(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分を撮像する撮像手段と、
該撮像手段の出力を送信信号に変調して送信する変調送信手段と、
該変調送信手段から出力される送信信号を送出する送信アンテナと、
を密閉カプセル内に備えたカプセル内視鏡において、
前記照明手段と前記撮像手段を保持した円形基板と、前記撮像手段を制御する撮像制御手段を保持した円形基板と、前記変調送信手段を保持した円形基板と、前記送信アンテナを形成した長方形状のフレキシブル基板とを接続ストリップ基板で接続した形状をなす回路基板を備え、
前記フレキシブル基板の送信アンテナが形成された面とは反対側の面に、該送信アンテナによる送信時に発生するノイズを遮断するシールド部材を形成し、
前記回路基板は、前記各円形基板の夫々が平行になるように前記接続ストリップ基板との接続部で折り曲げられて円柱状に組み立てられ、この円柱状に組み立てた円形回路基板の外周に、前記シールド部材が前記撮像手段及び前記変調手段を囲む円筒状をなすようにして前記フレキシブル基板を巻きつけた状態で、前記密閉カプセル内に収納されていることを特徴とするカプセル内視鏡。
【請求項２】
請求項１記載のカプセル内視鏡において、前記撮像手段は、前記照明手段によって照明された被検部の像を形成する対物光学系と、該対物光学系によって形成された像を撮像するイメージセンサとを有しているカプセル内視鏡。
【請求項３】
請求項２記載のカプセル内視鏡において、前記送信アンテナのアンテナ配線は、前記フレキシブル基板上に、前記密閉カプセル内に収納状態とされたときに前記密閉カプセルの周回方向または前記対物光学系の光軸に沿った方向に往復を繰り返す形状で設けられているカプセル内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、体腔内を撮像し、その画像情報を体外に無線送信するカプセル内視鏡に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
従来のファイバースコープや電子内視鏡装置は、人体外に配置した操作部や画像モニタ装置と、人体内に導入される撮像部とが可撓性管でつながれている構成となっている。被験者の苦痛を軽減するために撮像ヘッド部の小型化や細径化が図られても、「管」が被験者の喉を通る苦痛を根本的になくすことができない。そこで近年、管のないカプセル状の撮影部と、撮影部とは離隔された画像モニタ部を有するカプセル内視鏡装置が提案されている。
【０００３】
提案されているカプセル内視鏡装置は、体腔内を撮像するイメージセンサと、このイメージセンサが撮像した画像情報を送信信号に変調して送信する送信器と、送信アンテナとを備えたカプセル内視鏡を体内に導入し、体内のカプセル内視鏡が撮像した画像情報を無線によって体外の画像モニタ部へ送信するものである。ただし、送信信号を送信する送信アンテナは、送信時にノイズを発生させやすく、イメージセンサ等の電気部品から可及的に隔離するのが好ましいため、カプセル内部に設けられた前述の電気部品に対してカプセル外部に設けることが想定されているが、送信アンテナをカプセル外部に取りつけるには、送信アンテナが体内で脱落したり管腔を傷つけたりしないようにする加工が必要であり、この加工が容易ではなかった。また、送信アンテナとして送信アンテナ線を使用した場合、送信アンテナ線の指向性により、カプセル内視鏡の向きによっては良好な情報送信状態を得られないことあった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、人体への安全性を確保でき、良好な送信状態を保持可能なカプセル内視鏡を提供することを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、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分を撮像する撮像手段と、該撮像手段の出力を送信信号に変調して送信する変調送信手段と、該変調送信手段から出力される送信信号を送出する送信アンテナとを密閉カプセル内に備えたカプセル内視鏡において