JP6377153B2 - サイドスキャン赤外線撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、概して言えば赤外線撮像に関し、より詳しくは赤外線撮像を利用した医用撮像装置に関する。

一般に、人体の口から肛門に至る消化管のあらゆる部位で高解像度画像を取得するための医用撮像装置として、一般に、嚥下可能（飲み込み摂取可能）なカメラが用いられる。従来のこの種のカメラは、一般に、電磁スペクトルのうちの可視光から近赤外線（約４００ｎｍ〜約９００ｎｍ）の波長で撮像するように設計されている。これら従来の嚥下可能型カメラは、消化管の内部管腔領域を照射するための内部光源を必要とする。従来の嚥下可能型カメラにおける一つの設計によれば、発光ダイオード（又は他の光源）を用いて、撮像装置の検出器が画像を取得するために必要な照明を提供している。すなわち、従来技術による嚥下可能型カメラは、反射光に基づく撮像スキームを利用しており、外部光源を用いて、撮像すべき消化管組織の表面を照射しなければならず、撮像される組織表面からの反射光を検出することによって画像を取り込む。このような反射光を利用した従来の嚥下可能型カメラは、消化管組織表面に露出する状況下にある場合（大腸ポリープなど）における画像キャプチャには十分に有効であるが、消化管の組織表面下に存在するような状況の画像キャプチャや検出を行うことはできない。

本発明の実施形態は、概して言えば、医用などの用途に用いられるサイドスキャン赤外線撮像用に設計された赤外線撮像装置を包含する。たとえば、本発明の一実施形態によれば、熱赤外放射を検出するように設計された赤外線検出器が円形に配列されてなるリング状検出エレメントと、該円形配列赤外線検出器に向かう赤外線放射の入射光をフォーカスするように設計されたフォーカスエレメントとを有する。

他の実施形態によれば、フォーカスエレメントは、リング状検出器アレイの上方に配置されたリング状のフォーカスエレメントである。このリング状フォーカスエレメントは、赤外線検出器に向かう入射赤外線エネルギーをフォーカスする複数のピンホールを有する。一実施形態において、リング状フォーカスエレメントは、各赤外線検出器が唯一のピンホールと整列するように配置された複数のピンホールを内包する。他の実施形態によれば、リング状フォーカスエレメントは、各赤外線検出器が２又はそれ以上の複数のピンホールと整列するように配置された複数のピンホールを内包する。

本発明の一実施形態において、この撮像装置は、嚥下可能な撮像装置として実施される。他の実施形態において、この撮像装置は、内視鏡装置（胃カメラ）の一部として実施される。

本発明のこれらの及び他の実施形態は、下記に詳細に記述する実施形態を添付図面を参照して読解することにより記述され、又は明らかにされる。

本発明の一実施形態による嚥下可能型撮像装置を示す概略的に示す。 図１中２−２線の方向から見た該嚥下可能型撮像装置の概略正面図である。 本発明の一実施形態によるリング状配列型熱赤外イメージャーの概略斜視図である。 本発明の一実施形態による図３Ａのリング状配列型熱赤外イメージャーの概略正面図である。 本発明の一実施形態によるリング状フォーカスエレメントの概略斜視図である。 図４のリング状フォーカスエレメントをリング状配列型熱赤外イメージャーと共に使用した本発明の一実施形態を概略的に示す。 本発明の他実施形態によるリング状フォーカスエレメントを示す。 本発明の他実施形態によるリング状配列熱赤外イメージャーの概略斜視図である。 本発明の他実施形態によるリング状配列赤外イメージャーの概略側面図である。 本発明の他実施形態によるリング状配列赤外イメージャーの概略側面図である。 本発明の他実施形態によるリング状配列赤外イメージャーの概略側面図である。 本発明の一実施形態による一体リング状配列熱赤外イメージャーを有する内視鏡装置を概略的に示す。 本発明の他実施形態による一体リング状配列熱赤外イメージャーを有する内視鏡装置を概略的に示す。

