专利名称：成像装置和发送/接收系统的制作方法
技术领域：
本公开涉及成像装置(如，胶囊内视镜)，其经由无线通信执行数据等的发送和接收，并且本公开涉及使用该成像装置的发送/接收系统。
背景技术：
近来，已经积极地推进了胶囊内视镜(capsule endoscope)的研究和开发。例如， 胶囊内视镜具有与光感应芯片、纽扣电池、LED (发光二极管)、CPU(中央处理单元)和无线发射器一起封装的、11X26到33mm的胶囊。一般地，这种胶囊内视镜可以每秒拍摄2到35 个图像，并且可以在大约8小时的检查时间中拍摄大约50，000到870，000个图像。经由附于受检者的无线接收天线，通过以兆赫频带的无线将拍摄图像的数据作为实时视频信号从胶囊内视镜传送到外部便携式接收器(数据记录器(logger))。实际上，将八个或九个补丁天线(patch antenna)附于受检者的胃部区域，并且在由受检者携带的便携式接收器中存储图像数据。包括这种胶囊内视镜的发送/接收系统包括作为引入受检者的体腔内的发送装置的胶囊内视镜、用于接收从胶囊内视镜发送的数据的接收装置、接收装置中的记录介质和显示装置。在发送/接收系统中，由胶囊内视镜拍摄的受检者的内部图像的数据通过无线实时地顺序发送，将经由附于受检者的胃部区域的多个天线接收到的数据记录到接收装置中的记录介质中，并且在获取该数据之后，将记录介质传送到显示装置中，或者经由有线通信或无线通信显示数据(例如，参见日本待审查专利申请公开No. 2009-189475或 No. 2009-153617)。另外，已经开发了这样的系统，其中通用PC(个人计算机)经由使用 USB(通用串行总线)、光电耦合器或变压器的绝缘补偿线缆通信适配器装置从便携式医疗装置获取图像数据(例如，参见日本待审查专利申请公开No. 2009-178234)。然而，这些发送/接收系统是昂贵的。另外，由于天线和接收器附于受检者身体， 因此受检者在运动上显著受限，导致受检者的负担。此外，数据传输量有限，并且图像拍摄数据可能在诸如食道(胶囊内视镜在通过其时运动得很快)之类的部件中变得不完美。此外，由于发送/接收系统在接收灵敏度方面很低，因此已经需要进一步的发展。
发明内容
另一方面，已经开发了并入存储器(memory-incorporated)的胶囊内视镜，其中在胶囊内视镜中提供记录部件(存储器)，并且将拍摄图像的数据记录在存储器中，消除了附于受检者的天线的必要或由受检者携带的数据记录器的必要。当由受检者口服并入存储器的胶囊内视镜时，内视镜开始图像拍摄和检查。当胶囊内视镜完成图像拍摄和检查时，从受检者身体排出内视镜。当从受检者排出胶囊内视镜时，撕掉内视镜的胶囊外壳，然后通过存储器板的探测器将数据传送到主计算机。然而，撕掉胶囊外壳然后通过存储器板的探测器将数据传送到主计算机的这种方法需要用于撕掉胶囊外壳的时间，并且此外具有这样的可能性由于探测器连接中不良接触或静电击穿而使得没有完美地传送数据。在胶囊内视镜中，这种困难并非有限地发生。换言之，在由于物理或经济原因或由于安全原因，探测器难以在观测点静止的情况下，例如， 在通过无人探测器直升机或海底探测器船的数据采集的情况下，或者在观测对象移动的情况下，在安全地点或环境好的地点从主要电池驱动的数据采集装置或从插入介质的装置向主计算机等传送视频数据或其他数据的成像装置中也已经出现困难。期望提供可以快速且容易地执行数据传输的便宜的成像装置，并期望提供使用该成像装置的发送/接收系统。根据本公开实施例的成像装置包括成像部件；记录部件，存储由所述成像部件拍摄的图像的数据；发送部件，通过无线将所述记录部件中存储的数据发送到外部；以及控制器，控制所述发送部件以在所述成像部件完成图像拍摄之后开始数据发送。根据本公开实施例的发送/接收系统包括成像装置，存储拍摄图像的数据；以及数据接收装置，接收由所述成像装置存储的数据，其中所述成像装置由根据本公开实施例的成像装置配置。在根据本公开实施例的成像装置中，在成像部件完成图像拍摄之后，在不将记录部件(存储器)提取到外部的情况下，开始通过无线的数据发送。在根据本公开实施例的发送/接收系统中，将数据从成像装置发送到数据接收装置。根据本公开实施例的成像装置以及具有该成像装置的发送/接收系统，由于通过无线发送在成像装置中存储的数据，因此不需要将记录部件(存储器)提取到外部，使得可以快速容易地执行数据传输。此外，接触探测器不需要用于数据传输，消除了由于不良接触或静电击穿引起的不完美的传送。此外，在图像拍摄之后统一地传送存储的数据，使得能够省电。应该理解，前述总体描述和下面详细描述二者是示例性的，并且旨在提供所声明的技术的进一步说明。
