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JP4089778B2 - Energy supply equipment - Google Patents

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JP4089778B2
JP4089778B2 JP2002323968A JP2002323968A JP4089778B2 JP 4089778 B2 JP4089778 B2 JP 4089778B2 JP 2002323968 A JP2002323968 A JP 2002323968A JP 2002323968 A JP2002323968 A JP 2002323968A JP 4089778 B2 JP4089778 B2 JP 4089778B2
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    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/041Capsule endoscopes for imaging
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の機器に対して非接触にて電気的エネルギーを供給するエネルギー供給装置及び方法に係り、詳しくは、一次コイルに電流を流すことによって前記機器に設けられた二次コイルに電気的エネルギーを誘起させるようにしたエネルギー供給装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、患者の体内に挿入されたカプセル状の医療用機器に電磁波を利用して体外からエネルギーを供給するエネルギー供給装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この従来のエネルギー供給装置は、ループコイルで構成された放射アンテナから医療用機器が体内に挿入された患者の体全周に対して電磁波を照射するようにしている。体内に滞留する医療用機器は、患者に照射された前記電磁波をアンテナにて受信し、その受信した電磁波から得られる電気的なエネルギーを蓄電池に蓄えるようにしている。
【0003】
また、従来、電磁波を利用して体内に挿入された医療用機器にエネルギーを供給する他のエネルギー供給装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。この従来のエネルギー供給装置は、体内に滞留する医療用機器に設けられたワイヤコイル(テレメトリー)に電磁気的に結合するワイヤコイル(テレメトリー)を使って皮膚に穿孔することなく電力を供給するものである。
【0004】
前述したような各エネルギー供給装置によれば、体内に滞留する医療用機器に対して非接触にてエネルギーを供給することができる。このため、体内に挿入すべき医療用機器に特別な電源を設ける必要がなくなり、その医療用機器の小型化を図ることができるようになる。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−135832号公報(5頁、左欄、段落0046〜6頁、左欄、段落0059、図7、図8)
【特許文献2】
特表平9−503933号公報(20頁、図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した前者のエネルギー供給装置からエネルギーの供給を受ける医療用機器に備えられたアンテナは何らかの指向性を有する。このため、固定的に設けられた単一の放射アンテナから発生する電磁波を利用して体内に滞留する医療用機器に備えられたアンテナに電気エネルギーを誘起させるようにした前記エネルギー供給装置では、体内において三次元的にその方向が変化し得る機器(アンテナ)に対して効率的にエネルギーを供給できない場合がある。
【0007】
また、前述した後者のエネルギー供給装置でも、体内において医療用機器が三次元的にその方向を変化させると、エネルギー供給装置側に設けられたワイヤコイル(テレメータ)と医療用機器側に設けられたワイヤコイル(テレメータ)の電磁気的結合関係が変化して効率的にエネルギーを供給できない場合がある。
【0008】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、機器がどのような向きにあってもその機器に対して非接触にて効率的にエネルギーを供給できるようなエネルギー供給装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエネルギー供給装置は、それぞれ異なる方向に磁界を発生するように身体に巻かれて設置される複数の一次コイルと、前記複数の一次コイルに対して所定の周期で変化する電圧を供給する電源装置とを備え、前記複数の一次コイルから発生する磁界により身体内に滞留する機器に備えられた二次コイルに電気的エネルギーを誘起させるようにしたエネルギー供給装置であって、前記複数の一次コイルのそれぞれから供給しているエネルギーの量を検出するエネルギー供給量検出手段と、前記エネルギー供給量検出手段での検出結果に基づいて、エネルギー供給量が最大となる一次コイルに対して最大の電圧が供給されるように、前記電源装置から前記複数の一次コイルに供給される電圧を制御する制御手段とを有する構成となる。
【0010】
このような構成によれば、身体に巻かれる複数の一次コイルのそれぞれは、発生する磁界の方向と前記身体内に滞留する機器に備えられた二次コイルの向きに応じた度合をもって前記二次コイルと磁気的に結合し、前記二次コイルに電気的エネルギーを誘起させることになる。また、エネルギー供給量が最大となる一次コイルに対して最大の電圧が供給されるように電源装置から前記複数の一次コイルに供給される電圧が制御されるので、身体外の前記複数の一次コイルから身体内の機器に対してより効率的なエネルギー供給を行うことができるようになる。
【0011】
また、本発明に係るエネルギー供給装置は、前記複数の一次コイルが、所定の三次元直交座標系の各軸に平行となる磁界を発生するように設置される3つの一次コイルを含む構成とすることができる。
【0012】
このような構成により、機器が滞留する身体内に設定される所定の三次元直交座標の各軸に平行となる3つの磁界により前記機器に備えられた二次コイルに電気的エネルギーが誘起されることになる。
【0015】
また、本発明に係るエネルギー供給装置は、前記複数の一次コイルが前記電源装置に対して並列に接続され、前記電源装置から前記複数の一次コイルに対して並列的に電圧が供給されるようにした構成とすることができる。
【0016】
このような構成により、電源装置は複数の一次コイルのそれぞれにその一次コイルのインダクタンスを考慮した電圧を供給し得ることとなる。
【0017】
更に、本発明に係るエネルギー供給装置は、前記電源装置が、前記複数の一次コイルに対して個別に電圧を供給する複数の電源ユニットを有する構成とすることができる。
【0018】
このような構成により、各電源ユニットからそれに対応する一次コイルに対して電圧の供給が個別的になされる。それにより、複数の一次コイルのそれぞれに対して供給すべき電圧の制御を個別的に行い得ることになる。
【0021】
また、本発明に係るエネルギー供給装置は、前記エネルギー供給量検出手段が、前記複数の一次コイルのそれぞれに対して前記電源装置から所定の電圧が供給された状態で前記複数の一次コイルのそれぞれに流れる電流値を供給しているエネルギーの量として検出する電流検出手段を備えた構成とすることができる。
【0022】
このような構成により、機器に備えられた二次コイルとの磁気的結合の度合が大きいほど一次コイルに流れる電流が大きくなることを利用して、複数の一次コイルのそれぞれに対して所定の電圧が供給された状態で前記複数の一次コイルのそれぞれに流れる電流値がエネルギーの供給量として検出されることとなる。
【0023】
更に、本発明に係るエネルギー供給装置は、前記エネルギー供量検出手段が、所定周期にて前記複数の一次コイルのそれぞれから供給しているエネルギー量を繰り返し検出するようにした構成となる。
【0024】
このような構成により、機器(二次コイル)の向きの変化に応じて複数の一次コイルそれぞれからのエネルギー供給量が変化しても、的確に前記複数の一次コイルのそれぞれから供給されるエネルギー量を検出できることとなる。
【0025】
前記所定の周期は、想定される機器の向きの変化に応じて適宜定めることができる。
【0026】
本発明に係るエネルギー供給装置は、前記制御手段が、前記エネルギー供給量検出手段での検出結果に基づいて、前記複数の一次コイルのうちエネルギーの供給量が最大となる一次コイルを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された一次コイル以外の一次コイルへの電圧供給を遮断させる選択的電圧供給制御手段とを有する構成とすることができる。
【0027】
このような構成により、エネルギーの供給量が最大となる一次コイルにだけに電源装置から電圧供給がなされることとなる。このため、機器に対するより効率的なエネルギー供給を行うことができるようになる。
【0028】
また、本発明に係るエネルギー供給装置は、前記選択的電圧供給制御手段が、前記複数の一次コイルのそれぞれに対して電圧を供給するか否かを切換えるスイッチ手段と、前記検出手段での検出結果に基づいて前記スイッチ手段を制御する切換え制御手段とを有する構成とすることができる。
【0029】
このような構成により、切換え制御手段が前記検出手段にて検出されたエネルギーの供給量が最大となる一次コイル以外の一次コイルへの電圧供給を遮断するようにスイッチ手段を制御することとなる。これにより、エネルギーの供給量が最大となる一次コイルにだけ電源装置から電圧供給がなされるようになる。
【0030】
更に、本発明に係るエネルギー供給装置は、前記制御手段が、前記エネルギー供給量検出手段により検出されたエネルギー量が最大となる一次コイルに対して前記電源装置から供給される電圧を第一の値に制御し、他の一次コイルに対して前記電源装置から供給される電圧を前記第一の値より小さい第二の値に制御するようにした構成とすることができる。
【0031】
このような構成により、エネルギーの供給量が最大となる一次コイルに対して電源装置から供給される電圧の値が他の一次コイルに対して電源装置から供給される電圧の値より大きくなる。これにより、複数の一次コイルから機器に対してより効率的なエネルギー供給を行うことができるようになる。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【0033】
本発明の実施の一形態に係るエネルギー供給装置の複数の一次コイルは、図1乃至図5に示すように配置される。このエネルギー供給装置は、身体の腹部内に滞留する医療用小型機器(内視鏡等)に対してエネルギーを供給するものである。
【0034】
