JP4409258B2 - カプセル型内視鏡およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、体腔内を撮像して画像情報を得るカプセル型内視鏡に関する。

近年、カプセル形状にして口部から飲み込むことにより、体腔内を撮像することができる各種のカプセル型医療装置が提案されている。
例えば、特開２００１−２２４５５２号公報の従来例には、透明カバーと筒状カバーから構成される外装ケース内に、照明手段と撮像手段と送信手段と体外からの赤外光を受けて電力供給する光発電素子を収納した構造のカプセル内視鏡が開示されている。
特開２００１−２２４５５２号公報

上記従来例では、内蔵物の周囲に別体のケースを後からはめ込んで固定する構造なので、外装ケース自体の肉厚および嵌合するための空間が必要となり、外形が大きくなり、より小型化する場合の欠点になる。なお、外装ケース自体の肉厚を薄くすることにより、外形を小さくできるが、この場合には強度が小さくなってしまう。

（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、外形を小型化することが可能な水密構造のカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。
また、対物光学系の光学中心軸とその周囲を覆う透明部材の光学中心軸を略一致させて小型化することが可能なカプセル型内視鏡、およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、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、この撮像手段の前方に配置される対物光学系とを有するカプセル型内視鏡であって、
少なくとも前記対物光学系の前方を覆う透明部材と、
内蔵物の周囲に流し込んだ樹脂により内蔵物と一体的に形成したカプセル型外装と、
を具備することを特徴とする。
上記構成により、内蔵物の周囲に流し込んだ樹脂により内蔵物と一体的にカプセル型外装が形成されるようにして、別体のケース同士を嵌合させるための空間を不要にして小型化できるようにしている。

本発明によれば、内蔵物の周囲に流し込んだ樹脂により内蔵物と一体的にカプセル型外装が形成されるようにしているので、別体のケース同士を嵌合させるための空間が不要となり小型化できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１ないし図４は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１を備えたカプセル型内視鏡システム等の構成を示し、図２は体外ユニットの構成を示し、図３はカプセル型内視鏡の構造を示し、図４は変形例における照明モジュールの構造を示す。
図１（Ａ）に示すように、本発明の実施例１を備え、内視鏡検査を行うカプセル型内視鏡システム１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際に体腔内管路内を光学的に撮像し、撮像により取得した画像信号を無線で送信するカプセル型医療装置、より具体的にはカプセル型内視鏡３と、患者２の体外に設けられ、カプセル型内視鏡３から送信された信号を受信するアンテナユニット４と、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）体外ユニット５とを有する。
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に蓄積された画像データは検査中或いは検査終了後に図１（Ｂ）の表示システム６に接続して、画像を表示したり保存、編集等することができる。
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。
そして、パソコン７により体外ユニット５に保存した画像を取り込み、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い、表示部９により保存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の例えばキーボード１０が接続されている。
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を着て行う。

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が取り付けてあり、このアンテナユニット４は、体外ユニット５に接続される。 そして、体外ユニット５は、このアンテナユニット４により、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、このアンテナユニット４に接続された体外ユニット５に撮像した画像を保存等する。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。
また、本実施例では、シールドシャツ１１には、外側表面のシールド部分の内側に交流磁界を発生して、給電或いは送電する送電コイル１３ａ、１３ｂが肩から側面側に（患者２の身長方向に対して）斜めに形成されると共に、中央部には例えば長方形状に巻回した送電或いは給電する送電コイル１３ｃが正面側と背面側に対向するように形成されている。

これら送電コイル１３ａ、１３ｂ、１３ｃも、体外ユニット５に接続される。
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１４と、制御操作入力を行う操作部１５とが設けてある。
図２に示すように、体外ユニット５の内部には、液晶モニタ１４，操作部１５の他に、アンテナ１２に接続される通信回路（無線通信回路）１６と、信号処理を行う信号処理回路１７と、信号処理された画像データを記憶するハードディスク１８と、送電コイル１３ａ、１３ｂ、１３ｃに出力する交流電力を発生する（発振回路及び電力増幅回路からなる）交流出力回路１９と、通信回路１６等を制御する制御回路２０と、電源としての電池２１とを備えている。

そして、送電コイル１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、交流出力回路１９から供給される交流電力により、交流磁界を発生する。この交流磁界は、人体では減衰の少ない数１００ｋＨｚ以下であり、体内のカプセル型内視鏡３に対して交流磁界を印加することができるようにしている。
また、ユーザは、操作部１５を操作することにより、制御回路２０を介して交流出力回路１９から送電コイル１３ａ〜１３ｃに供給される交流電力を制御することができるようにしている。例えば、交流電力を供給する送電コイル１３ａ〜１３ｃを選択設定したり、順次切り換えてサイクリックに供給したり、順次切り換えて供給する周期を選択設定することもできるようにしている。

