專利名稱：無線供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從體外以無線方式對膠囊內(nèi)窺鏡等在體內(nèi)進(jìn)行動作的體內(nèi)信息 獲取裝置提供電力的無線供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，作為從體外以非接觸的方式對膠囊內(nèi)窺鏡等在受驗(yàn)者的體內(nèi)進(jìn)行動作的 規(guī)定設(shè)備提供電力的無線供電系統(tǒng)，例如日本特開2004-159456號公報所公開的那樣， 提出一種通過使電流流過設(shè)置在無線供電系統(tǒng)中的初級線圈來使設(shè)置在設(shè)備中的次級線 圈感應(yīng)出電能的無線供電系統(tǒng)。下面使用圖10和圖11簡單地說明日本特開2004-159456號公報所記載的提案中 的設(shè)置在無線供電系統(tǒng)中的初級線圈的結(jié)構(gòu)。圖10示出以往的無線供電系統(tǒng)中的初級線圈的結(jié)構(gòu)。在圖10中示出了如下情 況下的膠囊內(nèi)窺鏡的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在受驗(yàn)者B的身體上分別安裝XYZ軸方向的 初級線圈，以無線供電方式對作為體腔內(nèi)醫(yī)療用小型設(shè)備的膠囊內(nèi)窺鏡提供電力。在圖10中示出了對受驗(yàn)者B的體外周圍的三維正交坐標(biāo)系、即相互正交的XYZ 方向的各軸方向分別配置一組亥姆霍茲型的送電線圈的狀態(tài)。12a、12b是配置在X軸方 向上的送電線圈，13a、13b是配置在Y軸方向上的送電線圈，11a、lib是配置在Z軸方 向上的送電線圈。圖11示出以往的無線供電系統(tǒng)中的送電線圈的電路結(jié)構(gòu)。在對膠囊內(nèi)窺鏡100 提供電力的情況下，如圖11所示，將多個送電線圈Ila與lib、12a與12b、13a與13b分 別串聯(lián)連接，Ila與lib、12a與12b、13a與13b串聯(lián)連接而成的各送電線圈組與送電線 圈諧振用電容器22、24、26串聯(lián)連接而構(gòu)成了諧振電路。圖11所示的以往的無線供電系統(tǒng)包括上述諧振電路、對送電線圈提供交流電壓 的轉(zhuǎn)換電路21、23、25、對轉(zhuǎn)換電路21、23、25提供電力的電源裝置15以及選擇是否對 轉(zhuǎn)換電路21、23、25提供電力的開關(guān)SW1、SW2、SW3。在這種以往的無線供電系統(tǒng)中，根據(jù)膠囊內(nèi)窺鏡在受驗(yàn)者B體內(nèi)的位置、朝 向，選擇三組亥姆霍茲型送電線圈中的能夠最高效地提供電力的送電線圈，對該送電線 圈施加交流電壓。由此，能夠以無線方式對膠囊內(nèi)窺鏡高效地提供電力。一般在對送電線圈施加交流電壓來使送電線圈產(chǎn)生磁場的情況下，為了提高電 力提供效率，使用包括線圈和電容器的諧振電路。如上所述，在日本特開2004-159456 號公報所記載的提案中，為了提高對各送電線圈組的電力提供效率，也將送電線圈組與 諧振用電容器串聯(lián)連接，使用諧振電路來驅(qū)動送電天線。然而，在日本特開2004-159456號公報所記載的提案中，當(dāng)要對三組送電線圈 組中的所期望的一個送電線圈組施加交流電壓時，由于三組送電線圈組的諧振頻率相 等，因此導(dǎo)致在沒有施加交流電壓的其它兩組送電線圈組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。也就是 說，在施加了交流電流的一個送電線圈組和產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢的其它兩組送電線圈組中都有電流流動。其結(jié)果是流過送電線圈組的電流變得不穩(wěn)定，進(jìn)一步導(dǎo)致在送電線圈組 中產(chǎn)生的磁場的方向變得不穩(wěn)定。S卩，在日本特開2004-159456號公報所記載的提案中存在如下問題很難適當(dāng) 地控制送電的電力量、送電的方向，從而導(dǎo)致電力的提供效率下降。本發(fā)明是鑒于以上的點(diǎn)而完成的，其目的在于提供一種從體外以無線方式提供 電力的如下無線供電系統(tǒng)該無線供電系統(tǒng)通過穩(wěn)定地控制流過送電線圈的電流的大小 來適當(dāng)?shù)乜刂茝乃碗娋€圈產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)度和方向，從而能夠高效地提供電力。

發(fā)明內(nèi)容
用于解決問題的方案本發(fā)明的一個方式所涉及的無線供電系統(tǒng)具備多個送電天線，該多個送電天 線具備諧振電路，該諧振電路包括被設(shè)置成在所期望的方向上產(chǎn)生磁場的送電線圈和電 容器；控制裝置，其對上述多個送電天線的各自的諧振狀態(tài)進(jìn)行控制；多個驅(qū)動裝置， 該多個驅(qū)動裝置通過對上述多個送電天線施加交流電壓來驅(qū)動各個送電天線；以及電源 裝置，其對上述驅(qū)動裝置提供電壓，該無線供電系統(tǒng)的特征在于，上述控制裝置將上述 多個送電天線中的要產(chǎn)生磁場的送電天線控制成諧振狀態(tài)，將不要產(chǎn)生磁場的上述送電 天線控制成非諧振狀態(tài)。


