JP2009268639A

JP2009268639A - カプセル型内視鏡

Info

Publication number: JP2009268639A
Application number: JP2008120604A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Fujimori; 紀幸藤森; Kenji Miyata; 憲治宮田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】撮像素子が大型化しても、カプセル型筐体の小型化を維持し、被験者の苦痛の原因を抑える。
【解決手段】対物レンズ１９はプリズム２０に固定され、カプセル型内視鏡３の挿入軸Ａと平行して入射する被写体像を９０°折り曲げて撮像素子１２に設けられた撮像面を備えた撮像部２５へと結像する折り曲げ光学系を構成する。撮像部２５の撮像面は、カプセル型筐体１６の長手方向軸（挿入軸Ａ）に平行に配置されて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、カプセル型内視鏡、特に撮像手段における撮像素子並びに撮像光学系の配置に特徴のあるカプセル型内視鏡に関するものである。

近年、カプセル内視鏡の開発が盛んに行われ、例えば特開２００５−１２５０１０号公報に示すようなカプセル内視鏡が提案されている。このカプセル内視鏡を図７に示す。

この図７に示すカプセル内視鏡１００において、１３１は対物レンズ系、１３２は照明用ＬＥＤ、１３３は撮像素子、１３４は照明用ＬＥＤと撮像素子が搭載されたＬＥＤ基板、１２４はフレキシブル基板で制御回路１３７や送受信回路１３６や整流回路１３９及び電子部品１３８、１４０等が実装されている。１３５は整流用コンデンサであり、これらは外装部材１２３の内側に収納されている。
特開２００５−１２５０１０号公報

しかしながら、従来のカプセル内視鏡１００には次のような課題がある。すなわち、最近は撮像手段としてＣＭＯＳ型の撮像素子が広く用いられるようになってきているが、ＣＭＯＳ型撮像素子は撮像部と、その周辺に一体的に形成される駆動回路、信号処理回路、増幅アンプ部等からなり、高機能な撮像処理が可能である反面、周辺回路によって撮像素子自体が大型化してしまうことがある。

そのため、カプセル内視鏡１００に用いた場合、撮像素子の大きさによりカプセル内視鏡１００の径つまり外形形状が決まり、大型化してしまうことがあった。したがって、被験者の苦痛の原因となることもあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像素子が大型化しても、カプセル型筐体の小型化を維持し、被験者の苦痛の原因を抑えることを可能とするカプセル型内視鏡を提供することを目的としている。

本発明のカプセル型内視鏡は、
カプセル型筐体と、
該カプセル型筐体内に設けられた、撮像素子と撮像光学系とからなる撮像手段と、照明手段と、電源手段と、
を少なくとも有するカプセル型内視鏡において、
前記撮像素子が、前記カプセル型筐体の長手方向軸に対して平行に撮像面を配置して構成される。

本発明によれば、撮像素子が大型化しても、カプセル型筐体の小型化を維持し、被験者の苦痛の原因を抑えることができるという効果がある。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。

図１及び図２は本発明の実施例１に係わり、図１はカプセル型内視鏡の構成を示す図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面を示す図である。

本実施例は、撮像素子の撮像面（撮像部）をカプセル型筐体の挿入軸と平行に配置し、さらにカプセル型筐体の挿入軸と撮像光学系の光軸が一致している場合を示す。

本実施例のカプセル型内視鏡３は、図１及び図２に示すように、被検体（図示せず）の体腔内部を照明する照明手段１１としての照明部１１ａ、１１ｂと、体腔内の画像を撮像する例えばＣＣＤ或いはＣＭＯＳなどの撮像素子１２を有する撮像ユニット１３と、これらに電力を供給する電源部１５とともに、カプセル型筐体１６内に配設することにより構成されている。

カプセル型筐体１６は、撮像ユニット１３を覆い透明で半球ドーム状の先端カバー筐体１６ａと、この先端カバー筐体１６ａと水密状態に設けられ内部に電源部１５を介在させて撮像ユニット１３が配設される円筒状の胴部筐体１６ｂとからなり、被検体１のロから飲み込み可能な大きさに形成されている。胴部筐体１６ｂは、可視光が不透過な有色材質により形成されている。

