专利名称：胶囊型内窥镜摄像装置和内窥镜系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种胶囊型内窥镜摄像装置，其被摄入生物体内部并对生物体 内部进行拍摄。
背景技术：
近年来，与胃镜及大肠镜不同的胶囊型内窥镜摄像装置被提出并被实用化。在胶囊型内窥镜内设置有两个线路传感器，使该线路传感器的受光面背对外包 装壳体的中心部。在各线路传感器与外包装壳体之间设置将来自外部的光(被摄体光) 向线路传感器引导的棱镜。因为这种胶囊型内窥镜被小型化和无线化，所以能够拍摄现有技术中用有线型 胃镜不能拍摄到的被检查者的消化道的小肠部分等，使被检查者无痛地进行体内拍摄。
实用新型内容然而，在上述胶囊型内窥镜中，使用棱镜将被摄体光向线路传感器引导。为 此，需要设置棱镜的空间，所以胶囊型内窥镜变大。由于使用棱镜，所以必须调整入射 光的折射率，因而结构变得复杂。本实用新型的目的在于提供一种胶囊型内窥镜摄像装置，其不但结构简单而且 能够容易得到位于胶囊型内窥镜摄像装置外周所有位置的被摄体图像。本实用新型为能够沿生物体内部的壁面移动并用于对生物体内部进行拍摄的胶 囊型内窥镜摄像装置，其包括向生物体内部的壁面照射照明光的发光元件，包含多个 光电转换元件并对发光元件照亮的区域进行拍摄的拍摄单元，以及容纳发光元件和拍摄 单元的壳体。而且，拍摄单元沿壳体内与生物体内部的壁面正对的区域的外周面排列多 个光电转换元件。可以将多个光电转换元件设置在与胶囊型内窥镜摄像装置的移动方向大致垂直 的平面内。也可以将多个光电转换元件沿胶囊型内窥镜摄像装置的移动方向排列。在采用多个发光元件的情形下，可以沿胶囊型内窥镜摄像装置的移动方向夹着 拍摄单元对称设置多个发光元件。由此，可以用多个发光元件适当照亮拍摄单元所要拍 摄的区域。在采用多个发光元件的情形下，可以在与拍摄单元相邻的位置沿壳体的外周面 设置多个发光元件。由此，能够向壳体的外周面面对的生物体内部的全部壁面照射照明 光，进而能够由拍摄单元拍摄生物体内部的全部壁面。通过使壳体紧密接触生物体内部的壁面，可以利用生物体内部的壁面的变位 (例如，小肠的蠕动)使胶囊型内窥镜摄像装置移动。通过设置向外部无线发送拍摄单元拍摄的图像的发送单元，易于取得拍摄的图 像(图像数据)。可以设置控制驱动发光元件和拍摄单元的控制器。本实用新型的内窥镜系统包括上述胶囊型内窥镜摄像装置，以及对拍摄单元拍摄的图像进行合成并生成生物体内部的壁面的图像的图像生成装置。根据本实用新型，因为拍摄单元沿壳体内与生物体内部的壁面正对的区域的外 周面排列多个光电转换元件，所以可以用多个光电转换元件毫无遗漏地拍摄位于胶囊型 内窥镜摄像装置的外周的全部位置的被摄体。因为沿壳体的外周面设置多个光电转换元 件，所以可使胶囊型内窥镜摄像装置结构简单。
图1是本实用新型的实施例1的内窥镜摄像装置的内部结构的示意图。图2是实施例1的内窥镜摄像装置的与长度方向垂直的截面的示意图。图3是表示线路传感器的结构的剖面图。图4是表示关于线路传感器的配置的变形例的示意图。图5是表示实施例1的内窥镜系统的结构的示意图。图6是用于在内窥镜系统中得到的被摄体的图像的示意图。
具体实施方式
下面，说明本实用新型的实施例。实施例1 参照图1说明本实用新型的胶囊型内窥镜摄像装置(下面，称为内窥镜摄像装 置)。图1是表示内窥镜摄像装置的内部结构的示意图。壳体10形成内窥镜摄像装置1的外包装，并且具有胶囊形状。壳体10在与内 窥镜摄像装置1的长度方向(图1的左右方向)垂直的平面内的形状为圆形，位于内窥镜 摄像装置1的长度方向的两端的区域为沿球面形成的形状。壳体10具有可使光透过的透过区域IOa和能遮光的遮光区域10b。透过区域IOa 在内窥镜摄像装置1的长度方向上具有一定的宽度并且沿内窥镜摄像装置1的周向形成。 为了防止在壳体10 (特别是透过区域IOa)的外周面上粘着污物，可以在壳体10的外周面 上加上例如由适用于人体的物质MPC聚合物(2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱的聚合物) 形成的涂层。