JP5101756B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体内のカプセル型内視鏡から送信される無線信号を受信する受信アンテナ装置に関する。

従来から、内視鏡の分野では、患者等の被検体の消化管内に導入可能な大きさに形成されたカプセル形状の筐体内に撮像機能や無線通信機能等を内蔵したカプセル型内視鏡が知られている。このカプセル型内視鏡は、被検体の口から飲み込まれた後、蠕動運動等によって消化管内等の被検体内部を移動する。そして、被検体内部を順次撮像して画像データを生成し、この画像データを順次無線送信する。

このようにしてカプセル型内視鏡から無線送信された画像データは、被検体の外部に設けられた受信アンテナを介して受信装置に受信される。この受信装置は、受信アンテナを介して受信した画像データを内蔵されたメモリに記憶する。

被検体は、無線通信機能とメモリ機能とを有する受信装置を携帯することにより、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、カプセル型内視鏡が排出されるまでの間、自由に行動することができる。検査終了後、医師等の検査者は、受信装置のメモリに蓄積された画像データを画像表示装置に取り込ませ、カプセル型内視鏡によって得られた画像データに対応する被検体内の画像、たとえば臓器画像を画像表示装置のディスプレイに表示させる。検査者は、ディスプレイに表示された臓器画像等を観察し、被検体の診断を行う。

カプセル型内視鏡から無線信号を受信する場合、一般に受信装置では、複数の受信アンテナを被検体の外部に分散配置し、受信する受信強度が最も強い１つのアンテナを選択し、その選択したアンテナによって無線信号を受信している。たとえば、被検体の外部に配置された複数のアンテナの受信切り替えを行い、各アンテナが受信する電界強度をもとに、無線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装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−６０８号公報

しかしながら、上述したカプセル型内視鏡装置のアンテナ装置では、被検体内に導入されたカプセル型内視鏡から送信される無線信号を受信する各受信アンテナの配置位置が開示されていない。このため、受信アンテナの配置位置によっては、カプセル型内視鏡から送信される無線信号を精度よく受信することができない場合があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被検体内に導入されたカプセル型内視鏡から送信される無線信号を精度よく受信することができるアンテナ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、本発明にかかるアンテナ装置は、平面上の基準点から等距離で、前記基準点を介して対向する位置にそれぞれ配置される第１および第２の受信アンテナと、各々の重心が前記平面上の前記基準点から等距離であって、該重心を結ぶ直線が前記第１の受信アンテナの重心と前記第２の受信アンテナの重心とを結ぶ直線に対して９０度をなす前記平面上の位置に配置される第３および第４の受信アンテナと、前記第１の受信アンテナの重心と前記第２の受信アンテナの重心とを結ぶ直線および前記第３の受信アンテナの重心と前記第４の受信アンテナの重心とを結ぶ直線に対して４５度をなす直線であって、互いに異なる直線上に各々の重心が位置する前記平面上の位置に配置される第５〜第８の受信アンテナと、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかるアンテナ装置は、上記発明において、前記第１〜第４の受信アンテナは、前記平面内の前記基準点から等距離の位置に配置されることを特徴とする。

また、本発明にかかるアンテナ装置は、上記発明において、前記第３および第４の受信アンテナは、前記基準点から等距離で前記第１および第２の受信アンテナより前記基準点に対して前記平面内の外周側に配置されることを特徴とする。

また、本発明にかかるアンテナ装置は、上記発明において、前記第１〜第８の受信アンテナは、平衡型のアンテナであり、主偏波に対して交差偏波のロスが大きいことを特徴とする。

また、本発明にかかるアンテナ装置は、上記発明において、前記第１〜第８の受信アンテナは、２本の直線状のエレメント部を有するダイポールアンテナであり、前記２本の直線状のエレメント部が一直線上に配置されていることを特徴とする。

また、本発明にかかるアンテナ装置は、上記発明において、前記第１〜第８の受信アンテナにそれぞれ接続される第１〜第８の能動回路をさらに備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかるアンテナ装置は、上記発明において、前記第１〜第８の受信アンテナは、一つのプレート部上に配置されていることを特徴とする。

また、本発明にかかるアンテナ装置は、上記発明において、前記第３および第４の受信アンテナは、前記プレート部の外縁上に配置されることを特徴とする。

また、本発明にかかるアンテナ装置は、上記発明において、前記第１〜第８の受信アンテナとの信号の送受信をそれぞれ行う第１〜第８の伝送線路をさらに備え、前記第１〜第８の伝送線路は、前記プレート部の端部に集まっていることを特徴とする。