撮像ユニット１３は、撮像基板１８上に設けられて照明部１１ａ、１１ｂからの照明光によって照明された範囲を撮像する撮像素子１２と、この撮像素子１２に被写体像を結像する対物レンズ１９及びプリズム２０からなる撮像光学系２１からなる。ここで、対物レンズ１９はプリズム２０に固定され、カプセル型内視鏡３の挿入軸Ａと平行して入射する被写体像を９０°折り曲げて撮像素子１２に設けられた撮像面を備えた撮像部２５へと結像する折り曲げ光学系を構成する。すなわち、撮像部２５の撮像面は、カプセル型筐体１６の長手方向軸（挿入軸Ａ）に平行に配置されて構成されている。

このとき、本実施例ではカプセル型内視鏡の挿入軸Ａと撮像光学系２１の光軸が一致している。撮像素子１２は、撮像基板１８上にボンディングワイヤ１４を用いて電気的に接続され、また撮像部２５の撮像面は撮像レンズ系２１から入射する被写体像を光電変換するためのフォトダイオード等、すなわち画素がアレイ状に形成されている。

照明部１１ａ、１１ｂは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、撮像基板１８の裏面側に搭載され、撮像光学系２１の光軸付近左右の２箇所に配設されている。同様に、撮像ユニット１３において、撮像基板１８の裏面側には、撮像素子１２を処理又は制御するための信号処理・制御ＩＣ２６ａ、及びその周辺部品２６ｂが搭載され、さらに、撮像ユニット１３の信号処理・制御ＩＣ２６ａには外部と無線通信を行うためのアンテナ等からなる無線部（図示せず）が接続されている。無線部は、例えば図２のプリズム２０の後方のスペースに配置することにより、効率的に空スペースを活用できる。

撮像ユニット１３後方に位置する電源部１５は、例えば胴部筐体１６ｂの内径にほぼ一致する直径のボタン型の電池２９により構成されている。この電池２９は、酸化銀電池、充電式電池、発電式電池等を用い得る。ここで、撮像ユニット１３の撮像基板１８とこの電池２９とは、電池２９の接点に接続したケーブル線等からなる電源配線２８により適宜電気的に接続されている。

このときのカプセル型内視鏡３の組立は、撮像素子１２及び信号処理・制御ＩＣ２６ａ等が実装された平坦な撮像基板１８に電池２９を接続したブロックをカプセル型筐体１６へと挿入するだけで完了する。

なお、本実施例では電源としてボタン電池を用いたものを示したが、これには限定されず、他の電池でも良い。また、無線給電により外部から電力を供給する場合にも適用できることは言うまでもない。

このような構成、すなわち、撮像部２５の撮像面がカプセル型筐体１６の長手方向軸（挿入軸Ａ）に平行に配置されて構成することにより、現状のカプセル型内視鏡の大きさ、特に径を維持したまま撮像素子の大型化が可能となり、カプセル内視鏡による診断及び観察の向上が期待できる。また、ＣＭＯＳ型の比較的大型な撮像素子を用いてもカプセル型内視鏡の小型化が可能となる。また、現状と同等の大きさの撮像素子を用いれば更なる小型化が可能となり、被験者の苦痛を和らげることができる。さらに、カプセル型筐体に、電池を接続した撮像基板を挿入するだけの簡素な組立工程であり、組立性が向上する。

図３及び図４は本発明の実施例２に係わり、図３はカプセル型内視鏡の構成を示す図、図４は図３のＹ−Ｙ線断面を示す図である。

実施例２は、実施例１とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

本実施例は、撮像素子の撮像面（撮像部）をカプセル型筐体の挿入軸と平行に配置し、さらにカプセル型筐体の挿入軸と撮像光学系の光軸が一致しない場合を示す。

図３及び図４に示すように、本実施例のカプセル型内視鏡３は、実施例１と同様に、被検体の体腔内部を照明する照明手段１１としての照明部１１ａ〜１１ｄと、体腔内の画像を撮像する例えばＣＣＤ或いはＣＭＯＳなどの撮像素子１２を有する撮像ユニット１３と、これらに電力を供給する電源部１５とともに、カプセル型筐体１６内に配設して構成されている。

ここで、カプセル型内視鏡３の挿入軸Ａと撮像光学系２１の光軸Ｂは一致せず、図４に示すように、撮像素子１２の幅寸法が胴部筐体１６ｂの内径寸法にほぼ等しくなるように中心より離れて撮像ユニット１３が配置されている。また、電源部１５は、カプセル型筐体１６の内部で撮像基板１８を挟んで撮像ユニット１３とは反対側に、カプセル型内視鏡の挿入軸と平行に配置されている。なお、本実施例においても、撮像部２５の撮像面はカプセル型筐体１６の長手方向軸（挿入軸Ａ）に平行に配置されて構成されている。