、前記照明手段と前記撮像手段を保持した円形基板と、前記撮像手段を制御する撮像制御手段を保持した円形基板と、前記変調送信手段を保持した円形基板と、前記送信アンテナを形成した長方形状のフレキシブル基板とを接続ストリップ基板で接続した形状をなす回路基板を備え、前記フレキシブル基板の送信アンテナが形成された面とは反対側の面に、該送信アンテナによる送信時に発生するノイズを遮断するシールド部材を形成し、前記回路基板は、前記各円形基板の夫々が平行になるように前記接続ストリップ基板との接続部で折り曲げられて円柱状に組み立てられ、この円柱状に組み立てた円形回路基板の外周に、前記シールド部材が前記撮像手段及び前記変調手段を囲む円筒状をなすようにして前記フレキシブル基板を巻きつけた状態で、前記密閉カプセル内に収納されていることに特徴を有する。この構成によれば、人体への安全性を確保できるカプセル内視鏡を提供することができる。
【０００６】
このカプセル内視鏡において、前記撮像手段は前記照明手段によって照明された被検部の像を形成する対物光学系と、該対物光学系によって形成された像を撮像するイメージセンサと、を有していることが好ましい。前記送信アンテナのアンテナ配線は、前記フレキシブル基板上に、前記密閉カプセル内に収納状態とされたときに前記密閉カプセルの周回方向または前記対物光学系の光軸に沿った方向に往復を繰り返す形状で設けると、カプセル内視鏡の向きによらず良好な送信状態を保持できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施形態に基づいて、本発明を説明する。本発明を適用したカプセル内視鏡１０は、測定観察時に被験者の体内に導入されて体腔内の様子を撮像し、その画像情報を体外の受信装置に無線送信するものである。カプセル内視鏡１０は、図１に示すように、その前方（図１の左方）から順に、対物光学系２０、イメージセンサ１１１等を設けたイメージセンサ部１１０、信号処理部１２０、電池１０１、変調・送信アンプ部１３０を有し、周面には、送信アンテナ部１４０が設けられ、これら全体が水密性の密閉カプセル５０内に収納されている。このため、送信アンテナ部１４０が体内で脱落したり、管腔を傷つけたりするおそれがなく、人体への安全性を確保することができる。なお、密閉カプセル５０は、前端部および後端部が丸みを帯びた（球面形状の）全体として滑らかな外観の円筒形に形成され、前部に半球状の透明カバー５０ａが透明材料で形成されている。
【０００８】
カプセル内視鏡１０は透明カバー５０ａを通して観察される被検部を対物光学系２０、イメージセンサ１１１を介して撮像する。イメージセンサ１１１で光電変換され蓄積された電荷（蓄積信号）は、信号処理部１２０で画像信号に変換され、変調・送信アンプ部１３０で変調・増幅されて送信信号となり、送信アンテナ部１４０から体外に向けて電波として放射される。送信アンテナ部１４０には、信号処理部１２０等の各電気系部品に信号送信時のノイズの影響を与えないよう、シールド部材１４３が設けられている（図４参照）。
【０００９】
上述のイメージセンサ部１１０、信号処理部１２０、変調・送信アンプ部１３０、送信アンテナ部１４０は、図２から図４の展開図に示すように、回路基板１００上に一体に形成されている。回路基板１００は、３枚の円形回路基板（イメージセンサ部１１０、信号処理部１２０、変調・送信アンプ部１３０）と一枚の長方形状をしたフレキシブル基板（送信アンテナ部１４０）を連結した形状となっている。イメージセンサ部１１０、信号処理部１２０、変調・送信アンプ部１３０の夫々は、帯状の接続ストリップ基板１５０で接続され、この裏面に配線された導電部材で結線されている。なお、本実施形態の回路基板１００は一枚の回路基板から形成してあるが、各回路基板を連結して形成することもできる。
【００１０】
イメージセンサ部１１０の円形回路基板には、イメージセンサ窓１１２が形成され、基板を挟んで表面にイメージセンサ１１１が固定され（図３）、裏面に赤外カットフィルター１１３が固定されている（図４）。またイメージセンサ部１１０には、詳細には図示していないが、生体内を照明する照明手段として発光ダイオード、発光ダイオードの発光制御,イメージセンサ１１１の走査制御等を行なうイメージセンサ制御用電気部品も設けられている。発光ダイオードによって照明された被検部の像が対物光学系２０により赤外カットフィルター１１３を透過してイメージセンサ１１１上に形成される。
