JP2010220844A - カプセル型内視鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】画角をより広くするとともに、それに伴う収差を十分に補正して歪曲等の無い鮮明な画像を得る。
【解決手段】カプセル型内視鏡１０は、撮像レンズ２０と、カプセル本体２２と、透明カバー２３とを備えている。カプセル本体２２は中空状に形成されており、その端部２２ａに開口２２ｂを有している。撮像レンズ２０は、その一部がカプセル本体２２の内部に設けられており、その他が開口２２ｂから突出するようにして設けられている。透明カバー２３はドーム状に形成され、開口２２ｂから突出した撮像レンズ２０を覆うようにしてカプセル本体２２の端部２２ａに取り付けられている。透明カバー２３の焦点距離をｆ_Ｄ、撮像レンズ２０の焦点距離をｆ_Ｌとしたときに、｜ｆ_Ｄ｜／ｆ_Ｌ≦７０を満たす透明カバー２３及び撮像レンズ２０により被検者の体腔内が撮像される。
【選択図】図１

Description

本発明は、体腔内の撮像のため被検者に飲み込まれて使用されるカプセル型内視鏡に関する。

近年の医療分野においては、長い挿入部の先端に撮像装置を設けた挿入型内視鏡のほか、カプセル内に撮像装置を収納したカプセル型内視鏡を利用した診断が行われている。

カプセル型内視鏡は、中空状のカプセル本体と、このカプセル本体の一方の端部に取り付けられるドーム状の透明カバーと、透明カバーを介して入射する光を撮像素子に結像させる撮像レンズとを備えており、カプセル型内視鏡全体のサイズは、被検者が容易に飲み込むことが出来るサイズに形成されている（特許文献１〜３参照）。したがって、カプセル型内視鏡は、挿入型内視鏡のように、挿入部を飲み込む際の患者の負担や挿入部を長時間体腔内に挿入し続けることによる患者の負担が無くなる。

特開２００６−６１４３８号公報 特許４１２８５０４号公報 特許４１２８５０５号公報

カプセル型内視鏡は、挿入型内視鏡の問題点を解消できる利点を有する一方、挿入型内視鏡と異なり、体腔内での位置や姿勢を制御することが困難である。そのため、被写体中心部に病変部が位置する場合には、病変部を確実に撮像することができるものの、例えば、病変部が透明カバーの周縁部付近やカプセル本体の側面付近にある場合には、病変部を確実に撮像することができないことがある。

したがって、病変部を確実に撮像するためには、画角が広い撮像レンズを用いる必要があるが、透明カバーの周縁部付近にある病変部をも撮像することができるような撮像レンズ、例えば最大画角が１８０°を超えるような撮像レンズを製造することは困難である。また、撮像レンズの収差は画角を広くするほど大きくなる傾向があるため、仮に病変部を撮像できたとしても、得られた画像は歪曲したりボケたり等することがある。このように歪曲等した画像から病変部を発見することは困難である。

本発明は、以上の背景を考慮してなされたものであり、画角をより広くするとともに、それに伴う収差を十分に補正して歪曲等の無い鮮明な画像を得ることができるカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、端部に開口が形成された中空状のカプセル本体と、前記カプセル本体の内部又は前記カプセル本体の開口から突出するように設けられる撮像光学系と、前記撮像光学系を覆うようにして前記カプセル本体の端部に取り付けられる透明カバーとを備えるカプセル型内視鏡において、前記透明カバーの焦点距離をｆ_Ｄ、前記撮像光学系の焦点距離をｆ_Ｌとしたときに、
｜ｆ_Ｄ｜／ｆ_Ｌ≦７０
を満たす前記透明カバー及び撮像光学系により被検者の体腔内部を撮像することを特徴とする。

本発明は、端部に開口が形成された中空状のカプセル本体と、前記カプセル本体の内部又は前記カプセル本体の開口から突出するように設けられる撮像光学系と、前記撮像光学系を覆うようにして前記カプセル本体の端部に取り付けられる透明カバーとを備えるカプセル型内視鏡において、前記撮像光学系及び前記透明カバー全体での最大画角を２ωｍａｘ、前記撮像光学系のみの最大画角を２ω_Ｌとしたときに、
２ωｍａｘ−２ω_Ｌ≧２．５
を満たす前記透明カバー及び撮像光学系により被検者の体腔内部を撮像することを特徴とする。

