JP2009112580A - 動作切替機構 - Google Patents

Abstract

【課題】余計な部材を用いることなく簡単な構成でカプセル内視鏡の電源を投入する。
【解決手段】カプセル内視鏡１０の内部に、ＣＰＵ２１及びＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３を設ける。ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３は、複数のメモリセル３３を有する。各メモリセル３３は、紫外光を所定量以上受光することによりビットが０から１に変化する。複数のメモリセルのうち、一部は遮光部材３４によって遮光され外部からの光を受光できず、遮光メモリ領域３５Ａを形成する。遮光メモリ領域３５ＡはＣＰＵ２１を動作させるためのプログラムを記録する。その他のメモリセル３３は外部からの光を受光でき、露出メモリ領域３５Ｂを形成する。露出メモリ領域３５Ｂのうち、所定のメモリセル３３のビットが変化すると、バッテリー２２からＣＰＵ２１に電力供給が開始される。
【選択図】図３

Description

本発明は、カプセル内視鏡等の飲み込み型医療機器における動作切替機構に関し、特にＵＶ−ＥＰＲＯＭを用いて回路の動作を切り替えることが可能な動作切替機構に関する。

近年、胃腸等の体内を撮影するための内視鏡として、飲み込み型のカプセル内視鏡が実用化されつつある。カプセル内視鏡は、その内部に設けられた電池等によって、内部回路を駆動させるが、電池の充電量は限られており、電池による回路駆動は短時間しか行うことができない。したがって、嚥下直前に医師等によって電源が投入され、内部回路の駆動が開始されるのが一般的である。この電源投入動作は、防水等の観点からカプセル内視鏡を分解させず、かつ簡単な操作で行われることが望ましい。

従来、カプセル内視鏡の電源投入機構としては、透明ドーム部の内部の対向する位置にフォトインタラプタを設け、そのフォトインタラプタに光を入射させて、電源を投入する機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。このカプセル内視鏡は、フォトインタラプタに光が入射されないように、透明ドーム部に保護キャップが被せられて保管される一方、使用時に保護キャップが外され、フォトインタラプタに光を入射させることにより電源が投入されている。

また、特許文献２には、発光素子から出力された所定パターンの光を、受光センサが受光することによって、カプセル内視鏡の電源のオンオフが切り替えられる電源切替機構が開示されている。
特開２００５−２７８８１５号公報 特開２００５−７３９３４号公報

しかし、特許文献１、２に記載された機構においては、例えばフォトインタラプタや受光センサ等の電源投入のための特別の部材をカプセル内視鏡の内部に設けなければならず、カプセル内視鏡の構成が複雑になる。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、電源投入のための特別な部材を設けなくても、カプセル内視鏡の電源投入を行うことができる動作切替機構を提供することを目的とする。

本発明に係る動作切替機構は、所定回路の動作を切り替えるための動作切替機構において、多数のメモリセルを有し、かつ各メモリセルが特定波長の光を所定量以上受光することにより各々のビットデータが変化するメモリを備え、メモリセルのうち少なくとも１つのメモリセルが特定波長の光を受光することによってそのビットデータが変化すると、所定回路の動作が切り替えられることを特徴とする。

多数のメモリセルは、一部が外部からの光を受光できず、その他が外部からの光を受光できるように遮光されており、上記その他のメモリセルのうち少なくとも１つのメモリセルが特定波長の光を受光することによってそのビットデータが変化すると、所定回路の動作が切り替えられることを特徴とする。

また、上記一部のメモリセルには所定のデータが記録されていることが好ましく、上記所定のデータはプログラムに関するデータであることが特に好ましい。そして、上記所定回路は、そのプログラムに基づき動作させられることがより好ましい。

所定回路はＣＰＵであり、かつメモリに複数のデータ線及びアドレス線によって接続されていることが好ましく、ＣＰＵは、それらアドレス線及びデータ線を介してメモリとのデータの送受信を行う。ＣＰＵの駆動が開始される前、複数のアドレス線のうち、少なくとも１本のアドレス線からメモリに入力されている信号が、プルアップ又はプルダウンされており、その信号によって上記少なくとも１つのメモリセルのビットデータを、複数のデータ線のうち１本のデータ線に信号として出力させ、そのデータ線に出力された信号が変化すると、ＣＰＵの駆動が開始されることが好ましい。

