(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された部位を撮像する撮像手段と、該撮像手段前方の対物光学系と、を密閉カプセルに内蔵し、前記対物光学系前方の前方に前記カプセルの少なくとも一部を構成する透明カバーを配置したカプセル型内視鏡において、
前記透明カバーの前記対物光学系の視野範囲の中心から周辺付近までの部分を該対物光学系の外表面と略平行にして、前記視野範囲の境界付近から外側の曲率半径を中心側よりも小さくなるように構成したことを特徴とするカプセル型内視鏡。
【請求項２】
前記撮像手段が撮像して、撮像された画像信号を体外に送信する送信手段を内蔵したことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
【請求項３】
前記視野範囲の境界付近から外側の曲率半径を１mm以上５mm以下にしたことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
【請求項４】
前記対物光学系の被写体深度の近点位置を視野中心部分に対して、視野周辺部分を近くに設定し、前記対物光学系は凸レンズ又は凸平レンズの組み合わせによる構成としたことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
【請求項５】
前記対物光学系の被写体深度の近点位置を視野中心部分に対して、視野周辺部分を近くに設定し、前記対物光学系は凸パワーを持ったメニスカスレンズと凸平レンズとの組み合わせによる構成としたことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生体内を検査する飲み込み型のカプセル型内視鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内視鏡は医療用分野及び工業用分野で広く採用されるようになった。また、最近、内視鏡における挿入部を必要としないで、カプセル形状にしたカプセル型内視鏡を患者が飲み込むことにより、挿入部による挿入の苦痛を軽減できるようにしたものが医療用分野で使用される状況になった。
例えば、特開２００１−９１８６０号公報や、ＰＣＴ出願のＷＯ  ０１／６５９９５  Ａ２の公報がある。
【０００３】
前者の従来例では、略半球状の透明カバーの内部に対物レンズと、これを挟むように対称に設けた発光ダイオードによる照明手段とを内蔵し、発光ダイオードにより照明された被写体は観察範囲となる部分が対物レンズによりイメージセンサ上に結像するようにしている。
また、後者の従来例でも、ほぼ同様の構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来例では、略半球状の透明カバー内に対物レンズと照明体を固定したものであり、視野中心部分と視野周辺部分の曲率半径が同じものであるため、管腔臓器の粘膜が透明カバーの中心部分まで密着しやすいという不具合があった。
【０００５】
また、略半球状の中心から周辺まで同じ曲率の透明カバーの場合は、透明カバーに繋がるカプセル外径によって曲率半径が決まるので外径が太くなってしまう不具合もあった。
【０００６】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、中心部分での突出量を抑制できて全長を短くして飲み込み性を向上でき、また中央部分を体腔内粘膜に接触しにくくして視野を確保できるようにしたカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によるカプセル型内視鏡は、生体内を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された部位を撮像する撮像手段と、該撮像手段前方の対物光学系と、を密閉カプセルに内蔵し、前記対物光学系前方の前方に前記カプセルの少なくとも一部を構成する透明カバーを配置したカプセル型内視鏡において、
