JP2016505335A - オン/オフスイッチの制御方法およびシステム - Google Patents

オン/オフスイッチの制御方法およびシステム Download PDF

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Abstract

スイッチング回路の状態を制御する制御回路は、無線信号または物理的パラメータを検知し、「オン」信号と解釈することによってスイッチング回路を「オン」状態に遷移させるか、または「オフ」信号と解釈することによって、スイッチング回路を「オフ」状態に遷移させるとともに、個別的にまたは結合して「オン」信号または「オフ」信号を表し得る第1のデジタル信号もしくは論理値および/または第2のデジタル信号もしくは論理値を、それぞれ第1のユニットの第1の出力および/または第2の出力を介して第2のユニットに伝達する第1のユニットを具備していてもよい。第2のユニットは、スイッチング回路の制御入力を、第1のデジタル信号もしくは値および/または第2のデジタル信号もしくは値の関数であり、スイッチング回路が遷移する状態に合致する論理値に強制するようにしてもよい。

Description

本発明は、一般的にはシステム(たとえば、生体内検知カプセル、内視鏡検査カプセル等)を「オン」および「オフ」に切り替えるスイッチング回路に関し、より詳細には、システムのオン/オフスイッチの状態を制御する方法およびシステムに関する。
当技術分野においては、生体内測定システムが知られている。消化器(GI)系を移動する一部の自律カプセル状生体内装置は、GI系の内部を撮像(たとえば、画像取り込みまたは撮影)する撮像センサすなわちイメージャを備えている場合がある。生体内装置は、たとえば生体内での外科手術の実施および/またはたとえば生体内装置に含まれる容器からGI系への薬物投与のため、他の種類のセンサ(たとえば、pHセンサ、圧力センサ、温度センサ、運動センサ等)および/または様々な種類のツール(たとえば、微小電気機械システムすなわち「MEMS」)を備えている場合がある。
嚥下可能な生体内装置は、手動操作型のオン/オフスイッチを収容できない場合がある。このような装置は通常、気密に封止されており、どのような場合でも、いったん嚥下したら手動で操作できないためである。それにもかかわらず、品質管理基準は、各装置の使用前の試験を求める場合があり、使用前の試験を目的として、装置の起動および停止を場合により複数回行うことが必要となる場合がある。また、生体内装置は、(そのバッテリのエネルギーを保つため)使用時以外は「オフ」に切り替えられ、嚥下する直前に「オン」に切り替えられる必要がある。
他の装置との併用の場合によっては、生体内装置を使用前に起動および停止するため、リードスイッチが一般的に用いられている。リードスイッチは、その性質上、電磁(「EM」)場の影響を受け易く、EM場に曝された場合、「閉」状態または「開」状態となる場合がある。一部のリードスイッチは、機械的衝撃の影響を受け易く、たとえば装置の移送および取り扱い中に装置が起動/停止するという望ましくない影響が及ぶ場合がある。リードスイッチは、たとえば装置の操作に用いられ得るEM場によるEM干渉またはランダムなEM干渉によって、不必要に起動される場合がある。他の事例では、リードスイッチの電気接点が時として機械的に動かなくなる場合があり、そのような場合は、どうあっても適正に機能しなくなる。
生体内装置をオンおよびオフに切り替えるのは有益であるが、従来のオン/オフ切り替え法に関連する欠点がいくつか存在する。上記欠点を克服した生体内装置のオン/オフ切り替え法があれば都合が良い。
装置またはシステム(たとえば、嚥下可能な生体内装置)の「オン」および「オフ」状態の電磁干渉を伴わない制御を容易化するオン/オフ切り替え機構が提供される。
本明細書に記載のオン/オフ機構は通常、たとえばイメージャ、照明源、および生体内データを送信する送信機等の装置の主要な構成要素を制御し、(オフ状態である)最初は未動作すなわち無給電の回路により制御されるようになっていてもよい。たとえば、本明細書に記載の回路の実施形態は、撮像カプセル等の装置の一部であってもよく、オン/オフ機構がオフの場合は、回路が無給電すなわち未動作であってもよい。
装置またはシステム(たとえば、嚥下可能な生体内装置)に包含または使用されるオン/オフ切り替え機構は、制御回路およびスイッチング回路を具備していてもよい。スイッチング回路は、電源に接続され得る電力入力端子と、電気負荷に接続され得る電力出力端子と、電力入力端子が電力出力端子に対して電気的に接続される(これにより、電気負荷の電源を投入する)「オン」状態と電力入力端子が電力出力端子から電気的に切り離される(これにより、電気負荷を電源から切り離す)「オフ」状態との間のスイッチング回路の遷移を制御回路が制御可能なスイッチ制御入力とを具備していてもよい。スイッチングシステムのある状態(たとえば、「オン」または「オフ」)への遷移は、スイッチ制御入力の/における論理値(たとえば、「0」または「1」)によって決まってもよい(たとえば、「1」)。
制御回路は、第1のユニットおよび第2のユニットを具備していてもよい。第2のユニットは、第1のユニットとスイッチング回路との間に機能的/電気的に挿入されていてもよい。第1のユニットは、(たとえば、無線アンテナを用いることによって)無線信号および/または(たとえば、圧力センサ、温度センサ、運動センサ、加速度計等を用いることによって)物理的パラメータを検知し、検知された無線信号および/または物理的パラメータを「オン」信号と解釈することによって、スイッチング回路を「オン」状態に遷移させるか、または「オフ」信号と解釈することによって、スイッチング回路を「オフ」状態に遷移させ、第1のユニットの第1の出力および/または第2の出力をそれぞれ介して、第1のデジタル信号もしくは論理値または第2のデジタル信号もしくは論理値、あるいは両信号もしくは両値を第2のユニットに送信するようにしてもよい。第1のデジタル信号または論理値および第2のデジタル信号または論理値は、個別的にまたは結合(連携)して、「オン」状態/信号/コマンドまたは「オフ」状態/信号/コマンドを表していてもよいし、それらに合致していてもよい。「個別的」とは、デジタル信号の一方(または、論理値の一方)が(たとえば、スイッチング回路を「オン」状態に遷移させるコマンドとして使用される)「オン」状態に合致し、他方のデジタル信号(または、論理値)が(たとえば、スイッチング回路を「オフ」状態に遷移させるコマンドとして使用される)「オフ」状態に合致する実施形態を表す。「結合」とは、スイッチング回路を「オン」状態に遷移させるのに第1および第2のデジタル信号(または、論理値)のある組合せが用いられ、スイッチング回路を「オフ」状態に遷移させるのに第1および第2のデジタル信号(または、論理値)の異なる組合せが用いられる実施形態を表す。たとえば、第1の組合せは、ある論理値(たとえば、「1」)であり得るか、またはそれを有し得る第1のデジタル信号と、クロックパルス(または、パルスの立ち上がりもしくはパルスの立ち下がりエッジ)であり得る第2のデジタル信号とを含んでいてもよい。第2の組合せは、異なる論理値(たとえば、「0」)であり得る第1のデジタル信号と、クロックパルス(または、パルスの立ち上がりもしくはパルスの立ち下がりエッジ)であり得る第2のデジタル信号とを含んでいてもよい。
いくつかの実施形態において、第2のユニットは、制御装置および論理ユニットを具備していてもよい。他の実施形態において、第2のユニットは、フリップフロップ(たとえば、D−FF)を具備していてもよい。第2のユニットは、スイッチング回路の(スイッチ)制御入力を、スイッチング回路が遷移する状態に合致する第1のデジタル信号および/または第2のデジタル信号の関数である論理値に設定または強制するようにしてもよい。第1のユニットは、たとえばIIC(I2C)通信プロトコル等の有線通信プロトコルを用いることによって、第1のデジタル信号もしくは論理値または第2のデジタル信号もしくは論理値、あるいは両信号/両値を第2のユニットに伝達するようにしてもよい。
第1のユニットは、通信エネルギーハーベスティング(「CEH」)ユニットであってもよいし、それを具備していてもよい。第2のユニットは、制御論理ユニット(「CLU」)であってもよいし、それを具備していてもよい。CEHユニットは、たとえば無線周波数(「RF」)信号および/または物理的パラメータを検知する受信ユニットと、受信入力を介して検知されたRF信号(もしくは、別の種類の信号)または物理的パラメータからCEHユニットが電気エネルギーを取得するたびに、CEHユニットが制御可能に電圧+V(V>0ボルト)に設定可能な第1の出力端子と、たとえばCEHユニットがローカル/内部レジスタにデータを内部書き込みしている場合にいつでも、CEHユニットが制御可能に「高Z」状態(高インピーダンス状態)からゼロボルト状態(または、低インピーダンス状態すなわち「低Z」状態)に遷移可能な第2の出力端子とを具備していてもよい。
CLUは、本明細書において「セット」入力および「リセット」入力と称する2つのバイナリ入力と、1つのバイナリ出力とを具備していてもよい。CLUの「リセット」入力は、CEHユニットの第2の出力(たとえば、「高Z/ゼロ(低Z)」端子)に対して機能的に接続されていてもよい。CEHユニットの第2の出力は、CLUの「リセット」入力に接続されることによって、CLUの論理出力の論理状態(たとえば、「0」/「1」)を制御するようにしてもよい。CLUの論理出力は、スイッチング回路の「オン/オフ」状態の制御のため、スイッチング回路のスイッチ制御入力に対して機能的に接続されていてもよい。
また、いくつかの実施形態において、CEHユニットの第1の出力(0vまたは+V(V>0ボルト)に設定可能な出力)も、スイッチング回路の「オン/オフ」状態の制御のため、スイッチング回路のスイッチ制御入力に対して機能的に接続されて(たとえば、論理的にORとなって)いてもよい(たとえば、CLUの出力と論理的にORとなっていてもよい)。OR論理化された信号のいずれか一方(CLUの出力もしくはCEHユニットの第1の出力)または両信号がある所定の論理値(たとえば、「1」)を有する場合、スイッチング回路は、電源を投入する装置またはシステムに対して電源を電気的に接続するため、「オフ」状態から「オン」状態に遷移してもよいし、「オン」状態のままであってもよい。そうでなければ(OR論理化された信号がいずれも、ある所定の論理値を有さず、たとえば両者が論理値「0」を有する)、スイッチング回路は、「オン」状態から「オフ」状態に遷移してもよいし、「オフ」状態のままであってもよく、電源を装置またはシステムから切り離すようにしてもよい。
CEHユニットは、たとえばRF通信チャンネルを介して、遠隔で無線式のスイッチ起動システムと無線で通信するように構成されていてもよい。また、CEHユニットは、遠隔スイッチ起動システムから、たとえば「オン」コマンドに対応する第1のRF信号を受信するとともに、(i)たとえば高Z状態となるように強制することにより、その第2の出力(CLUの「リセット」入力端子に接続されている)を切り離し、それと同時またはそのいくらか後に、(ii)スイッチング回路を「オン」状態に設定するため、その第1の出力(スイッチング回路の入力端子に対して機能的に接続されている)を有効化するとともに論理レベル/状態「1」を表し得る高電圧+Vに設定することによって、受信された第1の信号に応答するように構成されていてもよい。スイッチング回路の「オン」状態の間、CLUは、電源によって電源が投入されていてもよく、その場合、CLUの「セット」入力ひいてはその出力は、論理値/状態「1」に遷移する。いくつかの実施形態においては、CLUの論理出力がスイッチング回路のスイッチ制御入力に接続されていることから、その状態を論理値/状態「1」に遷移させると、スイッチング回路の「オン」状態ひいてはセルフサステイン型電力ループが保持される。
CEHユニットは、遠隔スイッチ起動システムから、たとえば「オフ」コマンドに対応する第2のRF信号を受信するとともに、その第2の出力(CLUの「リセット」入力に接続されている)を高Z状態からゼロまたは低Z状態に遷移させることにより、CLUに対してその出力を論理値「0」に設定するように強制することによって、受信された第2のRF信号に応答するように構成されていてもよい。CEHユニットの第2の出力が論理値/レベル「0」に遷移する場合、スイッチング回路の状態は、「オン」から「オフ」に変化してもよい(スイッチング回路の入力端子に接続されたCEHの第1の出力は、論理値「1」であったものが、たとえばCEHによるその第1の出力の無効化またはCEHによって(過去に)取得されたことによるエネルギーの減少/低下によって、すでに論理値「0」に遷移しているものと仮定する)。
別の例示的な実施形態によれば、CEHユニットの第1の出力(VOUT)は、CLUの第1の入力(たとえば、データ入力)に対して機能的に接続されていてもよく、CEHユニットの第2の出力(たとえば、「高Z/ゼロ(低Z)」端子)は、CLUの第2の入力(たとえば、クロック入力)に対して機能的に接続されていてもよい。CLUの出力は、スイッチング回路のスイッチ制御入力に対して機能的に接続され、CEHユニットの2つの出力によりCLUの2つの入力に同時に供給されたデジタル信号または論理値によって操作されることにより、スイッチング回路の状態を制御するようにしてもよい。
