JP4373415B2

JP4373415B2 - 生体内情報取得装置

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Publication number: JP4373415B2
Application number: JP2006185528A
Authority: JP
Inventors: 誠一郎木許; 健森
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Corp; Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2026-07-05
Also published as: CN101099658A; US8128555B2; AU2007203140A1; AU2007203140B2; JP2008012036A; EP1875852B1; EP1875852A1; CN101099658B; US20080009671A1

Description

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。

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。

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。）。

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。）。

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）。

国際公開０１／３５８１３号パンフレット特開２００５−８１００５号公報

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。

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。

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。

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。

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一定時間、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マスクするマスク手段と、を備えたことを特徴とする。
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、前記一定時間が、前記初期設定時間に、さらに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加えた時間を超える時間であることを特徴とする。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１に示した受信装置の構成を示すブロック図である。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４に示した電源制御部の動作タイムチャートである。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。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。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６に示した電源制御部の動作タイムチャートである。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

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
１４Ａ／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
３２ａＬＥＤ駆動回路
３２ｂＬＥＤ
３３撮像部
３３ａＣＣＤ駆動回路
３３ｂＣＣＤ撮像部
３４センサ部
３５ＲＯＭ
４０電池
４１，４２，５１，５２インバータ
４３２分周回路
４３ａＤ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，Ｑ４ｐ−ＭＯＳトランジスタ
Ｑ２，Ｑ５ｎ−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

Claims

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一定時間、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。
前記一定時間は、前記初期設定時間に、さらに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加えた時間を超える時間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。
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または２に記載の生体内情報取得装置。
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３に記載の生体内情報取得装置。
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３に記載の生体内情報取得装置。
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１〜５のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
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１〜５のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
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６または７に記載の生体内情報取得装置。
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６または７に記載の生体内情報取得装置。
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１〜９のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
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１〜１０のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
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１〜１１のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
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１〜１２のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
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１〜１３のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。
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１〜１３のいずれか一つに記載の生体内情報取得装置。