(57)【要約】【課題】患者体腔内においてどのような姿勢をとろうとも常に安定した起動電力を得ることができるカプセル型装置，及びこのようなカプセル型装置を含むカプセル型装置駆動制御システムを、提供する。【解決手段】カプセル内視鏡５０のケーシング４０の内部に、略四角柱形状のプリント基板２０を収納し、該プリント基板２０の全側面に複数のコイル１〜１０を実装する。電源装置６０は、常に変化する磁場を生成し、電磁誘導によってカプセル内視鏡５０の各回路部品を起動する。また、カプセル内視鏡５０内の比較回路において電磁誘導によって各コイル１〜１０に生じた電流は比較演算され、その演算結果から、カプセル内視鏡５０の姿勢が検出される。【選択図】    図１
2005052637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内に導入されるカプセル型装置であって、
中心軸が互いに直交する３つのコイルを少なくとも１組有し、外部に配置された磁界発生源によって生じる交流磁界に基づく電磁誘導によって起電力を生じるとともに、この起電力によって生じた電流を出力する電力供給手段と、
この電力供給手段から出力された電流が供給される回路とを、
カプセル型のケーシングに内蔵して構成された
ことを特徴とするカプセル型装置。
【請求項２】
前記３つのコイルは、略四角柱形状の各面に相当する仮想面のうち互いに直交する３面に沿って夫々配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のカプセル型装置。
【請求項３】
前記電力供給手段は、前記１組のコイルを含む少なくとも２組コイルを有しており、これら６つのコイルは、略四角柱形状の各面に相当する仮想面上に夫々配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のカプセル型装置。
【請求項４】
体腔内部の像を形成する対物光学系を更に内蔵するとともに、
前記回路は、前記対物光学系によって形成された像を撮像して画像信号に変換する撮像装置，及び、この撮像装置によって生成された画像信号を無線で体腔外に送信する送信器を含む
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のカプセル型装置。
【請求項５】
前記回路は、前記各コイルにおいて発生した起電力及びコイルに流れる電流の方向を各コイル毎に夫々測定して測定結果を出力する起電力測定手段，及び、この起電力測定手段から出力された測定結果を無線で体腔外に送信する送信器を含む
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のカプセル型装置。
【請求項６】
前記回路は、前記各コイルにおいて発生した起電力を比較して比較結果を出力する比較手段，及び、この比較手段から出力された比較結果を無線で体腔外に送信する送信器を含む
ことを特徴とする請求項請求項１乃至３の何れかに記載のカプセル型装置。
【請求項７】
前記回路は、前記各コイルにおいて発生した起電力のうち、互いに平行且つ同軸の位置関係にあるコイルにおいて発生した起電力同士の大きさを比較することによって、前記磁界発生源に近い方のコイルを示す前記比較結果を出力する比較手段，及び、この比較手段から出力された比較結果を無線で体腔外に送信する送信器を含む
ことを特徴とする請求項３記載のカプセル型装置。
【請求項８】
前記コイルは、渦巻き状の回路がプリントされた回路基板である
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のカプセル型装置。
【請求項９】
前記コイルのうちの前記対物光学系の光路上に配置されるコイルは、その中空部分が前記対物光学系の光軸上に位置するように、配置されている
ことを特徴とする請求項４に記載のカプセル型装置。
【請求項１０】
前記比較手段は、前記各コイルにおいて発生した起電力のうち、互いに直交し且つ隣り合う位置関係にあるコイルにおいて発生した起電力同士の大きさを比較することによって、これら各コイルの前記磁界発生源に対する相対的な向きを示す前記比較結果を出力する
ことを特徴とする請求項３又は７に記載のカプセル型装置。
【請求項１１】
前記各コイルは、これら各コイルが同一条件の磁界に置かれた場合において夫々同じ大きさの起電力を出力する
ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のカプセル型装置。
【請求項１２】
前記比較手段は、前記各コイルが同一条件の磁界に置かれた場合に夫々異なる大きさの起電力を出力する場合には、前記各コイルが同一条件の磁界に置かれた場合に前記各コイルが出力する起電力の測定値が同じ値となるように補正をした後に、前記比較を行う
ことを特徴とする請求項１０記載のカプセル型装置。
【請求項１３】
前記カプセル型装置の回路は、前記コイルから出力された電力を一時的に蓄電する蓄電手段を更に有する
ことを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載のカプセル型装置。
【請求項１４】
前記電力供給手段は、前記コイルに所定の方向から電磁波が照射されたときに前記コイルに生じた電流を出力する
ことを特徴とする請求項１乃至１３の何れかに記載のカプセル型装置。
【請求項１５】
前記電磁波は、マイクロ波である
ことを特徴とする請求項１４記載のカプセル型装置。
【請求項１６】
交流磁界をその周りに生成する磁界発生装置と、
中心軸が互いに直交する３つのコイルを少なくとも１組有し、前記磁界発生装置によって生じる交流磁界に基づく電磁誘導によって起電力を生じるとともに、この起電力によって生じた電流を出力する電力供給手段，及び、この電力供給回路から出力された電流が供給される回路を、カプセル型のケーシングに内蔵して構成されたカプセル型装置と
からなることを特徴とするカプセル型装置駆動制御システム。
【請求項１７】
前記カプセル型装置は、体腔内部の像を形成する対物光学系を更に内蔵し、
前記カプセル型装置の回路は、前記対物光学系によって形成された像を撮像して画像信号に変換する撮像装置，及び、この撮像装置によって生成された画像信号を無線で体腔外に送信する送信器を含む
ことを特徴とする請求項１６記載のカプセル型装置駆動制御システム。
【請求項１８】
前記電力供給手段は、前記１組のコイルを含む少なくとも２組のコイルを有しており、これら６つのコイルは、略四角柱形状の各面に相当する仮想面上に夫々配置されているとともに、
前記カプセル型装置の回路は、前記各コイルにおいて発生した起電力を比較して比較結果を示す信号を出力する比較手段，及び、この比較手段から出力された信号を無線で体腔外に送信する送信器を含む
ことを特徴とする請求項１６記載のカプセル型装置駆動制御システム。
【請求項１９】
前記カプセル型装置の回路は、前記各コイルにおいて発生した起電力の大きさ及びコイルに流れる電流の向きを各コイル毎に夫々測定してその測定結果を示す信号を出力する起電力測定手段，及び、この起電力測定手段から出力された信号を無線で体腔外に送信する送信器を含む
ことを特徴とする請求項１６記載のカプセル型装置駆動制御システム。
【請求項２０】
前記カプセル型装置の送信器から送信された信号を受信して、受信した信号に基づく表示を行うプロセッサ装置を更に含む
ことを特徴とする請求項１６乃至１９の何れかに記載のカプセル型装置駆動制御システム。
【請求項２１】
前記磁界発生装置が生成する交流磁界の振動方向と平行な方向に、この交流磁界の強さよりも磁界の強さが強い静磁界を生成する静磁界発生装置と、
前記カプセル型装置の送信器から送信された信号を受信して、この信号が示す各コイル毎の起電力の大きさの測定結果に基づいて前記カプセル型装置の前記磁界発生装置に対する傾きを演算するとともに、前記静磁界発生装置によって静磁界が生成，消滅された時点で受信した信号が示す前記各コイルに生じた電流の向きの測定結果に基づいて、前記カプセル型装置の前記静磁界発生装置に対する向きを演算するプロセッサ装置とを更に備える
ことを特徴とする請求項１９記載のカプセル型装置駆動制御システム。
【請求項２２】
静磁界を生成する静磁界発生装置と、
前記カプセル型装置の送信器から送信された信号を受信して、この信号が示す各コイル毎の起電力の大きさの測定結果に基づいて前記カプセル型装置の前記磁界発生装置に対する傾きを演算するとともに、前記静磁界発生装置によって静磁界が生成，消滅された時点で受信した信号が示す前記各コイルに生じた電流の向きの測定結果に基づいて、前記カプセル型装置の前記静磁界発生装置に対する向きを演算するプロセッサ装置とを更に備え、
前記カプセル型装置の回路は、前記コイルから出力された電力を一時的に蓄電する蓄電手段を更に備え、
前記静磁界発生装置が静磁界を生成している期間中には、前記磁界発生装置は交流磁界を生成させないとともに、前記蓄電手段が前記カプセル型装置の回路に電力を供給する
