JP4128504B2 - カプセル型内視鏡 - Google Patents

Description

本発明は生体内を検査する飲み込み型のカプセル型内視鏡に関する。

近年、内視鏡は医療用分野及び工業用分野で広く採用されるようになった。また、最近、内視鏡における挿入部を必要としないで、カプセル形状にしたカプセル型内視鏡を患者が飲み込むことにより、挿入部による挿入の苦痛を軽減できるようにしたものが医療用分野で使用される状況になった（例えば、特許文献１、特許文献２）。

特許文献１の従来例では、略半球状の透明カバーの内部に対物レンズと、これを挟むように対称に設けた発光ダイオードによる照明手段とを内蔵し、発光ダイオードにより照明された被写体は観察範囲となる部分が対物レンズによりイメージセンサ上に結像するようにしている。

また、特許文献２の従来例でも、ほぼ同様の構成となっている。
特開２００１−９１８６０号公報（第１図） ＷＯ ０１／６５９９５ Ａ２（第１図）

これらの従来例では、略半球状の透明カバー内に対物レンズと照明体を固定したものであり、視野中心部分と視野周辺部分の曲率半径が同じものであるため、管腔臓器の粘膜が透明カバーの中心部分まで密着しやすいという不具合があった。

また、略半球状の中心から周辺まで同じ曲率の透明カバーの場合は、透明カバーに繋がるカプセル外径によって曲率半径が決まるので外径が太くなったり、カプセルの全長が長くなってしまう等の不具合もあった。

また、カプセル内視鏡の観察対象の形状を考慮した対物光学系の性能と、最適な観察範囲を確保するためのピント調整条件については何ら開示されていなかった。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、カプセル内視鏡の観察に適した観察視野および観察範囲を確保しつつ、カプセルサイズを小型化して飲み込み性も向上できるカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。

本発明のカプセル型内視鏡は、少なくとも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位を撮像する撮像手段と、該撮像手段前方の対物光学系と、該対物光学系前方の透明カバーと、を密閉カプセルに内蔵し、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。

Cos（θ／２） ＜ ａ1 ／ ｂ１ ＜ １
０．３≦｛ｆ²（１ − cos（θ／２））／XB cos（θ／２）｝／｜ΔＩ｜≦１
ただし、
θ ：最大像高に対応した物体側画角
ａ１ ：視野中心方向における、対物光学系の前側焦点位置から透明カバーの表面までの空気換算長
ｂ１ ：最大像高の視野方向θ／２における対物光学系の前側焦点位置から透明カバーの表面までの空気換算長
ΔＩ ：対物光学系の平面物体観察時における像面湾曲量
（最大視野画角におけるメリジオナル方向の像面湾曲量と、サジタル方向の像面湾曲量を平均した値）
ｆ： 対物光学系の焦点距離
XB： 光学系視野中心におけるベスト距離

本発明によれば、観察の視野および観察範囲を確保しつつ、カプセルサイズを小さくできる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１及び図２は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形態を備えたカプセル型内視鏡装置等の構成を示し、図２は第１の実施の形態のカプセル型内視鏡の構成を示す。

図１（Ａ）に示すように本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡検査を行うカプセル型内視鏡装置１は、患者２の口部から飲み込まれることにより体腔内管路を通過する際に体腔内管路内壁面を光学的に撮像した画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡３と、このカプセル型内視鏡３で送信された信号を患者２の体外に設けたアンテナユニット４により受け、画像を保存する機能を有する、（患者２の体外に配置される）体外ユニット５とから構成される。

この体外ユニット５には、画像データを保存するために、容量が例えば１ＧＢのコンパクトフラッシュ（Ｒ）サイズのハードディスクが内蔵されている。

そして、体外ユニット５に蓄積された画像データは検査中或いは検査終了後に図１（Ｂ）の表示システム６に接続して、画像を表示することができる。

つまり、図１（Ｂ）に示すようにこの体外ユニット５は、表示システム６を構成するパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略記）７とＵＳＢケーブル８等の通信を行う通信ケーブルで着脱自在に接続される。

そして、パソコン７により体外ユニット５に保存した画像を取り込み、内部のハードディスクに保存したり、表示するため等の処理を行い表示部９により保存した画像を表示できるようにしている。このパソコン７にはデータ入力操作等を行う操作盤としての例えばキーボード１０が接続されている。

ＵＳＢケーブル８としては、ＵＳＢ１．０、ＵＳＢ１．１、ＵＳＢ２のいずれの通信規格でも良い。また、この他にＲＳ−２３２Ｃ、ＩＥＥＥ１３９４の規格のシリラルのデータ通信を行うものでも良いし、シリアルのデータ通信を行うものに限定されるものでなく、パラレルのデータ通信を行うものでも良い。

図１（Ａ）に示すようにカプセル型内視鏡３を飲み込んで内視鏡検査を行う場合には、患者２が着るシールド機能を持つシールドシャツ１１の内側には複数のアンテナ１２が取り付けられたアンテナユニット４が装着され、カプセル型内視鏡３により撮像され、それに内蔵されたアンテナから送信された信号を受け、このアンテナユニット４に接続された体外ユニット５に撮像した画像を保存するようにしている。この体外ユニット５は、例えば患者２のベルトに着脱自在のフックにより取り付けられる。

また、この体外ユニット５は例えば箱形状であり、前面には画像表示を行う表示装置としての例えば液晶モニタ１３と、制御操作を行う操作ボタン１４とが設けてある。また、体外ユニット５の内部には、送受信回路（通信回路）、制御回路、画像データ表示回路、電源を備えている。

図２に示すようにカプセル型内視鏡３は、筒状でその先端側をほぼ半球形状にした透明な前カバー１６と、筒形状でその後端をほぼ半球形状にした後カバー１７との後端及び前端を嵌合させてその内部に水密的な密閉構造のカプセル容器を形成し、その内部に対物光学系１８等を収納している。

前カバー１６に対向する中央位置には、第１レンズ枠２０と第２レンズ枠２１とにそれぞれ第１レンズと第２レンズを取り付けて形成した対物光学系１８が配置され、その結像位置には基板２２の前面に取り付けたＣＭＯＳイメージャ２３が配置されている。

