(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲込可能なインビボ画像化カプセル（４０）であって、前記インビボ画像化カプセルは、
照明源（３３Ａ）と；
イメージセンサ（３４）と；
互いに同じ方向に向けられた第１光学系（３２Ａ）と第２光学系（３２Ｂ）と；
前記第１光学系（３２Ａ）と前記イメージセンサ（３４）の間に配置された第１光学シャッタ（３７Ａ）と；および
前記第２光学系（３２Ｂ）と前記イメージセンサ（３４）の間に配置された第２光学シャッタ（３７Ｂ）と
を含み、
前記第１光学系（３２Ａ）は、前記イメージセンサ（３４）上に第１画像（３９Ａ）を焦点合せするための第１焦点深度を有し、
前記第２光学系（３２Ｂ）は、前記イメージセンサ（３４）上に第２画像（３９Ｂ）を焦点合せするための第２焦点深度を有し、前記第１焦点深度は前記第２焦点深度とは異なり、
前記第１光学シャッタと前記第２光学シャッタが両者とも開かれた場合に前記第１画像（３９Ａ）と前記第２画像（３９Ｂ）は互いに部分的（３９Ｃ）に重なるように、前記第１光学系（３２Ａ）と前記第２光学系（３２Ｂ）は構成され、前記第１光学シャッタ（３７Ａ）が開く第１画像化期間と、前記第２光学シャッタ（３７Ｂ）が開く第２画像化期間とは互いに異なるように設定されることを特徴とする、インビボ画像化カプセル。
【請求項２】
更にメモリデバイス（４７）を含む、請求項１記載のインビボ画像化カプセル。
【請求項３】
更にトランスミッタ（２６Ａ）を含む、請求項１記載のインビボ画像化カプセル。
【請求項４】
前記インビボ画像化カプセルは更に、前記第１光学シャッタ（３７Ａ）と前記第２光学シャッタ（３７Ｂ）を切替制御するプロセッサ（４５）を含む、請求項１記載のインビボ画像化カプセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明はインビボ画像化装置に一般的に関し、より特定的には、被写界深度が拡大されたまたは可変であるインビボ画像化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
体内の通路または空洞のインビボ画像化を行なうための装置および方法は技術分野で公知である。そのような装置は、中でも、さまざまな体内の空洞での画像化を行なうためのさまざまな内視鏡画像化システムおよび装置を含み得る。
【０００３】
ここで、自律インビボ画像化装置の実施例を図示する概略図である図１を参照する。装置１０Ａは、光学窓２１と、ＧＩ管などの体の空洞または内腔内側からの画像を得るための画像化システムとを典型的に含む。画像化システムは照明ユニット２３を含む。照明ユニット２３は１つ以上の光源２３Ａを含み得る。１つ以上の光源２３Ａは、白色光発光ダイオード（ＬＥＤ）または技術分野で公知のいずれの他の好適な光源も含み得る。装置１０Ａは、画像を捕捉するＣＭＯＳ画像化センサ２４と、画像をＣＭＯＳ画像化センサ２４上に焦点合せする光学系２２とを含む。
【０００４】
光学系２２は、１つ以上のレンズ（図示せず）、１つ以上の複合レンズアセンブリ（図示せず）、１つ以上の好適な光学フィルタ（図示せず）などの１つ以上の光学要素（図示せず）、または、ＧＩ管の画像を技術分野で公知のような画像化センサ上に焦点合せするように適合され、かつ図１の光学ユニット２２について上に開示されたいずれの他の好適な光学要素（図示せず）を含んでもよい。光学系２２は、技術分野で公知のような画像装置感光画素（図示せず）に取付けられるか、装着されるか、その上に作製されるか、またはそれに隣接して配置され得る。
【０００５】
照明ユニット２３は、光学窓２１を通して（たとえば胃腸空洞などの）体の内腔または体の空洞の内側部分を照明する。装置１０Ａは、ＣＭＯＳ画像化センサ２４からの画像信号を送信するためのトランスミッタ２６およびアンテナ２７と、１つ以上の電源２５とをさらに含む。電源２５は、酸化銀電池、リチウム電池、または高エネルギ密度の電気化学的電池などの、しかしこれらに限定されないいずれの好適な電源であってもよい。電源２５は、装置１０Ａの電気的要素に電力を提供し得る。
【０００６】
