JP4363931B2 - Capsule endoscope - Google Patents
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Description
本発明は、生体内などを検査するカプセル型内視鏡に関する。 The present invention relates to a capsule endoscope that inspects a living body or the like.
近年、内視鏡は、医療用分野及び工業用分野で広く採用されるようになった。また、最近、内視鏡における挿入部を必要としないカプセル型内視鏡は、医療用分野で使用される状況になった。カプセル型内視鏡は、内視鏡における挿入部を必要とせず、患者が飲み込み易いカプセル形状になっている。 In recent years, endoscopes have been widely adopted in the medical field and the industrial field. Recently, a capsule endoscope that does not require an insertion portion in an endoscope has been used in the medical field. The capsule endoscope does not require an insertion portion in the endoscope and has a capsule shape that is easy for a patient to swallow.
このような従来のカプセル型内視鏡は、例えば、特開2003−116781号公報に記載されている。ここでは、カプセル形状の透明な外装部材内に、対物光学系としてレンズ枠と同じ外径のレンズを2個配置し、撮像部の撮像面に結像するようにした装置が提案されている。
しかしながら、上記特開2003−116781号公報に記載のカプセル型医療装置は、広い範囲の観察を行うことが意図されていなかった。
Such a conventional capsule endoscope is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-116781. Here, an apparatus has been proposed in which two lenses having the same outer diameter as the lens frame are arranged as an objective optical system in a capsule-shaped transparent exterior member so that an image is formed on the imaging surface of the imaging unit.
However, the capsule medical device described in JP-A-2003-116781 has not been intended to perform a wide range of observation.
これに対して、従来の別のカプセル型内視鏡が、例えば、PCT WO02/054932 A2号公報に記載されている。ここでは、観察方向が互いに異なるように、対物光学系を複数個配置した装置が提案されている。これにより、単一光学通路よりも広い観察範囲を得られるようになっている。
しかしながら、上記PCT WO02/054932 A2号公報に記載のカプセル型内視鏡は、対物光学系が複数あるのでカプセル外径が大型化し易く、構造も複雑であった。
On the other hand, another conventional capsule endoscope is described in, for example, PCT WO02 / 054932 A2. Here, an apparatus in which a plurality of objective optical systems are arranged so that the observation directions are different from each other has been proposed. As a result, an observation range wider than that of a single optical path can be obtained.
However, since the capsule endoscope described in PCT WO02 / 054932 A2 has a plurality of objective optical systems, the capsule outer diameter tends to be large and the structure is complicated.
このように、従来のカプセル型内視鏡は、撮像部に対する対物光学系の画角が十分大きいとは言えず、例えば、90〜120°程度であった。そのため、小型化とカプセル周辺の観察能力の向上とを両立することが十分であるとは言えなかった。
解決しようとする問題点は、カプセル型内視鏡において、小型化と広い観察範囲の確保との両立が困難であった点である。 The problem to be solved is that it has been difficult to achieve both a reduction in size and a wide observation range in a capsule endoscope.
本発明のカプセル型内視鏡は、被検体に対して所定の照明光を照射するための照明手段と、前記照明手段によって照明された部位を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の前方に配設された対物光学系と、少なくとも前記対物光学系の前方を覆う透明カバーとを有するカプセル型内視鏡であって、
前記対物光学系は、
当該対物光学系において最先端側に配設され、物体側に凸となる凹メニスカス形状に形成された第1のレンズと、前記第1のレンズの後方に配設され、平凹形状に形成された第2のレンズと、前記第2のレンズの後方であって前記撮像手段の前方に配設され、凸形状に形成された第3のレンズと、の単レンズ3枚よりなるレンズ系と、前記第3のレンズの前面に配設された明るさ絞りと、を備え、
前記第2のレンズは、前記第1のレンズからの被写体像が前記明るさ絞りを通過可能となる位置に配設され、前記第1のレンズ、前記第2のレンズ、前記第3のレンズの外径をそれぞれ、D1,D2,D3としたとき、
D1>D2≧D3
の関係を有することを特徴とする。
The capsule endoscope according to the present invention includes an illuminating unit for irradiating a subject with predetermined illumination light, an imaging unit for imaging a portion illuminated by the illuminating unit, and a front part of the imaging unit. A capsule endoscope having a provided objective optical system and a transparent cover covering at least the front of the objective optical system,
The objective optical system is
In the objective optical system, the first lens is disposed on the foremost side and formed in a concave meniscus shape that is convex on the object side, and is disposed behind the first lens and formed in a plano-concave shape. A lens system composed of three single lenses: a second lens; and a third lens disposed behind the second lens and in front of the imaging means and formed in a convex shape ; An aperture stop disposed in front of the third lens,
The second lens is disposed at a position at which a subject image from the first lens can pass through the brightness stop, and the second lens, the second lens, and the third lens. When the outer diameters are D1, D2, and D3,
D1> D2 ≧ D3
It has the relationship of these.
