JP5356697B2

JP5356697B2 - 電力供給装置

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Publication number: JP5356697B2
Application number: JP2008044908A
Authority: JP
Inventors: 建次柴; 秀治宮原; 洋志祝迫; 憲佐藤; 直樹吉田
Original assignee: Tokyo University of Science; Olympus Corp
Current assignee: Tokyo University of Science; Olympus Corp
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2028-02-26
Also published as: JP2009201594A

Description

本発明は、電力供給装置に関し、特に、受電用コイルを具備する被検体内導入装置に対して外部から磁界を加えることにより、該被検体内導入装置の各部の駆動に必要な電力を供給可能な電力供給装置に関するものである。

医療分野において用いられる被検体内導入装置の種類の１つとして、被検者が嚥下することにより体腔内に配置され、蠕動運動に伴って該体腔内を順次移動しつつ被写体の像を撮像し、撮像した該被写体の像を撮像信号として外部に無線伝送可能なカプセル型内視鏡がある。

また、電磁誘導現象を利用することにより、前述したカプセル型内視鏡の各部の駆動に必要な電力を供給するためのものとして、例えば特許文献１の電力供給装置が提案されている。

具体的には、特許文献１によれば、被験者が着用する衣類に設けられたボタン型の係合部材の接続により形成される送電用コイルを具備し、該送電用コイルの駆動に伴って生じる磁界を、該被験者の体腔内に配置されたカプセル型内視鏡の受電用コイルに作用させることにより、該カプセル型内視鏡の各部の駆動に必要な電力の供給を行う、という構成が提案されている。
特開２００５−５２３６５号公報

前述した特許文献１の構成によると、送電用コイルの駆動に伴って生じる磁界の強度が、該送電用コイルに近づくにつれて増加し、また、該送電用コイルから離れるにつれて減少する、という現象が生じる。そして、このような現象は、結果的にカプセル型内視鏡の動作の安定性を損なわせる原因となっている。

そして、特許文献１の電力供給装置においては、前述した現象に対応するための手段等が開示も示唆もされていないため、カプセル型内視鏡を用いた観察を正確に行えない可能性が生じている。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、体腔内を順次移動する被検体内導入装置の動作状態を従来に比べて安定させることが可能な電力供給装置を提供することを目的としている。

本発明における電力供給装置は、受電用コイルを具備する被検体内導入装置に対して外部から磁界を加えることにより、該被検体内導入装置の各部の駆動に必要な電力を供給可能な電力供給装置において、前記被検体内導入装置の外部において、コイル面を貫く磁界が前記被検体内導入装置を通過するように配置された送電用コイルと、前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した磁界の一部を打ち消すための、前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した前記磁界に対して逆向きの磁界を発生する、１または複数の磁界低減用コイルと、を有し、前記磁界低減用コイルは、前記送電用コイルの外周側に沿って配置された、略８の字形状を有するコイルであり、前記略８の字形状を有するコイルにおける縦方向が前記送電用コイルの巻き軸方向と一致し、かつ、前記略８の字形状を有するコイルにおけるコイル面が前記送電用コイルの中心方向に向くように配置されている。
本発明における電力供給装置は、受電用コイルを具備する被検体内導入装置に対して外部から磁界を加えることにより、該被検体内導入装置の各部の駆動に必要な電力を供給可能な電力供給装置において、前記被検体内導入装置の外部において、コイル面を貫く磁界が前記被検体内導入装置を通過するように配置された送電用コイルと、前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した磁界の一部を打ち消すための、前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した前記磁界に対して逆向きの磁界を発生する、１または複数の磁界低減用コイルと、を有し、前記磁界低減用コイルは、前記送電用コイルの外周側の近傍を略一周するように配置された閉ループ状のコイルであり、前記閉ループ状のコイルのループ面が前記送電用コイルのコイル面に対して略水平となるように配置されている。
本発明における電力供給装置は、受電用コイルを具備する被検体内導入装置に対して外部から磁界を加えることにより、該被検体内導入装置の各部の駆動に必要な電力を供給可能な電力供給装置において、前記被検体内導入装置の外部において、コイル面を貫く磁界が前記被検体内導入装置を通過するように配置された送電用コイルと、前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した磁界の一部を打ち消すための、前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した前記磁界に対して逆向きの磁界を発生する、１または複数の磁界低減用コイルと、を有し、前記磁界低減用コイルは、前記送電用コイルと同一の導電線を用いて形成された、略８の字形状を有するコイルであり、前記略８の字形状を有するコイルにおける縦方向が前記送電用コイルの巻き軸方向と一致し、かつ、前記略８の字形状を有するコイルにおけるコイル面が前記送電用コイルの中心方向に向くように配置されている。

