WO2015146610A1 - カプセル内視鏡 - Google Patents

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WO2015146610A1
WO2015146610A1 PCT/JP2015/057335 JP2015057335W WO2015146610A1 WO 2015146610 A1 WO2015146610 A1 WO 2015146610A1 JP 2015057335 W JP2015057335 W JP 2015057335W WO 2015146610 A1 WO2015146610 A1 WO 2015146610A1
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修三 平出
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オリンパス株式会社
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/56Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof provided with illuminating means

Definitions

  • the present invention relates to a capsule endoscope, and more particularly to the arrangement of circuits for illumination control provided in the capsule endoscope and the wiring between the circuits.
  • Priority is claimed on Japanese Patent Application No. 2014-068378, filed March 28, 2014, the content of which is incorporated herein by reference.
  • the inside of a cylindrical capsule casing whose end is formed in a hemispherical shape is configured with an illumination unit, an optical system, an imaging device, a signal processing unit, a communication antenna, and a power supply.
  • Capsule endoscopes containing an endoscopic system are beginning to be used.
  • respective components constituting the system of the endoscope are mounted at remote positions in a flexible substrate molded as one substrate, and transmit and receive signals between the respective components.
  • the wiring area in the flexible substrate in which the wiring for the wiring is formed is accommodated inside the capsule casing in a state of being folded in a mountain fold or a valley fold.
  • the flexible substrate mainly includes three component mounting areas including an illumination substrate unit on which the illumination unit is mounted, an imaging element substrate unit on which the imaging device is mounted, and a signal processing substrate unit on which the signal processing unit is mounted; Two wiring areas located between the respective component mounting areas are formed.
  • the flexible substrate includes an illumination substrate portion, a wiring region between the illumination substrate portion and the imaging element substrate portion (hereinafter, referred to as “first wiring substrate portion”), an imaging element substrate portion, and an imaging A wiring region between the element substrate portion and the signal processing substrate portion (hereinafter referred to as “second wiring substrate portion”), and the signal processing substrate portions in this order are integrally molded in a shape in which the respective substrate portions are aligned. ing.
  • the illumination unit provided in the capsule endoscope has a configuration in which a plurality of white LEDs (Light Emitting Diodes), which are light emitting elements for emitting light to a subject to be photographed, are connected in parallel. Are arranged at predetermined intervals in the illumination substrate portion. And the LED drive circuit with which the signal processing part was equipped controls the brightness which white LED emits light by controlling the voltage of each white LED. Note that if a voltage is applied directly to the white LED, the white LED itself may be destroyed by the overcurrent, so each white LED is connected in series with a resistance element for preventing the destruction due to the overcurrent. There is. That is, the illumination unit has a configuration in which a plurality of pairs of resistance elements and white LEDs connected in series (hereinafter, referred to as “white LED group”) are connected in parallel.
  • white LED group a plurality of pairs of resistance elements and white LEDs connected in series
  • the characteristics of the forward drop voltage of the LEDs have variations. Therefore, when the signal processing unit applies a predetermined constant voltage to each of the white LED groups, it is applied to the resistance element in each of the white LED groups under the influence of the variation in forward voltage drop of each of the white LEDs. Voltage will vary. As a result, the current flowing through the resistor element and the white LED varies from one white LED group to another, and the luminance emitted by the white LED also varies. In the capsule endoscope, when the brightness of each of the white LEDs provided in the illumination unit is uneven, it is not possible to uniformly irradiate light (irradiated light) to the subject to be photographed. I can not say.
  • Patent Document 1 discloses an LED driving circuit configured to flow the same current to each LED by a constant current generating circuit and a current mirror circuit corresponding to each LED.
  • a signal processing unit as an LED drive circuit that controls the illumination unit provided in the capsule endoscope
  • each of the plurality of white LEDs configuring the illumination unit Can be driven with a low voltage and with less variation in luminance.
  • the capsule endoscope it is possible to increase the number of white LEDs provided in the illumination unit in order to improve the brightness (brightness) of the light irradiated to the subject and the uniformity of the irradiated light.
  • the technique of the LED drive circuit disclosed in Patent Document 1 is applied to a capsule endoscope, in order to improve the brightness (brightness) of the light irradiated to the subject and the uniformity of the irradiated light.
  • the number of white LEDs is increased, more signals for the illumination unit pass through the second wiring substrate unit, the imaging element substrate unit, and the first wiring substrate unit. That is, in the capsule endoscope to which the technology of the LED drive circuit disclosed in Patent Document 1 is applied, the number of white LEDs provided in the illumination unit + one signal line corresponds to the second wiring substrate unit, the imaging element substrate unit , And the first wiring board portion.
  • a case will be considered where a flexible substrate on which respective components constituting the capsule endoscope system are mounted is accommodated in a capsule casing.
  • the wiring area of the flexible substrate that is, the portion of the first wiring substrate portion and the portion of the second wiring substrate portion are bent and accommodated in the capsule casing. Therefore, by increasing the number of white LEDs in order to improve the brightness (brightness) of the light irradiated to the subject and the uniformity of the irradiated light, the number of the first wiring board and the second wiring board can be reduced.
  • the width of each of the first wiring board portion and the second wiring board portion is expanded according to the number of signals, and the wiring of each signal is made. It will be necessary to secure an area through which
  • the capsule endoscope there is a problem in the method of securing a region through which the signal wiring passes in the second wiring board unit between the imaging device and the signal processing unit, in particular, the number of transmitted and received signals is large.
  • the width of the second wiring substrate portion is increased, the area of the projection surface seen from the end of the capsule endoscope is the second wiring substrate when the flexible substrate is bent and housed in the capsule casing. It is because there is a possibility of becoming large when the part is bent. That is, by widening the width of the second wiring substrate portion, the edge of the bent second wiring substrate portion contacts the inner peripheral portion of the capsule casing, and the flexible substrate can not be accommodated. Is expected to occur. In order to avoid this problem, it is conceivable to thicken the cylindrical portion of the capsule casing, but it becomes difficult to realize the miniaturization of the capsule endoscope.
  • a method of narrowing the width of each wiring formed in the second wiring board portion can be considered. This method can suppress the increase in the width of the second wiring board portion.
  • the current value that can be supplied to the wiring decreases, and along with this, the luminance emitted by the white LED decreases. . For this reason, it is difficult to ensure the performance (brightness) and the quality (uniformness of the irradiation light) of the illumination unit required for the capsule endoscope, so it can not be said to be an effective method.
  • a method of disposing the LED drive circuit provided in the signal processing portion on the illumination substrate portion can be considered.
  • this method it is possible to reduce the number of signals passing through the second wiring substrate portion and to suppress the increase in the width of the second wiring substrate portion.
  • this method from the relationship of the area of the illumination substrate portion, it is conceivable that the arrangement of the white LEDs to be mounted on the illumination substrate portion is restricted. For this reason, this method is used in view of the arrangement of the respective components in the illumination substrate unit, which is necessary for securing the performance (brightness) and quality (uniformness of the irradiation light) of the illumination unit required for the capsule endoscope. It is considered difficult to adopt
  • the present invention has been made on the basis of the above-mentioned problem recognition, and an object thereof is to provide a circuit arrangement for illumination control and a wiring between the circuits which are optimal for a capsule endoscope.
  • a capsule endoscope includes a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix, and an imaging element mounted with an imaging element that outputs pixel signals of a photographed subject A substrate unit, and a signal processing unit that controls imaging of an object in the imaging device and generates an image obtained by performing various image processing predetermined on the pixel signal output from the imaging device A signal processing substrate unit, an illumination substrate unit on which a plurality of light emitting elements provided in an illumination unit for emitting light to a subject to be photographed, and a space between the illumination substrate unit and the imaging device substrate unit A first wiring substrate portion on which a signal wiring is formed; and a second wiring substrate portion on which a signal wiring passing between the imaging element substrate portion and the signal processing substrate portion is formed; Lighting board part, first wiring board part, front A capsule endoscope in which a flexible substrate integrally formed in a shape in which the respective substrate units are arranged in a line in the order of the imaging element substrate unit, the second wiring substrate unit, and the signal processing substrate
  • the light emitting element is an LED
  • the illumination driving unit is a plurality of the light emitting elements provided in the illumination unit.
  • a transistor array including a plurality of transistors that generate illumination current according to the illumination control signal.
  • the illumination control signal output unit converts the reference voltage into a current, and the voltage-current conversion circuit And a control transistor that outputs a signal of a voltage generated according to the value of the converted current as the illumination control signal, and the illumination drive unit corresponds to each of the transistors in the transistor array.
  • the light emitting device may be configured as a drive transistor for driving the light emitting element, and each of the drive transistors may generate the illumination current according to a voltage value of the illumination control signal input to a gate terminal.
  • the illumination control signal output unit converts a reference voltage into a current, and the voltage-current conversion circuit.
  • a first current mirror circuit that outputs, as the illumination control signal, a signal of the current obtained by duplicating the value of the current converted by the light source, and the illumination drive unit is configured to perform the first operation by the respective transistors in the transistor array.
  • a plurality of second current mirror circuits corresponding to each of the light emitting elements may be configured to generate the illumination current in which the value of the current of the illumination control signal output from the current mirror circuit is duplicated.
  • the illumination control signal output unit outputs a signal of a voltage according to a reference voltage as the illumination control signal.
  • the illumination drive unit further includes a resistor array including a plurality of resistors corresponding to the respective transistors in the transistor array and connected to the reference potential of the amplifier circuit; Each transistor is configured as a drive transistor for driving the corresponding light emitting element, and each of the drive transistors is connected to the potential of the illumination control signal input to the gate terminal and the corresponding resistance in the resistor array.
  • the illumination current may be generated according to the potential difference between the reference potential and the connected reference potential.
  • the illumination control signal output unit is a voltage value of the reference voltage.
  • an operational amplifier for comparing the voltage value representing the illumination control signal.
  • the illumination drive unit is disposed on the imaging element substrate portion.
  • the imaging device may be formed as a component provided in the imaging device mounted on the imaging device substrate portion.
  • the capsule endoscope According to the capsule endoscope according to each of the above aspects, it is possible to obtain the effect of being able to provide the arrangement of circuits for illumination control and the wiring between the circuits which are optimal for the capsule endoscope.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing the structure of a capsule endoscope in the present embodiment.
  • FIG. 1A shows a structure in which each component constituting the system of the capsule endoscope of the present embodiment is housed in a capsule casing.
  • FIG. 1B shows the structure of a flexible substrate on which respective components constituting the capsule endoscope system of the present embodiment are mounted.
  • the capsule endoscope 1 shown in FIG. 1A includes an illumination unit 20, an optical system 30, an imaging device 40, a signal processing unit 50, a communication antenna 60, and a power supply 70 as a system of an endoscope. ing. Then, in the capsule endoscope 1, the respective components constituting the endoscope system are accommodated in the capsule casing 10 in a state of being mounted on the flexible substrate 80. More specifically, the endoscope system is configured in the order of the illumination unit 20, the optical system 30, the imaging device 40, the power supply 70, the signal processing unit 50, and the communication antenna 60 from one end of the capsule casing 10 The components of are housed.
  • the capsule endoscope 1 captures a subject by the imaging device 40, processes a captured image (for example, a still image or the like) or a video (for example, a moving image or the like) by the signal processing unit 50, and transmits the image outside via wireless communication. Send.
  • a captured image for example, a still image or the like
  • a video for example, a moving image or the like
  • the capsule casing 10 is a cylindrical casing that has its end portion formed in a hemispherical shape and accommodates the respective components of the capsule endoscope 1.
  • the capsule casing 10 is formed of a transparent material at one end on which the illumination unit 20, the optical system 30, and the imaging device 40 are accommodated.
  • the illumination unit 20 includes a plurality of light emitting elements such as white LEDs, and emits light to a subject to be photographed when photographing the subject in the capsule endoscope 1.
  • the light emitting element provided in the illumination unit 20 is a white LED.
  • the optical system 30 is configured of an optical lens or the like that condenses subject light from a subject on which light is emitted by the illumination unit 20.
  • the optical system 30 forms an optical image of an object to be photographed in the capsule endoscope 1 on the imaging surface of the imaging device 40.
  • the imaging device 40 is a CCD (Charge Coupled Device) image sensor that photoelectrically converts an optical image of an object formed on the imaging surface by the optical system 30 or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS): complementary metal oxide It is a solid-state imaging device represented by a film semiconductor) image sensor.
  • the imaging device 40 includes a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix, captures an image of a subject according to a control signal input from the signal processing unit 50, and generates pixel signals of the captured subject as the signal processing unit 50. Output to
  • the signal processing unit 50 transmits the image of the subject generated based on the pixel signal input from the imaging device 40 to the outside of the capsule endoscope 1 by wireless communication. More specifically, the signal processing unit 50 subjects the pixel signal input from the imaging device 40 to various predetermined image processing to generate an image of a subject. Then, the signal processing unit 50 transmits the generated data of the image of the subject (hereinafter referred to as “image data”) to the outside of the capsule endoscope 1 by wireless communication using the communication antenna 60. Further, the signal processing unit 50 performs overall control of the capsule endoscope 1 such as control of photographing in the capsule endoscope 1 and control of brightness (luminance) of light to be emitted to a subject. The control of the entire capsule endoscope 1 in the signal processing unit 50 may be performed according to an instruction transmitted from the outside of the capsule endoscope 1 by wireless communication.
  • the power supply 70 supplies necessary power to each component provided in the capsule endoscope 1.
  • the communication antenna 60 transmits and receives a wireless signal when the signal processing unit 50 wirelessly communicates with the outside of the capsule endoscope 1.
  • each component of such a system configuration is mounted on a flexible substrate 80 shaped as shown in FIG. 1B.
  • the flexible substrate 80 shown in FIG. 1B includes a component mounting area and a wiring area.
  • the component mounting area includes an illumination substrate unit 81, an imaging element substrate unit 82, and a signal processing substrate unit 83.
  • the wiring area has a first wiring board portion 84 and a second wiring board portion 85.
  • the flexible substrate 80 is in the order of the illumination substrate unit 81, the first wiring substrate unit 84, the imaging element substrate unit 82, the second wiring substrate unit 85, and the signal processing substrate unit 83.
  • the respective substrate portions are integrally formed in a shape in line.
  • the illumination board unit 81 is a component mounting area in which a plurality of white LEDs provided in the illumination unit 20 are mounted.
  • FIG. 1B shows a state in which four white LEDs 20a to 20d provided in the illumination unit 20 are mounted on the surface of the illumination substrate unit 81 at predetermined intervals.
  • substrate part 81 is shape
  • the opening 81 a is a window for guiding subject light to the imaging surface of the imaging device 40 in a state in which the respective components constituting the endoscope system are accommodated in the capsule casing 10.
  • An optical system 30 for condensing subject light to form an optical image of the subject on the imaging surface of the imaging device 40 is disposed at the position of the opening 81 a.
  • the imaging element substrate unit 82 is a component mounting area where the imaging element 40 is mounted.
  • FIG. 1B shows a state in which the imaging element 40 is mounted on the back surface of the imaging element substrate unit 82.
  • the signal processing substrate unit 83 is a component mounting area in which the signal processing unit 50 is mounted.
  • FIG. 1B shows a state in which the signal processing unit 50 is mounted on the back surface of the signal processing substrate unit 83.
  • the first wiring substrate unit 84 is a wiring region in which a wiring of a signal passing between the illumination substrate unit 81 and the imaging element substrate unit 82 is formed.
  • the first wiring board unit 84 wiring of signals transmitted and received between the components provided in the illumination unit 20 and the signal processing unit 50 or the imaging device 40 is formed.
  • the respective components provided in the illumination unit 20 and the signal processing unit 50 or the imaging device 40 are electrically connected by the respective wirings formed in the first wiring board unit 84.
  • the second wiring board unit 85 is a wiring area in which a wiring of a signal passing between the imaging element substrate unit 82 and the signal processing substrate unit 83 is formed.
  • the second wiring board unit 85 wiring of signals transmitted and received between the imaging device 40 and the signal processing unit 50 is formed.
  • the image sensor 40 and the signal processing unit 50 are electrically connected by the respective wirings formed in the second wiring substrate unit 85.
  • many signals are transmitted and received between the imaging device 40 and the signal processing unit 50, such as control signals related to imaging and pixel signals, so the capsule endoscope 1 is formed on the second wiring substrate unit 85.
  • the number of wiring lines is increased.
  • wiring of signals transmitted and received between the imaging device 40 and the signal processing unit 50 is shown as a wiring group 851.
  • the flexible substrate 80 on which each component constituting the endoscope system is mounted or disposed is accommodated in the capsule casing 10 in a state where it is bent as shown in FIG. 1A. Ru.
  • FIG. 1A shows the case where the signal processing unit 50 and the communication antenna 60 are accommodated in order, the signal processing unit 50 and the communication antenna 60 are arranged in parallel, that is, in the depth direction of FIG. 1A. It may be housed side by side. In this case, the communication antenna 60 is mounted on the signal processing board unit 83.
  • the power supply 70 is disposed between the imaging element substrate unit 82 and the signal processing substrate unit 83 on the flexible substrate 80 in a bent state. Therefore, on the surface of each of the imaging element substrate unit 82 and the signal processing substrate unit 83, for example, a contact member to be in contact with each terminal (pole) of the power supply 70 is mounted.
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing a first configuration of the illumination control circuit of the first embodiment.
  • the illumination control circuit 100 of the first configuration shown in FIG. 2 includes an illumination control signal output unit 110 and an illumination drive unit 120.
  • the illumination control signal output unit 110 is disposed in the signal processing unit 50 mounted on the signal processing substrate unit 83, and the illumination driving unit 120 is mounted on the illumination substrate unit 81 Are arranged together with the illumination unit 20.
  • the illumination control signal output unit 110 outputs an illumination control signal for controlling the drive of the white LED provided in the illumination unit 20 by the illumination drive unit 120, and controls the brightness (luminance) emitted by the white LED.
  • the illumination drive unit 120 directly drives the white LED provided in the illumination unit 20 in accordance with the illumination control signal input from the illumination control signal output unit 110.
  • a transistor array is provided as the illumination drive unit 120.
  • the illumination driver 120 will be described as the transistor array 120.
  • the illumination control signal output unit 110 includes a reference power supply 111, an operational amplifier 112, a resistor 113, and a control transistor 114.
  • the reference power supply 111 is a power supply that outputs a changeable reference voltage (hereinafter referred to as “reference voltage Vref”).
  • the reference power supply 111 has a positive terminal connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 112 and a negative terminal connected to ground.
  • the operational amplifier 112 is an operational amplifier.
  • the operational amplifier 112 has an inverting input terminal connected to the positive terminal of the reference power supply 111, a non-inverting input terminal connected to one terminal of the resistor 113, and an output terminal connected to the gate terminal of the control transistor 114.
  • the reference voltage Vref is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 112, and the voltage of one terminal of the resistor 113, that is, the reference voltage Vref appears due to the virtual short circuit of the operational amplifier 11 at the noninverting input terminal.
  • the resistor 113 is a resistor having a predetermined resistance value R. One terminal of the resistor 113 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 112, and the other terminal is connected to the ground.
  • the control transistor 114 has a gate terminal connected to the output terminal of the operational amplifier 112, a source terminal connected to the power supply voltage VCC, and a drain terminal connected to one terminal of the resistor 113 and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 112. ing.
  • the gate terminal of the control transistor 114 is also connected to the gate terminal of each of the transistors provided in the transistor array 120.
  • the illumination control signal output unit 110 operates as a voltage-current conversion circuit by the configuration of the reference power supply 111, the operational amplifier 112, the resistor 113, and the control transistor 114.
  • the transistor array 120 is composed of a plurality of drive transistors of the same transistor size arranged in an array.
  • FIG. 2 shows a transistor array 120 provided with four drive transistors 120a to 120d.
  • the control transistors 114 provided in the illumination control signal output unit 110 and the drive transistors 120a to 120d in the transistor array 120 have the same transistor size.
  • the drive transistors 120a to 120d included in the transistor array 120 correspond to the four white LEDs 20a to 20d included in the illumination unit 20, respectively. Then, each of the drive transistors 120a to 120d drives each of the corresponding white LEDs 20a to 20d.