本発明に係る動作切替機構が論理回路を備える場合、上記少なくとも１つのメモリセルのビットデータを、メモリから信号として出力し、その出力された信号が論理回路に入力される。上記メモリからの信号は、例えば、上記少なくとも１つのメモリセルのビットデータが変化すると、第１の状態（例えば、ロー（Low））から第２の状態（例えば、ハイ（High））に変化する信号である。論理回路は、例えば、メモリからの信号が第１の状態から第２の状態に変化すると、所定回路の動作を切り替える。また論理回路は、所定回路の動作が切り替えられた後、メモリからの信号が第１の状態に戻っても、所定回路に切り替えられた動作を継続して実施させることが好ましい。

本発明に係る動作切替機構が論理回路を備える場合、メモリセルのうち複数のメモリセルのビットデータそれぞれを、メモリから信号として出力し、その出力された信号が論理回路に入力されても良い。この場合、メモリからの信号それぞれは、メモリセル各々のビットデータが変化すると、第１の状態から第２の状態に変化する。論理回路は、メモリからの信号の全てが第２の状態であるとき、所定回路の動作を切り替えることが好ましい。

上記その他のメモリセルのうち所定数以上のメモリセルのビットデータが変化すると、所定回路の動作が切り替えられても良い。

所定回路及びメモリは、外殻内部に配置されていることが好ましい。この場合、外殻の一部は外殻外部からの光を内部に透過させる光透過部で構成されており、上記少なくとも１つのメモリセルは、光透過部を介して、外殻外部からの光を受光することができる。本発明に係る動作切替機構は、例えば、飲み込み型医療機器に使用される。

上記外殻は、例えば、カプセル内視鏡の外殻であると共に、カプセル内視鏡は撮影光学系を有している。撮影光学系は、外殻外部からメモリに特定波長の光が照射されるとき、そのメモリに照射される光が入射されないように、外殻内部に配置されていることが好ましい。

本発明によれば、例えば、飲み込み型医療機器において、ＵＶ−ＥＰＲＯＭの一部のメモリセルを用いて回路動作の切り替えが行われるので、回路動作の切り替えのための特別な部材を設けなくても回路動作の切り替えを行うことができる。

以下本発明について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の動作切替機構がカプセル内視鏡に適用された第１の実施形態を示す。

カプセル内視鏡１０は、嚥下されることにより体内に飲み込まれ、体内の様子を観察することができる飲み込み型医療機器である。図１に示すようにカプセル内視鏡１０は、その内部がカプセル外殻１１で密閉されて構成される。カプセル外殻１１は、円筒状に形成されかつ不透明材料で構成される不透明本体部１１Ａと、本体部１１Ａの左端部に接続され、光透過性を有する略半球状の透明カバー部（光透過部）１１Ｂと、本体部１１Ａの右端部に接続され、不透明材料で構成される略半球状の不透明カバー部１１Ｃとから成る。

カプセル内視鏡１０は、カプセル外殻１１の内部に、ＣＰＵ２１、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、照明素子２５、撮像素子２６、送信回路２７、及び論理回路２８等の各種回路と、これら回路に電力を供給するためのバッテリー２２とを備える。

ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３は、記録されたデータを紫外線によって消去することができる不揮発性メモリであって、照明素子２５、撮像素子２６、送信回路２７などを制御するプログラムが記録されている。ＣＰＵ２１は、電力が供給されることにより駆動する。駆動したＣＰＵ２１は、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３に記録されたプログラムに基づき、照明素子２５、撮像素子２６、及び送信回路２７等の各回路の動作を制御する。照明素子２５は透明カバー１１Ｂを介して、照明光をカプセル外殻１１の外部に照射するとともに、撮像素子２６は、対物レンズ（対物光学系）６２（図２参照）によって結像面に結像された被写体像を基に、画像信号を生成する。また、送信回路２７は、生成された画像信号を送信用画像信号として外部に無線送信する。ＲＡＭ２４は動作中に必要なデータ等を適宜記録する。

図２は、本実施形態に係るカプセル内視鏡１０の一部を示す側面図である。カプセル外殻１１の内部には、図２に示すように、撮像素子２６が左面６０Ｌに取り付けられた回路基板６０が設けられる。回路基板６０はカプセル内視鏡１０の長手方向に延出する中心軸Ｘに垂直に配置され、撮像素子２６は中心軸Ｘ上に配置される。回路基板６０の左面６０Ｌには、レンズ鏡筒６１が設けられ、撮像素子２６の光軸前方に設けられた対物レンズ６２がレンズ鏡筒６１の内部に保持される。対物レンズ６２は、その光軸が中心軸Ｘに一致し、かつ透明カバー部１１Ｂの先端部に対向するように配置される。対物レンズ６２の光軸前方には、対物レンズ６２に入射される光の量を調整するための絞り６４が設けられる。絞り６４は、レンズ鏡筒６１に取り付けられる。基板６０の前方（左方）には、レンズ鏡筒６２の外周を取り囲み、かつレンズ鏡筒６２に固定された照明素子基板６３が配置される。照明素子基板６３の左面には、対物レンズ６２を取り囲むように複数の照明素子２５が設けられる。