本発明における電力供給装置は、受電用コイルを具備する被検体内導入装置に対して外部から磁界を加えることにより、該被検体内導入装置の各部の駆動に必要な電力を供給可能な電力供給装置において、前記被検体内導入装置の外部において、コイル面を貫く磁界が前記被検体内導入装置を通過するように配置された送電用コイルと、前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した磁界に応じ、該磁界に対して逆向きの磁界を発生し得る位置に配置された導電性の金属片と、を有し、前記金属片は、前記送電用コイルのコイル面の上部における周方向に沿った部分を覆うための形状を具備する一方の金属片と、前記送電用コイルのコイル面の下部における周方向に沿った部分を覆うための形状を具備する他方の金属片と、からなる。

本発明における電力供給装置によると、体腔内を順次移動する被検体内導入装置の動作状態を従来に比べて安定させることが可能である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１から図９は、本発明の第１の実施形態に係るものである。図１は、本発明の実施形態に係る電力供給装置が用いられる医療用システムの要部の構成の一例を示す図である。図２は、第１の実施形態に係る送電用コイル及び補助コイルの配置状態を被検体の上方からみた場合を示す図である。図３は、第１の実施形態において、送電用コイル及び補助コイルから発せられる磁界の向きの一例を示す図である。図４は、第１の実施形態において、送電用コイル及び補助コイルから発せられる磁界の向きの、図３とは異なる例を示す図である。図５は、第１の実施形態において、送電用コイルから発せられる磁界が補助コイルにより低減される領域を模式的に示す図である。図６は、図５の位置Ｔ１から位置Ｔ２にかけての磁界強度の変化の概要を示す図である。図７は、第１の実施形態の第１の変形例に係る送電用コイル及び補助コイルの配置状態を被検体の上方からみた場合を示す図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面を示す概略図である。図９は、第１の実施形態の第２の変形例に係る送電用コイル及び補助コイルの配置状態の概要を示す図である。

本実施形態に係る電力供給装置が用いられる医療用システム１は、図１に示すように、被検体内導入装置としてのカプセル型内視鏡２と、送電用コイル３と、補助コイル４と、送電用コイル駆動回路５と、補助コイル駆動回路６と、コントローラ７と、を要部として有している。

カプセル型内視鏡２は、撮像部、画像処理部、情報伝達部及び電源部等（いずれも図示せず）を具備して構成されており、嚥下により被検体１０１の体腔内に配置され、該体腔内の消化器系臓器の画像を取得可能な装置である。

カプセル型内視鏡２の撮像部は、発光ダイオード等からなる照明系と、イメージセンサ等からなる撮像素子と、被写体の像を該撮像素子の受光面に結像させる撮像光学系と、該撮像素子の駆動及び制御を行うための撮像素子制御回路と、を有して構成されている。

カプセル型内視鏡２の画像処理部は、撮像素子から出力される電気信号（画像信号）に対して所定の信号処理を施す画像処理回路を有して構成されている。

カプセル型内視鏡２の情報伝達部は、画像処理部から出力された信号に対して変調等の処理を施し、無線信号として外部へ送信可能とするための変調送信部を有して構成されている。

カプセル型内視鏡２の電源部は、撮像部、画像処理部及び情報伝達部の駆動に必要な電力を、外部磁界に応じて生じる起電力により得るための受電用コイルを有して構成されている。

送電用コイル３は、例えば被検体１０１が着用する衣類（図示せず）の内部に設けられており、被検体１０１の体表面に沿って略円周状に巻回された状態として配置されている。換言すると、送電用コイル３は、カプセル型内視鏡２の外部において、コイル面を貫く磁界がカプセル型内視鏡２を通過するように配置されている。

略８の字コイルとしての補助コイル４は、略８の字の縦方向と送電用コイル３の巻き軸方向とが一致し、かつ、送電用コイル３の中心方向にコイル面が向くように、送電用コイル３の外周側に沿って配置されている。

また、各補助コイル４は、例えば被検体１０１が着用する衣類（図示せず）の外部に１または複数配置されている。すなわち、各補助コイル４は、送電用コイル３と直接接触しないように、衣類等の絶縁物（図示せず）により隔てられた状態として、送電用コイル３の近傍に配置されている。

さらに、本実施形態においては、補助コイル４の略８の字の縦方向の長さが、送電用コイル３の巻き幅の長さよりも大きい場合について説明を行うが、必ずしも補助コイル４の略８の字の縦方向の長さが、送電コイル３の巻き幅よりも大きい必要はなく、小さい場合においても同様の効果は得られる。但し、補助コイル４の略８の字の縦方向の長さが、送電コイル３の巻き幅よりも大きいほうがより大きな効果が得られる。

なお、略８の字コイルとしての補助コイル４は、１回巻きにより構成されても良く、または、複数巻きにより構成されるものであっても良い。

また、補助コイル４は、略８の字コイルにより形成されるものに限らず、例えば、平面螺旋状のコイルにより形成されるものであっても良く、または、略８の字の縦方向に一致する方向に並べられた２つの円形コイルにより形成されるものであっても良い。

