医療装置および医療装置システム
【課題】 磁石を内蔵した医療装置において、磁気式の位置検出システムを有効に動作させることができる医療装置および医療装置システムを提供する。
【解決手段】 少なくとも１つの磁石４５と、磁性材料から構成されたコア４１Ｂを有する内蔵コイル４２を含む回路と、を有し、被検者の体外に配置された磁気式の位置検出手段により、内蔵コイル４２の位置が検出される医療装置２０であって、コア４１Ｂが、磁石４５の形成する磁場により磁気飽和しない位置に配置されていることを特徴とする。
【解決手段】 少なくとも１つの磁石４５と、磁性材料から構成されたコア４１Ｂを有する内蔵コイル４２を含む回路と、を有し、被検者の体外に配置された磁気式の位置検出手段により、内蔵コイル４２の位置が検出される医療装置２０であって、コア４１Ｂが、磁石４５の形成する磁場により磁気飽和しない位置に配置されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療装置および医療装置システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被検者等の被検体に飲み込ませて体腔管路内を通過させ、目的位置の体腔管路内における画像の取得が可能な飲み込み型のカプセル型内視鏡等に代表されるカプセル型医療装置が実用化に向けて研究開発されている。上記のカプセル型内視鏡は、上記医療行為が可能な例えば、画像取得が可能なＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子を備えて構成され、体腔管路内の目的部位で画像取得を行うものである。
【０００３】
しかしながら、上記カプセル型医療装置は、蠕動により消化管内を移動するだけであって、カプセル型医療装置の位置および向きを制御することはできなかった。また、カプセル型医療装置を用いた診断を容易にするために、カプセル型医療装置を誘導するためには、カプセル型医療装置が体腔管路内のどの位置にいるかを検出する必要があった。
そのため、目視にて位置を確認できない所（体腔管路内など）へ誘導されたカプセル型医療装置の位置を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１から４参照。）。さらには、体腔管路内のカプセル型医療装置を駆動させる技術も提案されている（例えば、特許文献５参照。）。
【特許文献１】国際公開第２００４／０１４２２５号パンフレット
【特許文献２】特許第３３２１２３５号公報
【特許文献３】特開２００４−２２９９２２号公報
【特許文献４】特開２００１−１７９７００号公報
【特許文献５】特開２００２−１８７１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、ＬＣ共振回路を備えたカプセル型医療装置から発せられる電磁気を、外部の複数の検出装置により検出することでカプセル型医療装置の位置を検出する技術が公開されている。
しかしながら、この特許文献１においては、カプセル型医療装置内に、例えば誘導駆動やスイッチング用の磁石を配置すると、磁石がＬＣ共振回路に影響を与えることにより、ＬＣ共振回路の特性が変化して、または、磁石がＬＣ共振回路から発せられる電磁場（誘導磁場）を遮蔽して、位置検出の精度が低下または位置検出ができなくなる恐れがあった。また、カプセル型医療装置の電力を位置検出のために消費してしまうという問題があった。
【０００５】
特許文献２においては、磁気誘導コイルを搭載したカプセル型内視鏡と、磁気誘導コイルに誘導電流を発生させる駆動コイルと、誘導電流に基づいて磁気誘導コイルと駆動コイルとの相対位置を求める検出装置とによるカプセル型医療装置の位置検出技術が開示されている。
しかしながら、上述の位置検出技術においては、カプセル型医療装置内に、例えば誘導駆動やスイッチング用の磁石を配置すると、磁石が、磁気誘導コイルに影響を与えることにより、磁気誘導コイルの特性が変化して、または、磁気誘導コイルから発せられる誘導磁場を遮蔽して、位置検出の精度が低下または位置検出ができなくなる恐れがあった。また、カプセル型医療装置の電力を位置検出のために消費してしまうという問題があった。
【０００６】
特許文献３においては、略円筒状のカプセル型医療装置の円筒面にらせん状の突起部を形成し、カプセル型医療装置をその長軸を軸として回転させることにより、カプセル型医療装置を駆動する技術が開示されている。カプセル型医療装置は、カプセル型医療装置内に配置された磁石と外部から加えられる回転磁場とにより回転駆動されている。
しかしながら、上述の特許文献５においては、カプセル型医療装置の位置を検出する手段が記載されておらず、カプセル型医療装置を所定の位置に駆動誘導することができないという問題があった。
【０００７】
さらに、特許文献３に記載されたカプセル型医療装置の駆動技術と、上述の特許文献１または２に開示されている位置検出技術との組み合わせ、つまり、駆動用の磁石を内蔵したカプセル型医療装置に、磁気誘導コイルを用いた磁気式の位置検出システムを採用する方法も容易に提案することができる。
しかしながら、この方法では、駆動用の磁石が磁気式の位置検出システムに干渉し、位置検出システムの性能が悪くなったり、位置が検出できなくなったりするという不具合が生じる可能性があった。また、磁石は駆動以外の用途に用いられるものであっても、同様な不具合が生じる可能性があった。
【０００８】
上述した特許文献４および５においては、回転磁場を発生する磁場発生部と、前記磁場発生部が発生した回転磁場を受け、回転して推力を得る磁石を有するロボット本体と、前記ロボット本体の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が検出した前記ロボット本体の位置に基づき、前記ロボット本体を目的地へ到達させる方向へ向けるべく前記磁場発生部による回転磁場の向きを変更する磁場変向手段とからなる移動可能なマイクロマシンの移動制御システムが開示されている。上述の技術においては、ロボット本体（カプセル型内視鏡）の方向を制御するとともにロボット本体を誘導していた。
【０００９】
しかしながら、上述の位置検出技術においては、ロボット本体の回転軸に対して垂直に配置された磁石の分極方向を検出しているため、ロボット本体の回転軸方向などの姿勢を特定するには、磁石の分極方向を変えて複数回の位置検出を行わなければならなかった。また、ロボット本体の実際の方向が、ロボット本体の位置および方向を制御する磁場に追従しているとは限らないため、ロボット本体の誘導精度が低下する恐れがあった。
さらに、カプセル型医療装置内に、例えば外部の機器との間で磁場等による情報交換等を行うコイルを配置すると、磁石がコイルの特性を変化させるため、または、磁石がコイルから発せられる磁場を遮蔽するため、情報交換等が妨害されてしまう恐れがあった。
【００１０】
本発明の目的は、上記の課題を解決するためになされたものであって、磁石を内蔵した医療装置において、磁気式の位置検出システムを有効に動作させることができる医療装置および医療装置システム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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、少なくとも１つの磁石と、磁性材料から構成されたコアを有する内蔵コイルを含む回路と、を有し、被検者の体外に配置された磁気式の位置検出手段により、前記内蔵コイルの位置が検出される医療装置であって、前記コアが、前記磁石の形成する磁場により磁気飽和しない位置に配置されている医療装置を提供する。
【００１２】
本発明によれば、内蔵コイルに磁性材料から構成されたコアを用いることにより、内蔵コイル性能の向上を図ることができ、医療装置の位置検出の際の不具合発生を防止できる。
例えば、内蔵コイルに位置検出用の外部磁場（例えば交流磁場）を作用させた場合、磁性材料から構成されたコアを内蔵コイルに用いていない場合と比較して、内蔵コイルが形成する磁場の強度が強くなる。そのため、位置検出手段は内蔵コイルが形成する磁場を検出しやすくなり、医療装置の位置を検出する際の不具合の発生を防止できる。
【００１３】
また、コアは、磁石が形成する磁場によるコア内部の磁束密度が磁気飽和しない位置に配置されているため、内蔵コイルの性能低下を防止することができる。
例えば、内蔵コイルに位置検出用の交流磁場と、位置制御用の静磁場と、を作用させた場合、内部の磁束密度が磁気飽和する位置にコアが配置されている場合と比較して、交流磁場の強度変化に対応して内蔵コイルが形成する磁場強度の変化幅が大きくなる。そのため、位置検出手段は上記磁場強度の変化幅を検出しやすくなり、医療装置の位置を検出する際の不具合の発生を防止できる。
【００１４】
上記発明においては、前記コアの形状が、前記コアにおける前記内蔵コイルの中心軸線方向に係る反磁場係数が他の方向に係る反磁場係数と比べて小さくなる形状であり、前記コアの位置における前記磁石が形成する磁場方向が、前記中心軸線方向と交差する方向であることが望ましい。
【００１５】
本発明によれば、コアの形状が、内蔵コイルの中心軸線方向に係る反磁場係数が他の方向に係る反磁場係数と比較して小さくなる形状であるとともに、コアの位置における磁石の磁場方向が中心軸線方向と交差するため、内蔵コイルの性能をより向上させることができる。
つまり、反磁場係数が最も小さくなる方向以外の方向から磁石の磁場がコアに入射されるため、コアが磁気飽和するのに要する磁場強度を大きくできる。そのため、内蔵コイルに外部磁場が作用しても、コアが磁気飽和することを防止できる。
【００１６】
上記発明においては、前記磁石が前記内蔵コイルの位置に形成する磁場方向と、前記コアにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とが異なることが望ましい。
【００１７】
本発明によれば、内蔵コイルの位置における磁石の磁場方向と、コアにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とが異なるため、反磁場係数が最も小さくなる方向以外の方向から磁石の磁場がコアに入射される。そのため、コアが磁気飽和するのに要する磁場強度を大きくできる。よって、内蔵コイルに外部磁場が作用しても、コアが磁気飽和することを防止できる。
【００１８】
上記発明においては、前記磁石が前記内蔵コイルの位置に形成する磁場方向と、前記コアにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とのなす角度が略９０度であることが望ましい。
【００１９】
本発明によれば、内蔵コイルの位置における磁石の磁場方向と、コアにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とのなす角度が略９０度であるため、反磁場係数が最も小さくなる方向以外の方向から磁石の磁場がコアに入射される。
例えば、コアの形状が板状や棒状の場合、反磁場係数が最も大きい方向から磁石の磁場がコアに入射されるため、コア内部に形成される反磁場を最も大きくすることができる。そのため、コア内部の有効磁場を最も小さくすることができ、コアが磁気飽和することを防止できる。
【００２０】
上記発明においては、前記コアが、前記中心軸線方向に係る反磁場係数が他の方向に係る反磁場係数よりも小さくなるように配置され、前記磁石が前記内蔵コイルの位置に形成する磁場方向と、前記中心軸線方向とが略直交することが望ましい。
【００２１】
本発明によれば、中心軸線方向に係る反磁場係数が他の方向に係る反磁場係数よりも小さくなるようにコアが配置されるとともに、磁石の磁場方向が中心軸線方向と略直交するため、反磁場係数が最も小さくなる方向以外の方向から磁石の磁場がコアに入射される。そのため、コア内部に形成される反磁場が最も小さくなること、および、コア内部の有効磁場が最も大きくなることを防止でき、コアが磁気飽和することを防止できる。
【００２２】
上記発明においては、前記磁石は、重心が前記中心軸線上に位置するように配置され、前記磁石の磁化方向が前記中心軸線と略直交することが望ましい。
本発明によれば、磁石の重心が上記中心軸線上に配置されるとともに、磁石の磁化方向が中心軸線と略直交するため、コアの位置における磁石の磁場方向は中心軸線と略直交する方向となる。
【００２３】
上記発明においては、前記磁石の磁場により形成される前記コア内の磁束密度が前記コアにおける飽和磁束密度の１／２以下となる位置に、前記内蔵コイルが配置されていることが望ましい。
【００２４】
本発明によれば、内蔵コイルは、コア内に磁石の磁場により形成される磁束密度が、コアの飽和磁束密度の１／２以下になる位置に配置されているため、コアにおける可逆磁化率の低下を抑えることができる。そのため、磁石の磁場の他に、内蔵コイルの位置検出に用いる交流磁場がコアの位置に形成されても、コア内に形成される磁束密度が飽和磁束密度を越えることを防止でき、内蔵コイルの性能低下を防止できる。
【００２５】
上記発明においては、前記回路が共振回路であることが望ましい。
本発明によれば、例えば、内蔵コイルの位置検出に共振回路の共振周波数と同じ周波数の交流磁場等を利用することにより、内蔵コイルから発生される磁場等の強度を強くすることができる。あるいは回路において消費される電力消費量の削減などができる。
【００２６】
上記発明においては、前記内蔵コイルが中空構造を有し、前記コアが、前記中心軸線方向に対する垂直な断面において略Ｃ字状となるように形成され、前記コアが前記中空構造の内部に配置されていることが望ましい。
【００２７】
本発明によれば、内蔵コイルの中空構造内にコアを配置することにより、内蔵コイルにおいて発生する磁場の強度を、磁場が配置されない場合と比較して強くすることができる。あるいは、より強度の弱い磁場を内蔵コイルにより受け取ることができる。
【００２８】
また、コアの断面形状を略Ｃ字状の形状とすることにより、コアの断面において略円形に流れる遮蔽電流（渦電流）の発生を防止することができる。そのため、遮蔽電流による磁場の遮断を防止でき、内蔵コイルにおける磁場の発生、または磁場の受け取りの阻害を防止できる。
コアの断面形状が略Ｃ字状の形状なので、断面形状が中実なコアと比較して、用いる磁性材料の体積を少なくできる。
コアの内部に他の部品を配置することができ、医療装置の小型化を図ることができる。
【００２９】
例えば、コアの略Ｃ字状断面における半径方向の厚みを薄くして薄膜状とすることで、膜の厚さ方向に流れる渦電流の発生を抑えることができる。あるいは、発生しても内蔵コイルの位置検出に影響を与えない程度に抑えることができる。
例えば、コアに入射する磁石の磁場方向が、コアの略Ｃ字状断面における厚さ方向の場合、コアの厚さ方向に係る反磁場係数は大きいため、コア内部に形成される反磁場が最も大きくなる。そのため、コア内部の有効磁場を最も小さくでき、コアが磁気飽和することを防止できる。
【００３０】
上記発明においては、被検者の体内の情報を取得する生体情報取得手段を有し、前記磁石が中空構造を有し、該中空構造の内部に少なくとも前記生体情報取得手段の一部が配置されていることが望ましい。
本発明によれば、磁石の中空構造の内部に生体情報取得手段を配置するため医療装置の小型化を図ることができる。
【００３１】
上記発明においては、前記磁石が、複数の磁石片の集合体から形成され、前記複数の磁石片の間には、絶縁材が配置されていることが望ましい。
本発明によれば、絶縁体が複数の磁石片の間に配置されているため、複数の磁石片の集合体である磁石に遮蔽電流が流れにくくすることができる。そのため、内蔵コイルが発生または受ける磁場が、磁石に流れる遮蔽電流により遮蔽されることを防止することができる。あるいは、内蔵コイルが受ける遮蔽電流の影響を小さくでき、内蔵コイルの性能低下を防止できる。
【００３２】
上記発明においては、前記複数の磁石が、略板状に形成されていることが望ましい。
本発明によれば、複数の磁石片が板状に形成されているため、複数の磁石片を積層させることにより集合体を形成しやすくすることができる。また、板状に形成されているため、磁石片の間に絶縁材を挟みやすくすることができる。
【００３３】
上記発明においては、前記複数の磁石片が、その厚さ方向に着磁されていることが望ましい。
本発明によれば、複数の磁石片がその厚さ方向に着磁されていることにより、磁石片同士が引き合うため複数の磁石片を積層しやすく、その集合体である磁石を製造しやすい。
【００３４】
上記発明においては、前記複数の磁石片が、その面に沿う方向に着磁されていることが望ましい。
本発明によれば、複数の磁石片がその面に沿う方向に着磁されているため、厚さ方向に着磁した場合と比較して、複数の磁石片の磁力を強くすることができ、その集合体である磁石の磁力を強くすることができる。
【００３５】
上記発明においては、前記複数の磁石片の集合体である磁石が略筒状に形成されていることが望ましい。
本発明によれば、例えば、上記略筒状の磁石の内部に医療装置の他の構成要素を配置することができ、医療装置の小型化を図ることができる。
【００３６】
上記発明においては、前記内蔵コイルが２つ設けられ、該２つの内蔵コイルは、それぞれの中心軸線が一致するように配置されるとともに、前記中心軸線方向に離れて配置され、前記磁石が前記２つの内蔵コイルの間に配置されていることが望ましい。
本発明によれば、磁石を医療装置の中心近傍に配置することができるため、例えば磁石を医療装置の駆動制御に用いる場合には、磁石が医療装置の一方の端部寄りに配置されている場合と比較して、医療装置の駆動を容易にすることができる。
【００３７】
上記発明においては、前記磁石が２つ設けられ、該２つの前記磁石は前記内蔵コイルの中心軸線方向に離れて配置され、前記内蔵コイルが前記２つの磁石の間に配置されていることが望ましい。
本発明によれば、内蔵コイルを医療装置の中心近傍に配置することができるため、内蔵コイルが医療装置の一方の端部寄りに配置さている場合と比較して、医療装置の正確な位置を検出することができる。
【００３８】
上記発明においては、被検者の体内に投入されるとともに、該被検者の体内の情報を取得する生体情報取得手段を有するカプセル型医療装置であることが望ましい。
本発明によれば、生体情報取得手段を有するとともに、被検者の体内に投入されるため、医療装置は、被検者の体内の情報を取得することができる。
【００３９】
上記発明においては、前記内蔵コイルが中空構造を有し、該中空構造の内部に少なくとも前記生体情報取得手段の一部が配置されていることが望ましい。
本発明によれば、内蔵コイルの中空構造内に少なくとも生体情報取得手段の一部を配置するため、医療装置を小型化することができ、被検者の体内に投入しやすくできる。
【００４０】
上記発明においては、前記回路または／および前記生体試料取得手段を駆動する電源手段を備え、前記内蔵コイルが中空構造を有し、該中空構造の内部に前記電源手段が配置されていることが望ましい。
本発明によれば、内蔵コイルの中空構造内に電源手段を配置するため、医療装置を小型化することができる。
【００４１】
上記発明においては、前記回路または／および前記生体情報取得手段を駆動する電源手段を備え、前記磁石が中空構造を有し、該中空構造の内部に前記電源手段が配置されていることが望ましい。
本発明によれば、磁石の中空構造内に電源手段を配置するため、医療装置を小型化することができる。
【００４２】
本発明は、上記本発明の医療装置と、前記内蔵コイルに誘導磁場を発生させる駆動部と前記内蔵コイルにより発生された誘導磁場を検出する磁気検出部とを有する位置検出手段と、を備え、前記回路が、前記内蔵コイルから前記位置検出手段に向けて磁場を発生させる磁場発生手段である医療装置システムを提供する。
【００４３】
本発明によれば、駆動部が磁場発生手段である回路の内蔵コイルに発生させた誘導磁場に基づいて、位置検出手段が内蔵コイルの位置を検出することができる。
具体的には、位置検出手段に備えられた磁気検出部により上記発生された磁場を検出し、検出された磁場の情報等に基づいて内蔵コイルの位置を推定することができる。
【００４４】
上記発明においては、前記位置検出手段の前記駆動部が、前記内蔵コイルが配置されている領域に磁場を形成し、前記磁場発生手段が、前記位置検出手段が形成した磁場を前記内蔵コイルにより受け、前記内蔵コイルから誘導磁場を発生することが望ましい。
【００４５】
本発明によれば、磁場発生手段の内蔵コイルから発生された誘導磁場に基づいて、位置検出手段が内蔵コイルの位置を検出することができる。
具体的には、内蔵コイルにおいて発生した誘導磁場を、位置検出手段の磁気検出部で検出することにより、内蔵コイルの位置を推定することができる。
【００４６】
上記発明においては、前記位置検出手段が、複数の前記磁気検出部と、該複数の磁気検出部の出力に基づき前記内蔵コイルの少なくとも位置・方向のいずれか一方を計算する計算装置と、を有することが望ましい。
【００４７】
本発明によれば、計算装置が複数の磁気検出部の出力に基づいて、内蔵コイルの少なくとも位置・方向のいずれか一方を計算するため、内蔵コイルの位置または方向の少なくとも一方を推定することができる。
磁気検出部が複数であるため、内蔵コイルの位置・方向の計算に用いる出力も複数となる。例えば、計算装置において計算に用いる出力を選択することで、内蔵コイルの位置・方向の計算結果の精度を高めることができる。
【００４８】
本発明は、上記本発明の医療装置と、複数の方向から前記内蔵コイルの配置されている領域に磁場を形成する駆動部を有する位置検出手段と、を備え、前記回路が、前記位置検出手段が形成した複数の磁場を受信する内部磁場検出部と、受信された複数の磁場情報を前記位置検出手段に向けて送信する位置情報送信手段とを有する医療装置システムを提供する。
【００４９】
本発明によれば、位置情報送信手段から送信された複数の磁場情報に基づいて、位置検出手段が内蔵コイルの位置を検出することができる。
具体的には、内部磁場検出部は、駆動部により複数の方向から形成された磁場を受信し、内部磁場検出部から出力された複数の磁場情報は、位置情報送信手段により位置検出手段に送信される。位置検出手段は、上記複数の磁場情報に基づいて内蔵コイルの位置を推定することができる。
【００５０】
上記発明においては、前記位置検出手段が、前記内部磁場検出部で検出された複数の磁場情報に基づいて前記内蔵コイルの少なくとも位置・方向のいずれか一方を計算する計算装置を有することが望ましい。
【００５１】
本発明によれば、計算装置が内部磁場検出部で検出された磁場情報に基づいて、内蔵コイルの少なくとも位置・方向のいずれか一方を計算するため、内蔵コイルの位置または方向の少なくとも一方を推定することができる。
磁場情報が複数であるため、例えば、計算装置において計算に用いる磁場情報を選択することで、内蔵コイルの位置・方向の計算結果の精度を高めることができる。
【００５２】
上記発明においては、前記医療装置の作動範囲の外部に配置され、前記磁石に対して作用させる駆動用磁場を発生する駆動用磁場発生手段と、該駆動用磁場発生手段を制御することにより、前記駆動用磁場の方向を制御する磁場方向制御手段と、を備えることが望ましい。
【００５３】
本発明によれば、駆動用磁場発生手段と磁場方向制御手段とを備えることにより、駆動用磁場を発生させるとともに、駆動用磁場の方向を制御することができる。そのため、駆動用磁場により制御される磁石を含む医療装置を所定の位置に誘導することができる。
【発明の効果】
【００５４】
本発明の医療装置および医療装置システムによれば、内蔵コイルに磁性材料から構成されたコアを用いることにより、内蔵コイル性能の向上を図ることができる。そのため、磁気式の位置検出システムを有効に動作させ、医療装置の位置検出の際の不具合発生を防止できるという効果を奏する。
また、コアは、磁石が形成する磁場によるコア内部の磁束密度が磁気飽和しない位置に配置されているため、磁気式の位置検出システムを有効に動作させ、内蔵コイルの性能低下を防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係るカプセル型内視鏡システムについて図１から図３１を参照して説明する。
図１は、本実施形態におけるカプセル型内視鏡システムの概略を示す図である。図２は、カプセル型内視鏡システムの斜視図である。
カプセル型内視鏡システム（医療装置システム）１０は、図１および図２に示すように、被検者１の口部または肛門から体腔内に投入され、体腔内管路の内壁面を光学的に撮像し画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡（医療装置、カプセル型医療装置）２０と、カプセル型内視鏡２０の位置を検出する位置検出装置（位置検出手段、計算装置）５０と、検出されたカプセル型内視鏡２０の位置および施術者の指示に基づきカプセル型内視鏡２０を誘導する磁気誘導装置７０と、カプセル型内視鏡２０から送信された画像信号を表示する画像表示装置８０と、から概略構成されている。
【００５６】
磁気誘導装置７０は、図１に示すように、カプセル型内視鏡２０を駆動する平行磁場を発生させる３軸ヘルムホルツコイルユニット（駆動用磁場発生手段）７１と、３軸ヘルムホルツコイルユニット７１に供給する電流を増幅制御するヘルムホルツコイルドライバ７２と、カプセル型内視鏡２０を駆動する平行磁場の方向を制御する回転磁場制御回路（磁場方向制御手段）７３と、施術者が入力したカプセル型内視鏡２０の進行方向を回転磁場制御回路７３に出力する入力装置７４と、から概略構成されている。
【００５７】
なお、本実施形態において、ヘルムホルツコイル７１は対となるコイルを対向させ、平行磁場を発生させる電磁石を３軸方向に配置したコイルユニットに適用して説明する。このコイルの好適な例としては、ヘルムホルツコイルを３軸方向に３個配置したヘルムホルツコイルユニットが考えられる。
【００５８】
本実施形態では、ヘルムホルツコイルユニットとして説明しているが、電磁石の構成としては、ヘルムホルツコイルユニットに限定されるものでなく、例えば、図１に示すように、略方形のコイルを対向させたものでもよい。また、対象空間内で所望の磁場が得られるのであれば、コイルの直径に対して、コイルの間隔を２分の１にせず、適宜変更してもよい。
また、対向したコイルだけでなく、所望の磁場を得られる構成であればどのような構成の磁石を用いても構わない。
【００５９】
例えば、図４９に示すように、対象領域の片側に電磁石７０１から７０５を配置し、電磁石７０１と電磁石７０２との間で磁場を生成することで、Ｘ軸方向の磁場を生成できる。同様に、電磁石７０３と電磁石７０４との間でＹ軸方向の磁場を生成でき、電磁石７０５でＺ軸方向の磁場を生成できる。
このように構成された電磁石システムを用いることでも、同様の効果を得ることができる。
【００６０】
３軸ヘルムホルツコイルユニット７１は、図１および図２に示すように、略矩形形状に形成されている。また、３軸ヘルムホルツコイルユニット７１は、互いに対向する３対のヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚを備えるとともに、各対のヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚが図１中のＸ，Ｙ，Ｚ軸に対して略垂直となるように配置されている。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に対して略垂直に配置されたヘルムホルツコイルを順にそれぞれヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚと表記する。
また、ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚは、その内部に直方体状の空間を形成するように配置されている。直方体状の空間は、図１に示すように、カプセル型内視鏡２０の作動空間になるとともに、図２に示すように、被検者１が配置される空間にもなっている。
【００６１】
ヘルムホルツコイルドライバ７２は、それぞれヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚを制御するヘルムホルツコイルドライバ７２Ｘ，７２Ｙ，７２Ｚを備えている。
回転磁場制御回路７３には、位置検出装置５０からカプセル型内視鏡２０の現在向いている方向（カプセル型内視鏡２０の回転軸（中心軸線）Ｒの方向）（図５参照）データが入力されるとともに、施術者が入力装置７４から入力したカプセル型内視鏡２０の進行方向指示が入力されるようになっている。そして、回転磁場制御回路７３からは、ヘルムホルツコイルドライバ７２Ｘ，７２Ｙ，７２Ｚを制御する信号が出力されるとともに、画像表示装置８０にカプセル型内視鏡２０の回転位相データが出力されるようになっている。
また、入力装置７４としては、ジョイスティックを倒すことによりカプセル型内視鏡２０の進行方向を指示する入力装置を用いている。
なお、入力装置７４は、上述のようにジョイスティック方式のものを用いてもよいし、進行方向のボタンを押すことにより進行方向を指示する入力装置など、他の方式の入力装置を用いてもよい。
【００６２】
位置検出装置５０は、図１に示すように、カプセル型内視鏡２０内の後述する磁気誘導コイルに誘導磁場を発生させるドライブコイル（駆動部）５１と、磁気誘導コイルで発生した誘導磁場を検知するセンスコイル（磁気検出部）５２と、センスコイル５２が検知した誘導磁場に基づいてカプセル型内視鏡２０の位置を演算するとともにドライブコイル５１により形成される交流磁場を制御する位置検出装置５０と、から概略構成されている。
【００６３】
位置検出装置５０からドライブコイル５１までの間には、位置検出装置５０からの出力に基づき交流電流を発生させる正弦波発生回路５３と、位置検出装置５０からの出力に基づき正弦波発生回路５３から入力された交流電流を増幅するドライブコイルドライバ５４と、位置検出装置５０からの出力に基づき選択されたドライブコイル５１に交流電流を供給するドライブコイルセレクタ５５と、が配置されている。
センスコイル５２から位置検出装置５０までの間には、位置検出装置５０からの出力に基づきセンスコイル５２からのカプセル型内視鏡２０の位置情報などを含んだ交流電流を選択するセンスコイルセレクタ（磁気センサ選択手段）５６と、センスコイルセレクタ５６を通過した上記交流電流から振幅値を抽出し位置検出装置５０へ出力するセンスコイル受信回路５７とが配置されている。
【００６４】
図３は、カプセル型内視鏡システムの断面を示す概略図である。
ここで、ドライブコイル５１は、図１および図３に示すように、ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚにより形成される略直方体形状の作動空間の上方（Ｚ軸の正方向側）の四隅に斜めに配置されている。またドライブコイル５１は、矩形形状のヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚの角部を結ぶ略三角形状のコイルとして形成されている。このように、ドライブコイル５１を上方に配置することにより、ドライブコイル５１と被検者１との干渉を防止できる。
なお、ドライブコイル５１は、上述のように略三角形状のコイルであってもよいし、円形状など、さまざまな形状のコイルを用いることができる。
【００６５】
また、センスコイル５２は空芯コイルとして形成されているとともに、ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚよりも内側であって、カプセル型内視鏡２０の作動空間を介してドライブコイル５１と対向する位置およびＹ軸方向に互いに対向しあう位置に配置された３つの平面形状のコイル支持部５８により支持されている。１つのコイル支持部５８には、９個のセンスコイル５２がマトリクス状に配置されていて、位置検出装置５０全体には２７個のセンスコイル５２が備えられている。
【００６６】
図４は、センスコイル受信回路５７の回路構成を示す概略図である。
センスコイル受信回路５７は、図４に示すように、入力されたカプセル型内視鏡２０の位置情報を含む交流電圧の低周波成分を取り除くハイパスフィルタ（ＨＰＦ）５９と、上記交流電圧を増幅するプリアンプ６０と、増幅された上記交流電圧に含まれる高周波を取り除くバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６１と、高周波を取り除いた上記交流電圧を増幅するアンプ（ＡＭＰ）６２と、上記交流電圧の振幅を検出して振幅値を抽出して出力する実効値検出回路（Ｔｒｕｅ ＲＭＳ コンバータ）６３と、振幅値をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６４と、デジタル化された振幅値を一時的に格納するメモリ６５とから構成されている。
【００６７】
ハイパスフィルタ５９は、センスコイル５２から延びる一対の配線６６Ａにそれぞれ配置された抵抗６７と、一対の配線６６Ａ間を接続するとともにその略中央で接地されている配線６６Ｂと、配線６６Ｂに接地点を介して対向して配置された一対のコンデンサ６８とから構成されている。プリアンプ６０は一対の配線６６Ａにそれぞれ配置され、プリアンプ６０から出力された上記交流電圧は、一つのバンドパスフィルタ６１に入力されるようになっている。メモリ６５は、９つのセンスコイル５２から得られた振幅値を一時的に格納し、格納した振幅値を位置検出装置５０へ出力している。
