(57)【要約】【課題】作業者が手作業で折り込まなくても、所定の形状に自動的に曲げられるプリント基板を内蔵したカプセル型装置を、提供する。【解決手段】回路基板５には、所定の温度まで加熱された時に所定の形状に収縮することよって当該回路基板５の各円形板５ａ〜ｃの間に牽引力を生じさせて、この回路基板５全体をカプセルに収容するに適した所定形状に曲げる形状記憶部材２１，２２が、組み込まれている。【選択図】    図４
2006247081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の体腔内を検査することによって得た情報を外部へ無線送信するための回路をカプセル内に内蔵してなるカプセル型装置であって、
前記回路の少なくとも一部が実装されて所定の形状に折り曲げられた状態で前記カプセル内に収容された回路基板を備えるとともに、
この回路基板には、所定の温度まで加熱された時に所定の形状に変形することによって当該回路基板を前記所定の形状に折り曲げる形状記憶部材が組み込まれている
ことを特徴とするカプセル型装置。
【請求項２】
前記形状記憶部材は、その両端が前記回路基板縁の二箇所に夫々固定された帯状の形状を常温において有しているとともに、前記所定の温度まで加熱された時に前記所定の形状に形状に変形することによって収縮する
ことを特徴とする請求項１記載のカプセル型装置。
【請求項３】
前記回路基板自体が、前記形状記憶部材からなる
ことを特徴とする請求項１記載のカプセル型装置。
【請求項４】
前記回路基板は、相互に張り合わせられた複数層の形状記憶部材からなる
ことを特徴とする請求項３記載のカプセル型装置。
【請求項５】
前記形状記憶部材は、形状記憶樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１記載のカプセル型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の体腔内に導入されて体腔内を検査することによって得た情報を被検者の体外へ無線送信するカプセル型装置に、関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、被検者の消化管内部を観察するためのシステムとして、電子内視鏡システムがある。この電子内視鏡システムは、被検体の撮像を行う撮像装置がその先端に組み込まれている可撓管状の挿入部を有する電子内視鏡と、この電子内視鏡から出力される画像信号のプロセシングを行うためのプロセッサ装置と、プロセッサ装置によってプロセシングを施された画像信号に基づく画像を表示するモニタとを、備えている。このような電子内視鏡システムを用いて実際に被検者の消化管を観察する際には、電子内視鏡の挿入部を経口的に被検者の体腔（消化管）内に導入しなくてはならないが、被検者にとって、挿入部を構成する管が咽喉に差し込まれた状態は、多大なる苦痛を伴うものであって、耐え難いものであった。
【０００３】
そこで、近年、電子内視鏡の挿入部を咽喉部に差し込まれることに因る被検者の苦痛を無くすために、被検者が嚥下することにより被検者者の体腔内（消化管内）に導入されるカプセル内視鏡と、被検者の体外に配置される体外ユニットとからなるカプセル内視鏡システムが、開発されている（特許文献１参照）。
【０００４】
同様に、各種検査を行うために、上述した撮像機能に換えて他の検査装置を内蔵しているカプセル型装置も、開発されている。
【０００５】
このようなカプセル型装置は、サイズが小さいことを最優先課題として設計されるので、カプセル内部の狭い空間内に電気回路を内蔵するため、リード線やコネクタを不要とすべく、電気回路を構成する各回路部品間の配線は、一枚のフレキシブルプリント基板を通じてなされている。そして、このフレキシブル基板は、立体的に折り込まれることによって、カプセル内部に詰め込まれるのである。
