(57)【要約】【課題】小型で、広範囲の視野を確保することが可能で、移動ロボットの視覚センサに適用できる撮像装置および大腸のような筒状構造体の部位の検査に好適なカプセル型内視鏡を提供する。【解決手段】撮像装置は、被写体に対して相対的に移動して撮影するものである。撮像装置は、被写体を撮像し、被写体の画像の画像データを得るものであり、画素電極に跨って連続して形成された、厚さ０．６μｍ以下の有機材料を含む有機材料を含む光電変換層を備える撮像部と、撮像部の光電変換層上に配置された、画角が１８０°以上のレンズと、撮像部で得られた被写体の画像の画像データを用いて、被写体の画像を球体の表面に配置された、被写体の球面画像を形成する画像形成部とを有する。【選択図】図１
2015106703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に対して相対的に移動して前記被写体を撮像する撮像装置であって、
前記被写体を撮像し、前記被写体の画像の画像データを得るものであり、画素電極に跨って連続して形成された厚さが０．６μｍ以下の光電変換層を備える撮像部と、
前記撮像部の前記光電変換層上に配置された画角が１８０°以上のレンズと、
前記撮像部で得られた前記被写体の画像の画像データを用いて、被写体の画像を球体の表面に配置された、前記被写体の球面画像を形成する画像形成部とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記レンズは、ｆθレンズである請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光電変換層の厚さは、前記画素電極の大きさの半分以下である請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記被写体は、筒状構造体の内部である請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
筒状構造体の内部を撮影するものであり、前記筒状構造体の内部を照明する照明部と、前記筒状構造体の内部を撮像する撮像部と、前記撮像部上に配置されるレンズと、前記照明部と前記撮像部を覆う透明なカバー部とを有するカプセル型内視鏡であって、
前記撮像部は、画素電極に跨って連続して形成された厚さが０．６μｍ以下の光電変換層を有し、
前記レンズは、画角が１８０°以上のレンズであることを特徴とするカプセル型内視鏡。
【請求項６】
前記レンズは、ｆθレンズである請求項５に記載のカプセル型内視鏡。
【請求項７】
前記光電変換層の厚さは、前記画素電極の大きさの半分以下である請求項５または６に記載のカプセル型内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型で、広範囲の視野を確保することが可能な撮像装置およびカプセル型内視鏡に関し、特に、移動ロボットの視覚センサに適用できる撮像装置および大腸のような筒状構造体の部位の検査に好適なカプセル型内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、筒状構造体の内部を撮影する装置が提案されており、筒状構造体の内周面を撮影した画像から、欠陥および損傷等を探すことがなされている（特許文献１参照）。
一般に、内視鏡では、病変をなるべく発見しやすくするために、広視野角の撮像光学系を用いることが望ましいことが知られている。広視野角の撮影が可能な内視鏡が提案されている（特許文献２、３参照）。
【０００３】
特許文献１は、周囲３６０度の全方位にある穴Ｈの側壁面を撮像して得た円形画像データを出力する全方位撮像装置を有するものであり、円形画像データをパノラマ展開画像データに変換して表示装置に出力する。特許文献１には、表示装置に表示されたパノラマ展開画像を検査員によって穴壁面の欠陥の有無等を検査するか、解析装置で自動的に欠陥の有無等を判定することが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、広範囲の視野を確保するために画角が１８０°以上の魚眼レンズ（広角レンズ）を備える内視鏡が記載されている。
特許文献２では、魚眼レンズ（広角レンズ）を通った外光に基づいて形成される被写体像を、一の半球像に変換し、別の光学系を通った他の半球像と合成して、内視鏡の系外の全天周にわたる画像情報を球体の表面に有する「球面画像」を形成する。ここで、「球面画像」とは、系外の全天周（周囲３６０°）に位置する被写体の画像情報が球体の表面に投影された画像である。魚眼レンズは、全天周のほぼ半分の領域に位置する被写体を像面に投影する。
【０００５】
特許文献３には、カプセル内視鏡のドーム形状の透明カバー（屈折素子）の半球状の外面（第１透過面）に密着する曲面物体面の像を像面に結像する結像光学系が記載されている。特許文献３では、カプセル内視鏡において、ドーム状の屈折素子を透明カバーに用いることにより、小型のカプセルでありながら、観察画角を広くできることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−８４１５６号公報
【特許文献２】特開２０１１−５３３５２号公報
【特許文献３】特開２００８−１５０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、特許文献１には、全方位撮像装置を使用して、燃料噴射装置（インジェクタ）を配置するために形成された穴の側壁面を撮像した環状画像を、パノラマ展開画像に変換して、欠陥や損傷を検査することが記載されている。特許文献２、３には、画角の広いカプセル型内視鏡が記載されている。特許文献１の全方位撮像装置および特許文献２、３の内視鏡では、筒状構造体の内部を撮影することができる。しかしながら、特許文献１〜３のいずれも、撮影対象、すなわち、筒状構造体の内部に対して装置が小さい程、撮影ぶれが大きくなるという問題点がある。しかも、撮影ぶれのある撮像画像を展開画像化することに関して何ら考慮されていない。
【０００８】
また、例えば、筒状構造体が大腸である場合、その側壁面を、カプセル型内視鏡を使用して撮像して、撮像した画像をパノラマ展開画像に変換して、診断画像を得ようとすると、以下のようなことが問題となる。
まず、偽画像のない展開画像を作成するには、解像度として約３８０ｋｐｉｘ以上が必要である。カプセル型内視鏡に搭載できる魚眼レンズ（前玉）の直径は６ｍｍ程度であり、撮像エリア直径は、魚眼レンズ（前玉）の約１／１０の０．６ｍｍである。直径０．６ｍｍの領域で３８０ｋｐｉｘ以上の解像度が必要である。しかしながら、無機半導体を用いたＣＣＤ、ＣＭＯＳのイメージセンサーでは３８０ｋｐｉｘ以上の解像度を得ることは困難である。
次に、展開画像の元となる画像データは、撮像エリアの周辺域の画像データであるが、撮像エリア周辺域の画素では、光の入射角が大きくなり、隣接画素との混色が生じやすい。特に、画素サイズが１．２μｍ以下では混色の発生が顕著である。
