JP2005143670A - Capsule type medical apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、体腔内を照明すると共に、照明された部位を撮像するカプセル型医療装置に関する。 The present invention relates to a capsule medical device that illuminates a body cavity and images the illuminated part.
近年、カプセル形状にして口部から飲み込むことにより、体腔内を撮像することができる各種のカプセル型医療装置が提案されている。
例えば、特開2003−260023号公報には、照明用LEDを実装したLED基板に設けた円筒状凸部がレンズ枠に設けた凹部に嵌合することによりLED基板と対物光学系との光学軸を合わせている。
In recent years, various capsule-type medical devices have been proposed that can capture the inside of a body cavity by swallowing from the mouth in a capsule shape.
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-260023, a cylindrical convex portion provided on an LED substrate on which an illumination LED is mounted is fitted into a concave portion provided on a lens frame, whereby the optical axis between the LED substrate and the objective optical system is disclosed. Are combined.
この場合、撮像光学系は、対物光学系/照明素子/先端透明カバー/イメージセンサの全ての光学軸を一致させることが必要であり、組立時にそれらを合わせる調整を行っていた。しかし、この調整は光学系が小さくなるほど高い精度が要求されるため、装置の小型化の妨げになっていた。
In this case, the imaging optical system needs to match all the optical axes of the objective optical system / illuminating element / tip transparent cover / image sensor, and adjustments are made to match them during assembly. However, since this adjustment requires higher accuracy as the optical system becomes smaller, it has hindered downsizing of the apparatus.
上記従来例の構成では、透明カバーと対物光学系の軸が一意的に決まらず調整が必要となると共に、対物光学系を取り付ける場合レンズ枠を介して照明用LEDが実装される基板に取り付ける構造になっているため、対物光学系を取り付ける部分のスペースが必要となる上、またLED基板にはLEDチップを実装するためのパッドを設ける必要があり、カプセル型医療装置をより小型化することが困難になる。 In the configuration of the above-described conventional example, the axes of the transparent cover and the objective optical system are not uniquely determined, and adjustment is required. When the objective optical system is attached, the structure is attached to the substrate on which the illumination LED is mounted via the lens frame. Therefore, it is necessary to provide a space for attaching the objective optical system, and it is necessary to provide a pad for mounting the LED chip on the LED substrate, which can further reduce the size of the capsule medical device. It becomes difficult.
(発明の目的)
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、小型化するのに適した構成の光学系を有するカプセル型医療装置を提供することを目的とする。
また、本発明は調整が容易で、かつ小型化するのに適した構成の光学系を有するカプセル型医療装置を提供することを目的とする。
(Object of invention)
The present invention has been made in view of the above-described points, and an object thereof is to provide a capsule medical device having an optical system having a configuration suitable for downsizing.
It is another object of the present invention to provide a capsule medical device having an optical system that is easy to adjust and is suitable for downsizing.
本発明は、照明素子と、照明素子を実装する照明基板と、照明手段にて照明された部位を撮像する撮像手段と、撮像手段に光学像を結像する対物光学系と、撮像手段の撮像範囲を覆う透明カバーとを備えたカプセル型医療装置において、
照明基板に照明手段を一体成形し、前記照明基板に設けた貫通孔に対物光学系を嵌入させて固定すると共に、前記照明基板の外周に透明カバーとの嵌合部を設けたことを特徴とする。
上記構成により対物光学系をレンズ枠を用いること無く照明基板に取り付けるようにして、小型化できるようにしている。
The present invention relates to an illumination element, an illumination board on which the illumination element is mounted, an imaging means for imaging a part illuminated by the illumination means, an objective optical system that forms an optical image on the imaging means, and imaging of the imaging means In a capsule medical device having a transparent cover that covers a range,
An illumination unit is integrally formed on the illumination board, and an objective optical system is fitted and fixed in a through hole provided in the illumination board, and a fitting portion with a transparent cover is provided on the outer periphery of the illumination board. To do.
With the above configuration, the objective optical system is attached to the illumination substrate without using a lens frame, so that the size can be reduced.
本発明によれば、対物光学系をレンズ枠を用いること無く照明基板に取り付け、LEDと基板を一体成形した構成であるので小型のカプセル型医療装置を実現できる。 According to the present invention, since the objective optical system is attached to the illumination substrate without using a lens frame and the LED and the substrate are integrally molded, a small capsule medical device can be realized.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1ないし図5は本発明の実施例1に係り、図1は本発明の実施例1を備えたカプセル型医療システム等の構成を示し、図2は体外ユニットの電気系の構成を示し、図3はカプセル型医療装置の構造を示し、図4は照明モジュールの裏面におけるフレキシブル基板との接続部の構造を示し、図5は変形例のカプセル型医療装置の構造を示す。
図1(A)に示すように本発明の実施例1を備えた内視鏡検査を行うカプセル型医療システム1は、患者2の口部から飲み込まれることにより体腔内管路を通過する際に体腔内管路内を光学的に撮像した画像信号を無線で送信するカプセル型医療装置3と、このカプセル型医療装置3で送信された信号を患者2の体外に設けたアンテナユニット4により受け、画像を保存する機能を有する(患者2の体外に配置される)体外ユニット5とを有する。
1 to 5 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 illustrates a configuration of a capsule medical system or the like provided with the first embodiment of the present invention, FIG. 2 illustrates a configuration of an electric system of an extracorporeal unit, FIG. 3 shows the structure of the capsule medical device, FIG. 4 shows the structure of the connecting portion with the flexible substrate on the back surface of the illumination module, and FIG. 5 shows the structure of the capsule medical device of a modification.