典型的に、胃腸への適用例では、装置１０Ａが胃腸（ＧＩ）管を通して移送されるにつれ、装置１０Ａの複数画素ＣＭＯＳセンサ２４などの、しかしこれに限定されない画像装置は画像（フレーム）を捕捉し、これが処理されて、患者が着用する外部レシーバ／レコーダ（図示せず）に送信され、記録されかつ保存される。次に、記録されたデータは、レシーバ／レコーダからコンピュータまたはワークステーション（図示せず）にダウンロードされて、表示および分析され得る。ＧＩ管を通る装置１０Ａの移動の間、画像装置は、固定または可変フレーム捕捉レートでフレームを捕捉し得る。たとえば、（図１のＣＭＯＳセンサ２４などの、しかしこれに限定されない）画像装置は、１秒当り２フレーム（２Ｈｚ）の固定レートで画像を捕捉し得る。用いられる特定の画像装置またはカメラまたはセンサアレイ実現例のタイプおよび特徴、ならびに利用可能なトランスミッタ２６の伝送帯域幅にとりわけ依存して、他の異なるフレームレートも用いてもよい。ダウンロードされた画像を所望のフレームレートで再生することにより、ワークステーションでそれらを表示し得る。このように、データを調査する専門家または内科医には映画のようなビデオ
再生が提供され、これにより、ＧＩ管を通る装置の通過を内科医が見直すことができるようになり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
典型的に、装置１０Ａまたは同様の自律インビボ画像化装置は、自然な蠕動運動によってＧＩ管を進められる。装置１０Ａまたは同様の自律インビボ画像化装置を画像化に用いる場合、捕捉された画像のいくつかは焦点ずれしていることがある。さらに、捕捉された画像のいくつかでは、光学系２２が得ることができる被写界深度が場合によっては限定されているために、捕捉された画像の一部または複数の部分が焦点ずれしていることがある。たとえば、光学系２２が被写界深度が限定されたレンズ（詳細には図示せず）を含み、かつ（たとえばＧＩ管の壁などの）画像化対象またはその部分がレンズの被写界深度範囲内の距離に配置されていなかった場合は、捕捉された画像またはその部分がぼやけたりまたは鮮明に描かれなかったりすることがある。
【０００８】
したがって、受入可能な程度に焦点合せされていない、または焦点ずれした画像化により鮮鋭度もしくは細部が減じられてしまった捕捉画像の数または割合を減少させることが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
概要
この発明の実施例は、インビボ画像化装置および方法を提供する。１つの実施例では、装置は、照明源と、イメージセンサと、少なくとも２つの光学系とを含む。光学系は異なる焦点深度を有する。第１および第２の画像はイメージセンサ上に焦点合せされる。
【００１０】
この発明は、例示のみの目的のために添付の図面を参照して本明細書中に説明され、図面中、同様の構成要素は同様の参照番号で示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
発明の詳細な説明
インビボ画像化装置の画像鮮鋭度の問題を解決するのに用い得る１つの方策は、被写界深度範囲が広いレンズまたはレンズアセンブリなどの、しかしこれらに限定されない光学系を用いることである。典型的には広角レンズを用い得る。そのようなレンズは、複数要素の複合レンズまたはその他のレンズタイプであり得る。
【００１２】
別の方策は、同じ画像化装置内で複数のレンズを用いることであり得る。
【００１３】
ここで、この発明の実施例に従う、２つの光学系および単一の画像装置を有するインビボ画像化装置の部分概略断面図である図２を参照する。
【００１４】
インビボ画像化装置３０（その一部のみを図２に示す）は画像化センサ（イメージセンサ）３４を含む。画像化センサ３４は、図１のＣＭＯＳ画像化センサ２４と同様のＣＭＯＳ画素アレイセンサであってもよく、または技術分野で公知のいずれの他のタイプの好適な画像化センサであってもよい。たとえばＣＣＤを用いてもよい。
【００１５】
装置３０は、ハウジング３１と、ハウジング３１に取付けられた光学窓２１Ａとを含む。装置３０が飲み込み可能なカプセルとして実現される場合、ハウジング３１は、たとえば、イッダン他（Iddan et al.）に対する米国特許第５，６０４，５３１号および／またはグルクホブスキー他（Glukhovsky et al.）に対するＷＯ０１／６５９９５に詳細に開示されるようなカプセル状ハウジングであってもよい。この発明のシステムおよび方法を
他の飲み込み可能な装置と共に用いてもよい。装置３０が、たとえば内視鏡状の装置またはカテーテル状の装置として実現される場合、ハウジング３１は、伸ばされた細長い可撓性の装置であり得る（図示を明確化するため、伸ばされた装置の全体は示さない）。そのような装置は、たとえば、人間の患者または動物の体の空洞または体の内腔の中への挿入のための細長い可撓性の装置として形作られ得る。
【００１６】