【０００９】
本発明の目的は、前述の従来技術に基づく問題点を解消し、小型で、広範囲の視野を確保することが可能で、移動ロボットの視覚センサに適用できる撮像装置および大腸のような筒状構造体の部位の検査に好適なカプセル型内視鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、被写体に対して相対的に移動して被写体を撮像する撮像装置であって、被写体を撮像し、被写体の画像の画像データを得るものであり、画素電極に跨って連続して形成された厚さが０．６μｍ以下の光電変換層を備える撮像部と、撮像部の光電変換層上に配置された画角が１８０°以上のレンズと、撮像部で得られた被写体の画像の画像データを用いて、被写体の画像を球体の表面に配置された、被写体の球面画像を形成する画像形成部とを有することを特徴とする撮像装置を提供するものである。
【００１１】
レンズは、ｆθレンズであることが好ましい。光電変換層の厚さは、画素電極の大きさの半分以下であることが好ましい。例えば、被写体は、筒状構造体の内部である。
【００１２】
本発明の第２の態様は、筒状構造体の内部を撮影するものであり、筒状構造体の内部を照明する照明部と、筒状構造体の内部を撮像する撮像部と、撮像部上に配置されるレンズと、照明部と撮像部を覆う透明なカバー部とを有するカプセル型内視鏡であって、撮像部は、画素電極に跨って連続して形成された厚さが０．６μｍ以下の光電変換層を有し、レンズは、画角が１８０°以上のレンズであることを特徴とするカプセル型内視鏡を提供するものである。
【００１３】
レンズは、ｆθレンズであることが好ましい。光電変換層の厚さは、画素電極の大きさの半分以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明よれば、小型で、広範囲の視野を確保することが可能である。また、被写体である筒状構造体が装置に対して大きく、撮影ぶれのある撮像画像が得られた場合でも、筒状構造体の内部の撮影画像をパノラマ展開画像に変換して適正な展開画像を得ることができる。
また、本発明の撮像装置は、適正な展開画像を得ることから、ロボット分野における移動ロボットの視覚センサに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の撮像装置を示す模式的断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施形態の撮像装置の撮像部を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態の撮像装置の撮像部の画素電極の配置を示す模式図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施形態の撮像装置の使用形態を説明するための模式図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態の撮像装置で得られる画像の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態のカプセル型内視鏡を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の実施形態のカプセル型内視鏡の使用形態を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の撮像装置およびカプセル型内視鏡を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態の撮像装置を示す模式的断面図である。
図１に示すように、撮像装置１０は、例えば、被写体に対して相対的に移動して撮影するものである。被写体は、例えば、筒状構造体の内部である。筒状構造体としては、流体が流れる配管、例えば、水道管およびガス管等が挙げられる。これ以外にも、筒状構造体としては、例えば、生体内の体腔内管路、生体内の消化管、例えば、胃、小腸または大腸等が挙げられる。
撮像装置１０においては、ケース１２の内部１２ａに、レンズ１４、撮像部１６、画像形成部１８およびメモリ２０が設けられている。ケース１２内部１２ａの撮像部１６、画像形成部１８およびメモリ２０は、制御部２２に接続されており、それぞれ制御部２２で制御される。また、被写体の画像を表示する表示部２４を有する。
【００１７】
レンズ１４は、撮像部１６に光を入射させるものであり、撮像部１６の後述する光電変換層上に配置される。レンズ１４は画角αが１８０°以上の、いわゆる魚眼レンズと呼ばれるもので構成される。レンズ１４としては、画角αが１８０°以上のｆθレンズを用いることが好ましい。
【００１８】
撮像部１６は、被写体の画像を得るためのものであり、例えば、レンズ１４を通して入射された被写体の像の情報を担時する入射光Ｌが入射されて、入射光Ｌを電気信号に変換し、被写体の画像の画像データを得て、そして、被写体の画像の画像データを得るものである。撮像部１６では、被写体の画像を時系列的に複数撮像する。
撮像部１６は、電気信号に変換するものは可視光に限定されるものではなく、可視光以外の波長帯の光を電気信号に変換するものであってもよい。撮像部１６については後に詳細に説明する。
【００１９】
画像形成部１８は、撮像部１６に接続されており、撮像部１６で時系列に撮像された被写体の画像の画像データを用いて、各時刻における被写体の画像を球体の表面に配置し、被写体の球面画像、すなわち、全天周画像を作成し、球面画像の時系列合成画像を作成する。この時系列合成画像の画像データをパノラマ展開して合成展開画像を表わす合成展開画像データを作成する。
画像形成部１８は、被写体の複数の球面画像間での動きを検出し、その結果を用いて、時系列合成画像を作成することもできる。この場合、被写体の画像は時系列で撮像されているので時間情報が特定される。また、撮像装置１０の移動方向は、例えば、複数の被写体の球面画像で共通する被写体領域を抽出し、この被写体領域の移動経路を特定することにより、撮像装置１０の移動経路、すなわち、撮像装置１０の移動方向を特定する。これにより、撮像装置１０が一定の経路で移動しない場合、例えば、撮像装置１０の向きがランダムに変わるような場合でも、撮像装置１０の移動方向を特定することができ、上述の合成展開画像データを得ることができる。
【００２０】
なお、被写体の画像を球体の表面に配置し、被写体の球面画像を作成する画像処理方法、球面画像への変換処理方法、および合成展開画像データを作成するための一連の画像処理方法は、公知の方法、例えば、特開２０１３−８４１５６号公報に記載の方法を適宜用いることができるため、その詳細な説明は省略する。
【００２１】