【特許文献１】特開２００１−９５７７５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、カプセル型装置に用いられるプリント基板は、そのサイズが小さいために、各回路基板の実装後に、組み立て作業者がプリント基板に折り目を入れて折り込んでいく作業は、困難であり、また、作業者の能力に依る組立精度のバラツキを避け得なかった。
【０００７】
なお、回路部品の実装前に予め回路基板を折り込むことも考えられるが、プリント基板のサイズの小ささ故に折込作業が困難である事情には変わりがなく、しかも、折り目が入っているプリント基板に回路部品を実装する作業が、却って困難となってしまうので、採用し難い。
【０００８】
本発明は、従来における上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、回路部品実装時には扁平であるために回路部品の実装が容易でありながら、回路部品の実装後において、作業者が手作業で折り込まなくても、所定の形状に自動的に曲がるプリント基板を内蔵したカプセル型装置を、提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために案出された本発明のカプセル型装置内視鏡は、被検者の体腔内を検査することによって得た情報を外部へ無線送信するための回路をカプセル内に内蔵してなるカプセル型装置であって、前記回路の少なくとも一部が実装されて所定の形状に折り曲げられた状態で前記カプセル内に収容された回路基板を備えるとともに、この回路基板には、所定の温度まで加熱された時に所定の形状に変形することによって当該回路基板を前記所定の形状に折り曲げる形状記憶部材が組み込まれている
ことを特徴とするカプセル型装置。
【００１０】
このように構成されると、常温において回路基板を扁平な状態にした上でその表面に回路部品を実装したとしても、その後でこの回路基板に組み込まれている形状記憶部材を所定温度まで加熱すれば、この形状記憶部材が所定の形状に変形することによって、回路基板全体がカプセルに収容されるに適した所定の形状に変形させられる。従って、回路部品の実装後に回路基板を操作者が一々手作業で折り曲げるという精密かつ煩雑な作業を行う必要がなくなるので、作業効率が向上する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるカプセル型装置によると、回路部品の実装時には扁平であるために回路部品の実装が容易でありながら、回路部品の実装後において、作業者が手作業で折り込まなくても、所定の形状に自動的に曲がるので、作業効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。本実施形態は、本発明によるカプセル型装置を、照明装置及び撮像装置を備えたカプセル内視鏡として実施した例を示すものである。
【００１３】
本実施形態におけるカプセル内視鏡１は、経口的に被検者の体腔内に導入されて体腔内を撮像するとともに、体腔内を撮像することによって得た画像信号を無線送信する装置である。図１は、このカプセル内視鏡１の内部構成を表すためにその中心軸に沿った縦断面を示す断面図である。なお、以下の説明を簡単にするために、図１の左側を「前側」とし、図１の右側を「後側」と定義する。
【００１４】
図１に示されるように、このカプセル内視鏡１は、各回路部品を収納する筒状のフレーム２と、このフレーム２内の前端に嵌め込まれた対物ユニット３と、フレーム２の先端面における対物ユニット３の両脇に埋め込まれた一対の発光ダイオード４，４と、多数の回路部品が実装されているとともにその一部がフレーム２内に折り込まれて収容されるとともに残りの部分がフレーム２の外周面に巻き付けられた回路基板５（図１において太線にて図示）と、フレーム２内において折り込まれた回路基板５を支持する円筒であるスペーサ６と、フレーム２内において折り込まれた回路基板５によって挟み込まれたバッテリー７と、これら各部品をその内部に収納して液密に保護するためのカプセル１０とからなる。
【００１５】