また第１レンズ枠２０に嵌合するようにして固定された基板２には白色ＬＥＤ２５が取り付けられている。

ＣＭＯＳイメージャ２３を取り付けた基板２２は接続部２６で駆動処理回路２７を形成し、電気部品を実装した基板に電気的に接続されている。また、この駆動処理回路２７を形成する基板の背面にはメモリ等を実装し、画像データを記憶する処理を行う記憶回路２８を構成する基板が接続部２９で接続するようにして配置されている。

この記憶回路２８を構成する基板の背面には無線通信を行う無線通信回路３０を構成する基板が接続部３１で接続するようにして配置されている。

さらにこの無線通信回路３０を構成する基板の背面にはボタン型の２つの電池３２が配置されている。

また、駆動処理回路２７を形成する基板に隣接する側部にはアンテナ３３が配置され、無線通信回路３０と接続されている。

また、電池３２は、例えばその負極が無線通信回路３０等のグランドに接続され、無線通信回路３０等の（正の）電源端にはバネ状接点部材３５のリード部の一端と接続されている。

このバネ状接点部材３５は電池３２の背面で接点部３６ａとなり、この接点部３６ａに近接するようにして電池３２の正極に接続された他方の接点部３６ｂが配置され、通常はその間に絶縁性のひも状部材３７が介挿されて、ＯＦＦの状態に設定されている。

この絶縁性のひも状部材３７の一部は後カバー１７に設けた弁部（或いはゴム栓部）３８の小さな切り欠きを通して外部に露出し、この絶縁性のひも状部材３７を引き抜くことにより接点部３６ａ、３６ｂは接触してＯＮとなる。また、弁部３８は閉じて水密を保持する。

前カバー１６におけるその前面となるドーム形状部分の内面及び外面は、その視野範囲（その範囲内の角度をθで示す）の周辺付近までは一定の曲率半径Ｒｉ及びＲｏに設定されている。本実施の形態では、例えばＲｉ＝６．０ｍｍ及びＲｏ＝６．５ｍｍに設定されている。

また、曲率半径Ｒｉ及びＲｏの中心位置が対物光学系１８の入射瞳４０の位置となるように設定されている。なお、本実施の形態では前カバー１６の肉厚は均一にしている。

また、視野範囲の周辺付近では、例えば外面の曲率半径Ｒｐを曲率半径Ｒｉ及びＲｏより小さい値（具体的にはＲｐ＝４．０ｍｍ）に設定してその外径部分側と滑らかに繋ぐようにしている。なお、本実施の形態ではこのカプセル型内視鏡３の外径Ｄを１１ｍｍに設定している。

また、第１のレンズ枠２０の円錐形状の前面はその表面を粗面４１等にすることにより反射防止する機能を持たせている。

また、本実施の形態では、視野範囲の角度θは例えば９０°〜１１０°程度に設定されている。

このように本実施の形態のカプセル型内視鏡３においては、図２に示すようにその前カバー１６の前面側を略半球面形状にしているが、その場合対物光学系１８の視野範囲の中心側の曲率半径（具体的には内面の曲率半径Ｒｉ、外面の曲率半径Ｒｏ）よりも、周辺側の曲率半径（具体的には外面の曲率半径Ｒｐ）を小さくしていることが特徴となっている。

このような構成にすることにより、周辺側の曲率半径を中心側の曲率半径と同じにした場合よりも、カプセル型内視鏡３で内視鏡検査を行う場合に、カプセル型内視鏡３における前カバー１６の視野中央部分が管腔臓器の粘膜等に密着してしまうのを防止ないしは軽減できるようにすると共に、カプセル型内視鏡３を小型化できるようにしている。

次に本実施の形態の作用を説明する。

図１（Ａ）で示すように口部からカプセル型内視鏡３を飲み込んで体腔内に挿入した場合、体腔内では図２に示すように体腔内の管腔臓器の粘膜４２にはカプセル型内視鏡３の前カバー１６における視野中心側よりも周辺部側が接触し易くなる。

つまり、中心側の曲率半径は大きく、周辺部側の曲率半径が小さく屈曲しているので、より屈曲している周辺部側が粘膜４２に接触し、中央部側は密着しないで観察できる観察視野を確保できる状態或いは広い観察可能範囲を持つようにできる。

また、図２において、周辺側も中心側と同じ曲率半径にすると、外径が太くなって大型化してしまい、飲み込みにくくなったり、挿入（移動）性が低下する欠点が生じるが、本実施の形態の構造にすることにより、小さなサイズにして飲み込み性を向上できると共に、円滑な移動性等も確保できる。

具体的に説明すると、図２の場合には外径Ｄ（＝１１ｍｍ）を、前カバー１６の視野中心付近での外径の曲率半径Ｒｏ（＝６．５ｍｍ）の２倍よりも小さくできる（これに対して、周辺側も中心側と同じ曲率半径にすると、外径Ｄは１３ｍｍになって、本実施の形態よりも太くなってしまう）。

また、周辺側に対して中央側の曲率半径を大きくすること（その極端な場合として、図３に示すように曲率半径を無限大にした平面の場合がより分かり易い）により、中央部分の突出量を抑えることができ、全長を短くして飲み込み性を向上できる。

従って、本実施の形態は以下の効果を有する。

外径や全長を小さくでき、飲み込み易くできると共に、広い観察視野を確保できる効果がある。

（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図３を参照して説明する。図３は本発明の第２の実施の形態のカプセル型内視鏡５１を示す。

このカプセル型内視鏡５１は、筒状でその後端を丸くして閉塞した外装カバー５２の前端に略半球形状の透明カバー５３を嵌合させて接着等して、その内部を水密構造にし、対物光学系５４等を収納している。

透明カバー５３に対向する中央位置には、第１レンズ枠５５と第２レンズ枠５６とにそれぞれ第１レンズと第２レンズを取り付けて形成した対物光学系５４が配置され、その結像位置には基板５７の前面に設けた凹部の平面部にＣＭＯＳイメージャ５８が実装配置されている。

また、第１レンズ枠５５に嵌合する第２レンズ枠５６の筒部に（嵌合して接着剤等で）固定された基板６０には、白色光を出射する白色ＬＥＤ６１が複数取り付けられている。

また、ＣＭＯＳイメージャ５８を取り付けた基板５７の背面に駆動処理＆記憶回路６２を形成する基板が配置され、さらにその背面には無線通信回路６３を構成する基板が配置されている。この基板の両面にはチップ部品６４等が実装されている。

