JP3981359B2 - カプセル型内視鏡 - Google Patents

Description

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

近年、内視鏡分野においては、例えば口から被検体の体腔内に導入し、撮像装置によって小腸や大腸などの消化官内を撮像して体腔内の画像情報を収集できるようにしたカプセル型内視鏡が提案されている。このカプセル型内視鏡は、前方に照明支持板部と電気要素保持筒とを備えた主ブロックと、主ブロックを収容する外装ケースとを有している。照明体支持板部には照明手段（発光ダイオード）を備え、後方の電気要素保持筒には回路基板を収納してある。回路基板には、イメージセンサ、イメージセンサ制御電子部品、送信電子部品及び電源スイッチなどが固定してあり、さらにアンテナ基板が接続してある。また、回路基板には、バッテリーが組み込んである。外装ケースは、主ブロックの前方を覆う半球状の透明カバーと、主ブロックの後方を覆う後端部が半球状の筒状カバーとからなる。そして、回路基板を収納した主ブロックを外装ケースに収容し透明カバーと筒状カバーとを水密に接着してカプセル型内視鏡を組み立てている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−９１８６０号公報

ところで、上記カプセル型内視鏡は、照明体支持板部に配設した照明手段（発光ダイオード）と、電気保持筒内に収納した回路基板とを電気要素保持筒の前方の壁面を貫通して接続してある。

しかしながら、電気要素保持筒内に回路基板を収納し固定することにより、照明手段（発光ダイオード）と回路基板とが接続されるため、電気要素保持筒に回路基板を収納する際には細心の注意を払う必要があり、カプセル型内視鏡の組み立てを困難なものとしていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来と比較して簡単に組み立てることができるカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係るカプセル型内視鏡は、被検体の被検部位に照射する照明光を出射する照明手段を配設した照明基板と、前記被検体の被検部位を撮像するイメージセンサを配設した撮像基板と、前記照明基板と前記撮像基板とに接続されて前記照明基板と前記撮像基板と一体に形成した可撓性材料からなるフレキシブル基板と、前記照明光の前記被検部位からの反射光を結像するレンズを支持し、一端側を前記イメージセンサに対して位置決めした筒状部材からなるレンズ支持部材と、前記レンズ支持部材が嵌合可能に前記レンズ支持部材の外径よりも大きな内径で前記照明基板を貫通して形成した孔と、前記フレキシブル基板を折り曲げて前記レンズ支持部材の他端側を前記孔に挿通した際に、前記照明基板を前記レンズ支持部材に対して位置決めして支持する前記レンズ支持部材に設けられた支持手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るカプセル型内視鏡は、上記請求項１において、前記レンズ支持部材は、前記イメージセンサに対して位置決めした前記一端側に形成した所定の大きさの外径を有する大径部と、前記孔に挿通する前記他端側に形成した前記一端側よりも小さな外径を有する小径部と、前記大径部及び小径部との境界に形成した段部とを有し、前記支持手段は、前記レンズ支持部材の他端側を前記孔に挿通した際に前記照明基板を突き当てることで前記照明基板を前記レンズ支持部材に対して位置決めして支持することを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係るカプセル型内視鏡は、上記請求項２において、前記撮像基板は前記イメージセンサを駆動するための所定の高さを有する電子部品を配設したものであり、前記イメージセンサと前記レンズ支持部材の組み立て長のうちで前記撮像基板から前記レンズ支持部材に形成された前記段部までの高さ方向の長さは前記電子部品の高さ方向の長さよりも長いことを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係るカプセル型内視鏡は、上記請求項１〜３のいずれか１つにおいて、前記フレキシブル基板が、前記イメージセンサと前記レンズ支持部材の組み立て長よりも長いことを特徴とする。

