JP4493573B2

JP4493573B2 - 受信装置

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Publication number: JP4493573B2
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Inventors: 誠一郎木許
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Description

本発明は、少なくとも情報本体を含む情報本体部と受信電界強度測定のための情報を含む付加部とを有するとともに、前記情報本体部および前記付加部の少なくとも一方にさらに同期情報を含んだフレーム構成の無線信号を、複数のアンテナを用いて選択受信する受信装置に関し、特に被検体内のカプセル型内視鏡から送信される無線映像信号を被検体外の複数のアンテナを用いて受信する受信装置に関するものである。

近年、内視鏡の分野において、飲込み式のカプセル型内視鏡が開発されている。このカプセル型内視鏡は、撮像機能と無線通信機能とを備え、各種臓器内の観察のために被験者の口から飲み込まれたのち自然排出されるまでの間、例えば胃、小腸、大腸などの臓器の内部を、その蠕動運動にしたがって移動しながら順次撮像する。

臓器内を移動する間、カプセル型内視鏡によって被検体内で撮像された画像データは、順次無線信号を用いて被検体外に送信され、被検体外の受信機内に設けられたメモリに蓄積されるか、受信機に設けられたディスプレイに表示される。医師、看護師等は、メモリに蓄積された画像データをもとにディスプレイに表示させた画像、あるいは受信とともに受信機が備えるディスプレイに表示させた画像に基づいて診断を行うことができる。

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

特開２００３−１９１１１号公報

しかしながら、従来の受信機では、例えば映像信号の受信開始直後などに、カプセル型内視鏡側の映像信号送信期間や、プリアンブルなどの受信電界強度測定用信号の送信期間と、受信機側の受信電界強度の検出タイミングとが同期しない場合があり、受信電界強度を測定できない、あるいは受信電界強度を誤って測定するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、送信される無線信号に同期していない場合に迅速に同期の復旧を行うことができ、映像信号等の受信および受信電界強度の測定等を確実に行うことができるとともに、受信動作の信頼性を一層向上させることができる受信装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる受信装置は、所定の送信周期で送信された少なくとも同期情報を含む送信情報を有する無線信号を、複数アンテナを用いて選択受信する受信装置において、予め選択したアンテナによって前記同期情報が受信されない場合、前記複数アンテナを連続的に切り替えて各アンテナの受信電界強度を測定するアンテナ切替処理を、前記送信情報の伝送期間より短い周期で繰り返し、前記受信電界強度が最も大きな最大強度アンテナを検出して、該最大強度アンテナを前記同期情報を受信する受信アンテナとして選択し切り替える制御を行う制御手段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、所定の送信周期で送信された少なくとも同期情報を含む送信情報を有する無線信号を、複数アンテナを用いて選択受信する受信装置において、予め選択したアンテナによって前記同期情報が受信されない場合、前記複数アンテナを連続的に切り替えて各アンテナの受信電界強度を測定するアンテナ切替処理を、前記送信周期から前記伝送期間を差し引いた非伝送期間より長い期間繰り返し、前記受信電界強度が最も大きな最大強度アンテナを検出して、該最大強度アンテナを前記同期情報を受信する受信アンテナとして選択し切り替える制御を行う制御手段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、前記制御手段は、前記アンテナ切替処理を連続的に繰り返す制御を行うことを特徴とする。

また、請求項４にかかる受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記複数アンテナに一連のアンテナ番号を与え、該一連のアンテナ番号順に前記複数アンテナを切り替えて前記アンテナ切替処理を実行する制御を行うことを特徴とする。

また、請求項５にかかる受信装置は、上記の発明において、前記制御手段は、前記最大強度アンテナを前記同期情報を受信する受信アンテナとして選択し切り替えた後、少なくとも前記同期情報が受信されるまで接続し続ける制御を行うことを特徴とする。

また、請求項６にかかる受信装置は、上記の発明において、前記送信情報は、情報本体を含む情報本体部と前記同期情報を含む付加部とを有し、前記制御手段は、予め選択したアンテナによって前記同期情報が受信された場合、前記付加部の伝送期間内に前記複数アンテナを連続的に切り替えて各アンテナの受信電界強度を測定させ、最も大きな受信電界強度を有するアンテナを前記情報本体部を受信する受信アンテナとして選択し切り替える制御を行うことを特徴とする。

また、請求項７にかかる受信装置は、上記の発明において、前記無線信号は、情報本体を含む情報本体部と前記同期情報を含む付加部とを有したフレーム構成の信号であって、前記制御手段は、予め選択したアンテナによって現フレームの前記同期情報が受信された場合、現フレームの前記付加部の伝送期間内に第１のアンテナの受信電界強度を測定させるとともに、現フレームの前記情報本体部の伝送期間内に第２のアンテナの受信電界強度を測定させ、前記第１のアンテナの受信電界強度が前記第２のアンテナの受信電界強度を超えた場合、この第１のアンテナを次フレームの前記情報本体部を受信する受信アンテナとして選択し切り替える制御を行うことを特徴とする。

また、請求項８にかかる受信装置は、上記の発明において、前記無線信号は、被検体内に導入されて該被検体内を移動する送信装置から送信される信号であって、前記情報本体は、前記被検体内を撮像した被検体内映像情報を含むことを特徴とする。

この発明にかかる受信装置によれば、送信される無線信号に同期していない場合に迅速に同期の復旧を行うことができ、映像信号等の受信および受信電界強度の測定等を確実に行うことができるとともに、受信動作の信頼性を一層向上させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明にかかる受信装置の好適な実施の形態である無線形被検体内情報取得システムについて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。

