成像裝置和發送/接收系統的製作方法

2023-06-20 17:19:26 2

專利名稱：成像裝置和發送/接收系統的製作方法
技術領域：
本公開涉及成像裝置(如，膠囊內視鏡)，其經由無線通信執行數據等的發送和接收，並且本公開涉及使用該成像裝置的發送/接收系統。
背景技術：
近來，已經積極地推進了膠囊內視鏡(capsule endoscope)的研究和開發。例如， 膠囊內視鏡具有與光感應晶片、紐扣電池、LED (發光二極體)、CPU(中央處理單元)和無線發射器一起封裝的、11X26到33mm的膠囊。一般地，這種膠囊內視鏡可以每秒拍攝2到35 個圖像，並且可以在大約8小時的檢查時間中拍攝大約50，000到870，000個圖像。經由附於受檢者的無線接收天線，通過以兆赫頻帶的無線將拍攝圖像的數據作為實時視頻信號從膠囊內視鏡傳送到外部可攜式接收器(數據記錄器(logger))。實際上，將八個或九個補丁天線(patch antenna)附於受檢者的胃部區域，並且在由受檢者攜帶的可攜式接收器中存儲圖像數據。包括這種膠囊內視鏡的發送/接收系統包括作為引入受檢者的體腔內的發送裝置的膠囊內視鏡、用於接收從膠囊內視鏡發送的數據的接收裝置、接收裝置中的記錄介質和顯示裝置。在發送/接收系統中，由膠囊內視鏡拍攝的受檢者的內部圖像的數據通過無線實時地順序發送，將經由附於受檢者的胃部區域的多個天線接收到的數據記錄到接收裝置中的記錄介質中，並且在獲取該數據之後，將記錄介質傳送到顯示裝置中，或者經由有線通信或無線通信顯示數據(例如，參見日本待審查專利申請公開No. 2009-189475或 No. 2009-153617)。另外，已經開發了這樣的系統，其中通用PC(個人計算機)經由使用 USB(通用串行總線)、光電耦合器或變壓器的絕緣補償線纜通信適配器裝置從可攜式醫療裝置獲取圖像數據(例如，參見日本待審查專利申請公開No. 2009-178234)。然而，這些發送/接收系統是昂貴的。另外，由於天線和接收器附於受檢者身體， 因此受檢者在運動上顯著受限，導致受檢者的負擔。此外，數據傳輸量有限，並且圖像拍攝數據可能在諸如食道(膠囊內視鏡在通過其時運動得很快)之類的部件中變得不完美。此外，由於發送/接收系統在接收靈敏度方面很低，因此已經需要進一步的發展。

發明內容
另一方面，已經開發了併入存儲器(memory-incorporated)的膠囊內視鏡，其中在膠囊內視鏡中提供記錄部件(存儲器)，並且將拍攝圖像的數據記錄在存儲器中，消除了附於受檢者的天線的必要或由受檢者攜帶的數據記錄器的必要。當由受檢者口服併入存儲器的膠囊內視鏡時，內視鏡開始圖像拍攝和檢查。當膠囊內視鏡完成圖像拍攝和檢查時，從受檢者身體排出內視鏡。當從受檢者排出膠囊內視鏡時，撕掉內視鏡的膠囊外殼，然後通過存儲器板的探測器將數據傳送到主計算機。然而，撕掉膠囊外殼然後通過存儲器板的探測器將數據傳送到主計算機的這種方法需要用於撕掉膠囊外殼的時間，並且此外具有這樣的可能性由於探測器連接中不良接觸或靜電擊穿而使得沒有完美地傳送數據。在膠囊內視鏡中，這種困難並非有限地發生。換言之，在由於物理或經濟原因或由於安全原因，探測器難以在觀測點靜止的情況下，例如， 在通過無人探測器直升機或海底探測器船的數據採集的情況下，或者在觀測對象移動的情況下，在安全地點或環境好的地點從主要電池驅動的數據採集裝置或從插入介質的裝置向主計算機等傳送視頻數據或其他數據的成像裝置中也已經出現困難。期望提供可以快速且容易地執行數據傳輸的便宜的成像裝置，並期望提供使用該成像裝置的發送/接收系統。