(57)【要約】【課題】コイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）エネルギー供給用コイルを提供する。【解決手段】本発明に係るエネルギー供給用コイルの一例であるエネルギー供給用コイルＢａは、３個以上のコイルが直列に設けられたコイル群を備え、このコイル群において最も磁界強度が弱くなる両端部におけるコイルに、最も磁界強度が強くなる中央部におけるコイルに印加される電圧より大きい電圧を印加する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３個以上のコイルが直列に設けられたコイル群を備え、
上記コイル群のうち両端部のコイルには、中央部のコイルに印加される電圧より大きい電圧が印加されることを特徴とするエネルギー供給用コイル。
【請求項２】
上記コイル群における各コイルに印加される電圧は、上記中央部のコイルから上記両端部のコイルに至るにつれて２段階以上に段階的に変更することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー供給用コイル。
【請求項３】
上記コイル群における各コイルに印加される電圧は、上記中央部のコイルから上記両端部のコイルに至るにつれて大きくなることを特徴とする請求項２に記載のエネルギー供給用コイル。
【請求項４】
上記コイル群では、上記各端部のコイルと上記中央部のコイルとの電流比が１．１〜１．８であ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エネルギー供給用コイル。
【請求項５】
３個以上のコイルが直列に設けられたコイル群を備え、
上記コイル群のうち両端部のコイルの単位長あたりの巻数は、中央部のコイルの単位長あたりの巻数より多く、
上記コイル群における各コイルには、それぞれ等しい電圧が印加されることを特徴とするエネルギー供給用コイル。
【請求項６】
上記コイル群における各コイルの単位長あたりの巻数を、上記中央部のコイルから上記両端部のコイルに至るにつれて２段階以上に段階的に変更することを特徴とする請求項５に記載のエネルギー供給用コイル。
【請求項７】
上記コイル群における各コイルの単位長あたりの巻数は、上記中央部のコイルから上記両端部のコイルに至るにつれて多くなることを特徴とする請求項６に記載のエネルギー供給用コイル。
【請求項８】
上記コイル群では、上記各端部のコイルと上記中央部のコイルとの単位長あたりの巻数比が１．１〜１．８であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載のエネルギー供給用コイル。
【請求項９】
３個以上のコイルが主コイルとして直列に設けられたコイル群を備え、
上記コイル群は、上記コイル群のうち両端部の主コイルに重ねて設けられる補助コイルをさらに備え、
上記コイル群における各主コイルには、それぞれ等しい電圧が印加され、上記コイル群における補助コイルには、上記主コイルに印加される電圧より小さい電圧が印加されることを特徴とするエネルギー供給用コイル。
【請求項１０】
上記補助コイルは、上記主コイルと同じ軸および半径を有し、その長さは上記主コイルの半径以下であることを特徴とする請求項９に記載のエネルギー供給用コイル。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のエネルギー供給用コイルと、
上記エネルギー供給用コイルに所望の電圧を供給する電圧供給手段とを備えていることを特徴とするエネルギー供給装置。
【請求項１２】
被検体内部に導入される被検体内部導入装置と、被検体外部に配置され、上記被検体内部導入装置によって得られた情報を無線を介して取得するとともに上記被検体内部導入装置に対してエネルギーを供給する送受信装置とを備えている無線型被検体内部情報取得システムであって、
上記送受信装置は、上記被検体内部導入装置に対してエネルギーを供給するために、請求項１１に記載のエネルギー供給装置を備えていることを特徴とする無線型被検体内部情報取得システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内部に導入された状態で使用され、上記被検体内部において所定の機能を実行する被検体内部導入装置に対して被検体外からエネルギーを供給するエネルギー供給用コイルに関し、特にコイルにおける磁界強度を場所によらず一定にする（それに近い値にする）エネルギー供給用コイル、およびそれを用いたエネルギー供給装置、ならびに無線型被検体内部情報取得システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡の分野においては、飲み込み型のカプセル型内視鏡が提案され、実用化されつつある。このカプセル型内視鏡には、撮像機構と無線通信機構とが設けられている。カプセル型内視鏡は観察（検査）のために被検体の口から飲込まれた後、自然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃、小腸等の臓器の内部をその蠕動運動に従って移動するとともに、撮像を行う機能を有する。
【０００３】
