WO2004096029A1 - カプセル内視鏡およびカプセル内視鏡システム - Google Patents

カプセル内視鏡およびカプセル内視鏡システム Download PDF

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WO2004096029A1
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capsule endoscope
illumination
illuminating
imaging
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PCT/JP2004/005710
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Seiichiro Kimoto
Noriyuki Fujimori
Hiroshi Suzushima
Toshiaki Shigemori
Tsutomu Nakamura
Ayako Nagase
Tetsuo Minai
Hatsuo Shimizu
Takemitsu Honda
Katsuyoshi Sasagawa
Katsuya Suzuki
Masayuki Hashimoto
Tatsuya Orihara
Kazutaka Nakatsuchi
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Olympus Corporation
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    • A61B1/0661—Endoscope light sources
    • A61B1/0684—Endoscope light sources using light emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a medical endoscope, and more particularly, to a swallowable tablet endoscope (hereinafter, referred to as a "force-pussel endoscope”) and a force-pussel endoscope system using the same. It is.
  • This capsule endoscope enables an examinee to take an image of a body cavity such as a stomach and an intestine during a passage through the body cavity by swallowing the subject from the mouth.
  • the capsule endoscope includes an imaging means 1 capable of capturing an image of a body cavity, an illumination means 2 for illuminating the inside of the body cavity, a power supply means 3 for supplying power thereto, and
  • the distal end cover portion 5 for covering the imaging means 1 and the illumination means 2 and leading out the illumination light L from the illumination means 2 and the distal end force par portion 5 are provided in a watertight manner. It comprises a power casing 8 in which the lighting means 2, the power supply means 3, and the processing circuits 6, 7 are arranged at least.
  • the illumination means 2 can illuminate the inside of the body cavity when the imaging means 1 performs imaging inside the body cavity.
  • the illumination means 2 and the imaging means 1 are adjacent to each other and directed forward. Are located.
  • a predetermined portion or the entirety of the distal end portion of the capsule housing 8 is provided so that the illumination light L can be guided into the body cavity, and further that the imaging unit can capture a body cavity image.
  • a hemispherical tip cover 5 which is transparent and also serves as an illumination light guide window and a body cavity image capturing window is provided.
  • tip part 5 is hemispherical is to make it easier for the examiner to swallow the capsule endoscope and to make it difficult for body fluids to adhere to the tip part 5. This is also the reason (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-955756).
  • the center optical axis (the emission light indicated by the bold line in the figure) is parallel to the axis of the capsule endoscope. Since the radiated light from the radiating means has a uniform inverted conical shape, as shown in FIG. 10, when a plurality of lighting means 2 are arranged concentrically as shown in FIG. However, in the central part of the illumination range, the sum of the illumination light from a plurality of illumination means is obtained, and the central part and the other parts have different brightness.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a capsule endoscope and a capsule endoscope system that enable uniform illumination of illumination light over the entire illumination surface and can capture a good diagnostic image. And Disclosure of the invention
  • the present invention provides an observation unit that has a predetermined observation range and observes the inside of a subject, and emits illumination light that illuminates the observation range of the observation unit.
  • the superimposed illumination light is superimposed on the observation center portion including the observation center of the observation means, so that the light amount of the observation center portion and the peripheral portion thereof are made substantially the same.
  • the observing means forms a subject image in the subject having a predetermined optical axis and a visual field range for determining the observing surroundings and the center of observation.
  • An optical element for imaging, and an imaging element for imaging the subject image formed by the optical element are provided.
  • the present invention is characterized in that, in the above invention, the illuminating means is a light emitting element including a illuminant emitting illumination light for illuminating an observation range of the observing means. .
  • the luminous body of the illuminating means is inclined in a direction in which one of the ends of the luminous body, which is close to the observation center, is arranged in the lighting means and located forward. With this arrangement, the illumination light emitted from each is superimposed at the observation central portion.
  • each of the illumination means is provided so as to be inclined in a direction in which one of the ends of the illumination means which is closer to the observation center is disposed in the upward and forward direction.
  • the obtained illumination light is superimposed on the observation center portion.
  • the present invention provides, in the above invention, a reflection member provided near the illumination means.5, wherein the illumination means emits illumination light emitted from each illumination means including illumination light reflected by the reflection member. It is characterized in that it is superimposed at the observation center part.
  • the present invention provides, in the above invention, an imaging unit having a predetermined optical axis and a visual field range to capture an image of a subject in a subject, and illuminating light for illuminating a visual field range of the imaging unit.
  • the present invention is characterized in that in the above invention, there is further provided communication means for transmitting the imaging information from the imaging means to the outside.
  • the present invention also provides the capsule endoscope described above, a package that covers the capsule endoscope until before use, and a package from the force capsule endoscope.
  • a receiving device that receives a transmission signal externally; and an information processing unit that processes information from the receiving device.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an internal structure of a force capsule endoscope according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a capsule endoscope system.
  • FIG. 3 is a front view of the capsule endoscope.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an emission state of illumination light from the illumination means according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the intensity of illumination light as viewed from the front according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an emission state of illumination light from the illumination means according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an emission state of illumination light from an illumination unit according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is an enlarged view showing an emission state of illumination light from an illumination unit according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a conventional capsule endoscope.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which illumination light is derived and reflected by illumination means of a conventional capsule endoscope. BEST
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an internal structure of a capsule endoscope according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a capsule endoscope system
  • FIG. 3 is a front view of the capsule endoscope.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an emission state of the illumination light from the illumination means according to the present embodiment
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the intensity of the illumination light as viewed from the front.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the internal structure of a capsule endoscope according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a capsule endoscope system.
  • the capsule endoscope 10 is capable of capturing an image of a body cavity.
  • Imaging means 11 as an observation means
  • illumination means 12 for illuminating the inside of the body cavity
  • means 13 for supplying power thereto
  • a capsenole housing 14 in which at least 13 is disposed.
