JP5123741B2 - カプセル型医療装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体内に導入され、この被検体の臓器内部の画像を撮像するカプセル型医療装置に関するものである。

近年、内視鏡の分野においては、カプセル型筐体の内部に撮像機能および無線通信機能を備えたカプセル型医療装置が登場している。カプセル型医療装置は、被検体の臓器内部の観察（検査）のために被検体の口から飲み込まれ、その後、この被検体から排出されるまでの期間、蠕動運動等によって胃、小腸などの臓器の内部（消化管の内部）を移動しつつ、この被検体の臓器内部の画像（以下、体内画像という場合がある）を順次撮像する。かかる被検体内部のカプセル型医療装置は、無線通信によって被検体外部の受信装置に体内画像を順次送信する。

被検体外部の受信装置は、かかる被検体内のカプセル型医療装置から体内画像を順次受信し、受信した体内画像群を記録媒体内に蓄積する。かかる受信装置の記録媒体は、所定の画像表示装置に挿着される。この画像表示装置は、かかる記録媒体内に蓄積された被検体の体内画像群を取り込む。医師または看護師等は、この画像表示装置に被検体の体内画像群を表示させ、かかる体内画像群を観察することによって、この被検体を診断することができる。

このようなカプセル型医療装置として、例えば、カプセル型筐体のドーム形状をなす端部の透明カバー越しに被検体の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡がある（特許文献１参照）。この特許文献１に記載されたカプセル型内視鏡は、カプセル型筐体の内部に、照明基板上に実装された態様の白色ＬＥＤと、被検体の体内画像を撮像する固体撮像素子と、この照明基板に挿通固定した態様の対物光学系と、この対物光学系のレンズ後方位置に固定配置された態様の固体撮像素子とを備える。かかるカプセル型内視鏡において、白色ＬＥＤは、カプセル型筐体の透明カバーを介して被写体に照明光を照射し、固体撮像素子は、この照明光によって照明された被写体からの反射光を対物光学系等を介して受光し、光電変換処理を行って被検体の体内画像を撮像する。

特開２００３−３２５４４１号公報

しかしながら、上述した従来のカプセル型医療装置は、かかる固体撮像素子の被写体である被検体の臓器内部を照明する際、白色ＬＥＤ等の照明手段の照明基板に照射された光、具体的には、照明手段から照明基板の実装面に直接照射された光（直接光）、照明手段から透明カバーのドーム内面または臓器内壁面を反射して照明基板の実装面に到達した光（間接光）を被写体の照明に有効活用していなかった。

なお、内視鏡分野においては、かかる照明基板の実装面に照射された光を被写体の照明に有効活用することが可能なカプセル型医療装置が要望されている。かかる照明基板の実装面に照射された光を被写体の照明に有効活用することができれば、照明手段の発光量を増加せずに被写体を一層明るく照明できるため、被検体の体内画像を鮮明に撮像する上で有効である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、照明基板に照射された光を被写体の照明に有効活用して被写体の照明光量を増加することができるカプセル型医療装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるカプセル型医療装置は、被検体の内部に導入され、撮像部によって前記被検体の体内画像を撮像するカプセル型医療装置において、前記撮像部の被写体を照明する照明光を発光する１以上の発光部と、前記被写体からの反射光を前記撮像部の受光面に集光する対物光学系と、前記対物光学系を挿通する開口部が該開口部の中心と前記対物光学系の光軸とを一致させて前記対物光学系を配置できるように形成され、前記対物光学系の光軸を中心とする円周に沿って実装面に前記１以上の発光部を実装する照明基板と、前記照明基板の実装面内であって前記開口部に挿通した前記対物光学系と前記１以上の発光部との離間距離以上に前記対物光学系から離間する位置に設けられ、前記照明基板に照射される光を前記被写体に反射する反射部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記照明基板の実装面内であって前記開口部に挿通した前記対物光学系から前記離間距離未満の位置に設けられ、前記照明基板に照射される光を吸収する光吸収部を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記反射部は、シート状の金属部材であることを特徴とする。

また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記反射部は、蒸着処理によって形成される光反射性の金属膜であることを特徴とする。

また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記反射部は、印刷処理によって形成される光反射性の樹脂膜であることを特徴とする。

また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記反射部は、前記照明基板の実装面に形成された回路配線の一部であることを特徴とする。

また、本発明にかかるカプセル型医療装置は、上記の発明において、前記照明光に対して透明であってドーム形状をなす光学ドームを含むカプセル型筐体を備え、前記対物光学系は、前記光学ドームの曲率中心位置と前記対物光学系の入射瞳位置とを一致させる態様で前記カプセル型筐体の内部に配置されることを特徴とする。

本発明にかかるカプセル型医療装置は、照明基板の開口部に挿通された対物光学系と、この対物光学系の光軸を中心とする円周に沿って前記照明基板の実装面に実装した１以上の発光部と、前記照明基板の実装面内であって前記開口部に挿通した前記対物光学系と前記１以上の発光部との離間距離以上に前記対物光学系から離間する位置に設けられた反射部と、撮像部とを内蔵し、前記１以上の発光部が発光した照明光を前記撮像部の被写体に照射するとともに、前記照明基板に照射される光を前記反射部によって前記撮像部の被写体に反射し、前記１以上の発光部の照明光および前記反射部の反射光によって照明された前記被写体の画像を前記撮像部によって撮像する。このため、本発明にかかるカプセル型医療装置は、照明基板に照射された光を被写体の照明に有効活用して、発光部の発光量を増加させずに被写体の照明光量を増加することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して、本発明にかかるカプセル型医療装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下では、本発明にかかるカプセル型医療装置の一例として、経口摂取等によって被検体である人間の臓器内部に導入され、この被検体の体内画像を順次撮像するカプセル型医療装置（カプセル型内視鏡）を例示するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。図２は、図１に示す方向Ｄ１から見たカプセル型医療装置を例示する模式図である。図１，２に示すように、この実施の形態にかかるカプセル型医療装置１は、筒状筐体２ａとドーム形状筐体２ｂとによって実現されるカプセル型筐体２と、照明基板３ｅの実装面に複数の発光部３ａ〜３ｄを実装して実現される照明部３と、照明基板３ｅに照射された光を被写体に反射する反射部４ａ〜４ｈと、この被写体から照明基板３ｅに反射する光を吸収する光吸収部５とを備える。また、カプセル型医療装置１は、照明部３および反射部４ａ〜４ｈによって照明された被写体からの反射光を集光する対物光学系６と、対物光学系６によって集光された被写体からの反射光を受光して被写体の画像（被検体の体内画像）を撮像する撮像部７と、撮像部７によって撮像された被検体の体内画像を外部に無線送信する無線通信部８とを備える。さらに、カプセル型医療装置１は、制御基板１０の実装面に実装された制御部９と、かかるカプセル型医療装置１の各構成部に電力を供給する電源部１１とを備える。