前記透明カバーの前記対物光学系の視野範囲の中心から周辺付近までの部分を該対物光学系の外表面と略平行にして、前記視野範囲の境界付近から外側の曲率半径を中心側よりも小さくなるように構成した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１及び図２は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えたカプセル型内視鏡装置等の構成を示し、図２は第１の実施の形態のカプセル型内視鏡の構成を示す。
【０００９】
図１（Ａ）に示すように本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡検査を行うカプセル型内視鏡装置１は、患者２の口部から飲み込まれることにより体腔内管路を通過する際に体腔内管路内壁面を光学的に撮像した画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡３と、このカプセル型内視鏡３で送信された信号を患者２の体外に設けたアンテナユニット４により受け、画像を保存する機能を有する、（患者２の体外に配置される）体外ユニット５とから構成される。
【００１０】
この体外ユニット５には、画像データを保存するために、容量が例えば１ＧＢのコンパクトフラッシュ（Ｒ）サイズのハードディスクが内蔵されている。
そして、体外ユニット５に蓄積された画像データは検査中或いは検査終了後に図１（Ｂ）の表示システム６に接続して、画像を表示することができる。
【００１１】
つまり、図１（Ｂ）に示すようにこの体外ユニット５は、表示システム６を構成するパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略記）７とＵＳＢケーブル８等の通信を行う通信ケーブルで着脱自在に接続される。
【００１２】
そして、パソコン７により体外ユニット５に保存した画像を取り込み、内部のハードディスクに保存したり、表示するため等の処理を行い表示部９により保存した画像を表示できるようにしている。このパソコン７にはデータ入力操作等を行う操作盤としての例えばキーボード１０が接続されている。
【００１３】
ＵＳＢケーブル８としては、ＵＳＢ１．０、ＵＳＢ１．１、ＵＳＢ２のいずれの通信規格でも良い。また、この他にＲＳ−２３２Ｃ、ＩＥＥＥ１３９４の規格のシリラルのデータ通信を行うものでも良いし、シリアルのデータ通信を行うものに限定されるものでなく、パラレルのデータ通信を行うものでも良い。
【００１４】
図１（Ａ）に示すようにカプセル型内視鏡３を飲み込んで内視鏡検査を行う場合には、患者２が着るシールド機能を持つシールドシャツ１１の内側には複数のアンテナ１２が取り付けられたアンテナユニット４が装着され、カプセル型内視鏡３により撮像され、それに内蔵されたアンテナから送信された信号を受け、このアンテナユニット４に接続された体外ユニット５に撮像した画像を保存するようにしている。この体外ユニット５は、例えば患者２のベルトに着脱自在のフックにより取り付けられる。
【００１５】
また、この体外ユニット５は例えば箱形状であり、前面には画像表示を行う表示装置としての例えば液晶モニタ１３と、制御操作を行う操作ボタン１４とが設けてある。また、体外ユニット５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、電源を備えている。
【００１６】
図２に示すようにカプセル型内視鏡３は、筒状でその先端側をほぼ半球形状にした透明な前カバー１６と、筒形状でその後端をほぼ半球形状にした後カバー１７との後端及び前端を嵌合させてその内部に水密的な密閉構造のカプセル容器を形成し、その内部に対物光学系１８等を収納している。
【００１７】
前カバー１６に対向する中央位置には、第１レンズ枠２０と第２レンズ枠２１とにそれぞれ第１レンズと第２レンズを取り付けて形成した対物光学系１８が配置され、その結像位置には基板２２の前面に取り付けたＣＭＯＳイメージャ２３が配置されている。
また第１レンズ枠２０に嵌合するようにして固定された基板２には白色ＬＥＤ２５が取り付けられている。
【００１８】
