カプセル内視鏡

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【発明の名称】	カプセル内視鏡
【発明者】	【氏名】二ノ宮一郎【氏名】中島雅章【氏名】中村哲也【氏名】伏見正寛【氏名】中西太一【氏名】江口勝【氏名】大原健一
【要約】	【課題】【解決手段】

【特許請求の範囲】
【請求項１】照明体で照明し対物レンズで形成した物体像をイメージセンサに結像させ、該イメージセンサによる画像信号を無線で発信するカプセル内視鏡であって、上記対物レンズと照明体を支持する主ブロックに一体に設けた電気要素保持筒；上記イメージセンサを保持するイメージセンサ用基板とその他１以上の回路基板を順次接続ストリップ基板で接続した形状をなす回路基板；を有し、このイメージセンサ用基板とその他１以上の回路基板とは、電気要素保持筒内に、イメージセンサ用基板を最も対物レンズ側として間隔をおいて位置するように配置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、上記その他１以上の回路基板は、上記イメージセンサを制御するイメージセンサ制御部品を保持したイメージセンサ制御部品用基板と、上記イメージセンサから出力される電気信号を送信する送信電気部品を保持する送信電気部品用基板であるカプセル内視鏡。
【請求項３】請求項２記載のカプセル内視鏡において、上記各回路基板は、上記対物レンズ側からイメージセンサ用基板、イメージセンサ制御部品用基板、送信電気部品用基板の順に、上記対物レンズの光軸の延長線に略直交する状態で配置され、上記イメージセンサ用基板とイメージセンサ制御部品用基板との間には、両基板の間隔を保持するスペーサが挿入されているカプセル内視鏡。
【請求項４】請求項１から３いずれか１項記載のカプセル内視鏡において、上記イメージセンサ用基板とイメージセンサ制御部品用基板および送信電気部品用基板は、略円形または略多角形状に形成されているカプセル内視鏡。
【請求項５】請求項１から４いずれか１項記載のカプセル内視鏡において、複数の基板が上記電気要素保持筒内に、電気要素保持筒の軸に直交させて互いに平行に配置され、かつ隣り合う基板を接続する接続ストリップ基板が、電気要素保持筒の軸線と平行に該軸線に関し交互に反対側に位置するように配置さ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、カプセル内視鏡に関し、特にその機構構造に関する。
【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ヘッド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計られても、「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像ヘッド部と離隔された画像モニタ部を有する電子内視鏡装置が提案されてはいるが、従来の提案内容は単なるアイデアに過ぎず、実際に製造、使用する段階には至っていない。
【０００３】
【発明の目的】本発明は、上記の問題点を鑑み、組み立て作業性がよく、小型化された、実際的なカプセル内視鏡を得ることを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】本発明は、照明体で照明し対物レンズで形成した物体像をイメージセンサに結像させ、該イメージセンサによる画像信号を無線で発信するカプセル内視鏡であって、上記対物レンズと照明体を支持する主ブロックに一体に設けた電気要素保持筒；上記イメージセンサを保持するイメージセンサ用基板とその他１以上の回路基板を順次接続ストリップ基板で接続した形状をなす回路基板；を有し、このイメージセンサ用基板とその他１以上の回路基板とは、電気要素保持筒内に、イメージセンサ用基板を最も対物レンズ側として間隔をおいて位置するように配置されていることを特徴としている。
【０００５】このカプセル内視鏡において、上記その他１以上の回路基板は、上記イメージセンサを制御するイメージセンサ制御部品を保持したイメージセンサ制御部品用基板と、上記イメージセンサから出力される電気信号を送信する送信電気部品を保持する送信電気部品用基板であると、回路を構成しやすく好ましい。
【０００６】さらに上記各回路基板は、上記対物レンズ側からイメージセンサ用基板、イメージセンサ制御部品用基板、送信電気部品用基板の順に、上記対物レンズの光軸の延長線に略直交する状態で配置され、上記イメージセンサ用基板とイメージセンサ制御部品用基板との間には、両基板の間隔を保持するスペーサが挿入されていると、カプセル内の配置が安定する。
【０００７】また、上記イメージセンサ用基板とイメージセンサ制御部品用基板および送信電気部品用基板は、略円形または略多角形状に形成されていると、カプセル内に効率良く収納でき好ましい。