なお、上述のように、上記交流電圧の振幅値を抽出するのに実効値検出回路６３を用いてもよいし、整流回路を用いて磁気情報を平滑化して電圧を検出することで振幅値を検出してもよいし、上記交流電圧のピークを検出するピーク検出回路を用いて振幅値を検出してもよい。
また、検出される交流電圧の波形は、カプセル内視鏡２０内の後述する磁気誘導コイル４２の有無、位置により、ドライブコイル５１に付加される波形に対する位相が変化する。この位相変化をロックインアンプなどで検出してもかまわない。
【００６８】
画像表示装置８０は、図１に示すように、カプセル型内視鏡２０から送信された画像を受信する画像受信回路８１と、受信された画像信号および回転磁場制御回路７３からの信号に基づいて画像を表示する表示部８２とから構成されている。
【００６９】
図５は、カプセル型内視鏡２０の構成を示す概略図である。
カプセル型内視鏡２０は、図５に示すように、その内部に各種の機器を収納する外装２１と、被検者の体腔内管路の内壁面を撮像する撮像部（生体情報取得手段）３０と、撮像部３０を駆動する電池（電源手段）３９と、前述したドライブコイル５１により誘導磁場を発生させる誘導磁場発生部（誘導磁場発生手段）４０と、カプセル型内視鏡２０を駆動する駆動用磁石（磁石）４５と、から概略構成されている。
【００７０】
外装２１は、カプセル型内視鏡２０の回転軸（中心軸線）Ｒを中心軸とする赤外線を透過する円筒形状のカプセル本体（以下、単に本体と略記）２２と、本体２２の前端を覆う透明で半球形状の先端部２３と、本体の後端を覆う半球形状の後端部２４とから形成され、水密構造で密閉されたカプセル容器を形成している。
また、外装２１の本体の外周面には、回転軸Ｒを中心として断面円形の線材を螺旋状に巻いた螺旋部２５が備えられている。
【００７１】
撮像部３０は、回転軸Ｒに対して略垂直に配置された基板３６Ａと、基板３６Ａの先端部２３側の面に配置されたイメージセンサ３１と、被検者の体腔内管路の内壁面の画像をイメージセンサ３１に結像させるレンズ群３２と、体腔内管路の内壁面を照明するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）３３と、基板３６Ａの後端部２４側の面に配置された信号処理部３４と、画像信号を画像表示装置８０に発信する無線素子３５とから概略構成されている。
【００７２】
信号処理部３４は、基板３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃおよびフレキシブル基板３７Ａを介して電池３９に電気的に接続されているとともに、基板３６Ａを介してイメージセンサ３１と電気的に接続され、基板３６Ａ、フレキシブル基板３７Ａおよび支持部材３８を介してＬＥＤ３３と電気的に接続されている。また、信号処理部３４は、イメージセンサ３１が取得した画像信号を圧縮して一時的に格納（メモリ）し、圧縮した画像信号を無線素子３５から外部に送信するとともに、後述するスイッチ部４６からの信号に基づきイメージセンサ３１およびＬＥＤ３３のオンオフを制御している。
【００７３】
イメージセンサ３１は、先端部２３およびレンズ群３２を介して結像された画像を電気信号（画像信号）に変換して信号処理部３４へ出力している。このイメージセンサ３１としては、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤを用いることができる。
また、ＬＥＤ３３は基板３６Ａより先端部２３側に配置された支持部材３８に、回転軸Ｒを中心として周方向に間隔をあけて複数配置されている。
【００７４】
信号処理部３４の後端部２４側には、電池３９が基板３６Ｂ、３６Ｃに挟まれて配置されている。
電池３９の後端部２４側には、基板３６Ｃ上に配置されたスイッチ部４６が備えられている。スイッチ部４６は赤外線センサ４７を有し、基板３６Ａ，３６Ｃおよびフレキシブル基板３７Ａを介して信号処理部３４と電気的に接続されているとともに、基板３６Ｂ，３６Ｃおよびフレキシブル基板３７Ａを介して電池３９と電気的に接続されている。
また、スイッチ部４６は回転軸Ｒを中心として周方向に等間隔に複数配置されるとともに、赤外線センサ４７が直径方向外側に面するように配置されている。本実施形態においては、スイッチ部４６が４つ配置されている例を説明するが、スイッチ部４６の数は４つに限られることなく、その個数がいくつであってもよい。
【００７５】
基板３６Ｄの後端部２４側の面には無線素子３５が配置されている。無線素子３５は、基板３６Ａ、３６Ｃ、３６Ｄおよびフレキシブル基板３７Ａ、３７Ｂを介して信号処理部３４と電気的に接続されている。
【００７６】
図６は、カプセル型内視鏡２０に備えられている駆動用磁石４５の構成を説明する図である。図６（ａ）は、カプセル型内視鏡２０の先端部２３側から見た駆動用磁石４５の図であり、図６（ｂ）は、側面から見た駆動用磁石４５の図である。
無線素子３５の後端部２４側には、図５に示すように、駆動用磁石４５が配置されている。駆動用磁石４５は、回転軸Ｒ上に重心が位置するように配置されるとともに、回転軸Ｒに対して直交方向（例えば図５中の上下方向）に磁化方向を有するように配置されている。
そのため、駆動用磁石４５が後述するパーマロイ膜の位置に形成する磁場は、回転軸Ｒに対して略垂直となる。
駆動用磁石４５は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、略板状に形成された、１つの大磁石片（磁石片）４５ａ、２つの中磁石片（磁石片）４５ｂ、２つの小磁石片（磁石片）４５ｃと、磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃの間に挟まれた、例えばビニールシートなどの絶縁体（絶縁材）４５ｄとからなり、その形状が略円柱となるように構成されている。また、各磁石片４５ａ，４５ｂ、４５ｃは、その板厚方向（図中上下方向）に着磁されており、図中の矢印の方向が着磁方向である。具体的には、矢印の指している側がＮ極であり、その反対側がＳ極である。
【００７７】
駆動用磁石４５の形状寸法としては、カプセル型内視鏡２０の大きさにも左右されるが、例えば、円柱の直径が略６ｍｍから略８ｍｍ、円柱の高さが略６ｍｍから略８ｍｍのものを例示することができ、より具体的には、直径８ｍｍ、高さ６ｍｍの円柱、あるいは直径６ｍｍ高さ８ｍｍの円柱を例示することができる。また、磁石片４５ａの材質としてはネオジウムコバルトを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
なお、上述のように駆動用磁石４５は、磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃと絶縁体４５ｄとから構成されていてもよいし、磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃのみから構成されていてもよい。さらには、駆動用磁石４５は１個の円柱形の磁石から形成されていても構わない。
【００７８】
また、誘導磁場発生部４０は、図５に示すように、本体２２と電池３９等との間の円筒形領域に配置されている。
誘導磁場発生部４０は、図５および図７に示すように、中心軸が回転軸Ｒと略一致する円筒形状に形成された芯部材４１Ａと、芯部材４１Ａの外周部に配置された磁気誘導コイル（内蔵コイル）４２と、芯部材４１Ａおよび磁気誘導コイル４２の間に配置されたパーマロイ膜（コア）４１Ｂと、磁気誘導コイル４２と電気的に接続され、ＬＣ共振回路（回路）４３を形成するコンデンサ（図示せず）とから形成されている。
コイル４２およびパーマロイ膜４１Ｂは、駆動用磁石４５の磁場により形成されるパーマロイ膜４１Ｂ内の磁束密度がパーマロイ膜４１Ｂにおける飽和磁束密度の１／２以下となる位置に配置されている。具体的には、コイル４２およびパーマロイ膜４１Ｂは、駆動用磁石４５の間に少なくとも略５ｍｍ以上、望ましくは略１０ｍｍ以上の間隔を設けるように配置されている。また、パーマロイ膜４１Ｂは、図７に示すように、磁性体材料であるパーマロイをシート状の膜に形成したものである。また、パーマロイ膜４１Ｂを芯部材４１Ａに巻いたときに、隙間ｔが形成されるようになっている。
パーマロイ膜４１Ｂは、図７に示すように、回転軸Ｒを中心軸とする略円筒膜状に形成されているため、パーマロイ膜４１Ｂにおける回転軸Ｒ方向に係る反磁場係数は、他の方向に係る反磁場係数よりも小さくなる。
【００７９】
なお、パーマロイ膜４１Ｂは、上述のようにパーマロイから形成されていてもよいし、同じく磁性材料である鉄やニッケルから形成されたものであってもよい。
なお、上述のように磁気誘導コイル４２とコンデンサとによりＬＣ共振回路４３が形成されてもよいし、コンデンサを用いずに磁気誘導コイル４２による自己共振を利用した共振回路であってもよい。
【００８０】
次に、上記の構成からなるカプセル型内視鏡システム１０の作用について説明する。
まず、カプセル型内視鏡システム１０の作用の概要について説明する。
カプセル型内視鏡２０は、図１および図２に示すように、位置検出装置５０および磁気誘導装置７０内に横臥した被検者１の口部または肛門から体腔に投入される。投入されたカプセル型内視鏡２０は、位置検出装置５０によりその位置が検出されるとともに、磁気誘導装置７０により被検者１の体腔内管路内を患部近傍まで誘導される。カプセル型内視鏡２０は、患部までの誘導中および患部近傍において体腔内管路の内壁面を撮像する。そして、撮像した体腔内管路の内壁面のデータおよび患部近傍のデータを画像表示装置８０に送信する。画像表示装置８０は送信されてきた画像を表示部８２に表示する。
【００８１】
次に位置検出装置５０の作用について説明する。
位置検出装置５０においては、図１に示すように、まず、正弦波発生回路５３が位置検出装置５０からの出力に基づき交流電流を発生し、交流電流はドライブコイルドライバ５４へ出力される。発生される交流電流の周波数は数ｋＨｚから１００ｋＨｚまでの範囲内の周波数であり、後述する共振周波数を含むように、時間に応じて周波数が上述の範囲内で変化（スイープ）している。なお、スイープする範囲は上述する範囲に限られることなく、より狭い範囲であってもよいし、より広い範囲であってもよく、特に限定されるものではない。
【００８２】
また、常にスイープを行うのではなく、まずスイープを行い測定周波数を決定し、その後、周波数を測定周波数に固定して測定するようにしても構わない。これにより測定速度を向上させることができる。さらには、周期的にスイープを行い測定周波数を再度決定するようにしても構わない。これらにより、温度特性による共振周波数の変化にも対応することができる。
【００８３】
交流電流は、ドライブコイルドライバ５４において位置検出装置５０の指示に基づき増幅され、ドライブコイルセレクタ５５へ出力される。増幅された交流電流は、ドライブコイルセレクタ５５において位置検出装置５０により選択されたドライブコイル５１へ供給される。そしてドライブコイル５１に供給された交流電流は、カプセル型内視鏡２０の作動空間に交流磁場を形成する。
【００８４】
交流磁場内に位置するカプセル型内視鏡２０の磁気誘導コイル４２には、交流磁場により誘導起電力が発生して誘導電流が流れる。磁気誘導コイル４２に誘導電流が流れると、誘導電流により誘導磁場が形成される。
また、磁気誘導コイル４２はコンデンサとともに共振回路４３を形成しているので、交流磁場の周期が共振回路４３の共振周波数と一致すると、共振回路４３（磁気誘導コイル４２）に流れる誘導電流は大きくなり、形成される誘導磁場も強くなる。さらに、磁気誘導コイル４２の内側には、パーマロイ膜４１Ｂが配置されているので、磁気誘導コイル４２により形成される誘導磁場はさらに強くなる。
【００８５】
上記誘導磁場はセンスコイル５２に誘導起電力を発生させ、カプセル型内視鏡２０の位置情報などを含んだ交流電圧（磁気情報）がセンスコイル５２に発生する。この交流電圧は、センスコイルセレクタ５６を介してセンスコイル受信回路５７に入力され、交流電圧の振幅値（振幅情報）が抽出される。
センスコイル受信回路５７に入力された上記交流電圧は、図４に示すように、まずハイパスフィルタ５９により、交流電圧に含まれる低周波成分が取り除かれ、プリアンプ６０により増幅される。その後、バンドパスフィルタ６１により高周波が取り除かれ、アンプ６２により増幅される。このようにして不要な成分が取り除かれた交流電圧は、実効値検出回路６３により交流電圧の振幅値が抽出される。抽出された振幅値はＡ／Ｄ変換器６４によりデジタル信号化され、メモリ６５に格納される。
メモリ６５は、例えば正弦波発生回路５３で発生される正弦波信号をＬＣ共振回路４３の共振周波数付近でスイープさせた１周期分に対応する振幅値を格納し、１周期分の振幅値をまとめて位置検出装置５０へ出力している。
【００８６】
上述した交流電圧の振幅値は、図８に示すように、ドライブコイル５１が形成した交流磁場と共振回路４３の共振周波数との関係により大きく変化する。図８は、横軸に交流磁場の周波数をとり、縦軸に共振回路４３に流れる交流電圧のゲイン変化（ｄＢｍ）および位相変化（ｄｅｇｒｅｅ）をとっている。ゲイン変化は実線で表されており、共振周波数よりも小さい周波数で極大値をとり、共振周波数においてゲイン変化がゼロとなり、共振周波数よりも大きい周波数で極小値をとることを示している。また、位相変化は破線で表されており、共振周波数において最も遅れることを示している。
なお、測定条件により共振周波数よりも低い周波数で極小値をとり、共振周波数よりも高い周波数で極大値をとり、共振周波数で位相が最も進む場合もある。
【００８７】
抽出された振幅値は位置検出装置５０に出力され、位置検出装置５０は共振周波数の前後における振幅値の極大値および極小値の振幅差をセンスコイル５２からの出力とみなす。そして、位置検出装置５０は、複数のセンスコイル５２から得られた振幅差に基づいて、カプセル型内視鏡２０の位置、方向、磁場の強さに係る連立方程式を解くことによりカプセル型内視鏡２０の位置などを求めることになる。
このように、上記振幅差をセンスコイル５２の出力とすることにより、環境条件（例えば温度）などによる磁場強度の変化に起因する上記振幅の変化をキャンセルすることができ、環境条件に影響されることなく、安定した精度でカプセル型内視鏡２０の位置を求めることができる。
【００８８】
カプセル型内視鏡２０の位置などの情報としては、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚの位置座標と、カプセル型内視鏡２０の中心軸線（回転軸）に対して直交するとともに、互いに直交する軸線回りの回転位相φ、θと、磁気誘導コイル４２が形成した誘導磁場の強さと、の６つの情報が挙げられる。
これら６つの情報を演算により推定するためには、少なくとも６つのセンスコイル５２からの出力が必要であるが、カプセル型内視鏡２０の位置の推定には、少なくとも１つの面に配置された９つのセンスコイル５２からの出力が用いられているので、上記６つの情報を演算により求めることができる。
【００８９】
位置検出装置５０は、演算により求めたカプセル型内視鏡２０の位置に基づき、ドライブコイル５１に供給する交流電流の増幅率をドライブコイルドライバ５４に指示する。この増幅率は、磁気誘導コイル４２が発生する誘導磁場をセンスコイル５２により検出できるように設定されるものである。
また、位置検出装置５０は、磁場を形成するドライブコイル５１を選定し、ドライブコイルセレクタ５５に対して選定したドライブコイル５１に交流電流を供給するように指示を出力する。このドライブコイル５１の選定方法は、図９に示すように、ドライブコイル５１から磁気誘導コイル４２を結ぶ直線（ドライブコイル５１の向き）と磁気誘導コイル４２の中心軸線（カプセル型内視鏡２０の回転軸Ｒ）とが略直交するドライブコイル５１を除外する方法で行われるとともに、磁気誘導コイル４２において作用する磁場の方向が一次独立となるよう、図１０に示すように、３つのドライブコイル５１に交流電流を供給するように選定されている。
より好ましい方法としては、ドライブコイル５１が形成する磁力線の方向と、磁気誘導コイル４２の中心軸線とが略直交するドライブコイル５１を除外する方法が有効である。
【００９０】
なお、上述のように、ドライブコイルセレクタ５５を用いて交流磁場を形成するドライブコイル５１の数を制限してもよいし、ドライブコイルセレクタ５５を用いないで、ドライブコイル５１の配置数を最初から３つとしてもよい。
なお、上述のように、ドライブコイル５１を３つ選択して交流磁場を形成してもよいし、図１１に示すように、全てのドライブコイル５１により交流磁場を発生させてもよい。
【００９１】
さらに位置検出装置５０は、カプセル型内視鏡２０の位置を推定するのに、どのセンスコイル５２により検出された振幅差を用いるのかを選定し、センスコイルセレクタ５６に対して選定したセンスコイル５２からの交流電流をセンスコイル受信回路５７へ入力するように指示を出力する。
このセンスコイル５２の選定方法は、特に限定されるものではなく、例えば、図９に示すように、ドライブコイル５１とカプセル型内視鏡２０を介して対向するセンスコイル５２を選定してもよいし、図１２に示すように、ドライブコイル５１が配置されている面に隣接するとともに互いに対向する面に配置されているセンスコイル５２を選定してもよい。
また、すでに求められているカプセル型内視鏡２０の位置および方向に基づいて、誘導される交流電流が大きくなると予想されるセンスコイル２０、例えば、カプセル型内視鏡２０に近いセンスコイル２０を選択してもよい。
【００９２】
なお、上述のように、３つのコイル支持部５８上に配置されたセンスコイル５２に誘導される交流電流をセンスコイルセレクタ５６により選択してもよいし、センスコイルセレクタ５６を用いないで、図１１および図１２に示すように、コイル支持部５８の配置数をあらかじめ１つ、または２つとしてもよい。
【００９３】
次に、磁気誘導装置７０の作用について説明する。
磁気誘導装置７０においては、図１に示すように、まず、施術者が入力装置７４を介して回転磁場制御回路７３へカプセル型内視鏡２０に誘導方向を入力する。回転磁場制御回路７３では、入力された誘導方向および位置検出装置５０から入力されるカプセル型内視鏡２０の方向（回転軸方向）に基づいて、カプセル型内視鏡２０にかける平行磁場の方向および回転方向を決定する。
そして、上記平行磁場の方向を形成するために必要な各ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚの発生磁場強さを算出し、これら磁場を発生させるのに必要な電流値を算出する。
【００９４】
各ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚに供給する電流値のデータは、それぞれ対応するヘルムホルツコイルドライバ７２Ｘ，７２Ｙ，７２Ｚへ出力され、各ヘルムホルツコイルドライバ７２Ｘ，７２Ｙ，７２Ｚは、入力されたデータに基づき電流を増幅制御してそれぞれ対応するヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚに電流を供給する。
電流が供給されたヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚは、それぞれ電流値に応じた磁場を発生し、これら磁場が合成されることにより、回転磁場制御回路７３が決定した磁場方向を有する平行磁場が形成される。
【００９５】
カプセル型内視鏡２０には、後述するように、駆動用磁石４５が搭載されており、駆動用磁石４５と上記平行磁場とに働く力により、カプセル型内視鏡２０はその姿勢（回転軸方向）が制御される。また、上記平行磁場の回転周期は０Ｈｚから数Ｈｚ程度に制御されるとともに、上記平行磁場の回転方向を制御することにより、カプセル型内視鏡２０の回転軸回りの回転方向が制御され、カプセル型内視鏡２０の進行方向および進行速度が制御される。
【００９６】
次に、カプセル型内視鏡２０の作用について説明する。
カプセル型内視鏡２０は、図５に示すように、まず、スイッチ部４６の赤外線センサ４７に赤外線が照射され、スイッチ部４６は信号処理部３４に対して信号を出力する。信号処理部３４は、スイッチ部４６からの信号を受け取ると、カプセル型内視鏡２０に搭載されているイメージセンサ３１，ＬＥＤ３３，無線素子３５および信号処理部３４自身に電池３９から電流を供給し、オン状態とする。
【００９７】
イメージセンサ３１は、ＬＥＤ３３により照明された被検者１の体腔内管路内の壁面を撮像し、この画像を電気信号に変換して信号処理部３４へ出力する。信号処理部３４は、入力された画像信号を圧縮して一時的に格納し、無線素子３５へ出力する。無線素子３５に入力された圧縮された画像信号は画像表示装置８０へ電波として送信される。
【００９８】
また、外装２１の外周に配置された螺旋部２５により、カプセル型内視鏡２０は回転軸Ｒ回りに回転することで先端部２３側または後端部２４側へ移動することができる。移動する方向は、回転軸Ｒ回りの回転方向および螺旋部２５の回転方向により決定される。
【００９９】
次に、画像表示装置８０の作用について説明する。
画像表示装置８０においては、図１に示すように、まず、画像受信回路８１がカプセル型内視鏡２０から送信された圧縮画像信号を受信し、画像信号は表示部８２へ出力されている。圧縮画像信号は、画像受信回路８１または表示部８２において復元され、表示部８２により表示される。
また、表示部８２は、回転磁場制御回路７３から入力されるカプセル型内視鏡２０の回転位相データに基づき、カプセル型内視鏡２０の回転方向と逆方向に上記画像信号を回転処理してから表示している。
【０１００】
次に、磁気誘導コイル内に配置される物による磁気誘導コイルの出力変化に係る実験について説明する。
図１３は、本実験に用いられた実験装置の概要を説明する図である。
実験装置４０１は、図１３に示すように、実験対象である磁気誘導コイル４２と、磁気誘導コイルに磁場を加えるドライブコイル５１と、磁気誘導コイル４２において発生した誘導磁場を検出するセンスコイル５２と、センスコイル５２により検出した信号を解析するネットワークアナライザー４０２と、ネットワークアナライザー４０２の出力を増幅してドライブコイル５１に出力するアンプ４０３とから構成されている。
【０１０１】
図１４は、本実験における磁気誘導コイル４２と磁気誘導コイル４２内に配置される物とを説明する図である。図１４（ａ）は、磁気誘導コイル４２と電池３９とを説明する図であり、図１４（ｂ）は、磁気誘導コイル４２と電池３９および駆動用磁石４５とを説明する図である。
磁気誘導コイル４２は、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、内径略１０ｍｍの円筒形のパーマロイ膜４１Ｂの外周に配置され、略３０ｍｍの長さに形成されている。
本実験で用いた電池３９は、ボタン型電池を３つ直列に配置したものである。
本実験で用いた駆動用磁石４５は、図１４（ｂ）に示すように、直径略８ｍｍ、長さ略６ｍｍの略円柱形のものであり、ネオジウムコバルトから形成されている。
なお、実験における磁気誘導コイル４２と電池３９との位置関係、および、磁気誘導コイル４２と電池３９、駆動用磁石４５との位置関係は、図１４（ａ），（ｂ）に示す通りである。
【０１０２】
図１５および図１６は、ドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、ゲイン変化および位相変化の関係を表した図である。
図１５および図１６中のＡ１およびＡ２は、それぞれ磁気誘導コイル４２のみで測定した際のゲイン変化および位相変化であり、Ｂ１およびＢ２は、それぞれ磁気誘導コイル４２中に電池３９を配置（図１４（ａ）参照）した際のゲイン変化および位相変化であり、Ｃ１およびＣ２は、それぞれ磁気誘導コイル４２中に電池３９および駆動用磁石４５を配置（図１４（ｂ）参照）した際のゲイン変化および位相変化である。
【０１０３】
図１５および図１６に示すように、磁気誘導コイル４２のみの場合（Ａ１，Ａ２）と、磁気誘導コイル４２中に電池３９を配置した場合（Ｂ１，Ｂ２）とには差が認められなかった。逆に、磁気誘導コイル４２に電池３９および駆動用磁石４５を配置した場合（Ｃ１，Ｃ２）は、ゲイン変化および位相変化が起きる周波数が他の場合より高周波数側に移動する結果となり、ゲイン変化の幅も小さくなった。
この結果より、磁気誘導コイル４２中に電池３９を配置しても磁気誘導コイル４２の特性に影響を与えないことが判明し、駆動用磁石４５を配置すると磁気誘導コイル４２の出力が弱くなる傾向になることが判明した。
【０１０４】
次に、駆動用磁石との距離関係における磁気誘導コイルの出力変化に係る実験について説明する。
実験には、上述の実験と同様に、図１３に示す実験装置４０１を使用する。
【０１０５】
図１７は、本実験における磁気誘導コイル４２と駆動用磁石４５との位置関係を説明する図である。図１８は、本実験に用いられた中実な駆動用磁石の構成を説明する図であり、図１８（ａ）は駆動用磁石の正面図であり、図１８（ｂ）は駆動用磁石の側面図である。
磁気誘導コイル４２は、図１７に示すように、内径略１０ｍｍの円筒形のパーマロイ膜４１Ｂの外周に配置され、略３０ｍｍの長さに形成されている。
中実な駆動用磁石４５は、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、略板状に形成された、１つの大磁石片４５ａ、２つの中磁石片４５ｂ、２つの小磁石片４５ｃから構成され、略円筒形に形成されている。各磁石片の幅は、大磁石片４５ａが略９ｍｍ、中磁石片４５ｂが略７ｍｍ、小磁石片４５ｃが略５ｍｍである。厚さ及び長さは、各磁石変とも共通であり、厚さが略１．５ｍｍ、長さが略８ｍｍである。また、各磁石片ともにネオジウムコバルトから形成されており、その厚さ方向に着磁されている。なお、図中の矢印が指している側がＮ極であり、その反対側がＳ極である。
【０１０６】
図１９は、本実験に用いられた中空な駆動用磁石の構成を説明する図である。図１９（ａ）は、中空な駆動用磁石の側面図であり、図１９（ｂ）は、大型の中空駆動用磁石の側面図である。
中空な駆動用磁石４５は、図１９（ａ）に示すように、外径が略１３ｍｍ、内径が略１１ｍｍ、長さが略１８ｍｍの円筒形に形成され、ネオジウムコバルトから形成されている。大型の駆動用磁石４５は、図１９（ｂ）に示すように、外形が略１６ｍｍ、内径が略１１ｍｍ、長さが略１８ｍｍの円筒形に形成され、ネオジウムコバルトから形成されている。
【０１０７】
図２０は、５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５における、ドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、センスコイル出力との関係を表した図である。
図中のＤ１は駆動用磁石４５を取り除いたときのセンスコイル出力であり、Ｄ２は駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１０ｍｍの場合、Ｄ３は上記距離が５ｍｍの場合、Ｄ４は上記距離が０ｍｍの場合、Ｄ５は上記距離が−５ｍｍ（駆動用磁石４５が磁気誘導コイル４２内に入っている）の場合、Ｄ６は上記距離が−１０ｍｍの場合、Ｄ７は上記距離が−１５ｍｍの場合、Ｄ８は上記距離が−１８ｍｍの場合を表すグラフである。
図２０に示されているように、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が短くなると、出力の変化幅が小さくなるとともに、出力が変化する周波数が高周波数側に変化する。
【０１０８】
図２１は、５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５であって、各磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃの間に絶縁体であるビニールシートを挟んだ場合におけるドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、センスコイル出力との関係を表した図である。
図中のＥ１は駆動用磁石４５を取り除いたときのセンスコイル出力であり、Ｅ２は駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１０ｍｍの場合、Ｅ３は上記距離が５ｍｍの場合、Ｅ４は上記距離が０ｍｍの場合、Ｅ５は上記距離が−５ｍｍ（駆動用磁石４５が磁気誘導コイル４２内に入っている）の場合、Ｅ６は上記距離が−１０ｍｍの場合、Ｅ７は上記距離が−１５ｍｍの場合、Ｅ８は上記距離が−１８ｍｍの場合を表すグラフである。
図２１に示されているように、各磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃの間に絶縁体が挟まれると、距離が１０ｍｍの場合（Ｅ２）の出力変化幅の減少が少なくなり、出力が変化する周波数の高周波数側への移動量が少なくなっている。
【０１０９】
図２２は、１つの大磁石片４５ａおよび２つの中磁石片４５ｂ，４５ｂからなる駆動用磁石４５であって、各磁石片４５ａ，４５ｂの間に絶縁体であるビニールシートを挟んだ場合におけるドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、センスコイル出力との関係を表した図である。
図中のＦ１は駆動用磁石４５を取り除いたときのセンスコイル出力であり、Ｆ２は駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１０ｍｍの場合、Ｆ３は上記距離が５ｍｍの場合、Ｆ４は上記距離が０ｍｍの場合、Ｆ５は上記距離が−５ｍｍ（駆動用磁石４５が磁気誘導コイル４２内に入っている）の場合、Ｆ６は上記距離が−１０ｍｍの場合、Ｆ７は上記距離が−１５ｍｍの場合、Ｆ８は上記距離が−１８ｍｍの場合を表すグラフである。
図２２に示されているように、駆動用磁石４５の体積が減少すると、距離が１０ｍｍの場合（Ｆ２）の出力変化幅の減少がより少なくなり、出力が変化する周波数の高周波数側への移動量がより少なくなっている。
【０１１０】
図２３は、１つの大磁石片４５ａからなる駆動用磁石４５の場合におけるドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、センスコイル出力との関係を表した図である。
図中のＧ１は駆動用磁石４５を取り除いたときのセンスコイル出力であり、Ｇ２は駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１０ｍｍの場合、Ｇ３は上記距離が５ｍｍの場合、Ｇ４は上記距離が０ｍｍの場合、Ｇ５は上記距離が−５ｍｍ（駆動用磁石４５が磁気誘導コイル４２内に入っている）の場合、Ｇ６は上記距離が−１０ｍｍの場合、Ｇ７は上記距離が−１５ｍｍの場合、Ｇ８は上記距離が−１８ｍｍの場合を表すグラフである。
図２３に示されているように、駆動用磁石４５の体積がさらに減少すると、距離が１０ｍｍの場合（Ｇ２）のグラフが駆動用磁石４５を取り除いた場合（Ｇ１）のグラフと略同一となり、他の場合（Ｇ３等）の出力変化幅の減少が少なくなり、出力が変化する周波数の高周波数側への移動量が少なくなっている。
【０１１１】
図２４から図２６は、上記結果を駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離別にまとめた図である。
図２４は、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が０ｍｍの場合の図である。図中のＨ１は駆動用磁石４５が無い場合、Ｈ２は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５の場合、Ｈ３は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃの間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｈ４は３つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂからなり絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｈ５は１つの磁石片４５ａからなる駆動用磁石４５の場合を表すグラフである。
図２４に示されているように、駆動用磁石４５が配置されると出力変化の幅が減少し、出力が変化する周波数が高周波数側に移動する。
【０１１２】
図２５は、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が５ｍｍの場合の図である。図中のＪ１は駆動用磁石４５が無い場合、Ｊ２は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５の場合、Ｊ３は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃの間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｊ４は３つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂからなり絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｊ５は１つの磁石片４５ａからなる駆動用磁石４５の場合を表すグラフである。
