JP3993500B2 - Capsule endoscope - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は外形がカプセル状に形成され単体で体腔内に挿入されて体腔内の撮像を行うカプセル内視鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のファイバースコープや電子内視鏡は、人体に配置した走査部や画像モニター装置と、人体に導入される撮像ヘッド部分とが可撓管でつながれている構成となっている。このような装置では、被験者の苦痛を軽減するために撮像ヘッドの小型化や細径化が計られても、管が被験者の喉を通る苦痛を根本的になくすことができない。
【0003】
そこで近年、カプセル内視鏡と呼ばれる、管のないカプセル状の撮像ヘッドと隔離された画像モニター部を有する電子内視鏡装置が提案されている。しかしながら、このような従来のカプセル内視鏡の提案内容はアイデアに過ぎず、実際の製造、使用する段階に至っていない。
【0004】
特に、カプセル内視鏡としては、体腔内ではカプセル側面が体腔内壁面に接するから側視や直視の観察光学系が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−112709号公報(第2−4頁、図1−11)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のカプセル内視鏡の技術では、撮像素子が平面CCDチップまたはMOSイメージセンサーであり、その周辺に照明系も設置するが、視野が狭く、撮像範囲は限定されている。視野を大きくすると該平面CCDチップまたは該MOSイメージセンサーの大面積化でカプセル内視鏡の外径大型化を招いて被験者の苦痛が増す。
【0007】
従来のカプセル内視鏡の照明系として、平面CCDチップまたはMOSイメージセンサーの周辺部に発光素子の発光ダイオードを設置して照明する手段が提案されているが、撮像素子の周辺に発光ダイオードを設置するため、更に、カプセルの外径の大型化を招いて好ましくない。さらに、カプセル外径は、撮像素子の平面面積とその周辺の発光ダイオード面積の積算となるため、発光ダイオードの数にも限りがあり、照明光度が充分に得られず、十分な観察が行えなかった。
【0008】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、組み立て性が良く、小型化され、180°の視野範囲が得られる実用化可能なカプセル内視鏡を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項1に記載のカプセル内視鏡は、被写体からの被写体像が入射する略半球面形状に成形した入射面が設けられた光学材料からなる観察光学手段と、略球状に形成され、前記観察光学手段を透過した前記被写体像を受光することで撮像信号を生成可能に構成された撮像手段と、前記撮像手段の前記観察光学手段側の略半球部分に設けられ、前記観察光学手段を透過した前記被写体像を受光する略半球面形状に形成された受光面を有し、この受光面で受光した前記被写体像を光電変換して得られた電気信号を出力する半球状光電変換部と、前記撮像手段の前記半球状光電変換部に連続する略半球部分に設けられ、前記半球状光電変換部から出力された前記電気信号に所定の信号処理を施して撮像信号として出力するように構成された半球状信号処理部と、を具備したことを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載のカプセル内視鏡は、請求項1に記載のカプセル内視鏡であって、前記半球状信号処理部は、前記撮像信号に対してさらに所定の信号処理を施して生成された無線撮像信号を無線で発信する無線発信部を含むことを特徴とする。
【0011】
請求項3に記載のカプセル内視鏡は、請求項1または2記載のカプセル内視鏡であって、前記観察光学手段は、前記受光面のほぼ全表面に対して前記被写体像を入射可能に構成した非球面レンズからなることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係るカプセル内視鏡の断面図である。
(構成)
図1において、カプセル内視鏡1は、カプセル型カバー10の内部に、ボールセミコンダクタ11、鉄芯12、バネコイル13、電磁石14及び発光ダイオード(LED)15を収納したものである。
【0013】
カプセル型カバー10は、本体カバー21と透明カバー22とから構成される。
本体カバー21は一端が円形の開口部23からなり、他端側がドーム状に形成されている。本体カバー21の開口部23の中には、鉄芯12、バネコイル13及び電磁石14が取り付けられている。ボールセミコンダクタ11は鉄芯12の一端に取り付けられている。本体カバー21の開口部23には透明カバー22が取り付けられている。
【0014】
ボールセミコンダクタ11は、透明カバー22側の半球をCCD撮像素子画素面31にすることで、180°の視野を得ている。
【0015】
ボールセミコンダクタ11の他の半球32は、走査を制御する走査手段と、出力信号を処理する信号手段と、前記ボールセミコンダクタ11の撮像信号に所定の処理を施して無線送信する無線送信手段を集積回路化したものである。
【0016】
ボールセミコンダクタ11の後端側には、透明カバー22の光軸方向に沿って鉄芯12が配置している。鉄芯12は本体カバー21に対して透明カバー22の光軸方向に沿ってスライド可能な状態で取り付けられている。本体カバー21内側の鉄芯12の後側の位置には、突起16が固定して設けられている。鉄芯12にはバネコイル13が設けられている。このバネコイル13は、巻軸に鉄芯12が挿入されされている。このバネコイル13の一端はボールセミコンダクタ11に取り付け、バネコイル13の他端は突起16に取り付けている。
【0017】
