(57)【要約】【課題】一旦電源を投入した後でも容易な構成で再度電源投入可能にする。【解決手段】カプセル外殻１１の内部にカプセル内視鏡１０の主動作を行うための動作回路ユニット２１と、動作回路ユニット２１の動作を開始するために使用される起動回路ユニット２２とを設ける。起動回路ユニット２２は、動作回路ユニット２１の動作が停止しているときに動作する。起動回路ユニット２２は光センサ４１を備える。光センサ４１で第２の閾値以上の光量が検知したときに動作回路ユニット２１の動作を開始する。動作回路ユニット２１は画像信号を得るための撮像素子３３を備える。撮像素子３３で生成された画像信号から光量を検知する。その検知した光量が第１の閾値以上であれば、動作回路ユニット２１の動作を停止するとともに、起動回路ユニット２１を再び動作させる。第１の閾値は第２の閾値より大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外殻の内部に動作回路ユニットが設けられて構成され、かつ前記外殻の一部が少なくとも光透過部として形成される嚥下可能な飲み込み型医療機器の動作切替機構であって、
前記外殻内部に設けられ、かつ光透過部を介して外殻外部からの光を受光し、その光量を検出する光検出手段を備え、
前記光量が第１の閾値以上であるとき、前記動作回路ユニットの動作を停止することを特徴とする動作切替機構。
【請求項２】
前記光量が第２の閾値以上であるとき、前記動作回路ユニットの動作が開始され、かつ前記第１の閾値は、前記第２の閾値より大きいことを特徴とする請求項１に記載の動作切替機構。
【請求項３】
前記光検出手段は第１及び第２の検出部を備え、
前記第１の検出部は、前記動作回路ユニットの一部を構成し、前記動作回路ユニットが動作しているとき、前記光量を検出する第１の光検出動作を実行し、
前記第１の検出動作で前記光量が前記第１の閾値以上であると検出された場合、前記動作回路ユニットの動作を停止し、
前記第２の検出部は、前記動作回路ユニットの動作が停止しているとき、前記光量を検出する第２の光検出動作を実行し、
前記第２の検出動作で前記光量が第２の閾値以上であると検出された場合、第２の光検出動作を停止するとともに、前記動作回路ユニットの動作を開始することを特徴とする請求項２に記載の動作切替機構。
【請求項４】
前記第１の検出部は、結像された被写体像を画像信号に変換する撮像素子であることを特徴とする請求項３に記載の動作切替機構。
【請求項５】
前記光検出手段は、前記動作回路ユニットの一部を構成し、前記動作回路ユニットが動作しているとき、前記光量を検出する第１の光検出動作を実行し、
前記第１の検出動作で前記光量が前記第１の閾値以上であると検出された場合、前記動作回路ユニットの動作を停止させ、
前記動作回路ユニットの動作が停止しているとき、前記光検出手段を動作させ前記光量を検出する第２の光検出動作を実行させる起動回路ユニットを備え、
前記第２の光検出動作において、前記光検出手段によって検出された光量が前記第２の閾値以上であると検出された場合、前記起動回路ユニットの動作を停止するとともに、前記動作回路ユニットの動作を開始することを特徴とする請求項２に記載の動作切替機構。
【請求項６】
前記被写体を照明するための照明素子を備え、前記第１の閾値は前記照明素子からの光量よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の動作切替機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセル内視鏡等の飲み込み型医療機器における動作切替機構に関し、特に簡単な方法で電源をオフにすることが可能な動作切替機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、胃腸等の体内を撮影するための内視鏡として、飲み込み型のカプセル内視鏡が実用化されつつある。カプセル内視鏡は、その内部に設けられた電池等によって、内部回路を駆動させるが、電池の充電量は限られており、電池による回路駆動は短時間しか行うことができない。したがって、嚥下直前に医師等によって電源が投入され、内部回路の駆動が開始されるのが一般的である。この電源投入動作は、防水等の観点からカプセル内視鏡を分解させず、かつ簡単な操作で行われることが望ましい。
【０００３】
従来、カプセル内視鏡の電源投入機構としては、透明ドーム部の内部の対向する位置にフォトインタラプタを設け、そのフォトインタラプタに光を入射させて、電源を投入する機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。このカプセル内視鏡は、フォトインタラプタに光が入射されないように、透明ドーム部に保護キャップが被せられて保管される一方、使用時に保護キャップが外され、フォトインタラプタに光を入射させることにより電源が投入されている。
