(57)【要約】【課題】カプセル全周囲を撮像するカプセル内視鏡の消費電力を簡単な構成によって低減する。【解決手段】カプセル内視鏡１は、生体内の壁面に向かって照明光を照射する複数の照明体２と、各照明体２によってそれぞれ照明光を照射された壁面領域を撮像する複数のセンサ４と、複数のセンサ４からの撮像データの転送を制御するシステムコントロール回路５と、照明体２、センサ４及びシステムコントロール回路５を収容する収容部材とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内の壁面に向かって照明光を照射する複数の照明体と、
各照明体によってそれぞれ照明光を照射された壁面領域を撮像する複数の撮像装置と、
前記複数の撮像装置からの撮像データの転送を制御する制御回路と、
前記照明体、前記撮像装置及び前記制御回路を収容する収容部材とを有することを特徴とするカプセル内視鏡。
【請求項２】
各照明体は、１つの照明素子によって構成される請求項１に記載のカプセル内視鏡。
【請求項３】
各照明体は、複数の照明素子によって構成される請求項１に記載のカプセル内視鏡。
【請求項４】
前記複数の撮像装置は、撮像のタイミングが互いに重ならないように制御されている請
求項１に記載のカプセル内視鏡。
【請求項５】
前記複数の撮像装置は、それぞれが異なる撮像領域を分担している請求項１に記載のカプセル内視鏡。
【請求項６】
前記複数の撮像装置は、隣接する撮像装置と撮像領域が重なっている請求項１に記載のカプセル内視鏡。
【請求項７】
各撮像装置の撮像面は、該カプセル内視鏡の進行方向と略直交する方向において、前記生体内の壁面と向かい合うように配置されており、
前記複数の撮像装置の個数をＮ個とした場合に、その撮像装置の向きが進行方向の軸に沿った方向から見て、（３６０／Ｎ）度づつずれている請求項１に記載のカプセル内視鏡。
【請求項８】
前記複数の撮像装置全てが、少なくとも１回の撮像を終えるまでの時間が、１５秒以下である請求項１に記載のカプセル内視鏡。
【請求項９】
生体内の壁面に向かって照明光を照射する複数の照明体と、各照明体によってそれぞれ照明光を照射された壁面領域を撮像する複数の撮像装置と、前記複数の撮像装置からの撮像データの転送を制御する制御回路と、前記照明体、前記撮像装置及び前記制御回路を収容する収容部材とを有するカプセル内視鏡の製造方法であって、
前記照明体と前記撮像装置をそれぞれ１個ずつ有する円筒形モジュールを複数個製造し、
それらを撮像装置の向きをずらして軸方向に接合することで前記複数の撮像装置を実装することを特徴とするカプセル内視鏡の製造方法。
【請求項１０】
生体内の壁面に向かって照明光を照射する複数の照明体と、各照明体によってそれぞれ照明光を照射された壁面領域を撮像する複数の撮像装置と、前記複数の撮像装置からの撮像データの転送を制御する制御回路と、前記照明体、前記撮像装置及び前記制御回路を収容する収容部材とを有するカプセル内視鏡の製造方法であって、
前記照明体と前記撮像装置をそれぞれ１個ずつ有する扇形モジュールを複数個製造し、
それらを円形に接合することで前記複数の撮像装置を実装することを特徴とするカプセル内視鏡の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内部の撮像対象の画像を取得する被検体内画像取得システムおよび被検体内部の撮像対象の画像の取得の際に使用される被検体内導入装置に属するカプセル内視鏡及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡の分野においては、飲込み型のカプセル内視鏡が提案され、実用化されつつある。このカプセル内視鏡には、撮像機構と無線通信機構とが設けられている。カプセル内視鏡は観察(検査)のために被検体の口から飲込まれた後、自然排出するまでの間、体腔内、例えば胃、小腸等の臓器の内部をその蠕動運動に従って移動し、移動に伴い、被検体内画像の撮像を行う機能を有する。
【０００３】
カプセル内視鏡においては、進行方向前方を撮影するタイプが多いが、被検体の内壁に垂直な方向を撮像できるように、進行方向に対して横向きに撮像装置を配置したタイプのものが提案されている。このような横向きタイプのカプセル内視鏡は、患部の広がりや所定区間等を平面的に捉え、体内の形状や突起物等により隠れた部分も漏らさず撮像することが可能である。
【０００４】
