JPH06190A - Micromachine communication equipment - Google Patents
Micromachine communication equipmentInfo
- Publication number
- JPH06190A JPH06190A JP4160765A JP16076592A JPH06190A JP H06190 A JPH06190 A JP H06190A JP 4160765 A JP4160765 A JP 4160765A JP 16076592 A JP16076592 A JP 16076592A JP H06190 A JPH06190 A JP H06190A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- micromachine
- light
- communication device
- communication
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロマシンに関す
るものであり、特に生体応用分野におけるマイクロマシ
ンの通信装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micromachine, and more particularly to a communication device for a micromachine in a biomedical application field.
【0002】[0002]
【従来の技術】マイクロマシンの高度化に伴い、マイク
ロマシンを生体内部に導入して直接患部を処置する医療
用マイクロロボットとしての応用研究が進められてい
る。前記医療用マイクロロボットとしてマイクロマシン
を駆動し制御するためには、マイクロマシンと外部との
間で信号の授受を行なう通信手段が必要である。従来、
前記通信手段として直接的な配線を用いる方法がとられ
ている。配線として例えば、微細径の金属ワイヤーや基
板上の平面状配線が使用され、該配線の一端をマイクロ
マシンに接続し、他の一端を外部通信装置に接続してい
る。2. Description of the Related Art With the advancement of micromachines, application research as a medical microrobot for directly treating an affected area by introducing the micromachine into a living body is under way. In order to drive and control a micromachine as the medical microrobot, communication means for exchanging signals between the micromachine and the outside is required. Conventionally,
A method using direct wiring as the communication means has been adopted. As the wiring, for example, a fine diameter metal wire or a planar wiring on the substrate is used, and one end of the wiring is connected to the micromachine and the other end is connected to the external communication device.
【0003】以下に、内視鏡を例として従来のマイクロ
マシンの説明を行う。図3は、従来のマイクロマシンを
用いた内視鏡の使用図、図4は従来のマイクロマシンを
用いた内視鏡の断面図、図5は従来のマイクロマシンを
用いた内視鏡の構造図である。図において、60は処置
部、61は内視鏡、62はレーザー装置、63は光源、
64はイメージファイバ表示装置、65はリモートマニ
ピュレータ、66はレーザー用光ファイバ、67はライ
トガイド、68はイメージガイド、69はマイクロマニ
ピュレータ、70はチューブ、71はマイクロアクチュ
エータである。A conventional micromachine will be described below by taking an endoscope as an example. FIG. 3 is a diagram showing the use of an endoscope using a conventional micromachine, FIG. 4 is a cross-sectional view of an endoscope using a conventional micromachine, and FIG. 5 is a structural diagram of an endoscope using a conventional micromachine. . In the figure, 60 is a treatment section, 61 is an endoscope, 62 is a laser device, 63 is a light source,
64 is an image fiber display device, 65 is a remote manipulator, 66 is an optical fiber for laser, 67 is a light guide, 68 is an image guide, 69 is a micromanipulator, 70 is a tube, and 71 is a microactuator.
【0004】内視鏡61は、例えば 心筋梗塞などの治
療に末梢動脈から挿入されて処置部60に到達し使用さ
れる。内視鏡61は、チューブ70内にレーザー用光フ
ァイバ66、ライトガイド67、イメージガイド68、
及びマイクロマニピュレータ69を有し、その先端にお
いて外部に露出している。一方、内視鏡61の他端には
レーザー装置62、光源63、イメージファイバ表示装
置64及びリモートマニピュレータ65が設置され、そ
れぞれレーザー装置62にはレーザー用光ファイバ66
が接続され、光源63にはライトガイド67が接続さ
れ、イメージファイバ表示装置64にはイメージガイド
68が接続され、またリモートマニピュレータ65には
マイクロマニピュレータ69が接続されている。The endoscope 61 is used by being inserted from a peripheral artery to reach the treatment section 60 for the treatment of, for example, myocardial infarction. The endoscope 61 has a tube 70 in which an optical fiber 66 for laser, a light guide 67, an image guide 68,
And a micromanipulator 69, which is exposed to the outside at its tip. On the other hand, a laser device 62, a light source 63, an image fiber display device 64 and a remote manipulator 65 are installed at the other end of the endoscope 61, and each laser device 62 has an optical fiber 66 for laser.
, A light guide 67 is connected to the light source 63, an image guide 68 is connected to the image fiber display device 64, and a micromanipulator 69 is connected to the remote manipulator 65.
【0005】前記構成の内視鏡において、光源63から
の照明光はライトガイド67を介して処置部60を照ら
し、その像はイメージガイド68を介してイメージファ
イバ表示装置64に画像として映し出される。治療に際
しては、前記イメージファイバ表示装置64の画像を見
ながら、レーザー装置62から送られるレーザー光をレ
ーザー用光ファイバ66を介して処置部60に照射した
り、また、リモートマニピュレータ65を操作し、配線
やリンク機構を介してマイクロマニピュレータ69を駆
動するものである。In the endoscope having the above construction, the illumination light from the light source 63 illuminates the treatment section 60 via the light guide 67, and its image is displayed as an image on the image fiber display device 64 via the image guide 68. During the treatment, while observing the image on the image fiber display device 64, the treatment unit 60 is irradiated with the laser light sent from the laser device 62 via the laser optical fiber 66, and the remote manipulator 65 is operated. The micromanipulator 69 is driven via wiring and a link mechanism.
