JP6280876B2 - 医療用カプセルのための電源装置およびカプセルカメラシステム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本発明は、２０１２年２月２４日出願の米国仮特許出願第６１／６０３０２８号「医療用カプセルのための電源制御」の優先権を主張するものである。これにより、上記米国仮特許出願の全体が参照によって本発明に援用される。

本発明は、人体内に投与される生体内医療用デバイスに関する。特に本発明は、医療用カプセルのための電源制御に関する。

当該分野では様々な種類の医療用カプセルが広く使用されており、このような医療用カプセルは、生体内監視又は検査目的で、人体内へと摂取される。例えば医療用カプセルは、消化管内のｐＨ値又は様々なヒトの臓器の温度を監視するために使用できる。医療用カプセルは、また、人体内部の所望の箇所に薬剤を送るために、又は人体内部の試料、例えば体液等を収集するために使用してもよい。医療用カプセルは、通常、バッテリ等の電源を有し、これによってカプセルは外部電力を必要とすることなく、人体内部においてデータを監視／測定したり、薬剤を放出したり、又は試料を収集することができる。電源及び医療用カプセルのその他の構成部品は、嚥下を容易にするために適合された滑らかなハウジングの内部に格納されている。電源及び医療用カプセルのその他の構成要素はハウジング内に密閉されている。特別な工具及び／又は技術を用いずに電力をオン又はオフするために、医療用カプセルの製造後に電源及び医療用カプセルのその他の構成要素にアクセスするのは容易ではない。更に、医療用カプセルは製造後すぐに投与できない。また、医療用カプセルはヒトの消化管を通過する過程において長時間作用できなければならず、電源は、人体に投与する直前までオフであることが好ましい。即ち、医療用カプセルへの電源は、患者の体内にカプセルを投与する準備をする際にオンにされる。医療用カプセルの電源制御のための、電力効率及び信頼性が高くコンパクトな装置の開発が望まれている。医療用カプセルのハウジングは、完全に密閉されているか又は完全に液密性である場合が多く、このためハウジング内部のいずれの構成要素にも直接アクセスできない。従って、ハウジングを開くことなく電源を操作しなければならない。

本発明は、人体内にある前記医療用カプセル及びカプセルカメラシステムの電源を外部から制御できる電源装置を提供するところにある。

医療用カプセルのための電源装置を開示する。本発明による一実施形態では、医療用カプセルのための電源装置は、プランジャ、ばね、バッテリ、回路部分を備えている。前記プランジャは磁場に反応する。磁場が除去されると、プランジャはばねによって第１の位置へと押圧され、磁場が印加されると、プランジャはばねを第２の位置へと圧縮する。回路部分は電力出力接点を備え、ここでバッテリからの電力は、第１の位置にあるプランジャによって上記電力出力接点においてオンにされ、またバッテリからの電力は、第２の位置にあるプランジャによって上記電力出力接点においてオフにされる。本発明による一実施形態では、ばねは、ばねの一方の端部が固定構造に当接し、ばねの他方の端部がプランジャの上側に当接するように配置されている。本発明による別の実施形態では、プランジャはロッド部分と、ロッド部分の下側端部のフランジ部分とを備え、ばねはプランジャのロッド部分の周りに、ばねの一方の端部が固定構造に当接し、ばねの他方の端部がフランジに当接するように配置されている。一実施形態では、回路部分はプランジャに取り付けられた回路基板を備えている。第１の部分と第２の部分との間でプランジャを移動させる際、これによって回路基板はバッテリの端子に接続されるか又は接続を解除され、その結果電源がそれぞれオン又はオフとなる。本発明による別の実施形態では、プランジャは、プランジャが第１の位置にあるか又は第２の位置にあるかに応じてバッテリをオン又はオフにするための、２つの導電性バンプを備えている。回路部分は回路基板を備え、この回路基板は、バッテリ接触パッドを回路基板の片側に有し、電力制御パッドを回路基板の他方の片側に有し、ここでこの回路基板は、バッテリ接触パッドとバッテリの端子との間の電気的接触を形成するための静止位置に配置され、上記２つの電力制御パッドは、プランジャが第１の位置にあるときに上記２つの導電性バンプによって電気的に接続され、プランジャが第２の位置にあるときに電気的接続が解除される。

電源を含むカプセルカメラシステムも開示する。本発明による一実施形態では、カプセルカメラシステムは、嚥下できるように適合されたハウジング、ハウジング内の電源、ハウジング内のカプセルサブシステムを備え、このカプセルサブシステムは、電源から電力を受信するために電力出力接点に連結される。ハウジング内の電源は、磁場に反応するプランジャ、このプランジャと相互作用するよう配設されたばね、バッテリ、バッテリ及びプランジャに連結された回路部分を備えている。磁場が除去されると、プランジャはばねによって第１の位置へと押圧され、磁場が印加されると、プランジャはばねを第２の位置へと圧縮する。回路部分は電力出力接点を備え、ここでバッテリからの電力は、第１の位置にあるプランジャによって上記電力出力接点においてオンにされ、またバッテリからの電力は、第２の位置にあるプランジャによって上記電力出力接点においてオフにされる。ハウジング内のカプセルサブシステムは、光源と、この光源が照明する領域のデジタル画像を撮像するためのカメラと、デジタル画像に対応するデータ及び他のデータを記憶するためのアーカイバルメモリ又はこれらデータを無線送信するためのトランスミッタとを備えている。