回路基板６０の左面６０Ｌにおける、中心軸Ｘからずれた位置には、メモリ基板６５が設けられる。メモリ基板６５は、中心軸Ｘ（すなわち、対物レンズ６２の光軸）に平行に配置されており、その外側の面にＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３が取り付けられている。これにより、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３は、中心軸Ｘに平行に配置されると共に、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３の前面２３Ｆが外殻１１の外周側に向けられ、透明カバー部１１Ｂの本体部１１Ａとの接続部分に対向する。

後述するようにＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３の前面２３Ｆ側に配置されたメモリセル３３（図３参照）は、外殻１１の外部から透明カバー部１１Ｂを介して入射された光を受光可能であって、特に中心軸Ｘに垂直な方向からの光Ｌを最も受光しやすくなる。一方、対物レンズ６２の光軸は、中心軸Ｘに平行であるため、中心軸Ｘに垂直な方向からの光Ｌは受光することができない。したがって、中心軸Ｘに垂直な方向、又はその垂直方向から僅かに傾いた方向から紫外光を照射すれば、対物レンズ６２を介して撮像素子２６に紫外光を受光させずに、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３のメモリセル３３に紫外光を受光させることができる。

図３は、第１の実施形態に係るカプセル内視鏡１０の一部を示す回路図である。なお、図３においては、図面を簡略化して示すためにアドレスデコーダは図示しない。図３に示すように、ＣＰＵ２１は、アドレス線Ａ０〜Ａ７及びデータ線Ｄ０〜Ｄ７によってＲＡＭ２４及びＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３に接続され、アドレス線Ａ０〜Ａ７及びデータ線Ｄ０〜Ｄ７を介してこれらとデータの送受信を行う。

ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３は、その前面２３Ｆにガラス等の透明材料から形成され、光透過性を有する透明窓３１が設けられ、その透明窓３１の下にはベアチップ３２が配置される。ベアチップ３２の上には、多数のメモリセル３３が実装されている。

ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３は、前述したように、前面２３Ｆが透明カバー部１１Ｂ（図２参照）に対向するように配置されると共に、透明窓３１の一部が、遮光部材３４によって遮光されている。多数のメモリセル３３のうち一部は、遮光部材３４によって遮光されて遮光メモリ領域３５Ａを形成し、カプセル外殻１１の外部からの光が受光できないようになっている。一方、遮光部材３４に遮光されていないその他のメモリセル３３は、透明カバー部１１Ｂ及び透明窓３１を介して、カプセル外殻１１の外部からの光を受光することができ、露出メモリ領域３５Ｂを形成している。

各メモリセル３３は電荷を蓄積することが可能なフローティングゲートを有している。各フローティングゲートに電荷が所定量以上蓄積されたメモリセル３３は、そのビットデータが０になると共に、電荷が所定量未満しか蓄積されないメモリセル３３は、そのビットデータが１となる。各メモリセル３３は、紫外線を受光することにより、蓄積していた電荷を放出し、そのビットデータが１から０に変化する。ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３は、各メモリセル３３のビットデータを１又は０にすることにより、所定のデータを記録することができる。本実施形態では、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３及びＲＡＭ２４は、２５６バイトのメモリ容量を有している。

ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３の遮光メモリ領域３５Ａには、上述したプログラムが記録されている。遮光メモリ領域３５Ａの各メモリセル３３は、外部から紫外光を受光することはないので、そのビットデータは変化せず、プログラムが遮光メモリ領域３５Ａから消去されることはない。本実施形態では、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３は２５６バイトの容量のものが使用されており、その最後の１バイトの領域を除く全ての領域（00h〜0feh番地）が遮光メモリ領域３５Ａとなり、遮光メモリ領域３５Ａには２５５バイトが割り振られる。

ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３の最後の１バイト（最終バイト）の領域（0ffh番地）は、遮光部材３４によって遮光されておらず、露出メモリ領域３５Ｂとなる。露出メモリ領域３５Ｂは、後述するようにＣＰＵ２１の駆動を開始するための領域として使用され、データを記録するための領域としては使用されない。

論理回路２８は、アンド回路４１と、ＳＲＦＦ（set/reset flip-flop）４２とを備える。アンド回路４１は２つの入力端子を有し、入力端子それぞれはアドレス線Ａ７及びデータ線Ｄ０に接続されている。アンド回路４１は２つの入力端子にハイ信号が入力されると、出力端子からハイ信号を出力する。

