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【発明の名称】 生体内情報取得装置
【発明者】 【氏名】木許 誠一郎

【氏名】森 健

【要約】 【課題】低消費電力で、確実にリセット動作が行える電源制御を行うことができる生体内情報取得装置を提供すること。

【構成】生体内情報を取得する情報取得手段と、前記生体内情報を生体外に送信する送信手段と、前記情報取得手段および前記送信手段に電源を供給する電池40と、前記情報取得手段および前記送信手段と電池40との間に設けられ電源の供給を制御する電源供給スイッチQと、マグネット50の磁気信号を検知し、この磁気信号に応じて信号Vinを生成するスイッチ20と、スイッチ20からの信号Vinに応じて電源供給スイッチQのスイッチングを制御する2分周回路43と、2分周回路43に入力される信号Vin信号を一定期間マスクするマスク信号生成部23とを備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
生体内情報を取得する情報取得手段と、
前記生体内情報を生体外に送信する送信手段と、
前記情報取得手段および前記送信手段に電力を供給するための電力源と、
前記情報取得手段および/または前記送信手段と、前記電力源との間に設けられ、前記情報取得手段および/または前記送信手段に前記電力源の電力を供給する電力供給手段と、
外部から入力される外部制御信号を検知し、この外部制御信号の検知状態に応じて制御信号を生成する外部信号検知手段と、
前記外部信号検知手段からの制御信号に応じて前記電力供給手段の電力供給状態を制御する電力制御手段と、
前記電力制御手段に入力される前記外部信号検知手段からの制御信号を一定期間マスクするマスク手段と、
を備えたことを特徴とする生体内情報取得装置。
【請求項2】
前記マスク手段は、前記制御信号のパルス幅を前記一定期間引き延ばすパルス幅延長回路であることを特徴とする請求項1に記載の生体内情報取得装置。
【請求項3】
前記パルス幅延長回路は、充放電回路であることを特徴とする請求項2に記載の生体内情報取得装置。
【請求項4】
前記パルス幅延長回路は、タイマであることを特徴とする請求項2に記載の生体内情報取得装置。
【請求項5】
前記電力供給手段に接続されたコンデンサの電荷を放電する放電手段を備え、
前記放電手段は、前記電力制御手段が電力供給を停止させるのと略同一のタイミングで放電を開始させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
【請求項6】
前記電力供給手段に接続されたコンデンサの電荷を放電する放電手段を備え、
前記放電手段は、前記電力制御手段が電力供給を開始するより以前のタイミングで放電を開始させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
【請求項7】
前記一定期間は、前記電力供給手段の電力供給時における前記情報取得手段および/または前記送信手段の初期設定時間を超える時間であ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生体内情報取得装置。
【請求項8】
前記一定期間は、前記電力供給手段の電力供給停止時における前記情報取得手段および/または前記送信手段がリセット可能な電圧まで低下する時間を超える時間であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
【請求項9】
前記一定期間は、前記電力供給手段の電力供給時における前記情報取得手段および/または前記送信手段の初期設定時間と前記情報取得手段および/または前記送信手段がリセット可能な電圧まで低下する時間とを加算した時間を超える時間であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
【請求項10】
前記放電手段は、半導体スイッチであることを特徴とする請求項5〜9のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
【請求項11】
前記放電手段は、機械式スイッチであることを特徴とする請求項5〜9のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
【請求項12】
前記電力制御手段は、前記外部信号検知手段からの制御信号に応じて前記電力供給手段の電力供給状態と電力供給停止状態とをトグル動作させることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
【請求項13】
前記外部から入力される外部制御信号は複数であり、
前記電力供給手段の電力供給時と電力供給停止時とで異なる外部制御信号を用いることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
【請求項14】
前記外部制御信号は、磁気信号、光信号、無線信号のいずれかまたは組み合わせであることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
【請求項15】
前記生体内情報は、生体内画像情報、温度情報、圧力情報、pH情報、位置情報のいずれかまたは組み合わせであることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
【請求項16】
前記送信手段は、無線通信手段であることを特徴とする請求項1〜15のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