カプセル型筐体２は、患者等の被検体の内部に導入可能な大きさに形成されたカプセル型の筐体であり、一端がドーム形状をなす筒状筐体２ａの他端（開口端）をドーム形状筐体２ｂによって塞いで実現される。ドーム形状筐体２ｂは、内壁の曲率半径ｒのドーム形状を成し且つ発光部３ａ〜３ｄによる照明光（例えば白色光等の可視光）に対して透明な光学部材（すなわち光学ドーム）である。一方、筒状筐体２ａは、可視光に対して略不透明な筐体である。かかる筒状筐体２ａとドーム形状筐体２ｂとによって形成されるカプセル型筐体２は、カプセル型医療装置１の各構成部（照明部３、反射部４ａ〜４ｈ、光吸収部５、対物光学系６、撮像部７、無線通信部８、制御基板１０上の制御部９および電源部１１）を液密に内包する。

照明部３は、撮像部７の被写体である被検体の臓器内部を照明光によって照明する。具体的には、照明部３は、所定の照明光を発光する複数の発光部３ａ〜３ｄと、照明部３の機能を実現するための回路が形成された照明基板３ｅとを備える。

発光部３ａ〜３ｄは、例えばＬＥＤ等の発光素子であり、撮像部７の被写体を照明するための照明光（例えば白色光等の所定波長帯域の可視光）を発光する。かかる発光部３ａ〜３ｄは、ドーム形状筐体２ｂ越しに撮像部７の被写体に照明光を照射し、この照明光によって撮像部７の被写体である被検体の臓器内部を照明する。なお、かかる照明部３の発光部の配置数量は、１以上であればよく、特に４つに限定されない。

照明基板３ｅは、発光部３ａ〜３ｄの機能を実現するための回路が形成された円盤型のリジッド回路基板である。この照明基板３ｅの略中央部には、対物光学系６を挿通する開口部が、この開口部の中心と対物光学系６の光軸とを一致させて対物光学系６を配置できるように形成される。かかる照明基板３ｅの実装面には、図２に示すように、この開口部を中心とする円周に沿って複数の発光部３ａ〜３ｄが実装される。かかる照明基板３ｅの実装面上の発光部３ａ〜３ｄは、この開口部を中心とした４回回転対称の位置関係にあり、この開口部に挿通された状態の対物光学系６の光軸上の点（例えば対物光学系６の入射瞳６ｃ）から距離Ｌ１以上離間した状態である。図２においては、４つの発光部３ａ〜３ｄは、かかる照明基板３ｅの実装面内であって対物光学系６の入射瞳６ｃの位置を中心に距離Ｌ１を半径とする円周に沿って、この円周に外側から接する態様で配置されている。なお、かかる照明基板３ｅの実装面は、カプセル型筐体２の内部に照明基板３ｅを収容した際にドーム形状筐体２ｂに対向する基板面であり、このドーム形状筐体２ｂを介して撮像部７の被写体（すなわち被検体の臓器内部）に対向する。

反射部４ａ〜４ｈは、照明基板３ｅに照射された光を撮像部７の被写体に反射する。具体的には、反射部４ａ〜４ｈは、アルミ箔等の薄いシート状の金属部材を用いて実現され、撮像部７の被写体に向けて光を反射し得る程度の高反射率を有する。反射部４ａ〜４ｈは、図２に示すように、例えば矩形状に形成され、照明基板３ｅの実装面内であって照明基板３ｅの開口部に挿通した状態の対物光学系６と発光部３ａ〜３ｄとの離間距離Ｌ２以上に対物光学系６から離間する位置に、例えば接着剤等を用いた接着処理によって固定配置される。この場合、反射部４ａ〜４ｈの各々は、かかる対物光学系６の入射瞳６ｃの位置を中心に距離Ｌ１を半径とする円周と照明基板３ｅの外周（外縁）との間の領域に位置する。より具体的には、反射部４ａは、照明基板３ｅの外周と発光部３ａとの間に配置され、反射部４ｂは、照明基板３ｅの外周と発光部３ｂとの間に配置され、反射部４ｃは、照明基板３ｅの外周と発光部３ｃとの間に配置され、反射部４ｄは、照明基板３ｅの外周と発光部３ｄとの間に配置される。また、反射部４ｅは、発光部３ａと発光部３ｄとの間に配置され、反射部４ｆは、発光部３ａと発光部３ｂとの間に配置され、反射部４ｇは、発光部３ｂと発光部３ｃとの間に配置され、反射部４ｈは、発光部３ｃと発光部３ｄとの間に配置される。かかる照明基板３ｅ上の反射部４ａ〜４ｈは、照明基板３ｅに照射された光を撮像部７の被写体に向けて反射する。これによって、反射部４ａ〜４ｈは、上述した発光部３ａ〜３ｄによる撮像部７の被写体の照明を支援し、この被写体（具体的には被検体の臓器内部）の照明光量を増加させる。