撮像装置１０において、レンズ１４にｆθレンズを用いた場合、画像形成部１８での球面画像への変換処理が不要となる。撮像部１６で時系列に撮像された、被写体の画像の画像データを用いて時系列合成画像を作成することができる。この時系列合成画像の画像データをパノラマ展開して、合成展開画像を表わす合成展開画像データを作成することができる。このため、画像形成部１８での画像信号の処理量を減らすことができる。これにより、画像形成部１８の構成の簡素化および画像形成部１８での画像信号の処理速度の高速化を図ることができる。このようなことから、レンズ１４にｆθレンズを用いることが好ましい。
【００２２】
メモリ２０は、撮像部１６で得られた被写体の画像の画像データ、および画像形成部１８で形成された被写体の展開画像（パノラマ画像）の画像データを記憶するものである。メモリ２０に記憶された各種の画像データは、制御部２２により適宜読み出され、画像形成部１８および表示部２４に出力される。
表示部２４は、画像形成部１８で得られ、メモリ２０に記憶された被写体の展開画像（パノラマ画像）の画像信号をメモリ２０から読み出し、被写体の展開画像（パノラマ画像）の画像を表示するものである。表示部２４は、その表示形態は特に限定されるものではなく、モニタおよび携帯端末等の画面に表示するものでも、紙等の記録媒体にプリントして表示するものであってもよく、両方備えるものであってもよい。
【００２３】
次に、撮像部１６について詳細に説明する。
図２（ａ）は、本発明の実施形態の撮像装置の撮像部を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態の撮像装置の撮像部の画素電極の配置を示す模式図である。
【００２４】
図２（ａ）に示す撮像部１６は、基板３０と、絶縁層３２と、画素電極（下部電極）３４と、有機層３６と、対向電極（上部電極）３８と、保護膜（封止層）４０と、カラーフィルタ４２と、隔壁４４と、遮光層４６と、オーバーコート層４８とを有する。基板３０には読出し回路６０と、対向電極電圧供給部６２とが形成されている。
【００２５】
基板３０は、例えば、ガラス基板またはＳｉ等の半導体基板が用いられる。基板３０上には公知の絶縁材料からなる絶縁層３２が形成されている。絶縁層３２には、表面に複数の画素電極３４が形成されている。画素電極３４は、例えば、図２（ｂ）に示すように、絶縁層３２の表面３２ａ上にマトリクス状に配置されている。
絶縁層３２には、画素電極３４と読出し回路６０とを接続する第１の接続部６４が形成されている。更には、対向電極３８と対向電極電圧供給部６２とを接続する第２の接続部６６が形成されている。第２の接続部６６は、画素電極３４および有機層３６に接続されない位置に形成されている。第１の接続部６４および第２の接続部６６は、導電性材料で形成されている。
【００２６】
絶縁層３２の内部には、読出し回路６０および対向電極電圧供給部６２を、例えば、撮像部１６の外部と接続するための導電性材料からなる配線層６８が形成されている。
上述のように、基板３０上の絶縁層３２の表面３２ａに、各第１の接続部６４に接続された画素電極３４が形成されたものを回路基板３５という。なお、この回路基板３５はＣＭＯＳ基板ともいう。
【００２７】
複数の画素電極３４を覆うとともに、第２の接続部６６を避けるようにして有機層３６が形成されており、この有機層３６は複数の画素電極３４に跨って形成されている。有機層３６は、少なくとも可視光を含む入射光Ｌを受光して、その光量に応じた電荷を発生するものであり、光電変換層５２と電子ブロッキング層５０とを有する。
有機層３６は、電子ブロッキング層５０が画素電極３４側に形成されており、電子ブロッキング層５０上に光電変換層５２が形成されている。なお、有機層３６は、電子ブロッキング層５０を設けることなく、光電変換層５２単層であってもよい。
【００２８】
電子ブロッキング層５０は、画素電極３４から光電変換層５２に電子が注入されるのを抑制するための層である。
光電変換層５２は、入射光Ｌ、例えば、可視光等の受光した光の光量に応じた電荷を発生するものである。光電変換層５２は、主に有機材料で構成されている有機光電変換層であり、電子ブロッキング層５０上に、複数の画素電極３４に跨って形成されている。
光電変換層５２および電子ブロッキング層５０は、画素電極３４上で一定の膜厚であれば、それ以外で膜厚が一定でなくてもよい。この場合、光電変換層５２および電子ブロッキング層５０の膜厚とは、厚さが一定の領域での厚さのことである。なお、光電変換層５２については、後に詳細に説明する。
【００２９】
対向電極３８は、画素電極３４と対向する電極であり、光電変換層５２を覆うようにして設けられている。画素電極３４と対向電極３８との間に光電変換層５２が設けられている。
対向電極３８は、光電変換層５２に光を入射させるため、入射光Ｌ（少なくとも可視光を含む光）に対して透明な導電性材料で構成されている。対向電極３８は、光電変換層５２よりも外側に配置された第２の接続部６６と電気的に接続されており、第２の接続部６６を介して対向電極電圧供給部６２に接続されている。
【００３０】
対向電極３８の材料としては、例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属硼化物、有機導電性化合物、これらの混合物等が挙げられる。具体例としては、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウムタングステン（ＩＷＯ）、酸化チタン等の導電性金属酸化物、ＴｉＮ等の金属窒化物、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性化合物、これらとＩＴＯとの積層物、等が挙げられる。透明導電膜の材料として特に好ましいのは、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化錫、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）、弗素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）、酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）のいずれかの材料である。この対向電極３８の材料中でも特に好ましい材料は、ＩＴＯである。
【００３１】
対向電極３８の光透過率は、可視光波長において、６０％以上が好ましく、より好ましくは８０％以上で、より好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上である。
対向電極３８は、厚さが５〜３０ｎｍであることが好ましい。対向電極３８を５ｎｍ以上の膜厚にすることにより、下層を十分に被覆することができ、均一な性能が得られる。一方、対向電極３８の膜厚が３０ｎｍを超えると、対向電極３８と画素電極３４が局所的に短絡してしまい、暗電流が上昇してしまうことがある。対向電極３８を３０ｎｍ以下の膜厚にすることで、局所的な短絡が発生するのを抑制することができる。
【００３２】