【請求項17】
前記送信手段は、生体内通信手段であることを特徴とする請求項1〜15のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、生体内情報を取得し、該生体内情報を生体外に送信する生体内情報取得装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、内視鏡の分野においては、飲込み型のカプセル型内視鏡が提案されている。このカプセル型内視鏡には、撮像機能と無線通信機能とが設けられている。カプセル型内視鏡は、観察(検査)のために被検体の口から飲込まれた後、自然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動に従って移動し、移動に伴い、例えば0.5秒間隔で被検体内画像の撮像を行う機能を有する。
【0003】
体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、順次無線通信により外部に送信され、外部に設けられたメモリに蓄積される。無線通信機能とメモリ機能とを備えた受信機を携帯することにより、被検体は、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの間に渡って、自由に行動できる。カプセル型内視鏡が排出された後、医者もしくは看護師においては、メモリに蓄積された画像データに基づいて臓器の画像をディスプレイに表示させて診断を行うことができる(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
このカプセル型内視鏡は、内蔵した電力源から駆動電力を得る構成とするものが多い。さらに、かかるカプセル型内視鏡の駆動を制御するため、カプセル型内視鏡内部に外部磁場によってオン・オフするリードスイッチを備えると共に、カプセル型内視鏡を収容するパッケージに磁場供給用の永久磁石を備えた構成が提案されている。すなわち、カプセル型内視鏡内に備わるリードスイッチは、一定強度以上の外部磁場が与えられた環境下ではオフ状態を維持し、外部磁場の強度が低下することによってオンする構造を有する。このため、パッケージ内に収容されている状態ではカプセル型内視鏡は駆動しない一方、カプセル型内視鏡は、パッケージから取り出されることによって永久磁石の影響下から離れ、駆動を開始する。このような構成を備えることで、カプセル型内視鏡がパッケージ内に収容されている間に駆動を開始することを防止することが可能である(特許文献1参照。)。
【0005】
また、電力源から、撮像手段などの機能実行手段への電力供給を、磁石からの磁界などの外部制御信号によるトグル動作によってオンオフし、被検体内に導入される前であれば、パッケージに包装されている状態であっても、電力源からの電力供給供給を任意の時間にオンオフすることができ、電力源の無駄な電力消費を抑えることができるとともに、無駄な電波輻射を抑えることができるカプセル内視鏡が提案されている(特許文献2参照)。
【0006】
【特許文献1】国際公開01/35813号パンフレット
【特許文献2】特開2005−81005号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、上述した従来のトグル動作によってオンオフさせるカプセル型内視鏡では、たとえばカプセル型内視鏡の周囲で磁石を高速移動し続けると、トグル動作の間隔が短くなってしまう現象が生じる。
【0008】
この場合、電源をオフした後に再度電源投入した場合に、内部回路のリセットが必要となる回路においては、内部回路のリセットに必要な時間を確保するため、カプセル型内視鏡の周囲で磁石を高速移動するのを妨げるなど、トグル動作の間隔が短くならないような対策が必要となる。
【0009】
また、一般に、カプセル型内視鏡では、内蔵できる電源に限りがあり、待避回路で消費する電力を極力抑える必要がある。
【0010】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低消費電力で、確実にリセット動作が行える電源制御を行うことができる生体内情報取得装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる生体内情報取得装置は、生体内情報を取得する情報取得手段と、前記生体内情報を生体外に送信する送信手段と、前記情報取得手段および前記送信手段に電力を供給するための電力源と、前記情報取得手段および/または前記送信手段と、前記電力源との間に設けられ、前記情報取得手段および/または前記送信手段に前記電力源の電力を供給する電力供給手段と、外部から入力される外部制御信号を検知し、この外部制御信号の検知状態に応じて制御信号を生成する外部信号検知手段と、前記外部信号検知手段からの制御信号に応じて前記電力供給手段の電力供給状態を制御する電力制御手段と、前記電力制御手段に入力される前記外部信号検知手段からの制御信号を一定期間マスクするマスク手段と、を備えたことを特徴とする。
【0012】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記マスク手段は、前記制御信号のパルス幅を前記一定期間引き延ばすパルス幅延長回路であることを特徴とする。
【0013】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記パルス幅延長回路は、充放電回路であることを特徴とする。