カプセル型内視鏡によって撮像された画像データは、順次無線通信により外部に送信され、メモリに蓄積される。患者がこの無線通信機能とメモリ機能とを備えた受信機を携帯することにより、患者は、カプセル型内視鏡を飲込んでから排出されるまでの期間、自由に行動できる。その後、医者もしくは看護師においては、メモリに蓄積された画像データに基づいて臓器の画像をディスプレイに表示させて診断を行うことができる。
【０００４】
かかるカプセル型内視鏡は、内蔵した電力供給源から駆動電力を得る構成としても良いが、近年、カプセル型内視鏡に対して外部から無線送信を介して駆動電力を供給する構成が注目されている。このように外部から電力を供給する構成とすることによって、カプセル型内視鏡が体腔内を移動する途中で意図せず電力が消費し尽くされて駆動が停止するといったことを回避することが可能である。
【０００５】
上述のように外部から電力を供給する構成とする場合、その電力供給源は被検体が携帯することが好ましいため、電力供給時にはできる限り高いエネルギー効率であることが好ましい。そこで、例えば特許文献１に開示されているような被検体の外部にほぼ一定のピッチで巻きつけられたエネルギー供給用コイルを用いる方法が考案されている。
【特許文献１】特開２００５−８７５５２号公報（２００５年４月７日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような一定ピッチのエネルギー供給用コイルを用いた場合、その内部磁界の強度は場所によって異なり、特に、コイル中央部の磁界強度が最も強く、コイル端部の磁界強度が最も弱くなる。例えば一般的な成人の胴体にこのエネルギー供給用コイルを形成することを想定した場合（半径＝０．１５ｍ、長さ＝０．４ｍ）、コイル中央部はコイル端部と比べて１．７倍の磁界強度となる。
【０００７】
カプセル型内視鏡への電力供給は、カプセル型内視鏡が体内のどの位置にある場合にも駆動に必要な電力を供給しなければならないため、最も磁界強度が弱いコイル端部をワーストケースとして考慮すると、コイル中央部は必要な磁界強度の１．７倍もの強い磁界強度となってしまう。それゆえ、上記一定ピッチのエネルギー供給用コイルでは、余分な磁界強度を発生させることになり、エネルギー効率が低下するという問題を生じる。
【０００８】
また、強い磁界は人体の健康への影響があり、さらに心臓ペースメーカ等の機器の誤動作を引き起こすおそれがあるため、磁界強度は無制限に強くすることができない。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、コイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）エネルギー供給用コイル、およびそれを用いたエネルギー供給装置、ならびに無線型被検体内部情報取得システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るエネルギー供給用コイル（以下、「第１エネルギー供給用コイル」と称する）は、上記課題を解決するために、３個以上のコイルが直列に設けられたコイル群を備え、上記コイル群のうち両端部のコイルには、中央部のコイルに印加される電圧より大きい電圧が印加されることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、第１エネルギー供給用コイルは、３個以上のコイルが直列に設けられたコイル群を備え、このコイル群において最も磁界強度が弱くなる両端部におけるコイルに、最も磁界強度が強くなる中央部におけるコイルに印加される電圧より大きい電圧を印加する。これにより、磁界強度が足りない部分のみを補って、コイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）ことができる。以上により、上記第１エネルギー供給用コイルは、コイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）エネルギー供給用コイルを提供することができるという効果を奏する。
【００１２】
そして、以上のようにコイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）ことができることにより、上記第１エネルギー供給用コイルを用いて例えば上述したカプセル型内視鏡などの被検体内部導入装置に対してエネルギー供給を行う場合に、余分な磁界強度を発生させることなく、かつ、その内部空間に被検体内部導入装置がある限りは場所によらず必要なエネルギーを得ることができることになるため、無駄のない効率的なエネルギー供給を実現することができる。この結果、上記エネルギー供給コイルに電圧を供給する電源の消費電力を低減でき、この電源としてバッテリを想定した場合にはそのサイズ、かつ、重量を小さくすることができる。
【００１３】
また、上記第１エネルギー供給用コイルでは、磁界強度を低く抑えることができるため、被検体に対する安全性を確保することができる。
【００１４】
本発明に係るエネルギー供給用コイルは、上記コイル群における各コイルに印加される電圧は、上記中央部のコイルから上記両端部のコイルに至るにつれて２段階以上に段階的に変更することが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係るエネルギー供給用コイルは、上記コイル群における各コイルに印加される電圧は、上記中央部のコイルから上記両端部のコイルに至るにつれて大きくなることが好ましい。