  • the gate terminal is connected to the gate terminal of the control transistor 114 and the output terminal of the operational amplifier 112, the source terminal is connected to the power supply voltage VCC, and the drain terminal is the anode of the corresponding white LED 20a to 20d. It is connected to the terminal.
  • the cathode terminals of the white LEDs 20a to 20d are connected to the ground.
  • the operation of the illumination control circuit 100 according to the first configuration of the first embodiment will be described.
  • a voltage-current conversion circuit configured by the reference power supply 111, the operational amplifier 112, the resistor 113, and the control transistor 114 is used.
  • control transistor 114 generates a voltage (hereinafter referred to as “gate control voltage VGS”) corresponding to the current value Io flowing to the drain terminal between the gate terminal and the source terminal. Then, a voltage signal of the generated gate control voltage VGS is output from the voltage output terminal of the illumination control signal output unit 110.
  • gate control voltage VGS a voltage corresponding to the current value Io flowing to the drain terminal between the gate terminal and the source terminal.
  • the voltage signal of the gate control voltage VGS generated by the control transistor 114 is disposed on the illumination substrate unit 81 via the second wiring substrate unit 85, the imaging element substrate unit 82, and the first wiring substrate unit 84.
  • the voltage is input to the voltage input terminal of the transistor array 120, and is input to the gate terminal of each of the drive transistors 120a to 120d in the transistor array 120.
  • the power supply voltage VCC and the ground are also shared by the components in the lighting control circuit 100 and the lighting unit 20, respectively. Therefore, the voltage signal of the power supply voltage VCC and the voltage signal of the ground are also input to the illumination substrate unit 81 via the second wiring substrate unit 85, the imaging element substrate unit 82, and the first wiring substrate unit 84. Ru.
  • Each of drive transistors 120a to 120d has a voltage difference between the gate control voltage VGS input to the gate terminal and the power supply voltage VCC input to the source terminal, that is, from the source terminal to the drain terminal according to the gate-source voltage.
  • An output current (hereinafter referred to as “illumination current”) having a current value Io similar to that of the voltage-current conversion circuit that flows is generated.
  • the illumination current generated by each of the drive transistors 120a to 120d flows to each of the corresponding white LEDs 20a to 20d. More specifically, as shown in FIG. 2, the illumination current of the current value Ioa generated by the drive transistor 120a flows to the corresponding white LED 20a, and the illumination current of the current value Iob generated by the drive transistor 120b corresponds to white. The current flows to the LED 20b, the illumination current of the current value Ioc generated by the drive transistor 120c flows to the corresponding white LED 20c, and the illumination current of the current value Iod generated by the drive transistor 120d flows to the corresponding white LED 20d.
  • each of the white LEDs 20a to 20d emits light with the brightness (brightness) according to the current value of the flowing illumination current.
  • the lighting control circuit 100 can change the current value Io of the output current to be generated and change the voltage value of the gate control voltage VGS by changing the voltage value of the reference voltage Vref output by the reference power supply 111. . That is, in the illumination control circuit 100, the current values Ioa to Iod of the illumination current flowing in the white LEDs 20a to 20d are controlled by changing the voltage value of the reference voltage Vref output by the reference power supply 111, and the white LEDs 20a to 20d are controlled. It is possible to control the brightness (brightness) of the light emitted by each.
  • FIG. 3 is a diagram showing the arrangement and wiring of the illumination control circuit 100 according to the first configuration of the first embodiment.
  • FIG. 3 shows the case where each component of the illumination control circuit 100 is disposed on the flexible substrate 80 having the shape shown in FIG. 1B.
  • the illumination control signal output unit 110 constituting the illumination control circuit 100 is disposed in the signal processing unit 50 mounted on the signal processing substrate unit 83, and the transistor array 120 is mounted on the illumination substrate unit 81. And the illumination unit 20.
  • a voltage signal (lighting control signal) of the gate control voltage VGS connected between the lighting control signal output unit 110 and the transistor array 120, a voltage signal of the power supply voltage VCC, and a voltage signal of ground are connected via the second wiring substrate portion 85, the imaging element substrate portion 82, and the first wiring substrate portion 84. That is, as shown in FIG. 3, in the illumination control circuit 100, the three wirings pass through the second wiring substrate portion 85, the imaging element substrate portion 82, and the first wiring substrate portion 84.
  • an imaging device including a plurality of pixels arranged in a two-dimensional matrix and outputting pixel signals of a photographed subject is mounted.
  • Image pickup device substrate portion image pickup device substrate portion 82
  • imaging of the subject in the image pickup device 40 are controlled, and various predetermined image processing is performed on the pixel signals output from the image pickup device 40.
  • a signal processing substrate unit (signal processing substrate unit 83) on which a signal processing unit (signal processing unit 50) for generating an image is mounted, and an illumination unit (illumination unit 20) for emitting light to a subject to be photographed
  • An illumination substrate unit (illumination substrate unit 81) on which a plurality of light emitting elements (white LEDs 20a to 20d) are mounted, and a wiring of signals passing between the illumination substrate unit 81 and the imaging device substrate unit 82 are formed.
  • Wiring board part (first wiring Plate portion 84) and a second wiring substrate portion (second wiring substrate portion 85) on which a signal wiring passing between the imaging element substrate portion 82 and the signal processing substrate portion 83 is formed,
  • the substrate units 81, the first wiring substrate unit 84, the imaging element substrate unit 82, the second wiring substrate unit 85, and the signal processing substrate unit 83 are sequentially formed in a line so that the respective substrate units are integrally formed.
  • a capsule endoscope in which a flexible substrate (flexible substrate 80) is accommodated in a capsule casing (capsule casing 10), a plurality of light emitting elements (white LEDs 20a to 20d) provided in the illumination unit 20 And an illumination control signal output unit (illumination control signal output unit 110) for outputting an illumination control signal for controlling light emission of the white LEDs 20a to 20d according to the illumination control signal input from the illumination control signal output unit 110.
  • an illumination control circuit (illumination control circuit 100) having an illumination drive unit (illumination drive unit 120) for driving each of the plurality of illumination drive units.
  • the capsule endoscope 1 disposed on one side is configured.
  • the white LEDs 20a to 20d are LEDs
  • the illumination drive unit 120 is a plurality of light emitting elements (white LEDs 20a to 20d) provided in the illumination unit 20.
  • the capsule endoscope 1 is configured to include a transistor array (transistor array 120) including a plurality of transistors corresponding to the respective elements and generating an illumination current according to the illumination control signal.
  • the illumination control signal output unit 110 converts the reference voltage (reference voltage Vref) into a current to a voltage-current conversion circuit (reference power supply 111 and operational amplifier 112 , A resistor 113 and a control transistor 114, and a voltage-current conversion circuit, the converted current is input to the drain terminal, and the voltage signal generated according to the value of the input current is And a control transistor (control transistor 114) for outputting as a lighting control signal, and the lighting driver 120 drives the respective transistors in the transistor array 120 to drive the corresponding white LEDs 20a to 20d (driving transistors 120a to 120d). 120d), and each of the drive transistors 120a to 120d is Capsule endoscope 1 that generates an illumination current corresponding to the voltage value of the input illumination control signal to the terminal is constructed.
  • the illumination control signal output unit 110 compares the voltage value of the reference voltage Vref with the voltage value representing the illumination control signal (the operational amplifier 112 And the capsule endoscope 1 is configured.
  • the illumination control circuit 100 controls the light emission of the white LEDs 20 a to 20 d provided in the illumination unit 20 of the capsule endoscope 1 by such configuration, operation, and arrangement.
  • the current values Ioa to Iod of the illumination current flowing through the white LEDs 20a to 20d are the same as the current value Io of the output current generated by the voltage-current conversion circuit in the illumination control signal output unit 110.
  • the current value of Therefore, the illumination control circuit 100 can emit light uniformly without causing variations in the brightness (luminance) of the light emitted by each of the white LEDs 20a to 20d.
  • the illumination control circuit 100 as an illumination control circuit for controlling the light emission of the white LEDs 20a to 20d provided in the illumination unit 20 of the capsule endoscope 1, the performance of the illumination unit 20 required for the capsule endoscope 1 (Brightness) and quality (uniformness of irradiated light) can be easily ensured.
  • the light emission of the white LEDs 20a to 20d provided in the illumination unit 20 can be controlled with the number of wires (the number of signal lines) less than the number of LEDs + 1 in the prior art.
  • the illumination control circuit 100 is used as an illumination control circuit for controlling the light emission of the white LEDs 20a to 20d provided in the illumination unit 20 of the capsule endoscope 1, the second wiring board unit 85 and the first The light emission of the white LEDs 20a to 20d can be controlled without widening the width of the wiring board portion 84.
  • the control transistors 114 provided in the illumination control signal output unit 110 and the drive transistors 120a to 120d in the transistor array 120 have the same transistor size. However, each of the control transistor 114 and the drive transistors 120a to 120d is disposed at a distant position. Therefore, the current value Io of the output current generated by the voltage-current conversion circuit in the illumination control signal output unit 110 and the current values Ioa to Iod of the illumination current generated by each of the drive transistors 120a to 120d, that is, the white LEDs 20a to An error may occur in the current values Ioa to Iod of the illumination current flowing to each of 20d.
  • the transistor sizes of the drive transistors 120a to 120d in the transistor array 120 are the same. Therefore, in the transistor array 120, the current values Ioa to Iod of the illumination current generated according to the same gate control voltage VGS and the power supply voltage VCC become the same current value. Therefore, in the illumination control circuit 100, the control transistor 114 and the drive transistors 120a to 120d are separated from each other, which causes an error between the current value Io of the output current and the current values Ioa to Iod of the illumination current. Even when there is a problem, the current value of the illumination current flowing through each of the white LEDs becomes the same current value, and no variation occurs in the brightness (brightness) of the light emitted from each of the white LEDs 20a to 20d.
  • the light emission of more white LEDs can be controlled only by using the transistor array 120 corresponding to each of the white LEDs provided in the illumination unit 20. That is, in the lighting control circuit 100, the number of wires connected between the lighting control signal output unit 110 and the transistor array 120 is not affected by the number of white LEDs provided in the lighting unit 20, and lighting is performed with three wires. The light emission of all the white LEDs provided in the section 20 can be uniformly controlled.
  • each of the drive transistors 120a to 120d provided in the transistor array 120 is a transistor of the same transistor size arranged in an array. Therefore, the characteristics of each of the drive transistors 120a to 120d provided in the transistor array 120 are considered to be the same, that is, matched.
  • the transistor array 120 in which the drive transistors 120a to 120d are arranged in an array may not be able to be mounted in the lighting substrate 81 in some cases. . In this case, it is conceivable to configure each of the drive transistors 120a to 120d provided in the transistor array 120 with separate transistors.
  • matching of the respective characteristics of the drive transistors 120a to 120d included in the transistor array 120 can be performed by, for example, adopting transistors of the same lot or selecting transistors having similar characteristics. It is desirable to take.
  • the control transistors 114 provided in the illumination control signal output unit 110 and the respective drive transistors 120a to 120d in the transistor array 120 have the same transistor size. Furthermore, it is desirable that the characteristics of the control transistor 114 and those of the drive transistors 120a to 120d be matched. Therefore, a plurality of types of semiconductor chips are manufactured in the same lot by using, for example, a method of manufacturing a semiconductor device called multi-shot, in which the signal processing unit 50 in which the control transistor 114 is arranged and the transistor array 120 are used. Is considered.
  • the control transistor 114 and the drive transistors 120a to 120d are disposed at separate positions, so that the current value Io of the output current and the current value Ioa of the illumination current Even when there is an error in Iod, the brightness (brightness) of the light emitted by each of the white LEDs 20a to 20d does not vary. That is, even when the control transistor 114 and the transistor array 120 are not perfectly matched, the performance (brightness) and quality (uniformness of the irradiation light) of the illumination unit 20 required for the capsule endoscope 1 are ensured. be able to. Therefore, the characteristics of the control transistor 114 and the drive transistors 120a to 120d are considered to be acceptable if they are different within a certain range.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a second configuration of the illumination control circuit of the first embodiment.
  • the illumination control circuit 200 of the second configuration shown in FIG. 4 includes an illumination control signal output unit 210 and an illumination drive unit 220.
  • the illumination control signal output unit 210 is disposed in the signal processing unit 50 mounted on the signal processing substrate unit 83.
  • the illumination drive unit 220 is disposed together with the illumination unit 20 mounted on the illumination substrate unit 81.
  • the components of the illumination control circuit 200 of the second configuration include components similar to the components of the illumination control circuit 100 of the first configuration. Therefore, in the components of the illumination control circuit 200 of the second configuration, the same components as the components of the illumination control circuit 100 of the first configuration are given the same reference numerals, and details regarding the respective components Description is omitted.
  • the illumination control signal output unit 210 outputs an illumination control signal for controlling the drive of the white LED provided in the illumination unit 20 by the illumination drive unit 220, similarly to the illumination control circuit 100 of the first configuration, and the white LED emits light Control the brightness (brightness).
  • the illumination drive unit 220 directly drives the white LED provided in the illumination unit 20 in accordance with the illumination control signal input from the illumination control signal output unit 210.
  • a transistor array is provided as the illumination drive unit 220.
  • the illumination driver 220 will be described as the transistor array 220.
  • the illumination control signal output unit 210 includes a reference power supply 111, an operational amplifier 112, a resistor 113, a transistor 214, a first input side transistor 215, and a first output side transistor 216.
  • the reference power supply 111, the operational amplifier 112, and the resistor 113 are components similar to the components of the illumination control circuit 100 of the first configuration.
  • the positive terminal of the reference power source 111 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 112, and one terminal of the resistor 113 and the source terminal of the transistor 214 are connected to the inverting input terminal.
  • the gate terminal of the transistor 214 is connected to the output terminal.
  • the reference voltage Vref is input to the non-inverted input terminal of the operational amplifier 112, and the voltage of one terminal of the resistor 113, that is, the reference voltage Vref appears at the inverted input terminal due to the virtual short circuit of the operational amplifier 112.
  • the transistor 214 has a gate terminal connected to the output terminal of the operational amplifier 112, a drain terminal connected to the drain terminal of the first input side transistor 215, and a source terminal connected to one terminal of the resistor 113 and the inverting input of the operational amplifier 112. It is connected to the terminal.
  • the illumination control signal output unit 210 also operates as a voltage-current conversion circuit by the configuration of the reference power source 111, the operational amplifier 112, the resistor 113, and the transistor 214.
  • a first current mirror circuit is configured by the first input side transistor 215 and the first output side transistor 216.
  • the first input-side transistor 215 and the first output-side transistor 216 that make up the first current mirror circuit match the characteristics with the same transistor size.
  • the gate terminal of the first input side transistor 215 is connected to the drain terminal and the gate terminal of the first output side transistor 216, the source terminal is connected to the power supply voltage VCC, and the drain terminal is connected to the drain terminal of the transistor 214 ing.
  • the first output transistor 216 has a gate terminal connected to the gate terminal of the first input transistor 215, a source terminal connected to the power supply voltage VCC, and a drain terminal connected to the current output terminal of the illumination control signal output unit 210. It has become.
  • the drain terminal of the first output side transistor 216 is connected to the current input terminal of the second current mirror circuit provided in the transistor array 220.
  • the transistor array 220 is composed of a second input-side transistor 221 and a plurality of second output-side transistors whose characteristics are matched with the same transistor size arranged in an array.
  • FIG. 4 shows a transistor array 220 including one second input-side transistor 221 and four second output-side transistors 222a to 222d.
  • a second current mirror circuit corresponding to the white LED 20 a provided in the lighting unit 20 is configured by the second input side transistor 221 and the second output side transistor 222 a.
  • a second current mirror circuit corresponding to the white LED 20b is configured by the second input side transistor 221 and the second output side transistor 222b, and the second input side transistor 221 and the second output side transistor 222c are formed.
  • the second current mirror circuit corresponding to the white LED 20c is configured, and the second current mirror circuit corresponding to the white LED 20d is configured by the second input side transistor 221 and the second output side transistor 222d. Then, each second current mirror circuit drives each of the corresponding white LEDs 20a to 20d.
  • the gate terminal of the second input side transistor 221 is connected to the drain terminal and the gate terminal of each of the second output side transistors 222a to 222d, the source terminal is connected to the ground, and the drain terminal is the current input of the transistor array 220 It is a terminal.
  • the drain terminal of the second input-side transistor 221 is connected to the current output terminal of the first current mirror circuit provided in the illumination control signal output unit 210.
  • the gate terminal is connected to the gate terminal of the second input side transistor 221
  • the source terminal is connected to the ground
  • the drain terminal is the cathode terminal of the corresponding white LED 20a to 20d. It is connected to the.
  • the anode terminals of the white LEDs 20a to 20d are connected to the power supply voltage VCC.
  • the operation of the illumination control circuit 200 of the second configuration of the first embodiment will be described.
  • the illumination control circuit 200 of the second configuration of the first embodiment as in the illumination control circuit 100 of the first configuration, in the illumination control signal output unit 210, the reference power supply 111, the operational amplifier 112, the resistor 113,
  • the voltage current conversion circuit configured by the transistor 214 generates a reference voltage Vref at the inverting input terminal of the operational amplifier 112 due to a virtual short circuit of the operational amplifier 112 based on the reference voltage Vref output by the reference power supply 111.
  • the current of the current value Io generated by the voltage-current conversion circuit is generated by the first current mirror circuit configured by the first input side transistor 215 and the first output side transistor 216 in the illumination control signal output unit 210. It is replicated and output from the current output terminal as a current signal of current value Io.
  • the current signal of the current value Io which is copied by the first current mirror circuit configured in the lighting control signal output unit 210 and output from the current output terminal, It is a signal.
  • the current signal of the current value Io copied by the first current mirror circuit passes through the second wiring board unit 85, the imaging element substrate unit 82, and the first wiring board unit 84, and the illumination board unit 81 Are input to the current input terminal of the transistor array 220, and are input to the drain terminal and the gate terminal of the second input-side transistor 221 in the transistor array 220.
  • the power supply voltage VCC and the ground are also shared by the components in the illumination control circuit 200 and the illumination unit 20, similarly to the illumination control circuit 100 of the first configuration.
  • the voltage signal of the power supply voltage VCC and the voltage signal of the ground are also the second wiring board unit 85, the imaging element substrate unit 82, and the first wiring board unit, similarly to the illumination control circuit 100 of the first configuration.
  • the light is input to the illumination substrate unit 81 via the line 84.
  • the respective second current mirror circuits constituted of the second input-side transistors 221 and the second output-side transistors 222a to 222d in the transistor array 220 have a current of the input current value Io. Duplicate.
  • the illumination current having the same current value Io as the input current that is, the same current value Io as the current generated by the voltage-current conversion circuit, corresponds to each of the white LEDs 20a to 20d to which the respective second current mirror circuits correspond.
  • the illumination current of the current value Io copied by the second current mirror circuit configured with the second input side transistor 221 and the second output side transistor 222 a is, It flows to the corresponding white LED 20 a provided in the lighting unit 20.
  • the illumination current of the current value Io copied by the second current mirror circuit configured with the second input-side transistor 221 and the second output-side transistor 222b flows to the corresponding white LED 20b provided in the illumination unit 20.
  • the illumination current of the current value Io copied by the second current mirror circuit configured with the second input side transistor 221 and the second output side transistor 222c flows to the corresponding white LED 20c provided in the illumination unit 20.
  • the illumination current of the current value Io copied by the second current mirror circuit configured with the second input side transistor 221 and the second output side transistor 222 d flows to the corresponding white LED 20 d provided in the illumination unit 20.
  • each of the white LEDs 20a to 20d emits light with the brightness (brightness) according to the current value Io of the flowing illumination current.
  • the lighting control circuit 200 also changes the current value Io of the output current to be generated by changing the voltage value of the reference voltage Vref output by the reference power supply 111, It is possible to change the current value Io of the current generated by the voltage-current conversion circuit, which is replicated by the first current mirror circuit. Therefore, the illumination control circuit 200 also controls the current value Io of the illumination current flowing through each of the white LEDs 20a to 20d in the same manner as the illumination control circuit 100 of the first configuration, and emits light of each of the white LEDs 20a to 20d. Brightness (brightness) can be controlled.