（実施の形態）
まず、本実施の形態にかかる受信装置を備えた無線型被検体内情報取得システムについて説明する。図１は、無線型被検体内情報取得システムの全体構成を示す模式図である。この無線型被検体内情報取得システムは、被検体内導入装置の一例としてカプセル型内視鏡を用いている。

図１に示すように、無線型被検体内情報取得システムは、被検体１の体内に導入され、撮像した被検体内画像の映像データを受信装置２に対して無線送信するカプセル型内視鏡３と、カプセル型内視鏡３から無線送信された映像データを受信する受信装置２と、受信装置２が受信した映像信号に基づいて被検体内画像を表示する画像表示装置４と、受信装置２と画像表示装置４との間で映像データ等の受け渡しを行う携帯型記録媒体５と、を備える。

受信装置２は、被検体１の体外表面に貼付等される複数のアンテナ６ａ〜６ｈを有した受信アンテナ６を備える。受信装置２は、カプセル型内視鏡３から無線送信された映像データ等を、受信アンテナ６を介して受信する。アンテナ６ａ〜６ｈは、例えばループアンテナを用いて実現され、被検体１の体外表面上の所定位置、すなわちカプセル型内視鏡３の通過経路である被検体１内の各臓器に対応した位置に配置される。

なお、アンテナ６ａ〜６ｈは、被検体１に着用させるジャケット等の所定位置に配設されるようにしてもよい。この場合、アンテナ６ａ〜６ｈは、このジャケット等を介して被検体１の体外表面上の所定位置に配設される。また、アンテナ６ａ〜６ｈの配置は、被検体１内の観察や診断等の目的に応じて任意に変更できる。なお、受信アンテナ６が備えるアンテナ数は、アンテナ６ａ〜６ｈとして示す８個に限定して解釈する必要はなく、８個より少なくても多くても構わない。

画像表示装置４は、例えばＣＲＴ、液晶ディスプレイ等を備えたワークステーションによって実現され、携帯型記録媒体５等を介して取得した映像データをもとに画像表示を行う。また、画像表示装置４は、プリンタ等の出力装置に映像データを出力して表示させることもできる。なお、画像表示装置４は、外部装置との通信機能を備え、有線または無線通信によって映像データを取得または出力するようにしてもよい。

携帯型記録媒体５は、コンパクトフラッシュ（登録商標）メモリ、ＣＤ、ＤＶＤ等によって実現され、受信装置２および画像表示装置４に対して着脱可能であり、これらに挿着された場合に映像データ等の各種情報の出力または記録を行うことができる。携帯型記録媒体５は、例えばカプセル型内視鏡３が被検体１内に導入されている間に受信装置２に挿着され、受信装置２がカプセル型内視鏡３から受信した映像データ等を記録する。また、カプセル型内視鏡３が被検体１から排出された後には、受信装置２から取り出されて画像表示装置４に挿着され、記録した映像データ等を画像表示装置４に出力する。

このように受信装置２と画像表示装置４との間で携帯型記録媒体５によって映像データの受け渡しを行うようにすることで、被検体１は、カプセル型内視鏡３を導入中にも自由に行動することができる。なお、受信装置２と画像表示装置４との間のデータの受け渡しは、有線または無線通信によって行うようにしてもよい。

ここで、図２を参照して、受信装置２について説明する。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、受信装置２は、カプセル型内視鏡３から送信された無線信号の処理を行う機能を有する。具体的には、受信装置２は、一連のアンテナ番号を有するアンテナ６ａ〜６ｈの接続切替を行う切替スイッチＳＷと、切替スイッチＳＷの後段に接続され、切替スイッチＳＷによって切替接続されたアンテナ６ａ〜６ｈからの無線信号を増幅して復調する受信回路１１と、受信回路１１の後段に接続された信号処理回路１２、同期検出部１５およびＡ／Ｄ変換部１６と、を備える。

制御部Ｃ１は、信号処理回路１２、同期検出部１５、Ａ／Ｄ変換部１６、携帯型記憶媒体５に対応する記憶部１３、表示部１４および選択制御部Ｃ２を接続する。選択制御部Ｃ２は、強度記憶部Ｃ２ａ、強度比較部Ｃ２ｂおよび切替制御部Ｃ２ｃを有し、切替スイッチＳＷの切替指示を行うとともに、同期検出部１５、Ａ／Ｄ変換部１６および制御部Ｃ１の処理タイミングを指示する。電力供給部１７は、上述した各部への電力供給を行い、例えば電池によって実現される。

切替スイッチＳＷは、選択制御部Ｃ２からの切替指示をもとにアンテナ６ａ〜６ｈのいずれか１つを選択的に切替接続し、接続したアンテナ６ａ〜６ｈからの無線信号を受信回路１１に出力する。受信回路１１は、入力された無線信号を増幅し、復調した復調信号Ｓ１を信号処理回路１２および同期検出部１５に出力するとともに、増幅した無線信号の受信電界強度である受信強度信号Ｓ２をＡ／Ｄ変換部１６に出力する。

信号処理回路１２は、復調信号Ｓ１をもとに処理した映像データを制御部Ｃ１に出力し、制御部Ｃ１は、この映像データを記憶部１３に記憶させるとともに、表示部１４に表示出力させる。同期検出部１５は、復調信号Ｓ１に含まれる同期情報を抽出し、制御部Ｃ１および選択制御部Ｃ２に出力する。制御部Ｃ１および選択制御部Ｃ２は、取得した同期情報を処理タイミングの基準として無線信号の受信処理等、各種処理を実行する。Ａ／Ｄ変換部１６は、入力された受信強度信号Ｓ２をデジタル信号に変換し、選択制御部Ｃ２に出力する。

