JP5259174B2 - 送受信システム - Google Patents

Description

本発明は、送信装置と受信装置との無線通信によって各種データを送受信する送受信システムに関し、特に、広帯域の無線通信を行って画像データ等の各種データを送受信するとともに、データを受信した際の受信電界強度を検出する送受信システムに関するものである。

従来から、内視鏡の分野において、カプセル型の筐体内部に撮像機能と無線通信機能とを備えたカプセル型内視鏡が登場し、撮像した画像データを無線送信するカプセル型内視鏡（送信装置の一例）と被検体外部の受信装置とを用いた送受信システムが提案されている。この送受信システムにおいて、カプセル型内視鏡は、観察（検査）のために患者等の被検体によって経口摂取され、その後、この被検体から自然排出されるまでの間、消化管内部を蠕動運動等によって移動しつつ所定間隔（例えば０．５秒間隔）で臓器内部の画像（以下、体内画像という場合がある）を順次撮像する。かかるカプセル型内視鏡は、被検体内部において体内画像を撮像する都度、この体内画像データを外部に順次無線送信する。

かかる被検体内部のカプセル型内視鏡によって無線送信された体内画像データは、この被検体外部の受信装置によって順次受信される。受信装置は、被検体の体表上に配置された複数の受信アンテナを介してカプセル型内視鏡からの無線信号を受信し、この受信した無線信号に対して所定の復調処理等を行って被検体の体内画像データを取得する。かかる受信装置に受信された体内画像データは、この受信装置に挿着された記録媒体に順次保存される。その後、かかる受信装置内の記録媒体は、受信装置から取り出されて画像表示装置に挿着される。画像表示装置は、この挿着した記録媒体から体内画像データ群を取り込んでメモリに記憶するとともに、体内画像データ群に基づく体内画像群をディスプレイ等に表示する。医師または看護師等のユーザは、かかる画像表示装置に表示された体内画像群を観察して被検体を診断する。

なお、このように画像データ等の各種データを無線通信によって送受信する送受信システムには、アンテナを介して受信した受信信号を信号強度検出系と信号処理系とに分け、この受信信号の信号強度を信号強度検出系によって検出し、この受信信号に対する所定の信号処理を信号処理系によって行うものがある（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００７−４９７３０号公報 特開２００４−３１０４０２号公報

ところで、上述した従来の送受信システムにおいて、被検体外部の受信装置は、複数の受信アンテナを介してカプセル型内視鏡から体内画像を受信するとともに、この体内画像を受信した際の電波強度（すなわち受信電界強度）を受信アンテナ毎に検出する。なお、かかる各受信アンテナの受信電界強度は、例えば体内画像を撮像した際のカプセル型内視鏡の体内位置情報を検出（算出）する等のアプリケーションに用いられる重要なパラメータである。