ことを特徴とする請求項１９記載のカプセル型装置駆動制御システム。
【請求項２３】
体腔内に導入されるカプセル型装置であって、
略四角柱形状の各面に相当する仮想面上に夫々配置される少なくとも６つのコイルからなり、外部に配置された磁界発生源によって生じる交流磁界に基づく電磁誘導によって起電力を生じるとともに、この起電力によって生じた電流を出力する電力供給手段と、
この電力供給手段から出力された電流が供給される回路とを、
カプセル型のケーシングに内蔵して構成された
ことを特徴とするカプセル型装置。
【請求項２４】
交流磁界をその周りに生成する磁界発生装置と、
略四角柱形状の各面に相当する仮想面上に夫々配置される少なくとも６つのコイルからなり、前記磁界発生装置によって生成された交流磁界に基づく電磁誘導によって起電力を生じるとともに、この起電力によって生じた電流を出力する電力供給手段，及び、この電力供給回路から出力された電流が供給される回路を、カプセル型のケーシングに内蔵して構成されたカプセル型装置と
からなることを特徴とするカプセル型装置駆動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導によって電力を得るカプセル型装置，及びこのようなカプセル型装置を含むカプセル型装置駆動制御システムに、関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、患者の消化管を経口的に診察するためのシステムとして、電子内視鏡システムがある。この電子内視鏡システムは、生体内に挿入され、被検体の撮像を行うための撮像装置が取り付けられた可撓管状の挿入部と、生体外に配置され、撮像装置から送信される画像信号のプロセシングを行うためのプロセッサ装置とを、備えている。このような電子内視鏡装置を用いて実際に患者の消化管を観察する際には、この挿入部を経口的に患者の体（消化管）内に導入しなくてはならないが、患者にとって、撮像装置とプロセッサ装置とを繋ぐ管が咽喉を通る感覚は耐えがたく、この可撓管状の挿入部を飲み込むことは多大なる苦痛を伴うものであった。
【０００３】
そこで近年、患者が挿入部を飲み込む際の苦痛を無くすために、患者が嚥下することにより患者体内に取り込まれて体腔内を撮像する小さなカプセル型の撮像装置（カプセル内視鏡）と、患者の体外に配置されるプロセッサ装置，及び電源装置とからなるカプセル内視鏡システムが開発されている。
【０００４】
このカプセル内視鏡システムにおけるプロセッサ装置は、無線にてカプセル内視鏡と繋がれ、このカプセル内視鏡を体外から遠隔操作するとともに、撮像装置から送信される画像信号のプロセシングを行う。また、電源装置は、常に変化する磁束を生成し、電磁誘導によって、カプセル内視鏡内に設置された回路に起電力を生じさせる。
【０００５】
図１４にこのカプセル内視鏡システムにおいて使用されるカプセル内視鏡の構造を示す。図１４に示されるように、このカプセル内視鏡１００はカプセル型のケーシングによって密閉されており、その内部における主要な構成は、対物光学系１０１を介して体腔内を撮像するイメージセンサ１０２と、このイメージセンサ１０２によって撮像された画像（電荷）を画像信号に変換する信号処理回路１０３と、信号処理回路１０３によって生成された画像の信号を体外のプロセッサ装置に向けて送信する送信器１０４と、ケーシングの内側面の一部（図１０における下側）に設置され電源装置によって生成された磁束と鎖交することによって起電力を生じる回路であるコイル１０５とからなる。
【０００６】
患者によって飲み込まれた（経口的に体腔内へ取り込まれた）カプセル内視鏡１００は、電源装置によって生成される磁束の交流変化をコイル１０５にて起電力に変換することによって電力を得る。そして、カプセル内視鏡１００は、イメージセンサ１０２によって撮像されて信号処理回路１０３によって信号に変換された体腔壁の映像を、送信器１０４を介して、プロセッサ装置へと送信する。このようなカプセル内視鏡システムによると、患者が小さなカプセル内視鏡を飲み込むだけで体腔内の撮像ができるので、患者の苦痛を伴わずに消化管を観察することができる。（例えば、特許文献１参照）  また、撮影機能を有する上記カプセル内視鏡の他にも、診察や治療のために体腔内に導入され、外部からの磁場の変化に基づいて自己の動作に必要な電流を発電し、外部の装置からは物理的に切り離されて駆動する各種のカプセル型装置が、開発されている。
【特許文献１】特開２００１−２２４５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のカプセル型装置のコイルは、上述したようにカプセルの内側面の一部にのみ設置されているため、電源装置によって生成される磁束の向きに対するコイルの角度に依っては、起電力が低下してしまう場合があった。これが、従来における第１の問題点である。
【０００８】
また、患者の体腔内に取り込まれたカプセル型装置は、患者の消化管の蠕動等の運動により、その姿勢を様々（回転自在に）に変化させられるため、このカプセル型装置の姿勢（カプセル内視鏡の場合には撮像している方向）を検出することは、非常に困難であった。これが、従来における第２の問題点である。
【０００９】
本発明の主たる課題は、従来における第１の問題点に鑑み、カプセル型装置が患者体腔内においてどのような姿勢をとろうとも常に安定した起電力を得ることができるカプセル型装置，及びこのようなカプセル型装置を含むカプセル型装置駆動制御システムの提供である。
【００１０】
本発明の付加的な課題は、カプセル型内視鏡の姿勢を示すデータを出力することが可能なカプセル型装置，及びこのようなカプセル型装置を含むカプセル型装置駆動制御システムの提供である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した主たる課題を解決するために、本発明のカプセル型装置，及びカプセル型装置駆動制御システムに含まれるカプセル型装置は、以下のような構成を採用した。
【００１２】
即ち、これらカプセル型装置は、体腔内に導入されるカプセル型装置であって、中心軸が互いに直交する３つのコイルを少なくとも１組有し、外部に配置された磁界発生源によって生じる交流磁界に基づく電磁誘導によって起電力を生じるとともに、この起電力によって生じた電流を出力する電力供給手段と、この電力供給手段から出力された電流が供給される回路とを、カプセル型のケーシングに内蔵して構成されたことを、特徴とする。
【００１３】
なお、前記３つのコイルは、略四角柱形状の各面に相当する仮想面のうち互いに直交する３面に沿って夫々配置されていても良い。
【００１４】
このように構成されると、カプセル型装置に対してどの方向に磁界が変化しているとしても、少なくとも１つのコイルが磁界の変化を起電力に変換するようになる。そのため、カプセル型装置の姿勢に依らず常に良好な起電力を得ることができる。
【００１５】
また、上記した主たる課題を解決するために、以下の構成を採用してもよい。
【００１６】
即ち、カプセル型装置は、体腔内に導入されるカプセル型装置であって、略四角柱形状の各面に相当する仮想面上に夫々配置される少なくとも６つのコイルからなり、外部に配置された磁界発生源によって生じる交流磁界に基づく電磁誘導によって起電力を生じるとともに、この起電力によって生じた電流を出力する電力供給手段と、この電力供給手段から出力された電流が供給される回路とを、カプセル型のケーシングに内蔵して構成されていてもよい。
【００１７】
このように構成されると、各コイルが略四角柱形状の仮想平面上に夫々配置されているので、このカプセル型装置が磁界中でどのような姿勢をとろうとも、これらコイルうちの少なくとも２つは必ず磁束と鎖交する。そのため、カプセル型装置の姿勢に依らず常に良好な起電力を得ることができる。
【００１８】
本発明において、上記した付加的な課題を解決するために、カプセル型装置内の回路に、前記各コイルにおいて発生した起電力を比較して比較結果を出力する比較手段，及び、この比較手段から出力された比較結果を無線で体腔外に送信する送信器を含めても良い。
【００１９】
このように構成されると、磁束に対する鎖交角度，及び、鎖交する磁束の数に依ってコイルに発生する起電力の大きさが異なることを利用して、夫々のコイルにおいて発生した起電力同士を比較することによって、カプセル型装置の体腔内（磁界内）における姿勢を検出することができる。
【００２０】
また、カプセル型装置の回路は、前記各コイルにおいて発生した起電力及びコイルに流れる電流の方向を各コイル毎に夫々測定して測定結果を出力する起電力測定手段，及び、この起電力測定手段から出力された測定結果を無線で体腔外に送信する送信器を含むように構成されていてもよい。
【００２１】
