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JP5006381B2 - 磁気アクチュエータ、磁気アクチュエータの動作方法、およびこれを用いたカプセル型内視鏡 - Google Patents

磁気アクチュエータ、磁気アクチュエータの動作方法、およびこれを用いたカプセル型内視鏡 Download PDF

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JP5006381B2
JP5006381B2 JP2009501238A JP2009501238A JP5006381B2 JP 5006381 B2 JP5006381 B2 JP 5006381B2 JP 2009501238 A JP2009501238 A JP 2009501238A JP 2009501238 A JP2009501238 A JP 2009501238A JP 5006381 B2 JP5006381 B2 JP 5006381B2
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Description

この発明は、磁力を用いて駆動する磁気アクチュエータ、磁気アクチュエータの動作方法、およびこれを用いたカプセル型内視鏡に関する。
従来から、例えばソレノイドコイルを磁化することによって磁石または強磁性体をソレノイドコイルの軸方向に移動させるアクチュエータが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、カプセル型医療装置において用いられるアクチュエータとして、回転可能な磁石とネジ機構とを組み合わせ、回転磁界を印加することによって軸方向に移動するアクチュエータが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
特開２００２−２７０４２３号公報 特開２００３−３２５４３８号公報
しかしながら、ソレノイドコイルを使用する磁気アクチュエータにおいては、ソレノイドコイルにおいて発生する磁気引力によってアクチュエータを駆動しており、移動部分とソレノイドコイルとの距離が離れていると急激に出力が低下するため、ソレノイドコイルと移動部分とを密着させる必要があることから、アクチュエータの設計の自由度が制限されるという問題があった。また、ネジ機構を用いた磁気アクチュエータにおいては、回転運動をネジ機構で直動機構に変換するため、摩擦の影響でエネルギー効率が低下し、移動速度が遅くなる場合があることから、迅速な動作が求められるものには使用することができないという問題があった。
また、かかる磁気アクチュエータを用いた従来のカプセル型内視鏡は、アクチュエータの設計の自由度が制限されることに起因して装置設計の自由度が制限されるとともに、カプセル型筐体内の構造が複雑化してしまう。この結果、カプセル型内視鏡の装置規模が大型化し、被検体の体内にカプセル型内視鏡を導入し難くなるという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、設計の自由度を確保するとともにエネルギー効率の高い磁気アクチュエータ、磁気アクチュエータの動作方法、およびこれを用いたカプセル型内視鏡を提供することを目的とする。また、かかる磁気アクチュエータを用いたカプセル型内視鏡を小型化でき、磁気アクチュエータによって動作するカプセル型内視鏡を被検体の体内に容易に挿入できることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる磁気アクチュエータは、ハウジングと、前記ハウジング内に、磁化方向を含む平面内で相対的に回転可能に設置された第１の永久磁石および第２の永久磁石と、前記ハウジング外に、前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石が互いに反発力を発生する方向に前記第１の永久磁石および／または前記第２の永久磁石を相対的に回転させる磁界を発生する磁界発生部と、前記ハウジング内に設けられ、発生した前記反発力によって前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石が相対的に移動する方向を制御する第１の誘導部分と、を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記ハウジングは、前記磁界発生部に固定されていることを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記ハウジングは、前記磁界発生部に対する相対位置を変更でき、前記磁界発生部は、複数方向の磁界を発生できる磁界方向変更部を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記ハウジングは、被検体内に挿入されて前記被検体内で医療行為を行なうことができる挿入部分であり、前記磁界発生部は、前記被検体外部に設置されていることを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記第１の永久磁石は、前記ハウジングに固定され、前記第２の永久磁石は、前記第１の誘導部分内に前記第２の永久磁石の磁化方向を含む平面内で回転可能に設置され、前記磁界発生部は、前記第１の誘導部分内に磁界を発生させることを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記第１の永久磁石は、前記第１の誘導部分内に前記ハウジングに対して回転が拘束された状態で設置され、前記第２の永久磁石は、前記ハウジングに対して前記第２の永久磁石の磁化方向を含む平面内で回転可能に設置され、前記磁界発生部は、前記第２の永久磁石に対して磁界を発生させることを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記ハウジング内に設けられ、前記発生した反発力によって前記第１の永久磁石および／または前記第２の永久磁石が相対的に移動する方向を制御する第２の誘導部分をさらに備え、前記第２の永久磁石は、前記第２の誘導部分内に設置されることを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記ハウジング内に設けられた第３の永久磁石と、前記ハウジング内に設けられた前記第３の永久磁石が移動する方向を制御する第２の誘導部分と、をさらに備え、前記第２の誘導部分は、前記第１の永久磁石に対応した位置に設けられ、前記第３の永久磁石は、前記第２の誘導部分内に前記磁化方向を含む平面内で回転可能に設置され、前記第１の永久磁石は、前記第２の永久磁石と前記第３の永久磁石との間に設置され、前記磁界発生部は、前記第３の永久磁石が設置された誘導部分に磁界を発生させることを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記磁界発生部は、前記第１の誘導部分に磁界を発生させる第１の磁界発生部と、前記第２の誘導部分に磁界を発生させる第２の磁界発生部と、前記第１の磁界発生部における磁界の発生を制御する第１の磁界制御部と、前記第２の磁界発生部における磁界の発生を制御する第２の磁界制御部と、を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記第１の誘導部分内の永久磁石と前記第２の誘導部分内の永久磁石とは、同一の磁界発生部が発生させる磁界によって移動するとともに、移動する磁界強度がそれぞれ異なるように設定されていることを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石は、前記ハウジングに対して前記磁化方向を含む平面内でそれぞれ回転可能に設置されるとともに、それぞれ異なる磁界強度を有し、前記第２の永久磁石は、前記第１の誘導部分内に設置され、前記磁界発生部は、前記第１の永久磁石と前記第１の誘導部分内に磁界を発生させ、前記磁界発生部は、前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とが回転可能な平面内に複数の磁界を発生する磁界方向変更部を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記第１の誘導部分は、前記第２の永久磁石が前記第１の永久磁石から引力または反発力を受けるいずれかの状態である場合に、前記ハウジングに対して前記第２の永久磁石の磁化方向を含む平面内の回転を拘束する回転拘束部を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記ハウジング内に設けられた第３の永久磁石をさらに備え、前記第２の永久磁石は、前記第１の誘導部分内に設置され、前記第１の誘導部分は、前記第１の永久磁石と前記第３の永久磁石との間に設置されることを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記第１の永久磁石と前記第３の永久磁石とは、磁化方向が異なる向きになるように前記ハウジング内に固定され、前記第２の永久磁石は、前記ハウジングに対して前記第２の永久磁石の磁化方向を含む平面内で回転可能に設置され、前記磁界発生部は、前記第１の誘導部分に磁界を発生させることを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記第１の永久磁石および前記第３の永久磁石は、前記ハウジングに対して各磁化方向を含む平面内で回転可能に設置され、前記第２の永久磁石は、前記ハウジングに対して回転が拘束された状態で設置され、前記磁界発生部は、前記第１の永久磁石に磁界を発生させる第１の磁界発生部と、前記第２の永久磁石に磁界を発生させる第２の磁界発生部と、前記第１の磁界発生部における磁界の発生を制御する第１の磁界制御部と、前記第２の磁界発生部における磁界の発生を制御する第２の磁界制御部と、を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記磁界発生部は、発生する磁界方向が、前記ハウジングに対して磁化方向を含む平面内の回転が拘束された永久磁石の磁化方向と所定の角度を有するように設置されたことを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記所定の角度は、６０°以下であることを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とは、磁力が異なることを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記ハウジングは、略円筒形状を有し、前記第１の永久磁石および／または前記第２の永久磁石は、前記略円筒形状の径方向に固定されていることを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、磁界発生部は、異なる磁界強度の磁界を発生し、当該磁気アクチュエータは、前記磁界発生部が発生した各磁界強度に応じて異なる動作を行なうことを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、磁界発生部は、異なる周波数の磁界を発生し、当該磁気アクチュエータは、前記磁界発生部が発生した各周波数に応じて異なる動作を行なうことを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記略円筒形状であるハウジングの外表面に螺旋構造を設けたことを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記ハウジングは、略円筒形状を有し、前記第１の永久磁石および／または前記第２の永久磁石は、磁化方向を前記略円筒形状の径方向から前記略円筒形状の軸方向に対して変更可能であり、前記略円筒形状の軸方向に変更された磁化方向を維持可能であることを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータは、上記の発明において、前記磁気アクチュエータは、前記磁界発生部に対する前記ハウジングの位置および姿勢を検出する検出部をさらに備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、被検体の内部に導入可能なカプセル型の筐体と、前記筐体に対して独立して回転可能な永久磁石と、外部の回転磁界に追従して回転する前記永久磁石の回転力を推進力に変換する推進力変換部と、を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記永久磁石は、その磁化方向に対して垂直な軸周りに回転することを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記永久磁石は、前記筐体の長手方向の軸に対して略垂直な軸周りに回転することを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記永久磁石は、前記筐体の長手方向の軸に対して略平行な軸周りに回転し、前記推進力変換部は、前記永久磁石の回転力を前記筐体の長手方向の推進力に変換することを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記筐体の長手方向の軸に対して略平行な軸周りに回転する前記永久磁石の回転動作を前記筐体の長手方向の軸に対して垂直な軸周りの回転動作に変換する回転動作変換部を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、当該カプセル型内視鏡の重心は、前記筐体の長手方向に対して垂直な径方向の中心軸上に設定されることを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記推進力変換部は、前記筐体の長手方向の中心軸を境とした前記筐体の片側に配置されることを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、当該カプセル型内視鏡の重心は、前記径方向の中心軸上であって前記筐体の中心から前記推進力変換部側に外れた位置に設定されることを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、当該カプセル型内視鏡の重心は、前記筐体の長手方向の中心軸上に設定されることを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記推進力変換部は、前記筐体に対して複数配置され、複数の前記推進力変換部は、前記筐体の長手方向の中心軸に関して対称的であることを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記永久磁石は、前記筐体の内部であって前記径方向の中心軸上に配置されることを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記永久磁石による当該カプセル型内視鏡の重量の偏りを補正する補正部材をさらに備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記永久磁石の回転軸に対して固定された磁化方向の磁界を前記筐体の外部に発生させる磁界発生部を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記筐体は、当該カプセル型内視鏡の所定の機能を実行する機能実行部を液密に内包し、前記永久磁石および前記推進力変換部は、前記機能実行部を液密に内包する前記筐体の内部空間の外側に配置されることを特徴とする。
また、この発明にかかるカプセル型内視鏡は、上記の発明において、前記筐体に対して相対的に前記永久磁石を回転可能な状態から前記筐体に対して相対的に前記永久磁石を固定可能な状態に変更する状態変更部を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータの動作方法は、動作に寄与する第１の永久磁石と第２の永久磁石とをハウジング内に備えた磁気アクチュエータの動作方法であって、前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とに印加する磁界を変化させる磁界変化ステップと、前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とが相対的に回転する回転ステップと、前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石との相対的な距離が変化する距離変化ステップと、を含むことを特徴とする。
また、この発明にかかる磁気アクチュエータの動作方法は、動作に寄与する第１の永久磁石と第２の永久磁石と第３の永久磁石とをハウジング内に備えた磁気アクチュエータの動作方法であって、前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とに印加する磁界を変化させる第１の磁界変化ステップと、前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とが相対的に回転する第１の回転ステップと、前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石との相対的な距離が変化する第１の距離変化ステップと、前記第２の永久磁石と前記第３の永久磁石とに印加する磁界を変化させる第２の磁界変化ステップと、前記第２の永久磁石と前記第３の永久磁石とが相対的に回転する第２の回転ステップと、前記第２の永久磁石と前記第３の永久磁石との相対的な距離が変化する第２の距離変化ステップと、を含むことを特徴とする。
本発明は、ハウジング内に磁化方向を含む平面内で相対的に回転可能に設置された第１の永久磁石および第２の永久磁石と、ハウジング外に第１の永久磁石および第２の永久磁石が互いに反発力を発生する方向に第１の永久磁石および／または第２の永久磁石を相対的に回転させる磁界を発生する磁界発生部と、ハウジング内に設けられ、発生した反発力によって第１の永久磁石および第２の永久磁石が相対的に移動する方向を制御する第１の誘導部分とを備えることによって、設計の自由度を確保するとともにエネルギー効率の高い磁気アクチュエータを実現することが可能になる。
また、本発明にかかる磁気アクチュエータを用いることによって、磁気アクチュエータによって各種動作を行うカプセル型内視鏡のカプセル内部構造を単純化でき、これによって、磁気アクチュエータを搭載したカプセル型内視鏡の小型化を促進できるとともに、磁気アクチュエータによって動作するカプセル型内視鏡を被検体の体内に容易に挿入できるという効果を奏する。
図１は、実施の形態１にかかる磁気アクチュエータの正面図である。 図２は、図１に示す磁気アクチュエータの右側面図である。 図３は、図１におけるＡ−Ａ線で図１に示す磁気アクチュエータを径方向に切断した図である。 図４は、図１におけるＢ−Ｂ線で図１に示す磁気アクチュエータを径方向に切断した図である。 図５は、図３におけるＣ−Ｃ線で図１に示す磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。 図６は、図１に示す回転移動磁石が回転動作可能となる磁界強度を説明する図である。 図７は、図１に示すコイルが印加する磁界強度の時間依存を示す図である。 図８は、図１に示す磁気アクチュエータの軸方向の断面図である。 図９は、図１に示す磁気アクチュエータの軸方向の断面図である。 図１０は、実施の形態１における変形例１にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。 図１１は、図１０に示すコイルが印加する磁界強度の時間依存を示す図である。 図１２は、図１０に示す磁気アクチュエータの軸方向の断面図である。 図１３は、図１０に示す磁気アクチュエータの軸方向の断面図である。 図１４は、図１０に示す磁気アクチュエータの軸方向の断面図である。 図１５は、図１０に示す磁気アクチュエータの軸方向の断面図である。 図１６は、実施の形態１における変形例２にかかる磁気アクチュエータを径方向に切断した図である。 図１７は、図１６に示すコイルが印加する磁界強度の時間依存を示す図である。 図１８は、図１６に示す磁気アクチュエータの径方向の断面図である。 図１９は、図１６に示す磁気アクチュエータの軸方向の断面図である。 図２０は、図１６に示す磁気アクチュエータの径方向の断面図である。 図２１は、図１６に示す磁気アクチュエータの軸方向の断面図である。 図２２は、実施の形態１における変形例３にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。 図２３は、図２２に示す磁気アクチュエータの動作を説明する図である。 図２４は、図２２に示す磁気アクチュエータの動作を説明する図である。 図２５は、図２２に示す磁気アクチュエータの動作を説明する図である。 図２６は、図２２に示す磁気アクチュエータの他の構成を示す図である。 図２７は、図２６に示すコイルに供給される電流値の時間依存を示す図である。 図２８は、図２６に示す磁気アクチュエータの動作を説明する断面図である。 図２９は、図２２に示す磁気アクチュエータの他の構成を示す図である。 図３０は、図２９に示すコイルが印加する磁界強度の時間依存を示す図である。 図３１は、図２２に示す磁気アクチュエータの他の構成を示す図である。 図３２は、図２２に示す磁気アクチュエータの他の構成を示す図である。 図３３は、実施の形態１における変形例４にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。 図３４は、図３３に示す磁気アクチュエータの動作を説明する図である。 図３５は、図３３に示す磁気アクチュエータの他の構成を示す図である。 図３６は、実施の形態１における変形例５にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。 図３７は、実施の形態２にかかる磁気アクチュエータの正面図である。 図３８は、図３７におけるＦ−Ｆ線で図３７に示す磁気アクチュエータを径方向に切断した図である。 図３９は、図３７におけるＧ−Ｇ線で図３７に示す磁気アクチュエータを径方向に切断した図である。 図４０は、図３８におけるＨ−Ｈ線で図３７に示す磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。 図４１は、図３７に示す磁気アクチュエータの動作を説明する図である。 図４２は、図３７に示す磁気アクチュエータの動作を説明する図である。 図４３は、実施の形態２における変形例１にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。 図４４は、図４３に示すコイルが印加する磁界強度の時間依存を示す図である。 図４５は、図４３に示す磁気アクチュエータの軸方向の断面図である。 図４６は、実施の形態２における変形例２にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。 図４７は、図４６に示す磁気アクチュエータの動作を説明する図である。 図４８は、実施の形態３にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。 図４９は、図４８に示す磁気アクチュエータをＩ−Ｉ線で径方向に切断した断面図である。 図５０は、図４８に示すコイルが印加する磁界強度の時間依存を示す図である。 図５１は、図４８に示す磁気アクチュエータの軸方向の断面図である。 図５２は、実施の形態３における変形例１にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。 図５３は、図５２に示す磁気アクチュエータの他の構成を示す図である。 図５４は、実施の形態４におけるカプセル誘導システムの構成を示す模式図である。 図５５は、図５４に示すカプセル型内視鏡の内部構造を示す模式図である。 図５６は、図５５に示す局注機構を説明する図である。 図５７は、実施の形態４における変形例１にかかるカプセル型内視鏡を説明する図である。 図５８は、実施の形態４における変形例２にかかるカプセル型内視鏡を説明する図である。 図５９は、図５８に示すカプセル型内視鏡の他の例を説明する図である。 図６０は、実施の形態４における変形例３にかかるカプセル型内視鏡を説明する図である。 図６１は、実施の形態４における変形例４にかかるカプセル型内視鏡を説明する図である。 図６２は、実施の形態４における変形例５にかかるカプセル型内視鏡を説明する図である。 図６３は、実施の形態４における変形例６にかかるカプセル型内視鏡を説明する図である。 図６４は、図６３に示すカプセル型内視鏡の動作を説明する図である。 図６５は、実施の形態４における変形例７にかかるカプセル型内視鏡を説明する図である。 図６６は、図６５に示すカプセル型内視鏡が印加される磁界の磁界強度の時間依存を示す図である。 図６７は、図６５に示すカプセル型内視鏡の軸方向の断面図である。 図６８は、実施の形態５にかかるカプセル型内視鏡の軸方向の断面図である。 図６９は、実施の形態５における変形例１にかかるカプセル型内視鏡を説明する図である。 図７０は、実施の形態６にかかるカプセル型内視鏡の軸方向の断面図である。 図７１は、図７０に示す局注機構の断面構造を示す図である。 図７２は、図７０に示すカプセル型内視鏡が所定の動作を行なうために要する磁界強度を説明する図である。 図７３は、図７０に示すカプセル型内視鏡に印加される磁界を説明する図である。 図７４は、図７０に示すカプセル型内視鏡に印加される磁界を説明する図である。 図７５は、実施の形態６における変形例１にかかるカプセル型内視鏡の軸方向の断面図である。 図７６は、図７５に示すカプセル型内視鏡の動作を説明する図である。 図７７は、実施の形態７にかかるカプセル型内視鏡を軸方向の所定の面で切断した図である。 図７８は、図７７におけるＪ−Ｊ線で図７７に示す磁気アクチュエータを径方向に切断した図である。 図７９は、図７７におけるＫ−Ｋ線で図７７に示す磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。 図８０は、図７７に示すカプセル型内視鏡の所定の各状態において印加される磁界の磁界強度を示す図である。 図８１は、図７７に示すカプセル型内視鏡の軸方向の断面図である。 図８２は、実施の形態７における変形例１にかかるカプセル型内視鏡の断面図である。 図８３は、図８２に示すカプセル型内視鏡の所定の各状態において印加される磁界の磁界強度を示す図である。 図８４は、実施の形態７における変形例２にかかるカプセル型内視鏡の断面図である。 図８５は、図８４に示すカプセル型内視鏡の所定の各状態において印加される磁界の磁界強度を示す図である。 図８６は、実施の形態７における変形例３にかかるカプセル型内視鏡の断面図である。 図８７は、図８６に示すカプセル型内視鏡の所定の各状態において印加される磁界の磁界強度を示す図である。 図８８は、実施の形態７における変形例４にかかるカプセル型内視鏡の断面図である。 図８９は、図８８に示すカプセル型内視鏡の所定の各状態において印加される磁界の磁界強度を示す図である。 図９０は、実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。 図９１は、カプセル型内視鏡のキャタピラ機構が外部の回転磁界によって動作する状態を示す模式図である。 図９２は、本発明の実施の形態７の変形例６にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す縦断面模式図である。 図９３は、実施の形態７の変形例７にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。 図９４は、カプセル型内視鏡の両側のキャタピラ機構が外部の回転磁界によって動作する状態を示す模式図である。 図９５は、実施の形態７の変形例８にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。 図９６は、図９５に示すカプセル型内視鏡のＲ−Ｒ線断面図である。 図９７は、実施の形態７の変形例９にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。 図９８は、実施の形態８にかかる磁気スイッチの断面図である。
