JP2008272439A - カプセル型医療装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】カプセル型筐体の光学ドームと照明部と光学ユニットとの相対的な位置関係のばらつきを抑制でき、この光学ドームに対する照明部および光学ユニットの好適な各相対位置を高精度に決定できること。
【解決手段】本発明にかかるカプセル型医療装置は、光学ドーム2b,2cと、光学ドーム2b,2c越しに被検体内部を照明する発光素子3a〜3d,6a〜6dをそれぞれ実装した照明基板19a,19fと、固体撮像素子5,8に対して被検体内部の画像を結像する光学ユニット4,7と、照明基板19a,19fおよび光学ユニット4,7をそれぞれ固定配置した位置決め部14,15とを有する。位置決め部14,15は、光学ドーム2b,2cの内周面にそれぞれ嵌合固定することによって、光学ドーム2b,2cに対する発光素子3a〜3d,6a〜6dおよび光学ユニット4,7の各相対位置を決定する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、患者等の被検体の臓器内部に導入され、この被検体の体内情報を取得するカプセル型医療装置に関するものである。
従来から、内視鏡の分野において、撮像機能と無線通信機能とを有する飲込み型のカプセル型内視鏡が登場している。カプセル型内視鏡は、臓器内部の観察(検査)のために患者等の被検体の口から嚥下等によって臓器内部に導入され、その後、蠕動運動等によって臓器内部を移動しつつ、この被検体内部の画像(以下、体内画像という場合がある)を所定間隔、例えば0.5秒間隔で順次撮像し、最終的には被検体の体外に自然排出される。
このようにカプセル型内視鏡が被検体の臓器内部に存在する間、このカプセル型内視鏡によって撮像された体内画像は、無線通信によってカプセル型内視鏡から体外の受信装置に順次送信される。かかる受信装置は、この被検体によって携帯され、この被検体の臓器内部に導入されたカプセル型内視鏡が無線送信した体内画像群を受信し、受信した体内画像群を記録媒体に保存する。
かかる受信装置の記録媒体に保存された体内画像群は、ワークステーション等の画像表示装置に取り込まれる。画像表示装置は、この記録媒体を介して取得した被検体の体内画像群を表示する。医師または看護師等は、かかる画像表示装置に表示された体内画像群を観察することによって、この被検体を診断することができる。
このようなカプセル型内視鏡は、透明な光学ドームを端部に備えたカプセル型筐体を有し、このカプセル型筐体の内部に、光学ドーム越しに臓器内部を照明するLED等の照明部と、これら照明部によって照明された臓器内部からの反射光を結像するレンズ等の光学ユニットと、この光学ユニットによって結像された臓器内部の像(すなわち体内画像)を撮像するCCD等の撮像部とを備える。この場合、照明部および撮像部は、照明基板および撮像基板にそれぞれ実装された態様でカプセル型筐体に内蔵され、光学ユニットは、この撮像基板上の撮像部に取り付けられ、この照明基板の中央部に形成された貫通孔に挿通された態様でカプセル型筐体に内蔵される(例えば特許文献1,2を参照)。
特開2005−198964号公報 特開2005−204924号公報
ところで、上述した従来のカプセル型内視鏡に内蔵される照明基板および撮像基板は、カプセル型筐体の内部に配置できるように円盤状に形成されたリジッド回路基板(以下、単にリジッド基板という)であり、フレキシブル回路基板(以下、単にフレキ基板という)を介して電気的に接続される。かかる照明基板は、その外縁部を光学ドームの内壁面に当て付けることによって、この光学ドームと照明部と光学ユニットとの相対的な位置関係を決定している。
しかしながら、上述した照明基板は、リジッド基板の打抜き加工等によって円盤状に形成されるため、通常±0.1mm程度の外径公差を有する。また、上述したカプセル型筐体の光学ドームの内径寸法は、かかる照明基板の外径公差を加味した公差を有するように設計する必要がある。このため、かかる外径公差を有する照明基板の外縁部を光学ドームの内壁面に当て付けた場合、光学ドームと照明部と光学ユニットとの相対的な位置関係のばらつきが大きく、これに起因して、この光学ドームに対する照明部および光学ユニットの好適な各相対位置を高精度に決定することが困難であった。なお、カプセル型内視鏡に内蔵された照明部および光学ユニットの各々が光学ドームに対して好適な相対位置に配置されていない場合、かかる照明部によって発せられた光が光学ドームに反射して光学ユニットのレンズに入射する虞があり、これに起因してフレアが発生する。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、カプセル型筐体の光学ドームと照明部と光学ユニットとの相対的な位置関係のばらつきを抑制でき、この光学ドームに対する照明部および光学ユニットの好適な各相対位置を高精度に決定できるカプセル型医療装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるカプセル型医療装置は、被検体内部に導入されるカプセル型筐体の一部をなし、光学的に透明な光学ドームと、前記光学ドーム越しに前記被検体内部を照明する照明部が固定配置された照明基板と、前記照明部によって照明された被検体内部の画像を結像する光学ユニットと、前記光学ユニットに対して固定配置され、前記被検体内部の画像を撮像する撮像部と、前記照明基板および前記光学ユニットが固定配置され、前記光学ドームの内周面に嵌合固定して、前記光学ドームに対する前記照明部および前記光学ユニットの各相対位置を決定する位置決め部と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記位置決め部は、前記照明基板および前記光学ユニットが固定配置され、前記光学ドームの内周面に嵌合する外周面を有する板状部と、前記板状部から突起し、前記光学ドームの開口端部に係止して前記光学ドームの内周面に前記板状部を固定する突起部と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記位置決め部は、前記照明基板および前記光学ユニットが固定配置され、前記光学ドームの内周面に嵌合する外周面を有する板状部であり、前記光学ドームは、前記板状部の外周面を嵌合させる第1の内周面と該第1の内周面に比して小さい内径を形成する第2の内周面とを連続する段部を有し、該段部に前記板状部の外縁部を係止して、前記光学ドームの内周面に前記板状部を固定することを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記光学ユニットは、前記撮像部の受光面に前記被検体内部の画像を結像する1以上のレンズと、前記1以上のレンズを保持するレンズ枠と、を備え、前記レンズ枠は、前記板状部に形成された貫通孔に挿入固定されることを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記光学ユニットは、前記撮像部の受光面に前記被検体内部の画像を結像する1以上のレンズを有し、前記板状部は、前記1以上のレンズを保持するレンズ枠を一体的に有することを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記照明基板は、前記レンズ枠を挿通する開口部を有し、前記光学ドームに対向する前記板状部の面上に、前記開口部に前記レンズ枠を挿通した態様で固定配置されることを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記照明基板は、前記板状部の面上の接合部材によって固定されることを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記照明基板は、前記開口部を介して突出した前記レンズ枠の裾部に塗布された接着剤によって固定されることを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記板状部は、前記光学ドームに対向する面上に前記照明基板をスナップ止めする1以上の鉤部を備え、前記照明基板は、前記1以上の鉤部のスナップ止めによって前記板状部に固定されることを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記開口部を介して突出した前記レンズ枠の裾部に螺着されるとともに前記照明基板を前記板状部に押圧する押圧部を備え、前記照明基板は、前記押圧部の押圧力によって前記板状部に固定されることを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記位置決め部は、前記レンズ枠の上端部に比して低い位置に前記照明部の上端部が位置する態様で前記光学ドームに対する前記照明部の相対位置を決定することを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記照明基板は、フレキシブル回路基板であることを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記位置決め部は、前記光学ドームに対する前記撮像部の相対位置をさらに決定することを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記撮像部によって撮像された被検体内部の画像を含む無線信号を外部に送信するアンテナを備え、前記位置決め部は、前記光学ドームに対する前記アンテナの相対位置をさらに決定することを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記光学ドームに押圧する方向に前記位置決め部を付勢する付勢力を生成する弾性部材を備え、前記位置決め部は、前記弾性部材の付勢力によって前記光学ドームの内周面に嵌合固定されることを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、少なくとも前記撮像部に電力を供給する電源部を備え、前記弾性部材は、前記電源部の接点を確保する接点ばねであることを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記弾性部材の付勢力を受け、該付勢力によって前記光学ドームに前記位置決め部を押圧する押圧部を備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記光学ドームは、前記位置決め部の少なくとも一部が当接する当接面を備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記位置決め部は、樹脂成形によって形成される樹脂部材であることを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記撮像部は、複数であって互いに異なる方向の前記被検体内部の画像を撮像し、前記カプセル型筐体は、複数の前記撮像部に対応して複数の前記光学ドームを含み、前記照明部、前記照明基板、前記光学ユニット、および前記位置決め部は、複数の前記撮像部に対応して前記カプセル型筐体に各々複数内蔵され、前記弾性部材の付勢力は、複数の前記撮像部の各々に対して対向する方向に作用することを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記弾性部材の伸縮距離は、前記付勢力の作用方向における前記カプセル型筐体の内蔵物の寸法ばらつきに比して大きいことを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記光学ドームは、前記カプセル型筐体の残りの一部をなす筒状胴部の端部に、凹凸部の係合によって嵌合され、前記弾性部材の付勢力は、前記凹凸部の係合による前記光学ドームと前記筒状胴部との保持力に比して小さいことを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記カプセル型筐体の内蔵物の外径寸法は、前記筒状胴部の内径寸法に比して小さいことを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記光学ドームと前記筒状胴部との接続面の間隙を閉塞するオーリングを備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記光学ドームは、前記カプセル型筐体の内蔵物に対する相対位置を外部から視認可能な態様の指標を形成されることを特徴とする。
また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記撮像部の動作を制御する制御部と、前記制御部を実装した回路基板を支持するとともに該回路基板の基板間隔を確保する支持体と、を備え、前記支持体は、前記位置決め部に当接および嵌合し、前記弾性部材の付勢力によって前記光学ドームに前記位置決め部を押圧することを特徴とする。
本発明にかかるカプセル型医療装置は、光学ドーム越しに被検体内部を照明する照明部が固定配置された照明基板と、照明された被検体内部の画像を撮像部の受光面に結像する光学ユニットとを位置決め部に固定配置し、かかる位置決め部の外周面を光学ドームの内周面に嵌合固定することによって、この光学ドームに対する照明部および光学ユニットの各相対位置を決定するように構成した。このため、かかる光学ドームと照明部と光学ユニットとの相対的な位置関係のばらつきを抑制することができ、この結果、光学ドームに対する照明部および光学ユニットの好適な各相対位置を高精度に決定できるという効果を奏する。
以下、図面を参照して、本発明にかかるカプセル型医療装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下では、被検体内部に導入され、被検体の体内情報の一例である体内画像を撮像する撮像機能と、撮像した体内画像を無線送信する無線通信機能とを有するカプセル型内視鏡を、本発明にかかるカプセル型医療装置の一例として説明するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す縦断面模式図である。図2は、図1に示す方向F側から光学ドーム越しに見たカプセル型内視鏡の内部構造を例示する模式図である。図3は、図1に示す方向B側から光学ドーム越しに見たカプセル型内視鏡の内部構造を例示する模式図である。
図1に示すように、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1は、方向F側(前方側)の体内画像と方向B側(後方側)の体内画像とを撮像する2眼タイプのカプセル型内視鏡であり、被検体の臓器内部に導入可能な大きさに形成されたカプセル型の筐体2を有し、この筐体2の内部に、方向F側の体内画像を撮像するための撮像機能と、方向B側の体内画像を撮像するための撮像機能と、かかる撮像機能によって撮像された体内画像を外部に無線送信する無線通信機能とを備える。