光学窓２１Ａは、グルコフスキー他に対するＷＯ００／７６３９１に開示されるような透明な光学ドームであり得るが、いずれのタイプの好適な光学窓であってもよい。
【００１７】
装置３０は、１つ以上の光源３３Ａを含み得る照明ユニット３３を含み得る。光源３３Ａは、グルコフスキー他に対するＷＯ０１／６５９９５に開示されるような「白色」ＬＥＤ光源であり得るが、イッダン他に対する米国特許第５，６０４，５３１号に開示される光源などの、しかしそれに限定されないインビボ画像化用照明を提供するのに好適ないずれの他の光源であってもよい。光学系３２Ａおよび３２Ｂはバッフル３５に取付けもしくは装着され得、またはそうでない場合は、装置３０のハウジング３１もしくは（たとえば画像化センサ３４などの）装置３０に含まれるいずれの他の好適な構造に好適に取付けられ得る。バッフル３５は、腸壁（図示せず）などの、しかしこれに限定されない画像化対象から反射された光が光学系３２Ａおよび３２Ｂに達するようにしながら、光源３３Ａから発せられた光が光学系３２Ａおよび３２Ｂに直接に達しないように形作られ得る。装置３０はその他の構成であってもよく、構成要素の他の組合せを含んでもよい。たとえば、バッフル３５を用いる必要はない。
【００１８】
画像化センサ３４は、光学系３２Ａおよび３２Ｂに隣接して配置されても、またはそれに取付けられてもよい。
【００１９】
光学系３２Ａおよび３２Ｂは典型的に、単体レンズ、複合（複数要素）レンズ、または（腸壁などの、しかしそれに限定されない）画像化対象の画像を形成し、かつその画像を画像化センサ３４の表面に投影するのに好適な光学要素のいずれの好適な組合せであってもよい。
【００２０】
光学系３２Ａの被写界深度範囲は、光学系３２Ｂの被写界深度範囲とは異なっている。たとえば、光学系３２Ａの焦点距離は、光学系３２Ｂの焦点距離よりも長いものであり得る。光学系３２Ａおよび３２Ｂの各々は、画像化センサ３４の表面上に画像を投影する。１つの実施例に従うと、光学系３２Ａおよび３２Ｂが投影する画像は重ならない。
【００２１】
このように、画像化センサ３４の画素が走査され（読出され）、データが上に開示されるように外部レシーバ／レコーダに送信された後、生じる画像は典型的に重なっていない２つの部分を有し得る。１つの画像部分は光学系３２Ａが画像化センサ上に投影する画像に対応し、他方の画像部分は光学系３２Ｂが画像化センサ上に投影する画像に対応する。
【００２２】
２つの異なる光学系３２Ａおよび３２Ｂの異なる焦点距離により、一方の画像部分がきちんと焦点が合っていなくても、他方の画像部分は、焦点距離がより短い光学系の被写界深度範囲がより大きいために焦点が合っていることがある。したがって、少なくとも１つの受入可能な程度に焦点合せされた画像を得る可能性は、（たとえば、焦点距離がより大きく、かつ焦点深度がより狭い）単一の光学系３２Ａしか含まない、または複数の光学系を含み得る同様のインビボ画像化装置における可能性に対して増大する。
【００２３】
ここで、画像化センサの表面上に投影された重なっていない画像を概略的に図示する、図２に図示された装置の画像化センサの表面の概略正面図である図２Ａを参照する。
【００２４】
図２Ａにおいて、表面３４Ａは、画像化センサ３４全体の表面の上面図を表わす。表面３４Ｂは、感光画素を含む画像装置区域の部分を概略的に表わす（画素は詳細に図示されない）。区域３４Ｂを囲む画像装置表面の部分は、画素の読出を行なうためのサポート回路と、技術分野で公知のようなクロック回路などの他の電子サポート回路とを含み得る。丸い区域３６Ａおよび３６Ｂは、光学系３２Ａおよび３２Ｂが表面３４Ｂ上に投影する画像の区域をそれぞれ概略的に表わす。区域３６Ａと３６Ｂとは重ならない。
【００２５】
図２の装置３０は焦点深度の問題に対する解決策を与え得る一方で、画像化センサ３４で利用可能な感光画素区域３４Ｂを最大限に利用しない可能性があることを当業者は認めるであろう。これは、投影された画像区域３６Ａと３６Ｂとが重ならないための要件によるものであろう。
【００２６】
ここで、この発明の別の好ましい実施例に従う、２つの光学系および単一の画像装置を有するインビボ画像化装置の一部概略断面図である図３を参照する。
【００２７】
インビボ画像化装置４０は画像化センサ３４を含む。画像化センサ３４は、図１のＣＭＯＳ画像化センサ２４と同様のＣＭＯＳ画素アレイセンサであってもよく、または技術分野で公知のいずれの他のタイプの好適な画像化センサであってもよい。
【００２８】
