WO2023243164A1

WO2023243164A1 - カプセル状服薬デバイスおよびカプセル状服薬デバイスの充電システム

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Publication number: WO2023243164A1
Application number: PCT/JP2023/009768
Authority: WO
Inventors: 中村孝則; 長井崇浩
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

カプセル状服薬デバイス１０は、カプセル状の筐体１と、筐体１の内部に配置された基板２と、基板２に設けられた受電コイル３と、受電コイル３によって受電される電力を充電可能な二次電池４とを備える。カプセル状服薬デバイス１０の重心１１は、カプセル状服薬デバイス１０を、重心１１がある位置を通り、カプセル状服薬デバイス１０の長手方向と直交する平面で切断したときの切断面１３の中心１２とは異なる位置であって、かつ、基板２と直交する方向に見たときに基板２と重なる位置にある。　カプセル状服薬デバイスの充電システムは、複数の収容部と複数の収容部の開口部を覆う金属製カバーとを有する収容シートと、収容部に収容されるカプセル状服薬デバイス１０と、送電コイルを有し、カプセル状服薬デバイス１０が収容された収容シートが載置される充電器とを備える。

Description

カプセル状服薬デバイスおよびカプセル状服薬デバイスの充電システム

　本発明は、カプセル状服薬デバイス、および、カプセル状服薬デバイスの充電システムに関する。

　処方された薬剤を患者が服用したか否かを確認する方法や、患者が薬剤を服用することによって、どのような生体反応が生じるか確認する方法が必要とされている。このため、薬剤とともに服用された後、体内から体外へと信号を送信する服薬デバイスの開発が進められている。

　特許文献１には、薬剤を含む服薬デバイスが服用されると、胃液のような伝導性液体を介して、服薬デバイスに含まれる駆動回路に電流が流れて信号を送信し、外部の受信装置で信号を受信することによって、服薬デバイスが服用されたことを検知するシステムが記載されている。

特許第５７３０８２２号

　ここで、胃液のような伝導性液体を介して駆動回路に電流を流す、いわゆる胃酸電池は、短時間だけ電力を必要とするシステムには適しているが、例えば、服薬デバイスを長時間体内に滞留させて生体情報を取得し、取得した生体情報を体外に送信するシステムには適していない。このため、必要なタイミングで電力を供給可能な小型の二次電池を服薬デバイス内に設ける構成が考えられる。

　しかしながら、服薬デバイス、特に、カプセル状の服薬デバイスの内部に小型の二次電池を設けた場合、そのような二次電池を効率良く充電することは困難である。

　本発明は、上記課題を解決するものであり、内部に設けられた二次電池を効率良く充電することが可能なカプセル状服薬デバイス、および、カプセル状服薬デバイスの充電システムを提供することを目的とする。

　本発明のカプセル状服薬デバイスは、
　カプセル状の筐体と、
　前記筐体の内部に配置された基板と、
　前記基板に設けられた受電コイルと、
　前記受電コイルによって受電される電力を充電可能な二次電池と、
を備え、
　前記カプセル状服薬デバイスの重心は、前記カプセル状服薬デバイスを、前記重心がある位置を通り、前記カプセル状服薬デバイスの長手方向と直交する平面で切断したときの切断面の中心とは異なる位置であって、かつ、前記基板と直交する方向に見たときに前記基板と重なる位置にあることを特徴とする。

　本発明のカプセル状服薬デバイスの充電システムは、
　複数の収容部と、複数の前記収容部の開口部を覆う金属製カバーとを有する収容シートと、
　前記収容シートの前記収容部に収容される請求項１～７のいずれか一項に記載のカプセル状服薬デバイスと、
　送電コイルを有し、前記収容部に前記カプセル状服薬デバイスが収容された前記収容シートが載置される充電器と、
を備えることを特徴とする。

　本発明のカプセル状服薬デバイスは、送電コイルを有する充電器の上に置かれたときに、受電コイルと送電コイルとが直交する位置関係にならないので、効率良くワイヤレス給電を行うことができ、二次電池を効率良く充電することができる。また、送電コイルを有する充電器の上に置かれたときに、送電コイルと受電コイルとの相対的な位置関係が一意的に定まるので、ワイヤレス充電を行った際の充電ばらつきを抑制することができる。