圖1是說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖2是從受驗(yàn)者的正面觀察在受驗(yàn)者的體外周圍配置了三軸的送電線圈43、 53、63的狀態(tài)的概要主視圖。圖3是從受驗(yàn)者的上面觀察在受驗(yàn)者的體外周圍配置了三軸的送電線圈43、 53、63的狀態(tài)的概要截面圖。圖4是說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖5是說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖6是說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖7是說明本發(fā)明的第五實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖8是說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖9是說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)的變形例的概要圖。圖10是表示以往的無線供電系統(tǒng)中的初級線圈的結(jié)構(gòu)的圖。圖11是以往的無線供電系統(tǒng)中的初級線圈的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。(第一實(shí)施方式)首先，參照圖1說明無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。圖1是說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式 所涉及的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。在圖1中，無線供電系統(tǒng)主要包括三組送電天線44、54、64、驅(qū)動這些送電天
5線的驅(qū)動裝置41、51、61、控制裝置70以及與驅(qū)動裝置41、51、61和控制裝置70電連 接來對它們提供電力的電源40，其中，該控制裝置70控制是使電流的流動經(jīng)由電容器
42、52、62還是不通過電容器42、52、62而流動。 電源40使用交流(AC)電源、或者從交流電源進(jìn)行直流(DC)轉(zhuǎn)換而得到的電 源、或者直流(DC)電源等。驅(qū)動裝置41、51、61分別與送電天線44、54、64電連接， 將從電源40輸出的電壓施加到各送電天線44、54、64。 由將電容器42與X軸驅(qū)動用送電線圈43串聯(lián)連接而成的串聯(lián)諧振電路來構(gòu)成送 電天線44。送電線圈43是將線圈43a和線圈43b設(shè)為亥姆霍茲結(jié)構(gòu)的線圈。在電容器42的兩端連接有用于控制送電天線44的諧振狀態(tài)的開關(guān)45。具體 地說，開關(guān)45與電容器42并聯(lián)連接，能夠?qū)㈦娙萜?2的兩端切換為接通(ON)/斷開 (OFF)中的某一個狀態(tài)。即，在開關(guān)45斷開(開路狀態(tài))時，電流經(jīng)由電容器42流到 送電線圈43，在接通(導(dǎo)通狀態(tài))時，電流不流過電容器42而經(jīng)由開關(guān)45流到送電線圈43。與送電天線44同樣地，由將電容器52與Y軸驅(qū)動用送電線圈53串聯(lián)連接而成 的串聯(lián)諧振電路來構(gòu)成送電天線54。送電線圈53是將線圈53a和線圈53b設(shè)為亥姆霍茲 結(jié)構(gòu)的線圈。在電容器52的兩端連接有用于控制送電天線54的諧振狀態(tài)的開關(guān)55。具體地 說，開關(guān)55與電容器52并聯(lián)連接，能夠?qū)㈦娙萜?2的兩端切換為接通/斷開中的某一 個狀態(tài)。即，在開關(guān)55斷開(開路狀態(tài))時，電流經(jīng)由電容器52流到送電線圈53，在 接通(導(dǎo)通狀態(tài))時，電流不流過電容器52而經(jīng)由開關(guān)55流到送電線圈53。與送電天線44、54同樣地，由將電容器62與Z軸驅(qū)動用送電線圈63串聯(lián)連接 而成的串聯(lián)諧振電路來構(gòu)成送電天線64。送電線圈63是將線圈63a和線圈63b設(shè)為亥姆 霍茲結(jié)構(gòu)的線圈。在電容器62的兩端連接有用于控制送電天線64的諧振狀態(tài)的開關(guān)65。具體地 說，開關(guān)65與電容器62并聯(lián)連接，能夠?qū)㈦娙萜?2的兩端切換為接通/斷開中的某一 個狀態(tài)。即，在開關(guān)65斷開(開路狀態(tài))時，電流經(jīng)由電容器62流到送電線圈63，在 接通(導(dǎo)通狀態(tài))時，電流不流過電容器62而經(jīng)由開關(guān)65流到送電線圈63。