本発明のカプセル型内視鏡は、小型化を保ちながら、対物光学系の画角を大きく取ることができ、例えば、140°以上の広い範囲の観察を行うことができる。 The capsule endoscope of the present invention can take a large angle of view of the objective optical system while maintaining a small size, and can perform observation over a wide range of, for example, 140 ° or more.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1ないし図5は本発明の第1実施例に係わり、図1は第1実施例のカプセル型内視鏡装置を示す全体構成図である。図1(A)はカプセル型内視鏡を飲み込んで内視鏡検査を行う際の様子を示す説明図、図1(B)は同図(A)の体外ユニットを取り外しパーソナルコンピュータに接続した際の様子を示す説明図である。また図2は図1のカプセル型内視鏡の内部構成を示す断面図である。また図3は図2のカプセル型内視鏡の先端側を示す拡大図である。また図4は図3のA−A断面図である。また図5は図4の変形例を示す断面図である。 1 to 5 relate to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a capsule endoscope apparatus of the first embodiment. FIG. 1 (A) is an explanatory view showing a state when a capsule endoscope is swallowed and an endoscopic examination is performed, and FIG. 1 (B) is when the extracorporeal unit of FIG. 1 (A) is removed and connected to a personal computer. It is explanatory drawing which shows the mode. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the capsule endoscope of FIG. FIG. 3 is an enlarged view showing the distal end side of the capsule endoscope of FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 5 is a sectional view showing a modification of FIG.
図1(A)に示すように、本発明の第1実施例のカプセル型内視鏡装置1は、カプセル型内視鏡3と、アンテナユニット4と、体外ユニット5とを備えている。カプセル型内視鏡3は、患者2の口部から飲み込まれることにより、体腔内管路を通過する。その際、体腔内管路内壁面を光学的に撮像し、撮像した画像信号を無線により体外へ送信する。アンテナユニット4は、患者2の体外に設けられ、このカプセル型内視鏡3から送信された信号を受信する。体外ユニット5は、画像を保存する機能を有する、(患者2の体外に配置される)。
As shown in FIG. 1A, a capsule endoscope apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention includes a
この体外ユニット5には、画像データを保存するために、容量が例えば1GBのコンパクトフラッシュ(R)サイズのハードディスクが内蔵されている。そして、体外ユニット5は、検査中或いは検査終了後に図1(B)の表示システム6に接続することができる。よって、体外ユニット5に蓄積された画像データは、表示システム6で表示することができる。
つまり、図1(B)に示すようにこの体外ユニット5は、表示システム6を構成するパーソナルコンピュータ(以下、パソコンと略記)7とUSBケーブル8等の通信を行う通信ケーブルで着脱自在に接続される。
The
That is, as shown in FIG. 1B, the
パソコン7には体外ユニット5に保存した画像データを取り込み、内部のハードディスクに保存したり、表示するため等の処理を行う。そして、表示部9により、保存した画像、あるいは処理した画像を表示できるようにしている。このパソコン7にはデータ入力操作等を行う操作盤として、例えばキーボード10が接続されている。
The
USBケーブル8としては、USB1.0、USB1.1、USB2のいずれの通信規格でも良い。また、この他にRS−232C、IEEE1394の規格のシリアルのデータ通信を行うものでも良いし、シリアルのデータ通信を行うものに限定されるものでなく、パラレルのデータ通信を行うものでも良い。 The USB cable 8 may be any communication standard of USB1.0, USB1.1, and USB2. In addition, serial data communication complying with RS-232C and IEEE 1394 standards may be performed, and the present invention is not limited to performing serial data communication, and parallel data communication may be performed.
図1(A)に示すようにカプセル型内視鏡3を飲み込んで内視鏡検査を行う場合には、患者2はシールド機能を持つシールドシャツ11を着用する。このシールドシャツ11の内側には、複数のアンテナ12が取り付けられたアンテナユニット4が装着されている。このアンテナユニット4は、カプセル型内視鏡3により撮像され、それに内蔵されたアンテナから送信された信号を受ける。そして、受信した信号は、このアンテナユニット4に接続された体外ユニット5に送られ、撮像した画像を保存するようにしている。この体外ユニット5は、例えば患者2のベルトに着脱自在のフックにより取り付けられる。
As shown in FIG. 1A, when swallowing the
また、この体外ユニット5は例えば箱形状であり、前面には画像表示を行う表示装置としての例えば液晶モニタ13と、制御操作を行う操作ボタン14とが設けてある。また、体外ユニット5の内部には、送受信回路(通信回路)、制御回路、画像データ表示回路、電源を備えている。
The