信号処理部１２０の円形回路基板には、基板を挟んで表面にイメージセンサ１１１の出力信号を処理する信号処理電気部品１２１が固定され（図３）、裏面に電池１０１用の電気接点１２３が設けられている（図４）。この信号処理部１２０では、イメージセンサ部１１０から出力された蓄積信号をＡ／Ｄ変換処理・ビデオ処理等して画像信号とし、変調・送信アンプ部１３０に出力する。
変調・送信アンプ部１３０の円形回路基板には、基板を挟んで表面に信号処理部１２０の出力を変調して送信するための変調・送信電気部品１３１が固定され（図３）、裏面に電池１０１用の電気接点１３３が設けられている（図４）。信号処理部１２０から出力された画像信号は、変調・送信アンプ部１３０で変調・増幅されて送信信号となり送信アンテナ部１４０に出力され、送信アンテナ部１４０から電波として放射される。
【００１１】
送信アンテナ部１４０のフレキシブル基板には、その基板表面に送信アンテナ配線１４１を設けた送信アンテナ面１４２が形成され（図３）、裏面にはノイズを防止するシールド部材１４３を一様に施したシールド面１４４が形成されている（図４）。なお、送信アンテナ配線１４１は、１本のアンテナ線が図３において左右方向に往復する形状で設けられている。
【００１２】
回路基板１００は、図５に示すように、回路基板１００のイメージセンサ部１１０、信号処理部１２０、変調・送信アンプ部１３０の夫々が平行になるようにストリップ基板１５０との接続部で折り曲げ、電気接点１２３、１３３に接するように電池１０１を組み込む。そして、図１に示すように、この略円柱状の外周にシールド面１４４を内側にして送信アンテナ部１４０を巻きつけて密閉カプセル５０内に収納するので、シールド部材１４３によって信号送信時のノイズから信号処理部１２０等の各電気系部品を守り、良好な画像信号を生成することができる。この収納状態では、送信アンテナ配線１４１はカプセル内視鏡１０の全周面から送信信号を放射するので、体腔内におけるカプセル内視鏡１０の向きによらず、良好な送信状態を保つことができる。
【００１３】
図８にはカプセル内視鏡１０に設けたリードスイッチ１０２の概要を示してある。このリードスイッチ１０２は磁気の有無に応じてオン・オフするスイッチである。本実施形態では、カプセル内視鏡１０の周囲に磁気がないとき、リードスイッチ１０２がオンして電池１０１からカプセル内視鏡１０へ電力供給する構成となっている。なお、不使用時には、カプセル内視鏡１０は永久磁石を内蔵した磁気シールド容器内に保管される。
【００１４】
以上の構成に基づいてカプセル内視鏡１０の使用の概略について図１を参照して説明する。先ず、被験者の体から磁気を帯びたものをすべて取り除き、被験者にカプセル内視鏡１０を嚥下させる。被験者の体腔内では、リードスイッチ１０２がオンして電池１０１からカプセル内視鏡１０へ電力が供給され、測定観察が開始される。
体腔内ではカプセル内視鏡１０に押しのけられた管腔の一部が密閉カプセル５０の透明カバー５０ａに密着する。この密着した部分および透明カバー５０ａの前方に位置する部分は、イメージセンサ部１１０に設けられた不図示の発光ダイオードによって照明される。この照明された部分（被検部）の像は、対物光学系２０によってイメージセンサ１１１上に形成され、イメージセンサ１１１で光電変換されて蓄積される。イメージセンサ１１１から出力された蓄積信号は信号処理部１２０で画像信号に変換され、この画像信号が変調・送信アンプ部１３０で変調・増幅されて送信信号となり、送信アンテナ１３２から体外に送信される。そして、この送信信号が体外の受信装置により受信され、モニタ装置に映し出されて観察される。
【００１５】
以上のように、本実施形態では、送信アンテナ部１４０を密閉カプセル５０内部に収納したので、送信アンテナ部１４０が体内で脱落したり、管腔を傷つけたりするおそれがなく、人体への安全性を確保することができる。