本発明は、更に、前記撮像光学系及び前記透明カバー全体での最大画角を２ωｍａｘとしたときに、
２ωｍａｘ≧１８０°
を満たすことで、透明カバーの周縁部付近にあるような病変部をも確実に撮像することができる。

本発明は、任意の画角ωに対する像高をＹ（ω）、任意の画角ωの微小変化量をΔωとするときに０．７＜（Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω））／Ｙ（Δω）を満たすことによって、画像の周辺部分に写し出される病変部の歪曲は抑えられるため、病変部を見落としなく発見することができる。

本発明は、４枚のレンズで構成することによって、より好ましくは５枚のレンズで構成することによって、良好な結像性能を得ることができる。

本発明によれば、画角をより広くすることができるとともに、それに伴う収差を十分に補正して歪曲等の無い鮮明な画像を得ることができる。

本発明のカプセル型内視鏡を示す断面図である。 本発明のカプセル型内視鏡を示す断面図であり、図１のカプセル型内視鏡を時計回りに９０度異なる方向から見たときの断面図である。 ［数１］〜［数３］を説明するために用いられる本発明のカプセル型内視鏡の断面図である。 （Ａ）は凹状半球面の被写体に設けられた複数の円の図を、（Ｂ）〜（Ｅ）は（Ａ）の複数の円を撮像したときの画像の図を示している。 実施例１の撮像レンズ及び透明カバーの構成を示す断面図である。 実施例１の撮像レンズ及び透明カバーの収差図である。 実施例１の撮像レンズ及び透明カバーのディストーションを示すグラフである。 実施例２の撮像レンズ及び透明カバーの構成を示す断面図である。 実施例２の撮像レンズ及び透明カバーの収差図である。 実施例２の撮像レンズ及び透明カバーのディストーションを示すグラフである。

図１に示すように、カプセル型内視鏡１０は、被検者が容易に飲み込むことができるサイズに形成され、被検者が飲み込んでから体外へ排出するまでの間に、胃や腸の内部などを一定の時間毎に撮像する。本実施形態では、凹状半球面の被写体１２をカプセル型内視鏡１０の被写体として説明する。なお、被写体の形状は凹状の半球面に限らず、その他の凹状の曲面形状であってもよい。

図１及び図１のカプセル内視鏡１０を時計回りに９０度異なる方向から見た図２に示すように、カプセル内視鏡１０は、カプセル１３、撮像素子１４、撮像レンズ２０、カバーガラス２１を備えている。カプセル１３は、カプセル本体２２と、透明カバー２３を備えている。カプセル本体２２は中空状に形成されており、その端部２２ａに開口２２ｂを有している。撮像レンズ２０は、その一部がカプセル本体２２の内部に設けられており、その他が開口２２ｂから突出するようにして設けられている。透明カバー２３はドーム状に形成され、開口２２ｂから突出した撮像レンズ２０を覆うようにしてカプセル本体２２の端部２２ａに取り付けられている。なお、レンズの設計条件によっては、撮像レンズの全部をカプセル本体の開口から突出させてもよく、また、撮像レンズの全部をカプセル本体の内部に設けてもよい。

撮像レンズ２０及び透明カバー２３は、被写体１２からの光を撮像素子１４に結像させるパワーを有する。これに対して、カバーガラス２１は、被写体１２からの光を屈折させずにそのまま透過させるため、撮像レンズ２０及び透明カバー２３のようにパワーを有しない。なお、透明カバー２３の材質は撮像レンズ２０と同じであってもよく、特に限定されない。

カプセル本体２２内には、撮像素子１４のほか、撮像素子１４を駆動する電池や、撮像素子１４で得られた画像を被検者の周囲に取り付けた画像受信部に送信するアンテナ（いずれも図示省略）などが収納されている。

図３に示すように、撮像レンズ２０は、被写体１２側から順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、開口絞りＳ８、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４から構成されている。透明カバー２３は、被写体１２と第１レンズＬ１との間に設けられている。

ここで、透明カバー２３の焦点距離をｆ_Ｄと、撮像レンズ２０全体での焦点距離をｆ_Ｌとしたときに、撮像レンズ２０及び透明カバー２３は、以下の［数１］式を満たすように設計されている。