　本発明のカプセル状服薬デバイスの充電システムによれば、収容部にカプセル状服薬デバイスが収容された収容シートを、送電コイルを有する充電器の上に置くだけで、高い充電効率で充電を行うことができる。

（ａ）は、一実施形態におけるカプセル状服薬デバイスを模式的に示す側面図、（ｂ）は、図１（ａ）に示すカプセル状服薬デバイスを１Ｂ－１Ｂ線に沿って切断したときの構成を模式的に示す断面図、（ｃ）は、図１（ａ）に示すカプセル状服薬デバイスを１Ｃ－１Ｃ線に沿って切断したときの構成を模式的に示す断面図である。基板に設けられた受電コイルの形状を模式的に示す平面図である。筐体を構成する第１の分割筐体と第２の分割筐体の外観形状を模式的に示す図である。カプセル状服薬デバイスの充電システムの構成を模式的に示す側面断面図である。（ａ）は、一実施形態におけるカプセル状服薬デバイスを充電するときの姿勢を模式的に示す側面断面図、（ｂ）は、カプセル状服薬デバイスの重心がある位置を通り、カプセル状服薬デバイスの長手方向と直交する平面で切断したときの切断面の中心と重心とが一致するカプセル状服薬デバイスを充電するときの姿勢を模式的に示す側面断面図、（ｃ）は、重心が上記切断面の中心とは異なる位置にあるが、基板と直交する方向に見たときに基板と重ならない位置にあるカプセル状服薬デバイスを充電するときの姿勢を模式的に示す側面断面図である。カプセル状服薬デバイスの重心と、カプセル状服薬デバイスの重心がある位置を通り、カプセル状服薬デバイスの長手方向と直交する平面で切断したときの切断面の中心とを結ぶ線と、切断面の中心を通り、基板と直交する方向に延伸する基準線との間の角度θを説明するための図である。カプセル状服薬デバイスの重心と、カプセル状服薬デバイスの重心がある位置を通り、カプセル状服薬デバイスの長手方向と直交する平面で切断したときの切断面の中心とを結ぶ線と、切断面の中心を通り、基板と直交する方向に延伸する基準線との間の角度θと、受電コイルの後段に設置された整流ブリッジ回路の出力電圧との関係を示す図である。

　以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴を具体的に説明する。

　一実施形態におけるカプセル状服薬デバイス１０は、薬剤とともに服用されて、例えば、生体情報を体外に送信することが可能である。カプセル状服薬デバイス１０とともに服用される薬剤は、任意の薬剤である。

　図１（ａ）は、一実施形態におけるカプセル状服薬デバイス１０を模式的に示す側面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すカプセル状服薬デバイス１０を１Ｂ－１Ｂ線に沿って切断したときの構成を模式的に示す断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）に示すカプセル状服薬デバイス１０を１Ｃ－１Ｃ線に沿って切断したときの構成を模式的に示す断面図である。図１（ａ）～（ｃ）において、Ｘ軸方向は、カプセル状服薬デバイス１０の長手方向であり、Ｙ軸方向は、短手方向である。また、Ｚ軸は、Ｘ軸およびＹ軸とそれぞれ直交する軸である。

　一実施形態におけるカプセル状服薬デバイス１０は、カプセル状の筐体１と、基板２と、受電コイル３と、二次電池４とを備える。

　筐体１は、例えば、生体適合性を有する樹脂、または、表面に生体適合性を有する材料がコーティングされた汎用樹脂などからなる。生体適合性を有する樹脂として、例えば、エポキシ樹脂を用いることが可能である。筐体１に用いられる材料として、カプセル状服薬デバイス１０が体内に取り込まれてから、胃酸などによって溶けることなく、体外に排出されるような材料が用いられることが好ましい。

　基板２は、筐体１の内部に配置されている。筐体１の内部に配置される基板２は、１枚でもよいし、複数枚でもよい。例えば、基板２として、受電コイル３が設けられる基板、二次電池４が設けられる基板、制御用ＩＣが設けられる基板を設けるようにしてもよい。

　受電コイル３は、送電コイルと対になってワイヤレス給電を行うためのものであって、基板２に設けられている。受電コイル３は、例えば、銅からなる。ワイヤレス給電として、電磁誘導技術や磁界共鳴技術を用いたワイヤレス給電を行うことができる。なお、磁界共鳴は、送電コイルがつくる磁界の変化を受けて受電コイル３に電流が流れるため、電磁誘導の一種である。図２は、基板２に設けられた受電コイル３の形状を模式的に示す平面図である。なお、図２では省略しているが、受電コイル３は、二次電池４と接続されている。

