WO2005070280A1

WO2005070280A1 - カプセル型内視鏡

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Publication number: WO2005070280A1
Application number: PCT/JP2005/000869
Authority: WO
Inventors: Noriyuki Fujimori
Original assignee: Olympus Corporation
Priority date: 2004-01-26
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2005-08-04
Also published as: EP1709899A1; AU2005206035B2; AU2005206035A2; JP2005205077A; US8348835B2; EP1709899B1; AU2005206035A1; EP1709899A4; US20060264083A1

Abstract

　被検体の被検部位に照明光を照射するのに必要な照明用電子部品３１を実装するために準備された照明基板３０と、被検部位からの照明光の反射光を受光して被検部位の画像を生成するための有効領域Ｂとこの画像生成に寄与しない無効領域Ｃとからなる受光面を有するイメージセンサ１３と、照明基板３０に並列して配置させられたイメージセンサ１３を実装した撮像基板１０と、イメージセンサ１３の受光面における無効領域Ｃをイメージセンサ１３の受光面と直交する方向へ投影させて得られた照明基板上の領域に設けられた照明用電子部品３１を配置する部品配置部とを備えるようにした。

Description

明細書

カプセル型内視鏡

技術分野

[0001] 本発明は、被検体内に導入して被検部位を観察するカプセル型内視鏡に関するものである。

背景技術

[0002] 近年、内視鏡分野においては、例えば、口から被検体の体腔内に導入し、撮像装置によって小腸や大腸などの消化器官内を撮像して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提案されている。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、イメージセンサ、イメージセンサ制御電子部品、送信電子部品および電源スィ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。筒状カバーの後端部は半球状をなす。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）

[0003] 特許文献 1 :特開 2001— 91860号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] し力、しながら、このように小型化されたカプセル型内視鏡であっても、被験者が容易に飲み込むことができるほどまでの小型化は実現できていない。そこで、従来より被検体内を観察するカプセル型内視鏡に通常求められている、フレアの発生や観察対象のケラレを防止するといつた基本的な性能を維持しつつも、さらなる小型化、特にカプセル型内視鏡の外径方向の小型化が求められている。

[0005] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来から求められる基本的な性能を維持しつつも、従来のものよりもさらに小型化し、被験者が容易に嚥下することができるカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項 1に係るカプセル型内視鏡は、被検体の被検部位に照明光を照射するのに必要な照明用電子部品を実装するために準備された照明基板と、前記被検部位からの前記照明光の反射光を受光して前記被検部位の画像を生成するための有効領域とこの画像生成に寄与しない無効領域とからなる受光面を有するイメージセンサと、前記照明基板に並列して配置させられた前記イメージセンサを実装した撮像基板と、前記イメージセンサの受光面における前記無効領域を前記イメージセンサの受光面と直交する方向へ投影させて得られた前記照明基板上の領域に設けられた前記照明用電子部品を配置する部品配置部とを備えたことを特徴とする。

[0007] また、本発明の請求項 2に係るカプセル型内視鏡は、上記請求項 1において、所定の大きさの視野角に基づく視野範囲を形成し、前記被検部位からの前記照明光の反射光を前記被検部位の光学像として前記イメージセンサの前記受光面に結像させるレンズをさらに有し、前記照明用電子部品は、前記レンズが形成する視野範囲の外に配置されるように前記部品配置部に配置されたことを特徴とする。

[0008] また、本発明の請求項 3に係るカプセル型内視鏡は、上記請求項 1又は 2において、前記照明用電子部品は、前記被検体の被検部位に照射する照明光を発光する発光素子を備えたことを特徴とする。

発明の効果

[0009] 本発明に係る力プセル型内視鏡は、被検体の被検部位に照明光を照射するのに必要な照明用電子部品を実装するために準備された照明基板と、前記被検部位からの前記照明光の反射光を受光して前記被検部位の画像を生成するための有効領域とこの画像生成に寄与しない無効領域とからなる受光面を有するイメージセンサと、前記照明基板に並列して配置させられた前記イメージセンサを実装した撮像基板と、前記イメージセンサの受光面における前記無効領域を前記イメージセンサの受光面と直交する方向へ投影させて得られた前記照明基板上の領域に設けられた前記照明用電子部品を配置する部品配置部とを備えたので、従来から求められる基本的な性能を維持しつつも、従来のものよりもさらに小型化し、被験者が容易に嚥下することができるカプセル型内視鏡を提供することができるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す側断面図である。