此外，開關(guān)45、55、65按照來自控制裝置70的控制信號分別切換接通/斷開。 另外，作為開關(guān)45、55、65，不限于具有觸點(diǎn)的開關(guān)、半導(dǎo)體開關(guān)，只要是能夠?qū)﹄娏?路徑的切斷/保持進(jìn)行切換的開關(guān)就能夠使用。X軸驅(qū)動用送電線圈43、Y軸驅(qū)動用送電線圈53、Z軸驅(qū)動用送電線圈63如圖 2和圖3所示那樣，在受驗(yàn)者的周圍大致配置成三維正交坐標(biāo)系。在此，圖2是從受驗(yàn) 者的正面觀察在受驗(yàn)者的體外周圍配置了三軸的送電線圈43、53、63的狀態(tài)的概要主視 圖，圖3是從受驗(yàn)者的上面觀察在受驗(yàn)者的體外周圍配置了三軸的送電線圈43、53、63 的狀態(tài)的概要截面圖。通過對X軸、Y軸、Z軸中的某一軸的送電線圈施加高頻電壓來使該送電線圈 產(chǎn)生交流磁場，能夠以無線方式對停留在受驗(yàn)者80內(nèi)部的作為體內(nèi)信息獲取裝置的膠囊 內(nèi)窺鏡71提供電力。接著，說明如上所述那樣構(gòu)成的無線供電系統(tǒng)的動作。首先，說明僅對圖2和圖3所示的X軸、Y軸、Z軸中的X軸施加交流電壓來在X軸上產(chǎn)生磁場的情況下的動作。首先，從電源40向驅(qū)動裝置41提供電力。在驅(qū)動裝置41中，將所提供的電力 轉(zhuǎn)換為頻率與電容器42和送電線圈43的串聯(lián)諧振電路的諧振頻率一致的高頻電力。將高 頻電力從驅(qū)動裝置41施加到將電容器42與送電線圈43串聯(lián)連接而構(gòu)成的送電天線44。此外，由于不需要使送電線圈53、63產(chǎn)生磁場，因此不使與這些送電線圈53、 63相連接的驅(qū)動裝置51、61產(chǎn)生交流電壓(高頻電力)?？刂蒲b置70發(fā)出控制信號使附加在X軸的送電天線44上的開關(guān)45斷開。通過 將開關(guān)45切換為斷開狀態(tài)，送電天線44能夠構(gòu)成諧振電路。因而，在送電線圈43中產(chǎn) 生由所施加的高頻電力引起的磁場。同時，控制裝置發(fā)出使附加在Y軸的送電天線54上的開關(guān)55和附加在Z軸的 送電天線64上的開關(guān)65接通的控制信號。這樣，通過進(jìn)行控制將開關(guān)55、65切換為接 通狀態(tài)，送電天線54、64無法構(gòu)成諧振電路。因而，即使Y軸的送電線圈53和/或Z軸的送電線圈63處于從X軸的送電線 圈43產(chǎn)生的磁場中，也能夠充分地抑制由于該磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的情形。因此，能 夠僅使X軸的送電線圈43在期望的方向上產(chǎn)生期望強(qiáng)度的磁場。接著，說明僅對Y軸施加交流電壓來在Y軸上產(chǎn)生磁場的情況。在這種情況 下，只要將上述的在X軸上產(chǎn)生磁場的情況中的X軸的各結(jié)構(gòu)要素與Y軸的各結(jié)構(gòu)要素 進(jìn)行置換即可。即，控制裝置70發(fā)出控制信號使附加在Y軸的送電天線54上的開關(guān)55 斷開。同時，發(fā)出使附加在X軸的送電天線44上的開關(guān)45和附加在Z軸的送電天線64 上的開關(guān)65接通的控制信號。另外，將從電源40提供的電力在驅(qū)動裝置51中轉(zhuǎn)換為交 流電壓(高頻電壓)，并將該交流電壓僅施加到Y(jié)軸的送電天線54。通過這樣進(jìn)行動作，即使X軸的送電線圈43和/或Z軸的送電線圈63處于從 Y軸的送電線圈53產(chǎn)生的磁場中，也能夠充分地抑制由于該磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的情 形。因此，能夠僅使Y軸的送電線圈53在期望的方向上產(chǎn)生期望強(qiáng)度的磁場。關(guān)于僅對Z軸施加交流電壓來在Z軸上產(chǎn)生磁場的情況，也進(jìn)行與X軸、Y軸 相同的動作、控制。即，控制裝置70發(fā)出控制信號使附加在Z軸的送電天線64上的開 關(guān)65斷開。同時，發(fā)出使附加在X軸的送電天線44上的開關(guān)45和附加在Y軸的送電 天線54上的開關(guān)55接通的控制信號。另外，將從電源40提供的電力在驅(qū)動裝置61中 轉(zhuǎn)換為交流電壓(高頻電力)，并將該交流電壓僅施加到Z軸的送電天線64。通過這樣進(jìn)行動作，即使X軸的送電線圈43和/或Y軸的送電線圈53處于從 Z軸的送電線圈63產(chǎn)生的磁場中，也能夠充分地抑制由于該磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的情 形。因此，能夠僅使Z軸的送電線圈63在期望的方向上產(chǎn)生期望強(qiáng)度的磁場。這樣，本實(shí)施方式的無線供電系統(tǒng)在各軸的送電天線44、54、64上設(shè)置開關(guān) 45、55、65，通過控制裝置70對該開關(guān)45、55、65的接通/斷開進(jìn)行切換，由此能夠僅 使想要產(chǎn)生磁場的軸上的送電天線成為諧振狀態(tài)，使其它兩個軸上的送電天線成為非諧 振狀態(tài)，因此能夠穩(wěn)定地控制流過各送電線圈的電流的大小，從而能夠適當(dāng)?shù)乜刂茝乃?