選択制御部Ｃ２は、同期検出部１５から出力される同期情報を参照し、同期信号が受信されている場合には、後述する無線信号の受信強度測定期間内にアンテナ６ａ〜６ｈを連続的に切り替えて各アンテナの受信電界強度を測定させ、最も大きな受信電界強度を有するアンテナを、映像信号を受信する受信アンテナとして選択し切り替える制御を行う。

一方、同期信号が受信されていない場合には、選択制御部Ｃ２は、無線信号との同期を復旧させるため、アンテナ６ａ〜６ｈを連続的に切り替えて各アンテナの受信電界強度を測定するアンテナ切替処理を、無線信号が有する送信情報の伝送期間である受信強度測定期間と映像信号期間との合計期間より短い周期で繰り返し、受信電界強度が最も大きな最大強度アンテナを検出する。そして、この検出した最大強度アンテナを、同期情報を受信する受信アンテナとして選択し切り替えて、少なくとも同期信号が受信されるまで接続し続ける制御を行う。なお、選択制御部Ｃ２は、かかる最大強度アンテナを検出するためのアンテナ切替処理を、無線信号の送信周期から送信情報の伝送期間を差し引いた非伝送期間より長い期間繰り返すように制御を行っても良い。

ここで、図３〜図６を参照して、より具体的に、選択制御部Ｃ２が制御するアンテナ切替処理の概要を説明する。まず、カプセル型内視鏡３から送信される無線信号について説明する。図３に示すように、カプセル型内視鏡３から送信される無線信号では、送信情報はフレーム単位で送信され、このフレームは、受信強度測定期間（ＩＴ）と映像信号期間（ＶＴ）とから構成される。受信強度測定期間は、受信調整のためのプリアンブル信号期間に対応する期間であり、この期間の先頭には、カプセル型内視鏡３からの送信タイミングを示す同期信号が含まれる。映像信号期間は、映像信号自体の他に映像信号を受信するために必要な制御信号を含めることができる。

各フレームは、各フレーム間に無信号状態が存在する場合もあるし、各フレームが連続して送られる場合もある。すなわち、フレーム送信のフレーム周期ＴＴからフレームごとの送信情報の伝送期間である信号ＯＮ期間ＮＴを差し引いた、非伝送期間としての信号ＯＦＦ期間ＦＴは、送信される無線信号の種類に応じて０以上の所定期間に設定される。また、フレーム周期ＴＴは、カプセル型内視鏡３のバッテリーの有効利用の観点から、注目すべき撮像領域やカプセル型内視鏡３の移動が速い領域において短く設定されるなど、その長短が柔軟に調整される。

つぎに、同期信号が受信される場合に行われる通常のアンテナ切替処理について、図４に示すタイムチャートを参照して説明する。図４に示すように、受信強度測定期間内のタイミングｔｄにおいて、予め選択して切り替えられたアンテナによって同期信号が受信され、同期検出部１５によって同期情報が検出されると、選択制御部Ｃ２は、同じ受信強度測定期間内のタイミングｔｓにおいて、切替スイッチＳＷに指示し、アンテナ６ａ〜６ｈを連続的に切り替えるアンテナ切替処理としてのアンテナスキャン処理を実行させる。

このアンテナスキャン処理において、選択制御部Ｃ２は、各アンテナ６ａ〜６ｈの受信電界強度（以下、受信強度と称する。）を測定して、最も大きな受信強度を有するアンテナを検出し、この検出したアンテナを映像信号期間における受信アンテナとして選択し、切替スイッチＳＷに指示して切り替えさせる。例えば、選択制御部Ｃ２は、図４に示すようにアンテナ６ａ〜６ｈに対応するアンテナ番号Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の順にアンテナ切り替えを行って、受信強度が最も大きなアンテナ（Ｍａｘ）を検出し、アンテナスキャン処理後には、この検出したアンテナ（Ｍａｘ）に切替接続する。なお、選択制御部Ｃ２は、かかるアンテナスキャン処理を、受信強度測定期間より短い所定のアンテナスキャン期間ＡＳ内で実行する。

このように、受信強度測定期間ごとにアンテナスキャン処理を行い、受信強度が最も大きなアンテナ（Ｍａｘ）を選択し切り替えることによって、選択制御部Ｃ２は、映像信号期間ごとにその時点で最も受信強度の大きなアンテナによって映像信号を受信させることができる。

つぎに、同期信号が受信されない場合に行われる同期復旧のためのアンテナ切替処理について説明する。例えば図５に示すように、ｎ番目のフレーム（ｎ）とｎ＋１番目のフレーム（ｎ＋１）とが順に送信される送信信号に対して、受信装置２における各同期検出タイミングがタイミングｔｄ_n，ｔｄ_n+1であって、各受信強度検出期間（ＩＴ）内の同期信号を検出できるタイミングにない場合、上述した通常のアンテナ切替処理では、受信強度測定期間に送信される信号を、アンテナスキャン期間ＡＳ中に受信できない場合が生じる。

また、図５に示す場合には、各アンテナスキャン期間ＡＳが信号ＯＦＦ期間ＦＴに含まれるため、アンテナスキャン処理によって切り替えたどのアンテナからも受信信号を得ることができず、アンテナ６ａ〜６ｈのうちいずれのアンテナが送信信号を受信可能な位置にあるかを判別することもできない。なお、送信信号との同期が外れた期間（非同期期間）では、各強度検出タイミングは、受信装置２の内部クロックを基準に決定される。