[図 2]図 2は、図 1に示したリジッドフレキ基板を展開した上面図である。

[図 3]図 3は、図 1に示したリジッドフレキ基板を展開した下面図である。

[図 4]図 4は、撮像基板の前面を示した図である。

[図 5]図 5は、撮像基板にレンズ取付部材を取り付けた側断面図である。

[図 6]図 6は、撮像基板の後面を示した図である。

[図 7]図 7は、照明基板の前面を示した図である。

[図 8]図 8は、光軸方向から見た照明部品とイメージセンサとの配設位置の関係を説明する概念図である。

[図 9]図 9は、光軸方向から見た照明部品とイメージセンサとの配設位置の関係を説明する概念図である。

[図 10]図 10は、照明基板の後面を示した図である。

[図 11]図 11は、照明基板の側断面図である。

[図 12]図 12は、撮像基板と照明基板との積層状態を示した側断面図である。

[図 13]図 13は、スィッチ基板の前面を示した図である。

[図 14]図 14は、スィッチ基板の側断面図である。

[図 15]図 15は、電源基板の後面を示した図である。

[図 16]図 16は、電源基板の側断面図である。

[図 17]図 17は、送信ユニットの側断面図である。

[図 18]図 18は、送信ユニットの後面を示した図である。

[図 19]図 19は、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

[0011] 1 カプセル型内視鏡 2 リジッドフレキ基板

10 撮像基板（リジッド基板）

11 フレキシブル基板

12 フレキシブル基板

13 イメージセンサ

15 小径レンズ

16 大径レンズ

17 ホルダ

18 レンズ枠

30 照明基板（リジッド基板）

31 照明部品

40 スィッチ基板（リジッド基板)

41 フレキシブル基板

50 電源基板（リジッド基板）

54 フレキシブル基板

60 送信ユニット

70 カプセル

71 先端カバー

72 ケース

103 受信機

104 コンピュータ

105 メモリカード

発明を実施するための最良の形態

[0012] 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レ、。

[0013] 図 1は本発明の実施の形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す側断面図、図 2 は図 1に示したリジッドフレキ基板を展開した上面図、図 3は図 1に示したリジッドフレキ基板を展開した下面図、図 4は撮像基板の前面を示した図、図 5は撮像基板にレンズ取付部材を取り付けた側断面図、図 6は撮像基板の後面を示した図、図 7は照明基板の前面を示した図、図 8及び図 9は光軸方向から見た照明部品とイメージセンサとの配設位置の関係を示す概念図、図 10は照明基板の後面を示した図、図 11は照明基板の側断面図、図 12は撮像基板と照明基板との積層状態を示した側断面図、図 13はスィッチ基板の前面を示した図、図 14はスィッチ基板の側断面図、図 15は電源基板の後面を示した図、図 16は電源基板の側断面図、図 17は送信ユニットの側断面図、図 18は送信ユニットの後面を示した図である。

[0014] 本実施の形態では、例えば、人あるいは動物の口から被検体の体腔内に導入して体腔内を撮像するカプセル型内視鏡を一例として説明する。

[0015] カプセル型内視鏡 1は、図 1に示すように、折り畳んだリジッドフレキ基板 2と、この折り畳んだリジッドフレキ基板 2を外装するカプセル 70とを有している。図 2及び図 3 に示すように、リジッドフレキ基板 2は、剛性を有するリジッド基板 10, 30, 40, 50と屈曲可能な柔軟性を有するフレキシブル基板 11 , 12, 41, 54とを一体に形成したものであり、フレキシブル基板 11 , 12, 41を互い違いに反対方向へ折り曲げることにより、リジッド基板 10, 30, 40, 50の積層力 S可能である。

[0016] リジッド基板は、被検体内の被検部位を撮像する機能を有するための撮像基板 10 と、被検部位を照明する機能を実行するための照明基板 30と、各機能を実行させるための電力の供給を制御するためのスィッチ基板 40と、各機能を実行させるための電力を供給するための電源基板 50とである。そして、照明基板 30と撮像基板 10、撮像基板 10とスィッチ基板 40、スィッチ基板 40と電源基板 50とを並列に配置し、さらにそれぞれ可撓性材料からなるフレキシブル基板 11， 12, 41により一直線上に接続して、あらかじめ一体的に形成してある。また、電源基板 50の右側縁部 50Aからフレキシブル基板 54が延在しており、このフレキシブル基板 54には、送信ユニット 60をなす送信基板 61がスルーホールランドによって電気的に接続してある。

[0017] 図 4に示すように、撮像基板 10は略円盤形状を有し、撮像基板 10の右側縁部 10 Aと左側縁部 10Bとは、互いに平行な関係を有する直線によりそれぞれ切り欠いて、 2つの辺が形成してある。この右側縁部 10Aと左側縁部 10Bとからそれぞれフレキシブル基板 11 , 12が延在している。このため、フレキシブル基板 11 , 12の折り曲げに際して、当該フレキシブル基板 11， 12の無理な変形を直線状の右側縁部 10A及び左側縁部 10Bによってそれぞれ抑制可能である。