【００１６】
上記の構成によれば、上記各コイルに印加される電圧を最適化してより高い精度でコイルにおける磁界強度を場所によらず一定とすることができる。
【００１７】
本発明に係るエネルギー供給用コイルは、上記コイル群では、上記各端部のコイルと上記中央部のコイルとの電流比が１．１〜１．８であることが好ましい。
【００１８】
本発明に係るエネルギー供給用コイル（以下、「第２エネルギー供給用コイル」と称する）は、上記課題を解決するために、３個以上のコイルが直列に設けられたコイル群を備え、上記コイル群のうち両端部のコイルの単位長あたりの巻数は、中央部のコイルの単位長あたりの巻数より多く、上記コイル群における各コイルには、それぞれ等しい電圧が印加されることを特徴としている。
【００１９】
第２エネルギー供給用コイルは、コイルに印加する電圧の変更ではなく、コイルの単位長あたりの巻数を変更することにより、上記第１エネルギー供給用コイルが奏する効果と同等の効果を奏するものである。
【００２０】
すなわち、第２エネルギー供給用コイルは、３個以上のコイルが直列に設けられたコイル群を備え、このコイル群において最も磁界強度が弱くなる両端部におけるコイルの単位長あたりの巻数を、最も磁界強度が強くなる中央部におけるコイルの単位長あたりの巻数より多くする。これにより、磁界強度が足りない部分のみを補って、上記第１エネルギー供給用コイルと同様にコイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）ことができる。以上により、上記第２エネルギー供給用コイルは、コイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）エネルギー供給用コイルを提供することができるという効果を奏する。そして、この結果、無駄のない効率的なエネルギー供給が可能であること、かつ、被検体に対する安全性を確保することが可能であることも上記第１エネルギー供給用コイルと同様である。
【００２１】
本発明に係るエネルギー供給用コイルは、上記コイル群における各コイルの単位長あたりの巻数を、上記中央部のコイルから上記両端部のコイルに至るにつれて２段階以上に段階的に変更することが好ましい。
【００２２】
また、本発明に係るエネルギー供給用コイルは、上記コイル群における各コイルの単位長あたりの巻数は、上記中央部のコイルから上記両端部のコイルに至るにつれて連続的に多くなることが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、上記各コイルの単位長あたりの巻数を最適化してより高い精度でコイルにおける磁界強度を場所によらず一定とすることができる。
【００２４】
本発明に係るエネルギー供給用コイルは、上記コイル群では、上記各端部のコイルと上記中央部のコイルとの単位長あたりの巻数比が１．１〜１．８であることが好ましい。
【００２５】
本発明に係るエネルギー供給用コイル（以下、「第３エネルギー供給用コイル」と称する）は、上記課題を解決するために、３個以上のコイルが主コイルとして直列に設けられたコイル群を備え、上記コイル群は、上記コイル群のうち両端部の主コイルに重ねて設けられる補助コイルをさらに備え、上記コイル群における各主コイルには、それぞれ等しい電圧が印加され、上記コイル群における補助コイルには、上記主コイルに印加される電圧より小さい電圧が印加されることを特徴としている。
【００２６】
第３エネルギー供給用コイルは、コイルに印加する電圧の変更ではなく、また、コイルの単位長あたりの巻数を変更するでもなく、さらにコイルを追加することにより、上記第１エネルギー供給用コイルおよび上記第２エネルギー供給用コイルが奏する効果と同等の効果を奏するものである。
【００２７】
すなわち、第３エネルギー供給用コイルは、３個以上のコイルが主コイルとして直列に設けられたコイル群を備え、このコイル群において最も磁界強度が弱くなる両端部における主コイルに補助コイルを重ねて設け、この補助コイルに上記主コイルに印加する電圧よりも小さい電圧を印加する。これにより、磁界強度が足りない部分のみを補って、上記第１エネルギー供給用コイルおよび上記第２エネルギー供給用コイルと同様にコイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）ことができる。以上により、上記第３エネルギー供給用コイルは、コイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）エネルギー供給用コイルを提供することができるという効果を奏する。そして、この結果、無駄のない効率的なエネルギー供給が可能であること、かつ、被検体に対する安全性を確保することが可能であることも上記第１エネルギー供給用コイルおよび上記第２エネルギー供給用コイルと同様である。
【００２８】
本発明に係るエネルギー供給用コイルは、上記補助コイルは、上記主コイルと同じ軸および半径を有し、その長さは上記主コイルの半径以下であることが好ましい。
【００２９】
本発明に係るエネルギー供給装置は、上記課題を解決するために、上記エネルギー供給用コイルと、上記エネルギー供給用コイルに所望の電圧を供給する電圧供給手段とを備えていることを特徴としている。