包括附图以提供本公开的进一步理解，并且并入附图且组成该说明书的一部件。 附示了实施例，并且与说明书一起用以说明技术原理。图1是使用根据本公开实施例的成像装置的发送/接收系统的示意图。图2是图示成像装置的特定配置的剖面图。图3是图示数据接收装置的配置的透视图。图4是数据接收装置的剖面图。图5是图示在数据传输中发送/接收系统的操作的流程图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。以如下顺序进行描述。1.实施例(胶囊内视镜的使用示例)(1)发送/接收系统的一般配置(2)胶囊内视镜
(3)数据接收装置2.其他应用示例1.实施例(1)系统的一般配置图1图示了根据本公开实施例的发送/接收系统的示意性配置。发送/接收系统由如下装置构成成像装置1，获取拍摄对象等的图像数据；数据接收装置2，用于接收由成像装置1存储的数据并传送该数据；以及主计算机3，获取从数据接收装置2传送的数据， 并执行数据的各种处理，并显示数据。成像装置1包括成像部件11 ；记录部件(存储器)12，存储由成像部件11获取的数据；发送部件13，用于将记录部件12中存储的数据发送到外部；控制器14，用于控制成像部件11、记录部件12和发送部件13中每一个的操作(图像拍摄、数据存储或传输)；光源11b，用于照明；以及电源部件15，用于向每一部件供电。发送部件13由无线发射器13A 和发射天线13B配置。具体地说，电源部件15例如是电磁能量转换线圈，但可以是内置纽扣电池。数据接收装置2包括例如接收部件21，用于接收从成像装置1通过无线发送的数据；以及传送部件22，用于经由线缆23将由接收部件21接收到的数据发送到主计算机 3。可以将数据通过无线传送到主计算机3。接收部件21由接收天线21B和无线接收器21A 配置。当成像装置1中的电源部件15由电磁能量转换线圈配置时，数据接收装置2包括电力传输线圈沈(图;3)。因此通过无线将电力从数据接收装置2提供到成像装置1。主计算机3确认从数据接收装置2传送的数据的正确性，然后获取数据，并执行数据的各种处理，并显示数据。在主计算机3中，经由输入部件31将来自数据接收装置2的数据顺序地存储到记录部件(存储器)32中。存储在记录部件32中的数据经历数据处理器33的各种处理，然后将其输出到显示部件34。对于发送/接收系统，在成像装置1中，成像部件11拍摄对象的图像，并且在控制器14的控制下，将图像数据顺序地存储到记录部件12中。在完成图像拍摄之后，无线发射器13A通过无线经由发射天线1 将数据发送到数据接收装置2。经由线缆23将发送到数据接收装置2的数据传送到主计算机3。在主计算机3中，将数据顺序地存储到记录介质 32中，然后数据经历数据处理器33的预定处理，然后由显示部件34显示。在实施例中，在使得成像装置1充分靠近数据接收装置2以允许无线传输时的时间点，从成像装置1到数据接收装置2并再到主计算机3的数据传输根据预定过程自动开始。在使得成像装置1充分靠近数据接收装置2以允许无线传输之后，数据传输可以根据来自主计算机3的指令开始。在下文中，将描述使用胶囊内视镜IA作为成像装置1的发送/接收系统的示例， 作为发送/接收系统的特定示例。(2)胶囊内视镜图2图示了作为成像器件1的示例的胶囊内视镜IA的剖面配置。胶囊内视镜IA 包括相机(微型相机)11A，用于在具有例如半球、两个端面和圆柱中心部分的外壳10中拍摄体腔内部的图像。外壳10进一步包含存储器12A，用于记录由相机IlA拍摄的图像的数据；以及无线发射器13A，用于在从受检者身体排出胶囊内视镜IA之后，经由天线1 将记录的图像数据发送到外部。外壳10进一步包含CPU (中央处理单元)14A和线圈(磁力-电流转换线圈)15A。 CPU 14A控制通过相机IlA的图像拍摄和至存储器12A中的数据存储，并控制通过无线发射器13A从存储器12A向外壳10外部的数据接收装置2(数据传送垫2A)的数据传输。