【0006】また、前記チューブ70を血管内などの狭
い場所において操作するために、チューブ70自体にマ
イクロアクチュエータ71が取り付けられ、外部装置か
ら配線を介して制御信号やリンク機構を介して制御及び
駆動が行われる。したがって、従来のマイクロマシンを
用いた内視鏡においては、マイクロマシンの操作及び駆
動のための制御信号の授受は、外部と接続されたリンク
機構や微細径の金属ワイヤーや基板上の平面状配線によ
る信号用配線によって行なわれている。また、マイクロ
マシンからの測定信号の外部への取り出しも、外部と接
続された微細径の金属ワイヤーや基板上の平面状配線に
よる信号用配線によって行なわれている。Further, in order to operate the tube 70 in a narrow place such as in a blood vessel, a microactuator 71 is attached to the tube 70 itself, and is controlled and driven by a control signal from an external device via a wire or a link mechanism. Is done. Therefore, in an endoscope using a conventional micromachine, control signals for operating and driving the micromachine are transmitted and received by a link mechanism connected to the outside, a metal wire having a small diameter, or a planar wiring on the substrate. It is done by the wiring for. The measurement signal from the micromachine is also taken out to the outside by a signal wire such as a fine metal wire connected to the outside or a planar wiring on the substrate.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来の前記マイクロマシンにおいては、以下の問題点を
有している。 (1)前記従来のマイクロマシンにおいては、その駆動
されるマイクロマシンの動作可能な範囲は配線によって
制限を受ける。However, the above-mentioned conventional micromachine has the following problems. (1) In the conventional micromachine, the operable range of the driven micromachine is limited by the wiring.
【0008】つまり、従来のマイクロマシンは制御用あ
るいは測定用に用いる配線によって直接外部の装置と接
続されているため、マイクロマシンの到達距離や到達可
能位置は配線の長さや配線の経路によって制限される。
例えば、内視鏡などはチューブ内の配線によって通信を
行っているため、先端部の動くことのできる範囲はチュ
ーブが導入できる範囲までである。 (2)また、多機能のマイクロマシンを駆動するために
は各機能に対応して多数の信号配線やリンク機構が必要
となり、機構が複雑となる。 (3)また、いわゆる紐なしが基本の構成である様なマ
イクロマシンにおいては、外部と直接接続している配線
の排斥とともに計測系とのフィードバックの確保は必須
の要件である。That is, since the conventional micromachine is directly connected to an external device by the wiring used for control or measurement, the reachable distance and reachable position of the micromachine are limited by the length of the wiring and the route of the wiring.
For example, since an endoscope or the like communicates by wiring inside the tube, the range in which the distal end can move is up to the range in which the tube can be introduced. (2) Further, in order to drive a multifunctional micromachine, a large number of signal wirings and link mechanisms are required corresponding to the respective functions, which complicates the mechanism. (3) Further, in a micromachine having a so-called stringless structure as a basic configuration, it is an indispensable requirement to eliminate the wiring directly connected to the outside and secure feedback with the measurement system.
【0009】例えば、埋め込み治療器や、消化管やその
他の管腔臓器内において測定、診断、治療を行なう体外
用マイクロマシンピルや組織内、血管内、体腔内に留置
して体内の情報を伝送し治療を行なう体内用マイクロマ
シンピル等、比較的長期間停留させてデータを測定する
マイクロマシンにおいては、外部と直接接続している配
線は排斥しなければならないが、計測系とのフィードバ
ックのために送信系は不可欠なものである。 (4)また、マイクロマシンの制御用あるいは測定用信
号の伝送として電波による無線方式を用いる場合には、
混信による誤動作を起こす恐れがある。[0009] For example, an in-vivo micromachine pill for measuring, diagnosing, and treating in an implantable therapeutic device, a digestive tract, or other luminal organs is placed in a tissue, a blood vessel, or a body cavity to transmit information in the body. In a micromachine that measures data by staying for a relatively long time, such as an internal micromachine pill for treatment, the wiring that is directly connected to the outside must be excluded, but the transmission system is used for feedback with the measurement system. Is indispensable. (4) In addition, when a radio system using radio waves is used for transmitting a control signal or a measurement signal of the micromachine,
There is a risk of malfunction due to interference.
【0010】つまり、前記(1)の配線によるマイクロ
マシンの動作可能範囲の制約を排除する手段として一般
に電波による無線方式が考えられる。しかし、電波の場
合、混信による誤動作の問題が生じる。医療用機器など
の重要な応用分野において誤動作は許されない。本発明
は上記の問題点を除去し、マイクロマシンをいわゆる紐
なしとして、外部と直接接続している配線をなくすとと
もに、混信のない信頼性の高い送信系を確保したマイク
ロマシンの通信装置を提供することを目的とする。In other words, a radio system using radio waves is generally conceivable as a means for eliminating the restriction on the operable range of the micromachine due to the wiring (1). However, in the case of radio waves, there is a problem of malfunction due to interference. Malfunctions are unacceptable in important applications such as medical equipment. The present invention eliminates the above-mentioned problems, provides a communication device of a micromachine in which a micromachine is so-called stringless, a wiring directly connected to the outside is eliminated, and a reliable transmission system without interference is secured. With the goal.
【0011】また、マイクロマシンと外部装置との間に
おいて、双方向通信や多重化通信も可能とするマイクロ
マシンの通信装置を提供することを目的とする。It is another object of the present invention to provide a communication device for a micromachine which enables bidirectional communication and multiplexed communication between the micromachine and an external device.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を克服するために、マイクロマシンと外部との通信を行
なう通信装置を、マイクロマシン外に設置される外部通
信装置とマイクロマシン内に設置される内部通信装置と
によって構成し、前記通信装置間の通信手段として60
0nmから1800nmまでの可視光及び近赤外光を使
用するものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to overcome the above problems, the present invention provides a communication device for communicating between a micromachine and the outside, the communication device being installed outside the micromachine and inside the micromachine. And an internal communication device that is used as a communication means between the communication devices.