本実施形態においては、例えば図２に示すように、被検体１０１の前後左右に相当する箇所に夫々１つずつ、計４ヶ所に補助コイル４を配置した場合を例に挙げつつ説明を行うものとする。但し、補助コイル４の配置箇所及び個数は、図２に示すようなものに限らず、各々任意に選択可能である。具体的には、補助コイル４は、被検体１０１の前面側の所定の箇所に１つのみ配置されるものであっても良く、または、カプセル型内視鏡２が通過する可能性のある箇所に複数が集中配置されるものであっても良い。

送電用コイル３に接続される送電用コイル駆動回路５には、送電用コイル３と共振回路を構成するための共振用コンデンサ（図示せず）が内蔵されている。

各補助コイル４に接続される補助コイル駆動回路６には、該各補助コイル４と共振回路を構成するための共振用コンデンサ（図示せず）が内蔵されている。（なお、図１においては、図示の簡単のため、各補助コイル４のうち、１つの補助コイル４と補助コイル駆動回路６とが接続されているものとして示してある。）
例えばＣＰＵ等からなるコントローラ７は、送電用コイル駆動回路５及び補助コイル駆動回路６に接続されている。そして、コントローラ７は、送電用コイル３と補助コイル４とが各々同期しながら駆動するように、送電用コイル駆動回路５及び補助コイル駆動回路６に対して制御を行う。

すなわち、本実施形態に係る電力供給装置は、送電用コイル３と、補助コイル４と、送電用コイル駆動回路５と、補助コイル駆動回路６と、コントローラ７と、を具備して構成されている。

ここで、本実施形態に係る電力供給装置が用いられる医療用システム１の作用について説明を行う。

まず、術者等は、被検体１０１の体腔内にカプセル型内視鏡２を配置し、送電用コイル３及び各補助コイル４を図１及び図２に示すような状態として配置した後、送電用コイル駆動回路５、補助コイル駆動回路６及びコントローラ７を起動させる。

送電用コイル駆動回路５が起動すると、送電用コイル３において、例えば図３の矢印Ａ１１に示す方向に電流が流れる。そして、送電用コイル３において、図３の矢印Ａ１１に示す方向に電流が流れることに伴い、図３の矢印Ｂ１１に示す方向の磁界が発生する。

一方、補助コイル駆動回路６が起動すると、補助コイル４において、例えば図３の矢印Ｃ１１に示す方向に電流が流れる。そして、補助コイル４において、図３の矢印Ｃ１１に示す方向に電流が流れることに伴い、図３の矢印Ｄ１１に示す方向の磁界が発生する。

図３の矢印Ｂ１１に示す磁界と、図３の矢印Ｄ１１に示す磁界とは、互いに逆向きの磁界である。そのため、図３の矢印Ｂ１１に示す磁界の一部は、図３の矢印Ｄ１１に示す磁界により打ち消される。

また、送電用コイル駆動回路５が起動すると、送電用コイル３において、例えば図４の矢印Ａ１２に示す方向に電流が流れる。そして、送電用コイル３において、図４の矢印Ａ１２に示す方向に電流が流れることに伴い、図４の矢印Ｂ１２に示す方向の磁界が発生する。

一方、補助コイル駆動回路６が起動すると、補助コイル４において、例えば図４の矢印Ｃ１２に示す方向に電流が流れる。そして、補助コイル４において、図４の矢印Ｃ１２に示す方向に電流が流れることに伴い、図４の矢印Ｄ１２に示す方向の磁界が発生する。

図４の矢印Ｂ１２に示す磁界と、図４の矢印Ｄ１２に示す磁界とは、互いに逆向きの磁界である。そのため、図４の矢印Ｂ１２に示す磁界の一部は、図４の矢印Ｄ１２に示す磁界により打ち消される。

以上に述べたような送電用コイル３及び各補助コイル４の作用により、送電用コイル３において発せられる磁界のうち、補助コイル４が配置された各箇所の付近における磁界の強度が各々低減する。すなわち、以上に述べたような送電用コイル３及び各補助コイル４の作用により、例えば図５に示すように、送電用コイル３における領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４付近の磁界の強度が各々低減する。

一方、図５の位置Ｔ１から位置Ｔ２にかけての磁界の強度の変化の様子は、例えば図６に示すようなものとなる。すなわち、図６に示すように、送電用コイル３の近傍に補助コイル４が配置された（本実施形態の）場合においては、送電用コイル３の近傍に補助コイル４が配置されていない場合に比べ、送電用コイル３からの距離に応じた磁界の強度の変動を抑制することができる。

以上に述べたように、本実施形態に係る電力供給装置は、送電用コイルからの距離に応じた磁界の強度の変動を抑制することができるため、その結果、被検体の体腔内を順次移動するカプセル型内視鏡の動作状態を従来に比べて安定させることができる。

