JP2008067909A - カプセル内視鏡システム - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易に立体撮影を行うものとして構成することができるカプセル内視鏡システムを得る。
【解決手段】カプセル内視鏡システムを構成するカプセル内視鏡10Aの撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍にマグネット40Aを設ける一方、カプセル内視鏡10Bの撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍に、マグネット40Aとの間の磁力によってカプセル内視鏡10Aに引き付けられた際に撮像方向がカプセル内視鏡10Aによる撮像方向を向くようにマグネット40Bを設ける。
【選択図】図1
【解決手段】カプセル内視鏡システムを構成するカプセル内視鏡10Aの撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍にマグネット40Aを設ける一方、カプセル内視鏡10Bの撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍に、マグネット40Aとの間の磁力によってカプセル内視鏡10Aに引き付けられた際に撮像方向がカプセル内視鏡10Aによる撮像方向を向くようにマグネット40Bを設ける。
【選択図】図1
Description
本発明は、カプセル内視鏡システムに係り、特に、立体撮影(複眼撮影)を行うことのできるカプセル内視鏡システムに関する。
従来、カプセル内視鏡として適用できる技術として、特許文献1には、体内観察用のカプセル型の超小型カメラに関する技術が開示されている。
また、特許文献2には、各種機能手段を備えた医療用カプセル装置において、回転自在に支持された回転部材を有し、その回転部材が回転することによって電気エネルギーを発生する発電手段と、前記回転部材に偏心した状態で固着された偏心体と、前記発電手段からの電力を蓄え、前記各種機能手段に電力を供給する蓄電手段と、を設けた技術が開示されている。
特開平5−15515号公報
特開平9−327447号公報
ところで、カプセル内視鏡は、その主な目的が内臓等の体内における異常部位の発見にあるため、カプセル内視鏡による撮影では、体内の内壁等における凹凸状態が確認しやすい立体画像を撮影できることが望まれている。
しかしながら、上記特許文献1及び特許文献2に開示されている技術では、2つのカプセルを一体化して用いることにより立体撮影を行うことはできるものの、当該一体化するために接着等を行う必要があり、手間がかかる、という問題点があった。
また、1つのカプセル内に2つの撮像素子を設けることにより、1つのカプセルのみで立体撮影を行うことができるようにすることも考えられるが、この場合には、立体撮影用の専用のカプセル内視鏡を製作する必要があり、必ずしも簡易に実現できるとは限らない。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、簡易に立体撮影を行うものとして構成することができるカプセル内視鏡システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載のカプセル内視鏡システムは、第1のカプセル内視鏡及び第2のカプセル内視鏡を組み合わせて用いることにより立体撮影を可能とするカプセル内視鏡システムであって、前記第1のカプセル内視鏡は、被写体を撮像するための第1の撮像素子と、前記第1の撮像素子の撮像領域に被写体像を結像させる第1の結像光学系と、当該第1のカプセル内視鏡の前記第1の撮像素子による撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍に設けられた第1の側面マグネットと、を備え、前記第2のカプセル内視鏡は、被写体を撮像するための第2の撮像素子と、前記第2の撮像素子の撮像領域に被写体像を結像させる第2の結像光学系と、当該第2のカプセル内視鏡の前記第2の撮像素子による撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍に設けられ、前記第1の側面マグネットとの間の磁力によって前記第1のカプセル内視鏡に引き付けられた際に前記第2の撮像素子による撮像方向が前記第1の撮像素子による撮像方向を向くように設けられた第2の側面マグネットと、を備えたことを特徴としている。
請求項1に記載のカプセル内視鏡システムによれば、第1のカプセル内視鏡に、被写体を撮像するための第1の撮像素子と、前記第1の撮像素子の撮像領域に被写体像を結像させる第1の結像光学系と、当該第1のカプセル内視鏡の前記第1の撮像素子による撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍に設けられた第1の側面マグネットと、が備えられる一方、第2のカプセル内視鏡に、被写体を撮像するための第2の撮像素子と、前記第2の撮像素子の撮像領域に被写体像を結像させる第2の結像光学系と、当該第2のカプセル内視鏡の前記第2の撮像素子による撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍に設けられ、前記第1の側面マグネットとの間の磁力によって前記第1のカプセル内視鏡に引き付けられた際に前記第2の撮像素子による撮像方向が前記第1の撮像素子による撮像方向を向くように設けられた第2の側面マグネットと、が備えられる。
この構成により、第1の側面マグネットと第2の側面マグネットとの間の磁力によって、第2の撮像素子による撮像方向が第1の撮像素子による撮像方向を向く状態で第1のカプセル内視鏡と第2のカプセル内視鏡が一体化されるため、立体撮影を行うことができるカプセル内視鏡システムを簡易に構成することができる。また、このとき、第1のカプセル内視鏡と第2のカプセル内視鏡は、各々に設けられた側面マグネットを除く部分が従来から存在する単眼撮影用のカプセル内視鏡と同様のものであるため、立体撮影用の専用のカプセル内視鏡を製作する場合に比較して、簡易に実現することができる。
なお、上記第1の撮像素子及び第2の撮像素子には、CCDエリアセンサ、CMOSイメージ・センサ等の固体撮像素子が含まれる。