本発明に係るカプセル型内視鏡は、被検体の被検部位に照射する照明光を出射する照明手段を配設した照明基板と、前記被検体の被検部位を撮像するイメージセンサを配設した撮像基板と、前記照明基板と前記撮像基板とに接続されて前記照明基板と前記撮像基板と一体に形成した可撓性材料からなるフレキシブル基板と、前記照明光の前記被検部位からの反射光を結像するレンズを支持し、一端側を前記イメージセンサに対して位置決めした筒状部材からなるレンズ支持部材と、前記レンズ支持部材が嵌合可能に前記レンズ支持部材の外径よりも大きな内径で前記照明基板を貫通して形成した孔と、前記フレキシブル基板を折り曲げて前記レンズ支持部材の他端側を前記孔に挿通した際に、前記照明基板を前記レンズ支持部材に対して位置決めして支持する前記レンズ支持部材に設けた支持手段とを備えたものであるので、撮像基板と照明基板とを別途リード線等により接続する必要がなく、撮像基板と照明基板とを従来と比較して簡単に組み立てることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係るカプセル型内視鏡の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は本発明の実施の形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す側断面図、図２は図１に示したリジッドフレキ基板を展開した上面図、図３は図１に示したリジッドフレキ基板を展開した下面図、図４は撮像基板の前面を示した図、図５は撮像基板にレンズ取付部材を取り付けた側断面図、図６は撮像基板の後面を示した図、図７は照明基板の前面を示した図、図８は照明基板の後面を示した図、図９は照明基板の側断面図、図１０は撮像基板と照明基板との積層状態を示した側断面図、図１１はスイッチ基板の前面を示した図、図１２はスイッチ基板の側断面図、図１３は電源基板の後面を示した図、図１４は電源基板の側断面図、図１５は送信ユニットの側断面図、図１６は送信ユニットの後面を示した図である。

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

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

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

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

この右側縁部１０Ａ又は左側縁部１０Ｂ、すなわち、フレキシブル基板１１，１２の延在方向（切り欠きによる２辺）は、撮像基板１０に配設する電子部品の配設基準となり、図４に示すように、撮像基板１０の前面には、フレキシブル基板１１，１２の延在方向と画素配列方向とが一致するようにイメージセンサ１３があらかじめ配設してある。より詳細には、撮像基板１０に被検体の被検部位を撮像するイメージセンサ１３をボール・グリッド・アレイ(Ball Grid Array)により実装してある。イメージセンサ１３は、その外形を多角形形状、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Diode）のような互いに平行な関係になる２辺を２組有する矩形の外周形状を備えた固体撮像素子１３Ａと、その上面に積層した矩形のカバーガラス１３Ｂとにより矩形に構成してある。ここで、カバーガラス１３Ｂは固体撮像素子１３Ａの上面を被覆している。なお、ここでは、画素の配列方向をイメージセンサ１３の外周形状をなす辺と平行な関係とするが、必ずしもこれに限られるものではない。

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

ホルダ１７は、その一端側にはイメージセンサ１３の上面（受光面）と固着する基部１７Ａを有し、基部１７Ａから他端側に、つまり紙面上方に延在する円筒部１７Ｂとを有し、全体として概略筒状形状を有する筒状部材にて構成してある。円筒部１７Ｂに形成した穴部１７Ｃは基部１７Ａを貫通し、ホルダ１７の上方から入射した光をイメージセンサ１３に導光可能である。基部１７Ａの下面、すなわち、イメージセンサ１３の上面と当接する面の外形は、一辺をカバーガラス１３Ｂの短辺と略同一の長さとする略正方形形状を有し、この下縁部の隣り合う二辺からそれぞれ下方にカバーガラス１３Ｂの側面に当接する当接部１７Ｄが延在して形成してある。

このホルダ１７は、基部１７Ａの下面がカバーガラス１３Ｂの上面と当接する一方、当接部１７Ｄとカバーガラス１３Ｂ上面の隣り合う二辺をなす側面とが当接することで、ホルダ１７がカバーガラス１３Ｂに対してあらかじめ高精度に位置決めして固着してある。