図１Ａは、ケーブルを用いて相互接続されたバッテリ電源及びカプセルサブシステムを備えたカプセルカメラシステムの一実施例を示す。 図１Ｂは、バッテリ電源及びカプセルサブシステムを備えたカプセルカメラシステムの一実施例を示し、ここではばねを用いてハウジング内で部品を滑り嵌め状態に維持している。 図１Ｃは、バッテリ電源及び２つのカプセルサブシステムを備えたカプセルカメラシステムの一実施例を示し、ここではばねを用いてハウジング内で部品を滑り嵌め状態に維持している。 図２は、本発明の一実施形態によるバッテリ電源を組み込んだカプセルカメラシステムの一実施例を示す。 図３は、本発明の別の実施形態によるバッテリ電源を組み込んだカプセルカメラシステムの一実施例を示す。 図４は、本発明を具体化したバッテリ電源の一実施例を示し、ここでは電力のオン／オフ制御のために回路基板をプランジャに取り付けている。 図５は、本発明を具体化したバッテリ電源の別の実施例を示し、ここでは電力のオン／オフ制御のために回路基板をプランジャに取り付けている。 図６は、本発明を具体化したバッテリ電源の一実施例を示し、ここでは電力のオン／オフ制御のために導電性バンプを使用している。 図７は、本発明を具体化したバッテリ電源の一実施例を示し、ここではバッテリ電源はモジュール内に収縮包装されている。 図８Ａは、直列の２つのバッテリを有する電源のための例示的な回路概略図を示し、本発明の実施形態を組み込んだスイッチが、電力出力ノード及びバッテリの電極と直列に接続されている。 図８Ｂは、直列の２つのバッテリを有する電源のための別の例示的な回路概略図を示し、本発明の実施形態を組み込んだスイッチが、電力出力ノード及びバッテリの電極と直列に接続されている。 図９は、カプセルデバイスが、第２の回路基板を電力出力ノードに接続する電源とカプセルサブシステムとの間の圧接部を有する電気的相互接続を使用することを示す図である。

当該分野では様々な種類の医療用カプセルが広く使用されており、このような医療用カプセルは、生体内監視又は検査目的で人体内へと摂取される。例えば、医療用カプセルは、消化管内のｐＨ値又は様々なヒトの臓器の温度を監視するために使用できる。医療用カプセルは、また人体内部の所望の箇所に薬剤を送るため、又は人体内部の試料、例えば体液等を収集するために使用してもよい。医療用カプセルは、通常、バッテリ等の電源を備え、これによってカプセルは外部電力を必要とすることなく、人体内部においてデータを監視／測定したり、薬剤を放出したり、又は試料を収集することができる。電源及び医療用カプセルのその他の構成要素は、嚥下を容易にするために適合された滑らかなハウジングの内部に格納されている。電源及び医療用カプセルのその他の構成要素はハウジング内に密閉されている。特別な工具及び／又は技術を用いずに電力をオン又はオフするために、医療用カプセルの製造後に電源及び医療用カプセルのその他の構成要素にアクセスするのは容易ではない。更に、医療用カプセルは製造後すぐに投与できない。また、医療用カプセルはヒトの消化管を通過する過程において長時間作用できなければならず、電源は、人体に投与する直前までオフであることが好ましい。即ち、医療用カプセルへの電源は、患者の体内にカプセルを投与する準備をする際にオンにされる。このために医療用カプセルの電源制御のための、電力効率及び信頼性が高くコンパクトな装置の開発が望まれている。医療用カプセルのハウジングは完全に密閉されるか又は完全に液密性である場合が多く、このためハウジング内部のいずれの構成要素にも直接アクセスできない。従って、ハウジングを開くことなく電源を操作しなければならない。

カプセルカメラは、消化管を検査するための従来の内視鏡検査法の代替手段として医療分野で広く使用されている一種の医療用カプセルである。カメラは、デジタルカメラによって記録された画像を主に含むデータを、レシーバ／データレコーダ又は撮像した画像を記憶するためのオンボード記憶装置に送信するための無線トランスミッタと共に、嚥下可能なカプセル内に格納される。カプセルは、ベースステーショントランスミッタからの命令又はその他のデータを受信するための無線レシーバも備えていてもよい。カプセルは消化管を通って移動し、長時間経過した後に人体から排出されることになる。体内でカプセルが移動する速度は人によって大きく変化する。この速度は、消化管の様々な部位によっても大きく変化する。例えば、カプセルカメラが小腸を通って移動するのにかかる平均移動時間は約５時間であるが、結腸を通って移動するのにかかる平均移動時間は約１０時間である。従って、カプセルカメラが良好に機能するためには電力が尚更重要となり、電力効率が良好でありかつ使用が容易な電力制御が強く望まれている。

