JP4751696B2

JP4751696B2 - 受信装置

Info

Publication number: JP4751696B2
Application number: JP2005311663A
Authority: JP
Inventors: 政敏穂満
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp
Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2025-10-26
Also published as: JP2007124142A

Description

本発明は、複数の受信アンテナにそれぞれ接続された複数の給電線を選択切替手段によって選択切替し、この選択切替された給電線および受信アンテナを介し、移動する送信装置から送信された送信情報を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情報は、順次無線信号によって外部に送信され、外部の受信装置内に設けられたメモリに蓄積される。患者がこの受信機能とメモリ機能とを備えた受信装置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、カプセル内視鏡が排出されるまでの間、自由に行動できる。この後、医師もしくは看護士は、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。

一般に受信装置は、カプセル型内視鏡から送信される無線信号を受信する複数の受信アンテナを体外に分散して配置し、無線信号の受信誤りが少ない１つの受信アンテナを選択切替して受信するようにしている（特許文献１参照）。

特開２００３―１９１１１号公報

ところで、上述した受信装置の複数の受信アンテナは、被検者体外の各部にそれぞれ同軸ケーブルによって１つの受信装置本体に接続され、検査の都度、装着が繰り返されるため、検査回数が増えると、同軸ケーブルが断線しやすくなる。

このため、検査前に同軸ケーブルなどの断線チェックを行っているが、この断線チェックは、各受信アンテナにダミー送信装置を接近させて受信状態を確認する等の作業が必要となり、多大な労力と時間がかかるという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で短時間かつ確実に給電線の断線を検出することができる受信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１にかかる受信装置は、複数の受信アンテナにそれぞれ接続された複数の給電線を選択切替手段によって選択切替し、この選択切替された給電線および受信アンテナを介し、移動する送信装置から送信された送信情報を受信する受信装置において、前記選択切替手段の近傍で前記複数の給電線をそれぞれ分岐し、この分岐した各給電線を選択切替する検出用選択切替手段と、前記給電線と前記受信アンテナとの間に設けられ、前記給電線を接地する接地手段と、前記検出用選択切替手段によって選択切替された給電線に直流電圧を定電流源を介して印加し、給電線の電圧が接地電圧であるか否かによって前記給電線の断線の有無を検出する断線検出手段と、前記検出用選択切替手段の選択切替制御およびこの選択切替制御に同期して前記断線検出手段による断線検知を行わせる制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２にかかる受信装置は、上記の発明において、前記受信アンテナは、開放型の受信アンテナであり、前記給電線と前記受信アンテナとは、トランス型バランによって接続され、このトランス型バランの給電線側が接地されることを特徴とする。

また、請求項３にかかる受信装置は、上記の発明において、前記受信アンテナは、開放型の受信アンテナであり、前記給電線と前記受信アンテナとは、短絡素子によって接続され、該短絡素子の一端が接地されることを特徴とする。

また、請求項４にかかる受信装置は、上記の発明において、前記受信アンテナは、ループ型のアンテナであり、前記給電線と前記受信アンテナとが接続される一端が接地されていることを特徴とする。

また、請求項５にかかる受信装置は、上記の発明において、前記給電線は、同軸ケーブルであり、外部導体が接地されることを特徴とする。

また、請求項６にかかる受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、断線検知結果を出力する制御を行うことを特徴とする。

本発明にかかる受信装置によれば、複数の受信アンテナにそれぞれ接続された複数の給電線を選択切替する選択切替手段の近傍で前記複数の給電線をそれぞれ分岐し、この分岐した各給電線を選択切替する検出用選択切替手段を設けるとともに、前記給電線と前記受信アンテナとの間に前記給電線を接地する接地手段を設け、さらに、前記検出用選択切替手段によって選択切替された給電線に直流電圧を印加し、給電線の電圧が接地電圧であるか否かによって前記給電線の断線の有無を検出する断線検出手段を設け、制御手段が、前記検出用選択切替手段の選択切替制御およびこの選択切替制御に同期して前記断線検出手段による断線検知を行わせるようにしているので、簡易な構成で短時間かつ確実に給電線の断線を検出することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる受信装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかる受信装置２を用いたカプセル型内視鏡検査システムの概要構成を示すブロック図である。図１に示すように、カプセル型内視鏡３は、被検体１内に導入されると、被検体１内での移動とともに、被検体内部を撮像し、この撮像した画像信号を無線信号として被検体１外部に送信する。

