JP3993566B2

JP3993566B2 - カプセル型内視鏡

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Publication number: JP3993566B2
Application number: JP2004014620A
Authority: JP
Inventors: 紀幸藤森
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2004-01-22
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2024-01-22
Also published as: JP2005204924A

Description

本発明は、被検体の内部に投入された場合に、密閉容器の内部に収容した機能回路の駆動により、被検体の内部の画像を取得するようにしたカプセル型内視鏡に関するものである。

昨今においては、被験者の苦痛を軽減できる等々の理由から、従来の内視鏡に換わるものとして飲み込み型の、所謂カプセル型内視鏡が注目されている。このカプセル型内視鏡は、例えば図１７に示すように、カプセル型に形成した密閉容器１の内部に、機能回路を構成した配線基板２および電源３を収容し、被検体である被験者の体腔内に投入された状態で内部の画像を取得するようにしたものである。密閉容器１は、有底の円筒状を成す容器本体１ａと、光学材料で成形した先端カバー１ｂとを備えたもので、容器本体１ａの内部に配線基板２および電源３を収容した後、互いの間に所望の水密性を確保した状態で容器本体１ａの先端部に先端カバー１ｂを装着することにより構成されている。この密閉容器１は、人間が飲み込める程度の大きさで、両端部がそれぞれ半球状に構成されている。配線基板２には、上述した機能回路を構成するべく、照明手段４、レンズユニット５、撮像素子６、無線送信手段７等の各種機能部品や電子部品が実装されている。

このカプセル型内視鏡を使用する場合には、電源３をオンした状態で被験者に嚥下させればよい。カプセル型内視鏡が被験者の体腔内に投入されると、体外へ排泄されるまでの間、照明手段４による照射光が先端カバー１ｂを通じて被検体、例えば胃、小腸、大腸等の観察範囲に照射される一方、先端カバー１ｂを通じて入射される反射光がレンズユニット５を通じて撮像素子６に結像されることになり、該撮像素子６に結像された反射光が画像信号として出力される。さらに、撮像素子６から出力された画像信号は、無線送信手段７により外部に無線送信され、被験者の体外に設置した受信機で被検体内画像の情報を受信・観察することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−９１８６０号公報

上記のようなカプセル型内視鏡において良好な被検体内画像を得るためには、構成部品の相互に正確な位置決めが必要となる。特に、先端カバー１ｂを通じて入射される反射光を撮像素子６に結像させるための光学系にあっては、被検体内画像の良否に直接影響を与える部分であるため、より正確な位置決めが必要となる。

このため、カプセル内視鏡を組み立てる際には、正確な位置調整を併せて行わなければならず、組立作業が著しく煩雑化し、多大な作業時間が必要となる。

本発明は、上記実情に鑑みて、組立作業の煩雑化を招来することなく良好な被検体内画像を得ることのできるカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るカプセル型内視鏡は、被検体の内部に投入された場合に、密閉容器の内部に収容した機能回路の駆動により、被検体の内部の画像を取得するようにしたカプセル型内視鏡において、光学材料により基端側が開口した略半球のドーム状に成形し、前記密閉容器の先端部を構成する先端カバーと、前記先端カバーの基端側内部に配置した内装部材と、前記内装部材に保持され、前記先端カバーを通じて入射する光を結像させるためのレンズユニットと、前記先端カバーおよび前記内装部材の間に構成し、該内装部材を前記先端カバーの基端側内部に挿入させた場合に互いに係合することにより、前記先端カバーの瞳中心と前記レンズユニットの瞳中心とを同一の光軸上において互いに合致させる位置決め手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るカプセル型内視鏡は、上述した請求項１において、前記位置決め手段は、光軸回りに前記先端カバーと前記内装部材とを相対回転可能に係合するものであることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係るカプセル型内視鏡は、上述した請求項１において、前記位置決め手段は、前記先端カバーの内周面から内方に向けて突出し、前記内装部材の先端面に当接することにより、前記先端カバーの光軸に対する前記レンズユニットの光軸の傾斜を規制するとともに、前記レンズユニットの瞳中心を前記先端カバーの瞳中心に位置させる突出部を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係るカプセル型内視鏡は、上述した請求項３において、前記突出部を前記先端カバーの内面全周に設けたことを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係るカプセル型内視鏡は、上述した請求項１において、前記レンズユニットは、レンズ部材とこれを保持する筒状のレンズ枠とを備え、該レンズ枠が前記レンズ部材の入射側となる周囲に入射光を制限するための遮光部を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係るカプセル型内視鏡は、上述した請求項１において、前記先端カバーにおいて少なくともレンズユニットを通過する光の入射範囲となる部位を均一の厚さに形成したことを特徴とする。