以下の説明では、本発明の様々な態様について説明する。本発明の完全な理解を提供するために、例示を目的として、具体的な構成及び詳細を記載する。しかしながら、本明細書で提示する具体的な手段を用いることなく本発明を実施できることは、当業者には明らかであろう。更に、本発明を不明瞭にしないように、公知の特徴については省略するか又は簡略化する場合がある。

図１Ａは、バッテリ電源１２０及びカプセルサブシステム１３０を備えた嚥下可能なカプセルシステム１００Ａを示す。バッテリ電源１２０及びカプセルサブシステム１３０は、電気的相互接続１４０によって相互に接続される。バッテリ電源１２０、カプセルサブシステム１３０、電気的相互接続１４０は、ハウジング１１０内部に封入されている。カプセルサブシステム１３０は、プロセッサ、メモリ、画像センサ、照明源、オンボードアーカイバルメモリ、出力ポートを含んでいてもよい。オンボード記憶装置を使用する代わりに、カプセルカメラはアンテナを有するトランスミッタを用いて、撮像した画像を、人体外部に位置するベースステーションに送信してもよい。カプセルは、電気伝導によって人体を通して信号を送信する無線トランスミッタを使用してもよい。更にカプセルカメラは、ｐＨ又は温度センサ等の他のセンサも含んでいてもよい。バッテリ電源１２０は制御機構を有し、これにより、制御手段を外部から適用することによって電源をオン又はオフできる。

図１Ｂは、カプセルカメラ内部の別のカプセルカメラ設備１００Ｂを示し、ここではばね１５０を使用して、ハウジング内部の部品を滑り嵌め状態に維持している。カプセルサブシステム１３２は、ばね１５０によってバッテリ電源１２０の方向に押圧される。停止機構１５２をバッテリ電源とカプセルサブシステムとの間に配置して、ばねがカプセルサブシステムをバッテリ電源の方向に押圧する度合いを制限している。停止機構１５２は、ハウジングから突出する構造であるか、又はカプセルサブシステム１３２とバッテリ電源１２０との間の剛性スペーサであってもよい。停止機構のその他の手段も使用できる。電気的相互接続１４０は、可撓性ケーブル又は剛性コネクタを用いて実装してもよい。可撓性ケーブルは、コンプライアントな電気的相互接続を提供するために、ラバーマトリクス内部又はラバーマトリクス上に複数の絶縁可撓性コンダクタ（ワイヤ）を備えている。ワイヤは金属ワイヤであってもよく、又はラバーマトリクスの複数の層内に埋め込まれた炭素粒子からなるものであってもよい。可撓性ケーブルは、ラバーブロックマトリクスからなるものであってもよく、このラバーブロックマトリクスは、ブロックの側部を上部から底部まで覆う可撓性の導電性の縞を有し、この縞は、ラバーブロックの外側を覆う銀、金又はその他の導電性材料性であってもよい。例えば、富士高分子工業株式会社（日本）は、このような種類の様々な可撓性相互接続を「ゼブラコネクタ」の名称で製造している。可撓性ケーブルは、ＰＣＢ上のパッドに対する圧接部を形成する。ケーブルのコンダクタは、ハンダ付け、蝋接又は導電性接着剤等によってパッドに接着されてはいない。上記圧接部は、２つのコンダクタがある程度の圧力でパッドに接触することによって形成される。この圧力は、図１Ｂに示すようにばね１５０によって生じる力、又は圧縮されたケーブル自体のばね力によって生成される。

剛性コネクタを使用する場合、この剛性コネクタは、停止機構を提供するスペーサとしても機能する。図１Ｃは、カプセルカメラ内部の更に別のカプセルカメラ設備１００Ｃを示し、ここではカプセルカメラは、電気的相互接続１６０で相互に接続されたカプセルサブシステムＡ（１３４Ａ）及びカプセルサブシステムＢ（１３４Ｂ）を備えている。ばね１５２を用いて、ハウジング内部の部品を滑り嵌め状態に維持する。ばね１５２はカプセルサブシステムＡ（１３４Ａ）をバッテリ電源１２０の方向に押圧し、カプセルサブシステム１３４Ａがある位置を越えて移動するのを防止するためにこれを停止させるための機構が必要となる。ばね１５２はまた、カプセルサブシステムＢ（１３４Ｂ）をハウジング１１０の下端部に対して押圧して、ハウジング内部の構成部品を滑り嵌め状態に維持する。これは、カプセルを加速させた場合に、ある程度の加速レベルまでは構成部品が互いに対して動かないことを意味する。また、バッテリ電源内及びカプセルサブアセンブリ内の隣接する構成部品間、並びにカプセルサブアセンブリ、電気的相互接続及びバッテリ電源間において電気的接触が維持される。