It uses visible light and near infrared light from 0 nm to 1800 nm.
【0013】発光源としては、例えばGaAs系やIn
P系の化合物半導体を利用したレーザーダイオード(L
D)や発光ダイオード(LED)を用いることができ、
また受光器にはSiやInGaAsなどを用いたフォト
ダイオードを用いることができる。As a light emitting source, for example, GaAs-based or In
Laser diode using L-type compound semiconductor (L
D) or a light emitting diode (LED) can be used,
Further, a photodiode using Si, InGaAs, or the like can be used for the light receiver.
【0014】[0014]
【作用】本発明によれば、マイクロマシンと外部との通
信を行なう通信装置の通信手段として可視光あるいは近
赤外光を用いた光通信を使用するので、従来のように配
線を必要としない。また、発光源として異なる波長の光
を使用し、受光器の感度特性を波長によって異なるもの
を用いることによって、電波による通信で問題となる混
信の問題を容易に除去することができる。According to the present invention, since optical communication using visible light or near infrared light is used as a communication means of a communication device for communicating between a micromachine and the outside, no wiring is required as in the prior art. Further, by using light having different wavelengths as the light emitting source and using different sensitivity characteristics of the light receiver depending on the wavelength, it is possible to easily eliminate the problem of interference, which is a problem in radio wave communication.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図1は本発明のマイクロマシン通
信装置の構成図である。図1において、1は外部通信装
置、2は制御信号源、3は発光源、4は光学系、5は光
ビーム、11は内部通信装置、12は信号処理回路、1
3は受光器、14は光学系、21はマイクロマシン本
体、22はアクチュエータ、23は推進機、31は薬剤
射出器、32はバルブ、33は薬剤タンク、34は捕捉
・処置器、35はセンサ、36は検体採取装置である。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a micromachine communication device of the present invention. In FIG. 1, 1 is an external communication device, 2 is a control signal source, 3 is a light emission source, 4 is an optical system, 5 is a light beam, 11 is an internal communication device, 12 is a signal processing circuit, 1
3 is a light receiver, 14 is an optical system, 21 is a micromachine main body, 22 is an actuator, 23 is a propelling machine, 31 is a drug ejector, 32 is a valve, 33 is a drug tank, 34 is a capture / treatment device, 35 is a sensor, Reference numeral 36 is a sample collecting device.
【0016】本発明のマイクロマシン通信機は、外部通
信装置1と内部通信装置11とによって構成される。外
部通信装置1は体外に置かれるものであり、制御信号源
2によって発光の制御がされる発光源3からの光を光学
系4を介して光ビーム5として、体内のマイクロマシン
本体21に向けて照射される。したがって、制御信号は
光を媒体として伝送される。The micromachine communication device of the present invention comprises an external communication device 1 and an internal communication device 11. The external communication device 1 is placed outside the body, and the light from the light emitting source 3 whose light emission is controlled by the control signal source 2 is directed to the micromachine main body 21 inside the body as a light beam 5 through the optical system 4. Is irradiated. Therefore, the control signal is transmitted using light as a medium.
【0017】一方、内部通信装置11はマイクロマシン
本体21内に設置されるものであり、外部通信装置1か
ら照射される光ビーム5を光学系14及び受光器13に
よって受光し、該受光信号を信号処理回路12において
電気信号に変換するものである。そして、前記内部通信
装置11の信号処理回路12からの信号は、マイクロマ
シン本体21の制御を行なう。On the other hand, the internal communication device 11 is installed in the main body 21 of the micromachine, receives the light beam 5 emitted from the external communication device 1 by the optical system 14 and the light receiver 13, and outputs the received light signal. It is converted into an electric signal in the processing circuit 12. Then, the signal from the signal processing circuit 12 of the internal communication device 11 controls the micromachine main body 21.
【0018】マイクロマシン本体21は、前記内部通信
装置11の他に例えば以下のような医療機器としての構
成を有している。マイクロマシン本体21の移動はアク
チュエータ22によって駆動される推進機23によって
行なわれる。推進機23としては、例えば鞭毛モータな
どによって構成される。また、アクチュエータ22から
は薬剤射出器31がマイクロマシン本体21の外部にそ
の先端部を突出させ、薬剤タンク33に備蓄しておいた
薬剤を射出する。該薬剤の射出の制御はバルブ32によ
って行なわれ、局部的な薬剤の投薬が可能である。アク
チュエータ22からは捕捉・処置器34がマイクロマシ
ン本体21の外部に突出しており、患部などにおいて捕
捉や各種の処置を行なうことができる。また、アクチュ
エータ22からはセンサ35がマイクロマシン本体21
から外部に向けて設置され、各種の計測を行なうことが
できる。該計測項目としては、例えば、温度、圧力、p
H、出血部位の検出、酵素活性度、酸素分圧、炭酸ガス
分圧、塩素イオン等がある。The micromachine main body 21 has, in addition to the internal communication device 11, the following medical equipment, for example. The movement of the micromachine main body 21 is performed by a propulsion unit 23 driven by an actuator 22. The propulsion unit 23 is composed of, for example, a flagella motor. In addition, a drug ejector 31 projects its tip from the actuator 22 to the outside of the micromachine main body 21, and ejects the drug stored in the drug tank 33. The injection of the drug is controlled by the valve 32, and the drug can be locally administered. A capturing / treating device 34 protrudes from the actuator 22 to the outside of the micromachine main body 21 so that the capturing / treating device 34 can perform capturing and various treatments on an affected area. In addition, the sensor 35 is connected to the micromachine main body 21 from the actuator 22.