また、本発明の請求項７に係るカプセル型内視鏡は、上述した請求項１において、前記内装部材は、前記先端カバーの基端側内部に配置した場合に少なくとも一部が先端カバーの内周面に嵌合する外径を有した配線基板を備え、この配線基板の中心部に設けた貫通孔を介して前記レンズユニットを保持するとともに、該配線基板の先端側に位置する面に前記先端カバーを通じて被検体に照明光を照射するための発光素子を実装したものであることを特徴とする。

本発明によれば、組立作業の煩雑化を招来することなく良好な被検体内画像を得ることのできるカプセル型内視鏡を提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係るカプセル型内視鏡の好適な実施の形態について詳細に説明する。尚、この実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施の形態であるカプセル型内視鏡を示した断面側面図である。ここで例示するカプセル型内視鏡Ｃは、被検体である、例えば人や動物の口から体内へ投入することのできる大きさを有し、体内へ投入された後、体外へ排泄されるまでの間、胃、小腸、大腸等消化管の内部の情報としての画像データを取得するもので、内部電源１０と、予め設定した所定の機能を実行する機能回路を構成する配線基板２０と、これら内部電源１０および配線基板２０を収容するカプセル状の密閉容器１００とを備えている。

内部電源１０は、機能回路に供給する駆動電力を蓄積するためのものである。本実施の形態では、内部電源１０として汎用のボタン型を成す酸化銀電池（以下、単にボタン型電池１０という）を３つ適用している。適用するボタン型電池１０の数は、必ずしも３つである必要はなく、機能回路を動作させようとする時間に応じて適宜決定すればよい。

配線基板２０は、複数のリジッド配線板部２０Ｒと、これら複数のリジッド配線板部２０Ｒを一連に接続するフレキシブル配線板部２０Ｆとを備えた複合基板（以下、適宜リジッドフレキ配線基板２０という）である。リジッド配線板部２０Ｒは、例えばガラスエポキシ樹脂等の比較的剛性を有した基材によって構成したもので、主に機能回路を構成するための各種機能部品や電子部品が実装される部分である。フレキシブル配線板部２０Ｆは、ポリイミドやポリエステル樹脂等の柔軟性を有したフィルム状基材によって構成したもので、主に複数のリジッド配線板部２０Ｒを相互に電気的に接続するためのケーブルとなる部分である。

配線基板２０に構成する機能回路は、例えば、所定の撮像範囲に照明光を照射する照明機能、照明光の照射による反射光を画像信号に変換する撮像機能、内部電源１０からの供給電力をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ機能、内部電源電圧を予め設定した一定の電圧に調整するための電圧変換機能、与えられた画像信号に対して変調・増幅を行う送信処理機能、変調・増幅された画像信号を無線信号として外部出力するアンテナ機能、これらの機能を統括的に制御する制御機能等、画像データを取得する上で必要となる予め設定した複数の機能部分を有している。

本実施の形態では、これら複数の機能部分をそれぞれのリジッド配線板部２０Ｒに分割して構成してある。すなわち、配線基板２０のリジッド配線板部２０Ｒは、照明機能を実現するための照明基板部２０Ｒ１と、撮像機能および制御機能を実現するための撮像基板部２０Ｒ２と、スイッチ機能を実現するためのスイッチ基板部２０Ｒ３と、電圧変換機能を実現するための電源基板部２０Ｒ４と、送信処理機能を実現するための送信基板部２０Ｒ５と、アンテナ機能を実現するためのアンテナ基板部２０Ｒ６とを備えている。

照明基板部２０Ｒ１は、図１〜図５および図６に示すように、円板状を成すもので、その中心部に装着穴２１を有しているとともに、周面の一部に直線部分２２Ｒ１を有している。装着穴２１は、後述するレンズユニット３０が装着される部分であり、小径の円形状を成している。直線部分２２Ｒ１は、照明基板部２０Ｒ１の周縁部を直線的に切除することによって構成したもので、フレキシブル配線板部２０Ｆの延在方向に対して直角となる方向に設けてある。

この照明基板部２０Ｒ１には、照明機能を実現するべく、一方の実装面に白色ダイオード等の発光素子２３が実装してある一方、他方の実装面に発光素子２３の駆動回路２４を構成するための電子部品が実装してある。図４に示すように、発光素子２３は、装着穴２１からの距離が同一で、かつ装着穴２１を中心として互いに等間隔となる角度位置に４つ実装してある。尚、発光素子２３は、必ずしも４つである必要はなく、照明機能を十分に果たせるのであれば３以下であっても５以上であっても構わない。

撮像基板部２０Ｒ２は、図１〜図４、図７および図８に示すように、照明基板部２０Ｒ１と同等、もしくは僅かに細径の円板状を成すもので、周面の２ヶ所に直線部分２２Ｒ２を有している。直線部分２２Ｒ２は、撮像基板部２０Ｒ２の周縁部を直線的に切除することによって構成したもので、互いに平行、かつフレキシブル配線板部２０Ｆの延在方向に対して直角となる方向に設けてある。

