(57)【要約】  本発明は、薬剤投与器具から注入される予定の薬剤の量を設定する、または薬剤投与器具から注入される薬剤の量を求める部材の絶対位置を測定する非接触構造に関する。本発明による構造は、反射手段の少なくとも１トラックと、少なくとも一つの送信手段と、そして少なくとも一つの受信手段とを備える。少なくとも一つの送信手段及び少なくとも一つの受信手段は、多数の反射手段と電気的に結合する。電気的結合は、容量結合または誘導結合とすることができる。更に本発明は、このような構造を有する薬剤投与器具またはシリンジに関するものである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２部材に対して移動可能に装着される第１部材の絶対位置を求める薬剤投与器具の非接触構造であって、第１部材の移動が第１端部位置と第２端部位置との間に限定され、前記構造は、
−第１部材に接続される、反射手段（４）の少なくとも１トラックと、
−第２部材に接続され、かつ多数の反射手段（４）と電気的に結合する少なくとも一つの送信手段（１，３）と、
−第２部材に接続され、かつ多数の反射手段（４）と電気的に結合する少なくとも一つの受信手段（２）とを備え、
容量などの明確に求めることができる電気パラメータが、第２部材に対する第１部材のそれぞれの各位置に対して設定されるように、第１部材を第２部材に対して配置する、非接触構造。
【請求項２】
反射手段の少なくとも１トラックの少なくとも一部分が螺旋状通路、円形状通路または直線状通路を形成する、請求項１に記載の構造。
【請求項３】
反射手段の単一トラックを備える、請求項１又は２に記載の構造。
【請求項４】
反射手段の単一トラックは、螺旋状に配列し、かつ薬剤投与器具の第１部材に配置される導電部材を含み、そしてトラックを形成する導電部材の寸法は、配列の軸方向に沿って単調に変化する、請求項３に記載の構造。
【請求項５】
ほぼ並行して配置される、反射手段の第１及び第２トラックを備える、請求項１に記載の構造。
【請求項６】
反射手段の第１トラックは、螺旋状に配列し、かつ薬剤投与器具の第１部材に配置される導電部材を含み、第１トラックの導電部材によって第１周期が定義され、そして反射手段の第２トラックは、螺旋状に配列し、かつ薬剤投与器具の第１部材に配置される導電部材を含み、第２トラックの導電部材によって第２周期が定義され、第１周期は第２周期とは異なる、請求項５に記載の構造。
【請求項７】
少なくとも一つの送信器は、薬剤投与器具に回転不能に装着される部分に配置される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の構造。
【請求項８】
少なくとも一つの受信器は、薬剤投与器具に回転不能に装着される部分に配置される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の構造。
【請求項９】
反射手段の第１及び第２トラックはそれぞれ、導電材料から成るほぼ連続する通路を含み、前記第１及び第２のほぼ連続する導電材料通路の各々は、トラックの軸方向に沿って変化する幅を有する、請求項５に記載の構造。
【請求項１０】
少なくとも一つの送信器、及び多数の反射手段が組み合されて一つのキャパシタを形成する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の構造。
【請求項１１】
少なくとも一つの受信器、及び多数の反射手段が組み合されて一つのキャパシタを形成する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の構造。
【請求項１２】
少なくとも一つの送信器、及び多数の反射手段が誘導結合する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の構造。
【請求項１３】
少なくとも一つの受信器、及び多数の反射手段が誘導結合する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の構造。
【請求項１４】
少なくとも一つの送信器、及び少なくとも一つの受信器が一つのコイルを含み、コイルがそれぞれ磁界を生成し受けるように適合されている、請求項１２又は１３に記載の構造。
【請求項１５】
多数の反射手段は、送信器によって誘起される渦電流をサポートする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の構造。
【請求項１６】
反射手段の各トラックに対し、２つの送信手段及び一つの受信手段を備える、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の構造。
【請求項１７】