図２は、本発明による一実施形態を示し、ここではバッテリ電源は、スイッチ２１０、バッテリパック（バッテリ２２０Ａ、２２０Ｂ）、回路基板又はＰＣＢパッド２３２、２３４、回路基板又はＰＣＢパッド２３２と２３４との間の相互接続ケーブル２４２を備えている。一例として、バッテリパックに２つのバッテリを使用しているが、単一のバッテリ又は３つ以上のバッテリを使用してもよい。バッテリは典型的には２つの端子（「＋」端子、「−」端子）を有する。複数のバッテリを使用する場合、これらを直列接続又は並列接続用に構成できる。回路基板又はＰＣＢパッド２３２、２３４は、主にバッテリパックからサブシステムに電力をルーティングするために使用され、いずれの能動又は受動構成部品を使用する必要がない場合がある。一例として、回路基板を使用して、外部の磁石の制御下においてバッテリ電力のための接続性を提供しているが、他の回路部分を使用してもよい。例えば可撓性フラット回路を使用してもよい。バッテリ電源は、回路基板２３４上の接触ノード２４４を通してカプセルシステムに電力を供給する。回路基板２３２、２３４は、剛性基板又は可撓性基板を基として実装してもよい。スイッチ２１０は電源を制御してオン及びオフする。オン／オフを制御するために光センサを使用する電子スイッチは、動作に電力を消費する。従って、このようなスイッチを実装するにあたって、電力を消費しない手段が好ましい。図２に示すように、電力を消費しない動作のために、外部の磁石２０１をスイッチ２１０と共に使用する。記憶又は輸送中、カプセルシステムへの電力はオフにされ、電力は、カプセルシステムが人体内へと投与される直前に供給される。図２に示すように、ハウジング１１０内に封入される他の構成部品には、トランスミッタ２５０、プロセッサ／コントローラ／メモリ２７０、ＬＥＤ２８０、センサ２９０、レンズ２９２を備えている。２つ以上の導電性ピン２４０を用いて電源をサブシステムに接続する。導電性ピン２４０の下端部の基部は、剛性回路基板２３６上にハンダ付けできる。導電性ピン２４０の上側の先端は、ばね２６０によって押圧され、回路基板２３４との圧接部を形成する。ピン２４０はコンプライアントであってもよい。例えばこれらのピンは、管状容器内で摺動するばね付きプランジャピンを備える「ポゴピン」であってもよい。ピン２４０がコンプライアントである場合、ばね２６０を省略してもよい。トランスミッタ２５０のための部品もまた、回路基板２３６上に設けられている。同様に、プロセッサ、コントローラ、メモリ、センサ、光源（ＬＥＤ）、その他の必要な回路を、回路基板２３８上に設ける。レンズ２９２は、センサ２９０上に視野を投射する。レンズ２９２は、図２には図示していないレンズ保持構造によって支持されるか、又はレンズ保持構造に取り付けられる。回路基板２３６、２３８は、これら２つの基板の間で電力及び信号を搬送するためのケーブル２４２によって相互に接続される。図２に示す構成部品は、カプセルハウジング内の相互に接続した一例を示すものであり、この図は正しい縮尺で図示されたものではない場合がある。図２のカプセルカメラは、前方視用設備の一例を示すものであり、ここでは視野はカプセルカメラの前側（底部側）を包含する。

図３は、本発明による別の実施形態を示し、ここではカプセルカメラ３００は、カメラ周囲の全景を視野とする。カプセルカメラ３００は、カプセルカメラ２００と同一のバッテリ電源を含む。対物撮像システム（レンズ）３１０は、カプセルカメラ周辺の２つ以上の側部からの視野を組み合わせ、この組み合わせた視野をセンサ３２０上に投射する。回路基板３３４、３３６を用いて、センサ３２０、プロセッサ／コントローラ／メモリ３３０、トランスミッタ／出力ポート３４０、光源（ＬＥＤ）３２２、その他の必要な回路を収容している。回路基板３３４、３３６は、電力及び信号を通すためのケーブル３４４によって相互に接続されている。回路基板３３２を使用して、追加の光源（ＬＥＤ）３２２を収容したり、可撓性ケーブル又は剛性コネクタ製であってよい電気的相互接続３５２を通して電源に接続したりする。電気的相互接続３５２が可撓性ケーブル製である場合、ホルダ３５４が必要である。ホルダは、可撓性ケーブルの横方向位置を制限する。ホルダはまた、ばね３６０が生成する力によって電気的相互接続３５２が圧縮される度合いを制限する停止機構としても機能する。

