JP2005193053A - イメージセンサの上に位置付けられるように構成されるレンズ構造アセンブリ、生体内装置のイメージセンサ、およびイメージセンサの上に光学系をセンタリングするための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 イメージセンサの真上に光学系をアライメントするためのアセンブリおよび方法を説明する。
【解決手段】 アセンブリは、イメージセンサの上に位置付けられたレンズ構造と、レンズ構造の上に位置付けられかつ基板上に取付けられたレンズホルダとを含み得る。レンズ構造は、光学部と、光学部から延びる構造部とを組込むことができ、イメージセンサを基準としてほぼ最適な焦点距離に対応する距離だけ光学系を持上げるように働くことのできる１つ以上のストッパにより、イメージセンサ上に直接配置され得る。レンズ構造の構造部内に含まれるリップもまた、２つ以上の対向する側面と当接し、イメージセンサを基準としてセンタリングされた位置において、イメージセンサの真上にレンズ構造を取付けることができる。
【選択図】 図１

Description

発明の分野
この発明は、一般に生体内撮像装置内で用いるための光学系のアライメント、センタリング、および／または焦点距離の位置付けに関する。

発明の背景
デジタル出力のイメージセンサ、たとえばＣＭＯＳイメージセンサは、小型の生体内撮像装置に低コストおよび低エネルギ消費の解決策を提供することができる。当該技術では、イメージセンサを組込んだ生体内撮像装置、たとえば摂取可能な撮像カプセルが周知である。これらの装置は一般に、たとえば、撮像装置に関連付けられた光学系と、生体内の体内腔を照明するための光源と、必要とされる光学系をイメージセンサの真上で支持するだけでなく光源から生じ得る迷光からイメージセンサを遮断するためのレンズホルダとを含み得る。光学系は、焦点距離により規定された高さに位置付けられてイメージセンサの真上に配向され、イメージセンサの光検知領域と部分的に重複し得る。小型化の結果、たとえば（焦点距離に対する）接着剤の厚さの変動または光学系およびレンズホルダの不適切なセンタリングによる、光学系およびホルダのイメージセンサに対する小さなアライメント誤差が、取込まれる画像の品質に影響を及ぼし得る。

発明の概要
この発明の実施例に従い、イメージセンサに光学系をアライメントするためのレンズ構造および組付け方法とが提供される。この発明の実施例に従い、レンズ構造は、たとえば光学部および構造部を含み得る。光学部は、たとえば光学系であり得、構造部は、光学部から延び得、たとえばほぼ最適な焦点距離または最適な焦点距離に対応する距離だけ光学系を持ち上げるための１つのストッパまたは複数のストッパ等を含み得る。この発明のいくつかの実施例では、レンズ構造上にリップまたは他の適切な構造を設けることができ、このリップまたは他の適切な構造は、イメージセンサの少なくとも２つの対向する面または縁端部に当接して、イメージセンサを基準にしてレンズ構造をセンタリングすることができる。この発明の他の実施例では、レンズホルダをレンズ構造上に組付けることができ、レンズホルダは、レンズホルダおよびレンズ構造のアセンブリを基板上に取付けることができる。この発明のさらに別の実施例では、一方を他方の上に積み重ねることのできる２つ以上のレンズ構造のアセンブリが提供される。

この発明は、図面とともに読まれると、以下の詳細な説明から、より完全に理解され認識されるであろう。

説明を簡単かつ明瞭にするために、図面に示される要素が必ずしも正確にまたは縮尺どおりに描かれていないことが認識されるであろう。たとえば、いくつかの要素の寸法が、はっきりさせるために他の要素よりも誇張されていることが考えられ、または、いくつかの物理的な構成要素が、１つの機能上のブロックまたは要素内に含まれることが考えられる。さらに、適切であると考えられた場合、対応する要素または類似の要素を示すために、参照番号が図面間で繰返され得る。

発明の詳細な説明
以下の説明では、この発明のさまざまな局面を説明する。説明のために特定の構成および詳細を明示して、この発明が完全に理解されるようにする。しかしながら、当業者には、この明細書に提示される特定の詳細がなくてもこの発明を実施し得ることも明らかであろう。さらに、周知の特徴は、この発明を不明瞭にしないように省略または簡略化され得る。

