JP2007117285A - 受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の受信アンテナと受信部との間の省線化を図ることによって被検者の負担を軽減し、給電線の障害発生を少なくすることができる受信装置を提供すること。
【解決手段】カプセル内視鏡が送信する画像情報を含む無線信号を複数の受信アンテナ６ａ〜６ｄを介して受信する受信装置２であって、複数の受信アンテナ６ａ〜６ｄが受信した各無線信号毎にそれぞれ異なる変調周波数によって周波数変換した変調信号を出力する複数の周波数変換ユニット７ａ〜７ｄと、複数の周波数変換ユニット７ａ〜７ｄが生成した各変調信号を周波数軸上に重畳する重畳ユニット７ｅと、重畳ユニット７ｅによって重畳された各変調信号を１つの同軸ケーブルで伝送する同軸ケーブル８と、同軸ケーブル８を介して入力された各変調信号を復調し、画像情報を生成出力する受信本体ユニット２ｂとを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、移動する送信装置が送信する画像情報を含む無線信号を複数の受信アンテナを介し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。なお、体外に配置された複数の受信アンテナの受信切替を行い、各受信アンテナが受信する信号強度をもとに、画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装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００３―１９１１１号公報

上述した受信装置では、複数の受信アンテナを体外に分散して配置するため、複数の受信アンテナと復調処理を行う受信部との間には複数の給電線が存在することになり、これら複数の給電線は、被検者の動きを制限させるとともに、縺れなどによって断線しやすくな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、複数の受信アンテナと受信部との間の省線化を図ることによって被検者の負担を軽減し、給電線の障害発生を少なく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、移動する送信装置が送信する画像情報を含む無線信号を複数の受信アンテナを介して受信する受信装置において、前記複数の受信アンテナが受信した各無線信号毎にそれぞれ異なる変調周波数によって周波数変換した変調信号を出力する複数の周波数変換手段と、前記複数の周波数変換手段が生成した各変調信号を周波数軸上に重畳する重畳手段と、前記重畳手段によって重畳された各変調信号を１つの同軸ケーブルで伝送するケーブルと、前記ケーブルを介して入力された各変調信号を復調し、前記画像情報を受信出力する受信手段と、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、前記受信手段は、前記重畳手段から出力される各変調信号毎に復調してそれぞれベースバンド信号を出力する複数の復調手段と、各復調手段から出力された複数のベースバンド信号をもとに尤度の高いベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号をもとに画像情報を生成出力する信号処理手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項３にかかる受信装置は、上記の発明において、前記信号処理手段は、複数のベースバンド信号を合成出力す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、前記信号処理手段は、エラーが最も少ない受信画像情報を選択出力す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、前記受信手段は、前記重畳手段から出力される各変調信号毎に復調してそれぞれベースバンド信号および信号強度を示す信号強度信号を出力する複数の復調手段と、各復調手段の出力を切り替える切替手段と、前記復調手段から出力された信号強度信号をもとに最も信号強度が高い変調信号を復調する１つの復調手段を選択し、前記切替手段に切替指示信号を出力する選択指示手段と、前記切替手段によって選択切替された復調手段から出力されたベースバンド信号をもとに画像情報を生成出力する信号処理手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項６にかかる受信装置は、上記の発明において、前記複数のアンテナと前記重畳手段との間は、フレキシブルなフラットケーブルで形成され、前記周波数変換手段は、前記フラットケーブル上に形成された平面回路であることを特徴とする。

本発明にかかる受信装置によれば、複数の周波数変換手段が、複数の受信アンテナが受信した各無線信号毎にそれぞれ異なる変調周波数によって周波数変換した変調信号を出力し、重畳手段が、前記複数の周波数変換手段が生成した各変調信号を周波数軸上に重畳し、ケーブルが、前記重畳手段によって重畳された各変調信号を１つの同軸ケーブルで伝送し、受信手段が、前記ケーブルを介して入力された各変調信号を復調し、前記画像情報を受信出力するようにしているので、複数のアンテナと受信手段との間の配線数を減らして省線化を図ることができ、配線の絡みなどによって生ずる断線などの障害発生を防止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にかかる受信装置を含むカプセル内視鏡検査システムの概要構成を示す図である。図１において、被検体１にカプセル内視鏡３が導入されると、カプセル内視鏡３は、蠕動運動に従って臓器内を移動し、臓器内部を撮像し、撮像した画像情報を送信信号として体外に送信する。受信装置２は、複数のアンテナ６ａ〜６ｄを介してこの送信信号を受信し、カプセル内視鏡３が被検体１から排出されるまでの期間、あるいは被検体１から排出されるまでの所望期間、カプセル内視鏡３が撮像した一連の画像を取得し、携帯型記録媒体５に記憶する。この携帯型記録媒体５は、受信装置２および表示装置４に対して着脱可能であり、携帯型記録媒体５に記憶された画像情報は、表示装置５に装着されることによって表示され、画像の解析などが行われる。