このように、請求項1に記載のカプセル内視鏡システムによれば、当該カプセル内視鏡システムを構成する第1のカプセル内視鏡の撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍に第1の側面マグネットを設ける一方、第2のカプセル内視鏡の撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍に、第1の側面マグネットとの間の磁力によって第1のカプセル内視鏡に引き付けられた際に撮像方向が第1のカプセル内視鏡による撮像方向を向くように第2の側面マグネットを設けているので、簡易に立体撮影を行うものとして構成することができる。
なお、本発明は、請求項2に記載の発明のように、前記第1のカプセル内視鏡が、当該第1のカプセル内視鏡の前記第1の撮像素子による撮像方向と逆方向側の端部又は当該端部近傍に設けられた第1の後部マグネットを更に備え、前記第2のカプセル内視鏡が、当該第2のカプセル内視鏡の前記第2の撮像素子による撮像方向と逆方向側の端部又は当該端部近傍に設けられた第2の後部マグネットを更に備え、前記第1のカプセル内視鏡と前記第2のカプセル内視鏡の後端部が略半球形状とされており、かつ前記第1の後部マグネットと前記第2の後部マグネットとの間の磁力が、当該磁力により前記第1のカプセル内視鏡と前記第2のカプセル内視鏡の後端部同士が結合されている状態で前記第1の側面マグネットと前記第2の側面マグネットとの間の磁力により前記第1のカプセル内視鏡と前記第2のカプセル内視鏡が結合される状態に移行される磁力とされているものとしてもよい。これにより、第1のカプセル内視鏡と第2のカプセル内視鏡の各々の後端部同士を磁力により結合した状態で体内に投入することができる結果、利便性を向上させることができる。
特に、請求項2に記載の発明は、請求項3に記載の発明のように、前記第1の側面マグネットと前記第1の後部マグネットが一体構成されたものであり、前記第2の側面マグネットと前記第2の後部マグネットが一体構成されたものであるものとしてもよい。これにより、第1のカプセル内視鏡及び第2のカプセル内視鏡を簡易に構成することができる結果、より簡易に立体撮影を行うものとして構成することができる。
また、請求項3に記載の発明は、請求項4に記載の発明のように、前記第1の側面マグネットと前記第1の後部マグネットが略L字状に一体構成されたものであり、前記第2の側面マグネットと前記第2の後部マグネットが略L字状に一体構成されたものであるものとしてもよい。これにより、より簡易に側面マグネットと後部マグネットを構成することができる結果、より簡易に立体撮影を行うものとして構成することができる。
また、本発明は、請求項5に記載の発明のように、前記第1の結像光学系が、光軸方向前方が前記第1の側面マグネットの配置側の側方に所定角度傾斜されており、前記第2の結像光学系が、光軸方向前方が前記第2の側面マグネットの配置側の側方に所定角度傾斜されているものとしてもよい。これにより、近接した被写体に対する立体撮影を良好に行うことができる。
また、本発明は、請求項6に記載の発明のように、前記第1のカプセル内視鏡の前記第1の側面マグネットが配置されている側の側面と、前記第2のカプセル内視鏡の前記第2の側面マグネットが配置されている側の側面とが、互いに整合する形状とされているものとしてもよい。これにより、第1のカプセル内視鏡と第2のカプセル内視鏡とを安定した状態で結合することができる。
また、本発明は、請求項7に記載の発明のように、前記第1のカプセル内視鏡及び前記第2のカプセル内視鏡の何れか一方の外面の摩擦が他方の外面より大きくされているものとしてもよい。これにより、体内に外面の摩擦が大きい方のカプセル内視鏡を先に投入した後、他方のカプセル内視鏡を投入することにより、各カプセル内視鏡の体内への投入後の結合性を向上させることができる。
また、本発明は、請求項8に記載の発明のように、前記第1のカプセル内視鏡及び前記第2のカプセル内視鏡を、互いにサイズが異なるものであるものとしてもよい。これにより、体内にサイズが大きい方のカプセル内視鏡を先に投入した後、他方のカプセル内視鏡を投入することにより、各カプセル内視鏡の体内への投入後の結合性を向上させることができる。
また、本発明は、請求項9に記載の発明のように、前記第1の側面マグネット及び前記第2の側面マグネットの少なくとも一方を、電流、電界、及び磁界の何れかにより磁力が生じるものであるものとしてもよい。これにより、第1の側面マグネットと第2の側面マグネットとの間の磁力による第1のカプセル内視鏡と第2のカプセル内視鏡の結合を電気的又は磁気的に制御することができる結果、利便性を向上させることができる。
また、本発明は、請求項10に記載の発明のように、前記第1のカプセル内視鏡が、前記第1の撮像素子及び前記第1の結像光学系が設けられた第1の撮像部を更に備え、前記第2のカプセル内視鏡が、前記第2の撮像素子及び前記第2の結像光学系が設けられた第2の撮像部を更に備えたものとしてもよい。これにより、第1の撮像素子と第1の結像光学系の一体構成化及び第2の撮像素子と第2の結像光学系の一体構成化が可能となり、この結果として、第1のカプセル内視鏡及び第2のカプセル内視鏡を簡易に構成することができる。
特に、請求項10に記載の発明は、請求項11に記載の発明のように、前記第1の撮像部が、前記第1のカプセル内視鏡に前記第1の撮像素子による撮像領域の中心を中心軸として回転自在に設けられ、かつ外周部の一部に第1の撮像部マグネットが設けられており、前記第2の撮像部が、前記第2のカプセル内視鏡に前記第2の撮像素子による撮像領域の中心を中心軸として回転自在に設けられ、かつ前記第1の側面マグネットと前記第2の側面マグネットとの間の磁力によって前記第2のカプセル内視鏡が前記第1のカプセル内視鏡に引き付けられた際に前記第1の撮像部マグネットと引き付け合うように外周部の一部に第2の撮像部マグネットが設けられているものとしてもよい。これにより、第1の撮像部と第2の撮像部との間の各々の回転方向に対する相対的な位置関係を所望の状態とすることができる結果、良好な立体撮影を行うことができる。
また、請求項11に記載の発明は、請求項12に記載の発明のように、前記第1の撮像部が、前記第1のカプセル内視鏡に前記第1の撮像素子による撮像方向に対して所定の範囲内で移動自在に設けられており、前記第2の撮像部が、前記第2のカプセル内視鏡に前記第2の撮像素子による撮像方向に対して所定の範囲内で移動自在に設けられているものとしてもよい。これにより、第1の撮像部と第2の撮像部の各カプセル内視鏡による撮像方向に対する位置を一致させることができる結果、良好な立体撮影を行うことができる。