ここで図１を参照する。図１は、この発明の一実施例に従ったイメージセンサの真上におよび／またはイメージセンサを基準として光学系を位置付けるためのアセンブリ１００を示す。真上、上方、上、下方等の用語は、この明細書で使用される際に、装置が観察者に対して或る一定の配向に置かれたときの記述的な相対語として考えられる。したがって、これらの用語は相対的なものであり、或る一定の配向を仮定した場合に、光学系がイメージセンサの「下方に」または「側面に」存在し得ることを理解されるべきである。レンズホルダ１２０はレンズ構造１３０とともに、イメージセンサ１５０の真上に位置付けられ得、たとえば接着剤１９０を用いて基板１８０上に、たとえばレンズホルダ１２０の１つ以上の脚部１９１を用いて固定されおよび／または取付けられ得る。他の固定方法および取付方法、たとえば超音波溶接を用いてよい。光学ディスク１２８と実質的に同心のディスク開口部１２９を有する光学ディスク１２８は、レンズホルダ１２０とレンズ構造１３０との間に位置付けられて、たとえば、イメージセンサ１５０まで透過する光の量を制御することができる。レンズ構造１３０は、光学系１１０等の光学部と、光学部から延びる構造部１６０とを含み得る。光学系１１０は、複合レンズ、フィルタ、および絞り等の光学素子を含み得、レンズ構造１３０と一体的な部分であり得る。レンズ構造１３０の構造部１６０は、レンズホルダ１２０の上におよび／または真上にレンズ構造１３０を組付けるための突起１２７、イメージセンサ１５０と光学系１１０との間の所望の距離を設定および／または表示するための１つのストッパまたは複数のストッパ１４０、およびレンズ構造をイメージセンサ１５０に当接させるための突起、棚状突起、またはリップ１４５を組込むことができる。この発明のいくつかの実施例において、リップはストッパ１４０を越えて延び得る。１つの突起または複数の突起１２７は、たとえば、糊着、摩擦嵌め、圧入、溶接、レーザ溶接、および／または他の適切な方法により、レンズホルダ１２０に付着し得る。レンズ構造１３０の突起１２７以外の、および／または突起１２７に加えて他の適切な表面を用いて、レンズホルダ１２０にレンズ構造１３０を取付けることができる。１つのストッパまたは複数のストッパ１４０およびリップ１４５以外のおよび／または１つのストッパまたは複数のストッパ１４０およびリップ１４５に加えて表面および／または構造を用いて、イメージセンサ１５０と光学系１１０との間の所望の距離およびセンタリング位置を設定および／または表示することができる。この発明の一実施例において、窪み１３２または他の空隙等をレンズホルダ１２０に追加することができ、それによって、たとえばレンズ構造１３０は、たとえば定位置に嵌合し得る。この発明の別の実施例において、レンズ構造１３０上の突起１２７は、たとえば可撓性のばね板または部分１３１（図２）を含み得、これらのばね板または部分１３１は、たとえば突起１２７をレンズホルダ１２０内に圧入する際に曲がって少なくとも部分的に互いに接近し得る。この発明の一実施例において、可撓性のばね板１３１は、必要とされる程度の範囲内で曲がり、レンズの突起１２７およびレンズホルダ１２０の寸法におけるより大きな公差を見込むことができる。レンズ構造１３０とレンズホルダ１２０とを組付けるために他の適切な方法を用いてよい。

光学系１１０を取囲む突起１２７は、たとえば包装、出荷、処理、組付け等の間における機械的な損傷から光学系１１０を保護するように働くこともできる。機械的な損傷は、たとえば光学系１１０における掻き傷、欠け、油性の汚れ等を含み得る。

レンズホルダの開口部１２５は、興味の対象となる領域から反射された光（図示せず）が光学系１１０を通ってイメージセンサ１５０まで透過することを可能にし得る。この発明の別の実施例において、たとえば図３により詳細に示すように、金属ディスク１２８と実質的に同心の孔部、絞り、および／またはディスク開口部１２９を有する金属ディスク１２８を含むことができる。ディスク開口部１２９を有するディスク１２８は、当該技術で周知の、たとえばエッチングおよびレーザ切断を用いて、必要とされ得る高い精度で製造および／または製作され得る。他の適切な製造プロセスを用いることもできる。ディスク１２８は、たとえば黒めっきされたステンレス鋼で形成され得る。他の適切な種類のめっきもしくは被覆を用いて、またはめっきを用いずに、他の金属等の他の適切な材料を用いることもできる。ディスクは、めっき以外の任意の適切な方法で着色することができる。この発明の一実施例では、たとえば突起１２７がディスク１２８を支持し得るように、レンズ構造１３０とレンズホルダ１２０との間にディスク１２８を組付けることができる。他の適切な組付け方法を用いることができる。ディスク開口部１２９を有するディスク１２８は、所望の精度を満たす寸法を有する、イメージセンサ１５０用の開口部を提供し得る。このようにして、レンズホルダ１２０内に含まれ、好ましくはプラスチック材料で形成され、たとえば射出成形により製造されるレンズホルダの開口部１２５は、この発明の一実施例において、より大きな直径およびより大きな公差を有して製造され得、イメージャまでの光の透過を制御する開口部として必ずしも働くわけではない。