As shown in FIG. 1A, a capsule
この体外ユニット5には、画像データを保存するために、容量が例えば1GBのコンパクトフラッシュ(R)サイズのハードディスク18(図2参照)が内蔵されている。
そして、体外ユニット5に蓄積された画像データは検査中或いは検査終了後に図1(B)の表示システム6に接続して、画像を表示することができる。
つまり、図1(B)に示すように、この体外ユニット5は、表示システム6を構成するパーソナルコンピュータ(以下、パソコンと略記)7とUSBケーブル8等の通信を行う通信ケーブルで着脱自在に接続される。
そして、パソコン7により体外ユニット5に保存した画像を取り込み、内部のハードディスクに保存したり、表示するため等の処理を行い表示部9により保存した画像を表示できるようにしている。このパソコン7にはデータ入力操作等を行う操作盤としての例えばキーボード10が接続されている。
The
The image data stored in the
That is, as shown in FIG. 1B, the
Then, the image stored in the
図1(A)に示すように、カプセル型医療装置3を飲み込んで内視鏡検査を行う場合には、患者2はシールド機能を持つシールドシャツ11を着て行う。
このシールドシャツ11の内側には複数のアンテナ12が取り付けられたアンテナユニット4が取り付けてあり、このアンテナユニット4は、体外ユニット5に接続される。 そして、体外ユニット5は、このアンテナユニット4により、カプセル型医療装置3により撮像され、それに内蔵されたアンテナから送信された信号を受け、このアンテナユニット4に接続された体外ユニット5に撮像した画像を保存するようにしている。この体外ユニット5は、例えば患者2のベルトに着脱自在のフックにより取り付けられる。
As shown in FIG. 1A, when the capsule
An antenna unit 4 to which a plurality of
また、本実施例では、シールドシャツ11には、外側表面のシールド部分の内側に交流磁界を発生して、給電或いは送電するアンテナコイル(送電コイル)13a、13bが肩から側面側に(患者2の身長方向に対して)斜めに形成されると共に、中央部には例えば長方形状に巻回した送電或いは給電するアンテナコイル13cが正面側と背面側に対向するように形成されている。
これらアンテナコイル13a、13b、13cも、体外ユニット5に接続される。
また、この体外ユニット5は、例えば箱形状であり、前面には画像表示を行う表示装置としての例えば液晶モニタ14と、制御操作を行う操作部15とが設けてある。
In the present embodiment, the
These
The
図2に示すように、体外ユニット5の内部には、液晶モニタ14,操作部15の他に、アンテナ12に接続される通信回路(無線受信回路)16と、信号処理を行う信号処理回路17と、信号処理された画像データを記憶するハードディスク18と、アンテナコイル13a、13b、13cに出力する交流電力を発生する(発振回路及び電力増幅回路からなる)交流出力回路19と、通信回路16等を制御する制御回路20と、電源としての電池21とを備えている。
そして、アンテナコイル13a、13b、13cは、交流出力回路19から供給される交流電力により、交流磁界を発生する。後述するようにこの交流磁界は、生体組織では減衰の少ない数100kHz以下であり、体内のカプセル型医療装置3に対して殆ど減衰することなく交流磁界を印加することができるようにしている。
2, in addition to the
The antenna coils 13a, 13b, and 13c generate an alternating magnetic field by the alternating current power supplied from the alternating
また、ユーザは、操作部15を操作することにより、制御回路20を介して交流出力回路19からアンテナコイル13a〜13cに供給される交流電力を制御することができるようにしている。例えば、交流電力を供給するアンテナ13a〜13cを選択設定したり、順次切り換えてサイクリックに供給したり、順次切り換えて供給する周期を選択設定することもできるようにしている。
次に図3及び図4を参照して、本実施例のカプセル型医療装置3の構成を説明する。図3(A)はカプセル型医療装置3の内部構造を縦断面図で示し、図3(B)は、図3(A)のA矢視図を示す。また、図4(A)は、照明モジュールの裏面におけるフレキシブル基板との接続部の構造を示し、図4(B)及び図4(C)は、図4(A)の変形例を示す。
Further, the user can control the AC power supplied from the
Next, the configuration of the capsule
図3に示すように本実施例のカプセル型医療装置3は、光学像を結ぶ対物光学系31がレンズ枠を用いることなく取り付けられるLED基板34の前面側に、ドーム形状で透明部材で形成される先端カバー33を一体的に取り付けると共に、対物光学系31が取り付けられる貫通孔35の周囲に凹部を設けて照明を行う発光体としてのLEDチップ36を実装し、その周囲に蛍光体37を実装(充填)して、ユニット化された光学系モジュールとしての照明モジュール32を形成している。