　二次電池４は、受電コイル３によって受電される電力を充電可能である。二次電池４は、充放電可能な電池であれば、どのようなものでもよく、例えば、固体電解質を有する全固体電池である。二次電池４は、例えば、受電コイル３が設けられている基板２に設けられる。ただし、二次電池４が設けられる位置が、受電コイル３が設けられている基板２の上に限定されることはない。

　カプセル状服薬デバイス１０は、さらに、生体情報取得部５および信号送信部６を備えていてもよい。生体情報取得部５および信号送信部６には、二次電池４から電力が供給される。図１では、受電コイル３が設けられている基板２に生体情報取得部５および信号送信部６が設けられた構成を示しているが、生体情報取得部５および信号送信部６が設けられる位置が基板２の上に限定されることはない。

　生体情報取得部５は、薬剤とともに服用されたカプセル状服薬デバイス１０の体内の位置、体内の温度などの生体情報を取得する。例えば、生体情報取得部５は、時刻を計測可能な計時手段を有しており、カプセル状服薬デバイス１０が体内に取り込まれてから経過した時間を計測し、計測した時間に応じて、カプセル状服薬デバイス１０の体内における位置を推定する。別の例として、生体情報取得部５は、温度センサを備えており、体内の温度を検出する。なお、生体情報には、生体に関するあらゆる情報が含まれ、生体情報取得部５は、任意の生体情報を取得するように構成することができる。

　信号送信部６は、生体情報取得部５で取得された生体情報を送信する。すなわち、カプセル状服薬デバイス１０が体内に取り込まれた後、信号送信部６は、生体情報取得部５で取得された生体情報を体外へと送信する。信号送信部６は、例えば、圧電素子であり、生体情報を超音波信号として送信する。圧電素子の材料として、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＢＴ（チタン酸バリウム）、ＫＮＮ（ニオブ酸カリウムナトリウム）などを用いることが可能である。その場合、カプセル状服薬デバイス１０は、圧電素子を制御するためのＩＣを備える。信号送信部６が圧電素子である場合、生体情報を超音波信号として確実に体外へと送信することができる。信号送信部６から送信された信号は、体外に設けられた信号受信部によって受信される。

　なお、信号送信部６が圧電素子であり、超音波信号を送信する場合において、振動モードを横変位タイプ（ｄ３１モード）とする場合、圧電素子の長さが長い方が超音波信号を強くすることができる。本実施形態におけるカプセル状服薬デバイス１０は、カプセル型の形状を有するため、長さが長い圧電素子を内部に収容することが可能であり、強い超音波信号を送信することが可能である。

　ただし、信号送信部６が圧電素子に限定されることはない。例えば、信号送信部６は、無線通信によって、生体情報を送信するように構成されていてもよい。

　上述したように、生体情報取得部５および信号送信部６には、二次電池４から電力が供給される。胃酸電池ではなく二次電池４から生体情報取得部５に電力が供給されることにより、生体情報取得部５は、体内の任意の位置で生体情報を取得することが可能となる。また、胃酸電池ではなく二次電池４から信号送信部６に電力が供給されることにより、信号送信部６は、体内の任意の位置で生体情報を送信することが可能となる。

　図１（ｃ）は、カプセル状服薬デバイス１０を、カプセル状服薬デバイス１０の重心１１がある位置を通り、カプセル状服薬デバイス１０の長手方向と直交する平面で切断したときの切断面１３を示す。本実施形態において、上記切断面１３は、図１（ｃ）に示すように、円形である。なお、カプセル状服薬デバイス１０の重心１１は、公知の方法により求めることができる。

　本実施形態におけるカプセル状服薬デバイス１０において、カプセル状服薬デバイス１０の重心１１は、図１（ｃ）に示すように、カプセル状服薬デバイス１０を、重心１１がある位置を通り、カプセル状服薬デバイス１０の長手方向と直交する平面で切断したときの切断面１３の中心１２とは異なる位置であって、かつ、図１（ｂ）に示すように、基板２と直交する方向に見たときに基板２と重なる位置にある。