【0014】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記パルス幅延長回路は、タイマであることを特徴とする。
【0015】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記電力供給手段に接続されたコンデンサの電荷を放電する放電手段を備え、前記放電手段は、前記電力制御手段が電力供給を停止させるのと略同一のタイミングで放電を開始させることを特徴とする。
【0016】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記電力供給手段に接続されたコンデンサの電荷を放電する放電手段を備え、前記放電手段は、前記電力制御手段が電力供給を開始するより以前のタイミングで放電を開始させることを特徴とする。
【0017】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記一定期間は、前記電力供給手段の電力供給時における前記情報取得手段および/または前記送信手段の初期設定時間を超える時間であることを特徴とする。
【0018】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記一定期間は、前記電力供給手段の電力供給停止時における前記情報取得手段および/または前記送信手段がリセット可能な電圧まで低下する時間を超える時間であることを特徴とする。
【0019】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記一定期間は、前記電力供給手段の電力供給時における前記情報取得手段および/または前記送信手段の初期設定時間と前記情報取得手段および/または前記送信手段がリセット可能な電圧まで低下する時間とを加算した時間を超える時間であることを特徴とする。
【0020】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記放電手段は、半導体スイッチであることを特徴とする。
【0021】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記放電手段は、機械式スイッチであることを特徴とする。
【0022】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記電力制御手段は、前記外部信号検知手段からの制御信号に応じて前記電力供給手段の電力供給状態と電力供給停止状態とをトグル動作させることを特徴とする。
【0023】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記外部から入力される外部制御信号は複数であり、前記電力供給手段の電力供給時と電力供給停止時とで異なる外部制御信号を用いることを特徴とする。
【0024】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記外部制御信号は、磁気信号、光信号、無線信号のいずれかまたは組み合わせであることを特徴とする。
【0025】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記生体内情報は、生体内画像情報、温度情報、圧力情報、pH情報、位置情報のいずれかまたは組み合わせであることを特徴とする。
【0026】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記送信手段は、無線通信手段であることを特徴とする。
【0027】
また、この発明にかかる生体内情報取得装置は、上記の発明において、前記送信手段は、生体内通信手段であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0028】
この発明にかかる生体内情報取得装置では、マスク手段が、スイッチ制御手段に入力される外部信号検知手段からの制御信号を充放電回路などを用いて一定期間マスクするようにしているので、低消費電力で、確実にリセット動作が行える電源制御を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0029】
以下、この発明を実施するための最良の形態である生体内情報取得装置について説明する。
【0030】
(実施の形態1)
まず、この発明の実施の形態1にかかる生体内情報取得システムについて説明する。図1は、この発明の実施の形態1にかかる生体内情報取得システムの全体構成を示す模式図である。図1に示すように、この実施の形態1にかかる生体内情報取得システムは、被検体1の内部に導入されて通過経路に沿って移動する生体内情報取得装置であるカプセル型内視鏡2と、カプセル型内視鏡2から送信された生体内情報を含む無線信号を受信する受信装置3と、受信装置3によって受信された無線信号に含まれる生体内情報の内容を表示する表示装置4と、受信装置3と表示装置4との間の情報の受け渡しを行うための携帯型記録媒体5とを備える。
【0031】
表示装置4は、受信装置3によって受信された、カプセル型内視鏡2によって撮像された生体内画像等を表示するためのものであり、携帯型記録媒体5によって得られるデータに基づいて画像表示を行うワークステーション等のような構成を有する。具体的には、表示装置4は、CRTディスプレイ、液晶ディスプレイ等によって直接画像等を表示する構成としても良いし、プリンタ等のように、他の媒体に画像等を出力する構成としても良い。
【0032】