また、本発明にかかるアンテナ装置は、上記発明において、前記プレート部は、当該アンテナ装置の装着対象に対して装着位置を決める位置決め部を有することを特徴とする。

本発明にかかるアンテナ装置によれば、平面上の基準点から等距離で、基準点に介して対向する位置にそれぞれ配置される第１および第２の受信アンテナと、各々の重心が平面上の基準点から等距離であって、重心を結ぶ直線が第１の受信アンテナの重心と第２の受信アンテナの重心とを結ぶ直線に対して９０度をなす平面上の位置に配置される第３および第４の受信アンテナと、第１の受信アンテナの重心と第２の受信アンテナの重心とを結ぶ直線および第３の受信アンテナの重心と第４の受信アンテナの重心とを結ぶ直線に対して４５度をなす直線であって、互いに異なる直線上に各々の重心が位置する前記平面上の位置に配置される第５〜第８の受信アンテナと、と、を備える。この結果、被検体内に導入されたカプセル型内視鏡から送信される無線信号を精度よく受信することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の一実施の形態にかかるアンテナ装置を用いたカプセル型内視鏡システムの概要構成を示す模式図である。 図２は、本発明の一実施の形態にかかるアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。 図３は、図２に示した第１の受信アンテナの概略構成を示すブロック図である。 図４は、図１に示した受信装置の概略構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の一実施の形態の変形例１にかかるアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。 図６は、本発明の一実施の形態の変形例２にかかるアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。 図７は、本発明の一実施の形態の変形例３にかかるアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。 図８は、本発明の一実施の形態の変形例４にかかるアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。 図９は、本発明の一実施の形態の変形例５にかかるアンテナ装置の概要構成を示す平面図である。

以下に、本発明の実施の形態にかかるアンテナ装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、本発明にかかるアンテナ装置の一例として、被検体の体内に導入されて被検体の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡を含むカプセル型内視鏡システムを例示するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

図１に示すように、カプセル型内視鏡システム１は、被検体２内の体内画像を撮像するカプセル型内視鏡３と、被検体２内に導入されたカプセル型内視鏡３から送信された無線信号を受信するアンテナ装置４と、アンテナ装置４から入力された無線信号に所定の処理を行って記憶する受信装置５と、カプセル型内視鏡３によって撮像された被検体２内の画像データに対応する画像を表示する画像表示装置６と、を備える。

カプセル型内視鏡３は、被検体２内を撮像する撮像機能と、被検体２内を撮像して得られた画像データを受信装置５に送信する無線通信機能とを有する。カプセル型内視鏡３は、被検体２内に飲み込まれることによって被検体２内の食道を通過し、消化管腔の蠕動運動によって体腔内を移動する。カプセル型内視鏡３は、体腔内を移動しながら微小な時間間隔、たとえば０．５秒間隔で被検体２の体腔内を逐次撮像し、撮像した被検体２内の画像データを生成して受信装置５に順次送信する。この場合、カプセル型内視鏡３は、画像データと、受信電界強度を検出し易くする位置情報（ビーコン）等を含む受信電界強度検出データとを含む送信信号を生成し、この生成した送信信号を変調することによって得られる無線信号を受信装置５に無線送信する。

アンテナ装置４は、アンテナケーブル５１を介してカプセル型内視鏡３から受信した無線信号を受信装置５に出力する。アンテナ装置４は、検査を行う際に被検体２に対してベルト等で固定されて装着される。

受信装置５は、アンテナ装置４およびアンテナケーブル５１を介してカプセル型内視鏡３から無線送信された無線信号を取得する。受信装置５は、カプセル型内視鏡３から受信した無線信号をもとに被検体２内の画像データを取得する。受信装置５は、受信電界強度情報および時刻を示す時刻情報等を、受信した画像データに対応付けてメモリに記憶する。受信装置５は、カプセル型内視鏡３により撮像が行われている間、たとえば被検体２の口から導入され、消化管内を通過して被検体２から排出されるまでの間、被検体２に携帯される。受信装置５は、カプセル型内視鏡３による検査の終了後、被検体２から取り外され、カプセル型内視鏡３から受信した画像データ等の情報の転送のため、画像表示装置６に接続される。

画像表示装置６は、液晶ディスプレイ等の表示部を備えたワークステーションまたはパーソナルコンピュータを用いて構成される。画像表示装置６は、受信装置５を介して取得した被検体２内の画像データに対応する画像を表示する。画像表示装置６には、受信装置５のメモリから画像データを読み取るクレードル６ａと、キーボード、マウス等の操作入力デバイス６ｂとが接続される。クレードル６ａは、受信装置５が装着された際に受信装置５のメモリから画像データや、この画像データに関連付けされた受信電界強度情報、時刻情報およびカプセル型内視鏡３の識別情報等の関連情報を取得し、取得した各種情報を画像表示装置６に転送する。操作入力デバイス６ｂは、ユーザによる入力を受け付ける。これにより、ユーザは、操作入力デバイス６ｂを操作しつつ、画像表示装置６が順次表示する被検体２内の画像を見ながら、被検体２内部の生体部位、たとえば食道、胃、小腸および大腸等を観察し、被検体２を診断する。

つぎに、図２に示したアンテナ装置４の詳細な構成について説明する。図２は、アンテナ装置４の概略構成を示す平面図である。図２に示すように、アンテナ装置４は、プレート部４０と、第１の受信アンテナ４１と、第２の受信アンテナ４２と、第３の受信アンテナ４３と、第４の受信アンテナ４４と、第５の受信アンテナ４５と、第６の受信アンテナ４６と、第７の受信アンテナ４７と、第８の受信アンテナ４８と、コネクタ部４９と、を備える。第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８は、一つのプレート部４０上に設けられる。

