WO2008062594A1 - Encapsulated endoscope - Google Patents

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WO2008062594A1
WO2008062594A1 PCT/JP2007/066799 JP2007066799W WO2008062594A1 WO 2008062594 A1 WO2008062594 A1 WO 2008062594A1 JP 2007066799 W JP2007066799 W JP 2007066799W WO 2008062594 A1 WO2008062594 A1 WO 2008062594A1
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capsule
imaging unit
imaging
subject
capsule endoscope
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PCT/JP2007/066799
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Toshiaki Shigemori
Tatsuya Orihara
Hidetake Segawa
Hironao Kawano
Ayako Nagase
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Olympus Medical Systems Corp.
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Definitions

  • the present invention relates to a capsule endoscope that is introduced into an organ of a subject such as a patient and images an image inside the organ of the subject.
  • the receiving device has a wireless communication function and a memory function, and sequentially stores images received from the capsule endoscope in the subject in a recording medium.
  • a user such as a doctor or a nurse is allowed to capture the image stored in the recording medium of the receiving device into the image display device.
  • the image of the organ in the subject is displayed on the display of the image display device.
  • the user observes the image in the subject displayed on the image display device, and uses the force S to diagnose the subject.
  • a capsule endoscope there is one in which a float is provided in a casing so that the specific gravity of the entire apparatus is about 1 (that is, the apparatus can float in water) (for example, see Patent Document 1).
  • the capsule endoscope exemplified in Patent Document 1 floats on water introduced into the digestive tract of a subject. While playing, it passes through the stomach, small intestine, etc. of the subject in a short time by the flowing action of water and the peristaltic movement of the organ, and reaches the large intestine.
  • the capsule capsule endoscope that can force, can intensively take images of the inside of the large intestine of the subject.
  • Patent Document 1 Japanese Translation of Special Publication 2004—529718
  • the capsule endoscope that can float in water exemplified in Patent Document 1 described above is introduced together with water into the stomach of a subject, and the image inside the stomach is widened while floating in the water. There is a case where an image is captured in a range. In this way, taking a wide range of images of the inside of the stomach with a capsule endoscope suspended in water introduced into the stomach is an effective method for observing the inside of the subject's stomach in detail.
  • the conventional capsule endoscope with force by taking close-up images of the inside of a small organ such as the esophagus, small intestine, or large intestine of a subject, provides a clear image inside the organ. obtain. For this reason, there is a risk that the conventional capsule endoscope that has power may unclearly capture a wide range of images inside a large organ such as the stomach.
  • the organ having a small space here is a small-diameter organ having a small local inner diameter, and an organ having a small gap between the capsule endoscope introduced into the organ and the inner wall of the organ. is there.
  • An organ with a wide space is a visceral organ with a large local diameter compared with force and a small-diameter organ, and there is a gap between the capsule endoscope introduced into the organ and the inner wall of the organ. Larger organs than small-diameter organs.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and is a capsule that can float in a liquid introduced into an organ with a wide space and can reliably capture a wide and clear image inside the organ.
  • An object is to provide a mold endoscope.
  • a capsule-type endoscope which is effective in the present invention, includes a capsule-type casing and an imaging unit fixedly arranged inside the capsule-type casing.
  • a capsule endoscope that captures an image of the internal organ by the imaging unit in a state of floating in a liquid introduced into the internal organ of the subject.
  • the specific gravity p with respect to the introduced liquid is set to p (p ⁇ 1), the capsule-type housing is divided so that the plane is flat, and the capsule-type housing is divided so that the volume ratio is p to 1 p, and the volume ratio is p
  • a straight line connecting the center of the volume of the capsule and the center of gravity of the capsule housing is substantially perpendicular to the plane, and the center is located farther from the plane than the center of the volume.
  • the visual field boundary surface forming the angle of view and the plane do not intersect outside the capsule housing.
  • the capsule endoscope which is effective in the present invention, includes a capsule casing and an imaging unit fixedly arranged inside the capsule casing, and is introduced into an organ in a subject. and in the capsule endoscope for capturing an image of the inside of the organ by the imaging unit in a floating state to the liquid, Ku density ([rho for liquid to be the introduction of the capsule housing
  • the capsule-type casing is divided so that the plane is flat, and the capsule-type casing is divided so that the volume ratio is ⁇ to 1 ⁇ , and the center of the volume of the portion where the volume ratio is ⁇ and the capsule-type casing
  • a straight line connecting the center of gravity of the imaging unit is substantially perpendicular to the plane, the center exists at a position farther from the plane than the center of the volume, and includes an illumination unit that illuminates the imaging field of view of the imaging unit, The illumination boundary surface forming the light distribution angle of the illumination light emitted from the illumination unit and the plane do not intersect outside the capsule-type housing.
  • the capsule endoscope according to the present invention is based on the above invention.
  • the optical axis of the imaging unit is a volume ratio of the capsule casing divided by the plane. Intersects the surface of the part of ⁇ .
  • the capsule endoscope according to the present invention is based on the above invention! /
  • the optical axis of the imaging unit is a volume ratio of the capsule casing divided by the plane. Is characterized by intersecting the surface of the part 1 ⁇ .
  • the capsule endoscope according to the present invention is based on the surface of the portion where the volume ratio of the capsule casing divided by the plane is ⁇ .
  • An image pickup unit that intersects with the optical axis is further provided.
  • the capsule endoscope according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the plane and the optical axis of the imaging unit are substantially perpendicular to each other. .
  • the capsule endoscope according to the present invention provides the capsule according to the above invention!
  • the optical characteristics of the imaging unit where the surface of the part with the volume ratio p of the mold housing intersects the optical axis, and the surface of the part of the volume ratio of the capsule housing with the optical axis intersects the optical axis It differs from the optical characteristics of the imaging unit.
  • the capsule endoscope that is effective in the present invention is characterized in that the different optical characteristic is a focal length of the imaging unit.
  • a capsule endoscope that is effective in the present invention includes an illuminating unit that illuminates the imaging field of view of the imaging unit according to the above-described invention, and the different optical characteristics include the illumination It is the light quantity of the part.
  • the surface of the portion where the volume ratio of the capsule casing is p intersects with the optical axis.
  • the optical axis of the imaging unit and the optical axis of the imaging unit where the surface of the portion of the capsule-type housing having a volume ratio of 1 p intersects the optical axis are substantially parallel to each other.
  • the capsule casing includes an optical member for the imaging unit to image a subject, and an outer surface of the optical member.
  • a transparent water droplet prevention film is formed.
  • the transparent water droplet preventing film is a water-repellent transparent film or a hydrophilic transparent film.
  • a capsule endoscope that is effective in the present invention includes a capsule housing and an imaging unit fixedly arranged inside the capsule housing, and is introduced into an organ in a subject. and in the capsule endoscope for capturing an image of the inside of the organ by the imaging unit in a floating state to the liquid, if the specific gravity ([rho Ku 1) for liquid to be the introduction of the capsule casing, the capsule The casing is divided into a plane, and the capsule casing is divided so that the volume ratio is ⁇ vs.
  • the imaging is performed from a position where the visual field boundary surface forming the angle of view of the imaging unit intersects the plane, the center being substantially perpendicular to the plane, the center being located farther from the plane than the center of the volume.
  • the distance to the part is from the surface of the capsule-type housing And greater than twice 3. The distance to the image portion.
  • the capsule endoscope which is effective in the present invention includes a capsule casing and the capsule casing.
  • the capsule type casing is divided into a plane and the capsule casing is divided so that the volume ratio is ⁇ to 1 ⁇ .
  • An illuminating unit that illuminates an imaging field of the imaging unit, and the distance from the position where the illumination boundary surface forming the light distribution angle of the illumination light emitted by the illuminating unit intersects the plane to the imaging unit is the capsule.
  • the imaging unit is adapted to the subject in the imaging direction determined by the floating posture of the casing maintained when floating on the liquid surface inside the organ.
  • the optical characteristics of the organ can be set, and it is possible to reliably capture a wide and clear image of the inside of the organ while floating on the surface of the liquid introduced into the organ having a large space such as the stomach.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of an in-vivo information acquisition system having a capsule endoscope according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic side sectional view showing a configuration example of a capsule endoscope according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of a capsule endoscope that images the inside of the stomach in the air while floating on the water surface inside the stomach of the subject.
  • FIG. 4 is a schematic side sectional view schematically showing an example of the configuration of a capsule endoscope according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the capsule endoscope that alternately images the inside of the stomach in the air and in the liquid while floating in the stomach of the subject! It is a schematic diagram.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a configuration example of a capsule endoscope according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a configuration example of a capsule endoscope according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of a capsule endoscope that alternately images the inside of the stomach in the air and in the liquid while being obliquely suspended on the water surface inside the stomach of the subject.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of a capsule endoscope that alternately images the inside of the stomach in the air and in the liquid while being obliquely suspended on the water surface inside the stomach of the subject.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a capsule endoscope in which the optical axis of the imaging unit is perpendicular to the liquid surface in a state where it floats on the liquid introduced into the body.
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the principle that the capsule endoscope maintains the posture in the liquid.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a modification of the capsule endoscope in which the optical axis of the imaging unit is perpendicular to the liquid surface in a state where it floats on the liquid introduced into the body.
  • FIG. 11 In Fig. 11, the specific gravity, the position of the center of gravity, and the position of the imaging unit are set so that the water surface does not enter the visual field boundary surface and the illumination boundary surface while floating in the liquid introduced into the body. It is a schematic diagram which shows a capsule type endoscope.
  • FIG. 12 In Fig. 12, the specific gravity, the position of the center of gravity, and the position of the imaging unit were set so that the water surface does not enter the visual field boundary surface and the illumination boundary surface while floating in the liquid introduced into the body. It is a schematic diagram which shows the modification of a capsule type
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a capsule endoscope in which a visual field boundary surface or an illumination boundary surface intersects with a liquid surface at a position sufficiently away from the capsule housing.
  • FIG. 1 shows in-subject information having a force capsule endoscope according to Embodiment 1 of the present invention. It is a schematic diagram which shows one structural example of an acquisition system.
  • the in-subject information acquisition system includes a capsule endoscope 2 that captures an image in the subject 1, and an image in the subject 1 that is captured by the capsule endoscope 2.
  • a receiving device 3 for receiving, an image display device 4 for displaying an image in the subject 1 received by the receiving device 3, and a portable device for transferring data between the receiving device 3 and the image display device 4 And a mold recording medium 5.
  • the capsule endoscope 2 has an imaging function that sequentially captures images in the subject 1 in time series, and a wireless communication function that sequentially wirelessly transmits the captured images in the subject 1 to the outside. It has.
  • the force and the specific gravity of the capsule endoscope 2 are set so as to float on the surface of a desired liquid such as water.
  • a capsule endoscope 2 is introduced into the organ of the subject 1 and takes an image of the inside of the organ.
  • the capsule endoscope 2 floats on the surface of the liquid introduced into the organ and takes a specific floating posture.
  • a wide range of images inside the organ are sequentially captured in the state of force and a specific floating posture.
  • the image inside the organ imaged by the capsule endoscope 2 is transmitted wirelessly sequentially to the receiving device 3 outside the subject 1.
  • the capsule endoscope 2 advances along the digestive tract of the subject 1 due to the peristalsis of the organ.
  • the capsule endoscope 2 sequentially captures images in the subject 1 at predetermined intervals, for example, 0.5 second intervals, and sequentially transmits the obtained images in the subject 1 to the receiving device 3. .
  • the receiving device 3 is connected to, for example, a plurality of receiving antennas 3a to 3h distributed on the body surface of the subject 1, and the capsule endoscope is connected via the plurality of receiving antennas 3a to 3h.
  • the wireless signal from 2 is received, and the image in the subject 1 included in the received wireless signal is acquired.
  • the portable recording medium 5 is detachably attached, and the image in the subject 1 is sequentially stored in the portable recording medium 5. In this way, the receiving device 3 stores the image group in the subject 1 captured by the capsule endoscope 2 in the portable recording medium 5.
  • the receiving antennas 3a to 3h are realized by using, for example, a loop antenna, and receive a radio signal transmitted by the capsule endoscope 2.
  • Such receiving antennas 3a to 3h are provided at predetermined positions on the body surface of the subject 1, for example, the transfer of the capsule endoscope 2 in the subject 1. It is distributed at positions corresponding to the movement path (ie, digestive tract).
  • the receiving antennas 3a to 3h may be distributed at predetermined positions on a jacket worn by the subject 1. In this case, the receiving antennas 3a to 3h are positioned on the body surface of the subject 1 corresponding to the movement path of the capsule endoscope 2 in the subject 1 when the subject 1 wears this jacket. Placed in.
  • the number of receiving antennas is not particularly limited to eight as long as one or more receiving antennas are arranged for the subject 1.
  • the portable recording medium 5 is a portable recording medium such as CompactFlash (registered trademark).
  • the portable recording medium 5 is detachable from the receiving device 3 and the image display device 4 and has a structure capable of outputting and recording data when attached to both.
  • the portable recording medium 5 sequentially stores various data such as an image group in the subject 1 acquired by the receiving apparatus 3 when attached to the receiving apparatus 3.
  • the storage data such as the image group in the subject 1 is output to the image display device 4.
  • patient information related to the subject 1 such as a patient name and a patient ID is written on the portable recording medium 5 by the image display device 4.
  • the image display device 4 is for displaying an image or the like in the subject 1 captured by the capsule endoscope 2. Specifically, the image display device 4 captures various data such as the image group in the subject 1 through the portable recording medium 5 described above, and displays the acquired image group in the subject 1 on the display. It has a configuration such as a workstation. Such an image display device 4 has a processing function for a user such as a doctor or a nurse to observe (inspect) an image in the subject 1 and diagnose the subject 1. In this case, the user sequentially displays images in the subject 1 on the image display device 4 and observes (examines) the parts in the subject 1, such as the esophagus, stomach, small intestine, and large intestine. Next, subject 1 is diagnosed.
  • FIG. 2 is a schematic side sectional view showing a configuration example of the capsule endoscope 2 according to the first embodiment of the present invention.
  • the capsule endoscope 2 according to the first embodiment includes a casing 11 formed in a capsule shape, an illumination unit 12 that illuminates the inside of an organ of a subject, An imaging unit 13 that captures an image inside the organ of the subject illuminated by the illumination unit 12 (an image in the subject), and a wireless that wirelessly transmits the image in the subject captured by the imaging unit 13 to the outside And a communication unit 14.
  • the capsule endoscope 2 includes a power supply unit 15 that supplies driving power to each of the components, and a control unit 16 that controls each component.
  • the casing 11 is a capsule-type casing formed in a size that can be easily introduced into the subject, and is formed by the case main body 11a and the optical dome l ib.
  • the case body 11a is a cylindrical case with one end opened and the other end (ie, the dome portion 11c) closed in a dome shape.
  • the illumination unit 12, the imaging unit 13, the wireless communication unit 14, the power supply unit 15, and the control Each component of the capsule endoscope 2 such as the section 16 is accommodated inside.
  • the optical dome l ib is a transparent optical member formed in a dome shape, and is attached to the opening end that is one end of the case body 11a, and closes the opening end.
  • a transparent water droplet preventing film is formed on the outer surface of the optical dome l ib.
  • the transparent water droplet preventing film formed on the outer surface of the optical dome IB may be a water-repellent transparent film or a hydrophilic transparent film.
  • the casing 11 formed by the case main body 11a and the optical dome l ib includes each component of the capsule endoscope 2 (illumination unit 12, imaging unit 13, wireless communication unit 14, power supply Part 15 and control part 16 etc.).
  • the illumination unit 12 functions as an illumination unit that illuminates the inside of the organ of the subject imaged by the imaging unit 13 (that is, the subject of the imaging unit 13). Specifically, the illumination unit 12 is disposed on the optical dome l ib side inside the housing 11, and illuminates the subject of the imaging unit 13 through the optical dome l ib.
  • Such an illumination unit 12 includes a plurality of light emitting elements 12a that emit illumination light to the subject of the imaging unit 13, and an illumination substrate 12b on which a circuit for realizing the function of the illumination unit 12 is formed. Have.
  • the plurality of light emitting elements 12a are mounted on the illumination board 12b and emit illumination light to the imaging field of the imaging unit 13 through the optical dome 1 lb.
  • the plurality of light emitting elements 12a illuminate the subject (that is, the inside of the organ of the subject) of the imaging unit 13 with the illumination light.
  • Such a light emitting element 12a has a light emission amount that is larger than that of a conventional capsule endoscope (capsule endoscope that closely images the inside of an organ of a subject) according to the subject of the imaging unit 13. Shine Bright light is emitted.
  • the illumination board 12b is a rigid circuit board formed in, for example, a disk shape, and is disposed on the optical dome rib side inside the housing 11. A lens frame of the imaging unit 13 to be described later is passed through the central portion of the illumination board 12b.
  • the imaging unit 13 functions as an imaging unit that captures an image of the subject (inside the organ of the subject) illuminated by the illumination unit 12. Specifically, the imaging unit 13 is fixedly arranged on the optical dome l ib side inside the casing 11 and depends on the force and the attitude of the casing 11 (specifically, the floating attitude of the casing 11 floating on the liquid surface). An image of the subject in the determined imaging direction A1 is taken.
  • Such an imaging unit 13 includes a solid-state imaging device 13a such as a CCD or CMOS, an optical system 13b that forms an image of a subject on the light receiving surface of the solid-state imaging device 13a, and a function for realizing the functions of the imaging unit 13. And an imaging substrate 13c on which a circuit is formed.
  • the solid-state imaging device 13a captures an image of a subject illuminated by the illumination unit 12.
  • the solid-state imaging device 13a has an imaging field in the imaging direction A1 determined by the floating posture of the housing 11, and is inside the organ in the imaging field illuminated by the illuminating unit 12 (in other words, Take a picture of the subject.
  • the solid-state imaging device 13a has a light receiving surface that receives light from a subject located in the imaging field, and photoelectrically converts light from the subject received through the light receiving surface to detect the subject. Take an image (ie, an image in the subject).
  • Optical characteristics such as the amount of received light of the solid-state imaging device 13a are set according to the subject in the imaging direction A1.
  • the optical system 13b includes a lens 13d that forms an image of a subject on the light receiving surface of the solid-state imaging device 13a, and a lens frame 13e that holds the lens 13d.
  • the lens 13d condenses the light from the subject located in the imaging direction A1 on the light receiving surface of the solid-state image sensor 13a, and forms an image of the object on the light receiving surface of the solid-state image sensor 13a.
  • Optical characteristics such as the focal length and depth of field of the lens 13d are set according to the subject located in the imaging direction A1.
  • the lens frame 13e has a cylindrical structure with both ends opened, and holds the lens 13d inside the cylinder. Specifically, the lens frame 13e holds the lens 13d inside the cylinder near the opening at one end. The other end of the lens frame 13e is fixed to the solid-state image sensor 13a in such a manner that light from the subject is guided to the light receiving surface of the solid-state image sensor 13a. Such a lens frame 13e is provided with the above-mentioned fixed frame. The lens 13d is held at a predetermined distance from the body imaging element 13a. The distance between the arrangement of the solid-state imaging device 13a and the lens 13d defined by the lens frame 13e is set according to the subject in the imaging direction A1. One end of the lens frame 13e (the holding portion side of the lens 13d) is passed through the illumination board 12b and fixed to the illumination board 12b.
  • the imaging board 13c is a rigid circuit board formed in a disk shape, for example, and is fixedly arranged on the optical dome l ib side inside the housing 11. Specifically, the imaging substrate 13c is fixedly disposed near the illumination substrate 12b and closer to the dome portion 11c of the case body 11a than the illumination substrate 12b.
  • the above-described solid-state imaging device 13a and the control unit 16 are mounted on the imaging substrate 13c.
  • the wireless communication unit 14 functions as a wireless communication unit that sequentially wirelessly transmits an image in the subject imaged by the imaging unit 13 to an external reception device 3 (see FIG. 1).
  • the radio communication unit 14 is fixedly arranged on the dome portion 11c side inside the casing 11, and sequentially wirelessly transmits an image inside the organ, which is a subject in the imaging direction A1, to the reception device 3.
  • Such a radio communication unit 14 includes a radio unit 14a that generates a radio signal including an image in the subject, an antenna 14b that transmits the radio signal generated by the radio unit 14a to the outside, and a radio communication unit 14 And a wireless board 14c on which a circuit for realizing the function is formed.
  • the wireless unit 14a receives an image signal including an image in the subject imaged by the solid-state imaging device 13a described above, and performs a modulation process or the like on the received image signal.
  • the wireless unit 14a generates a wireless signal including an image in the subject.
  • the antenna 14b is a loop-shaped or coil-shaped antenna, and sequentially transmits the radio signal generated by the radio unit 14a to the receiving device 3 outside the subject.
  • the radio board 14c is a rigid circuit board formed in a disk shape, and is fixedly arranged on the dome portion 11c side inside the housing 11, for example.
  • the radio unit 14a and the antenna 14b are mounted on the radio board 14c.
  • the power supply unit 15 is fixedly arranged on the dome portion 11c side in the housing 11, and each component of the capsule endoscope 2 according to the first embodiment (that is, the illumination unit 12, the imaging unit 13, the wireless unit).
  • the drive power is supplied to the communication unit 14 and the control unit 16).
  • Such a power supply 15 A battery 15a having a predetermined power; power supply boards 15b and 15c on which a circuit for realizing the function of the power supply unit 15 is formed; and a switch 15d for switching an on / off state of power supply from the battery 15a. .
  • the battery 15a is a button-type battery such as a silver oxide battery, for example, and is connected between the power supply boards 15b and 15c as required (for example, two) as shown in FIG.
  • the power supply boards 15b and 15c have a positive electrode terminal and a negative electrode terminal that are electrically connected to the power and the battery 15a.
  • the power supply boards 15b, 15c and the circuit boards (that is, the illumination board 12b, the imaging board 13c, and the wireless board 14c) of each component of the capsule endoscope 2 are electrically connected by a flexible board or the like.
  • the switch 15d is, for example, a reed switch that performs an on / off switching operation by an external magnetic force, and is provided on the power supply board 15c. Specifically, the switch 15d performs an on / off switching operation of power, and switches on / off the power supply from the battery 15a. As a result, the switch 15d controls the supply of power from the battery 15a to each component of the capsule endoscope 2.
  • the control unit 16 is mounted on, for example, the imaging board 13c, and controls each component of the capsule endoscope 2 according to the first embodiment. Specifically, the control unit 16 controls the light emitting element 12a of the illumination unit 12 described above, the solid-state imaging device 13a of the imaging unit 13, and the wireless unit 14a of the wireless communication unit 14. More specifically, the control unit 16 synchronizes with the light emission operation of the plurality of light emitting elements 12a so that the solid-state imaging element 13a captures an image of the subject at predetermined time intervals. The operation timing with the solid-state imaging device 13a is controlled.
  • Such a control unit 16 has various parameters related to image processing such as white balance, and generates image signals including an image of the subject (image in the subject) captured by the solid-state imaging device 13a. It has a function. In addition, the control unit 16 transmits an image signal including the image in the subject to the wireless communication unit 14, and controls the wireless unit 14a so as to generate and output a radio signal including the image in the subject.