図２５に示されているように、上記距離が離れると、出力変化幅の減少量が少なくなり、出力が変化する周波数の高周波数側への移動量が減少する。
【０１１３】
図２６は、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１０ｍｍの場合の図である。図中のＫ１は駆動用磁石４５が無い場合、Ｋ２は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５の場合、Ｋ３は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃの間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｋ４は３つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂからなり絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｋ５は１つの磁石片４５ａからなる駆動用磁石４５の場合を表すグラフである。
図２６に示されているように、上記距離が離れると、出力変化幅の減少量がさらに少なくなり、出力が変化する周波数の高周波数側への移動量がさらに減少する。
【０１１４】
図２７は、中空な駆動用磁石４５（図１９（ａ）参照）における、ドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、センスコイル出力との関係を表した図である。
図中のＬ１は駆動用磁石４５を取り除いたときのセンスコイル出力であり、Ｌ２は中空な駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１５ｍｍの場合、Ｌ３は上記距離が１２ｍｍの場合、Ｌ４は上記距離が１０ｍｍの場合、Ｌ５は上記距離が８ｍｍの場合、Ｌ６は上記距離が５ｍｍの場合、Ｌ７は上記距離が２ｍｍの場合を表すグラフである。
図２７に示されているように、中空な駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が広くなると、出力の変化幅が大きくなるとともに、出力が変化する周波数が低周波数側に変化する。
【０１１５】
図２８は、大型の中空駆動用磁石４５（図１９（ｂ）参照）における、ドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、センスコイル出力との関係を表した図である。
図中のＭ１は駆動用磁石４５を取り除いたときのセンスコイル出力であり、Ｍ２は大型な中空駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１５ｍｍの場合、Ｍ３は上記距離が１２ｍｍの場合、Ｍ４は上記距離が１０ｍｍの場合、Ｍ５は上記距離が８ｍｍの場合、Ｍ６は上記距離が５ｍｍの場合、Ｍ７は上記距離が２ｍｍの場合を表すグラフである。
図２８に示されているように、大型な中空駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が広くなると、出力の変化幅が大きくなるとともに、出力が変化する周波数が低周波数側に変化する。
【０１１６】
図２９は、上記結果を駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離と、磁気誘導コイル４２の出力振幅の大きさとの関係にまとめ直した図である。ここで、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離とは、駆動用磁石４５の端面から磁気誘導コイル４２の中心までの距離のことである。また、磁気誘導コイル４２の出力振幅の大きさは、駆動用磁石４５が無い場合の出力振幅を基準に相対化されている。
図中のＮ１は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５の場合、Ｎ２は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなり、各磁石片の間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｎ３は３つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂからなり、各磁石片の間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｎ４は１つの磁石片４５ａからなる駆動用磁石４５の場合、Ｎ５は中空な駆動用磁石４５の場合、Ｎ６は大型の中空駆動用磁石４５の場合を表すグラフである。
【０１１７】
図２９に示されているように、全ての場合において上記距離が大きくなると磁気誘導コイル４２の出力振幅は大きくなる。また、駆動用磁石４５の体積が小さくなるにしたがって、磁気誘導コイル４２の出力振幅は大きくなる。
より詳しく見ると、カプセル型内視鏡２０に内蔵する構成要素としては大きな部類に入る５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５や、大型の中空駆動用磁石４５の場合であっても、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離を１０ｍｍとすることにより、センスコイル５２の出力低下を略５０％に留めることができる。
また、円筒形状の駆動用磁石（中空な駆動用磁石、大型の中空駆動用磁石）のほうが、中実な駆動用磁石よりも磁気誘導コイル４２における磁場の強度が弱くなるため、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離を短く設定できる。または、円筒形状の駆動用磁石の体積を大きくすることができる。
【０１１８】
そこで、駆動用磁石４５が磁気誘導コイル４２の中心に形成する磁場の強度を測定した結果を上記結果に織り込んで説明する。
図３０は、駆動用磁石４５が形成する磁場強度を計測する装置の概略を説明する図である。図３０に示すように、駆動用磁石４５の磁場強度を計測するガウスメータ４１１は、そのセンサ部４１２が駆動用磁石４５の中心と略同じ位置になるように配置されている。そのため、ガウスメータ４１１のセンサ部４１２には駆動用磁石４５の磁場が垂直に入る。
また、本測定における距離とは、駆動用磁石４５の端面からセンサ部４１２の中央までの距離である。
【０１１９】
図３１は、磁気誘導コイル４２の中心に駆動用磁石が形成した磁場の強度と、磁気誘導コイル４２の出力振幅の大きさとの関係を表した図である。なお、出力振幅の大きさは、駆動用磁石４５を配置しない場合を基準とし相対的に表している。
図中の菱形（◇）は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５の場合、四角（□）は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなり、各磁石片の間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、三角（△）は３つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂからなり、各磁石片の間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、逆三角（▽）は１つの磁石片４５ａからなる駆動用磁石４５の場合、丸（○）は中空な駆動用磁石４５の場合、二重丸（◎）は大型の中空駆動用磁石４５の場合の測定結果を表す点である。そして図中のＰが上記の測定点を基にして求められた近似曲線である。
【０１２０】
図３１に示されているように、駆動用磁石４５の形、体積に関係なく、磁気誘導コイル４２の出力振幅の大きさは、磁気誘導コイル４２中心の磁場強度が増加するにしたがって減少している。より具体的には、磁気誘導コイル４２の中心に作られる磁場の強さが５ｍＴ程度であれば、センスコイル５２の出力低下を略５０％に留めることができる。
したがって、磁気誘導コイル４２の中心に形成される駆動用磁石４５の磁場強度に応じて駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との配置間隔を定めることにより、磁気誘導コイル４２の出力振幅の減少を防止し、センスコイル５２を用いた磁気誘導コイル４２位置検出の際の不具合発生をより確実に防止できる。
【０１２１】
次に、磁気誘導コイル４２の位置に駆動用磁石４５の静磁場と、ドライブコイル５１の交流磁場とが形成された場合の、パーマロイ膜４１Ｂ内に形成される磁場等について説明する。
図３２は、パーマロイ膜４１Ｂにおけるヒステリシス曲線等を示す図である。
パーマロイ膜４１Ｂの位置に駆動用磁石４５の静磁場が形成された場合の特性を示す磁化曲線は、図３２における実線で示された曲線Ｐ１，Ｐ２で示されている。
磁化曲線Ｐ１は初期磁化曲線Ｐ１であり、パーマロイ膜４１Ｂに最初に駆動用磁石４５を接近させた際の、静磁場とパーマロイ膜４１Ｂ内の磁束密度との関係を示す曲線である。磁化曲線Ｐ２はヒステリシス曲線である。
なお、図３２のヒステリシス曲線において、横軸はパーマロイ膜４１Ｂの位置に形成された磁場の強度を示し、縦軸はパーマロイ膜４１Ｂ内に形成される磁束密度を示している。
【０１２２】
また、パーマロイ膜４１Ｂの位置にドライブコイル５１の交流磁場が形成された場合の特性を示す磁化曲線は、図３２における破線で示された直線Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３で示されている。
直線Ｑ１は、パーマロイ膜４１Ｂの位置に静磁場が形成されていない場合に、交流磁場が形成された場合の磁化曲線である。直線Ｑ２は、パーマロイ膜４１Ｂの位置に飽和磁界強度（Ｈｃ）の略半分の静磁場が形成された場合に、交流磁場が形成された場合の磁化曲線である。直線Ｑ３は、パーマロイ膜４１Ｂの位置に飽和磁界強度（Ｈｃ）の静磁場が形成された場合に、交流磁場が形成された場合の磁化曲線である。なお、各直線Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の傾きは、可逆磁化率を示すものである。
【０１２３】
図３３は、パーマロイ膜４１Ｂにおける可逆磁化率を示すグラフである。図３３において、横軸はパーマロイ膜４１Ｂの位置に形成された磁場の強度であり、縦軸はパーマロイ膜４１Ｂの位置に形成された磁場に対する可逆磁化率を示す。
可逆磁化率は、図３３に示すように、パーマロイ膜４１Ｂの位置に磁場が形成されていない状態において最大値Ｘαとなり、磁場強度が強くなるにつれて可逆磁化率は低下する。パーマロイ膜４１Ｂの位置に飽和磁界強度（Ｈｃ）の磁場が形成されている状態では、可逆磁化率は０となる。
【０１２４】
したがって、直線Ｑ１は、図３２において、パーマロイ膜４１Ｂの位置に静磁場が形成されていない場合を示すので、横軸に対して可逆磁化率Ｘαだけ傾いた直線となる。直線Ｑ１における縦軸に対する投影長さｔ１は、交流磁場によりパーマロイ膜４１Ｂ内に発生する磁束密度の変化幅を示している。
直線Ｑ２，Ｑ３は、図３２および図３３に示すように、パーマロイ膜４１Ｂの位置に形成された磁場の強度が強くなるにともない、その傾きが小さくなる。すると、直線Ｑ２，Ｑ３における縦軸に対する投影長さｔ２，ｔ３も短くなり、交流磁場によりパーマロイ膜４１Ｂ内に発生する磁束密度の変化幅が小さくなることを示している。
【０１２５】
これら直線Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の投影長さｔ１，ｔ２，ｔ３は、磁気誘導コイル４２が形成する誘導磁場の強度と関係があるため、センスコイル出力とも関係がある。具体的には、図２０に示すセンスコイル出力を例にとると、上記投影長さｔ１，ｔ２，ｔ３が短くなるにつれてセンスコイル出力はＤ１からＤ８へと変化し、センスコイル出力の極大値と極小値との差が小さくなる。
パーマロイ膜４１Ｂの位置における磁場強度が飽和磁界強度の場合には、上記投影長さｔ３、センスコイル出力Ｄ８に示すように、パーマロイ膜４１Ｂはほとんど作用しておらず、磁気誘導コイル４２は空芯コイルと同様の性能を示す。
【０１２６】
図３４は、パーマロイ膜４１Ｂ内における有効磁場の強度を説明する模式図である。
図３４に示すように、パーマロイ膜４１Ｂの位置に外部から駆動用磁石４５の静磁場（Ｈｅｘ）が形成されると、パーマロイ膜４１Ｂは磁化（Ｉ）して、その表面にＮ（＋）極、Ｓ（−）極が現れる。
同時に、表面に現れたＮ（＋）極、Ｓ（−）極により、パーマロイ膜４１Ｂ内部には下記の式で表される反磁場（Ｈｄ）が形成される。
Ｈｄ＝Ｎ（Ｉ／μ０） ・・・（１）
ここで、Ｎはパーマロイ膜４１Ｂにおける静磁場（Ｈｅｘ）方向に係る反磁場係数であり、μ０は真空の透磁率である。
【０１２７】
パーマロイ膜４１Ｂ内で有効に作用する有効磁場（Ｈｅｆｆ）は、下記の式で表されるように、駆動用磁石４５の静磁場（Ｈｅｘ）から反磁場（Ｈｄ）を引いたものとなる。
Ｈｅｆｆ＝Ｈｅｘ−Ｎ（Ｉ／μ０） ・・・（２）
上述の有効磁場（Ｈｅｆｆ）が飽和磁界強度（Ｈｃ）を越えなければ、パーマロイ膜４１Ｂは磁気飽和しない。
【０１２８】
図３５は、パーマロイ膜４１Ｂにおける反磁場係数を説明する模式図である。
反磁場係数（Ｎ）は、パーマロイ膜４１Ｂなどの磁性材料からなる部材の形状に依存する係数である。具体的には、パーマロイ膜４１Ｂなどの膜状の部材の厚さ方向に係る反磁場係数が最大となり、棒状部材の軸方向に係る反磁場係数が最小となる。
図３５に示す構成の場合には、駆動用磁石４５の静磁場（Ｈｅｘ）は、パーマロイ膜４１Ｂに、その厚さ方向に向かって入射しているため、反磁場係数（Ｎ）は最大となる。そのため、パーマロイ膜４１Ｂにおける反磁場（Ｈｄ）は最大となり、有効磁場（Ｈｅｆｆ）は最小となる。パーマロイ膜４１Ｂにおける有効磁場（Ｈｅｆｆ）が小さくなるため、パーマロイ膜４１Ｂは、図３３における可逆磁化率が高い領域で用いられる。
【０１２９】
上記の構成によれば、磁気誘導コイル４２に磁性材料から構成されたパーマロイ膜４１Ｂを用いることにより、磁気誘導コイル４２性能の向上を図ることができ、カプセル型内視鏡システム１０の位置検出の際の不具合発生を防止できる。
具体的には、磁気誘導コイル４２にドライブコイル５１の交流磁場を作用させた場合、パーマロイ膜４１Ｂを磁気誘導コイル４２に用いていない場合と比較して、磁気誘導コイル４２が形成する誘導磁場の強度が強くなる。そのため、位置検出装置５０は上記誘導磁場を検出しやすくなり、カプセル型内視鏡システム１０の位置を検出する際の不具合の発生を防止できる。
【０１３０】
また、パーマロイ膜４１Ｂは、駆動用磁石４５の静磁場によるパーマロイ膜４１Ｂ内部の磁束密度が磁気飽和しない位置に配置されているため、磁気誘導コイル４２の性能低下を防止することができる。
具体的には、磁気誘導コイル４２にドライブコイル５１の交流磁場と、駆動用磁石４５の静磁場と、を作用させた場合、パーマロイ膜４１Ｂ内部の磁束密度が磁気飽和する位置にパーマロイ膜４１Ｂが配置されている場合と比較して、上記交流磁場の強度変化に対応して磁気誘導コイル４２が形成する誘導磁場強度の変化幅が大きくなる。そのため、位置検出装置５０は上記誘導磁場強度の変化幅を検出しやすくなり、カプセル型内視鏡システム１０の位置を検出する際の不具合の発生を防止できる。
【０１３１】
磁気誘導コイル４２の位置における駆動用磁石４５の磁場方向と、パーマロイ膜４１Ｂにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とのなす角度が略９０度であるため、反磁場係数が最も小さくなる方向以外の方向から駆動用磁石４５の磁場がパーマロイ膜４１Ｂに入射される。
具体的には、パーマロイ膜４１Ｂの形状が略円筒膜状であるため、反磁場係数が最も大きい方向から駆動用磁石４５の磁場がパーマロイ膜４１Ｂに入射される。そのため、パーマロイ膜４１Ｂ内部に形成される反磁場を最も大きくすることができ、パーマロイ膜４１Ｂ内部の有効磁場を最も小さくすることができる。
【０１３２】
磁気誘導コイル４２は、パーマロイ膜４１Ｂ内に駆動用磁石４５の磁場により形成される磁束密度が、パーマロイ膜４１Ｂの飽和磁束密度の１／２以下になる位置に配置されているため、パーマロイ膜４１Ｂにおける可逆磁化率の低下を抑えることができる。そのため、駆動用磁石４５の磁場の他に、ドライブコイル５１の交流磁場がパーマロイ膜４１Ｂの位置に形成されても、パーマロイ膜４１Ｂ内に形成される磁束密度が飽和磁束密度を越えることを防止でき、磁気誘導コイル４２の性能低下を防止できる。
【０１３３】
駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２とが、磁気誘導コイル４２の軸線方向に沿って離れて配置されているため、位置検出装置５０による磁気誘導コイル４２の位置検出、つまりカプセル型内視鏡２０の位置検出の際の不具合発生を防止することができる。
具体的には、ドライブコイル５１により形成された交流磁場により磁気誘導コイルに誘導起電力が誘起される際に、駆動用磁石４５が上記交流磁場を遮蔽することにより、磁気誘導コイル４２に誘起される誘導起電力が弱められることを防止できる。さらには、磁気誘導コイル４２により誘起された誘導磁場が駆動用磁石４５により遮蔽されることによる、センスコイル５２による誘導磁場の検出強度低下や検出不能などの発生を防止できる。そのため、カプセル型医療装置２０の検出位置の精度向上、検出不能などの不具合発生を防止できる。
【０１３４】
カプセル型内視鏡２０内に撮像部３０を備えているため、被検者１の体内の生体情報である画像を取得することができる。また、ＬＥＤ３３を備えているため、被検者１の体内を照明することにより視認の容易な画像を取得することができる。
【０１３５】
磁気誘導コイル４２の中空構造内に撮像部３０や電池３９等を配置しているため、撮像部３０等を磁気誘導コイル４２内に配置しない場合と比較して、カプセル型内視鏡２０を小型化することができる。そのため、被検者１の体内にカプセル型内視鏡２０を投入しやすくできる。
【０１３６】
芯部材４１Ａと磁気誘導コイル４２との間に磁性材料であるパーマロイ膜４１Ｂを配置することにより、誘導磁場発生部４０において発生する誘導磁場の強度を向上させることができる。
また、パーマロイ膜４１Ｂの形状を断面が略Ｃ字状の形状とすることにより、パーマロイ膜４１Ｂの断面において略円形に流れる遮蔽電流の発生を防止することができる。そのため、遮蔽電流による磁場の遮断を防止でき、磁気誘導コイル４２における磁場の発生、または磁場の受け取りの阻害を防止できる。
【０１３７】
複数の磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃが板状に形成されているため、積層させて駆動用磁石４５を構成しやすくすることができる。また、磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃがその板圧方向に着磁されているため、より積層させやすくすることができ、駆動用磁石４５を製造しやすくできる
さらには、磁石片の間に絶縁体４５ｄを挟みやすくできる。また、絶縁体４５ｄを挟むことにより、駆動用磁石４５に遮蔽電流が流れにくくでき、磁気誘導コイル４２が発生する磁場または受ける磁場が、駆動用磁石４５に流れる遮蔽電流により遮蔽されることを防止することができる。
【０１３８】
ドライブコイル５１により形成される交流磁場の周波数をＬＣ共振回路４３の共振周波数（ＬＣ共振周波数）とすることにより、他の周波数の場合と比較して、振幅の大きな誘導磁場を磁気誘導コイル４２から発生させることができる。そのため、センスコイル５２が誘導磁場を検知しやすくなり、カプセル型医療装置２０の位置を検出しやすくなる。
また、交流磁場の周波数はＬＣ共振周波数近傍の周波数帯域にわたって変動するため、例えば、環境条件（例えば温度条件）の変化によってＬＣ共振回路４３の共振周波数が変化したり、ＬＣ共振回路４３の個体差による共振周波数のばらつきが存在したりしても、ＬＣ共振回路４３に共振を起こさせることができる。
【０１３９】
カプセル型内視鏡２０の磁気誘導コイル４２に対して、一次独立であって異なる３方向以上の方向から交流磁場を作用させている。そのため、磁気誘導コイル４２の方向にかかわらず、少なくとも１方向からの交流磁場により磁気誘導コイル４２に誘導磁場を発生させることができる。
その結果、カプセル型内視鏡２０の方向（回転軸Ｒの軸線方向）にかかわらず、常に磁気誘導コイル４２に誘導磁場を発生させることができるため、センスコイル５２により誘導磁場を常に検知することができ、常にその位置を正確に検出することができるという効果を奏する。
【０１４０】
また、センスコイル５２がカプセル型内視鏡２０に対して異なる３方向に配置されているため、カプセル型内視鏡２０の配置位置にかかわらず、３方向に配置されたセンスコイル５２の少なくとも１方向に配置されたセンスコイル５２に、検知可能な強度の誘導磁場が働き、常にセンスコイル５２が誘導磁場を検知することができる。
さらに、上記１方向に配置されたセンスコイル５２の数が９つであるので、カプセル型内視鏡２０のＸ、Ｙ、Ｚ座標およびカプセル型内視鏡２０の回転軸Ｒに対して直交するとともに互いに直交する２つの軸回りの回転位相φ、θ、誘導磁場の強度の合計６つの情報を演算により求めるのに十分な入力を得ることができる。
【０１４１】
交流磁場の周波数をＬＣ共振回路４３が共振する周波数（共振周波数）とすることにより、他の周波数の場合と比較して、振幅の大きな誘導磁場を発生させることができる。誘導磁場の振幅が大きくなるため、センスコイル５２が誘導磁場を検知しやすくなり、カプセル型内視鏡２０の位置を検出しやすくなる。
また、交流磁気の周波数は共振周波数近傍の周波数帯域にわたってスイープされるため、例えば、環境条件（例えば温度条件）の変化によってＬＣ共振回路４３の共振周波数が変化したり、ＬＣ共振回路４３の個体差による共振周波数のばらつきが存在したりしても、変化した共振周波数やばらついた共振周波数が上記周波数帯域内に含まれていれば、ＬＣ共振回路４３に共振を起こさせることができる。
【０１４２】
位置検出装置５０が、センスコイルセレクタ５６により強度の強い誘導磁場を検出しているセンスコイル５２の出力を選択しているため、位置検出装置５０が演算処理する情報量を少なくすることができ、演算にかかる負荷を低減することができる。また、同時に演算処理量を減らすことができるため、演算に要する時間も短縮することができる。
【０１４３】
ドライブコイル５１とセンスコイル５２とがカプセル型内視鏡２０の作動範囲を挟んで対向する位置に配置されているので、ドライブコイル５１とセンスコイル５２とが構造上干渉しないように配置することができる。
【０１４４】
カプセル型内視鏡２０に搭載された駆動用磁石４５に作用させる平行磁場の方向を制御することにより、駆動用磁石４５に対して作用する力の方向を制御することができ、カプセル型内視鏡２０の移動方向を制御することができる。それと同時に、カプセル型内視鏡２０の位置を検出することができるので、カプセル型内視鏡２０を所定の位置に誘導することができるため、検出されたカプセル型内視鏡２０の位置に基づき、カプセル型内視鏡を正確に誘導することができるという効果を奏する。
【０１４５】
相互に直交する方向に対向配置される３対のヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚから発生する磁場の強度をそれぞれ制御することにより、ヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚの内側に発生する平行磁場の方向を所定の方向に制御することができる。そのため、カプセル型内視鏡２０に対して所定方向の平行磁場を作用させることができ、カプセル型内視鏡２０を所定方向に移動させることができる。
また、ヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚの内側の空間は、被検者１を配置可能な空間であって、その空間の周囲に、ドライブコイル５１およびセンスコイル５２が配置されているので、カプセル型内視鏡２０を被検者１の体内の所定位置に誘導することができる。
【０１４６】
カプセル型内視鏡２０が回転軸Ｒ回りに回転することより、螺旋部２５がカプセル型内視鏡２０を回転軸の軸線方向に推進する力を発生させる。螺旋部２５が推進力を発生させるので、カプセル型内視鏡２０の回転軸Ｒ回りの回転方向を制御することにより、カプセル型内視鏡２０に作用する推進力の方向を制御することができる。
【０１４７】
画像表示装置８０は、カプセル型内視鏡２０の回転軸Ｒ回りの回転位相情報に基づいて、表示される画像を、カプセル型内視鏡２０の回転方向と逆方向に回転させる処理を行っているので、カプセル型内視鏡２０の回転位相にかかわらず、常に所定の回転位相に静止した画像として、すなわち、あたかもカプセル型内視鏡２０が回転軸Ｒ回りに回転することなく回転軸Ｒに沿う方向に進行しているような画像を表示部８２に表示することができる。
そのため、表示部８２に表示された画像を施術者が目視しながらカプセル型内視鏡２０を誘導する場合、表示される画像がカプセル型内視鏡２０の回転とともに回転する画像である場合と比較すると、上述のように表示される画像が所定の回転位相の画像として表示されているほうが、施術者に見易く、カプセル型内視鏡２０を所定位置に誘導させやすい。
【０１４８】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図３６および図３７を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、カプセル型内視鏡の駆動用磁石の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図３６および図３７を用いてカプセル型内視鏡の駆動用磁石周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図３６は、本実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を説明する図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１４９】
カプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）２０Ａは、図３６に示すように、その内部に各種の機器を収納する外装２１と、被検者の体腔内管路の内壁面を撮像する撮像部３０と、撮像部３０を駆動する電池３９と、前述したドライブコイル５１により誘導磁場を発生させる誘導磁場発生部４０と、カプセル型内視鏡２０を駆動する駆動用磁石（磁石）１４５と、から概略構成されている。
【０１５０】
図３７は、図３６に示すカプセル型内視鏡２０Ａにおける駆動用磁石の構成を説明する図である。図３７（ａ）は駆動用磁石１４５の正面図であり、図３７（ｂ）は駆動用磁石１４５の側面図である。
駆動用磁石１４５は、図３７（ａ），（ｂ）に示すように、略板状に形成された、１つの大磁石片（磁石片）１４５ａ、２つの中磁石片（磁石片）１４５ｂ、２つの小磁石片（磁石片）１４５ｃと、各磁石片１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃの間に挟まれた、例えばビニールシートなどの絶縁体（絶縁材）１４５ｄとからなり、その形状が略円柱となるように構成されている。また、各磁石片１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃは、その面に沿う方向（図中上下方向）に着磁されている。具体的には、図中の矢印が指している側がＮ極であり、その反対側がＳ極である。
各磁石片１４５ａ，１４５ｂ、１４５ｃは、それぞれが有する磁力により分離しないように、接着剤または形成剤などの固定部材１４６により固定されている。
【０１５１】
上記の構成からなるカプセル型内視鏡システムおよびカプセル型内視鏡の作用については、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１５２】
上記の構成によれば、各磁石片１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃがその面に沿う方向に着磁されているため、厚さ方向に着磁された場合と比較して、各磁石片１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃの磁力を強くすることができる。その結果、各磁石片１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃの集合体である駆動用磁石１４５の磁力を強くできる。
【０１５３】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図３８を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、カプセル型内視鏡の誘導磁場発生部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図３８を用いてカプセル型内視鏡の誘導磁場発生部周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図３８は、本実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を説明する図である。
本実施形態に係るカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）２０Ｂは、誘導磁場発生部（誘導磁場発生手段）２４０の構成が異なるのと、その他の機器の配置が異なるため、この両者について説明し、その他の説明は省略する。
【０１５４】
カプセル型内視鏡２０Ｂの外装２１内部には、先端部２３側から順に、レンズ群３２、ＬＥＤ３３、イメージセンサ３１、信号処理部３４、スイッチ部４６、駆動用磁石４５、電池３９、無線素子３５が配置されている。駆動用磁石４５は、カプセル型内視鏡２０Ｂの重心近傍に配置されている。
誘導磁場発生部２４０は、外装２１と電池３９などとの間に配置されるとともに、ＬＥＤ３３の支持部材３８から電池３９までを覆うように配置されている。
誘導磁場発生部２４０は、図３８に示すように、中心軸が回転軸Ｒと略一致する円筒形状に形成された芯部材２４１Ａと、芯部材２４１Ａの外周部に配置された磁気誘導コイル（内蔵コイル）２４２と、芯部材２４１Ａおよび磁気誘導コイル２４２の間に配置されたパーマロイ膜（磁性体）２４１Ｂと、磁気誘導コイル２４２と電気的に接続され、ＬＣ共振回路（回路）２４３を形成するコンデンサ（図示せず）とから形成されている。
磁気誘導コイル２４２は、駆動用磁石４５が配置されている領域は疎に巻かれているとともに、先端部２３側および後端部２４側は密に巻かれている。
【０１５５】
上記の構成からなるカプセル型内視鏡システムおよびカプセル型内視鏡の作用については、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１５６】
上記の構成によれば、駆動用磁石４５をカプセル型医療装置２０Ｂの重心近傍に配置することができるため、駆動用磁石４５がカプセル型医療装置２０Ｂの先端部２３側あるいは後端部２４側に偏って配置されている場合と比較して、カプセル型医療装置２０Ｂの駆動を容易にすることができる。
【０１５７】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図３９を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、カプセル型内視鏡の誘導磁場発生部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図３９を用いてカプセル型内視鏡の誘導磁場発生部周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図３９は、本実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を説明する図である。
本実施形態に係るカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）２０Ｃは、誘導磁場発生部（誘導磁場発生手段）３４０の構成が異なるのと、その他の機器の配置が異なるため、この両者について説明し、その他の説明は省略する。
【０１５８】
カプセル型内視鏡２０Ｃの外装２１内部には、図３９に示すように、先端部２３側から順に、レンズ群３２、ＬＥＤ３３、イメージセンサ３１、信号処理部３４、駆動用磁石４５、スイッチ部４６、電池３９、無線素子３５、誘導磁場発生部３４０が配置されている。