次に図３を参照して、本実施例のカプセル型内視鏡３の構成を説明する。図３（Ａ）はカプセル型内視鏡３の内部構造を縦方向の断面図で示し、図３（Ｂ）は水平方向の断面図で示す。
図３に示すように本実施例のカプセル型内視鏡３は、対物光学系３１を一体的に取り付けた光学モジュール３２等の内蔵物の周囲に、透明な一体成形用樹脂３３ａを流し込んで、この一体成形用樹脂３３ａを硬化させるようにしてカプセル形状の外装体３３を形成するようにしている。本実施例では、対物光学系３１及び照明手段の前方を覆う透明カバーとしての機能を持つ透明部材３３ｂも、この透明な一体成形用樹脂３３ａを流し込んで一体的に形成することにより、水密構造のカプセル型内視鏡３を実現できるようにしている。なお、一体成形用樹脂３３ａの屈折率ｎａと対物光学系３１の最前面レンズの屈折率ｎｂの関係がｎａ＜ｎｂとなるように各々の材料が選定されている。

円板形状のＬＥＤ基板３４の中心には貫通孔３５が設けてあり、この貫通孔３５には対物光学系３１が嵌入されて固定される。また、このＬＥＤ基板３４における貫通孔３５の周囲の例えば、４箇所に設けた凹部の基板面には、照明手段を形成するＬＥＤチップ（発光ダイオードチップ）３６が実装される。各ＬＥＤチップ３６の周囲は、蛍光体３７で覆われ、それぞれ凹部内に収納して固定されている。これら対物光学系３１、ＬＥＤ基板３４、ＬＥＤチップ３６及び蛍光体３７は、光学モジュール３２を形成している。
対物光学系３１は、例えば２つのレンズで形成され、後レンズの後面（背面）にはＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子３８の前面が密着するように配置され、以下のようにＬＥＤ基板３４と電気的に接続される。
この場合、後レンズの後面に固体撮像素子３８の前面が密着する状態で、この固体撮像素子３８の光電変換する受光面に対象物の光学像が結像されるように２つのレンズの間隔が位置決めされている。

具体的には、後レンズの周縁には前面側に延出されたリング状のスペーサ部が一体的に設けてあり、このスペーサ部に前レンズを密着させることにより、後レンズの後面より僅かに後方の位置が結像位置となるよう設定されている。このようにして、この後レンズの後面に固体撮像素子３８の前面を密着させた状態で、固体撮像素子３８の受光面に対象物の光学像が結像可能となるように設定されている。
なお、この対物光学系３１により、観察可能となる視野範囲θは、９０°から１４０°程度に設定されている。
ＬＥＤ基板３４の裏面の電極パッドには、固体撮像素子３８がその前面に設けた電極パッドによりフリップチップ実装される。この光学モジュール３２を構成するＬＥＤ基板３４の背面に、固体撮像素子３８をフリップチップ実装して、光学＆撮像モジュールが形成されている。

また、この固体撮像素子３８における背面には、例えば水平方向が基板面となる略長方形の板形状のリジッドな基板３９が配置され、固体撮像素子３８の裏面の水平方向に２列に形成した電極パッドと、基板３９の上面及び下面の端部に設けた電極パッドとが半田付けにより電気的に接続され、かつこの半田付けにより光学＆撮像モジュールの固体撮像素子３８と基板３９とが機械的に位置決め固定される。
この場合、基板３９における中心軸は、光学モジュール３２の対物光学系３１の光軸Ｏと一致するように位置決めしてあり、固体撮像素子３８と基板３９とは半田付けにより接続される。

この基板３９には、固体撮像素子３８を駆動し、固体撮像素子３８から光電変換されて出力される撮像信号に対する信号処理を行い、圧縮された画像データを生成すると共に、他の回路の制御も行う（集積回路（ＩＣと略記）で構成された）信号処理＆制御回路４１と、この信号処理＆制御回路４１により生成された画像データを無線で送信するために高周波で変調処理するＩＣで形成された無線回路４２と、充電の処理を行うＩＣで形成された充電回路４３と、これらの回路を付随的に構成するための抵抗やコンデンサ等の電子部品４４とが実装されている。
また、この基板３９の他端には、充電回路４３により充電される例えば電気二重層コンデンサ等により形成され、略円板形状で静電容量が大きいコンデンサ４５が配置され、このコンデンサ４５の両電極は基板３９に電気的に接続されている。例えば、コンデンサ４５の一方の電極は、基板３９の下面後端の電極パッドにコンデンサ４５の一方の電極面が半田付けにより接続されると共に、基板３９の後端に密着固定される。

また、この基板３９における側面には小さな半円状の切り欠きが長手方向に一定間隔で多数形成してあり、これらの切り欠きに填るように螺旋状に導線を巻き付けることにより、受電コイルと送信アンテナの機能を兼ねる受電＆送信コイル４６が形成されている。 この受電＆送信コイル４６における一方の端子４７ａと他方の端子４７ｂとは基板３９の電極パッドに半田付けされる。また、一方の端子４７ａから少ない巻回数の位置の中間端子４７ｃも基板３９に半田付けされ、これら両端子４７ａ、４７ｃは、基板３９のプリントパターンを経て無線回路４２に接続される。端子４７ａ、中間端子４７ｃ間に形成された巻回数の少ないコイルは、無線回路４２から送信するための送信コイル（送信アンテナ）として利用される。