  • the capsule endoscope 2 has a structure in which the illumination unit 12, the imaging unit 13, the wireless communication unit 14, the power supply unit 15, and the control unit 16 are accommodated in the capsule-shaped casing 11. (See Figure 2.)
  • the capsule endoscope 2 having such a structure is used for organs of a subject. It floats on the surface of the liquid introduced inside. That is, the force and the specific gravity of the capsule endoscope 2 are set to be equal to or lower than the specific gravity of a predetermined liquid (for example, water) introduced into the organ of the subject.
  • a predetermined liquid for example, water
  • the specific gravity of the capsule endoscope 2 that floats on the surface of the liquid is measured by, for example, forming a space of a predetermined volume or more inside the housing 11, or floating on the housing 11 This is realized by providing a member (not shown).
  • the specific gravity of the capsule endoscope 2 is such that a part of the capsule endoscope 2 (for example, an optical dome 1 lb) suspended from the surface of the liquid introduced into the organ of the subject is removed from the liquid. It is desirable that it should be lifted.
  • the force, the center of gravity of the capsule endoscope 2 is the floating posture of the capsule endoscope 2 that is floating on the surface of the liquid, that is, the floating posture of the casing 11 is changed to a specific floating posture. It is set to be maintained.
  • FIG. 2 for example, by arranging the battery 15a of the power supply unit 15 on the dome portion 11c side inside the housing 11 with the center C of the housing 11 as a boundary, The center of gravity G of the mirror 2 is set at a position deviated from the center C of the casing 11.
  • the center of gravity G is set on the opposite side of the imaging unit 13 described above with the center C of the casing 11 as a boundary. That is, the above-described imaging unit 13 is fixedly disposed inside the casing 11 that is opposite to the center of gravity G with respect to the center C of the casing 11.
  • the distance between the circuit boards is appropriately maintained, and as a result, the appropriate arrangement of the respective components necessary for setting the specific gravity and the center of gravity of the capsule endoscope 2 can be easily realized.
  • Such spacers can be replaced with MID (Molded Interconnect Device).
  • MID Molded Interconnect Device
  • the casing 11 By setting the center of gravity G of the capsule endoscope 2 at a position deviated from the center C of the casing 11 in this way, the casing 11 in a state where the capsule endoscope 2 floats on the liquid surface.
  • the floating posture is maintained at a specific floating posture.
  • the floating posture of the housing 11 is such that the imaging direction A1 of the imaging unit 13 is directed above the liquid (the liquid in which the capsule endoscope 2 is floating) by the force and the center of gravity G. Maintain a specific floating posture.
  • the imaging unit 13 described above includes, for example, as shown in FIG. 2, the optical axis of the imaging unit 13 corresponding to the imaging direction A1 (that is, the optical axis of the lens 13d) and the center of the casing 11 in the longitudinal direction.
  • the shafts are fixedly arranged so that they are parallel or collinear with each other.
  • the center of gravity G of the capsule endoscope 2 is set at a position deviating from the center C of the casing 11 and on or near the center axis C L. By setting the center of gravity G at such a position, the floating posture of the housing 11 is maintained in a specific floating posture in which the imaging direction A1 of the imaging unit 13 is directed substantially vertically upward.
  • the subject in the imaging direction A1 determined by the force and the floating posture of the casing 11 is an air subject positioned above the liquid that floats the capsule endoscope 2.
  • the above-described imaging unit 13 captures an image of the subject in the air located in the imaging direction A1 with force and through the optical dome ib.
  • the imaging unit 13 is a subject in the imaging direction A1 determined by the floating posture of the casing 11 when the capsule endoscope 2 floats on the surface of the liquid introduced into the organ of the subject. Image.
  • the imaging unit 13 captures an image of an air subject located in the imaging direction A1 through the optical dome l ib.
  • Such optical characteristics of the imaging unit 13 are set in accordance with the subject in the imaging direction A1 (the subject in the air) determined by the force and the floating posture of the casing 11.
  • the optical characteristics of the imaging unit 13 include imaging characteristics that determine the focal position in the imaging direction A1, the depth of field at the focal position in the imaging direction A1, the angle of view that defines the imaging field of view of the imaging unit 13, and the subject image. The amount of received light at the time of imaging.
  • the imaging characteristics of the imaging unit 13 are optical characteristics for determining the focal position in the imaging direction A1. Yes, for example, by adjusting the distance between the arrangement of the solid-state imaging device 13a and the lens 13d and the focal length of the lens 13d. As shown in FIG. 2, the imaging characteristics of the imaging unit 13 are set so as to focus on a position P1 at a distance L1 from the imaging unit 13 with respect to the imaging direction A1.
  • the force, the distance L1 in the imaging direction A1 is the capsule endoscope in a state where it floats on the liquid inside the organ from an air subject located above the liquid introduced inside the organ of the subject. 2 (specifically, the distance to the imaging unit 13) is approximately equal.
  • the imaging unit 13 of the capsule endoscope 2 in a state of floating on the liquid surface inside the organ is in the air located above the liquid. It is possible to focus on the vicinity of the subject (specifically, near the inner wall of the organ in the air).
  • the distance L1 of the force and the imaging direction A1 is generally compared to the distance between the imaging unit of a conventional capsule endoscope that closely images the inside of a narrow organ such as the esophagus or the small intestine and the subject. Long. Therefore, the imaging characteristics of the imaging unit 13 are set so as to focus on a distant position P1 as compared to the focal position of the conventional capsule endoscope.
  • the depth of field D1 of the imaging unit 13 is set by adjusting the distance between the arrangement of the solid-state imaging device 13a and the lens 13d, the focal length of the lens 13d, the distance L1 in the imaging direction A1 described above, and the like. It is done.
  • the depth of field D1 set in this way is set to have a predetermined width with the position P1 in the imaging direction A1 as the center, as shown in FIG.
  • the depth of field D1 is determined by considering the position of the liquid surface inside the organ of the subject and the expansion / contraction motion of the organ, when the air subject located in the imaging direction A1 is near the imaging unit 13. It is set to be in the area between the point and the far point.
  • the angle of view of the imaging unit 13 defines the imaging field of view of the imaging unit 13. For example, the distance between the arrangement of the solid-state imaging device 13a and the lens 13d, the focal length of the lens 13d, and the solid-state imaging device 1 It is set by adjusting the light receiving surface of 3a.
  • the angle of view of the imaging unit 13 captures a wider range of subjects (inside the organs in the air) within the imaging field of view than conventional capsule endoscopes that take close-up images inside an organ with a small space such as the esophagus or small intestine. Is set as follows. In this case, it is desirable that the angle of view of the imaging unit 13 be set to a wider angle than that of a conventional capsule endoscope suitable for force and close proximity imaging.
  • the amount of light received by the imaging unit 13 when capturing an image of a subject is determined by the amount of light in the space such as the esophagus or the small intestine. It is set larger than the conventional capsule endoscope imaging unit suitable for close-up imaging inside narrow organs. Specifically, the light emitting element 12a of the illuminating unit 12 described above has a light emission amount sufficient to illuminate an air subject located in the imaging direction A1 (compared to a conventional capsule endoscope suitable for close-up imaging). Thus, a large amount of illumination light) is emitted.
  • the light receiving sensitivity of the imaging unit 13 (specifically, the solid-state imaging device 13a) is to receive reflected light of the subject power in the air generated when the illumination light of the light emitting device 12a is irradiated on the subject in the air.
  • a suitable light receiving sensitivity is set. As a result, the amount of light received by the imaging unit 13 is sufficient to clearly capture a wide range of images of the subject in the air.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of the capsule endoscope 2 for imaging the inside of the stomach in the air while floating on the water surface inside the stomach of the subject 1.
  • the capsule endoscope 2 is swallowed together with a necessary amount of water from the mouth of the subject 1 and introduced into the stomach of the subject 1.
  • the capsule endoscope 2 since the capsule endoscope 2 is set to have a specific gravity lower than that of water (for example, about 0.8), it floats on the water surface inside the stomach of the subject 1.
  • the capsule endoscope 2 in a state of being floated on the surface of force and water captures an image of the inside of the stomach of the subject 1 by the imaging unit 13 while maintaining a specific floating posture.
  • the capsule endoscope 2 set to a specific gravity equal to or lower than that of the water is floated on the surface of the required amount of water W introduced into the stomach of the subject 1. And take a specific floating posture.
  • the center of gravity G of the capsule endoscope 2 is a position deviating from the center of the casing 11 as described above, and is opposite to the imaging unit 13 with the center C as a boundary (preferably the central axis Set on CL).
  • the capsule endoscope 2 in the floating state has a specific floating posture on the surface of the water W, that is, a mode in which the optical dome l ib is levitated from the water surface. Take a floating posture.
  • the casing 11 sinks the dome portion 11c side of the case body 11a under the surface of the water W (in the liquid) and the imaging direction A1 of the imaging unit 13 above the water W.
  • Maintain a floating posture Due to the floating posture of the casing 11, the imaging direction A1 of the imaging unit 13 is determined above the water W (for example, vertically upward).
  • the imaging unit 13 captures an image of a subject in the air located in the imaging direction A1 determined by the force and the floating posture of the casing 11.
  • the plurality of light emitting elements 12a sufficiently illuminate the stomach interior 100 in the air, which is a subject in the imaging direction A1.
  • the imaging unit 13 captures an image of the inside of the stomach 100 that is sufficiently illuminated by a plurality of light emitting elements 12a.
  • the optical characteristics of the imaging unit 13 are set in accordance with the subject in the imaging direction A1 determined by the force and the floating posture of the casing 11 (that is, the stomach interior 100 in the air). Specifically, the imaging characteristics of the imaging unit 13 are set so as to focus on the vicinity of the subject in the air located in the imaging direction A1, that is, the vicinity of the stomach wall of the stomach interior 100.
  • the distance L1 in the imaging direction A1 described above is substantially equal to the distance (subject distance) between the imaging unit 13 of the capsule endoscope 2 in a state of floating on the surface of the water W and the stomach interior 100 in the air.
  • the distance between the arrangement of the solid-state imaging device 13a and the lens 13d, the focal length of the lens 13d, and the like are adjusted.
  • the depth of field D1 of the imaging unit 13 is within a region between the near point and the far point of the imaging unit 13 with respect to force and the imaging direction A1 (that is, within the focusing region of the imaging unit 13). It is set so that the inside of the stomach 100 is located.
  • the angle of view of the imaging unit 13 is a wide range of the stomach interior 100 located in the focusing region of the imaging unit 13 defined by the force, the imaging characteristics, and the depth of field D1 (that is, the stomach interior). It is set so that it can capture images over a wider range (compared to close-up imaging).
  • the light reception sensitivity of the imaging unit 13 is a light reception suitable for receiving reflected light from the stomach interior 100 that is generated when the illumination light of the plurality of light emitting elements 12a is irradiated to the stomach interior 100. Sensitivity is set.
  • the imaging unit 13 having optical characteristics set in accordance with the subject in the imaging direction A1 (inside the stomach in the stomach 100) has a far-in-focus area as compared with the case of performing close-up imaging inside the organ. Then, the stomach interior 100 in the air located in the far-in-focus area is captured in the imaging field of view defined by the angle of view. In addition, the stomach interior 100 in the air captured in the imaging field of the imaging unit 13 is sufficiently illuminated by the plurality of light emitting elements 12a. If water droplets are generated on the outer surface of the optical dome l ib, the image is picked up by the imaging unit 13 through the optical dome l ib.
  • the optical dome l ib has a water-repellent transparent film or a transparent water-drop prevention film such as a hydrophilic transparent film on the outer surface of the optical dome l ib. Generation of water droplets on the outer surface of the can be prevented. For example, if a water-repellent transparent film such as silicon-based or fluorine-based is formed on the outer surface of the optical dome l ib, the outer surface of the optical dome l ib can be applied even when the optical dome l ib is subjected to a water droplet force S. The water droplets can be allowed to flow down without leaving them, so that the water droplets do not interfere with the imaging over the 1 lb optical dome.
  • a water-repellent transparent film such as silicon-based or fluorine-based
  • the imaging unit 13 has a wide range of forces inside the stomach 100 in the air located in the imaging direction A1 in the imaging direction A1 through the optical dome l ib of the casing 11 that maintains a specific floating posture on the surface of the water W. A clear image can be reliably captured.
  • the specific gravity of the capsule endoscope having a structure in which the imaging unit is fixedly arranged inside the capsule-type casing is determined in the organ of the subject.
  • the specific gravity of the liquid to be introduced into the part is set.
  • the single imaging unit 13 is fixedly arranged inside the case 11 and on the opposite side of the center of gravity G of the capsule endoscope 2 with the center C of the case 11 as a boundary.
  • the center of the casing A multi-lens capsule endoscope with an imaging unit fixedly arranged on the same side (center of gravity) as the opposite side of the center of gravity of the capsule endoscope.
  • FIG. 4 is a schematic side sectional view schematically showing a configuration example of the capsule endoscope according to the second embodiment of the present invention.
  • the capsule endoscope 20 according to the second embodiment has a casing 21 instead of the casing 11 of the capsule endoscope 2 of the first embodiment described above, and is controlled.
  • a control unit 26 is provided instead of the unit 16, and an illumination unit 22 and an imaging unit 23 are further provided.
  • the wireless communication unit 14 receives externally a wireless signal including the image in the subject imaged by the imaging unit 13 and a radio signal including the image in the subject imaged by the imaging unit 23. Wireless transmission to device 3 alternately.
  • the in-vivo information acquiring system according to the second embodiment has a capsule endoscope 20 instead of the capsule endoscope 2 according to the first embodiment.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals.
  • the casing 21 is a capsule-type casing formed in a size that can be easily introduced into the subject, similar to the casing 11 of the capsule endoscope 2 according to the first embodiment described above. It is. Specifically, the housing 21 is formed by a cylindrical case body 21a and optical domes ib and 21b.
  • the case main body 21a is a cylindrical case with both ends open, and is in a capsule shape such as the illumination units 12, 22, the imaging units 13, 23, the wireless communication unit 14, the power supply unit 15, and the control unit 26.
  • Each component of the endoscope 20 is housed inside.
  • the illumination unit 12 and the imaging unit 13 described above are fixedly arranged near the one opening end of the case body 21a, and the lighting unit 22 and the imaging unit 23 are fixedly arranged near the other opening end.
  • the wireless communication unit 14 the power supply unit 15, and the control unit described above are included. 26 is arranged.
  • the optical dome l ib is a transparent optical member formed in a dome shape, and a transparent water droplet prevention film such as a water repellent transparent film or a hydrophilic transparent film is formed on the outer surface.
  • a transparent water droplet prevention film such as a water repellent transparent film or a hydrophilic transparent film is formed on the outer surface.
  • Such an optical dome l ib is attached to one opening end of the case main body 21a, specifically, the opening end on the side where the illumination unit 12 and the imaging unit 13 are fixedly arranged, and closes the opening end.
  • the optical dome 21b is a transparent optical part formed in a dome shape. Although it is a material, a water droplet prevention film is not formed on its outer surface.
  • Such an optical dome 21b is attached to the other opening end of the case main body 21a, specifically, the opening end on the side where the illumination unit 22 and the imaging unit 23 are fixedly arranged. close.
  • the 21 liquid-tightly accommodates the components of the capsule endoscope 20 (the illumination units 12 and 22, the imaging units 13 and 23, the wireless communication unit 14, the power supply unit 15, the control unit 26, and the like).
  • the illumination unit 22 functions as an illumination unit that illuminates the inside of the organ of the subject imaged by the imaging unit 23 (that is, the subject of the imaging unit 23). Specifically, the illumination unit 22 is disposed on the optical dome 21b side inside the casing 21, and illuminates the subject of the imaging unit 23 through the optical dome 21b. Such an illumination unit 22 includes a plurality of light emitting elements 22a that emit illumination light to the subject of the imaging unit 23, and an illumination substrate 22b on which a circuit for realizing the function of the illumination unit 22 is formed. Have.
  • the illuminating unit 12 of the capsule endoscope 20 is disposed on the optical dome l ib side inside the casing 21, and illuminates the subject in the imaging direction A1 (that is, the subject of the imaging unit 13) as described above.
  • the plurality of light emitting elements 22a are mounted on the illumination board 22b and emit illumination light to the imaging field of the imaging unit 23 through the optical dome 21b.
  • the plurality of light emitting elements 22a illuminate the subject (that is, the inside of the organ of the subject) of the imaging unit 23 with the illumination light.
  • Such a light emitting element 22a has an illumination light amount sufficient to illuminate a subject that is imaged in close proximity by the imaging unit 23 (specifically, a light emission amount smaller than the light emitting element 12a of the illumination unit 12 described above). Is emitted.
  • the illumination board 22b is a rigid circuit board formed in a disk shape, for example, and is disposed on the optical dome 21b side inside the housing 21. A lens frame of the imaging unit 23 described later is passed through the central portion of the illumination board 22b.
  • the imaging unit 23 functions as an imaging unit that captures an image of the subject (inside the organ of the subject) illuminated by the illumination unit 22.
  • the image pickup unit 23 is fixedly arranged on the optical dome 21b side inside the housing 21, and is determined by force and the posture of the housing 21 (specifically, the floating posture of the housing 21 floating on the liquid surface). Take an image of the subject in the shooting direction A2.
  • the imaging direction A2 is, for example, the direction opposite to the imaging direction A1 of the imaging unit 13 described above.
  • Such an imaging unit 23 includes a solid-state imaging device 23a such as a CCD or CMOS, and a solid-state imaging
  • the optical system 23b forms an image of a subject on the light receiving surface of the element 23a, and an imaging substrate 23c on which a circuit for realizing the function of the imaging unit 23 is formed.
  • the imaging unit 13 of the capsule endoscope 20 is fixedly disposed on the optical dome l ib side inside the housing 21 and, as described above, captures an image of a subject in the imaging direction A1 (for example, inside an organ in the air). Take an image.
  • the solid-state image sensor 23a captures an image of the subject illuminated by the illumination unit 22.
  • the solid-state imaging device 23a has an imaging field in the imaging direction A2 determined by the floating posture of the casing 21, and is inside the organ in the imaging field illuminated by the illuminating unit 22 (that is, Take a picture of the subject.
  • the solid-state imaging device 23a has a light receiving surface that receives light from a subject located in the imaging field, and photoelectrically converts light from the subject received through the light receiving surface to subject the subject. Take an image (ie, an image in the subject).
  • Optical characteristics such as the amount of light received by the solid-state imaging device 23a are set according to the subject in the imaging direction A2.
  • the optical system 23b includes a lens 23d that forms an image of a subject on the light receiving surface of the solid-state imaging device 23a, and a lens frame 23e that holds the lens 23d.
  • the lens 23d condenses the light from the subject located in the imaging direction A2 on the light receiving surface of the solid-state image sensor 23a, and forms an image of the object on the light receiving surface of the solid-state image sensor 23a.
  • Optical characteristics such as the focal length and depth of field of the lens 23d are set according to the subject located in the imaging direction A2.
  • the lens frame 23e has a cylindrical structure with both ends opened, and holds the lens 23d inside the cylinder. Specifically, the lens frame 23e holds the lens 23d inside the cylinder near the opening at one end. The other end of the lens frame 23e is fixed to the solid-state image sensor 23a in such a manner that light from the subject is guided to the light receiving surface of the solid-state image sensor 23a. Such a lens frame 23e holds the lens 23d at a predetermined distance with respect to the above-described solid-state imaging device 23a. The distance between the arrangement of the solid-state imaging device 23a and the lens 23d defined by the lens frame 23e is set according to the subject in the imaging direction A2. One end of the lens frame 23e (the holding part side of the lens 23d) is passed through the illumination board 22b described above and fixed to the illumination board 22b.
  • the imaging board 23c is a rigid circuit board formed in a disk shape, for example, and includes a housing 21. Fixed to the inner optical dome 21b side. Specifically, the imaging board 23c is fixedly disposed near the illumination board 22b and closer to the center C of the housing 21 than the illumination board 22b.
  • the above-described solid-state imaging device 23a is mounted on the imaging substrate 23c.
  • the wireless communication unit 14 includes the wireless unit 14a, the antenna 14b, and the wireless substrate 14c.
  • the wireless communication unit 14 includes the wireless signal including the image in the subject imaged by the imaging unit 13, and the imaging unit 23.
  • the wireless signal including the image in the subject imaged by the wireless transmission is alternately wirelessly transmitted to the external receiving device 3.
  • the wireless unit 14a alternately generates and generates a wireless signal including the image in the subject imaged by the imaging unit 13 and a wireless signal including the image in the subject imaged by the imaging unit 23.
  • Wireless signals are output sequentially to antenna 14b.
  • the antenna 14b is a radio signal generated by the radio unit 14a, that is, a radio signal including an image in the subject imaged by the imaging unit 13, and the inside of the subject imaged by the imaging unit 23.
  • the wireless signal including the image is alternately transmitted.
  • the power supply unit 15 is fixedly disposed on the optical dome 21b side inside the casing 21, and each component of the capsule endoscope 20 according to the second embodiment (that is, the illumination units 12, 22 and the imaging unit 13). , 23, wireless communication unit 14, control unit 26, etc.).
  • the control unit 26 is mounted on, for example, the imaging board 13c, and controls each component of the capsule endoscope 20 according to the second embodiment.
  • the control unit 26 includes the light-emitting elements 12a and 22a of the illumination units 12 and 22 described above, the solid-state image sensors 13a and 23a of the imaging units 13 and 23, and the wireless unit 14a of the wireless communication unit 14.
  • the control unit 26 controls the operation timing of the plurality of light emitting elements 12a and the solid-state imaging device 13a.
  • control unit 26 synchronizes with the light emission operation of the plurality of light emitting elements 22a so that the solid-state imaging element 23a captures an image of the subject at predetermined time intervals. Controls the operation timing with 23a.
  • the control unit 26 alternately performs the control for the light emitting element 12a and the solid-state imaging element 13a and the control for the light emitting element 22a and the solid-state imaging element 23a every predetermined time.
  • Such a control unit 26 has various parameters relating to image processing such as white balance, and an image processing function that alternately generates image signals including respective images of the subject alternately captured by the solid-state imaging devices 13a and 23a.
  • the wireless unit 14a is controlled so that each image signal including an image in the subject is alternately transmitted to the wireless communication unit 14, and each wireless signal including the image in the subject is alternately generated and output.
  • the capsule endoscope 20 includes the illumination unit 12, 22, the imaging unit 13, 23, the wireless communication unit 14, the power supply unit 15, and the control unit 26 inside the capsule-shaped casing 21. (See Fig. 4).
  • the capsule endoscope 20 having such a structure floats on the surface of the liquid introduced into the organ of the subject. That is, the force, the specific gravity of the capsule endoscope 20 is set below the specific gravity of a predetermined liquid (for example, water) introduced into the organ of the subject.
  • a predetermined liquid for example, water
  • the force and the specific gravity of the capsule endoscope 20 floating on the surface of the liquid are, for example, formed by forming a space of a predetermined volume or more in the housing 21 or floating in the housing 21. This is realized by providing a member (not shown).
  • the specific gravity of the capsule endoscope 20 is such that a part of the capsule endoscope 20 (for example, 1 lb optical dome) in a state of floating on the surface of the liquid introduced into the organ of the subject is removed from the liquid. It is desirable that it should be lifted.