反射手段の各トラックに対し、２つの送信手段及び一つの受信手段がほぼ真っ直ぐなラインに沿って配置され、そして１つの受信手段が２つの送信手段の間に配置される、請求項１６に記載の構造。
【請求項１８】
プロセッサ手段及び生成手段を更に備え、プロセッサ手段は少なくとも一つの受信手段からの信号または信号群を処理し、そして生成手段は信号または信号群を生成し、前記信号（群）を少なくとも一つの送信手段に供給する、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の構造。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の構造を備える、薬剤投与器具またはシリンジ。
【請求項２０】
薬剤投与器具において、第２部材に対して移動可能に装着される第１部材の絶対位置を求める非接触方法であって、第１部材の移動が第１端部位置と第２端部位置との間に限定され、前記方法は、
−第１部材に接続される、反射手段（４）の少なくとも１トラックを配設するステップと、
−第２部材に接続され、かつ多数の反射手段（４）と電気的に結合する少なくとも一つの送信手段（１，３）に、電気信号を供給するステップと、
−第２部材に接続され、かつ多数の反射手段（４）と電気的に結合する少なくとも一つの受信手段（２）から、電気信号を受信するステップとを含み、
容量などの明確に求めることができる電気パラメータが、第２部材に対する第１部材のそれぞれの各位置に対して設定されるように、第１部材を第２部材に対して配置する方法。
【請求項２１】
第１電気信号を第１送信器に供給し、そして第２電気信号を第２送信器に供給し、第１及び第２電気信号は位相が約１８０度だけ異なる、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
第１及び第２送信器に供給される電気信号は、例えば９０ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚの範囲などの、５０ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚの範囲の周波数で発振する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
第１電気信号の周波数は第２電気信号の周波数とは異なる、請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
第２電気信号の周波数を第１電気信号の周波数に対して８〜１０％だけシフトさせる、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬剤投与器具から注入される予定の薬剤の量を設定する、または薬剤投与器具から注入される薬剤の量を求める部材の絶対位置を測定する非接触構造に関する。本発明による構造は、反射手段の少なくとも１トラックと、少なくとも一つの送信手段と、そして少なくとも一つの受信手段と、を備える。少なくとも一つの送信手段及び少なくとも一つの受信手段は、多数の反射手段と電気的に結合する。電気的結合は、容量結合または誘導結合とすることができる。更に、本発明は、このような構造を内蔵する薬剤投与器具またはシリンジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第４４２０７５４号は、携帯型測定機器の目盛及びスライドなどの２つの要素の間の相対移動を測定するシステムを開示している。このシステムでは、多数の供給電極群がスライド上に配設され、各供給電極群における各電極には、信号発生器から複数の出力信号の内の該当する一つの出力信号が供給されて、供給電極群の全てに繰り返しパターンに従った電圧が供給され、スライドは更に、少なくとも一つの受信電極を有し、この電極は信号処理ユニットに接続される。目盛には電子パターンが設けられ、この電子パターンは通電可能に内部的に接続される複数の部分を含み、一方の部分は、スライドの供給電極が移動する領域に近接配置される検出部分であり、２つの部分の内の他方の部分は、スライドの受信電極が移動する領域に近接配置される転送部分である。スライドが目盛に沿って移動することによって、少なくとも２つの隣接供給電極からの信号に基づいて生成される信号が受信電極から生成され、そしてスライドの位置を信号処理ユニットにより求め、信号処理ユニットはこれらの受信信号の振幅比を特定する。
【０００３】