また、請求項11又は請求項12記載の発明は、請求項13に記載の発明のように、前記第1の撮像部マグネットが、一端部が前記第1の側面マグネットの前記第1の撮像素子による撮像方向側の一端部と引き合う極性とされており、前記第2の撮像部マグネットが、一端部が前記第2の側面マグネットの前記第2の撮像素子による撮像方向側の一端部と引き合う極性とされているものとしてもよい。これにより、磁力によって各カプセル内視鏡における撮像部マグネットの位置を、対応する側面マグネットに最も近い位置に位置させることができ、第1の撮像部と第2の撮像部の位置を、より安定化させることができる結果、良好な立体撮影を行うことができる。
また、本発明は、請求項14に記載の発明のように、前記第1の撮像素子及び前記第2の撮像素子が、撮像感度範囲が双方とも可視光の感度範囲のものであるか、又は双方とも非可視光の感度範囲のものであるか、又は一方が可視光の感度範囲で他方が非可視光の感度範囲のものであるものとしてもよい。これにより、適用した感度範囲の画像の立体撮影が可能となる。
本発明によれば、簡易に立体撮影を行うカプセル内視鏡システムを構成することができる、という効果が得られる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本実施の形態に係るカプセル内視鏡システムの構成を説明する。なお、図1(A)は当該カプセル内視鏡システムの概略平面図(一部断面図)であり、図1(B)は当該カプセル内視鏡システムの概略正面図である。
まず、図1を参照して、本実施の形態に係るカプセル内視鏡システムの構成を説明する。なお、図1(A)は当該カプセル内視鏡システムの概略平面図(一部断面図)であり、図1(B)は当該カプセル内視鏡システムの概略正面図である。
同図に示されるように、本実施の形態に係るカプセル内視鏡システムは、カプセル内視鏡10A及びカプセル内視鏡10Bの2種類のカプセル内視鏡が組み合わされて構成されている。
次に、カプセル内視鏡10Aの構成を説明する。
本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Aは、カプセル外壁50により密閉された状態とされており、カプセル外壁50の内部に、カプセル内視鏡10の全体的な動作を司る制御基板20と、被写体を撮像する撮像部30と、を備えている。なお、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Aでは、カプセル外壁50として、一端が略半球形状とされ、かつ開口する他端に略半球形状のキャップ50Aが取り付けられて当該開口が閉塞された略円筒形状とされたものを適用しているが、これに限らず、例えば、球状のものや、断面視楕円状のもの等、他の形状のものを適用する形態とすることもできる。
一方、撮像部30は、基板32と、被写体を撮像するための撮像素子34と、撮像素子34の撮像領域に被写体像を結像させる結像光学系36と、を備えている。
なお、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Aでは、撮像素子34としてCCDエリアセンサを適用しているが、例えば、CMOSイメージ・センサ等の他の撮像素子を適用できることは言うまでもない。また、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Aでは、結像光学系36として単一の結像レンズのみを適用しているが、例えば、当該結像レンズに加えて、焦点調整用の機構やズーミング用の機構等を設けて、焦点調整やズーミング等の機能を有する形態とすることもできる。
本実施の形態に係る基板32は、正面視矩形状とされたプリント配線基板であり、撮像素子34は、撮像領域の中心が基板32の中心に位置するように基板32に設けられている。
一方、基板32には、撮像素子34を取り囲むように円筒状の外周壁31Aが立設されており、当該外周壁31Aの基板32が設けられている側とは反対側に結像光学系36が設けられている。従って、撮像素子34は、基板32、外周壁31A、及び結像光学系36により略密閉された状態とされている。
また、基板32の撮像素子34が設けられている側の面の外周壁31Aの外側の2位置には、各々被写体に対して光を照射する発光素子38A及び発光素子38Bが設けられている。なお、発光素子の数は2つに限らず、1つとしたり、3つ以上としたりすることができることは言うまでもないが、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Aは、単体でも単眼撮影用として用いることが想定されているため、図1(A)に示されるように、基板32の撮像素子34を中心として略点対称の2位置に発光素子を設けるようにしている。また、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Aでは、発光素子38A,38Bとして発光ダイオードを適用しているが、これに限らず、豆電球、有機EL等の他の発光体を適用することができることも言うまでもない。
基板32は、制御基板20の一端部に立設されている。なお、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Aでは、結像光学系36が、光軸方向前方が後述するマグネット40Aの配置側の側方に所定角度(ここでは10度)傾斜されるように、基板32が制御基板20上に位置決めされている。これにより、近接した被写体に対する立体撮影を良好に行うことができる。
一方、制御基板20は、カプセル外壁50の内部に固定されており、カプセル内視鏡10Aの全体的な動作を司る制御部12と、情報処理装置(一例として、パーソナル・コンピュータ)等の不図示の外部装置との間の通信動作を司る送受信部14と、カプセル内視鏡10Aの内部の各部に駆動用の電力を供給する電源部18と、が設けられている。
本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Aでは、送受信部14として所定の通信規格にて無線通信を行うものが適用されている。また、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Aでは、電源部18における給電源として、1次電池として構成されたボタン電池を適用しているが、これに限らず、例えば、2次電池等の他の電池を適用する形態や、外部からの電磁誘導によって電力が供給されるものを適用する形態とすることもできる。
