JP4024763B2 - 内視鏡用撮像装置及び内視鏡用撮像装置の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、被検体内に導入して被検部位を観察する内視鏡用撮像装置、特にカプセル型内視鏡等に好適な内視鏡用撮像装置に関するものである。

近年、内視鏡分野においては、例えば、口から被検体の体腔内に導入し、撮像装置によって小腸などの消化器官内を撮像して体腔内の画像情報を収集できるようにしたカプセル型内視鏡が提案されている。このカプセル型内視鏡は、前方に照明手段（発光ダイオード）および対物レンズを固定し、後方に回路基板を固定する主ブロックと、主ブロックを収容する外装ケースとを有する。回路基板には、イメージセンサ、イメージセンサ制御電子部品、送信電子部品および電源スイッチなどが固定してあり、さらにアンテナ基板が接続してある。また、回路基板には、バッテリーが組み込んである。外装ケースは、主ブロックの前方を覆う半球状の透明カバーと、主ブロックの後方を覆う筒状カバーとからなる。筒状カバーの後端部は半球状をなす。そして、主ブロックに回路基板を固定し、これを外装ケースに収容し透明カバーと筒状カバーとを水密に接着してカプセル型内視鏡を組み立てている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−９１８６０号公報

上記カプセル型内視鏡は、主ブロックの対物レンズ保持筒には、レンズ鏡筒が保持してあり、レンズはカプセル型内視鏡の光軸方向において位置調整が可能である。しかしながら、レンズを固定した主ブロックとイメージセンサを固定した回路基板とは、主ブロックの後端部に形成したかしめ突起により固定してあるにすぎず、カプセル型内視鏡の径方向におけるレンズとイメージセンサとの位置調整は何ら考慮されていない。また、回路基板の外周にはアンテナ基板が巻き付けてあるので、アンテナ基板の巻き付け方により、カプセル型内視鏡の径方向においてレンズとイメージセンサとの位置関係は変動することになる。このため、実際に用いる撮像領域（受光面）よりも広範な領域を有するイメージセンサを必要とし、一般の内視鏡同様に小型化、細径化が求められるにも係わらず、撮像装置が大型化し、結果的にカプセル型内視鏡が大きなものとなり、被検者が飲み込みにくいものとなりかねず、また組立作業も煩雑なものとなる。このように従来提案されているカプセル型内視鏡は、カプセル型内視鏡の径方向において、内部の撮像装置のレンズとイメージセンサとが位置決めし難いために不都合が生じる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化乃至細径化を可能としつつ、レンズをイメージセンサの所定の位置に容易に位置決め可能とした内視鏡用撮像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、本発明の請求項１に係る内視鏡用撮像装置は、多角形形状の外形を有するイメージセンサに当接し、前記イメージセンサに像を結像するレンズを支持するレンズ支持部材を備えた内視鏡用撮像装置において、前記レンズ支持部材の下縁部から前記イメージセンサの外形の少なくとも隣り合う２辺に当接可能な当接部を延在して形成し、前記当接部を前記イメージセンサの外形の少なくとも隣り合う２辺に当接させて前記レンズ支持部材を位置決めすることにより、前記レンズを前記イメージセンサの所定の位置に位置決めしたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る内視鏡用撮像装置は、上記請求項１において、前記イメージセンサは、固体撮像素子と、前記固体撮像素子の上面に積層したカバーガラスとからなり、前記レンズ支持部材は、前記カバーガラスに密着して配置し、前記カバーガラスを介して前記固体撮像素子に対して位置決めされていることを特徴とする。
また、本発明の請求項３に係る内視鏡用撮像装置は、上記請求項２において、前記レン
ズ支持部材は、前記レンズを支持するレンズ枠と、前記レンズ枠を保持するホルダとからなり、前記ホルダは、前記カバーガラスに密着する基部と、前記基部から延在する円筒部と、前記円筒部とは逆方向に延在する前記当接部とを有し、前記レンズ枠は、前記円筒部の内周面に進退可能に嵌合することを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る内視鏡用撮像装置は、上記請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記レンズ支持部材を黒色の接着剤で前記イメージセンサに固着するとともに、前記イメージセンサの露出面を黒色の接着剤で遮光したことを特徴とする。
また、本発明の請求項５に係る内視鏡用撮像装置は、上記請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記レンズ支持部材は、前記当接部と略同一形状で前記イメージセンサの外形に当接しない補強部を有することを特徴とする。
また、本発明の請求項６に係る内視鏡用撮像装置の組立方法は、レンズ枠を支持するホルダから延出した当接部をイメージセンサの外形の少なくとも隣り合う２辺に当接して位置決めするホルダ位置決めステップと、前記ホルダ位置決めステップで位置決めした前記ホルダを前記イメージセンサに固定するホルダ固定ステップと、前記レンズ枠を前記ホルダに嵌合して、前記レンズ枠を前記ホルダに対して進退させてピント位置を調整するステップとを含むことを特徴とする。