受信装置２は、被検体１の体外に分散配置された複数の受信アンテナ８ａ〜８ｄと、受信アンテナ８ａ〜８ｄに接続される同軸ケーブル９ａ〜９ｄと、同軸ケーブル９ａ〜９ｄに接続される無線ユニット２ａと、無線ユニット２ａに接続される受信本体ユニット２ｂとを有する。

カプセル型内視鏡３から送信された画像信号は、複数の受信アンテナ８ａ〜８ｄによって受信され、この画像信号は、無線ユニット２ａを介して受信本体ユニット２ｂに取り込まれる。受信本体ユニット２ｂは、複数の受信アンテナ８ａ〜８ｄの中から受信強度が最も強い受信アンテナを選択して受信し、この選択によって受信した画像信号を逐次受信し、カプセル型内視鏡３が被検体１から排出されるまでの一連の画像を記憶する。

カプセル型内視鏡３が被検体１から排出された後、携帯型記録媒体５は、受信器本体ユニット２ｂから外されて表示装置４に装着される。表示装置４は、携帯型記録媒体５に記憶された一連の画像を読み取り、表示処理などを行う。

図２は、受信装置２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、無線ユニット２ａは、それぞれ受信アンテナ８ａ〜８ｄを接続する切替スイッチ２０,２２と、切替スイッチ２０からの受信信号を受信する受信回路２１と、切替スイッチ２２に接続される断線検出回路２３とを有する。

切替スイッチ２０は、切替信号Ｓ３が入力されると、この切替信号Ｓ３が指示する１本の同軸ケーブルを、同軸ケーブル９ａ〜９ｄから選択し、受信回路２１は、切替スイッチ２０によって選択された同軸ケーブルを介して画像信号を受信し、この画像信号を含むベースバンド信号Ｓ１と画像信号の受信電界強度を示す受信強度信号Ｓ２とを受信本体ユニット２ｂ側に出力する。

一方、切替スイッチ２２は、切替信号Ｓ３と同様な同軸ケーブルの切替を指示する切替信号Ｓ４が入力されると、この切替信号Ｓ４が指示する同軸ケーブルを、同軸ケーブル９ａ〜９ｄから選択し、この選択した同軸ケーブルを断線検出回路２３に接続する。断線検出回路２３は、断線の検知を指示する制御信号Ｓ５が入力されると、選択接続された同軸ケーブルの断線チェックを行い、この断線チェックの結果を検出信号Ｓ６として受信本体ユニット２ｂ側に出力する。

受信本体ユニット２ｂは、信号処理回路２４と、Ａ／Ｄ変換部２５と、切替制御部２６０を有した制御部２６と、表示部２７と、記憶部２８と、着脱可能な携帯型記録媒体５と、電力供給部２９とを有する。電力供給部２９は、上述した各部に電力を供給する。

信号処理回路２４は、受信回路２１から入力されたベースバンド信号Ｓ１から画像信号を生成して制御部２６に出力する。Ａ／Ｄ変換部２５は、受信回路２１から入力された受信強度信号Ｓ２をＡ／Ｄ変換し、受信電界強度を示すデジタル信号として制御部２６に出力する。

制御部２６は、信号処理回路２４から入力される画像信号を携帯型記録媒体５に記録するとともに、必要に応じて表示部２７に画像を表示出力する処理制御を行う。また、切替制御部２６０は、Ａ／Ｄ変換部２５から入力された受信電界強度を示すデジタル信号をもとに、受信強度が最大となる受信アンテナを選択し、この受信アンテナを接続する同軸ケーブルへの切替を指示する切替信号Ｓ３を切替スイッチ２０に出力する。また、切替制御部２６０は、断線チェックのための同軸ケーブルの切替を指示する切替信号Ｓ４を切替スイッチ２２に送出し、この切替信号Ｓ４に対応して、断線チェックを指示する制御信号Ｓ５を断線検出回路２３に出力し、検出信号Ｓ６を得る。