[0018] この右側縁部 10A又は左側縁部 10B、すなわち、フレキシブル基板 11， 12の延在方向（切り欠きによる 2辺）は、撮像基板 10に配設する電子部品の配設基準となり、図 4に示すように、撮像基板 10の前面には、フレキシブル基板 11 , 12の延在方向と画素配列方向とがー致するようにイメージセンサ 13があら力^め配設してある。より詳細には、撮像基板 10に被検体の被検部位を撮像するイメージセンサ 13をボール ·グリツド 'アレイ (Ball Grid Array)により実装してある。イメージセンサ 13は、その外形を多角形形状、例えば、 CCD (Charge Coupled Diode)のような互いに平行な関係になる 2辺を 2組有する矩形の外周形状を備えた固体撮像素子 13Aと、その上面に積層した矩形のカバーガラス 13Bとにより矩形に構成してある。ここで、カバーガラス 13B は固体撮像素子 13Aの上面を被覆している。なお、ここでは、画素の配列方向をィメージセンサ 13の外周形状をなす 2辺と平行な関係とする力必ずしもこれに限られるものではない。

[0019] 図 5に示すように、イメージセンサ 13の上面としてのカバーガラス 13Bの上面には、レンズ支持部材 14が取り付けてある。レンズ支持部材 14は、カバーガラス 13Bと密着して配置し、後述する照明手段から出射された照明光が被検部位で反射してなる反射光をイメージセンサ 13に光学像として結像するレンズである小径レンズ 15と大径レンズ 16とを支持するものであり、ホルダ 17とレンズ枠 18とを有している。

[0020] ホルダ 17は、その一端側にはイメージセンサ 13の上面（受光面）と当接する基部 1 7Aを有し、全体として概略筒状形状を有する筒状部材にて構成し、基部 17A力も他端側に、つまり紙面上方に延在する円筒部 17Bを有する筒状部材である。円筒部 17 Bに形成した穴部 17Cは基部 17Aを貫通し、ホルダ 17の上方から入射した光をィメージセンサ 13に導光可能である。基部 17Aの下面、すなわち、イメージセンサ 13の上面と当接する面の外形は、一辺をカバーガラス 13Bの短辺と略同一の長さとする略正方形形状を有し、この下縁部の隣り合う二辺からそれぞれ下方にカバーガラス 1 3Bの側面に当接する当接部 17Dが延在して形成してある。 [0021] このホルダ 17は、基部 17Aの下面がカバーガラス 13Bの上面と当接する一方、当接部 17Dとカバーガラス 13B上面の隣り合う二辺をなす側面とが当接することで、ホルダ 17がカバーガラス 13Bに対してあらかじめ高精度に位置決めして固着してある。

[0022] また、当接部 17Dとほぼ同一形状の補強部 17Eがホルダ 17の下縁部力、ら延在して形成してあり、カバーガラス 13Bとホルダ 17とは、位置決め後に黒色の接着剤 19によって固着してある。そして、カバーガラス 13Bのホルダ 17によって覆われていない露出面には、黒色の接着剤 19が塗布してあり、露出面からの光の入射を防止でき、イメージセンサ 13に鮮明な画像が投影可能である。なお、固体撮像素子 13Aは、 C CDに限定されるものではなぐ例えば CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)などを用いることもできる。

[0023] ホルダ 17には、レンズ枠 18が取り付けてある。レンズ枠 18は、小径レンズ 15と大径レンズ 16とを内部に支持するとともに、ホルダ 17の円筒部 17Bの内径以下の外径を有するものであり、円筒形状を有している。レンズ枠 18の内周面には、先端部 18Aと、小径部 18Bと、大径部 18Cとが形成してあり、各境界部分には段部 18D, 18Eが形成してある。

[0024] 先端部 18Aは、イメージセンサ 13に像を結ぶ入射光を取り入れる部分であり、先端側を漏斗状に形成してある。小径部 18Bには、前面が平面で後面が凸面の光の屈折率が大きい小径レンズ 15がはめ込んであり、小径レンズ 15の平面部分は先端部 1 8Aの段部 18Dと当接し、小径レンズ 15の周面部分は小径部 18Bに嵌合してレ、る。大径部 18Cには、円筒形状のスぺーサ 20と、前面が凸面で後面が平面の光の屈折率が小さい大径レンズ 16とがはめ込んであり、スぺーサ 20は、小径レンズ 15と大径レンズ 16とを所定の間隔で離隔させている。

[0025] また、レンズ枠 18の外周面には、その軸方向の一端側には小径部 18F力他端側、つまりイメージセンサ 13側には大径部 18Gが形成してあり、その境界部分には段部 18Hが形成してある。大径部 18Gはホルダ 17の円筒部 17Bの内周面に嵌合し、レンズ枠 18はホルダ 17に対して進退可能である。このため、レンズ枠 18を進退させて、イメージセンサ 13に像を投影する結像位置を調整可能であり、結像位置調整後にホルダ 17とレンズ枠 18とを接着剤 21等によって固着してある。これにより、レンズ枠 18は、その内部に支持したレンズとともに、イメージセンサ 13に対して、ホルダ 17 を介してその光軸 Oの方向に位置決めされ、固定されてレ、る。

