CN1874714A - 胶囊型医疗装置 - Google Patents
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Abstract
在插入生物体内的胶囊状壳体内,使薄膜基板以与该壳体的内面接近的尺寸形成为筒状,形成用于接收交流磁场的线圈,通过小的安装空间,借助来自生物体外部的交流磁场产生交流电力。
Description
并且,在第2先行例中,没有考虑到受电用天线(或线圈)的有效配置,不能够在不降低受电用线圈的接收效率的情况下削减安装空间。
并且,在第3先行例的胶囊型装置的情况下,设在装置内部的线圈的截面积小于装置的截面积,所以产生电力的效率低。
因此,本发明的目的在于,提供一种胶囊型医疗装置,不会降低利用受电用线圈把从生物体外部供给的能量转换为电力的传送效率,并且能够削减内部部件的安装空间,实现小型化。
并且,本发明的目的在于,提供一种具有电力接收天线和发送天线、可以实现小型化的胶囊型医疗装置。
发明内容
本发明是一种胶囊型医疗装置,进行利用交流磁场的无线发电,该胶囊型医疗装置由胶囊状壳体和设在所述胶囊状壳体内的薄膜基板构成,通过使所述薄膜基板形成为筒状,使所述薄膜基板内的配线形成用于接收交流磁场的螺旋状线圈,如此来构成薄膜基板,利用形成为筒状的螺旋状线圈,能够把来自生物体外部的交流磁场高效地转换为交流电流,并且通过由设于薄膜基板内的配线来形成螺旋状线圈,可以削减安装空间,安装于内部的部件也可以被紧凑地安装,能够实现小型化。
并且,本发明是一种胶囊型医疗装置,进行利用交流磁场的无线发电,通过由同一线圈部件构成电力接收天线和发送天线,可以实现小型化。
附图说明
图1A~图8B涉及本发明的实施例1,图1A是表示具有本发明的实施例1的胶囊型医疗装置系统的结构的图。
图1B是表示体外装置和个人电脑的图。
图2A是表示胶囊型医疗装置的内部结构的纵剖面图。
图2B是将挠性基板展开的外侧展开图。
图2C是将挠性基板展开的内侧展开图。
图2D是图2A的A-B-B’-A’剖面图。
图3是表示体外单元的内部结构的方框图。
图4是表示第1变形例的胶囊型医疗装置的结构的剖面图。
图5A是表示第2变形例的胶囊型医疗装置的结构的剖面图。
图5B是图5A的C-C剖面图。
图6是表示第3变形例的挠性基板的结构的图。
图7是表示第4变形例的胶囊型医疗装置的结构的剖面图。
图8A是表示第5变形例的挠性基板的图。
图8B是表示第6变形例的挠性基板的图。
图9A~图13涉及本发明的实施例2,图9A是表示本发明的实施例2的胶囊型医疗装置的结构的纵剖面图。
图9B是表示将图9A中的挠性基板展开的外侧面图。
图9C是表示将图9A中的挠性基板展开的最内侧面的图。
图9D是表示将图9B的挠性基板连结成圆筒形状的形状图。
图10A是更加具体地表示图9B中的挠性基板的图。
图10B是图10A的D-E-E’-D’剖面图。
图11A是表示第1变形例的胶囊型医疗装置的结构的纵剖面图。
图11B是图11A的横剖面图。
图11C是表示将图11A中的外侧的部件安装面展开后的状态的图。
图11D是表示将图11A中的内侧的部件安装面展开后的状态的图。
图12A是表示第2变形例的挠性基板和电容器附近的侧视图。
图12B是从图12A的右侧看到的背面图。
图13是表示第3变形例的挠性基板的图。
图14A~图15涉及本发明的实施例3,图14A是表示本发明的实施例3的胶囊型医疗装置的结构的纵剖面图。
图14B是表示图14A中用外装部件一体成形前的结构的立体图。
图15是表示变形例中的形成于挠性基板上的受电线圈的结构的图。
图16A~图20涉及本发明的实施例4,图16A是表示具有本发明的实施例4的胶囊型医疗系统的结构的图。
图16B是表示体外单元和个人电脑的图。
图17是表示体外单元的内部结构的方框图。
图18A是表示本发明的实施例4的胶囊型医疗装置的结构的纵剖面图。
图18B是图18A的F-F’剖面图。
图18C是表示胶囊型医疗装置的电气系统结构的图。
图19是表示变形例的胶囊型医疗装置的电气系统结构的方框图。
图20是变形例的动作说明图。
图21A~图27B涉及本发明的实施例5,图21A是表示本发明的实施例5的胶囊型医疗装置的结构的纵剖面图。
图21B是表示胶囊型医疗装置的电气系统结构的图。
图22A是表示挠性基板的结构的图。
图22B是表示将图22A的挠性基板连结成圆筒形状的状态的图。
图23是表示第1变形例的胶囊型医疗装置的电气系统结构的方框图。
图24A是表示将构成图23的线圈部件的挠性基板展开后的状态的图。
图24B是表示将图24A的挠性基板连结成圆筒形状的状态的图。
图25A是表示构成第2变形例的线圈部件的挠性基板的结构的图。
图25B是表示图25A的挠性基板的厚度方向的结构的剖面图。
图25C是表示将图25A的挠性基板连结成圆筒形状的状态的图。
图26是表示第3变形例的线圈部件的结构的剖面图。
图27A是表示构成第4变形例的线圈部件的挠性基板的结构的图。
图27B是表示将图27A的挠性基板连结成圆筒形状的状态的图。
图28和图29涉及本发明的实施例6,图28是表示本发明的实施例6的胶囊型医疗装置的电气系统结构的方框图。
图29是实施例6的动作说明图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的各实施例。
实施例1
参照图1A~图8B说明本发明的实施例1。
如图1A所示,具有本发明的实施例1的胶囊型医疗装置系统1包括:胶囊型医疗装置3,其具有胶囊型内窥镜的功能,该胶囊型医疗装置3在从患者2的口部被吞入从而通过体腔内管路时,利用无线方式发送光学地拍摄体腔内光路内部得到的内窥镜图像的图像信号;和(配置在患者2的体外的)体外单元5,其具有通过设在患者2的体外的天线单元4接收由该胶囊型医疗装置3发送的信号并保存图像的功能。
在该体外单元5中内置有硬盘18(参照图3),用于保存图像数据。该硬盘18也可以是例如容量为1GB的袖珍闪存(compact flash)(注册商标)等。
并且,在检查过程中或检查结束后可以把储存在体外单元5中的图像数据连接到图1B中的显示系统6,显示图像。
即,如图1B所示,该体外单元5通过USB电缆8等进行通信的通信电缆与构成显示系统6的个人电脑(以下略称为电脑)7连接成自由装卸。
并且,利用电脑7取入保存在体外单元5中的图像,并保存在内部的硬盘中,进行用于显示等的处理,可以通过显示部9显示所保存的图像。在该电脑7上连接着例如键盘10,作为进行数据输入操作等的操作盘。
如图1A所示,在吞入胶囊型医疗装置3进行内窥镜检查时,患者2穿戴具有屏蔽功能的屏蔽服11来进行。
在该屏蔽服11的内侧安装着天线单元4,天线单元4安装有多个天线12,该天线单元4与体外单元5连接。
并且,体外单元5通过该天线单元4接收由胶囊型医疗装置3拍摄并从内置于该胶囊型医疗装置3中的发送线圈发送的信号,把所拍摄的图像保存在与该天线单元4连接的体外单元5中。该体外单元5例如利用可以自由拆装的挂钩安装在患者2的皮带上。
并且,在本实施例中,在屏蔽服11上形成有从肩部到侧面侧的(相对于患者2的身高方向)倾斜的天线线圈(送电线圈)13a、13b,用于在外侧表面的屏蔽部分的内侧产生交流磁场,并进行无线供电或无线送电,并且在中央部形成有与正面侧和背面侧相对置的、例如卷绕成长方形状的送电或供电用天线线圈13c。
这些天线线圈13a、13b、13c也与体外单元5连接。
并且,该体外单元5例如是箱形状,在前面设有进行图像显示的作为显示装置的例如液晶监视器14、和进行控制操作的操作部15。