プレート部４０は、シート状のフレキシブル基板を用いて構成される。プレート部４０の主面は、略八角形をなす。プレート部４０は、被検体２の腹部表面全体を覆う大きさ、たとえば縦と横との長さが２００ｍｍ×２００ｍｍで形成される。プレート部４０は、開口部４０ａを有する。開口部４０ａは、中心がプレート部４０の基準点Ｏ_１と一致するように形成される。開口部４０ａは、被検体２に装着される際に被検体２に対して装着位置を決める位置決め部として機能する。これにより、アンテナ装置４は、プレート部４０を被検体２へ装着する際に容易に位置決めを行うことができる。なお、開口部４０ａは、透明部材、たとえば透明なビニールシート等を用いて形成されてよい。また、プレート部４０の主面は、略八角形の必要はなく、たとえば四角形等であってもよい。

第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２は、基準点Ｏ_１を介して対向する位置にそれぞれ配置される。第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２は、基準点Ｏ_１から等距離離れた位置にそれぞれ配置される。具体的には、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２は、基準点Ｏ_１から距離ｒ_１離れたプレート部４０上の位置にそれぞれ配置される。第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２は、エレメント部４１ａおよびエレメント部４２ａがそれぞれプリント配線によってプレート部４０に形成される。第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２は、エレメント部４１ａ，４２ａそれぞれに接続される能動回路４１ｂ，４２ｂを有する。能動回路４１ｂ，４２ｂは、平面回路によってそれぞれプレート部４０に形成される。能動回路４１ｂ，４２ｂは、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２それぞれのインピーダンスマッチング、受信した無線信号の増幅や減衰を含む増幅処理および平衡から不平衡に変換する変換処理等を行う。第１受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２は、平面型の伝送線路（ストリップライン）によってプレート部４０に設けられたコネクタ部４９に接続される。

第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４は、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２に対して基準点Ｏ_１を中心として平面内でそれぞれ９０度回転した位置に配置される。第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４は、基準点Ｏ_１から距離ｒ_１離れたプレート部４０上の位置にそれぞれ配置される。第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４は、エレメント部４３ａ，４４ａがそれぞれプリント配線によってプレート部４０に形成される。第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４は、エレメント部４３ａ，４４ａそれぞれに接続される能動回路４３ｂ，４３ｂを有する。第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４は、平面型の伝送線路によってそれぞれコネクタ部４９に接続される。

第５の受信アンテナ４５および第６の受信アンテナ４６は、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２に対して基準点Ｏ_１を中心として平面内でそれぞれ４５度回転した位置に配置される。第５の受信アンテナ４５および第６の受信アンテナ４６は、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２より平面内の外周側の位置にそれぞれ配置される。具体的には、第５の受信アンテナ４５および第６の受信アンテナ４６は、基準点Ｏ_１から距離ｒ_２（ｒ_１＜ｒ_２）離れたプレート部４０上の位置にそれぞれ配置される。第５の受信アンテナ４５および第６の受信アンテナ４６は、エレメント部４５ａ，４６ａがそれぞれプリント配線によってプレート部４０に形成される。第５の受信アンテナ４５および第６の受信アンテナ４６は、エレメント部４５ａ，４６ａそれぞれに接続される能動回路４５ｂ，４６ｂを有する。第５の受信アンテナ４５および第６の受信アンテナ４６は、平面型の伝送線路によってそれぞれコネクタ部４９に接続される。

第７の受信アンテナ４７および第８の受信アンテナ４８は、第５の受信アンテナ４５および第６の受信アンテナ４６に対して基準点Ｏ_１を中心として平面内でそれぞれ９０度回転した位置に配置される。第７の受信アンテナ４７および第８の受信アンテナ４８は、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２より平面内の外周側の位置にそれぞれ配置される。具体的には、第７の受信アンテナ４７および第８の受信アンテナ４８は、基準点Ｏ_１から距離ｒ_２（ｒ_１＜ｒ_２）離れたプレート部４０上の位置にそれぞれ配置される。第７の受信アンテナ４７および第８の受信アンテナ４８は、エレメント部４７ａ，４８ａがそれぞれプリント配線によってプレート部４０に形成される。第７の受信アンテナ４７および第８の受信アンテナ４８は、エレメント部４７ａ，４８ａそれぞれに接続される能動回路４７ｂ，４８ｂを有する。第７の受信アンテナ４７および第８の受信アンテナ４８は、平面型の伝送線路によってそれぞれコネクタ部４９に接続される。

ここで、図２で説明した第１の受信アンテナ４１の構成について詳細に説明する。図３は、第１の受信アンテナ４１の構成を示すブロック図である。

図３に示すように、第１の受信アンテナ４１は、平衡型のアンテナを用いて構成される。具体的には、第１の受信アンテナ４１は、エレメント部４１ａが２本の直線状の導線を有するダイポールアンテナを用いて構成される。第１の受信アンテナ４１は、エレメント部４１ａの２本の直線状の導線が左右対称に一直線上に同じ長さで形成される。これにより、受信アンテナ４１は、主偏波に対して交差偏波のロスが大きくなる。なお、上述した第２の受信アンテナ４２〜第８の受信アンテナ４８は、第１の受信アンテナ４１と同様の構成を有するので、説明を省略する。なお、本実施の形態では、受信アンテナの数を８個に限定して解釈する必要はなく、８個より多くてもよい。