【００３０】
また、本発明に係る無線型被検体内部情報取得システムは、上記課題を解決するために、被検体内部に導入される被検体内部導入装置と、被検体外部に配置され、上記被検体内部導入装置によって得られた情報を無線を介して取得するとともに上記被検体内部導入装置に対してエネルギーを供給する送受信装置とを備えている無線型被検体内部情報取得システムであって、上記送受信装置は、上記被検体内部導入装置に対してエネルギーを供給するために、上記エネルギー供給装置を備えていることを特徴としている。
【００３１】
上記の構成によれば、上記エネルギー供給用コイルを用いるため、上述のように、被検体内部導入装置に対して無駄のない効率的なエネルギー供給を実現することができるとともに、その際において被検体に対する安全性を確保することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係るエネルギー供給用コイルは、３個以上のコイルが直列に設けられたコイル群を備え、このコイル群において最も磁界強度が弱くなる両端部におけるコイルには、最も磁界強度が強くなる中央部におけるコイルに印加される電圧より大きい電圧を印加する。
【００３３】
また、本発明に係る他のエネルギー供給用コイルは、３個以上のコイルが直列に設けられたコイル群を備え、このコイル群において最も磁界強度が弱くなる両端部におけるコイルの単位長あたりの巻数を、最も磁界強度が強くなる中央部におけるコイルの単位長あたりの巻数より多くする。
【００３４】
また、本発明に係るさらに他のエネルギー供給用コイルは、３個以上のコイルが主コイルとして直列に設けられたコイル群を備え、このコイル群において最も磁界強度が弱くなる両端部における主コイルに補助コイルを重ねて設け、この補助コイルに上記主コイルに印加する電圧よりも小さい電圧を印加する。
【００３５】
以上により、本発明に係る各エネルギー供給用コイルは、磁界強度が足りない部分のみを補って、上記第１エネルギー供給用コイルおよび上記第２エネルギー供給用コイルと同様にコイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）ことができるという効果を奏する。
【００３６】
そして、この結果、上記各エネルギー供給用コイルを用いて例えばカプセル型内視鏡などの被検体内部導入装置に対してエネルギー供給を行う場合に、特に余分な磁界強度を発生させることないため、無駄のない効率的なエネルギー供給を実現することができる。また、上記各エネルギー供給用コイルでは、磁界強度を低く抑えることができるため、被検体に対する安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の実施形態について図１〜図７を用いて説明すると以下の通りである。
【００３８】
（無線型被検体内部情報取得システムの構成）
図１は、本実施形態に係る無線型被検体内部情報取得システム１０の構成を示している。
【００３９】
無線型被検体内部情報取得システム１０は、図１に示すように、無線送受信機能を有する送受信装置２と、被検体１の体内に導入され、この被検体１の体内において所定の機能を実行する被検体内部導入装置とを備えている。本実施形態では、この被検体内部導入装置としてカプセル型内視鏡を例に挙げて説明する。このカプセル型内視鏡としてのカプセル型内視鏡３は、被検体１の体内に導入され、送受信装置２から送信された無線信号から得られる駆動電力によって動作し、体腔内画像を撮像して送受信装置２に対してデータ送信を行う。
【００４０】
また、無線型被検体内部情報取得システム１０は、送受信装置２が受信したデータに基づいて体腔内画像を表示する表示装置４と、送受信装置２と表示装置４との間のデータ受け渡しを行うための携帯型記録媒体５とを備えている。送受信装置２は、被検体１によって着用される送受信ジャケット２ａと、送受信ジャケット２ａを介して送受信される無線信号の処理等を行う外部装置２ｂとを備えている。
【００４１】
表示装置４は、カプセル型内視鏡３によって撮像された体腔内画像を表示するためのものであり、携帯型記録媒体５によって得られるデータに基づいて画像表示を行うワークステーション等のような構成を有する。具体的には、表示装置４は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ等によって直接画像を表示する構成としても良いし、プリンタ等のように他の媒体に画像を出力する構成としても良い。
【００４２】
携帯型記録媒体５は、外部装置２ｂおよび表示装置４に対して着脱可能であって、両者に対する挿着時に情報の出力または記録が可能な構造を有する。具体的には、携帯型記録媒体５は、カプセル型内視鏡３が被検体１の体腔内を移動している間は外部装置２ｂに挿着されてカプセル型内視鏡３から送信されるデータを記録する。そして、カプセル型内視鏡３が被検体１から排出された後、つまり、被検体１の内部の撮像が終わった後には、外部装置２ｂから取り出されて表示装置４に挿着され、表示装置４によって記録したデータが読み出される構成を有する。外部装置２ｂと表示装置４との間のデータの受け渡しをコンパクトフラッシュ（登録商標）メモリ等の携帯型記録媒体５によって行うことで、外部装置２ｂと表示装置４との間が有線接続された場合と異なり、被検体１が体腔内の撮影中に自由に動作することが可能となる。