対向電極電圧供給部６２は、第２の接続部６６を介して対向電極３８に所定の電圧を印加するものである。対向電極３８に印加すべき電圧が撮像部１６の電源電圧よりも高い場合は、チャージポンプ等の昇圧回路によって電源電圧を昇圧して上記所定の電圧を供給するものである。
【００３３】
画素電極３４は、光電変換層５２で発生した電荷を捕集するための電荷捕集用の電極である。画素電極３４は、第１の接続部６４を介して読出し回路６０に接続されている。この読出し回路６０は、複数の画素電極３４の各々に対応して基板３０に設けられており、対応する画素電極３４で捕集された電荷に応じた信号を読出すものである。
【００３４】
画素電極３４の材料としては、例えば、金属、導電性のある金属酸化物、金属窒化物および金属硼化物、ならびに有機導電性化合物、これらの混合物等が挙げられる。具体例としては、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウムタングステン（ＩＷＯ）、酸化チタン等の導電性金属酸化物、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化モリブデン、窒化タンタル、窒化タングステン等の導電性金属窒化物、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、更にこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性化合物、これらとＩＴＯとの積層物、等が挙げられる。透明導電膜の材料として特に好ましいのは、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化錫、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）、弗素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）、酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）のいずれかの材料である。この画素電極３４の材料中でも特に好ましい材料は、窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タンタル、窒化タングステンのいずれかの材料である。
【００３５】
読出し回路６０は、例えば、ＣＣＤ、ＭＯＳ回路、またはＴＦＴ回路等で構成されており、絶縁層３２内に設けられた遮光層（図示せず）によって遮光されている。なお、読出し回路６０はノイズおよび高速性の観点からはＣＭＯＳ回路を採用することが好ましい。
なお、図示しないが、例えば、基板３０にｐ領域によって囲まれた高濃度のｎ領域が形成されており、このｎ領域に第１の接続部６４が接続されている。ｐ領域に読出し回路６０が設けられている。ｎ領域は光電変換層５２の電荷を蓄積する電荷蓄積部として機能するものである。ｎ領域に蓄積された信号電荷は読出し回路６０によって、その電荷量に応じた信号に変換されて、例えば、配線層６８を介して撮像部１６の外部、例えば、画像形成部１８およびメモリ２０等に出力される。
【００３６】
保護膜４０は、封止膜として機能するものであり、光電変換層５２含む有機層３６を水分子、酸素等の劣化因子から保護するためのものである。保護膜４０は、対向電極３８を覆うようして形成されている。
保護膜４０により、撮像部１６の各製造工程において、有機溶媒等の溶液、プラズマ等に含まれる有機の光電変換材料を劣化させる因子の浸入を阻止して有機層３６を保護する。また、撮像部１６の製造後に、水分子、酸素等の有機の光電変換材料を劣化させる因子の浸入を阻止して、長期間の保存、および長期の使用にわたって、有機層３６の劣化を防止する。更には、保護膜４０を形成する際、既に形成された有機層３６を劣化させない。また、入射光Ｌは保護膜４０を通じて有機層３６に到達する。このため、保護膜４０は、有機層３６で検知する波長の光、例えば、可視光に対して透明である。
【００３７】
保護膜４０は、少なくとも１層で構成されるものであり、図２（ａ）の例では、保護膜４０は単層である。この保護膜４０は、例えば、酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ膜）で構成される。保護膜４０は、例えば、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、反応性スパッタ法およびイオンプレーティング法等の気相成膜法で形成することができる。
【００３８】
本実施形態において、保護膜４０は、総膜厚が３０〜５００ｎｍである。
保護膜４０の総膜厚が３０ｎｍを下回るとバリア性が低下したり、カラーフィルタの現像液に対する耐性が低下する虞がある。一方、保護膜４０の厚さが５００ｎｍを超えると、画素サイズが１μｍを切る場合に、混色を抑制することが難しくなる。
【００３９】
本実施形態の撮像部１６においては、保護膜４０は単層構造としたが、これに限定されるものではなく、例えば、２層構造としてもよい。
【００４０】
なお、例えば、画素寸法が２μｍ未満、特に１μｍ程度の撮像部１６において、カラーフィルタ４２と光電変換層５２との距離、すなわち、保護膜４０の膜厚が厚いと、保護膜４０内での入射光Ｌの斜入射成分の影響が大きくなり混色が発生する虞がある。このため、保護膜４０は薄い方が好ましい。
【００４１】
カラーフィルタ４２は、保護膜４０上の各画素電極３４と対向する位置に形成されている。隔壁４４は、保護膜４０上のカラーフィルタ４２同士の間に設けられており、カラーフィルタ４２の光透過効率を向上させるためのものである。遮光層４６は、保護膜４０上のカラーフィルタ４２および隔壁４４を設けた領域（有効画素領域）以外に形成されており、有効画素領域以外に形成された光電変換層５２に光が入射することを防止するものである。カラーフィルタ４２、隔壁４４および遮光層４６は、例えば、フォトリソグラフィ法により形成される。
なお、カラーフィルタ４２を設ける構成としたが、カラーフィルタ４２を設けなくてもよい。この場合、カラーフィルタ４２以外に隔壁４４および遮光層４６も設けない。
【００４２】
オーバーコート層４８は、カラーフィルタ４２を後工程等から保護するためのものであり、カラーフィルタ４２、隔壁４４および遮光層４６を覆うようにして形成されている。
撮像部１６においては、有機層３６、対向電極３８およびカラーフィルタ４２が上方に設けられた画素電極３４、１つが単位画素になる。
【００４３】
ここで、画素サイズとは、画素電極３４の大きさのことである。例えば、図２（ｂ）に示すように画素電極３４の形状は、正方形である。この場合、画素電極３４の画素サイズＴとは、画素電極３４の１辺の長さのことである。本発明では、画素サイズＴは１．２μｍ以下であり、光電変換層５２の厚さは０．６μｍ以下である。
光電変換層５２の厚さとは、電子ブロッキング層５０の表面５０ａから光電変換層５２の表面５２ａまでの距離ｄのことである。
本発明では、画素サイズＴを１．２μｍ以下とすることにより、上述の偽画像のない展開画像を作成する必要な解像度を得ることができる。