以上の構成によりアンテナ装置４は、被検体２内におけるカプセル型内視鏡３がどのような向きや位置であっても、カプセル型内視鏡３が送信する全ての偏波を受信することができる。

つぎに、図１に示した受信装置の構成について詳細に説明する。図４は、図１に示した受信装置５の構成を示すブロック図である。なお、以下においては、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８のいずれか１つを示す場合、第１の受信アンテナ４１（エレメント部４１ａ、能動回路４１ｂ）として説明する。

図４に示すように、受信装置５は、受信装置５のコネクタ部４９を介して上述した第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８にそれぞれ接続されるアンテナケーブル５１と、アンテナケーブル５１が接続されるケーブルコネクタ部５２と、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８を択一的に切り替えるアンテナ切替選択スイッチ部５３と、アンテナ切替選択スイッチ部５３によって選択された第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８のいずれか一つを介して受信した無線信号に対して復調等の処理を行う受信回路５４と、受信回路５４から出力される無線信号から画像データ等を抽出する信号処理を行う信号処理回路５５と、受信回路５４から出力される無線信号の強度に基づいて受信電界強度を検出する受信電界強度検出部５６と、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８を択一的に切り替えて第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８のいずれかに電力を供給するアンテナ電源切替選択部５７と、カプセル型内視鏡３から受信した画像データに対応する画像を表示する表示部５８と、カプセル型内視鏡３から受信した画像データを含む各種情報を記憶する記憶部５９と、クレードル６ａを介して画像表示装置６と相互方向に送受信を行うＩ／Ｆ部６０と、受信装置５の各部に電力を供給する電源部６１と、受信装置５の動作を制御する制御部６２と、を有する。

アンテナケーブル５１は、同軸ケーブルを用いて構成される。アンテナケーブル５１は、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８の数に応じた芯線を有する。たとえば、アンテナケーブル５１は、８本の芯線を有する。アンテナケーブル５１は、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８がそれぞれ受信した無線信号を受信装置５に送信するとともに、受信装置５から供給される電力を第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８それぞれに伝送する。

ケーブルコネクタ部５２は、アンテナケーブル５１が着脱自在に接続される。ケーブルコネクタ部５２は、アンテナ切替選択スイッチ部５３およびアンテナ電源切替選択部５７に電気的に接続される。

アンテナ切替選択スイッチ部５３は、機械式スイッチまたは半導体スイッチ等を用いて構成される。アンテナ切替選択スイッチ部５３は、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８それぞれにコンデンサＣ１を介して電気的に接続される。アンテナ切替選択スイッチ部５３は、制御部６２から無線信号を受信する受信アンテナを切替る切替信号Ｓ１が入力された場合、たとえば切替信号Ｓ１が指示する第１の受信アンテナ４１を選択し、この選択した第１の受信アンテナ４１を介して受信された無線信号を受信回路５４に出力する。なお、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８それぞれに接続されるコンデンサの容量は、コンデンサＣ１の容量と等しい。

受信回路５４は、アンテナ切替選択スイッチ部５３によって選択された第１の受信アンテナ４１を介して受信された無線信号に対して所定の処理、たとえば復調や増幅等の処理を行って信号処理回路５５と受信電界強度検出部５６とにそれぞれ出力する。

信号処理回路５５は、受信回路５４から入力された無線信号の中から画像データを抽出し、抽出した画像データに対して所定の処理、たとえば各種の画像処理やＡ／Ｄ変換処理等を行って制御部６２に出力する。

受信電界強度検出部５６は、受信回路５４から入力された無線信号の強度に応じた受信電界強度を検出し、検出した受信電界強度に対応する受信電界強度信号（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）を制御部６２に出力する。

アンテナ電源切替選択部５７は、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８それぞれにコイルＬ１を介して電気的に接続される。アンテナ電源切替選択部５７は、アンテナ切替選択スイッチ部５３によって選択された第１の受信アンテナ４１に対してアンテナケーブル５１を介して電力を供給する。アンテナ電源切替選択部５７は、電源切替選択スイッチ部５７１と、異常検出部５７２とを有する。なお、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８それぞれに接続されるコイルの電気的特性は、コイルＬ１の電気的特性と等しい。

電源切替選択スイッチ部５７１は、機械式スイッチまたは半導体スイッチ等を用いて構成される。電源切替選択スイッチ部５７１は、制御部６２から電力を供給する受信アンテナを選択する選択信号Ｓ２が入力された場合、たとえば選択信号Ｓ２が指示する第１の受信アンテナ４１を選択し、この選択した第１の受信アンテナ４１のみに電力を供給する。

異常検出部５７２は、電力を供給する第１の受信アンテナ４１に異常が生じている場合、電力を供給する第１の受信アンテナ４１に異常が生じていることを示す異常信号を制御部６２に出力する。具体的には、異常検出部５７２は、電源切替選択スイッチ部５７１が選択した第１の受信アンテナ４１に供給される電圧に基づいて、第１の受信アンテナ４１に断線異常または短絡異常を検出し、この検出結果を制御部６２に出力する。

