(57)【要約】【課題】  臓器内の前方、側方、後方の広範囲の撮影ができるとともに、内視鏡に近接する部位を容易に接写できるカプセル型の内視鏡を提供する。【解決手段】  被写体を照らす照明装置１と、被写体を撮る撮像装置２とを備えたカプセル型の内視鏡１００であって、撮像装置２は、撮像素子２ｂと、撮像素子２ｂの被写体側に設けられた対物光学系２ａと、対物光学系２ａの被写体側にあって光軸Ｌを中心に設けられたプリズム２ｃとを備え、プリズム２ｃが光軸Ｌを中心として回動する。また、内視鏡１００の移動を停止させる停止装置１２を備え、停止装置１２はドーム状に膨らむ複数の膨張部材１２ａを備えている。【選択図】      図１
2006051050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を照らす照明装置と、前記被写体を撮る撮像装置とを備え、体腔内管路を移動して前記被写体を撮るカプセル型の内視鏡であって、
前記撮像装置は、
撮像素子と、
前記撮像素子の被写体側に設けられた対物光学系と、
前記対物光学系の被写体側にあって光軸中心に設けられたプリズムと
を備え、
前記プリズムが前記光軸を中心として回動することを特徴とするカプセル型の内視鏡。
【請求項２】
前記内視鏡の移動を停止させる停止装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型の内視鏡。
【請求項３】
前記停止装置は膨張時に前記体腔内管路に圧接する複数の膨張部材を備えたことを特徴とする請求項２に記載のカプセル型の内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセル型の内視鏡に関し、特に、人や動物が飲み込んで生体内のあらゆる方向を撮るカプセル型の内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡は医療用分野および工業用分野で広く採用されるようになってきた。また、最近、無線通信手段を備えて、カプセル型に形成された内視鏡を患者が飲み込むことにより、接続ケーブルを必要としないものが使用されるようになった。
【０００３】
図５は、従来のカプセル型の内視鏡を示す構成図である。図５に示すように、カプセル型の内視鏡２００は、被写体を照らす照明装置（白色ＬＥＤ）２０１と、被写体を撮る撮像装置２０２と、照明装置２０１と撮像装置２０２とを覆う透明カバー２０３とを備え、撮像装置２０２は、対物光学系２０２ａと、ＣＭＯＳイメージャー（撮像素子）２０２ｂとを主に備えている。
医師がカプセル型の内視鏡２００を患者に飲み込ませることにより、この内視鏡２００は、患者の体腔内管路を通って体腔内の臓器や臓器管路内壁面を撮る。無線通信回路２０４は、撮影した画像を符号化した符号化信号を、体外に設けられた受信装置（図略）に無線で送信する。また、内視鏡２００には、他にアンテナ２０５、駆動処理回路２０６、および電池２０７などが搭載されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２５４４１号公報（段落番号００３０〜００３１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、被写体を撮る撮像装置２０２は、内視鏡２００の進行方向を向けて設けられており、前方および仰角５５°程度を撮影できるにすぎなかった。そのため、患者の臓器や臓器管路の内壁面を撮る際に、内視鏡２００の近傍を接写できないという問題があった。
また、近年、患者の臓器や臓器管路内において、所定の位置に停止するカプセル型の内視鏡が使用されているが、撮影のために患部付近に内視鏡が停止しても、内視鏡に接触する近傍を接写できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、臓器内の前方、側方、後方の広範囲の撮影ができるとともに、内視鏡に近接する部位を容易に接写できるカプセル型の内視鏡を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決する本発明のうち請求項１に記載の発明は、被写体を照らす照明装置と、前記被写体を撮る撮像装置とを備え、体腔内管路を移動して前記被写体を撮るカプセル型の内視鏡であって、前記撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子の被写体側に設けられた対物光学系と、前記対物光学系の被写体側にあって光軸中心に設けられたプリズムとを備え、前記プリズムが前記光軸を中心として回動することを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、対物光学系の光軸を中心として回動するプリズムを、カプセル型の内視鏡の被写体側に設けることにより、カプセル型の内視鏡が患者の臓器や臓器管路を通過する際に、臓器内の前方、側方、後方の広範囲の撮影ができるとともに、内視鏡に接触または近接する部位を容易に接写することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカプセル型の内視鏡であって、前記内視鏡の移動を停止させる停止装置を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、内視鏡の移動を停止させる停止装置を備えたことにより、体腔内の所望の位置で内視鏡を停止させることができる。