  • the capsule housing 14 is provided with a tip force par portion 20 covering the imaging means 11 and the lighting means 12, and through the tip cover part 20 and the watertight means 21. And a capsule body 22 in which imaging means 11 and the like are disposed.
  • the rear end force par section 23 is separated from the capsule body 22 as necessary. It may be installed.
  • the rear end cover 23 is provided integrally with the capsule body and has a flat shape.
  • the shape is not limited. For example, a dome shape may be adopted.
  • the distal end cover 20 may clearly separate the illumination window 20 a for transmitting the illumination light L from the illumination means 12 and the imaging window 20 b for imaging the illumination range.
  • the distal end force par portion 20 is entirely transparent, and the regions of the illumination window portion 20a and the imaging window portion 20b partially overlap.
  • the image pickup means 11 is provided on an image pickup board 24, and picks up an area illuminated by the illumination light L from the illuminating means 12 and, for example, a solid-state image pickup element 25 comprising a CCD;
  • a sharper image is formed by the focus adjustment means 28 using the movable frame 28b that fixes the image.
  • the imaging means 11 is not limited to the above-mentioned CCD, but may be an imaging means such as CMOS, for example.
  • the illumination means 12 is provided on an illumination substrate 30 and is made of, for example, a light emitting diode (LED).
  • the illumination means 12 is formed around an imaging lens 26 constituting the imaging means 11. A plurality (four in the present embodiment) is provided around it.
  • the power supply and the means 13 are mounted on a power supply board 32 provided with the internal switch 31.
  • a button-type battery is used as the power source 33.
  • a silver oxide battery is used as the battery, but the present invention is not limited to this.
  • a rechargeable battery, a power generation battery, or the like may be used.
  • the internal switch 31 for example, a switch which can perform an ON operation by a separating action between magnets is used.
  • a wireless means 42 including an antenna or the like for performing wireless communication with the outside is provided on the wireless board 41, and communication with the outside is performed as necessary. Going.
  • a signal processing / control means 43 for processing or controlling the above-mentioned various means is provided on the imaging substrate 24, and performs various kinds of processing in the forceps endoscope 10.
  • the signal processing / control means 43 includes a video signal processing function such as image data generation including, for example, correlated double sampling (CDS), a mixing of a video signal and a synchronization signal (in the case of analog transmission), and an error.
  • a transmission signal creation function that performs correction code addition (in the case of digital transmission), a modulation function that converts to, for example, PSK, MSK, GMSK, QMSK, and ASK systems in cooperation with a modulator, and a switch ON.
  • a power supply control function that controls power supply in response to OFF, a drive circuit such as an LED drive circuit, a timing generator (TG) function that controls the number of images captured, and various data such as line and frame parameters. It is composed of a storage function for storing and performs various signal processing and control.
  • the video signal processing functions include, for example, image data correction (eg, white balance (WB) correction, ⁇ correction, color processing, AGC, etc.), and, in some cases, analog-to-digital conversion (ADC) in addition to image data generation. And dimming function ( ⁇ ).
  • image data correction eg, white balance (WB) correction, ⁇ correction, color processing, AGC, etc.
  • ADC analog-to-digital conversion
  • ⁇ dimming function
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a capsule endoscope system according to the present embodiment. You. The inspection using the capsule endoscope 10 is performed using a capsule endoscope system as shown in FIG.
  • the capsule endoscope system 50 includes a capsule endoscope 10 and a package 51 thereof, a jacket 53 to be worn by a patient, that is, an examinee 52.
  • the jacket 52 includes a receiver 54 that is detachably attached to the jacket 53, and a workstation 55 that processes information received by the receiver 54.
  • the jacket 52 includes a wireless means 4 for the capsule endoscope 10.
  • Antennas 56a, 56b, 56c and 56d for receiving the radio waves of the captured image transmitted from 2 are provided, and are connected to the receiver 54 with no cable, cable or cable It is provided so that it can communicate.
  • the number of antennas provided on the jacket 53 is not particularly limited to four, but may be any number, so that the radio wave corresponding to the position accompanying the movement of the forceps endoscope 10 can be satisfactorily received. Can be.
  • the receiver 54 is provided with a display unit 57 for displaying information necessary for observation (inspection) and an input unit 58 for inputting information necessary for observation (inspection).
  • the receiver 54 can detachably mount a CF (Compact Flash (registered trademark)) memory 59 for storing received captured image data.
  • the receiver 54 is provided with a power supply section 60 capable of supplying power even when being carried and a signal processing / control section 61 for performing processing necessary for observation (inspection). Examples of the power supply section 60 include a dry battery, a Lion secondary battery, and a Ni hydrogen battery, and may be a rechargeable battery.
  • the workstation 55 has a processing function for a doctor or a nurse to make a diagnosis based on an image of an organ in a patient's body captured by the capsule endoscope 10.
  • the workstation 55 is provided with a CF memory reader / writer 61.
  • an interface for communicatively connecting to the receiver 54 and the CF memory reader / writer 61 is provided. It performs reading Z writing of CF memory 59 and so on.
  • the workstation 55 has a communication function for connecting to a network, and accumulates patient examination results and the like in a database via the network.
  • the workstation 55 has a display unit 62, which inputs imaged image data of the inside of the patient from the receiver 54, and displays an image of a booster or the like on the display unit 62.
  • the capsule endoscope 10 is taken out of the package 51, and the subject 52 drinks the force capsule endoscope 10 from the mouth. In this way, it passes through the esophagus, advances through the body cavity by peristalsis of the gastrointestinal tract, and sequentially captures images of the body cavity.
  • the radio waves of the captured image are output via the wireless means 42 as necessary or as needed with respect to the imaging result, and the radio waves are received by the antennas 56a to 56d of the jacket 53.
  • a signal from an antenna with a high received signal strength is transmitted to a receiver 54 outside the body.