  • the center of gravity of the capsule endoscope 20 with force is the floating posture of the capsule endoscope 20 that is floating on the surface of the liquid, that is, the floating posture of the casing 21 is changed to a specific floating posture. It is set to be maintained.
  • the battery 15a of the power supply unit 15 is arranged on the optical dome 21b side inside the casing 21 with the center C of the casing 21 as a boundary, thereby providing a capsule type.
  • the center of gravity G of the endoscope 20 is set at a position deviated from the center C of the casing 21.
  • the center of gravity G is set on the optical dome 21b side with respect to the center C of the casing 21, that is, on the opposite side of the imaging unit 13 described above and on the same side as the imaging unit 23.
  • the center of gravity G is set on the central axis CL or in the vicinity thereof at a position deviated from the center C of the casing 21 to the optical dome 21b side (imaging unit 23 side).
  • the imaging unit 13 is fixedly disposed inside the casing 21 on the opposite side of the center of gravity G from the center C of the casing 21, and the imaging unit 23 is centered on the center C of the casing 21.
  • the specific gravity and the center of gravity of the capsule endoscope 20 are set. Appropriate arrangement of each required component is easily realized. It should be noted that such a spacer may be used as an MLD (Molded Interconnect Device), so that the flexible substrate and the spacer can be used together.
  • MLD Molded Interconnect Device
  • the casing 21 By setting the center of gravity G of the capsule endoscope 20 at a position deviated from the center C of the casing 21 in this way, the casing 21 in a state where the capsule endoscope 20 floats on the liquid surface.
  • the floating posture is maintained at a specific floating posture.
  • the floating posture of the casing 21 is such that the imaging direction A1 of the imaging unit 13 is directed above the liquid (the liquid in which the capsule endoscope 20 is floating) by the force and the center of gravity G.
  • a specific floating posture is maintained such that the imaging direction A2 of the imaging unit 23 is directed below the liquid surface (that is, in the liquid).
  • the optical axis of the imaging unit 13 corresponding to the imaging direction A1 that is, the optical axis of the lens 13d
  • the central axis CL in the longitudinal direction of the housing 21 are parallel or the same. It is fixedly placed so as to be located on a straight line.
  • the above-described imaging unit 23 is fixedly disposed so that the optical axis of the imaging unit 23 corresponding to the imaging direction A2 (that is, the optical axis of the lens 23d) and the central axis CL are parallel or collinear with each other. . That is, the optical axes of the imaging units 13 and 23 are positioned parallel to each other or on the same straight line.
  • the center of gravity G of the capsule endoscope 20 has a specific floating posture such that the imaging direction A1 of the imaging unit 13 is directed above the liquid and the imaging direction A2 of the imaging unit 23 is oriented in the liquid. Maintain body 21.
  • the imaging direction A1 of the imaging unit 13 is almost vertically upward depending on the force and the floating posture of the casing 21 And the imaging direction A2 of the imaging unit 23 is substantially vertically downward.
  • the subject in the imaging direction A1 determined by the force and the floating posture of the casing 21 is an air subject located above the liquid that floats the capsule endoscope 20.
  • the imaging unit 13 described above captures an image of the subject in the air located in the imaging direction A1 through the optical dome lib as in the case of the first embodiment described above.
  • the subject in the imaging direction A2 determined by the floating posture of the casing 21 is a subject in the liquid positioned below the liquid that floats the capsule endoscope 20.
  • the imaging unit 23 described above captures an image of the subject in the liquid located in the imaging direction A2 through the optical dome 21b.
  • optical characteristics of the imaging unit 23 that captures the subject in the imaging direction A2 determined by the force and the floating posture of the casing 21 will be described. Note that the optical characteristics of the imaging unit 13 that captures the subject in the imaging direction A1 are set according to the air subject in the imaging direction A1, as in the case of the first embodiment described above.
  • the imaging unit 23 captures the imaging direction determined by the floating posture of the casing 21 when the capsule endoscope 2 floats on the surface of the liquid introduced into the organ of the subject. Take a picture of the A2 subject. In this case, the imaging unit 23 takes an image of the subject in the liquid located in the imaging direction A2 through the optical dome 21b.
  • Such optical characteristics of the imaging unit 23 are set according to the subject in the imaging direction A2 (subject in liquid) determined by the floating posture of the casing 21.
  • the optical characteristics of the imaging unit 23 include imaging characteristics that determine the focal position in the imaging direction A2, the depth of field at the focal position in the imaging direction A2, the angle of view that defines the imaging field of view of the imaging unit 23, and the subject image. The amount of light received when taking an image.
  • the imaging characteristics of the imaging unit 23 are optical characteristics for determining the focal position in the imaging direction A2. For example, the distance between the arrangement of the solid-state imaging device 23a and the lens 23d and the focal length of the lens 23d are adjusted. Is set by As shown in FIG. 4, the imaging characteristics of the imaging unit 23 are set so as to focus on the position P2 at a distance L2 from the imaging unit 23 with respect to the imaging direction A2.
  • the force, the distance L2 in the imaging direction A2 is shorter than the distance L1 in the imaging direction A1 described above, and is located below the liquid introduced into the organ of the subject.
  • the imaging unit 23 of the capsule endoscope 20 in a state of floating on the liquid surface inside the organ can move in the liquid located below the liquid. Can be focused near the subject (specifically, near the inner wall of the organ in the fluid).
  • the imaging characteristics of the imaging unit 13 described above are set so as to focus farther than the imaging characteristics of the imaging unit 23 that captures an object in liquid close to the imaging.
  • the depth of field D2 of the imaging unit 23 is set by adjusting the distance between the arrangement of the solid-state imaging device 23a and the lens 23d, the focal length of the lens 23d, the distance L2 of the imaging direction A2 described above, and the like. It is done.
  • the depth of field D2 set in this way is set to have a predetermined width with the position P2 in the imaging direction A2 as the center, as shown in FIG. Specifically, the depth of field D2 is determined based on the position of the liquid surface inside the organ of the subject and the expansion / contraction motion of the organ, when the subject in the liquid located in the imaging direction A2 is near the imaging unit 23. It is set to be in the area between the point and the far point.
  • the angle of view of the imaging unit 23 defines the imaging field of view of the imaging unit 23.
  • the distance between the arrangement of the solid-state imaging device 23a and the lens 23d, the focal length of the lens 23d, and the solid-state imaging device 2 It is set by adjusting the light receiving surface of 3a.
  • the angle of view of the imaging unit 23 is set so that the subject in the liquid is captured in the imaging field of view, as in the case of close-up imaging inside an organ with a small space such as the esophagus or small intestine.
  • angle of view of the imaging unit 13 described above may be set to be approximately the same as the angle of view of the imaging unit 23 suitable for force and close proximity imaging, but compared to the angle of view of the force and imaging unit 23. It should be set to a wide angle!
  • the amount of light received by the imaging unit 23 when the image of the subject is captured in proximity is set to be approximately the same as that in the case of capturing an image inside a narrow organ such as the esophagus or small intestine.
  • the light emitting element 22a of the illuminating unit 22 described above emits illumination light having a sufficient light emission amount to illuminate a subject in the liquid located in the imaging direction A2.
  • the light-receiving sensitivity of the imaging unit 23 (specifically, the solid-state image sensor 23a) is reflected by the reflected light from the subject in the liquid that is generated when the illumination light from the light-emitting element 22a is applied to the subject in the liquid. It is set to a suitable light sensitivity. .
  • the light emission amount of the light emitting element 12a described above is larger than that of the light emitting element 22a that illuminates the subject in the liquid.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the capsule endoscope 20 that alternately images the inside of the stomach in the air and in the liquid while floating in the stomach of the subject 1 and floating on the water surface. is there.
  • the capsule endoscope 20 is swallowed together with a necessary amount of water from the mouth of the subject 1 and introduced into the stomach of the subject 1.
  • the capsule endoscope 20 since the capsule endoscope 20 is set to have a specific gravity lower than that of water (for example, about 0.8), the capsule endoscope 20 floats on the water surface inside the stomach of the subject 1.
  • the capsule endoscope 20 in a state of being floated on the surface of force or water, while taking a specific floating posture, takes an image of the stomach inside the air with the imaging unit 13, and in the liquid with the imaging unit 23. Take an image of the stomach.
  • the capsule endoscope 20 alternately captures an image inside the stomach in the air and an image inside the stomach in the liquid by the imaging units 13 and 23.
  • the capsule endoscope 20 set to a specific gravity equal to or lower than that of the water floats on the surface of the required amount of water W introduced into the stomach of the subject 1. And take a specific floating posture.
  • the center of gravity G of the capsule endoscope 20 is a position deviated from the center C of the casing 21 as described above, and is opposite to the imaging unit 13 with the center C as a boundary (preferably the central axis). Set on CL).
  • the capsule endoscope 20 in the floating state causes the optical dome 2 to float on the surface of the water W, that is, the optical dome l ib floats from the water surface.
  • the casing 21 has the imaging direction A1 of the imaging unit 13 directed above the water W and the surface of the water W due to the force and the center of gravity G as described in the first embodiment. Maintain a floating posture in which the imaging direction A2 of the imaging unit 23 faces downward (in liquid).
  • the imaging direction A1 of the imaging unit 13 is determined above the water W (for example, vertically upward), and the imaging direction A2 of the imaging unit 23 is below the water W ( (For example, vertically below).
  • the imaging unit 23 captures an image of the subject in the liquid located in the imaging direction A2 determined by the force and the floating posture of the casing 21.
  • multiple The light emitting element 22a sufficiently illuminates the stomach interior 101 in the liquid, which is a subject in the imaging direction A2, which is a force.
  • the imaging unit 23 takes close-up images of the stomach interior 101 in the liquid sufficiently illuminated by the force and the plurality of light emitting elements 22a.
  • the optical characteristics of the imaging unit 23 are set according to the subject in the imaging direction A2 determined by the force and the floating posture of the casing 21 (ie, the stomach interior 101 in the liquid). Specifically, the imaging characteristics of the imaging unit 23 are set so as to focus on the vicinity of the subject in the liquid located in the imaging direction A2, that is, the vicinity of the stomach wall of the stomach interior 101 in the liquid.
  • the distance L2 in the imaging direction A2 described above is substantially equal to the distance (subject distance) between the imaging unit 23 of the capsule endoscope 20 in a state of floating on the surface of the water W and the stomach interior 101 in the liquid. In this way, the distance between the arrangement of the solid-state imaging device 23a and the lens 23d, the focal length of the lens 23d, and the like are adjusted.
  • the depth of field D2 of the image pickup unit 23 is within the region between the near point and the far point of the image pickup unit 23 with respect to the force and the image pickup direction A2 (that is, within the focusing region of the image pickup unit 23). It is set so that the stomach interior 101 is located.
  • the angle of view of the imaging unit 23 is suitable for close-up imaging of the stomach interior 101 in the liquid located in the focusing area of the imaging unit 23 defined by the force, imaging characteristics and depth of field D2. Is set.
  • the light receiving sensitivity of the imaging unit 23 is suitable for receiving reflected light from the stomach interior 101 in the liquid that is generated when the illumination light of the plurality of light emitting elements 22a is applied to the stomach interior 101 in the liquid. Set to light sensitivity.
  • the imaging unit 23 which has optical characteristics set according to the subject in the imaging direction A2 (inside the stomach 101 in the liquid), is in the liquid in the focused area within the imaging field of view defined by the angle of view. Capture the inside 101 of the stomach.
  • the stomach interior 101 in the liquid captured in the imaging field of the imaging unit 23 is sufficiently illuminated by the plurality of light emitting elements 22a. Therefore, the imaging unit 23 ensures a clear image of the stomach interior 101 in the liquid located in the imaging direction A2 through the optical dome 21b of the casing 21 that maintains a specific floating posture on the surface of the water W. Take close-up imaging with force S.
  • the imaging unit 13 is the subject in the imaging direction A1 determined by the floating posture of the casing 21 on the surface of the water W (inside the stomach 100 in the air), as in the case of the first embodiment described above. It is possible to reliably capture a wide range of clear images.
  • the specific gravity of the capsule endoscope having a structure in which the first and second imaging units are fixedly arranged inside the capsule-type casing. Is set to be less than the specific gravity of the liquid introduced into the organ of the subject, and it is a position that is off the center of the housing and is opposite to the first imaging unit and the same side as the second imaging unit.
  • the casing is maintained in a specific floating posture when floating on the liquid surface inside the organ of the subject.
  • the optical characteristics of the first imaging unit are set according to the subject in the air located in the first imaging direction determined by the specific floating posture maintained by this case, and the specific floating state maintained by this case is maintained.
  • To the subject in the liquid located in the second imaging direction determined by the posture Align Te are set to the optical properties of the second imaging unit. For this reason, as in the case of Embodiment 1 described above, the subject in the air located within the focusing area of the first imaging unit is reliably captured within the wide imaging field of view of the first imaging unit.
  • the object in the liquid located within the in-focus area of the second imaging unit can be reliably captured in the imaging field of view of the second imaging unit.
  • the center of gravity G of the capsule endoscope 20 is set on the central axis CL of the casing 21, and the imaging direction A1 of the imaging unit 13 is parallel to the central axis CL of the casing 21.
  • the center of gravity G of the capsule endoscope is set at a position further away from the center axis CL, and the center of gravity G opposite to the center axis CL in the longitudinal direction of the casing is set.
  • the direction inclined to the side is the imaging direction of the imaging unit 13.
  • FIG. 6 is a schematic side sectional view schematically showing a configuration example of the capsule endoscope according to the third embodiment of the present invention.
  • a capsule endoscope 30 according to the third embodiment has a casing 31 instead of the casing 21 of the capsule endoscope 20 of the second embodiment described above, and the capsule Insert the weight member 37 to adjust the position of the center of gravity G of the endoscope 30.
  • the imaging direction A3 of the imaging unit 13 is set to a direction inclined to the opposite side of the center of gravity G with respect to the central axis CL of the housing 31.
  • the in-vivo information acquiring system according to the third embodiment includes a capsule endoscope 30 instead of the capsule endoscope 20 according to the second embodiment.
  • Other configurations are the same as those of the second embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals.
  • the casing 31 is a capsule-type casing formed in a size that can be easily introduced into the subject, in the same manner as the casing 21 of the capsule endoscope 20 according to the second embodiment. Is the body. Specifically, the housing 31 is formed by a cylindrical case body 31a and optical domes 21b and 31b.
  • the case body 31a is a cylindrical case having both ends opened. Specifically, the case body 31 a has an open end (inclined open end) that opens in a direction inclined to the opposite side of the center of gravity G of the capsule endoscope 30 with respect to the longitudinal center axis CL of the casing 31. At one end, and the other end has an open end that opens in the same direction as the central axis CL.
  • Such a case body 31a includes the components of the capsule endoscope 30, such as the illumination units 12, 22, the imaging units 13, 23, the wireless communication unit 14, the power supply unit 15, the control unit 26, and the weight member 37. House inside.
  • the illuminating unit 12 and the imaging unit 13 are fixedly disposed near one opening end (inclined opening end) of the case body 31a, and the illuminating unit 22 and the imaging unit 23 are disposed near the other opening end. Fixed placement.
  • the above-described wireless communication unit 14, power supply unit 15, and control unit 26 are provided in the internal region of the case body 31a sandwiched between the illumination unit 12 and the imaging unit 13, and the illumination unit 22 and the imaging unit 23, the above-described wireless communication unit 14, power supply unit 15, and control unit 26 are provided. Is placed.
  • a weight member 37 is fixedly disposed in the vicinity of the opening at the other end of the case main body 31a.
  • the optical dome 31b is a transparent optical member formed in a dome shape, and is attached to the inclined opening end (opening end on the side where the illumination unit 12 and the imaging unit 13 are fixedly arranged) of the case body 31a. And close the inclined open end.
  • a transparent water droplet prevention film such as a water repellent transparent film or a hydrophilic transparent film is formed on the outer surface of the optical dome 31b.
  • the optical dome 21b is attached to the other opening end of the case body 31a, specifically, the opening end on the side where the illumination unit 22 and the imaging unit 23 are fixedly arranged. Close.
  • the casing 31 formed by the case main body 31a and the optical domes 21b and 31b at both ends includes each component of the capsule endoscope 30 (the illumination units 12 and 22, the imaging units 13 and 23, The wireless communication unit 14, the power supply unit 15, the control unit 26, the weight member 37, etc.) are stored in a liquid-tight manner.
  • the imaging unit 13 fixedly arranged inside the casing 31 (specifically, near the inclined opening end of the case main body 31a) has a central axis of the casing 31 instead of the imaging direction A1 described above.
  • the imaging direction A3 is directed in a direction inclined to the opposite side of the center of gravity G of the capsule endoscope 30 with respect to CL.
  • the optical axis of the imaging unit 13 (that is, the optical axis of the lens 13d) is inclined to the opposite side of the center of gravity G of the capsule endoscope 30 with respect to the central axis CL.
  • the optical characteristics of the imaging unit 13 are set according to the subject in the imaging direction A3.
  • the optical characteristics of the imaging unit 13 are set in the same manner as when imaging the subject in the imaging direction A1 described above, except that the imaging direction is changed from the imaging direction A1 described above to the imaging direction A3. . Therefore, the imaging unit 13 captures an image of a subject in the air located in the imaging direction A3, as in the imaging direction A1 described above.
  • the illumination unit 12 (specifically, the plurality of light emitting elements 12a) fixedly disposed near the inclined opening end of the case body 31a that has force is used in the case of the above-described subject in the air in the imaging direction A1.
  • the illumination field of view of the imaging unit 13, that is, the subject in the imaging direction A3 is sufficiently illuminated.
  • the weight member 37 is for adjusting the position of the center of gravity G of the capsule endoscope 30.
  • the weight member 37 is fixedly disposed, for example, near the opening at the other end of the case body 31a, that is, near the opening end to which the optical dome 21b is attached.
  • the weight of the weight member 37 is less than the specific gravity of the liquid (eg, water) introduced into the organ of the subject even when the weight member 37 is fixedly arranged inside the housing 31. It is possible to suppress the specific gravity.
  • Such a weight member 37 moves the center of gravity G of the capsule endoscope 30 to a position away from the central axis CL of the casing 31 while maintaining the specific gravity of the capsule endoscope 30 below the liquid.
  • the capsule endoscope 30 includes an illumination unit 12, 22, an imaging unit 13, 23, a wireless communication unit 14, a power supply unit 15, a control unit 26, an Yo And a weight member 37 (see FIG. 6).
  • the capsule endoscope 30 having such a structure floats on the surface of the liquid introduced into the organ of the subject. That is, the specific gravity of the capsule endoscope 30 is set to be equal to or lower than the specific gravity of a predetermined liquid (for example, water) introduced into the organ of the subject.
  • a predetermined liquid for example, water
  • the force and the specific gravity of the capsule endoscope 30 floating on the surface of the liquid are, for example, formed by forming a space of a predetermined volume or more in the housing 31 or floating in the housing 31. This is realized by providing a member (not shown).
  • the specific gravity of the capsule endoscope 30 is such that a part of the capsule endoscope 30 (for example, the optical dome 31b) floats on the surface of the liquid introduced into the organ of the subject from the liquid. It is desirable that the amount is sufficient.
  • the center of gravity of the capsule endoscope 30 with force, the floating posture of the capsule endoscope 30 in a state of floating on the surface of the liquid, that is, the floating posture of the casing 31 is changed to a specific floating posture. It is set to be maintained.
  • the battery 15a of the power supply unit 15 is disposed on the optical dome 21b side inside the housing 31 with the center C of the housing 31 as a boundary, and the case body 31a.
  • the center of gravity G of the capsule endoscope 30 deviates from the center C and the center axis CL of the housing 31.
  • the center of gravity G is on the optical dome 21b side with respect to the center C of the casing 31, and deviates from the center axis CL on the opposite side of the optical axis of the imaging unit 13 inclined with respect to the center axis CL. Set to position.
  • the imaging unit 13 has an aspect in which the optical axis (imaging direction A3) is inclined to the opposite side of the center of gravity G with respect to the center axis CL, and on the opposite side of the center of gravity G with respect to the center C of the housing 31. It is fixedly arranged inside a certain casing 31. In addition, the imaging unit 23 is fixedly disposed inside the casing 31 that is on the same side as the center of gravity G (center of gravity side) with the center C of the casing 31 as a boundary.
  • the spacer 202c between the board 15b and the imaging board 23c, the distance between each circuit board is kept appropriate, and as a result, necessary to set the specific gravity and center of gravity of the capsule endoscope 30. Appropriate arrangement of each component is easily realized. It should be noted that such a spacer may be used as an MLD (Molded Interconnect Device), so that the flexible substrate and the spacer can be used together.
  • MLD Molded Interconnect Device
  • the housing 31 floats in a state where the capsule endoscope 30 floats on the liquid surface. Attitude is maintained in a specific floating position.
  • the floating posture of the casing 31 is such that the imaging direction A3 of the imaging unit 13 is directed above the liquid (the liquid in which the capsule endoscope 30 is floating) by the center of gravity G.
  • a specific floating posture is maintained such that the imaging direction A2 of the imaging unit 23 is directed below the liquid surface (that is, in the liquid).
  • the imaging unit 13 described above is configured in such a manner that the optical axis of the imaging unit 13 corresponding to the imaging direction A3 (that is, the optical axis of the lens 13d) is inclined to the opposite side of the center of gravity G with respect to the central axis CL. Fixed placement. Further, the above-described imaging unit 23 is fixedly arranged so that the optical axis of the imaging unit 23 corresponding to the imaging direction A2 (that is, the optical axis of the lens 23d) and the central axis CL are parallel to or collinear with each other. .
  • the center of gravity G of the capsule endoscope 30 which has force is in a specific floating posture such that the imaging direction A3 of the imaging unit 13 is directed above the liquid and the imaging direction A2 of the imaging unit 23 is oriented in the liquid.
  • Maintain case 31 Due to the floating posture of the casing 31, the imaging direction A3 of the imaging unit 13 faces substantially vertically upward, and the imaging direction A2 of the imaging unit 23 faces downward of the liquid level.
  • the subject in the imaging direction A3 determined by the force and the floating posture of the casing 31 is an air subject located above the liquid that floats the capsule endoscope 30.
  • the imaging unit 13 described above captures an image of the air subject located in the imaging direction A3 through the optical dome 31b, as in the case of the second embodiment described above.
  • the subject in the imaging direction A2 determined by the floating posture of the casing 31 is a capsule endoscope. It is a subject in the liquid located below the liquid that floats 30.
  • the imaging unit 23 described above captures an image of the subject in the liquid located in the imaging direction A2 through the optical dome 21b.
  • FIG. 7 illustrates the operation of the force-pseed endoscope 30 that alternately images the inside of the stomach in the air and in the liquid while being obliquely suspended in the stomach of the subject 1 and / or in the water surface.
  • the capsule endoscope 30 is swallowed from the mouth of the subject 1 together with a necessary amount of water and introduced into the stomach of the subject 1.
  • the capsule endoscope 30 is set to have a specific gravity equal to or lower than water (for example, about 0.8), and the center of gravity G is set at a position away from the central axis CL of the casing 31. It floats diagonally on the water surface inside the stomach of 1.
  • the capsule endoscope 30 in a state where it floats on the surface of the water is kept in a specific floating posture, and the imaging unit 13 takes an image of the inside of the stomach in the air, and the imaging unit 23 Take an image of the stomach inside.