このような非同期状態から同期の復旧を行うため、選択制御部Ｃ２は、図６に示すようなアンテナ切替処理を行う。すなわち、選択制御部Ｃ２は、予め選択したアンテナによって同期信号が受信されない場合、例えば図６に示すタイミングｔｄ_mにおいてフレーム（ｍ）の同期信号が受信されない場合に、切替スイッチＳＷを制御して、アンテナスキャン処理を信号ＯＮ期間ＮＴより短いスキャン反復周期ＳＴで繰り返すスキャン反復処理を実行する。また、選択制御部Ｃ２は、かかるスキャン反復処理を、信号ＯＦＦ期間ＦＴより長いスキャン反復期間ＳＲだけ実行するように制御を行う。図６に示す例では、スキャン反復期間ＳＲ内でスキャン反復周期ＳＴごとに、アンテナスキャン期間ＡＳ１〜ＡＳ３に対応する３回のアンテナスキャン処理が繰り返されている。

このようにスキャン反復処理を行うことによって、選択制御部Ｃ２は、信号ＯＮ期間中に少なくとも１回のアンテナスキャン処理を行うことができる。そして、この信号ＯＮ期間中に行われるアンテナスキャン処理によって、アンテナ６ａ〜６ｈの各受信強度を確実に測定することができ、送信信号を受信可能な位置にあるアンテナを検出することができるとともに、最大強度アンテナを検出することができる。図６に示す例では、アンテナスキャン期間ＡＳ１，ＡＳ２がフレーム（ｍ）の信号ＯＮ期間に含まれており、この各アンテナスキャン期間ＡＳ１，ＡＳ２におけるアンテナスキャン処理によって、最大強度アンテナを検出することができる。

かかるスキャン反復処理によって最大強度アンテナを検出した後、選択制御部Ｃ２は、この検出した最大強度アンテナを、同期信号を受信する受信アンテナとして選択し切り替えて、同期信号を探索する同期探索処理を行う。すなわち、切り替えた最大強度アンテナ（Ｍａｘ）によって連続的に送信信号を受信し、同期検出部１５からの出力をモニタして、同期情報の検出を行う。この際、選択制御部Ｃ２は、フレーム周期ＴＴにほぼ等しい同期探索期間ＤＦだけ送信信号を受信し続けることによって、確実に同期情報を検出することができる。図６に示す例では、タイミングｔｄ_m+1において、フレーム（ｍ＋１）の同期信号を受信して同期情報を検出することができる。

以上のようにスキャン反復処理および同期探索処理を実行することによって、選択制御部Ｃ２は、同期信号が受信されなくなった時点から迅速かつ確実に同期を復旧させることができる。図６に示す例では、同期信号の受信がされなくなってからフレーム（ｍ）および（ｍ＋１）の２フレーム期間内に同期を復旧させることができ、つづくフレーム（ｍ＋２）以降、タイミングｔｄ_m+2において同期信号の受信が可能となるため、図４に示した通常のアンテナ切替処理に移行することができる。

なお、上述したスキャン反復処理では、所定のスキャン反復期間ＳＲ中、スキャン反復処理を継続するものとして説明したが、選択制御部Ｃ２は、最大強度アンテナが検出できた時点、すなわちアンテナ６ａ〜６ｈの各受信強度が確実に測定できた時点で、スキャン反復処理を終了し、同期探索処理を開始することもできる。また、同期探索処理では、選択制御部Ｃ２は、最大強度アンテナによって同期信号を受信して同期情報を検出できた時点で、同期探索処理を終了することもできる。換言すると、選択制御部Ｃ２は、同期探索処理のため最大強度アンテナに切替接続した後、少なくとも同期信号が受信されるまでこの最大強度アンテナを接続し続けるように制御を行うとよい。

ここで、図７に示すフローチャートを参照して、受信装置２が行うアンテナ切替処理の処理手順について説明する。このアンテナ切替処理は、選択制御部Ｃ２によって制御され実行される。図７に示すように、まず初期設定として、選択制御部Ｃ２は、最初に受信させるアンテナを選択して切替接続するアンテナ初期化処理を行う（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１で選択制御部Ｃ２は、例えば、受信アンテナとしてアンテナ番号Ｎｏ．１を選択し切替接続する。なお、ここで設定可能なアンテナ番号Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８は、図２に示したように、アンテナ６ａ〜６ｈにそれぞれ対応する。

つづいて、選択制御部Ｃ２は、フレームの先頭で送信信号から同期信号を検出する同期信号検出処理を行い（ステップＳ１０２）、同期信号が検出されたか否かを判断する（ステップＳ１０３）。同期信号が検出された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、図４に示した通常アンテナ切替処理を実行し（ステップＳ１０４）、同期信号が検出されていない場合には（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、図６に示した同期復旧のための同期復旧アンテナ切替処理を実行する（ステップＳ１０５）。そして、ステップＳ１０４またはステップＳ１０５の後、最大強度アンテナを選択して切替接続する（ステップＳ１０６）。その後、選択制御部Ｃ２は、所定の処理終了の指示があるまでステップＳ１０２からの処理を繰り返し実行する。

つぎに、図８に示すフローチャートを参照して、ステップＳ１０５における同期復旧アンテナ切替処理手順について説明する。図８に示すように、まず、選択制御部Ｃ２は、内部クロックを基準として、スキャン反復処理における最初のアンテナスキャン処理のタイミングであるか否かを判断し（ステップＳ１１１）、アンテナスキャン処理のタイミングでない場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、この判断処理を繰り返して所定のタイミングになるまで待機する。

アンテナスキャン処理のタイミングとなった場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、選択制御部Ｃ２は、アンテナ６ａ〜６ｈを順次、例えば一連のアンテナ番号順に切り替えて、各アンテナの受信強度を記録するアンテナスキャン処理を行い（ステップＳ１１２）、このスキャン処理結果としての各アンテナの受信強度を比較して最大強度アンテナの情報を記録する第１強度比較処理を実行する（ステップＳ１１３）。