誘導磁場発生部３４０は、中心軸が回転軸Ｒと略一致する円柱形状に形成されたフェライトからなる芯部材３４１と、芯部材３４１の外周部に配置された磁気誘導コイル（内蔵コイル）３４２と、磁気誘導コイル３４２と電気的に接続され、ＬＣ共振回路（回路）３４３を形成するコンデンサ（図示せず）とから形成されている。
なお、芯部材３４１は、上述したフェライトの他、鉄やパーマロイ、ニッケルなどの材質を用いてもよい。
【０１５９】
上記の構成からなるカプセル型内視鏡システムおよびカプセル型内視鏡の作用については、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１６０】
上記の構成によれば、磁気誘導コイル２４２の中心には、誘電性のフェライトからなる芯部材２４１が配置されているので、誘導磁場が芯部材２４１に集められ易く、形成される誘導磁場を強くすることができる。
【０１６１】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図４０および図４１を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡システムの基本構成は、第４の実施形態と同様であるが、第４の実施形態とは、カプセル型内視鏡の駆動用磁石の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４０および図４１を用いてカプセル型内視鏡の駆動用磁石周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４０は、本実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を説明する図である。
本実施形態に係るカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）２０Ｄは、駆動用磁石（磁石）４４５の構成が異なるのと、その他の機器の配置が異なるため、この両者について説明し、その他の説明は省略する。
【０１６２】
カプセル型内視鏡２０Ｄの外装２１内部には、図４０に示すように、先端部２３側から順に、レンズ群３２、ＬＥＤ３３、イメージセンサ３１、信号処理部３４、電池３９、スイッチ部４６、無線素子３５、誘導磁場発生部３４０が配置されている。
駆動用磁石４４５は、外装２１と電池３９などとの間に配置されるとともに、ＬＥＤ３３の支持部材３８から電池３９までを覆うように配置されている。
【０１６３】
図４１は、図４０に示すカプセル型内視鏡２０Ｄにおける駆動用磁石４４５の構成を説明する図である。図４１（ａ）は駆動用磁石４４５の正面図であり、図４１（ｂ）は駆動用磁石４４５の側面図である。
駆動用磁石４４５は、図４１（ａ），（ｂ）に示すように、上下に配置される磁石片４４５ａと、左右に配置される磁石片４４５ｂと、斜めに配置される磁石片４４５ｃと、各磁石片４４５ａ，４４５ｂ，４４５ｃの間に配置される絶縁体（絶縁材）４４５ｄとから構成され、円筒形になるように構成されている。
磁石片４４５ａはその板厚方向に着磁され、磁石片４４５ｂはその面に沿う方向に着磁され、磁石片４４５ｃは斜め方向に着磁されている。なお、図中の矢印が指す側がＮ極であり、その反対側がＳ極である。
【０１６４】
上記の構成からなるカプセル型内視鏡システムおよびカプセル型内視鏡の作用については、第４の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１６５】
上記の構成によれば、駆動用磁石４４５の中空構造内に撮像部３０や電池３９を配置しているため、カプセル型医療装置２０Ｄを小型化することができる。
【０１６６】
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図４２を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡システムの基本構成は、第５の実施形態と同様であるが、第５の実施形態とは、カプセル型内視鏡の駆動用磁石の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４２を用いてカプセル型内視鏡の駆動用磁石周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４２は、本実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を説明する図である。
本実施形態に係るカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）２０Ｅは、駆動用磁石（磁石）５４５の構成が異なるのと、その他の機器の配置が異なるため、この両者について説明し、その他の説明は省略する。
【０１６７】
カプセル型内視鏡２０Ｅの外装２１内部には、図４２に示すように、先端部２３側から順に、レンズ群３２、ＬＥＤ３３、イメージセンサ３１、信号処理部３４、スイッチ部４６、電池３９、誘導磁場発生部３４０、無線素子３５が配置されている。誘導磁場発生部３４０はカプセル型内視鏡２０Ｅの略中央部に配置されている。
駆動用磁石５４５は外装２１と電池３９などとの間の２箇所に配置され、具体的にはＬＥＤ３３の支持部材３８から信号処理部３４まで、および電池３９を覆うように配置されている。
【０１６８】
上記の構成からなるカプセル型内視鏡システムおよびカプセル型内視鏡の作用については、第４の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１６９】
上記の構成によれば、誘導磁場発生部３４０をカプセル型医療装置２０Ｅの中心近傍に配置することができるため、誘導磁場発生部３４０がカプセル型医療装置２０Ｅの先端部２３あるいは後端部２４に偏って配置さている場合と比較して、補正することなくカプセル型医療装置２０Ｅの正確な位置を検出することができる。
【０１７０】
〔第７の実施の形態〕
次に、本発明の第７の実施形態について図４３および図４４を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、位置検出装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４３および図４４を用いて位置検出装置周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４３は、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置を示す概略図である。
なお、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイル以外の構成要素は第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１７１】
位置検出装置（位置検出手段、計算装置）１５０のドライブコイル（駆動部）１５１およびセンスコイル５２は、図４３に示すように、ドライブコイル１５１が３つそれぞれＸ、Ｙ、Ｚ軸に対して垂直に配置され、センスコイル５２がそれぞれＹ、Ｚ軸に対して垂直な平面形状の２つのコイル支持部１５８上に配置されている。
ドライブコイル１５１としては、図に示すように、矩形形状のコイルを用いてもよいし、ヘルムホルツコイルや、対向したコイルを用いてもよい。
【０１７２】
上記の構成からなる位置検出装置１５０においては、図４３に示すように、各ドライブコイル１５１が形成する交流磁場の方向がＸ、Ｙ、Ｚ軸線方向と平行となり、一次独立であって互いに直交する関係となる。
【０１７３】
上記の構成によれば、カプセル型内視鏡２０の磁気誘導コイル４２に対して、一次独立であって互いに直交する方向から交流磁場を作用させることができるため、第１の実施形態と比較して、磁気誘導コイル４２の方向にかかわらず磁気誘導コイル４２に誘導磁場を発生させやすい。
また、ドライブコイル１５１が互いに略直交して配置されることになるので、ドライブコイルセレクタ５５によるドライブコイルの選択が容易になる。
【０１７４】
なお、センスコイル５２は、上述のように、Ｙ、Ｚ軸に対して垂直なコイル支持部１５８上に配置されていてもよいし、図４４に示すように、カプセル型内視鏡２０の作動範囲の上方に配置された斜めのコイル支持部１５９上に備えられていてもよい。
このような配置とすることにより、被検者１と干渉することなくセンスコイル５２を配置することができる。
【０１７５】
〔第８の実施の形態〕
次に、本発明の第８の実施形態について図４５を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、位置検出装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４５を用いて位置検出装置周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４５は、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置を示す概略図である。
なお、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイル以外の構成要素は第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１７６】
位置検出装置（位置検出手段、計算装置）２５０のドライブコイル（駆動部）２５１およびセンスコイル５２は、図４５に示すように、４つのドライブコイル２５１が同一平面上に配置され、センスコイル５２が、カプセル型内視鏡２０の作動範囲を介してドライブコイル２５１の配置位置と対向する位置に配置された平面形状のコイル支持部２５８およびドライブコイル２５１の配置位置と同じ側に配置された平面形状のコイル支持部２５８上に配置されている。
ドライブコイル２５１は、形成する交流磁場の方向が図中の矢印で示すように、ドライブコイル２５１の任意の３つで互いに一次独立となるように配置されている。
【０１７７】
上記の構成によれば、カプセル型内視鏡２０がドライブコイル２５１に対して近い領域または遠い領域に位置していても、２つのコイル支持部２５８のうち一方がカプセル型内視鏡２０に対して近い位置となる。そのため、センスコイル５２からカプセル型内視鏡２０の位置を求めるのに十分な強度の信号を得ることができる。
【０１７８】
〔第８の実施形態の変形例〕
次に、本発明の第８の実施形態の変形例について図４６を参照して説明する。
本変形例のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第８の実施の形態と同様であるが、第８の実施の形態とは、位置検出装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４６を用いて位置検出装置周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４６は、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置を示す概略図である。
なお、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイル以外の構成要素は第３の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１７９】
位置検出装置（位置検出手段、計算装置）３５０のドライブコイル２５１およびセンスコイル５２は、図４６に示すように、４つのドライブコイル２５１が同一平面上に配置され、センスコイル５２が、カプセル型内視鏡２０の作動範囲を介してドライブコイル２５１の配置位置と対向する位置に配置された曲面形状のコイル支持部３５８およびドライブコイル２５１の配置位置と同じ側に配置された曲面形状のコイル支持部３５８上に配置されている。
コイル支持部３５８は、カプセル型内視鏡２０の作動範囲に対して外側へ凸なる曲面形状であり、センスコイル５２は、上記曲面形状に沿うように配置されている。
なお、コイル支持部５２の形状は、上述のように上記動範囲に対して外側へ凸なる曲面形状であってもよいし、その他の曲面形状であってもよく、特に限定するものではない。
【０１８０】
上記の構成によれば、センスコイル５２の配置自由度が向上するので、センスコイル５２が被検者１との干渉するのを防止することができる。
【０１８１】
〔第９の実施形態〕
次に、本発明の第９の実施形態の変形例について図４７を参照して説明する。
本変形例のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、位置検出装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４７を用いて位置検出装置周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４７は、本実施形態におけるカプセル型内視鏡システムの概略を示す図である。
なお、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイル以外の構成要素は第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１８２】
カプセル型内視鏡システム（カプセル型医療装置システム）５１０は、図４７に示すように、体腔内管路の内壁面を光学的に撮像し画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）５２０と、カプセル型内視鏡５２０の位置を検出する位置検出装置（位置検出手段）５５０と、検出されたカプセル型内視鏡５２０の位置および施術者の指示に基づきカプセル型内視鏡５２０を誘導する磁気誘導装置７０と、カプセル型内視鏡５２０から送信された画像信号を表示する画像表示装置８０と、から概略構成されている。
【０１８３】
位置検出装置５５０は、図４７に示すように、カプセル型内視鏡５２０の磁気誘導コイル（内部磁場検出手段）で発生した誘導磁場を検知するセンスコイル５２を備えている。
センスコイル５２から位置検出装置５５０までの間には、位置検出装置５５０からの出力に基づきセンスコイル５２からのカプセル型内視鏡２０の位置情報などを含んだ交流電流を選択するセンスコイルセレクタ５６と、センスコイルセレクタ５６を通過した上記交流電流から振幅値を抽出し位置検出装置５５０へ出力するセンスコイル受信回路５７と、が配置されている。
【０１８４】
カプセル型内視鏡５２０の磁気誘導コイルには発振回路が接続されている。発振回路を磁気誘導コイルに接続することにより、ドライブコイル等を用いることなく磁気誘導コイルから磁場を発生させることができ、発生させた磁場をセンスコイル５２で検出できる。
【０１８５】
〔第１０の実施形態〕
次に、本発明の第１０の実施形態について図４８を参照して説明する。
本実施形態のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、位置検出装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４８を用いて位置検出装置周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４８は、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置を示す概略図である。
なお、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイル以外の構成要素は第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１８６】
カプセル型内視鏡システム６１０は、図４８に示すように、体腔内管路の内壁面を光学的に撮像し画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）６２０と、カプセル型内視鏡６２０の位置を検出する位置検出装置（位置検出手段）６５０と、検出されたカプセル型内視鏡６２０の位置および施術者の指示に基づきカプセル型内視鏡６２０を誘導する磁気誘導装置７０と、カプセル型内視鏡２０から送信された画像信号を表示する画像表示装置８０と、から概略構成されている。
【０１８７】
位置検出装置６５０は、図４８に示すように、カプセル型内視鏡６２０内の後述する磁気誘導コイルに誘導磁場を発生させるドライブコイル（駆動部）６５１と、後述する誘導起電力情報に基づいてカプセル型内視鏡６２０の位置を演算するとともにドライブコイル６５１により形成される交流磁場を制御するドライブコイルセレクタ５５と、から概略構成されている。
【０１８８】
また、ドライブコイル６５１は空芯コイルとして形成されているとともに、ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚよりも内側であって、図中に示す３つの平面形状のコイル支持部５８により支持されている。１つのコイル支持部５８には、９個のドライブコイル６５１がマトリクス状に配置されていて、位置検出装置６５０全体には２７個のドライブコイル６５１が備えられている。
【０１８９】
画像表示装置８０は、図４８に示すように、カプセル型内視鏡６２０から送信された画像および後述する誘導起電力情報を受信する画像受信回路６８１と、受信された画像信号および回転磁場制御回路７３からの信号に基づいて画像を表示する表示部８２とから構成されている。
カプセル型内視鏡６２０の磁気誘導コイルには、誘導起電力を検出する起電力検出回路が接続されている。
【０１９０】
次に、上述のカプセル型内視鏡システム６１０における作用について説明する。
ドライブコイルセレクタ５５は、位置検出装置６５０の信号に基づき、ドライブコイル６５１を時系列に切り換えて交流磁場を生成する。生成された交流磁場は、カプセル型内視鏡６２０の磁気誘導コイルに作用して誘導起電力を生じさせる。
磁気誘導コイルに接続された起電力検出回路は、上記誘導起電力に基づく誘導起電力情報を検出する。
【０１９１】
カプセル型内視鏡６２０は、取得した画像データを画像受信回路６８１に無線送信する際に、検出した誘導起電力情報を画像データに重ねて無線送信する。画像データおよび誘導起電力情報を受け取った画像受信回路６８１は、画像データを表示部８０に送信し、誘導起電力情報を位置検出装置６５０に送信する。位置検出装置６５０は、誘導起電力情報に基づいてカプセル内視鏡の位置および向きを算出する。
このように構成することにより、位置検出装置６５０にセンスコイルを持たない構成においても、カプセル内視鏡の位置および方向を検出することができる。また、誘導起電力情報を画像データに重ねて送ることにより、カプセル型内視鏡に新たな送信装置を追加することなく、位置検出装置６５０を動作させることができる。
【０１９２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の実施形態において、生体情報取得手段として撮像部３０を備えたカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）に適用して説明したが、生体情報取得手段として撮像部３０のみでなく、血液センサを備えて出血部を確認できるカプセル型医療装置や、遺伝子センサを備えて遺伝子診断を行えるカプセル型医療装置や、薬剤放出手段を備えて薬剤を散布できるカプセル型医療装置や、マーキング手段を備えて体腔内にマーキングを残すカプセル型医療装置や、体液、組織採取手段を備えて体腔内の液体、組織を採取できるカプセル型医療装置など、さまざまなものに適用することができる。
また、上述の実施形態において、外部と独立したカプセル型内視鏡に適用して説明したが、外部と紐状の部材を介して接続された、紐付きのカプセル型内視鏡に適用して説明することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１９３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るカプセル型内視鏡システムの概略図である。
【図２】カプセル型内視鏡システムの斜視図である。
【図３】カプセル型内視鏡システムの断面を示す概略図である。
【図４】図１のセンスコイル受信回路の回路構成を示す概略図である。
【図５】図１のカプセル型内視鏡の構成を示す概略図である。
【図６】図５のカプセル型内視鏡における駆動用磁石を示す図である。
【図７】図５のカプセル型内視鏡における誘導磁場発生部を説明する図である。
【図８】図５のカプセル型内視鏡における誘導磁場発生部の周波数特性を示すグラフである。
【図９】ドライブコイルおよび磁気誘導コイルの配置関係を示す図である。
【図１０】ドライブコイルおよびセンスコイルの配置関係を示す図である。
【図１１】ドライブコイルおよびセンスコイルの他の配置関係を示す図である。
【図１２】ドライブコイルおよびセンスコイルの他の配置関係を示す図である。
【図１３】実験に用いられた実験装置の概要を説明する図である。
【図１４】図１３の実験装置における磁気誘導コイルと磁気誘導コイル内に配置される物とを説明する図である。
【図１５】図１３の実験装置におけるセンスコイルのゲイン変化および位相変化の関係を表した図である。
【図１６】図１３の実験装置におけるセンスコイルのゲイン変化および位相変化の関係を表した図である。
【図１７】図１３の実験装置における磁気誘導コイルと駆動用磁石との位置関係を示す図である。
【図１８】図１３の実験装置に用いられた中実な駆動用磁石の構成を説明する図である。
【図１９】図１３の実験装置に用いられた中空な駆動用磁石の構成を説明する図である。
【図２０】５つの磁石片からなる駆動用磁石における、センスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２１】５つの磁石片からなる駆動用磁石であって、各磁石片の間に絶縁体を挟んだ場合におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２２】３つの磁石片からなる駆動用磁石４５であって、各磁石片の間に絶縁体を挟んだ場合におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２３】１つの磁石片からなる駆動用磁石４５の場合におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２４】駆動用磁石と磁気誘導コイルとの距離が０ｍｍの場合におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２５】駆動用磁石と磁気誘導コイルとの距離が５ｍｍの場合におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２６】駆動用磁石と磁気誘導コイルとの距離が１０ｍｍの場合におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２７】中空な駆動用磁石におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２８】大型の中空駆動用磁石におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２９】駆動用磁石と磁気誘導コイルとの距離と、磁気誘導コイルの出力振幅の大きさとの関係を表した図である。
【図３０】駆動用磁石が形成する磁場強度を計測する装置の概略を示す図である。
【図３１】磁気誘導コイルの中心に駆動用磁石が形成した磁場の強度と、磁気誘導コイルの出力振幅の大きさとの関係を表した図である。
【図３２】図７のパーマロイ膜４１Ｂにおけるヒステリシス曲線等を示す図である。
【図３３】図７のパーマロイ膜４１Ｂにおける可逆磁化率を示すグラフである。
【図３４】パーマロイ膜４１Ｂ内における有効磁場の強度を説明する模式図である。
【図３５】パーマロイ膜４１Ｂにおける反磁場係数を説明する模式図である。
【図３６】本発明における第２の実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す図である。
【図３７】図３６に示すカプセル型内視鏡における駆動用磁石の構成を示す図である。
【図３８】本発明における第３の実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す図である。
【図３９】本発明における第４の実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す図である。
【図４０】本発明における第５の実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す図である。
【図４１】図４０に示すカプセル型内視鏡における駆動用磁石の構成を示す図である。
【図４２】本発明における第６の実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す図である。
【図４３】本発明における第７の実施形態に係る位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置を示す概略図である。
【図４４】カプセル型内視鏡システムの断面を示す概略図である。
【図４５】本発明の第８の実施形態に係る位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置関係を示す図である。
【図４６】本発明の第８の実施形態の変形例に係る位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置関係を示す図である。
【図４７】本発明の第９の実施形態に係るカプセル型内視鏡システムの概略図である。
【図４８】本発明の第１０の実施形態に係るカプセル型内視鏡システムの概略図である。
【図４９】磁場発生手段としての電磁石システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１９４】
１ 被検者
１０，５１０，６１０ カプセル型内視鏡システム（医療装置システム）
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，５２０，６２０ カプセル型内視鏡（医療装置）
３０ 撮像部（生体情報取得手段）
３９ 電池（電源手段）
４０，２４０，３４０ 誘導磁場発生部（誘導磁場発生手段）
４１Ｂ，２４１Ｂ パーマロイ膜（コア）
４２，２４２，３４２ 磁気誘導コイル（内蔵コイル）
４３，２４３，３４３ ＬＣ共振回路（回路）
４５，１４５，４４５，５４５ 駆動用磁石（磁石）
４５ａ，１４５ａ 大磁石片（磁石片）
４５ｂ，１４５ｂ 中磁石片（磁石片）
４５ｃ，１４５ｃ 小磁石片（磁石片）
４５ｄ，１４５ｄ，４４５ｄ 絶縁体（絶縁材）
５０，１５０，２５０，３５０，５５０，６５０ 位置検出装置（位置検出手段，計算装置）
５１，１５１，２５１，６５１ ドライブコイル（駆動部）
５２ センスコイル（磁気検出部）
５６ センスコイルセレクタ（磁気センサ選択手段）
７１ ３軸ヘルムホルツコイルユニット（駆動用磁場発生手段）
７３ 回転磁場制御回路（磁場方向制御手段）
４４５ａ，４４５ｂ，４４５ｃ 磁石片
Ｒ 回転軸（中心軸線）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療装置および医療装置システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被検者等の被検体に飲み込ませて体腔管路内を通過させ、目的位置の体腔管路内における画像の取得が可能な飲み込み型のカプセル型内視鏡等に代表されるカプセル型医療装置が実用化に向けて研究開発されている。上記のカプセル型内視鏡は、上記医療行為が可能な例えば、画像取得が可能なＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子を備えて構成され、体腔管路内の目的部位で画像取得を行うものである。
【０００３】
しかしながら、上記カプセル型医療装置は、蠕動により消化管内を移動するだけであって、カプセル型医療装置の位置および向きを制御することはできなかった。また、カプセル型医療装置を用いた診断を容易にするために、カプセル型医療装置を誘導するためには、カプセル型医療装置が体腔管路内のどの位置にいるかを検出する必要があった。
そのため、目視にて位置を確認できない所（体腔管路内など）へ誘導されたカプセル型医療装置の位置を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１から４参照。）。さらには、体腔管路内のカプセル型医療装置を駆動させる技術も提案されている（例えば、特許文献５参照。）。
【特許文献１】国際公開第２００４／０１４２２５号パンフレット
【特許文献２】特許第３３２１２３５号公報
【特許文献３】特開２００４−２２９９２２号公報
【特許文献４】特開２００１−１７９７００号公報
【特許文献５】特開２００２−１８７１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、ＬＣ共振回路を備えたカプセル型医療装置から発せられる電磁気を、外部の複数の検出装置により検出することでカプセル型医療装置の位置を検出する技術が公開されている。
しかしながら、この特許文献１においては、カプセル型医療装置内に、例えば誘導駆動やスイッチング用の磁石を配置すると、磁石がＬＣ共振回路に影響を与えることにより、ＬＣ共振回路の特性が変化して、または、磁石がＬＣ共振回路から発せられる電磁場（誘導磁場）を遮蔽して、位置検出の精度が低下または位置検出ができなくなる恐れがあった。また、カプセル型医療装置の電力を位置検出のために消費してしまうという問題があった。
【０００５】
特許文献２においては、磁気誘導コイルを搭載したカプセル型内視鏡と、磁気誘導コイルに誘導電流を発生させる駆動コイルと、誘導電流に基づいて磁気誘導コイルと駆動コイルとの相対位置を求める検出装置とによるカプセル型医療装置の位置検出技術が開示されている。
しかしながら、上述の位置検出技術においては、カプセル型医療装置内に、例えば誘導駆動やスイッチング用の磁石を配置すると、磁石が、磁気誘導コイルに影響を与えることにより、磁気誘導コイルの特性が変化して、または、磁気誘導コイルから発せられる誘導磁場を遮蔽して、位置検出の精度が低下または位置検出ができなくなる恐れがあった。また、カプセル型医療装置の電力を位置検出のために消費してしまうという問題があった。
【０００６】
特許文献３においては、略円筒状のカプセル型医療装置の円筒面にらせん状の突起部を形成し、カプセル型医療装置をその長軸を軸として回転させることにより、カプセル型医療装置を駆動する技術が開示されている。カプセル型医療装置は、カプセル型医療装置内に配置された磁石と外部から加えられる回転磁場とにより回転駆動されている。
しかしながら、上述の特許文献５においては、カプセル型医療装置の位置を検出する手段が記載されておらず、カプセル型医療装置を所定の位置に駆動誘導することができないという問題があった。
【０００７】
さらに、特許文献３に記載されたカプセル型医療装置の駆動技術と、上述の特許文献１または２に開示されている位置検出技術との組み合わせ、つまり、駆動用の磁石を内蔵したカプセル型医療装置に、磁気誘導コイルを用いた磁気式の位置検出システムを採用する方法も容易に提案することができる。
しかしながら、この方法では、駆動用の磁石が磁気式の位置検出システムに干渉し、位置検出システムの性能が悪くなったり、位置が検出できなくなったりするという不具合が生じる可能性があった。また、磁石は駆動以外の用途に用いられるものであっても、同様な不具合が生じる可能性があった。
【０００８】
上述した特許文献４および５においては、回転磁場を発生する磁場発生部と、前記磁場発生部が発生した回転磁場を受け、回転して推力を得る磁石を有するロボット本体と、前記ロボット本体の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が検出した前記ロボット本体の位置に基づき、前記ロボット本体を目的地へ到達させる方向へ向けるべく前記磁場発生部による回転磁場の向きを変更する磁場変向手段とからなる移動可能なマイクロマシンの移動制御システムが開示されている。上述の技術においては、ロボット本体（カプセル型内視鏡）の方向を制御するとともにロボット本体を誘導していた。
【０００９】
しかしながら、上述の位置検出技術においては、ロボット本体の回転軸に対して垂直に配置された磁石の分極方向を検出しているため、ロボット本体の回転軸方向などの姿勢を特定するには、磁石の分極方向を変えて複数回の位置検出を行わなければならなかった。また、ロボット本体の実際の方向が、ロボット本体の位置および方向を制御する磁場に追従しているとは限らないため、ロボット本体の誘導精度が低下する恐れがあった。