いくつかの実施形態において、CLUは、2つの入力および1つの出力を具備したデジタルフリップフロップ(「FF」)として実装されていてもよい。これらの実施形態において、D入力に存在する論理状態(「0」または「1」)に基づいて、FFの出力(Q)の状態(たとえば、論理レベル「0」または「1」)を制御するために、CEHユニットの第1の出力(たとえば、VOUT端子)は、FFのデータ(D)入力に対して機能的に接続されていてよく、CEHユニットの第2の出力(たとえば、「高Z/ゼロ(低Z)」端子)は、FFのクロック(CLK)入力に対して機能的に接続されていてよい。FFの出力(Q)は、スイッチング回路の「オン/オフ」状態の制御のため、スイッチング回路のスイッチ制御入力に対して機能的に接続されていてもよい。
CEHユニットは、たとえばRF通信チャンネルを介して、遠隔システムから「オン」コマンドに対応する第1のRF信号を受信するとともに、その第1の出力を高電圧+V(+Vは、論理レベル「1」に対応するか、または論理レベル「1」を具現化する)に設定することによりFFのデータ(D)入力を論理値「1」に設定し、任意選択としてCEHユニットおよびFFの電源を投入することによって、受信された「オン」コマンドに応答するように構成されていてもよい。CEHユニットは、電源投入に際して、その第2の出力を用いることにより、クロックパルスをFFのCLK入力に伝達することによって、FFのD入力の論理レベル/状態(たとえば、「1」)に対応するようにFFの出力(Q)を設定するようにしてもよい。FFの出力(Q)を論理ビット「1」に設定することによって、スイッチング回路が「オフ」状態から、電源を電気負荷(たとえば、CEHユニットおよび/またはFF装置、ならびに考え得る他の電気負荷、たとえば生体内装置またはシステム)に接続可能な「オン」状態に遷移するようになっていてもよい。
スイッチング回路の「オン」状態の間、CEHユニットは、遠隔システムから、たとえば「オフ」コマンドに対応する第2のRF信号を受信するとともに、その第1の出力を無効化することによりFFのD入力を論理値「0」に設定し、その第2の出力(FFのCLK入力に対して機能的に接続されている)の状態を高Zからゼロまたは低Z状態に変化させることによりFFのD入力の論理値/状態(たとえば、「0」)に対応する論理レベル/状態にFFの出力(Q)を設定することによって、受信された「オフ」コマンドに応答するようにしてもよい。FFの出力(Q)を論理レベル「0」に設定することによって、スイッチング回路が「オン」状態から「オフ」状態に遷移するようになっていてもよい。フリップフロップは、「D」型フリップフロップ(D−FF)またはラッチであってもよい。
CEHユニットは、無線周波数識別(「RFID」)タグまたは装置であってもよいし、それを具備していてもよい。RFIDタグ/装置の第1の出力は、内部でエネルギーハーベスティングユニットに接続され、たとえばRF送信から無線で取得されたDC電圧を出力可能なエネルギーハーベスティング(「EH」)端子であってもよい(あるいは、EHは、無効化によってこれが起きないようにしてもよい)。RFIDタグ/装置の第2の出力は、RFIDがRF信号を検知した場合にいつでも、高Z状態からゼロ電圧または低Z状態に遷移することにより(たとえば、外部装置に)RFIDタグ/装置が着信(検知された)RF信号の処理でビジーであることを示す「RF−BUSY」動作モード、またはRFIDタグ/装置がローカルレジスタにデータを内部書き込みした場合にいつでも、高Z状態からゼロ電圧または低Z状態に遷移することにより(たとえば、外部装置に)RFIDタグ/装置がデータの内部書き込みでビジーであることを示すWIP(「Write in Progress(書き込み進行中)」)動作モードで動作するように構成可能なRFID装置の「RF−BUSY/WIP」端子であってもよい。
第1のデジタル信号または論理値は、検知された無線信号または検知された物理的パラメータから取得されたエネルギーを包含または具現化していてもよく、第2のデジタル信号または論理値は、RFIDタグ/装置における内部データ書き込みを示す信号を含んでいてもよいし、そのものであってもよい。
本発明の一実施形態において、CLUの制御装置は、生体内装置/センサまたはシステムを制御する制御装置であってもよく、CLUの「セット」入力は、制御装置自体の電力入力(+VCC)であってもよく、CLUの出力端子は、制御装置の電源が投入された場合に論理値「1」を有し、制御装置がリセット信号を受信した場合に論理値「0」を有するように構成されたレジスタビットに接続されていてもよく、CLUの「リセット」入力は、リセット信号を受信するように構成されたレジスタビットに接続されていてもよい。
種々の例示的な実施形態は、これらの例が限定的とならないように添付の図面に示される。当然のことながら、説明の簡素化および明瞭化のため、以下に参照される図示の要素は、必ずしも正確な縮尺で描写されていない。また、適当と考えられる場合には、同様、対応、または類似する要素を示すため、図面間で参照符号が繰り返されている場合がある。以下、添付の図面を説明する。
本発明によるスイッチ制御システムの概略図である。 本発明の第1の実施形態によるスイッチ制御システムのブロック図である。 本発明の第2の実施形態によるスイッチ制御システムのブロック図である。 本発明の第3の実施形態によるスイッチ制御システムのブロック図である。 本発明の第2の実施形態による例示的なRFID装置の模式的なブロック図である。 第1の実施形態の例示的な実施態様を示した図である。 第2の実施形態の例示的な実施態様を示した図である。 例示的な一実施形態による生体内撮像システムのブロック図である。 例示的な一実施形態によるスイッチング回路を「オン」状態に遷移させる方法を示した図である。 例示的な一実施形態によるスイッチング回路を「オフ」状態に遷移させる方法を示した図である。 別の例示的な実施形態によるスイッチング回路を「オン」状態に遷移させる方法を示した図である。 別の例示的な実施形態によるスイッチング回路を「オフ」状態に遷移させる方法を示した図である。
以下の説明は、例示的な実施形態の種々の詳細を提供する。ただし、この説明は、特許請求の範囲を制限するものではなく、本発明およびその実施様態の種々の原理を説明するためのものである。
図1Aは、本発明によるスイッチを制御するためのスイッチ制御システム(制御回路)101の概略図である。スイッチ制御回路101は、たとえば通信エネルギーハーベスティング(CEH)ユニット103等の第1のユニット103を具備していてもよい。CEHユニット103は、トランスデューサ105を具備していてもよい。トランスデューサ105は、RF信号(119)または他の種類の無線信号(119)(たとえば、可視光、非可視光等)を受信および/または送信(108)する受信機または送信機、あるいは受信機および送信機の両者を具備していてもよい。この代替または追加として、トランスデューサ105は、(1つまたは複数の)物理的パラメータ119(たとえば、温度、圧力、運動等)を検知する1つまたは複数のセンサを具備していてもよい。トランスデューサ105は、受信または検知された無線信号または物理的パラメータを電気エネルギー(たとえば、電圧)に変換するように構成されていてもよい。トランスデューサ105は、トランスデューサ105が出力可能な電気エネルギー(たとえば、電圧)から、またはそのような電気エネルギーを利用することによって、受信または検知された信号からエネルギーを取得するように構成されたエネルギーハーベスティング(EH)回路170の一部であってもよい。また、EH回路170は、トランスデューサの出力エネルギーを調整する電力調整器107と、調整されたエネルギー/電力を内部(CEHユニット103の内部)および/または外部(CEH103の外部の(1つまたは複数の)装置または(1つまたは複数の)システム)に分配するように(たとえば、制御装置111によって)制御され得る制御可能なパワースイッチ109とを具備していてもよい。電力調整器107は、1つまたは複数の供給電圧を得るため、たとえば電力ステップアップ回路(たとえば、電圧逓倍器等)、電圧ステップダウン回路、キャパシタ、コイル、制御装置、スイッチ、(1つまたは複数の)フィルタ等を具備していてもよい。
また、CEHユニット103は、送受信機113を具備していてもよい。送受信機113は、トランスデューサ105に対して機能的に接続され、そこから信号を受信して処理することによりスイッチング回路141を「オン」に切り替えるコマンド/信号またはスイッチング回路141を「オフ」に切り替えるコマンド/信号として解釈/識別するように構成されていてもよい。送受信機113は、トランスデューサ105によって受信または検知された信号の種類に応じて、「オン」コマンド/信号または「オフ」コマンド/信号を制御装置111に通知するメッセージを制御装置111に伝達するようにしてもよい。
また、スイッチ制御回路101は、制御ユニット121および論理ユニット131を具備し得るたとえば制御論理ユニット(CLU)102等の第2のユニットを具備していてもよい。CLU102(制御ユニット121)は、通信バス129を介してCEHユニット103の出力ポート172に接続された通信入力(123で示される「通信ポート」)を有していてもよい。CLU102(論理ユニット131)は、スイッチング回路141のスイッチ制御入力147に接続された論理出力(137で示される「出力」)を有していてもよい。CLU102は、CEHユニット103とメッセージの交換を行ってもよい。CEHユニット103は、(たとえば、制御装置111を用いることにより)2つの出力ポート174および172それぞれまたは1つのポート(たとえば、ポート172)を介してCLU102に、第1のデジタル信号または論理値および第2のデジタル信号または論理値を伝達するようにしてもよい。第1および第2のデジタル信号または論理値は、個別的にまたは結合(連携もしくは連動)して、たとえばスイッチング回路141がその「電力出力」出力147に電源/供給143を接続可能な「オン」状態にスイッチング回路141を遷移させる「オン」信号またはコマンド、またはスイッチング回路141がその「電力出力」出力147から電源/供給143を切り離し可能な「オフ」状態にスイッチング回路141を遷移させる「オフ」信号またはコマンドを表していてもよいし、それらに合致していてもよい。出力ポート172および174は、たとえばCEH103がIICまたはI2C(Inter−Integrated Circuit)インタフェースと互換可能なプロトコルを用いて第1および第2のデジタル信号をCLU102に伝達可能なシングル/コモン通信チャンネル(192)の一部であってもよいし、それを構成していてもよい。簡単に、「2線式インタフェース」と総称されるIICは、低速周辺機器の電子装置(たとえば、制御装置)への接続に用いられるマルチマスタでシリアルシングルエンドのコンピュータバスである。
CLU102(たとえば、制御ユニット121および論理ユニット131の一方または両ユニット)は、スイッチング回路141が遷移する状態に合致する第1の信号もしくは論理値または第2の信号もしくは論理値、あるいは第1および第2の信号もしくは値の組合せによって表される信号/コマンドによるスイッチング状態にスイッチング回路141を遷移させ得る論理信号/値を「出力」出力137を介してスイッチング回路の入力(スイッチ制御入力149)に出力することにより、ポート172および174を介して受信する第1および第2の信号または論理値に応答するようにしてもよい。スイッチング回路141の状態または状態遷移を制御するために第1および第2の信号または論理値がCEH103によって生成され、CLU102によって用いられる方法については、以下により詳しく説明される。
制御装置111は、第1の出力(たとえば、通信ポート172および通信バス129)を介して第1の信号(または、2つ以上の信号)を制御ユニット121の入力123に伝達し、任意選択として、第2の出力(たとえば、出力174)を介して第2の信号115を論理ユニット131に伝達することによって、送受信機113から受信するメッセージ/コマンドに応答するようにしてもよい。制御装置111は、第1の信号および/または第2の信号に対して、スイッチング回路141がその「電力入力」入力145に接続された電源143をその「電力出力」出力147から切り離す「オフ」状態からスイッチング回路141が電源143を「電力出力」出力147に接続する「オン」状態へのスイッチング回路141の遷移を第1の信号または第2の信号、あるいはそれらの組合せが始動、起動、または開始可能となる論理値を有するように強制してもよい。電源143がスイッチング回路141によって「電力出力」端子147に接続されている場合、電源は最初、たとえば(1つまたは複数の)電気負荷160および/または他の装置もしくはシステム(たとえば、CEHユニット103および/もしくはCLU102(たとえば、制御ユニット121))に電源を投入するようにしてもよい。あるいは、制御装置111は、共通出力(たとえば、出力172)および共通通信バス(たとえば、通信バス129)を介して制御ユニット121に両信号(たとえば、第1および第2の信号)を伝達することによって、送受信機113から受信するメッセージ/コマンドに応答するようにしてもよい。