図1(A)に示されるように、基板32に設けられた撮像素子34及び発光素子38A,38Bは制御部12に電気的に接続されており、撮像素子34による撮像動作及び発光素子38A,38Bの発光動作は制御部12によって制御される。また、送受信部14も制御部12に電気的に接続されており、送受信部14による通信動作もまた制御部12により制御される。更に、電源部18は送受信部14に電気的に接続されており、送受信部14に対する駆動電力は電源部18により供給される一方、制御部12、撮像素子34、及び発光素子38A,38Bに対する駆動電力もまた、送受信部14等を介して電源部18により供給される。
一方、カプセル内視鏡10Aには、当該カプセル内視鏡10Aの撮像素子34による撮像方向に直交する方向の側面から撮像素子34による撮像方向とは逆方向側の端部(カプセル内視鏡10Aの後端部)にかけて、制御基板20の一側端部及び後端部を取り囲むようにマグネット40Aが設けられている。
ここで、マグネット40Aは、カプセル内視鏡10Aの前端部側の端部がN極とされ、カプセル内視鏡10Aの後端部側の端部がS極とされた、断面視略L字状とされている。なお、本実施の形態に係るマグネット40Aは、永久磁石により構成されている。
次に、カプセル内視鏡10Bの構成を説明する。なお、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Bは、カプセル内視鏡10Aと略同様の構成とされており、カプセル内視鏡10Aと同一の構成要素にはカプセル内視鏡10Aと同一の符号を付して、その説明を省略する。
図1(A)に示されるように、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Bは、カプセル内視鏡10Aに比較して、カプセル外壁50内部の各部の配置がカプセル内視鏡の前後方向中心軸を中心として反転されている点と、マグネット40Aに代えてマグネット40Bが適用されている点のみが異なっている。
マグネット40Bは、カプセル内視鏡10Bの前端部側の端部がS極とされ、カプセル内視鏡10Bの後端部側の端部がN極とされた、断面視略L字状とされている。マグネット40Bは、その配置位置がマグネット40Aの配置位置に対してカプセル内視鏡の前後方向中心軸を中心として反転された位置とされており、その形状及び寸法がマグネット40Aと同一のものとされ、更に、極性の位置関係がマグネット40Aと逆になっている。従って、カプセル内視鏡10A及びカプセル内視鏡10Bを組み合わせることにより、各カプセル内視鏡に設けられているマグネット40Aとマグネット40Bが磁力によって引き付け合い、一例として図1(A)に示されるように、互いの前後方向位置が略一致された状態(すなわち、各々のカプセル内視鏡の前後方向に対する撮像素子34による撮像位置が略一致された状態)で一体化されて、良好に立体撮影を行うことのできるカプセル内視鏡システムを構成することができる。
ここで、一例として図1(B)に示すように、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Aのカプセル外壁50におけるマグネット40Aが設けられている側の側面と、カプセル内視鏡10Bのカプセル外壁50におけるマグネット40Bが設けられている側の側面は、互いに整合する形状(図1(B)に示す例では、平坦形状)とされている。これにより、カプセル内視鏡10Aとカプセル内視鏡10Bとを安定した状態で結合することができる。
また、本実施の形態に係るカプセル内視鏡システムでは、マグネット40A及びマグネット40Bがカプセル内視鏡の後端部側にも所定の長さをもって設けられている。従って、カプセル内視鏡10A及びカプセル内視鏡10Bは、各々の後端部同士が磁力によって引き付け合うものとされている。
ここで、マグネット40A及びマグネット40Bのカプセル内視鏡の側面部に位置される部分の長さがカプセル内視鏡の後端部に位置される部分に比較して長くされている。
また、前述したように、各カプセル内視鏡の後端部は略半球形状とされており、カプセル内視鏡10Aの後端部側におけるマグネット40Aと、カプセル内視鏡10Bの後端部側におけるマグネット40Bとの間の磁力が、当該磁力によりカプセル内視鏡10Aとカプセル内視鏡10Bの後端部同士が結合されている状態で、カプセル内視鏡10Aの側面側におけるマグネット40Aと、カプセル内視鏡10Bの側面側におけるマグネット40Bとの間の磁力によりカプセル内視鏡10Aとカプセル内視鏡10Bが結合される状態に移行される磁力とされている。
また、カプセル内視鏡10A及びカプセル内視鏡10Bの何れか一方(ここでは、カプセル内視鏡10A)は、カプセル外壁50の外面の摩擦が他方(ここでは、カプセル内視鏡10B)のカプセル外壁50の外面より大きくされている。なお、上記摩擦を大きくする方法として、本実施の形態では、摩擦を大きくするほうのカプセル内視鏡のカプセル外壁50の外面のみに艶消し加工を施す方法を適用しているが、これに限らず、例えば、摩擦を大きくするほうのカプセル内視鏡のカプセル外壁50の径を他方のカプセル内視鏡の外壁より大きくする等といった、各カプセル内視鏡のサイズを互いに異なるものとする形態を例示することができる。
次に、図2を参照して、本実施の形態に係るカプセル内視鏡システムの作用を説明する。
まず、カプセル内視鏡システムのユーザは、カプセル内視鏡10A及びカプセル内視鏡10Bにおける不図示の電源スイッチをオン状態とし、カプセル内視鏡システムの投入対象者に対して、カプセル内視鏡10A、カプセル内視鏡10Bの順に口から順次投入する。
なお、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10A及びカプセル内視鏡10Bの制御部12は、電源スイッチがオン状態とされている際には結像光学系36、撮像素子34、及び発光素子38A,38Bの組み合わせにより構成される撮像光学系を駆動させつつ、当該撮像光学系によって得られた画像データを連続的に外部に送信するように送受信部14を制御する。そして、以上の動作によりカプセル内視鏡10A及びカプセル内視鏡10Bから送信された画像データは前述した外部装置によって受信され、当該外部装置では、例えば、受信した画像データの当該外部装置に設けられたハードディスク装置やメインメモリ等の記憶手段への記憶、当該外部装置に設けられた表示手段による、受信した画像データにより示される撮像画像の表示等といった各種処理がリアルタイムで実行されることになる。