装置４０は、ハウジング３１と、上に開示されかつ図２に図示されるような、ハウジング３１に取付けられる光学窓２１Ａとを含む。装置４０が飲み込み可能なカプセルとして実現される場合、ハウジング３１は、イッダン他に対する米国特許第５，６０４，５３１号および／またはグルコフスキー他に対するＷＯ０１／６５９９５に詳細に開示されるようなカプセル状ハウジングであり得る。装置４０が内視鏡状の装置またはカテーテル状の装置として実現される場合、ハウジング３１は、伸ばされた細長い可撓性の装置であり得る（図示を明確化するため、伸ばされた装置の全体は示さない）。そのような装置は、人間の患者または動物の体の空洞または体の内腔への挿入のため、細長い可撓性の装置として形作られ得る。
【００２９】
光学窓２１Ａは、グルコフスキー他に対するＷＯ００／７６３９１に開示されるような透明な光学ドームであり得るが、いずれのタイプの好適な光学窓であってもよい。
【００３０】
装置４０は、上に開示されるように、１つ以上の光源３３Ａを含み得る照明ユニット３３を含み得る。光源３３Ａは「白色」ＬＥＤ光源であり得るが、イッダン他に対する米国特許第５，６０４，５３１号に開示される光源などの、しかしこれに限定されない、インビボ画像化用照明を提供するのに好適ないずれの他の光源であってもよい。装置４０は、２つの光学系３２Ａおよび３２Ｂを含み得る。光学系３２Ａおよび３２Ｂは、バッフル３５Ａに取付けまたは装着され得、またはそうでない場合は、装置４０のハウジング３１もしくは（たとえば、画像化センサ３４などの）装置４０に含まれるいずれの他の好適な構造に好適に取付けられ得る。バッフル３５Ａは、腸壁（図示せず）などの、しかしこれに限定されない画像化対象から反射された光が光学系３２Ａおよび３２Ｂに達するようにしながら、光源３３Ａから発せられた光が光学系３２Ａおよび３２Ｂに直接に達しないように形作られ得る。
【００３１】
画像化センサ３４は、光学系３２Ａおよび３２Ｂに隣接して配置されても、またはそれに取付けられてもよい。
【００３２】
光学系３２Ａおよび３２Ｂは、単体レンズ、複合（複数要素）レンズ、または（腸壁などの、しかしそれに限定されない）画像化対象の画像を形成し、かつその画像を画像化センサ３４の表面上に投影するのに好適な光学要素のいずれの好適な組合せであってもよい
。
【００３３】
光学系３２Ａの被写界深度範囲は、光学系３２Ｂの被写界深度範囲とは異なっている。たとえば、光学系３２Ａの焦点距離は、光学系３２Ｂの焦点距離よりも長いものであり得る。光学系３２Ａおよび３２Ｂの各々は、画像化センサ３４の表面上に画像を投影する。図２に図示された光学要素の配置に対し、光学系３２Ａおよび３２Ｂが装置４０の画像化センサ３４上に投影する画像は重なり得る。
【００３４】
装置４０は、２つの制御可能な光切替ユニット３７Ａおよび３７Ｂをさらに含む。この発明の実施例に従うと、制御可能光切替ユニット３７Ａは、光学系３２Ａと画像化センサ３４との間に介在する。制御可能光切替ユニット３７Ｂは、光学系３２Ｂと画像化センサ３４との間に介在する。好ましくは、しかし必ずしもそうでなくてもよいが、制御可能光切替ユニット３７Ａおよび３７Ｂは、光の通過を妨げたりまたは可能にしたりするように電気的に（または磁気的に）制御され得る電気光学装置であり得る。たとえば、制御可能光切替ユニット３７Ａおよび３７Ｂは、電気制御可能液晶シャッタ（ＬＣＳ）、電気制御可能強誘電性光学シャッタ、高速電解光学シャッタ、カーおよびポッケルス効果に基づく電気光学シャッタ、または強誘電性膜もしくは強誘電性液体もしくは強誘電性結晶に基づく光学シャッタ装置、または技術分野で公知のいずれの他の好適な電気光学もしくは磁気光学シャッタであってもよい。制御可能光切替ユニット３７Ａおよび３７Ｂは、技術分野で公知のいずれの好適な制御可能電気機械シャッタ装置であってもよい。
【００３５】
動作において、制御可能光切替ユニット３７Ａおよび３７Ｂは、光学系３２Ａおよび３２Ｂのうち選択された１つが投影する光に画像化センサ３４を露出するために用いられ得る。この選択が必要なのは、典型的に、後で示すように、画像化センサ３４の表面上に投影される画像の少なくとも部分的な重なりのためである。
【００３６】
ここで、光切替ユニット（シャッタ）が両者とも開かれた場合に画像化センサの表面上に投影され得る画像の重なりの度合いを概略的に図示する、この発明の実施例に従う図３に図示される装置の画像化センサの表面の概略正面図である図３Ａを簡単に参照する。
【００３７】