詳細には、図1〜3に示すように、カプセル型内視鏡1は、筐体2の内部に、方向F側の被検体内部を照明する複数の発光素子3a〜3dを実装した照明基板19aと、発光素子3a〜3dによって照明された被検体内部の画像を結像する光学ユニット4と、光学ユニット4によって結像された被検体内部の画像(すなわち方向F側の体内画像)を撮像する固体撮像素子5を実装した撮像基板19bと、を有する。また、カプセル型内視鏡1は、筐体2の内部に、方向B側の被検体内部を照明する複数の発光素子6a〜6dを実装した照明基板19fと、発光素子6a〜6dによって照明された被検体内部の画像を結像する光学ユニット7と、光学ユニット7によって結像された被検体内部の画像(すなわち方向B側の体内画像)を撮像する固体撮像素子8を実装した撮像基板19eと、を有する。また、カプセル型内視鏡1は、筐体2の内部に、かかる固体撮像素子5,8によって撮像された各体内画像をアンテナ9bを介して外部に無線送信する無線ユニット9aを実装した無線基板19dと、かかる撮像機能および無線通信機能を制御する制御部10を実装した制御基板19cと、を有する。
また、カプセル型内視鏡1は、筐体2の内部に、複数の発光素子3a〜3d,6a〜6dと固体撮像素子5,8と無線ユニット9aと制御部10とに対して電力を供給するための電源系、すなわち磁気スイッチ11a等の各種回路部品と、電池12a,12bと、電源基板18a,18bと、かかる電池12a,12bと電源基板18a,18bとを通電可能に接続する接点ばね13a,13bと、を有する。さらに、カプセル型内視鏡1は、筐体2の内部に、筐体2の前端をなす光学ドーム2bに対する発光素子3a〜3dおよび光学ユニット4の各相対位置を決定する位置決め部14と、筐体2の後端をなす光学ドーム2cに対する発光素子6a〜6dおよび光学ユニット7の各相対位置を決定する位置決め部15と、接点ばね13aの弾性力を受けて位置決め部14を光学ドーム2bに対して固定する荷重受け部16と、接点ばね13bの弾性力を受けて位置決め部15を光学ドーム2cに対して固定する荷重受け部17と、を有する。
筐体2は、被検体の臓器内部に導入し易い大きさのカプセル型筐体であり、筒状構造を有する筒状胴部2aの両側開口端に光学ドーム2b,2cを取り付けることによって実現される。筒状胴部2aは、光学ドーム2b,2cに比して大きい外径寸法を有し、かかる光学ドーム2b,2cを両側開口端部近傍の内周面に嵌合可能な構造を有する。かかる筒状胴部2aの両側開口端部近傍の内周面には、光学ドーム2b,2cを嵌合した際に光学ドーム2b,2cの端面と当接する段部が形成されている。かかる筒状胴部2aの段部に光学ドーム2b,2cの各端面を当接させることによって、筒状胴部2aに対する光学ドーム2b,2cの各相対位置が決定される。
光学ドーム2b,2cは、略均一な肉厚で形成された光学的に透明なドーム部材であり、光学ドーム2b,2cの開口端近傍の外周面には、筒状胴部2aの開口端近傍の内周面に設けられた凸部と係合する凹部が形成される。光学ドーム2bは、筒状胴部2aの前方側(図1に示す方向F側)開口端近傍の内周面に嵌合され、この内周面の凸部と光学ドーム2bの凹部とを係止することによって筒状胴部2aの前方側開口端に取り付けられる。この場合、光学ドーム2bの端面は、上述した筒状胴部2aの内周面における段部と当接した状態である。かかる光学ドーム2bは、カプセル型の筐体2の一部(具体的には前端部)を形成する。一方、光学ドーム2cは、筒状胴部2aの後方側(図1に示す方向B側)開口端近傍の内周面に嵌合され、この内周面の凸部と光学ドーム2cの凹部とを係止することによって筒状胴部2aの後方側開口端に取り付けられる。この場合、光学ドーム2cの端面は、上述した筒状胴部2aの内周面における段部と当接した状態である。かかる光学ドーム2cは、カプセル型の筐体2の一部(具体的には後端部)を形成する。かかる筒状胴部2aおよび光学ドーム2b,2cによって形成される筐体2は、図1に示すように、カプセル型内視鏡1の各構成部を液密に収容する。
発光素子3a〜3dは、方向F側に位置する被検体内部を照明する照明部として機能する。具体的には、発光素子3a〜3dは、LED等の発光素子であり、略円盤状に形成されたフレキ基板である照明基板19aに実装される。この場合、発光素子3a〜3dは、図1,2に示すように、照明基板19aの開口部に挿通した光学ユニット4のレンズ枠4d(後述する)を囲むように照明基板19a上に実装される。かかる発光素子3a〜3dは、所定の照明光(例えば白色光)を発光して、前端側の光学ドーム2b越しに方向F側の被検体内部を照明する。
なお、照明基板19aに実装される発光素子の数量は、方向F側の被検体内部を照明するに十分な光量の照明光を発光可能であれば、特に4つに限定されず、1以上であってもよい。また、上述した発光素子3a〜3dに例示されるように照明基板19aに複数の発光素子を実装する場合、かかる複数の発光素子は、照明基板19aの開口部に挿通した光学ユニット4の光軸を中心に回転対称の各位置に実装されることが望ましい。
光学ユニット4は、上述した発光素子3a〜3dによって照明された方向F側の被検体内部からの反射光を集光して、この方向F側の被検体内部の画像を結像する。かかる光学ユニット4は、例えばガラスまたはプラスチックの射出成形等によって形成されたレンズ4a,4bと、レンズ4a,4bの間に配置された絞り部4cと、かかるレンズ4a,4bおよび絞り部4cを保持するレンズ枠4dとによって実現される。
レンズ4a,4bは、上述した発光素子3a〜3dによって照明された方向F側の被検体内部からの反射光を集光して、この方向F側の被検体内部の画像を固体撮像素子5の受光面に結像する。絞り部4cは、かかるレンズ4a,4bによって集光される反射光の明るさを好適なものに絞る(調整する)。レンズ枠4dは、両端が開口した筒状構造を有し、筒内部にレンズ4a,4bおよび絞り部4cを保持する。かかるレンズ枠4dは、照明基板19aに形成された開口部に挿通された態様で位置決め部14の板状部14a(後述する)の貫通孔に嵌合固定される。この場合、レンズ枠4dは、上端部(レンズ4a側の開口端部)および胴部を照明基板19a側に突出させるとともに、板状部14aの貫通孔の周縁部に下端部を係止させる。このように位置決め部14の板状部14aに固定されたレンズ枠4dは、位置決め部14によって決定される所定の位置(すなわち光学ドーム2bに対する好適な相対位置)にレンズ4a,4bを保持する。かかるレンズ4a,4bは、筐体2の長手方向の中心軸CLと光軸とを一致させることができる。
ここで、かかるレンズ枠4dに保持されるレンズ4bは、図1に示すように脚部を有し、この脚部を固体撮像素子5の受光側素子面に当て付けることによって、レンズ4bと固体撮像素子5との光軸方向の位置関係を決定している。このようにレンズ4bの脚部が固体撮像素子5の受光側素子面に当接した状態において、レンズ枠4dの下端部と撮像基板19bとの間にはクリアランスが形成される。かかるクリアランスには所定の接着剤が充填され、この接着剤によって、レンズ枠4dの下端部と撮像基板19bとが接着される。また、かかる接着剤およびレンズ枠4dは、レンズ4a,4bおよび固体撮像素子5の受光面に対して不必要な光が入射しないように遮光する。
固体撮像素子5は、受光面を有するCCDまたはCMOS等の固体撮像素子であり、上述した発光素子3a〜3dによって照明された方向F側の被検体内部の画像を撮像する撮像部として機能する。具体的には、固体撮像素子5は、略円盤状に形成されたフレキ基板である撮像基板19bに実装(例えばフリップチップ実装)され、この撮像基板19bの開口部を介してレンズ4bと受光面とを対向させる。この場合、固体撮像素子5は、上述したように受光側素子面とレンズ4bの脚部とを当接させ、撮像基板19bとレンズ枠4dの下端部との接着によって、このレンズ4bの脚部との当接状態を維持しつつ光学ユニット4に対して固定配置される。かかる固体撮像素子5は、上述したレンズ4a,4bによって集光された被検体内部からの反射光を受光面を介して受光し、かかるレンズ4a,4bによって受光面に結像された被検体内部の画像(すなわち方向F側の体内画像)を撮像する。
発光素子6a〜6dは、方向B側に位置する被検体内部を照明する照明部として機能する。具体的には、発光素子6a〜6dは、LED等の発光素子であり、略円盤状に形成されたフレキ基板である照明基板19fに実装される。この場合、発光素子6a〜6dは、図1,3に示すように、照明基板19fの開口部に挿通した光学ユニット7のレンズ枠7d(後述する)を囲むように照明基板19f上に実装される。かかる発光素子6a〜6dは、所定の照明光(例えば白色光)を発光して、後端側の光学ドーム2c越しに方向B側の被検体内部を照明する。
なお、照明基板19fに実装される発光素子の数量は、方向B側の被検体内部を照明するに十分な光量の照明光を発光可能であれば、特に4つに限定されず、1以上であってもよい。また、上述した発光素子6a〜6dに例示されるように照明基板19fに複数の発光素子を実装する場合、かかる複数の発光素子は、照明基板19fの開口部に挿通した光学ユニット7の光軸を中心に回転対称の各位置に実装されることが望ましい。
光学ユニット7は、上述した発光素子6a〜6dによって照明された方向B側の被検体内部からの反射光を集光して、この方向B側の被検体内部の画像を結像する。かかる光学ユニット7は、例えばガラスまたはプラスチックの射出成形等によって形成されたレンズ7a,7bと、レンズ7a,7bの間に配置された絞り部7cと、かかるレンズ7a,7bおよび絞り部7cを保持するレンズ枠7dとによって実現される。
レンズ7a,7bは、上述した発光素子6a〜6dによって照明された方向B側の被検体内部からの反射光を集光して、この方向B側の被検体内部の画像を固体撮像素子8の受光面に結像する。絞り部7cは、かかるレンズ7a,7bによって集光される反射光の明るさを好適なものに絞る(調整する)。レンズ枠7dは、両端が開口した筒状構造を有し、筒内部にレンズ7a,7bおよび絞り部7cを保持する。かかるレンズ枠7dは、照明基板19fに形成された開口部に挿通された態様で位置決め部15の板状部15a(後述する)の貫通孔に嵌合固定される。この場合、レンズ枠7dは、上端部(レンズ7a側の開口端部)および胴部を照明基板19f側に突出させるとともに、板状部15aの貫通孔の周縁部に下端部を係止させる。このように位置決め部15の板状部15aに固定されたレンズ枠7dは、位置決め部15によって決定される所定の位置(すなわち光学ドーム2cに対する好適な相対位置)にレンズ7a,7bを保持する。かかるレンズ7a,7bは、筐体2の長手方向の中心軸CLと光軸とを一致させることができる。
ここで、かかるレンズ枠7dに保持されるレンズ7bは、上述した光学ユニット4のレンズ4bと同様に脚部(図1を参照)を有し、この脚部を固体撮像素子8の受光側素子面に当て付けることによって、レンズ7bと固体撮像素子8との光軸方向の位置関係を決定している。このようにレンズ7bの脚部が固体撮像素子8の受光側素子面に当接した状態において、レンズ枠7dの下端部と撮像基板19eとの間にはクリアランスが形成される。かかるクリアランスには所定の接着剤が充填され、この接着剤によって、レンズ枠7dの下端部と撮像基板19eとが接着される。また、かかる接着剤およびレンズ枠7dは、レンズ7a,7bおよび固体撮像素子8の受光面に対して不必要な光が入射しないように遮光する。
固体撮像素子8は、受光面を有するCCDまたはCMOS等の固体撮像素子であり、上述した発光素子6a〜6dによって照明された方向B側の被検体内部の画像を撮像する撮像部として機能する。具体的には、固体撮像素子8は、略円盤状に形成されたフレキ基板である撮像基板19eに実装(例えばフリップチップ実装)され、この撮像基板19eの開口部を介してレンズ7bと受光面とを対向させる。この場合、固体撮像素子8は、上述したように受光側素子面とレンズ7bの脚部とを当接させ、撮像基板19eとレンズ枠7dの下端部との接着によって、このレンズ7bの脚部との当接状態を維持しつつ光学ユニット7に対して固定配置される。かかる固体撮像素子8は、上述したレンズ7a,7bによって集光された被検体内部からの反射光を受光面を介して受光し、かかるレンズ7a,7bによって受光面に結像された被検体内部の画像(すなわち方向B側の体内画像)を撮像する。
無線ユニット9aおよびアンテナ9bは、上述した固体撮像素子5,8によって撮像された方向F側または方向B側の各体内画像を外部に無線送信する無線通信機能を実現するためのものである。具体的には、無線ユニット9aは、略円盤状に形成されたフレキ基板である無線基板19dに実装され、上述した固体撮像素子8を実装した撮像基板19eと対向する態様で筐体2の内部に配置される。アンテナ9bは、図1,3に示すように、位置決め部15の板状部15aの面上に固定された照明基板19f上に固定配置され、無線基板19dおよび照明基板19f等を介して無線ユニット9aと接続される。この場合、アンテナ9bは、後端側の光学ドーム2cと対向する照明基板19fの外縁部であって上述した発光素子6a〜6dに比して外側に固定配置される。
無線ユニット9aは、固体撮像素子5によって撮像された方向F側の体内画像を含む画像信号を取得した場合、その都度、取得した画像信号に対して変調処理等を行って方向F側の体内画像を含む無線信号を生成し、この生成した無線信号をアンテナ9bを介して外部に送信する。一方、無線ユニット9aは、固体撮像素子8によって撮像された方向B側の体内画像を含む画像信号を取得した場合、その都度、取得した画像信号に対して変調処理等を行って方向B側の体内画像を含む無線信号を生成し、この生成した無線信号をアンテナ9bを介して外部に送信する。かかる無線ユニット9aは、制御部10の制御に基づいて、方向F側の体内画像を含む無線信号と方向B側の体内画像を含む無線信号とを交互に生成し、生成した各無線信号を交互に送信する。
制御部10は、DSP等のプロセッサであり、略円盤状に形成されたリジッド基板である制御基板19cに実装された状態で筐体2内部の略中央に配置される。制御部10は、制御基板19cおよびフレキ基板を介して照明基板19a,19f、撮像基板19b,19e、および無線基板19dと電気的に接続され、照明基板19aに実装された発光素子3a〜3dと、照明基板19fに実装された発光素子6a〜6dと、撮像基板19b,19eにそれぞれ実装された固体撮像素子5,8と、無線基板19dに実装された無線ユニット9aとを制御する。具体的には、制御部10は、発光素子3a〜3dの発光動作に同期して固体撮像素子5が方向F側の体内画像を所定時間毎に撮像するように、発光素子3a〜3dと固体撮像素子5との動作タイミングを制御する。同様に、制御部10は、発光素子6a〜6dの発光動作に同期して固体撮像素子8が方向B側の体内画像を所定時間毎に撮像するように、発光素子6a〜6dと固体撮像素子8との動作タイミングを制御する。また、制御部10は、かかる方向F側の体内画像と方向B側の体内画像とを交互に無線送信するように、無線ユニット9aを制御する。なお、制御部10は、ホワイトバランス等の画像処理に関する各種パラメータを有し、固体撮像素子5が撮像した方向F側の体内画像を含む画像信号と固体撮像素子8が撮像した方向B側の体内画像を含む画像信号とを順次生成する画像処理機能を有する。
