JP2005260750A - 受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カプセル型内視鏡などの送信装置側の省電力化を図ることができる映像信号受信を行うこと。
【解決手段】映像信号を受信する映像信号期間と受信電界強度測定のための情報を含む強度受信期間とを有したフレーム構成の無線信号を、複数の受信用アンテナＡ１〜Ａｎを用いて選択受信する受信装置２であって、映像信号期間内の同期期間の一部を強度受信期間の一部または全部に設定し、同期期間の同期信号を受信電界測定用の信号として用い、同期期間内で受信電界測定用のアンテナと映像信号を受信するアンテナとの切替を行うようにしている。
【選択図】 図２

Description

この発明は、情報本体を含む情報本体部と少なくとも受信電界強度測定のための情報を含む付加部とを有したフレーム構成の無線信号を、複数のアンテナを用いて選択受信する受信装置に関し、特に被検体内のカプセル型内視鏡から送信される無線映像信号を被検体外の複数のアンテナを用いて受信する受信装置に関するものである。

近年、内視鏡の分野においては、飲込み型のカプセル型内視鏡が登場している。このカプセル型内視鏡には、撮像機能と無線通信機能とが設けられている。カプセル型内視鏡は、観察（検査）のために患者の口から飲込まれた後、人体から自然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動に従って移動し、順次撮像する機能を有する。

体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、順次無線通信により外部に送信され、外部の受信機内に設けられたメモリに蓄積される。患者がこの無線通信機能とメモリ機能とを備えた受信機を携帯することにより、患者は、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの期間であっても、自由に行動できる。この後、医者もしくは看護士においては、メモリに蓄積された画像データに基づいて臓器の画像をディスプレイに表示させて診断を行うことができる。

一般に受信機は、カプセル型内視鏡から送信される映像信号を受信するための複数のアンテナを体外に分散配置し、映像信号の受信誤りが少ない１つのアンテナを選択切替して受信するようにしている。なお、特許文献１には、体外に配置された複数のアンテナの受信切替を行い、各アンテナが受信する電界強度をもとに、映像信号の発信源である体内のカプセル型内視鏡の位置を探知する受信機が記載されている。

特開２００３−１９１１１号公報

しかしながら、従来の受信機は、複数のアンテナから１つのアンテナを選択切替する場合であって１つの受信部（チューナー）を用いる場合、受信電界強度測定期間と映像信号受信期間とを設け、この受信電界強度測定期間後に映像信号受信期間の先頭に設けられた同期信号を用いて受信装置の同期処理を行うようにしているが、カプセル型内視鏡などから送信される映像信号は、カプセル型内視鏡が有する電源が限られていることから間欠的な映像信号となり、付加されている受信電界強度測定期間に要する電力を無視できないという問題点があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少なくとも送信装置側の省電力化を図ることができる受信装置を提供す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、請求項１にかかる受信装置は、少なくとも情報本体を含む情報本体部と受信電界強度測定のための情報を含む付加部とを有したフレーム構成の無線信号を、複数のアンテナを用い各々の受信電界強度に応じて選択受信する受信装置において、前記情報本体部の同期期間の一部を前記付加部の受信電界強度測定期間の一部または全部に設定し、前記同期期間の同期信号を受信電界測定用の信号として用いることを特徴とする。

また、請求項２にかかる受信装置は、少なくとも情報本体を含む情報本体部と受信電界強度測定のための情報を含む付加部とを有したフレーム構成の無線信号を、複数のアンテナを用い各々の受信電界強度に応じて選択受信する受信装置において、前記情報本体部の同期期間の一部を前記付加部の受信電界強度測定期間の一部または全部に設定し、前記同期期間の同期信号を受信電界測定用の信号として用い、前記複数のアンテナの各々に対する受信電界強度の測定結果に応じて前記同期期間内で前記受信電界測定用のアンテナと前記情報本体部を受信するアンテナとの切替を行うことを特徴とする。

また、請求項３にかかる受信装置は、上記の発明において、前記受信電界強度測定期間内で前記受信電界測定用のアンテナの切替を行い、各アンテナの受信電界強度を測定することを特徴とする。

この発明にかかる受信装置では、情報本体部の同期期間の一部を、付加部の受信電界強度測定期間の一部または全部に設定し、前記同期期間の同期信号を受信電界測定用の信号として用いているので、少なくとも送信装置側の省電力化を図ることができるという効果を奏する。

以下、この発明を実施するための最良の形態である無線型被検体内情報取得システムについて説明する。

（実施の形態）
まず、実施の形態にかかる受信装置を備えた無線型被検体内情報取得システムについて説明する。この無線型被検体内情報取得システムは、被検体内導入装置の一例としてカプセル型内視鏡を用いている。