つまり、略円板形状のLED基板34の中心には、対物光学系31の外径と同じ内径の貫通孔35が設けてあり、この貫通孔35には対物光学系31が嵌入されて固定される。また、このLED基板34における貫通孔35の周囲の例えば、4箇所に設けた凹部となる基板面には、照明素子を構成する発光体としてのLEDチップ36が実装される。
各LEDチップ36の周囲は蛍光体37で覆われており、LEDチップ36により発光された光を蛍光体37を介して白色光にして対物光学系31による視野範囲θを略均一に照明するようにしている。
As shown in FIG. 3, the capsule
That is, a
The periphery of each
また、LED基板34の外周側には、中心に設けた貫通孔35と同心となるように外周面を段差状に切り欠いて、先端カバー33の基端部の内径と嵌合する外径となる嵌合部34aを形成して、この先端カバー33の基端を嵌合させて接着剤等で接着して一体的に固定することにより、水密構造の照明モジュール32を形成している。なお、LED基板34において、貫通孔35、嵌合部34aと、LEDの光軸中心(光軸)が一致するように配置されている。
この照明モジュール32を構成するLED基板34は、MID(Molded Interconnect Device)等の立体配線基板、段付き構造をもったキャビティ基板(樹脂基板でも、セラミック基板でも良い)で形成することができる。さらに、放熱性の高いアルミ基板を用いることもできる(この場合、放熱性が高いので、より多くの電流を流せるので明るくできる。)
このLED基板34の貫通孔35に嵌入されて接着固定される対物光学系31は、例えば前後に配置される第1レンズ38及び第2レンズ39とにより形成され、第2レンズ39の後面(背面)にはCCD又はCMOS等の固体撮像素子40の前面が密着するように固定される。
Further, on the outer peripheral side of the
The
The objective
この場合、第2レンズ39の後面に固体撮像素子40の前面が密着する状態で、この固体撮像素子40の光電変換する受光面に、対象物の光学像がフォーカス状態で結像されるように2つのレンズ38、39の間隔が予め調整されている。
具体的には、第2レンズ39の周縁には前面側に延出されたリング状のスペーサ部39aが一体的に設けてある。
In this case, with the front surface of the solid-
Specifically, a ring-shaped
このスペーサ部39aに第1レンズ38の後面を密着させることにより、第2レンズ39の後面より僅かに後方の位置が結像位置となり、この後面に固体撮像素子40の前面を密着させることにより、固体撮像素子40の受光面には対象物の光学像がフォーカス状態で結像されるようにスペーサ部39aの長さが予め設定されている。
また、LED基板34における貫通孔35の中心と、その外周側に段差状に切り欠いて形成した嵌合部34aの中心とが一致する同心となるように形成してある。そして、この嵌合部34aに、先端カバー33の基端の円環部を嵌合させることにより、先端カバー33の中心軸が、貫通孔35に嵌合して取り付けられる対物光学系31の光軸Oと殆ど一致するようになる。さらに、LEDの光軸中心と、先端カバー33の中心軸と、対物光学系31の高直Oも一致する。
なお、この対物光学系31により、観察可能(撮像可能)となる視野範囲θは、90°から140°程度に設定されている。この場合、先端カバー33はこの視野範囲θよりも外側を覆うように設けてある。
By bringing the rear surface of the
Moreover, it forms so that the center of the through-
The visual field range θ that can be observed (captured) by the objective
また、この固体撮像素子40は、フレキシブル基板41にフリップチップ接続(フリップチップ実装)された後、このフレキシブル基板41と共にLED基板34の背面に固定される。
LED基板34の背面には、貫通孔35と連通する開口が設けられ、第2レンズ39を通したフレキシブル基板41が配置され、フレキシブル基板41の端部(上端)はLED基板34と電気的に接続される。
また、このフレキシブル基板41の背面側の面に設けた電極パッド54(図4参照)には、固体撮像素子40側の電極パッドがバンプを介してフリップチップ実装される。
このフレキシブル基板41は、この背面側に対向する固体撮像素子40の下端付近から後方側に折り返すように延出される狭い幅の延出部41aが形成してあり、その後端はリジッドな基板42と電気的に接続される。
The solid-
An opening that communicates with the through
In addition, the electrode pad on the solid-
The
なお、対物光学系31は、例えばフレキシブル基板41にフリップチップ実装された固体撮像素子40の受光面の中心と光軸Oとが一致するように調整された後、第2レンズ39の後面が受光面に密着するようにして接着され、その後この対物光学系31は、LED基板34の貫通孔35に嵌入され、フレキシブル基板41がLED基板34の背面に当接するようにして図4に示すように電気的に接続されると共に、接着剤で固着される。