一方、かかる制御基板19cには、制御部10が実装された基板面と反対側の基板面に電源系の回路部品、すなわち磁気スイッチ11a等の各種回路部品が実装される。図4は、制御基板19cに電源系の回路部品が実装された状態を例示する模式図である。図1,4に示すように、制御基板19cの一基板面には、電源系の回路部品として、例えば、磁気スイッチ11aとコンデンサ11b,11cと電源IC11dとが実装される。この場合、コンデンサ11b,11cおよび電源IC11dは制御基板19cに表面実装され、磁気スイッチ11aは、その両端部から延出したリード線によって電源IC11dを跨ぐ態様で制御基板19cに実装される。かかる磁気スイッチ11aは、所定方向の外部磁場を印加することによってオンオフ状態を切り替え、オン状態の場合に、発光素子3a〜3d,6a〜6dと固体撮像素子5,8と無線ユニット9aと制御部10とに対して電池12a,12bからの電力を供給開始し、オフ状態の場合に、かかる電池12a,12bからの電力を供給停止する。一方、電源IC11dは、かかる磁気スイッチ11aを介した各構成部への電力供給を制御する電源制御機能を有する。
電池12a,12bは、上述した発光素子3a〜3d,6a〜6d、固体撮像素子5,8、無線ユニット9a、および制御部10を動作させるための電力を生成する。具体的には、電池12a,12bは、例えば酸化銀電池等のボタン型乾電池であり、図1に示すように、荷重受け部16,17の間に配置される態様で位置決め部14の端部と荷重受け部17の端部とによって把持される。ここで、かかる電池12a,12bにそれぞれ対向する荷重受け部16、17の各面には、フレキ基板等を介して制御基板19cと電気的に接続される電源基板18a,18bがそれぞれ設けられる。また、かかる電源基板18a、18bには、導電性の接点ばね13a,13bがそれぞれ設けられる。かかる荷重受け部16,17の間に配置された電池12a,12bは、接点ばね13a,13bを収縮させた状態で位置決め部14の端部と荷重受け部17の端部とによって把持され、収縮状態の接点ばね13a,13bおよび電源基板18a,18bを介して制御基板19c上の電源系の回路部品(磁気スイッチ11a、コンデンサ11b,11c、および電源IC11d)と電気的に接続される。なお、筐体2内部に配置される電池の数量は、必要な電力を供給可能な程度であればよく、特に2つに限定されない。
位置決め部14は、樹脂の射出成形等によって形成される樹脂部材である。位置決め部14は、発光素子3a〜3dを実装した照明基板19aと光学ユニット4とが固定配置され、前端側の光学ドーム2bの内周面に嵌合固定される。この光学ドーム2bの内周面に嵌合固定した位置決め部14は、光学ドーム2bと発光素子3a〜3dと光学ユニット4との位置関係を固定して、光学ドーム2bに対する発光素子3a〜3dおよび光学ユニット4の好適な各相対位置を決定する。かかる位置決め部14は、光学ドーム2bの内周面に嵌合される板状部14aと、この板状部14aを光学ドーム2bの内周面における所定位置に固定するための突起部14bとによって形成される。
板状部14aは、光学ドーム2bの内径寸法に合わせた外径寸法を有する略円盤形状の板部材であり、光学ドーム2bの内周面に嵌合する外周面を有する。また、板状部14aには、上述した照明基板19aおよび光学ユニット4が固定配置される。具体的には、板状部14aの外径寸法は光学ドーム2bの内径寸法に比して若干に小さく設計され、板状部14aの外周面と光学ドーム2bの内周面との間に適度なクリアランスが生じるようになっている。かかる板状部14aは、光学ドーム2bの内周面に摺動自在に嵌合される。板状部14aは、光学ドーム2bの内周面に嵌合された場合に光学ドーム2bに対向する面上に照明基板19aを固定配置する。また、板状部14aは、照明基板19aに形成された開口部に連通する貫通孔を略面中心部に有し、この貫通孔に光学ユニット4のレンズ枠4dを挿入固定(例えば嵌合固定)する。なお、かかる板状部14aの貫通孔に挿入固定されたレンズ枠4dは、上述したように、照明基板19aの開口部に挿通した態様で照明基板19a側に上端部および胴部を突出させる。かかる板状部14aは、レンズ枠4dの上端部に比して低い位置に発光素子3a〜3dの各上端部が位置するように、レンズ枠4dと発光素子3a〜3dとの位置関係を固定する。
突起部14bは、上述した板状部14aから突起し、光学ドーム2bの開口端部に係止して光学ドーム2bの内周面に板状部14aを固定する。具体的には、突起部14bは、板状部14aと一体的に形成され、照明基板19aが固定配置された板状部14aの面の裏面から突起する。かかる突起部14bは、光学ドーム2bの内径寸法に合わせた外径寸法(すなわち板状部14aと同等の外径寸法)の筒状構造を有し、この筒状構造の外周面と光学ドーム2bの内周面との間に適度なクリアランスが生じるようになっている。また、突起部14bは、この筒状構造の開口端部に、光学ドーム2bの開口端部と係合するフランジ部を有する。このような構造を有する突起部14bは、上述した板状部14aとともに光学ドーム2bの内周面に摺動自在に嵌合されつつ、接点ばね13aの弾性力によって光学ドーム2bの開口端部にフランジ部を係止する。これによって、突起部14bは、光学ドーム2bの内周面における所定位置に板状部14aを固定する。なお、かかる突起部14bのフランジ部の外径寸法は筒状胴部2aの内径寸法に比して若干小さく設計され、この突起部14bのフランジ部の外周面と筒状胴部2aの内周面との間に適度なクリアランスが生じるようになっている。
位置決め部15は、樹脂の射出成形等によって形成される樹脂部材である。位置決め部15は、発光素子6a〜6dを実装した照明基板19fと光学ユニット7とが固定配置され、後端側の光学ドーム2cの内周面に嵌合固定される。この光学ドーム2cの内周面に嵌合固定した位置決め部15は、光学ドーム2cと発光素子6a〜6dと光学ユニット7との位置関係を固定して、光学ドーム2cに対する発光素子6a〜6dおよび光学ユニット7の好適な各相対位置を決定する。かかる位置決め部15は、光学ドーム2cの内周面に嵌合される板状部15aと、この板状部15aを光学ドーム2cの内周面における所定位置に固定するための突起部15bとによって形成される。
板状部15aは、光学ドーム2cの内径寸法に合わせた外径寸法を有する略円盤形状の板部材であり、光学ドーム2cの内周面に嵌合する外周面を有する。また、板状部15aには、上述した照明基板19fおよび光学ユニット7が固定配置される。具体的には、板状部15aの外径寸法は光学ドーム2bの内径寸法に比して若干に小さく設計され、板状部15aの外周面と光学ドーム2cの内周面との間に適度なクリアランスが生じるようになっている。かかる板状部15aは、光学ドーム2cの内周面に摺動自在に嵌合される。板状部15aは、光学ドーム2cの内周面に嵌合された場合に光学ドーム2cに対向する面上に照明基板19fを固定配置する。また、板状部15aは、照明基板19fに形成された開口部に連通する貫通孔を略面中心部に有し、この貫通孔に光学ユニット7のレンズ枠7dを挿入固定(例えば嵌合固定)する。なお、かかる板状部15aの貫通孔に挿入固定されたレンズ枠7dは、上述したように、照明基板19fの開口部に挿通した態様で照明基板19f側に上端部および胴部を突出させる。かかる板状部15aは、レンズ枠7dの上端部に比して低い位置に発光素子6a〜6dの各上端部が位置するように、レンズ枠7dと発光素子6a〜6dとの位置関係を固定する。
突起部15bは、上述した板状部15aから突起し、光学ドーム2cの開口端部に係止して光学ドーム2cの内周面に板状部15aを固定する。具体的には、突起部15bは、板状部15aと一体的に形成され、照明基板19fが固定配置された板状部15aの面の裏面から突起する。かかる突起部15bは、光学ドーム2cの内径寸法に合わせた外径寸法(すなわち板状部15aと同等の外径寸法)の筒状構造を有し、この筒状構造の外周面と光学ドーム2cの内周面との間に適度なクリアランスが生じるようになっている。また、突起部15bは、この筒状構造の開口端部に、光学ドーム2cの開口端部と係合するフランジ部を有する。このような構造を有する突起部15bは、上述した板状部15aとともに光学ドーム2cの内周面に摺動自在に嵌合されつつ、接点ばね13bの弾性力によって光学ドーム2cの開口端部にフランジ部を係止する。これによって、突起部15bは、光学ドーム2cの内周面における所定位置に板状部15aを固定する。なお、かかる突起部15bのフランジ部の外径寸法は筒状胴部2aの内径寸法に比して若干小さく設計され、この突起部15bのフランジ部の外周面と筒状胴部2aの内周面との間に適度なクリアランスが生じるようになっている。
荷重受け部16は、上述した接点ばね13aの弾性力(弾発力)を受け、この弾性力によって位置決め部14を光学ドーム2bの開口端部に押圧固定する押圧部として機能する。具体的には、荷重受け部16は、位置決め部14の突起部14bの内周側に形成された段部(後述する係合部14c)に外縁部を係合させる略円盤形状の板部材であり、上述したように、電池12aに対向する面上に電源基板18aおよび接点ばね13aを有する。かかる荷重受け部16は、上述した接点ばね13aの収縮に伴って発生した接点ばね13aの弾性力(すなわち光学ドーム2bの内周面に位置決め部14を押圧する方向に作用する付勢力)を受け、この接点ばね13aの弾性力によって突起部14bのフランジ部を光学ドーム2bの開口端部に押圧固定する。この場合、荷重受け部16は、光学ドーム2bの開口端部に対して突起部14bを押圧固定することによって、この突起部14bと一体的な板状部14aを光学ドーム2bの内周面における所定位置に嵌合固定する。
なお、かかる荷重受け部16には、図1に示すように、撮像基板19bに実装されたコンデンサ等の回路部品との接触を回避するための貫通孔が設けられる。また、荷重受け部16が突起部14bの内周側段部に係合された場合、かかる荷重受け部16および位置決め部14は、図1に示すように、レンズ4bの脚部に当接した状態の固体撮像素子5と、レンズ枠4dの下端部に対して固定された状態の撮像基板19bとを配置するに十分な空間を形成する。
荷重受け部17は、上述した接点ばね13bの弾性力(弾発力)を受け、この弾性力によって位置決め部15を光学ドーム2cの開口端部に押圧固定する押圧部として機能する。具体的には、荷重受け部17は、筐体2の筒状胴部2aの内径寸法に比して若干小さい外径寸法を有する筒状構造部を有し、この筒状構造部の一方の開口端側に、上述した電池12bに対向する板状部を有する部材である。かかる荷重受け部17は、その外周面と筒状胴部2aの内周面との間に適度なクリアランスを形成する。
かかる荷重受け部17の筒状構造部は、筐体2の内部に所定の空間を形成するスペーサとして機能するものであり、その他方の開口端部を位置決め部15の突起部15bの開口端部(フランジ部)に係合させる。この場合、荷重受け部17の筒状構造部および位置決め部15は、図1に示すように、制御部10および磁気スイッチ11a等の回路部品を実装した制御基板19cと、無線ユニット9aを実装した無線基板19dと、レンズ7bの脚部に当接した状態の固体撮像素子8と、レンズ枠7dの下端部に対して固定された状態の撮像基板19eとを配置するに十分な空間を形成する。また、荷重受け部17の筒状構造部は、この形成した空間内部に、かかる制御基板19cおよび無線基板19dを支持する。すなわち、かかる筒状構造部を有する荷重受け部17は、上述したように位置決め部15を押圧する押圧部として機能するとともに、筐体2の空間内部に制御基板19cおよび無線基板19dを支持する支持体としても機能する。
一方、荷重受け部17の板状部は、荷重受け部17の筒状構造部の一開口端側に一体的に形成され、図1に示すように、電池12bに対向する面上に電源基板18bおよび接点ばね13bを有する。また、荷重受け部17の板状部は、上述した荷重受け部17の筒状構造部によって形成された空間に配置した制御基板19cに実装されているコンデンサ等の回路部品との接触を防止するための貫通孔を有する。かかる荷重受け部17の板状部は、上述した接点ばね13bの収縮に伴って発生した接点ばね13bの弾性力(すなわち光学ドーム2cの内周面に位置決め部15を押圧する方向に作用する付勢力)を受け、この接点ばね13bの弾性力によって荷重受け部17の筒状構造部を位置決め部15の突起部15bの開口端部に押圧する。
かかる筒状構造部および板状部を有する荷重受け部17は、上述した接点ばね13bの弾性力によって、突起部15bのフランジ部を光学ドーム2cの開口端部に押圧固定する。この場合、荷重受け部17は、光学ドーム2cの開口端部に対して突起部15bを押圧固定することによって、この突起部15bと一体的な板状部15aを光学ドーム2cの内周面における所定位置に嵌合固定する。
つぎに、カプセル型内視鏡1の筐体2内部に配置される一連の回路基板(具体的には、照明基板19a,19f、撮像基板19b,19e、制御基板19c、および無線基板19d)について説明する。図5は、カプセル型内視鏡1の筐体2内部に畳まれた態様で配置される一連の回路基板を展開した状態を例示する模式図である。なお、以下では、図5に図示したフレキ基板またはリジッド基板の各基板面を表側の基板面(表基板面)と定義し、かかる図示された表基板面の裏面を裏側の基板面(裏基板面)と定義する。
図5に示すように、カプセル型内視鏡1の筐体2内部に配置される一連の回路基板20は、照明基板19aと撮像基板19bとを連結した態様の一連のフレキ基板20aと、リジッド基板である制御基板19cと、無線基板19dと撮像基板19eと照明基板19fとを連結した態様の一連のフレキ基板20bとを電気的に接続することによって実現される。
照明基板19aは、カプセル型内視鏡1の方向F側の被写体を照明する照明機能を実現するための回路が形成された略円盤形状のフレキ基板である。照明基板19aの表基板面には、上述した複数の発光素子3a〜3dが実装され、かかる発光素子3a〜3dによって囲まれる照明基板19aの基板面中心部には、固体撮像素子5に脚部を当接した状態のレンズ4bを有する光学ユニット4のレンズ枠4dを挿入するための開口部H1が形成される。かかる照明基板19aは、外縁部から延出したフレキ基板部である延出部A1を介して撮像基板19bと電気的に接続される。
撮像基板19bは、方向F側の体内画像を撮像する撮像機能を実現するための回路が形成された略円盤形状のフレキ基板である。撮像基板19bの表基板面には、上述した固体撮像素子5がフリップチップ実装され、さらに、コンデンサ等の回路部品が必要に応じて実装される。なお、撮像基板19bには、図5の点線によって例示されるように、かかるフリップチップ実装された固体撮像素子5の受光面に方向F側の被検体内部からの反射光を入射するための開口部が形成される。ここで、特に図5には図示されていないが、この撮像基板19bの裏基板面には、図1に示したように、この撮像基板19bの開口部を介して固体撮像素子5の受光側素子面にレンズ4bの脚部を当接させた光学ユニット4のレンズ枠4dの下端部が固定される。かかる撮像基板19bは、外縁部から延出したフレキ基板部である延出部A2を介して制御基板19cと電気的に接続される。