It is installed from outside to allow various measurements. The measurement items include, for example, temperature, pressure, p
H, detection of bleeding site, enzyme activity, oxygen partial pressure, carbon dioxide partial pressure, chloride ion, etc.
【0019】また、アクチュエータ22には検体採取装
置36が設置され、マイクロマシン本体21から外部に
向けて突出しており、各部位における検体を採取するこ
とができる。該検体はマイクロマシン本体21内部にお
いて分析したり、体外に取り出すことができる。前記、
マイクロマシン21の各種の機能は、内部通信装置11
によって受信した制御信号によって制御される。A sample collecting device 36 is installed on the actuator 22 and projects outward from the micromachine main body 21 to collect a sample at each site. The sample can be analyzed inside the micromachine main body 21 or taken out of the body. The
The various functions of the micromachine 21 correspond to the internal communication device 11
Controlled by the control signal received by.
【0020】本発明のマイクロマシン通信装置において
は、電波による無線手段に代わる光通信手段として波長
が600nmから1800nmの可視光及び近赤外光を
用いる。一般に、生体内部を透過しやすい近赤外光の波
長範囲は通常700nmから1500nmであることが
知られている。また、長波長側の波長においてはその減
衰は漸減の傾向があり、また、水分による吸収損失の波
長特性や発光源及び受光素子の特性等を考慮すると、通
信に使用可能な波長の範囲は600nmから1800n
mとすることができる。In the micromachine communication device of the present invention, visible light and near-infrared light having a wavelength of 600 nm to 1800 nm are used as an optical communication means instead of a radio means by radio waves. It is generally known that the wavelength range of near-infrared light that easily penetrates the inside of a living body is usually 700 nm to 1500 nm. In addition, the attenuation tends to gradually decrease at wavelengths on the long wavelength side, and considering the wavelength characteristics of absorption loss due to moisture and the characteristics of the light emitting source and the light receiving element, the wavelength range usable for communication is 600 nm. To 1800n
It can be m.
【0021】前記発光源として、GaAs系やInP系
の化合物半導体を利用したレーザーダイオード(LD)
や発光ダイオード(LED)を用いることができる。一
方、受光器にはSiやInGaAsなどを用いたフォト
ダイオードを用いることができる。つぎに、生体内にお
ける光の透過状態を説明する。A laser diode (LD) using a GaAs-based or InP-based compound semiconductor as the light emitting source.
Alternatively, a light emitting diode (LED) can be used. On the other hand, a photodiode using Si, InGaAs, or the like can be used for the light receiver. Next, the light transmission state in the living body will be described.
【0022】図2は本発明のマイクロマシン通信装置の
透過概念図である。図において、1は外部通信装置、1
1は内部通信装置、21はマイクロマシン本体、41は
生体の外壁、42は生体の内壁である。外部通信装置1
から発せられた光は、生体の外壁41を透過し生体内部
にあるマイクロマシン本体21の内部通信装置11によ
って受信される。FIG. 2 is a transparent conceptual diagram of the micromachine communication device of the present invention. In the figure, 1 is an external communication device, 1
Reference numeral 1 is an internal communication device, 21 is a micromachine main body, 41 is an outer wall of a living body, and 42 is an inner wall of the living body. External communication device 1
The light emitted from is transmitted through the outer wall 41 of the living body and is received by the internal communication device 11 of the micromachine main body 21 inside the living body.
【0023】生体内部に1回の透過によって生体組織内
を貫通するのではなく、生体内部において内壁42及び
対向外壁43によって反射を繰り返して多重反射の後内
部通信装置11に到達する。この内部反射は最大4回程
度行なわれる。したがって、受信信号が多重反射による
多重干渉によって誤りが生じないように、信号速度に制
限を加える必要がある。例えば、人の頭部の場合におい
ては、インパルス応答時間は約10nsとなるため、デ
ジタル信号系の場合信号速度は概略50Mbpsオーダ
が上限となる。この信号速度は通常の通信容量としては
充分な速度であって、実用に支障はない速度である。Instead of penetrating the inside of the living tissue by one-time penetration into the living body, reflection is repeated by the inner wall 42 and the opposing outer wall 43 inside the living body to reach the internal communication device 11 after multiple reflection. This internal reflection is performed about 4 times at maximum. Therefore, it is necessary to limit the signal rate so that an error does not occur in the received signal due to multiple interference due to multiple reflection. For example, in the case of a human head, since the impulse response time is about 10 ns, the upper limit of the signal speed is about 50 Mbps in the case of a digital signal system. This signal speed is a speed sufficient for normal communication capacity, and is a speed that does not hinder practical use.
【0024】前記本発明のマイクロマシン通信装置の実
施例においては、マイクロマシン側の内部通信装置11
は受信のみを行なう片側通信の例を示したが、次に双方
向通信及び多重通信の実施例について説明する。始め
に、双方向通信の実施例について説明する。図6は本発
明のマイクロマシン通信装置の第2の実施例の双方向通
信の概念図である。In the embodiment of the micromachine communication device of the present invention, the internal communication device 11 on the micromachine side is provided.
In the above, an example of one-sided communication for performing only reception is shown. Next, examples of bidirectional communication and multiplex communication will be described. First, an embodiment of bidirectional communication will be described. FIG. 6 is a conceptual diagram of bidirectional communication of the second embodiment of the micromachine communication device of the present invention.