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

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

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

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

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

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

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

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

照明基板３０の前面には、被検体内の被検部位を照明する照明光を出射するための照明手段として、照明基板３０の前方の被写体に光を照射する発光ダイオード（Light Emitting Diode）等の発光素子からなる照明部品３１が配設してある。照明部品３１は、透孔３０Ｂを囲むように上下左右に１つずつ、計４個が配設してある。なお、照明部品３１は発光ダイオードに限定されるものではなく、例えばＥＬ（electroluminescence）などを用いることもできる。また、その数も４個に限られるものではない。

図８及び図９に示すように、照明基板３０の後面には、照明部品３１を駆動する駆動用の電子部品３２と、照明部品３１に安定した電圧を供給するための電子部品３３と、小型コンデンサ等の電子部品３４とが配設してある。

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

ここで、撮像基板１０と照明基板３０を積層するにあたっては、レンズ枠１８の小径部１８Ｆを照明基板３０に形成された透孔３０Ｂに、レンズ枠１８の外周面に形成された段部１８Ｈに前記照明基板３０の後面が突き当たるまで挿入して、レンズ枠１８を透孔３０ｂに嵌合させるようにすることで、照明基板３０がレンズ枠１７に対して位置決めされ、かつ、レンズ枠１７に支持されるようになっている。また、これとともに、レンズ枠１８の大径部１８Ｇとホルダ１７との組み付け後における段部１８Ｈまでの高さを規定することで、撮像基板と照明基板３０とを積層した際にその間隔が所定の間隔となるように規定している。ここで、上記において、「段部１８Ｈまでの高さ」とは、イメージセンサ１３とレンズ支持部材１４の組み付け後における撮像基板１０から段部１８Ｈまでの光軸Ｌと平行な方向の長さも若しくは高さであることを表している。

なお、本実施の形態では、レンズ枠１８の外周面に形成された段部１８Ｈに前記照明基板３０の後面が突き当たるまでレンズ枠１８の小径部１８Ｆを照明基板３０に形成された透孔３０Ｂに嵌合させるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、照明基板３０に形成された透孔３０Ｂの内径をレンズ枠１８の大径部１８Ｇの外径と同等の大きさに形成し、レンズ枠の大径部１８Ｇとホルダ１７の円筒部１７Ｂとの境界部分で図示しない段部を形成させ、この段部に前記照明基板３０の後面が突き当たるまでレンズ枠１８の小径部１８Ｆ及び大径部１８Ｇを照明基板３０に形成された透孔３０Ｂに嵌合させるようにしても良く、つまりレンズ支持部材１４で照明基板３０を支持するようになっていればよい。

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

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

このため、撮像基板１０と照明基板３０との間隔を撮像基板１０の前面に配設した背の高い電子部品と照明基板３０の後面に配設した背の高い電子部品の高さとの和よりも狭くできる。なお、フレキシブル基板１２は、イメージセンサ１３とレンズ支持部材１４の組み立て長よりも長く形成してある。また、撮像基板１０の前面に配設した各種電子部品２２，２５の高さよりも、イメージセンサ１３とレンズ支持部材１４の組み立て長として、イメージセンサ１３とレンズ支持部材１４の組み付け後における段部１８Ｈまでの高さは、電子部品２２や２５の高さよりも長くなるようにあらかじめ規定してある。ここで、上記において、「段部１８Ｈまでの高さ」は、イメージセンサ１３とレンズ支持部材１４の組み付け後における撮像基板１０から段部１８Ｈまでの光軸Ｌと平行な方向の長さ若しくは高さを示し、「電子部品２２や２５の高さ」とは、光軸Ｌと平行な方向での撮像基板１０からの光軸Ｌと平行な方向の電子部品２２や２５の長さ若しくは高さであることを表している。