  • FIG. 5 is a diagram showing the arrangement and wiring of the illumination control circuit 200 of the second configuration of the first embodiment.
  • FIG. 5 shows the case where the components of the illumination control circuit 200 are arranged on the flexible substrate 80 having the shape shown in FIG. 1B.
  • the illumination control signal output unit 210 configuring the illumination control circuit 200 is disposed in the signal processing unit 50 mounted on the signal processing substrate unit 83.
  • the transistor array 220 constituting the illumination control circuit 200 is disposed together with the illumination unit 20 mounted on the illumination substrate unit 81.
  • a current signal (lighting control signal) of the current value Io connected between the lighting control signal output unit 210 and the transistor array 220, a voltage signal of the power supply voltage VCC, and a voltage signal of the ground Are connected via the second wiring substrate unit 85, the imaging element substrate unit 82, and the first wiring substrate unit 84. That is, as shown in FIG. 5, in the illumination control circuit 200, as in the illumination control circuit 100 of the first configuration, the three wirings are the second wiring board portion 85, the imaging element substrate portion 82, and the 1 through the wiring board portion 84.
  • the lighting control signal output unit (the lighting control signal output unit 210) converts the reference voltage Vref into a current, and a voltage-current conversion circuit (the reference power supply 111 and the operational amplifier A first current mirror circuit (a first input side configured to output, as a lighting control signal, a current signal obtained by duplicating the value of the current converted by the voltage-current conversion circuit);
  • the illumination drive unit (the illumination drive unit 220) is configured by the respective transistors in the transistor array (the transistor array 220) from the first current mirror circuit.
  • Each of the white LEDs 20a to 20d generates an illumination current that duplicates the value of the current of the output illumination control signal
  • a capsule endoscope 1 is configured which constitutes a corresponding second current mirror circuit (corresponding to each of the white LEDs 20a to 20d by the second input side transistor 221 and the second output side transistors 222a to 222d). Be done.
  • the illumination control circuit 200 controls the light emission of the white LEDs 20 a to 20 d provided in the illumination unit 20 of the capsule endoscope 1 by such configuration, operation, and arrangement.
  • the current value Io of the illumination current flowing through each of the white LEDs 20a to 20d is the same current value Io as the current value Io of the current generated by the voltage-current conversion circuit in the illumination control signal output unit 210. It is. Therefore, in the illumination control circuit 200, light can be emitted uniformly without variation in the brightness (luminance) of the light emitted by each of the white LEDs 20a to 20d.
  • the illumination control circuit 200 as an illumination control circuit for controlling the light emission of the white LEDs 20a to 20d provided in the illumination unit 20 of the capsule endoscope 1, similarly to the illumination control circuit 100 of the first configuration, The performance (brightness) and quality (uniformness of the irradiation light) of the illumination unit 20 required for the capsule endoscope 1 can be easily ensured.
  • the illumination control circuit 200 similarly to the illumination control circuit 100 of the first configuration, the light emission of the white LEDs 20a to 20d provided in the illumination unit 20 is controlled with a smaller number of wires (the number of signal lines) than the prior art. Do. Therefore, the light emission of the white LEDs 20a to 20d can be controlled without widening the widths of the second wiring board portion 85 and the first wiring board portion 84 so that the illumination control circuit 200 can be easily used as a capsule endoscope. It can be applied to one system.
  • the first input side transistor 215 and the first output side transistor 216 that constitute the first current mirror circuit in the illumination control signal output unit 210 have the same transistor size. Characteristic matching is performed, and each of the second input side transistor 221 and the second output side transistors 222a to 222d that constitute the second current mirror circuit in the transistor array 220 has the same transistor size and characteristic. Matching is taken.
  • the illumination control signal output unit 210 and the transistor array 220 at different positions in the illumination control circuit 200, the current of the current output from the first current mirror circuit in the illumination control signal output unit 210 Even when an error occurs between the value Io and the current value Io of the illumination current output by the second current mirror circuit in the transistor array 220, the current value Io of the illumination current in the illumination unit 20 becomes the same current value, Similar to the illumination control circuit 100 of the first configuration, no variation occurs in the brightness (brightness) of the light emitted by each of the white LEDs 20a to 20d.
  • the illumination control circuit 200 matching of the characteristics of the respective transistors provided in the first current mirror circuit and the second current mirror circuit can be performed in the case of controlling light emission of more white LEDs provided in the illumination unit 20.
  • the method to be taken can also be considered in the same manner as the illumination control circuit 100 of the first configuration. For this reason, detailed explanations of these concepts are omitted.
  • the first input side transistor 215 and the first output side transistor 216 that constitute the first current mirror circuit, and the second that constitutes the second current mirror circuit in the transistor array 220 are matched with the same transistor size.
  • the characteristics of the input side transistor 221 and the second output side transistors 222a to 222d are matched with the same transistor size.
  • the ratio of the input current value to the output current value is changed by changing the transistor size of the input side transistor and the output side transistor. Can be changed. Therefore, in the lighting control circuit 200, it is possible to use the characteristics of the current mirror circuit.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a third configuration of the illumination control circuit of the first embodiment.
  • the illumination control circuit 300 of the third configuration shown in FIG. 6 includes an illumination control signal output unit 310 and an illumination drive unit 320.
  • the illumination control signal output unit 310 is disposed in the signal processing unit 50 mounted on the signal processing substrate unit 83.
  • the illumination drive unit 320 is disposed together with the illumination unit 20 mounted on the illumination substrate unit 81.
  • the components of the illumination control circuit 300 of the third configuration include components similar to the components of the illumination control circuit 100 of the first configuration. Therefore, in the components of the illumination control circuit 300 of the third configuration, the same components as the components of the illumination control circuit 100 of the first configuration are given the same reference numerals, and the respective components are related. Detailed description is omitted.
  • the illumination control signal output unit 310 outputs an illumination control signal for controlling the driving of the white LED provided in the illumination unit 20 by the illumination drive unit 320, similarly to the illumination control circuit 100 of the first configuration, and the white LED emits light Control the brightness (brightness).
  • the illumination drive unit 320 directly drives the white LED provided in the illumination unit 20 in accordance with the illumination control signal input from the illumination control signal output unit 310.
  • a transistor array 321 and a resistor array 322 are provided as the illumination drive unit 320.
  • a voltage-current conversion circuit that is, an amplifier circuit is configured by the components in the illumination control signal output unit 310 and the components in the illumination drive unit 320.
  • the illumination control signal output unit 310 includes a reference power supply 111, an operational amplifier 112, and a resistor 313.
  • the reference power supply 111 and the operational amplifier 112 are components similar to the components of the lighting control circuit 100 of the first configuration. However, in the lighting control signal output unit 310, the positive terminal of the reference power supply 111 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 112, the inverting input terminal becomes the reference potential terminal of the lighting control signal output unit 310, and one of the resistors 313 The output terminal is a voltage output terminal of the illumination control signal output unit 310. Therefore, the reference voltage Vref is input to the non-inverted input terminal of the operational amplifier 112, and the voltage at one terminal of the resistor 313 appears at the inverted input terminal.
  • the resistor 313 is a resistor having a predetermined resistance value R / 4. One terminal of the resistor 313 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 112, that is, the reference potential terminal, and the other terminal is connected to the ground. The voltage of the inverting input terminal, which is a reference potential terminal, appears as a reference voltage Vref due to a virtual short circuit of the operational amplifier 112.
  • the transistor array 321 is composed of a plurality of drive transistors arranged in an array and having the same transistor size and characteristics matched.
  • FIG. 6 shows a transistor array 321 including four drive transistors 321a to 321d.
  • the resistor array 322 is composed of a plurality of resistors whose characteristics are matched with the same resistance value r arranged in an array.
  • FIG. 6 shows a resistor array 322 with four resistors 322a-322d.
  • the configuration of the reference power supply 111, the operational amplifier 112, the resistor 313, the transistor array 321, and the resistor array 322 operates as a voltage-current conversion circuit, that is, an amplifier.
  • each of the drive transistors 321 a to 321 d included in the transistor array 321 and each of the corresponding resistors 322 a to 322 d included in the resistor array 322 are paired.
  • each set drives each of the corresponding white LEDs 20a to 20d.
  • the pair of drive transistor 321a and resistor 322a operates as a part of the voltage-current conversion circuit, that is, as a part of the amplification circuit, and drives the corresponding white LED 20a.
  • the drive transistor 321 b and the resistor 322 b operate as part of the voltage-current conversion circuit, that is, as part of the amplification circuit, and drive the corresponding white LED 20 b.
  • the drive transistor 321c and the resistor 322c operate as part of the voltage-current conversion circuit, that is, as part of the amplification circuit, and drive the corresponding white LED 20c.
  • the pair of the drive transistor 321 d and the resistor 322 d operates as a part of the voltage-current conversion circuit, that is, as a part of the amplification circuit, and drives the corresponding white LED 20 d.
  • each of the drive transistors 321a to 321d the gate terminal is connected to the output terminal of the operational amplifier 112, the source terminal is connected to one terminal of each of the resistors 322a to 322d, and the drain terminal is the cathode of the corresponding white LED 20a to 20d. It is connected to the terminal.
  • the other terminal of each of the resistors 322 a to 322 d is connected to one terminal of the resistor 313 and the inverting input terminal (reference potential terminal) of the operational amplifier 112.
  • the anode terminals of the white LEDs 20a to 20d are connected to the power supply voltage VCC.
  • the operation of the illumination control circuit 300 of the third configuration of the first embodiment will be described.
  • the voltage-current conversion circuit is formed by the components in the illumination control signal output unit 310 and the components in the illumination drive unit 320.
  • a part of the circuit that is, an amplifier circuit is configured.
  • the voltage between the respective signal lines to which the illumination control signal output unit 310 and the illumination drive unit 320 are connected is the inverting input terminal according to the reference voltage Vref input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 112 (Hereinafter referred to as “gate control voltage Vg”) according to the potential difference between the voltage output to the output terminal and the output terminal of the operational amplifier 112.
  • the voltage between the inverting input terminal serving as the reference potential terminal of the illumination control signal output unit 310 and the output terminal serving as the voltage output terminal of the illumination control signal output unit 310 is the gate control voltage Vg.
  • a voltage signal of the gate control voltage Vg is output from the voltage output terminal of the illumination control signal output unit 310.
  • the voltage signal of the gate control voltage Vg (potential difference between the potential of the voltage output terminal and the potential of the reference potential terminal) output from the voltage output terminal of the illumination control signal output unit 310 , Illumination control signal.
  • the voltage signal of the gate control voltage Vg output from the voltage output terminal of the illumination control signal output unit 310 passes through the second wiring substrate unit 85, the imaging element substrate unit 82, and the first wiring substrate unit 84. Then, the voltage is input to the voltage input terminal of the transistor array 321 disposed in the illumination substrate portion 81, and is input to each gate terminal of the drive transistors 321a to 321d in the transistor array 321.
  • the power supply voltage VCC and the reference potential terminal of the illumination control signal output unit 310 are components of the illumination control circuit 300 (more specifically, the resistors 322a to 322d in the resistor array 322). Shared by each of the other terminal and the lighting unit 20).
  • the voltage signal of the power supply voltage VCC and the voltage signal of the reference potential terminal of the illumination control signal output unit 310 are also the second wiring substrate unit 85 and the imaging element substrate unit as in the illumination control circuit 100 of the first configuration.
  • the light is input to the illumination substrate unit 81 via the first and second wiring substrate units 84 and 82.
  • Each of the drive transistors 321a to 321d has a gate control voltage Vg input to the gate terminal and a voltage signal of the reference potential terminal of the illumination control signal output unit 310 via the corresponding resistors 322a to 322d connected to the source terminal.
  • Vg the potential difference
  • the respective illumination currents of the current value Io flowing from the drain terminal to the source terminal are generated.
  • the illumination current generated by each of the drive transistors 321a to 321d flows to each of the corresponding white LEDs 20a to 20d. More specifically, as shown in FIG. 6, the illumination current of the current value Io generated by the drive transistor 321a flows to the corresponding white LED 20a, and the illumination current of the current value Io generated by the drive transistor 321b corresponds to white. The current flows to the LED 20b, the illumination current of the current value Io generated by the drive transistor 321c flows to the corresponding white LED 20c, and the illumination current of the current value Io generated by the drive transistor 321d flows to the corresponding white LED 20d.
  • each of the white LEDs 20a to 20d emits light with the brightness (brightness) according to the current value Io of the flowing illumination current.
  • the reference potential terminal of the illumination control signal output unit 310 and the voltage are changed by changing the voltage value of the reference voltage Vref output by the reference power supply 111.
  • the voltage value to the output terminal can be changed. That is, in the illumination control circuit 300, the voltage value of the reference voltage Vref output from the reference power supply 111 is changed to change the voltage value of the gate control voltage Vg input to the respective gate terminals of the drive transistors 321a to 321d.
  • the current value Io of the illumination current flowing through each of the white LEDs 20a to 20d can be controlled to control the brightness (brightness) of light emitted from each of the white LEDs 20a to 20d.
  • FIG. 7 is a diagram showing the arrangement and wiring of the illumination control circuit 300 of the third configuration of the first embodiment.
  • FIG. 7 shows the case where the components of the illumination control circuit 300 are arranged on the flexible substrate 80 having the shape shown in FIG. 1B.
  • the illumination control signal output unit 310 constituting the illumination control circuit 300 is disposed in the signal processing unit 50 mounted on the signal processing substrate unit 83, and the illumination drive unit 320 is mounted on the illumination substrate unit 81 Are arranged together with the illumination unit 20.
  • a voltage signal (illumination control signal) of the gate control voltage Vg connected between the illumination control signal output unit 310 and the illumination drive unit 320, a voltage signal of the reference potential terminal, and the power supply voltage VCC Are connected via the second wiring substrate unit 85, the imaging element substrate unit 82, and the first wiring substrate unit 84. That is, as shown in FIG. 7, in the illumination control circuit 300 as well, as in the illumination control circuit 100 of the first configuration and the illumination control circuit 200 of the second configuration, the three wires form the second wiring board portion It passes through the image pickup element substrate portion 82 and the first wiring substrate portion 84.
  • the illumination control signal output unit (the illumination control signal output unit 310) outputs a signal of a voltage corresponding to the reference voltage Vref as the illumination control signal (voltage (voltage) Current conversion circuit: comprising an illumination control signal output unit 310 and an illumination drive unit 320), and the illumination drive unit (illumination drive unit 320) corresponds to each transistor in the transistor array (transistor array 321), A resistor array (resistor array 322) including a plurality of resistors (resistors 322a to 322d) connected to the reference potential of the amplification circuit, and the respective transistors in the transistor array 321 correspond to the corresponding white LEDs 20a to 20d Drive transistors (drive transistors 321a to 321d), and the drive transistors Each of 21a to 321d generates an illumination current according to the potential difference between the potential of the illumination control signal inputted to the gate terminal and the reference potential connected via the corresponding resistors 322a to 322d in the resistor array 32
  • the illumination control circuit 300 controls the light emission of the white LEDs 20 a to 20 d provided in the illumination unit 20 of the capsule endoscope 1 by such configuration, operation, and arrangement.
  • the current value Io of the illumination current flowing through each of the white LEDs 20a to 20d is the same current value generated by each of the drive transistors 321a to 321d in the transistor array 321 included in the illumination drive unit 320. Io. Therefore, the illumination control circuit 300 can emit light uniformly without causing variations in the brightness (luminance) of the light emitted by each of the white LEDs 20a to 20d.
  • the illumination control circuit 300 as an illumination control circuit that controls the light emission of the white LEDs 20a to 20d provided in the illumination unit 20 of the capsule endoscope 1, the illumination control circuit 100 of the first configuration or the second configuration can be used. Similar to the illumination control circuit 200 of the configuration, the performance (brightness) and the quality (uniformness of the irradiation light) of the illumination unit 20 required for the capsule endoscope 1 can be easily ensured.
  • the illumination unit 20 can be provided with a smaller number of wires (the number of signal lines) than in the prior art.
  • the light emission of the provided white LEDs 20a to 20d is controlled. Therefore, the light emission of the white LEDs 20a to 20d can be controlled without widening the widths of the second wiring board portion 85 and the first wiring board portion 84 so that the illumination control circuit 300 can be easily used as a capsule endoscope. It can be applied to one system.
  • each of the drive transistors 321a to 321d in the transistor array 321 provided in the illumination drive unit 320 has the same transistor size and matching in characteristics. Further, each of the resistors 322a to 322d in the resistor array 322 provided in the illumination drive unit 320 has the same matching of the characteristics with the same resistance value r. That is, regardless of the illumination control signal output unit 310 disposed at a distant position in the illumination control circuit 300, each component in the illumination drive unit 320 is matched. Therefore, in the illumination control circuit 300, no variation occurs in the brightness (brightness) of the light emitted by each of the white LEDs 20a to 20d without being influenced by the illumination control signal output unit 310.
  • the illumination control circuit 300 controls the emission of more white LEDs provided in the illumination unit 20, the drive transistors in the transistor array 321 provided in the illumination drive unit 320, and the resistance provided in the illumination drive unit 320.
  • the method of matching the characteristics of the resistances of the array 322 can be considered similar to the lighting control circuit 100 of the first configuration. For this reason, detailed explanations of these concepts are omitted.
  • the illumination control circuit for controlling the light emission of the white LED provided in the illumination unit 20 includes the illumination substrate unit 81 and the first wiring.
  • an illumination drive unit for directly driving each of the plurality of white LEDs is disposed on the illumination substrate unit 81, and an illumination control signal output unit for controlling the illumination drive unit to control the drive of the white LEDs is a signal processing substrate unit Place at 83.
  • the plurality of wirings for each white LED connected between the illumination drive unit and the white LED to drive the white LED is the second wiring board unit 85, The regions of the imaging element substrate portion 82 and the first wiring substrate portion 84 are not passed, and only a small number of wires for controlling the driving of the white LED by the illumination driving portion are passed.
  • the system of the capsule endoscope 1 is accommodated in the capsule casing 10 without widening the widths of the second wiring substrate unit 85 and the first wiring substrate unit 84 so much.
  • the flexible substrate 80 has a sufficient thickness for securing the performance (brightness) and the quality (uniformness of the irradiated light) of the illumination required for the capsule endoscope 1 while maintaining the flexibility. It can be formed inside.
  • the illumination drive unit for directly driving each of the plurality of white LEDs is disposed on the illumination substrate unit 81
  • the substrate on which the illumination drive unit is disposed is the illumination substrate unit 81.
  • the illumination driver may be disposed on another substrate without limitation to the above.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing a first configuration of the illumination control circuit of the second embodiment.
  • the illumination control circuit 400 of the first configuration shown in FIG. 8 includes an illumination control signal output unit 110 and an illumination drive unit 120.
  • the illumination control signal output unit 110 is disposed in the signal processing unit 50 mounted on the signal processing substrate unit 83
  • the illumination drive unit 120 is an imaging element substrate unit 82.
  • the configuration of the illumination control circuit 400 of the first configuration is the same as the configuration of the illumination control circuit 100 of the first configuration of the first embodiment except that the position where the illumination driving unit 120 is disposed is different. Therefore, the operation of the illumination control circuit 400 of the first configuration is also similar to the operation of the illumination control circuit 100 of the first configuration of the first embodiment. Accordingly, detailed description of the configuration and operation of the illumination control circuit 400 of the first configuration is omitted.
  • FIG. 9 is a diagram showing the arrangement and wiring of the illumination control circuit 400 according to the first configuration of the second embodiment.
  • FIG. 9 shows the case where the components of the illumination control circuit 400 are arranged on the flexible substrate 80 having the shape shown in FIG. 1B.
  • the illumination control signal output unit 110 constituting the illumination control circuit 400 is disposed in the signal processing unit 50 mounted on the signal processing substrate unit 83, and the illumination drive unit 120 (transistor array 120) It is disposed in the imaging element 40 mounted on the element substrate unit 82. Therefore, in the lighting control circuit 400, a voltage signal (lighting control signal) of the gate control voltage VGS connected between the lighting control signal output unit 110 and the transistor array 120, a voltage signal of the power supply voltage VCC, and a voltage of ground A signal is connected to the imaging element 40 via the second wiring board portion 85.