符号の説明
１，１１，２１，３１，４１ａ〜４１ｄ，５１ａ，５１ｂ，６１，２０１，２１１，２２１，３０１，３１１，３２１ 磁気アクチュエータ
２，１２，３２，５２，５２ｂ，２０２，２１２，２２２，３０２ ハウジング
２ａ，３２ａ，３２ｂ，５２ａ，５２ｃ，２０２ａ，２１２ａ，２２２ａ 誘導領域
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４３ａ，４３ｃ，４４ａ，４４ｃ，２０３，２０４，２０３ａ，２０３ｂ，２０４ａ，２０４ｂ，３０３ａ〜３０３ｄ，３０４ａ〜３０４ｄ コイル
５，５ａ，５ｂ 移動部材
６，６ａ，６ｂ 回転移動磁石
７，７ａ，７ｂ 固定磁石
８ 高摩擦部材
９ 摩擦低減部材
２０６，２０６ａ，２０６ｂ 回転磁石
２０７ 移動磁石
２０２ｂ 突起部
３１０ エンコーダ
４００ カプセル誘導システム
４０１，４０１ａ〜４０１ｈ，５０１，５０１ａ，６０１，６０１ａ，７０１，７０１ａ〜７０１ｉ カプセル型内視鏡
４０２ 位置検出用コイル
４０３ 磁界発生部
４１１ 受信部
４１２ 位置算出部
４１３ 制御部
４１５ 表示部
４１６ 入力部
４１７ 記憶部
４１８ 磁界制御部
４１９ 電力供給部
４２１，４２１ｃ 位置検出用発振コイル
４２２ 撮像系
４２３ アンテナ
４２４ 電池
４２５ バルーン
４２６ 薬剤
４２７ 針
４２７ａ 回転針
４３０ 局注機構
４３３ 貫通穴
４３４ 注入口
４４１ 被放出部
４４２ 固定部
４４３ 膜
４５２ 高周波発熱部材
４６１ ブラシ
４６２ 螺旋溝
４７１ 係止板
４７２ 腸壁
４７３ 係止機構
４８１ ステント
４８４ａ，４８４ｂ 筐体
４８４ 開閉機構
４８５ 浮き
４８５ａ，４８５ｂ 凹部
４９１ 鉗子機構
４９２ 鉗子
５０３ チューブ
５０４ 弁
６０３ 螺旋突起
６１１ 切断刃
６１２ 生体組織
７１１，７３８，７３９，７４６，７４７，７５５ａ，７５７ａ，７６５ 歯車
７１２，７４１ キャタピラ
７２１，７５２，７５３ タイヤ
７３１，７４０，７５１，７６１ 筐体
７３２，７３３，７４２，７４３ 車輪
７３４，７３６，７４４，７４５，７５４，７５５ 車軸
７３５，７３７，７５６，７６４ 回転磁石
７５７ 回転軸
７６２ａ〜７６２ｄ 回転部
７６３ 螺旋突起
８０１ 磁気スイッチ
８１１，８１２ 電極
８１３ 導電部材
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各部の厚みと幅との関係、各部の比率などは、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
（実施の形態１）
まず、実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１にかかる磁気アクチュエータの正面図であり、図２は、図１に示す磁気アクチュエータの右側面図である。図１および図２に示すように、実施の形態１にかかる磁気アクチュエータ１においては、端部が閉塞された略円筒形状の外装部品であるハウジング２外部に、磁界を発生できるコイル３およびコイル３と相対して配置されたコイル４が固定されている。また、図１および図２に示すように、磁気アクチュエータ１においては、ハウジング２の軸方向に移動可能である移動部材５を有する。移動部材５は、ハウジング２の右端部に移動部材５が軸方向に移動可能とするための通過口が設けられており、図１の矢印に示すように、ハウジング２の内外を出入する。この移動部材５の軸方向における移動によって、被駆動装置における所定動作の駆動が制御される。
つぎに、磁気アクチュエータ１の内部について説明する。図３は、図１におけるＡ−Ａ線で磁気アクチュエータ１を径方向に切断した図であり、図４は、図１におけるＢ−Ｂ線で磁気アクチュエータ１を径方向に切断した図である。また、図５は、図３におけるＣ−Ｃ線で磁気アクチュエータ１を軸方向に切断した図である。
図３および図５に示すように、ハウジング２内においては、移動部材５と接続する円柱状の回転移動磁石６が設けられている。また、ハウジング２内には、ハウジング２内の内部空間として回転移動磁石６の径サイズに対応した内径を有し、移動部材５が磁気アクチュエータ１内に引き込まれた場合に、移動部材５の右端部が突出しない程度の軸方向の長さを有する誘導領域２ａが設けられている。回転移動磁石６は、この誘導領域２ａ内に設けられている。また、図４および図５に示すように、ハウジング２内においては、内部空間を仕切る仕切りを隔てて回転移動磁石６と相対するように固定磁石７がハウジング２内に固定された状態で設けられている。固定磁石７は、磁化方向が磁気アクチュエータ１の径方向となるように固定されている。そして、回転移動磁石６は、磁気アクチュエータ１の軸心を中心として回転可能である。
回転移動磁石６および回転移動磁石６の右端部に接続する移動部材５は、誘導領域２ａ内をハウジング２の軸方向に沿って図５の左右に移動可能である。この誘導領域２ａは、ハウジング２の軸方向に沿うように、後述するように発生した反発によって回転移動磁石６が移動する方向を制御する。回転移動磁石６は、図３および図５に示すように、固定磁石７の磁化方向を含む平面内で回転可能に配置されており、誘導領域２ａの位置に対応してハウジング２外部に固定配置されたコイル３，４が誘導領域２ａ内に発生させた磁界によって、図３の矢印に示すように磁気アクチュエータ１の径方向に回転可能である。
ハウジング２外に設けられたコイル３，４は、接続する図示しない電力供給部から所定の電力を供給されることによって、誘導領域２ａ内に所定の磁界強度である磁界を発生させる。ハウジング２は、コイル３，４に固定されている。コイル３，４は、発生する磁界方向が、ハウジング２に対して磁化方向を含む平面内の回転が拘束された固定磁石７の磁化方向と所定の角度を有するように設置される。すなわち、図３の直線ｌｃに示すように、コイル３，４は、固定磁石７の磁化方向を示す直線ｌｇと所定の角度θを有するように設置される。
ここで、図６の曲線ｌｋ１，ｌｋ２に、―６０°から６０°の角度θで配置されたコイル３，４における回転移動磁石６が回転動作可能となる磁界強度を示す。図６の曲線ｌｋ１，ｌｋ２に示すように、角度θの絶対値が６０°を超える場合、回転移動磁石６が回転可能となる磁界強度は急激に増加するため、回転移動磁石６は回転できない。角度θの絶対値が０°より大きく６０°以下である場合、回転移動磁石６が回転可能となる。したがって、回転移動磁石６が回転するには、コイル３，４と固定磁石７の磁化方向を示す直線ｌｇとが成す角度θの絶対値は、０°より大きく６０°以下であることが望ましい。また、図６の曲線ｌｋ１，ｌｋ２に示すように、角度θが５°以上４０°以下である場合、凹形状である曲線ｌｋ１，ｌｋ２の底部分を含むため、他の角度と比較して小さな磁界強度で回転移動磁石６が回転動作可能となる。このため、コイル３，４と固定磁石７の磁化方向を示す直線ｌｇとが成す角度θは、５°以上４０°以下であることがさらに望ましい。さらに、コイル３，４と固定磁石７の磁化方向を示す直線ｌｇとが成す角度θを５°以上３０°以下とすることによって、コイル３，４が印加する磁界の磁界強度が比較的小さい「Ｇ１」程度で回転移動磁石６を安定して回転させることができる。
つぎに、図７〜図９を参照して、磁気アクチュエータ１の動作について説明する。図７は、コイル３，４が印加する磁界強度の時間依存を示す図であり、図８は、図７に示す時間ｔ１における磁気アクチュエータ１の軸方向の断面図であり、図９は、図７に示す時間ｔ２における磁気アクチュエータ１の軸方向の断面図である。なお、磁気アクチュエータ１における角度θは、約５°から約３０°のいずれかである。
まず、図７および図８に示すように、時間ｔ１において、図５に示すＯＦＦ状態である磁気アクチュエータ１に対して、コイル３，４は、回転移動磁石６が回転可能である磁界強度Ｇ１以上の磁界Ｍ１を誘導領域２ａ内の径方向に印加する。磁界Ｍ１の方向は、図８に示すように、図８の下方向である。このため、回転移動磁石６は、磁界Ｍ１によって、矢印Ｙ１１に示すように、磁界Ｍ１の磁界の向きにしたがって図８の下方向に半回転する。この場合、回転移動磁石６の磁界の向きと固定磁石７との磁界の向きが一致するため、回転移動磁石６と固定磁石７との間において反発力Ｈ１が発生する。言い換えると、コイル３，４は、回転移動磁石６と固定磁石７とが互いに反発力を発生する方向に回転移動磁石６を相対的に回転させる磁界を発生している。
固定磁石７との間に発生した反発力Ｈ１によって、回転移動磁石６は、図９の矢印Ｙ１２に示すように、誘導領域２ａに沿って図９の右方向に移動する。回転移動磁石６に接続する移動部材５は、回転移動磁石６の右方向の移動にともなって、図９の矢印Ｙ１３に示すように、磁気アクチュエータ１の右側面から図９の右方向に突出する。この結果、磁気アクチュエータ１がＯＮ状態とされる。
そして、図９に示す磁気アクチュエータ１のＯＮ状態を維持するには、図７の時間ｔ２において示すように、回転移動磁石６の位置を誘導領域２ａの右端部に維持すればよい。さらに、回転移動磁石６の磁界の方向をコイル３，４が発生させた磁界の方向と一致させた状態すなわち回転移動磁石６を再び回転させないように維持すればよい。ここで、回転移動磁石６は、磁気アクチュエータ１が駆動状態であるときには固定磁石７から離れてしまっているため、磁界強度Ｇ１より小さい磁界強度Ｇ２で回転移動磁石６の磁界の向きを磁界Ｍ１と同じ方向に維持できる。このため、図９に示す磁気アクチュエータ１のＯＮ状態を維持するには、図７に示すように、ＯＮ状態後の時間ｔ２において、回転移動磁石６が再度半回転しない程度の磁界強度Ｇ２で、磁界Ｍ１と同方向の磁界を印加すれば足りる。
そして、磁気アクチュエータ１をＯＦＦ状態とするには、図７の時間ｔ３において示すように、コイル３，４における磁界の印加を停止すればよい。この場合、回転移動磁石６を図８および図９の下方向に維持する磁界がなくなるため、回転移動磁石６は、図８および図９の上方向に回転し、固定磁石７との間で生じる引力によって、ハウジング２の中に引き込まれる。この結果、回転移動磁石６と接続する移動部材５もハウジング２内に引き込まれるため、磁気アクチュエータ１は、図５に示すＯＦＦ状態となる。
このように、実施の形態１にかかる磁気アクチュエータ１は、回転移動磁石６と固定磁石７との間に生じた反発力を利用して、移動部材５を磁気アクチュエータ１外に突出させて磁気アクチュエータ１を駆動するため、従来技術にかかる磁気アクチュエータと比して、迅速な動作を可能としている。また、実施の形態１によれば、一度ＯＮ状態となった後には磁界強度を下げてもＯＮ状態を維持できるため、エネルギー効率が高い磁気アクチュエータを実現することができる。
なお、実施の形態１においては、圧力センサ、接触センサ、通過センサ、回転センサ、コイルなどの磁気センサをさらに設けて、磁気アクチュエータ１の動作を検出してもよい。
（変形例１）
つぎに、実施の形態１における変形例１について説明する。図１０は、変形例１にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。図１０に示すように、変形例１にかかる磁気アクチュエータ１１は、磁気アクチュエータ１と比して、図１０の回転移動磁石６の左側に配置された固定磁石７ａとともに、図１０の誘導領域２ａ内に設置された回転移動磁石６の右側に固定して配置された固定磁石７ｂの二つの固定磁石を有する。言い換えると、回転移動磁石６が設置された誘導領域２ａは、固定磁石７ａ，７ｂの間に設置される。固定磁石７ｂと固定磁石７ａとは、磁化方向が異なる向きになるようにハウジング１２内に固定配置されている。誘導領域２ａは、固定磁石７ａと固定磁石７ｂとの間に設置されることとなる。回転移動磁石６は、ハウジング１２に対して回転移動磁石６の磁化方向を含む平面内で回転可能に設置される。
つぎに、図１１〜図１５を参照して、磁気アクチュエータ１１の動作について説明する。図１１は、コイル３，４が印加する磁界強度の時間依存を示す図であり、図１２は、図１１に示す時間ｔ１１における磁気アクチュエータ１１の軸方向の断面図であり、図１３は、図１１に示す時間ｔ１２における磁気アクチュエータ１１の軸方向の断面図であり、図１４は、図１１に示す時間ｔ１３における磁気アクチュエータ１１の軸方向の断面図であり、図１５は、図１１に示す時間ｔ１４における磁気アクチュエータ１１の軸方向の断面図である。なお、磁気アクチュエータ１１における角度θは、磁気アクチュエータ１と同様に約５°から約３０°のいずれかである。
まず、磁気アクチュエータ１１をＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化させる場合について説明する。図１１および図１２に示すように、コイル３，４は、時間ｔ１１において、図１０に示すＯＦＦ状態である磁気アクチュエータ１１に対して、回転移動磁石６が回転可能である磁界強度Ｇ１であって図１２の下方向の向きを有する磁界Ｍ１を誘導領域２ａ内の径方向に印加する。このため、回転移動磁石６は、矢印Ｙ１４に示すように、磁界Ｍ１の磁界の向きにしたがって図１２の下方向に半回転し、この結果、回転移動磁石６と固定磁石７ａとの間において反発力Ｈ１が発生する。
そして、固定磁石７との間に発生した反発力Ｈ１によって、回転移動磁石６は、図１３の矢印Ｙ１５に示すように、誘導領域２ａに沿って図１３の右方向に移動して移動部材５が磁気アクチュエータ１１から突出し、磁気アクチュエータ１１がＯＮ状態となる。誘導領域２ａ内に沿って右方向に移動した回転移動磁石６は、固定磁石７ｂとの間で発生した引力によって固定磁石７ｂと回転移動磁石６との間の仕切りに引き寄せられた状態となる。このため、図１１に示すように、磁気アクチュエータ１１は、磁気アクチュエータ１１がＯＮ状態となった時間ｔ１２以降は、コイル３，４における磁界の印加を停止した場合であっても、ＯＮ状態を維持することができる。
つぎに、磁気アクチュエータ１１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化させる場合について説明する。図１１の時間ｔ１３において、図１４に示すように、回転移動磁石６が回転可能である磁界強度Ｇ１であって、時間ｔ１１において印加した磁界Ｍ１と逆の向きである上方向の向きを有する磁界Ｍ２を誘導領域２ａ内の径方向に印加する。このため、回転移動磁石６は、矢印Ｙ１６に示すように、磁界Ｍ２の磁界の向きにしたがって図１４の上方向に半回転し、この結果、回転移動磁石６と固定磁石７ｂとの間において反発力Ｈ２が発生する。そして、固定磁石７ｂとの間に発生した反発力Ｈ２によって、回転移動磁石６は、図１５の矢印Ｙ１７に示すように、誘導領域２ａに沿って図１５の左方向に移動して移動部材５がハウジング１２内に引き入れられ、磁気アクチュエータ１１がＯＦＦ状態となる。誘導領域２ａ内に沿って左方向に移動した回転移動磁石６は、固定磁石７ａとの間で発生した引力によって固定磁石７ａと回転移動磁石６との間の仕切りに引き寄せられた状態となる。このため、図１１に示すように、磁気アクチュエータ１１は、磁気アクチュエータ１１がＯＦＦ状態となった時間ｔ１４以降は、コイル３，４における磁界の印加を停止した場合であっても、ＯＦＦ状態を維持することができる。
変形例１によれば、回転移動磁石６の両側に磁界の向きがそれぞれ逆である固定磁石を設けることによって、ＯＮ状態またはＯＦＦ状態の変化時のみに磁界を発生すれば足りるため、エネルギー効率をさらに向上させた磁気アクチュエータを実現することができる。さらに、変形例１によれば、各ＯＮ状態またはＯＦＦ状態において、回転移動磁石６が固定磁石に吸着した状態になるので、ＯＮ状態またはＯＦＦ状態のいずれの状態でも、ＯＮ状態またはＯＦＦ状態における強い維持力を発生することができる。
（変形例２）
つぎに、実施の形態１における変形例２について説明する。図１６は、変形例２にかかる磁気アクチュエータをコイルが設けられている箇所に対応させて径方向に切断した図である。図１６に示すように、変形例２にかかる磁気アクチュエータ２１は、磁界を発生する一組のコイル３，４を有する磁気アクチュエータ１１に比して、磁界を発生する２組のコイル３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを有する。コイル３ａとコイル４ａとが一組となって磁界を発生し、コイル３ｂとコイル４ｂとが一組となってコイル３ａ，４ａが発生する磁界と逆向きの磁界を発生する。図１６に示すように、コイル３ａ，４ａは、磁気アクチュエータ１１と同様に、固定磁石７の磁化方向を示す直線と６０°以下の所定の角度を有するように設置される。そして、コイル３ｂ，４ｂは、固定磁石７の磁化方向を示す直線と−６０°以下の所定の角度を有するように設置される。
つぎに、図１７〜図２１を参照して、磁気アクチュエータ２１の動作について説明する。図１７は、コイル３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂが印加する磁界強度の時間依存を示す図であり、図１８は、図１７に示す時間ｔ２１〜ｔ２２における磁気アクチュエータ２１の径方向の断面図であり、図１９は、図１７に示す時間ｔ２１〜ｔ２２における磁気アクチュエータ２１の軸方向の断面図であり、図２０は、図１７に示す時間ｔ２３〜ｔ２４における磁気アクチュエータ２１の径方向の断面図であり、図２１は、図１７に示す時間ｔ２３〜ｔ２４における磁気アクチュエータ２１の軸方向の断面図である。図１７における曲線ｌ１は、コイル３ａ，４ａが印加する磁界の磁界強度を示し、曲線ｌ２は、コイル３ｂ，４ｂが印加する磁界の磁界強度を示す。図１９は、図１８におけるＤ−Ｄ線断面図に対応し、図２１は、図２０におけるＥ−Ｅ線断面図に対応する。
まず、磁気アクチュエータ２１をＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化させる場合について説明する。この場合、二組のコイルのうちコイル３ａ，４ａが磁界を発生する。図１７の曲線ｌ１、図１８（１）に示すように、コイル３ａ，４ａは、時間ｔ２１において、ＯＦＦ状態である磁気アクチュエータ２１に対して、回転移動磁石６が回転可能である磁界強度Ｇ１であって図１８の右下方向の向きを有する磁界Ｍ３を誘導領域２ａ内の径方向に印加する。このため、図１８（２）および図１９（１）の矢印Ｙ１８ａに示すように、回転移動磁石６は、磁界Ｍ３の磁界の向きにしたがって図１８（２）および図１９（１）の下方向に時計回りに半回転する。この結果、図１９（１）に示すように、回転移動磁石６と固定磁石７ａとの間において反発力Ｈ３が発生し、回転移動磁石６は、図１９（２）の矢印Ｙ１８ｂに示すように、誘導領域２ａに沿って図１９（２）の右方向に移動し、磁気アクチュエータ２１がＯＮ状態となる。その後、回転移動磁石６は、固定磁石７ｂとの間で発生した引力によって固定磁石７ｂと回転移動磁石６との間の仕切りに引き寄せられた状態となるため、図１７および図１８（３）に示すように、磁気アクチュエータ２１は、ＯＮ状態となった時間ｔ２２以降は、コイル３ａ，４ａにおける磁界の印加を停止した場合であっても、ＯＮ状態を維持することができる。
つぎに、磁気アクチュエータ２１をＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化させる場合について説明する。この場合、二組のコイルのうちコイル３ｂ，４ｂが磁界を発生する。図１７の時間ｔ２３において、図１７の曲線ｌ２、図２０（１）に示すように、コイル３ｂ，４ｂは、ＯＮ状態である磁気アクチュエータ２１に対して、回転移動磁石６が回転可能である磁界強度Ｇ１以上であって図２０の右上方向の向きを有する磁界Ｍ４を誘導領域２ａ内の径方向に印加する。このため、図２０（２）および図２１（１）の矢印Ｙ１９ａに示すように、回転移動磁石６は、磁界Ｍ４の磁界の向きにしたがって図２０（２）および図２１（１）の上方向に半時計回りに半回転する。すなわち、回転移動磁石６は、コイル３ａ，４ａによって磁界が印加された場合と逆方向に半回転する。この結果、図２１（１）に示すように、回転移動磁石６と固定磁石７ｂとの間において反発力Ｈ４が発生し、回転移動磁石６は、図２１（２）の矢印Ｙ１９ｂに示すように、誘導領域２ａに沿って図２１（２）左方向に移動し、移動部材５が磁気アクチュエータ２１のハウジング１２内に引き込まれ、磁気アクチュエータ２１がＯＦＦ状態となる。その後、回転移動磁石６は、固定磁石７ａとの間で発生した引力によって固定磁石７ａと回転移動磁石６との間の仕切りに引き寄せられた状態となるため、図１７および図２０（３）に示すように、磁気アクチュエータ２１は、ＯＦＦ状態となった時間ｔ２４以降は、コイル３ｂ，４ｂにおける磁界の印加を停止した場合であっても、ＯＦＦ状態を維持することができる。
変形例２によれば、二組のコイルを設け、ＯＮ状態またはＯＦＦ状態の変化時に異なる向きの磁界を印加することによって、ＯＮ状態における回転移動磁石６の回転方向とＯＦＦ状態における回転移動磁石６の回転方向とを逆にすることができるため、移動部材５を同一方向に回転させるべきではない場合に適用することが可能になる。
（変形例３）
つぎに、実施の形態１における変形例３について説明する。図２２は、変形例３にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。図２２に示すように、変形例３にかかる磁気アクチュエータ３１は、磁気アクチュエータ１と比して、ハウジング３２内に、固定磁石７とともに、移動部材５ａ，５ｂとそれぞれ接続する複数の回転移動磁石６ａ，６ｂを有する。固定磁石７は、回転移動磁石６ａ，６ｂの間に設置される。磁気アクチュエータ３１は、回転移動磁石６ａに対応した誘導領域３２ａ、コイル３ａ，４ａと、回転移動磁石６ｂに対応した誘導領域３２ｂ、コイル３ｃ，４ｃとを有するハウジング３２を備える。誘導領域３２ａは、回転移動磁石６ａが移動する方向を制御し、回転移動磁石６ａは、誘導領域３２ａ内に磁化方向を含む平面内で回転可能に設置され、誘導領域３２ｂは、固定磁石７に対応した位置に設けられ、回転移動磁石６ｂが移動する方向を制御し、回転移動磁石６ｂは、誘導領域３２ｂ内に磁化方向を含む平面内で回転可能に設置される。コイル３ａ，４ａとコイル３ｃ，４ｃとは、誘導領域３２ａに加え、回転移動磁石６ｂが設置された誘導領域３２ｂ内に対しても磁界を発生させる。コイル３ａ，４ａは、誘導領域３２ａ内に磁界を発生させ、図示しない第１の外部装置に接続して電力を供給されている。コイル３ａ，４ａは、第１の外部装置によって磁界の発生を制御されている。コイル３ｃ，４ｃは、誘導領域３２ａ内に磁界を発生させ、第１の外部装置とは異なる第２の外部装置に接続して電力を供給されている。コイル３ｃ，４ｃは、第２の外部装置によって磁界の発生を制御されている。
つぎに、図２３〜図２５を参照して、磁気アクチュエータ３１の動作について説明する。まず、回転移動磁石６ａに接続する移動部材５ａを磁気アクチュエータ３１から突出させＯＮ状態とする場合について説明する。この場合、移動部材５ａに対応するコイル３ａ，４ａが磁界を発生し、回転移動磁石６ａが回転可能である磁界強度Ｇ１であって図２３の下方向の向きを有する磁界Ｍ５を誘導領域３２ａ内の径方向に印加する。このため、図２３の矢印Ｙ２１に示すように、回転移動磁石６ａは、磁界Ｍ５の磁界の向きにしたがって図２３の下方向に半回転する。この結果、図２３に示すように、回転移動磁石６ａと固定磁石７との間において反発力Ｈ５が発生し、回転移動磁石６ａは、図２４の矢印Ｙ２２に示すように、誘導領域３２ａに沿って図２４の右方向に移動し、移動部材５ａが突出し、ＯＮ状態となる。なお、磁気アクチュエータ３１においては、磁気アクチュエータ１と同様に、移動部材５ａを突出させてＯＮ状態となった後に、コイル３ａ，４ａが磁界強度Ｇ１よりも強度が低く回転移動磁石６ａが再度半回転しない程度の磁界強度Ｇ２を印加することによって、ＯＮ状態を維持することが可能である。
また、図２５（１）に示すように、回転移動磁石６ｂに接続する移動部材５ｂを磁気アクチュエータ３１から突出させＯＮ状態とする場合には、移動部材５ｂに対応するコイル３ｃ，４ｃが、回転移動磁石６ｂが回転可能である磁界強度Ｇ１であって図２５（１）の下方向の向きを有する磁界Ｍ６を誘導領域３２ｂ内の径方向に印加する。このため、図２５（１）の矢印Ｙ２３に示すように、回転移動磁石６ｂは、磁界Ｍ６の磁界の向きにしたがって図２５（１）の下方向に半回転し、回転移動磁石６ｂと固定磁石７との間において反発力Ｈ６が発生する。この結果、回転移動磁石６ｂは、図２５（２）の矢印Ｙ２４に示すように、誘導領域３２ｂに沿って図２５（２）の左方向に移動し、移動部材５ｂが突出し、ＯＮ状態となる。なお、磁気アクチュエータ３１においては、磁気アクチュエータ１と同様に、移動部材５ｂを突出させてＯＮ状態となった後に、コイル３ｃ，４ｃが磁界強度Ｇ１よりも強度が低く回転移動磁石６ｂが再度半回転しない程度の磁界強度Ｇ２を印加することによって、ＯＮ状態を維持することが可能である。
このように、変形例３によれば、一つの固定磁石７によって二つの回転移動磁石の駆動が可能であるため、磁気アクチュエータ１と比して、さらに省スペース化を図ることが可能になる。さらに、変形例３によれば、コイル３ａ，４ａおよびコイル３ｃ，４ｃを異なる外部装置によって異なるタイミングで磁界を発生させることによって、移動部材５ａ，５ｂをそれぞれ異なるタイミングで動作させるほか、コイル３ａ，４ａおよびコイル３ｃ，４ｃを同一の外部装置によって磁界を発生させることによって、移動部材５ａ，５ｂを同時に動作させてもよい。
なお、変形例３においては、異なる磁界強度を与えることによって、回転移動磁石６ａ，６ｂを移動させ、移動部材５ａ，５ｂの動作の切り替えを行ってもよい。たとえば、図２６に示すように、磁気アクチュエータ３１におけるコイル３ａ，３ｃ，４ａ，４ｃに代えて、巻き数が異なるコイル４３ａ，４３ｃ，４４ａ，４４ｃを有する磁気アクチュエータ４１ａについて説明する。磁気アクチュエータ４１ａにおいては、コイル４３ａとコイル４３ｃとは、直列に接続されており、コイル４４ａとコイル４４ｃとは、直列に接続されている。また、コイル４３ａ，４３ｃ，４４ａ，４４ｃは、同一の外部装置の電力供給によって磁界を発生する。また、コイル４４ａ，４４ｃは、コイル４３ａ，４３ｃと比較し巻き数が多いため、同一の電力を供給された場合、コイル４３ａ，４３ｃよりも大きな磁界強度である磁界を発生できる。
つぎに、図２７および図２８を参照して磁気アクチュエータ４１ａの動作について説明する。図２７は、コイル４３ａ，４３ｃ，４４ａ，４４ｃに供給される電流値の時間依存を示す図であり、図２８は、図２７に示す時間ｔ４１〜ｔ４４における磁気アクチュエータ４１ａの軸方向の断面図である。まず、移動部材５ｂをＯＮ状態とする場合について説明する。この場合、図２７に示すように、時間ｔ４１において、コイル４３ａ，４３ｃ，４４ａ，４４ｃに対して、コイル４３ｃ，４４ｃにおいて回転移動磁石６ｂが回転可能である磁界強度Ｇ１の磁界を発生できる電流値Ａ１１以上の電流が供給される。この結果、図２８（１）に示すように、コイル４３ｃ，４４ｃは誘導領域３２ｂの径方向に磁界強度Ｇ１の磁界Ｍ７を印加する。このため、図２８（１）に示すように、回転移動磁石６ｂは、磁界Ｍ７の磁界の向きにしたがって半回転し、回転移動磁石６ｂと固定磁石７との間において反発力Ｈ７が発生する。この結果、回転移動磁石６ｂは、図２８（２）に示すように、誘導領域３２ｂに沿って図２８（２）の左方向に移動し、移動部材５ｂがＯＮ状態となる。そして、移動部材５ｂのＯＮ状態を維持するためには、コイル４３ａ，４３ｃ，４４ａ，４４ｃに対して、コイル４３ｃ，４４ｃにおいて移動部材５ｂのＯＮ状態を維持可能である磁界強度Ｇ２の磁界を発生できる電流値Ａ２１以上の電流を供給すれば足りる。
つぎに、移動部材５ａをＯＮ状態とする場合について説明する。この場合、図２７に示すように、時間ｔ４２において、コイル４３ａ，４３ｃ，４４ａ，４４ｃに対して、コイル４３ａ，４４ａにおいて回転移動磁石６ａが回転可能である磁界強度Ｇ１よりも大きい磁界強度の磁界を発生できる電流値Ａ１２が供給される。この結果、図２８（２）に示すように、コイル４３ａ，４４ａは誘導領域３２ａの径方向に磁界強度Ｇ１の磁界Ｍ８を印加する。このため、図２８（２）に示すように、回転移動磁石６ａは、磁界Ｍ８の磁界の向きにしたがって半回転し、回転移動磁石６ａと固定磁石７との間において反発力Ｈ８が発生する。この結果、回転移動磁石６ａは、図２８（３）に示すように、誘導領域３２ａに沿って図２８（３）の左方向に移動し、移動部材５ａがＯＮ状態となる。そして、移動部材５ａのＯＮ状態を維持するためには、コイル４３ａ，４３ｃ，４４ａ，４４ｃに対して、コイル４３ａ，４４ａにおいて移動部材５ａのＯＮ状態を維持可能である磁界強度Ｇ２よりも大きい磁界強度の磁界を発生できる電流値Ａ２２を供給すれば足りる。
