(57)【要約】【課題】簡単な構成でカプセル内視鏡の電源を投入する。【解決手段】カプセル内視鏡１０のカプセル外殻１１の内部に、ばね部材２２と、ヒューズ３５と、第１の接点２１とを設ける。ばね部材２２の一端部２２Ａは、第２の接点２３を形成し、他端部２２Ｂはカプセル外殻１１の内壁に固定する。ヒューズ３５はばね部材２２を変形した状態で制止し、第１及び第２の接点２１、２３は離間し、これらの電気的な接続を切断している。ヒューズ３５が通電により溶断すると、ばね部材２２の一端部２２Ａが変位し、第１及び第２の接点２１、２３が接触し、これらが電気的に接続され、回路ユニット１４に電力が供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外殻内部に第１および第２回路とが設けられて構成され、嚥下可能な飲み込み型医療機器の動作切替機構であって、
前記第１および第２の回路にそれぞれ電気的に接続された第１及び第２の接点と、
前記第２の接点を復元力により変位させるばね部材と、
前記ばね部材を変形させた状態で制止させる、少なくとも一部がヒューズで構成された制止部材とを備え、
前記制止部材が通電されて溶断されることにより、前記ばね部材の復元力が解放されて、前記第２の接点が変位し、前記第２の接点が前記第１の接点に電気的に接続され、又は切断されて、前記第１及び第２回路の電気的な接続状態が変化することを特徴とする動作切替機構。
【請求項２】
前記第１回路と第２回路のうち、一方が電源回路であり、他方が前記電源回路からの供給電力により動作する動作回路であることを特徴とする請求項１に記載の動作切替機構。
【請求項３】
前記ばね部材は一端部が前記第２の接点に形成された板ばねであり、
前記制止部材は、前記板ばねを押圧し、前記板ばねの一端部側を撓めるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の動作切替機構。
【請求項４】
前記板ばねの他端部は前記外殻の内周面に固定され、
前記板ばねの一端部は、その一端部より前記内壁側に配置された前記制止部材によって、前記内壁から離間させられていることを特徴とする請求項２に記載の動作切替機構。
【請求項５】
前記外殻の外壁に露出する第１及び第２のヒューズ電極を備え、
前記医療機器の外部に設けられた電源から、前記第１及び第２のヒューズ電極を介して、前記ヒューズに電力が供給され、前記ヒューズが通電されることを特徴とする請求項１に記載の動作切替機構。
【請求項６】
前記第１及び第２のヒューズ電極それぞれは、外壁側から内壁側まで挿通し、その一部が前記外殻の内壁側に配置され、
前記内壁側において、第１及び第２のヒューズ電極の間に前記ヒューズが架設されることを特徴とする請求項４に記載の動作切替機構。
【請求項７】
前記医療機器を保持するための保持機構をさらに備え、
前記保持機構は第１及び第２の外部電極を有し、
前記医療機器が前記保持機構に保持されると、前記第１及び第２の外部電極それぞれが前記第１及び第２のヒューズ電極に接触し、前記第１及び第２の外部電極を介して、前記保持機構から電力が供給され、前記ヒューズに通電されることを特徴とする請求項４に記載の動作切替機構。
【請求項８】
前記外殻は円筒形状を呈すると共に、前記第１及び第２のヒューズ電極はその円筒端面に配置され、
前記第１及び第２の外部電極は、前記医療機器が前記保持機構に保持された状態で、前記保持機構の前記円筒端面に対向する対向面に露出して配置されることを特徴とする請求項６に記載の動作切替機構。
【請求項９】
前記対向面に露出する前記第１及び第２の外部電極の露出部は、同心的に配置されることを特徴とする請求項７に記載の動作切替機構。
【請求項１０】
前記第２の外部電極の露出部は前記第１の外部電極の露出部を取り囲むように、環状に形成されることを特徴とする請求項８に記載の動作切替機構。
【請求項１１】