ＣＭＯＳイメージャ２３を取り付けた基板２２は接続部２６で駆動処理回路２７を形成し、電気部品を実装した基板に電気的に接続されている。また、この駆動処理回路２７を形成する基板の背面にはメモリ等を実装し、画像データを記憶する処理を行う記憶回路２８を構成する基板が接続部２９で接続するようにして配置されている。
【００１９】
この記憶回路２８を構成する基板の背面には無線通信を行う無線通信回路３０を構成する基板が接続部３１で接続するようにして配置されている。
【００２０】
さらにこの無線通信回路３０を構成する基板の背面にはボタン型の２つの電池３２が配置されている。
また、駆動処理回路２７を形成する基板に隣接する側部にはアンテナ３３が配置され、無線通信回路３０と接続されている。
【００２１】
また、電池３２は、例えばその負極が無線通信回路３０等のグランドに接続され、無線通信回路３０等の（正の）電源端にはバネ状接点部材３５のリード部の一端と接続されている。
【００２２】
このバネ状接点部材３５は電池３２の背面で接点部３６ａとなり、この接点部３６ａに近接するようにして電池３２の正極に接続された他方の接点部３６ｂが配置され、通常はその間に絶縁性のひも状部材３７が介挿されて、ＯＦＦの状態に設定されている。
【００２３】
この絶縁性のひも状部材３７の一部は後カバー１７に設けた弁部（或いはゴム栓部）３８の小さな切り欠きを通して外部に露出し、この絶縁性のひも状部材３７を引き抜くことにより接点部３６ａ、３６ｂは接触してＯＮとなる。また、弁部３８は閉じて水密を保持する。
【００２４】
前カバー１６におけるその前面となるドーム形状部分の内面及び外面は、その視野範囲（その範囲内の角度をθで示す）の周辺付近までは一定の曲率半径Ｒｉ及びＲｏに設定されている。本実施の形態では、例えばＲｉ＝６．０ｍｍ及びＲｏ＝６．５ｍｍに設定されている。
【００２５】
また、曲率半径Ｒｉ及びＲｏの中心位置が対物光学系１８の入射瞳４０の位置となるように設定されている。なお、本実施の形態では前カバー１６の肉厚は均一にしている。
【００２６】
また、視野範囲の周辺付近では、例えば外面の曲率半径Ｒｐを曲率半径Ｒｉ及びＲｏより小さい値（具体的にはＲｐ＝４．０ｍｍ）に設定してその外径部分側と滑らかに繋ぐようにしている。なお、本実施の形態ではこのカプセル型内視鏡３の外径Ｄを１１ｍｍに設定している。
【００２７】
また、第１のレンズ枠２０の円錐形状の前面はその表面を粗面４１等にすることにより反射防止する機能を持たせている。
また、本実施の形態では、視野範囲の角度θは例えば９０°〜１１０°程度に設定されている。
【００２８】
このように本実施の形態のカプセル型内視鏡３においては、図２に示すようにその前カバー１６の前面側を略半球面形状にしているが、その場合対物光学系１８の視野範囲の中心側の曲率半径（具体的には内面の曲率半径Ｒｉ、外面の曲率半径Ｒｏ）よりも、周辺側の曲率半径（具体的には外面の曲率半径Ｒｐ）を小さくしていることが特徴となっている。
【００２９】
このような構成にすることにより、周辺側の曲率半径を中心側の曲率半径と同じにした場合よりも、カプセル型内視鏡３で内視鏡検査を行う場合に、カプセル型内視鏡３における前カバー１６の視野中央部分が管腔臓器の粘膜等に密着してしまうのを防止ないしは軽減できるようにすると共に、カプセル型内視鏡３を小型化できるようにしている。
【００３０】
次に本実施の形態の作用を説明する。
図１（Ａ）で示すように口部からカプセル型内視鏡３を飲み込んで体腔内に挿入した場合、体腔内では図２に示すように体腔内の管腔臓器の粘膜４２にはカプセル型内視鏡３の前カバー１６における視野中心側よりも周辺部側が接触し易くなる。
【００３１】
つまり、中心側の曲率半径は大きく、周辺部側の曲率半径が小さく屈曲しているので、より屈曲している周辺部側が粘膜４２に接触し、中央部側は密着しないで観察できる観察視野を確保できる状態或いは広い観察可能範囲を持つようにできる。
【００３２】
また、図２において、周辺側も中心側と同じ曲率半径にすると、外径が太くなって大型化してしまい、飲み込みにくくなったり、挿入（移動）性が低下する欠点が生じるが、本実施の形態の構造にすることにより、小さなサイズにして飲み込み性を向上できると共に、円滑な移動性等も確保できる。
【００３３】