なお、かかる反射部４ａ〜４ｈが撮像部７の被写体に反射する光、すなわち、照明基板３ｅに照射された光として、例えば、発光部３ａ〜３ｄから照明基板３ｅに直接照射された光（直接光）、発光部３ａ〜３ｄからドーム形状筐体２ｂの内壁面を反射して照明基板３ｅに到達した光（間接光）、発光部３ａ〜３ｄから被検体の臓器内壁面を反射して照明基板３ｅに到達した光（間接光）等が挙げられる。

光吸収部５は、照明基板３ｅの開口部に挿通された状態の対物光学系６の近傍に反射する不要光を吸収する。具体的には、光吸収部５は、黒色または緑色等の暗色の樹脂部材を用いて実現され、上述した反射部４ａ〜４ｈに比して極めて低い反射率を有する。光吸収部５は、図２に示すように、照明基板３ｅの実装面内であって照明基板３ｅの開口部に挿通した状態の対物光学系６から上述した離間距離Ｌ２未満の位置に設けられる。この場合、光吸収部５は、かかる対物光学系６の入射瞳６ｃの位置を中心に距離Ｌ１を半径とする円周と照明基板３ｅの開口部（内周）との間の領域に位置する。かかる照明基板３ｅ上の光吸収部５は、照明基板３ｅの実装面内であって照明基板３ｅの開口部に挿通した状態の対物光学系６の近傍の領域（具体的には入射瞳６ｃの位置を中心に距離Ｌ１を半径とする円周と照明基板３ｅの開口部との間の領域）に反射する不要光を吸収する。なお、ここでいう不要光とは、撮像部７による被写体の画像（被検体の体内画像）の撮像に用いられない光であり、例えば、被検体の臓器内壁部から照明基板３ｅの実装面に反射する光等である。かかる不要光が対物光学系６に入射した場合、フレア現象が発生する可能性がある。光吸収部５は、かかる不要光を吸収して対物光学系６に不要光が入射することを防止し、これによってフレア発生を防止する。

対物光学系６は、上述した発光部３ａ〜３ｄの照明光および反射部４ａ〜４ｈの反射光によって照明された被検体の臓器内部（すなわち撮像部７の被写体）からの反射光を撮像部７の受光面に集光する。具体的には、対物光学系６は、撮像部７の受光面に光を集光するレンズ６ａと、このレンズ６ａを保持するレンズ枠６ｂとを備える。レンズ６ａは、撮像部７の被写体からの反射光を撮像部７の受光面（詳細には、後述する固体撮像素子７ａの受光面）に集光して、この被写体の光学像を撮像部７の受光面に結像する。レンズ枠６ｂは、両端が開口した筒状構造を有し、筒内部にレンズ６ａを保持する。この場合、レンズ６ａは、レンズ枠６ｂの上端側開口部の近傍に固定される。かかるレンズ枠６ｂは、上端側を照明基板３ｅの開口部に挿通して固定され、且つ下端側を撮像部７の固体撮像素子７ａに固定される。かかる固定状態のレンズ枠６ｂは、照明基板３ｅの実装面側に上端側開口部を露出してレンズ６ａの上端部とドーム形状筐体２ｂとを対向させるとともに、レンズ６ａの下端部と固体撮像素子７ａの受光面とを対向させる。かかるレンズ６ａおよびレンズ枠６ｂによって構成される対物光学系６は、ドーム形状筐体２ｂの曲率中心の位置とレンズ６ａの入射瞳６ｃの位置とを一致させる態様でカプセル型筐体２の内部に固定配置される。この場合、かかる対物光学系６の光軸は、カプセル型筐体２の長手方向の中心軸ＣＬと一致することが望ましい。

撮像部７は、上述した発光部３ａ〜３ｄの照明光および反射部４ａ〜４ｈの反射光によって照明された被写体である被検体の臓器内部の画像（体内画像）を撮像する。具体的には、撮像部７は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の固体撮像素子７ａと、撮像部７の機能を実現するための回路が形成された撮像基板７ｂとを備える。

撮像基板７ｂは、例えば円盤型のリジッド回路基板である。固体撮像素子７ａは、被検体の体内画像を撮像するためのものであり、撮像基板７ｂの実装面に実装され、且つ、上述したようにレンズ枠６ｂの下端側開口部に固定される。かかる固体撮像素子７ａは、対物光学系６によって集光された被写体からの反射光を受光面を介して受光し、この受光した被写体からの反射光を光電変換処理することによって、この被写体の画像、すなわち被検体の体内画像を撮像する。

無線通信部８は、撮像部７によって順次撮像された被検体の体内画像を被検体外部の受信装置（図示せず）に順次無線送信する。具体的には、無線通信部８は、画像信号に対して変調処理等の通信処理を行う通信処理部８ａと、被検体の体内画像を外部に無線送信するためのアンテナ８ｂと、かかる通信処理部８ａおよびアンテナ８ｂを実装する通信基板８ｃとを備える。

通信基板８ｃは、無線通信部８の機能を実現するための回路が形成された円盤型のリジッド回路基板である。かかる通信基板８ｃは、一方の実装面（電源部１１に対向する実装面）に通信処理部８ａを実装され、他方の実装面（筒状筐体２ａのドーム形状部に対向する実装面）にアンテナ８ｂを実装される。通信処理部８ａは、上述した撮像部７が撮像した被検体の体内画像のデータを含む画像信号を制御部９から取得し、この取得した画像信号に対して変調処理等の通信処理を行って、この画像信号を含む無線信号を生成する。通信処理部８ａは、この生成した無線信号をアンテナ８ｂを介して外部に送信する。なお、このようにアンテナ８ｂから無線送信された被検体の体内画像は、被検体外部の受信装置によって受信される。