カプセル１０は、後端部が半球状に窄まった円筒状の胴部１０１と、胴部１０１の前端に液密に嵌め込まれた半球状の透明カバー１０２とからなる。従って、カプセル１０は、全体として所謂カプセル型の形状を呈している。なお、透明カバー１０２は、対物ユニット３から被写体までの距離を適度に保つドームポートとしての役割を有する。
【００１６】
フレーム２は、射出成形された合成樹脂からなり、その内部は、前側１／５が小内径部２ａとなっており、中心軸に直交する段差面２ｂを介して、後側４／５が大内径部２ｃとなっている。また、その後端の縁には、可塑変形によって内側に折り込まれることによって回路基板５の脱落を規制する複数のミミ２ｄ（図１においては折り込まれている状態が示されているが、成型時においては後方へ突出している）が、一体形成されている。また、フレーム２の外周面における小内径部２ａの外側に当たる部分は、重量軽減のために環状に抉られている。さらに、フレーム２の前端面における小内径部２ａの両脇に、上述した一対の発光ダイオード４，４が埋め込まれている（図２参照）。なお、各発光ダイオード４のカソード及びアノードから伸びた電極４ａの先端は、フレーム２を貫通して、段差面２ｂに露出し、図示は省略したが、回路基板５上に形成されたランドに導通するための端子を形成している。
【００１７】
対物ユニット３は、小内径部２ａの軸方向長よりも若干短くかつ小内径部２ａの内径とほぼ同じ外径を有するレンズ鏡筒８と、このレンズ鏡筒８内に保持された複数のレンズからなる対物光学系９とから、構成されている。
【００１８】
図３は、回路基板５を展開した状態を示す展開図である。図３に示されるように、回路基板５は、後述する各回路部品が実装されるとともに、これら各回路部品同士を接続する配線パターン（図示略），上述した各発光ダイオード４，４の電極４ａ，４ａ先端の端子と導通するランド（図示略），及び、アンテナ１８が形成されたフレキシブルプリント基板であり、前側円形板５ａと、内側円形板５ｂと、後側円形板５ｃと、側面板５ｄと、矩形の接続板５ｅ，５ｆとからなる。
【００１９】
前側円形板５ａ，内側円形板５ｂ，及び、後側円形板５ｃは、夫々、フレーム２の大内径部２ｃの内径とほぼ同じ外径を有する円形のプリント基板であり、これら各円形板５ａ〜５ｃは、前側（図３の左側）から順に配置されている。さらに、前側円形板５ａと内側円形板５ｂとは接続板５ｅを介して、また、内側円形板５ｂと後側円形板５ｃとは接続板５ｆを介して、夫々の円中心が一直線上に配列されるように、相互に繋がれている。これら両接続板５ｅ，５ｆの長手方向における長さの和は、フレーム２の大内径部２ｃの軸方向の長さと、一致する。また、後側円形板５ｃにおける接続板５ｆに対して９０度ずれた位置に、矩形の側面板５ｄが、各接続板５ｅ，５ｆと平行に繋がれている。
【００２０】
この回路基板５が実際にカプセル１０内に収容される際には、各円形板５ａ〜５ｃが、互いに並行且つ同軸となるように、各接続板５ｅ，５ｆと各円形板５ａ〜５ｃとの境目が直角に折り曲げられる。
【００２１】
そして、前側円形板５ａが、フレーム２の段差面２ｂに内接するように配置される。この前側円形板５ａの中央には、正方形の窓５ｇが開けられており、この窓５ｇに撮像面が望むように、この前側円形板５ａにおける後側の面（図３における手前側の面）に、撮像素子１１が実装されている。従って、この撮像素子１１の撮像面の中心が、対物光学系９の光軸に一致する。
【００２２】
この前側円形板５ａと内側円形板５ｂとの間には、撮像素子１１等の回路部品を収容するための空間を確保するために、各円形板５ａ，５ｂとほぼ同じ外径及び接続板５ｅと同じ全長を有するスペーサ６が、介在している。そして、内側円形板５ｂにおける撮像素子１１と対向する面には、その他の複数の回路部品１２が実装されている。
【００２３】