如图3所示,在体外单元5的内部,除液晶监视器14和操作部15以外,还具有:通信电路(无线通信电路)16,其与天线12连接;信号处理电路17,其进行信号处理;硬盘18,其存储经过信号处理后的图像数据;(由振荡电路和功率放大电路构成的)交流输出电路19,其产生输出给天线线圈13a、13b、13c的交流电力;控制电路20,其控制通信电路16等;作为电源的电池21。
并且,天线线圈13a、13b、13c借助从交流输出电路19提供的交流电力而产生交流磁场。如后面所述,该交流磁场是在人体中衰减少的小于等于150kHz的交流磁场,可以对体内的胶囊型医疗装置3施加交流磁场。
并且,使用者通过操作操作部15,可以通过控制电路20控制从交流输出电路19供给天线线圈13a~13c的交流电力。例如,可以选择设定要供给交流电力的天线13a~13c,或依次切换来周期性地提供电力,或也可以选择设定要依次切换地供给的周期。
并且,使用者通过操作体外单元5的操作部15,控制电路20把该操作信号通过通信电路16和天线12发送到胶囊型医疗装置3侧,成为可进行胶囊型医疗装置3的摄像动作的控制的状态。该情况时,胶囊型医疗装置3通过后述的收发天线26接收从天线12发射的电波。
下面,参照图2A~图2D说明本实施例的胶囊型医疗装置3的结构。图2A利用纵剖面图来表示胶囊型医疗装置3的内部结构,图2B和图2C表示将挠性基板展开后的外侧及内侧的展开图,图2D表示图2A的A-B-B’-A’剖面图。另外,在图2A中,在该剖面图中示出了使薄膜状的挠性基板24形成为筒状时的相对的两条边的线圈连接部28,但该线圈连接部28如图2D所示,成为没有安装电气部件等的一侧。
如图2A等所示,本实施例的胶囊型医疗装置3利用使用聚砜等树脂等一体成形的外装部件23,形成胶囊形状的密闭的壳体。在该外装部件23的内侧收纳着形成为呈大致四方形的筒体形状的、作为薄膜基板的挠性基板24。
该挠性基板24的展开图如图2B和图2C所示为四方形,更具体地讲是长方形或正方形状。在该挠性基板24的(形成为筒体状的情况下的)成为外侧的面上,由印刷图形形成有多个构成受电线圈25的受电线圈配线25a,这些配线25a形成为从与筒体的轴垂直的方向略微倾斜的平行线状。
并且,在该挠性基板24的一个端部附近形成有蛛网状的(进行信号的收发的)收发天线26。
沿着利用虚线表示的折线27折曲这样设有受电线圈配线25a的挠性基板24,如图2D所示,成为截面形状为呈大致正方形的筒形状。
该情况时,面临挠性基板24的相对的两条边的受电线圈配线25a的各端部25b在折曲后时如图2D所示相重合,成为通过焊锡安装而连接的线圈连接部28,受电线圈配线25a形成卷绕成螺旋状的受电线圈25。并且,挠性基板24也被固定为呈大致正方形的筒形状。该挠性基板24的接近折线27的部分,如图2D所示形成有薄壁的薄壁部24a,从而容易折曲加工。
在呈大致正方形的筒形状的一个端部附近,成像体腔内的光学像的物镜系统31、进行照明的照明用LED32、和配置在物镜系统31的成像位置上的作为固体摄像元件的例如CCD33安装在共同的LED基板34上,照明单元和摄像单元是一体形成的,其周围被透明的外装部件23覆盖。
并且,在该呈大致正方形的筒形状的另一端部附近,配置有可以充电的被称为超级电容器的大容量电容器35作为蓄电单元,其周围被透明的外装部件23覆盖。
并且,在挠性基板24的内侧面,如图2A或图2C所示安装有电子部件。
具体讲安装有以下部件:集成电路(IC),其被裸芯片安装,与收发天线26连接、构成收发电路(无线电路)36;构成(摄像和)控制电路37的被裸芯片安装的IC,所述控制电路37进行针对由CCD33拍摄的拍摄信号的信号处理,总括控制把经过A/D转换并压缩后的图像数据发送给收发电路36的功能和各个电路等;构成收发电路36和控制电路37的芯片电阻或芯片电容器等电子部件38。
另外,驱动作为照明单元的照明用LED32的照明电路安装在LED基板34上,但也可以安装在该挠性基板24上。
并且,在该挠性基板24的内侧面、具体讲是与所述收发电路36等电子部件相对的面上,安装有:构成整流电路39的被裸芯片安装的IC,其中该整流电路39对受电线圈25中产生的交流电力进行整流并供给电容器35;和构成该整流电路39的芯片电阻或芯片电容器等电子部件40。
并且,例如在与构成整流电路39的被裸芯片安装的IC相邻的端部,设有用于与CCD33等连接的电极焊盘41,并且与电子部件40相邻地设有用于与电容器35连接的电极焊盘42a。
在本实施例中,使受电线圈25以接近胶囊型医疗装置3的外径的尺寸形成为筒体形状,并且以接近其长度方向的大致总长的尺寸形成受电线圈25的螺旋状线圈(或螺线管状线圈)的绕线形成有多个。
即,形成为受电线圈25的线圈的实效外径较大、而且其长度方向的尺寸也与外装部件23的轴向长度大致相同,还形成有多个的线圈绕线数,并且其空间形成为薄壁的筒体形状,可以收纳于小空间内。因此,可以使该胶囊型医疗装置3的尺寸小型化。
并且,在从体外的天线线圈13a~13c进行基于交流磁场的电能送电(供电)时,不使用在人体组织中的电磁波的衰减影响大的高频带(例如大于等于10MHz),能够以数10Hz~150kHz的频率的交流磁场来施加,并且受电线圈25也针对该交流磁场,如上面所述,增大其截面积和线圈绕线数,增大通过受电线圈25的磁通条数,可以效率良好地产生交流电力。
由于是这种结构,所以通过从体外的体外单元5施加交流磁场,利用设在插入患者2的体内的胶囊型医疗装置3中的受电线圈25,借助在该受电线圈25中交叉的交流磁场,可以高效地产生交流电动势。
该情况时,由于受电线圈25的截面积由接近外装部件23的外径的尺寸形成,所以能够高效地产生交流电动势,并且由于其绕线数形成为多个,所以能够产生大交流电动势。
在该受电线圈25中产生的交流电动势通过整流电路39被整流,转换为直流,然后被储存在电容器35中,以所储存的直流电荷为电源,胶囊型医疗装置3的各个电气系统工作。
即,利用从电容器35提供的直流电力,使作为照明单元的照明用LED32例如间歇地发光,来进行照明。在这种照明下,利用构成摄像单元的CCD33进行摄像,利用控制电路37对通过该CCD33拍摄的信号进行信号处理,再经过A/D转换来压缩图像数据后发送给收发电路36。该收发电路36以高频进行调制,经过收发天线26发射电波。
该电波被体外的天线12接收,通过通信电路16被解调,然后被发送给信号处理电路17。另外,被压缩的图像数据储存在硬盘18中。并且,通过信号处理电路17对压缩的图像数据进行解压缩处理,然后转换为视频信号发送给液晶监视器14,通过该液晶监视器14可以确认(监视)由CCD33拍摄的内窥镜图像。
根据本实施例,形成为针对基于来自体外的交流磁场的电力供给,利用受电线圈25可以高效地产生交流电力,所以能够使安装在胶囊型医疗装置3中的用于获得内窥镜图像的照明单元和摄像单元可靠地工作。
并且,在本实施例中,在作为薄膜基板的挠性基板24上形成有受电线圈25,所以可以使其收纳空间变小,能够充分确保其它内置部件的安装空间,可以实现小型且轻量的(作为胶囊型医疗装置的)胶囊型医疗装置3。
图4表示第1变形例的胶囊型医疗装置3B的结构。
图4所示的第1变形例利用沿图2A中的例如A-B-B’-A’线上的剖面结构来表示。在该变形例中,通过使LED基板34和电容器35形成为呈大致正方形的形状,沿着其周围将挠性基板24折曲使成为接近大致正方形的(四方形的)筒形状,用外装部件23与其外周侧一体成形。
并且,图5A和图5B表示第2变形例的胶囊型医疗装置3C的结构。并且,图5A表示纵剖面,图5B表示C-C剖面。
该第2变形例的胶囊型医疗装置3C采用高密度多芯片薄膜上系统(高密度多芯片SOF(system on film))技术,在呈大致圆筒面形状的挠性基板24C的内面安装了上述的控制电路37等。这在非专利文献1中有详细记载。
在这种高密度多芯片SOF技术中,采用在形成为薄至接近极限状态的聚酰亚胺薄膜上设置了铜箔的挠性基板24C,能够更加容易地进行折曲等。并且,在该挠性基板24C上曲面安装有控制电路37等电气部件。