  • the capsule endoscope 30 alternately captures an image of the inside of the stomach in the air and an image of the inside of the stomach in the liquid by the imaging units 13 and 23.
  • the capsule endoscope 30 set to have a specific gravity equal to or lower than that of the water floats on the surface of the necessary amount of water W introduced into the stomach of the subject 1. And take a specific floating posture.
  • the center of gravity G of the capsule endoscope 30 is a position deviated from the center C of the casing 31 to the opposite side of the imaging unit 13, and from the central axis CL to the optical axis of the imaging unit 13. It is set at a position off the opposite side.
  • the capsule endoscope 30 with the center of gravity G set in such a position floats obliquely with the central axis CL inclined with respect to the water surface of the water W, so that the optical dome 31b floats from the water surface and is optical.
  • the dome 21b is in a floating position in the form of being submerged.
  • the casing 31 takes a floating posture in which the central axis CL is inclined with respect to the water surface of the water W (hereinafter referred to as an inclined floating posture) due to the force and the center of gravity G.
  • the inclined floating posture is maintained such that the imaging direction A1 of the imaging unit 13 is directed and the imaging direction A2 of the imaging unit 23 is directed below the surface of the water W (in liquid).
  • the imaging direction A3 of the imaging unit 13 is as described above. As in the case of Embodiment 2, it is determined above water W (for example, vertically above). At the same time, the imaging direction A2 of the imaging unit 23 is determined below the water W. In this case, as in the case of the second embodiment described above, the imaging unit 13 is the subject in the imaging direction A3 determined by the floating posture of the casing 31 on the surface of the water W (the stomach interior 100 in the air). It is possible to reliably capture a wide range of clear images.
  • the imaging unit 23 is configured to capture the subject in the imaging direction A2 (the stomach interior 101 in the liquid) determined by the floating posture of the casing 31 on the surface of the water W. Providing close-up images of clear images
  • the center of gravity G is set as described above. Therefore, the tilted floating posture (see Fig. 7) is maintained with the imaging direction A3 pointing above the water W (in the air) and the imaging direction A2 pointing below the water W (in the liquid). Therefore, compared to the first and second embodiments described above, the required amount of water W that causes the capsule endoscope 30 to float, for example, in the stomach (water introduced into the organ of the subject) is greater than that in the first and second embodiments. Can be reduced. As a result, the force S reduces the burden on the subject 1 swallowing the force, the capsule endoscope 30 and the water W.
  • Embodiment 3 of the present invention has substantially the same configuration as that of Embodiment 2 described above, and further includes first and second fixedly arranged inside the housing.
  • the optical axis of the first imaging unit among the imaging units is tilted with respect to the central axis of the casing, and is positioned away from the center of the casing to the opposite side of the first imaging unit.
  • the amount of light emitted by the light emitting element 12a of the illuminating unit 12 is larger than that in the case of close-up imaging inside an organ.
  • the light emission amount of the light emitting element 12a is not limited to the case of close-up imaging inside the organ (specifically, the illumination light emitted by the light emitting element 22a of the illumination unit 22 that illuminates the subject in the imaging direction A2).
  • the light receiving sensitivity of the solid-state imaging device 13a of the imaging unit 13 that captures an image of a subject in the air may be made higher than in the case of close-up imaging inside an organ.
  • one or more batteries 15a may be connected to the power supply unit 15 as long as a necessary amount of driving power can be supplied to each component of the capsule endoscope according to the present invention.
  • the force in which the center of gravity of the capsule endoscope is set at a position deviated from the center of the casing by the arrangement of the battery 15a of the power supply unit 15 is not limited to this.
  • the center of gravity of the capsule endoscope is deviated from the center of the casing by the arrangement of any component (illumination unit, imaging unit, power supply unit, wireless communication unit, control unit, etc.) constituting the capsule endoscope.
  • the position may be set.
  • a weight member or a floating member may be additionally arranged in the casing, and the center of gravity of the capsule endoscope may be set at a position away from the center of the casing by the arrangement of the weight member or the floating member.
  • the center of gravity of the capsule endoscope may be set at a position off the center of the casing by an arrangement combining the constituent parts of the mold endoscope, the weight member, the floating member, and the like.
  • the center of gravity of the capsule endoscope is set at a position deviated from the central axis of the casing by the arrangement of the battery 15a of the power supply unit 15 and the arrangement of the weight member 37.
  • the present invention is not limited to this, and the center of gravity of the capsule endoscope is supported by the arrangement of any component (illumination unit, imaging unit, power supply unit, wireless communication unit, control unit, etc.) that constitutes the capsule endoscope. It may be set at a position off the body center axis.
  • a weight member or a floating member may be additionally arranged on the housing, and the center of gravity of the capsule endoscope may be set at a position away from the central axis of the housing by the force, the arrangement of the weight member or the floating member.
  • the center of gravity of the capsule endoscope may be set off the center axis of the housing by combining the components of the capsule endoscope, the weight member, the floating member, etc.! /.
  • the force that the central axis CL of the housing and the optical axis of the imaging unit 23 are positioned in parallel or on the same straight line is not limited to this and is described above.
  • the imaging is performed with respect to the central axis CL of the housing.
  • the optical axis of the image unit 23 may be tilted.
  • the optical axis of the imaging unit 23 may be inclined to the opposite side of the center of gravity of the capsule endoscope, and may be inclined to the center of gravity.
  • the optical axis of the imaging unit 23 may be flat fi to the optical axis of the imaging unit 13 corresponding to the imaging direction A3 described above.
  • the force in which the imaging unit is fixedly arranged in the vicinity of the opening end of the cylindrical case body that is one component of the housing is not limited to this.
  • An opening may be formed in the middle part of the case body, and the imaging unit may be fixedly arranged near the opening in the middle part.
  • an optical member that forms a part of the casing is attached to the opening of the intermediate portion.
  • a transparent water droplet preventing film such as a hydrophilic transparent film or a water repellent transparent film may be formed on the outer surface of the optical member.
  • the capsule endoscope obtains an in-vivo image by receiving light reflected by an organ wall surface by the imaging device with light irradiated by the illumination unit. At this time, since the reflected light from the liquid surface is also received at the same time, there is a problem that the acquired image becomes unclear.
  • Fig. 8 shows a capsule endoscope that floats on the liquid introduced into the body and in which the optical axis of the imaging unit is perpendicular to the liquid surface.
  • p is the specific gravity of the capsule endoscope with respect to the liquid introduced into the body.
  • the volume of the capsule endoscope is divided by the ratio of p: 1-p, and a plane perpendicular to the optical axis is defined.
  • the capsule endoscope When the center of gravity of the capsule endoscope is farther from the center of the volume of the volume ratio p part with respect to the plane perpendicular to the optical axis, and the volume ratio of the capsule endoscope to the volume ratio p part of the volume When the straight line connecting the center is parallel to the optical axis, the capsule endoscope floats so that the optical axis of the imaging unit is perpendicular to the liquid surface. At this time, the water surface coincides with a plane perpendicular to the optical axis. [0143] The principle of maintaining the posture of the capsule endoscope that satisfies the above conditions in the liquid will be described with reference to FIG. The capsule endoscope floats with the volume ratio p submerged in water.
  • the capsule endoscope When the capsule endoscope is tilted by ⁇ , the shape of the volume ratio p actually changes, and the center of the volume moves accordingly. However, since the amount of change is small, this principle is not affected.
  • the capsule endoscope when the center of the volume of the volume ratio p part is far from the center of gravity of the capsule endoscope with respect to the plane dividing the capsule endoscope, the capsule endoscope is When ⁇ is tilted, torque is generated in the direction in which the capsule endoscope is further tilted. Therefore, the posture of the capsule endoscope is further tilted and the posture is not maintained.
  • the position of the imaging unit in the capsule endoscope, the position of the center of gravity, and the straight line connecting the center of the volume of the volume ratio p part and the center of gravity of the capsule endoscope are parallel to the optical axis.
  • the specific gravity it is possible to reliably realize a capsule endoscope that floats so that the optical axis of the capsule endoscope is perpendicular to the liquid surface.
  • the visual field boundary surface and the illumination boundary surface do not have a plane perpendicular to the optical axis that divides the capsule endoscope and an intersection outside the capsule endoscope.
  • the imaging direction of the capsule endoscope can be uniquely determined. Therefore, since the doctor can grasp the observation direction of the capsule endoscope, the diagnostic performance is improved.
  • Fig. 10 shows a modification of the capsule endoscope.
  • the imaging unit is tilted with respect to the long axis of the capsule endoscope. Even under this condition, the position of the center of gravity of the capsule endoscope is set so as to satisfy the above conditions (see Figs. 8 and 9), so that the direction of the optical axis of the imaging unit in the liquid is relative to the liquid level. Can be vertical.
  • a capsule endoscope in which the specific gravity, the position of the center of gravity, and the position of the imaging unit are set so that the liquid surface is suspended in the liquid introduced into the body and the water surface does not enter the field boundary surface and the illumination boundary surface.
  • Figure 11 shows this.
  • is the specific gravity of the capsule endoscope with respect to the liquid introduced into the body.
  • the volume of the capsule endoscope is divided by the ratio of ⁇ : 1- ⁇ , and a plane that does not have an intersection at the visual field boundary surface, the illumination boundary interface, and the outside of the capsule endoscope is defined.
  • the center of gravity of the capsule endoscope When the center of gravity of the capsule endoscope is farther than the center of the volume of the volume ratio ⁇ with respect to this plane, the center of gravity of the capsule endoscope is connected to the center of the volume of the volume ratio ⁇ portion.