制御基板19cは、磁気スイッチ11a等の電源系および制御部10に必要な回路が形成された略円盤形状のリジッド基板である。制御基板19cの表基板面には、上述した制御部10が実装され、さらに、コンデンサ等の回路部品が必要に応じて実装される。一方、制御基板19cの裏基板面には、図4に示したように、電源系の回路部品である磁気スイッチ11a、コンデンサ11b,11c、および電源IC11dが実装される。かかる制御基板19cは、後述する無線基板19dの外縁部から延出したフレキ基板部である延出部A3を介して無線基板19dと電気的に接続される。なお、特に図5には図示しないが、制御基板19cは、フレキ基板等(図示せず)を介して、上述した電源基板18a,18bと電気的に接続される。
無線基板19dは、方向F側の体内画像と方向B側の体内画像とを順次外部に無線送信する無線通信機能を実現するための回路が形成された略円盤形状のフレキ基板である。無線基板19dの表基板面には、上述した無線ユニット9aが実装される。なお、特に図5には図示されていないが、この無線基板19dは、図1,3に示したように照明基板19fの外縁部に固定配置されたアンテナ9bと電気的に接続される。かかる無線基板19dは、外縁部から延出したフレキ基板部である延出部A4を介して撮像基板19eと電気的に接続される。
撮像基板19eは、方向B側の体内画像を撮像する撮像機能を実現するための回路が形成された略円盤形状のフレキ基板である。撮像基板19eの表基板面には、上述した固体撮像素子8がフリップチップ実装され、さらに、コンデンサ等の回路部品が必要に応じて実装される。なお、撮像基板19eには、図5の点線によって例示されるように、かかるフリップチップ実装された固体撮像素子8の受光面に方向B側の被検体内部からの反射光を入射するための開口部が形成される。ここで、特に図5には図示されていないが、この撮像基板19eの裏基板面には、図1に示したように、この撮像基板19eの開口部を介して固体撮像素子8の受光側素子面にレンズ7bの脚部を当接させた光学ユニット7のレンズ枠7dの下端部が固定される。かかる撮像基板19eは、外縁部から延出したフレキ基板部である延出部A5を介して照明基板19fと電気的に接続される。
照明基板19fは、カプセル型内視鏡1の方向B側の被写体を照明する照明機能を実現するための回路が形成された略円盤形状のフレキ基板である。照明基板19fの表基板面には、上述した複数の発光素子6a〜6dが実装され、かかる発光素子6a〜6dによって囲まれる照明基板19fの基板面中心部には、固体撮像素子8に脚部を当接した状態のレンズ7bを有する光学ユニット7のレンズ枠7dを挿入するための開口部H2が形成される。
ここで、一連のフレキ基板20aは、上述した照明基板19aおよび撮像基板19bを有する一体的なフレキ基板であり、制御基板19cに接続するための延出部A2を外縁部から延出した撮像基板19bと照明基板19aとを延出部A1を介して接続した基板構造を有する。一方、一連のフレキ基板20bは、上述した無線基板19dと撮像基板19eと照明基板19fとを有する一体的なフレキ基板であり、制御基板19cに接続するための延出部A3を外縁部から延出した無線基板19dと撮像基板19eとを延出部A4を介して接続した基板構造と、この撮像基板19eと照明基板19fとを延出部A5を介して接続した基板構造とを有する。そして、カプセル型内視鏡1の筐体2内部に配置される一連の回路基板20は、かかる一連のフレキ基板20a,20bと制御基板19cとを延出部A2,A3を介して接続することによって実現される。
つぎに、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の製造方法について説明する。カプセル型内視鏡1は、図5に示した一連の回路基板20を作製し、この作製した一連の回路基板20と位置決め部14,15と荷重受け部16,17と電池12a,12bとを組み合わせることによって機能ユニットを作製し、この作製した機能ユニットを筐体2の内部に配置することによって製造される。
詳細には、まず、一連のフレキ基板20aの照明基板19aおよび撮像基板19bに対して必要な部品を実装し、制御基板19cに対して必要な部品を実装し、一連のフレキ基板20bの無線基板19d、撮像基板19e、および照明基板19fに対して必要な部品を実装する。この場合、一連のフレキ基板20aにおいて、照明基板19aの表基板面には複数の発光素子3a〜3dが実装され、撮像基板19bの表基板面には固体撮像素子5とコンデンサ等の回路部品とが実装され、撮像基板19bの裏基板面には固体撮像素子5とレンズ4bの脚部とを当接させる態様で光学ユニット4が実装される。また、一連のフレキ基板20bにおいて、照明基板19fの表基板面には複数の発光素子6a〜6dとアンテナ9bとが実装され、撮像基板19eの表基板面には固体撮像素子8とコンデンサ等の回路部品とが実装され、撮像基板19eの裏基板面には固体撮像素子8とレンズ7bの脚部とを当接させる態様で光学ユニット7が実装される。一方、制御基板19cの表基板面には制御部10とコンデンサ等の回路部品とが実装され、制御基板19cの裏基板面には磁気スイッチ11a等の電源系の回路部品が実装される。かかる一連のフレキ基板20a,20bと制御基板19cとを接続することによって、一連の回路基板20が作製される。
ここで、光学ユニット4のレンズ枠4dは、上述した位置決め部14に対して別体であり、図1に示したように位置決め部14(具体的には板状部14a)の貫通孔に嵌合固定する前に、撮像基板19bの裏基板面に実装される。このため、かかる撮像基板19bとレンズ枠4dの下端部とのクリアランスに接着剤を塗布するために必要な作業スペースを十分に確保することができ、この接着剤によって撮像基板19bにレンズ枠4dを容易に固定することができる。このことは、撮像基板19eの裏基板面に実装されるレンズ枠7dについても同様である。
つぎに、上述したように作製した一連の回路基板20と位置決め部14,15と荷重受け部16,17と電池12a,12bとを組み合わせることによって、カプセル型内視鏡1の機能ユニットを作製する。かかる機能ユニットは、図1に示したカプセル型内視鏡1のうちの筐体2を除いたもの(すなわち筐体2の内部に配置される内蔵物)である。かかる内蔵物である機能ユニットの外径寸法は、筐体2のうちの筒状胴部2aの内径寸法に比して小さく、このため、かかる機能ユニットの前後方向の移動(図1に示す方向Fおよび方向Bへの移動)は、筒状胴部2aの内周面によって阻害されない。なお、かかる機能ユニットの外径寸法は、上述した位置決め部14,15のフランジ部の外径寸法および荷重受け部17の筒状構造部の外径寸法によって規定される。
かかる機能ユニットにおいて、撮像基板19bに実装された光学ユニット4のレンズ枠4dは、位置決め部14の板状部14aに形成された貫通孔に嵌合固定される。この板状部14aの一面(光学ドーム2bに対向する面)には接合部材として接着剤あるいは両面テープが塗布あるいは貼付され、照明基板19aは、開口部H1にレンズ枠4dを挿通した態様で接合部材によって板状部14aに固定される。このように照明基板19aおよび撮像基板19b等が取り付けられた位置決め部14の突起部14bには、荷重受け部16の外縁部が係合される。この場合、荷重受け部16は、この撮像基板19bの固体撮像素子5に対向する面の裏面に電源基板18aおよび接点ばね13aを配する態様で突起部14bに取り付けられる。
一方、撮像基板19eに実装された光学ユニット7のレンズ枠7dは、位置決め部15の板状部15aに形成された貫通孔に嵌合固定される。この板状部15aの一面(光学ドーム2cに対向する面)には接合部材として接着剤あるいは両面テープが塗布あるいは貼付され、照明基板19fは、開口部H2にレンズ枠7dを挿通した態様で接合部材によって板状部15aに固定される。このように照明基板19fおよび撮像基板19e等が取り付けられた位置決め部15の突起部15bには、荷重受け部17の筒状構造部の端部が係合される。この場合、荷重受け部17は、その筒状構造部によって形成された空間内に制御基板19cおよび無線基板19dを配するとともに、上述した荷重受け部16の電源基板18aおよび接点ばね13aに対して電源基板18bおよび接点ばね13bをそれぞれ対向可能な態様で突起部15bに取り付けられる。
ここで、荷重受け部17は、筐体2の内部における制御基板19cおよび無線基板19d等の配置空間を確保するとともに、かかる制御基板19cおよび無線基板19dを支持する。このため、従来のカプセル型内視鏡のように筐体内部に接着剤等の充填剤を充填しなくとも、かかる荷重受け部17によって制御基板19cと無線基板19dとの基板間隔を確保できる。また、かかる荷重受け部17は、その端部を位置決め部15のフランジ部に当接して嵌合することによって、カプセル型内視鏡1の機能ユニットの組み付け形状を筐体2の径方向にずれないように保持できる。したがって、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の製造方法では、回路基板の間隔を確保するために筐体2の内部に充填剤を充填する工程を省略することができ、これによって、カプセル型内視鏡1の製造工程を簡略化できるとともにカプセル型内視鏡1の軽量化を促進できる。
一方、上述したように電源基板18aおよび接点ばね13aに対して電源基板18bおよび接点ばね13bをそれぞれ対向させる荷重受け部16,17の間には、電池12a,12bが配置される。この場合、電池12a,12bは、互いの+極と−極とを接触させた態様で位置決め部14の突起部14bと荷重受け部17の端部とによって把持される。かかる電池12a,12bは、接点ばね13a,13bを収縮させるとともに、これら接点ばね13a,13bを介して電源基板18a,18bと電気的に接続される。
以上のようにして、カプセル型内視鏡1の機能ユニットが作製される。なお、かかる機能ユニットに組み込まれた一連の回路基板20は、所定の態様で畳まれている。この場合、図1に示したように、位置決め部14の板状部14aを介して照明基板19aの裏基板面と撮像基板19bの裏基板面とが対向し、荷重受け部16,17および電池12a,12b等を介して撮像基板19bの表基板面と制御基板19cの表基板面とが対向している。また、制御基板19cの裏基板面と無線基板19dの裏基板面とが対向し、無線基板19dの表基板面と撮像基板19eの表基板面とが対向し、位置決め部15の板状部15aを介して撮像基板19eの裏基板面と照明基板19fの裏基板面とが対向している。また、延出部A1は、位置決め部14に形成された切り欠け部(図示せず)に挿通され、延出部A2は、位置決め部14の突起部14bおよび荷重受け部17に形成された各切り欠け部(図示せず)に挿通される。延出部A3は、荷重受け部17の筒状構造部に形成された切り欠け部(図示せず)に挿通され、延出部A4は、荷重受け部17の開口端部および位置決め部15の突起部15bに形成された各切り欠け部(図示せず)に挿通され、延出部A5は、位置決め部15に形成された切り欠け部(図示せず)に挿通される。
その後、上述した機能ユニットは、カプセル型の筐体2の内部に配置される。すなわち、上述した機能ユニットは筒状胴部2aの内部に挿入され、この機能ユニットを収容した筒状胴部2aの両側開口端部に光学ドーム2b,2cが取り付けられる。この場合、光学ドーム2b,2cは、図1に示したように、筒状胴部2aの両側開口端近傍の各内周面に嵌合され、この筒状胴部2aの各内周面の凸部と光学ドーム2b,2cの各外周面の凹部との係止および接着剤等によって固定される。これによって、図1に示したようなカプセル型内視鏡1が完成する。
ここで、かかるカプセル型内視鏡1の筐体2の液密状態は、筒状胴部2aの内周面と光学ドーム2b,2cの外周面との間隙に接着剤を充填することによって実現される。また、かかる筒状胴部2aの凸部と光学ドーム2b,2cの凹部との係止による筒状胴部2aと光学ドーム2b,2cとの保持力は、光学ドーム2b,2cに位置決め部14,15を各々押し付けるための接点ばね13a,13bの弾性力に反発する力であり、かかる接点ばね13a,13bの弾性力に比して大きい。このため、光学ドーム2b,2cは、かかる接点ばね13a,13bの弾性力に起因して筒状胴部2aから脱離することがない。なお、この筒状胴部2aと光学ドーム2b,2cとの間隙に充填される接着剤は、かかる筒状胴部2aと光学ドーム2b,2cとの保持力を補助する(より強固にする)ためのものであり、かかる筒状胴部2aと光学ドーム2b,2cとを確実に固定する。
つぎに、位置決め部14による発光素子3a〜3dおよび光学ユニット4の位置決め作用と位置決め部15による発光素子6a〜6dおよび光学ユニット7の位置決め作用とについて説明する。図6は、光学ドームに対する発光素子および光学ユニットの位置決め作用を説明するための模式図である。図7は、位置決め部14のフランジ部に対する光学ドーム2bの開口端部および荷重受け部16の係合状態を例示する模式図である。
図1に示したように筒状胴部2aの両側開口端部に光学ドーム2b,2cをそれぞれ嵌合固定した場合、かかる光学ドーム2bの開口端部は、筒状胴部2aの内周面に形成された段部と突起部14bの外周側段部(すなわちフランジ部)とに係合し、かかる光学ドーム2cの開口端部は、筒状胴部2aの内周面に形成された段部と突起部15bの外周側段部(すなわちフランジ部)とに係合する。この場合、接点ばね13aは、荷重受け部16側および電池12a側から圧縮されて収縮し、この電池12aと電源基板18aとの接点を確実に確保するとともに弾性力を生成する。同様に、接点ばね13bは、荷重受け部17側および電池12b側から圧縮されて収縮し、この電池12bと電源基板18bとの接点を確実に確保するとともに弾性力を生成する。
ここで、接点ばね13aは、光学ドーム2bに位置決め部14を押し付けるための付勢力を生成する弾性部材の一例であり、接点ばね13bは、光学ドーム2cに位置決め部15を押し付けるための付勢力を生成する弾性部材の一例である。かかる接点ばね13a,13bの付勢力(すなわち弾性力)は、各固体撮像素子5,8に向けて互いに相反する方向に作用する力であり、上述した筒状胴部2aと光学ドーム2b,2cとの保持力に比して小さい。また、接点ばね13a,13bが弾性力によって荷重受け部16,17を押し動かす距離(すなわち接点ばね13a,13bの伸縮距離)は、かかる接点ばね13a,13bの付勢力が作用する方向におけるカプセル型内視鏡1の機能ユニットの寸法ばらつき(具体的には位置決め部14,15および荷重受け部16,17等の寸法ばらつき)に比して大きい。