透明カバー２３に対して被写体１２からの光を撮像素子１４に結像させるパワーを付与するとともに、撮像レンズ２０及び透明カバー２３が［数１］式を満たすことにより、画角がより広くなるため、透明カバー２３の周縁部付近にある病変部をも確実に撮像することができる。また、画角が広くなったとしても収差は十分に補正されているため、歪んだりボケたり等が無い鮮明な画像を得ることができる。なお、｜ｆ_Ｄ｜／ｆ_Ｌが７０を超える場合には、透明カバー２３の屈折力が小さくなるため、撮像レンズ２０のみで広画角を達成しなければならず、諸収差の補正が困難になる。

また、撮像レンズ２０及び透明カバー２３全体での最大画角を２ωｍａｘ、撮像レンズ２０のみの最大画角を２ωＬとしたときに、撮像レンズ２０及び透明カバー２３は以下の［数２］式を満たすように設計されている。

透明カバー２３に対して被写体１２からの光を撮像素子１４に結像させるパワーを付与するとともに、撮像レンズ２０及び透明カバー２３が［数２］式を満たすことにより、病変部が撮像レンズ２０の画角の範囲内にない場合であっても、撮像レンズ２０及び透明カバー２３全体での画角の範囲内にある場合には、病変部を確実に撮像することができる。さらに、画角が広くなったとしても収差は十分に補正されているため、撮像素子１４で得られる画像は歪んだりボケたり等が無い鮮明な画像である。なお、２ωｍａｘ−２ωＬが２．５未満である場合には、透明カバー２３の屈折力が小さくなるため、撮像レンズ２０のみで広画角を達成しなければならず、諸収差の補正が困難となる。

また、撮像レンズ２０及び透明カバー２３は、以下の［数３］式を満たすように設計されている。

撮像レンズ２０及び透明カバー２３が［数３］式を満たすことにより、画角がより広くなるため、透明カバー２３の周縁部付近にある病変部をも撮像することができる。また、画角が広くなったとしても収差は十分に補正されているため、透明カバー２３の周縁部付近にある病変部を撮像した場合であっても、歪んだりボケたり等が無い鮮明な画像を得ることができる。

また、撮像レンズ２０及び透明カバー２３は、画角ωのときの像高をＹ（ω）とした場合に以下の［数４］式を満たすように設計されている。なお、画角１０５°以下の条件下で、［数４］を満たすようにしてもよい。

［数４］の「Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω）」は、画角をωからΔωだけ微小変化させた画角ω＋Δωのときの像高Ｙ（ω＋Δω）と、画角ωのときの像高Ｙ（ω）との差分を示している。また、［数４］の「Ｙ（Δω）」は、画角を０°からΔωだけ微小変化させた画角Δωのときの像高Ｙ（Δω）と、画角０°のときの像高Ｙ（０）との差分Ｙ（０＋Δω）−Ｙ（０）を示しており、Ｙ（０）＝０であることからＹ（０＋Δω）−Ｙ（０）＝Ｙ（Δω）とされる。したがって、［数４］の「（Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω））／Ｙ（Δω）」は、画像の中心部分に対して画像の周辺部分がどの程度歪曲（ディストーション）しているかを表している。

ここで、（Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω））／Ｙ（Δω）が１．０、０．７、０．５、０．３となるように撮像レンズ２０及び透明カバー２３を設計した場合に、各撮像レンズ及び透明カバーで撮像した画像がどの程度歪曲するかを評価する。評価に際しては、図４（Ａ）に示すように、半径がｒ、２ｒ、３ｒ、４ｒ、５ｒの複数の円３０ａ〜３０ｅを、各円の中心が一致するように距離ｒの等間隔で凹状半球面の被写体１２に設ける。そして、それら複数の円３０ａ〜３０ｅが設けられた被写体１２を、各撮像レンズ及び透明カバーを用いて撮像する。撮像により得られた画像から、画像の周辺部分における円の間隔が、画像の中心部分における円の間隔とどの程度縮小しているかにより、画像の周辺部分の歪曲の程度を評価する。

図４（Ｂ）は、（Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω））／Ｙ（Δω）＝１．０となるように設計した撮像レンズ２０及び透明カバー２３で撮像したときの画像を示している。この画像が示すように、被写体１２に設けた複数の円３０ａ〜３０ｅの間隔と同様、画像上における各円の間隔は距離ｒである。したがって、画像の中心部分における円の間隔と、画像の周辺部分における円の間隔とは同じであるため、画像の周辺部分にはディストーションが生じていない。そのため、このような撮像レンズ２０及び透明カバー２３を組み込んだカプセル内視鏡１０で被検者の体内を撮像した場合であっても、画像の周辺部分に写し出される病変部は歪曲することがないため、病変部を確実に見出すことができる。