[0026] また、図 4に示すように、撮像基板 10の前面にはイメージセンサ 13を配設基準にして両隣に、イメージセンサ 13を駆動する電源電圧回路用の電子部品として大型コンデンサ 22が配設してある。この大型コンデンサ 22は、互いに平行な関係にある 2辺を 2組有する略矩形の外周形状となっているものである。すなわち、イメージセンサ 1 3の 2辺と大型コンデンサ 22の 2辺とが平行な関係になるように配設している。そして、イメージセンサ 13、大型コンデンサ 22を避けて、電子部品として所定の高さを有するイメージセンサ 13を駆動するために必要なコンデンサ、抵抗等、各々所定の高さを有する他の電子部品 23が整然と配設してある。

[0027] 一方、図 6に示すように、撮像基板 10の後面の略中央には、右側縁部 10A又は左側縁部 10B、すなわち、フレキシブル基板 11、 12の延在方向を配設基準として、マイク口プロセッサ 24 (Digital Signal Processor)がフリップチップボンディングにより実装してあり、このマイクロプロセッサを基準にしてコンデンサ等の電子部品 25が整然と配設してある。このため、電子部品 25の集積が可能であり、カプセル型内視鏡 1の小型化に寄与できる。なお、マイクロプロセッサ 24は、カプセル型内視鏡 1の駆動制御、イメージセンサ 13の信号処理、及び照明基板 30の駆動制御を行う。

[0028] 図 7に示すように、照明基板 30は略円盤形状を有し、照明基板 30の右側縁部 30 Aは直線状に切り欠いて一辺を形成してある。この右側縁部 30Aには、撮像基板 10 の左側縁部から延在したフレキシブル基板 12が接続してある。このため、フレキシブル基板 12の折り曲げに際して当該フレキシブル基板 12の無理な変形を抑制可能である。

[0029] 照明基板 30の中央部には、この照明基板を貫通した孔としての透孔 30Bが形成してあり、透孔 30Bと右側縁部 30Aとは、照明基板 30に配設する電子部品の配設基準となる。透孔 30Bは、撮像基板 10に照明基板 30を所定の間隔を有して積層したときに、レンズ枠 18の小径部 18Fと嵌合するものであり、レンズ枠 18の小径部 18Fと略同一形状を有している。

[0030] 照明基板 30の前面には、被検体内の被検部位を照明する照明光を出射するための照明手段として、照明基板 30の前方の被写体に光を照射する発光ダイオード（ Light Emitting Diode)等の発光素子からなる照明用電子部品の 1つとしての照明部品 31が配設してある。照明部品 31は、非表示領域 (後述する観察画面において非表示となる領域）と対応する位置に配設してある。

[0031] 図 8及び図 9は、イメージセンサ 13の受光面において後述する表示領域と各非表示領域に対して、照明部品 31の配置位置を光軸〇の方向へ投影させることで、光軸方向から見た照明部品 31とイメージセンサ 13との配置位置の関係を同一平面上で表現したものであり、これらを用いてより詳しく説明をする。図 8に示すように、イメージセンサ 13が取得する画像 Aは円形を有している。この円形の画像 Aのうち、正方形の領域を観察画面にぉレ、て表示領域 Bとすると、ハッチングを施したその余の領域は観察画面において非表示領域 Cとなる。この非表示領域 Cは観察画面に表示しないのであるから、鮮明な画像である必要はなぐこの非表示領域 Cに照明部品 31による光の影響（図中二点鎖線で示す）を及ぼしても観察画面に表示することはない。したがって、この非表示領域 Cと対応する位置、すなわち、照明部品 31の光が表示領域 Bの画像に影響を及ぼさない範囲で、表示領域 Bに近づけた位置に照明部品 31を配置してある。

[0032] また、図 9に示すように、正方形の角部を切り落とした八角形の領域を観察画面において表示領域 Dとすると、ハッチングを施したその余の領域は観察画面において非表示領域 Eとなる。この場合にも非表示領域 Eは観察画面に表示しないのであるから、鮮明な画像である必要はなぐこの非表示領域 Eに照明部品 31による光の影響（図中二点鎖線で示す）を及ぼしても観察画面に表示することはない。したがって、この非表示領域と対応するする位置、すなわち、照明部品 31の光が表示領域 Dの画像に及ぼさない範囲で、表示領域に近づけた位置に照明部品 31を配置してある