図１は、本発明の一実施形態による嚥下可能型撮像装置を概略的に示す。特に、図１は、丸薬形状のハウジング１１０を有する嚥下可能型撮像装置１００を示す。この嚥下可能型撮像装置１００は、さらに、電子部品１２０と、可視光カメラ１３０と、リング状に配列された熱赤外イメージャー１４０とを有し、これらは丸薬形状ハウジング１１０内に収容されている。この嚥下可能型撮像装置１００は、さらに、丸薬形状ハウジング１１０の一部として一体に形成されたレンズエレメント１５０を有する。本発明の一実施形態において、嚥下可能型撮像装置１００は、飲み込み可能な丸薬としての形状を有し、多種の電磁スペクトルで人体の消化管の高解像度画像を取得し得る医用撮像装置としての使用に適するように設計されている。

たとえば、本発明の一実施形態において、可視光カメラ１３０は、可視光から近赤外線（約４００ｎｍ〜約９００ｎｍ）の電磁スペクトル領域にある波長で撮像するように設計されている。可視光カメラ１３０は、光学レンズ、イメージャーなど様々なカメラ部品１３２が基板１３４上に実装されてなる。一実施形態によれば、カメラ部品１３２は、丸薬形状ハウジング１１０の長手軸方向（Ｌ方向）に対して直交して配置された二次元焦平面アレイを有し、これにより可視及び近赤外スペクトル（反射スペクトル）において「前方視」の画像を取得する。

別の言い方をすれば、可視光カメラ１３０は、丸薬形状ハウジング１１０の長手軸方向Ｌに実質的に平行な入射放射線（矢印Ｒ１で示す）に基づいて画像をキャプチャするように設計されている。可視及び近赤外線波長において二次元焦平面アレイは、その対角線に沿って、１/３インチ（約８．５ｍｍ）又はそれ以下とすることができるから、嚥下可能型カメラとしての適用のために、可視光カメラ１３０は、約０．５インチ（約１．２７ｃｍ）径の丸薬形状ハウジング１１０に収まるよう十分に小さく形成することができる。

本発明の一実施形態において、リング状配列熱赤外イメージャー１４０は、中間赤外から遠赤外（約２マイクロメートル〜約１５マイクロメートル）の熱赤外領域内の波長で撮像するように設計される。リング状配列熱赤外イメージャー１４０のさらなる詳細が図２、図３Ａ及び図３Ｂに示されている。特に、図２は、図１中２−２線の方向から見た嚥下可能型撮像装置１００の概略正面図である。さらに、図３Ａは、本発明の一実施形態によるリング状配列熱赤外イメージャー１４０の概略斜視図であり、図３Ｂは、このリング状配列熱赤外イメージャー１４０の概略正面図である。

図１、図２、図３Ａ及び図３Ｂに総合的に示されるように、リング状配列熱赤外イメージャー１４０は、基板１４４上に形成されたリング状検出素子１４２を有する。リング状検出素子１４２は、リング状検出素子１４２の外周面を取り囲むように円形に配列された赤外線検出器（又は赤外線ピクセル）１４２Ａを有し、これにより熱赤外線のサイドスキャン撮像を可能にしている。リング状配列熱赤外イメージャー１４０は、さらに、基板１４４に形成され且つ円形配列赤外線検出器１４２Ａに電気的に接続された検出回路１４６を有する。図１及び図２に示されるように、レンズエレメント１５０は、丸薬形状ハウジング１１０の側方からの赤外線放射入射光（矢印Ｒ２で示す）を、リング状検出素子１４２の赤外線検出器１４２Ａに向けてフォーカスするように設計される。この形状において、リング状配列熱赤外イメージャー１４０は、レンズエレメント１５０の近くにおいて丸薬形状ハウジング１１０の側面に向かう入射熱赤外放射Ｒ２を検出することにより画像をキャプチャするように設計されている。

