(57)【要約】飲み込み型生体内撮像カプセル内の複数のＬＥＤ光源の駆動方式を制御するＬＥＤ制御回路が提供され、この制御回路は、高効率の動作、及び柔軟性の高い、かつ変更可能な動作モードを実現するように構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２の複数の分岐に配置される第１の複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）に電流を供給する制御回路であって、前記分岐は前記制御回路に接続され、
共通電圧を前記回路の各分岐に供給するように動作する電圧レギュレータと、
第２の複数の電流レギュレータであって、各電流レギュレータが前記第２の複数の分岐の内の一つの分岐に接続されて、各分岐に流れる電流を個々に調整するように構成される第２の複数の電流レギュレータと、
前記電圧レギュレータまたは電流レギュレータの内の少なくとも一方のレギュレータを制御するように動作する制御ユニットと
を備える、制御回路。
【請求項２】
パラメータまたはコマンドを前記制御ユニットに供給して前記ＬＥＤを駆動し、且つ制御するメモリを更に備える、請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記電圧レギュレータ、電流レギュレータ、制御ユニット、及びメモリは電子チップの中に形成される、請求項２に記載の制御回路。
【請求項４】
前記電子チップは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である、請求項３に記載の制御回路。
【請求項５】
前記制御回路及び前記第１の複数のＬＥＤを備える、請求項１に記載の生体内撮像装置。
【請求項６】
飲み込み型カプセルを備える、請求項５に記載の生体内撮像装置。
【請求項７】
第１の複数のＬＥＤを制御する方法であって、前記第１の複数のＬＥＤは、制御回路に接続される第２の複数の分岐に配置され、
電圧レギュレータを使用して、共通電圧を前記分岐の各々に供給する工程と、
各分岐に供給される電流を、接続先の電流レギュレータによって整流する工程と
を備える方法。
【請求項８】
制御ユニットを設けて、前記電圧レギュレータまたは電流レギュレータの内の少なくとも一方のレギュレータを制御する工程を更に備える、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
メモリを設けて、パラメータまたはコマンドを前記制御ユニットに供給して前記ＬＥＤを駆動し、且つ制御する工程を更に備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記メモリのタイプはＥＥＰＲＯＭまたはＲＡＭである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記制御回路及び前記第１の複数のＬＥＤは生体内撮像装置の中に配置され、前記方法はパラメータまたはコマンドを前記制御ユニットに供給して前記ＬＥＤを駆動し、且つ制御する工程を更に備え、前記パラメータまたはコマンドは前記生体内撮像装置の外部から受信する、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記生体内撮像装置は飲み込み型カプセルである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記パラメータまたはコマンドは通信チャネルを経由して受信される、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
体内の経路または空洞の生体内撮像を行ない、そして画像情報以外の情報を収集する装置及び方法はこの技術分野では公知である。これらの生体内撮像装置としては、例えば飲み込み型カプセルを挙げることができ、飲み込み型カプセルは情報を収集し、そして情報を受信機システム、内視鏡などに送信することができる。これらのカプセルを利用することにより、例えば腸全体の管腔内ｐＨ、温度または圧力を測定することができる。更に、このような装置としてとりわけ、種々の体内の空洞の内部で撮影を行なう種々の内視鏡撮像システム及び装置を挙げることができる。
【０００２】