さらに、カプセル型医療装置内に、例えば外部の機器との間で磁場等による情報交換等を行うコイルを配置すると、磁石がコイルの特性を変化させるため、または、磁石がコイルから発せられる磁場を遮蔽するため、情報交換等が妨害されてしまう恐れがあった。
【００１０】
本発明の目的は、上記の課題を解決するためになされたものであって、磁石を内蔵した医療装置において、磁気式の位置検出システムを有効に動作させることができる医療装置および医療装置システム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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、少なくとも１つの磁石と、磁性材料から構成されたコアを有する内蔵コイルを含む回路と、を有し、被検者の体外に配置された磁気式の位置検出手段により、前記内蔵コイルの位置が検出される医療装置であって、前記コアが、前記磁石の形成する磁場により磁気飽和しない位置に配置されている医療装置を提供する。
【００１２】
本発明によれば、内蔵コイルに磁性材料から構成されたコアを用いることにより、内蔵コイル性能の向上を図ることができ、医療装置の位置検出の際の不具合発生を防止できる。
例えば、内蔵コイルに位置検出用の外部磁場（例えば交流磁場）を作用させた場合、磁性材料から構成されたコアを内蔵コイルに用いていない場合と比較して、内蔵コイルが形成する磁場の強度が強くなる。そのため、位置検出手段は内蔵コイルが形成する磁場を検出しやすくなり、医療装置の位置を検出する際の不具合の発生を防止できる。
【００１３】
また、コアは、磁石が形成する磁場によるコア内部の磁束密度が磁気飽和しない位置に配置されているため、内蔵コイルの性能低下を防止することができる。
例えば、内蔵コイルに位置検出用の交流磁場と、位置制御用の静磁場と、を作用させた場合、内部の磁束密度が磁気飽和する位置にコアが配置されている場合と比較して、交流磁場の強度変化に対応して内蔵コイルが形成する磁場強度の変化幅が大きくなる。そのため、位置検出手段は上記磁場強度の変化幅を検出しやすくなり、医療装置の位置を検出する際の不具合の発生を防止できる。
【００１４】
上記発明においては、前記コアの形状が、前記コアにおける前記内蔵コイルの中心軸線方向に係る反磁場係数が他の方向に係る反磁場係数と比べて小さくなる形状であり、前記コアの位置における前記磁石が形成する磁場方向が、前記中心軸線方向と交差する方向であることが望ましい。
【００１５】
本発明によれば、コアの形状が、内蔵コイルの中心軸線方向に係る反磁場係数が他の方向に係る反磁場係数と比較して小さくなる形状であるとともに、コアの位置における磁石の磁場方向が中心軸線方向と交差するため、内蔵コイルの性能をより向上させることができる。
つまり、反磁場係数が最も小さくなる方向以外の方向から磁石の磁場がコアに入射されるため、コアが磁気飽和するのに要する磁場強度を大きくできる。そのため、内蔵コイルに外部磁場が作用しても、コアが磁気飽和することを防止できる。
【００１６】
上記発明においては、前記磁石が前記内蔵コイルの位置に形成する磁場方向と、前記コアにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とが異なることが望ましい。
【００１７】
本発明によれば、内蔵コイルの位置における磁石の磁場方向と、コアにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とが異なるため、反磁場係数が最も小さくなる方向以外の方向から磁石の磁場がコアに入射される。そのため、コアが磁気飽和するのに要する磁場強度を大きくできる。よって、内蔵コイルに外部磁場が作用しても、コアが磁気飽和することを防止できる。
【００１８】
上記発明においては、前記磁石が前記内蔵コイルの位置に形成する磁場方向と、前記コアにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とのなす角度が略９０度であることが望ましい。
【００１９】
本発明によれば、内蔵コイルの位置における磁石の磁場方向と、コアにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とのなす角度が略９０度であるため、反磁場係数が最も小さくなる方向以外の方向から磁石の磁場がコアに入射される。
例えば、コアの形状が板状や棒状の場合、反磁場係数が最も大きい方向から磁石の磁場がコアに入射されるため、コア内部に形成される反磁場を最も大きくすることができる。そのため、コア内部の有効磁場を最も小さくすることができ、コアが磁気飽和することを防止できる。
【００２０】
上記発明においては、前記コアが、前記中心軸線方向に係る反磁場係数が他の方向に係る反磁場係数よりも小さくなるように配置され、前記磁石が前記内蔵コイルの位置に形成する磁場方向と、前記中心軸線方向とが略直交することが望ましい。
【００２１】
本発明によれば、中心軸線方向に係る反磁場係数が他の方向に係る反磁場係数よりも小さくなるようにコアが配置されるとともに、磁石の磁場方向が中心軸線方向と略直交するため、反磁場係数が最も小さくなる方向以外の方向から磁石の磁場がコアに入射される。そのため、コア内部に形成される反磁場が最も小さくなること、および、コア内部の有効磁場が最も大きくなることを防止でき、コアが磁気飽和することを防止できる。
【００２２】
上記発明においては、前記磁石は、重心が前記中心軸線上に位置するように配置され、前記磁石の磁化方向が前記中心軸線と略直交することが望ましい。
本発明によれば、磁石の重心が上記中心軸線上に配置されるとともに、磁石の磁化方向が中心軸線と略直交するため、コアの位置における磁石の磁場方向は中心軸線と略直交する方向となる。
【００２３】
上記発明においては、前記磁石の磁場により形成される前記コア内の磁束密度が前記コアにおける飽和磁束密度の１／２以下となる位置に、前記内蔵コイルが配置されていることが望ましい。
【００２４】
本発明によれば、内蔵コイルは、コア内に磁石の磁場により形成される磁束密度が、コアの飽和磁束密度の１／２以下になる位置に配置されているため、コアにおける可逆磁化率の低下を抑えることができる。そのため、磁石の磁場の他に、内蔵コイルの位置検出に用いる交流磁場がコアの位置に形成されても、コア内に形成される磁束密度が飽和磁束密度を越えることを防止でき、内蔵コイルの性能低下を防止できる。
【００２５】
上記発明においては、前記回路が共振回路であることが望ましい。
本発明によれば、例えば、内蔵コイルの位置検出に共振回路の共振周波数と同じ周波数の交流磁場等を利用することにより、内蔵コイルから発生される磁場等の強度を強くすることができる。あるいは回路において消費される電力消費量の削減などができる。
【００２６】
上記発明においては、前記内蔵コイルが中空構造を有し、前記コアが、前記中心軸線方向に対する垂直な断面において略Ｃ字状となるように形成され、前記コアが前記中空構造の内部に配置されていることが望ましい。
【００２７】
本発明によれば、内蔵コイルの中空構造内にコアを配置することにより、内蔵コイルにおいて発生する磁場の強度を、磁場が配置されない場合と比較して強くすることができる。あるいは、より強度の弱い磁場を内蔵コイルにより受け取ることができる。
【００２８】
また、コアの断面形状を略Ｃ字状の形状とすることにより、コアの断面において略円形に流れる遮蔽電流（渦電流）の発生を防止することができる。そのため、遮蔽電流による磁場の遮断を防止でき、内蔵コイルにおける磁場の発生、または磁場の受け取りの阻害を防止できる。
コアの断面形状が略Ｃ字状の形状なので、断面形状が中実なコアと比較して、用いる磁性材料の体積を少なくできる。
コアの内部に他の部品を配置することができ、医療装置の小型化を図ることができる。
【００２９】
例えば、コアの略Ｃ字状断面における半径方向の厚みを薄くして薄膜状とすることで、膜の厚さ方向に流れる渦電流の発生を抑えることができる。あるいは、発生しても内蔵コイルの位置検出に影響を与えない程度に抑えることができる。
例えば、コアに入射する磁石の磁場方向が、コアの略Ｃ字状断面における厚さ方向の場合、コアの厚さ方向に係る反磁場係数は大きいため、コア内部に形成される反磁場が最も大きくなる。そのため、コア内部の有効磁場を最も小さくでき、コアが磁気飽和することを防止できる。
【００３０】
上記発明においては、被検者の体内の情報を取得する生体情報取得手段を有し、前記磁石が中空構造を有し、該中空構造の内部に少なくとも前記生体情報取得手段の一部が配置されていることが望ましい。
本発明によれば、磁石の中空構造の内部に生体情報取得手段を配置するため医療装置の小型化を図ることができる。
【００３１】
上記発明においては、前記磁石が、複数の磁石片の集合体から形成され、前記複数の磁石片の間には、絶縁材が配置されていることが望ましい。
本発明によれば、絶縁体が複数の磁石片の間に配置されているため、複数の磁石片の集合体である磁石に遮蔽電流が流れにくくすることができる。そのため、内蔵コイルが発生または受ける磁場が、磁石に流れる遮蔽電流により遮蔽されることを防止することができる。あるいは、内蔵コイルが受ける遮蔽電流の影響を小さくでき、内蔵コイルの性能低下を防止できる。
【００３２】
上記発明においては、前記複数の磁石が、略板状に形成されていることが望ましい。
本発明によれば、複数の磁石片が板状に形成されているため、複数の磁石片を積層させることにより集合体を形成しやすくすることができる。また、板状に形成されているため、磁石片の間に絶縁材を挟みやすくすることができる。
【００３３】
上記発明においては、前記複数の磁石片が、その厚さ方向に着磁されていることが望ましい。
本発明によれば、複数の磁石片がその厚さ方向に着磁されていることにより、磁石片同士が引き合うため複数の磁石片を積層しやすく、その集合体である磁石を製造しやすい。
【００３４】
上記発明においては、前記複数の磁石片が、その面に沿う方向に着磁されていることが望ましい。
本発明によれば、複数の磁石片がその面に沿う方向に着磁されているため、厚さ方向に着磁した場合と比較して、複数の磁石片の磁力を強くすることができ、その集合体である磁石の磁力を強くすることができる。
【００３５】
上記発明においては、前記複数の磁石片の集合体である磁石が略筒状に形成されていることが望ましい。
本発明によれば、例えば、上記略筒状の磁石の内部に医療装置の他の構成要素を配置することができ、医療装置の小型化を図ることができる。
【００３６】
上記発明においては、前記内蔵コイルが２つ設けられ、該２つの内蔵コイルは、それぞれの中心軸線が一致するように配置されるとともに、前記中心軸線方向に離れて配置され、前記磁石が前記２つの内蔵コイルの間に配置されていることが望ましい。
本発明によれば、磁石を医療装置の中心近傍に配置することができるため、例えば磁石を医療装置の駆動制御に用いる場合には、磁石が医療装置の一方の端部寄りに配置されている場合と比較して、医療装置の駆動を容易にすることができる。
【００３７】
上記発明においては、前記磁石が２つ設けられ、該２つの前記磁石は前記内蔵コイルの中心軸線方向に離れて配置され、前記内蔵コイルが前記２つの磁石の間に配置されていることが望ましい。
本発明によれば、内蔵コイルを医療装置の中心近傍に配置することができるため、内蔵コイルが医療装置の一方の端部寄りに配置さている場合と比較して、医療装置の正確な位置を検出することができる。
【００３８】
上記発明においては、被検者の体内に投入されるとともに、該被検者の体内の情報を取得する生体情報取得手段を有するカプセル型医療装置であることが望ましい。
本発明によれば、生体情報取得手段を有するとともに、被検者の体内に投入されるため、医療装置は、被検者の体内の情報を取得することができる。
【００３９】
上記発明においては、前記内蔵コイルが中空構造を有し、該中空構造の内部に少なくとも前記生体情報取得手段の一部が配置されていることが望ましい。
本発明によれば、内蔵コイルの中空構造内に少なくとも生体情報取得手段の一部を配置するため、医療装置を小型化することができ、被検者の体内に投入しやすくできる。
【００４０】
上記発明においては、前記回路または／および前記生体試料取得手段を駆動する電源手段を備え、前記内蔵コイルが中空構造を有し、該中空構造の内部に前記電源手段が配置されていることが望ましい。
本発明によれば、内蔵コイルの中空構造内に電源手段を配置するため、医療装置を小型化することができる。
【００４１】
上記発明においては、前記回路または／および前記生体情報取得手段を駆動する電源手段を備え、前記磁石が中空構造を有し、該中空構造の内部に前記電源手段が配置されていることが望ましい。
本発明によれば、磁石の中空構造内に電源手段を配置するため、医療装置を小型化することができる。
【００４２】
本発明は、上記本発明の医療装置と、前記内蔵コイルに誘導磁場を発生させる駆動部と前記内蔵コイルにより発生された誘導磁場を検出する磁気検出部とを有する位置検出手段と、を備え、前記回路が、前記内蔵コイルから前記位置検出手段に向けて磁場を発生させる磁場発生手段である医療装置システムを提供する。
【００４３】
本発明によれば、駆動部が磁場発生手段である回路の内蔵コイルに発生させた誘導磁場に基づいて、位置検出手段が内蔵コイルの位置を検出することができる。
具体的には、位置検出手段に備えられた磁気検出部により上記発生された磁場を検出し、検出された磁場の情報等に基づいて内蔵コイルの位置を推定することができる。
【００４４】
上記発明においては、前記位置検出手段の前記駆動部が、前記内蔵コイルが配置されている領域に磁場を形成し、前記磁場発生手段が、前記位置検出手段が形成した磁場を前記内蔵コイルにより受け、前記内蔵コイルから誘導磁場を発生することが望ましい。
【００４５】
本発明によれば、磁場発生手段の内蔵コイルから発生された誘導磁場に基づいて、位置検出手段が内蔵コイルの位置を検出することができる。
具体的には、内蔵コイルにおいて発生した誘導磁場を、位置検出手段の磁気検出部で検出することにより、内蔵コイルの位置を推定することができる。
【００４６】
上記発明においては、前記位置検出手段が、複数の前記磁気検出部と、該複数の磁気検出部の出力に基づき前記内蔵コイルの少なくとも位置・方向のいずれか一方を計算する計算装置と、を有することが望ましい。
【００４７】
本発明によれば、計算装置が複数の磁気検出部の出力に基づいて、内蔵コイルの少なくとも位置・方向のいずれか一方を計算するため、内蔵コイルの位置または方向の少なくとも一方を推定することができる。
磁気検出部が複数であるため、内蔵コイルの位置・方向の計算に用いる出力も複数となる。例えば、計算装置において計算に用いる出力を選択することで、内蔵コイルの位置・方向の計算結果の精度を高めることができる。
【００４８】
本発明は、上記本発明の医療装置と、複数の方向から前記内蔵コイルの配置されている領域に磁場を形成する駆動部を有する位置検出手段と、を備え、前記回路が、前記位置検出手段が形成した複数の磁場を受信する内部磁場検出部と、受信された複数の磁場情報を前記位置検出手段に向けて送信する位置情報送信手段とを有する医療装置システムを提供する。
【００４９】
本発明によれば、位置情報送信手段から送信された複数の磁場情報に基づいて、位置検出手段が内蔵コイルの位置を検出することができる。
具体的には、内部磁場検出部は、駆動部により複数の方向から形成された磁場を受信し、内部磁場検出部から出力された複数の磁場情報は、位置情報送信手段により位置検出手段に送信される。位置検出手段は、上記複数の磁場情報に基づいて内蔵コイルの位置を推定することができる。
【００５０】
上記発明においては、前記位置検出手段が、前記内部磁場検出部で検出された複数の磁場情報に基づいて前記内蔵コイルの少なくとも位置・方向のいずれか一方を計算する計算装置を有することが望ましい。
【００５１】
本発明によれば、計算装置が内部磁場検出部で検出された磁場情報に基づいて、内蔵コイルの少なくとも位置・方向のいずれか一方を計算するため、内蔵コイルの位置または方向の少なくとも一方を推定することができる。
磁場情報が複数であるため、例えば、計算装置において計算に用いる磁場情報を選択することで、内蔵コイルの位置・方向の計算結果の精度を高めることができる。
【００５２】
上記発明においては、前記医療装置の作動範囲の外部に配置され、前記磁石に対して作用させる駆動用磁場を発生する駆動用磁場発生手段と、該駆動用磁場発生手段を制御することにより、前記駆動用磁場の方向を制御する磁場方向制御手段と、を備えることが望ましい。
【００５３】
本発明によれば、駆動用磁場発生手段と磁場方向制御手段とを備えることにより、駆動用磁場を発生させるとともに、駆動用磁場の方向を制御することができる。そのため、駆動用磁場により制御される磁石を含む医療装置を所定の位置に誘導することができる。
【発明の効果】
【００５４】
本発明の医療装置および医療装置システムによれば、内蔵コイルに磁性材料から構成されたコアを用いることにより、内蔵コイル性能の向上を図ることができる。そのため、磁気式の位置検出システムを有効に動作させ、医療装置の位置検出の際の不具合発生を防止できるという効果を奏する。
また、コアは、磁石が形成する磁場によるコア内部の磁束密度が磁気飽和しない位置に配置されているため、磁気式の位置検出システムを有効に動作させ、内蔵コイルの性能低下を防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係るカプセル型内視鏡システムについて図１から図３１を参照して説明する。
図１は、本実施形態におけるカプセル型内視鏡システムの概略を示す図である。図２は、カプセル型内視鏡システムの斜視図である。
カプセル型内視鏡システム（医療装置システム）１０は、図１および図２に示すように、被検者１の口部または肛門から体腔内に投入され、体腔内管路の内壁面を光学的に撮像し画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡（医療装置、カプセル型医療装置）２０と、カプセル型内視鏡２０の位置を検出する位置検出装置（位置検出手段、計算装置）５０と、検出されたカプセル型内視鏡２０の位置および施術者の指示に基づきカプセル型内視鏡２０を誘導する磁気誘導装置７０と、カプセル型内視鏡２０から送信された画像信号を表示する画像表示装置８０と、から概略構成されている。
【００５６】
磁気誘導装置７０は、図１に示すように、カプセル型内視鏡２０を駆動する平行磁場を発生させる３軸ヘルムホルツコイルユニット（駆動用磁場発生手段）７１と、３軸ヘルムホルツコイルユニット７１に供給する電流を増幅制御するヘルムホルツコイルドライバ７２と、カプセル型内視鏡２０を駆動する平行磁場の方向を制御する回転磁場制御回路（磁場方向制御手段）７３と、施術者が入力したカプセル型内視鏡２０の進行方向を回転磁場制御回路７３に出力する入力装置７４と、から概略構成されている。
【００５７】
なお、本実施形態において、ヘルムホルツコイル７１は対となるコイルを対向させ、平行磁場を発生させる電磁石を３軸方向に配置したコイルユニットに適用して説明する。このコイルの好適な例としては、ヘルムホルツコイルを３軸方向に３個配置したヘルムホルツコイルユニットが考えられる。
【００５８】
本実施形態では、ヘルムホルツコイルユニットとして説明しているが、電磁石の構成としては、ヘルムホルツコイルユニットに限定されるものでなく、例えば、図１に示すように、略方形のコイルを対向させたものでもよい。また、対象空間内で所望の磁場が得られるのであれば、コイルの直径に対して、コイルの間隔を２分の１にせず、適宜変更してもよい。
また、対向したコイルだけでなく、所望の磁場を得られる構成であればどのような構成の磁石を用いても構わない。
【００５９】
例えば、図４９に示すように、対象領域の片側に電磁石７０１から７０５を配置し、電磁石７０１と電磁石７０２との間で磁場を生成することで、Ｘ軸方向の磁場を生成できる。同様に、電磁石７０３と電磁石７０４との間でＹ軸方向の磁場を生成でき、電磁石７０５でＺ軸方向の磁場を生成できる。
このように構成された電磁石システムを用いることでも、同様の効果を得ることができる。
【００６０】
３軸ヘルムホルツコイルユニット７１は、図１および図２に示すように、略矩形形状に形成されている。また、３軸ヘルムホルツコイルユニット７１は、互いに対向する３対のヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚを備えるとともに、各対のヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚが図１中のＸ，Ｙ，Ｚ軸に対して略垂直となるように配置されている。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に対して略垂直に配置されたヘルムホルツコイルを順にそれぞれヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚと表記する。
また、ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚは、その内部に直方体状の空間を形成するように配置されている。直方体状の空間は、図１に示すように、カプセル型内視鏡２０の作動空間になるとともに、図２に示すように、被検者１が配置される空間にもなっている。
【００６１】
ヘルムホルツコイルドライバ７２は、それぞれヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚを制御するヘルムホルツコイルドライバ７２Ｘ，７２Ｙ，７２Ｚを備えている。
回転磁場制御回路７３には、位置検出装置５０からカプセル型内視鏡２０の現在向いている方向（カプセル型内視鏡２０の回転軸（中心軸線）Ｒの方向）（図５参照）データが入力されるとともに、施術者が入力装置７４から入力したカプセル型内視鏡２０の進行方向指示が入力されるようになっている。そして、回転磁場制御回路７３からは、ヘルムホルツコイルドライバ７２Ｘ，７２Ｙ，７２Ｚを制御する信号が出力されるとともに、画像表示装置８０にカプセル型内視鏡２０の回転位相データが出力されるようになっている。
また、入力装置７４としては、ジョイスティックを倒すことによりカプセル型内視鏡２０の進行方向を指示する入力装置を用いている。
なお、入力装置７４は、上述のようにジョイスティック方式のものを用いてもよいし、進行方向のボタンを押すことにより進行方向を指示する入力装置など、他の方式の入力装置を用いてもよい。
【００６２】
位置検出装置５０は、図１に示すように、カプセル型内視鏡２０内の後述する磁気誘導コイルに誘導磁場を発生させるドライブコイル（駆動部）５１と、磁気誘導コイルで発生した誘導磁場を検知するセンスコイル（磁気検出部）５２と、センスコイル５２が検知した誘導磁場に基づいてカプセル型内視鏡２０の位置を演算するとともにドライブコイル５１により形成される交流磁場を制御する位置検出装置５０と、から概略構成されている。
【００６３】
位置検出装置５０からドライブコイル５１までの間には、位置検出装置５０からの出力に基づき交流電流を発生させる正弦波発生回路５３と、位置検出装置５０からの出力に基づき正弦波発生回路５３から入力された交流電流を増幅するドライブコイルドライバ５４と、位置検出装置５０からの出力に基づき選択されたドライブコイル５１に交流電流を供給するドライブコイルセレクタ５５と、が配置されている。
センスコイル５２から位置検出装置５０までの間には、位置検出装置５０からの出力に基づきセンスコイル５２からのカプセル型内視鏡２０の位置情報などを含んだ交流電流を選択するセンスコイルセレクタ（磁気センサ選択手段）５６と、センスコイルセレクタ５６を通過した上記交流電流から振幅値を抽出し位置検出装置５０へ出力するセンスコイル受信回路５７とが配置されている。
【００６４】
図３は、カプセル型内視鏡システムの断面を示す概略図である。
ここで、ドライブコイル５１は、図１および図３に示すように、ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚにより形成される略直方体形状の作動空間の上方（Ｚ軸の正方向側）の四隅に斜めに配置されている。またドライブコイル５１は、矩形形状のヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚの角部を結ぶ略三角形状のコイルとして形成されている。このように、ドライブコイル５１を上方に配置することにより、ドライブコイル５１と被検者１との干渉を防止できる。
なお、ドライブコイル５１は、上述のように略三角形状のコイルであってもよいし、円形状など、さまざまな形状のコイルを用いることができる。
【００６５】
また、センスコイル５２は空芯コイルとして形成されているとともに、ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚよりも内側であって、カプセル型内視鏡２０の作動空間を介してドライブコイル５１と対向する位置およびＹ軸方向に互いに対向しあう位置に配置された３つの平面形状のコイル支持部５８により支持されている。１つのコイル支持部５８には、９個のセンスコイル５２がマトリクス状に配置されていて、位置検出装置５０全体には２７個のセンスコイル５２が備えられている。
【００６６】
図４は、センスコイル受信回路５７の回路構成を示す概略図である。
センスコイル受信回路５７は、図４に示すように、入力されたカプセル型内視鏡２０の位置情報を含む交流電圧の低周波成分を取り除くハイパスフィルタ（ＨＰＦ）５９と、上記交流電圧を増幅するプリアンプ６０と、増幅された上記交流電圧に含まれる高周波を取り除くバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６１と、高周波を取り除いた上記交流電圧を増幅するアンプ（ＡＭＰ）６２と、上記交流電圧の振幅を検出して振幅値を抽出して出力する実効値検出回路（Ｔｒｕｅ ＲＭＳ コンバータ）６３と、振幅値をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６４と、デジタル化された振幅値を一時的に格納するメモリ６５とから構成されている。
【００６７】
ハイパスフィルタ５９は、センスコイル５２から延びる一対の配線６６Ａにそれぞれ配置された抵抗６７と、一対の配線６６Ａ間を接続するとともにその略中央で接地されている配線６６Ｂと、配線６６Ｂに接地点を介して対向して配置された一対のコンデンサ６８とから構成されている。プリアンプ６０は一対の配線６６Ａにそれぞれ配置され、プリアンプ６０から出力された上記交流電圧は、一つのバンドパスフィルタ６１に入力されるようになっている。メモリ６５は、９つのセンスコイル５２から得られた振幅値を一時的に格納し、格納した振幅値を位置検出装置５０へ出力している。
なお、上述のように、上記交流電圧の振幅値を抽出するのに実効値検出回路６３を用いてもよいし、整流回路を用いて磁気情報を平滑化して電圧を検出することで振幅値を検出してもよいし、上記交流電圧のピークを検出するピーク検出回路を用いて振幅値を検出してもよい。
また、検出される交流電圧の波形は、カプセル内視鏡２０内の後述する磁気誘導コイル４２の有無、位置により、ドライブコイル５１に付加される波形に対する位相が変化する。この位相変化をロックインアンプなどで検出してもかまわない。
【００６８】
画像表示装置８０は、図１に示すように、カプセル型内視鏡２０から送信された画像を受信する画像受信回路８１と、受信された画像信号および回転磁場制御回路７３からの信号に基づいて画像を表示する表示部８２とから構成されている。
【００６９】
図５は、カプセル型内視鏡２０の構成を示す概略図である。
カプセル型内視鏡２０は、図５に示すように、その内部に各種の機器を収納する外装２１と、被検者の体腔内管路の内壁面を撮像する撮像部（生体情報取得手段）３０と、撮像部３０を駆動する電池（電源手段）３９と、前述したドライブコイル５１により誘導磁場を発生させる誘導磁場発生部（誘導磁場発生手段）４０と、カプセル型内視鏡２０を駆動する駆動用磁石（磁石）４５と、から概略構成されている。
【００７０】
外装２１は、カプセル型内視鏡２０の回転軸（中心軸線）Ｒを中心軸とする赤外線を透過する円筒形状のカプセル本体（以下、単に本体と略記）２２と、本体２２の前端を覆う透明で半球形状の先端部２３と、本体の後端を覆う半球形状の後端部２４とから形成され、水密構造で密閉されたカプセル容器を形成している。
また、外装２１の本体の外周面には、回転軸Ｒを中心として断面円形の線材を螺旋状に巻いた螺旋部２５が備えられている。
【００７１】
撮像部３０は、回転軸Ｒに対して略垂直に配置された基板３６Ａと、基板３６Ａの先端部２３側の面に配置されたイメージセンサ３１と、被検者の体腔内管路の内壁面の画像をイメージセンサ３１に結像させるレンズ群３２と、体腔内管路の内壁面を照明するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）３３と、基板３６Ａの後端部２４側の面に配置された信号処理部３４と、画像信号を画像表示装置８０に発信する無線素子３５とから概略構成されている。
【００７２】
信号処理部３４は、基板３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃおよびフレキシブル基板３７Ａを介して電池３９に電気的に接続されているとともに、基板３６Ａを介してイメージセンサ３１と電気的に接続され、基板３６Ａ、フレキシブル基板３７Ａおよび支持部材３８を介してＬＥＤ３３と電気的に接続されている。また、信号処理部３４は、イメージセンサ３１が取得した画像信号を圧縮して一時的に格納（メモリ）し、圧縮した画像信号を無線素子３５から外部に送信するとともに、後述するスイッチ部４６からの信号に基づきイメージセンサ３１およびＬＥＤ３３のオンオフを制御している。
【００７３】
イメージセンサ３１は、先端部２３およびレンズ群３２を介して結像された画像を電気信号（画像信号）に変換して信号処理部３４へ出力している。このイメージセンサ３１としては、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤを用いることができる。
また、ＬＥＤ３３は基板３６Ａより先端部２３側に配置された支持部材３８に、回転軸Ｒを中心として周方向に間隔をあけて複数配置されている。
【００７４】
信号処理部３４の後端部２４側には、電池３９が基板３６Ｂ、３６Ｃに挟まれて配置されている。
電池３９の後端部２４側には、基板３６Ｃ上に配置されたスイッチ部４６が備えられている。スイッチ部４６は赤外線センサ４７を有し、基板３６Ａ，３６Ｃおよびフレキシブル基板３７Ａを介して信号処理部３４と電気的に接続されているとともに、基板３６Ｂ，３６Ｃおよびフレキシブル基板３７Ａを介して電池３９と電気的に接続されている。
また、スイッチ部４６は回転軸Ｒを中心として周方向に等間隔に複数配置されるとともに、赤外線センサ４７が直径方向外側に面するように配置されている。本実施形態においては、スイッチ部４６が４つ配置されている例を説明するが、スイッチ部４６の数は４つに限られることなく、その個数がいくつであってもよい。
【００７５】
基板３６Ｄの後端部２４側の面には無線素子３５が配置されている。無線素子３５は、基板３６Ａ、３６Ｃ、３６Ｄおよびフレキシブル基板３７Ａ、３７Ｂを介して信号処理部３４と電気的に接続されている。
【００７６】
図６は、カプセル型内視鏡２０に備えられている駆動用磁石４５の構成を説明する図である。図６（ａ）は、カプセル型内視鏡２０の先端部２３側から見た駆動用磁石４５の図であり、図６（ｂ）は、側面から見た駆動用磁石４５の図である。
無線素子３５の後端部２４側には、図５に示すように、駆動用磁石４５が配置されている。駆動用磁石４５は、回転軸Ｒ上に重心が位置するように配置されるとともに、回転軸Ｒに対して直交方向（例えば図５中の上下方向）に磁化方向を有するように配置されている。
そのため、駆動用磁石４５が後述するパーマロイ膜の位置に形成する磁場は、回転軸Ｒに対して略垂直となる。
駆動用磁石４５は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、略板状に形成された、１つの大磁石片（磁石片）４５ａ、２つの中磁石片（磁石片）４５ｂ、２つの小磁石片（磁石片）４５ｃと、磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃの間に挟まれた、例えばビニールシートなどの絶縁体（絶縁材）４５ｄとからなり、その形状が略円柱となるように構成されている。また、各磁石片４５ａ，４５ｂ、４５ｃは、その板厚方向（図中上下方向）に着磁されており、図中の矢印の方向が着磁方向である。具体的には、矢印の指している側がＮ極であり、その反対側がＳ極である。
【００７７】
駆動用磁石４５の形状寸法としては、カプセル型内視鏡２０の大きさにも左右されるが、例えば、円柱の直径が略６ｍｍから略８ｍｍ、円柱の高さが略６ｍｍから略８ｍｍのものを例示することができ、より具体的には、直径８ｍｍ、高さ６ｍｍの円柱、あるいは直径６ｍｍ高さ８ｍｍの円柱を例示することができる。また、磁石片４５ａの材質としてはネオジウムコバルトを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