表示部５８は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等からなる表示パネルを用いて構成される。表示部５８は、カプセル型内視鏡３が撮像した画像データに対応する画像、受信装置５の動作状態、被検体２の患者情報および検査日時等の各種情報を表示する。

記憶部５９は、受信装置５の内部に固定的に設けられるフラッシュメモリやＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて構成される。記憶部５９は、カプセル型内視鏡３が撮像した画像データやこの画像データに対応付けされた各種情報、たとえばカプセル型内視鏡３の位置情報、カプセル型内視鏡３の向き情報、受信電界強度情報および無線信号を受信した受信アンテナを識別する識別情報等を記憶する。記憶部５９は、受信装置５が実行する各種プログラム等を記憶する。なお、記憶部５９に対し、外部からメモリカード等の記録媒体に対して情報を記憶する一方、記録媒体が記憶する情報を読み出す記録媒体インターフェースとしての機能を具備させてもよい。

Ｉ／Ｆ部６０は、通信インターフェースとしての機能を有し、クレードル６ａを介して画像表示装置６と相互方向に送受信を行う。

電源部６１は、受信装置５に着脱自在なバッテリとオンオフ状態を切り替えるスイッチ部とを用いて構成される。電源部６１は、オン状態において受信装置５の各構成部に必要な駆動電力を供給し、オフ状態において受信装置５の各構成部に供給する駆動電力を停止する。

制御部６２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成される。制御部６２は、記憶部５９からプログラムを読み出して実行し、受信装置５を構成する各部に対する指示やデータの転送等を行って受信装置５の動作を統括的に制御する。制御部６２は、選択制御部６２１と異常情報付加部６２２とを有する。

選択制御部６２１は、カプセル型内視鏡３から送信される無線信号を受信する受信アンテナを選択するとともに、選択した受信アンテナのみに電力を供給する制御を行う。具体的には、選択制御部６２１は、受信電界強度検出部５６が検出した第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８それぞれの電界受信強度に基づいて、カプセル型内視鏡３から送信される無線信号を受信する受信アンテナを選択するともに、選択した受信アンテナのみに電力を供給する制御を行う。たとえば、選択制御部６２１は、所定のタイミング毎、たとえば１００ｍｓｅｃ毎にアンテナ切替選択スイッチ部５３を駆動させ、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８の中から無線信号を受信する受信アンテナを順次選択し、受信電界強度検出部５６が検出する受信電界強度が所定の値になるまでこの処理を繰り返し行う。

異常情報付加部６２２は、異常検出部５７２が第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８のいずれか一つで異常を検出した場合、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８がそれぞれ受信した無線信号に対し、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８のいずれか一つに異常が生じていることを示す異常情報を付加して記憶部５９に出力する。具体的には、異常情報付加部６２２は、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８がそれぞれ受信した無線信号に対して信号処理回路５５が信号処理を行った画像データに、異常情報を示すフラグを付加して記憶部５９に出力する。

このように構成されたアンテナ装置４および受信装置５において、選択制御部６２１が行うアンテナ切替選択処理について説明する。

まず、受信装置５の起動に伴って、選択制御部６２１は、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８を所定のタイミング毎、たとえば１００ｍｓｅｃ毎にアンテナ切替選択スイッチ部５３に切替させて選択し、アンテナ切替選択スイッチ部５３が選択した受信アンテナに電力を供給させる制御を行う。この際、異常検出部５７２は、選択制御部６２１が順次切り替えて選択した第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８それぞれの断線異常および短絡異常それぞれの検出を行い、この検出結果を制御部６２に出力する。制御部６２は、異常検出部５７２の検出結果に基づいて、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８に異常が生じているか否かを判断する。なお、制御部６２は、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８の検出結果を表示部５８に出力させるようにしてもよい。これにより、ユーザは、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８のいずれかに異常が生じているか否かを確認することができる。この結果、受信アンテナの異常によって精度の高い画像データを取得することができないことによって生じる被検体２の検査が無駄になることを未然に防止することができる。

受信装置５の起動に伴う前処理の後、カプセル型内視鏡３が被検体２内に導入される。この導入に伴って、選択制御部６２１は、カプセル型内視鏡３から送信される無線信号を受信する受信アンテナを所定のタイミング毎に順次切り替えて選択し、選択した受信アンテナのみに電力を供給する制御を行う。

続いて、選択制御部６２１は、受信電界強度検出部５６が検出した第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８の中で最も受信電界強度が強い受信アンテナを選択するとともに、選択した受信アンテナのみに電力を供給する。

その後、選択制御部６２１は、カプセル型内視鏡３が被検体２内から排出されるまで所定のタイミング毎に、カプセル型内視鏡３から送信される無線信号を受信する第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８を切り替えて選択し、選択した受信アンテナのみに電力を供給する制御を行う。この際、異常検出部５７２は、選択制御部６２１が選択した受信アンテナの断線異常および短絡異常それぞれの検出を行い、この検出結果を制御部６２に出力する。制御部６２は、異常検出部５７２の検出結果に基づいて、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８に異常が生じているか否かを判断する。