レンズ構造１３０は、単一の鋳型により、たとえば射出成形により、たとえば製造および／または製作され得る。他の適切な製造手順を用いてもよい。レンズ構造１３０は、１つのストッパまたは複数のストッパ１４０として働き得る１つ以上の表面を含み得る構造部１６０を有して設計され得る。１つのストッパまたは複数のストッパ１４０は、イメージセンサ１５０からの光学系１１０の近接度および／または距離を制限することができ、それによって、１つのストッパまたは複数のストッパ１４０がイメージセンサ１５０に接しているときに、光学系１１０およびイメージセンサ１５０が、たとえばほぼ最適な焦点距離もしくは最適な焦点距離（距離ｄ等）、または別の所望の距離を空けて存在し得るようにする。この発明の一実施例において、１つのストッパまたは複数のストッパ１４０は、２つ以上の脚部の形を取り得、これらの脚部はたとえば、イメージセンサの表面の非感光性の領域、たとえばイメージセンサの２つ以上の角部の真上に少なくとも部分的に（または完全に）配置され得る。代替的な実施例において、１つのストッパまたは複数のストッパ１４０は他の適切な形状または形を有し得る。このようにして、イメージセンサ１５０と光学系１１０との間で糊着された部分もしくは組付けられた部分または他の公差の原因によって生じていたであろう、光学系１１０とイメージセンサ１５０との距離の公差をなくしつつ、イメージセンサ１５０を基準にして焦点距離において光学系１１０を容易にアライメントすることができる。レンズ構造１３０を組込んだレンズホルダ１２０を、たとえばプリント回路基板（Printed Circuit Board）（ＰＣＢ）等の基板１８０のたとえば真上において、たとえば適切なノッチに嵌合させることができ、１つのストッパまたは複数のストッパ１４０がイメージセンサ１５０に接触するまでこのレンズホルダ１２０を押し下げることができる。糊１９０の塗布、ねじ（図示せず）、ピン、または他の接続手段もしくは接着手段の適用により、接触を維持することができる。代替的に、レンズホルダ１２０および／またはレンズ構造１３０は、他の適切な構成要素または表面を用いて基板１８０に接続され得る。

この発明の別の実施例において、レンズ構造１３０は、少なくとも２つの当接する表面またはリップ１４５を含み得、これらの表面またはリップ１４５は、矩形のイメージセンサのたとえば対向する側面、角部、および／または点か、または、矩形のイメージセンサ１５０のたとえば各側面もしくは角部に当接し得る、たとえば４つの突起もしくはリップであり得る。当接するリップ１４５は、光学系１１０を基準にセンタリングされ得、イメージセンサ１５０の周囲に嵌合されると、イメージセンサ１５０の真上で光学系１１０を
センタリングすることができる。他の数の脚部、円形の囲い、または他の適切な当接面を用いることができる。この発明の或る実施例において、リップ１４５は、光学部１１０と実質的に同軸であり得、かつ、実質的に同軸状にイメージセンサ１５０の周囲と部分的に嵌合し得る１つの突起であり得る。また或る実施例において、リップ１４５は、２つ以上の突起から構成され得る。次に、この発明の一実施例に従ったレンズ構造１３０の等角図を示す図４を参照する。この発明の一実施例において、レンズ構造１３０は、イメージセンサ１５０の真上で光学系１１０をセンタリングするために、イメージセンサ１５０の真上に配置され得る４つの平らな表面の形等を取り得る１つのストッパまたは複数のストッパ１４０と、たとえばイメージセンサ１５０の４つの側面に当接し得る４つの脚部および／またはリップ１４５とを含み得る。他の適切な数のリップ１４５およびストッパ１４０を用いることができる。

図５は、レンズ構造１３０の底面概略図を示す。ここで、イメージセンサ１５０の周囲の寸法は、点線により記されている。一実施例に従い、イメージセンサ１５０の周囲を取り巻く領域は、感光性ではないことが考えられ、たとえば回路を含み得、中央の領域１５０′は感光性の領域（画素を含む領域等）を含み得る。この図面において、当接するリップ１４５は、この発明の一実施例に従い、イメージセンサ１５０の４つの側面に当接するものと認識することができる。加えて、１つのストッパまたは複数のストッパ１４０は、この発明の一実施例に従い、イメージセンサ１５０の４つの角部と少なくとも部分的に重複することが認識され得る。他の実施例において、１つのストッパまたは複数のストッパ１４０は、イメージセンサ１５０の２つ以上の角部または部分と部分的に重複し得る。