固体撮像素子40の背面側に配置されるリジッドな基板42には、固体撮像素子40を駆動すると共に、固体撮像素子40から光電変換されて出力される撮像信号に対する信号処理を行い、圧縮された画像データを生成すると共に、各回路の制御も行う(集積回路(ICと略記)で構成された)信号処理&制御回路43と、この信号処理&制御回路43により生成された画像データを無線で送信するために高周波で変調処理するICで形成された無線回路44と、充電の処理を行うICで形成された充電回路45と、これらの回路を付随的に構成するための抵抗やコンデンサ等の電子部品46とが実装されている。
The objective
The
また、この基板42の後端には充電回路45により充電される例えば電気二重層コンデンサ等により形成され、略円板形状で静電容量が大容量となるコンデンサ47が配置され、このコンデンサ47の両電極は基板42に電気的に接続されている。
例えば、コンデンサ47の一方の電極は基板42の下面後端の電極パッドにコンデンサ47の一方の電極面が接触する状態で半田付けにより接続されと共に、基板42の後端に密着固定される。
また、この基板42を囲むように、円筒状のコイル芯48が配置されている。このコイル芯48には、その外周面上に螺旋状に導線を巻回して受電コイルと送信コイル(送信アンテナ)の機能を兼ねる受電&送信コイル49が形成されている。
この受電&送信コイル49における受電コイルの両端は充電回路45と接続され、送信コイルの両端は、無線回路44と接続される。
In addition, a
For example, one electrode of the
A
Both ends of the power reception coil in the power reception &
図4(A)は、LED基板34の背面に設けた電極パッド51とフレキシブル基板41の端部に設けた半スルーホール52との接続部を示す。
LED基板34の背面には、このLED基板34の前面に実装されたLEDチップ36と電気的に接続された電源供給用の電極パッド51が水平方向に隣接して2つ設けてある。
フレキシブル基板41は、LED基板34と同じ外径の円形状のものを、その上端がLED基板34に設けた2つの電極パッド51に対向するように、上部側がDカットされ、このDカットされた上辺の端部に設けた半スルーホール52を電極パッド51と接触するように位置合わせして、半田53により半田付けされる。
また、このフレキシブル基板41の下端側も、その中央の延出部41aを残したことを除くと、上部側と同様にDカットしている。
FIG. 4A shows a connection portion between an
On the back surface of the
The
Also, the lower end side of the
また、このフレキシブル基板41における背面には、固体撮像素子40の前面の受光面の両側に形成されている電極パッドとフリップチップ接続するための電極パッド54が形成されている。そして、これらの電極パッド54と上記電極パッド51とは延出部41aの図示しないプリントパターンを介してリジッドな基板42と接続される。
LED基板34の背面に、フレキシブル基板41とフリップチップ接続された固体撮像素子40や、フレキシブル基板41の延出部41aと接続された基板42及びこの基板42を囲むように配置されるコイル芯48の周囲には、樹脂55が充填されて外装体56が形成される。
図4(A)においては、フレキシブル基板41は、LED基板34と同じ円形の一部を切り欠いた形状にしているが、図4(B)に示すように長方形の形状にしたものでも良いし、図4(C)に示すように図4(B)に示す長方形の4隅を切り欠いた八角形でも良いし、その他の多角形にしても良い。
Further, on the back surface of the
On the back surface of the
In FIG. 4 (A), the
このように本実施例では、略円板形状のLED基板34に、その中心に対物光学系31の外径と一致する内径の貫通孔35を設け、この貫通孔35に対物光学系31を嵌合するようにして固着することにより、レンズ枠を不必要としてLED基板34に対物光学系31を固定できるようにした構造の光学系モジュールを形成している。
また、LED基板34における貫通孔35と同心となる嵌合部34aを形成しているので、この嵌合部34aに透明な先端カバー33の基端を嵌合させることにより、殆ど調整を行わなくても対物光学系31の光軸Oに先端カバー33の中心軸及びLEDの光軸を殆ど一致させることができる。
As described above, in this embodiment, a substantially disc-shaped
Moreover, since the fitting part 34a concentric with the through-
このような構成の本実施例の動作を説明する。
図1(A)に示すように患者2は、シールドシャツ11を着て、体外ユニット5を装着してカプセル型医療装置3を口部から飲み込む。この場合、前もってアンテナコイル13a〜13cに交流磁界を印加し、カプセル型医療装置3の受電&送信コイル49により受電して、充電回路45により直流電力に変換してコンデンサ47を充電する。そして、このコンデンサ47に蓄積された直流電力により、カプセル型医療装置3の各回路を動作させ、正常に動作することを確認してから患者2は、カプセル型医療装置3を飲み込む。 カプセル型医療装置3の信号処理&制御回路43は、照明手段を形成するLEDチップ36を間欠的に発光させるように駆動制御し、また固体撮像素子40に駆動信号を印加する。
The operation of this embodiment having such a configuration will be described.