このように弾性力を生成した接点ばね13aは、図6に示すように、この生成した弾性力を荷重受け部16に印加する。荷重受け部16は、かかる接点ばね13aの弾性力を受ける。ここで、荷重受け部16の外縁部は、図6,7に示すように、位置決め部14の突起部14bの内周側に形成された段部である係合部14cと係合している。かかる荷重受け部16は、上述した接点ばね13aの弾性力によって、光学ドーム2bの開口端部に突起部14bを押し付ける方向(図7に示す太線矢印の方向)に突起部14bを押圧する。
ここで、位置決め部14の外周面と筒状胴部2aの内周面との間に適度なクリアランスが形成され、且つ位置決め部14の外周面と光学ドーム2bの内周面との間に適度なクリアランスが形成されている。なお、ここでいう適度なクリアランスとは、筒状胴部2aまたは光学ドーム2bと位置決め部14とを摺動自在にする程度の小さいものであり、撮像時のフレアを招来する程に光学ドーム2bと位置決め部14との相対位置のばらつきを大きくするものではない。かかる位置決め部14は筒状胴部2aおよび光学ドーム2bの各内周面に対して摺動自在であるため、筒状胴部2aまたは光学ドーム2bと位置決め部14との摩擦等による接点ばね13aの弾性力の損失が軽減される。また、接点ばね13aの弾性力によって荷重受け部16が押し動かされる距離は、この接点ばね13aの弾性力が作用する方向(例えば中心軸CLの方向)におけるカプセル型内視鏡1の機能ユニットの寸法ばらつきに比して大きい。このため、接点ばね13aの弾性力は、荷重受け部16を介して位置決め部14に確実に伝達される。したがって、荷重受け部16は、かかる接点ばね13aの弾性力によって光学ドーム2bの開口端部に位置決め部14の突起部14bを容易且つ確実に押圧することができる。かかる荷重受け部16の作用によって、突起部14bは、その外周側に形成された段部であるフランジ部14dを光学ドーム2bの開口端部に押圧した態様で固定される。
かかる突起部14bと一体的な板状部14aは、上述した荷重受け部16の作用によって、光学ドーム2bの内周面における所定位置に嵌合固定される。すなわち、位置決め部14は、光学ドーム2bの内径寸法に合わせて設計された外径寸法を有する板状部14aと光学ドーム2bとの嵌合によって、光学ドーム2bに対する径方向(中心軸CLに垂直な方向)の相対位置を固定するとともに、上述した荷重受け部16を介して伝達される接点ばね13aの弾性力(荷重受け部16の押圧力)によって、光学ドーム2bに対する中心軸CL方向(筐体2の長手軸方向)の相対位置を固定する。かかる位置決め部14は、光学ドーム2bに対する発光素子3a〜3dおよび光学ユニット4等の各相対位置を決定する。
具体的には図6に示すように、位置決め部14は、光学ユニット4の光軸と中心軸CLとが略一致するように光学ドーム2bに対する径方向の相対位置を固定し、光学ドーム2bの頂部TP1から距離D1の位置に照明基板19aを固定配置するように光学ドーム2bに対する中心軸CL方向の相対位置を固定する。かかる位置決め部14は、この照明基板19aの発光素子3a〜3dと光学ユニット4と光学ドーム2bとの位置関係を固定して、光学ドーム2bに対する発光素子3a〜3dおよび光学ユニット4の好適な各相対位置を高精度に決定する。
ここで、位置決め部14は、打ち抜き加工等によって形成されるリジッド基板と異なり、樹脂の射出成形等によって外形構造が形成されるため、リジッド基板の外径公差(例えば±0.1mm)に比して外径公差を低くする(例えば±0.05mm以下に低減する)ことができる。なお、接点ばね13aの弾性力によって光学ドーム2bに嵌合固定可能な位置決め部14の外形構造は、例えば、光学ドーム2bの内径寸法に合わせて設計された外径寸法を有する板状部14aの外周構造、光学ドーム2bの開口端部に係合可能な突起部14bのフランジ構造等である。したがって、位置決め部14は、上述したように光学ドーム2bに嵌合固定することによって、光学ドーム2bと発光素子3a〜3dと光学ユニット4との相対的な位置関係のばらつきを抑制することができ、光学ドーム2bに対する好適な各相対位置に発光素子3a〜3dおよび光学ユニット4の各々を高精度に固定配置することができる。この結果、発光素子3a〜3dからの照明光が光学ドーム2bに反射して光学ユニット4のレンズ4a,4bに入射することによって発生するフレアを防止することができる。
また、かかる位置決め部14は、上述した発光素子3a〜3dおよび光学ユニット4と同様に、光学ドーム2bに対する固体撮像素子5および撮像基板19bの好適な各相対位置を高精度に決定することができる。この結果、かかる固体撮像素子5および撮像基板19bの配置に必要な空間を最小限に抑えることができ、これによって、筐体2の小型化を促進することができる。
一方、上述したように弾性力を生成した接点ばね13bは、図6に示すように、この生成した弾性力を荷重受け部17に印加する。荷重受け部17は、かかる接点ばね13bの弾性力を受ける。ここで、荷重受け部17の筒状構造部は、図6に示すように、位置決め部15の突起部15bの開口端部と係合している。かかる荷重受け部17は、上述した接点ばね13bの弾性力によって、光学ドーム2cの開口端部に突起部15bのフランジ部を押圧する。
ここで、位置決め部15の外周面と筒状胴部2aの内周面との間に適度なクリアランスが形成され、且つ位置決め部15の外周面と光学ドーム2cの内周面との間に適度なクリアランスが形成されている。なお、ここでいう適度なクリアランスとは、筒状胴部2aまたは光学ドーム2cと位置決め部15とを摺動自在にする程度の小さいものであり、撮像時のフレアを招来する程に光学ドーム2cと位置決め部15との相対位置のばらつきを大きくするものではない。かかる位置決め部15は筒状胴部2aおよび光学ドーム2cの各内周面に対して摺動自在であるため、筒状胴部2aまたは光学ドーム2cと位置決め部15との摩擦等による接点ばね13bの弾性力の損失が軽減される。また、接点ばね13bの弾性力によって荷重受け部17が押し動かされる距離は、この接点ばね13bの弾性力が作用する方向(例えば中心軸CLの方向)におけるカプセル型内視鏡1の機能ユニットの寸法ばらつきに比して大きい。このため、接点ばね13bの弾性力は、荷重受け部17を介して位置決め部15に確実に伝達される。したがって、荷重受け部17は、かかる接点ばね13bの弾性力によって光学ドーム2cの開口端部に位置決め部15の突起部15bを容易且つ確実に押圧することができる。かかる荷重受け部17の作用によって、突起部15bは、その外周側に形成された段部であるフランジ部を光学ドーム2cの開口端部に押圧した態様で固定される。
かかる突起部15bと一体的な板状部15aは、上述した荷重受け部17の作用によって、光学ドーム2cの内周面における所定位置に嵌合固定される。すなわち、位置決め部15は、光学ドーム2cの内径寸法に合わせて設計された外径寸法を有する板状部15aと光学ドーム2cとの嵌合によって、光学ドーム2cに対する径方向の相対位置を固定するとともに、上述した荷重受け部17を介して伝達される接点ばね13bの弾性力(荷重受け部17の押圧力)によって、光学ドーム2cに対する中心軸CL方向の相対位置を固定する。かかる位置決め部15は、光学ドーム2cに対する発光素子6a〜6dおよび光学ユニット7等の各相対位置を決定する。
具体的には図6に示すように、位置決め部15は、光学ユニット7の光軸と中心軸CLとが略一致するように光学ドーム2cに対する径方向の相対位置を固定し、光学ドーム2cの頂部TP2から距離D2の位置に照明基板19fを固定配置するように光学ドーム2cに対する中心軸CL方向の相対位置を固定する。かかる位置決め部15は、この照明基板19fの発光素子6a〜6dと光学ユニット7と光学ドーム2cとの位置関係を固定して、光学ドーム2cに対する発光素子6a〜6dおよび光学ユニット7の好適な各相対位置を高精度に決定する。
ここで、位置決め部15は、上述した位置決め部14と略同様に樹脂の射出成形等によって外形構造が形成されるため、リジッド基板の外径公差(例えば±0.1mm)に比して外径公差を低くする(例えば±0.05mm以下に低減する)ことができる。なお、接点ばね13bの弾性力によって光学ドーム2cに嵌合固定可能な位置決め部15の外形構造は、例えば、光学ドーム2cの内径寸法に合わせて設計された外径寸法を有する板状部15aの外周構造、光学ドーム2cの開口端部に係合可能な突起部15bのフランジ構造等である。したがって、位置決め部15は、上述したように光学ドーム2cに嵌合固定することによって、光学ドーム2cと発光素子6a〜6dと光学ユニット7との相対的な位置関係のばらつきを抑制することができ、光学ドーム2cに対する好適な各相対位置に発光素子6a〜6dおよび光学ユニット7の各々を高精度に固定配置することができる。この結果、発光素子6a〜6dからの照明光が光学ドーム2cに反射して光学ユニット7のレンズ7a,7bに入射することによって発生するフレアを防止することができる。
また、かかる位置決め部15は、上述した発光素子6a〜6dおよび光学ユニット7と同様に、光学ドーム2cに対する固体撮像素子8および撮像基板19eの好適な各相対位置を高精度に決定することができる。この結果、かかる固体撮像素子5および撮像基板19bの配置に必要な空間を必要最小限に抑えることができ、これによって、筐体2の小型化を促進することができる。さらに、かかる位置決め部15は、光学ドーム2cに対するアンテナ9bの好適な相対位置を高精度に決定することができる。この結果、かかるアンテナ9bを照明基板19f上に配置するために必要な空間を最小限に抑えることができ、これによって、筐体2の小型化をさらに促進することができる。
以上、説明したように、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型医療装置は、光学ドームの内周面に嵌合固定可能な外形構造を有する位置決め部に対して、この光学ドーム越しに被検体内部を照明する発光素子が実装された照明基板と、この被検体内部の画像を固体撮像素子の受光面に結像する光学ユニットとを固定配置し、かかる照明基板および光学ユニットを固定配置した位置決め部の外周面を光学ドームの内周面における所定位置に(例えば弾性部材の付勢力によって)嵌合固定して、この光学ドームに対する照明基板の発光素子および光学ユニットの各相対位置を決定するように構成した。このため、かかる光学ドームと照明基板の発光素子と光学ユニットとの相対的な位置関係のばらつきを抑制することができ、この結果、光学ドームに対する照明基板の発光素子(すなわち被検体内部を照明する照明部)および光学ユニットの好適な各相対位置を高精度に決定することができる。
本発明の実施の形態1にかかるカプセル型医療装置を用いることによって、光学ドームに対する好適な相対位置に照明部および光学ユニットを高精度に固定配置することができ、これによって、この照明部から発光された光が光学ドームに反射して光学ユニットのレンズに入射することによって発生するフレアを防止することができる。
また、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型医療装置では、照明基板、撮像基板、および無線基板等の回路基板としてフレキ基板を採用したため、かかる回路基板としてリジッド基板を採用した従来のカプセル型医療装置に比して小型化および軽量化を促進できるとともに、基板コストの低減を図ることができる。
さらに、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型医療装置は、上述した照明部および光学ユニットの場合と同様に、位置決め部によって光学ドームと撮像部と撮像基板との各相対位置を固定している。このため、かかる光学ドームに対する撮像部および撮像基板の好適な各相対位置を高精度に決定することができる。この結果、かかる撮像部および撮像基板の配置に必要な筐体内部の空間を最小限に抑えることができ、これによって、筐体の小型化を促進することができる。
また、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型医療装置は、かかる位置決め部によって光学ドームと照明基板上のアンテナとの相対位置を固定している。また、従来のカプセル型医療装置においてデッドスペースであった照明基板の外縁部(例えば発光素子の外側)にアンテナを配置している。このため、かかる光学ドームに対する照明基板上のアンテナの好適な相対位置を高精度に決定できるとともに、従来のカプセル型医療装置においてデッドスペースであった空間をアンテナの配置空間として有効活用できる。この結果、光学ドームと照明基板とによって囲まれた空間内にアンテナを配置できるとともに、かかるアンテナを照明基板上に配置するために必要な光学ドーム内の空間を最小限に抑えることができ、これによって、筐体の小型化をさらに促進することができる。
さらに、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型医療装置では、筐体内部にスペーサ(上述した荷重受け部17)を配置し、このスペーサによって回路基板(例えば制御基板19cおよび無線基板19d)の配置空間を確保するとともに、このスペーサに回路基板を支持させ、これによって、各回路基板の間隔を確保している。このため、従来のカプセル型医療装置のように筐体内部に接着剤等の充填剤を充填しなくとも、かかる回路基板を支持するスペーサによって各回路基板の間隔を確保でき、この結果、筐体内部に充填剤を充填する工程を省略してカプセル型医療装置の製造工程を簡略化できるとともにカプセル型医療装置の軽量化を促進できる。
また、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型医療装置の筐体を構成する筒状胴部と光学ドームとの保持力が、光学ドームに位置決め部を押圧する弾性部材の付勢力を上回るようにしたので、この弾性部材の付勢力によって筒状胴部から光学ドームが脱離または浮くことを防止できる。
(変形例1)
つぎに、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型医療装置の変形例1について説明する。上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1では、位置決め部14,15と光学ユニット4,7の各レンズ枠4d,7dとが別体であったが、この実施の形態1の変形例1にかかるカプセル型内視鏡では、位置決め部と光学ユニットのレンズ枠とを一体化している。
図8は、本発明の実施の形態1の変形例1にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す縦断面模式図である。図8に示すように、この変形例1にかかるカプセル型内視鏡21は、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の位置決め部14,15に代えて、光学ユニットのレンズ枠を一体的に備えた位置決め部24,25を有する。その他の構成は上述した実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