なお、カプセル型装置は、具体的には、カプセル内視鏡とすることができる。この場合には、体腔内部の像を形成する対物光学系を更に内蔵するとともに、前記回路は、前記対物光学系によって形成された像を撮像して画像信号に変換する撮像装置，及び、この撮像装置によって生成された画像信号を無線で体腔外に送信する送信器を含めれば良い。
【００２２】
また、コイルは電磁誘導によってその内部に起電力を発生させるものであればよいので、巻きコイルであっても良いし、回路基板上に渦巻き状の回路がプリントされたものであっても良い。
【００２３】
なお、カプセル型装置がカプセル内視鏡である場合には、対物光学系側に配置されるコイルが対物光学系の光路上に配置されるとともに、コイルの中空部分に対物光学系の光軸が位置するように配置されれば、撮像装置の撮像範囲がコイルによって干渉されることなくカプセル内視鏡の小型化を図ることができる。
【００２４】
また、互いに平行且つ同軸なコイルにおいて発生した起電力同士を比較することにより磁束に対するカプセル型装置の向き（即ち、磁界発生源に近い方のコイル）を、互いに隣り合い且つ直交するコイルにおいて発生した起電力同士を比較することにより磁束に対するカプセル型装置の鎖交角度（即ち、磁界発生源に対する相対的な向き）を、夫々求めることができる。
【００２５】
なお、各コイルは、同一条件の磁界に置かれた場合において、夫々同じ大きさの起電力を出力するようにされていても良い。この場合、各コイルの形状をほぼ同一とすると出力（起電力）を揃えやすい。
【００２６】
また、前記比較手段は、前記各コイルが同一条件の磁界に置かれた場合に夫々異なる大きさの起電力を出力する場合には、前記各コイルが同一条件の磁界に置かれた場合に前記各コイルが出力する起電力の測定値が同じ値となるように補正をした後に、前記比較を行うように構成されていてもよい。
【００２７】
また、前記カプセル装置の回路は、前記コイルから出力された電力を一時的に蓄電する蓄電手段をさらに有していてもよい。
【００２８】
さらに、前記電力供給手段は、前記コイルに所定の方向から電磁波が照射されたときに前記コイルに生じた電流を出力するように構成されていてもよい。なお、この電磁波はマイクロ波であってもよい。
【００２９】
そして、本発明によるカプセル型装置駆動制御システムは、上述のカプセル型装置と、交流磁界をその周りに生成する磁界発生装置とから構成されていてもよい。
【００３０】
さらに、カプセル型装置駆動制御システムは、前記磁界発生装置が生成する交流磁界の振動方向と平行な方向に、この交流磁界の強さよりも磁界の強さが強い静磁界を生成する静磁界発生装置と、前記カプセル型装置の送信器から送信された信号を受信して、この信号が示す各コイル毎の起電力の大きさの測定結果に基づいて前記カプセル型装置の前記磁界発生装置に対する傾きを演算するとともに、前記静磁界発生装置によって静磁界が生成，消滅された時点で受信した信号が示す前記各コイルに生じた電流の向きの測定結果に基づいて、前記カプセル型装置の前記静磁界発生装置に対する向きを演算するプロセッサ装置とを更に備えていてもよい。
【００３１】
また、カプセル型装置駆動制御システムは、静磁界を生成する静磁界発生装置と、前記カプセル型装置の送信器から送信された信号を受信して、この信号が示す各コイル毎の起電力の大きさの測定結果に基づいて前記カプセル型装置の前記磁界発生装置に対する傾きを演算するとともに、前記静磁界発生装置によって静磁界が生成，消滅された時点で受信した信号が示す前記各コイルに生じた電流の向きの測定結果に基づいて、前記カプセル型装置の前記静磁界発生装置に対する向きを演算するプロセッサ装置とを更に備え、前記カプセル型装置の回路は、前記コイルから出力された電力を一時的に蓄電する蓄電手段を更に備え、前記静磁界発生装置が静磁界を生成している期間中には、前記磁界発生装置は交流磁界を生成させないとともに、前記蓄電手段が前記カプセル型装置の回路に電力を供給するように構成されていてもよい。
【００３２】
このように構成されると、互いに平行且つ同軸な位置にコイルがなくても、静磁界発生装置が発生させた静磁界によって生じた誘導電流の流れる向きを測定することによってコイルの向き（コイルの裏表）がわかるため、静磁界発生装置に対するカプセル型装置の向きがわかるようになる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、カプセル型装置が患者体腔内においてどのような姿勢をとろうとも常に安定した起電力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【実施形態１】
【００３５】
本発明の第１の実施形態におけるカプセル型装置は、患者（被験者）によって経口的に体腔内に導入されて体腔内を撮像するとともに、撮像した体腔内の画像信号を無線にて体外のプロセッサ装置７０に送信するカプセル内視鏡５０である。
【００３６】
＜カプセル内視鏡の構造＞
図１は、カプセル内視鏡５０の一実施形態を示す斜視透視図である。なお、以下の説明を簡単にするために、図１の紙面上における左側を「前側」とし、図１の紙面上における右側を「後側」とする。
【００３７】
また、図２は、このカプセル内視鏡５０を、３方向から見た三面図である。図２（ａ）は、図１における矢印ａの方向から、図２（ｂ）は、図１における矢印ｂの方向から、図２（ｃ）は、図１における矢印ｃの方向（前側）から、夫々見た状態を示す。
【００３８】
図１及び図２に示されるように、このカプセル内視鏡５０は、電力供給手段である１０個のコイル１〜１０と、後述する各回路部品を実装した状態で角柱状に折り曲げられているプリント基板２０と、撮像ユニット３０と、これらのコイル１〜１０，プリント基板２０及び撮像ユニット３０をその内部に収納して、保護するためのケーシング４０とから、構成されている。
【００３９】
ケーシング４０は、円筒形状の胴部４０ｂと、胴部４０ｂの前端に取り付けられて半球状に突出した形状の透明カバー４０ａと、その他端に取り付けられて透明カバー４０ａと同様の形状を持つ尾部４０ｃとからなる。即ち、ケーシング４０は、全体として、所謂カプセル型の形状を有している。なお、透明カバー４０ａは、透明であるとともに酸に強い材料からなり、撮像ユニット３０の対物光学系３０ａから被写体までの距離を適度に保つ役割を有する。また、胴部４０ｂ及び尾部４０ｃは、光を遮蔽できるとともに酸に強い材料（例えば、耐酸性のプラスチック等）からなる。
【００４０】
撮像ユニット３０は、被検部の像を撮像するユニットであり、後述するイメージセンサ２２（撮像装置に相当）及び対物光学系３０ａが扁平な四角柱形状のケースに収められることによって、構成されている。撮像ユニット３０は、略四角柱状に折り曲げられたプリント基板２０の図１における前側の端面上に、対物光学系３０ａの光軸が透明カバー４０ａの回転軸と同軸になるように、配置されている。
【００４１】
各コイル１〜１０は、図示せぬ電源装置によって生成された磁場（磁束）の変化に起因する電磁誘導によって起電力を得て、得られた起電力により生じた電流をカプセル内視鏡５０の各部に供給するための回路素子である。各コイル１〜１０は、共に円環形状のコイルであり、同一条件の交流磁界に置かれた場合に互いの出力が均等になるように、その径及び巻き数が相互に同一となっている。
【００４２】
これら各コイル１〜１０は、夫々、プリント基板２０上に固定されている。なお、各コイル１〜１０は、そのプリント基板２０上での配置関係に依って、夫々、前端コイル１，後端コイル２，第一前側面コイル３，第一後側面コイル４，第二前側面コイル５，第二後側面コイル６，第三前側面コイル７，第三後側面コイル８，第四前側面コイル９，及び、第四後側面コイル１０として、区別されている。
【００４３】
以下、これら各コイル１〜１０のプリント基板２０上での配置関係を具体的に説明するが、説明を容易にするために、まず最初にプリント基板２０の全体形状を述べた上で、プリント基板２０上に設置される各コイル１〜１０を含めた各回路部品の配置関係を述べる。
【００４４】
図３は、プリント基板２０を展開した状態を示す展開図である。図３に示されるように、プリント基板２０は、各コイル１〜１０，及び、後述する各回路部品を電気的に接続する配線が形成されたフレキシブルプリント基板であり、前側円形板２０ａと、内側円形板２０ｂと、後側円形板２０ｃと、側面板２０ｄと、矩形の接続板２０ｅ〜２０ｇとからなる。
【００４５】
前側円形板２０ａ，内側円形板２０ｂ，及び、後側円形板２０ｃは、夫々、同じ大きさの半径を有する円形のプリント基板であり、これら各円形板２０ａ〜２０ｃは、前側（図３の左側）から前側円形板２０ａ，内側円形板２０ｂ，後側円形板２０ｃの順に、配置されている。さらに、前側円形板２０ａと内側円形板２０ｂとは帯状のプリント基板である接続板２０ｅを介して、また、内側円形板２０ｂと後側円形板２０ｃとは接続板２０ｆを介して、夫々の円中心が一直線上に配列されるように、相互に繋がれている。
【００４６】