図2に示すように第1実施例のカプセル型内視鏡3は、外装ケース16と透明カバー17とを有する。外装ケース16は、円筒形状で、その後端を丸くして閉塞した構造となっている。外装ケース16の先端側となる開口する端部には、半球面形状の透明カバー17が水密的に接続固定されている。このようにして、カプセル型内視鏡3の内側を密閉し、その密閉したカプセル状容器内に以下の内蔵物を収納している。なお、外装ケース16は、ポリサルフォンやポリウレタンなどの合成樹脂で形成されている。、また透明カバー17は、ポリカーボネート,シクロオレフィンポリマー,PMMA(ポリメタクリル酸メチル)、ポリウレタンなどの透明な合成樹脂で形成されている。
As shown in FIG. 2, the
透明カバー17に対向する中央部には、先端側レンズ枠20と、撮像基板21の前面側に設けた後端側レンズ枠22との間に対物光学系23が配置され、その結像位置には撮像手段として例えばCMOS( Complementary Metal-Oxide Semiconductor )イメージャ24が配置されている。このCMOSイメージャ24は、撮像基板21の前面に取り付けられている。
In the central portion facing the
なお、本実施例では、CMOSイメージャ24の撮像面をカバーガラス25で保護しており、このカバーガラス25を覆うように後端側レンズ枠22が取り付けられている。また、この後端側レンズ枠22の筒部は、先端側レンズ枠20と嵌合するようになっている。そこで、先端側レンズ枠20を光軸O方向に前後動させて、ピント出し調整を行った後、接着剤により固定している。
In this embodiment, the imaging surface of the
なお、ピント出し調整の際に、後端側レンズ枠22の削りかす等のごみが発生する可能性がある。しかしながら、カバーガラス25により、これらのごみがCMOSイメージャ24の撮像面の前面に付着することを防止できる。よって、常に良好な画像が得られるようになっている。
Note that there is a possibility that dust such as shavings of the rear end
また、先端側レンズ枠20の外周には、照明基板26が配置されている。そして、この照明基板26の複数箇所に、発光部としての白色LED等が設けられている。この白色LEDにより、照明手段である照明部37が構成されている。この照明部37は後述するように、対物光学系23に対して対称的に取り付けられている。なお、図中、O′は、照明部37の各白色LEDによる照明光の発光の中心軸(0°の出射角の方向)を示している。
An
撮像基板21の後方側には、各部に動作電力を供給する電源部27が設けられており、この電源部27の後方側には、カプセル外部との無線送信等を行う無線通信部28が設けられている。
電源部27は、動作電力を供給する内蔵電源としてのボタン型の2つの電池30がカプセル容器の軸方向に積層するようにして配置されており、これら電池30の動作電力は接触板ばね31を介して電源基板32に電気的に接続可能となっている。
A
The
電源基板32には、例えば、バイアス磁石33aとリードスイッチ33bとから形成される内部スイッチ33が設けられており、電池30から供給される動作電力のオンオフが行われるようになっている。この電源基板32は、連結用フレキシブル基板34を介して撮像基板21と、無線通信部28を構成している無線基板35とに接続されている。更に、撮像基板21は、連結用フレキシブル基板34を介して照明基板26に接続されている。
The
無線通信部28は、無線基板35と無線アンテナ36とを有する。無線基板35には、無線アンテナ36が設けられている。更に、無線基板35には、図示しない無線通信回路が設けられている。この無線通信回路は、この無線アンテナ36で受信した体外ユニット5からの電波の搬送波を選択的に抽出し、検波等して制御信号を復調して各構成回路等へ出力すると共に、これら各構成回路等からの例えば、映像信号等の情報(データ)信号を所定の周波数の搬送波で変調し、無線アンテナ36から電波として発信する。
The
また、撮像基板21には、背面側に抵抗やコンデンサ、ダイオードといった電子部品21aが実装されており、体外ユニット5からの信号を受けてCMOSイメージャ24を駆動する。更に、撮像基板21には、図示しない駆動処理回路が設けられ、CMOSイメージャ24から出力される撮像信号に対する信号処理及び制御処理を行う。
また、照明基板26には、図示しないLED駆動回路を構成するチップ部品26aが背面側に実装されている。このLED駆動回路により、照明部37の白色LEDを間欠的にフラッシュ発光させることができる。
In addition, an
Further, on the
電源基板32の内部スイッチ33がオン状態となると、電池30からの動作電力は、連結用フレキシブル基板34を介して電源基板32から撮像基板21及び無線基板35に供給され、更に、照明基板26に供給される。そして、無線通信部28は、体外ユニット5からの電波を無線アンテナ36が受信し、無線通信回路が復調して制御信号を撮像基板21の駆動処理回路及び照明基板26のLED駆動回路に出力するように動作する。
When the internal switch 33 of the
LED駆動回路は、照明部37の白色LEDを間欠的にフラッシュ発光させる。これに同期して駆動処理回路は、CMOSイメージャ24を駆動させる。CMOSイメージャ24は、LEDからの照明光により照明されて対物光学系23により取り込まれた観察像を撮像する。
The LED drive circuit causes the white LED of the
駆動処理回路は、CMOSイメージャ24からの撮像信号を信号処理して映像信号を得る。そして、この得た映像信号を無線通信部28の無線通信回路に出力する。そして、無線通信部28の無線通信回路は、映像信号を変調し、無線アンテナ36から電波として発信させるようになっている。
The drive processing circuit processes the imaging signal from the
ここで、従来のカプセル型内視鏡では、撮像部に対する対物光学系の画角は90〜120°程度であり、カプセル周辺の観察能力が十分にあるとは言えなかった。
そこで、本実施例では、対物光学系23のレンズ形状を工夫するという手段で、広い範囲の観察が行えるように構成している。より、具体的には、140°以上の画角が得られるようにした。
Here, in the conventional capsule endoscope, the angle of view of the objective optical system with respect to the imaging unit is about 90 to 120 °, and it cannot be said that the observation capability around the capsule is sufficient.