図1は身体Bの正面から見た各一次コイルの配置を示している。図1において、このエネルギー供給装置は、ヘルムホルツ構造となる1組のz方向一次コイル11a、11bと、ヘルムホルツ構造となる1組のx方向一次コイル12a、12bと、ヘルムホルツ構造となる1組のy方向一次コイル13a、13bとを有している。z方向一次コイル11a、11bは、医療用小型機器100が滞留することが見込まれる腹部を挟んだ身体部位に巻かれている。x方向一次コイル12a、12bは、医療用小型機器100が滞留することが見込まれる腹部の右左に配置される。また、y方向一次コイル13a、13bは、医療用小型機器100が滞留することが見込まれる腹部の前後に配置される。前記ヘルムホルツ構造となる各一次コイル対(11a、11b)、(12a、12b)、(13a、13b)は、そのコイル(円環状コイル)の直径が対となる2つのコイルの間の距離と等しくなるように設計される。
【0035】
このような各一次コイル11a、11b、12a、12b、13a、13bの配置により、それら一次コイルで囲まれる領域(腹部領域)において、身体Bの足先から頭に伸びるz軸、身体Bの右側から左側に伸びるx軸及び身体Bの前から後ろに伸びるy軸で構成される三次元直行座標系の各軸(x、y、z)に平行な磁界を生成することができる。即ち、図2に示すように、z方向一次コイル11a、11bによりz軸に平行な方向に磁界を形成することができ、x方向一次コイル12a、12bによりx軸に平行な方向に磁界を形成することができ、また、y方向一次コイル13a、13bよりy軸に平行な方向に磁界を形成することができる。
【0036】
なお、ヘルムホルツ構造のz方向一次コイル11a、11bに代えて、図3に示すように、医療用小型機器100が滞留することが見込まれる腹部に巻きつけたソレノイド型の一次コイル11を用いることもできる。また、身体Bの真上から見た各一次コイルの配置は、図4(a)に示すようになり、各一次コイルから生成され得る磁界の方向は図4(b)に示すようになる。更に、身体Bの左側から見た各一次コイルの配置は、図5(a)に示すようになり、各一次コイルから生成され得る磁界の方向は図5(b)に示すようになる。
【0037】
身体Bの腹部に滞留させる医療用小型機器100は、所定の巻き数となる二次コイル101とその二次コイル101に挿入された芯102とを備えた構造となるエネルギー受信部を有する。芯102は透磁率の大きい(例えば、1000以上が望ましい)フェライト等の磁性体で形成されることが望ましい。一体となる二次コイル101及び芯102は、医療用小型機器100の筺体内に設けることもできるし、また、その外側に設けることもできる。更に、芯102を設けることなく、二次コイル101を医療用小型機器100の筺体に巻きつけるようにしてもよい。
【0038】
前述したように配置される各一次コイルに対して電圧供給を行う電源装置の第一の構成例は、図6に示すようになる。
【0039】
図6において、この電源装置は、電池等の直流電源15及びスイッチング回路16を有する。スイッチング回路16は、直流電源15からの直流電圧に対して数kHzから数MHzの範囲の所定の周波数でオン、オフ動作を行って、その周波数をもって変化する電圧(以下、高周波電圧という)を発生する。前述したように配置される各一次コイル11a、11b、12a、12b、13a、13bと共振用コンデンサ17とが直列に接続され、その直列接続された各一次コイル11a、11b、12a、12b、13a、13b及び共振用コンデンサ17にスイッチング回路16から出力される高周波電圧が印加される。共振用コンデンサ17の容量値は、前記高周波電圧が印加される際に、各一次コイル11a、11b、12a、12b、13a、13bと共振用コンデンサ17とで直列共振がなされるように設定される。これにより、大きなエネルギーを効率よく伝送させることが可能になる。
【0040】
一方、身体Bの腹部に滞留する医療用小型機器100では、二次コイル101と共振用コンデンサ103とが直列接続され、更に、その直列接続された二次コイル101及び共振用コンデンサ103が4つのダイオードD1〜D4、インダクタンスL及びコンデンサCで構成される整流回路104に接続されている。このような構成により、二次コイル101に誘起された交流電流が整流回路104により直流に変換され、その直流電流が医療用小型機器100における電気的エネルギーとして利用される。共振用コンデンサ103の容量値は、一次コイルの場合と同様に、二次コイル101と共振用コンデンサ103とで直列共振がなされるように設定される。これにより、大きなエネルギーを効率よく取り出すことが可能となる。
【0041】
前述したように配置される各一次コイル11a、11b、12a、12b、13a、13b(図1乃至図5参照)と電源装置(図6参照)とを備えたエネルギー供給装置から身体Bの腹部に滞留する医療用小型機器100に対して次のようにしてエネルギーが供給される。
【0042】
スイッチング回路16からの高周波電圧が一次コイル11a、11b、12a、12b、13a、13b及び共振用コンデンサ17の直列回路に印加されると、それらが直列共振状態となって、各一次コイル11a、11b、12a、12b、13a、13bによって三次元直行座標系(x、y、z)の各軸に平行となる方向に磁界が形成される(図2、図4(b)、図5(b)参照)。この状態で、身体Bの腹部に任意の向きで滞留する医療用小型機器100の二次コイル101には、二次コイル101とz方向一次コイル11a、11bとの磁気的な結合度合いに応じた量の電流と、二次コイル101とx方向一次コイル12a、12bとの磁気的な結合度合いに応じた量の電流と、二次コイル101とy方向一次コイル13a、13bとの磁気的な結合度合に応じた量の電流とを重畳させた電流が誘起される。このように二次コイル101に誘起された電流は、整流回路104によって直流に変換され、医療用小型機器100のエネルギーとして利用される。
【0043】
このようなエネルギー供給装置によれば、医療用小型機器100(二次コイル101)がどのような向きにあっても、必ず3方向に形成された磁界が重畳的に二次コイル101に作用し、その3方向の磁界によって二次コイル101に電流が誘起される。このため、医療用小型機器100の向きにかかわらず医療用小型機器100に対して間断なく効率的にエネルギーの供給ができるようになる。
【0044】
前述したように配置される各一次コイル(図1乃至図5参照)に対して電圧供給を行う電源装置の第二の構成例は、図7に示すようになる。この第二の構成例は、z方向一次コイル11a、11b、x方向一次コイル12a、12b、及びy方向一次コイル13a、13bに対して並列的に電圧供給がなされる点で、前述した第一の構成例と相違する。
【0045】
図7において、この電源装置は、第一のスイッチング回路21、第二のスイッチング回路23及び第三のスイッチング回路25を有し、各スイッチング回路21、23、25に対して直流電源15からの直流電圧が並列的に供給されている。各スイッチング回路21、23、25は、前述した第一の構成例におけるスイッチング回路16と同様に、直流電源15からの直流電圧に基づいた高周波電圧を出力する。直列接続されたz方向一次コイル11a、11bと共振用コンデンサ22とが第一のスイッチング回路21に接続され、直列接続されたx方向一次コイル12a、12bと共振用コンデンサ24とが第二のスイッチング回路23に接続され、更に、y方向一次コイル13a、13bと共振用コンデンサ26とが第三のスイッチング回路25に接続されている。
【0046】
このような構成のエネルギー供給装置では、第一のスイッチング回路21からの高周波電圧がz方向一次コイル11a、11b及び共振用コンデンサ22の直列回路に印加されると、それらが直列共振状態となって、z方向一次コイル11a、11bからz軸に平行となる方向の磁界が発生する(図2、図4(b)、図5(b)参照)。また、第二のスイッチング回路23からの高周波電圧がx方向一次コイル12a、12b及び共振用コンデンサ24の直列回路に印加されると、それらが直列共振状態となって、x方向一次コイル12a、12bからx軸に平行となる方向の磁界が発生する(図2、図4(b)、図5(b)参照)。更に、第三のスイッチング回路25からの高周波電圧がy方向一次コイル13a、13b及び共振用コンデンサ26の直列回路に印加されると、それらが直列共振状態となって、y方向一次コイル13a、13bからy軸に平行となる方向の磁界が発生する(図2、図4(b)、図5(b)参照)。
【0047】
この場合も、前述した第一の構成例と同様に、医療用小型機器100(二次コイル101)がどのような向きにあっても、必ず3方向に形成された磁界が重畳的に二次コイル101に作用し、その3方向の磁界によって二次コイル101に電流が誘起されるようになる。このため、第一の構成例と同様に、医療用小型機器100の向きにかかわらず医療用小型機器100に対して間断なく効率的にエネルギーの供給ができるようになる。
【0048】
また、前述した構造の第二の構成例となるエネルギー供給装置では、各スイッチング回路21、23、25に接続される一次コイルの自己インダクタンスは、前述した第一の構成例におけるスイッチング回路16に接続される一次コイルの自己インダクタンスより小さくなるので、直流電源15の出力電圧を比較的小さくすることが可能となる。このため、直流電源15の小型化を図ることができる。
【0049】
前述したように配置される各一次コイル(図1乃至図5参照)に対して電圧供給を行う電源装置の第三の構成例は、図8に示すようになる。この第三の構成例は、各一次コイルから供給するエネルギー量に応じて各一次コイルに印加する電圧を制御する点で前述した第一及び第二の構成例と相違する。
【0050】
図8において、直列接続されたz方向一次コイル11a、11b、共振用コンデンサ22及び電流検出用抵抗器27が第一のスイッチング回路21に接続されている。また、直列接続されたx方向一次コイル12a、12b、共振用コンデンサ24及び電流検出用抵抗器29が第二のスイッチング回路23に接続されている。更に、直列接続されたy方向一次コイル13a、13b、共振用コンデンサ26及び電流検出用抵抗器31が第三のスイッチング回路25に接続されている。第一のスイッチング回路21にはスイッチSW1を介して直流電源15からの直流電圧が供給され、第二のスイッチング回路23にはスイッチSW2を介して直流電源15から直流電圧が供給され、更に、第三のスイッチング回路25にはスイッチSW3を介して直流電源15から直流電圧が供給されている。
【0051】
この電源装置は、更に、電流検出器28、30、32、タイマ35及びコンパレータ36を有している。電流検出器28は、電流検出用抵抗器27の両端電圧をz方向一次コイル11a、11bに流れる電流値として検出する。電流検出器は、電流検出用抵抗器29の両端電圧をx方向一次コイル12a、12bに流れる電流値として検出する。更に、電流検出器32は、電流検出用抵抗器31の両端電圧をy方向一次コイル13a、13bに流れる電流値として検出する。各電流検出器28、30、32からの検出信号(検出電流値に対応)がコンパレータ36に供給されている。
