被检体内信息获取装置.pdf

本发明提供一种被检体内信息获取装置，把由摄像单元(23)获取的8比特的图像信息(1像素)输入设于AD基板(23a)上的A/D转换部(24a1)，在此进行数字转换，形成8比特的并行信号，然后在IC结构的比特数转换输出电路(24a2)中分割为各4比特的并行信号后，通过挠性基板(80)的4个信号线(80a)时分输出给设于信号处理基板(25a)上的数字信号处理部(25a1)，在此进行规定的信号处理，由此削减IC的管脚数和信号线的数量，实现胶囊型内窥镜的小型化，而且防止基板硬化，并减小信号线的断线概率。

1.  一种被检体内信息获取装置，该装置被导入被检体内部以获取所述被检体内的信息，其特征在于，所述被检体内信息获取装置具有：
执行可以获取所述被检体内部的信息的规定功能的功能执行单元；
将由所述功能执行单元获取的信息分割输出的信号输出单元；以及
对由所述信号输出单元输出的信息进行信号处理的信号处理单元。

2.  根据权利要求1所述的被检体内信息获取装置，其特征在于，所述被检体内信息获取装置具有：
分别配置有所述各个单元的多个刚性基板；
连接在所述刚性基板之间，进行所述信息的传送的挠性基板；以及
容纳所述刚性基板和所述挠性基板，将内部密封成为液密状态的封装壳体。

3.  根据权利要求1或2所述的被检体内信息获取装置，其特征在于，所述信号输出单元具有：
把由所述功能执行单元获取的信息转换为数字信号的信号转换单元；以及
将由所述信号转换单元转换的数字信号分割输出的分割单元。

4.  根据权利要求3所述的被检体内信息获取装置，其特征在于，所述分割单元把由所述信号转换单元转换的数字信号分割为规定的并行比特数，而且将该分割后的数字信号时分输出。

5.  根据权利要求1或2所述的被检体内信息获取装置，其特征在于，所述功能执行单元至少具有：
输出用于照明所述被检体内部的照明光的照明单元；
获取由所述照明单元照明的所述被检体内部的图像信息的摄像单元；以及
把由所述摄像单元获取的图像信息无线发送到外部的无线发送单元。

被检体内信息获取装置
技术领域
本发明涉及导入被检体内部来收集被检体内的信息的、例如吞入式的胶囊型内窥镜等被检体内信息获取装置。
背景技术
近年来，在内窥镜领域中，具备摄像功能和无线功能的胶囊型内窥镜已经登场。该胶囊型内窥镜为了进行观察(检查)，在由作为被检体的被检者吞入后到从被检者的活体(人体)自然排出的观察期间，在胃、小肠等脏器内部(体腔内)伴随其蠕动而移动，并使用摄像功能依次摄像。
并且，在这些脏器内移动的该观察期间，利用胶囊型内窥镜在体腔内摄像的图像数据通过无线通信功能被依次发送到设于被检体外部的外部装置，并存储在设于外部装置内的存储器中。被检者携带具有该无线功能和存储器功能的外部装置，被检者在吞入胶囊型内窥镜后到排出的观察期间，可以自由行动而不会感觉到不自由。在观察后，医生或护士根据存储在外部装置的存储器中的图像数据，可以使显示器等显示单元显示体腔内的图像来进行诊断。
在这种胶囊型内窥镜中，为了执行上述功能，例如有专利文献1所示的吞入式内窥镜。该胶囊型内窥镜把照明体、图像传感器、它们的驱动电路、含有电池等的电源部、和用于把来自图像传感器的图像数据发送到外部装置的发送部等，例如利用IC结构分别配置在基板上，通过带状基板连接这些基板，并且容纳在将这些部位密封的胶囊形状的容器内。
专利文献1：日本特开2001-104242号公报
在这种胶囊型内窥镜中，折弯带状基板来将所有基板容纳在胶囊形状的容器内，所以要求该带状基板具有挠性。但是，胶囊型内窥镜通过信号线从IC传送例如相当于所摄像的图像信息的灰度的多个数字信号，所以IC的管脚数量增加，而且在该带状基板上布线多个信号线时，胶囊内的专用空间变大，或者带状基板的宽度和层数增加，导致挠性丧失，还存在信号线的断线概率增大的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种被检体内信息获取装置，该装置削减IC的管脚数和信号线的数量，实现胶囊型内窥镜的小型化，防止基板硬化，并且可以减小信号线的断线概率。