  • a plurality of current signals of the illumination current of the current value Io connected between the transistor array 120 and each of the white LEDs 20a to 20d provided in the illumination unit 20 are the first wiring board portion Connected via 84. That is, as shown in FIG. 9, in the illumination control circuit 400, three wires pass through the second wiring board portion 85, and five wires pass through the first wiring board portion 84.
  • the illumination driving unit (illumination driving unit 120)
  • the imaging element 40 mounted on the imaging element substrate unit 82.
  • the capsule endoscope 1 is formed as a component provided in.
  • the first embodiment can be applied.
  • the lighting control circuit 400 can be easily implemented without widening the widths of the second wiring board portion 85 and the first wiring board portion 84 so much.
  • the present invention can be applied to the capsule endoscope 1 system.
  • the capsule endoscope 1 using the illumination control circuit 400 as the illumination control circuit can obtain illumination as in the case where the illumination control circuit 100 according to the first configuration of the first embodiment is used as the illumination control circuit.
  • the performance (brightness) and the quality (uniformness of the irradiation light) of the portion 20 can be easily secured.
  • the number of wirings (the number of signal lines) formed in the first wiring board portion 84 is the illumination of the first configuration of the first embodiment. More than the control circuit 100. However, since the first wiring substrate unit 84 originally has only a smaller number of wirings than the wiring group 851 of the signal transmitted / received between the imaging device 40 and the signal processing unit 50, the first The influence of the increase in the number of wires of the wiring board portion 84 does not occur. Rather, by not arranging the transistor array 120 on the illumination substrate portion 81, it is more effective that the area where the plurality of white LEDs can be mounted on the illumination substrate portion 81 is expanded.
  • the transistor array 120 is disposed in the imaging device 40.
  • each of the drive transistors provided in the transistor array 120 is configured of a separate transistor because a plurality of white LEDs are mounted on the illumination substrate portion 81 The matching of the characteristics of the respective drive transistors is easily achieved in the imaging device 40.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing a second configuration of the illumination control circuit of the second embodiment.
  • the illumination control circuit 500 of the second configuration shown in FIG. 10 includes an illumination control signal output unit 210 and an illumination drive unit 220.
  • the illumination control signal output unit 210 is disposed in the signal processing unit 50 mounted on the signal processing substrate unit 83.
  • the illumination driving unit 220 is disposed in the imaging device 40 mounted on the imaging device substrate unit 82.
  • the configuration of the illumination control circuit 500 of the second configuration is the same as the configuration of the illumination control circuit 200 of the second configuration of the first embodiment except that the position at which the illumination driving unit 220 is disposed is different. Therefore, the operation of the illumination control circuit 500 of the second configuration is also similar to the operation of the illumination control circuit 200 of the second configuration of the first embodiment. Accordingly, detailed description of the configuration and operation of the illumination control circuit 500 of the second configuration is omitted.
  • FIG. 11 is a diagram showing the arrangement and wiring of the illumination control circuit 500 of the second configuration of the second embodiment.
  • FIG. 11 shows the case where each component of the illumination control circuit 500 is disposed on the flexible substrate 80 having the shape shown in FIG. 1B.
  • the illumination control signal output unit 210 constituting the illumination control circuit 500 is disposed in the signal processing unit 50 mounted on the signal processing substrate unit 83, and the illumination drive unit 220 (transistor array 220) It is disposed in the imaging element 40 mounted on the element substrate unit 82. Therefore, in the lighting control circuit 500, the current signal (lighting control signal) of the current value Io connected between the lighting control signal output unit 110 and the transistor array 120, the voltage signal of the power supply voltage VCC, and the voltage signal of the ground Are connected to the imaging element 40 via the second wiring board portion 85.
  • a plurality of current signals of the illumination current of the current value Io connected between the transistor array 220 and each of the white LEDs 20a to 20d provided in the illumination unit 20 are the first wiring board portion Connected via 84. That is, as shown in FIG. 11, even in the illumination control circuit 500, as in the illumination control circuit 400 of the first configuration, three wires pass through the second wiring board portion 85, and five wires are first. Pass through the wiring board portion 84 of FIG.
  • the configuration of the first embodiment can be used.
  • the illumination control circuit 500 can be easily implemented without widening the widths of the second wiring board portion 85 and the first wiring board portion 84 so much.
  • the present invention can be applied to the capsule endoscope 1 system.
  • the capsule endoscope 1 using the illumination control circuit 500 as the illumination control circuit can obtain illumination as in the case of using the illumination control circuit 200 of the second configuration of the first embodiment as the illumination control circuit.
  • the performance (brightness) and the quality (uniformness of the irradiation light) of the portion 20 can be easily secured.
  • the number of wirings (the number of signal lines) formed in the first wiring board portion 84 is the illumination of the second configuration of the first embodiment. More than the control circuit 200.
  • a plurality of white LEDs can be mounted on the illumination substrate unit 81 by not arranging the transistor array 220 on the illumination substrate unit 81. It is more effective that the expansion of the area and the matching of the characteristics of the respective drive transistors provided in the transistor array 120 be easily taken in the imaging device 40.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing a third configuration of the illumination control circuit of the second embodiment.
  • the illumination control circuit 600 of the third configuration shown in FIG. 12 includes an illumination control signal output unit 310 and an illumination drive unit 320.
  • the illumination control signal output unit 310 is disposed in the signal processing unit 50 mounted on the signal processing substrate unit 83.
  • the illumination drive unit 320 is disposed in the imaging device 40 mounted on the imaging device substrate unit 82.
  • the configuration of the illumination control circuit 600 of the third configuration is the same as the configuration of the illumination control circuit 300 of the third configuration of the first embodiment except that the position where the illumination driving unit 320 is disposed is different. Therefore, the operation of the illumination control circuit 600 of the third configuration is also similar to the operation of the illumination control circuit 300 of the third configuration of the first embodiment. Accordingly, the detailed description of the configuration and operation of the illumination control circuit 600 of the third configuration is omitted.
  • FIG. 13 is a diagram showing the arrangement and wiring of the illumination control circuit 600 of the third configuration of the second embodiment.
  • FIG. 13 shows the case where the components of the illumination control circuit 600 are arranged on the flexible substrate 80 having the shape shown in FIG. 1B.
  • the illumination control signal output unit 310 constituting the illumination control circuit 600 is disposed in the signal processing unit 50 mounted on the signal processing substrate unit 83, and the illumination drive unit 320 (transistor array 321 and resistor array 322). ) Are disposed in the imaging element 40 mounted on the imaging element substrate unit 82. Therefore, in the illumination control circuit 600, a voltage signal (illumination control signal) of the gate control voltage Vg connected between the illumination control signal output unit 310 and the transistor array 321 provided in the illumination drive unit 320 and the illumination drive unit 320 The voltage signal of the reference potential terminal connected between the resistor array 322 and the voltage signal of the power supply voltage VCC is connected to the imaging element 40 via the second wiring board portion 85.
  • a plurality of current signals of the illumination current of the current value Io connected between the transistor array 321 and each of the white LEDs 20a to 20d provided in the illumination unit 20 are the first wiring board portion Connected via 84. That is, as shown in FIG. 13, in the illumination control circuit 600 as well, like the illumination control circuit 400 of the first configuration, three wires pass through the second wiring board portion 85 and five wires are the first. Pass through the wiring board portion 84 of FIG.
  • the configuration of the first embodiment can be used.
  • the illumination control circuit 600 can be easily implemented without widening the widths of the second wiring board portion 85 and the first wiring board portion 84 so much.
  • the present invention can be applied to the capsule endoscope 1 system.
  • the capsule endoscope 1 using the illumination control circuit 600 as the illumination control circuit can obtain illumination as in the case of using the illumination control circuit 300 of the third configuration of the first embodiment as the illumination control circuit.
  • the performance (brightness) and the quality (uniformness of the irradiation light) of the portion 20 can be easily secured.
  • the number of wirings (the number of signal lines) formed in the first wiring substrate unit 84 is the illumination of the third configuration of the first embodiment.
  • the illumination control circuit 400 is not disposed on the illumination substrate unit 81. Matching of characteristics such as the matching of the characteristics of each drive transistor provided in the transistor array 321 and the resistance value of each resistance provided in the resistor array 322 , It is more effective to be easily taken in the imaging device 40.
  • the illumination control circuit for controlling the light emission of the white LED provided in the illumination unit 20 includes the illumination substrate unit 81 and the first wiring.
  • the portion 83 and the imaging element substrate portion 82 are separately disposed.
  • an illumination drive unit for directly driving each of the plurality of white LEDs is disposed on the imaging element substrate unit 82, and a lighting control signal output unit for controlling the illumination drive unit to control the drive of the white LEDs is a signal processing substrate It arranges in section 83.