  • the captured image data sequentially received in the CF memory 59 is stored. Note that this receiver 54 is not synchronized with the start of imaging by the capsule endoscope 10, and the start and end of reception are controlled by operating the input unit 58. Further, the captured image data may be still image data captured in a plurality of frames Z seconds for displaying as a moving image, or normal moving image data.
  • the CF memory 59 is inserted into the CF memory reader / writer 61 and stored in the CF memory 59.
  • the captured image data is transferred to the workstation 55 via the cable.
  • the transferred captured image data is stored in correspondence with each patient.
  • the captured image data in the body cavity captured by the force capsule endoscope 10 and accumulated by the receiver 54 is displayed on the display unit 62 of the workstation 55 as described above.
  • the configuration of the lighting means according to the present embodiment is shown in FIG.
  • the illuminating means 12 is configured such that the illuminant 12 a constituting the illuminating means 12 is moved outward from the central axis C of the capsule endoscope 20. It is arranged so as to be inclined from one side to the rear side, so that the axial center of the amount of illumination light L emitted from the luminous body 12a is shifted outward.
  • the center axis C is the center of observation, and is the center axis of the substantially cylindrical capsule body 22 which is a member forming the capsule housing 14 shown in FIG.
  • the central axis C of the above-described substantially cylindrical capsule body 22 and the optical axis formed by the coupling lens 26 and the front end cover 20 of the imaging means 11 are different from each other.
  • the present invention is not limited to this, and when the central axis C is different from the optical axis, the respective luminous bodies 12a are arranged so as to be inclined from the front side to the rear side outward from the optical axis. Just set it. This is because this optical axis functions as the observation center.
  • the brightness of the illumination light in the illumination range of the observation center portion formed by the plurality of illumination lights from the plurality of illumination means 12 and the brightness of the illumination light in the peripheral portion excluding the observation center portion are substantially reduced. They are the same.
  • the illuminating light for illuminating the central portion of the illumination range is a portion of the illumination range excluding the illumination range of the observation central portion. It has a different direction (hereinafter referred to as “light anisotropy” in the present invention) such that the brightness becomes lower than the emitted light that illuminates the light.
  • the brightness of the observation center portion in the illumination range illuminated by the plurality of illuminants 12a and the brightness of the portion excluding the observation center portion in the illumination range illuminated by the single illuminant are the same. Or make it almost the same brightness
  • the observation center portion in the bright range is formed by using a plurality of (four in the present embodiment) light emitting portions 12a, 12a, 12a, and 12a.
  • a predetermined brightness is obtained by the gathered illumination light, and in the illumination range other than the observation center portion, a single light emitting portion 12a is used to provide substantially the same or a predetermined brightness as the above-described observation center portion. Since the same brightness is obtained, the brightness becomes uniform over the entire illumination range and the brightness can be balanced. As a result, it is possible to provide a force capsule endoscope capable of imaging a good diagnostic image by the imaging means.
  • the light amount of the illumination light is set to be substantially the same on the same illumination surface that is orthogonal to the central axis of the capsule endoscope.
  • the observation center portion in the illumination range is configured to obtain a desired brightness by using a plurality of light emitting units, and in the portion excluding the observation center portion, Since a single luminous body is used to obtain almost the same or the same brightness as that of the central part of the observation, the central part of the observation can obtain the desired brightness. Can prevent the situation that the desired brightness cannot be obtained.
  • the desired brightness when the desired brightness is not provided in a portion other than the observation center portion, the desired brightness is not similarly provided in the observation center portion, In such a case, the power from power means 13 When the supply is increased, the entire area becomes brighter, so that the electric power can be used effectively, and the wasteful power consumption as in the past can be prevented.
  • FIG. 6 is a schematic view of the illumination means of the capsule endoscope according to the second embodiment.
  • the luminous body 12a constituting the illumination means 12 is tilted.
  • the entire light-emitting means 12 having the light-emitting body 12 provided therein is inclined outward from the center axis of the capsule endoscope using the inclined member 71. It is inclined so as to be inclined from the front side toward the rear side toward.
  • the light-emitting surface of the normal light-emitting body 12a and the light-emitting surface of the light-emitting means 12 are parallel planes.
  • the observation center portion in the illumination range is obtained by using a plurality of light emitting portions to obtain a predetermined brightness by the collected illumination light.
  • a single light emitting portion 12a is used to obtain substantially the same or the same brightness as the predetermined brightness of the observation center portion. Brightness can be given a balance as the brightness becomes uniform throughout. As a result, it is possible to provide a capsule endoscope in which a good diagnostic image can be captured by the imaging unit.
  • FIG. 7 is a schematic view of an illumination means of the capsule endoscope according to the third embodiment
  • FIG. 8 is a schematic view of an illumination state of the illumination light.
  • a reflecting member 72 is provided on the back side of the light emitting means 12, and a part of the emitted light emitted from the light emitting means 12 is reflected by the reflecting member 72, and the emitted light is reflected by changing the orientation characteristics.
  • the sum of the illumination light consisting of light and power has anisotropic light.
  • the observation center portion in the illumination range uses a plurality of light emitting parts to obtain a predetermined brightness by the collected illumination light, and in the illumination range other than the observation center portion, a single Since the light emitting section 12a is used to obtain substantially the same or the same brightness as the predetermined brightness of the central portion of the observation, the brightness becomes uniform over the entire illumination range, and the brightness is balanced. You can have. As a result, it is possible to provide a capsule endoscope in which a good diagnostic image can be captured by the imaging unit.
  • the imaging means 11 is provided at the observation center portion, and a plurality of lighting means 12 are provided around the periphery.
  • the number of the light emitting means 12 provided is limited. Is not limited.
  • the light emitting means 12 is not limited to being provided around the imaging means 11, and a plurality of illumination means 12 are used to make the imaging range of the capsule endoscope uniform. It can be applied to the lighting means in any arrangement for illuminating. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a capsule endoscope capable of uniformly illuminating illumination light on the entire illumination surface and capturing a good diagnostic image.