位置決め部24は、上述した板状部14aと光学ユニット4のレンズ枠4dとを一体化した板状部24aと突起部14bとによって形成され、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の位置決め部14と同様の位置決め機能を有する。この位置決め部24の板状部24aは、光学ユニット4のレンズ枠4dを一体的に有すること以外、上述した位置決め部14の板状部14aと同様である。すなわち、板状部24aは、光学ドーム2bの内径寸法に合わせて設計された外径寸法(光学ドーム2bの内周面と板状部24aの外周面との間に適度なクリアランスを生じさせる程度の外径寸法)をなす外周構造と光学ユニット4のレンズ枠4dとを一体的に有するように樹脂の射出成形等によって形成される。かかる板状部24aは、上述した板状部14aと同様に接点ばね13aの弾性力によって光学ドーム2bの内周面における所定位置に嵌合固定できる。かかる板状部24aおよび突起部14bによって形成される位置決め部24は、上述した位置決め部14の場合と略同様に、板状部24aに固定配置された照明基板19aの発光素子3a〜3dと、一体化されたレンズ枠4dによって把持したレンズ4a,4bとを光学ドーム2bに対する好適な各相対位置に高精度に固定配置できる。
位置決め部25は、上述した板状部15aと光学ユニット7のレンズ枠7dとを一体化した板状部25aと突起部15bとによって形成され、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の位置決め部15と同様の位置決め機能を有する。この位置決め部25の板状部25aは、光学ユニット7のレンズ枠7dを一体的に有すること以外、上述した位置決め部15の板状部15aと同様である。すなわち、板状部25aは、光学ドーム2cの内径寸法に合わせて設計された外径寸法(光学ドーム2cの内周面と板状部25aの外周面との間に適度なクリアランスを生じさせる程度の外径寸法)をなす外周構造と光学ユニット7のレンズ枠7dとを一体的に有するように樹脂の射出成形等によって形成される。かかる板状部25aは、上述した板状部15aと同様に接点ばね13bの弾性力によって光学ドーム2cの内周面における所定位置に嵌合固定できる。かかる板状部25aおよび突起部15bによって形成される位置決め部25は、上述した位置決め部15の場合と略同様に、板状部25aに固定配置された照明基板19fの発光素子6a〜6dと、一体化されたレンズ枠7dによって把持したレンズ7a,7bとを光学ドーム2cに対する好適な各相対位置に高精度に固定配置できる。
以上、説明したように、本発明の実施の形態1の変形例1にかかるカプセル型医療装置は、位置決め部の板状部と光学ユニットのレンズ枠とを一体化し、その他を上述した実施の形態1と同様に構成した。このため、上述した実施の形態1と同様の作用効果を享受するとともに、筐体内部の機能ユニットを構成する部品点数を低減できるカプセル型医療装置を実現できる。この結果、かかるカプセル型医療装置の製造工程の簡略化および製造コストの低減を促進することができる。
(変形例2)
つぎに、本発明の実施の形態1にかかるカプセル型医療装置の変形例2について説明する。上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1では、位置決め部の突起部に形成されたフランジ部と光学ドームの開口端部とを係止することによって、光学ドームの内周面に位置決め部を嵌合固定していたが、この実施の形態1の変形例2にかかるカプセル型内視鏡では、板状に形成された位置決め部の外縁部と光学ドームの内周側に形成された段部とを係止することによって、光学ドームの内周面に板状の位置決め部を嵌合固定している。
図9は、本発明の実施の形態1の変形例2にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す縦断面模式図である。図9に示すように、この変形例2にかかるカプセル型内視鏡31は、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の筐体2に代えて筐体32を有し、位置決め部14,15に代えて位置決め部34,35を有し、荷重受け部16に代えて荷重受け部36を有する。その他の構成は上述した実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
筐体32は、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の筐体2と同様の外形構造(カプセル形状、外径寸法等)を有するカプセル型筐体であり、上述した筒状胴部2aの両側開口端部に、光学ドーム2b,2cに代えて光学ドーム32b,32cを取り付けることによって実現される。光学ドーム32b,32cは、後述する板状の位置決め部34,35をそれぞれ嵌合固定するための段部を内周側に有すること以外、上述した光学ドーム2b,2cと同様なドーム部材である。
詳細には、図9に示すように、光学ドーム32bは、板状の位置決め部34の外周面を嵌合させる第1の内周面と、この第1の内周面に比して小さい内径寸法をなす第2の内周面とを有し、かかる第1の内周面と第2の内周面とを連続する段部を内周側の所定位置に有する。かかる光学ドーム32bは、この段部に位置決め部34の外縁部を係止することによって、内周面の所定位置に位置決め部34を嵌合固定する。これと同様に、光学ドーム32cは、板状の位置決め部35の外周面を嵌合させる第1の内周面と、この第1の内周面に比して小さい内径寸法をなす第2の内周面とを有し、かかる第1の内周面と第2の内周面とを連続する段部を内周側の所定位置に有する。かかる光学ドーム32cは、この段部に位置決め部35の外縁部を係止することによって、内周面の所定位置に位置決め部35を嵌合固定する。
位置決め部34は、光学ドーム32bの第1の内周面が形成する内径寸法に合わせて設計された外径寸法(光学ドーム32bの内周面と位置決め部34の外周面との間に適度なクリアランスを生じさせる程度の外径寸法)を有する略円盤形状の板状部材であり、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の位置決め部14と同様に照明基板19aおよび光学ユニット4が固定配置される。かかる位置決め部34は、光学ドーム32bの第1の内周面に摺動自在に嵌合する外周面を有し、この光学ドーム32bの内周面における所定位置に嵌合固定することによって、上述した位置決め部14と同様に、光学ドーム32bに対する発光素子3a〜3d、光学ユニット4、固体撮像素子5、および撮像基板19bの好適な各相対位置を決定する。この場合、かかる板状の位置決め部34の外縁部は、後述する荷重受け部36の作用によって、上述した光学ドーム32bの段部に係止される。なお、かかる位置決め部34の面上に固定配置された照明基板19aの外縁部は、この光学ドーム32bの段部と位置決め部34の外縁部との間に挟み込んでもよい。これによって、位置決め部34からの照明基板19aの脱離または浮き等を確実に防止することができる。
位置決め部35は、光学ドーム32cの第1の内周面が形成する内径寸法に合わせて設計された外径寸法(光学ドーム32cの内周面と位置決め部35の外周面との間に適度なクリアランスを生じさせる程度の外径寸法)を有する略円盤形状の板状部材であり、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の位置決め部15と同様に照明基板19fおよび光学ユニット7が固定配置される。かかる位置決め部35は、光学ドーム32cの第1の内周面に摺動自在に嵌合する外周面を有し、この光学ドーム32cの内周面における所定位置に嵌合固定することによって、上述した位置決め部15と同様に、光学ドーム32cに対する発光素子6a〜6d、光学ユニット7、固体撮像素子8、撮像基板19e、および照明基板19f上のアンテナ9bの好適な各相対位置を決定する。この場合、かかる板状の位置決め部35の外縁部は、上述した接点ばね13bの弾性力を受けた荷重受け部17の作用によって、上述した光学ドーム32cの段部に係止される。なお、かかる位置決め部35の面上に固定配置された照明基板19fの外縁部は、この光学ドーム32cの段部と位置決め部35の外縁部との間に挟み込んでもよい。これによって、位置決め部35からの照明基板19fの脱離または浮き等を確実に防止することができる。
荷重受け部36は、電池12aに対向する面上に上述した電源基板18aおよび接点ばね13aを固定配置した板状部を有し、この板状部の外縁部に、電池12aを支持する支持部と位置決め部34を押圧する押圧部とを有する。荷重受け部36の外径寸法は、筒状胴部2aおよび光学ドーム32bの各内径寸法に比して若干小さく設計され、荷重受け部36の外周面と筒状胴部2aの内周面との間に適度なクリアランスが形成され、且つ荷重受け部36の外周面と光学ドーム32bの内周面との間に適度なクリアランスが形成されるようになっている。かかる荷重受け部36は、荷重受け部17と協働して電池12a,12bを把持するとともに、接点ばね13aの弾性力を受け、この弾性力によって位置決め部34に近付く方向(図9に示す方向F)に摺動して位置決め部34を光学ドーム32bの段部に押圧固定する。なお、かかる荷重受け部36には、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の荷重受け部16と同様に、撮像基板19b上のコンデンサ等の回路部品との接触を回避するための貫通孔が形成される。
なお、この変形例2にかかるカプセル型内視鏡31の荷重受け部17は、図9に示すように、その開口端部を板状の位置決め部35に当て付け、接点ばね13bの弾性力によって位置決め部35に近付く方向(図9に示す方向B)に摺動して位置決め部35を光学ドーム32cの段部に押圧固定する。かかる荷重受け部17のその他の構造は、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の場合と同様である。
以上、説明したように、本発明の実施の形態1の変形例2にかかるカプセル型医療装置は、板状の位置決め部(すなわち板状部)の外周面を嵌合可能な第1の内周面と、この第1の内周面に比して小さい内径寸法をなす第2の内周面とを連続する段部を有する光学ドームの内周側に、照明基板および光学ユニットを固定配置した板状の位置決め部を嵌合し、かかる光学ドームの段部と位置決め部の外縁部とを係止することによって、この光学ドームの内周面における所定位置に位置決め部を嵌合固定するようにし、その他を上述した実施の形態1と同様に構成した。このため、上述した実施の形態1と同様の作用効果を享受するとともに、かかる位置決め部を容易に設計できるカプセル型医療装置を実現できる。この結果、かかるカプセル型医療装置の製造コストの低減を促進することができる。
また、互いに係止する位置決め部の外縁部と光学ドームの段部との間に照明基板を挟み込むことができるため、位置決め部からの照明基板の脱離または浮き等を確実に防止することができ、これによって、光学ドームに対向する位置決め部の面上に照明基板を確実に固定配置することができる。
(実施の形態2)
つぎに、本発明の実施の形態2について説明する。この実施の形態2にかかるカプセル型内視鏡では、筒状胴部に取り付ける光学ドームの所定の位置に、筒状胴部から光学ドームが浮いているか否かを視認するための指標をさらに形成している。
図10は、本発明の実施の形態2にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す縦断面模式図である。図10に示すように、この実施の形態2にかかるカプセル型内視鏡41は、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の筐体2に代えて筐体42を有する。この筐体42は、上述した光学ドーム2b,2cに代えて、指標M1,M2が形成された光学ドーム42b,42cを有する。その他の構成は上述した実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
筐体42は、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の筐体2と同様の外形構造(カプセル形状、外径寸法等)を有するカプセル型筐体であり、上述した筒状胴部2aの両側開口端部に、光学ドーム2b,2cに代えて光学ドーム42b,42cを取り付けることによって実現される。光学ドーム42b,42cには、外部から視認可能な態様の指標M1,M2が各々形成される。なお、光学ドーム42b,42cは、かかる指標M1,M2が形成されたこと以外、上述した光学ドーム2b,2cと同様なドーム部材である。
指標M1,M2は、筒状胴部2aから光学ドーム42b,42cが浮いているか否かを視認するためのものである。指標M1は、外部から視認可能な態様(例えば筋状または所定の色に着色された状態)の指標であり、光学ドーム42bの周方向の全周に亘って形成される。具体的には、指標M1は、筒状胴部2aの内周面に光学ドーム42bを正常に取り付けた(嵌合した)際に筒状胴部2aによって覆われない光学ドーム42bの部分(例えば外部から視認可能な光学ドーム42bの内周面または外周面等)であって、固体撮像素子5の撮像視野外に形成される。かかる指標M1は、筒状胴部2aに対して光学ドーム42bを正常に取り付けた際に、例えば図10に示すように筐体42内部の発光素子の上端部と同じ高さに位置する。なお、このように指標M1の位置に上端部を合わせる発光素子は、上述した発光素子3a〜3dのうちの少なくとも一つである。
指標M2は、外部から視認可能な態様(例えば筋状または所定の色に着色された状態)の指標であり、光学ドーム42cの周方向の全周に亘って形成される。具体的には、指標M2は、筒状胴部2aの内周面に光学ドーム42cを正常に取り付けた(嵌合した)際に筒状胴部2aによって覆われない光学ドーム42cの部分(例えば外部から視認可能な光学ドーム42cの内周面または外周面等)であって、固体撮像素子8の撮像視野外に形成される。かかる指標M2は、筒状胴部2aに対して光学ドーム42cを正常に取り付けた際に、例えば図10に示すように筐体42内部の発光素子の上端部と同じ高さに位置する。なお、このように指標M2の位置に上端部を合わせる発光素子は、上述した発光素子6a〜6dのうちの少なくとも一つである。
なお、光学ドーム42b,42cは、筒状胴部2aに対して正常に取り付けられた場合、この筒状胴部2aの内周面の凸部と光学ドーム42b,42cの外周面の凹部とを係合させ且つ筒状胴部2aの段部と光学ドーム42b,42cの開口端部とを当接させた状態になっている。すなわち、光学ドーム42bが筒状胴部2aから浮いている場合、この光学ドーム42bの外周面の凹部がこの筒状胴部2aの内周面の凸部から外れ、且つこの光学ドーム42bの開口端部が筒状胴部2aの段部から離間した状態になっている。同様に、光学ドーム42cが筒状胴部2aから浮いている場合、この光学ドーム42cの外周面の凹部がこの筒状胴部2aの内周面の凸部から外れ、且つこの光学ドーム42cの開口端部が筒状胴部2aの段部から離間した状態になっている。