また一方、上記中間端子４７ｃ及び他方の端子４７ｂとは、基板３９のプリントパターンを経て充電回路４３に接続される。この端子４７ｂ、中間端子４７ｃ間に形成された巻回数の多いコイルは、受電コイル（受電アンテナ）として利用される。

送電コイル１３ａ〜１３ｃにおいて発生される交流磁界は、この（受電＆送信コイル４６における）受電コイル内に印加され、受電コイル内を交流磁界が通ることにより、交流電力が発生する。発生した交流電力は、充電回路４３に送られ、この充電回路４３により整流及び平滑化される。このようにして得られた直流電力をコンデンサ４５に供給することにより、コンデンサ４５に直流電力を蓄えることができるようにしている。
このようにカプセル型内視鏡３を構成する内蔵物は、基板３９に固定されており、この状態において、カプセル形状の金型内に配置される。
内蔵物を金型内に配置後に、金型内に一体成形用樹脂３３ａを流し込む。この場合、一体成形用樹脂３３ａを内蔵物の周囲に充填させた後、硬化させることにより、図３に示すような一体成形用樹脂３３ａで内蔵物の周囲を充填できるので、カプセル形状の外装体３３で水密的に覆われたカプセル型内視鏡３を製造することができる。

この場合、カプセル形状の外装体３３における対物光学系３１の前方を覆う透明カバーの機能を持つ透明部材３３ｂは、少なくとも対物光学系３１の視野範囲θをカバーする部分の外表面が略平面形状にされ、周辺側でＲ形状にされている。
本実施例によれば、内蔵物の周囲に一体成形用樹脂３３ａを流し込み、硬化させることにより、内蔵物を埋め込むようにして一体化すると共に、簡単に水密構造にできるために、従来例における別体の外装ケースを嵌合させるような構造が不要となり、嵌合させる部分の肉厚も不要にできる。
従って、本実施例によれば、外径の小さな小型のカプセル型内視鏡３を実現できる。また、内蔵物の周囲を一体成形用樹脂３３ａで埋め尽くす（充填する）ようにしているので、その強度を十分に大きくできる。

また、内蔵物の一部が表面に露出するような形状の場合でも適用でき、そのような場合にも水密機能を確保することができる。また、このような場合、従来例のようにケースで覆う構造の場合に比べて、小型化することもできる。
なお、図３に示すカプセル型内視鏡３の場合には、ＬＥＤ基板３４の外径を外装体３３の外径よりも小さくしているが、図４に示すような光学モジュール３２ＢにおけるＬＥＤ基板３４Ｂのような構造にしても良い。つまり、このＬＥＤ基板３４Ｂは、外装体３３の外径と同じ外径を有する円板形状のものに１箇所以上（ここでは上下の２箇所）に切り欠き溝４９が設けてある。そして、金型の内周面にこのＬＥＤ基板３４Ｂの外周面を嵌合させて位置決めし、一体成形用樹脂３３ａを流し込むことにより、この切り欠き溝４９を通してこのＬＥＤ基板３４Ｂの前後に一体成形用樹脂３３ａを流し込むことができるようにしている。
本変形例では、このＬＥＤ基板３４Ｂの外周面を金型による位置決めに利用することもできる。

なお、図３の構成の場合でも、金型の内周面にピン状の位置決め部材を突出させ、ＬＥＤ基板３４の外周面の位置決めを行い、一体成形用樹脂３３ａを流し込み、硬化させた後、ピン孔を塞ぐようにすれば良い。
なお、図３或いは図４において、成形用の金型は、その内周面が回転対称な形状であり、その回転対称な中心軸を対物光学系３１の光軸Ｏと殆ど一致するように位置決めした状態において、一体成形用樹脂３３ａを流し込むことにより透明部材３３ｂを含む外装体３３が一体成形される。このため、透明部材３３ｂも光軸Ｏと殆ど一致する中心軸を持つ回転対称な形状となり、歪みの少ない光学像が固体撮像素子３８に結像される。従って、歪みの少ない画像を得ることができる。
また、一体成形用樹脂３３ａの屈折率が対物光学系３１の屈折率よりも低くなっている為、両部材の境界での反射が起こりにくいため、より良質の画像を得ることができる。

次に図５を参照して本発明の実施例２を説明する。図５（Ａ）は実施例２のカプセル型内視鏡３Ｂの内部構造を縦方向の断面図により示し、図５（Ｂ）は水平方向の断面図により示す。
図５に示すように本実施例のカプセル型内視鏡３Ｂは、図３に示すカプセル型内視鏡３において、光学モジュール３２を構成するＬＥＤ基板３４に半球形状にした透明な樹脂等で形成した先端カバー５１を水密的に取り付けている。
この場合、この先端カバー５１は、先端の半球形状部分における基端側が、円筒形状であり、その円筒の中心軸の周りで、回転対称な形状となる。