このように、本発明では、画素密度を高めるために画素サイズＴを１．２μｍ以下としており、画素サイズＴが小さいことにより生じる斜入射による混色を抑制するために光電変換層５２の厚さを０．６μｍ以下としている。本発明では、画角αが１８０°以上と広いレンズ１４を用いても、入射光Ｌの斜入射による混色を抑制することができる。
【００４４】
オーバーコート層４８は、アクリル系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、ポリスチレン系樹脂および弗素樹脂等のような高分子材料、または酸化珪素および窒化珪素のような無機材料を適宜使用できる。ポリスチレン系等の感光性樹脂を使用すると、フォトリソグラフィ法によってオーバーコート層４８をパターニングできるので、ボンディング用パッド上の周辺遮光層、封止層、絶縁層等を開口する際のフォトレジストとして使用すること、オーバーコート層４８自体をマイクロレンズとして加工することが容易になり好ましい。一方、オーバーコート層４８を反射防止層として使用することも可能であり、カラーフィルタ４２の隔壁として使用した各種低屈折率材料を成膜することも好ましい。また、後工程に対する保護層としての機能、反射防止層としての機能を追求するために、オーバーコート層４８を、上記材料を組合せた２層以上の構成にすることも可能である。
【００４５】
なお、本実施形態においては、画素電極３４は、絶縁層３２の表面に形成された構成であるが、これに限定されるものではなく、絶縁層３２の表面部に埋設された構成でもよい。また、第２の接続部６６および対向電極電圧供給部６２を１つ設ける構成としたが、複数であってもよい。例えば、対向電極３８の両端部から対向電極３８へ電圧を供給することにより、対向電極３８での電圧降下を抑制することができる。第２の接続部６６および対向電極電圧供給部６２のセットの数は、素子のチップ面積を勘案して、適宜増減すればよい。
【００４６】
次に、撮像装置１０の動作について説明する。
図３（ａ）は、本発明の実施形態の撮像装置の使用形態を説明するための模式図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態の撮像装置で得られる画像の一例を示す模式図である。
【００４７】
撮像装置１０は、例えば、筒状構造体の内部の撮影に用いられる。例えば、図３（ａ）に示すように、筒状構造体として円筒管１００を例にして説明する。
例えば、円筒管１００の内部１００ａに、撮像部１６の中心位置を円筒管１００の中心線Ｃに一致させ撮像装置１０を配置し、中心線Ｃに沿って方向Ｆに移動させつつ内部１００ａを撮像する。このとき、撮像装置１０により、円筒管１００の内部１００ａの領域Ｄが撮像される。撮像装置１０を方向Ｆに移動させることにより、領域Ｄも方向Ｆに移動し、時系列で円筒管１００の内部１００ａの全域に亘り撮像される。
【００４８】
この場合、撮像部１６では、時系列で円筒管１００の内部１００ａの時系列で撮像し、内部１００ａを表わす画像の画像データを得る。内部１００ａの画像の画像データは、画像形成部１８で内部１００ａの周面に沿った球面画像に変換される。そして、撮像装置１０は方向Ｆに移動しており、この方向Ｆの動きに基づいて、単一の視点から円筒管１００の内部１００ａを通過する際の球面画像の時系列合成画像を作成する。この時系列合成画像をパノラマ展開することにより、図３（ｂ）に示すように円筒管１００の長さ方向に亘って連続した合成展開画像１０２を得ることができる。撮像部１６は画素サイズＴが小さく要求される画素数を確保することができるため撮像部１６の周縁での歪みが抑制され、しかも斜入射による混色等も抑制されるため、合成展開画像１０２での混色および歪み等も抑制される。このことから、混色および歪み等がない、円筒管１００の内部１００ａの合成展開画像１０２を得ることができる。
このように、撮像装置１０では系外の情報を正確に得ることができるため、ロボット分野における移動ロボットの視覚センサに適用した場合、好適である。
【００４９】
また、上述のように、画像形成部１８は、撮像装置１０の向きがランダムに変わるような場合でも、撮像装置１０の移動方向を特定することができ、撮像装置１０が円筒管１００の内部１００ａをランダムに動くような場合でも、合成展開画像データを得ることができる。このため、撮像装置１０を円筒管１００の中心線Ｃに沿って方向Ｆに移動させなくとも、撮像装置１０を、その内部１００ａを移動させて撮像することができれば、内部１００ａの合成展開画像データを得ることができる。撮像装置１０の撮像部１６の中心位置を、円筒管１００の中心線Ｃに一致させる必要はない。
【００５０】
次に、有機層３６を構成する光電変換層５２および電子ブロッキング層５０について更に詳細に説明する。
光電変換層５２は、ｐ型有機半導体材料とｎ型有機半導体材料とを含むものである。ｐ型有機半導体材料とｎ型有機半導体材料を接合させてドナーアクセプタ界面を形成することにより励起子解離効率を増加させることができる。このために、ｐ型有機半導体材料とｎ型有機半導体材料を接合させた構成の光電変換層は高い光電変換効率を発現する。特に、ｐ型有機半導体材料とｎ型有機半導体材料を混合した光電変換層は、接合界面が増大して光電変換効率が向上するので好ましい。
【００５１】
ｐ型有機半導体材料（化合物）は、ドナー性有機半導体材料（化合物）であり、主に正孔輸送性有機化合物に代表され、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。更に詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物は、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、カルバゾール化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、メロシアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体等を用いることができる。なお、これに限らず、上述のようにｎ型（アクセプタ性）化合物として用いた有機化合物よりもイオン化ポテンシャルの小さい有機化合物であればドナー性有機半導体として用いてよい。
【００５２】