  • the number of the plurality of wirings for each white LED connected between the illumination drive unit and the white LED to drive the white LED is different from that in the related art.
  • only a small number of wires such as a lighting control signal for the lighting control signal output unit to control the lighting driving unit pass through the area of the second wiring board unit 85.
  • the second embodiment in order to further secure the required performance (brightness) and quality (uniformness of the irradiation light) of the illumination which are required without widening the width of the second wiring board portion 85 so much.
  • the illumination control circuit for controlling the light emission of the plurality of light emitting elements provided in the illumination unit comprises: A signal processing substrate portion of a flexible substrate integrally formed in a shape in which the respective substrate portions are arranged in a line in the order of the wiring substrate portion of 1, the imaging element substrate portion, the second wiring substrate portion, and the signal processing substrate portion 83 , And divided into an imaging element substrate portion or a lighting substrate portion.
  • constituent elements in the illumination control circuit connected to each of the plurality of light emitting elements provided in the illumination unit are disposed in the imaging element substrate unit or the illumination substrate unit.
  • the illumination driving unit is disposed on the illumination substrate unit
  • the illumination driving unit is disposed on the imaging element substrate unit. That is, in any of the first embodiment and the second embodiment, the case where the illumination control signal output unit is disposed on the signal processing substrate unit has been described.
  • the substrate on which the signal processing substrate unit is disposed is not limited to the signal processing substrate unit. That is, the signal processing substrate unit can also be disposed on the image pickup device substrate unit as in the illumination drive unit. In this case, it is not necessary to form a wire, such as a lighting control signal for the lighting control signal output unit to control the lighting drive unit, in the second wiring board unit.
  • matching of the characteristics of the components of the illumination control circuit can be easily achieved in the imaging device 40.
  • the illumination control signal output unit constituting the illumination control circuit is disposed in the signal processing unit 50, that is, incorporated in the signal processing unit 50
  • the second embodiment The configuration in which the illumination drive unit constituting the illumination control circuit is disposed in the imaging device 40, that is, incorporated in the imaging device 40 has been described above. That is, the configuration formed on the same silicon substrate (so-called IC chip) has been described.
  • the illumination control signal output unit and the illumination drive unit constituting the illumination control circuit are disposed on the signal processing substrate unit 83 or the imaging element substrate unit 82, the respective components are the same as those of the corresponding capsule endoscope. It is not limited to the configuration incorporated in the components of the system.
  • the illumination control signal output unit and the illumination drive unit that constitute the illumination control circuit may be separately manufactured from the signal processing unit 50 and the imaging device 40 by respective single IC chips. Even in this case, the illumination control signal output unit and the illumination drive unit manufactured separately are disposed in the substrate on which the corresponding capsule endoscope system components are mounted.

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Abstract

撮像素子が実装される撮像素子基板部と、被写体の撮影を制御すると共に、信号処理部が実装される信号処理基板部と、複数の発光素子が実装される照明基板部と、照明基板部と撮像素子基板部との間を通る信号の配線が形成される第1の配線基板部と、撮像素子基板部と信号処理基板部との間を通る信号の配線が形成される第2の配線基板部とを有し、照明基板部、第1の配線基板部、撮像素子基板部、第2の配線基板部、信号処理基板部の順番で、それぞれの基板部が一列に並んだ形状に一体成形されたフレキシブル基板が収納されるカプセル内視鏡において、照明部に備えた複数の発光素子の発光を制御するための照明制御信号を出力する照明制御信号出力部と、照明制御信号出力部から入力された照明制御信号に応じて発光素子のそれぞれを駆動する照明駆動部とを有する照明制御回路を備え、照明駆動部は、撮像素子基板部および照明基板部のいずれか一方に配置される。

Description

カプセル内視鏡
 本発明は、カプセル内視鏡に関し、特に、カプセル内視鏡に備えた照明制御用の回路の配置と回路間の配線とに関する。
本願は、2014年3月28日に、日本国に出願された特願2014-068378号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 従来から、体内の検査を目的として、端部を半球状に成形した筒状のカプセル筐体内に、照明部、光学系、撮像素子、信号処理部、通信アンテナ、および電源などで構成される内視鏡のシステムを収容したカプセル内視鏡が利用され始めている。
 カプセル内視鏡では、内視鏡のシステムを構成するそれぞれの構成要素が、1つの基板として成形されたフレキシブル基板内の離れた位置に実装され、それぞれの構成要素の間で信号の送受信を行うための配線が形成されているフレキシブル基板内の配線領域を、山折りまたは谷折りに折り曲げた状態でカプセル筐体の内部に収容している。このフレキシブル基板は、主に、照明部が実装される照明基板部、撮像素子が実装される撮像素子基板部、および信号処理部が実装される信号処理基板部からなる3つの部品実装領域と、それぞれの部品実装領域の間に位置する2つの配線領域とが形成されている。より具体的には、フレキシブル基板は、照明基板部、この照明基板部と撮像素子基板部との間の配線領域(以下、「第1の配線基板部」という)、撮像素子基板部、この撮像素子基板部と信号処理基板部との間の配線領域(以下、「第2の配線基板部」という)、信号処理基板部の順番で、それぞれの基板部が一列に並んだ形状に一体成形されている。
 また、カプセル内視鏡に備えた照明部は、撮影を行う被写体に光を照射するための発光素子である白色LED(Light Emitting Diode)が並列に複数接続された構成であり、それぞれの白色LEDが所定の間隔で照明基板部内に配置されている。そして、信号処理部に備えたLED駆動回路が、それぞれの白色LEDの電圧を制御することによって、白色LEDが発光する輝度の制御を行っている。なお、白色LEDに直接電圧を印加すると、過電流によって白色LED自体が破壊されることがあるため、それぞれの白色LEDには、過電流による破壊を防止するための抵抗素子が直列に接続されている。つまり、照明部は、抵抗素子と白色LEDとが直列に接続された組(以下、「白色LED群」という)が、並列に複数接続された構成となっている。
 ところで、一般的に、LEDには、順方向降下電圧の特性にばらつきがある。このため、信号処理部が予め定めた一定の電圧をそれぞれの白色LED群に印加すると、白色LEDのそれぞれの順方向降下電圧のばらつきの影響によって、それぞれの白色LED群内の抵抗素子に印加される電圧にばらつきが発生する。これにより、それぞれの白色LED群毎に、抵抗素子および白色LEDに流れる電流がばらつき、白色LEDが発光する輝度にもばらつきが生じる。カプセル内視鏡では、照明部に備えたそれぞれの白色LEDの輝度がばらついていると、撮影する被写体に対して光(照射光)をムラなく照射することができないため、好ましい状態であるとはいえない。
 このため、例えば、特許文献1に開示されたような、LEDの発光を電流によって制御する技術を適用することが考えられる。特許文献1に開示された技術では、定電流発生回路とそれぞれのLEDに対応したカレントミラー回路とによって、それぞれのLEDに同じ電流を流す構成のLED駆動回路が開示されている。この特許文献1で開示されたLED駆動回路の構成をカプセル内視鏡に備えた照明部を制御するLED駆動回路として信号処理部に適用することによって、照明部を構成する複数の白色LEDのそれぞれを、低電圧で、かつ輝度のばらつきを抑えた状態で駆動することができる。このことにより、カプセル内視鏡では、被写体に照射する光の明るさ(輝度)や照射光の均一性の改善を図るために、照明部に備える白色LEDの数を増やすことが可能となる。
日本国特開2002-319707号公報
 ところで、特許文献1に開示された技術では、全てのLEDのカソード端子に共通して接続される1本のグラウンド信号と、それぞれのLEDのアノード端子に対して1本ずつ接続される対応するカレントミラー回路の信号とによって、つまり、LEDの数+1本の信号線によって、LEDの発光を電流によって制御している。また、上述したように、カプセル内視鏡では、照明部の制御を信号処理部に備えたLED駆動回路が行っている。このため、カプセル内視鏡を構成する照明部を制御するためのそれぞれの信号は、信号処理基板部に実装された信号処理部から、第2の配線基板部、撮像素子基板部、および第1の配線基板部を通って、照明基板部に実装された照明部に入力されることになる。
 このため、特許文献1に開示されたLED駆動回路の技術をカプセル内視鏡に適用した場合には、被写体に照射する光の明るさ(輝度)や照射光の均一性の改善を図るために白色LEDの数を増やすと、より多くの照明部用の信号が、第2の配線基板部、撮像素子基板部、および第1の配線基板部を通ることになる。つまり、特許文献1に開示されたLED駆動回路の技術を適用したカプセル内視鏡では、照明部に備えた白色LEDの数+1本の信号線が、第2の配線基板部、撮像素子基板部、および第1の配線基板部を通ることになる。
 ここで、カプセル内視鏡のシステムを構成するそれぞれの構成要素が実装されたフレキシブル基板をカプセル筐体に収容する場合を考える。上述したように、カプセル内視鏡では、フレキシブル基板の配線領域、つまり、第1の配線基板部の部分と第2の配線基板部の部分とを折り曲げてカプセル筐体に収容する。このため、被写体に照射する光の明るさ(輝度)や照射光の均一性の改善を図るために白色LEDの数を増やしたことによって第1の配線基板部と第2の配線基板部とのそれぞれに多くの信号線が通ることになった場合には、第1の配線基板部と第2の配線基板部とのそれぞれの幅を、信号の数に応じて広げて、それぞれの信号の配線を通す領域を確保することが必要になる。
 このとき、カプセル内視鏡では、特に送受信される信号の数が多い、撮像素子と信号処理部との間の第2の配線基板部において、信号の配線を通す領域を確保する方法が問題となる。これは、第2の配線基板部の幅を広くすると、フレキシブル基板を折り曲げてカプセル筐体に収容する際に、カプセル内視鏡の端部から見た投影面の面積が、第2の配線基板部を折り曲げたところで大きくなる可能性があるからである。つまり、第2の配線基板部の幅を広くすることによって、折り曲げた第2の配線基板部の縁が、カプセル筐体の内周部に接触し、フレキシブル基板を収容することができなくなるという問題が発生することが想定されるからである。なお、この問題を回避するために、カプセル筐体の筒状の部分を太くすることが考えられるが、カプセル内視鏡の小型化を実現することが困難になる。
 第2の配線基板部に増加した信号の配線を通す方法として、第2の配線基板部に形成するそれぞれの配線の幅を細くする方法が考えられる。この方法によって、第2の配線基板部の幅の増大を抑えることが可能である。しかし、この方法の場合には、照明部用の信号の配線を細くすることに応じて、配線に流すことができる電流値が小さくなり、これに伴って、白色LEDが発光する輝度が低くなる。このため、カプセル内視鏡に求められる照明部の性能(輝度)や品質(照射光の均一性)を確保することが困難になるため、有効な方法であるとはいえない。
 第2の配線基板部に増加した信号の配線を通す方法として、信号処理部に備えているLED駆動回路を照明基板部に配置する方法が考えられる。この方法によって、第2の配線基板部を通る信号の数を削減し、第2の配線基板部の幅の増大を抑えることが可能である。しかし、この方法の場合には、照明基板部の面積の関係から、照明基板部に本来実装する白色LEDの配置に制約が発生することが考えられる。このため、カプセル内視鏡に求められる照明部の性能(輝度)や品質(照射光の均一性)を確保するために必要な、照明基板部内におけるそれぞれの構成要素の配置という観点から、この方法を採用するのは困難であると考えられる。
 このように、特許文献1で開示されたLED駆動回路の技術を、容易にカプセル内視鏡に適用することは困難である。
 本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、カプセル内視鏡に最適な照明制御用の回路の配置と回路間の配線とを提供することを目的としている。
 本発明の第一の態様によれば、カプセル内視鏡は、二次元の行列状に配置された複数の画素を具備し、撮影した被写体の画素信号を出力する撮像素子が実装される撮像素子基板部と、前記撮像素子における被写体の撮影を制御すると共に、前記撮像素子から出力された前記画素信号に対して予め定められた種々の画像処理を施した画像を生成する信号処理部が実装される信号処理基板部と、撮影する被写体に対して光を照射する照明部に備えた複数の発光素子が実装される照明基板部と、前記照明基板部と前記撮像素子基板部との間を通る信号の配線が形成される第1の配線基板部と、前記撮像素子基板部と前記信号処理基板部との間を通る信号の配線が形成される第2の配線基板部とを有し、前記照明基板部、前記第1の配線基板部、前記撮像素子基板部、前記第2の配線基板部、前記信号処理基板部の順番で、それぞれの基板部が一列に並んだ形状に一体成形されたフレキシブル基板がカプセル筐体内に収容されるカプセル内視鏡において、前記照明部に備えた複数の前記発光素子の発光を制御するための照明制御信号を出力する照明制御信号出力部と、前記照明制御信号出力部から入力された前記照明制御信号に応じて前記発光素子のそれぞれを駆動する照明駆動部とを有する照明制御回路、を備え、前記照明駆動部は、前記撮像素子基板部および前記照明基板部のいずれか一方に配置される。
 本発明の第二の態様によれば、上記第一の態様に係るカプセル内視鏡において、前記発光素子は、LEDであり、前記照明駆動部は、前記照明部に備えた複数の前記発光素子のそれぞれに対応し、前記照明制御信号に応じた照明電流を生成する複数のトランジスタを備えるトランジスタアレイ、を有してもよい。
 本発明の第三の態様によれば、上記第二の態様に係るカプセル内視鏡において、前記照明制御信号出力部は、基準電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路を構成し、変換した電流の値に応じて生成した電圧の信号を前記照明制御信号として出力する制御トランジスタと、を備え、前記照明駆動部は、前記トランジスタアレイ内のそれぞれのトランジスタを、対応する前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとして構成し、前記駆動トランジスタのそれぞれは、ゲート端子に入力された前記照明制御信号の電圧値に応じた前記照明電流を生成してもよい。
 本発明の第四の態様によれば、上記第二の態様に係るカプセル内視鏡において、前記照明制御信号出力部は、基準電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路が変換した電流の値を複製した電流の信号を前記照明制御信号として出力する第1のカレントミラー回路と、を備え、前記照明駆動部は、前記トランジスタアレイ内のそれぞれのトランジスタによって、前記第1のカレントミラー回路から出力された前記照明制御信号の電流の値を複製した前記照明電流を生成する、前記発光素子のそれぞれに対応した複数の第2のカレントミラー回路を構成してもよい。
 本発明の第五の態様によれば、上記第二の態様に係るカプセル内視鏡において、前記照明制御信号出力部は、基準電圧に応じた電圧の信号を前記照明制御信号とし出力する増幅回路、を備え、前記照明駆動部は、前記トランジスタアレイ内のそれぞれのトランジスタに対応し、前記増幅回路の基準の電位と接続される抵抗を複数備えた抵抗アレイ、をさらに備え、前記トランジスタアレイ内のそれぞれのトランジスタを、対応する前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとして構成し、前記駆動トランジスタのそれぞれは、ゲート端子に入力された前記照明制御信号の電位と、前記抵抗アレイ内の対応する抵抗を介して接続された基準の電位との電位差に応じた前記照明電流を生成してもよい。
 本発明の第六の態様によれば、上記第三の態様から上記第五の態様のいずれか一つの態様に係るカプセル内視鏡において、前記照明制御信号出力部は、前記基準電圧の電圧値と前記照明制御信号を表す電圧値との比較を行う演算増幅器、を備えてもよい。
 本発明の第七の態様によれば、上記第一の態様から上記第六の態様のいずれか一つの態様に係るカプセル内視鏡において、前記照明駆動部は、前記撮像素子基板部に配置される場合、前記撮像素子基板部に実装される前記撮像素子に備えた構成要素として形成されていてもよい。
 上記各態様に係るカプセル内視鏡によれば、カプセル内視鏡に最適な照明制御用の回路の配置と回路間の配線とを提供することができるという効果が得られる。
本発明の実施形態におけるカプセル内視鏡の構造を示した図である。 本発明の実施形態におけるカプセル内視鏡の構成要素が実装されるフレキシブル基板の構造を示した図である。 本発明の第1の実施形態の照明制御回路の第1の構成を示した回路図である。 本第1の実施形態の第1の構成の照明制御回路の配置および配線を示した図である。 本第1の実施形態の照明制御回路の第2の構成を示した回路図である。 本第1の実施形態の第2の構成の照明制御回路の配置および配線を示した図である。 本第1の実施形態の照明制御回路の第3の構成を示した回路図である。 本第1の実施形態の第3の構成の照明制御回路の配置および配線を示した図である。 本発明の第2の実施形態の照明制御回路の第1の構成を示した回路図である。 本第2の実施形態の第1の構成の照明制御回路の配置および配線を示した図である。 本第2の実施形態の照明制御回路の第2の構成を示した回路図である。 本第2の実施形態の第2の構成の照明制御回路の配置および配線を示した図である。 本第2の実施形態の照明制御回路の第3の構成を示した回路図である。 本第2の実施形態の第3の構成の照明制御回路の配置および配線を示した図である。
 以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1Aおよび図1Bは、本実施形態におけるカプセル内視鏡の構造を示した図である。図1Aには、本実施形態のカプセル内視鏡のシステムを構成するそれぞれの構成要素が、カプセル筐体内に収容された状態の構造を示している。図1Bには、本実施形態のカプセル内視鏡のシステムを構成するそれぞれの構成要素が実装されるフレキシブル基板の構造を示している。
 図1Aに示したカプセル内視鏡1は、照明部20と、光学系30と、撮像素子40と、信号処理部50と、通信アンテナ60と、電源70とを、内視鏡のシステムとして備えている。そして、カプセル内視鏡1では、内視鏡のシステムを構成するそれぞれの構成要素が、フレキシブル基板80に実装された状態で、カプセル筐体10に収容されている。より具体的には、カプセル筐体10の一端から、照明部20、光学系30、撮像素子40、電源70、信号処理部50、通信アンテナ60の順番で、内視鏡のシステムを構成するそれぞれの構成要素が収容されている。
 カプセル内視鏡1は、撮像素子40によって被写体を撮影し、撮影した画像(例えば、静止画像など)や映像(例えば、動画像など)を信号処理部50によって処理して、無線通信によって外部に送信する。以下の説明においては、画像と映像とを区別せずに、単に「画像」という。
 カプセル筐体10は、端部を半球状に成形した、カプセル内視鏡1のそれぞれの構成要素を収容する筒状の筐体である。カプセル筐体10は、照明部20、光学系30、および撮像素子40が収容される側の一端が透明の材料で成形されている。
 照明部20は、白色LEDなどの発光素子を複数備え、カプセル内視鏡1において被写体の撮影を行う際に、撮影する被写体に対して光を照射する。なお、以下の説明においては、照明部20に備えた発光素子が、白色LEDであるものとして説明する。
 光学系30は、照明部20によって光が照射された被写体からの被写体光を集光する光学レンズなどで構成される。光学系30は、カプセル内視鏡1において撮影を行う被写体の光学像を、撮像素子40の撮像面に結像させる。
 撮像素子40は、光学系30によって撮像面に結像された被写体の光学像を光電変換するCCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)イメージセンサや、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor:相補型金属酸化膜半導体)イメージセンサに代表される固体撮像装置である。撮像素子40は、二次元の行列状に配置された複数の画素を備え、信号処理部50から入力された制御信号に応じて被写体を撮影し、撮影した被写体の画素信号を、信号処理部50に出力する。