図７（ａ）（ｂ）は、従来のカプセル内視鏡９１の構成を示す断面図である。図８は、従来のカプセル内視鏡９１の構成を示すブロック図である。カプセル内視鏡９１は、長さ約２３ｍｍ、直径約９ｍｍのカプセル状をした収容部材を備えている。収容部材の内部に、生体内の壁面に向かって照明光を照射する複数個のＬＥＤ９３と、各ＬＥＤ９３によってそれぞれ照明光を照射された壁面領域を撮像するセンサ９４とが設けられている。
【０００５】
カプセル内視鏡９１は、カプセル全周囲をセンサ９４が撮像するように、カプセル進行方向に沿った軸の周りにＬＥＤ９３及びセンサ９４を回転させるステッピングモータ８２を備えている。カプセル内視鏡９１には、センサ９４からの撮像データのＲＦ送信ユニット８０による転送を制御するシステムコントロール回路９５が設けられている。システムコントロール回路９５は、電源回路８１から電源を供給されている。
【非特許文献１】株式会社アールエフ、「次世代カプセル内視鏡の発表」、[ｏｎｌｉｎｅ]、平成１９年４月３日、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.rfsystemlab.com/sayaka/index.html＞
【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、上記従来の構成では、ＬＥＤ９３及びセンサ９４を回転させるステッピングモータ８２のような駆動機構をカプセル内視鏡に設ける必要があるので、消費電力が増大する。このため、カプセル内視鏡のように電力供給が限られているものでは、駆動時間が短くなり、最悪の場合には正常に動作しなくなるという問題がある。
【０００７】
また、ＬＥＤ９３及びセンサ９４を回転させる駆動機構のためにピーク電流が増大すると、電源が安定せずに、撮像の際のノイズの原因となるという問題がある。
【０００８】
また、ＬＥＤ９３及びセンサ９４を回転させる駆動機構を設けるため、カプセルが二重構造となり、構成が複雑になるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、カプセル全周囲を撮像するカプセル内視鏡の消費電力を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るカプセル内視鏡は、上記課題を解決するために、生体内の壁面に向かって照明光を照射する複数の照明体と、各照明体によってそれぞれ照明光を照射された壁面領域を撮像する複数の撮像装置と、前記複数の撮像装置からの撮像データの転送を制御する制御回路と、前記照明体、前記撮像装置及び前記制御回路を収容する収容部材とを有することを特徴とする。
【００１１】
この特徴によれば、各照明体によってそれぞれ照明光を照射された壁面領域を撮像する複数の撮像装置を設けたので、カプセル内視鏡の全周囲を複数の撮像装置で分担して撮像することができる。このため、従来の構成のように撮像装置自体を回転させなくても全周囲を撮像することができるので、低消費電力化を図ることができる。
【００１２】
本発明に係るカプセル内視鏡では、各照明体は、１つの照明素子によって構成されることが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、各照明体の照明素子が１個のみなので、より一層の低消費電力化及び小型化を図ることができる。
【００１４】
本発明に係るカプセル内視鏡では、各照明体は、複数の照明素子によって構成されることが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、各照明体の照明素子を複数個設けるので、鮮明な画像を撮像することができる。
【００１６】
本発明に係るカプセル内視鏡では、前記複数の撮像装置は、撮像のタイミングが互いに重ならないように制御されていることが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、複数の撮像装置が同時に撮像することがないので、消費電力をより一層低減させることができる。
【００１８】
本発明に係るカプセル内視鏡では、前記複数の撮像装置は、それぞれが異なる撮像領域を分担していることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、それぞれの撮像装置が撮像領域を分担することにより、カプセル内視鏡の全周囲を撮像することができる。
【００２０】
本発明に係るカプセル内視鏡では、前記複数の撮像装置は、隣接する撮像装置と撮像領域が重なっていることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、各撮像装置からの画像データを合成することにより、カプセル内視鏡の全周囲画像を得ることができる。