ｎ型有機半導体材料（化合物）は、アクセプタ性有機半導体材料であり、主に電子輸送性有機化合物に代表され、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。更に詳しくは、ｎ型有機半導体とは、２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプタ性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する５〜７員のヘテロ環化合物（例えば、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、トリアゾロピリダジン、トリアゾロピリミジン、テトラザインデン、オキサジアゾール、イミダゾピリジン、ピロリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、ジベンズアゼピン、トリベンズアゼピン等）、ポリアリーレン化合物、フルオレン化合物、シクロペンタジエン化合物、シリル化合物、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体等が挙げられる。なお、これに限らず、上記したように、ｐ型（ドナー性）化合物として用いた有機化合物よりも電子親和力の大きな有機化合物であればアクセプタ性有機半導体として用いてよい。
【００５３】
ｐ型有機半導体材料、またはｎ型有機半導体材料としては、いかなる有機色素を用いても良いが、好ましくは、シアニン色素、スチリル色素、ヘミシアニン色素、メロシアニン色素（ゼロメチンメロシアニン（シンプルメロシアニン）を含む）、３核メロシアニン色素、４核メロシアニン色素、ロダシアニン色素、コンプレックスシアニン色素、コンプレックスメロシアニン色素、アロポーラー色素、オキソノール色素、ヘミオキソノール色素、スクアリウム色素、クロコニウム色素、アザメチン色素、クマリン色素、アリーリデン色素、アントラキノン色素、トリフェニルメタン色素、アゾ色素、アゾメチン色素、スピロ化合物、メタロセン色素、フルオレノン色素、フルギド色素、ペリレン色素、ペリノン色素、フェナジン色素、フェノチアジン色素、キノン色素、ジフェニルメタン色素、ポリエン色素、アクリジン色素、アクリジノン色素、ジフェニルアミン色素、キナクリドン色素、キノフタロン色素、フェノキサジン色素、フタロペリレン色素、ジケトピロロピロール色素、ジオキサン色素、ポルフィリン色素、クロロフィル色素、フタロシアニン色素、金属錯体色素、縮合芳香族炭素環系色素（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）が挙げられる。
【００５４】
ｎ型有機半導体材料として、電子輸送性に優れた、フラーレンまたはフラーレン誘導体を用いることが特に好ましい。フラーレンとは、フラーレンＣ６０、フラーレンＣ７０、フラーレンＣ７６、フラーレンＣ７８、フラーレンＣ８０、フラーレンＣ８２、フラーレンＣ８４、フラーレンＣ９０、フラーレンＣ９６、フラーレンＣ２４０、フラーレンＣ５４０、ミックスドフラーレン、フラーレンナノチューブを表し、フラーレン誘導体とはこれらに換基が付加された化合物のことを表す。
【００５５】
フラーレン誘導体の置換基として好ましくは、アルキル基、アリール基、または複素環基である。アルキル基として更に好ましくは、炭素数１〜１２までのアルキル基であり、アリール基、および複素環基として好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、ベンズイミダゾール環、イミダゾピリジン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、またはフェナジン環であり、更に好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピリジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、またはチアゾール環であり、特に好ましくはベンゼン環、ナフタレン環、またはピリジン環である。これらは更に置換基を有していてもよく、その置換基は可能な限り結合して環を形成してもよい。なお、複数の置換基を有しても良く、それらは同一であっても異なっていても良い。また、複数の置換基は可能な限り結合して環を形成してもよい。
【００５６】
光電変換層がフラーレンまたはフラーレン誘導体を含むことで、フラーレン分子またはフラーレン誘導体分子を経由して、光電変換により発生した電子を画素電極３４または対向電極３８まで早く輸送できる。フラーレン分子またはフラーレン誘導体分子が連なった状態になって電子の経路が形成されていると、電子輸送性が向上して光電変換素子の高速応答性が実現可能となる。このためにはフラーレンまたはフラーレン誘導体が光電変換層に４０％（体積比）以上含まれていることが好ましい。フラーレンまたはフラーレン誘導体が多すぎるとｐ型有機半導体が少なくなって接合界面が小さくなり励起子解離効率が低下してしまう。
【００５７】
光電変換層５２において、フラーレンまたはフラーレン誘導体とともに混合されるｐ型有機半導体材料として、特許第４２１３８３２号公報等に記載されたトリアリールアミン化合物を用いると光電変換素子の高ＳＮ比が発現可能になり、特に好ましい。光電変換層内のフラーレンまたはフラーレン誘導体の比率が大きすぎるとトリアリールアミン化合物が少なくなって入射光の吸収量が低下する。これにより光電変換効率が減少するので、光電変換層に含まれるフラーレンまたはフラーレン誘導体は８５％（体積比）以下の組成であることが好ましい。
【００５８】
電子ブロッキング層５０には、電子供与性有機材料を用いることができる。具体的には、低分子材料では、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）および４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）等の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、ポルフィン、テトラフェニルポルフィン銅、フタロシアニン、銅フタロシアニン、チタニウムフタロシアニンオキサイド等のポリフィリン化合物、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アニールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、シラザン誘導体、カルバゾール誘導体、ビフルオレン誘導体等を用いることができ、高分子材料では、フェニレンビニレン、フルオレン、カルバゾール、インドール、ピレン、ピロール、ピコリン、チオフェン、アセチレンおよびジアセチレン等の重合体、ならびにその誘導体を用いることができる。電子供与性化合物でなくとも、充分な正孔輸送性を有する化合物であれば用いることは可能である。
【００５９】
電子ブロッキング層５０としては、無機材料を用いることもできる。一般的に、無機材料は有機材料よりも誘電率が大きいため、電子ブロッキング層５０に用いた場合に、光電変換層に電圧が多くかかるようになり、光電変換効率を高くすることができる。電子ブロッキング層５０となりうる材料としては、酸化カルシウム、酸化クロム、酸化クロム銅、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化銅、酸化ガリウム銅、酸化ストロンチウム銅、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化インジウム銅、酸化インジウム銀、酸化イリジウム等がある。