线圈 15A分别向相机11A、存储器12A、无线发射器13A、天线13B和稍后描述的光源lib供电。外壳10进一步包含传感器(在这种情况下，簧片开关16A)，如磁(簧片)开关或磁传感器，以便当如稍后所述将胶囊内视镜设置到数据传输垫2A中时，感测胶囊内视镜IA的设置。在当簧片开关16A感测到胶囊内视镜到数据传输垫2A中的设置且因此使能数据传输时的时间点，CPU 14A允许线圈15A向无线发射器13A供电。例如，相机IlA具有物光学系统，如镜头11a，用于拍摄体腔等内部的图像，并且相机IlA具有多个(这里，两个)光源11b，用于照亮体腔内部。具体地说，例如，相机IlA由具有LED(发光二极管)作为光源lib的CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器或CCD(电荷耦合器件)配置。例如，存储器12A是允许向元件写或从元件擦除数据的存储元件。如之前所述那样控制胶囊内视镜IA的总操作的CPU 14A特别地控制无线发射器13A的操作以及对其的供电，以便在从受检者提取胶囊内视镜IA时的时间点开始将存储器12A中存储的数据发送到数据接收装置2，并然后设置在数据接收装置2 (数据传送垫2A)中。换言之，在该实施例中，在完成图像拍摄之后将由相机IA拍摄的图像的数据统一地发送到受检者身体外，而不是实时地顺序发送数据。如之前所述那样，线圈15A将外部磁场转换为电流，由此向每一部件供电。当胶囊内视镜IA停留在受检者身体内时，线圈15A将从外部磁场发生器(未示出)发射的磁场转换为电流，以便维持电力。在胶囊内视镜IA从身体排出之后，如稍后所述，从数据传送垫2A 中的电力传输线圈26向线圈15A供电。外壳10包括由透明塑料圆顶形成的一个半球端面，并且包括由例如基本上不包括金属和碳的硅形成或由塑料形成的其它部分。(3)数据接收装置图3以透明的方式图示了数据传送垫2A的透视配置作为数据接收装置2的示例。 图4图示了数据传送垫2A的剖面配置。数据传送垫2A具有类似基座的外壳20，其具有在外壳的中心用于设置胶囊内视镜IA的插入端口 24。具有接收天线21B的无线接收器21A 提供在插入端口 M以下。无线接收器21A经由接口 25和线缆23连接到主计算机3。电力传输线圈26提供在插入端口 M的内壁表面上。在数据传输期间，电力传输线圈沈用作对胶囊内视镜IA的非接触电源。当胶囊内视镜IA具有内部电池时，不需要提供电力传输线圈26。护罩27可以提供在插入端口 M的壁表面上电力传输线圈沈以下，以便必要时阻挡高频信号或辐射信号。另外，波导管观可以在必要时提供在胶囊内视镜IA的天线1 与数据传送垫2A的接收天线21B之间。胶囊内视镜IA可拆卸地设置在插入端口 M中，其中具有天线13B的无线发射器 13A的一侧向下。突起29A提供在插入端口 M的底部，以便胶囊内视镜IA的下端接触突起 29A.多个(例如，两个)排水口(drain) 29C提供在外壳20侧面的相对位置，并且排水管(drainage canal) 29B分别提供在排水口 29C与突起29A之间。倾斜每一排水管^B，以便逐渐地从胶囊内视镜IA和数据传送垫2A之间的接触点(S卩，突起^A)下降到每一个排水口 ^C。换言之，数据传送垫2A具有突起^^、排水管29B和排水口 ^C，以便在冲洗期间有效地将附于胶囊内视镜IA的水滴w排出，防止在胶囊内视镜IA上形成水膜。接着，描述使用胶囊内视镜IA的发送/接收系统的操作。当胶囊内视镜IA由受检者吞下时，胶囊内视镜开始在CPU 14A控制之下的图像拍摄，同时停留在体腔中。首先，响应于来自线圈16A的供电，光源(LED) lib将光照射到体腔壁。接着，通过镜头11A，由相机IlA捕捉由体腔壁反射的光，以便形成图像数据。将图像数据发送到存储器12A并存储在其中。在从受检者排出胶囊内视镜IA之后，胶囊内视镜IA 中的无线发射器13A通过无线、经由发射天线1 将存储器12A中存储的图像数据发送到数据传送垫2A。图5图示了在从受检者身体排出胶囊内视镜IA之后的数据传送处理。