具体的に説明すると、図２の場合には外径Ｄ（＝１１ｍｍ）を、前カバー１６の視野中心付近での外径の曲率半径Ｒｏ（＝６．５ｍｍ）の２倍よりも小さくできる（これに対して、周辺側も中心側と同じ曲率半径にすると、外径Ｄは１３ｍｍになって、本実施の形態よりも太くなってしまう）。
【００３４】
また、周辺側に対して中央側の曲率半径を大きくすること（その極端な場合として、図３に示すように曲率半径を無限大にした平面の場合がより分かり易い）により、中央部分の突出量を抑えることができ、全長を短くして飲み込み性を向上できる。
【００３５】
従って、本実施の形態は以下の効果を有する。
外径や全長を小さくでき、飲み込み易くできると共に、広い観察視野を確保できる効果がある。
【００３６】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図３を参照して説明する。図３は本発明の第２の実施の形態のカプセル型内視鏡５１を示す。
このカプセル型内視鏡５１は、筒状でその後端を丸くして閉塞した外装カバー５２の前端に略半球形状の透明カバー５３を嵌合させて接着等して、その内部を水密構造にし、対物光学系５４等を収納している。
【００３７】
透明カバー５３に対向する中央位置には、第１レンズ枠５５と第２レンズ枠５６とにそれぞれ第１レンズと第２レンズを取り付けて形成した対物光学系５４が配置され、その結像位置には基板５７の前面に設けた凹部の平面部にＣＭＯＳイメージャ５８が実装配置されている。
また、第１レンズ枠５５に嵌合する第２レンズ枠５６の筒部に（嵌合して接着剤等で）固定された基板６０には、白色光を出射する白色ＬＥＤ６１が複数取り付けられている。
【００３８】
また、ＣＭＯＳイメージャ５８を取り付けた基板５７の背面に駆動処理＆記憶回路６２を形成する基板が配置され、さらにその背面には無線通信回路６３を構成する基板が配置されている。この基板の両面にはチップ部品６４等が実装されている。
【００３９】
この無線通信回路６３を構成する基板の背面側にはボタン型の２つの電池３２が配置されている。
また、駆動処理回路６２を形成する基板に隣接する側部にアンテナ６５が配置され、無線通信回路６３と接続されている。
【００４０】
また、電池３２は、図２で説明した場合と同様にバネ状接点部材３５と接続され、絶縁性のひも状部材３７が介挿されて、ＯＦＦの状態に設定され、この絶縁性のひも状部材３７を引き抜くことにより接点部３６ａ、３６ｂは接触してＯＮとなり、弁部３８は閉じて密閉状態を維持する。
【００４１】
本実施の形態では透明カバー５３のドーム形状部分の内面及び外面は、その視野範囲の周辺付近まではほぼ平面に近い形状（従って、その曲率半径ＲａはＲａ≒∞）に設定されている。なお、視野範囲は、例えば９０°〜１１０°程度に設定されている。
【００４２】
また、視野範囲θの境界付近から外側（周辺側）はその曲率半径Ｒｐ１或いはＲｐ２に示すように中心側よりも小さな曲率半径にして滑らかに外径部分（の透明カバー５３）に繋ぐようにしている。
【００４３】
この場合の曲率半径Ｒｐ１或いはＲｐ２としては、例えば１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内に設定されている。なお、本実施の形態でも透明カバー５３の肉厚は均一にしている。
【００４４】
また、本実施の形態では、図３に示すように視野範囲内では２点鎖線で示す部分の内側部分がピントが合わないピンボケ部分となり、これより外側がピントが合う部分となる。
【００４５】
図３では光軸上では対物光学系５４の第１レンズの前面から距離ａ＋ｂ部分がピンボケ部分となり、これより遠距離側がピントが合う部分となる。
【００４６】
この場合、対物光学系５４の第１レンズの前面の光軸上の位置をＹとし、その光軸上前方で透明カバー５３の外表面の位置をＸとすると、その間の距離をｂで、この位置Ｘと２点鎖線で曲面までの距離をａで示している。
【００４７】
そして、このように透明カバー５３の視野の中心側を平面状にすることにより、中心部分での突出量を抑制でき、カプセル型内視鏡５１の全長を短くできる。従って、飲み込み性を向上できる。
【００４８】