つぎに、移動部材５ａをＯＦＦ状態にする場合について説明する。この場合、図２７に示すように、時間ｔ４３において、コイル４３ａ，４３ｃ，４４ａ，４４ｃに対して供給する電流値を、コイル４３ａ，４４ａにおいて移動部材５ａのＯＮ状態を維持可能である磁界強度Ｇ２を発生できる電流値Ａ２２よりも低くすればよい。この結果、図２８（３）に示すように、誘導領域３２ａ内には、コイル４３ａ，４４ａによって印加される磁界の向きと同等の向きを維持することができなくなり、上方向に回転する。そして、回転移動磁石６ａは、固定磁石７との間による引力によって、固定磁石７側に移動し、これにともなって、固定移動磁石６ａに接続する移動部材５ａは、磁気アクチュエータ４１ａのハウジング３２内に引き込まれ、ＯＦＦ状態となる。そして、図２７に示すように、時間ｔ４４において、コイル４３ａ，４３ｃ，４４ａ，４４ｃに対して供給する電流値を停止して磁界の印加を停止することによって、図２８（４）に示すように、誘導領域３２ｂ内には、コイル４３ｃ，４４ｃによって印加される磁界の向きと同等の向きを維持することができなくなり、上方向に回転する。そして、回転移動磁石６ｂは、固定磁石７との間による引力によって、固定磁石７側に移動し、これにともなって、固定移動磁石６ｂに接続する移動部材５ｂは、磁気アクチュエータ４１ａのハウジング３２内に引き込まれ、ＯＦＦ状態となる。
このように、各回転移動磁石６ａ，６ｂが移動するために供給される電流値が異なるように設定できるコイル４３ａ，４４ａ，４３ｃ，４４ｃとコイル４３ａ，４４ａ，４３ｃ，４４ｃに電力を供給する外部装置とを設けることによって、移動部材５ａ，５ｂの動作を切り替え、動作自由度の高い磁気アクチュエータ４１ａを実現することができる。
また、巻き数の異なるコイルを設けるほか、各回転移動磁石６ａ，６ｂが移動する磁界強度が異なるように設定して移動部材５ａ，５ｂの動作切り替えを行ってもよい。たとえば、図２９の磁気アクチュエータ４１ｂに示すように、固定磁石７と各回転移動磁石６ａ，６ｂとの距離を変えて、各回転移動磁石６ａ，６ｂが移動する磁界強度が異なるように設定する。この場合、回転移動磁石６ａは、厚さＤ１の仕切りで固定磁石７と隔てられており、回転移動磁石６ｂは、Ｄ１よりも厚い厚さＤ２の仕切りで固定磁石７と隔てられている。このため、回転移動磁石６ｂは、回転移動磁石６ａと比較して、固定磁石７との間の引力の作用が低いため、回転移動磁石６ａよりも弱い磁界強度の磁界の印加によって回転可能となる。
このため、図３０に示すように、磁気アクチュエータ４１ｂにおいては、時間ｔ４５において、コイル３，４は、回転移動磁石６ｂが回転可能である磁界強度Ｇ１１よりも強い磁界強度の磁界を誘導領域３２ａ，３２ｂ内に印加することによって、回転移動磁石６ｂを回転させ、回転移動磁石６ｂと固定磁石７との間における反発力をもとに、回転移動磁石６ｂを移動させて、移動部材５ｂをＯＮ状態とする。そして、コイル３，４は、磁界強度Ｇ２１を下限として磁界強度を弱くし、移動部材５ｂのＯＮ状態を維持する。つぎに、コイル３，４は、図３０の時間ｔ４６において、回転移動磁石６ａが回転可能である磁界強度Ｇ１２よりも強い磁界強度の磁界を誘導領域３２ａ，３２ｂ内に印加することによって、回転移動磁石６ａを回転させ、回転移動磁石６ａと固定磁石７との間における反発力をもとに、回転移動磁石６ａを移動させて、移動部材５ａをＯＮ状態とする。そして、コイル３，４は、磁界強度Ｇ２２を下限として誘導領域３２ａ，３２ｂ内に印加する磁界強度を弱くし、移動部材５ａのＯＮ状態を維持する。そして、図３０の時間ｔ４７において、コイル３，４は、誘導領域３２ａ，３２ｂ内に印加する磁界の磁界強度をＧ２２以下に弱めて、回転移動磁石６ａを固定磁石７側に移動させて移動部材５ａをＯＦＦ状態とする。さらに、図３０の時間ｔ４８において、コイル３，４は、回転移動磁石６ａに印加する磁界を停止し、回転移動磁石６ｂを固定磁石７側に移動させて移動部材５ｂをＯＦＦ状態とする。
このように、回転移動磁石６ａ，６ｂと固定磁石７との間の距離を変えて回転移動磁石６ａ，６ｂが移動可能となる磁界強度を変えることによって、一組のコイルを用いるにもかかわらず移動部材５ａ，５ｂを別々に駆動させることができ、動作自由度の高い磁気アクチュエータ４１ｂを実現することができる。
また、図３１の磁気アクチュエータ４１ｃに示すように、回転移動磁石６ａ，６ｂのサイズを変えて、回転移動磁石６ａ，６ｂが移動可能となる磁界強度を変えてもよい。磁気アクチュエータ４１ｃにおいては、磁石サイズがＳ２である回転移動磁石６ｂよりも大きな磁石サイズＳ１の回転移動磁石６ａを備えることによって、回転移動磁石６ｂを回転移動磁石６ａよりも弱い磁界強度の磁界の印加によって回転可能としている。また、図３２の磁気アクチュエータ４１ｄに示すように、回転移動磁石６ａにおいて、固定磁石７との間に設けられた仕切りと接触する面上に、摩擦力が高い高摩擦部材８を設けることによって、回転移動磁石６ａ，６ｂが移動可能となる磁界強度を変えてもよい。回転移動磁石６ａは、回転移動磁石６ｂと比して回転時における摩擦力が高く回転が抑制されるため、回転移動磁石６ｂと比較し大きな磁界強度で回転可能となる。磁気アクチュエータ４１ｃ，４１ｄにおいては、磁気アクチュエータ４１ｂと同様に、図３０に示すように誘導領域３２ａ，３２ｂに印加する磁界の磁界強度を変えることによって、移動部材５ａ，５ｂの駆動を制御することができる。
（変形例４）
つぎに、実施の形態１における変形例４について説明する。図３３は、変形例４にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。図３３に示すように、変形例４にかかる磁気アクチュエータ５１ａは、磁気アクチュエータ１と比して、回転移動磁石６における磁気アクチュエータ５１ａの径方向の回転を阻害しないように回転移動磁石６を内部に収容した筐体５６と、この筐体５６の下端に移動部材５が接続されている。また、ハウジング５２内には、回転移動磁石６が配置され、この回転移動磁石６が図３３に示す磁気アクチュエータ５１ａ内において図３３の上下方向に移動可能とする内部空間である誘導領域５２ａが設けられている。また、固定磁石７は、磁気アクチュエータ５１ａの軸心に対して傾斜した角度で、磁気アクチュエータ５１ａ内に固定されている。
つぎに、磁気アクチュエータ５１ａの動作について説明する。まず、磁気アクチュエータ５１ａをＯＦＦ状態からＯＮ状態とするためには、図３４（１）に示すように、まず、コイル３，４は、回転移動磁石６が回転可能である磁界強度よりも強い磁界強度の磁界Ｍ９を誘導領域５２ａ内に印加する。この結果、図３４（１）の矢印Ｙ２５に示すように、回転移動磁石６は、磁界Ｍ９の磁界の向きにしたがって図３４（１）の下方向に半回転する。そして、図３４（２）に示すように、回転移動磁石６と固定磁石７との間において反発力Ｈ９が発生する。この反発力Ｈ９によって、回転移動磁石６は、図３４（３）の矢印Ｙ２６に示すように、誘導領域５２ａに沿って図３４の下方向に移動する。この回転移動磁石６の移動によって、移動部材５が磁気アクチュエータ５１ａのハウジング５２から突出し、磁気アクチュエータ５１ａがＯＮ状態となる。なお、磁気アクチュエータ５１ａのＯＮ状態を維持するためには、回転移動磁石６が回転可能である磁界強度よりも弱い磁界強度であって、回転移動磁石６の誘導領域５２ａの下端部における配置状態を維持できる程度に強い磁界強度で磁界を印加し続ける必要がある。
このように、変形例４によれば、固定磁石７の向きおよび誘導領域５２ａにおける回転移動磁石６の移動方向を変えることによって、磁気アクチュエータの径方向に移動部材５を移動することができ、さらに設計自由度の高い磁気アクチュエータを実現することが可能になる。
なお、図３５の磁気アクチュエータ５１ｂに示すように、ハウジング５２ｂ内に誘導領域５２ｃを磁気アクチュエータ５１ｂの軸心に対して傾斜した角度で設けることによって、移動部材５を磁気アクチュエータの軸心に対して傾斜した角度で駆動させることも可能である。この磁気アクチュエータ５１ｂをＯＦＦ状態からＯＮ状態とするためには、図３５（１）に示すように、コイル３，４は、回転移動磁石６が回転可能である磁界強度よりも強い磁界強度の磁界Ｍ１０を誘導領域５２ｃ内に印加し、図３５（１）の矢印Ｙ２７に示すように、回転移動磁石６を回転させる。そして、図３５（２）に示すように、回転移動磁石６と固定磁石７との間において反発力Ｈ１０が発生し、この反発力Ｈ１０によって、回転移動磁石６は、図３５（３）の矢印Ｙ２８に示すように、誘導領域５２ｃに沿って磁気アクチュエータの軸心に対して図３５（３）の下方向に傾斜した角度で移動する。この回転移動磁石６の移動によって、移動部材５が磁気アクチュエータ５１ｂのハウジング５２ｂから突出し、磁気アクチュエータ５１ｂがＯＮ状態となる。なお、磁気アクチュエータ５１ｂのＯＮ状態を維持するためには、磁気アクチュエータ５１ａと同様に、回転移動磁石６が回転可能である磁界強度よりも弱い磁界強度であって、回転移動磁石６の誘導領域５２ｃの下端部における配置状態を維持できる程度に強い磁界強度で磁界を印加し続ける必要がある。
（変形例５）
つぎに、実施の形態１における変形例５について説明する。図３６は、変形例５にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。図３６（１）に示すように、変形例５にかかる磁気アクチュエータ６１は、磁気アクチュエータ１と比して、回転移動磁石６の表面上に、誘導領域２ａと回転移動磁石６との摩擦を軽減する摩擦低減部材９を有する。さらに、誘導領域２ａの内表面上においても、回転移動磁石６と接触する領域すべてに摩擦低減部材９が設けられている。このため、磁気アクチュエータ６１においては、回転移動磁石６が、摩擦低減部材９が設けられていない場合と比較し、弱い磁界強度で回転可能となる。
したがって、図３６（１）の矢印Ｙ２９に示すように、コイル３，４は、回転移動磁石６が回転可能である磁界強度Ｇ１よりも弱い磁界強度の磁界Ｍ１１を印加することによって、回転移動磁石６は回転可能である。さらに、回転移動磁石６の表面上に設けられた摩擦低減部材９と、誘導領域２ａの表面上に設けられた摩擦低減部材９とが互いに接触するため、図３６（２）および図３６（３）に示すように、固定磁石７との間で発生した反発力Ｈ１１に起因する移動も円滑に行われ、図３６（３）の矢印Ｙ３０に示すように、移動部材５が磁気アクチュエータ６１のハウジング２外に突出しＯＮ状態となる。
このように、変形例６によれば、摩擦低減部材９を設けて回転移動磁石６の移動時における摺動性を向上させることによって、磁気アクチュエータ６１に印加する磁界の磁界強度を低減でき、エネルギー効率をさらに向上させた磁気アクチュエータ６１を実現することができる。
なお、回転移動磁石６の表面上または誘導領域２ａの内表面上のいずれかに摩擦低減部材９を設けた場合であっても、磁気アクチュエータ１と比較し、回転移動磁石６の移動時における摺動性を向上させることができるため、磁気アクチュエータのエネルギー効率を向上させることが可能になる。
（実施の形態２）
つぎに、実施の形態２について説明する。図３７は、実施の形態２にかかる磁気アクチュエータの正面図であり、図３８は、図３７におけるＦ−Ｆ線で磁気アクチュエータを径方向に切断した図であり、図３９は、図３７におけるＧ−Ｇ線で磁気アクチュエータを径方向に切断した図である。また、図４０は、図３８におけるＨ−Ｈ線で磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。
図３７に示すように、実施の形態２にかかる磁気アクチュエータ２０１においては、端部が閉塞された略円筒形状の外装部品であるハウジング２０２外部に、磁気を発生できるコイル２０３およびコイル２０３と相対して配置されたコイル２０４が固定されている。また、磁気アクチュエータ２０１は、磁気アクチュエータ１と同様に、ハウジング２０２の軸方向に移動可能である移動部材５を有する。
また、図３９および図４０に示すように、ハウジング２０２内においては、内部空間を仕切る仕切りを隔てて移動磁石２０７と相対するように回転磁石２０６が設けられている。回転磁石２０６は、磁気アクチュエータ２０１の軸心を中心として回転可能である。すなわち、回転磁石２０６は、ハウジング２０２に対して回転磁石２０６の磁化方向を含む平面内で回転可能に配置されており、回転磁石２０６の配置位置に対応してハウジング２０２外部に固定配置されたコイル２０３，２０４が誘導領域２０２ａ内に発生させた磁界によって、図３８の矢印に示すように磁気アクチュエータ２０１の径方向に回転可能である。
また、コイル２０３，２０４は、実施の形態１と同様に、図示しない接続する外部装置による電力の供給によって、回転磁石２０６に対して磁界を発生させる。そして、コイル２０３，２０４は、直線ｌｃ２に示すように、移動磁石２０７の磁化方向を示す直線ｌｇ２と所定の角度θ２を有するように設置される。所定の角度θ２は、実施の形態１と同様に、６０°以下であることを要し、特に、５°以上４０°以下であることが望ましく、さらに、５°以上３０°以下とすることによって、コイル２０３，２０４が印加する磁界の磁界強度を弱くできるとともに、回転磁石２０６の安定した回転を実現することができる。
また、図３８〜図４０に示すように、ハウジング２０２内には、ハウジング２０２内の内部空間として移動磁石２０７の径サイズに対応した内径を有し、移動部材５が磁気アクチュエータ２０１のハウジング２０２内に引き込まれた場合に、移動部材５の右端部が突出しない程度の軸方向の長さを有する誘導領域２０２ａが設けられている。移動磁石２０７は、この誘導領域２０２ａ内にハウジング２０２に対して回転が拘束された状態で設置されている。また、移動磁石２０７は、ハウジング２０２の径方向に磁化方向が固定された状態で配置されている。移動磁石２０７は、凹部２０７ｔを有する。誘導領域２０２ａの内表面には、突起部２０２ｂが設けられており、この突起部２０２ｂと移動磁石２０７の凹部２０７ｔとが噛み合うことによって、図３９の矢印に示すように、移動磁石２０７における磁気アクチュエータ２０１の径方向の回転が拘束される。このため、移動磁石２０７は、回転することなく、誘導領域２０２ａ内を図４０の左右方向に移動する。したがって、移動磁石２０７に接続する移動部材５も、回転することなく磁気アクチュエータ２０１の内外を出入する。
つぎに、図４１および図４２を参照して、磁気アクチュエータ２０１の動作について説明する。まず、図４０に示すＯＦＦ状態の磁気アクチュエータ２０１をＯＮ状態にするには、図４１に示すように、コイル２０３，２０４は、回転磁石２０６が回転可能である磁界強度の磁界Ｍ１２を磁気アクチュエータ２０１の径方向に印加する。この結果、回転磁石２０６は、磁界Ｍ１２によって、矢印Ｙ３１に示すように、磁界Ｍ１２の磁界の向きにしたがって図４１の下方向に半回転する。この結果、回転磁石２０６と移動磁石２０７との間において反発力Ｈ１２が発生する。
移動磁石２０７との間に発生した反発力Ｈ１２によって、回転磁石２０６は、図４２の矢印Ｙ３２に示すように、誘導領域２０２ａに沿って図４２の右方向に移動する。回転磁石２０６に接続する移動部材５は、回転磁石２０６の右方向の移動にともなって、図４２の矢印Ｙ３３に示すように、磁気アクチュエータ２０１の右側面から図４２の右方向に突出する。この結果、磁気アクチュエータ２０１がＯＮ状態とされる。そして、磁気アクチュエータ２０１においては、磁気アクチュエータ１と同様に、移動部材５を突出させてＯＮ状態となった後に、コイル２０３，２０４が、回転磁石２０６が回転可能である磁界強度よりも強度が低く回転磁石２０６が再度半回転しない程度の磁界強度を印加することによって、ＯＮ状態を維持することが可能である。さらに、磁気アクチュエータ２０１においては、磁気アクチュエータ１と同様に、コイル２０３，２０４による磁界の印加を停止することによって、ＯＮ状態からＯＦＦ状態にすることが可能である。
このように、実施の形態２によれば、回転磁石２０６と移動磁石２０７との間に生じた反発力を利用して磁気アクチュエータ２０１を駆動するため、実施の形態１における効果と同様の効果を奏することが可能になる。また、実施の形態２によれば、磁気アクチュエータ２０１動作時に移動部材５が回転しないため、移動部材５を回転させるべきではない場合に適用することが可能になり、さらに設計の自由度を向上させることが可能になる。また、磁気アクチュエータ２０１においては、磁界を発生させるコイル３，４を誘導領域２ａに対応する領域すべてに配置した磁気アクチュエータ１と比して、コイル２０３，２０４を回転磁石２０６近傍に設ければ足りるため、コイルを小型化でき、さらにエネルギー効率を向上させることができる。
（変形例１）
つぎに、実施の形態２における変形例１について説明する。図４３は、変形例１にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。図４３に示すように、変形例１にかかる磁気アクチュエータ２１１は、磁気アクチュエータ２０１と比して、回転が拘束された状態でハウジング２１２内に設置された移動磁石２０７の左側に配置された回転磁石２０６ａとともに、回転が拘束された移動磁石２０７の右側に配置された回転磁石２０６ｂの二つの回転磁石を有する。この回転磁石２０６ａ，２０６ｂは、ハウジング２１２に対して各磁化方向を含む平面内で回転可能に設置される。また、ハウジング２１２外には、回転磁石２０６ａに磁界を印加するコイル２０３ａ，２０４ａと、回転磁石２０６ｂに磁界を印加するコイル２０３ｂ，２０４ｂが設置されている。コイル２０３ａ，２０４ａおよびコイル２０３ｂ，２０４ｂは、コイル２０３，２０４と同様に、移動磁石２０７の磁化方向を示す直線ｌｇ２と６０°以下の所定の角度θ２を有するように設置される。また、磁気アクチュエータ２１１においては、磁気アクチュエータ２０１と比して、移動部材５は、移動磁石２０７の径方向の端部に接続しており、磁気アクチュエータ２１１外に常に突出した状態で、図４３の左右方向に移動可能である。コイル２０３ａ，２０４ａは、図示しない第１の電力供給部によってそれぞれの磁界の発生を制御されている。コイル２０３ｂ，２０４ｂは、図示しない第２の電力供給部によってそれぞれの磁界の発生を制御されている。
つぎに、図４４および図４５を参照して、磁気アクチュエータ２１１の動作について説明する。図４４は、コイル２０３ａ，２０４ａ，２０３ｂ，２０４ｂが印加する磁界強度の時間依存を示す図であり、図４５は、図４３に示す磁気アクチュエータ２１１の軸方向の断面図である。図４４における曲線ｌ２１は、コイル２０３ａ，２０４ａが印加する磁界の磁界強度を示し、曲線ｌ２２は、コイル２０３ｂ，２０４ｂが印加する磁界の磁界強度を示す。
まず、移動部材５を図４５（１）に示す位置Ｐ１に位置させる場合について説明する。図４４の曲線ｌ２２および図４５（１）に示すように、時間ｔ２１１において、コイル２０３ｂ，２０４ｂは、回転磁石２０６ｂに対して、回転磁石２０６ｂが回転可能である磁界強度Ｇ３であって移動磁石２０７の磁界の向きと一致する向きの磁界Ｍ１３を印加する。このため、回転磁石２０６ｂは、図４５（１）に示すように、磁界Ｍ１３の磁界と同じ向きとなり、回転磁石２０６ｂと移動磁石２０７との間において反発力Ｈ１３が発生する。移動磁石２０７は、この反発Ｈ１３によって誘導領域２１２ａの左側の位置Ｐ１に移動することとなる。ここで、回転磁石２０６ａには、磁界が印加されていないため、回転磁石２０６ａは移動磁石２０７の磁界の向きと逆となるように回転する。この結果、移動磁石２０７と回転磁石２０６ａとの間に発生した引力によって、移動磁石２０７に接続する移動部材５は、図４５（１）に示すように、誘導領域２１２ａの左側の位置Ｐ１に安定して位置することができる。このように、移動部材５を誘導領域２１２ａの左側の位置Ｐ１に移動させるためには、コイル２０３ｂ，２０４ｂに所定強度の磁界を発生させればよい。
つぎに、移動部材５を図４５（２）に示す位置Ｐ２に移動させる場合について説明する。図４４の曲線ｌ２１および図４５（２）に示すように、時間ｔ２１２において、コイル２０３ａ，２０４ａは、回転磁石２０６ａに対して、回転磁石２０６ａが回転可能である磁界強度Ｇ３以上であって移動磁石２０７の磁界の向きと一致する向きの磁界Ｍ１４を印加する。このため、回転磁石２０６ａは、図４５（２）に示すように、磁界Ｍ１４の磁界と同じ向きとなり、回転磁石２０６ａと移動磁石２０７との間において反発力Ｈ１４が発生する。移動磁石２０７は、この反発力Ｈ１４の作用によって図４５（２）に示す矢印Ｙ３５の方向に移動する。さらに、図４４および図４５（２）に示すように、コイル２０３ｂ，２０４ｂにおける磁界印加は継続するため、移動磁石２０７に接続する移動部材５は、回転磁石２０６ａとの間の反発Ｈ１４および回転磁石２０６ｂとの間の反発力Ｈ１３の双方の作用によって、誘導領域２１２ａ中央の位置Ｐ２に位置可能となる。このように、移動部材５を誘導領域２１２ａの中央の位置Ｐ２に移動させるためには、コイル２０３ａ，２０４ａおよびコイル２０３ｂ，２０４ｂの双方に所定強度の磁界を発生させればよい。
つぎに、移動部材５を図４５（３）に示す位置Ｐ３に位置させる場合について説明する。図４４の曲線ｌ２２および図４５（３）に示すように、時間ｔ２１３において、コイル２０３ｂ，２０４ｂによる磁界の印加を停止する。このため、回転磁石２０６ａのみに、回転磁石２０６ｂが回転可能である磁界強度Ｇ３以上であって移動磁石２０７の磁界の向きと一致する向きの磁界Ｍ１４が印加されている。したがって、図４５（３）に示すように、回転磁石２０６ａは、移動磁石２０７の磁界の向きと一致する向きを維持するため、回転磁石２０６ａと移動磁石２０７との間における反発力Ｈ１４は維持されたままである。この結果、移動磁石２０７は、この反発力Ｈ１４によって誘導領域２１２ａの右側の位置Ｐ３に移動することとなる（図４５（３）の矢印Ｙ３７参照）。なお、回転磁石２０６ｂには、磁界が印加されていないため、回転磁石２０６ｂは移動磁石２０７の磁界の向きと逆となるように回転する（図４５（３）の矢印Ｙ３６参照）。この結果、移動磁石２０７と回転磁石２０６ｂとの間に発生した引力によって、移動磁石２０７に接続する移動部材５は、図４５（３）に示すように、誘導領域２１２ａの右側の位置Ｐ３に安定して位置することができる。このように、移動部材５を誘導領域２１２ａの中央の位置Ｐ３に移動させるためには、コイル２０３ａ，２０４ａに所定強度の磁界を発生させればよい。
このように、変形例１によれば、各コイルにおける磁界の発生を制御することによって、移動部材５の３種類の配置位置を制御することが可能になり、被駆動装置に対してさらに複雑な制御を行なうことが可能になる。
（変形例２）
つぎに、実施の形態２における変形例２について説明する。図４６は、変形例２にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。図４６に示すように、変形例２にかかる磁気アクチュエータ２２１は、磁気アクチュエータ２０１と比して、ハウジング２２２内に、回転磁石２０６が設置された誘導領域２２２ａを有する。この誘導領域２２２ａは、回転磁石２０６と移動磁石２０７との間に発生した反発力によって回転磁石２０６が相対的に移動する方向を制御する。このため、回転磁石２０６が磁気アクチュエータ２２１の軸方向に移動可能である。そして、磁気アクチュエータ２２１は、移動磁石２０７に接続する移動部材５ａとともに、回転磁石２０６に接続する移動部材５ｂをさらに備える。移動部材５ｂは、回転磁石２０６の回転にともなって回転する。
つぎに、図４７を参照して磁気アクチュエータ２２１の動作について説明する。図４７（１）に示すように、コイル２０３，２０４は、回転磁石２０６が回転可能である磁界強度であって移動磁石の磁界の向きと一致する向きの磁界Ｍ１５を回転磁石２０６に印加する。この場合、回転磁石２０６は、図４７（１）の矢印Ｙ３８に示すように、磁界Ｍ１５にしたがって図４７（１）の下方向に半回転する。この結果、回転磁石２０６と移動磁石２０７との間において反発力Ｈ１５が発生する。そして、発生した反発力Ｈ１５によって、移動磁石２０７は、図４７（２）の矢印Ｙ３９に示すように、誘導領域２０２ａに沿って図４７（２）の右方向に移動し、移動部材５ａは、移動磁石２０７の右方向の移動にともなって、図４７（２）の右方向に突出する。また、発生した反発力Ｈ１５によって、回転磁石２０６は、図４７（２）の矢印Ｙ４０に示すように、誘導領域２２２ａに沿って図４７（２）の左方向に移動し、移動部材５ｂは、回転磁石２０６の移動にともなって、図４７（２）の左方向に突出する。
このように、変形例２によれば、回転磁石２０６に対しても誘導領域２２２ａを設けることによって、移動部材による２方向の同時駆動が可能になるため、磁気アクチュエータ２０１と比して、省スペース化を図ることが可能になる。
（実施の形態３）
つぎに、実施の形態３について説明する。図４８は、実施の形態３にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。図４９は、図４８に示す磁気アクチュエータをＩ−Ｉ線で径方向に切断した断面図である。
図４８に示すように、実施の形態３にかかる磁気アクチュエータ３０１は、回転移動磁石６と、回転可能である回転磁石２０６とを有する。回転移動磁石６は、誘導領域２ａ内に設置され回転し誘導領域２ａ内を磁気アクチュエータ３０１の軸方向に移動可能である。回転磁石２０６と回転移動磁石６とは、ハウジング３０２に対して磁化方向を含む平面内でそれぞれ回転可能に配置されている。また、回転磁石２０６は、エンコーダ３１０と接続している。エンコーダ３１０は、回転磁石２０６の回転動作にともなって回転する。また、回転移動磁石６は、回転磁石２０６と比してサイズが大きい。言い換えると、回転磁石２０６と回転移動磁石６とは、それぞれ異なる磁界強度を有する。このため、回転移動磁石６は、回転磁石２０６が回転可能となる磁界強度よりも強い磁界強度の磁界が印加されることによって回転可能になる。
図４９に示すように、磁気アクチュエータ３０１は、コイル３０３ａ，３０４ａ、コイル３０３ｂ，３０４ｂ、コイル３０３ｃ，３０４ｃ、コイル３０３ｄ，３０４ｄの４組のコイルを有する。この各組のコイルは、回転移動磁石６および誘導領域２ａに対して磁界を順次発生させることによって、回転移動磁石６および回転磁石２０６が回転可能な平面内に複数の磁界を発生して、磁気アクチュエータ３０１の軸心を中心に回転する回転磁界を印加できる。磁気アクチュエータ３０１においては、磁気アクチュエータ３０１に印加する磁界の磁界強度を変えることによって、図４８の上図に示すＡ状態あるいは図４８の下図に示すＢ状態のいずれかの状態で、回転磁石２０６を回転させ、エンコーダ３１０を回転させることが可能である。
つぎに、図４８、図４９とともに図５０、図５１を参照して、磁気アクチュエータ３０１の動作について説明する。図５０の曲線ｌ３１は、コイル３０３ａ，３０４ａ、コイル３０３ｂ，３０４ｂ、コイル３０３ｃ，３０４ｃ、コイル３０３ｄ，３０４ｄのうち、コイル３０３ａ，３０４ａが印加する磁界強度の時間依存を示す図であり、図５１は、図５０に示す時間ｔ３１２〜ｔ３１３における磁気アクチュエータ３０１の軸方向の断面図である。
まず、図５０の時間ｔ３１１〜ｔ３１２においては、曲線ｌ３１に示すように、コイル３０３ａ，３０４ａ、コイル３０３ｂ，３０４ｂ、コイル３０３ｃ，３０４ｃ、コイル３０３ｄ，３０４ｄの各組のコイルに磁界強度Ｇ４１を下回る磁界強度の磁界を順次発生させ、磁気アクチュエータ３０１に回転磁界Ｍ１６を印加する。この場合、印加される回転磁界Ｍ１６の磁界強度が弱いため、回転磁石２０６と回転移動磁石６とは、互いの引力によって仕切りを介して一体となって回転する。この結果、図４８の上図における矢印Ｙ４１に示すように、回転磁石２０６に接続するエンコーダ３１０は、回転磁石２０６の回転にともなって回転する。