制御部９は、所定の処理プログラムを実行するＣＰＵと、ホワイトバランス等の各種データを予め記憶するＲＯＭと、演算パラメータ等を記憶するＲＡＭとを用いて実現される。制御基板１０は、制御部９の機能を実現するための回路が形成された円盤型のリジッド回路基板である。制御部９は、かかる制御基板１０の実装面に実装された態様でカプセル型筐体２の内部に配置される。かかる制御部９は、カプセル型医療装置１の各構成部（照明部３、撮像部７および無線通信部８等）の動作を制御し、且つ各構成部間における信号の入出力を制御する。具体的には、制御部９は、発光部３ａ〜３ｄが照明光を発光する期間に固体撮像素子７ａが被検体の体内画像を撮像するように発光部３ａ〜３ｄおよび固体撮像素子７ａの動作タイミングを制御する。また、制御部９は、固体撮像素子７ａによって光電変換処理された信号を取得し、この取得した信号に対して所定の信号処理を行って、被検体の体内画像のデータを含む画像信号を生成する。制御部９は、かかる画像信号を生成する都度（すなわち撮像部７が体内画像を撮像する都度）、かかる画像信号を含む無線信号を外部に送信するように無線通信部８の通信処理部８ａを制御する。

電源部１１は、所定の電力を蓄積した電池１１ａ〜１１ｃと、電力供給のオンオフを切り替えるスイッチ部１１ｄと、電源部１１の機能を実現するための回路が形成された電源基板１１ｅとを備え、カプセル型医療装置１の各構成部（照明部３、撮像部７、無線通信部８および制御部９）に対して電力を供給する。

電源基板１１ｅは、例えば円盤型のリジッド回路基板である。電池１１ａ〜１１ｃは、例えば酸化銀電池等のボタン型乾電池であり、図１に示すように電源基板１１ｅと制御基板１０との間に配置される。スイッチ部１１ｄは、電源基板１１ｅの実装面に実装され、例えば外部から印加された磁界によってオン状態とオフ状態とを切り替える。このような構成を有する電源部１１は、スイッチ部１１ｄがオン状態に切り替わった場合、電池１１ａ〜１１ｃの電力をカプセル型医療装置１の各構成部に供給する。ここで、上述した照明基板３ｅ、撮像基板７ｂ、通信基板８ｃ、制御基板１０および電源基板１１ｅは、フレキシブル回路基板等を介して互いに電気的に接続される。かかる電池１１ａ〜１１ｃの電力は、電源基板１１ｅ等を介してカプセル型医療装置１の各構成部に適宜供給される。一方、電源部１１は、スイッチ部１１ｄがオフ状態に切り替わった場合、かかるカプセル型医療装置１の各構成部に対する電力供給を停止する。

なお、かかる電源部１１に配置する電池の数量は、カプセル型医療装置１の各構成部に必要な電力を供給可能な程度であれば、１以上であってもよく、特に３つに限定されない。また、かかる電源部１１のスイッチ部１１ｄは、外部からの磁界に応じてオンオフを切り替えるもの（すなわち磁気スイッチ）に限らず、外部から入射される赤外光等の光信号に基づいてオンオフを切り替える光スイッチであってもよい。

つぎに、上述した照明基板３ｅの実装面内における発光部３ａ〜３ｄおよび反射部４ａ〜４ｈの配置について説明する。図３は、照明基板の実装面上の所定位置から出射した光がドーム形状筐体を反射して照明基板に到達する状態を例示する模式図である。なお、図３において、位置Ａ１〜Ａ３および位置Ｂ１〜Ｂ３は、上述した照明基板３ｅの実装面内の位置である。以下、図３を参照しつつ、上述した発光部３ａ〜３ｄおよび反射部４ａ〜４ｈを配置すべき照明基板３ｅの実装面内の位置（領域）について説明する。

まず、半球型の透明部材であるドーム形状筐体２ｂの曲率中心Ｃ１から上述した距離Ｌ１（図２参照）未満の領域について説明する。図３に示すように、曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１未満の領域内における任意の位置Ａ１が光の出射点である場合、この位置Ａ１から出射された光は、例えばドーム形状筐体２ｂの内壁面における位置Ｐ１において反射し、その後、照明基板３ｅ内の位置Ｂ１に到達する。この場合、かかる照明基板３ｅ内の位置Ａ１からドーム形状筐体２ｂ内の位置Ｐ１における曲率中心Ｃ１と垂直な接平面Ｆ１に入射する光の入射角は、この位置Ｐ１から照明基板３ｅ内の位置Ｂ１に向けて反射する光の反射角に等しい。

ここで、この照明基板３ｅ内の位置Ｂ１は、曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１未満の領域内にける位置である。すなわち、曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１未満の領域内から出射された光は、ドーム形状筐体２ｂを反射した場合、この曲率中心Ｃ１の近傍（曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１未満の領域内）に到達する。このため、上述した対物光学系６が曲率中心Ｃ１と入射瞳６ｃとを一致させる態様で固定配置された場合、かかる曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１未満の領域内から出射された光は、ドーム形状筐体２ｂを反射して対物光学系６の近傍に到達する可能性が高い。これによって、かかる対物光学系６に不要光が入射する可能性が増加し、この結果、フレア発生の可能性が増加する。したがって、上述したように発光または反射によって光を出射する発光部３ａ〜３ｄおよび反射部４ａ〜４ｈは、かかる照明基板３ｅ内における曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１未満の領域内に配置すべきではない。

つぎに、ドーム形状筐体２ｂの曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１以上離間した領域について説明する。図３に示すように、曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１だけ離間した領域内における任意の位置Ａ２が光の出射点である場合、この位置Ａ２から出射された光は、例えばドーム形状筐体２ｂの内壁面における位置Ｐ２において反射し、その後、照明基板３ｅ内の位置Ｂ２に到達する。この場合、かかる照明基板３ｅ内の位置Ａ２からドーム形状筐体２ｂ内の位置Ｐ２における曲率中心Ｃ１と垂直な接平面Ｆ２に入射する光の入射角は、この位置Ｐ２から照明基板３ｅ内の位置Ｂ２に向けて反射する光の反射角に等しい。