【０００４】
また、特許文献２には、発光素子から出力された所定パターンの光を、受光センサが受光することによって、カプセル内視鏡の電源のオンオフが切り替えられる電源切替機構が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２７８８１５号公報
【特許文献２】特開２００５−７３９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の電源投入機構は、一旦電源が投入された後、再度電源をオフにする手段を有していないので、誤動作により誤って電源が一旦投入されると、電源を再度オフにすることができない。
【０００６】
一方、特許文献２の電源切替機構は、電源のオンオフを切り替えることはできるが、電源投入のために所定のパターンの光を発生させるパターン発生回路が必要とされるので、その構成が複雑になる。
【０００７】
そこで、本発明においては、電源が一旦投入された後でも、簡単な構成で再度電源をオフにすることができるカプセル内視鏡等の飲み込み型医療機器の動作切替機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る動作切替機構は、外殻の内部に動作回路ユニットが設けられて構成され、かつ外殻の一部が少なくとも光透過部として形成される嚥下可能な飲み込み型医療機器の動作切替機構であって、外殻内部に設けられ、かつ光透過部を介して外殻外部からの光を受光し、その光量を検出する光検出手段を備え、光量が第１の閾値以上であるとき、動作回路ユニットの動作を停止することを特徴とする。
【０００９】
光量が第２の閾値以上であるとき、動作回路ユニットの動作が開始され、かつ第１の閾値は、第２の閾値より大きいことが好ましい。
【００１０】
光検出手段は例えば第１及び第２の検出部を備える。例えば、第１の検出部は、動作回路ユニットの一部を構成し、動作回路ユニットが動作しているとき、光量を検出する第１の光検出動作を実行し、第１の検出動作で光量が第１の閾値以上であると検出された場合、動作回路ユニットの動作を停止する。第２の検出部は、例えば、動作回路ユニットの動作が停止しているとき、光量を検出する第２の光検出動作を実行し、その第２の検出動作で光量が第２の閾値以上であると検出された場合、第２の光検出動作を停止するとともに、動作回路ユニットの動作を開始する。第１の検出部は、結像された被写体像を画像信号に変換する撮像素子であることが好ましい。
【００１１】
光検出手段は、動作回路ユニットの一部を構成し、例えば、動作回路ユニットが動作しているとき、光量を検出する第１の光検出動作を実行し、その第１の検出動作で光量が第１の閾値以上であると検出された場合、動作回路ユニットの動作を停止させる。そして、動作回路ユニットの動作が停止しているとき、光検出手段を動作させ光量を検出する第２の光検出動作を実行させる起動回路ユニットをさらに備えることが好ましい。第２の光検出動作において、光検出手段によって検出された光量が第２の閾値以上であると検出された場合、起動回路ユニットの動作を停止するとともに、動作回路ユニットの動作を開始することが好ましい。被写体を照明するための照明素子が設けられる場合、第１の閾値は照明素子からの光量よりも大きいことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、強い光で飲み込み型医療機器を照射することにより、動作回路ユニットの動作を停止することができるので、例えば誤って動作回路ユニットの動作が開始されても簡単にその動作をオフにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の動作切替機構がカプセル内視鏡に適用された第１の実施形態を示す。なお、以下の説明においては、図１における左右上下を左右上下として説明する。
【００１４】
カプセル内視鏡１０は、嚥下されることにより体内に飲み込まれ、体内の様子を観察することができる飲み込み型医療機器である。図１に示すようにカプセル内視鏡１０は、その内部がカプセル外殻１１で密閉されて構成される。カプセル外殻１１は、円筒状に形成されかつ不透明材料で構成される不透明本体部１１Ａと、本体部１１Ａの左端部に接続され、光透過性を有する略半球状の透明カバー部１１Ｂと、本体部１１Ａの右端部に接続され、不透明材料で構成される略半球状の不透明カバー部１１Ｃとから成る。
【００１５】
カプセル内視鏡１０は、カプセル外殻１１の内部に、動作回路ユニット２１と、起動回路ユニット２２と、スイッチ２４と、電源部２５とを備える。動作回路ユニット２１は、カプセル内視鏡１０の主動作を実施するための複数の回路から成り、照明素子３１、制御回路３２、撮像素子３３、及び送信回路３４を備える。