米国特許第６３２９８１３号は、少なくとも一つの磁界発生器を適用する誘導絶対位置センサを開示し、磁界発生器は第１の可変磁束を１次磁束領域に発生させる。複数の結合ループは複数の第１結合ループ部分及び複数の第２結合ループ部分を有し、これらの第１結合ループ部分は測定軸に沿って１次波長に関連する間隔で離間し、これらの第２結合ループ部分は測定軸に沿って２次波長に関連する間隔で離間する。複数の第１結合ループ部分及び複数の第２結合ループ部分の一方は、１次磁束領域の送信器巻線からの第１の可変磁束と誘導的に結合して、他方の複数の第１結合ループ部分及び複数の第２結合ループ部分における１次磁束領域の外側の第２の可変磁束を生成する。磁束センサは１次磁束領域の外側に配置され、かつ第２の可変磁束に応答して、位置によって変わる出力信号を生成する。出力信号は、複数の第１結合ループ部分及び複数の第２結合ループ部分の内、第２の可変磁束を生成する、該当の他方の複数の結合ループ部分の１次または２次波長において変化する。
【０００４】
米国特許第４４２０７５４号及び米国特許第６３２９８１３号の両方において提案される構造は、２つのオブジェクトの間の線形並進運動を求めるように適合されている。
【０００５】
米国特許出願公開２００４／０２０７３８５は、固定ステータに対して回転可能に装着されるロータの角度位置を検出する装置に関するものであり、この場合、少なくとも一つの電極がロータに配置され、そして少なくとも一つの電極がステータに配置されて、これらの電極が少なくとも部分的に、ステータに対するロータの少なくとも一つの回転位置で重なるようになる。米国特許出願公開２００４／０２０７３８５は更に、少なくとも一つのステータ電極を含むステータに対する、少なくとも一つのロータ電極を含むロータの回転位置を測定する方法に関するものであり、この場合回転位置は、ロータ電極とステータ電極との間の容量結合を使用して検出される。
【０００６】
米国特許出願公開２００４／０２０７３８５は、回転可能に装着されるロータと固定ステータとの間などの、２つのオブジェクトの間の角度位置を求める操作に関するものである。米国特許出願公開２００４／０２０７３８５において提案される構造の不具合は、送信器電極及び受信器電極が、不必要な大きさの空間を占有するように配置されることである。小型システムには、米国特許出願公開２００４／０２０７３８５によって提案される解決法を適用することができない。
【０００７】
更に、米国特許出願公開２００４／０２０７３８５において提案される構造は、非接触で絶対位置を求めるように適合化されてはいない。米国特許出願公開２００４／０２０７３８５の図８及び９、及び段落００５３及び００５４の該当する文に示されるように、力センサまたは電気抵抗体などの更に別の構成要素が、絶対測定を行なう場合に必要となる。従って、米国特許出願公開２００４／０２０７３８５において提案される構造の不具合は、絶対測定を非接触動作モードで行なうことができないことである。相対測定だけでなく絶対測定を行なおうとする場合、力センサ及び電気抵抗体のような、接触を必要とする要素が必要になる。従って、米国特許出願公開２００４／０２０７３８５において提案される構造の不具合は、非接触動作モードで行なうことができる測定が、ロータとステータとの間の相対位置測定のみに限定されることである。
【０００８】
米国特許出願公開２００４／０２０７３８５において提案される構造の更に別の不具合は、ロータが、ロータの位置をトラッキングする必要がある場合に、１回転しかできないことである。従って、米国特許出願公開２００４／０２０７３８５のロータを１回転よりも多く回転させる場合、電極群からしか得られない信号によっては、ステータに対する角度位置を明確に求めることができない。最後に、米国特許出願公開２００４／０２０７３８５において提案される構造は、ステータに対するロータの角度位置を求めるために容量を使用する際に、少なくとも一つのロータ電極と少なくとも一つのステータ電極との間の容量を求める必要があるという大きな不具合を含む。この容量を求めるために、電気接続部を、回転可能に装着される要素であるロータに設ける必要がある。このような電気接続部を、回転可能に装着される部材に設けるのは、決して簡易かつ簡単なプロセスではない。
【０００９】
本発明の目的は、薬剤投与器具の投与量設定部材の絶対角度位置を求める、または薬剤投与器具から排出される薬剤の実際の投与量を求める小型の非接触構造を提供することにある。薬剤投与器具から放出される薬剤の量は、投与量設定部材の絶対角度位置から求めることができる。絶対角度位置とは、薬剤投与器具のハウジングに対する投与量設定部材の絶対位置が常に既知であることを意味する。
【発明の開示】
【００１０】
上述の目的は、第１の態様においては、薬剤投与器具において回転可能に装着される投与量設定部材などの、移動可能に装着される部材の絶対角度位置を求める非接触構造であって、前記構造は、
−反射手段の少なくとも１トラックと、
−多数の反射手段と電気的に結合する少なくとも一つの送信手段と、
−多数の反射手段と電気的に結合する少なくとも一つの受信手段とを備え、