なお、本実施形態においては、送電用コイル３において発せられる磁界の一部を補助コイル４により打ち消すことが可能な構成を具備するものであれば、補助コイル駆動回路６により補助コイル４を駆動させつつ、送電用コイル３において発せられる磁界の一部を能動的に打ち消すものに限らず、例えば、電磁誘導現象に伴って補助コイル４に生じる電流を利用しつつ、送電用コイル３において発せられる磁界の一部を受動的に打ち消すものであっても良い。そして、送電用コイル３において発せられる磁界の一部を受動的に打ち消す場合においては、前述した効果と略同様の効果を得ることができ、また、補助コイル駆動回路６及びコントローラ７を用いずとも良いため、電力供給装置の構成を簡易にすることができる。

また、送電用コイル３において発せられる磁界の一部を受動的に打ち消すために用いられる補助コイルは、前述した構成を具備する補助コイル４に限らず、例えば、本実施形態の第１の変形例として図７に示すような構成を具備する補助コイル４ａであっても良い。

具体的には、補助コイル４ａは、図７に示すように、送電用コイル３の外周側の近傍を略一周するように配置され、かつ、被検体１０１の頭上方向から見た場合の形状がＣ字形の閉ループとなるように形成されている。また、補助コイル４ａは、閉ループのループ面が送電用コイル３のコイル面に対して略水平となるように配置されている。

なお、補助コイル４ａは、一本の導電線からなる１つのＣ字形の閉ループにより構成されても良く、または、一本の導電線からなる複数のＣ字形の閉ループが重なったものとして構成されても良い。

ここで、本実施形態に係る電力供給装置において、補助コイル４の代わりに補助コイル４ａが用いられた場合の医療用システム１の作用について説明を行う。

まず、術者等は、被検体１０１の体腔内にカプセル型内視鏡２を配置し、送電用コイル３及び補助コイル４ａを図７に示すような状態として配置した後、送電用コイル駆動回路５を起動させる。

送電用コイル駆動回路５が起動すると、送電用コイル３において、例えば図７の矢印Ａ１３に示す方向（図８のＡ１３として示す方向）に電流が流れる。そして、送電用コイル３において、図７の矢印Ａ１３に示す方向（図８のＡ１３として示す方向）に電流が流れることに伴い、図８の矢印Ｂ１３に示す方向の磁界が発生する。

一方、図８の矢印Ｂ１３に示す方向に発生した磁界は、補助コイル４ａと鎖交する。これにより、補助コイル４ａには、例えば図７の矢印Ｃ１３に示す方向（図８のＣ１３として示す方向）に電流が流れる。そして、補助コイル４ａにおいて、図７の矢印Ｃ１３に示す方向（図８のＣ１３として示す方向）に電流が流れることに伴い、図８の矢印Ｄ１３に示す方向の磁界が発生する。

図８の矢印Ｂ１３に示す磁界と、図８の矢印Ｄ１３に示す磁界とは、互いに逆向きの磁界である。そのため、図８の矢印Ｂ１３に示す磁界の一部は、図８の矢印Ｄ１３に示す磁界により打ち消される。

以上に述べたような送電用コイル３及び各補助コイル４ａの作用により、送電用コイル３において発せられる磁界のうち、補助コイル４ａが配置された位置の近傍における磁界の強度が低減する。

なお、補助コイル４ａは、Ｃ字形の閉ループとして形成されるものに限らず、送電用コイル３において発せられる磁界の低減対象となる領域の大小に応じた形状として、例えば、Ｕ字形（半円形）の閉ループ形状として形成されても良く、または、円弧形状の閉ループとして形成されるものであっても良い。

また、補助コイル４ａは、送電用コイル３において発せられる磁界の一部を受動的に打ち消すための用途として用いられるものに限らず、送電用コイル３において発せられる磁界の一部を能動的に打ち消すための用途として用いられるものであっても良い。この場合においては、前述した補助コイル駆動回路６及びコントローラ７を用いることにより、送電用コイル３と補助コイル４ａとを各々同期させつつ駆動させれば良い。

一方、本実施形態の電力供給装置においては、補助コイル駆動回路６及びコントローラ７の代わりに、例えば、第２の変形例として図９に示すような、センサコイル８及び補助コイルアンプ９を具備して構成されるものであっても良い。

センサコイル８は、送電用コイル３と同一の向きに巻回された円形状のコイルであり、送電用コイル３により発せられる磁界のうち、補助コイル４の近傍における磁界を検知し、検知した磁界の強度及び波形に応じた電気信号を、送電用コイル３において磁界が発せられるタイミングと同期するタイミングにおいて出力する。

なお、センサコイル８が配置される位置は、補助コイル４の近傍における磁界を検知可能な位置であれば、送電用コイル３の外周側に配置されるものであっても良く、または、送電用コイル３の内周側に配置されるものであっても良い。

補助コイルアンプ９には、補助コイル４及びセンサコイル８が各々１つずつ接続されており、センサコイル８の磁界の検知に伴う電気信号が順次入力される。また、補助コイルアンプ９は、入力される電気信号に基づき、該電気信号の信号レベルに応じた逆相の信号を順次生成して補助コイル４へ出力する。