  • the capsule endoscope When the straight line is perpendicular to the plane, the capsule endoscope floats on the liquid surface with no water entering the field boundary and the illumination boundary. At this time, the water surface coincides with the plane.
  • the liquid can be made into a liquid without entering the visual field boundary and the illumination boundary.
  • a floating capsule endoscope can be realized with certainty.
  • Capsule-type endoscopy where the specific gravity, the position of the center of gravity, and the position of the imaging unit are set so that they do not float in the liquid introduced into the body and the water surface does not enter the visual field boundary and the illumination boundary.
  • Figure 12 shows a modification of the mirror.
  • the imaging unit is arranged to be inclined with respect to the long axis of the capsule endoscope. Even under this condition, the capsule endoscope is placed on the liquid surface by setting the center of gravity of the capsule endoscope so as to satisfy the same condition as in the case of the second embodiment described above (see FIG. 5). It is possible to float in a state where the water surface does not enter the field boundary and the illumination boundary.
  • the amount of light decreases in inverse proportion to the square of the distance. Therefore, if the distance to the water surface is more than 3.2 times the distance from the imaging unit to the capsule surface (the outer surface of the capsule-type housing), the light intensity decreases to about 1/10. Therefore, it can be said that the effect of light reflection is also reduced to 1/10 or less.
  • the capsule endoscope will have a clear image. Can acquire the image.
  • the capsule endoscope which is effective in the present invention, is useful for imaging an image in a subject, and particularly ensures a wide and clear image inside a large organ. Suitable for capsule endoscopes that can take images.

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Description

明 細 書
カプセル型内視鏡
技術分野
[0001] 本発明は、患者等の被検体の臓器内部に導入され、この被検体の臓器内部の画 像を撮像するカプセル型内視鏡に関するものである。
背景技術
[0002] 従来から、内視鏡分野においては、撮像機能と無線通信機能とを備えた飲込み型 のカプセル型内視鏡が開発され、このようなカプセル型内視鏡を用いて被検体内の 画像を取得する被検体内情報取得システムが提案されて!/、る。カプセル型内視鏡は 、観察 (検査)のために被検体のロカ 飲込まれた後、自然排出されるまでの間、胃 や小腸等の臓器の内部を蠕動運動等によって移動するとともに、例えば 0. 5秒間隔 で被検体の臓器内部の画像 (以下、被検体内の画像という場合がある)を順次撮像 する。
[0003] カプセル型内視鏡が被検体内を移動する間、このカプセル型内視鏡によって撮像 された被検体内の画像は、順次無線通信によって体外の受信装置に送信される。受 信装置は、無線通信機能とメモリ機能とを有し、被検体内のカプセル型内視鏡から受 信した画像を記録媒体に順次保存する。被検体は、かかる受信装置を携帯すること によって、カプセル型内視鏡を飲込んでから自然排出するまでの間に亘り、自由に 行動できる。
[0004] カプセル型内視鏡が被検体から自然排出された後、医師または看護師等のユーザ にお!/、ては、受信装置の記録媒体に蓄積された画像を画像表示装置に取り込ませ、 この画像表示装置のディスプレイに被検体内の臓器の画像を表示させる。ユーザは 、かかる画像表示装置に表示させた被検体内の画像を観察し、この被検体の診断を fiうこと力 Sでさる。
[0005] このようなカプセル型内視鏡として、筐体に浮きを設けて装置全体の比重を約 1に した(すなわち水に浮遊可能にした)ものがある(例えば、特許文献 1参照)。この特許 文献 1に例示されるカプセル型内視鏡は、被検体の消化管内部に導入された水に浮 遊するとともに、この水の流水作用と臓器の蠕動運動とによって被検体の胃、小腸等 を短時間で通過し、大腸に到達する。力、かるカプセル型内視鏡は、この被検体の大 腸内部の画像を集中的に撮像することができる。
[0006] 特許文献 1 :特表 2004— 529718号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] ところで、上述した特許文献 1に例示される水に浮遊可能なカプセル型内視鏡は、 被検体の胃内部に水とともに導入され、この水に浮遊した状態で胃内部の画像を広 範囲に撮像する場合がある。このように、胃内部に導入した水に浮遊させたカプセル 型内視鏡によって胃内部の画像を広範囲に撮像することは、被検体の胃内部を詳細 に観察する方法として有効である。
[0008] しかしながら、力、かる従来のカプセル型内視鏡は、被検体の食道、小腸、または大 腸等の空間の狭い臓器内部を近接撮像することによって、この臓器内部の鮮明な画 像を得る。このため、力、かる従来のカプセル型内視鏡は、胃等の空間の広い臓器内 部の広範囲な画像を不鮮明に撮像する虞があった。
[0009] なお、ここでいう空間の狭い臓器とは、局部的な内径が小さい小径の臓器であって 、臓器内部に導入されたカプセル型内視鏡と臓器の内壁との間隙が小さい臓器であ る。また、空間の広い臓器とは、力、かる小径の臓器に比して局部的な内径が大きい臓 器であって、臓器内部に導入されたカプセル型内視鏡と臓器の内壁との間隙が小径 の臓器に比して大きレヽ臓器である。
[0010] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、空間の広い臓器内部に導入 された液体に浮遊するとともに、この臓器内部の広範囲且つ鮮明な画像を確実に撮 像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
[0011] 上述した課題を解決し、 目的を達成するために、本発明に力、かるカプセル型内視 鏡は、カプセル型筐体と該カプセル型筐体の内部に固定配置された撮像部とを備え 、被検体内の臓器内部に導入された液体に浮遊した状態で前記撮像部によって前 記臓器内部の画像を撮像するカプセル型内視鏡にお!/、て、前記カプセル型筐体の 前記導入される液体に対する比重 p ( p < 1)とし、前記カプセル型筐体を平面が、 前記カプセル型筐体を体積比が p対 1 pになるように分割し、体積比が pの部分 の体積の中心と前記カプセル型筐体の重心とを結ぶ直線が前記平面に略垂直で、 前記中心が前記体積の中心よりも前記平面に対して離れた位置に存在し、前記撮 像部の画角をなす視野境界面と前記平面とが、前記カプセル型筐体の外側で交差 しないことを特徴とする。
[0012] また、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、カプセル型筐体と該カプセル型筐体 の内部に固定配置された撮像部とを備え、被検体内の臓器内部に導入された液体 に浮遊した状態で前記撮像部によって前記臓器内部の画像を撮像するカプセル型 内視鏡において、前記カプセル型筐体の前記導入される液体に対する比重 ( Ρ
1)とすると、前記カプセル型筐体を平面が、前記カプセル型筐体を体積比が ρ対 1 ρになるように分割し、体積比が ρの部分の体積の中心と前記カプセル型筐体の 重心とを結ぶ直線が前記平面に略垂直で、前記中心が前記体積の中心よりも前記 平面に対して離れた位置に存在し、前記撮像部の撮像視野を照明する照明部を備 え、前記照明部が発光する照明光の配光角を成す照明境界面と前記平面とが、前 記カプセル型筐体の外側で交差しないことを特徴とする。
[0013] また、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、上記の発明にお!/、て、前記撮像部の 光軸は、前記平面で分割された前記カプセル型筐体の体積比が ρの部分の表面と 交差することを特徴とする。
[0014] また、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、上記の発明にお!/、て、前記撮像部の 光軸は、前記平面で分割された前記カプセル型筐体の体積比が 1 ρの部分の表 面と交差することを特徴とする。
[0015] また、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、上記の発明にお!/、て、前記平面で分 割された前記カプセル型筐体の体積比が ρの部分の表面と前記光軸とが交差する 撮像部をさらに備えたことを特徴とする。
[0016] また、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、上記の発明にお!/、て、前記平面と前 記撮像部の光軸とは、略垂直であることを特徴とする。
[0017] また、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、上記の発明にお!/、て、前記カプセル 型筐体の体積比が pの部分の表面と前記光軸とが交差する撮像部の光学特性と、 前記カプセル型筐体の体積比カ^ー pの部分の表面と前記光軸とが交差する撮像 部の光学特性とは、異なることを特徴とする。
[0018] また、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、上記の発明にお!/、て、前記異なる光 学特性は、前記撮像部の焦点距離であることを特徴とする。
[0019] また、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、上記の発明にお!/、て、前記撮像部の 撮像視野を照明する照明部を備え、前記異なる光学特性は、前記照明部の光量で あることを特徴とする。
[0020] また、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、上記の発明にお!/、て、前記カプセル 型筐体の体積比が pの部分の表面と前記光軸とが交差する撮像部の光軸と、前記 カプセル型筐体の体積比が 1 pの部分の表面と前記光軸とが交差する撮像部の 光軸とは、略平行であることを特徴とする。
[0021] また、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記カプセル 型筐体は、撮像部が被写体を撮像するための光学部材を備え、前記光学部材の外 表面に、透明な水滴防止膜を形成したことを特徴とする。
[0022] また、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記透明な水 滴防止膜は、撥水性透明膜または親水性透明膜であることを特徴とする。
[0023] また、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、カプセル型筐体と該カプセル型筐体 の内部に固定配置された撮像部とを備え、被検体内の臓器内部に導入された液体 に浮遊した状態で前記撮像部によって前記臓器内部の画像を撮像するカプセル型 内視鏡において、前記カプセル型筐体の前記導入される液体に対する比重 ( Ρく 1)とすると、前記カプセル型筐体を平面が、前記カプセル型筐体を体積比が ρ対 1 ρになるように分割し、体積比が ρの部分の体積の中心と前記カプセル型筐体の 重心とを結ぶ直線が前記平面に略垂直で、前記中心が前記体積の中心よりも前記 平面に対して離れた位置に存在し、前記撮像部の画角を成す視野境界面と前記平 面とが交差する位置から前記撮像部までの距離が、前記カプセル型筐体の表面から 前記撮像部までの距離の 3. 2倍よりも大きいことを特徴とする。
[0024] また、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、カプセル型筐体と該カプセル型筐体 の内部に固定配置された撮像部とを備え、被検体内の臓器内部に導入された液体 に浮遊した状態で前記撮像部によって前記臓器内部の画像を撮像するカプセル型 内視鏡において、前記カプセル型筐体の前記導入される液体に対する比重 ( Ρく 1)とすると、前記カプセル型筐体を平面が、前記カプセル型筐体を体積比が ρ対 1 ρになるように分割し、体積比が ρの部分の体積の中心と前記カプセル型筐体の 重心とを結ぶ直線が前記平面に略垂直で、前記中心が前記体積の中心よりも前記 平面に対して離れた位置に存在し、前記撮像部の撮像視野を照明する照明部を備 え、前記照明部が発光する照明光の配光角を成す照明境界面と前記平面とが交差 する位置から前記撮像部までの距離が、前記カプセル型筐体の表面から前記撮像 部までの距離の 3. 2倍よりも大き!/、ことを特徴とする。
発明の効果
[0025] 本発明に力、かるカプセル型内視鏡によれば、臓器内部の液体表面に浮遊した場 合に維持される筐体の浮遊姿勢によって決定される撮像方向の被写体に合わせて 撮像部の光学特性を設定でき、胃等の空間の広い臓器内部に導入された液体の表 面に浮遊した状態でこの臓器内部の広範囲且つ鮮明な画像を確実に撮像できると いう効果を奏する。
図面の簡単な説明
[0026] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態 1にかかるカプセル型内視鏡を有する被検体内情 報取得システムの一構成例を示す模式図である。
[図 2]図 2は、本発明の実施の形態 1にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す 側断面模式図である。
[図 3]図 3は、被検体の胃内部において水面に浮遊した状態で気中の胃内部を撮像 するカプセル型内視鏡の動作を説明するための模式図である。
[図 4]図 4は、本発明の実施の形態 2にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を模式 的に示す側断面模式図である。
[図 5]図 5は、被検体の胃内部にお!/、て水面に浮遊した状態で気中および液中の胃 内部を交互に撮像するカプセル型内視鏡の動作を説明するための模式図である。
[図 6]図 6は、本発明の実施の形態 3にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を模式 的に示す側断面模式図である。
[図 7]図 7は、被検体の胃内部におレ、て水面に斜めに浮遊した状態で気中および液 中の胃内部を交互に撮像するカプセル型内視鏡の動作を説明するための模式図で ある。
[図 8]図 8は、体内に導入される液体に浮遊した状態で撮像部の光軸が液面に対し て垂直になるカプセル型内視鏡を示す模式図である。
[図 9]図 9は、カプセル型内視鏡が液中で姿勢を維持する原理を説明するための模 式図である。
[図 10]図 10は、体内に導入される液体に浮遊した状態で撮像部の光軸が液面に対 して垂直になるカプセル型内視鏡の変形例を示す模式図である。
[図 11]図 11は、体内に導入される液体に浮遊した状態で視野境界面内および照明 境界面内に水面が入り込まないように比重と重心の位置と撮像部の位置とを設定し たカプセル型内視鏡を示す模式図である。
[図 12]図 12は、体内に導入される液体に浮遊した状態で視野境界面内および照明 境界面内に水面が入り込まないように比重と重心の位置と撮像部の位置とを設定し たカプセル型内視鏡の変形例を示す模式図である。
[図 13]図 13は、カプセル型筐体から十分離れた位置で視野境界面または照明境界 面と液面とが交差するカプセル型内視鏡を例示する模式図である。
符号の説明
1 被検体
2, 20, 30 カプセル型内視鏡
3 受信装置
3a〜3h 受信アンテナ
4 画像表示装置
5 携帯型記録媒体
11 , 21 , 31 筐体
11a, 21a, 31a ケース本体
l ib, 21b, 31b 光学ド、ーム 12, 22 照明部
12a, 22a 発光素子
12b, 22b 照明基板
13, 23 撮像部
13a, 23a 固体撮像素子
13b, 23b 光学系
13c, 23c 撮像基板
13d, 23d レンズ
13e, 23e レンズ枠
14 無線通信部
14a 無線ユニット
14b アンテナ
14c 無線基板
15 電源部
15a 電池
15b, 15c 電源基板
15d スィッチ
16, 26 制御部
37 錘部材
100 気中の胃内部
101 液中の胃内部
G 重心
W 水
発明を実施するための最良の形態
[0028] 以下、図面を参照して、本発明に力か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って本発明が限定されるものではない。
[0029] (実施の形態 1 )
図 1は、本発明の実施の形態 1にか力 カプセル型内視鏡を有する被検体内情報 取得システムの一構成例を示す模式図である。図 1に示すように、この被検体内情報 取得システムは、被検体 1内の画像を撮像するカプセル型内視鏡 2と、カプセル型内 視鏡 2によって撮像された被検体 1内の画像を受信する受信装置 3と、受信装置 3に よって受信した被検体 1内の画像を表示する画像表示装置 4と、受信装置 3と画像表 示装置 4との間のデータの受け渡しを行うための携帯型記録媒体 5とを備える。
[0030] カプセル型内視鏡 2は、時系列に沿って被検体 1内の画像を順次撮像する撮像機 能と、撮像した被検体 1内の画像を外部に順次無線送信する無線通信機能とを有す る。また、力、かるカプセル型内視鏡 2の比重は、水等の所望の液体の表面で浮遊す るように設定される。このようなカプセル型内視鏡 2は、被検体 1の臓器内部に導入さ れ、この臓器内部の画像を撮像する。ここで、この臓器内部に水等の液体が所定量 導入された場合、このカプセル型内視鏡 2は、この臓器内部に導入された液体の表 面に浮遊するとともに特定の浮遊姿勢をとり、力、かる特定の浮遊姿勢の状態で臓器 内部の広範囲な画像を順次撮像する。力、かるカプセル型内視鏡 2によって撮像され た臓器内部の画像は、被検体 1外の受信装置 3に順次無線送信される。なお、かか るカプセル型内視鏡 2は、被検体 1の臓器内部に導入された場合、臓器の蠕動等に よって被検体 1の消化管に沿って進行する。これと同時に、カプセル型内視鏡 2は、 所定間隔、例えば 0. 5秒間隔で被検体 1内の画像を逐次撮像し、得られた被検体 1 内の画像を受信装置 3に逐次送信する。
[0031] 受信装置 3は、例えば被検体 1の体表上に分散配置された複数の受信アンテナ 3a 〜3hが接続され、力、かる複数の受信アンテナ 3a〜3hを介してカプセル型内視鏡 2 からの無線信号を受信し、受信した無線信号に含まれる被検体 1内の画像を取得す る。また、受信装置 3は、携帯型記録媒体 5が着脱可能に揷着され、かかる被検体 1 内の画像を携帯型記録媒体 5に逐次保存する。このようにして、受信装置 3は、カブ セル型内視鏡 2によって撮像された被検体 1内の画像群を携帯型記録媒体 5に保存 する。
[0032] 受信アンテナ 3a〜3hは、例えばループアンテナを用いて実現され、カプセル型内 視鏡 2によって送信された無線信号を受信する。このような受信アンテナ 3a〜3hは、 被検体 1の体表上の所定位置、例えば被検体 1内におけるカプセル型内視鏡 2の移 動経路 (すなわち消化管)に対応する位置に分散配置される。なお、受信アンテナ 3 a〜3hは、被検体 1に着用させるジャケットの所定位置に分散配置されてもよい。この 場合、受信アンテナ 3a〜3hは、被検体 1がこのジャケットを着用することによって、被 検体 1内におけるカプセル型内視鏡 2の移動経路に対応する被検体 1の体表上の所 定位置に配置される。このような受信アンテナは、被検体 1に対して 1以上配置され ればよぐその配置数は、特に 8つに限定されない。
[0033] 携帯型記録媒体 5は、コンパクトフラッシュ (登録商標)等の携帯可能な記録メディ ァである。携帯型記録媒体 5は、受信装置 3および画像表示装置 4に対して着脱可 能であって、両者に対する揷着時にデータの出力および記録が可能な構造を有する 。具体的には、携帯型記録媒体 5は、受信装置 3に揷着された場合、受信装置 3によ つて取得された被検体 1内の画像群等の各種データを逐次保存する。一方、携帯型 記録媒体 5は、画像表示装置 4に揷着された場合、かかる被検体 1内の画像群等の 保存データを画像表示装置 4に出力する。このようにして、かかる携帯型記録媒体 5 の保存データは、画像表示装置 4に取り込まれる。また、携帯型記録媒体 5には、患 者名および患者 ID等の被検体 1に関する患者情報等が画像表示装置 4によって書 き込まれる。
[0034] 画像表示装置 4は、カプセル型内視鏡 2によって撮像された被検体 1内の画像等を 表示するためのものである。具体的には、画像表示装置 4は、上述した携帯型記録 媒体 5を媒介にして被検体 1内の画像群等の各種データを取り込み、取得した被検 体 1内の画像群をディスプレイに表示するワークステーション等のような構成を有する 。このような画像表示装置 4は、医師または看護師等のユーザが被検体 1内の画像を 観察 (検査)して被検体 1を診断するための処理機能を有する。この場合、ユーザは 、画像表示装置 4に被検体 1内の画像を順次表示させて被検体 1内の部位、例えば 食道、胃、小腸、および大腸等を観察 (検査)し、これをもとに、被検体 1を診断する。
[0035] つぎに、本発明の実施の形態 1にかかるカプセル型内視鏡 2の構成を説明する。図
2は、本発明の実施の形態 1にかかるカプセル型内視鏡 2の一構成例を示す側断面 模式図である。図 2に示すように、この実施の形態 1にかかるカプセル型内視鏡 2は、 カプセル形状に形成された筐体 11と、被検体の臓器内部を照明する照明部 12と、 照明部 12によって照明された被検体の臓器内部の画像 (被検体内の画像)を撮像 する撮像部 13と、撮像部 13によつて撮像された被検体内の画像を外部に無線送信 する無線通信部 14とを有する。また、このカプセル型内視鏡 2は、かかる各構成部に 駆動電力を供給する電源部 15と、力、かる各構成部を制御する制御部 16とを有する。
[0036] 筐体 11は、被検体の内部に導入し易い大きさに形成されたカプセル型の筐体であ り、ケース本体 11aと光学ドーム l ibとによって形成される。ケース本体 11aは、一端 が開口し且つ他端 (すなわちドーム部 11c)がドーム状に閉じた筒状のケースであり、 照明部 12、撮像部 13、無線通信部 14、電源部 15、および制御部 16等のカプセル 型内視鏡 2の各構成部を内部に収容する。
[0037] 光学ドーム l ibは、ドーム状に形成された透明な光学部材であり、力、かるケース本 体 11 aの一端である開口端に取り付けられるとともに、この開口端を閉じる。かかる光 学ドーム l ibの外表面には、透明な水滴防止膜が形成される。なお、かかる光学ドー ム l ibの外表面に形成される透明な水滴防止膜は、撥水性透明膜であってもよいし 、親水性透明膜であってもよい。
[0038] このようなケース本体 11aと光学ドーム l ibとによって形成される筐体 11は、カプセ ル型内視鏡 2の各構成部(照明部 12、撮像部 13、無線通信部 14、電源部 15、制御 部 16等)を液密に収容する。
[0039] 照明部 12は、撮像部 13によって撮像される被検体の臓器内部(すなわち撮像部 1 3の被写体)を照明する照明手段として機能する。具体的には、照明部 12は、筐体 1 1内部の光学ドーム l ib側に配置され、光学ドーム l ib越しに撮像部 13の被写体を 照明する。このような照明部 12は、撮像部 13の被写体に対して照明光を発光する複 数の発光素子 12aと、照明部 12の機能を実現するための回路が形成された照明基 板 12bとを有する。
[0040] 複数の発光素子 12aは、照明基板 12bに実装され、光学ドーム 1 lb越しに撮像部 1 3の撮像視野に対して照明光を発光する。複数の発光素子 12aは、かかる照明光に よって撮像部 13の被写体 (すなわち被検体の臓器内部)を照明する。このような発光 素子 12aは、撮像部 13の被写体に合わせて、従来のカプセル型内視鏡 (被検体の 臓器内部を近接撮像するカプセル型内視鏡)の照明部に比して大きい発光量の照 明光を出射する。照明基板 12bは、例えば円盤形状に形成されたリジットな回路基 板であり、筐体 11内部の光学ドーム l ib側に配置される。力、かる照明基板 12bの中 央部分には、後述する撮像部 13のレンズ枠が揷通される。
[0041] 撮像部 13は、照明部 12によって照明された被写体 (被検体の臓器内部)の画像を 撮像する撮像手段として機能する。具体的には、撮像部 13は、筐体 11内部の光学 ドーム l ib側に固定配置され、力、かる筐体 11の姿勢 (詳細には液体表面に浮遊する 筐体 11の浮遊姿勢)によって決定される撮像方向 A1の被写体の画像を撮像する。 このような撮像部 13は、 CCDまたは CMOS等の固体撮像素子 13aと、固体撮像素 子 13aの受光面に被写体の画像を結像する光学系 13bと、撮像部 13の機能を実現 するための回路が形成された撮像基板 13cとを有する。