As shown in FIG. 1A, the
固体撮像素子40は、LEDチップ36により発光され、蛍光体37を経た白色光により照明された体腔内の部位を撮像し、光電変換して信号電荷として蓄積する。そして、この固体撮像素子40は、駆動信号が印加されることにより光電変換した信号電荷が読み出され、撮像信号として出力する。
そして、この撮像信号は、信号処理&制御回路37により画像データに変換され、さらに圧縮された画像データにされた後、無線回路44に送られ、この無線回路44により、例えば数10MHz以上の周波数で変調された後、受電&送信コイル49(の送信コイル部分)に供給され、外部に電波として放射される。
この電波は、体外のアンテナ12により受信され、通信回路16により復調された後、信号処理回路17に送られ、圧縮された画像データはハードディスク18に格納されると共に、伸張処理され、さらに映像信号に変換処理されて液晶モニタ14に出力され、液晶モニタ14の表示面には固体撮像素子40で撮像された画像が表示される。
The solid-
The imaging signal is converted into image data by the signal processing &
This radio wave is received by the
また、例えば体外ユニット5側から一定周期などでサイクリック(循環的)にアンテナコイル13a〜13cを介して数100kHz以下の周波数の交流磁界を印加することにより、カプセル型医療装置3の受電&送信コイル49には交流起電力が誘起され、その交流起電力は充電回路45により整流されて直流に変換された後、適宜の電圧に昇圧されてコンデンサ47に蓄積される。
従って、コンデンサ47には外部から送電される電気エネルギが蓄積されるので、撮像手段等を動作させて長時間、体内で撮像した画像データを送信することができる。
本実施例では、画像データを得るための光学的に照明を行うと共に、照明された観察対象部位を結像する対物光学系31とレンズ枠を不用にするLED基板34を用いた照明モジュール32を採用し、コンパクトにユニット化している。
In addition, for example, by applying an alternating magnetic field having a frequency of several hundreds of kHz or less through the antenna coils 13a to 13c cyclically (circularly) from the
Therefore, since the electrical energy transmitted from the outside is stored in the
In the present embodiment, an
従って、本実施例によれば、簡単に、かつ高精度の光学系を備えたカプセル型医療装置3を製造することができると共に、レンズ枠を不用としているので小型のカプセル型医療装置3を実現できる。
また、LED基板34に対物光学系31及び先端カバー33を一体化して光学部品をユニット化した照明モジュール32を形成することにより、この照明モジュール32を用いて簡単にカプセル型医療装置3を製造できる。また、部品点数を削減でき、組立性を向上できると共に、低コスト化することもできる。また、ユニット化により小型化することにより、設計の自由度も大きくできる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to easily manufacture a capsule
Moreover, by forming the
図5(A)は変形例のカプセル型医療装置3Bを縦断面図で示し、図5(B)は一部を平面断面図で示す。本変形例のカプセル型医療装置3Bは、図3のカプセル型医療装置3において、LED基板34の背面の電極パッドと接続するフレキシブル基板41を設けないで、その代わりに、LED基板34の背面の電極パッドに固体撮像素子40の前面の受光面の周囲に設けた電極パッドをフリップチップ実装するようにしている。
また、本変形例では、固体撮像素子40の背面には、リジッドな基板42の前端が接触するように配置され、この基板42の前端の上面及び下面に設けた電極パッドと固体撮像素子40の背面に水平方向に延出された2列の電極パッドとが半田付け57により接続されている。
FIG. 5A shows a modified capsule
Further, in this modification, the front end of the
また、図3のカプセル型医療装置3においては、LED基板34の背面側は、樹脂55により一体成形した外装体56を形成していたが、本変形例では、円筒状の枠体58で覆うようにしている。
また、本変形例では、LED基板34の前面側に一体に固定される透明な先端カバー33Bは、半球面形状にしてあり、この先端カバー33Bの曲率半径の中心が対物光学系31の光学中心としての瞳位置と一致するように、LED基板34の円形の外周面に外嵌する先端カバー33Bの円筒状の基端の位置決めを行って固定している。この場合、この照明モジュール32Bでは、その外周面に先端カバー33Bを外嵌させ、対物光学系31の光軸Oと先端カバー33Bの円筒の中心軸とLEDの光軸とが一致するようにして固定される。
Further, in the capsule
In this modification, the transparent tip cover 33B that is integrally fixed to the front surface side of the
また、本変形例では、図3におけるコイル芯48の代わりに、受電コイル及び送信コイルを形成するプリントパターンが例えば外周面に設けたフレキシブル基板59を円筒形状にして、基板42の板面に両端部を接続して受電コイル及び送信コイルの機能を持つ受電&送信コイル49を形成している。
そして、上述した(信号処理&制御回路43等が実装された)基板42を固体撮像素子40の背面に半田付け57して接続及び機械的に固定したり、フレキシブル基板59を円筒形状にして、基板42に接続した後、円筒状で後端が閉塞された枠体58を先端カバー33Bと嵌合させて接着して内蔵物を水密的に覆うようにしている。
その他の構成は図3に示したカプセル型医療装置3と同様である。また、本変形例の効果は、図3に示したカプセル型医療装置3とほぼ同様である。
Further, in this modification, instead of the