携帯型記録媒体5は、受信装置3および表示装置4に対して着脱可能であって、両者に対する装着時に情報の出力および記録が可能な構造を有する。具体的には、携帯型記録媒体5は、カプセル型内視鏡2が被検体1の体腔内を移動している間は受信装置3に装着されて生体内画像を記憶する。そして、カプセル型内視鏡2が被検体1から排出された後に、受信装置3から取り出されて表示装置4に装着され、記録したデータが表示装置4によって読み出される構成を有する。受信装置3と表示装置4との間のデータの受け渡しをコンパクトフラッシュ(登録商標)メモリ等の携帯型記録媒体5によって行うことで、受信装置3と表示装置4との間が有線接続された場合と異なり、カプセル型内視鏡2が被検体1内部を移動中であっても、被検体1が自由に行動することが可能となる。
【0033】
受信アンテナ6a〜6hは、例えばループアンテナを用いて形成される。かかるループアンテナは、カプセル型内視鏡2内の所定の位置に固定されており、具体的にはカプセル型内視鏡2が移動する経路近傍に配置されている。
【0034】
受信装置3は、受信アンテナ6a〜6hのいずれかを介して受信された無線信号の受信処理を行うためのものである。図2は、受信装置3の構成を示すブロック図である。図2に示すように、受信装置3は、複数存在する受信アンテナ6a〜6hの中から無線信号の受信に適したものを選択するアンテナ選択部9と、アンテナ選択部9によって選択された受信アンテナ6を介して受信された無線信号に対して復調等の処理を行う受信回路10と、処理が施された無線信号に対して生体内画像等を抽出するための信号処理部11とを備える。また、受信装置3は、抽出された情報の出力等に関して所定の制御を行う制御部12と、抽出した情報を記憶する記憶部13と、受信回路10から出力された無線信号の強度に対応したアナログ信号をA/D変換するA/D変換部14と、各構成要素の駆動電力を供給する電力供給部15とを備える。
【0035】
アンテナ選択部9は、複数備わる受信アンテナ6a〜6hの中から無線信号の受信に適したアンテナを選択するためのものである。具体的には、アンテナ選択部9は、制御部12の制御に基づいて、たとえば最も受信電界強度の高いアンテナを選択し、この選択した受信アンテナ6を介して受信された無線信号を受信回路10に対して出力する機能を有する。
【0036】
受信回路10は、選択された受信アンテナ6を介して受信された無線信号に対して、復調等の所定の処理を行うためのものである。また、受信回路10は、無線信号の強度に対応したアナログ信号をA/D変換部14に対して出力する機能を有する。
【0037】
信号処理部11は、受信回路10によって所定の処理が施された信号の中から所定の情報を抽出するためのものである。例えば、受信装置3によって受信される無線信号が撮像機能を有する電子機器から送信される場合には、信号処理部11は、受信回路10から出力された信号の中から画像データを抽出している。
【0038】
制御部12は、アンテナ選択部9によるアンテナ選択動作を含む全体的な制御を行うためのものである。具体的には、制御部12は、信号処理部11から出力された情報を記憶部13に転送して記憶させると共に、A/D変換部14から出力された、受信強度に対応したディジタル信号(例えば、RSSI(Received Signal Strength Indicator :受信信号強度表示信号))に基づいて、使用する受信アンテナ6を決定し、アンテナ選択部9に対して指示する機能を有する。
【0039】
記憶部13は、信号処理部11によって抽出された情報を記憶するためのものである。記憶部13の具体的構成としては、メモリ等を備えることによって記憶部13自体が情報を記憶することとしても良いが、この実施の形態1では、後述するように記憶部13は、携帯型記録媒体5に対して情報を書き込む機能を有することとする。
【0040】
次に、カプセル型内視鏡2について説明する。カプセル型内視鏡2は、生体内情報取得装置の一例として機能するものであって、生体内情報を取得し、取得した生体内情報を含む無線信号を受信装置3に対して送信する機能を有する。
【0041】
図3は、カプセル型内視鏡2の外装ケース部材に内蔵される構成を模式的に示すブロック図である。図3に示すように、カプセル型内視鏡2は、生体内情報のひとつである生体内画像情報を取得する撮像部33と、撮像部33による撮像時に照明を発する照明部32と、温度,圧力,pH,磁気などの各種物理量を検出するセンサ部34と、撮像部33およびセンサ部34などによって取得された生体内情報を含む情報を無線信号を生成して送信する無線送信部31と、上述した各部の動作状態を制御する動作制御部30と、動作制御部30の処理制御に用いられるプラグラムやパラメータなどのデータを記憶保持するROM35と、上述した各部に対して電力を供給する電力供給部23とを有する。
【0042】
照明部32は、被検体1内部を照射する照明光を出力するLED32bと、LED32bの駆動状態を制御するLED駆動回路32aとを有する。撮像部33は、LED32bによって照射された領域の少なくとも一部を撮像し、撮像した画像を送信できる情報に変換して無線送信部31に送出する機能を有するCCD撮像部33bと、CCD撮像部33bの駆動状態を制御するCCD駆動回路33aとを有する。
【0043】
無線送信部31は、CCD撮像部33bおよび動作制御部30から出力された生体内情報を含む無線信号の生成・送信を行う送信回路31aおよびこの送信回路31aから出力された無線信号を無線電波として外部に出力する送信アンテナ31bを有する。
【0044】