前記外壁に露出する前記第１及び第２のヒューズ電極の露出部は、同心的に配置されることを特徴とする請求項７に記載の動作切替機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセル内視鏡等の飲み込み型医療機器における電源切替機構に関し、特に使用開始時に飲み込み型医療機器の動作を切り替えるための機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、胃腸等の体内を撮影するための内視鏡として、飲み込み型のカプセル内視鏡が実用化されつつある。カプセル内視鏡は、その内部に設けられた電池等によって、内部回路が駆動されるが、電池の充電量は限られており、電池による回路駆動は短時間しか行うことができない。したがって、嚥下直前に医師等によって電源が投入され、内部回路の駆動が開始されるのが一般的である。この電源投入動作は、防水等の観点からカプセル内視鏡を分解させず、かつ簡単な操作で行われることが望ましい。
【０００３】
従来、カプセル内視鏡の電源を投入するための機構としては、磁石を備えるケース内にカプセル内視鏡が保管され、その保管ケースからカプセル内視鏡が取り出されると、磁場変化に基づき、カプセル内視鏡の電源が投入される機構が知られている（特許文献１参照）。このような機構によれば、カプセル内視鏡をケースから取り出すことによって自動的に電源が投入されるので、カプセル内視鏡を分解せずに、電源を投入することができ、電源投入操作を簡素化することができる。
【０００４】
なお、特許文献２には、２つの接点を、移動させることなく、電気的に接続させるためのスイッチ機構が開示されている。ここでは、制止ワイヤによって引っ張り制止されたばねが、制止ワイヤが溶断されることにより、ばね力が解放され、この解放されたばね力により短絡バーが移動し、移動した短絡バーが２つの接点に接触し、これにより２つの接点が電気的に接続されている。
【特許文献１】特表２００３−５２３７９５号公報
【特許文献２】特開平２−２０１８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された機構によれば、各カプセル内視鏡を保管するための保管ケースそれぞれに磁石が設けられ、カプセル内視鏡の数に応じた数の磁石が必要となる。しかし、カプセル内視鏡及び保管ケースは通常使い捨てで使用されるので、上記機構によれば大量の磁石が必要とされる。さらに、使用時に破棄された磁石が周辺機器に影響を及ぼす可能性も払拭できない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、磁石を用いず、かつカプセル内視鏡を分解せずに、簡単な構成で飲み込み型医療機器の電源投入などの動作を切り替えることが可能な動作切替機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る動作切替機構は、外殻内部に第１および第２回路とが設けられて構成され、嚥下可能な飲み込み型医療機器の動作切替機構であって、第１および第２の回路にそれぞれ電気的に接続された第１及び第２の接点と、第２の接点を復元力により変位させるばね部材と、ばね部材を変形させた状態で制止させる、少なくとも一部がヒューズで構成された制止部材とを備え、制止部材が通電されて溶断されることにより、ばね部材の復元力が解放されて、第２の接点が変位し、第２の接点が第１の接点に電気的に接続され、又は切断されて、第１及び第２回路の電気的な接続状態が変化することを特徴とする。
【０００８】
上記第１回路と第２回路のうち、一方が電源回路であり、他方が電源回路からの供給電力により動作する動作回路であることが好ましい。ばね部材は一端部が第２の接点に形成された板ばねであることが好ましく、この場合、制止部材は、板ばねを押圧し、板ばねの一端部側を撓めるように配置されることが好ましい。また、板ばねの他端部は外殻の内周面に固定されると共に、板ばねの一端部は、その一端部より内壁側に配置されたヒューズによって、内壁から離間させられていることが好ましい。
【０００９】