并且,通过采用使控制电路37等进一步小型化后的IC芯片,也容易在形成为圆筒形状的内面上安装。
如果是这种结构,则能够使受电线圈25的截面积形成为更加接近外装部件23的外径的形状,可以提高发电效率。
在本变形例中,虽然图示出了形成为圆筒形的情况,但不仅可以是四方筒形状和圆筒形状,还可以是八边形筒形等多边形筒形。边数越多,受电线圈的面积越大也就越有利。
图6表示第3变形例的挠性基板24D。该挠性基板24D例如形成图1B所示的挠性基板24的受电线圈25。
使线圈配线的端部25b露出的两条边的形状形成例如成矩形波状的矩形波部51(也可以为波状或正弦波形状来代替矩形波形状)。
如果是图1B那样的直线形状,例如在利用焊锡等进行电连接时,用于放置焊锡的面积不充足,很难缩小间隔以使相邻的连接部不短路,但根据本变形例,可以使电连接的区域交替地移位,能够容易地进行焊锡安装而不短路,而且可以减小间隔、增大线圈绕线数、增大可感应的电力。
图7表示第4变形例的胶囊型医疗装置3D的结构。
在本变形例中,设置有延伸部52,其从例如使图5A所示的挠性基板24C中形成有物镜系统31的一侧的端部延伸直到物镜系统31的前方。设定成该延伸部52的前端与物镜系统31的观察视野的边界大致一致。
根据这种结构,作为薄膜基板的挠性基板24C的延伸部52成为物镜系统31的遮光罩的替代物,可以避免不需要的光进入光学系统。因此,本变形例具有可以提高观察性能的效果。
图8A和图8B分别表示第5和第6变形例的挠性基板24E和24F。
使用上述的挠性基板24等的薄膜基板是大致长方形,但薄膜基板不限于长方形,也可以是图8A所示的菱形挠性基板24E,还可以是图8B所示的波型挠性基板24F。即,只要是能够形成为筒形的形状即可。即,只要可以提高发电效率即可。
并且,作为蓄电单元说明了使用电容器35的情况,但只要是具有蓄电功能的装置即可,不限于电容器,也可以是能够充电的二次电池等。例如,可以使用NiMH(镍氢)电池、锂电池等。
并且,作为电容器35,可以使用超级电容器、双电荷层电容器、陶瓷电容器等。该情况时,如果使用陶瓷电容器,由于不使用液体,所以不必担心在胶囊型医疗装置内液体泄漏等。在采用双电荷层电容器时,由于形状小型且其静电容量能够非常大,所以能够提供稳定的电力。
实施例2
下面,参照图9A~图10B说明本发明的实施例2。图9A表示本发明的实施例2的胶囊型医疗装置3E。
本实施例的胶囊型医疗装置3E,采用挠性基板64作为薄膜基板,该挠性基板64设有多层,具体讲为两层,即第1层线圈部61和第2层线圈部62、还设有磁性体层63。图9A所示的结构将图2A的挠性基板24变更为挠性基板64,除此以外的结构大致相同。
如图9B所示,在将本实施例的(装配成筒形状之前的)挠性基板64展开时成为外侧的面上形成有第1层线圈部61,在其下侧(内侧)的面上形成有利用虚线表示的第2层线圈部62。
并且,如图9C所示,在该挠性基板64的最内侧的面上安装着构成控制电路37的被裸芯片安装的IC等。另外,构成整流电路39的被裸芯片安装的IC与连接电容器35的电极焊盘42a、和连接(由线圈部61、62形成的)受电线圈的电极焊盘42b相连接。
并且,图9D表示使图9A所示的挠性基板64形成为圆筒形状时的外观。如该图9D所示,在使挠性基板64形成为圆筒形状时重合的两条边之间,插入有各向异性导电薄膜(Anisotropic Conductive Film,简称ACF)65,利用该ACF65使线圈端部电连接,形成了受电线圈25’。此处,受电线圈25’由基于第1层线圈部61的受电线圈和基于第2层线圈部62的受电线圈构成。
ACF65是具有各向异性的导电性和绝缘性的薄膜(膜),具体讲在其厚度方向上显示出导电性,在与厚度方向垂直的面方向上具有绝缘性。因此,通过插入该ACF65,可以使位于插入了ACF65的部分的两侧的两个端部电导通(也可以采用凸出连接来导通),而且可以确保与在面方向上相邻的端部的绝缘。
图10A更加具体地表示图9A的挠性基板64,图10B表示图10A的D-E-E’-D’剖面。
如图10A和图10B所示,该挠性基板64层叠第1层线圈部61和第2层线圈部62及磁性体层63,在其下侧形成有两层的部件安装图形层66。另外,在磁性体层63设置有薄膜状的强磁性体膜63a。
在第1层线圈部61和第2层线圈部62,平行线状的多个线圈配线形成于和为圆筒时的轴大致垂直的方向上。该情况时,在第1层线圈部61中,线圈配线形成为从与所述轴垂直的方向向一侧略微倾斜,在另一方的第2层线圈部62中,线圈配线形成为从与所述轴垂直的方向向相反侧略微倾斜。
如图9D所示,该挠性基板64形成为圆筒形状,在重合的两条边部分插入ACF65,线圈端部被电连接。
在图10A中,利用符号a1~a8和b1~b8表示此时的线圈端部的连接状态。
即,图10A中的上侧的线圈端部ai(i=1~8)连接下侧的线圈端部ai,上侧的线圈端部bi连接下侧的线圈端部bi。为了进行该连接,进行定位来插入ACF65以使上侧的线圈端部ai、bi和下侧的线圈端部ai、bi分别相对。
这样,通过使用一张带状的ACF65,可以容易地进行线圈端部ai、bi的连接。
并且,图10A中的第1层线圈部61的终端通过通孔67,与成为该第1层线圈部61的下层的第2层线圈部62的始端相连接。
并且,第1层线圈部61的始端和第2层线圈部62的终端分别通过通孔68与部件安装图形层66侧连通。另外,该通孔68成为受电线圈输出端,并连接整流电路39。
在本实施例中,与实施例1相同,利用作为薄膜基板的挠性基板64形成受电线圈25’,并且安装有电气部件,所以能够实现小型的胶囊型医疗装置。
并且,在本实施例中,利用设成两层的线圈配线形成受电线圈25’,所以能够使其绕线数成倍增加,能够使对于交流磁场感应的交流电动势成倍增加。即,可以使发电功能相对于交流磁场成倍增加。
并且,如图10B所示的剖面图所示,在薄膜基板上设有由强磁性铁镍合金膜等构成的磁性体层63,所以提高了使磁通聚集的效率,可以提高发电效率。另外,磁性体层63不限于强磁性铁镍合金,可以是纯铁、镍钼铁超导磁合金、镍、硅钢等相对导磁率高的物质。
并且,也可以不把磁性体设在薄膜内,而在圆筒状薄膜线圈内侧的空着的空间中设置由上述磁性体构成的杆(棒状、圆柱或多边形柱)或管(参照后述的图14A)。
图11A表示第1变形例的胶囊型医疗装置3F。在该胶囊型医疗装置3F中,电气部件71不仅安装在挠性基板64B的筒内侧,还安装在外侧。例如,在使挠性基板64B的筒形成为四方形筒状时,由于在外侧也有空间,所以在此处安装电气部件71。
本变形例的结构为把图10B等中示出的两层的部件安装图形层66中的一个(在图11A和图11C中用66a表示),配置在第1层线圈部61的外侧层。
该情况时,特别是如果配置优选伸出到外侧的收发电路39和收发天线26,则信号的收发效率也提高。
并且,如图11D所示,在成为最内侧的另一个部件安装图形层66b中也安装有电气部件72。本变形例具有和图9A~图9D的实施例大致相同的效果。
图12A和图12B表示第2变形例的电容器35和挠性基板64的连接部。图12A表示侧视图,图12B表示从右侧看到的背面图。
本变形例的挠性基板64C的结构为,在图9A等示出的挠性基板64中,形成使连接电容器35的端部侧延伸的延伸部64d,将该延伸部64d沿着电容器35的外形折曲进行连接。
通过形成这种结构,设置面积增大,可以使更多的电流稳定地流过。即,作为本变形例的效果,可以实现对胶囊型医疗装置内部的电力供给的进一步稳定化。
图13表示第3变形例的挠性基板64E。如图10A等所示,在挠性基板64中,通过通孔连接进行第1层线圈部61和第2层线圈部62的端部连接,但在本变形例中,形成为在两边的端部b1、b1中连接的结构。