Therefore, in this embodiment, a wide range of observation can be performed by means of devising the lens shape of the objective
先ず、図3を用いてカプセル型内視鏡3の先端側の詳細構成を説明する。
図3に示すようにカプセル型内視鏡3では、先端側レンズ枠20の後端側に後端側レンズ枠22が嵌合している。対物光学系23は、第1レンズ41,第2レンズ42,第3レンズからなる。ここで、第1レンズ41が最先端レンズである。
First, a detailed configuration of the distal end side of the
As shown in FIG. 3, in the
先端側レンズ枠20には、先端側太径部20aに最先端レンズ41が保持固定され、この最先端レンズ41の後方に第2レンズ42が保持固定されている。
一方、後端側レンズ枠22には、先端側に第3レンズ43が保持固定されており、後端側には遮光性接着剤44により撮像基板21の前面側が接着固定されている。なお、第3レンズ43の前後には、前面側に明るさ絞り45が配置されると共に、背面側にフレア絞り46が配置されている。
In the distal end
On the other hand, the
撮像基板21と一体となる後端側レンズ枠22は、先端側レンズ枠20の後端側に嵌合する。そこで、先端側レンズ枠20と後端側レンズ枠22とを相対的に移動させて、ピント調整を行い、その後、接着剤47により接着固定する。このようにして、対物光学系23と共に撮像部48を構成している。更に、先端側レンズ枠20の外周側には、レンズ枠側突き当て面20bに照明基板26の前面側が突き当てられて配置される。
The rear end
そして、外装ケース16の先端側となる開口端部には透明カバー17が嵌合し、水密接着剤により水密的に接着固定されるようになっている。なお、外装ケース16と透明カバー17との嵌合部分には、互いに凹凸形状に形成された抜け止め部49が設けられており、この隙間に水密接着剤が塗布される。なお、透明カバー17は、カバー側突き当て面17aに照明基板26の前面側が突き当てられて配置される。
A
ここで、本実施例では、最先端レンズ41を、それよりも後方のレンズ外径よりも大きい外径にし、且つ物体側に凸となる形状に形成している。更に具体的に説明すると、最先端レンズ41の外径D1は、第2レンズ42の外径D2及び第3レンズ43の外径D3に対し、D1>D2≧D3のような関係となるように形成されている。且つ、最先端レンズ41は、物体側に凸となるメニスカス形状に形成されており、負の屈折力を有している。
Here, in the present embodiment, the state-of-the-
これにより、最先端レンズ41は、従来に比べて広い範囲からの光を取り込むことができ、取り込んだ光を第2レンズ42,第3レンズ43を介してCMOSイメージャ24の撮像面に結像できるようになっている。より具体的には140°以上の画角を得ることができる。
Thereby, the state-of-the-
また、第2レンズ42は、平凹形状に形成されており、最先端レンズ41からの被写体像が明るさ絞り45を通過可能なように配置されている。
更に、本実施例では、照明部37の先端面37aを最先端レンズ41のレンズ枠先端面41aと略一致させるか、またはそれよりも後方となるように配置している。より具体的には、照明部37の先端面37aは、透明カバー17の最先端面17bから照明部37の先端面37aの距離H2と、透明カバー17の最先端面17bから最先端レンズ41のレンズ枠先端面41aまでの距離H1とがH2≧H1のような関係となるように配置されている。
The
Furthermore, in the present embodiment, the
また、照明部37は、図4に示すように先端レンズ枠20の周囲を取り囲むように長手方向軸の中心に対して白色LED51を複数配置している。なお、図4中、白色LED51は、4個配置している。また、符号52は、照明基板26に設けられた接続電極部であり、照明部37に電気的に接続されている。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、照明部は、図5の変形例に示すようにリング状に形成しても良い。
図5に示すようにリング状照明部37Aは、同心円状に白色LED51を複数配置している。なお、図5中、白色LED51は、12個配置している。この場合、リング状照明部37Aは、狭いスペースにより多くの白色LED51を設けることができるので、配光性が良く、照明範囲をより明るくし易い。
Moreover, you may form an illumination part in ring shape, as shown in the modification of FIG.
As shown in FIG. 5, the ring-shaped
これら照明部37,37Aに配置される複数の白色LED51からの照明光により、カプセル型内視鏡3は、各単体照明範囲が合わさった複合照明範囲を得、この複合照明範囲により照明された観察範囲を最先端レンズ41により140°以上の広角で取り込み、CMOSイメージャ24で撮像できるようになっている。
この結果、本実施例のカプセル型内視鏡3は、対物光学系23の画角を140°以上の広角で大きく取ることができ、カプセル周辺の広い範囲の観察を行うことが可能であるという効果を得る。
With the illumination light from the plurality of
As a result, the
図6及び図7は本発明の第2実施例に係わり、図6は第2実施例のカプセル型内視鏡の先端側を示す拡大図、図7は図6のカプセル型内視鏡の透明カバーを取り除いた際のB矢視図である。
上記第1実施例は、透明カバー17に対して対物光学系23の最先端レンズ41を離間させて配置するように構成しているが、第2実施例は透明カバー17に対して対物光学系23の最先端レンズ41が密接するように構成する。それ以外の構成は上記第1実施例と同様であるので説明を省略し、同一構成には同じ符号を付して説明する。
6 and 7 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is an enlarged view showing the distal end side of the capsule endoscope of the second embodiment, and FIG. 7 is a transparent view of the capsule endoscope of FIG. It is a B arrow view at the time of removing a cover.