首先，通过清洗等来洗刷和消毒从受检者排出的胶囊内视镜IA (步骤S101)，然后将其插入到数据传送垫2A的插入端口对中(其中发射天线1 侧向下)，以便发射天线1 靠近接收天线 2IB (步骤 SlO2)。当胶囊内视镜IA插入数据传送垫2A时，胶囊内视镜IA中的传感器16A从数据传送垫2A检测到磁场，以便自动地开启胶囊内视镜IA(步骤S103)。响应地，将确认信号从数据传送垫2A发送到主计算机3。接着，主计算机3确定数据传送垫2A中胶囊内视镜IA的设置以及来自胶囊内视镜IA的数据的正确性。当主计算机3识别出数据正确时，完成数据传送的准备(步骤S104)。接着，经由数据传送垫2A开始到主计算机3的数据传送(步骤S105)。具体地说， 通过无线发射器13A从存储器12A开始数据传输，并且经由发射天线1 和接收天线21B， 由数据传送垫2A的无线接收器21A接收所发送的数据。将由无线接收器21A接收到的数据经由线缆23、由传送部件22发送到主计算机3。主计算机3确认所传送的数据的可靠性， 并允许显示部件34显示数据传输结束(步骤S106)。最后，从数据传输垫拔出胶囊内视镜 IA (步骤 S107)。在使用胶囊内视镜的在先发送/接收系统中，如之前所述，经由附于受检者身体的预定位置的多个天线，将体腔内拍摄的图像数据实时地顺序记录到受检者佩戴的便携式接收器(数据记录器)中。以这种方式将天线和接收器附于受检者身体，引起受检者的负担，包括运动的限制。在并入存储器的胶囊内视镜中，撕掉从受检者身体排出的胶囊，并且经由有线主接口传送数据，这导致撕掉胶囊的时间，并且导致由于探测中不良接触或静电击穿而引起的数据的不完美传送。相反，在本实施例的发送/接收系统中，胶囊内视镜IA具有存储器12A，用于记录拍摄图像的数据；以及无线发射器13A，用于通过无线将数据发送到外部。这消除了附于受检者的多个天线的必要以及由受检者佩戴的便携式接收器的必要。此外，通过无线发送和接收数据，使得可以收集数据而不撕掉胶囊内视镜IA的胶囊。此外，在受检者身体外部发送和接收数据，使得能够利用在人体内极大衰减的高频波(如，毫米波)。此外，在完成图像拍摄之后统一地发送数据，使得与胶囊内视镜连续地与外部数据记录器通信的情况相比，能句多省电。
如这里之前所述，在本实施例的发送/接收系统中，将存储器12A提供在成像装置 1(胶囊内视镜1A)中，且因此在从受检者身体排出胶囊内视镜IA之后，收集拍摄图像的数据，使得可以减小受检者的负担。此外，通过无线发送和接收图像数据，这消除了撕掉胶囊的时间，使得可以在图像拍摄和检查之后快速且容易地传送数据。此外，与过去的实时无线传输相比，仅在从受检者身体排出胶囊内视镜IA之后的数据传送期间，即仅在短时段内， 控制图像数据的传输的CPU 14A需要控制无线发射器13A，使得能够省电。这允许胶囊内视镜中作为电源部件15的线圈15A(或电池)尺寸的减小，使得能够减小胶囊内视镜本身的尺寸。此外，在受检者身体外部发送和接收图像数据，使得能够利用高频波(如，毫米波)来进行数据传送。这理论上使得可以以过去的胶囊内视镜的传送速率大约2000倍那么高的传送速率来传送图像数据。具体地说，使用具有带宽7到9GHz的60GHz的高频波， 使得可以以与另一系统干扰的极低概率容易地实现以(^bps的快速传输。此外，波具有短波长，大约5mm，使得能够减小每一电路的天线13B或21A的尺寸。这允许对于极短距离无线通信省电的数据传输。具体地说，对于以14mm的通信距离、使用简单单极天线的通信，发送侧上的功率是^mW。此外，可以以非接触方式执行数据传送，使得可以减小诸如不良接触或静电击穿之类的麻烦，并减少操作失败。此外，胶囊不需要撕掉，这使得可以简化胶囊的冲洗和消毒操作，并便于卫生控制。另外，可以简化要求具有防水性和耐酸性的胶囊结构。此外，对于使用的胶囊内视镜1A，简单地替换胶囊表皮和电池，而其他昂贵的组件(如，光学系统、存储器和衬底)可以再利用，使得能够降低成本。2.其他应用示例接着，描述本实施例的成像装置1和发送/接收系统的应用示例。尽管在该实施例中成像装置1已经由胶囊内视镜IA配置，但是这不是限制性的，并且成像装置1可以用于在由于物理或经济原因或为了安全性原因，装置难以在观测点静止的地方，执行图像拍摄或者当对象移动时执行观测对象的图像拍摄的成像装置。