根據本公開實施例的成像裝置包括成像部件；記錄部件，存儲由所述成像部件拍攝的圖像的數據；發送部件，通過無線將所述記錄部件中存儲的數據發送到外部；以及控制器，控制所述發送部件以在所述成像部件完成圖像拍攝之後開始數據發送。根據本公開實施例的發送/接收系統包括成像裝置，存儲拍攝圖像的數據；以及數據接收裝置，接收由所述成像裝置存儲的數據，其中所述成像裝置由根據本公開實施例的成像裝置配置。在根據本公開實施例的成像裝置中，在成像部件完成圖像拍攝之後，在不將記錄部件(存儲器)提取到外部的情況下，開始通過無線的數據發送。在根據本公開實施例的發送/接收系統中，將數據從成像裝置發送到數據接收裝置。根據本公開實施例的成像裝置以及具有該成像裝置的發送/接收系統，由於通過無線發送在成像裝置中存儲的數據，因此不需要將記錄部件(存儲器)提取到外部，使得可以快速容易地執行數據傳輸。此外，接觸探測器不需要用於數據傳輸，消除了由於不良接觸或靜電擊穿引起的不完美的傳送。此外，在圖像拍攝之後統一地傳送存儲的數據，使得能夠省電。應該理解，前述總體描述和下面詳細描述二者是示例性的，並且旨在提供所聲明的技術的進一步說明。


包括附圖以提供本公開的進一步理解，並且併入附圖且組成該說明書的一部件。 附示了實施例，並且與說明書一起用以說明技術原理。圖1是使用根據本公開實施例的成像裝置的發送/接收系統的示意圖。圖2是圖示成像裝置的特定配置的剖面圖。圖3是圖示數據接收裝置的配置的透視圖。圖4是數據接收裝置的剖面圖。圖5是圖示在數據傳輸中發送/接收系統的操作的流程圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細描述本公開的實施例。以如下順序進行描述。1.實施例(膠囊內視鏡的使用示例)(1)發送/接收系統的一般配置(2)膠囊內視鏡
(3)數據接收裝置2.其他應用示例1.實施例(1)系統的一般配置圖1圖示了根據本公開實施例的發送/接收系統的示意性配置。發送/接收系統由如下裝置構成成像裝置1，獲取拍攝對象等的圖像數據；數據接收裝置2，用於接收由成像裝置1存儲的數據並傳送該數據；以及主計算機3，獲取從數據接收裝置2傳送的數據， 並執行數據的各種處理，並顯示數據。成像裝置1包括成像部件11 ；記錄部件(存儲器)12，存儲由成像部件11獲取的數據；發送部件13，用於將記錄部件12中存儲的數據發送到外部；控制器14，用於控制成像部件11、記錄部件12和發送部件13中每一個的操作(圖像拍攝、數據存儲或傳輸)；光源11b，用於照明；以及電源部件15，用於向每一部件供電。發送部件13由無線發射器13A 和發射天線13B配置。具體地說，電源部件15例如是電磁能量轉換線圈，但可以是內置紐扣電池。數據接收裝置2包括例如接收部件21，用於接收從成像裝置1通過無線發送的數據；以及傳送部件22，用於經由線纜23將由接收部件21接收到的數據發送到主計算機 3。可以將數據通過無線傳送到主計算機3。接收部件21由接收天線21B和無線接收器21A 配置。當成像裝置1中的電源部件15由電磁能量轉換線圈配置時，數據接收裝置2包括電力傳輸線圈沈(圖;3)。因此通過無線將電力從數據接收裝置2提供到成像裝置1。主計算機3確認從數據接收裝置2傳送的數據的正確性，然後獲取數據，並執行數據的各種處理，並顯示數據。在主計算機3中，經由輸入部件31將來自數據接收裝置2的數據順序地存儲到記錄部件(存儲器)32中。