図４（Ｃ）の画像は、（Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω））／Ｙ（Δω）＝０．７となるように設計した撮像レンズ２０及び透明カバー２３で撮像したときの画像を示している。この画像が示すように、画像の中心部分の円の間隔はｒよりも大きくなっている一方、画像の周辺部分における円の間隔はｒよりも小さくなっている。したがって、画像の周辺部分の円の間隔は画像の中心部分における円の間隔よりも小さくなっているが、画像の周辺部分の円の間隔の縮小はそれほど目立たない。したがって、撮像レンズ２０をカプセル内視鏡１０に搭載して被検者の体内を撮像した場合には、画像の周辺部分に写し出される病変部は、画像診断の際に問題となるかならないか程度に歪曲している。

図４（Ｄ）の画像は、（Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω））／Ｙ（Δω）＝０．５となるように設計した撮像レンズ２０及び透明カバー２３で撮像したときの画像を示している。この画像が示すように、画像の周辺部分における円の間隔は画像の中心部分における円の間隔よりも小さくなっており、各円の間隔の縮小は目立っている。したがって、画像の周辺部分にはディストーションが生じていることが分かる。そのため、このような撮像レンズ２０及び透明カバー２３をカプセル内視鏡１０に搭載して被検者の体内を撮像した場合には、画像の周辺部分が歪曲するため、病変部は見落とされる可能性がある。

図４（Ｅ）の画像は、（Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω））／Ｙ（Δω）＝０．３となるように設計した撮像レンズ２０及び透明カバー２３で撮像したときの画像を示している。この画像が示すように、画像の周辺部分における円の間隔は画像の中心部分における円の間隔よりも極めて小さくなっており、画像を一見しただけで画像の周辺部分における円の間隔の縮小が分かる。したがって、画像の周辺部分にはディストーションが生じていることが分かる。そのため、このような撮像レンズ２０及び透明カバー２３をカプセル内視鏡に搭載して被検者の体内を撮像した場合には、画像の周辺部分が大きく歪曲するため、病変部は見落とされる可能性が極めて高くなる。

以上から、（Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω））／Ｙ（Δω）＞０．７となるように撮像レンズ２０及び透明カバー２３を設計することにより、画像の周辺部分におけるディストーションは抑えられる。したがって、画像の周辺部分に病変部が写し出されたとしても、病変部は見落としする程歪曲しないため、病変部を確実に発見することができる。なお、Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω））／Ｙ（Δω）の値は０．７より大きく１．３よりも小さいことが好ましく、０．８より大きく１．２よりも小さいことがより好ましい。

また、撮像レンズ２０は、第１〜第４レンズの４枚で構成されていることにより、画角がより広くなるため、透明カバー２３の周縁部付近にある病変部をも撮像することができる。また、画角がより広くなったとしても収差は十分に補正されているため、透明カバー２３の周縁部付近にある病変部を撮像した場合であっても、歪んだりボケたり等が無い鮮明な画像を得ることができる。なお、撮像レンズは第１〜第５レンズの５枚で構成しても、４枚の場合と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、被検者の体腔内での姿勢や位置を制御しないカプセル型内視鏡について説明したが、これに限らず、被検者の体腔内での姿勢や位置の制御可能なカプセル型内視鏡においても本発明を適用することができる。

カプセル型内視鏡に搭載した撮像レンズ及び透明カバーについて、以下の実施例１〜２において具体的な数値を示すことによって、本発明を更に詳細に説明する。

［実施例１］
図５に示すように、実施例１の撮像レンズ２０は４枚の第１〜第４レンズＬ１〜Ｌ４と開口絞りＳ８とを備えており、カプセル１３内において、凹状半球面の被写体１２側から、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、開口絞りＳ８、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４の順に配置されている。透明カバー２３は、被写体１２と第１レンズＬ１との間に配置されている。