この発明の一実施例において、レンズ構造１３０は、たとえば、適切なシリコン材料か、または透明プラスチック、たとえば熱可塑性かつ剛性のポリウレタン樹脂（isoplast（登録商標）等）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene（ＡＢＳ））共重合体、ポリカーボネート、または他の適切な材料で形成され得る。レンズ構造１３０は、たとえば射出成形によって製造され得る。この発明の代替的な一実施例において、レンズ構造１３０は、２Ｋ射出成形により製造および／または製作され得、ここでは、たとえば第１工程として、この明細書に述べた、適切な色を含み得る任意の材料等の不透明材料が、鋳型内であって構造部１６０の領域、たとえばレンズ構造１３０を取り囲む壁面内に射出され得、たとえば第２工程として、透明材料が、光学系１１０の鋳型内の領域内に射出され得る。このようにして、レンズ構造１３０の構造部１６０を不透明材料で製作することができ、光学系を透明材料で製作することができる。この発明の別の実施例において、工程は異なる順序を有してよく、または、より多くの工程が追加されてよい。このようにして、この発明の一実施例に従い、レンズ構造１３０は、周囲の迷光からイメージセンサを分離する不透明な部分と、たとえば光学系１１０を含む透明な部分とを有し得る。

この発明の実施例に従ったレンズホルダを概略的に示す図６を参照する。レンズホルダ１２０は、ＡＢＳ等の任意の適切なプラスチックで形成され得、射出成形または他の任意の方法によって製造され得る。この発明のいくつかの実施例において、レンズホルダ１２０は、不透明または非透明であり得、それにより、光は、レンズホルダの開口部１２５を透過する以外は、レンズホルダ１２０を透過することができない。この発明の他の実施例において、レンズホルダ１２０は、透明材料を有し得る。他の適切な材料または方法を用いて、レンズホルダ１２０を製造することができる。ＰＣＢおよび／または基板１８０上の適切なノッチ内にレンズホルダ１２０を位置付けるために、脚部１９１を用いることができる。

次に図７Ａ〜図７Ｃを参照する。図７Ａ〜図７Ｃは、この発明の代替的な実施例に従った、レンズ構造およびレンズホルダのアセンブリを概略的に示す。図７Ａは、この発明の
代替的な一実施例に従って、イメージセンサの真上に光学系をアライメントしかつセンタリングするためのレンズ構造およびレンズホルダのアセンブリ２００の断面図を示す。レンズホルダ２２０は、光学系１１０を基準にイメージセンサ１５０をセンタリングするために用いられるレンズホルダの開口部１２５に対してたとえばセンタリングされ得るセンタリング用脚部２４５等の突起を含み得る。たとえば、イメージセンサのたとえば対向する側面に当接し得る少なくとも２つのセンタリング用脚部２４５を用いることができる。センタリング用脚部２４５は、表面１８０と接触してもよく、または接触しなくてもよい。この発明の或る実施例において、センタリング用脚部２４５は、開口部１２９と実質的に同心であり得る１つの突起であり得、実質的に同軸状にイメージセンサ１５０の周囲に少なくとも部分的に嵌合し得る。また或る実施例において、リップ１４５は、２つ以上の突起から構成され得る。レンズ構造２３０は、光学系１１０の、イメージセンサ１５０に対する近接度を制限することのできる１つのストッパまたは複数のストッパ２４０を含み得、それにより、１つのストッパまたは複数のストッパ２４０がイメージセンサ１５０に接するときに、光学系１１０とイメージセンサ１５０とがほぼ最適な焦点距離に、最適な焦点距離に、および／または予め定められた他の任意の適切な距離に配置され得るようにする。いくつかの実施例に従い、レンズホルダ２２０は、たとえば糊、ねじ、または他の任意の適切な取付方法によって表面１８０、たとえばＰＣＢまたは他の構成要素の表面もしくは構造に取付けられ得る周辺の脚部２８０を含み得、および／または、周辺の脚部２８０が支持体１８０内の適切なノッチ内に位置付けられ得る。図７Ｂは、レンズ構造２３０、レンズホルダ２２０、および点線により示される、イメージセンサ１５０の周辺部の輪郭の底面図を示す。この図面において、レンズホルダのセンタリング用脚部２４５は、この発明の一実施例に従い、イメージセンサ１５０のたとえば４つの側面に当接し得る。１つのストッパまたは複数のストッパ２４０は、この発明の一実施例に従い、イメージセンサ１５０のたとえば２つから４つの角部と少なくとも部分的に重複し得る。１つのストッパまたは複数のストッパ２４０およびセンタリング用脚部２４５の各々は、この発明の他の実施例において、異なる適切な数の表面または脚部を含み、表面および／または脚部は、任意の適切なサイズを有し得る。１つのストッパまたは複数のストッパ２４０は、イメージセンサ１５０の角部以外の適切な位置においてイメージセンサ１５０と部分的に重複し得る。

