JP4373180B2 - カプセル型内視鏡および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体内に導入されて被検部位の観察などを行うカプセル型内視鏡およびカプセル型内視鏡などの小型の装置に好適な撮像装置に関するものである。

従前より、被検体である患者に対して、例えば口から体腔内に導入でき、胃などの消化管内を撮影して生体腔内の情報を収集できるようにしたカプセル型内視鏡が知られている。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）および撮像光学系としての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、固体撮像素子としてのイメージセンサ、イメージセンサ制御電気部品、送信電気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。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では、対物レンズを対物レンズ鏡筒で保持し、当該対物レンズ鏡筒を主ブロックの対物レンズ保持筒で保持してある。そして、ピント調整などのために対物レンズ保持筒に対して対物レンズ鏡筒を対物レンズの光軸方向に進退移動させて位置決めした後に、対物レンズ保持筒の外側の側部から固定ネジで対物レンズ鏡筒を固定している。しかしながら、上記従来のカプセル型内視鏡では、対物レンズ鏡筒の進退移動を規制する構成がないため、ピント調整などに際して対物レンズ鏡筒をイメージセンサ方向に移動させたときに、対物レンズ鏡筒（あるいは対物レンズ鏡筒に保持した対物レンズ）が、イメージセンサ側に接触することがある。この結果、対物レンズやイメージセンサに傷が発生しまう、あるいはゴミやケバが発生してしまうことになる。なお、例えば対物レンズ鏡筒の前側をフランジ形状として上記接触を防ぐことが考えられるが、撮像装置乃至はカプセル型内視鏡自体が大型化してしまうという問題がある。

また、上記従来のカプセル型内視鏡では、対物レンズ保持筒への対物レンズ鏡筒の固定が、固定ネジによる側部からの締め付けによる。このため、固定ネジの締め付けが確実でない場合には、対物レンズが光軸方向に移動してしまうという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レンズなどと固体撮像素子との接触を防止することができ、また小型化を図ることができ、また撮像光学系を確実に固定することができるカプセル型内視鏡および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、本発明に係るカプセル型内視鏡は、被検体内に導入されて被検部位の観察を行うカプセル型内視鏡において、前記被検部位を撮像する固体撮像素子と、両端が開口された所定長さの筒状の保持部材と、前記保持部材に内挿される内挿部および前記保持部材から突出する突出部を有し、当該レンズユニットの光軸方向の長さが前記保持部材の前記所定長さよりも長いレンズユニットと、を備え、前記レンズユニットには、前記内挿部の長さを前記保持部材の前記所定長さよりも短く規定する規定位置が設けられ、前記固体撮像素子が、前記保持部材の一方の開口端側に固定され、前記レンズユニットが、前記規定位置を規定するように前記突出部が支持部材に支持された状態で前記内挿部側から前記保持部材の他方の開口に嵌挿されて該保持部材に保持されたことを特徴とする。

本発明に係るカプセル型内視鏡は、上記発明において、前記規定位置が、前記突出部の外径を前記内挿部の外径よりも小径に形成した段部であることを特徴とする。

本発明に係るカプセル型内視鏡は、上記発明において、前記支持部材として前記被検部位を照明する照明部をなす照明基板を有し、前記レンズユニットの前記突出部を前記照明基板に設けた通穴に挿通して固定するとともに、前記保持部材の先端側に前記照明基板を固定したことを特徴とする。
本発明に係るカプセル型内視鏡は、上記発明において、前記レンズユニットが、前記固体撮像素子に対する全てのレンズ系を予め固定配置していることを特徴とする。
また、本発明に係るカプセル型内視鏡は、被検体内に導入されて被検部位の観察を行うカプセル型内視鏡において、前記被検部位を撮像する固体撮像素子からその受光面側に向けて所定長さで延在する筒状の保持部材と、前記保持部材に内挿される内挿部および前記保持部材から突出する突出部を有して、その光軸方向に移動可能に形成したレンズユニットと、前記内挿部の長さを前記保持部材の長さよりも短く規定する前記突出部に設けられた規定位置に、その端面位置を一致させて該突出部を支持する支持部材と、前記支持部材として前記被検部位を照明する照明部をなす照明基板と、を備え、前記レンズユニットの前記突出部を前記照明基板に設けた通穴に挿通して固定するとともに、前記保持部材の先端側に前記照明基板を固定したことを特徴とする。
また、本発明に係るカプセル型内視鏡は、被検体内に導入されて被検部位の観察を行うカプセル型内視鏡において、前記被検部位を撮像する固体撮像素子と、両端が開口された所定長さの筒状の保持部材と、前記保持部材に内挿される内挿部および前記保持部材から突出する突出部を有するレンズユニットと、を備え、前記レンズユニットには、前記内挿部の長さを前記保持部材の前記所定長さよりも短く規定する規定位置が設けられ、前記固体撮像素子が、前記保持部材の一方の開口端側に固定され、前記レンズユニットが、前記規定位置を規定するように前記突出部が支持部材に支持された状態で前記内挿部側から前記保持部材の他方の開口に嵌挿されて該保持部材に保持され、前記レンズユニットが、前記固体撮像素子に対する全てのレンズ系を予め固定配置していることを特徴とする。