ここで、図11に示すようにカプセル型内視鏡41の側面方向(すなわち筒状胴部2aの径方向)から指標M1を視認した場合、この指標M1が発光素子3a,3cの上端部に略合致していれば、光学ドーム42bは、筒状胴部2aから浮いておらず、筒状胴部2aに対して正常に取り付けられた状態である。一方、図11の点線によって示すように、この指標M1が発光素子3a,3cの上端部から外れている場合、光学ドーム42bは、筒状胴部2aから浮いた状態になっている。このようにカプセル型内視鏡41の内蔵物(例えば発光素子3a,3cの上端部)に対する指標M1の位置を視認することによって、筒状胴部2aから光学ドーム42bが浮いているか否かを容易に確認することができる。
これと同様に、筒状胴部2aの径方向から指標M2を視認した場合、この指標M2が発光素子6a,6cの上端部に略合致していれば、光学ドーム42cは、筒状胴部2aから浮いておらず、筒状胴部2aに対して正常に取り付けられた状態である。一方、この指標M2が発光素子6a,6cの上端部から外れている場合、光学ドーム42cは、筒状胴部2aから浮いた状態になっている。このようにカプセル型内視鏡41の内蔵物(例えば発光素子6a,6cの上端部)に対する指標M2の位置を視認することによって、筒状胴部2aから光学ドーム42cが浮いているか否かを容易に確認することができる。
以上、説明したように、本発明の実施の形態2にかかるカプセル型医療装置は、光学ドームと筒状胴部とを組み合わせてカプセル型の筐体を形成した際に外部から視認可能な態様の指標を光学ドームに形成し、筒状胴部に対して光学ドームを正常に取り付けた際に指標が筐体内部の所定の位置と略合致するようにし、その他を上述した実施の形態1と同様に構成した。このため、上述した実施の形態1と同様の作用効果を享受するとともに、筐体内部の所定の位置に対する指標の相対位置を視認することによって、筒状胴部から光学ドームが浮いているか否かを容易に確認することができ、この結果、筒状胴部からの光学ドームの浮きおよび脱離を防止でき、光学ドームの位置ずれに起因するフレアの発生を防止することができる。
(実施の形態3)
つぎに、本発明の実施の形態3について説明する。この実施の形態3にかかるカプセル型内視鏡では、筒状胴部の内周面に嵌合する光学ドームの外周面にオーリングをさらに配置し、このオーリングによって筐体の液密状態を確保している。
図12は、本発明の実施の形態3にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す縦断面模式図である。図13は、オーリングが配置された光学ドームの一部分を例示する断面模式図である。図12,13に示すように、この実施の形態3にかかるカプセル型内視鏡51は、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の筐体2に代えて筐体52を有する。この筐体52は、上述した光学ドーム2b,2cに代えて、外周面にオーリング53a,53bが配置された光学ドーム52b,52cを有する。その他の構成は上述した実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
筐体52は、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の筐体2と同様の外形構造(カプセル形状、外径寸法等)を有するカプセル型筐体であり、上述した筒状胴部2aの両側開口端部に、光学ドーム2b,2cに代えて光学ドーム52b,52cを取り付けることによって実現される。光学ドーム52b,52cの外周面には、筒状胴部2aの内周面の凸部と係合する光学ドーム52b,52cの凹部の近傍にオーリング53a,53bが各々配置される。かかる光学ドーム52b,52cは、その外周面と筒状胴部2aの内周面との間にオーリング53a,53bを介在させて筒状胴部2aに取り付けられる。なお、光学ドーム52b,52cは、かかるオーリング53a,53bに関すること以外、上述した光学ドーム2b,2cと同様なドーム部材である。
オーリング53a,53bは、筒状胴部2aの内周面と光学ドーム52b,52cの外周面との間に介在して筐体52の液密状態を確保するためのものである。オーリング53aは、筒状胴部2aに光学ドーム52bを取り付けた際に筒状胴部2aの内周面に覆われる光学ドーム52bの外周面上に配置される。かかるオーリング53aは、筒状胴部2aの内周面の凸部と光学ドーム52bの外周面の凹部とを係合させて筒状胴部2aに光学ドーム52bを取り付けた際に、筒状胴部2aの周方向の全周に亘って筒状胴部2aの内周面と接触して、この筒状胴部2aの内周面と光学ドーム52bの外周面との間隙を閉塞する。この結果、オーリング53aは、かかる筒状胴部2aと光学ドーム52bとの保持力を補助するとともに、筒状胴部2aの内周面と光学ドーム52bの外周面との間隙を介して筐体52の内部へ液体が浸入することを防止する。
オーリング53bは、筒状胴部2aに光学ドーム52cを取り付けた際に筒状胴部2aの内周面に覆われる光学ドーム52cの外周面上に配置される。かかるオーリング53bは、筒状胴部2aの内周面の凸部と光学ドーム52cの外周面の凹部とを係合させて筒状胴部2aに光学ドーム52cを取り付けた際に、筒状胴部2aの周方向の全周に亘って筒状胴部2aの内周面と接触して、この筒状胴部2aの内周面と光学ドーム52cの外周面との間隙を閉塞する。この結果、オーリング53bは、かかる筒状胴部2aと光学ドーム52cとの保持力を補助するとともに、筒状胴部2aの内周面と光学ドーム52cの外周面との間隙を介して筐体52の内部へ液体が浸入することを防止する。
かかるオーリング53a,53bを用いて筒状胴部2aの内周面と光学ドーム52bの外周面との間隙および筒状胴部2aの内周面と光学ドーム52cの外周面との間隙を各々閉塞することによって、筒状胴部2aと光学ドーム52b,52cとからなる筐体52の液密状態が確保される。
ここで、かかるオーリングを光学ドームに配置していない従来のカプセル型内視鏡では、筒状胴部に光学ドームを取り付けてカプセル型の筐体を形成する際、この筒状胴部の内周面と光学ドームの外周面との間に接着剤を充填し、これによって、筒状胴部と光学ドームとを固定するとともに、この筒状胴部の内周面と光学ドームの外周面との間隙を閉塞して筐体の液密状態を確保していた。しかし、かかる筒状胴部の内周面と光学ドームの外周面との間に接着剤を充填(塗布)する作業には熟練を要し、この接着剤の塗布量の微妙な変化によって、筐体の液密性能に差が生じる。すなわち、かかる筒状胴部の内周面と光学ドームの外周面との間に適正な量の接着剤を塗布しなければ、筐体の液密状態を確保することが難しくなる。
これに対し、この実施の形態3にかかるカプセル型内視鏡51では、上述したように光学ドーム52b,52cの外周面にオーリング53a,53bを各々配置し、筒状胴部2aに光学ドーム52b,52cを取り付けた際に、オーリング53a,53bによって筒状胴部2aの内周面と光学ドーム52b,52cの外周面との間隙を閉塞するように構成している。このため、筒状胴部2aの内周面と光学ドーム52b,52cの外周面との間に接着剤等の充填剤を塗布する必要がなく、かかる光学ドーム52b,52cを筒状胴部2aの開口部に取り付けることによって、液密状態が確保された筐体52を容易に実現することができる。
以上、説明したように、本発明の実施の形態3にかかるカプセル型医療装置は、光学ドームにオーリングを配置し、筒状胴部に光学ドームを取り付けてカプセル型の筐体を形成した際に、この筒状胴部の周方向の全周に亘って筒状胴部の内周面とオーリングとを接触させて、この筒状胴部の内周面と光学ドームの外周面との間隙を閉塞するようにし、その他を上述した実施の形態1と同様に構成した。このため、上述した実施の形態1と同様の作用効果を享受するとともに、筒状胴部の内周面と光学ドームの外周面との間に充填剤を塗布しなくとも、筒状胴部の開口部に光学ドームを取り付けることによって容易に筐体の液密状態を確保することができる。
また、筒状胴部の内周面と光学ドームの外周面との間に充填剤を塗布する作業を省略することができ、この結果、カプセル型医療装置の製造工程を簡略化できるとともに、カプセル型医療装置の軽量化を促進することができる。
なお、本発明の実施の形態1〜3および変形例1,2では、光学ドームに対向する位置決め部の面上に接合部材として接着剤あるいは両面テープを塗布あるいは貼付し、この接合部材によって、この位置決め部の面上に照明基板を固定していたが、これに限らず、位置決め部の貫通孔に挿入固定したレンズ枠と照明基板との境界部に塗布した接着剤によって位置決め部に照明基板を固定してもよいし、位置決め部に照明基板をスナップ止めしてもよいし、位置決め部の貫通孔に挿入固定したレンズ枠に螺着した押圧部材によって照明基板を位置決め部に押圧固定してもよい。
具体的には、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の場合、図14に示すように、位置決め部14の板状部14aに形成された貫通孔を介して光学ドーム2b側に突出したレンズ枠4dの裾部に接着剤71を塗布し、この接着剤71によって、板状部14aに照明基板19aを固定してもよい。この場合、接着剤71が照明基板19f上に露出しているので、かかる接着剤71としてUV硬化型の接着剤を用いることができる。この結果、板状部14aの面上の接合部材によって固定する場合に比して容易に照明基板19aを板状部14aに固定することができる。
また、図15に示すように、光学ドーム2bに対向する板状部14aの面上(望ましくは板状部14aの外縁部)に、照明基板19aをスナップ止めする1以上の鉤部72を設け、かかる1以上の鉤部72を用いたスナップ止めによって、板状部14aに照明基板19aを固定してもよい。この場合、接合部材で固定する必要がないため、位置決め部14に照明基板19aを容易に固定することができる。
さらに、図16に示すように、位置決め部14の板状部14aに形成された貫通孔を介して光学ドーム2b側に突出したレンズ枠4dの裾部近傍に螺合部を形成し、このレンズ枠4dの螺合部にナット状の押圧部73を螺着することによって生じる押圧力によって、板状部14aに照明基板19aを押圧固定してもよい。この場合も、接合部材で固定する必要がないため、位置決め部14に照明基板19aを容易に固定することができる。
なお、かかる接着剤71、鉤部72、または押圧部73を用いた照明基板の固定方法は、カプセル型内視鏡1の方向B側の照明基板19fの固定に適用することもできるし、上述した実施の形態2,3または変形例1,2にかかるカプセル型内視鏡21,31,41,51の照明基板19a,19fの固定に適用することもできる。また、位置決め部に照明基板を固定する場合、上述した接着剤71による固定、鉤部72によるスナップ止め、押圧部73による押圧固定、位置決め部の面上の接合部材による固定、および光学ドームと位置決め部との係止部への挟み込みによる固定等を適宜組み合わせてもよい。
また、本発明の実施の形態2,3および変形例2では、位置決め部34,35と光学ユニット4,7の各レンズ枠4d,7dとを別体にしていたが、これに限らず、上述した変形例1に例示されるように、位置決め部34と光学ユニット4のレンズ枠4dとを一体化してもよいし、位置決め部35と光学ユニット7のレンズ枠7dとを一体化してもよい。同様に、実施の形態2,3において、位置決め部14とレンズ枠4dとを一体化してもよいし、位置決め部15とレンズ枠7dとを一体化してもよい。
さらに、本発明の実施の形態1〜3および変形例1,2では、被検体内部に導入されるカプセル型医療装置として、撮像機能および無線通信機能を有し、体内情報の一例である体内画像を取得するカプセル型内視鏡を例示したが、これに限らず、生体内のpH情報を体内情報として計測するカプセル型pH計測装置であってもよいし、生体内に薬剤を散布または注射する機能を備えたカプセル型薬剤投与装置であってもよいし、体内情報として生体内の物質(体組織等)を採取するカプセル型採取装置であってもよい。
また、本発明の実施の形態1〜3および変形例1,2では、2つの固体撮像素子5,8を備えた2眼タイプのカプセル型内視鏡を例示したが、これに限らず、本発明にかかるカプセル型医療装置は、3つ以上の固体撮像素子を備えた複眼タイプのカプセル型医療装置であってもよいし、一つの固体撮像素子を備えた単眼タイプのカプセル型医療装置であってもよい。
具体的には図17に示すように、本発明にかかる単眼タイプのカプセル型内視鏡61は、上述した実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡1の筐体2に代えて筐体62を有し、上述した発光素子6a〜6d、光学ユニット7、固体撮像素子8、撮像基板19e、および照明基板19fを備えていない。かかるカプセル型内視鏡61において、無線基板19dは、フレキ基板を介して制御基板19cと接続されたリジッド基板であり、筐体62は、ドーム状の底部を有する筒状胴部62aの開口部に光学ドーム2bを嵌合して形成され、荷重受け部17は、この筒状胴部62aの底部近傍の内周面に形成された段部62cに端部を当て付け、接点ばね13bの弾性力によって位置を固定する。この荷重受け部17は、上述した実施の形態1の場合と略同様に、制御基板19cおよび無線基板19dの配置空間を確保するとともに、接着剤等の充填剤を用いずに制御基板19cおよび無線基板19dを支持して基板間隔を確保する。その他の構成は上述した実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。かかる単眼タイプのカプセル型内視鏡61においても、上述した実施の形態1と同様の作用効果を享受できる。
また、本発明の実施の形態1〜3および変形例1,2では、光学ドームの端部に位置決め部を押し付けて固定するための付勢力を生成する弾性部材として、電池と電源基板とを電気的に接続する接点ばね(上述した接点ばね13a,13b)を例示したが、これに限らず、かかる弾性部材は、電池と電源基板とを電気的に接続するものではなく、荷重受け部を介して光学ドームの端部に位置決め部を押圧する付勢力を生成する専用のばねであってもよい。この場合、かかる専用のばねおよび接点ばね13a,13bは筐体内部の異なる箇所に各々設けられる。接点ばね13a,13bは、電池12a,12bとともに荷重受け部以外の支持体(回路基板または電池ボックス等)に配置する等して、かかる専用のばねの付勢力によって電池12a,12bと電源基板18a,18bとの接続が阻害されないようにする。
さらに、本発明の実施の形態1〜3および変形例1,2では、光学ドームの端部に位置決め部を押し付けて固定するための付勢力をコイル状の接点ばね13a,13bによって生成していたが、これに限らず、かかる付勢力を生成する弾性部材は、ウレタン等の高い反発力を有する弾性部材(ばね以外の弾性部材)であってもよい。また、かかる付勢力を生成する弾性部材の配置数は、上述した接点ばね13a,13bのように2つに限らず、1つでもよいし、3つ以上でもよい。なお、かかる接点ばね13a,13b等の弾性部材は、カプセル型の筐体の長手方向の中心軸上(上述した中心軸CL上)に配置されることが望ましく、あるいは、この中心軸に関して対称的な各位置に各々配置してもよい。