図３Ａにおいて、表面３４Ａは、画像化センサ３４全体の表面の上面図を表わす。表面３４Ｂは、感光画素を含む画像装置区域の部分を概略的に表わす（画素は詳細に図示されない）。区域３４Ｂを囲む画像装置表面の部分は、画素の読出を行なうためのサポート回路と、技術分野で公知のような、クロック回路などのその他の電子サポート回路とを含み得る。部分的に重なる円形の区域３９Ａおよび３９Ｂは、光学系３２Ａおよび３２Ｂが表面３４Ｂ上に投影する画像の区域をそれぞれ概略的に表わす。区域３９Ａと３９Ｂとは重なる。斜線付き区域３９Ｃは、光学系３２Ａが表面３４Ｂに投影する画像と、光学系３２Ｂが表面３４Ｂ上に投影する画像との重なりの区域を表わす。
【００３８】
示される画像の重なりは、光切替ユニット３７Ａと３７Ｂとの両者を切替えて対応の光学系３２Ａおよび３２Ｂから来る光の通過が画像化センサ３４の表面３４Ｂに達するようにする状況においてのみ起こり得ることに注目されたい。典型的に、これは装置４０の動作の間は通常起こらない。というのも、光切替ユニット３７Ａおよび３７Ｂの目的は、典型的に、光学系３２Ａおよび３２Ｂの両者から投影された光に表面３４Ｂが同時に露出されるのを防止することだからである。
【００３９】
したがって、動作において、能動的画像化の間は、照明ユニット２３は、画像化サイクルの間の照明を与えるようにスイッチオンされ得る。画像化サイクルは第１の画像化期間を含み得る。この期間中、光切替ユニット３７Ａは、光学系３２Ａが集光する光が画像化センサ３４の表面３４Ｂ上に投影されるように制御可能にスイッチオンされ得る一方、同
じ第１の画像化期間の間、光切替ユニット３７Ｂは、光学系３２Ｂから投影される光が光切替ユニット３７Ｂによってブロックされて、画像化センサ３４の表面３４Ｂに到達しないようにスイッチオフされる。第１の期間の間に、光学系３２Ａが投影する第１の画像が捕捉される。
【００４０】
光学系３２Ａが投影する第１の画像が画像装置３４の画素の走査（読出）によって捕捉された後、画像データは後の伝送のため、装置４０に含まれるメモリデバイス（図示せず）に保存されてもよく、または、上に開示されるように、外部レシーバ／レコーダに直接に送信されてもよい。捕捉された画像データがメモリデバイスに保存された後または外部レシーバ／レコーダに送信された後に、第２の画像化期間を開始し得る。第２の画像化期間の間、光切替ユニット３７Ｂは、光学系３２Ｂが集光した光が画像化センサ３４の表面３４Ｂ上に投影されるように制御可能にスイッチオンされ得る一方で、同じ第２の期間の間、光切替ユニット３７Ａは、光学系３２Ａから投影された光が光切替ユニット３７Ｂによってブロックされて、画像化センサ３４の表面３４Ｂに到達しないようにスイッチオフされる。第２の画像化期間の間に、光学系３２Ｂが投影する第２の画像が捕捉される。第２の画像化期間の終了時間であり得る画像化サイクルの終わりの後、照明ユニット２３をオフにし得る。
【００４１】
光学系３２Ｂが投影する第２の画像が画像装置３４の画素の走査（読出）によって捕捉された後、画像データは、後の伝送のために装置４０に含まれるメモリデバイス（図示せず）に保存されてもよく、または、上に開示されるように、外部レシーバ／レコーダに直接に送信されてもよい。
【００４２】
第１の画像データおよび第２の画像データがメモリデバイス（図示せず）に保存されれば、第１および第２の捕捉された画像のデータはレシーバ／レコーダに送信され得る。これに代えて、第１および第２の捕捉された画像は、第２の画像化期間が終了した後に送信されてもよい。
【００４３】
送信されたデータは、後の処理および表示のため、レシーバ／レコーダ装置（図示せず）に保存されてもよい。したがって、装置４０の各画像化サイクルは、ほぼ（しかし必ずしもぴったりというわけではない）同じ画像化対象の２つの異なる画像を生じ得る。
【００４４】
装置３０（図２）で用いられる画像化方法は、異なる焦点深度範囲を有する２つの異なる光学系を通して単一の画像化サイクル内に同時に捕捉される２つの画像を生じ得る一方で、装置４０（図３）で用いられる画像化方法は、異なる焦点深度範囲を有する２つの異なる光学系を通して逐次捕捉される２つの画像を生じ得ることが認められる。装置４０が画像化サイクルの持続時間内に移動しない（静止したままである）場合、画像はほぼ同じ対象または画像化区域を表わし得る（しかしながら、これは、光学系３２Ａと３２Ｂとの異なる視野のために異なる視野で画像化され得る）。画像化装置４０が画像化サイクルの間に移動すれば、捕捉される第１および第２の画像は同じ対象を示さないことがあるか、または第１の画像に対して第２の画像では対象がシフトしていることがある。シフトの度合は、とりわけ、画像化サイクルの持続時間、（たとえば腸壁などの）画像化対象に対する画像化装置４０の速度、画像化対象までの距離、ならびに光学系３２Ａおよび３２Ｂの焦点距離に依存し得る。