また、中心側を平面形状にすることにより、中央側が粘膜４２に接触しにくくでき、視野を確保できる。この場合、透明カバー５３の外面の位置ではピントが合わないが、実質的には支障ない（突出量を抑えた分、全長を短くできる利点がある）。
【００４９】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図４ないし図６を参照して説明する。図４は第３の実施の形態のカプセル型内視鏡を示し、図５は対物光学系の構成例を示し、図６は図５の場合における収差図を示す。
【００５０】
図４に示すカプセル型内視鏡７１は、円筒形状でその後端を半球状に丸くして閉塞した外装ケース７２の先端側となる開口する端部に半球面形状の透明カバー７３を水密的に接続固定してその内側を密閉し、その密閉したカプセル状容器内に以下の内蔵物を収納している。
【００５１】
透明カバー７３に対向する中央部には、レンズ枠７５に取り付けられた対物光学系７６が配置され、その結像位置にはカバーレンズ７７で保護されたＣＭＯＳイメージャ７８が配置されている。このＣＭＯＳイメージャ７８は例えば基板７９の前面に実装されている。なお、ＣＭＯＳイメージャ７８の代わりにＣＣＤでも良い。
また、対物光学系７６は２枚の凸平レンズで構成され、その後レンズとなる凸平レンズの後面をカバーガラス７７に接着して固定されている。そして、ピント出しを行う場合には、後レンズに対してその外径に嵌合する内径のレンズ枠７５側を光軸Ｏ方向に移動して調整し、調整後には接着剤などで固定される。
【００５２】
また、レンズ枠７５には白色ＬＥＤ８０を取り付けた基板８１がその中央に設けた孔をレンズ枠７５に嵌合させて固定されている。この基板８１はチップ部品が実装されており、白色ＬＥＤ８０を間欠的にフラッシュ発光させるように駆動する駆動回路を形成している。
【００５３】
また、ＣＭＯＳイメージャ７８を取り付けた基板７９の背面には、基板７９とでＣＭＯＳイメージャ７８を駆動すると共に、出力信号に対する処理を行う駆動＆処理回路８２を構成する基板が配置されている。
【００５４】
この駆動＆処理回路８２を構成する基板の背面には画像信号を無線で行う処理をする無線回路８３を構成する基板が配置され、この無線回路８３を構成する基板の背面にはボタン型の電池８４が配置されている。
【００５５】
また、このボタン型の電池８４の背面側でカプセル状容器の後端となる内側には電源のＯＮを外部から行うスイッチ８５が収納されている。
また、無線回路８３の側面に隣接してアンテナ８６が配置されている。
【００５６】
本実施の形態では、対物光学系７６による光学特性を図４に示すように設定している。
つまり、この対物光学系７６の被写界深度の近点位置を視野範囲（その範囲内の角度をθで示す）の視野中心側部分に対して、視野周辺部分側ではより近くなるように設定している。
【００５７】
具体的には、図４に示すように光軸Ｏに沿った方向では対物光学系７６の第１レンズ面の前から距離ａまでがぼける範囲で、その距離ａより遠方側の距離範囲Ｌａがピントが合う被写界深度に設定され、また視野範囲の境界では対物光学系７６の第１レンズ面の前から距離ｂまでがぼける範囲で、その距離ｂより遠方側の距離範囲Ｌｂがピントが合う被写界深度に設定されている。
【００５８】
つまり、光軸Ｏ上ではａが被写界深度の近点であり、視野境界部分ではｂが被写界深度の近点であり、この場合にはａ＞ｂに設定され、またＬａ＞Ｌｂに設定されている。この場合の具体例としては、ａ＝１０ｍｍで、Ｌａ＝１０ｍｍ〜４０ｍｍ、ｂ＝５．５ｍｍでＬｂ＝５．５ｍｍ〜２０ｍｍである。なお、図４においては、ぼける範囲を斜線部分で示している。
【００５９】
図４に示す対物光学系７６の第１レンズ及び第２レンズは例えば図５（Ａ）に拡大して示すように径の小さい凸平レンズ８７ａと、それより径が大きい凸平レンズ８７ｂとから構成され、第１レンズ８７ａの前面には明るさ絞り８８が配置されている。
そして、これらの第１レンズ及び第２レンズにより、ＣＭＯＳイメージャ７８の撮像面に像を結ぶ。
【００６０】
この場合、レンズ設計の際には例えば撮像面が図５（Ａ）の２点鎖線で示すようにレンズ側に中央部が凹となるような湾曲した撮像面を考えて、この湾曲した撮像面に結像するように設計する。