電線圈產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)度和方向。因而，能夠?qū)w內(nèi)信息獲取裝置高效地提供電力。并 且，由于能夠抑制在送電線圈之間產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，因此不需要多余的電力，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。(第二實(shí)施方式)接著，使用圖4具體說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)。圖4 是說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。本實(shí)施方式的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)除了與X軸、Y軸、Z軸分別相對應(yīng)的送電 天線144、154、164的電路結(jié)構(gòu)以外，與使用圖1說明的第一實(shí)施方式的無線供電系統(tǒng)相 同，因此此處僅說明送電天線144、154、164的電路結(jié)構(gòu)，針對同一結(jié)構(gòu)要素附加同一 附圖標(biāo)記并省略說明。另外，X軸、Y軸、Z軸的送電天線144、154、164具有相同的電路結(jié)構(gòu)，因此 此處僅說明X軸的送電天線144，省略關(guān)于Y軸、Z軸的送電天線154、164的說明。在第一實(shí)施方式中，在具有將電容器42與送電線圈43串聯(lián)連接而成的串聯(lián)諧 振電路的送電天線44中，在電容器42的兩端連接有開關(guān)45。另一方面，在本實(shí)施方式 中，不同點(diǎn)在于在具有將電容器42與送電線圈43串聯(lián)連接而成的串聯(lián)諧振電路的送電天 線144中，在送電線圈43的兩端連接有開關(guān)45。開關(guān)45按照從控制裝置70發(fā)送的控制信號，將送電線圈43的兩端切換為接通 和斷開中的某一個狀態(tài)。在Y軸的送電線圈53、Z軸的送電線圈63的兩端也與送電天 線144同樣地連接有開關(guān)55、65。S卩，在X軸上產(chǎn)生磁場的情況下，進(jìn)行切換使得開關(guān)45成為斷開狀態(tài)。此時， Y軸、Z軸的各開關(guān)55、65成為接通狀態(tài)。通過這樣控制并切換開關(guān)45、55、65，使X 軸的送電天線144成為諧振狀態(tài)而使Y軸的送電天線154和Z軸的送電天線164成為非 諧振狀態(tài)，因此能夠僅使X軸在所期望的方向上產(chǎn)生期望強(qiáng)度的磁場。此外，在Y軸上產(chǎn)生磁場的情況以及在Z軸上產(chǎn)生磁場的情況下的開關(guān)的接通 和斷開的切換控制與第一實(shí)施方式相同，只要將X軸與各個軸的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行置換就進(jìn) 行同樣的動作，因此省略說明。這樣，在本實(shí)施方式中，通過控制裝置70對設(shè)置在各軸的送電天線144、154、 164上的開關(guān)45、55、65的接通/斷開進(jìn)行切換，能夠僅使想要產(chǎn)生磁場的軸上的送電 天線成為諧振狀態(tài)、使其它兩個軸上的送電天線成為非諧振狀態(tài)，因此能夠穩(wěn)定地控制 流過各送電線圈的電流的大小，從而能夠適當(dāng)?shù)乜刂茝乃碗娋€圈產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)度和方 向。因而，能夠?qū)w內(nèi)信息獲取裝置高效地提供電力。并且，由于能夠抑制在送電線圈 之間產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，因此不需要多余的電力，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。(第三實(shí)施方式)接著，使用圖5具體說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)。圖5 是說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。本實(shí)施方式的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)除了與X軸、Y軸、Z軸分別相對應(yīng)的送電 天線244、254、264的電路結(jié)構(gòu)以外，與使用圖1說明的第一實(shí)施方式的無線供電系統(tǒng)相 同，因此此處僅說明送電天線244、254、264的電路結(jié)構(gòu)，針對同一結(jié)構(gòu)要素附加同一 附圖標(biāo)記并省略說明。另外，X軸、Y軸、Z軸的送電天線244、254、264具有相同的電路結(jié)構(gòu)，因此 此處僅說明X軸的送電天線244，省略關(guān)于Y軸、Z軸的送電天線254、264的說明。