Then, the substrate 42 (with the signal processing &
Other configurations are the same as those of the capsule
次に図6を参照して本発明の実施例2を説明する。図6は、本実施例における照明モジュール32C付近の構造を示す。この場合、図6(A)は、照明モジュール32Cの断面図、図6(B)は図6(A)の正面図を示す。なお、図6においては、対物光学系31を取り付けない状態で示している。
実施例1においては、照明モジュール32を構成するLED基板34をMID等の立体基板や段付き構造のキャビティ基板を利用していたが、本変形例では円板形状の中心に円形の開口を設けたドーナツ形状のリジッド基板61等を用いて照明モジュール32とほぼ同様の機能を持つ照明モジュール32Cを形成している。
ドーナツ形状(中空円板形状)のリジッド基板61には、その前面の周方向には複数のLEDチップ36がワイヤボンディング実装等で実装される。このリジッド基板61の背面には、固体撮像素子40がフリップチップ実装される。
Next,
In the first embodiment, the
A plurality of
また、このリジッド基板61のDカットされた下端は、フレキシブル基板62の一端と接続され、このフレキシブル基板62の他端はリジッドの基板42と接続される。
このリジッド基板61の中心位置に円形に設けた開口には、その前面側から対物光学系31が嵌入されて固定される(対物光学系31の外径に嵌合する)内周面を有する内筒63の後端が嵌入されて固着され、さらにリジッド基板61の外周部分には外筒64が外嵌されて固着される。
なお、リジッド基板61の下部のDカット部に対応して外筒64にもその前面側に肉厚部が形成してある。リジッド基板61の下部のDカット部と、外筒64の間の空隙部において、Dカット部されたリジッド基板61はフレキシブル基板62の一端と接続される。このフレキシブル基板62は、後方側にに延出され、基板42と接続される。
また、リジッド基板61に実装されたLEDチップ36における内筒63と外筒64との間の空間には、蛍光体37が充填される。
In addition, the D-cut lower end of the
An opening provided in a circular shape at the center position of the
A thick portion is formed on the front side of the
The space between the
このようにして、本実施例では実施例1とほぼ同様の機能を持つ照明モジュール32Bを形成している。
その他の構成は実施例1と同様である。また、本実施例によれば、高価なMIDやキャビティ基板を使わなくても、実施例1とほぼ同様の機能及び効果を持つ照明モジュール32Cを構成でき、カプセル型医療装置を小型化及び低コスト化等することができる。
Thus, in this embodiment, the
Other configurations are the same as those of the first embodiment. In addition, according to the present embodiment, it is possible to configure the
次に図7ないし図10を参照して本発明の実施例3を説明する。図7は本実施例における照明モジュール32Dの構成を示す。
この照明モジュール32Dは、実施例1における対物光学系31とは異なる第1レンズ71及び第2レンズ72とを採用している。
LED基板34における貫通孔35の前端付近には段差状に拡径にした切り欠き73が設けてあり、この切り欠き73に嵌合する形状に成形された第1レンズ71が接着固定される。この貫通孔35の後方から、固体撮像素子40がその後面に密着するように接着された第2レンズ72が嵌合するように挿入され、接着固定される。
また、この固体撮像素子40は、図8(A)にも示すようにLED基板34の背面にフリップチップ実装される。
Next,
The
In the vicinity of the front end of the through
Further, the solid-
この場合、例えば第2レンズ7の後面に密着するようにして固着された固体撮像素子40は、第2レンズ72が貫通孔35に嵌入され、その際固体撮像素子40の前面がLED基板34の背面にフリップチップ実装される。そして、貫通孔35の前面側から第1レンズ71が嵌入され、フォーカス調整されて固定される。
また、本実施例では照明モジュール32Dの背面側にはリジッドな基板を用いることなく、以下に説明するように電子部品を実装したフレキシブル基板73と接続する構成にしている。
図8(A)に示すようにLED基板34の下部には、Dカット部34bが形成され、このDカット部34bに臨む電極パッドは四角の筒形(図9参照)に形成されたフレキシブル基板73に設けた接続用端子部73aが、異方性導電フィルム(Anisotropic Conductive Film ACFと略記)74を介して電気的に接続される。
In this case, for example, in the solid-
Further, in the present embodiment, a rigid substrate is not used on the back side of the
As shown in FIG. 8 (A), a D-cut
このACF74は、異方的に導電性及び絶縁性を有するフィルム(膜)であり、具体的にはその厚み方向には導電性を示し、厚み方向に直交する面方向には絶縁性を有する。従って、このACF74を介挿することにより、ACF74を介挿した部分の両側に位置する2端部を電気的に導通させる(バンプ接続で導通させる)ことができ、かつ面方向に隣接する端部との絶縁を確保することができることになる。
この場合、図8(A)のB−B断面となる図8(B)に示すように、固体撮像素子40がフリップチップ実装されるLED基板34の背面に設けた電極パッド75は、プリントパターン76を介してDカット部34bの端部に設けた複数の電極パッドと接続されている。
The
In this case, as shown in FIG. 8B, which is a BB cross section of FIG. 8A, the
また、この電極パッドは、LEDチップ36と接続される電源パターンと接続されるものも含む。そして、Dカット部34bの端部に設けた複数の電極パッドは、異方性のACF74を介してフレキシブル基板73に設けた接続用端子部73aと電気的に接続される。なお、このACF74を用いることなく、複数の電極パッドと接続用端子部73aとを電気的に接続しても良い。