  • the present study is suitable for a forcepsell endoscope and a forcepschel endoscope system capable of obtaining a good captured image of a subject.

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Abstract

カプセル内視鏡（１０）は、照明手段（１２）を構成する発光体（１２ａ）をカプセル内視鏡（１０）の中心軸Ｃから外側に向かって前方側から後方側に傾くように配設しており、発光体（１２ａ）から射出される照明光Ｌの光量の軸中心を外側にずらしてなり、複数の照明手段（１２）からの複数の照明光が集合してなる観察中心部分の照明範囲の照明光の明るさと、この観察中心部分を除いた周辺部分の照明光の明るさとが略同一となるようにしている。

Description

明 細 書 力プセル内視鏡および力プセル内視鏡システム 技術分野
この発明は、 医療用の内視鏡に関し、 更に詳しくは、 飲み込み型の錠剤状内視 鏡 （以下、 「力プセル内視鏡」 という） およびそれを用いた力プセル内視鏡シス テムに関するものである。
背景技術
従前より、 固体撮像素子を備えた撮像ュニットゃ L E D等を用いてなる照明手 段を、 検査対象者が口から飲み込める程度の大きさのカプセル筐体に内包して構 成されたカプセル内視鏡が知られている。
このカプセル内視鏡は、 検査対象者が口から飲み込むことにより、 体腔内通過 過程で胃や腸等の体腔内を撮像等することを可能とするものである。
このようなカプセル内視鏡の一例について第 9図を参照して説明する。 ' 第 9図に示すように、 カプセル内視鏡は、 体腔内の画像を撮像し得る撮像手段 1と、 体腔内部を照明する照明手段 2と、 これらに電力を供給する電源手段 3と 、 上記撮像手段 1及ぴ上記照明手段 2を覆うと共に、 上記照明手段 2からの照明 光 Lを導出する先端カバー部 5と、 上記先端力パー部 5と水密に設けられ、 内部 に上記撮像部 1、 照明手段 2及び上記電源手段 3並びに処理回路 6， 7を少なく とも配設した力プセル筐体 8から構成されている。
ところで、 上記照明手段 2は、 撮像手段 1による体腔内撮像時において、 体腔 内を照明することができるものであり、 通例、 これら照明手段 2と撮像手段 1と は隣接して前方を向くように配置されている。 そして、 カプセル筐体 8における 先端部分には、 上記照明光 Lを体腔内へ導出させることができるように、 更には 、 撮像ユニットが体腔画像を撮像することができるように、 所定の部分又は全体 透明に構成して、 照明光導出窓部及び体腔画像撮込窓部を兼ねた半球状の先端 カバー部 5が設けられている。
■ この先端力パー部 5を半球状としているのは、 検查者がカプセル内視鏡を飲み 込みやすいようにするためと、 更には先端力パー部 5に体液等が付着し難いよう にするためでもある （特開 2 0 0 1— 9 5 7 5 6号公報参照） 。
しかしながら、 特開 2 0 0 1— 9 5 7 5 6号公報で提案されているような照明 手段 2からは中心光軸 （図中太線の射出光） がカプセル内視鏡の軸線と並行する 方向としており、 該放射手段からの放射光は均等な逆円錐形状のような放射状と なっているので、 第 1 0図に示すように、 複数の照明手段 2を同心円状に配置す る場合には、 照明範囲の中央部分においては、 複数の照明手段からの照明光の総 和となり、 中央部分とそれ以外の部分との明るさが異なるものとなる。
この結果、 明るさにパランスを持たせることができず、 良好な診断画像を撮像 手段により撮像することができなくなる、 という問題がある。
本発明は、 前記問題に鑑み、 照明光が照明面の全体において均一な照明を可能 とし、 良好な診断画像を撮像することができるカプセル内視鏡およびカプセル内 視鏡システムを提供することを目的とする。 発明の開示
上述した課題を解決し、 目的を達成するため、 本発明は、 所定の観察範囲を有 して被検体内を観察する観察手段と、 前記観察手段の観察範囲を照明する照明光 を発し、 前記観察手段の周囲に複数配置された照明手段と、 を備え、 前記照明手 段は、 前記観察手段の観察中心から離間する方向に偏った配光特性を有し、 前記 照明手段のそれぞれから発せられた照明光を前記観察手段の観察中心を含む観察 中心部分で重畳させることで、 該観察中心部分とその周辺部分との光量とを略同 一にすることを特徴とする。
また、 本発明は、 上記の発明において、 前記観察手段は、 前記観察餡囲と観察 中心を決定付けるための所定の光軸と視野範囲を有して被検体内の被検体像を結 像する光学素子と、 前記光学素子が結像した前記被検体像を撮像する撮像素子と 、 を備えたことを特^:とする。
また、 本発明は、 上記の発明において、 前記照明手段は、 前記観察手段の観察 範囲を照明するための照明光を発する発光体を備えた発光素子であることを特徴 5 とする。 .