本発明に係る内視鏡用撮像装置は、レンズ支持部材の下縁部からイメージセンサの外形に当接する当接部を延在して形成し、当接部をイメージセンサの外形に当接させることによりレンズをイメージセンサの所定の位置に位置決めしたので、小型化乃至細経化を可能としつつ、レンズをイメージセンサの所定の位置に容易に位置決めが可能となるという効果を奏する。

また、本発明に係る内視鏡用撮像装置は、レンズ支持部材を黒色の接着剤でイメージセンサに固着するとともに、イメージセンサの露出面を黒色の接着剤で遮光したので、簡単な構成かつ作業工程で組み立てることができ、イメージセンサにおいて鮮明な画像の取得が可能となるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る内視鏡用撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は本発明の実施の形態に係る内視鏡撮像装置の適用例としてのカプセル型内視鏡の構成を示す側断面図、図２は図１に示したリジッドフレキ基板を展開した上面図、図３は図１に示したリジッドフレキ基板を展開した下面図、図４は撮像基板の前面を示した図、図５は撮像基板にレンズ取付部材を取り付けた側断面図、図６はイメージセンサと位置決めしたホルダとを示した図であり、図６−１は正面図、図６−２は側面図、図６−３は側断面図、図７は撮像基板の後面を示した図、図８は照明基板の前面を示した図、図９は照明基板の後面を示した図、図１０は照明基板の側断面図、図１１は撮像基板と照明基板との積層状態を示した側断面図、図１２はスイッチ基板の前面を示した図、図１３はスイッチ基板の側断面図、図１４は電源基板の後面を示した図、図１５は電源基板の側断面図、図１６は送信ユニットの側断面図、図１７は送信ユニットの後面を示した図である。

本実施の形態では、例えば、人あるいは動物の口から被検体の体腔内に導入して体腔内を撮像するカプセル型内視鏡を一例として説明する。

カプセル型内視鏡１は、図１に示すように、折り畳んだリジッドフレキ基板２と、この折り畳んだリジッドフレキ基板２を外装するカプセル７０とを有している。図２及び図３に示すように、リジッドフレキ基板２は、剛性を有するリジッド基板１０，３０，４０，５０と屈曲可能な柔軟性を有するフレキシブル基板１１，１２，４１，５４とを一体に形成したものであり、フレキシブル基板１１，１２，４１を互い違いに反対方向へ折り曲げることにより、リジッド基板１０，３０，４０，５０の積層が可能である。

リジッド基板は、被検体内の被検部位を撮像する機能を実行するための撮像基板１０と、被検部位を照明する機能を実行するための照明基板３０と、各機能を実行させるための電力の供給を制御するためのスイッチ基板４０と、各機能を実行させるための電力を供給するための電源基板５０とである。そして、照明基板３０と撮像基板１０、撮像基板１０とスイッチ基板４０、スイッチ基板４０と電源基板５０とはそれぞれフレキシブル基板１１，１２，４１により一直線上に接続してある。また、電源基板５０の右側縁部５０Ａからフレキシブル基板５４が延在しており、このフレキシブル基板５４には、送信ユニット６０をなす送信基板６１がスルーホールランドによって電気的に接続してある。

図４に示すように、撮像基板１０は略円盤形状を有し、撮像基板１０の右側縁部１０Ａと左側縁部１０Ｂとは互いに平行な関係を有する直線によりそれぞれ切り欠いて２つの辺を形成してある。この右側縁部１０Ａと左側縁部１０Ｂとからそれぞれフレキシブル基板１１，１２が延在している。このため、フレキシブル基板１１，１２の折り曲げに際して当該フレキシブル基板１１，１２の無理な変形を直線状の右側縁部１０Ａ及び左側縁部１０Ｂによってそれぞれ抑制可能である。

この右側縁部１０Ａ又は左側縁部１０Ｂ、すなわち、フレキシブル基板１１，１２の延在方向（切り欠きによる２辺）は、撮像基板１０に配設する電子部品の配設基準となり、図４に示すように、撮像基板１０の前面には、フレキシブル基板１１，１２の延在方向と画素配列方向とが一致するようにイメージセンサ１３がボール・グリッド・アレイ(Ball Grid Array)により実装してある。イメージセンサ１３は、その外形を多角形状、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Diode）のような矩形の固体撮像素子１３Ａと、その上面に積層した矩形のカバーガラス１３Ｂとにより矩形に構成してある。ここで、カバーガラス１３Ｂは固体撮像素子１３Ａの上面を被覆している。