ここで、この照明基板３ｅ内の位置Ｂ２は、曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１だけ離間した位置である。すなわち、曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１だけ離間した位置から出射された光は、ドーム形状筐体２ｂを反射した場合、照明基板３ｅ内のうちの曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１だけ離間した位置に到達する。

一方、上述した距離Ｌ１に比して長い距離Ｌ３だけ曲率中心Ｃ１から離間した領域内における任意の位置Ａ３が光の出射点である場合、この位置Ａ３から出射された光は、例えばドーム形状筐体２ｂの内壁面における位置Ｐ３において反射し、その後、照明基板３ｅ内の位置Ｂ３に到達する。この場合、かかる照明基板３ｅ内の位置Ａ３からドーム形状筐体２ｂ内の位置Ｐ３における曲率中心Ｃ１と垂直な接平面Ｆ３に入射する光の入射角は、この位置Ｐ３から照明基板３ｅ内の位置Ｂ３に向けて反射する光の反射角に等しい。

ここで、この照明基板３ｅ内の位置Ｂ３は、上述した距離Ｌ１に比して長い距離だけ曲率中心Ｃ１から離間した位置である。すなわち、上述した位置Ａ２に比して曲率中心Ｃ１から遠くに離間した位置から出射された光は、ドーム形状筐体２ｂを反射した場合、上述した照明基板３ｅ内の位置Ｂ２に比して曲率中心Ｃ１から遠くに離間した照明基板３ｅ内の位置に到達する。

上述した照明基板３ｅ内の位置Ａ２，Ａ３に例示されるように、曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１以上離間した領域内から出射された光は、ドーム形状筐体２ｂを反射した場合、曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１以上離間した領域（具体的には、曲率中心Ｃ１を中心とし距離Ｌ１を半径とする円周と照明基板３ｅの外縁との間の領域または照明基板３ｅ外部の領域）に到達する。このため、上述した対物光学系６が曲率中心Ｃ１と入射瞳６ｃとを一致させる態様で固定配置された場合、かかる曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１以上離間した領域内から出射された光は、ドーム形状筐体２ｂを反射した場合、対物光学系６の近傍に到達することなく（さらには対物光学系６に入射することなく）、曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１以上離間した領域に到達する。したがって、上述した発光部３ａ〜３ｄおよび反射部４ａ〜４ｈは、かかる照明基板３ｅ内における曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１以上離間した領域内に配置すべきである。

つぎに、上述したように照明基板３ｅ内における曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１以上離間した領域内に配置された発光部３ａ〜３ｄおよび反射部４ａ〜４ｈの作用について説明する。図４は、本発明の実施の形態にかかるカプセル型医療装置の発光部および反射部の作用を説明するための模式図である。以下、上述した図２および図４を参照しつつ、発光部３ａ〜３ｄおよび反射部４ａ〜４ｈの作用を説明する。

図２，４に示すように、照明基板３ｅの開口部に挿通して固定された状態の対物光学系６は、ドーム形状筐体２ｂの曲率中心Ｃ１の位置と入射瞳６ｃの位置とを一致させた態様でカプセル型医療装置１の内部に固定配置される。また、照明基板３ｅ上の発光部３ａ〜３ｄおよび反射部４ａ〜４ｈは、上述したように、ドーム形状筐体２ｂの曲率中心Ｃ１（すなわち挿通固定状態の対物光学系６の入射瞳６ｃ）から距離Ｌ１以上離間した領域内に固定配置される。この場合、反射部４ａ〜４ｈは、かかる発光部３ａ〜３ｄ以上に曲率中心Ｃ１から離間した領域に各々位置する。

このように配置された発光部３ａ〜３ｄは、撮像部７の被写体である被検体の臓器内部に向けて照明光を発光する。この場合、かかる発光部３ａ〜３ｄから出射された照明光の多くは、ドーム形状筐体２ｂを通過して被検体の臓器内部に到達し、この照明光の一部は、直接的に或いはドーム形状筐体２ｂを反射して間接的に、照明基板３ｅ内における曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１以上離間した領域内に到達する。

ここで、この照明基板３ｅ内における曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１以上離間した領域内に配置された反射部４ａ〜４ｈは、かかる発光部３ａ〜３ｄから出射された照明光の一部、すなわち、発光部３ａ〜３ｄによって直接的または間接的に照明基板３ｅに照射された光を被検体の臓器内部（撮像部７の被写体）に向けて反射する。さらに、かかる反射部４ａ〜４ｈは、上述した発光部３ａ〜３ｄの照明光が照射された臓器内壁部を反射して照明基板３ｅ内における曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１以上離間した領域に到達した光を、撮像部７の被写体に向けて反射する。かかる反射部４ａ〜４ｈは、このように被検体の臓器内部に向けて光を反射することによって、発光部３ａ〜３ｄによる撮像部７の被写体の照明を支援し、この被写体である被検体の臓器内部の照明光量を増加させる。

この結果、カプセル型医療装置１の撮像部７（図１参照）は、かかる発光部３ａ〜３ｄからの照明光および反射部４ａ〜４ｈからの反射光によって一層明るく照明された被写体の画像（被検体の体内画像）を撮像でき、より鮮明な体内画像を取得することができる。

一方、光吸収部５は、図２，４に示すように、照明基板３ｅ内における曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１未満の領域内に配置される。かかる光吸収部５は、照明基板３ｅ内であって曲率半径Ｃ１から距離Ｌ１未満の領域（すなわち対物光学系６の近傍）に照射された光（不要光）を吸収する。これによって、光吸収部５は、対物光学系６に不要光が入射することを防止し、この結果、体内画像のフレア発生を防止する。