つづいて、選択制御部Ｃ２は、スキャン反復処理における２回目以降のアンテナスキャン処理のタイミングであるか否か、すなわち直前のアンテナスキャン処理開始時点から所定のスキャン反復周期ＳＴだけ経過した時点であるか否かを判断し（ステップＳ１１４）、アンテナスキャン処理のタイミングでない場合（ステップＳ１１４：Ｎｏ）、この判断処理を繰り返して所定のタイミングになるまで待機する。そして、アンテナスキャン処理のタイミングとなった場合に（ステップＳ１１４：Ｙｅｓ）、アンテナスキャン処理を行い（ステップＳ１１５）、このアンテナスキャン処理結果としての各アンテナの受信強度を比較して最大強度アンテナの情報を更新して記録する第２強度比較処理を実行する（ステップＳ１１６）。

その後、選択制御部Ｃ２は、スキャン反復処理における所定の最終のアンテナスキャン処理を終了したか否かを判断し（ステップＳ１１７）、最終のアンテナスキャン処理を終了していない場合（ステップＳ１１７：Ｎｏ）、ステップＳ１１４からの処理を繰り返し、最終のアンテナスキャン処理を終了した場合には（ステップＳ１１７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５にリターンする。

つぎに、図９に示すフローチャートを参照して、ステップＳ１１２およびＳ１１５におけるアンテナスキャン処理手順について説明する。図９に示すように、まず、選択制御部Ｃ２が備える切替制御部Ｃ２ｃは、このアンテナスキャン処理で最初に受信させるアンテナのアンテナ番号を初期設定する（ステップＳ１２１）。このステップＳ１２１で切替制御部Ｃ２ｃは、例えばアンテナ番号Ｎｏ．１を選択して設定する。

つづいて、切替制御部Ｃ２ｃは、ステップＳ１２１で設定したアンテナ番号のアンテナに接続を切り替え（ステップＳ１２２）、Ａ／Ｄ変換部１６を介して受信強度信号を検出し（ステップＳ１２３）、検出した受信強度データを強度記憶部Ｃ２ａに記録する（ステップＳ１２４）。このステップＳ１２４では、切替制御部Ｃ２ｃは、受信したアンテナ番号を対応付けて受信強度データを記録する。

その後、切替制御部Ｃ２ｃは、接続されているアンテナがアンテナスキャン処理における最終のアンテナ番号、例えばアンテナ番号Ｎｏ．８であるか否かを判断し（ステップＳ１２５）、最終番号でない場合（ステップＳ１２５：Ｎｏ）、アンテナ番号をインクリメントし（ステップＳ１２６）、ステップＳ１２２からの処理を繰り返し、最終番号である場合には（ステップＳ１２５：Ｙｅｓ）、もとの処理ステップ、すなわちステップＳ１１２もしくはステップＳ１１５にリターンする。

つぎに、図１０に示すフローチャートを参照して、ステップＳ１１３における第１強度比較処理手順について説明する。図１０に示すように、まず、選択制御部Ｃ２が備える強度比較部Ｃ２ｂは、強度記憶部Ｃ２ａに記録された受信強度データを参照し、強度記憶部Ｃ２ａ内の最大強度アンテナに対応するＭａｘレジスタに、暫定的に最初のアンテナスキャン処理によるアンテナ番号Ｎｏ．１の受信強度データをセットする（ステップＳ１３１）。また、この暫定の最大強度アンテナに対して受信強度データを比較するアンテナを示す比較アンテナ番号にアンテナ番号Ｎｏ．２を設定する（ステップＳ１３２）。

つづいて、強度比較部Ｃ２ｂは、強度記憶部Ｃ２ａ内の比較アンテナ番号に対応するレジスタを比較レジスタとして選択し（ステップＳ１３３）、Ｍａｘレジスタに記録された受信強度（Ｍａｘレジスタ強度）が比較レジスタに記録された受信強度（比較レジスタ強度）より小さいか否かを判断する（ステップＳ１３４）。Ｍａｘレジスタ強度が比較レジスタ強度よりも小さい場合（ステップＳ１３４：Ｙｅｓ）、強度比較部Ｃ２ｂは、Ｍａｘレジスタ内のデータを比較レジスタ内のデータで更新し（ステップＳ１３５）、比較レジスタに対応する比較アンテナ番号が一連のアンテナ番号における最終番号、例えばアンテナ番号Ｎｏ．８であるか否かを判断する（ステップＳ１３６）。一方、Ｍａｘレジスタ強度が比較レジスタ強度よりも小さくない場合には（ステップＳ１３４：Ｎｏ）、そのままステップＳ１３６に移行する。

そして、強度比較部Ｃ２ｂは、比較アンテナ番号が最終のアンテナ番号ではないと判断した場合（ステップＳ１３６：Ｎｏ）、比較アンテナ番号をインクリメントし（ステップＳ１３７）、ステップＳ１３３からの処理を繰り返す。また、比較アンテナ番号が最終のアンテナ番号であると判断した場合には（ステップＳ１３６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１３にリターンする。

つぎに、図１１に示すフローチャートを参照して、ステップＳ１１６における第２強度比較処理手順について説明する。この第２強度比較処理は、図１１と図１０とに示すフローチャートを比較して明らかなように、はじめに比較アンテナ番号にアンテナ番号Ｎｏ．１を設定した後（ステップＳ１４１）、ステップＳ１４２〜Ｓ１４６では、それぞれ第１強度比較処理におけるステップＳ１３３〜Ｓ１３７と同じ処理を実行する。なお、第２強度比較処理において最初に比較するＭａｘレジスタのデータとして、第１強度比較処理終了時のＭａｘレジスタのデータが流用される。

このように、同期復旧アンテナ切替処理では、第１および第２強度比較処理によって、各アンテナスキャン処理の各アンテナでの受信強度が順次比較され、最も大きな受信強度を有するアンテナ番号がＭａｘレジスタに記録され、最終的にＭａｘレジスタに記録されたアンテナ番号のアンテナが最大強度アンテナとして検出される。