　一例として、筐体１は、第１の分割筐体１ａと第２の分割筐体１ｂとを組み合わせて構成されている。図３は、組み合わせる前の第１の分割筐体１ａと第２の分割筐体１ｂとを示している。また、図３では、後述するように、基板２の配置位置の一例を示すために、基板２を点線で示している。

　第１の分割筐体１ａと第２の分割筐体１ｂは、筐体１の短手方向の中心を通り、長手方向と平行な平面で筐体１を切断することによって分割された形状を有する。第１の分割筐体１ａおよび第２の分割筐体１ｂは、例えば、射出成形や３Ｄプリンタを用いた製造方法によって製造することができる。第１の分割筐体１ａと第２の分割筐体１ｂは、接着剤などを用いて組み合わせることが可能である。

　カプセル状服薬デバイス１０の重心１１が上述した切断面１３の中心１２とは異なる位置となるようにするため、例えば、第１の分割筐体１ａの重量と、第２の分割筐体１ｂの重量が異なるように構成する。例えば、第２の分割筐体１ｂの重量を第１の分割筐体１ａの重量よりも重くすることによって、カプセル状服薬デバイス１０の重心１１が第２の分割筐体１ｂ側に位置するように調整することができる。このように、筐体１が第１の分割筐体１ａと第２の分割筐体１ｂとを組み合わせて構成されており、第１の分割筐体１ａの重量と、第２の分割筐体１ｂの重量が異なるようにすることにより、容易に、カプセル状服薬デバイス１０の重心１１の位置を所望の位置に設定することができる。

　第１の分割筐体１ａの重量と、第２の分割筐体１ｂの重量が異なるようにするため、例えば、第１の分割筐体１ａと第２の分割筐体１ｂのいずれか一方に錘を設けるようにしてもよい。基板２と直交する方向に見たときに、カプセル状服薬デバイス１０の重心１１が基板２と重なる位置にあるようにするため、錘は、基板２と直交する方向に見たときに、少なくとも一部が基板２と重なる位置に設けることが好ましく、全体が基板２と重なる位置に設けることがより好ましい。

　基板２は、図３に示すように、第２の分割筐体１ｂの内部に設けるようにしてもよいし、第１の分割筐体１ａの内部に設けるようにしてもよい。基板２は、第２の分割筐体１ｂまたは第１の分割筐体１ａの内部に、はめ込みによって配置してもよいし、ネジ、接着剤、または、両面テープなどを使って配置するようにしてもよい。

　錘を第１の分割筐体１ａと第２の分割筐体１ｂのいずれか一方に設ける代わりに基板２の上に設けて、第１の分割筐体１ａおよび第２の分割筐体１ｂのいずれか一方の分割筐体内に、錘を設けた基板２を配置するようにしてもよい。

　図４は、カプセル状服薬デバイスの充電システム１００の構成を模式的に示す側面断面図である。カプセル状服薬デバイスの充電システム１００は、カプセル状服薬デバイス１０と、収容シート２０と、充電器３０とを備える。

　収容シート２０は、複数の収容部２１と、複数の収容部２１の開口部を覆う金属製カバー２２とを有している。収容シート２０は、例えば、ＰＴＰシート（Press Through Pack Sheet）である。収容シート２０のうち、収容部２１を構成する部分は、例えば、樹脂からなり、金属製カバー２２は、例えば、アルミニウムからなる。

　カプセル状服薬デバイス１０は、収容シート２０の収容部２１に収容される。図４は、収容部２１の開口部からカプセル状服薬デバイス１０を収容して、開口部を金属製カバー２２で覆った状態を示している。図４に示すように、各収容部２１には、１つのカプセル状服薬デバイス１０が収容される。ただし、１つの収容部２１に、複数のカプセル状服薬デバイス１０を収容するようにしてもよい。

　また、１つの収容部２１に、１回で服用する薬剤とカプセル状服薬デバイス１０を収容するようにしてもよい。１回で服用する薬剤が複数ある場合には、１つの収容部２１に、複数の薬剤と１つのカプセル状服薬デバイス１０を収容することができる。