以上、説明したように、本発明の実施の形態では、対物光学系を挿通する照明基板の開口部を中心とする円周に沿って発光部を照明基板の実装面に実装し、この照明基板の実装面内であって開口部に挿通した対物光学系と発光部との離間距離以上に対物光学系から離間する位置に反射部を配置し、発光部が、撮像部の被写体に向けて照明光を発光し、反射部が、照明基板に照射された光をこの被写体に向けて反射するように構成した。このため、発光部からの照明光とともに反射部からの反射光を撮像部の被写体に照射して、発光部による被写体の照明を反射部からの反射光によって支援することができる。この結果、照明基板に照射された光を被写体の照明に有効活用して、発光部の発光量を増加させずに撮像部の被写体の照明光量を増加することが可能なカプセル型医療装置を実現できる。

本発明にかかるカプセル型医療装置は、発光部のみによって被写体を照明する場合に比して明るく撮像部の被写体を照明することができ、この結果、一層明るく照明された被写体の画像（被検体の体内画像）を撮像でき、より鮮明な体内画像を取得することができる。

また、本発明の実施の形態では、カプセル型筐体の内部において、照明基板の開口部に挿通した状態の対物光学系の入射瞳の位置とカプセル型筐体の光学ドーム（ドーム形状筐体）の曲率中心とを一致させ、この曲率中心から所定の距離以上離間した領域内に発光部および反射部を配置している。このため、かかる発光部または反射部から出射された光が光学ドームを反射して対物光学系の近傍に到達する（さらには対物光学系に入射する）ことを防止でき、これによって、一層明るく撮像部の被写体を照明するとともに、この被写体の画像（被検体の体内画像）におけるフレアの発生を抑制することができる。

さらに、本発明の実施の形態では、照明基板内であって光学ドームの曲率中心から所定の距離未満の領域に光吸収部を配置し、対物光学系の近傍に到達した光を光吸収部によって吸収している。このため、対物光学系の近傍における光の反射を防止することができ、これによって、対物光学系に不要光が入射することを防止して、被検体の体内画像におけるフレアの発生を防止することができる。

なお、上述した実施の形態では、照明基板３ｅの実装面内であってドーム形状筐体２ｂの曲率中心Ｃ１の位置から距離Ｌ１以上離間した領域内に、矩形状の反射部４ａ〜４ｈを配置していたが、これに限らず、照明基板３ｅに照射された光を反射する反射部は、かかる曲率中心Ｃ１の位置から距離Ｌ１以上離間した領域内に配置されていれば、円形状、扇形状、多角形状等の所望の形状のものであってもよいし、高い光反射性を有する金属膜または樹脂膜等の所望の材質のものであってもよいし、所望の処理によって照明基板３ｅの実装面上に設けられたものであってもよい。

具体的には、本発明にかかるカプセル型医療装置の反射部は、蒸着処理によって照明基板３ｅの実装面に形成された光反射性の金属膜であってもよい。図５は、本発明の実施の形態の変形例１にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。なお、図５には、この変形例１にかかるカプセル型医療装置２１を正面（ドーム形状筐体２ｂ側）から見たものを示している。

図５に示すように、この変形例１にかかるカプセル型医療装置２１は、上述した実施の形態にかかるカプセル型医療装置１の反射部４ａ〜４ｈに代えて反射部２４を備える。その他の構成は上述した実施の形態と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。反射部２４は、アルミ膜等の光反射性の金属膜であり、照明基板３ｅの実装面に対するアルミ蒸着等の蒸着処理によって、照明基板３ｅの実装面のうちのドーム形状筐体２ｂの曲率中心（すなわち対物光学系６の入射瞳６ｃ）の位置から距離Ｌ１以上離間した領域内に形成される。

ここで、蒸着処理による反射部２４は、金属板等の光反射部材に比して形状の自由度が高いため、照明基板３ｅ内における形成領域を容易に広くすることができる。例えば図５に示すように、反射部２４は、照明基板３ｅの実装面のうちの対物光学系６の入射瞳６ｃの位置から距離Ｌ１以上離間した領域内の略全域に形成することができる。かかる反射部２４は、上述した実施の形態における反射部４ａ〜４ｈ以上の反射光量の光を被検体の臓器内部（撮像部７の被写体）に向けて出射（反射）することができる。

このように、この変形例１では、蒸着処理によって照明基板３ｅの実装面に光反射性の金属膜である反射部２４を形成するので、上述した実施の形態にかかるカプセル型医療装置１と同様の作用効果を享受するとともに、被写体の照明光量を一層増加することが可能なカプセル型医療装置を簡易に実現することができる。

一方、本発明にかかるカプセル型医療装置の反射部は、印刷処理によって照明基板３ｅの実装面に形成された光反射性の樹脂膜であってもよい。図６は、本発明の実施の形態の変形例２にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。なお、図６には、この変形例２にかかるカプセル型医療装置３１を正面（ドーム形状筐体２ｂ側）から見たものを示している。

図６に示すように、この変形例２にかかるカプセル型医療装置３１は、上述した実施の形態にかかるカプセル型医療装置１の反射部４ａ〜４ｈに代えて反射部３４を備える。その他の構成は上述した実施の形態と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。反射部３４は、光反射性の樹脂膜であり、照明基板３ｅの実装面に対するシルク印刷等の印刷処理によって、照明基板３ｅの実装面のうちのドーム形状筐体２ｂの曲率中心（すなわち対物光学系６の入射瞳６ｃ）の位置から距離Ｌ１以上離間した領域内に形成される。なお、かかる光反射性の樹脂膜である反射部３４の色は、白色等の光反射に有効な明色である。