つぎに、移動部材５を突出させ磁気アクチュエータ３０１をＯＮ状態とするためには、回転移動磁石６および回転磁石２０６の磁化方向を検出し、実施の形態１と同様に、検出した磁化方向との角度差が６０°以内となる強磁界を発生させる。たとえば、検出した磁化方向が図４９に示す直線ｌｍ３である場合には、この直線ｌｍ３と６０°以内の角度θ３を有する直線ｌｇ３に対応するコイル３０３ａ，３０４ａが強磁界を発生する。この場合、エンコーダ３１０の回転の有無によって、回転磁石６が回転することを検出してから、移動部材５を突出させるための磁界を印加する。図５０の時間ｔ３１２において、図５１（１）に示すように、コイル３０３ａ，３０４ａは、誘導領域２ａ内の径方向に、回転移動磁石６が印加される磁界の向きと同一の向きに固定される磁界強度Ｇ４２を少なくとも超える磁界強度の磁界Ｍ１８を印加する。この場合、回転移動磁石６は、図５１（１）の矢印Ｙ４３に示すように、磁界Ｍ１８の向きにしたがって、図５１（１）の下方向に磁界が向くように回転する。この結果、回転移動磁石６と回転磁石２０６との間において反発力Ｈ１８が発生する。
この反発力Ｈ１８によって、回転移動磁石６と回転磁石２０６とは反発し、図５１（２）の矢印Ｙ４４に示すように、回転移動磁石６は、誘導領域２ａに沿って、図５１（２）の右方向に移動する。この場合、移動部材５も回転移動磁石６の移動にしたがって、磁気アクチュエータ３０１のハウジング３０２外に突出し、磁気アクチュエータ３０１はＯＮ状態となる。
さらに、磁気アクチュエータ３０１をＯＮ状態としたまま移動部材５を回転させる場合について説明する。この場合、図５０の時間ｔ３１３において、図４８の下図に示すように、コイル３０３ａ，３０４ａ、コイル３０３ｂ，３０４ｂ、コイル３０３ｃ，３０４ｃ、コイル３０３ｄ，３０４ｄの各組のコイルに磁界強度Ｇ４１を上回る磁界強度の磁界を順次発生させ、磁気アクチュエータ３０１に回転磁界Ｍ１７を印加する。この磁界強度Ｇ４１は、図４８の上図に示すＡ状態に変化する閾値である。この磁界強度Ｇ４１を上回る磁界強度の回転磁界Ｍ１７を印加し続けることによって、図４８の下図に示すＢ状態を維持することができ、図４８の下図における矢印Ｙ４２に示すように、磁気アクチュエータ３０１をＯＮ状態としたまま移動部材５を回転させることができる。また、回転磁界Ｍ１７の印加によって、回転磁石２０６も回転するため、回転磁石２０６に接続するエンコーダ３１０の回転を検出することによって、移動部材５の回転動作が正常に行われているか否かを判断することが可能になる。
このように、実施の形態３によれば、回転磁石２０６にエンコーダ３１０を接続することによって、エンコーダ３１０による回転動作と移動部材５による突出動作の２種類の動作が可能になるため、駆動装置に対してさらに複雑な制御を行なうことが可能になる。
（変形例１）
つぎに、実施の形態３における変形例１について説明する。図５２は、変形例１にかかる磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。図５２に示すように、変形例１にかかる磁気アクチュエータ３１１は、磁気アクチュエータ３０１と比して、回転移動磁石６の回転磁石２０６側の表面上に高摩擦部材８を設けた構造を有する。回転移動磁石６は、回転磁石２０６側の仕切りと接触していた場合には、高摩擦部材８によって回転が拘束される。
このため、図５２（１）に示すように、回転磁界Ｍ１６が印加されていた場合であっても、回転移動磁石６は回転しない。そして、図５２（２）に示すように、強い磁界強度である磁界Ｍ１８が印加されることによって、磁界Ｍ１８の磁界の向きにしたがって矢印Ｙ４３ａのように回転磁石２０６が回転し、回転移動磁石６の磁界の向きと回転磁石２０６の磁界の向きとが一致する。この結果、回転移動磁石６と回転磁石２０６との間に反発力Ｈ１８が発生し、図５２（３）に示すように、反発力Ｈ１８によって、回転移動磁石６が回転磁石２０６側の仕切りから離れて、図５２（３）の右方向に移動し、磁気アクチュエータ３１１は、ＯＮ状態となる。この場合、回転移動磁石６表面上の高摩擦部材８が回転磁石２０６側の仕切りから離れるため、回転移動磁石６は、回転の拘束が解除され、回転可能になる。この結果、図５２（３）に示すように、回転移動磁石６は、回転磁界Ｍ１７の印加によって、回転磁石２０６とともに例えば図５２（３）の矢印Ｙ４５の方向に回転する。
このように、変形例１によれば、回転移動磁石６の回転磁石２０６側に高摩擦部材８を設けることによって、移動部材５が突出して磁気アクチュエータ３１１がＯＮ状態となった場合にのみ、回転移動磁石６を回転させることが可能になる。
また、図５３の磁気アクチュエータ３２１に示すように、回転移動磁石６において、回転磁石２０６側と逆側の面に高摩擦部材８を設けてもよい。図５３（１）に示すように、回転磁界Ｍ１６を印加された場合、回転移動磁石６は、回転磁石２０６側に位置するため、高摩擦部材８は他の部材と接触することがない。この場合、回転移動磁石６は、高摩擦部材８による回転の拘束を受けることがないため、矢印Ｙ４６に示すように、矢印Ｙ４１のように回転する回転磁石２０６と同様に回転可能である。一方、図５３（２）に示すように、磁気アクチュエータ３２１がＯＮ状態である場合、すなわち、移動部材５が磁気アクチュエータ３２１のハウジング３０２外に突出した状態である場合、回転移動磁石６上の高摩擦部材８とハウジング３０２の内表面が接触した状態となる。この場合に、磁気アクチュエータ３２１に回転磁界Ｍ１７が印加された場合、回転移動磁石６の回転が拘束され、回転磁石６のみが矢印Ｙ４２に示すように回転する。
磁気アクチュエータ３２１によれば、回転移動磁石６に対し回転磁石２０６側と逆側に高摩擦部材８を設けることによって、移動部材５が磁気アクチュエータ３２１のハウジング３０２内に引き入れられ磁気アクチュエータ３２１がＯＦＦ状態となった場合にのみ、回転移動磁石６を回転させることが可能になる。このように、誘導領域２ａ内に、回転移動磁石６が回転磁石２０６から引力または反発力を受けるいずれかの状態である場合に、ハウジングに対して回転移動磁石６の磁化方向を含む平面内の回転を拘束する高摩擦部材を備えることによって、回転移動磁石６の回転を拘束した動作を実現することができる。
（実施の形態４）
つぎに、実施の形態４について説明する。実施の形態１〜３については、磁気アクチュエータ本体について説明したが、実施の形態４においては、実施の形態１〜３において説明した磁気アクチュエータを、被検体内に挿入されて被検体内で医療行為を行なうことができるカプセル型内視鏡に応用した場合について具体的に説明する。
図５４は、実施の形態４におけるカプセル誘導システムの構成を示す模式図である。図５４に示すように、実施の形態４におけるカプセル誘導システム４００は、被検体の口から飲み込まれることによって被検体内の体腔内に導入され外部装置と通信するカプセル型のカプセル型内視鏡４０１と、マトリクス上に固定配置された位置検出用コイル４０２と、被検体周囲に設けられ３次元の回転磁界を発生できる磁界発生部４０３と、カプセル型内視鏡４０１から送信された画像情報を含む各情報に対応する信号を受信する受信部４１１と、位置検出用コイル４０２に誘起された電圧をもとに磁界発生部４０３に対するカプセル型内視鏡４０１の位置および姿勢を算出して検出する位置算出部４１２と、カプセル誘導システム４００の各構成部位を制御する制御部４１３と、カプセル型内視鏡４０１によって撮像された画像を表示出力する表示部４１５と、カプセル誘導システム４００における各種操作を指示する指示情報を制御部４１３に入力する入力部４１６と、カプセル型内視鏡４０１によって撮像された画像情報および位置算出部４１２によって算出されたカプセル型内視鏡４０１の位置情報を記憶する記憶部４１７と、位置検出用コイル４０２および磁界発生部４０３に関与する磁界を制御する磁界制御部４１８と、磁界制御部４１８の制御にしたがった電力を位置検出用コイル４０２および磁界発生部４０３に供給する電力供給部４１９を備える。
つぎに、実施の形態４にかかるカプセル型内視鏡４０１について説明する。図５５は、図５４に示すカプセル型内視鏡４０１の内部構造を示す模式図である。図５５に示すように、カプセル型内視鏡４０１は、位置検出のための磁場を発する位置検出用発振コイル４２１と、位置検出用の所定の体腔内を撮像する撮像系４２２と、受信部４１１に所定の信号を送信するアンテナ４２３と、カプセル型内視鏡４０１の各構成部位に電力を供給する電池４２４と、薬剤４２６を貯蔵するバルーン４２５と、バルーン４２５内に貯蔵された薬剤４２６を被検体内の所望部位に注射するための針４２７と、針４２７による薬剤の注射を制御する局注機構４３０とを備える。ここで、局注機構４３０内に、実施の形態１において説明された磁気アクチュエータ１が応用されている。
つぎに、図５６（１）を参照して、局注機構４３０について説明する。略円筒形状を有する局注機構４３０は、図５６に示すように、回転移動磁石６と、局注機構４３０の径方向に磁化方向が固定して配置された固定磁石７と、突出時にバルーン４２５における薬剤を注入する注入口４３４と接続する貫通穴４３３を有する針４２７を有する。回転移動磁石６は、局注機構４３０の径方向に回転可能であり、局注機構４３０内に設けられた中空領域である誘導領域２ａ内を上下方向に移動可能である。固定磁石７は、局注機構４３０の径方向と一致する向きの磁界を有するように配置されている。針４２７は、回転移動磁石６の下端部に接続し、回転移動磁石６における図５６の上下方向の移動にともなって図５６の上下方向に移動する。また、局注機構４３０は、磁気アクチュエータ１と異なり、回転移動磁石６が回転可能である磁界を発生する磁界発生部４０３は、局注機構４３０が設けられたカプセル型内視鏡４０１を飲み込んだ被検体外部に設置されている。また、磁気アクチュエータ１におけるハウジング２は、被検体内に挿入されて被検体内で医療行為を行なうことができるカプセル型内視鏡４０１本体に対応する。なお、カプセル型内視鏡４０１は、被検体内の体腔内を移動するため、被検体外部に設置された磁界発生部４０３に対する相対位置を変更することができ、磁界発生部４０３は、磁界制御部４１８の制御のもと、３次元の回転磁界を発生できるため、複数方向の磁界を発生可能である。
そして、図５６を参照して、局注機構４３０の動作について説明する。カプセル誘導システム４００においては、カプセル型内視鏡４０１から送信された画像情報において、操作者が病変を発見した場合には、入力部４１６の操作により、病変部への薬剤注入を指示する。この場合、カプセル誘導システム４００においては、磁界制御部４１８の制御によって、電力供給部４１９によって磁界発生部４０３に電力が供給され、磁界発生部４０３から磁界Ｍ５１が発生される。すなわち、図５６（１）に示すように、針４２７が局注機構４３０に収納された状態のカプセル型内視鏡４０１に対して、図５６（２）に示す磁界Ｍ５１が磁界発生部４０３から発生される。また、磁界発生部４０３は、位置算出部４１２によって算出されたカプセル型内視鏡４０１における固定磁石７の磁化方向に対し６０°以下の角度差を有する磁界Ｍ５１を発生させる。この磁界Ｍ５１は、回転移動磁石６が回転可能である磁界強度であるとともに、図５６（２）の右方向の向きに示されたカプセル型内視鏡４０１の方向に対し６０°以下の角度差を有する磁界である。
このため、図５６（２）の矢印Ｙ５１に示すように、回転移動磁石６は、磁界Ｍ５１の磁界の向きにしたがって図５６（２）の右方向に半回転する。回転移動磁石６が半回転することによって、局注機構４３０の軸心の左側に位置していた貫通穴４３３が局注機構４３０の軸心の右側に位置する。そして、図５６（２）に示すように、回転移動磁石６と固定磁石７との間において反発力Ｈ５１が発生し、回転移動磁石６は、図５６（３）に示すように、誘導領域２ａに沿って図５６（３）の下方向に移動する。これにともなって、図５６（３）の矢印Ｙ５２に示すように、回転移動磁石６に接続する針４２７も図５６（３）の下方向に移動する。針４２７の下方向の移動によって、局注機構４３０の軸心の右側に位置していた貫通穴４３３も下方向に移動し、注入口４３４と接続する。この結果、図５６（３）の矢印Ｙ５３に示すように、バルーン４２５内の薬剤４２６が注入口４３４および貫通穴４３３を介して、針４２７内部から被検体内の所望部位に注入される。
このように、実施の形態４によれば、複雑な水密機構を備える必要がなく、カプセル型内視鏡４０１内に磁石を設置した簡易な構造によって、針４２７による薬剤４２６の注入制御を可能にする。また、実施の形態４によれば、回転移動磁石６と固定磁石７との間に生じた反発力を利用して、針４２７をカプセル型内視鏡４０１外に突出させるため、カプセル型内視鏡４０１内の電池４２４を使用する必要がない。このため、実施の形態４によれば、カプセル型内視鏡４０１内の電池４２４容量を増加させる必要がないため、カプセル型内視鏡４０１の小型化を可能にし、被検体内への挿入性を向上させることができる。
（変形例１）
つぎに、図５７を参照して、実施の形態４における変形例１について説明する。変形例１においては、磁気アクチュエータ１を留置カプセルにおける薬剤放出について適用した場合について説明する。
図５７に示すように、変形例１にかかる留置用のカプセル型内視鏡４０１ａおいては、被放出部４４１にカプセル型内視鏡４０１ａを固定させるための固定部４４２と、バルーン４２５内の薬剤４２６を注入する注入口４３４と針４２７との間に開閉可能である膜４４３とが設けられている。
回転移動磁石６が回転可能である磁界強度の磁界がカプセル型内視鏡４０１ａに印加されていない場合には、バルーン４２５と膜４４３との間に設けられカプセル型内視鏡４０１ａの径方向に磁化方向が固定された固定磁石７との間に生じる引力によって、回転移動磁石６は、図５７（１）における誘導領域２ａの上方向に安定して位置する。この場合、回転移動磁石６と固定磁石７とが引き合い回転移動磁石６が誘導領域２ａの上方向に位置することによって、回転移動磁石６と注入口４３４の間に設けられた膜４４３は、注入口４３４を塞ぐこととなる。
そして、図５７（２）に示すように、磁界発生部４０３が位置算出部４１２によって算出されたカプセル型内視鏡４０１ａにおける固定磁石７の磁化方向に対し６０°以下の角度差を有するとともに回転移動磁石６が回転可能である磁界強度の磁界Ｍ５２を発生させることによって、回転移動磁石６は、磁界Ｍ５２の磁界の向きにしたがって、図５７（２）の矢印Ｙ５４に示すように、図５７（２）の右方向に半回転する。図５７（２）に示すように、回転移動磁石６が半回転することによって、回転移動磁石６と固定磁石７との間において反発力Ｈ５２が発生し、回転移動磁石６は、図５７（２）の矢印Ｙ５５に示すように、誘導領域２ａに沿って図５７（３）の下方向に移動する。これにともなって、図５７（３）に示すように、回転移動磁石６によって注入口４３４を塞いでいた膜４４３も下方向にたわむ。この結果、図５７（３）の矢印Ｙ５６に示すように、膜４４３によって塞がれていた注入口４３４が開放され、バルーン４２５内の薬剤４２６は、注入口４３４を介して針４２７に吐出され、針４２７から被放出部４４１内の所望部位に注入される。
さらに、磁界発生部４０３による磁界の印加を停止することによって、回転移動磁石６は、固定磁石７との引力によって誘導領域２ａ内を図５７の上方向に移動し、これにともなって、膜４４３が注入口４３４を塞ぐ。この結果、バルーン４２５内の薬剤４２６の放出が停止する。
このように、変形例１によれば、注入口４３４を開閉可能である膜４４３を挟んで固定磁石７および回転移動磁石６を設けることによって、膜４４３の開閉を行なって薬剤４２６のカプセル型内視鏡４０１ａの放出を制御することが可能になる。
（変形例２）
つぎに、図５８を参照して、実施の形態４における変形例２について説明する。変形例２においては、図５８（１）に示すように、高周波磁場を印加することによって組織を焼くことができる高周波加熱治療カプセルについて磁気アクチュエータ１を適用した場合について説明する。図５８に示すように、変形例２にかかる高周波加熱治療カプセルであるカプセル型内視鏡４０１ｂは、回転移動磁石６に接続し高周波磁場で発熱可能である高周波発熱部材４５２を備える。高周波発熱部材４５２の突出状況および高周波発熱部材４５２が組織を焼く様子は、撮像系４２２によって確認可能である。また、位置検出用発振コイル４２１の検出方向は、カプセル型内視鏡４０１ｂの径方向であり、カプセル型内視鏡４０１ｂの径方向に回転可能に設置された回転移動磁石６を回転させるために要する磁界の向きと一致している。このため、位置算出部４１２は、回転移動磁石６の磁界の向きは検出した位置検出用発振コイル４２１と同じ向きであると判断することが可能である。
図５８（１）において撮像系４２２の観察により治療対象である組織にカプセル型内視鏡４０１ｂが到達した場合、図５８（２）に示すように、磁界発生部４０３は、位置算出部４１２によって算出されたカプセル型内視鏡４０１ｂの軸方向に対し６０°以下の角度差を有するとともに回転移動磁石６が回転可能である磁界強度の磁界Ｍ５３を発生させる。磁界発生部４０３が発生する磁場は、静磁場である。この結果、回転移動磁石６は、磁界Ｍ５３の磁界の向きにしたがって、図５８（２）の矢印Ｙ５７ａに示すように、図５８（２）の上方向に半回転する。そして、図５８（２）に示すように、回転移動磁石６が半回転することによって、回転移動磁石６と固定磁石７との間において反発力Ｈ５３が発生し、回転移動磁石６は、図５８（３）の矢印Ｙ５７ｂに示すように、誘導領域２ａに沿って図５８（３）の右方向に移動する。これにともなって、図５８（３）に示すように、回転移動磁石６に接続する高周波発熱部材４５２も図５８（３）の右方向に移動し、カプセル型内視鏡４０１ｂ外に突出する。そして、磁界発生部４０３は、カプセル型内視鏡４０１ｂに高周波磁場Ｗｂを印加することによって高周波発熱部材４５２を発熱させ、この結果、治療対象である組織を焼くことが可能になる。
このように、変形例２によれば、磁場発生部４０３が発生する周波数を制御し磁界発生部４０３が発生した各周波数に応じて回転移動磁石６に接続する高周波発熱部材の突出および高周波発熱部材の発熱という異なる動作を行なうことが可能になる。
また、図５９（１）に示すように、位置検出用発振コイル４２１ｃの検出方向が、カプセル型内視鏡４０１ｃの軸方向であり、カプセル型内視鏡４０１ｃの径方向に回転可能に設置された回転移動磁石６を回転させるために要する磁界の向きと一致しないカプセル型内視鏡４０１ｃについて説明する。
この場合、図５９（２）に示すように、磁界発生部４０３は、位置算出部４１２によって算出されたカプセル型内視鏡４０１ｃの方向に垂直な平面内で回転磁界Ｍ５３ａを発生させる。この結果、回転移動磁石６は、磁界Ｍ５３ａの磁界にしたがって、図５９（２）の矢印Ｙ５７ｃに示すように、図５９（２）の上方向に半回転する。そして、回転移動磁石６が半回転することによって発生した図５９（２）に示す反発力Ｈ５３ａによって、回転移動磁石６は、図５９（３）の矢印Ｙ５７ｄに示すように、誘導領域２ａに沿って図５９（３）の右方向に移動する。
これにともなって、図５９（３）に示すように、回転移動磁石６に接続する高周波発熱部材４５２も図５９（３）の右方向に移動し、カプセル型内視鏡４０１ｃ外に突出する。そして、図５９（３）に示すように、高周波発熱部材４５２が撮像系４２２の視野内の領域Ｓ４まで突出した場合には、撮像系４２２によって高周波発熱部材４５２の突出が確認できる。このように、撮像系４２２によって高周波発熱部材４５２の突出が確認できた場合、磁界発生部４０３は、磁界の方向を固定磁石７の磁界の向きに固定した磁界Ｍ５３ｂを印加する。その後、図５９（４）に示すように、磁界発生部４０３による高周波磁場Ｗｂの印加によって、突出した高周波発熱部材４５２が発熱し、治療対象である組織を焼く。なお、高周波発熱部材４５２の突出は、撮像系４２２以外の接触センサ、通過検出センサなどの磁気アクチュエータの動作が確認できるセンサをカプセル型内視鏡４０１ｃ内に設けて確認してもよい。この場合、磁界発生部４０３は、受信部４１１が受信したセンサの検出結果をもとに磁界の印加を制御すればよい。
（変形例３）
つぎに、図６０を参照して、実施の形態４における変形例３について説明する。変形例３においては、図６０（１）に示すように、生検ブラシによって組織を取得するブラシ生検カプセルについて磁気アクチュエータ１を適用した場合について説明する。図６０に示すように、変形例３にかかる生検ブラシカプセルであるカプセル型内視鏡４０１ｄは、誘導領域２ａ内に設けられた螺旋溝４６２に沿って回転移動磁石６が回転移動することによって、回転移動磁石６に接続する生検用のブラシ４６１が回転しながらカプセル型内視鏡４０１ｄ外に突出する。
図６０（１）において、生検対象の組織にカプセル型内視鏡４０１ｄが到達した場合、図６０（２）に示すように、磁界発生部４０３は、カプセル型内視鏡４０１ｄの軸方向に対し６０°以下の角度差を有するとともに回転移動磁石６が回転可能である磁界強度の磁界Ｍ５４を印加する。この結果、回転移動磁石６は、磁界Ｍ５４の磁界の向きにしたがって、図６０（２）に示すように半回転し、回転移動磁石６と固定磁石７との間において発生した反発力Ｈ５４によって図６０（２）の矢印Ｙ５８に示すように、螺旋溝４６２に沿って回転しながら誘導領域２ａに沿って図６０（２）の右方向に移動する。これにともなって、図６０（３）の矢印Ｙ５９に示すように、回転移動磁石６に接続するブラシ４６１も回転しながら、矢印Ｙ６０に示すようにカプセル型内視鏡４０１ｄ外に突出する。この結果、取得対象である組織は、回転しながら突出するブラシ４６１によって、被検体から擦り取られる。
このように、変形例３によれば、螺旋溝４６２に沿って回転移動磁石６を回転移動させることによって、移動時の回転量とブラシ４６１の突出量を制御することができるため、ブラシ４６２を回転させながら突出して正確な生検を行なうことが可能になる。
（変形例４）
つぎに、図６１を参照して、実施の形態４における変形例４について説明する。図６１（１）に示すように、変形例４にかかるカプセル型内視鏡４０１ｅは、磁気アクチュエータ１を適用した係止機構４７３を用いて係止板４７１を突出させることによって、腸壁４７２にカプセル型内視鏡を係止できる。
図６１（１）において、係止領域にカプセル型内視鏡４０１ｅが到達した場合、図６１（２）に示すように、磁界発生部４０３は、カプセル型内視鏡４０１ｅの軸方向に対し６０°以下の角度差を有するとともに回転移動磁石６が回転可能である磁界強度の磁界Ｍ５５を印加する。この結果、回転移動磁石６は、磁界Ｍ５５の磁界の向きにしたがって、図６１（２）の矢印Ｙ６１に示すように半回転し、回転移動磁石６と固定磁石７との間において発生した反発力Ｈ５５によって、誘導領域２ａに沿って図６１（３）の上方向に移動する。これにともなって、図６１（３）の矢印Ｙ６２に示すように、回転移動磁石６に接続する係止板４７１がカプセル型内視鏡４０１ｅ外に突出する。この結果、カプセル型内視鏡４０１ｅは、腸壁４７２などの所定の体腔内に係止することができ、生検などの各処理を安定して行なうことができる。
（変形例５）
つぎに、図６２を参照して、実施の形態４における変形例５について説明する。図６２（１）に示すように、変形例５にかかるカプセル型内視鏡４０１ｆは、磁気アクチュエータ１を適用して、カプセル型内視鏡４０１ｆの筐体を開閉して、筐体内に収納されるステント４８１を開放してマーキングを行なう。固定磁石７は、カプセル型内視鏡４０１ｆの左側部分を構成する筐体４８４ａと接続しカプセル型内視鏡４０１ｆの筐体の開閉を制御する開閉機構４８４内に固定して設けられている。回転移動磁石６は、カプセル型内視鏡４０１ｆの右側部分を構成する筐体４８４ｂにカプセル型内視鏡４０１ｆの径方向に回転可能に配置されている。固定磁石７の軸心には、筐体４８４ｂと接続する移動部材５が誘導領域２ａを左右方向に移動可能に挿入されている。このため、移動部材５は、回転移動磁石６の右方向への移動による筐体４８４ｂの移動にともなって、誘導領域２ａに沿って固定磁石７の軸心を通過して移動することとなる。
図６２（１）において、マーキングを所望する領域にカプセル型内視鏡４０１ｆが到達した場合、図６２（２）に示すように、磁界発生部４０３は、カプセル型内視鏡４０１ｆの径方向に対し６０°以下の角度差を有するとともに回転移動磁石６が回転可能である磁界強度の磁界Ｍ５６を印加する。この場合、回転移動磁石６は、磁界Ｍ５６の磁界の向きにしたがって、図６２（２）の矢印Ｙ６３に示すように半回転する。そして、図６２（３）の矢印Ｙ６４に示すように、回転移動磁石６は、固定磁石７との間において発生した反発力Ｈ５６によって、誘導領域２ａに沿って図６２（３）の右方向に移動する。これにともなって、移動部材５も、固定磁石７の軸心を通過して誘導領域２ａに沿って図６２（３）の右方向に移動する。この結果、図６２（３）に示すように、移動部材５の右方向の移動によって、移動部材５が接続する筐体４８４ｂ全体も右方向（図６２（３）の矢印Ｙ６５参照）に移動してカプセル型内視鏡４０１ｆが開く。そして、ステント４８１は、カプセル型内視鏡４０１ｆ外に開放されて広がる（図６２（３）の矢印Ｙ６６参照）ことによって、図６２（４）に示すようにマーキングを所望する領域に留置する。そして、磁界発生部４０３による磁界印加が停止することによって、図６２（４）に示すように、固定磁石７と回転移動磁石６との間の引力によって、移動部材５が誘導領域２ａに沿って左側（図６２（４）の矢印Ｙ６７参照）に移動し、筐体４８４ａと筐体４８４ｂとが接触して、カプセル型内視鏡４０１ｆが閉じる。このように、磁気アクチュエータ１を用いることによって、ステント４８１を円滑に開放することが可能になる。
（変形例６）
つぎに、図６３および図６４を参照して、実施の形態４における変形例６について説明する。図６３（１）に示すように、変形例６にかかるカプセル型内視鏡４０１ｇは、浮き４８５が装着された状態の場合には、水面Ｗｇ近くで浮くことができる。そして、カプセル型内視鏡４０１ｇは、図６３（２）に示すように、浮き４８５と分離した状態の場合にはカプセル型内視鏡４０１ｇの比重が変化するため、水中に沈む。カプセル型内視鏡４０１ｇにおいては、図６３（１）に示すように、浮き４８５を装着して水に浮かせた状態で観察した後に、図６３（２）に示すように、浮き４８５を外すことによって、水底からの観察が可能になる。
つぎに、カプセル型内視鏡４０１ｇから浮き４８５が外れる動作について説明する。図６４（１）に示すように、カプセル型内視鏡４０１ｇは、磁界の向きが同じである固定磁石７ａ，７ｂと、固定磁石７ａ，７ｂの間に設けられ固定磁石７ａ，７ｂと磁界の向きが逆である固定磁石７ｃを有する。カプセル型内視鏡４０１ｇは、固定磁石７ａ，７ｂ，７ｃの各間に設けられた各誘導領域３２ａ，３２ｂ内に、それぞれ設置された回転移動磁石６ａ，６ｂを有する。回転移動磁石６ａ，６ｂは、それぞれ移動部材５ａ，５ｂが接続する。移動部材５ａは、回転移動磁石６ａの移動にともなって、固定磁石７ａの軸心を図６４（１）の左右方向に移動可能であり、移動部材５ｂは、回転移動磁石６ｂの移動にともなって、固定磁石７ｂの軸心を図６４（１）の左右方向に移動可能である。移動部材５ａ，５ｂが浮き４８５に設けられた凹部４８５ａ，４８５ｂにそれぞれ係着することによって、浮き４８５はカプセル型内視鏡４０１ｇに装着される。
そして、カプセル型内視鏡４０１ｇから浮き４８５を外す場合には、図６４（２）に示すように、磁界発生部４０３は、カプセル型内視鏡４０１ｇの軸方向に対し６０°以下の角度差を有するとともに回転移動磁石６ａ，６ｂが回転可能である磁界強度の磁界Ｍ５７を印加する。この結果、回転移動磁石６ａ，６ｂは、磁界Ｍ５７の磁界の向きにしたがって、図６４（２）の矢印Ｙ６８，Ｙ６９に示すようにそれぞれ半回転し、各回転移動磁石６ａ，６ｂとそれぞれ対応する固定磁石７ａ，７ｂとの間において発生した反発力Ｈ５７ａ，Ｈ５７ｂによって、誘導領域３２ａ，３２ｂに沿ってカプセル型内視鏡４０１ｇ内に移動する。このため、回転移動磁石６ａに接続する移動部材５ａは、図６４（３）の矢印Ｙ７０ａに示すように、固定磁石７ａの軸心を通過して左方向に移動し、カプセル型内視鏡４０１ｇ内に収容される。また、回転移動磁石６ｂに接続する移動部材５ｂは、図６４（３）の矢印Ｙ７０ｂに示すように、固定磁石７ｂの軸心を通過して右方向に移動し、カプセル型内視鏡４０１ｇ内に収容される。すなわち、浮き４８５の凹部４８５ａ，４８５ｂにそれぞれ係着していた移動部材５ａ，５ｂが凹部４８５ａ，４８５ｂから外れカプセル型内視鏡４０１ｇ内に収容される。
このため、図６４（３）の矢印Ｙ７１に示すように、浮き４８５は、カプセル型内視鏡４０１ｇから外れて、水面に向かって上昇し、カプセル型内視鏡４０１ｇは、矢印Ｙ７２に示すように、水中に沈むこととなる。なお、反発力Ｈ５７ａ，５７ｂによってカプセル型内視鏡４０１ｇ内部に移動した回転移動磁石６ａ，６ｂは、固定磁石７ｃとの間で発生する引力によって、固定磁石７ｃに近接した状態を維持する。この結果、移動部材５ａ，５ｂもカプセル型内視鏡４０１ｇ内に収納された状態を維持し、カプセル型内視鏡４０１ｇ外に突出することはない。