　収容シート２０の収容部２１に収容されているカプセル状服薬デバイス１０の二次電池４は、充電器３０によって充電可能である。充電器３０は、ワイヤレス給電のための送電コイル３１を有する。送電コイル３１は、充電器３０に複数設けられていてもよいし、１つだけ設けられていてもよい。カプセル状服薬デバイス１０の二次電池４を充電する際、収容部２１にカプセル状服薬デバイス１０が収容された収容シート２０が充電器３０の載置面３０ａに載置される。図４に示すように、収容シート２０が充電器３０と接する部位は、金属製カバー２２とは反対側である。この状態で充電器３０の送電コイル３１に電流が流れると、電磁誘導により、カプセル状服薬デバイス１０の受電コイル３に電流が流れて、二次電池４の充電が行われる。

　送電コイル３１は、充電器３０のうち、収容シート２０が載置される載置面３０ａ、または、載置面３０ａに近い位置に設けられることが好ましい。送電コイル３１が充電器３０の載置面３０ａ、または、載置面３０ａに近い位置に設けられることにより、送電コイル３１とカプセル状服薬デバイス１０の受電コイル３との距離が近くなるので、高い充電効率でワイヤレス充電を行うことができる。

　上述したように、カプセル状服薬デバイス１０の二次電池４を充電するときに収容シート２０が充電器３０と接する部位は、金属製カバー２２とは反対側である。すなわち、図４に示すように、収容シート２０のうち、金属製カバー２２とは反対側の部位が充電器３０の載置面３０ａと対向するように、収容シート２０を充電器３０の載置面３０ａの上に置く。この状態で充電を行うことにより、金属製カバー２２が設けられている側、すなわち、収容シート２０に対して充電器３０とは反対側からの電磁波の影響を受けにくくなるので、効率良く充電を行うことができる。

　なお、本発明のカプセル状服薬デバイスの充電システム１００において、収容シート２０の収容部２１に収容されたカプセル状服薬デバイス１０の充電は、薬剤を服用する患者自身や、薬剤とともにカプセル状服薬デバイス１０を患者に渡す薬局で行うことが可能である。

　上述したように、本実施形態におけるカプセル状服薬デバイス１０において、その重心１１は、カプセル状服薬デバイス１０を、重心１１がある位置を通り、長手方向と直交する平面で切断したときの切断面１３の中心１２とは異なる位置であって、かつ、基板２と直交する方向に見たときに基板２と重なる位置にある。そのような構成により、カプセル状服薬デバイス１０を充電器３０の載置面３０ａの上に置いたときに、ワイヤレス給電を効率良く行うことができ、二次電池４を効率良く充電することができる。このことについて、図５を参照しながら説明する。

　図５（ａ）は、本実施形態におけるカプセル状服薬デバイス１０を充電するときの姿勢を模式的に示す側面断面図、図５（ｂ）は、重心１１Ｘが上述した切断面１３Ｘの中心１２Ｘと一致するカプセル状服薬デバイス１０Ｘを充電するときの姿勢を模式的に示す側面断面図、図５（ｃ）は、重心１１Ｙが上述した切断面１３Ｙの中心１２Ｙとは異なる位置にあるが、基板２Ｙと直交する方向に見たときに基板２Ｙと重ならない位置にあるカプセル状服薬デバイス１０Ｙを充電するときの姿勢を模式的に示す側面断面図である。図５（ａ）～（ｃ）では、充電器３０を省略しているが、図４と同様に、充電器３０の載置面３０ａの上にカプセル状服薬デバイス１０、１０Ｘ、１０Ｙを置いた状態を示している。すなわち、図５（ａ）～（ｃ）において、充電器３０は、カプセル状服薬デバイス１０、１０Ｘ、１０Ｙの鉛直下方に位置する。

　図５（ｂ）に示すカプセル状服薬デバイス１０Ｘおよび図５（ｃ）に示すカプセル状服薬デバイス１０Ｙは、本発明のカプセル状服薬デバイスではない。ここでは、カプセル状服薬デバイス１０Ｘの構成要素のうち、カプセル状服薬デバイス１０に対応する構成要素については、同一の符号にＸを追加して説明する。また、カプセル状服薬デバイス１０Ｙの構成要素のうち、カプセル状服薬デバイス１０に対応する構成要素については、同一の符号にＹを追加して説明する。