バネコイル13は、ボールセミコンダクタ11を常時後方に付勢し、位置決め突起16に鉄芯12を押し当てるようになっている。これにより、バネコイル13は、ボールセミコンダクタ11を常時後方に付勢し、位置決め突起16に鉄芯12を押し当てるようになっている。
【0018】
前記鉄芯12の外周方向にはリング状の電磁石14が設けられている。この電磁石14によりボールセミコンダクタ11を前後にスライドさせて焦点調節を行うようになっている。
【0019】
カプセル内視鏡1のボールセミコンダクタ11が配置された後方空間17には、電源、薬液用のタンク、薬液を送出するポンプ、または他の装置を配置するように設けられたものである。
【0020】
前記ボールセミコンダクタ11と後方空間17の間には発光ダイオード(LED)15が設けられ、このLED15の外周に筒伏の導光体24の基端側開口部が設けられている。LED15は後方空間17からの電源により駆動するようになっている。
【0021】
この導光体24の先端側開口部の前方は、透明カバー22の縁部に設けられている。これにより、LED15からの光が体腔内に透明カバー22を介して照射できるようになっている。
【0022】
透明カバー22は、透明な材質を非球面レンズとして形成したもので、CCD撮像素子画素面31の対物光学系と兼用している。
前記導光体24からの光束は、透明カバー22の外周端に入射され、その入射された光束は透明カバー22の光学性能により、体腔内の観察部位に向かって集束するように構成される。一方、観察部位から反射してくる観察像は透明カバー22の中央部分を透過し、ボールセミコンダクター11に集束するよう構成されている。具体的には、透明カバー22を非球面レンズとして構成することによりこのような光学特性を得ている。
【0023】
透明カバー22には、照明用光束が通過する部分と、観察像が通過する部分の境部に遮光部25を設けて、照明用光束によるフレアを解決している。
【0024】
このような構成により、透明カバー22は、被写体からの被写体像が入射する略半球面形状に成形した入射面が設けられた光学材料からなる観察光学手段となっている。
【0025】
ボールセミコンダクタ11は、略球状に形成され、前記観察光学手段を透過した前記被写体像を受光することで撮像信号を生成可能に構成された撮像手段となっている。
【0026】
CCD撮像素子画素面31は、前記撮像手段の前記観察光学手段側の略半球部分に設けられ、前記観察光学手段を透過した前記被写体像を受光する略半球面形状に形成された受光面を有し、この受光面で受光した前記被写体像を光電変換して得られた電気信号を出力する半球状光電変換部となっている。
【0027】
半球32は、前記撮像手段の前記半球状光電変換部に連続する略半球部分に設けられ、前記半球状光電変換部から出力された前記電気信号に所定の信号処理を施して撮像信号として出力するように構成された半球状信号処理部となっている。
【0028】
また、半球32は、前記半球状信号処理部は、前記撮像信号に対してさらに所定の信号処理を施して生成された無線撮像信号を無線で発信する無線発信部を含んでいる。
【0029】
透明カバー22は、前記受光面のほぼ全表面に対して前記被写体像を入射可能に構成した非球面レンズからなる。
【0030】
(作用)
第1の実施の形態において、カプセル内視鏡1が体腔内に挿入された状態で、LED15の照明光は、導光体24及び透明カバー22を介して被写体を照明する。照明光が照射された前記被写体からの反射光は、透明カバー22によってCCD撮像素子画素面31に結像され、光電変換して電気信号に変換され、半球32の無線送信手段により被検体の体腔内から体外の医療機器に送信され、モニタ等に映像表示される。
【0031】
(効果)
以上説明したように、第1の実施の形態によれば、透明カバー22が照明用及び観察用の光学手段を兼ねているので、組立て性が良く、小型化され、透明カバー22とCCD撮像素子画素面31により、180°の視野範囲が得られるので、実用性の高いカプセル内視鏡を提供することが可能になる。また、カプセル内視鏡1を小型化且つ観察範囲を広くできることにより、カプセル内視鏡1を観察位置に対し体外から遠隔操作でカプセルの姿勢をコントロールしなくても良いという効果を奏する。
【0032】
カプセル型カバー10の中央に配置した発光素子のLED15の照明光を導光体24を介して透明カバー22に導くので、多数の発光素子や大面積の発光素子を設置することができ、体腔内を照明する照明光量が十分に確保することができるという効果がある。
【0033】
さらに、透明カバー22に遮光部25を設けたことにより、導光体24の照明用光束によるフレアがCCD撮像素子画素面31に映るのを防止でき、画質の向上を行える。
【0034】
(第2の実施の形態)
図2は本発明の第2の実施の形態に係るカプセル内視鏡の断面図である。
【0035】
(構成)
図2において、カプセル内視鏡2は、カプセル型カバー50の内部に、前後一対のボールセミコンダクタ51,61、前後一対の鉄芯52,62、前後一対のバネコイル53,63、前後一対の電磁石54,64、複数のLED55及び電源57を収納したものである。
【0036】
カプセル型カバー50は、本体カバー71と透明カバー72,82とから構成される。
【0037】
本体カバー71は、短い筒状に形成され、一端及び他端が円形の前後の開口部73,83となっている。
【0038】
本体カバー71の開口部73,83の中には、それぞれ鉄芯52,62、バネコイル53,63及び電磁石54,64が取付が取り付けられている。ボールセミコンダクタ51,61はそれぞれ鉄芯52,62の一端に取り付けられている。本体カバー71の開口部73,83には透明カバー72,82が取り付けられている。
【0039】
ボールセミコンダクタ51,61は、それぞれ透明カバー72,82側の半球を図1と同様のCCD撮像素子画素面31とし、他の半球32も図1と同様の構成にしている。
【0040】