図9は、四角の筒形に形成されたフレキシブル基板73の外観を斜視図で示し、図10は四角の筒形に折り曲げる前の展開した図を示す。
図10に示すように、折り曲げるライン(点線で示している)の両端部には切り欠き77が設けてあり、折り曲げ易くしている。なお、折り曲げるラインに沿った部分を薄肉にしても良い。
The electrode pads include those connected to a power supply pattern connected to the
FIG. 9 is a perspective view showing the external appearance of the
As shown in FIG. 10,
このフレキシブル基板73の内面には信号処理&制御回路43等が実装される。また、図9に示すようにフレキシブル基板73の外表面には、螺旋状にプリントパターン78が設けてあり、筒形にして対向する端部のプリントパターン78を接続することにより受電コイル及び送信コイルの機能を持つ受電&送信コイル49が形成される。
図8(A)に示すようにLED基板34の外周面には、例えば図3に示した透明な先端カバー33が固着される。そして、このLED基板34の背面側には、例えば図3の場合と同様に一体成形用の樹脂55が流し込まれて外装体が形成されるようになる。
本実施例によれば、実施例1の図3や図5のようなリジッドな基板42を用いることなく、受電&送信コイル49が外側表面に形成され、その内側表面には信号処理&制御回路43等が実装されたフレキシブル基板73を用いることにより、省スペースで高密度に内蔵物を実装することができ、小型のカプセル型医療装置を製造できる。
A signal processing &
As shown in FIG. 8A, for example, the
According to the present embodiment, the power receiving & transmitting
図11は第1変形例のカプセル型医療装置3Cにおける照明モジュール32Bの周辺部の構造を示す。
本変形例は、図5の変形例に相当する構成であり、リジッドな基板42を囲むように受電&送信コイル49を形成するためのフレキシブル基板73を例えば四角或いは円筒状に折り曲げて、その端部を基板42の側面で固定する構造にしたものである。
図11に示す本変形例では、照明モジュール32Bの構造は、図5に示したものと殆ど同じ構成であるが、フレキシブル基板73上に形成したプリントパターン78における対向する端部を、基板42の側端に沿って設けた半スルーホール81の上面及び下面にて半田付けにて接続することにより、受電コイル及び送信コイルの機能を持つ受電&送信コイル49を形成するようにしている。本変形例によれば、フレキシブル基板73に形成したプリントパターン78の端部をコイルが形成されるように電気的に接続できると共に、筒形にしたフレキシブル基板73を基板42に固定することもできる。
FIG. 11 shows the structure of the periphery of the
This modified example is a configuration corresponding to the modified example of FIG. 5, and a
In the present modification shown in FIG. 11, the structure of the
なお、図11に示した構成では、リジッドな基板42を採用しているが、図8に示すように基板42を用いることなく、フレキシブル基板73により固体撮像素子40と電気的に接続する構造にしても良い。
In the configuration shown in FIG. 11, the
図12(A)は、第2変形例における照明モジュール32Eの周辺部の構造を示す。本変形例は、図11において、固体撮像素子40の前面には電極パッドを設けないで、その背面に設けた電極パッド83とLED基板34の背面に設けた電極パッド84とをワイヤボンディング85により接続した構造にしている。
図12(B)は、第3変形例における照明モジュール32Fの周辺部の構造を示す。本変形例は、図11において、固体撮像素子40の前面には電極パッドを設けないで、例えば上下にリードフレーム86を延出して、LED基板34の背面に設けた電極パッド87とリードフレーム86の端部を半田付けで接続している。
FIG. 12A shows the structure of the periphery of the
FIG. 12B shows the structure of the periphery of the
図12(C)は、第4変形例における照明モジュール32Gの周辺部の構造を示す。本変形例は、図11において、固体撮像素子40の前面には電極パッドを設けないで、例えば上下に半スルーホール88を設け、この半スルーホール88をLED基板34の背面に設けた電極パッドとを半田90により接続している。
FIG. 12C shows the structure of the periphery of the illumination module 32G in the fourth modification. In this modified example, in FIG. 11, no electrode pad is provided on the front surface of the solid-
図12(D)は、図12(C)におけるLED基板34の背面の電極パッド89に位置合わせされた固体撮像素子40の上端部の半スルーホール88とを半田90により半田付けした状態で示す。第2〜第4変形例は、第1変形例とほぼ同様の効果を有する。また、第1変形例において、説明したようにリジッドな基板42を採用しないで、固体撮像素子40にフレキシブル基板73とを接続する構造にしても良い。
なお、上述した各実施例を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。
FIG. 12D shows a state in which the half through-
Note that embodiments configured by partially combining the above-described embodiments also belong to the present invention.