受信装置２は、複数の受信アンテナ６ａ〜６ｄと、受信アンテナ６ａ〜６ｄにそれぞれ接続され受信信号をそれぞれ異なる周波数で周波数変換する周波数変換ユニット７ａ〜７ｄと、各周波数変換ユニット７ａ〜７ｄから出力される各変調信号を周波数軸上で重畳出力する重畳ユニット７ｅと、周波数変換ユニット７ａ〜７ｄと加算ユニット７ｅとを接続する配線が配設されたフレキシブル基板７ｆと、重畳ユニット７ｅから入力される各変調信号を復調してベースバンド信号を生成する無線ユニット２ａと、重畳ユニット７ｅと無線ユニット２ａとの間を接続する１本の同軸ケーブル８と、無線ユニット２ａに接続され、無線ユニット２ａから入力されたベースバンド信号をもとに画像情報を生成出力する受信本体ユニット２ｂとを有する。

図２は、この受信装置２の概要構成を示す外観図である。図２に示すように、受信アンテナ６ａ〜６ｄは、プリント配線によって形成され、周波数変換ユニット７ａ〜７ｄは、平面回路によって形成され、周波数変換ユニット７ａ〜７ｄと無線ユニット２ａとを接続する配線は、フレキシブル基板７ｆ上に配設される。

図３は、上述した周波数変換ユニット７ａ〜７ｄおよび重畳ユニット７ｅの詳細構成を含む受信装置２の構成を示すブロック図である。図３に示すように、周波数変換ユニット７ａ〜７ｄは、受信アンテナ６ａ〜６ｄによって受信した信号から送信信号帯域のみを通過されるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）７０ａ〜７０ｄと、ＢＰＦ７０ａ〜７０ｄを通過した信号を増幅出力するアンプ７１ａ〜７１ｄと、異なる周波数信号を発振する局部発振器７３ａ〜７３ｄと、アンプ７１ａ〜７１ｄから出力された信号に対してそれぞれ局部発振器７３ａ〜７３ｄから出力された周波数信号でミキシングするミキサ７２ａ〜７２ｄとを有する。また、重畳ユニット７ｅは、加算器７４を有し、加算器７４は、ミキサ７２ａ〜７２ｄから出力された信号を加算して図４に示すように周波数軸上に重畳し、同軸ケーブル８を介して無線ユニット２ａ側に出力する。また、重畳ユニット７ｅは、２次電池などによって実現される電力供給部７５を有し、電力供給部７５は、重畳ユニット７ｅ内の加算器７４およびフレキシブル基板７ｆ上の各周波数変換ユニット７ａ〜７ｄに対して電力を供給する。

たとえば、受信アンテナ６ａ〜６ｄによって受信された３１５ＭＨｚ帯の送信信号は、各ＢＰＦ７０ａ〜７０ｄおよび各アンプ７１ａ〜７１ｄを介して各ミキサ７２ａ〜７２ｄに入力され、各ミキサ７２ａ〜７２ｄは、各局部発振器７３ａ〜７３ｄから出力された３００ＭＨｚ，２８５ＭＨｚ，２７０ＭＨｚ，２５５ＭＨｚの周波数信号と、各ミキサ７２ａ〜７２ｄからの信号とをミキシングし、それぞれ１５ＭＨｚ，３０ＭＨｚ，４５ＭＨｚ，６０ＭＨｚの周波数変換信号として加算器７４に出力する。そして、加算器７４は、各変調信号を加算し、図４に示すように周波数軸上に重畳された重畳信号Ｓ０を同軸ケーブル８を介して無線ユニット２ａに出力する。

図５は、無線ユニット２ａおよび受信本体ユニット２ｂの詳細構成を示すブロック図である。図５に示すように、無線ユニット２ａは、入力された変調信号の数に応じた受信回路２０ａ〜２０ｄを有し、各受信回路２０ａ〜２０ｄは、重畳信号Ｓ０の各変調信号（１５ＭＨｚ，３０ＭＨｚ，４５ＭＨｚ，６０ＭＨｚ）を復調し、ベースバンド信号Ｓ１〜Ｓ４を受信本体ユニット２ｂに出力する。受信本体ユニット２ｂは、各ベースバンド信号Ｓ１〜Ｓ４を処理して尤も確からしい１つの画像情報Ｓ１０を生成する信号処理回路２１と、各種状態などを表示出力する表示部２４と、各種プログラムやデータを保持する記憶部２５と、受信本体ユニット２ｂおよび無線ユニット２ａに対して電力を供給する電力供給部２６とを有する。なお、携帯型記録媒体５には、信号処理回路２１から出力された一連の画像情報Ｓ１０が記録される。