　図５（ｂ）に示すように、カプセル状服薬デバイス１０Ｘの重心１１Ｘが上述した切断面１３Ｘの中心１２Ｘと一致する場合、カプセル状服薬デバイス１０Ｘを充電器３０の載置面３０ａ上に置いたときに、カプセル状服薬デバイス１０Ｘは、重心１１Ｘを通り、長手方向と平行な中心線の周りに回転可能である。このため、カプセル状服薬デバイス１０Ｘは、収容シート２０の収容部２１内で回転移動しやすい状態にあり、充電器３０の送電コイル３１と、カプセル状服薬デバイス１０Ｘの受電コイル３Ｘとの相対的な位置関係は一意的に定まらない。したがって、図５（ｂ）に示すように、カプセル状服薬デバイス１０Ｘの基板２Ｘが充電器３０の載置面３０ａと直交する位置関係となる場合がある。この場合、基板２Ｘに設けられている受電コイル３Ｘと、充電器３０の送電コイル３１は、互いに直交する位置関係にあるため、ワイヤレス給電の給電効率が低くなり、そのため、二次電池４Ｘの充電効率は低くなる。また、上述したように、収容シート２０の収容部２１内でカプセル状服薬デバイス１０Ｘが回転移動しやすい状態にあるため、姿勢の違いによって、複数のカプセル状服薬デバイス１０Ｘの二次電池４Ｘを充電したときに、充電ばらつきが生じる。

　また、図５（ｃ）に示すように、カプセル状服薬デバイス１０Ｙの重心１１Ｙが上述した切断面１３Ｙの中心１２Ｙとは異なる位置にあるが、基板２Ｙと直交する方向に見たときに基板２Ｙと重ならない位置にある場合、充電器３０の載置面３０ａと基板２Ｙとの間の角度が大きくなるため、送電コイル３１に電流が流れることによって発生した磁束のうち、受電コイル３Ｙを通過するものの量が少なくなる。このため、ワイヤレス給電の給電効率が低くなり、二次電池４Ｘの充電効率は低くなる。

　これに対して、重心１１が上述した切断面１３の中心１２と異なる位置であって、かつ、基板２と直交する方向に見たときに基板２と重なる位置にある本実施形態のカプセル状服薬デバイス１０では、充電器３０の上に置いたときに、送電コイル３１と受電コイル３との相対的な位置関係が一意的に定まる。すなわち、上述した切断面１３の中心１２に対して、重心１１は鉛直下方の位置となるので、充電器３０の載置面３０ａと基板２との成す角度は変動しない。したがって、収容シート２０の複数の収容部２１にそれぞれ収容されている複数のカプセル状服薬デバイス１０の二次電池４に対してワイヤレス充電を行った際の充電ばらつきを抑制することができる。

　また、本実施形態におけるカプセル状服薬デバイス１０は、充電器３０の上に置いたときに、図５（ｂ）に示すような位置関係、すなわち、受電コイル３と送電コイル３１とが直交するような位置関係とはならないので、効率良くワイヤレス給電を行うことができ、二次電池４を効率良く充電することができる。

　また、カプセル状服薬デバイス１０の重心１１は、図５（ａ）に示すように、上述した切断面１３の中心１２を通り、基板２と直交する方向に延伸する基準線１４上に位置することが好ましい。カプセル状服薬デバイス１０の重心１１が上述した切断面１３の中心１２を通り、基板２と直交する方向に延伸する基準線１４上に位置する場合、カプセル状服薬デバイス１０が充電器３０の載置面３０ａ上に置かれた状態では、充電器３０の載置面３０ａと、カプセル状服薬デバイス１０の基板２、より詳しくは、受電コイル３が設けられている基板２の主面とが平行に位置する。したがって、受電コイル３と送電コイル３１とが互いに平行な位置関係となるので、最も高い給電効率でワイヤレス給電を行うことができ、二次電池４を最も効率良く充電することができる。

　ここで、重心１１の位置を変更することによって、カプセル状服薬デバイス１０の重心１１と上述した切断面１３の中心１２とを結ぶ線１５と、切断面１３の中心１２を通り、基板２と直交する方向に延伸する基準線１４との間の角度θ（図６参照）を変更し、充電器３０を用いてワイヤレス給電を行ったときの電圧について調べた。調べた結果を図７に示す。図７の横軸は、上述した角度θであり、縦軸は、受電コイル３の後段に設置された整流ブリッジ回路の出力電圧を示す。整流ブリッジ回路の出力電圧が高いと、二次電池４を満充電するための昇圧回路が不要となり、部品点数を削減することができる。整流ブリッジ回路から二次電池４への充電は、二次電池４へ安定して充電するためのリニアレギュレータ（ＬＤＯ）、もしくは充電監視ＩＣなどを設置した状態で行うことが望ましい。なお、リニアレギュレータを設けた場合でも、整流ブリッジ回路の出力電圧が高いことによる効果を奏する。