このとき、電源部１５としては実施例１と同様にボタン型でも良いし、或いは電池としての機能を有していれば特にその形状は問わない。

このような構成、すなわち、撮像部２５の撮像面がカプセル型筐体１６の長手方向軸（挿入軸Ａ）に平行に配置されて構成することにより、により、現状のカプセル型内視鏡の大きさ、特に径を維持したまま撮像素子の大型化が可能となり、カプセル内視鏡による診断及び観察の向上が期待できる。また、現状と同等の大きさの撮像素子を用いれば更なる小型化が可能となり、被験者の苦痛を和らげることができる。

さらに、大容量の電池の搭載が可能となり、電力の心配なく診断や観察が可能となる。したがって、大型の撮像素子や大容量の電池を用いる場合などに非常に有効となる。

図５及び図６は本発明の実施例３に係わり、図５はカプセル型内視鏡の構成を示す図、図６は図５のＺ−Ｚ線断面を示す図である。

実施例３は、実施例１とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。

本実施例は２つの撮像ユニットを有し、さらにこの２つの撮像ユニットを構成する撮像素子の撮像面（撮像部）をカプセル型筐体の挿入軸と平行に配置した場合を示す。

図５及び図６に示すように、本実施例のカプセル型内視鏡３は、被検体の体腔内部を照明する２組の照明手段１１Ａ、１１Ｂをそれぞれ構成する照明部１１ａ、１１ｂと、体腔内の画像を撮像する例えばＣＣＤ或いはＣＭＯＳなどの撮像素子１２を有する撮像ユニット１３ａ、１３ｂと、これらに電力を供給する電源部１５とともに、カプセル型筐体１６内に配設することにより構成されている。

カプセル型筐体１６は、撮像ユニット１３ａ、１３ｂを覆う透明で半球ドーム状の先端カバー筐体１６ａ、１６ｃと、この先端カバー筐体１６ａと水密状態に設けられ内部に電源部１５を介在させて撮像ユニット１３ａ、１３ｂが配設される円筒状の胴部筐体１６ｂとからなり、被検体の口から飲み込み可能な大きさに形成されている。胴部筐体１６ｂは、可視光が不透過な有色材質により形成されている。

撮像ユニット１３ａ、１３ｂは、撮像基板１８上に設けられて、それぞれの照明部１１ａ、１１ｂからの照明光によって照明された範囲を共通して撮像する撮像素子１２と、この撮像素子１２に被写体像を結像する対物レンズ１９ａ、１９ｂ及びプリズム２０ａ、２０ｂからなる撮像レンズ系２１ａ、２１ｂからなる。

なお、本実施例では、照明手段１１Ａ、１１Ｂにはそれぞれ、反射プリズム１７ａ、１７ｂが設けられており、反射プリズム１７ａ、１７ｂによって照明光を観察方向へと反射して照明される範囲を設定している。

なお、このように照明手段１１Ａ、１１Ｂには反射プリズム１７ａ、１７ｂによる反射光学系を用いているが、必ずしも反射光学系を用いる必要はなく、実施例１及び２と同様の照明部を用いても良い。

ここで、対物レンズ１９ａ、１９ｂは実施例１と同様にそれぞれプリズム２０ａ、２０ｂに固定され、カプセル型内視鏡３の挿入軸Ａと平行して入射する被写体像を９０°折り曲げて撮像素子１２に設けられた撮像部２５ａ、２５ｂの撮像面へと結像する折り曲げ光学系を構成する。撮像部２５ａ、２５ｂの撮像面はカプセル型筐体１６の長手方向軸（挿入軸Ａ）に平行に配置されて構成される。

このとき、本実施例ではカプセル型内視鏡の挿入軸Ａと撮像レンズ系２１ａ、２１ｂの光軸が一致している。撮像素子１２は、撮像基板１８上にボンディングワイヤ１４（図示せず）を用いて電気的に接続される。また撮像部２５ａ、２５ｂの撮像面は撮像レンズ系２１から入射する被写体像を光電変換するためのフォトダイオード等、すなわち画素がアレイ状に形成されている。

撮像素子１２は共通の撮像素子基板上に別々の撮像部２５ａ、２５ｂを有するように構成されているが、これには限定されず、撮像部２５ａ、２５ｂ毎に別々の撮像素子１２を用いても良いことは言うまでもない。