生体内撮像装置としては、例えば画像または他の情報を、消化管のような体内空洞または管腔の内部から取得する撮像システムを挙げることができる。撮像システムとしては、例えば一連の発光ダイオード（ＬＥＤ）、または他の適切な光源のような照明ユニットを挙げることができる。装置としては、撮像センサ、及び画像を撮像センサ上に集光する光学システムを挙げることができる。送信機及びアンテナを組み込んで画像信号を送信することができる。例えば、患者が装着する受信機／レコーダは画像及び他の情報を記録し、そして保存することができる。従って、記録情報を受信機／レコーダからコンピュータまたはワークステーションモニターにダウンロードして表示し、そして分析することができる。
【０００３】
生体内撮像カプセルでは通常、カプセルの動き全体を駆動するために必要なバッテリのような電源のための空間が小さい。更に、カプセルの使用の性質上、このような電源が十分な電力容量を所定期間に渡って有することが必要になる場合があるが、これは、例えば電源がユーザの体の内部にずっと位置している状態で電源を入れ替える、または再充電するということができないからである。
【０００４】
更に、飲み込み型生体内撮像カプセルは、一つよりも多くの撮像ユニットを有するので、種々の撮像ユニットを、カプセルの頭部及び末尾といったように、カプセルの異なる方向に面するように取り付ける必要がある。このような場合においては、種々の光源が、複数の撮像ユニットに使用される駆動方式に従う必要がある。更には、幾つかのセットの光源を駆動するためには、これらの光源を同期させて種々の光源によって消費される合計電流を所定の制限値に収まるようにいずれの時点においても維持して、例えばカプセル電源の制限値を超えることがないようにする必要がある。飲み込み型生体内撮像カプセル内の光源は通常、前記カプセルにおける最も電流を消費するユニットであるので、全ての光源を流れる電流を制御することによって、カプセルの電源の制限値を確実に遵守する必要がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
或る実施形態によれば、電流を、第２の複数の分岐に配置される第１の複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）に供給する制御回路が提供され、これらの分岐は制御回路に接続され、制御回路は：
共通電圧を回路の各分岐に供給するように動作する電圧レギュレータと；
各電流レギュレータが第２の複数の分岐の内の一つの分岐に接続されて各分岐に流れる電流を個々に調整するように構成される第２の複数の電流レギュレータと；
電圧レギュレータまたは電流レギュレータの内の少なくとも一方のレギュレータを制御するように動作する制御ユニットと、を備える。
【０００６】
或る実施形態によれば、制御回路は更に、パラメータまたはコマンドを制御ユニットに供給してＬＥＤを駆動し、そして制御するメモリを備える。
或る実施形態によれば、電圧レギュレータ、電流レギュレータ、制御ユニット、及びメモリは電子チップの中に形成される。
【０００７】
或る実施形態によれば、電子チップは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である。
或る実施形態によれば、本発明の実施形態による制御回路及び第１の複数のＬＥＤを備える生体内撮像装置が提供される。
【０００８】
或る実施形態によれば、生体内撮像装置は飲み込み型カプセルを備える。
或る実施形態によれば、第１の複数のＬＥＤを制御する方法が提供され、第１の複数のＬＥＤは、制御回路に接続される第２の複数の分岐に配置され、前記方法は：
共通電圧をこれらの分岐の各々に、電圧レギュレータを使用して供給する工程と；
各分岐に供給される電流を、接続先の電流レギュレータによって一定に維持する工程と、を含む。
【０００９】
或る実施形態によれば、本方法は更に、制御ユニットを設けて、電圧レギュレータまたは電流レギュレータの内の少なくとも一方のレギュレータを制御する工程を含む。
或る実施形態によれば、本方法は更に、メモリを設けて、パラメータまたはコマンドを制御ユニットに供給してＬＥＤを駆動し、制御する工程を含む。メモリはＥＥＰＲＯＭまたはＲＡＭとすることができる。
【００１０】
或る実施形態によれば、制御回路及び第１の複数のＬＥＤは生体内撮像装置の中に配置され、本方法は更に、パラメータまたはコマンドを制御ユニットに供給してＬＥＤを駆動し、制御する工程を含み、パラメータまたはコマンドは生体内撮像装置の外部から受信する。
【００１１】
或る実施形態によれば、生体内撮像装置は飲み込み型カプセルである。