【0025】図において、6は外部通信装置、16は内
部通信装置、21はマイクロマシン本体、81は発光
器、82は受光器、91は発光器、82は受光器であ
る。外部通信装置6は発光器81と受光器82とを有
し、一方内部通信装置16は発光器91と受光器92と
を有している。発光器81は制御信号の制御に応じて光
信号を発射し、受光器92によって受信される。受光器
92で受信した信号は信号処理された後、マイクロマシ
ン本体21の制御やマイクロマシン本体21に設けられ
た各種の装置の制御を行なう。In the figure, 6 is an external communication device, 16 is an internal communication device, 21 is a micromachine body, 81 is a light emitter, 82 is a light receiver, 91 is a light emitter, and 82 is a light receiver. The external communication device 6 has a light emitter 81 and a light receiver 82, while the internal communication device 16 has a light emitter 91 and a light receiver 92. The light emitter 81 emits an optical signal according to the control of the control signal and is received by the light receiver 92. The signal received by the light receiver 92 is subjected to signal processing, and thereafter, the micromachine main body 21 is controlled and various devices provided in the micromachine main body 21 are controlled.
【0026】一方、マイクロマシン本体21の状態信号
やマイクロマシン本体21に設けられた各種の装置の計
測信号は、発光器91から光信号の形態によって体外の
外部通信装置11に向けて送信され受光器82によって
受信される。前記構成によって、外部通信装置とマイク
ロマシン側の内部通信装置との間での双方向通信を行な
うことができる。On the other hand, status signals of the micromachine main body 21 and measurement signals of various devices provided in the micromachine main body 21 are transmitted from the light emitter 91 to the external communication device 11 outside the body in the form of optical signals, and the light receiver 82 is provided. Received by. With the above configuration, bidirectional communication can be performed between the external communication device and the internal communication device on the micromachine side.
【0027】前記の双方向通信において、外部通信装置
6の発光器81と内部通信装置16の受光器92との間
において使用する光の波長と、内部通信装置16の発光
器91と外部通信装置6の受光器82との間において使
用する光の波長とを異ならせることによって、双方の通
信の混信を防止することができる。次に、多重通信の実
施例について説明する。In the two-way communication, the wavelength of light used between the light emitter 81 of the external communication device 6 and the light receiver 92 of the internal communication device 16, and the light emitter 91 of the internal communication device 16 and the external communication device. By making the wavelength of the light to be used different from that of the light receiver 82 of No. 6, it is possible to prevent interference of both communications. Next, an example of multiplex communication will be described.
【0028】図7は本発明のマイクロマシン通信装置の
第3の実施例の多重通信の概念図である。図において、
7は外部通信装置、17は内部通信装置、21はマイク
ロマシン本体、80は制御信号源、81、83、…8m
は発光器、90は信号処理回路、92、94、…9nは
受光器である。FIG. 7 is a conceptual diagram of multiplex communication of the third embodiment of the micromachine communication device of the present invention. In the figure,
7 is an external communication device, 17 is an internal communication device, 21 is a micromachine main body, 80 is a control signal source, 81, 83, ... 8 m
Is a light emitting device, 90 is a signal processing circuit, and 92, 94, ...
【0029】外部通信装置7は制御信号源80と制御信
号源80からの送信信号によって発光する発光器81、
83、…8mを有し、一方内部通信装置16は前記発光
器81、83、…8mからの光信号を受信する受光器9
2、94、…9nと信号処理回路90とを有している。
発光器81、83、…8mによって発光される光の波長
をそれぞれ異ならせることによって混信を防止すること
ができる。発光器81、83、…8mを構成する発光素
子の発光特性を異ならせることによって、発光光の波長
を異ならせることができる。The external communication device 7 includes a control signal source 80 and a light emitter 81 which emits light in response to a transmission signal from the control signal source 80.
8m, while the internal communication device 16 receives the optical signal from the light emitters 81, 83, ... 8m.
9n and a signal processing circuit 90.
Interference can be prevented by making the wavelengths of the light emitted by the light emitters 81, 83, ... 8m different from each other. The wavelength of the emitted light can be made different by making the light emitting elements constituting the light emitters 81, 83, ...
【0030】例えば、600nm〜700nm帯波長の
光を出すAlGaAs、GaAsP及びGaP発光ダイ
オードや、800nm帯波長の光を出すAlGaAs発
光ダイオードや、1000nm帯波長の光を出すInG
aAsP発光ダイオード等を用いることができ、630
nm、780nm、850nm、880nm、1300
nm、及び1550nm等の波長は既存の発光源から使
用可能な波長区分とすることができる。For example, AlGaAs, GaAsP and GaP light emitting diodes which emit light in the wavelength band of 600 nm to 700 nm, AlGaAs light emitting diodes which emit light in the wavelength band of 800 nm, and InG which emit light in the wavelength band of 1000 nm.
aAsP light emitting diode or the like can be used, and 630
nm, 780 nm, 850 nm, 880 nm, 1300
Wavelengths such as nm and 1550 nm can be wavelength divisions that can be used from existing light emitting sources.
【0031】一方、受光器92、94、…9nの受光感
度はそれぞれ異ならせており、例えば、受光器92の受
光感度は発光器81が発光する光の波長を受けるのに適
した感度とし、また受光器94の受光感度は発光器83
が発光する光の波長を受けるのに適した感度とし、同様
に受光器9nの受光感度は発光器8mが発光する光の波
長を受けるのに適した感度としている。On the other hand, the light receiving sensitivities of the light receivers 92, 94, ... 9n are different from each other. For example, the light receiving sensitivity of the light receiver 92 is a sensitivity suitable for receiving the wavelength of the light emitted by the light emitter 81, Further, the light receiving sensitivity of the light receiving device 94 is the light emitting device 83.