図５に示すように、カバーガラス１３Ｂの上面には、レンズ支持部材１４が取り付けてある。レンズ支持部材１４は、カバーガラス１３Ｂと密着して配置し、イメージセンサ１３に結像する小径レンズ１５と大径レンズ１６とを支持するものであり、ホルダ１７とレンズ枠１８とを有している。

ホルダ１７は、イメージセンサ１３の上面（受光面）と当接する基部１７Ａと、基部１７Ａから上方に延在する円筒部１７Ｂとを有し、全体として、概略円筒形状を有する筒状部材にて構成している。円筒部１７Ｂに形成した穴部１７Ｃは基部１７Ａを貫通し、ホルダ１７の上方から入射した光をイメージセンサ１３に導光可能である。基部１７Ａの下面、すなわちイメージセンサ１３の上面と当接する面の外形は、一辺をカバーガラス１３Ｂの短辺と略同一の長さとする略正方形形状を有し、この下縁部の隣り合う二辺からそれぞれ下方にカバーガラス１３Ｂの側面に当接する当接部１７Ｄが延在して形成してある。

図６に示すように、このホルダ１７は、基部１７Ａの下面がカバーガラス１３Ｂの上面と当接する一方、当接部１７Ｄとカバーガラス１３Ｂ上面の隣り合う二辺をなす側面とが当接することで、ホルダ１７がカバーガラス１３Ｂに対して高精度に位置決めしてある。

また、当接部１７Ｄとほぼ同一形状の補強部１７Ｅがホルダ１７の下縁部から延在して形成してあり、カバーガラス１３Ｂとホルダ１７とは、位置決め後に黒色の接着剤１９によって固着してある。そして、カバーガラス１３Ｂのホルダ１７によって覆われていない露出面には、図５に示すように、黒色の接着剤１９が塗布してあり、露出面からの光の入射を防止でき、イメージセンサ１３に鮮明な画像が投影可能である。なお、固体撮像素子１３Ａは、ＣＣＤに限定されるものではなく、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などを用いることもできる。

ホルダ１７には、レンズ枠１８が取り付けてある。レンズ枠１８は、小径レンズ１５と大径レンズ１６とを内部に支持するとともに、ホルダ１７の円筒部１７Ｂの内径以下の外形を有するものであり、円筒形状を有している。レンズ枠１８の内周面には、先端部１８Ａと、小径部１８Ｂと、大径部１８Ｃとが形成してあり、各境界部分には段部１８Ｄ，１８Ｅが形成してある。

先端部１８Ａは、イメージセンサ１３に像を結ぶ入射光を取り入れる部分であり、先端側を漏斗状に形成してある。小径部１８Ｂには、前面が平面で後面が凸面の光の屈折率が大きい小径レンズ１５がはめ込んであり、小径レンズ１５の平面部分は先端部１８Ａの段部１８Ｄと当接し、小径レンズ１５の周面部分は小径部１８Ｂに嵌合している。大径部１８Ｃには、円筒形状のスペーサ２０と、前面が凸面で後面が平面の光の屈折率が小さい大径レンズ１６とがはめ込んであり、スペーサ２０は、小径レンズ１５と大径レンズ１６とを所定の間隔で離隔させている。

また、レンズ枠１８の外周面には、小径部１８Ｆと大径部１８Ｇとが形成してあり、その境界部分には段部１８Ｈが形成してある。大径部１８Ｇはホルダ１７の円筒部１７Ｂの内周面に嵌合し、レンズ枠１８はホルダ１７に対して進退可能である。このため、レンズ枠１８を進退させて、イメージセンサ１３に投影する像位置を調整可能であり、像位置調整後にホルダ１７とレンズ枠１８とを接着剤２１等によって固着してある。

また、図４に示すように、撮像基板１０の前面にはイメージセンサ１３を配設基準にして両隣に、イメージセンサ１３を駆動する電源電圧回路用の大型コンデンサ２２が配設してあり、イメージセンサ１３、大型コンデンサ２２を避けて、イメージセンサ１３を駆動するために必要なコンデンサ、抵抗等の電子部品２３が整然と配設してある。