外殻の外壁に一部が露出する第１及び第２のヒューズ電極を備えることが好ましい。この場合、医療機器の外部に設けられた電源から、第１及び第２のヒューズ電極を介して、ヒューズに電力が供給され、ヒューズが通電される。また、第１及び第２のヒューズ電極それぞれが、外壁側から内壁側まで挿通し、その一部が外殻の内壁側に配置される場合、内壁側において、第１及び第２のヒューズ電極の間にヒューズが架設されることが好ましい。
【００１０】
動作切替機構は、医療機器を保持するための保持機構をさらに備えていても良い。保持機構は第１及び第２の外部電極を有し、医療機器が保持機構に保持されると、第１及び第２の外部電極それぞれが第１及び第２のヒューズ電極に接触し、第１及び第２の外部電極を介して、保持機構から電力が供給され、ヒューズが通電される。
【００１１】
例えば、外殻は円筒形状を呈すると共に、第１及び第２のヒューズ電極はその円筒端面に配置され、第１及び第２の外部電極は、医療機器が保持機構に保持された状態で、保持機構の円筒端面に対向する対向面に露出して配置される。対向面に露出する第１及び第２の外部電極の露出部は、同心的に配置されることが好ましい。例えば、第２の外部電極の露出部は第１の外部電極の露出部を取り囲むように、環状に形成される。
【００１２】
また、第１及び第２の外部電極が同心的に配置される代わりに、カプセル外殻の外壁に露出する第１及び第２のヒューズ電極の露出部が、同心的に配置されていても良い。この場合、例えば、第２のヒューズ電極の露出部は第１のヒューズ電極の露出部を取り囲むように、環状に形成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、ヒューズが溶断されることにより、第１及び第２の接点が接続され、またはこれらの接続が切断され、電力供給状態が変化するので、飲み込み型医療機器を分解せずに、簡単な構成で、電源を切り替えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明について図面を用いて説明する。
図１〜５は、本発明の動作切替機構がカプセル内視鏡に適用された第１の実施形態を示す。図１、２は、電源が投入される前のカプセル内視鏡の初期状態を示す図である。
【００１５】
カプセル内視鏡１０は、嚥下されることにより体内に飲み込まれ、体内の様子を観察することができる飲み込み型医療機器である。図１に示すようにカプセル内視鏡１０は、その内部がカプセル外殻１１で密閉されて構成される。カプセル外殻１１は、円筒形状を呈すると共に、その両端面１１Ａ、１１Ｂは外側に膨らんで、略半球面状に形成されている。カプセル外殻１１の一方の端面１１Ａは、被写体が撮像でき、かつ照明光が外部に照射できるように、透明カバーで構成されると共に、カプセル外殻１１の他の部分は不透明カバーで構成される。
【００１６】
カプセル外殻１１の内部には、被写体を撮像するための撮像素子１２と、撮像素子１２に被写体像を結像させるためのレンズ１３と、各種回路を備える回路ユニット１４〔第1の回路〕と、電池から構成され、回路ユニット１４に電力を供給するための電源１５〔第２の回路〕と、体内を照明するための光源装置１６とが設けられる。回路ユニット１４は、例えば、撮像素子１２や光源装置１６を駆動するための駆動回路や画像処理回路等を備える。
【００１７】
カプセル外殻１１の他方の端面（他端面）１１Ｂの内壁１１Ｃには、第１の接点２１及び板ばね２２が配置される。第１の接点２１は、金属片が接着剤等によって内壁１１Ｃに固定されて形成され、又は金属が蒸着されることによって内壁１１Ｃに形成される。板ばね２２は、細長の金属で形成され、その一端部２２Ａが、第２の接点２３に成るとともに、他端部２２Ｂが内壁１１Ｃに例えば接着剤によって固定されている。板ばね２２の一端部２２Ａは、復元力が解放された状態では、第１の接点２１に接触するが、図１に示す初期状態では、後述するように、ヒューズ３５によって撓められた状態に維持され、第１の接点２１から離間されている。
【００１８】