并且,在该挠性基板64E中,成为受电线圈的输出端的第1层线圈部61的始端部分和第2层线圈部62的终端部分,分别与宽度较宽的图形75、76连接,这些图形75、76露出于将例如与这些图形75、76相对的部分切去后的部件安装图形层66,能够容易地进行与整流电路的连接。
根据本变形例可以简化薄膜基板的配线。
实施例3
下面,参照图14A~图14B说明本发明的实施例3。图14A表示本发明的实施例3的胶囊型医疗装置3G。
图14A所示的本实施例的胶囊型医疗装置3G采用挠性基板81,该挠性基板81形成为是在与该胶囊型医疗装置3G的长度方向垂直的方向(此处设为上方向来进行说明)上具有轴的筒体,例如呈大致四方形筒体。
并且,沿着该筒体的外周面设置线圈配线82a,形成受电线圈82。
即,在利用外装部件23一体成形前的结构为图14B所示的状态,沿着筒体的外周面形成有受电线圈82。
并且,如图14A所示,在该挠性基板81的内侧安装着天线26和收发电路36、控制电路37等,并且在其内侧的空闲空间中配置有铁芯等杆状的磁性体83。但是,为了防止产生涡电流,采用将薄板层叠使成为杆状的结构,或采用对粉状物施加压力使成为杆状的结构。
并且,如图14B所示,在该挠性基板81上设有延伸部84,该延伸部84的端部与LED基板34电连接。
根据本实施例,薄膜基板形成为在与胶囊型医疗装置3G的长度轴垂直的方向上具有轴的筒状,由该薄膜基板形成受电线圈82,由于在使该受电线圈82的截面积接近最大的状态下形成该受电线圈82,所以发电效率良好。
并且,在形成为筒状的受电线圈82的内部与实施例1和实施例2的情况相同,在薄膜基板上安装有电路部件,所以能够紧凑地构成胶囊型医疗装置3G。另外,在空闲空间中配置了由纯铁等构成的铁芯,所以发电效率进一步提高。
另外,作为第1变形例,如图15所示,也可以形成为:挠性基板81B具有形成为筒体形状的两个筒体部85、86,该两个筒体部85、86在与(如图14A所示的)胶囊型医疗装置3G的长度方向垂直、而且相互垂直的两个方向上具有轴,在各个筒体部85、86中形成用于形成受电线圈87、88的第1受电线圈配线87a、第2受电线圈配线88a。
根据本变形例,在形成为在相互垂直的两个方向上具有轴的两个筒体形状的薄膜基板上分别设置有受电线圈87、88,所以即使胶囊型医疗装置的朝向变化,也能够利用这些受电线圈87、88针对互不相同的两个方向高效地发电。换言之,可以减少因磁场的方向造成的发送效率的参差不齐。
另外,作为第2变形例,例如在图15中,也可以在筒体部85的内侧配置实施例1所示的挠性基板24来代替筒体部86。该情况时,也可以获得和第1变形例大致相同的效果。
根据以上叙述的实施例1~实施例3,利用形成为筒状的螺旋状线圈接收来自生物体外部的交流磁场,能够高效地产生交流电力,并且利用设在薄膜基板内的配线来形成螺旋状线圈,由此能够削减安装空间,能够紧凑地安装内装部件,可以使胶囊型医疗装置小型化。
并且,根据这些实施例,利用同一线圈部件构成电力接收天线和发送天线,所以能够使胶囊型医疗装置小型化。
实施例4
下面,参照图16A~图20说明本发明的实施例4。
本实施例的目的在于提供可以小型化的胶囊型医疗装置(更具体讲是胶囊型内窥镜),该胶囊型医疗装置具有适合于生物体信息像图像数据那样的大数据量的数据传送的发送天线、和适合于电力接收的电力接收天线。
如图16A所示,具有本发明的实施例4的胶囊型医疗系统101包括:胶囊型医疗装置103,其具有胶囊型内窥镜的功能,该胶囊型医疗装置103在从患者102的口部被吞入从而通过体腔内管路时,利用无线方式发送对体腔内管路内部进行光学拍摄得到的内窥镜图像的图像信息;(配置在患者2的体外的)体外单元105,其具有通过设在患者102的体外的天线单元104接收由该胶囊型医疗装置103发送的信号并保存图像的功能。
在该体外单元105中内置有硬盘118(参照图17),用于保存图像数据。该硬盘118可以是例如容量为1GB的袖珍闪存(注册商标)等。
并且,在检查过程中或检查结束后把储存在体外单元105中的图像数据连接到图16B中的显示系统106,可以显示图像。
即,如图16B所示,该体外单元105通过USB电缆108等进行通信的通信电缆可自由装卸地连接构成显示系统106的个人电脑(以下略称为电脑)107。
并且,可以利用电脑107取入保存在体外单元105中的图像,并保存在内部的硬盘中,或进行用于显示等的处理,通过显示部109显示所保存的图像。在该电脑107上连接着例如键盘110,作为进行数据输入操作等的操作盘。
如图16A所示,在吞入胶囊型医疗装置103进行内窥镜检查时,患者102穿戴具有屏蔽功能的屏蔽服111来进行检查。
在该屏蔽服111的内侧安装着安装有天线单元104,该天线单元104安装有多个天线112的,该天线单元104连接体外单元105。
并且,体外单元105通过该天线单元104接收由胶囊型医疗装置103拍摄并从其内置的发送线圈125(参照图18A、18C)发送的信号,把所拍摄的图像保存在与该天线单元104连接的体外单元105中。该体外单元105例如利用可以自由装卸的挂钩安装在患者102的皮带上。
并且,在本实施例中,在屏蔽服111上形成有从肩部到侧面侧(相对于患者2的身高方向)倾斜的天线线圈(送电线圈)113a、113b,其用于在外侧表面的屏蔽部分的内侧产生交流磁场,进行无线供电或无线送电,并且在中央部形成有与正面侧和背面侧相对置的、例如卷绕成长方形状的天线线圈113c,其进行无线送电或无线供电。
这些天线线圈113a、113b、113c也连接体外单元105。
并且,该体外单元105例如是箱形状,在前面设有进行图像显示的作为显示装置的例如液晶监视器114、和进行控制操作的操作部115。如图17所示,在体外单元105的内部除液晶监视器114和操作部115以外,还具有:连接天线112的通信电路(无线通信电路)116;进行信号处理的信号处理电路117;存储经过信号处理后的图像数据的硬盘118;产生输出给天线线圈113a、113b、113c的交流电力的(由振荡电路和功率放大电路构成的)交流输出电路119;控制通信电路116等的控制电路120;作为电源的电池121。
并且,天线线圈113a、113b、113c借助从交流输出电路119供给的交流电力而产生交流磁场。如后面所述,该交流磁场是在人体中衰减小的小于等于150kHz的交流磁场,可以几乎不衰减地对患者102体内的胶囊型医疗装置103施加交流磁场。
另外,在图17中,天线112在本实施例中只用于接收,但在实施例6中,也用于发送。因此,在实施例6中,通信电路116不仅用于接收,也用于发送。
下面,参照图18A、图18B和图18C说明本实施例的胶囊型医疗装置103的结构。图18A利用纵剖面图表示胶囊型医疗装置103的内部结构,图18B表示图18A的F-F剖面,图18C表示胶囊型医疗装置103的电气系统结构。
如图18A所示,本实施例的胶囊型医疗装置103利用一体成形树脂123形成为胶囊形状,在其内部以埋入的方式内设有:发送线圈125,其向所述天线112以无线方式发送图像信息;和受电线圈126等,其接受所述天线线圈113a~113c的交流磁场、产生交流电力。
即,在该一体成形树脂123的内侧,在圆筒形状的线圈芯124的圆筒外周面上配置有线圈部件127,用于形成卷绕导线来用于发送的发送线圈125、和接收来自体外的交流电力的作为电力接收天线的受电线圈126。
并且,在该线圈芯124的圆筒内周面配置有磁性体筒体128,其由强磁性铁镍合金等强磁性体材料构成,具有将磁场聚集的功能即导磁率高。
并且,沿着该圆筒状的线圈芯124的轴配置长方形的板形状的基板129,在该基板129上安装着电子部件130,形成图18C所示的具有规定的功能的电路。