そして、以上に述べた動作がセンサコイル８及び補助コイルアンプ９において行われることにより、送電用コイル３から発せられる磁界の強度に応じた、該磁界の一部を打ち消すための磁界が補助コイル４から発せられる。

すなわち、本実施形態の第２の変形例に係る電力供給装置は、補助コイル４、センサコイル８及び補助コイルアンプ９を具備する独立したユニット（系）により、送電用コイル３により発せられる磁界のうち、該ユニット（系）が配置された位置の近傍における磁界の強度を低減させることが可能な構成を有する。したがって、本実施形態の第２の変形例に係る電力供給装置は、送電用コイル３において発せられる磁界の低減対象となる位置の変更を容易に行うことができる。

また、本実施形態の第２の変形例に係る電力供給装置によれば、例えば、何らかの原因により送電用コイル３における磁界分布が変化した場合であっても、変化後の磁界分布に応じた強度の磁界を補助コイル４から発生させることができる。その結果、本実施形態の第２の変形例に係る電力供給装置によれば、送電用コイル３において発せられる磁界のうち、補助コイル４が配置された各箇所の付近における磁界の強度を精度良く低減させることができる。

なお、本実施形態の第２の変形例に係る電力供給装置によれば、補助コイルアンプ９の前段にコンパレータを設けることにより、例えば、センサコイル８から出力される電気信号の信号レベルが所定の閾値以上である場合のみにおいて、送電用コイル３において発せられる磁界の一部を打ち消すための磁界を補助コイル４から発生させる、という構成をとることができる。

（第２の実施形態）
図１０は、本発明の第２の実施形態に係るものである。図１０は、第２の実施形態に係る送電用コイル及び補助コイルの配置状態の概要を示す図である。

なお、以降の説明において、第１の実施形態と同様の構成を持つ部分については、詳細な説明を省略する。また、本実施形態における電力供給装置の構成は、第１の実施形態における電力供給装置と類似の構成を有している。そのため、本実施形態においては、第１の実施形態における電力供給装置と異なる部分について主に説明を行うものとする。

本実施形態における送電用コイル３ａは、第１の実施形態における送電用コイル３と異なり、補助コイル４ｂと一体的に形成されている。換言すると、本実施形態においては、例えば図１０に示すように、送電用コイル３ａを構成する導電線の一部を用いつつ、略８の字形状を有する補助コイル４ｂが形成されている。

略８の字形状を有する補助コイル４ｂは、略８の字形状の縦方向と送電用コイル３ａの巻き軸方向とが一致し、かつ、送電用コイル３ａの中心方向にコイル面が向くように、送電用コイル３ａと同一の導電線を用いて形成されている。

また、略８の字形状を有する補助コイル４ｂは、略８の字の縦方向の長さが送電用コイル３の巻き幅に比べて大きい方が望ましいが、小さい場合でも低減効果を得ることは可能である。

なお、略８の字形状を有する補助コイル４ｂは、送電用コイル３ａが複数巻きにより構成されている場合において、送電用コイル３ａを構成する１巻き分の導電線のみを用いて形成されても良く、または、送電用コイル３ａの巻き数以下の所定の複数巻き分の導電線を用いて形成されても良い。

また、略８の字形状を有する補助コイル４ｂの配置箇所及び個数は、前述した各構成を有するものであれば、各々任意に選択可能である。

ここで、送電用コイル３ａ及び補助コイル４ｂを具備する、本実施形態に係る電力供給装置の作用について説明を行う。

送電用コイル駆動回路５が起動すると、送電用コイル３ａにおいて、例えば図１０の矢印Ａ２１に示す方向に電流が流れる。そして、送電用コイル３ａにおいて、図１０の矢印Ａ２１に示す方向に電流が流れることに伴い、図１０の矢印Ｂ２１に示す方向の磁界が発生する。

一方、送電用コイル３ａと一体的に形成された補助コイル４ｂには、図１０の矢印Ａ２１に示す電流と同一の電流が、図１０の矢印Ｃ２１に示す方向に流れる。そして、補助コイル４ｂにおいて、図１０の矢印Ｃ２１に示す方向に電流が流れることに伴い、図１０の矢印Ｄ２１に示す方向の磁界が発生する。

図１０の矢印Ｂ２１に示す磁界と、図１０の矢印Ｄ２１に示す磁界とは、互いに逆向きの磁界である。そのため、図１０の矢印Ｂ２１に示す磁界の一部は、図１０の矢印Ｄ２１に示す磁界により打ち消される。

以上に述べたような送電用コイル３ａ及び各補助コイル４ｂの作用により、送電用コイル３ａにおいて発せられる磁界のうち、補助コイル４ｂが形成された部分の付近における磁界の強度が低減する。

以上に述べたように、本実施形態に係る電力供給装置は、第１の実施形態と略同様に、送電用コイルからの距離に応じた磁界の強度の変動を抑制することができるため、その結果、被検体の体腔内を順次移動するカプセル型内視鏡の動作状態を従来に比べて安定させることができる。