なお、上述のように駆動用磁石４５は、磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃと絶縁体４５ｄとから構成されていてもよいし、磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃのみから構成されていてもよい。さらには、駆動用磁石４５は１個の円柱形の磁石から形成されていても構わない。
【００７８】
また、誘導磁場発生部４０は、図５に示すように、本体２２と電池３９等との間の円筒形領域に配置されている。
誘導磁場発生部４０は、図５および図７に示すように、中心軸が回転軸Ｒと略一致する円筒形状に形成された芯部材４１Ａと、芯部材４１Ａの外周部に配置された磁気誘導コイル（内蔵コイル）４２と、芯部材４１Ａおよび磁気誘導コイル４２の間に配置されたパーマロイ膜（コア）４１Ｂと、磁気誘導コイル４２と電気的に接続され、ＬＣ共振回路（回路）４３を形成するコンデンサ（図示せず）とから形成されている。
コイル４２およびパーマロイ膜４１Ｂは、駆動用磁石４５の磁場により形成されるパーマロイ膜４１Ｂ内の磁束密度がパーマロイ膜４１Ｂにおける飽和磁束密度の１／２以下となる位置に配置されている。具体的には、コイル４２およびパーマロイ膜４１Ｂは、駆動用磁石４５の間に少なくとも略５ｍｍ以上、望ましくは略１０ｍｍ以上の間隔を設けるように配置されている。また、パーマロイ膜４１Ｂは、図７に示すように、磁性体材料であるパーマロイをシート状の膜に形成したものである。また、パーマロイ膜４１Ｂを芯部材４１Ａに巻いたときに、隙間ｔが形成されるようになっている。
パーマロイ膜４１Ｂは、図７に示すように、回転軸Ｒを中心軸とする略円筒膜状に形成されているため、パーマロイ膜４１Ｂにおける回転軸Ｒ方向に係る反磁場係数は、他の方向に係る反磁場係数よりも小さくなる。
【００７９】
なお、パーマロイ膜４１Ｂは、上述のようにパーマロイから形成されていてもよいし、同じく磁性材料である鉄やニッケルから形成されたものであってもよい。
なお、上述のように磁気誘導コイル４２とコンデンサとによりＬＣ共振回路４３が形成されてもよいし、コンデンサを用いずに磁気誘導コイル４２による自己共振を利用した共振回路であってもよい。
【００８０】
次に、上記の構成からなるカプセル型内視鏡システム１０の作用について説明する。
まず、カプセル型内視鏡システム１０の作用の概要について説明する。
カプセル型内視鏡２０は、図１および図２に示すように、位置検出装置５０および磁気誘導装置７０内に横臥した被検者１の口部または肛門から体腔に投入される。投入されたカプセル型内視鏡２０は、位置検出装置５０によりその位置が検出されるとともに、磁気誘導装置７０により被検者１の体腔内管路内を患部近傍まで誘導される。カプセル型内視鏡２０は、患部までの誘導中および患部近傍において体腔内管路の内壁面を撮像する。そして、撮像した体腔内管路の内壁面のデータおよび患部近傍のデータを画像表示装置８０に送信する。画像表示装置８０は送信されてきた画像を表示部８２に表示する。
【００８１】
次に位置検出装置５０の作用について説明する。
位置検出装置５０においては、図１に示すように、まず、正弦波発生回路５３が位置検出装置５０からの出力に基づき交流電流を発生し、交流電流はドライブコイルドライバ５４へ出力される。発生される交流電流の周波数は数ｋＨｚから１００ｋＨｚまでの範囲内の周波数であり、後述する共振周波数を含むように、時間に応じて周波数が上述の範囲内で変化（スイープ）している。なお、スイープする範囲は上述する範囲に限られることなく、より狭い範囲であってもよいし、より広い範囲であってもよく、特に限定されるものではない。
【００８２】
また、常にスイープを行うのではなく、まずスイープを行い測定周波数を決定し、その後、周波数を測定周波数に固定して測定するようにしても構わない。これにより測定速度を向上させることができる。さらには、周期的にスイープを行い測定周波数を再度決定するようにしても構わない。これらにより、温度特性による共振周波数の変化にも対応することができる。
【００８３】
交流電流は、ドライブコイルドライバ５４において位置検出装置５０の指示に基づき増幅され、ドライブコイルセレクタ５５へ出力される。増幅された交流電流は、ドライブコイルセレクタ５５において位置検出装置５０により選択されたドライブコイル５１へ供給される。そしてドライブコイル５１に供給された交流電流は、カプセル型内視鏡２０の作動空間に交流磁場を形成する。
【００８４】
交流磁場内に位置するカプセル型内視鏡２０の磁気誘導コイル４２には、交流磁場により誘導起電力が発生して誘導電流が流れる。磁気誘導コイル４２に誘導電流が流れると、誘導電流により誘導磁場が形成される。
また、磁気誘導コイル４２はコンデンサとともに共振回路４３を形成しているので、交流磁場の周期が共振回路４３の共振周波数と一致すると、共振回路４３（磁気誘導コイル４２）に流れる誘導電流は大きくなり、形成される誘導磁場も強くなる。さらに、磁気誘導コイル４２の内側には、パーマロイ膜４１Ｂが配置されているので、磁気誘導コイル４２により形成される誘導磁場はさらに強くなる。
【００８５】
上記誘導磁場はセンスコイル５２に誘導起電力を発生させ、カプセル型内視鏡２０の位置情報などを含んだ交流電圧（磁気情報）がセンスコイル５２に発生する。この交流電圧は、センスコイルセレクタ５６を介してセンスコイル受信回路５７に入力され、交流電圧の振幅値（振幅情報）が抽出される。
センスコイル受信回路５７に入力された上記交流電圧は、図４に示すように、まずハイパスフィルタ５９により、交流電圧に含まれる低周波成分が取り除かれ、プリアンプ６０により増幅される。その後、バンドパスフィルタ６１により高周波が取り除かれ、アンプ６２により増幅される。このようにして不要な成分が取り除かれた交流電圧は、実効値検出回路６３により交流電圧の振幅値が抽出される。抽出された振幅値はＡ／Ｄ変換器６４によりデジタル信号化され、メモリ６５に格納される。
メモリ６５は、例えば正弦波発生回路５３で発生される正弦波信号をＬＣ共振回路４３の共振周波数付近でスイープさせた１周期分に対応する振幅値を格納し、１周期分の振幅値をまとめて位置検出装置５０へ出力している。
【００８６】
上述した交流電圧の振幅値は、図８に示すように、ドライブコイル５１が形成した交流磁場と共振回路４３の共振周波数との関係により大きく変化する。図８は、横軸に交流磁場の周波数をとり、縦軸に共振回路４３に流れる交流電圧のゲイン変化（ｄＢｍ）および位相変化（ｄｅｇｒｅｅ）をとっている。ゲイン変化は実線で表されており、共振周波数よりも小さい周波数で極大値をとり、共振周波数においてゲイン変化がゼロとなり、共振周波数よりも大きい周波数で極小値をとることを示している。また、位相変化は破線で表されており、共振周波数において最も遅れることを示している。
なお、測定条件により共振周波数よりも低い周波数で極小値をとり、共振周波数よりも高い周波数で極大値をとり、共振周波数で位相が最も進む場合もある。
【００８７】
抽出された振幅値は位置検出装置５０に出力され、位置検出装置５０は共振周波数の前後における振幅値の極大値および極小値の振幅差をセンスコイル５２からの出力とみなす。そして、位置検出装置５０は、複数のセンスコイル５２から得られた振幅差に基づいて、カプセル型内視鏡２０の位置、方向、磁場の強さに係る連立方程式を解くことによりカプセル型内視鏡２０の位置などを求めることになる。
このように、上記振幅差をセンスコイル５２の出力とすることにより、環境条件（例えば温度）などによる磁場強度の変化に起因する上記振幅の変化をキャンセルすることができ、環境条件に影響されることなく、安定した精度でカプセル型内視鏡２０の位置を求めることができる。
【００８８】
カプセル型内視鏡２０の位置などの情報としては、例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚの位置座標と、カプセル型内視鏡２０の中心軸線（回転軸）に対して直交するとともに、互いに直交する軸線回りの回転位相φ、θと、磁気誘導コイル４２が形成した誘導磁場の強さと、の６つの情報が挙げられる。
これら６つの情報を演算により推定するためには、少なくとも６つのセンスコイル５２からの出力が必要であるが、カプセル型内視鏡２０の位置の推定には、少なくとも１つの面に配置された９つのセンスコイル５２からの出力が用いられているので、上記６つの情報を演算により求めることができる。
【００８９】
位置検出装置５０は、演算により求めたカプセル型内視鏡２０の位置に基づき、ドライブコイル５１に供給する交流電流の増幅率をドライブコイルドライバ５４に指示する。この増幅率は、磁気誘導コイル４２が発生する誘導磁場をセンスコイル５２により検出できるように設定されるものである。
また、位置検出装置５０は、磁場を形成するドライブコイル５１を選定し、ドライブコイルセレクタ５５に対して選定したドライブコイル５１に交流電流を供給するように指示を出力する。このドライブコイル５１の選定方法は、図９に示すように、ドライブコイル５１から磁気誘導コイル４２を結ぶ直線（ドライブコイル５１の向き）と磁気誘導コイル４２の中心軸線（カプセル型内視鏡２０の回転軸Ｒ）とが略直交するドライブコイル５１を除外する方法で行われるとともに、磁気誘導コイル４２において作用する磁場の方向が一次独立となるよう、図１０に示すように、３つのドライブコイル５１に交流電流を供給するように選定されている。
より好ましい方法としては、ドライブコイル５１が形成する磁力線の方向と、磁気誘導コイル４２の中心軸線とが略直交するドライブコイル５１を除外する方法が有効である。
【００９０】
なお、上述のように、ドライブコイルセレクタ５５を用いて交流磁場を形成するドライブコイル５１の数を制限してもよいし、ドライブコイルセレクタ５５を用いないで、ドライブコイル５１の配置数を最初から３つとしてもよい。
なお、上述のように、ドライブコイル５１を３つ選択して交流磁場を形成してもよいし、図１１に示すように、全てのドライブコイル５１により交流磁場を発生させてもよい。
【００９１】
さらに位置検出装置５０は、カプセル型内視鏡２０の位置を推定するのに、どのセンスコイル５２により検出された振幅差を用いるのかを選定し、センスコイルセレクタ５６に対して選定したセンスコイル５２からの交流電流をセンスコイル受信回路５７へ入力するように指示を出力する。
このセンスコイル５２の選定方法は、特に限定されるものではなく、例えば、図９に示すように、ドライブコイル５１とカプセル型内視鏡２０を介して対向するセンスコイル５２を選定してもよいし、図１２に示すように、ドライブコイル５１が配置されている面に隣接するとともに互いに対向する面に配置されているセンスコイル５２を選定してもよい。
また、すでに求められているカプセル型内視鏡２０の位置および方向に基づいて、誘導される交流電流が大きくなると予想されるセンスコイル２０、例えば、カプセル型内視鏡２０に近いセンスコイル２０を選択してもよい。
【００９２】
なお、上述のように、３つのコイル支持部５８上に配置されたセンスコイル５２に誘導される交流電流をセンスコイルセレクタ５６により選択してもよいし、センスコイルセレクタ５６を用いないで、図１１および図１２に示すように、コイル支持部５８の配置数をあらかじめ１つ、または２つとしてもよい。
【００９３】
次に、磁気誘導装置７０の作用について説明する。
磁気誘導装置７０においては、図１に示すように、まず、施術者が入力装置７４を介して回転磁場制御回路７３へカプセル型内視鏡２０に誘導方向を入力する。回転磁場制御回路７３では、入力された誘導方向および位置検出装置５０から入力されるカプセル型内視鏡２０の方向（回転軸方向）に基づいて、カプセル型内視鏡２０にかける平行磁場の方向および回転方向を決定する。
そして、上記平行磁場の方向を形成するために必要な各ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚの発生磁場強さを算出し、これら磁場を発生させるのに必要な電流値を算出する。
【００９４】
各ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚに供給する電流値のデータは、それぞれ対応するヘルムホルツコイルドライバ７２Ｘ，７２Ｙ，７２Ｚへ出力され、各ヘルムホルツコイルドライバ７２Ｘ，７２Ｙ，７２Ｚは、入力されたデータに基づき電流を増幅制御してそれぞれ対応するヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚに電流を供給する。
電流が供給されたヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚは、それぞれ電流値に応じた磁場を発生し、これら磁場が合成されることにより、回転磁場制御回路７３が決定した磁場方向を有する平行磁場が形成される。
【００９５】
カプセル型内視鏡２０には、後述するように、駆動用磁石４５が搭載されており、駆動用磁石４５と上記平行磁場とに働く力により、カプセル型内視鏡２０はその姿勢（回転軸方向）が制御される。また、上記平行磁場の回転周期は０Ｈｚから数Ｈｚ程度に制御されるとともに、上記平行磁場の回転方向を制御することにより、カプセル型内視鏡２０の回転軸回りの回転方向が制御され、カプセル型内視鏡２０の進行方向および進行速度が制御される。
【００９６】
次に、カプセル型内視鏡２０の作用について説明する。
カプセル型内視鏡２０は、図５に示すように、まず、スイッチ部４６の赤外線センサ４７に赤外線が照射され、スイッチ部４６は信号処理部３４に対して信号を出力する。信号処理部３４は、スイッチ部４６からの信号を受け取ると、カプセル型内視鏡２０に搭載されているイメージセンサ３１，ＬＥＤ３３，無線素子３５および信号処理部３４自身に電池３９から電流を供給し、オン状態とする。
【００９７】
イメージセンサ３１は、ＬＥＤ３３により照明された被検者１の体腔内管路内の壁面を撮像し、この画像を電気信号に変換して信号処理部３４へ出力する。信号処理部３４は、入力された画像信号を圧縮して一時的に格納し、無線素子３５へ出力する。無線素子３５に入力された圧縮された画像信号は画像表示装置８０へ電波として送信される。
【００９８】
また、外装２１の外周に配置された螺旋部２５により、カプセル型内視鏡２０は回転軸Ｒ回りに回転することで先端部２３側または後端部２４側へ移動することができる。移動する方向は、回転軸Ｒ回りの回転方向および螺旋部２５の回転方向により決定される。
【００９９】
次に、画像表示装置８０の作用について説明する。
画像表示装置８０においては、図１に示すように、まず、画像受信回路８１がカプセル型内視鏡２０から送信された圧縮画像信号を受信し、画像信号は表示部８２へ出力されている。圧縮画像信号は、画像受信回路８１または表示部８２において復元され、表示部８２により表示される。
また、表示部８２は、回転磁場制御回路７３から入力されるカプセル型内視鏡２０の回転位相データに基づき、カプセル型内視鏡２０の回転方向と逆方向に上記画像信号を回転処理してから表示している。
【０１００】
次に、磁気誘導コイル内に配置される物による磁気誘導コイルの出力変化に係る実験について説明する。
図１３は、本実験に用いられた実験装置の概要を説明する図である。
実験装置４０１は、図１３に示すように、実験対象である磁気誘導コイル４２と、磁気誘導コイルに磁場を加えるドライブコイル５１と、磁気誘導コイル４２において発生した誘導磁場を検出するセンスコイル５２と、センスコイル５２により検出した信号を解析するネットワークアナライザー４０２と、ネットワークアナライザー４０２の出力を増幅してドライブコイル５１に出力するアンプ４０３とから構成されている。
【０１０１】
図１４は、本実験における磁気誘導コイル４２と磁気誘導コイル４２内に配置される物とを説明する図である。図１４（ａ）は、磁気誘導コイル４２と電池３９とを説明する図であり、図１４（ｂ）は、磁気誘導コイル４２と電池３９および駆動用磁石４５とを説明する図である。
磁気誘導コイル４２は、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、内径略１０ｍｍの円筒形のパーマロイ膜４１Ｂの外周に配置され、略３０ｍｍの長さに形成されている。
本実験で用いた電池３９は、ボタン型電池を３つ直列に配置したものである。
本実験で用いた駆動用磁石４５は、図１４（ｂ）に示すように、直径略８ｍｍ、長さ略６ｍｍの略円柱形のものであり、ネオジウムコバルトから形成されている。
なお、実験における磁気誘導コイル４２と電池３９との位置関係、および、磁気誘導コイル４２と電池３９、駆動用磁石４５との位置関係は、図１４（ａ），（ｂ）に示す通りである。
【０１０２】
図１５および図１６は、ドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、ゲイン変化および位相変化の関係を表した図である。
図１５および図１６中のＡ１およびＡ２は、それぞれ磁気誘導コイル４２のみで測定した際のゲイン変化および位相変化であり、Ｂ１およびＢ２は、それぞれ磁気誘導コイル４２中に電池３９を配置（図１４（ａ）参照）した際のゲイン変化および位相変化であり、Ｃ１およびＣ２は、それぞれ磁気誘導コイル４２中に電池３９および駆動用磁石４５を配置（図１４（ｂ）参照）した際のゲイン変化および位相変化である。
【０１０３】
図１５および図１６に示すように、磁気誘導コイル４２のみの場合（Ａ１，Ａ２）と、磁気誘導コイル４２中に電池３９を配置した場合（Ｂ１，Ｂ２）とには差が認められなかった。逆に、磁気誘導コイル４２に電池３９および駆動用磁石４５を配置した場合（Ｃ１，Ｃ２）は、ゲイン変化および位相変化が起きる周波数が他の場合より高周波数側に移動する結果となり、ゲイン変化の幅も小さくなった。
この結果より、磁気誘導コイル４２中に電池３９を配置しても磁気誘導コイル４２の特性に影響を与えないことが判明し、駆動用磁石４５を配置すると磁気誘導コイル４２の出力が弱くなる傾向になることが判明した。
【０１０４】
次に、駆動用磁石との距離関係における磁気誘導コイルの出力変化に係る実験について説明する。
実験には、上述の実験と同様に、図１３に示す実験装置４０１を使用する。
【０１０５】
図１７は、本実験における磁気誘導コイル４２と駆動用磁石４５との位置関係を説明する図である。図１８は、本実験に用いられた中実な駆動用磁石の構成を説明する図であり、図１８（ａ）は駆動用磁石の正面図であり、図１８（ｂ）は駆動用磁石の側面図である。
磁気誘導コイル４２は、図１７に示すように、内径略１０ｍｍの円筒形のパーマロイ膜４１Ｂの外周に配置され、略３０ｍｍの長さに形成されている。
中実な駆動用磁石４５は、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、略板状に形成された、１つの大磁石片４５ａ、２つの中磁石片４５ｂ、２つの小磁石片４５ｃから構成され、略円筒形に形成されている。各磁石片の幅は、大磁石片４５ａが略９ｍｍ、中磁石片４５ｂが略７ｍｍ、小磁石片４５ｃが略５ｍｍである。厚さ及び長さは、各磁石変とも共通であり、厚さが略１．５ｍｍ、長さが略８ｍｍである。また、各磁石片ともにネオジウムコバルトから形成されており、その厚さ方向に着磁されている。なお、図中の矢印が指している側がＮ極であり、その反対側がＳ極である。
【０１０６】
図１９は、本実験に用いられた中空な駆動用磁石の構成を説明する図である。図１９（ａ）は、中空な駆動用磁石の側面図であり、図１９（ｂ）は、大型の中空駆動用磁石の側面図である。
中空な駆動用磁石４５は、図１９（ａ）に示すように、外径が略１３ｍｍ、内径が略１１ｍｍ、長さが略１８ｍｍの円筒形に形成され、ネオジウムコバルトから形成されている。大型の駆動用磁石４５は、図１９（ｂ）に示すように、外形が略１６ｍｍ、内径が略１１ｍｍ、長さが略１８ｍｍの円筒形に形成され、ネオジウムコバルトから形成されている。
【０１０７】
図２０は、５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５における、ドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、センスコイル出力との関係を表した図である。
図中のＤ１は駆動用磁石４５を取り除いたときのセンスコイル出力であり、Ｄ２は駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１０ｍｍの場合、Ｄ３は上記距離が５ｍｍの場合、Ｄ４は上記距離が０ｍｍの場合、Ｄ５は上記距離が−５ｍｍ（駆動用磁石４５が磁気誘導コイル４２内に入っている）の場合、Ｄ６は上記距離が−１０ｍｍの場合、Ｄ７は上記距離が−１５ｍｍの場合、Ｄ８は上記距離が−１８ｍｍの場合を表すグラフである。
図２０に示されているように、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が短くなると、出力の変化幅が小さくなるとともに、出力が変化する周波数が高周波数側に変化する。
【０１０８】
図２１は、５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５であって、各磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃの間に絶縁体であるビニールシートを挟んだ場合におけるドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、センスコイル出力との関係を表した図である。
図中のＥ１は駆動用磁石４５を取り除いたときのセンスコイル出力であり、Ｅ２は駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１０ｍｍの場合、Ｅ３は上記距離が５ｍｍの場合、Ｅ４は上記距離が０ｍｍの場合、Ｅ５は上記距離が−５ｍｍ（駆動用磁石４５が磁気誘導コイル４２内に入っている）の場合、Ｅ６は上記距離が−１０ｍｍの場合、Ｅ７は上記距離が−１５ｍｍの場合、Ｅ８は上記距離が−１８ｍｍの場合を表すグラフである。
図２１に示されているように、各磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃの間に絶縁体が挟まれると、距離が１０ｍｍの場合（Ｅ２）の出力変化幅の減少が少なくなり、出力が変化する周波数の高周波数側への移動量が少なくなっている。
【０１０９】
図２２は、１つの大磁石片４５ａおよび２つの中磁石片４５ｂ，４５ｂからなる駆動用磁石４５であって、各磁石片４５ａ，４５ｂの間に絶縁体であるビニールシートを挟んだ場合におけるドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、センスコイル出力との関係を表した図である。
図中のＦ１は駆動用磁石４５を取り除いたときのセンスコイル出力であり、Ｆ２は駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１０ｍｍの場合、Ｆ３は上記距離が５ｍｍの場合、Ｆ４は上記距離が０ｍｍの場合、Ｆ５は上記距離が−５ｍｍ（駆動用磁石４５が磁気誘導コイル４２内に入っている）の場合、Ｆ６は上記距離が−１０ｍｍの場合、Ｆ７は上記距離が−１５ｍｍの場合、Ｆ８は上記距離が−１８ｍｍの場合を表すグラフである。
図２２に示されているように、駆動用磁石４５の体積が減少すると、距離が１０ｍｍの場合（Ｆ２）の出力変化幅の減少がより少なくなり、出力が変化する周波数の高周波数側への移動量がより少なくなっている。
【０１１０】
図２３は、１つの大磁石片４５ａからなる駆動用磁石４５の場合におけるドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、センスコイル出力との関係を表した図である。
図中のＧ１は駆動用磁石４５を取り除いたときのセンスコイル出力であり、Ｇ２は駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１０ｍｍの場合、Ｇ３は上記距離が５ｍｍの場合、Ｇ４は上記距離が０ｍｍの場合、Ｇ５は上記距離が−５ｍｍ（駆動用磁石４５が磁気誘導コイル４２内に入っている）の場合、Ｇ６は上記距離が−１０ｍｍの場合、Ｇ７は上記距離が−１５ｍｍの場合、Ｇ８は上記距離が−１８ｍｍの場合を表すグラフである。
図２３に示されているように、駆動用磁石４５の体積がさらに減少すると、距離が１０ｍｍの場合（Ｇ２）のグラフが駆動用磁石４５を取り除いた場合（Ｇ１）のグラフと略同一となり、他の場合（Ｇ３等）の出力変化幅の減少が少なくなり、出力が変化する周波数の高周波数側への移動量が少なくなっている。
【０１１１】
図２４から図２６は、上記結果を駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離別にまとめた図である。
図２４は、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が０ｍｍの場合の図である。図中のＨ１は駆動用磁石４５が無い場合、Ｈ２は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５の場合、Ｈ３は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃの間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｈ４は３つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂからなり絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｈ５は１つの磁石片４５ａからなる駆動用磁石４５の場合を表すグラフである。
図２４に示されているように、駆動用磁石４５が配置されると出力変化の幅が減少し、出力が変化する周波数が高周波数側に移動する。
【０１１２】
図２５は、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が５ｍｍの場合の図である。図中のＪ１は駆動用磁石４５が無い場合、Ｊ２は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５の場合、Ｊ３は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃの間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｊ４は３つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂからなり絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｊ５は１つの磁石片４５ａからなる駆動用磁石４５の場合を表すグラフである。
図２５に示されているように、上記距離が離れると、出力変化幅の減少量が少なくなり、出力が変化する周波数の高周波数側への移動量が減少する。
【０１１３】
図２６は、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１０ｍｍの場合の図である。図中のＫ１は駆動用磁石４５が無い場合、Ｋ２は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５の場合、Ｋ３は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃの間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｋ４は３つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂからなり絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｋ５は１つの磁石片４５ａからなる駆動用磁石４５の場合を表すグラフである。
図２６に示されているように、上記距離が離れると、出力変化幅の減少量がさらに少なくなり、出力が変化する周波数の高周波数側への移動量がさらに減少する。
【０１１４】
図２７は、中空な駆動用磁石４５（図１９（ａ）参照）における、ドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、センスコイル出力との関係を表した図である。
図中のＬ１は駆動用磁石４５を取り除いたときのセンスコイル出力であり、Ｌ２は中空な駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１５ｍｍの場合、Ｌ３は上記距離が１２ｍｍの場合、Ｌ４は上記距離が１０ｍｍの場合、Ｌ５は上記距離が８ｍｍの場合、Ｌ６は上記距離が５ｍｍの場合、Ｌ７は上記距離が２ｍｍの場合を表すグラフである。
図２７に示されているように、中空な駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が広くなると、出力の変化幅が大きくなるとともに、出力が変化する周波数が低周波数側に変化する。
【０１１５】
図２８は、大型の中空駆動用磁石４５（図１９（ｂ）参照）における、ドライブコイル５１が形成した交流磁場の周波数と、センスコイル出力との関係を表した図である。
図中のＭ１は駆動用磁石４５を取り除いたときのセンスコイル出力であり、Ｍ２は大型な中空駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が１５ｍｍの場合、Ｍ３は上記距離が１２ｍｍの場合、Ｍ４は上記距離が１０ｍｍの場合、Ｍ５は上記距離が８ｍｍの場合、Ｍ６は上記距離が５ｍｍの場合、Ｍ７は上記距離が２ｍｍの場合を表すグラフである。
図２８に示されているように、大型な中空駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離が広くなると、出力の変化幅が大きくなるとともに、出力が変化する周波数が低周波数側に変化する。
【０１１６】
図２９は、上記結果を駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離と、磁気誘導コイル４２の出力振幅の大きさとの関係にまとめ直した図である。ここで、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離とは、駆動用磁石４５の端面から磁気誘導コイル４２の中心までの距離のことである。また、磁気誘導コイル４２の出力振幅の大きさは、駆動用磁石４５が無い場合の出力振幅を基準に相対化されている。
図中のＮ１は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５の場合、Ｎ２は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなり、各磁石片の間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｎ３は３つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂからなり、各磁石片の間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、Ｎ４は１つの磁石片４５ａからなる駆動用磁石４５の場合、Ｎ５は中空な駆動用磁石４５の場合、Ｎ６は大型の中空駆動用磁石４５の場合を表すグラフである。
【０１１７】
図２９に示されているように、全ての場合において上記距離が大きくなると磁気誘導コイル４２の出力振幅は大きくなる。また、駆動用磁石４５の体積が小さくなるにしたがって、磁気誘導コイル４２の出力振幅は大きくなる。
より詳しく見ると、カプセル型内視鏡２０に内蔵する構成要素としては大きな部類に入る５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５や、大型の中空駆動用磁石４５の場合であっても、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離を１０ｍｍとすることにより、センスコイル５２の出力低下を略５０％に留めることができる。
また、円筒形状の駆動用磁石（中空な駆動用磁石、大型の中空駆動用磁石）のほうが、中実な駆動用磁石よりも磁気誘導コイル４２における磁場の強度が弱くなるため、駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との距離を短く設定できる。または、円筒形状の駆動用磁石の体積を大きくすることができる。
【０１１８】
そこで、駆動用磁石４５が磁気誘導コイル４２の中心に形成する磁場の強度を測定した結果を上記結果に織り込んで説明する。
図３０は、駆動用磁石４５が形成する磁場強度を計測する装置の概略を説明する図である。図３０に示すように、駆動用磁石４５の磁場強度を計測するガウスメータ４１１は、そのセンサ部４１２が駆動用磁石４５の中心と略同じ位置になるように配置されている。そのため、ガウスメータ４１１のセンサ部４１２には駆動用磁石４５の磁場が垂直に入る。