为了解决上述问题并达到上述目的，本发明的被检体内信息获取装置被导入被检体内部以获取所述被检体内的信息，其特征在于，所述被检体内信息获取装置具有：执行可以获取所述被检体内部的信息的规定功能的功能执行单元；将由所述功能执行单元获取的信息分割输出的信号输出单元；以及对由所述信号输出单元输出的信息进行信号处理的信号处理单元。
并且，权利要求2的发明的被检体内信息获取装置的特征在于，在上述发明中，所述被检体内信息获取装置具有：分别配置有所述各个单元的多个刚性基板；连接在所述刚性基板之间，进行所述信息的传送的挠性基板；以及容纳所述刚性基板和所述挠性基板，将内部密封成为液密状态的封装壳体。
并且，权利要求3的发明的被检体内信息获取装置的特征在于，在上述发明中，所述信号输出单元具有：把由所述功能执行单元获取的信息转换为数字信号的信号转换单元；以及将由所述信号转换单元转换的数字信号分割输出的分割单元。
并且，权利要求4的发明的被检体内信息获取装置的特征在于，在上述发明中，所述分割单元把由所述信号转换单元转换的数字信号分割为规定的并行比特数，而且将该分割后的数字信号时分输出。
并且，权利要求5的发明的被检体内信息获取装置的特征在于，在上述发明中，所述功能执行单元至少具有：输出用于照明所述被检体内部的照明光的照明单元；获取由所述照明单元照明的所述被检体内部的图像信息的摄像单元；以及把由所述摄像单元获取的图像信息无线发送到外部的无线发送单元。
本发明的被检体内信息获取装置将由功能执行单元获取的例如并行比特的信息，利用信号输出单元分割后，通过挠性基板时分输出给配置有信号处理单元的刚性基板，所以发挥能够削减信号线的数量，由此防止基板硬化，并且可以减小信号线的断线概率的效果。
附图说明
图1是表示包括本发明的被检体内信息获取装置的无线型被检体内信息获取系统的整体结构的示意图。
图2是表示本发明的被检体内信息获取装置的实施例1的结构的侧面剖视图。
图3是将图2所示的刚性挠性布线基板展开的俯视图。
图4是将图2所示刚性挠性布线基板展开的仰视图。
图5是表示图2所示的驱动IC和图像处理IC的本发明的主要部分的结构的方框图。
图6是表示图5所示的比特数转换输出部的数字数据的输出定时的图。
符号说明
1：被检体；2：胶囊型内窥镜；3：接收装置；4：显示装置；5：便携式记录介质；6：密闭容器；8：刚性挠性布线基板；20：照明单元；20a：照明基板；20b：通孔；20c：发光体；20d：芯片部件；23：摄像单元；23a：AD基板；23b：固体摄像元件；23c：成像透镜；23d：焦点调整机构；24：驱动/信号输出单元；24a：驱动IC；24a1：A/D转换部；24a2：比特数转换输出部；24b：芯片部件；25：信号处理单元；25a：信号处理基板；25b：图像处理IC；25b1：数字信号处理部；25c：触点；27：无线发送单元；27a：发送基板；27b：振荡电路；27c：天线基板；27d：天线；30：蓄电单元；30a：电源基板；30b：纽扣式干电池；30c：电源部；30c1：转换器；31：接收夹克；32：外部装置；41：固体摄像元件；61：前端罩；62：胴部罩；63：胴部；64：后端部；80：挠性基板；80a：信号线
具体实施方式
以下，根据图1～图6详细说明本发明的被检体内信息获取装置的实施例。另外，本发明不限于这些实施例，可以是不脱离本发明宗旨的范围内的各种变更实施方式。
实施例1