また、以上に述べたように、本実施形態に係る電力供給装置は、送電用コイルと補助コイルとを別々に作製する必要がなく、かつ、送電用コイルとの同期をとりながら補助コイルを駆動させるための駆動回路等を別途設ける必要がないため、その結果、前述した効果を比較的簡易な構成により得ることができる。

（第３の実施形態）
図１１から図１５は、本発明の第３の実施形態に係るものである。図１１は、第３の実施形態に係る送電用コイル及び金属片の配置状態を被検体の上方からみた場合を示す図である。図１２は、図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面を示す概略図である。図１３は、第３の実施形態の第１の変形例に係る送電用コイル及び補助コイルの配置状態の概要を示す図である。図１４は、第３の実施形態の第２の変形例に係る送電用コイル及び金属片の配置状態を被検体の上方からみた場合を示す図である。図１５は、図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿った断面を示す概略図である。

なお、以降の説明において、第１の実施形態または第２の実施形態と同様の構成を持つ部分については、詳細な説明を省略する。また、本実施形態における電力供給装置の構成は、第１の実施形態における電力供給装置と類似の構成を有している。そのため、本実施形態においては、第１の実施形態における電力供給装置と異なる部分について主に説明を行うものとする。

本実施形態の電力供給装置は、第１の実施形態と異なり、送電用コイル３の導電線の近傍に発生した磁界に応じ、該磁界に対して逆向きの磁界を発生し得る位置に配置された導電性の金属片を用いることにより、送電用コイル３において発せられる磁界を低減するための構成を具備している。

具体的には、本実施形態の電力供給装置は、図１１及び図１２に示すように、送電用コイル３に接触しない位置に配置可能であり、かつ、送電用コイル３のコイル面の上部における周方向に沿った部分を覆うための形状を具備した導電性の金属片１１を補助コイル４の代わりに具備している。

なお、金属片１１は、導電性の金属により形成されるものであれば、例えば、鉄、アルミ、ニッケル、銅、銀及び金等のうちのいずれか１つからなるものであっても良く、または、合金であっても良い。

金属片１１の形状は、送電用コイル３に接触しない位置に配置可能であり、かつ、送電用コイル３のコイル面の上部における周方向に沿った部分を覆うための形状を具備するものであれば、例えば図１１に示すようなドーナツ形状を具備するものに限らない。

また、金属片１１は、送電用コイル３に接触しない位置に配置可能であり、かつ、送電用コイル３のコイル面の上部における周方向に沿った部分を覆うための形状を具備するものであれば、例えば図１１に示すようなドーナツ形状を具備するものに限らない。具体的には、金属片１１は、磁界の低減対象となる領域の大小に応じた、送電用コイル３のコイル面の上部における周方向に沿った部分の一部のみを覆うことが可能な形状を具備するものであっても良い。さらに、金属片１１は、送電用コイル３において発生される磁界の通過方向に対し、任意の厚みを具備するものであって良い。

ここで、金属片１１を具備する、本実施形態に係る電力供給装置の作用について説明を行う。

送電用コイル駆動回路５が起動すると、送電用コイル３において、例えば図１１の矢印Ａ３１に示す方向（図１２のＡ３１として示す方向）に電流が流れる。そして、送電用コイル３において、図１１の矢印Ａ３１に示す方向（図１２のＡ３１として示す方向）に電流が流れることに伴い、図１２の矢印Ｂ３１に示す方向の磁界が発生する。

一方、図１２の矢印Ｂ３１に示す方向に発生した磁界は、金属片１１を通過する。また、前記磁界が金属片１１を通過することにより、電磁誘導現象に伴う渦電流が金属片１１において発生する。そして、前記渦電流に応じた磁界として、図１２の矢印Ｄ３１に示す方向の磁界が発生する。

図１２の矢印Ｂ３１に示す磁界と、図１２の矢印Ｄ３１に示す磁界とは、互いに逆向きの磁界である。そのため、図１２の矢印Ｂ３１に示す磁界の一部は、図１２の矢印Ｄ３１に示す磁界により打ち消される。

以上に述べたような送電用コイル３及び金属片１１の作用により、送電用コイル３において発せられる磁界のうち、金属片１１が配置された位置の近傍における磁界の強度が低減する。

また、以上に述べたように、本実施形態に係る電力供給装置は、送電用コイルのコイル面に応じた形状を具備する導電性の金属片を、該送電用コイルに対する所定の位置に配置する、という比較的簡易な構成により、前述した効果を得ることができる。

なお、金属片１１は、図１１及び図１２に示すように、送電用コイル３のコイル面の上部における周方向に沿った部分を覆うものに限らず、例えば、送電用コイル３のコイル面の下部における周方向に沿った部分を覆うものであっても良い。また、金属片１１が送電用コイル３のコイル面の上部または下部のいずれかのみに配置される場合、送電用コイル３における磁界の放射方向に配置されることが望ましい。