在第一實(shí)施方式中，在具有將電容器42與送電線圈43串聯(lián)連接而成的串聯(lián)諧 振電路的送電天線44中，在電容器42的兩端連接有開關(guān)45。另一方面，在本實(shí)施方式 中，不同點(diǎn)在于在具有將電容器42與送電線圈43并聯(lián)連接而成的并聯(lián)諧振電路的送電天 線244中，在電容器42的兩端、即送電線圈43的兩端連接有開關(guān)45。開關(guān)45按照從控制裝置70發(fā)送的控制信號，將送電線圈43的兩端切換為接通 和斷開中的某一個狀態(tài)。在Y軸的送電線圈53、Z軸的送電線圈63的兩端也與送電天 線244同樣地連接有開關(guān)55、65。S卩，在X軸上產(chǎn)生磁場的情況下，進(jìn)行切換使得開關(guān)45成為斷開狀態(tài)。此時， Y軸、Z軸的各開關(guān)55、65成為接通狀態(tài)。通過這樣控制并切換開關(guān)45、55、65，使X 軸的送電天線244成為諧振狀態(tài)而使Y軸的送電天線254和Z軸的送電天線264成為非 諧振狀態(tài)，因此能夠僅使X軸在所期望的方向上產(chǎn)生期望強(qiáng)度的磁場。此外，在Y軸上產(chǎn)生磁場的情況以及在Z軸上產(chǎn)生磁場的情況下的開關(guān)的接通 和斷開的切換控制與第一實(shí)施方式相同，只要將X軸與各個軸的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行置換就進(jìn) 行同樣的動作，因此省略說明。這樣，在本實(shí)施方式中，通過控制裝置70對設(shè)置在各軸的送電天線244、254、 264上的開關(guān)45、55、65的接通/斷開進(jìn)行切換，能夠僅使想要產(chǎn)生磁場的軸的送電天線 成為諧振狀態(tài)而使其它兩個軸的送電天線成為非諧振狀態(tài)，因此能夠穩(wěn)定地控制流過各 送電線圈的電流的大小，從而能夠適當(dāng)?shù)乜刂茝乃碗娋€圈產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)度和方向。因 而，能夠?qū)w內(nèi)信息獲取裝置高效地提供電力。并且，由于能夠抑制在送電線圈之間產(chǎn) 生感應(yīng)電動勢，因此不需要多余的電力，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。(第四實(shí)施方式)接著，使用圖6具體說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)。圖6 是說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。本實(shí)施方式的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)除了與X軸、Y軸、Z軸分別相對應(yīng)的送電 天線344、354、364的電路結(jié)構(gòu)以外，與使用圖1說明的第一實(shí)施方式的無線供電系統(tǒng)相 同，因此此處僅說明送電天線344、354、364的電路結(jié)構(gòu)，針對同一結(jié)構(gòu)要素附加同一 附圖標(biāo)記并省略說明。另外，X軸、Y軸、Z軸的送電天線344、354、364具有相同的電路結(jié)構(gòu)，因此 此處僅說明X軸的送電天線344，省略關(guān)于Y軸、Z軸的送電天線354、364的說明。在第一實(shí)施方式中，在具有將電容器42與送電線圈43串聯(lián)連接而成的串聯(lián)諧 振電路的送電天線44中，在電容器42的兩端連接有開關(guān)45。另一方面，在本實(shí)施方式 中，不同點(diǎn)在于在具有將電容器42與送電線圈43串聯(lián)連接而成的串聯(lián)諧振電路的送電天 線344中，在電容器42與送電線圈43之間連接有開關(guān)45。開關(guān)45按照從控制裝置70發(fā)送的控制信號，將電容器42與送電線圈43之間的 連接切換為接通和斷開中的某一個狀態(tài)。在Y軸的電容器52與送電線圈53之間、Z軸 的電容器62與送電線圈63之間也與送電天線344同樣地連接有開關(guān)55、65。S卩，在X軸上產(chǎn)生磁場的情況下，進(jìn)行切換使得開關(guān)45成為接通狀態(tài)。此時， Y軸、Z軸的各開關(guān)55、65成為斷開狀態(tài)。通過這樣控制并切換開關(guān)45、55、65，使X 軸的送電天線344成為諧振狀態(tài)而使Y軸的送電天線354和Z軸的送電天線364成為非諧振狀態(tài)，因此能夠僅使X軸在所期望的方向上產(chǎn)生期望強(qiáng)度的磁場。此外，在Y軸上產(chǎn)生磁場的情況以及在Z軸上產(chǎn)生磁場的情況下的開關(guān)的接通 和斷開的切換控制只要將X軸與各個軸的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行置換就進(jìn)行同樣的動作，因此省 略說明。