図３は、具体的な受信アンテナ８ａと同軸ケーブル９ａとの接続関係を示すブロック図である。図３に示すように、受信アンテナ８ａは、開放型アンテナであり、同軸ケーブル９ａは、内部導体である芯線９０ａと外部導体９０Ａとを有する。

受信アンテナ８ａと同軸ケーブル９ａとは、トランス型バラン１０によって接続される。受信アンテナ８ａの同軸ケーブル９ａ側と、同軸ケーブル９ａの受信アンテナ８ａ側とにはそれぞれコイルが形成され、受信アンテナ８ａと同軸ケーブル９ａとは電磁的に結合され、平衡線路である受信アンテナ８ａと不平衡線路である同軸ケーブル９ａとの接続によって生じる漏れ電流を小さくしている。同軸ケーブル９ａ側のコイルは、芯線９０ａの先端部分に形成され、外部導体９０Ａとともに接地される。

図４は、断線検出回路２３を中心とした構成を示すブロック図である。図４に示すように、この断線検出回路２３は、入力された電圧と閾値電圧Ｖrefとを比較し、その結果を検出信号Ｓ６として出力する比較器２０２を有する。比較器２０の一方の入力端には閾値電圧Ｖrefが入力され、他方の入力端には芯線９０ａが接続される。この芯線９０ａには、スイッチ２０１と定電流源２０３を介して直流の電圧Ｖ_INを出力する直流電源２００が接続され、スイッチ２０１は、制御信号Ｓ５によって開閉する。なお、電圧Ｖ_INは、閾値電圧Ｖref以上である。なお、定電流源２０３の代わりに抵抗を用いても良い。

同軸ケーブル９ａの芯線９０ａに断線がない場合、スイッチ２０１の「閉」によって、芯線９０ａに電圧Ｖ_INが印加され、トランス型バラン１０を介して接地されるため、芯線９０ａと接地との間の電圧は、接地電圧となり、比較器２０２の他方の入力端に入力される電圧は、閾値電圧Ｖref以下となる。この結果、比較器２０２は、他方の入力端から入力された電圧が閾値電圧Ｖref以下であることを示す検出信号Ｓ５を出力し、制御部２６は、断線でないと判断する。

一方、同軸ケーブル９ａの芯線９０ａに断線がある場合、図５に示すように、スイッチ２０１の「閉」によって、芯線９０ａに定電流源２０３を介して電圧Ｖ_INが印加され、直接接地されることがないため、比較器２０２の他方の入力端にこの電圧Ｖ_INがそのまま印加されることになる。比較器２０２は、他方の入力端から入力された電圧（電圧Ｖ_IN）が閾値電圧Ｖref以上であることを示す検出信号Ｓ６を出力し、制御部２６は、断線であると判断する。

制御部２６は、切替信号Ｓ４を出力して次の同軸ケーブル９ｂを選択し、この選択した次の同軸ケーブル９ｂに対する断線チェックを、断線検出回路２３を用いて行い、同様にして全ての同軸ケーブル９ａ〜９ｄに対する断線チェックを実行する。これによって、制御部２６は、同軸ケーブル９ａ〜９ｄの断線の有無と、断線があった同軸ケーブルの特定とを直ちに行うことができることになる。

制御部２６は、断線した同軸ケーブルを検出した場合、予め同軸ケーブルに番号等を付し、断線した同軸ケーブルの番号を表示部２７に表示するようにしてもよい。また、断線が検出されない場合、断線が無い旨を表示部２７に表示してもよい。

なお、上述した制御部２６の切替制御部２６０は、画像信号の受信中である場合、切替信号Ｓ３，Ｓ４とを同じ信号にし、切り替えられた同軸ケーブルに対して断線検知を行うようにしてもよいし、切替信号Ｓ３，Ｓ４が切替指示する同軸ケーブルを異ならせ、画像信号を受信していない同軸ケーブルに対して断線検知を行うようにしてもよい。また、切替スイッチ２０，２２との切替を時間的に分離し、受信処理を行っていない間隙に断線検知を行うようにしてもよい。さらに、検査前や検査後など、受信装置２が受信処理を行っていない場合に、断線検知を行うようにしてもよい。さらに、制御部２６は、受信中に断線が検知された場合、この断線した同軸ケーブルに接続された受信アンテナに切り替えない制御を行うようにしてもよい。