スイッチ制御回路101の一実施態様において、CEHユニット103は、制御装置111ユニット103が任意の適当な通信プロトコル(たとえば、IICまたは別の有線プロトコル)を用いることにより、通信バス129を介して、制御ユニット121とのメッセージ交換および/または制御ユニット121への第1および第2の信号の伝達を行うことができる1つの出力ポート(たとえば、出力ポート172)を有していてもよい。本実施態様において、第1および第2の信号は、後述の通り、「オン」状態および「オフ」状態の両者へのスイッチング回路141の遷移に用いられる。たとえば、制御装置111は、通信チャンネル129を介して、第1の信号または論理値および第2の信号または論理値を制御ユニット121に伝達してもよい。制御ユニット121は、制御装置111から伝達された第1および第2の信号を個別的にまたは結合して、「オン」信号(スイッチング回路141が「オフ」状態から「オン」状態に遷移するものと仮定する)または「オフ」信号(スイッチング回路141が「オン」状態から「オフ」状態に遷移する場合)として、またはそれらと合致するように解釈または識別するようにしてもよい。制御ユニット121は、通信ポート123(「通信ポート」)を介して、CEHユニットのポート172から第1および第2の信号を受信するようにしてもよい。
制御ユニット121は、論理ユニット131の第1の入力133(「In1」)に対して機能的に接続され、スイッチング回路141の状態の制御に使用し得る第1の出力127(「スイッチング制御」)を有していてもよい。また、制御ユニット121は、1つまたは複数の電気負荷(たとえば、カメラシステム)に対して機能的に接続され、制御ユニット121によりこれらの負荷とのメッセージ交換に使用し得る第2の出力126(「負荷制御」)を有していてもよい。制御ユニット121は、制御ユニットの「スイッチ制御」出力(127)を介して対応する論理信号(たとえば、「オン」または「オフ」信号)を論理ユニットの入力ポート「In1」(133)に出力することにより、入力「通信ポート」(123)を介してCEHユニット103から受信する第1および第2の信号に応答するようにしてもよい。論理ユニット131は、その入力ポート「In1」(133)にて受信する論理信号に応答し、その「出力」出力137を介して制御信号をスイッチング回路141の「スイッチ制御」入力149に出力することにより、スイッチング回路141の状態を「オフ」から「オン」に変化させてもよいし(「オフ」状態にあって、CEHの第1の信号または第2の信号、あるいはそれらの組合せが「オン」コマンド/信号を指定または表現している場合)、その逆に変化させてもよい(「オン」状態にあって、CEHの第1の信号または第2の信号、あるいはそれらの組合せが「オフ」コマンド/信号を指定または表現している場合)。
上記実施態様において、制御ユニット121が(出力172を介して)制御装置111から受信し得る第1の信号は、スイッチングユニット121を「オン」状態または「オフ状態」のどちらかに遷移させるのに必要な論理値であってもよいし、それを表していていもよい。制御ユニット121が(出力172も介して)制御装置111から受信し得る第2の信号は、第1の信号によって表される論理値に一致する論理値の「スイッチ制御」出力127を介した出力を制御ユニット121に行わせるものであってもよい。たとえば、第1の信号が論理値「1」を表す一方、制御ユニット121は、第1の信号によって表される論理値にその出力127を設定/強制するコマンドとして第2の信号を解釈する場合にのみ、第1の信号に応答するようにしてもよい(たとえば、その「スイッチ制御」出力127を論理値に設定するようにしてもよい)。制御ユニットの出力127を第1の信号の論理値に設定/強制するのに必要な第2の信号は、クロックパルス、信号立ち上がりエッジ(「0」から「1」への信号遷移)、または信号立ち下がりエッジ(「1」から「0」への信号遷移)を含んでいてもよいし、それらから成っていてもよい。
トランスデューサ105により受信された信号または物理的パラメータ119が送受信機113によって、たとえば「オン」コマンド(たとえば、スイッチング回路141の状態を「オン」すなわち電源143が「電力出力」出力147に接続される状態に変化させるコマンド)と解釈された場合、制御装置111は、第1の信号に対して、第1の論理値(たとえば、「1」)を有するように強制し、第2の信号に対して、ある値(たとえば、「1」)または論理遷移(たとえば、立ち上がりエッジ)を有するように強制することにより、第1の信号に一致する値に制御ユニットの出力127を設定する(これにより、スイッチング回路141を「オン」状態に遷移させる)ようにしてもよい。
トランスデューサ105により受信された信号または物理的パラメータ119が送受信機113によって、たとえば「オフ」コマンド(たとえば、電源143が「電力出力」出力147から切り離される状態にスイッチング回路141の状態を変化させるコマンド)と解釈された場合、制御装置111は、第1の信号に対して、第2の論理値(たとえば、過去の論理レベルが「1」であった場合に「0」)を有するように強制し、第2の信号に対して、ある値(たとえば、「1」)または遷移(たとえば、立ち上がりエッジ)を有するように強制することにより、第1の信号に一致する値に制御ユニットの出力127を設定する(これにより、スイッチング回路141を「オフ」状態に遷移させる)ようにしてもよい。
スイッチング回路141が電源143を「電力出力」出力147に接続する場合、制御ユニット121は、マルチプレクサMUX−2を介した電源投入(159)が行われてもよい。この結果、制御ユニット121の「スイッチ制御」出力127は、スイッチング回路141により要求された論理値の出力(137)の論理ユニット131に対する強制(182)を継続して電源143を「電力出力」出力147に接続する論理値(たとえば、「1」)を有するように強制されていてもよい。したがって、スイッチング回路141により電源143を「電力出力」出力147に接続することによって、スイッチング回路141を「オフ」状態に戻すコマンドとして解釈される信号119をCEH103が受信するまで保持されるセルフサステイン型「電力ループ」180が得られるようにしてもよい。
スイッチ制御回路101の第2の実施態様において、制御装置111は、第1の出力(たとえば、出力174)を介して、第1の信号(たとえば、「1」)を論理ユニット131の第2の入力135(「入力2」)に伝達し、第2の出力(たとえば、出力172)を介して、第2の信号(たとえば、「リセット」信号)を制御ユニット121の「通信ポート」入力123に伝達するようにしてもよい。本実施態様においては、後述の通り、スイッチング回路141を「オン」状態に遷移させるために一方の信号(たとえば、第1の信号)が用いられ、スイッチング回路141を「オフ」状態に遷移させるために他方の信号(たとえば、第2の信号)が用いられるようになっていてもよい(他の実施態様が用いられるようになっていてもよい)。
トランスデューサ105により受信された信号または物理的パラメータ119が送受信機113によって、「オン」コマンド(たとえば、電源143が「電力出力」出力147に接続される状態にスイッチング回路141の状態を変化させるコマンド)と解釈された場合、制御装置111は、出力174を有効化するとともに第1の信号(たとえば、論理値「1」)を論理ユニット131の「入力2」135に伝達することによって、「電力出力」出力147に対する電源143の接続をスイッチング回路141に行わせ得る論理値の出力(137)を論理ユニット131に行わせるようにしてもよい。上述の通り、たとえば第1の実施態様に関連して、スイッチング回路141が「オン」状態に遷移する場合、電力ループ180は、制御ユニット121がその「スイッチ制御」出力127を介して出力する出力信号182によってセルフサステイン状態となる。
スイッチングユニット141が「オン」状態であり、トランスデューサ105により受信された信号または物理的パラメータ119が送受信機113によって「オフ」コマンドと解釈される場合/間、制御装置111は、CEH103の出力174を無効化するとともに第2の信号を制御ユニット121の入力123に伝達することによって、その「スイッチ制御」出力127を再設定する(たとえば、その論理値を「0」に設定する)ようにしてもよい。出力174が無効化されている間に出力127を再設定することによって、「電力出力」出力147からの電源143の切り離しひいては電力ループ180の切り離しをスイッチング回路141に行わせるようにしてもよい(あるいは、制御装置111は、論理ユニット131の論理「In1」(133)を介して電力ループ180がセルフサステイン状態となった直後または送受信機113によって「オフ」コマンドと解釈される信号または物理的パラメータ119が受信または検知される前に、出力174を無効化するようにしてもよい)。したがって、制御ユニット121および論理ユニット131は、連携して、制御装置111から伝達された第1および第2の信号を個別的にまたは結合して「オン」信号(スイッチング回路141が「オフ」状態から「オン」状態に遷移するものと仮定する)または「オフ」信号(スイッチング回路141が「オン」状態から「オフ」状態に遷移するものと仮定する)と解釈するようにしてもよい。
また、スイッチ制御回路101は、外部配電(「EPD」)ユニット150を具備していてもよい。EPDユニット150は、第1のマルチプレクサ151(「MUX−1」と指定される)および第2のマルチプレクサ153(「MUX−2」と指定される)を具備していてもよい。スイッチング回路141は、(たとえば)オンに切り替えられた場合または「オン」状態に遷移した場合、電圧源148をMUX−1およびMUX−2に供給するようにしてもよい。また、MUX−1およびMUX−2には、155で示されるように、CEHユニット103から電圧源が供給されるようになっていてもよい。
MUX−1(151)およびMUX−2(153)はそれぞれ、制御装置すなわち論理回路を具備することによって、電源を管理するとともに、いずれの電源(たとえば、スイッチング回路141を介して電源143により供給される電源148および/またはCEHユニット103により供給される電圧源(155))がいずれの装置(たとえば、157で示されるようにCEHユニット103および/または159で示されるように制御ユニット121)に供給されるかを決定するようにしてもよい。このような決定は、たとえばスイッチング回路141の状態および/または各電圧源の電圧レベルおよび/または任意所与の時刻に電源投入が必要な装置の電気負荷等に基づいていてもよい。たとえば、スイッチング回路141が電源143をEPDユニット150に接続して電圧/電力148を供給する場合、MUX−1に埋め込まれた論理回路は、たとえばパワースイッチ109を用いることにより、CEHユニット103ではなく電源143を用いることによってCEHユニット103の電源投入(157)を決定し、また、MUX−2に埋め込まれた論理回路は、たとえばCEHユニット103のパワースイッチ109ではなく電源143を用いることによって、制御ユニット121の電源投入(159)を決定するようにしてもよい。別の例において、スイッチング回路141がその出力147から電源143を切り離す場合、MUX−1およびMUX−2は、(157で示されるように)CEHユニット103および/または(159で示されるように)制御ユニット121に対して、EH回路170により生成された電圧源を再接続するように決定してもよい。
CEH103は、たとえば図2−図4に示されるように、たとえばRFID装置として実装されていてもよい。制御ユニット121は、たとえば図3に示されるように、たとえば制御装置として実装されていてもよいし、たとえば図4に示されるように、D−FF装置として実装されていてもよい。制御ユニット121は、たとえば生体内検知装置(たとえば、生体内撮像カプセル)の制御装置であってもよいし、そこに存在する制御装置であってもよい。このような場合、撮像カプセルの制御装置は、双方向通信バス129を用いることによって、様々なデータおよび情報類(たとえば、カプセルの識別情報および/または種類および/または型式、検知データ(たとえば、圧力、温度、もしくは運動データ))をCEH103に伝達するようにしてもよい。CEH103は、たとえば(スイッチング回路141によって)カプセルをオンおよびオフに切り替える遠隔システム等の外部または遠隔システムにデータおよび情報を送信し得る送信機(図1Aには示されていない)を具備していてもよい。たとえば、カプセルは、制御ユニット121と同等または同様に機能し得る制御装置を用いることによって、たとえばカプセルが「オン」に切り替えられている旨のフィードバック信号を外部システムに送信するようにしてもよい。制御ユニット121は一般的に、適当な論理回路を備えた任意のメモリ装置であってもよい。論理ユニット131は、たとえば図3に示されるように、たとえば論理ORゲートであってもよい。EPD150は、任意選択であってもよい。スイッチング回路141が「オン」状態である場合、電源143は、初期設定としてCEHユニット103および制御ユニット121の一方または両方に給電するようにしてもよいし、あるいは排他的に給電するようにしてもよい。図1Aに関連して説明されるスイッチングシステムおよび方法は、たとえば図5に示されるように、嚥下可能な生体内撮像あるいは検知カプセル等の装置に組み込まれていてもよいし、埋め込まれていてもよい。図1Aの第1および第2のユニットは、様々に実装されていてもよく、そのいくつかが関連する図面と併せて以下に説明される。