也可以将壳体10的整个区域作为透过区域。将照射向被摄体(生物体内部的壁 面)的照明光通过的区域以及由被摄体反射的光(照明光)通过的区域作为透过区域即可。在壳体10的内部、内窥镜摄像装置1的长度方向上的大致中央位置设置拍摄单 元20。拍摄单元20具有沿壳体10 (透过区域IOa)的周向设置的三个线路传感器21。三 个线路传感器21排列在内窥镜摄像装置1的长度方向上。如后所述，各线路传感器21在一个方向上排列多个光电转换元件。如图2所 示，与内窥镜摄像装置1的长度方向垂直的截面(图1的A-A截面)为环形。构成每个 线路传感器21的多个光电转换元件沿壳体10 (透过区域IOa)的外周设置。每个线路传 感器21的多个光电转换元件的受光面朝向壳体10而设置。因此，可使被摄体光到达光 电转换元件的受光面。图2所示的区域B表示线路传感器21的拍摄区域。在本实施例中采用三个线路传感器21，但本实用新型并不限于此。可以任意设定线路传感器21的数目，采用一个线路传感器21也可以，采用多个线路传感器21也可 以。参照图3详细说明线路传感器21的结构。图3是在与内窥镜摄像装置1的长度 方向垂直的面切断线路传感器21时的剖面图，显示线路传感器21的一部分结构。在图 3中，将多个光电转换元件排列成直线，然而实际上，如参照图2所说明的那样，可以将 多个光电转换元件等排列在曲线(沿壳体10的曲线)上等。线路传感器21的外表面(朝向壳体10的面)上设置透镜阵列211。透镜阵列 211具有具备一定光学特性(聚光特性)的多个微型透镜211a。在透镜阵列211的成像 侧设置RGB滤色板212。滤色板212具有使不同波长范围的光通过的多个范围。与透镜阵列211的各微型透镜211a对应地设置各光电转换元件213。各光电转 换元件213将所接受的经各微型透镜211a聚光并透过滤色板212的光(被摄体光)转换 成电信号。各光电转换元件213输出的信号用于生成被摄体的图像数据。各光电转换元 件213安装在图中未示出的基板上。可以将光电二极管等用作光电转换元件213。如图1所示，沿内窥镜摄像装置1长度方向夹着拍摄单元20设置多个发光元件 22。各发光元件22用于向位于内窥镜摄像装置1外部的被摄体照射照明光。在图1中 示出两个发光元件22，但实际上，可以沿壳体10的外周夹着拍摄单元20设置多个发光元 件22。具体地，在透过区域IOa的周向上等间隔地设置六个发光元件22。可以适当设定壳体10周向上相邻发光元件22的间隔，但优选为等间隔。因此， 可以用发光元件22均勻地照亮位于内窥镜摄像装置1外部的被摄体。在本实施例中，在拍摄单元20的两侧设置发光元件22，但也可以仅在拍摄单元 20的一侧设置发光元件22。也就是说，只要能用发光元件22照亮被摄体即可。由于发光元件22必须设置在拍摄光路(朝向拍摄单元20的被摄体光的光路) 外，所以与拍摄光轴呈一定角度照射照明光。在该情形下，若被摄体呈凹凸状，将会由 照明光产生晕光。在本实施例中，夹着拍摄光轴(拍摄单元20)对称设置发光元件22， 所以能够抵销由照明光产生的晕光。可以适当设定发光元件22的数目。例如，可以将耗电少的LED用作发光元件 22。可以根据设置发光元件22的位置采用不同种类的LED。例如，可以将发射白色光 的LED用作与内窥镜摄像装置1的长度方向垂直的平面内以中心点为中心对称设置的一 对发光元件22，将发射包含其他波长的光(接近红外线波长的光线或接近紫外线波长的 光线等)的LED用作其他发光元件22。在邻近拍摄单元20的位置设置用于控制内窥镜摄像装置1动作的控制器30。针对控制器30，在内窥镜摄像装置1的一端面设置用于接收从设置在外部(具体 为生物体外)的输电线圈传输的电能(电磁能)的第一接收单元41。针对拍摄单元20， 在内窥镜摄像装置1的另一端面设置用于接收从设置在外部(具体为生物体外)的输电线 圈传输的电能(电磁能)的第二接收单元42。也就是说，通过采用第一接收单元41和第 二接收单元42，接受驱动内窥镜摄像装置1所需的电能。第一接收单元41具有磁芯41a和在磁芯41a外周卷绕的线圈41b。第二接收单 元42具有磁芯42a和在磁芯42a的外周卷绕的线圈42b。线圈41b和线圈42b相互连接 并且与控制器30相连接。