また、照明手段１１Ａ、１１Ｂの照明部１１ａ、１１ｂは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、撮像基板１８の裏面側に搭載され、撮像レンズ系２１ａ、２１ｂの光軸付近左右の２箇所に配設されている。同様に、撮像ユニット１３ａ、１３ｂにおいて、撮像基板１８の裏面側には、撮像素子１２を処理又は制御するための信号処理・制御ＩＣ２６ａ、及びその周辺部品２６ｂが搭載され、さらに、撮像ユニット１３ａ、１３ｂの信号処理・制御ＩＣ２６ａには外部と無線通信を行うためのアンテナ等からなる無線部（図示せず）が接続されている。

撮像ユニット１３ａ、１３ｂの略中央に位置する電源部１５は、電源部１５の長手方向をカプセル型内視鏡３の挿入軸Ａと平行にして配置される。この電池２９は、酸化銀電池、充電式電池、発電式電池等を用い得る。ここで、撮像ユニット１３ａ、１３ｂの撮像基板１８とこの電池２９とは、電池２９の接点に接続したケーブル線等からなる電源配線２８により適宜電気的に接続されている。

このような構成、すなわち、撮像部２５ａ、２５ｂの撮像面がカプセル型筐体１６の長手方向軸（挿入軸Ａ）に平行に配置されて構成することにより、現状のカプセル型内視鏡の大きさ、特に径を維持したまま撮像素子の大型化が可能となり、カプセル内視鏡による診断及び観察の向上が期待できる。また、ＣＭＯＳ型の比較的大型な撮像素子を用いてもカプセル型内視鏡の小型化が可能となる。また、現状と同等の大きさの撮像素子を用いれば更なる小型化が可能となり、被験者の苦痛を和らげることができる。

さらに、大容量の電池の搭載が可能となり、電力の心配なく診断や観察が可能となる。また、カプセル型筐体に、電池を接続した撮像基板を挿入するだけの簡素な組立工程であり、組立性が向上する。したがって、大型の撮像素子や大容量の電池を用いる場合などに非常に有効となる。

以上説明した各実施例によれば、カプセル型内視鏡の小型化が可能になり、被験者の苦痛を和らげることが可能となる。また、カプセル型筐体の小型化を維持したまま大型の撮像素子を用いることができ、診断や観察の向上が期待できる。また、大容量の電池の搭載も可能となり、電力の心配をすることなく診断や観察が可能となる。さらに、簡単な組立工程のため、組立性が向上する。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本発明の実施例１に係るカプセル型内視鏡の構成を示す図図１のＸ−Ｘ線断面を示す図本発明の実施例１に係るカプセル型内視鏡の構成を示す図図３のＹ−Ｙ線断面を示す図本発明の実施例１に係るカプセル型内視鏡の構成を示す図図５のＺ−Ｚ線断面を示す図従来のカプセル型内視鏡の構成を示す図、

符号の説明

３…カプセル型内視鏡
６…カプセル型筐体
１１…照明手段
１１ａ、１１ｂ…照明部
１２…撮像素子
１３…撮像ユニット
１５…電源部
１４…ボンディングワイヤ
１６…カプセル型筐体
１６ａ…先端カバー筐体
１６ｂ…胴部筐体
１８…撮像基板
１９…対物レンズ
２０…プリズム
２１…撮像光学系
２５…撮像部
２６ａ…信号処理・制御ＩＣ
２６ｂ…周辺部品
２８…電源配線
２９…電池

Claims

カプセル型筐体と、
該カプセル型筐体内に設けられた、撮像素子と撮像光学系とからなる撮像手段と、照明手段と、電源手段と、
を少なくとも有するカプセル型内視鏡において、
前記撮像素子は、前記カプセル型筐体の長手方向軸に対して平行に撮像面を配置している
ことを特徴とするカプセル型内視鏡。
前記撮像光学系は、折り曲げ光学系である
ことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
前記撮像光学系の光軸は、前記カプセル型筐体の前記長手方向軸と一致するように構成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカプセル型内視鏡。
前記電源部は、前記カプセル型筐体の前記長手方向軸に対して平行に横置き配置されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のカプセル型内視鏡。
前記撮像手段は、複数個備えられている
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のカプセル型内視鏡。
前記照明手段は、反射光学系を有する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のカプセル型内視鏡。