図1Bは、本発明の第1の実施形態によるスイッチ制御システム100のブロック図である。オン/オフスイッチング回路100は、例示的な第1のユニットとしてのCEHユニット110と、例示的な第2のユニットとしてのCLU120とを具備していてもよい。CEHユニット110は、RFアンテナ114に対して機能的に接続されたRF入力A1と、スイッチング回路130の制御(論理)入力C1に対して機能的かつ直接的(116)または間接的(194)に接続された第1の出力A2と、CLU120の論理入力B2に対して機能的に接続された第2の論理出力A3とを有していてもよい。CLU120は、スイッチング回路130の制御入力C1に対して機能的に接続された論理出力B3を有していてもよい。CEHユニット110の出力A2は、時として、外部装置(たとえば、CLU120(図1C参照))の電源を投入する電圧源を出力するようにしてもよい。出力A2は、(たとえば、別の時として)スイッチング回路130の制御入力C1(図1Bに模式的に図示)またはCLU120(図1Cに模式的に図示)に論理値/レベル「0」または「1」を出力するようにしてもよい。CEHユニット110の出力A3は、CLU120の入力B2にある論理レベルを出力することによって、CLU120の端子B3における論理出力ひいてはスイッチング回路130の論理状態に影響を及ぼすようにしてもよい。CLU120の入力端子B1は、たとえば図1Bに示されるように、CLU120に給電する電力を受信するようにしてもよいし、たとえば図1Cに示されるように、CEHユニット110の出力A2からある論理値/レベルを受信する論理入力端子であってもよい。
スイッチング回路130は、2つの状態のうちの一方(「オン」または「オフ」)である、実際の状態は、その制御入力C1における論理値/レベルによって決まるものであってもよい。制御入力C1における論理値が「1」の場合、スイッチング回路130は、CLU132をその電力出力C2に接続して、136で示されるように、電気回路(負荷)およびCLU120も電源投入134を行う電源132を出力し得る「オン」状態であってもよい。CLU120は、(入力B1を介して)電源投入された場合に、出力B3が論理値/レベル「1」に設定(強制)されるように構成されていてもよい。出力端子B3を論理レベル「1」に設定することによって、セルフサステイン型電力ループ(136、122)を始動するようにしてもよい。
スイッチング回路130の「オフ」状態から「オン」状態への遷移およびその逆の遷移は、たとえば遠隔スイッチ起動回路140により制御されるようになっていてもよい。スイッチ起動回路140は、スイッチング回路100を含む装置の外部にあってもよい。スイッチ起動回路140は、データ(たとえば、識別データ、メッセージ、制御データ等)を送信するとともにデータを受信するように構成され得るRF送受信機を具備していてもよい。CEHユニット110は、その機能性に応じて、RF受信機のみを具備していてもよいし、RF受信機およびRF送信機の両者を具備していてもよい。
スイッチング回路130「オン」:「オフ」状態において、CEHユニット110、CLU120、およびスイッチング回路130は電力を受信せず、電源132は、スイッチング回路130の出力C2から切り離されている。スイッチング回路130を「オフ」状態から「オン」状態に遷移させる(たとえば、オン/オフスイッチング回路100を用いることによって動作し得る生体内装置または別の装置もしくはシステムを「オン」に切り替える)ため、スイッチ起動システム140は、後述の通り、アンテナ142を用いることによって、RF信号144をCEHユニット110(たとえば、図1Aの回路105と類似の回路)に送信することにより、スイッチング回路130を「オン」状態に遷移させるようにしてもよい。CEHユニット110は、アンテナ114を介してRF信号144を受信し、出力A2ひいてはスイッチング回路130の制御入力C1を論理レベル「1」に設定することによって応答するようにしてもよい。スイッチング回路130は、その入力C3に接続された電源132をその出力C2に接続または伝達することによって、制御入力C1における論理レベル「1」(「セット」コマンド)に応答するようにしてもよい。電源132がスイッチング回路130の出力C2に接続または伝達されている場合、電源132は、入力B1を介してCLU120の電源投入(136)を行う。上述の通り、入力B1が通電されている(電力を受信している)場合、出力B3は、論理レベル「1」に設定される。その結果、電力ループ(136、122)が保持される。CEHユニット110の出力A2は、瞬間的に、しかし出力端子B3が論理レベル「1」に安定するのが可能であるほどには十分長く、論理値「1」となるように構成され、その後に電力ループ(136、122)がセルフサステイン状態となるようになっていてもよい。
スイッチング回路130「オフ」:生体内装置を「オフ」に切り替えるには、上述の電力ループ(136、122)が切り離される必要がある。電力ループ(136、122)の切り離しは、たとえばCLU120の出力B3を論理値/状態「0」に強制することにより実施されるようになっていてもよい。電力ループ(136、122)の切り離しは、後述の通り、アンテナ142および114を介して別の(「オフ」)RF信号144をCEHユニット110に送信してスイッチング回路130を「オフ」状態に遷移させるスイッチ起動システム140により実施されるようになっていてもよい。
CEHユニット110は、アンテナ114を介して「オフ」RF信号144を受信し、以下のように応答するようにしてもよい。スイッチング回路130の「オン」状態の間に出力A2が論理値「1」を出力し続ける場合、CEHユニット110は、出力A2を無効化してもよい(たとえば、切り離してもよい)。また、CEHユニット110は、出力A3を介してCLU120の入力B2にリセット/「オフ」信号(たとえば、クロックパルス、パルスの立ち上がりまたは立ち下がりエッジ)を転送し、これに応答して、CLU120がその出力B3を論理レベル「0」に設定するようにしてもよい。CLU120は、その出力B3を論理レベル「0」に強制することによって、CEHユニット110の出力A3から受信したリセット/「オフ」信号に応答するようにしてもよい。上述の通り、CLU120の出力B3の論理レベルを「1」から「0」に遷移させることによって、電力ループ(122、136)が切り離され、その結果、スイッチング回路130が「オン」状態から「オフ」状態に遷移する。図1Bに関連して説明されるスイッチングシステムおよび方法は、たとえば図5に示される嚥下可能な生体内撮像あるいは検知カプセル等の装置に組み込まれていてもよいし、埋め込まれていてもよい。
図1Cは、本発明の第2の実施形態によるスイッチ制御システム105のブロック図である。第2の実施形態は、CEHユニット110の出力A2がスイッチング回路130の制御入力C1ではなく、CLU120の入力端子B1に対して機能的に接続(118)されていてもよい点を除いて、図1Bに示される第1の実施形態と類似していてもよい。本実施形態においては、CEHユニット110の出力A2が入力B1を介してCLU120の電源を投入する電圧源を出力(118)している場合に、スイッチング回路130が「オン」に切り替えられるようになっていてもよい。CLU120は、電源投入された場合、出力B3を論理レベル「1」に設定することによって、自律可能な電力ループ(122、136)を起動するようにしてもよい。スイッチング回路130は、(不測の「オン」状態の発生を防止するために)出力A2を無効化するとともに出力A3を介してリセット信号117をCLU120の入力B2に伝達することによって、「オフ」に切り替えられるようになっていてもよい。CEH110の出力A2の無効化により、リセット信号117は、CLU120の出力B3を論理値「0」に強制することによって、セルフサステイン型電力ループ(122、136)を切り離す。図1Cに関連して説明されるスイッチングシステムおよび方法は、たとえば図5に示される嚥下可能な生体内撮像あるいは検知カプセル等の装置に組み込まれていてもよいし、埋め込まれていてもよい。
図1Dは、本発明の第3の実施形態によるスイッチ制御システム104のブロック図である。スイッチング回路130の「オフ」状態から「オン」状態への遷移は、後述の通り実施されるようになっていてもよい。本実施形態において、CEHユニット110の出力A2は、(ダイオードD1を介して)CLU120の電源投入(118)を行う電力供給出力およびCLU120の入力B1にデータビットまたは論理値(116)を供給するバイナリビットまたは論理値供給出力の両者として用いられるようになっていてもよい。CEHユニット110は、出力A3を介して入力B2に「セット」信号(117)を転送することにより、CLU120に対して、「セット」信号が入力B2に供給された際の入力B1における論理値と同一の論理値に出力B3を設定させるようにしてもよい。入力B1が論理レベル「1」である場合に「セット」信号が入力B2に供給された場合、「セット」信号を入力B2に転送すると、出力B3が論理レベル「1」に設定され、その結果、スイッチング回路130が「オン」状態に遷移する。スイッチング回路130が「オン」状態である場合、電源132は、スイッチング回路130の出力C2に接続され、ダイオードD2を介してCLU120に給電(136)を行う。スイッチング回路130を「オン」状態から「オフ」状態に遷移させるため、CLU120の入力B1に供給されるデータビット116は、論理値「0」に設定される必要があり、「リセット」信号(117)は、同時に入力B2に供給されることによって、CLU120の出力B3を入力B1の論理値(この場合は「0」)に強制することが必要となる場合がある(出力B3における論理値「0」によって、電力ループ(122、136)が切り離され、スイッチング回路130は「オフ」状態に遷移する)。図1Dに関連して説明されるスイッチングシステムおよび方法は、たとえば図5に示される嚥下可能な生体内撮像あるいは検知カプセル等の装置に組み込まれていてもよいし、埋め込まれていてもよい。
図2は、RFIDタグまたは装置200の模式図である。一般的に、RFIDタグは、適正に操作された場合に、たとえば図1A−図1Dに示されるCEHユニット110等として機能するのに適した状態となり得る機能を含んでいてもよい。通常、RFIDリーダは、インターロゲーションによってRFID装置と通信する。すなわち、RFIDリーダは、RFID装置に対して、所望の情報をRFIDリーダ/インターロゲータに返送させる信号を送信する(このような情報は、RFIDタグの識別情報、RFIDタグと関連付けられた物品に関する情報等を含んでいてもよい)。インターロゲーションの送信に応答してRFID装置からそのインターロゲーション側のRFIDリーダに情報を送信することに加えて、RFID装置は、一部が(相補回路に関連して)本発明の実施形態に利用されることでオン/オフスイッチング回路(たとえば、図3のスイッチング回路328)を「オン」状態または「オフ状態」およびその逆に遷移させ得る様々な種類の信号を内部で生成する。スイッチングシステムの制御におけるRFID信号の利用方法については、たとえば図3および図4に関連して、以下に説明される。本発明のいくつかの実施形態では、RFIDリーダへの情報の返送にRFIDタグの送信機能を用いなくてもよい。たとえば、RFID装置からの送信は、無効化または無視されてもよい。あるいは、RFID装置は、RFIDリーダへの応答を送信するために通常であれば用いられ得る送信機を具備していなくてもよい。他の実施形態において、RFIDタグの送信機能は、たとえばRFIDリーダ(たとえば、図3のカプセル起動システム360)に対する(たとえば)オン/オフスイッチング回路328ひいてはエンドデバイス(たとえば、カプセル)の現在のスイッチング状態の通知に用いられるようになっていてもよい。RFID200がCEHユニット110として機能するか、または同様に機能するのに適した状態とする特徴については、以下に説明される。
RFIDタグ200は、たとえば図1Bのスイッチ起動システム140と類似のスイッチ起動システム等であるか、またはそれに含まれ得るRFIDリーダから送信されたRF信号を受信するRFアンテナに接続された受信回路210を具備していてもよい。RFID装置は、内部電源を具備していてもよいし、具備していなくてもよい。一実施形態においては、RFID装置200が電源を具備していないものと仮定する。受信回路210は、外部エネルギー源から無線でエネルギーを取得してRFID装置200の電源を投入するエネルギーハーベスティング回路(たとえば、(1つまたは複数の)電気コイル、(1つまたは複数の)キャパシタ等)を具備していてもよい。また、RFID装置200は、たとえば取得されたエネルギーを貯蔵し得る補足的電源回路220を具備していてもよく、また、配電回路および電力制御回路を具備していてもよい。また、RFID装置200は、情報(たとえば、RFIDタグの識別情報、RFID装置200により識別可能な物体に関する情報、RFID装置200がRFアンテナ212を介して受信し得る情報/データ等)を記憶するメモリ230と、RFID装置200の様々な機能を制御する制御装置240とを具備していてもよい。