【０００８】このカプセル内視鏡において、複数の基板が上記電気要素保持筒内に、電気要素保持筒の軸に直交させて互いに平行に配置され、かつ隣り合う基板を接続する接続ストリップ基板が、電気要素保持筒の軸線と平行に該軸線に関し交互に反対側に位置するように配置されている構造とするとよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】本カプセル内視鏡は、それぞれサブアッセンブリされる主ブロック１０と回路基板１００、および外装ケース５０を有する。以下にこれらのサブアッセンブリについて各々説明する。
【００１０】図２に主ブロック１０を示す。主ブロック１０は、全体として筒状をなし、その前方（図２の左方）から順に、照明体支持板部１１、小径の対物レンズ保持筒１２、大径の電気要素保持筒１３を有する。照明体支持板部１１には、対物レンズ保持筒１２の径方向の両側に位置させて、照明手段（発光ダイオード）３０が保持される。発光ダイオード３０のリード３１は、電気要素保持筒１３の前方の壁面を貫通していて、電気要素保持筒１３内に収納される回路基板１００に接続する。対物レンズ保持筒１２には、対物レンズ鏡筒２０が保持される。対物レンズ鏡筒２０は、光軸方向に位置調節可能で、調整後、固定ネジ１６で固定される。照明体支持板部１１の前方には、半球状の透明カバー１７が固定される。この透明カバー１７は、対物レンズ２２から被写体までの距離を確保する役目も有している。
【００１１】図４に回路基板１００の展開図を示す。この回路基板１００は、３枚の円形回路基板１１０、１２０、１３０と１枚の長方形のアンテナ基板１４０を連結した形状になっている。円形回路基板（１）１１０にはイメージセンサ窓１１２が形成され、表面にイメージセンサ１１１が固定されている。円形回路基板（２）１２０の表面にはイメージセンサ制御電気部品１２１が固定されている。円形回路基板（３）１３０の表面には送信アンプ等の送信電気部品１３１および電源スイッチ１３２が固定され、裏面にはバッテリー１０１を押さえ込むためのバッテリー用圧縮バネ１３３が固定されている。これらの円形回路基板１１０、１２０、１３０は帯状の接続ストリップ基板１５０で接続され、この裏面に有する導電部材で結線されている。円形回路基板（３）１３０にはさらに表面に送信アンテナ１４１を配置したアンテナ基板１４０が接続している。アンテナ基板１４０の長さＬは主ブロック１０の電気要素保持筒１３の円周長とほぼ等しく、裏面には送信によるノイズを防止するためにシールドが施されている。これら複数部分を連結した形状の回路基板１００を、円形回路基板（１）１１０、円形回路基板（２）１２０、円形回路基板（３）１３０が平行になるように折り曲げると略円柱状となり、主ブロック１０の電気要素保持筒１３内に各電気系部品を効率良く収納することができる。図３は、スペーサ１０２とバッテリー１０１を組み込んだ、主ブロック１０に収納状態の回路基板１００である。このような形状とした回路基板１００は電気要素保持筒１３に内蔵され、図５に示すようにかしめ突起１４で固定される。
【００１２】図６に外装ケース５０を示す。外装ケース５０は前方を覆う透明カバー１７と後方を覆う後端部が半球状をなす筒状カバー５５とからなる。筒状カバー５５の半球状部５１には水密保持可能なＯリング５３を有する貫通孔５２が設けてあり、この貫通孔５２から外部に電源スイッチ１３２が突出する（図７）。貫通孔５２から突出した電源スイッチ１３２を押しこむと、カプセル内視鏡の電源が入る構造になっている。
【００１３】カプセル内視鏡は体腔内に嚥下されるものであるので、この半球状部５１のような丸みが不可欠であるが、従来このような丸みのある部分には部品を収納しにくく、スペースが無駄になることが多かった。本実施形態では、筒状カバー５５に回路基板１００を保持した主ブロック１０を収納すると、半球状部５１の内部に円形回路基板（３）１３０上に設けた送信電気部品１３１、電源スイッチ１３２がスペースの無駄なく配置することができる。
【００１４】以上に述べた主ブロック１０と回路基板１００、および外装ケース５０は、主ブロック１０に回路基板１００を固定し、これを外装ケース５０に収納し透明カバー１７と筒状カバー５５を水密に接着するとカプセル内視鏡とすることができる。以下にその組み立てについて説明する。