ＳＲＦＦ４２は、セット端子Ｓがアンド回路４１の出力端子に接続され、リセット端子Ｒが接地されると共に、非反転出力端子ＱがＦＥＴ４４に接続されている。ＳＲＦＦ４２は、アンド回路４１からセット端子Ｓにハイ信号が入力されると、ハイ信号を非反転出力端子Ｑから出力する。一方、ＳＲＦＦ４２は、セット端子Ｓにロー信号が入力されても、非反転出力端子Ｑから出力される信号を変化させない。したがって、セット端子Ｓに入力される信号がハイ信号からロー信号に変わっても、非反転出力端子Ｑからは継続してハイ信号が出力され続けることとなる。

非反転出力端子Ｑから出力された信号は、ＦＥＴ４４に入力される。ＦＥＴ４４は、ハイ信号が入力されてオン状態となると、バッテリー２２からＣＰＵ２１、ＲＡＭ２４、照明素子２５、撮像素子２６、及び送信回路２７（図１参照）に向けて電力が供給され、これら回路が駆動する。一方、ＦＥＴ４４は、ロー信号が入力されてオフ状態となると、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２４等の回路に向けて電力が供給されず、ＣＰＵ２１等の回路が非駆動状態になる。

ＣＰＵ２１が駆動される前の初期状態では、ＳＲＦＦ４２の非反転出力端子Ｑからロー信号が出力されて、ＦＥＴ４４がオフ状態に保たれているため、ＣＰＵ２１等の回路は非駆動状態に維持される。なお、本実施形態では、ＦＥＴ４４の代わりにリレー（relay）等の他のスイッチング素子が用いられても良い。

論理回路２８及びＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３には、バッテリー２２から常時電力が供給されている。したがって、論理回路２８は、ＣＰＵ２１が駆動される前の初期状態において、アドレス線Ａ７及びデータ線Ｄ０の信号を監視することができる。

アドレス線Ａ０〜Ａ７それぞれは、プルアップ抵抗４３を介して、バッテリー２２に接続されている。ＣＰＵ２１が駆動される前の初期状態では、アドレス線Ａ０〜Ａ７にはＣＰＵ２１から信号が入力されない。しかし初期状態では、アドレス線Ａ０〜Ａ７はプルアップされて、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３に入力される信号は、全てハイ信号になっている。これにより、初期状態では、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３からは、露出メモリ領域３５Ｂの最終バイト（0ffh）の最下位ビットのデータが、データ線Ｄ０に信号として出力される。

ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３の最終バイト（0ffh）は、初期状態では、少なくとも最下位ビットに対応するメモリセル３４に電荷が蓄積されており、その最下位ビットのデータが０になっている。すなわち、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３の最終バイト（0ffh）は２進表記で“*******0b”で表される（なお、*はドントケアである）。

初期状態において、カプセル内視鏡１０は遮光フィルム等で形成されたパッケージ（不図示）内に収容されている。これにより、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３の露出メモリ領域３５Ｂ（最終バイト（0ffh））には、カプセル内視鏡１０がパッケージから取り出されるまで、カプセル外殻１１の外部から紫外光等の光が照射されない。したがって、初期状態では、最終バイト（0ffh）の最下位ビットが０に維持されるため、データ線Ｄ０にはロー信号が入力され、アンド回路４１からもロー信号が出力される。アンド回路４１からロー信号が入力されるＳＲＦＦ４２は、その出力信号をロー信号に維持し、ＣＰＵ２１等の各種回路は非駆動状態に維持される。

一方、カプセル内視鏡１０が使用されるときには、上記パッケージから取り出され、その後、不図示の紫外光照射手段で紫外光がカプセル内視鏡１０に照射され、露出メモリ領域３５Ｂが紫外光を受光する。露出メモリ領域３５Ｂが紫外光を受光すると、最終バイトの最下位ビットに対応するメモリセル３３が電荷を放出し、そのビットデータが０から１に変化し、データ線Ｄ０に入力される信号がハイ信号に切り替えられる。また、上述したように、アドレス線Ａ７にもハイ信号が入力されており、したがって、アンド回路４１からＳＲＦＦ４２に向けてハイ信号が出力される。

ハイ信号が入力されたＳＲＦＦ４２は、非反転出力端子Ｑからハイ信号を出力し、ＦＥＴ４４がオン状態に切り替えられる。そして、ＣＰＵ２１等の回路に電力が供給されて、これら回路の駆動が開始される。