また、この内側円形板２０ｂと後側円形板２０ｃとを接続する接続板２０ｆには、側面板２０ｄから一体に延びた接続板２０ｇが、全体として逆Ｌ字型となるように接続されている。なお、側面板２０ｄは、長方形型のプリント基板であって、その短縁の一端から接続板２０ｇが延出している。
【００４７】
このプリント基板２０が、実際にケーシング４０の中に収められて使用される際には、各円形板２０ａ〜２０ｃが、互いに平行，且つ、同軸となるように、接続板２０ｅ，２０ｆが折り曲げられる。さらに、側面板２０ｄは、その短辺に平行な線を折り線として、各円形板２０ａ〜２０ｃを囲むように、略正四角柱形状に折り曲げられる。
【００４８】
このプリント基板２０の各円形板２０ａ〜２０ｃ上には、各回路部品が実装されている。具体的には、前側円形板２０ａ上には上述した撮像ユニット３０が、内側円形板２０ｂ上には比較回路２１，及び信号処理回路部２３が、後側円形板２０ｃ上には変調・送信アンプ部２４，及び送信アンテナ２５が、夫々実装されている。また、このプリント基板２０上には、被検体を照射するための図示せぬ照明手段及び合成回路２６が備えられている。
【００４９】
比較回路２１（比較手段に相当）は、コイル１〜１０から夫々入力された電圧を元に、後述する比較計算を行う回路部品である。この比較回路２１にて算出された演算結果は、このカプセル内視鏡の体腔内での姿勢を示す信号（以下、「姿勢信号」と称する）として出力される。
【００５０】
イメージセンサ２２は、対物光学系３０ａによってその撮像面上に結ばれた像を光電変換するＣＣＤ等の撮像素子であり、被検部の像を電気信号に変換する。なお、このイメージセンサ２２は、上述したように対物光学系３０ａとともに撮像ユニット３０を構成する回路部品であり、対物光学系３０ａが被検部の像を結ぶ位置に撮像面が来るように、撮像ユニット３０のケース内で固定されている。
【００５１】
信号処理回路部２３は、イメージセンサ２２にて変換された電気信号を取得して、この電気信号に対して、ホワイトバランスの調節やγ補正等の処理，及び、Ａ／Ｄ変換処理を施して、画像信号として出力する回路部品である。
【００５２】
変調・送信アンプ部２４は、比較回路２１にて出力された姿勢信号，及び、信号処理回路部２３にて出力された画像信号を変調・増幅し、夫々姿勢情報送信信号，及び、観察用送信信号として送信器である送信アンテナ２５へ出力する。送信アンテナ２５は、これら各送信信号を図示せぬプロセッサ装置に向けて送信するアンテナである。送信アンテナ２５は、後側円形板２０ｃの面上から後方に向かって垂直に突出している。
【００５３】
合成回路２６は、各コイル１〜１０と電気的に接続されており、各コイル１〜１０によって得られた起電力により生じた電流を整流して合成する。この合成回路２６によって合成された電流は、前記各回路部品を動作させるために、前記各回路部品へ供給される。なお、比較回路２１によって行われる比較計算には、この合成回路２６によって合成された電流ではなく、夫々のコイル１〜１０から直接測定された電圧が用いられる。
【００５４】
プリント基板２０の側面板２０ｄには、上記各コイル（前端コイル１，後端コイル２，第一前側面コイル３，第一後側面コイル４，第二前側面コイル５，第二後側面コイル６，第三前側面コイル７，第三後側面コイル８，第四前側面コイル９，及び、第四後側面コイル１０）が、実装されている。
【００５５】
このうち、前端コイル１及び後端コイル２は、側面板２０ｄ上に設置されることによってプリント回路に接続されているのではなく、導線を介して側面板２０ｄ上のプリント回路と電気的に接続されている。なお、前端コイル１は、側面板２０ｄを四角柱状に組み立てた時における前側（即ち、対物光学系３０ａが位置する側）となる側の長縁に形成された電極に接続された導線を介して、後端コイル２は、その反対側の長縁に形成された電極に接続された導線を介して、プリント基板２０上のプリント回路と繋がれる。さらに、プリント基板２０を、四角柱状に組み立てた際には、前端コイル１は、撮像ユニット３０よりも前側に、その中心が対物光学系３０ａの光軸と同軸となるように配置される。一方、後端コイル２は、プリント基板２０の後側に、その中空部分を送信アンテナ２５が貫通する状態で、配置される。
【００５６】
これに対して、他のコイル（第一前側面コイル３，第一後側面コイル４，第二前側面コイル５，第二後側面コイル６，第三前側面コイル７，第三後側面コイル８，第四前側面コイル９，及び、第四後側面コイル１０）は、側面板２０ｄ上に夫々配置されている。具体的には、夫々、側面板の短手方向に並んだ２個一組（即ち、第一前側面コイル３及び第一後側面コイル４と、第二前側面コイル５及び第二後側面コイル６と、第三前側面コイル７及び第三後側面コイル８と、第四前側面コイル９及び第四後側面コイル１０）のコイルが、長手方向に４組（即ち、図３の紙面上における上から、第一前側面コイル３と第一後側面コイル４，第二前側面コイル５と第二後側面コイル６，第三前側面コイル７と第三後側面コイル８，及び、第四前側面コイル９と第四後側面コイル１０の順に）配置されている。なお、これら各コイル３〜１０は、隣接するコイルの中心を結ぶ線が、側面板２０ｄの長辺，又は短辺と夫々平行となるように配置されている。
【００５７】
＜プロセッサ装置＞
カプセル内視鏡システムの全体構成を示す図４には、カプセル内視鏡５０，電源装置６０，及びプロセッサ装置７０が示されている。この図４に示されるように、プロセッサ装置７０は、受信装置７１，処理回路７２，及び表示装置７３，を備えている。
【００５８】
受信装置７１は、カプセル内視鏡５０の送信アンテナ２５から送信された各送信信号を受信し、受信した送信信号を復調し、復調によって得た信号（姿勢信号，画像信号）を処理回路７２へと出力する装置である。
【００５９】
処理回路７２は、受信装置７１から入力された各信号（姿勢信号，画像信号）に対して所定の画像処理を施すことによって、カプセル内視鏡５０の姿勢を示す情報を映像として表示させるための映像信号と患者の体腔内の映像を表示させるための映像信号とを生成し、表示装置７３へ出力する。
【００６０】
表示装置７３は、処理回路７２によって生成された各映像信号（即ち、カプセル内視鏡５０の姿勢を示す情報の映像信号とカプセル内視鏡５０によって撮影された患者の体腔内の映像信号）に基づいて、カプセル内視鏡５０の姿勢を示す映像と、患者の体腔内の映像とを映し出す映像モニタである。
【００６１】
＜動作例＞
以下、上記したような構造を持つカプセル内視鏡５０の姿勢検出時における動作例，及び、体腔壁観察時における動作例を図４乃至図７を用いて説明する。なお、以下の説明を分かり易くするために、姿勢検出時と体腔壁観察時とを分けて説明するが、これら夫々の動作は、実際には並行して行われている。
【００６２】
なお、前述のように図４はカプセル内視鏡５０の回路系及びその周辺機器を概念的に示す図であるが、図の簡素化のため、カプセル内視鏡５０内の各コイル１〜１０のうち、前端コイル１及び後端コイル２のみ図示している。
【００６３】
＜姿勢検出時における動作＞
まず、患者がカプセル内視鏡５０を嚥下することによって、カプセル内視鏡５０が体腔内に導入されたことを確認した術者は、磁界発生源（磁界発生装置）である電源装置６０の電源を入れる。
【００６４】
電源装置６０の電源が入れられると、電源装置６０の周りには、一定の方向性を持った磁界（図４乃至図６にて一点鎖線で示す）が形成される。この磁場は、常にその磁束（図５及び図６にて破線で示す）数を変化させている。
【００６５】
この磁束の変化に起因して各コイル１〜１０が電磁誘導されることによって、各コイル１〜１０内に、夫々、磁束に対する鎖交角度と磁界の強さとに応じた起電力が生じ、電流が流れる。これら各コイル１〜１０において生じた電流は、合成回路２６によって整流されて合成された後に、駆動電流として、プリント基板２０を介して各回路部品へと出力される。また、これら各コイル１〜１０において生じた起電力（電圧）は、比較回路２１において、各コイル１〜１０毎の電源装置に対する相対的な向き及び距離（即ち、カプセル内視鏡の姿勢）を求めるための比較演算に供される。
【００６６】
なお、図５は、電磁誘導によって各コイル１，２に発生する起電力（電圧）の大きさと、電源装置６０から各コイル１，２までの間の距離との関係を示す図であり、図６は、電磁誘導によって各コイル１，３に発生する起電力（電圧）の大きさと、電源装置６０（換言すると、電源装置６０から発生された磁束）に対する各コイル１，３の角度との関係を示す図である。これら図５及び図６に示されるように、各コイル１〜１０には、電源装置６０に対する距離及び角度に依って、夫々異なる強さの起電力（電圧）が生じる。というのは、同一条件の交流磁界において各コイルの出力が同じであった場合、それらコイル１〜１０に発生する起電力は、鎖交する磁束の密度とその鎖交角度と（即ち、鎖交する磁束数）に依って異なるからである。
【００６７】