ここで、カプセル内視鏡10Aはカプセル内視鏡10Bに比較して摩擦が大きなものとされているため、先に投入されたカプセル内視鏡10Aに対してカプセル内視鏡10Bが追い付き易く、カプセル内視鏡10A及びカプセル内視鏡10Bが、各々の側面同士が連結できる広さとなっていない部位を通過する際には、マグネット40A及びマグネット40Bの間の磁力によって各カプセル内視鏡の後端部同士が連結された状態となり易い。なお、この状態下においては、カプセル内視鏡の進行方向前後の単眼撮影による画像データが各カプセル内視鏡より得られることになる。
そして、カプセル内視鏡10A及びカプセル内視鏡10Bが、各々の側面同士が連結できる広さとなっている部位に進入すると、各カプセル内視鏡の側面におけるマグネット40A及びマグネット40Bの間の磁力によって各カプセル内視鏡の側面同士が連結された状態(図1に示される状態)となり、立体撮影が行われることになる。
なお、本カプセル内視鏡システムが再びカプセル内視鏡10A及びカプセル内視鏡10Bの側面同士が連結できる広さとなっていない部位に進入した際には、各カプセル内視鏡の後端部同士が連結された状態に移行し、最終的には、その状態で体外へ排出されることになる。
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、カプセル内視鏡システムを構成する第1のカプセル内視鏡(ここでは、カプセル内視鏡10A)の撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍に第1の側面マグネット(ここでは、マグネット40A)を設ける一方、第2のカプセル内視鏡(ここでは、カプセル内視鏡10B)の撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍に、第1の側面マグネットとの間の磁力によって第1のカプセル内視鏡に引き付けられた際に撮像方向が第1のカプセル内視鏡による撮像方向を向くように第2の側面マグネット(ここでは、マグネット40B)を設けているので、簡易に立体撮影を行うものとしてカプセル内視鏡システムを構成することができる。
また、本実施の形態では、前記第1のカプセル内視鏡が、当該第1のカプセル内視鏡の第1の撮像素子(ここでは、撮像素子34)による撮像方向と逆方向側の端部又は当該端部近傍に設けられた第1の後部マグネット(ここでは、マグネット40A)を備え、前記第2のカプセル内視鏡が、当該第2のカプセル内視鏡の第2の撮像素子(ここでは、撮像素子34)による撮像方向と逆方向側の端部又は当該端部近傍に設けられた第2の後部マグネット(ここでは、マグネット40B)を備え、前記第1のカプセル内視鏡と前記第2のカプセル内視鏡の後端部が略半球形状とされており、かつ前記第1の後部マグネットと前記第2の後部マグネットとの間の磁力が、当該磁力により前記第1のカプセル内視鏡と前記第2のカプセル内視鏡の後端部同士が結合されている状態で前記第1の側面マグネットと前記第2の側面マグネットとの間の磁力により前記第1のカプセル内視鏡と前記第2のカプセル内視鏡が結合される状態に移行される磁力とされているものとしているので、第1のカプセル内視鏡と第2のカプセル内視鏡の各々の後端部同士を磁力により結合した状態で体内に投入することができる結果、利便性を向上させることができる。
特に、本実施の形態では、前記第1の側面マグネットと前記第1の後部マグネットが一体構成されたものであり、前記第2の側面マグネットと前記第2の後部マグネットが一体構成されたものとしているので、第1のカプセル内視鏡及び第2のカプセル内視鏡を簡易に構成することができる結果、より簡易に立体撮影を行うものとして構成することができる。
また、本実施の形態では、前記第1の側面マグネットと前記第1の後部マグネットが略L字状に一体構成されたものであり、前記第2の側面マグネットと前記第2の後部マグネットが略L字状に一体構成されたものであるものとしているので、より簡易に側面マグネットと後部マグネットを構成することができる結果、より簡易に立体撮影を行うものとして構成することができる。
また、本実施の形態では、第1の結像光学系(ここでは、結像光学系36)が、光軸方向前方が前記第1の側面マグネットの配置側の側方に所定角度傾斜されており、第2の結像光学系(ここでは、結像光学系36)が、光軸方向前方が前記第2の側面マグネットの配置側の側方に所定角度傾斜されているものとしているので、近接した被写体に対する立体撮影を良好に行うことができる。
また、本実施の形態では、前記第1のカプセル内視鏡の前記第1の側面マグネットが配置されている側の側面と、前記第2のカプセル内視鏡の前記第2の側面マグネットが配置されている側の側面とを、互いに整合する形状としているので、第1のカプセル内視鏡と第2のカプセル内視鏡とを安定した状態で結合することができる。
また、本実施の形態では、前記第1のカプセル内視鏡及び前記第2のカプセル内視鏡の何れか一方の外面の摩擦が他方の外面より大きくされているものとしているので、体内に外面の摩擦が大きい方のカプセル内視鏡を先に投入した後、他方のカプセル内視鏡を投入することにより、各カプセル内視鏡の体内への投入後の結合性を向上させることができる。
更に、本実施の形態では、前記第1のカプセル内視鏡が、前記第1の撮像素子及び前記第1の結像光学系が設けられた第1の撮像部(ここでは、撮像部30)を備え、前記第2のカプセル内視鏡が、前記第2の撮像素子及び前記第2の結像光学系が設けられた第2の撮像部(ここでは、撮像部30)を備えているので、第1の撮像素子と第1の結像光学系の一体構成化及び第2の撮像素子と第2の結像光学系の一体構成化が可能となり、この結果として、第1のカプセル内視鏡及び第2のカプセル内視鏡を簡易に構成することができる。
なお、本実施の形態では、マグネット40A及びマグネット40Bを永久磁石により構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、マグネット40A及びマグネット40Bの少なくとも一方を、電流、電界、及び磁界の何れかにより磁力が生じるものとする形態とすることもできる。この場合、カプセル内視鏡10Aとカプセル内視鏡10Bの結合及び分離を電気的に制御することが可能となるので、利便性を更に向上させることができる。
[第2の実施の形態]
本第2の実施の形態では、2つのカプセル内視鏡が組み合わされてカプセル内視鏡システムが構成された際に、各カプセル内視鏡の撮像部が移動して好適な位置に位置決めできるようにしたカプセル内視鏡システムの形態例について説明する。
本第2の実施の形態では、2つのカプセル内視鏡が組み合わされてカプセル内視鏡システムが構成された際に、各カプセル内視鏡の撮像部が移動して好適な位置に位置決めできるようにしたカプセル内視鏡システムの形態例について説明する。