また、本発明に係る撮像装置は、観察対象を撮像する受光面を有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の受光面に前記観察対象の光像を結像させるレンズを内部に保持する所定の外径と所定の長さとを有する両端が開口された筒状部材からなるレンズユニットと、前記固体撮像素子と前記レンズユニットとを光学的に接続し、該固体撮像素子を保持する保持部が一側端に形成されるとともに、前記レンズユニットよりも外径が大径に且つ長さが短く形成されて該レンズユニットをその光軸に沿って移動可能に内挿する、前記固体撮像素子から当該保持部材の他端側に向けて設けられた筒状部を有する保持部材と、を備え、前記固体撮像素子が、前記保持部材の一方の開口端側に固定され、前記レンズユニットが、前記保持部材に内挿した前記レンズユニットが前記筒状部から突出してなる突出部と、前記筒状部に内挿されてなる内挿部とを有し、前記内挿部の長さを前記保持部材の前記所定長さよりも短く規定する規定位置が設けられ、該規定位置を規定するように前記突出部が支持部材に支持された状態で前記内挿部側から前記保持部材の他方の開口に嵌挿されて該保持部材に保持され、前記支持部材が、前記レンズユニットを前記保持部材の他方の開口に嵌挿する際に該保持部材に嵌挿される前記内挿部の長さが前記所定長さ以下となるように、前記保持部材に嵌挿される前記レンズユニットの最大長さを位置決めすることを特徴とする。

本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記突出部に設けられた規定位置が、前記突出部の外径を前記内挿部の外径よりも小径に形成してなる段部であり、前記支持部材が、その一端面が前記段部に突き当てられた状態で前記突出部を介して前記レンズユニットを支持することを特徴とする。
本発明に係る撮像装置は、上記発明において、前記レンズユニットが、前記固体撮像素子が用いる全てのレンズ系を予め固定配置していることを特徴とする。
また、本発明に係る撮像装置は、観察対象を撮像する受光面を有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の受光面に前記観察対象の光像を結像させるレンズを内部に保持する所定の外径と所定の長さとを有する筒状部材からなるレンズユニットと、前記固体撮像素子と前記レンズユニットとを光学的に接続し、該固体撮像素子を保持する保持部が一側端に形成された筒状部材からなる保持部材と、前記レンズユニットよりも外径が大径に且つ長さが短く形成されて、該レンズユニットをその光軸に沿って移動可能に内挿する前記保持部材の他端側に設けられた筒状部と、前記保持部材に内挿した前記レンズユニットが前記筒状部から突出してなる前記レンズユニットに設けられた突出部と、前記筒状部に内挿されてなる前記レンズユニットに設けられた内挿部と、前記内挿部の長さを前記筒状部の長さよりも短い長さに規定するための前記突出部に設けられた規定位置で前記レンズユニットを辞するととともに該筒状部が内挿した該レンズユニットを前記保持部材に対して位置決めする支持部材と、を備え、前記突出部に設けられた規定位置が、前記突出部の外径を前記内挿部の外径よりも小径に形成してなる段部であり、前記支持部材が、その一端面が前記段部に突き当てられた状態で前記突出部を介して前記レンズユニットを支持することを特徴とする。

本発明にかかるカプセル型内視鏡は、ピント調整などを行う際に、支持部材の端面位置と規定位置とを一致させた上で、支持部材によってレンズユニットを光軸方向に移動させる。この際、内挿部の長さが保持部材の長さよりも短いので、内挿部を保持部材に最も長く内挿した状態では、支持部材が保持部材に当接して固体撮像素子側とレンズユニットとの間に隙間を生じる。この結果、固体撮像素子側に対してレンズユニットが接触する事態を防止することができる。

また、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、規定位置が突出部の外径を内挿部の外径よりも小径に形成した段部であるため、支持部材の端面位置と規定位置とを容易に一致させることができる。さらに、段部が内挿部の外径よりも突出部の外径を小さくして形成してあるので、保持部材に当接するフランジ形状などをレンズユニットに設けた構成と比較して、レンズユニットが小型化されるので、撮像部およびカプセル型内視鏡全体の小型化を図ることができる。

また、本発明にかかるカプセル型内視鏡は、レンズユニットの突出部を照明基板に設けた通穴に挿通して固定するとともに、保持部材を照明基板に固定したことにより、レンズユニットと保持部材との間の固定が剥離することがあっても、照明基板がレンズユニットと保持部材との位置を保持することができる。

本発明に係る撮像装置は、ピント調整などを行う際に、内挿部の長さが保持部材の長さよりも短いので、内挿部を保持部材に最も長く内挿した状態では、支持部材が保持部材に当接して固体撮像素子側とレンズユニットとの間に隙間を生じる。この結果、固体撮像素子側に対してレンズユニットが接触する事態を防止することができる。