具体的には、互いに平行且つ同軸な関係にあるコイル１〜１０同士（例えば、前端コイル１と後端コイル２，第一前側面コイル３と第三前側面コイル７等）においては、電源装置６０に近い側のコイルにより大きな起電力（即ち、より大きい電圧）が発生する。即ち、電源装置６０から距離Ｘの位置にある前端コイル１と、電源装置６０から距離Ｙ（Ｘ＜Ｙ）の位置にある後端コイル２との関係をあげた図５の例においては、前端コイル１における電圧Ｂが、後端コイル２における電圧Ａよりも大きい。これは、電源装置６０に近い側の方が磁束密度が高いため、同じ出力のコイルを用いた場合、電源装置６０に近い側のコイルにおける起電力の方が、大きくなるからである。
【００６８】
また、互いに近接し且つ直交する関係にあるコイル同士（例えば、前端コイル１と第一前側面コイル３，第一前側面コイル３と第二前側面コイル５等）においては、磁束の向きに直交する直線ｌに対する角度が小さい側のコイルに、より大きな起電力が発生する。即ち、電源装置６０によって生成された磁束に直交する直線ｌに対して角度αを持つ第一前側面コイル３と、この直線ｌに対して角度β（α＞β）を持つ前端コイル１との関係をあげた図６の例においては、第一前側面コイル３における電圧Ｃが、前端コイル１における電圧Ｄよりも小さい。これは、コイルの向きが磁束に対して直角に近い方がより多くの磁束と鎖交するため、電磁誘導によって生成される起電力が大きくなるからである。
【００６９】
図７は、比較回路２１内において実行される比較演算の手順を模式的に示す図である。図７に示されるように、比較回路２１内においてまず、各コイル１〜１０内において発生した起電力（電圧）が比較される。
【００７０】
具体的には、まず最初に、前端コイル１における電圧と後端コイル２における電圧同士，第一前側面コイル３及び第一後側面コイル４における電圧の和と第三前側面コイル７及び第三後側面コイル８における電圧の和，並びに、第二前側面コイル５及び第二後側面コイル６における電圧の和と第四前側面コイル９及び第四後側面コイル１０における電圧の和とが、夫々比較される。そして、比較結果から、電源装置側の頂点（即ち、角柱状に折り曲げられたプリント基板２０における電源装置６０に一番近い側にある頂点）が決定される。さらに、決定された頂点の周りの３面に配置されたコイル（即ち、最初の比較計算によって、より電源装置側に近いとされた互いに直交する３面に配置され且つ当該頂点に近接した３個のコイル）同士の電圧の大きさが比較される。その結果、磁束に直交する直線ｌに対して各コイルがなす角度が、相対的に求められる。このようにして求められた各コイルの角度に基づいて、体腔内におけるカプセル内視鏡５０の姿勢（向き及び角度）を求めることができるのである。
【００７１】
比較回路２１内において求められたカプセル内視鏡５０の姿勢を示す演算結果は、姿勢信号として変調・送信アンプ部２４へと出力される。変調・送信アンプ部２４において、この姿勢信号は変調・増幅され、姿勢情報送信信号として、送信アンテナ２５へと出力される。
【００７２】
そして、送信アンテナ２５から送信された姿勢情報送信信号はプロセッサ装置７０の受信装置７１によって受信され、姿勢信号として復調されて、処理回路７２へと出力される。処理回路７２には、この姿勢信号に基づいてカプセル内視鏡５０の姿勢を示す情報を映像として表示装置７３に表示させるための姿勢情報映像信号を生成して、表示装置７３へと出力する。姿勢情報映像信号が入力された表示装置７３は、信号に基づいて、患者の体腔内におけるカプセル内視鏡５０の姿勢を示す姿勢情報画像を表示する。
【００７３】
＜体腔壁観察時における動作＞
電磁誘導によって各コイル１〜１０に生じた起電力によりカプセル内視鏡５０の各回路部品が駆動されると図示せぬ照明装置から透明カバー４０ａを通して照明光が射出される。この照明光の患者体腔壁（披検部）における反射光は、対物光学系３０ａによってイメージセンサ２２上に結像される。
【００７４】
結像された患者体腔内の像は、イメージセンサ２２によって撮像され（画像信号に変換され）、信号処理回路部２３へと出力される。信号処理回路部２３は、電気信号は受信した画像信号に対してホワイトバランスの調節やγ補正等の処理，及びＡ／Ｄ変換処理を施して、変調・送信アンプ部２４へと出力する。さらに、この画像信号は、変調・送信アンプ部２４において変調・増幅されることによって観察用送信信号に変換されると、送信アンテナ２５へと出力され、送信アンテナ２５からプロセッサ装置７０へ向けて送信される。
【００７５】
観察用送信信号を受信したプロセッサ装置７０の受信装置７１は、その観察用送信信号を画像信号に復調して、処理回路７２に向けて出力する。処理回路７２において、この画像信号を基に、患者の体腔壁の映像を表示装置７３に表示させるための観察用映像データが生成される。そして、観察用映像データは、Ｄ／Ａ変換処理を施され、表示装置７３へと出力される。表示装置７３は、この観察用映像信号に基づいて、患者の体腔壁の観察用画像を映し出す。
【００７６】
上述したように、本実施形態のカプセル内視鏡５０によると、そのカプセル内視鏡５０の内部に収納された略四角柱形状のプリント基板２０の全面にコイルが配置されているため、カプセル内視鏡５０が、患者体腔内においてどのような姿勢をとろうとも、少なくとも２個のコイルは常に電源装置６０が生成する磁束と鎖交した状態となり、安定した起電力を得ることができる。さらに、これら電磁誘導によって各コイルに発生する起電力の強さが、各コイルの磁束に対する鎖交角度，及び各コイルの電源装置６０に対する距離（即ち、各コイルが鎖交する磁束の密度）に依って異なることを利用して比較計算を行い、その演算結果からカプセル内視鏡５０の患者体腔内での姿勢を求めることができる。
【００７７】
なお、プリント基板２０は、ある程度の柔軟性を有すものであれば良く、複数のリジットプリント基板がフレキシブルプリント基板によって接続されることによって一体形成された所謂リジットフレックスプリント基板等であっても良いことは、言うまでもない。
【実施形態２】
【００７８】
図８は、本発明の第２の実施形態によるカプセル内視鏡５０'の斜視透視図，図９は、その三面図，図１０は、カプセル内視鏡５０'内のプリント基板２０の展開図である。第２の実施形態において上述した本第１の実施形態と共通する部位には、図８乃至図１０に同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００７９】
これら図８乃至図１０に示されるように、本発明の第２の実施形態においては、上述した第１の実施形態における側面板２０ｄ上の短手方向に２個づつ配置されたコイル（即ち、前端コイル１及び後端コイル２以外のコイル）に相当するコイルの形状が、第１の実施形態の形状とは異なっている。
【００８０】
具体的には、長方形型の第一側面コイル３'，第二側面コイル５'，第三側面コイル７'，及び、第四側面コイル９'が夫々、第１の実施形態におけるプリント基板２０上の第一前側面コイル３と第一後側面コイル４，第二前側面コイル５と第二後側面コイル６，第三前側面コイル７と第三後側面コイル８，及び、第四前側面コイル９と第四後側面コイル１０に相当する一体のコイルとして、角柱状に折り曲げられたプリント基板２０の各側面上に実装されている。これら、各コイル３'，５'，７'，９'は、同一の磁束に対する条件下において、出力が同じになるように、その大きさや巻数が定められている。また、この場合、各側面コイル３'，５'，７'，９'と両端コイル１，２との比較計算時においては、側面コイルが一個のコイルであるため、複数のコイルにおいて発生した電圧の平均値を求める必要はないが、角度を求める際には、前端コイル１又は後端コイル２に発生した電圧との関係で、その電圧値が補正される必要がある。
【００８１】
さらに、上述した第１の実施形態においては、各コイル１〜１０にて得られた起電力による電流は、そのまま各回路部品へと流されて、これら各回路部品が駆動するのに供されていたが、第２の実施形態においては、電磁誘導によって生成された電流のうち余剰分が、２次電池である図示せぬバッテリー（蓄電手段に相当する）に充電されるようになっている。
【００８２】
具体的には、バッテリーは、図１０の後側円形板２０ｃ上に実装されたバッテリーバネ２６（陰極接触部）により陰極側から内側円形板２０ｂ上に実装された陽極接触部に向けて押さえつけられた状態で、略四角柱形状に折り曲げられたプリント基板２０の内側に、固定収容される。
【００８３】
バッテリーが設けられることによって、カプセル内視鏡５０'は、より安定した状態で駆動される。
【実施形態３】
【００８４】
図１１は、本発明の第３の実施形態によるカプセル内視鏡５０"の斜視透視図，図１２は、その三面図，及び図１３は、カプセル内視鏡５０"のプリント基板２０"の展開図である。
【００８５】