5[0041 ] 由第一接收单元41和第二接收单元42接收的电磁能发送至控制器30，并且在控 制器30中生成对内窥镜摄像装置1进行驱动的能量。该驱动能量用于驱动控制器30、线 路传感器21及发光元件22以及驱动如后所述的发送单元50及温度传感器60。也可以在内窥镜摄像装置1的内部设置产生电能的电池。在本实施例中，由于 一边接受生物体外设置的输电线圈供给的电能一边进行控制器30等的驱动，因此没有必 要在内窥镜摄像装置1内部设置电池，可以使内窥镜摄像装置1变小。在位于内窥镜摄像装置1 一端的区域，设置用于向设置在生物体外的接收天线 无线发送由内窥镜摄像装置1生成的信号(例如，线路传感器21的输出信号)的发送单 元(发送器等)50。在位于内窥镜摄像装置1的另一端的区域设置温度传感器60。温度 传感器60用于检测摄入内窥镜摄像装置1的生物体内的温度。由温度传感器60检测到 的信号由发送单元50无线发送到生物体外。由此，能够监测患部的温度作为参考。也可以设置其他部件代替温度传感器60。例如，可以设置对生物体内的壁面供 给药液等的供给装置。具体地，该供给装置可以包括容纳药液等的容器和将药液等向外 部引导的通路。在本实施例中，在与内窥镜摄像装置1的长度方向(图1的左右方向)垂直的平 面内设置各线路传感器21，但本实用新型并不限于此。具体地，如图4所示，可以相对 于内窥镜摄像装置1的长度方向(图4的左右方向)倾斜地设置线路传感器21。在如图 4所示的结构中，线路传感器21与图2所示的结构相同并且沿壳体10 (透过区域IOa)的 外周设置。即使是如图4所示的结构，也能够一次全部拍摄位于内窥镜摄像装置1的全 部外周的被摄体。线路传感器21可以设置在任何位置，只要是与内窥镜摄像装置1的外表面相当 的区域即可。此处所述的外表面是与图4所示的区域R相当的面，也就是当内窥镜摄像 装置1被摄入生物体内时内窥镜摄像装置1 (壳体10)的与生物体内的壁面正对的面。参照图5说明采用本实施例的内窥镜摄像装置1的内窥镜系统。在使用者500佩戴的佩戴物100上设置输电线圈101和接收天线102。输电线 圈101对内窥镜摄像装置1供电。接收天线102接收内窥镜摄像装置1发送的数据(图 像数据或温度数据等)。接收天线102连接于数据存储装置200，由接收天线102接收的 数据存储在数据存储装置200内。数据存储装置200内存储的图像数据从天线201无线发送到图像处理装置300。 图像处理装置300通过天线301接收从数据存储装置200发送的数据。图像处理装置300 连接PC (个人电脑)等的图像显示装置400。在本实施例中，以上是在数据存储装置200与图像处理装置300之间进行数据的 无线发送接收，然而在本实用新型中，在数据存储装置200与图像处理装置300之间也可 以进行有线发送接收。参照图6(A)、图6(B)、图6(C)说明内窥镜摄像装置1的拍摄动作和图像处理 装置300的动作。例如，当内窥镜摄像装置1位于生物体内的小肠中时，通过小肠的蠕动使内窥 镜摄像装置1沿X方向(相当于内窥镜摄像装置1的长度方向)移动。内窥镜摄像装置 1的壳体10紧密接触小肠的壁面，通过小肠壁面的蠕动在X方向上被推动。例如，通过该蠕动使内窥镜摄像装置1推进的速度为1 1.5m/h。控制器30控制驱动拍摄单元20 (线路传感器21)和发光元件22，使得每在一定 的时刻进行一次拍摄动作。通过拍摄单元20拍摄小肠壁面四周(内窥镜摄像装置1的外 周360°的范围)。本实施例的内窥镜摄像装置1因为线路传感器21的受光面正对生物 体内的壁面，所以能够得到关于生物体内的壁面的正确图像信息。图6(A)所示的各列Cl C8表示在不同时间使拍摄单元20进行拍摄动作所生 成的图像数据。图像Cl C8由拍摄单元20的一次拍摄动作得到，表示位于内窥镜摄像 装置1的外周360°范围内的被摄体的影像。