この無線通信回路６３を構成する基板の背面側にはボタン型の２つの電池３２が配置されている。

また、駆動処理回路６２を形成する基板に隣接する側部にアンテナ６５が配置され、無線通信回路６３と接続されている。

また、電池３２は、図２で説明した場合と同様にバネ状接点部材３５と接続され、絶縁性のひも状部材３７が介挿されて、ＯＦＦの状態に設定され、この絶縁性のひも状部材３７を引き抜くことにより接点部３６ａ、３６ｂは接触してＯＮとなり、弁部３８は閉じて密閉状態を維持する。

本実施の形態では透明カバー５３のドーム形状部分の内面及び外面は、その視野範囲の周辺付近まではほぼ平面に近い形状（従って、その曲率半径ＲａはＲａ≒∞）に設定されている。なお、視野範囲は、例えば９０°〜１１０°程度に設定されている。

また、視野範囲θの境界付近から外側（周辺側）はその曲率半径Ｒｐ１或いはＲｐ２に示すように中心側よりも小さな曲率半径にして滑らかに外径部分（の透明カバー５３）に繋ぐようにしている。

この場合の曲率半径Ｒｐ１或いはＲｐ２としては、例えば１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内に設定されている。なお、本実施の形態でも透明カバー５３の肉厚は均一にしている。

また、本実施の形態では、図３に示すように視野範囲内では２点鎖線で示す部分の内側部分がピントが合わないピンボケ部分となり、これより外側がピントが合う部分となる。

図３では光軸上では対物光学系５４の第１レンズの前面から距離ａ＋ｂ部分がピンボケ部分となり、これより遠距離側がピントが合う部分となる。

この場合、対物光学系５４の第１レンズの前面の光軸上の位置をＹとし、その光軸上前方で透明カバー５３の外表面の位置をＸとすると、その間の距離をｂで、この位置Ｘと２点鎖線で曲面までの距離をａで示している。

そして、このように透明カバー５３の視野の中心側を平面状にすることにより、中心部分での突出量を抑制でき、カプセル型内視鏡５１の全長を短くできる。従って、飲み込み性を向上できる。

また、中心側を平面形状にすることにより、中央側が粘膜４２に接触しにくくでき、視野を確保できる。この場合、透明カバー５３の外面の位置ではピントが合わないが、実質的には支障ない（突出量を抑えた分、全長を短くできる利点がある）。

（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図４ないし図６を参照して説明する。図４は第３の実施の形態のカプセル型内視鏡を示し、図５は対物光学系の構成例を示し、図６は図５の場合における収差図を示す。

図４に示すカプセル型内視鏡７１は、円筒形状でその後端を半球状に丸くして閉塞した外装ケース７２の先端側となる開口する端部に対物光学系の視野中心が入る部分の曲率半径よりも視野周辺部分の曲率半径を小さくなるような形状の透明カバー７３を水密的に接続固定してその内側を密閉し、その密閉したカプセル容器内に以下の内臓物を収納している。なお、破線で示した透明カバーは、半球状の透明カバーを想定したものである。

透明カバー７３に対向する中央部には、レンズ枠７５に取り付けられた対物光学系７６が配置され、その結像位置にはカバーレンズ７７で保護されたＣＭＯＳイメージャ７８が配置されている。このＣＭＯＳイメージャ７８は例えば基板７９の前面に実装されている。なお、ＣＭＯＳイメージャ７８の代わりにＣＣＤで
も良い。

また、対物光学系７６は２枚の凸平レンズで構成され、その後レンズとなる凸平レンズの後面をカバーガラス７７に接着して固定されている。そして、ピント出しを行う場合には、後レンズに対してその外径に嵌合する内径のレンズ枠７５側を光軸Ｏ方向に移動して調整し、調整後には接着剤などで固定される。

また、レンズ枠７５には白色ＬＥＤ８０を取り付けた基板８１がその中央に設けた孔をレンズ枠７５に嵌合させて固定されている。この基板８１はチップ部品が実装されており、白色ＬＥＤ８０を間欠的にフラッシュ発光させるように駆動する駆動回路を形成している。

また、ＣＭＯＳイメージャ７８を取り付けた基板７９の背面には、基板７９とでＣＭＯＳイメージャ７８を駆動すると共に、出力信号に対する処理を行う駆動＆処理回路８２を構成する基板が配置されている。

この駆動＆処理回路８２を構成する基板の背面には画像信号を無線で行う処理をする無線回路８３を構成する基板が配置され、この無線回路８３を構成する基板の背面にはボタン型の電池８４が配置されている。

また、このボタン型の電池８４の背面側でカプセル状容器の後端となる内側には電源のＯＮを外部から行うスイッチ８５が収納されている。

また、無線回路８３の側面に隣接してアンテナ８６が配置されている。

図４に示す対物光学系７６の第１レンズ及び第２レンズは例えば図５（Ａ）に拡大して示すように径の小さい凸平レンズ８７ａと、それより径が大きい凸平レンズ８７ｂとから構成され、第１レンズ８７ａの前面には明るさ絞り８８が配置されている。

そして、これらの第１レンズ及び第２レンズにより、ＣＭＯＳイメージャ７８の撮像面に像を結ぶ。

本第３実施例における、透明カバーおよび被写界深度の位置関係に関して説明する。図４は、外径Ｄのカプセル型内視鏡をしめしており、図中の各パラメータは以下のとおりである。
Ｌａ ：視野中心方向における被写界深度の幅
Ｌａ−ｎ：視野中心方向における被写界深度近点端Q1と、対物光学系７６の前側焦点位置までの空気換算長
Ｌａ−ｆ：視野中心方向における被写界深度遠点端Q2と、対物光学系７６の前側焦点位置までの空気換算長
ａ１ ：視野中心方向における、対物光学系７６の前側焦点位置から透明カバー７３の表面までの空気換算長
ａ２ ：視野中心方向における、透明カバー７３の表面から、視野中心方向における被写界深度近点端Q1までの空気換算長
θ ：最大像高に対応した物体側画角
Ｌｂ ：最大像高の視野方向θ／２における被写界深度の幅
Ｌｂ−ｎ：最大像高の視野方向θ／２における被写界深度近点端と、対物光学系７６の前側焦点位置までの空気換算長
Ｌｂ−ｆ：最大像高の視野方向θ／２における被写界深度遠点端と、対物光学系７６の前側焦点位置までの空気換算長
ｂ１ ：最大像高の視野方向θ／２における対物光学系７６の前側焦点位置から透明カバー７３の表面までの空気換算長
ｂ２ ：最大像高の観察視野方向θ／２における透明カバー７３の表面から、視野中心方向における被写界深度遠点端Q2までの空気換算長
ただし、視野中心（光軸）方向における対物レンズ７６の前側焦点位置を座標原点とし、物体側を正、像側を負、としている。