In the first embodiment, the state-of-the-
すなわち、図6に示すように第2実施例のカプセル型内視鏡3Bは、透明カバー17に対して対物光学系23の最先端レンズ41が一部密接するように構成している。
ここで、第2実施例は、上記第1実施例と同様に対物光学系23の最先端レンズ41を、それよりも後方である第2レンズ42,第3レンズ43のレンズ外径よりも大きい外径にし、且つ物体側に凸となる形状に形成している。
That is, as shown in FIG. 6, the
Here, in the second example, as in the first example, the most
広角になると被写界深度が大きくなり、近いところから遠いところまでピントが合うようになる。このため、第2実施例のカプセル型内視鏡3Bは、透明カバー17に対して対物光学系23の最先端レンズ41を近づけて密接させている。
When the angle is wide, the depth of field increases, and the subject is focused from near to far. For this reason, in the
これにより、第2実施例のカプセル型内視鏡3Bは、透明カバー17に対して対物光学系23の最先端レンズ41を密接させているので、その分全長が短くでき、小型化が可能である。また、第2実施例のカプセル型内視鏡3Bは、先端側レンズ枠と後端側レンズ枠とを一体化したレンズ枠60を形成しているので、更なる小型化が可能である。
As a result, the
更に、第2実施例のカプセル型内視鏡3Bは、照明部37Bの構成が異なっている。
図7に示すように照明部37Bは、ドーナツ状に形成された照明基板26Bの前面側に対して傾斜台61を設け、白色LED51が予め設定した所定の角度を向くように構成されている。なお、照明部37Bは、接続端子62によりLED駆動回路に接続されている。
Further, the
As shown in FIG. 7, the
これにより、照明部37Bは、白色LED51の照明中心方向が撮像部48Bの観察中心方向と略一致する方向や、周囲方向もしくは中心方向である前方向き、外向き、内向きの様々な方向を向くことができる。
従って、第2実施例のカプセル型内視鏡3Bは、照明部37Bによる各単体照明範囲が合わさった複合照明範囲を更に拡大又は所望の照明範囲に設定可能である。
Thereby, the
Therefore, the
図8及び図9は本発明の第3実施例に係わり、図8は第3実施例のカプセル型内視鏡の先端側を示す拡大図、図9は図8の変形例を示すカプセル型内視鏡の先端側を示す拡大図である。
上記第1,第2実施例は透明カバー17の曲率中心を一定に形成して構成しているが、第3実施例は透明カバーの形状を変えて、この透明カバーの曲率中心を変更するように構成する。それ以外の構成は上記第1実施例と同様であるので説明を省略し、同一構成には同じ符号を付して説明する。
8 and 9 relate to the third embodiment of the present invention, FIG. 8 is an enlarged view showing the distal end side of the capsule endoscope of the third embodiment, and FIG. 9 is an inside of the capsule mold showing a modification of FIG. It is an enlarged view which shows the front end side of an endoscope.
In the first and second embodiments, the center of curvature of the
図8に示すように第3実施例のカプセル型内視鏡3Cは、撮像部48の中心付近の入射瞳位置70と、透明カバー17Cの曲率中心とが略一致するように構成している。
更に、具体的に説明すると、透明カバー17Cは、最先端側の中央部付近において、撮像部48を構成している対物光学系23の最先端レンズ41を覆うように略半球形状に突出する略半球形状部71を形成している。そして、対物光学系23の被写界深度の近点側は、例えば略半球形状部71の外面、つまり、入射瞳位置70の位置から曲率半径Roの距離に設定されている。なお、図8中、R1は略半球形状部71内面の曲率半径であり、R2は最先端レンズ41外面の曲率半径である。
As shown in FIG. 8, the
More specifically, the
これにより、第3実施例のカプセル型内視鏡3Cは、撮像部48の中心付近の入射瞳位置70と、透明カバー17Cの略半球形状部71の曲率中心とが略一致し、上記第1,第2実施例よりも180°以上の特に210°位までの観察範囲を得ることが可能となる。
また、第3実施例のカプセル型内視鏡3Cは、透明カバー17Cの略半球形状部71に対して照明部37Cが側部に配置されている。このため、第3実施例のカプセル型内視鏡3Cは、照明部37Cの白色LED51からの照明光が仮に透明カバー17Cの内面等で反射された場合において、対物光学系23に入射されないようにしてフレア等、不要光の影響を受けにくいようになっている。
As a result, in the
Further, in the
従って、第3実施例のカプセル型内視鏡3Cは、180°〜210°位までの観察範囲を得られると共に、照明光によるフレア等、不要光の影響を受けにくく、良好な被写体像を得られるという効果を得る。
Therefore, the
なお、カプセル型内視鏡は、図9に示すように透明カバーの形状を変えて透明カバーの曲率中心を変更するように構成しても良い。
図9に示すように変形例のカプセル型内視鏡3Dは、透明カバー17Dに2箇所の曲率中心を有する略楕円凸状に形成し、更にこれら2箇所の曲率中心と略一致するように照明部37Dを配置している。なお、図9中、R3は透明カバー17D内面の曲率半径である。
Note that the capsule endoscope may be configured to change the center of curvature of the transparent cover by changing the shape of the transparent cover as shown in FIG.