また、ＬＥＤ基板３４の外周面は、その中心に設けた貫通孔３５と同心に形成してあるため、ＬＥＤ基板３４の外周面に、先端カバー５１の基端を嵌合させることにより、この先端カバー５１の中心軸は、貫通孔３５に取り付けられる対物光学系３１の光軸Ｏと殆ど一致するようにして固定される。図５（Ａ）においては、光軸Ｏと先端カバー５１の中心軸とのずれをｔとして示し、そのずれｔは殆どゼロとなる。
このため、対物光学系３１及び固体撮像素子３８を含む撮像光学系を高精度で製造でき、製造のバラツキも小さくできる。従って、特性の揃った質の良い画像を得ることができるようになる。

また、本実施例では、基板３９も、その基板の幅の中心と厚み方向の中心となる軸も光軸Ｏと一致するように取り付けられている。
また、本実施例では、基板３９の側部を段差状に切り欠いた切り欠き部を設け、受電コイルと送信アンテナの機能を兼ねる受電＆送信コイル４６を内装した円筒状シース５２をこの基板３９の切り欠き部に外嵌させている。また、実施例１の場合と同様に受電＆送信コイル４６の端子４７ａ〜４７ｃを基板３９に半田付けで接続固定している。
その他の内蔵物の構成は、実施例１と同様である。そして、このような状態のもの、つまり、（カプセル型内視鏡３Ｂにおける）一体成形用樹脂を流し込む前のもの（カプセル内蔵物と言う）を金型内に位置決め固定した後、一体成形用樹脂を流し込み、硬化又は固化させることにより、カプセル内蔵物の周囲に、例えば不透明な一体成形用樹脂５３ａが充填されたカプセル形状の外装体５３を形成したカプセル型内視鏡３Ｂを製造できる。

本実施例では、光学モジュール３２に透明な先端カバ−５１を取り付けて外装の一部を形成しているので、金型内に位置決めする場合、この先端カバー５１を金型の内周面に嵌合させる等して位置決めに利用して、カプセル内蔵物の周囲に不透明な一体成形用樹脂５３ａを流し込むことによりカプセル型内視鏡３Ｂを製造できる。
また、本実施例によれば、小型にできると共に、個体差の少なく特性が揃った高精度の画像を得ることができるカプセル型内視鏡３Ｂを製造できる。

次に図６を参照して本発明の実施例３を説明する。図６（Ａ）は、本発明の実施例３のカプセル型内視鏡３Ｃ（図６（Ｃ）参照）における外装体６０を形成する前のカプセル内蔵物５６を示す。本実施例は、小型化できるカプセル型内視鏡を提供する他に、その製造方法を提供することも目的とするものである。
このカプセル内蔵物５６において、例えば円板形状のＬＥＤ基板６１の中心に設けた貫通孔に対物光学系６２を取り付けたレンズ筒６２ａを嵌合固定し、このＬＥＤ基板６１の背面には撮像素子６３を実装している。また、レンズ筒６２ａの周囲の複数箇所にＬＥＤ６４を実装している。また、撮像素子６３の背面には信号処理を行う信号処理基板６５と制御を行う制御基板６６とをバンプ接続等により積層している。

この制御基板６６の背面には接続固定する接続基板６７を介して、例えば２つの電池６８を固定している。また、この電池６８の背面には、ＬＥＤ基板６１と同じ外径を有し、成形の基準に用いる円板状凸部材６９が固着され、この円板状凸部材６９の背面にはアンテナ７０が配置され、このアンテナ７０はカバー７１に覆われている。また、この円板状凸部材６９の中心位置から後方側に成形の基準位置に用いる凸部材７２が設けてある。 この場合、ＬＥＤ基板６１と円板状凸部材６９の各円板の中心は、対物光学系６２の光軸Ｏと殆ど一致するように位置決め固定され、また凸部材７２もその中心軸が光軸Ｏと殆ど一致するようにして固定されている。
このような構成の外装体６０を形成する前のカプセル内蔵物５６を、図６（Ｂ）に示すように成形用の金型７４Ａ、７４Ｂの内部に収納し、ＬＥＤ基板６１，円板状凸部材６９、凸部材７２を基準の位置決めに用いて固定する。

金型７４Ａ及び７４Ｂは、互いに嵌合する形状にされており、嵌合させて端面を当接することにより、その内側にカプセル型内視鏡３Ｃの外装体６０におけるＬＥＤ基板６１及び円板状凸部材６９の外径を有する成形用内周面７５ａ、７５ｂを形成できるようにしている。
この場合、金型７４Ａの内側は、ＬＥＤ基板６１の付近より前側の成形用内周面７５ａが形成され、金型７４Ｂの内側にはＬＥＤ基板６１の付近より後側の成形用内周面７５ｂが形成される。また、凸部材７２を金型７４Ｂの球面状の内面に当接させることにより、この凸部材７２の中心軸を金型７４Ｂの中心軸と、より高精度で一致させることができるようにしている。さらに凸部材７２等の中心軸を、対物光学系６２の光軸Ｏと一致するように設定しておくことにより、金型７４Ｂの中心軸と対物光学系６２の光軸Ｏとを高精度で一致させることができる。
このように設定して以下のようにカプセル内蔵物５６を変質させない樹脂７６ａ、７６ｂの注入を行い、外装体６０を形成する。