ボールセミコンダクタ51,61の後端側には、それぞれ透明カバー72,82の光軸方向に沿って鉄芯52,62が配置している。鉄芯52,62は、それぞれ本体カバー71に対して透明カバー72,82の光軸方向に沿ってスライド可能な状態で取り付けられている。本体カバー71内側の鉄芯52,62の奥側の位置には、それぞれ突起56,66が固定して設けられている。鉄芯52,62にはそれぞれバネコイル53,63が設けられている。
【0041】
バネコイル53,63は、それぞれボールセミコンダクタ51,61を常時後方に付勢し、位置決め突起56,66にそれぞれ鉄芯52,62を押し当てるようになっている。
【0042】
前記鉄芯52,62の外周方向には、それぞれリング状の電磁石54,64が設けられている。この電磁石54,64は、それぞれボールセミコンダクタ51,61を前後にスライドさせて焦点調節を行うようになっている。
【0043】
位置決め突起56,66の間には、電源57や撮像信号に所定の処理を施して無線送信する無線送信手段が設けられている。
【0044】
前記ボールセミコンダクタ51,61を含む前後の装置の中間には、患部を照明するためのLED55が設けられている。このLED55の外周には光ファイバ74,84の基端側の開口部が設けられている。
【0045】
この光ファイバ74,84の先端側はそれぞれ透明カバー72,82の外周に密着・固定されている。これにより、LED55からの光が体腔内に照射できるようになっている。
【0046】
前記複数のLED55の間には、LED55またはボールセミコンダクタ51,61等を駆動する電源57が設けられている。
【0047】
透明カバー72,82は、透明な材質を非球面レンズとして形成したもので、ボールセミコンダクタ51,61のCCD撮像素子画素面31の対物光学系と兼用している。
【0048】
(作用)
第2の実施の形態において、カプセル内視鏡2が体腔内に挿入された状態で、LED55の照明光は、光ファイバ74,84及び透明カバー72,82を介してカプセル内視鏡2の周り全体に拡がり、被写体を照明する。明光が照射された前記被写体からの反射光は、透明カバー72,82によってそれぞれボールセミコンダクタ51,61のCCD撮像素子画素面31に結像され、光電変換して電気信号に変換され、無線送信手段により被検体の体腔内から体外の医療機器に送信され、モニタ等に映像表示される。
【0049】
(効果)
以上説明したように、第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、360°の視野範囲が得られるので、さらに実用性の高いカプセル内視鏡を提供することが可能になる。
【0050】
カプセル型カバー50の中央に配置した発光素子のLED55の照明光を光ファイバ74,84を介して透明カバー72,82に導くので、多数の発光素子や大面積の発光素子を設置することができ、体腔内を照明する照明光量が十分に確保することができるという効果がある。
【0051】
[付記]
以上詳述したような本発明の前記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【0052】
(付記項1) 被写体からの被写体像が入射する略半球面形状に成形した入射面が設けられた光学材料からなる観察光学手段と、
略球状に形成され、前記観察光学手段を透過した前記被写体像を受光することで撮像信号を生成可能に構成された撮像手段と、
前記撮像手段の前記観察光学手段側の略半球部分に設けられ、前記観察光学手段を透過した前記被写体像を受光する略半球面形状に形成された受光面を有し、この受光面で受光した前記被写体像を光電変換して得られた電気信号を出力する半球状光電変換部と、
前記撮像手段の前記半球状光電変換部に連続する略半球部分に設けられ、前記半球状光電変換部から出力された前記電気信号に所定の信号処理を施して撮像信号として出力するように構成された半球状信号処理部と、
を具備したことを特徴とするカプセル内視鏡。
【0053】
(付記項2) 前記半球状信号処理部は、前記撮像信号に対してさらに所定の信号処理を施して生成された無線撮像信号を無線で発信する無線発信部を含むことを特徴とする付記項1に記載のカプセル内視鏡。
【0054】
(付記項3) 前記観察光学手段は、前記受光面のほぼ全表面に対して前記被写体像を入射可能に構成した非球面レンズからなることを特徴とする付記項1または2に記載のカプセル内視鏡。
【0055】
(請求項4) 体腔内を撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像し、出力した画像信号を体外に送信する送信手段とを密封カプセルに内蔵したカプセル内視鏡において、
前記撮像手段は、
ボールセミコンダクターの円弧部分に設けたCCD集積回路撮像素子と、
該ボールセミコンダクターの反対の円弧部分に撮像素子の出力信号を処理する信号処理手段(走査手段を含む)及び/または画像信号を無線で発信する発信手段と、
前記CCD集積回路撮像素子の前方に設けた撮像レンズと、
前記撮像レンズに体腔内を照射する光束を入射させる照明用導光体と、
前記照明用導光体に光束を入射させる光源と、
から成ることを特徴とするカプセル内視鏡。
【0056】
(請求項5) 前記照明用導光体は、カプセル内視鏡の筐体を兼ねた筒体であることを特徴とする請求項4に記載のカプセル内視鏡。
【0057】
(請求項6) 前記撮像レンズは、撮像用レンズと照明用レンズを兼ねたものであることを特徴とする請求項4または5に記載のカプセル内視鏡。
【0058】
(請求項7) 前記撮像用レンズと照明用レンズを兼ねた撮像レンズは、カバーガラスを兼ねたものであることを特徴とする請求項6に記載のカプセル内視鏡。
【0059】
(請求項8) 前記撮像レンズは、照明用光束と撮像光束が通過する境部に遮光部を設けたことを特徴とするカプセル内視鏡。
【0060】
(請求項9) 体腔内を撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像し、出力した画像信号を体外に送信する送信手段とを密封カプセルに内蔵したカプセル内視鏡において、