図中、光軸Ｏに沿った方向では、ａ１＋ａ２の領域は被写界深度外であって、この範囲にある被写体の像は撮像素子７８によってピントが合っていないボケた画像として取得される。又、Ｌａの領域は被写界深度内であって、この範囲にある被写体の像はピントが合った画像として取得される。

同様に、観察視野範囲θにおいても、ｂ１＋ｂ２の領域は被写界深度外であって、この範囲にある被写体の像は撮像素子７８によってピントが合っていないボケた画像として取得される。又、Ｌｂの領域は被写界深度内であって、この範囲にある被写体の像はピントが合った画像として取得される。

第１、第２実施例におけるカプセル内視鏡において、先端側の透明カバー７３は、対物光学系の視野中心が入る部分の曲率半径よりも視野周辺部分の曲率半径を小さくなるように形成されている。即ち以下の条件を満たしている。

Ｒo ＞ Ｒｐ ……（1）
ここで、Ｒo、Ｒpの意味は、
Ｒｏは光学系視野中心における透明カバーの物体側の曲率半径、
Ｒｐは光学系視野周辺における透明カバーの物体側の曲率半径である。

一方、第３実施例における透明カバーの形状はθの範囲内において、
Ｒo ＝ Ｒp
であり、（１）の条件を満たさないが、以下の条件を満たしている。

Cos（θ／２） ＜ ａ1 ／ ｂ１ ＜ １ ……（２）
本発明によるカプセル内視鏡の狙いの一つは、透明カバー形状を工夫することによってカプセル全長を短縮することにある。このためには、破線で示すような半球状の形態から、透明カバーを短縮する方向に変形せしめることが必要になる。この変形の条件は、（１）における条件式を満たすことによっても目的を果たすことができるが、（２）の条件を満たすことによって、（１）の条件式を満たさない場合でも全長を短縮することが可能となる。

式（２）の下限は、
ｂ１＝ ａ１ ／ cos（θ／２）
となって、第２実施例で示すようにRo ＝ ∞となる場合である。

また、式（２）の上限は、
ｂ１ ＝ ａ１
となって、透明カバーが半球形状となる場合である。

カプセル内視鏡は、従来の内視鏡とは異なり、診断時に臓器内に空気を送気する機構を有していない。このため、従来の内視鏡のように、被写体との間に十分な距離を保って平坦な物体を観察する機会は殆ど無いという特徴を有する。

また、一方で、胃のような大空間においては、被検者が体位を変えることによってカプセルを前後左右に動かすことが出来る程度の一定の空間も存在するが、その場合でもカプセルの一部が胃の内壁に密着した状態で観察することが多く、胃壁を平面状物体として観察する機会は殆ど無い。このことから考えると、カプセル内視鏡の観察対象物体の形状は、カプセルを包み込むような球面形状を想定することが望ましい。

このときの状況を第９図に説明する。第９図において、カプセル内視鏡で想定している観察範囲を灰色にて示す。カプセル内視鏡においては、球面の形態をしている物体が、対物光学系の視野中心における遠位点Qfから近位点Qnまである幅をもって存在した場合に、その範囲内で観察できることが重要である。このとき、あまりにも透明カバー表面に近い物体に関しては観察可能範囲として想定していないが、この理由は複数あるため後述する。

第３実施例における対物光学系７６は、このような物体形状に最適となる収差の特徴を有している。このことを第７図を用いて説明する
ここで、被写界深度を像側の深度（これを一般的に焦点深度と呼ぶ）へ換算したとすると、焦点深度の中心と両端が定義できる。この焦点深度の両端に共役な物体側の距離を、被写界深度の遠点距離、または近点距離、焦点深度の中心に共役な物体側の距離のことをベストワーキングディスタンス（またはベスト距離）と呼ぶ。
第７図（Ａ）では、像面湾曲が発生していない場合の光学系に対して、平面状の物体を撮像する場合の状態を表している。このとき、軸上のベスト距離ＸＢに対して、軸外のベスト距離はやはりＸＢであり、被写界深度も軸上と軸外でほぼ同等のものとなる。

一方、第７図（Ｂ）では、光学系の像面湾曲が発生していない場合の光学系に対して、球面状の物体を撮像する場合の状態を想定している。このとき、軸上のベスト距離ＸＢに対して、最大像高である視野角θ／２における軸外のベスト距離は、光軸方向のベスト距離に換算して、XBｃｏｓ（θ／２）となる。

カプセル内視鏡にて想定すべき物体形状および観察可能範囲は、第９図に灰色で示した。これに対して、対物光学系７６の軸上のベスト距離を遠位点Qfに置いた場合に、軸外のベスト距離の設定は、軸上のベスト距離と同等か、それよりもCCD側の領域（第９図斜線で示す範囲）に、設定することが望ましい。これにより、カプセル内視鏡にて想定すべき物体形状に最適な収差の発生状況とすることが出来る。このとき、光学系が満たすべき像面湾曲の条件を以下に求める。

軸上での物点距離をＸＢとした場合、ＸＢにおける対物光学系の倍率をβ、対物光学系の焦点距離をｆとすると以下のように表現できる。

ｆ／β＝ＸＢ …（３）
一方、球面物体観察時に対応する物点距離は、ＸＢcos（θ／２）と設定できるので、ＸＢcos（θ／２）における対物光学系の倍率をβ‘として、
ｆ／β‘＝ＸＢｃｏｓ（θ／２） …（４）
ゆえに球面物体観察時の軸上物点と軸外物点の像面のズレ量は、
｜ｆβ−ｆβ‘｜ ＝ ｆ²（１−cos（θ／２））／XB cos（θ／２）…（５）
一方、光学系における像面湾曲収差は、球面物体による像面のズレを打ち消す方向に発生する。この像面湾曲収差量をΔＩとすると、
｜ ΔＩ ｜ ＝ ｜ｆβ − ｆβ‘｜ …(６)
の条件を満たせば、球面物体を観察した場合に像面のズレが０となっている状態を示すことなる。つまり、この式を変形し、
｜ｆβ − ｆβ‘｜／｜ΔＩ｜＝ α …(７)
とすると、カプセル内視鏡として最適な像面湾曲収差量は以下の条件式で規定できる。