金型７４Ａの内部には、ポリカーボネート、ポリサルフォン、アクリル、ウレタン等の透明な樹脂７６ａを、成形用内周面７５ａ内に注入する注入路７７ａが設けてあり、その端部のノズル７８ａが成形用内周面７５ａ表面に開口してる。
また、金型７４Ｂの内部には、ポリサルフォン、ウレタン、エポキシ樹脂等の例えば不透明な樹脂７６ｂを成形用内周面７５ｂ内に注入する注入路７７ｂが設けてあり、その端部のノズル７８ｂが成形用内周面７５ｂ表面に開口してる。
図６（Ｂ）のように、透明な樹脂７６ａ及び不透明な樹脂７６ｂをそれぞれ成形用内周面７５ａ、７５ｂ内に注入する。
本実施例ではポリカーボネート、ウレタン、ポリサルフォン、エポキシ等、例えば１００°Ｃ以下の低温度で硬化するタイプで、カプセル内蔵物５６を変質させない樹脂により成形している。

そして、樹脂７６ａ、７６ｂを硬化させた後、金型７４Ａ，７４Ｂを外してノズル７８ａ、７８ｂ部分に残る樹脂を削りとる等、必要に応じて表面処理することにより、図６（Ｃ）に示すようなカプセル型内視鏡３Ｃを製造することができる。この場合、円板状のＬＥＤ基板６１と凸部材６９がカプセル型内視鏡３Ｃの外表面の一部を形成する。
本実施例によれば、円板状のＬＥＤ基板６１とこのＬＥＤ基板６１とその中心軸方向に離間する円板状凸部材６９と、さらにこの円板状凸部材６９の中心軸に沿って後方に突出する凸部材７２とが設けてあり、これらを金型７４Ａ、７４Ｂの内周面と位置合わせすることにより、対物光学系６２の光軸Ｏに外装体６０の中心を高精度で一致させることができる。また、外径の小さいカプセル型内視鏡３Ｃを製造することができる。

図７は、変形例におけるカプセル型内視鏡の製造方法の説明図を示す。図７に示すカプセル内蔵物５６Ｂは、図５のカプセル型内視鏡３Ｂにおけるカプセル内蔵物に類似した構成である。
つまり、図５において、シース５２内の受電＆送信コイル４６の代わりに送信コイル（送信アンテナ）４６Ｂのみを形成し、受電コイルは設けてない。また、このために図５における充電回路４３を設けないで、基板３９における充電回路４３を設けた位置に電池６８を取り付けており、コンデンサ４５を省いている。
図５においても説明したように先端カバー５１の中心軸は、光軸Ｏと一致するように取り付けられている。また、基板３９の幅の中心軸と厚み方向の中心軸も光軸Ｏと一致するように取り付けられている。また、本変形例のカプセル内蔵物５６Ｂでは、基板３９の幅は、先端カバー５１の外径と一致するように設定されており、この幅を成形用の基準に利用できるようにしている。その他は図５の構成と同様である。

そして、このカプセル内蔵物５６Ｂを図６に類似した金型７４Ｃ及び７４Ｄ内に収納する。この場合、金型７４Ｄ側のみに注入路７７ｄ及びノズル７８ｄが設けてあり、不透明な樹脂７６ｂを流し込むことにより、変形例のカプセル型内視鏡を製造できる。
なお、カプセル内蔵物５６Ｂにおける光軸Ｏ上となる先端位置、つまり先端カバー５１の外周面の先端位置と、光軸Ｏ上となる後端位置（つまり基板３９の後端位置）とにそれぞれマークＭ１，Ｍ２を付けておき、また金型７４Ｃ及び７４Ｄを透明な部材で形成して、この金型７４Ｃ及び７４Ｄ側における中心軸上となる位置にもマークを付けておき、これらが一致するのを外部から確認してから樹脂７６ｂを流し込んで外装体を形成するようにしても良い。
本変形例は、図６の場合における外装体を形成する際の位置決めに利用する部材を、カプセル内蔵物５６Ｂ自体により形成でき、新たに位置決めのための部材を設ける必要がないため、バラツキが少なく特性の揃ったものを製造できることになる。また、小型化することができる。

図８は、図７に示した変形例のカプセル型内視鏡の製造方法の概略のプロセスを示す。 図８のステップＳ１に示すようにＬＥＤチップ３６を実装したＬＥＤ基板３４に、対物光学系３１の背面にその前面を密着した固体撮像素子３８を接着して、固体撮像素子３８をフリップチップ実装して光学モジュール３２を製造する。
次にステップＳ２に示すようにこの光学モジュール３２における対物光学系３１の光軸Ｏに先端カバー５１の中心軸が一致するように位置決めして、先端カバー５１を光学モジュール３２に固定する。この位置決めは嵌合を利用して行うことができる。
ステップＳ３に示すように光軸Ｏに、信号処理＆制御回路４１等を実装した基板３９の中心軸が一致するように固体撮像素子３８の背面に基板３９の先端を当接させて固体撮像素子３８と基板３９とを半田付けしてカプセル内蔵物５６Ｂを組み立てる。