一方、図７に示すように、撮像基板１０の後面の略中央には、右側縁部１０Ａ又は左側縁部１０Ｂ、すなわち、フレキシブル基板１１、１２の延在方向を配設基準として、マイクロプロセッサ２４（Digital Signal Processor）がフリップチップボンディングにより実装してあり、このマイクロプロセッサを基準にしてコンデンサ等の電子部品２５が整然と配設してある。このため、電子部品２５の集積が可能であり、カプセル型内視鏡１の小型化に寄与できる。なお、マイクロプロセッサ２４は、カプセル型内視鏡１の駆動制御、イメージセンサ１３の信号処理、及び照明基板３０の駆動制御を行う。

図８に示すように、照明基板３０は略円盤形状を有し、照明基板３０の右側縁部３０Ａは直線状に切り欠いて一辺で形成してある。この右側縁部３０Ａには、撮像基板１０の左側縁部から延在したフレキシブル基板１２が接続してある。このため、フレキシブル基板１２の折り曲げに際して当該フレキシブル基板１２の無理な変形を抑制可能である。

照明基板３０の中央部には透孔３０Ｂが形成してあり、透孔３０Ｂと右側縁部３０Ａとは、照明基板３０に配設する電子部品の配設基準となる。透孔３０Ｂは、撮像基板１０に照明基板３０を所望の間隔を有して積層したときに、レンズ枠１８の小径部１８Ｆと嵌合するものであり、レンズ枠１８の小径部１８Ｆと略同一形状を有している。

照明基板３０の前面には、照明基板３０の前方の被写体に光を照射する発光ダイオード（Light Emitting Diode）等の発光素子からなる照明部品３１が配設してある。照明部品３１は、透孔３０Ｂを囲むように上下左右に１つずつ、計４個が配設してある。なお、照明部品３１は発光ダイオードに限定されるものではなく、例えばＥＬ（electroluminescence）などを用いることもできる。また、その数も４個に限られるものではない。

図９及び図１０に示すように、照明基板３０の後面には、照明部品３１を駆動する駆動用の電子部品３２と、照明部品３１に安定した電圧を供給するための電子部品３３と、小型コンデンサ等の電子部品３４とが配設してある。

図１１に示すように、駆動用の電子部品３２及び安定した電圧を供給するための電子部品３３等の背の高い電子部品は、撮像基板１０と照明基板３０とを接続するフレキシブル基板１２を折り曲げて、撮像基板１０と照明基板３０を所望の間隔を有して積層した場合に、撮像基板１０の照明基板３０と対向する面（撮像基板１０の前面）に配設した背の低いコンデンサ又は抵抗等の電子部品２３と対向する。

一方、小型コンデンサ等の背の低い電子部品３４は、撮像基板１０と照明基板３０とを接続するフレキシブル基板１２を折り曲げて、撮像基板１０と照明基板３０とを対向して配設した場合に、撮像基板１０の照明基板３０と対向する面（撮像基板１０の前面）に配設した背の高い大型コンデンサ２２と対向する。

すなわち、撮像基板１０と照明基板３０とを接続したフレキシブル基板１２を折り曲げて、撮像基板１０と照明基板３０とを配設したリジッドフレキ基板２において、撮像基板１０の前面に配設した背の高い大型コンデンサ２２、背の低い小型コンデンサ、抵抗等の電子部品２５と、互い違いに組み合う態様で、背の高い駆動用の電子部品３２、安定した電圧を供給するための電子部品３３、背の低い小型コンデンサ等の電子部品３４を照明基板３０の後面に配設してある。

このため、撮像基板１０と照明基板３０との間隔を撮像基板１０の前面に配設した背の高い電子部品と照明基板３０の後面に配設した背の高い電子部品の高さとの和よりも狭くできる。なお、フレキシブル基板１２は、イメージセンサ１３とレンズ支持部材１４の組み立て長よりも長く形成してある。

このように構成した照明基板３０は、撮像基板１０と所定の間隔を有して対向配置した後に、絶縁性を有する接着剤３５により、電気的に絶縁し固着してある。

スイッチ基板４０は、図１２及び図１３に示すように、撮像基板１０と同様に、略円盤形状を有し、スイッチ基板４０の右側縁部４０Ａと左側縁部４０Ｂとは、平行な２辺により切り欠いてある。そして、左側縁部４０Ｂには、撮像基板１０の右側縁部から延在したフレキシブル基板１１が接続してあり、右側縁部４０Ａからフレキシブル基板４１が延在している。このため、フレキシブル基板４１の折り曲げに際して当該フレキシブル基板４１の変形を抑制可能である。

この右側縁部４０Ａと左側縁部４０Ｂ、すなわちフレキシブル基板１１，４１の延在方向は、スイッチ基板４０に配設する電子部品の配設基準となり、スイッチ基板４０の中央部には、この２辺と平行に長円形の挿通穴部４２が形成してある。