或る実施形態によれば、パラメータまたはコマンドは通信チャネルを経由して受信する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明とされる主題事項が詳細に列挙され、そして本明細書の結論部分において請求される。しかしながら、動作の体系及び方法の両方に関する本発明は、本発明の目的、特徴、及び利点とともに、以下の詳細な記述を添付の図を参照しながら一読することにより最も深く理解することができる。
【００１３】
図を簡単かつ明瞭にするために、これらの図に示す構成要素は必ずしも寸法通りには描かれていないことを理解されたい。例えば、幾つかの構成要素の寸法を他の構成要素よりも誇張して大きく表現し、幾つかの構成要素を分り易くしている。更に、適切と考えられる場合には、参照番号を複数の図で繰り返し用いて、該当する、または類似する構成要素を指すようにしている。
【００１４】
以下の詳細な記述では、多くの特定の詳細を提示して、本発明を完全に理解することができるようにしている。しかしながら、この技術分野の当業者であれば、本発明は、これらの特定の詳細を用いることなく実施することができることが理解できるであろう。他の例では、公知の方法、手順、構成要素、及び回路は、本発明を不明瞭にすることがないように詳細に説明することはしていない。
【００１５】
本発明は、種々のアプリケーションにおいて使用することができることを理解されたい。本発明は、この点に関して制限されることはないが、照明回路構成は、照明期間、照明速度、照明輝度などを高度に制御する必要がある種々のアプリケーションに使用することができる。
【００１６】
飲み込み型カプセルでは、センサ（例えば、温度センサ、圧力センサ、ｐＨセンサ、送信装置の位置センサ、血液検出センサ、または制御センサなど）からの画像及び非画像情報の両方を送信するために、一つのタイプの、または他のタイプのこのような情報の単なる送信よりも送信帯域を広くする、または回路、計算、処理、または方法を更に複雑にする必要がある。体内管腔の検査に使用される内視鏡装置は普通、（有線リンクまたは無線リンクを経由して）ビデオ（画像）情報しか送信しない。
【００１７】
このような装置においては、一つよりも多くの方法によって制御される必要がある光源をこれらの装置に組み込んで、幾つかの作動モードをカバーする必要もある。このような生体内撮像カプセルは、可視光、赤外（ＩＲ）光、紫外（ＵＶ）光、輻射の誘導放出による光増幅（ＬＡＳＥＲ）などのような異なるタイプの光源を制御する機能を備えることになる。
【００１８】
従って、制御ユニットを組み込む必要があり、制御ユニットによって、飲み込み型生体内撮像カプセルの内部に組み込まれる複数の光源の駆動を制御して種々の駆動方式を提供し、これらの駆動方式によって、種々の制限値に制限する必要があり、かつ種々の制限値で駆動を停止する必要があるような場合に、複数の光源、及び複数のタイプの光源の駆動を可能にする。
【００１９】
生体内カプセルのような、小さな閉じた空間の内部に組み込まれる光源を駆動する場合には、電源（例えば、バッテリ）の空間が小さくなる、体内で作動しているときにカプセルにまで達して作動モードを変更するのが難しいなどの幾つかの困難が伴なう。従って、一方では非常に効率が良く、そしてカプセルの作動モードにおいて高い柔軟性を示す、このような光源の給電制御回路を配設すると有利である。
【００２０】
通常、ＬＥＤ型光源には電流設定機構が必要であり、電流設定機構を当該光源と直列に接続することにより、光源を流れる電流を所定の値に設定する。この機構の公知の解決手段が、ＬＥＤ光源と直列接続される制限抵抗体である。このような抵抗体は、ＬＥＤの特定の電流設定に従って、かつ該当する回路を起動する電圧に従って選択される。非常にありふれた解決手段であるが、このような抵抗体によって大きな消費電力（オームの法則に従って計算される）が、エネルギー上の利点を全くもたらすことなく発生する。
【００２１】
次に、幾つかの発光ダイオード（ＬＥＤ）１２に給電し、本発明の或る実施形態に従って構成され、そして動作する電気回路１０の部分模式図である図１を参照する。回路１０は、一つ以上の分岐１７の中で接続される直列配置の複数のＬＥＤ型光源ユニット１２を備え、各分岐には、直列接続される１つよりも多くのＬＥＤ、少なくとも一つの電流レギュレータ１４、少なくとも一つの電圧レギュレータ１５、制御ユニット１６、及びＥＥＰＲＯＭまたはＲＡＭのようなメモリユニット１８が含まれる。ＬＥＤ光源１２は、一つよりも多くのタイプの光源とすることができ、これらの光源として、これらには制限されないが、白色ＬＥＤ、赤外線ＬＥＤ、紫外線ＬＥＤ、ＬＡＳＥＲダイオードＬＥＤなどを挙げることができる。各分岐１７におけるＬＥＤユニット１２の数は、電圧源の仕様、及び電圧レギュレータ１５の制御範囲に従って、一つの分岐１７におけるＬＥＤユニット１２の全てに渡って合計される電圧降下が電圧源の仕様を満たし、かつ電圧レギュレータ１５の制御範囲に収まるように選択することができる。