Is a sensitivity suitable for receiving the wavelength of the light emitted by the light receiver 9n, and similarly the light receiving sensitivity of the light receiver 9n is a sensitivity suitable for receiving the wavelength of the light emitted by the light emitter 8m.
【0032】前記発光器と受光器の構成によって、伝送
光の混信を防止することができる。つまり、発光器81
からの発光光は体内を透過してマイクロマシン側の受光
器92、94、…9nに到達するが、前記発光器81か
らの発光光を受光することのできるのは受光感度から受
光器92だけである。同様にして、発光器83からの発
光光を受光することのできるのは受光器94だけであ
り、発光器8mからの発光光を受光することのできるの
は受光器9nだけである。他の受光器は、受光感度から
一種のフィルタによって受光を行なうことができず、混
信を防止することができる。The structure of the light emitter and the light receiver can prevent interference of transmitted light. That is, the light emitter 81
9n is transmitted through the body and reaches the photoreceivers 92, 94, ... 9n on the side of the micromachine, but the light emitted from the light emitter 81 can be received only by the photoreceiver 92 because of the light receiving sensitivity. is there. Similarly, only the light receiver 94 can receive the light emitted from the light emitter 83, and only the light receiver 9n can receive the light emitted from the light emitter 8m. Other light receivers cannot receive light by a kind of filter due to the light receiving sensitivity, and thus interference can be prevented.
【0033】以下に、本発明のマイクロマシン通信装置
の多重通信の場合の波長の選別について説明する。図8
及び図9は本発明のマイクロマシン通信装置の波長特性
図である。図8の(a)は外部送信装置7から発せられ
る伝送光のスペクトルである。図では、例として800
nm帯の波長と1300nm帯の波長の2つを示してい
る。発光器81及び発光器83から800nm帯の波長
と1300nm帯の波長が発光されると、前記2つの波
長は受光器92に到達する。ここで、受光器92の受光
感度を例えば図8の(b)に示すようなSiの受光感度
とすると、受光器92において受信する波長は図8の
(c)に示すように800nm帯の波長とすることがで
きる。The wavelength selection in the case of multiplex communication of the micromachine communication device of the present invention will be described below. Figure 8
FIG. 9 is a wavelength characteristic diagram of the micromachine communication device of the present invention. FIG. 8A shows a spectrum of transmission light emitted from the external transmission device 7. In the figure, as an example, 800
Two wavelengths are shown, a wavelength in the nm band and a wavelength in the 1300 nm band. When the wavelengths of 800 nm band and 1300 nm band are emitted from the light emitter 81 and the light emitter 83, the two wavelengths reach the light receiver 92. Here, assuming that the light receiving sensitivity of the light receiving device 92 is, for example, the light receiving sensitivity of Si as shown in FIG. 8B, the wavelength received by the light receiving device 92 is a wavelength in the 800 nm band as shown in FIG. 8C. Can be
【0034】一方、図9は1300nm帯の波長を受光
する場合である。図9の(a)は図8の(a)と同様に
800nm帯の波長と1300nm帯の波長の2つを送
信する外部送信装置7から発せられる伝送光のスペクト
ルである。発光器81及び発光器83から800nm帯
の波長と1300nm帯の波長が発光されると、前記2
つの波長は受光器94に到達する。ここで、受光器94
の受光感度を例えば図9の(b)に示すようなInGa
Asの受光感度とすると、受光器94において受信する
ことのできる波長を1300nm帯の波長とすることが
できる。On the other hand, FIG. 9 shows a case of receiving a wavelength of 1300 nm band. FIG. 9A is a spectrum of transmission light emitted from the external transmission device 7 that transmits two wavelengths of the 800 nm band and the 1300 nm band, as in FIG. 8A. When the wavelengths of 800 nm band and 1300 nm band are emitted from the light emitter 81 and the light emitter 83, the above-mentioned 2
The two wavelengths reach the light receiver 94. Here, the light receiver 94
The light receiving sensitivity of InGa is, for example, as shown in FIG.
When the light receiving sensitivity is As, the wavelength that can be received by the light receiver 94 can be a wavelength in the 1300 nm band.
【0035】前記のように、受光器の受光感度を異なら
せることによって、異なる波長の光信号が同時にマイク
ロマシン通信装置に到達しても、分離して選別すること
ができる。また、場合によっては、波長選択性のフィル
タを使用することによって波長の分離及び選択を行い、
波長の分離選択特性を向上させることもできる。例え
ば、図7に示すように受光器9nの前面にフィルタ10
0を配置することによって実現することができる。As described above, by making the light receiving sensitivities of the light receivers different, even when optical signals of different wavelengths reach the micromachine communication device at the same time, they can be separated and selected. Also, in some cases, wavelength separation and selection is performed by using a wavelength selective filter,
It is also possible to improve the wavelength separation selection characteristic. For example, as shown in FIG. 7, a filter 10 is provided on the front surface of the light receiver 9n.
It can be realized by placing 0.
【0036】前記の多重通信によってマイクロマシンの
有する各種の機能を制御を行なうことができる。前記多
重通信の実施例においては、片方向通信について説明し
たが、双方通信とすることも可能である。この場合に
は、マイクロマシン側からの各種の状態信号や計測信号
を外部通信装置に伝送することも可能である。Various functions of the micromachine can be controlled by the above-mentioned multiplex communication. In the embodiment of the multiplex communication, one-way communication has been described, but it is also possible to use two-way communication. In this case, various status signals and measurement signals from the micromachine side can be transmitted to the external communication device.