また、本発明にかかる撮像装置は、規定位置が突出部の外径を内挿部の外径よりも小径に形成した段部であるため、支持部材と規定位置とを容易に一致させることができる。さらに、段部が内挿部の外径よりも突出部の外径を小さくして形成してあるので、保持部材に当接するフランジ形状などをレンズユニットに設けた構成と比較して、レンズユニットが小型化されるので、撮像装置の小型化を図ることができる。また、支持部材は、その一端面が段部に突き当てられた状態で突出部を介してレンズユニットを支持するので、レンズユニットと保持部材との位置を保持することができる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係るカプセル型内視鏡、および主にカプセル型内視鏡のような小型化が要求される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は本発明に係るカプセル型内視鏡の構成を示す側断面図、図２は照明基板を前面から見た断面図、図３は照明基板を後面から見た断面図、図４は撮像基板を前面から見た断面図、図５は撮像基板を後面から見た断面図、図６はスイッチ基板を前面から見た断面図、図７は電源基板を後面から見た断面図、図８はアンテナ基板を後面から見た断面図、図９は撮像部の組み立てを示す断面図、図１０は撮像部の組み立てを示す断面図、図１１は撮像部の組み立てを示す断面図、図１２は撮像部の組み立てを示す断面図、図１３は撮像部の他の組み立てを示す断面図、図１４は本発明の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１に示すようにカプセル型内視鏡１（撮像装置）は、主として照明部２と、撮像部３と、駆動部４と、電源供給部５と、送信部６とからなる内部構成体、および当該内部構成体を収容する密閉容器７を有している。

照明部２は、図１に示すように発光ダイオード（例えば白色ＬＥＤ）などの発光体からなる照明手段２１を有している。図２に示すように照明手段２１は、円盤状に形成した照明基板２０の前面に設けてある。照明基板２０は、その中心部分に通穴２０ａが設けてある。照明手段２１は、照明基板２０の前面で通穴２０ａを中央において上下左右に１個ずつ計４個配置してある。この照明手段２１は、照明基板２０の前面側に照明光を照射する。また、図３に示すように照明基板２０の後面には、照明手段２１を駆動するための回路を構成するチップ部品２２が設けてある。照明基板２０の前後面に照明手段２１や当該照明手段２１を駆動するためのチップ部品２２を集約して設けたことで照明基板２０の小型化を図り、さらに照明部２を安定した動作させることが可能である。なお、照明手段２１は、上記発光ダイオードに限定されるものではなく、例えばＥＬ素子などを用いることができる。また、その数も４個に限定されるものではない。

撮像部３は、図１に示すようにＣＣＤなどの固体撮像素子３１と、固体撮像素子３１に被写体の像を結像する撮像光学系としての結像レンズ３２とを有している。図４に示すように固体撮像素子３１は、円盤状に形成した撮像基板３０の前面に設けてある。結像レンズ３２は、固体撮像素子３１の前面側に設けてある。これにより、固体撮像素子３１は、結像レンズ３２を介して受光面に結像した光学像を撮像する。このように、固体撮像素子３１は、観察対象を撮像する受光面を有している。

図１に示すように結像レンズ３２は、固体撮像素子３１の光軸線上に共に配置した一対のレンズ３２ａ，３２ｂで構成してある。レンズ３２ａ，３２ｂは、互いの光軸を一致した形態で筒状部材をなす円筒状のレンズ枠３３ａに保持してある。また、このときレンズ３２ａ，３２ｂは、間隔保持部材３３ｃにより光軸方向の間隔を保持される。このように、レンズ３２ａ，３２ｂをレンズ枠３３ａに保持してレンズユニットを構成してある。

一方、固体撮像素子３１の前面側には、ガラス板３１ａが設けてある。そして、ガラス板３１ａの前面には、保持部材としての円筒状の保持枠３３ｂが設けてある。この保持枠３３ｂは、固体撮像素子３１の光軸線（受光面の中心：図示せず）に対して位置決めして固定してある。上記レンズユニットのレンズ枠３３ａは、保持枠３３ｂに対して前記光軸に沿う方向に移動可能に内挿して保持してある。すなわち、レンズ枠３３ａおよび保持枠３３ｂは、結像レンズ３２を光軸に沿って移動するピント調整機構３３を構成している。このピント調整機構３３により、レンズ枠３３ａおよび結像レンズ３２の製造ばらつきを吸収して、所望の解像力、深度、視野角を設定することができる。そして、レンズ枠３３ａは、照明基板２０の通穴２０ａに挿通してあり、結像レンズ３２の光軸を照明基板２０の前面に向けている。これにより、撮像部３は、照明部２の照明光によって照らされた範囲を撮像することができる。

さらに、撮像部３の光軸と照明基板２０とは略直交させてあり、照明手段２１による照明光の照射に伴う観察像の配光を確保し、また照明部２および撮像部３を含めた小型化を図ることが可能である。また、図４および図５に示すように撮像基板３０の前面および後面には、固体撮像素子３１を囲む態様で当該固体撮像素子３１を駆動するための回路を構成するチップ部品３４が設けてある。なお、固体撮像素子３１は、上記ＣＣＤに限定されるものではなく、例えばＣＭＯＳなどを用いることができる。

駆動部４は、ＤＳＰ４１（ディジタル シグナル プロセッサ）を有している。図５に示すようにＤＳＰ４１は、撮像基板３０の後面にチップ部品３４で囲まれる態様で設けてある。このＤＳＰ４１は、本実施の形態におけるカプセル型内視鏡１の駆動制御の中枢を司り、固体撮像素子３１の駆動制御、固体撮像素子３１の出力信号処理、および照明手段２１の駆動制御を行う。

なお、撮像基板３０の後面のチップ部品３４としては、半導体部品がある。この半導体部品は、ＤＳＰ４１から出力される映像信号およびクロック信号の２つの信号を送信するにあたり１つの信号にミキシングする機能などを有する。

電源供給部５は、図１に示すように電池５１と、スイッチ部５２と、電源部５３とを有している。電池５１は、外形が円形状であるボタン型の酸化銀電池などであり、複数個（本実施の形態では３個）を直列にしてマイナス極側を後側に向けて配置してある。なお、電池５１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。