そして、フレキシブル基板１２の長さを上述のようにすることで、各基板間の電気的な接続や各基板状への必要な電子部品の実装、さらにはイメージセンサ１３とレンズ支持部材１４との組み立て等の作業工程を終えた後に、フレキシブル基板１２を折り曲げ、レンズ枠１８の小径部１８Ｆを照明基板３０に形成された透孔３０Ｂに嵌合させることで、光軸Ｌに平行な方向での撮像基板１０に対する照明基板３０の位置決めを含む撮像基板１０と照明基板３０との組み付け工程を行うことができるようになっている。

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

スイッチ基板４０は、図１１及び図１２に示すように、撮像基板１０と同様に、略円盤形状を有し、スイッチ基板４０の右側縁部４０Ａと左側縁部４０Ｂとは、平行な２辺により切り欠いてある。そして、左側縁部４０Ｂには、撮像基板１０の右側縁部から延在したフレキシブル基板１１が接続してあり、右側縁部４０Ａからフレキシブル基板４１が延在している。このため、フレキシブル基板４１の折り曲げに際して当該フレキシブル基板４１の変形を抑制可能である。

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

スイッチ基板４０の前面には、リードスイッチ４３が挿通穴部４２に沈下するように配設してあり、撮像基板１０の前面側への突出高さを抑えている。このリードスイッチ４３は、ラッチ型のスイッチであり、初期状態でオフ、リードスイッチ４３に近接した磁石（図示せず）を遠ざけることによりオフ状態からオン状態になるものである。また、リードスイッチ４３を囲むように、メモリ４４、振動子４５、ＭＩＸ４６等の電子部品が整然と配設してある。

メモリ４４には、マイクロプロセッサ２４の初期値、固体撮像素子１３Ａの色のバラツキやホワイトバランス、及びカプセル型内視鏡１の固有番号などが記憶してあり、振動子４５は、マイクロプロセッサ２４に基本のクロックを与える。また、ＭＩＸ４６はフリップチップボンディングにより実装してあり、マイクロプロセッサ２４から出力した映像信号とクロック信号の２つの信号を送信するに際し、１つの信号にミキシングする機能を有している。スイッチ基板４０の後面には、電池のプラス極と当接する接点４７が設けてある。なお、この接点４７は、板バネで形成してある。

図１３及び図１４に示すように、電源基板５０は略円盤形状を有し、電源基板５０の右側縁部５０Ａと左側縁部５０Ｂとは平行な２辺により切り欠いてある。そして、左側縁部５０Ｂには、スイッチ基板４０の右側縁部４０Ａから延在したフレキシブル基板４１が接続してある。このため、フレキシブル基板の折り曲げに際して当該フレキシブル基板の無理な変形を抑制可能である。電源基板５０の前面には、図には明示しないが、電池のマイナス極と当接する接点が設けてあり、電源基板５０の後面には、ＤＣＤＣコンバータ５１が設けてある。ＤＣＤＣコンバータ５１は、カプセル型内視鏡１に必要な一定の電圧を得るために電池５２で得られる電圧をコントロールするものである。

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

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

送信ユニット６０は、図１５及び図１６に示すように、送信基板６１とアンテナ基板６２とを有し、送信基板６１は、略円盤形状を有している。送信基板６１の右側縁部６１Ａは、１つの直線により切り欠いて一辺を形成してあり、この一辺は送信基板６１に配設する電子部品の配設基準となり、送信基板６１の後面には、この１辺を基準として電子部品が配設してある。アンテナ基板６２は、送信基板６１の後面から立設した端子６３に取り付けてあり、アンテナ基板６２の後面には略渦巻き状のアンテナパターン６４が形成してある。送信ユニット６０は、スイッチ基板４０でミキシングした信号から一定の周波数、振幅、波形を持つ信号を取り出し、アンテナ基板６２から外部に信号を送信可能である。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

なお、先端カバー７１は、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネイト、アクリル、ポリサルフォンあるいはウレタンで形成してあり、特にシクロオレフィンポリマーあるいはポリカーボネイトが光学性能及び強度を確保するのに好ましく、ケース７２は、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネイト、アクリル、ポリサルフォンあるいはウレタンで形成してあり、特にポリサルフォンが強度を確保するのに好ましい。