【００４５】
好ましくは、画像化サイクルの持続時間は、（装置３０および４０の両者の装置移動によって起こり得る）画像のぼやけまたはスメアを防止または低減し、かつ画像化サイクルにおける第１の画像および第２の画像の逐次捕捉によって装置４０で起こり得る画像化対象のシフトを低減または防止するように短くなければならない。
【００４６】
したがって、装置３０は上に開示されるような画像シフトが起こりにくいという利点を有するが、画像化センサ３４の表面３４Ｂ上に２つの画像が重ならずに同時に捕捉され、このために２つの画像の各々の中の画素数が少なくなるので、画像の解像度がより低くなり得る。装置４０は、同時に捕捉され得る画像が１つしかなく、それにより、逐次捕捉される２つの画像の各々は装置３０で同時に捕捉される画像よりも高い画素数を有し得るために画像化センサ３４の利用可能な表面３４Ｂをより十分に利用できるので、各画像ごとの解像度が高くなるという利点を有し得る。しかしながら、装置４０は、単一の画像化サイクルの持続時間内の装置４０の移動によって引き起こされる画像シフトの影響をより受けやすいであろう。この画像シフトは、画像サイクルの持続時間を短くすること、または、画像化において２つの画像の各々を捕捉する時間を短くすることによって低減され得る。なお、これは高感度の画像化センサを用いることでとりわけ達成され得る。
【００４７】
２つの異なる光学系３２Ａおよび３２Ｂの異なる焦点距離のために、一方の画像部分がきちんと焦点が合っていなくても、他方の画像部分は、焦点距離がより短い光学系の被写界深度範囲がより大きいために、より焦点が合っていることがある。したがって、インビボ画像化装置３０および４０の単一の画像化サイクル内に少なくとも１つの受入れ可能な程度に焦点合せされた画像を得る可能性は、単一の光学系しか含まない同様のインビボ画像化装置における可能性に対して増大している。
【００４８】
図３Ａの区域３９Ａと３９Ｂとの（図３Ａに図示される）重なりは部分的なものであるが、装置４０の光学系３２Ａおよび３２Ｂは、区域３９Ａと３９Ｂとが完全に重なり得るように構成されてもよいことに留意されたい。これは、所望により、技術分野で公知のような装置４０の光学系３２Ａおよび３２Ｂの好適な構成により、または２つの区域３９Ａと３９Ｂとの重なりを確実にするさらなる光学要素（図示せず）を導入することによって達成され得る。完全な重なりの利点とは、そのような設計により感光画素要素を含む表面３４Ｂをより十分に利用可能になり、画像サイズを小さくせずに両者の画像のより高い解像度が達成され得ることである。
【００４９】
ここで、図３に図示される装置の動作を理解する際に有用な概略機能ブロック図である図４を、場合によりいくつかの図２の変形例（たとえば、ユニット３７Ａおよび３７Ｂを除いたもの）とともに参照する。
【００５０】
装置４０は、装置４０に含まれる構成要素に電力を供給するための１つ以上の電源２５Ａを含み得る。装置４０はプロセッサ／コントローラユニット４５を含み得る。プロセッサ／コントローラユニット４５は、画像化センサ３４の動作を制御するため、かつ（オプションで）画像化センサ３４から画像データを受信するために画像化センサ３４に好適に接続され得る。画像化センサ３４は、遠隔測定ユニット２６Ａに（オプションで）好適に接続され得る。遠隔測定ユニット２６Ａは、画像化センサ３４から読出されるデータまたは信号を受信し、上に詳細に開示されるように、その信号またはデータを（さらなる処理を行なってまたは行なわずに）レシーバ／レコーダ（図４には図示せず）に送信し得る。遠隔測定ユニット２６Ａは、図１のアンテナ２７に結合されたトランスミッタ２６と同様に動作し得る。装置４０は、上に開示されかつ図３に図示されるように、焦点深度範囲が異なる２つの異なる光学系３２Ａおよび３２Ｂをさらに含み得る。
【００５１】
光学系３２Ａと画像化センサ３４の感光面との間に光切替ユニット３７Ａが介在し得る。光学系３２Ｂと画像化センサ３４の感光面との間に別の光切替ユニット３７Ｂが介在し得る。光切替ユニット３７Ａおよび３７Ｂは、コントローラ／プロセッサユニット４５に好適に接続され、それからの制御信号を受信して、光切替ユニット３７Ａおよび／または３７Ｂをスイッチオンおよびオフする。切替信号はデジタル信号であってもよく、または好適なインターフェイスユニット（図示せず）が発生するアナログ電圧信号であってもよ
いが、技術分野で公知の、切替ユニットをスイッチオンまたはオフするいずれの他の好適な制御信号であってもよい。代替的な実施例では、制御は、他の構成要素または構成要素の組合せを用いて他の態様で行なわれ得る。たとえば、遠隔測定ユニット２６Ａは制御を与え得る。