スイッチ基板４０の前面には、リードスイッチ４３が挿通穴部４２に沈下するように配設してあり、撮像基板１０の前面側への突出高さを抑えている。このリードスイッチ４３は、ラッチ型のスイッチであり、初期状態でオフ、リードスイッチ４３に近接した磁石（図示せず）を遠ざけることによりオフ状態からオン状態になるものである。また、リードスイッチ４３を囲むように、メモリ４４、振動子４５、ＭＩＸ４６等の電子部品が整然と配設してある。

メモリ４４には、マイクロプロセッサ２４の初期値、固体撮像素子１３Ａの色のバラツキやホワイトバランス、及びカプセル型内視鏡１の固有番号などが記憶してあり、振動子４５は、マイクロプロセッサ２４に基本のクロックを与える。また、ＭＩＸ４６はフリップチップボンディングにより実装してあり、マイクロプロセッサ２４から出力した映像信号とクロック信号の２つの信号を送信するに際し、１つの信号にミキシングする機能を有している。スイッチ基板４０の後面には、電池のプラス極と当接する接点４７が設けてある。なお、この接点４７は、板バネで形成してある。

図１４及び図１５に示すように、電源基板５０は略円盤形状を有し、電源基板５０の右側縁部５０Ａと左側縁部５０Ｂとは平行な２辺により切り欠いてある。そして、左側縁部５０Ｂには、スイッチ基板４０の右側縁部４０Ａから延在したフレキシブル基板４１が接続してある。このため、フレキシブル基板の折り曲げに際して当該フレキシブル基板の無理な変形を抑制可能である。電源基板５０の前面には、図には明示しないが、電池のマイナス極と当接する接点が設けてあり、電源基板５０の後面には、ＤＣＤＣコンバータ５１が設けてある。ＤＣＤＣコンバータ５１は、カプセル型内視鏡１に必要な一定の電圧を得るために電池５２で得られる電圧をコントロールするものである。

図１に示すように、電源基板５０とスイッチ基板４０との間には、複数個（本実施の形態では３個）の電池５２を挟み込んであり、輪切り状に形成した熱収縮チューブ５３を収縮させて、スイッチ基板４０と電源基板５０との間に電池５２を把持した状態で一体化してある。なお、フレキシブル基板４１の中央部には、長円形状のスリット４１Ａが形成してあり、フレキシブル基板４１は電池５２の外周に沿って密着する。電池５２は、外形が円盤形状であるボタン型の酸化銀電池などであり、複数個を直列にしてマイナス極側を電源基板５０に向けて配置してある。なお、電池５２は、酸化銀電池に限定されるものではなく、例えば充電式電池、発電式電池などを用いてもよい。

また、電源基板５０の右側縁部５０Ａには、フレキシブル基板５４が延在してあり、このフレキシブル基板５４には送信ユニット６０が接続してある。この送信ユニット６０はリジッドフレキ基板２と独立して作成し、その後、フレキシブル基板５４とスルーホールランドにより接続したものである。

送信ユニット６０は、図１６及び図１７に示すように、送信基板６１とアンテナ基板６２とを有し、送信基板６１は、略円盤形状を有している。送信基板６１の右側縁部６１Ａは、１つの直線により切り欠いて一辺を形成してあり、この一辺は送信基板６１に配設する電子部品の配設基準となり、送信基板６１の後面には、この１辺を基準として電子部品が配設してある。アンテナ基板６２は、送信基板６１の後面から立設した端子６３に取り付けてあり、アンテナ基板６２の後面には略渦巻き状のアンテナパターン６４が形成してある。送信ユニット６０は、スイッチ基板４０でミキシングした信号から一定の周波数、振幅、波形を持つ信号を取り出し、アンテナ基板６２から外部に信号を送信可能である。

このように構成したスイッチ基板４０と撮像基板１０と、電源基板５０と送信ユニット６０とは、図１に示すように、所定の間隔を有して対向配置した後に、絶縁性を有する接着剤６５により、電気的に絶縁し固着してある。

積層したリジッドフレキ基板２は、カプセル型内視鏡１の内部構成を成し、この積層したリジッドフレキ基板２はカプセル７０により外装してある。カプセル７０は、先端カバー７１とケース７２とを有している。

先端カバー７１は照明基板３０の前面側を覆うものであり、略半球のドーム形状であって、後側を開口してある。この先端カバー７１は、透明あるいは透光性を有し、照明部品３１の照明光をカプセル７０の外部に透過するとともに、当該照明光で照らした像をカプセル７０の内部に透過する。