【００２２】
電圧レギュレータ１５は、バッテリ／内部電源の利用可能電圧を大きくするか、または小さくするように適合させることができ、これによって当該電圧をカプセルの種々の作動条件に適合させる。電圧レギュレータ１５は更に、電圧レギュレータの出力端子に掛かる出力電圧、及び電圧レギュレータの作動（イネーブル／ディスエーブル）を制御する制御信号を受信する入力端子を含むことができる。電圧レギュレータ１５を使用することにより、分岐１７に供給される電圧を微調整して、一つの分岐における全てのＬＥＤ１２に渡って発生する電圧降下を最小にすることができる。電流レギュレータ１４を使用することにより、当該電流レギュレータの該当する分岐または分岐群を流れる電流の量を制御し、この動作によって、これらのＬＥＤから放出される光の量を制御することができる。電流レギュレータ１４は、当該レギュレータを流れる電流、及び電流レギュレータの作動（イネーブル／ディスエーブル）を制御する制御信号を受信する制御入力端子を含むことができる。電流レギュレータ１４を使用して、ＯＮ／ＯＦＦ時間の長さ（デューティサイクル）に関する、当該レギュレータの該当する分岐（群）におけるＬＥＤ１２の駆動モードまたは駆動プロファイル、及び電流の量（すなわち、照明強度）及びパワーオンまたはオフの切り替えの全ての組み合わせを制御することができる。従って、電流レギュレータ及び／又は電圧レギュレータを使用して、これらのレギュレータに接続されるＬＥＤ１２の駆動をオン／オフ状態にすることができる、またはＬＥＤ１２から放出される光のプロファイル（強度対時間）を変更することができる。
【００２３】
図１に示す構成によれば、各分岐１７に流れる電流は、当該分岐に接続される電流レギュレータ１４によって制御することができ、そして幾つかの分岐１７に電圧レギュレータ１５を通して給電することができる。これらの電流レギュレータ１４の各々を流れる電流の量、及びこれらの電流レギュレータ１４の単なる作動は、制御ユニット１６によって制御することができる。同様に、電圧レギュレータ１５の出力電圧、及び電圧レギュレータの単なる作動は、制御ユニット１６によって制御することができる。制御ユニット１６は、電流レギュレータ１４及び電圧レギュレータ１５の作動を制御する一つ以上のプログラムを実行する機能を備える。制御ユニット１６は更にステートマシンを含むことができ、ステートマシンは回路１０の動作状態を、メモリ１８に格納されるパラメータ及びコマンドのいずれかの値に従って、または前記飲み込み型カプセルの外部から、例えば通信チャネルを通して受信することができるパラメータ及びコマンドの値に従って制御することができる。
【００２４】
回路１０は更に、データ及びプログラムを保存するメモリユニット１８を含んで、制御ユニット１６によって動作するように適合させることができる。制御ユニット１６は、予め保存されているプログラムを動作させるか、またはメモリユニットに保存されているパラメータまたはプログラムを、通信リンク（図示せず）を通して受信するか、または更新するように適合させることができる。
【００２５】
回路１０は、当該回路の一部分が電子チップ（特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などのような）の中で構成され、そして他の部分が、分散した部品群を使用して実装されるか、または別の電子チップとして実装されるように用いることができる。
【００２６】
図１の回路１０には、回路１０をＡＳＩＣと、分散した部品群とに分割することができる様子を表わす垂直破線が表示されるが、この技術分野の当業者であれば、回路１０を別の個数の部分に分割することができるか、または単一のチップに実装することができることが容易に理解できるであろう。電圧レギュレータ１５は、別の電子チップのような別のデバイスに実装することもできる。
【００２７】