　図７に示すように、カプセル状服薬デバイス１０の重心１１と上述した切断面１３の中心１２とを結ぶ線１５と、上記基準線１４との間の角度θが０°の場合、すなわち、図５（ａ）に示すように、カプセル状服薬デバイス１０の重心１１が上記基準線１４上に位置する場合に、整流ブリッジ回路の出力電圧は最も高い。一方、上記角度θが９０°の場合、すなわち、図５（ｂ）に示すように、基板２と充電器３０の載置面３０ａとが直交する位置関係となる場合に、整流ブリッジ回路の出力電圧は最も低くなる。

　また、図７に示すように、上記角度θが７５°以下のときの整流ブリッジ回路の出力電圧は、上記角度θが０°の場合の整流ブリッジ回路の出力電圧を基準として、６０％以上となる。したがって、カプセル状服薬デバイス１０の重心１１と上述した切断面１３の中心１２とを結ぶ線１５と、切断面１３の中心１２を通り、基板２と直交する方向に延伸する基準線１４との間の角度θは、７５°以下であることが好ましい。

　また、図７に示すように、上記角度θが４５°以下のときの整流ブリッジ回路の出力電圧は、上記角度θが０°の場合の整流ブリッジ回路の出力電圧を基準として、８０％以上である。したがって、カプセル状服薬デバイス１０の重心１１と上述した切断面１３の中心１２とを結ぶ線１５と、切断面１３の中心１２を通り、基板２と直交する方向に延伸する基準線１４との間の角度θは、４５°以下であることがより好ましい。

　なお、上記角度θが大きい場合でも、充電器３０の送電コイル３１に印加する電圧を大きくすることによって、整流ブリッジ回路の出力電圧を大きくすることが可能である。しかしながら、送電コイル３１に印加する電圧を大きくすると、電磁界強度が大きくなり、他の電子部品に影響が及ぶ可能性がある。このため、送電コイル３１に印加する電圧を大きくすることなく整流ブリッジ回路の出力電圧を大きくするために、上記角度θを７５°以下とすることが好ましく、４５°以下とすることがより好ましい。

　本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。

　本出願におけるカプセル状服薬デバイス、および、カプセル状服薬デバイスの充電システムは、以下の通りである。
　＜１＞．カプセル状服薬デバイスであって、
　カプセル状の筐体と、
　前記筐体の内部に配置された基板と、
　前記基板に設けられた受電コイルと、
　前記受電コイルによって受電される電力を充電可能な二次電池と、
を備え、
　前記カプセル状服薬デバイスの重心は、前記カプセル状服薬デバイスを、前記重心がある位置を通り、前記カプセル状服薬デバイスの長手方向と直交する平面で切断したときの切断面の中心とは異なる位置であって、かつ、前記基板と直交する方向に見たときに前記基板と重なる位置にあることを特徴とするカプセル状服薬デバイス。
　＜２＞．前記カプセル状服薬デバイスの重心と前記切断面の中心とを結ぶ線と、前記切断面の中心を通り、前記基板と直交する方向に延伸する基準線との間の角度は、７５°以下であることを特徴とする＜１＞に記載のカプセル状服薬デバイス。
　＜３＞．前記カプセル状服薬デバイスの重心と前記切断面の中心とを結ぶ線と、前記基準線との間の角度は、４５°以下であることを特徴とする＜２＞に記載のカプセル状服薬デバイス。
　＜４＞．前記カプセル状服薬デバイスの重心は、前記切断面の中心を通り、前記基板と直交する方向に延伸する基準線上に位置することを特徴とする＜１＞～＜３＞のいずれか一つに記載のカプセル状服薬デバイス。
　＜５＞．生体情報を取得する生体情報取得部と、
　前記生体情報取得部によって取得された生体情報を送信する信号送信部と、
をさらに備えることを特徴とする＜１＞～＜４＞のいずれか一つに記載のカプセル状服薬デバイス。
　＜６＞．前記信号送信部は、圧電素子であることを特徴とする＜５＞に記載のカプセル状服薬デバイス。
　＜７＞．前記筐体は、第１の分割筐体と第２の分割筐体とを組み合わせて構成されており、
　前記第１の分割筐体の重量と、前記第２の分割筐体の重量は異なることを特徴とする＜１＞～＜６＞のいずれか一つに記載のカプセル状服薬デバイス。
　＜８＞．複数の収容部と、複数の前記収容部の開口部を覆う金属製カバーとを有する収容シートと、
　前記収容シートの前記収容部に収容される＜１＞～＜７＞のいずれか一つに記載のカプセル状服薬デバイスと、
　送電コイルを有し、前記収容部に前記カプセル状服薬デバイスが収容された前記収容シートが載置される充電器と、
を備えることを特徴とするカプセル状服薬デバイスの充電システム。
　＜９＞．前記二次電池の充電を行うときに前記収容シートが前記充電器と接する部位は、前記金属製カバーとは反対側であることを特徴とする＜８＞に記載のカプセル状服薬デバイスの充電システム。