また、RFID装置200は、「エネルギーハーベスティング」(EH)出力端子222を具備していてもよい。制御装置240は、電源220の出力224と出力(EH)222との間の接続を有効化(246)または無効化するように構成されていてもよいし、そのようなコマンドを(たとえば、RFアンテナ212を介して)受信するようにしてもよい。「有効化」動作モードにおいて、電源220は、受信されたRF送信から受信回路210がエネルギーを取得した場合にいつでも、供給電圧(+V)のEH出力端子222への出力(224)を行うようにしてもよい。「無効化」動作モードにおいて、制御装置240は、電源220を出力(EH)222から切り離してもよい。制御装置240は、出力端子222(EH)を電源220から切り離すことによって、RFID装置200を対象としていないRF信号を受信回路210が受信した場合、または出力222の論理状態が論理レベル/状態「1」(たとえば、電圧+V)から論理レベル「0」に変化すべきか、もしくは論理レベル/状態「0」を維持すべき場合にいつでも、出力端子222(EH)が供給電圧(+V)すなわち論理レベル「1」を出力しないようにしてもよい。
また、RFID装置200は、「RF−BUSY/WIP」(RB/WIP)出力242を具備していてもよい。RF−BUSY/WIP出力242は、内部でゼロ状態に設定可能であってもよく、その電圧がゼロまたは近似的にゼロ(論理レベル/状態「0」)であってもよいし、高Z状態に設定可能であってもよく、出力が外部回路(たとえば、図2の抵抗R2)から電気的に切り離されていてもよい。外部のプルアップ抵抗(たとえば、抵抗R2)に関連して、高Z状態は、論理レベル/状態「1」の生成に用いられるようになっていてもよい。デジタル回路において、「高Z」出力(「3ステート出力」または「フローティング出力」としても知られている)は、回路によって如何なる確定した論理レベルにドライブまたは強制されていない回路出力を表す。この出力の信号は、論理的高レベルにも低レベルにもドライブされることがないため、用語「3ステート」となる。アナログ回路において、高インピーダンスノードは、他の如何なるノードに対しても低インピーダンス経路を有さない回路ノードである。したがって、高Z状態にある回路出力は事実上、開回路と考えられる。
制御装置240は、RF−BUSY出力またはWIP(Write in Progress)出力としていずれも動作するように出力RB/WIP242の設定(244)を行うように構成されていてもよいし、そのようなコマンドを(たとえば、RFアンテナ212を介して)受信するようにしてもよい。RB/WIP出力242がRF−BUSY出力として動作するように構成(244)されている場合、その状態は、受信回路210がRF通信を受信した場合にいつでも、高Z状態からゼロ状態に遷移するようになっていてもよい。ただし、RB/WIP出力242がWIP出力として動作するように構成されている場合、その状態は、制御装置240がメモリ230にデータを書き込んでいる場合のみ、高Z状態からゼロ状態に遷移するようになっていてもよい。本発明の実施形態の目的のため、RB/WIP出力242は、WIP出力として動作するように構成(244)されている。RF−BUSY出力として使用すると、RFID装置ひいてはスイッチ起動システムが全体として、ランダムなRFノイズの影響を受け易くなる場合があるためである(ランダムなRF信号は、不意/制御不可能にRF−BUSY出力の状態を変化させてしまう場合があり、制御システム全体としての動作と干渉する可能性がある)。一方、WIP出力として動作するようにRB/WIP出力242を構成すると、制御装置240がメモリ230にデータを書き込んだ後にのみ、出力A3(242)の状態が高Z状態からゼロ状態に変化する(制御装置240は、データを処理して、それがRFID装置200を対象としていると決定した後にのみ、データをメモリ230に書き込むため、ランダムな信号は無視される)。
RFID装置200は、たとえばスイッチング回路130等のスイッチング回路を介して、直接的または間接的に外部電源(たとえば、図1Aの電源143または図1B−図1Dの電源132)から電力を受信する電源入力端子Vdd(250)を有していてもよい。
RFID装置200は、CEHユニット103、110、310として用いることにより、出力EH(222の端子A2)が無効化され、RB/WIP出力242がWIP出力として動作するように構成されるように初期化されてもよい。動作時、RFID装置200は、RF送信を受信していない場合は通電されず、その場合は、EP(A2)出力222ひいては制御端子Vo1がゼロ電位(論理レベル「0」に対応)となり、RB/WIP出力242が高Z状態となる。出力RB/WIP242は、プルアップ抵抗R2に接続されているため、出力242が高Z状態の場合は抵抗R2に電流が流れない。このため、電源260の電圧+Vは端子Vo2に現れ、端子Vo2が論理レベル「1」にあるとみなすことができる。スイッチ起動システムがRF送信をRFID装置200に送り、RF送信が制御装置240を対象とした「オン」コマンドであると制御装置240が決定した場合、制御装置240は、出力EH(222)を電源220に接続することによって、供給電圧+Vを出力する(これにより、端子Vo1を論理状態「1」に設定する)とともに、任意であり得るデータをメモリ230に書き込む。制御装置240がデータをメモリ230に書き込むと、出力242の状態が高Zからゼロ(低Z)に変化するため、端子Vo2の論理状態が「1」から「0」に変化する。
一実施形態においては、RFID装置200との通信がRF送信バーストを用いて実現されるため、供給電圧+Vが瞬間的にのみ、出力222に供給されるようになっていてもよい(出力222の論理状態が「1」に変化するようになっていてもよい)(これは、RF送信バーストが終了した後に減少するようになっていてもよい)。同様に、制御装置240がメモリ230へのデータ書き込みを行っている場合は、出力242が再び高Z状態となる。出力222(たとえば、図1B−図1Dの出力A2に対応)における「0」から「1」および「1」から「0」への論理状態の遷移ならびに出力242(図1B−図1Dの出力A3に対応)における「1」から「0」および「0」から「1」への論理状態の遷移は、CLU(たとえば、CLU102)および/またはスイッチング回路(たとえば、スイッチング回路130)を制御してスイッチング回路を「オン」状態に遷移させるために用いられるようになっていてもよい。「オン」コマンド/信号の送信が完了している(その結果、エンドデバイスまたはシステムが「オン」に切り替えられている)場合は、(たとえば、入力250(Vdd)に接続された外部電源を介して)RFID装置200への通電が継続され、出力222が依然として有効化または無効化され、出力242が再び高Z状態(端子Vo2が再び論理レベル「1」)となっていてもよい。
スイッチ起動システムがRF送信をRFID装置200に送り、RF送信が制御装置240を対象とした「オフ」コマンドであると制御装置240が決定した場合、制御装置240は、出力EH(222)を電源220から切り離すことによって、端子Vo1を論理状態「0」に保持または設定する。また、制御装置240は、別の任意データをメモリ230に書き込むことによって、出力242の状態を高Zからゼロまたは低Zに遷移させることにより、端子Vo2の論理状態を「1」から「0」に変化させるようにしてもよい。出力222(図1B−図1Dの出力A2に対応)における論理状態「0」ならびに出力242(図1B−図1Dの出力A3に対応)における「1」から「0」および「0」から「1」への論理状態の遷移は、CLU(たとえば、CLU120)および/またはスイッチング回路(たとえば、スイッチング回路130)を制御してスイッチング回路を「オフ」状態に遷移させるために用いられるようになっていてもよい。図2に関連して説明されるスイッチングシステムおよび「オン」/「オフ」信号の生成方法は、たとえば図5に示される嚥下可能な生体内撮像あるいは検知カプセル等の装置に組み込まれていてもよいし、埋め込まれていてもよいし、使用されていてもよい。
図3は、別の例示的な実施形態によるオン/オフスイッチング回路328の模式図である。オン/オフスイッチング回路328は、(例示的な第1のユニットとして)RFID装置310等のRFID装置を含むか、それに類似するか、またはそれとして実装され得る第1の回路を具備していてもよい。RFID装置310は、RFアンテナ314に対して機能的に接続され得るRF入力312と、OR論理ゲート330の第1の入力に対して機能的に接続され得る第1の出力(EH)316と、例示的な第2のユニットとしての制御装置320の割り込み入力に対して機能的に接続され得る第2の出力(WIP)318とを有していてもよい。
出力EH(316)は、RFIDの内部回路から切り離された(出力電圧を供給しない)「無効化」動作モードとカプセル起動システム360が送信可能であるとともにRFID装置310が(たとえば、アンテナ314により)検知/受信可能であるインターロゲーション信号に応答して直流(「DC」)電圧を出力可能な「有効化」動作モードとの間で遷移するようになっていてもよい(カプセルまたは装置起動システム360は、「オン」および「オフ」コマンドをRFID装置310に送信して「オン」セッションまたは「オフ」セッションを開始するように構成され得るRFIDリーダであってもよいし、それを具備していてもよい)。RFID装置は、アクティブであってもよいし、パッシブであってもよい。RFID310がパッシブである場合、それと通信するRFIDリーダシステム/ステーション(たとえば、カプセル起動システム360)は、電磁誘導によって、RFID装置310の電源投入も行うようにしてもよい。スイッチの状態制御に出力EH(316)およびWIP出力318の2つのモードすなわち2つの状態が使用される方法については、以下に説明される。
スイッチング回路328の初期化:まず、RFID装置310がカプセルを不用意に「オン」に切り替えることがないように、RFID装置310の出力EH316が無効化される(上述の通り、RFID装置310の出力EH316の無効化は、この出力がゼロ電圧に設定(強制)され得ることを意味する)。最初に、RFID装置310の出力318は、RFID装置310がそれを対象とする送信(たとえば、スイッチングシステム328を「オン」または「オフ」に切り替えることを意図した送信)のみに応答し、RFID装置310が無視すべき他の種類の送信には応答しないように、WIPモードでのみ動作するように構成されている。
スイッチング回路328が当初は「オフ」状態であり、通電されていない、すなわちスイッチング回路328の種々の回路/負荷に動作電圧が一切供給されていないものと仮定する。「オフ」状態においては、トランジスタQ1(340)のベース(B)が電流を受け取らないため、トランジスタ340はカットオフ状態となる。その結果、トランジスタ340のコレクタ(C)端子ひいてはプルアップ抵抗R1には電流が流れない。このため、バッテリの電力354またはその大部分は、トランジスタ340のコレクタ(C)端子に現れる。その結果、パワートランジスタ350もカットオフ状態となるため、スイッチング回路328の「オフ」状態が保持される。
スイッチング回路328「オン」:RFID装置がRFIDリーダからインターロゲーション信号を受信した場合、RFIDタグは、その内部レジスタにデータを書き込むことによって、インターロゲーション信号に応答する。RFID装置のこの特徴すなわち機能は、本明細書に記載の通り、RFID装置の出力端子を所望の動作状態に設定、構成、または強制するために用いられる(RFID装置が内部書き込みを行うデータは、スイッチング回路の「オン」状態への遷移に利用されるのがデータではなく書き込み動作自体であることから、任意であってもよい)。
装置起動システム360がRFID装置310にインターロゲートした(たとえば、「オン」コマンドを送信した)場合、RFID装置310の出力EH316は、有効化され、電圧+Vまたは論理レベル「1」に対応するか、もしくは論理レベル「1」を表すその他任意の信号を出力する。電圧+Vを出力している出力EH316に応答して、スイッチング回路の入力370に接続されたOR論理ゲート330は、制御トランジスタQ1(340)のベース(B)入力端子に対する論理レベル「1」の出力(332)を行うことによって、トランジスタ340をカットオフ状態から導通すなわち飽和状態に遷移させる。導通状態において(すなわち、飽和状態において)、制御トランジスタ340は、そのコレクタ(C)端子ひいてはパワートランジスタ350のゲート(G)端子をゼロまたはゼロに近い電位(グランド)356に強制する。パワートランジスタ350のゲートGがゼロまたはゼロに近い電位(356)に強制されると、パワートランジスタQ2(350)は、カットオフ状態から導通すなわち飽和状態に遷移する。パワートランジスタ350は、導通または飽和状態である場合、トランジスタQ2を介してバッテリの電力354を制御装置320のVcc入力(B1)に接続することにより、制御装置の電源を投入する。制御装置320は、電源が投入されると、その出力B3(322)を電圧+Vまたは論理レベル「1」に対応するか、もしくは論理レベル「1」を表すその他任意の信号に設定し、論理レベル「1」がOR論理ゲート330を介してトランジスタ340に転送され、その導通(すなわち、飽和)状態が保持される。その結果、パワートランジスタ350は、その導通すなわち飽和状態を保持して、制御装置320に対するバッテリの電力354の供給を継続することにより、セルフサステイン型電力ループ358を保持する(この段階において、カプセル起動システム360は、RFID装置310への送信信号を停止してもよいし、電力ループ358を妨害することなくRFID装置310から遠ざけられてもよい)。