そして、ステップＳ４に示すように金型７４Ｃ、７４Ｄ内にカプセル内蔵物５６Ｂを収納して位置合わせした後、樹脂７６ｂを流し込み、樹脂７６ｂが硬化するのを待って金型７４Ｃ、７４Ｄから取り出すことによりカプセル型内視鏡を製造できる。
金型７４Ｃ、７４Ｄ内にカプセル内蔵物５６Ｂを収納して位置合わせする場合、先端カバー５１の外周面が金型７４Ｃの内周面に嵌合し、また基板３９の後端の中心が金型７４Ｄの内周面の後端と一致するよう調整する。この調整は、透明な金型７４Ｃ、７４Ｄを用いることにより、視認により比較的簡単に行うことができる。

なお、図８の製造方法においては、光学モジュール３２に透明な先端カバー５１を取り付けたものに対して、金型を用いて不透明な樹脂７６ｂを流し込んで先端カバー５１より後方側の外装体を形成していたが、図６の実施例では先端カバー５１の機能を有する透明部材も同時に形成されることになる。

次に図９を参照して本発明の実施例４を説明する。本実施例は小型化できるカプセル型内視鏡を提供することと、その製造方法を提供することを目的とする。本実施例の製造方法では、光の照射により硬化する光硬化型の樹脂を利用して製造するものであり、この場合常温で、かつ短時間に外装体を形成可能とする。
図９（Ａ）は、本実施例における製造装置８１を示し、図９（Ｂ）は製造装置８１により製造されたカプセル型内視鏡８２を示す。
このカプセル型内視鏡８２は、その先端には例えば図５のような透明な先端カバー５１が取り付けられている。また、このカプセル型内視鏡８２は、先端カバー５１よりも後方側の外装体８３を形成する前のカプセル内蔵物８２Ａとしては、例えば中央付近に円板状磁石８４を有する構造になっている。なお、磁石８４は、カプセル型内視鏡８２の長手方向、例えば先端カバー５１の中心軸と直交する方向に磁化されている。

この場合のカプセル内蔵物８２Ａの概略の構成を図９（Ａ）に示している。
このように外装体８３を形成する前のカプセル内蔵物８２Ａを、テフロン（Ｒ）等の透明樹脂で形成された成形型８５Ａ、８５Ｂ内に填め込んで位置決めする。例えば磁石８４は、成形型８５Ａ、８５Ｂにより形成される内周面と嵌合し、位置決めに利用できる。そして、成形型８５Ｂ内等に設けた注入路８６を介して、アクリル樹脂等を包含するラジカル硬化型樹脂等の紫外線硬化型樹脂８７をカプセル内蔵物８２Ａの周囲に流し込む。
その後、この成形型８５Ａ、８５Ｂの外部から、紫外線を放射する紫外線ランプ８８により、透明な成形型８５Ａ、８５Ｂを通して紫外線硬化型樹脂８７に紫外線を照射して、硬化させる。紫外線硬化型樹脂８７が硬化した後、製造者は、成形型８５Ａ、８５Ｂから取り出すことにより図９（Ｂ）に示すカプセル型内視鏡８２を得ることができる。

本実施例では、成形型８５Ａ、８５Ｂの内周面には、螺旋状の溝部８９ａが形成してあり、従って紫外線硬化型樹脂８７が硬化した後のカプセル型内視鏡８２には、外周面に螺旋状突起８９ｂが形成される。つまり、紫外線硬化型樹脂８７を流し込んで外装体８３を一体的に形成する時に、この螺旋状突起８９ｂが同時に一体的に形成される。
このように螺旋状突起８９ｂが設けられたカプセル型内視鏡８２においては、このカプセル型内視鏡８２をその長手方向の軸の周りで回転させることにより、１回転当たりその螺旋のピッチ分だけ推進させることができる。また、本実施例では、磁石８４も内蔵しているので、この磁石８４を回転させる回転磁界を印加することにより、外部から推進速度を制御することもできる。

例えば、このカプセル型内視鏡８２を飲み込んだ患者の外部から回転磁界を印加することにより、磁石８４に回転力を作用させ、この磁石８４を設けたカプセル型内視鏡８２を回転させることができる。このとき、螺旋状突起８９ｂが体内の管腔内壁に接触しながらカプセル型内視鏡８２が回転するため、螺旋状のネジを回転させた場合のように、１回転当たりその螺旋のピッチ分前進させることができる。
本実施例によれば、光硬化型の樹脂を用いることにより、低温度（例えば常温）においてもカプセル型内視鏡８２を簡単に製造できる。なお、紫外線硬化型樹脂８７としては、図１０に示すようにラジカル硬化型樹脂以外の紫外線硬化型樹脂を採用しても良い。例えば、接着剤の機能を持つエポキシ樹脂を含むカオチン硬化型樹脂等を採用しても良い。 この他に、溶剤に溶ける樹脂等を用いて液体状にされたものを、成形用樹脂に填め込んだカプセル型内蔵物の周囲に流し込み、溶剤を熱で気化或いは発散等させて液体形状のものを固化させるようにしても良い。