【００４３】
（送受信装置の構成）
送受信装置（エネルギー供給装置）２は、カプセル型内視鏡３に対して電力送信を行う給電装置としての機能を有すると共に、カプセル型内視鏡３から送信された体腔内画像データを受信する受信装置としての機能も有する。
【００４４】
図２は、送受信装置２の構成を示している。同図に示すように、送受信装置２は、被検体１によって着用可能な形状を有し、受信用アンテナＡ１〜Ａｎおよび給電用アンテナ（エネルギー供給用コイル）Ｂを備えた送受信ジャケット２ａと、送受信された無線信号の処理等を行う外部装置２ｂとを備える。
【００４５】
外部装置２ｂは、カプセル型内視鏡３から送信された無線信号の処理を行う機能を有する。具体的には、外部装置２ｂは、図２に示すように、受信用アンテナＡ１〜Ａｎによって受信された無線信号に対して所定の処理を行い、無線信号の中からカプセル型内視鏡３によって取得された画像データを抽出し、出力するＲＦ受信ユニット１１と、出力された画像データに必要な処理を行う画像処理ユニット１２と、画像処理が施された画像データを記録するための記憶ユニット１３とを備える。なお、記憶ユニット１３を介して携帯型記録媒体５に画像データが記録される。
【００４６】
また、外部装置（電圧供給手段）２ｂは、カプセル型内視鏡３に対して送信する無線信号の生成を行う機能を有する。具体的には、外部装置２ｂは、給電用信号の生成および発振周波数の規定を行う発振器１４と、カプセル型内視鏡３の駆動状態の制御のためのコントロール情報信号を生成するコントロール情報入力ユニット１５と、給電用信号とコントロール情報信号とを合成する重畳回路１６と、合成された信号の強度を増幅する増幅回路１７とを備える。増幅回路１７で増幅された信号は、給電用アンテナＢに送られ、カプセル型内視鏡３に対して送信される。なお、外部装置２ｂは、所定の蓄電装置またはＡＣ電源アダプタ等を備えた電力供給ユニット１８を備え、外部装置２ｂの構成要素は、電力供給ユニット１８から供給される電力を駆動エネルギーとしている。
【００４７】
（カプセル型内視鏡の構成）
次に、カプセル型内視鏡３について説明する。図３は、カプセル型内視鏡３の構成を示している。同図に示すように、カプセル型内視鏡３は、被検体１の内部を撮影する際に撮像領域を照射するためのＬＥＤ１９と、ＬＥＤ１９の駆動状態を制御するＬＥＤ駆動回路２０と、ＬＥＤ１９によって照射された領域の撮像を行うＣＣＤ２１と、ＣＣＤ２１から出力された画像信号を所望の形式の撮像情報に処理する信号処理回路２２とを備える。また、カプセル型内視鏡３は、ＣＣＤ２１の駆動状態を制御するＣＣＤ駆動回路２６と、ＣＣＤ２１によって撮像され、信号処理回路２２によって処理された画像データを変調してＲＦ信号を生成するＲＦ送信ユニット２３と、ＲＦ送信ユニット２３から出力されたＲＦ信号を送信する送信アンテナ部２４と、ＬＥＤ駆動回路２０、ＣＣＤ駆動回路２６、およびＲＦ送信ユニット２３の動作を制御するシステムコントロール回路３２とを備える。なお、ＣＣＤ２１、信号処理回路２２、およびＣＣＤ駆動回路２６をまとめて撮像回路４０と呼ぶ。
【００４８】
これらの機構を備えることにより、カプセル型内視鏡３は、被検体１内に導入されている間、ＬＥＤ１９によって照明された被検体部位の画像情報をＣＣＤ２１によって取得する。そして、取得された画像情報は、信号処理回路２２によって信号処理され、ＲＦ送信ユニット２３においてＲＦ信号に変換された後、送信アンテナ部２４を介して外部に送信される。
【００４９】
また、カプセル型内視鏡３は、送受信装置２から送られてきた無線信号を受信する受信アンテナ部２５と、受信アンテナ部２５で受信した信号から給電用信号を分離する分離回路２７とを備える。さらに、カプセル型内視鏡３は、分離された給電用信号から電力を再生する電力再生回路２８と、再生された電力を昇圧する昇圧回路２９と、昇圧された電力を蓄積する蓄電器３０とを備える。また、カプセル型内視鏡３は、分離回路２７で給電用信号と分離された成分からコントロール情報信号の内容を検出し、必要に応じてＬＥＤ駆動回路２０、ＣＣＤ駆動回路２６およびシステムコントロール回路３２に対して制御信号を出力するコントロール情報検出回路３１を備える。なお、コントロール情報検出回路３１およびシステムコントロール回路３２は、蓄電器３０から供給される駆動電力を他の構成要素に対して分配する機能も有する。
【００５０】
これらの機構を備えることにより、カプセル型内視鏡３は、まず、送受信装置２から送られてきた無線信号を受信アンテナ部２５において受信し、受信した無線信号から給電用信号およびコントロール情報信号を分離する。コントロール情報信号は、コントロール情報検出回路３１を経てＬＥＤ駆動回路２０、ＣＣＤ駆動回路２６およびシステムコントロール回路３２に出力され、ＬＥＤ１９、ＣＣＤ２１およびＲＦ送信ユニット２３の駆動状態の制御に使用される。一方、給電用信号は、電力再生回路２８によって電力として再生され、再生された電力は昇圧回路２９によって電位を蓄電器３０の電位にまで昇圧された後、蓄電器３０に蓄積される。蓄電器３０は、システムコントロール回路３２その他の構成要素に対して電力を供給可能な構成を有する。このように、カプセル型内視鏡３は、送受信装置２からの無線送信によって電力が供給される構成を有する。