這樣，在本實(shí)施方式中，通過控制裝置70對設(shè)置在各軸的送電天線344、354、 364上的開關(guān)45、55、65的接通/斷開進(jìn)行切換，能夠僅使想要產(chǎn)生磁場的軸的送電天線 成為諧振狀態(tài)而使其它兩個軸的送電天線成為非諧振狀態(tài)，因此能夠穩(wěn)定地控制流過各 送電線圈的電流的大小，從而能夠適當(dāng)?shù)乜刂茝乃碗娋€圈產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)度和方向。因 而，能夠?qū)w內(nèi)信息獲取裝置高效地提供電力。并且，由于能夠抑制在送電線圈之間產(chǎn) 生感應(yīng)電動勢，因此不需要多余的電力，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。(第五實(shí)施方式)接著，使用圖7具體說明本發(fā)明的第五實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)。圖7 是說明本發(fā)明的第五實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。本實(shí)施方式的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)除了與X軸、Y軸、Z軸分別相對應(yīng)的送電 天線444、454、464的電路結(jié)構(gòu)以外，與使用圖1說明的第一實(shí)施方式的無線供電系統(tǒng)相 同，因此此處僅說明送電天線444、454、464的電路結(jié)構(gòu)，針對同一結(jié)構(gòu)要素附加同一 附圖標(biāo)記并省略說明。另外，X軸、Y軸、Z軸的送電天線444、454、464具有相同的電路結(jié)構(gòu)，因此 此處僅說明X軸的送電天線444，省略關(guān)于Y軸、Z軸的送電天線454、464的說明。在第一實(shí)施方式中，在具有將電容器42與送電線圈43串聯(lián)連接而成的串聯(lián)諧 振電路的送電天線44中，在電容器42的兩端連接有開關(guān)45。另一方面，在本實(shí)施方式 中，不同點(diǎn)在于在具有將電容器42與送電線圈43并聯(lián)連接而成的并聯(lián)諧振電路的送電天 線444中，在電容器42與送電線圈43之間的兩處連接點(diǎn)中的至少一個連接點(diǎn)上連接有開 關(guān)45。開關(guān)45按照從控制裝置70發(fā)送的控制信號，將電容器42與送電線圈43之間的 連接切換為接通和斷開中的某一個狀態(tài)。對于Y軸的電容器52與送電線圈53之間的兩 處連接點(diǎn)以及Z軸的電容器62與送電線圈63之間的兩處連接點(diǎn)，也與送電天線444同樣 地在至少一個連接點(diǎn)上連接有開關(guān)55、65。即，在X軸上產(chǎn)生磁場的情況下，進(jìn)行切換使得開關(guān)45成為接通狀態(tài)。此時， Y軸、Z軸的各開關(guān)55、65成為斷開狀態(tài)。通過這樣控制并切換開關(guān)45、55、65，使X 軸的送電天線444成為諧振狀態(tài)而使Y軸的送電天線454和Z軸的送電天線464成為非 諧振狀態(tài)，因此能夠僅使X軸在所期望的方向上產(chǎn)生期望強(qiáng)度的磁場。此外，在Y軸上產(chǎn)生磁場的情況以及在Z軸上產(chǎn)生磁場的情況下的開關(guān)的接通 和斷開的切換控制只要將X軸與各個軸的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行置換就進(jìn)行同樣的動作，因此省 略說明。這樣，在本實(shí)施方式中，通過控制裝置70對設(shè)置在各軸的送電天線444、454、 464上的開關(guān)45、55、65的接通/斷開進(jìn)行切換，能夠僅使想要產(chǎn)生磁場的軸的送電天線 成為諧振狀態(tài)而使其它兩個軸的送電天線成為非諧振狀態(tài)，因此能夠穩(wěn)定地控制流過各 送電線圈的電流的大小，從而能夠適當(dāng)?shù)乜刂茝乃碗娋€圈產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)度和方向。因而，能夠?qū)w內(nèi)信息獲取裝置高效地提供電力。并且，由于能夠抑制在送電線圈之間產(chǎn) 生感應(yīng)電動勢，因此不需要多余的電力，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。(第六實(shí)施方式)接著，使用圖8具體說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)。圖8 是說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式所涉及的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。