【００１６】
スイッチ２４は可動接点２４Ａ、第１及び第２の固定接点２４Ｂ、２４Ｃを備える。可動接点２４Ａが第１の固定接点２４Ｂに接続されると、電源部２５から動作回路ユニット２１に電力が供給されるとともに、可動接点２４Ａが第２の固定接点２４Ｃから離間し、起動回路ユニット２２には電力が供給されない。一方、可動接点２４Ａが第２の固定接点２４Ｃに接続されると、電源部２５から起動回路ユニット２２に電力が供給されるとともに、可動接点２４Ａが第１の固定接点２４Ｂから離間し、動作回路ユニット２１には電力が供給されない。
【００１７】
起動回路ユニット２２は、動作回路ユニット２１の動作を開始するために使用され、タイマー４０と、光センサ４１と、比較回路４２とを備える。起動回路ユニット２２に供給された電力は、まずタイマー４０に供給される。タイマー４０は電力が供給され駆動すると、第１の所定時間（例えば、５秒間）毎に光センサ４１及び比較回路４２に電力を供給しこれらを起動する。
【００１８】
起動された光センサ４１は、カプセル外殻１１の外部から、透明カバー部１１Ｂ及び不図示の対物レンズを介して入射された光を受光する。そして、その受光した光をアナログ信号に変換し、そのアナログ信号を比較回路４２に出力する。比較回路４２は、アナログ信号の出力値を、光センサ４１で検出された光量として第２の閾値と比較し、その光量が第２の閾値以上である場合、電源切替信号をスイッチ２４に出力する（第２の光検出動作）。スイッチ２４は、電源切替信号が入力されると、可動接点２４Ａを第１の固定端子２４Ｂに接続させ、電力部２５からの電力供給は、起動回路ユニット２２から、動作回路ユニット２１に切り替えられる。なお、光センサ４１は、例えば、ＣＣＤセンサであって、上記アナログ信号の出力値、すなわち光量は、例えば複数の画素の出力値の平均値である。
【００１９】
使用前の初期状態において、カプセル内視鏡１０は、不図示の遮光ケース内に収納されており、外部からの光が光センサ４１に入射されるのが防止されているとともに、可動接点２４Ａは第２の固定接点２４Ｃに接続されている。したがって、初期状態においてカプセル内視鏡１０は、動作回路ユニット２１へ電力が供給されず、起動回路ユニット２２のみに電力が供給されている。
【００２０】
上記第２の閾値は、カプセル内視鏡１０に入射される光が遮光されず、通常の室内照明（例えば、蛍光灯）下にあるときに、光センサ４１が検出する光量の値よりも小さい値（例えば３００ルクス相当）に設定される。そのため、カプセル内視鏡１０が、通常の室内照明下で遮光ケースから取り出されて、外光が光センサ４１に入射されると、光センサ４１で検出された光量は第２の閾値を越えることになる。すなわち、カプセル内視鏡１０が遮光ケースから取り出されると、スイッチ２４が切り替えられ動作回路ユニット２１への電力供給が開始され、動作回路ユニット２１の動作が開始される。また、起動回路ユニット２２への電力供給が停止され、起動回路ユニット２２の動作が停止する。
【００２１】
動作回路ユニット２１に電力が供給されると、制御回路３２が起動し、その起動した制御回路３２は動作回路ユニット２１の各回路を動作させる。すなわち、照明素子３１は透明カバー１１Ｂを介して、照明光を外部に照射するとともに、撮像素子３３は、不図示の対物レンズによって結像面に結像された被写体像を基に、画像信号を生成する。また、送信回路３４は、生成された画像信号を送信用画像信号として外部に無線送信する。
【００２２】
本実施形態では、撮像素子３３で生成された各画像の画像信号は、その１画像分の画像信号について所定の処理が施された後、その出力値の平均値が算出され、その出力平均値が光量として検出される（第１の光検出動作）。検出された光量は第１の閾値と比較され、光量が第１の閾値以上である場合、スイッチ２４が切り替えられ、可動接点２４Ａが第２の固定接点２４Ｃに接続される。このスイッチ切り替えにより、電源部２５から起動回路ユニット２２に再度電力が供給されるとともに、動作回路ユニット２１への電力供給が停止される。電力供給が停止された動作回路ユニット２１では、照明素子３１、制御回路３２、撮像素子３３、及び送信回路３４の動作が停止され、画像信号の生成・送信が停止される。
【００２３】
ここで、第１の閾値は、第２の閾値より大きい値であるとともに、カプセル内視鏡１０が通常の室内照明（例えば、蛍光灯）下にあるときに、撮像素子３３で検出される光量より充分に大きい値に設定される（例えば１８００ルクス相当）。また、本実施形態では、照明素子３１から出射される光の強度はそれ程高くなく、第１の閾値は、照明素子３１からの光量よりも十分に大きい。例えば、照明素子３１から出射される光が生体内に溜まる水に反射して、高光量の反射光として撮像素子３３に入射されても、撮像素子３３で検出される光量は第１の閾値より低くなる。したがって、通常の使用状態では、光量が第１の閾値以上になることはなく、動作回路ユニット２１の動作が停止されることはない。