【００５１】
（給電用アンテナの構成）
次に、給電用アンテナＢについて説明する。本実施形態では、給電用アンテナＢとして３種類の給電用アンテナを例に挙げて説明する。
【実施例１】
【００５２】
図４は、給電用アンテナＢの一例である給電用アンテナＢａの概略構成を示している。給電用アンテナＢａは、３個以上のコイルが直列に設けられたコイル群を備えている。本実施例では、このコイル群が図４に示すような６個のコイル５０〜５５からなる場合を例に挙げて説明する。
【００５３】
給電用アンテナＢａは、図４に示すように、被検体１がその中に配置される筒状の内部空間５８を形成するように導線が内部空間５８の周囲をコイル状に巻回され（コイル５０〜５５）、磁気結合給電によってカプセル型内視鏡３に給電する。ここで、コイル５０〜５５は、自己インダクタンスが低くなるように、疎に巻回される円筒型ソレノイドコイルである。これらのコイル５０〜５５は、送受信ジャケット２ａに埋め込まれ、あるいは貼り付けされる。コイル５０〜５５が形成する内部空間５８は、カプセル型内視鏡３が被検体１内を通過する位置に対応して形成される。
【００５４】
給電用アンテナＢとして給電用アンテナＢａを用いる場合には、外部装置２ｂにおける増幅回路１７にはアンプ６０〜６５が設けられる。アンプ６０，６１はコイル５０，５５にそれぞれ接続され、アンプ６２，６３はコイル５１，５４にそれぞれが接続され、アンプ６４，６５はコイル５２，５３にそれぞれ接続されている。アンプ６０〜６５は、重畳回路１６から出力された信号の強度を増幅し、この増幅した信号をコイル５０〜５５にそれぞれ供給する。
【００５５】
コイル５０に供給される電圧を“Ｖ５０”、コイル５１に供給される電圧を“Ｖ５１”、その他の電圧も同様に“Ｖ５２”〜“Ｖ５５”とすると、それらの電圧Ｖ５０〜Ｖ５５は、同位相であり、また、それらの電圧値はＶ５０＝Ｖ５５＞Ｖ５１＝Ｖ５４＞Ｖ５２＝Ｖ５３という関係を有する。これは、アンプ６０〜６５の増幅度を適切に設定することにより実現できる。
【００５６】
ここで、上記コイル群の各コイルに一定の電流を流した場合、内部空間５８において発生する磁界強度は、上記コイル群の中央部において最も強く、端部へいくほど弱くなり、各端部において最も弱くなる。すなわち、場所によって発生する磁界強度が異なることになる。このように場所によって磁界強度が異なれば、カプセル型内視鏡３への電力供給時に余分な磁界強度の発生を余儀なくされ、無駄のない効率的なエネルギー供給を達成できない、といった問題を生じる。
【００５７】
そこで、以上の電圧Ｖ５０〜Ｖ５５の電圧値の関係に示すように、上記コイル群において両端部におけるコイル５０，５５には、中央部におけるコイル５２，５３に印加する電圧より大きい電圧を印加する。一般に、円形電流がその内部に作る磁界強度は流れる電流に比例するため、以上のように電圧を印加することにより、磁界強度が足りない部分のみを補って、コイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）ことができる。
【００５８】
ここで、両端部におけるコイル５０，５５と中央部におけるコイル５２，５３との電流比は１．１〜１．８であることが好ましい。電流比を１．１とする場合は、上記コイル群における各コイルとしては半径が３０ｃｍ程度、かつ、長さが２０ｃｍ程度のコイルとする。一方、電流比を１．８とする場合は、上記コイル群における各コイルとしては半径が１０ｃｍ程度、かつ、長さが４０ｃｍ程度のコイルとする。これらのコイルは、後述する実施例２，３においても用いることができる。
【００５９】
なお、上記半径とは、図４において符号“ｒ”を付して示した部分であり、コイルによって形成される円状の内部空間５８における半径を示している。また、上記長さとは、図４において符号“ｌ”を付して示した部分であり、上記コイル群の長手方向（コイル５０〜５５が直列に設けられた方向）の長さである。さらに、上記半径などの具体的な数値は、コイルが被検体１である人の胴体に巻かれることを想定して算出されたものである。
【００６０】
図５は、以上のようにコイルの場所によって印加する電圧を変更した上記コイル群の磁界強度（縦軸）とコイル端からの距離（横軸）との関係を示している。同図に示すように、コイル端からの距離がコイル長Ｌ以下、すなわちコイル内部では磁界強度が一定であり、コイル長Ｌ以上、すなわちコイル外部では、コイルから離れるにしたがって磁界強度が減衰している。
【００６１】
また、上述のように、上記コイル群の各コイルに一定の電流を流した場合、内部空間５８において発生する磁界強度は、上記コイル群の中央部において最も強く、端部へいくほど弱くなる。そこで、以上の電圧Ｖ５０〜Ｖ５５の電圧値の関係に示すように、上記コイル群において中央部から端部へいくほどコイルに印加する電圧を大きくする。つまり、上記コイル群において中央部および端部だけでなく、その他の箇所のコイルに印加される電圧も最適化する。これにより、より高い精度でコイルにおける磁界強度を場所によらず一定とすることができる。
【００６２】
以上のように、本実施例に係る給電用アンテナＢａは、３個以上のコイルが直列に設けられたコイル群によって形成され、このコイル群の端部におけるコイルほど高い電圧が供給される。それゆえ、上記コイル群によって形成される内部空間において発生する磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）ことができる。