この撮像基板部２０Ｒ２には、一方の実装面に制御機能を実現するＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサ素子（以下、単にＤＳＰ２５という）や電子部品が実装してある一方、他方の実装面に撮像機能を実現するためのＣＣＤ（Charge Coupled Device）、あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子（以下、単にＣＣＤ２６という）やＣＣＤ２６の駆動回路２７を構成するための電子部品が実装してある。

図１および図１２に示すように、ＣＣＤ２６には、その画素面にカバーガラス２８を介して保持枠２９が設けてあり、さらにこの保持枠２９の内部にレンズユニット３０が装着してある。

保持枠２９は、ＣＣＤ２６の画素面よりも太径となる円筒状の筒状部２９ａと、この筒状部２９ａの基端部に一体形成した基部２９ｂとを有したもので、筒状部２９ａの軸心をＣＣＤ２６における視野の中心軸に合致させた状態で基部２９ｂを介してカバーガラス２８に取り付けてある。

レンズユニット３０は、筒状のレンズ枠３１と一対のレンズ部材３２，３３とを備えて構成したものである。レンズ枠３１は、保持枠２９の筒状部２９ａに嵌合する外径を有した比較的太径の円筒状を成すスライド部３１ａと、スライド部３１ａの先端部に互いの軸心を合致させた状態で連設し、照明基板部２０Ｒ１の装着穴２１に嵌合する外径を有した比較的細径の円筒状を成す装着部３１ｂと、装着部３１ｂの先端部全周から内方に向けて突設した遮光部３１ｃとを一体に形成したものである。レンズ枠３１の外周面には、スライド部３１ａと装着部３１ｂとの間に肩部３１ｄが構成してある。遮光部３１ｃは、レンズユニット３０に関して画像データの観察範囲を規定するための入射瞳に相当する部分である。遮光部３１ｃの外端面は、中心軸に向うに従って漸次他端部側に向うようにテーパ状に窪ませてある。一対のレンズ部材３２，３３は、互いの間にカラー部材３４を介在させ、かつ互いの光軸を合致させた状態でレンズ枠３１の内部に装着してある。このレンズユニット３０は、遮光部３１ｃを外方に向けた状態でスライド部３１ａを介して保持枠２９の筒状部２９ａにスライド可能に配設してあり、ＣＣＤ２６の画素面に対して光軸方向の位置を適宜変更することによってピント調整を行うことが可能である。

また、上記撮像基板部２０Ｒ２には、図８に示すように、一方の実装面における電子部品等の実装域外となる部位に外部端子となる複数のパッド部３５が設けてある。これらのパッド部３５は、撮像基板部２０Ｒ２の実装面に円形状に露出する導体部分であり、図示していない外部電源からの電力を直接的に機能回路に供給するための外部給電端子として機能する部分と、後述するメモリに機能回路の初期設定値を入力するための外部入力端子として機能する部分とを備えている。

スイッチ基板部２０Ｒ３は、図１〜図４および図９に示すように、撮像基板部２０Ｒ２と同等、もしくは僅かに細径の円板状を成すもので、撮像基板部２０Ｒ２と同様に周面の２ヶ所に直線部分２２Ｒ３を有しているとともに、その中央部分に逃げ穴３６を有している。直線部分２２Ｒ３は、スイッチ基板部２０Ｒ３の周縁部を直線的に切除することによって構成したもので、互いに平行、かつフレキシブル配線板部２０Ｆの延在方向に対して直角となる方向に設けてある。逃げ穴３６は、後述するリードスイッチ３７の一部を収容するためのもので、直線部分２２Ｒ３に沿って延在する長孔状を成している。

このスイッチ基板部２０Ｒ３には、一方の実装面側からその一部を逃げ穴３６に収容させる態様でスイッチ機能を実現するためのリードスイッチ３７が実装してあるとともに、一方の実装面において逃げ穴３６の周囲となる部位にメモリ３８等の電子部品が実装してある。

リードスイッチ３７は、磁界の有無によって作動し、内部電源１０からの供給電力をＯＮ／ＯＦＦするものである。本実施の形態では、永久磁石を近づける等して磁界が作用した場合に内部電源１０からの電力供給をＯＦＦする一方、磁界が作用していない場合に内部電源１０からの電力供給を継続的にＯＮするように動作するものを適用している。

メモリ３８は、ＤＳＰ２５の初期設定値等、機能回路を駆動する上で必要となるデータを格納するための揮発性記憶手段である。ＤＳＰ２５の初期設定値としては、例えばＣＣＤ２６のホワイトバランス係数やＣＣＤ２６のバラツキに起因する不良を補正するためのデータ、ＣＣＤ２６の画素欠陥アドレスデータ等がある。尚、スイッチ基板部２０Ｒ３の他方の実装面には、図１に示すように、ボタン型電池１０の正極に対して接点となる皿バネ状の正極接点部材３９が設けてある。