図４は、本発明を具体化した例示的なバッテリ電源４００を示し、ここではプランジャ４２０を電源をオフにする引き出し位置で示す。ここではスイッチはばね４１０、プランジャ４２０、回路基板（又は回路パッド）４３２を備えている。プランジャ４２０によって回路基板４３２を引き出したり押し込んだりできるように、回路基板４３２をプランジャ４２０に取り付けている。回路基板４３２が押し込まれている場合、回路基板４３２は電源をオンにする。例えば、プランジャ４２０によって回路基板４３２が押し込まれている場合、バッテリ２２０Ａの上側の第１の極性の端子が回路基板４３２上のノードに接続される。そしてバッテリ２２０Ａの上側の第１の極性の端子は、回路基板２３４上のパッド４３４へとルーティングされる。第２の極性の端子は、パッドをバッテリ２２０Ｂの底部側と接触させることによって、回路基板２３４上の別のパッド４３６へとルーティングされる。バッテリ２２０Ｂの上部端子は、バッテリ２２０Ａの底部端子と接触している。従って、プランジャ４２０によって回路基板４３２が押し込まれている場合、第１及び第２の極性の端子は共に、回路基板２３４上の接触パッド４３４、４３６へとルーティングされ電源がオンになる。プランジャ４２０によって回路基板４３２が引き出されている場合、一方の極性の端子が回路基板２３４との接続が解除され、電源がオフになる。ばね４１０は、プランジャ４２０の上部に配置され、固定構造４１２によって上端部で停止させられる。このプランジャは２つの側部を有し、一方の側部はばねの方向を向いており、他方の側部は回路基板４３２の方向を向いている。ばねの方向を向いているプランジャの側部を、本明細書では上側と呼ぶ。ばね４１０は、外力を要することなく圧縮されるように構成され、これによってばね４１０はプランジャ４２０と、ハウジング１１０の一部であってもハウジング１１０とは別個の部品であってもよい固定構造４１２とを押圧する。固定構造は静止しているため、ばね４１０はプランジャ４２０を押込み、これによって電源がオンになる。しかしながら、カプセルカメラの上端部が磁石付近に配置されている場合、又はカプセルカメラの上部に磁場が印加されている場合、磁力によってプランジャ４２０が引き出され、これによって、回路基板４３２上の接触パッド４２６と、バッテリ２２０Ａの上部の第１の極性の端子との接続が解除される。あるいは、ばね４１０を固定構造４１２又は固定構造４１２の一部に取り付けて、外力を要することなくプランジャ４２０を押し込むことができる。磁力によってプランジャ４２０を引き出すと、ばね４１０は更に圧縮される。プランジャ４２０は、鉄又はフェライト等のフェリ磁性材料といった強磁性材料製であるか、又はこのような強磁性材料である。接触パッド４２２とバッテリとの間に、任意のコンダクタを使用してもよい。図４は、スイッチによって電源をオフにするために、カプセルカメラの上部付近にマグネット２０１を配置する場合の概要を示す。ばね４１０は様々な形態であってよく、又は様々な材料で製作してもよい。例えば、ばねは十分な弾性を有する発泡性材料製であってもよく、これにより、圧力が印加された場合にこれを圧縮でき、また圧力を除去すると平常時の形状に迅速に復帰させることができる。ばねはコイルばね又は片持ちばねであってもよい。本発明による一実施形態では、ばね４１０は、プランジャ４２０によって押圧された場合に第１の圧縮位置をとる。プランジャ４２０がばね４１０を押圧する動作は磁力によって引き起こされ、この動作は、少なくとも１つのバッテリ端子と、電力出力ノード４３４、４３６との接続を解除する。磁力を除去すると、ばね４１０はその原形状に復帰しようとし、続いてプランジャ４２０を押し込んで電源をオンにする。従って、外部の磁力を用いて電源をオフにし、機械的手段（ばね）を用いて電源をオンにする。カプセルデバイスを嚥下する準備ができるまで、デバイスは通常オフであり、内部電力をオフにしておく必要がある。

図５は、本発明を具体化した別のバッテリ電源を示し、ここではプランジャ５２０を、電源をオフにする引き出し位置で示す。プランジャ５２０は、ロッド部分５２２、フランジ部分５２４を備えている。ばね５１０は、プランジャ５２０を取り囲むリング状デバイスであってもよい。あるいは、ばね５１０はプランジャ５２０の２つの側部上の２つの別個の部品として実装してよい。ばね５１０は常に圧縮状態であり、これによってばね５１０は、固定構造５１２及びプランジャ５２０のフランジ５２４に対して圧力を印加している。固定構造５１２はハウジング１１０の一部であってもよく、又は別個の部品であってもよい。本発明による別の実施形態では、ばね５１０は、プランジャ５２０の周りに均等に配置された複数の別個の部品であってもよい。磁力によってプランジャ５２０が引き出された場合に、回路基板４３２がバッテリ２２０Ａの上側から引き離されるように、回路基板４３２をプランジャ５２０に取り付ける。図４の構成と同様に、ばね５１０はプランジャ５２０のフランジ部分５２４を押し込んで、磁力が除去された場合にバッテリ２２０Ａの上側に回路基板４３２上のパッド４２６を接続する。あるいは、ばね５１０を固定構造５１２又は固定構造５１２の一部に取り付けて、外力を要することなくプランジャ５２０を押し込むことができる。