これにより、体腔内の所望の箇所を容易に接写することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のカプセル型の内視鏡であって、前記停止装置は膨張時に前記体腔内管路に圧接する複数の膨張部材を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、停止装置がドーム状に膨らむ複数の膨張部材を備え、さらに、カプセル自体の剛性を維持する支柱を備えているため、カプセル内に設けられた機器に影響を与えることなく膨張部材を膨張させることができる。これにより、体腔内の所望の箇所を精度良く接写することができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明によれば、プリズムが回動することにより臓器内の前方、側方、後方の広範囲な撮影ができるとともに、内視鏡に接触または近接する側方の部位を容易に接写することができる。
また、膨張部材が膨張してもカプセルの剛性を維持することができるため、内視鏡を精度良く停止させ、内視鏡に接触する近傍を容易に、かつ精度良く接写することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について、適宜、図を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るカプセル型の内視鏡を示す構成図である。
図１に示すように、カプセル型の内視鏡１００（以下、単に内視鏡とも称す）は、被写体を照らす照明装置１と、前記被写体を撮る撮像装置２とを主に備えている。撮像装置２は、撮像素子（ＣＣＤイメージャー）２ｂと、撮像素子２ｂの被写体側に設けられた対物光学系（レンズ系）２ａと、対物光学系（レンズ系）２ａの被写体側にあって光軸Ｌを中心に設けられたプリズム２ｃとを備え、プリズム２ｃが光軸Ｌを中心として回動する。
【００１４】
また、内視鏡１００は、対物光学系（レンズ系）２ａの周囲に照明装置（発光ダイオード）１を配置して、被写体の周辺部まで明るい良好な画像が得られるようにしている。
さらに、内視鏡１００には、停止装置１２が備えられている。この停止装置１２は、膨張部材１２ａ、ガスボンベ１２ｂから主に構成されており、このガスボンベ１２ｂの制御は、制御装置６によって行われる。また、内視鏡１００への電力供給が、電源装置７によって行われる。
また、内視鏡１００は、その筐体に透明カバー３とカプセル１９とを備えている。この透明カバー３は、半球面形状に形成されており、ほぼ筒状のカプセル１９の両端に液密に接合されている。カプセル１９には、後記する支柱１９ａ（図４参照）が複数設けられており、この支柱１９ａ（図４参照）と支柱１９ａとの間には、膨張部材１２ａが設けられている。なお、内視鏡１００の直径は約８ｍｍ、全長は約２０ｍｍである。
【００１５】
図２は、本実施形態に係るカプセル型の内視鏡の機能を示すブロック図である。図２に示すように、照明装置１、撮像装置２、駆動装置５、無線通信装置４、および停止装置１２は、制御装置６および電源装置７と接続されている。無線通信装置４は、外部制御システム１３と無線通信し、撮影した画像信号を体外の受信装置である外部制御システム１３に送信する。駆動装置５は、後記するプリズム回動用駆動装置１０およびレンズ上下動用駆動装置１１に相当する。
【００１６】
図３は、本実施形態に係るカプセル型の内視鏡が備える撮像装置の詳細を示し、図１におけるＡ部の拡大図である。
図３に示すように、撮像装置２は、撮像素子（ＣＣＤイメージャー）２ｂと、撮像素子２ｂに対して被写体側に設けた対物光学系（レンズ系）２ａと、対物光学系（レンズ系）２ａの被写体側にあって光軸Ｌを中心にして設けたプリズム２ｃとから主に構成される。
【００１７】
撮像素子（ＣＣＤイメージャー）２ｂは、固体撮像素子（イメージセンサ）である。固体撮像素子は、これに限定されず、ＣＣＤ（Charge coupled device）はもちろん、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いてもよい。
対物光学系（レンズ系）２ａは、凸レンズ２ａａ、凹レンズ２ａｂとから構成されており、円盤状にメニスカスレンズを構成している。
プリズム２ｃは、光軸Ｌを中心として回動するように円柱状に形成されている。
【００１８】