図１に示すようにスイッチ部５２は、リードスイッチ５２ａと、バイアス磁石５２ｂとを有している。図６に示すようにリードスイッチ５２ａおよびバイアス磁石５２ｂは、円盤状に形成したスイッチ基板５０Ａの前面に設けてある。図１に示すようにリードスイッチ５２ａは、スイッチ基板５０Ａに設けた切欠穴５０Ａａに挿通して接着剤で固定することで、スイッチ基板５０Ａの前面側への突出高さを抑えて、スイッチ部５２の小型化を図っている。このリードスイッチ５２ａは、ノーマリＯＦＦタイプであり、バイアス磁石５２ｂとの組み合わせで常時ＯＮ状態になる。そして、リードスイッチ５２ａのＯＮ状態によってカプセル型内視鏡１のメイン電源がＯＮする。

また、スイッチ部５２は、バイアス磁石５２ｂの長手方向（磁極間の方向）と、リードスイッチ５２ａに内装したリードリレーの方向とを並設してある。これにより、リードスイッチ５２ａを常時ＯＮ状態に作用するためのバイアス磁石５２ｂの磁力が安定する。さらに、スイッチ部５２は、バイアス磁石５２ｂの長手方向（磁極間の方向）と、リードスイッチ５２ａに内装したリードリレーの方向とを互いに平行にしてある。これにより、リードスイッチ５２ａの動作が安定する。また、スイッチ部５２は、ノーマリＯＦＦタイプのリードスイッチ５２ａを採用したことにより、全体の小型化を図っている。

なお、図６に示すようにスイッチ基板５０Ａの前面には、チップ部品５４が設けてある。このチップ部品５４としては、メモリや振動子などがある。メモリは、例えばＤＳＰ４１の初期値、固体撮像素子３１の色のバラツキやホワイトバランス、およびカプセル型内視鏡１の固有番号などを記憶する。振動子は、ＤＳＰ４１に基本のクロックを与える。また、図１に示すようにスイッチ基板５０Ａの後面には、板バネで形成した接点５５が設けてある。接点５５は、電池５１のプラス極に接触する。

電源部５３は、ＤＣＤＣコンバータ５３ａを有している。図７に示すようにＤＣＤＣコンバータ５３ａは、円盤状に形成した電源基板５０Ｂの後面に設けてある。ＤＣＤＣコンバータ５３ａは、常にシステムに必要な一定の電圧を得るために、電池５１で得られる電圧をコントロールする。また、図には明示しないが、電源基板５０Ｂの前面には、電池５１のマイナス極に接触する接点が設けてある。このように、電源供給部５は、スイッチ基板５０Ａと電源基板５０Ｂとの間に電池５１を直列に接続して置いて電源の供給を行う。

送信部６は、発振回路６１と、アンテナ６２とを有している。図１および図８に示すように発振回路６１は、円盤状に形成した送信基板６０Ａの後面に設けてある。また、図８に示すようにアンテナ６２は、円盤状に形成したアンテナ基板６０Ｂの後面に略渦巻き状のパターンで設けてある。この送信部６は、上述した前記半導体部品でミキシングした信号から一定の周波数・振幅・波形を持つ信号を発振回路６１によって取り出し、この取り出した信号をアンテナ６２によって外部に送信する。なお、送信基板６０Ａとアンテナ基板６０Ｂとは、半田によって電気的に接続して一体の送信ユニットをなしている。

上記照明基板２０、撮像基板３０、スイッチ基板５０Ａおよび電源基板５０Ｂは、リジッド基板からなる。図１に示すように各リジッド基板は、一連のフレキシブル基板８０を挟む態様で設けてある。これにより、各リジッド基板は、フレキシブル基板８０を介して照明基板２０、撮像基板３０、スイッチ基板５０Ａおよび電源基板５０Ｂの順で所定間隔をおいて設けてあり、互いに電気的に接続してある。そして、各部品類が設けられた各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂは、フレキシブル基板８０の折り曲げによって図１に示す態様で前後方向に積層して配置される。また、図２〜図７に示すようにフレキシブル基板８０が延在する各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂの縁部には、平坦部９０が形成してあり、フレキシブル基板８０の折り曲げに際して当該フレキシブル基板８０の変形を抑えている。このように、各基板２０，３０，５０Ａ，５０Ｂおよびフレキシブル基板８０は、一体で、且つ電気的に接続されたリジッドフレキ基板を構成している。また、図１および図８に示すように電源基板５０Ｂの下縁から延在するフレキシブル基板８０は、送信ユニットをなす送信基板６０Ａに対して半田によって電気的に接続してある。

密閉容器７は、上述した内部構成体を収容するものであり、図１に示すように外装部材としての先端カバー７１およびケース７２を接合してなる。先端カバー７１は、カプセル型内視鏡１の前側に配置してあり、照明基板２０の前面側を覆う部分である。先端カバー７１は、略半球状のドーム形状であって後側が円形状に開口してある。この先端カバー７１は、透明あるいは透光性を有した透明部をなし、照明部２の照明光を密閉容器７の外部に透過するとともに、当該照明光で照らされた像を密閉容器７の内部に透過する。上記先端カバー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および強度を確保するのに好ましい。