并且,在该基板129的一个端部配置呈大致圆板形状的、安装了进行照明用的LED131(参照图18C)的LED基板131a,在设置于该LED131的中央处的贯通的孔部,安装成光学像的物镜光学系统132,并且在该物镜光学系统132的成像位置上配置摄像元件133,使照明单元和摄像单元成为一体。
在该LED基板131a的背面,摄像元件133的前表面被倒装片安装。并且,该摄像元件133的设于其背面的电极焊盘通过焊锡安装与基板129电连接。
并且,在该基板129的另一个端部配置大容量电容器134,其为大致圆板形状,具有作为蓄电单元的功能,并与基板129电连接。
这样,线圈部件127、内侧安装有电子部件130的基板129、配置在该基板129的两端的LED基板131a、电容器134等部件形成胶囊型医疗装置103,该胶囊型医疗装置103通过使用未图示的胶囊形状的具有中空部的模具,注入一体成形树脂123,从而具有胶囊形状外形的外装体。
在本实施例中,上述线圈部件127在共同的线圈芯124的圆筒外周面上,使导线从一个端部侧起越过其中央卷绕到靠近另一个端部的位置处形成受电线圈126,再隔开较小的间隔使相同导线按同样的方式卷绕较少的次数来形成发送线圈125。并且,受电线圈126的一端和发送线圈125的一端成为共同的端子135或中间电极(图18C)。
这样,在本实施例中,特征是:分别由在线圈芯124的外周面上卷绕的绕线数少的绕线线圈和在线圈芯124的外周面上卷绕的绕线数足够多的绕线线圈形成发送线圈125和受电线圈126,该情况时,由较少的绕线数形成的发送线圈125对应于适合数据传送的高频带(大于等于数10MHz),并且受电线圈126的绕线数也较大(而且其截面积也大),以便对于频率低的交流磁场能够高效地产生交流电力。
并且,在本实施例中,通过利用单一的线圈部件127来形成双方的功能,实现了胶囊型医疗装置103的小型化。
另外,配置在线圈芯124内侧的磁性体筒体128只配置在受电线圈126的内侧部分,几乎不影响稍微离开受电线圈126而形成的发送线圈125。
图18C表示该胶囊型医疗装置103的电气系统结构。
LED131和摄像元件133连接着信号处理和控制电路137,其在驱动LED131和摄像元件133的同时进行对摄像元件133的输出信号的信号处理。并且,该信号处理和控制电路137对由摄像元件133拍摄的图像信号进行A/D转换,转换为压缩的图像数据,发送给发送电路138。该发送电路138利用高频对图像数据进行调制,再利用放大器139放大后,经过高通滤波器(简称为HPF)140发送给发送线圈125,从该发送线圈125作为高频电波发射。
并且,受电线圈126的两端连接构成供电电路(充电电路)141的二极管桥142,通过该二极管桥142整流后的整流输出被输入调整电路143,通过调整电路143进行平滑化和升压、转换成规定的直流电压,然后提供给电容器134。
并且,在受电线圈126中产生的交流电力通过供电电路141转换为直流后被储存在在该电容器134中。
另外,发送线圈125和受电线圈126在端子135处是共同的,所以从发送电路138通过放大器139放大后的发送信号,经过端子135发送给发送线圈125时,通过受电线圈126受电,为了防止提供给供电电路141的交流磁场的频率的信号成为噪声、给发送电路139侧带来不良影响,插入有阻止该频率的信号的侵入的高通滤波器140。并且,在发送电路138侧排除了提供给供电电路141的(远远低于发送信号的、具体讲是小于等于1/100左右的)低频信号的输入。
储存在上述电容器134中的直流电力,作为工作用电力提供给由安装在基板129上的电子部件130形成的信号处理和控制电路137等各个电路。
说明这种结构的本实施例的动作。
如图16A所示,患者102穿着屏蔽服111并戴着体外单元105,从口部吞入胶囊型医疗装置103。该情况时,预先向天线线圈113a~113c施加交流磁场,通过胶囊型医疗装置103的受电线圈126受电,通过供电电路141转换为直流电力,对电容器134充电。并且,利用储存在该电容器134中的直流电力,使胶囊型医疗装置103的各个电路工作,在确认了各电路正常工作后,患者102吞入胶囊型医疗装置103。
胶囊型医疗装置103的信号处理和控制电路137驱动控制作为照明单元的LED131使其间歇发光,并且向摄像元件133施加驱动信号。摄像元件133拍摄被LED131照明的体腔内的部位,把通过施加驱动信号进行光电转换后的信号电荷作为摄像信号输出。
并且,通过信号处理和控制电路137转换为图像数据,再形成被压缩的图像数据后发送给发送电路138,通过该发送电路138例如以大于等于数10MHz的频率进行调制,并利用放大器139放大后,经过使大于等于该频带的频率通过的高通滤波器140,提供给发送线圈125,从该发送线圈125作为电波发射到外部。
该电波被天线112接收,通过通信电路116解调后发送给信号处理电路117,把压缩的图像数据存储在硬盘118中,并且进行解压处理,再转换处理为视频信号输出给液晶监视器114,在液晶监视器114的显示面上显示由摄像元件133拍摄的图像。
例如,从体外单元105侧通过天线线圈113a~113c按一定周期等周期性地(循环地)施加频率小于等于150kHz的交流磁场,从而使设在胶囊型医疗装置103内部的受电线圈126中感应交流电动势,该交流电动势通过二极管桥142被整流转换为直流,再通过调整电路143被升压等,然后存储在电容器134中。
在本实施例中,通过从外部以低频率施加交流磁场,可以几乎不衰减地对体内的胶囊型医疗装置103施加该交流磁场,可以通过受电线圈126高效地产生交流电力。这样,能够从外部高效地提供交流电力,所以能够使胶囊型医疗装置103在体内长时间进行发送生物体信息的动作。
即,在仅利用内置于胶囊型医疗装置103中的电池的情况下,在长时间工作时,该电池的电能被消耗,有可能在中途不能发送生物体信息,但在本实施例中,可以从外部高效地供电,所以能够长时间工作。
如以上说明的那样,根据本实施例,在单一的线圈部件127中形成发送线圈125和受电线圈126,并且受电线圈126以接近胶囊型医疗装置103的外径的尺寸形成为较长的圆筒形状,且使得沿着胶囊型医疗装置103的长度方向绕线数多,所以能够增大通过该受电线圈126感应的交流电动势。
即,根据本实施例,可以高效地产生交流电动势。并且,该情况时,在受电线圈126的内侧配置有磁性体筒体128,该磁性体筒体128在通过天线线圈113a~113c供给的交流磁场的频带下导磁率大、损耗小,所以能够更高效地产生交流电动势。
并且,在本实施例中,发送线圈125的绕线数少,该发送线圈125成为适合于发送可以增大发送信息量大的图像数据的速率的(远远高于天线线圈113a~113c的交流磁场的频率和对该频率的交流磁场具有灵敏度的受电线圈126的)高频信号的天线。
这样由于由单一的线圈部件127构成频带不同的发送线圈125和受电线圈126,所以能够实现小型的胶囊型医疗装置103。
以下将补充说明该情况。
在无线发送像图像数据那样信息量大的数据时,为了能增大传输速率,高频率比较有利,但如果在电力供给中也利用该频率,则在生物体组织中的衰减增大,将不能高效地进行电力传送。
这样,为了实现考虑了使电力供给中使用的频率和数据通信中使用的频率不同的天线,如果分别设置天线,将占有胶囊型医疗装置的空间,形成不适合于小型化的结构。
对此,通过采用本实施例的结构,即节省空间又具有考虑了这些情况的适当功能,可以实现能够小型化的胶囊型医疗装置103。
并且,在使用电磁感应进行供电时,优选在电力接收用天线(线圈)内部配置磁性体材料,但在通信用天线中,有时不在天线内部配置磁性体材料等将能够更高效地发射(接收)电磁波,在本实施例中就实现了考虑到这一点的结构。