在本实施例的内窥镜摄像装置1中仅驱动线 路传感器21，就可以毫无遗漏地得到位于内窥镜摄像装置1整个外周的被摄体的影像。优选地，各图像Cl C8与相邻的另一图像在图像的端部一致或者部分重叠。 通过得到这样的图像，在如后所述的那样对图像Cl C8进行合成时，能够毫无遗漏地 得到被摄体整体的图像。优选地，根据生物体内的内窥镜摄像装置1的移动速度(移动 距离)决定拍摄单元20的拍摄时间。当内窥镜摄像装置1位于一定位置时，也可以进行多次拍摄动作。例如，可以 对图像Cl所对应的被摄体进行多次拍摄动作。在这种情形下，通过图像处理来相互重合 地合成所得到的多个图像数据(都表示图像Cl)，能够得到精度比一个图像数据高的图像 数据。在对特定被摄体进行多次拍摄动作的情形下，可以抑制发光元件22的发光量以 减低发光元件22的耗电。即使进行抑制发光元件22发光量的拍摄动作，也可以通过合 成表示同一被摄体的多个图像数据以补充曝光。如图6(B)所示，将内窥镜摄像装置1得到的多个图像Cl C8沿特定的基准线 L切断展开，可以在一幅图中看到被摄体的整个表面(例如，小肠的内壁四周)(参见图 6(C))。在图像Cl C8中，通过图像处理使相互重复的部分相互重叠。连起上述多个图像Cl C8生成一个图像I的处理由图5所示的图像处理装置 300进行。图像处理装置300生成的图像I由图像显示装置400显示。由此，通过观察图 像显示装置400显示的图像I，使用者(例如，医师)能够确认所拍摄的被摄体(例如， 小肠的内壁)的状态。
权利要求1.一种胶囊型内窥镜摄像装置，其特征在于，能够沿生物体内部的壁面移动并用于 对所述生物体内部进行拍摄，所述胶囊型内窥镜摄像装置包括向所述生物体内部的壁面照射照明光的发光元件，包含多个光电转换元件并对所述发光元件照亮的区域进行拍摄的拍摄单元，以及容纳所述发光元件和所述拍摄单元的壳体；所述拍摄单元中，所述多个光电转换元件沿所述壳体内与所述生物体内部的壁面正 对的区域的外周面排列。
2.根据权利要求1所述的胶囊型内窥镜摄像装置，其特征在于所述多个光电转换 元件设置在与所述胶囊型内窥镜摄像装置的移动方向大致垂直的平面内。
3.根据权利要求1所述的胶囊型内窥镜摄像装置，其特征在于所述多个光电转换 元件沿所述胶囊型内窥镜摄像装置的移动方向排列。
4.根据权利要求1所述的胶囊型内窥镜摄像装置，其特征在于具有多个所述发光元件；所述多个发光元件沿所述胶囊型内窥镜摄像装置的移动方向夹着所述拍摄单元对称 设置。
5.根据权利要求1所述的胶囊型内窥镜摄像装置，其特征在于具有多个所述发光元件；所述多个发光元件在与所述拍摄单元相邻的位置沿所述壳体的外周面设置。
6.根据权利要求1所述的胶囊型内窥镜摄像装置，其特征在于所述壳体紧密接触 所述生物体内部的壁面。
7.根据权利要求1所述的胶囊型内窥镜摄像装置，其特征在于具有向外部无线发 送所述拍摄单元拍摄的图像的发送单元。
8.根据权利要求1 7任一项所述的胶囊型内窥镜摄像装置，其特征在于具有控制 驱动所述发光元件和所述拍摄单元的控制器。
9.一种内窥镜系统，其特征在于，包括根据权利要求1 8任一项所述的胶囊型内窥镜摄像装置；以及对所述拍摄单元拍摄的图像进行合成并生成所述生物体内部的壁面的图像的图像生 成装置。
专利摘要本实用新型提供一种能够用简单的结构拍摄生物体内的图像的胶囊型内窥镜摄像装置。该胶囊型内窥镜摄像装置可以沿生物体内部的壁面移动并用于对生物体内部进行拍摄，其包括向生物体内部的壁面照射照明光的发光元件，包含多个光电转换元件并对发光元件照亮的区域进行拍摄的拍摄单元，以及容纳发光元件和拍摄单元的壳体；拍摄单元沿壳体内与生物体内部的壁面正对的区域的外周面排列多个光电转换元件。
文档编号A61B1/00GK201790785SQ201020504118
公开日2011年4月13日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者丸山次郎 申请人:株式会社Rf