ケース７２は、先端カバー７１の後側において上記内部構成体を覆う部分である。ケース７２は、円筒状の胴部と略半球状のドーム形状とした後端部とを一体にして胴部の前側が円形状に開口してある。そして、ケース７２は、照明部２の照明基板２０と、撮像部３の撮像基板３０と、電源供給部５のスイッチ基板５０Ａおよび電源基板５０Ｂと、電池５１とを胴部に収容し、送信部６の送信基板６０Ａおよびアンテナ基板６０Ｂをドーム形状の後端部に収容する。上記ケース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。

図１に示すように照明基板２０の前面側を覆う先端カバー７１と、内部構成体を覆うケース７２とは、密閉容器７の内部の水密を確保する態様で互いの開口部を接着剤で接合してある。なお、密閉容器７の内部に内部構成体を収容するにあたり、照明基板２０と撮像基板３０とスイッチ基板５０Ａとの各間隙、電源基板５０Ｂと送信基板６０Ａとアンテナ基板６０Ｂとの各間隙には、この間隙などを封止するための封止樹脂７３が充填してある。さらに、アンテナ基板６０Ｂを除く内部構成体の外周と密閉容器７の内面との間隙には、封止樹脂７３を充填することで封止してある。

上述したカプセル型内視鏡１では、撮像部３においてピント調整などを行うためにレンズユニットを移動させる際にレンズユニットが固体撮像素子３１側（ガラス板３１ａ）に接触する事態を防ぐ構成にしてある。以下、この構成について説明する。

図９は撮像部の組み立てを示す断面図であり、保持部材としての保持枠３３ｂに対してレンズユニット（レンズ枠３３ａ）を内挿する以前の状態を示す。この図９に示す状態では、照明基板２０と撮像基板３０とがフレキシブル基板８０によって接続してある。照明基板２０には、照明手段２１およびチップ部品２２が設けてある。また、撮像基板３０には、ガラス板３１ａを受光面上に設けた固体撮像素子３１およびチップ部品３４が設けてある。さらに、ガラス板３１ａの前面には、ガラス板３１ａを介して固体撮像素子３１を保持する保持部を一端側に有する保持枠３３ｂが設けてある。

図９に示すように筒状部材からなる保持枠３３ｂ（保持部材）は、固体撮像素子３１側であるガラス板３１ａの前面から開口端部、つまり他端側までの光軸方向に（図９中上下方向）所定長さＬ１で延在した筒状部が形成されている。この筒状部は、レンズユニットの所定の外径よりも外径が大径に、且つレンズユニットの所定の長さ（全長）よりも長さＬ１が短く形成されている。

一方、レンズユニットをなすレンズ枠３３ａは、固体撮像素子３１の受光面に観察対象の光像を結像させるレンズ３２ａ，３２ｂを内部に保持し、所定の外径と所定の長さとを有する筒状部材からなり、保持枠３３ｂに内挿する内挿部３３０ａと、保持枠３３ｂから突出する突出部３３０ｂとを有している。内挿部３３０ａは、保持枠３３ｂの筒状部の内部に挿通し、且つレンズユニットのレンズ３２ａ，３２ｂの光軸方向に移動可能な内挿外径を有して形成してある。つまり、保持枠３３ｂ（保持部材）の筒状部は、レンズユニットをその光軸に沿って移動可能に内挿する。突出部３３０ｂは、内挿外径よりも小径に形成した突出外径を有して形成してある。この突出部３３０ｂは、保持枠３３ｂ（保持部材）に内挿したレンズユニットが当該筒状部から突出してなる部分である。これら内挿部３３０ａと突出部３３０ｂとの間であってレンズ枠３３ａの外周には、内挿外径と突出外径との寸法差によって規制位置としての段部３３０ｃが形成してある。また、レンズ枠３３ａにおいて、内挿部３３０ａの光軸方向の長さＬ２（図９中レンズ枠３３ａの下端から段部３３０ｃまでの長さ）は、保持枠３３ｂの長さＬ１よりも短く形成してある。前記段部３３０ｃは内挿部３３０ａの長さＬ２を規定している。

撮像部３を組み立てる際には、まず、レンズ枠３３ａの突出部３３０ｂに支持部材を配置する。支持部材は、内挿部３３０ａを支持し、当該内挿部３３０ａを保持枠３３ｂに内挿し、且つレンズユニットをその光軸方向に移動して例えばピント調整を行うためのものである。本実施の形態での支持部材は、突出部３３０ｂを挟持するピント調整治具３５からなる。ピント調整治具３５は、突出部３３０ｂの外周を挟持し、その端面位置を規制位置である段部３３０ｃに当接させた位置で位置決めする。これにより、ピント調整治具３５の端面位置と段部３３０ｃとの位置が一致することになる。

次いで、図１０に示すようにピント調整治具３５によってレンズ枠３３ａを保持枠３３ｂに内挿する。保持枠３３ｂには、レンズ枠３３ａの内挿部３３０ａが内挿する。この際、レンズ枠３３ａを保持枠３３ｂに最も長く内挿した状態では、ピント調整治具３５が保持枠３３ｂの開口端部に当接する。上述したように、内挿部３３０ａの長さＬ２は保持枠３３ｂの長さＬ１より短く形成してある。これにより、固体撮像素子３１側のガラス板３１ａと、レンズユニットの端部との間に隙間Ｓが生じる。すなわち、この隙間Ｓによって固体撮像素子３１側であるガラス板３１ａに対してレンズユニットのレンズ枠３３ａあるいはレンズ３２ｂが接触する事態を回避している。