より具体的に、例えば図１２に示すような受信強度データが記録された場合、最初のアンテナスキャン期間ＡＳ１に対応する第１強度比較処理では、アンテナ番号Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の受信強度が順次比較され、最後にアンテナ番号Ｎｏ．１の受信強度「８０」がＭａｘレジスタに記録される。また、２回目のアンテナスキャン期間ＡＳ２に対応する第２強度比較処理では、アンテナスキャン期間ＡＳ１で最後に記録されたＭａｘレジスタを基準に順次アンテナ番号Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の受信強度が比較され、結果として、基準としたＭａｘレジスタのデータ、すなわちアンテナ番号Ｎｏ．１の受信強度「８０」がそのまま最後のＭａｘレジスタとして記録される。

さらに、最終（３回目）のアンテナスキャン期間ＡＳ３に対応する第２強度比較処理では、２回目と同様に、アンテナスキャン期間ＡＳ２で最後に記録されたＭａｘレジスタを基準に順次アンテナ番号Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８の受信強度が比較され、結果として、基準としたＭａｘレジスタのデータ、すなわちアンテナ番号Ｎｏ．１の受信強度「８０」がそのまま最終のＭａｘレジスタとして記録される。そして、この最終のＭａｘレジスタに記録されたアンテナ番号Ｎｏ．１に対応するアンテナ６ａが、最大強度アンテナとして検出される。

なお、上述したアンテナスキャン処理と、第１および第２強度比較処理では、アンテナ番号をＮｏ．１から番号順に切り替えることとしたが、これに限定して解釈する必要はなく、例えばアンテナ番号を重複なくランダムに順次切り替えるようにしてもよい。

また、図７に示したアンテナ切替処理におけるステップＳ１０４の通常アンテナ切替処理は、図８に示した同期復旧アンテナ切替処理における最初のアンテナ切替処理と同様の処理、すなわちステップＳ１１２のアンテナスキャン処理とステップＳ１１３の第１強度比較処理とによって実現される。

以上説明したように、本実施の形態にかかる受信装置２では、予め選択したアンテナによって同期信号が受信されていない場合に、選択制御部Ｃ２が、アンテナ６ａ〜６ｈを連続的に切り替えて各アンテナの受信強度を測定するアンテナ切替処理を、無線信号が有する送信情報の伝送期間である信号ＯＮ期間ＮＴより短い周期で繰り返して最大強度アンテナを検出するとともに、この検出した最大強度アンテナを、同期情報を受信する受信アンテナとして選択し切り替える制御を行うようにしているため、同期信号が受信されなくなった時点から迅速かつ確実に同期を復旧させることができる。また、選択制御部Ｃ２が、最大強度アンテナを検出するためのアンテナ切替処理を、無線信号の送信周期から送信情報の伝送期間を差し引いた非伝送期間である信号ＯＦＦ期間ＦＴより長い期間繰り返す制御を行うようにすると、一層迅速かつ確実に同期を復旧させることができる。さらにこの結果、受信装置２における受信動作の確実性および信頼性を一層向上させることができる。

（変形例）
つぎに、本実施の形態の変形例について説明する。上述した実施の形態では、選択制御部Ｃ２は、同期信号が受信されない場合にアンテナスキャン処理を所定のスキャン反復周期ＳＴで間欠的に繰り返すようにしていたが、この変形例では、アンテナスキャン処理を連続的に繰り返すように制御を行う。

図１３は、本変形例において選択制御部Ｃ２が実行させる、同期信号が受信されない場合のアンテナ切替処理を示すタイムチャートである。図１３に示すように、選択制御部Ｃ２は、予め選択したアンテナによって同期信号が受信されない場合、例えばタイミングｔｄ_mにおいてフレーム（ｍ）の同期信号が受信されない場合に、切替スイッチＳＷを制御して、アンテナスキャン処理を連続的に繰り返すスキャン反復処理を実行する。

また、選択制御部Ｃ２は、かかるスキャン反復処理を、信号ＯＦＦ期間ＦＴより長いスキャン反復期間ＳＲだけ実行するように制御を行う。図１３に示す例では、スキャン反復期間ＳＲ内で連続的に、アンテナスキャン期間ＡＳ１〜ＡＳｎに対応するｎ回のアンテナスキャン処理が繰り返されている。なお、本変形例にかかるスキャン反復処理は、上述した実施の形態にかかるスキャン反復処理のスキャン反復周期ＳＴをアンテナスキャン期間ＡＳとほぼ等しくした場合に相当する。

このような本変形例にかかるスキャン反復処理によっても、選択制御部Ｃ２は、上述した実施の形態にかかるスキャン反復処理と同様に、信号ＯＮ期間中に少なくとも１回のアンテナスキャン処理を行うことができる。そして、この信号ＯＮ期間中に行われるアンテナスキャン処理によって、アンテナ６ａ〜６ｈの各受信強度を確実に測定することができ、送信信号を受信可能な位置にあるアンテナを検出することができるとともに、最大強度アンテナを検出することができる。

かかるスキャン反復処理によって最大強度アンテナを検出した後、選択制御部Ｃ２は、上述した実施の形態と同様に、検出した最大強度アンテナを、同期信号を受信する受信アンテナとして選択し切り替えて同期探索処理を行う。

なお、選択制御部Ｃ２は、最大強度アンテナが検出できた時点、すなわちアンテナ６ａ〜６ｈの各受信強度が確実に測定できた時点で、スキャン反復処理を終了し、同期探索処理を開始することもできる。