【００６１】
このように設計することにより、実際には撮像面は光軸Ｏと垂直となっているので、光軸Ｏに近い部分の撮像面に結像する領域では湾曲しない場合とほぼ同様の撮像面となるので、この領域でピントが合った状態で結像した場合には、周辺側ではより近距離側に設定された物体に対してピントが合う状態となる。
【００６２】
図５（Ａ）に示した対物光学系７６で、視野角を９０°に設定した場合における収差図を図６（Ａ）に示す。図６（Ａ）において、横軸は近軸の結像位置からの距離を符号を含めて示し、縦軸は像の高さを示す。この収差図から実線で示すサジタル像面ｓでの収差とメリジオナル像面ｍの収差の中間の１点鎖線で示す曲線がベスト像面の収差となる。
【００６３】
図５（Ａ）の光学系の場合には、視野角が９０°を越えると収差が急激に大きくなるため、より大きな視野角の場合には、図５（Ｂ）に示すような光学系に設定することが望ましい。
【００６４】
図５（Ｂ）では図５（Ａ）における第１レンズとして（ミニ）メニスカスレンズ８７ｃを採用している。このメニスカスレンズ８７ｃは前面側が比較的大きな曲率半径で凹面となり、全体としては凸パワーのレンズ機能（特性）を示す。
【００６５】
この光学系を用いて例えば１２０°の視野角に設定した場合の収差図を図６（Ｂ）に示す。この場合には、視野角を大きくした場合にも、その収差が大きくなるのを軽減できる。
【００６６】
このように設定した背景等を補足説明すると以下のようになる。
従来の内視鏡のように、体腔内に挿入された撮像部と、体外にあって撮像部の視野方向を制御する操作部がつながっている場合には、視野方向を観察者の意図した方向に自在に調節できるので、観察対象が常に視野内の観察しやすい位置にあるように調整して観察することができる。このため撮像部に用いられる対物光学系には、画角の小さい視野の中心付近から画角の大きい視野の周辺まで諸収差を良好に補正されたものが用いられる。
【００６７】
これに対し、カプセル型内視鏡では、撮像部の視野方向を自在に制御することは難しい。このため、観察対象が視野の中心付近にあっても、視野の周辺部にあっても常にピントのあった観察画像が得られることが望ましい。
【００６８】
例えば管腔状の内壁部分を観察する場合には、観察対象となる前記内壁部分は視野の周辺に位置することが多い。また、前記撮像部の前方には曲面で構成された透明カバーが設けられており、前記内壁部分と前記透明カバーの外面が密着した状態で観察が行われる場合が想定される。このとき、視野の周辺部では少なくとも前記透明カバーの外面でピントが合っている必要があるが、視野中心付近ではピントがあっている必要はない。
【００６９】
そこで、本実施の形態のカプセル型内視鏡７１の撮像部に用いられる対物光学系７６は、この対物光学系７６を故意に像面湾曲が発生するレンズ構成とし、視野中心付近のピント位置と視野の周辺でのピント位置をずらすように設計したことを特徴としている。
【００７０】
この対物光学系７６を、凸パワーをもった２枚のレンズで構成すると、ペッツバール和が大きくなり、画角の大きい視野周辺での結像位置を近軸の結像位置に比べて被写体側に大きく傾けることができる。ここで、撮像面は光軸Ｏに対して垂直に配置されるから、前記撮像面を前記近軸の結像位置に置けば、視野周辺部分でのピント位置と視野中心付近のピント位置をずらすことができる。
【００７１】
図５（Ａ）は２枚の平凸レンズ８７ａ、８７ｂで構成され、５０°〜１１０°程度の視野角をもつ対物光学系７６の非点収差の発生状況を示した収差図の１例であり、縦軸は像の高さ、横軸は近軸の結像位置からの距離を表している。
【００７２】
この対物光学系７６のメリジオナル面内の屈折力とサジタル面内の屈折力の差によって、サジタル像面ｓとメリジオナル像面ｍには非点格差が生じる。この例ではサジタル像面ｓがメリジオナル像面ｍに比べて負の側に大きく傾いており、この結果、サジタル像面ｓとメリジオナル像面ｍのほぼ中間に位置するベスト像面も負の側に傾いている。
【００７３】