最後に、図１１に示すようにピント調整治具３５を光軸方向に移動させて、内挿部３３０ａの長さＬ２の範囲内でレンズユニットを光軸方向に移動する。そして、固体撮像素子３１に対して所望の解像力、深度、視野角を設定し得る位置となったときにレンズ枠３３ａを保持枠３３ｂに対して接着剤で固定する。このようにして、撮像部３が組み立てられる。

その後、内部構成体の組み立てに際して、図１２に示すようにピント調整治具３５を外して、レンズ枠３３ａの突出部３３０ｂを照明基板２０の通穴２０ａに挿通し、当該照明基板２０をレンズ枠３３ａおよび保持枠３３ｂに対して接着剤で固定する。

なお、支持部材としてピント調整治具３５を用いずに撮像部３を組み立てることもできる。この場合、図１３に示すようにレンズ枠３３ａの突出部３３０ｂを照明基板２０の通穴２０ａに先に挿通し、照明基板２０とレンズ枠３３ａとを接着剤で固定する。照明基板２０は、突出部３３０ｂの外周を支持し、通穴２０ａの縁部における端面位置を規制位置である段部３３０ｃに当接する。これにより、照明基板２０の端面位置と段部３３０ｃとの位置が一致することになる。その後、照明基板２０によってレンズ枠３３ａを保持枠３３ｂに内挿する。保持枠３３ｂには、レンズ枠３３ａの内挿部３３０ａが内挿する。この際、レンズ枠３３ａを保持枠３３ｂに最も長く内挿した状態では、照明基板２０の一端面が保持枠３３ｂの開口端部に突き当たって当接する。この結果、固体撮像素子３１側のガラス板３１ａと、レンズユニットの端部との間に隙間Ｓが生じる。すなわち、固体撮像素子３１側であるガラス板３１ａに対してレンズユニットのレンズ枠３３ａあるいはレンズ３２ｂが接触する事態を回避している。さらにその後、照明基板２０をレンズユニットの光軸方向に移動させて、内挿部３３０ａの長さＬ２の範囲内でレンズユニットを光軸方向に移動する。そして、固体撮像素子３１に対して所望の解像力、深度、視野角を設定し得る位置となったときにレンズ枠３３ａを保持枠３３ｂの先端側に対して接着剤で固定するとともに、照明基板２０をレンズ枠３３ａに対して接着剤で固定する。このように、照明基板２０を支持部材として用いることもできる。すなわち、支持部材は、その一端面が段部３３０ｃに突き当てられた状態で突出部３３０ｂを介してレンズユニットを支持する。

ここで、上述したカプセル型内視鏡１を用いた医療システムの一例について説明する。図１４に示すようにカプセル型内視鏡１は、パッケージ１００内に収納した状態で可搬性を備える。図には明示しないが、パッケージ１００には、永久磁石が設けてある。この永久磁石は、スイッチ部５２のバイアス磁石５２ｂとは逆の極性で配置してあり、当該バイアス磁石５２ｂの磁界を無効化する。このため、スイッチ部５２のリードスイッチ５２ａがＯＦＦ状態になってカプセル型内視鏡１のメイン電源をＯＦＦすることになる。

カプセル型内視鏡１を用いた医療システムは、上記のパッケージ１００に収納したカプセル型内視鏡１、患者すなわち被検査者１０１に着用させるジャケット１０２、ジャケット１０２に着脱自在の受信機１０３、およびコンピュータ１０４により構成される。

ジャケット１０２は、電磁シールド繊維で形成したシールドジャケットをなしている。このジャケット１０２には、カプセル型内視鏡１のアンテナ６２から発信される電波を捕捉するアンテナ１０２ａ〜１０２ｄが設けてあり、当該アンテナ１０２ａ〜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〜１０２ｄの数は図１０に示す４個に限定されず複数あればよい。この複数のアンテナ１０２ａ〜１０２ｄのうち受信強度の最大であるアンテナを選択することによって、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〜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も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コンパクトフラッシュ（Ｒ）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、図１４に示すように検査を開始する前において、パッケージ１００からカプセル型内視鏡１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５２ａがＯＮ状態になりメイン電源をＯＮすることになる。すなわち、カプセル型内視鏡１は、照明手段２１が照明光を照射し、この照明光を先端カバー７１に透過させて密閉容器７の外部を照らせる状態であり、且つ当該先端カバー７１から透過した像を密閉容器７内の固体撮像素子３１に結像し、この像のデータを密閉容器７の外部に送信できる状態になる。

次に、カプセル型内視鏡１を被検査者１０１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、消化管腔の蠕動により体腔内を進行することで、体腔内を照らすとともに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を出力する。この電波は、ジャケット１０２のアンテナ１０２ａ〜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〜１０２ｄから受信機１０３へ中継される。

最後に、カプセル型内視鏡１による被検査者１０１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ことになる。