まず、図3を参照して、本第2の実施の形態に係るカプセル内視鏡システムの構成を説明する。なお、図3は当該カプセル内視鏡システムの概略平面図(一部断面図)であり、図1(A)と同一の部分には同図と同一の符号を付して、その説明を省略する。
図3に示されるように、本第2の実施の形態に係るカプセル内視鏡システムを構成するカプセル内視鏡10Cは、カプセル外壁50の内部を撮像部30が設けられる領域と、制御基板20が設けられる領域の2つの領域に隔壁44によって仕切られている。このため、カプセル内視鏡10Cのマグネット40Cは、上記第1の実施の形態に係るマグネット40Aに比較して、カプセル内視鏡10Cの前方側が短いものとされている。
一方、本実施の形態に係る基板32の撮像素子34が設けられていない側の略中央部には、他端部の径が胴部より大きくされた回転軸Lの一端部が取り付けられている。これに対し、隔壁44の略中央部には、回転軸Lの胴部が貫通される、回転軸Lの胴部より僅かに大きく、かつ回転軸Lの上記他端部より小さな径とされた孔が設けられている。この構成により、撮像部30は、カプセル内視鏡10Cに撮像素子34による撮像領域の中心を中心軸として図3矢印L方向に回転自在に設けられると共に、撮像素子34による撮像方向に対して所定の範囲内で図3矢印X方向に移動自在に設けられている。
また、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Cでは、撮像部30における基板32の一端部にマグネット42Aが基板32に対して所定の傾斜角度で傾斜された状態で設けられている。ここで、マグネット42Aは、カプセル内視鏡10Cの前方側の一端部がN極とされ、他端部がS極とされた、断面視略I字状とされている。これに対し、隔壁44を隔てて設けられているマグネット40Cのカプセル内視鏡10Cの前方側の一端部はN極とされているため、マグネット42Aの他端部とマグネット40Cの一端部が引き付け合う結果、カプセル内視鏡10Cでは、一例として図3に示されるように、撮像部30が結像光学系36の光軸方向前方がマグネット40Cの配置側の側方に所定角度傾斜された状態で位置決めされる。
次に、カプセル内視鏡10Cと組み合わせて用いることによりカプセル内視鏡システムを構成するカプセル内視鏡10Dの構成を説明する。なお、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Dは、カプセル内視鏡10Cと略同様の構成とされており、カプセル内視鏡10Cと同一の構成要素にはカプセル内視鏡10Cと同一の符号を付して、その説明を省略する。
図3に示されるように、本実施の形態に係るカプセル内視鏡10Dは、カプセル内視鏡10Cに比較して、カプセル外壁50内部の各部の配置がカプセル内視鏡の前後方向中心軸を中心として反転されている点と、マグネット40Cに代えてマグネット40Dが適用され、マグネット42Aに代えてマグネット42Bが適用されている点のみが異なっている。
マグネット40Dは、カプセル内視鏡10Dの前端部側の端部がS極とされ、カプセル内視鏡10Dの後端部側の端部がN極とされた、断面視略L字状とされている。マグネット40Dは、その配置位置がマグネット40Cの配置位置に対してカプセル内視鏡の前後方向中心軸を中心として反転された位置とされており、その形状及び寸法がマグネット40Cと同一のものとされ、更に、極性の位置関係がマグネット40Cと逆になっている。従って、カプセル内視鏡10C及びカプセル内視鏡10Dを組み合わせることにより、各カプセル内視鏡に設けられているマグネット40Cとマグネット40Dが磁力によって引き付け合い、一例として図3に示されるように、互いの前後方向位置が略一致された状態で一体化されて、良好に立体撮影を行うことのできるカプセル内視鏡システムを構成することができる。
一方、マグネット42Bは、カプセル内視鏡10Dの前方側の一端部がS極とされ、他端部がN極とされた、断面視略I字状とされている。マグネット42Bは、その形状及び寸法がマグネット42Aと同一のものとされており、更に、極性の位置関係がマグネット42Aと逆になっている。従って、カプセル内視鏡10C及びカプセル内視鏡10Dを組み合わせることにより、各カプセル内視鏡に設けられているマグネット42Aとマグネット42Bが磁力によって引き付け合い、一例として図3に示されるように、各々の撮像部30のカプセル内視鏡の前後方向に対する位置が略一致された状態(すなわち、各々のカプセル内視鏡の前後方向に対する撮像素子34による撮像位置が略一致された状態)とされて、良好に立体撮影を行うことのできるカプセル内視鏡システムを構成することができる。
なお、本第2の実施の形態に係るカプセル内視鏡システムの作用は、上記第1の実施の形態に係るカプセル内視鏡システムと同様であるので、ここでの説明は省略する。
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、上記第1の実施の形態と同様の効果を奏することができると共に、第1の撮像部(ここでは、カプセル内視鏡10Cの撮像部30)が、第1のカプセル内視鏡(ここでは、カプセル内視鏡10C)に第1の撮像素子(ここでは、撮像素子34)による撮像領域の中心を中心軸として回転自在に設けられ、かつ外周部の一部に第1の撮像部マグネット(ここでは、マグネット42A)が設けられており、第2の撮像部(ここでは、カプセル内視鏡10Dの撮像部30)が、第2のカプセル内視鏡(ここでは、カプセル内視鏡10D)に第2の撮像素子(ここでは、撮像素子34)による撮像領域の中心を中心軸として回転自在に設けられ、かつ前記第1の側面マグネットと前記第2の側面マグネットとの間の磁力によって前記第2のカプセル内視鏡が前記第1のカプセル内視鏡に引き付けられた際に前記第1の撮像部マグネットと引き付け合うように外周部の一部に第2の撮像部マグネット(ここでは、マグネット42B)が設けられているので、第1の撮像部と第2の撮像部との間の各々の回転方向に対する相対的な位置関係を所望の状態とすることができる結果、良好な立体撮影を行うことができる。
また、本実施の形態では、前記第1の撮像部が、前記第1のカプセル内視鏡に前記第1の撮像素子による撮像方向に対して所定の範囲内で移動自在に設けられており、前記第2の撮像部が、前記第2のカプセル内視鏡に前記第2の撮像素子による撮像方向に対して所定の範囲内で移動自在に設けられているものとしているので、第1の撮像部と第2の撮像部の各カプセル内視鏡による撮像方向に対する位置を一致させることができる結果、良好な立体撮影を行うことができる。