また、先端カバー７１の開口部には、その開口の全周に渡って開口方向（後方）に延在した接続端部７１Ａが形成してある。接続端部７１Ａは、成型時の抜き勾配のない内外形に形成した円筒形状を有し、この接続端部７１Ａの外周面はケース７２との接合面をなす。この接合面には、その全周に渡って無端状の突起７１Ｂが設けてある。なお、突起７１Ｂは、先端カバー７１の接続端部７１Ａの端から離間して接合面の重合幅内の任意の位置、例えば重合幅方向において中央位置に設けてある。

また、図１に示すように先端カバー７１において、接続端部７１Ａを延在する基端部分は、照明基板３０の前面側を覆う略半球のドーム形状部分や、接続端部７１Ａに比較して断面を厚く形成した厚肉部７１Ｃを有している。この厚肉部７１Ｃは、先端カバー７１の接続端部７１Ａの強度を確保し、例えば、落下時などの先端カバー７１の割れを防止する。

また、先端カバー７１において、接続端部７１Ａを延在する基端部分の内周面には、当接部７１Ｄが形成してある。当接部７１Ｄに照明基板３０を当接させることにより、先端カバー７１と折り畳んだリジッドフレキ基板２とは、軸方向において所定の位置関係に位置決め可能である。

また、先端カバー７１において、接続端部７１Ａを延在する基端部分の内径は、照明基板３０及び撮像基板１０の外径と略同一径を有している。このため、先端カバー７１と折り畳んだリジッドフレキ基板２とは、径外方向において位置決め可能であり、先端カバー７１の接続端部７１Ａの内周面と、照明基板３０の外周面とが当接して、接続端部７１Ａがカプセル７０の内方への変形を規制する。

そして、先端カバー７１とケース７２とを接続してカプセル７０の内部に折り畳んだリジッドフレキ基板２を収容する場合には、先端カバー７１における接続端部７１Ａの内周面と折り畳んだリジッドフレキ基板２との間に接着剤を注入して固着する。このように、先端カバー７１に折り畳んだリジッドフレキ基板２を固着すると、リジッドフレキ基板２のうち、照明基板３０が先端カバー７１内に位置する。

ケース７２は、先端カバー７１の後側において折り畳んだリジッドフレキ基板２を覆う部分である。ケース７２は、円筒状の胴部７２Ａと、略半球のドーム形状とした後端部７２Ｂとが一体に形成してあり、胴部７２Ａの前側が開口してある。また、ケース７２の開口部７２Ｃには、その開口の全周に渡って開口方向（前方）に延在した接続端部７２Ｄが形成してある。接続端部７２Ｄは、成型時の抜き勾配のない内外形に形成した円筒状を有し、この接続端部７２Ｄの内周面は、先端カバー７１との接合面をなす。この接合面には、その全周に渡って無端状の溝７２Ｅが設けてある。また、溝７２Ｅは、先端カバー７１に設けた突起７１Ｂの位置に応じて設けてある。重合幅は、略１〜５ｍｍの範囲で３ｍｍが好ましく、溝７２Ｅを設ける位置は、重合幅の中央が好ましい。

このように設けた突起７１Ｂと溝７２Ｅとは、先端カバー７１とケース７２とが接合面において重合したときに互いに係合する。このように、突起７１Ｂ及び溝７２Ｅは、互いに係合によって先端カバー７１とケース７２との接続した状態を保持する。突起７１Ｂを接合面の全周に渡って設け、溝７２Ｅを接合面の全周に渡って設けてあるので、突起７１Ｂと溝７２Ｅとが係合し、先端カバー７１とケース７２とを接続した状態において、各接合面の相対的な摺動回転が可能である。

そして、折り畳んだリジッドフレキ基板２の外周面に樹脂材料８０を塗布し、先端カバー７１の接続端部の接合面に接着剤を塗布した後、先端カバー７１の接合端部の接合面と、ケース７２の接合端部の接合面とを重合させて、先端カバー７１とケース７２とを接続する。このため、折り畳んだリジッドフレキ基板２の外周面とカプセルの内周面との間隙には樹脂材料が充填され、先端カバー７１の接続端部の接合面とケース７２の接続端部の接合面との間には接着剤が侵入する。その後、先端カバー７１とケース７２とを接続した状態において、先端カバー７１とケース７２とを相対的な摺動回転をさせ、接着剤を先端カバー７１の接続端部の接合面とケース７２の接続端部の接合面との間に行き渡らせる。この結果、先端カバー７１とケース７２との水密が確保され、カプセル７０全体を水密に封止することができる。