本實(shí)施方式的無線供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)除了與X軸、Y軸、Z軸分別相對應(yīng)的送電 天線544、554、564的電路結(jié)構(gòu)以外，與使用圖1說明的第一實(shí)施方式的無線供電系統(tǒng)相 同，因此此處僅說明送電天線544、554、564的電路結(jié)構(gòu)，針對同一結(jié)構(gòu)要素附加同一 附圖標(biāo)記并省略說明。另外，X軸、Y軸、Z軸的送電天線544、554、564具有相同的電路結(jié)構(gòu)，因此 此處僅說明X軸的送電天線544，省略關(guān)于Y軸、Z軸的送電天線554、564的說明。在第一實(shí)施方式中，在具有將電容器42與送電線圈43串聯(lián)連接而成的串聯(lián)諧 振電路的送電天線44中，在電容器42的兩端連接有開關(guān)45。另一方面，在本實(shí)施方式 中，不同點(diǎn)在于在具有將電容器42與送電線圈43串聯(lián)連接而成的串聯(lián)諧振電路的送電天 線544中，在驅(qū)動裝置41與電容器42之間連接有開關(guān)45。開關(guān)45按照從控制裝置70發(fā)送的控制信號，將驅(qū)動裝置41與電容器42之間的 連接切換為接通和斷開中的某一個狀態(tài)。在Y軸的驅(qū)動裝置51與電容器52之間、Z軸 的驅(qū)動裝置61與電容器62之間也與送電天線544同樣地連接有開關(guān)55、65。S卩，在X軸上產(chǎn)生磁場的情況下，進(jìn)行切換使得開關(guān)45成為接通狀態(tài)。此時， Y軸、Z軸的各開關(guān)55、65成為斷開狀態(tài)。通過這樣控制并切換開關(guān)45、55、65，使X 軸的送電天線544成為諧振狀態(tài)而使Y軸的送電天線554和Z軸的送電天線564成為非 諧振狀態(tài)，因此能夠僅使X軸在所期望的方向上產(chǎn)生期望強(qiáng)度的磁場。此外，在Y軸上產(chǎn)生磁場的情況以及在Z軸上產(chǎn)生磁場的情況下的開關(guān)的接通 和斷開的切換控制只要將X軸與各個軸的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行置換就進(jìn)行同樣的動作，因此省 略說明。這樣，在本實(shí)施方式中，通過控制裝置70對設(shè)置在各軸的送電天線544、554、 564上的開關(guān)45、55、65的接通/斷開進(jìn)行切換，能夠僅使想要產(chǎn)生磁場的軸的送電天線 成為諧振狀態(tài)而使其它兩個軸的送電天線成為非諧振狀態(tài)，因此能夠穩(wěn)定地控制流過各 送電線圈的電流的大小，從而能夠適當(dāng)?shù)乜刂茝乃碗娋€圈產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)度和方向。因 而，能夠?qū)w內(nèi)信息獲取裝置高效地提供電力。并且，由于能夠抑制在送電線圈之間產(chǎn) 生感應(yīng)電動勢，因此不需要多余的電力，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能化。此外，在本實(shí)施方式中，在驅(qū)動裝置41、51、61與電容器42、52、62之間設(shè)置 了開關(guān)45、55、65，但是只要能夠通過開關(guān)45、55、65對驅(qū)動裝置41、51、61與送電天 線544、554、564之間的電連接(接通、斷開)進(jìn)行切換控制即可，因此也能夠如圖9所 示那樣對送電天線的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行變形。圖9是說明本發(fā)明的第六實(shí)施方式所涉及的無 線供電系統(tǒng)的變形例的概要圖。S卩，也可以如圖9所示那樣在驅(qū)動裝置41、51、61與送電線圈43、53、63之間 設(shè)置開關(guān)45、55、65。如上所述，根據(jù)上述的各實(shí)施方式，能夠提供如下一種無線供電系統(tǒng)通過穩(wěn)定地控制流過送電線圈的電流的大小來適當(dāng)?shù)乜刂茝乃碗娋€圈產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)度和方 向，從而能夠高效地提供電力。如上所述，在上述六個實(shí)施方式中，以由X、Y、Z三軸構(gòu)成的送電天線為例進(jìn) 行了說明，但是能夠應(yīng)用于具有兩軸以上的多軸的送電天線。另外，作為被本發(fā)明的無線供電系統(tǒng)提供電力的體內(nèi)信息獲取裝置，以膠囊內(nèi) 窺鏡為例進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，能夠在不改變本發(fā)明宗旨的 范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更、改變等。例如，作為體內(nèi)信息獲取裝置，也能夠應(yīng)用于生理學(xué)方面的傳感器、醫(yī)療裝置。產(chǎn)業(yè)上的可利用件另外，本發(fā)明的無線供電系統(tǒng)應(yīng)用于這些體內(nèi)信息獲取裝置毋庸置疑，當(dāng)然也 能夠廣泛地應(yīng)用于以無線方式提供電力的裝置。本申請主張2008年5月2日在日本申請的特愿2008-120605號的優(yōu)先權(quán)，在本 申請說明書、權(quán)利要求書中引用上述公開內(nèi)容。