更に、本実施の形態では、前記第1の撮像部マグネットが、一端部が前記第1の側面マグネットの前記第1の撮像素子による撮像方向側の一端部と引き合う極性とされており、前記第2の撮像部マグネットが、一端部が前記第2の側面マグネットの前記第2の撮像素子による撮像方向側の一端部と引き合う極性とされているので、磁力によって各カプセル内視鏡における撮像部マグネットの位置を、対応する側面マグネットに最も近い位置に位置させることができ、第1の撮像部と第2の撮像部の位置を、より安定化させることができる結果、良好な立体撮影を行うことができる。
なお、本実施の形態では、第1の撮像部マグネットを第1の側面マグネットと別構成とし、かつ第2の撮像部マグネットを第2の側面マグネットと別構成とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1の撮像部マグネットを第1の側面マグネットと一体構成とし、かつ第2の撮像部マグネットを第2の側面マグネットと一体構成とする形態とすることもできる。
図4には、この場合のカプセル内視鏡システムの構成の一例が示されている。なお、同図における図3と同一の構成要素には図3と同一の符号が付されている。図4に示される例では、マグネット42Aに代えてマグネット42Cがカプセル内視鏡10Cの撮像部30における基板32に取り付けられる一方、マグネット42Bに代えてマグネット42Dがカプセル内視鏡10Dの撮像部30における基板32に取り付けられている。ここで、マグネット42C及びマグネット42Dは、カプセル内視鏡の前端部近傍から後端部近傍に至る長さとされている。
なお、この形態では、各カプセル内視鏡の後端部に対し、本発明の後部マグネットとして、本発明の側面マグネットとは別構成とされたマグネット40E及びマグネット40Fが設けられている。
この形態によっても、本第2の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
また、上記各実施の形態では、カプセル内視鏡システムを構成する2つのカプセル内視鏡の側面の形状を平坦形状(図1(B)も参照。)とすることにより、一方のカプセル内視鏡の側面マグネットが配置されている側の側面と、他方のカプセル内視鏡の側面マグネットが配置されている側の側面とが、互いに整合する形状とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、一例として図5に示されるように、一方のカプセル内視鏡の側面に凹部を設け、他方のカプセル内視鏡の側面に、上記凹部の形状に対応する凸部を設ける形態とすることもできる。この場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
また、図3及び図4に示したカプセル内視鏡システムでは、基板32に設けられた回転軸Lを基板32に垂直に設けた場合の形態例について示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一例として図6及び図7に示すように、基板32がカプセル内視鏡に設けられた際に当該カプセル内視鏡の前後方向中心軸に軸線方向が平行となるように回転軸Lを設ける形態とすることもできる。なお、図6の図3と同様の構成要素には図3と同一の符号を付し、図7の図4と同様の構成要素には図4と同一の符号を付してある。この場合も、上記第2の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
また、上記各実施の形態では、カプセル内視鏡システムを構成する2つのカプセル内視鏡に設けられた各撮像素子34による撮像感度範囲については言及しなかったが、双方の撮像素子34の撮像感度範囲を共に可視光の感度範囲とする形態の他、双方の撮像素子34の撮像感度範囲を共に非可視光の感度範囲とする形態としたり、一方の撮像素子34の撮像感度範囲を可視光の感度範囲とし、他方の撮像素子34の撮像感度範囲を非可視光の感度範囲とする形態とすることもできる。なお、この場合の上記非可視光の感度範囲には、赤外光の感度範囲の他、紫外光の感度範囲が含まれる。
この場合、撮像感度範囲が可視光の感度範囲とされた撮像素子34を有するカプセル内視鏡に設けられている発光素子38A(38B)としては可視光を射出するものを適用し、撮像感度範囲が非可視光の感度範囲とされた撮像素子34を有するカプセル内視鏡に設けられている発光素子38A(38B)としては当該非可視光を射出するものを適用することになる。
例えば、一方の撮像素子34の撮像感度範囲を可視光の感度範囲とし、他方の撮像素子34の撮像感度範囲を非可視光(一例として赤外光)の感度範囲とする形態とした場合、同一撮影部位の可視光画像と非可視光画像(一例として赤外光画像)を得ることができる。また、この場合で、非可視光として赤外光を適用した場合には、赤外光による撮影をTOF(Time Of Flight)方式等の赤外測距撮影とすることで、被写体の立体距離を検出することができる結果、立体映像を得ることができる。なお、この場合、一方の撮影は赤外光による撮影であるため、双方の撮影を同時に行っても、可視光による撮影に影響を及ぼすことはない。
また、上記各実施の形態では、発光素子から射出された光を集光したり、拡散したりする部材を設ける点については言及しなかったが、これらの部材を設ける形態とすることもできることは言うまでもない。
その他、上記各実施の形態に係るカプセル内視鏡の構成(図1,図3,図4,図5,図6,図7参照。)は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
10A,10B,10C,10D,10E,10F カプセル内視鏡
12 制御部
14 送受信部
18 電源部
20 制御基板
30 撮像部(第1の撮像部,第2の撮像部)
32 基板
34 撮像素子(第1の撮像素子,第2の撮像素子)
36 結像光学系(第1の結像光学系,第2の結像光学系)
38A,38B 発光素子
40A,40B,40C,40D マグネット(第1の側面マグネット,第2の側面マグネット,第1の後部マグネット,第2の後部マグネット)
40E,40F マグネット(第1の後部マグネット,第2の後部マグネット)
42A,42B マグネット(第1の撮像部マグネット,第2の撮像部マグネット)
42C,42D マグネット(第1の撮像部マグネット,第2の撮像部マグネット,第1の側面マグネット,第2の側面マグネット)
50 カプセル外壁
12 制御部
14 送受信部
18 電源部
20 制御基板
30 撮像部(第1の撮像部,第2の撮像部)