次に図１１を参照して本発明の実施例５を説明する。本実施例は小型化できるカプセル型内視鏡を提供することと、その製造方法を提供することを目的とする。
図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）は、図１１（Ｅ）に示すカプセル型内視鏡９２の製造プロセスの説明図を示す。以下、この製造プロセスを説明する。本実施例では、２液混合型の熱硬化型接着剤を用いて、恒温層内で硬化させることにより外装体を形成する。
ます、図１１（Ａ）に示すように外装体を形成するために、シート９０の上で、２液混合型の熱硬化型接着剤を構成するプレポリマー９１ａとモノマー９１ｂを用意し、図１１（Ｂ）に示すようにプレポリマー９１ａとモノマー９１ｂとを混合した混合物９１ｃにする。

次にカプセル型内視鏡９２における外装体９３を形成する前のカプセル内蔵物９２Ａの周囲に、この混合物９１ｃを塗布し、図１１（Ｃ）に示すようにカプセル内蔵物９２Ａを混合物９１ｃで覆うようにする。
次に図１１（Ｄ）に示すように恒温槽９４内部の台座９４ａの上にテフロン（Ｒ）やデルリン等の非接着性の成形型９５Ａを配置し、その成形型９５Ａの内部に、混合物９１ｃが塗布されたカプセル内蔵物９２Ａを収納する。
恒温槽９４は、その内部を例えば６０°Ｃ±１０°Ｃ以内の温度に保つことができる機能を持つ。

上記成形型９５Ａ内に混合物９１ｃが塗布されたカプセル内蔵物９２Ａを収納した上からこの成形型９５Ａに嵌合する成形型９５Ｂを嵌合するように配置する。この場合、内部に配置されるカプセル内蔵物９２Ａにおける突起部９６ａ、９６ｂを成形型９５Ａの内周面に嵌合させたり、所定位置に接触させる等して位置決めに利用する。
また、例えば成形型９５Ｂには、余分な樹脂を排出する捨て孔９７が形成されている。 そして、成形型９５Ａ内に混合物９１ｃが塗布されたカプセル内蔵物９２Ａを収納する場合、カプセル内蔵物９２Ａの周囲に多めに混合物９１ｃを塗布し、成形型９５Ｂを配置した場合に、捨て孔９７から余分な樹脂（混合物９１ｃ）が排出されるようにする。そして、成形型９５Ｂの上に重り９８を乗せる。

このような状態にして、例えば１時間程度経過するのを待つと、混合物９１ｃは、殆ど完全に硬化し、従って成形型９５Ａ、９５Ｂから混合物９１ｃが塗布されたカプセル内蔵物９２Ａを取り出すと図１１（Ｅ）に示すカプセル型内視鏡９３を得ることができる。 この場合、カプセル型内視鏡９２の外周面の一部にカプセル内蔵物９２Ａの突起部９６ａ、９６ｂ等が露呈し、外表面の一部を形成することになる。
本実施例によれば、低温度でも外装体９３を形成できる。また、本実施例によれば、カプセル型内視鏡を小型化できる。
なお、上述した各実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。

経口又は経肛門、或いは経内視鏡的にカプセル型内視鏡は体腔内に挿入され、体腔内を移動する際に体腔内の部位を撮像し、撮像した画像データを無線で体外の装置に送信するので、体外において簡単に体腔内の内視鏡検査するための画像を得ることができる。

［付記］
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、この撮像手段の前方に配置される対物光学系とを有するカプセル型内視鏡であって、
少なくとも前記対物光学系の前方を覆う透明カバー（透明部材）と内蔵物の周囲に流し込んだ樹脂により内蔵物と一体的に形成したカプセル型外装とを有することを特徴とするカプセル型内視鏡。
２．付記１において、前記透明カバーは、前記対物光学系の光学中心軸と略一致する半円球状のドーム形状であることを特徴とする。
３．付記１において、前記透明カバーは、前記対物光学系の視野範囲を覆う部分の外表面が略平面形状である。
４．付記１において、前記透明カバーと前記カプセル型外装が同じ透明樹脂であることを特徴とする。
５．付記１において、前記透明カバーが前記カプセル型外装と異なる樹脂であることを特徴とする。

６．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、この撮像手段の前方に配置される対物光学系と、少なくとも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の製造方法であって、
前記透明カバーの中心軸が前記対物光学系の中心軸と略一致するように位置決めしてから、内蔵物の周囲に樹脂を流し込みカプセル型外装を形成したことを特徴とするカプセル型内視鏡の製造方法。
７．付記６において、前記内蔵物の周囲の少なくとも一部にカプセル型の外形形状と略一致する凸部を形成し、この凸部を外装形成時の基準として用いたことを特徴とする。
８．付記７において、前記凸部が外表面の一部を形成するように構成したことを特徴とする。