この内側円形板５ｂの反対側面には、バッテリー７の陽極と接触するランドである陽極接触部１３が形成されている。そして、後側円形板５ｃにおける内側円形板５ｂと対向する面には、バッテリー２２０の陰極と接触するバネ状の電極である陰極接触部１４が、実装されている。即ち、この内側円形板５ｂと後側円形板５ｃとの間がバッテリー収容スペースとなっており、そこに収容されるバッテリー７自体が、上述したように折り曲げられたミミ２ｄに後側円形板５ｃを押し付けて位置決めするスペーサーとして、機能するのである。
【００２４】
この後側円形板５ｃの反対側面には、胴部１０１の中心を液密に貫通している作動ボタン１５ａが押し込まれることによって回路を閉じるスイッチ回路１５が、実装されている。上述した陰極接触部１４は、このスイッチ回路１５及び回路基板上の各回路パターンを通じて、夫々、各回路部品（撮像素子１１，その他の回路部品１２）のグランド電極に導通し、陽極接触部１３は、回路基板５上の各回路パターンを通じて、各回路部品（撮像素子１１，その他の回路部品１２）の電源電極に導通している。なお、後側円形板５ｃにおけるスイッチ回路１５の周囲には、撮像素子１１から出力された後に他の回路部品１２によって適宜処理された画像信号を変調して、後述するアンテナ１８に送出する送信回路１６，及び、アンテナ１８によって受信された図示せぬプロセッサ装置からの操作信号を復調する受信回路１７が、実装されている。
【００２５】
このアンテナ１８は、側面板５ｄ表面に、長手方向に往復する配線パターンとして形成されている。この側面板５ｂは、上述したように、各円形板５ａ〜ｃと各接続板５ｅ〜ｆとの境目が折り曲げられた状態でスペーサー６及びバッテリー７とともにフレーム２内に収容された後に、このフレーム２の外周面上に巻き付けられる。
【００２６】
以下、回路基板５における各円形板５ａ〜ｃと各接続板５ｅ〜ｆとの境目を自動的に折り曲げるために採用された構成の実施例を２例説明する。
【実施例１】
【００２７】
最初の実施例１は、バネ形状を記憶した形状記憶材料の収縮力を利用して回路基板５を折り曲げる例である。この実施例１においては、側面板５ｄを省略した平面図である図４，及び図４の矢印Ｖ方向から見た側視図である図５に示すように、回路基板５における各円形板５ａ〜ｃの間に、バネ形状を夫々記憶した形状記憶部材２０，２１が、掛け渡されている。即ち、前側円形板５ａにおける接続板５ｅの位置から時計方向及び反時計方向に夫々９０度ずれた位置には、常温において帯状の形態をとるものの常温よりも高い温度Ｔ１においてバネ状に収縮する一対の第１形状記憶部材２０の一端が、夫々固定されている。また、内側円形板５ｂにおける各接続板５ｅ，５ｆの位置から時計方向及び反時計方向に夫々９０度ずれた位置には、各第１形状記憶部材２０の他端が、夫々固定されている。また、内側円形板５ｂにおける各第１形状記憶部材２０の接続位置の裏側には、常温において帯状の形態をとるものの温度Ｔ１よりも高い温度Ｔ２においてバネ状に収縮する一対の第２形状記憶部材２１の一端が、夫々固定されている。また、後側円形板５ｃにおける接続板５ｆの位置から時計方向及び反時計方向に夫々９０度ずれた位置には、各第２形状記憶部材２１の他端が、夫々固定されている。また、各円形板５ａ〜ｃと各接続板５ｅ〜ｆとの境目には、夫々、応力が集中するように、溝状の折り目が一体形成されている。
【００２８】
以上の構成により、各配線パターンが形成されるとともに各回路部品１１〜１７の実装が完了した回路基板５にＴ１以上の温度の熱風を吹き付けると、各第１形状記憶部材２０がバネ状に収縮することによって、内側円形板５ｂと後側円形板５ｃとの間に牽引力が生じ、図６に示すように、内側円形板５ｂと接続板５ｆとの間の境目，及び、接続板５ｆと後側円形板５ｃとの間の境目が、夫々９０度折れ曲がる。更に、熱風の温度をＴ２以上に上昇させると、各第２形状記憶部材５ｅがバネ状に収縮することによって、前側円形板５ａと内側円形板５ｂとの間にも牽引力が生じ、前側円形板５ａと接続板５ｅとの間の境目，及び、接続板５ｅと内側円形板５ｂとの間の境目が、夫々９０度折れ曲がる。
【００２９】