また、 本発明は、 上記の発明において、 前記照明手段が有する発光体を該照明 手段内でそれぞれ発光体の端部のうち前記観察中心に近いものが上り前方に配置 される方向に傾斜させて設けることで、 それぞれから発せられた照明光を前記観 察中心部分で重畳させることを特徴とする。
0 また、 本発明は、 上記の発明において、 前記照明手段をそれぞれ前記照明手段 の端部のうち前記観察中心に近いものが上り前方に配置される方向に傾斜させて 設けることで、 それぞれから発せられた照明光を前記観察中心部分で重畳させる ことを特徴とする。
また、 本発明は、 上記の発明において、 前記照明手段の近傍に反射部材を備え5 、 前記照明手段は、 該反射部材によって反射する照明光を含めて各照明手段から 発せられた照明光を前記観察中心部分で重畳させることを特徴とする。
また、 本発明は、 上記の発明において、 所定の光軸と視野範囲を有して被検体 内の被検体像を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段の視野範囲を照明する照明光 を発し、 前記撮像手段の周囲に複数配置された照明手段と、 を備え、 前記照明手0 段は、 前記撮像手段の光軸から離間する方向に偏った配光特性を有し、 前記照明 手段のそれぞれから発せられた照明光を前記撮像手段の光軸の延長線を含む観察 • 中心部分で重畳させることで、 該観察中心部分とその周辺部分との光量とを略同 一にすることを特徴とする。
また、 本発明は、 上記の発明において、 前記撮像手段からの撮像情報を外部へ5 送信する通信手段を.さらに備えたことを特徴とする。
' —また、 本発明は、 上記の発明において、 上記したカプセル内視鏡と、 前記カブ セル内視鏡を使用開始前まで被覆するパッケージと、 前記力プセル内視鏡からの 送信信号を外部で受信する受信装置と、 前記受信装置からの情報を処理する情報 処理手段と、 を備えたことを特徴とする。 図面の簡単な説明
' 第 1図は、 第 1の実施形態にかかる力プセル内視鏡の内部構造を示す概略図で ある。 第 2図は、 カプセル内視鏡システムの概略図である。 第 3図は、 カプセル 内視鏡の正面図である。 第 4図は、 本実施の形態にかかる照明手段からの照明光 の射出状態を示す模式図である。 第 5図は、 本実施の形態にかかる正面からみた 照明光の強さを表す模式図である。 第 6図は、 第 2の実施の形態にかかる照明手 段からの照明光の射出状態を示す模式図である。 第 7図は、 第 3の実施の形態に かかる照明手段からの照明光の射出状態を示す模式図である。 第 8図は、 第 3の 実施の形態にかかる照明手段からの照明光の射出状態を示す拡大図である。 第 9 図は、 従来のカプセル内視鏡の概略図である。 第 1 0図は、 従来のカプセル内視 鏡の照明手段における照明光の導出'反射状態を示す模式図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の内容を発明の実施形態により詳細に説明するが、 本発明はこれ に限定されるものではない。
[第 1の実施の形態] .
第 1図は本実施形態にかかるカプセル内視鏡の内部構造を示す概略図であり、 第 2図はカプセル内視鏡システムの概略図であり、 第 3図はカプセル内視鏡の正 面図であり、 第 4図は本実施の形態にかかる照明手段からの照明光の射出状態を 示す模式図であり、 第 5図は正面からみた照明光の強さを表す模式図である。 第 1図は本実施形態にかかるカプセル内視鏡の内部構造を示す概略図であり、 第 2図はカプセル内視鏡システムの概略図である。
先ず、 カプセル内視鏡の内部構造について第 1図を参照して全体構成を説明す る。 第 1図に示すように、 カプセル内視鏡 1 0は、 体腔内の画像を撮像し得る観 察手段としての撮像手段 1 1と、 体腔内部を照明する照明手段 1 2と、 これらに 電力を供給する 手段 1 3と、 内部に上記撮像手段 1 1、 上記照明手段 1 2及 ぴ上記電源手段 1 3を少なくとも配設したカプセノレ筐体 1 4とを有する。
ここで、 本実施の形態に係るカプセル筐体 1 4は、 上記撮像手段 1 1及び上記 照明手段 1 2を覆う先端力パー部 2 0と、 該先端カバー部 2 0と水密手段 2 1を 介して水密状態に設けられ、 内部に撮像手段 1 1等を配設してなるカプセル胴部 2 2とからなり、 必要に応じて後端力パー部 2 3をカプセル胴部 2 2と別体に設 けるようにしてもよい。 なお、 本実施の形態では後端カバー部 2 3はカプセル胴 部と一体に設けられており、 平坦形状としているが、 その形状は限定されず、 例 えばドーム形状とするようにしてもよい。
また、 先端カバー部 2 0は照明手段 1 2からの照明光 Lを透過させる照明用窓 部 2 0 aと照明範囲を撮像する撮像用窓部 2 0 bとを明確に分けるようにしても よい。 なお、 本実施の形態では、 先端力パー部 2 0はその全体が透明であり、 照 明用窓部 2 0 aと撮像用窓部 2 0 bとの領域が部分的に重なっている。
上記撮像手段 1 1は、 撮像基板 2 4に設けられ、 照明手段 1 2からの照明光 L によつて照らされた範囲を撮像する例えば C C Dからなる固体撮像素子 2 5と、 該固体撮像素子 2 5に被写体の像を結像する固定レンズ 2 6 a及び可動レンズ 2 6 bからなる結合レンズ 2 6とからなり、 固定レンズ 2 6 aを固定する固定枠 2 8 a及ぴ可動レンズ 2 6 bを固定する可動枠 2 8 bによるピント調整手段 2 8に よりシャープな結像を行っている。
なお、 本発明では、 撮像手段 1 1としては、 上記 C C Dに限定されるものでは なく、 例えば CMO S等の撮像手段を挙げることができる。
また、'上記照明手段 1 2は、 照明基板 3 0に設けられ、 例えば発光ダイオード ( L E D) からなると共に、 該照明手段 1 2は、 撮像手段 1 1を構成する結像レ ンズ 2 6を中心とし、 その周囲に複数 （本実施の形態では、 4個） 配設されてい る。