ここで、印刷処理による反射部３４は、金属板等の光反射部材に比して形状の自由度が高いため、照明基板３ｅ内における形成領域を容易に広くすることができる。例えば図６に示すように、反射部３４は、照明基板３ｅの実装面のうちの対物光学系６の入射瞳６ｃの位置から距離Ｌ１以上離間した領域内の略全域に形成することができる。かかる反射部３４は、上述した実施の形態における反射部４ａ〜４ｈ以上の反射光量の光を被検体の臓器内部（撮像部７の被写体）に向けて出射（反射）することができる。

このように、この変形例２では、印刷処理によって照明基板３ｅの実装面に光反射性の樹脂膜である反射部３４を形成するので、上述した実施の形態にかかるカプセル型医療装置１と同様の作用効果を享受するとともに、被写体の照明光量を一層増加することが可能なカプセル型医療装置を簡易に実現することができる。また、基板上に部品番号または基板名称等を表記する際に用いられるシルク印刷等の通常の回路基板製造工程の中で用いられる印刷技術によって反射部３４を形成するので、製造コストを増加させずに照明基板３ｅの実装面に反射部３４を形成することができる。

一方、本発明にかかるカプセル型医療装置の反射部は、照明基板３ｅに形成された回路配線の一部であってもよい。図７は、本発明の実施の形態の変形例３にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。なお、図７には、この変形例３にかかるカプセル型医療装置４１を正面（ドーム形状筐体２ｂ側）から見たものを示している。

図７に示すように、この変形例３にかかるカプセル型医療装置４１は、上述した実施の形態にかかるカプセル型医療装置１の反射部４ａ〜４ｈに代えて反射部４４ａ〜４４ｄを備える。その他の構成は上述した実施の形態と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。反射部４４ａ〜４４ｄは、照明基板３ｅに形成された回路配線の一部であり、上述した撮像部７の被写体に向けて光を反射し得る程度の高反射率を有する。具体的には、反射部４４ａ〜４４ｄは、照明基板３ｅの実装面のうちのドーム形状筐体２ｂの曲率中心（すなわち対物光学系６の入射瞳６ｃ）の位置から距離Ｌ１以上離間した領域内に形成された所定パターン（例えばベタパターン）の回路配線の露出表面に金属めっき処理を施して実現される。かかる反射部４４ａ〜４４ｄは、必要に応じて互いに絶縁状態に形成されてもよい。なお、かかる反射部４４ａ〜４４ｄを実現するための金属めっき処理として、例えば、錫めっき処理、半田めっき処理、金めっき処理等が挙げられる。

ここで、照明基板３ｅの回路配線の一部である反射部４４ａ〜４４ｄは、照明基板３ｅに貼り付ける金属板等の光反射部材に比して形状の自由度が高いため、照明基板３ｅ内における形成領域を容易に広くすることができる。例えば図７に示すように、反射部４４ａ〜４４ｄは、照明基板３ｅの実装面のうちの対物光学系６の入射瞳６ｃの位置から距離Ｌ１以上離間した領域内の略全域を占めるように形成することができる。かかる反射部４４ａ〜４４ｄは、上述した実施の形態における反射部４ａ〜４ｈ以上の反射光量の光を被検体の臓器内部（撮像部７の被写体）に向けて出射（反射）することができる。

このように、この変形例３では、照明基板３ｅの回路配線の一部に金属めっき処理を施すことによって照明基板３ｅの実装面に反射部４４ａ〜４４ｄを形成するので、上述した実施の形態にかかるカプセル型医療装置１と同様の作用効果を享受するとともに、被写体の照明光量を一層増加することが可能なカプセル型医療装置を簡易に実現することができる。また、回路基板の製造工程において通常用いられる回路配線技術と金属めっき技術とによって反射部４４ａ〜４４ｄを形成するので、製造コストを増加させずに照明基板３ｅの実装面に反射部４４ａ〜４４ｄを形成することができる。

一方、本発明にかかるカプセル型医療装置の反射部は、光反射面が凸形状のものであってもよい。図８は、本発明の実施の形態の変形例４にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。図９は、図８に示すカプセル型医療装置のＥ−Ｅ線断面模式図である。なお、図８には、この変形例４にかかるカプセル型医療装置５１を正面（ドーム形状筐体２ｂ側）から見たものを示している。

図８，９に示すように、この変形例４にかかるカプセル型医療装置５１は、上述した実施の形態にかかるカプセル型医療装置１の反射部４ａ〜４ｈに代えて凸型の反射部５４ａ〜５４ｄを備える。その他の構成は上述した実施の形態と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。反射部５４ａ〜５４ｄは、凸形状の光反射面を有する構造体であり、光反射性の金属部材、樹脂部材またはガラス部材等を用いて実現される。反射部５４ａ〜５４ｄは、照明基板３ｅの実装面のうちのドーム形状筐体２ｂの曲率中心（すなわち対物光学系６の入射瞳６ｃ）の位置から距離Ｌ１以上離間した領域内に、接着剤等を用いた接着によって固定配置される。

なお、図９には、反射部５４ｂ，５４ｄの断面構造（凸型構造）が示されているが、残りの反射部５４ａ，５４ｃの断面構造も反射部５４ｂ，５４ｄと同様である。また、かかる反射部５４ａ〜５４ｄの凸型反射面は、上述した変形例３に示したような金属めっき処理を施したものであってもよいし、鏡面仕上げされたものであってもよい。

ここで、凸型反射面を有する反射部５４ａ〜５４ｄは、上述した実施の形態における反射部４ａ〜４ｈに比して広範囲に光を反射することができる。これによって、反射部５４ａ〜５４ｄは、撮像部７の被写体である被検体の臓器内部を均一に照明することができる。

このように、この変形例４では、凸形状に形成された光反射面を有する反射部５４ａ〜５４ｄを照明基板３ｅの実装面に固定配置するので、上述した実施の形態にかかるカプセル型医療装置１と同様の作用効果を享受するとともに、被検体の臓器内部を広範囲に照明することができ、これによって、撮像部７の被写体である臓器内部の照明斑を抑制して鮮明に体内画像を撮像可能なカプセル型医療装置を実現することができる。