また、本実施形態の電力供給装置においては、第１の変形例として、例えば図１３に示すように、送電用コイル３のコイル面の上部における周方向に沿った部分を覆う一方の金属片１１ａと、送電用コイル３のコイル面の下部における周方向に沿った部分を覆う他方の金属片１１ｂとを併せて用いるものであっても良い。すなわち、本実施形態の第１の変形例の電力供給装置は、図１２に示す金属片１１の代わりに、図１３に示す金属片１１ａ及び金属片１１ｂを配置したものと略一致する。

なお、金属片１１ａ及び金属片１１ｂは、送電用コイル３において発生される磁界の通過方向に対し、任意の厚みを具備するものであって良い。

この場合、送電用コイル３において、図１３の矢印Ａ３２に示す方向に電流が流れることに伴い、図１３の矢印Ｂ３２に示す方向の磁界が発生する。その後、図１３の矢印Ｂ３２に示す方向に発生した磁界は、金属片１１ａ及び金属片１１ｂを夫々通過する。

前記磁界が金属片１１ａを通過することにより、電磁誘導現象に伴う渦電流が金属片１１ａにおいて発生する。そして、前記渦電流に応じた磁界として、図１２の矢印Ｄ３２ａに示す方向の磁界が発生する。また、前記磁界が金属片１１ｂを通過することにより、電磁誘導現象に伴う渦電流が金属片１１ｂにおいて発生する。そして、前記渦電流に応じた磁界として、図１３の矢印Ｄ３２ｂに示す方向の磁界が発生する。

図１３の矢印Ｂ３２に示す磁界と、図１２の矢印Ｄ３２ａに示す磁界とは、互いに逆向きの磁界である。また、図１３の矢印Ｂ３２に示す磁界と、図１２の矢印Ｄ３２ｂに示す磁界とは、互いに逆向きの磁界である。そのため、図１３の矢印Ｂ３２に示す磁界の一部は、図１３の矢印Ｄ３２ａに示す磁界、及び、図１３の矢印Ｄ３２ｂに示す磁界により打ち消される。

以上に述べたような送電用コイル３、金属片１１ａ及び金属片１１ｂの作用により、送電用コイル３において発せられる磁界のうち、金属片１１ａ及び金属片１１ｂが配置された位置の近傍における磁界の強度が低減する。

すなわち、本実施形態の第１の変形例の電力供給装置によれば、送電用コイルのコイル面に応じた形状を具備する導電性の金属片を、該送電用コイルに対する所定の位置に配置する、という比較的簡易な構成により、送電用コイルからの距離に応じた磁界の強度の変動を抑制することができ、その結果、被検体の体腔内を順次移動するカプセル型内視鏡の動作状態を従来に比べて安定させることができる。

また、本実施形態の電力供給装置においては、第２の変形例として、例えば図１４に示すように、送電用コイル３の外周側の面に沿って金属片１１ｃが配置されたものであっても良い。

なお、金属片１１ｃは、送電用コイル３において発生される磁界の通過方向に対し、任意の厚みを具備するものであって良い。

この場合、送電用コイル３において、図１４の矢印Ａ３３に示す方向（図１５のＡ３３として示す方向）に電流が流れることに伴い、図１５の矢印Ｂ３３に示す方向の磁界が発生する。その後、図１５の矢印Ｂ３３に示す方向に発生した磁界は、金属片１１ｃを通過する。

前記磁界が金属片１１ｃを通過することにより、電磁誘導現象に伴う渦電流が金属片１１ｃにおいて発生する。そして、前記渦電流に応じた磁界として、図１５の矢印Ｄ３３に示す方向の磁界が発生する。

図１５の矢印Ｂ３３に示す磁界と、図１５の矢印Ｄ３３に示す磁界とは、互いに逆向きの磁界である。そのため、図１５の矢印Ｂ３３に示す磁界の一部は、図１５の矢印Ｄ３３に示す磁界により打ち消される。

以上に述べたような送電用コイル３及び金属片１１ｃの作用により、送電用コイル３において発せられる磁界のうち、金属片１１ｃが配置された位置の近傍における磁界の強度が低減する。

すなわち、本実施形態の第２の変形例の電力供給装置によれば、送電用コイルの外周側の面に応じた形状を具備する導電性の金属片を、該送電用コイルに対する所定の位置に配置する、という比較的簡易な構成により、送電用コイルからの距離に応じた磁界の強度の変動を抑制することができ、その結果、被検体の体腔内を順次移動するカプセル型内視鏡の動作状態を従来に比べて安定させることができる。

前述した各実施の形態では、送電コイル、補助コイルともに共振用コンデンサを接続して共振駆動することを前提に説明してきたが、必ずしも共振駆動である必要はなく、共振用コンデンサを接続しない構成においても本実施の形態は有効であることは明白である。

なお、前述した各実施形態は、カプセル型内視鏡２を具備するシステムのみに適用されるものに限らず、例えば、ドラッグデリバリーシステムまたはｐＨセンサ検出システム等に適用されるものであっても良い。