このように、カプセル型内視鏡４０１ｇにおいては、磁界を一次的に印加することによって、浮き４８５を外すことができるため、高いエネルギー効率で広範囲の観察を円滑に行なうことができる。
（変形例７）
つぎに、実施の形態４における変形例７について説明する。図６５に示すように、変形例７にかかるカプセル型内視鏡４０１ｈは、撮像系４２２の観察により生検対象の組織にカプセル型内視鏡４０１ｈが到達した場合に、磁気アクチュエータ２０１を適用した鉗子機構４９１を用いて、生検を行なう。
つぎに、図６６および図６７を参照して、カプセル型内視鏡４０１ｈにおける鉗子機構４９１の動作について説明する。図６６は、磁界発生部４０３が印加する磁界強度の時間依存を示す図であり、図６７は、図６６に示す時間ｔ４１１〜ｔ４１４におけるカプセル型内視鏡４０１ｈの軸方向の断面図である。カプセル型内視鏡４０１ｈは、図６７（１）に示すように、回転磁石２０６ａに加え、カプセル型内視鏡４０１ｈへの鉗子４９２収納時に移動磁石２０７の軸心に挿入された部材が接触する回転磁石２０６ｂを備える。カプセル型内視鏡４０１ｈは、鉗子４９２がカプセル型内視鏡４０１ｈ内に収納された図６７（１）に示すＣ状態で体腔内を移動する。カプセル型内視鏡４０１ｈがＣ状態である場合には、図６６に示すように、磁界発生部４０３は、磁界の発生を停止している。
まず、図６６における時間ｔ４１１において、カプセル型内視鏡４０１ｈが図６７（１）に示すＣ状態で移動し生検対象の組織にカプセル型内視鏡４０１ｈが到達した場合、磁界発生部４０３は、鉗子４９２を突出させるために、図６７（２）に示すように、磁界強度Ｇ５８ａよりも強い磁界強度の磁界Ｍ５８を発生する。この磁界強度Ｇ５８ａは、Ｃ状態における回転磁石２０６ａを移動磁石２０７の磁界の向きと同じ向きに回転可能とする磁界強度である。このため、図６７（２）の矢印Ｙ７３に示すように、回転磁石２０６ａは、磁界Ｍ５８の向きと同じ向きに回転し、回転磁石２０６ａと移動磁石２０７との間において反発力Ｈ５８が発生する。移動磁石２０７は、この反発力Ｈ５８によって図６７（２）の右方向に移動する。この場合、回転磁石２０６ｂおよび回転磁石２０６ｂに接続する鉗子４９２も移動磁石２０７の移動にともなって、図６７（２）の右方向に移動するため、図６７（２）の矢印Ｙ７４に示すように、鉗子４９２の刃部分がカプセル型内視鏡４０１ｈから突出したＤ状態に変化する。なお、図６６のｔ４１１〜ｔ４１２の間において、鉗子４９２が突出した後は、回転磁石２０６ａの磁界の向きを移動磁石２０７の磁界の向きと同じ向きに維持できる磁界強度Ｇ５８ｂよりも強い磁界強度の磁界の印加によって、図６７（２）に示すＤ状態を維持することが可能である。
つぎに、図６６の時間ｔ４１２において、鉗子４９２を開く場合には、図６７（３）に示すように、磁界発生部４０３は、磁界強度Ｇ５９ａよりも強い磁界強度の磁界Ｍ５９を発生する。この磁界強度Ｇ５９ａは、Ｄ状態における移動磁石２０７と近接する回転磁石２０６ｂを移動磁石２０７の磁界の向きと同じ向きに回転可能とする磁界強度である。このため、図６７（３）の矢印Ｙ７５に示すように、回転磁石２０６ｂは、磁界Ｍ５９の向きと同じ向きに回転し、回転磁石２０６ｂと移動磁石２０７との間において反発力Ｈ５９が発生する。回転磁石２０６ｂは、この反発力Ｈ５９によって図６７（３）の右方向に移動する。この場合、回転磁石２０６ｂは、図６７（３）の右方向に移動することによって、鉗子４９２の足部分に圧力を付加するため、図６７（３）の矢印Ｙ７６に示すように、鉗子４９２の足部分が縮み鉗子４９２の刃部分が開くＥ状態に変化する。なお、図６６のｔ４１２〜ｔ４１３の間において、鉗子４９２の刃部分が開いた後は、回転磁石２０６ｂの磁界の向きを移動磁石２０７の磁界の向きと同じ向きに維持できる磁界強度Ｇ５９ｂよりも強い磁界強度の磁界の印加によって、図６７（３）に示すＥ状態を維持することが可能である。
そして、図６６の時間ｔ４１３において、生検のために鉗子４９２の刃部分を閉じる場合には、磁界発生部４０３によって印加される磁界の磁界強度をＧ５９ｂよりも弱くすることによって、回転磁石２０６ｂに対する回転拘束を解除する。この結果、回転磁石２０６ｂは、回転して移動磁石２０７と引き合うため、カプセル型内視鏡４０１ｈは、図６７（２）に示すＤ状態に変化する。そして、図６６の時間ｔ４１４において、鉗子４９２をカプセル型内視鏡４０１ｈ内に収納する場合には、磁界発生部４０３による磁界の印加を停止することによって、回転磁石２０６ａの回転拘束を解除する。この結果、回転磁石２０６ｂは、回転して移動磁石２０７と引き合うため、カプセル型内視鏡４０１ｈは、図６７（１）に示すＣ状態に変化する。このように、変形例７によれば、磁界発生部４０３が発生する磁界強度を変化させることによって、鉗子４９２の各状態を変化させて生検を行なうことが可能になる。
（実施の形態５）
つぎに、実施の形態５について説明する。実施の形態５においては、実施の形態１，２において説明した複数の磁気アクチュエータを用いて複数の構成部位の動作を制御したカプセル型内視鏡について説明する。なお、実施の形態５におけるカプセル誘導システムは、実施の形態４におけるカプセル誘導システム４００と同様の構成を有する。
図６８は、実施の形態５にかかるカプセル型内視鏡の軸方向の断面図である。図６８（１）に示すように、実施の形態５にかかるカプセル型内視鏡５０１は、複数の磁気アクチュエータ１を適用し、薬剤弁の開閉処理および針の穿刺処理を行なう。
カプセル型内視鏡５０１においては、磁界発生部４０３による磁界が印加されていない場合、図６８（１）に示すように、回転移動磁石６ａと固定磁石７との間における引力によって、回転移動磁石６ａに接続するとともにチューブ５０３を押圧して薬剤４２６の流動を停止する弁５０４は閉じられている。また、図６８（１）に示すように、回転移動磁石６ｂと固定磁石７との間における引力によって、回転移動磁石６ｂは、カプセル型内視鏡５０１奥側に固定配置される固定磁石７側に位置するため、回転移動磁石６ｂに接続する針４２７はカプセル型内視鏡５０１内に収納されている。
また、回転移動磁石６ａと固定磁石７とによって構成される磁気アクチュエータと、実施の形態１における磁気アクチュエータ４１ａ〜４１ｄのいずれかと同様に、回転移動磁石６ｂと固定磁石７とによって構成される磁気アクチュエータは、異なる磁界強度で駆動されるように、磁石サイズまたは回転移動磁石６ａ，６ｂと固定磁石７とのギャップが設定されている。カプセル型内視鏡５０１においては、薬剤を無駄なく局注するために、針４２７の穿刺後に弁５０４が開くように制御することが望ましい。すなわち、針４２７を制御する回転移動磁石６ｂを、弁５０４を制御する回転移動磁石６ａよりも弱い磁界強度で回転可能とすることが望ましい。このため、回転移動磁石６ｂの磁石サイズを回転移動磁石６ａの磁石サイズよりも小さくし、または、回転移動磁石６ｂと固定磁石７とのギャップを回転移動磁石６ａと固定磁石７とのギャップよりも大きくすればよい。
つぎに、カプセル型内視鏡５０１の動作について説明する。図６８（１）において、局注対象領域にカプセル型内視鏡５０１が到達した場合、図６８（２）に示すように、磁界発生部４０３は、カプセル型内視鏡５０１に対し回転移動磁石６ｂが回転可能である磁界強度の磁界Ｍ６０ｂを印加する。この結果、回転移動磁石６ｂは、磁界Ｍ６０ｂの磁界の向きにしたがって、図６８（２）の矢印Ｙ７７ｂに示すように半回転し、図６８（３）に示すように、回転移動磁石６ｂと固定磁石７との間において発生した反発力によって図６８（３）の右方向に移動する。これにともなって、図６８（３）の矢印Ｙ７８ｂに示すように、回転移動磁石６ｂに接続する針４２７がカプセル型内視鏡５０１外に突出する。
つぎに、図６８（３）に示すように、磁界発生部４０３は、カプセル型内視鏡５０１に対し回転移動磁石６ａが回転可能である磁界強度であって回転移動磁石６ｂが回転可能である磁界強度よりも強い磁界強度の磁界Ｍ６０ａを印加する。この結果、回転移動磁石６ａは、磁界Ｍ６０ａの磁界の向きにしたがって、図６８（３）の矢印Ｙ７７ａに示すように半回転し、矢印Ｙ７８ａに示すように、回転移動磁石６ａと固定磁石７との間において発生した反発力によって図６８（３）の右方向に移動する。これにともなって、回転移動磁石６ｂに接続する弁５０４が開く。この結果、図６８（３）の矢印Ｙ７９ａ，７９ｂに示すように、バルーン４２５内の薬剤４２６は、チューブを介して針４２７から被検体内の所望部位に注入される。
このように、実施の形態５によれば、針穿刺後に薬液弁を開放するので、薬剤を無駄なく局注することが可能になる。また、実施の形態５によれば、磁界強度を変更することによって複数の動作を同一の駆動源で制御できるため、カプセル誘導システムの簡略化および小型化を図ることが可能になる。また、実施の形態５によれば、簡易な構造であるアクチュエータで複数の動作制御ができるため、カプセル型内視鏡の限られた空間内に複数の機能を持たせることが可能になる。
なお、図６８においては、針４２７の穿刺動作および弁５０４の開動作を順次行なった場合について説明したが、同時に駆動するように設定してもよい。この場合、回転移動磁石６ａ，６ｂの磁石サイズを同一にすることによって、または、回転移動磁石６ａ，６ｂと固定磁石７とのギャップを同程度にすることによって、同時駆動を実現できる。または、回転移動磁石６ａが回転可能である磁界強度の磁界を印加することによって、回転移動磁石６ａとともに、回転移動磁石６ａよりも弱い磁界強度の磁化で動作可能となる回転移動磁石６ｂも動作させることによって、同時駆動を実現できる。
（変形例１）
つぎに、図６９を参照して、実施の形態５における変形例１について説明する。図６９（１）に示すように、変形例１にかかるカプセル型内視鏡５０１ａは、図５５および図５６において説明した局注機構４３０と図６１において説明した係止機構４７３との双方を備える。カプセル型内視鏡５０１ａにおいては、係止機構４７３が局注機構４３０よりも早く動作するように、局注機構４３０を構成する磁気アクチュエータと、係止機構４７３を構成する磁気アクチュエータとは、磁石サイズまたは回転移動磁石６と固定磁石７とのギャップが設定されている。
このため、図６９（２）の矢印Ｙ８０に示すように、磁界発生部４０３は、まず、係止機構４７３を構成する磁気アクチュエータが動作可能である磁界強度の磁界Ｍ６１を印加して、係止板４７１による係止を行なう。その後、磁界発生部４０３は、図６９（２）の矢印Ｙ８１に示すように、局注機構４３０を構成する磁気アクチュエータが動作可能である磁界強度の磁界を印加して針４２７を穿刺させて局注処理を行なう。このように、変形例１によれば、カプセル型内視鏡５０１ａを係止した状態で薬剤を局注できるので、穿刺時の反力の影響を受けずに確実な穿刺が可能になる。
（実施の形態６）
つぎに、実施の形態６について説明する。図７０は、実施の形態６にかかるカプセル型内視鏡の軸方向の断面図である。図７１は、図７０に示す局注機構の断面構造を示す図であり、図７２は、所定の動作を行なうために要する磁界強度を説明する図である。なお、実施の形態６におけるカプセル誘導システムは、実施の形態４におけるカプセル誘導システム４００と同様の構成を有する。
図７０に示すように、実施の形態６にかかるカプセル型内視鏡６０１は、図７１（１）に示す局注機構４３０内の回転移動磁石６よりも体積が大きい固定磁石７を備える。固定磁石７の磁界の向きはカプセル型内視鏡６０１の径方向と一致し、カプセル型内視鏡６０１の軸周り（例えば図７０に示す矢印Ｙ８２の方向）に回転磁界がかかることによってカプセル型内視鏡６０１が回転する。カプセル型内視鏡６０１の円筒部周りに螺旋突起６０３が形成される。カプセル型内視鏡６０１が回転すると螺旋突起６０３が体内の消化管壁に合うようになりカプセル型内視鏡６０１がネジのように軸方向に移動できる。
ここで、固定磁石７は、局注機構４３０内の回転移動磁石６よりも体積が大きいため、図７２に示すように、局注機構４３０が動作可能である磁界強度Ｇ６１よりも弱い磁界強度の回転磁界の印加によって、カプセル型内視鏡６０１の磁気誘導による回転が可能である。
また、図７１（２）および図７２の曲線ｌ６１に示すように、局注時には、局注機構４３０内の回転移動磁石６が回転可能である磁界強度Ｇ６１よりも強い磁界強度の磁界であって、固定磁石７の磁化方向と６０°以下の角度差を有する磁界Ｍ６２を印加する。この結果、図７１（２）の矢印Ｙ８３に示すように、回転移動磁石６は、回転し、固定磁石７との間で発生した反発力Ｈ６２によって、図７１（３）の矢印Ｙ８４に示すように図７１（３）の左方向に移動する。これにともなって、図７１（３）の矢印Ｙ８５に示すように、針４２７が回転しながらカプセル型内視鏡６０１外に突出し薬剤４２６が注入される。針４２７は回転しながら突出するため、確実な穿刺が可能になる。なお、局注機構４３０を動作させるために印加する磁界Ｍ６２は、固定磁石７の磁化方向を制御した時の発生磁界方向近傍で磁界の傾きを振動させてもよい。この結果、固定磁石７の磁化方向制御時の発生磁界と固定磁石の磁化方向の角度差を吸収することができる。
このように、実施の形態６によれば、カプセル型内視鏡６０１に回転磁界を印加することによって、カプセル型内視鏡６０１を誘導することができるため、観察効率の向上を実現するとともに、局注位置を正確に制御することが可能になる。
なお、カプセル型内視鏡６０１においては、局注機構４３０内の回転移動磁石６よりも固定磁石７のサイズを大きくし、固定磁石７を利用して磁気誘導が行なう場合について説明したが、固定磁石７よりも局注機構４３０内の回転移動磁石６のサイズを大きくし、回転移動磁石６を利用して磁気誘導を行なってもよい。この場合には、局注機構４３０を動作させるための強い磁界Ｍ６２の印加によって回転移動磁石ではなく固定磁石７が回転するため、固定磁石７が固定されたカプセル型内視鏡６０１本体が回転しながら針４２７が突出されることとなる。このように、カプセル型内視鏡６０１本体が回転することによって、穿刺方向に推進力を発生させ、確実な穿刺動作が可能になる。
また、カプセル型内視鏡６０１においては、図７３に示すように、局注時に発生させる磁界を回転磁界Ｍ６３にすることによって、螺旋推進で針４２７を管壁に強く押し付けてもよい。この場合、図７３の矢印Ｙ８６に示すように、穿刺方向に押し付け力を発生することができるため、確実な穿刺が可能になる。
また、カプセル型内視鏡６０１においては、図７４に示すように、磁力線Ｍｌの各間隔が針４２７の突出方向に向かうにしたがって狭くなる勾配磁界Ｓｍを印加することによって、矢印Ｙ８７に示すように発生する磁気引力によってカプセル型内視鏡６０１を誘導してもよい。また、カプセル型内視鏡６０１においては、局注時に磁気引力を発生し、時期引力によって針を管壁に強く押し付けてもよい。
（変形例１）
つぎに、図７５を参照して、実施の形態６における変形例１について説明する。図７５（１）に示すように、変形例１にかかるカプセル型内視鏡６０１ａは、磁気アクチュエータ１を適用して、カプセル型内視鏡６０１ａ内における切断刃６１１を有する生検機構を広げて、所望の組織を採取する。切断刃６１１を有する生検機構は、回転移動磁石６と接続しており、回転移動磁石６と一体となって、回転または移動する。
図７５（２）の矢印Ｙ８８ａに示すように、回転移動磁石６が回転可能である磁界強度の磁界Ｍ６４の印加によって、回転移動磁石６が回転する。これにともない、図７５（２）の矢印Ｙ８８ｂに示すように、切断刃６１１を有するカプセル型内視鏡６０１ａの右側部分を構成する生検機構も回転する。
そして、図７５（２）に示す回転移動磁石６と固定磁石７との間で発生した反発力Ｈ６４によって、図７５（３）の矢印Ｙ８８ｃに示すように、回転移動磁石６が誘導領域２ａ内を図７５（３）の右方向に移動する。これにともない、図７５（３）の矢印Ｙ８８ｄに示すように、回転移動磁石６が接続する生検機構も図７５（３）の右方向に移動し、生検機構が広がる。そして、図７５（４）に示すように、採取対象の生体組織６１２がある場合には、磁界発生部４０３は、磁界Ｍ６４の磁界強度を弱める。この結果、回転移動磁石６と固定磁石７との間に発生した反発力Ｈ６４が消え、回転移動磁石６は、図７５（４）の矢印８９ｂに示すように、回転しながら固定磁石７側へ移動する。これにともない、回転移動磁石６に接続する生検機構も、矢印Ｙ８９ａおよび矢印Ｙ８９ｃに示すように、回転しながら固定磁石７側、すなわち、生検機構が閉じる方向に移動する。この場合、取得対象である生体組織６１２は、切断刃６１１に切り取られ生検機構内に収容される。なお、生検機構が閉じた状態で組織採取ができない場合には、回転磁界を印加して、カプセル型内視鏡本体を回転させることで採取対象である生体組織を切断、採取する。
このように、変形例１によれば、カプセル型内視鏡６０１ａ本体を回転させることで切断刃６１１が回転しながら生検機構を閉じることができるため、採取対象である生体組織６１２の切断性が向上し、確実な組織採取が可能である。また、変形例１によれば、磁気アクチュエータの磁石を利用してカプセル型内視鏡６０１ａ本体を回転できるため、エネルギー効率の向上を図ることができる。また、変形例１によれば、カプセル型内視鏡本体を回転させるための機構を設ける必要がないので、カプセル型内視鏡本体を小型化でき、被検体内への挿入性を向上させることが可能になる。
また、図７６に示すように、磁気引力Ｍ６４ａによってカプセル型内視鏡６０１ａ内の切断刃６１１を生体組織に押し付けることによって、さらに確実な生体組織の切断、採取が可能になる。
（実施の形態７）
つぎに、実施の形態７について説明する。実施の形態７においては、磁気誘導用の磁石に異なる磁界強度の磁界を印加することによって、カプセル型内視鏡の磁気誘導またはカプセル型内視鏡の方向制御を行なう。図７７は、実施の形態７にかかるカプセル型内視鏡を軸方向の所定の面で切断した図であり、図７８は、図７７におけるＪ−Ｊ線で磁気アクチュエータを径方向に切断した図であり、図７９は、図７７におけるＫ−Ｋ線で磁気アクチュエータを軸方向に切断した図である。なお、実施の形態７におけるカプセル誘導システムは、実施の形態４におけるカプセル誘導システム４００と同様の構成を有する。
図７７に示すように、実施の形態７にかかるカプセル型内視鏡７０１においては、螺旋突起６０３を利用した磁気誘導を行なう回転移動磁石６がカプセル型内視鏡７０１の軸方向に回転可能に設けられている。カプセル型内視鏡７０１のこの回転移動磁石６は、図７８に示す誘導領域２ａ内を図７８の左右方向、すなわち、カプセル型内視鏡７０１の径方向に移動可能である。また、図７８および図７９に示すように、カプセル型内視鏡７０１の径方向においては、回転移動磁石６の両側に回転移動磁石６よりも体積が小さく磁力が小さい固定磁石７ａ，７ｂが設けられている。固定磁石７ａの磁界の向きは、カプセル型内視鏡７０１の軸方向と一致するようにカプセル型内視鏡７０１内に固定配置されている。また、固定磁石７ｂの磁界の向きは、カプセル型内視鏡７０１の径方向に一致するようにカプセル型内視鏡７０１内に固定配置されている。
なお、特に図示しないが、この実施の形態７にかかるカプセル型内視鏡７０１は、上述した実施の形態４にかかるカプセル型内視鏡４０１と同様に、位置検出用発振コイル４２１、撮像系４２２、アンテナ４２３を介して外部の受信部４１１に画像信号等を無線送信する無線系、電池４２４、およびカプセル型内視鏡７０１の各構成部（位置検出用発振コイル４２１、撮像系４２２、および無線系）を制御する制御部をカプセル型筐体内部に備える。また、かかるカプセル型内視鏡７０１は、上述した実施の形態４〜６または各変形例に例示したように、薬剤を注射する局注機構、生体内部に対して生体組織の採取または焼付け処理等の医療処置を行う処置機構（鉗子、高周波発熱部材等）を適宜備えてもよい。
このカプセル型内視鏡７０１においては、磁気誘導を行なう回転移動磁石６がカプセル型内視鏡７０１の軸方向に回転可能に設けられている。このため、回転移動磁石６の磁化方向は、印加される磁界に応じて回転することによって、図７７に示すようにカプセル型内視鏡７０１の径方向、あるいは、カプセル型内視鏡７０１の軸方向に切り替え可能となる。略円筒形状を有するカプセル型内視鏡７０１において、回転移動磁石６は、磁化方向をカプセル型内視鏡７０１の径方向からカプセル型内視鏡７０１の軸方向に対して変更可能であり、カプセル型内視鏡７０１の軸方向に変更された磁化方向を維持可能である。ここで、カプセル型内視鏡７０１における回転移動磁石６の磁化方向の切り替えに関する動作について説明する。図８０は、カプセル型内視鏡７０１の所定の各状態において磁界発生部４０３が印加する磁界強度を示す図であり、図８１は、図７７に示すカプセル型内視鏡７０１の軸方向の断面図である。
カプセル型内視鏡７０１に対し螺旋突起６０３を利用して磁気誘導を行なう場合には、図８０の曲線ｌ７１に示すように、磁界発生部４０３は、回転移動磁石６がカプセル型内視鏡７０１内で回転可能となる磁界強度Ｇ６５よりも弱い磁界強度で、カプセル型内視鏡７０１の長軸周りに回転磁界Ｍ６５ａを印加する。この場合、図８１（１）右図に示すように、回転移動磁石６は、印加された回転磁界Ｍ６５ａの磁界強度が回転可能である磁界強度よりも弱いため、固定磁石７ａと引き合って誘導領域２ａ内の固定磁石７ａ側に位置し続ける。このため、図８１（１）左図に示すように、回転移動磁石６は、磁化方向をカプセル型内視鏡７０１の径方向のまま維持する状態、すなわちカプセル型内視鏡７０１内で回転しない状態を維持しながら、カプセル型内視鏡７０１の長軸周りに印加された回転磁界Ｍ６５ａにしたがって回転する。この結果、図８１（１）左図の矢印Ｙ９１ａに示す方向に、カプセル型内視鏡７０１は、回転しながら螺旋推進を行なう磁気誘導状態となる。
つぎに、回転移動磁石６の磁化方向をカプセル型内視鏡７０１の径方向から軸方向に切り替える場合について説明する。この場合、磁界発生部４０３は、図８０の曲線ｌ７２に示すように、回転移動磁石６がカプセル型内視鏡７０１内で回転可能となる磁界強度Ｇ６５よりも強い磁界強度であって固定磁石７ａの磁化方向に６０°以下の角度差を有する磁界Ｍ６５ｂを印加する。この場合、図８１（２）左図の矢印Ｙ９１ｂに示すように、回転移動磁石６は、磁界Ｍ６５ｂにしたがって回転する。この結果、図８１（２）右図に示すように、回転移動磁石６は、固定磁石７ａとの間で生じた反発力の影響を受けて誘導領域２ａ内を固定磁石７ｂ側に移動し、固定磁石７ｂとの間で生じる引力によって誘導領域２ａ内の固定磁石７ｂ側に位置し続ける。このように、回転移動磁石６の磁化方向をカプセル型内視鏡７０１の径方向から軸方向に切り替えることができる。
そして、図８０の曲線ｌ７３に示すように、磁界発生部４０３は、回転移動磁石６がカプセル型内視鏡７０１内で回転可能となる磁界強度Ｇ６５よりも弱い磁界強度であって、転換方向に対応させた磁界を印加する。この場合、図８１（３）右図に示すように、回転移動磁石６は、印加された回転磁界の磁界強度が回転可能である磁界強度よりも弱いため、固定磁石７ｂと引き合って誘導領域２ａ内の固定磁石７ｂ側に位置し続ける。そして、回転移動磁石６は、カプセル型内視鏡７０１に印加された磁界に応じた磁化方向となるように動作するため、カプセル型内視鏡７０１は、印加された磁界の向きに応じて一体となって方向を転換することができる。たとえば、図８１（３）左図に示すように、磁界Ｍ６５ｃが印加された場合には、カプセル型内視鏡７０１は、上下方向に方向を転換することが可能になり、磁界Ｍ６５ｄが印加された場合には、カプセル型内視鏡７０１は、奥行き方向または手前方向に方向を転換することが可能になる。
このように、実施の形態７によれば、磁気アクチュエータ１を適用することによって、誘導用の磁石のカプセル型内視鏡７０１内における向きを変更することができる。この結果、カプセル型内視鏡７０１においては、螺旋推進と方向転換との二つの動作を分けて行なうことができるため、より高度で効率的な誘導が可能になる。さらに、カプセル型内視鏡７０１においては、螺旋推進と方向転換との二つの動作に対し同じ回転移動磁石６を共用できるため、カプセル型内視鏡本体の小型化が可能になり、被検体内部への挿入性に優れたカプセル誘導システムを実現することが可能になる。
（変形例１）
つぎに、図８２および図８３を参照して、実施の形態７における変形例１について説明する。図８２は、変形例１にかかるカプセル型内視鏡の断面図である。図８２の左図は、変形例１にかかるカプセル型内視鏡の軸方向の断面図であり、図８２の右図は、図８２の左図におけるＬ−Ｌ線でカプセル型内視鏡を切断した断面図である。図８３は、変形例１にかかるカプセル型内視鏡の所定の各状態において磁界発生部４０３が印加する磁界強度を示す図である。図８２に示すように、変形例１にかかるカプセル型内視鏡７０１ａは、カプセル型内視鏡７０１と比較し、固定磁石７ａに代えて回転磁石２０６と、回転移動磁石６に代えて回転磁石２０６側の表面上に高摩擦部材８が設けられた回転移動磁石６とを備え、固定磁石７ｂを削除した構成を有する。その他の構成は、上述した実施の形態７にかかるカプセル型内視鏡７０１と同じである。また、この実施の形態７の変形例１にかかるカプセル誘導システムは、上述した実施の形態４にかかるカプセル誘導システム４００と略同様であり、カプセル誘導システムのカプセル型内視鏡４０１に代えてカプセル型内視鏡７０１ａを備えた構成を有する。
まず、カプセル型内視鏡７０１ａに対し螺旋突起６０３を利用して磁気誘導を行なう場合には、図８３の曲線ｌ７１ａに示すように、磁界発生部４０３は、回転磁石２０６がカプセル型内視鏡７０１ａ内で回転可能となる磁界強度Ｇ６５ｅよりも弱い磁界強度で、カプセル型内視鏡７０１ａの長軸周りに回転磁界Ｍ６５ｅを印加する。この場合、図８２（１）右図に示すように、回転移動磁石６は、高摩擦部材８によって回転が拘束された状態で回転磁石２０６と引き合って誘導領域２ａ内の回転磁石２０６側に位置し続ける。図８２（１）左図に示すように、回転移動磁石６は、回転磁界Ｍ６５ｅにしたがって、カプセル型内視鏡７０１ａ内で回転しない状態を維持しながらカプセル型内視鏡７０１ａの長軸周りに印加された回転磁界Ｍ６５ｅにしたがって回転するため、矢印Ｙ９１ａに示す方向に、カプセル型内視鏡７０１ａは、回転しながら螺旋推進を行なう磁気誘導状態となる。
そして、磁界発生部４０３は、図８３の曲線ｌ７２ａに示すように、磁界強度Ｇ６５ｅよりも強い磁界強度であって図８２（１）左図の状態である回転移動磁石６の磁化方向に６０°以下の角度差を有する磁界Ｍ６５ｅを印加する。この場合、図８２（２）右図の矢印Ｙ９１ｃに示すように、回転磁石２０６は、磁界Ｍ６５ｅにしたがって回転する。この結果、図８２（２）右図に示すように、回転移動磁石６は、回転磁石２０６との間で生じた反発力Ｈ６５の影響を受けて誘導領域２ａ内を移動し、高摩擦部材８の回転拘束が解除されて回転可能となる。そして、回転移動磁石６の磁化方向は、磁界Ｍ６５ｆの向きと同一の向きとなり、回転移動磁石６よりも体積が小さい回転磁石２０６は、回転移動磁石６と逆の磁化方向となるように回転する。この結果、図８２（３）右図に示すように、回転移動磁石６および回転磁石２０６の間で発生した引力によって、回転移動磁石６は、誘導領域２ａ内を回転磁石２０６側に移動し、再び高摩擦部材８によって回転が拘束された状態となる。このように、回転移動磁石６の磁化方向をカプセル型内視鏡７０１ａの径方向から軸方向に切り替えることができる。
そして、カプセル型内視鏡７０１ａの方向転換を行なう場合には、カプセル型内視鏡７０１と同様に、図８３の曲線ｌ７３ａに示すように、磁界発生部４０３は、磁界強度Ｇ６５ｅよりも弱い磁界強度で、磁界Ｍ６５ｃ、６５ｄなどの転換方向に対応させた向きの磁界を印加すればよい。
このようなカプセル型内視鏡７０１ａは、本発明にかかる磁気アクチュエータを搭載することによって、上述した実施の形態７にかかるカプセル型内視鏡７０１と同様にカプセル型内視鏡本体の小型化が可能になり、この結果、被検体内部への挿入性に優れたカプセル誘導システムを実現することが可能になる。
（変形例２）