【0052】
負荷を一定抵抗と仮定した場合、負荷へ供給できるエネルギー量は、一次コイルと二次側の回路の整合度合いによって決まる。そして、その整合がとれたとき(最大の整合度合いのとき)に一次コイル電流も最大となり、エネルギーの供給量も最大となる。ここのことから、一次コイルに流れる電流値はその一次コイルから供給されるエネルギーの量を表す。即ち、各電流検出器28、30、32からの検出信号は、各一次コイル(11a、11b)、(12a,12b)、(13a、13b)からのエネルギーの供給量を表す。
【0053】
コンパレータ36は、各電流検出器28、30、32からの検出信号を入力し、その入力された検出信号の状態に応じた3つの制御信号(1)、(2)、(3)を出力する。制御信号(1)はスイッチSW1のオン、オフ制御を行い、制御信号(2)はスイッチSW2のオン、オフ制御を行い、更に、制御信号(3)はスイッチSW3のオン、オフ制御を行う。コンパレータ36は、各電流検出器28、30、32からの検出信号を比較し、電流検出器28からの検出信号が最も大きな検出電流値を表す場合に、スイッチSW1をオンさせるための制御信号(1)を出力すると共に、他のスイッチSW2、SW3をオフさせるための制御信号(2)及び(3)を出力する。また、電流検出器30からの検出信号が最も大きな検出電流値を表す場合、コンパレータ36からは、スイッチSW2をオンさせるための制御信号(2)が出力されると共に、他のスイッチSW1、SW3をオフさせるための制御信号(1)及び(3)が出力される。更に、電流検出器32からの検出信号が最も大きな検出電流値を表す場合、コンパレータ3からは、スイッチSW3をオンさせるための制御信号(3)が出力されると共に、他のスイッチSW1、SW2をオフさせるための制御信号(1)及び(2)が出力される。
【0054】
タイマ35は、所定周期t毎に一定時間t'のオン制御信号を出力する。このタイマ35からのオン制御信号は各スイッチSW1、SW2、及びSW3に供給される。各スイッチSW1、SW2、SW3は、タイマ35からの上記オン制御信号により、前述したコンパレータ36からの制御信号▲1▼、▲2▼、▲3▼にかかわらず、強制的に所定周期t毎に一定時間t'だけオン状態となる。
【0055】
前述したような構成の電源装置を有するエネルギー供給装置の動作を図9に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【0056】
タイマ35からのオン制御信号(タイマ出力)により各スイッチSW1、SW2、SW3は、所定周期t毎に一定時間t'だけオン状態となる。このとき、直流電源15から各スイッチング回路21、23、25に直流電圧が印加される。この直流電圧の印加により、各スイッチング回路21、23、25から各一次コイル11a、11b、12a、12b、13a、13bに対して高周波電圧の印加がなされる。これにより、前記一定時間t'、z方向一次コイル11a、11bによりz軸に平行な磁界が生成され、x方向一次コイル12a、12bによりx軸に平行な磁界が生成され、更に、y方向一次コイル13a、13bによりy軸に平行な磁界が生成される。
【0057】
この状態において、電流検出器28からのz方向一次コイル11a、11bに流れる電流値に対応した検出信号が、電流検出器30からのx方向一次コイル12a、12bに流れる電流値に対応した検出信号が、電流検出器32からのy方向一次コイル13a、13bに流れる電流値に対応した検出信号が、それぞれコンパレータ36に供給される。コンパレータ36は、これら検出信号を比較し、例えば、電流検出器30からの検出信号(x方向一次コイル12a、12bに流れる電流値に対応)が最大の電流値を表す場合、スイッチSW2をオンさせるための制御信号▲2▼を出力すると共に、スイッチSW1及びSW3をオフさせるための制御信号▲1▼及び▲3▼を出力する(図9におけるコンパレータ出力参照)。
【0058】
これにより、前記一定時間t'経過後、スイッチSW2はオン状態を維持すると共に、スイッチSW1及びSW3はオフに切換わる(図9におけるSW1、SW2、SW3参照)。この状態は次の所定周期tが開始されるタイミングまで維持される。その結果、流れる電流値が最大となる、即ち、エネルギーの供給量が最大となるx方向コイル12a、12bから発生するx軸に平行な磁界だけが身体Bの腹部に滞留する医療用小型機器100の二次コイル101に作用する。そして、その磁界により二次コイル101に誘起された電流が医療用小型機器100の電気的なエネルギーとして利用される。
【0059】
前述したような動作は前記所定周期t毎に繰り返し行われる。その過程で、例えば、時刻T1からの前記一定時間t'において電流検出器32からの検出信号(y方向一次コイル13a、13bに流れる電流値に対応)が最大の電流値を表すことをコンパレータ36が判定すると、コンパレータ36は、スイッチSW3をオンさせるための制御信号▲3▼を出力すると共に、スイッチSW1及びSW2をオフさせるための制御信号▲1▼及び▲2▼を出力する(図9におけるコンパレータ出力参照)。これにより、時刻T1でタイマ35からのオン制御信号にてオン状態に切換わったスイッチSW3は前記一定時間t'後もオン状態を維持すると共に、今までオン状態を維持してきたスイッチSW2はオフ状態に切換わり、また、スイッチSW1は前述した動作と同様にオフ状態に切換わる。
【0060】
その結果、流れる電流値が最大となる、即ち、エネルギーの供給量が最大となるy方向コイル13a、13bから発生するy軸に平行な磁界だけが身体Bの腹部に滞留する医療用小型機器100の二次コイル101に作用する。そして、その磁界により二次コイル101に誘起された電流が医療用小型機器100の電気的なエネルギーとして利用される。
【0061】
前述したような第三の構成例となる電源装置を有するエネルギー供給装置によれば、各一次コイル11a、11b、12a、12b、13a、13bからのエネルギーの供給量が所定周期t毎に検出され、その検出結果に基づいて、常に最大のエネルギーを供給している一次コイルから磁界の発生がなされる。その結果、エネルギー供給におけるロスの大きい一次コイルからの磁界発生が停止されることとなるので、医療小型機器100に対するより効率的なエネルギー供給が可能となる。
【0062】
なお、各一次コイルからのエネルギー供給量の測定周期となる前記所定の周期tは、身体B内での医療用小型機器100の予想される挙動に基づいて決められる。また、前記エネルギー供給量(電流値)の測定時間となる前記一定時間t'は、電源装置の処理能力、前記所定周期tとの関係などから決めることができる。例えば、前記所定の周期tが数秒程度、前記一定時間が数ミリ秒程度に決めることができる。
【0063】
電源装置の第四の構成例は、図10に示すようになる。この第四の構成例は、各一次コイルからのエネルギー供給量に応じて各一次コイルに印加する電圧を制御する点で前述した第三の構成例と共通するが、各一次コイルから継続的に磁界を発生させる点で相違する。
【0064】
図10において、この電源装置は、前述した第三の構成例と同様に、第一のスイッチング回路21、第二のスイッチング回路23及び第三のスイッチング回路25を有している。第一のスイッチング回路21には第一の直流電源15aからの直流電圧がスイッチSW1を介して印加され、第二のスイッチング回路23には第二の直流電源15bからの直流電圧がスイッチSW2を介して印加され、更に、第三のスイッチング回路25には第三の直流電源15cからの直流電圧がスイッチSW3を介して印加されている。
【0065】
第一のスイッチング回路21、z方向一次コイル11a、11b、共振用コンデンサ22、電流検出用抵抗器27及び電流検出器28の接続関係、第二のスイッチング回路23、x方向一次コイル12a、12b、共振用コンデンサ24、電流検出用抵抗器29及び電流検出器28の接続関係、及び、第三のスイッチング回路25、y方向一次コイル13a、13b、共振用コンデンサ26、電流検出用抵抗器31及び電流検出器32の接続関係は、それぞれ、前述した第三の構成例の場合と同様となっている。また、タイマ35も前述した第三の構成例の場合と同様に、各スイッチSW1、SW2、SW3に対して、所定周期t毎に一定時間t'のオン制御信号を供給している。
【0066】
スイッチSW1に並列的に第一の制御素子42が接続され、スイッチSW2に並列的に第二の制御素子43が接続され、更に、スイッチSW3に並列的に第三の制御素子44が接続されている。この電源装置は、更に、制御部41を有している。制御部41は、各電流検出器28、30、32からの検出信号(1)、(2)、(3)を入力し、それらの検出信号(1)、(2)、(3)に応じて制御信号(1)'、(2)'、(3)'を出力する。前記制御信号(1)'は第一の制御素子42に供給され、前記制御信号(2)'は第二の制御素子43に供給され、更に、前記制御信号(3)'は第三の制御素子44に供給される。各制御素子42、43、44は、供給される制御信号(1)'、(2)'、(3)'に応じて各直流電源15a、15b、15cから各スイッチング回路21、23、25に印加される直流電圧を制御する。
【0067】
制御部41は、各電流検出器28、30、32から入力される検出信号(1)、(2)、(3)のうち最大の電流値を表す検出信号に対応した制御信号をレベルL1とし、他の制御信号を前記レベルL1より低いレベルL2(例えば、1/2・L1)とする。そして、各制御素子42、43、44は、前記レベル1の制御信号が供給されると、対応する直流電源からの直流電圧がそのままスイッチング回路に印加するようにし、前記レベル2の制御信号が供給されると、対応する直流電源からの直流電圧より小さい直流電圧(例えば、1/2の直流電圧)をスイッチング回路に印加するように動作する。
【0068】
前述したような構成の電源装置を有するエネルギー供給装置の動作を図11に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【0069】
タイマ35からのオン制御信号(タイマ出力)により各スイッチSW1、SW2、SW3は、所定周期t毎に一定時間t'だけオン状態となる。このとき、各直流電源15a、15b、15cからの直流電圧がそのまま各スイッチSW1、SW2、SW3を介して各スイッチング回路21、23、25に印加される。この状態で、前述した第三の構成例と同様に、各一次コイルから供給されるエネルギー量が検出される。即ち、各電流検出器28、30、32からそれぞれに対応する一次コイルに流れる電流値に対応した検出信号▲1▼、▲2▼、▲3▼が制御部41に入力する(図11における制御入力参照)。そして、制御部41はその入力された検出信号▲1▼、▲2▼、▲3▼に応じた制御信号▲1▼'、▲2▼'、▲3▼'を出力する(図11における制御出力参照)。
【0070】