前記撮像手段は、
ボールセミコンダクターの円弧部分に設けたCCD集積回路撮像素子と、
該ボールセミコンダクターの反対の円弧部分に撮像素子の出力信号を処理する信号処理手段(走査手段を含む)及び/または画像信号を無線で発信する発信手段と、
前記CCD集積回路撮像素子の前方に設けた撮像レンズと、
前記撮像レンズに体腔内を照射する光束を入射させる照明用ファイバー束と、
前記照明用ファイバー束の光束を入射させる光源と、
から成ることを特徴とするカプセル内視鏡。
【0061】
【発明の効果】
以上述べた様に本発明によれば、組み立て性が良く、小型化され、180°の視野範囲が得られるので、実用性が高く、カプセル内視鏡を小型化且つ観察範囲を広くできることにより、カプセル内視鏡を観察位置に対し体外から遠隔操作でカプセルの姿勢をコントロールしなくても良いという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るカプセル内視鏡の断面図。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係るカプセル内視鏡の断面図。
【符号の説明】
1 …カプセル内視鏡
10 …カプセル型カバー
11 …ボールセミコンダクタ
12 …鉄芯
13 …バネコイル
14 …電磁石
15 …発光ダイオード(LED)
17 …後方空間
18 …無線送信手段
21 …本体カバー
22 …透明カバー
24 …導光体
25 …遮光部
31 …CCD撮像素子画素面
32 …半球
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a capsule endoscope in which an outer shape is formed in a capsule shape and is inserted into a body cavity as a single unit to take an image of the inside of the body cavity.
[0002]
[Prior art]
Conventional fiberscopes and electronic endoscopes have a configuration in which a scanning unit or an image monitor device arranged on a human body and an imaging head portion introduced into the human body are connected by a flexible tube. In such an apparatus, even if the imaging head is reduced in size or diameter to reduce the pain of the subject, the pain that the tube passes through the throat of the subject cannot be fundamentally eliminated.
[0003]
Therefore, in recent years, an electronic endoscope apparatus called a capsule endoscope having a tube-like capsule-shaped imaging head and an image monitor unit isolated from the capsule-like imaging head has been proposed. However, the proposal content of such a conventional capsule endoscope is only an idea and has not yet reached the stage of actual manufacture and use.
[0004]
In particular, as the capsule endoscope, a side-view or direct-view observation optical system has been proposed since the side surface of the capsule contacts the inner wall of the body cavity in the body cavity (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-112709 A (page 2-4, FIG. 1-11)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional capsule endoscope technology, the imaging device is a planar CCD chip or a MOS image sensor, and an illumination system is also provided in the vicinity thereof, but the field of view is narrow and the imaging range is limited. When the field of view is enlarged, the increase in the area of the planar CCD chip or the MOS image sensor leads to an increase in the outer diameter of the capsule endoscope, resulting in increased pain for the subject.