【００６３】
そして、このようにコイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）ことができることにより、給電用アンテナＢとして給電用アンテナＢａを用いてカプセル型内視鏡３に対してエネルギー供給を行う場合に、余分な磁界強度を発生させることなく、かつ、その内部空間にカプセル型内視鏡３がある限りは場所によらず必要なエネルギーを得ることができることになるため、無駄のない効率的なエネルギー供給を実現することができる。この結果、給電用アンテナＢに電圧を供給する電源の消費電力を低減でき、この電源としてバッテリを想定した場合にはそのサイズ、かつ、重量を小さくすることができる。
【００６４】
また、給電用アンテナＢａでは、磁界強度を低く抑えることができるため、被検体に対する安全性を確保することができる。
【実施例２】
【００６５】
図６は、給電用アンテナＢの他の一例である給電用アンテナＢｂの概略構成を示している。上記実施例１にて説明した給電用アンテナＢａは、コイルに流れる電流量を調整することによりそのコイルにより形成される内部空間に発生する磁界強度を場所によらず一定（もしくはそれに近い値）としたが、本実施例における給電用アンテナＢｂは、コイルの単位長あたりの巻数を調整することにより給電用アンテナＢａが奏する効果と同等の効果を奏するものである。
【００６６】
給電用アンテナＢｂは、３個以上のコイルが直列に設けられたコイル群を備えている。本実施例では、このコイル群が図６に示すような６個のコイル７０〜７５からなる場合を例に挙げて説明する。
【００６７】
給電用アンテナＢｂは、図６に示すように、被検体１がその中に配置される筒状の内部空間７８を形成するように導線が内部空間７８の周囲をコイル状に巻回され（コイル７０〜７５）、磁気結合給電によってカプセル型内視鏡３に給電する。ここで、コイル７０〜７５は、自己インダクタンスが低くなるように、疎に巻回される円筒型ソレノイドコイルである。これらのコイル７０〜７５は、送受信ジャケット２ａに埋め込まれ、あるいは貼り付けされる。コイル７０〜７５が形成する内部空間５８は、カプセル型内視鏡３が被検体１内を通過する位置に対応して形成される。
【００６８】
ここで、コイル７０の単位長あたりの巻数を“ｎ７０”、コイル７１の単位長あたりの巻数を“ｎ７１”、その他のコイルの単位長あたりの巻数も同様に“ｎ７２”〜“ｎ７５”とすると、それらの巻数はｎ７０＝ｎ７５＞ｎ７１＝ｎ７４＞ｎ７２＝ｎ７３という関係を有する。なお、上記コイル群において両端部におけるコイル７０，７５と中央部におけるコイル７２，７３との単位長あたりの巻数比は１．１〜１．８であることが好ましい。また、給電用アンテナＢとして給電用アンテナＢｂを用いる場合には、外部装置２ｂにおける増幅回路１７は、アンプ８０，８１を備え、コイル７０〜７５に対してそれぞれ等しい電圧を供給する。なお、以下、この実施例２に対応した増幅回路１７を「増幅回路１７ａ」と称する。
【００６９】
すなわち、給電用アンテナＢｂでは、上記コイル群において両端部におけるコイル７０，７５の単位長あたりの巻数を、中央部におけるコイル７２，７３の単位長あたりの巻数よりも多くする。一般に、円形電流がその内部に作る磁界強度は巻数に比例するため、以上のようにコイルの単位長あたりの巻数を設定することで、磁界強度が足りない部分のみを補って、コイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）ことができる。
【００７０】
また、上記コイル群において中央部から端部へいくほどコイルの単位長あたりの巻数を多くする。これにより、より高い精度でコイルにおける磁界強度を場所によらず一定とすることができる。
【００７１】
以上のように、本実施例に係る給電用アンテナＢｂは、３個以上のコイルが直列に設けられたコイル群によって形成され、このコイル群の端部におけるコイルほど単位長あたりの巻数を多くしている。それゆえ、上記コイル群によって形成される内部空間において発生する磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）ことができる。そして、その結果、給電用アンテナＢとして給電用アンテナＢｂを用いてカプセル型内視鏡３に対してエネルギー供給を行う場合に、給電用アンテナＢａと同様に、無駄のない効率的なエネルギー供給が可能であるとともに、被検体１に対する安全性を確保することができる。
【実施例３】
【００７２】
図７は、給電用アンテナＢのさらに他の一例である給電用アンテナＢｃの概略構成を示している。上記実施例１にて説明した給電用アンテナＢａは、コイルに流れる電流量を調整することによりそのコイルにより形成される内部空間に発生する磁界強度を場所によらず一定（もしくはそれに近い値）とした。また、上記実施例２にて説明した給電用アンテナＢｂは、コイルの単位長あたりの巻数を調整することにより給電用アンテナＢａが奏する効果と同等の効果を奏した。本実施例における給電用アンテナＢｃは、コイルを追加することにより給電用アンテナＢａ，Ｂｂが奏する効果と同等の効果を奏するものである。
【００７３】