 信号処理部50は、撮像素子40から入力された画素信号に基づいて生成した被写体の画像をカプセル内視鏡1の外部に無線通信によって送信する。より具体的には、信号処理部50は、撮像素子40から入力された画素信号に対して、予め定められた種々の画像処理を施して被写体の画像を生成する。そして、信号処理部50は、生成した被写体の画像のデータ(以下、「画像データ」という)を、通信アンテナ60を用いた無線通信によってカプセル内視鏡1の外部に送信する。また、信号処理部50は、カプセル内視鏡1における撮影の制御や、被写体に照射する光の明るさ(輝度)の制御など、カプセル内視鏡1の全体の制御を行う。なお、信号処理部50におけるカプセル内視鏡1の全体の制御は、カプセル内視鏡1の外部から無線通信によって送信されてきた指示に応じて行う構成であってもよい。
 電源70は、カプセル内視鏡1に備えたそれぞれの構成要素に必要な電源を供給する。通信アンテナ60は、信号処理部50がカプセル内視鏡1の外部との間で無線通信を行う際の無線信号の送受信を行う。
 カプセル内視鏡1では、このようなシステム構成のそれぞれの構成要素が、図1Bに示したような形状のフレキシブル基板80に実装されている。図1Bに示したフレキシブル基板80は、部品実装領域と、配線領域とを備えている。部品実装領域は、照明基板部81と、撮像素子基板部82と、信号処理基板部83とを有する。配線領域は、第1の配線基板部84と第2の配線基板部85とを有する。そして、フレキシブル基板80は、図1Bに示したように、照明基板部81、第1の配線基板部84、撮像素子基板部82、第2の配線基板部85、信号処理基板部83の順番で、それぞれの基板部が一列に並んだ形状に一体成形されている。
 照明基板部81は、照明部20に備えた複数の白色LEDが実装される部品実装領域である。図1Bには、照明基板部81の表面に、照明部20に備えた4つの白色LED20a~20dが所定の間隔で実装されている状態を示している。なお、図1Bに示すように、照明基板部81は、中央に開口部81aをもったドーナツ状に成形されている。この開口部81aは、内視鏡のシステムを構成するそれぞれの構成要素をカプセル筐体10内に収容した状態で、撮像素子40の撮像面に被写体光を導くための窓である。被写体光を集光して被写体の光学像を撮像素子40の撮像面に結像させる光学系30が、開口部81aの位置に配置される。
 撮像素子基板部82は、撮像素子40が実装される部品実装領域である。図1Bには、撮像素子基板部82の裏面に、撮像素子40が実装されている状態を示している。
 信号処理基板部83は、信号処理部50が実装される部品実装領域である。図1Bには、信号処理基板部83の裏面に、信号処理部50が実装されている状態を示している。
 第1の配線基板部84は、照明基板部81と撮像素子基板部82との間を通る信号の配線が形成される配線領域である。第1の配線基板部84には、照明部20に備えた構成要素と、信号処理部50または撮像素子40との間で送受信される信号の配線が形成される。第1の配線基板部84に形成されたそれぞれの配線によって、照明部20に備えた構成要素と、信号処理部50または撮像素子40とが、電気的に接続される。
 第2の配線基板部85は、撮像素子基板部82と信号処理基板部83との間を通る信号の配線が形成される配線領域である。第2の配線基板部85には、撮像素子40と信号処理部50との間で送受信される信号の配線が形成される。第2の配線基板部85に形成されたそれぞれの配線によって、撮像素子40と信号処理部50とが、電気的に接続される。なお、カプセル内視鏡1のシステムでは、撮影に関する制御信号や画素信号など、撮像素子40と信号処理部50との間で多くの信号が送受信されるため、第2の配線基板部85に形成される配線の数が多くなる。図1Bには、撮像素子40と信号処理部50との間で送受信される信号の配線を、配線群851として示している。
 カプセル内視鏡1では、内視鏡のシステムを構成するそれぞれの構成要素が実装または配置されたフレキシブル基板80が、図1Aに示したように折り曲げられた状態で、カプセル筐体10に収容される。なお、図1Aにおいては、信号処理部50と通信アンテナ60とが順番に収容されている場合を示しているが、信号処理部50と通信アンテナ60とが並列に、つまり、図1Aの奥行き方向に並んで収容されてもよい。この場合、通信アンテナ60は、信号処理基板部83に実装されることになる。また、図1Aにおいては、電源70が、折り曲げられた状態のフレキシブル基板80において、撮像素子基板部82と信号処理基板部83との間に配置されている。従って、撮像素子基板部82と信号処理基板部83とのそれぞれの表面には、例えば、電源70のそれぞれの端子(極)と接触する接触部材が実装されている。
<第1の実施形態>
 次に、本実施形態のカプセル内視鏡1のシステムにおいて、照明部20に備えた白色LEDの発光を制御する照明制御回路について説明する。
<第1の構成>
 まず、本第1の実施形態の照明制御回路の第1の構成について説明する。図2は、本第1の実施形態の照明制御回路の第1の構成を示した回路図である。図2に示した本第1の構成の照明制御回路100は、照明制御信号出力部110と照明駆動部120とから構成される。本第1の構成の照明制御回路100において、照明制御信号出力部110は、信号処理基板部83に実装される信号処理部50内に配置され、照明駆動部120は、照明基板部81に実装される照明部20と共に配置される。
 照明制御信号出力部110は、照明駆動部120による照明部20に備えた白色LEDの駆動を制御する照明制御信号を出力し、白色LEDが発光する明るさ(輝度)を制御する。照明駆動部120は、照明制御信号出力部110から入力された照明制御信号に応じて、照明部20に備えた白色LEDを直接駆動する。本第1の構成の照明制御回路100では、照明駆動部120として、トランジスタアレイを備えている。以下の説明においては、照明駆動部120を、トランジスタアレイ120として説明する。
 照明制御信号出力部110は、基準電源111と、演算増幅器112と、抵抗113と、制御トランジスタ114とから構成される。基準電源111は、変更可能な基準電圧(以下、「基準電圧Vref」という)を出力する電源である。基準電源111は、正端子が演算増幅器112の反転入力端子に接続され、負端子がグラウンドに接続されている。演算増幅器112は、オペアンプである。演算増幅器112は、反転入力端子が基準電源111の正端子が接続され、非反転入力端子が抵抗113の一方の端子が接続され、出力端子が制御トランジスタ114のゲート端子に接続されている。このため、演算増幅器112の反転入力端子には基準電圧Vrefが入力され、非反転入力端子には演算増幅器11の仮想短絡により抵抗113の一方の端子の電圧、すなわち、基準電圧Vrefが現れる。抵抗113は、予め定めた抵抗値Rの抵抗である。抵抗113は、一方の端子が演算増幅器112の非反転入力端子に接続され、他方の端子がグラウンドに接続されている。
 制御トランジスタ114は、ゲート端子が演算増幅器112の出力端子に接続され、ソース端子が電源電圧VCCに接続され、ドレイン端子が抵抗113の一方の端子と演算増幅器112の非反転入力端子とに接続されている。また、制御トランジスタ114のゲート端子は、トランジスタアレイ120に備えたそれぞれのトランジスタのゲート端子にも接続されている。照明制御信号出力部110では、基準電源111と、演算増幅器112と、抵抗113と、制御トランジスタ114との構成によって電圧電流変換回路として動作する。
 トランジスタアレイ120は、アレイ状に配置された同じトランジスタサイズの複数の駆動トランジスタで構成される。図2には、4つの駆動トランジスタ120a~120dを備えたトランジスタアレイ120を示している。なお、照明制御信号出力部110に備えた制御トランジスタ114と、トランジスタアレイ120内の駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれとは、同じトランジスタサイズにする。このトランジスタアレイ120に備えた駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれは、照明部20に備えた4つの白色LED20a~20dのそれぞれに対応している。そして、駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれは、対応する白色LED20a~20dのそれぞれを駆動する。
 駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれは、ゲート端子が制御トランジスタ114のゲート端子および演算増幅器112の出力端子に接続され、ソース端子が電源電圧VCCに接続され、ドレイン端子が対応する白色LED20a~20dのアノード端子に接続されている。なお、白色LED20a~20dのカソード端子は、グラウンドに接続されている。
 続いて、本第1の実施形態の第1の構成の照明制御回路100の動作について説明する。本第1の実施形態の第1の構成の照明制御回路100では、照明制御信号出力部110において、基準電源111、演算増幅器112、抵抗113、および制御トランジスタ114によって構成された電圧電流変換回路が、基準電源111が出力する基準電圧Vrefを基に、演算増幅器112の仮想短絡により演算増幅器112の非反転入力端子に基準電圧Vrefが現れ、抵抗113の抵抗値Rに応じた、電流値Io=Vref/Rの出力電流を生成する。これにより、制御トランジスタ114は、ゲート端子とソース端子との間に、ドレイン端子に流れた電流値Ioに応じた電圧(以下、「ゲート制御電圧VGS」という)を生成する。そして、生成したゲート制御電圧VGSの電圧信号が、照明制御信号出力部110の電圧出力端子から出力される。本第1の構成の照明制御回路100では、照明制御信号出力部110の電圧出力端子から出力されるゲート制御電圧VGSの電圧信号が、照明制御信号である。
 ここで制御トランジスタ114が生成したゲート制御電圧VGSの電圧信号は、第2の配線基板部85、撮像素子基板部82、および第1の配線基板部84を経由して、照明基板部81に配置されたトランジスタアレイ120の電圧入力端子に入力され、トランジスタアレイ120内の駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれのゲート端子に入力される。なお、照明制御回路100では、電源電圧VCCおよびグラウンドも照明制御回路100内の構成要素および照明部20のそれぞれで共有される。このため、電源電圧VCCの電圧信号およびグラウンドの電圧信号も、第2の配線基板部85、撮像素子基板部82、および第1の配線基板部84を経由して、照明基板部81に入力される。
 駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれは、ゲート端子に入力されたゲート制御電圧VGSとソース端子に入力された電源電圧VCCとの電位差、つまり、ゲート-ソース間電圧に応じて、ソース端子からドレイン端子に流れる、電圧電流変換回路と同様の電流値Ioの出力電流(以下、「照明電流」という)を生成する。
 そして、駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれが生成した照明電流が、対応する白色LED20a~20dのそれぞれに流れる。より具体的には、図2に示したように、駆動トランジスタ120aが生成した電流値Ioaの照明電流が対応する白色LED20aに流れ、駆動トランジスタ120bが生成した電流値Iobの照明電流が対応する白色LED20bに流れ、駆動トランジスタ120cが生成した電流値Iocの照明電流が対応する白色LED20cに流れ、駆動トランジスタ120dが生成した電流値Iodの照明電流が対応する白色LED20dに流れる。
 これにより、白色LED20a~20dのそれぞれは、流れた照明電流の電流値に応じた明るさ(輝度)で発光する。
 なお、照明制御回路100では、基準電源111が出力する基準電圧Vrefの電圧値を変えることによって、生成する出力電流の電流値Ioを変更し、ゲート制御電圧VGSの電圧値を変更することができる。つまり、照明制御回路100では、基準電源111が出力する基準電圧Vrefの電圧値を変えることによって、白色LED20a~20dのそれぞれに流れる照明電流の電流値Ioa~Iodを制御し、白色LED20a~20dのそれぞれが発光する光の明るさ(輝度)を制御することができる。
 続いて、本第1の実施形態の第1の構成の照明制御回路100におけるそれぞれの構成要素の配置と、照明制御回路100に備えたそれぞれの構成要素の間のフレキシブル基板80内の配線について説明する。図3は、本第1の実施形態の第1の構成の照明制御回路100の配置および配線を示した図である。図3には、図1Bに示した形状のフレキシブル基板80に、照明制御回路100の構成要素のそれぞれを配置した場合を示している。
 上述したように、照明制御回路100を構成する照明制御信号出力部110は、信号処理基板部83に実装される信号処理部50内に配置され、トランジスタアレイ120は、照明基板部81に実装される照明部20と共に配置される。そして、照明制御回路100では、照明制御信号出力部110とトランジスタアレイ120との間で接続されるゲート制御電圧VGSの電圧信号(照明制御信号)と、電源電圧VCCの電圧信号およびグラウンドの電圧信号とが、第2の配線基板部85、撮像素子基板部82、および第1の配線基板部84を経由して接続されている。つまり、図3に示すように、照明制御回路100では、3本の配線が、第2の配線基板部85、撮像素子基板部82、および第1の配線基板部84を通る。
 本第1の実施形態の第1の構成によれば、二次元の行列状に配置された複数の画素を具備し、撮影した被写体の画素信号を出力する撮像素子(撮像素子40)が実装される撮像素子基板部(撮像素子基板部82)と、撮像素子40における被写体の撮影を制御すると共に、この撮像素子40から出力された画素信号に対して予め定められた種々の画像処理を施した画像を生成する信号処理部(信号処理部50)が実装される信号処理基板部(信号処理基板部83)と、撮影する被写体に対して光を照射する照明部(照明部20)に備えた複数の発光素子(白色LED20a~20d)が実装される照明基板部(照明基板部81)と、照明基板部81と撮像素子基板部82との間を通る信号の配線が形成される第1の配線基板部(第1の配線基板部84)と、撮像素子基板部82と信号処理基板部83との間を通る信号の配線が形成される第2の配線基板部(第2の配線基板部85)とを有し、照明基板部81、第1の配線基板部84、撮像素子基板部82、第2の配線基板部85、信号処理基板部83の順番で、それぞれの基板部が一列に並んだ形状に一体成形されたフレキシブル基板(フレキシブル基板80)がカプセル筐体(カプセル筐体10)内に収容されるカプセル内視鏡(カプセル内視鏡1)において、照明部20に備えた複数の発光素子(白色LED20a~20d)の発光を制御するための照明制御信号を出力する照明制御信号出力部(照明制御信号出力部110)と、照明制御信号出力部110から入力された照明制御信号に応じて白色LED20a~20dのそれぞれを駆動する照明駆動部(照明駆動部120)とを有する照明制御回路(照明制御回路100)、を備え、照明駆動部120は、撮像素子基板部82および照明基板部81のいずれか一方に配置されるカプセル内視鏡1が構成される。
 また、本第1の実施形態の第1の構成によれば、白色LED20a~20dは、LEDであり、照明駆動部120は、照明部20に備えた複数の発光素子(白色LED20a~20d)のそれぞれに対応し、照明制御信号に応じた照明電流を生成する複数のトランジスタを備えるトランジスタアレイ(トランジスタアレイ120)、を備えるカプセル内視鏡1が構成される。
 また、本第1の実施形態の第1の構成によれば、照明制御信号出力部110は、基準電圧(基準電圧Vref)を電流に変換する電圧電流変換回路(基準電源111と、演算増幅器112と、抵抗113と、制御トランジスタ114とによって構成)と、電圧電流変換回路を構成し、変換した電流がドレイン端子に入力され、ここで入力された電流の値に応じて生成した電圧の信号を照明制御信号として出力する制御トランジスタ(制御トランジスタ114)と、を備え、照明駆動部120は、トランジスタアレイ120内のそれぞれのトランジスタを、対応する白色LED20a~20dを駆動する駆動トランジスタ(駆動トランジスタ120a~120d)として構成し、この駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれは、ゲート端子に入力された照明制御信号の電圧値に応じた照明電流を生成するカプセル内視鏡1が構成される。
 また、本第1の実施形態の第1の構成によれば、照明制御信号出力部110は、基準電圧Vrefの電圧値と照明制御信号を表す電圧値との比較を行う演算増幅器(演算増幅器112)、を備えるカプセル内視鏡1が構成される。
 このような構成、動作、および配置によって、照明制御回路100は、カプセル内視鏡1の照明部20に備えた白色LED20a~20dの発光を制御する。ここで、照明制御回路100では、白色LED20a~20dのそれぞれに流れる照明電流の電流値Ioa~Iodは、照明制御信号出力部110内の電圧電流変換回路が生成する出力電流の電流値Ioと同様の電流値である。このため、照明制御回路100では、白色LED20a~20dのそれぞれが発光する光の明るさ(輝度)にばらつきが生じることなく、均一に発光させることができる。そして、照明制御回路100を、カプセル内視鏡1の照明部20に備えた白色LED20a~20dの発光を制御する照明制御回路として用いることによって、カプセル内視鏡1に求められる照明部20の性能(輝度)や品質(照射光の均一性)を、容易に確保することができる。
 また、照明制御回路100では、従来の技術におけるLEDの数+1本よりも少ない配線数(信号線の数)で照明部20に備えた白色LED20a~20dの発光を制御することができる。このため、照明制御回路100を、カプセル内視鏡1の照明部20に備えた白色LED20a~20dの発光を制御する照明制御回路として用いた場合には、第2の配線基板部85および第1の配線基板部84の幅をさほど広げることなく、白色LED20a~20dの発光を制御することができる。このことにより、従来の技術では必要であった、配線を通す方法を検討する必要がなく、容易に照明制御回路100をカプセル内視鏡1のシステムに適用することができる。
 なお、照明制御回路100では、上述したように、照明制御信号出力部110に備えた制御トランジスタ114と、トランジスタアレイ120内の駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれとは、同じトランジスタサイズである。しかし、制御トランジスタ114と駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれは、離れた位置に配置されている。このため、照明制御信号出力部110内の電圧電流変換回路が生成する出力電流の電流値Ioと、駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれが生成した照明電流の電流値Ioa~Iod、つまり、白色LED20a~20dのそれぞれに流れる照明電流の電流値Ioa~Iodとには、誤差が生じる場合がある。ところで、照明制御回路100では、上述したように、トランジスタアレイ120内の駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれのトランジスタサイズは同じである。このため、トランジスタアレイ120では、同じゲート制御電圧VGSおよび電源電圧VCCに応じて生成される照明電流の電流値Ioa~Iodは、同じ電流値となる。従って、照明制御回路100においては、制御トランジスタ114と駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれが離れた位置に配置されていることによって、出力電流の電流値Ioと照明電流の電流値Ioa~Iodとに誤差が生じている場合でも、白色LEDのそれぞれに流れる照明電流の電流値は同じ電流値となり、白色LED20a~20dのそれぞれが発光する光の明るさ(輝度)にばらつきは生じない。
 また、照明制御回路100では、照明部20に備えた白色LEDのそれぞれに対応するトランジスタアレイ120を用いるのみで、より多くの白色LEDの発光を制御することができる。つまり、照明制御回路100では、照明制御信号出力部110とトランジスタアレイ120との間で接続される配線数が、照明部20に備えた白色LEDの数に影響されず、3本の配線で照明部20に備えた全ての白色LEDの発光を均一に制御することができる。
 なお、照明制御回路100では、トランジスタアレイ120に備えた駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれは、アレイ状に配置された同じトランジスタサイズのトランジスタである。このため、トランジスタアレイ120に備えた駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれの特性は、同じ特性である、すなわち、マッチングがとれていると考えられる。しかし、照明基板部81に複数の白色LEDを実装する関係から、駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれがアレイ状に配置されたトランジスタアレイ120を、照明基板部81内に実装することができない場合もある。この場合には、トランジスタアレイ120に備える駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれを別々のトランジスタで構成することが考えられる。しかし、この場合であっても、例えば、同一ロットのトランジスタを採用したり、同様の特性のトランジスタを選別したりすることによって、トランジスタアレイ120に備える駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれの特性のマッチングをとることが望ましい。
 また、照明制御回路100では、照明制御信号出力部110に備えた制御トランジスタ114と、トランジスタアレイ120内のそれぞれの駆動トランジスタ120a~120dとも、同じトランジスタサイズである。さらには、制御トランジスタ114と駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれとの特性が、マッチングがとられていることが望ましい。このため、制御トランジスタ114が配置される信号処理部50とトランジスタアレイ120とを、例えば、マルチショットと呼ばれる半導体デバイスの製造方法を使用することによって、複数種類の半導体チップを同一ロットで作製することが考えられる。しかし、上述したように、照明制御回路100では、制御トランジスタ114と駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれが離れた位置に配置されていることによって、出力電流の電流値Ioと照明電流の電流値Ioa~Iodとに誤差が生じている場合でも、白色LED20a~20dのそれぞれが発光する光の明るさ(輝度)にばらつきが生じない。つまり、制御トランジスタ114とトランジスタアレイ120とは、完全にマッチングがとれていない場合でも、カプセル内視鏡1に求められる照明部20の性能(輝度)や品質(照射光の均一性)を確保することができる。このため、制御トランジスタ114と駆動トランジスタ120a~120dのそれぞれとの特性は、ある程度の範囲内の違いであれば許容することができるものと考えられる。
<第2の構成>
 次に、本第1の実施形態の照明制御回路の第2の構成について説明する。図4は、本第1の実施形態の照明制御回路の第2の構成を示した回路図である。図4に示した本第2の構成の照明制御回路200は、照明制御信号出力部210と照明駆動部220とから構成される。本第2の構成の照明制御回路200においては、第1の構成の照明制御回路100と同様に、照明制御信号出力部210は、信号処理基板部83に実装される信号処理部50内に配置され、照明駆動部220は、照明基板部81に実装される照明部20と共に配置される。なお、本第2の構成の照明制御回路200の構成要素には、第1の構成の照明制御回路100の構成要素と同様の構成要素も含まれている。従って、本第2の構成の照明制御回路200の構成要素において、第1の構成の照明制御回路100の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付与し、それぞれの構成要素に関する詳細な説明は省略する。
 照明制御信号出力部210は、第1の構成の照明制御回路100と同様に、照明駆動部220による照明部20に備えた白色LEDの駆動を制御する照明制御信号を出力し、白色LEDが発光する明るさ(輝度)を制御する。照明駆動部220は、照明制御信号出力部210から入力された照明制御信号に応じて、照明部20に備えた白色LEDを直接駆動する。本第2の構成の照明制御回路200では、照明駆動部220として、トランジスタアレイを備えている。以下の説明においては、照明駆動部220を、トランジスタアレイ220として説明する。
 照明制御信号出力部210は、基準電源111と、演算増幅器112と、抵抗113と、トランジスタ214と、第1の入力側トランジスタ215と、第1の出力側トランジスタ216とから構成される。基準電源111、演算増幅器112、および抵抗113は、第1の構成の照明制御回路100の構成要素と同様の構成要素である。ただし、照明制御信号出力部210では、演算増幅器112の非反転入力端子に基準電源111の正端子が接続され、反転入力端子に抵抗113の一方の端子とトランジスタ214のソース端子とが接続され、出力端子にトランジスタ214のゲート端子が接続されている。このため、演算増幅器112の非反転入力端子に基準電圧Vrefが入力され、反転入力端子には演算増幅器112の仮想短絡により抵抗113の一方の端子の電圧、すなわち、基準電圧Vrefが現れる。