１　　　筐体
１ａ　　第１の分割筐体
１ｂ　　第２の分割筐体
２　　　基板
３　　　受電コイル
４　　　二次電池
５　　　生体情報取得部
６　　　信号送信部
１０　　カプセル状服薬デバイス
１１　　カプセル状服薬デバイスの重心
１２　　カプセル状服薬デバイスを、重心がある位置を通り、長手方向と直交する平面で切断したときの切断面の中心
１３　　カプセル状服薬デバイスを、重心がある位置を通り、長手方向と直交する平面で切断したときの切断面
１４　　基準線
２０　　収容シート
２１　　収容部
２２　　金属製カバー
３０　　充電器
３１　　送電コイル
１００　カプセル状服薬デバイスの充電システム

Claims

　カプセル状服薬デバイスであって、
　カプセル状の筐体と、
　前記筐体の内部に配置された基板と、
　前記基板に設けられた受電コイルと、
　前記受電コイルによって受電される電力を充電可能な二次電池と、
を備え、
　前記カプセル状服薬デバイスの重心は、前記カプセル状服薬デバイスを、前記重心がある位置を通り、前記カプセル状服薬デバイスの長手方向と直交する平面で切断したときの切断面の中心とは異なる位置であって、かつ、前記基板と直交する方向に見たときに前記基板と重なる位置にあることを特徴とするカプセル状服薬デバイス。
　前記カプセル状服薬デバイスの重心と前記切断面の中心とを結ぶ線と、前記切断面の中心を通り、前記基板と直交する方向に延伸する基準線との間の角度は、７５°以下であることを特徴とする請求項１に記載のカプセル状服薬デバイス。
　前記カプセル状服薬デバイスの重心と前記切断面の中心とを結ぶ線と、前記基準線との間の角度は、４５°以下であることを特徴とする請求項２に記載のカプセル状服薬デバイス。
　前記カプセル状服薬デバイスの重心は、前記切断面の中心を通り、前記基板と直交する方向に延伸する基準線上に位置することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のカプセル状服薬デバイス。
　生体情報を取得する生体情報取得部と、
　前記生体情報取得部によって取得された生体情報を送信する信号送信部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のカプセル状服薬デバイス。
　前記信号送信部は、圧電素子であることを特徴とする請求項５に記載のカプセル状服薬デバイス。
　前記筐体は、第１の分割筐体と第２の分割筐体とを組み合わせて構成されており、
　前記第１の分割筐体の重量と、前記第２の分割筐体の重量は異なることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載のカプセル状服薬デバイス。
　複数の収容部と、複数の前記収容部の開口部を覆う金属製カバーとを有する収容シートと、
　前記収容シートの前記収容部に収容される請求項１～７のいずれか一項に記載のカプセル状服薬デバイスと、
　送電コイルを有し、前記収容部に前記カプセル状服薬デバイスが収容された前記収容シートが載置される充電器と、
を備えることを特徴とするカプセル状服薬デバイスの充電システム。
　前記二次電池の充電を行うときに前記収容シートが前記充電器と接する部位は、前記金属製カバーとは反対側であることを特徴とする請求項８に記載のカプセル状服薬デバイスの充電システム。