【００１５】各電気系部品を実装した回路基板１００は、サブアッセンブリされた主ブロック１０（電気要素保持筒１３）に対して次のように結合される。回路基板１００は単に折り曲げただけでは戻ってしまい形状が安定しないので、円形回路基板（１）１１０と円形回路基板（２）１２０の間に円筒状のスペーサ１０２を挟みこんで接着する。スペーサ１０２の外径は電気要素保持筒１３の内径に対応している。この円形回路基板（１）１１０と円形回路基板（２）１２０およびスペーサ１０２を電気要素保持筒１３に収納し、さらにバッテリー１０１を円形回路基板（２）１２０と円形回路基板（３）１３０の間に挟むように収納する。バッテリー１０１の外径は電気要素保持筒１３の内径に対応し、円形回路基板（２）１２０と円形回路基板（３）１３０との間のスペーサの役割も果たしている。バッテリー用圧縮バネ１３３を押さえ込みながらかしめ突起１４を倒して固定すると、このバッテリー用圧縮バネ１３３によって円筒状になった回路基板１００と電気要素保持筒１３が押しつけられ、各電気接点部分が安定して接続する。すなわち、発光ダイオード３０と円形回路基板（１）１１０が接して発光ダイオード３０に電力供給が可能になる。またイメージセンサ１１１は、圧縮バネ１３３で電気要素保持筒１３の壁面に押しつけられて光軸に対し垂直に固定される。図５に、回路基板１００を保持した主ブロック１０を示す。さらに、電気要素保持筒１３の外周にアンテナ基板１４０を巻きつけて、この主ブロック１０および回路基板１００を外装ケース５０（筒状カバー５５）に挿入すると、アンテナ基板１４０は、電気要素保持筒１３と筒状カバー５５とのわずかなスペースを効率良く利用して収納される。
【００１６】対物レンズ鏡筒２０のピント調整作業は、外装ケース５０に主ブロック１０全体を収納し固定する前に行う。図６に示すように、主ブロック１０の前方に透明カバー１７を固定し、主ブロック１０（レンズ保持筒１２）の調節穴（治具挿入穴）１５から調整用治具を挿入し、対物レンズ鏡筒２０の溝２１を利用して対物レンズ鏡筒２０を光軸方向に進退移動させ、ピント調整終了後に固定ネジ１６を本締めして対物レンズ鏡筒２０を固定する。
【００１７】回路基板１００を保持して外周にアンテナ基板１４０を巻きつけ、透明カバー１７を固定した主ブロック１０を筒状カバー５５に収納し、筒状カバー５５と透明カバー１７を水密に接着すると、半球状部５１には、送信電気部品１３１と電源スイッチ１３２がスペース効率良く内蔵される（図７）。上述のようにこのカプセル内視鏡は、回路基板１００、主ブロック１０、外装ケース５０の３ブロックからなる構成となっているため組み立て作業が容易であり、筒状カバー５５と透明カバー１７の接合を水密にするだけで、カプセル全体の水密性を保つことができる。
【００１８】本カプセル内視鏡の使用について図１を参照に説明する。まず電源スイッチ１３２を押しこんでカプセル内視鏡の電源をオンにしたのち、被験者にこのカプセル内視鏡を嚥下させる。体腔内では押しのけられた管腔が透明カバー１７に密着し、この透明カバー１７の表面に密着した部位が観察範囲となる。観察範囲は図１に示すように、対物レンズ２２を挟んで対称に設けられた発光ダイオード３０によって照明されている。照明された被写体の像は対物レンズ２２によってイメージセンサ１１１上に結像し、イメージセンサ制御電気部品１２１から画像信号として出力される。この画像信号は送信電気部品１３１で加工され、送信アンテナ１４１から送信されて体外の受信手段により受信されて観察できる。
【００１９】本実施形態では回路基板１００は１枚の基板であるが、回路基板１００を図１１のように複数枚に分割し、アンテナ基板１４０以外を主ブロック１０に収納した後に送信アンテナ１４１を接続すれば、回路基板１００の組み立て作業が行いやすくなる。また、電源スイッチ１３２は一度オンにしたら戻らない（オフにできない）構造であり、外装ケース５０の各部品を接着してある、バッテリー交換が不可能な使い捨てタイプであるが、もちろん、再利用可能な構造とすることも可能である。本実施形態のように透明カバー１７を主ブロック１０側の部材として、まずこれら透明カバー１７と主ブロック１０を接着してもよいが、透明カバー１７を外装ケース５０側の部材と考え、組み立ての最終段階で筒状カバー５５と透明カバー１７を接着すれば、接着作業は一度ですむという利点がある。
【００２０】
【発明の効果】本発明のカプセル内視鏡は、イメージセンサと対物レンズ鏡筒を保持する枠が一体であるので、対物レンズ鏡筒の光軸に対してイメージセンサの結像面を垂直に保持しやすく、対物レンズとイメージセンサとの距離も安定する。また、イメージセンサとイメージセンサ制御電気部品との間隔を、スペーサにより確実に保ち、電子部品等の相互干渉を防止することができる。カプセル内のスペースを有効に使い、小型で組み立て作業性のよいカプセル内視鏡が実現可能となった。

【出願人】	【識別番号】００００００５２７【氏名又は名称】旭光学工業株式会社
【出願日】	平成１１年１０月４日（１９９９．１０．４）
【代理人】	【識別番号】１０００８３２８６【弁理士】【氏名又は名称】三浦邦夫
【公開番号】	特開２００１－１０４２４２（Ｐ２００１－１０４２４２Ａ）
【公開日】	平成１３年４月１７日（２００１．４．１７）
【出願番号】	特願平１１－２８２６５４