As shown in FIG. 9, the
また、符号81は、撮像基板21と照明基板26Dとの間に設けた接続筒であり、照明基板26Dは接続筒81を介して撮像基板21に固定されるようになっている。また、符号42bは、対物光学系23Dの第4レンズである。
これにより、変形例のカプセル型内視鏡3Dは、透明カバー17Dの内周面側で反射した反射光が照明部37D側に戻ることにより、上記第3実施例よりも一層照明光によるフレア等、不要光の影響を受けにくく、良好な被写体像を得られる。
Thereby, in the
なお、本発明は、以上述べた実施例のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
本発明の実施例は、撮像手段としてCMOSを例に説明したが、CMOSに限定されるものでなく、CCD(電荷結合素子)などの固体撮像素子やその他の撮像手段を用いてもb当然よい。又、例えば、前方と後方や、前方と側方など複数方向の観察を行うものに適用してもよい。また、飲み込み型以外の経肛門的に挿入するものや経内視鏡的に挿入するものに適用してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
The embodiment of the present invention has been described by taking the CMOS as an example of the image pickup means. However, the image pickup means is not limited to the CMOS, and a solid-state image pickup device such as a CCD (charge coupled device) or other image pickup means may be used. . Further, for example, the present invention may be applied to a device that performs observation in a plurality of directions such as front and rear, front and side. Moreover, you may apply to what inserts transanally other than swallowing type, and the thing inserted transendoscopically.
[付記]
(付記項1)
照明手段と、この照明手段によって照明された部位を撮像する撮像手段と、この撮像手段前方の対物光学系と、少なくとも前記対物光学系の前方を覆う透明カバーとを有するカプセル型内視鏡であって、
前記対物光学系の最先端レンズをそれよりも後方のレンズ外径よりも大きい外径にし、物体側に凸となる形状に形成したことを特徴とするカプセル型内視鏡。
[Appendix]
(Additional item 1)
The capsule endoscope includes an illuminating unit, an imaging unit that images a portion illuminated by the illuminating unit, an objective optical system in front of the imaging unit, and a transparent cover that covers at least the front of the objective optical system. And
A capsule endoscope characterized in that the most advanced lens of the objective optical system has an outer diameter larger than the outer diameter of the rear lens, and is formed in a convex shape toward the object side.
(付記項2)
照明手段と、この照明手段によって照明された部位を撮像する撮像手段と、この撮像手段前方の対物光学系と、少なくとも前記対物光学系の前方を覆う透明カバーとを有するカプセル型内視鏡であって、
前記対物光学系の最先端レンズを物体側に凸となるメニスカス形状とし、負の屈折力を有するように形成したことを特徴とするカプセル型内視鏡。
(Appendix 2)
The capsule endoscope includes an illuminating unit, an imaging unit that images a portion illuminated by the illuminating unit, an objective optical system in front of the imaging unit, and a transparent cover that covers at least the front of the objective optical system. And
A capsule endoscope, wherein the most advanced lens of the objective optical system has a meniscus shape that is convex toward the object side, and has a negative refractive power.
(付記項3)
前記対物光学系の最先端レンズを物体側に凸となるメニスカス形状とし、負の屈折力を有するように形成したことを特徴とする付記項1に記載のカプセル型内視鏡。
(付記項4)
前記対物光学系の最先端レンズを保持しているレンズ枠の先端面に対し、前記照明手段の先端面が略一致するか又はそれよりも後方となるように配置したことを特徴とする付記項1又は2に記載のカプセル型内視鏡。
(Additional Item 3)
2. The capsule endoscope according to appendix 1, wherein the most advanced lens of the objective optical system has a meniscus shape that is convex toward the object side and has negative refractive power.
(Appendix 4)
Additional notes characterized in that the front end surface of the illumination means is substantially coincident with or behind the front end surface of the lens frame holding the most advanced lens of the objective optical system. The capsule endoscope according to 1 or 2.
(付記項5)
前記透明カバーは、少なくとも前記対物光学系の前方を覆う略半球形状部を有し、この略半球形状部の曲率中心が前記撮像手段の中心付近の瞳位置と略一致するように配置されることを特徴とする付記項1又は2に記載のカプセル型内視鏡。
(付記項6)
前記透明カバーは、2箇所の曲率中心を有し、この2箇所の曲率中心と略一致するように前記照明手段を配置したことを特徴とする付記項1又は2に記載のカプセル型内視鏡。
(Appendix 5)
The transparent cover has a substantially hemispherical portion covering at least the front of the objective optical system, and is arranged so that the center of curvature of the substantially hemispherical portion substantially coincides with the pupil position near the center of the imaging means.