第１の実施形態及び第２の実施形態においてはプリント基板２０上にコイルが実装されることによって起電力が得られていたが、第３の実施形態においては、図１１乃至図１３に示されるように、コイルとして機能する環状（渦巻き状）の回路がプリントされたプリント基板が、用いられている。
【００８６】
具体的には、円環状の前端プリント基板１"と後端プリント基板２"とが、本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態における前端コイル１と後端コイル２とが配置されている位置に、夫々配置されている。これら前端プリント基板１"及び後端プリント基板２"上には、多重円環状のプリント回路が形成されている。
【００８７】
さらに、第１の実施形態及び第２の実施形態においては、側面板２０ｄが折り曲げられることによって略四角柱形状の側面を形成しているのに対して、第３の実施形態においては、長方形型の第一側面プリント基板３"，第二側面プリント基板５"，第三側面プリント基板７"，及び、第四側面プリント基板９"が、夫々、略四角柱形状の側面とされる。これら第一側面プリント基板３"，第二側面プリント基板５"，第三側面プリント基板７"，及び、第四側面プリント配線版９"上には、第２の実施形態における第一乃至第四側面コイル３'，５'，７'，９'に相当する長方形型の多重環状のプリント回路が形成されている。
【００８８】
第３の実施形態においては、プリント基板上に印刷されたプリント回路に直接起電力が発生する。また、各プリント基板１"及び２"同士、３"，５"，７"及び９"同士は、磁界に対する条件が同じ状態において夫々の出力が同じになるように、その形状が調節されている。また、第２の実施形態と同様に、カプセル内視鏡の角度を求める際には、前端プリント基板１"又は後端プリント基板２"に発生した電圧との関係で、その電圧値が補正される。
【実施形態４】
【００８９】
図１５は、本発明の第４の実施形態によるカプセル内視鏡５００の斜視透視図，図１６は、その三面図，及び図１７は、カプセル内視鏡５００のプリント基板２００の展開図である。また、図１８は、第４の実施形態によるカプセル内視鏡システムの概略図であり、図１９は、第４の実施形態によるカプセル内視鏡５００の向きを求める原理の説明図である。第４の実施形態において上述した第１の実施形態と共通する部位には、図１５乃至図１９に同じ符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００９０】
図１８に示されるように、第４の実施形態によるカプセル内視鏡システムは、カプセル内視鏡５００，電源装置６０，プロセッサ装置７００，及び、このプロセッサ装置７００と電気的に接続された静磁界発生装置８０から構成されている。なお、図１８は、図の簡素化のために、カプセル内視鏡５００内のコイルのうちコイル１のみを図示しており、第１の実施形態と共通する回路部品の一部を省略して図示している。以下、各構成毎に説明する。
【００９１】
図１５乃至図１７に示されるように、第４の実施形態によるカプセル内視鏡５００には、互いに直交し且つ隣接する３つの面に夫々１つのコイルのみが実装されたプリント基板２００が使用される。
【００９２】
具体的には、プリント基板２００には、第１の実施形態のプリント基板２０における前端コイル１，第１側面コイル３，第２側面コイル５と全く同じコイルが、第１の実施形態と全く同じ位置に実装されている。なお、第１の実施形態におけるコイル２，４，６〜１０は、このプリント基板２００には実装されていない。
【００９３】
また、図１８に示すように、第４の実施形態におけるカプセル内視鏡５００には、第１の実施形態における比較回路２１の代わりに起電力測定回路２１０が実装されている。この起電力測定回路２１０は、各コイル１，３，５に発生した電流の向き及び電圧の大きさを各コイル毎に測定し、その測定結果を示す信号（以下、「測定結果信号」と称する）を生成する回路部品である。この起電力測定回路２１０で生成された測定結果信号は、変調・送信アンプ部２４によって変調・増幅され、各コイル毎の測定結果送信信号として、送信アンテナ２５へ出力される。なお、カプセル内視鏡５００におけるその他の構成は、第１の実施形態のカプセル内視鏡５０と全く同じである。
【００９４】
次に、静磁界発生装置８０について説明する。この静磁界発生装置８０は、静磁界を発生させる装置であり、発生させた静磁界中に患者（カプセル内視鏡５００を飲み込んだ患者）の体を配置することができる構成を有している。
【００９５】
具体的には、この静磁界発生装置８０は、図１９に示すように、患者の体を載置するためのベッドと、そのベッドの上方に配置された電磁石８２と、ベッドをはさんで電磁石８２と対向するようにベッドの下側に配置された電磁石８３と、電磁石８２及び電磁石８３に電流を供給する磁界制御装置８１とから、構成されている。
【００９６】
この磁界制御装置８１のスイッチが入れられると、電磁石８２がＮ極をベッド（電磁石８３）側に向けた磁石となるようにこの電磁石８２に電流が供給され、電磁石８３がＳ極をベッド（電磁石８２）側に向けた磁石となるようにこの電磁石８３に電流が供給される。なお、磁界制御装置８１は、電磁石８２，８３に所定の時間だけ電流を供給した後には、自動的に電流の供給を止めるように設計されている。そのため、磁界制御装置８１のスイッチが入れられた場合には、所定の時間だけ静磁界中（一定方向の磁束中）にベッドが配置された状態となる。
【００９７】
さらに、この磁界制御装置８１は、電磁石８２，８３に対する電流の供給を開始した時点で、静磁界を発生させたタイミングを示す静磁界発生タイミング信号を、後述するプロセッサ装置７００へ、出力する。そして、この磁界制御装置８１は、電磁石８２，８３に流していた電流を止めた時点で、発生させた静磁界を消滅させたタイミングを示す静磁界消滅タイミング信号を、後述するプロセッサ装置７００へ、出力する。
【００９８】
ここで、図１９に基づいて、この静磁界発生装置８０によってコイル１に静磁界が印可（又は印可されていた静磁界が消滅）された場合にコイル１に流れる電流の向きについて説明する。
【００９９】
図１９（ａ）は静磁界発生装置８０によって静磁界を発生させた時にその静磁界中に配置されたカプセル内視鏡５００のコイル１に流れる誘導電流の向きを示す図であり、図１９（ｂ）は静磁界発生装置８０によって発生している静磁界中にカプセル内視鏡５００が在る場合にその静磁界を消滅させた時にコイル１に流れる誘導電流の向きを示す図である。
【０１００】
この図１９（ａ）に示されるように、静磁界発生装置８０によって電磁石８２から電磁石８３へ向かう静磁界がコイル１にかけられた場合には、その瞬間に、コイル１では、電磁石８２側から見て反時計回りの方向へ、誘導電流が流れる。また、図１９（ｂ）に示されるように、電磁石８２から電磁石８３へ向かう静磁界をコイル１に印可し続けているときにこの静磁界を消滅させた場合には、その瞬間に、コイル１では、電磁石８２側から見て時計回りの方向へ、誘導電流が流れる。
【０１０１】
このように、静磁界を印可又は消滅させたときにコイル１流れる誘導電流の方向は、静磁界の向きによって決まる。そのため、コイル１に流れる電流の向きを測定すれば、静磁界の方向に対するコイル１の向き（裏表）を判別することができる。なお、静磁界を印可したときにコイル１に流れる誘導電流の方向と印可していた静磁界を消滅させたときにコイル１に流れる誘導電流の方向とは、互いに反対になるため、両者を比較すると確実にコイル１の裏表を判定することができる。
【０１０２】
以上に説明した磁界の向きに対する電流方向の依存性は、コイル３，５に関しても同様である。
【０１０３】
電源装置６０は、第１の実施形態で説明したように、その周囲に交流磁界を発生させる装置である。但し、第４の実施形態では、この電源装置６０によって発生させられた交流磁界の磁界の変化する方向（磁束の向き）は、静磁界発生装置８０が生成する静磁界の方向と平行な方向になるように設定されている。また、電電装置６０が生成する磁界の強さは、静磁界発生装置８０が生成する磁界の強さよりも常に弱くなるように、設定されている。
【０１０４】
そのため、電源装置６０による交流磁界に静磁界発生装置８０による静磁界が印可されると、両方の磁界が合成され、この静磁界が印可される方向以外には変動する磁界の成分が存在しないようになる。また、この静磁界が印可される空間（電磁石８２，８３に挟まれた空間）にコイルが在る場合には、印可される静磁界の強さが交流磁界の強さよりも強いため、静磁界に起因してコイルに流れる電流の最大値は、交流磁界に起因してコイルに流れる電流の最大値よりも、大きくなる。よって、静磁界及び交流磁界が同時にコイルに印可された場合には、夫々の磁界に起因してコイルに流れる電流が合成されるため、静磁界に起因してコイルに流れる電流の方向と同じ方向に、電流が流れるようになる。
【０１０５】