また、本実施形態では、送信アンテナ部１４０をフレキシブル基板上に設け、その基板表面に送信アンテナ配線１４１を設けた送信アンテナ面１４２を、その基板裏面にはノイズを防止するシールド部材１４３が一様に施されたシールド面１４４を形成し、そして送信アンテナ部１４０を、シールド面１４４を内面とする円筒状として、略円柱状に組み立てたイメージセンサ部１１０，信号処理部１２０，変調・送信部１３０の外周に巻きつけて密閉カプセル５０内に収納するので、シールド部材１４３によって信号送信時のノイズから各電気系部品を守り、良好な画像信号を生成することができるほか、スペース効率良く密閉カプセル５０内に収納できるという利点がある。
さらに、本実施形態では、送信アンテナ部１４０を密閉カプセル５０内に収納状態としたとき、送信アンテナ配線１４１はカプセル内視鏡１０の全周面（側面）から送信信号を放射するので、体腔内におけるカプセル内視鏡１０の向きによらず、良好な送信状態を保つことができる。
【００１６】
なお、本実施形態では、送信アンテナ配線１４１とシールド部材１４３をフレキシブル基板の表面と裏面に形成したが、これに限定されず、種々の変形が可能である。例えば、図６及び図７に示すように、長方形状のフレキシブル基板に送信アンテナ配線１４１を設けず、シールド部材１４３を一面または両面に施す一方、変調・送信アンプ部１３０の変調・送信電気部品１３１が固定された面に送信アンテナ線１４５を設けて、密閉カプセル５０の後方から体外に向けて信号送信する構成とすることも可能である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、カプセル内に送信アンテナを収納したので、体内でカプセル内視鏡から送信アンテナが脱落する、突出した送信アンテナが管腔を傷つけるなどのおそれがなく、安全性の高いカプセル内視鏡を提供できる。しかも、シールド部材で撮像手段及び変調送信手段を囲ったため、ノイズの影響を受けず良好な画像信号を生成できる。さらに、送信アンテナをフレキシブル基板上にアンテナ配線したアンテナ基板とし、このアンテナ基板のアンテナ配線された面の裏面にシールド部材を一様に施したシールド面を設ければ、カプセルを大きくすることなく送信アンテナを内蔵でき、またカプセル内視鏡の向きによらず常に良好な送信状態を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用したカプセル内視鏡の一実施形態を示す図であり、（A）はカプセル内視鏡の側断面図を、（B）はＩ−Ｉ面での断面図を示している。
【図２】  同カプセル内視鏡が備えた回路基板の展開図である。
【図３】  図２におけるII矢視図である。
【図４】  図２におけるIII矢視図である。
【図５】  各略円形回路基板を組み立てた回路基板の側断面図である。
【図６】  本発明を適用したカプセル内視鏡の別実施形態の一例を示す図である。
【図７】  図６に示す別実施形態において各略円形回路基板を組み立てた回路基板の側断面図である。
【図８】  同カプセル内視鏡に設けたリードスイッチの概要を説明する図である。
【符号の説明】
１０    カプセル内視鏡
２０    対物光学系
５０    密閉カプセル
１００  回路基板
１０１  電池
１０２  リードスイッチ
１１０  イメージセンサ部
１１１  イメージセンサ
１１３  赤外カットフィルター
１２０  信号処理部
１２１  信号処理電気部品
１２３  １３３  電気接点
１３０  変調・送信アンプ部
１３１  変調・送信電気部品
１４０  送信アンテナ部
１４１  送信アンテナ配線
１４２  送信アンテナ面
１４３  シールド部材
１４４  シールド面
１５０  接続ストリップ基板
【図１】
0004360730.tif 000002
【図２】
0004360730.tif 000003
【図３】
0004360730.tif 000004
【図４】
0004360730.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004360730.tif 000007
【図７】
0004360730.tif 000008
【図８】
0004360730.tif 000009