【００５２】
装置４０は、上に詳細に開示されかつ図１、２および３に図示されるように、照明ユニット２３を含む。照明ユニットはプロセッサコントローラユニット４５に好適に接続され、そこから制御信号を受信し得る。プロセッサコントローラユニット４５は、必要に応じて照明ユニット２３をスイッチオンまたはオフすることにより、その動作を制御し得る。
【００５３】
装置４０はプロセッサ／コントローラユニットに好適に接続されるメモリユニット４７を（オプションで）含み得る。メモリユニット４７は、画像化センサ３４から読出される捕捉画像データを保存するために（オプションで）用いられ得る。
【００５４】
画像化センサ３４は、同期化およびクロック機能、画素走査機能などのさまざまな画像化支援機能、ならびに画像化センサの技術分野で公知の画像化センサと関連の他の機能を果たすために用い得るさらなる処理回路（図示せず）を含んでもまたは含まなくてもよいことに留意されたい。さらに、画像化センサ３４は、デジタル信号をプロセッサ／コントローラユニット４５に与えるためのアナログ−デジタル変換回路（詳細に図示せず）も含み得る。これに代えて、別個のアナログ−デジタル変換器（図示せず）が画像化センサ３４をプロセッサ／コントローラユニット４５に（オプションで）結合してもよい。
【００５５】
画像化サイクルを実行するため、装置４０は以下のように動作され得る。各画像化サイクルの初めに、プロセッサ／コントローラユニット４５は光切替ユニット３７Ａをスイッチオンし得、同時に光切替ユニット３７Ｂをスイッチオフして、光学系３２Ｂが焦点合せする光が画像化ユニット３４の表面に到達しないようにしながら、光学系３２Ａが焦点合せする光が画像化ユニット３４の表面上に投影されるようにし得る。光切替ユニット３７Ａのスイッチオンと同時に、プロセッサ／コントローラユニット４５は照明ユニット２３をスイッチオンして画像化対象（図示せず）を照明し得る。第１の画像化期間が終了した後、プロセッサ／コントローラユニット４５は、捕捉した第１の画像をメモリユニット４７に保存してもよく、またはこれに代えて、捕捉された画像のレシーバ／レコーダ（図示せず）への送信を制御してもよい。
【００５６】
画像捕捉の後に遠隔測定ユニット２６Ａが第１の画像データを送信すると、送信期間の持続時間の間は照明ユニット２３をオフにして電力を節約し、電源２５Ａからの電流ドレインを低減し得る。この場合、プロセッサ／コントローラユニット４５は、データが送信された後に再び照明ユニットをスイッチオンしてもよい。照明ユニットのスイッチオンと同時に、プロセッサ／コントローラユニット４５は光切替ユニット３７Ｂもスイッチオンしてもよく、光切替ユニット３７Ａをスイッチオフしてもよい。これにより、光学系３２Ｂが焦点合せする光が第２の画像化期間の持続時間の間に画像化センサ３４の表面に到達できるようになり、第２の画像が捕捉される。第２の画像化期間が終了した後、照明ユニット２３はプロセッサ／コントローラユニット４５によってオフにされ得る。次に、第２の捕捉された画像は、上に開示されるように、遠隔測定ユニット２６Ａによって送信され得る。次に、装置４０は次の画像化サイクルの準備が整い得る。
【００５７】
装置４０が（図４０のメモリユニット４７を含むことなどによって）画像保存容量を有する場合、第１の捕捉された画像は、画像化センサ３４の画素読出が行なわれる間にメモリユニット４７に保存され得る。この場合、プロセッサ／コントローラユニット４５は、第１の画像化期間の終わりに照明ユニット２３をオフにし、画像データの読出が完了しかつ画像化センサがリセットされて第２の画像の捕捉が可能になった後に再び照明ユニット
２３をオンにし得る。この場合、画像化サイクル内に捕捉された第２の画像のデータもメモリユニット４７に保存され得、遠隔測定ユニット２６Ａが第１の捕捉された画像と第２の捕捉された画像とのデータを送信し得る。第１および第２の捕捉された画像の保存データは逐次送信され得る。しかしながら、他の形態の送信も可能であり得る。たとえば、インタリーブされた態様で第１および第２の画像からデータを送信することが可能であろう。
【００５８】