また、 上記電源、手段 1 3は、 内部スィツチ 3 1が設けられた電源基板 3 2に設 けられ、 電源 33として例えばポタン型の電池を用いるようにしている。 なお、 本発明では、 上記電池として例えば酸化銀電池を用いているが、 本発明ではこれ に限定されるものではなく、 例えば充電式電池、 発電式電池等を用いるようにし てもよい。
また、 上記内部スィツチ 31としては、 例えば磁石同士の離反作用により ON 動作を行うことができるものを用いている。
また、 本実施の形態では、 上記各種の手段以外に、 無線基板 41に外部と無線 通信を行うためのアンテナ等からなる無線手段 42が設けられており、 必要に応 じて外部との通信を行つている。
また、 上記各種手段を処理又は制御するための信号処理■制御手段 43が撮像 基板 24に設けられており、 力プセル内視鏡 10における各種処理を実行するよ うにしてレヽる。
ここで、 上記信号処理'制御手段 43は、 例えば相関二重サンプリング （CD S) 等からなる画像データ生成等の映像信号処理機能と、 映像信号と同期信号の 混合 （アナログ伝送の場合） 、 誤り訂正符号の付カ卩 （デジタル伝送の場合） 等を 行う送信用信号作成機能と、 変調器と協働して例えば PSK， MSK, GMSK ， QMSK, ASK方式に変換する変調機能と、 スィッチの ON— OFFに応じ て電源の供給を制御する電源供給制御機能と、 L E D駆動回路等の駆動回路と、 撮像枚数を制御するタイミングジェネレータ （TG) 機能と、 ライン'フレーム 等のパラメータ等の諸データを記憶する記憶機能等から構成され、 各種信号処理 •制御を行っている。
ここで、 上記映像信号処理機能は、 例えば画像データ生成以外に、 例えば画像 データ補正 （例えばホワイ トパランス （WB) 補正、 γ捕正、 色処理、 AGC等 ) 、 場合によりアナログ一デジタル変換 （ADC) 、 調光機能 （ΑΕ) 等の処理 を行っている。
つづいて、 本実施の形態による力プセル内視鏡システムについて第 2図を用い て説明する。 第 2図は本実施の形態によるカプセル内視鏡システムの概略図であ る。 上記カプセル内視鏡 1 0を用いて検査をするに際しては、 第 2図に示すよう なカプセル内視鏡システムを用いて行うようにしている。
本実施の形態によるカプセル内視鏡システム 5 0は、 たとえば第 2図に示した ように、 カプセル内視鏡 1 0およびそのパッケージ 5 1、 患者すなわち被検査者 5 2に着甩させるジャケット 5 3、 該ジャケット 5 3に着脱自在の受信機 5 4、 受信機 5 4で受信した情報を処理するワークステーション 5 5により構成される 上記ジャケット 5 2には、 カプセル内視鏡 1 0の無線手段 4 2から発信される 撮像画像の電波を受信するァンテナ 5 6 a， 5 6 b , 5 6 c及ぴ 5 6 dが設けら れ、 受信機 5 4との間で無,锒もしくはケープノレによる有線にて通信可能に設けら れている。 なお、 ジャケット 5 3に設けたアンテナの数はとくに 4個に限定され ず、 複数あればよく、 これにより、 力プセル内視鏡 1 0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。
上記受信機 5 4には、 観察 （検査） に必要な情報を表示する表示部 5 7および 観察 （検査） に必要な情報を入力する入力部 5 8が設けられている。 また、 受信 機 5 4は、 受信された撮像画像データを記憶する C F (コンパクトフラッシュ （ 登録商標） ) メモリ 5 9を着脱可能に装着することができる。 さらに、 受信機 5 4には、 携帯時にも電源供給可能な電源部 6 0および観察 （検査） に必要な処理 を行う信号処理 ·制御部 6 1が設けられている。 上記電源部 6 0としては、 たと えば乾電池、 L iィオン二次電池、 N i水素電池等を例示することができ、 充電 式であってもよい。
ワークステーション 5 5は、 医者もしくは看護士がカプセル内視鏡 1 0により 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。 このワークステーション 5 5には、 C Fメモリリーダ/ライタ 6 1が 設けられており、 図示せぬが、 受信機 5 4、 C Fメモリリーダ/ライタ 6 1とそ れぞれ通信可能に接続するインタフェースを有しており、 C Fメモリ 5 9のリー ド Zライトなどを行う。 また、 ワークステーション 5 5は、 ネットワークに接続するための通信機能を 有しており、 このネットワークを介してデータベースに患者の診察結果などを蓄 積する。 さらに、 ワークステーション 5 5は、 表示部 6 2を有しており、 受信機 5 4から患者体内の撮像画像データを入力して表示部 6 2に騰器などの画像を表 示する。
第 2図に示すように、 検查を開始する前において、 パッケージ 5 1からカプセ ル内視鏡 1 0を り出し、 被検查者 5 2が口から当該力プセル内視鏡 1 0を飲み 込むことにより、 食道を通過し、 消化管腔の蠕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、 必要に応じて又は随時撮像結果について無線手段 4 2を介して撮像画 像の電波が出力され、 ジャケット 5 3の各アンテナ 5 6 a 〜 5 6 dでその電波が 受信される。 受信電波強度の高いアンテナからの信号が体外の受信機 5 4へ送信 される。
受信機 5 4においては、 C Fメモリ 5 9に逐次受信される撮像画像データが格 納される。 なお、 この受信機 5 4はカプセル内視鏡 1 0の撮像開始とは同期して おらず、 入力部 5 8の操作により受信開始と受信終了とが制御される。 また、 撮 像画像データとしては、 動画的に表示するために複数コマ Z秒で撮像した静止画 像データでもよいし、 通常の動画像データでもよい。