図１は、無線型被検体内情報取得システムの全体構成を示す模式図である。図１に示すように、無線型被検体内情報取得システムは、無線受信機能を有する受信装置２と、被検体１の体内に導入され、体腔内画像を撮像して受信装置２に対して映像信号などのデータ送信を行うカプセル型内視鏡（被検体内導入装置）３とを備える。また、無線型被検体内情報取得システムは、受信装置２が受信した映像信号に基づいて体腔内画像を表示する表示装置４と、受信装置２と表示装置４との間のデータ受け渡しを行うための携帯型記録媒体５とを備える。受信装置２は、被検体１によって着用される受信ジャケット２ａと、受信ジャケット２ａを介して受信される無線信号の処理等を行う外部装置２ｂとを備える。

表示装置４は、カプセル型内視鏡３によって撮像された体腔内画像を表示するためのものであり、携帯型記録媒体５によって得られるデータに基づいて画像表示を行うワークステーション等のような構成を有する。具体的には、表示装置４は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ等によって直接画像を表示する構成としても良いし、プリンタ等のように、他の媒体に画像を出力する構成としても良い。

携帯型記録媒体５は、外部装置２ｂおよび表示装置４に対して着脱可能であって、両者に対する挿着時に情報の出力または記録が可能な構造を有する。具体的には、携帯型記録媒体５は、カプセル型内視鏡３が被検体１の体腔内を移動している間は外部装置２ｂに挿着されてカプセル型内視鏡３から送信されるデータを記録する。そして、カプセル型内視鏡３が被検体１から排出された後、つまり、被検体１の内部の撮像が終わった後には、外部装置２ｂから取り出されて表示装置４に挿着され、表示装置４によって記録したデータが読み出される構成を有する。外部装置２ｂと表示装置４との間のデータの受け渡しをコンパクトフラッシュ（登録商標）メモリ等の携帯型記録媒体５によって行うことで、外部装置２ｂと表示装置４との間が有線接続された場合よりも、被検体１が体腔内の撮影中に自由に動作することが可能となり、また表示装置４との間のデータの受け渡し時間の短縮にも寄与している。なお、ここでは、外部装置２ｂと表示装置４との間のデータの受け渡しに携帯型記録媒体５を使用したが、必ずしもこれに限られるものではなく、外部装置２ｂに内蔵型の他の記録装置を用い、表示装置４との間のデータの受け渡しのために、双方を有線または無線接続するように構成してもよい。

ここで、図２を参照して、受信装置２について説明する。受信装置２は、カプセル型内視鏡３から無線送信された体腔内画像データを受信する機能も有する。図２は、受信装置２の構成を模式的に示すブロック図である。図２に示すように、受信装置２は、被検体１によって着用可能な形状を有し、受信用アンテナＡ１〜Ａｎを備えた受信ジャケット２ａと、受信された無線信号の処理等を行う外部装置２ｂとを備える。なお、受信用アンテナＡ１〜Ａｎのそれぞれは、直接被検体外表面に貼付すべく受信ジャケット２ａに備え付けられなくてもよく、また受信ジャケット２ａに着脱可能なものであってもよい。

外部装置２ｂは、カプセル型内視鏡３から送信された無線信号の処理を行う機能を有する。具体的には、外部装置２ｂは、図２に示すように、受信用アンテナＡ１〜Ａｎの接続切替を行う切替スイッチＳＷと、切替スイッチＳＷの後段に接続され、切替スイッチＳＷによって切替接続された受信用アンテナＡ１〜Ａｎからの無線信号を増幅し、復調する受信回路１１とを有し、さらに受信回路１１の後段には、信号処理回路１２と、サンプルホールド回路１５とが接続される。サンプルホールド回路１５の後段にはさらにＡ／Ｄ変換部１６が接続される。制御部Ｃは、選択制御部Ｃ１を有し、信号処理回路１２、Ａ／Ｄ変換部１６、携帯型記憶媒体５に対応する記憶部１３、表示部１４および切替制御部ＳＣを接続する。切替制御部ＳＣは、強度受信アンテナ番号情報Ｎ１および映像受信アンテナ番号情報Ｎ２を有し、これらの番号情報をもとに、切替スイッチＳＷの切替指示を行うとともに、サンプルホールド回路１５，Ａ／Ｄ変換部１６および選択制御部Ｃ１の処理タイミングを指示する。電力供給部１７は、上述した各部への電力供給を行い、たとえば電池によって実現される。