[0007]
As an illumination system for a conventional capsule endoscope, a means for illuminating by installing a light emitting diode of a light emitting element around a planar CCD chip or a MOS image sensor has been proposed, but a light emitting diode is installed around the imaging element. Therefore, the outer diameter of the capsule is further increased, which is not preferable. Furthermore, since the capsule outer diameter is the sum of the planar area of the image sensor and the area of the surrounding light emitting diodes, the number of light emitting diodes is limited, and sufficient illumination intensity cannot be obtained and sufficient observation cannot be performed. It was.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a practically usable capsule endoscope that is easy to assemble, is miniaturized, and obtains a 180 ° visual field range.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the capsule endoscope according to claim 1 includes an observation optical means made of an optical material provided with an entrance surface shaped into a substantially hemispherical shape on which a subject image from a subject is incident, and a substantially spherical shape. An imaging means configured to receive the subject image transmitted through the observation optical means and configured to generate an imaging signal; and provided in a substantially hemispherical portion of the imaging means on the observation optical means side, A hemispherical surface having a light receiving surface formed in a substantially hemispherical shape for receiving the subject image transmitted through the observation optical means, and outputting an electrical signal obtained by photoelectrically converting the subject image received by the light receiving surface. Provided in a substantially hemispherical portion continuous to the photoelectric conversion unit and the hemispherical photoelectric conversion unit of the imaging means, and performs predetermined signal processing on the electrical signal output from the hemispherical photoelectric conversion unit and outputs it as an imaging signal I will do it Characterized by comprising a semispherical signal processor that is configured.
[0010]
A capsule endoscope according to a second aspect is the capsule endoscope according to the first aspect, wherein the hemispherical signal processing unit is generated by further performing predetermined signal processing on the imaging signal. And a wireless transmission unit that wirelessly transmits the wireless imaging signal.
[0011]
A capsule endoscope according to a third aspect of the present invention is the capsule endoscope according to the first or second aspect, wherein the observation optical means can make the subject image incident on substantially the entire surface of the light receiving surface. It consists of the comprised aspherical lens, It is characterized by the above-mentioned.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view of a capsule endoscope according to the first embodiment of the present invention.
(Constitution)
In FIG. 1, a capsule endoscope 1 is a capsule-type cover 10 that contains a ball semiconductor 11, an iron core 12, a spring coil 13, an electromagnet 14, and a light emitting diode (LED) 15.
[0013]
The capsule cover 10 includes a main body cover 21 and a transparent cover 22.
The main body cover 21 has a circular opening 23 at one end and a dome shape at the other end. An iron core 12, a spring coil 13, and an electromagnet 14 are attached in the opening 23 of the main body cover 21. The ball semiconductor 11 is attached to one end of the iron core 12. A transparent cover 22 is attached to the opening 23 of the main body cover 21.
[0014]
The ball semiconductor 11 obtains a field of view of 180 ° by setting the hemisphere on the transparent cover 22 side as the CCD image pickup device pixel surface 31.
[0015]
The other hemisphere 32 of the ball semiconductor 11 includes an integrated circuit including a scanning unit that controls scanning, a signal unit that processes an output signal, and a wireless transmission unit that performs predetermined transmission on the imaging signal of the ball semiconductor 11 and wirelessly transmits the signal. It has become.
[0016]
On the rear end side of the ball semiconductor 11, the iron core 12 is disposed along the optical axis direction of the transparent cover 22. The iron core 12 is attached to the main body cover 21 so as to be slidable along the optical axis direction of the transparent cover 22. A protrusion 16 is fixedly provided at a position on the rear side of the iron core 12 inside the main body cover 21. A spring coil 13 is provided on the iron core 12. The spring coil 13 has a core 12 inserted in a winding shaft. One end of the spring coil 13 is attached to the ball semiconductor 11, and the other end of the spring coil 13 is attached to the protrusion 16.
[0017]
The spring coil 13 always urges the ball semiconductor 11 rearward and presses the iron core 12 against the positioning protrusion 16. As a result, the spring coil 13 always urges the ball semiconductor 11 rearward and presses the iron core 12 against the positioning protrusion 16.
[0018]
A ring-shaped electromagnet 14 is provided in the outer peripheral direction of the iron core 12. The electromagnet 14 adjusts the focus by sliding the ball semiconductor 11 back and forth.
[0019]
In the rear space 17 where the ball semiconductor 11 of the capsule endoscope 1 is disposed, a power source, a tank for a chemical solution, a pump for sending the chemical solution, or other devices are provided.
[0020]
A light emitting diode (LED) 15 is provided between the ball semiconductor 11 and the rear space 17, and a base end side opening of a cylindrical light guide 24 is provided on the outer periphery of the LED 15. The LED 15 is driven by a power source from the rear space 17.
[0021]
The front of the opening on the front end side of the light guide 24 is provided at the edge of the transparent cover 22. Thereby, the light from the LED 15 can be irradiated into the body cavity via the transparent cover 22.