また、かかる弾性部材の一例であるばねは、接点ばね13a,13bに例示されるようにコイルばねであってもよいし、板ばね等の各種形状のばねであってもよい。かかるコイルばねの外形は、円筒形状であってもよいし、長辺と短辺とを有する山形状であってもよい。上述した接点ばね13a,13bに代えて山形状の接点ばねを用いる場合、この山形状の接点ばねの長辺端部を電源基板に接続することが望ましく、これによって、かかる山形状の接点ばねによって生成された付勢力を位置決め部に安定的に伝達することができる。
さらに、本発明の実施の形態2では、光学ドームに形成した指標を発光素子の上端部に合致させていたが、これに限らず、カプセル型医療装置の筐体内部に配置された内蔵物(機能ユニット)のうち、光学ドームを通して外部から視認可能な部品(例えば、発光素子、光学ユニットのレンズ枠、照明基板、位置決め部等)の上端部または下端部等の所定位置と光学ドームの指標とを合致させてもよい。また、光学ドームの周方向の全周に亘って指標を形成していたが、これに限らず、光学ドームの周方向の少なくとも一部に指標を形成してもよいし、破線状または点状に指標を形成してもよい。
また、本発明の実施の形態1〜3および変形例1,2では、接点ばね13a,13bに例示される弾性部材の付勢力によって光学ドームの端部に位置決め部を押圧し、これによって光学ドームの端部に位置決め部を嵌合固定していたが、これに限らず、弾性部材の付勢力を用いずに、光学ドームの内周面に位置決め部を圧入し、これによって、光学ドームの内周面に位置決め部を嵌合固定してもよい。この場合、光学ドームの内周面と位置決め部の外周面との間にクリアランスが殆ど生じないように光学ドームの内径寸法と位置決め部の外形寸法とを設計すればよい。
さらに、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上述した実施の形態1〜3および変形例1,2を適宜組み合わせたものであってもよい。例えば、上述した実施の形態1または変形例1にかかるカプセル型内視鏡1,21の光学ドーム2b,2cに指標M1,M2を形成してもよいし、オーリング53a,53bを設けてもよいし、これらを組み合わせてもよい。同様に、上述した実施の形態1の変形例2にかかるカプセル型内視鏡31の光学ドーム32b,32cに指標M1,M2を形成してもよいし、オーリング53a,53bを設けてもよいし、これらを組み合わせてもよい。また、上述した実施の形態2にかかるカプセル型内視鏡41の光学ドーム42b,42cにオーリング53a,53bを設けてもよいし、上述した実施の形態3にかかるカプセル型内視鏡51の光学ドーム52b,52cに指標M1,M2を形成してもよい。
また、本発明の実施の形態1〜3および変形例1,2では、接点ばね13a,13bに例示される弾性部材の付勢力を荷重受け部を介して位置決め部に伝達していたが、これに限らず、荷重受け部を用いず、位置決め部に弾性部材の付勢力を直接伝えてもよい。
さらに、本発明の実施の形態3では、光学ドーム52b,52cの外周面にオーリング53a,53bを配置していたが、これに限らず、かかるオーリング53a,53bは、筒状胴部2aの内周面であって光学ドーム52b,52cの外周面と接触する部分に配置されてもよい。
本発明の実施の形態1にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す縦断面模式図である。 図1に示す方向F側から光学ドーム越しに見たカプセル型内視鏡の内部構造を例示する模式図である。 図1に示す方向B側から光学ドーム越しに見たカプセル型内視鏡の内部構造を例示する模式図である。 制御基板に電源系の回路部品が実装された状態を例示する模式図である。 カプセル型内視鏡の筐体内部に畳まれた態様で配置される一連の回路基板を展開した状態を例示する模式図である。 光学ドームに対する発光素子および光学ユニットの位置決め作用を説明するための模式図である。 位置決め部のフランジ部に対する光学ドームの開口端部および荷重受け部の係合状態を例示する模式図である。 本発明の実施の形態1の変形例1にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す縦断面模式図である。 本発明の実施の形態1の変形例2にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す縦断面模式図である。 本発明の実施の形態2にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す縦断面模式図である。 光学ドームに形成される指標を外部から視認した状態を例示する模式図である。 本発明の実施の形態3にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す縦断面模式図である。 オーリングが配置された光学ドームの一部分を例示する断面模式図である。 レンズ枠の裾部に塗布した接着剤によって位置決め部に照明基板を固定した状態を例示する断面模式図である。 鉤部によって位置決め部に照明基板をスナップ止めした状態を例示する断面模式図である。 レンズ枠に螺着した押圧部によって位置決め部に照明基板を押圧固定した状態を例示する断面模式図である。 本発明にかかる単眼タイプのカプセル型医療装置の一構成例を示す断面模式図である。
符号の説明
1,21,31,41,51,61 カプセル型内視鏡
2,32,42,52,62 筐体
2a,62a 筒状胴部
2b,2c,32b,32c,42b,42c,52b,52c 光学ドーム
3a〜3d,6a〜6d 発光素子
4,7 光学ユニット
4a,4b,7a,7b レンズ
4c,7c 絞り部
4d,7d レンズ枠
5,8 固体撮像素子
9a 無線ユニット
9b アンテナ
10 制御部
11a 磁気スイッチ
11b,11c コンデンサ
11d 電源IC
12a,12b 電池
13a,13b 接点ばね
14,15,24,25,34,35 位置決め部
14a,15a,24a,25a 板状部
14b,15b 突起部
14c 係合部
14d フランジ部
16,17,36 荷重受け部
18a,18b 電源基板
19a,19f 照明基板
19b,19e 撮像基板
19c 制御基板
19d 無線基板
20 一連の回路基板
20a,20b 一連のフレキ基板
53a,53b オーリング
62c 段部
71 接着剤
72 鉤部
73 押圧部
A1〜A5 延出部
CL 中心軸
M1,M2 指標
H1,H2 開口部
TP1,TP2 頂部

Claims (26)

  1. 被検体内部に導入されるカプセル型筐体の一部をなし、光学的に透明な光学ドームと、
    前記光学ドーム越しに前記被検体内部を照明する照明部が固定配置された照明基板と、
    前記照明部によって照明された被検体内部の画像を結像する光学ユニットと、
    前記光学ユニットに対して固定配置され、前記被検体内部の画像を撮像する撮像部と、
    前記照明基板および前記光学ユニットが固定配置され、前記光学ドームの内周面に嵌合固定して、前記光学ドームに対する前記照明部および前記光学ユニットの各相対位置を決定する位置決め部と、
    を備えたことを特徴とするカプセル型医療装置。
  2. 前記位置決め部は、
    前記照明基板および前記光学ユニットが固定配置され、前記光学ドームの内周面に嵌合する外周面を有する板状部と、
    前記板状部から突起し、前記光学ドームの開口端部に係止して前記光学ドームの内周面に前記板状部を固定する突起部と、
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載のカプセル型医療装置。
  3. 前記位置決め部は、前記照明基板および前記光学ユニットが固定配置され、前記光学ドームの内周面に嵌合する外周面を有する板状部であり、
    前記光学ドームは、前記板状部の外周面を嵌合させる第1の内周面と該第1の内周面に比して小さい内径を形成する第2の内周面とを連続する段部を有し、該段部に前記板状部の外縁部を係止して、前記光学ドームの内周面に前記板状部を固定することを特徴とする請求項1に記載のカプセル型医療装置。
  4. 前記光学ユニットは、
    前記撮像部の受光面に前記被検体内部の画像を結像する1以上のレンズと、
    前記1以上のレンズを保持するレンズ枠と、
    を備え、前記レンズ枠は、前記板状部に形成された貫通孔に挿入固定されることを特徴とする請求項2または3に記載のカプセル型医療装置。
  5. 前記光学ユニットは、前記撮像部の受光面に前記被検体内部の画像を結像する1以上のレンズを有し、
    前記板状部は、前記1以上のレンズを保持するレンズ枠を一体的に有することを特徴とする請求項2または3に記載のカプセル型医療装置。
  6. 前記照明基板は、前記レンズ枠を挿通する開口部を有し、前記光学ドームに対向する前記板状部の面上に、前記開口部に前記レンズ枠を挿通した態様で固定配置されることを特徴とする請求項4または5に記載のカプセル型医療装置。
  7. 前記照明基板は、前記板状部の面上の接合部材によって固定されることを特徴とする請求項6に記載のカプセル型医療装置。
  8. 前記照明基板は、前記開口部を介して突出した前記レンズ枠の裾部に塗布された接着剤によって固定されることを特徴とする請求項6に記載のカプセル型医療装置。
  9. 前記板状部は、前記光学ドームに対向する面上に前記照明基板をスナップ止めする1以上の鉤部を備え、
    前記照明基板は、前記1以上の鉤部のスナップ止めによって前記板状部に固定されることを特徴とする請求項6に記載のカプセル型医療装置。
  10. 前記開口部を介して突出した前記レンズ枠の裾部に螺着されるとともに前記照明基板を前記板状部に押圧する押圧部を備え、
    前記照明基板は、前記押圧部の押圧力によって前記板状部に固定されることを特徴とする請求項6に記載のカプセル型医療装置。
  11. 前記位置決め部は、前記レンズ枠の上端部に比して低い位置に前記照明部の上端部が位置する態様で前記光学ドームに対する前記照明部の相対位置を決定することを特徴とする請求項4〜10のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  12. 前記照明基板は、フレキシブル回路基板であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  13. 前記位置決め部は、前記光学ドームに対する前記撮像部の相対位置をさらに決定することを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  14. 前記撮像部によって撮像された被検体内部の画像を含む無線信号を外部に送信するアンテナを備え、
    前記位置決め部は、前記光学ドームに対する前記アンテナの相対位置をさらに決定することを特徴とする請求項1〜13のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  15. 前記光学ドームに押圧する方向に前記位置決め部を付勢する付勢力を生成する弾性部材を備え、
    前記位置決め部は、前記弾性部材の付勢力によって前記光学ドームの内周面に嵌合固定されることを特徴とする請求項1に記載のカプセル型医療装置。
  16. 少なくとも前記撮像部に電力を供給する電源部を備え、
    前記弾性部材は、前記電源部の接点を確保する接点ばねであることを特徴とする請求項15に記載のカプセル型医療装置。
  17. 前記弾性部材の付勢力を受け、該付勢力によって前記光学ドームに前記位置決め部を押圧する押圧部を備えたことを特徴とする請求項15または16に記載のカプセル型医療装置。
  18. 前記光学ドームは、前記位置決め部の少なくとも一部が当接する当接面を備えたことを特徴とする請求項15〜17のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  19. 前記位置決め部は、樹脂成形によって形成される樹脂部材であることを特徴とする請求項15〜18のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  20. 前記撮像部は、複数であって互いに異なる方向の前記被検体内部の画像を撮像し、
    前記カプセル型筐体は、複数の前記撮像部に対応して複数の前記光学ドームを含み、
    前記照明部、前記照明基板、前記光学ユニット、および前記位置決め部は、複数の前記撮像部に対応して前記カプセル型筐体に各々複数内蔵され、
    前記弾性部材の付勢力は、複数の前記撮像部の各々に対して対向する方向に作用することを特徴とする請求項15〜19のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  21. 前記弾性部材の伸縮距離は、前記付勢力の作用方向における前記カプセル型筐体の内蔵物の寸法ばらつきに比して大きいことを特徴とする請求項15〜20のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  22. 前記光学ドームは、前記カプセル型筐体の残りの一部をなす筒状胴部の端部に、凹凸部の係合によって嵌合され、
    前記弾性部材の付勢力は、前記凹凸部の係合による前記光学ドームと前記筒状胴部との保持力に比して小さいことを特徴とする請求項15〜21のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  23. 前記カプセル型筐体の内蔵物の外径寸法は、前記筒状胴部の内径寸法に比して小さいことを特徴とする請求項22に記載のカプセル型医療装置。
  24. 前記光学ドームと前記筒状胴部との接続面の間隙を閉塞するオーリングを備えたことを特徴とする請求項22または23に記載のカプセル型医療装置。
  25. 前記光学ドームは、前記カプセル型筐体の内蔵物に対する相対位置を外部から視認可能な態様の指標を形成されることを特徴とする請求項15〜24のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
  26. 前記撮像部の動作を制御する制御部と、
    前記制御部を実装した回路基板を支持するとともに該回路基板の基板間隔を確保する支持体と、
    を備え、
    前記支持体は、前記位置決め部に当接および嵌合し、前記弾性部材の付勢力によって前記光学ドームに前記位置決め部を押圧することを特徴とする請求項20〜25のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。
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