可視光カメラ１３０は、消化管の組織表面上に存在する状態の画像をキャプチャすることのみに使用可能であるが、リング状配列熱赤外イメージャー１４０は、消化管の組織表面の下方、たとえば消化管組織表面下０．５ｍｍ〜４ｍｍに存在する状態の画像をキャプチャすることにも使用可能である。実際のところ、熱（２マイクロメートル〜１５マイクロメートル）として知られる電磁スペクトルの熱赤外線領域である輻射を用いて、組織表面下を撮像することができる。すべての物理的な物質は、電磁スペクトルの赤外線領域においてフォトンを放射している。さらに、生体組織から放射されたスペクトルを観察すると、放射フォトンと共に、生体細胞の生理活動によって生成される熱を見ることができる。この放射赤外熱は、消化管壁組織の厚さを通って伝わる。放射赤外熱の大きさは、そこに存在する細胞の濃度とその組織が実行する生理活動の種類によって変動する。赤外熱観測を４マイクロメートル又は１１マイクロメートルにフィルターすることにより、異なる密度と熱放射率の組織を単離させて観測することができ、これにより、消化管組織表面下により早期に存在し得る潜在的異常状態（腫瘍、嚢腫（シスト）、肉芽腫、異常消化器官など）について、その異常性が成長して細胞活動がより活発化するまでは消化管の表面には可視的に露出しないような場合であっても、有用なデータを取得することができる。有利なことに、ここに記述される熱赤外線のサイドスキャン撮像装置及びその技術は、上記したように消化管組織などの表面下に存在する異常症状をより早期に検出することを可能にする。

嚥下可能型撮像装置において熱赤外イメージャー及び関連する光学系を使用・実施することは、自明なことではない。たとえば、既述したように、可視光焦平面アレイイメージャーを、丸薬形状ハウジング１１０内に装着できる程度まで小さくすることは可能であるが、熱赤外線の波長は可視光のそれよりはるかに大きいので、赤外線検出のためのピクセルサイズも同様にはるかに大きいものが要求される。熱赤外焦平面アレイは対角線に沿って１と３／４インチ（約４．４５ｃｍ）程度を必要とするため、丸薬形状ハウジング１１０については約２インチ（約５．０８ｃｍ）径が必要になることからすると、この制限は、二次元焦平面アレイを熱赤外撮像のために使用することを実質的に不可能にしている。このように大きなものを人が飲み込むことは容易ではなく、また、消化管に対して障害や損傷を与える危険性が深刻に懸念される。本発明の実施形態は、嚥下可能な丸薬としての用途に適したサイドスキャン熱赤外イメージャーの代替的形状を提供する。

本発明の一実施形態において、リング状配列熱赤外イメージャーは、２０１２年８月１７日に出願された「撮像システム用受動型検出装置」と題する米国特許出願第１３／５８８４４１号（ここに本明細書の一部として援用する）に開示される公知の構造及び方法を用いて実施することができる。米国特許出願第１３／５８８４４１号には、受動型ＣＴＥ（熱膨張率）熱赤外線検出装置の様々な設計が記述されている。たとえば、一実施形態では、熱赤外線検出器の基板に、所定の周波数又は発振周期を有する共振部材が配置されている。共振部材は圧電共振素子である。基板にはさらに、非駆動の検出部材を有する受動型検出構造が配置されている。非駆動の検出部材は、フォトン露光に応答して機械的な歪みを生じ、共振部材に機械的な力を与え、この力に応じて共振部材の周波数又は発振周期を変化させる。受動型検出構造により共振部材に機械的な力が働くと、共振部材に接続されたデジタル回路が、それに応じた周波数又は発振周期を決定する。デジタル回路は、さらに、上記のようにして決定した周波数に基づいて、非駆動検出部材によって吸収された入射フォトンエネルギー量を決定するように設計されている。受動型ＣＴＥ検出装置の設計は、その構造が単純であること、検出装置の構成部品点数が少ないこと、及び、公知のＭＥＭＳ製造プロセスでイメージャーを構築できることから、ここに記述する熱赤外サイドスキャン撮像装置を実施する上においてきわめて有用である。

本発明の一実施形態において、基板１４４は、半導体（シリコンなど）、ガラス、セラミックなどの任意好適材料を用いて形成することができる。ピクセル回路１４６は、標準的なＣＭＯＳ半導体製造技術又は薄膜装置製造技術などを用いて作製することができる。リング状検出エレメント１４２は、標準的なＭＥＭＳ製造技術を用いて作製することにより、赤外線検出器１４２Ａの円形アレイと、赤外線検出器１４２Ａをピクセル回路１４６に電気接続するために必要な接続構造を構築することができる。