上述したように、本実施の形態におけるカプセル型内視鏡１では、固体撮像素子３１側のガラス板３１ａから光軸方向に長さＬ１で延在する円筒状の保持枠３３ｂを設け、この保持枠３３ｂにレンズユニットのレンズ枠３３ａを内挿する。このレンズ枠３３ａは、保持枠３３ｂに内挿する内挿部３３０ａと保持枠３３ｂから突出する突出部３３０ｂとを有している。内挿部３３０ａと突出部３３０ｂとの間には、突出部３３０ｂの外径を小さくした段部３３０ｃが設けてあり、この段部３３０ｃの位置が内挿部３３０ａの長さＬ２を上記長さＬ１よりも短く規定した規定位置としてある。そして、ピント調整を行う際には、支持部材（ピント調整治具３５あるいは照明基板２０）の端面位置と段部３３０ｃとを一致させた上で、支持部材によってレンズ枠３３ａを内挿部３３０ａの長さＬ２の範囲内でレンズユニットの光軸方向に移動させる。この際、内挿部３３０ａの長さＬ２が保持枠３３ｂの長さＬ１よりも短いので、レンズ枠３３ａを保持枠３３ｂに最も長く内挿した状態では、支持部材が保持枠３３ｂの開口端部に当接して、固体撮像素子３１側のガラス板３１ａと、レンズユニットの端部との間に隙間Ｓを生じる。このようにして、ガラス板３１ａに対してレンズユニットのレンズ枠３３ａあるいはレンズ３２ｂが接触する事態を防止することが可能になる。

また、規定位置が段部３３０ｃで構成してあるので、支持部材（ピント調整治具３５あるいは照明基板２０）の端面位置と規定位置とを容易に一致させることが可能になる。さらに、段部３３０ｃが内挿部３３０ａの外径よりも突出部３３０ｂの外径を小さくして形成してあるので、保持枠３３ｂの開口端部に当接するフランジ形状などをレンズ枠３３ａに設けた構成と比較して、レンズ枠３３ａが小型化されるので、撮像部３およびカプセル型内視鏡１全体の小型化を図ることが可能になる。

また、内部構成体の組み立てに際しては、レンズ枠３３ａの突出部３３０ｂを照明基板２０の通穴２０ａに挿通し、当該照明基板２０をレンズ枠３３ａおよび保持枠３３ｂに対して接着剤で固定するため、組み立て後にレンズ枠３３ａと保持枠３３ｂとの間の接着剤が剥離することがあっても、照明基板２０がレンズ枠３３ａと保持枠３３ｂとの位置を保持するのでピントがずれる事態を防ぐことが可能になる。

本発明に係るカプセル型内視鏡の構成を示す側断面図である。 照明基板を前面から見た断面図である。 照明基板を後面から見た断面図である。 撮像基板を前面から見た断面図である。 撮像基板を後面から見た断面図である。 スイッチ基板を前面から見た断面図である。 電源基板を後面から見た断面図である。 アンテナ基板を後面から見た断面図である。 撮像部の組み立てを示す断面図である。 撮像部の組み立てを示す断面図である。 撮像部の組み立てを示す断面図である。 撮像部の組み立てを示す断面図である。 撮像部の他の組み立てを示す断面図である。 本発明の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 照明部
２０ 照明基板
２０ａ 通穴
２１ 照明手段
２２ チップ部品
３ 撮像部
３０ 撮像基板
３１ 固体撮像素子
３１ａ ガラス板
３２ 結像レンズ
３２ａ，３２ｂ レンズ
３３ ピント調整機構
３３ａ レンズ枠
３３ｂ 保持枠
３３ｃ 間隔保持部材
３３０ａ 内挿部
３３０ｂ 突出部
３３０ｃ 段部
３４ チップ部品
３５ ピント調整治具
４ 駆動部
５ 電源供給部
５０Ａ スイッチ基板
５０Ａａ 切欠穴
５０Ｂ 電源基板
５１ 電池
５２ スイッチ部
５２ａ リードスイッチ
５２ｂ バイアス磁石
５３ 電源部
５３ａ ＤＣＤＣコンバータ
５４ チップ部品
５５ 接点
６ 送信部
６０Ａ 送信基板
６０Ｂ アンテナ基板
６１ 発振回路
６２ アンテナ
７ 密閉容器
７１ 先端カバー
７２ ケース
７３ 封止樹脂
８０ フレキシブル基板
９０ 平坦部
１００ パッケージ
１００ａ 永久磁石
１０１ 被検査者
１０２ ジャケット
１０２ａ アンテナ
１０３ 受信機
１０４ コンピュータ
１０５ メモリカード
Ｌ１，Ｌ２ 長さ
Ｓ 隙間

Claims (10)