つぎに、図８４および図８５を参照して、実施の形態７における変形例２について説明する。図８４は、変形例２にかかるカプセル型内視鏡の断面図である。図８４の左図は、変形例２にかかるカプセル型内視鏡の軸方向の断面図であり、図８４の右図は、図８４の左図におけるＭ−Ｍ線でカプセル型内視鏡を切断した断面図である。図８５は、変形例２にかかるカプセル型内視鏡の所定の各状態において磁界発生部４０３が印加する磁界強度を示す図である。図８４に示すように、変形例２にかかるカプセル型内視鏡７０１ｂは、カプセル型内視鏡７０１ａと比して、矢印Ｙ９２ａのように回転してカプセル型内視鏡７０１ｂを移動させるキャタピラ７１２と、キャタピラ７１２の回転を制御する歯車７１１とをさらに備え、上述した螺旋突起６０３を備えていない。その他の構成は、上述した実施の形態７と同じである。回転移動磁石６は、上述したように回転磁石２０６に比してサイズ（体積）が大きい磁石であり、歯車７１１と噛み合う。この歯車７１１は、かかる回転移動磁石６の回転にしたがって回転し、この結果、キャタピラ７１２が回転する。
なお、この実施の形態７の変形例２にかかるカプセル誘導システムは、上述した実施の形態４にかかるカプセル誘導システム４００と略同様であり、カプセル誘導システムのカプセル型内視鏡４０１に代えてカプセル型内視鏡７０１ｂを備えた構成を有する。
キャタピラ７１２の回転時には、図８５の曲線ｌ７１ｂに示すように、磁界発生部４０３は、回転移動磁石６がカプセル型内視鏡７０１ｂ内で回転可能となる磁界強度Ｇ６６よりも強い磁界強度で、カプセル型内視鏡７０１ｂの長軸方向に垂直な径方向の軸回りに回転磁界Ｍ６６を印加する。この場合、図８４（１）右図に示すように、回転移動磁石６は、強磁界である回転磁界Ｍ６６によって、高摩擦部材８による回転の拘束から開放され回転することが可能になる。そして、回転移動磁石６が回転することによって、歯車７１１も回転し、キャタピラ７１２が回転動作して、カプセル型内視鏡７０１ｂは移動可能となる。
そして、方向転換時には、図８５の曲線ｌ７３ｂに示すように、磁界発生部４０３は、回転移動磁石６がカプセル型内視鏡７０１ｂの誘導領域２ａ内で回転可能となる磁界強度Ｇ６６よりも弱い磁界強度で、転換方向に対応させた向きの磁界を印加する。この結果、図８４（２）右図に示すように、回転移動磁石６および回転磁石２０６の間で発生した引力によって、回転移動磁石６は、誘導領域２ａ内を回転磁石２０６側に移動し、再び高摩擦部材８によって回転が拘束された状態となる。このように、回転移動磁石６の磁化方向をカプセル型内視鏡７０１ｂの径方向から長軸方向に切り替えることができる。
具体的には、磁界発生部４０３は、回転移動磁石６の磁化方向がカプセル型内視鏡７０１ｂの長軸方向（例えばカプセル型内視鏡７０１ｂの撮像視野方向）と一致するところで回転磁界Ｍ６６を停止して、この回転磁界Ｍ６６の磁界強度を上述した磁界強度Ｇ６６（図８５参照）未満に弱める。この結果、図８４（２）左図に示すように、回転移動磁石６は、誘導領域２ａ内における回転を停止するため、図８４（２）右図の矢印Ｙ９２ｂに示すように、誘導領域２ａの回転磁石２０６側に移動する。そして、図８４（３）右図に示すように、回転移動磁石６は、回転磁石２０６との間で生じる引力によって、回転磁石２０６側の仕切りに接触した状態となり、高摩擦部材８によって回転が拘束された状態となる。回転移動磁石６がカプセル型内視鏡７０１ｂに固定された状態となるため、図８３の曲線ｌ７３ｂおよび図８４（３）左図に示すように、カプセル型内視鏡７０１ｂは、上述したカプセル型内視鏡７０１と同様に、磁界強度Ｇ６６よりも弱い磁界強度で印加された磁界Ｍ６５ｃ、６５ｄによって方向転換動作を制御される。この場合、カプセル型内視鏡７０１ｂは、上述した磁界発生部４０３によって変更される磁界Ｍ６５ｃ，６５ｄの磁化方向に追従して、方向を転換する。
なお、この実施の形態７の変形例２では、カプセル型内視鏡７０１ｂの長軸方向と回転移動磁石６の磁化方向とを一致させた状態でカプセル型内視鏡７０１ｂに磁界Ｍ６５ｃ，Ｍ６５ｄを印加し、かかる磁界Ｍ６５ｃ，Ｍ６５ｄの磁界方向を制御することによってカプセル型内視鏡７０１ｂの方向転換を制御していたが、これに限らず、カプセル型内視鏡７０１ｂの径方向と回転移動磁石６の磁化方向とを一致させるように回転磁界Ｍ６６の磁界強度および磁界方向を制御し、この状態のカプセル型内視鏡７０１ｂの長軸回りに回転する回転磁界を形成することによってカプセル型内視鏡７０１ｂを長軸回りに回転させてもよい。
このように、変形例２によれば、カプセル型内視鏡７０１と同様の効果を奏するとともに、外部磁界によって回転移動磁石６の状態（具体的にはハウジング内における回転可能な状態および固定状態）を切り替えることができ、これによって、キャタピラによるカプセル型内視鏡の推進および方向転換を行うことができ、より高度で効率的なカプセル型内視鏡の誘導が可能になる。
また、カプセル型内視鏡の推進と方向転換との二つの動作に対して同じ回転移動磁石６を共用できるため、かかる動作別に磁気アクチュエータをも配置する必要がなく、この結果、カプセル型内視鏡本体の小型化を促進するとともに、被検体内部へのカプセル型内視鏡の挿入性に優れたカプセル誘導システムを実現することが可能になる。
さらに、キャタピラ７１２の回転によってカプセル型内視鏡７０１ｂを推進（前進または後進）させる回転移動磁石６の回転軸をカプセル型内視鏡７０１ｂの長軸に対して略垂直にしているので、カプセル型内視鏡７０１ｂを径方向の軸回りに転倒させるに足るトルクを大きくすることができ、これによって、かかる回転移動磁石６を回転させる外部の回転磁界Ｍ６６によってカプセル型内視鏡７０１ｂが転倒することを防止できる。この結果、この回転磁界Ｍ６６の磁力エネルギーをカプセル型内視鏡７０１ｂの転倒トルクに浪費せずに効率良く回転移動磁石６を回転させることができ、かかる回転磁界Ｍ６６によってカプセル型内視鏡７０１ｂを確実に推進させることができる。
また、カプセル型内視鏡７０１ｂの筐体に対して相対的に回転移動磁石６を回転させ、カプセル型内視鏡７０１ｂの筐体に対して相対的に回転するキャタピラ７１２をこの回転移動磁石６の回転動作に追従して回転させているので、かかる回転移動磁石６およびキャタピラ７１２をカプセル型内視鏡７０１ｂの筐体に対して独立的に回転させることができる。これによって、カプセル型内視鏡７０１ｂは、その筐体を長軸回りまたは径方向の軸回りに回転させずに前進または後進することができる。この結果、カプセル型内視鏡７０１ｂの撮像系によって撮像する画像がカプセル型内視鏡７０１ｂの筐体の回転に起因して画像ぶれを起こすことを防止できる。すなわち、かかるカプセル型内視鏡７０１ｂは、被検体内部を前進または後進するとともに、被検体内部の画像を鮮明に撮像することができる。
（変形例３）
つぎに、図８６および図８７を参照して、実施の形態７における変形例３について説明する。図８６は、変形例３にかかるカプセル型内視鏡の断面図である。図８６の左図は、変形例３にかかるカプセル型内視鏡の軸方向の断面図であり、図８６の右図は、図８６の左図におけるＮ−Ｎ線でカプセル型内視鏡を切断した断面図である。図８７は、変形例３にかかるカプセル型内視鏡の所定の各状態において磁界発生部４０３が印加する磁界強度を示す図である。図８６に示すように、変形例３にかかるカプセル型内視鏡７０１ｃは、カプセル型内視鏡７０１ｂと比して、回転移動磁石６は、カプセル型内視鏡７０１ｃを移動させるタイヤ７２１を構成する。そして、カプセル型内視鏡７０１ｃは、螺旋突起６０３を備え、矢印Ｙ９１ａに示すように、磁気誘導によって螺旋推進を行なうことができる。その他の構成は、上述した実施の形態７の変形例２にかかるカプセル型内視鏡７０１ｂと同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。また、この実施の形態７の変形例３にかかるカプセル誘導システムは、上述した実施の形態４にかかるカプセル誘導システム４００と略同様であり、カプセル誘導システムのカプセル型内視鏡４０１に代えてカプセル型内視鏡７０１ｃを備えた構成を有する。
まず、図８７の曲線ｌ７１ｃに示すように、磁界発生部４０３は、回転磁石２０６よりも体積が大きい回転移動磁石６が誘導領域２ａ内で回転可能となる磁界強度Ｇ６７よりも弱い磁界強度で、カプセル型内視鏡７０１ｃの長軸周りに回転磁界Ｍ６５ａを印加する。この場合、図８６（１）右図に示すように、回転移動磁石６は、高摩擦部材８によって回転が拘束され磁化方向がカプセル型内視鏡７０１ｃの径方向になるように固定された状態となるため、図８６（１）左図に示すように、カプセル型内視鏡７０１ｃは、カプセル型内視鏡７０１ｃの長軸周りの回転磁界Ｍ６５ａにしたがって長軸回りに回転しつつ、矢印Ｙ９１ａに示す方向に螺旋推進を行なう。なお、カプセル型内視鏡７０１ｃにおいては、回転移動磁石６の磁化方向がカプセル型内視鏡７０１ｃの長軸方向になるように固定された場合には、カプセル型内視鏡７０１ｃの長軸方向に平行な磁化方向の磁界によって方向が制御される。
そして、タイヤ回転時には、図８７の曲線ｌ７３ｃに示すように、磁界発生部４０３は、回転移動磁石６がカプセル型内視鏡７０１ｃ内で回転可能となる磁界強度Ｇ６７よりも強い磁界強度の磁界Ｍ６７を印加する。この場合、図８６（２）右図に示すように、強磁界である回転磁界Ｍ６７によって、回転移動磁石６および回転磁石２０６が磁界Ｍ６７にしたがって同じ向き（図８６（２）に示す矢印Ｙ９３の方向）に回転し、反発力Ｈ６７が発生する。そして、図８６（３）右図の矢印Ｙ９４に示すように、回転移動磁石６は、この反発力Ｈ６７によって回転磁石２０６から離れるように誘導領域２ａ内を移動するため、高摩擦部材８による回転の拘束が解除され、回転可能となる。そして、カプセル型内視鏡７０１ｃは、回転移動磁石６が磁界強度Ｇ６７よりも強い磁界強度の回転磁界が印加されることによって回転し、これにともないタイヤ７２１も図８６（３）に示す矢印Ｙ９４ａの方向に回転するため、図８６（３）左図の矢印９４ｂに示すように、移動することが可能になる。
このように、変形例３によれば、カプセル型内視鏡７０１と同様の効果を奏するとともに、外部磁界によって回転移動磁石６の状態（具体的にはハウジング内における回転可能な状態および固定状態）を切り替えることができ、これによって、タイヤによるカプセル型内視鏡の推進、螺旋突起によるカプセル型内視鏡の推進を選択的に行なうことができ、さらには、固定状態にした回転移動磁石６の磁化方向を外部磁界によって変化させることによってカプセル型内視鏡の方向転換を行うことができる。この結果、より高度で効率的なカプセル型内視鏡の誘導が可能になる。
また、カプセル型内視鏡７０１ｃが保有する撮像系の撮像方向に対して平行な方向（望ましくは一致する方向）に磁化方向をもつ状態で回転移動磁石６をカプセル型内視鏡７０１ｃの筐体に一時固定することができ、この固定状態の回転移動磁石６に対して印加する外部磁界の磁化方向を制御することによって、この回転移動磁石６に追従して方向転換するカプセル型内視鏡７０１ｃの撮像系の撮像方向を所望の方向に制御することができる。この結果、カプセル型内視鏡７０１ｃは、被検体内における所望方向の画像を容易に撮像することができる。
さらに、カプセル型内視鏡の推進と方向転換との二つの動作に対して同じ回転移動磁石６を共用できるため、かかる動作別に磁気アクチュエータをも配置する必要がなく、この結果、カプセル型内視鏡本体の小型化を促進するとともに、被検体内部へのカプセル型内視鏡の挿入性に優れたカプセル誘導システムを実現することが可能になる。
また、タイヤ７２１の回転によってカプセル型内視鏡７０１ｃを推進（前進または後進）させる回転移動磁石６の回転軸をカプセル型内視鏡７０１ｃの長軸に対して略垂直にしているので、カプセル型内視鏡７０１ｃを径方向の軸回りに転倒させるに足るトルクを大きくすることができ、これによって、かかる回転移動磁石６を回転させる外部の磁界Ｍ６７によってカプセル型内視鏡７０１ｃが転倒することを防止できる。この結果、この磁界Ｍ６７の磁力エネルギーをカプセル型内視鏡７０１ｃの転倒トルクに浪費せずに効率良く回転移動磁石６を回転させることができ、かかる磁界Ｍ６７によってカプセル型内視鏡７０１ｃを確実に推進させることができる。
また、カプセル型内視鏡７０１ｃの筐体に対して相対的に回転移動磁石６を回転させているので、かかる回転移動磁石６の外周に配置されたタイヤ７２１をカプセル型内視鏡７０１ｃの筐体に対して独立的に回転させることができる。これによって、カプセル型内視鏡７０１ｃは、その筐体を長軸回りまたは径方向の軸回りに回転させずに前進または後進することができる。この結果、カプセル型内視鏡７０１ｃの撮像系によって撮像する画像がカプセル型内視鏡７０１ｃの筐体の回転に起因して画像ぶれを起こすことを防止できる。すなわち、かかるカプセル型内視鏡７０１ｃは、被検体内部を前進または後進するとともに、被検体内部の画像を鮮明に撮像することができる。
なお、上述した実施の形態７の変形例３では、回転移動磁石６および回転磁石２０６に対して印加する外部磁界の磁化方向および磁界強度を制御することによって、螺旋突起６０３による螺旋推進とタイヤ７２１による推進とをカプセル型内視鏡７０１ｃに選択的に行わせていたが、これに限らず、カプセル型内視鏡７０１ｃは、上述した螺旋突起６０３を備えず、外部磁界に追従して回転する回転移動磁石６とともに回転するタイヤ７２１によって前進または後進するようにしてもよい。
また、上述した実施の形態７の変形例３では、回転移動磁石６および回転磁石２０６に対して印加する外部磁界の磁化方向および磁界強度を制御することによって、この回転移動磁石６をカプセル型内視鏡７０１ｃの筐体に対して相対的に固定状態にしていたが、これに限らず、上述した回転磁界２０６および高摩擦部材８を設けず、回転移動磁石６をカプセル型内視鏡７０１ｃの筐体に対して回転自在に軸支してもよい。この場合、かかるカプセル型内視鏡７０１ｃ内の回転移動磁石６は、カプセル型内視鏡７０１ｃの筐体の径方向の軸回りに回転する回転磁界に追従して回転するとともにタイヤ７２１を回転して、カプセル型内視鏡７０１ｃの推進力を生成する。かかる回転移動磁石６を筐体内部に軸支した構造をもつカプセル型内視鏡７０１ｃは、上述した磁界強度Ｇ６７に比して弱い磁界強度の回転磁界によって前進または後進することができ、この結果、かかるカプセル型内視鏡７０１ｃが前進または後進する際の消費エネルギーを軽減することができる。また、かかるカプセル型内視鏡７０１ｃの筐体の水密構造を簡易に実現することができる。
（変形例４）
つぎに、図８８および図８９を参照して、実施の形態７にかかる変形例４について説明する。図８８は、変形例４にかかるカプセル型内視鏡の断面図である。図８８（１）および図８８（２）は、変形例４にかかるカプセル型内視鏡の軸方向の断面図であり、図８８（３）は、図８８（２）におけるＯ−Ｏ線でカプセル型内視鏡を切断した断面図である。図８９は、変形例４にかかるカプセル型内視鏡の所定の各状態において磁界発生部４０３が印加する磁界強度を示す図である。図８８に示すように、変形例４にかかるカプセル型内視鏡７０１ｄにおいては、回転磁石２０６が円滑に回転するように回転磁石２０６の接触面上に摩擦低減部材９が設けられている。また、カプセル型内視鏡７０１ｄにおいては、回転磁石６側の仕切りに回転移動磁石６が接触した場合には、回転が拘束されるように、回転移動磁石６の回転磁石２０６側の表面上には、高摩擦部材８が設けられている。また、カプセル型内視鏡７０１ｄは、回転移動磁石６の回転時に回転移動磁石６と噛み合うように、回転針４２７ａの回転動作を制御する歯車７３９を誘導領域２ａ内に配置する。
まず、図８９の曲線ｌ７１ｄに示すように、磁界発生部４０３は、回転磁石２０６よりも体積が大きい回転移動磁石６が誘導領域２ａ内で回転可能となる磁界強度Ｇ６８よりも弱い磁界強度で、カプセル型内視鏡７０１ｄの長軸周りに回転磁界を印加する。この場合、図８８（１）に示すように、回転移動磁石６は、高摩擦部材８によって回転が拘束された状態となるため、カプセル型内視鏡７０１ｄは、カプセル型内視鏡７０１ｄの長軸周りの回転磁界にしたがって推進する。なお、カプセル型内視鏡７０１ｄにおいては、螺旋突起６０３を設けることによって螺旋推進を促進させてもよい。
バルーン４２５内の薬剤４２６の局注時には、図８９の曲線ｌ７４ｄに示すように、磁界発生部４０３は、回転移動磁石６がカプセル型内視鏡７０１ｄ内で回転可能となる磁界強度Ｇ６８よりも強い磁界強度の磁界Ｍ６８を印加する。この場合、図８８（２）の矢印Ｙ９５ａに示すように、磁界Ｍ６８によって、回転移動磁石６および回転磁石２０６が磁界Ｍ６８にしたがって同じ向きに回転し、反発力Ｈ６８が発生する。そして、図８８（２）の矢印Ｙ９５ｂに示すように、回転移動磁石６は、この反発力Ｈ６８によって回転磁石２０６から離れるように誘導領域２ａ内を移動し歯車７３９と噛み合う。また、回転移動磁石６においては、高摩擦部材８による回転の拘束が解除され、回転可能となる。そして、カプセル型内視鏡７０１ｄは、磁界強度Ｇ６８よりも強い磁界強度で回転針４２７ａの回転方向に対応した向きの磁界が印加されることによって回転し、これにともない歯車７３９もそれぞれ回転する。この結果、図８８（３）に示すように、歯車７３９の回転によって、回転針４２７ａが矢印Ｙ９５ｃに示すように回転し、カプセル型内視鏡７０１ｄ外に突出する。そして、回転針４２７ａが回転停止面に接触すると、カプセル型内視鏡７０１ｄ本体が回転し、腸管などの周方向に沿って回転針４２７ａが穿刺される。さらに、バルーン４２５の貫通穴４３３と回転針４２７ａの図示しない貫通穴が接続するため、バルーン４２５内の薬剤４２６が回転針４２７ａを介して所望の領域に注入されることとなる。
そして、磁界強度Ｇ６８よりも強い磁界強度のまま磁界の向きを逆転させることによって、回転針４２７ａがカプセル型内視鏡７０１ｄ内に収納され、さらに、印加された磁界の磁界強度Ｇ６８よりも弱めることによって、回転移動磁石６が図８８（１）に示すようにカプセル型内視鏡７０１ｄに固定されることとなる。
このように、変形例４によれば、カプセル型内視鏡７０１と同様の効果を奏するとともに、回転移動磁石６の状態を切り替えることによって、より高度で効率的なカプセル型内視鏡の推進動作および局注動作を行なうことが可能になる。
（変形例５）
つぎに、本発明の実施の形態７の変形例５について説明する。上述した実施の形態７の変形例２では、外部磁界の磁化方向および磁界強度を制御することによって回転移動磁石６を回転可能な状態または固定状態に切り替えるようにし、この回転移動磁石６の回転に伴って歯車７１１とともにキャタピラ７１２を回転させることによって、カプセル型内視鏡７０１ｂの推進力を生成していたが、この実施の形態７の変形例５では、カプセル型内視鏡の筐体に対して回転自在に配置した回転磁界を車軸にし、外部の回転磁界によってこの回転磁界とともにキャタピラ７１２を回転させてカプセル型内視鏡の推進力を生成するようにしている。
図９０は、実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。なお、図９０には、この実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅの側面図およびＰ−Ｐ線断面図が示されている。
この実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅは、上述した実施の形態７の変形例２にかかるカプセル型内視鏡７０１ｂと略同様に、磁気アクチュエータによって回転駆動するキャタピラ７１２によって前進または後進可能な構成を有する。具体的には図９０に示すように、カプセル型内視鏡７０１ｅは、被検体の体内に導入し易い大きさに形成されたカプセル型の筐体７３１と、上述したキャタピラ７１２と、キャタピラ７１２を無端状に回転させる車輪７３２，７３３と、一方（例えば前方側）の車輪７３２を回転自在に支持する車軸７３４と、他方（例えば後方側）の車輪７３３を回転自在に支持する車軸状の回転磁石７３５と、を備える。また、カプセル型内視鏡７０１ｅは、上述した実施の形態４にかかるカプセル型内視鏡４０１と同様に、位置検出用発振コイル４２１、撮像系４２２、アンテナ４２３を介して外部の受信部４１１に画像信号等を無線送信する無線系、電池４２４、およびカプセル型内視鏡４０１の各構成部（位置検出用発振コイル４２１、撮像系４２２、および無線系）を制御する制御部を筐体７３１の内部に備える。
なお、特に図示しないが、カプセル型内視鏡７０１ｅは、上述した実施の形態４〜６または各変形例に例示したように、薬剤を注射する局注機構、生体内部に対して生体組織の採取または焼付け処理等の医療処置を行う処置機構（鉗子、高周波発熱部材等）を適宜備えてもよい。また、この実施の形態７の変形例５にかかるカプセル誘導システムは、上述した実施の形態４にかかるカプセル誘導システム４００と略同様であり、カプセル誘導システムのカプセル型内視鏡４０１に代えてカプセル型内視鏡７０１ｅを備えた構成を有する。
一対の車輪７３２は、筐体７３１の前方側（撮像系４２２が配置された側）の車軸７３４の両端に取り付けられ、この車軸７３４によって回転可能に軸支される。また、一対の車輪７３３は、筐体７３１の後方側の車軸である回転磁石７３５の両端に取り付けられ、この回転磁石７３５によって回転可能に軸支される。かかる車輪７３２，７３３は、回転磁石７３５の回転に伴って回転して、カプセル型内視鏡７０１ｅを前進または後進させるキャタピラ７１２を無端状に回転する。
車軸７３４は、筐体７３１の前方側に形成された貫通孔に回転自在に挿通され、上述した一対の車輪７３２を両端に有する。かかる貫通孔内に挿通された車軸７３４は、筐体７３１の長手方向の中心軸である長軸ＣＬ１に対して垂直（すなわち筐体７３１の径方向に平行）な回転軸であり、筐体７３１に対して独立して回転する。
回転磁石７３５は、筐体７３１の後方側に形成された貫通孔に回転自在に挿通され、上述した一対の車輪７３３を両端に有する。かかる貫通孔内に挿通された回転磁石７３５は、筐体７３１の長軸ＣＬ１に対して垂直な方向（すなわち筐体７３１の径方向）の回転軸であり、外部の回転磁界（上述した磁界発生部４０３によって形成された回転磁界）に追従して、筐体７３１に対して独立して回転する。かかる回転磁石７３５は、長軸ＣＬ１に垂直な軸周りに車輪７３３を回転させる車軸として機能するとともに、筐体７３１の径方向の軸周りに回転する外部の回転磁界の作用によってキャタピラ７１２を回転させる磁気アクチュエータとして機能する。なお、かかる回転磁石７３５の表面は、生体適合性のある物質によって覆われる。
ここで、かかる車軸７３４または回転磁石７３５を挿通する筐体７３１の各貫通孔は、筐体７３１の長軸ＣＬ１に垂直な方向（すなわち筐体７３１の径方向）に沿って形成された貫通孔であり、上述した撮像系４２２、無線系、および電池４２４等の内部部品を配置する筐体７３１の内部空間から隔離される。このため、かかる各貫通孔を有する筐体７３１は、カプセル型内視鏡７０１ｅの内部部品を配置する内部空間の液密を簡易な構造によって確保できるとともに、カプセル型内視鏡７０１ｅを前進または後進させるためのキャタピラ機構、すなわち上述した車輪７３２，７３３と、車軸７３４および回転磁石７３５と、キャタピラ７１２とをこの内部空間から隔離した状態で備えることができる。
このような構成を有するカプセル型内視鏡７０１ｅの重心ＧＰは、上述した各構成部（撮像系４２２および電池４２４等の内部部品、車輪７３２，７３３、車軸７３４、回転磁石７３５、およびキャタピラ７１２等）の配置を調整することによって筐体７３１内部の所定の位置に設定される。具体的には、図９０に示すように、重心ＧＰは、筐体７３１の径方向の軸であって筐体７３１の内部空間の中心ＣＰを通る中心軸ＣＬ２上に設定され、さらに望ましくは、中心ＣＰから筐体７３１の底部側（車輪７３２，７３３等のキャタピラ機構が配置された側）に外れた位置に設定される。
なお、かかるカプセル型内視鏡７０１ｅの位置および方向の少なくとも一つを上述した位置算出部４１２によって検出するための位置検出用発振コイル４２１（図示せず）は、上述した回転磁石７３５の回転軸とコイル軸とが平行になるように筐体７３１の内部に配置される。かかる位置検出用発振コイル４２１は、回転磁石７３５の磁化方向に対して垂直方向の磁界を形成する。
つぎに、外部の回転磁界によってカプセル型内視鏡７０１ｅを前進または後進させるキャタピラ機構の動作について説明する。図９１は、カプセル型内視鏡のキャタピラ機構が外部の回転磁界によって動作する状態を示す模式図である。なお、図９１には、この実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅの側面図およびＰ−Ｐ線断面図が示されている。
図９１に示すように、筐体７３１の貫通孔内に回転自在に挿通された回転磁石７３５には、この筐体７３１の径方向の軸周りに回転する回転磁界Ｍ７０が上述した磁界発生部４０３によって印加される。この場合、回転磁石７３５は、この回転磁界Ｍ７０に追従して筐体７３１の径方向の軸周りに回転するとともに、両端の車輪７３３を回転させる。
キャタピラ７１２は、かかる回転磁石７３５の作用によって回転磁石７３５と同方向に回転して、カプセル型内視鏡７０１ｅの推進力を生成する。すなわち、キャタピラ７１２は、かかる回転磁界Ｍ７０に追従する回転磁石７３５の回転力をカプセル型内視鏡７０１ｅの推進力に変換する。なお、筐体７３１の貫通孔内に回転自在に挿通された車軸７３４およびその両端の車輪７３２は、かかる回転磁石７３５の作用によるキャタピラ７１２の回転を阻害することなく、このキャタピラ７１２に追従して回転する。カプセル型内視鏡７０１ｅは、かかるキャタピラ７１２の回転によって、筐体７３１を回転せずに被検体の体内を前進または後進することができる。
ここで、かかるカプセル型内視鏡７０１ｅのキャタピラ機構の磁気アクチュエータとして機能する回転磁石７３５は、上述した高摩擦部材８または別の回転磁石２０６等によって阻害されることなく、外部の回転磁界Ｍ７０に追従して円滑に回転する。このため、かかる回転磁石７３５に印加する回転磁界Ｍ７０は、上述した実施の形態７の変形例２における回転磁界Ｍ６６の磁界強度Ｇ６６に比して小さい磁界強度であっても、筐体７３１の径方向の軸周りに回転磁石７３５を回転させることができる。この結果、かかる回転磁石７３５を回転させる回転磁界Ｍ７０の発生に必要な消費エネルギーが軽減される。
このように、実施の形態７の変形例５では、撮像系、無線系、および電池等の内部部品を配置するカプセル型の筐体の内部空間から隔離された筐体部分に、この筐体の長手方向に垂直な方向の貫通孔を形成し、当該カプセル型内視鏡のキャタピラ機構の車軸であるとともに磁気アクチュエータとして機能する回転磁石をこの貫通孔に回転自在に挿通し、この筐体の径方向の軸周りに回転する外部の回転磁界をこの回転磁石に対して印加することによって、この回転磁石を筐体に対して独立的且つ筐体の径方向の軸周りに回転させるようにし、かかる回転磁石の作用によってキャタピラを回転させて当該カプセル型内視鏡を前進または後進させるように構成している。このため、外部の回転磁界によって被検体内を容易に前進または後進できるとともに、かかる前進または後進のためのキャタピラ機構を備えるカプセル型の筐体の内部空間（すなわち撮像系、無線系、および電池等のカプセル型内視鏡の内部部品を配置する空間）の液密を簡易な筐体構造によって確保できるカプセル型内視鏡を実現することができる。
また、かかる回転磁石の磁化方向に対して垂直方向の磁界を形成する位置検出用発振コイルを備えるようにしているので、被検体内部における当該カプセル型内視鏡の位置を検出できるとともに、かかる回転磁石の磁化方向に対して常に垂直な方向である回転磁石の回転軸方向を検出することができる。この回転軸方向に対して垂直な回転磁界を回転磁石に対して印加することによって、より高精度にカプセル型内視鏡の位置および方向を誘導することができる。
さらに、かかるキャタピラ機構の磁気アクチュエータとして機能する回転磁石によってキャタピラ機構の一方の車軸を形成しているので、かかるキャタピラ機構を小型化することができ、この結果、カプセル型内視鏡本体の小型化を促進するとともに、被検体内部へのカプセル型内視鏡の挿入性に優れたカプセル誘導システムを実現することが可能になる。
また、かかる回転磁石の回転軸をカプセル型内視鏡の長軸に対して略垂直にしているので、カプセル型内視鏡を径方向の軸回りに転倒させるに足るトルクを大きくすることができ、これによって、かかる回転磁石を回転させる外部の回転磁界によってカプセル型内視鏡が転倒することを防止できる。この結果、この外部の回転磁界の磁力エネルギーをカプセル型内視鏡の転倒トルクに浪費せずに効率良く回転磁石を回転させることができ、かかる回転磁界によってカプセル型内視鏡を確実に推進させることができる。