図１の実施形態では、電子部品１２０には、メモリー１２２、バッテリー１２４、トランスミッター１２６、及び、嚥下可能型丸薬カメラに必要な機能を与えるために一般に用いられる他の電子機器類が含まれる。メモリー１２２は、取り込んだ画像データを保存するために用いることができ、この保存画像データは、その後、画像データ処理ソフトウェアを有するコンピューターシステムにダウンロードすることができる。トランスミッター１２６は、撮像装置１００によって取り込んだ画像データを、その保存及び／又は処理を行う別の機器に転送することができる。

リング状配列熱赤外イメージャー１４０のためのフォーカスオプティックスについて言えば、図１に示されるレンズエレメント１５０は、たとえば、丸薬形状ハウジング１１０の成形に用いるプラスチック材料と同じプラスチック材料を用いて成形することができるので、これによってコスト削減を図ることができる。実際のところ、フォーカス性能に関しては、プラスチック成形によるレンズエレメント１５０は、消化管の組織表面近くの内部でサイドスキャン赤外線撮像を行うときに、熱赤外線検出器と消化管組織との間の距離（組織の放射方向の厚さに関連する距離）に相当するところのたとえば５００マイクロメートルないし５ｍｍといったマイクロレベルの焦点距離で効果的なフォーカスすることができる。

さらに、プラスチック材料は、フォトンエネルギー損失が大きく、したがって熱赤外線検出器の感度を低下させるが、熱赤外線検出器と赤外線放射源（すなわち消化管組織）とはきわめて近接しているので、効果的な撮像を行う上ではまだ十分な量の赤外線放射エネルギーが残存している。したがって、この検出感度低下は、本発明の適用条件においては十分に許容し得る程度のものである。リング状配列熱赤外イメージャー１４０は、丸薬形状ハウジング１１０内に装着されたときに、レンズエレメント１５０に対して適切に整列して位置する。

本発明の他の実施形態によれば、リング状配列熱赤外イメージャー１４０のためのオプティクスが、リング状検出素子１４２上に配置された、ピンホールを有するリング状フォーカスエレメントを用いて実施されている。一例として、図４は、本発明の一実施形態によるリング状フォーカスエレメント２００の概略斜視図であり、これを図１に示すレンズエレメント１５０に代えて用いることにより、リング状検出エレメント１４２の赤外線検出器１４２Ａに向かう赤外線の入射光をフォーカスすることができる。特に、図４に示すように、リング状フォーカスエレメント２００は、リング状フォーカスエレメント２００の外側面２０４からその厚さを通って内側面２０６に至るまで延長する複数の貫通穴ないしピンホール２０２を有する。各貫通穴２０２は、図４に矢印付の点線で示すように、リング状フォーカスエレメント２００の中心点Ｃに対して放射状に整列して延長する。リング状フォーカスエレメント２００は、プラスチック、金属又はセラミックスなどの任意好適材料で形成することができ、貫通穴２０２は、機械的ドリルやエッチング、レーザーカットなどの標準的な穴あけ技術を用いて形成することができる。

図５は、図４のリング状フォーカスエレメント２００をリング状配列熱赤外イメージャーと共に使用した本発明の一実施形態を概略的に示す。図５に示すように、リング状フォーカスエレメント２００は、各貫通穴２０２がリング状検出エレメント１４２の所定の一の赤外線検出器１４２Ａの中心領域に整列するようにして、リング状検出エレメント１４２の上に配置されている。図１に示すレンズエレメント１５０を使用する場合と比較すると、このリング状フォーカスエレメント２００は、ピンホールカメラに基づくアプローチを実行して、赤外線検出器１４２Ａに向かう熱赤外線放射をフォーカスする。このようなピンホールフォーカスの設計は、赤外線撮像により大きなフィールド深さを許容すると共に、入射赤外エネルギーの減衰を極小化する。貫通穴２０２の小さい開口は、フォトンエネルギーが検出器に垂直な方向のみに移動することを許容して貫通穴２０２を通過させ（フォーカスする赤外線放射）、角度的にベクトルを有する赤外線エネルギー（フォーカスしない赤外線放射）を遮断するので、ピンホールのコンセプトは、所定の用途において好適である。