【００２４】
一方、撮像素子３３に強い光が入射されると、撮像素子３３で検出される光量は第１の閾値を越えることとになる。したがって、例えば使用者がカプセル内視鏡１０をペンライトや卓上スタンド等の照明装置に近づけて、撮像素子３３に意図的に光を照射すると、画像信号の出力平均値が閾値以上となり動作回路ユニット２１の動作が停止される。すなわち、本実施形態では、誤ってカプセル内視鏡１０の電源が投入されたときでも、容易にその電源をオフにすることができる一方、使用中に動作回路ユニット２１の動作が誤って停止することはない。
【００２５】
また、本実施形態において、動作回路ユニット２１が動作していないとき、起動回路ユニット２２しか動作しておらず、さらに起動回路ユニット２２における光センサ４１及び比較回路４２は、所定時間毎に１回駆動するのみである。したがって、動作回路ユニット２１が動作していないときのいわゆる待機中の消費電力を抑えることができる。
【００２６】
なお、光量が第１の閾値より大きいと判定され、動作回路ユニット２１への電力供給が停止されると、タイマー４０はその電力供給停止後、第２の所定時間が経過するまで、光センサ４１及び比較回路４２に電力を供給しない。したがって、使用者は、動作回路ユニット２１の動作を停止させた後、第２の所定時間が経過するまでに、カプセル内視鏡１０を遮光ケースの中に再収納させれば、光検知により動作回路ユニット２１の動作が再開することはない。なお、第２の所定時間は、使用者が余裕を持ってカプセル内視鏡１０を遮光ケースの中に再収納できるように、上記した第１の所定時間よりも長く、例えば６０秒に設定される。また、使用者は、動作回路ユニット２１の動作が停止したことは、照明素子３１の発光が停止したことによって確認することができる。
【００２７】
また、本実施形態において、光量とは、所定時間、所定面積あたりの撮像素子３３又は光センサ４１で検出される光の量をいう。ここで、撮像素子３３は、光センサ４１と異なる光検出特性を有するので、同じ光量を検出したときに同じ検出値になるように、撮像素子３３で得られた画像信号はその光検出特性を考慮して適宜補正が行われることが好ましい。また、カプセル内視鏡１０がゲイン調整機能を持つときは、そのゲインの設定状態も考慮される。
【００２８】
なお、本実施形態の初期状態では、例えば、その全体が不透明に形成される遮光ケースの内部に、カプセル内視鏡１０の全体が収納されて、透明カバー１１Ｂを介して光が入射するのが防止される。しかし、カプセル外殻１１の内部に光が入射されないような態様であればいかなる態様も採ることができる。例えば、透明カバー１１Ｂが遮光シート等その他の遮光部材によって覆われることによって、透明カバー１１Ｂを介してカプセル外殻１１の内部に外光が入射されないようにしても良い。また、遮光ケースの一部のみを不透明にし、一部を透明にしても良い。また、本実施形態でスイッチ２４は接点式のものを示したが、消費電力低減のために電子式であっても良い。
【００２９】
図２は、本実施形態に係るカプセル内視鏡の動作ルーチンを示すためのフローチャートである。なお、本動作ルーチンは、製品出荷時（初期状態）から開始されるが、初期状態ではカプセル内視鏡１０が遮光ケースの中に格納されているとともに、可動接点２４Ａが第２の固定接点２４Ｃに接続されており、タイマー４０に電力が供給されている。
【００３０】
本ルーチンが開始されると、まずステップＳ１００で、タイマー４０を介して、光センサ４１、比較回路４２に電力が供給されこれらが駆動される。そして、光センサ４１で光量が検出され、比較回路４２でその光量が第２の閾値以上であるか否かが判定される。
【００３１】
光量が第２の閾値より小さい場合、遮光ケースから取り出されておらず外光が入射されていないと判定され、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、第１の所定時間（５秒間）が経過するまで、光センサ４１及び比較回路４２に電力が供給されず、すなわち、起動回路ユニット２２は５秒間スリープ状態に維持される。その後、再度ステップＳ１００に戻り、光センサ４１及び比較回路４２で再度外光が入射されたか否かが判定される。
【００３２】
一方、ステップＳ１００で光量が第２の閾値以上であると判定された場合、カプセル内視鏡１０が遮光ケースから取り出されて光センサ４１に外光が入射されたと判定され、ステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０では、スイッチ２４が切り替えられて、可動接点２４Ａが第１の固定接点２４Ｂに接続され、起動回路ユニット２２への電力供給が停止される。一方、動作回路ユニット２１への電力供給が開始され、ステップＳ１３０以降で動作回路ユニット２１の動作が開始される。