さらに、カプセル型の筐体の径方向の軸であって筐体の中心を通る中心軸上に当該カプセル型内視鏡の重心を設定したので、キャタピラ機構によるカプセル型内視鏡のキャタピラ走行を安定化することができる。また、かかる筐体の径方向の中心軸上であって筐体の中心位置から筐体の底部側（キャタピラ機構側）に外れた位置に当該カプセル型内視鏡の重心を設定する（すなわち低重心化する）ことによって、かかるキャタピラ機構によるカプセル型内視鏡のキャタピラ走行を一層安定化することができ、たとえ傾斜面をキャタピラ走行する場合であっても、転倒等を起こすことなく、安定的にカプセル型内視鏡の誘導を行うことができる。
また、筐体の貫通孔内に回転自在に挿通した回転磁石を外部の回転磁界によって回転させているので、外部の回転磁界に追従して円滑に回転磁石を回転させることができる。このため、かかる回転磁石に印加する外部の回転磁界の磁界強度を低くすることができ、この結果、かかる回転磁石を回転させる外部の回転磁界の発生に必要な消費エネルギーを軽減することができる。
さらに、カプセル型の筐体に対して相対的に回転磁石を回転させることによってキャタピラを筐体に対して独立的に回転させているので、この筐体を長軸回りまたは径方向の軸回りに回転させずにカプセル型内視鏡を前進または後進させることができる。この結果、このカプセル型内視鏡の撮像系によって撮像する画像が筐体の回転に起因して画像ぶれを起こすことを防止できる。すなわち、かかるカプセル型内視鏡は、被検体内部を前進または後進するとともに、被検体内部の画像を鮮明に撮像することができる。
なお、上述した実施の形態７の変形例５では、被検体内部におけるカプセル型内視鏡の位置および方向の少なくとも一つを検出するための位置検出用発振コイルをカプセル型内視鏡に設けていたが、これに限らず、かかる位置検出用発振コイルに代えてＬＣマーカをカプセル型内視鏡に設けてもよい。このＬＣマーカは、そのコイル軸と回転磁石の回転軸とが略平行になるようにカプセル型内視鏡に配置されればよく、例えば、キャタピラ機構において回転磁石と対をなす車軸（上述した車軸７３４）に配置してもよい。この場合、上述した位置算出部４１２は、ＬＣマーカ方式に基づいて被検体内部におけるカプセル型内視鏡の位置および方向の少なくとも一つを算出（検出）すればよい。
また、上述した実施の形態７の変形例５では、撮像系４２２および電池４２４等の内部部品、車輪７３２，７３３、車軸７３４、回転磁石７３５、およびキャタピラ７１２等の配置を調整することによって、筐体７３１の径方向の中心軸ＣＬ２上にカプセル型内視鏡７０１ｅの重心ＧＰを設定していたが、これに限らず、筐体７３１の径方向の中心軸ＣＬ２に対して回転磁石７３５の対称的な位置に回転磁石７３５と同等な重量のカウンターウエイトを設け、これによって回転磁石７３５による重量の偏りを補正して、筐体７３１の径方向の中心軸ＣＬ２上（さらには、筐体７３１の底部側に偏心した位置）にカプセル型内視鏡７０１ｅの重心ＧＰを設定してもよい。この場合、かかるカウンターウエイトは、電池、スーパーキャパシタ、位置検出用発振コイル、および錘等のいずれであってもよいし、これらを適宜組み合わせたものであってもよい。
（変形例６）
つぎに、本発明の実施の形態７の変形例６について説明する。上述した実施の形態７の変形例５では、キャタピラ機構の磁気アクチュエータとして機能する回転磁石７３５をキャタピラ機構の車軸に用いていたが、この実施の形態７の変形例６では、キャタピラ機構の磁気アクチュエータとして機能する回転磁石を筐体の径方向の中心軸上に配置してカプセル型内視鏡を低重心化している。
図９２は、本発明の実施の形態７の変形例６にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す縦断面模式図である。なお、図９２には、カプセル型の筐体７３１とキャタピラ機構とが図示されている。図９２に示すように、この実施の形態７の変形例６にかかるカプセル型内視鏡７０１ｆは、上述した実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅの回転磁石７３５に代えて車軸７３６を備え、この車軸７３６の歯車部と噛み合って回転する歯車７３８と、この歯車７３８と噛み合う歯車部を外周に有する回転磁石７３７とをさらに備える。その他の構成は上述した実施の形態７の変形例５と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。また、この実施の形態７の変形例６にかかるカプセル誘導システムは、上述した実施の形態４にかかるカプセル誘導システム４００と略同様であり、カプセル誘導システムのカプセル型内視鏡４０１に代えてカプセル型内視鏡７０１ｆを備えた構成を有する。
なお、カプセル型内視鏡７０１ｆは、特に図示していないが、上述した実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅと同様に、位置検出用発振コイル４２１、撮像系４２２、アンテナ４２３を介して外部の受信部４１１に画像信号等を無線送信する無線系、電池４２４、およびこれら各構成部（位置検出用発振コイル４２１、撮像系４２２、および無線系）を制御する制御部を筐体７３１の内部に備える。また、カプセル型内視鏡７０１ｆは、上述した実施の形態４〜６または各変形例に例示したように、薬剤を注射する局注機構、生体内部に対して生体組織の採取または焼付け処理等の医療処置を行う処置機構（鉗子、高周波発熱部材等）を適宜備えてもよい。
車軸７３６は、筐体７３１の後方側に形成された貫通孔に回転自在に挿通され、一対の車輪７３３を両端に有する。かかる貫通孔内に挿通された車軸７３６は、筐体７３１の長軸ＣＬ１に対して垂直（すなわち筐体７３１の径方向に平行）な回転軸であり、筐体７３１に対して独立して回転する。
回転磁石７３７は、筐体７３１の径方向の軸周りに回転する外部の回転磁界Ｍ７０の作用によってキャタピラ７１２を回転させる磁気アクチュエータとして機能する。具体的には、回転磁石７３７は、筐体７３１の長軸ＣＬ１に垂直な回転軸によって回転自在に軸支され、上述した外部の回転磁界Ｍ７０に追従して筐体７３１の径方向の軸周りに回転する。この場合、回転磁石７３７は、筐体７３１に対して独立して回転する。かかる回転磁石７３７は、歯車７３８と噛み合う歯車部を有し、この歯車７３８を介して車軸７３６を回転させる。歯車７３８は、かかる回転磁石７３７の歯車部と車軸７３６の歯車部とに噛み合い、回転磁石７３７の回転動作を車軸７３６に伝達する。
このような構成を有するカプセル型内視鏡７０１ｆの重心ＧＰは、上述した各構成部（撮像系４２２および電池４２４等の内部部品、車輪７３２，７３３、車軸７３４，７３６、回転磁石７３７、歯車７３８、およびキャタピラ７１２等）のうち、最も重量の大きい回転磁石７３７の配置を調整することによって筐体７３１内部の所定の位置に設定される。具体的には、図９２に示すように、重心ＧＰは、筐体７３１の径方向の中心軸ＣＬ２上であって筐体７３１の底部側（車輪７３２，７３３等のキャタピラ機構が配置された側）に偏心した位置に回転磁石７３７を配置することによって設定される。かかる重心ＧＰは、この回転磁石７３７の回転軸と径方向の中心軸ＣＬ２との交点に位置する。
このように、実施の形態７の変形例６では、カプセル型の筐体の径方向の中心軸上であって筐体の底部側（キャタピラ機構が配置された側）に偏心した位置に回転磁石を配置することによって、この回転磁石の回転軸と筐体の径方向の中心軸との交点の位置に当該カプセル型内視鏡の重心を設定し、この回転磁石の回転動作を歯車を介してキャタピラ機構の車軸に伝達するようにし、その他を上述した実施の形態７の変形例５と同様に構成した。このため、上述した実施の形態７の変形例５と同様の作用効果を享受するとともに、筐体の中心から底部側（キャタピラ機構が配置された側）に偏心した位置に当該カプセル型内視鏡の重心を容易に設定することができ、キャタピラ機構によるキャタピラ走行の安定化に有利なカプセル型内視鏡の低重心化を簡易に実現することができる。
（変形例７）
つぎに、本発明の実施の形態７の変形例７について説明する。上述した実施の形態７の変形例５では、筐体７３１の片側（底部側）にキャタピラ機構を備えていたが、この実施の形態７の変形例７では、カプセル型の筐体の長軸に関して対称的な各筐体部分（すなわち筐体の底部および頂部）にキャタピラ機構を各々備えるようにしている。
図９３は、実施の形態７の変形例７にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。なお、図９３には、この実施の形態７の変形例７にかかるカプセル型内視鏡７０１ｇの側面図およびＱ−Ｑ線断面図が示されている。
図９３に示すように、この実施の形態７の変形例７にかかるカプセル型内視鏡７０１ｇは、上述した実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅの筐体７３１に代えて、２つのキャタピラ機構を長軸ＣＬ１に関して対称的に配置可能な構造をもつカプセル型の筐体７４０を備える。また、カプセル型内視鏡７０１ｇは、この筐体７４０の底部側に、上述した実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅと同様なキャタピラ機構（キャタピラ７１２、車輪７３２，７３３、車軸７３４、および回転磁石７３５）を備え、この筐体７４０の頂部側に、この底部側のキャタピラ機構に対称的なキャタピラ機構、すなわちキャタピラ７４１、車輪７４２，７４３、および車軸７４４，７４５を備える。さらに、カプセル型内視鏡７０１ｇは、この筐体７４０の内部に、かかる底部側のキャタピラ機構と頂部側のキャタピラ機構とを連動させるための歯車７４６，７４７を備える。なお、この実施の形態７の変形例７において、回転磁石７３５は、この歯車７４６と噛み合う歯車部を備える。その他の構成は実施の形態７の変形例５と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。また、この実施の形態７の変形例７にかかるカプセル誘導システムは、上述した実施の形態４にかかるカプセル誘導システム４００と略同様であり、カプセル誘導システムのカプセル型内視鏡４０１に代えてカプセル型内視鏡７０１ｇを備えた構成を有する。
なお、カプセル型内視鏡７０１ｇは、特に図示していないが、上述した実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅと同様に、位置検出用発振コイル４２１、撮像系４２２、アンテナ４２３を介して外部の受信部４１１に画像信号等を無線送信する無線系、電池４２４、およびこれら各構成部（位置検出用発振コイル４２１、撮像系４２２、および無線系）を制御する制御部を筐体７４０の内部に備える。また、カプセル型内視鏡７０１ｇは、上述した実施の形態４〜６または各変形例に例示したように、薬剤を注射する局注機構、生体内部に対して生体組織の採取または焼付け処理等の医療処置を行う処置機構（鉗子、高周波発熱部材等）を適宜備えてもよい。
筐体７４０は、被検体の体内に導入し易い大きさに形成されたカプセル型の筐体であり、上述したように、２つのキャタピラ機構を長軸ＣＬ１に関して対称的に配置可能な構造をもつ。具体的には、筐体７４０は、上述した実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅの筐体７３１と同様に、車軸７３４を回転自在に挿通する貫通孔と回転磁石７３５を回転自在に挿通する貫通孔とを底部側に有する。また、筐体７４０は、頂部側のキャタピラ機構のうちの車軸７４４，７４５を各々回転自在に挿通する各貫通孔を頂部側に有する。かかる筐体７４０の頂部側の各貫通孔および底部側の各貫通孔は、長軸ＣＬ１に関して対称であって、筐体７４０の長軸ＣＬ１に垂直な方向（すなわち筐体７４０の径方向）に沿って形成される。また、かかる筐体７４０の頂部側の各貫通孔および底部側の各貫通孔は、上述した撮像系４２２、無線系、および電池４２４等の内部部品を配置する筐体７４０の内部空間から隔離される。
一対の車輪７４２は、筐体７４０の頂部側における前方側（撮像系４２２が配置された側）の車軸７４４の両端に取り付けられ、この車軸７４４によって回転可能に軸支される。また、一対の車輪７４３は、筐体７４０の頂部側における後方側の車軸７４５の両端に取り付けられ、この車軸７４５によって回転可能に軸支される。かかる車輪７４２，７４３は、筐体７４０の頂部側のキャタピラ機構におけるキャタピラ７４１を支持するとともに、筐体７４０の底部側のキャタピラ機構の動作（詳細には回転磁石７３５の回転）に連動して回転し、この結果、このキャタピラ７４１を無端状に回転する。この場合、キャタピラ７４１は、歯車７４６，７４７を介して底部側のキャタピラ機構から伝達された回転磁石７３５の回転力をカプセル型内視鏡７０１ｇの推進力に変換する。
車軸７４４は、筐体７４０の頂部側に形成された各貫通孔のうちの前方側の貫通孔に回転自在に挿通され、上述した一対の車輪７４２を両端に有する。一方、車軸７４５は、筐体７４０の頂部側に形成された各貫通孔のうちの後方側の貫通孔に回転自在に挿通され、上述した一対の車輪７４３を両端に有する。かかる各貫通孔内に挿通された車軸７４４，７４５は、筐体７４０の長軸ＣＬ１に対して垂直（すなわち筐体７４０の径方向に平行）な回転軸であり、筐体７４０に対して独立して回転する。
また、かかる後方側の車軸７４５は、歯車７４７と噛み合う歯車部を有し、２つの歯車７４６，７４７によって伝達される回転磁石７３５の回転動作に連動して、この回転磁石７３５と反対回りに回転する。歯車７４６，７４７は、互いに噛み合いつつ回転する一対の歯車であり、筐体７４０に対して回転自在な回転軸によって各々軸支される。歯車７４６は、回転磁石７３５の歯車部と噛み合いつつ、この回転磁石７３５の回転動作に伴って回転磁石７３５と反対回りに回転する。かかる歯車７４６は、この回転磁石７３５の回転動作を歯車７４７に伝達する。歯車７４７は、かかる歯車７４６および車軸７４５の歯車部と噛み合いつつ、この歯車７４６の回転動作に伴って回転磁石７３５と同じ方向に回転する。かかる歯車７４７は、この歯車７４６を介して回転磁石７３５から伝達された回転動作に伴って、この回転磁石７３５と反対回りに車軸７４５を回転させる。
このような構成を有するカプセル型内視鏡７０１ｇの重心ＧＰは、上述した各構成部（撮像系４２２および電池４２４等の内部部品、頂部側のキャタピラ機構、および底部側のキャタピラ機構等）の配置を調整することによって筐体７４０内部の所定の位置に設定される。具体的には、図９３に示すように、重心ＧＰは、筐体７４０の長軸ＣＬ１上に設定され、さらに望ましくは、筐体７４０の径方向の中心軸ＣＬ２と長軸ＣＬ１との交点（すなわち筐体７４０の中心位置に設定される。
つぎに、上述した筐体７４０の両側（底部側および頂部側）に設けられた各キャタピラ機構の動作について説明する。図９４は、カプセル型内視鏡の両側のキャタピラ機構が外部の回転磁界によって動作する状態を示す模式図である。なお、図９４には、この実施の形態７の変形例７にかかるカプセル型内視鏡７０１ｇの側面図およびＱ−Ｑ線断面図が示されている。
図９４に示すように、筐体７４０の底部側の貫通孔内に回転自在に挿通された回転磁石７３５には、上述した実施の形態７の変形例５の場合と同様に、筐体７４０の径方向の軸周りに回転する回転磁界Ｍ７０が上述した磁界発生部４０３によって印加され、この印加された回転磁界Ｍ７０に追従して回転磁石７３５は筐体７４０の径方向の軸周りに回転する。この結果、かかる底部側のキャタピラ機構のキャタピラ７１２、車軸７３４、および車輪７３２，７３３は、上述した実施の形態７の変形例５の場合と同様に、この回転磁石７３５と同じ方向に回転する。
一方、筐体７４０の頂部側のキャタピラ機構を構成するキャタピラ７４１、車輪７４２，７４３、および車軸７４４，７４５は、かかる底部側のキャタピラ機構の動作（詳細には回転磁石７３５の回転動作）に連動して動作する。すなわち、車軸７４５は、歯車７４６，７４７によって伝達された回転磁石７３５の回転動作に連動して、この回転磁石７３５と反対回りに回転する。かかる車軸７４５に軸支された車輪７４３は、車軸７４５とともに回転して、上述した底部側のキャタピラ機構のキャタピラ７１２と反対回りにキャタピラ７４１を回転させる。なお、車輪７４２および車軸７４４は、かかるキャタピラ７４１の前方側を支持しつつキャタピラ７４１の回転に伴って回転する。
ここで、かかる底部側のキャタピラ機構のキャタピラ７１２は、筐体７４０の底部に対向する臓器内壁を捉えつつ、外部の回転磁界Ｍ７０に追従して回転する回転磁石７３５の回転力によって回転磁石７３５と同じ方向に回転する。一方、かかる頂部側のキャタピラ機構のキャタピラ７４１は、筐体７４０の頂部に対向する臓器内壁を捉えつつ、上述した回転磁石７３５の回転動作に連動して回転磁石７３５と反対回りに回転する。かかるキャタピラ７１２，７４１は、互いに反対回りに回転することによって、片側のみのキャタピラによる推進力に比して大きい推進力を生成することができる。
かかるキャタピラ７１２，７４１を備えたカプセル型内視鏡７０１ｇは、臓器内部が十分に拡張していないために筐体７４０の外径寸法に比して臓器の内径寸法が小さい場合であっても、上述したように連動しつつ互いに反対回りに回転動作するキャタピラ７１２，７４１の作用によって、筐体７４０の外形に合わせて臓器内部を拡張しつつ前進または後進することができる。また、上述した底部側のキャタピラ機構（キャタピラ７１２、車輪７３２，７３３、車軸７３４、および回転磁石７３５）および頂部側のキャタピラ機構（キャタピラ７４１、車輪７４２，７４３、および車軸７４４，７４５）は、筐体７４０に対して独立して回転動作する。このため、カプセル型内視鏡７０１ｇは、かかる底部側および頂部側の各キャタピラ機構の回転動作に伴って筐体７４０を回転させることなく、被検体の体内を前進または後進することができる。
このように、実施の形態７の変形例７では、カプセル型の筐体の長軸に関して対称的に、磁気アクチュエータである回転磁石を有する底部側のキャタピラ機構と、ギアを介して底部側のキャタピラ機構の回転動作に連動する頂部側のキャタピラ機構とを配置し、この回転磁石に対して外部の回転磁界を印加し、この印加した外部の回転磁界に追従してこの回転磁石を回転させることによって底部側のキャタピラ機構を回転動作させるとともに、この回転磁石の回転動作に連動して、底部側のキャタピラ機構と反対回りに頂部側のキャタピラ機構を回転動作させるようにし、その他を上述した実施の形態７の変形例５と同様に構成した。このため、上述した実施の形態７の変形例５と同様な作用効果を享受するとともに、片側のみのキャタピラ機構に比して強力な推進力を生成することができ、臓器内部が十分に拡張していない場合であっても、臓器内壁側から受ける圧力によって推進を阻害されることなく被検体の体内を前進または後進することができる。
なお、上述した実施の形態７の変形例７では、被検体内部におけるカプセル型内視鏡の位置および方向の少なくとも一つを検出するための位置検出用発振コイル４２１を回転磁石７３５の回転軸に平行に配置していたが、これに限らず、かかる位置検出用発振コイルに代えてＬＣマーカをカプセル型内視鏡に設けてもよい。このＬＣマーカは、そのコイル軸と回転磁石の回転軸とが略平行になるようにカプセル型内視鏡に配置されればよく、例えば、回転磁石７３５を除くキャタピラ機構の車軸７３４，７４４，７４５のいずれか一つに配置してもよい。この場合、上述した位置算出部４１２は、ＬＣマーカ方式に基づいて被検体内部におけるカプセル型内視鏡の位置および方向の少なくとも一つを算出（検出）すればよい。
また、上述した実施の形態７の変形例７では、撮像系４２２および電池４２４等の内部部品、頂部側のキャタピラ機構、および底部側のキャタピラ機構等の配置を調整することによって、筐体７４０の長軸ＣＬ１上にカプセル型内視鏡７０１ｇの重心ＧＰを設定していたが、これに限らず、筐体７４０内部の中心位置に関して回転磁石７３５の対称的な位置に回転磁石７３５と同等な重量のカウンターウエイトを設け、これによって回転磁石７３５による重量の偏りを補正して、筐体７４０の長軸ＣＬ１上（さらには、筐体７４０の中心位置）にカプセル型内視鏡７０１ｇの重心ＧＰを設定してもよい。この場合、かかるカウンターウエイトは、電池、スーパーキャパシタ、位置検出用発振コイル、および錘等のいずれであってもよいし、これらを適宜組み合わせたものであってもよい。
（変形例８）
つぎに、本発明の実施の形態７の変形例８について説明する。上述した実施の形態７の変形例５では、カプセル型の筐体７３１の長軸ＣＬ１に垂直な軸周りに回転する回転磁石７３５を磁気アクチュエータとして含むキャタピラ機構によってカプセル型内視鏡の推進力を得ていたが、この実施の形態７の変形例８では、カプセル型の筐体の長軸ＣＬ１周りに回転する回転磁石を磁気アクチュエータとして含む推進機構によってカプセル型内視鏡を長軸方向に前進または後進させるようにしている。
図９５は、実施の形態７の変形例８にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。図９６は、図９５に示すカプセル型内視鏡のＲ−Ｒ線断面図である。なお、図９６には、この実施の形態７の変形例８にかかるカプセル型内視鏡７０１ｈの筐体と推進機構とが模式的に示されている。
この実施の形態７の変形例８にかかるカプセル型内視鏡７０１ｈは、上述した実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅのキャタピラ機構に代えて４輪のタイヤを用いた推進機構を備える。すなわち、図９５，９６に示すように、カプセル型内視鏡７０１ｈは、被検体の体内に導入し易い大きさに形成されたカプセル型の筐体７５１と、筐体７５１の前方側に配置される一対のタイヤ７５２と、筐体７５１の後方側に配置される一対のタイヤ７５３と、前方側の一対のタイヤ７５２を軸支する車軸７５４と、後方側の一対のタイヤ７５３を軸支する車軸７５５と、外部の回転磁界に追従して回転動作する磁気アクチュエータである回転磁石７５６と、筐体７５１の長軸ＣＬ１周りに回転自在に回転磁石７５６を支持する回転軸７５７と、この回転磁石７５６の回転を車軸７５５周りの回転に変換する歯車７５７ａ，７５５ａとを備える。その他の構成は実施の形態７の変形例５と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。また、この実施の形態７の変形例８にかかるカプセル誘導システムは、上述した実施の形態４にかかるカプセル誘導システム４００と略同様であり、カプセル誘導システムのカプセル型内視鏡４０１に代えてカプセル型内視鏡７０１ｈを備えた構成を有する。
なお、カプセル型内視鏡７０１ｈは、上述した実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅと同様に、位置検出用発振コイル４２１、撮像系４２２、アンテナ４２３を介して外部の受信部４１１に画像信号等を無線送信する無線系、電池４２４、およびこれら各構成部（位置検出用発振コイル４２１、撮像系４２２、および無線系）を制御する制御部を筐体７５１の内部に備える。また、カプセル型内視鏡７０１ｈは、上述した実施の形態４〜６または各変形例に例示したように、薬剤を注射する局注機構、生体内部に対して生体組織の採取または焼付け処理等の医療処置を行う処置機構（鉗子、高周波発熱部材等）を適宜備えてもよい。
一対のタイヤ７５２は、筐体７５１の前方側（撮像系４２２が配置された側）の車軸７５４の両端に取り付けられ、この車軸７５４によって回転可能に軸支される。また、一対のタイヤ７５３は、筐体７５１の後方側の車軸７５５の両端に取り付けられ、この車軸７５５によって回転可能に軸支される。かかるタイヤ７５２，７５３は、回転磁石７５６の回転に伴って回転して、カプセル型内視鏡７０１ｈの推進力を生成する。
車軸７５４は、筐体７５１の前方側に形成された貫通孔に回転自在に挿通され、上述した一対のタイヤ７５２を両端に有する。一方、車軸７５５は、筐体７５１の後方側に形成された貫通孔に回転自在に挿通され、上述した一対のタイヤ７５３を両端に有する。かかる各貫通孔内に挿通された車軸７５４，７５５は、筐体７５１の長軸ＣＬ１に対して垂直（すなわち筐体７５１の径方向に平行）な回転軸であり、筐体７５１に対して独立して回転する。
回転磁石７５６は、筐体７５１の内部に回転自在に配置された回転軸７５７によって軸支され、外部の回転磁界Ｍ７０によって回転してカプセル型内視鏡７０１ｈの推進力の源になる回転力を生成する。ここで、回転軸７５７は、筐体７５１の長軸ＣＬ１に対して平行である。かかる回転軸７５７によって回転自在に軸支された回転磁石７５６は、外部の回転磁界Ｍ７０に追従して、筐体７５１の長軸ＣＬ１周りに回転する。この場合、回転磁石７５６は、筐体７５１の回転を伴わずに筐体７５１に対して独立して回転する。
歯車７５７ａ，７５５ａは、かさ歯車等を用いて実現され、かかる回転磁石７５６の回転動作を車軸７５５の回転動作（すなわち筐体７５１の長軸ＣＬ１に垂直な径方向の軸周りの回転動作）に変換する。具体的には、歯車７５７ａは、回転磁石７５６の回転軸７５７の端部に設けられ、この回転軸７５７とともに回転する。一方、歯車７５５ａは、車軸７５５と回転軸が一致するように車軸７５５に設けられ、かかる歯車７５７ａの回転に連動して筐体７５１の径方向の軸周りに車軸７５５を回転させる。かかる歯車７５７ａ，７５５ａは、互いに噛み合いつつ回転することによって、回転磁石７５６による長軸ＣＬ１周りの回転動作を車軸７５５回りの回転動作に変換する。
なお、上述した４輪のタイヤ７５２，７５３、車軸７５４，７５５、回転磁石７５６、回転軸７５７、および歯車７５７ａ，７５５ａは、この実施の形態７の変形例８にかかるカプセル型内視鏡７０１ｈを長軸ＣＬ１方向に前進または後進させる推進機構を構成する。また、回転磁石７５６および回転軸７５７は、かかるカプセル型内視鏡７０１ｈの推進機構における磁気アクチュエータを構成する。
また、かかるカプセル型内視鏡７０１ｈの重心ＧＰは、上述した各構成部（撮像系４２２および電池４２４等の内部部品、上述した推進機構等）の配置を調整することによって、実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅと同様に筐体７５１内部の所定の位置に設定される。この場合、重心ＧＰは、筐体７５１の径方向の中心軸ＣＬ２上に設定されることが望ましく、さらには、図９５に示すように、筐体７５１の中心ＣＰから筐体７５１の底部側（タイヤ７５２，７５３等の推進機構が配置された側）に外れた位置に設定されることが望ましい。
なお、かかるカプセル型内視鏡７０１ｈの位置および方向の少なくとも一つを上述した位置算出部４１２によって検出するための位置検出用発振コイル４２１（図示せず）は、上述した回転磁石７５６の回転軸７５７とコイル軸とが平行になるように筐体７５１の内部に配置される。かかる位置検出用発振コイル４２１は、回転磁石７５６の磁化方向に対して垂直方向の磁界を形成する。
つぎに、図９６を参照して、カプセル型内視鏡７０１ｈの推進機構の動作について説明する。図９６に示すように、回転軸７５７によって筐体７５１の長軸ＣＬ１周りに回転自在に軸支された回転磁石７５６には、この筐体７５１の長軸ＣＬ１周りに回転する回転磁界Ｍ７０が上述した磁界発生部４０３によって印加される。この場合、回転磁石７５６は、この回転磁界Ｍ７０に追従して、回転軸７５７とともに筐体７５１の長軸ＣＬ１周りに回転するとともに、この回転軸７５７の端部の歯車７５７ａを長軸ＣＬ１周りに回転させる。
かかる歯車７５７ａは、車軸７５５の歯車７５５ａと噛み合いつつ回転して、上述した回転磁石７５６の回転動作を歯車７５５ａを介して車軸７５５に伝達する。この場合、歯車７５５ａは、かかる歯車７５７ａを介して回転磁石７５６から伝達された回転軸７５７周り（すなわち筐体７５１の長軸ＣＬ１回り）の回転動作を筐体７５１の径方向の軸周りの回転動作に変換して、車軸７５５を筐体７５１の径方向の軸周りに回転させる。
かかる歯車７５５ａとともに筐体７５１の径方向の軸周りに回転する車軸７５５は、一対のタイヤ７５３を筐体７５１の径方向の軸周りに回転させ、かかる一対のタイヤ７５３は、車軸７５５周りに回転するとともに、上述した回転磁石７５６の回転力をカプセル型内視鏡７０１ｈの推進力に変換する。カプセル型内視鏡７０１ｈは、かかる一対のタイヤ７５３の回転動作によって生成された推進力を用いて、被検体の体内を長軸ＣＬ１の方向に前進または後進する。なお、筐体７５１の前方側の車軸７５４および一対のタイヤ７５２は、かかるカプセル型内視鏡７０１ｈの前進または後進を阻害することなく、筐体７５１に対して独立してタイヤ７５３と同じ方向に回転する。