(Appendix 6)
The capsule endoscope according to
(付記項7)
前記対物光学系の最先端レンズに対向する第2レンズを平凹形状にしたことを特徴とする付記項1又は2に記載のカプセル型内視鏡。
(付記項8)
前記対物光学系の最先端レンズを外面の少なくとも一部が、前記透明カバー内面に密接するように配置されることを特徴とする付記項1又は2に記載のカプセル型内視鏡。
(Appendix 7)
The capsule endoscope according to
(Appendix 8)
3. The capsule endoscope according to
(付記項9)
前記照明手段は、前記撮像手段の周囲を取り囲むように配置した複数の発光部を有することを特徴とする付記項1又は2に記載のカプセル型内視鏡。
(付記項10)
前記最先端レンズの曲率中心が前記撮像手段の瞳位置と略一致するように形成されることを特徴とするたことを特徴とする付記項5に記載のカプセル型内視鏡。
(Appendix 9)
3. The capsule endoscope according to
(Appendix 10)
6. The capsule endoscope according to
(付記項11)
前記照明手段は、前記撮像手段の周囲を取り囲むように配置した複数の発光部を有すると共に、この複数の発光部は、少なくともその一部の照明中心方向が前記撮像手段の観察中心方向に対して、周囲方向又は中心方向のいずれかに向けて配置されたことを特徴とする付記項1又は2に記載のカプセル型内視鏡。
(Appendix 11)
The illumination unit has a plurality of light emitting units arranged so as to surround the periphery of the imaging unit, and the plurality of light emitting units have at least a part of the illumination center direction with respect to the observation center direction of the imaging unit. The capsule endoscope according to
(付記項12)
照明手段と、この照明手段によって照明された部位を撮像する撮像手段と、この撮像手段前方の対物光学系と、少なくとも前記対物光学系の前方を覆う透明カバーとを有するカプセル型内視鏡であって、
前記対物光学系の最先端レンズをそれよりも後方のレンズ外径よりも大きい外径にし、
前記透明カバーは、少なくとも前記対物光学系の前方を覆う略半球形状部を有し、この略半球形状部の曲率中心が前記撮像手段の中心付近の瞳位置と略一致するように配置されることを特徴とするカプセル型内視鏡。
(Appendix 12)
The capsule endoscope includes an illuminating unit, an imaging unit that images a portion illuminated by the illuminating unit, an objective optical system in front of the imaging unit, and a transparent cover that covers at least the front of the objective optical system. And
The outermost lens of the objective optical system has an outer diameter larger than the outer lens diameter behind it,
The transparent cover has a substantially hemispherical portion that covers at least the front of the objective optical system, and is arranged so that the center of curvature of the substantially hemispherical portion substantially coincides with the pupil position near the center of the imaging means. a capsule endoscope characterized by and.
(付記項13)
照明手段と、この照明手段によって照明された部位を撮像する撮像手段と、この撮像手段前方の対物光学系と、少なくとも前記対物光学系の前方を覆う透明カバーとを有するカプセル型内視鏡であって、
前記対物光学系の最先端レンズをそれよりも後方のレンズ外径よりも大きい外径にし、
前記透明カバーは、2箇所の曲率中心を有し、この2箇所の曲率中心と略一致するように前記照明手段を配置したことを特徴とするカプセル型内視鏡。
(Additional Item 13)
The capsule endoscope includes an illuminating unit, an imaging unit that images a portion illuminated by the illuminating unit, an objective optical system in front of the imaging unit, and a transparent cover that covers at least the front of the objective optical system. And
The outermost lens of the objective optical system has an outer diameter larger than the outer lens diameter behind it,
The capsule endoscope is characterized in that the transparent cover has two centers of curvature, and the illumination means is arranged so as to substantially coincide with the two centers of curvature.
(付記項14)
照明手段と、この照明手段によって照明された部位を撮像する撮像手段と、この撮像手段前方の対物光学系と、少なくとも前記対物光学系の前方を覆う透明カバーとを有するカプセル型内視鏡であって、
前記対物光学系の最先端レンズをそれよりも後方のレンズ外径よりも大きい外径にし、物体側に凸となる形状に形成し、
前記透明カバーは、2箇所の曲率中心を有し、この2箇所の曲率中心と略一致するように前記照明手段を配置した
ことを特徴とするカプセル型内視鏡。
(Appendix 14)
A capsule endoscope having an illuminating unit, an imaging unit that images a portion illuminated by the illuminating unit, an objective optical system in front of the imaging unit, and a transparent cover that covers at least the front of the objective optical system. And
The outermost lens of the objective optical system has an outer diameter larger than the rear lens outer diameter, and is formed in a shape that is convex toward the object side,
The transparent endoscope has two curvature centers, and the illuminating means is arranged so as to substantially coincide with the two curvature centers.