次に、上述したカプセル型内視鏡を用いた医療システムについて説明する。なお、図１７はカプセル型内視鏡を用いた医療システムの概略図である。

図１７に示すように、カプセル型内視鏡を用いた医療システムは、パッケージ１００に収納したカプセル型内視鏡１と、患者すなわち被検査者に着用させるジャケット１０２と、ジャケット１０２に着脱自在の受信機１０３と、コンピュータ１０４とにより構成してある。

ジャケット１０２には、カプセル型内視鏡１のアンテナ基板６２から発信される電波を捕捉するアンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄが設けてあり、当該アンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄを介して、カプセル型内視鏡１と受信機１０３との間の通信が可能となっている。なお、アンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの数は図１７に示す４個に限定されず複数あればよい。複数のアンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄにより、カプセル型内視鏡１の移動に伴う位置に応じた電波を良好に受信することができる。また、各アンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの受信強度により、カプセル型内視鏡１の体腔内における位置を検出することができる。

受信機１０３は、逐次受信される撮像画像データに対しホワイトバランス処理を行い、ホワイトバランス処理済の画像データを例えばコンパクトフラッシュ(R)メモリカード（ＣＦメモリカード）１０５に格納する。受信機に１０３よる受信は、カプセル型内視鏡１の撮像開始とは同期しておらず、受信機１０３の入力部の操作により受信開始と受信終了とを制御している。

コンピュータ１０４は、ＣＦメモリカード１０５のリード／ライトなどを行う。このコンピュータ１０４は、医者もしくは看護士（検査者）がカプセル型内視鏡１によって撮像された被検体である患者体内の臓器などの画像に基づいて診断を行うための処理機能を有している。

上記システムの概略動作について説明する。まず、検査を開始する前に、パッケージ１００からカプセル型内視鏡を取り出す。これにより、カプセル型内視鏡１のリードスイッチ４３がオフ状態からオン状態に移行して、メイン電源をオンすることになる。次に、カプセル型内視鏡１を被検査者が口から飲み込む。これにより、カプセル型内視鏡１は、食道を通過し、消化管腔の蠕動運動により体腔内を進行し、逐次体腔内の像を撮像する。そして、カプセル型内視鏡１では、必要に応じてあるいは随時、撮像結果について撮像画像の電波が出力する。この電波は、ジャケット１０２のアンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄで捕捉される。捕捉された電波は、信号としてアンテナ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄから受信機１０３へ中継される。次に、カプセル型内視鏡による被検査者の観察（検査）が終了すると、撮影画像データが格納されたＣＦメモリカード１０５を受信機１０３から取り出してコンピュータ１０４のメモリカード挿入孔に入れる。コンピュータ１０４では、ＣＦメモリカード１０５に格納された撮影画像データが読み出され、その撮像画像データが患者別に対応して記憶される。

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

本実施の形態に係るカプセル型内視鏡１は、被検体の被検部位に照射する照明光を出射する照明部品３１を配設した照明基板３０と、被検体の被検部位を撮像するイメージセンサ１３を配設した撮像基板１０と、照明基板３０と撮像基板１０とに接続されて照明基板３０と撮像基板１０と一体に形成した可撓性材料からなるフレキシブル基板１２と、照明光の被検部位からの反射光を結像するレンズ１５，１６を支持し、一端側をイメージセンサ１３に対して位置決めした筒状部材からなるレンズ支持部材１４と、レンズ支持部材１４が嵌合可能にレンズ支持部材１４の外径よりも大きな内径で照明基板３０を貫通して形成した孔３０Ｂと、フレキシブル基板１２を折り曲げてレンズ支持部材１４の他端側を孔３０Ｂに挿通した際に、照明基板３０をレンズ支持部材１４に対して位置決めして支持するレンズ支持部材１４に設けた段部１８Ｈとを備えたものであるので、撮像基板１０と照明基板３０とを別途リード線等により接続する必要がなく、撮像基板１０と照明基板３０とを従来と比較して簡単に組み立てることができる。