このように、実施の形態７の変形例８では、カプセル型の筐体の長軸周りに回転する回転磁石の回転動作に連動して筐体の径方向の車軸周りにタイヤを回転させる推進機構を備え、この回転磁石に印加した外部の回転磁界に追従して筐体の長軸周りに回転磁石を回転させ、この回転磁石の回転動作を歯車によって車軸周りの回転動作に変換して推進機構のタイヤを回転動作させるようにし、その他を上述した実施の形態７の変形例５と同様に構成した。このため、上述した実施の形態７の変形例５と同様な作用効果を享受するとともに、カプセル型内視鏡の推進に必要なエネルギーを筐体内部に貯蔵する必要がなく、簡易な構成によってカプセル型内視鏡の推進機構を実現することができる。この結果、カプセル型内視鏡の小型化を促進できるとともに、被検体内部へのカプセル型内視鏡の挿入性に優れたカプセル誘導システムを実現することが可能になる。
なお、上述した実施の形態７の変形例８では、被検体内部におけるカプセル型内視鏡の位置および方向の少なくとも一つを検出するための位置検出用発振コイルを回転磁石７５６の回転軸７５７と平行に配置していたが、これに限らず、この回転軸７５７に対して垂直に配置してもよい。また、かかる位置検出用発振コイルに代えてＬＣマーカをカプセル型内視鏡に設けてもよい。このＬＣマーカは、そのコイル軸と回転磁石の回転軸とが略垂直または平行になるようにカプセル型内視鏡に配置されればよい。この場合、上述した位置算出部４１２は、ＬＣマーカ方式に基づいて被検体内部におけるカプセル型内視鏡の位置および方向の少なくとも一つを算出（検出）すればよい。
また、上述した実施の形態７の変形例８では、撮像系４２２および電池４２４等の内部部品、回転磁石７５６およびタイヤ７５２，７５３等の推進機構の配置を調整する（例えば最も重い部品である回転磁石７５６を筐体７５１の径方向の中心軸ＣＬ２上に配置する）ことによって、筐体７５１の径方向の中心軸ＣＬ２上にカプセル型内視鏡７０１ｈの重心ＧＰを設定していたが、これに限らず、筐体７５１の径方向の中心軸ＣＬ２に対して回転磁石７５６の対称的な位置に回転磁石７５６と同等な重量のカウンターウエイトを設け、これによって回転磁石７５６による重量の偏りを補正して、筐体７５１の径方向の中心軸ＣＬ２上（さらには、筐体７５１の底部側に偏心した位置）にカプセル型内視鏡７０１ｈの重心ＧＰを設定してもよい。この場合、かかるカウンターウエイトは、電池、スーパーキャパシタ、位置検出用発振コイル、および錘等のいずれであってもよいし、これらを適宜組み合わせたものであってもよい。
（変形例９）
つぎに、本発明の実施の形態７の変形例９について説明する。上述した実施の形態７の変形例５では、外部の回転磁界に追従して筐体７３１の径方向の軸周りに回転する回転磁石７３５の回転動作に連動してキャタピラ７１２を回転させてカプセル型内視鏡７０１ｅを推進させていたが、この実施の形態７の変形例９では、外表面に螺旋突起を設けた回転部を回転磁石によって回転させてカプセル型内視鏡を推進させるようにしている。
図９７は、実施の形態７の変形例９にかかるカプセル型内視鏡の一構成例を示す模式図である。なお、図９７には、この実施の形態７の変形例９にかかるカプセル型内視鏡７０１ｉの側面図およびＳ−Ｓ線断面図が示されている。
この実施の形態７の変形例９にかかるカプセル型内視鏡７０１ｉは、上述した実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅのキャタピラ機構に代えて、外表面に螺旋突起を有する回転部を長手方向の軸周りに回転させて推進力を得る推進機構を備える。すなわち、図９７に示すように、カプセル型内視鏡７０１ｉは、被検体の体内に導入し易い大きさに形成されたカプセル型の筐体７６１と、外表面に螺旋突起７６３を配設した回転部７６２ａ〜７６２ｄと、外部の回転磁界Ｍ７０に追従して回転部７６２ａを回転させる回転磁石７６４と、この回転部７６２ａの回転動作に連動して残りの回転部７６２ｂ〜７６２ｄを回転させる歯車７６５とを備える。その他の構成は実施の形態７の変形例５と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。また、この実施の形態７の変形例９にかかるカプセル誘導システムは、上述した実施の形態４にかかるカプセル誘導システム４００と略同様であり、カプセル誘導システムのカプセル型内視鏡４０１に代えてカプセル型内視鏡７０１ｉを備えた構成を有する。
なお、カプセル型内視鏡７０１ｉは、上述した実施の形態７の変形例５にかかるカプセル型内視鏡７０１ｅと同様に、位置検出用発振コイル４２１、撮像系４２２、アンテナ４２３を介して外部の受信部４１１に画像信号等を無線送信する無線系、電池４２４、およびこれら各構成部（位置検出用発振コイル４２１、撮像系４２２、および無線系）を制御する制御部を筐体７６１の内部に備える。また、カプセル型内視鏡７０１ｉは、上述した実施の形態４〜６または各変形例に例示したように、薬剤を注射する局注機構、生体内部に対して生体組織の採取または焼付け処理等の医療処置を行う処置機構（鉗子、高周波発熱部材等）を適宜備えてもよい。
筐体７６１は、被検体の臓器内部に導入し易い大きさに形成されたカプセル型の筐体であり、カプセル型内視鏡７０１ｉを推進させる４つの回転部７６２ａ〜７６２ｄを各々配設するための凹部を有する。かかる筐体７６１は、少なくとも螺旋突起７６３を凹部の外側に露出させる態様で４つの回転部７６２ａ〜７６２ｄを回転自在に軸支する。なお、かかる筐体７６１に軸支された回転部７６２ａ〜７６２ｄのうち、回転部７６２ａと回転部７６２ｃとが筐体７６１の長軸ＣＬ１に関して対称であり、回転部７６２ｂと回転部７６２ｄとが筐体７６１の長軸ＣＬ１に関して対称である。また、筐体７６１は、かかる４つの回転部７６２ａ〜７６２ｄを連動させる歯車７６５を内部に有し、この歯車７６５を長軸ＣＬ１周りに回転自在に軸支する。
回転部７６２ａ〜７６２ｄは、外表面に螺旋状に形成された螺旋突起７６３を有するカプセル形状の部材であり、上述したように筐体７６１に軸支された態様で長手方向の軸周り（すなわち長軸ＣＬ１に平行な軸周り）に回転し、これによって、カプセル型内視鏡７０１ｉの推進力を生成する。また、回転部７６２ａ〜７６２ｄは、歯車７６５と噛み合う歯車部を有し、この歯車７６５と噛み合いつつ互いに同じ方向に回転する。すなわち、かかる回転部７６２ａ〜７６２ｄは、この歯車７６５を介して互いに連動する。
回転磁石７６４は、かかる回転部７６２ａ〜７６２ｄを回転させる磁気アクチュエータとして機能する。具体的には、回転磁石７６４は、筐体７６１の長軸ＣＬ１に垂直な径方向に磁化方向を有し、かかる４つの回転部７６２ａ〜７６２ｄのうちのいずれか一つ、例えば回転部７６２ａの内部に固定配置される。かかる回転磁石７６４は、長軸ＣＬ１に平行な軸周りに回転する外部の回転磁界Ｍ７０が印加された場合、長軸ＣＬ１に平行な軸周りに回転部７６２ａを回転させる。
なお、上述した螺旋突起７６３を外表面に有する４つの回転部７６２ａ〜７６２ｄ、回転磁石７６４、および歯車７６５は、この実施の形態７の変形例９にかかるカプセル型内視鏡７０１ｉを長軸ＣＬ１方向に前進または後進させる推進機構を構成する。
一方、かかるカプセル型内視鏡７０１ｉの位置および方向の少なくとも一つを上述した位置算出部４１２によって検出するための位置検出用発振コイル４２１（図示せず）は、上述した回転磁石７６４の回転軸とコイル軸とが平行になるように筐体７６１の内部に配置される。かかる位置検出用発振コイル４２１は、回転磁石７６４の磁化方向に対して垂直方向の磁界を形成する。
つぎに、図９７を参照して、カプセル型内視鏡７０１ｉの推進機構の動作について説明する。図９７に示すように、長軸ＣＬ１に平行な軸周りに回転自在に配設された回転磁石７６４には、この回転磁石７６４を内包する回転部７６２ａの回転軸周りに回転する外部の回転磁界Ｍ７０が上述した磁界発生部４０３によって印加される。この場合、回転磁石７６４は、この回転磁界Ｍ７０に追従して回転するとともに、長軸ＣＬ１に平行な軸周りに回転部７６２ａを回転させる。
かかる回転部７６２ａは、この回転磁石７６４とともに長軸ＣＬ１に平行な軸周りに回転するとともに、筐体７６１内部の歯車７６５を回転させる。歯車７６５は、４つの回転部７６２ａ〜７６２ｄの各歯車部と噛み合いつつ回転して、かかる回転磁石７６４の回転動作を回転部７６２ｂ〜７６２ｄに伝達する。すなわち、回転部７６２ｂ〜７６２ｄは、この歯車７６５を介して伝達される回転部７６２ａの回転動作に連動して、長軸ＣＬ１に平行な軸周りに回転する。この場合、４つの回転部７６２ａ〜７６２ｄは、被検体内部の臓器内壁に螺旋突起７６３を接触させつつ、筐体７６１に対して独立して回転磁石７６４と同じ方向に回転し、これによって、カプセル型内視鏡７０１ｉの推進力を生成する。カプセル型内視鏡７０１ｉは、このように回転する回転部７６２ａ〜７６２ｄの各螺旋突起７６３の作用によって、筐体７６１を長軸ＣＬ１周りに回転させずに被検体の臓器内部を長軸ＣＬ１の方向に前進または後進する。
このように、実施の形態７の変形例９では、カプセル型の筐体の長手方向の軸周りに回転する回転磁石を磁気アクチュエータとして含み、外表面に螺旋突起を有する複数の回転部を長手方向の軸周りに回転させて推進力を生成する推進機構を備え、この回転磁石を外部の回転磁界に追従して回転させ、この回転磁石の回転動作に連動して複数の回転部をこの回転磁石と同じ方向に回転動作させて、これら複数の回転部とともに回転する螺旋突起を臓器内壁に接触させるようにし、その他を上述した実施の形態７の変形例５と同様に構成した。このため、上述した実施の形態７の変形例５と同様な作用効果を享受するとともに、狭い臓器内部を前進または後進するに十分な推進力を得ることができ、臓器内部が十分に拡張していない場合であっても、被検体内部を容易に前進または後進することができる。
また、カプセル型内視鏡の推進に必要なエネルギーを筐体内部に貯蔵する必要がないので、簡易にカプセル型内視鏡の小型化を促進できるとともに、被検体内部へのカプセル型内視鏡の挿入性に優れたカプセル誘導システムを実現することが可能になる。
なお、上述した実施の形態７の変形例９では、被検体内部におけるカプセル型内視鏡の位置および方向の少なくとも一つを検出するための位置検出用発振コイルを回転磁石７６４の回転軸と平行に配置していたが、これに限らず、この回転軸７６４に対して垂直に配置してもよい。また、かかる位置検出用発振コイルに代えてＬＣマーカをカプセル型内視鏡に設けてもよい。このＬＣマーカは、そのコイル軸と回転磁石の回転軸とが略垂直または平行になるようにカプセル型内視鏡に配置されればよい。この場合、上述した位置算出部４１２は、ＬＣマーカ方式に基づいて被検体内部におけるカプセル型内視鏡の位置および方向の少なくとも一つを算出（検出）すればよい。
また、上述した実施の形態７の変形例９では、撮像系４２２および電池４２４等の内部部品、回転磁石７６４および回転部７６２ａ〜７６２ｄ等の推進機構の配置を調整することによって、筐体７６１の長軸ＣＬ１上にカプセル型内視鏡７０１ｉの重心を設定していたが、これに限らず、筐体７６１の長軸ＣＬ１に対して回転磁石７６４の対称的な位置（例えば回転部７６２ｃの内部）に回転磁石７６４と同等な重量のカウンターウエイトを設け、これによって回転磁石７６４による重量の偏りを補正して、筐体７６１の長軸ＣＬ１上（さらには筐体７６１の中心位置）にカプセル型内視鏡７０１ｉの重心を設定してもよい。この場合、かかるカウンターウエイトは、電池、スーパーキャパシタ、位置検出用発振コイル、および錘等のいずれであってもよいし、これらを適宜組み合わせたものであってもよい。
なお、実施の形態４〜７においては、いわゆるカプセル型内視鏡に実施の形態１〜３にかかる磁気アクチュエータを適用した場合について説明したが、内視鏡やカテーテルのように被検体内に挿入する挿入部を有する医療装置に適用した場合も同様の効果を奏することが可能である。
（実施の形態８）
つぎに、図９８を参照して、実施の形態８について説明する。実施の形態８は、磁気アクチュエータ１を磁気スイッチについて適用した場合について説明する。図９８は、実施の形態８にかかる磁気スイッチの断面図である。
図９８に示すように、実施の形態８にかかる磁気スイッチ８０１は、回転移動磁石６の電極８１１，８１２側の表面上に導電部材８１３が設けられた構成を有する。図９８（１）に示すように、ＯＦＦ状態である磁気スイッチ８０１をＯＮ状態とする場合には、図９８（２）に示すように、回転移動磁石６が回転可能である磁界強度であって、回転移動磁石６の磁化方向に対し６０°以下の角度差を有する磁界Ｍ６９を印加する。この場合、図９８（２）の矢印Ｙ９７に示すように、磁界Ｍ６９にしたがって、回転移動磁石６が回転し、固定磁石７との間で反発力Ｈ６９が発生する。この反発力Ｈ６９によって、図９８（３）の矢印Ｙ９８に示すように、回転移動磁石６は、電極８１１，８１２側に移動し、電極８１１，８１２と回転移動磁石６上の導電部材８１３とが接触して、磁気スイッチ８０１がＯＮ状態となる。なお、磁界Ｍ６９の印加を継続することによって、磁気スイッチ８０１のＯＮ状態を維持することが可能であり、磁界Ｍ６９の印加を停止することによって磁気スイッチ８０１をＯＦＦ状態とすることが可能になる。
このように、実施の形態８にかかる磁気スイッチ８０１によれば、従来使用されていたリードスイッチのように真空管を必要としないため、スイッチの小型化が可能であるとともに、形状の設計自由度を向上させることが可能になる。
以上のように、本発明にかかる磁気アクチュエータ、磁気アクチュエータの動作方法、およびこれを用いたカプセル型内視鏡は、装置規模の小型化に有用であり、特に、設計の自由度を確保するとともにエネルギー効率の高い磁気アクチュエータ、磁気アクチュエータの動作方法、およびこれを用いたカプセル型内視鏡に適している。

Claims (45)

  1. ハウジングと、
    前記ハウジング内に、磁化方向を含む平面内で相対的に回転可能に設置された第１の永久磁石および第２の永久磁石と、
    前記ハウジング外に、前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石が互いに反発力を発生する方向に前記第１の永久磁石および／または前記第２の永久磁石を相対的に回転させる磁界を発生する磁界発生部と、
    前記ハウジング内に設けられ、発生した前記反発力によって前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石が相対的に移動する方向を制御する第１の誘導部分と、
    を備えたことを特徴とする磁気アクチュエータ。
  2. 前記ハウジングは、前記磁界発生部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気アクチュエータ。
  3. 前記ハウジングは、前記磁界発生部に対する相対位置を変更でき、
    前記磁界発生部は、複数方向の磁界を発生できる磁界方向変更部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の磁気アクチュエータ。
  4. 前記ハウジングは、被検体内に挿入されて前記被検体内で医療行為を行なうことができる挿入部分であり、
    前記磁界発生部は、前記被検体外部に設置されていることを特徴とする請求項３に記載の磁気アクチュエータ。
  5. 前記第１の永久磁石は、前記ハウジングに固定され、
    前記第２の永久磁石は、前記第１の誘導部分内に前記第２の永久磁石の磁化方向を含む平面内で回転可能に設置され、
    前記磁界発生部は、前記第１の誘導部分内に磁界を発生させることを特徴とする請求項１に記載の磁気アクチュエータ。
  6. 前記第１の永久磁石は、前記第１の誘導部分内に前記ハウジングに対して回転が拘束された状態で設置され、
    前記第２の永久磁石は、前記ハウジングに対して前記第２の永久磁石の磁化方向を含む平面内で回転可能に設置され、
    前記磁界発生部は、前記第２の永久磁石に対して磁界を発生させることを特徴とする請求項１に記載の磁気アクチュエータ。
  7. 前記ハウジング内に設けられ、前記発生した反発力によって前記第１の永久磁石および／または前記第２の永久磁石が相対的に移動する方向を制御する第２の誘導部分をさらに備え、
    前記第２の永久磁石は、前記第２の誘導部分内に設置されることを特徴とする請求項６に記載の磁気アクチュエータ。
  8. 前記ハウジング内に設けられた第３の永久磁石と、
    前記ハウジング内に設けられた前記第３の永久磁石が移動する方向を制御する第２の誘導部分と、
    をさらに備え、
    前記第２の誘導部分は、前記第１の永久磁石に対応した位置に設けられ、
    前記第３の永久磁石は、前記第２の誘導部分内に前記磁化方向を含む平面内で回転可能に設置され、
    前記第１の永久磁石は、前記第２の永久磁石と前記第３の永久磁石との間に設置され、
    前記磁界発生部は、前記第３の永久磁石が設置された誘導部分に磁界を発生させることを特徴とする請求項５に記載の磁気アクチュエータ。
  9. 前記磁界発生部は、
    前記第１の誘導部分に磁界を発生させる第１の磁界発生部と、
    前記第２の誘導部分に磁界を発生させる第２の磁界発生部と、
    前記第１の磁界発生部における磁界の発生を制御する第１の磁界制御部と、
    前記第２の磁界発生部における磁界の発生を制御する第２の磁界制御部と、
    を備えたことを特徴とする請求項８に記載の磁気アクチュエータ。
  10. 前記第１の誘導部分内の永久磁石と前記第２の誘導部分内の永久磁石とは、同一の磁界発生部が発生させる磁界によって移動するとともに、移動する磁界強度がそれぞれ異なるように設定されていることを特徴とする請求項８に記載の磁気アクチュエータ。
  11. 前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石は、前記ハウジングに対して前記磁化方向を含む平面内でそれぞれ回転可能に設置されるとともに、それぞれ異なる磁界強度を有し、
    前記第２の永久磁石は、前記第１の誘導部分内に設置され、
    前記磁界発生部は、前記第１の永久磁石と前記第１の誘導部分内に磁界を発生させ、
    前記磁界発生部は、前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とが回転可能な平面内に複数の磁界を発生する磁界方向変更部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の磁気アクチュエータ。
  12. 前記第１の誘導部分は、前記第２の永久磁石が前記第１の永久磁石から引力または反発力を受けるいずれかの状態である場合に、前記ハウジングに対して前記第２の永久磁石の磁化方向を含む平面内の回転を拘束する回転拘束部を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の磁気アクチュエータ。
  13. 前記ハウジング内に設けられた第３の永久磁石をさらに備え、
    前記第２の永久磁石は、前記第１の誘導部分内に設置され、
    前記第１の誘導部分は、前記第１の永久磁石と前記第３の永久磁石との間に設置されることを特徴とする請求項１に記載の磁気アクチュエータ。
  14. 前記第１の永久磁石と前記第３の永久磁石とは、磁化方向が異なる向きになるように前記ハウジング内に固定され、
    前記第２の永久磁石は、前記ハウジングに対して前記第２の永久磁石の磁化方向を含む平面内で回転可能に設置され、
    前記磁界発生部は、前記第１の誘導部分に磁界を発生させることを特徴とする請求項１３に記載の磁気アクチュエータ。
  15. 前記第１の永久磁石および前記第３の永久磁石は、前記ハウジングに対して各磁化方向を含む平面内で回転可能に設置され、
    前記第２の永久磁石は、前記ハウジングに対して回転が拘束された状態で設置され、
    前記磁界発生部は、
    前記第１の永久磁石に磁界を発生させる第１の磁界発生部と、
    前記第２の永久磁石に磁界を発生させる第２の磁界発生部と、
    前記第１の磁界発生部における磁界の発生を制御する第１の磁界制御部と、
    前記第２の磁界発生部における磁界の発生を制御する第２の磁界制御部と、
    を備えたことを特徴とする請求項１３に記載の磁気アクチュエータ。
  16. 前記磁界発生部は、発生する磁界方向が、前記ハウジングに対して磁化方向を含む平面内の回転が拘束された永久磁石の磁化方向と所定の角度を有するように設置されたことを特徴とする請求項３に記載の磁気アクチュエータ。
  17. 前記磁界発生部は、発生する磁界方向が、前記ハウジングに対して磁化方向を含む平面内の回転が拘束された永久磁石の磁化方向と所定の角度を有するように設置されたことを特徴とする請求項１３に記載の磁気アクチュエータ。
  18. 前記所定の角度は、６０°以下であることを特徴とする請求項１６に記載の磁気アクチュエータ。
  19. 前記所定の角度は、６０°以下であることを特徴とする請求項１７に記載の磁気アクチュエータ。
  20. 前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とは、磁力が異なることを特徴とする請求項１に記載の磁気アクチュエータ。
  21. 前記ハウジングは、略円筒形状を有し、
    前記第１の永久磁石および／または前記第２の永久磁石は、前記略円筒形状の径方向に対して磁化方向が固定されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気アクチュエータ。
  22. 前記ハウジングは、略円筒形状を有し、
    前記第１の永久磁石および／または前記第２の永久磁石は、前記略円筒形状の径方向に対して磁化方向が固定されていることを特徴とする請求項１３に記載の磁気アクチュエータ。
  23. 磁界発生部は、異なる磁界強度の磁界を発生し、
    当該磁気アクチュエータは、前記磁界発生部が発生した各磁界強度に応じて異なる動作を行なうことを特徴とする請求項１に記載の磁気アクチュエータ。
  24. 磁界発生部は、異なる周波数の磁界を発生し、
    当該磁気アクチュエータは、前記磁界発生部が発生した各周波数に応じて異なる動作を行なうことを特徴とする請求項１に記載の磁気アクチュエータ。
  25. 前記略円筒形状であるハウジングの外表面に螺旋構造を設けたことを特徴とする請求項２０に記載の磁気アクチュエータ。
  26. 前記ハウジングは、略円筒形状を有し、
    前記第１の永久磁石および／または前記第２の永久磁石は、磁化方向を前記略円筒形状の径方向から前記略円筒形状の軸方向に対して変更可能であり、前記略円筒形状の軸方向に変更された磁化方向を維持可能であることを特徴とする請求項２０に記載の磁気アクチュエータ。
  27. 前記磁気アクチュエータは、前記磁界発生部に対する前記ハウジングの位置および姿勢を検出する検出部をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の磁気アクチュエータ。
  28. 前記磁気アクチュエータは、前記磁界発生部に対する前記ハウジングの位置および姿勢を検出する検出部をさらに備えたことを特徴とする請求項１８に記載の磁気アクチュエータ。
  29. 被検体の内部に導入可能なカプセル型の筐体と、
    前記筐体に対して独立して回転可能な永久磁石と、
    外部の回転磁界に追従して回転する前記永久磁石の回転力を推進力に変換する推進力変換部と、
    を備えたことを特徴とするカプセル型内視鏡。
  30. 前記永久磁石は、その磁化方向に対して垂直な軸周りに回転することを特徴とする請求項２９に記載のカプセル型内視鏡。
  31. 前記永久磁石は、前記筐体の長手方向の軸に対して略垂直な軸周りに回転することを特徴とする請求項２９に記載のカプセル型内視鏡。
  32. 前記永久磁石は、前記筐体の長手方向の軸に対して略平行な軸周りに回転し、
    前記推進力変換部は、前記永久磁石の回転力を前記筐体の長手方向の推進力に変換することを特徴とする請求項２９に記載のカプセル型内視鏡。
  33. 前記筐体の長手方向の軸に対して略平行な軸周りに回転する前記永久磁石の回転動作を前記筐体の長手方向の軸に対して垂直な軸周りの回転動作に変換する回転動作変換部を備えたことを特徴とする請求項３２に記載のカプセル型内視鏡。
  34. 当該カプセル型内視鏡の重心は、前記筐体の長手方向に対して垂直な径方向の中心軸上に設定されることを特徴とする請求項２９に記載のカプセル型内視鏡。
  35. 前記推進力変換部は、前記筐体の長手方向の中心軸を境とした前記筐体の片側に配置されることを特徴とする請求項３４に記載のカプセル型内視鏡。
  36. 当該カプセル型内視鏡の重心は、前記径方向の中心軸上であって前記筐体の中心から前記推進力変換部側に外れた位置に設定されることを特徴とする請求項３５に記載のカプセル型内視鏡。
  37. 当該カプセル型内視鏡の重心は、前記筐体の長手方向の中心軸上に設定されることを特徴とする請求項２９に記載のカプセル型内視鏡。
  38. 前記推進力変換部は、前記筐体に対して複数配置され、
    複数の前記推進力変換部は、前記筐体の長手方向の中心軸に関して対称的であることを特徴とする請求項３７に記載のカプセル型内視鏡。
  39. 前記永久磁石は、前記筐体の内部であって前記径方向の中心軸上に配置されることを特徴とする請求項３４に記載のカプセル型内視鏡。
  40. 前記永久磁石による当該カプセル型内視鏡の重量の偏りを補正する補正部材をさらに備えたことを特徴とする請求項３４に記載のカプセル型内視鏡。
  41. 前記永久磁石の回転軸に対して固定された磁化方向の磁界を前記筐体の外部に発生させる磁界発生部を備えたことを特徴とする請求項２９に記載のカプセル型内視鏡。
  42. 前記筐体は、当該カプセル型内視鏡の所定の機能を実行する機能実行部を液密に内包し、
    前記永久磁石および前記推進力変換部は、前記機能実行部を液密に内包する前記筐体の内部空間の外側に配置されることを特徴とする請求項２９に記載のカプセル型内視鏡。
  43. 前記筐体に対して相対的に前記永久磁石を回転可能な状態から前記筐体に対して相対的に前記永久磁石を固定可能な状態に変更する状態変更部を備えたことを特徴とする請求項２９に記載のカプセル型内視鏡。
  44. 動作に寄与する第１の永久磁石と第２の永久磁石とをハウジング内に備えた磁気アクチュエータの動作方法であって、
    前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とに印加する磁界を変化させる磁界変化ステップと、
    前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とが相対的に回転する回転ステップと、
    前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石との相対的な距離が変化する距離変化ステップと、
    を含むことを特徴とする磁気アクチュエータの動作方法。
  45. 動作に寄与する第１の永久磁石と第２の永久磁石と第３の永久磁石とをハウジング内に備えた磁気アクチュエータの動作方法であって、
    前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とに印加する磁界を変化させる第１の磁界変化ステップと、
    前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石とが相対的に回転する第１の回転ステップと、
    前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石との相対的な距離が変化する第１の距離変化ステップと、
    前記第２の永久磁石と前記第３の永久磁石とに印加する磁界を変化させる第２の磁界変化ステップと、
    前記第２の永久磁石と前記第３の永久磁石とが相対的に回転する第２の回転ステップと、
    前記第２の永久磁石と前記第３の永久磁石との相対的な距離が変化する第２の距離変化ステップと、
    を含むことを特徴とする磁気アクチュエータの動作方法。
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