なお、第１及び第２の形状記憶部材２０，２１の変形温度Ｔ１，Ｔ２は同温度であっても良いが、異なる温度とすれば、各工程に応じた温度で順次加熱することによって各工程に応じた箇所を個別に折り曲げていくことができる。
【実施例２】
【００３０】
次の実施例２は、回路基板５自体を形状記憶材料から形成したことを特徴とする。即ち、本実施例２においては、回路基板５は、上下２層の形状記憶材料の板からなり、図８に示すように、完成時の形状（即ち、各円形板５ａ〜ｃと各接続板５ｅ，ｆとの間が夫々９０度折れ曲がった形状）を記憶させた状態で上下の層を相互に接着した後に、図９に示すように、扁平にされる。この状態で、その表面上に配線パターンが形成されるとともに、回路部品１１〜１７が実装される。その後、この回路基板５に、その変形温度以上の熱風を吹き付けると、回路基板８が、図８の形状に復元する。本実施例２では、単に一枚の形状記憶材料を回路基板８としたのではなく、互いに重ねられた２枚の形状記憶材料に形状を記憶させてから相互に接着した構造を採用しているので、記憶された形状への復元には、各層の形状復元に伴う引張及び膨張による応力が折り目に集中して作用するので、より強力な力で形状復元がなされ、各折り目がシャープな形状に折れ曲がる。
【００３１】
次に、回路基板５における側面板５ｄを巻き付けるために採用された構成の実施例を１例説明する。
【実施例３】
【００３２】
上述したように側面板５ｄはその全域において均一曲率で曲げられるので、上述した実施例２におけるような強い力を、局所的に作用させる必要はない。そのため、図１０（ａ）に示すように、単一層からなる形状記憶材料から側面板５ｄを形成しても十分である。この側面板５ｄには、予め図１０（ｂ）に示すように円筒状の形状が記憶されているので、各円形板５ａ〜ｃと各接続板５ｅ〜ｆとの境目に熱風を吹き付けるのと同時．若しくは、先に形状を復元した各円形板５ａ〜ｃをフレーム２に収容した後で、この側面板５ｄに熱風を吹き付ければ、図１０（ｂ）に示すように、フレーム２の外周面に巻き付く形状に復元する。
【００３３】
なお、上述した実施例１における各形状記憶部材２１，２２，及び、実施例２，３における回路基板５の各層を構成する形状記憶材料としては、具体的には、ニッケルチタン合金，スチレン−ブタジエン系コポリマー，ポリウレタン系ポリマー，ポリノボルネン系ポリマー，放射線処理された樹脂（例えばポリ乳酸），ポリオレフィン，弾性ネオプレン，フロロプラスチックカイナー，フロロプラスチックカイナー，ポリテトラフルオロエチレンのうちから、選択して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態であるカプセル内視鏡の縦断面図
【図２】図１のII−II線に沿った横断面図
【図３】回路基板の展開図
【図４】実施例１による回路基板の加熱前における各円形板及び接続板の状態を示す詳細平面図
【図５】図４の矢印Ｖ方向から見た側視図
【図６】温度Ｔ１で加熱した状態を示す側視図
【図７】温度Ｔ２で加熱した状態を示す側視図
【図８】実施例２による回路基板の加熱前における状態を示す側視図
【図９】実施例２による回路基板の加熱後における状態を示す側視図
【図１０】実施例３による側面板を示す図
【符号の説明】
【００３５】
１        カプセル内視鏡
５        回路基板
５ａ      前側円形板
５ｂ      内側円形板
５ｃ      後側円形板
５ｄ      側面図
２０        第１形状記憶部材
２１        第２形状記憶部材
【図１】
2006247081.tif 000003
【図２】
2006247081.tif 000004
【図３】
2006247081.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006247081.tif 000009
【図８】
2006247081.tif 000010
【図９】
2006247081.tif 000011
【図１０】
2006247081.tif 000012