また、図に示すように先端カバー７１とケース７２とを接続した状態で、カプセルの外表面側にあらわれる相互の接続部分には、面取りが施してある。この面取りは、先端カバー７１とケース７２との間でカプセルの外表面に生じ得る段を微少なものとするので、段が引っかかって先端カバー７１とケース７２とを引き離す外力を生じる事態を防止することができる。

なお、先端カバー７１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、ポリサルフォンあるいはウレタンで形成してあり、特にシクロオレフィンポリマーあるいはポリカーボネイトが光学性能及び強度を確保するのに好ましく、ケース７２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、ポリサルフォンあるいはウレタンで形成してあり、特にポリサルフォンが強度を確保するのに好ましい。

次に、上述したカプセル型内視鏡を用いた医療システムについて説明する。なお、図１８はカプセル型内視鏡を用いた医療システムの概略図である。

図１８に示すように、カプセル型内視鏡を用いた医療システムは、パッケージ１００に収納したカプセル型内視鏡１と、患者すなわち被検査者に着用させるジャケット１０２と、ジャケット１０２に着脱自在の受信機１０３と、コンピュータ１０４とにより構成してある。

ジャケット１０２には、カプセル型内視鏡１のアンテナ基板６２から発信される電波を捕捉するアンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄが設けてあり、当該アンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄを介して、カプセル型内視鏡１と受信機１０３との間の通信が可能となっている。なお、アンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの数は図１８に示す４個に限定されず複数あればよい。複数のアンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄにより、カプセル型内視鏡１の移動に伴う位置に応じた電波を良好に受信することができる。また、各アンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの受信強度により、カプセル型内視鏡１の体腔内における位置を検出することができる。

受信機１０３は、逐次受信される撮像画像データに対しホワイトバランス処理を行い、ホワイトバランス処理済の画像データを例えばコンパクトフラッシュ（登録商標）メモリカード（ＣＦメモリカード）１０５に格納する。受信機１０３による受信は、カプセル型内視鏡１の撮像開始とは同期しておらず、受信機１０３の入力部の操作により受信開始と受信終了とを制御している。

コンピュータ１０４は、ＣＦメモリカード１０５のリード／ライトなどを行う。このコンピュータ１０４は、医者もしくは看護士（検査者）がカプセル型内視鏡１によって撮像された被検体である患者体内の臓器などの画像に基づいて診断を行うための処理機能を有している。

上記システムの概略動作について説明する。まず、検査を開始する前に、パッケージ１００からカプセル型内視鏡を取り出す。これにより、カプセル型内視鏡１のリードスイッチ４３がオフ状態からオン状態に移行して、メイン電源をオンすることになる。次に、カプセル型内視鏡１を被検査者が口から飲み込む。これにより、カプセル型内視鏡１は、食道を通過し、消化管腔の蠕動運動により体腔内を進行し、逐次体腔内の像を撮像する。そして、カプセル型内視鏡１では、必要に応じてあるいは随時、撮像結果について撮像画像の電波が出力する。この電波は、ジャケット１０２のアンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄで捕捉される。捕捉された電波は、信号としてアンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄから受信機１０３へ中継される。次に、カプセル型内視鏡による被検査者の観察（検査）が終了すると、撮影画像データが格納されたＣＦメモリカード１０５を受信機１０３から取り出してコンピュータ１０４のメモリカード挿入孔に入れる。コンピュータ１０４では、ＣＦメモリカード１０５に格納された撮影画像データが読み出され、その撮像画像データが患者別に対応して記憶される。

上述した実施の形態に係るカプセル型内視鏡１は、照明基板３０、撮像基板１０、スイッチ基板４０、電源基板５０の順にフレキシブル基板１１、１２，４１により一直線上に接続してあるが、フレキシブル基板１１，１２，４１を折り曲げたときに、照明基板３０、撮像基板１０、スイッチ基板４０、電源基板５０の順に位置するものであれば良く、例えば同一平面上であれば、必ずしも一直線上に接続するものでなくても良い。

上述したカプセル型内視鏡１によれば、イメージセンサ１３のカバーガラス１３Ｂに密着し、イメージセンサ１３に結像するレンズ１５，１６を支持するレンズ枠１８を進退可能に支持するホルダ１７の下縁部からイメージセンサ１３のカバーガラス１３Ｂの外形に当接する当接部１７Ｄを延在して形成し、当接部１７Ｄをイメージセンサ１３のカバーガラス１３Ｂの外形に当接させることによりレンズ１５，１６をイメージセンサ１３に対して所定の位置に位置決めしたので、レンズ１５，１６をイメージセンサ１３の受光面に対して所定の位置に短時間で容易に位置決めすることができる。