なお、上述した変形例４では、反射部５４ａ〜５４ｄの光反射面を凸形状にしていたが、これに限らず、本発明にかかるカプセル型医療装置の反射部の光反射面は、凹形状のものであってもよいし、円弧状のものであってもよいし、磨りガラス状に表面加工されたものであってもよい。凹形状または円弧状に形成された光反射面を有する反射部は、撮像部７の被写体である臓器内部に集中的に光を反射することができ、これによって、この被写体の照明光量を一層増加することができる。一方、磨りガラス状に表面加工された光反射面を有する反射部は、上述した変形例４における反射部５４ａ〜５４ｄの場合と同様に、被検体の臓器内部を広範囲に照明でき、これによって、撮像部７の被写体の照明斑を抑制することができる。

また、上述した実施の形態および変形例１〜４では、ドーム形状筐体２ｂの曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１未満の領域内に光吸収部５を設けていたが、これに限らず、照明基板３ｅの実装面のうちの曲率中心Ｃ１から距離Ｌ１未満の領域を黒色または緑色等に着色して、この距離Ｌ１未満の領域（照明基板３ｅの実装面の一部）を非反射領域にしてもよい。この場合、上述した光吸収部５を照明基板３ｅに設けなくてもよい。

さらに、上述した実施の形態および変形例１〜４では、発光部３ａ〜３ｄが被写体の照明光として白色光（可視光）を発光していたが、これに限らず、発光部３ａ〜３ｄが撮像部７の被写体（被検体の臓器内部）に向けて発光する照明光は、赤色光、青色光、緑色光等の所望の波長帯域の可視光であってもよいし、赤外光または紫外光等の非可視光であってもよい。

また、上述した実施の形態および変形例１〜４では、単一の撮像部７を内蔵した単眼タイプのカプセル型医療装置を例示したが、これに限らず、本発明にかかるカプセル型医療装置は、複数の撮像部を内蔵した複眼タイプのカプセル型医療装置であってもよい。かかる複眼タイプのカプセル型医療装置において、照明部および対物光学系は、複数の撮像部に対応してカプセル型筐体２の内部に複数配置される。この場合、撮像部の被写体に光を出射する発光部および反射部は、照明基板内であって対物光学系の入射瞳から距離Ｌ１未満の領域内に配置されればよい。

本発明の実施の形態にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。 図１に示す方向Ｄ１から見たカプセル型医療装置を例示する模式図である。 照明基板の実装面上の所定位置から出射した光がドーム形状筐体を反射して照明基板に到達する状態を例示する模式図である。 本発明の実施の形態にかかるカプセル型医療装置の発光部および反射部の作用を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態の変形例１にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。 本発明の実施の形態の変形例２にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。 本発明の実施の形態の変形例３にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。 本発明の実施の形態の変形例４にかかるカプセル型医療装置の一構成例を示す模式図である。 図８に示すカプセル型医療装置のＥ−Ｅ線断面模式図である。

符号の説明

１，２１，３１，４１，５１ カプセル型医療装置
２ カプセル型筐体
２ａ 筒状筐体
２ｂ ドーム形状筐体
３ 照明部
３ａ〜３ｄ 発光部
３ｅ 照明基板
４ａ〜４ｈ，２４，３４，４４ａ〜４４ｄ，５４ａ〜５４ｄ 反射部
５ 光吸収部
６ 対物光学系
６ａ レンズ
６ｂ レンズ枠
６ｃ 入射瞳
７ 撮像部
７ａ 固体撮像素子
７ｂ 撮像基板
８ 無線通信部
８ａ 通信処理部
８ｂ アンテナ
８ｃ 通信基板
９ 制御部
１０ 制御基板
１１ 電源部
１１ａ〜１１ｃ 電池
１１ｄ スイッチ部
１１ｅ 電源基板
４５ 上端面
Ｃ１ 曲率中心
ＣＬ 中心軸

Claims (7)

1. 被検体の内部に導入され、撮像部によって前記被検体の体内画像を撮像するカプセル型医療装置において、
   前記撮像部の被写体を照明する照明光を発光する１以上の発光部と、
   前記被写体からの反射光を前記撮像部の受光面に集光する対物光学系と、
   前記対物光学系を挿通する開口部が該開口部の中心と前記対物光学系の光軸とを一致させて前記対物光学系を配置できるように形成され、前記対物光学系の光軸を中心とする円周に沿って実装面に前記１以上の発光部を実装する照明基板と、
   前記照明基板の実装面内であって前記開口部に挿通した前記対物光学系と前記１以上の発光部との離間距離以上に前記対物光学系から離間する位置に設けられ、前記照明基板に照射される光を前記被写体に反射する反射部と、
   を備えたことを特徴とするカプセル型医療装置。
2. 前記照明基板の実装面内であって前記開口部に挿通した前記対物光学系から前記離間距離未満の位置に設けられ、前記照明基板に照射される光を吸収する光吸収部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のカプセル型医療装置。
3. 前記反射部は、シート状の金属部材であることを特徴とする請求項１または２に記載のカプセル型医療装置。
4. 前記反射部は、蒸着処理によって形成される光反射性の金属膜であることを特徴とする請求項１または２に記載のカプセル型医療装置。
5. 前記反射部は、印刷処理によって形成される光反射性の樹脂膜であることを特徴とする請求項１または２に記載のカプセル型医療装置。
6. 前記反射部は、前記照明基板の実装面に形成された回路配線の一部であることを特徴とする請求項１または２に記載のカプセル型医療装置。
7. 前記照明光に対して透明であってドーム形状をなす光学ドームを含むカプセル型筐体を備え、
   前記対物光学系は、前記光学ドームの曲率中心位置と前記対物光学系の入射瞳位置とを一致させる態様で前記カプセル型筐体の内部に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のカプセル型医療装置。

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