従って、本実施形態によると、静磁界発生装置８０によってカプセル内視鏡５００に静磁界を印可した瞬間（又は印可していた静磁界を消滅させた瞬間）に各コイルに流れる電流の向きを測定すれば、電源装置６０による交流磁界が同時に印可されていたとしても、各コイルの裏表を判別できるため、カプセル内視鏡５００の向きを判別することができる。
【０１０６】
次に、プロセッサ装置７００について説明する。このプロセッサ装置７００は、第１の実施形態におけるプロセッサ装置７０と比較して、処理回路７２の代わりに比較処理回路７２０が設けられている点と、この比較処理回路７２０が静磁界発生装置８０の磁界制御装置８１に電気的に接続されている点とが、異なっている。それ以外の構成は、第１の実施形態におけるプロセッサ装置７０と同じである。
【０１０７】
この比較処理回路７２０は、測定結果送信信号を受信装置７１によって受信，復調した信号である測定結果信号と磁界制御装置８１から送信された静磁界発生タイミング信号，静磁界消滅タイミング信号とに基づいて、カプセル内視鏡５００の姿勢（向き及び角度）を算出する回路である。
【０１０８】
具体的には、比較処理回路７２０は、静磁界発生タイミング信号又は静磁界消滅タイミング信号を検出したときには、その時点で比較処理回路７２０に入力された測定結果信号から各コイルに生じた電流の向きを取得し、各コイルの裏表を判別し、カプセル内視鏡５００の向きを算出する。なお、上述のように、静磁界を発生させた時点で磁界制御装置８１から静磁界発生タイミング信号が送信され、静磁界を消滅させた時点で磁界制御装置８１から静磁界消滅タイミング信号が送信されるため、これらの信号を比較処理回路７２０が検出した時点における各コイルに生じた電流の向きを調べれば、静磁界の方向に対するコイルの向きを求めることができることになる。
【０１０９】
また、この比較処理回路７２０は、静磁界発生タイミング信号又は静磁界消滅タイミング信号を検出していない時に取得した各コイル１，３，５の電圧の大きさ（実効値）に基づいて、交流磁界の振動方向に対するカプセル内視鏡５００の軸方向（対物光学系３０ａの光軸方向）の角度を算出する。なお、本実施形態では、角度の算出には常に同じコイル１，３，５のみが利用されるため、カプセル内視鏡５００の軸方向の角度は算出できるが、カプセル内視鏡５００が軸方向のどちらを向いているかは判別できない。
【０１１０】
そして、比較処理回路７２０は、このようにして算出されたカプセル内視鏡５００の向き及びカプセル内視鏡５００の軸方向の角度を組み合わせて、カプセル内視鏡５００の姿勢（向き及び角度）を算出する。
【０１１１】
なお、静磁界発生タイミング信号又は静磁界消滅タイミング信号を検出した直後（又は直前）に算出されたカプセル内視鏡５００の角度と、静磁界発生タイミング信号又は静磁界消滅タイミング信号を検出した瞬間に算出されたカプセル内視鏡５００の向きとを組み合わせれば、両者が算出される時間には差がほとんどないため、カプセル内視鏡５００の姿勢（向き及び角度）を正確に算出することができる。
【０１１２】
次に、実際に第４の実施形態のカプセル内視鏡システムを用いて診察を行う場合に基づいて、本実施形態の効果について説明する。
【０１１３】
まず、患者がカプセル内視鏡５００を嚥下することによって、カプセル内視鏡５００が体腔内に導入されたことを確認した術者は、この患者を静磁界発生装置８０のベッドに寝かせる。すると、患者の体（患者の体腔内に在るカプセル内視鏡５００）は電磁石８２，８３にはさまれた状態になるため、術者は、磁界制御装置８１を操作することによって、患者の体（患者の体内にあるカプセル内視鏡５００）に静磁界をかけることができるようになる。
【０１１４】
次に、術者は、電源装置６０の電源を入れて交流磁界を発生させることによって、患者の体内にあるカプセル内視鏡５００に電力を供給する。なお、カプセル内視鏡５００には互いに直交し且つ隣接する３面にコイルが実装されているため、カプセル内視鏡５００がどのような姿勢をとろうとも、少なくとも１個のコイルが電源装置６０の発生させた磁束と鎖交した状態となる。そのため、本実施形態におけるカプセル内視鏡システムによると、カプセル内視鏡５００は、各回路部品を駆動させるための電力を安定して得ることができる。
【０１１５】
そして、術者は、磁界制御装置８１のスイッチを入れた場合には、各コイルに発生する電圧及び電流の向きに基づいて比較処理回路７２０にカプセル内視鏡５００の姿勢（角度及び向き）を算出させることができるため、カプセル内視鏡５００の姿勢（角度及び向き）を知ることができる。
【０１１６】
さらに、第４の実施形態では第１の実施形態と比較してカプセル内視鏡５００に用いられるコイルの数が少ないため、第１の実施形態よりもカプセル内視鏡自体のコストを下げることができる。
【０１１７】
なお、一般的には、衛生面を考えた場合にはカプセル内視鏡を使い捨てにすることが望ましいため、カプセル内視鏡自体のコストを下げることができれば、カプセル内視鏡システムにおけるその他の構成に多少コストがかかったとしても、トータルではカプセル内視鏡システムとしてのコストを下げることができることになる。
【実施形態５】
【０１１８】
第５の実施形態によるカプセル内視鏡システムは、第４の実施形態と比較して、カプセル内視鏡５００の代わりにカプセル内視鏡５００’，電源装置６０の代わりに電源装置６０’，磁界制御装置８１の代わりに磁界制御装置８１’が用いられる点が異なっている。それ以外の構成は、第４の実施形態と同じである。以下、第４の実施形態と異なる構成について、各構成毎に説明する。
【０１１９】
カプセル内視鏡５００’は、第４の実施形態におけるカプセル内視鏡５００に第２の実施形態で説明したバッテリーが更に内蔵された構成となっている。それ以外の構成は、カプセル内視鏡５００と同じである。
【０１２０】
磁界制御装置８１’は、第４の実施形態における磁界制御装置８１に、電源装置オフ信号及び電源装置オン信号を外部に無線で送信する送信機を更に備えている。次に、これらの電源装置オフ信号及び電源装置オン信号を送信するタイミングについて説明する。
【０１２１】
この電源装置オフ信号は、磁界制御装置８１’のスイッチが入れられた時点で磁界制御装置８１’の外部へ無線で送信される。そして、この磁界制御装置８１’は、電源装置オフ信号が送信されてから僅かな時間が経過した後に、静磁界発生装置８０へ静磁界を発生させるための電流を供給するとともにプロセッサ装置７００に静磁界発生タイミング信号を送信する。
【０１２２】
また、磁界制御装置８１’のスイッチが入れられてから所定の時間が経過した時点で、この磁界制御装置８１’は、静磁界発生装置８０へ静磁界を発生させている電流の供給を停止するとともにプロセッサ装置７００へ静磁界消滅タイミング信号を送信する。さらに、この磁界制御装置８１’は、静磁界消滅タイミング信号が送信されてから僅かな時間が経過した後に、電源装置オン信号を磁界制御装置８１’の外部へ無線で送信する。それ以外の構成は、第４の実施形態における磁界制御装置８１と同じ構成である。
【０１２３】
電源装置６０’は、実施形態１における電源装置６０に、電源装置オン信号及び電源装置オフ信号を受信するための受信機を更に備えている。そして、この電源装置６０’は、電源装置６０’が交流磁界を発生させていないときに電源装置オン信号を受信したときには交流磁界を発生させ、電源装置６０’が交流磁界を発生させているときに電源装置オフ信号を受信したときにはこの交流磁界を消滅させるように、構成されている。それ以外の構成は、第１の実施形態と同じである。なお、この電源装置６０’が生成する交流磁界の磁界の振動方向は、必ずしも静磁界発生装置８０によって生成される静磁界の方向と平行である必要はない。また、電源装置６０’が発生させる交流磁界の強さを静磁界発生装置８０が発生させる静磁界の強さよりも相対的に弱く設定する必要もない。
【０１２４】
次に、この第５の実施形態によるカプセル内視鏡システムを使用した場合について説明する。
【０１２５】
まず、患者がカプセル内視鏡５００’を嚥下することによって、カプセル内視鏡５００’が体腔内に導入されたことを確認した術者は、電源装置６０’の電源を入れ、電源装置６０’の周囲に交流磁界を発生させる。すると、患者の体腔内に在るカプセル内視鏡５００’に電力が供給される。このとき、カプセル内視鏡５００’の各コイルに生じた電流はバッテリーにも供給されるため、バッテリーが充電される。
【０１２６】
次に、術者は、磁界制御装置８１’のスイッチを入れる。すると、磁界制御装置８１’から電源装置オフ信号が無線によって外部へ送信され、この信号が電源装置６０’に受信されると、電源装置６０’が発生させていた交流磁界が消滅する。このように交流磁界が消滅してから僅かな時間が経過した時点で、静磁界発生装置８０による静磁界が発生し、同時にプロセッサ装置７００に静磁界発生タイミング信号が送信される。そのため、プロセッサ装置７００が静磁界発生タイミング信号を受信したときには、静磁界のみが各コイル１，３，５に印可されることになり、この時点で各コイルに流れる電流の向きを判別することによって、カプセル内視鏡５００’の向き（コイルの裏表）を判別することができるようになる。なお、この静磁界発生タイミング信号を検出する直前の測定結果信号に基づいてカプセル内視鏡５００’の角度を算出すれば、角度の算出及び向きの算出が行われる時間にほとんど差がないため、静磁界を印可した瞬間におけるカプセル内視鏡５００’の向き及び角度が算出できる。