力プセル内視鏡 1 0による被検査者 5 2の観察 （検査） が終了すると、 C Fメ モリ 5 9を C Fメモリリーダノライタ 6 1に揷入し、 該 C Fメモリ 5 9に格納さ れている撮影画像データがケーブルを介してワークステーション 5 5に転送され る。 ワークステーション 5 5では、 転送されてきた撮像画像データは患者別に対 応させて記憶される。
' このように力プセル内視鏡 1 0で撮像され、 受信機 5 4で蓄積された体腔内の 撮像画像データは、 ワークステーション 5 5の表示部 6 2により画像表示される 。 これにより、 超音波プローブ、 内視鏡等では到達し得ない体深部 （小腸等） の 画像を取得することができる。 ここで、 本実施の形態にかかる照明手段の構成を第 4図に示す。
第 4図に示すように、 本実施の形態にかかる照明手段 1 2は、 該照明手段 1 2 を構成する発光体 1 2 aをカプセル内視鏡 2 0の中心軸 Cから外側に向かって前 方側から後方側に傾くように配設しており、 発光体 1 2 aから射出される照明光 Lの光量の軸中心を外側にずらすようにしている。 この中心軸 Cは、 観察中心で あり、 第 1図に示すカプセル筐体 1 4を形成する部材である略円筒状のカプセル 胴部 2 2の中心軸である。 なお、 この実施の形態では、 上述した略円筒状のカプ セル胴部 2 2の中心軸 Cと、 撮像手段 1 1の結合レンズ 2 6および先端カバー部 2 0とによって形成される光軸とがー致しているが、 これに限らず、 中心軸 Cと 光軸とが異なる場合には、 各発光体 1 2 aを、 この光軸から外側に向かって前方 側から後方側に傾くように配設すればよい。 この光軸が観察中心として機能する からである。
これにより、 複数の照明手段 1 2からの複数の照明光が集合してなる観察中心 部分の照明範囲の照明光の明るさと、 該観察中心部分を除いた周辺部分の照明光 の明るさとを略同一となるようにしている。
すなわち、 第 5図に示すように、 照明手段 1 2が撮像手段 1 1の周囲に配設し てなる場合において、 照明手段 1 2からの照明光 Lの明るさを等光線 （線幅が狭 いところで光量が大である。 ） で示した場合に、 照明光の強さが照明手段 1 2の 中心側ではなく、 カプセル内視鏡の外側に向かった中心光が強くなるようにして 、 該照明手段 1 2を構成する発光体 1 2 aからの射出光のうち照明範囲の中央部 分 （観察中心部分） を照明する照明光が、 照明範囲における上記観察中心部分の 照明範囲を除いた部分を照明する射出光より明るさが弱くなるような異なる方向 性 （以下、 本発明においては 「光の異方性」 という） を有するようにしている。 この結果、 複数の発光体 1 2 aによって照明された照明範囲における観察中心 部分の明るさと、 単一の発光体によって照明された照明範囲における上記観察中 心部分を除いた部分の明るさとを同一又は略同一の明るさとなるようにしている 本実施の形態によれば、 ^明範囲における観察中心部分は、 複数 （本実施の形 態では 4個） の発光部 1 2 a、 1 2 a、 1 2 a、 1 2 aを用いてその集合された 照明光によって所定の明るさを得るようにし、 その観察中心部分以外の照明範囲 においては、 単一の発光部 1 2 aを用いて、 上記観察中心部分の所定の明るさと 略同一又は同一の明るさを得るようにしているので、 照明範囲全体における均一 の明るさとなって明るさにパランスを持たせることができる。 この結果、 良好な 診断画像を撮像手段による撮像することができる力プセル内視鏡を提供すること ができる。
これにより、 上記照明光の光量が、 カプセル内視鏡の中心軸と直交する面の同 一照明面において略同一光量となるようにしている。
ところで、 従来のカプセル内視鏡における他の問題点として、 観察中心部分に' おいては所望の明るさを得ることができるが、 それ以外の周囲の部分においては 、 所望の明るさを得ることができていないという事態が生じ易くなるのを挙げる ことができる。
この場合において、 電力手段 1 3からの電力供給を増やした場合には、 観察中 心部分以外の部分においては、 所望の明るさを得ることができるようになるが、 電力供給を増やす以前から所望の明るさを得ることができていた部分も総じて明 るくなつてしまい、 結果として無駄な電力消費を招くという不具合が生じる。 これに対し、 本実施の形態のようにすることで、 照明範囲における観察中心部 分は、 複数の発光部を用いて所望の明るさを得るようにし、 観察中心部分を除い た部分においては、 単一の発光体を用いて観察中心部分の明るさと略同一又は同 一の明るさを得るようにしているので、 観察中心部分は所望の明るさを得ること ができるが、 それ以外の部分においては所望の明るさを得ることができていない という事態が発生するのを防止できるようになる。
すなわち、 本実施の形態によれば、 観察中心部分以外の部分において所望の明 るさを有していない場合においては、 観察中心部分においても同様に所望の明る さを有していないこととなり、 かかるような場合には、 電力手段 1 3からの電力 供給を増やした場合には、 全体が明るくなるので、 電力を有効使用できることと なり、 従来のような無駄な電力消費が生じることを防止できるようになる。
[第 2の実施の形態]
第 6図は第 2の実施の形態にかかるカプセル内視鏡の照明手段の概略図である 第 4図に示す第 1の実施の形態では照明手段 1 2を構成する発光体 1 2 aを傾 けるようにしているが、 本実施の形態では、 第 6図に示すように、 発光体 1 2を 内装した発光手段 1 2全体が傾斜部材 7 1を用いてカプセル内視鏡の中心軸から 外側に向かって前方側から後方側に傾けるように傾斜されている。
本実施の形態によれば、 通常発光体 1 2 aの発光面と発光手段 1 2の発光面と は平行面であるので、 そのような発光手段 1 2の構成に変更を加えることなく、 既存の発光手段を用い、 ィ頃斜部材 7 1により傾斜させることにより、 照明範囲に おける観察中心部分は、 複数の発光部を用いてその集合された照明光による所定 の明るさを得るようにし、 その観察中心部分以外の照明範囲においては、 単一の 発光部 1 2 aを用いて、 上記観察中心部分の所定の明るさと略同一又は同一の明 るさを得るようにしているので、 照明範囲全体における均一の明るさとなって明 るさにパランスを持たせることができる。 この結果、 良好な診断画像を撮像手段 による撮像することができるカプセル内視鏡を提供することができる。