このプリズム２ｃは、筒状の保持枠１４によって、保持枠１４の内周面に保持されている。そして、この保持枠１４の下部端面には、筒状の保持枠１４の円周に沿って、摺動部１４ａがリング状に配設されている。また、保持枠１４の外周には、永久磁石８ａが外周面に沿って埋設されている。
対物光学系２ａは、筒状の保持枠１５によって、保持枠１５の内周面に保持されている。そして、この保持枠１５の上部端面には、筒状の保持枠１５の円周に沿って、摺動部１５ａがリング状に配設されている。また、保持枠１５の下部の内周面には、ねじ部１５ｂが設けられている。このねじ部１５ｂは雌ねじである。保持枠１５の外周には、永久磁石８ｂが外周面に沿って埋設されている。保持枠１５の内周面の上部には、筒状の固定枠１７が、摺動部１４ａの内周を摺動自在に支持して配設されている。
つまり、摺動部１４ａは、摺動部１５ａに摺動自在に嵌入され、さらに、固定枠１７がねじ１８で保持枠１５に固定されることによって、保持枠１４と保持枠１５とは、摺動部１４ａ，１５ａで互いに支持しながら、かつ互いに独立した回動動作で、光軸Ｌを中心として滑らかに回動する。
【００１９】
撮像素子（ＣＣＤイメージャー）２ｂは、筒状の保持枠１６によって保持枠１６の下部に保持されている。この保持枠１６の外周面には、ねじ部１６ｂが設けられており、このねじ部１６ｂは雄ねじである。
ステータ（固定子）２０は、保持枠１４および保持枠１５の外周面に対向して、かつ隙間を有して、保持枠１４および保持枠１５の外周面に沿って筒状に設けられており、このステータ２０の内周面には、電磁石９ａ，９ｂが埋設されている。
【００２０】
永久磁石８ａと電磁石９ａとが対向することによって、プリズム回動用駆動装置１０が構成される。このプリズム回動用駆動装置１０は、永久磁石８ａ側をロータ、電磁石９ａ側をステータとする電動機（電動モータ）を構成している。このため、図示せぬ制御装置によって、プリズム回動用駆動装置１０が所定の方向へ回動すると、プリズム２ｃは、所定の方向へ所要量だけ回動する。
永久磁石８ｂと電磁石９ｂとが対向することによって、レンズ上下動用駆動装置１１が構成される。レンズ上下動用駆動装置１１は、永久磁石８ｂ側をロータ、電磁石９ｂ側をステータとする電動機（電動モータ）を構成している。このため、制御装置６（図２参照）によって、レンズ上下動用駆動装置１１が所定の方向へ所要量だけ回動すると、対物光学系２ａは、所定の方向へ所要量だけ回動する。この回動によって、雌ねじ１５ｂが回動するため、雌ねじ１５ｂは雄ねじ１６ｂに沿って、所定の方向へ、例えば、上方または下方へ移動する。
すなわち、雌ねじ１５ｂが雄ねじ１６ｂに沿って上下方向へ移動することによって、保持枠１５が上下方向へ移動する。このとき、保持枠１５は上下方向への移動と共に、光軸Ｌを中心にして回動するが、保持枠１４は、保持枠１５の回動に連動することはなく、プリズム回動用駆動装置１０によって、回動を制御されている。つまり、レンズ系２ａが回動しても、プリズム回動用駆動装置１０によって、プリズム２ｃは回動を制止されている。
このように、プリズム２ｃが所定の方向へ所要量だけ回動することによって、画角が調節され、保持枠１５が上下方向へ移動することによって、被写体のピント調節ができ、内視鏡１００は、臓器内の前方、側方、後方の広範囲の撮影ができるとともに、内視鏡１００に接触または近接する部位を容易に接写することができる。
【００２１】
図４は、本実施形態のカプセル型の内視鏡の停止装置を示す斜視図である。図４に示すように、カプセル型の内視鏡１００は、前記したように筒状のカプセル１９の両側に透明カバー３,３を装着している。カプセル１９には、その円周上に複数の支柱１９ａがほぼ等間隔に設けられており、支柱１９ａと支柱１９ａとの間には膨張部材１２ａが設けられている。膨張部材１２ａは、合成樹脂やゴムなどの弾性体を素材としており、ガスボンベ１２ｂから供給されたヘリウムガスにより膨張する。
【００２２】
次に、カプセル型の内視鏡の動作を図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すように、カプセル型の内視鏡１００は、例えば、患者（図略）の口から飲み込まれることにより体腔内管路（図略）を通って、体腔内管路の内壁面を撮る。体腔内管路は、照明装置１によって照明され、撮像装置２によって撮影される。撮像装置２にはプリズム２ｃが設けられているため、プリズム２ｃを所定の方向に回動させることにより、内視鏡１００の前方、側方、後方を精密に撮ることができる。
【００２３】
図３に示すように、プリズム２ｃは、プリズム回動用駆動装置１０によって、光軸Ｌを中心に回動する。レンズ系（対物光学系）２ａは、レンズ上下動用駆動装置１１によって、光軸Ｌに沿った方向に移動する（図３の上下方向）。