ここで、図１４に示すフローチャートを参照して、本変形例にかかる同期復旧アンテナ切替処理の処理手順について説明する。この同期復旧アンテナ切替処理は、図７に示したステップＳ１０５として実行される処理である。図１４に示すように、まず、選択制御部Ｃ２は、内部クロックを基準として、スキャン反復処理における最初のアンテナスキャン処理のタイミングであるか否かを判断し（ステップＳ２１１）、アンテナスキャン処理のタイミングでない場合（ステップＳ２１１：Ｎｏ）、この判断処理を繰り返して所定のタイミングになるまで待機する。

アンテナスキャン処理のタイミングとなった場合（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、選択制御部Ｃ２は、アンテナスキャン処理を連続的に行う連続アンテナスキャン処理を実行し（ステップＳ２１２）、この連続アンテナスキャン処理結果としての各アンテナスキャン処理の各アンテナの受信強度を比較して最大強度アンテナを検出する強度比較処理を実行し（ステップＳ２１３）、ステップＳ１０５にリターンする。

つぎに、図１５に示すフローチャートを参照して、ステップＳ２１２における連続アンテナスキャン処理手順について説明する。図１５に示すように、まず、切替制御部Ｃ２ｃは、この連続アンテナスキャン処理で繰り返し行うアンテナスキャン処理の処理回数を示すアンテナスキャン番号を初期設定する（ステップＳ２２１）。このステップＳ２２１では、例えば初期値として「１」を設定する。また、切替制御部Ｃ２ｃは、最初に受信させるアンテナのアンテナ番号を初期設定する（ステップＳ２２２）。このステップＳ２２２では、切替制御部Ｃ２ｃは、例えばアンテナ番号Ｎｏ．１を選択して設定する。

つづいて、切替制御部Ｃ２ｃは、ステップＳ２２２で設定したアンテナ番号のアンテナに接続を切り替え（ステップＳ２２３）、Ａ／Ｄ変換部１６を介して受信強度信号を検出し（ステップＳ２２４）、アンテナスキャン番号とアンテナ番号とを対応付けて受信強度データを強度記憶部Ｃ２ａに記録する（ステップＳ２２５）。

その後、切替制御部Ｃ２ｃは、接続されているアンテナが現在のアンテナスキャン処理における最終のアンテナ番号、例えばアンテナ番号Ｎｏ．８であるか否かを判断し（ステップＳ２２６）、最終番号でない場合（ステップＳ２２６：Ｎｏ）、アンテナ番号をインクリメントし（ステップＳ２２７）、ステップＳ２２３からの処理を繰り返す。

一方、アンテナ番号が最終番号である場合には（ステップＳ２２６：Ｙｅｓ）、切替制御部Ｃ２ｃは、現在のアンテナスキャン番号がこの連続アンテナスキャン処理における最終のアンテナスキャン番号であるか否かを判断し（ステップＳ２２８）、最終番号でない場合（ステップＳ２２８：Ｎｏ）アンテナスキャン番号をインクリメントし（ステップＳ２２９）、ステップＳ２２２からの処理を繰り返す。最終番号である場合には（ステップＳ２２８：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１２にリターンする。

つぎに、図１４に示したステップＳ２１３の強度比較処理について説明する。この強度比較処理は、図１０に示した第１強度比較処理と同様に行われる。ただし、この強度比較処理では、比較アンテナ番号として順次切り替えるアンテナ番号は、連続アンテナスキャン処理で切替接続された、一連のすべてのアンテナスキャン処理の各アンテナ番号が対象となる。この場合、例えばアンテナスキャン番号「１」のアンテナ番号Ｎｏ．１からアンテナ番号順さらにアンテナスキャン番号順に、アンテナスキャン番号「ｎ」のアンテナ番号Ｎｏ．８まで順次切り替えて受信強度データを比較し、最大強度アンテナを検出するとよい。なお、初期設定としてＭａｘレジスタに設定するデータには、例えばアンテナスキャン番号「１」のアンテナ番号Ｎｏ．１のデータを用いるとよい。

ところで、上述した実施の形態では、同期信号が受信される場合の通常のアンテナ切替処理として、図４に示したように、受信強度測定期間内にアンテナスキャン処理を行って最大強度アンテナを検出し、この検出した最大強度アンテナを、映像信号期間における受信アンテナとするようにしたが、かかるアンテナ切替処理に限定して解釈する必要はなく、例えば図１６のタイムチャートに示すように処理を行ってもよい。

すなわち、図１６に示すアンテナ切替処理では、選択制御部Ｃ２は、フレーム（ｎ）の受信強度測定期間（ＩＴ）内のタイミングｔ１_nにおいて、例えばアンテナ番号Ｎｏ．２のアンテナの受信強度を測定する。また、同じフレーム（ｎ）の映像信号期間（ＶＴ）内のタイミングｔ２_nにおいて、例えばアンテナ番号Ｎｏ．１のアンテナの受信強度を測定する。そして、選択制御部Ｃ２は、測定したこれらの受信強度を比較し、受信強度測定期間に測定した受信強度が、映像信号期間に測定した受信強度を超えた場合、受信強度測定期間に測定したアンテナ（例えばＮｏ．２）を、次フレームであるフレーム（ｎ＋１）の映像信号期間の受信アンテナとして選択切替する制御を行う。また、選択制御部Ｃ２は、かかるアンテナ切替処理を、フレームごとに受信強度測定期間に対応するアンテナを順次切り替えながら繰り返すように制御する。