图19表示变形例的胶囊型医疗装置103B的电气系统结构。本变形例是在图18C的结构中,例如利用设在信号处理和控制电路137中的电压监视部137a来检测例如输入到调整电路143中的直流电压。
并且,信号处理和控制电路137使用该电压监视部137a监视输入到调整电路143的直流电压,控制发送电路138,使得在通过受电线圈126向调整电路143侧进行供电时停止发送,并控制发送电路138,使得在供电停止时进行发送。
例如图20所示,电压监视部137a将输入到该电压监视部137a的输入信号的电平与规定的电压V进行比较,把其比较结果发送给信号处理和控制电路137内部的例如CPU。该CPU在检测到大于等于电压V的输入信号时,使发送电路138的发送动作停止(OFF)。另一方面,在没有检测到大于等于电压V的输入信号时,该CPU启动或允许发送电路138的发送动作。
这样,使通过发送电路138进行图像数据发送的时间、和利用交流磁场进行供电(受电)的时间为不同的时间来工作。
在本变形例中,通过进行这种控制动作,在进行发送时,停止产生对于该信号而言成为噪声的交流磁场,所以根据该胶囊型医疗装置103B,能够实现质量良好的图像数据的发送。除此之外具有和图18A~图18C的胶囊型医疗装置103相同的效果。
实施例5
下面,参照图21A~图22B说明本发明的实施例5。在实施例4中,在线圈芯124上卷绕导线来形成具有发送线圈125和受电线圈126的线圈部件127,但在本实施例中,使用挠性基板151形成具有发送线圈125和受电线圈126的线圈部件127B。
即,如图21A所示,本实施例的胶囊型医疗装置103C是在图18A所示的胶囊型医疗装置103中,采用圆筒形状的具有由印刷图形152a和152b(参照图22A)形成的发送线圈125和受电线圈126的挠性基板151,来取代线圈芯124。
并且,该挠性基板151在成形为圆筒形状之前,如图22A所示是长方形或正方形的薄板形状,在该挠性基板151的表面和背面设有多个平行直线状的印刷图形152a和152b,用于形成发送线圈125和受电线圈126。
并且,在该挠性基板151中,印刷图形152a和152b的(在图22A中为上下的)各个端部与分别设于表面和背面的电极焊盘153a和153b连结。该情况时,表面的印刷图形152a的一端分别与按与该印刷图形152a的排列间距相同的间距排列的电极焊盘153a连结,另一端通过通孔154a与背面侧的电极焊盘153b连接。
同样,背面的印刷图形152b的一端分别与按与该印刷图形152b的排列间距相同的间距排列的电极焊盘153b连接,另一端通过通孔154b与表面侧的电极焊盘153a连接。
并且,电极焊盘153b形成于端部,而电极焊盘153a形成于端部的稍内侧,如图22B所示,通过折曲成圆筒状使背面的端部在表面的端部附近部分重合,使背面的电极焊盘153b重合在表面的电极焊盘153a上,通过焊锡安装使其电连接,从而可以形成发送线圈125和受电线圈126。
当这样形成圆筒形状进行电连接时,形成1个线圈,但在本实施例中如图22B所示,可以在线圈的靠近端部的位置处设置3个电极焊盘155a、155b、155c,形成发送线圈125和受电线圈126。即,如图22B所示,设置与线圈的两端连接的两个电极焊盘155a、155b,并且在接近线圈端部的电极焊盘153a中设置通过印刷图形156连接的(作为共同电极焊盘的)电极焊盘155c。
并且,发送线圈125由电极焊盘155a和155c之间的印刷图形的线圈形成,受电线圈126由电极焊盘155b和155c之间的印刷图形的线圈形成。
并且,图21B表示本实施例的胶囊型医疗装置103C的电气系统结构。图21B所示的结构是在图19中,取代线圈部件127,而采用由挠性基板151形成的线圈部件127B。其它结构相同。
根据本实施例,可以实现比实施例4更节省空间的具有发送线圈125和受电线圈126的线圈部件127B。
图23表示第1变形例的胶囊型医疗装置103D的电气系统结构。在本变形例中也采用挠性基板151,但在本变形例中,使发送线圈125和受电线圈126分离开形成线圈部件127C。
即,本变形例的成形为圆筒形状之前的展开的挠性基板151如图24A所示,形成发送线圈125的印刷图形161和形成受电线圈126的印刷图形162在(形成为圆筒时的)轴方向上分离开而形成。另外,印刷图形161和162使用(此处没有标注符号,如图22A所示的)印刷图形152a、152b来形成。
并且,印刷图形161和162的各个端部分别连接电极焊盘163a和163b。
在本变形例中,将发送线圈125和受电线圈126分离开来形成一体的线圈部件127C,所以构成为不需要图21B中的高通滤波器140。即,图23所示的电气系统结构是不需要图21B中的高通滤波器140的结构。
其它结构与图22A、图22B的结构相同,具有和图21A、图21B的情况大致相同的效果。
图25A~图25C表示第2变形例的线圈部件127D。图25A表示将线圈部件127D展开成平面状后的平面图,图25B是表示其厚度方向的结构的剖面图,图25C表示折曲成圆筒状、连接相对的电极焊盘而形成线圈部件127D的状态。
本变形例构成为,例如使用多层的挠性基板171,在成为外周侧的第1层设置构成发送线圈125的印刷图形172,在其内侧的第2层设置(由导电膜)形成于大致整个面上的导电层173,在其内周的第3层设置构成受电线圈126的印刷图形174。
该情况时,如在图25A中利用虚线表示导电层173的外形那样,几乎在整个面上设置成为中间层的导电层173,以便覆盖至两侧的电极焊盘153b和153a的大约一半。其中,形成有通孔154a、154b的部分没有形成导电膜以便不短路
并且,如该图25A所示,由印刷图形172构成的发送线圈125的两端成为电极焊盘175a、175b。并且,由印刷图形174构成的受电线圈126的两端成为电极焊盘176a、176b。
该情况时,电极焊盘175b通过连接用图形177a被连接,电极焊盘176b通过连接用图形177b被连接。
根据本变形例,设置接近于整个面的导电层173用于接地,由此使配置于导电层173内侧的进行摄像发送的电路系统的动作稳定,或者能够屏蔽来自外部的噪声减轻其影响。除此之外具有和图21A、图21B的情况大致相同的效果。
图26表示第3变形例的线圈部件127E。该线圈部件127E在圆筒形状的线圈芯181的外侧多次卷绕导线构成受电线圈126,在其外侧把铜箔卷绕成圆筒状形成导电层182,再在其外侧卷绕导线形成发送线圈125。并且,可以像第2变形例那样把导电层182用于屏蔽等。
使用该线圈部件127E时的效果与第2变形例大致相同。
图27A和图27B表示第4变形例的线圈部件127F。第4变形例的线圈部件127F在展开状态下如图27A所示,由多层的挠性基板171B形成。
在图25A中,在多层的挠性基板171的第1层设置与第3层相同的平行的线状的印刷图形172,形成发送线圈125,但在本变形例中,在第1层设置例如长方形状的印刷图形186来形成发送线圈125。
并且,形成为长方形状在内侧或外侧形成为数圈的端部的一方,与和图25A的情况相同的电极焊盘153a连结,另一方经过通孔187、第3层侧的印刷图形172、通孔154b与电极焊盘153a连接,再经过第1层侧的印刷图形188与电极焊盘175a连接。
该挠性基板171B如图27B所示,折曲成圆筒形状,使相对的电极焊盘153a、153b重合进行焊锡安装,形成线圈部件127F。其它结构与图25A和图25B时的结构相同。并且,本变形例具有与图25A和图25B的线圈部件127D大致相同的效果。
实施例6
下面,参照图28说明本发明的实施例6。图28表示实施例6的胶囊型医疗装置103E的电气系统结构。本实施例是例如在图23的结构中,把发送线圈125用作兼用于发送和接收的收发线圈125B,使该收发线圈125B连接进行收发的收发电路191。