ＣＰＵ２１が駆動すると、ＣＰＵ２１からの信号出力により、アドレス線Ａ７及びデータ線Ｄ０に入力される信号は、ハイ及びローに適宜切り替えられる。しかし、ＳＲＦＦ４２は、ハイ信号が入力された後に、その入力信号が再びロー信号に戻っても、ＦＥＴ４４に向けてハイ信号を継続して出力する。したがって、ＣＰＵ２１駆動開始後、アドレス線Ａ７又はデータ線Ｄ０にロー信号が入力されて、アンド回路４１からロー信号が出力されても、ＦＥＴ４４はオン状態に保たれる。

すなわち、論理回路２８は、初期状態において、データ線Ｄ０から入力される信号を検知し、その信号がロー信号からハイ信号に切り替わると、ＦＥＴ４４にハイ信号を出力し、ＣＰＵ２１等の各種回路を駆動させる。一方、論理回路２８は、ＣＰＵ２１等の各種回路が駆動した後においては、データ線Ｄ０やアドレス線Ａ７からロー信号が入力されても、ＦＥＴ４４にハイ信号を出力し続け、ＣＰＵ２１等の各回路の駆動を停止させることはない。

以上のように本実施形態においては、プログラムデータを記録するためのＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３のメモリセル３３の一部に、カプセル外部から紫外光を照射することにより、各種回路の動作を開始させ、電源投入を行うことができる。したがって、カプセル内視鏡の内部に余計な部材を設けなくても、カプセル内視鏡を分解せずに電源投入を行うことができる。

また、本実施形態では、カプセル内視鏡１０の殺菌のために紫外光照射を行う場合、殺菌作業と同時に、電源投入も行うことができる。

なお、本実施形態においては、露出メモリ領域３５Ｂは、１バイト分のメモリセル３３によって形成されるが、少なくとも１ビット分のメモリセル３３によって形成されれば良く、その大きさは特に限定されるものではない。但し、実際には、所定のメモリセル３３のみを厳密に露出させるのは困難であるので、露出メモリ領域３５Ｂ周辺のメモリセル３３には、データが記録されないことが好ましい。

図４は、第２の実施形態に係るカプセル内視鏡１０の一部を示す回路図である。以下、本実施形態について、第１の実施形態との相違点を説明する。第１の実施形態では、アドレス線Ａ０〜Ａ７に入力される信号全てが、プルアップ抵抗４３によって、プルアップされているが、本実施形態では、アドレス線Ａ７に入力される信号のみがプルアップされている。

また、プログラムデータが記録されている遮光メモリ領域３５Ａは、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３の前半領域（00h〜7fh番地）すなわち、１２８バイトの領域から成ると共に、露出メモリ領域３５Ｂは、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３の後半領域（80h〜0ffh番地）から成る。そして、本実施形態でも、露出メモリ領域３５Ｂの全てのバイトは、初期状態において、少なくとも最下位ビットのデータが０になっており、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３の露出メモリ領域３５Ｂの全てのバイト（80h〜0ffh番地）は２進表記で“*******0b”で表される。

本実施形態では、ＣＰＵ２１が駆動される前の初期状態において、アドレス線Ａ７のみがプルアップされているので、アドレス線Ａ７には確実にハイ信号が入力されるが、その他のアドレス線Ａ０〜Ａ６には、ハイ信号又はロー信号のいずれが入力されるか不定である。したがって、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３からデータ線Ｄ０には、後半領域（すなわち、遮光メモリ領域３５Ｂ）のいずれか１つのバイトのデータの最下位ビットが出力されるが、いずれのバイトのデータが出力されるかは不定である。

本実施形態の初期状態でも、露出メモリ領域３５Ｂには紫外光が照射されず、露出メモリ領域３５Ｂの全てのバイト（80h〜0ffh番地）の最下位ビットは０に維持される。したがって、データ線Ｄ０にはロー信号が入力され、アンド回路４１からもロー信号が出力されるので、ＣＰＵ２１等の各種回路は非駆動状態に維持される。

一方、カプセル内視鏡１０が使用されるときには、紫外光がカプセル内視鏡１０に照射され、露出メモリ領域３５Ｂが紫外光を受光する。露出メモリ領域３５Ｂが紫外光を受光すると、露出メモリ領域３５Ｂの全てのバイトにおいて、少なくとも最下位ビットに対応するメモリセル３３が電荷を放出し、そのビットデータが０から１に変化する。ここで、データ線Ｄ０には、露出メモリ領域３５Ｂのいずれのバイトのデータが出力されるかが不定である。しかし、露出メモリ領域３５Ｂが紫外光を受光することによって、露出メモリ領域３５Ｂの全てのバイトの最下位ビットは０から１に変化するため、データ線Ｄ０に入力される信号はハイ信号に切り替えられる。