存儲在記錄部件32中的數據經歷數據處理器33的各種處理，然後將其輸出到顯示部件34。對於發送/接收系統，在成像裝置1中，成像部件11拍攝對象的圖像，並且在控制器14的控制下，將圖像數據順序地存儲到記錄部件12中。在完成圖像拍攝之後，無線發射器13A通過無線經由發射天線1 將數據發送到數據接收裝置2。經由線纜23將發送到數據接收裝置2的數據傳送到主計算機3。在主計算機3中，將數據順序地存儲到記錄介質 32中，然後數據經歷數據處理器33的預定處理，然後由顯示部件34顯示。在實施例中，在使得成像裝置1充分靠近數據接收裝置2以允許無線傳輸時的時間點，從成像裝置1到數據接收裝置2並再到主計算機3的數據傳輸根據預定過程自動開始。在使得成像裝置1充分靠近數據接收裝置2以允許無線傳輸之後，數據傳輸可以根據來自主計算機3的指令開始。在下文中，將描述使用膠囊內視鏡IA作為成像裝置1的發送/接收系統的示例， 作為發送/接收系統的特定示例。(2)膠囊內視鏡圖2圖示了作為成像器件1的示例的膠囊內視鏡IA的剖面配置。膠囊內視鏡IA 包括相機(微型相機)11A，用於在具有例如半球、兩個端面和圓柱中心部分的外殼10中拍攝體腔內部的圖像。外殼10進一步包含存儲器12A，用於記錄由相機IlA拍攝的圖像的數據；以及無線發射器13A，用於在從受檢者身體排出膠囊內視鏡IA之後，經由天線1 將記錄的圖像數據發送到外部。外殼10進一步包含CPU (中央處理單元)14A和線圈(磁力-電流轉換線圈)15A。 CPU 14A控制通過相機IlA的圖像拍攝和至存儲器12A中的數據存儲，並控制通過無線發射器13A從存儲器12A向外殼10外部的數據接收裝置2(數據傳送墊2A)的數據傳輸。線圈 15A分別向相機11A、存儲器12A、無線發射器13A、天線13B和稍後描述的光源lib供電。外殼10進一步包含傳感器(在這種情況下，簧片開關16A)，如磁(簧片)開關或磁傳感器，以便當如稍後所述將膠囊內視鏡設置到數據傳輸墊2A中時，感測膠囊內視鏡IA的設置。在當簧片開關16A感測到膠囊內視鏡到數據傳輸墊2A中的設置且因此使能數據傳輸時的時間點，CPU 14A允許線圈15A向無線發射器13A供電。例如，相機IlA具有物光學系統，如鏡頭11a，用於拍攝體腔等內部的圖像，並且相機IlA具有多個(這裡，兩個)光源11b，用於照亮體腔內部。具體地說，例如，相機IlA由具有LED(發光二極體)作為光源lib的CMOS(互補金屬氧化物半導體)傳感器或CCD(電荷耦合器件)配置。例如，存儲器12A是允許向元件寫或從元件擦除數據的存儲元件。如之前所述那樣控制膠囊內視鏡IA的總操作的CPU 14A特別地控制無線發射器13A的操作以及對其的供電，以便在從受檢者提取膠囊內視鏡IA時的時間點開始將存儲器12A中存儲的數據發送到數據接收裝置2，並然後設置在數據接收裝置2 (數據傳送墊2A)中。換言之，在該實施例中，在完成圖像拍攝之後將由相機IA拍攝的圖像的數據統一地發送到受檢者身體外，而不是實時地順序發送數據。如之前所述那樣，線圈15A將外部磁場轉換為電流，由此向每一部件供電。當膠囊內視鏡IA停留在受檢者身體內時，線圈15A將從外部磁場發生器(未示出)發射的磁場轉換為電流，以便維持電力。在膠囊內視鏡IA從身體排出之後，如稍後所述，從數據傳送墊2A 中的電力傳輸線圈26向線圈15A供電。外殼10包括由透明塑料圓頂形成的一個半球端面，並且包括由例如基本上不包括金屬和碳的矽形成或由塑料形成的其它部分。(3)數據接收裝置圖3以透明的方式圖示了數據傳送墊2A的透視配置作為數據接收裝置2的示例。 