被写体１２、透明カバー２３、撮像レンズ２０の面は、Ｓｉで表される。したがって、被写体１２の表面はＳ１、透明カバー２３の被写体１２側（以下「被写体側」とする）の面はＳ２、透明カバー２３の撮像素子１４側（以下「像側」とする）の面はＳ３、第１レンズＬ１の被写体側の面はＳ４、第１レンズＬ１の像側の面はＳ５、第２レンズＬ２の被写体側の面はＳ６、第２レンズＬ２の像側の面はＳ７、開口絞りはＳ８、第３レンズＬ３の被写体側の面はＳ９、第３レンズＬ３の像側の面はＳ１０、第４レンズＬ４の被写体側の面はＳ１１、第４レンズＬ４の像側の面はＳ１２、カバーガラス２１の被写体側の面はＳ１３、カバーガラス２１の像側の面はＳ１４とされる。面Ｓ１５は撮像素子１４の撮像面と一致する。

また、撮像レンズ２０の光軸方向に対する面Ｓｉと面Ｓｉ＋１との間隔（面間隔）は、Ｄｉとして表される。したがって、面Ｓ１と面Ｓ２との面間隔はＤ１、面Ｓ２と面Ｓ３との面間隔はＤ２、面Ｓ３と面Ｓ４との面間隔はＤ３、面Ｓ４と面Ｓ５との面間隔はＤ４、面Ｓ５と面Ｓ６との面間隔はＤ５、面Ｓ６と面Ｓ７との面間隔はＤ６、面Ｓ７と面Ｓ８との面間隔はＤ７、面Ｓ８と面Ｓ９との面間隔はＤ８、面Ｓ９と面Ｓ１０との面間隔はＤ９、面Ｓ１０と面Ｓ１１との面間隔はＤ１０、面Ｓ１１と面Ｓ１２との面間隔はＤ１１、面Ｓ１２と面Ｓ１３との面間隔はＤ１２、面Ｓ１３と面Ｓ１４との面間隔はＤ１３で表される。

撮像レンズ２０及び透明カバー２３は、以下の表１に示すレンズデータに基づいて設計される。

表１において、「ＯＢＪ」は凹状半球面の被写体１２を、「絞り」は開口絞りＳ８を、「ＩＭＧ」は撮像素子１４を、「曲率半径」は各面Ｓｉの曲率半径（ｍｍ）を、「面間隔」は各面間隔Ｄｉ（ｍｍ）を、「Ｎｄ」はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を、「νｄ」はアッベ数を、「ｆＬ」は撮像レンズ２０全体としての焦点距離を、「ｆＤ」は透明カバー２３の焦点距離を、「Ｆｎｏ」は撮像レンズ２０のＦ値Ｆを、「２ωｍａｘ」は撮像レンズ２０及び透明カバー２３全体での最大画角を、「２ωＬ」は撮像レンズ２０のみでの最大画角を表している。

また、表１の面番号欄に＊で示すように、第１レンズの両面Ｓ４，Ｓ５、第２レンズの両面Ｓ６，Ｓ７、第３レンズの両面Ｓ９，Ｓ１０、第４レンズの両面Ｓ１１，Ｓ１２は非球面となっている。これら非球面形状は、曲率（近軸曲率半径Ｒの逆数）ｃ、円錐定数Ｋ、光軸からの距離ρ（ρ^２＝ｘ^２＋ｙ^２）、ｉ次の非球面次数を用いて、以下の［数５］の式で数値的に表される。面Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２の円錐定数Ｋ及び非球面定数Ａｉを表２に示す。なお、後述の実施例２においても、レンズデータの表記や、非球面の形状を決める［数５］の式は同様とする。

図６は、撮像レンズ２０に対して被写体側に透明カバー２３を、撮像レンズ２０に対して像側にカバーガラス２１を配置したときの球面収差、非点収差、倍率色収差を示している。球面収差はｄ線（波長５８７．６ｎｍ）のものを実線で、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）のものを第１破線で、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）のものを、各線の長さが第１破線よりも大きい第２破線で示している。また、非点収差はサジタル方向のものを実線で、タンジェンタル方向のものを第１破線で示している。また、倍率色収差は、Ｆ線のものを第１破線で、Ｃ線のものを、各線の長さが第１破線よりも大きい第２破線で示している。なお、後述の実施例２においても、球面収差、非点収差、倍率色収差を示す図における各線の表記は実施例１と同様とする。