1權(quán)利要求
1.一種無線供電系統(tǒng)，具備多個送電天線，該多個送電天線具備諧振電路，該諧 振電路包括被設(shè)置成在所期望的方向上產(chǎn)生磁場的送電線圈和電容器；控制裝置，其對 上述多個送電天線的各自的諧振狀態(tài)進(jìn)行控制；多個驅(qū)動裝置，該多個驅(qū)動裝置通過對 上述多個送電天線施加交流電壓來驅(qū)動各個送電天線；以及電源裝置，其對上述驅(qū)動裝 置提供電壓，該無線供電系統(tǒng)的特征在于，上述控制裝置將上述多個送電天線中的要產(chǎn)生磁場的送電天線控制成諧振狀態(tài)，將 不要產(chǎn)生磁場的送電天線控制成非諧振狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于，上述多個送電天線包括三個送電天線，該三個送電天線被設(shè)置成產(chǎn)生與規(guī)定的三維 正交坐標(biāo)系的各軸平行的磁場。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于，還具備多個開關(guān)，該多個開關(guān)切換是否對上述送電線圈和/或上述電容器施加上述 交流電壓，其中，上述控制裝置通過切換上述多個開關(guān)來控制上述多個送電天線的各自的諧振 狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于，在上述送電天線中形成有將上述送電線圈與上述電容器串聯(lián)連接而成的串聯(lián)諧振電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于，在上述送電天線中形成有將上述送電線圈與上述電容器并聯(lián)連接而成的并聯(lián)諧振電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于， 上述開關(guān)與上述電容器并聯(lián)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于， 上述開關(guān)與上述電容器并聯(lián)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于， 上述開關(guān)與上述送電線圈并聯(lián)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于， 上述開關(guān)被連接在上述送電線圈與上述電容器之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于， 上述開關(guān)被連接在上述送電線圈與上述電容器之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于， 上述開關(guān)被連接在上述驅(qū)動裝置與上述電容器之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于， 上述開關(guān)被連接在上述送電線圈與上述驅(qū)動裝置之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于，上述無線供電系統(tǒng)使上述送電天線成為諧振狀態(tài)來對體內(nèi)信息獲取裝置發(fā)送電力， 該體內(nèi)信息獲取裝置具備用于接收通過無線發(fā)送的電力的包括受電線圈的受電天線。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無線供電系統(tǒng)，其特征在于，上述體內(nèi)信息獲取裝置是膠囊 內(nèi)窺鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從體外以無線方式對膠囊內(nèi)窺鏡等在體內(nèi)進(jìn)行動作的體內(nèi)信息獲取裝置提供電力的無線供電系統(tǒng)。無線供電系統(tǒng)具備多個送電天線，該多個送電天線分別具備諧振電路，該諧振電路包括被設(shè)置成在所期望的方向上產(chǎn)生磁場的送電線圈和電容器；控制裝置，其對多個送電天線的各自的諧振狀態(tài)進(jìn)行控制；多個驅(qū)動裝置，該多個驅(qū)動裝置對多個送電天線施加交流電壓來驅(qū)動各個送電天線；以及電源，其對多個驅(qū)動裝置提供電壓，其中，控制裝置將要產(chǎn)生磁場的一個送電天線控制成諧振狀態(tài)，將不要產(chǎn)生磁場的其它送電天線控制成非諧振狀態(tài)。
文檔編號A61B1/00GK102017363SQ200980115850
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月2日
發(fā)明者祝迫洋志 申請人:奧林巴斯株式會社