次に、４つのセンタリング用脚部２４５を備えたレンズホルダ２２０の等角図を示す図７Ｃを参照する。この発明の一実施例において、レンズホルダ２２０は、糊、ねじ、または他の適切な任意の取付方法を用いて、支持体１８０、たとえばＰＣＢ、または他の構成要素、表面、もしくは構造に取付けられ得る周辺の脚部２８０を有し得る。代替的な実施例において、レンズホルダ２２０は、周辺の脚部２８０を含んでいないことが考えられ、センタリング用脚部２４５が、たとえば糊、ねじ、または他の適切な任意の取付方法により、たとえばＰＣＢ１８０、構造、または構成要素に直接取付けられるか、または締結され得る。

次に、この発明の実施に従い、イメージセンサの真上に位置付けられた２つのレンズ構造アセンブリを示す図８を参照する。この発明の一実施例において、第１の光学系１１０を組込んだ第１のレンズ構造１３０′は、第２の光学系１１２を組込み得る第２のレンズ構造１３０″の１つの段状部または複数の段状部１４１上に直接配置され得る。レンズ構造１３０″は、たとえばイメージセンサ１５０の真上に直接配置され得る。この発明の他の実施例において、レンズ構造１３０″は、図１に示す１つのストッパまたは複数のストッパ１４０等のストッパを含み得、１つのストッパまたは複数のストッパ１４０のみがイメージセンサ１５０上に直接配置され得る。レンズ構造１３０′および１３０″の形状寸法は、組付け中に、光学系１１０および１１２とイメージセンサ１５０との間の所望の距離、たとえば焦点距離を設定および／または規定し得る。たとえば、レンズ構造１３０′のレンズ構造の脚部１４６およびレンズ構造１３０″の１つの段状部または複数の段状部
１４１は、光学系１１０と光学系１１２との間の距離を決定することができ、一方でレンズ構造１３０″の高さ「ｈ」は、光学系１１２とイメージセンサ１５０との間の距離を決定することができる。他の実施例では、レンズ構造１３０′および１３０″の他の形状寸法を用いて、光学系１１０および１１２とイメージセンサ１５０との距離を規定することができる。この発明のさらに他の実施例では、２つ以上のレンズ構造を直接的もしくは間接的に積み重ねることができ、または互いの真上に配置することができる。レンズ構造１３０′および１３０″を互いの真上に直接積み重ねることは、複数の部分からなるアセンブリに生じ得るであろう公差をなくすという利点を有する。たとえば、第１のレンズホルダ上に第１の光学系を組付けてから、第２のレンズホルダ上に組付けられた第２の光学系の別のアセンブリ上にその第１のレンズホルダを積み重ねると、１つのレンズホルダ上に別のレンズホルダが存在するアセンブリにおいてだけでなく、レンズホルダ上のレンズのアセンブリ間で公差が累積するおそれがある。レンズ構造１３０′および１３０″を積み重ねることは、たとえばレンズホルダの追加による公差をなくす働きをする。

図８に示す実施例において、レンズ構造１３０′および１３０″は、適切なシリコン材料か、または透明プラスチック、たとえば isoplast（登録商標）、ＡＢＳ、ポリカーボネート、もしくは他の適切な材料で製造および／製作され得る。レンズ構造１３０′および１３０″は、たとえば射出成形を用いた単一の鋳型により各々が製作され得る。この発明の代替的な実施例において、レンズ構造１３０′および１３０″は、２Ｋ射出成形により製造され得、ここでは、たとえば第１工程として、この明細書で述べた、適切な色を含み得る任意の材料等の不透明材料が、鋳型内であってたとえばレンズ構造１３０を取り囲む壁面の領域内に射出され得、たとえば第２工程として、透明材料が、たとえば光学系１１０および／または光学系１１２の鋳型内の領域に射出され得る。この発明の別の実施例において、これらの工程は異なる順序を有してよく、または、より多くの工程が追加されてよい。このようにして、この発明の一実施例に従い、レンズ構造１３０′および１３０″は、周囲の迷光からイメージセンサを分離する不透明な部分と、たとえば光学系１１０および光学系１１２を含む透明な部分とを有し得る。レンズ構造１３０′およびレンズ構造１３０″は、たとえば糊着、摩擦嵌め、圧入、溶接、レーザ溶接、および／または他の適切な方法により、互いの上に固定され得る。他の実施例において、レンズ構造１３０′および１３０″は、一方が他方の真上に単に積み重ねられ得、レンズホルダ、たとえばレンズホルダ１２０（図６）および／またはレンズホルダ２２０（図７Ｃ）と同様のレンズホルダがレンズ構造１３０′および１３０″を定位置に保持することができる。