例えば、電流検出器30からの検出信号(2)が最大の電流値を表す場合、制御部41は、レベルL1の制御信号(2)'とレベルL2となる制御信号(1)'及び(3)'を出力する。このようなレベルとなる各制御信号(1)'、(2)'、(3)'が第一の制御素子41、第二の制御素子42、第三の制御素子43に供給されると、第二の制御素子42は、第二の直流電源15bからの直流電圧をそのまま第二のスイッチング回路23に印加するよう動作し、第一及び第三の制御素子41、43は、第一及び第三の直流電源15a、15cからの直流電圧より小さい直流電圧を第一及び第三のスイッチング回路21、25に印加するように動作する。
【0071】
これにより、前記一定時間t'経過後に各スイッチSW1、SW2、SW3がオフ状態に切換えられると、第一のスイッチング回路21及び第三のスイッチング回路25に印加される直流電圧は低下する一方、第二のスイッチング回路23に印加される直流電圧は維持される(図11のスイッチング回路入力参照)。この状態は次の所定周期tが開始されるタイミングまで維持される。その結果、流れる電流値が最大となる、即ち、エネルギーの供給量が最大となるx方向一次コイル12a、12bには第二の直流電源15bからの直流電圧に対応した高周波電圧が印加され、他の一次コイル(11a、11b)、(13a、13b)には第一及び第三の直流電源15a、15bからの直流電圧より小さい直流電圧に対応した高周波電圧が印加される。
【0072】
このような状況では、x方向一次コイル12a、12bから発生されるx軸に平行な磁界が、z方向一次コイル11a、11bから発生されるz軸に平行な磁界およびy方向一次コイル13a、13bから発生されるy軸に平行な磁界より大きくなる。このような大きさの関係となるz軸、x軸、y軸のそれぞれに平行な磁界が身体Bの腹部に滞留する医療用小型機器100の二次コイル101に重畳的に作用し、その各磁界により二次コイル101に誘起された電流が医療用小型機器100において電気的エネルギーとして利用される。
【0073】
前述したような動作は前記所定周期t毎に繰り返し行われる。その過程で、例えば、時刻T1からの前記一定時間t'において電流検出器32からの検出信号(3)が最大の電流値を表すものとなると、制御部41は、制御信号(3)'をレベルL2からレベルL1に切換えると共に、制御信号(2)'をレベルL1からレベルL2に切換え、制御信号(1)'をレベルL2に維持する。これら各制御信号(1)'、(2)’、(3)'に基づいた各制御素子41、42、43の動作により、第三のスイッチング回路25に印加する直流電圧が第三の直流電源15cから供給される直流電圧に上昇される一方、第二のスイッチング回路23に印加する直流電圧が第二の直流電源15bから供給される直流電圧から低下される。また、第一のスイッチング回路21は、第一の直流電源15aから供給される直流電圧より低い直流電圧が印加された状態が維持される。
【0074】
その結果、流れる電流値が最大となる、即ち、エネルギーの供給量が最大となるy方向一次コイル13a、13bから発生されるy軸に平行な磁界が、z方向一次コイル11a、11bkら発生されるz軸に平行な磁界およびx方向一次コイル12a、12bから発生されるx軸に平行な磁界より大きくなる。従って、時刻T1において大きさの関係が前記のように変化したz軸、x軸、y軸のそれぞれに平行な磁界が身体Bの腹部に滞留する医療用小型機器100の二次コイル101に重畳的に作用し、その各磁界により二次コイル101に誘起された電流が医療用小型機器100において電気的エネルギーとして利用される。
【0075】
前述したような第四の構成例となる電源装置を有するエネルギー供給装置によれば、各一次コイル11a、11b、12a、12b、13a、13bからのエネルギーの供給量が所定周期t毎に検出され、その検出結果に基づいて、常に最大のエネルギーを供給している一次コイルからは最大の磁界が発生されると共に他の一次コイルからはそれより小さな磁界が発生されるようになる。その結果、医療用小型機器100の二次コイル101に対して常に3軸(z軸、x軸、y軸)に平行な3つの磁界が重畳的に作用しる状態を保持しつつ、エネルギー供給におけるロスの大きい一次コイルに対する供給電圧が抑制されるので、医療用小型機器100に対するより効率的なエネルギー供給が可能となる。
【0076】
前述した第四の構成例の電源装置では、各一次コイルからのエネルギーの供給量に応じて各一次コイルに印加される電圧を2段階に制御しているが、各一次コイルに印加される電圧を各一次コイルからのエネルギーの供給量に応じて3段階以上、あるいは、アナログ的に制御することも可能である。
【0077】
なお、第三の構成例及び第四の構成例の各電源装置において、各スイッチSW1、SW2、SW3とそれに対応するスイッチング回路との間に電流検出用抵抗器を挿入し、直流電源15(15a、15b、15c)から各スイッチング回路21、23、25に供給される電流を各一次コイル(11a、11b)、(12a、12b)、(13a、13b)からのエネルギーの供給量として検出するようしてもよい。
【0078】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、複数の一次コイルのそれぞれは、発生する磁界の方向と機器に備えられた二次コイルの向きに応じた度合をもって前記二次コイルと磁気的に結合し、前記に二次コイルに電気的エネルギーを誘起させることになるので、機器がどのような向きにあってもその機器に対して非接触にて効率的にエネルギーを供給できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】身体の正面から見た本発明の実施の形態に係るエネルギー供給装置における各一次コイルの配置を示す図である。
【図2】図1のように配置された各一次コイルにより発生し得る磁界の方向を示す図である。
【図3】z方向一次コイルとしてソレノイド型のコイルを用いた場合の各一次コイルの配置を身体の正面から見た図である。
【図4】身体の真上から見たエネルギー供給装置における各一次コイルの配置と、そのように配置された各一次コイルにより発生し得る磁界の方向を示す図である。
【図5】身体の左側方から見たエネルギー供給装置における各一次コイルの配置と、そのように配置された各一次コイルにより発生し得る磁界の方向を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態に係るエネルギー供給装置における電源装置の第一の構成例を示す図である。
【図7】本発明の実施の形態に係るエネルギー供給装置における電源装置の第二の構成例を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態に係るエネルギー供給装置における電源装置の第三の構成例を示す図である。
【図9】図8に示す電源装置の動作を表すタイミングチャートである。
【図10】本発明の実施の形態に係るエネルギー供給装置における電源装置の第四の構成例を示す図である。
【図11】図10に示す電源装置の動作を表すタイミングチャートである。
【符号の説明】
11、11a、11b z方向一次コイル
12a、12b x方向一次コイル
13a、13b y方向一次コイル
15、15a、15b、15c 直流電源
16 スイッチング回路
17 共振用コンデンサ
21、23、25 スイッチング回路
22、24、26 共振用コンデンサ
27、29、31 電流検出用抵抗器
28、30、32 電流値検出器
35 タイマ
36 コンパレータ
41 制御部
42 第一の制御素子
43 第二の制御素子
44 第三の制御素子
SW1、SW2、SW3 スイッチ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an energy supply apparatus and method for supplying electrical energy to a predetermined device in a non-contact manner, and more specifically, an electric current is supplied to a secondary coil provided in the device by flowing a current through a primary coil. The present invention relates to an energy supply apparatus and method for inducing dynamic energy.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an energy supply device that supplies energy from outside the body to a capsule medical device inserted into a patient's body using electromagnetic waves (see, for example, Patent Document 1). This conventional energy supply device radiates electromagnetic waves from the radiation antenna constituted by a loop coil to the entire circumference of the patient's body into which the medical device is inserted. A medical device staying in the body receives the electromagnetic wave irradiated to a patient with an antenna, and stores electrical energy obtained from the received electromagnetic wave in a storage battery.
[0003]
Conventionally, another energy supply device that supplies energy to a medical device inserted into the body using electromagnetic waves has been proposed (see, for example, Patent Document 2). This conventional energy supply device uses a wire coil (telemetry) electromagnetically coupled to a wire coil (telemetry) provided in a medical device that stays in the body to supply power without piercing the skin. is there.