图1是表示包括本发明的被检体内信息获取装置的无线型被检体内信息获取系统的整体结构的示意图。另外，在该无线型被检体内信息获取系统中，作为被检体内信息获取装置的一例，说明从作为被检体的人的口部等导入体腔内来拍摄体腔内的被检部位的胶囊型内窥镜。在图1中，无线型被检体内信息获取系统包括：具有无线接收功能的接收装置3；和胶囊型内窥镜(被检体内信息获取装置)2，其被导入被检体1内，拍摄体腔内图像，对接收装置3进行图像信号等的数据发送。并且，无线型被检体内信息获取系统具有：根据接收装置3接收的图像信号显示体腔内图像的显示装置4；在接收装置3和显示装置4之间进行数据的转发的便携式记录介质5。接收装置3具有：由被检体1穿着的接收夹克31；和对接收的无线信号进行处理等的外部装置32。
显示装置4用于显示由胶囊型内窥镜2拍摄的体腔内图像等，具有根据便携式记录介质5所得到的数据进行图像显示的工作站等那样的结构。具体来讲，显示装置4可以构成为利用CRT显示器、液晶显示器等直接显示图像，也可以构成为像打印机等那样把图像输出到其他介质上。
便携式记录介质5可以在外部装置32和显示装置4上插拔，具有在插装到两者上时可以进行信息的输出或记录的结构。在该实施例中，便携式记录介质5在胶囊型内窥镜2在被检体1的体腔内移动的期间，被插装在外部装置32上，记录从胶囊型内窥镜2发送的数据。并且，具有如下结构，在胶囊型内窥镜2从被检体1排出后，即被检体1内部的摄像结束后，被从外部装置32拔出并插装在显示装置4上，通过该显示装置4读出记录在便携式记录介质5上的数据。例如，利用由CompactFlash(注册商标)存储器等构成的便携式记录介质5进行外部装置32和显示装置4的数据转发，从而与在外部装置32和显示装置4之间通过有线直接连接的情况相比，被检体1能够在体腔内的摄影过程中自由动作。另外，此处使用便携式记录介质5进行外部装置32和显示装置4的数据转发，但不限于此，例如也可以构成为使用内置在外部装置32内的其他记录装置、例如硬盘，进行与显示装置4之间的数据转发，将双方有线或无线连接。
图2是表示本发明的被检体内信息获取装置的实施例1的结构的侧面剖视图。图3是将图2所示的刚性挠性布线基板展开的俯视图，图4是将图2所示的刚性挠性布线基板展开的仰视图。另外，在该实施例中，作为被检体内信息获取装置的一例，说明从作为被检体的人的口部等导入体腔内来拍摄体腔内的被检部位的胶囊型内窥镜。
胶囊型内窥镜2如图2所示，具有：形成为胶囊形状的封装壳体即密闭容器6；照明单元20，其作为执行规定功能的功能执行单元，射出用于照明体腔内的被检部位的照明光；摄像单元23，其作为功能执行单元，接受照明光引起的反射光来拍摄被检部位；驱动/信号输出单元24，其进行照明单元20和摄像单元23的驱动控制和信号转换；进行信号处理的信号处理单元25；储存用于驱动功能执行单元的驱动电力的蓄电单元30；以及无线发送单元27，其作为功能执行单元，把摄像单元23所获取的图像数据无线发送到被检体外部。
密闭容器6为人能够吞入的大小，通过将大致半球形状的前端罩61和筒状的胴部罩62弹性地嵌合而形成。照明基板20a、AD基板23a、信号处理基板25a、电源基板30a和发送基板27a被插入筒状的胴部罩62内，该胴部罩62在后端部具有大致半圆球形状的底部，前端部开口成为圆形状。前端罩61为大致半球状的圆顶形状，圆顶的后侧开口成为圆形状。该前端罩61由具有透明性或透光性的透明部件，例如适合于确保光学性能和强度的环烯烃聚合物或聚合碳等形成，可以使来自照明单元20的照明光透过密闭容器6的外部，并且可以使来自基于该照明光的被检体的反射光透过内部。
并且，胴部罩62是位于前端罩61后侧以覆盖上述功能执行单元的部件。该胴部罩62使圆筒状的胴部63与大致半球状的圆顶形状的后端部64形成为一体，该胴部63的前侧开口成圆形状。该胴部罩62由适合于确保强度的聚砜等形成，将照明单元20、摄像单元23、驱动/信号输出单元24、信号处理单元25、蓄电单元30容纳在胴部63中，将无线发送单元27容纳在后端部64中。