しかしながら、装置４０がメモリユニット４７などのメモリデバイスを含む場合、第２の画像の捕捉が完了する前に第１の捕捉された画像の保存データを送信し始めることも可能であり得ることに留意されたい。たとえば、遠隔測定ユニット２６Ａは、第１の画像についての何らかのデータがメモリデバイス４７に保存されるとすぐに、第１の画像データの送信を開始するように制御されてもよい。そのような送信は、プロセッサ／コントローラ４５によって制御されかつタイミングを取られ得る。この送信方法の利点は、第２の画像データの捕捉が行なわれている間に第１の画像データの送信が可能になり得ることであり、これにより、第１および第２の画像の両者の捕捉が完了した後にのみ第１および第２の画像データの両者を逐次送信する方法において可能な周波数よりも高い周波数で画像化サイクルを繰返せるようになり得ることである。
【００５９】
メモリユニット４７はランダムアクセスメモリユニット（ＲＡＭ）であり得るが、技術分野で公知のいずれの他の好適なタイプのメモリデバイスまたはユニットを用いてもよいことに留意されたい。メモリユニット４７はプロセッサ／コントローラユニット４５に好適に結合もしくは接続される別個のメモリユニットであってもよく、またはプロセッサ／コントローラユニット４５が作製される同じ集積回路（ＩＣ）に含まれるメモリユニットであってもよい。この場合、別個のメモリユニットをプロセッサ／コントローラユニット４５に接続する必要性がなくなり得る。
【００６０】
さらに、図４に図示される電子回路または電子構成要素のいくつかまたはすべてを同じ集積回路上に作製することが可能であり得ることに留意されたい。したがって、たとえば、プロセッサ／コントローラ４５、メモリユニット４７および遠隔測定ユニット２６Ａのうち２つ以上を同じＩＣ上に作製してスペースを節約し、装置４０のアセンブリを簡略化することが可能であろう。プロセッサ／コントローラ４５、メモリユニット４７および遠隔測定ユニット２６Ａのうち１つ以上を、画像化センサ３４が作製される同じＩＣ上に作製することも可能であろう。
【００６１】
装置３０および４０は２つの光学系３２Ａおよび３２Ｂを含む装置であるが、２つよりも多くの光学系（図示せず）を含むこの発明の他の実施例が構成されてもよいことを当業者は認めるであろう。この発明の１つの実施例に従うと、そのような装置は光切替ユニットを有していなくてもよく、２つよりも多くの重ならない画像の同時捕捉によって動作してもよい。この発明の別の実施例に従うと、そのような装置は光切替ユニットを有してもよく、潜在的に重なる画像の逐次画像化によって動作してもよい。
【００６２】
複数の光学系を有する画像化装置において上に開示される動作方法の組合せを用いることも可能であろう。たとえば、この発明の実施例に従うと、インビボ画像化装置は３つの光学系（図示せず）を含み得る。３つの光学系のうち第１の光学系および第２の光学系は画像化センサ（図示せず）の表面上に潜在的に重なるまたは部分的に重なる画像を投影し得る。これらの第１および第２の光学系は、上に開示されるように用いられて画像化センサ上に逐次投影される２つの画像を逐次捕捉し得る２つの光切替要素（図示せず）と関連付けられてもよい。第３の光学系（図示せず）は画像化ユニットの表面上に第３の画像を投影してもよい。この第３の画像は、第１および第２の画像とは重ならないものであってもよい。したがって、第３の画像は、第１の光学系が投影する第１の画像と同時に、また
は（これに代えて）第２の光学系が投影する第２の画像と同時に捕捉され得る。
【００６３】
この発明は限られた数の実施例について説明されたが、この発明の範囲および精神の範囲内にあるこの発明の多くの変形例、修正例およびその他の適用例がなされ得ることが認められる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】自律インビボ画像化装置の実施例を図示する概略図である。
【図２】この発明の実施例に従う、２つの光学系および単一の画像装置を有するインビボ画像化装置の部分概略断面図である。
【図２Ａ】画像化センサの表面上に投影される重なっていない画像を概略的に図示する、図２に図示される装置の画像化センサの表面の概略正面図である。
【図３】この発明の別の好ましい実施例に従う、２つのシャッタ付き光学系および単一の画像装置を有するインビボ画像化装置の部分概略断面図である。
【図３Ａ】シャッタが両者とも開かれた場合に画像化センサの表面上に投影され得る画像の重なりの度合を概略的に図示する、図３に図示される装置の画像化センサの表面の概略正面図である。
【図４】この発明の実施例に従う、図３に部分的に図示される装置の構成要素を理解する際に有用な概略機能ブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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