【０１２７】
この後、カプセル内視鏡５００’の周囲には、交流磁界は存在せず、静磁界のみが存在する状態となる。すると、各コイル１，３，５には誘導電流が流れなくなる。よって、このように各コイル１，３，５に誘導電流が流れない期間は、バッテリーに充電されていた電力を利用してカプセル内視鏡５００’の各回路部品が駆動される。
【０１２８】
次に、磁界制御装置８１’のスイッチが入れられてから所定の時間が経過した時点で、静磁界発生装置８０による静磁界が消滅し、同時にプロセッサ装置７００に静磁界消滅タイミング信号が送信される。この時点では交流磁界は印可されていないため、静磁界消滅タイミング信号をプロセッサ装置７００が検出した時点で演算処理を行えば、静磁界が消滅した時に各コイルに流れる電流の向きに基づいてカプセル内視鏡５００’の向き（各コイルの裏表）を判別することができるようになる。そして、静磁界が消滅してから僅かな時間が経過した後には、電源装置オン信号が送信され、この信号が電源装置６０’に受信されると、電源装置６０’は交流磁界を発生させる。そのため、静磁界消滅タイミング信号を検出した後に、僅かな時間が経過した時点での測定結果信号に基づいてカプセル内視鏡５００’の角度を算出すれば、角度の算出及び向きの算出が行われる時間にほとんど差がないため、静磁界を消滅させた瞬間におけるカプセル内視鏡５００’の向き及び角度が算出できる。
【０１２９】
この第５の実施形態によると、静磁界発生装置８０が発生させる静磁界の方向と電源装置６０’による交流磁界の方向とを平行にする必要がないため、第４の実施形態と比較して、両者を設置するときの手間が掛からなくなる。また、カプセル内視鏡５００’に静磁界が印可（消滅）される瞬間には交流磁界が存在しないため、第４の実施形態よりも静磁界の強さを弱く設定することができる。なお、それ以外の効果は、第４の実施形態と同様である。
【変形例】
【０１３０】
変形例では、第１の実施形態において電力の供給源として用いられていた電源装置６０に代えて、マイクロ波発生装置６００が使用される。それ以外の構成は、第１の実施形態と全く同じである。
【０１３１】
マイクロ波発生装置６００は電磁波であるマイクロ波を発生させる装置であり、このマイクロ波発生装置６００の電源が入れられると、マイクロ波発生装置６００に設けられたマイクロ波射出口から、マイクロ波が射出される。なお、この変形例で使用されるマイクロ波は、人体（生体組織）及びカプセル内視鏡５０のケーシング４０を透過するとともに人体（生体組織）に影響を与えない波長領域に、設定されている。
【０１３２】
次に、この変形例においてプセル内視鏡５０を使用した場合について説明する。
【０１３３】
まず、患者がカプセル内視鏡５０を嚥下することによって、カプセル内視鏡５０が体腔内に導入されたことを確認した術者は、マイクロ波発生装置６００のマイクロ波射出口を患者に向けてから、マイクロ波発生装置６００の電源を入れる。
【０１３４】
このマイクロ波発生装置６００の電源が入れられると、マイクロ波発生装置６００のマイクロ波射出口からマイクロ波が射出され、患者の体にマイクロ波が照射される。すると、患者の体（生体組織）及びカプセル内視鏡５０のケーシング４０はマイクロ波を透過するため、患者の体腔内に在るカプセル内視鏡５０内部の各コイル１〜１０に、マイクロ波が到達する。
【０１３５】
ところで、マイクロ波は電磁波であるため、マイクロ波の進行方向に対して互いに直交する交流電界と交流磁界とが存在する。そのため、カプセル内視鏡５０内部の各コイル１〜１０にマイクロ波が到達した場合には、各コイル１〜１０は、この交流磁界に基づいて電磁誘導されることになる。即ち、カプセル内視鏡５０のコイル１〜１０は、マイクロ波が照射された場合であっても、振動する磁界成分がコイルの軸方向に存在するならば、各回路部品を駆動するための電力を生成することができる。
【０１３６】
そのため、マイクロ波発生装置６００を第１の実施形態のカプセル内視鏡５０に用いたとしても、交流磁界を発生させる電源装置６０を使用した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１３７】
なお、カプセル内視鏡システムにおいてこれら第１乃至第５の実施形態として示された各構造が、適宜組み合わせて使用されるものであることは、言うまでもない。
【０１３８】
また、バッテリーは補助電池として常に各回路部品に電流を供給するものであっても良いし、非常時（例えば電源装置６０の故障時）にのみ電流を各回路部品に供給するものであっても良い。もちろん、バッテリーは必ずしも二次電池である必要はなく、所謂乾電池等の一次電池であっても良い。
【０１３９】
さらに、プロセッサ装置７０における表示装置７３は、複数のモニタから構成されていても良いし、一つのモニタから構成され、切り換えスイッチ等によって画像を切り替える（即ち、体腔壁を観察するための映像からカプセル内視鏡５０の姿勢の情報を示す映像へと相互に切り替える）ようにしても良いし、一つのモニタ上に、夫々の画面が分割されて表示されるようにしても良い。
【０１４０】
上述した実施形態では、本発明によるカプセル型装置の実施の形態であるカプセル内視鏡を説明したが、内視鏡でなくても、外部からの磁場の変化に基づいて自己の動作に必要な電流を発電し（又は外部からの電磁波に基づいて自己の動作に必要な電流を発電し）、外部の装置からは物理的に切り離されて駆動する各種のカプセル型装置に、本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】カプセル内視鏡の第１の実施形態を示す斜視透視図
【図２】カプセル内視鏡の三面図
【図３】回路基板の展開図
【図４】カプセル内視鏡システムの全体構成を示す概略図
【図５】電源装置からの距離と発生する起電力との関係を示す図
【図６】電源装置に対する角度と発生する起電力との関係を示す図
【図７】比較回路における比較計算の例を示す図
【図８】カプセル内視鏡の第２の実施形態を示す斜視透視図
【図９】カプセル内視鏡の第２の実施形態の三面図
【図１０】第２の実施形態における回路基板の展開図
【図１１】カプセル内視鏡の第３の実施形態を示す斜視透視図
【図１２】カプセル内視鏡の第３の実施形態の三面図
【図１３】第３の実施形態における回路基板の展開図
【図１４】従来のカプセル内視鏡を示す図
【図１５】カプセル内視鏡の第４の実施形態を示す斜視透視図
【図１６】カプセル内視鏡の第４の実施形態の三面図
【図１７】第４の実施形態における回路基板の展開図
【図１８】第４の実施形態におけるカプセル内視鏡システムの全体構成を示す概略図
【図１９】第４の実施形態によるカプセル内視鏡５００の向きを求める原理の説明図
【符号の説明】
【０１４２】
１    前端コイル
２    後端コイル
３    第一前側面コイル
４    第一後側面コイル
５    第二前側面コイル
６    第二後側面コイル
７    第三前側面コイル
８    第三後側面コイル
９    第四前側面コイル
１０    第四後側面コイル
２０    プリント基板
２１    比較回路
２２    撮像素子
２５    送信アンテナ
３０    対物光学系
６０    電源装置
７１    受信装置
７３    表示装置
【図１】
2005052637.tif 000003
【図２】
2005052637.tif 000004
【図３】
2005052637.tif 000005
【図４】
2005052637.tif 000006
【図５】
2005052637.tif 000007
【図６】
2005052637.tif 000008
【図７】
2005052637.tif 000009
【図８】
2005052637.tif 000010
【図９】
2005052637.tif 000011
【図１０】
2005052637.tif 000012
【図１１】
2005052637.tif 000013
【図１２】
2005052637.tif 000014
【図１３】
2005052637.tif 000015
【図１４】
2005052637.tif 000016
【図１５】
2005052637.tif 000017
【図１６】
2005052637.tif 000018
【図１７】
2005052637.tif 000019
【図１８】
2005052637.tif 000020
【図１９】
2005052637.tif 000021