電源基板部２０Ｒ４は、図１〜図４および図１０に示すように、スイッチ基板部２０Ｒ３よりも細径で、さらにボタン型電池１０の負極よりも細径の円板状を成すもので、スイッチ基板部２０Ｒ３と同様に周面の２ヶ所に直線部分２２Ｒ４を有している。直線部分２２Ｒ４は、電源基板部２０Ｒ４の周縁部を直線的に切除することによって構成したもので、互いに平行、かつフレキシブル配線板部２０Ｆの延在方向に対して直角となる方向に設けてある。

この電源基板部２０Ｒ４には、一方の実装面に電圧変換機能を実現するための複数の電子部品を実装し、例えばＤＣＤＣコンバータ４０が構成してある。尚、図には明示していないが、電源基板部２０Ｒ４の他方の実装面には、ボタン型電池１０の負極に対して接点となる負極接点部材が設けてある。

送信基板部２０Ｒ５は、図１、図２、図４および図１１に示すように、スイッチ基板部２０Ｒ３と同等、もしくは僅かに細径の円板状を成すもので、照明基板部２０Ｒ１と同様に周面の一部に直線部分２２Ｒ５を有している。直線部分２２Ｒ５は、送信基板部２０Ｒ５の周縁部を直線的に切除することによって構成したもので、複数のスルーホールランド４１を有している。

この送信基板部２０Ｒ５には、一方の実装面にスルーホールランド４１を介してフレキシブル配線板部２０Ｆの端部が接続してある一方、他方の実装面に送信処理機能を実現するための複数の電子部品を実装し、例えばＲＦ（Radio Frequency）ユニット４２が構成してある。

アンテナ基板部２０Ｒ６は、図１および図１１に示すように、送信基板部２０Ｒ５よりも細径の円板状を成すもので、送信基板部２０Ｒ５の他方の実装面側に互いに平行となる態様で取り付けてある。このアンテナ基板部２０Ｒ６には、略渦巻状に導線を敷設することによってアンテナ４３が構成されている。図には明示していないが、アンテナ４３を構成する導線の両端部は、それぞれ送信基板部２０Ｒ５の回路部分に電気的に接続してある。

これらのリジッド配線板部２０Ｒは、図２〜図４に示すように、照明基板部２０Ｒ１、撮像基板部２０Ｒ２、スイッチ基板部２０Ｒ３、電源基板部２０Ｒ４および送信基板部２０Ｒ５を、この記載の順番で予めフレキシブル配線板部２０Ｆにより一直線状に接続した状態に構成してある。このうち、照明基板部２０Ｒ１から電源基板部２０Ｒ４までは、フレキシブル配線板部２０Ｆとともに一体の平板状に構成し、それぞれに電子部品を実装した後、フレキシブル配線板部２０Ｆの端部にアンテナ基板部２０Ｒ６と一体の送信基板部２０Ｒ５を接続することにより、一直線状のリジッドフレキ配線基板２０となる。

ここで、フレキシブル配線板部２０Ｆとともに一体の平板状に構成した照明基板部２０Ｒ１から電源基板部２０Ｒ４までのリジッド配線板部２０Ｒに対しては、一般的な実装技術を適用することにより、電子部品の実装を容易に行うことが可能である。しかも、一体に構成したリジッド配線板部２０Ｒとフレキシブル配線板部２０Ｆとの間は、製造した段階において既に電気的に接続された状態にあるため、両者の接続作業が別途必要になることもなく、製造工程の短縮化や組立作業の容易化を図ることが可能になる。

リジッド配線板部２０Ｒの相互間に配置されるフレキシブル配線板部２０Ｆは、必要に応じて互いに異なる幅および長さに構成してある。このうち、スイッチ基板部２０Ｒ３と電源基板部２０Ｒ４との間に配置されるフレキシブル配線板部２０Ｆに関しては、比較的広幅で、かつ長手方向に沿って形成したスリット２０ＦＳによって２分割構成としてある。

一直線状に構成したリジッドフレキ配線基板２０に対しては、まず、機能回路の動作確認検査を行い、その後、図１に示すように、隣接するリジッド配線板部２０Ｒを互いに対向させる態様でフレキシブル配線板部２０Ｆを適宜折り曲げるとともに、スイッチ基板部２０Ｒ３の正極接点部材３９と電源基板部２０Ｒ４の負極接点部材（図示せず）との間に向きを合致させた状態でボタン型電池１０を挟装保持させることにより、密閉容器１００に収容可能な内装部材として円柱形状にブロック化する。