データ線に入力される信号が、ハイ信号に切り替えられると、第１の実施形態と同様に、ＦＥＴ４４がオン状態となり、ＣＰＵ２１等への電力供給が開始されて、各種回路の動作が開始される。なお、本実施形態でも、論理回路２８の構成は、第１の実施形態と同様であるため、ＣＰＵ２１が一旦駆動した後、アドレス線Ａ７及びデータ線Ｄ０に入力される信号の変化に基づいて、ＣＰＵ２１等の各種回路の駆動が停止されることはない。

以上のように本実施形態においては、アドレス線Ａ０〜Ａ６に接続されるプルアップ抵抗を省略できるので、第１の実施形態に比べて回路を簡素化することができる。但し、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３に記録されるプログラムのデータ量を、１２８バイト以下にしなければならないので、本実施形態は、プログラムのデータ量が比較的小さい場合に有効である。

図５は、第３の実施形態に係るカプセル内視鏡１０の一部を示す回路図である。以下、本実施形態について、第１の実施形態との相違点を説明する。

本実施形態では、論理回路２８に設けられるアンド回路４１は、入力端子２０を８つ有し、それぞれアドレス線Ａ４〜Ａ７、及びデータ線Ｄ０〜Ｄ３が接続されている。また、アドレス線Ａ０〜Ａ７のうち、アドレス線Ａ４〜Ａ７のみがプルアップ抵抗４３を介してバッテリー２２に接続されており、アドレス線Ａ４〜Ａ７に入力される信号がプルアップされて、ハイ信号になっている。

本実施形態では、プログラムデータが記録されている遮光メモリ領域３５Ａは、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３の00h〜0feh番地の領域から形成され、２４０バイトの領域が割り振られる。一方、露出メモリ領域３５Ｂは、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３のその他の領域（0f0h〜0ffh番地）から形成され、ＣＰＵ２１の駆動を開始させるために使用される。

露出メモリ領域３５Ｂの全てのバイトは、初期状態において、少なくとも下位の４ビットに対応するメモリセル３４に電荷が蓄積されており、下位の４ビットのビットデータが０になっている。したがって、露出メモリ領域３５Ｂの全てのバイト（f0h〜0ffh番地）は２進表記で“****0000b”で表される。

本実施形態では、ＣＰＵ２１が駆動される前の初期状態において、アドレス線Ａ４〜Ａ７がプルアップされているので、アドレス線Ａ４〜Ａ７には確実にハイ信号が入力されるが、その他のアドレス線Ａ０〜Ａ３には、ハイ信号又はロー信号のいずれが入力されるか不定である。したがって、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３からデータ線Ｄ０〜Ｄ３には、露出メモリ領域３５Ｂ（0f0h〜0ffh番地）のいずれか１つのバイトのデータが出力されるが、どのバイトのデータが出力されるかは不定である。但し、データ線Ｄ０〜Ｄ３からは、１つのバイトの下位の４ビットのデータが出力される。

本実施形態の初期状態でも、露出メモリ領域３５Ｂには紫外光が照射されず、露出メモリ領域３５Ｂの全てのバイト（0f0h〜0ffh番地）の下位の４ビットのビットデータは０に維持される。したがって、全てのデータ線Ｄ０〜Ｄ３にはロー信号が入力され、アンド回路４１からもロー信号が出力され、ＣＰＵ２１は非駆動状態に維持される。

一方、カプセル内視鏡１０が使用されるときには、紫外光がカプセル内視鏡１０に照射され、露出メモリ領域３５Ｂが紫外光を受光する。露出メモリ領域３５Ｂが紫外光を受光すると、露出メモリ領域３５Ｂの全てのバイトにおいて、少なくとも下位の４ビットに対応するメモリセル３３において電荷が放出され、それらのビットデータが０から１に変化する。ここで、データ線Ｄ０〜Ｄ４には、露出メモリ領域３５Ｂのいずれのバイトのデータが出力されるかが不定である。しかし、露出メモリ領域３５Ｂが紫外光を受光することによって、露出メモリ領域３５Ｂの全てのバイトの下位の４ビットは、そのビットデータが０から１に変化するため、データ線Ｄ０〜Ｄ３に入力される信号は全てハイ信号に切り替えられる。