[0042] 固体撮像素子 13aは、照明部 12によって照明された被写体の画像を撮像する。具 体的には、固体撮像素子 13aは、筐体 11の浮遊姿勢によって決定される撮像方向 A1に撮像視野を有し、照明部 12によって照明された撮像視野内の臓器内部 (すな わち被写体)の画像を撮像する。さらに具体的には、固体撮像素子 13aは、撮像視 野内に位置する被写体からの光を受光する受光面を有し、この受光面を介して受光 した被写体からの光を光電変換して被写体の画像 (すなわち被検体内の画像)を撮 像する。かかる固体撮像素子 13aの受光量等の光学特性は、撮像方向 A1の被写体 に合わせて設定される。
[0043] 光学系 13bは、かかる固体撮像素子 13aの受光面に被写体の画像を結像するレン ズ 13dと、このレンズ 13dを保持するレンズ枠 13eとを有する。レンズ 13dは、撮像方 向 A1に位置する被写体からの光を固体撮像素子 13aの受光面に集光して、この被 写体の画像を固体撮像素子 13aの受光面に結像する。かかるレンズ 13dの焦点距 離および被写界深度等の光学特性は、撮像方向 A1に位置する被写体に合わせて 設定される。
[0044] レンズ枠 13eは、両端が開口した筒状構造を有し、筒内部にレンズ 13dを保持する 。具体的には、レンズ枠 13eは、一端の開口部近傍の筒内部にレンズ 13dを保持す る。また、レンズ枠 13eの他端は、固体撮像素子 13aの受光面に被写体からの光を 導く態様で固体撮像素子 13aに固定される。このようなレンズ枠 13eは、上述した固 体撮像素子 13aに対して所定の距離の位置にレンズ 13dを保持する。かかるレンズ 枠 13eによって規定される固体撮像素子 13aとレンズ 13dとの配置間距離は、撮像 方向 A1の被写体に合わせて設定される。なお、力、かるレンズ枠 13eの一端(レンズ 1 3dの保持部側)は、上述した照明基板 12bに揷通され、照明基板 12bに対して固定 される。
[0045] 撮像基板 13cは、例えば円盤形状に形成されたリジットな回路基板であり、筐体 1 1 内部の光学ドーム l ib側に固定配置される。具体的には、撮像基板 13cは、照明基 板 12bの近傍であって、この照明基板 12bに比してケース本体 11aのドーム部 11c寄 りに固定配置される。力、かる撮像基板 13cには、上述した固体撮像素子 13aと制御 部 16とが実装される。
[0046] 無線通信部 14は、撮像部 13によって撮像された被検体内の画像を外部の受信装 置 3 (図 1参照)に順次無線送信する無線通信手段として機能する。具体的には、無 線通信部 14は、筐体 11内部のドーム部 11c側に固定配置され、撮像方向 A1の被 写体である臓器内部の画像を受信装置 3に順次無線送信する。このような無線通信 部 14は、かかる被検体内の画像を含む無線信号を生成する無線ユニット 14aと、無 線ユニット 14aによって生成された無線信号を外部に送信するアンテナ 14bと、無線 通信部 14の機能を実現するための回路が形成された無線基板 14cとを有する。
[0047] 無線ユニット 14aは、上述した固体撮像素子 13aによって撮像された被検体内の画 像を含む画像信号を受信し、受信した画像信号に対して変調処理等を行う。かかる 無線ユニット 14aは、この被検体内の画像を含む無線信号を生成する。アンテナ 14b は、ループ状またはコイル状のアンテナであり、力、かる無線ユニット 14aによって生成 された無線信号を被検体外の受信装置 3に順次送信する。無線基板 14cは、円盤形 状に形成されたリジットな回路基板であり、例えば筐体 11内部のドーム部 11c側に固 定配置される。力、かる無線基板 14cには、無線ユニット 14aおよびアンテナ 14bが実 装される。
[0048] 電源部 15は、筐体 11内部のドーム部 11c側に固定配置され、この実施の形態 1に かかるカプセル型内視鏡 2の各構成部(すなわち照明部 12、撮像部 13、無線通信 部 14、および制御部 16等)に対して駆動電力を供給する。このような電源部 15は、 所定の電力を有する電池 15aと、電源部 15の機能を実現するための回路が形成さ れた電源基板 15b, 15cと、かかる電池 15aからの電力供給のオンオフ状態を切り替 えるスィッチ 15dとを有する。
[0049] 電池 15aは、例えば酸化銀電池等のボタン型電池であり、図 2に示すように電源基 板 15b, 15cの間に必要数 (例えば 2つ)接続される。電源基板 15b, 15cは、力、かる 電池 15aに電気的に接続されるプラス極端子およびマイナス極端子を有する。力、か る電源基板 15b, 15cとカプセル型内視鏡 2の各構成部の回路基板 (すなわち照明 基板 12b、撮像基板 13c、および無線基板 14c)とは、フレキシブル基板等によって 電気的に接続される。スィッチ 15dは、例えば外部の磁力によってオンオフの切替動 作を行うリードスィッチであり、電源基板 15cに設けられる。具体的には、スィッチ 15d は、力、かるオンオフの切替動作を行って電池 15aからの電力供給のオンオフ状態を 切り替える。これによつて、スィッチ 15dは、電池 15aからカプセル型内視鏡 2の各構 成部への電力の供給を制御する。
[0050] 制御部 16は、例えば撮像基板 13cに実装され、この実施の形態 1にかかるカプセ ル型内視鏡 2の各構成部を制御する。具体的には、制御部 16は、上述した照明部 1 2の発光素子 12a、撮像部 13の固体撮像素子 13a、および無線通信部 14の無線ュ ニット 14aを制御する。さらに具体的には、制御部 16は、複数の発光素子 12aの発光 動作に同期して固体撮像素子 13aが被写体の画像を所定時間毎に撮像するように、 力、かる複数の発光素子 12aと固体撮像素子 13aとの動作タイミングを制御する。この ような制御部 16は、ホワイトバランス等の画像処理に関する各種パラメータを有し、固 体撮像素子 13aによって撮像された被写体の画像 (被検体内の画像)を含む画像信 号を生成する画像処理機能を有する。また、制御部 16は、かかる被検体内の画像を 含む画像信号を無線通信部 14に送信し、かかる被検体内の画像を含む無線信号を 生成出力するように無線ユニット 14aを制御する。
[0051] つぎに、この実施の形態 1にかかるカプセル型内視鏡 2の比重および重心につい て説明する。カプセル型内視鏡 2は、上述したように、カプセル形状の筐体 11の内部 に、照明部 12、撮像部 13、無線通信部 14、電源部 15、および制御部 16を収容した 構造を有する(図 2を参照)。このような構造のカプセル型内視鏡 2は、被検体の臓器 内部に導入された液体の表面に浮遊する。すなわち、力、かるカプセル型内視鏡 2の 比重は、被検体の臓器内部に導入される所定の液体 (例えば水等)の比重以下に設 定される。
[0052] 具体的には、力、かる液体表面に浮遊するカプセル型内視鏡 2の比重は、例えば筐 体 11の内部に所定容積以上の空間を形成することによって、または筐体 11に浮き 部材(図示せず)を設けることによって実現される。例えば、被検体の臓器内部に導 入される液体が例えば水である場合、力、かるカプセル型内視鏡 2の比重は、水の比 重( = 1)以下に設定される。このようなカプセル型内視鏡 2の比重は、被検体の臓器 内部に導入された液体の表面に浮遊した状態のカプセル型内視鏡 2の一部分 (例え ば光学ドーム 1 lb)をこの液体から浮上させる程度のものであることが望ましい。
[0053] 一方、力、かるカプセル型内視鏡 2の重心は、液体の表面に浮遊した状態のカプセ ル型内視鏡 2の浮遊姿勢、すなわち筐体 11の浮遊姿勢を特定の浮遊姿勢に維持す るように設定される。具体的には、図 2に示すように、例えば筐体 11の中心 Cを境にし て筐体 11内部のドーム部 11c側に電源部 15の電池 15a等を配置することによって、 カプセル型内視鏡 2の重心 Gは、筐体 11の中心 Cから外れた位置に設定される。こ の場合、かかる重心 Gは、筐体 11の中心 Cを境にして上述した撮像部 13の反対側 に設定される。すなわち、上述した撮像部 13は、筐体 11の中心 Cを境にして重心 G の反対側である筐体 11の内部に固定配置される。
[0054] このようにカプセル型内視鏡 2の比重および重心を設定するためには、カプセル型 内視鏡 2内部の各構成部を適切に配置する必要がある。しかし、フレキシブル基板を 介して電気的に接続された回路基板を単に折り畳んだだけでは、かかる各構成部の 適切な配置状態を保つことができない。そこで、各構成部の間にスぺーサを設けるこ とによって、各構成部の適切な配置状態を容易に保てるようにした。具体的には、図 2に示すように、撮像基板 13cと電源基板 15cとの間にスぺーサ 200aを設け且つ電 源基板 15bと無線基板 14cとの間にスぺーサ 200bを設けることによって、各回路基 板の間隔が適切に保たれ、この結果、カプセル型内視鏡 2の比重および重心を設定 するために必要となる各構成部の適切な配置が容易に実現される。なお、かかるス ぺーサを MID (Molded Interconnect Device:射出成形回路部品)にすることによつ て、フレキシブル基板とスぺーサとを兼用するようにしてもよい。
[0055] このように筐体 11の中心 Cから外れた位置にカプセル型内視鏡 2の重心 Gを設定 することによって、液体表面にカプセル型内視鏡 2が浮遊した状態での筐体 11の浮 遊姿勢は、特定の浮遊姿勢に維持される。具体的には、この筐体 11の浮遊姿勢は、 力、かる重心 Gによって、この液体 (カプセル型内視鏡 2が浮遊する液体)の上方に撮 像部 13の撮像方向 A1を向けるような特定の浮遊姿勢に維持される。
[0056] ここで、上述した撮像部 13は、例えば図 2に示すように、撮像方向 A1に対応する 撮像部 13の光軸(すなわちレンズ 13dの光軸)と筐体 11の長手方向の中心軸じしと が互いに平行または同一直線上に位置するように固定配置される。この場合、かかる カプセル型内視鏡 2の重心 Gは、筐体 11の中心 Cから外れた位置であって中心軸 C L上またはその近傍に設定される。このような位置に重心 Gを設定することによって、 筐体 11の浮遊姿勢は、撮像部 13の撮像方向 A1を略鉛直上方に向けるような特定 の浮遊姿勢に維持される。
[0057] なお、力、かる筐体 11の浮遊姿勢によって決定される撮像方向 A1の被写体は、カブ セル型内視鏡 2を浮遊させる液体の上方に位置する気中の被写体である。この場合 、上述した撮像部 13は、力、かる撮像方向 A1に位置する気中の被写体の画像を光学 ドーム l ib越しに撮像する。
[0058] つぎに、力、かる筐体 11の浮遊姿勢によって決定される撮像方向 A1の被写体を撮 像する撮像部 13の光学特性について説明する。撮像部 13は、上述したように、被検 体の臓器内部に導入された液体の表面にカプセル型内視鏡 2が浮遊した際の筐体 11の浮遊姿勢によって決定される撮像方向 A1の被写体を撮像する。この場合、撮 像部 13は、かかる撮像方向 A1に位置する気中の被写体の画像を光学ドーム l ib越 しに撮像する。このような撮像部 13の光学特性は、力、かる筐体 11の浮遊姿勢によつ て決定される撮像方向 A1の被写体 (気中の被写体)に合わせて設定される。かかる 撮像部 13の光学特性として、撮像方向 A1の焦点位置を決定する結像特性、かかる 撮像方向 A1の焦点位置における被写界深度、撮像部 13の撮像視野を規定する画 角、被写体の画像を撮像する際の受光量等が挙げられる。
[0059] 撮像部 13の結像特性は、撮像方向 A1の焦点位置を決定するための光学特性で あり、例えば固体撮像素子 13aとレンズ 13dとの配置間距離とレンズ 13dの焦点距離 とを調整することによって設定される。かかる撮像部 13の結像特性は、図 2に示すよ うに、撮像方向 A1に対して撮像部 13から距離 L1の位置 P1に焦点を合わせるように 設定される。ここで、力、かる撮像方向 A1の距離 L1は、被検体の臓器内部に導入され た液体の上方に位置する気中の被写体から、この臓器内部の液体に浮遊した状態 のカプセル型内視鏡 2 (具体的には撮像部 13)までの距離に略等しい。このような撮 像方向 A1の位置 P1に焦点を設定することによって、臓器内部の液体表面に浮遊し た状態のカプセル型内視鏡 2の撮像部 13は、この液体の上方に位置する気中の被 写体近傍 (具体的には気中の臓器内壁の近傍)に焦点を合わせることができる。
[0060] なお、力、かる撮像方向 A1の距離 L1は、一般に、食道または小腸等の空間の狭い 臓器内部を近接撮像する従来のカプセル型内視鏡の撮像部と被写体との距離に比 して長い。したがって、かかる撮像部 13の結像特性は、従来のカプセル型内視鏡の 焦点位置に比して遠方の位置 P1に焦点を合わせるように設定される。
[0061] 撮像部 13の被写界深度 D1は、固体撮像素子 13aとレンズ 13dとの配置間距離、レ ンズ 13dの焦点距離、および、上述した撮像方向 A1の距離 L1等を調整して設定さ れる。このように設定された被写界深度 D1は、図 2に示すように、かかる撮像方向 A1 の位置 P1を中心にして所定の幅を有するように設定される。具体的には、かかる被 写界深度 D1は、被検体の臓器内部における液体表面の位置と臓器の伸縮動作とを 考慮して、撮像方向 A1に位置する気中の被写体が撮像部 13の近点と遠点との間の 領域内に位置するように設定される。
[0062] 撮像部 13の画角は、撮像部 13の撮像視野を規定するものであって、例えば、固体 撮像素子 13aとレンズ 13dとの配置間距離、レンズ 13dの焦点距離、固体撮像素子 1 3aの受光面等を調整することによって設定される。かかる撮像部 13の画角は、食道 または小腸等の空間の狭い臓器内部を近接撮像する従来のカプセル型内視鏡に比 して広範囲な被写体 (気中の臓器内部)を撮像視野内に捉えるように設定される。こ の場合、撮像部 13の画角は、力、かる近接撮像に適した従来のカプセル型内視鏡に 比して広角に設定されることが望ましレ、。
[0063] 被写体の画像を撮像する際の撮像部 13の受光量は、食道または小腸等の空間の 狭い臓器内部の近接撮像に適した従来のカプセル型内視鏡の撮像部に比して大き く設定される。具体的には、上述した照明部 12の発光素子 12aは、撮像方向 A1に 位置する気中の被写体を照明するに十分な発光量 (近接撮像に好適な従来のカブ セル型内視鏡に比して大きい発光量)の照明光を出射する。撮像部 13 (具体的には 固体撮像素子 13a)の受光感度は、かかる発光素子 12aの照明光が気中の被写体 に照射された際に発生する気中の被写体力 の反射光を受光するに好適な受光感 度に設定される。これによつて、撮像部 13の受光量は、かかる気中の被写体の広範 囲な画像を鮮明に撮像するに十分なものになる。
[0064] つぎに、空間の広い臓器の一例である被検体 1の胃内部にカプセル型内視鏡 2お よび必要量の水を導入し、この水の表面に浮遊した状態で被検体 1の胃内部の画像 を撮像するカプセル型内視鏡 2の動作を説明する。図 3は、被検体 1の胃内部にお いて水面に浮遊した状態で気中の胃内部を撮像するカプセル型内視鏡 2の動作を 説明するための模式図である。
[0065] まず、カプセル型内視鏡 2は、必要量の水とともに被検体 1の口から飲込まれ、被検 体 1の胃内部に導入される。この場合、カプセル型内視鏡 2は、水以下の比重 (例え ば 0. 8程度)に設定されているため、被検体 1の胃内部において水面に浮遊する。 その後、力、かる水面に浮遊した状態のカプセル型内視鏡 2は、特定の浮遊姿勢を維 持しつつ、撮像部 13によって被検体 1の胃内部の画像を撮像する。
[0066] 具体的には、図 3に示すように、水以下の比重に設定されたカプセル型内視鏡 2は 、被検体 1の胃内部に導入された必要量の水 Wの表面に浮遊し、特定の浮遊姿勢を とる。ここで、カプセル型内視鏡 2の重心 Gは、上述したように、筐体 11の中心じから 外れた位置であって中心 Cを境にして撮像部 13の反対側に(望ましくは中心軸 CL 上に)設定される。このような位置に重心 Gを設定することによって、かかる浮遊状態 のカプセル型内視鏡 2は、水 Wの表面において特定の浮遊姿勢、すなわち、光学ド ーム l ibを水面から浮上させた態様の浮遊姿勢をとる。この場合、筐体 11は、かかる 重心 Gに起因して、ケース本体 11aのドーム部 11c側を水 Wの表面下(液中)に沈め るとともに水 Wの上方に撮像部 13の撮像方向 A1を向ける態様の浮遊姿勢を維持す [0067] このような筐体 11の浮遊姿勢によって、撮像部 13の撮像方向 A1は、この水 Wの上 方 (例えば鉛直上方)に決定される。撮像部 13は、力、かる筐体 11の浮遊姿勢によつ て決定された撮像方向 A1に位置する気中の被写体の画像を撮像する。具体的には 、複数の発光素子 12aは、力、かる撮像方向 A1の被写体である気中の胃内部 100を 十分に照明する。撮像部 13は、力、かる複数の発光素子 12aによって十分に照明され た気中の胃内部 100の画像を撮像する。
[0068] ここで、この撮像部 13の光学特性は、力、かる筐体 11の浮遊姿勢によって決定され た撮像方向 A1の被写体 (すなわち気中の胃内部 100)に合わせて設定される。具体 的には、撮像部 13の結像特性は、撮像方向 A1に位置する気中の被写体近傍、す なわち、気中の胃内部 100の胃壁近傍に焦点を合わせるように設定される。この場 合、上述した撮像方向 A1の距離 L1が水 Wの表面に浮遊した状態のカプセル型内 視鏡 2の撮像部 13と気中の胃内部 100との距離 (被写体距離)に略等しくなるように 、固体撮像素子 13aとレンズ 13dとの配置間距離およびレンズ 13dの焦点距離等が 調整される。
[0069] また、撮像部 13の被写界深度 D1は、力、かる撮像方向 A1に対する撮像部 13の近 点と遠点との間の領域内(すなわち撮像部 13の合焦領域内)に気中の胃内部 100 が位置するように設定される。撮像部 13の画角は、力、かる結像特性および被写界深 度 D1によって規定される撮像部 13の合焦領域内に位置する気中の胃内部 100を 広範囲に(すなわち胃内部を近接撮像する場合に比して広範囲に)撮像できるように 設定される。撮像部 13の受光感度は、上述した複数の発光素子 12aの照明光が気 中の胃内部 100に照射された際に発生する気中の胃内部 100からの反射光を受光 するに好適な受光感度に設定される。
[0070] このように撮像方向 A1の被写体 (気中の胃内部 100)に合わせて光学特性を設定 した撮像部 13は、臓器内部を近接撮像する場合に比して遠方に合焦領域を有し、 かかる遠方の合焦領域内に位置する気中の胃内部 100を、画角によって規定される 撮像視野内に捉える。また、かかる撮像部 13の撮像視野内に捉えられた気中の胃 内部 100は、複数の発光素子 12aによって十分に照明される。なお、光学ドーム l ib の外表面に水滴が発生した場合、撮像部 13によって光学ドーム l ib越しに撮像され た画像が不鮮明になる虞がある力 光学ドーム l ibの外表面には、撥水性透明膜ま たは親水性透明膜等の透明な水滴防止膜が形成されているので、かかる光学ドーム l ibの外表面における水滴の発生を防止できる。例えば、シリコン系またはフッ素系 などの撥水性透明膜を光学ドーム l ibの外表面に形成すれば、光学ドーム l ibに水 滴力 Sかかった場合であっても、光学ドーム l ibの外表面に水滴を留まらせることなく 流れ落とすことができるので、水滴によって光学ドーム 1 lb越しの撮像を阻害されるこ とが無くなる。また、逆に親水性透明膜を光学ドーム l ibの外表面に形成すれば、光 学ドーム l ibに水滴が力、かった場合であっても、この水滴が光学ドーム l ibの外表面 に均一な膜となるので、水滴によって光学ドーム l ib越しの撮像を阻害されることが 無くなる。したがって、撮像部 13は、水 Wの表面において特定の浮遊姿勢を維持す る筐体 11の光学ドーム l ib越しに、力、かる撮像方向 A1に位置する気中の胃内部 10 0の広範囲且つ鮮明な画像を確実に撮像することができる。
[0071] 以上、説明したように、本発明の実施の形態 1では、カプセル型の筐体内部に撮像 部が固定配置された構造を有する当該カプセル型内視鏡の比重を被検体の臓器内 部に導入される液体の比重以下に設定し、この筐体の中心から外れた位置であって この撮像部の反対側に当該カプセル型内視鏡の重心を設定することによって、被検 体の臓器内部で液体表面に浮遊した際に筐体を特定の浮遊姿勢に維持させ、この 筐体が維持する特定の浮遊姿勢によって決定される撮像方向の被写体に合わせて 、この撮像部の光学特性を設定している。このため、臓器内部を近接撮像する場合 に比して遠方に位置する気中の被写体近傍に焦点を合わせることができ、この撮像 部の合焦領域内に位置する気中の被写体を広範囲な撮像視野内に確実に捉えるこ とができる。この結果、胃等の空間の広い臓器内部に導入された液体の表面に浮遊 した状態でこの臓器内部の広範囲且つ鮮明な画像を確実に撮像可能なカプセル型 内視鏡を実現することができる。
[0072] (実施の形態 2)
つぎに、本発明の実施の形態 2について説明する。上述した実施の形態 1では、筐 体 11の内部であって筐体 11の中心 Cを境にしてカプセル型内視鏡 2の重心 Gの反 対側に単一の撮像部 13を固定配置していた力 この実施の形態 2では、筐体の中心 を境にしてカプセル型内視鏡の重心の反対側と同じ側(重心側)とにそれぞれ撮像 部を固定配置した多眼のカプセル型内視鏡にしている。
[0073] 図 4は、本発明の実施の形態 2にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を模式的に 示す側断面模式図である。図 4に示すように、この実施の形態 2にかかるカプセル型 内視鏡 20は、上述した実施の形態 1のカプセル型内視鏡 2の筐体 11に代えて筐体 21を有し、制御部 16に代えて制御部 26を有し、さらに照明部 22および撮像部 23を 有する。この場合、無線通信部 14は、上述した撮像部 13によって撮像された被検体 内の画像を含む無線信号と撮像部 23によって撮像された被検体内の画像を含む無 線信号とを外部の受信装置 3に対して交互に無線送信する。なお、この実施の形態 2にかかる被検体内情報取得システムは、上述した実施の形態 1にかかるカプセル 型内視鏡 2に代えてカプセル型内視鏡 20を有する。その他の構成は実施の形態 1と 同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
[0074] 筐体 21は、上述した実施の形態 1にかかるカプセル型内視鏡 2の筐体 11と略同様 に、被検体の内部に導入し易い大きさに形成されたカプセル型の筐体である。具体 的には、筐体 21は、筒状構造のケース本体 21aと光学ドーム l ib, 21bとによって形 成される。
[0075] ケース本体 21aは、両端が開口した筒状のケースであり、照明部 12, 22、撮像部 1 3, 23、無線通信部 14、電源部 15、および制御部 26等のカプセル型内視鏡 20の各 構成部を内部に収容する。この場合、力、かるケース本体 21aの一方の開口端近傍に は上述した照明部 12および撮像部 13が固定配置され、他方の開口端近傍には照 明部 22および撮像部 23が固定配置される。また、かかる照明部 12および撮像部 13 と照明部 22および撮像部 23との間に挟まれたケース本体 21 aの内部領域には、上 述した無線通信部 14、電源部 15、および制御部 26が配置される。
[0076] 光学ドーム l ibは、上述したように、ドーム状に形成された透明な光学部材であり、 撥水性透明膜または親水性透明膜等の透明な水滴防止膜が外表面に形成される。 このような光学ドーム l ibは、かかるケース本体 21aの一方の開口端、具体的には、 照明部 12および撮像部 13が固定配置された側の開口端に取り付けられるとともに、 この開口端を閉じる。一方、光学ドーム 21bは、ドーム状に形成された透明な光学部 材であるが、その外表面には水滴防止膜が形成されていない。このような光学ドーム 21bは、力、かるケース本体 21aの他方の開口端、具体的には、照明部 22および撮像 部 23が固定配置された側の開口端に取り付けられるとともに、この開口端を閉じる。
[0077] このようなケース本体 21aと両端の光学ドーム l ib, 21bとによって形成される筐体
21は、カプセル型内視鏡 20の各構成部(照明部 12, 22、撮像部 13, 23、無線通信 部 14、電源部 15、制御部 26等)を液密に収容する。
[0078] 照明部 22は、撮像部 23によって撮像される被検体の臓器内部(すなわち撮像部 2 3の被写体)を照明する照明手段として機能する。具体的には、照明部 22は、筐体 2 1内部の光学ドーム 21b側に配置され、光学ドーム 21b越しに撮像部 23の被写体を 照明する。このような照明部 22は、撮像部 23の被写体に対して照明光を発光する複 数の発光素子 22aと、照明部 22の機能を実現するための回路が形成された照明基 板 22bとを有する。なお、カプセル型内視鏡 20の照明部 12は、筐体 21内部の光学 ドーム l ib側に配置され、上述したように撮像方向 A1の被写体 (すなわち撮像部 13 の被写体)を照明する。
[0079] 複数の発光素子 22aは、照明基板 22bに実装され、光学ドーム 21b越しに撮像部 2 3の撮像視野に対して照明光を発光する。複数の発光素子 22aは、かかる照明光に よって撮像部 23の被写体 (すなわち被検体の臓器内部)を照明する。このような発光 素子 22aは、撮像部 23によって近接撮像される被写体を照明するに十分な発光量( 具体的には上述した照明部 12の発光素子 12aに比して小さい発光量)の照明光を 出射する。照明基板 22bは、例えば円盤形状に形成されたリジットな回路基板であり 、筐体 21内部の光学ドーム 21b側に配置される。かかる照明基板 22bの中央部分に は、後述する撮像部 23のレンズ枠が揷通される。
[0080] 撮像部 23は、照明部 22によって照明された被写体 (被検体の臓器内部)の画像を 撮像する撮像手段として機能する。具体的には、撮像部 23は、筐体 21内部の光学 ドーム 21b側に固定配置され、力、かる筐体 21の姿勢 (詳細には液体表面に浮遊する 筐体 21の浮遊姿勢)によって決定される撮像方向 A2の被写体の画像を撮像する。 なお、この撮像方向 A2は、例えば、上述した撮像部 13の撮像方向 A1の逆方向であ る。このような撮像部 23は、 CCDまたは CMOS等の固体撮像素子 23aと、固体撮像 素子 23aの受光面に被写体の画像を結像する光学系 23bと、撮像部 23の機能を実 現するための回路が形成された撮像基板 23cとを有する。なお、カプセル型内視鏡 2 0の撮像部 13は、筐体 21内部の光学ドーム l ib側に固定配置され、上述したように 撮像方向 A1の被写体 (例えば気中の臓器内部)の画像を撮像する。