また、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。

本発明の実施形態に係る電力供給装置が用いられる医療用システムの要部の構成の一例を示す図。第１の実施形態に係る送電用コイル及び補助コイルの配置状態を被検体の上方からみた場合を示す図。第１の実施形態において、送電用コイル及び補助コイルから発せられる磁界の向きの一例を示す図。第１の実施形態において、送電用コイル及び補助コイルから発せられる磁界の向きの、図３とは異なる例を示す図。第１の実施形態において、送電用コイルから発せられる磁界が補助コイルにより低減される領域を模式的に示す図。図５の位置Ｔ１から位置Ｔ２にかけての磁界強度の変化の概要を示す図。第１の実施形態の第１の変形例に係る送電用コイル及び補助コイルの配置状態を被検体の上方からみた場合を示す図。図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面を示す概略図。第１の実施形態の第２の変形例に係る送電用コイル及び補助コイルの配置状態の概要を示す図。第２の実施形態に係る送電用コイル及び補助コイルの配置状態の概要を示す図。第３の実施形態に係る送電用コイル及び金属片の配置状態を被検体の上方からみた場合を示す図。図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面を示す概略図。第３の実施形態の第１の変形例に係る送電用コイル及び補助コイルの配置状態の概要を示す図。第３の実施形態の第２の変形例に係る送電用コイル及び金属片の配置状態を被検体の上方からみた場合を示す図。図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿った断面を示す概略図。

符号の説明

１医療用システム
２カプセル型内視鏡
３，３ａ送電用コイル
４，４ａ，４ｂ補助コイル
５送電用コイル駆動回路
６補助コイル駆動回路
７コントローラ
８センサコイル
９補助コイルアンプ
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ金属片
１０１被検体

Claims

受電用コイルを具備する被検体内導入装置に対して外部から磁界を加えることにより、該被検体内導入装置の各部の駆動に必要な電力を供給可能な電力供給装置において、
前記被検体内導入装置の外部において、コイル面を貫く磁界が前記被検体内導入装置を通過するように配置された送電用コイルと、
前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した磁界の一部を打ち消すための、前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した前記磁界に対して逆向きの磁界を発生する、１または複数の磁界低減用コイルと、を有し、
前記磁界低減用コイルは、前記送電用コイルの外周側に沿って配置された、略８の字形状を有するコイルであり、
前記略８の字形状を有するコイルにおける縦方向が前記送電用コイルの巻き軸方向と一致し、かつ、前記略８の字形状を有するコイルにおけるコイル面が前記送電用コイルの中心方向に向くように配置されたことを特徴とする電力供給装置。
受電用コイルを具備する被検体内導入装置に対して外部から磁界を加えることにより、該被検体内導入装置の各部の駆動に必要な電力を供給可能な電力供給装置において、
前記被検体内導入装置の外部において、コイル面を貫く磁界が前記被検体内導入装置を通過するように配置された送電用コイルと、
前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した磁界の一部を打ち消すための、前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した前記磁界に対して逆向きの磁界を発生する、１または複数の磁界低減用コイルと、を有し、
前記磁界低減用コイルは、前記送電用コイルの外周側の近傍を略一周するように配置された閉ループ状のコイルであり、
前記閉ループ状のコイルのループ面が前記送電用コイルのコイル面に対して略水平となるように配置されたことを特徴とする電力供給装置。
受電用コイルを具備する被検体内導入装置に対して外部から磁界を加えることにより、該被検体内導入装置の各部の駆動に必要な電力を供給可能な電力供給装置において、
前記被検体内導入装置の外部において、コイル面を貫く磁界が前記被検体内導入装置を通過するように配置された送電用コイルと、
前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した磁界の一部を打ち消すための、前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した前記磁界に対して逆向きの磁界を発生する、１または複数の磁界低減用コイルと、を有し、
前記磁界低減用コイルは、前記送電用コイルと同一の導電線を用いて形成された、略８の字形状を有するコイルであり、
前記略８の字形状を有するコイルにおける縦方向が前記送電用コイルの巻き軸方向と一致し、かつ、前記略８の字形状を有するコイルにおけるコイル面が前記送電用コイルの中心方向に向くように配置されたことを特徴とする電力供給装置。
受電用コイルを具備する被検体内導入装置に対して外部から磁界を加えることにより、該被検体内導入装置の各部の駆動に必要な電力を供給可能な電力供給装置において、
前記被検体内導入装置の外部において、コイル面を貫く磁界が前記被検体内導入装置を通過するように配置された送電用コイルと、
前記送電用コイルの導電線の近傍に発生した磁界に応じ、該磁界に対して逆向きの磁界を発生し得る位置に配置された導電性の金属片と、
を有し、
前記金属片は、前記送電用コイルのコイル面の上部における周方向に沿った部分を覆うための形状を具備する一方の金属片と、前記送電用コイルのコイル面の下部における周方向に沿った部分を覆うための形状を具備する他方の金属片と、からなる
ことを特徴とする電力供給装置。
前記被検体内導入装置は、カプセル型内視鏡であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電力供給装置。