反射手段の少なくとも１トラックを、少なくとも一つの送信手段及び少なくとも一つの受信手段に対して移動可能に配置して、容量などの明確に求めることができる電気パラメータが、少なくとも一つの送信手段及び少なくとも一つの受信手段に対する反射手段の少なくとも１トラックの多数の離散位置の各々に対して設定されるようにする。
【００１１】
従って、本発明による構造を適用して、薬剤投与器具から注入される薬剤の注入量を、投与量設定部材の角度位置を求めることにより求めることができる。別の構成として、または追加される形で、本発明による構造を適用して、薬剤投与器具から注入される薬剤の量を、前記投与量設定部材が設定位置から初期位置に回転するときの投与量設定部材の角度位置のシフト量を求めることにより求めることができる。
【００１２】
反射手段の少なくとも１トラックの少なくとも一部分が螺旋状通路、円形状通路または直線状通路を形成する。反射手段は浮遊電位を有することができ、これは、反射手段が特定の電位に電気接続される必要がないことを意味する。反射手段の少なくとも１トラックは、投与量表示容器などの、薬剤投与器具に回転可能に装着される部材に配置される。明らかなことであるが、反射手段の少なくとも１トラックがほぼ螺旋状の通路に沿って配置される場合、本発明の第１の態様による構造は、回転可能に装着される部材の絶対位置を、１回転を超える回転角度に渡って求める機能を備える必要がある。
【００１３】
本発明の一の実施形態では、反射手段の単一トラックが提供される。この反射手段の単一トラックは、螺旋状に配列し、かつ薬剤投与器具に移動可能に装着される部材に配置される導電部材を含む。トラックを形成する導電部材の長さ等の寸法は、導電部材の配列の軸方向に沿って単調に変化する。
【００１４】
第２の実施形態では、反射手段の第１及び第２トラックが提供される。反射手段の第１及び第２トラックは、ほぼ並行して配置される。第１の実施形態と同じように、反射手段の第１トラックは、螺旋状に配列し、かつ薬剤投与器具に移動可能に装着される部材に配置される導電部材を含み、第１トラックの導電部材によって第１周期が定義される。反射手段の第２トラックは、螺旋状に配列し、かつ薬剤投与器具に移動可能に装着される部材に配置される導電部材を含み、第２トラックの導電部材によって第２周期が定義される。好適には、第１周期は第２周期とは異なる。
【００１５】
投与量表示容器などの、薬剤投与器具の回転部分に配置される反射器とは異なり、少なくとも一つの送信器は、薬剤投与器具のハウジングの内側表面などの、薬剤投与器具に回転不能に装着される部分に配置される。同様に、少なくとも一つの受信器は、薬剤投与器具に回転不能に装着される部分に配置される。ここでも同じように、受信器が配置されるこの位置は、ハウジングの内側表面とすることができる。
【００１６】
反射手段の第１及び第２トラックはそれぞれ、導電材料から成るほぼ連続する通路を含む。ほぼ連続する導電材料から成る通路の幅は、トラックの軸方向に沿って変化する。従って第１トラックは、その始点で狭い幅を有し、そしてその終点で広い幅を有する。逆に第２トラックは、その始点で非常に広い幅を有し、そしてその終点で狭い幅を有する。
【００１７】
少なくとも一つの送信器、及び多数の反射手段が組み合されて一つのキャパシタを形成する。同様に、少なくとも一つの受信器、及び多数の反射手段が組み合されて一つのキャパシタを形成する。
【００１８】
別の構成として、少なくとも一つの送信器、及び多数の反射手段を誘導結合させる。同様に、少なくとも一つの受信器、及び多数の反射手段を誘導結合させる。このような誘導結合を実現するために、少なくとも一つの送信器、及び少なくとも一つの受信器は一つのコイルを含み、コイルはそれぞれ磁界を生成し及び受けるように適合され、多数の反射手段は、少なくとも一つの送信器によって誘起される渦電流をサポートするように構成される。
【００１９】
好適な実施形態では、２つの送信手段及び一つの受信手段が各トラックに設けられる。２つの送信手段及び一つの受信手段は、ほぼ真っ直ぐなラインに沿って配置され、そして受信手段は２つの送信手段の間に配置される。
【００２０】
本構造は更に、プロセッサ手段及び発生手段を備え、プロセッサ手段は、少なくとも一つの受信手段からの信号または信号群を処理し、そして発生手段は、信号または信号群を生成し、そしてこのような信号（群）を少なくとも一つの送信手段に供給する。このようなプロセッサ及び発生手段は従来の公知のタイプとすることができる。
【００２１】
第２の態様では、本発明は、本発明の第１の態様による構造を備える薬剤投与器具またはシリンジに関する。
【００２２】
第３の態様では、本発明は、薬剤投与器具において回転可能に装着される投与量設定部材等の、移動可能に装着される部材の絶対角度位置を求める非接触方法に関するものであり、本方法は、