すなわち、信号処理回路２１は、各受信回路２０ａ〜２０ｄから同時に入力されるベースバンド信号Ｓ１〜Ｓ４を同時に復調処理するとともに、エラーの少ない復調結果である１つの画像情報Ｓ１０を生成し、この生成された画像情報Ｓ１０が携帯型記録媒体５に記録される。なお、信号処理回路２１は、エラーの少ない１つの画像情報Ｓ１０を選択せず、４つのベースバンド信号Ｓ１〜Ｓ４の各信号を用いて１つの画像情報Ｓ１０を生成出力するようにしてもよい。

この実施の形態１では、それぞれ異なる変調信号を生成する複数の周波数変換ユニット７ａ〜７ｄを設け、この各変調信号を重畳ユニット７ｅによって重畳し、この重畳信号Ｓ０を１つの同軸ケーブル８で無線ユニット２ａ側に伝送するようにしているので、複数のアンテナ６ａ〜６ｄと無線ユニット２ａとの間の配線数を減らして省線化を図ることができ、被検体１にはいまわされる配線の絡みなどによって生ずる断線などの障害発生を防止することができるとともに、各変調信号を同時に復調して尤も確からしい１つの画像情報Ｓ１０を生成するようにしているので、たとえばカプセル内視鏡３が高速移動する食道などにおける画像であっても、画像の取りこぼしをなくすことができる。

図４は、画像信号Ｓ０の周波数に対する信号強度を示す模式図である。図４に示すように、画像信号Ｓ０は、周波数１５,３０,４５,６０ＭＨｚごとにピークを有し、周波数３０ＭＨｚの信号強度が最大となっている。つまり、受信アンテナ６ｂを介して受信した画像信号の信号強度が最大となることを示す。

なお、この実施の形態１における受信アンテナ６ａ〜６ｄ，周波数変換ユニット７ａ〜７ｄ，および受信回路２０ａ〜２０ｄの数は４つであったが、この数に限定されるものではない。さらに、この実施の形態１では、無線ユニット２ａと受信本体ユニット２ｂとを分離した構成としたが、これに限らず、無線ユニット２ａおよび受信本体ユニット２ｂを一体化した構成としてもよい。また、無線ユニット２ａの受信回路２０ａ〜２０ｄは、無線ユニット２ａ内に設けたが、受信回路２０ａ〜２０ｄの一部を無線ユニット２ａ側に設け、残りの構成を受信本体ユニット２ｂ側に設け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、信号処理回路２１が各受信回路２０ａ〜２０ｄから出力されたベースバンド信号Ｓ１〜Ｓ４をもとに１つの画像情報を生成するようにしていたが、この実施の形態２では、受信回路２０ａ〜２０ｄを選択切替し、信号処理回路がこの選択された１つの受信回路２０ａ〜２０ｄから出力されるベースバンド信号を処理して画像信号Ｓ１０を生成するようにしている。

図６は、この発明の実施の形態２にかかる無線ユニット２ａおよび受信本体ユニット２ｂの詳細構成を示すブロック図である。図６に示すように、無線ユニット２ａは、図５に示した無線ユニット２ａの構成にさらに切替部２７を設け、この切替部２７は、受信本体ユニット２ｂ側から入力される切替信号Ｓ１３が指示する受信回路２０ａ〜２０ｄのうちの１つの受信回路２０ａ〜２０ｄからのベースバンド信号Ｓ１１を受信本体ユニット２ｂ側に出力する。なお、各受信回路２０ａ〜２０ｄは、各変調信号の受信強度を示す受信強度信号Ｓ１２を受信本体ユニット２ｂ側に出力する。

信号処理回路２１ａは、無線ユニット２ａから入力されたベースバンド信号Ｓ１１をもとに画像情報Ｓ１０を生成し、制御部２３は、この画像情報Ｓ１０を携帯型記録媒体５に記録させる。一方、Ａ／Ｄ変換部２２は、各受信回路２０ａ〜２０ｄから入力される受信強度信号Ｓ１２をデジタル信号に変換し、制御部２３に出力する。制御部２３は、比較選択部２３０を有し、この比較選択部２３０は、Ａ／Ｄ変換部２２から入力される受信強度を示すデジタル信号Ｓ２０をもとに、最も受信強度が高い信号を出力した受信回路２０ａ〜２０ｄに選択切替する切替信号Ｓ１３を無線ユニット２ａ側の切替部２７に出力する。
たとえば、各変調信号の受信強度が図４に示すような値を示す場合、３０ＭＨｚの変調信号を生成する受信回路２０ｂを選択して切り替える切替信号Ｓ１３を切替部２７に出力する。

