JP2008521539A - Bidirectional communication in autonomous in-vivo devices - Google Patents

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Abstract

自律式生体内検出装置は、例えば外部の受信器へ無線信号を送信する送信器を備えるとともに、例えば外部送信器から無線信号を受信する。いくつかの実施形態では、このような装置により受信される無線信号は、制御信号又はコマンド信号を含む。制御信号又はコマンド信号は、装置の一若しくはそれ以上の構成部品を稼動状態又は動作停止状態とし、或いはその動作状態を変化させる。  The autonomous in-vivo detection device includes, for example, a transmitter that transmits a radio signal to an external receiver, and receives the radio signal from, for example, an external transmitter. In some embodiments, the wireless signal received by such a device includes a control signal or a command signal. A control signal or command signal causes one or more components of the device to be in an active state or an operational stop state, or to change its operational state.

Description

本発明は生体内検出装置による双方向通信に関し、特に生体内検出装置による無線信号の送信及び受信に関する。   The present invention relates to bidirectional communication by an in-vivo detection device, and more particularly to transmission and reception of a radio signal by the in-vivo detection device.

自律式生体内検出装置は既知である。特定の自律式生体内検出装置は、様々な信号又は刺激に応じて動作が開始される又は停止される機能を備える。様々な信号又は刺激の例としては例えば、時間の経過や、視界の変化といった環境条件の変化、又はその他の要因などが挙げられる。   Autonomous in-vivo detection devices are known. A specific autonomous in-vivo detection device has a function of starting or stopping an operation in response to various signals or stimuli. Examples of various signals or stimuli include, for example, the passage of time, changes in environmental conditions such as changes in field of view, or other factors.

本発明の一つの実施形態によれば、生体内送受信器を備えた自律式生体内検出装置のための装置、システム、及び方法が提供される。送受信器は、例えば外部受信器へ無線信号を送信するとともに、例えば外部送信器から無線信号を受信する。   According to one embodiment of the present invention, an apparatus, system and method for an autonomous in-vivo detection device with an in-vivo transceiver are provided. The transceiver transmits, for example, a radio signal to an external receiver, and receives a radio signal from, for example, an external transmitter.

いくつかの実施形態において、送受信器は、送信と受信を交互に行う半二重送受信器であってもよい。本発明の他の実施形態では、送受信器は、受信時よりも高い速度で送信を行うことができる。本発明の更に別の実施形態では、例えばスペクトル拡散通信といった広帯域通信により受信が行われる。典型的には、生体内送受信器により送信される無線信号は、例えば生体内検出装置が収集可能な画像データといった検出データを含んでも、或いは含まなくてもよい。本発明の実施形態によれば、送受信器により受信される無線信号は、生体内装置の1若しくはそれ以上の動作状態を変化させるコマンド信号であってもよい。   In some embodiments, the transceiver may be a half-duplex transceiver that alternately transmits and receives. In other embodiments of the present invention, the transceiver can transmit at a higher rate than during reception. In yet another embodiment of the present invention, reception is performed by broadband communication such as spread spectrum communication. Typically, the wireless signal transmitted by the in-vivo transceiver may or may not include detection data such as image data that can be collected by the in-vivo detection device. According to embodiments of the present invention, the wireless signal received by the transceiver may be a command signal that changes one or more operating states of the in-vivo device.

本発明の主題は、明細書中の詳細な説明において特に明確に示される。しかしながら本発明は、図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより、最もよく理解される。
図示の簡潔さと明瞭さのために、図中の要素は、必ずしも正確に若しくは実際の寸法どおりに描かれていない。例えば、明瞭さのために、いくつかの要素の寸法は、他の要素に対して誇張して描かれている。或いは、いくつかの物理的構成要素が、一つの機能的ブロック又は要素内に含まれるものとして描かれている。更に、適切と考えられる範囲で、異なる図において、対応する又は同様の要素を示すために、同じ符号を繰り返し用いている。
The subject matter of the present invention is particularly clearly set forth in the detailed description in the specification. The invention, however, is best understood by reading the following detailed description with reference to the drawings.
For simplicity and clarity of illustration, elements in the figures are not necessarily drawn to scale or to actual dimensions. For example, for clarity, the dimensions of some elements are exaggerated relative to other elements. Alternatively, several physical components are depicted as being contained within a single functional block or element. Further, to the extent deemed appropriate, the same reference numerals have been used repeatedly in different figures to indicate corresponding or similar elements.

以下の説明において、本発明の様々な特徴が説明される。説明のために、特定の実施形態や細部を開示して、本発明が十分に理解されるようにする。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明は、本明細書中に記載される細部を用いることなく実施可能である。更に、本発明が不明瞭とならないように、周知の構成については、省略又は簡略化を行っている。   In the following description, various features of the present invention will be described. For purposes of explanation, specific embodiments and details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without the details described herein. Furthermore, well-known structures are omitted or simplified so as not to obscure the present invention.

本発明のいくつかの実施形態は、自律式で、典型的には嚥下可能な生体内装置に関する。他の実施形態は、嚥下可能である必要はない。本発明の実施形態に係る装置又はシステムは、国際出願WO01/65995、及び/又は米国特許第5,604,531号に記載された実施形態と同様であってもよい。これらは、本発明と共通の譲受人が譲渡を受けており、これらの内容は参照により全て本明細書に組込まれるものとする。更に、本発明の実施形態とともに好適に使用可能な受信及び/又は表示システムもまた、WO01/65995及び/又は米国特許第5,604,531号に記載の実施形態と同様であってもよい。本明細書中に記載の装置及びシステムは、他の構成及び他の部品の組を備えてもよい。例えば、本明細書中に記載の装置及びシステムは、例えば、ターゲット位置への薬剤送達を調節するために使用可能である。これは、PCT公報WO00/22975(公開日:2000年4月27日)により開示されている。この出願は本出願と共通の譲受人に譲渡されており、参照により全て本明細書に組込まれるものとする。本発明の様々な実施形態に係る装置、システム、及び方法の別の実施形態は、非撮像装置、及び/又は非生体内装置などの他の装置とも使用可能である。   Some embodiments of the invention relate to in-vivo devices that are autonomous and typically swallowable. Other embodiments need not be swallowable. An apparatus or system according to embodiments of the present invention may be similar to the embodiments described in International Application WO 01/65995 and / or US Pat. No. 5,604,531. These are assigned to the same assignee as the present invention, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety. Furthermore, the reception and / or display systems that can be suitably used with embodiments of the present invention may also be similar to the embodiments described in WO 01/65995 and / or US Pat. No. 5,604,531. The devices and systems described herein may include other configurations and other sets of parts. For example, the devices and systems described herein can be used, for example, to adjust drug delivery to a target location. This is disclosed by PCT publication WO00 / 22975 (publication date: April 27, 2000). This application is assigned to the same assignee as the present application and is hereby incorporated by reference in its entirety. Other embodiments of devices, systems, and methods according to various embodiments of the present invention can also be used with other devices such as non-imaging devices and / or non-in-vivo devices.

図1を参照する。図1は、本発明の一つの実施形態に係る生体内検出装置と、外部受信器及び送信器システムの一つの実施形態を示す概略図である。一つの実施形態において、このシステムは、装置(40)を備え、装置(40)は撮像装置(46)、光学システム(50)、センサ(43)、照明光源(42)、電源(45)(例えば、1若しくはそれ以上のバッテリー)、及び制御器(47)を備える。制御器(47)はプロセッサ又はFPGA(Field Programmable Field Array:フィールド・プログラマブル・フィールド・アレイ)として実施されても、或いは同様の実施形態により実施されてもよい。その他の部品又はセンサもまた含まれる。制御器(47)は例えば、装置(40)により受信される信号を処理して、例えば命令又は制御信号にすることができる。この命令又は制御信号は、装置(40)に備えられることが可能な部品を稼動状態又は動作停止状態としたり、或いはその動作状態を変化させたりすることが可能である。装置(40)は送受信器(49)を備えてもよく、送受信器(49)は無線信号を受信可能であるとともに、無線信号を送信可能である。送受信器(49)は他の機能を備えてもよい。いくつかの実施形態では、送受信器(49)と制御器(47)は、単一の集積回路又はその他の装置であっても、或いは単一の集積回路又はその他の装置に含まれてもよい。装置(40)が送受信器(49)に動作可能に取付けられたアンテナ(48)を備えてもよい。いくつかの実施形態では、アンテナ(48)は、送受信器(49)による無線信号の受信及び送信の両方のために用いられるか、或いはこれら受信及び送信を行う。他の実施形態では、例えば受信アンテナ及び/又は送信アンテナなどの1つより多いアンテナが用いられてもよい。   Please refer to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of an in-vivo detection device, an external receiver and a transmitter system according to one embodiment of the present invention. In one embodiment, the system comprises a device (40), which is an imaging device (46), an optical system (50), a sensor (43), an illumination light source (42), a power source (45) ( For example, one or more batteries) and a controller (47). The controller (47) may be implemented as a processor or FPGA (Field Programmable Field Array), or may be implemented in a similar embodiment. Other components or sensors are also included. The controller (47) can, for example, process the signal received by the device (40) into, for example, a command or control signal. This command or control signal can cause a component that can be included in the device (40) to be in an active state, an inactive state, or to change its operational state. The device (40) may comprise a transceiver (49), which is capable of receiving wireless signals and transmitting wireless signals. The transceiver (49) may have other functions. In some embodiments, the transceiver (49) and controller (47) may be a single integrated circuit or other device, or may be included in a single integrated circuit or other device. . The device (40) may comprise an antenna (48) operably attached to the transceiver (49). In some embodiments, the antenna (48) is used for, or receives and transmits, radio signals by the transceiver (49). In other embodiments, more than one antenna may be used such as, for example, a receive antenna and / or a transmit antenna.

典型的には、装置(40)は自律式の嚥下可能なカプセルであっても、このようなカプセルを備えるものであってもよいが、他の形状を有することもでき、嚥下可能でなくても又は自律式の装置でなくてもよい。例えば、コンテナ、ハウジング、又はシェル内に全ての部品がほぼ収容されており、装置(40)が、例えば電力を受取る又は情報を伝送するために有線の接続又はケーブルによる接続を必要としない場合、装置(40)はカプセルであっても、或いはその他のユニットであってもよい。一つの実施形態では、装置(40)は、胃腸管腔を通過する間に、胃腸管から検出されるデータを収集することができる。他の管腔が撮像されてもよい。   Typically, the device (40) may be an autonomous swallowable capsule or may comprise such a capsule, but may have other shapes and is not swallowable. Or an autonomous device. For example, if all the parts are almost housed in a container, housing, or shell and the device (40) does not require a wired connection or a cable connection, for example to receive power or transmit information, The device (40) may be a capsule or other unit. In one embodiment, the device (40) can collect data detected from the gastrointestinal tract while passing through the gastrointestinal lumen. Other lumens may be imaged.

装置(40)の外部には、受信器(12)、送信器(13)、制御器(17)、記憶装置(15)、及びディスプレイ装置(16)が配される。受信器(12)(受信器/レコーダーであってもよい)と、送信器(13)(典型的にはアンテナ又はアンテナの列(アンテナ・アレイ)を備えるか、或いはこれらと関連付けられる)は、同一のハウジング又はユニット内に格納されても又は備えられてもよい。或いは、受信器(12)と送信器(13)は1若しくはそれ以上の別個のユニットに格納されてもよい。例えば、送信器(13)と受信器(12)が持ち運び可能なユニット内に格納されて、このユニットが、患者により携帯又は装着され、及び/又は送受信器内に一体化されることができる。   A receiver (12), a transmitter (13), a controller (17), a storage device (15), and a display device (16) are arranged outside the device (40). A receiver (12) (which may be a receiver / recorder) and a transmitter (13) (typically comprising or associated with an antenna or array of antennas (antenna array)): It may be stored or provided in the same housing or unit. Alternatively, the receiver (12) and transmitter (13) may be stored in one or more separate units. For example, the transmitter (13) and receiver (12) can be stored in a portable unit that can be carried or worn by the patient and / or integrated into the transceiver.

受信器(12)は、プロセッサ(14)に接続され、及び/又はプロセッサ(14)と電気的に通信を行っていてもよい。プロセッサ(14)は、例えばデータ信号を処理することができる。このデータ信号として、例えば装置(40)から受信される検出されたデータの信号、及び/又は装置(40)から受信される制御データを例示できる。いくつかの実施形態では、プロセッサ(14)はディスプレイ(16)及び/又は記憶システム(15)に動作可能に接続される。ディスプレイ(16)と記憶システム(15)は、装置(40)により収集並びに送信される画像又はその他の検出データを表示及び/又は記憶する。プロセッサ(14)は受信器(12)により受信されるデータを解析可能であるとともに、記憶システム(15)と通信可能な状態である。記憶システム(15)との通信において、プロセッサ(14)は、画像データ(例えばフレーム・データとして記憶又は転送される)、又はその他のデータを、記憶システム(15)へ転送するのに加えて記憶システム(15)から転送される。プロセッサ(14)は、解析されたデータをディスプレイ(16)へ提供することもでき、使用者はこのディスプレイ(16)により画像を閲覧することができる。ディスプレイ(16)は、例えば胃腸管又は他の体内管腔の例えば画像フレーム・データ又は動画データを提示又は表示する。一つの実施形態では、プロセッサ(14)はリアルタイム処理、及び/又は事後処理を行うことができる。他のモニタリング及び受信用システムを用いることもできる。   The receiver (12) may be connected to and / or in electrical communication with the processor (14). The processor (14) can process data signals, for example. Examples of the data signal include a signal of detected data received from the device (40) and / or control data received from the device (40). In some embodiments, the processor (14) is operatively connected to a display (16) and / or a storage system (15). Display (16) and storage system (15) display and / or store images or other detection data collected and transmitted by device (40). The processor (14) can analyze the data received by the receiver (12) and can communicate with the storage system (15). In communication with the storage system (15), the processor (14) stores image data (eg, stored or transferred as frame data) or other data in addition to transferring to the storage system (15). Transferred from the system (15). The processor (14) can also provide the analyzed data to the display (16), and the user can view the image through the display (16). The display (16) presents or displays eg image frame data or moving picture data of eg the gastrointestinal tract or other body lumen. In one embodiment, the processor (14) can perform real-time processing and / or post processing. Other monitoring and receiving systems can also be used.

いくつかの実施形態では、送信器(13)と制御器(17)が受信器内に格納されていてもよい。そして、この受信器が例えば、装置(40)が配設された患者により装着されてもよい。いくつかの実施形態では、送信器(13)と制御器(17)は他の場所に格納されても、別個に格納されてもよい。例えば、制御器(17)を受信器(12)に動作可能に接続することにより、ディスプレイ(16)上の検出データを見ることが可能な外部の操作者が、送信器(13)を起動させて、送受信器(49)に無線信号を伝送させることができるようにしてもよい。   In some embodiments, the transmitter (13) and the controller (17) may be stored in the receiver. This receiver may then be worn, for example, by a patient in which the device (40) is arranged. In some embodiments, the transmitter (13) and the controller (17) may be stored elsewhere or separately. For example, by operably connecting the controller (17) to the receiver (12), an external operator who can view the detected data on the display (16) activates the transmitter (13). Thus, the transceiver (49) may be able to transmit a radio signal.

典型的には送信器(13)は、プロセッサ(14)に接続され、及び/又は電気通信可能な状態とされる。プロセッサ(14)は、少なくとも部分的に制御器として機能し、及び/又は、例えば制御器(17)を備える。この制御器(17)は、例えば、送信器(13)を介して装置(40)へ送られる制御コマンド/命令を処理する。本発明の他の実施形態では、制御コマンド/命令と異なる信号が、例えば制御器(17)を備えるプロセッサ(14)により処理され、送信器(13)を介して送信されてもよい。更に別の実施形態では、制御器(17)とプロセッサ(14)が別個のユニットであって、互いに電気通信可能な状態とされてもよい。本発明のいくつかの実施形態では、例えば制御器(17)により生み出される制御コマンド/命令は、受信器(12)により受信され、プロセッサ(14)により処理されるデータに基づくものであってもよい。本発明の他のいくつかの実施形態では、制御器(17)は、受信器(12)において受信される計測結果を表す信号に基づいて、コマンド及び/又は命令を生み出してもよい。他の実施形態では、制御器(17)により生み出される制御コマンド/命令は、ユーザーが入力するデータに基づくものであってもよい。例えば患者又は外部の操作者が、例えば送信器(13)から送受信器(49)への無線信号及び/又はコマンドの送信を開始してもよい。更に別の実施形態では、制御コマンド/命令は、ユーザーが入力するデータと、プロセッサ(14)により受信、及び又は処理されるデータの両方に基づいている。   Typically, the transmitter (13) is connected to the processor (14) and / or is in telecommunications. The processor (14) functions at least in part as a controller and / or comprises, for example, a controller (17). This controller (17) processes, for example, control commands / commands sent to the device (40) via the transmitter (13). In other embodiments of the present invention, a signal different from the control command / instruction may be processed by a processor (14) comprising a controller (17), for example, and transmitted via a transmitter (13). In yet another embodiment, the controller (17) and processor (14) may be separate units and in electrical communication with each other. In some embodiments of the present invention, for example, control commands / instructions generated by controller (17) may be based on data received by receiver (12) and processed by processor (14). Good. In some other embodiments of the present invention, the controller (17) may generate commands and / or instructions based on signals representing measurement results received at the receiver (12). In other embodiments, the control commands / instructions generated by the controller (17) may be based on data entered by the user. For example, a patient or an external operator may initiate the transmission of radio signals and / or commands from, for example, a transmitter (13) to a transceiver (49). In yet another embodiment, the control commands / instructions are based on both data entered by the user and data received and / or processed by the processor (14).

いくつかの実施形態では、送受信器(49)が半二重送受信器であって、例えば時分割多元接続(TDMA)を介して、送受信器(49)が交互に送信と受信を行ってもよい。典型的には、外部受信器(12)への送信速度は、外部送信器(13)から送受信器(49)への送信速度より大幅に大きい。例えば、装置(40)が、1乃至10Mビット/秒(例えば2.7Mビット/秒)の第1の速度で外部受信器(12)へ画像フレーム・データを送信し、一方で送信器(13)が、10乃至30Kビット/秒の速度で、送受信器(49)へ制御コマンド/命令を送信してもよい。   In some embodiments, the transceiver (49) is a half-duplex transceiver, and the transceiver (49) may alternately transmit and receive, eg, via time division multiple access (TDMA). . Typically, the transmission rate to the external receiver (12) is significantly greater than the transmission rate from the external transmitter (13) to the transceiver (49). For example, the device (40) transmits image frame data to the external receiver (12) at a first rate of 1 to 10 Mbit / sec (eg, 2.7 Mbit / sec) while the transmitter (13 ) May send control commands / commands to the transceiver (49) at a rate of 10-30 Kbit / s.

いくつかの実施形態では、動作時に、装置(40)は体内の管腔内へ配設、挿入、及び摂取されてもよい。この管腔としては、胃腸管又はその他の体内管腔が挙げられる。いくつかの実施形態では、撮像器(46)がこの体内管腔の一部の画像を捕捉し、このような画像又は画像データが、送受信器(49)により、例えば受信器(12)へ送信されてもよい。受信器(12)において、送信されたデータを、外部の操作者が閲覧したり、又は別の何らかの機能が、解析したりすることができる。例えば、読取り、解析、又は装置(40)により送信される画像に応じて、外部の操作者は、入力装置(例えばキーボード、ダイアルなど、若しくは他の自動化された機能又は処理、或いは手動の機能又は処理を用いて、一回若しくはそれ以上の回数、制御器(17)へコマンドを送信し、無線信号(たとえば制御信号)を、送信器(13)から送受信器(49)へ送信することができる。このような無線信号に応じて、送受信器(49)及び/又は制御器(47)は、センサ(43)、撮像器(46)、又は装置(40)の任意の他の要素へ、コマンド、或いは、コントロール信号又はその他の信号を出す。いくつかの実施形態では、装置(40)の特定の要素に対する信号は、コントローラ(47)を通して又は介して出されてもよい。このような信号に応じて、例えばセンサ(43)又は撮像器(46)といった要素又はセンサが、稼動状態又は動作停止状態とされ、或いはその動作状態が変更される。装置(40)のその他のアクション、機能、又は処理としては、起動時間、光強度、カプセルに閉じ込められた液体又は粉末の放出、浮力の変化、フレーム・キャプチャ・レート、画像解像度、組織サンプルの収集、送信電力、又はその他の補助的機能が挙げられるが、これらは、送受信器(49)により受信される信号に応じて、稼動状態又は動作停止状態とされ、或いはその動作状態が変更される。   In some embodiments, in operation, device (40) may be placed, inserted, and ingested into a body lumen. This lumen includes the gastrointestinal tract or other body lumen. In some embodiments, the imager (46) captures an image of a portion of the body lumen and such image or image data is transmitted by the transceiver (49), eg, to the receiver (12). May be. At the receiver (12), the transmitted data can be viewed by an external operator or analyzed by some other function. For example, depending on the images read, analyzed, or transmitted by the device (40), an external operator can input devices (eg, keyboards, dials, etc., or other automated functions or processes, or manual functions or Using the process, a command can be sent to the controller (17) one or more times and a radio signal (eg, a control signal) can be sent from the transmitter (13) to the transceiver (49). In response to such a radio signal, the transceiver (49) and / or controller (47) commands the sensor (43), the imager (46), or any other element of the device (40). Alternatively, issue a control signal or other signal In some embodiments, signals for specific elements of the device (40) may be issued through or through the controller (47). In response to such a signal, for example, an element or sensor such as a sensor (43) or an imager (46) is brought into an active state or an operation stop state, or its operation state is changed. Actions, functions, or processes include start-up time, light intensity, release of encapsulated liquid or powder, buoyancy change, frame capture rate, image resolution, tissue sample collection, transmit power, or other Ancillary functions may be mentioned, but these are set to an active state or an operation stop state according to a signal received by the transceiver (49), or the operation state thereof is changed.

本発明の別の実施形態では、制御器(17)が、受信器(12)において受信される信号のパラメータを解析してもよい。このようなパラメータは、例えば、受信電力、信号品質、周波数オフセット、変調指数、又はこの信号の任意の他の特徴的パラメータであってもよい。この解析に基づいて、制御器(17)は、送信器(13)から送受信器(49)へ、コマンド及び/又は命令を送信することができる。これらのコマンド及び/又は命令は、制御器(47)により、送受信器(49)から受信器(12)へ送信される信号の特性を向上するために用いられる。信号特性の向上とは、例えば、信号電力が、受信器(12)において十分な信号品質が保証すること、変調指数を補正すること、搬送波周波数を補正すること、及びこれに類することに十分であることを確実にすることを含む。プロセッサ(14)により、例えば制御器(17)を用いて出されるコマンド及び/又は命令は、自動及び手動の両方で生み出されてもよい。   In another embodiment of the invention, the controller (17) may analyze the parameters of the signal received at the receiver (12). Such parameters may be, for example, received power, signal quality, frequency offset, modulation index, or any other characteristic parameter of this signal. Based on this analysis, the controller (17) can send commands and / or instructions from the transmitter (13) to the transceiver (49). These commands and / or instructions are used by the controller (47) to improve the characteristics of the signal transmitted from the transceiver (49) to the receiver (12). An improvement in signal characteristics is, for example, sufficient to ensure that the signal power has sufficient signal quality at the receiver (12), correct the modulation index, correct the carrier frequency, and the like. Including ensuring that there is. Commands and / or instructions issued by the processor (14), for example using the controller (17), may be generated both automatically and manually.

電源(45)は1若しくはそれ以上のバッテリーを備えてもよい。例えば、電源(45)は、酸化銀電池、リチウム電池、高いエネルギー密度を有するその他の適切な電気化学的電池、又はこれに類するものを備えてもよい。このほかの電源を用いることもできる。例えば、内部電源(45)に代えて、或いはこれに加えて、外部電源を用いて装置(40)へ電力を送ってもよい。   The power source (45) may comprise one or more batteries. For example, the power source (45) may comprise a silver oxide battery, a lithium battery, other suitable electrochemical cells having a high energy density, or the like. Other power sources can also be used. For example, instead of or in addition to the internal power supply (45), power may be sent to the device (40) using an external power supply.

いくつかの実施形態では、センサ(43)は、例えば、pH、温度、圧力、又はその他の物理的パラメータに関するセンサを備えてもよい。   In some embodiments, sensor (43) may comprise a sensor relating to, for example, pH, temperature, pressure, or other physical parameters.

典型的な自律式生体内装置のサイズ及び電力制限は、例えば、生体内受信器の回路サイズ及び/又は受信能力を制限することがある。本発明のいくつかの実施形態によると、例えば生体内装置へ一定包絡線信号を高出力伝送するために、スペクトラム拡散通信が実施される。   Typical autonomous in-vivo device size and power limitations may limit, for example, the in-vivo receiver circuit size and / or reception capability. According to some embodiments of the present invention, spread spectrum communication is performed, for example, for high power transmission of a constant envelope signal to an in-vivo device.

ここで図2Aを参照する。図2Aは、本発明に係る生体内装置に対する送信信号として使用可能な一定包絡線信号を示す。本発明のいくつかの実施形態では、装置(40)への送信中に単純な振幅変調信号を用いることにより、送信される信号の受信及び/又は解析に必要な回路を最小化することができる。振幅変調信号の最も単純な形態としては例えば、オンオフキーイング(on/off keying、OOK)変調信号(300)が挙げられる。OOK変調信号(300)は、典型的には短距離デバイス(short range devices、SRD)において用いられる一定周波数搬送波信号(350)を含む。OOK変調を用いる利点の一部として、例えば、A/D又はデジタル信号処理(DSP)が必要とされないこと、OOK変調は、位相雑音及び周波数誤差により比較的影響を受けにくいこと、一定包絡線信号が電力を効率的に送るのに役立つことが挙げられる。   Reference is now made to FIG. 2A. FIG. 2A shows a constant envelope signal that can be used as a transmission signal for an in-vivo device according to the present invention. In some embodiments of the present invention, by using a simple amplitude modulated signal during transmission to the device (40), the circuitry required to receive and / or analyze the transmitted signal can be minimized. . The simplest form of an amplitude modulation signal is, for example, an on / off keying (OOK) modulation signal (300). The OOK modulated signal (300) includes a constant frequency carrier signal (350) typically used in short range devices (SRD). Some of the advantages of using OOK modulation include, for example, that no A / D or digital signal processing (DSP) is required, that OOK modulation is relatively insensitive to phase noise and frequency errors, and constant envelope signal Can help to deliver power efficiently.

典型的には、OOKのそれぞれのシンボルは、論理的「マーク」(例えば「1」)又は論理的「スペース」(例えば「0」)の2つの値のうち1つをとる。このほかの符号化又は意味付けを用いることもできる。マーク(320)に対して、送信器(13)は、マーク・シンボル全体に亘って、一定の周波数(constant frequency、Fc)を有する搬送波信号(350)を送信する。スペース(330)に対しては、送信器は何も送信しない。送受信器(49)は、それぞれのシンボルの間、受信されるエネルギーを計測して、マーク(320)又はスペース(330)が既に送信されているか否かを決定する。周波数領域における本発明に係るOOK変調信号の概略図を図2Bに示す。このマークまたはシンボルの送信電力は、周波数領域において、例えば、搬送波信号(350)の帯域幅に対するスペクトル密度ゲインの積分により、既知の方法を用いて決定される。OOK変調について、例えば信号(300)が有する通常狭い帯域幅により、合計送信電力が制限される。   Typically, each symbol in OOK takes one of two values: a logical “mark” (eg “1”) or a logical “space” (eg “0”). Other encodings or semantics can also be used. For the mark (320), the transmitter (13) transmits a carrier signal (350) having a constant frequency (Fc) over the entire mark symbol. For space (330), the transmitter transmits nothing. The transceiver (49) measures the energy received during each symbol to determine whether the mark (320) or space (330) has already been transmitted. A schematic diagram of an OOK modulated signal according to the present invention in the frequency domain is shown in FIG. 2B. The transmission power of this mark or symbol is determined using known methods in the frequency domain, for example by integration of the spectral density gain over the bandwidth of the carrier signal (350). For OOK modulation, the total transmit power is limited, for example, by the normally narrow bandwidth of the signal (300).

生体内装置では典型的には、例えば体内組織を通って生じる減衰に起因して、受信が妨げられるから、より高い送信電力が必要とされる。しかしながら、連邦通信コントロール(Federal Communication Control、FCC)などの規制、又は他の規制基準により、スペクトル密度ゲインは、例えばFCCでは50.5dBuV/m以下(他の国の同様の規制ではこれ以下)に制限されている。これにより、約−12dBmの送信電力が必要とされるが、これを達成するのは困難である。   In vivo devices typically require higher transmit power because reception is hindered, for example, due to attenuation that occurs through body tissue. However, due to regulations such as Federal Communication Control (FCC) or other regulatory standards, the spectral density gain is, for example, less than 50.5 dBuV / m for FCC (or less for similar regulations in other countries). Limited. This requires a transmission power of about −12 dBm, but this is difficult to achieve.

ここで図3Aを参照する。図3Aは、可変周波数信号と組み合わされたOOKを概略的に示している。可変周波数信号は、本発明のいくつかの実施形態にかかる生体内送受信器(49)へ、コマンド信号を送信するために用いられる。本発明の一つの実施形態では、マーク(240)などのシンボルに対して、送信器(13)は例えば、マーク・シンボル振幅(320)と比して大きな振幅を有するチャープ信号といった可変周波数信号を送信する。スペース(260)などのシンボルに対しては、送信器は何も送信しない。例えば、図2Aに示される変調を用いると、−23[dBm]の最大出力が生み出されるのに対して、図3Aに示される変調によると、同じ規制限度下で、−9[dBm]の最大出力が達成される。マーク・シンボル振幅を高くすることにより、例えば、生体組織内で生じる減衰を補償することができる。可変周波数搬送波信号は、例えば、スペクトル密度を、より大きな範囲の周波数に分散させるために役立つ。このように、マークの振幅又はシンボル振幅を増加させることと、可変周波数、及び/又は広帯域周波数における送信を、組み合わせて行うことにより、例えば、FCCの上限、又は通信信号に関する他の規制の限度を超えることなく、生体内装置がコマンド信号を成功裡に受信することが可能となる。送信される搬送波周波数(250)は、例えば3乃至10MHzの範囲の可変周波数搬送波であってもよい。この他の適切な範囲を用いることもできる。この信号の対応する周波数領域は、図3Bに概略的に示されている。可変周波数または広帯域周波数(250)を導入することは、特定の(又は、例えば規制基準により求められる)スペクトル密度電力(例えば、図2Bに示すスペクトル密度電力)を維持しながら、合計送信電力を増加させることに寄与する。例えば周波数領域において搬送波信号の帯域幅を増大させることにより、追加的な電力が得られる。したがって、本発明のいくつかの実施形態では、帯域幅が同じ比率で増大される限り、合計送信電力を所望のレベルまで増大させることが可能である。典型的には、送信される信号は、周波数安定性と位相雑音に関して、低い要求度を有する。これは、このような受信器が、搬送波信号の振幅のみを考慮して、周波数成分を考慮しないからである。このような受信器では、単一の周波数又は可変の周波数のいずれを用いても、合計出力が同じである限り、同様の効果が得られる。このような実施形態の更なる利点は、通常多くの回路を必要とする狭いバンドパスフィルター(band pass filter、BPF)が必要とされないことである。したがって、本発明の実施形態によると、広い入力帯域幅で受信されるコマンド/命令信号が、例えば本明細書中で説明するような方法で解析される。本発明の他の実施形態では、位相連続FSK(continuous phase frequency shift keying、CPFSK)を、例えば2若しくはそれ以上のビット/シンボルとともに用いて、フラットなスペクトルを達成し、及び/又はビットレートを増大させることができる。他の実施形態では、ビットレートは、例えばシンボルレートを増大させることにより増大される。スペクトル拡散通信を用いてコマンド信号を送信するために、この他の適切な信号を用いることもできる。   Reference is now made to FIG. 3A. FIG. 3A schematically illustrates OOK combined with a variable frequency signal. The variable frequency signal is used to transmit a command signal to the in-vivo transceiver (49) according to some embodiments of the present invention. In one embodiment of the invention, for a symbol such as mark (240), the transmitter (13) receives a variable frequency signal such as a chirp signal having a larger amplitude than the mark symbol amplitude (320), for example. Send. For symbols such as space (260), the transmitter does not transmit anything. For example, the modulation shown in FIG. 2A produces a maximum output of −23 [dBm], whereas the modulation shown in FIG. 3A gives a maximum of −9 [dBm] under the same regulatory limits. Output is achieved. By increasing the mark / symbol amplitude, for example, it is possible to compensate for attenuation occurring in living tissue. A variable frequency carrier signal is useful, for example, to distribute the spectral density over a larger range of frequencies. Thus, by combining mark amplitude or symbol amplitude with variable frequency and / or wideband frequency transmission, for example, the upper limit of FCC or other regulatory limits on communication signals can be achieved. Without exceeding, the in-vivo device can successfully receive the command signal. The transmitted carrier frequency (250) may be a variable frequency carrier in the range of 3 to 10 MHz, for example. Other suitable ranges can also be used. The corresponding frequency domain of this signal is shown schematically in FIG. 3B. Introducing a variable frequency or broadband frequency (250) increases the total transmit power while maintaining a specific (or, for example, required by regulatory standards) spectral density power (eg, the spectral density power shown in FIG. 2B). Contributes to For example, additional power can be obtained by increasing the bandwidth of the carrier signal in the frequency domain. Thus, in some embodiments of the invention, it is possible to increase the total transmit power to a desired level as long as the bandwidth is increased at the same rate. Typically, the transmitted signal has a low demand for frequency stability and phase noise. This is because such a receiver considers only the amplitude of the carrier signal and does not consider frequency components. In such a receiver, using either a single frequency or a variable frequency, the same effect is obtained as long as the total output is the same. A further advantage of such an embodiment is that a narrow band pass filter (BPF), which usually requires a lot of circuitry, is not required. Thus, according to embodiments of the present invention, command / command signals received over a wide input bandwidth are analyzed, for example, in a manner as described herein. In other embodiments of the present invention, continuous phase frequency shift keying (CPFSK) is used with, for example, two or more bits / symbols to achieve a flat spectrum and / or increase bit rate. Can be made. In other embodiments, the bit rate is increased, for example, by increasing the symbol rate. Other suitable signals can also be used to transmit command signals using spread spectrum communications.

ここで図5を参照する。図5は、本発明の一つの実施形態に係る広周波数帯域幅及び/又はスペクトル拡散を有するOOK信号を送信する送信器(13)の一部を概略的に示している。本発明の一つの実施形態では、I/Q変調器(510)といった要素を用いて、広帯域幅及び/又はスペクトル拡散搬送波信号を生み出すことができる。この信号は、増幅器(520)により、所望のゲインまで増幅される。所望のゲインまで信号を増幅させることにより、減衰の影響を受けることなく生体内における信号の受信が容易になる。スイッチ(530)を用いて、マーク・スペース変調信号(mark space modulated signal)を生み出すこともできる。他の方法及び/又は他の要素(例えばスクランブラー)を用いて、スペクトル拡散を有する信号を生み出すこともできる。   Reference is now made to FIG. FIG. 5 schematically illustrates a portion of a transmitter (13) that transmits an OOK signal having a wide frequency bandwidth and / or spread spectrum according to one embodiment of the present invention. In one embodiment of the present invention, elements such as an I / Q modulator (510) can be used to generate a wide bandwidth and / or spread spectrum carrier signal. This signal is amplified to a desired gain by an amplifier (520). By amplifying the signal to a desired gain, it becomes easy to receive the signal in the living body without being affected by attenuation. A switch (530) can also be used to generate a mark space modulated signal. Other methods and / or other elements (eg, scramblers) may be used to produce a signal with spread spectrum.

ここで図4A及び図4Bを参照する。図4A及び図4Bは、本発明の一つの実施形態にかかる生体内装置への送信信号として用いられる変調搬送波周波数(400)と、一定包絡線信号を概略的に示している。
本発明のいくつかの実施形態によると、送信器(13)などの送信器は、可変周波数信号を送信する。可変周波数信号としては、例えば、図4Aに示されるチャープ信号が挙げられる。チャープ・パターン(chirp pattern)を有する可変周波数の生成は、周波数掃引と呼ばれる。チャープ信号又は他の信号の周波数は、搬送波周波数(carrier frequency、Fc)(例えば、13.56MHz±150kHz)付近で対称に変化する。加えて、チャープ信号の周波数は、増加(例えばアップチャープ)(図中符号401で表される)又は減少(例えばダウンチャープ)(図中符号402で表される)する。周波数の増加(401)又は減少(402)のそれぞれは、図4Bに示すごとく、送受信器(49)における論理文(logical statement)を表す。例えば、図4Bは、例えば送受信器(49)において論理値「0」又はスペースを表すアップチャープ(403)と、論理値「1」又は「マーク」を表すダウンチャープ(404)を示す。他の符号化又は意味付けを用いることもできる。チャープ信号又は他の可変周波数搬送波信号は、例えば、スペクトル密度を大きな範囲の周波数に分散させるために役立つ。加えて、データ信号は生成が容易な一定包絡線信号であってもよい。本発明のいくつかの実施形態では、特定の帯域において、周波数掃引の速度を変化させることができる。例えば、Fc付近のダウンチャープ信号における周波数掃引を減速すると、この帯域においてより大きな電力を送信することが可能となる。
Reference is now made to FIGS. 4A and 4B. 4A and 4B schematically illustrate a modulated carrier frequency (400) and a constant envelope signal used as a transmission signal to an in-vivo device according to one embodiment of the present invention.
According to some embodiments of the invention, a transmitter, such as transmitter (13), transmits a variable frequency signal. An example of the variable frequency signal is a chirp signal shown in FIG. 4A. The generation of a variable frequency with a chirp pattern is called a frequency sweep. The frequency of a chirp signal or other signal varies symmetrically around a carrier frequency (Fc) (eg, 13.56 MHz ± 150 kHz). In addition, the frequency of the chirp signal increases (eg, up-chirp) (represented by reference numeral 401 in the figure) or decreases (eg, down-chirp) (represents reference numeral 402 in the figure). Each increase (401) or decrease (402) in frequency represents a logical statement in the transceiver (49) as shown in FIG. 4B. For example, FIG. 4B shows an up-chirp (403) representing a logical value “0” or space and a down-chirp (404) representing a logical value “1” or “mark” in the transceiver (49), for example. Other encodings or semantics can also be used. A chirp signal or other variable frequency carrier signal is useful, for example, to distribute the spectral density over a large range of frequencies. In addition, the data signal may be a constant envelope signal that is easy to generate. In some embodiments of the invention, the frequency sweep rate can be varied in a particular band. For example, if the frequency sweep in the down chirp signal near Fc is decelerated, it becomes possible to transmit a larger amount of power in this band.

チャープ信号を用いた変調構造は、当該分野において既知のマンチェスタ・コーディングと同様のものであってもよい。したがって、変調構造は、周波数の変化に対して不変であり、通信の性能が向上する。他の可変周波数方法を用いることもできる。   The modulation structure using a chirp signal may be similar to Manchester coding known in the art. Therefore, the modulation structure is invariant to changes in frequency, and communication performance is improved. Other variable frequency methods can also be used.

ここで図6を参照する。図6は例えば本発明の一つの実施形態に係る生体内装置(40)内に配される送受信器(49)の受信器(600)のための回路のブロック線図を概略的に示している。本発明の一つの実施形態によると、受信器(600)は典型的には、一定ゲインの非コーヒーレントOOK受信器であってもよい。このようなOOK受信器は、典型的には、例えば短距離デバイスにおいて、一定の形式でコマンド/命令を受信する、いくつかの実施形態では、他の適切な受信器、又は受信器(600)の回路内の要素を用いること、及び/又はOOK変調信号以外の他の適切な信号を受信することが可能である。典型的には、OOK受信回路(600)において、ノイズを制限(及び/又は信号の予測される搬送波周波数(Fc)を選択)するためにバンドパスフィルター(BPF)(610)を実施するとともに、受信される信号のマーク(320)とスペース(330)を検出するために包絡線検波器(620)を実施することが可能である。本発明のいくつかの実施形態では、BPFは、アンテナ(48)により自然に行われる。アンテナ(48)は、BPFとして機能可能な特定のキャパシタンスと並行なインダクタであってもよい。一つの実施形態によると、中央搬送波周波数(Fc)は、アンテナと並列な容量を制御することにより調節される。他の実施形態では、アンテナ以外のBPFを用いることができる。典型的な包絡線検波器は、適切な対数増幅器(log amplifier)、及び/又は適切なダイオード、及びRC回路を備える。1若しくはそれ以上のローパスフィルター(low-pass filters、LPF)(630)が、平準化効果のために導入されてもよい。また、閾値化(640)を実施して、シンボルがマーク(閾値以上)又はスペース(閾値以下)のいずれであるかを決定してもよい。LPFは例えば、包絡線からノイズを除去するための典型的な積分ユニット及び減衰ユニット(integrate and dump unit)であってもよい。他の適切な平準化方法を実施することも可能である。他の実施形態では、受信器(600)は対数増幅受信器、復調受信器(demodulator receiver)、IF受信器、又はその他の適切な受信器であってもよい。   Reference is now made to FIG. FIG. 6 schematically shows a block diagram of a circuit for a receiver (600) of a transceiver (49) placed in, for example, an in-vivo device (40) according to one embodiment of the present invention. . According to one embodiment of the invention, the receiver (600) may typically be a constant gain non-coherent OOK receiver. Such an OOK receiver typically receives commands / instructions in a certain format, eg, in a short range device, and in some embodiments other suitable receivers, or receivers (600). Can be used and / or other suitable signals besides the OOK modulated signal can be received. Typically, in the OOK receiver circuit (600), a band pass filter (BPF) (610) is implemented to limit noise (and / or select the expected carrier frequency (Fc) of the signal), and An envelope detector (620) can be implemented to detect marks (320) and spaces (330) in the received signal. In some embodiments of the invention, the BPF is naturally performed by the antenna (48). The antenna (48) may be an inductor in parallel with a specific capacitance that can function as a BPF. According to one embodiment, the center carrier frequency (Fc) is adjusted by controlling the capacitance in parallel with the antenna. In other embodiments, BPFs other than antennas can be used. A typical envelope detector comprises a suitable log amplifier and / or a suitable diode and RC circuit. One or more low-pass filters (LPF) (630) may be introduced for leveling effects. Also, thresholding (640) may be performed to determine whether the symbol is a mark (above threshold) or a space (below threshold). The LPF may be, for example, a typical integral and dump unit for removing noise from the envelope. Other suitable leveling methods can also be implemented. In other embodiments, the receiver (600) may be a logarithmic amplification receiver, a demodulator receiver, an IF receiver, or other suitable receiver.

本発明のいくつかの実施形態では、送受信器(49)に送信される信号速度は、約10乃至30Kビット/秒程度であるから、典型的には、同程度のBPFが受信器として必要となる。しかしながら、自律式で且つ典型的には内蔵型の生体内装置内に存在する例えば空間や電力などの制約から、狭いBPFを実施することは不可能である。大幅に広いBPF(例えば3乃至10MHzのフィルター)を用いることもできるが、このようなフィルターは、送信される信号とともに多くのノイズと混信を受信するから、不適切であることがある。本明細書に記載する本発明のいくつかの実施形態では、送信信号と送信器は、低いデータ速度(例えば10乃至30Kビット/秒)のデータを、広帯域幅(例えばスペクトル拡散)にわたって、生体内装置へ送信するのに適するように構成される。しかしながら、本発明の他の実施形態では、BPFのこの他の範囲を用いることもでき、狭いBPFが送受信器(49)に組み込まれてもよい。   In some embodiments of the present invention, the signal rate transmitted to the transceiver (49) is on the order of about 10 to 30 Kbit / s, so typically a comparable BPF is required as a receiver. Become. However, it is not possible to implement a narrow BPF due to constraints such as space and power that exist autonomously and typically in a built-in in-vivo device. A significantly wider BPF (eg, a 3-10 MHz filter) can be used, but such a filter may be inappropriate because it receives a lot of noise and interference with the transmitted signal. In some embodiments of the invention described herein, the transmitted signal and transmitter can transmit low data rate (eg, 10-30 Kbit / s) data over a wide bandwidth (eg, spread spectrum) in vivo. Configured to be suitable for transmission to the device. However, other embodiments of the BPF may be used in other embodiments of the invention, and a narrow BPF may be incorporated into the transceiver (49).

本発明の変更形態では、それぞれのシンボルが、狭いOOKチップ又はパルスのバーカーシーケンス又はPNシーケンスからなる。他のシーケンスを用いることもできる。他のシーケンスとしては、例えば、図7に示すシーケンスが挙げられる。このシーケンスにおいては例えば、マークは、パルスの「0101」シーケンスにより表され、スペースは、パルスの「1010」シーケンスにより表される。この他の適切なシーケンスを用いてマークとスペースを区別することもできる。時間領域におけるパルスの幅は、周波数領域における帯域幅の幅に反比例する。スペクトル拡散通信では、時間領域において狭いパルスのシーケンスを実現することにより、広い帯域幅が得られる。例えば、10MHzの帯域幅は、それぞれ100nsのパルスを必要とする。したがって、例えば、20Kビット/秒のデータ速度では、それぞれのシンボル内に500のOOKパルスが存在する。複数のパルスは、よりよい相関関係を促進し、シンボルの開始と終了をより正確に決定することが可能となる。狭いOOK信号のシーケンスからなる1若しくはそれ以上のシンボルが図7に示されている。   In a variant of the invention, each symbol consists of a narrow OOK chip or a pulsed Barker or PN sequence. Other sequences can also be used. As another sequence, for example, the sequence shown in FIG. In this sequence, for example, a mark is represented by a “0101” sequence of pulses, and a space is represented by a “1010” sequence of pulses. Other suitable sequences can be used to distinguish marks and spaces. The width of the pulse in the time domain is inversely proportional to the bandwidth in the frequency domain. In spread spectrum communications, a wide bandwidth can be obtained by implementing a narrow pulse sequence in the time domain. For example, a 10 MHz bandwidth requires 100 ns pulses each. Thus, for example, at a data rate of 20 Kbit / s, there are 500 OOK pulses in each symbol. Multiple pulses facilitate better correlation and allow the start and end of symbols to be determined more accurately. One or more symbols comprising a sequence of narrow OOK signals are shown in FIG.

ここで図8を参照する。図8は、本発明の一つの実施形態にしたがってOOKパルスを送信する送信器を示すブロック線図である。本発明の一つの実施形態によると、一定の搬送波周波数を生み出すためにシンセサイザー(810)が用いられる。ブロック20において、搬送波周波数が例えば、所望の振幅レベルまで、調節(例えば増幅)及び/又は減衰される。ブロック830において、オン/オフスイッチを用いてパルスが生み出される。本発明の他の実施形態では、他の適切な要素を用いたり、パルスを生み出すための他の適切な方法を実施することが可能である。   Reference is now made to FIG. FIG. 8 is a block diagram illustrating a transmitter that transmits an OOK pulse in accordance with one embodiment of the present invention. According to one embodiment of the invention, a synthesizer (810) is used to produce a constant carrier frequency. In block 20, the carrier frequency is adjusted (eg, amplified) and / or attenuated, for example, to a desired amplitude level. At block 830, a pulse is generated using an on / off switch. In other embodiments of the invention, other suitable elements may be used, or other suitable methods for generating pulses may be implemented.

ここで図9を参照する。図9は、本発明の一つの実施形態に係るOOKパルスの受信のために必要とされる回路のブロック線図である。このような回路は、例えば送受信器(49)内に提供される。本発明の一つの実施形態によると、受信器は、シンボルが「マーク」又は「スペース」のいずれであるかを特定する追加の回路を備えた典型的なオン/オフキーイング(OOK)受信器であってもよい。典型的には、OOK受信器(900)は、図6に示す受信器と同様であり、ここではデジタル式のアドオン(digital add-on)を備えるものとして示されている。本発明の一つの実施形態では、このデジタル式のアドオンは、「0」相関ブロック(correlation block)930と、「1」相関ブロック940を備える。「0」相関ブロック930と「1」相関ブロック940は、パルスを特定して、パルス及び/又はチップのシーケンスを相関させる。ブロック950において、シンボルが、マーク・シンボル又はスペース・シンボルのいずれであるかが決定される。スペクトル拡散通信を実施するための他の適切な方法を用いることもできる。   Reference is now made to FIG. FIG. 9 is a block diagram of a circuit required for receiving an OOK pulse according to an embodiment of the present invention. Such a circuit is provided, for example, in a transceiver (49). According to one embodiment of the invention, the receiver is a typical on / off keying (OOK) receiver with additional circuitry that identifies whether the symbol is a “mark” or a “space”. There may be. Typically, the OOK receiver (900) is similar to the receiver shown in FIG. 6 and is shown here with a digital add-on. In one embodiment of the present invention, this digital add-on comprises a “0” correlation block 930 and a “1” correlation block 940. A “0” correlation block 930 and a “1” correlation block 940 identify pulses and correlate sequences of pulses and / or chips. At block 950, it is determined whether the symbol is a mark symbol or a space symbol. Other suitable methods for implementing spread spectrum communications can also be used.

本発明の変更形態では、送受信器(49)の受信部は、復調受信器であってもよい。本発明の一つの実施形態では、送受信器(49)の送信部の電圧制御オシレータ(105)(voltage controlled oscillator、VCO)を、受信時の復調器として用いることができる。この実施形態では、送信器のVCOは、連続的な波(constant wave、CW)モードで変調なしに動作される。送信と受信の両方に同一のアンテナが用いられるから、VCO(105)は例えば、受信される信号に対する初段受信器(front-end receiver)としての役割を担う。シンセサイザー・ループ(synthesizer loop)による減衰を避けるために、受信される信号の周波数は、PLL帯域幅(<10kHz)の範囲外である必要がある。しかしながら受信信号周波数をシンセサイザー周波数付近に維持して、VCO(105)の増幅能力が得られるようにする必要がある。したがって、VCO(105)は例えば、受信される信号を増幅するために用いられることができる。加えて、VCO(105)に内在する非線形性は、CWと受信される信号の間のミクサーとして役立つ。   In a modification of the invention, the receiver of the transceiver (49) may be a demodulation receiver. In one embodiment of the present invention, the voltage controlled oscillator (VCO) of the transmitter of the transceiver (49) can be used as a demodulator during reception. In this embodiment, the transmitter VCO is operated in a continuous wave (CW) mode without modulation. Since the same antenna is used for both transmission and reception, the VCO (105) serves, for example, as a front-end receiver for the received signal. In order to avoid attenuation due to the synthesizer loop, the frequency of the received signal needs to be outside the range of the PLL bandwidth (<10 kHz). However, it is necessary to maintain the reception signal frequency in the vicinity of the synthesizer frequency so as to obtain the amplification capability of the VCO (105). Thus, the VCO (105) can be used, for example, to amplify the received signal. In addition, the nonlinearity inherent in the VCO (105) serves as a mixer between the CW and the received signal.

ここで図10を参照する。図10は、本発明の一つの実施形態に係る復調受信器において用いられる回路を示す。このような復調受信器は、例えば送受信器(49)に備えられる。VCO(105)とアンテナ(48)に加えて、回路は、例えば低雑音増幅器(115)、非線形装置(120)、バンドパスフィルター(BPF)(125)、対数増幅器(130)、積分器(135)、及び閾値チェック方法及び/又はシステム(140)を備えて、これらにより出力データ(145)が生み出される。本発明のいくつかの実施形態では、非線形装置(120)が、例えばVCO(105)の非線形性が十分に高くない場合に必要とされる。非線形装置(120)は例えばRC及びダイオード回路であり、この非線形装置(120)は復調のために用いられる。他の実施形態では、VCO(105)の非線形性が十分に高く、VCO(105)がミクサーとしての役割を担う。この場合、低周波数プロダクト(low frequency product)がVCO(105)のバラクター・ブリッジ(varactor bridge)から取られる(バラクター・ブリッジがループ・フィルターの出力を受信する)。この場合、図10に示す非線形装置は不要となる。復調された信号は、本明細書中で説明するように、BPF(125)を用いてフィルタリングされた後、対数増幅器(130)を通る。任意により、例えば非線形装置(120)の出力にDC要素が存在しない場合、BPF(125)はLPFにより代替されてもよい。他の実施形態では、例えば、SN比(signal to noise ratio、SNR)(信号と雑音の比)が十分に高い場合、対数増幅器(130)は、単純なRC及びダイオード又はハードリミッター検出器(hard limiter detector)により置換されてもよい。復調受信器の利点は、送信側の生体内装置に受信能力を持たせるために、追加的なブロックを殆ど必要としないことである。別の利点は、高利得増幅器が必要とされないことと、対数増幅器がIF周波数で動作することである。復調増幅器を提供するための他の要素及び方法を実施することも可能である。   Reference is now made to FIG. FIG. 10 shows a circuit used in a demodulation receiver according to one embodiment of the present invention. Such a demodulation receiver is provided in a transceiver (49), for example. In addition to the VCO (105) and antenna (48), the circuit includes, for example, a low noise amplifier (115), a non-linear device (120), a bandpass filter (BPF) (125), a logarithmic amplifier (130), an integrator (135). ), And threshold checking methods and / or systems (140), which produce output data (145). In some embodiments of the present invention, a non-linear device (120) is required if, for example, the non-linearity of the VCO (105) is not high enough. The nonlinear device (120) is, for example, an RC and diode circuit, and this nonlinear device (120) is used for demodulation. In other embodiments, the non-linearity of the VCO (105) is sufficiently high, and the VCO (105) serves as a mixer. In this case, a low frequency product is taken from the varactor bridge of the VCO (105) (the varactor bridge receives the output of the loop filter). In this case, the nonlinear apparatus shown in FIG. 10 is not necessary. The demodulated signal is filtered using BPF (125) and then passed through logarithmic amplifier (130), as described herein. Optionally, the BPF (125) may be replaced by an LPF, for example when no DC element is present at the output of the nonlinear device (120). In other embodiments, for example, if the signal to noise ratio (SNR) (signal to noise ratio) is sufficiently high, the logarithmic amplifier (130) may be a simple RC and diode or hard limiter detector (hard). It may be replaced by a limiter detector). The advantage of the demodulating receiver is that it requires very few additional blocks in order to provide the transmitting in-vivo device with receiving capability. Another advantage is that no high gain amplifier is required and that the logarithmic amplifier operates at the IF frequency. Other elements and methods for providing a demodulating amplifier can also be implemented.

ここで図11を参照する。図11は、本発明の別の実施形態に係る周波数領域における変更されたFSK変調スキームを示す。「1」のシンボル(325)の送信のためには、搬送波周波数以上の周波数に位置する広帯域信号が送信される。同様に、「0」のシンボル(335)の送信のためには、搬送波周波数以下の周波数に位置する広帯域信号が送信される。本発明のいくつかの実施形態では、「0」及び「1」のシンボルがシステムの帯域幅(301)に制限される。本発明のその他の実施形態では、「0」及び「1」に対する広帯域信号が切替えられても、「0」及び「1」の送信のために他の範囲の周波数が用いられても、又はFSK変調を用いる他の適切な方法が用いられてもよい。   Reference is now made to FIG. FIG. 11 shows a modified FSK modulation scheme in the frequency domain according to another embodiment of the present invention. In order to transmit the “1” symbol (325), a broadband signal located at a frequency equal to or higher than the carrier frequency is transmitted. Similarly, in order to transmit the symbol (335) of “0”, a wideband signal located at a frequency equal to or lower than the carrier frequency is transmitted. In some embodiments of the present invention, the “0” and “1” symbols are limited to the system bandwidth (301). In other embodiments of the invention, wideband signals for “0” and “1” are switched, other ranges of frequencies are used for transmission of “0” and “1”, or FSK Other suitable methods using modulation may be used.

いくつかの手法を用いて広帯域信号を作り出すことが可能である。本発明の一つの実施形態によると、チャープ信号が用いられてもよい。チャープ信号は、例えば周波数の線形掃引を有する一定包絡線信号として定義される。周波数掃引の範囲は、例えばシステム(301)の帯域幅にしたがって選択される。復調器は、送信される周波数が、搬送波周波数又は他の所定の周波数と比べて高い或いは低いことを決定する。FSK受信器は、通常のFSK変調スキーム及び変更されたFSK変調スキームの両方に使用可能なFSK受信器であってもよい。他の適切なFSK受信器を使用することもできる。   Several techniques can be used to create a wideband signal. According to one embodiment of the present invention, a chirp signal may be used. A chirp signal is defined as a constant envelope signal with a linear sweep of frequency, for example. The range of the frequency sweep is selected according to the bandwidth of the system (301), for example. The demodulator determines that the transmitted frequency is higher or lower than the carrier frequency or other predetermined frequency. The FSK receiver may be an FSK receiver that can be used for both normal and modified FSK modulation schemes. Other suitable FSK receivers can also be used.

ここで図12を参照する。図12は、本発明の一つの実施形態に係るハードリミッター受信器構造を示す。このような受信器は、例えば送受信器(49)に備えられてもよい。受信器は、標準的なシンセサイザー回路に基づくものであってもよい。標準的なシンセサイザー回路においては、VCO(905)のコイルが、アンテナ(906)としての役割を担う一方、VCO(905)自体は、接続を切断される。受信器(901)は受信される信号の各シンボル(335、325)中のゼロ交差をカウントする。ゼロ交差の数は、閾値と比較されて、二分決定が行われる。必要とされるゲインを、例えばハードリミッター(912)が動作可能となるゲインなどの最小のゲインとすることができる。この実施形態の利点として、既存のシンセサイザー・ディバイダー(synthesizer divider)を用いてカウンター(915)を実施可能である。結果をカウントする前にハードリミッター(912)の出力を定数で除算することにより、スキームを更に単純化することが可能である。これにより、カウンター(915)のダイナミックレンジを下げることができる。別の可能性として、シンセサイザーの既存のユニットを更に多く用いることが可能である。「1」のシンボル(325)に対して搬送波周波数以上の周波数を送信し、「0」のシンボル(335)に対して搬送波周波数以下の周波数を送信すると仮定する。シンセサイザーがVCO(905)を除いて動作しているとすると、ループ・フィルター上で電荷ポンプ(charge pump)により、電圧が「0」又は「1」まで上下される。したがって、ループ・フィルターの差動電圧に関する閾値(920)が二分決定に用いられる。比較周波数を上げて、使用される周波数と搬送波周波数の差が大きすぎるときに起こるリミットサイクル現象を低減することができる。この実施形態の一つの利点は、構造が非常に単純であることである。大部分のユニットは、既に通常のシンセサイザー構造を有している。別の利点は、ゼロ交差の情報のみが抽出されることから、この実施形態が、非線形増幅器(909)を使用可能であることである。低雑音増幅器(low-noise-amplifier、LNA)(907)と、非線形増幅器(909)が最小のゲインを行って、ハードリミッター(912)に機能させてもよい。典型的な自律式生体内装置のサイズと出力に関する制約は、例えば、生体内受信器の回路サイズ及び/又は受信能力を制限する。本発明のいくつかの実施形態によると、スペクトル拡散通信を実施して、例えば一定包絡線信号を、生体内装置へ高出力送信することができる。   Reference is now made to FIG. FIG. 12 shows a hard limiter receiver structure according to one embodiment of the present invention. Such a receiver may be provided, for example, in a transceiver (49). The receiver may be based on standard synthesizer circuitry. In a standard synthesizer circuit, the coil of the VCO (905) serves as the antenna (906) while the VCO (905) itself is disconnected. The receiver (901) counts zero crossings in each symbol (335, 325) of the received signal. The number of zero crossings is compared to a threshold value to make a binary decision. The required gain may be a minimum gain such as a gain that enables the hard limiter (912) to operate. As an advantage of this embodiment, the counter (915) can be implemented using an existing synthesizer divider. It is possible to further simplify the scheme by dividing the output of the hard limiter (912) by a constant before counting the results. Thereby, the dynamic range of the counter (915) can be lowered. Another possibility is to use more existing units of the synthesizer. It is assumed that a frequency equal to or higher than the carrier frequency is transmitted for the “1” symbol (325), and a frequency equal to or lower than the carrier frequency is transmitted for the “0” symbol (335). Assuming that the synthesizer is operating except for the VCO (905), the voltage is raised or lowered to "0" or "1" by a charge pump on the loop filter. Therefore, the threshold (920) for the loop filter differential voltage is used for the binary decision. The comparison frequency can be increased to reduce the limit cycle phenomenon that occurs when the difference between the used frequency and the carrier frequency is too large. One advantage of this embodiment is that the structure is very simple. Most units already have a normal synthesizer structure. Another advantage is that this embodiment can use a nonlinear amplifier (909) since only zero crossing information is extracted. A low-noise amplifier (low-noise-amplifier, LNA) (907) and a non-linear amplifier (909) may perform the minimum gain and cause the hard limiter (912) to function. The constraints on the size and output of typical autonomous in-vivo devices, for example, limit the circuit size and / or receiving capability of the in-vivo receiver. According to some embodiments of the present invention, spread spectrum communication can be performed to transmit, for example, a constant envelope signal to the in-vivo device at high power.

ここで図13を参照する。図13は、本発明の一つの実施形態に係るFSK変調信号を送信するための送信器の一部を示す。本発明の一つの実施形態では、例えばI/Q変調器(710)といった構成部品を用いて、例えば広帯域及び/又はスペクトル拡散搬送波信号を生み出すことができる。これらの信号は、所望のゲインまで増幅又は減衰(720)される。例えば、このゲインとして、減衰の影響を受けることなく生体内での受信を容易にする程度のものが挙げられる。他の方法を用いて、広帯域スペクトルを有するFSK変調信号を生み出すこともできる。   Reference is now made to FIG. FIG. 13 shows a portion of a transmitter for transmitting an FSK modulated signal according to one embodiment of the present invention. In one embodiment of the invention, components such as an I / Q modulator (710) may be used to generate, for example, a wideband and / or spread spectrum carrier signal. These signals are amplified or attenuated (720) to the desired gain. For example, the gain includes a gain that can be easily received in vivo without being affected by attenuation. Other methods can be used to produce an FSK modulated signal having a wideband spectrum.

いくつかの実施形態では、送受信器は、無線信号の受信と送信の両方を行う単一の集積回路であってもよい。装置(40)が無線信号の受信と送信の両方を行う単一の集積回路を用いることにより、いくつかの実施形態においては、空間及び出力に関する要件が緩和される。このような単一の集積回路が使用されないとき、双方向無線機能を有する自律式生体内装置は、これら要件に直面することになる。   In some embodiments, the transceiver may be a single integrated circuit that both receives and transmits wireless signals. By using a single integrated circuit where the device (40) both receives and transmits wireless signals, in some embodiments, space and power requirements are relaxed. When such a single integrated circuit is not used, an autonomous in-vivo device with two-way radio capability will face these requirements.

送受信器(49)は電波を用いて動作するが、いくつかの実施形態においては、他の無線伝送媒体も使用可能である。いくつかの実施形態では、送受信器(49)は特定の周波数で無線信号を受信し、同じ周波数で無線信号を送信することができる。このような場合又は他の場合においては例えば、例えば送信器(13)による無線信号の送信は、送受信器(49)による無線信号の送信と、時間的に交互に行われ、これら2つの構成部品が同時に送信を行うことはない。例えば、送受信器(49)による無線信号の受信が、任意の送信待機時間中に起きるようにプログラムされてもよい。送信待機時間としては、例えば照明光源(42)が生体内領域を照らす期間が挙げられる。他の実施形態では、他の送信待機期間中に、無線信号の受信を行うことができる。本発明の他の実施形態では、受信期間は照明期間より短くても或いは長くてもよい。また、受信期間が、照明期間以外の適切な期間に生じてもよい。更に別の実施形態では、送受信器(49)は、ビーコン又は他の送信要求信号を、様々な間隔で送信することができる。これにより、例えば、受信器(12)に対して、送受信器(49)が送信をすぐに受信可能な状態であることを示すことができる。   The transceiver (49) operates using radio waves, but in some embodiments other wireless transmission media can be used. In some embodiments, the transceiver (49) can receive a radio signal at a particular frequency and transmit a radio signal at the same frequency. In such a case or in other cases, for example, the transmission of the radio signal by the transmitter (13) is alternately performed in time with the transmission of the radio signal by the transmitter / receiver (49). Do not transmit at the same time. For example, the reception of radio signals by the transceiver (49) may be programmed to occur during any transmission waiting time. Examples of the transmission standby time include a period in which the illumination light source (42) illuminates the in vivo region. In other embodiments, radio signals can be received during other transmission waiting periods. In other embodiments of the invention, the reception period may be shorter or longer than the illumination period. In addition, the reception period may occur in an appropriate period other than the illumination period. In yet another embodiment, the transceiver (49) can transmit beacons or other transmission request signals at various intervals. Thereby, for example, it can be shown to the receiver (12) that the transmitter / receiver (49) is ready to receive the transmission.

本発明のいくつかの実施形態によると、送受信器(49)は送受信器(49)の送信に用いられる周波数と異なる周波数で、無線送信を受信することができる。このような場合、送信器(13)と送受信器(49)の両方が同時に異なる周波数で送信を行うことにより、例えば全二重通信を行うことができる。   According to some embodiments of the present invention, the transceiver (49) can receive wireless transmissions at a frequency different from the frequency used for transmission of the transceiver (49). In such a case, for example, full-duplex communication can be performed by transmitting both the transmitter (13) and the transceiver (49) simultaneously at different frequencies.

本発明のいくつかの実施形態によると、一連のシンボルがパケットを形成する。このパケットは、ダウンリンクチャネルの活性化及び/又はトリガーのそれぞれの後に送信される。構文解析アルゴリズムを実行することにより、構文解析済みの構造を有するパケットが得られる。パケットの長さは可変であり、パケットのプリアンブルにおいて特定される。   According to some embodiments of the present invention, a series of symbols form a packet. This packet is transmitted after each downlink channel activation and / or trigger. By executing the parsing algorithm, a packet having a parsed structure is obtained. The packet length is variable and is specified in the packet preamble.

本発明のいくつかの実施形態は、例えばTCP/IPプロトコルといった単純な自動再送制御(automatic repeat request、ARQ)を備え、これにより通信チャネルにおいて高い信頼性が得られる。例えば巡回冗長符号(cyclic redundancy code、CRC)が送信器により確認のために提供される。送受信器(49)は、送信器(13)に対して、メッセージが正しく伝送されたか否かを知らせる。伝送が失敗した場合、成功するまで又は任意のタイムアウトが終わるまで、メッセージが再送信される。本発明の他の実施形態では、確認が行われなくてもよい。   Some embodiments of the present invention include simple automatic repeat request (ARQ), eg, TCP / IP protocol, which provides high reliability in the communication channel. For example, a cyclic redundancy code (CRC) is provided for confirmation by the transmitter. The transceiver (49) informs the transmitter (13) whether or not the message has been transmitted correctly. If transmission fails, the message is resent until it succeeds or any timeout expires. In other embodiments of the present invention, confirmation may not be performed.

いくつかの実施形態では、送信器(13)から送受信器(49)へ送信される信号は、振幅変調により変調される。これに代えて、或いはこれに加えて、周波数変調を用いて、このような信号又はその他の信号が、装置(49)から、又は装置(49)へ送信されてもよい。   In some embodiments, the signal transmitted from the transmitter (13) to the transceiver (49) is modulated by amplitude modulation. Alternatively or in addition, such a signal or other signal may be transmitted from or to the device (49) using frequency modulation.

ここで図14を参照する。図14は、本発明の一つの実施形態に係る方法を示すフローチャートである。ブロック1410において、無線信号が、生体装置内の送受信器により受信される。いくつかの実施形態では、このような無線信号は、制御信号又はコマンド信号を含んでも、或いは含まなくてもよい。この制御信号又はコマンド信号に応じて、このような生体内装置が、稼動状態又は動作停止状態とされ、或いはその動作状態が変更される。いくつかの実施形態では、このような無線信号は、振幅変調を用いて変調されるとともに、非連続的な高分解能信号を用いて外部送信器から送信されてもよい。いくつかの実施形態では、送受信器により受信されるコマンド又は制御情報が、少量の情報であるか或いは少量の情報を含み、外部受信器から非常に低い送信速度(例えば1乃至10kビットの範囲)で送信されてもよい。   Reference is now made to FIG. FIG. 14 is a flowchart illustrating a method according to one embodiment of the present invention. At block 1410, the wireless signal is received by a transceiver within the biological device. In some embodiments, such wireless signals may or may not include control signals or command signals. In response to this control signal or command signal, such an in-vivo device is put into an active state or an operation stop state, or its operation state is changed. In some embodiments, such a radio signal may be modulated using amplitude modulation and transmitted from an external transmitter using a non-continuous high resolution signal. In some embodiments, the command or control information received by the transceiver is a small amount of information or contains a small amount of information, and a very low transmission rate (eg, in the range of 1-10 kbits) from an external receiver. May be transmitted.

ブロック1420において、別の無線信号が、例えばこのような生体装置内の送受信器から送信される。この別の無線信号は、このような生体内検出装置により収集される検出データであっても、或いはこのような検出データを含むものであってもよい。この検出データとしては、例えば、胃腸管の画像データが挙げられる。ブロック1420の無線データはまた、ブロック1410の信号が受信されたとの通知を含む返信を含んでもよい。いくつかの実施形態では、送受信器により受信される無線信号は、送受信器により送信された無線信号と同じ無線周波数で送信されたものであってもよい。   At block 1420, another wireless signal is transmitted from a transceiver in such a biological device, for example. This another radio signal may be detection data collected by such an in-vivo detection device, or may include such detection data. Examples of the detection data include image data of the gastrointestinal tract. The wireless data at block 1420 may also include a reply including a notification that the signal at block 1410 has been received. In some embodiments, the radio signal received by the transceiver may be transmitted at the same radio frequency as the radio signal transmitted by the transceiver.

当業者には明らかであるように、本発明は以上で具体的に示され、説明されたことによって限定されるものではない。変更形態もまた本発明の範囲内に含まれるものとする。   As will be apparent to those skilled in the art, the present invention is not limited by what has been particularly shown and described hereinabove. Modifications are also intended to be included within the scope of the present invention.

本発明の一実施形態に係る生体内検出装置と、関連するシステムを示す図である。It is a figure which shows the in-vivo detection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, and a related system. 本発明の一実施形態に係る生体内装置への送信信号として使用可能なオン/オフ・キーイング(OOK)を示す図である。It is a figure which shows the on / off keying (OOK) which can be used as a transmission signal to the in-vivo apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る生体内装置への送信信号として使用可能なオン/オフ・キーイング(OOK)の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the on / off keying (OOK) which can be used as a transmission signal to the in-vivo apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態に係る生体内装置への送信信号として使用可能な可変周波数の信号と組み合わされたオン/オフキーイング変調を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating on / off keying modulation combined with a variable frequency signal that can be used as a transmission signal to an in-vivo device according to another embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態に係る生体内装置への送信信号として使用可能な可変周波数の信号と組み合わされたオン/オフキーイング変調の周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the on / off keying modulation combined with the signal of the variable frequency which can be used as a transmission signal to the in-vivo apparatus which concerns on another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態に係る生体内装置への送信信号として使用可能な一定包絡線変調搬送波信号と組み合わされたオン/オフキーイング変調を示す図である。FIG. 6 illustrates on / off keying modulation combined with a constant envelope modulated carrier signal that can be used as a transmission signal to an in-vivo device according to another embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態に係る生体内装置への送信信号として使用可能な周波数掃引信号と組み合わされたオン/オフキーイング変調を示す図である。FIG. 6 shows on / off keying modulation combined with a frequency sweep signal that can be used as a transmission signal to an in-vivo device according to another embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る広周波数帯域を有する一定包絡線信号を送信するための送信器の一部を概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a part of a transmitter for transmitting a constant envelope signal having a wide frequency band according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る送受信器の受信部に用いられる回路を概略的に示すブロック線図である。It is a block diagram which shows roughly the circuit used for the receiving part of the transmitter / receiver which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る一連の狭いOOKパルスからなる1若しくはそれ以上のシンボルを示す図である。FIG. 4 shows one or more symbols comprising a series of narrow OOK pulses according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るOOKパルスを送信するための送信器を示すブロック線図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a transmitter for transmitting OOK pulses according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るOOKパルスを受信するための回路を示すブロック線図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a circuit for receiving an OOK pulse according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る復調受信器に用いられる回路を示す図である。It is a figure which shows the circuit used for the demodulation receiver which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る変調されたFSKスキームスペクトルを示す図である。FIG. 4 shows a modulated FSK scheme spectrum according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るハードリミッターFSK受信器を示す図である。It is a figure which shows the hard limiter FSK receiver which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るFSK変調信号を送信するための送信器の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of transmitter for transmitting the FSK modulation signal which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a method according to an embodiment of the present invention.

Claims (21)

生体内装置を備え、該生体内装置が、
第1の速度で外部の受信器/レコーダーへデータを送信する送受信器と、
前記生体内装置の外部に配されるとともに第2の速度でデータを送信する送信器を備え、
前記第1の速度が、前記第2の速度より高いことを特徴とする生体内撮像システム。
An in-vivo device, the in-vivo device comprising:
A transceiver for transmitting data to an external receiver / recorder at a first rate;
A transmitter disposed outside the in-vivo device and transmitting data at a second rate;
The in-vivo imaging system, wherein the first speed is higher than the second speed.
前記送信器が、OOK変調構造を用いて前記第2の速度でデータを送信することを特徴とする請求項1記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the transmitter transmits data at the second rate using an OOK modulation structure. 前記送信器がOOK変調構造を用いてデータを送信し、
該OOK変調構造がマークを表すために可変周波数信号を用いることにより、スペクトル拡散が引き起こされることを特徴とする請求項1記載のシステム。
The transmitter transmits data using an OOK modulation structure;
The system of claim 1 wherein the OOK modulation structure causes spread spectrum by using a variable frequency signal to represent the mark.
前記送信器が、可変周波数の搬送波信号を用いてデータを送信するとともに、チャープ信号を用いることにより、スペクトル拡散が引き起こされることを特徴とする請求項1記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the transmitter transmits data using a variable frequency carrier signal and uses a chirp signal to cause spread spectrum. 前記送信器が可変周波数の搬送波信号を用いてデータを送信することにより、1ビット表現にダウンチャープ搬送波信号又はアップチャープ搬送波信号を用いるスペクトル拡散が引き起こされることを特徴とする請求項1記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the transmitter transmits data using a variable frequency carrier signal to cause spread spectrum using a down-chirp carrier signal or an up-chirp carrier signal in a 1-bit representation. . 前記送受信器が、時分割多元接続を用いて前記外部受信器/レコーダーへデータを送信し、
前記外部送信器が、時分割多元接続法を用いてデータを送信することを特徴とする請求項1記載のシステム。
The transceiver transmits data to the external receiver / recorder using time division multiple access;
The system of claim 1, wherein the external transmitter transmits data using a time division multiple access method.
前記送信器と前記受信器が異なる伝送周波数を用いることを特徴とする請求項1記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the transmitter and the receiver use different transmission frequencies. 前記送信器と前記送受信器が、全二重通信におけるように、同時に伝送を行うことを特徴とする請求項1記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the transmitter and the transceiver transmit simultaneously, as in full duplex communication. 生体内装置から受信器/レコーダーへのデータの送信と、外部送信器から前記生体内装置へのデータの送信を行うための方法であって、該方法が、
第1の速度で、前記生体内装置から前記受信器/レコーダーへデータを送信する段階を備え、
該データが少なくとも画像データを含み、
前記方法が更に、第2の速度で、前記送信器から前記生体内装置へデータを送信する段階を備え、
前記第1の速度が前記第2の速度より大きいことを特徴とする方法。
A method for transmitting data from an in-vivo device to a receiver / recorder and transmitting data from an external transmitter to the in-vivo device, the method comprising:
Transmitting data from the in-vivo device to the receiver / recorder at a first rate;
The data includes at least image data;
The method further comprises transmitting data from the transmitter to the in-vivo device at a second rate;
The method wherein the first speed is greater than the second speed.
前記送信器が、前記第2の速度で、OOK変調構造を用いて、一定周波数搬送波信号によりデータを送信することを特徴とする請求項9記載の方法。   10. The method of claim 9, wherein the transmitter transmits data on a constant frequency carrier signal using the OOK modulation structure at the second rate. 前記送信器が、OOK変調構造を用いてデータを送信し、
該OOK変調構造が、マークを表す可変周波数の搬送波信号を用いることにより、スペクトル拡散変調構造が形成されることを特徴とする請求項9記載の方法。
The transmitter transmits data using an OOK modulation structure;
10. The method of claim 9, wherein the OOK modulation structure forms a spread spectrum modulation structure by using a variable frequency carrier signal representing a mark.
前記送信器が可変周波数の搬送波を用いるとともに、チャープ信号を用いてデータを送信することにより、スペクトル拡散変調構造が形成されることを特徴とする請求項9記載の方法。   10. The method of claim 9, wherein the transmitter uses a variable frequency carrier and transmits data using a chirp signal to form a spread spectrum modulation structure. 前記送信器が可変周波数の搬送波を用いてデータを送信することにより、1ビット表現にダウンチャープ信号又はアップチャープ信号を用いるスペクトル拡散構造が形成されることを特徴とする請求項9記載の方法。   The method of claim 9, wherein the transmitter transmits data using a variable frequency carrier to form a spread spectrum structure using a down chirp signal or an up chirp signal in a 1-bit representation. 前記送受信器が時分割多元接続を用いてデータを送信し、
前記送信器が時分割多元接続を用いてデータを送信することを特徴とする請求項9記載の方法。
The transceiver transmits data using time division multiple access;
The method of claim 9, wherein the transmitter transmits data using time division multiple access.
生体内撮像装置であって、該装置が、
第1の速度で、前記生体内撮像装置の外部に配される受信器/レコーダーへデータを送信する送受信器を備え、
該データが、少なくとも前記装置内の撮像器により捕捉される画像データを含み、
前記送受信器が、第2の速度で、前記生体内撮像装置の外部に配される送信器から命令を受信し、
前記第2の速度が前記第1の速度より小さいことを特徴とする装置。
An in-vivo imaging device comprising:
A transmitter / receiver for transmitting data to a receiver / recorder arranged outside the in-vivo imaging device at a first speed;
The data includes at least image data captured by an imager in the device;
The transceiver receives a command from a transmitter disposed outside the in-vivo imaging device at a second speed;
The apparatus wherein the second speed is less than the first speed.
前記送信器が、前記第2の速度で、OOK変調構造を用いて、一定周波数の搬送波信号によりデータを送信することを特徴とする請求項15記載の装置。   16. The apparatus of claim 15, wherein the transmitter transmits data on a constant frequency carrier signal using the OOK modulation structure at the second rate. 前記送信器がマークを表す可変周波数の搬送波を用いてデータを送信することを特徴とする請求項15記載の装置。   16. The apparatus of claim 15, wherein the transmitter transmits data using a variable frequency carrier that represents a mark. 前記送信器が可変周波数の搬送波を用いてデータを送信することにより、チャープ信号を用いるスペクトル拡散変調構造が形成されることを特徴とする請求項15記載の装置。   16. The apparatus of claim 15, wherein the transmitter transmits data using a variable frequency carrier to form a spread spectrum modulation structure using a chirp signal. 生体内撮像システムであって、
該システムが生体内装置を備え、
該生体内装置が、
少なくとも画像データを含むデータを送信するための送受信器と、
前記生体内装置の外部に配されるとともに、制御命令を表すデータを前記送受信器へ送信する送信器を備え、
前記データが、スペクトル拡散変調構造を有し、
前記生体内装置が該制御命令を実行することを特徴とするシステム。
An in-vivo imaging system,
The system comprises an in-vivo device;
The in-vivo device is
A transceiver for transmitting data including at least image data;
A transmitter that is arranged outside the in-vivo device and that transmits data representing a control command to the transceiver;
The data has a spread spectrum modulation structure;
The in-vivo device executes the control command.
前記送信器が可変周波数の搬送波を有するデータを送信することにより、スペクトル拡散が引き起こされることを特徴とする請求項19記載のシステム。   20. The system of claim 19, wherein the transmitter causes data spread to transmit data having a variable frequency carrier. 前記送受信器が、時分割多元接続を用いてデータを受信することを特徴とする請求項19記載のシステム。   The system of claim 19, wherein the transceiver receives data using time division multiple access.
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