スイッチング回路328「オフ」:生体内装置を「オフ」に切り替えるには、上述の(「オン」状態を保持する)電力ループ358が切り離される必要がある。永久ループの切り離しは、後述の通り、アンテナ362および314を介して「オフ」RF信号364を回路328に送信してパワースイッチ350を「オフ」に切り替えるカプセル起動システム360により実施されるようになっていてもよい。カプセル起動システム360がRFID装置310に「インターロゲート」した(今回は、RFID装置310に「オフ」コマンドを送信した)場合、RFID装置310の出力EH316(たとえば、RFID装置のエネルギーハーベスティング端子)は、無効化され、RFID装置310がデータを内部書き込みする。RFID装置310によるデータ書き込みの結果、RFID装置310の出力318の状態は、瞬間的に高Zからゼロまたは低Zに変化する。出力318の状態が高Z状態からゼロまたは低Zに変化した結果、出力318が制御装置32の入力B2に接続されていることから、制御装置320は、出力B3(322)をゼロ状態に強制する。出力EH316を無効化するとともに出力322の状態をゼロに変化させた結果、OR論理ゲート330は、論理値「0」の出力(332)を行う。
OR論理ゲート330の出力332が論理レベル「1」から論理レベル「0」に遷移した場合、制御スイッチ340は、カットオフ状態となって、グランド電位356の代わりに、パワースイッチ350の制御ゲート(G)に対するバッテリの電力(+V)354の供給(342)を行う。制御スイッチがカットオフ状態に遷移した結果、パワースイッチ350は、「オン」状態から(再び)「オフ」状態に遷移することにより、回路220(および制御装置310等の生体内装置の他の負荷)からバッテリの電力254を切り離す。パワースイッチ350の「オン」状態から「オフ」状態への遷移の結果、たとえばカプセル起動システム360により/からRFID装置310に別の「オン」コマンドが送信されるまで、論理OR330の出力が論理レベル「0」を維持し、制御スイッチ340の出力342がバッテリの電力(+V)245を出力し続け、その結果として、パワースイッチ350がその「オフ」状態を保持するように、制御装置320の出力322は(たとえば、ゼロ電圧または高Z状態等の論理レベル「0」で)低いままとなる。図3に関連して説明されるスイッチングシステムおよび方法は、たとえば図5に示される嚥下可能な生体内撮像あるいは検知カプセル等の装置に組み込まれていてもよいし、埋め込まれていてもよい。
図4は、別の例示的な実施形態によるオン/オフスイッチング回路428の模式図である。オン/オフスイッチング回路428は、図3のRFID装置310と同様に機能し得る(例示的な第1のユニットとしての)RFID装置410と、図3の制御装置320およびOR論理装置330の「オン」および「オフ」機能性を組み合わせ得る「D」型フリップフロップ(「D−FF」)420とを具備していてもよい。また、オン/オフスイッチング回路428は、それぞれ図3の制御スイッチ340およびパワースイッチ350と同様に機能し得る(例示的な第2のユニットとしての)制御スイッチ440およびパワースイッチ450を具備していてもよい。RFID装置410は、スイッチング回路428の状態を「オフ」から「オン」およびその逆に遷移させる信号を受信するRFアンテナ314に対して機能的に接続され得るRF入力412を具備していてもよい。また、RFID装置410は、たとえば図3のシステム360と類似のカプセル起動システムからインターロゲーション信号464を受信している間、RFID装置410がエネルギーを取得するたびにゼロより大きなDC電圧を出力する第1の出力(EH)416を具備していてもよい。また、RFID装置410は、第2の出力418(WIP)を具備していてもよい。D型フリップフロップ420は、RFID装置410のEH出力ポート(416)に対して機能的に接続され得るデータ入力「D」(421で示される)を具備していてもよい。データ入力D(421)は、EH出力ポート416から制御データビット(一度に1つの制御データビット)を受信するようにしてもよい。また、D−FF420は、クロック入力端子「CLK」(423で示される)および出力ポート/端子「Q」(425で示される)を具備していてもよい。出力ポート425は、スイッチング回路の入力(460)に対して機能的に接続されていてもよい。D−FF420が通電されている(たとえば、427で示されるそのVdd端子が動作電圧を受け取っている)場合は、クロックパルスがCLK入力423に到着した際に、D入力421に供給される任意のバイナリビット「0」または「1」が出力端子(Q)425に伝達されるようになっていてもよい。すなわち、CLK端子423がWIP出力418による「クロッキング」を受ける(クロックパルスを受信する)たびに、D端子421におけるバイナリビットは、425で示されるD−FFの出力Qに「転送」される。
スイッチング回路428の初期化:まず、RFID装置410がカプセルを不用意に「オン」に切り替えることがないように、RFID装置410の出力EH416が無効化されてもよい(図3に関連して上述した通り、図4にも同様に適用可能であるが、RFID装置310の出力EH316およびRFID装置410の出力EH416の無効化は、出力EH316(および416)がゼロ電圧に強制されていることを意味する)。最初に、RFID装置310の出力418は、RFID装置410がそれを対象とする送信(たとえば、スイッチングシステム428を「オン」または「オフ」に切り替えることを意図した送信)のみに応答し、RFID装置410が無視すべき他の種類の送信には応答しないように、WIPモードで動作するように構成されていてもよい。
スイッチング回路428が当初は「オフ」状態であり、通電されていない、すなわちスイッチング回路428の種々の回路/負荷に動作電圧が一切供給されていないものと仮定する。「オフ」状態においては、D−FF420のQ出力425が論理レベル「0」であり、トランジスタ440のベース(B)が電流を受け取らないため、トランジスタ440はカットオフ状態となる。その結果、パワースイッチ450のゲート(G)制御入力もカットオフ状態となるため、スイッチング回路428の「オフ」状態が保持される。
スイッチング回路428「オン」:たとえばカプセル起動システム360と類似のカプセル起動システムがインターロゲーション信号をRFID装置410に送信した場合、RFID装置410は、インターロゲーション信号からエネルギーを取得して、その回路に給電する(エネルギー取得プロセスにおいて、出力EH416は、論理レベル「1」に対応するか、または論理レベル「1」を表す電圧+Vを出力する)。RFID装置410により出力される電圧+Vは、ダイオードD1を通して、RFID装置410のVdd入力417およびD−FF420のVdd入力427に供給され、それらの電源を投入する。RFID装置410の出力EH416がD−FF420のD入力421に対して機能的に接続されていることから、D−FF420のD入力も論理レベル「1」となる。インターロゲーションセッションの間、またはその結果、RFID装置410は、インターロゲーション信号がそれを対象としていると決定した場合、データの内部書き込みを開始する。RFID装置410による内部データ書き込みの結果、RFID装置410のWIP出力418は、その出力を高Z状態から論理レベル「0」に変化させるため、(出力EH416により供給される供給電圧に接続されたプルアップ抵抗R2により)CLK入力423における論理状態は、「1」から「0」に変化する。WIP出力418は、データ書き込みが終了した後に再び高Z状態となる(その結果、CLK入力は再び論理レベル「1」となる)ため、データ書き込みプロセスによって論理レベルのシーケンス「1」→「0」→「1」が発生し、D−FF420のCLK端子423のパルスが生成される。CLK入力425に供給されるパルスに応答して、(インターロゲーションプロセスにおけるエネルギー取得の結果としての)D−FFのD端子421における論理レベル「1」は、D−FF420によって、その出力425(Q)に「伝達」される。
D−FF420の出力(Q)端子425の状態を低い論理状態(論理レベル「0」)から高い論理状態(論理レベル「1」)に変化させると、制御スイッチ/トランジスタ440がカットオフ状態から導通すなわち飽和状態に遷移して、制御トランジスタ440はそのコレクタ(C)端子ひいてはパワートランジスタ450のゲート(G)端子をゼロ電位(グランド)456に強制する。パワートランジスタ450のゲート(G)のゼロ電位456への強制に応答して、パワートランジスタ450は、カットオフ状態から導通すなわち飽和状態に遷移して、RFID装置410およびD−FF420それぞれのVdd端子417および427にバッテリの電力454を接続することにより、それらの電源を投入する。この電源投入法は、たとえばRFID装置/タグがインターロゲーション信号の受信を停止したためにRFID装置410がエネルギーの取得を停止した場合にも、D−FF420の(および実施形態によってはRFID装置410も)電源が投入されることを保証する。D−FF420の電源が投入され、スイッチングシステム428を「オフ」に切り替えるコマンドをRFID装置が受信していない限り、D−FF420の出力425(Q)は高い論理状態(「1」)を継続し、その結果、バッテリの電力454は、D−FF420(および任意選択としてRFID装置410)に供給され続ける(この段階において、RFID装置410と通信するカプセル起動システムは、RFID装置410への送信信号464を停止してもよいし、RFID装置410から遠ざけられてもよいし、また、電力ループ458がD−FF420の出力425を介してなお持続することになる。)
スイッチング回路428「オフ」:生体内装置を「オフ」に切り替えるには、上述の(「オン」状態を保持する)電力ループ458が切り離される必要がある。電力ループ458の切り離しは、後述の通り、回路428のアンテナ414に別の(「オフ」)RF信号464を送信してパワースイッチ450を「オフ」に切り替えるインターロゲーションシステム(たとえば、システム360)によって実施されるようになっていてもよい。RFID装置410が再びインターロゲートされた(今回は、RFID装置410による「オフ」手順の開始のため)場合は、D入力421における論理状態を論理レベル「1」から論理レベル「0」に変化させるため、RFID装置410のエネルギーハーベスティング出力EH416が無効化される(この条件においては、D−FF420がダイオードD2を介して電源が投入されたままであり、その出力425が論理状態「1」のままであるため、電力ループ458がなお持続する)。電力ループ458は、たとえばD−FF420の出力Qを論理状態「0」に強制することによって切り離されてもよい。D−FF420の出力Qのゼロへの強制は、新たな論理状態(論理状態「0」)がD−FF420のD入力(入力421)に存在する間に、D−FF420のCLK入力423に別のクロックパルスを送ることによって行われるようになっていてもよい。
RFID装置によるD−FFの新たなクロックパルスの生成は、後述の通り行われる。スイッチングシステム428を「オン」に切り替えるコマンドをRFID装置410が受信する時刻とスイッチングシステム428を「オフ」に切り替える次のコマンドをRFID装置410が受信する時刻とを分離する、またはそれらの時刻との間に、何らかの最小時間が存在することが仮定される。この時間に、RFID装置410のEH出力416は、ゼロボルト/状態に強制され得るため、実際に強制され、また、WIP出力418が高Z状態となるため、CLK入力423における論理レベルが「1」となる。最小時間が終了した後、RFID装置410は、アンテナ414を介して「オフ」RF信号464を受信し、任意のデータをメモリに書き込むことによってこれに応答し、書き込みの進行中にWIP出力418の状態を高Z状態からゼロまたは低Z状態に遷移させるようにしてもよい。データ書き込みプロセスが終了した後、RFID装置410は、WIP出力418をゼロ状態または低Z状態から高Z状態に戻すことによって、CLK入力423に供給されるパルスを生成するようにしてもよい。
たとえば図1A−図4に関連して本明細書に開示される「オン」/「オフ」スイッチングシステム、実施形態、構成、またはスイッチング方法のいずれかも、後述の図5に例示される嚥下可能な生体内撮像/検知システムに組み込まれるか、または埋め込まれて、その「オン」/「オフ」状態を制御するようにしてもよい。