図５に示す実施形態によれば、上述したように、リング状フォーカスエレメント２００は、各貫通穴２０２が、リング状検出エレメント１４２の対応する一の赤外線検出器１４２Ａの中心領域に実質的に整列するような位置関係で配置されなければならない。本発明の他実施形態によれば、より小さな口径の貫通穴をより多数有するものとしてリング状フォーカスエレメントが形成される。この場合、多数の小径貫通穴は、リング状検出エレメント１４２の各一の赤外線検出器１４２Ａに整列するように設けられる。

一例として、図６は、本発明の他実施形態によるリング状フォーカスエレメント３００を示す。図５の実施例と同様に、リング状フォーカスエレメント３００がリング状検出エレメント１４２の回りに配置されている。しかしながら、図６の実施形態では、同じ赤外線検出器１４２Ａに対して、リング状フォーカスエレメント３００の２又はそれ以上の貫通穴３０２が整列している。このリング状フォーカスエレメント３００の実施形態は、個々の赤外線検出器１４２Ａが、フォーカスした赤外線放射を２以上の貫通穴３０２から受けることになるので、リング状検出エレメント１４２に対する整列的位置関係をより容易に実現させることができる。この点において、図５の実施形態に比べて、各赤外線検出器に対して複数のピンホールを用いることにより、十分なフォーカス赤外線エネルギーを赤外線検出器に届けることを可能にしつつ、整列関係を構築する上での厳密性の要求レベルを低減させる。リング状フォーカスエレメント２０，３００の実施形態におけるピンホールの大きさ及び数は、周波数に依存的であり、検出器のピクセルサイズに基づいて決定される。

図７は、本発明の他実施形態によるリング状配列熱赤外イメージャーの概略斜視図である。特に、図７は、基板４２０上に形成されたリング状検出エレメント４１０を有するリング状配列熱赤外イメージャー４００を概略的に示している。リング状検出エレメント４１０は、複数の赤外線検出器４１２Ａを有する第一の円形アレイ赤外線検出器４１２と、複数の赤外線検出器４１４Ａを有する第二の円形アレイ赤外線検出器４１４とを有してなる。このように２つの円形アレイ赤外線検出器４１２，４１４を有するリング状配列熱赤外イメージャー４００は、単一の円形アレイ赤外線検出器を有するリング状配列熱赤外イメージャーに比べて、赤外線撮像のための解像度を増大させることができる。本発明の一実施形態において、リング状検出エレメント４１０の赤外線検出器４１２Ａ，４１４Ａは、基板４２０の面に直交する方向において互いに整列している。図４、図５及び図６を参照して既述したのと同様の技術を用いて、図７のリング状配列熱赤外イメージャー４００について、リング状フォーカスエレメントを実施しても良い。

図８は、本発明の他実施形態によるリング状配列赤外イメージャーの概略側面図である。特に、図８は、基板５２０上に形成されたリング状検出エレメント５１０を有するリング状配列熱赤外イメージャー５００を概略的に示している。リング状検出エレメント５１０は、複数の赤外線検出器５１２Ａを有する第一の円形アレイ赤外線検出器５１２と、複数の赤外線検出器５１４Ａを有する第二の円形アレイ赤外線検出器５１４とを有してなる。

リング状配列熱赤外イメージャー５００は、２つの円形アレイ赤外線検出器５１２，５１４を有する点において、図７のリング状配列熱赤外イメージャー４００と近似している。しかしながら、図８の実施形態では、リング状検出エレメント５１０の赤外線検出器５１２Ａ，５１４Ａが、これら赤外線検出器５１２Ａ，５１４Ａの１／２の領域だけ互いにずれた位置関係にある。赤外線検出器４１２Ａ，４１４Ａが完全に整列している図７の実施形態に比べて、この実施形態によれば、赤外線検出器が１／２間隔でオフセットされていることにより、２つのファクターで撮像の解像度を増大させることができる。繰り返しになるが、図４、図５及び図６を参照して既述したのと同様の技術を用いて、図８のリング状配列熱赤外イメージャー５００について、リング状フォーカスエレメントを実施しても良い。