−反射手段の少なくとも１トラックを配設するステップと、
−多数の反射手段と電気的に結合する少なくとも一つの送信手段に、電気信号を供給するステップと、
−多数の反射手段と電気的に結合する少なくとも一つの受信手段から、電気信号を受信するステップとを含み、
反射手段の少なくとも１トラックを、少なくとも一つの送信手段及び少なくとも一つの受信手段に対して移動可能に配置して、容量などの明確に求めることができる電気パラメータが、少なくとも一つの送信手段及び少なくとも一つの受信手段に対する反射手段の少なくとも１トラックの多数の離散位置の各離散位置に対して設定されるようにする。
【００２３】
第１電気信号を第１送信器に供給し、そして第２電気信号を第２送信器に供給し、第１及び第２電気信号は位相が約１８０度だけ異なる。第１及び第２送信器に供給される電気信号は、９０ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚの範囲などの、５０ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚの範囲の周波数で発振する。第１電気信号の周波数は、第２電気信号の周波数に対して８〜１０％だけ周波数シフトさせることができる。
【００２４】
第３の態様では、本発明は、第２部材に対して移動可能に装着される第１部材の絶対位置を求める薬剤投与器具の非接触構造に関するものであり、第１部材の移動が第１端部位置と第２端部位置との間に限定され、本構造は、
−第１部材に接続される反射手段の少なくとも１トラックと、
−第２部材に接続され、かつ多数の反射手段と電気的に結合するように適合させた少なくとも一つの送信手段と、
−第２部材に接続され、かつ多数の反射手段と電気的に結合するように適合させた少なくとも一つの受信手段とを備え、
容量などの明確に求めることができる電気パラメータが、第２部材に対する第１部材のそれぞれの各位置に対して設定されるように、第１部材を第２部材に対して配置する。
【００２５】
本発明の第１の態様と同様に、本発明による構造を適用して、薬剤投与器具から注入される薬剤の注入量を、投与量設定部材の角度位置を求めることにより求めることができる。別の構成として、または追加される形で、本発明による構造を適用して、薬剤投与器具から注入される薬剤の量を、前記投与量設定部材が設定位置から初期位置に回転するときの投与量設定部材の角度位置のシフト量を求めることにより求めることができる。
【００２６】
反射手段の少なくとも１トラックの少なくとも一部分が螺旋状通路、円形状通路または直線状通路を形成する。反射手段は浮遊電位を有し、これは、反射手段が特定の電位に電気的に接続されなくても良いことを意味する。反射手段の少なくとも１トラックは、薬剤投与器具に回転可能に装着される部材などの第１部材に配置される。回転可能に装着される部材は投与量表示容器とすることができる。明らかなことであるが、反射手段の少なくとも１トラックがほぼ螺旋状の通路に沿って配置される場合、本発明の本態様による構造は、回転可能に装着される部材の絶対位置を、１回転を超える回転角度に渡って求める機能を備える必要がある。
【００２７】
本発明の第３の態様の一の実施形態では、反射手段の単一トラックが提供される。この反射手段の単一トラックは、螺旋状に配列し、かつ薬剤投与器具の第１部材に配置される導電部材を含む。トラックを形成する導電部材の長さ等の寸法は、導電部材の配列の軸方向に沿って単調に変化する。
【００２８】
第３の態様の別の実施形態では、反射手段の第１及び第２トラックが提供される。反射手段の第１及び第２トラックは、ほぼ並行して配置される。第１の実施形態と同じように、反射手段の第１トラックは、螺旋状に配列し、かつ薬剤投与器具の第１部材に配置される導電部材を含み、第１トラックの導電部材によって第１周期が定義される。反射手段の第２トラックは、螺旋状に配列し、かつ薬剤投与器具の第１部材に配置される導電部材を含み、第２トラックの導電部材によって第２周期が定義される。好適には、第１周期は第２周期とは異なる。
【００２９】
投与量表示容器などの、薬剤投与器具の回転部分に配置される反射器とは異なり、少なくとも一つの送信器は、薬剤投与器具のハウジングの内側表面などの、薬剤投与器具に回転不能に装着される部分に配置される。同様に、少なくとも一つの受信器は、薬剤投与器具に回転不能に装着される部分に配置される。ここでも同じように、受信器が配置されるこの位置は、ハウジングの内側表面とすることができる。
【００３０】
反射手段の第１及び第２トラックはそれぞれ、導電材料から成るほぼ連続する通路を含む。ほぼ連続する前記導電材料通路の幅はトラックの軸方向に沿って変化する。従って、第１トラックは、その始点で狭い幅を有し、そしてその終点で広い幅を有する。逆に、第２トラックは、その始点で非常に広い幅を有し、そしてその終点で狭い幅を有する。