第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８のいずれかに異常が生じている場合、異常情報付加部６２２は、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８のいずれかが受信して信号処理回路５５によって信号処理された画像データに対し、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８のいずれかに異常が生じていることを示す異常情報を付加して記憶部５９に記憶させる。これにより、ユーザは、カプセル型内視鏡３によって撮像された被検体２内の画像を画像表示装置６で表示する際に、画像表示装置６が画像データに付加された異常情報を表示するので、どの時点で第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８に異常が生じたか否かを判断することができるとともに、画像データを検査に用いることができるか否かを判断することができる。

以上説明した本発明の一実施の形態によれば、平面上の基準点Ｏ_１から等距離で、基準点Ｏ_１を介して対向する位置にそれぞれ配置される第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２と、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２に対して基準点Ｏ_１を中心として平面内でそれぞれ９０度回転した位置に配置される第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４と、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２より平面内の外周側の位置であって、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２に対して基準点Ｏ_１を中心として平面内でそれぞれ４５度回転した位置に配置される第５の受信アンテナ４５および第６の受信アンテナ４６と、第５の受信アンテナ４５および第６の受信アンテナ４６に対して基準点Ｏ_１を中心として平面内でそれぞれ９０度回転した位置に配置される第７の受信アンテナ４７および第８の受信アンテナ４８とを備える。この結果、被検体２内に導入されたカプセル型内視鏡３から送信される無線信号を精度よく受信することができ、カプセル型内視鏡３の位置を正確に検出することができる。

さらに、本発明の一実施の形態によれば、選択制御部６２１が外部から送信された無線信号を受信する一つの受信アンテナを第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８の中から選択するとともに、選択した受信アンテナのみに電力を供給する制御を行う。この結果、能動回路が設けられた複数のアクティブアンテナを用いても、消費電力を最小限に抑えることができるとともに、受信アンテナ間の干渉による影響を低減することができる。

さらにまた、本発明の一実施の形態によれば、異常検出部５７２が第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８の断線異常および短絡異常それぞれの検出を行い、この検出結果を制御部６２に出力する。この結果、制御部６２は、カプセル型内視鏡３および受信装置５の起動または被検体２の検査中に、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８のいずれかに異常が生じているか否かを容易に判断することができる。

また、本発明の一実施の形態によれば、アンテナ装置４と受信装置５とを接続するアンテナケーブルを１つにまとめることができるため、アンテナケーブルの障害発生を少なくすることができる。

また、本発明の一実施の形態によれば、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８それぞれに能動回路４１ｂ〜４８ｂを設けているので、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８を被検体２に密着させることなく、カプセル型内視鏡３から送信される無線信号を受信することができる。

また、本発明の一実施の形態によれば、カプセル型内視鏡３が発信する無線信号の放射パターンと、偏波の方向に送信するカプセル型内視鏡３の送信アンテナの形状とが既知であれば、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８全てで受信電界強度を測定し、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８の受信電界強度バランスに一致させながらカプセル型内視鏡３の位置と方向とを探すことで、被検体２におけるカプセル型内視鏡３の位置を容易に推定することができる。

また、本発明の一実施の形態によれば、カプセル型内視鏡３が被検体２で取得した画像データを変調して無線信号として送信する。このため、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８のうち受信電界強度が一番強い受信アンテナで受信して復調することで確実に画像データを復元することができる。

また、本発明の一実施の形態では、第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナが第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２に対して基準点Ｏ_１を中心として平面内でそれぞれ９０度回転した位置に配置され、第５の受信アンテナ４５および第６の受信アンテナ４６が第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２に対して基準点Ｏ_１を中心として平面内でそれぞれ４５度回転した位置に配置され、第７の受信アンテナ４７および第８の受信アンテナ４８が第５の受信アンテナ４５および第６の受信アンテナ４６に対して基準点Ｏ_１を中心として平面内でそれぞれ９０度回転した位置に配置されていたが、第５の受信アンテナ４５〜第８の受信アンテナ４８の配置位置を変更することも可能である。具体的には、第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４が、第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４の各々の重心がプレート部４０上の基準点Ｏ_１から等距離であって、第３の受信アンテナ４３の重心と第４の受信アンテナ４４の重心とを結ぶ直線が第１の受信アンテナ４１の重心と第２の受信アンテナ４２の重心とを結ぶ直線に対して９０度をなすプレート部４０上の位置に配置され、第５の受信アンテナ４５および第８の受信アンテナ４８が、第１の受信アンテナ４１の重心と第２の受信アンテナ４２の重心とを結ぶ直線および第３の受信アンテナ４３の重心と第４の受信アンテナ４４の重心とを結ぶ直線に対して４５度をなす直線であって、互いに異なる直線上に各々の重心が位置するプレート部４０上の位置に配置されてもよい。

（変形例１）
上述した一実施の形態において、プレート部４０上における第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８の配置位置を変更することも可能である。図５は、本発明の一実施の形態の変形例１にかかるアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。図５に示すように、アンテナ装置７０は、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８が上述した実施の形態の配置位置から基準点Ｏ_１を中心に４５度それぞれ回転して配置される。これにより、上述した実施の形態と同様の効果を奏する。