また、カプセル型内視鏡７１においては、対物光学系７６の視野を広角化して、できるだけ広い範囲をもれなく観察できるようにするのが好ましい。この場合、前記対物光学系７６に求められる視野角は９０°〜１４０°になる。このように広角な対物光学系７６を上記のように平凸レンズ２枚で構成すると、画角の大きい視野周辺での非点格差が急激に増大してしまい、ベスト像面が傾きすぎたり画質が劣化する不具合が生じる。
【００７４】
上記不具合に対応するために、図５（Ｂ）に示すような凸パワーを持ったメニスカスレンズ８７ｃと平凸レンズ８７ｂからなる対物光学系７６を用いる。
また図６（Ｂ）にはメニスカスレンズ８７ｃと平凸レンズ８７ｂとからなる視野角１２０°の対物光学系７６の収差図を示した。
【００７５】
この対物光学系７６では第１レンズ８７ｃに凹面を設けて他の凸面で発生する非点収差を適宜補正し、像面の傾きをコントロールしたことを特徴とするものであり、広角な視野を有しながら適度な像面湾曲をもち、しかも画像劣化のない光学系を実現できる点で、カプセル型内視鏡７１に最適な構成であることが分かる。
【００７６】
メニスカスレンズ８７ｃは平凸レンズ８７ｂに比べて加工性が悪くなるが、光学プラスチックを所望の形状に射出成型することで、加工性を大幅に改善することができる。
また、平凸レンズ８７ｂも同様に光学プラスチックを射出成型すれば加工コストの安い対物光学系７６を実現できる。
【００７７】
本実施の形態によれば、視野中央側では遠方側にピントが合い、一方視野の周辺側では近距離側にピントが合って、体腔内における管腔形状部分を通過させて画像を得る場合の内視鏡検査に適したカプセル型内視鏡を実現できる。
【００７８】
（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態を図７を参照して説明する。図７は第４の実施の形態のカプセル型内視鏡９１を示す。
このカプセル型内視鏡９１は例えば第１の実施の形態とほぼ同様な構成にして、その対物光学系１８の代わりに特性が異なる対物光学系９２を採用することにより、その特性を第３の実施の形態と同様にその対物光学系９２の被写界深度の近点位置を視野中心部分に対して、視野周辺部分を近くに設定している。
【００７９】
つまり、この対物光学系９２は視野範囲内における視野中心側では、第３の実施の形態で説明したようにその被写界深度の範囲を遠距離側（遠距離寄り）に設定し、視野周辺側ではその被写界深度の範囲を近距離側（近距離寄り）に設定している。
【００８０】
具体的には、図７に示すように光軸Ｏに沿った方向では対物光学系９２の第１レンズ面の前から距離ａまでがぼける範囲で、その距離ａより遠方側の距離範囲Ｌａがピントが合う被写界深度に設定され、また視野範囲の境界では対物光学系９２の第１レンズ面の前から距離ｂまでがぼける範囲で、その距離ｂより遠方側の距離範囲Ｌｂがピントが合う被写界深度に設定されている。
【００８１】
つまり、光軸Ｏ上ではａが被写界深度の近点であり、視野境界部分ではｂが被写界深度の近点であり、この場合にはａ＞ｂに設定され、またＬａ＞Ｌｂに設定されている。本実施の形態の場合の具体例としては、ａ＝８ｍｍで、Ｌａ＝８ｍｍ〜３０ｍｍ、ｂ＝６ｍｍでＬｂ＝６ｍｍ〜２５ｍｍである。なお、図７においては、ぼける範囲を斜線部分で示している。
【００８２】
また、本実施の形態では、前カバー１６におけるその前面となるドーム形状部分の内面及び外面は、その視野範囲（その範囲内の角度をθで示す）の周辺付近までは一定の曲率半径Ｒｉ及びＲｏに設定されている。
【００８３】
本実施の形態では、例えばＲｉ＝６．０ｍｍ及びＲｏ＝６．５ｍｍに設定されている。また、視野周辺からそれより外側にかけては前カバーのドーム形状部分の曲率半径Ｒｉ、Ｒｏより小さい曲率半径、例えばＲｐ＝４ｍｍで外径部分側と滑らかに繋ぐようにしている。
【００８４】
このようにすることにより、第３の実施の形態と同様に管腔部分を観察するのに適した効果を有すると共に、第１或いは第２の実施の形態のように前カバー１６におけるそのドーム形状部分の中心付近での突出量を抑制してカプセル全長を短いサイズにでき、良好な飲み込み性等を確保できる。
【００８５】
［付記］
４．請求項１において、前記対物光学系の被写界深度の近点位置を視野中心部分に対して、視野周辺部分を近くに設定した。