 トランジスタ214は、ゲート端子が演算増幅器112の出力端子に接続され、ドレイン端子が第1の入力側トランジスタ215のドレイン端子に接続され、ソース端子が抵抗113の一方の端子と演算増幅器112の反転入力端子とに接続されている。照明制御信号出力部210でも、第1の構成の照明制御回路100と同様に、基準電源111と、演算増幅器112と、抵抗113と、トランジスタ214との構成によって電圧電流変換回路として動作する。
 また、照明制御信号出力部210では、第1の入力側トランジスタ215と第1の出力側トランジスタ216とによって、第1のカレントミラー回路を構成している。なお、第1のカレントミラー回路を構成する第1の入力側トランジスタ215と第1の出力側トランジスタ216とは、同じトランジスタサイズで特性のマッチングをとる。第1の入力側トランジスタ215は、ゲート端子がドレイン端子および第1の出力側トランジスタ216のゲート端子に接続され、ソース端子が電源電圧VCCに接続され、ドレイン端子がトランジスタ214のドレイン端子に接続されている。第1の出力側トランジスタ216は、ゲート端子が第1の入力側トランジスタ215のゲート端子に接続され、ソース端子が電源電圧VCCに接続され、ドレイン端子が照明制御信号出力部210の電流出力端子となっている。そして、第1の出力側トランジスタ216のドレイン端子は、トランジスタアレイ220に備えた第2のカレントミラー回路の電流入力端子に接続されている。
 トランジスタアレイ220は、アレイ状に配置された同じトランジスタサイズで特性のマッチングがとられた、第2の入力側トランジスタ221と複数の第2の出力側トランジスタとで構成される。図4には、1つの第2の入力側トランジスタ221と、4つの第2の出力側トランジスタ222a~222dを備えたトランジスタアレイ220とを示している。
 図4に示したトランジスタアレイ220では、第2の入力側トランジスタ221と第2の出力側トランジスタ222aとで、照明部20に備えた白色LED20aに対応する第2のカレントミラー回路を構成している。また、第2の入力側トランジスタ221と第2の出力側トランジスタ222bとで白色LED20bに対応する第2のカレントミラー回路を構成し、第2の入力側トランジスタ221と第2の出力側トランジスタ222cとで白色LED20cに対応する第2のカレントミラー回路を構成し、第2の入力側トランジスタ221と第2の出力側トランジスタ222dとで白色LED20dに対応する第2のカレントミラー回路を構成している。そして、それぞれの第2のカレントミラー回路は、対応する白色LED20a~20dのそれぞれを駆動する。
 第2の入力側トランジスタ221は、ゲート端子がドレイン端子および第2の出力側トランジスタ222a~222dのそれぞれのゲート端子に接続され、ソース端子がグラウンドに接続され、ドレイン端子がトランジスタアレイ220の電流入力端子となっている。そして、第2の入力側トランジスタ221のドレイン端子は、照明制御信号出力部210に備えた第1のカレントミラー回路の電流出力端子に接続されている。第2の出力側トランジスタ222a~222dのそれぞれは、ゲート端子が第2の入力側トランジスタ221のゲート端子に接続され、ソース端子がグラウンドに接続され、ドレイン端子が対応する白色LED20a~20dのカソード端子に接続されている。なお、白色LED20a~20dのアノード端子は、電源電圧VCCに接続されている。
 続いて、本第1の実施形態の第2の構成の照明制御回路200の動作について説明する。本第1の実施形態の第2の構成の照明制御回路200でも、第1の構成の照明制御回路100と同様に、照明制御信号出力部210において、基準電源111、演算増幅器112、抵抗113、およびトランジスタ214によって構成された電圧電流変換回路が、基準電源111が出力する基準電圧Vrefを基に、演算増幅器112の仮想短絡により演算増幅器112の反転入力端子に基準電圧Vrefが現れ、抵抗113の抵抗値Rに応じた、電流値Io=Vref/Rの電流を生成する。そして、電圧電流変換回路が生成した電流値Ioの電流が、照明制御信号出力部210において第1の入力側トランジスタ215と第1の出力側トランジスタ216とによって構成された第1のカレントミラー回路によって複製され、電流値Ioの電流信号として電流出力端子から出力される。本第2の構成の照明制御回路200では、照明制御信号出力部210内に構成された第1のカレントミラー回路によって複製されて電流出力端子から出力される電流値Ioの電流信号が、照明制御信号である。
 ここで第1のカレントミラー回路が複製した電流値Ioの電流信号は、第2の配線基板部85、撮像素子基板部82、および第1の配線基板部84を経由して、照明基板部81に配置されたトランジスタアレイ220の電流入力端子に入力され、トランジスタアレイ220内の第2の入力側トランジスタ221のドレイン端子およびゲート端子に入力される。なお、照明制御回路200でも、第1の構成の照明制御回路100と同様に、電源電圧VCCおよびグラウンドも照明制御回路200内の構成要素および照明部20のそれぞれで共有される。このため、電源電圧VCCの電圧信号およびグラウンドの電圧信号も、第1の構成の照明制御回路100と同様に、第2の配線基板部85、撮像素子基板部82、および第1の配線基板部84を経由して、照明基板部81に入力される。
 そして、トランジスタアレイ220において第2の入力側トランジスタ221と、第2の出力側トランジスタ222a~222dのそれぞれとによって構成された、それぞれの第2のカレントミラー回路は、入力された電流値Ioの電流を複製する。これにより、入力された電流と同じ電流値Io、すなわち、電圧電流変換回路が生成した電流と同じ電流値Ioの照明電流が、それぞれの第2のカレントミラー回路が対応する白色LED20a~20dのそれぞれに流れる。
 より具体的には、図4に示したように、第2の入力側トランジスタ221と第2の出力側トランジスタ222aと構成された第2のカレントミラー回路が複製した電流値Ioの照明電流が、照明部20に備えた対応する白色LED20aに流れる。また、第2の入力側トランジスタ221と第2の出力側トランジスタ222bと構成された第2のカレントミラー回路が複製した電流値Ioの照明電流が、照明部20に備えた対応する白色LED20bに流れる。また、第2の入力側トランジスタ221と第2の出力側トランジスタ222cと構成された第2のカレントミラー回路が複製した電流値Ioの照明電流が、照明部20に備えた対応する白色LED20cに流れ、第2の入力側トランジスタ221と第2の出力側トランジスタ222dと構成された第2のカレントミラー回路が複製した電流値Ioの照明電流が、照明部20に備えた対応する白色LED20dに流れる。
 これにより、白色LED20a~20dのそれぞれは、流れた照明電流の電流値Ioに応じた明るさ(輝度)で発光する。
 なお、照明制御回路200でも、第1の構成の照明制御回路100と同様に、基準電源111が出力する基準電圧Vrefの電圧値を変えることによって、生成する出力電流の電流値Ioを変更し、第1のカレントミラー回路が複製する、電圧電流変換回路が生成する電流の電流値Ioを変更することができる。従って、照明制御回路200でも、第1の構成の照明制御回路100と同様に、白色LED20a~20dのそれぞれに流れる照明電流の電流値Ioを制御し、白色LED20a~20dのそれぞれが発光する光の明るさ(輝度)を制御することができる。
 続いて、本第1の実施形態の第2の構成の照明制御回路200におけるそれぞれの構成要素の配置と、照明制御回路200に備えたそれぞれの構成要素の間のフレキシブル基板80内の配線とについて説明する。図5は、本第1の実施形態の第2の構成の照明制御回路200の配置および配線を示した図である。図5には、図1Bに示した形状のフレキシブル基板80に、照明制御回路200の構成要素のそれぞれを配置した場合を示している。
 上述したように、照明制御回路200を構成する照明制御信号出力部210は、信号処理基板部83に実装される信号処理部50内に配置される。照明制御回路200を構成するトランジスタアレイ220は、照明基板部81に実装される照明部20と共に配置される。そして、照明制御回路200では、照明制御信号出力部210とトランジスタアレイ220との間で接続される電流値Ioの電流信号(照明制御信号)と、電源電圧VCCの電圧信号およびグラウンドの電圧信号とが、第2の配線基板部85、撮像素子基板部82、および第1の配線基板部84を経由して接続されている。つまり、図5に示すように、照明制御回路200でも、第1の構成の照明制御回路100と同様に、3本の配線が、第2の配線基板部85、撮像素子基板部82、および第1の配線基板部84を通る。
 本第1の実施形態の第2の構成によれば、照明制御信号出力部(照明制御信号出力部210)は、基準電圧Vrefを電流に変換する電圧電流変換回路(基準電源111と、演算増幅器112と、抵抗113と、トランジスタ214とによって構成)と、電圧電流変換回路が変換した電流の値を複製した電流の信号を照明制御信号として出力する第1のカレントミラー回路(第1の入力側トランジスタ215と第1の出力側トランジスタ216によって構成)と、を備え、照明駆動部(照明駆動部220)は、トランジスタアレイ(トランジスタアレイ220)内のそれぞれのトランジスタによって、第1のカレントミラー回路から出力された照明制御信号の電流の値を複製した照明電流を生成する、白色LED20a~20dのそれぞれに対応した第2のカレントミラー回路(第2の入力側トランジスタ221と第2の出力側トランジスタ222a~222dのそれぞれとで、白色LED20a~20dのそれぞれに対応)を構成するカプセル内視鏡1が構成される。
 このような構成、動作、および配置によって、照明制御回路200は、カプセル内視鏡1の照明部20に備えた白色LED20a~20dの発光を制御する。ここで、照明制御回路200では、白色LED20a~20dのそれぞれに流れる照明電流の電流値Ioは、照明制御信号出力部210内の電圧電流変換回路が生成する電流の電流値Ioと同じ電流値Ioである。このため、照明制御回路200では、白色LED20a~20dのそれぞれが発光する光の明るさ(輝度)にばらつきが生じることなく、均一に発光させることができる。そして、照明制御回路200を、カプセル内視鏡1の照明部20に備えた白色LED20a~20dの発光を制御する照明制御回路として用いることによって、第1の構成の照明制御回路100と同様に、カプセル内視鏡1に求められる照明部20の性能(輝度)や品質(照射光の均一性)を、容易に確保することができる。
 また、照明制御回路200でも、第1の構成の照明制御回路100と同様に、従来の技術よりも少ない配線数(信号線の数)で照明部20に備えた白色LED20a~20dの発光を制御する。このため、第2の配線基板部85および第1の配線基板部84の幅をさほど広げることなく、白色LED20a~20dの発光を制御することができ、容易に照明制御回路200をカプセル内視鏡1のシステムに適用することができる。
 なお、照明制御回路200でも、上述したように、照明制御信号出力部210内で第1のカレントミラー回路を構成する第1の入力側トランジスタ215と第1の出力側トランジスタ216とは同じトランジスタサイズで特性のマッチングがとられ、トランジスタアレイ220内で第2のカレントミラー回路を構成する第2の入力側トランジスタ221および第2の出力側トランジスタ222a~222dのそれぞれとは、同じトランジスタサイズで特性のマッチングがとられている。このため、照明制御回路200において照明制御信号出力部210とトランジスタアレイ220が離れた位置に配置されていることにより、照明制御信号出力部210内の第1のカレントミラー回路が出力する電流の電流値Ioと、トランジスタアレイ220内の第2のカレントミラー回路が出力する照明電流の電流値Ioとに誤差が生じた場合でも、照明部20内の照明電流の電流値Ioは同じ電流値となり、第1の構成の照明制御回路100と同様に、白色LED20a~20dのそれぞれが発光する光の明るさ(輝度)にばらつきは生じない。
 なお、照明制御回路200では、照明部20に備えたより多くの白色LEDの発光を制御する場合や、第1のカレントミラー回路および第2のカレントミラー回路に備えたそれぞれのトランジスタの特性のマッチングをとる方法に関しても、第1の構成の照明制御回路100と同様に考えることができる。このため、これらの考え方に関する詳細な説明は省略する。
 なお、照明制御回路200では、第1のカレントミラー回路を構成する第1の入力側トランジスタ215と第1の出力側トランジスタ216と、トランジスタアレイ220内で第2のカレントミラー回路を構成する第2の入力側トランジスタ221および第2の出力側トランジスタ222a~222dのそれぞれとが、同じトランジスタサイズで特性のマッチングがとられている場合について説明した。しかし、カレントミラー回路では、それぞれのトランジスタの特性のマッチングがとれていれば、入力側トランジスタと出力側トランジスタとのトランジスタサイズを変更することによって、入力された電流値と出力する電流値との比率を変更することができる。このため、照明制御回路200において、カレントミラー回路の特性を利用することは可能である。
<第3の構成>
 次に、本第1の実施形態の照明制御回路の第3の構成について説明する。図6は、本第1の実施形態の照明制御回路の第3の構成を示した回路図である。図6に示した本第3の構成の照明制御回路300は、照明制御信号出力部310と照明駆動部320とから構成される。本第3の構成の照明制御回路300においては、第1の構成の照明制御回路100と同様に、照明制御信号出力部310は、信号処理基板部83に実装される信号処理部50内に配置され、照明駆動部320は、照明基板部81に実装される照明部20と共に配置される。なお、本第3の構成の照明制御回路300の構成要素には、第1の構成の照明制御回路100の構成要素と同様の構成要素も含まれている。従って、本第3の構成の照明制御回路300の構成要素においても、第1の構成の照明制御回路100の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付与し、それぞれの構成要素に関する詳細な説明は省略する。
 照明制御信号出力部310は、第1の構成の照明制御回路100と同様に、照明駆動部320による照明部20に備えた白色LEDの駆動を制御する照明制御信号を出力し、白色LEDが発光する明るさ(輝度)を制御する。照明駆動部320は、照明制御信号出力部310から入力された照明制御信号に応じて、照明部20に備えた白色LEDを直接駆動する。本第3の構成の照明制御回路300では、照明駆動部320として、トランジスタアレイ321と抵抗アレイ322とを備えている。本第3の構成の照明制御回路300では、照明制御信号出力部310内の構成要素と、照明駆動部320内の構成要素とによって電圧電流変換回路、すなわち、増幅回路が構成される。
 照明制御信号出力部310は、基準電源111と、演算増幅器112と、抵抗313とから構成される。基準電源111および演算増幅器112は、第1の構成の照明制御回路100の構成要素と同様の構成要素である。ただし、照明制御信号出力部310では、演算増幅器112の非反転入力端子に基準電源111の正端子が接続され、反転入力端子が照明制御信号出力部310の基準電位端子となって抵抗313の一方の端子と接続され、出力端子が照明制御信号出力部310の電圧出力端子となっている。このため、演算増幅器112の非反転入力端子に基準電圧Vrefが入力され、反転入力端子に抵抗313の一方の端子の電圧が現れる。抵抗313は、予め定めた抵抗値R/4の抵抗である。抵抗313は、一方の端子が演算増幅器112の反転入力端子、すなわち、基準電位端子に接続され、他方の端子がグラウンドに接続されている。なお、基準電位端子である反転入力端子の電圧は、演算増幅器112の仮想短絡により基準電圧Vrefが現れる。
 トランジスタアレイ321は、アレイ状に配置された同じトランジスタサイズで特性のマッチングがとられた複数の駆動トランジスタで構成される。図6には、4つの駆動トランジスタ321a~321dを備えたトランジスタアレイ321を示している。
 抵抗アレイ322は、アレイ状に配置された同じ抵抗値rで特性のマッチングがとられた複数の抵抗で構成される。図6には、4つの抵抗322a~322dを備えた抵抗アレイ322を示している。
 基準電源111と、演算増幅器112と、抵抗313と、トランジスタアレイ321と、抵抗アレイ322との構成によって電圧電流変換回路、すなわち、増幅器として動作する。
 図6に示した照明駆動部320では、トランジスタアレイ321に備えた駆動トランジスタ321a~321dのそれぞれと、抵抗アレイ322に備えた対応する抵抗322a~322dのそれぞれとが組となり、照明部20に備えた4つの白色LED20a~20dのそれぞれに対応している。そして、それぞれの組は、対応する白色LED20a~20dのそれぞれを駆動する。
 より具体的には、駆動トランジスタ321aと抵抗322aとの組で、電圧電流変換回路の一部、すなわち、増幅回路の一部として動作すると共に、対応する白色LED20aを駆動する。また、駆動トランジスタ321bと抵抗322bとの組で、電圧電流変換回路の一部、すなわち、増幅回路の一部として動作すると共に、対応する白色LED20bを駆動する。また、駆動トランジスタ321cと抵抗322cとの組で、電圧電流変換回路の一部、すなわち、増幅回路の一部として動作すると共に、対応する白色LED20cを駆動する。また、駆動トランジスタ321dと抵抗322dとの組で、電圧電流変換回路の一部、すなわち、増幅回路の一部として動作すると共に、対応する白色LED20dを駆動する。
 駆動トランジスタ321a~321dのそれぞれは、ゲート端子が演算増幅器112の出力端子に接続され、ソース端子が抵抗322a~322dのそれぞれの一方の端子に接続され、ドレイン端子が対応する白色LED20a~20dのカソード端子に接続されている。また、抵抗322a~322dのそれぞれの他方の端子は、抵抗313の一方の端子および演算増幅器112の反転入力端子(基準電位端子)に接続されている。なお、白色LED20a~20dのアノード端子は、電源電圧VCCに接続されている。
 続いて、本第1の実施形態の第3の構成の照明制御回路300の動作について説明する。上述したように、本第1の実施形態の第3の構成の照明制御回路300では、照明制御信号出力部310内の構成要素と、照明駆動部320内の構成要素とによって、電圧電流変換回路の一部、すなわち、増幅回路が構成される。このため、照明制御信号出力部310と照明駆動部320とが接続されたそれぞれの信号線の間の電圧は、演算増幅器112の非反転入力端子に入力された基準電圧Vrefに応じて反転入力端子に出力された電圧と、演算増幅器112の出力端子との電位差に応じた電圧(以下、「ゲート制御電圧Vg」という)となる。つまり、照明制御信号出力部310の基準電位端子となる反転入力端子と、照明制御信号出力部310の電圧出力端子となる出力端子との間の電圧がゲート制御電圧Vgとなる。言い換えれば、ゲート制御電圧Vgの電圧信号が、照明制御信号出力部310の電圧出力端子から出力される。本第3の構成の照明制御回路300では、照明制御信号出力部310の電圧出力端子から出力されるゲート制御電圧Vgの電圧信号(電圧出力端子の電位と基準電位端子の電位との電位差)が、照明制御信号である。
 ここで照明制御信号出力部310の電圧出力端子から出力されるゲート制御電圧Vgの電圧信号は、第2の配線基板部85、撮像素子基板部82、および第1の配線基板部84を経由して、照明基板部81に配置されたトランジスタアレイ321の電圧入力端子に入力され、トランジスタアレイ321内の駆動トランジスタ321a~321dのそれぞれのゲート端子に入力される。なお、照明制御回路300では、電源電圧VCCおよび照明制御信号出力部310の基準電位端子が、照明制御回路300内の構成要素(より具体的には、抵抗アレイ322内の抵抗322a~322dのそれぞれの他方の端子)および照明部20のそれぞれで共有される。このため、電源電圧VCCの電圧信号および照明制御信号出力部310の基準電位端子の電圧信号も、第1の構成の照明制御回路100と同様に、第2の配線基板部85、撮像素子基板部82、および第1の配線基板部84を経由して、照明基板部81に入力される。
 駆動トランジスタ321a~321dのそれぞれは、ゲート端子に入力されたゲート制御電圧Vgとソース端子に接続された対応する抵抗322a~322dを介した照明制御信号出力部310の基準電位端子の電圧信号との電位差、つまり、ゲート-ソース間電圧に応じて、ドレイン端子からにソース端子流れる電流値Ioのそれぞれの照明電流を生成する。
 そして、駆動トランジスタ321a~321dのそれぞれが生成した照明電流が、対応する白色LED20a~20dのそれぞれに流れる。より具体的には、図6に示したように、駆動トランジスタ321aが生成した電流値Ioの照明電流が対応する白色LED20aに流れ、駆動トランジスタ321bが生成した電流値Ioの照明電流が対応する白色LED20bに流れ、駆動トランジスタ321cが生成した電流値Ioの照明電流が対応する白色LED20cに流れ、駆動トランジスタ321dが生成した電流値Ioの照明電流が対応する白色LED20dに流れる。
 ここで、駆動トランジスタ321a~321dのそれぞれが生成する照明電流の電流値Ioを、第1の構成の照明制御回路100と同様の電流値、つまり、電流値Io=Vref/R(Rは抵抗113の抵抗値)とするには抵抗313の値をR/4とすればよい。すなわち、抵抗313には4Ioなる電流が流れるため、Vref=4Io×R/4=RIoである。よって、Io=Vref/Rとなる。
 これにより、白色LED20a~20dのそれぞれは、流れた照明電流の電流値Ioに応じた明るさ(輝度)で発光する。
 なお、照明制御回路300でも、第1の構成の照明制御回路100と同様に、基準電源111が出力する基準電圧Vrefの電圧値を変えることによって、照明制御信号出力部310の基準電位端子と電圧出力端子との間の電圧値を変更することができる。つまり、照明制御回路300では、基準電源111が出力する基準電圧Vrefの電圧値を変えて駆動トランジスタ321a~321dのそれぞれのゲート端子に入力されるゲート制御電圧Vgの電圧値を変更することによって、白色LED20a~20dのそれぞれに流れる照明電流の電流値Ioを制御し、白色LED20a~20dのそれぞれが発光する光の明るさ(輝度)を制御することができる。
 続いて、本第1の実施形態の第3の構成の照明制御回路300におけるそれぞれの構成要素の配置と、照明制御回路300に備えたそれぞれの構成要素の間のフレキシブル基板80内の配線とについて説明する。図7は、本第1の実施形態の第3の構成の照明制御回路300の配置および配線を示した図である。図7には、図1Bに示した形状のフレキシブル基板80に、照明制御回路300の構成要素のそれぞれを配置した場合を示している。
 上述したように、照明制御回路300を構成する照明制御信号出力部310は、信号処理基板部83に実装される信号処理部50内に配置され、照明駆動部320は、照明基板部81に実装される照明部20と共に配置される。そして、照明制御回路300では、照明制御信号出力部310と照明駆動部320との間で接続されるゲート制御電圧Vgの電圧信号(照明制御信号)および基準電位端子の電圧信号と、電源電圧VCCの電圧信号とが、第2の配線基板部85、撮像素子基板部82、および第1の配線基板部84を経由して接続されている。つまり、図7に示すように、照明制御回路300でも、第1の構成の照明制御回路100および第2の構成の照明制御回路200と同様に、3本の配線が、第2の配線基板部85、撮像素子基板部82、および第1の配線基板部84を通る。
 本第1の実施形態の第3の構成によれば、照明制御信号出力部(照明制御信号出力部310)は、基準電圧Vrefに応じた電圧の信号を照明制御信号とし出力する増幅回路(電圧電流変換回路:照明制御信号出力部310と照明駆動部320とによって構成)、を備え、照明駆動部(照明駆動部320)は、トランジスタアレイ(トランジスタアレイ321)内のそれぞれのトランジスタに対応し、増幅回路の基準の電位と接続される抵抗を複数(抵抗322a~322d)備えた抵抗アレイ(抵抗アレイ322)、をさらに備え、トランジスタアレイ321内のそれぞれのトランジスタを、対応する白色LED20a~20dを駆動する駆動トランジスタ(駆動トランジスタ321a~321d)として構成し、この駆動トランジスタ321a~321dのそれぞれは、ゲート端子に入力された照明制御信号の電位と、抵抗アレイ322内の対応する抵抗322a~322dを介して接続された基準の電位との電位差に応じた照明電流を生成するカプセル内視鏡1が構成される。
 このような構成、動作、および配置によって、照明制御回路300は、カプセル内視鏡1の照明部20に備えた白色LED20a~20dの発光を制御する。ここで、照明制御回路300では、白色LED20a~20dのそれぞれに流れる照明電流の電流値Ioは、照明駆動部320に備えたトランジスタアレイ321内の駆動トランジスタ321a~321dのそれぞれが生成した同じ電流値Ioである。このため、照明制御回路300では、白色LED20a~20dのそれぞれが発光する光の明るさ(輝度)にばらつきが生じることなく、均一に発光させることができる。そして、照明制御回路300を、カプセル内視鏡1の照明部20に備えた白色LED20a~20dの発光を制御する照明制御回路として用いることによって、第1の構成の照明制御回路100や第2の構成の照明制御回路200と同様に、カプセル内視鏡1に求められる照明部20の性能(輝度)や品質(照射光の均一性)を、容易に確保することができる。
 また、照明制御回路300でも、第1の構成の照明制御回路100や第2の構成の照明制御回路200と同様に、従来の技術よりも少ない配線数(信号線の数)で照明部20に備えた白色LED20a~20dの発光を制御する。このため、第2の配線基板部85および第1の配線基板部84の幅をさほど広げることなく、白色LED20a~20dの発光を制御することができ、容易に照明制御回路300をカプセル内視鏡1のシステムに適用することができる。