図９は、本発明の他実施形態によるリング状配列赤外イメージャーの概略側面図である。特に、図９は、基板６２０上に形成されたリング状検出エレメント６１０を有するリング状配列熱赤外イメージャー６００を概略的に示している。リング状検出エレメント６１０は、複数の赤外線検出器６１２Ａを有する第一の円形アレイ赤外線検出器６１２と、複数の赤外線検出器６１４Ａを有する第二の円形アレイ赤外線検出器６１４と、複数の赤外線検出器６１６Ａを有する第三の円形アレイ赤外線検出器６１６とを有する。

図９の実施形態では、リング状検出エレメント６１０の赤外線検出器６１２Ａ，６１４Ａ，６１６Ａが、赤外線検出器６１２Ａ，６１４Ａ，６１６Ａの１／３の領域だけ互いにずれた位置関係にある。赤外線検出器４１２Ａ，４１４Ａが完全に整列している図７の実施形態に比べて、この実施形態によれば、赤外線検出器が１／３間隔でオフセットされていることにより、４つのファクターで撮像の解像度を増大させることができる。繰り返しになるが、図４、図５及び図６を参照して既述したのと同様の技術を用いて、図９のリング状配列熱赤外イメージャー６００について、リング状フォーカスエレメントを実施しても良い。

図１０は、本発明の他実施形態によるリング状配列イメージャーの概略側面図である。特に、図１０は、基板７２０上に形成されたリング状検出エレメント７１０を有するリング状配列イメージャー７００を概略的に示している。リング状検出エレメント７１０は、円形アレイ赤外線検出器４１２と、円形アレイ可視光検出器７１４とを有する。この実施形態において、円形アレイ可視光検出器７１４は、円形アレイ赤外線検出器７１２に関して（可視スペクトルにおいて）サイドスキャン撮像を実行して付加情報（丸薬位置、組織表面情報など）をキャプチャし提供するように設計されている。該付加情報は、公知の技術を用いて、オーバーレイ画像を生成したり、あるいは取得した熱画像に状況説明を加えたりするために用いることができる。繰り返しになるが、図４、図５及び図６を参照して既述したのと同様の技術を用いて、図１０のリング状配列イメージャー７００について、リング状フォーカスエレメントを実施しても良い。

本発明の他の実施形態によれば、リング状配列熱赤外イメージャーは、リアルタイムのサイドスキャンビデオ画像を提供する内視鏡装置として実施することができる。一例として、図１１は、本発明の一実施形態による、リング状配列熱赤外イメージャーを一体的に有する内視鏡装置を概略的に示す。特に、図１１は、ハウジング８１０と、光ファイバー束８２０と、光ファイバー束８２０の両端に接続された第一及び第二の観察レンズ８２２，８２４とを有してなる内視鏡装置８００を示す。第一のレンズ８２２は肉眼視画像（アイビュー）を与え、第二のレンズ８２４は測定対象である解剖学的対象の前方可視光画像をリアルタイムに与える。

リング状配列熱赤外撮像装置８４０が、内視鏡８００の前端に接続される。リング状配列熱赤外撮像装置８４０は、基板８４４上に形成されたリング状検出エレメント８４２を有する。リング状検出エレメント８４２は、その外周面を取り巻くように形成されて、ここに記述する熱赤外サイドスキャン撮像をサポートするための円形アレイ赤外線検出器８４２Ａを有する。光ファイバー束８２０が、基板８４４の開口を通り、さらに、リング状検出エレメント８４２の内部を通って延長することにより、リング状配列撮像装置８４０が内視鏡８００の前端に固定される。基板８４４上に検出回路（図示せず）が形成され得る。電気的結線及び接続がハウジング８１０を通って延長して、リング状配列熱赤外撮像装置８４０に動力を伝え、リング状配列熱赤外撮像装置８４０が取り込んだ熱赤外画像のリアルタイム動画を伝送する。図１１の実施形態は、消化管疾患の専門医に対して、光ファイバー内視鏡を用いてリアルタイムの可視光観測を行うことを可能にし、さらに、測定対象である解剖学的対象についてリアルタイムの可視光画像を提供すると同時にそのリアルタイム熱赤外動画を取り込むことができるというさらなる利点を与える。