照明单元20具有：如图2、图3所示，中央部分设有通孔20b的形成为圆盘状的照明基板20a；设于照明基板20a的前面(在图2中为前端罩61侧)的发光二极管、例如白色LED等4个发光体20c；以及如图4所示，在后面(在图2中为AD基板23a侧)构成用于驱动发光体20c的电路的芯片部件20d，来自发光体20c的照明光通过前端罩61照射到外部。
摄像单元23如图2、图4所示，具有：形成为圆盘状的AD基板23a；设在AD基板23a前面(在图2中为照明基板20a侧)的CCD或CMOS等固体摄像元件23b；以及使被摄体的像成像于固体摄像元件23b上的成像透镜23c。成像透镜23c设在固体摄像元件23b的前面(在图2中为照明基板20a侧)，由位于被摄体侧的设在固定框23d1上的第1透镜23c1、和位于固体摄像元件23b侧的设在可动框23d2上的第2透镜23c2构成。固定框23d1和可动框23d2构成使第2透镜23c2沿着光轴移动的焦点调整机构23d。并且，固定框23d1插通于照明基板20a的通孔20b中，使成像透镜23c的光轴朝向照明基板20a的前面。由此，摄像单元23可以拍摄被照明单元20的照明光照明的范围。
驱动/信号输出单元24如图2、图3所示，设在AD基板23a的后面(在图2中为信号处理基板25a侧)，具有：构成用于驱动固体摄像元件23b的电路的驱动IC 24a，和包围该驱动IC 24a及固体摄像元件23b的状态的芯片部件24b。驱动IC 24a具有未图示的驱动控制电路，该驱动控制电路掌管胶囊型内窥镜2的驱动控制的中枢，进行固体摄像元件41的驱动控制和输出信号处理、照明单元20的驱动控制。另外，AD基板23a的后面的芯片部件24b是半导体部件，该半导体部件具有在把从驱动IC 24a输出的影像信号(图像信息)和时钟信号这两个信号从无线发送单元27发送时混合为一个信号的功能等。并且，该驱动IC 24a具有作为信号输出单元的后述的A/D转换部24a1和比特数转换输出部24a2。
信号处理单元25如图2、图4所示，具有：形成为圆盘状的信号处理基板25a；设在信号处理基板25a的前面(在图2中为AD基板23a侧)，进行图像信息的信息处理的图像处理IC 25b。另外，图像处理IC 25b具有后述的数字信号处理部25b1。并且，信号处理单元25在信号处理基板25a的后面(在图2中为电源基板30a侧)具有由板簧形成的触点25c，该触点25c接触到后述的纽扣式干电池30b的正极包壳上，利用板簧的弹推力将纽扣式干电池30b向后侧(在图2中为电源基板30a侧)弹推。
蓄电单元30如图2所示，具有：形成为圆盘状的电源基板30a；配置在信号处理基板25a和电源基板30a之间的氧化银电池等的纽扣式干电池30b；和电源部30c。纽扣式干电池30b串联配置有多个，例如在该实施例中为3个，并且使负极帽侧朝向后侧。另外，电池30b不限于氧化银电池，例如也可以使用充电式电池、发电式电池等，而且数量也不限于3个。
电源部30c具有设在电源基板30a后面(在图2中为后端部64侧)的DC/DC转换器30c1。DC/DC转换器30c1为了始终获得系统所需的恒定电压，对纽扣式干电池30b所获得的电压进行例如升压等控制。另外，虽然在图中未示出，但在电源基板30a前面(在图2中为信号处理基板25a侧)设有与纽扣式干电池30b的负极帽接触的触点。在该实施例中，蓄电单元30在信号处理基板25a和电源基板30a之间串联连接配置多个纽扣式干电池30b，可以向各个功能执行单元提供电源。
无线发送单元27如图2、图3所示，具有：形成为圆盘状的发送基板27a；设在发送基板27a后面(在图2中为后端部64侧)的振荡电路27b；天线基板27c；以及设在天线基板27c后面(在图2中为后端部64侧)的天线27d。天线27d如图3所示，在天线基板27c的后面构成为大致漩涡状的图案。该无线发送单元27通过振荡电路27b从上述芯片部件24b(半导体部件)所混合的信号中取出具有一定频率/振幅/波形的信号，把该取出的信号从天线27d发送到胶囊型内窥镜2的外部。另外，发送基板27a和天线基板27c通过锡焊电连接，以构成一体的发送单元。