電源１５及び回路ユニット１４は、それぞれ第１の接点２１及び板ばね２２に導通している。したがって、板ばね２２の第２の接点２３が、第１の接点２１に接触し、第１及び第２の接点２１、２３が電気的に接続されると、電源１５から回路ユニット１４へ電力が供給される。また、第２の接点２３が第１の接点２１から離間し、第１及び第２の接点２１，２３が電気的に切断されると、回路ユニット１４には電源１５から電力が供給されない。
【００１９】
図２に示すように、他端面１１Ｂには、第１及び第２のヒューズ電極３１、３２が配置されている。第１及び第２のヒューズ電極３１、３２それぞれは、一部が、内壁１１Ｃ側に配置されると共に、内壁１１Ｃ側から、カプセル外殻１１を挿通して、一部が外壁１１Ｄ側に露出される。第１のヒューズ電極３１の外壁１１Ｄに露出する露出部３１Ａは、他端面１１Ｂの先端部、すなわちカプセル外殻１１の軸Ｘ上に配置される。一方、第２の電池接点３２の外壁１１Ｄに露出する露出部３２Ａは、軸Ｘから距離Ｄ１離れた位置に配置される。
【００２０】
ヒューズ３５は、線状に形成され、内壁１１Ｃの内側で、内壁１１Ｃから僅かに離間し、第１及び第２のヒューズ電極３１、３２の間に架設されて固定される。ヒューズ３５は、外側（内壁１１Ｃ側）から板ばね２２を内側に押圧し、板ばね２２の一端部２２Ａ側が内側に撓み変形した状態で、板ばね２２を制止させ、第２の接点２３を第１の接点２１から離間させている。またヒューズ３５が板ばね２２と電気的に接続されないよう、ヒューズ３５に絶縁皮膜（不図示）が被せられている。なお、本実施形態では、板ばね２２を撓めさせた状態にとどめおく制止部材として、ヒューズ３５単体を用いているが、第１及び第２のヒューズ電極３１、３２それぞれに接続された銅線がヒューズで連結されて構成された導線部材、すなわち少なくとも一部がヒューズで構成された導線部材としても良い。
【００２１】
図３〜５は、カプセル内視鏡１０の電源を投入するためのクレードルを示す。クレードル（保持機構）５０は、筒部５１を支持し、その内部に電池５８が設けられる台部５２と、台部５２の上方に一体的に連接される筒部５１とを備える。クレードルは金属と耐熱樹脂のみから構成され、電池を取り外すと熱による殺菌または滅菌が可能である。クレードルは電池を内蔵するかわりに、外部から電源を供給するためのコネクタないしケーブルを備えても良い。
【００２２】
筒部５１の内周面５１Ａはカプセル外殻１１の外径より僅かに大きい内径を有する円周面であって、筒底面５１Ｂは下方に膨らみ略半球面に形成され、筒部５１の内部はカプセル内視鏡１０の外壁１１Ｄに沿った形状を呈する。筒部５１は、このような形状を呈することにより、筒内部に挿入されたカプセル内視鏡１０を保持することが可能である。なお、筒部５１は、挿入されたカプセル内視鏡１０が前後左右にほとんど移動できないような筒高さを有する。
【００２３】
筒底面５１Ｂには、第１及び第２の外部電極５３、５４が配置される。第１の外部電極５３は、一部がクレードル５０の内部に埋設され、一部が筒底面５１Ｂから露出し、その露出部５３Ａは、図５に示すように上方から見ると略円形を呈し、筒底面５１Ｂの最深部、すなわち筒部５１の軸Ｘ’上に配置される。第２の外部電極５４は、一部がクレードル５０の内部に埋設され、一部が筒底面５１Ｂから露出する。そして筒底面５１Ｂから露出する露出部５４Ａは、図５に示すように上方から見ると第１の外部電極５３の露出部５３Ａを取り囲み、かつ軸Ｘ’を中心とする円環状を呈し、露出部５３Ａと同心的に配置される。露出部５４Ａは、軸Ｘ’から距離Ｄ２離れ、距離Ｄ２は、上述した距離Ｄ１と略同一である。このように、第１及び第２の外部電極５３、５４は、カプセル内視鏡１０に設けられた第１及び第２のヒューズ電極３１、３２に対応した位置に配置される。
【００２４】
次いで、本実施形態におけるカプセル内視鏡１０の電源切替動作を説明する。
カプセル内視鏡１０の電源切替動作は、本実施形態においては、クレードル５０の筒内部にカプセル内視鏡１０が挿入されることにより行われる。