上述したようにアドレス線Ａ４〜Ａ７にはハイ信号が入力されているので、データ線Ｄ０〜Ｄ３に入力される信号がハイ信号になると、アンド回路４１の入力端子には全てハイ信号が入力されることとなる。したがって、第１の実施形態と同様に、アンド回路４１の出力端子からハイ信号が出力されるので、ＦＥＴ４４がオン状態となる。これにより、ＣＰＵ２１等への電力供給が開始されて、ＣＰＵ２１等の各種回路の動作が開始される。なお、本実施形態でも、ＣＰＵ２１が一旦駆動した後は、アドレス線Ａ４〜Ａ７及びデータ線Ｄ０〜Ｄ３に入力される信号の変化に基づいて、ＣＰＵ２１の駆動が停止されることはない。

本実施形態では、４つのメモリセル３３のビットデータがアンド回路４１で検知され、それらビットデータの全てが０から１に変化しているときのみ、電源投入動作が実施されている。したがって、第１及び第２の実施形態に比べて、誤作動により電源が投入されることが防止される。但し、多くのデータ線Ｄ０〜Ｄ３の信号を監視することにより、第１の実施形態に比べて初期状態における待機電力が増えるおそれがある。また、プルアップ抵抗を複数設けたことによって、第２の実施形態に比べてより広いメモリ領域にプログラムデータを格納することができる。

なお、第１〜第３の実施形態では、所定のアドレス線には、プルアップ抵抗が接続されているが、プルダウン抵抗が接続されて、所定のアドレス線に入力される信号がローにプルダウンされていても良い。

図６は、第４の実施形態に係るカプセル内視鏡１０の一部を示す回路図である。以下、本実施形態について、第３の実施形態との相違点を説明する。

上記各実施形態では、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３の露出メモリ領域３５Ｂは、ＣＰＵ２１の駆動開始動作、すなわち電源投入のために使用されたが、本実施形態では、電源投入後に使用される。具体的には、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３は、例えばカプセル内視鏡１０の紫外線曝露量を検知し、その検知結果に基づき、内視鏡１０内部の回路の動作を切り替えるために使用される。

カプセル内視鏡１０には、例えば押しボタン等の公知のスイッチ５０が設けられている。本実施形態では、スイッチ５０がオンされることにより、バッテリー２２からＣＰＵ２１、ＲＡＭ２４、ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３、照明素子２５（図１参照）等の各種回路に電力が供給され、各種回路が駆動される。

ＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３は、第３の実施形態と同様に、遮光メモリ領域３５Ａ（00h〜0efh番地）と、露出メモリ領域３５Ｂ（0f0h〜0ffh番地）を有し、遮光メモリ領域３５Ａにはプログラムに関するデータが記録される。一方、露出メモリ領域３５Ｂにおける全てのメモリセル３３は、初期状態においては、フローティングゲートに電荷が蓄積されており、ビットが０になっている。各メモリセル３３は、上記各実施形態と同様に、紫外光を所定量以上受光することによって、そのビットデータが１に変化させられる。

次に、本実施形態に係る紫外線曝露量検知ルーチンを図７のフローチャートを用いて説明する。本ルーチンでは、スイッチ５０がオンされてＣＰＵ２１が駆動すると、ステップＳ１１０において、露出メモリ領域３５Ｂのデータを読み出し、露出メモリ領域３５Ｂにおいて、ビットデータが１になっているビット数が検知される。

次いで、ステップＳ１２０では、その検知されたビット数が、予め定められていた所定数以上であるかが検知され、所定数未満である場合、ステップＳ１１０に戻り、再度ビット数の検知が行われる。一方、ステップＳ１２０で検知されたビット数が、予め定められていた所定数以上である場合、カプセル内視鏡１０が所定量以上の紫外光に曝露されたと判断され、ステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０では、カプセル内視鏡１０が所定量の紫外線に曝露されたことが使用者に報知され、本ルーチンは終了する。本実施形態では、例えば照明素子２５を所定のパターン（例えば、点滅させる）で発光させることにより、使用者に報知させるが、その報知方法は特に限定されるものではない。

以上のように、本実施形態では、カプセル内視鏡１０の紫外線曝露量をＵＶ−ＥＰＲＯＭ２３を用いて検知することができる。したがって、使用者は例えば、紫外線滅菌を行うとき、カプセル内視鏡１０が十分に滅菌されたかどうかを判断することができる。

勿論、本実施形態では、上記紫外線曝露量の検知結果を別の目的に用いても良い。例えば、検知されたビット数が所定数以上となったときに、撮像素子のシャッタースピードが切り替えられるようにしても良い。このような構成よれば、使用者は、スイッチ５０をオンにした後、故意に紫外線をカプセル内視鏡１０に照射することによって、カプセル内視鏡１０の動作を切り替えることが可能になる。

なお、本発明における動作切替機構は、カプセル内視鏡以外の飲み込み型医療機器に適用することも可能であるし、その他の動作切替が必要な機器ならば何ら制限なく適用することが可能である。