また、本測定における距離とは、駆動用磁石４５の端面からセンサ部４１２の中央までの距離である。
【０１１９】
図３１は、磁気誘導コイル４２の中心に駆動用磁石が形成した磁場の強度と、磁気誘導コイル４２の出力振幅の大きさとの関係を表した図である。なお、出力振幅の大きさは、駆動用磁石４５を配置しない場合を基準とし相対的に表している。
図中の菱形（◇）は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなる駆動用磁石４５の場合、四角（□）は５つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｃからなり、各磁石片の間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、三角（△）は３つの磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｂからなり、各磁石片の間に絶縁体が挟まれた駆動用磁石４５の場合、逆三角（▽）は１つの磁石片４５ａからなる駆動用磁石４５の場合、丸（○）は中空な駆動用磁石４５の場合、二重丸（◎）は大型の中空駆動用磁石４５の場合の測定結果を表す点である。そして図中のＰが上記の測定点を基にして求められた近似曲線である。
【０１２０】
図３１に示されているように、駆動用磁石４５の形、体積に関係なく、磁気誘導コイル４２の出力振幅の大きさは、磁気誘導コイル４２中心の磁場強度が増加するにしたがって減少している。より具体的には、磁気誘導コイル４２の中心に作られる磁場の強さが５ｍＴ程度であれば、センスコイル５２の出力低下を略５０％に留めることができる。
したがって、磁気誘導コイル４２の中心に形成される駆動用磁石４５の磁場強度に応じて駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２との配置間隔を定めることにより、磁気誘導コイル４２の出力振幅の減少を防止し、センスコイル５２を用いた磁気誘導コイル４２位置検出の際の不具合発生をより確実に防止できる。
【０１２１】
次に、磁気誘導コイル４２の位置に駆動用磁石４５の静磁場と、ドライブコイル５１の交流磁場とが形成された場合の、パーマロイ膜４１Ｂ内に形成される磁場等について説明する。
図３２は、パーマロイ膜４１Ｂにおけるヒステリシス曲線等を示す図である。
パーマロイ膜４１Ｂの位置に駆動用磁石４５の静磁場が形成された場合の特性を示す磁化曲線は、図３２における実線で示された曲線Ｐ１，Ｐ２で示されている。
磁化曲線Ｐ１は初期磁化曲線Ｐ１であり、パーマロイ膜４１Ｂに最初に駆動用磁石４５を接近させた際の、静磁場とパーマロイ膜４１Ｂ内の磁束密度との関係を示す曲線である。磁化曲線Ｐ２はヒステリシス曲線である。
なお、図３２のヒステリシス曲線において、横軸はパーマロイ膜４１Ｂの位置に形成された磁場の強度を示し、縦軸はパーマロイ膜４１Ｂ内に形成される磁束密度を示している。
【０１２２】
また、パーマロイ膜４１Ｂの位置にドライブコイル５１の交流磁場が形成された場合の特性を示す磁化曲線は、図３２における破線で示された直線Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３で示されている。
直線Ｑ１は、パーマロイ膜４１Ｂの位置に静磁場が形成されていない場合に、交流磁場が形成された場合の磁化曲線である。直線Ｑ２は、パーマロイ膜４１Ｂの位置に飽和磁界強度（Ｈｃ）の略半分の静磁場が形成された場合に、交流磁場が形成された場合の磁化曲線である。直線Ｑ３は、パーマロイ膜４１Ｂの位置に飽和磁界強度（Ｈｃ）の静磁場が形成された場合に、交流磁場が形成された場合の磁化曲線である。なお、各直線Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の傾きは、可逆磁化率を示すものである。
【０１２３】
図３３は、パーマロイ膜４１Ｂにおける可逆磁化率を示すグラフである。図３３において、横軸はパーマロイ膜４１Ｂの位置に形成された磁場の強度であり、縦軸はパーマロイ膜４１Ｂの位置に形成された磁場に対する可逆磁化率を示す。
可逆磁化率は、図３３に示すように、パーマロイ膜４１Ｂの位置に磁場が形成されていない状態において最大値Ｘαとなり、磁場強度が強くなるにつれて可逆磁化率は低下する。パーマロイ膜４１Ｂの位置に飽和磁界強度（Ｈｃ）の磁場が形成されている状態では、可逆磁化率は０となる。
【０１２４】
したがって、直線Ｑ１は、図３２において、パーマロイ膜４１Ｂの位置に静磁場が形成されていない場合を示すので、横軸に対して可逆磁化率Ｘαだけ傾いた直線となる。直線Ｑ１における縦軸に対する投影長さｔ１は、交流磁場によりパーマロイ膜４１Ｂ内に発生する磁束密度の変化幅を示している。
直線Ｑ２，Ｑ３は、図３２および図３３に示すように、パーマロイ膜４１Ｂの位置に形成された磁場の強度が強くなるにともない、その傾きが小さくなる。すると、直線Ｑ２，Ｑ３における縦軸に対する投影長さｔ２，ｔ３も短くなり、交流磁場によりパーマロイ膜４１Ｂ内に発生する磁束密度の変化幅が小さくなることを示している。
【０１２５】
これら直線Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の投影長さｔ１，ｔ２，ｔ３は、磁気誘導コイル４２が形成する誘導磁場の強度と関係があるため、センスコイル出力とも関係がある。具体的には、図２０に示すセンスコイル出力を例にとると、上記投影長さｔ１，ｔ２，ｔ３が短くなるにつれてセンスコイル出力はＤ１からＤ８へと変化し、センスコイル出力の極大値と極小値との差が小さくなる。
パーマロイ膜４１Ｂの位置における磁場強度が飽和磁界強度の場合には、上記投影長さｔ３、センスコイル出力Ｄ８に示すように、パーマロイ膜４１Ｂはほとんど作用しておらず、磁気誘導コイル４２は空芯コイルと同様の性能を示す。
【０１２６】
図３４は、パーマロイ膜４１Ｂ内における有効磁場の強度を説明する模式図である。
図３４に示すように、パーマロイ膜４１Ｂの位置に外部から駆動用磁石４５の静磁場（Ｈｅｘ）が形成されると、パーマロイ膜４１Ｂは磁化（Ｉ）して、その表面にＮ（＋）極、Ｓ（−）極が現れる。
同時に、表面に現れたＮ（＋）極、Ｓ（−）極により、パーマロイ膜４１Ｂ内部には下記の式で表される反磁場（Ｈｄ）が形成される。
Ｈｄ＝Ｎ（Ｉ／μ０） ・・・（１）
ここで、Ｎはパーマロイ膜４１Ｂにおける静磁場（Ｈｅｘ）方向に係る反磁場係数であり、μ０は真空の透磁率である。
【０１２７】
パーマロイ膜４１Ｂ内で有効に作用する有効磁場（Ｈｅｆｆ）は、下記の式で表されるように、駆動用磁石４５の静磁場（Ｈｅｘ）から反磁場（Ｈｄ）を引いたものとなる。
Ｈｅｆｆ＝Ｈｅｘ−Ｎ（Ｉ／μ０） ・・・（２）
上述の有効磁場（Ｈｅｆｆ）が飽和磁界強度（Ｈｃ）を越えなければ、パーマロイ膜４１Ｂは磁気飽和しない。
【０１２８】
図３５は、パーマロイ膜４１Ｂにおける反磁場係数を説明する模式図である。
反磁場係数（Ｎ）は、パーマロイ膜４１Ｂなどの磁性材料からなる部材の形状に依存する係数である。具体的には、パーマロイ膜４１Ｂなどの膜状の部材の厚さ方向に係る反磁場係数が最大となり、棒状部材の軸方向に係る反磁場係数が最小となる。
図３５に示す構成の場合には、駆動用磁石４５の静磁場（Ｈｅｘ）は、パーマロイ膜４１Ｂに、その厚さ方向に向かって入射しているため、反磁場係数（Ｎ）は最大となる。そのため、パーマロイ膜４１Ｂにおける反磁場（Ｈｄ）は最大となり、有効磁場（Ｈｅｆｆ）は最小となる。パーマロイ膜４１Ｂにおける有効磁場（Ｈｅｆｆ）が小さくなるため、パーマロイ膜４１Ｂは、図３３における可逆磁化率が高い領域で用いられる。
【０１２９】
上記の構成によれば、磁気誘導コイル４２に磁性材料から構成されたパーマロイ膜４１Ｂを用いることにより、磁気誘導コイル４２性能の向上を図ることができ、カプセル型内視鏡システム１０の位置検出の際の不具合発生を防止できる。
具体的には、磁気誘導コイル４２にドライブコイル５１の交流磁場を作用させた場合、パーマロイ膜４１Ｂを磁気誘導コイル４２に用いていない場合と比較して、磁気誘導コイル４２が形成する誘導磁場の強度が強くなる。そのため、位置検出装置５０は上記誘導磁場を検出しやすくなり、カプセル型内視鏡システム１０の位置を検出する際の不具合の発生を防止できる。
【０１３０】
また、パーマロイ膜４１Ｂは、駆動用磁石４５の静磁場によるパーマロイ膜４１Ｂ内部の磁束密度が磁気飽和しない位置に配置されているため、磁気誘導コイル４２の性能低下を防止することができる。
具体的には、磁気誘導コイル４２にドライブコイル５１の交流磁場と、駆動用磁石４５の静磁場と、を作用させた場合、パーマロイ膜４１Ｂ内部の磁束密度が磁気飽和する位置にパーマロイ膜４１Ｂが配置されている場合と比較して、上記交流磁場の強度変化に対応して磁気誘導コイル４２が形成する誘導磁場強度の変化幅が大きくなる。そのため、位置検出装置５０は上記誘導磁場強度の変化幅を検出しやすくなり、カプセル型内視鏡システム１０の位置を検出する際の不具合の発生を防止できる。
【０１３１】
磁気誘導コイル４２の位置における駆動用磁石４５の磁場方向と、パーマロイ膜４１Ｂにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とのなす角度が略９０度であるため、反磁場係数が最も小さくなる方向以外の方向から駆動用磁石４５の磁場がパーマロイ膜４１Ｂに入射される。
具体的には、パーマロイ膜４１Ｂの形状が略円筒膜状であるため、反磁場係数が最も大きい方向から駆動用磁石４５の磁場がパーマロイ膜４１Ｂに入射される。そのため、パーマロイ膜４１Ｂ内部に形成される反磁場を最も大きくすることができ、パーマロイ膜４１Ｂ内部の有効磁場を最も小さくすることができる。
【０１３２】
磁気誘導コイル４２は、パーマロイ膜４１Ｂ内に駆動用磁石４５の磁場により形成される磁束密度が、パーマロイ膜４１Ｂの飽和磁束密度の１／２以下になる位置に配置されているため、パーマロイ膜４１Ｂにおける可逆磁化率の低下を抑えることができる。そのため、駆動用磁石４５の磁場の他に、ドライブコイル５１の交流磁場がパーマロイ膜４１Ｂの位置に形成されても、パーマロイ膜４１Ｂ内に形成される磁束密度が飽和磁束密度を越えることを防止でき、磁気誘導コイル４２の性能低下を防止できる。
【０１３３】
駆動用磁石４５と磁気誘導コイル４２とが、磁気誘導コイル４２の軸線方向に沿って離れて配置されているため、位置検出装置５０による磁気誘導コイル４２の位置検出、つまりカプセル型内視鏡２０の位置検出の際の不具合発生を防止することができる。
具体的には、ドライブコイル５１により形成された交流磁場により磁気誘導コイルに誘導起電力が誘起される際に、駆動用磁石４５が上記交流磁場を遮蔽することにより、磁気誘導コイル４２に誘起される誘導起電力が弱められることを防止できる。さらには、磁気誘導コイル４２により誘起された誘導磁場が駆動用磁石４５により遮蔽されることによる、センスコイル５２による誘導磁場の検出強度低下や検出不能などの発生を防止できる。そのため、カプセル型医療装置２０の検出位置の精度向上、検出不能などの不具合発生を防止できる。
【０１３４】
カプセル型内視鏡２０内に撮像部３０を備えているため、被検者１の体内の生体情報である画像を取得することができる。また、ＬＥＤ３３を備えているため、被検者１の体内を照明することにより視認の容易な画像を取得することができる。
【０１３５】
磁気誘導コイル４２の中空構造内に撮像部３０や電池３９等を配置しているため、撮像部３０等を磁気誘導コイル４２内に配置しない場合と比較して、カプセル型内視鏡２０を小型化することができる。そのため、被検者１の体内にカプセル型内視鏡２０を投入しやすくできる。
【０１３６】
芯部材４１Ａと磁気誘導コイル４２との間に磁性材料であるパーマロイ膜４１Ｂを配置することにより、誘導磁場発生部４０において発生する誘導磁場の強度を向上させることができる。
また、パーマロイ膜４１Ｂの形状を断面が略Ｃ字状の形状とすることにより、パーマロイ膜４１Ｂの断面において略円形に流れる遮蔽電流の発生を防止することができる。そのため、遮蔽電流による磁場の遮断を防止でき、磁気誘導コイル４２における磁場の発生、または磁場の受け取りの阻害を防止できる。
【０１３７】
複数の磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃが板状に形成されているため、積層させて駆動用磁石４５を構成しやすくすることができる。また、磁石片４５ａ，４５ｂ，４５ｃがその板圧方向に着磁されているため、より積層させやすくすることができ、駆動用磁石４５を製造しやすくできる
さらには、磁石片の間に絶縁体４５ｄを挟みやすくできる。また、絶縁体４５ｄを挟むことにより、駆動用磁石４５に遮蔽電流が流れにくくでき、磁気誘導コイル４２が発生する磁場または受ける磁場が、駆動用磁石４５に流れる遮蔽電流により遮蔽されることを防止することができる。
【０１３８】
ドライブコイル５１により形成される交流磁場の周波数をＬＣ共振回路４３の共振周波数（ＬＣ共振周波数）とすることにより、他の周波数の場合と比較して、振幅の大きな誘導磁場を磁気誘導コイル４２から発生させることができる。そのため、センスコイル５２が誘導磁場を検知しやすくなり、カプセル型医療装置２０の位置を検出しやすくなる。
また、交流磁場の周波数はＬＣ共振周波数近傍の周波数帯域にわたって変動するため、例えば、環境条件（例えば温度条件）の変化によってＬＣ共振回路４３の共振周波数が変化したり、ＬＣ共振回路４３の個体差による共振周波数のばらつきが存在したりしても、ＬＣ共振回路４３に共振を起こさせることができる。
【０１３９】
カプセル型内視鏡２０の磁気誘導コイル４２に対して、一次独立であって異なる３方向以上の方向から交流磁場を作用させている。そのため、磁気誘導コイル４２の方向にかかわらず、少なくとも１方向からの交流磁場により磁気誘導コイル４２に誘導磁場を発生させることができる。
その結果、カプセル型内視鏡２０の方向（回転軸Ｒの軸線方向）にかかわらず、常に磁気誘導コイル４２に誘導磁場を発生させることができるため、センスコイル５２により誘導磁場を常に検知することができ、常にその位置を正確に検出することができるという効果を奏する。
【０１４０】
また、センスコイル５２がカプセル型内視鏡２０に対して異なる３方向に配置されているため、カプセル型内視鏡２０の配置位置にかかわらず、３方向に配置されたセンスコイル５２の少なくとも１方向に配置されたセンスコイル５２に、検知可能な強度の誘導磁場が働き、常にセンスコイル５２が誘導磁場を検知することができる。
さらに、上記１方向に配置されたセンスコイル５２の数が９つであるので、カプセル型内視鏡２０のＸ、Ｙ、Ｚ座標およびカプセル型内視鏡２０の回転軸Ｒに対して直交するとともに互いに直交する２つの軸回りの回転位相φ、θ、誘導磁場の強度の合計６つの情報を演算により求めるのに十分な入力を得ることができる。
【０１４１】
交流磁場の周波数をＬＣ共振回路４３が共振する周波数（共振周波数）とすることにより、他の周波数の場合と比較して、振幅の大きな誘導磁場を発生させることができる。誘導磁場の振幅が大きくなるため、センスコイル５２が誘導磁場を検知しやすくなり、カプセル型内視鏡２０の位置を検出しやすくなる。
また、交流磁気の周波数は共振周波数近傍の周波数帯域にわたってスイープされるため、例えば、環境条件（例えば温度条件）の変化によってＬＣ共振回路４３の共振周波数が変化したり、ＬＣ共振回路４３の個体差による共振周波数のばらつきが存在したりしても、変化した共振周波数やばらついた共振周波数が上記周波数帯域内に含まれていれば、ＬＣ共振回路４３に共振を起こさせることができる。
【０１４２】
位置検出装置５０が、センスコイルセレクタ５６により強度の強い誘導磁場を検出しているセンスコイル５２の出力を選択しているため、位置検出装置５０が演算処理する情報量を少なくすることができ、演算にかかる負荷を低減することができる。また、同時に演算処理量を減らすことができるため、演算に要する時間も短縮することができる。
【０１４３】
ドライブコイル５１とセンスコイル５２とがカプセル型内視鏡２０の作動範囲を挟んで対向する位置に配置されているので、ドライブコイル５１とセンスコイル５２とが構造上干渉しないように配置することができる。
【０１４４】
カプセル型内視鏡２０に搭載された駆動用磁石４５に作用させる平行磁場の方向を制御することにより、駆動用磁石４５に対して作用する力の方向を制御することができ、カプセル型内視鏡２０の移動方向を制御することができる。それと同時に、カプセル型内視鏡２０の位置を検出することができるので、カプセル型内視鏡２０を所定の位置に誘導することができるため、検出されたカプセル型内視鏡２０の位置に基づき、カプセル型内視鏡を正確に誘導することができるという効果を奏する。
【０１４５】
相互に直交する方向に対向配置される３対のヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚから発生する磁場の強度をそれぞれ制御することにより、ヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚの内側に発生する平行磁場の方向を所定の方向に制御することができる。そのため、カプセル型内視鏡２０に対して所定方向の平行磁場を作用させることができ、カプセル型内視鏡２０を所定方向に移動させることができる。
また、ヘルムホルツコイル７１Ｘ、７１Ｙ、７１Ｚの内側の空間は、被検者１を配置可能な空間であって、その空間の周囲に、ドライブコイル５１およびセンスコイル５２が配置されているので、カプセル型内視鏡２０を被検者１の体内の所定位置に誘導することができる。
【０１４６】
カプセル型内視鏡２０が回転軸Ｒ回りに回転することより、螺旋部２５がカプセル型内視鏡２０を回転軸の軸線方向に推進する力を発生させる。螺旋部２５が推進力を発生させるので、カプセル型内視鏡２０の回転軸Ｒ回りの回転方向を制御することにより、カプセル型内視鏡２０に作用する推進力の方向を制御することができる。
【０１４７】
画像表示装置８０は、カプセル型内視鏡２０の回転軸Ｒ回りの回転位相情報に基づいて、表示される画像を、カプセル型内視鏡２０の回転方向と逆方向に回転させる処理を行っているので、カプセル型内視鏡２０の回転位相にかかわらず、常に所定の回転位相に静止した画像として、すなわち、あたかもカプセル型内視鏡２０が回転軸Ｒ回りに回転することなく回転軸Ｒに沿う方向に進行しているような画像を表示部８２に表示することができる。
そのため、表示部８２に表示された画像を施術者が目視しながらカプセル型内視鏡２０を誘導する場合、表示される画像がカプセル型内視鏡２０の回転とともに回転する画像である場合と比較すると、上述のように表示される画像が所定の回転位相の画像として表示されているほうが、施術者に見易く、カプセル型内視鏡２０を所定位置に誘導させやすい。
【０１４８】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図３６および図３７を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、カプセル型内視鏡の駆動用磁石の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図３６および図３７を用いてカプセル型内視鏡の駆動用磁石周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図３６は、本実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を説明する図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１４９】
カプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）２０Ａは、図３６に示すように、その内部に各種の機器を収納する外装２１と、被検者の体腔内管路の内壁面を撮像する撮像部３０と、撮像部３０を駆動する電池３９と、前述したドライブコイル５１により誘導磁場を発生させる誘導磁場発生部４０と、カプセル型内視鏡２０を駆動する駆動用磁石（磁石）１４５と、から概略構成されている。
【０１５０】
図３７は、図３６に示すカプセル型内視鏡２０Ａにおける駆動用磁石の構成を説明する図である。図３７（ａ）は駆動用磁石１４５の正面図であり、図３７（ｂ）は駆動用磁石１４５の側面図である。
駆動用磁石１４５は、図３７（ａ），（ｂ）に示すように、略板状に形成された、１つの大磁石片（磁石片）１４５ａ、２つの中磁石片（磁石片）１４５ｂ、２つの小磁石片（磁石片）１４５ｃと、各磁石片１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃの間に挟まれた、例えばビニールシートなどの絶縁体（絶縁材）１４５ｄとからなり、その形状が略円柱となるように構成されている。また、各磁石片１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃは、その面に沿う方向（図中上下方向）に着磁されている。具体的には、図中の矢印が指している側がＮ極であり、その反対側がＳ極である。
各磁石片１４５ａ，１４５ｂ、１４５ｃは、それぞれが有する磁力により分離しないように、接着剤または形成剤などの固定部材１４６により固定されている。
【０１５１】
上記の構成からなるカプセル型内視鏡システムおよびカプセル型内視鏡の作用については、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１５２】
上記の構成によれば、各磁石片１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃがその面に沿う方向に着磁されているため、厚さ方向に着磁された場合と比較して、各磁石片１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃの磁力を強くすることができる。その結果、各磁石片１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃの集合体である駆動用磁石１４５の磁力を強くできる。
【０１５３】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図３８を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、カプセル型内視鏡の誘導磁場発生部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図３８を用いてカプセル型内視鏡の誘導磁場発生部周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図３８は、本実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を説明する図である。
本実施形態に係るカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）２０Ｂは、誘導磁場発生部（誘導磁場発生手段）２４０の構成が異なるのと、その他の機器の配置が異なるため、この両者について説明し、その他の説明は省略する。
【０１５４】
カプセル型内視鏡２０Ｂの外装２１内部には、先端部２３側から順に、レンズ群３２、ＬＥＤ３３、イメージセンサ３１、信号処理部３４、スイッチ部４６、駆動用磁石４５、電池３９、無線素子３５が配置されている。駆動用磁石４５は、カプセル型内視鏡２０Ｂの重心近傍に配置されている。
誘導磁場発生部２４０は、外装２１と電池３９などとの間に配置されるとともに、ＬＥＤ３３の支持部材３８から電池３９までを覆うように配置されている。
誘導磁場発生部２４０は、図３８に示すように、中心軸が回転軸Ｒと略一致する円筒形状に形成された芯部材２４１Ａと、芯部材２４１Ａの外周部に配置された磁気誘導コイル（内蔵コイル）２４２と、芯部材２４１Ａおよび磁気誘導コイル２４２の間に配置されたパーマロイ膜（磁性体）２４１Ｂと、磁気誘導コイル２４２と電気的に接続され、ＬＣ共振回路（回路）２４３を形成するコンデンサ（図示せず）とから形成されている。
磁気誘導コイル２４２は、駆動用磁石４５が配置されている領域は疎に巻かれているとともに、先端部２３側および後端部２４側は密に巻かれている。
【０１５５】
上記の構成からなるカプセル型内視鏡システムおよびカプセル型内視鏡の作用については、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１５６】
上記の構成によれば、駆動用磁石４５をカプセル型医療装置２０Ｂの重心近傍に配置することができるため、駆動用磁石４５がカプセル型医療装置２０Ｂの先端部２３側あるいは後端部２４側に偏って配置されている場合と比較して、カプセル型医療装置２０Ｂの駆動を容易にすることができる。
【０１５７】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図３９を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、カプセル型内視鏡の誘導磁場発生部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図３９を用いてカプセル型内視鏡の誘導磁場発生部周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図３９は、本実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を説明する図である。
本実施形態に係るカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）２０Ｃは、誘導磁場発生部（誘導磁場発生手段）３４０の構成が異なるのと、その他の機器の配置が異なるため、この両者について説明し、その他の説明は省略する。
【０１５８】
カプセル型内視鏡２０Ｃの外装２１内部には、図３９に示すように、先端部２３側から順に、レンズ群３２、ＬＥＤ３３、イメージセンサ３１、信号処理部３４、駆動用磁石４５、スイッチ部４６、電池３９、無線素子３５、誘導磁場発生部３４０が配置されている。
誘導磁場発生部３４０は、中心軸が回転軸Ｒと略一致する円柱形状に形成されたフェライトからなる芯部材３４１と、芯部材３４１の外周部に配置された磁気誘導コイル（内蔵コイル）３４２と、磁気誘導コイル３４２と電気的に接続され、ＬＣ共振回路（回路）３４３を形成するコンデンサ（図示せず）とから形成されている。
なお、芯部材３４１は、上述したフェライトの他、鉄やパーマロイ、ニッケルなどの材質を用いてもよい。
【０１５９】
上記の構成からなるカプセル型内視鏡システムおよびカプセル型内視鏡の作用については、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１６０】
上記の構成によれば、磁気誘導コイル２４２の中心には、誘電性のフェライトからなる芯部材２４１が配置されているので、誘導磁場が芯部材２４１に集められ易く、形成される誘導磁場を強くすることができる。
【０１６１】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図４０および図４１を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡システムの基本構成は、第４の実施形態と同様であるが、第４の実施形態とは、カプセル型内視鏡の駆動用磁石の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４０および図４１を用いてカプセル型内視鏡の駆動用磁石周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４０は、本実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を説明する図である。
本実施形態に係るカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）２０Ｄは、駆動用磁石（磁石）４４５の構成が異なるのと、その他の機器の配置が異なるため、この両者について説明し、その他の説明は省略する。
【０１６２】
カプセル型内視鏡２０Ｄの外装２１内部には、図４０に示すように、先端部２３側から順に、レンズ群３２、ＬＥＤ３３、イメージセンサ３１、信号処理部３４、電池３９、スイッチ部４６、無線素子３５、誘導磁場発生部３４０が配置されている。
駆動用磁石４４５は、外装２１と電池３９などとの間に配置されるとともに、ＬＥＤ３３の支持部材３８から電池３９までを覆うように配置されている。
【０１６３】
図４１は、図４０に示すカプセル型内視鏡２０Ｄにおける駆動用磁石４４５の構成を説明する図である。図４１（ａ）は駆動用磁石４４５の正面図であり、図４１（ｂ）は駆動用磁石４４５の側面図である。
駆動用磁石４４５は、図４１（ａ），（ｂ）に示すように、上下に配置される磁石片４４５ａと、左右に配置される磁石片４４５ｂと、斜めに配置される磁石片４４５ｃと、各磁石片４４５ａ，４４５ｂ，４４５ｃの間に配置される絶縁体（絶縁材）４４５ｄとから構成され、円筒形になるように構成されている。
磁石片４４５ａはその板厚方向に着磁され、磁石片４４５ｂはその面に沿う方向に着磁され、磁石片４４５ｃは斜め方向に着磁されている。なお、図中の矢印が指す側がＮ極であり、その反対側がＳ極である。
【０１６４】
上記の構成からなるカプセル型内視鏡システムおよびカプセル型内視鏡の作用については、第４の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１６５】
上記の構成によれば、駆動用磁石４４５の中空構造内に撮像部３０や電池３９を配置しているため、カプセル型医療装置２０Ｄを小型化することができる。
【０１６６】
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図４２を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡システムの基本構成は、第５の実施形態と同様であるが、第５の実施形態とは、カプセル型内視鏡の駆動用磁石の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４２を用いてカプセル型内視鏡の駆動用磁石周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４２は、本実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を説明する図である。
本実施形態に係るカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）２０Ｅは、駆動用磁石（磁石）５４５の構成が異なるのと、その他の機器の配置が異なるため、この両者について説明し、その他の説明は省略する。
【０１６７】
カプセル型内視鏡２０Ｅの外装２１内部には、図４２に示すように、先端部２３側から順に、レンズ群３２、ＬＥＤ３３、イメージセンサ３１、信号処理部３４、スイッチ部４６、電池３９、誘導磁場発生部３４０、無線素子３５が配置されている。誘導磁場発生部３４０はカプセル型内視鏡２０Ｅの略中央部に配置されている。
駆動用磁石５４５は外装２１と電池３９などとの間の２箇所に配置され、具体的にはＬＥＤ３３の支持部材３８から信号処理部３４まで、および電池３９を覆うように配置されている。
【０１６８】
上記の構成からなるカプセル型内視鏡システムおよびカプセル型内視鏡の作用については、第４の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１６９】
上記の構成によれば、誘導磁場発生部３４０をカプセル型医療装置２０Ｅの中心近傍に配置することができるため、誘導磁場発生部３４０がカプセル型医療装置２０Ｅの先端部２３あるいは後端部２４に偏って配置さている場合と比較して、補正することなくカプセル型医療装置２０Ｅの正確な位置を検出することができる。
【０１７０】
〔第７の実施の形態〕
次に、本発明の第７の実施形態について図４３および図４４を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、位置検出装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４３および図４４を用いて位置検出装置周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４３は、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置を示す概略図である。
なお、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイル以外の構成要素は第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１７１】