図６は、本発明を具体化した別のバッテリ電源６００を示し、ここではプランジャ６２０を、電源をオンにする押し込み位置で示す。プランジャ６２０は、ロッド部分６２２と、フランジ部分６２４とを備えている。フランジは図６に示すようにロッドの下端部に位置しているか、又はロッドの更に上部に位置していてもよい。ばね６１０及びプランジャ６２０は、図５と同様に構成されている。しかしながら、回路基板６３２は静止しており、回路基板６３２上のパッド６３４は、バッテリ２２０Ａの上側に常に接続されている。回路基板６３２の上部には、２つのパッド６３４Ａ、６３６Ｂがある。２つのパッドのうちの一方は、バッテリ２２０Ａの上側に接続され、他方のパッドは、ケーブル４２４を通して回路基板２３４上の一方のバッテリ端子ノードに接続されている。バッテリ２２０Ｂの下側は、回路基板２３４上の他方のバッテリ端子ノードにルーティングされている。電力制御パッド６３６Ａ、６３６Ｂが電気的に接続されている場合、両バッテリの極性は回路基板２３４の底部上のバッテリ端子パッドへとルーティングされるため電源がオンになる。プランジャ６２０の下側上の２つの導電性バンプ６３８Ａ、６３８Ｂは、電気的に接続されている。あるいは、２つのバンプを単一の凸状リングに置き換えることもできる。あるいは、導電性バンプをプランジャ上ではなくパッドに取り付けてもよい。接触領域を低減させる尖った構造又は刃状の構造によって、所定のプランジャ力に関する接触圧力が増大する。プランジャを介した導電性バンプ６３８Ａ、６３８Ｂ間の電気的接続を容易にするための、当業者に公知のその他の構造も使用してもよい。フランジ６２４上のばね６１０によってプランジャ６２０を押し込む場合、導電性バンプ６３８Ａ、６３８Ｂはそれぞれパッド６３６Ａ、６３６Ｂと接触し、これによってパッド６３６Ａをパッド６３６Ｂに電気的に接続して電源をオンにする。図６はまた、スイッチの様々な部分を所定の位置に保持するための例示的な構造、即ちスイッチホルダ６５０を示す。スイッチホルダ６５０は、ばね６１０、プランジャ６２０、回路基板６３２を収容するよう、及びプランジャ６２０を上下に移動させることができるよう構成されている。あるいは、外力を要することなくプランジャ６２０を押し込むことができるよう、ばね６１０を固定構造５１２又はスイッチホルダ６５０の一部に取り付けてもよい。

図７は、本発明を具体化した別のバッテリ電源７００を示し、ここではプランジャ６２０を、電源をオンにする押し込み位置で示す。バッテリ電源７００は、カプセルハウジング１１０の外側に示されている。図７に示すバッテリ電源７００はモジュール形態の要素であり、取扱いを容易にするために、全ての部品は一体に保持されている。モジュール形態の要素の別の利点は、カプセルカメラの製造を簡略化できることである。また、電源モジュール７００は、システムの他の部分と別個に製造及び試験することができる。さらに、カプセルカメラを組み立てる際に、電源モジュール７００をハウジング１１０内に挿入できる。図７は、フィルム材料７１０を用いてバッテリ電源用の部品を包み込む例を示す。本発明による一実施形態では、バッテリ電源のための部品は垂直に積層されている。フィルム材料７１０は垂直積層部品を収縮するように包装してもよく、また垂直積層部品を管状のフィルム材料７１０内に配置して、熱を印加してフィルム材料７１０を収縮させてもよい。フィルム材料７１０が収縮した後、スイッチホルダ６５０、ばね６１０、プランジャ６２０、回路基板６３２、２３４、ケーブル４２４、バッテリ２２０Ａ、２２０Ｂを含む電源モジュール７００のための全ての部品を、フィルム材料７１０によって一体として密接に保持する。

カプセルカメラ用バッテリ電源の、本発明による様々な実施形態を、複数の実施例によって以上に説明した。本発明によるバッテリ電源を組み込んだカプセルカメラは、印加された磁場を除去することによって電力をオンにすることができる。カプセルカメラの保管又は移送中、磁場を印加して電力をオフ状態に保つ。磁場は磁石から生成するか、又は電気的手段を用いて生成してよい。

１つ又は複数の磁石は、カプセルの先端又はカプセルの１つもしくは複数の側部に配置して、スイッチを作動させてカプセルをオフにすることができる。

図８Ａ、８Ｂは、直列の２つのバッテリを有する電源の２つの例示的な回路概略図である。あるいは、１つのバッテリ又は直列の３つ以上のバッテリを使用してもよい。また、バッテリを並列に接続するか又は並列接続と直列接続を組み合わせて、バッテリアセンブリを形成してもよい。バッテリアセンブリ８１０は正極と負極の２つの極性を有する。バッテリアセンブリの電極は、電源出力ノード８２１、８２２に接続される。スイッチ８３０は、バッテリアセンブリと、電源出力ノードのうちの一方又は両方との間に配置してもよい。図８Ａでは、スイッチ８３０はバッテリの正極と正側の出力ノードとの間に配置される。図８Ｂでは、スイッチ８３０はバッテリの負極と負側の出力ノードとの間に配置されている。いくつかの実施形態では、スイッチは電源にではなく、カプセルサブシステムの内部に位置決めしてもよい。