【0037】図10は外部通信装置の発信部の他の実施
例である。図において、1は外部通信装置、8は光ファ
イバコード、9は放射器である。この実施例において
は、発信部の導光部の一部に光ファイバコード8を用
い、光ファイバコード8の先端に設置された放射器9か
ら送信光を照射するものである。FIG. 10 shows another embodiment of the transmitter of the external communication device. In the figure, 1 is an external communication device, 8 is an optical fiber cord, and 9 is a radiator. In this embodiment, the optical fiber cord 8 is used in a part of the light guide portion of the transmitting portion, and the transmitting light is emitted from the radiator 9 installed at the tip of the optical fiber cord 8.
【0038】前記構成によって、外部通信装置1から照
射される光の方向の制御を容易とすることができる。つ
まり、放射器9からの光ビーム5の方向を、体内のマイ
クロマシン本体21の位置及びマイクロマシンの内部通
信装置11の受光系14の方向に応じて調整することが
できる。前記照射光の方向の適正の評価は、例えばマイ
クロマシンから送信される信号の強度を測定することに
よって可能である。With the above structure, it is possible to easily control the direction of the light emitted from the external communication device 1. That is, the direction of the light beam 5 from the radiator 9 can be adjusted according to the position of the micromachine main body 21 inside the body and the direction of the light receiving system 14 of the internal communication device 11 of the micromachine. Appropriate evaluation of the direction of the irradiation light can be performed, for example, by measuring the intensity of the signal transmitted from the micromachine.
【0039】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 (1)マイクロマシンの動作可能な範囲は配線によって
制約を受けず、動作位置及び動作距離を向上させること
ができる。 (2)また、混信の恐れの少ない多重通信によって、多
機能のマイクロマシンの駆動を多数の信号配線や複雑な
リンク機構用いることなくおこなうことができる。 (3)外部と直接接続している配線の排斥するとともに
計測系とのフィードバックの確保を行なうことができ
る。 (4)混信による誤動作を起こすことなく、マイクロマ
シンの制御用あるいは測定用信号を伝送することがで
き、信頼性の高い送信系を確保することができる。 (5)マイクロマシンと外部装置との間において、双方
向通信や多重化通信を可能とすることができる。As described above, according to the present invention, (1) the operable range of the micromachine is not restricted by the wiring, and the operating position and operating distance can be improved. (2) In addition, the multi-communication with less risk of interference can drive a multi-function micromachine without using a large number of signal wires or a complicated link mechanism. (3) It is possible to eliminate the wiring directly connected to the outside and to secure the feedback with the measurement system. (4) Micromachine control or measurement signals can be transmitted without causing malfunction due to interference, and a highly reliable transmission system can be secured. (5) It is possible to enable bidirectional communication or multiplexed communication between the micromachine and the external device.
【図1】本発明のマイクロマシン通信装置の構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram of a micromachine communication device of the present invention.
【図2】本発明のマイクロマシン通信装置の透過概念図
である。FIG. 2 is a transparent conceptual diagram of the micromachine communication device of the present invention.
【図3】従来のマイクロマシンを用いた内視鏡の使用図
である。FIG. 3 is a usage diagram of an endoscope using a conventional micromachine.
【図4】従来のマイクロマシンを用いた内視鏡の断面図
である。FIG. 4 is a sectional view of an endoscope using a conventional micromachine.
【図5】従来のマイクロマシンを用いた内視鏡の構造図
である。FIG. 5 is a structural diagram of an endoscope using a conventional micromachine.
【図6】本発明のマイクロマシン通信装置の第2の実施
例の双方向通信の概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of bidirectional communication of a second embodiment of the micromachine communication device of the present invention.
【図7】本発明のマイクロマシン通信装置の第3の実施
例の多重通信の概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of multiplex communication of a third embodiment of the micromachine communication device of the present invention.
【図8】本発明のマイクロマシン通信装置の波長特性図
である。FIG. 8 is a wavelength characteristic diagram of the micromachine communication device of the present invention.
【図9】本発明のマイクロマシン通信装置の波長特性図
である。FIG. 9 is a wavelength characteristic diagram of the micromachine communication device of the present invention.
【図10】本発明の外部通信装置の発信部の他の実施例
である。FIG. 10 is another embodiment of the transmitter of the external communication device of the present invention.
1,6,7…外部通信装置、2,80…制御信号源、3
…発光源、4…光学系、5…光ビーム、8…光ファイバ
コード、9…放射器、11,16,17…内部通信装
置、12,90…信号処理回路、13…受光器、14…
光学系、21…マイクロマシン本体、22…アクチュエ
ータ、23…推進機、31…薬剤射出器、32…バル
ブ、33…薬剤タンク、34…捕捉・処置器、35…セ
ンサ、36…検体採取装置、41…生体の外壁、42…
生体の内壁、81,83,8m,91…発光器、82,
92,94,9n…受光器、100…フィルタ1, 6, 7 ... External communication device, 2, 80 ... Control signal source, 3
... Light emitting source, 4 ... Optical system, 5 ... Light beam, 8 ... Optical fiber code, 9 ... Radiator, 11, 16, 17 ... Internal communication device, 12, 90 ... Signal processing circuit, 13 ... Light receiver, 14 ...