[0004]
According to each energy supply apparatus as described above, energy can be supplied in a non-contact manner to a medical device that stays in the body. For this reason, it is not necessary to provide a special power source for the medical device to be inserted into the body, and the medical device can be downsized.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-135832 (page 5, left column, paragraphs 0046-6, left column, paragraph 0059, FIG. 7, FIG. 8)
[Patent Document 2]
JP-T 9-503933 (page 20, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the antenna provided in the medical apparatus which receives energy supply from the former energy supply apparatus mentioned above has some directivity. Therefore, in the energy supply device that induces electrical energy in the antenna provided in the medical device that stays in the body using electromagnetic waves generated from a single radiation antenna that is fixedly provided, In some cases, energy cannot be efficiently supplied to a device (antenna) whose direction can change three-dimensionally.
[0007]
Further, even in the latter energy supply device described above, when the medical device changes its direction three-dimensionally in the body, the wire coil (telemeter) provided on the energy supply device side and the medical device side are provided. There are cases where the electromagnetic coupling relationship of the wire coil (telemeter) changes and energy cannot be supplied efficiently.
[0008]
The present invention has been made to solve such problems, and an energy supply device that can efficiently supply energy to a device in a non-contact manner regardless of the orientation of the device. It is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The energy supply device according to the present invention generates magnetic fields in different directions. Wrapped around the body A plurality of primary coils to be installed; and a power supply device that supplies a voltage that changes at a predetermined cycle to the plurality of primary coils, and a magnetic field generated from the plurality of primary coils. Stay in the body An energy supply device configured to induce electrical energy in a secondary coil provided in the device, wherein the energy supply amount detection means detects the amount of energy supplied from each of the plurality of primary coils; The voltage supplied from the power supply device to the plurality of primary coils so that the maximum voltage is supplied to the primary coil having the maximum energy supply amount based on the detection result of the energy supply amount detection means. And a control means for controlling.
[0010]
According to such a configuration, Wrapped around the body Each of the plurality of primary coils has a direction of the generated magnetic field and Stay in the body Magnetically coupled to the secondary coil with a degree according to the direction of the secondary coil provided in the device, 2 Electric energy is induced in the next coil. In addition, since the voltage supplied from the power supply device to the plurality of primary coils is controlled so that the maximum voltage is supplied to the primary coil having the maximum energy supply amount, Outside the body From the plurality of primary coils In the body It becomes possible to supply energy more efficiently to the equipment.
[0011]
Moreover, the energy supply device according to the present invention is configured such that the plurality of primary coils include three primary coils installed so as to generate a magnetic field parallel to each axis of a predetermined three-dimensional orthogonal coordinate system. be able to.
[0012]
With this configuration, the equipment stays In the body Electrical energy is induced in the secondary coil provided in the device by three magnetic fields parallel to the respective axes of predetermined three-dimensional orthogonal coordinates to be set.
[0015]
In the energy supply device according to the present invention, the plurality of primary coils are connected in parallel to the power supply device, and a voltage is supplied in parallel from the power supply device to the plurality of primary coils. Can be configured.
[0016]
With such a configuration, the power supply device can supply a voltage in consideration of the inductance of the primary coil to each of the plurality of primary coils.
[0017]
Furthermore, the energy supply device according to the present invention can be configured such that the power supply device has a plurality of power supply units that individually supply voltages to the plurality of primary coils.
[0018]
With such a configuration, voltage is individually supplied from each power supply unit to the corresponding primary coil. Thereby, the voltage to be supplied to each of the plurality of primary coils can be individually controlled.
[0021]
Moreover, the energy supply device according to the present invention is such that the energy supply amount detection means is provided to each of the plurality of primary coils in a state where a predetermined voltage is supplied from the power supply device to each of the plurality of primary coils. It can be set as the structure provided with the electric current detection means to detect as the quantity of the energy which supplies the electric current value which flows.
[0022]
With such a configuration, by using the fact that the current flowing through the primary coil increases as the degree of magnetic coupling with the secondary coil provided in the device increases, a predetermined voltage is applied to each of the plurality of primary coils. In this state, the value of current flowing through each of the plurality of primary coils is detected as the amount of energy supplied.
[0023]
Furthermore, the energy supply device according to the present invention provides the energy supply. Salary The amount detection means is configured to repeatedly detect the amount of energy supplied from each of the plurality of primary coils in a predetermined cycle.
[0024]
With such a configuration, even if the energy supply amount from each of the plurality of primary coils changes in accordance with the change in the orientation of the device (secondary coil), the amount of energy accurately supplied from each of the plurality of primary coils. Can be detected.
[0025]
The predetermined period can be determined as appropriate in accordance with an assumed change in the orientation of the device.
[0026]
In the energy supply apparatus according to the present invention, the control unit detects a primary coil having a maximum energy supply amount among the plurality of primary coils based on a detection result of the energy supply amount detection unit. And selective voltage supply control means for cutting off voltage supply to primary coils other than the primary coil detected by the detection means.
[0027]
With such a configuration, voltage is supplied from the power supply device only to the primary coil that maximizes the amount of energy supplied. For this reason, it becomes possible to perform more efficient energy supply to the equipment.
[0028]
The energy supply apparatus according to the present invention is characterized in that the selective voltage supply control means switches whether or not to supply a voltage to each of the plurality of primary coils, and a detection result of the detection means. And switching control means for controlling the switch means based on the above.
[0029]
With such a configuration, the switching control means controls the switch means so as to cut off the voltage supply to the primary coils other than the primary coil that maximizes the amount of energy detected by the detection means. Thus, voltage is supplied from the power supply device only to the primary coil that maximizes the amount of energy supplied.
[0030]
Furthermore, in the energy supply device according to the present invention, the control means sets the voltage supplied from the power supply device to the primary coil that maximizes the amount of energy detected by the energy supply amount detection means. And the voltage supplied from the power supply device to the other primary coil is controlled to a second value smaller than the first value.
[0031]
With such a configuration, the value of the voltage supplied from the power supply device to the primary coil that maximizes the amount of energy supplied is greater than the value of the voltage supplied from the power supply device to the other primary coils. Thereby, it becomes possible to perform more efficient energy supply to the device from a plurality of primary coils.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0033]
A plurality of primary coils of an energy supply device according to an embodiment of the present invention are arranged as shown in FIGS. This energy supply device supplies energy to a small medical device (such as an endoscope) that stays in the abdomen of the body.
[0034]
FIG. 1 shows the arrangement of the primary coils as viewed from the front of the body B. In FIG. 1, this energy supply device includes a set of z-direction primary coils 11a and 11b having a Helmholtz structure, a set of x-direction primary coils 12a and 12b having a Helmholtz structure, and a set of y having a Helmholtz structure. Directional primary coil 13a, 13b And have. The z-direction primary coils 11a and 11b are wound around a body part sandwiching the abdomen where the small medical device 100 is expected to stay. The x-direction primary coils 12a and 12b are disposed on the right and left sides of the abdomen where the small medical device 100 is expected to stay. In addition, the y-direction primary coils 13a and 13b are arranged before and after the abdomen where the small medical device 100 is expected to stay. Each primary coil pair (11a, 11b), (12a, 12b), (13a, 13b) having the Helmholtz structure is equal to the distance between the two coils in which the diameter of the coil (annular coil) is a pair. Designed to be
[0035]
Due to the arrangement of the primary coils 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, and 13b, the z axis extending from the toes of the body B to the head in the region (abdomen region) surrounded by the primary coils, the right side of the body B It is possible to generate a magnetic field parallel to each axis (x, y, z) of the three-dimensional orthogonal coordinate system composed of the x-axis extending from the left to the left and the y-axis extending from the front to the back of the body B. That is, as shown in FIG. 2, a magnetic field can be formed in the direction parallel to the z-axis by the z-direction primary coils 11a and 11b, and a magnetic field can be formed in the direction parallel to the x-axis by the x-direction primary coils 12a and 12b. In addition, a magnetic field can be formed in a direction parallel to the y-axis from the y-direction primary coils 13a and 13b.
[0036]
In place of the Helmholtz z-direction primary coils 11a and 11b, as shown in FIG. 3, a solenoid type primary coil 11 wound around the abdomen where the small medical device 100 is expected to stay may be used. it can. Further, the arrangement of the primary coils viewed from directly above the body B is as shown in FIG. 4A, and the direction of the magnetic field that can be generated from each primary coil is as shown in FIG. 4B. Furthermore, the arrangement of the primary coils viewed from the left side of the body B is as shown in FIG. 5A, and the direction of the magnetic field that can be generated from each primary coil is as shown in FIG. 5B.
[0037]
The small medical device 100 that stays in the abdomen of the body B has an energy receiving unit that has a structure including a secondary coil 101 having a predetermined number of turns and a core 102 inserted into the secondary coil 101. The core 102 is preferably formed of a magnetic material such as ferrite having a high magnetic permeability (for example, 1000 or more is desirable). The integrated secondary coil 101 and core 102 can be provided inside the housing of the medical small device 100 or can be provided outside thereof. Further, the secondary coil 101 may be wound around the housing of the small medical device 100 without providing the core 102.
[0038]
A first configuration example of the power supply device that supplies voltage to each primary coil arranged as described above is as shown in FIG.
[0039]
In FIG. 6, the power supply apparatus includes a DC power supply 15 such as a battery and a switching circuit 16. The switching circuit 16 performs an on / off operation with respect to the DC voltage from the DC power supply 15 at a predetermined frequency in the range of several kHz to several MHz, and generates a voltage changing with the frequency (hereinafter referred to as a high frequency voltage). To do. Each primary coil 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b and the resonance capacitor 17 arranged as described above are connected in series, and each primary coil 11a, 11b, 12a, 12b, 13a connected in series is connected. , 13b and the resonance capacitor 17 are applied with a high-frequency voltage output from the switching circuit 16. The capacitance value of the resonance capacitor 17 is set so that each primary coil 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b and the resonance capacitor 17 are in series resonance when the high-frequency voltage is applied. . Thereby, it becomes possible to transmit large energy efficiently.