上述的照明基板20a、AD基板23a、信号处理基板25a、电源基板30a和发送基板27a由刚性基板构成。如图3、图4所示，这些刚性基板被设置成为分别隔着一系列挠性基板80的状态，构成刚性挠性布线基板8。即，各个刚性基板隔着挠性基板80按照照明基板20a、AD基板23a、信号处理基板25a、电源基板30a、发送基板27a的顺序隔开规定间隔配置，并且相互电连接。另外，通过将该刚性挠性布线基板的挠性基板80折弯，在图1所示的状态下，照明基板20a、AD基板23a、信号处理基板25a、电源基板30a和发送基板27a被层叠配置在前端罩61侧和后端部64侧的前后方向。
图5是表示图2所示的驱动IC和图像处理IC的本发明的主要部分的结构的方框图。在图5中，在驱动IC 24a上设有：作为信号转换单元的A/D转换部24a1；以及来自A/D转换部24a1的例如8比特并行信号的图像信息输入的作为分割单元的比特数转换输出部24a2，在图像处理IC 25b中设有数字信号处理部25b1，比特数转换输出部24a2和数字信号处理部25b1通过布线有4个信号线80a的挠性基板80相连接。
在这种结构中，在摄像单元23中获取的1个像素的图像信息(数字数据)输入设于AD基板23a的A/D转换部24a1，在此进行数字转换，形成8比特的并行信号，然后在比特数转换输出部24a2中被分割为高位4比特、低位4比特的并行信号。然后，比特数转换输出部24a2将这些并行信号通过设于挠性基板80上的4个信号线80a，以时分方式输出给设于信号处理基板25a上的数字信号处理部25b1。在比特数转换输出部24a2中，例如按图6所示，把1个像素的图像信息作为高位4比特的数字数据、低位4比特的数字数据依次时分输出给4个信号线80a。在数字信号处理部25b1中，对这些输入的数字数据进行规定的信号处理，可以通过挠性基板80、电源基板30a输出给发送基板27a。
这样，在该实施例中，把由摄像单元所获取的8比特的图像信息，通过设于AD基板上的IC结构的比特数转换输出电路分割为各4比特的并行信号，然后以时分方式通过挠性基板的4个信号线输出给设于信号处理基板上的数字信号处理部，所以能够削减设于刚性基板上的IC的管脚数，并且可以削减配置于挠性基板上的信号线的数量，由此可以实现胶囊型内窥镜的小型化，进而基板的宽度和层数减少，可以防止硬化并且容易折弯，同时可以减小信号线的断线概率。
另外，在该实施例中，按照每4个比特分割图像信息，但本发明不限于此，例如也可以分割为各2比特的并行信号。该情况下，在挠性基板上仅布线两个信号线即可，可以进一步防止基板硬化，并且减小信号线的断线概率。并且，也可以按照每1个比特分割图像信息，但是该情况下，如果分割为各1比特的并行信号，则布线于挠性基板上的信号线为一个，例如在想要维持1秒间输出2帧这样的帧速率时，驱动频率成为基准时钟的频率的8倍。因此，使得消耗电流大幅增加，所以电池的寿命大幅缩短。因此，在本发明中，为了既能保持现状的帧速率，又能够削减信号线的数量，而且驱动频率不怎么提高，使用上述实施例进行了说明。
并且，本发明不限于图像信息，也可以适用于输出其他数字数据的情况、例如输出白数据等参数信息的情况，另外在本发明中，也可以将该参数信息和图像信息一起时分输出。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的被检体内导入装置对像胶囊型内窥镜那样被导入人体内部来观察被检部位的医疗用观察装置非常有用，特别适合于削减IC的管脚数和信号线的数量，以实现胶囊型内窥镜的小型化，防止基板硬化，并且可以减小信号线的断线概率。