（変形例２）
図６は、本発明の一実施の形態の変形例２にかかるアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。図６に示すように、アンテナ装置８０は、第１の受信アンテナ４１のエレメント部４１ａおよび第２の受信アンテナ４２のエレメント部４２ａがそれぞれ基準点Ｏ_１を中心に一直線上になるように対向して配置される。さらに、アンテナ装置８０は、第３の受信アンテナ４３のエレメント部４３ａおよび第４の受信アンテナ４４のエレメント部４４ａがそれぞれ基準点Ｏ_１を中心に一直線上になるように対向して配置される。これにより、上述した実施の形態と同様の効果を奏する。

（変形例３）
図７は、本発明の一実施の形態の変形例３にかかるアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。図７に示すように、アンテナ装置９０は、第５の受信アンテナ４５のエレメント部４５ａおよび第６の受信アンテナ４６のエレメント部４６ａがそれぞれ基準点Ｏ_１を中心に一直線上になるように対向して配置される。さらに、アンテナ装置９０は、第７の受信アンテナ４７のエレメント部４７ａおよび第８の受信アンテナ４８のエレメント部４８ａがそれぞれ基準点Ｏ_１を中心に一直線上になるように対向して配置される。これにより、上述した実施の形態と同様の効果を奏する。

（変形例４）
図８は、本発明の一実施の形態の変形例４にかかるアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。

図８に示すように、アンテナ装置１００は、平面上の基準点Ｏ_１から等距離ｒ_１１で、基準点Ｏ_１を介して対向する位置にそれぞれ配置される第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２と、第１の受信アンテナ４１の重心と第２の受信アンテナ４２の重心とを結ぶ直線に対して基準点Ｏ_１を中心として平面内でそれぞれ９０度回転した位置に配置される第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４と、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２より平面内の外周側の位置であって、第１の受信アンテナ４１の重心と第２の受信アンテナ４２の重心とを結ぶ直線に対して伸長方向が４５度をなす直線であって、各々の重心が平面内の位置にそれぞれ配置される第５の受信アンテナ４５および第６の受信アンテナ４６と、第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４より平面内の外周側の位置であって、第３の受信アンテナ４３の重心と第４の受信アンテナ４４の重心と結ぶ直線に対して伸長方向が４５度をなす直線であって、各々の重心が平面内の位置にそれぞれ配置される第７の受信アンテナ４７および第８の受信アンテナ４８と、を備える。

さらに、第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４は、基準点Ｏ_１から等距離ｒ₁₂（ｒ_１1＜ｒ_１2）で第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２より離れたプレート部４０上の位置にそれぞれ配置される。さらに、第５の受信アンテナ４５〜第８の受信アンテナ４８は、基準点から等距離ｒ₁₃（ｒ_１2＜ｒ_１3）で第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４より離れたプレート部４０上の位置にそれぞれ配置される。これにより、受信アンテナ装置１００は、プレート部４０の縦の長さＬ１を短くして、プレート部４０の横の長さＬ２を長くすることができる。

以上した本発明の一実施の形態にかかる変形例４によれば、上述した実施の形態と同様の効果を奏するととともに、被検体２に対してアンテナ装置１００を容易に装着することができる。

なお、上述した本発明の一実施の形態にかかる変形例４では、第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４をそれぞれプレート部４０の外縁上に配置してもよい。

（変形例５）
上述した一実施の形態の変形例４において、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２の距離と第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４の距離を変更することも可能である。図９は、本発明の一実施の形態の変形例５にかかるアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。なお、以下においては、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２を第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４とし、第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４を第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２として説明する。

図９に示すように、受信アンテナ装置１１０は、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２が基準点Ｏ_１から等距離ｒ₂₁（ｒ_１2＜ｒ₂₁）で第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４より離れたプレート部４０上の外縁上の位置にそれぞれ配置される。具体的には、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２は、エレメント部４０ａおよびエレメント部４１ａがそれぞれプレート部４０の外縁上に位置するように配置される。さらに、第５の受信アンテナ４５〜第８の受信アンテナ４８は、基準点Ｏ_１から等距離ｒ₁₃（ｒ_１2＜ｒ_１3）で第３の受信アンテナ４３および第４の受信アンテナ４４より離れたプレート部４０上の位置にそれぞれ配置される。これにより、受信アンテナ１１０は、プレート部４０の縦の長さＬ３を上述した実施の形態の変形例４の長さＬ１に比して更に短くすることができるうえ（Ｌ１＞Ｌ３）、プレート部４０の横の長さＬ４を長くすることができる。たとえば、受信装置は、プレート部４０の縦の長さＬ３を１４０ｍｍおよびプレート部４０の横の長さＬ４を１９０ｍｍに形成することができる。

以上説明した本発明の一実施の形態にかかる変形例５によれば、上述した実施の形態と同様の効果を奏するとともに、プレート部４０の縦幅をより短くすることができ、被検体２に対してアンテナ装置１１０を容易に装着することができる。

なお、本発明の一実施の形態にかかる変形例５によれば、第１の受信アンテナ４１および第２の受信アンテナ４２をそれぞれプレート部４０の外縁上に配置してもよい。

（その他の実施の形態）
また、上述した実施の形態では、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８それぞれに能動回路が接続されていたが、たとえば平衡から不平衡に変換する変換回路（バラン）を第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８それぞれに接続してもよい。