该收发电路191连接信号处理和控制电路137,向该收发电路191输入从信号处理和控制电路137发送的图像数据,并且当来自体外单元5侧的控制信号被输入时,将该控制信号解调、输出给信号处理和控制电路137。
并且,在本实施例中,设置监视电容器134的电压的第2电压监视部137b,把该第2电压监视部137b的检测信号输出给信号处理和控制电路137内部的CPU。
并且,该CPU在电容器134的电压小于等于预先设定的电压E1时,通过收发电路191发送发送指示信号。并且,当电压大于等于E2时,停止发送该发送指示信号。
另一方面,在体外单元105中,当通过通信电路116(参照图17)接收到该发送指示信号的信息时,发送给其内部的控制电路120(参照图17),控制电路120接收到发送指示信号时,使交流输出电路119工作,开始送电动作。
图29表示本实施例的代表性的动作例。图29(A)表示输入到第2电压监视部137b的输入电压,当该输入电压小于等于E1时,如图29(B)所示,CPU产生送电指示信号。
该送电指示信号通过收发电路191、收发线圈125B被无线发送。另外,在发送普通图像数据时,在该图像数据的前面或后面附加与送电指示信号对应的代码来发送。
在体外单元105侧,控制电路120判别除图像数据以外是否附加了与该送电指示信号对应的代码。
并且,当控制电路120判别为是送电指示信号时,把交流输出电路119设定为动作状态,如图29(C)所示开始送电动作。
另外,也可以不按照图29(C)所示进行送电动作,而根据体外单元105的操作部115的操作,按照图29(D)所示,间歇地开始送电动作。该情况时,在送电动作停止时,可以进行图像数据的发送。并且,借助送电动作,使充电给电容器134的电压上升,当大于等于电压E2时,切断送电指示信号,停止送电动作。
根据本实施例,监视胶囊型医疗装置103E内部的供电单元的能量状态,当成为接近需要供电的能量状态时,检测出该状态,向外部发送检测信号,外部的装置接收该信号,产生用于供电的交流磁场,所以能够适当地进行电能送出和所送出的电能的接收。
另外,构成供电电路141的、储存直流电力的直流电力储存单元不限于电容器134,也可以是能够充电的镍氢电池、锂离子电池等二次电池。并且,还可以内置二次电池,在电能状态接近于该二次电池的电能耗尽的状态、或接近借助其电力内部的电气系统不能正常工作的状态时,向外部发送使进行供电动作的信号。
并且,也可以把二次电池等的电能状态的信息和图像数据一起发送到外部,通过外部的体外单元105侧进行是否进行供电的判断,控制交流磁场的产生或停止。
另外,将上述的各实施例进行部分组合等构成的实施例等也属于本发明。
把胶囊型医疗装置插入体内,利用发送线圈向体外高频传送拍摄体内而得到的图像数据,借助来自体外的交流磁场,通过设在胶囊型医疗装置内部的受电线圈产生交流电力,并把其用作内部电源,从而可以长时间进行内窥镜检查等医疗行为。
Claims (52)
1.一种胶囊型医疗装置,进行使用交流磁场的无线发电,其特征在于,具有:
胶囊状壳体;和
薄膜基板,其被设在所述胶囊状壳体内,
在所述薄膜基板内形成有配线,使得通过把所述薄膜基板形成为筒状,构成用于接收交流磁场的螺旋状线圈。
2.根据权利要求1所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述薄膜基板形成为圆筒状,该圆筒的外径与所述胶囊状壳体的外径大致相同。
3.根据权利要求1所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述薄膜基板形成为呈大致多边形的筒状。
4.根据权利要求1所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述薄膜基板形成为呈大致四方形的筒状。
5.根据权利要求1所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,形成于所述薄膜基板上的螺旋状线圈用配线为多层。
6.根据权利要求1所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,在形成为筒状的所述薄膜基板内的线圈配线层的内侧,设置有由磁性体构成的膜。
7.根据权利要求6所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述磁性体是铁。
8.根据权利要求6所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述磁性体是强磁性铁镍合金。
9.根据权利要求1所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,在形成为筒状的所述薄膜基板的内侧,设置有棒状或管状的磁性体。
10.根据权利要求9所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述磁性体是铁。
11.根据权利要求9所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述磁性体是强磁性铁镍合金。
12.根据权利要求1所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,在所述胶囊状壳体内具有向外部进行数据发送的发送天线,
在所述薄膜基板内形成有配线,使得通过把所述薄膜基板形成为筒状,构成用于接收交流磁场的螺旋状线圈和所述发送天线。
13.一种胶囊型医疗装置,进行使用交流磁场的无线发电,其特征在于,具有:
胶囊状壳体;和
薄膜基板,其呈大致四方形,被设于所述胶囊状壳体中,
在所述薄膜基板内形成有配线,使得通过连接所述薄膜基板的所述大致四方形的相对的两条边形成为筒状,构成用于接收交流磁场的螺旋状线圈。
14.根据权利要求13所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述薄膜基板形成为呈大致四方形的筒状。
15.根据权利要求13所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,通过焊锡来电连接所述相对的两条边上的所述各个配线。
16.根据权利要求13所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,通过各向异性导电膜来电连接所述相对的两条边上的所述各个配线。
17.根据权利要求13所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述薄膜基板的形状为呈大致长方形。
18.根据权利要求13所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述薄膜基板的形状为呈大致平行四边形。
19.根据权利要求13所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,形成于所述薄膜基板内的用于螺旋状线圈的配线形成为多层。
20.根据权利要求13所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,在形成为筒状的所述薄膜基板的筒内面,设置有由强磁性体构成的膜。
21.根据权利要求13所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述相对的两条边是矩形波等波状的形状,通过连接两条边形成为相互咬合的形状。
22.根据权利要求13所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,在所述胶囊状壳体内具有向外部进行数据发送的发送天线,