(付記項15)
前記対物光学系の最先端レンズを物体側に凸となるメニスカス形状とし、負の屈折力を有するように形成したことを特徴とする付記項12〜14のいずれか1つに記載のカプセル型内視鏡。
(付記項16)
前記対物光学系の最先端レンズを保持しているレンズ枠の先端面に対し、前記照明手段の先端面が略一致するか又はそれよりも後方となるように配置したことを特徴とする付記項12〜14のいずれか1つに記載のカプセル型内視鏡。
(Appendix 15)
The capsule mold according to any one of
(Appendix 16)
Additional notes characterized in that the front end surface of the illumination means is substantially coincident with or behind the front end surface of the lens frame holding the most advanced lens of the objective optical system. The capsule endoscope according to any one of 12 to 14.
(付記項17)
前記対物光学系の最先端レンズに対向する第2レンズを平凹形状にしたことを特徴とする付記項12〜14のいずれか1つに記載のカプセル型内視鏡。
(付記項18)
前記対物光学系の最先端レンズを外面の少なくとも一部が、前記透明カバー内面に密接するように配置されることを特徴とする付記項12〜14のいずれか1つに記載のカプセル型内視鏡。
(Appendix 17)
15. The capsule endoscope according to any one of
(Appendix 18)
The capsule-type internal view according to any one of
(付記項19)
前記照明手段は、前記撮像手段の周囲を取り囲むように配置した複数の発光部を有することを特徴とする付記項12〜14のいずれか1つに記載のカプセル型内視鏡。
(付記項20)
前記複数の発光部は、少なくともその一部の照明中心方向が前記撮像手段の観察中心方向と略一致するように配置されることを特徴とする付記項19に記載のカプセル型内視鏡。
(付記項21)
前記複数の発光部は、少なくともその一部の照明中心方向が前記撮像手段の観察中心方向に対して、周囲方向又は中心方向のいずれかに向けて配置されたことを特徴とする付記項19に記載のカプセル型内視鏡。
(Appendix 19)
15. The capsule endoscope according to any one of
(Appendix 20)
The capsule endoscope according to appendix 19, wherein the plurality of light emitting units are arranged such that at least a part of the illumination center direction substantially coincides with the observation center direction of the imaging unit.
(Appendix 21)
The additional light item 19 is characterized in that the plurality of light emitting units are arranged such that at least a part of the illumination center direction thereof is directed to either the peripheral direction or the central direction with respect to the observation center direction of the imaging unit. The capsule endoscope as described.
1 カプセル型内視鏡装置
3 カプセル型内視鏡
16 外装カバー
17 透明カバー
20 先端側レンズ枠
21 撮像基板
22 後端側レンズ枠
23 対物光学系
24 CMOSイメージャ(撮像手段)
26 照明基板
37 照明部(照明手段)
41 最先端レンズ
42 第2レンズ
43 第3レンズ
48 撮像部
代理人 弁理士 伊藤 進
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capsule type |
26
41 State-of-the-
Attorney Susumu Ito
Claims (2)
前記対物光学系は、
当該対物光学系において最先端側に配設され、物体側に凸となる凹メニスカス形状に形成された第1のレンズと、前記第1のレンズの後方に配設され、平凹形状に形成された第2のレンズと、前記第2のレンズの後方であって前記撮像手段の前方に配設され、凸形状に形成された第3のレンズと、の単レンズ3枚よりなるレンズ系と、
前記第3のレンズの前面に配設された明るさ絞りと、
を備え、
前記第2のレンズは、前記第1のレンズからの被写体像が前記明るさ絞りを通過可能となる位置に配設され、
前記第1のレンズ、前記第2のレンズ、前記第3のレンズの外径をそれぞれ、D1,D2,D3としたとき、
D1>D2≧D3
の関係を有する
ことを特徴とするカプセル型内視鏡。 An illuminating means for irradiating a subject with predetermined illumination light; an imaging means for imaging a portion illuminated by the illuminating means; an objective optical system disposed in front of the imaging means; and at least the A capsule endoscope having a transparent cover covering the front of the objective optical system,
The objective optical system is
In the objective optical system, a first lens is disposed on the foremost side and formed in a concave meniscus shape that is convex on the object side, and is disposed behind the first lens and formed in a plano-concave shape. A lens system composed of three single lenses: a second lens; and a third lens disposed behind the second lens and in front of the imaging means and formed in a convex shape ;
An aperture stop disposed in front of the third lens;
With
The second lens is disposed at a position where a subject image from the first lens can pass through the aperture stop,
When the outer diameters of the first lens, the second lens, and the third lens are D1, D2, and D3, respectively,
D1> D2 ≧ D3
A capsule endoscope characterized by having the following relationship.
前記複数の発光部は、照明中心方向が前記撮像手段の観察中心方向と略一致する方向を向くように配設された少なくとも1つの第1の発光部と、同照明中心方向が前記撮像手段の観察中心方向とは異なる方向に向くように配設された少なくとも1つの第2の発光部と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。 The illuminating means has a plurality of light emitting units arranged to surround the imaging means,
The plurality of light emitting units include at least one first light emitting unit disposed so that an illumination center direction is substantially aligned with an observation center direction of the imaging unit, and the illumination center direction is the imaging unit. 2. The capsule endoscope according to claim 1, further comprising at least one second light emitting unit disposed to face a direction different from the observation center direction.
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