電力供給部23は、外部のマグネット50の近接および離隔によって変化する磁気を検出し、その検出した磁気強度によってスイッチングするリードスイッチを有するスイッチ20と、たとえば酸化銀などのボタン型電池によって実現される電池40と、スイッチ20のオンオフをもとに電池40から供給される電力の導通制御を行う電源制御部21と、電源制御部21から入力された電力を各部が使用可能な電力に変換するレギュレータ22とを有し、このレギュレータ22からカプセル型内視鏡2内の各部に電力が供給される。
【0045】
ここで、図4および図5を参照して、電源供給部23の詳細構成および動作について説明する。図4において、上述したように、電源供給部23は、電池40、スイッチ20、電源制御部21、レギュレータ22を有する。電池40とレギュレータ22との間には、p−MOSトランジスタによって実現される電源供給スイッチQが接続され、レギュレータ22によって調整された電力は、動作制御部30、無線送信部31、照明部32、撮像部33などに供給される。
【0046】
スイッチ20は、電池40のプラス側と接地との間に直列接続された抵抗R1とリードスイッチS1とによって構成され、抵抗R1は、電池40側に接続され、リードスイッチS1は、接地側に接続される。ここで、カプセル型内視鏡2の外部からマグネット50を方向A1でリードスイッチS1に近接させると、リードスイッチS1は閉じてクローズ状態になり、マグネット50を方向A2でリードスイッチS1から離隔させると、リードスイッチS1は開いてオープン状態になる。すなわち、ノーマリーオープンスイッチである。
【0047】
電源制御部21は、マスク信号生成部23、2分周回路43、初期状態決定回路44、放電スイッチQ3を有する。電源制御部21は、電池40およびスイッチ20と、電源供給スイッチQとの間に接続され、この電源制御部21から出力される信号Voutが電源供給スイッチQのゲートに印加され、電池40からレギュレータ22への電源供給を制御する。
【0048】
マスク信号生成部23は、p−MOSトランジスタQ1とn−MOSトランジスタQ2とによって相補型のスイッチング回路を形成し、p−MOSトランジスタQ1とn−MOSトランジスタQ2との各ゲートには、抵抗R1とリードスイッチS1との接続点から出力される信号Vinが入力される。p−MOSトランジスタQ1のソースは電池40に接続され、ドレインは抵抗Rを介してn−MOSトランジスタQ2のソースに接続される。n−MOSトランジスタQ2のドレインは接地される。さらに抵抗Rのp−MOSトランジスタのドレイン側には、コンデンサCが接続され、このコンデンサCの他端は接地される。そして、このコンデンサCの一端側から出力される信号Vmaskは、インバータ41に入力され、反転された信号Vout1が出力される。
【0049】
すなわち、リードスイッチS1に対応したオンオフのスイッチング信号である信号Vinが入力されるが、リードスイッチS1がオフとなって信号Vinが電源レベルとして入力される場合、p−MOSトランジスタQ1はオフとなり、n−MOSトランジスタQ2はオンとなるため、抵抗RとコンデンサCとによって決定される時定数によってコンデンサCに蓄積されていた電荷は徐々に放電し、信号Vmaskが出力される。一方、リードスイッチS1がオンとなって信号Vinが接地レベルとして入力される場合、p−MOSトランジスタQ1はオンとなり、n−MOSトランジスタQ2はオフとなるため、コンデンサCは充電され、信号Vmaskは電源レベルとして出力される。ここで、インバータ41は、信号Vmaskの値が所定値Vth以下となった場合に、接地レベルから電源レベルに切り替わる信号Vout1として出力する。コンデンサCの充放電が繰り返され信号VmaskがVth以下とならない場合には、信号Vinの連続する変化状態を受け付けないマスク期間を形成することになる。換言すれば、マスク信号生成部23は、信号Vinのパルス幅を一定期間引き延ばすパルス幅延長回路でもある。
【0050】
この信号Vout1は、インバータ42に入力され、インバータ42は、入力された信号Vout1を反転した信号Vout2として2分周回路43に出力する。2分周回路43は、信号Vout2を2分周した信号Voutを最終的な電源供給スイッチQに対する制御オンオフ信号として電源供給スイッチQのゲートに印加する。電源供給スイッチQは、p−MOSトランジスタであるので、Voutが接地レベルのときにオンとなる。
【0051】
従来のトグル動作は、リードスイッチS1のオンオフに対するトグル動作であったが、この実施の形態1では、信号Vmaskが所定値Vthを1往復することによって生じた信号Vout1あるいは信号Vout2のオンオフに対するトグル動作であるといえる。
【0052】
なお、D型フリップフロップ回路43aは、T型フリップフロップ回路でもよく、その他の回路であっても2分周できる回路であればよい。また、D型フリップフロップ回路43aのクリア端子CLRに対し、電池40のプラス側には抵抗R2を接続し、接地側にはコンデンサC2を接続した初期状態決定回路44を設け、電池40の装着後における電源供給スイッチQのオンオフ状態を決定している。この抵抗R1とコンデンサC1とは、電池40の装着後における電源供給スイッチQのオンオフ状態がいずれでもよい場合には削除できる。
【0053】