患者の口から飲み込むことにより体腔内に挿入され、体腔内を移動する際に、照明手段により照明された部位を対物光学系及び撮像手段により撮像した画像データを無線で体外に送信し、体外の表示手段で表示することにより体内を検査することができる。 When it is inserted into the body cavity by swallowing from the patient's mouth and moves inside the body cavity, the image data obtained by imaging the part illuminated by the illumination means by the objective optical system and the imaging means is wirelessly transmitted to the outside of the body. By displaying on the display means, the inside of the body can be examined.
[付記]
1.請求項3において、前記撮像素子は、前記照明基板の背面にフリップチップ実装される。
2.請求項3において、前記照明基板には、前記貫通孔と同心となり、前記撮像素子及び照明素子を覆うドーム形状で透明な先端カバーの基端の円環部が嵌合して取り付けられる嵌合部が設けてある。
3.請求項3において、前記対物光学系は、前記嵌合孔に嵌合する外径を有する第1及び第2レンズからなり、第1及び第2レンズにおける一方には両レンズの間隔を一定しするスペーサが一体的に設けてある。
4.付記1において、前記照明基板には、電子部品を実装したフレキシブル基板と電気的に接続される接続部が設けてある。
5.付記4において、前記フレキシブル基板には送信及び受電を行うアンテナコイルが設けてある。
[Appendix]
1. The image pickup device according to
2. 4. The fitting portion according to
3. 4. The objective optical system according to
4). In
5). In Supplementary Note 4, the flexible substrate is provided with an antenna coil for transmitting and receiving power.
1…カプセル型医療システム
2…患者
3…カプセル型医療装置
4…アンテナユニット
5…体外ユニット
6…表示システム
12…アンテナ
13a〜13c…アンテナコイル(送電コイル)
14…液晶モニタ
16…通信回路
19…交流出力回路
31…対物光学系
32…照明モジュール
33…先端カバー
34…LED基板
34a…嵌合部
35…貫通孔
36…LEDチップ
37…蛍光体
38、39…レンズ
40…固体撮像素子
41…フレキシブル基板
42…基板
43…信号処理&制御回路
44…無線回路
45…充電回路
47…コンデンサ
代理人 弁理士 伊藤 進
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (3)
照明基板に照明手段を一体成形し、前記照明基板に設けた貫通孔に対物光学系を嵌入させて固定すると共に、前記照明基板の外周に透明カバーとの嵌合部を設けたことを特徴とするカプセル型医療装置。 Illumination element, illumination substrate on which illumination element is mounted, imaging means for imaging a part illuminated by the illumination means, objective optical system for forming an optical image on the imaging means, and transparent covering the imaging range of the imaging means In a capsule medical device having a cover,
An illumination unit is integrally formed on the illumination board, and an objective optical system is fitted and fixed in a through hole provided in the illumination board, and a fitting portion with a transparent cover is provided on the outer periphery of the illumination board. Capsule type medical device.
前記照明基板に設けられ、対物光学系の外径に殆ど一致する内径の貫通孔と、
前記貫通孔にその外周面が嵌入して固定される対物光学系と、
を設けたことを特徴とするカプセル型医療装置。 In a capsule medical device comprising: an illumination board on which an illumination element is mounted; an imaging element that images a portion illuminated by the illumination element; and an objective optical system that forms an optical image on the imaging element.
A through-hole having an inner diameter that is provided on the illumination substrate and almost matches the outer diameter of the objective optical system;
An objective optical system whose outer peripheral surface is fitted and fixed in the through hole; and
A capsule medical device characterized by comprising:
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