【００３１】
少なくとも一つの送信器、及び多数の反射手段が組み合されて一つのキャパシタを形成する。同様に、少なくとも一つの受信器、及び多数の反射手段が組み合されて一つのキャパシタを形成する。
【００３２】
別の構成として、少なくとも一つの送信器、及び多数の反射手段を、誘導結合させる。同様に、少なくとも一つの受信器、及び多数の反射手段を、誘導結合させる。このような誘導結合を実現するために、少なくとも一つの送信器、及び少なくとも一つの受信器は一つのコイルを含み、コイルは、それぞれ磁界を生成し及び受けるように適合され、多数の反射手段は、少なくとも一つの送信器によって誘起される渦電流をサポートするように構成される。
【００３３】
好適な実施形態では、２つの送信手段及び一つの受信手段が各トラックに設けられる。２つの送信手段及び１つの受信手段は、ほぼ真っ直ぐなラインに沿って配置され、受信手段は２つの送信手段の間に配置される。
【００３４】
本構造は更に、プロセッサ手段及び発生手段を備え、プロセッサ手段は、少なくとも一つの受信手段からの信号または信号群を処理し、そして発生手段は、信号または信号群を生成し、そしてこのような信号（群）を少なくとも一つの送信手段に供給する。このようなプロセッサ手段及び発生手段は従来の公知のタイプとすることができる。
【００３５】
第４の態様では、本発明は、薬剤投与器具において、第２部材に対して移動可能に装着される第１部材の絶対位置を求める非接触方法に関するものであり、第１部材の移動が第１端部位置と第２端部位置との間に限定され、本方法は、
−第１部材に接続される反射手段の少なくとも１トラックを配設するステップと、
−第２部材に接続され、かつ多数の反射手段と電気的に結合する少なくとも一つの送信手段に電気信号を供給するステップと、
−第２部材に接続され、かつ多数の反射手段と電気的に結合する少なくとも一つの受信手段から電気信号を受信するステップとを含み、
容量等の明確に求めることができる電気パラメータが、第２部材に対する第１部材のそれぞれの各位置に対して設定されるように、第１部材を第２部材に対して配置する。
【００３６】
本発明の第２の態様と同じように、第１電気信号を第１送信器に供給し、第２電気信号を第２送信器に供給し、第１及び第２電気信号は位相が約１８０度だけ異なる。第１及び第２送信器に供給される電気信号は、９０ｋＨｚ〜１１０ｋＨｚの範囲などの、５０ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚの範囲の周波数で発振する。第１電気信号の周波数は、第２電気信号の周波数に対して８〜１０％だけ周波数シフトさせる。
【００３７】
次に、本発明について更に詳細に、添付の図を参照しながら説明する。
本発明に種々の変更を加え、かつ本発明を別の形態とすることができるが、特定の実施形態が例示として図に示されており、そして本明細書において詳細に説明されることになる。しかしながら本発明は、開示する特定の形態に制限されないことを理解されたい。従って本発明は、添付の請求項によって規定される本発明の技術思想及び技術範囲に包含される全ての変形物、等価物、及び代替物を含む。
【実施例】
【００３８】
本発明のほとんどの基本的態様において、本発明は、薬剤投与器具の投与量設定部材の絶対角度位置を測定する非接触位置測定構造に関連して説明される。薬剤投与器具から注入される薬剤の注入量を示す投与量設定部材の絶対角度位置は、薬剤投与器具のハウジングなどの、薬剤投与器具の非回転部材に共に配置される送信器と受信器との間の容量結合または誘導結合に基づく情報を適用することにより測定される。送信器と受信器との間の結合は、薬剤投与器具の投与量表示容器などの回転部材に配置される反射器を介して形成される。反射器は、螺旋形、円形、または直線形を有する一つ以上のトラックに配置される。本発明による構造は、薬剤投与器具から注入される薬剤の注入量の設定、及び薬剤投与器具から実際に注入される薬剤の量の測定の両方に使用することができる。
【００３９】
送信器と受信器との間の反射器を介しての電気的な結合は、容量結合または誘導結合として実現する。容量結合の場合、送信器、受信器、及び反射器は、複数のキャパシタプレートを画定するほぼ平坦な構造として用いられる。誘導結合の場合、送信器、受信器、及び反射器は、例えばフレキシブルプリント基板に形成されるコイルなどのインダクタとして用いられる。
【００４０】
普通、信号は、デジタルクロック信号を送信器に印加することにより、（反射器を介して）送信器から受信器に送信される。例えば、同じトラックの反射器と電気的に結合する２つの送信器の両方には、約１００ｋＨｚのデジタルクロック信号を供給することができる。しかしながら、２つの送信器に供給される２つのクロック信号は位相が１８０度異なる。