他の実施形態によれば、図１２の内視鏡装置８００に関連して熱電（ＴＥ）冷却を実施することにより、加熱冷却性能を与えて、熱画像の取得をより効率的に行うようにすることができる。一例として、図１２は、本発明の他の実施形態による内視鏡装置９００を概略的に示す。この内視鏡装置９００は、図１１を参照して既述した内視鏡装置８００と近似しているが、図１２の実施形態では、内視鏡９００の前端を取り巻く組織を加熱冷却するために、内視鏡９００の前端に熱電（ＴＥ）装置９１０が設けられている点で相違している。

特に、ＴＥ装置９１０は、ＴＥ装置９１０の本体内においてバイアス電圧を反転させることにより、公知技術を用いて作動させることができる。ＴＥ装置９１０を通るバイアス電圧の反転は、それが冷却されたときにＴＥ装置９１０の外面領域９１０Ａを加熱し、加熱されたときに冷却する。ＴＥ装置９１０を実施することは、測定対象である周囲の組織を加熱及び冷却する能力を追加的に与え、消化管組織内部の周囲温度より高い又は低い組織温度を制御することにより、組織の所定領域について異なる画像結果を生成することを可能にする。たとえば、組織を人為的に加熱又は冷却することができるならば、組織の均熱性を研究して、組織の密度や他の目標とする組織の状態を明らかにすることができるであろう。

他の実施形態によるリング状配列熱赤外イメージャー８４０は、リング状検出エレメント８４２の内面領域に設けられたＴＥ冷却リング９２０を有する。ＴＥ冷却リング９２０は、リング状検出エレメント８４２及び基板８４４を冷却するように制御され、これにより、熱赤外撮像のための赤外線検出感度を向上させることができる。

さらに他の実施形態によれば、（ＴＥ装置９１０に代えて）熱伝導リングを内視鏡９００の前端に配置することができる。熱伝導リングは、高温又は低温の液体を輸送するために内視鏡９００の後端まで延長するチューブを含む内部配管を有して形成され、この配管を通じて高温又は低温の液体を圧送することにより、内視鏡９００の前端において周囲の組織を加熱又は冷却する。配管の管路は内視鏡９００の後端観測セクションまで延長し、加熱又は冷却のための液体を熱伝導リングへと輸送する。さらに、熱伝導リングをリング状検出エレメント８４２に関連して用いることにより、リング状検出エレメント８４２の赤外線検出器を冷却することができる。

添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について記述してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、当業者により様々な変更や変形が可能であり、その結果として特許請求の範囲に記載される発明の範囲内において本発明の他の実施例が想起されることを理解すべきである。

Claims (10)

1. 回路を有する平面状基板と、平面状基板の表面に設けられて、熱赤外放射を検出するように設計された円形配列の赤外線検出器を有するリング状検出エレメントと、リング状検出エレメントの回りに同心状に設けられて、フォーカスされた赤外線放射の入射光を円形配列赤外線検出器に向けて配光するように設計されたフォーカスエレメントとを有し、赤外線検出器は、平面状基板の表面に直交し且つリング状検出エレメントの中心から外径方向に向いて配置され、リング状検出エレメントは、赤外線検出器を平面状基板の回路に電気的に接続する接続構造を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記リング状フォーカスエレメントは、フォーカスされた入射赤外線エネルギーを赤外線検出器に向けて配光するように設計された複数のピンホールを有する、請求項１記載の撮像装置。
3. 各赤外線検出器が唯一のピンホールに整列して設けられる、請求項２記載の撮像装置。
4. 各赤外線検出器が２又はそれ以上のピンホールに整列して設けられる、請求項２記載の撮像装置。
5. 嚥下可能に形成される、請求項１記載の撮像装置。
6. 内視鏡である、請求項１記載の撮像装置。
7. 前記円形配列赤外線検出器は、第一の円形配列赤外線検出器と、該第一の円形配列赤外線検出器に近接配置された第二の円形配列赤外線検出器とを有してなる、請求項１記載の撮像装置。
8. 前記第一及び第二の円形配列赤外線検出器が非整列に設けられる、請求項７記載の撮像装置。
9. 前記円形配列赤外線検出器に近接して、円形に配列された可視光検出器が設けられる、請求項１記載の撮像装置。
10. 前記第一及び第二の円形配列赤外線検出器がこれら円形配列赤外線検出器の約１／２又は約１／３の領域だけ非整列に設けられる、請求項８記載の撮像装置。

Images