位置検出装置（位置検出手段、計算装置）１５０のドライブコイル（駆動部）１５１およびセンスコイル５２は、図４３に示すように、ドライブコイル１５１が３つそれぞれＸ、Ｙ、Ｚ軸に対して垂直に配置され、センスコイル５２がそれぞれＹ、Ｚ軸に対して垂直な平面形状の２つのコイル支持部１５８上に配置されている。
ドライブコイル１５１としては、図に示すように、矩形形状のコイルを用いてもよいし、ヘルムホルツコイルや、対向したコイルを用いてもよい。
【０１７２】
上記の構成からなる位置検出装置１５０においては、図４３に示すように、各ドライブコイル１５１が形成する交流磁場の方向がＸ、Ｙ、Ｚ軸線方向と平行となり、一次独立であって互いに直交する関係となる。
【０１７３】
上記の構成によれば、カプセル型内視鏡２０の磁気誘導コイル４２に対して、一次独立であって互いに直交する方向から交流磁場を作用させることができるため、第１の実施形態と比較して、磁気誘導コイル４２の方向にかかわらず磁気誘導コイル４２に誘導磁場を発生させやすい。
また、ドライブコイル１５１が互いに略直交して配置されることになるので、ドライブコイルセレクタ５５によるドライブコイルの選択が容易になる。
【０１７４】
なお、センスコイル５２は、上述のように、Ｙ、Ｚ軸に対して垂直なコイル支持部１５８上に配置されていてもよいし、図４４に示すように、カプセル型内視鏡２０の作動範囲の上方に配置された斜めのコイル支持部１５９上に備えられていてもよい。
このような配置とすることにより、被検者１と干渉することなくセンスコイル５２を配置することができる。
【０１７５】
〔第８の実施の形態〕
次に、本発明の第８の実施形態について図４５を参照して説明する。
本実施の形態のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、位置検出装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４５を用いて位置検出装置周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４５は、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置を示す概略図である。
なお、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイル以外の構成要素は第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１７６】
位置検出装置（位置検出手段、計算装置）２５０のドライブコイル（駆動部）２５１およびセンスコイル５２は、図４５に示すように、４つのドライブコイル２５１が同一平面上に配置され、センスコイル５２が、カプセル型内視鏡２０の作動範囲を介してドライブコイル２５１の配置位置と対向する位置に配置された平面形状のコイル支持部２５８およびドライブコイル２５１の配置位置と同じ側に配置された平面形状のコイル支持部２５８上に配置されている。
ドライブコイル２５１は、形成する交流磁場の方向が図中の矢印で示すように、ドライブコイル２５１の任意の３つで互いに一次独立となるように配置されている。
【０１７７】
上記の構成によれば、カプセル型内視鏡２０がドライブコイル２５１に対して近い領域または遠い領域に位置していても、２つのコイル支持部２５８のうち一方がカプセル型内視鏡２０に対して近い位置となる。そのため、センスコイル５２からカプセル型内視鏡２０の位置を求めるのに十分な強度の信号を得ることができる。
【０１７８】
〔第８の実施形態の変形例〕
次に、本発明の第８の実施形態の変形例について図４６を参照して説明する。
本変形例のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第８の実施の形態と同様であるが、第８の実施の形態とは、位置検出装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４６を用いて位置検出装置周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４６は、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置を示す概略図である。
なお、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイル以外の構成要素は第３の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１７９】
位置検出装置（位置検出手段、計算装置）３５０のドライブコイル２５１およびセンスコイル５２は、図４６に示すように、４つのドライブコイル２５１が同一平面上に配置され、センスコイル５２が、カプセル型内視鏡２０の作動範囲を介してドライブコイル２５１の配置位置と対向する位置に配置された曲面形状のコイル支持部３５８およびドライブコイル２５１の配置位置と同じ側に配置された曲面形状のコイル支持部３５８上に配置されている。
コイル支持部３５８は、カプセル型内視鏡２０の作動範囲に対して外側へ凸なる曲面形状であり、センスコイル５２は、上記曲面形状に沿うように配置されている。
なお、コイル支持部５２の形状は、上述のように上記動範囲に対して外側へ凸なる曲面形状であってもよいし、その他の曲面形状であってもよく、特に限定するものではない。
【０１８０】
上記の構成によれば、センスコイル５２の配置自由度が向上するので、センスコイル５２が被検者１との干渉するのを防止することができる。
【０１８１】
〔第９の実施形態〕
次に、本発明の第９の実施形態の変形例について図４７を参照して説明する。
本変形例のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、位置検出装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４７を用いて位置検出装置周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４７は、本実施形態におけるカプセル型内視鏡システムの概略を示す図である。
なお、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイル以外の構成要素は第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１８２】
カプセル型内視鏡システム（カプセル型医療装置システム）５１０は、図４７に示すように、体腔内管路の内壁面を光学的に撮像し画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）５２０と、カプセル型内視鏡５２０の位置を検出する位置検出装置（位置検出手段）５５０と、検出されたカプセル型内視鏡５２０の位置および施術者の指示に基づきカプセル型内視鏡５２０を誘導する磁気誘導装置７０と、カプセル型内視鏡５２０から送信された画像信号を表示する画像表示装置８０と、から概略構成されている。
【０１８３】
位置検出装置５５０は、図４７に示すように、カプセル型内視鏡５２０の磁気誘導コイル（内部磁場検出手段）で発生した誘導磁場を検知するセンスコイル５２を備えている。
センスコイル５２から位置検出装置５５０までの間には、位置検出装置５５０からの出力に基づきセンスコイル５２からのカプセル型内視鏡２０の位置情報などを含んだ交流電流を選択するセンスコイルセレクタ５６と、センスコイルセレクタ５６を通過した上記交流電流から振幅値を抽出し位置検出装置５５０へ出力するセンスコイル受信回路５７と、が配置されている。
【０１８４】
カプセル型内視鏡５２０の磁気誘導コイルには発振回路が接続されている。発振回路を磁気誘導コイルに接続することにより、ドライブコイル等を用いることなく磁気誘導コイルから磁場を発生させることができ、発生させた磁場をセンスコイル５２で検出できる。
【０１８５】
〔第１０の実施形態〕
次に、本発明の第１０の実施形態について図４８を参照して説明する。
本実施形態のカプセル型内視鏡誘導システムの基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、位置検出装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４８を用いて位置検出装置周辺のみを説明し、磁気誘導装置等の説明を省略する。
図４８は、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置を示す概略図である。
なお、位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイル以外の構成要素は第１の実施の形態と同じであるため、その説明を省略する。
【０１８６】
カプセル型内視鏡システム６１０は、図４８に示すように、体腔内管路の内壁面を光学的に撮像し画像信号を無線で送信するカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）６２０と、カプセル型内視鏡６２０の位置を検出する位置検出装置（位置検出手段）６５０と、検出されたカプセル型内視鏡６２０の位置および施術者の指示に基づきカプセル型内視鏡６２０を誘導する磁気誘導装置７０と、カプセル型内視鏡２０から送信された画像信号を表示する画像表示装置８０と、から概略構成されている。
【０１８７】
位置検出装置６５０は、図４８に示すように、カプセル型内視鏡６２０内の後述する磁気誘導コイルに誘導磁場を発生させるドライブコイル（駆動部）６５１と、後述する誘導起電力情報に基づいてカプセル型内視鏡６２０の位置を演算するとともにドライブコイル６５１により形成される交流磁場を制御するドライブコイルセレクタ５５と、から概略構成されている。
【０１８８】
また、ドライブコイル６５１は空芯コイルとして形成されているとともに、ヘルムホルツコイル７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚよりも内側であって、図中に示す３つの平面形状のコイル支持部５８により支持されている。１つのコイル支持部５８には、９個のドライブコイル６５１がマトリクス状に配置されていて、位置検出装置６５０全体には２７個のドライブコイル６５１が備えられている。
【０１８９】
画像表示装置８０は、図４８に示すように、カプセル型内視鏡６２０から送信された画像および後述する誘導起電力情報を受信する画像受信回路６８１と、受信された画像信号および回転磁場制御回路７３からの信号に基づいて画像を表示する表示部８２とから構成されている。
カプセル型内視鏡６２０の磁気誘導コイルには、誘導起電力を検出する起電力検出回路が接続されている。
【０１９０】
次に、上述のカプセル型内視鏡システム６１０における作用について説明する。
ドライブコイルセレクタ５５は、位置検出装置６５０の信号に基づき、ドライブコイル６５１を時系列に切り換えて交流磁場を生成する。生成された交流磁場は、カプセル型内視鏡６２０の磁気誘導コイルに作用して誘導起電力を生じさせる。
磁気誘導コイルに接続された起電力検出回路は、上記誘導起電力に基づく誘導起電力情報を検出する。
【０１９１】
カプセル型内視鏡６２０は、取得した画像データを画像受信回路６８１に無線送信する際に、検出した誘導起電力情報を画像データに重ねて無線送信する。画像データおよび誘導起電力情報を受け取った画像受信回路６８１は、画像データを表示部８０に送信し、誘導起電力情報を位置検出装置６５０に送信する。位置検出装置６５０は、誘導起電力情報に基づいてカプセル内視鏡の位置および向きを算出する。
このように構成することにより、位置検出装置６５０にセンスコイルを持たない構成においても、カプセル内視鏡の位置および方向を検出することができる。また、誘導起電力情報を画像データに重ねて送ることにより、カプセル型内視鏡に新たな送信装置を追加することなく、位置検出装置６５０を動作させることができる。
【０１９２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の実施形態において、生体情報取得手段として撮像部３０を備えたカプセル型内視鏡（カプセル型医療装置）に適用して説明したが、生体情報取得手段として撮像部３０のみでなく、血液センサを備えて出血部を確認できるカプセル型医療装置や、遺伝子センサを備えて遺伝子診断を行えるカプセル型医療装置や、薬剤放出手段を備えて薬剤を散布できるカプセル型医療装置や、マーキング手段を備えて体腔内にマーキングを残すカプセル型医療装置や、体液、組織採取手段を備えて体腔内の液体、組織を採取できるカプセル型医療装置など、さまざまなものに適用することができる。
また、上述の実施形態において、外部と独立したカプセル型内視鏡に適用して説明したが、外部と紐状の部材を介して接続された、紐付きのカプセル型内視鏡に適用して説明することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１９３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るカプセル型内視鏡システムの概略図である。
【図２】カプセル型内視鏡システムの斜視図である。
【図３】カプセル型内視鏡システムの断面を示す概略図である。
【図４】図１のセンスコイル受信回路の回路構成を示す概略図である。
【図５】図１のカプセル型内視鏡の構成を示す概略図である。
【図６】図５のカプセル型内視鏡における駆動用磁石を示す図である。
【図７】図５のカプセル型内視鏡における誘導磁場発生部を説明する図である。
【図８】図５のカプセル型内視鏡における誘導磁場発生部の周波数特性を示すグラフである。
【図９】ドライブコイルおよび磁気誘導コイルの配置関係を示す図である。
【図１０】ドライブコイルおよびセンスコイルの配置関係を示す図である。
【図１１】ドライブコイルおよびセンスコイルの他の配置関係を示す図である。
【図１２】ドライブコイルおよびセンスコイルの他の配置関係を示す図である。
【図１３】実験に用いられた実験装置の概要を説明する図である。
【図１４】図１３の実験装置における磁気誘導コイルと磁気誘導コイル内に配置される物とを説明する図である。
【図１５】図１３の実験装置におけるセンスコイルのゲイン変化および位相変化の関係を表した図である。
【図１６】図１３の実験装置におけるセンスコイルのゲイン変化および位相変化の関係を表した図である。
【図１７】図１３の実験装置における磁気誘導コイルと駆動用磁石との位置関係を示す図である。
【図１８】図１３の実験装置に用いられた中実な駆動用磁石の構成を説明する図である。
【図１９】図１３の実験装置に用いられた中空な駆動用磁石の構成を説明する図である。
【図２０】５つの磁石片からなる駆動用磁石における、センスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２１】５つの磁石片からなる駆動用磁石であって、各磁石片の間に絶縁体を挟んだ場合におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２２】３つの磁石片からなる駆動用磁石４５であって、各磁石片の間に絶縁体を挟んだ場合におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２３】１つの磁石片からなる駆動用磁石４５の場合におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２４】駆動用磁石と磁気誘導コイルとの距離が０ｍｍの場合におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２５】駆動用磁石と磁気誘導コイルとの距離が５ｍｍの場合におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２６】駆動用磁石と磁気誘導コイルとの距離が１０ｍｍの場合におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２７】中空な駆動用磁石におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２８】大型の中空駆動用磁石におけるセンスコイルの周波数特性を表した図である。
【図２９】駆動用磁石と磁気誘導コイルとの距離と、磁気誘導コイルの出力振幅の大きさとの関係を表した図である。
【図３０】駆動用磁石が形成する磁場強度を計測する装置の概略を示す図である。
【図３１】磁気誘導コイルの中心に駆動用磁石が形成した磁場の強度と、磁気誘導コイルの出力振幅の大きさとの関係を表した図である。
【図３２】図７のパーマロイ膜４１Ｂにおけるヒステリシス曲線等を示す図である。
【図３３】図７のパーマロイ膜４１Ｂにおける可逆磁化率を示すグラフである。
【図３４】パーマロイ膜４１Ｂ内における有効磁場の強度を説明する模式図である。
【図３５】パーマロイ膜４１Ｂにおける反磁場係数を説明する模式図である。
【図３６】本発明における第２の実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す図である。
【図３７】図３６に示すカプセル型内視鏡における駆動用磁石の構成を示す図である。
【図３８】本発明における第３の実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す図である。
【図３９】本発明における第４の実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す図である。
【図４０】本発明における第５の実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す図である。
【図４１】図４０に示すカプセル型内視鏡における駆動用磁石の構成を示す図である。
【図４２】本発明における第６の実施形態に係るカプセル型内視鏡の構成を示す図である。
【図４３】本発明における第７の実施形態に係る位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置を示す概略図である。
【図４４】カプセル型内視鏡システムの断面を示す概略図である。
【図４５】本発明の第８の実施形態に係る位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置関係を示す図である。
【図４６】本発明の第８の実施形態の変形例に係る位置検出装置のドライブコイルおよびセンスコイルの配置関係を示す図である。
【図４７】本発明の第９の実施形態に係るカプセル型内視鏡システムの概略図である。
【図４８】本発明の第１０の実施形態に係るカプセル型内視鏡システムの概略図である。
【図４９】磁場発生手段としての電磁石システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１９４】
１ 被検者
１０，５１０，６１０ カプセル型内視鏡システム（医療装置システム）
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，５２０，６２０ カプセル型内視鏡（医療装置）
３０ 撮像部（生体情報取得手段）
３９ 電池（電源手段）
４０，２４０，３４０ 誘導磁場発生部（誘導磁場発生手段）
４１Ｂ，２４１Ｂ パーマロイ膜（コア）
４２，２４２，３４２ 磁気誘導コイル（内蔵コイル）
４３，２４３，３４３ ＬＣ共振回路（回路）
４５，１４５，４４５，５４５ 駆動用磁石（磁石）
４５ａ，１４５ａ 大磁石片（磁石片）
４５ｂ，１４５ｂ 中磁石片（磁石片）
４５ｃ，１４５ｃ 小磁石片（磁石片）
４５ｄ，１４５ｄ，４４５ｄ 絶縁体（絶縁材）
５０，１５０，２５０，３５０，５５０，６５０ 位置検出装置（位置検出手段，計算装置）
５１，１５１，２５１，６５１ ドライブコイル（駆動部）
５２ センスコイル（磁気検出部）
５６ センスコイルセレクタ（磁気センサ選択手段）
７１ ３軸ヘルムホルツコイルユニット（駆動用磁場発生手段）
７３ 回転磁場制御回路（磁場方向制御手段）
４４５ａ，４４５ｂ，４４５ｃ 磁石片
Ｒ 回転軸（中心軸線）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの磁石と、磁性材料から構成されたコアを有する内蔵コイルを含む回路と、を有し、
被検者の体外に配置された磁気式の位置検出手段により、前記内蔵コイルの位置が検出される医療装置であって、
前記コアが、前記磁石の形成する磁場により磁気飽和しない位置に配置されている医療装置。
【請求項２】
前記コアの形状が、前記コアにおける前記内蔵コイルの中心軸線方向に係る反磁場係数が他の方向に係る反磁場係数と比べて小さくなる形状であり、
前記コアの位置における前記磁石が形成する磁場方向が、前記中心軸線方向と交差する方向である請求項１記載の医療装置。
【請求項３】
前記磁石が前記内蔵コイルの位置に形成する磁場方向と、前記コアにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とが異なる請求項１記載の医療装置。
【請求項４】
前記磁石が前記内蔵コイルの位置に形成する磁場方向と、前記コアにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とのなす角度が略９０度である請求項３記載の医療装置
【請求項５】
前記コアが、前記中心軸線方向に係る反磁場係数が他の方向に係る反磁場係数よりも小さくなるように配置され、
前記磁石が前記内蔵コイルの位置に形成する磁場方向と、前記中心軸線方向とが略直交する請求項１または２に記載の医療装置。
【請求項６】
前記磁石は、重心が前記中心軸線上に位置するように配置され、
前記磁石の磁化方向が前記中心軸線と略直交する請求項５記載の医療装置。
【請求項７】
前記磁石の磁場により形成される前記コア内の磁束密度が前記コアにおける飽和磁束密度の１／２以下となる位置に、前記内蔵コイルが配置されている請求項１記載の医療装置。
【請求項８】
前記回路が共振回路である請求項１から７のいずれかに記載の医療装置。
【請求項９】
前記内蔵コイルが中空構造を有し、
前記コアが、前記中心軸線方向に対する垂直な断面において略Ｃ字状となるように形成され、
前記コアが前記中空構造の内部に配置されている請求項１から８のいずれかに記載の医療装置。
【請求項１０】
被検者の体内の情報を取得する生体情報取得手段を有し、
前記磁石が中空構造を有し、
該中空構造の内部に少なくとも前記生体情報取得手段の一部が配置されている請求項７または８に記載の医療装置。
【請求項１１】
前記磁石が、複数の磁石片の集合体から形成され、
前記複数の磁石片の間には、絶縁材が配置されている請求項１に記載の医療装置。
【請求項１２】
前記複数の磁石が、略板状に形成されている請求項１１記載の医療装置。
【請求項１３】
前記複数の磁石片が、その厚さ方向に着磁されている請求項１２記載の医療措置。
【請求項１４】
前記複数の磁石片が、その面に沿う方向に着磁されている請求項１２記載の医療装置。
【請求項１５】
前記複数の磁石片の集合体である磁石が略筒状に形成されている請求項１１または１２に記載の医療装置。
【請求項１６】
前記内蔵コイルが２つ設けられ、
該２つの内蔵コイルは、それぞれの中心軸線が一致するように配置されるとともに、前記中心軸線方向に離れて配置され、
前記磁石が前記２つの内蔵コイルの間に配置されている請求項１から１５のいずれかに記載の医療装置。
【請求項１７】
前記磁石が２つ設けられ、
該２つの前記磁石は前記内蔵コイルの中心軸線方向に離れて配置され、
前記内蔵コイルが前記２つの磁石の間に配置されている請求項１から１５のいずれかに記載の医療装置。
【請求項１８】
被検者の体内に投入されるとともに、該被検者の体内の情報を取得する生体情報取得手段を有するカプセル型医療装置である請求項１から１７に記載の医療装置。
【請求項１９】
前記内蔵コイルが中空構造を有し、
該中空構造の内部に少なくとも前記生体情報取得手段の一部が配置されている請求項１８記載の医療装置。
【請求項２０】
前記回路または／および前記生体試料取得手段を駆動する電源手段を備え、
前記内蔵コイルが中空構造を有し、
該中空構造の内部に前記電源手段が配置されている請求項１８に記載の医療装置。
【請求項２１】
前記回路または／および前記生体情報取得手段を駆動する電源手段を備え、
前記磁石が中空構造を有し、
該中空構造の内部に前記電源手段が配置されている請求項１８に記載の医療装置。
【請求項２２】
請求項１から請求項２１のいずれかに記載の医療装置と、
前記内蔵コイルに誘導磁場を発生させる駆動部と前記内蔵コイルにより発生された誘導磁場を検出する磁気検出部とを有する位置検出手段と、を備え、
前記回路が、前記内蔵コイルから前記位置検出手段に向けて磁場を発生させる磁場発生手段である医療装置システム。
【請求項２３】
前記位置検出手段の前記駆動部が、前記内蔵コイルが配置されている領域に磁場を形成し、
前記磁場発生手段が、前記位置検出手段が形成した磁場を前記内蔵コイルにより受け、前記内蔵コイルから誘導磁場を発生する請求項２２記載の医療装置システム。
【請求項２４】
前記位置検出手段が、複数の前記磁気検出部と、該複数の磁気検出部の出力に基づき前記内蔵コイルの少なくとも位置・方向のいずれか一方を計算する計算装置と、を有する請求項２２または２３に記載の医療装置システム。
【請求項２５】
請求項１から請求項２１のいずれかに記載の医療装置と、
複数の方向から前記内蔵コイルの配置されている領域に磁場を形成する駆動部を有する位置検出手段と、を備え、
前記回路が、前記位置検出手段が形成した複数の磁場を受信する内部磁場検出部と、受信された複数の磁場情報を前記位置検出手段に向けて送信する位置情報送信手段とを有する医療装置システム。
【請求項２６】
前記位置検出手段が、前記内部磁場検出部で検出された複数の磁場情報に基づいて前記内蔵コイルの少なくとも位置・方向のいずれか一方を計算する計算装置を有する請求項２５に記載の医療装置システム。
【請求項２７】
前記医療装置の作動範囲の外部に配置され、前記磁石に対して作用させる駆動用磁場を発生する駆動用磁場発生手段と、
該駆動用磁場発生手段を制御することにより、前記駆動用磁場の方向を制御する磁場方向制御手段と、を備える請求項２４または２６に医療装置システム。
【請求項１】
少なくとも１つの磁石と、磁性材料から構成されたコアを有する内蔵コイルを含む回路と、を有し、
被検者の体外に配置された磁気式の位置検出手段により、前記内蔵コイルの位置が検出される医療装置であって、
前記コアが、前記磁石の形成する磁場により磁気飽和しない位置に配置されている医療装置。
【請求項２】
前記コアの形状が、前記コアにおける前記内蔵コイルの中心軸線方向に係る反磁場係数が他の方向に係る反磁場係数と比べて小さくなる形状であり、
前記コアの位置における前記磁石が形成する磁場方向が、前記中心軸線方向と交差する方向である請求項１記載の医療装置。
【請求項３】
前記磁石が前記内蔵コイルの位置に形成する磁場方向と、前記コアにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とが異なる請求項１記載の医療装置。
【請求項４】
前記磁石が前記内蔵コイルの位置に形成する磁場方向と、前記コアにおける反磁場係数が最も小さくなる方向とのなす角度が略９０度である請求項３記載の医療装置
【請求項５】
前記コアが、前記中心軸線方向に係る反磁場係数が他の方向に係る反磁場係数よりも小さくなるように配置され、
前記磁石が前記内蔵コイルの位置に形成する磁場方向と、前記中心軸線方向とが略直交する請求項１または２に記載の医療装置。
【請求項６】
前記磁石は、重心が前記中心軸線上に位置するように配置され、
前記磁石の磁化方向が前記中心軸線と略直交する請求項５記載の医療装置。
【請求項７】
前記磁石の磁場により形成される前記コア内の磁束密度が前記コアにおける飽和磁束密度の１／２以下となる位置に、前記内蔵コイルが配置されている請求項１記載の医療装置。
【請求項８】
前記回路が共振回路である請求項１から７のいずれかに記載の医療装置。
【請求項９】
前記内蔵コイルが中空構造を有し、
前記コアが、前記中心軸線方向に対する垂直な断面において略Ｃ字状となるように形成され、
前記コアが前記中空構造の内部に配置されている請求項１から８のいずれかに記載の医療装置。
【請求項１０】
被検者の体内の情報を取得する生体情報取得手段を有し、
前記磁石が中空構造を有し、
該中空構造の内部に少なくとも前記生体情報取得手段の一部が配置されている請求項７または８に記載の医療装置。
【請求項１１】
前記磁石が、複数の磁石片の集合体から形成され、
前記複数の磁石片の間には、絶縁材が配置されている請求項１に記載の医療装置。
【請求項１２】
前記複数の磁石が、略板状に形成されている請求項１１記載の医療装置。
【請求項１３】
前記複数の磁石片が、その厚さ方向に着磁されている請求項１２記載の医療措置。
【請求項１４】
前記複数の磁石片が、その面に沿う方向に着磁されている請求項１２記載の医療装置。
【請求項１５】
前記複数の磁石片の集合体である磁石が略筒状に形成されている請求項１１または１２に記載の医療装置。
【請求項１６】
前記内蔵コイルが２つ設けられ、
該２つの内蔵コイルは、それぞれの中心軸線が一致するように配置されるとともに、前記中心軸線方向に離れて配置され、
前記磁石が前記２つの内蔵コイルの間に配置されている請求項１から１５のいずれかに記載の医療装置。
【請求項１７】
前記磁石が２つ設けられ、
該２つの前記磁石は前記内蔵コイルの中心軸線方向に離れて配置され、
前記内蔵コイルが前記２つの磁石の間に配置されている請求項１から１５のいずれかに記載の医療装置。
【請求項１８】
被検者の体内に投入されるとともに、該被検者の体内の情報を取得する生体情報取得手段を有するカプセル型医療装置である請求項１から１７に記載の医療装置。
【請求項１９】
前記内蔵コイルが中空構造を有し、
該中空構造の内部に少なくとも前記生体情報取得手段の一部が配置されている請求項１８記載の医療装置。
【請求項２０】
前記回路または／および前記生体試料取得手段を駆動する電源手段を備え、
前記内蔵コイルが中空構造を有し、
該中空構造の内部に前記電源手段が配置されている請求項１８に記載の医療装置。
【請求項２１】
前記回路または／および前記生体情報取得手段を駆動する電源手段を備え、
前記磁石が中空構造を有し、
該中空構造の内部に前記電源手段が配置されている請求項１８に記載の医療装置。
【請求項２２】
請求項１から請求項２１のいずれかに記載の医療装置と、
前記内蔵コイルに誘導磁場を発生させる駆動部と前記内蔵コイルにより発生された誘導磁場を検出する磁気検出部とを有する位置検出手段と、を備え、
前記回路が、前記内蔵コイルから前記位置検出手段に向けて磁場を発生させる磁場発生手段である医療装置システム。
【請求項２３】
前記位置検出手段の前記駆動部が、前記内蔵コイルが配置されている領域に磁場を形成し、
前記磁場発生手段が、前記位置検出手段が形成した磁場を前記内蔵コイルにより受け、前記内蔵コイルから誘導磁場を発生する請求項２２記載の医療装置システム。
【請求項２４】
前記位置検出手段が、複数の前記磁気検出部と、該複数の磁気検出部の出力に基づき前記内蔵コイルの少なくとも位置・方向のいずれか一方を計算する計算装置と、を有する請求項２２または２３に記載の医療装置システム。
【請求項２５】
請求項１から請求項２１のいずれかに記載の医療装置と、
複数の方向から前記内蔵コイルの配置されている領域に磁場を形成する駆動部を有する位置検出手段と、を備え、
前記回路が、前記位置検出手段が形成した複数の磁場を受信する内部磁場検出部と、受信された複数の磁場情報を前記位置検出手段に向けて送信する位置情報送信手段とを有する医療装置システム。
【請求項２６】
前記位置検出手段が、前記内部磁場検出部で検出された複数の磁場情報に基づいて前記内蔵コイルの少なくとも位置・方向のいずれか一方を計算する計算装置を有する請求項２５に記載の医療装置システム。
【請求項２７】
前記医療装置の作動範囲の外部に配置され、前記磁石に対して作用させる駆動用磁場を発生する駆動用磁場発生手段と、
該駆動用磁場発生手段を制御することにより、前記駆動用磁場の方向を制御する磁場方向制御手段と、を備える請求項２４または２６に医療装置システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【公開番号】特開２００６−１９２２５２（Ｐ２００６−１９２２５２Ａ）
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７５１０５（Ｐ２００５−２７５１０５）
【出願日】平成１７年９月２２日（２００５．９．２２）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２２日（２００５．９．２２）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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