 なお、照明制御回路300では、上述したように、照明駆動部320に備えたトランジスタアレイ321内の駆動トランジスタ321a~321dのそれぞれは、同じトランジスタサイズで特性のマッチングがとられている。また、照明駆動部320に備えた抵抗アレイ322内の抵抗322a~322dのそれぞれは、同じ抵抗値rで特性のマッチングがとられている。つまり、照明制御回路300において離れた位置に配置されている照明制御信号出力部310には関係せず、照明駆動部320内のそれぞれの構成要素が、それぞれマッチングがとられている。このため、照明制御回路300では、照明制御信号出力部310に影響されることなく、白色LED20a~20dのそれぞれが発光する光の明るさ(輝度)にもばらつきは生じない。
 なお、照明制御回路300では、照明部20に備えたより多くの白色LEDの発光を制御する場合や、照明駆動部320に備えたトランジスタアレイ321内の駆動トランジスタ、および照明駆動部320に備えた抵抗アレイ322の抵抗の特性のマッチングをとる方法は、第1の構成の照明制御回路100と同様に考えることができる。このため、これらの考え方に関する詳細な説明は省略する。
 上記に述べたとおり、本第1の実施形態では、カプセル内視鏡1のシステムにおいて、照明部20に備えた白色LEDの発光を制御する照明制御回路を、照明基板部81、第1の配線基板部84、撮像素子基板部82、第2の配線基板部85、信号処理基板部83の順番で、それぞれの基板部が一列に並んだ形状に一体成形されたフレキシブル基板80の、信号処理基板部83と照明基板部81とに分けて配置する。このとき、複数の白色LEDのそれぞれを直接駆動する照明駆動部を照明基板部81に配置し、白色LEDの駆動を制御するために照明駆動部を制御する照明制御信号出力部を信号処理基板部83に配置する。これにより、本第1の実施形態では、白色LEDを駆動するために照明駆動部と白色LEDとの間で接続されるそれぞれの白色LED毎の複数の配線が、第2の配線基板部85、撮像素子基板部82、および第1の配線基板部84の領域を通らなくなり、照明駆動部による白色LEDの駆動を制御するための少ない本数の配線のみが通ることになる。このことにより、本第1の実施形態では、第2の配線基板部85および第1の配線基板部84の幅をさほど広げることなく、カプセル内視鏡1のシステムのカプセル筐体10への収容性を保持した上で、カプセル内視鏡1に求められる照明の性能(輝度)や品質(照射光の均一性)を確保するために必要な、十分な太さをもった配線をフレキシブル基板80内に形成することができる。
 なお、本第1の実施形態では、複数の白色LEDのそれぞれを直接駆動する照明駆動部を照明基板部81に配置する場合について説明したが、照明駆動部を配置する基板は、照明基板部81に限定されず、他の基板に照明駆動部を配置することもできる。
<第2の実施形態>
 次に、本実施形態のカプセル内視鏡1のシステムにおいて、照明部20に備えた白色LEDの発光を制御する別の照明制御回路について説明する。
<第1の構成>
 まず、本第2の実施形態の照明制御回路の第1の構成について説明する。図8は、本第2の実施形態の照明制御回路の第1の構成を示した回路図である。図8に示した本第1の構成の照明制御回路400は、照明制御信号出力部110と照明駆動部120とから構成される。本第1の構成の照明制御回路400においては、照明制御信号出力部110は、信号処理基板部83に実装される信号処理部50内に配置され、照明駆動部120は、撮像素子基板部82に実装される撮像素子40内に配置される。本第1の構成の照明制御回路400の構成は、照明駆動部120が配置される位置が異なる以外は、第1の実施形態の第1の構成の照明制御回路100の構成と同様である。このため、本第1の構成の照明制御回路400の動作も、第1の実施形態の第1の構成の照明制御回路100の動作と同様である。従って、本第1の構成の照明制御回路400の構成および動作に関する詳細な説明は省略する。
 続いて、本第2の実施形態の第1の構成の照明制御回路400におけるそれぞれの構成要素の配置と、照明制御回路400に備えたそれぞれの構成要素の間のフレキシブル基板80内の配線について説明する。図9は、本第2の実施形態の第1の構成の照明制御回路400の配置および配線を示した図である。図9には、図1Bに示した形状のフレキシブル基板80に、照明制御回路400の構成要素のそれぞれを配置した場合を示している。
 上述したように、照明制御回路400を構成する照明制御信号出力部110は、信号処理基板部83に実装される信号処理部50内に配置され、照明駆動部120(トランジスタアレイ120)は、撮像素子基板部82に実装される撮像素子40内に配置される。このため、照明制御回路400では、照明制御信号出力部110とトランジスタアレイ120との間で接続されるゲート制御電圧VGSの電圧信号(照明制御信号)と、電源電圧VCCの電圧信号およびグラウンドの電圧信号とが、第2の配線基板部85を経由して撮像素子40に接続される。そして、照明制御回路400では、トランジスタアレイ120と照明部20に備えた白色LED20a~20dのそれぞれとの間で接続される電流値Ioの照明電流の複数の電流信号が、第1の配線基板部84を経由して接続される。つまり、図9に示すように、照明制御回路400では、3本の配線が第2の配線基板部85を通り、5本の配線が第1の配線基板部84を通る。
 本第2の実施形態の第1の構成によれば、照明駆動部(照明駆動部120)は、撮像素子基板部82に配置される場合、この撮像素子基板部82に実装される撮像素子40に備えた構成要素として形成されるカプセル内視鏡1が構成される。
 このような配置によって、照明制御回路400を、カプセル内視鏡1の照明部20に備えた白色LED20a~20dの発光を制御する照明制御回路として用いた場合にも、第1の実施形態の第1の構成の照明制御回路100を照明制御回路として用いた場合と同様に、第2の配線基板部85および第1の配線基板部84の幅をさほど広げることなく、容易に照明制御回路400をカプセル内視鏡1のシステムに適用することができる。そして、照明制御回路400を照明制御回路として用いたカプセル内視鏡1は、第1の実施形態の第1の構成の照明制御回路100を照明制御回路として用いたときと同様に、求められる照明部20の性能(輝度)や品質(照射光の均一性)を、容易に確保することができる。
 なお、図8および図9に示すように、照明制御回路400では、第1の配線基板部84に形成される配線数(信号線の数)が第1の実施形態の第1の構成の照明制御回路100よりも多い。しかし、第1の配線基板部84には、元々、撮像素子40と信号処理部50との間で送受信される信号の配線群851よりも少ない数の配線しか形成されていないため、第1の配線基板部84の配線数の増加の影響は発生しない。むしろ、トランジスタアレイ120を照明基板部81に配置しないことによって、照明基板部81に複数の白色LEDを実装することができる領域が広がることの方が、有効である。
 また、照明制御回路400では、トランジスタアレイ120が撮像素子40内に配置される。このため、照明制御回路400を照明制御回路として用いたカプセル内視鏡1では、照明基板部81に複数の白色LEDを実装する関係からトランジスタアレイ120に備える駆動トランジスタのそれぞれが別々のトランジスタで構成されることがなく、それぞれの駆動トランジスタの特性のマッチングが、撮像素子40内で容易にとられる。
<第2の構成>
 次に、本第2の実施形態の照明制御回路の第2の構成について説明する。図10は、本第2の実施形態の照明制御回路の第2の構成を示した回路図である。図10に示した本第2の構成の照明制御回路500は、照明制御信号出力部210と照明駆動部220とから構成される。本第2の構成の照明制御回路500においては、第1の構成の照明制御回路400と同様に、照明制御信号出力部210は、信号処理基板部83に実装される信号処理部50内に配置され、照明駆動部220は、撮像素子基板部82に実装される撮像素子40内に配置される。本第2の構成の照明制御回路500の構成は、照明駆動部220が配置される位置が異なる以外は、第1の実施形態の第2の構成の照明制御回路200の構成と同様である。このため、本第2の構成の照明制御回路500の動作も、第1の実施形態の第2の構成の照明制御回路200の動作と同様である。従って、本第2の構成の照明制御回路500の構成および動作に関する詳細な説明は省略する。
 続いて、本第2の実施形態の第2の構成の照明制御回路500におけるそれぞれの構成要素の配置と、照明制御回路500に備えたそれぞれの構成要素の間のフレキシブル基板80内の配線とについて説明する。図11は、本第2の実施形態の第2の構成の照明制御回路500の配置および配線を示した図である。図11には、図1Bに示した形状のフレキシブル基板80に、照明制御回路500の構成要素のそれぞれを配置した場合を示している。
 上述したように、照明制御回路500を構成する照明制御信号出力部210は、信号処理基板部83に実装される信号処理部50内に配置され、照明駆動部220(トランジスタアレイ220)は、撮像素子基板部82に実装される撮像素子40内に配置される。このため、照明制御回路500では、照明制御信号出力部110とトランジスタアレイ120との間で接続される電流値Ioの電流信号(照明制御信号)と、電源電圧VCCの電圧信号およびグラウンドの電圧信号とが、第2の配線基板部85を経由して撮像素子40に接続される。そして、照明制御回路500では、トランジスタアレイ220と照明部20に備えた白色LED20a~20dのそれぞれとの間で接続される電流値Ioの照明電流の複数の電流信号が、第1の配線基板部84を経由して接続される。つまり、図11に示すように、照明制御回路500でも、第1の構成の照明制御回路400と同様に、3本の配線が第2の配線基板部85を通り、5本の配線が第1の配線基板部84を通る。
 このような配置によって、照明制御回路500を、カプセル内視鏡1の照明部20に備えた白色LED20a~20dの発光を制御する照明制御回路として用いた場合にも、第1の実施形態の第2の構成の照明制御回路200を照明制御回路として用いた場合と同様に、第2の配線基板部85および第1の配線基板部84の幅をさほど広げることなく、容易に照明制御回路500をカプセル内視鏡1のシステムに適用することができる。そして、照明制御回路500を照明制御回路として用いたカプセル内視鏡1は、第1の実施形態の第2の構成の照明制御回路200を照明制御回路として用いたときと同様に、求められる照明部20の性能(輝度)や品質(照射光の均一性)を、容易に確保することができる。
 なお、図10および図11に示すように、照明制御回路500でも、第1の配線基板部84に形成される配線数(信号線の数)が第1の実施形態の第2の構成の照明制御回路200よりも多い。しかし、第2の実施形態の第1の構成の照明制御回路400と同様に、トランジスタアレイ220を照明基板部81に配置しないことによって、照明基板部81に複数の白色LEDを実装することができる領域が広がることや、トランジスタアレイ120に備えたそれぞれの駆動トランジスタの特性のマッチングが、撮像素子40内で容易にとられることの方が、有効である。
<第3の構成>
 次に、本第2の実施形態の照明制御回路の第3の構成について説明する。図12は、本第2の実施形態の照明制御回路の第3の構成を示した回路図である。図12に示した本第3の構成の照明制御回路600は、照明制御信号出力部310と照明駆動部320とから構成される。本第3の構成の照明制御回路600においては、第1の構成の照明制御回路400と同様に、照明制御信号出力部310は、信号処理基板部83に実装される信号処理部50内に配置され、照明駆動部320は、撮像素子基板部82に実装される撮像素子40内に配置される。本第3の構成の照明制御回路600の構成は、照明駆動部320が配置される位置が異なる以外は、第1の実施形態の第3の構成の照明制御回路300の構成と同様である。このため、本第3の構成の照明制御回路600の動作も、第1の実施形態の第3の構成の照明制御回路300の動作と同様である。従って、本第3の構成の照明制御回路600の構成および動作に関する詳細な説明は省略する。
 続いて、本第2の実施形態の第3の構成の照明制御回路600におけるそれぞれの構成要素の配置と、照明制御回路600に備えたそれぞれの構成要素の間のフレキシブル基板80内の配線について説明する。図13は、本第2の実施形態の第3の構成の照明制御回路600の配置および配線を示した図である。図13には、図1Bに示した形状のフレキシブル基板80に、照明制御回路600の構成要素のそれぞれを配置した場合を示している。
 上述したように、照明制御回路600を構成する照明制御信号出力部310は、信号処理基板部83に実装される信号処理部50内に配置され、照明駆動部320(トランジスタアレイ321および抵抗アレイ322)は、撮像素子基板部82に実装される撮像素子40内に配置される。このため、照明制御回路600では、照明制御信号出力部310と照明駆動部320に備えたトランジスタアレイ321との間で接続されるゲート制御電圧Vgの電圧信号(照明制御信号)および照明駆動部320に備えた抵抗アレイ322との間で接続される基準電位端子の電圧信号と、電源電圧VCCの電圧信号とが、第2の配線基板部85を経由して撮像素子40に接続される。そして、照明制御回路600では、トランジスタアレイ321と照明部20に備えた白色LED20a~20dのそれぞれとの間で接続される電流値Ioの照明電流の複数の電流信号が、第1の配線基板部84を経由して接続される。つまり、図13に示すように、照明制御回路600でも、第1の構成の照明制御回路400と同様に、3本の配線が第2の配線基板部85を通り、5本の配線が第1の配線基板部84を通る。
 このような配置によって、照明制御回路600を、カプセル内視鏡1の照明部20に備えた白色LED20a~20dの発光を制御する照明制御回路として用いた場合にも、第1の実施形態の第3の構成の照明制御回路300を照明制御回路として用いた場合と同様に、第2の配線基板部85および第1の配線基板部84の幅をさほど広げることなく、容易に照明制御回路600をカプセル内視鏡1のシステムに適用することができる。そして、照明制御回路600を照明制御回路として用いたカプセル内視鏡1は、第1の実施形態の第3の構成の照明制御回路300を照明制御回路として用いたときと同様に、求められる照明部20の性能(輝度)や品質(照射光の均一性)を、容易に確保することができる。
 なお、図12および図13に示すように、照明制御回路600でも、第1の配線基板部84に形成される配線数(信号線の数)が第1の実施形態の第3の構成の照明制御回路300よりも多い。しかし、第2の実施形態の第1の構成の照明制御回路400と同様に、照明駆動部320(トランジスタアレイ321および抵抗アレイ322)を照明基板部81に配置しないことによって、照明基板部81に複数の白色LEDを実装することができる領域が広がることや、トランジスタアレイ321に備えたそれぞれの駆動トランジスタの特性のマッチングや、抵抗アレイ322に備えたそれぞれの抵抗の抵抗値などの特性のマッチングが、撮像素子40内で容易にとられることの方が、有効である。
 上記に述べたとおり、本第2の実施形態では、カプセル内視鏡1のシステムにおいて、照明部20に備えた白色LEDの発光を制御する照明制御回路を、照明基板部81、第1の配線基板部84、撮像素子基板部82、第2の配線基板部85、信号処理基板部83の順番で、それぞれの基板部が一列に並んだ形状に一体成形されたフレキシブル基板80の、信号処理基板部83と撮像素子基板部82とに分けて配置する。このとき、複数の白色LEDのそれぞれを直接駆動する照明駆動部を撮像素子基板部82に配置し、白色LEDの駆動を制御するために照明駆動部を制御する照明制御信号出力部を信号処理基板部83に配置する。これにより、本第2の実施形態では、白色LEDを駆動するために照明駆動部と白色LEDとの間で接続されるそれぞれの白色LED毎の複数の配線の数は、従来の技術と変わりがないが、第2の配線基板部85の領域には、照明制御信号出力部が照明駆動部を制御するための照明制御信号などの少ない本数の配線のみが通ることになる。このことにより、本第2の実施形態では、第2の配線基板部85の幅をさほど広げることなく、さらに、求められる照明の性能(輝度)や品質(照射光の均一性)を確保するために必要な十分な太さをもった配線を第1の配線基板部84内に形成した上で、カプセル内視鏡1のシステムのカプセル筐体10への収容性を保持することができる。
 上記に述べたとおり、本発明を実施するための形態によれば、カプセル内視鏡のシステムにおいて、照明部に備えた複数の発光素子の発光を制御する照明制御回路を、照明基板部、第1の配線基板部、撮像素子基板部、第2の配線基板部、信号処理基板部83の順番で、それぞれの基板部が一列に並んだ形状に一体成形されたフレキシブル基板の、信号処理基板部、撮像素子基板部、または照明基板部に分けて配置する。このとき、照明部に備えた複数の発光素子のそれぞれと接続する照明制御回路内の構成要素を、撮像素子基板部、または照明基板部に配置する。これにより、照明部に備えた複数の発光素子のそれぞれと接続する信号の複数の配線を、信号処理基板部と撮像素子基板部との間の第2の配線基板部に形成することが必要なくなり、第2の配線基板部内に形成される照明部に備えた発光素子の発光制御に関する配線の数を少なくすることができる。このことにより、カプセル内視鏡のシステムにおいて、それぞれの構成要素を実装したフレキシブル基板のカプセル筐体への収容性を保持した上で、カプセル内視鏡に求められる照明の性能(輝度)や品質(照射光の均一性)を確保するために十分な太さをもった配線をフレキシブル基板内に形成することができる。
 なお、第1の実施形態では照明駆動部を照明基板部に配置し、第2の実施形態では照明駆動部を撮像素子基板部に配置した場合について説明した。つまり、第1の実施形態および第2の実施形態のいずれでも、照明制御信号出力部は、信号処理基板部に配置されている場合について説明した。しかし、信号処理基板部を配置する基板は、信号処理基板部に限定されるものではない。すなわち、信号処理基板部も、照明駆動部と同様に、撮像素子基板部に配置することもできる。この場合には、第2の配線基板部に、照明制御信号出力部が照明駆動部を制御するための照明制御信号など配線を形成することが必要なくなる。また、照明制御回路の構成要素の特性のマッチングが、撮像素子40内で容易にとられるようにもなる。
 なお、第1の実施形態および第2の実施形態では、照明制御回路を構成する照明制御信号出力部を信号処理部50内に配置、すなわち、信号処理部50に内蔵し、第2の実施形態では、照明制御回路を構成する照明駆動部を、撮像素子40内に配置、すなわち、撮像素子40に内蔵する構成について説明した。つまり、同じシリコン基板(いわゆる、ICチップ)に形成される構成について説明した。しかし、照明制御回路を構成する照明制御信号出力部および照明駆動部を、信号処理基板部83または撮像素子基板部82に配置する際には、それぞれの構成要素が、対応するカプセル内視鏡のシステムの構成要素に内蔵される構成に限定されるものではない。すなわち、照明制御回路を構成する照明制御信号出力部および照明駆動部を、信号処理部50および撮像素子40とは別々に、それぞれの単独のICチップで作製さてもよい。この場合であっても、単独で作製された照明制御信号出力部および照明駆動部は、対応するカプセル内視鏡のシステムの構成要素が実装されている基板内に配置される。
 以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。本発明は前述した説明に限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
上記各実施形態によれば、カプセル内視鏡に最適な照明制御用の回路の配置と回路間の配線とを提供できる。
1 カプセル内視鏡
10 カプセル筐体
20 照明部
20a,20b,20c,20d 白色LED(発光素子)
30 光学系
40 撮像素子
50 信号処理部
60 通信アンテナ
70 電源
80 フレキシブル基板
81 照明基板部
82 撮像素子基板部
83 信号処理基板部
84 第1の配線基板部
85 第2の配線基板部
851 配線群
100 照明制御回路
110 照明制御信号出力部
111 基準電源(照明制御信号出力部,電圧電流変換回路,増幅回路)
112 演算増幅器(照明制御信号出力部,電圧電流変換回路,増幅回路,演算増幅器)
113 抵抗(照明制御信号出力部,電圧電流変換回路)
114 制御トランジスタ(照明制御信号出力部,制御トランジスタ,電圧電流変換回路)
120 照明駆動部,トランジスタアレイ
120a,120b,120c,120d 駆動トランジスタ(照明駆動部,トランジスタアレイ,駆動トランジスタ)
200 照明制御回路
210 照明制御信号出力部
214 トランジスタ(照明制御信号出力部,電圧電流変換回路)
215 第1の入力側トランジスタ(照明制御信号出力部,第1のカレントミラー回路)
216 第1の出力側トランジスタ(照明制御信号出力部,第1のカレントミラー回路)
220 照明駆動部,トランジスタアレイ
221 第2の入力側トランジスタ(照明駆動部,トランジスタアレイ,第2のカレントミラー回路)
222a,222b,222c,222d 第2の出力側トランジスタ(照明駆動部,トランジスタアレイ,第2のカレントミラー回路)
300 照明制御回路
310 照明制御信号出力部
313 抵抗(照明制御信号出力部,増幅回路)
320 照明駆動部
321 トランジスタアレイ(照明駆動部,トランジスタアレイ)
321a,321b,321c,321d 駆動トランジスタ(照明駆動部,トランジスタアレイ,駆動トランジスタ)
322 抵抗アレイ(照明駆動部,抵抗アレイ)
322a,322b,322c,322d 抵抗(照明駆動部,抵抗アレイ)
400 照明制御回路
500 照明制御回路
600 照明制御回路

Claims (7)

  1.  二次元の行列状に配置された複数の画素を具備し、撮影した被写体の画素信号を出力する撮像素子が実装される撮像素子基板部と、前記撮像素子における被写体の撮影を制御すると共に、前記撮像素子から出力された前記画素信号に対して予め定められた種々の画像処理を施した画像を生成する信号処理部が実装される信号処理基板部と、撮影する被写体に対して光を照射する照明部に備えた複数の発光素子が実装される照明基板部と、前記照明基板部と前記撮像素子基板部との間を通る信号の配線が形成される第1の配線基板部と、前記撮像素子基板部と前記信号処理基板部との間を通る信号の配線が形成される第2の配線基板部とを有し、前記照明基板部、前記第1の配線基板部、前記撮像素子基板部、前記第2の配線基板部、前記信号処理基板部の順番で、それぞれの基板部が一列に並んだ形状に一体成形されたフレキシブル基板がカプセル筐体内に収容されるカプセル内視鏡において、
     前記照明部に備えた複数の前記発光素子の発光を制御するための照明制御信号を出力する照明制御信号出力部と、前記照明制御信号出力部から入力された前記照明制御信号に応じて前記発光素子のそれぞれを駆動する照明駆動部とを有する照明制御回路、
     を備え、
     前記照明駆動部は、
     前記撮像素子基板部および前記照明基板部のいずれか一方に配置される、
     カプセル内視鏡。
  2.  前記発光素子は、LEDであり、
     前記照明駆動部は、前記照明部に備えた複数の前記発光素子のそれぞれに対応し、前記照明制御信号に応じた照明電流を生成する複数のトランジスタを有するトランジスタアレイ、を備える
    請求項1に記載のカプセル内視鏡。
  3.  前記照明制御信号出力部は、
     基準電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、
     前記電圧電流変換回路を構成し、変換した電流の値に応じて生成した電圧の信号を前記照明制御信号として出力する制御トランジスタと、
     を備え、
     前記照明駆動部は、
     前記トランジスタアレイ内のそれぞれのトランジスタを、対応する前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとして構成し、前記駆動トランジスタのそれぞれは、ゲート端子に入力された前記照明制御信号の電圧値に応じた前記照明電流を生成する、
     請求項2に記載のカプセル内視鏡。
  4.  前記照明制御信号出力部は、
     基準電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、
     前記電圧電流変換回路が変換した電流の値を複製した電流の信号を前記照明制御信号として出力する第1のカレントミラー回路と、
     を備え、
     前記照明駆動部は、
     前記トランジスタアレイ内のそれぞれのトランジスタによって、前記第1のカレントミラー回路から出力された前記照明制御信号の電流の値を複製した前記照明電流を生成する、前記発光素子のそれぞれに対応した複数の第2のカレントミラー回路を構成する、
     請求項2に記載のカプセル内視鏡。
  5.  前記照明制御信号出力部は、
     基準電圧に応じた電圧の信号を前記照明制御信号とし出力する増幅回路、
     を備え、
     前記照明駆動部は、
     前記トランジスタアレイ内のそれぞれのトランジスタに対応し、前記増幅回路の基準の電位と接続される抵抗を複数備えた抵抗アレイ、
     をさらに備え、
     前記トランジスタアレイ内のそれぞれのトランジスタを、対応する前記発光素子を駆動する駆動トランジスタとして構成し、前記駆動トランジスタのそれぞれは、ゲート端子に入力された前記照明制御信号の電位と、前記抵抗アレイ内の対応する抵抗を介して接続された基準の電位との電位差に応じた前記照明電流を生成する、
     請求項2に記載のカプセル内視鏡。
  6.  前記照明制御信号出力部は、
     前記基準電圧の電圧値と前記照明制御信号を表す電圧値との比較を行う演算増幅器、
     を備える請求項3から請求項5のいずれか1の項に記載のカプセル内視鏡。
  7.  前記照明駆動部は、
     前記撮像素子基板部に配置される場合、
     前記撮像素子基板部に実装される前記撮像素子に備えた構成要素として形成される、
     請求項1から請求項6のいずれか1の項に記載のカプセル内視鏡。
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