[0022]
The transparent cover 22 is formed of a transparent material as an aspheric lens, and is also used as the objective optical system of the CCD image pickup device pixel surface 31.
The light beam from the light guide 24 is incident on the outer peripheral end of the transparent cover 22, and the incident light beam is configured to converge toward the observation site in the body cavity by the optical performance of the transparent cover 22. On the other hand, the observation image reflected from the observation site is configured to pass through the central portion of the transparent cover 22 and to be focused on the ball semiconductor 11. Specifically, such an optical characteristic is obtained by configuring the transparent cover 22 as an aspheric lens.
[0023]
The transparent cover 22 is provided with a light shielding portion 25 at the boundary between the portion through which the illumination light beam passes and the portion through which the observation image passes to solve flare caused by the illumination light beam.
[0024]
With such a configuration, the transparent cover 22 serves as an observation optical unit made of an optical material provided with an incident surface formed in a substantially hemispherical shape on which a subject image from a subject is incident.
[0025]
The ball semiconductor 11 is formed in a substantially spherical shape, and is an imaging unit configured to generate an imaging signal by receiving the subject image transmitted through the observation optical unit.
[0026]
The CCD image pickup device pixel surface 31 is provided in a substantially hemispherical portion on the observation optical means side of the imaging means, and has a light receiving surface formed in a substantially hemispherical shape for receiving the subject image transmitted through the observation optical means. The hemispherical photoelectric conversion unit outputs an electrical signal obtained by photoelectrically converting the subject image received by the light receiving surface.
[0027]
The hemisphere 32 is provided in a substantially hemispherical portion continuous to the hemispherical photoelectric conversion unit of the imaging unit, and performs predetermined signal processing on the electrical signal output from the hemispherical photoelectric conversion unit and outputs it as an imaging signal. The hemispherical signal processing unit is configured as described above.
[0028]
Further, the hemisphere 32 includes a wireless transmission unit that wirelessly transmits a wireless imaging signal generated by further performing predetermined signal processing on the imaging signal.
[0029]
The transparent cover 22 is composed of an aspheric lens configured to allow the subject image to be incident on substantially the entire surface of the light receiving surface.
[0030]
(Function)
In the first embodiment, the illumination light of the LED 15 illuminates the subject via the light guide 24 and the transparent cover 22 in a state where the capsule endoscope 1 is inserted into the body cavity. The reflected light from the subject irradiated with the illumination light is imaged on the CCD image pickup device pixel surface 31 by the transparent cover 22, photoelectrically converted into an electric signal, and the body cavity of the subject by the radio transmission means of the hemisphere 32. It is transmitted from inside to a medical device outside the body and displayed on a monitor or the like.
[0031]
(effect)
As described above, according to the first embodiment, since the transparent cover 22 also serves as an optical means for illumination and observation, it is easy to assemble and is miniaturized. Since the field of view of 180 ° is obtained by the pixel surface 31, it is possible to provide a highly practical capsule endoscope. Further, since the capsule endoscope 1 can be downsized and the observation range can be widened, there is an effect that the capsule endoscope 1 does not need to be remotely controlled from outside the body with respect to the observation position.
[0032]
Since the illumination light of the LED 15 of the light emitting element arranged at the center of the capsule cover 10 is guided to the transparent cover 22 via the light guide 24, a large number of light emitting elements and large area light emitting elements can be installed, There is an effect that a sufficient amount of illumination light can be secured.
[0033]
Further, by providing the light shielding portion 25 on the transparent cover 22, it is possible to prevent flare due to the illumination light beam of the light guide 24 from being reflected on the pixel surface 31 of the CCD image sensor, and to improve the image quality.
[0034]
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a sectional view of a capsule endoscope according to the second embodiment of the present invention.
[0035]
(Constitution)
In FIG. 2, the capsule endoscope 2 includes a pair of front and rear ball semiconductors 51 and 61, a pair of front and rear iron cores 52 and 62, a pair of front and rear spring coils 53 and 63, and a pair of front and rear electromagnets 54. 64, a plurality of LEDs 55 and a power source 57 are accommodated.
[0036]
The capsule cover 50 includes a main body cover 71 and transparent covers 72 and 82.
[0037]
The main body cover 71 is formed in a short cylindrical shape, and one end and the other end are circular front and rear openings 73 and 83.
[0038]
In the openings 73 and 83 of the main body cover 71, iron cores 52 and 62, spring coils 53 and 63, and electromagnets 54 and 64 are attached, respectively. Ball semiconductors 51 and 61 are attached to one ends of iron cores 52 and 62, respectively. Transparent covers 72 and 82 are attached to the openings 73 and 83 of the main body cover 71.
[0039]
The ball semiconductors 51 and 61 have a hemisphere on the transparent covers 72 and 82 side as the CCD image pickup device pixel surface 31 similar to that in FIG. 1, and the other hemisphere 32 has the same configuration as in FIG.