圖4圖示了數據傳送墊2A的剖面配置。數據傳送墊2A具有類似基座的外殼20，其具有在外殼的中心用於設置膠囊內視鏡IA的插入埠 24。具有接收天線21B的無線接收器21A 提供在插入埠 M以下。無線接收器21A經由接口 25和線纜23連接到主計算機3。電力傳輸線圈26提供在插入埠 M的內壁表面上。在數據傳輸期間，電力傳輸線圈沈用作對膠囊內視鏡IA的非接觸電源。當膠囊內視鏡IA具有內部電池時，不需要提供電力傳輸線圈26。護罩27可以提供在插入埠 M的壁表面上電力傳輸線圈沈以下，以便必要時阻擋高頻信號或輻射信號。另外，波導管觀可以在必要時提供在膠囊內視鏡IA的天線1 與數據傳送墊2A的接收天線21B之間。膠囊內視鏡IA可拆卸地設置在插入埠 M中，其中具有天線13B的無線發射器 13A的一側向下。突起29A提供在插入埠 M的底部，以便膠囊內視鏡IA的下端接觸突起 29A.多個(例如，兩個)排水口(drain) 29C提供在外殼20側面的相對位置，並且排水管(drainage canal) 29B分別提供在排水口 29C與突起29A之間。傾斜每一排水管^B，以便逐漸地從膠囊內視鏡IA和數據傳送墊2A之間的接觸點(S卩，突起^A)下降到每一個排水口 ^C。換言之，數據傳送墊2A具有突起^^、排水管29B和排水口 ^C，以便在衝洗期間有效地將附於膠囊內視鏡IA的水滴w排出，防止在膠囊內視鏡IA上形成水膜。接著，描述使用膠囊內視鏡IA的發送/接收系統的操作。當膠囊內視鏡IA由受檢者吞下時，膠囊內視鏡開始在CPU 14A控制之下的圖像拍攝，同時停留在體腔中。首先，響應於來自線圈16A的供電，光源(LED) lib將光照射到體腔壁。接著，通過鏡頭11A，由相機IlA捕捉由體腔壁反射的光，以便形成圖像數據。將圖像數據發送到存儲器12A並存儲在其中。在從受檢者排出膠囊內視鏡IA之後，膠囊內視鏡IA 中的無線發射器13A通過無線、經由發射天線1 將存儲器12A中存儲的圖像數據發送到數據傳送墊2A。圖5圖示了在從受檢者身體排出膠囊內視鏡IA之後的數據傳送處理。首先，通過清洗等來洗刷和消毒從受檢者排出的膠囊內視鏡IA (步驟S101)，然後將其插入到數據傳送墊2A的插入埠對中(其中發射天線1 側向下)，以便發射天線1 靠近接收天線 2IB (步驟 SlO2)。當膠囊內視鏡IA插入數據傳送墊2A時，膠囊內視鏡IA中的傳感器16A從數據傳送墊2A檢測到磁場，以便自動地開啟膠囊內視鏡IA(步驟S103)。響應地，將確認信號從數據傳送墊2A發送到主計算機3。接著，主計算機3確定數據傳送墊2A中膠囊內視鏡IA的設置以及來自膠囊內視鏡IA的數據的正確性。當主計算機3識別出數據正確時，完成數據傳送的準備(步驟S104)。接著，經由數據傳送墊2A開始到主計算機3的數據傳送(步驟S105)。具體地說， 通過無線發射器13A從存儲器12A開始數據傳輸，並且經由發射天線1 和接收天線21B， 由數據傳送墊2A的無線接收器21A接收所發送的數據。將由無線接收器21A接收到的數據經由線纜23、由傳送部件22發送到主計算機3。主計算機3確認所傳送的數據的可靠性， 並允許顯示部件34顯示數據傳輸結束(步驟S106)。最後，從數據傳輸墊拔出膠囊內視鏡 IA (步驟 S107)。在使用膠囊內視鏡的在先發送/接收系統中，如之前所述，經由附於受檢者身體的預定位置的多個天線，將體腔內拍攝的圖像數據實時地順序記錄到受檢者佩戴的可攜式接收器(數據記錄器)中。