【００４１】
２つの隣接トラックの反射器の間の信号が混合する現象を回避するために、複数のデジタルクロック信号を周波数シフト、つまり、これらの信号を８〜１０％だけ周波数シフトさせる。従って、１００ｋＨｚのデジタルクロック信号が、第１トラックの反射器と電気的に結合する送信器に供給される場合、第２トラックの反射器と電気的に結合する他の送信器には、１０８〜１１０ｋＨｚのクロック信号が供給される。
【００４２】
例えば２つの送信器の間に位置する受信器は、送信器、反射器、及び受信器の間の可変容量を、反射器が送信器及び受信器に対して移動するときに検出する。
【００４３】
図１は、本発明に関わる概要原理を示している。図１に示す構造は、上側固定部分及び下側可動部分（矢印により示す）を含む。上側部分には、送信器１及び３のペアが受信器２の両側に配置される。可動部分には、単一の反射器要素４が描かれている。図から分かるように、送信器１、反射器、及び受信器２が一つのキャパシタを形成し、このキャパシタは、直列接続される２つのキャパシタにより構成される。同様に、送信器３、反射器、及び受信器２も一つのキャパシタを形成し、このキャパシタは、直列接続される２つのキャパシタにより構成される。明らかなことであるが、これらの２つのキャパシタの容量は、送信器及び受信器に対する反射器の位置によって変わる。約１００ｋＨｚのデジタルクロック信号がこれらの送信器の各々に供給される。しかしながら、２つのクロック信号は位相が１８０度だけ異なる。送信器１及び３の各々にデジタルクロック信号が供給されている間に、受信器２は、キャパシタから伝達される、すなわち、送信器１及び３の各々から受信器２に伝達される信号を検出する。検出される信号は信号プロセッサに転送され、このプロセッサでは、下側部分に対する上側部分の位置を公知の方法に従って測定する。
【００４４】
図２は、反射器の２つのトラック−トラック１及びトラック２を示している。図２から分かるように、トラック１はトラック２よりも短い周期を持つ。約７周期の後に、最長の周期を持つトラック２は、トラックの初期位置にほぼ戻る。１対の送信器及び１つの受信器が各トラックに関連付けられる。トラック１はトラック２よりも短い周期を持つので、トラック１に関連付けられる送信器−受信器−送信器構造は、トラック２の該当する送信器−受信器−送信器構造よりも短い。使用中、トラック１に関連付けられる送信器−受信器−送信器構造は、トラック１の軸方向に沿って移動する。同様に、トラック２に関連付けられる送信器−受信器−送信器構造は、トラック２の軸方向に沿って移動する。
【００４５】
図３は、２つのトラックの反射器と、送信器Ｕ０及びＵ１８０のペア、及びこれらの送信器の間に配置される一つの受信器との間の相対移動を示している。これらの反射器は、投与量設定部材などの、薬剤投与器具の回転部分に配置され、送信器及び受信器は、薬剤投与器具のハウジングなどの、薬剤投与器具の非回転部分に配置される。上側トラックの反射器の長さは、下側トラックの反射器の長さよりも若干短い。長さの差は通常、約１０％である。図３に示すように、これらの反射器は両方のトラックに沿って繰り返し配置される。使用中は、送信器−受信器−送信器構造を反射器トラックの軸方向に沿って移動させ、そして２つの受信器によって検出される信号が常に信号プロセッサに転送される。図示の実施形態では、送信器Ｕ０及びＵ１８０からの信号は受信器に容量結合で入力される。
【００４６】
受信器が検出する信号は、Ｕ０及びＵ１８０によって生成される信号の加重和を構成する。従って、反射器が送信器Ｕ０及び受信器の位置に重なる場合、検出信号は主にＵ０信号によって構成される。同様に、反射器が送信器Ｕ１８０及び受信器の位置に重なる場合、検出信号は主にＵ１８０信号によって構成される。従って、検出信号は送信器−受信器−送信器構造及び反射器の相対位置によって大きく変わる。送信器−受信器−送信器構造を幾つかの反射器周期に渡って移動させる場合、一つの周期信号が各トラックに関して検出される。これらの周期信号、すなわち各トラックからの周期信号を図２に示す。信号が図２及び３に示す２つのトラックの間で混合する現象を回避するために、送信器１及び３に印加される信号の周波数を、送信器１’及び３’に印加される信号に対して周波数シフトさせる。周波数シフトは約８〜１０％である。
【００４７】
図４は、本発明の別の実施形態を示している。図４では、反射器トラックＲ１及びＲ２は連続するトラックとして形成され、この場合、トラックの幅が単調に広く／狭くなる。送信器Ｇ１及びＧ２にはそれぞれ、約１００ｋＨｚのデジタルクロック信号が供給される。受信器Ｓ１及びＳ４は、Ｇ１，Ｇ２，Ｓ１，及びＳ４がＲ１及びＲ２の軸方向に沿って移動すると信号を検出する。図３に示す実施形態と同じように、デジタルクロック信号が送信器Ｇ１及びＧ２から受信器Ｓ１及びＳ４に容量結合で入力される。Ｇ１，Ｇ２，Ｓ１，及びＳ４の位置は、測定した容量を参照テーブルの値と比較することにより求めることができ、参照テーブルでは、或る範囲の容量値がＲ１及びＲ２の軸方向に沿った位置に関連付けられる。