具体的に図１６では、フレーム（ｎ）において、アンテナ番号Ｎｏ．２の受信強度がアンテナ番号Ｎｏ．１の受信強度を超えていないため、フレーム（ｎ＋１）において、映像信号期間の受信アンテナがアンテナ番号Ｎｏ．１のままとされている。一方、フレーム（ｎ＋１）における受信強度測定期間の受信アンテナはアンテナ番号Ｎｏ．３に切り替えられている。そして、フレーム（ｎ＋１）では、アンテナ番号Ｎｏ．３の受信強度がアンテナ番号Ｎｏ．１の受信強度を超えるため、次フレーム（ｎ＋２）では、映像信号期間の受信アンテナとしてアンテナ番号Ｎｏ．３が選択切替されている。同時に、フレーム（ｎ＋２）の受信強度測定期間の受信アンテナがアンテナ番号Ｎｏ．４に切り替えられている。

なお、上述した実施の形態および変形例では、本発明にかかる受信装置を無線型被検体内情報取得システムに適用し、カプセル型内視鏡から送信される無線信号を受信するものとして説明したが、これに限定して解釈する必要はなく、受信する無線信号は、所定の送信周期で送信された少なくとも同期情報を含む送信情報を有する信号であれば任意の無線信号でよく、かかる無線信号を送信する送信装置も限定されない。

本発明の実施の形態にかかる受信装置を含む無線型被検体内情報取得システムの全体構成を示す模式図である。図１に示した受信装置の構成を示すブロック図である。図１に示したカプセル型内視鏡から送られる無線信号のフレームフォーマットを示す図である。同期信号が受信される場合のアンテナ切替処理を示すタイムチャートである。同期信号が受信されない場合の信号検出タイミングを示すタイムチャートである。同期信号が受信されない場合のアンテナ切替処理を示すタイムチャートである。図１に示した受信装置によるアンテナ切替処理手順を示すフローチャートである。図７に示した同期復旧アンテナ切替処理手順を示すフローチャートである。図８に示したアンテナスキャン処理手順を示すフローチャートである。図８に示した第１強度比較処理手順を示すフローチャートである。図８に示した第２強度比較処理手順を示すフローチャートである。同期復旧アンテナ切替処理による受信強度検出結果の具体例を示す図である。同期信号が受信されない場合の変形例としてのアンテナ切替処理を示すタイムチャートである。変形例としての同期復旧アンテナ切替処理手順を示すフローチャートである。図１４に示した連続アンテナスキャン処理手順を示すフローチャートである。同期信号が受信される場合のアンテナ切替処理を示すタイムチャートである。

符号の説明

１被検体
２受信装置
３カプセル型内視鏡
４表示装置
５携帯型記録媒体
６受信アンテナ
６ａ〜６ｈアンテナ
１１受信回路
１２信号処理回路
１３記憶部
１４表示部
１５同期検出部
１６Ａ／Ｄ変換部
１７電力供給部
Ｃ１制御部
Ｃ２選択制御部
Ｃ２ａ強度記憶部
Ｃ２ｂ強度比較部
Ｃ２ｃ切替制御部
ＳＣ切替制御部
ＳＷ切替スイッチ
Ｓ１復調信号
Ｓ２受信強度信号

Claims

所定の送信周期で送信された少なくとも同期情報を含む送信情報を有する無線信号を、複数アンテナを用いて選択受信する受信装置において、
予め選択したアンテナによって前記同期情報が受信されない場合、前記複数アンテナを連続的に切り替えて各アンテナの受信電界強度を測定するアンテナ切替処理を、前記送信情報の伝送期間より短い周期で繰り返し、前記受信電界強度が最も大きな最大強度アンテナを検出して、該最大強度アンテナを前記同期情報を受信する受信アンテナとして選択し切り替える制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする受信装置。
所定の送信周期で送信された少なくとも同期情報を含む送信情報を有する無線信号を、複数アンテナを用いて選択受信する受信装置において、
予め選択したアンテナによって前記同期情報が受信されない場合、前記複数アンテナを連続的に切り替えて各アンテナの受信電界強度を測定するアンテナ切替処理を、前記送信周期から前記伝送期間を差し引いた非伝送期間より長い期間繰り返し、前記受信電界強度が最も大きな最大強度アンテナを検出して、該最大強度アンテナを前記同期情報を受信する受信アンテナとして選択し切り替える制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする受信装置。
前記制御手段は、前記アンテナ切替処理を連続的に繰り返す制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
前記制御手段は、前記複数アンテナに一連のアンテナ番号を与え、該一連のアンテナ番号順に前記複数アンテナを切り替えて前記アンテナ切替処理を実行する制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の受信装置。
前記制御手段は、前記最大強度アンテナを前記同期情報を受信する受信アンテナとして選択し切り替えた後、少なくとも前記同期情報が受信されるまで接続し続ける制御を行う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。
前記送信情報は、情報本体を含む情報本体部と前記同期情報を含む付加部とを有し、
前記制御手段は、予め選択したアンテナによって前記同期情報が受信された場合、前記付加部の伝送期間内に前記複数アンテナを連続的に切り替えて各アンテナの受信電界強度を測定させ、最も大きな受信電界強度を有するアンテナを前記情報本体部を受信する受信アンテナとして選択し切り替え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。
前記無線信号は、情報本体を含む情報本体部と前記同期情報を含む付加部とを有したフレーム構成の信号であって、
前記制御手段は、予め選択したアンテナによって現フレームの前記同期情報が受信された場合、現フレームの前記付加部の伝送期間内に第１のアンテナの受信電界強度を測定させるとともに、現フレームの前記情報本体部の伝送期間内に第２のアンテナの受信電界強度を測定させ、前記第１のアンテナの受信電界強度が前記第２のアンテナの受信電界強度を超えた場合、この第１のアンテナを次フレームの前記情報本体部を受信する受信アンテナとして選択し切り替え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。
前記無線信号は、被検体内に導入されて該被検体内を移動する送信装置から送信される信号であって、前記情報本体は、前記被検体内を撮像した被検体内映像情報を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の受信装置。