[0040]
On the rear end sides of the ball semiconductors 51 and 61, iron cores 52 and 62 are arranged along the optical axis direction of the transparent covers 72 and 82, respectively. The iron cores 52 and 62 are attached to the main body cover 71 so as to be slidable along the optical axis direction of the transparent covers 72 and 82, respectively. Projections 56 and 66 are fixedly provided at positions on the inner side of the iron cores 52 and 62 inside the main body cover 71, respectively. Spring coils 53 and 63 are provided on the iron cores 52 and 62, respectively.
[0041]
The spring coils 53 and 63 always urge the ball semiconductors 51 and 61 backward, respectively, and press the iron cores 52 and 62 against the positioning protrusions 56 and 66, respectively.
[0042]
Ring-shaped electromagnets 54 and 64 are provided in the outer peripheral direction of the iron cores 52 and 62, respectively. The electromagnets 54 and 64 adjust the focus by sliding the ball semiconductors 51 and 61 back and forth, respectively.
[0043]
Between the positioning protrusions 56 and 66, there is provided a power transmission unit 57 and a wireless transmission unit that performs predetermined transmission on the imaging signal and wirelessly transmits it.
[0044]
An LED 55 for illuminating the affected area is provided in the middle of the front and rear devices including the ball semiconductors 51 and 61. On the outer periphery of the LED 55, openings on the base end side of the optical fibers 74 and 84 are provided.
[0045]
The distal ends of the optical fibers 74 and 84 are adhered and fixed to the outer peripheries of the transparent covers 72 and 82, respectively. Thereby, the light from LED55 can be irradiated now in a body cavity.
[0046]
A power supply 57 for driving the LEDs 55 or the ball semiconductors 51 and 61 is provided between the plurality of LEDs 55.
[0047]
The transparent covers 72 and 82 are formed of a transparent material as an aspheric lens, and are also used as the objective optical system of the CCD image pickup device pixel surface 31 of the ball semiconductors 51 and 61.
[0048]
(Function)
In the second embodiment, in a state where the capsule endoscope 2 is inserted into the body cavity, the illumination light of the LED 55 passes around the capsule endoscope 2 via the optical fibers 74 and 84 and the transparent covers 72 and 82. It spreads throughout and illuminates the subject. Reflected light from the subject irradiated with bright light is imaged on the CCD image sensor pixel surface 31 of the ball semiconductors 51 and 61 by the transparent covers 72 and 82, respectively, photoelectrically converted into electric signals, and wireless transmission means Is transmitted from the body cavity of the subject to a medical device outside the body and displayed on a monitor or the like.
[0049]
(effect)
As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and a 360 ° field-of-view range can be obtained. It becomes possible to provide.
[0050]
Since the illumination light of the LED 55 of the light emitting element disposed in the center of the capsule cover 50 is guided to the transparent covers 72 and 82 via the optical fibers 74 and 84, a large number of light emitting elements and large area light emitting elements can be installed. There is an effect that a sufficient amount of illumination for illuminating the body cavity can be secured.
[0051]
[Appendix]
According to the embodiment of the present invention described in detail above, the following configuration can be obtained.
[0052]
(Additional Item 1) Observation optical means made of an optical material provided with an incident surface shaped into a substantially hemispherical shape on which a subject image from a subject is incident;
An imaging means that is formed in a substantially spherical shape and configured to generate an imaging signal by receiving the subject image transmitted through the observation optical means;
A light-receiving surface provided in a substantially hemispherical portion of the imaging means on the observation optical means side and formed in a substantially hemispherical shape for receiving the subject image transmitted through the observation optical means; A hemispherical photoelectric converter that outputs an electrical signal obtained by photoelectrically converting the subject image;
Provided in a substantially hemispherical portion continuous to the hemispherical photoelectric conversion unit of the imaging means, configured to perform predetermined signal processing on the electrical signal output from the hemispherical photoelectric conversion unit and output as an imaging signal Hemispherical signal processing unit,
A capsule endoscope characterized by comprising:
[0053]
(Additional Item 2) The hemispherical signal processing unit includes a wireless transmission unit that wirelessly transmits a wireless imaging signal generated by further performing predetermined signal processing on the imaging signal. The capsule endoscope according to 1.
[0054]
(Additional Item 3) The inside of the capsule according to Additional Item 1 or 2, wherein the observation optical unit includes an aspheric lens configured to allow the subject image to be incident on substantially the entire surface of the light receiving surface. Endoscope.
[0055]
(Claim 4) In a capsule endoscope in which a sealing capsule contains imaging means for imaging the inside of a body cavity and transmission means for imaging and outputting the image signal output by the imaging means to the outside of the body.