32 基板
34 撮像素子(第1の撮像素子,第2の撮像素子)
36 結像光学系(第1の結像光学系,第2の結像光学系)
38A,38B 発光素子
40A,40B,40C,40D マグネット(第1の側面マグネット,第2の側面マグネット,第1の後部マグネット,第2の後部マグネット)
40E,40F マグネット(第1の後部マグネット,第2の後部マグネット)
42A,42B マグネット(第1の撮像部マグネット,第2の撮像部マグネット)
42C,42D マグネット(第1の撮像部マグネット,第2の撮像部マグネット,第1の側面マグネット,第2の側面マグネット)
50 カプセル外壁
Claims (14)
- 第1のカプセル内視鏡及び第2のカプセル内視鏡を組み合わせて用いることにより立体撮影を可能とするカプセル内視鏡システムであって、
前記第1のカプセル内視鏡は、
被写体を撮像するための第1の撮像素子と、
前記第1の撮像素子の撮像領域に被写体像を結像させる第1の結像光学系と、
当該第1のカプセル内視鏡の前記第1の撮像素子による撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍に設けられた第1の側面マグネットと、
を備え、
前記第2のカプセル内視鏡は、
被写体を撮像するための第2の撮像素子と、
前記第2の撮像素子の撮像領域に被写体像を結像させる第2の結像光学系と、
当該第2のカプセル内視鏡の前記第2の撮像素子による撮像方向に直交する方向の側面又は当該側面の近傍に設けられ、前記第1の側面マグネットとの間の磁力によって前記第1のカプセル内視鏡に引き付けられた際に前記第2の撮像素子による撮像方向が前記第1の撮像素子による撮像方向を向くように設けられた第2の側面マグネットと、
を備えたことを特徴とするカプセル内視鏡システム。 - 前記第1のカプセル内視鏡は、当該第1のカプセル内視鏡の前記第1の撮像素子による撮像方向と逆方向側の端部又は当該端部近傍に設けられた第1の後部マグネットを更に備え、
前記第2のカプセル内視鏡は、当該第2のカプセル内視鏡の前記第2の撮像素子による撮像方向と逆方向側の端部又は当該端部近傍に設けられた第2の後部マグネットを更に備え、
前記第1のカプセル内視鏡と前記第2のカプセル内視鏡の後端部が略半球形状とされており、かつ前記第1の後部マグネットと前記第2の後部マグネットとの間の磁力が、当該磁力により前記第1のカプセル内視鏡と前記第2のカプセル内視鏡の後端部同士が結合されている状態で前記第1の側面マグネットと前記第2の側面マグネットとの間の磁力により前記第1のカプセル内視鏡と前記第2のカプセル内視鏡が結合される状態に移行される磁力とされている
請求項1記載のカプセル内視鏡システム。 - 前記第1の側面マグネットと前記第1の後部マグネットが一体構成されたものであり、
前記第2の側面マグネットと前記第2の後部マグネットが一体構成されたものである
請求項2記載のカプセル内視鏡システム。 - 前記第1の側面マグネットと前記第1の後部マグネットが略L字状に一体構成されたものであり、
前記第2の側面マグネットと前記第2の後部マグネットが略L字状に一体構成されたものである
請求項3記載のカプセル内視鏡システム。 - 前記第1の結像光学系は、光軸方向前方が前記第1の側面マグネットの配置側の側方に所定角度傾斜されており、
前記第2の結像光学系は、光軸方向前方が前記第2の側面マグネットの配置側の側方に所定角度傾斜されている
請求項1乃至請求項4の何れか1項記載のカプセル内視鏡システム。 - 前記第1のカプセル内視鏡の前記第1の側面マグネットが配置されている側の側面と、前記第2のカプセル内視鏡の前記第2の側面マグネットが配置されている側の側面とが、互いに整合する形状とされている
請求項1乃至請求項5の何れか1項記載のカプセル内視鏡システム。 - 前記第1のカプセル内視鏡及び前記第2のカプセル内視鏡の何れか一方の外面の摩擦が他方の外面より大きくされている
請求項1乃至請求項6の何れか1項記載のカプセル内視鏡システム。 - 前記第1のカプセル内視鏡及び前記第2のカプセル内視鏡は、互いにサイズが異なるものである
請求項1乃至請求項7の何れか1項記載のカプセル内視鏡システム。 - 前記第1の側面マグネット及び前記第2の側面マグネットの少なくとも一方は、電流、電界、及び磁界の何れかにより磁力が生じるものである
請求項1乃至請求項8の何れか1項記載のカプセル内視鏡システム。 - 前記第1のカプセル内視鏡は、前記第1の撮像素子及び前記第1の結像光学系が設けられた第1の撮像部を更に備え、
前記第2のカプセル内視鏡は、前記第2の撮像素子及び前記第2の結像光学系が設けられた第2の撮像部を更に備えた
請求項1乃至請求項9の何れか1項記載のカプセル内視鏡システム。 - 前記第1の撮像部は、前記第1のカプセル内視鏡に前記第1の撮像素子による撮像領域の中心を中心軸として回転自在に設けられ、かつ外周部の一部に第1の撮像部マグネットが設けられており、
前記第2の撮像部は、前記第2のカプセル内視鏡に前記第2の撮像素子による撮像領域の中心を中心軸として回転自在に設けられ、かつ前記第1の側面マグネットと前記第2の側面マグネットとの間の磁力によって前記第2のカプセル内視鏡が前記第1のカプセル内視鏡に引き付けられた際に前記第1の撮像部マグネットと引き付け合うように外周部の一部に第2の撮像部マグネットが設けられている
請求項10記載のカプセル内視鏡システム。 - 前記第1の撮像部は、前記第1のカプセル内視鏡に前記第1の撮像素子による撮像方向に対して所定の範囲内で移動自在に設けられており、
前記第2の撮像部は、前記第2のカプセル内視鏡に前記第2の撮像素子による撮像方向に対して所定の範囲内で移動自在に設けられている
請求項11記載のカプセル内視鏡システム。 - 前記第1の撮像部マグネットは、一端部が前記第1の側面マグネットの前記第1の撮像素子による撮像方向側の一端部と引き合う極性とされており、
前記第2の撮像部マグネットは、一端部が前記第2の側面マグネットの前記第2の撮像素子による撮像方向側の一端部と引き合う極性とされている
請求項11又は請求項12記載のカプセル内視鏡システム。 - 前記第1の撮像素子及び前記第2の撮像素子は、撮像感度範囲が双方とも可視光の感度範囲のものであるか、又は双方とも非可視光の感度範囲のものであるか、又は一方が可視光の感度範囲で他方が非可視光の感度範囲のものである
請求項1乃至請求項13の何れか1項記載のカプセル内視鏡システム。
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