【００６０】
複数層からなる電子ブロッキング層において、複数層のうち光電変換層５２と隣接する層が光電変換層５２に含まれるｐ型有機半導体と同じ材料からなる層であることが好ましい。このように、電子ブロッキング層５０にも同じｐ型有機半導体を用いることで、光電変換層５２と隣接する層の界面に中間準位が形成されるのを抑制し、暗電流を更に抑制することができる。
電子ブロッキング層５０が単層の場合にはその層を無機材料からなる層にでき、複数層の場合には１つまたは２以上の層を無機材料からなる層にできる。
【００６１】
次に、本発明の実施形態のカプセル型内視鏡について説明する。
図４は、本発明の実施形態のカプセル型内視鏡を示す模式的断面図である。
なお、図４に示すカプセル型内視鏡７０において、図１に示す撮像装置１０と同じ構成物には、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６２】
図４に示すように、カプセル型内視鏡７０は、カプセル７２により密閉された状態とされている。カプセル７２は、円筒部の一端が半球形状とされ、かつ開口する他端に半球形状の透明カバー７４が取り付けられている。カプセル型内視鏡７０（カプセル７２）には、白色ＬＥＤ７６、レンズ１４、撮像部１６、制御部２２ａ、送受信部８２、アンテナ８４および電池８６等が内蔵されている。制御部２２ａは、処理部７８とメモリ８０とで構成され、撮像部１６の背面側に設けられている。処理部７８は、図１に示す撮像装置１０の画像形成部１８に相当し、メモリ８０は図１に示す撮像装置１０のメモリ２０に相当する。カプセル７２の円筒部の外径は、後述する消化管によって適宜決定されるものである。カプセル７２の外径は、９ｍｍ以下であることが好ましい。この大きさであれば、早く小腸を通りすぎ、患者の負担を少なくすることができる。
【００６３】
カプセル７２の透明カバー７４の内側には、照明部として、２つの白色ＬＥＤ７６が配置され、この２つの白色ＬＥＤ７６の間にレンズ１４が取り付けられている。また、レンズ１４の結像位置には、撮像部１６が設けられている。撮像部１６は、カラー画像を撮像可能でも、モノクロ画像が撮影可能なものであってもよい。撮像部１６にはレンズ１４側から入射光Ｌが入射される。
【００６４】
制御部２２ａは、カプセル型内視鏡７０の全体的な動作を司るものである。制御部２２ａの処理部７８は、白色ＬＥＤ７６および撮像部１６の駆動ならびに撮像部１６によって撮像した画像信号の処理等を行うものである。メモリ８０は、撮像部１６により撮像された被写体の画像の画像データを記憶する。
処理部７８は、上述の撮像装置１０の画像形成部１８と同様にパノラマ画像の画像データを得ることができる。なお、処理部７８でパノラマ画像の画像データを作成せずに、後述する体外装置１１０の画像処理ユニット１１４で、パノラマ画像の画像データを作成するようにしてもよい。
【００６５】
処理部７８およびメモリ８０（制御部２２ａ）の背面側には、後述する体外装置１１０（図５参照）と電波を介して送受信する送受信部８２が設けられており、送受信部８２には電波を発信し、受信するアンテナ８４が接続されている。
【００６６】
電源である電池８６は、白色ＬＥＤ７６、撮像部１６、処理部７８、メモリ８０および送受信部８２等の各構成品と電気的に接続されており、必要とする各構成品に所定の電力を供給する。この電池８６は、白色ＬＥＤ７６、撮像部１６、処理部７８、メモリ８０および送受信部８２が必要とする電力を供給することができる容量を備える。
【００６７】
カプセル型内視鏡７０においては、白色ＬＥＤ７６から出射された光が透明カバー７４を透過して体内で反射され、その反射光が入射光Ｌとして透明カバー７４およびレンズ１４を通して撮像部１６に入射する。そして、撮像部１６で光電変換された後、光電変換して得られた信号が制御部２２ａに入力され、制御部２２ａから出力された画像信号が送受信部８２のアンテナ８４から、体外装置１１０のアンテナユニット１１２のアンテナ１１８（図５参照）に送信される。
【００６８】
カプセル型内視鏡７０においては、撮像部１６で消化管の内壁面を撮像し、消化管の内壁面の画像データを得る。そして、消化管の内壁面の画像データを処理部７８に出力し、消化管の内壁面に沿った球面画像に変換し、複数の球面画像を得る。その後、上述の方法を用いて、複数の球面画像間での動きを検出し、カプセル型内視鏡７０の動きを検出する。その動きの検出結果に基づいて、単一の視点から、カプセル型内視鏡７０が消化管の内部を通過する際の球面画像の時系列合成画像の時系列合成画像データを作成する。その時系列合成画像データを用いて、時系列合成画像をパノラマ展開することでパノラマ画像の画像データを得る。これにより、消化管の長さ方向に亘って連続した、消化管の内壁面のつなぎ目のない合成展開画像を得ることができる。これにより、消化管の診断の際に有効なものとなる。
【００６９】
消化管では、小腸よりも大腸の方が太く、カプセル型内視鏡７０を小腸内を通過させるためには大腸に対して小さくする必要がある。このため、大腸内を撮影する場合には、撮影ぶれする可能性が高い。このような場合でも、カプセル型内視鏡７０は、上述のようにカプセル型内視鏡７０の動きを検出し、その動きの検出結果に基づいて、時系列合成画像データを作成し、動きに応じて、消化管の長さ方向に亘って連続した内壁面の合成展開画像を得ることができる。このため、カプセル型内視鏡７０に比して大腸の径が、撮影ぶれが頻繁に起きるような大きさであっても、つなぎ目のない展開画像を得ることができる。
【００７０】
また、本実施形態においては、被写体の撮像部位を照明する照明部として、白色ＬＥＤ７６を設ける構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、豆電球および有機ＥＬ等の他の発光体を利用することができる。撮像部１６がカラーフィルタのない構成の場合、すなわち、カラー画像を撮像できない場合、例えば、照明部として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のＬＥＤ（ＲＧＢ−ＬＥＤ）を用いる。赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のＬＥＤにより、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の面順次露光することで、白色画像を得ることができる。この場合、１画素で赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の情報が得られるので、高解像な画像が得られ、よりアーティファクトのない連続展開画像を得ることができるため好ましい。
カプセル型内視鏡７０において、ＲＧＢ−ＬＥＤのような異なる波長の光を放出する複数光源を照明部として備え、画素サイズＴが０．９μｍ以下、光電変換層５２の厚さが４５０ｎｍ以下の構成で、更にカプセル７２の外径を９ｍｍ以下とすることで、早く小腸を通りすぎ、患者の負担が少ない一方、見落としのない画像を得ることができる。