実施例１では、透明カバー２３の焦点距離ｆ_Ｄは−２４．７ｍｍ、撮像レンズ２０の焦点距離ｆ_Ｌは１．５ｍｍであることから、｜ｆ_Ｄ｜／ｆ_Ｌは［数１］の範囲内の１６．５である。また、２ωｍａｘは［数３］の範囲内の２３３°、２ωＬは１５９°であることから、２ωｍａｘ−２ωＬは［数２］の範囲内の７４°である。したがって、画角がより広くなるため、透明カバー２３の周縁部付近にある病変部をも撮像することができる。また、図６で示したように、画角が広くなったとしても、球面収差、非点収差、倍率色収差は十分に補正されているため、透明カバー２３の周縁部付近にある病変部を撮像した場合にも、鮮明な病変部の画像を得ることができる。

図７に示すように、（Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω））／Ｙ（Δω）は、半画角ωの全範囲で０．７よりも大きくなっている。したがって、撮像レンズ２０及び透明カバー２３は［数４］式の範囲内であり、画像の周辺部分におけるディストーションを抑えることができる。したがって、画像の周辺部分に病変部が写し出されたとしても、病変部は見落としする程歪曲しないため、病変部を確実に発見することができる。

［実施例２］
図８に示すように、実施例２の撮像レンズ３０は５枚の第１〜第５レンズＬ１〜Ｌ５と開口絞りＳ６とを備え、カプセル１３内において、凹状半球面の被写体１２側から、第１レンズＬ１、開口絞りＳ６、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５の順に配置されている。第３レンズＬ３と第４レンズＬ４とは貼り合わせレンズとされる。透明カバー２３は、被写体１２と第１レンズＬ１との間に配置されている。

被写体１２、透明カバー２３、撮像レンズ３０の面は、実施例１と同様に、Ｓｉで表される。したがって、被写体１２の表面はＳ１、透明カバー２３の被写体側の面はＳ２、透明カバー２３の像側の面はＳ３、第１レンズＬ１の被写体側の面はＳ４、第１レンズＬ１の像側の面はＳ５、開口絞りはＳ６、第２レンズＬ２の被写体側の面はＳ７、第２レンズの像側の面はＳ８、第３レンズＬ３の被写体側の面はＳ９、第３レンズＬ３の貼り合わせ面はＳ１０、第４レンズＬ４の像側の面はＳ１１、第５レンズＬ５の被写体側の面はＳ１２、第５レンズＬ５の像側の面はＳ１３、カバーガラス２１の被写体側の面はＳ１４、カバーガラス２１の像側の面はＳ１５とされる。面Ｓ１５は撮像素子１４の撮像面と一致する。

また、撮像レンズ３０の光軸方向に対する面Ｓｉと面Ｓｉ＋１との間隔（面間隔）は、Ｄｉとして表される。したがって、面Ｓ１と面Ｓ２との面間隔はＤ１、面Ｓ２と面Ｓ３との面間隔はＤ２、面Ｓ３と面Ｓ４との面間隔はＤ３、面Ｓ４と面Ｓ５との面間隔はＤ４、面Ｓ５と面Ｓ６との面間隔はＤ５、面Ｓ６と面Ｓ７との面間隔はＤ６、面Ｓ７と面Ｓ８との面間隔はＤ７、面Ｓ８と面Ｓ９との面間隔はＤ８、面Ｓ９と面Ｓ１０との面間隔はＤ９、面Ｓ１０と面Ｓ１１との面間隔はＤ１０、面Ｓ１１と面Ｓ１２との面間隔はＤ１１、面Ｓ１２と面Ｓ１３との面間隔はＤ１２、面Ｓ１３と面Ｓ１４との面間隔はＤ１３、面Ｓ１４と面Ｓ１５との面間隔はＤ１４で表される。

撮像レンズ３０は、以下の表３に示すレンズデータに基づいて設計される。

表３の面番号欄に＊で示すように、第１レンズの両面Ｓ４，Ｓ５、第２レンズの両面Ｓ７，Ｓ８、第５レンズの両面Ｓ１２，Ｓ１３は非球面となっている。これら面Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１２，Ｓ１３の円錐定数Ｋ及び非球面定数Ａｉを表４に示す。

図９は、撮像レンズ３０に対して被写体側に透明カバー２３を、撮像レンズ３０に対して像側にカバーガラス２１を配置したときの球面収差、非点収差、倍率色収差を示している。