０．３≦｛ｆ²（１−cos（θ／２））／XB cos（θ／２）｝／｜ΔＩ｜≦１…（８）
ただし、
ΔＩ ：対物光学系の平面物体観察時における像面湾曲収差量
（最大視野画角におけるメリジオナル方向の像面湾曲収差量と、サジタル方向の像面湾曲収差量を平均した値）
ｆ： 対物光学系の焦点距離
XB： 光学系視野中心におけるベスト距離
上記条件式の上限を越えると、軸上物点に対する結像面位置と軸外物点に対する結像面位置の乖離が大きくなって、カプセル内視鏡で想定される球面状物体を観察することができない。また、上記条件式の下限を越えると、像面湾曲収差量が大きくなりすぎて、軸外物点に対して十分な観察範囲を確保することができない。

なお、このようなレンズ設計は例えば撮像面が図５（Ａ）の２点鎖線で示すようにレンズ側に中央部が凹となるような湾曲した撮像面を考えて、この湾曲した撮像面に結像するように設計する。

このように設計することにより、実際には撮像面は光軸Ｏと垂直となっているので、光軸Ｏに近い部分の撮像面に結像する領域では湾曲しない場合とほぼ同様の撮像面となるので、この領域でピントが合った状態で結像した場合には、周辺側ではより近距離側に設定された物体に対してピントが合う状態にできる。

ところで、第３実施例における光学系７６は、ピント調整機構を有しており、この調整によって、被写界深度範囲Ｌａ、Ｌｂを設定することができる。 第９図では、考慮すべき物体の形状を定義したが、Ｌａ、Ｌｂが、想定物体範囲と同等となるための望ましいピント調整に関しては説明しなかった。以下に、光学系７６のカプセル内視鏡として望ましい被写界深度の設定に関して説明する。

カプセル内視鏡で想定するピント調整設定は、Ｌａ、Ｌｂにおける近接距離Ｌａ−ｎ、Ｌｂ−ｎがドーム表面を含まないような設定とすることが重要である。Ｌａ、Ｌｂがドーム表面も含むような設定とすると、透明カバーに存在するボツ・キズにピントが合った状態となり、これらをクッキリと観察することになってしまう。このため、消化管内壁などの観察画像に透明カバーのボツ・キズが重なって見えてしまい、診断に支障をきたすことになる。一般的に透明カバーはプラスティック素材にて形成されており、透明カバー成型時やカプセル組立て時に、透明カバー表面などにボツ・キズがつきやすく、そのため実使用時には、ボツ・キズが画像として映らない工夫を施す必要がある。

また、Ｌａ、Ｌｂがドーム表面を含まない設定にするもうひとつの理由は以下のとおりである。条件式（２）の特徴を有する透明カバーは、透明カバー表面と光学系との距離が短くなるため、Ｌａ−ｎ、Ｌｂ−ｎがドーム表面も含むような設定とすると、Ｌａ−ｆ、Ｌｂ−ｆが、透明カバー表面に近くなりすぎてしまい、遠くの病変が観察できなくなるという不具合が発生してしまう。

この点に関して第７図（Ａ）を使ってもう少し詳細に説明することにする。一般的な内視鏡において、ベスト距離をＸＢとした場合の像面位置ＸＢ‘に、画素ピッチＰの固体撮像素子を配置する場合を考える。固体撮像素子を固定した条件において、物体をＸＮまで近接すると、近接時の像面位置ＸＮ’は固体撮像素子の撮像面位置からずれることになるが、固体撮像素子の撮像面における許容錯乱円径が、ＣＣＤの分解能ＫＰ（ただしＫはＣＣＤと回路系の特性によって決まる係数）よりも小さいと認識できる場合、ＸＢからＸＮまでの物体像はピントが合っていると見なすことができる。即ち、許容錯乱円径がＫＰと一致するまでの範囲を近点側の被写界深度と定義することができる。

このとき、ニュートンの結像式から、以下の式が成立する。
被写界深度の近点側の式：
１／ＸＮ − １／ＸＢ ＝ ＫＰFno／ｆ² …（９）
同様に被写界深度の遠点側の式も以下のように定義される。

１／ＸＢ − １／ＸＦ ＝ ＫＰFno／ｆ² …（１０）
（９）式と（１０）式をあわせると、
１／ＸＮ − １／ＸＦ ＝ ２ＫＰFno／ｆ² …（１１）
となる。

ただし、ベスト距離をＸＢ、被写界深度近点までの距離をXN、被写界深度遠点までの距離をXF、固体撮像素子の画素ピッチをＰ、光学系の焦点距離をｆ、光学系の開口をFno、ＣＣＤと回路系の特性によって決まる係数をＫとしている。

上記のような被写界深度の一般式に、カプセル内視鏡に用いられる具体的な数値を当てはめて考察すると以下のようになる。
消化器系の臓器の中でも比較的空間が存在する大腸などの診断においては、Ｌａ−ｆは少なくとも、
Ｌａ−ｆ ＞ ３０ｍｍ ……（１２）
が必要である。

仮に、Ｋ＝３、Ｐ＝５μｍ、Fno＝５、ｆ＝１、カプセル外径Ｄ=１０mmといったパラメータを設定することによりＬａ−ｎを求めると、
Ｌａ−ｎ ＞ ５．４５ｍｍ
となる。

次に、軸外における観察深度範囲は、軸上の一般式に対して、（８）式にて規定した像面湾曲の影響がかかわってくるため、（８）式の上限、下限について場合分けを行う。
ｉ）上限の場合
式（８）における上限値程度まで像面湾曲収差を発生させた条件下においては、
Ｌａ−n ≒ Ｌｂ−n
であるので、カプセル外径Ｄ=１０mmのとき、図１０に破線で示した半球面から対物光学系までの距離はおよそＤ／２ ≒ ５ となる。