[0040]
On the other hand, in the small medical device 100 staying in the abdomen of the body B, the secondary coil 101 and the resonance capacitor 103 are connected in series, and further, the secondary coil 101 and the resonance capacitor 103 connected in series are four. It is connected to a rectifier circuit 104 including diodes D1 to D4, an inductance L, and a capacitor C. With such a configuration, the alternating current induced in the secondary coil 101 is converted into direct current by the rectifier circuit 104, and the direct current is used as electrical energy in the small medical device 100. The capacitance value of the resonance capacitor 103 is set so that series resonance is performed between the secondary coil 101 and the resonance capacitor 103 as in the case of the primary coil. Thereby, large energy can be extracted efficiently.
[0041]
From the energy supply device including the primary coils 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b (see FIGS. 1 to 5) and the power supply device (see FIG. 6) arranged as described above to the abdomen of the body B Energy is supplied to the stagnant medical device 100 as follows.
[0042]
When the high-frequency voltage from the switching circuit 16 is applied to the series circuit of the primary coils 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b and the resonance capacitor 17, they are in a series resonance state, and each primary coil 11a, 11b. , 12a, 12b, 13a, and 13b form magnetic fields in directions parallel to the respective axes of the three-dimensional orthogonal coordinate system (x, y, z) (FIGS. 2, 4B, and 5B). reference). In this state, the secondary coil 101 of the small medical device 100 that stays in the abdomen of the body B in an arbitrary direction corresponds to the degree of magnetic coupling between the secondary coil 101 and the z-direction primary coils 11a and 11b. The amount of current, the amount of current according to the degree of magnetic coupling between the secondary coil 101 and the x-direction primary coils 12a and 12b, and the magnetic coupling between the secondary coil 101 and the y-direction primary coils 13a and 13b. A current is induced by superimposing an amount of current corresponding to the degree. Thus, the current induced in the secondary coil 101 is converted into direct current by the rectifier circuit 104 and used as energy of the medical small device 100.
[0043]
According to such an energy supply device, magnetic fields formed in three directions always act on the secondary coil 101 in a superimposed manner regardless of the orientation of the medical small device 100 (secondary coil 101). A current is induced in the secondary coil 101 by the magnetic field in the three directions. For this reason, energy can be efficiently supplied to the small medical device 100 without interruption regardless of the orientation of the small medical device 100.
[0044]
FIG. 7 shows a second configuration example of the power supply apparatus that supplies voltage to each primary coil (see FIGS. 1 to 5) arranged as described above. The second configuration example is that the voltage is supplied in parallel to the z-direction primary coils 11a and 11b, the x-direction primary coils 12a and 12b, and the y-direction primary coils 13a and 13b. This is different from the configuration example.
[0045]
In FIG. 7, the power supply device includes a first switching circuit 21, a second switching circuit 23, and a third switching circuit 25, and a direct current from a direct current power supply 15 is supplied to each switching circuit 21, 23, 25. Voltage is supplied in parallel. Each switching circuit 21, 23, 25 outputs a high-frequency voltage based on the DC voltage from the DC power supply 15, similarly to the switching circuit 16 in the first configuration example described above. The z-direction primary coils 11a and 11b and the resonance capacitor 22 connected in series are connected to the first switching circuit 21, and the x-direction primary coils 12a and 12b and the resonance capacitor 24 connected in series are second switched. The y-direction primary coils 13 a and 13 b and the resonance capacitor 26 are connected to the third switching circuit 25.
[0046]
In the energy supply device having such a configuration, when the high-frequency voltage from the first switching circuit 21 is applied to the series circuit of the z-direction primary coils 11a and 11b and the resonance capacitor 22, they are in a series resonance state. A magnetic field in a direction parallel to the z-axis is generated from the z-direction primary coils 11a and 11b (see FIGS. 2, 4B, and 5B). Further, when the high-frequency voltage from the second switching circuit 23 is applied to the series circuit of the x-direction primary coils 12a and 12b and the resonance capacitor 24, they enter a series resonance state, and the x-direction primary coils 12a and 12b. Generates a magnetic field in a direction parallel to the x-axis (see FIGS. 2, 4B, and 5B). Furthermore, when the high-frequency voltage from the third switching circuit 25 is applied to the series circuit of the y-direction primary coils 13a and 13b and the resonance capacitor 26, they enter a series resonance state, and the y-direction primary coils 13a and 13b. Generates a magnetic field in a direction parallel to the y-axis (see FIGS. 2, 4B, and 5B).
[0047]
In this case as well, as in the first configuration example described above, the magnetic fields formed in the three directions are always superimposed in a secondary manner regardless of the orientation of the small medical device 100 (secondary coil 101). Acting on the coil 101, a current is induced in the secondary coil 101 by the magnetic field in the three directions. For this reason, similarly to the first configuration example, energy can be efficiently supplied to the medical small device 100 without interruption regardless of the orientation of the medical small device 100.
[0048]
Further, in the energy supply device as the second configuration example having the above-described structure, the self-inductance of the primary coil connected to each switching circuit 21, 23, 25 is connected to the switching circuit 16 in the first configuration example described above. Therefore, the output voltage of the DC power source 15 can be made relatively small. For this reason, the DC power supply 15 can be reduced in size.
[0049]
FIG. 8 shows a third configuration example of the power supply device that supplies voltage to each primary coil (see FIGS. 1 to 5) arranged as described above. This third configuration example is different from the first and second configuration examples described above in that the voltage applied to each primary coil is controlled in accordance with the amount of energy supplied from each primary coil.
[0050]
In FIG. 8, z-direction primary coils 11 a and 11 b connected in series, a resonance capacitor 22, and a current detection resistor 27 are connected to the first switching circuit 21. Further, the x-direction primary coils 12 a and 12 b, the resonance capacitor 24, and the current detection resistor 29 connected in series are connected to the second switching circuit 23. Further, the y-direction primary coils 13 a and 13 b, the resonance capacitor 26 and the current detection resistor 31 connected in series are connected to the third switching circuit 25. The first switching circuit 21 is supplied with a DC voltage from the DC power supply 15 via a switch SW1, the second switching circuit 23 is supplied with a DC voltage from the DC power supply 15 via a switch SW2, and A DC voltage is supplied from the DC power supply 15 to the third switching circuit 25 via the switch SW3.
[0051]
The power supply device further includes current detectors 28, 30 and 32, a timer 35 and a comparator 36. The current detector 28 detects the voltage across the current detection resistor 27 as the value of the current flowing through the z-direction primary coils 11a and 11b. The current detector detects the voltage across the current detection resistor 29 as the value of the current flowing through the x-direction primary coils 12a and 12b. Furthermore, the current detector 32 detects the voltage across the current detection resistor 31 as a current value flowing through the y-direction primary coils 13a and 13b. Detection signals (corresponding to detection current values) from the respective current detectors 28, 30 and 32 are supplied to the comparator 36.
[0052]
Assuming that the load is a constant resistance, the amount of energy that can be supplied to the load is determined by the degree of matching between the primary coil and the secondary circuit. When the matching is achieved (when the matching degree is maximum), the primary coil current is also maximized, and the amount of energy supply is also maximized. From this, the value of the current flowing through the primary coil represents the amount of energy supplied from the primary coil. That is, the detection signals from the current detectors 28, 30, and 32 represent the amount of energy supplied from the primary coils (11a, 11b), (12a, 12b), and (13a, 13b).
[0053]
The comparator 36 receives detection signals from the current detectors 28, 30, and 32, and outputs three control signals (1), (2), and (3) corresponding to the states of the input detection signals. . The control signal (1) performs on / off control of the switch SW1, the control signal (2) performs on / off control of the switch SW2, and the control signal (3) performs on / off control of the switch SW3. The comparator 36 compares the detection signals from the current detectors 28, 30, 32, and when the detection signal from the current detector 28 represents the largest detection current value, the control signal (ON) for turning on the switch SW1. 1) is output, and control signals (2) and (3) for turning off the other switches SW2 and SW3 are output. When the detection signal from the current detector 30 represents the largest detected current value, the comparator 36 outputs a control signal (2) for turning on the switch SW2 and other switches SW1 and SW3. Control signals (1) and (3) for turning off are output. Further, when the detection signal from the current detector 32 represents the largest detected current value, the comparator 3 6 From the control signal (3) for turning on the switch SW3 and the control signals (1) and (2) for turning off the other switches SW1 and SW2.
[0054]
The timer 35 outputs an ON control signal for a predetermined time t ′ every predetermined period t. The ON control signal from the timer 35 is supplied to each switch SW1, SW2, and SW3. Each of the switches SW1, SW2, SW3 is forcibly set at every predetermined period t regardless of the control signals {circle around (1)}, {circle around (2)}, {circle around (3)} from the comparator 36 by the ON control signal from the timer 35. It is turned on for a certain time t ′.
[0055]
The operation of the energy supply apparatus having the power supply apparatus configured as described above will be described with reference to a timing chart shown in FIG.