５．生体内を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された部位を撮像する撮像手段と、該撮像手段前方の対物光学系と、該対物光学系前方の透明カバーと、を密閉カプセルに内蔵したカプセル型内視鏡において、
前記対物光学系の被写界深度の近点位置を視野中心部分に対して、視野周辺部分を近くに設定したことを特徴とするカプセル型内視鏡。
【００８６】
６．付記５において、さらに前記撮像手段が撮像し、出力した画像信号を体外に送信する送信手段を有する。
７．付記５において、該対物光学系は凸レンズ又は凸平レンズの組み合わせにより構成した。
８．付記５において、該対物光学系は凸パワーを持ったメニスカスレンズと凸平レンズの組み合わせにより構成した。
９．付記７、８において、レンズは光学プラスチックを射出成型した。
【００８７】
（付記５〜８の背景）
従来例として、特開２００１−９１８６０とＰＣＴＷＯ  ０１／６５９９５  Ａ２とがある。
（従来技術の概要と不具合）
前者は、略半球状の透明カバー内に対物レンズと照明体を固定したものであり、対物レンズは凹レンズと凸レンズを組み合わせた構成であり、対物光学系の被写界深度に関しては何ら開示されていない。また、略半球状の透明カバーの視野中心部分と視野周辺部分の曲率半径が同じものであった。このため、管腔臓器の粘膜が透明カバーの中心部分まで密着しやすいという不具合があり、また、略半球状の中心から周辺まで同じ曲率の透明カバーの場合は、透明カバーに繋がるカプセル外径によって曲率半径が決まるので外径が太い時には全長が長くなるという不具合もあった。
【００８８】
また後者は撮像手段としてＣＭＯＳを使ったもので、対物レンズは凸凸レンズ１個で構成されているものであり、前者と同じく対物光学系の被写界深度に関しては何ら開示されていない。前者と同じ不具合があった。
（付記５〜８の目的）
簡単な構成で、カプセルの全長を長くすることなく、視野中心から周辺まで良好な画像を得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。  また、透明カバーの視野周辺部分は、視野中心部分に対して、体腔内で管腔臓器の粘膜が密着しやすいので、近点寄りに設定でき、これに対して、視野中心部分は視野周辺部分に比べて管腔臓器の奥まで見えるように周辺よりは遠点寄りに設定できるものを提供することを目的とする。そのため、付記５〜８の構成にした。
【００８９】
以上説明したように本発明によれば、中心部分での突出量を抑制できて全長を短くして飲み込み性を向上でき、また中央部分を体腔内粘膜に接触しにくくして視野を確保できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を備えたカプセル型内視鏡装置等の構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態のカプセル型内視鏡の内部構成を示す断面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態のカプセル型内視鏡の内部構成を示す断面図。
【図４】本発明の第３の実施の形態のカプセル型内視鏡を示す断面図。
【図５】対物光学系の構成例を示す図。
【図６】図５の場合における収差図。
【図７】本発明の第４の実施の形態のカプセル型内視鏡の内部構成を示す断面図。
【符号の説明】
１…カプセル型内視鏡装置
２…患者
３…カプセル型内視鏡
４…アンテナユニット
５…体外ユニット
６…表示システム
７…パソコン
８…ＵＳＢケーブル
１１…シールドシャツ
１２…アンテナ
１３…液晶モニタ
１６…前カバー
１７…後カバー
１８…対物光学系
２０、２１…レンズ枠
２３…ＣＭＯＳイメージャ
２５…白色ＬＥＤ
２７…駆動処理回路
２８…記憶回路
３０…無線通信回路
３２…電池
３３…アンテナ
４０…入射瞳
４１…粗面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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