外部装置２ｂの切替スイッチＳＷは、切替制御部ＳＣからの切替指示をもとに受信用アンテナＡ１〜Ａｎのいずれか１つを選択的に切り替え、切り替えた受信用アンテナＡ１〜Ａｎからの無線信号を受信回路１１に出力する。受信回路１１は、上述したように、無線信号を増幅し、復調した映像信号Ｓ１を信号処理回路１２に出力するとともに、増幅した無線信号の受信電界強度である受信強度信号Ｓ２をサンプルホールド回路１５に出力する。信号処理回路１２によって処理された映像データは、制御部Ｃによって記憶部１３に記憶されるとともに、表示部１４によって表示出力される。サンプルホールド回路１５によってサンプルホールドされた信号は、Ａ／Ｄ変換部１６によってデジタル信号に変換され、制御部Ｃに取り込まれ、制御部Ｃの選択制御部Ｃ１は、後述する同期期間の強度受信期間に受信された受信電界強度の中から最も大きな受信電界強度を有する受信用アンテナを映像信号期間の受信用アンテナとして選択し、強度受信期間に受信する受信用アンテナ番号を強度受信用アンテナ番号情報Ｎ１とし、映像信号期間の受信用アンテナ番号を映像受信用アンテナ番号情報Ｎ２とする信号Ｓ４として切替制御部ＳＣに出力する。切替制御部ＳＣは、選択制御部Ｃ１に指示された強度受信アンテナ番号情報Ｎ１と映像受信アンテナ番号情報Ｎ２とを保持し、強度受信期間には強度受信アンテナ番号情報Ｎ１に対応する受信用アンテナＡ１〜Ａｎを選択接続するように切替スイッチＳＷに指示し、映像受信期間には映像受信アンテナ番号情報Ｎ２に対応する受信用アンテナＡ１〜Ａｎを選択接続するように切替スイッチＳＷに指示する信号Ｓ５を切替スイッチＳＷに出力するとともに、サンプルホールド回路１５によるサンプルホールドタイミングを指示する信号Ｓ３ａ、Ａ／Ｄ変換部１６によるＡ／Ｄ変換タイミングを指示する信号Ｓ３ｂ、選択制御部Ｃ１による選択制御タイミングを指示する信号Ｓ３ｃを出力する。

ここで、図３および図４を参照して、サンプルホールド回路１５および切替スイッチＳＷの詳細構成について説明する。まず、図３において、サンプルホールド回路１５は、サンプルホールドパルスを発生するパルス発生器１５ａ、強度受信期間の受信電界強度をサンプルホールドする強度受信サンプルホールド回路１５ｂ、および映像受信期間の受信電界強度をサンプルホールドする映像受信サンプルホールド回路１５ｃを有する。

パルス発生器１５ａは、切替制御部ＳＣから入力される信号Ｓ３ａをもとに、強度受信サンプルホールド回路１５ｂによるサンプルホールドのタイミングおよび期間を指示するパルスSH_KYODOおよびパルスSH_EIZOを生成する。パルスSH_KYODOおよびパルスSH_EIZOは、それぞれ強度受信サンプルホールド回路１５ｂのスイッチＳＷ１および映像受信サンプルホールド回路１５ｃのスイッチＳＷ２に出力される。

強度受信サンプルホールド回路１５ｂは、受信回路１１から入力される受信強度信号Ｓ２をアンプＡｍｐ１によってバッファリングする。一方、スイッチＳＷ１は、パルスSH_KYODOが示すタイミングから示された期間、オン状態になり、アンプＡｍｐ１によってバッファリングされた信号は、コンデンサＣ１に電荷が蓄積され、オフ状態になることによって、この蓄積された電荷がアンプＡｍｐ２によってバッファリングされ、強度受信期間の受信電界強度を示す信号KYODO_LVLとしてＡ／Ｄ変換部１６に出力される。

一方、映像受信サンプルホールド回路１５ｃは、アンプＡｍｐ１によってバッファリングされた信号が強度受信サンプルホールド回路１５ｂから入力される。スイッチＳＷ２は、パルスSH_EIZOが示すタイミングから示された期間、オン状態になり、アンプＡｍｐ１によってバッファリングされた信号は、コンデンサＣ２に電荷が蓄積され、オフ状態になることによって、この蓄積された電荷がアンプＡｍｐ３によってバッファリングされ、映像信号期間の受信電界強度を示す信号EIZO_LVLとしてＡ／Ｄ変換部１６に出力される。