【００２２】
本発明に係るカプセル内視鏡では、各撮像装置の撮像面は、該カプセル内視鏡の進行方向と略直行する方向において、前記生体内の壁面と向かい合うように配置されており、前記複数の撮像装置の個数をＮ個とした場合に、その撮像装置の向きが進行方向の軸に沿った方向から見て、（３６０／Ｎ）度ずつずれていることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、簡単な構成によって、カプセル内視鏡の全周囲画像を得ることができる。
【００２４】
本発明に係るカプセル内視鏡では、前記複数の撮像装置全てが、少なくとも１回の撮像を終えるまでの時間が、１５秒以下であることが好ましい。
【００２５】
カプセル内視鏡は体内を蠕動運動により約１〜１．５［ｍ／ｈ］で移動する。一般に、撮像装置が１回に撮像する領域の進行方向の長さは６．３ｍｍ以上であるため、上記構成によれば（撮像間隔中にカプセルが移動する距離）がこれよりも小さくなり、進行方向においても画像の一部が重なり合い、漏れのない体内撮影を行うことができる。
【００２６】
本発明に係るカプセル内視鏡の製造方法は、上記課題を解決するために、生体内の壁面に向かって照明光を照射する複数の照明体と、各照明体によってそれぞれ照明光を照射された壁面領域を撮像する複数の撮像装置と、前記複数の撮像装置からの撮像データの転送を制御する制御回路と、前記照明体、前記撮像装置及び前記制御回路を収容する収容部材とを有するカプセル内視鏡の製造方法であって、前記照明体と前記撮像装置をそれぞれ１個ずつ有する円筒形モジュールを複数個製造し、それらを撮像装置の向きをずらして軸方向に接合することで前記複数の撮像装置を実装することを特徴とする。
【００２７】
この特徴によれば、撮像装置自体を回転させなくても全周囲を撮像することができるカプセル内視鏡を、円筒形モジュールを組み立てることによって容易に製造することができる。
【００２８】
本発明に係るカプセル内視鏡の製造方法は、上記課題を解決するために、生体内の壁面に向かって照明光を照射する複数の照明体と、各照明体によってそれぞれ照明光を照射された壁面領域を撮像する複数の撮像装置と、前記複数の撮像装置からの撮像データの転送を制御する制御回路と、前記照明体、前記撮像装置及び前記制御回路を収容する収容部材とを有するカプセル内視鏡の製造方法であって、前記照明体と前記撮像装置をそれぞれ１個ずつ有する扇形モジュールを複数個製造し、それらを円形に接合することで前記複数の撮像装置を実装することを特徴とする。
【００２９】
この特徴によれば、撮像装置自体を回転させなくても全周囲を撮像することができるカプセル内視鏡を、扇形モジュールを組み立てることによって容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係るカプセル内視鏡は、以上のように、生体内の壁面に向かって照明光を照射する複数の照明体と、各照明体によってそれぞれ照明光を照射された壁面領域を撮像する複数の撮像装置とを備えているので、従来の構成のように撮像装置自体を回転させなくても全周囲を撮像することができる。従って、低消費電力化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の一実施形態について図１ないし図６に基づいて説明すると以下の通りである。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るカプセル内視鏡１の構成を示す斜視図である。図２〜図４は、カプセル内視鏡１の断面図である。図５は、カプセル内視鏡１の構成を示すブロック図である。
【００３３】
カプセル内視鏡１は、カプセル状をした収容部材６を備えている。収容部材６は、ドーム状をした一対の端部と、一対の端部の間に設けられた円筒状の円筒形モジュール７ａ・７ｂ・７ｃとを有している。
【００３４】
円筒形モジュール７ａ・７ｂ・７ｃのそれぞれの内部には、生体内の壁面に向かって照明光を照射する４個の白色ＬＥＤ３と、各ＬＥＤ３によってそれぞれ照明光を照射された壁面領域を撮像するセンサ４とがそれぞれ設けられている。４個のＬＥＤ３は、照明体２を構成する。センサ４は、ＣＭＯＳセンサによって構成されている。
【００３５】