また、図４より、明らかなように Ｌｂ−ｎ ＞ Ｄ／２ ＞ ｂ１ の関係があるので、
ｂ２ ＝ Ｌｂ−ｎ − ｂ１ ＞ ０．４５ （＞０）
となる。このように、ｂ２を少なくともゼロ以上として、透明カバー表面から適当な距離をとるように対物光学系のピント調整を行うことで、図１０に斜線で示した観察範囲を確保することができる。すなわち、軸上での観察範囲の遠位点Qｆ≒３０mm、近位点Qｎ≒５．４５mmに球面状の物体を配置した場合には、視野の中心から周辺までそれらを良好に観察することができる。また、視野の中心から周辺まで、近位点Qｎを透明カバーの表面から離して配置したので、透明カバーのボツ・キズが観察画像に映り込んで診断の妨げになることがない。
ｉｉ）下限の場合
式（８）における下限値程度まで像面湾曲収差を発生させた条件下では像面湾曲収差の発生量が増加するので、ｂ２をｉ）の場合と同様に ｂ２ ＞ ０．４５ となるように対物光学系のピント調整を行うと、
Ｌａ−ｎ＞ Ｌｂ−ｎ かつ Ｌａ−ｆ ＞＞ ３０ｍｍ
となり、図１１に斜線で示した観察範囲を確保することができる。このように観察範囲を設定したカプセル内視鏡は、特に管空形状の臓器の観察で使用する場合に有効である。すなわち、視野周辺に分布する管空状臓器の内壁を漏れなく観察しつつ、カプセルの進行方向をも見通すことができる点で大きな利点がある。

以上のように、条件式（１）または（２）を満たす透明カバーを採用し、さらに像面湾曲収差発生量が条件式（８）を満たす対物光学系を採用して、かつｂ２を少なくともゼロ以上として、透明カバー表面から適当な距離をとるように対物光学系のピント調整を行うことで、小型で良好な観察性能を有するカプセル内視鏡を実現することができる。

図５（Ａ）に示した対物光学系７６で、視野角を９０°に設定した場合における収差図を図６（Ａ）に示す。図６（Ａ）において、横軸は近軸の結像位置からの距離を符号を含めて示し、縦軸は像の高さを示す。この収差図から実線で示すサジタル像面ｓでの収差とメリジオナル像面ｍの収差の中間の１点鎖線で示す曲線がベスト像面の収差となる。

このときの、対物光学系７６の光学系データを以下に記載する。この光学系は、平凸レンズ２枚で構成している。一般的に平凸レンズは両凸レンズに比べて、球面研磨を行う工程が無いため、製作工程が短くコストを安くできるため、カプセル内視鏡のような使い捨て製品に対して大なる効果があることは言うまでもない。

（添付光学系データ１）
ｆ＝１．００ 、ｆ_F＝−０．３５９、ｆ_B＝−０．０５１
ＩＨ＝０．７２７ 、θ＝８８．２ 、Ｘ_B＝２０
ｒ₁＝ ∞ （絞り）
ｄ₁＝0 、ｎ₁＝1
ｒ₂＝ ∞
ｄ₂＝0.845 、ｎ₂＝1.51633 、ｖ₂＝64.15
ｒ₃＝ −０．７２９３
ｄ₃＝0.2391 、ｎ₃＝1
ｒ₄＝ 1.4689
ｄ₄＝ 0.9963 、ｎ₄＝1.51633 、ｖ₄＝64.15
ｒ₅＝ ∞
ｄ₅＝0.2246 、ｎ₅＝1
ｒ₆＝ ∞（撮像面）
ｄ₆＝0 、ｎ₆＝1
条件式
ΔＳ＝−0.133、ΔＭ＝0.013、｜ΔＩ｜＝｜（ΔＳ＋ΔＭ）／２｜＝０．０６
ｆ₂（１−cos（θ／２））／Ｘ_Bcos（θ／２） ＝0.02
｛ｆ²（１ − cos（θ／２））／XB cos（θ／２）｝／｜ΔＩ｜＝０．３３

対物光学系７６の代わりに、別の特性をもつ光学系を設置してもかまわないが、基本特性は対物光学系７６と同等の特性を有している。

（添付光学系データ２）
ｆ＝１．００ 、ｆ_F＝−０．３７１ 、ｆ_B＝−０．０５１
ＩＨ＝０．７２ 、θ＝９０．２ 、Ｘ_B＝２０
ｒ₁＝ ∞ （絞り）
ｄ₁＝0.0328 、ｎ₁＝1
ｒ₂＝ ∞
ｄ₂＝0.9849 、ｎ₂＝1.79196 、ｖ₂＝47.37
ｒ₃＝ −1.3164
ｄ₃＝0.1094 、ｎ₃＝1
ｒ₄＝ 1.857
ｄ₄＝ 0.6018 、ｎ₄＝1.79196 、ｖ₄＝47.37
ｒ₅＝ ∞
ｄ₅＝0.6493 、ｎ₅＝1
ｒ₆＝ ∞（撮像面）
ｄ₆＝0 、ｎ₆＝1
条件式
ΔＳ＝−0.11、ΔＭ＝０、｜ΔＩ｜＝｜（ΔＳ＋ΔＭ）／２｜＝０．０６
ｆ₂（１−cos（θ／２））／Ｘ_Bcos（θ／２） ＝0.02
｛ｆ²（１ − cos（θ／２））／XB cos（θ／２）｝／｜ΔＩ｜＝０．３３

対物光学系７６の代わりに、低コスト化をさらに追求した光学系を以下に記載する。これも、基本特性は対物光学系７６と同等の特性を有している。

（添付光学系データ３）
ｆ＝１．００ 、ｆ_F＝−０．５９５ 、ｆ_B＝−０．５０７
ＩＨ＝０．７６９ 、θ＝８３．８ 、Ｘ_B＝２０
ｒ₁＝ ∞ （絞り）
ｄ₁＝0 、ｎ₁＝1
ｒ₂＝ 1.3696
ｄ₂＝0.7689 、ｎ₂＝1.49214 、ｖ₂＝57.6
ｒ₃＝ −0.6259（非球面）
ｄ₃＝0.8663 、ｎ₃＝1
非球面係数Ｋ項 Ｋ＝０
非球面係数４次の項 AC4 ＝ 1.6880E-01
ｒ₄＝ ∞（撮像面）
ｄ₄＝0、ｎ₄＝1
条件式
ΔＳ＝−0.238、ΔＭ＝−0.337、｜ΔＩ｜＝｜（ΔＳ＋ΔＭ）／２｜＝０．２８８
ｆ₂（１−cos（θ／２））／Ｘ_Bcos（θ／２） ＝0.017
｛ｆ²（１ − cos（θ／２））／XB cos（θ／２）｝／｜ΔＩ｜＝０．５９

この光学系は、プラスチック素材を用いており、ガラス研磨レンズに比べて製作コストを低くするような工夫を施している。この光学系では、非球面を導入し、１枚のみで必要な性能を確保するように工夫されており、さらに低コスト化を実現している。