また、ホルダ１７を黒色の接着剤１９でイメージセンサ１３のカバーガラス１３Ｂに固着するとともにイメージセンサ１３のカバーガラス１３Ｂの露出面を黒色の接着剤１９で遮光したので、簡単な構成かつ作業工程で組み立てることができ、イメージセンサ１３において鮮明な画像を取得できる。

本発明の実施の形態に係る内視鏡用撮像装置の適用例としてのカプセル型内視鏡の構成を示す側断面図である。 図１に示したリジッドフレキ基板を展開した上面図である。 図１に示したリジッドフレキ基板を展開した下面図である。 撮像基板の前面を示した図である。 撮像基板にレンズ取付部材を取り付けた側断面図である。 イメージセンサと位置決めしたホルダとを示した正面図である。 イメージセンサと位置決めしたホルダとを示した側面図である。 イメージセンサと位置決めしたホルダとを示した側断面図である。 撮像基板の後面を示した図である。 照明基板の前面を示した図である。 照明基板の後面を示した図である。 撮像基板の側断面図である。 撮像基板と照明基板との積層状態を示した側断面図である。 スイッチ基板の前面を示した図である。 スイッチ基板の側断面図である。 電源基板の後面を示した図である。 電源基板の側断面図である。 送信ユニットの側断面図である。 送信ユニットの後面を示した図である。 カプセル型内視鏡を用いた医療システムの概略図である。

符号の説明

１ カプセル型内視鏡
２ リジッドフレキ基板
１０ 撮像基板（リジッド基板）
１１ フレキシブル基板
１２ フレキシブル基板
１３ イメージセンサ
１３Ａ 固体撮像素子
１３Ｂ カバーガラス
１４ レンズ支持部材
１５ 小径レンズ
１６ 大径レンズ
１７ ホルダ
１７Ａ 基部
１７Ｂ 円筒部
１７Ｃ 穴部
１７Ｄ 当接部
１７Ｅ 補強部
１８ レンズ枠
１８Ａ 先端部
１８Ｂ 小径部
１８Ｃ 大径部
１８Ｄ 段部
１８Ｅ 段部
１８Ｆ 小径部
１８Ｇ 大径部
１８Ｈ 段部
１９ 接着剤
２０ スペーサ
２１ 接着剤
２２ 大型コンデンサ
２３ 電子部品
２４ マイクロプロセッサ
２５ 電子部品

Claims (6)

1. 多角形形状の外形を有するイメージセンサに当接し、前記イメージセンサに像を結像するレンズを支持するレンズ支持部材を備えた内視鏡用撮像装置において、
   前記レンズ支持部材の下縁部から前記イメージセンサの外形の少なくとも隣り合う２辺に当接可能な当接部を延在して形成し、
   前記当接部を前記イメージセンサの外形の少なくとも隣り合う２辺に当接させて前記レンズ支持部材を位置決めすることにより、前記レンズを前記イメージセンサの所定の位置に位置決めしたことを特徴とする内視鏡用撮像装置。
2. 前記イメージセンサは、固体撮像素子と、前記固体撮像素子の上面に積層したカバーガラスとからなり、
   前記レンズ支持部材は、前記カバーガラスに密着して配置し、前記カバーガラスを介して前記固体撮像素子に対して位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用撮像装置。
3. 前記レンズ支持部材は、前記レンズを支持するレンズ枠と、前記レンズ枠を保持するホルダとからなり、
   前記ホルダは、前記カバーガラスに密着する基部と、前記基部から延在する円筒部と、前記円筒部とは逆方向に延在する前記当接部とを有し、
   前記レンズ枠は、前記円筒部の内周面に進退可能に嵌合することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡用撮像装置。
4. 前記レンズ支持部材を黒色の接着剤で前記イメージセンサに固着するとともに、前記イメージセンサの露出面を黒色の接着剤で遮光したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の内視鏡用撮像装置。
5. 前記レンズ支持部材は、前記当接部と略同一形状で前記イメージセンサの外形に当接しない補強部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の内視鏡用撮像装置。
6. レンズ枠を支持するホルダから延出した当接部をイメージセンサの外形の少なくとも隣り合う２辺に当接して位置決めするホルダ位置決めステップと、
   前記ホルダ位置決めステップで位置決めした前記ホルダを前記イメージセンサに固定するホルダ固定ステップと、
   前記レンズ枠を前記ホルダに嵌合して、前記レンズ枠を前記ホルダに対して進退させてピント位置を調整するステップと
   を含むことを特徴とする内視鏡用撮像装置の組立方法。

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