[0081] 固体撮像素子 23aは、照明部 22によって照明された被写体の画像を撮像する。具 体的には、固体撮像素子 23aは、筐体 21の浮遊姿勢によって決定される撮像方向 A2に撮像視野を有し、照明部 22によって照明された撮像視野内の臓器内部 (すな わち被写体)の画像を撮像する。さらに具体的には、固体撮像素子 23aは、撮像視 野内に位置する被写体からの光を受光する受光面を有し、この受光面を介して受光 した被写体からの光を光電変換して被写体の画像 (すなわち被検体内の画像)を撮 像する。かかる固体撮像素子 23aの受光量等の光学特性は、撮像方向 A2の被写体 に合わせて設定される。
[0082] 光学系 23bは、かかる固体撮像素子 23aの受光面に被写体の画像を結像するレン ズ 23dと、このレンズ 23dを保持するレンズ枠 23eとを有する。レンズ 23dは、撮像方 向 A2に位置する被写体からの光を固体撮像素子 23aの受光面に集光して、この被 写体の画像を固体撮像素子 23aの受光面に結像する。かかるレンズ 23dの焦点距 離および被写界深度等の光学特性は、撮像方向 A2に位置する被写体に合わせて 設定される。
[0083] レンズ枠 23eは、両端が開口した筒状構造を有し、筒内部にレンズ 23dを保持する 。具体的には、レンズ枠 23eは、一端の開口部近傍の筒内部にレンズ 23dを保持す る。また、レンズ枠 23eの他端は、固体撮像素子 23aの受光面に被写体からの光を 導く態様で固体撮像素子 23aに固定される。このようなレンズ枠 23eは、上述した固 体撮像素子 23aに対して所定の距離の位置にレンズ 23dを保持する。かかるレンズ 枠 23eによって規定される固体撮像素子 23aとレンズ 23dとの配置間距離は、撮像 方向 A2の被写体に合わせて設定される。なお、力、かるレンズ枠 23eの一端(レンズ 2 3dの保持部側)は、上述した照明基板 22bに揷通され、照明基板 22bに対して固定 される。
[0084] 撮像基板 23cは、例えば円盤形状に形成されたリジットな回路基板であり、筐体 21 内部の光学ドーム 21b側に固定配置される。具体的には、撮像基板 23cは、照明基 板 22bの近傍であって、この照明基板 22bに比して筐体 21の中心 C寄りに固定配置 される。力、かる撮像基板 23cには、上述した固体撮像素子 23aが実装される。
[0085] 無線通信部 14は、上述したように、無線ユニット 14a、アンテナ 14b、および無線基 板 14cを有し、撮像部 13によって撮像された被検体内の画像を含む無線信号と撮像 部 23によって撮像された被検体内の画像を含む無線信号とを外部の受信装置 3に 対して交互に無線送信する。この場合、無線ユニット 14aは、撮像部 13によって撮像 された被検体内の画像を含む無線信号と撮像部 23によって撮像された被検体内の 画像を含む無線信号とを交互に生成し、生成した無線信号をアンテナ 14bに順次出 力する。アンテナ 14bは、力、かる無線ユニット 14aによって生成された無線信号、すな わち撮像部 13によって撮像された被検体内の画像を含む無線信号と撮像部 23によ つて撮像された被検体内の画像を含む無線信号とを交互に送信する。
[0086] 電源部 15は、筐体 21内部の光学ドーム 21b側に固定配置され、この実施の形態 2 にかかるカプセル型内視鏡 20の各構成部(すなわち照明部 12, 22、撮像部 13, 23 、無線通信部 14、および制御部 26等)に対して駆動電力を供給する。
[0087] 制御部 26は、例えば撮像基板 13cに実装され、この実施の形態 2にかかるカプセ ル型内視鏡 20の各構成部を制御する。具体的には、制御部 26は、上述した照明部 12, 22の各発光素子 12a, 22a、撮像部 13, 23の各固体撮像素子 13a, 23a、およ び無線通信部 14の無線ユニット 14aを制御する。この場合、制御部 26は、上述した 実施の形態 1にかかるカプセル型内視鏡 2の制御部 16と同様に、複数の発光素子 1 2aと固体撮像素子 13aとの動作タイミングを制御する。また、制御部 26は、複数の発 光素子 22aの発光動作に同期して固体撮像素子 23aが被写体の画像を所定時間毎 に撮像するように、力、かる複数の発光素子 22aと固体撮像素子 23aとの動作タイミン グを制御する。制御部 26は、このような発光素子 12aおよび固体撮像素子 13aに対 する制御と発光素子 22aおよび固体撮像素子 23aに対する制御とを所定時間毎に 交互に行う。このような制御部 26は、ホワイトバランス等の画像処理に関する各種パ ラメータを有し、固体撮像素子 13a, 23aによって交互に撮像された被写体の各画像 を含む画像信号を交互に生成する画像処理機能を有する。また、制御部 26は、かか る被検体内の画像を含む各画像信号を無線通信部 14に交互に送信し、かかる被検 体内の画像を含む各無線信号を交互に生成出力するように無線ユニット 14aを制御 する。
[0088] つぎに、この実施の形態 2にかかるカプセル型内視鏡 20の比重および重心につい て説明する。カプセル型内視鏡 20は、上述したように、カプセル形状の筐体 21の内 部に、照明部 12, 22、撮像部 13, 23、無線通信部 14、電源部 15、および制御部 2 6を収容した構造を有する(図 4を参照)。このような構造のカプセル型内視鏡 20は、 被検体の臓器内部に導入された液体の表面に浮遊する。すなわち、力、かるカプセル 型内視鏡 20の比重は、被検体の臓器内部に導入される所定の液体 (例えば水等) の比重以下に設定される。
[0089] 具体的には、力、かる液体表面に浮遊するカプセル型内視鏡 20の比重は、例えば 筐体 21の内部に所定容積以上の空間を形成することによって、または筐体 21に浮 き部材(図示せず)を設けることによって実現される。例えば、被検体の臓器内部に導 入される液体が例えば水である場合、力、かるカプセル型内視鏡 20の比重は、水の比 重( = 1)以下に設定される。このようなカプセル型内視鏡 20の比重は、被検体の臓 器内部に導入された液体の表面に浮遊した状態のカプセル型内視鏡 20の一部分( 例えば光学ドーム 1 lb)をこの液体から浮上させる程度のものであることが望ましい。
[0090] 一方、力、かるカプセル型内視鏡 20の重心は、液体の表面に浮遊した状態のカプセ ル型内視鏡 20の浮遊姿勢、すなわち筐体 21の浮遊姿勢を特定の浮遊姿勢に維持 するように設定される。具体的には、図 4に示すように、例えば筐体 21の中心 Cを境 にして筐体 21内部の光学ドーム 21b側に電源部 15の電池 15a等を配置することによ つて、カプセル型内視鏡 20の重心 Gは、筐体 21の中心 Cから外れた位置に設定さ れる。この場合、かかる重心 Gは、筐体 21の中心 Cを境にして光学ドーム 21b側、す なわち、上述した撮像部 13の反対側であって撮像部 23と同じ側に設定される。望ま しくは、かかる重心 Gは、筐体 21の中心 Cから光学ドーム 21b側(撮像部 23側)に外 れた位置であって中心軸 CL上またはその近傍に設定される。換言すれば、撮像部 1 3は、筐体 21の中心 Cを境にして重心 Gの反対側である筐体 21の内部に固定配置さ れ、撮像部 23は、筐体 21の中心 Cを境にして重心 Gと同じ側(重心側)である筐体 2 1の内部に固定配置される。
[0091] このようにカプセル型内視鏡 20の比重および重心を設定するためには、カプセル 型内視鏡 20内部の各構成部を適切に配置する必要がある。しかし、フレキシブル基 板を介して電気的に接続された回路基板を単に折り畳んだだけでは、かかる各構成 部の適切な配置状態を保つことができない。そこで、各構成部の間にスぺーサを設 けることによって、各構成部の適切な配置状態を容易に保てるようにした。具体的に は、図 4に示すように、撮像基板 13cと無線基板 14cとの間にスぺーサ 201 aを設け、 無線基板 14cと電源基板 15cとの間にスぺーサ 201bを設け、さらに電源基板 15bと 撮像基板 23cとの間にスぺーサ 201cを設けることによって、各回路基板の間隔が適 切に保たれ、この結果、カプセル型内視鏡 20の比重および重心を設定するために 必要となる各構成部の適切な配置が容易に実現される。なお、かかるスぺーサを Ml D (Molded Interconnect Device:射出成形回路部品)にすることによって、フレキシ ブル基板とスぺーサとを兼用するようにしてもよい。
[0092] このように筐体 21の中心 Cから外れた位置にカプセル型内視鏡 20の重心 Gを設定 することによって、液体表面にカプセル型内視鏡 20が浮遊した状態での筐体 21の 浮遊姿勢は、特定の浮遊姿勢に維持される。具体的には、この筐体 21の浮遊姿勢 は、力、かる重心 Gによって、この液体(カプセル型内視鏡 20が浮遊する液体)の上方 に撮像部 13の撮像方向 A1を向けるとともに、この液体表面の下方 (すなわち液中) に撮像部 23の撮像方向 A2を向けるような特定の浮遊姿勢に維持される。
[0093] ここで、上述した撮像部 13は、撮像方向 A1に対応する撮像部 13の光軸(すなわち レンズ 13dの光軸)と筐体 21の長手方向の中心軸 CLとが互いに平行または同一直 線上に位置するように固定配置される。また、上述した撮像部 23は、撮像方向 A2に 対応する撮像部 23の光軸(すなわちレンズ 23dの光軸)と中心軸 CLとが互いに平行 または同一直線上に位置するように固定配置される。すなわち、かかる撮像部 13, 2 3の各光軸は、互いに平行または同一直線上に位置する。この場合、かかるカプセ ル型内視鏡 20の重心 Gは、液体の上方に撮像部 13の撮像方向 A1を向けるとともに 液中に撮像部 23の撮像方向 A2を向けるような特定の浮遊姿勢に筐体 21を維持さ せる。力、かる筐体 21の浮遊姿勢によって、撮像部 13の撮像方向 A1は略鉛直上方 に向くとともに撮像部 23の撮像方向 A2は略鉛直下方に向く。
[0094] なお、力、かる筐体 21の浮遊姿勢によって決定される撮像方向 A1の被写体は、カブ セル型内視鏡 20を浮遊させる液体の上方に位置する気中の被写体である。この場 合、上述した撮像部 13は、上述した実施の形態 1の場合と同様に、かかる撮像方向 A1に位置する気中の被写体の画像を光学ドーム l ib越しに撮像する。一方、かかる 筐体 21の浮遊姿勢によって決定される撮像方向 A2の被写体は、カプセル型内視鏡 20を浮遊させる液体の下方に位置する液中の被写体である。この場合、上述した撮 像部 23は、かかる撮像方向 A2に位置する液中の被写体の画像を光学ドーム 21b越 しに撮像する。
[0095] つぎに、力、かる筐体 21の浮遊姿勢によって決定される撮像方向 A2の被写体を撮 像する撮像部 23の光学特性について説明する。なお、撮像方向 A1の被写体を撮 像する撮像部 13の光学特性は、上述した実施の形態 1の場合と同様に、撮像方向 A 1の気中の被写体に合わせて設定される。
[0096] 撮像部 23は、上述したように、被検体の臓器内部に導入された液体の表面にカブ セル型内視鏡 2が浮遊した際の筐体 21の浮遊姿勢によって決定される撮像方向 A2 の被写体を撮像する。この場合、撮像部 23は、かかる撮像方向 A2に位置する液中 の被写体の画像を光学ドーム 21b越しに近接撮像する。このような撮像部 23の光学 特性は、かかる筐体 21の浮遊姿勢によって決定される撮像方向 A2の被写体 (液中 の被写体)に合わせて設定される。かかる撮像部 23の光学特性として、撮像方向 A2 の焦点位置を決定する結像特性、かかる撮像方向 A2の焦点位置における被写界 深度、撮像部 23の撮像視野を規定する画角、被写体の画像を撮像する際の受光量 等が挙げられる。
[0097] 撮像部 23の結像特性は、撮像方向 A2の焦点位置を決定するための光学特性で あり、例えば固体撮像素子 23aとレンズ 23dとの配置間距離とレンズ 23dの焦点距離 とを調整することによって設定される。力、かる撮像部 23の結像特性は、図 4に示すよ うに、撮像方向 A2に対して撮像部 23から距離 L2の位置 P2に焦点を合わせるように 設定される。ここで、力、かる撮像方向 A2の距離 L2は、上述した撮像方向 A1の距離 L1に比して短い距離であり、被検体の臓器内部に導入された液体の下方に位置す る液中の被写体を近接撮像する際の被写体距離 (撮像部 23から液中の臓器内壁ま での距離)に略等しい。このような撮像方向 A2の位置 P2に焦点を設定することによ つて、臓器内部の液体表面に浮遊した状態のカプセル型内視鏡 20の撮像部 23は、 この液体の下方に位置する液中の被写体近傍(具体的には液中の臓器内壁の近傍 )に焦点を合わせることができる。
[0098] なお、上述した撮像方向 A1の距離 L1は、力、かる撮像方向 A2の距離 L2に比して 長い。したがって、上述した撮像部 13の結像特性は、液中の被写体を近接撮像する 撮像部 23の結像特性に比して遠方に焦点を合わせるように設定される。
[0099] 撮像部 23の被写界深度 D2は、固体撮像素子 23aとレンズ 23dとの配置間距離、レ ンズ 23dの焦点距離、および、上述した撮像方向 A2の距離 L2等を調整して設定さ れる。このように設定された被写界深度 D2は、図 4に示すように、かかる撮像方向 A2 の位置 P2を中心にして所定の幅を有するように設定される。具体的には、かかる被 写界深度 D2は、被検体の臓器内部における液体表面の位置と臓器の伸縮動作とを 考慮して、撮像方向 A2に位置する液中の被写体が撮像部 23の近点と遠点との間の 領域内に位置するように設定される。
[0100] 撮像部 23の画角は、撮像部 23の撮像視野を規定するものであって、例えば、固体 撮像素子 23aとレンズ 23dとの配置間距離、レンズ 23dの焦点距離、固体撮像素子 2 3aの受光面等を調整することによって設定される。かかる撮像部 23の画角は、食道 または小腸等の空間の狭い臓器内部を近接撮像する場合と略同様に、液中の被写 体を撮像視野内に捉えるように設定される。なお、上述した撮像部 13の画角は、 力、る近接撮像に適した撮像部 23の画角と同程度に設定されてもよいが、力、かる撮像 部 23の画角に比して広角に設定されることが望まし!/、。
[0101] 被写体の画像を近接撮像する際の撮像部 23の受光量は、食道または小腸等の空 間の狭い臓器内部の画像を近接撮像する場合と略同等に設定される。具体的には、 上述した照明部 22の発光素子 22aは、撮像方向 A2に位置する液中の被写体を照 明するに十分な発光量の照明光を出射する。撮像部 23 (具体的には固体撮像素子 23a)の受光感度は、力、かる発光素子 22aの照明光が液中の被写体に照射された際 に発生する液中の被写体からの反射光を受光するに好適な受光感度に設定される 。なお、上述した発光素子 12aの発光量は、かかる液中の被写体を照明する発光素 子 22aに比して大きい。
[0102] つぎに、空間の広い臓器の一例である被検体 1の胃内部にカプセル型内視鏡 20 および必要量の水を導入し、この水の表面に浮遊した状態で被検体 1の胃内部の画 像を撮像するカプセル型内視鏡 20の動作を説明する。図 5は、被検体 1の胃内部に おレ、て水面に浮遊した状態で気中および液中の胃内部を交互に撮像するカプセル 型内視鏡 20の動作を説明するための模式図である。
[0103] まず、カプセル型内視鏡 20は、必要量の水とともに被検体 1の口から飲込まれ、被 検体 1の胃内部に導入される。この場合、カプセル型内視鏡 20は、水以下の比重( 例えば 0. 8程度)に設定されているため、被検体 1の胃内部において水面に浮遊す る。その後、力、かる水面に浮遊した状態のカプセル型内視鏡 20は、特定の浮遊姿勢 を維持しつつ、撮像部 13によって気中の胃内部の画像を撮像し、撮像部 23によって 液中の胃内部の画像を撮像する。この場合、カプセル型内視鏡 20は、かかる撮像部 13, 23によって気中の胃内部の画像と液中の胃内部の画像とを交互に撮像する。
[0104] 具体的には、図 5に示すように、水以下の比重に設定されたカプセル型内視鏡 20 は、被検体 1の胃内部に導入された必要量の水 Wの表面に浮遊し、特定の浮遊姿 勢をとる。ここで、カプセル型内視鏡 20の重心 Gは、上述したように、筐体 21の中心 Cから外れた位置であって中心 Cを境にして撮像部 13の反対側に(望ましくは中心 軸 CL上に)設定される。このような位置に重心 Gを設定することによって、かかる浮遊 状態のカプセル型内視鏡 20は、水 Wの表面において特定の浮遊姿勢、すなわち、 光学ドーム l ibを水面から浮上させ且つ光学ドーム 2 lbを水中に沈めた態様の浮遊 姿勢をとる。この場合、筐体 21は、力、かる重心 Gに起因して、上述した実施の形態 1 の場合と同様に水 Wの上方に撮像部 13の撮像方向 A1を向けるとともに、水 Wの表 面下 (液中)に撮像部 23の撮像方向 A2を向ける態様の浮遊姿勢を維持する。
[0105] このような筐体 21の浮遊姿勢によって、撮像部 13の撮像方向 A1は水 Wの上方( 例えば鉛直上方)に決定され、且つ、撮像部 23の撮像方向 A2は水 Wの下方 (例え ば鉛直下方)に決定される。撮像部 23は、力、かる筐体 21の浮遊姿勢によって決定さ れた撮像方向 A2に位置する液中の被写体の画像を撮像する。具体的には、複数の 発光素子 22aは、力、かる撮像方向 A2の被写体である液中の胃内部 101を十分に照 明する。撮像部 23は、力、かる複数の発光素子 22aによって十分に照明された液中の 胃内部 101の画像を近接撮像する。
[0106] ここで、この撮像部 23の光学特性は、力、かる筐体 21の浮遊姿勢によって決定され た撮像方向 A2の被写体 (すなわち液中の胃内部 101)に合わせて設定される。具体 的には、撮像部 23の結像特性は、撮像方向 A2に位置する液中の被写体近傍、す なわち、液中の胃内部 101の胃壁近傍に焦点を合わせるように設定される。この場 合、上述した撮像方向 A2の距離 L2が水 Wの表面に浮遊した状態のカプセル型内 視鏡 20の撮像部 23と液中の胃内部 101との距離 (被写体距離)に略等しくなるよう に、固体撮像素子 23aとレンズ 23dとの配置間距離およびレンズ 23dの焦点距離等 が調整される。
[0107] また、撮像部 23の被写界深度 D2は、力、かる撮像方向 A2に対する撮像部 23の近 点と遠点との間の領域内(すなわち撮像部 23の合焦領域内)に液中の胃内部 101 が位置するように設定される。撮像部 23の画角は、力、かる結像特性および被写界深 度 D2によって規定される撮像部 23の合焦領域内に位置する液中の胃内部 101の 近接撮像に適したものに設定される。撮像部 23の受光感度は、上述した複数の発光 素子 22aの照明光が液中の胃内部 101に照射された際に発生する液中の胃内部 1 01からの反射光を受光するに好適な受光感度に設定される。
[0108] このように撮像方向 A2の被写体 (液中の胃内部 101)に合わせて光学特性を設定 した撮像部 23は、画角によって規定される撮像視野内に、合焦領域内の液中の胃 内部 101を捉える。また、力、かる撮像部 23の撮像視野内に捉えられた液中の胃内部 101は、複数の発光素子 22aによって十分に照明される。したがって、撮像部 23は、 水 Wの表面において特定の浮遊姿勢を維持する筐体 21の光学ドーム 21b越しに、 力、かる撮像方向 A2に位置する液中の胃内部 101の鮮明な画像を確実に近接撮像 すること力 Sでさる。
[0109] なお、撮像部 13は、上述した実施の形態 1の場合と同様に、水 Wの表面における 筐体 21の浮遊姿勢によって決定される撮像方向 A1の被写体 (気中の胃内部 100) の広範囲且つ鮮明な画像を確実に撮像することができる。 [0110] 以上、説明したように、本発明の実施の形態 2では、カプセル型の筐体内部に第 1 および第 2の撮像部が固定配置された構造を有する当該カプセル型内視鏡の比重 を被検体の臓器内部に導入される液体の比重以下に設定し、この筐体の中心から 外れた位置であって第 1の撮像部の反対側という条件と第 2の撮像部と同じ側という 条件とをともに満足する位置に当該カプセル型内視鏡の重心を設定することによつ て、被検体の臓器内部で液体表面に浮遊した際に筐体を特定の浮遊姿勢に維持さ せ、この筐体が維持する特定の浮遊姿勢によって決定される第 1の撮像方向に位置 する気中の被写体に合わせて第 1の撮像部の光学特性を設定し、この筐体が維持 する特定の浮遊姿勢によって決定される第 2の撮像方向に位置する液中の被写体 に合わせて第 2の撮像部の光学特性を設定している。このため、上述した実施の形 態 1の場合と同様に、第 1の撮像部の合焦領域内に位置する気中の被写体を第 1の 撮像部の広範囲な撮像視野内に確実に捉えることができるとともに、第 2の撮像部の 合焦領域内に位置する液中の被写体を第 2の撮像部の撮像視野内に確実に捉える ことができる。この結果、上述した実施の形態 1の作用効果を享受するとともに、液中 の臓器内部の画像を鮮明に近接撮像することができ、胃等の空間の広い臓器内部 の広範囲且つ鮮明な画像を短時間に効率良く撮像可能なカプセル型内視鏡を実現 すること力 Sでさる。
[0111] (実施の形態 3)
つぎに、本発明の実施の形態 3について説明する。上述した実施の形態 2では、筐 体 21の中心軸 CL上にカプセル型内視鏡 20の重心 Gを設定し、撮像部 13の撮像方 向 A1を筐体 21の中心軸 CLに対して平行にしていた力 この実施の形態 3では、さ らに中心軸 CLから外れた位置にカプセル型内視鏡の重心 Gを設定し、筐体の長手 方向の中心軸 CLに対して重心 Gの反対側に傾斜した方向を撮像部 13の撮像方向 にしている。
[0112] 図 6は、本発明の実施の形態 3にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を模式的に 示す側断面模式図である。図 6に示すように、この実施の形態 3にかかるカプセル型 内視鏡 30は、上述した実施の形態 2のカプセル型内視鏡 20の筐体 21に代えて筐 体 31を有し、カプセル型内視鏡 30の重心 Gの位置を調整するための錘部材 37をさ らに有する。この場合、撮像部 13の撮像方向 A3は、筐体 31の中心軸 CLに対して 重心 Gの反対側に傾斜した方向に設定される。なお、この実施の形態 3にかかる被 検体内情報取得システムは、上述した実施の形態 2にかかるカプセル型内視鏡 20に 代えてカプセル型内視鏡 30を有する。その他の構成は実施の形態 2と同じであり、 同一構成部分には同一符号を付してレ、る。
[0113] 筐体 31は、上述した実施の形態 2にかかるカプセル型内視鏡 20の筐体 21と略同 様に、被検体の内部に導入し易い大きさに形成されたカプセル型の筐体である。具 体的には、筐体 31は、筒状構造のケース本体 31aと光学ドーム 21b, 31bとによって 形成される。
[0114] ケース本体 31aは、両端が開口した筒状のケースである。詳細には、ケース本体 31 aは、筐体 31の長手方向の中心軸 CLに対してカプセル型内視鏡 30の重心 Gの反 対側に傾斜する方向に開口した開口端 (傾斜開口端)を一端に有し、この中心軸 CL と同一方向に開口した開口端を他端に有する。このようなケース本体 31aは、照明部 12, 22、撮像部 13, 23、無線通信部 14、電源部 15、制御部 26、および錘部材 37 等のカプセル型内視鏡 30の各構成部を内部に収容する。この場合、かかるケース本 体 31aの一方の開口端 (傾斜開口端)近傍には上述した照明部 12および撮像部 13 が固定配置され、他方の開口端近傍には照明部 22および撮像部 23が固定配置さ れる。また、かかる照明部 12および撮像部 13と照明部 22および撮像部 23との間に 挟まれたケース本体 31aの内部領域には、上述した無線通信部 14、電源部 15、お よび制御部 26が配置される。さらに、力、かるケース本体 31aの他端の開口部近傍に は、錘部材 37が固定配置される。
[0115] 光学ドーム 31bは、ドーム状に形成された透明な光学部材であり、ケース本体 31a の傾斜開口端 (照明部 12および撮像部 13が固定配置された側の開口端)に取り付 けられるとともに、この傾斜開口端を閉じる。力、かる光学ドーム 31bの外表面には、上 述した光学ドーム l ibと同様に、撥水性透明膜または親水性透明膜等の透明な水滴 防止膜が形成される。なお、光学ドーム 21bは、力、かるケース本体 31aの他方の開口 端、具体的には、上述した照明部 22および撮像部 23が固定配置された側の開口端 に取り付けられるとともに、この開口端を閉じる。 [0116] このようなケース本体 31aと両端の光学ドーム 21b, 31bとによって形成される筐体 31は、カプセル型内視鏡 30の各構成部(照明部 12, 22、撮像部 13, 23、無線通信 部 14、電源部 15、制御部 26、錘部材 37等)を液密に収容する。
[0117] 力、かる筐体 31の内部(具体的にはケース本体 31aの傾斜開口端近傍)に固定配置 された撮像部 13は、上述した撮像方向 A1に代えて、筐体 31の中心軸 CLに対して カプセル型内視鏡 30の重心 Gの反対側に傾斜する方向に撮像方向 A3を向ける。こ の場合、撮像部 13の光軸(すなわちレンズ 13dの光軸)は、かかる中心軸 CLに対し てカプセル型内視鏡 30の重心 Gの反対側に傾斜する。かかる撮像部 13の光学特性 は、撮像方向 A3の被写体に合わせて設定される。この場合、かかる撮像部 13の光 学特性は、その撮像方向を上述した撮像方向 A1から撮像方向 A3に変更したことを 除き、上述した撮像方向 A1の被写体を撮像する場合と同様に設定される。したがつ て、撮像部 13は、上述した撮像方向 A1の場合と同様に、この撮像方向 A3に位置す る気中の被写体の画像を撮像する。
[0118] なお、力、かるケース本体 31aの傾斜開口端近傍に固定配置された照明部 12 (具体 的には複数の発光素子 12a)は、上述した撮像方向 A1の気中の被写体の場合と同 様に、力、かる撮像部 13の撮像視野、すなわち撮像方向 A3の被写体を十分に照明 する。
[0119] 錘部材 37は、カプセル型内視鏡 30の重心 Gの位置を調整するためのものである。
具体的には、錘部材 37は、例えば、ケース本体 31aの他端の開口部近傍、すなわち 光学ドーム 21bが取り付けられる開口端の近傍に固定配置される。かかる錘部材 37 の重量は、筐体 31の内部に固定配置された場合であっても、被検体の臓器内部に 導入される液体 (例えば水等)の比重以下にカプセル型内視鏡 30の比重を抑えるこ とが可能な程度である。このような錘部材 37は、カプセル型内視鏡 30の比重を液体 以下に維持しつつ、筐体 31の中心軸 CLから外れた位置にカプセル型内視鏡 30の 重心 Gを移動させる。
[0120] つぎに、この実施の形態 3にかかるカプセル型内視鏡 30の比重および重心につい て説明する。カプセル型内視鏡 30は、上述したように、カプセル形状の筐体 31の内 部に、照明部 12, 22、撮像部 13, 23、無線通信部 14、電源部 15、制御部 26、およ び錘部材 37を収容した構造を有する(図 6を参照)。このような構造のカプセル型内 視鏡 30は、被検体の臓器内部に導入された液体の表面に浮遊する。すなわち、 力、るカプセル型内視鏡 30の比重は、被検体の臓器内部に導入される所定の液体( 例えば水等)の比重以下に設定される。