この光学系の形状は、第８図（Ａ）のとおりであり、第８図（Ｂ）に示した像面の湾曲性能を有している。

図５（Ａ）の光学系の場合には、視野角が９０°を越えると収差が急激に大きくなるため、より大きな視野角の場合には、図５（Ｂ）に示すような光学系に設定することが望ましい。

図５（Ｂ）では図５（Ａ）における第１レンズとして（ミニ）メニスカスレンズ８７ｃを採用している。このメニスカスレンズ８７ｃは前面側が比較的大きな曲率半径で凹面となり、全体としては凸パワーのレンズ機能（特性）を示す。

この光学系を用いて例えば１２０°の視野角に設定した場合の収差図を図６（Ｂ）に示す。この場合には、視野角を大きくした場合にも、その収差が大きくなるのを軽減できる。

この光学系と同様の特性を有する視野角１２０度の光学系データを以下に記載する。

（添付光学系データ４）
ｆ＝１．００ 、ｆ_F＝−０．２６７ 、ｆ_B＝−０．７３８
ＩＨ＝０．８ 、θ＝１１３．６ 、Ｘ_B＝２０
ｒ₁＝ ∞ （絞り）
ｄ₁＝0.0664 、ｎ₁＝1
ｒ₂＝ −1.5971
ｄ₂＝1.0304 、ｎ₂＝1.883 、ｖ₂＝40.76
ｒ₃＝ −1.062
ｄ₃＝0.0499 、ｎ₃＝1
ｒ₄＝ 1.396
ｄ₄＝0.8143 、ｎ₄＝1.514 、ｖ₄＝75
ｒ₅＝ ∞
ｄ₅＝0.7889、ｎ₅＝1
ｒ₆＝ ∞（撮像面）
ｄ₆＝0、ｎ₆＝1
条件式
ΔＳ＝−0.056、ΔＭ＝−0.045、｜ΔＩ｜＝｜（ΔＳ＋ΔＭ）／２｜＝０．０５１
ｆ₂（１−cos（θ／２））／Ｘ_Bcos（θ／２） ＝0.041
｛ｆ²（１ − cos（θ／２））／XB cos（θ／２）｝／｜ΔＩ｜＝０．８

メニスカスレンズ８７ｃは平凸レンズ８７ｂに比べて加工性が悪くなるが、光学プラスチックを所望の形状に射出成型することで、加工性を大幅に改善することができる。

また、平凸レンズ８７ｂも同様に光学プラスチックを射出成型すれば加工コストの安い対物光学系７６を実現できる。

以上により、第3の実施の形態と同様に透明ドームを有し、且つ一般的な内視鏡に存在する送気処理が行えないカプセル内視鏡において最適となる観察性能を有するとともに、第１あるいは第２の実施の形態のように前カバー１６におけるそのドーム形状部分の中心付近での突出量を抑制してカプセル全長を短いサイズに出でき、良好な飲み込み性等を確保できる。

[付記]
３．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位を撮像する撮像手段と、該撮像手段前方の対物光学系と、該対物光学系前方の透明カバーと、を密閉カプセルに内蔵したカプセル型内視鏡において、以下の条件を満たすことを特徴とするカプセル型内視鏡。

Ｒo ＞ Ｒｐ
ただし、Ｒｏは光学系視野中心における透明カバーの物体側の曲率半径、
Ｒｐは光学系視野周辺における透明カバーの物体側の曲率半径

４．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位を撮像する撮像手段と、該撮像手段前方の対物光学系と、該対物光学系前方の透明カバーと、を密閉カプセルに内蔵したカプセル内視鏡において、以下の条件を満たすことを特徴とするカプセル型内視鏡。

Cos（θ／２） ＜ ａ1 ／ ｂ１ ＜ １
ただし、θは、対物光学系の視野範囲に対応する画角
ａ１ ：視野中心方向における、対物光学系の前側焦点位置から透明カバーの表面までの空気換算長
ｂ１ ：最大像高の視野方向θ／２における対物光学系の前側焦点位置から透明カバーの表面までの空気換算長

５．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位を撮像する撮像手段と、該撮像手段前方の対物光学系と、該対物光学系と該撮像手段の位置を調整するための調整装置と、該対物光学系前方の透明カバーと、を密閉カプセルに内蔵したカプセル内視鏡において、以下の条件を満たすことを特徴とするカプセル型内視鏡。

Cos（θ／２） ＜ ａ1 ／ ｂ１ ＜ １
ｂ２ ＞ ０
０．３≦｛ｆ²（１−cos（θ／２））／XB cos（θ／２）｝／｜ΔＩ｜≦１
ただし、
θ ：最大像高に対応した物体側画角
ａ１ ：視野中心方向における、対物光学系の前側焦点位置から透明カバーの表面までの空気換算長
ｂ１ ：最大像高の視野方向θ／２における対物光学系の前側焦点位置から透明カバーの表面までの空気換算長
ｂ２ ：最大像高の観察視野方向θ／２における透明カバーの表面から、被写界深度Ｌｂ−ｎまでの空気換算長
ΔＩ ：対物光学系の平面物体観察時における像面湾曲量
（最大視野画角におけるメリジオナル方向の像面湾曲量と、サジタル方向の像面湾曲量を平均した値）
ｆ：対物光学系の焦点距離
XB：光学系視野中心におけるベスト距離

６．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位を撮像する撮像手段と、該撮像手段前方の対物光学系と、該対物光学系と該撮像手段の位置を調整するための調整装置と、該対物光学系前方の透明カバーと、を密閉カプセルに内蔵したカプセル内視鏡において、以下の条件を満たす。

Cos（θ／２） ＜ ａ1 ／ ｂ１ ＜ １
ｂ２ ＞ ０．４
０．３≦｛ｆ²（１−cos（θ／２））／XB cos（θ／２）｝／｜ΔＩ｜≦１
ただし、
θ ：最大像高に対応した物体側画角
ａ１ ：視野中心方向における、対物光学系の前側焦点位置から透明カバーの表面までの空気換算長
ｂ１ ：最大像高の視野方向θ／２における対物光学系の前側焦点位置から透明カバー７３の表面までの空気換算長
ｂ２ ：最大像高の観察視野方向θ／２における透明カバーの表面から、被写界深度Ｌｂ−ｎまでの空気換算長
ΔＩ ：対物光学系の平面物体観察時における像面湾曲量
（最大視野画角におけるメリジオナル方向の像面湾曲量と、サジタル方向の像面湾曲量を平均した値）
ｆ：対物光学系の焦点距離
XB：光学系視野中心におけるベスト距離