在所述薄膜基板内形成有配线,使得通过连接所述薄膜基板的所述大致四方形的相对的两条边形成为筒状,构成用于接收交流磁场的螺旋状线圈和向外部进行数据发送的发送天线。
23.一种胶囊型医疗装置,进行使用交流磁场的无线发电,其特征在于,具有:
胶囊状壳体;和
薄膜基板,其呈大致四方形,被设于所述胶囊状壳体内,
在所述薄膜基板内形成有配线,使得通过连接所述薄膜基板的所述大致四方形的相对的两条边形成为筒状,构成用于接收交流磁场的螺旋状线圈,
并且,在所述薄膜基板上安装有构成以下电路中的至少一方的电气部件:照明电路,其控制进行照明的照明单元;摄像电路,其控制拍摄被照明单元照明的部位的摄像单元;整流电路,其对发电得到的电流进行整流;蓄电单元,其储存所发的电力;发送电路,其无线发送所拍摄的信号;控制电路,其控制所述照明单元和照明电路等。
24.根据权利要求23所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述任一个或多个电路被安装在形成为筒状的所述薄膜基板的内面。
25.根据权利要求23所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述任一个或多个电路被安装在形成为筒状的所述薄膜基板的外面。
26.根据权利要求23所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述任意的多个电路被分开安装在所述筒状薄膜基板的内面和外面。
27.根据权利要求23所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述蓄电单元是电容器。
28.根据权利要求23所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述蓄电单元是陶瓷电容器。
29.根据权利要求23所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述蓄电单元是双电荷层电容器。
30.根据权利要求23所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述蓄电单元是二次电池。
31.根据权利要求23所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,在所述薄膜基板内形成有配线,使得通过连接所述薄膜基板的所述大致四方形的相对的两条边形成为筒状,构成用于接收交流磁场的螺旋状线圈、和通过所述发送电路进行无线发送的发送天线。
32.一种胶囊型医疗装置,具有整流电路,其借助于来自外部的交流磁场产生交流电力并转换为直流电力,其特征在于,所述胶囊型医疗装置具有:
胶囊状壳体;
薄膜基板,其呈筒体状,被设于所述胶囊状壳体内;和
螺旋状线圈,其用于接收所述交流磁场,形成于所述薄膜基板上、沿着所述筒体面。
33.根据权利要求32所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述螺旋状线圈在互不相同的方向上形成有两组或多于两组。
34.根据权利要求32所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,在所述薄膜基板上安装有电磁部件。
35.一种胶囊型医疗系统,具有:插入生物体内的胶囊型医疗装置;和体外装置,其从生物体外部向该胶囊型医疗装置以无线方式供给电能,其特征在于,
所述体外装置具有产生交流磁场的交流磁场产生单元,
所述胶囊型医疗装置具有:
胶囊状壳体;
薄膜基板,其呈筒状,被设于所述胶囊状壳体内;和
螺旋状线圈,其设于所述筒状薄膜基板上,接收所述交流磁场。
36.根据权利要求35所述的胶囊型医疗系统,其特征在于,所述交流磁场产生单元产生在生物体中的衰减小的频带下的交流磁场。
37.根据权利要求35所述的胶囊型医疗系统,其特征在于,所述交流磁场产生单元产生小于等于150kHz的频率的交流磁场。
38.一种胶囊型医疗装置,向外部进行数据发送并从外部接受电力供给,其特征在于,
所述胶囊型医疗装置具有:发送天线,其进行所述数据的发送;和电力接收天线,其接受所述电力供给,
所述发送天线和所述电力接收天线由同一线圈部件构成。
39.根据权利要求38所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述线圈部件连接有:发送单元,其从胶囊型医疗装置发送信号;和电路,其对胶囊型医疗装置供电。
40.根据权利要求38所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述线圈部件形成于挠性基板上。
41.根据权利要求38所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述发送天线和所述接收天线配置在同一基板上。
42.根据权利要求38所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述发送天线和所述接收天线配置在同一挠性基板上,所述挠性基板形成为呈大致圆筒状。
43.根据权利要求38所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述电力接收天线形成为线圈状,在其外侧形成有由导电性部件构成的屏蔽层,在其更外侧配置有所述发送用天线。
44.根据权利要求39所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述发送单元和所述供电电路被以不同的频率驱动。
45.根据权利要求39所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述发送单元和所述供电电路在不同的时间被驱动。
46.根据权利要求39所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述线圈部件具有中间电极,在所述中间电极上连接着所述发送单元。
47.根据权利要求39所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,所述线圈部件具有中间电极,在所述中间电极上连接着所述发送单元和所述供电电路。
48.根据权利要求39所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,在所述发送单元和所述线圈部件之间设有滤波器,其除去来自所述供电电路的频带的信号。
49.根据权利要求39所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,还具有监视储存在供电电路中的储存电力的单元。
50.一种胶囊型医疗装置,具有:发送天线,其插入生物体内,向体外发送生物体信息;和电力接收天线,其接收从体外发送的电力,其特征在于,所述胶囊型医疗装置具有:
转换单元,其把通过所述电力接收天线接收的交流电力转换为直流电力;
蓄电单元,其储存转换后的直流电力;以及
监视单元,其监视储存在所述蓄电单元中的储存电力。
51.根据权利要求50所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,具有发送单元,其发送由所述监视单元检测出的检测信息。
52.根据权利要求50所述的胶囊型医疗装置,其特征在于,具有发送单元,其根据由所述监视单元检测出的检测信号,发送用于从体外送电的信号。
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