[0056]
The switches SW1, SW2, and SW3 are turned on for a predetermined time t ′ every predetermined period t by an on control signal (timer output) from the timer 35. At this time, a DC voltage is applied from the DC power supply 15 to the switching circuits 21, 23, and 25. By applying this DC voltage, a high frequency voltage is applied from each switching circuit 21, 23, 25 to each primary coil 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b. Thus, a magnetic field parallel to the z-axis is generated by the z-direction primary coils 11a and 11b for the predetermined time t ′, a magnetic field parallel to the x-axis is generated by the x-direction primary coils 12a and 12b, and further, the y-direction primary is generated. A magnetic field parallel to the y-axis is generated by the coils 13a and 13b.
[0057]
In this state, the detection signal corresponding to the current value flowing in the z-direction primary coils 11a and 11b from the current detector 28 corresponds to the detection signal corresponding to the current value flowing in the x-direction primary coils 12a and 12b from the current detector 30. However, detection signals corresponding to the current values flowing from the current detector 32 to the y-direction primary coils 13a and 13b are supplied to the comparators 36, respectively. The comparator 36 compares these detection signals and, for example, turns on the switch SW2 when the detection signal from the current detector 30 (corresponding to the current value flowing in the x-direction primary coils 12a and 12b) represents the maximum current value. The control signal {circle over (2)} for outputting the control signal and the control signals {circle over (1)} and {circle over (3)} for turning off the switches SW1 and SW3 are output (see the comparator output in FIG. 9).
[0058]
Thus, after the predetermined time t ′ has elapsed, the switch SW2 is kept on and the switches SW1 and SW3 are turned off (see SW1, SW2, SW3 in FIG. 9). This state is maintained until the next predetermined period t is started. As a result, the small current medical device 100 in which only the magnetic field parallel to the x-axis generated from the x-direction coils 12a and 12b having the maximum flowing current value, that is, the maximum amount of energy supply, is retained in the abdomen of the body B. Acting on the secondary coil 101. Then, the current induced in the secondary coil 101 by the magnetic field is used as electrical energy of the medical small device 100.
[0059]
The operation as described above is repeated every predetermined period t. In this process, for example, the comparator 36 indicates that the detection signal from the current detector 32 (corresponding to the current value flowing in the y-direction primary coils 13a and 13b) at the predetermined time t ′ from time T1 represents the maximum current value. Is determined, the comparator 36 outputs a control signal (3) for turning on the switch SW3 and also outputs control signals (1) and (2) for turning off the switches SW1 and SW2 (in FIG. 9). (See Comparator output). As a result, the switch SW3 switched to the on state by the on control signal from the timer 35 at time T1 remains on after the predetermined time t ', and the switch SW2 that has been maintained on until now is off. Further, the switch SW1 is switched to the off state in the same manner as the operation described above.
[0060]
As a result, the small current medical device 100 in which only the magnetic field parallel to the y-axis generated from the y-direction coils 13a and 13b having the maximum flowing current value, that is, the maximum amount of energy supply, is retained in the abdomen of the body B. Acting on the secondary coil 101. Then, the current induced in the secondary coil 101 by the magnetic field is used as electrical energy of the medical small device 100.
[0061]
According to the energy supply device having the power supply device as the third configuration example as described above, the amount of energy supplied from each primary coil 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b is detected every predetermined period t. Based on the detection result, a magnetic field is generated from the primary coil that always supplies the maximum energy. As a result, the generation of the magnetic field from the primary coil having a large loss in energy supply is stopped, so that more efficient energy supply to the medical small device 100 becomes possible.
[0062]
The predetermined period t, which is the measurement period of the energy supply amount from each primary coil, is determined based on the expected behavior of the small medical device 100 in the body B. Further, the fixed time t ′, which is the measurement time of the energy supply amount (current value), can be determined from the processing capability of the power supply device, the relationship with the predetermined period t, and the like. For example, the predetermined period t can be determined to be about several seconds, and the predetermined time can be determined to be about several milliseconds.
[0063]
FIG. 10 shows a fourth configuration example of the power supply device. This fourth configuration example is common to the third configuration example described above in that the voltage applied to each primary coil is controlled in accordance with the amount of energy supplied from each primary coil, but continuously from each primary coil. The difference is that a magnetic field is generated.
[0064]
In FIG. 10, the power supply device includes a first switching circuit 21, a second switching circuit 23, and a third switching circuit 25, as in the third configuration example described above. A DC voltage from the first DC power supply 15a is applied to the first switching circuit 21 via the switch SW1, and a DC voltage from the second DC power supply 15b is applied to the second switching circuit 23 via the switch SW2. Further, a DC voltage from the third DC power source 15c is applied to the third switching circuit 25 via the switch SW3.
[0065]
The first switching circuit 21, the z-direction primary coils 11a and 11b, the resonance capacitor 22, the current detection resistor 27 and the current detector 28, the second switching circuit 23, the x-direction primary coils 12a and 12b, The connection relationship of the resonance capacitor 24, the current detection resistor 29 and the current detector 28, and the third switching circuit 25, the y-direction primary coils 13a and 13b, the resonance capacitor 26, the current detection resistor 31 and the current The connection relationship of the detectors 32 is the same as that in the third configuration example described above. Similarly to the case of the third configuration example described above, the timer 35 also supplies an ON control signal for a predetermined time t ′ to each switch SW1, SW2, SW3 at every predetermined period t.
[0066]
A first control element 42 is connected in parallel to the switch SW1, a second control element 43 is connected in parallel to the switch SW2, and a third control element 44 is connected in parallel to the switch SW3. Yes. The power supply device further includes a control unit 41. The control unit 41 inputs the detection signals (1), (2), (3) from the current detectors 28, 30, 32, and responds to the detection signals (1), (2), (3). Control signals (1) ′, (2) ′, and (3) ′. The control signal (1) ′ is supplied to the first control element 42, and the control signal (2) 'Is supplied to the second control element 43, and the control signal (3)' is supplied to the third control element 44. Each control element 42, 43, 44 is supplied from each DC power source 15a, 15b, 15c to each switching circuit 21, 23, 25 in accordance with the supplied control signals (1) ', (2)', (3) '. Controls the applied DC voltage.
[0067]
The control unit 41 levels the control signal corresponding to the detection signal representing the maximum current value among the detection signals (1), (2), and (3) input from the current detectors 28, 30, and 32. L1 And other control signals at the level L1 Lower level L2 (For example, 1/2 · L1). Then, when the control signal of level 1 is supplied to each control element 42, 43, 44, the DC voltage from the corresponding DC power supply is applied to the switching circuit as it is, and the control signal of level 2 is supplied. If it does, it will operate | move so that the DC voltage (for example, DC voltage of 1/2) smaller than the DC voltage from a corresponding DC power supply may be applied to a switching circuit.
[0068]
The operation of the energy supply apparatus having the power supply apparatus configured as described above will be described with reference to a timing chart shown in FIG.
[0069]
The switches SW1, SW2, and SW3 are turned on for a predetermined time t ′ every predetermined period t by an on control signal (timer output) from the timer 35. At this time, the DC voltage from each DC power supply 15a, 15b, 15c is directly applied to each switching circuit 21, 23, 25 via each switch SW1, SW2, SW3. In this state, the amount of energy supplied from each primary coil is detected as in the third configuration example described above. That is, the detection signals {circle around (1)}, {circle around (2)}, {circle around (3)} corresponding to the current value flowing through the corresponding primary coil from each of the current detectors 28, 30, 32 are input to the control unit 41 (control in FIG. 11). Input reference). Then, the control unit 41 outputs control signals {circle around (1)}, {circle around (2)}, {circle around (3)} corresponding to the input detection signals {circle around (1)}, {circle around (2)}, {circle around (3)} (controls in FIG. 11). See output).
[0070]
For example, from current detector 30 detection When the signal (2) represents the maximum current value, the control unit 41 outputs the control signal (2) ′ at the level L1 and the control signals (1) ′ and (3) ′ at the level L2. When the control signals (1) ′, (2) ′, (3) ′ having such levels are supplied to the first control element 41, the second control element 42, and the third control element 43, The second control element 42 operates to apply the direct current voltage from the second direct current power supply 15b to the second switching circuit 23 as it is, and the first and third control elements 41 and 43 are the first and second control elements 41 and 43, respectively. The first and third switching circuits 21 and 25 operate so as to apply a DC voltage smaller than the DC voltage from the three DC power supplies 15a and 15c.
[0071]
As a result, when the switches SW1, SW2, SW3 are switched to the off state after the lapse of the predetermined time t ′, the DC voltage applied to the first switching circuit 21 and the third switching circuit 25 decreases, while the first The DC voltage applied to the second switching circuit 23 is maintained (see the switching circuit input in FIG. 11). This state is maintained until the next predetermined period t is started. As a result, a high-frequency voltage corresponding to the DC voltage from the second DC power supply 15b is applied to the x-direction primary coils 12a and 12b in which the flowing current value is maximum, that is, the energy supply amount is maximum. The primary coils (11a, 11b), (13a, 13b) are applied with a high-frequency voltage corresponding to a DC voltage smaller than the DC voltage from the first and third DC power supplies 15a, 15b.
[0072]
In such a situation, the magnetic field parallel to the x-axis generated from the x-direction primary coils 12a and 12b is changed to the magnetic field parallel to the z-axis generated from the z-direction primary coils 11a and 11b and the y-direction primary coils 13a and 13b. From the magnetic field parallel to the y-axis generated from Magnetic fields parallel to the z-axis, x-axis, and y-axis that have such a magnitude relationship act on the secondary coil 101 of the small medical device 100 that stays in the abdomen of the body B in a superimposed manner. The current induced in the secondary coil 101 by the magnetic field is used as electrical energy in the medical small device 100.