この発明の一実施例に従い、レンズ構造およびレンズホルダアセンブリは、たとえば図９に示すように生体内装置内に組込むことができる。たとえば、生体内装置は、胃腸（ＧＩ）管を撮像するための嚥下可能なカプセル、内視鏡、カテーテル、ステント、針、または他の適切な生体内装置であり得る。一実施例において、レンズ構造１３０およびレンズホルダ１２０は、たとえば図９に概略的に示すように、嚥下可能な撮像装置内に組込まれ得る。撮像カプセルは、そのいずれもがこの発明の共通の譲受人に譲渡されて、かつ、この明細書において引用により援用される、２００１年９月１３日に公開されて「生体内撮像のための装置およびシステム（A Device And System For In-vivo Imaging）」と題された国際出願公開番号第ＷＯ ０１／６５９９５号に記載された実施例か、またはイダン（Iddan）他への米国特許第５，６０４，５３１号に記載された実施例と同様であることが考えられる。装置３００は、この発明の一実施例に従い、レンズ構造１３０およびレンズホルダ１２０と、１つ以上の照明源３１０と、たとえばＰＣＢ１８０上に配置され得るイメージセンサ１５０とを含み得る。照明源３１０は、観察ドーム３７０を介して興味の対象となる生体内の領域（図示せず）を照明することができ、イメージセンサ１５０は、興味の対象となる領域（図示せず）から反射されて観察ドーム３７０、レンズ構造１３０、およびレンズホルダ１２０、一般的にはディスク開口部１２９を透過し得る光を検知することができる。観察ドーム３７０は、レンズホルダ１２０のレンズホルダのリム５００
に直接組付けられて接着され得る。このようにして、観察ドーム３７０は、レンズホルダ１２０、レンズ構造１３０、およびイメージセンサ１５０と実質的に同軸状に組付けられ得る。装置３００はさらに、バッテリ等の１つ以上の電源３３０と、たとえば検知および／または撮像したデータをＲＦ等により送信するための、アンテナ３６０を備えた送信機３４０とを含み得る。他の適切な構成要素が装置３００内に含まれてよい。他の実施例において、レンズ構造１３０およびレンズホルダ１２０は、他の構成要素および構造を有する他の撮像カプセルまたは装置とともに用いられ得る。たとえば、送信機３４０はＰＣＢ１８０上に位置付けられ得、アンテナ３６０はレンズホルダ１２０内に組込まれ得る。

一実施例に従い、１つ以上の照明源３１０、たとえばＬＥＤが、一般的にはイメージセンサ１５０の面とは異なる面上のレンズホルダ１２０（たとえば図９に図示）上に位置付けられ得る。この配置は、照明源３１０からイメージセンサ１５０上への迷光の入射を減らす働きをし得る。一実施例に従い、照明源３１０は、たとえばレンズホルダ１２０からＰＣＢ１８０に延びるワイヤにより、たとえばレンズホルダ１２０および／またはＰＣＢ１８０を介して電源３３０に電気的に接続され得る。他の実施例に従い、照明源３１０は、他の態様で、たとえばＰＣＢ１８０上に直接位置付けられ得る。いくつかの実施例に従い、レンズホルダ１２０は、少なくとも部分的に不透明であり得るか、または或る部分において不透明であり得、照明源３１０からイメージセンサ１５０上への迷光の入射を減らすことを助ける。

次に、図１０を参照する。図１０は、一実施例に従い、レンズホルダ１２０の真上に位置付けられかつレンズホルダの開口部１２５と同心の照明リング４１０、たとえばＬＥＤリングの形を取った照明源３１０を示す。この発明の一実施例に従い、照明源３１０は、たとえば白色ＬＥＤ、単色ＬＥＤ、または他の適切なＬＥＤであり得る。この発明の一実施例において、１つ以上の照明源３１０は、たとえばリングの形を取ったリング基板４４０上に載置され得る。レンズホルダ１２０上の２つ以上のスパイク４２０は、レンズホルダ１２０および／またはレンズホルダの開口部１２５に対するリング基板４４０および１つまたは複数の照明源３１０の位置決めおよびセンタリングを確実に行なうことができる。この明細書に記載されているように、レンズホルダ１２０が観察ドーム３７０を基準にしてセンタリングされ得るため、レンズ構造１３０、光学部１１０、開口部１２９、イメージャ１５０、および照明リング４１０はすべて、互いにおよび観察ドーム３７０と同軸であり得る。