例如，成像装置1可以安装在用于远程测量的测距器中，或者安装在用于在高海拔的气象观测的探测装置(sonde)中。可替代地，成像装置1可以安装在用于火山口的观测或用于住宅地图制作的无人直升机中。 即使在这些情况下，该实施例中描述的发送/接收系统可以用于图像数据的发送/接收系统。当在各种设备(如，无人探测直升机)中安装这样的各种成像装置中的每一个时， 使得能够进行非接触数据传送，这便于考虑设备的持久性、防水性、耐酸性、耐油性或耐气候性来进行设计。另外，可以将数据从主要电池驱动的数据收集装置或装置中并入的介质传送到在安全地点或环境好的地点中的主计算机等。尽管这里之前已经通过实施例描述了本公开，但是本公开不限于该实施例，并且可以进行各种修改和变更。例如，数据接收装置2可以包括发送/接收切换部件，用于在发送和接收之间切换；信号处理器，用于转换接收到的信号；或信号发生器，用于产生胶囊内视镜IA的控制信号以便允许双向通信。本公开包含与于2010年7月7日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-155045中公开的主题有关的主题，将其全部内容通过引用的方式合并在此。
本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、部分组合和变更，只要它们落在所附权利要求或其等价物的范围内即可。
权利要求
1.一种成像装置，包括 成像部件；记录部件，存储由所述成像部件拍摄的图像的数据；发送部件，通过无线将所述记录部件中存储的数据发送到外部；以及控制器，控制所述发送部件以在所述成像部件完成图像拍摄之后开始数据发送。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述成像部件、所述记录部件和所述发送部件被提供在同一外壳中。
3.根据权利要求2所述的成像装置， 其中，所述成像装置由胶囊内视镜配置。
4.一种发送/接收系统，包括 成像装置，存储拍摄的图像的数据；以及数据接收装置，接收由所述成像装置存储的数据，并传送所述数据， 其中所述成像装置包括成像部件；记录部件，存储由所述成像部件拍摄的图像的数据；发送部件，通过无线将所述记录部件中存储的数据发送到外部；以及控制器，控制所述发送部件以在所述成像部件完成图像拍摄之后开始数据发送。
5.根据权利要求4所述的发送/接收系统，其中，当所述成像装置被设置在允许所述成像装置向所述数据接收装置发送数据的位置处时，所述成像装置开始数据发送。
6.根据权利要求4所述的发送/接收系统，其中，所述成像装置包括获取从所述数据接收装置传送的数据的主计算机，以及当所述成像装置被设置在允许所述成像装置向所述数据接收装置发送数据的位置处， 并接收来自所述主计算机的发送指令时，所述成像装置开始数据发送。
7.根据权利要求4所述的发送/接收系统，其中，所述数据接收装置具有当所述成像装置被设置在允许所述成像装置向所述数据接收装置发送数据的位置处时向所述成像装置供电的功能。
8.根据权利要求4所述的发送/接收系统， 其中，所述数据接收装置包括外壳，插入端口，提供在所述外壳中，以允许所述成像装置可拆卸地插入在所述插入端口中， 突起，提供在所述插入端口的底部，以允许所述成像装置的下端接触所述突起， 一个或多个排水口，提供在所述外壳的侧面，以及排水管，从所述突起的周围倾斜到所述排水口。
9.根据权利要求8所述的发送/接收系统，其中，所述数据接收装置包括在允许接收部件和所述插入端口中插入的成像装置之间的数据的发送和接收的位置处的无线接收部件。
10.根据权利要求8所述的发送/接收系统， 其中，所述成像装置由胶囊内视镜配置。
全文摘要
提供了可以快速并简单地执行数据传输的便宜的成像装置以及使用该成像装置的发送/接收系统。所述成像装置包括成像部件；记录部件，存储由成像部件拍摄的图像的数据；发送部件，通过无线将记录部件中存储的数据发送到外部；以及控制器，控制发送部件以在成像部件完成图像拍摄之后开始数据发送。
文档编号A61B1/00GK102309305SQ20111018236
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月30日 优先权日2010年7月7日
发明者堤伸一 申请人:索尼公司