給電用アンテナＢｃは、３個以上のコイルが主コイルとして直列に設けられたコイル群を備えている。本実施例では、このコイル群が図７に示すような６個の主コイル９０〜９５からなる場合を例に挙げて説明する。
【００７４】
給電用アンテナＢｃは、図７に示すように、被検体１がその中に配置される筒状の内部空間９８を形成するように導線が内部空間９８の周囲をコイル状に巻回され（主コイル９０〜９５）、磁気結合給電によってカプセル型内視鏡３に給電する。ここで、主コイル９０〜９５は、自己インダクタンスが低くなるように、疎に巻回される円筒型ソレノイドコイルである。これらの主コイル９０〜９５は、送受信ジャケット２ａに埋め込まれ、あるいは貼り付けされる。主コイル９０〜９５が形成する内部空間９８は、カプセル型内視鏡３が被検体１内を通過する位置に対応して形成される。
【００７５】
ここで、給電用アンテナＢｃでは、主コイル９０〜９５に加えて、主コイル９０，９５に重ねて設けられる補助コイル９６，９７を備えている。この補助コイル９６，９７は、主コイル９０〜９５と同じ軸および半径を有し、その長さは主コイル９０〜９５の半径以下であることが好ましい。
【００７６】
また、給電用アンテナＢとして給電用アンテナＢｃを用いる場合には、外部装置２ｂにおける増幅回路１７（以下、本実施例に対応した増幅回路１７を「増幅回路１７ｂ」と称する）は上記実施例２における増幅回路１７ａの機能を有している。すなわち、増幅回路１７ｂは、アンプ８０，８１（不図示）を備え、主コイル９０〜９５に対してそれぞれ等しい電圧を供給する。増幅回路１７ｂは、さらにアンプ８３，８４を備え、補助コイル９６，９７に対して主コイル９０〜９５に供給する電圧よりも小さい電圧（位相は両電圧において同じ）を供給する。
【００７７】
すなわち、給電用アンテナＢｃは、上記コイル群の各主コイルに一定の電流を流した場合に内部空間９８において発生する磁界強度が最も弱くなる両端部におけるコイル９０，９５に、補助コイル９６，９７を追加したものである。そして、この補助コイル９６，９７に、主コイル９０〜９５に供給する電圧よりも小さい電圧を供給する。これにより、給電用アンテナＢｃは、磁界強度が足りない部分のみを補って、コイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）ことができる。
【００７８】
そして、その結果、給電用アンテナＢとして給電用アンテナＢｃを用いてカプセル型内視鏡３に対してエネルギー供給を行う場合に、給電用アンテナＢａ，Ｂｂと同様に、無駄のない効率的なエネルギー供給が可能であるとともに、被検体１に対する安全性を確保することができる。
【００７９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明に係るエネルギー供給用コイルは、コイルにおける磁界強度を場所によらず一定とする（それに近い値とする）ことができるため、例えばカプセル型内視鏡などの被検体内部に導入されて用いられる被検体内部導入装置に対してエネルギー供給を行う用途に好適に用いることができる。そして、その際に、無駄のない効率的なエネルギー供給を実現することができるとともに、被検体に対する安全性を確保することができる。
【００８１】
また、本発明に係るエネルギー供給装置は、上記エネルギー供給用コイルを備え、上記被検体内部導入装置に対してエネルギー供給を行う用途に、さらに、本発明に係る無線型被検体内部情報取得システムは、上記各種構成を備え、上記被検体内部導入装置に対してエネルギー供給やその動作の制御を行うとともに、上記被検体内部導入装置によって得られた情報を取得して然るべき処理を行う用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施形態に係る無線型被検体内部情報取得システムの構成を示す図である。
【図２】上記無線型被検体内部情報取得システムを構成する送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】上記無線型被検体内部情報取得システムを構成するカプセル型内視鏡の構成を示すブロック図である。
【図４】給電用アンテナの構成例を示す図である。
【図５】図４に示した給電用アンテナにおける磁界強度とコイル端からの距離との関係を示すグラフである。
【図６】給電用アンテナの他の構成例を示す図である。
【図７】給電用アンテナのさらに他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
２      送受信装置（エネルギー供給装置）
２ｂ    外部装置（電圧供給手段）
３      カプセル型内視鏡（被検体内部導入装置）
１０    無線型被検体内部情報取得システム
５０〜５５，７０〜７５，９０〜９５    コイル，主コイル
９６，９７    補助コイル
Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃ      エネルギー供給用コイル
【図１】
2009261782.tif 000003
【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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