次に、イメージセンサを基準として光学系をアライメントする方法を説明するフロー図を示す図１１を参照する。ブロック５１０において、レンズ構造１３０等のレンズ構造は、レンズホルダ（レンズホルダ１２０等）上に組付けられ得る。この発明の実施例に従い、レンズ構造は、たとえば単一の鋳型により製作され得、たとえばポリウレタン樹脂で作製され得る。他の適切な材料を用いてよい。この発明の実施例に従い、レンズ構造１３０の構造部１６０は、たとえばレンズホルダ１２０の上および／または真上にレンズ構造１３０を組付けるための突起１２７を組込み得る。１つの突起または複数の突起１２７は、たとえば糊着、摩擦嵌め、圧入、溶接、レーザ溶接、および／または他の適切な方法により、レンズホルダ１２０に接着され得る。レンズ構造１３０の突起１２７以外におよび／または突起１２７に加え、他の適切な表面を用いてレンズ構造１３０をレンズホルダ１２０に取付けることができる。この発明のいくつかの実施例において、開口部１２９を有する金属ディスク１２８は、たとえば突起１２７の境界内に規定された領域内等においてレンズ構造１３０上に組付けられ得る。このようにして、ディスク１２８を有するレンズ構造１３０は、たとえばレンズホルダ１２０上に組付けられ得る。ステップ５２０において、レンズ構造１３０はイメージセンサ１５０の真上に位置付けられ得る。いくつかの実施例において、表面、たとえば１つのストッパまたは複数のストッパ１４０を用いて、イメージセンサ１５０と光学系１１０との間の所望の距離を設定および／または表示すること
ができる。１つのストッパまたは複数のストッパ１４０は、感光性ではないことが考えられるイメージセンサの表面の領域と部分的に重複し得る。他の実施例において、当接する１つのリップまたは複数のリップ１４５は、光学系１１０に対して同軸であり（および／またはセンタリングされ）得、イメージセンサ１５０の周囲に嵌合されると、イメージセンサ１５０の真上で光学系１１０をセンタリングすることができる。他の実施例において、センタリング用の突起は、レンズホルダ１２０、たとえばセンタリング用脚部２４５と一体化され得る。ブロック５３０において、レンズホルダ１２０は基板１８０に取付けられ得る。たとえば、レンズホルダ１２０は、たとえば接着剤１９０により、たとえばレンズホルダ１２０の１つ以上の脚部１９１により基板１８０上に固定および／または取付けられ得る。他の固定方法および取付方法、たとえば超音波溶接を用いてよい。ブロック５４０において、ＬＥＤリングがレンズホルダ１２０の真上に位置付けられ得る。この発明の一実施例において、１つ以上の照明源３１０は、たとえばリングの形を取ったリング基板４４０上に載置され得る。レンズホルダ１２０上の２つ以上のスパイク４２０は、レンズホルダ１２０および／またはレンズホルダの開口部１２５を基準として、リング基板４４０および１つの照明源または複数の照明源３１０の位置決めおよびセンタリングを確実に行なうことができる。この明細書に記載するように、レンズホルダ１２０が観察ドーム３７０を基準にしてセンタリングされ得るため、レンズ構造１３０、光学部１１０、開口部１２９、イメージャ１５０、および照明リング４１０はすべて、互いにおよび観察ドーム３７０と同軸であり得る。

この明細書においてこれまで具体的に示しかつ説明した内容に、この発明が限定されないことを当業者は認識するであろう。むしろ、この発明の範囲は、前掲の請求項によってのみ規定される。