以這種方式將天線和接收器附於受檢者身體，引起受檢者的負擔，包括運動的限制。在併入存儲器的膠囊內視鏡中，撕掉從受檢者身體排出的膠囊，並且經由有線主接口傳送數據，這導致撕掉膠囊的時間，並且導致由於探測中不良接觸或靜電擊穿而引起的數據的不完美傳送。相反，在本實施例的發送/接收系統中，膠囊內視鏡IA具有存儲器12A，用於記錄拍攝圖像的數據；以及無線發射器13A，用於通過無線將數據發送到外部。這消除了附於受檢者的多個天線的必要以及由受檢者佩戴的可攜式接收器的必要。此外，通過無線發送和接收數據，使得可以收集數據而不撕掉膠囊內視鏡IA的膠囊。此外，在受檢者身體外部發送和接收數據，使得能夠利用在人體內極大衰減的高頻波(如，毫米波)。此外，在完成圖像拍攝之後統一地發送數據，使得與膠囊內視鏡連續地與外部數據記錄器通信的情況相比，能句多省電。
如這裡之前所述，在本實施例的發送/接收系統中，將存儲器12A提供在成像裝置 1(膠囊內視鏡1A)中，且因此在從受檢者身體排出膠囊內視鏡IA之後，收集拍攝圖像的數據，使得可以減小受檢者的負擔。此外，通過無線發送和接收圖像數據，這消除了撕掉膠囊的時間，使得可以在圖像拍攝和檢查之後快速且容易地傳送數據。此外，與過去的實時無線傳輸相比，僅在從受檢者身體排出膠囊內視鏡IA之後的數據傳送期間，即僅在短時段內， 控制圖像數據的傳輸的CPU 14A需要控制無線發射器13A，使得能夠省電。這允許膠囊內視鏡中作為電源部件15的線圈15A(或電池)尺寸的減小，使得能夠減小膠囊內視鏡本身的尺寸。此外，在受檢者身體外部發送和接收圖像數據，使得能夠利用高頻波(如，毫米波)來進行數據傳送。這理論上使得可以以過去的膠囊內視鏡的傳送速率大約2000倍那麼高的傳送速率來傳送圖像數據。具體地說，使用具有帶寬7到9GHz的60GHz的高頻波， 使得可以以與另一系統幹擾的極低概率容易地實現以(^bps的快速傳輸。此外，波具有短波長，大約5mm，使得能夠減小每一電路的天線13B或21A的尺寸。這允許對於極短距離無線通信省電的數據傳輸。具體地說，對於以14mm的通信距離、使用簡單單極天線的通信，發送側上的功率是^mW。此外，可以以非接觸方式執行數據傳送，使得可以減小諸如不良接觸或靜電擊穿之類的麻煩，並減少操作失敗。此外，膠囊不需要撕掉，這使得可以簡化膠囊的衝洗和消毒操作，並便於衛生控制。另外，可以簡化要求具有防水性和耐酸性的膠囊結構。此外，對於使用的膠囊內視鏡1A，簡單地替換膠囊表皮和電池，而其他昂貴的組件(如，光學系統、存儲器和襯底)可以再利用，使得能夠降低成本。2.其他應用示例接著，描述本實施例的成像裝置1和發送/接收系統的應用示例。儘管在該實施例中成像裝置1已經由膠囊內視鏡IA配置，但是這不是限制性的，並且成像裝置1可以用於在由於物理或經濟原因或為了安全性原因，裝置難以在觀測點靜止的地方，執行圖像拍攝或者當對象移動時執行觀測對象的圖像拍攝的成像裝置。例如，成像裝置1可以安裝在用於遠程測量的測距器中，或者安裝在用於在高海拔的氣象觀測的探測裝置(sonde)中。可替代地，成像裝置1可以安裝在用於火山口的觀測或用於住宅地圖製作的無人直升機中。 即使在這些情況下，該實施例中描述的發送/接收系統可以用於圖像數據的發送/接收系統。當在各種設備(如，無人探測直升機)中安裝這樣的各種成像裝置中的每一個時， 使得能夠進行非接觸數據傳送，這便於考慮設備的持久性、防水性、耐酸性、耐油性或耐氣候性來進行設計。另外，可以將數據從主要電池驅動的數據收集裝置或裝置中併入的介質傳送到在安全地點或環境好的地點中的主計算機等。