図5は、本発明の例示的な一実施形態による生体内撮像/検知システム500の模式図である。生体内撮像システム500は、生体内撮像装置510、データレコーダとして機能し得る外部(外付け)受信機520、ワークステーション530(たとえば、パーソナルコンピュータ)、およびディスプレイ532を具備していてもよい。生体内撮像装置510は、たとえば画像を取り込んで対応する画像フレームを外部の受信装置(たとえば、受信機520)に送信する嚥下可能な装置であってもよい。画像フレームは、実時間で提示されるか、または処理後に提示され、画像ストリームまたはビデオムービーに結合されて、たとえばディスプレイ532を用いることによりユーザに表示されるようになっていてもよい。
生体内撮像装置は、1つまたは複数の他種のイメージャおよび/またはセンサを有していてもよい。一例として、撮像装置510は、1つのイメージャ、たとえばイメージャ512を具備する。また、生体内撮像装置510は、光/照明源514、データ(たとえば、画像データまたは)フレーム発生器516、制御装置518、記憶ユニット522、送受信機524、およびこれらに通電する電源526を具備していてもよい。特に、制御装置518は、制御可能に照明源514を動作させることによって、生体内装置510が移動する領域を照明するようにしてもよく、イメージャ512の画像取り込みタイミングを調整する。制御装置518は、取り込み画像および関連する画像フレームを瞬間的に記憶ユニット522に記憶するようにしてもよい。また、制御装置518は、様々な計算を行うとともに、計算結果を記憶ユニット522に記憶するようにしてもよい。
フレーム発生器516は、イメージャ512から画像データ513を受信し、この画像データを用いて関連する取り込み画像の画像フレーム(略して「フレーム」)を生成するようにしてもよい。制御装置518は、たとえば1秒に4回照明を行うように照明源514を動作させることにより、1秒に4つの画像を取り込めるようにするとともに、送受信機524が同じレートまたは異なるレートで同時に対応するフレームを送信できるようにしてもよい。制御装置518は、たとえば1秒に17枚の画像または1秒にシステムが対応可能な任意数の画像等、1秒により多くの画像を取り込むように照明源514を動作させるようにしてもよい。また、送受信機524は、同じレートで同時に対応するフレームを送信するようにしてもよい。フレーム発生器516が取り込み画像のフレームを生成した後、制御装置518は、送受信機524を用いることによって、データレコーダ520に対するフレームの無線通信525を行う。受信機520は、生体内装置を嚥下する人の十分近くに配置され、データレコーダ520による送信フレームの受信(および、その後の)処理を容易化する独立型の受信機であってもよい。
データレコーダ520は、装置510からデータフレームを受信する送受信機544と、フレームを解析するフレームパーサ546と、送受信機544およびフレームパーサ546を管理するプロセッサ548とを具備していてもよい。データレコーダ520は、たとえば生体内装置510により取り込まれた画像を処理するように構成され得る外部の処理/表示システムと通信(たとえば、フレーム、データ等を送信)する付加的な構成要素(たとえば、USBインタフェース、セキュアデジタル(「SD」)カードドライバ/インタフェース、制御装置等)、要素、またはユニットを具備していてもよい。
また、生体内撮像システム500は、ワークステーション530を具備していてもよい。ワークステーション530は、ディスプレイを具備していてもよいし、1つの外部ディスプレイ、たとえばディスプレイ532に対して機能的に接続されるようになっていてもよい。ワークステーション530は、データレコーダ520から画像フレームおよび他の種類のデータを受信し、これらを実時間で、たとえばライブビデオとして提示するか、またはビデオストリームを生成するようにしてもよい。ワークステーション530は、データレコーダ520から送信されたフレーム(および、場合により他の種類のデータ)を記憶するメモリ534と、記憶されたデータ(たとえば、画像データ)を処理するプロセッサ536とを具備していてもよい。
また、生体内撮像装置510は、撮像装置510をオンおよびオフに切り替える「オン/オフ」スイッチングシステム528を具備していてもよい。「オン/オフ」スイッチングシステム528は、図1A−図4に関連して説明される構成のいずれかを用いて実装されてもよい。制御装置518は、図3の制御装置320としても機能するように構成されていてもよいし、その逆に構成されていてもよい。制御装置518は、図1Aの制御ユニット121の一部であってもよいし、図1B−図1DのCLU120の一部であってもよい。制御装置518の一部は、図4のD−FF420として機能するようになっていてもよい(たとえば、それを実装するようにしてもよい)。送受信機524は、図1AのCEHユニット103、図3のRFID装置310、または図4のRFID装置410を具備していてもよい。生体内撮像/検知システム500の構成要素は、本発明の同一譲受人から市販され、一類型の名称がPillCam(R)カプセルとして商業的に知られているカプセル内視鏡検査システムに用いられる構成要素と類似していてもよい。
図6Aは、たとえばスイッチング回路141または130と同一または類似のスイッチング回路を「オフ」状態から「オン」状態に遷移させて、たとえば最初はシャットダウン(オフまたは停止)とされ得る生体内検知システムを起動する方法を示している。600で示されるように、スイッチング回路(たとえば図5の生体内撮像/検知装置510と類似の装置または別の種類の装置もしくはシステムをオンおよびオフに切り替えるのに使用され得る)は、「オフ」状態であるものと仮定する。
ステップ610において、CEHユニット103、110、または310と同様に機能するCEHユニットは、無線(たとえば、RF)信号を受信するようにしてもよいし、物理的パラメータ(たとえば、圧力、加速度、運動等)を検知するようにしてもよい。ステップ620において、CEHユニットは、無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オン」または「オフ」に切り替えるコマンドと解釈するようにしてもよい。ステップ630において、CEHユニットは、無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オン」または「オフ」に切り替えるコマンドであるかを決定するようにしてもよい。CEHユニットは、ステップ630において無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オン」に切り替えるコマンドではない(この条件は、ステップ630の「いいえ」として示される)と決定した場合、「オフ」状態を維持して(ステップ640)、別の無線信号または検知されたパラメータを受信/検知することがあれば(ステップ610)、それを待って(650)、評価する(620、630)ようにしてもよい。ただし、CEHユニットは、ステップ630において無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オン」に切り替えるコマンドである(この条件は、ステップ630の「はい」として示される)と決定した場合、「オン」コマンドを表す1つの信号(一実施形態による)または結合して「オン」コマンドを表す2つの信号(別の実施形態による)を生成して出力する(ステップ660)ようにしてもよい。上述の通り、CEHユニットが2つの信号を生成する場合、これら2つの信号の一方は条件付きで、スイッチング回路の「オフ」状態から「オン」状態への遷移を起動するようにしてもよく、その条件は、遷移を実際に実施または強制するのに必要な特性(たとえば、形状、論理値、タイミング等)を第2の信号が有することであってもよい。ステップ670において、CEHユニットは、CLU102、120、または310と同様に機能するCLUに対して、1つの信号(または、2つの信号)を伝達するようにしてもよい。ステップ680において、CLUは、第1および/または第2の信号から、スイッチング回路をオンに切り替える論理値を生成するようにしてもよい。
図6Aに関連して説明されるスイッチング方法は、たとえば図5に示される嚥下可能な生体内撮像あるいは検知カプセル等の装置に使用されてもよい。
図6Bは、一実施形態による、たとえばスイッチング回路141または130と同一または類似のスイッチング回路を「オン」状態から「オフ」状態に遷移させて、たとえば最初はオンまたは起動とされた生体内検知システムを停止する方法を示している。スイッチング回路(たとえば図5に示される装置と類似の生体内撮像/検知装置または別の種類の装置もしくはシステムをオンおよびオフに切り替えるのに使用され得る)は、「オン」状態であるものと仮定する(これは、602で示される)。
ステップ612において、CEHユニット103、110、または310と同様に機能するCEHユニットは、無線(たとえば、RF)信号を受信するようにしてもよいし、物理的パラメータ(たとえば、運動)を検知するようにしてもよい。ステップ622において、CEHユニットは、無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オン」または「オフ」に切り替えるコマンドと解釈するようにしてもよい。ステップ632において、CEHユニットは、無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オン」または「オフ」に切り替えるコマンドであるかを決定するようにしてもよい。CEHユニットは、ステップ632において無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オフ」に切り替えるコマンドではない(この条件は、ステップ632の「いいえ」として示される)と決定した場合、「オン」状態を維持して(ステップ642)、別の無線信号または検知されたパラメータを受信/検知することがあれば(ステップ612)、それを待って(652)、評価する(622、632)ようにしてもよい。ただし、CEHユニットは、ステップ632において無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オフ」に切り替えるコマンドである(この条件は、ステップ632の「はい」として示される)と決定した場合、「オフ」コマンドを表す1つの信号(一実施形態による)または結合して「オフ」コマンドを表す2つの信号(別の実施形態による)を生成して出力する(ステップ662)ようにしてもよい。上述の通り、CEHユニットが2つの信号を生成する場合、これら2つの信号の一方は条件付きで、スイッチング回路の「オン」状態から「オフ」状態への遷移を起動するようにしてもよく、その条件は、遷移を実際に実施するのに必要な特性(たとえば、形状、論理値、タイミング等)を第2の信号が有することであってもよい。ステップ672において、CEHユニットは、CLU102、120、または310と同様に機能するCLUに対して、1つの信号(または、2つの信号)を伝達するようにしてもよい。ステップ682において、CLUは、第1および/または第2の信号から、スイッチング回路をオフに切り替える論理値を生成するようにしてもよい。
図6Bに関連して説明されるスイッチング方法は、たとえば図5に示される嚥下可能な生体内撮像あるいは検知カプセル等の装置に使用されてもよい。
図7Aは、たとえばスイッチング回路141または130と同一または類似のスイッチング回路を「オフ」状態から「オン」状態に遷移させて、たとえば最初はシャットダウン(オフまたは停止)とされた生体内検知システムを起動する方法の一実施形態を示している。スイッチング回路(たとえば図5に示される装置と類似の生体内撮像/検知装置または別の種類の装置もしくはシステムをオンおよびオフに切り替えるのに使用され得る)は、「オフ」状態であるものと仮定する(これは、700で示される)。
ステップ710において、CEHユニット103、110、または310と同様に機能するCEHユニットは、無線(たとえば、RF)信号を受信するようにしてもよいし、物理的パラメータ(たとえば、運動)を検知するようにしてもよい。ステップ720において、CEHユニットは、無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オン」または「オフ」に切り替えるコマンドと解釈するようにしてもよい。ステップ730において、CEHユニットは、無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オン」または「オフ」に切り替えるコマンドであるかを決定するようにしてもよい。CEHユニットは、ステップ730において無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オン」に切り替えるコマンドではない(この条件は、ステップ730の「いいえ」として示される)と決定した場合、「オフ」状態を維持して(ステップ740)、別の無線信号または検知されたパラメータを受信/検知することがあれば(ステップ710)、それを待って(750)、評価する(720、730)ようにしてもよい。ただし、CEHユニットは、ステップ730において無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オン」に切り替えるコマンドである(この条件は、ステップ730の「はい」として示される)と決定した場合、「オン」コマンドを表す第1の信号を生成して出力する(ステップ760)ようにしてもよい。ステップ770において、CEHユニットは、CLU102、120、または310と同様に機能するCLUに対して、第1の信号を伝達するようにしてもよい。ステップ780において、CLUは、第1の信号から、スイッチング回路をオンに切り替える論理値を生成するようにしてもよい。