【００７１】
カプセル型内視鏡７０において、レンズ１４にｆθレンズを用いることで、上述のように球面画像への変換処理が不要となる。このため、画像形成部１８での画像信号の処理量を減らすことができる。これにより、処理部７８の構成の簡素化、および画像形成部１８での画像信号の処理速度の高速化を図ることができる。カプセル型内視鏡７０は、用途からそのサイズの上限が決まっているため、各要素の構成を簡素化できることは好ましい。
また、カプセル型内視鏡７０は、撮像部１６を１つ設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば、撮像部１６を２つ設けてもよい。この場合、レンズ１４が両端に配置される。撮像部１６を２つ設けることにより、より詳細に被写体の画像を得ることができる。特に、移動方向に対して後ろ向きの撮像部で取得した大腸等の消化管の被写体の画像に基づき、連続展開画像を形成すれば、大腸等の消化管のひだ裏の病変の見落としが少ない、診断により適した画像を提供することができる。この場合、移動方向に対して前向きの撮像部で取得した被写体の画像は、主としてカプセル型内視鏡７０の動きを検出する画像の提供の役割を果たす。
【００７２】
次に、本発明の実施形態のカプセル型内視鏡の利用形態について説明する。
図５は、本発明の実施形態のカプセル型内視鏡の使用形態を説明するための模式図である。
図５に示すようにカプセル型内視鏡７０は、体外装置１１０とともに用いられる。カプセル型内視鏡７０と体外装置１１０とを合わせてカプセル型内視鏡装置１３０という。
【００７３】
本発明の実施形態のカプセル型内視鏡７０は患者Ｋの口から飲み込まれ、患者Ｋの体腔内管路を通過する際に、患者Ｋの消化管、例えば、胃、小腸または大腸等の内壁面を撮影するとともに、内壁面の画像の画像データを無線で送信する。
【００７４】
体外装置１１０は、カプセル型内視鏡７０から送信された消化管の内壁面の画像データを患者Ｋの体外に設けたアンテナユニット１１２が受信し、画像処理ユニット１１４に出力し、体外装置１１０の画像処理ユニット１１４に保存される。検査中または検査終了後に、消化管の内壁面の画像データに対して、画像処理ユニット１１４で所定の画像処理を施し、上述のように時系列合成画像を作成する。その後、消化管の内壁面の合成展開画像の画像データを作成し、展開画像化して、消化管の内壁面の展開画像の画像データ、いわゆるパノラマ画像の画像データを得る。この画像データを保存する。そして、例えば、パーソナルコンピュータまたは携帯情報通信端末に、有線または無線の形態で接続することにより、消化管の内壁面の合成展開画像をモニタ等の表示画面に表示させる。
【００７５】
なお、画像処理ユニット１１４に保存した上述の画像データをパーソナルコンピュータまたは携帯情報通信端末のメモリまたはハードディスクに保存し、画像解析等を行った後、画像表示させることもできる。画像表示は、パーソナルコンピュータまたは携帯情報通信端末のモニタ等の表示装置に表示させることに限定されるものではなく、専用の表示装置を用いて、消化管の内壁面の画像を表示させるようにしてもよい。
【００７６】
図５に示すように、アンテナユニット１１２は、患者Ｋが着るシールド機能を持つシールドシャツ１１６の内側に複数のアンテナ１１８が取り付けられた構成である。そして、カプセル型内視鏡７０のアンテナ８４（図４参照）から送信された消化管の内壁面の画像データをアンテナユニット１１２で受信する。
【００７７】
画像処理ユニット１１４は、例えば、箱形状とされ、側面に画像表示を行う表示装置としてのモニタ（図示せず）および制御操作を行う操作ボタン（図示せず）等が設けられている。画像処理ユニット１１４の内部には、送受信回路（通信回路）、制御回路、画像データ表示回路および電源等が設けられている。
【００７８】
前述のように、アンテナユニット１１２は患者Ｋが着るシールド機能を持つシールドシャツ１１６の内側に複数のアンテナ１１８が取り付けられた構成であり、画像処理ユニット１１４は、例えば、患者Ｋのベルト１２０等に着脱自在に取り付け可能とされている。このため、カプセル型内視鏡７０を飲み込んだ患者Ｋの体内を撮影中（検査中）、患者Ｋは略自由に活動することが可能である。
【００７９】
本発明者は、以下のような構成の撮像装置を作製し、展開画像が得られるか否かを確認した。撮像部に、光電変換層の厚さが０．５μｍ、画素サイズが０．９μｍの有機ＣＭＯＳを用い、魚眼レンズに、直径が６ｍｍのｒ＝ｆ・θ（等距離射影）の前玉レンズを用いた。また、撮像部は、カラーフィルタとマイクロレンズは付設しない。ＲＧＢ−ＬＥＤを用いて、１２ｆ／ｓで面順次露光したところ、４ｆ／ｓで白色画像を得た。更には、大腸の長手方向に亘って連続した、つなぎ目のない展開画像を得ることができた。
【００８０】
また、本発明者は、撮像部に、光電変換層の厚さが０．７μｍ、画素サイズが０．９μｍの有機ＣＭＯＳを用い、魚眼レンズに、直径が６ｍｍのｒ＝ｆ・θ（等距離射影）の前玉レンズを用いた。また、撮像部は、カラーフィルタとマイクロレンズは付設しない。ＲＧＢ−ＬＥＤを用いて、１２ｆ／ｓで面順次露光したところ、混色が生じ白色画像を得ることができなかった。しかしながら、大腸の長手方向に亘って連続した、つなぎ目の無い展開画像を得ることができた。
更に、本発明者は、撮像部に、光電変換層の厚さが０．６μｍ、画素サイズが２μｍの有機ＣＭＯＳを用い、魚眼レンズに、直径が６ｍｍのｒ＝ｆ・θ（等距離射影）の前玉レンズを用いた。また、撮像部は、カラーフィルタとマイクロレンズは付設しない。ＲＧＢ−ＬＥＤを用いて、１２ｆ／ｓで面順次露光したところ、画素サイズが２μｍと大きく解像度が足りず、大腸の長手方向に亘って連続した、つなぎ目の無い展開画像を得ることができなかった。
【００８１】
本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の撮像装置およびカプセル型内視鏡について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００８２】
１０  撮像装置
１２  ケース
１４  レンズ
１６  撮像部
１８  画像形成部
２０、８０  メモリ
２２、２２ａ  制御部
２４  表示部
３０  基板
３２  絶縁層
３４  画素電極
３６  有機層
３８  対向電極
４０  保護膜
４２  カラーフィルタ
７０  カプセル型内視鏡
７２  カプセル
７６  白色ＬＥＤ
７８  処理部
８２  送受信部
１００  円筒管
【図１】
2015106703.tif 000003
【図２】
2015106703.tif 000004
【図３】
2015106703.tif 000005
【図４】
2015106703.tif 000006
【図５】
2015106703.tif 000007