[0121] 具体的には、力、かる液体表面に浮遊するカプセル型内視鏡 30の比重は、例えば 筐体 31の内部に所定容積以上の空間を形成することによって、または筐体 31に浮 き部材(図示せず)を設けることによって実現される。例えば、被検体の臓器内部に導 入される液体が例えば水である場合、力、かるカプセル型内視鏡 30の比重は、水の比 重( = 1)以下に設定される。このようなカプセル型内視鏡 30の比重は、被検体の臓 器内部に導入された液体の表面に浮遊した状態のカプセル型内視鏡 30の一部分( 例えば光学ドーム 31b)をこの液体から浮上させる程度のものであることが望ましい。
[0122] 一方、力、かるカプセル型内視鏡 30の重心は、液体の表面に浮遊した状態のカプセ ル型内視鏡 30の浮遊姿勢、すなわち筐体 31の浮遊姿勢を特定の浮遊姿勢に維持 するように設定される。具体的には、図 6に示すように、例えば筐体 31の中心 Cを境 にして筐体 31内部の光学ドーム 21b側に電源部 15の電池 15a等を配置し、且つケ ース本体 31aの開口端(光学ドーム 21bが取り付けられる開口端)の近傍に錘部材 3 7を固定配置することによって、カプセル型内視鏡 30の重心 Gは、筐体 31の中心 C および中心軸 CLから外れた位置に設定される。この場合、かかる重心 Gは、筐体 31 の中心 Cを境にして光学ドーム 21b側であって、中心軸 CLに対して傾斜する撮像部 13の光軸の反対側に中心軸 CLから外れた位置に設定される。換言すれば、撮像部 13は、中心軸 CLに対して重心 Gの反対側に光軸(撮像方向 A3)を傾斜した態様で 、筐体 31の中心 Cを境にして重心 Gの反対側である筐体 31の内部に固定配置され る。また、撮像部 23は、筐体 31の中心 Cを境にして重心 Gと同じ側(重心側)である 筐体 31の内部に固定配置される。
[0123] このようにカプセル型内視鏡 30の比重および重心を設定するためには、カプセル 型内視鏡 30内部の各構成部を適切に配置する必要がある。しかし、フレキシブル基 板を介して電気的に接続された回路基板を単に折り畳んだだけでは、かかる各構成 部の適切な配置状態を保つことができない。そこで、各構成部の間にスぺーサを設 けることによって、各構成部の適切な配置状態を容易に保てるようにした。具体的に は、図 6に示すように、撮像基板 13cと無線基板 14cとの間にスぺーサ 202aを設け、 無線基板 14cと電源基板 15cとの間にスぺーサ 202bを設け、さらに電源基板 15bと 撮像基板 23cとの間にスぺーサ 202cを設けることによって、各回路基板の間隔が適 切に保たれ、この結果、カプセル型内視鏡 30の比重および重心を設定するために 必要となる各構成部の適切な配置が容易に実現される。なお、かかるスぺーサを Ml D (Molded Interconnect Device:射出成形回路部品)にすることによって、フレキシ ブル基板とスぺーサとを兼用するようにしてもよい。
[0124] このように中心軸 CLから外れた位置にカプセル型内視鏡 30の重心 Gを設定するこ とによって、液体表面にカプセル型内視鏡 30が浮遊した状態での筐体 31の浮遊姿 勢は、特定の浮遊姿勢に維持される。具体的には、この筐体 31の浮遊姿勢は、かか る重心 Gによって、この液体 (カプセル型内視鏡 30が浮遊する液体)の上方に撮像 部 13の撮像方向 A3を向けるとともに、この液体表面の下方 (すなわち液中)に撮像 部 23の撮像方向 A2を向けるような特定の浮遊姿勢に維持される。
[0125] ここで、上述した撮像部 13は、撮像方向 A3に対応する撮像部 13の光軸(すなわち レンズ 13dの光軸)を中心軸 CLに対して重心 Gの反対側に傾斜させる態様で固定 配置される。また、上述した撮像部 23は、撮像方向 A2に対応する撮像部 23の光軸 (すなわちレンズ 23dの光軸)と中心軸 CLとが互いに平行または同一直線上に位置 するように固定配置される。この場合、力、かるカプセル型内視鏡 30の重心 Gは、液体 の上方に撮像部 13の撮像方向 A3を向けるとともに液中に撮像部 23の撮像方向 A2 を向けるような特定の浮遊姿勢に筐体 31を維持させる。かかる筐体 31の浮遊姿勢に よって、撮像部 13の撮像方向 A3は略鉛直上方に向くとともに撮像部 23の撮像方向 A2は液面の下方に向く。
[0126] なお、力、かる筐体 31の浮遊姿勢によって決定される撮像方向 A3の被写体は、カブ セル型内視鏡 30を浮遊させる液体の上方に位置する気中の被写体である。この場 合、上述した撮像部 13は、上述した実施の形態 2の場合と同様に、かかる撮像方向 A3に位置する気中の被写体の画像を光学ドーム 31b越しに撮像する。一方、かかる 筐体 31の浮遊姿勢によって決定される撮像方向 A2の被写体は、カプセル型内視鏡 30を浮遊させる液体の下方に位置する液中の被写体である。この場合、上述した撮 像部 23は、かかる撮像方向 A2に位置する液中の被写体の画像を光学ドーム 21b越 しに撮像する。
[0127] つぎに、空間の広い臓器の一例である被検体 1の胃内部にカプセル型内視鏡 30 および必要量の水を導入し、この水の表面に浮遊した状態で被検体 1の胃内部の画 像を撮像するカプセル型内視鏡 30の動作を説明する。図 7は、被検体 1の胃内部に お!/、て水面に斜めに浮遊した状態で気中および液中の胃内部を交互に撮像する力 プセル型内視鏡 30の動作を説明するための模式図である。
[0128] まず、カプセル型内視鏡 30は、必要量の水とともに被検体 1の口から飲込まれ、被 検体 1の胃内部に導入される。この場合、カプセル型内視鏡 30は、水以下の比重( 例えば 0. 8程度)に設定され、且つ筐体 31の中心軸 CLから外れた位置に重心 Gが 設定されているため、被検体 1の胃内部において水面に斜めに浮遊する。その後、 力、かる水面に浮遊した状態のカプセル型内視鏡 30は、特定の浮遊姿勢を維持しつ つ、撮像部 13によって気中の胃内部の画像を撮像し、撮像部 23によって液中の胃 内部の画像を撮像する。この場合、カプセル型内視鏡 30は、かかる撮像部 13, 23 によって気中の胃内部の画像と液中の胃内部の画像とを交互に撮像する。
[0129] 具体的には、図 7に示すように、水以下の比重に設定されたカプセル型内視鏡 30 は、被検体 1の胃内部に導入された必要量の水 Wの表面に浮遊し、特定の浮遊姿 勢をとる。ここで、カプセル型内視鏡 30の重心 Gは、上述したように、筐体 31の中心 Cから撮像部 13の反対側に外れた位置であって中心軸 CLから撮像部 13の光軸の 反対側に外れた位置に設定される。このような位置に重心 Gを設定したカプセル型 内視鏡 30は、水 Wの水面に対して中心軸 CLを傾斜させた態様で斜めに浮遊し、光 学ドーム 31bを水面から浮上させ且つ光学ドーム 21bを水中に沈めた態様の浮遊姿 勢をとる。この場合、筐体 31は、力、かる重心 Gに起因して、水 Wの水面に対して中心 軸 CLを傾斜させた浮遊姿勢 (以下、傾斜浮遊姿勢という)をとり、水 Wの上方に撮像 部 13の撮像方向 A1を向けるとともに、水 Wの表面下 (液中)に撮像部 23の撮像方 向 A2を向ける態様の傾斜浮遊姿勢を維持する。
[0130] このような筐体 31の傾斜浮遊姿勢によって、撮像部 13の撮像方向 A3は、上述した 実施の形態 2の場合と同様に、水 Wの上方 (例えば鉛直上方)に決定される。これと 同時に、撮像部 23の撮像方向 A2は、水 Wの下方に決定される。この場合、撮像部 1 3は、上述した実施の形態 2の場合と同様に、水 Wの表面における筐体 31の浮遊姿 勢によって決定される撮像方向 A3の被写体 (気中の胃内部 100)の広範囲且つ鮮 明な画像を確実に撮像することができる。一方、撮像部 23は、上述した実施の形態 2 の場合と略同様に、水 Wの表面における筐体 31の浮遊姿勢によって決定される撮 像方向 A2の被写体 (液中の胃内部 101 )の鮮明な画像を近接撮像することができる
[0131] ここで、かかる撮像部 13, 23によって気中および液中の胃内部 100, 101の各画 像を交互に撮像するカプセル型内視鏡 30は、上述したように重心 Gが設定されてい るので、水 Wの上方 (気中)に撮像方向 A3を向けるとともに水 Wの下方 (液中)に撮 像方向 A2を向けた態様の傾斜浮遊姿勢(図 7参照)を維持する。したがって、上述し た実施の形態 1 , 2の場合に比して、力、かるカプセル型内視鏡 30を例えば胃内部で 浮遊させる水 Wの必要量 (被検体の臓器内部に導入される水の量)を減ずることがで きる。この結果、力、かるカプセル型内視鏡 30と水 Wとを飲み込む被検体 1の負担を軽 減すること力 Sでさる。
[0132] 以上、説明したように、本発明の実施の形態 3では、上述した実施の形態 2と略同 様の構成を有し、さらに、筐体内部に固定配置された第 1および第 2の撮像部のうち の第 1の撮像部の光軸を筐体の中心軸に対して傾斜させ、筐体の中心から第 1の撮 像部の反対側に外れた位置であって筐体の中心軸から第 1の撮像部の光軸の反対 側に外れた位置に当該カプセル型内視鏡の重心を設定することによって、被検体の 臓器内部の液体表面において筐体を傾斜浮遊姿勢に維持させている。このため、被 検体の臓器内部において筐体を浮遊させるために必要な液体の量を減ずることがで きる。この結果、上述した実施の形態 2の作用効果を享受するとともに、被検体の臓 器内部に導入される液体の量を減じて被検体の負担を軽減できるカプセル型内視 鏡を実現すること力 Sできる。
[0133] なお、本発明の実施の形態;!〜 3では、照明部 12の発光素子 12aによって発光さ れる照明光の発光量を臓器内部の近接撮像の場合に比して大きくしていた力、これ に限らず、かかる発光素子 12aの照明光の発光量を臓器内部の近接撮像の場合( 具体的には撮像方向 A2の被写体を照明する照明部 22の発光素子 22aによって発 光される照明光)と略同等にし、気中の被写体の画像を撮像する撮像部 13の固体撮 像素子 13aの受光感度を臓器内部の近接撮像の場合に比して高くしてもよい。
[0134] また、本発明の実施の形態;!〜 3では、電源部 15に 2つの電池 15aを接続していた
1S これに限らず、本発明にかかるカプセル型内視鏡の各構成部に対して必要量の 駆動電力を供給可能であれば、電源部 15に 1以上の電池 15aを接続すればよい。
[0135] さらに、本発明の実施の形態 1 , 2では、電源部 15の電池 15aの配置によってカプ セル型内視鏡の重心を筐体中心から外れた位置に設定していた力 これに限らず、 かかるカプセル型内視鏡を構成する何れの構成部(照明部、撮像部、電源部、無線 通信部、制御部等)の配置によってカプセル型内視鏡の重心を筐体中心から外れた 位置に設定してもよい。また、筐体に錘部材または浮き部材等を追加配置し、かかる 錘部材または浮き部材の配置によってカプセル型内視鏡の重心を筐体中心から外 れた位置に設定してもよいし、カプセル型内視鏡の構成部、錘部材、浮き部材等を 組み合わせた配置によってカプセル型内視鏡の重心を筐体中心から外れた位置に 設定してもよい。
[0136] また、本発明の実施の形態 3では、電源部 15の電池 15aの配置と錘部材 37の配置 によってカプセル型内視鏡の重心を筐体中心軸から外れた位置に設定していたが、 これに限らず、かかるカプセル型内視鏡を構成する何れの構成部(照明部、撮像部、 電源部、無線通信部、制御部等)の配置によってカプセル型内視鏡の重心を筐体中 心軸から外れた位置に設定してもよい。また、筐体に錘部材または浮き部材等を追 加配置し、力、かる錘部材または浮き部材の配置によってカプセル型内視鏡の重心を 筐体中心軸から外れた位置に設定してもよいし、カプセル型内視鏡の構成部、錘部 材、浮き部材等を組み合わせた配置によってカプセル型内視鏡の重心を筐体中心 軸から外れた位置に設定してもよ!/、。
[0137] さらに、本発明の実施の形態 2, 3では、筐体の中心軸 CLと撮像部 23の光軸とを 互いに平行または同一直線上に位置させていた力 これに限らず、上述した撮像方 向 A3に対応する撮像部 13の光軸に例示されるように、筐体の中心軸 CLに対して撮 像部 23の光軸を傾斜させてもよい。この場合、かかる撮像部 23の光軸は、カプセル 型内視鏡の重心の反対側に傾斜してもょレ、し、この重心側に傾斜してもよレ、。また、 かかる撮像部 23の光軸は、上述した撮像方向 A3に対応する撮像部 13の光軸に平 fiであってもよい。
[0138] また、本発明の実施の形態;!〜 3では、筐体の一構成部である筒状のケース本体の 開口端近傍に撮像部を固定配置していた力 これに限らず、かかるケース本体の中 間部分に開口部を形成し、かかる中間部分の開口部近傍に撮像部を固定配置して もよい。この場合、かかる中間部分の開口部には、筐体の一部分を形成する光学部 材が取り付けられる。さらには、力、かる光学部材の外表面には、親水性透明膜または 撥水性透明膜等の透明な水滴防止膜を形成してもよい。
[0139] さらに、実施の形態;!〜 3において、カプセル型内視鏡は、照明部によって照射し た光が臓器壁面で反射した光を撮像素子で受光することで体内画像を取得するが、 この時、液面からの反射光も同時に受光するため、取得した画像が不鮮明になると いった課題がある。
[0140] この課題を解決するためには、撮像素子の画角内や照明部の配光角内に液面が 入らないことが求められる。これによつて、液面からの反射光を撮像素子が受光する ことを防止でき、鮮明な体内画像を取得できるカプセル型内視鏡を提供することがで きる。
[0141] この時、撮像部の位置と画角、照明部の配光角と、カプセル型内視鏡の比重およ び重心位置を適切な関係に構成する必要がある。この構成について、以下に記す。
[0142] 体内に導入される液体に浮遊し、撮像部の光軸が液面に対して垂直になるカプセ ル型内視鏡を図 8に示す。ここで、体内に導入される液体に対するカプセル型内視 鏡の比重を pとする。カプセル型内視鏡の体積を p: 1— pの比で分割し、光軸に垂 直な平面を定義する。この光軸に垂直な平面に対して、カプセル型内視鏡の重心が 体積比 p部分の体積の中心よりも遠くなる場合、且つ、カプセル型内視鏡の重心と 体積比 p部分の体積の中心とを結ぶ直線が光軸と平行となる場合、カプセル型内視 鏡は撮像部の光軸が液面に垂直になるように浮遊する。この時、水面は、光軸に垂 直な平面と一致する。 [0143] 上記の条件を満たすカプセル型内視鏡が液中で姿勢を維持する原理について図 9を用いて説明する。カプセル型内視鏡は体積比 pの部分を水中に沈めた状態で 浮遊する。この時、重心にはカプセル型内視鏡に発生する重力力 体積比 pの部分 の体積の中心には浮力がそれぞれ鉛直方向に発生する。しかし、体積比 pの部分 の体積の中心とカプセル型内視鏡の重心とは同一の液面に垂直な直線上に存在す るため、カプセル型内視鏡の姿勢を変化させるトルクは発生しない。一方、カプセル 型内視鏡の姿勢が△ Θ傾斜した場合、浮力と重力によってカプセル型内視鏡の姿 勢を元に戻す方向にトルクが発生する。このトルクによって、カプセル型内視鏡の姿 勢は、元の姿勢に自然と戻される。なお、カプセル型内視鏡が△ Θ傾いた時、実際 には体積比 pの部分の形状が変化し、それに伴って体積の中心も移動する。ただし 、その変化量は小さいため、本原理には影響を与えない。また、カプセル型内視鏡を 分割する平面に対して、体積比 pの部分の体積の中心の方がカプセル型内視鏡の 重心よりも遠い位置にある場合は、カプセル型内視鏡が△ Θ傾くと、カプセル型内視 鏡をさらに傾ける方向にトルクが発生するため、カプセル型内視鏡の姿勢はさらに傾 き、姿勢が維持されない。
[0144] したがって、体積比 p部分の体積の中心とカプセル型内視鏡の重心を結ぶ直線が 、光軸と平行となるようにカプセル型内視鏡内の撮像部の位置、重心の位置、比重を 設定することで、カプセル型内視鏡の光軸を液面に対して垂直となるように浮遊する カプセル型内視鏡を確実に実現することができる。
[0145] さらに、図 8に示すように、視野境界面、照明境界面がカプセル型内視鏡を分割す る光軸に垂直な平面と、カプセル型内視鏡の外側で交差部を有しないように撮像部 の位置を設定することで、視野内への水面での反射光の写り込みや、水面での照明 光の反射による光量の低下を防ぐことができるので、より鮮明な画像を取得できるよう になる。
[0146] また、液面は水平方向になり、撮像部の光軸が常に液面に対して垂直になるため、 カプセル型内視鏡の撮像方向を一意に決めることができる。したがって、医師がカブ セル型内視鏡の観察方向を把握できるため、診断性が向上する。
[0147] また、体内に導入される液体に浮遊し、撮像部の光軸が液面に対して垂直になる カプセル型内視鏡の変形例を図 10に示す。カプセル型内視鏡の長軸に対して撮像 部を傾けて配置されている。この条件においても、カプセル型内視鏡の重心位置を 上記の条件(図 8,9参照)を満たすように設置することで、液中での撮像部の光軸の 方向を液面に対して鉛直にすることができる。
[0148] つぎに、体内に導入される液体に浮遊し、視野境界面内、照明境界面内に水面が 入り込まないように比重、重心の位置、撮像部の位置を設定したカプセル型内視鏡 を図 11に示す。ここで、体内に導入される液体に対するカプセル型内視鏡の比重を βとする。カプセル型内視鏡の体積を ρ: 1— ρの比で分割し、視野境界面、照明境 界面とカプセル型内視鏡の外側で交差部を有しない平面を定義する。この平面に対 して、カプセル型内視鏡の重心が体積比 ρ部分の体積の中心よりも遠くなる場合、 且つ、カプセル型内視鏡の重心と体積比 ρ部分の体積の中心とを結ぶ直線が平面 と垂直となる場合、カプセル型内視鏡は、液面上で視野境界面内、照明境界面内に 水面が入り込まない状態で浮遊する。この時、水面は、上記平面と一致する。
[0149] この状態でカプセル型内視鏡が液面で浮遊する原理については、上述した図 9に 示した場合と同じである。
[0150] 上記の条件を満たすようにカプセル型内視鏡の比重、重心の位置、撮像部の位置 を設定することで、視野境界面内、照明境界面内に水面が入り込まない状態で液体 に浮遊するカプセル型内視鏡を確実に実現できる。
[0151] これにより、視野内への水面での反射光の写り込みや、水面での照明光の反射に よる光量の低下を防ぐことができるので、より鮮明な画像を取得できるようになる。
[0152] また、体内に導入される液体に浮遊し、視野境界面内、照明境界面内に水面が入 り込まないように比重、重心の位置、撮像部の位置を設定したカプセル型内視鏡の 変形例を図 12に示す。カプセル型内視鏡の長軸に対して撮像部が傾けて配置され ている。この条件においても、カプセル型内視鏡の重心位置を上述した実施の形態 2の場合(図 5参照)と同様の条件を満たすように設置することで、カプセル型内視鏡 は液面上で視野境界面内、照明境界面内に水面が入り込まない状態で浮遊するこ と力 Sできる。
[0153] ここで、視野境界面内、照明境界面内に水面が入り込まないことが望ましいが、図 1 3に示すように、カプセル型内視鏡からの距離が十分に離れた位置で交差部を有す る場合でも鮮明な画像を取得できる。
[0154] 十分に離れた位置で視野境界面内、照明境界面内に水面が入り込んだ場合は、 水面での光量が十分に低下しているため、水面で発生する反射の影響が殆ど発生 しない。また、水面と視野境界面、照明境界面が交差する部分よりも手前に腸壁が存 在する可能性が高くなるため、画像に水面が写りこむ確率が著しく低下する。
[0155] ここで、光量は、距離の 2乗に反比例して減少する。したがって、撮像部からカプセ ル表面(カプセル型筐体の外表面)までの距離に対して、水面までの距離が 3. 2倍 以上になると、光量は 1/10程度に低下する。したがって、光の反射の影響も 1/10 以下に低下すると言える。
[0156] 以上より、撮像部からカプセル表面までの距離の 3. 2倍以上離れた位置で視野境 界面、照明境界面が平面と交差部を有する場合は、カプセル型内視鏡は鮮明な画 像を取得すること力できる。
産業上の利用可能性
[0157] 以上のように、本発明に力、かるカプセル型内視鏡は、被検体内の画像の撮像に有 用であり、特に、空間の広い臓器内部の広範囲且つ鮮明な画像を確実に撮像できる カプセル型内視鏡に適してレ、る。

Claims

請求の範囲
[1] カプセル型筐体と該カプセル型筐体の内部に固定配置された撮像部とを備え、被 検体内の臓器内部に導入された液体に浮遊した状態で前記撮像部によって前記臓 器内部の画像を撮像するカプセル型内視鏡において、
前記カプセル型筐体の前記導入される液体に対する比重 p ( p < 1)とし、 前記カプセル型筐体を平面が、前記カプセル型筐体を体積比が p対 1 pになる ように分割し、
体積比が Pの部分の体積の中心と前記カプセル型筐体の重心とを結ぶ直線が前 記平面に略垂直で、前記中心が前記体積の中心よりも前記平面に対して離れた位 置に存在し、
前記撮像部の画角をなす視野境界面と前記平面とが、前記カプセル型筐体の外 側で交差しないことを特徴とするカプセル型内視鏡。
[2] カプセル型筐体と該カプセル型筐体の内部に固定配置された撮像部とを備え、被 検体内の臓器内部に導入された液体に浮遊した状態で前記撮像部によって前記臓 器内部の画像を撮像するカプセル型内視鏡において、
前記カプセル型筐体の前記導入される液体に対する比重 p < 1)とすると、 前記カプセル型筐体を平面が、前記カプセル型筐体を体積比が p対 1 pになる ように分割し、
体積比が Pの部分の体積の中心と前記カプセル型筐体の重心とを結ぶ直線が前 記平面に略垂直で、前記中心が前記体積の中心よりも前記平面に対して離れた位 置に存在し、
前記撮像部の撮像視野を照明する照明部を備え、
前記照明部が発光する照明光の配光角を成す照明境界面と前記平面とが、前記 カプセル型筐体の外側で交差しないことを特徴とするカプセル型内視鏡。
[3] 前記撮像部の光軸は、前記平面で分割された前記カプセル型筐体の体積比が p の部分の表面と交差す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。
[4] 前記撮像部の光軸は、前記平面で分割された前記カプセル型筐体の体積比が p の部分の表面と交差することを特徴とする請求項 2に記載のカプセル型内視鏡。
[5] 前記撮像部の光軸は、前記平面で分割された前記カプセル型筐体の体積比が 1 βの部分の表面と交差す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
[6] 前記撮像部の光軸は、前記平面で分割された前記カプセル型筐体の体積比が 1 βの部分の表面と交差することを特徴とする請求項 2に記載のカプセル型内視鏡
[7] 前記平面で分割された前記カプセル型筐体の体積比が ρの部分の表面と前記光 軸とが交差する撮像部をさらに備えたことを特徴とする請求項 5に記載のカプセル型 内視鏡。
[8] 前記平面で分割された前記カプセル型筐体の体積比が ρの部分の表面と前記光 軸とが交差する撮像部をさらに備えたことを特徴とする請求項 6に記載のカプセル型 内視鏡。
[9] 前記平面と前記撮像部の光軸とは、略垂直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。
[10] 前記カプセル型筐体の体積比が ρの部分の表面と前記光軸とが交差する撮像部 の光学特性と、前記カプセル型筐体の体積比が 1 ρの部分の表面と前記光軸とが 交差する撮像部の光学特性とは、異なることを特徴とする請求項 7に記載のカプセル 型内視鏡。
[11] 前記カプセル型筐体の体積比が ρの部分の表面と前記光軸とが交差する撮像部 の光学特性と、前記カプセル型筐体の体積比が 1 ρの部分の表面と前記光軸とが 交差する撮像部の光学特性とは、異なることを特徴とする請求項 8に記載のカプセル 型内視鏡。
[12] 前記異なる光学特性は、前記撮像部の焦点距離であることを特徴とする請求項 10 に記載のカプセル型内視鏡。
[13] 前記異なる光学特性は、前記撮像部の焦点距離であることを特徴とする請求項 11 に記載のカプセル型内視鏡。
[14] 前記撮像部の撮像視野を照明する照明部を備え、
前記異なる光学特性は、前記照明部の光量であることを特徴とする請求項 10に記 載のカプセル型内視鏡。
[15] 前記撮像部の撮像視野を照明する照明部を備え、
前記異なる光学特性は、前記照明部の光量であることを特徴とする請求項 11に記 載のカプセル型内視鏡。
[16] 前記カプセル型筐体の体積比が pの部分の表面と前記光軸とが交差する撮像部 の光軸と、前記カプセル型筐体の体積比が 1 pの部分の表面と前記光軸とが交差 する撮像部の光軸とは、略平行であることを特徴とする請求項 7に記載のカプセル型 内視鏡。
[17] 前記カプセル型筐体の体積比が pの部分の表面と前記光軸とが交差する撮像部 の光軸と、前記カプセル型筐体の体積比が 1 pの部分の表面と前記光軸とが交差 する撮像部の光軸とは、略平行であることを特徴とする請求項 8に記載のカプセル型 内視鏡。
[18] 前記カプセル型筐体は、撮像部が被写体を撮像するための光学部材を備え、 前記光学部材の外表面に、透明な水滴防止膜を形成し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。
[19] 前記透明な水滴防止膜は、撥水性透明膜または親水性透明膜であることを特徴と する請求項 18に記載のカプセル型内視鏡。
[20] カプセル型筐体と該カプセル型筐体の内部に固定配置された撮像部とを備え、被 検体内の臓器内部に導入された液体に浮遊した状態で前記撮像部によって前記臓 器内部の画像を撮像するカプセル型内視鏡において、
前記カプセル型筐体の前記導入される液体に対する比重 p < 1)とすると、 前記カプセル型筐体を平面が、前記カプセル型筐体を体積比が p対 1 pになる ように分割し、
体積比が pの部分の体積の中心と前記カプセル型筐体の重心とを結ぶ直線が前 記平面に略垂直で、前記中心が前記体積の中心よりも前記平面に対して離れた位 置に存在し、
前記撮像部の画角を成す視野境界面と前記平面とが交差する位置から前記撮像 部までの距離が、前記カプセル型筐体の表面から前記撮像部までの距離の 3. 2倍 よりも大き!/、ことを特徴とするカプセル型内視鏡。
カプセル型筐体と該カプセル型筐体の内部に固定配置された撮像部とを備え、被 検体内の臓器内部に導入された液体に浮遊した状態で前記撮像部によって前記臓 器内部の画像を撮像するカプセル型内視鏡において、
前記カプセル型筐体の前記導入される液体に対する比重 p < 1)とすると、 前記カプセル型筐体を平面が、前記カプセル型筐体を体積比が p対 1 pになる ように分割し、
体積比が pの部分の体積の中心と前記カプセル型筐体の重心とを結ぶ直線が前 記平面に略垂直で、前記中心が前記体積の中心よりも前記平面に対して離れた位 置に存在し、
前記撮像部の撮像視野を照明する照明部を備え、
前記照明部が発光する照明光の配光角を成す照明境界面と前記平面とが交差す る位置から前記撮像部までの距離が、前記カプセル型筐体の表面から前記撮像部 までの距離の 3. 2倍よりも大き!/、ことを特徴とするカプセル型内視鏡。
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