儘管這裡之前已經通過實施例描述了本公開，但是本公開不限於該實施例，並且可以進行各種修改和變更。例如，數據接收裝置2可以包括發送/接收切換部件，用於在發送和接收之間切換；信號處理器，用於轉換接收到的信號；或信號發生器，用於產生膠囊內視鏡IA的控制信號以便允許雙向通信。本公開包含與於2010年7月7日向日本專利局提交的日本優先權專利申請JP 2010-155045中公開的主題有關的主題，將其全部內容通過引用的方式合併在此。
本領域的技術人員應該理解，根據設計要求和其他因素，可以進行各種修改、組合、部分組合和變更，只要它們落在所附權利要求或其等價物的範圍內即可。
權利要求
1.一種成像裝置，包括 成像部件；記錄部件，存儲由所述成像部件拍攝的圖像的數據；發送部件，通過無線將所述記錄部件中存儲的數據發送到外部；以及控制器，控制所述發送部件以在所述成像部件完成圖像拍攝之後開始數據發送。
2.根據權利要求1所述的成像裝置，其中，所述成像部件、所述記錄部件和所述發送部件被提供在同一外殼中。
3.根據權利要求2所述的成像裝置， 其中，所述成像裝置由膠囊內視鏡配置。
4.一種發送/接收系統，包括 成像裝置，存儲拍攝的圖像的數據；以及數據接收裝置，接收由所述成像裝置存儲的數據，並傳送所述數據， 其中所述成像裝置包括成像部件；記錄部件，存儲由所述成像部件拍攝的圖像的數據；發送部件，通過無線將所述記錄部件中存儲的數據發送到外部；以及控制器，控制所述發送部件以在所述成像部件完成圖像拍攝之後開始數據發送。
5.根據權利要求4所述的發送/接收系統，其中，當所述成像裝置被設置在允許所述成像裝置向所述數據接收裝置發送數據的位置處時，所述成像裝置開始數據發送。
6.根據權利要求4所述的發送/接收系統，其中，所述成像裝置包括獲取從所述數據接收裝置傳送的數據的主計算機，以及當所述成像裝置被設置在允許所述成像裝置向所述數據接收裝置發送數據的位置處， 並接收來自所述主計算機的發送指令時，所述成像裝置開始數據發送。
7.根據權利要求4所述的發送/接收系統，其中，所述數據接收裝置具有當所述成像裝置被設置在允許所述成像裝置向所述數據接收裝置發送數據的位置處時向所述成像裝置供電的功能。
8.根據權利要求4所述的發送/接收系統， 其中，所述數據接收裝置包括外殼，插入埠，提供在所述外殼中，以允許所述成像裝置可拆卸地插入在所述插入埠中， 突起，提供在所述插入埠的底部，以允許所述成像裝置的下端接觸所述突起， 一個或多個排水口，提供在所述外殼的側面，以及排水管，從所述突起的周圍傾斜到所述排水口。
9.根據權利要求8所述的發送/接收系統，其中，所述數據接收裝置包括在允許接收部件和所述插入埠中插入的成像裝置之間的數據的發送和接收的位置處的無線接收部件。
10.根據權利要求8所述的發送/接收系統， 其中，所述成像裝置由膠囊內視鏡配置。
全文摘要
提供了可以快速並簡單地執行數據傳輸的便宜的成像裝置以及使用該成像裝置的發送/接收系統。所述成像裝置包括成像部件；記錄部件，存儲由成像部件拍攝的圖像的數據；發送部件，通過無線將記錄部件中存儲的數據發送到外部；以及控制器，控制發送部件以在成像部件完成圖像拍攝之後開始數據發送。
文檔編號A61B1/00GK102309305SQ20111018236
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月30日 優先權日2010年7月7日
發明者堤伸一 申請人:索尼公司