各センサ４の撮像面は、カプセル内視鏡１の進行方向と略直交する方向において、生体内の壁面と向かい合うように配置されている。円筒形モジュール７ａに設けられたセンサ４は、図２において右方向を向いている。円筒形モジュール７ｂに設けられたセンサ４は、図３において左下方向を向いている。円筒形モジュール７ｃに設けられたセンサ４は、図４において左上方向を向いている。これら３個のセンサ４の向きは、カプセル内視鏡１の進行方向の軸に沿った方向から見て、約（３６０／３）度＝１２０度づつずれている。各センサ４は、センサの撮像範囲とカプセル中心とを結ぶ視野角θを有している。視野角θは、１２０度よりも大きい。このとうに、３個のセンサ４は、それぞれが異なる撮像領域を分担している。また、円筒形モジュール７ａのセンサ４は、円筒形モジュール７ｂのセンサ４及び円筒形モジュール７ｃのセンサ４と撮像領域が一部重なっており、円筒形モジュール７ｂのセンサ４及び円筒形モジュール７ｃのセンサ４も、撮像領域が一部重なっている。
【００３６】
このように、上記センサ４は上記照明体２と対であり、上記照明体２が照射する照明領域を、対応するセンサ４が撮像する。このため、１対のセンサ４と照明体２とは同じ方向を向いている。３つのセンサ４はそれぞれが１２０度以上の視野角θを持ち、進行方向に垂直かつそれぞれ１２０度ずつずれた方向を向いて配置されている。従って、隣り合ったセンサ４が撮像した画像データは、重なり合う領域を持つこととなる。
【００３７】
カプセル内視鏡１には、マルチプレクサ９が設けられている。マルチプレクサ９は、３個のセンサ４からの撮像データのうちの１つを選択してＲＦ送信ユニット１０に供給する。ＲＦ送信ユニット１０は、マルチプレクサ９から供給された撮像データを外部の受信器（図示せず）に送信する。
【００３８】
カプセル内視鏡１は、システムコントロール回路５を備えている。システムコントロール回路５は、電源回路１１から電源を供給され、各照明体２、各センサ４、マルチプレクサ９及びＲＦ送信ユニット１０の動作を制御する。
【００３９】
センサ４及び照明体２を１個ずつ設けた円筒形モジュール７ａ・７ｂ・７ｃを組み立て、これら円筒形モジュール７ａ・７ｂ・７ｃを、センサ４の向きをずらして軸方向に接合し、ドーム状の一対の端部を両端に接合することにより、カプセル内視鏡１を製造することができる。
【００４０】
このように構成されたカプセル内視鏡１は、以下に説明するように動作する。消費電力を低減するため、全てのセンサ４は、撮像のタイミングが他のいずれとも重ならないように制御され、撮像していない間はスタンバイ状態とされる。さらに、撮像は、隣り合ったセンサ４が順に１フレームずつ繰り返し動作するように行われる。
【００４１】
すなわち、すべてのセンサ４の起動とセットアップを終えた状態で、全てのセンサ４をスタンバイ状態としておき、円筒形モジュール７ａに設けられた照明体２をオンにする。そして、円筒形モジュール７ａのセンサ４のスタンバイを解除して１フレーム撮像する。次に、円筒形モジュール７ａのセンサ４と照明体２とをスタンバイに戻す。
【００４２】
次に、円筒形モジュール７ｂに設けられた照明体２をオンにして円筒形モジュール７ｂのセンサ４のスタンバイを解除して１フレーム撮像する。その後、円筒形モジュール７ｂのセンサ４と照明体２とをスタンバイに戻す。次に、円筒形モジュール７ｃのセンサ４と照明体２とを同様に制御して１フレーム撮像する。その後、再び、円筒形モジュール７ａと円筒形モジュール７ｂに戻って繰り返すことにより、進行方向に対する全周囲撮像を連続して行う。
【００４３】
カプセル内視鏡１は、消化管の蠕動運動により進みながら消化管の側壁を連続して撮像する。例えば、１秒間に１５フレームの撮像を行った場合、３個あるそれぞれのセンサ４が５枚ずつの画像を撮像することとなるが、カプセル内視鏡１の移動速度は蠕動運動に依存した非常にゆっくりとした速度であるため（約１〜１．５ｍ／ｈｒ）、進行方向においても、それぞれのセンサ４において以前に撮像した画像と新しく撮像した画像とは互いに一部重なりあう領域を持つ。
【００４４】
上記マルチプレクサ９（ＭＵＸ回路）は、それぞれの撮像中のセンサ４からの撮像データを選択するように制御しておき、得られた撮像データは、上記ＲＦ送信ユニット１０から無線で体外に送信される。このとき、アクティブとなるセンサ４の切り替え時間を利用して、別途計測した温度データを送信してもよい。
【００４５】
体外では受信器により、上記撮像データを受信し、一旦メモリに保存後、それぞれの画像が重なりあう領域に基づいて全ての画像を合成処理することで、被検体内部の所定の撮像対象の全体画像を取得することができる。
【００４６】