この実施の形態１では、同軸ケーブル９ａ〜９ｄを分岐し、分岐した同軸ケーブルに直流電圧を印加して断線の有無を容易に検出できるとともに、断線した同軸ケーブルの特定を迅速に行うことができる。

なお、この実施の形態１では、４本の同軸ケーブル９ａ〜９ｄを示して説明したが、この本数に限らない。また、同軸ケーブルが接触不良になっている場合、断線チェックの結果が断線チェックの度に異なる場合がある。この接触不良に対応できるように、制御部２６は、記憶部２８に各同軸ケーブルの断線チェックの結果を記憶させ、断線が所定回数検出された場合、交換を促す警告表示を表示部２７に表示するようにしてもよい。

（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、トランス型バラン１０を用いて同軸ケーブル９ａの芯線９０ａを接地して断線検知を行うようにしていたが、この実施の形態２では、ダイオードなどによって実現される短絡素子を用いて同軸ケーブルの芯線を接地して断線検知を行うようにしている。

図６は、図５に示した受信アンテナ８ａに対応する受信アンテナ８１ａと、図５に示した同軸ケーブル９０Ａに対応する同軸ケーブル９１ａとの接続関係を示す図である。図６に示すように、開放型の受信アンテナ８１ａの一端は、芯線９１ａに接続され、他端は、接地された外部導体９１Ａに接続される。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

受信アンテナ８１ａと同軸ケーブル９１Ａとの接続部分において、芯線９１ａと外部導体９１Ａとは、短絡素子１０Ａによって接続され、短絡素子１０Ａは、芯線９１ａから外部導体９１Ａへの直流的導通を許して接地されている。

同軸ケーブル９ａの芯線９１ａに断線がない場合、スイッチ２０１の「閉」によって、芯線９１ａに定電流源２０３を介して電圧Ｖ_INが印加され、短絡素子１０Ａを介して接地されるため、芯線９１ａと接地との間の電圧は、接地電圧となり、比較器２０２の他方の入力端に入力される電圧は、閾値電圧Ｖref以下となる。この結果、比較器２０２は、他方の入力端から入力された電圧が閾値電圧Ｖref以下であることを示す検出信号Ｓ５を出力し、制御部２６は、断線でないと判断する。

一方、同軸ケーブル９ａの芯線９１ａに断線がある場合、スイッチ２０１の「閉」によって、芯線９１ａに定電流源２０３を介して電圧Ｖ_INが印加され、直接接地されることがないため、比較器２０２の他方の入力端にこの電圧Ｖ_INがそのまま印加されることになる。比較器２０２は、他方の入力端から入力された電圧（電圧Ｖ_IN）が閾値電圧Ｖref以上であることを示す検出信号Ｓ５を出力し、制御部２６は、断線であると判断する。

（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２では、受信アンテナ８ａ,８１ａがいずれも開放型であり、芯線９０ａ,９１ａは、それぞれトランス型バラン１０および短絡素子１０Ａを介して接地されていたが、この実施の形態３では、受信アンテナがループ型であり、芯線がこのループ型の受信アンテナを介して接地されるようにしている。

図７は、受信アンテナ８２ａと同軸ケーブル９２ａとの接続関係を示す図である。図７に示すように、ループ型の受信アンテナ８２ａの一端は、同軸ケーブル９ａの芯線９２ａに接続され、他端は、接地された外部導体９２Ａに接続される。その他の構成は、実施の形態１，２と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

同軸ケーブル９ａの芯線９２ａに断線がない場合、スイッチ２０１の「閉」によって、芯線９２ａに定電流源２０３を介して電圧Ｖ_INが印加され、ループ型の受信アンテナ８２ａを介して接地されるため、芯線９１ａと接地との間の電圧は、接地電圧となり、比較器２０２の他方の入力端に入力される電圧は、閾値電圧Ｖref以下となる。この結果、比較器２０２は、他方の入力端から入力された電圧が閾値電圧Ｖref以下であることを示す検出信号Ｓ５を出力し、制御部２６は、断線でないと判断する。