つぎに、切替スイッチＳＷの詳細構成について説明する。図４において、この切替スイッチＳＷは、切替制御部ＳＣから入力される３ビットの信号Ｓ５を８ビットの信号Ｓ５１にデコードするデコーダＤ１と、受信用アンテナＡ１〜Ａ４に接続され、いずれか一つを選択するスイッチＳＷ１１と、受信用アンテナＡ５〜Ａ８に接続され、いずれか一つを選択するスイッチＳＷ１２と、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２に接続され、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２からそれぞれ出力された信号Ｓａ，Ｓｂのいずれ一方を選択して出力するスイッチＳＷ１３と、デコーダに入力される最上位ビットをもとにスイッチＳＷ１３の排他論理を確実にする反転回路Ｉ１とを有する。

信号Ｓ５は、８つの受信用アンテナＡ１〜Ａ８のいずれかを選択する３ビットの信号としてデコーダＤ１に入力される。この３ビットの信号Ｓ５は、信号ANT_SELECT[0]、 信号ANT_SELECT[1]、 信号ANT_SELECT[2]であり、最上位ビットを示す信号は、信号ANT_SELECT[2]である。デコーダＤ１は、３ビットの信号Ｓ５を８ビットの信号Ｓ５１にデコードし、下位番号の受信用アンテナＡ１〜Ａ４をスイッチングするスイッチＳＷ１１に、下位の４ビットの信号Ｓ５１ａを出力し、上位番号の受信用アンテナＡ５〜Ａ８をスイッチングするスイッチＳＷ１２に、上位の４ビットの信号Ｓ５１ｂを出力する。スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２は、それぞれ信号Ｓ５１ａ，Ｓ５１ｂにしたがって受信用アンテナＡ１〜Ａ８のいずれかを選択する。スイッチＳＷ１３は、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２から出力された信号Ｓａ，Ｓｂのいずれかを最上位ビットの信号ANT_SELECT[2]をもとに選択する。ここで、スイッチＳＷ１１がいずれか１つの受信用アンテナＡ１〜Ａ４を選択した場合、スイッチＳＷ１２は受信用アンテナＡ５〜Ａ８を選択していないことになるが、選択の正確性を増すために、反転回路Ｉ１による最上位ビットの信号ANT_SELECT[2]の反転信号を入力し、排他処理を行っている。このスイッチＳＷ１３によって最終的に選択された受信用アンテナＡ１〜Ａ８の信号は受信回路１１に出力される。なお、ここでは、受信用アンテナＡ１〜Ａｎを８つの受信用アンテナＡ１〜Ａ８として説明した。また、各受信用アンテナＡ１〜Ａ８のアンテナ番号は、各受信用アンテナに固有の識別情報であり、情報処理上、「１」〜「８」を「０」〜「７」としている。

ここで、図５および図６を参照して上述した強度受信期間と映像受信期間、すなわち無線信号のフレーム構成について説明するとともに、受信用アンテナＡ１〜Ａｎの選択切替処理の概要について説明する。カプセル型内視鏡３から送られる無線信号は、フレーム単位で送られ、このフレームは従来、図５に示すように、強度受信期間ＴＳ１後に映像信号期間が設けられ、この映像信号期間の先頭に同期期間ＴＳが設けられ、この同期期間ＴＳに続いてｍラインからなる映像期間ＴＭが設けられていた。この実施の形態では、強度受信期間ＴＳ１を同期期間ＴＳ側にシフトし、同期信号を受信電界強度測定用の信号として用いる。同期信号とは、たとえばディーティ比が５０％のパルス信号である。また、受信回路１１が、ＲＦ信号の処理を行うＲＦモジュールとベースバンド復調を行う復調回路とに分離して構成されている場合、同期期間ＴＳの前半部分では、ＲＦモジュールの同期処理が行われ、その後同期期間ＴＳの後半部分で復調回路の同期処理が行われる。

各フレームは、図５に示すように送られ、各フレーム間に無信号状態が存在する場合もあるし、各フレームが連続して送られる場合もある。フレーム送信のフレーム周期ＴＴは、カプセル型内視鏡３のバッテリーの有効利用を考え、注目すべき撮像領域や、カプセル型内視鏡３の移動が速い領域においては短くし、フレーム周期ＴＴの長短は柔軟に調整される。