The imaging means includes
CCD integrated circuit image sensor provided on the arc portion of the ball semiconductor;
Signal processing means (including scanning means) for processing the output signal of the image sensor on the arc portion opposite to the ball semiconductor and / or transmission means for wirelessly transmitting an image signal;
An imaging lens provided in front of the CCD integrated circuit imaging device;
A light guide for illumination that makes a light beam that irradiates a body cavity enter the imaging lens;
A light source that makes a light beam incident on the illumination light guide;
A capsule endoscope characterized by comprising:
[0056]
(Claim 5) The capsule endoscope according to claim 4, wherein the illumination light guide is a cylindrical body that also serves as a casing of the capsule endoscope.
[0057]
(Claim 6) The capsule endoscope according to claim 4 or 5, wherein the imaging lens serves as both an imaging lens and an illumination lens.
[0058]
(7) The capsule endoscope according to (6), wherein the imaging lens that serves as the imaging lens and the illumination lens also serves as a cover glass.
[0059]
(Claim 8) The capsule endoscope, wherein the imaging lens is provided with a light shielding portion at a boundary portion through which the illumination light beam and the imaging light beam pass.
[0060]
(Claim 9) In a capsule endoscope in which a sealing capsule contains imaging means for imaging the inside of a body cavity and transmission means for imaging and outputting the image signal output by the imaging means to the outside of the body.
The imaging means includes
CCD integrated circuit image sensor provided on the arc portion of the ball semiconductor;
Signal processing means (including scanning means) for processing the output signal of the image sensor on the arc portion opposite to the ball semiconductor and / or transmission means for wirelessly transmitting an image signal;
An imaging lens provided in front of the CCD integrated circuit imaging device;
A fiber bundle for illumination that makes a light beam that irradiates a body cavity enter the imaging lens;
A light source for causing the luminous flux of the illumination fiber bundle to enter;
A capsule endoscope characterized by comprising:
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the assembly is good, the size is reduced, and the 180 ° field of view is obtained, so the practicality is high, and the capsule endoscope can be downsized and the observation range can be widened. There is an effect that it is not necessary to control the posture of the capsule by remote control from outside the body with respect to the observation position of the capsule endoscope.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a capsule endoscope according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a capsule endoscope according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Capsule endoscope 10 ... Capsule-type cover 11 ... Ball semiconductor 12 ... Iron core 13 ... Spring coil 14 ... Electromagnet 15 ... Light emitting diode (LED)
17 ... rear space 18 ... wireless transmission means 21 ... main body cover 22 ... transparent cover 24 ... light guide 25 ... light shielding part 31 ... CCD image pickup device pixel surface 32 ... hemisphere

Claims (3)

被写体からの被写体像が入射する略半球面形状に成形した入射面が設けられた光学材料からなる観察光学手段と、
略球状に形成され、前記観察光学手段を透過した前記被写体像を受光することで撮像信号を生成可能に構成された撮像手段と、
前記撮像手段の前記観察光学手段側の略半球部分に設けられ、前記観察光学手段を透過した前記被写体像を受光する略半球面形状に形成された受光面を有し、この受光面で受光した前記被写体像を光電変換して得られた電気信号を出力する半球状光電変換部と、
前記撮像手段の前記半球状光電変換部に連続する略半球部分に設けられ、前記半球状光電変換部から出力された前記電気信号に所定の信号処理を施して撮像信号として出力するように構成された半球状信号処理部と、
を具備したことを特徴とするカプセル内視鏡。
An observation optical means made of an optical material provided with an incident surface shaped into a substantially hemispherical shape on which a subject image from a subject is incident;
An imaging means that is formed in a substantially spherical shape and configured to generate an imaging signal by receiving the subject image transmitted through the observation optical means;
A light-receiving surface provided in a substantially hemispherical portion of the imaging means on the observation optical means side and formed in a substantially hemispherical shape for receiving the subject image transmitted through the observation optical means; A hemispherical photoelectric converter that outputs an electrical signal obtained by photoelectrically converting the subject image;
Provided in a substantially hemispherical portion continuous to the hemispherical photoelectric conversion unit of the imaging means, configured to perform predetermined signal processing on the electrical signal output from the hemispherical photoelectric conversion unit and output as an imaging signal Hemispherical signal processing unit,
A capsule endoscope characterized by comprising:
前記半球状信号処理部は、前記撮像信号に対してさらに所定の信号処理を施して生成された無線撮像信号を無線で発信する無線発信部を含むことを特徴とする請求項1に記載のカプセル内視鏡。The capsule according to claim 1, wherein the hemispherical signal processing unit includes a wireless transmission unit that wirelessly transmits a wireless imaging signal generated by further performing predetermined signal processing on the imaging signal. Endoscope. 前記観察光学手段は、前記受光面のほぼ全表面に対して前記被写体像を入射可能に構成した非球面レンズからなることを特徴とする請求項1または2に記載のカプセル内視鏡。The capsule endoscope according to claim 1, wherein the observation optical unit includes an aspheric lens configured to allow the subject image to be incident on substantially the entire surface of the light receiving surface.
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