次に、図２を更に参照すると、図２は、本発明の或る実施形態による幾つかの発光ダイオード（ＬＥＤ）１２に給電する電気回路２０の部分模式図である。分岐群２７におけるＬＥＤ群１２は、図１に関して上で説明したものと同じタイプか、または他のタイプとすることができる。電流レギュレータ１４、電圧レギュレータ１５、制御ユニット１６、及びストレージユニット１８の役割はこの場合、図１におけるものとほぼ同様である。電流をＬＥＤ群１２に供給する図２に示す構成では、幾つかの分岐２７を互いに並列に接続し、これらの分岐に電流を、互いに並列に接続される幾つかの電流レギュレータ１４を通して供給する。この構成によって、制御電流の広いダイナミックレンジをサポートすることができる。
【００２８】
図１及び２のＬＥＤ１２は、白色光／可視光、ＩＲ（赤外）光、ＬＡＳＥＲなどのような種々のタイプとすることができる。これに制限されないが、飲み込み型生体内撮像カプセルのような装置に光源として組み込まれる場合、ＬＥＤ１２は、種々の条件での使用に供されるために、かつ種々の目的を達成するために計画的に配設することができる。例えば、体内空洞をＩＲ（赤外）光で照明する操作を行なうことにより、種々のタイプの組織を異なる波長でＩＲ（赤外線）撮像して、これらの組織に関する幾つかの種類の情報を受信することができる。別の目的は、血管内部の組織を検出し、そして分析することにある。更に別の使用方法では、ＬＡＳＥＲ（輻射の誘導放出による光増幅）を使用して、可視オブジェクトのサイズ及び距離を飲み込み型カプセルに基づいて推定する。種々の使用方法が交互に、または同時に必要になる。
【００２９】
種々のタイプの光源１２を種々の構成で組み込むことができる。すなわち同じタイプの光源を各分岐に組み込むか、または混合タイプの光源を各分岐１７に組み込むことができる。光源群から成る各分岐１７は、飲み込み型生体内撮像カプセルの一つ以上の作動モードに関連付けることができる。更に、各分岐１７は一つ以上のタスクに関連付けることができる。ストレージユニット１８に格納して制御ユニット１６によって実行することができるプログラムは、分岐群１７での動作（すなわち、ＯＮ／ＯＦＦの切り替え、及び照明強度の制御）を制御して、関連する制限値（いずれかの所定時点での合計消費電流の制限値のような）を遵守しながら必要な照明度を実現するプログラム部分を含むことができる。
【００３０】
光源１２の駆動方式を具体化して生命体の種々の体内部分に適する照明方式を実現するが、この操作は、種々の制御パラメータを制御して、放出される光の量、照明がオンに設定される期間、照明をオンに設定するパルスレートなどのような種々の動作変数を設定することにより行なわれる。このような動作方式は、カメラのような２灯検知カプセル（ｄｕａｌ−ｌｉｇｈｔ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ  ｃａｐｓｕｌｅ：例えば、一方の灯はカプセルの一端に面し、そして他方の灯はカプセルの他端に面する）のような前記飲み込み型カプセルの異なる用途における照明を可能にするために必要であり、２灯検知カプセルでは、例えば中間輝度レベルで、例えば約４０フレーム／秒の相対的に高い照明速度が必要となり、照明用センサを一つだけ使用する実施形態（カメラのような）では、例えば高輝度レベルで、約２５フレーム／秒の相対的に低い照明速度が必要となる。
【００３１】
この技術分野の当業者であれば、本発明の或る実施形態によれば、本発明の原理によるＬＥＤ光源回路の他の構成を用いることができ、そしてこれらの構成は本出願の技術範囲に含まれることを理解できるであろう。
【００３２】
本発明の所定の特徴について本明細書において示し、そして説明してきたが、多くの変形物、代替物、変更物、及び等価物をこの時点で、この技術分野の当業者であれば想到し得るであろう。従って、添付の請求項は、全てのこのような変形物及び変更物を本発明の真の技術思想に包含するものとして含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の或る実施形態による幾つかの発光ダイオードに給電する電気回路の部分模式図である。
【図２】本発明の或る実施形態による幾つかの発光ダイオードに給電する電気回路の部分模式図である。
【図１】
2009522635.tif 000003
【図２】
2009522635.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月29日(2008.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009522635.tif 000005