プリズム回動用駆動装置１０とレンズ上下動用駆動装置１１とは、それぞれ、永久磁石８ａ，８ｂと電磁石９ａ，９ｂとから構成されているため、これらは電動機の原理を用いた構成となっており、永久磁石８ａ，８ｂがロータの働きをし、電磁石９ａ，９ｂがステータ（固定子）の働きをしている。これによって、電磁石９ａ，９ｂが制御装置６によって制御されると、プリズム回動用駆動装置１０とレンズ上下動用駆動装置１１とは、それぞれ、所定の方向へ所定量だけ回動する。
【００２４】
すなわち、被写体から輻射された受光光線（図略）は、図３に示すように、プリズム２ｃで屈曲され、凸レンズ２ａａ、凹レンズ２ａｂを通って撮像素子であるＣＣＤイメージャー２ｂで受光され、画像として認識される。
この画像は符号化され、符号化された画像信号は、無線通信装置４を介して、体外の受信装置（外部制御システム１３）（図２参照）に送信される。受信装置（外部制御システム１３）（図２参照）は、その画像信号を復号して表示装置（図略）に表示する。
【００２５】
さらに、内視鏡１００には、膨張部材１２ａを備えた停止装置１２が設けられている。このため、内視鏡１００は、体腔内管路（図略）で停止することができて、臓器などの被写体を精密に撮ることができる。
図１、図４に示すように、内視鏡１００のカプセル１９内には、ガスボンベ１２ｂが設けられている。ガスボンベ１２ｂが、ガスボンベ１２ｂ内の液化ガスを気化させて噴出することによって、膨張部材１２ａが支柱１９ａと支柱１９ａとの間でドーム状に膨張する。すなわち、医師が内視鏡１００の移動を停止するために、停止制御信号（図略）を外部制御システム１３を用いて無線通信装置４へ送信する。この停止制御信号（図略）によって制御装置６は、ガスボンベ１２ｂを制御して、ガスボンベ１２ｂ内の液化ガスを気化させてガスを噴出させる。これによって、膨張部材１２ａが膨張して、内視鏡１００の側方へ膨張部材１２ａを大きく膨張させると、膨張部材１２ａが体腔内管路の内壁面（図略）に圧接して、内視鏡１００は、所定の位置に停止する。この膨張部材１２ａは、膨張可能な弾性素材で形成されており、カプセル１９に内蔵されたガスボンベ１２ｂから気体（ガス）が供給されることにより膨張する。そして、内視鏡１００は、撮影のために停止していた体腔内で、移動を再開する場合には、膨張部材１２ａの内部のガスを排出して、膨張部材１２ａを収縮させる。なお、液化ガスは、ヘリウムガスなどである。
このガスの噴出によって複数の膨張部材１２ａが複数の支柱１９ａの間で各々膨張する。これによって、内視鏡１００が所望の位置で停止し、この停止した体腔内管路の内壁面を撮ることができる。つまり、臓器や体腔内管路の内壁面の患部を詳細に監視・撮影することができる。
【００２６】
以上好ましい実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲内において適宜の変更や改造が可能なものであり、本発明は、この変更や改造された発明にも及ぶことは当然である。例えば、本発明は、照明装置として発光ダイオードを用いて説明したが、発光ダイオードに限るものではなく、赤外線ランプであっても良いし、その他の照明装置であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態に係るカプセル型の内視鏡を示す構成図である。
【図２】本実施形態に係るカプセル型の内視鏡の機能を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係るカプセル型の内視鏡の撮像装置の詳細を示し、図１におけるＡ部の拡大図である。
【図４】本実施形態に係るカプセル型の内視鏡の停止装置を示す斜視図である。
【図５】従来例に係るカプセル型の内視鏡を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      照明装置
２      撮像装置
２ａ    レンズ系（対物光学系）
２ａａ  凸レンズ
２ａｂ  凹レンズ
２ｂ    撮像素子（ＣＣＤイメージャー）
２ｃ    プリズム
３      透明カバー
４      無線通信装置
５      駆動装置
６      制御装置
７      電源装置
８ａ,８ｂ    永久磁石
９ａ,９ｂ    電磁石
１０      プリズム回動用駆動装置
１１      レンズ上下動用駆動装置
１２      停止装置
１２ａ    膨張部材
１２ｂ    ガスボンベ
１３      外部制御システム
１４,１５,１６    保持枠
１４ａ,１５ａ    摺動部
１５ｂ    ねじ部（雌ねじ）
１６ｂ    ねじ部（雄ねじ）
１７      固定枠
１８      ねじ
１９      カプセル
１９ａ    支柱
１００    内視鏡（カプセル型の内視鏡）
Ｌ      光軸
【図１】
2006051050.tif 000003
【図２】
2006051050.tif 000004
【図３】
2006051050.tif 000005
【図４】
2006051050.tif 000006
【図５】
2006051050.tif 000007