[0033] つまり、図 8及び図 9のいずれの場合においても、イメージセンサ 13は被検部位からの照明光の反射光を受光して被検部位の画像を生成するための有効領域 (つまり、前述の観察画面上における表示領域）と、この画像生成に寄与しない無効領域（つまり、前述の観察画面上における各非表示領域）とからなる受光面を有しており、この受光面における無効領域をイメージセンサ 13の受光面と直交する方向である光軸〇に沿って照明基板 30上に投影させて得られた照明基板 30上の領域を部品配置部と規定し、この部品配置部に照明用電子部品の 1例としての照明部品 31を配置するようにしている。

[0034] また、図 1にも示したように、レンズ枠 18に支持されたレンズ (小径レンズ 15と大径レンズ 16)によって所定の大きさの視野角ひに基づく所定の視野範囲が形成されているので、さらにこの視野角ひも考慮して照明用電子部品を配置する必要がある。つまり、照明用電子部品としての照明部品 31を、その高さ方向の長さを鑑みてレンズが形成する視野範囲の外に位置するようにしている。なお、ここでいう照明用電子部品は照明部品 31に限るものではなぐ照明部品 31を駆動させるための電子部品を含んでいても良い。

[0035] このように照明部品 31を配設すれば、表示領域 B， Dと非表示領域 C、 Eとを問わずに取得画像に影響を及ぼさないように照明部品 31を配設した場合（図 8中二点差線で示す）と比較して、光軸 Oと照明部品 31の距離は短くできるので (Lに対してし )

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、カプセル型内視鏡を径外方向において小型化できる。なお、照明部品 31は発光ダィオードに限定されるものではなぐ例えば EL (electroluminescence)などを用いることもできる。また、その数も 4個に限られるものではない。

[0036] 図 10及び図 11に示すように、照明基板 30の後面には、照明部品 31を駆動する駆動用の電子部品 32と、照明部品 31に安定した電圧を供給するための電子部品 33と、小型コンデンサ等の電子部品 34とが配設してある。

[0037] 図 12に示すように、駆動用の電子部品 32及び安定した電圧を供給するための電子部品 33等の背の高い電子部品は、撮像基板 10と照明基板 30とを接続するフレキシブル基板 12を折り曲げて、撮像基板 10と照明基板 30を所定の間隔を有して積層した場合に、撮像基板 10の照明基板 30と対向する面 (撮像基板 10の前面）に配設した背の低いコンデンサ又は抵抗等の電子部品 23と対向する。

[0038] 一方、小型コンデンサ等の背の低い電子部品 34は、撮像基板 10と照明基板 30とを接続するフレキシブル基板 12を折り曲げて、撮像基板 10と照明基板 30とを対向して配設した場合に、撮像基板 10の照明基板 30と対向する面 (撮像基板 10の前面）に配設した背の高い大型コンデンサ 22と対向する。

[0039] すなわち、撮像基板 10と照明基板 30とを接続したフレキシブル基板 12を折り曲げて、撮像基板 10と照明基板 30とを配設したリジッドフレキ基板 2において、撮像基板 10の前面に配設した背の高い大型コンデンサ 22、背の低い小型コンデンサ、抵抗等の電子部品 25と、互い違いに組み合う態様で、背の高い駆動用の電子部品 32、安定した電圧を供給するための電子部品 33、背の低い小型コンデンサ等の電子部品 34を照明基板 30の後面に配設してある。

[0040] このため、撮像基板 10と照明基板 30との間隔を撮像基板 10の前面に配設した背の高い電子部品と照明基板 30の後面に配設した背の高い電子部品の高さとの和よりも狭くできる。なお、フレキシブル基板 12は、イメージセンサ 13とレンズ支持部材 14 の組み立て長よりも長く形成してある。

[0041] このように構成した照明基板 30は、撮像基板 10と所定の間隔を有して対向配置した後に、絶縁性を有する接着剤 35により、電気的に絶縁し固着してある。

[0042] スィッチ基板 40は、図 13及び図 14に示すように、撮像基板 10と同様に、略円盤形状を有し、スィッチ基板 40の右側縁部 40Aと左側縁部 40Bとは、平行な 2辺により切り欠いてある。そして、左側縁部 40Bには、撮像基板 10の右側縁部から延在したフレキシブル基板 11が接続してあり、右側縁部 40Aからフレキシブル基板 41が延在している。このため、フレキシブル基板 41の折り曲げに際して当該フレキシブル基板 41 の無理な変形を抑制可能である。

[0043] この右側縁部 40Aと左側縁部 40B、すなわちフレキシブル基板 11 , 41の延在方向は、スィッチ基板 40に配設する電子部品の配設基準となり、スィッチ基板 40の中央部には、この 2辺と平行に長円形の揷通穴部 42が形成してある。