なお、４個のＬＥＤ３を照明体２に設けた例を示したが、本発明はこれに限定されない。図６に示すように、１個のＬＥＤ３を照明体２に設けるように構成してもよい。
【００４７】
（実施の形態２）
図７は、実施の形態２に係るカプセル内視鏡１ａの構成を示す斜視図である。実施の形態１で説明した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。
【００４８】
カプセル内視鏡１ａは、カプセル状の収容部材６ａを備えている。収容部材６ａは、ドーム状の一対の端部と、一対の端部の間に設けられた扇形状の扇形モジュール８ａ・８ｂ・８ｃとを有している。
【００４９】
センサ４及び照明体２を１個ずつ設けた扇形モジュール８ａ・８ｂ・８ｃを組み立て、これら扇形モジュール８ａ・８ｂ・８ｃを、断面が円形を構成するように接合し、ドーム状の一対の端部を両端に接合することにより、カプセル内視鏡１ａを製造することができる。
【００５０】
なお、実施の形態１及び２では、センサ４と照明体２が３個である例を示しているが、本発明は、これに限るものではなく、すべてのセンサ４（撮像装置）の視野により、進行方向の側面３６０度をカバーできる数であればよい。センサ４およびＬＥＤ３も、ＣＭＯＳセンサと白色ＬＥＤに限るものではない。
【００５１】
以上のように実施の形態１及び２によれば、大電流を必要とする駆動機構が必要無いため、低消費電力化することができることとなり、その結果、電源電圧が安定して撮像時におけるノイズを低減することができ、また、発熱量も低減することができる。
【００５２】
また、この駆動機構はコイルを用いた電磁石モータが用いられるが、これにはコイルのインダクタンスを高めるために鉄心等を中に入れることがある。実施の形態１及び２によれば、重量増の原因となる駆動機構が必要無いため、軽量化することができ、さらに駆動系の故障の原因を回避することができる。
【００５３】
一方、従来技術のように撮像部を回転させるためには、カプセルを二重構造とする必要があるが、実施の形態１及び２によれば、二重構造でないためカプセル径を小さくすることができる。さらに、簡易な構成とできることから、製造時の歩留まりを向上させることができる。
【００５４】
以上のように実施の形態１及び２によれば、センサ及び照明体を回転させることなく、簡易な構成で進行方向に対する側面全周囲を撮像し、被検体内部の所定の撮像対象の全体画像を取得することが可能な横向きタイプのカプセル内視鏡を実現することができる。
【００５５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、被検体内部の撮像対象の画像を取得する被検体内画像取得システムおよび被検体内部の撮像対象の画像の取得の際に使用される被検体内導入装置に属するカプセル内視鏡及びその製造方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施の形態１に係るカプセル内視鏡の構成を示す斜視図である。
【図２】上記カプセル内視鏡の断面図である。
【図３】上記カプセル内視鏡の他の断面図である。
【図４】上記カプセル内視鏡のさらに他の断面図である。
【図５】上記カプセル内視鏡の構成を示すブロック図である。
【図６】上記カプセル内視鏡の他の構成を示す斜視図である。
【図７】実施の形態２に係るカプセル内視鏡の構成を示す斜視図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は、従来のカプセル内視鏡の構成を示す断面図である。
【図９】従来のカプセル内視鏡の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    カプセル内視鏡
２    照明体
３    ＬＥＤ（照明素子）
４    センサ（撮像装置）
５    システムコントロール回路（制御回路）
６    収容部材
７ａ、７ｂ、７ｃ  円筒形モジュール
８ａ、８ｂ、８ｃ  扇形モジュール
９    ＭＵＸ
１０  ＲＦ送信ユニット
１１  電源回路
【図１】
2008253635.tif 000003
【図２】
2008253635.tif 000004
【図３】
2008253635.tif 000005
【図４】
2008253635.tif 000006
【図５】
2008253635.tif 000007
【図６】
2008253635.tif 000008
【図７】
2008253635.tif 000009
【図８】
2008253635.tif 000010
【図９】
2008253635.tif 000011