動作確認検査とは、機能回路に電力を供給した場合に、正常に動作するか否かを確認するためのものである。上記の構成を有するリジッドフレキ配線基板２０の場合には、図２〜図４に示すような一直線状となった状態のまま、機能回路の動作確認検査を行うことが可能である。すなわち、撮像基板部２０Ｒ２にパッド部３５を設けたリジッドフレキ配線基板２０によれば、例えば外部電源の針状電極を外部給電端子として機能するパッド部３５に接触させることによって機能回路に対する電力の供給を行うことができる。従って、リジッドフレキ配線基板２０の製造ライン等、正極接点部材３９と負極接点部材（図示せず）との間に内部電源であるボタン型電池１０を保持させる以前であっても、機能回路の動作確認検査を実施し、その確実な動作を保証することが可能となる。

しかも、外部電源を用いて動作確認検査を行えば、内部電源となるボタン型電池１０を何等消費しないため、比較的小型のボタン型電池１０を適用した場合にも、当該ボタン型電池１０による機能回路の動作時間を十分に確保することができるようになる。さらに必要であれば、外部電源による電力の供給とともに、外部入力端子として機能するパッド部３５を通じてスイッチ基板部２０Ｒ３のメモリ３８に機能回路の初期設定値を入力する等のイニシャライズ処理を実施することも可能である。

動作確認検査の後、フレキシブル配線板部２０Ｆを折り曲げる場合には、図１に示すように、照明基板部２０Ｒ１の他方の実装面と撮像基板部２０Ｒ２の他方の実装面とを互いに対向させ、照明基板部２０Ｒ１の装着穴２１にレンズユニット３０の装着部３１ｂを嵌合させる。照明基板部２０Ｒ１の装着穴２１に嵌合させたレンズユニット３０は、レンズ枠３１のスライド部３１ａと装着部３１ｂとの間に構成した肩部３１ｄが照明基板部２０Ｒ１の他方の実装面に当接し、レンズ部材３２，３３の光軸およびＣＣＤ２６の視野中心軸をそれぞれ照明基板部２０Ｒ１の軸心に合致させた状態で当該照明基板部２０Ｒ１に位置決め保持されることになる。この状態においても、レンズ枠３１のスライド部３１ａに対して保持枠２９の筒状部２９ａをスライドさせれば、レンズ部材３２，３３に対して撮像基板部２０Ｒ２とともにＣＣＤ２６の距離が変化することになり、ＣＣＤ２６のピント調整を行うことができる。ＣＣＤ２６のピント調整を行った後においては、照明基板部２０Ｒ１と撮像基板部２０Ｒ２との間に絶縁性の封止樹脂Ｐを充填・硬化させ、両者を結合した状態に保持する。

撮像基板部２０Ｒ２に対しては、その一方の実装面に対してスイッチ基板部２０Ｒ３の一方の実装面を対向させ、さらにこのスイッチ基板部２０Ｒ３の他方の実装面に電源基板部２０Ｒ４の他方の実装面を対向させるようにフレキシブル配線板部２０Ｆを折り曲げることにより、正極接点部材３９と負極接点部材（図示せず）との間にボタン型電池１０を挟装保持させる。

スイッチ基板部２０Ｒ３と電源基板部２０Ｒ４との間にボタン型電池１０を挟装保持させた後においては、これらを囲繞する態様で熱収縮チューブ４４を外装し、適宜加熱することによってボタン型電池１０をスイッチ基板部２０Ｒ３および電源基板部２０Ｒ４とともに圧着保持する。その後、撮像基板部２０Ｒ２とスイッチ基板部２０Ｒ３との間、並びに電源基板部２０Ｒ４と送信基板部２０Ｒ５との間にそれぞれ絶縁性の封止樹脂Ｐを充填・硬化させ、各リジッド配線板部２０Ｒの間を結合した状態に保持する。

上記のようにして円柱形状の内装部材を構成する場合、円板状を成す個々のリジッド配線板部２０Ｒに対してそれぞれの直線部分２２Ｒから直角方向にフレキシブル配線板部２０Ｆを延在させるようにしたリジッドフレキ配線基板２０によれば、各フレキシブル配線板部２０Ｆをリジッド配線板部２０Ｒに近接した部位からそれぞれの直線部分２２Ｒに沿って容易に、かつ確実に折り曲げることが可能となる。しかも、個々の直線部分２２Ｒは、それぞれ円板状を成すリジッド配線板部２０Ｒを切除することによって構成したものであるため、例えば図５および図６に示すように、折り曲げたフレキシブル配線板部２０Ｆを当該切除部分に納めることも可能となる。さらに、ボタン型電池１０の外周部分に位置するフレキシブル配線板部２０Ｆに関しては、これを長手方向に沿ったスリット２０ＦＳにより２分割構成としているため、図１０および図１１に示すように、ボタン型電池１０の周面に倣って密接することになる。これらの結果、各リジッド配線板部２０Ｒの外径寸法やボタン型電池１０の外径寸法がフレキシブル配線板部２０Ｆによって大きく増大する事態を防止することが可能となる。