ここで、図5は、電源供給スイッチQのオンオフ動作の一例を示すタイムチャートである。電源供給スイッチQをオンして電源オン状態に移行する場合であって、マグネット50の高速移動を繰り返し行った場合、信号Vmaskは、Vinの立下り時には急峻に立ち上がる。また、Vinの立ち上がり時にはCR時定数によって徐々に低下するが所定値Vthに降下する前にVinが立下るため、Vth以上の電圧を維持する。信号Vinのパルス入力が無くなった後、時間T3後に、信号Vmaskが所定値Vth以下となるCR時定数となるように、コンデンサCおよび抵抗Rの値が決定される。
【0054】
一方、電源供給スイッチQをオフして電源オフ状態に移行する場合であって、マグネット50の高速移動を繰り返し行った場合、電源オン時と同様に、信号Vmaskは、Vinの立下り時には急峻に立ち上がる。また、Vinの立ち上がり時にはCR時定数によって徐々に低下するが所定値Vthに降下する前に次のVinが立下るため、Vth以上の電圧を維持する。信号Vinのパルス入力が無くなった後、時間T3後に、信号Vmaskが所定値Vth以下となるCR時定数となるように、コンデンサCおよび抵抗Rの値が決定される。ここで、コンデンサCおよび抵抗Rは、電源オン時および電源オフ時に共用されるため、時間T3も同じ値となる。
【0055】
この時間T3は、電源オン時に、動作制御部30が、動作制御開始時にROM35に記憶された動作パラメータを読み出す時間T1を超えた時間であるとともに、電源オフ時に、レギュレータ22の出力段に設けられたコンデンサC3の電圧が十分に低下している状態、すなわちコンデンサC3に蓄積された電荷が十分に放電するまでの時間T2を超えた時間であることを要する。
【0056】
このような時間T3以上のマスク時間を確保することによって、電源オン時には、読出の時間T1を確保することできるので、動作パラメータの読み出しが途中で中断されることがなくなり、動作制御部30による正常な動作制御の信頼性を高めることができる。また、電源オフ時には、放電の時間T2を確保するようにしているので、たとえば動作制御部30のリセット可能電圧とROM35のリセット可能電圧とが異なる場合であっても、動作制御部30およびROM35とがともにリセット可能電圧以下の電圧に降下するようにコンデンサC3の放電がなされるため、リセットされない回路が存在することによる誤動作を防止することができる。
【0057】
ところで、レギュレータ22の出力段に設けられた電源コンデンサであるコンデンサC3は、上述したように、電源オフに伴って電荷の放電が開始するが、カプセル型内視鏡2は、電源オフ時にリーク電流が極力小さくなるように設計されているため、コンデンサC3の放電時間が長くなってしまう。一方、コンデンサCのリーク電流を大きくすると、放電時間を短くすることができるが、電源オフとしてカプセル型内視鏡2を保管する期間に電池を消耗してしまい、カプセル型内視鏡2の所望動作を確保できなくなってしまう。
【0058】
このため、この実施の形態1では、コンデンサC3に接続され、比較的低抵抗の抵抗R3と接地との間に設けられたn−MOSトランジスタで実現される放電スイッチQ3を有し、この放電スイッチQ3には、2分周回路43から出力される信号Voutがゲートに印加される。これによって、図5に示すように、電源オフ時に電源スイッチQ3は、オン状態となり、抵抗R3を介してコンデンサC3に蓄積されている電荷を短時間に放電させることができ、リセット動作を安定かつ確実、短時間に行うことができる。
【0059】
なお、図4では、動作制御部30,無線送信部31,照明部32,および撮像部33のすべてが電源供給スイッチQのオンオフによって電源供給制御されていたが、これに限らず、たとえば図6に示すように、レギュレータ22に対応するレギュレータ22aをさらに設け、レギュレータ22には動作制御部30が接続され、レギュレータ22aには照明部32,撮像部33,および無線送信部31が接続され、レギュレータ22aと電池40との間には電源供給スイッチQを設けず、動作制御部30のみが電源供給スイッチQのオンオフによって電源供給制御されるようにしてもよい。すなわち、カプセル型内視鏡2内の情報取得手段および無線送信手段の一部のみを電源供給制御するようにしてもよい。
【0060】
また、上述した電源制御部21は、電源供給スイッチQをオンオフすることによって電源供給制御を行っていたが、電源供給スイッチQを設けず、図7に示すようにレギュレータ22の動作モードを直接切り替えることによって電源供給制御を行うようにしてもよい。具体的には、図8に示すように、電源供給スイッチQを削除し、2分周回路43から出力される信号Voutをレギュレータ22に出力し、レギュレータ22が、信号Voutをもとに、電力を供給する動作モードと、電力を供給しない休止モードとを切り替えるようにすればよい。したがって、電力供給手段は、電源供給スイッチQおよび/またはレギュレータ22に対応する。
【0061】
この実施の形態1では、電源オンオフのトグル動作が高速で繰り返し生じる場合であっても、電源オン時における初期設定および電源オフ時におけるリセット動作を安定かつ確実に行うことができるとともに、コンデンサCと抵抗Rとを用いた充放電回路によってマスク時間を設定するようにしているので、電源オフ時における電源制御部21の待機電力が小さくなり、省消費電力化を実現できる。さらに、放電スイッチQ3によって電源コンデンサであるコンデンサC3の放電を確実かつ短時間に行うことができ、リセット動作を一層安定かつ確実、迅速に行うことができる。
【0062】
(実施の形態2)
つぎに、この発明の実施の形態2について説明する。上述した実施の形態1では、コンデンサCと抵抗Rとによる充放電回路を用いて最小限のマスク時間を確保するようにしていたが、この実施の形態2では、デジタル式のタイマを用いて最小限のマスク時間を確保するようにしている。