【００３３】
ステップＳ１３０では、照明素子３１が発光するとともに、撮像素子３３で１画像分の画像信号が生成される。ステップＳ１４０では、撮像素子３３で得られた１画像の画像信号から光量が算出され、その光量が第１の閾値以上であるか否かが判定される。
【００３４】
光量が第１の閾値より小さければ、ステップＳ１５０において、ステップＳ１３０で生成された画像信号が送信回路３４から体外に送信され、ステップＳ１３０に戻り、再度、画像信号が生成される。一方、光量が第１の閾値以上であれば、ステップＳ１６０に進む。ステップＳ１６０では、可動接点２４Ａが第２の固定接点２４Ｃに再度接続され、動作回路ユニット２１への電力供給が停止される一方、タイマー４０への電力供給が開始され、ステップＳ１７０に進む。ステップＳ１７０では、タイマー４０は、光センサ４１及び比較回路４２に６０秒間（第２の所定時間）電力を供給せず、光センサ４１及び比較回路４２は６０秒間経過するまでスリープ状態に維持される。第２の所定時間経過後、ステップＳ１００に戻り、光センサ４１及び比較回路４２の動作が再開される。
【００３５】
図３は、本発明の第２の実施形態に係るカプセル内視鏡１０を示すための図である。第１の実施形態では、光検出手段として、光センサ及び撮像素子の２つが設けられたが、本実施形態では光センサが省略され、画像信号を生成するための撮像素子がその光センサの役割も果たす。以下、本実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３６】
本実施形態では、動作回路ユニット２１は、第１の実施形態と同様に、照明素子３１、制御回路３２、撮像素子３３、及び送信回路３４を備え、カプセル内視鏡１０の主動作を実施する。一方、起動回路ユニット２２は、タイマー４０と、比較回路４２とを備えるとともに、さらに動作回路ユニット２１の一部を構成する撮像素子３３も起動回路ユニット２２の一部を構成する。
【００３７】
すなわち、本実施形態では、タイマー４０に電力が供給されると、第１の所定時間毎に撮像素子３３及び比較回路４２に電力を供給しこれらを起動する。そして、起動された撮像素子３３は、カプセル外殻１１の外部からの光を受光して画像信号を生成し、その画像信号から光量を算出し、比較回路４２においてその光量が第２の閾値と比較される。光量が第２の閾値以上である場合、第１の実施形態と同様に、スイッチ２４が切り替えられて、電源部２５からの電力供給が、起動回路ユニット２２から、動作回路ユニット２１に切り替えられて、動作回路ユニット２１の動作が開始される。動作回路ユニット２１における各回路の動作は、第１の実施形態と同様であるので、その記載は省略する。
【００３８】
以上のように本実施形態では、光センサを設ける必要がないので、少ない部品点数で動作回路ユニット２１の動作を切り替えることができる。
【００３９】
なお、撮像素子３３は、タイマー４０を介して電力が供給され、起動回路ユニット２２の一部の回路として駆動される場合と、第１の固定接点２４Ｂを介して電力が供給され、動作回路ユニット２１の一部の回路として駆動される場合の駆動状態が変更されても良い。例えば、撮像素子３３は、動作回路ユニット２１の一部の回路として駆動される場合、撮像素子３３の全ての撮像領域が使用されて画像信号が生成される一方、起動回路ユニット２２の一部の回路として駆動される場合、撮像素子３３の撮像領域の一部のみが使用されて画像信号が生成されても良い。このような構成によれば、動作回路ユニット２１が動作していないときの、いわゆる待機中の消費電力を抑えることができる。また、起動回路ユニット２２の一部の回路として駆動される場合、撮像素子３３は光量さえ検出できれば良いので、相対的に狭い撮像領域を使用して画像信号を生成しても問題が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施形態に係るカプセル内視鏡の一部を模式的に示し、一部を断面的に示した図である。
【図２】第１の実施形態における動作ルーチンを示すためのフローチャートである。
【図３】第２の実施形態に係るカプセル内視鏡の一部を模式的に示し、一部を断面的に示した図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  カプセル内視鏡
１１  カプセル外殻
１１Ｂ  透明カバー部（光透過部）
２１  動作回路ユニット
２２  起動回路ユニット
２４  スイッチ
３３  撮像素子（第１の検出部）
４０  タイマー
４１  光センサ（第２の検出部）
【図１】
2009018108.tif 000003
【図２】
2009018108.tif 000004
【図３】
2009018108.tif 000005