[0044] スィッチ基板 40の前面には、リードスィッチ 43が揷通穴部 42に沈下するように配設してあり、撮像基板 10の前面側への突出高さを抑えている。このリードスィッチ 43は、ラッチ型のスィッチであり、初期状態でオフ、リードスィッチ 43に近接した磁石（図示せず）を遠ざけることによりオフ状態からオン状態になるものである。また、リードスイツチ 43を囲むように、メモリ 44、振動子 45、 MIX46等の電子部品が整然と配設してある。 [0045] メモリ 44には、マイクロプロセッサ 24の初期値、固体撮像素子 13Aの色のバラツキやホワイトバランス、及びカプセル型内視鏡 1の固有番号などが記憶してあり、振動子 45は、マイクロプロセッサ 24に基本のクロックを与える。また、 MIX46はフリツプチップボンディングにより実装してあり、マイクロプロセッサ 24から出力した映像信号とクロック信号の 2つの信号を送信するに際し、 1つの信号にミキシングする機能を有している。スィッチ基板 40の後面には、電池のプラス極と当接する接点 47が設けてある。なお、この接点 47は、板パネで形成してある。

[0046] 図 15及び図 16に示すように、電源基板 50は略円盤形状を有し、電源基板 50の右側縁部 50Aと左側縁部 50Bとは平行な 2辺により切り欠いてある。そして、左側縁部 50Bには、スィッチ基板 40の右側縁部 40A力延在したフレキシブル基板 41が接続してある。このため、フレキシブル基板の折り曲げに際して当該フレキシブル基板の変形を抑制可能である。電源基板 50の前面には、図には明示しないが、電池のマィナス極と当接する接点が設けてあり、電源基板 50の後面には、 DCDCコンバータ 51が設けてある。 DCDCコンバータ 51は、カプセル型内視鏡 1に必要な一定の電圧を得るために電池 52で得られる電圧をコントロールするものである。

[0047] 図 1に示すように、電源基板 50とスィッチ基板 40との間には、複数個（本実施の形態では 3個）の電池 52を挟み込んであり、輪切り状に形成した熱収縮チューブ 53を収縮させて、スィッチ基板 40と電源基板 50との間に電池 52を把持した状態で一体化してある。なお、フレキシブル基板 41の中央部には、長円形状のスリット 41Aが形成してあり、フレキシブル基板 41は電池 52の外周に沿って密着する。電池 52は、外形が円盤形状であるボタン型の酸化銀電池などであり、複数個を直列にしてマイナス極側を電源基板 50に向けて配置してある。なお、電池 52は、酸化銀電池に限定されるものではなぐ例えば充電式電池、発電式電池などを用いてもよい。

[0048] また、電源基板 50の右側縁部 50Aには、フレキシブル基板 54が延在してあり、このフレキシブル基板 54には送信ユニット 60が接続してある。この送信ユニット 60はリジッドフレキ基板 2と独立して作成し、その後、フレキシブル基板 54とスルーホールランドにより接続したものである。

[0049] 送信ユニット 60は、図 17及び 18に示すように、送信基板 61とアンテナ基板 62とを有し、送信基板 61は、略円盤形状を有している。送信基板 61の右側縁部 61 Aは、 1 つの直線により切り欠いて一辺を形成してあり、この一辺は送信基板 61に配設する電子部品の配設基準となり、送信基板 61の後面には、この 1辺を基準として電子部品が配設してある。アンテナ基板 62は、送信基板 61の後面から立設した端子 63に取り付けてあり、アンテナ基板 62の後面には略渦巻き状のアンテナパターン 64が形成してある。送信ユニット 60は、スィッチ基板 40でミキシングした信号から一定の周波数、振幅、波形を持つ信号を取り出し、アンテナ基板 62から外部に信号を送信可能である。

[0050] このように構成したスィッチ基板 40と撮像基板 10と、電源基板 50と送信ユニット 60 とは、図 1に示すように、所定の間隔を有して対向配置した後に、絶縁性を有する接着剤 65により、電気的に絶縁し固着してある。

[0051] 積層したリジッドフレキ基板 2は、カプセル型内視鏡 1の内部構成を成し、この積層したリジッドフレキ基板 2はカプセル 70により外装してある。カプセル 70は、先端カバ一 71とケース 72とを有してレ、る。

[0052] 先端カバー 71は照明基板 30の前面側を覆うものであり、略半球のドーム形状であつて、後側を開口してある。この先端カバー 71は、透明あるいは透光性を有し、照明部品 31の照明光をカプセル 70の外部に透過するとともに、当該照明光で照らした像をカプセル 70の内部に透過する。

[0053] また、先端カバー 71の開口部には、その開口の全周に渡って開口方向（後方）に延在した接続端部 71Aが形成してある。接続端部 71Aは、成型時の抜き勾配のない内外形に形成した円筒形状を有し、この接続端部 71Aの外周面はケース 72との接合面をなす。この接合面には、その全周に渡って無端状の突起 71Bが設けてある。なお、突起 71Bは、先端カバー 71の接続端部 71Aの端から離間して接合面の重合幅内の任意の位置、例えば重合幅方向において中央位置に設けてある。