７．付記５または６のカプセル内視鏡において、さらに以下の条件を有する。

Ｌａ−ｆ ＞ ３０
Ｌａ−ｆ：視野中心方向における被写界深度遠点端と、対物光学系の前側焦点位置までの空気換算長

８．付記５、６において、前記対物光学系に少なくとも平凸レンズを含むことを特徴とするカプセル型の内視鏡。

９．付記７において、前記対物光学系に少なくとも平凸レンズを含むことを特徴とするカプセル型の内視鏡。

１０．付記５、６において、前記対物光学系は光学プラスチックにより成り、少なくとも非球面を１面以上有していることを特徴とするカプセル型の内視鏡。

１１．付記７において、前記対物光学系は光学プラスチックにより成り、少なくとも非球面を１面以上有していることを特徴とするカプセル型の内視鏡。

１２．付記５、６において、前記対物光学系に少なくとも凸のパワーを有するメニスカス状のレンズを含むことを特徴とするカプセル型の内視鏡。

１３．付記７において、前記対物光学系に少なくとも凸のパワーを有するメニスカス状のレンズを含むことを特徴とするカプセル型の内視鏡。

１４．付記５、６で、前記撮像手段が撮像して、撮像された画像信号を体外に送信する送信手段を内蔵したことを特徴とするカプセル型内視鏡

（付記３〜１４の背景）
従来例として、特開２００１−９１８６０とＰＣＴＷＯ ０１／６５９９５Ａ２とがある。
（従来技術の概要と不具合）
前者は、略半球状の透明カバー内に対物レンズと照明体を固定したものであり、対物レンズは凹レンズと凸レンズを組み合わせた構成であり、対物光学系の被写界深度に関しては何ら開示されていない。また略半球状の透明カバーの視野中心部分と視野周辺部分の曲率半径が同じものであった。このため、（削除）透明カバーに繋がるカプセル外径によって曲率半径が決まるので外径が太い場合には全長が長くなるという不具合があった。

また、後者は撮像手段としてＣＭＯＳを使ったもので、対物レンズは凸凸レンズ１個で構成されているものであり、前者と同じく対物光学系の被写界深度に関しては何ら開示されていない。前者と同じ不具合があった。
（付記３〜１４の目的）
簡単な構成でカプセルの全長を短くできるような透明カバーを用いる場合に、被写界深度の近点端を透明カバー表面よりも物体側に設定することで、１．ゴミ対策、２．遠点画質の確保、３．粘膜の存在を十分考慮した被写界深度の設定を行うことを目的とする。しかも、送気を行う手段がないカプセル型の内視鏡においても周辺の画像が的確に観察できるように物体形状を球形を置いた場合に像面の平坦性が確保でき、良好な観察性能を得ることを目的としている。そのため、付記３〜１４の構成にした。

本発明の第１の実施の形態を備えたカプセル型内視鏡装置等の構成を示す図。 第１の実施の形態のカプセル型内視鏡の内部構成を示す断面図。 本発明の第２の実施の形態のカプセル型内視鏡の内部構成を示す断面図。 本発明の第３の実施の形態のカプセル型内視鏡を示す断面図。 対物光学系の構成例を示す図。 図５の場合における収差図。 本発明の第４の実施の形態のカプセル型内視鏡の内部構成を示す断面図。 （ａ）は第３実施例の対物光学系の変形例を示す図、（ｂ）は（ａ）に示した対物光学系の像面湾曲収差の発生量を示す収差図。 カプセル内視鏡で想定している観察範囲を示した図。 第３実施例において、条件式（８）の上限付近の像面湾曲収差を発生させた光学系に対して、ｂ２を少なくともゼロ以上として、透明カバー表面から適当な距離をとるように対物光学系のピント調整を行ったときの観察範囲を示す図。 第３実施例において、条件式（８）の下限付近の像面湾曲収差を発生させた光学系に対して、ｂ２を少なくともゼロ以上として、透明カバー表面から適当な距離をとるように対物光学系のピント調整を行ったときの観察範囲を示す図。

符号の説明

１ カプセル型内視鏡装置
２ 患者
３ カプセル型内視鏡
４ アンテナユニット
５ 体外ユニット
６ 表示システム
７ パソコン
８ ＵＳＢケーブル
１１ シールドシャツ
１２ アンテナ
１３ 液晶モニタ
１６ 前カバー
１７ 後カバー
１８ 対物光学系
２０、２１ レンズ枠
２３ ＣＭＯＳイメージャ
２５ 白色ＬＥＤ
２７ 駆動処理回路
２８ 記憶回路
３０ 無線通信回路
３２ 電池
３３ アンテナ
４０ 入射瞳
４１ 粗面

Claims (2)

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位を撮像する撮像手段と、該撮像手段前方の対物光学系と、該対物光学系前方の透明カバーと、を密閉カプセルに内蔵したカプセル型内視鏡において、以下の条件を満たすことを特徴とするカプセル型内視鏡。
   Cos（θ／２） ＜ ａ1 ／ ｂ１ ＜ １
   ０．３≦｛ｆ²（１ − cos（θ／２））／XB cos（θ／２）｝／｜ΔＩ｜≦１
   ただし、
   θ ：最大像高に対応した物体側画角
   ａ１ ：視野中心方向における、対物光学系の前側焦点位置から透明カバーの表面までの空気換算長
   ｂ１ ：最大像高の視野方向θ／２における対物光学系の前側焦点位置から透明カバーの表面までの空気換算長
   ΔＩ ：対物光学系の平面物体観察時における像面湾曲量
   （最大視野画角におけるメリジオナル方向の像面湾曲量と、サジタル方向の像面湾曲量を平均した値）
   ｆ： 対物光学系の焦点距離
   XB： 光学系視野中心におけるベスト距離
2. 請求項１の対物光学系において、前記対物光学系と前記撮像手段の位置を調整するための調整機構をさらに備え、以下の条件を満たすことを特徴とするカプセル型内視鏡。
   ｂ2 ＞ ０．４
   ただし、
   ｂ２ ：最大像高の観察視野方向θ／２における透明カバーの表面から、被写界深度Ｌｂ−ｎまでの空気換算長
   

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