本発明の実施の形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す側断面図である。 図１に示したリジッドフレキ基板を展開した上面図である。 図１に示したリジッドフレキ基板を展開した下面図である。 撮像基板の前面を示した図である。 撮像基板にレンズ取付部材を取り付けた側断面図である。 撮像基板の後面を示した図である。 照明基板の前面を示した図である。 照明基板の後面を示した図である。 撮像基板の側断面図である。 撮像基板と照明基板との積層状態を示した側断面図である。 スイッチ基板の前面を示した図である。 スイッチ基板の側断面図である。 電源基板の後面を示した図である。 電源基板の側断面図である。 送信ユニットの側断面図である。 送信ユニットの後面を示した図である。 カプセル型内視鏡を用いた医療システムの概略図である。

符号の説明

１ カプセル型内視鏡
２ リジッドフレキ基板
１０ 撮像基板（リジッド基板）
１０Ａ 右側縁部
１０Ｂ 左側縁部
１１ フレキシブル基板
１２ フレキシブル基板
１３ イメージセンサ
１３Ａ 固体撮像素子
１３Ｂ カバーガラス
１４ レンズ支持部材
１５ 小径レンズ
１６ 大径レンズ
１７ ホルダ
１７Ａ 基部
１７Ｂ 円筒部
１７Ｃ 穴部
１７Ｄ 当接部
１７Ｅ 補強部
１８ レンズ枠
１８Ａ 先端部
１８Ｂ 小径部
１８Ｃ 大径部
１８Ｄ 段部
１８Ｅ 段部
１８Ｆ 小径部
１８Ｇ 大径部
１８Ｈ 段部
１９ 接着剤
２０ スペーサ
２１ 接着剤
３０ 照明基板（リジッド基板）
３０Ａ 右側縁部
３０Ｂ 透孔
３１ 照明部品

Claims (4)

1. 被検体の被検部位に照射する照明光を出射する照明手段を配設した照明基板と、
   前記被検体の被検部位を撮像するイメージセンサを配設した撮像基板と、
   前記照明基板と前記撮像基板とに接続されて前記照明基板と前記撮像基板と一体に形成した可撓性材料からなるフレキシブル基板と、
   前記照明光の前記被検部位からの反射光を結像するレンズを支持し、一端側を前記イメージセンサに対して位置決めした筒状部材からなるレンズ支持部材と、
   前記レンズ支持部材が嵌合可能に前記レンズ支持部材の外径よりも大きな内径で前記照明基板を貫通して形成した孔と、
   前記フレキシブル基板を折り曲げて前記レンズ支持部材の他端側を前記孔に挿通した際に、前記照明基板を前記レンズ支持部材に対して位置決めして支持する前記レンズ支持部材に設けられた支持手段と
   を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡。
2. 前記レンズ支持部材は、
   前記イメージセンサに対して位置決めした前記一端側に形成した所定の大きさの外径を有する大径部と、
   前記孔に挿通する前記他端側に形成した前記一端側よりも小さな外径を有する小径部と、
   前記大径部及び小径部との境界に形成した段部とを有し、
   前記支持手段は、前記レンズ支持部材の他端側を前記孔に挿通した際に前記照明基板を突き当てることで前記照明基板を前記レンズ支持部材に対して位置決めして支持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。
3. 前記撮像基板は前記イメージセンサを駆動するための所定の高さを有する電子部品を配設したものであり、前記イメージセンサと前記レンズ支持部材の組み立て長のうちで前記撮像基板から前記レンズ支持部材に形成された前記段部までの高さ方向の長さは前記電子部品の高さ方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項２に記載のカプセル型内視鏡。
4. 前記フレキシブル基板が、前記イメージセンサと前記レンズ支持部材の組み立て長よりも長いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のカプセル型内視鏡。

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