[0054] また、図 1に示すように先端カバー 71において、接続端部 71Aを延在する基端部分は、照明基板 30の前面側を覆う略半球のドーム形状部分や、接続端部 71Aに比較して断面を厚く形成した厚肉部 71Cを有している。この厚肉部 71Cは、先端カバ一 71の接続端部 71Aの強度を確保し、例えば、落下時などの先端カバー 71の割れを防止する。

[0055] また、先端カバー 71において、接続端部 71Aを延在する基端部分の内周面には、当接部 71Dが形成してある。当接部 71Dに照明基板 30を当接させることにより、先端カバー 71と折り畳んだリジッドフレキ基板 2とは、軸方向において所定の位置関係に位置決め可能である。

[0056] また、先端カバー 71において、接続端部 71Aを延在する基端部分の内径は、照明基板 30及び撮像基板 10の外径と略同一径を有している。このため、先端カバー 71 と折り畳んだリジッドフレキ基板 2とは、径外方向において位置決め可能であり、先端カバー 71の接続端部 71Aの内周面と、照明基板 30の外周面とが当接して、接続端部 71Aがカプセル 70の内方への変形を規制する。

[0057] そして、先端カバー 71とケース 72とを接続してカプセル 70の内部に折り畳んだリジッドフレキ基板 2を収容する場合には、先端カバー 71における接続端部 71Aの内周面と折り畳んだリジッドフレキ基板 2との間に接着剤を注入して固着する。このように、先端カバー 71に折り畳んだリジッドフレキ基板 2を固着すると、リジッドフレキ基板 2のうち、照明基板 30が先端カバー 71内に位置する。

[0058] ケース 72は、先端カバー 71の後側において折り畳んだリジッドフレキ基板 2を覆う部分である。ケース 72は、円筒状の胴部 72Aと、略半球のドーム形状とした後端部 7 2Bとが一体に形成してあり、胴部 72Aの前側が開口してある。また、ケース 72の開口部 72Cには、その開口の全周に渡って開口方向（前方）に延在した接続端部 72D が形成してある。接続端部 72Dは、成型時の抜き勾配のない内外形に形成した円筒状を有し、この接続端部 72Dの内周面は、先端カバー 71との接合面をなす。この接合面には、その全周に渡って無端状の溝 72Eが設けてある。また、溝 72Eは、先端カバー 71に設けた突起 71Bの位置に応じて設けてある。重合幅は、略 1一 5mmの範囲で 3mmが好ましぐ溝 72Eを設ける位置は、重合幅の中央が好ましい。

[0059] このように設けた突起 71Bと溝 72Eとは、先端カバー 71とケース 72とが接合面において重合したときに互いに係合する。このように、突起 71B及び溝 72Eは、互いに係合によって先端カバー 71とケース 72との接続した状態を保持する。突起 71Bを接合面の全周に渡って設け、溝 72Eを接合面の全周に渡って設けてあるので、突起 71B と溝 72Eとが係合し、先端カバー 71とケース 72とを接続した状態において、各接合面の相対的な摺動回転が可能である。

[0060] そして、折り畳んだリジッドフレキ基板 2の外周面に樹脂材料 80を塗布し、先端カバ一 71の接続端部の接合面に接着剤を塗布した後、先端カバー 71の接合端部の接合面と、ケース 72の接合端部の接合面とを重合させて、先端カバー 71とケース 72とを接続する。このため、折り畳んだリジッドフレキ基板 2の外周面とカプセルの内周面との間隙には樹脂材料が充填され、先端カバー 71の接続端部の接合面とケース 72 の接続端部の接合面との間には接着剤が侵入する。その後、先端カバー 71とケース 72とを接続した状態において、先端カバー 71とケース 72とを相対的な摺動回転をさせ、接着剤を先端カバー 71の接続端部の接合面とケース 72の接続端部の接合面との間に行き渡らせる。この結果、先端カバー 71とケース 72との水密が確保され、カプセル 70全体を水密に封止することができる。

[0061] また、図に示すように先端カバー 71とケース 72とを接続した状態で、カプセルの外表面側にあらわれる相互の接続部分には、面取りが施してある。この面取りは、先端カバー 71とケース 72とを間でカプセルの外表面に生じ得る段を微少なものとするので、段が引つ力かって先端カバー 71とケース 72とを引き離す外力を生じる事態を防止すること力 Sできる。

[0062] なお、先端カバー 71は、シクロォレフインポリマー、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、特にシクロォレフインポリマーあるいはポリカーボネイトが光学性能及び強度を確保するのに好ましぐケース 72は、シクロォレフィンポリマー、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。

[0063] 次に、上述したカプセル型内視鏡を用いた医療システムについて説明する。なお、図 19は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。