図９は、本発明のある実施形態を組み込んだ例示的なカプセルシステムを示す。カプセルシステム９００は、可撓性でコンプライアントな電気的相互接続９１０を用いて、この電気的相互接続の片側又は両側の圧接部によって電源をカプセルサブシステムに接続する。可撓性でコンプライアントな電気的相互接続９１０によって、２つの回路基板９１２、９１４間に複数の圧接部を形成できる。電源は、バッテリ接触パッド９１６、９１８を介して回路基板９１２に連結されているバッテリ９２６Ａ、９２６Ｂ、及び可撓性ケーブル９２０、回路基板９２２を備えている。更に、バッテリから回路基板９１２への接続は、前記図６に示すスイッチのような、本発明のある実施形態を組み込んだスイッチ９２４によって制御される。剛性コンダクタを有する電気的相互接続は、一般に全てのコンダクタに適切な圧力を印加できない。電源又はカプセルサブシステムに過剰なモーメントが印加されないように、電気的相互接続をカプセルの中心線と交差させてもよい。電気的相互接続は、ゼブラコネクタ、ポゴピン、ばね、可撓性金属タブ、又は電気的相互接続のいずれかの側部上において金属接点間の電気的接続を維持する可撓性コンダクタを有するいずれの他のデバイス等のエラストマ製コネクタであってもよい。図９は、電気的相互接続９１０を回路基板９１２、９１４に接続できるようにするために、各回路基板９１２、９１４に接続された接点９２８、９３２を使用する例を示す。しかしながら、電気的相互接続９１０の片側は、ＰＣＢにハンダ付けされたコンダクタを有していてもよく、他の一方の側は圧接部を形成している。電気的相互接続の少なくとも片側は、電源又はカプセルサブシステム内において、回路基板への圧接部を構成する。停止機構９３０が電源とサブシステムとの間に存在し、これによって電気的相互接続９１０の圧縮が制限される。サブシステムを、これが停止機構９３０に到達するまで電源の方向に押圧するために、ばね９４０を使用できる。図９に示す例示的なシステムでは、ばね９４０は回路基板９５０を押圧し、ばね９４０によって印加される力は、回路基板９１４を電源の方向へと更に押圧する。停止機構はまた、電気的相互接続９１０の運動を制限するためのホルダとしても機能する。停止機構は、カプセルサブシステム、電源もしくはこれら両方に取り付けてもよく、又はこれらいずれにも取り付けなくもてよい。電気的相互接続９１０は、カプセルの中心線９６０に沿って配置できる。

以上の説明は、当業者が本発明を、ある特定の用途及びその要件に関して提供されるものとして実行できるように提示したものである。ここで説明した実施形態に対する様々な改変は当業者には明らかであり、本明細書で定義された一般的な原則は、他の実施形態にも適用できる。従って本発明は、本明細書に説明及び図示した特定の実施形態に限定されるものではなく、本明細書に開示した原理及び新規の特徴と矛盾しない限りの最も広い範囲を与えられたものである。以上の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するために、様々な具体的な詳細を例示している。それでもなお、本発明を実施し得ることは当業者には理解されるであろう。

Claims (16)