図６に示すように、ｎ番目のフレーム（ｎ）の同期期間ＴＳは、同期信号を用いて受信電界強度が最も高い受信用アンテナを選択するための強度受信期間ＴＳ１と映像信号の同期期間ＴＳ２とを有し、これら強度受信期間ＴＳ１と同期期間ＴＳ２との間でアンテナ切替が実行される。図６では、強度受信期間ＴＳ１において同期信号を用いて２つの受信用アンテナを切り替え、それぞれ切り替えられた状態に対応したタイミングｔ１，ｔ２で各受信用アンテナの受信電界強度をサンプルホールドして測定している。その後、同期期間ＴＳ内のタイミングｔｃで、映像信号を受信する受信用アンテナに切り替えられる。この切り替えられた状態の同期期間ＴＳ２において、受信回路１１は、強度受信期間ＴＳ１に対応する同期期間に引き続いて同期処理を行う。その後、映像期間ＴＭにおいてｍラインの映像信号を受信する。この同期期間ＴＳ２および映像期間ＴＭ内において、たとえばタイミングｔｔ１において映像受信アンテナの受信電界強度が測定される。なお、このタイミングｔ１，ｔ２，ｔｔ１，ｔｔａにおけるサンプルホールドパルスは、パルス発生器１５ａによって生成される。

ここで、選択制御部Ｃ１は、強度受信期間ＴＳ１に受信された受信電界強度の中から最も大きな受信電界強度を有する受信用アンテナを映像信号期間の受信用アンテナとして選択するとしたが、これに限らず、同期期間ＴＳ１内に受信した受信用アンテナの受信電界強度に加えて映像受信アンテナの受信電界強度も含めて、最も大きい受信電界強度をもつ受信用アンテナを映像受信アンテナとして選択するようにしてもよい。

なお、上述した実施の形態では、強度受信期間ＴＳ１が同期期間ＴＳ内に包含されているが、これに限らず、強度受信期間ＴＳ１の一部が同期期間ＴＳにかかるようにしてもよい。

この実施の形態では、同期期間ＴＳ内に強度受信期間ＴＳ１を設け、強度受信期間ＴＳ１において同期信号を用いて受信電界強度測定を行っているので、強度受信期間を新たに設ける必要がなく、１フレームに費やされるカプセル型内視鏡３側の送信電力を低減することができる。

この発明の実施の形態１にかかる受信装置を含む無線型被検体内情報取得システムの全体構成を示す模式図である。 図１に示した受信装置の構成を示すブロック図である。 図２に示したサンプルホールド回路の詳細構成を示すブロック図である。 図２に示した切替スイッチの詳細構成を示すブロック図である。 フレームフォーマットを説明する図である。 図２に示した受信装置によるアンテナ切替処理を説明するタイミングチャートである。

符号の説明

１ 被検体
２ 受信装置
２ａ 受信ジャケット
２ｂ 外部装置
３ カプセル型内視鏡
４ 表示装置
５ 携帯型記録媒体
１１ 受信回路
１２ 信号処理回路
１３ 記憶部
１４ 表示部
１５ サンプルホールド回路
１５ａ パルス発生器
１５ｂ 強度受信サンプルホールド回路
１５ｃ 映像受信サンプルホールド回路
１６ Ａ／Ｄ変換部
１７ 電力供給部
１８ ピークホールド回路
ＳＷ 切替スイッチ
Ｃ 制御部
Ｃ１ 選択制御部
ＳＣ 切替制御部
Ｄ１ デコーダ
Ｉ１ 反転回路
ＳＷ 切替スイッチ
ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３ スイッチ
Ｎ１ 強度受信アンテナ番号情報
Ｎ２ 映像受信アンテナ番号情報
Ａ１〜Ａｎ 受信用アンテナ

Claims (3)

1. 少なくとも情報本体を含む情報本体部と受信電界強度測定のための情報を含む付加部とを有したフレーム構成の無線信号を、複数のアンテナを用い各々の受信電界強度に応じて選択受信する受信装置において、
   前記情報本体部の同期期間の一部を前記付加部の受信電界強度測定期間の一部または全部に設定し、前記同期期間の同期信号を受信電界測定用の信号として用いることを特徴とする受信装置。
2. 少なくとも情報本体を含む情報本体部と受信電界強度測定のための情報を含む付加部とを有したフレーム構成の無線信号を、複数のアンテナを用い各々の受信電界強度に応じて選択受信する受信装置において、
   前記情報本体部の同期期間の一部を前記付加部の受信電界強度測定期間の一部または全部に設定し、前記同期期間の同期信号を受信電界測定用の信号として用い、前記複数のアンテナの各々に対する受信電界強度の測定結果に応じて前記同期期間内で前記受信電界測定用のアンテナと前記情報本体部を受信するアンテナとの切替を行うことを特徴とする受信装置。
3. 前記受信電界強度測定期間内で前記受信電界測定用のアンテナの切替を行い、各アンテナの受信電界強度を測定することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。

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