[第 3の実施の形態]
第 7図は、 第 3の実施の形態にかかるカプセル内視鏡の照明手段の概略図であ り、 第 8図はその照明光の照明状態の模式図である。 ，
第 7図及び第 8図に示すように、 本実施の形態では、 発光体 1 2を内装した発 光手段 1 2全体を第 2の実施の形態のように傾斜部材 7 1を用いて傾ける代わり に、 発光手段 1 2の背面側に反射部材 7 2を設け、 発光手段 1 2から射出した射 出光の一部を反射部材 7 2により反射させ、 配向特性を変更させることで、 射出 光と反射光と力 らなる照明光の総和に光の異方 ¾を有するようにしている。 本実施の形態によれば、 発光手段 1 2の背面に設けた反射部材 7 2を用いて、 射出光のみならずに、 射出光からの一部を反射させるようにしているので、 発行 手段 1 2の構成に変更を加えることなく、 既存の発光手段を用い、 射出光と反射 光との総和の照明光として、 照明範囲における観察中心部分は、 複数の発光部を 用いてその集合された照明光による所定の明るさを得るようにし、 その観察中心 部分以外の照明範囲においては、 単一の発光部 1 2 aを用いて、 上記観察中心部 分の所定の明るさと略同一又は同一の明るさを得るようにしているので、 照明範 囲全体における均一の明るさとなって明るさにパランスを持たせることができる 。 この結果、 良好な診断画像を撮像手段による撮像することができるカプセル内 視鏡を提供することができる。
なお、 本実施の形態では、 観察中心部分には撮像手段 1 1を配設し、 照明手段 1 2を周囲に複数配設するようにしているが、 その配設する発光手段 1 2の個数 には限定されるものではない。
また、 本発明では、 発光手段 1 2を撮像手段 1 1の周囲に配設することに限定 されるものではなく、 複数の照明手段 1 2を用いて、 カプセル内視鏡における撮 像範囲を均一に照らすいずれの配置における照明手段に適用することができる。 以上述べたように、 本発明によれば、 照明光が照明面の全体において均一な照 明を可能とし、 良好な診断画像を撮像することができるカプセル内視鏡を提供で さる。
さらにこのカプセル内視鏡を用いることで照明範囲が均一となるので、 撮像画 ' 像が良好となり、 診断解析の向上に寄与するカプセル内視鏡システムを提供する ことができる。 産業上の利用可能性
以上のように、 本究明では、 被検体内の良好な撮像画像を得ることができる力 プセル内視鏡および力プセル内視鏡システムに適している。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 所定の観察範囲を有して被検体内を観察する観察手段と、
前記観察手段の観察範囲を照明する照明光を発し、 前記観察手段の周囲に複数 5 配置された照明手段と、
を備え、 前記照明手段は、 前記観察手段の観察中心から離間する方向に偏った 配光特性を有し、
前記照明手段のそれぞれから発せられた照明光を前記観察手段の観察中心を含 む観察中心部分で重畳させることで、 該観察中心部分とその周辺部分との光量と 10 を略同一にすることを #徴とするカプセル内視鏡。
2 . 請求の範囲第 1項に記載のカプセル内視鏡において、
前記観察手段は、
前曾己観察範囲と観察中心を決定付けるための所定の光軸と視野範囲を有して被 15 検体内の被検体像を結像する光学素子と、 '
前記光学素子が結像した前記被検体像を撮像する撮像素于と、
, を備えたことを特徴とするカプセル内視鏡。 ，
3 . 請求の範囲第.1項に記載のカプセル内視鏡において、
20 前記照明手段は、 前記観察手段の観察範囲を照明するための照明光を発する発 光体を備えた発光素子であることを特徴とする力プセル内視鏡。
4. 請求の範囲第 3項に記載のカプセル内視鏡において、
前記照明手段が有する発光体を該照明手段内でそれぞれ発光体の端部のうち前 25 記観察中心に近レ、ものが上り前方に配置される方向に傾斜させて設けることで、 それぞれから発せられた照明光を前記観察中心部分で重畳させることを特徴とす るカプセル内視鏡。
5 . 請求の範囲第 1項に記載のカプセル內視鏡において、 前記照明手段をそれぞれ前記照明手段の端部のうち前記観察中心に近いものが 上り前方に配置される方向に傾斜させて設けることで、 それぞれから発せられた 照明光を前記観察中心部分で重畳させることを特徴とするカプセル内視鏡。
6 . 請求の範囲第 1項に記載の力プセル内視鏡において、
前記照明手段の近傍に反射部材を備え、 前記照明手段は、 該反射部材によって 反射する照明光を含めて各照明手段から発せられた照明光を前記観察中心部分で 重畳させることを特徴とするカプセル内視鏡。
7 . 所定の光軸と視野範囲を有して被検体内の被検体像を撮像する撮像手段と 前記撮像手段の視野範囲を照明する照明光を発し、 前記撮像手段の周囲に複数 配置された照明手段と、
を備え、
前記照明手段は、 前記撮像手段の光軸から離間する方向に偏った配光特性を有 し、
前記照明手段のそれぞれから発せられた照明光を前記撮像手段の光軸の延長線 を含む観察中心部分で重畳させることで、 該観察中心部分とその周辺部分との光 量とを略同一にすることを特徴とするカプセル内視鏡。
8 . 請求の範囲第 7項に記載のカプセル内視鏡において、
前記撮像手段からの撮像情報を外部へ送信する通信手段をさらに備えたことを 特徴とする力プセノレ内視鏡。
9 . 請求の範囲第 9項に記載のカプセル内視鏡と、 前記力プセル内視鏡を使用開始前まで被覆するパッケージと、 前記力プセル内視鏡からの送信信号を外部で受信する受信装置と、 前記受信装置からの情報を処理する情報処理手段と、
を備えたことを特徴とする力プセル内視鏡 V
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