一方、同軸ケーブル９ａの芯線９２ａに断線がある場合、スイッチ２０１の「閉」によって、芯線９１ａに定電流源２０３を介して電圧Ｖ_INが印加され、直接接地されることがないため、比較器２０２の他方の入力端にこの電圧Ｖ_INがそのまま印加されることになる。比較器２０２は、他方の入力端から入力された電圧（電圧Ｖ_IN）が閾値電圧Ｖref以上であることを示す検出信号Ｓ５を出力し、制御部２６は、断線であると判断する。

この発明の実施の形態１にかかる受信装置を用いたカプセル型内視鏡システムの概要構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１にかかる受信装置の概要構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１にかかる同軸ケーブルと受信アンテナとの接続関係を示す図である。同軸ケーブルに断線がない場合における断線検出回路から受信アンテナまでの間の概要構成を示すブロック図である。同軸ケーブルに断線がある場合における断線検出回路から受信アンテナまでの間の概要構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態２にかかる同軸ケーブルと受信アンテナとの接続関係を示す図である。この発明の実施の形態３かかる同軸ケーブルと受信アンテナとの接続関係を示す図である。

符号の説明

１被検体
２受信装置
２ａ無線ユニット
２ｂ受信本体ユニット
３カプセル型内視鏡
４表示装置
５携帯型記録媒体
８ａ〜８ｄ，８１ａ，８２ａ受信アンテナ
９ａ〜９ｄ同軸ケーブル
１０トランス型バラン
１０Ａ短絡素子
２０，２２切替スイッチ
２１受信回路
２３断線検出回路
２４信号処理回路
２５Ａ／Ｄ変換部
２６制御部
２７表示部
２８記憶部
２９電力供給部
９０ａ，９１ａ，９２ａ芯線
９０Ａ，９１Ａ，９２Ａ外部導体
２００直流電源
２０１スイッチ
２０２比較器
２０３定電流源
２６０切替制御部

Claims

複数の受信アンテナにそれぞれ接続された複数の給電線を受信用選択切替手段により選択切替して受信回路に接続し、この選択切替された給電線および受信アンテナを介し、移動する送信装置から送信された送信情報を受信する受信装置において、
前記選択切替手段の近傍で前記複数の給電線をそれぞれ分岐し、この分岐した各給電線を選択切替する検出用選択切替手段と、
前記給電線と前記受信アンテナとの間に設けられ、前記給電線を接地する接地手段と、
前記検出用選択切替手段によって選択切替された給電線に直流電圧を定電流源を介して印加し、給電線の電圧が接地電圧であるか否かによって前記給電線の断線の有無を検出する断線検出手段と、
前記検出用選択切替手段の選択切替制御を行う制御手段と、
を備え、
前記検出用選択切替手段による選択切替は、前記受信用選択切替手段による選択切替とは独立に制御可能であることを特徴とする受信装置。
前記受信アンテナは、開放型の受信アンテナであり、前記給電線と前記受信アンテナとは、トランス型バランによって接続され、このトランス型バランの給電線側が接地されることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
前記受信アンテナは、開放型の受信アンテナであり、前記給電線と前記受信アンテナとは、短絡素子によって接続され、該短絡素子の一端が接地されることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
前記受信アンテナは、ループ型のアンテナであり、前記給電線と前記受信アンテナとが接続される一端が接地されていることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
前記給電線は、同軸ケーブルであり、外部導体が接地されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の受信装置。
前記制御手段は、断線検知結果を出力する制御を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の受信装置。
前記制御手段は、前記送信装置からの送信情報の受信中に、前記選択切替手段及び前記検出用選択切替手段の選択切替を同期させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の受信装置。
前記制御手段は、前記選択切替手段及び前記検出用選択切替手段に対し、同一の給電線を選択するように制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の受信装置。
前記制御手段は、前記選択切替手段及び前記検出用選択切替手段に対し、互いに異なる給電線を選択するように制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の受信装置。