1. 被検体内に導入されて被検部位の観察を行うカプセル型内視鏡において、
   前記被検部位を撮像する固体撮像素子と、
   両端が開口された所定長さの筒状の保持部材と、
   前記保持部材に内挿される内挿部および前記保持部材から突出する突出部を有し、当該レンズユニットの光軸方向の長さが前記保持部材の前記所定長さよりも長いレンズユニットと、
   を備え、
   前記レンズユニットには、前記内挿部の長さを前記保持部材の前記所定長さよりも短く規定する規定位置が設けられ、
   前記固体撮像素子は、前記保持部材の一方の開口端側に固定され、
   前記レンズユニットは、前記規定位置を規定するように前記突出部が支持部材に支持された状態で前記内挿部側から前記保持部材の他方の開口に嵌挿されて該保持部材に保持されたことを特徴とするカプセル型内視鏡。
2. 前記規定位置は、前記突出部の外径を前記内挿部の外径よりも小径に形成した段部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。
3. 前記支持部材として前記被検部位を照明する照明部をなす照明基板を有し、前記レンズユニットの前記突出部を前記照明基板に設けた通穴に挿通して固定するとともに、前記保持部材の先端側に前記照明基板を固定したことを特徴とする請求項１または２に記載のカプセル型内視鏡。
4. 前記レンズユニットは、前記固体撮像素子に対する全てのレンズ系を予め固定配置してい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カプセル型内視鏡。
5. 被検体内に導入されて被検部位の観察を行うカプセル型内視鏡において、
   前記被検部位を撮像する固体撮像素子からその受光面側に向けて所定長さで延在する筒状の保持部材と、
   前記保持部材に内挿される内挿部および前記保持部材から突出する突出部を有して、その光軸方向に移動可能に形成したレンズユニットと、
   前記内挿部の長さを前記保持部材の長さよりも短く規定する前記突出部に設けられた規定位置に、その端面位置を一致させて該突出部を支持する支持部材と、
   前記支持部材として前記被検部位を照明する照明部をなす照明基板と、
   を備え、
   前記レンズユニットの前記突出部を前記照明基板に設けた通穴に挿通して固定するとともに、前記保持部材の先端側に前記照明基板を固定したことを特徴とするカプセル型内視鏡。
6. 被検体内に導入されて被検部位の観察を行うカプセル型内視鏡において、
   前記被検部位を撮像する固体撮像素子と、
   両端が開口された所定長さの筒状の保持部材と、
   前記保持部材に内挿される内挿部および前記保持部材から突出する突出部を有するレンズユニットと、
   を備え、
   前記レンズユニットには、前記内挿部の長さを前記保持部材の前記所定長さよりも短く規定する規定位置が設けられ、
   前記固体撮像素子は、前記保持部材の一方の開口端側に固定され、
   前記レンズユニットは、前記規定位置を規定するように前記突出部が支持部材に支持された状態で前記内挿部側から前記保持部材の他方の開口に嵌挿されて該保持部材に保持され、
   前記レンズユニットは、前記固体撮像素子に対する全てのレンズ系を予め固定配置していることを特徴とするカプセル型内視鏡。
7. 観察対象を撮像する受光面を有する固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子の受光面に前記観察対象の光像を結像させるレンズを内部に保持する所定の外径と所定の長さとを有する両端が開口された筒状部材からなるレンズユニットと、
   前記固体撮像素子と前記レンズユニットとを光学的に接続し、該固体撮像素子を保持する保持部が一側端に形成されるとともに、前記レンズユニットよりも外径が大径に且つ長さが短く形成されて該レンズユニットをその光軸に沿って移動可能に内挿する、前記固体撮像素子から当該保持部材の他端側に向けて設けられた筒状部を有する保持部材と、
   を備え、
   前記固体撮像素子は、前記保持部材の一方の開口端側に固定され、
   前記レンズユニットは、前記保持部材に内挿した前記レンズユニットが前記筒状部から突出してなる突出部と、前記筒状部に内挿されてなる内挿部とを有し、前記内挿部の長さを前記保持部材の前記所定長さよりも短く規定する規定位置が設けられ、該規定位置を規定するように前記突出部が支持部材に支持された状態で前記内挿部側から前記保持部材の他方の開口に嵌挿されて該保持部材に保持され、
   前記支持部材は、前記レンズユニットを前記保持部材の他方の開口に嵌挿する際に該保持部材に嵌挿される前記内挿部の長さが前記所定長さ以下となるように、前記保持部材に嵌挿される前記レンズユニットの最大長さを位置決めすることを特徴とする撮像装置。
8. 前記突出部に設けられた規定位置は、前記突出部の外径を前記内挿部の外径よりも小径に形成してなる段部であり、
   前記支持部材は、その一端面が前記段部に突き当てられた状態で前記突出部を介して前記レンズユニットを支持することを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
9. 前記レンズユニットは、前記固体撮像素子が用いる全てのレンズ系を予め固定配置していることを特徴とする請求項７または８に記載の撮像装置。
10. 観察対象を撮像する受光面を有する固体撮像素子と、
    前記固体撮像素子の受光面に前記観察対象の光像を結像させるレンズを内部に保持する所定の外径と所定の長さとを有する筒状部材からなるレンズユニットと、
    前記固体撮像素子と前記レンズユニットとを光学的に接続し、該固体撮像素子を保持する保持部が一側端に形成された筒状部材からなる保持部材と、
    前記レンズユニットよりも外径が大径に且つ長さが短く形成されて、該レンズユニットをその光軸に沿って移動可能に内挿する前記保持部材の他端側に設けられた筒状部と、
    前記保持部材に内挿した前記レンズユニットが前記筒状部から突出してなる前記レンズユニットに設けられた突出部と、
    前記筒状部に内挿されてなる前記レンズユニットに設けられた内挿部と、
    前記内挿部の長さを前記筒状部の長さよりも短い長さに規定するための前記突出部に設けられた規定位置で前記レンズユニットを辞するととともに該筒状部が内挿した該レンズユニットを前記保持部材に対して位置決めする支持部材と、
    を備え、
    前記突出部に設けられた規定位置は、前記突出部の外径を前記内挿部の外径よりも小径に形成してなる段部であり、
    前記支持部材は、その一端面が前記段部に突き当てられた状態で前記突出部を介して前記レンズユニットを支持することを特徴とする撮像装置。

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