【0063】
図9は、この発明の実施の形態2であるカプセル型内視鏡の電力供給部の詳細構成を示す図である。また、図10は、図9に示した電力供給部の動作タイムチャートである。図9および図10において、この実施の形態2の電力供給部は、実施の形態1に示したマスク信号生成部23に替えてマスク信号生成部63を設けている。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【0064】
マスク信号生成部63は、クロック生成部65とタイマ64とを有する。クロック生成部65は、電池40に接続され、所定のクロックを連続して発生し、タイマ64に供給する。タイマ64は、抵抗R1とリードスイッチS1との接続点から出力される信号Vinを入力し、クロックに従って時間をカウントする。
【0065】
タイマ64は、信号Vinの立ち上がりによってリセットを行い、信号Vout1をオンにしてインバータ42に出力するとともに、信号Vinの立ち下がりによってカウントを行い、カウント時間が時間T3を超えた場合、信号Vout1をオフにしてインバータ42に出力するようにしている。
【0066】
このようなタイマを用いても、実施の形態1と同じ信号Vout1を生成することができるので、比較的省消費電力化を達成しつつ、実施の形態1と同様な作用効果を得ることができる。
【0067】
(実施の形態3)
つぎに、この発明の実施の形態3について説明する。上述した実施の形態1,2では、いずれも電源オン時以降に読出処理を行う時間T1を確保し、電源オフ時以降に放電の時間T2を確保するようにしていたが、この実施の形態3では、電源オン時に、まず放電処理を行うようにし、常にリセット状態を確保できるようにしている。
【0068】
図11は、この発明の実施の形態3であるカプセル型内視鏡の電力供給部の詳細構成を示す図である。また、図12は、図11に示したスイッチ制御回路の詳細構成を示す回路図である。さらに、図13は、図11に示した電力供給部の動作タイムチャートである。図11において、この実施の形態3の電力供給部は、実施の形態1に示した電力供給部内にスイッチ制御回路45をさらに設けている。その他の構成は実施の形態1と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【0069】
スイッチ制御回路45は、2分周回路43の後段に設けられ、2分周回路43から出力された信号Vout(Q出力)を用いて、電源供給スイッチQを制御する信号Vqと放電スイッチQ3を制御する信号Vq3とを生成して出力する。ここで、図5に示すように、スイッチ制御回路45は、電源オン時に、読出の前に放電を行うように放電スイッチQ3をオン状態にし、この放電終了後に読出を行うように電源供給スイッチQをオンにする制御を行う。
【0070】
図12および図13に示すように、スイッチ制御回路45には、2分周回路43から出力された信号Vout(Q出力)が入力される。スイッチ制御回路45には、マスク信号生成部23と同様に、p−MOSトランジスタQ4とn−MOSトランジスタQ5とによって相補型のスイッチング回路が形成され、p−MOSトランジスタQ4とn−MOSトランジスタQ5との各ゲートには、信号Voutが入力される。p−MOSトランジスタQ4のソースは電池40に接続され、ドレインは抵抗R4を介してn−MOSトランジスタQ5のソースに接続される。n−MOSトランジスタQ5のドレインは接地される。さらに抵抗R4のp−MOSトランジスタのドレイン側には、コンデンサC5が接続され、このコンデンサC5の他端は接地される。そして、このコンデンサC4の一端側から出力される信号Vrcは、インバータ51に入力され、所定の閾値Vthaを超えた場合に接地レベルとして出力し、閾値Vtha以下の場合に電源レベルとして出力される。インバータ51の後段にはさらにインバータ52が接続され、インバータ52から電源供給スイッチQを制御する信号Vqを出力する。一方、信号Voutと信号Vqとはアンド回路53に入力され、信号Voutと信号Vqとの論理積演算を行った信号Vq3を、放電スイッチQ3を制御する信号として出力する。
【0071】
ここで、コンデンサC5と抵抗R4とは、コンデンサC5と抵抗R4との時定数によって決定される放電電圧が、放電の時間T2経過時に、閾値Vthaとなるように決定される。この放電の時間T2の間は、信号Vqは電源レベルであり電源制御スイッチQはオフ状態となり、信号Vq3は電源レベルであり放電スイッチQ3はオン状態となる。この時間T2以降に、信号Vqは接地レベルとなって電源制御スイッチQはオン状態となり、信号Vq3は接地レベルとなって放電スイッチQ3はオフ状態となる。すなわち、電源供給スイッチQがオン状態となる前の放電の時間T2の間、電源オフ状態かつ放電状態のスイッチ制御を行い、電源オン状態への移行を引き延ばすようにしている。なお、電源オフ時には、放電処理が行われない。これは、つぎの電源オン状態に移行する際、最初に放電処理が行われるからである。また、この実施の形態3における時間T3は、放電の時間T2と読出の時間T1とを加算した時間を超える時間である。
【0072】
なお、上述したスイッチ制御回路45は、実施の形態2に適用することができ、図9に示す2分周回路43の後段に設け、この2分周回路43から出力される信号Voutを用いて上述した信号Vqおよび信号Vq3を生成出力するようにすればよい。
【0073】