カプセル内視鏡の内部を模式的に示したブロック図である。 カプセル内視鏡の内部を拡大して示した側面図である。 第１の実施形態に係るカプセル内視鏡の内部を詳細に示した回路図である。 第２の実施形態に係るカプセル内視鏡の内部を詳細に示した回路図である。 第３の実施形態に係るカプセル内視鏡の内部を詳細に示した回路図である。 第４の実施形態に係るカプセル内視鏡の内部を詳細に示した回路図である。 第４の実施形態に係る紫外線曝露量検知ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ カプセル内視鏡
１１ カプセル外殻
２１ ＣＰＵ
２２ バッテリー
２３ ＵＶ−ＥＰＲＯＭ
２４ ＲＡＭ
２８ 論理回路
３３ メモリセル
３５Ａ 遮光メモリ領域
３５Ｂ 露出メモリ領域

Claims (11)

1. 所定回路の動作を切り替えるための動作切替機構において、
   多数のメモリセルを有し、かつ各メモリセルが特定波長の光を所定量以上受光することにより各々のビットデータが変化するメモリを備え、
   前記メモリセルのうち少なくとも１つのメモリセルが特定波長の光を受光することによってそのビットデータが変化すると、前記所定回路の動作が切り替えられることを特徴とする動作切替機構。
2. 前記多数のメモリセルは、一部が外部からの光を受光できず、その他が外部からの光を受光できるように遮光されており、
   前記その他のメモリセルのうち少なくとも１つのメモリセルが特定波長の光を受光することによってそのビットデータが変化すると、前記所定回路の動作が切り替えられることを特徴とする請求項１に記載の動作切替機構。
3. 前記一部のメモリセルには所定のデータが記録されることを特徴とする請求項２に記載の動作切替機構。
4. 前記所定のデータはプログラムに関するデータであって、
   前記所定回路は、前記プログラムに基づき動作させられることを特徴とする請求項３に記載の動作切替機構。
5. 前記その他のメモリセルのうち所定数以上のメモリセルのビットデータが変化すると、前記所定回路の動作が切り替えられることを特徴とする請求項２に記載の動作切替機構。
6. 前記所定回路はＣＰＵであり、かつ前記メモリに複数のデータ線及びアドレス線によって接続されており、
   前記ＣＰＵの駆動が開始される前において、前記複数のアドレス線のうち、少なくとも１本のアドレス線から前記メモリに入力されている信号が、プルアップ又はプルダウンされており、その信号によって前記少なくとも１つのメモリセルのビットデータを、前記複数のデータ線のうち１本のデータ線に信号として出力させ、
   そのデータ線に出力された信号が変化すると、前記ＣＰＵの駆動が開始されることを特徴とする請求項１に記載の動作切替機構。
7. 論理回路を備え、
   前記少なくとも１つのメモリセルのビットデータを、前記メモリから信号として出力し、その出力された信号が前記論理回路に入力され、
   前記メモリからの信号は、前記少なくとも１つのメモリセルのビットデータが変化すると、第１の状態から第２の状態に変化し、
   前記論理回路は、前記メモリからの信号が第１の状態から第２の状態に変化すると、前記所定回路の動作を切り替えると共に、前記所定回路の動作が切り替えられた後、前記メモリからの信号が第１の状態に戻っても、前記所定回路に切り替えられた動作を継続して実施させることを特徴とする請求項１に記載の動作切替機構。
8. 論理回路を備え、
   前記メモリセルのうち複数のメモリセルのビットデータそれぞれを、前記メモリから信号として出力し、その出力された信号が前記論理回路に入力され、
   前記メモリからの信号それぞれは、前記メモリセル各々のビットデータが変化すると、第１の状態から第２の状態に変化し、
   前記論理回路は、前記メモリからの信号の全てが第２の状態であるとき、前記所定回路の動作を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の動作切替機構。
9. 飲み込み型医療機器に使用されることを特徴とする請求項１に記載の動作切替機構。
10. 前記所定回路及び前記メモリは、外殻内部に配置されており、
    前記外殻の一部は前記外殻外部からの光を内部に透過させる光透過部で構成されており、
    前記少なくとも１つのメモリセルは、前記光透過部を介して、前記外殻外部からの光を受光することを特徴とする請求項１に記載の動作切替機構。
11. 前記外殻は、カプセル内視鏡の外殻であると共に、前記カプセル内視鏡は撮影光学系を有し、
    前記撮影光学系は、前記外殻外部から前記メモリに前記特定波長の光が照射されるとき、そのメモリに照射される光が入射されないように、前記外殻内部に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の動作切替機構。

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