【００２５】
電源切替動作においては、カプセル内視鏡１０の他端面１１Ｂが、筒底面５１Ｂに対向しかつ載置されるように、クレードル５０の筒内部にカプセル内視鏡１０が挿入される。ここで、筒部５１の内周面によってカプセル内視鏡１０の前後左右の移動が規制される。したがって、軸Ｘは筒部５１の軸Ｘ’に略一致し、軸Ｘ上に配置された第１のヒューズ電極３１の露出部３１Ａは、軸Ｘ’上に配置された第１の外部電極５３の露出部５３Ａに接することなる。
【００２６】
また、第２のヒューズ電極３２及び第２の外部電極５４の露出部３２Ａ、５４Ａは、軸Ｘ（又は軸Ｘ’）からの距離Ｄ１、Ｄ２が同一で、かつ他端面１１Ｂと、筒底面５１Ｂの形状が略同一である。さらには、第２の外部電極５４の露出部５４Ａは、中心を軸Ｘ’とする円環状に形成されている。したがって、カプセル内視鏡１０が、軸Ｘ回りにいずれの方向に回転した状態で挿入されても、第２ヒューズ電極３２の露出部３２Ａは第２外部電極５４の露出部５４Ａに接することとなる。
【００２７】
第１のヒューズ電極３１が第１の外部電極５３に接触し、かつ第２のヒューズ電極３２が第２の外部電極５４に接触すると、第１及び第２の外部電極５３、５４を介して、電池５８からヒューズ３５に電力が供給される。これにより、ヒューズ３５は通電し、溶断される。ヒューズ３５の溶断により、ヒューズ３５によって撓み変形させられていた板ばね２２は、その復元力が解放され、板ばね２２の一端部２２Ａ（すなわち、第２の接点２３）は、内壁１１Ｃに近づく方向（すなわち、外側）に変位させられる。そして、第２の接点２３は、第１の接点２１に接触し、電源１５から回路ユニット１４に電力供給が開始され、回路ユニット１４の駆動が開始される。回路ユニット１４の駆動が開始されると、光源装置１６から照明光が照射されると共に、撮像素子１２が駆動され映像信号の生成が開始される。
【００２８】
回路ユニット１４の駆動開始後、カプセル内視鏡１０はクレードル５０から取り外され、患者等によって嚥下される。嚥下されたカプセル内視鏡１０は、光源装置１６の照明光を用いて体内（被写体）を照明し、撮像素子１２によって、照明した被写体を撮像し、映像信号を生成する。映像信号は、画像信号処理回路で処理された後、例えば、不図示のアンテナから生体外に送信され、これによりカプセル内視鏡１０を用いて体内の様子を観察することができる。
【００２９】
以上のように本実施形態でも、カプセル内視鏡１０を、クレードル５０に装着することにより、自動的に電源が投入されるので、カプセル内視鏡１０を分解せずに、効率的に電源を投入することができる。また、電源１５は、初期状態においては、回路ユニット１４から電気的に分離されているので、初期状態における電源１５の電力消費を抑えることができる。
【００３０】
さらには、ヒューズ３５が板ばね２２を直接押圧して、板ばね２２を撓めているので、電源投入のための機構の部品点数を少なくすることができる。また、ヒューズ電極に接触するための、第１及び第２の外部電極５３、５４の露出部５３Ａ、５４Ａが同心的に配置されているので、カプセル内視鏡１０は、その回転向きを気にすることなく、クレードル５０内に挿入することができる。
【００３１】
なお、第１の実施形態では、板ばね２２がヒューズ３５によって撓められた初期状態において、第２の接点２３が第１の接点２１に接触され、回路ユニット１４に電源１５からの電力が供給されていても良い。この場合、ヒューズ３５の溶断により、第２の接点２３が変位すると、第２の接点２３が第１の接点２１から離間し、回路ユニット１４への電力の供給が停止される。
【００３２】
また、第２のヒューズ電極３２の露出部３２Ａが、軸Ｘを中心とする円環状に形成され、第１及び第２のヒューズ電極３１、３２が同心的に配置されていても良い。この場合、第２の外部電極５４の露出部５４Ａは、円環状に形成されず、第１及び第２の外部電極５３、５４が同心的に配置されていなくても良い。このような構成によっても、距離Ｄ１、Ｄ２を略同一にすることにより、挿入されるときの回転向きにかかわらず、第２のヒューズ電極３２が第２の外部電極５４に接触することが可能となる。但し、ヒューズ電極が同心的に形成されると、必然的にヒューズ電極の露出面積が大きくなり、カプセル内視鏡１０の気密性が確保しにくい等の問題が生じる虞があるので、クレードル側の外部電極を同心的に形成したほうが良い。