【００４８】
図５は、本発明の第３の実施形態を示している。これまでに示した実施形態とは異なり、図５の実施形態では、薬剤投与器具の投与量設定部材（図示せず）に取り付けられる反射器の単一トラックのみを用いる。この反射器の単一トラックでは、反射器の形状は正弦波的にトラックの軸方向に変化する。反射器の形状が正弦波的に変化する他に、これらの反射器の周期が単調に増加／減少する。薬剤投与器具のハウジングに取り付けられる一連の４つの電極を用いて、ハウジングに対する投与量設定部材の位置、従って設定を検出する。これらの４つの電極は形状が矩形であり、そしてこれらの電極は近接配置される。反射器のトラックに対する４つの電極の位置、すなわち薬剤投与器具のハウジングに対する投与量設定部材の設定は、電極群の一つを送信器として、そして他方の電極群を単一の受信器として交互に用いることにより得られる。この様子は図６ａ〜ｄに示され、これらの図では、反射器のトラックに沿った所定位置に対応する容量は４つの異なる送信器／受信器構成に関して測定される。反射器のトラックに沿った６０個の離散位置に対応する合計容量を図７ｂに示す。
【００４９】
次に、図６ａを参照すると、左側の電極を送信器として駆動し、右側の残りの３つの電極を単一の受信器として動作させる。この第１の構成では、所定信号が送信器から受信器群に容量結合で入力される。この所定信号が、送信器と受信器との間の所定の合計容量に関連付けられる。次に、図６ｂを参照すると、左から２番目の電極を送信器として使用し、１番目、３番目、及び４番目の電極を一つの共通受信器として使用する。同様に、図６ｃでは、左から３番目の電極を送信器として使用し、１番目、２番目、及び４番目の電極を一つの共通受信器として使用する。最後に、図６ｄでは、最後の電極を送信器として使用し、１番目、２番目、及び３番目の電極を一つの共通受信器として使用する。明らかなことであるが、送信器から受信器に反射器を介して得られる容量はシステムの構成によって、すなわち電極群の内、どの電極を送信器及び受信器群として動作させるかによって変わる。異なる構成に関する合計容量Ｃｔｏｔａｌを図６ａ〜６ｄに示す。
【００５０】
図７ａは合計１５周期を含む反射器の正弦曲線パターンを示している。最初の周期の幅、及び最後の周期の幅の比は４である。これらの１５個の周期を６０単位（６０ＩＵ：６０国際単位）に分割すると、これらの６０個の離散位置の各々に関連付けられる容量を求めることができる（図７ｂ参照）。このように６０個の離散位置に分割することにより、薬剤投与器具の投与量設定部材の角度分解能を設定することができる。従って、薬剤投与器具の投与量設定部材は、始点から終点までの６０個の離散位置に位置することができる。６０個の離散位置は、２回転または３回転、もしくは更に多くの回転などの、投与量設定部材の１回転よりも多い回転に対応するように、配置することができる。しかしながら、回転の回数は整数である必要はない。図７ｂに示す複数の容量値の内の幾つかの容量値が似たような値になる可能性がある。しかしながら、このような事例はこの図には当てはまらないことが明らかである。従って、図示した容量は全て異なる値になっている。
【００５１】
図８は、投与量表示容器に配置される１対の反射器トラックを示している。図示のように、２つのトラックが並行して配置され、そして各トラックが、ほぼ螺旋状のトラックを投与量表示容器の周りに形成する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明が依拠する原理を示す。
【図２】２つの反射器トラック、及び各トラックに接続される１対の送信器、及び１つの受信器を示す。
【図３】２つの反射器トラックと、各トラックに接続される１対の送信器、及び１つの受信器とから成るセクションを示す。
【図４】幅が単調に変化する２つの反射器トラックを示す。
【図５】反射器周期が単調に変化する単一の反射器トラックを示す。
【図６】ａ〜ｄに種々の送信器／受信器構成を示す。
【図７】ａ〜ｂに反射器周期が単調に変化する単一の反射器トラックを示し、反射器トラックは６０個の離散位置に分割され、各位置が所定の容量に関連付けられる。
【図８】複数トラックの反射器が投与量表示容器の周りに配置される構成の薬剤投与器具を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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