一方、ボタン型電池１０およびリジッドフレキ配線基板２０を収容する密閉容器１００は、分割構成した容器本体１１０および先端カバー１２０を備えて構成してある。

容器本体１１０は、図１および図１３に示すように、略半球のドーム状を成す底部１１１と、底部１１１に連続して延在する略円筒状の胴部１１２とを有し、これら底部１１１および胴部１１２を合成樹脂材により一体に成形したものである。容器本体１１０を成形するための合成樹脂材としては、例えばシクロオレフィンポリマー、ポリカーボネイト、アクリル、ポリサルフォン、ウレタンを用いることができるが、特に容器本体１１０の強度を考慮した場合、ポリサルフォンを適用することが好ましい。

図には明示していないが、容器本体１１０の胴部１１２には、抜き勾配が設定してあり、先端の開口側に向けてごく僅かずつ太径となるように形成してある。図１に示すように、容器本体１１０の寸法は、内装部材としてブロック化したリジッドフレキ配線基板２０およびボタン型電池１０をアンテナ基板部２０Ｒ６側から挿入した場合にこれを収容することができ、かつ収容した内装部材との間隙が最小となるように構成してある。

また、容器本体１１０の胴部１１２において先端の開口よりも僅かに基端側に位置する内周面には、その全周に亘って係合溝１１３が形成してある。

先端カバー１２０は、図１、図１４および図１５に示すように、略半球のドーム状を成すドーム部１２１と、ドーム部１２１の基端部から円筒状に延在する係合部１２２とを有し、これらドーム部１２１および係合部１２２を光学材料となる合成樹脂材によって一体に成形したものである。先端カバー１２０を成形するための合成樹脂材としては、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネイト、アクリル、ポリサルフォン、ウレタンを用いることができるが、特に先端カバー１２０の光学性能および強度を考慮した場合、シクロオレフィンポリマー、もしくはポリカーボネイトを適用することが好ましい。

この先端カバー１２０は、ドーム部１２１が容器本体１１０における胴部１１２の先端外径とほぼ同一の外径寸法を有する一方、係合部１２２が容器本体１１０における胴部１１２の先端内周に嵌合することのできる外径寸法を有しており、容器本体１１０の先端部に装着した場合にドーム部１２１の外表面が胴部１１２の外表面に連続する態様で係合部１２２を介して胴部１１２の先端部内周に嵌合することが可能である。

先端カバー１２０の係合部１２２において容器本体１１０の係合溝１１３に対応する部位には、その全周に亘って係合突起１２３が設けてある。この係合突起１２３は、先端カバー１２０を胴部１１２の先端部に装着した場合に容器本体１１０の係合溝１１３に係合することにより、先端カバー１２０が容器本体１１０から不用意に脱落するのを防止するためのものである。さらに、係合部１２２の内周は、リジッドフレキ配線基板２０の照明基板部２０Ｒ１を嵌合することのできる内径に構成してある。

また、上記先端カバー１２０には、ドーム部１２１の曲率中心から所定の対称領域となる範囲（図１において二点鎖線で囲まれる領域内）に透光部１２１ａが設定してあるとともに、透光部１２１ａよりも外周側となる部位の全周に瞳部１２１ｂが設けてある。

これら透光部１２１ａおよび瞳部１２１ｂは、先端カバー１２０に関して画像データの観察範囲を規定する部分である。先端カバー１２０の透光部１２１ａは、均質で、かつ均一の厚さに成形してある。これに対して瞳部１２１ｂは、透光部１２１ａよりも大きな厚さを有するように成形してあり、係合部１２２の内周面から内方に向けて膨出した突出部１２４を構成している。突出部１２４は、その基端側に位置する当接面１２５が先端カバー１２０の軸心に直交する方向に延在しており、照明基板部２０Ｒ１の一方の実装面を当接係合させた場合に、レンズユニット３０の光軸が先端カバー１２０の軸心に合致し、かつ該光軸上においてレンズユニット３０に関する入射瞳の中心が先端カバー１２０の曲率中心（＝先端カバー１２０における入射瞳の中心）に合致するように構成してある。この突出部１２４は、その内径が照明基板部２０Ｒ１における発光素子２３の実装領域よりも大きく設定してあり、照明基板部２０Ｒ１をその軸心回りに回転させた場合にも発光素子２３に干渉することはない。

上記のように構成した密閉容器１００にブロック化したリジッドフレキ配線基板２０およびボタン型電池１０を収容させる場合には、図１３に示すように、予め照明基板部２０Ｒ１を先端カバー１２０によって覆った状態に保持させた後、容器本体１１０の内周面に接着剤を塗布する一方、リジッドフレキ配線基板２０およびボタン型電池１０の周囲に絶縁性の封止樹脂Ｐを塗布し、この状態から内装部材を容器本体１１０の内部に挿入して先端カバー１２０の係合突起１２３を容器本体１１０の係合溝１１３に係合させればよい。先端カバー１２０の係合突起１２３が容器本体１１０の係合溝１１３に係合した状態においては、そのまま両者を相対的に回転させ、互いの間の接着剤が全周方向に行き渡るようにすることが好ましい。