【００３３】
図６は、第２の実施形態に係るカプセル内視鏡を示すための図である。第２の実施形態におけるカプセル内視鏡１０の内部には、回路ユニットとして、回路ユニット１４に加えて副回路ユニット１９が設けられ、さらには第３の接点２９が設けられている。副回路ユニット１９は、例えば、電力が供給されることにより、時間を計時するタイマーである。回路ユニット１４及び副回路ユニット１９それぞれは、第１及び第３の接点２１、２９に導通していると共に、電源１５は板ばね２２に導通している。
【００３４】
板ばね２２は、初期状態において、ヒューズ３５によって、撓められた状態にあり、その撓められた状態で、板ばね２２の一端部２２Ａ（第２の接点２３）は、第３の接点２９に接触している。したがって、初期状態において、副回路ユニット１９は、電源１５に電気的に接続され、電源１５から電力が供給されている。
【００３５】
カプセル内視鏡１０がクレードルに挿入され、ヒューズ３５が通電されて溶断されると、板ばね２２の復元力が開放され、板ばね２２の一端部２２Ａ（第２の接点２３）は変位し、第３の接点２３から離間すると共に、第１の接点２１に接触する。したがって、回路ユニット１４は、電源１５に電気的に接続され、電源１５から電力が供給される。また、第２及び第３の接点２２、２９の間の接続は切断されるので、電源１５から副回路ユニット１９への電力供給は停止される。
【００３６】
以上のように、本実施形態では、ヒューズ３５が溶断されることにより、電力が供給される回路ユニットが、副回路ユニット１９から主回路ユニット１４に変化させることができる。
【００３７】
上記各実施形態においては、板ばね２２が１つ設けられた構成について説明したが、それぞれがヒューズによって変形させられた状態で制止される板ばねが複数個設けられるとともに、各板ばねの変形により接離する接点が各板ばねに対応して複数個設けてられても良い。この場合、例えば、電源電圧が５Ｖと３．３Ｖの２種類の電源ユニットが用意されていて、ヒューズの溶断により各回路に適合した電圧が供給されるようにしても良い。
【００３８】
なお、本発明における動作切替機構は、飲み込み型医療機器であれば、カプセル内視鏡以外にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１の実施形態に係るカプセル内視鏡の内部を模式的に示し、カプセル外殻の他端面近傍のみを断面的に示した図である。
【図２】カプセル内視鏡の一部を断面的に示した図であり、図１から９０°異なる方向の断面を示した図である。
【図３】クレードルの断面斜視図を示す。
【図４】クレードル内部にカプセル内視鏡が挿入されるときの様子を示すための模式的な断面図である。
【図５】クレードルの筒底部を示す平面図である。
【図６】第２の実施形態に係るカプセル内視鏡の内部を模式的に示し、カプセル外殻の他端面近傍のみを断面的に示した図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  カプセル内視鏡
１１  カプセル外殻
１１Ｂ  他端面
１４  回路ユニット
１５  電源
２０  内殻部
２１  第１の接点
２２  板ばね
２３  第２の接点
３１、３２  第１及び第２のヒューズ電極
３５  ヒューズ（制止部材）
５０  クレードル（保持機構）
５１Ｂ  筒底面（対向面）
５３、５４  第１及び第２の外部電極
【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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