実施例２では、透明カバー２３の焦点距離ｆ_Ｄは−１９．３ｍｍ、撮像レンズ２０の焦点距離ｆ_Ｌは１．６ｍｍであることから、｜ｆ_Ｄ｜／ｆ_Ｌは［数１］の範囲内の１２．１である。また、２ωｍａｘは［数３］の範囲内の２４３°、２ωＬは１４７°であることから、２ωｍａｘ−２ωＬは［数２］の範囲内の９６°である。したがって、画角がより広くなるため、透明カバー２３の周縁部付近にある病変部をも撮像することができる。また、図９で示したように、画角が広くなったとしても、球面収差、非点収差、倍率色収差は十分に補正されているため、透明カバー２３の周縁部付近にある病変部を撮像した場合にも、鮮明な病変部の画像を得ることができる。

図１０に示すように、（Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω））／Ｙ（Δω）は、半画角ωの領域のうちのほとんどで０．７よりも大きくなっているため、ディストーションを抑えることができる。

１０ カプセル型内視鏡
２０ 撮像レンズ
２３ 透明カバー
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ

Claims (11)

1. 端部に開口が形成された中空状のカプセル本体と、前記カプセル本体の内部又は前記カプセル本体の開口から突出するように設けられる撮像光学系と、前記撮像光学系を覆うようにして前記カプセル本体の端部に取り付けられる透明カバーとを備えるカプセル型内視鏡において、
   前記透明カバーの焦点距離をｆ_Ｄ、前記撮像光学系の焦点距離をｆ_Ｌとしたときに、
   ｜ｆ_Ｄ｜／ｆ_Ｌ≦７０
   を満たす前記透明カバー及び撮像光学系により被検者の体腔内部を撮像することを特徴とするカプセル型内視鏡。
2. 端部に開口が形成された中空状のカプセル本体と、前記カプセル本体の内部又は前記カプセル本体の開口から突出するように設けられる撮像光学系と、前記撮像光学系を覆うようにして前記カプセル本体の端部に取り付けられる透明カバーとを備えるカプセル型内視鏡において、
   前記撮像光学系及び前記透明カバー全体での最大画角を２ωｍａｘ、前記撮像光学系のみの最大画角を２ω_Ｌとしたときに、
   ２ωｍａｘ−２ω_Ｌ≧２．５
   を満たす前記透明カバー及び撮像光学系により被検者の体腔内部を撮像することを特徴とする請求項１記載のカプセル型内視鏡。
3. 前記撮像光学系及び前記透明カバー全体での最大画角を２ωｍａｘとしたときに、
   ２ωｍａｘ≧１８０°
   を満たすことを特徴とする請求項１または２記載のカプセル型内視鏡。
4. 任意の画角ωに対する像高をＹ（ω）、任意の画角ωの微小変化量をΔωとするときに、
   ０．７＜（Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω））／Ｙ（Δω）
   を満たすことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のカプセル型内視鏡。
5. 前記撮像光学系は４枚のレンズで構成されることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載のカプセル型内視鏡。
6. 前記撮像光学系は５枚のレンズで構成されることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載のカプセル型内視鏡。
7. 端部に開口が形成された中空状のカプセル本体と、前記カプセル本体の内部又は前記カプセル本体の開口から突出するように設けられる撮像光学系と、前記撮像光学系を覆うようにして前記カプセル本体の端部に取り付けられる透明カバーとを備えるカプセル型内視鏡において、
   前記撮像光学系及び前記透明カバー全体での最大画角を２ωｍａｘ、前記撮像光学系のみの最大画角を２ω_Ｌとしたときに、
   ２ωｍａｘ−２ω_Ｌ≧２．５
   を満たす前記透明カバー及び撮像光学系により被検者の体腔内部を撮像することを特徴とするカプセル型内視鏡。
8. 前記撮像光学系及び前記透明カバー全体での最大画角を２ωｍａｘとしたときに、
   ２ωｍａｘ≧１８０°
   を満たすことを特徴とする請求項７記載のカプセル型内視鏡。
9. 任意の画角ωに対する像高をＹ（ω）、任意の画角ωの微小変化量をΔωとするときに、
   ０．７＜（Ｙ（ω＋Δω）−Ｙ（ω））／Ｙ（Δω）
   を満たすことを特徴とする請求項７または８記載のカプセル型内視鏡。
10. 前記撮像光学系は４枚のレンズで構成されることを特徴とする請求項７ないし９いずれか１項記載のカプセル型内視鏡。
11. 前記撮像光学系は５枚のレンズで構成されることを特徴とする請求項７ないし９いずれか１項記載のカプセル型内視鏡。

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