また、上述した実施の形態では、第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８がダイポールアンテナを用いて構成されていたが、たとえばループアンテナや開放型アンテナを用いて構成してもよい。

また、上述した実施の形態では、異常検出部５７２は、電圧に基づいて第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８の異常を検出していたが、たとえば電流および／または電力に基づいて第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８の異常を検出してもよい。さらに、異常検出部５７２は、電圧、電流および電力を組み合わせて第１の受信アンテナ４１〜第８の受信アンテナ４８の異常を検出するようにしてもよい。

また、上述した一実施の形態では、画像表示装置６は、種々の方法でカプセル型内視鏡３によって撮像された体内画像データを取得することができる。たとえば、受信装置５において、内蔵された記憶部５９の代わりに、ＵＳＢメモリやコンパクトフラッシュ（登録商標）のように、受信装置５から着脱可能なメモリカードを用いても良い。この場合、カプセル型内視鏡３からの画像データをメモリに格納した後、このメモリのみを受信装置５から外し、たとえば画像表示装置６のＵＳＢポート等にメモリを挿入等すれば良い。または、画像表示装置６に外部装置との通信機能を設け、有線または無線通信によって受信装置５から画像データを取得するようにしても良い。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表わしかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付のクレームおよびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ カプセル型内視鏡システム
２ 被検体
３ カプセル型内視鏡
４，７０，８０，９０，１００，１１０ アンテナ装置
５ 受信装置
６ 画像表示装置
６ａ クレードル
６ｂ 操作入力デバイス
４０ プレート部
４０ａ 開口部
４１ 第１の受信アンテナ
４２ 第２の受信アンテナ
４３ 第３の受信アンテナ
４４ 第４の受信アンテナ
４５ 第５の受信アンテナ
４６ 第６の受信アンテナ
４７ 第７の受信アンテナ
４８ 第８の受信アンテナ
４１ａ〜４８ａ エレメント部
４１ｂ〜４８ｂ 能動回路
４９ コネクタ部
５１ アンテナケーブル
５２ ケーブルコネクタ部
５３ アンテナ切替選択スイッチ部
５４ 受信回路
５５ 信号処理回路
５６ 受信電界強度検出部
５７ アンテナ電源切替選択部
５８ 表示部
５９ 記憶部
６０ Ｉ／Ｆ部
６１ 電源部
６２ 制御部
５７１ 電源切替選択スイッチ部
５７２ 異常検出部
６２１ 選択制御部
６２２ 異常情報付加部

Claims (10)

1. 平面上の基準点から等距離で、前記基準点を介して対向する位置にそれぞれ配置される第１および第２の受信アンテナと、
   各々の重心が前記平面上の前記基準点から等距離であって、該重心を結ぶ直線が前記第１の受信アンテナの重心と前記第２の受信アンテナの重心とを結ぶ直線に対して９０度をなす前記平面上の位置に配置される第３および第４の受信アンテナと、
   前記第１の受信アンテナの重心と前記第２の受信アンテナの重心とを結ぶ直線および前記第３の受信アンテナの重心と前記第４の受信アンテナの重心とを結ぶ直線に対して４５度をなす直線であって、互いに異なる直線上に各々の重心が位置する前記平面上の位置に配置される第５〜第８の受信アンテナと、
   を備え、
   前記第１〜第８の受信アンテナは、２本の直線状の導線が左右対称に一直線上に同じ長さで形成され、
   前記第１の受信アンテナの導線と前記第２の受信アンテナの導線の方向は、平行であり、
   前記第３の受信アンテナの導線と前記第４の受信アンテナの導線の方向は、平行であり、前記第１の受信アンテナの導線と前記第２の受信アンテナの導線の方向と直交し、
   前記第５の受信アンテナの導線と前記第６の受信アンテナの導線の方向は、平行であり、
   前記第７の受信アンテナの導線と前記第８の受信アンテナの導線の方向は、平行であり、前記第５の受信アンテナの導線と前記第６の受信アンテナの導線の方向と直交することを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記第１〜第４の受信アンテナは、前記平面内の前記基準点から等距離の位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第３および第４の受信アンテナは、前記基準点から等距離で前記第１および第２の受信アンテナより前記基準点に対して前記平面内の外周側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記第１〜第８の受信アンテナは、平衡型のアンテナであり、主偏波に対して交差偏波のロスが大きいことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 前記第１〜第８の受信アンテナは、ダイポールアンテナであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
6. 前記第１〜第８の受信アンテナにそれぞれ接続される第１〜第８の能動回路をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
7. 前記第１〜第８の受信アンテナは、一つのプレート部上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
8. 前記第３および第４の受信アンテナは、前記プレート部の外縁上に配置されることを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
9. 前記第１〜第８の受信アンテナとの信号の送受信をそれぞれ行う第１〜第８の伝送線路をさらに備え、
   前記第１〜第８の伝送線路は、前記プレート部の端部に集まっていることを特徴とする請求項８に記載のアンテナ装置。
10. 前記プレート部は、当該アンテナ装置の装着対象に対して装着位置を決める位置決め部を有することを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。

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