1. 医療用カプセルのための電源装置であって：
   磁場に反応するプランジャ；
   前記プランジャと相互作用するよう配設されたばね；
   バッテリ；並びに
   前記バッテリ及び前記プランジャに連結された制御部品
   を備え、
   前記磁場が除去されると、前記プランジャは前記ばねによって第１の位置へと押圧され、前記磁場が印加されると、前記プランジャは前記ばねを第２の位置へと圧縮し、
   前記制御部品は、電力出力接触と、２つの電力制御パッドとを備え、
   前記２つの電力制御パッドは、前記プランジャによって電気的に接続され、これによって、前記プランジャが前記第１の位置にあるときに、前記電力出力接触において、前記バッテリからの電力がオンとなり、前記プランジャが前記第２の位置にあるときに、前記電力出力接触において前記バッテリからの電力がオフとなる電源装置。
2. 前記プランジャは、強磁性材料及びフェリ磁性材料からなる群から選択される２種類の材料のうちの１つからなる、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記ばねは、前記ばねの一方の端部が固定構造に接触し、前記ばねの他方の端部が前記プランジャの上側に接触するように配置されている、請求項１に記載の電源装置。
4. 前記ばねはコイルばねである、請求項１に記載の電源装置。
5. 前記プランジャは、ロッド部分及びフランジ部分を備え、
   前記ばねは、前記ばねの一方の端部が固定構造に接触し、前記ばねの他方の端部が前記フランジ部分に接触するように、前記プランジャの前記ロッド部分の周りに配置されている、請求項１に記載の電源装置。
6. 前記制御部品は、前記電力出力接触を有する回路基板を備え、
   前記バッテリは、前記プランジャの下側に配置され、
   前記回路基板は、前記電力出力接触が下向きになった状態で、前記バッテリの下側に配置されている、請求項１に記載の電源装置。
7. 前記２つの電力制御パッドは、回路基板の片側に配置され、
   バッテリ接触パッドは、前記回路基板の他方側に配置され、
   前記回路基板は、前記バッテリ接触パッドと前記バッテリの端子との間の電気的接触を形成するための静止位置に配置されている、請求項１に記載の電源装置。
8. 前記プランジャ及び前記ばねを保持するためのスイッチホルダを備え、
   前記スイッチホルダ、前記プランジャ、前記ばね、前記バッテリ、前記制御部品は、熱収縮性材料を用いて電力切り替えモジュール内に収縮包装される、請求項１に記載の電源装置。
9. 前記スイッチホルダは、前記プランジャ及び前記ばねを取り囲んで、前記プランジャ及び前記ばねの横方向運動を制限する、請求項８に記載の電源装置。
10. 前記制御部品は、前記電力出力接触を有する回路基板を備え、
    前記スイッチホルダ、前記プランジャ、前記ばね、前記バッテリ、前記回路基板は、垂直に積層されて垂直積層部品を形成し、
    前記熱収縮性材料は、前記垂直積層部品の周囲に適用される、請求項８に記載の電源装置。
11. 前記磁場は、前記プランジャ付近の磁石によって引き起こされる、請求項１に記載の電源装置。
12. カプセルカメラシステムであって：
    嚥下できるよう適合されたハウジング；
    前記ハウジング内の電源；及び
    前記ハウジング内のカプセルサブシステム
    を備え、
    前記電源は：
    磁場に反応するプランジャ；
    前記プランジャと相互作用するよう配設されたばね；
    バッテリ；並びに
    前記バッテリ及び前記プランジャに連結された制御部品
    を備え、
    前記磁場が除去されると、前記プランジャは前記ばねによって第１の位置へと押圧され、前記磁場が印加されると、前記プランジャは前記ばねを第２の位置へと圧縮し、
    前記制御部品は、電力出力接触と、２つの電力制御パッドとを備え、
    前記２つの電力制御パッドは、前記プランジャによって電気的に接続され、これによって、前記プランジャが前記第１の位置にあるときに、前記電力出力接触において、前記バッテリからの電力がオンとなり、前記プランジャが前記第２の位置にあるときに、前記電力出力接触において前記バッテリからの電力がオフとなり、
    前記カプセルサブシステムは；
    光源；
    前記光源が照明する領域のデジタル画像を撮像するためのカメラ；及び
    データを記憶するためのアーカイバルメモリ又は前記データを送信するためのトランスミッタ
    を備え、
    前記データは前記デジタル画像に対応しており、
    前記カプセルサブシステムは、前記電源からの電力を受けるために、前記電力出力接触に連結される、カプセルカメラシステム。
13. 前記ハウジングは伸長形状を有し、
    前記電源及び前記カプセルサブシステムは、前記ハウジング内部において長手方向に積層されている、請求項１２に記載のカプセルカメラシステム。
14. 前記磁場は、前記ハウジングの、前記電源に近接した一方の端部付近に配置された磁石によって引き起こされる、請求項１３に記載のカプセルカメラシステム。
15. 医療用カプセルのための電源装置であって：
    磁場に反応するプランジャ；
    前記プランジャと相互作用するよう配設されたばね；
    バッテリ；並びに
    前記バッテリ及び前記プランジャに連結された制御部品
    を備え、
    前記磁場が除去されると、前記プランジャは前記ばねによって第１の位置へと押圧され、前記磁場が印加されると、前記プランジャは前記ばねを第２の位置へと圧縮し、
    前記制御部品は、電力出力接触及び回路基板を備え、
    前記磁場が除去されると、前記電力出力接触において前記バッテリからの電力がオンとなり、前記磁場が印加されると、前記電力出力接触において前記バッテリからの電力がオフとなり、
    前記プランジャが前記第１の位置にあるときに、前記回路基板は、前記プランジャの底面に固定され、前記回路基板の下側の接触パッドは、前記バッテリの端子に接続されて前記電源装置がオンになり、前記プランジャが前記第２の位置にあるときに、前記接触パッドと前記バッテリの端子との接続が解除され、前記電源装置がオフとなる、電源装置。
16. カプセルカメラシステムであって：
    嚥下できるよう適合されたハウジング；
    前記ハウジング内の電源；及び
    前記ハウジング内のカプセルサブシステム
    を備え、
    前記電源は：
    磁場に反応するプランジャ；
    前記プランジャと相互作用するよう配設されたばね；
    バッテリ；並びに
    前記バッテリ及び前記プランジャに連結された制御部品
    を備え、
    前記磁場が除去されると、前記プランジャは前記ばねによって第１の位置へと押圧され、前記磁場が印加されると、前記プランジャは前記ばねを第２の位置へと圧縮し、
    前記制御部品は、電力出力接触及び回路基板を備え、
    前記磁場が除去されると、前記電力出力接触において前記バッテリからの電力がオンとなり、前記磁場が印加されると、前記電力出力接触において前記バッテリからの電力がオフとなり、
    前記プランジャが前記第１の位置にあるときに、前記回路基板は、前記プランジャの底面に固定され、前記回路基板の下側の接触パッドは、前記バッテリの端子に接続されて前記電源がオンになり、前記プランジャが前記第２の位置にあるときに、前記接触パッドと前記バッテリの端子との接続が解除され、前記電源がオフとなり、
    前記カプセルサブシステムは；
    光源；
    前記光源が照明する領域のデジタル画像を撮像するためのカメラ；及び
    データを記憶するためのアーカイバルメモリ又は前記データを送信するためのトランスミッタ
    を備え、
    前記データは前記デジタル画像に対応しており、
    前記カプセルサブシステムは、前記電源からの電力を受けるために、前記電力出力接触に連結される、カプセルカメラシステム。

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