この発明の一実施例に従った、イメージセンサの真上に光学系を位置付けるためのレンズ構造およびレンズホルダの概略断面図である。 この発明の別の実施例に従った、レンズ構造の概略等角図である。 この発明の一実施例に従った、開口部を備えたディスクの概略等角図である。 この発明の一実施例に従った、レンズ構造の概略等角図である。 この発明の一実施例に従った、レンズ構造の概略底面図である。 この発明の一実施例に従った、レンズホルダの概略等角図である。 この発明の別の実施例に従った、イメージセンサの真上に光学系をアライメントするためのレンズ構造およびレンズホルダの概略断面図である。 この発明の一実施例に従った、イメージセンサの真上に光学系をアライメントしてセンタリングするためのレンズ構造およびレンズホルダの概略底面図である。 この発明の別の実施例に従った、レンズホルダの等角図である。 この発明の一実施例に従った、イメージセンサの真上に位置付けられた２つのレンズ構造アセンブリの概略断面図である。 この発明の一実施例に従った、生体内自律型カプセルに組込まれたレンズ構造およびレンズホルダのアセンブリの概略図である。 この発明の一実施例に従った、レンズホルダ上に組付けられた照明源の概略図である。 この発明の一実施例に従った、イメージセンサを基準として光学系をアライメントするための方法を示すフロー図である。

符号の説明

１００ アセンブリ、１１０ 光学系、１２０ レンズホルダ、１２８ 光学ディスク、１２９ ディスク開口部、１３０ レンズ構造、１４０ ストッパ、１５０ イメージ
センサ、１８０ 基板、１９０ 接着剤。

Claims (19)

1. イメージセンサの上に位置付けられるように構成されるレンズ構造アセンブリであって、
   光学部と、
   光学部から延びる構造部とを備え、前記構造部は、イメージセンサ上に少なくとも部分的に配置されるように構成される、レンズ構造アセンブリ。
2. 構造部は、ほぼ最適な焦点距離だけ、構造部が上に配置されるイメージセンサから光学部を引き離す、請求項１に記載のレンズ構造アセンブリ。
3. 構造部は、光学部と実質的に同軸のリップを含み、前記リップは、実質的に同軸状にイメージセンサの周囲と少なくとも部分的に嵌合する、請求項１に記載のレンズ構造アセンブリ。
4. レンズホルダを備え、レンズ構造はレンズホルダ上に組付けられる、請求項１に記載のレンズ構造アセンブリ。
5. レンズ構造の構造部は、レンズホルダ上にレンズ構造を組付けるように構成される突起を含む、請求項４に記載のレンズ構造アセンブリ。
6. レンズホルダは、センタリング用脚部を含み、センタリング用脚部は、実質的に同軸状にイメージセンサの周囲と少なくとも部分的に嵌合する、請求項４に記載のアセンブリ。
7. レンズ構造とレンズホルダの開口部との間に配置された金属ディスクを備え、ディスクは、ディスクと実質的に同心のディスク開口部を含む、請求項４に記載のアセンブリ。
8. ディスク開口部は、エッチングまたはレーザ切断により製作される、請求項７に記載のアセンブリ。
9. 照明リングを備え、照明リングは、レンズホルダの上に組付けられ、レンズホルダの開口部と実質的に同心である、請求項４に記載のアセンブリ。
10. レンズホルダは、レンズホルダの上に照明リングを取付けるためのスパイクを含む、請求項４に記載のアセンブリ。
11. レンズホルダは、レンズホルダの上に同軸状に観察ドームを組付けるように構成されるリムを含む、請求項４に記載のアセンブリ。
12. 生体内装置のイメージセンサの上に配置されるように構成されるレンズ構造アセンブリであって、
    第１の光学部と第１の光学部から延びる第１の構造部とを含む第１のレンズ構造を備え、第１の構造部は、第２のレンズ構造の上に積み重ねられるように構成され、前記レンズ構造アセンブリはさらに、
    第２の光学部と第２の光学部から延びかつストッパを有する第２の構造部とを含む第２のレンズ構造を備え、ストッパは、イメージセンサの一部上に少なくとも部分的に配置されるように構成される、レンズ構造アセンブリ。
13. ストッパは、ストッパが配置されるイメージセンサから第２の光学系を引き離す、請求項１２に記載のレンズ構造アセンブリ。
14. 第２の構造部はリップを有し、リップは、第２の光学系を基準にしてセンタリングされ、イメージセンサの対向する側面に当接する、請求項１２に記載のレンズ構造アセンブリ。
15. イメージセンサの上に光学系をセンタリングするための方法であって、光学系を含むレンズ構造のリップを、イメージセンサの実質的に対向する少なくとも２つの点に当接させるステップを含む、方法。
16. 単一の鋳型を用いてレンズ構造を製作するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
17. レンズホルダ上にレンズ構造を組付けるステップを含む、請求項１５に記載の方法。
18. レンズホルダ上に照明リングを組付けるステップを含む、請求項１７に記載の方法。
19. 開口部を有する金属ディスクをレンズ構造上に組付けるステップを含む、請求項１５に記載の方法。

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