この場合、上述したように、照明基板部２０Ｒ１の一方の実装面を先端カバー１２０の当接面１２５に当接係合させさえすれば、レンズユニット３０の光軸が先端カバー１２０の軸心に対して傾斜することなく合致し、かつレンズユニット３０に関する入射瞳の中心が先端カバー１２０の曲率中心に合致することになる。しかも、照明基板部２０Ｒ１を係合部１２２の内部に挿入させた場合には、先端カバー１２０の突出部１２４が照明基板部２０Ｒ１の発光素子２３に干渉することがないため、両者の軸心回りに関して姿勢を考慮する必要もない。従って、組み立てを行う際に入射光に関する光学系の位置調整を併せて行う必要がなくなり、組立作業を極めて容易に行うことが可能になる。

容器本体１１０の内周面と先端カバー１２０における係合部１２２の外周面との間に浸潤した接着剤は、互いの間に所望の水密性を確保するようになり、体腔内に投入した場合にも密閉容器１００の内部に体液等の液体が浸入する虞れがない。特に、先端カバー１２０と容器本体１１０の先端部との間においては、係合突起１２３と係合溝１１３とが互いに係合した状態にあるため、組み立て後に実施する滅菌等の後処理工程を経た場合にも両者の間の接着剤が剥離することはなく、体液の浸入に起因して内装部材が発熱する事態やショートする事態を招来する虞れもなくなる。

図１６は、上述したカプセル型内視鏡Ｃの使用例を説明するための概念図である。以下、この図を参照しながらカプセル型内視鏡Ｃの動作について簡単に説明する。

まず、本実施の形態のカプセル型内視鏡Ｃは、永久磁石（図示せず）を内蔵したパッケージ２００から取り出すとリードスイッチ３７が作動し、内部電源であるボタン型電池１０からＤＣＤＣコンバータ４０を経て機能回路に対する電力供給が継続的にＯＮとなる。

この状態からジャケット２０１を装着した被験者がカプセル型内視鏡Ｃを嚥下すると、ＤＳＰ２５からの指令によって機能回路の各部が駆動し、体外へ排泄されるまでの間、被検体の画像データを取得することが可能になる。より具体的には、発光素子２３による照射光が先端カバー１２０の透光部１２１ａを通じて胃、小腸、大腸等の被検体の観察範囲に照射される一方、先端カバー１２０の透光部１２１ａを通じて入射される反射光がレンズユニット３０を通じてＣＣＤ２６に結合されることになり、該ＣＣＤ２６に結合された反射光が画像信号として出力される。

さらにＣＣＤ２６から出力された画像信号は、ＲＦユニット４２において変調・増幅された後、アンテナ４３から外部に無線送信され、ジャケット２０１に取り付けた受信機２０２の外部記憶装置２０３、例えばコンパクトフラッシュ(R)メモリに画像データとして順次格納される。外部記憶装置２０３に格納された画像データは、例えばコンピュータ２０４を通じてディスプレイ２０５に可視化され、医師もしくは看護士を通じて診断の対象となる。

これらの動作の間、上述したカプセル型内視鏡Ｃによれば、レンズユニット３０の光軸が先端カバー１２０の軸心に合致し、かつレンズユニット３０に関する入射瞳の中心が先端カバー１２０の曲率中心に合致しているため、先端カバー１２０のドーム部１２１に設けた透光部１２１ａから入射する入射光のすべてがレンズユニット３０のレンズ部材３２，３３によってＣＣＤ２６の画素面に結像されることになり、また透光部１２１ａを均質で、均一の厚さに形成しているため、極めて良好な画像データを取得することが可能になる。

しかも、入射光に関する光学系の位置決めは、照明基板部２０Ｒ１の一方の実装面を先端カバー１２０の当接面１２５に当接係合させれば、何等調整作業を要することなく正確に行われることになるため、組立作業が煩雑化する事態を招来する虞れがない。

さらに、レンズ部材３２，３３を保持するレンズ枠３１に遮光部３１ｃを設けているため、先端カバー１２０のドーム部１２１において透光部１２１ａよりも外周側となる瞳部１２１ｂを通過した入射光に関してはこれを確実に遮断することが可能となり、画像データにフレアが発生する事態を有効に防止することができる。

尚、上述した実施の形態では、先端カバー１２０に設けた突出部１２４の当接面１２５と照明基板部２０Ｒ１とが相対回転可能に当接するものであるため、両者の軸心回りに関して姿勢を考慮する必要がなく、組立作業をより容易に行うことが可能になるが、必ずしも先端カバー１２０の当接面１２５と照明基板部２０Ｒ１とを相対回転可能に当接させる必要はない。また、先端カバー１２０の突出部１２４は、必ずしも全周に亘って形成する必要はなく、少なくとも照明基板部２０Ｒ１の一方の実装面に対して３ヶ所で当接すれば十分である。