この実施の形態２でも、それぞれ異なる変調信号を生成する複数の周波数変換ユニット７ａ〜７ｄを設け、この各変調信号を重畳ユニット７ｅによって重畳し、この重畳信号Ｓ０を１つの同軸ケーブル８で無線ユニット２ａ側に伝送するようにしているので、複数のアンテナ６ａ〜６ｄと無線ユニット２ａとの間の配線数を減らして省線化を図ることができ、被検体１にはいまわされる配線の絡みなどによって生ずる断線などの障害発生を防止することができる。また、受信回路２０ａ〜２０ｄを選択切替し、この選択切替した受信回路２０ａ〜２０ｄから入力される１つのベースバンド信号をもとに信号処理回路２１ａが画像情報Ｓ１０を生成するようにしているので、受信装置２全体の構成を簡易にすることができる。なお、各受信回路２０ａ〜２０ｄは、各変調信号に対して独立的に同期処理などを行ってそれぞれベースバンド信号を生成しているため、高速切替が可能であり、この点から、画像情報の取りこぼしを防止することができる。

この発明の実施の形態１にかかる受信装置を含むカプセル型内視鏡システムの概要構成を示す図である。 図１に示した受信装置の構成を示す外観図である。 図１に示した受信装置の変調ユニットおよび重畳ユニットの詳細構成を示すブロック図である。 周波数軸上に重畳された変調信号の一例を示す図である。 図１に示した受信装置の無線ユニットおよび受信本体ユニットの詳細構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２にかかる無線ユニットおよび受信本体ユニットの詳細構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 被検体
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
６ａ〜６ｄ 受信アンテナ
７ａ〜７ｄ 周波数変換ユニット
７ｅ 重畳ユニット
７ｆ フレキシブル基板
８ 同軸ケーブル
２０ａ〜２０ｄ 受信回路
２１，２１ａ 信号処理回路
２２ Ａ／Ｄ変換部
２３ 制御部
２４ 表示部
２５ 記憶部
２６,７５ 電力供給部
２７ 切替部
７０ａ〜７０ｄ ＢＰＦ
７１ａ〜７１ｄ アンプ
７２ａ〜７２ｄ ミキサ
７３ａ〜７３ｄ 局部発振器
７４ 加算器
２３０ 比較選択部

Claims (6)

1. 移動する送信装置が送信する画像情報を含む無線信号を複数の受信アンテナを介して受信する受信装置において、
   前記複数の受信アンテナが受信した各無線信号毎にそれぞれ異なる変調周波数によって周波数変換した変調信号を出力する複数の周波数変換手段と、
   前記複数の周波数変換手段が生成した各変調信号を周波数軸上に重畳する重畳手段と、
   前記重畳手段によって重畳された各変調信号を１つの同軸ケーブルで伝送するケーブルと、
   前記ケーブルを介して入力された各変調信号を復調し、前記画像情報を受信出力する受信手段と、
   を備えたことを特徴とする受信装置。
2. 前記受信手段は、
   前記重畳手段から出力される各変調信号毎に復調してそれぞれベースバンド信号を出力する複数の復調手段と、
   各復調手段から出力された複数のベースバンド信号をもとに尤度の高いベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号をもとに画像情報を生成出力する信号処理手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記信号処理手段は、複数のベースバンド信号を合成出力することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
4. 前記信号処理手段は、エラーが最も少ない受信画像情報を選択出力することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
5. 前記受信手段は、
   前記重畳手段から出力される各変調信号毎に復調してそれぞれベースバンド信号および信号強度を示す信号強度信号を出力する複数の復調手段と、
   各復調手段の出力を切り替える切替手段と、
   前記復調手段から出力された信号強度信号をもとに最も信号強度が高い変調信号を復調する１つの復調手段を選択し、前記切替手段に切替指示信号を出力する選択指示手段と、
   前記切替手段によって選択切替された復調手段から出力されたベースバンド信号をもとに画像情報を生成出力する信号処理手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
6. 前記複数のアンテナと前記重畳手段との間は、フレキシブルなフラットケーブルで形成され、
   前記周波数変換手段は、前記フラットケーブル上に形成された平面回路であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載された受信装置。

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