９．付記６において、前記透明カバーと周囲の樹脂は同じ透明材料であり、同時に形成することを特徴とする。

１０．付記６において、前記透明カバーを前記対物光学系の前方に配置してから、透明カバーより後方の前記内蔵物の周囲に樹脂を流し込んで一体成型したことを特徴とする。 １１．付記６において、カプセル型外装の周囲に螺旋状突起部を外装形成時に一体的に形成したことを特徴とする。
１２．付記１および６において、前記カプセル型外装の樹脂は、光硬化型樹脂である。 １３．付記１２において、前記カプセル型外装の樹脂は、紫外線硬化型樹脂である。
１４．付記１２において、前記カプセル型外装の樹脂は、ラジカル硬化型樹脂である。 １５．付記１２において、前記カプセル型外装の樹脂は、アクリル系樹脂である。
１６．付記１２において、前記カプセル型外装の樹脂は、プレポリマーとモノマーを混合させることで硬化するタイプの樹脂である。

１７．付記１２において、前記カプセル型外装の樹脂は、カオチン硬化型樹脂である。

１８．付記１２において、前記カプセル型外装の樹脂は、エポキシ系樹脂である。
１９．付記１および６において、前記カプセル型外装の樹脂は、ポリサルフォンである。２０．付記１および６において、前記カプセル型外装の樹脂は、接着剤である。
２１．付記１および６において、前記カプセル型外装の樹脂は、内蔵物を変質させない低温で硬化可能な樹脂である。
２２．付記２０において、１００℃以下の温度で硬化する樹脂である。
２３．付記２１において、６０℃±１０℃の温度で硬化する樹脂である。

２４．付記２１において、常温で硬化する樹脂である。

２５．付記１及び６において、前記カプセル型外装の樹脂の屈折率は、前記対物光学系の光学部材の屈折率より低い。

２６．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、この撮像手段の前方に配置される対物光学系と、少なくとも対物光学系の前方を覆う透明部材とを有するカプセル型内視鏡の製造方法であって、
前記対物光学系の中心軸が金型の中心軸と略一致するように位置決めしてから、内蔵物の周囲に樹脂を流し込み、前記対物光学系の中心軸と前記透明部材の中心軸が略一致するカプセル型外装体を形成したことを特徴とするカプセル型内視鏡の製造方法。
２７．付記２６において、前記対物光学系の中心軸が金型の中心軸と略一致するように位置決めするために、前記対物光学系の中心軸とその中心軸が殆ど一致する外周面を有し、前記金型の内周面に嵌合する円板形状の部材を用いる。
２８．付記２６において、前記対物光学系の中心軸が金型の中心軸と略一致するように位置決めするために、前記対物光学系の中心軸とその中心軸が殆ど一致する外周面を有し、前記金型の内周面に嵌合する前記透明部材を用いる。

本発明の実施例１を備えたカプセル型医療システム等の構成を示す図。 体外ユニットの内部構成を示すブロック図。 実施例１のカプセル型内視鏡の構成を示す図。 変形例における光学モジュールを示す正面図。 本発明の実施例２のカプセル型内視鏡の構成を示す図。 本発明の実施例３のカプセル型内視鏡の製造工程の説明図。 変形例のカプセル型内視鏡の製造の説明図。 変形例のカプセル型内視鏡の製造手順のフローチャート図。 本発明の実施例４のカプセル型内視鏡の製造の説明図。 本実施例において使用可能な紫外線硬化型の樹脂の概略の分類例を示す図。 本発明の実施例５のカプセル型内視鏡の製造の説明図。

符号の説明

１…カプセル型内視鏡システム
２…患者
３…カプセル型内視鏡
４…アンテナユニット
５…体外ユニット
６…表示システム
１２…アンテナ
１３ａ〜１３ｃ…アンテナコイル（送電コイル）
１４…液晶モニタ
１６…通信回路
１９…交流出力回路
３１…対物光学系
３２…光学モジュール
３３…外装体
３３ａ…一体成形用樹脂
３３ｂ…透明部材
３４…ＬＥＤ基板
３６…ＬＥＤチップ
３８…固体撮像素子
３９…基板
４１…信号処理＆制御回路
４２…無線回路
４３…充電回路
４５…コンデンサ
４６…受電＆送信コイル
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (3)

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、この撮像手段の前方に配置される対物光学系とを有するカプセル型内視鏡であって、
   少なくとも前記対物光学系の前方を覆う透明部材と、内蔵物の周囲に流し込んだ樹脂により内蔵物と一体的に形成したカプセル型外装と、
   を具備することを特徴とするカプセル型内視鏡。
2. 前記透明部材は、前記対物光学系の光学中心軸と略一致する中心軸を有する半円球状のドーム形状であることを特徴とする請求項１記載のカプセル型内視鏡。
3. 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、この撮像手段の前方に配置される対物光学系と、少なくとも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の製造方法であって、
   前記透明カバーの中心軸が、前記対物光学系の中心軸と略一致するように位置決めしてから、内蔵物の周囲に樹脂を流し込みカプセル型外装を形成することを特徴とするカプセル型内視鏡の製造方法。

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