Optical system, 21 ... Micromachine main body, 22 ... Actuator, 23 ... Propulsion machine, 31 ... Drug injector, 32 ... Valve, 33 ... Drug tank, 34 ... Capture / treatment device, 35 ... Sensor, 36 ... Specimen collecting device, 41 … Outer wall of living body, 42…
Inner wall of living body, 81, 83, 8 m, 91 ... Light emitter, 82,
92, 94, 9n ... Photo receiver, 100 ... Filter
Claims (1)
部通信装置と、(b)マイクロマシン内に設置される内
部通信装置とからなり、(c)前記通信装置間の通信手
段として600nmから1800nmまでの可視光及び
近赤外光を使用することを特徴とするマイクロマシン通
信装置。1. A system comprising (a) an external communication device installed outside the micromachine and (b) an internal communication device installed inside the micromachine, and (c) 600 nm to 1800 nm as a communication means between the communication devices. Micromachine communication device characterized by using visible light and near-infrared light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16076592A JP3298153B2 (en) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | Micromachine communication device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16076592A JP3298153B2 (en) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | Micromachine communication device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06190A true JPH06190A (en) | 1994-01-11 |
JP3298153B2 JP3298153B2 (en) | 2002-07-02 |
Family
ID=15721979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16076592A Expired - Fee Related JP3298153B2 (en) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | Micromachine communication device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3298153B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998051025A1 (en) * | 1997-05-02 | 1998-11-12 | Seiko Epson Corporation | Polarized light communication device, transmitter, laser, polarized light communication device for organism, reflected light detector and pulse wave detector |
JP2006149581A (en) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Olympus Corp | Capsule type medical implement main body and capsule type medical system |
JP2011501685A (en) * | 2008-10-31 | 2011-01-13 | インダストリー ファウンデーション オブ チョンナム ナショナル ユニバーシティー | Bacteria-based microrobot for lesion treatment, operating method thereof, and therapeutic method using the same |
US8038600B2 (en) | 2004-11-26 | 2011-10-18 | Olympus Corporation | Medical system |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP16076592A patent/JP3298153B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6999685B1 (en) | 1997-01-31 | 2006-02-14 | Seiko Epson Corporation | Polarized light communication device, transmitter, laser, polarized light communication device for physiological use, reflected light detector and pulse wave detecting device |
WO1998051025A1 (en) * | 1997-05-02 | 1998-11-12 | Seiko Epson Corporation | Polarized light communication device, transmitter, laser, polarized light communication device for organism, reflected light detector and pulse wave detector |
EP0936762A1 (en) * | 1997-05-02 | 1999-08-18 | Seiko Epson Corporation | Polarized light communication device, transmitter, laser, polarized light communication device for organism, reflected light detector and pulse wave detector |
EP0936762A4 (en) * | 1997-05-02 | 2002-05-02 | Seiko Epson Corp | Polarized light communication device, transmitter, laser, polarized light communication device for organism, reflected light detector and pulse wave detector |
JP2006149581A (en) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Olympus Corp | Capsule type medical implement main body and capsule type medical system |
JP4699013B2 (en) * | 2004-11-26 | 2011-06-08 | オリンパス株式会社 | Capsule type medical device body and capsule type medical system |
US8038600B2 (en) | 2004-11-26 | 2011-10-18 | Olympus Corporation | Medical system |
JP2011501685A (en) * | 2008-10-31 | 2011-01-13 | インダストリー ファウンデーション オブ チョンナム ナショナル ユニバーシティー | Bacteria-based microrobot for lesion treatment, operating method thereof, and therapeutic method using the same |
EP2348948A1 (en) * | 2008-10-31 | 2011-08-03 | Industry Foundation Of Chonnam National University | Bacterium-based microrobot for medical treatment, operation method thereof and treatment method using the same |
EP2348948A4 (en) * | 2008-10-31 | 2013-09-25 | Univ Nat Chonnam Ind Found | Bacterium-based microrobot for medical treatment, operation method thereof and treatment method using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3298153B2 (en) | 2002-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4944304A (en) | Electronic sphygmomanometer | |
US10004402B2 (en) | Measurement apparatus for physiological parameters | |
JP3053190B2 (en) | Physiological probe | |
US5411023A (en) | Optical sensor system | |
US20030181796A1 (en) | Hybrid optical delivery system for photoplethysmography | |
US6986738B2 (en) | System and method for maneuvering a device in vivo | |
US5460182A (en) | Tissue penetrating apparatus and methods | |
JP3190604B2 (en) | Photoplethysmograph measuring device | |
EP2805672B1 (en) | Photoacousticbracket, photoacoustic probe and photoacoustic imaging apparatus having the same | |
US6298253B1 (en) | Method and device for measuring the absorption of radiation in a portion of tissue | |
EP0501283B1 (en) | Optical organism measuring apparatus | |
US20070244364A1 (en) | Endoscope tips, scanned beam endoscopes using same, and methods of use | |
JP2007532188A (en) | Photoplethysmography using spatially uniform multicolor sources | |
CA2123421A1 (en) | Remote display of patient monitored data | |
JP2011519687A (en) | Catheter with rotating ultrasonic transceiver board | |
US5103829A (en) | Examination apparatus for measuring oxygenation in body organs | |
JPH06190A (en) | Micromachine communication equipment | |
CN214956033U (en) | Data acquisition module, data acquisition equipment and medical device monitoring system | |
JPH05103774A (en) | Measuring device for metabolism information | |
CN112515631B (en) | Intravascular imaging device | |
JPH08184593A (en) | Optical probe device for somatometry | |
US20210353231A1 (en) | Supply of a sensor of an interventional device | |
EP1200001A1 (en) | Naso-gastric reflectance spectroscopy probe | |
JPH06319726A (en) | Device for measuring oxygen metabolism of bio tissue | |
JPH10234737A (en) | Metabolic information measuring probe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010911 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020319 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |