JP2010141724A - 無線通信端末 - Google Patents

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Abstract

【課題】無線通信の誤接続を防止することができる無線通信端末を提供する。
【解決手段】RAM303は、無線通信の通信チャネル設定および無線通信の通信属性の情報を保持する。無線通信回路部306は、他の端末と無線通信の論理接続が確立される前に、RAM303が保持する通信チャネル設定が示す通信チャネルを使用した無線通信により、他の端末から、当該他の端末が保持している通信属性の情報を受信する。制御部301は、無線通信回路部306が受信した通信属性の情報に基づいて、他の端末との論理接続の確立処理を制御する。
【選択図】図3

Description

本発明は、無線LAN等の無線通信方式による無線通信を行う無線通信端末に関する。
近年、細長の挿入部を体腔内や管路内に挿入して、体腔内や管路内の被写体像をモニタで観察できる内視鏡装置が広く利用されている。このような内視鏡装置は、一般に、体腔内や管路内に挿入される挿入部を有する内視鏡と、光源装置やビデオプロセッサを有する本体装置とを有し、内視鏡と本体装置は、光源装置から内視鏡へ照明光を導くライトガイドケーブルと、内視鏡で得られる撮像信号をビデオプロセッサへ伝送する信号ケーブルとで接続されている。これにより、内視鏡の移動範囲が制限され、また、内視鏡の操作性が妨げられていた。
そこで、例えば、特許文献1では、LED(発光ダイオード)等で構成された照明装置が内視鏡に内蔵されることで、内視鏡から延出するライトガイドケーブルが取り除かれている。また、撮像信号に映像信号処理を施してモニタ表示可能な映像信号を得る映像信号処理回路と、この映像信号を電波で送信する送信回路とが内視鏡に設けられ、この電波を受信して映像信号を復調する受信装置が内視鏡と別体に設けられることで、内視鏡から延出する信号ケーブルが取り除かれている。このような内視鏡装置は、一般に、ワイヤレス内視鏡装置とも呼ばれ、内視鏡の移動範囲の制限が緩和され、操作性が向上するという長所を有する。
特開昭60−4811号公報
従来のワイヤレス内視鏡装置では、受信装置が内視鏡と別体に設けられているため、受信装置に設定されている通信チャネルに合わせて、送信側の内視鏡の通信チャネルの設定を行い、無線通信での接続を行う必要がある。受信装置と内視鏡の組み合わせを一意に決定し、通信チャネルを予め任意のチャネルに固定的に設定する方法も考えられる。しかしながら、複数の受信装置および複数の内視鏡を使用している病院においては、内視鏡の消毒滅菌処理と検査が同時に進行されるため、受信装置と内視鏡の組み合わせが一意に決定されない。また、電波の干渉を防ぐために、受信装置の通信チャネルは各々異なる設定が必要となる。
このため、受信装置および内視鏡の各々に通信チャネルの選択スイッチを設け、内視鏡装置の使用開始時に使用対象の受信装置に設定された通信チャネルと同一の通信チャネルを使用対象の内視鏡に対して設定することにより、受信装置と内視鏡の無線通信接続を行っている。例えば、図10に示されるように、診察室A,Bの各々に受信装置1,2が設置され、各々の受信装置に異なる通信チャネルが設定されている場合は、内視鏡3は受信装置1に正常に無線接続を行うことができる。
しかし、図11に示されるように、操作者の設定ミスにより、診察室Bに設置されている受信装置2に診察室Aの受信装置1と同じ通信チャネルが設定された場合、診察室Aの操作者が、受信装置1に設定された通信チャネルと同じ通信チャネルを内視鏡1に設定し無線接続を開始した場合、診察室Bの受信装置2に無線接続が行われることが発生し、意図した内視鏡3と受信装置1との無線接続が正常に行われない問題があった。
また、図12に示されるように、受信装置1,2はお互いに無線通信可能な範囲外に設置されているが、内視鏡3の無線通信範囲内に受信装置1,2が存在する場合、内視鏡3が受信装置2に誤接続される問題があった。また、図13に示されるように、受信装置1の無線通信範囲内に内視鏡3,4が存在し、内視鏡3,4の電源が同一タイミングで投入された場合、受信装置1に内視鏡4が誤接続される問題があった。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、無線通信の誤接続を防止することができる無線通信端末を提供することを目的とする。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、他の端末と無線通信を行う無線通信端末であって、無線通信の通信チャネル設定および無線通信の通信属性の情報を保持する情報保持部と、前記他の端末と無線通信の論理接続が確立される前に、前記情報保持部が保持する前記通信チャネル設定が示す通信チャネルを使用した無線通信により、前記他の端末から、当該他の端末が保持している前記通信属性の情報を受信する通信部と、前記通信部が受信した前記通信属性の情報に基づいて、前記他の端末との前記論理接続の確立処理を制御する制御部と、を有することを特徴とする無線通信端末である。
また、本発明の無線通信端末において、前記制御部は、自らと同じ前記通信チャネル設定および前記通信属性を保持している端末が存在する、または自らと同じ前記通信チャネル設定を保持している端末が複数存在することが検出されたとき、前記他の端末との前記論理接続の確立処理を中止することを特徴とする。
また、本発明の無線通信端末は、前記制御部が前記他の端末との前記論理接続の確立処理を中止するとき、当該確立処理の中止を示す情報を操作者に報知する報知部をさらに有することを特徴とする。
また、本発明の無線通信端末において、前記報知部はさらに、前記通信チャネル設定の変更を促す情報を前記操作者に報知することを特徴とする。
また、本発明の無線通信端末において、前記通信属性の情報は、前記他の端末からの無線通信の接続要求に応じて当該他の端末と前記論理接続を確立する端末と、前記他の端末に対して無線通信の接続要求を行うことで当該他の端末と前記論理接続を確立する端末とのいずれの属性であるかを示す情報であることを特徴とする。
本発明によれば、他の端末のうち、本無線通信端末と同一の通信チャネル設定を有する端末のみが本無線通信端末に通信属性の情報を送信する。この通信属性の情報に基づいて、他の端末との論理接続の確立処理を制御することによって、無線通信の誤接続を防止することができる。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、無線通信方式の一例として、無線LANのプロトコルであるIEEE802.11を使用するものとする。図1は、本実施形態による内視鏡装置の構成を示している。本内視鏡装置は、撮影した画像データを無線通信により送信する内視鏡100と、内視鏡100から送信された画像データを受信し、画像をモニタに表示する受信装置200とから構成されている。内視鏡100は、操作者が操作指示を入力するための複数のスイッチからなる操作部100aを備えている。受信装置200は、受信装置200の通信設定状態を示す複数のLEDからなる通信設定表示部201を備えている。
図2は、内視鏡100を操作スイッチの配置面から見た状態を示している。内視鏡100の操作部100aは、電源スイッチ101、複数の操作スイッチ102、CH(チャネル)設定スイッチ103、状態表示LED104を備えている。CH設定スイッチ103には、設定チャネルを識別するための番号が付加されている。また、状態表示LED104は、2色(グリーン、オレンジ)表示可能なLEDを有する。
図3は内視鏡100の電気的構成を示している。内視鏡100は、制御部301、ROM302、RAM303、撮像部304、照明部305、無線通信回路部306、アンテナ307、操作部308、電源回路部309から構成されている。
制御部301は、ROM302に格納されているプログラムに従って動作し、内視鏡100の動作シーケンスを制御する。ROM302は、FlashROM等の不揮発メモリであり、内視鏡100の制御のためのプログラムデータおよび通信設定パラメータを含む各種設定情報がROM302に格納される。
図7は通信設定パラメータの内容を示している。CH設定スイッチ103に付加される番号毎に、通信チャネル(周波数)、SSID(Service Set Identifier)、WEP(Wired Equivalent Privacy)が関連付けられている。
RAM303は、撮像部304から出力される画像データを一時的にバッファリングするバッファ、制御部301の演算等に使用するワークエリア、各種設定等を一時的に格納するエリアとして使用される。また、RAM303は、通信設定パラメータ、通信属性の情報を格納するエリアとしても使用される。通信属性の情報は、内視鏡100であるのか、受信装置200であるのかを識別する情報である。本実施形態の内視鏡100は、受信装置200に対して無線通信の接続要求を行うことで受信装置200と、後述する論理接続を確立するものとする。また、本実施形態の受信装置200は、内視鏡100から無線通信の接続要求に応じて内視鏡100と論理接続を確立するものとする。
撮像部304は、入射する光を結像するレンズ、結像した光を電気信号へ変換する光電変換器(CCDやCMOSセンサ等)、光電変換器から出力されるアナログ電気信号をデジタル電気信号へ変換するADコンバータ(アナログ−デジタル変換器)等から構成される。
照明部305は、照射レンズ、LED、LED駆動回路等から構成され、内視鏡100の先端部100b(図1)に配置されている。LEDから発せられた光は、照射レンズを介して体腔内の被観察体に照射される。なお、先端部100bではなく、操作部100aの内部にLEDを配置し、ライトガイドで先端部100bに導光する構成としてもよい。
無線通信回路部306は、無線通信に必要な高周波回路部、符号化・復号化回路部、バッファメモリ等から構成され、アンテナ307が接続されている。受信装置200との無線通信を実施するためには、受信装置200に設定されている通信チャネル、SSID等と同一の通信チャネル、SSID等の設定が必要である。
操作部308(図1の操作部100aに相当)は、図2に示した電源スイッチ101、操作スイッチ102、CH設定スイッチ103を有し、これらボタン、スイッチの状態および状態変化を電気信号として出力する。また、操作部308には、受信装置200との接続状態を報知する状態表示LED104が配置されている。
電源回路部309は、バッテリー、DC/DCコンバータ等で構成され、電源スイッチ101がオンされたことを検知して、前述した各ブロックへ電源を供給する。
図4は受信装置200の電気的構成を示している。受信装置200は、制御部401、ROM402、RAM403、無線通信回路部404、アンテナ405、画像信号処理部406、モニタ407、操作部408から構成されている。
制御部401は、ROM402に格納されているプログラムに従って動作し、受信装置200の動作シーケンスを制御する。ROM402は、FlashROM等の不揮発メモリであり、受信装置200の制御のためのプログラムデータおよび通信設定パラメータを含む各種設定情報がROM402に格納される。
RAM403は、無線通信回路部404で受信された画像データを一時的にバッファリングするバッファ、制御部401の演算等に使用するワークエリア、各種設定等を一時的に格納するエリアとして使用される。また、RAM403は、通信設定パラメータ、通信属性の情報を格納するエリアとしても使用される。
無線通信回路部404は、無線通信に必要な高周波回路部、符号化・復号化回路部、バッファメモリ等から構成され、アンテナ405が接続されている。無線通信回路部404は、内視鏡100の無線通信回路部306と同様に無線LANのプロトコルに従って無線通信を行う。
画像信号処理部406は、無線通信回路部404で受信された画像データをNTSC信号またはPAL信号に変換し、モニタ407に出力する。モニタ407は、液晶表示装置およびその制御回路から構成され、画像の表示を行うと共に、無線接続の状態を報知する報知部として動作する。
操作部408は、図1には示されていないが受信装置200の背面に搭載されたCH設定スイッチを有し、CH設定スイッチの状態および状態変化を電気信号として出力する。また、操作部408には、CH設定スイッチで選択された通信チャネルをLEDで表示する通信設定表示部201(図1)が配置されている。
次に、図5に従って、本実施形態による受信装置200の動作を説明する。操作者は、受信装置200のCH設定スイッチにより通信チャネルの設定を行った後、受信装置200の電源を投入する。受信装置200の電源が投入されると、制御部401は受信装置200の各機能ブロックを初期化する(ステップS501)。
続いて、制御部401は、CH設定スイッチにより設定された通信チャネル設定を含む通信設定パラメータと受信装置200の通信属性の情報をRAM403に格納する。また、通信設定表示部201において、設定された通信チャネルに該当するLEDが点灯する(ステップS502)。続いて、制御部401は、通信属性毎に通信端末をカウントするための値T,Rを0に初期化する(ステップS503)。
続いて、受信装置200は、以下のようにして、操作者によって選択された通信チャネルで無線通信の物理接続を行う。物理接続では、物理層での接続で使用する無線周波数とSSIDが決定され、通信相手と送受信されるパケットをハードウェア上に取り込める状態となる。まず、受信装置200は、通信端末(内視鏡100または受信装置200)の探索フェーズに移行する。
通信端末の探索では、探索要求パケットが送信され、探索要求パケットに対する探索要求応答パケットの受信が所定期間行われる。制御部401は無線通信回路部404に探索要求パケットをブロードキャストで送信させる(ステップS504)。図8(a)は探索要求パケットの内容を示している。ヘッダ800に続いて、SSID801、サポート通信レート802、FCS(Frame Check Sequence)803が格納されている。
受信装置200と同一の通信チャネルが設定されている通信端末は、受信装置200から送信された探索要求パケットを受信し、探索要求応答パケットを送信する。図8(b)は探索要求応答パケットの内容を示している。ヘッダ810に続いて、SSID811、サポート通信レート812、通信属性813、FCS814が格納されている。通信属性813は、探索要求応答パケットの送信元の通信端末が受信装置200であれば0であり、内視鏡100であれば1である。上記の物理接続では、RAM403に格納されている通信チャネル設定が示す通信チャネルを使用して無線通信が行われる。
制御部401は、探索要求パケットの送信後、探索要求応答パケットを受信したか否かを判定する(ステップS505)。探索要求応答パケットを受信していない場合、処理はステップS509に進む。また、探索要求応答パケットを受信した場合、制御部401は、探索要求応答パケットに含まれる通信属性を判定する(ステップS506)。
通信属性が受信装置を示している場合、制御部401は値Rを1増加する(ステップS507)。また、通信属性が内視鏡を示している場合、制御部401は値Tを1増加する(ステップS508)。
続いて、制御部401は、探索要求パケットを受信したか否かを判定する(ステップS509)。探索要求パケットを受信した場合、制御部401は無線通信回路部404に探索要求応答パケットをブロードキャストで送信させる(ステップS510)。この後、処理はステップS505に戻る。
また、探索要求パケットを受信していない場合、制御部401は、ステップS504で探索要求パケットを送信してから所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS511)。所定時間が経過していない場合、処理はステップS505に戻る。また、所定時間が経過した場合、制御部401は、値R,Tの合計が0であるか否かを判定する(ステップS512)。
値R,Tの合計が0であった場合、受信装置200の通信可能範囲に通信端末が存在しないことになる。この場合、処理はステップS504に戻り、通信端末の探索が再度行われる。また、値R,Tの合計が0でなかった場合、受信装置200の通信可能範囲に他の通信端末が存在することになる。この場合、制御部401は、値Rが1以上であるか否かを判定する(ステップS513)。
値Rが1以上であった場合、受信装置200の通信可能範囲に、同じ通信チャネルの設定された他の受信装置200が存在することになる。この場合、制御部401は、画像信号処理部406に対して、警告を表示するための処理を実行させ、モニタ407に警告表示用の画像信号を出力させる。これによって、モニタ407に警告が表示される(ステップS517)。図9は、受信装置200のモニタ407に表示される警告の例を示している。
続いて、制御部401は、CH設定スイッチにおける通信チャネルが変更されたか否かを判定する(ステップS518)。通信チャネルが変更されていない場合、再度ステップS517の処理が行われる。また、通信チャネルが変更された場合、処理は再度ステップS502に戻る。
一方、ステップS513における判定の結果、値Rが1未満(すなわち0)であった場合、制御部401は、値Tが1より大きいか否かを判定する(ステップS514)。値Tが1より大きい場合、同じ通信チャネルの設定された内視鏡100が複数存在することになる。この場合、処理はステップS517に進み、受信装置200のモニタ407に警告が表示される。
値Tが1以下の場合、値R,Tの合計が0でなく値Rが0であるため、値Tは1となる。この場合、受信装置200の通信可能範囲に、同じ通信チャネルの設定された1台の内視鏡100のみが存在することになるので、受信装置200は論理接続フェーズへ移行し、論理接続を確立する処理を実行する(ステップS515)。
論理接続では、物理接続された複数の通信端末の中で、特定の2つの通信端末、すなわち内視鏡100と受信装置200の組合せが確定した状態となる。本実施形態では、論理接続が完了すると、内視鏡100が画像データを送信する宛先(MACアドレス)が確定する。論理接続フェーズでは、内視鏡100が、内視鏡100のMACアドレスを含むMACアドレス要求パケットを送信し、このMACアドレス要求パケットを受信した受信装置200が、受信装置200のMACアドレスを含むMACアドレス要求応答パケットを送信することにより、内視鏡100と受信装置200の間でMACアドレスが交換される。
論理接続が完了したら、受信装置200は、内視鏡100から送信される画像データの受信を開始する(ステップS516)。上記の動作によれば、受信装置200の通信可能範囲に、同じ通信チャネルの設定された1台の内視鏡100のみが存在する場合に論理接続が確立されるので、無線通信の誤接続を防止することができる。
次に、図6に従って、本実施形態による内視鏡100の動作を説明する。操作者は、受信装置200の通信設定表示部201が表示する通信チャネルに合わせて内視鏡100のCH設定スイッチ103により通信チャネルの設定を行った後、内視鏡100の電源を投入する。内視鏡100の電源が投入されると、制御部301は内視鏡100の各機能ブロックを初期化する(ステップS601)。
ステップS602〜S612の処理は図5のステップS502〜S512の処理と同様であるので、説明を省略する。ステップS612の判定の結果、値R,Tの合計が0でなかった場合、内視鏡100の通信可能範囲に他の通信端末が存在することになる。この場合、制御部401は、値Tが1以上であるか否かを判定する(ステップS613)。値Tが1以上である場合、同じ通信チャネルの設定された他の内視鏡100が存在することになる。この場合、制御部301は、操作者に警告を報知するため、状態表示LED104をオレンジに点灯または点滅させる(ステップS617)。
続いて、制御部301は、CH設定スイッチ103における通信チャネルが変更されたか否かを判定する(ステップS618)。通信チャネルが変更されていない場合、再度ステップS617の処理が行われる。また、通信チャネルが変更された場合、処理は再度ステップS602に戻る。
一方、値Tが1未満(すなわち0)であった場合、内視鏡100の通信可能範囲に、同じ通信チャネルの設定された他の内視鏡100は存在しないことになる。この場合、制御部301は、値Rが1より大きいか否かを判定する(ステップS614)。値Rが1より大きい場合、同じ通信チャネルの設定された受信装置200が複数存在することになる。この場合、処理はステップS617に進み、状態表示LED104により警告が操作者に報知される。
値Rが1以下の場合、値R,Tの合計が0でなく値Tが0であるため、値Rは1となる。この場合、内視鏡100の通信可能範囲に、同じ通信チャネルの設定された1台の受信装置200のみが存在することになるので、内視鏡100は論理接続フェーズへ移行し、論理接続を確立する処理を実行する(ステップS615)。論理接続が完了したら、内視鏡100は、受信装置200に画像データの送信を開始する(ステップS616)。上記の動作によれば、内視鏡100の通信可能範囲に、同じ通信チャネルの設定された1台の受信装置200のみが存在する場合に、論理接続が確立されるので、無線通信の誤接続を防止することができる。
上述したように、本実施形態によれば、内視鏡100または受信装置200において、自らと同じ通信チャネル設定を保持し、異なる通信属性を保持する通信端末が1台だけ検出されたときには、論理接続の確立処理が実行される。また、内視鏡100または受信装置200において、自らと同じ通信チャネル設定および通信属性を保持している通信端末が存在する、または自らと同じ通信チャネル設定を保持している通信端末が複数存在することが検出されたときには、論理接続の確立処理が中止される。これによって、無線通信の誤接続を防止することができる。
また、論理接続の確立処理が中止されるときには、確立処理の中止を示す情報および通信チャネル設定の変更を促す情報が操作者に報知される(図5のステップS517、図6のステップS617)ので、内視鏡100と受信装置200が正常に無線接続されていないことを操作者に認識させ、操作者に通信チャネル設定の変更を促すことができる。
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
本発明の一実施形態による内視鏡装置の構成を示す構成図である。 本発明の一実施形態による内視鏡の外観図である。 本発明の一実施形態による内視鏡の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による受信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による受信装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による内視鏡の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態における通信設定パラメータの内容を示す参考図である。 本発明の一実施形態における探索要求パケットの内容を示す参考図である。 本発明の一実施形態における探索要求応答パケットの内容を示す参考図である。 従来技術の問題を説明するための参考図である。 従来技術の問題を説明するための参考図である。 従来技術の問題を説明するための参考図である。 従来技術の問題を説明するための参考図である。
符号の説明
100・・・内視鏡(無線通信端末)、101・・・電源スイッチ、102・・・操作スイッチ、103・・・CH設定スイッチ、104・・・状態表示LED(報知部)、200・・・受信装置(無線通信端末)、201・・・通信設定表示部、301,401・・・制御部、302,402・・・ROM、303,403・・・RAM(情報保持部)、304・・・撮像部、305・・・照明部、306,404・・・無線通信回路部(通信部)、307,405・・・アンテナ、308,408・・・操作部、406・・・通信設定表示部、407・・・モニタ(報知部)

Claims (5)

  1. 他の端末と無線通信を行う無線通信端末であって、
    無線通信の通信チャネル設定および無線通信の通信属性の情報を保持する情報保持部と、
    前記他の端末と無線通信の論理接続が確立される前に、前記情報保持部が保持する前記通信チャネル設定が示す通信チャネルを使用した無線通信により、前記他の端末から、当該他の端末が保持している前記通信属性の情報を受信する通信部と、
    前記通信部が受信した前記通信属性の情報に基づいて、前記他の端末との前記論理接続の確立処理を制御する制御部と、
    を有することを特徴とする無線通信端末。
  2. 前記制御部は、自らと同じ前記通信チャネル設定および前記通信属性を保持している端末が存在する、または自らと同じ前記通信チャネル設定を保持している端末が複数存在することが検出されたとき、前記他の端末との前記論理接続の確立処理を中止することを特徴とする請求項1に記載の無線通信端末。
  3. 前記制御部が前記他の端末との前記論理接続の確立処理を中止するとき、当該確立処理の中止を示す情報を操作者に報知する報知部をさらに有することを特徴とする請求項2に記載の無線通信端末。
  4. 前記報知部はさらに、前記通信チャネル設定の変更を促す情報を前記操作者に報知することを特徴とする請求項3に記載の無線通信端末。
  5. 前記通信属性の情報は、前記他の端末からの無線通信の接続要求に応じて当該他の端末と前記論理接続を確立する端末と、前記他の端末に対して無線通信の接続要求を行うことで当該他の端末と前記論理接続を確立する端末とのいずれの属性であるかを示す情報であることを特徴とする請求項1に記載の無線通信端末。
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