この実施の形態3では、スイッチ制御回路45を設け、電源オン時の最初に、コンデンサC3の放電を行うようにしているので、リセット動作を確実に行うことができる。
【0074】
なお、上述した実施の形態1〜3では、マグネット50とリードスイッチS1との組み合わせについて説明したが、これに限らず、赤外線を含む光検出、電磁波検出などの無線によって送られる制御信号を検出する他の検出回路を用いた場合にも同様に適用することができる。
【0075】
また、上述した実施の形態1〜3で説明した生体内情報とは、撮像部33が撮像した生体内画像情報以外に、センサ部34で取得した生体内の温度情報、圧力情報、pH情報、位置情報を含む。
【0076】
さらに、上述した実施の形態1〜3では、無線送信部31によって生体内情報を無線送信していたが、これに限らず、生体内の電界伝達媒体に対して電界を誘起させる手段を無線送信部31に替えて設け、電界伝達媒体を介して外部に生体内情報を伝達する生体通信によって被検体1の外部に生体内情報を伝達するようにしてもよい。
【0077】
また、上述した実施の形態1〜3では、放電スイッチQ3をn−MOSトランジスタなどの半導体スイッチによって実現していたが、これに限らず、機械的スイッチを用いてもよい。
【0078】
なお、上述した実施の形態1〜3では、2分周回路43を用いてトグル動作をさせるようにしていたが、これに限らず、2分周回路43を削除してリードスイッチS1のオンオフ動作に対応させて電源供給スイッチQをオンオフさせてもよい。この場合でも、マスク信号生成部23,63によって、リードスイッチS1のパルス幅が時間T3分引き延ばされることになり、読出時間や放電時間などを確保することができる。
【0079】
また、上述した実施の形態1〜3では、リードスイッチS1という1つのスイッチを用いて電源供給スイッチQのオン動作とオフ動作とを制御するようにしていたが、これに限らず、電源供給スイッチQのオン動作とオフ動作とを異なるスイッチ、たとえばオン動作時は、リードスイッチを用い、オフ動作時は光検出スイッチを用いるようにしてもよい。あるいは、同じ光検出スイッチを用いる場合であっても、オン動作時の光制御信号とオフ動作時の光制御信号とを異なる符号を用いてオン動作時とオフ動作時とを分けてもよい。これらの場合であっても、それぞれマスク信号生成部が設けられ、パルス幅が時間T3分引き延ばされることになり、読出時間や放電時間などを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0080】
【図1】この発明の実施の形態1である生体内情報取得装置を含む生体内情報取得システムの概要構成を示す図である。
【図2】図1に示した受信装置の構成を示すブロック図である。
【図3】図1に示したカプセル型内視鏡の構成を示すブロック図である。
【図4】図3に示した電力供給部の詳細構成を示す回路図である。
【図5】図4に示した電源制御部の動作タイムチャートである。
【図6】この発明の実施の形態1の変形例である電力供給系統の構成を示すブロック図である。
【図7】この発明の実施の形態1の変形例である電力供給部の構成を示すブロック図である。
【図8】図7に示した電力供給部の詳細構成を示すブロック図である。
【図9】この発明の実施の形態2であるカプセル型内視鏡の電力供給部の詳細構成を示す回路図である。
【図10】図6に示した電源制御部の動作タイムチャートである。
【図11】この発明の実施の形態3であるカプセル型内視鏡の電力供給部の詳細構成を示す回路図である。
【図12】図11に示したスイッチ制御回路の詳細構成を示す回路図である。
【図13】図11に示した電源制御部の動作タイムチャートである。
【符号の説明】
【0081】
1 被検体
2 カプセル型内視鏡
3 受信装置
4 表示装置
5 携帯型記録媒体
6a〜6h 受信アンテナ
9 アンテナ選択部
10 受信回路
11 信号処理部
12 制御部
13 記憶部
14 A/D変換部
15 電力供給部
20 スイッチ
21 電源制御部
22 レギュレータ
23 マスク信号生成部
30 動作制御部
31 無線送信部
31a 送信回路
31b 送信アンテナ
32 照明部
32a LED駆動回路
32b LED
33 撮像部
33a CCD駆動回路
33b CCD撮像部
34 センサ部
35 ROM
40 電池
41,42,51,52 インバータ
43 2分周回路
43a D型フリップフロップ回路
44 初期状態決定回路
45 スイッチ制御回路
50 マグネット
53 アンド回路
64 タイマ
65 クロック発生部
S1 リードスイッチ
R,R1〜R4 抵抗
C,C2,C3,C5 コンデンサ
Q 電源供給スイッチ
Q1,Q4 p−MOSトランジスタ
Q2,Q5 n−MOSトランジスタ
Q3 放電スイッチ
Vin,Vmask,Vout1,Vout2,Vout,Vouta,Vrc,Vq,Vq3 信号
【出願人】 【識別番号】304050923
【氏名又は名称】オリンパスメディカルシステムズ株式会社
【識別番号】000000376
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
【出願日】 平成18年7月5日(2006.7.5)
【代理人】 【識別番号】100089118
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明


【公開番号】 特開2008−12036(P2008−12036A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−185528(P2006−185528)