[0073]
The operation as described above is repeated every predetermined period t. In the process, for example, when the detection signal (3) from the current detector 32 represents the maximum current value at the predetermined time t ′ from time T1, the control unit 41 outputs the control signal (3) ′. level L2 To level L1 And control signal (2) 'to level L1 To level L2 To level control signal (1) ' L2 To maintain. By the operation of the control elements 41, 42, 43 based on these control signals (1) ′, (2) ′, (3) ′, the DC voltage applied to the third switching circuit 25 is changed to the third DC power source. While the DC voltage supplied from 15c is increased, the DC voltage applied to the second switching circuit 23 is decreased from the DC voltage supplied from the second DC power supply 15b. Further, the first switching circuit 21 is maintained in a state where a DC voltage lower than the DC voltage supplied from the first DC power supply 15a is applied.
[0074]
As a result, a magnetic field parallel to the y-axis generated from the y-direction primary coils 13a and 13b that generates a maximum current value, that is, a maximum energy supply amount is generated from the z-direction primary coils 11a and 11bk. Greater than the magnetic field parallel to the z-axis and the magnetic field parallel to the x-axis generated from the x-direction primary coils 12a and 12b. Accordingly, magnetic fields parallel to the z-axis, x-axis, and y-axis whose magnitude relationship has changed as described above at time T1 are superimposed on the secondary coil 101 of the small medical device 100 that stays in the abdomen of the body B. The current induced in the secondary coil 101 by each magnetic field is used as electrical energy in the small medical device 100.
[0075]
According to the energy supply device having the power supply device as the fourth configuration example as described above, the amount of energy supplied from each primary coil 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b is detected every predetermined period t. Based on the detection result, the maximum magnetic field is generated from the primary coil that always supplies the maximum energy, and a smaller magnetic field is generated from the other primary coils. As a result, energy is supplied while maintaining a state in which three magnetic fields parallel to the three axes (z axis, x axis, and y axis) always act on the secondary coil 101 of the small medical device 100 in a superimposed manner. Since the supply voltage to the primary coil having a large loss is suppressed, more efficient energy supply to the small medical device 100 becomes possible.
[0076]
In the power supply device of the fourth configuration example described above, the voltage applied to each primary coil is controlled in two stages according to the amount of energy supplied from each primary coil, but the voltage applied to each primary coil. Can be controlled in three or more stages or in an analog manner according to the amount of energy supplied from each primary coil.
[0077]
In each of the power supply devices of the third configuration example and the fourth configuration example, a current detection resistor is inserted between each switch SW1, SW2, SW3 and the corresponding switching circuit, and the DC power supply 15 (15a , 15b, 15c) to detect the current supplied to each switching circuit 21, 23, 25 as the amount of energy supplied from each primary coil (11a, 11b), (12a, 12b), (13a, 13b) May be.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, each of the plurality of primary coils is magnetically coupled to the secondary coil with a degree according to the direction of the generated magnetic field and the direction of the secondary coil provided in the device. Since the electric energy is induced in the secondary coil as described above, energy can be efficiently supplied to the device in a non-contact manner regardless of the orientation of the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the arrangement of primary coils in an energy supply device according to an embodiment of the present invention as viewed from the front of the body.
FIG. 2 is a diagram showing the direction of a magnetic field that can be generated by each primary coil arranged as shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram of the arrangement of each primary coil when a solenoid type coil is used as the z-direction primary coil, as viewed from the front of the body.
FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of each primary coil in the energy supply device viewed from directly above the body and the direction of the magnetic field that can be generated by each primary coil arranged in that way.
FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of each primary coil in the energy supply device viewed from the left side of the body and the direction of the magnetic field that can be generated by each primary coil arranged in that way.
FIG. 6 is a diagram showing a first configuration example of a power supply device in the energy supply device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a second configuration example of the power supply device in the energy supply device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a third configuration example of the power supply device in the energy supply device according to the embodiment of the present invention.
9 is a timing chart showing the operation of the power supply device shown in FIG.
FIG. 10 is a diagram showing a fourth configuration example of the power supply device in the energy supply device according to the embodiment of the present invention.
11 is a timing chart showing the operation of the power supply device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
11, 11a, 11b z direction primary coil
12a, 12b x direction primary coil
13a, 13b y direction primary coil
15, 15a, 15b, 15c DC power supply
16 Switching circuit
17 Resonant capacitor
21, 23, 25 switching circuit
22, 24, 26 Resonant capacitor
27, 29, 31 Current detection resistors
28, 30, 32 Current value detector
35 timer
36 Comparator
41 Control unit
42 First control element
43 Second control element
44 Third control element
SW1, SW2, SW3 switch

Claims (9)

それぞれ異なる方向に磁界を発生するように身体に巻かれて設置される複数の一次コイルと、
前記複数の一次コイルに対して所定の周期で変化する電圧を供給する電源装置とを備え、
前記複数の一次コイルから発生する磁界により身体内に滞留する機器に備えられた二次コイルに電気的エネルギーを誘起させるようにしたエネルギー供給装置であって、
前記複数の一次コイルのそれぞれから供給しているエネルギーの量を検出するエネルギー供給量検出手段と、
前記エネルギー供給量検出手段での検出結果に基づいて、エネルギー供給量が最大となる一次コイルに対して最大の電圧が供給されるように、前記電源装置から前記複数の一次コイルに供給される電圧を制御する制御手段とを有することを特徴とするエネルギー供給装置。
A plurality of primary coils installed around the body to generate magnetic fields in different directions,
A power supply device that supplies a voltage that changes at a predetermined cycle to the plurality of primary coils,
An energy supply device that induces electrical energy in a secondary coil provided in a device that stays in the body by a magnetic field generated from the plurality of primary coils,
Energy supply amount detection means for detecting the amount of energy supplied from each of the plurality of primary coils;
The voltage supplied from the power supply device to the plurality of primary coils so that the maximum voltage is supplied to the primary coil having the maximum energy supply amount based on the detection result of the energy supply amount detection means. And an energy supply device.
前記複数の一次コイルは、所定の三次元直交座標系の各軸に平行となる磁界を発生するように設置される3つの一次コイルを含むことを特徴とする請求項1記載のエネルギー供給装置。  The energy supply device according to claim 1, wherein the plurality of primary coils include three primary coils installed so as to generate a magnetic field parallel to each axis of a predetermined three-dimensional orthogonal coordinate system. 前記複数の一次コイルは前記電源装置に対して並列に接続され、前記電源装置から前記一次コイルに対して並列的に電圧が供給されるようにしたことを特徴とする請求項1または2記載のエネルギー供給装置。  The plurality of primary coils are connected in parallel to the power supply device, and a voltage is supplied in parallel to the primary coil from the power supply device. Energy supply device. 前記電源装置は、前記複数の一次コイルに対して個別に電圧を供給する複数の電源ユニットを有することを特徴とする請求項記載のエネルギー供給装置。The energy supply apparatus according to claim 3 , wherein the power supply apparatus includes a plurality of power supply units that individually supply voltages to the plurality of primary coils. 前記エネルギー供給量検出手段は、前記複数の一次コイルのそれぞれに対して前記電源装置から所定の電圧が供給された状態で前記複数の一次コイルのそれぞれに流れる電流値を供給しているエネルギー量として検出する電流検出手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のエネルギー供給装置。The energy supply amount detection means is an energy amount that supplies a current value flowing through each of the plurality of primary coils in a state where a predetermined voltage is supplied from the power supply device to each of the plurality of primary coils. energy supply device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a current detecting means for detecting. 前記エネルギー供量検出手段は、所定周期にて前記複数の一次コイルのそれぞれから供給しているエネルギー量を繰り返し検出するようにしたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のエネルギー供給装置。The energy supply amount detection means, according to any of claims 1 to 5, characterized in that in order to detect repeatedly the amount of energy which is supplied from each of said plurality of primary coil at a predetermined period Energy supply device. 前記制御手段は、前記エネルギー供給量検出手段での検出結果に基づいて、前記複数の一次コイルのうちエネルギーの供給量が最大となる一次コイルを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された一次コイル以外の一次コイルへの電圧供給を遮断させる選択的電圧供給制御手段とを有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のエネルギー供給装置。
The control means detects, based on the detection result of the energy supply amount detection means, a primary coil having a maximum energy supply amount among the plurality of primary coils;
Energy supply device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it has a selective voltage supply control means for interrupting the voltage supply to the primary coil of the non-primary coil which is detected by the detecting means.
前記選択的電圧供給制御手段は、前記複数の一次コイルのそれぞれに対して電圧を供給するか否かを切換えるスイッチ手段と、
前記検出手段での検出結果に基づいて前記スイッチ手段を制御する切換え制御手段とを有することを特徴とする請求項記載のエネルギー供給装置。
The selective voltage supply control means is a switch means for switching whether to supply a voltage to each of the plurality of primary coils,
The energy supply apparatus according to claim 7, further comprising a switching control unit that controls the switch unit based on a detection result of the detection unit.
前記制御手段は、前記エネルギー供給量検出手段により検出されたエネルギー量が最大となる一次コイルに対して前記電源装置から供給される電圧を第一の値に制御し、他の一次コイルに対して前記電源装置から供給される電圧を前記第一の値より小さい第二の値に制御するようにしたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のエネルギー供給装置。The control means controls the voltage supplied from the power supply device to a first value with respect to the primary coil that maximizes the amount of energy detected by the energy supply quantity detection means, and controls the other primary coils. The energy supply device according to any one of claims 1 to 6 , wherein a voltage supplied from the power supply device is controlled to a second value smaller than the first value.
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