本発明の実施の形態であるカプセル型内視鏡の断面側面図である。図１に示したカプセル型内視鏡の内装部材である配線基板の展開平面図である。図２の断面側面図である。図２の底面図である。図１における V−V 線断面図である。図１における VI−VI 線断面図である。図１における VII−VII 線断面図である。図１における VIII−VIII 線断面図である。図１における IX−IX 線断面図である。図１における X−X 線断面図である。図１における XI−XI 線断面図である。図１に示したカプセル型内視鏡に適用する内装部材の要部を示す拡大断面図である。図１に示したカプセル型内視鏡の内装部材を密閉容器に収容する状態を示す分解断面側面図である。図１に示したカプセル型内視鏡の密閉容器に適用する先端カバーの断面側面図である。図１４における XV−XV 線断面図である。カプセル型内視鏡の使用例を説明するための概念図である。従来のカプセル型内視鏡を示す断面側面図である。

符号の説明

１０ボタン型電池
２０リジッドフレキ配線基板
２０Ｆフレキシブル配線板部
２０ＦＳスリット
２０Ｒリジッド配線板部
２０Ｒ１照明基板部
２０Ｒ２撮像基板部
２０Ｒ３スイッチ基板部
２０Ｒ４電源基板部
２０Ｒ５送信基板部
２０Ｒ６アンテナ基板部
２１装着穴
２２Ｒ１直線部分
２２Ｒ２直線部分
２２Ｒ３直線部分
２２Ｒ４直線部分
２２Ｒ５直線部分
２３発光素子
２４発光素子の駆動回路
２５ＤＳＰ
２６ＣＣＤ
２７ＣＣＤの駆動回路
２８カバーガラス
２９保持枠
２９ａ筒状部
２９ｂ基部
３０レンズユニット
３１レンズ枠
３１ａスライド部
３１ｂ装着部
３１ｃ遮光部
３１ｄ肩部
３２，３３レンズ部材
３４カラー部材
３５パッド部
３６逃げ穴
３７リードスイッチ
３８メモリ
３９正極接点部材
４０ＤＣＤＣコンバータ
４１スルーホールランド
４２ＲＦユニット
４３アンテナ
４４熱収縮チューブ
１００密閉容器
１１０容器本体
１１１底部
１１２胴部
１１３係合溝
１２０先端カバー
１２１ドーム部
１２１ａ透光部
１２１ｂ瞳部
１２２係合部
１２３係合突起
１２４突出部
１２５当接面
Ｃカプセル型内視鏡

Claims

被検体の内部に投入された場合に、密閉容器の内部に収容した機能回路の駆動により、被検体の内部の画像を取得するようにしたカプセル型内視鏡において、
光学材料により基端側が開口した略半球のドーム状に成形し、前記密閉容器の先端部を構成する先端カバーと、
前記先端カバーの基端側内部に配置した内装部材と、
前記内装部材に保持され、前記先端カバーを通じて入射する光を結像させるためのレンズユニットと、
前記先端カバーおよび前記内装部材の間に構成し、該内装部材を前記先端カバーの基端側内部に挿入させた場合に互いに係合することにより、前記先端カバーの瞳中心と前記レンズユニットの瞳中心とを同一の光軸上において互いに合致させる位置決め手段と
を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡。
前記位置決め手段は、光軸回りに前記先端カバーと前記内装部材とを相対回転可能に係合するものであることを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
前記位置決め手段は、前記先端カバーの内周面から内方に向けて突出し、前記内装部材の先端面に当接することにより、前記先端カバーの光軸に対する前記レンズユニットの光軸の傾斜を規制するとともに、前記レンズユニットの瞳中心を前記先端カバーの瞳中心に位置させる突出部を有することを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
前記突出部を前記先端カバーの内面全周に設けたことを特徴とする請求項３に記載のカプセル型内視鏡。
前記レンズユニットは、レンズ部材とこれを保持する筒状のレンズ枠とを備え、該レンズ枠が前記レンズ部材の入射側となる周囲に入射光を制限するための遮光部を有することを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
前記先端カバーにおいて少なくともレンズユニットを通過する光の入射範囲となる部位を均一の厚さに形成したことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
前記内装部材は、前記先端カバーの基端側内部に配置した場合に少なくとも一部が先端カバーの内周面に嵌合する外径を有した配線基板を備え、この配線基板の中心部に設けた貫通孔を介して前記レンズユニットを保持するとともに、該配線基板の先端側に位置する面に前記先端カバーを通じて被検体に照明光を照射するための発光素子を実装したものであることを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。