[0064] 図 19に示すように、カプセル型内視鏡を用いた医療システムは、パッケージ 100に収納した力プセル型内視鏡 1と、患者すなわち被検查者に着用させるジャケット 102 と、ジャケット 102に着脱自在の受信機 103と、コンピュータ 104とにより構成してある [0065] ジャケット 102には、カプセル型内視鏡 1のアンテナ基板 62から発信される電波を捕捉するアンテナ 102a, 102b, 102c, 102d力 S設けてあり、当該アンテナ 102a, 10 2b, 102c, 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レヽる。なお、アンテナ 102a， 102b, 102c, 102dの数 ίま図 17(こ示す 4個 ίこ限定されず複数あればよレヽ。複数のアンテナ 102a， 102b, 102c, 102dにより、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, 102b, 102c, 102dの受信虽度 (こより、カプセノレ型内視鏡 1の体腔内における位置を検出することができる。

[0066] 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、例えば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。受信機に 103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。

[0067] 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。このコンビユータ 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被検体である患者体内の臓器などの画像を処理してコンピュータ 104の観察画面（モニタ）に表示する。なお、観察画面は正方形又は正方形の角部を切り落とした八角形形状を有している。

[0068] 上記システムの概略動作にっレ、て説明する。まず、検査を開始する前に、パッケ一ジ 100からカプセル型内視鏡を取り出す。これにより、カプセル型内視鏡 1のリードスイッチ 43がオフ状態からオン状態に移行して、メイン電源をオンすることになる。次に、カプセル型内視鏡 1を被検查者がロカ、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、消化管腔の蠕動運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、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が出力する。この電波は、ジャケット 102のアンテナ 102 a, 102b, 102c, 102dで捕捉される。虐捉された電波は、信号としてアンテナ 102a , 102b, 102c, 102dから受信機 103へ中継される。次に、カプセル型内視鏡による被検査者の観察 (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。そして、診断する場合にはその撮像した画像を処理して、コンピュータ 104のモニタに表示する。

[0069] 上述した実施の形態に係るカプセル型内視鏡 1は、照明基板 30、撮像基板 10、スイッチ基板 40、電源基板 50の順にフレキシブル基板 11、 12, 41により一直線上に接続してあるが、フレキシブル基板 11， 12, 41を折り曲げたときに、照明基板 30、撮像基板 10、スィッチ基板 40、電源基板 50の順に位置するものであれば良ぐ例えば同一平面上であれば必ずしも一直線上に接続するものでなくても良い。

[0070] 上述した実施の形態に係るカプセル型内視鏡 1によれば、被検体の被検部位に照明光を照射するのに必要な照明用電子部品を実装するために準備された照明基板 30と、被検部位からの照明光の反射光を受光して被検部位の画像を生成するための有効領域 (表示領域 B、 D)とこの画像生成に寄与しない無効領域 (非表示領域 C , E)とからなる受光面を有するイメージセンサ 13と、照明基板 30に並列して配置させられたイメージセンサ 13を実装した撮像基板 10と、イメージセンサ 13の受光面における無効領域 (非表示領域 C, E)をイメージセンサ 13の受光面と直交する方向へ投影させて得られた照明基板 30上の領域に設けられた照明用電子部品を配置する部品配置部とを備えたので、従来から求められる基本的な性能を維持しつつも、従来のものよりもさらに小型化し、被験者が容易に嚥下することができる。

産業上の利用可能性

[0071] 以上のように、本発明に係るカプセル型内視鏡は、被検体内に導入して被検部位を観察するカプセル型内視鏡に有用であり、特に、口から被検体の体腔内に導入し、撮像装置によって小腸や大腸などの消化器官を撮像して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に適している。

Claims

請求の範囲

[1] 被検体の被検部位に照明光を照射するのに必要な照明用電子部品を実装するために準備された照明基板と、前記被検部位からの前記照明光の反射光を受光して前記被検部位の画像を生成するための有効領域とこの画像生成に寄与しない無効領域とからなる受光面を有するイメージセンサと、

前記照明基板に並列して配置させられた前記イメージセンサを実装した撮像基板と、

前記イメージセンサの受光面における前記無効領域を前記イメージセンサの受光面と直交する方向へ投影させて得られた前記照明基板上の領域に設けられた前記照明用電子部品を配置する部品配置部と

を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡。

[2] 所定の大きさの視野角に基づく視野範囲を形成し、前記被検部位からの前記照明光の反射光を前記被検部位の光学像として前記イメージセンサの前記受光面に結像させるレンズをさらに有し、

前記照明用電子部品は、前記レンズが形成する視野範囲の外に配置されるように前記部品配置部に配置された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] 前記照明用電子部品は、前記被検体の被検部位に照射する照明光を発光する発光素子を備えたことを特徴とする請求項 1又は 2に記載のカプセル型内視鏡。