図7Aに関連して説明されるスイッチング方法は、たとえば図5に示される嚥下可能な生体内撮像あるいは検知カプセル等の装置に使用されてもよい。
図7Bは、たとえばスイッチング回路141または130と同一または類似のスイッチング回路を「オン」状態から「オフ」状態に遷移させて、たとえば最初はオンまたは起動とされた生体内検知システムを起動する方法の一実施形態を示している。スイッチング回路(たとえば図5に示される装置と類似の生体内撮像/検知装置または別の種類の装置もしくはシステムをオンおよびオフに切り替えるのに使用され得る)は、「オン」状態であるものと仮定する(これは、702で示される)。
ステップ712において、CEHユニット103、110、または310と同様に機能するCEHユニットは、無線(たとえば、RF)信号を受信するようにしてもよいし、物理的パラメータ(たとえば、運動)を検知するようにしてもよい。ステップ722において、CEHユニットは、無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オン」または「オフ」に切り替えるコマンドと解釈するようにしてもよい。ステップ732において、CEHユニットは、無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オン」または「オフ」に切り替えるコマンドであるかを決定するようにしてもよい。CEHユニットは、ステップ732において無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オフ」に切り替えるコマンドではない(この条件は、ステップ732の「いいえ」として示される)と決定した場合、「オン」状態を維持して(ステップ742)、別の無線信号または検知されたパラメータを受信/検知することがあれば(ステップ712)、それを待って(752)、評価する(722、732)ようにしてもよい。ただし、CEHユニットは、ステップ732において無線信号または検知されたパラメータが、スイッチング回路を「オフ」に切り替えるコマンドである(この条件は、ステップ732の「はい」として示される)と決定した場合、ステップ762において、CEHユニットが使用する第1の信号を無効化することにより(図7Aのステップ760のように)スイッチング回路を「オン」に切り替え、ステップ772において、「オフ」コマンドを表す第2の信号を生成するようにしてもよい。
ステップ782において、CEHユニットは、CLU102、120、または310と同様に機能するCLUに対して、第2の信号を伝達するようにしてもよい。ステップ792において、CLUは、第2の信号から、スイッチング回路をオフに切り替える論理値を生成するようにしてもよい。
図7Bに関連して説明されるスイッチング方法は、たとえば図5に示される嚥下可能な生体内撮像あるいは検知カプセル等の装置に使用されてもよい。
CEHユニットにより検知された物理的パラメータ(たとえば、方向性加速度)の変化は、「オン」信号もしくはコマンドまたは「オフ」信号もしくはコマンドと解釈されてもよい。たとえば、オン/オフ状態が制御される装置に対する特定の方向においてCEHユニット(たとえば、トランスデューサ)により検知された加速度は、CEHの制御装置によって、「オン」信号またはコマンドと解釈されてもよく、別の方向においてCEHユニットにより検知された加速度は、「オフ」信号またはコマンドと解釈されてもよい。別の例において、物理的パラメータの特定のパターン(たとえば、特定のパターンで変化する圧力)は、「オン」信号/コマンド(または、「オフ」信号/コマンド)と解釈されてもよく、物理的パラメータの異なるパターン(たとえば、異なるパターンで変化する圧力)は、「オフ」信号/コマンド(または、「オフ」信号/コマンド)と解釈されてもよい。
冠詞「a」および「an」は、文脈に応じて論説の文法上の目的語の1つまたは2つ以上(たとえば、少なくとも1つ)を表すため、本明細書において用いられている。一例として、文脈によっては、「an element」が1つの要素または2つ以上の要素を意味し得る。用語「具備する(including)」は、表現「−を含むが、それに限定されない(including but not limited to)」を意味し、それと交換可能に、本明細書において用いられる。用語「または(or)」および「および(and)」は、文脈上の別段の明確な指示がない限り、用語「および/または(and/or)」を意味し、それと交換可能に、本明細書において用いられる。用語「−等(such as)」は、表現「−等であるが、それに限定されない(such as but not limited to)」を意味し、それと交換可能に、本明細書において用いられる。以上、本発明の例示的な実施形態が説明されたが、当業者には、開示の実施形態の変更が本発明の範囲内となることが明らかであろう。したがって、別の実施形態は、より多くのモジュール、より少ないモジュール、および/または機能的に均等のモジュールを具備していてもよい。特定の実施形態の特徴は、本明細書に示される他の実施形態と併せて用いられてもよい。本開示は、様々な種類の生体内装置(たとえば、1つまたは複数のイメージャを備えた生体内装置、イメージャを一切備えていない生体内装置等)に関連する。したがって、以下の特許請求の範囲は、本明細書の開示によっては制限されない。

Claims (19)

  1. 電源に接続された電力入力端子、負荷に接続された電力出力端子、および制御入力を備えたスイッチング回路のオン/オフ状態の制御方法であって、
    制御回路の第1のユニットにより、無線信号または物理的パラメータを検知するステップと、
    第1のユニットにより、無線信号または物理的パラメータを「オン」信号と解釈し、スイッチング回路の電力入力端子が電力出力端子に接続される「オン」状態にスイッチング回路を遷移させるか、または「オフ」信号と解釈し、スイッチング回路の電力入力端子が電力出力端子から切り離される「オフ」状態にスイッチング回路を遷移させるステップと、
    第1のユニットから第2のユニットに、「オン」状態または「オフ」状態の解釈に合致する第1のデジタル信号または第2のデジタル信号、あるいは両デジタル信号を伝達するステップと、
    第2のユニットにより、第1のデジタル信号または第2のデジタル信号、あるいは両デジタル信号の関数として、出力論理値をスイッチング回路の制御入力に供給するステップと、
    スイッチング回路の制御入力に供給された出力論理値によって、スイッチング回路を「オン」状態または「オフ」状態に遷移させるステップと、
    を含む、制御方法。
  2. 第1のデジタル信号および第2のデジタル信号がそれぞれ、「オン」状態および「オフ」状態に合致する、請求項1に記載の制御方法。
  3. 第1のデジタル信号および第2のデジタル信号の第1の組合せが「オン」状態に合致し、第1のデジタル信号および第2のデジタル信号の第2の組合せが「オフ」状態に合致する、請求項1に記載の制御方法。
  4. 第1のユニットにより、検知された無線信号または検知された物理的パラメータから電気エネルギーを取得し、最初に第1のユニットおよび/または第2のユニットの電源を投入するステップを含む、請求項1に記載の制御方法。
  5. 第1のデジタル信号が、検知された無線信号または検知された物理的パラメータから取得されたエネルギーを含み、第2のデジタル信号が、第1のユニットにおける内部データ書き込みを示す信号を含む、請求項1に記載の制御方法。
  6. 第1のデジタル信号を第2のユニットの論理ユニットに供給し、スイッチング回路を「オン」状態に遷移させるステップと、
    第2のデジタル信号を第2のユニットの制御ユニットに供給し、スイッチング回路を「オフ」状態に遷移させるステップと、
    を含む、請求項1に記載の制御方法。
  7. 第2のユニットが「D」型フリップフロップ(D−FF)回路を備え、方法が、
    「オン」状態に対応する論理値をD−FFのデータ(D)入力に供給するとともにクロックパルスをD−FFのクロック(CLK)入力に供給することによって、スイッチング回路を「オン」状態に遷移させるステップ、または、
    「オフ」状態に対応する論理値をD−FFのD入力に供給するとともにクロックパルスをD−FFのCLK入力に供給することによって、スイッチング回路を「オフ」状態に遷移させるステップ、
    を含む、請求項1に記載の制御方法。
  8. 有線通信プロトコルを用いることによって、第1のユニットから第2のユニットに、第1のデジタル信号および/または第2のデジタル信号を伝達するステップを含む、請求項1に記載の制御方法。
  9. 有線通信プロトコルがIICプロトコルである、請求項8に記載の制御方法。
  10. 電源に接続された電力入力端子、負荷に接続された電力出力端子、および制御入力端子を備えたスイッチング回路の状態を制御する制御回路であって、
    無線信号または物理的パラメータを検知し、「オン」信号と解釈し、スイッチング回路の電力入力端子および電力出力端子が接続される「オン」状態にスイッチング回路を遷移させるか、または「オフ」信号と解釈し、電力入力端子が電力出力端子から切り離される「オフ」状態にスイッチング回路を遷移させ、
    「オン」状態または「オフ」状態に合致する第1のデジタル信号および/または第2のデジタル信号を出力する、
    ように構成された第1のユニットと、
    スイッチング回路が遷移する状態に合致する論理値を前記制御入力に供給するように構成された第2のユニットであって、論理値が第1のデジタル信号または第2のデジタル信号、あるいは両デジタル信号の関数である、第2のユニットと、
    を備えた、制御回路。
  11. 第1のユニットが、
    無線信号および/または物理的パラメータを検知するトランスデューサを備えた通信エネルギーハーベスティングユニットと、
    第1の出力ポートおよび第2の出力ポートと、
    検知された無線信号または物理的パラメータを解釈するとともに、解釈によって、第1および第2の出力を介して第1のデジタル信号または第2のデジタル信号、あるいは両デジタル信号を出力するように構成された制御装置と、
    を備えた、請求項10に記載の制御回路。
  12. 通信エネルギーハーベスティングユニットが、検知された無線信号または物理的パラメータから電気エネルギーを取得し、最初に第1のユニットおよび/または第2のユニットの電源を投入する、請求項11に記載の制御回路。
  13. 第2のユニットが、
    第1のユニットの第1および第2の出力ポートの一方に接続された入力ならびに出力を備えた制御ユニットと、
    制御ユニットの出力に接続された第1の入力ならびに第1のユニットの第1および第2の出力ポートの他方に接続された第2の入力を有する論理ユニットと、
    を備えた、請求項11に記載の制御回路。
  14. 第1のユニットの制御装置が、第1のデジタル信号を論理ユニットまたは制御ユニットに供給することによって、スイッチング回路を「オン」状態に遷移させるとともに、第2のデジタル信号を制御ユニットまたは論理ユニットに供給することによって、スイッチング回路を「オフ」状態に遷移させるように構成された、請求項13に記載の制御回路。
  15. 第1のユニットの制御装置が、第1のデジタル信号および第2のデジタル信号の異なる組合せを制御ユニットまたは制御ユニットと論理ユニットとに供給することによって、スイッチング回路を「オン」状態および「オフ」状態に遷移させるように構成された、請求項13に記載の制御回路。
  16. 第1のユニットが、無線周波数識別(「RFID」)装置を備えた、請求項10に記載の制御回路。
  17. 第1のデジタル信号が、RFID装置により取得された電気エネルギーを含み、第2のデジタル信号が、RFID装置の内部におけるデータ書き込みを示す信号を含む、請求項16に記載の制御回路。
  18. 第2のユニットが「D」型フリップフロップ(D−FF)回路を備え、第1のユニットの制御装置が、「オン」状態に対応する第1の論理値をD−FFのデータ(D)入力に供給するとともにクロックパルスをD−FFのクロック(CLK)入力に供給することによりD−FFのQ出力を第1の論理値に設定することによって、スイッチング回路を「オン」状態に遷移させるとともに、「オフ」状態に対応する第2の論理値をD−FFのD入力に供給するとともにクロックパルスをD−FFのCLK入力に供給することによりD−FFのQ出力を第2の論理値に設定し、スイッチング回路を「オフ」状態に遷移させるように構成された、請求項10に記載の制御回路。
  19. 制御装置が、有線通信プロトコルを用いることによって、第1のデジタル信号または第2のデジタル信号、あるいは両信号を第2のユニットに伝達する、請求項10に記載の制御回路。
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