しかしながら、上述した従来の送受信システムでは、被検体内部のカプセル型内視鏡と被検体外部の受信装置との間で体内画像データを順次送受信するという観点から、通常、高速データ通信に有利な広帯域（例えば数ＭＨｚの周波数帯域幅）の無線通信が行われるため、この無線通信の広帯域化に伴って受信装置の帯域通過フィルタの周波数帯域幅が増加し、この周波数帯域幅の増加に伴ってノイズレベルが増加するとともに受信装置の受信電界強度の検出下限値が上昇し、これに起因して、受信アンテナ毎の受信電界強度の検出、特に、低レベルの受信電界強度の検出が不安定になるという問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、データを受信した際の受信電界強度を受信アンテナ毎に安定して検出することができる送受信システム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、本発明にかかる送受信システムは、広帯域信号成分と狭帯域信号成分とによって構成される変調信号を生成し、該変調信号を外部に送信する送信装置と、信号処理系と受信強度検出系とを具備し、３以上の受信アンテナを介して前記変調信号を受信し、受信した前記変調信号に含まれる広帯域信号成分を前記信号処理系によって処理し、前記変調信号に含まれる狭帯域信号成分を前記受信強度検出系によって処理する受信装置と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記送信装置は、周波数を固定した特定信号を含む信号区間と所定のデータを含むデータ区間とを有する送信信号を生成し、該送信信号をデジタル変調して前記信号区間に前記特定信号に対応する前記狭帯域信号成分を含む前記変調信号を生成し、この生成した前記変調信号を外部に無線送信し、前記受信装置は、前記３以上の受信アンテナを介して前記変調信号を受信して前記受信強度検出系と前記信号処理系とに前記変調信号を分岐し、この分岐した一方の変調信号の信号区間に含まれる前記狭帯域信号成分を前記受信強度検出系の狭帯域フィルタによって抽出して前記狭帯域信号成分の受信電界強度を前記受信強度検出系によって検出し、他方の変調信号のデータ区間に含まれる前記所定のデータを前記信号処理系によって信号処理することを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記送信装置は、前記信号区間に直流信号である前記特定信号を含み且つ前記データ区間に前記所定のデータを含む前記送信信号を生成する信号生成部と、前記信号生成部によって生成された前記送信信号をデジタル変調して、搬送波周波数成分である前記狭帯域信号成分を前記信号区間に含む前記変調信号を生成する変調部と、前記変調部によって生成された前記変調信号を前記受信装置に無線送信する送信部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記デジタル変調は、周波数偏移変調であることを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記送信装置は、搬送波周波数に対する周波数偏移の２倍に等しい周波数に固定したデジタル信号である前記特定信号を前記信号区間に含み且つ前記データ区間に前記所定のデータを含む前記送信信号を生成する信号生成部と、前記信号生成部によって生成された前記送信信号を最小偏移変調して、少なくとも搬送波周波数成分を含む複数の前記狭帯域信号成分を前記信号区間に有する前記変調信号を生成する変調部と、前記変調部によって生成された前記変調信号を前記受信装置に無線送信する送信部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記信号生成部は、前記信号区間の後段に高レベルおよび低レベルのデジタルデータを繰り返すデジタル信号を含むアイドリング区間を有し、且つ該アイドリング区間の後段に前記データ区間を有する前記送信信号を生成することを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記信号生成部は、前記データ区間の後段に前記特定信号と同じ直流信号を含むガード区間を有し、且つ該ガード区間の後段に前記信号区間を有する前記送信信号を生成することを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記受信強度検出系は、前記狭帯域フィルタによって抽出された前記狭帯域信号成分の受信電界強度を前記受信アンテナ毎に検出する受信強度検出部を備え、前記狭帯域フィルタは、前記狭帯域信号成分と同程度の帯域であって前記一方の変調信号の占有帯域幅に比して狭帯域な通過帯域幅を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記受信強度検出部は、前記３以上の受信アンテナを介して前記変調信号を受信してから所定の時間が経過するまでに前記一方の変調信号を検出し、前記一方の変調信号を検出してから所定の時間が経過後に前記狭帯域信号成分の受信電界強度を検出することを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記受信装置は、前記３以上の受信アンテナを介して受信した前記変調信号の占有帯域幅と同程度の通過帯域幅を有する広帯域フィルタを備え、前記狭帯域フィルタは、前記広帯域フィルタの１／１００００以上、１／１０以下の通過帯域幅を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記受信装置は、前記３以上の受信アンテナを介して受信した前記変調信号に異なる周波数の信号を混合して、前記変調信号の周波数を中間周波数に変換し、この変換した前記変調信号を前記受信強度検出系と前記信号処理系とに分岐する周波数混合部を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記受信装置は、前記３以上の受信アンテナを介して受信した前記変調信号に異なる周波数の信号を混合して、前記変調信号の周波数を中間周波数に変換する周波数混合部と、前記周波数混合部によって中間周波数に変換された前記変調信号を増幅し、この増幅した前記変調信号を前記受信強度検出系と前記信号処理系とに分岐する中間周波数増幅部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記受信装置は、前記３以上の受信アンテナを介して受信した前記変調信号を増幅し、この増幅した前記変調信号を前記受信強度検出系と前記信号処理系とに分岐する増幅部を備え、前記受信強度検出系は、前記増幅部によって分岐された一方の変調信号に異なる周波数の信号を混合して、該変調信号の周波数を中間周波数に変換し、この変換した該変調信号を前記狭帯域フィルタに出力する第１の周波数混合部を備え、前記信号処理系は、前記増幅部によって分岐された他方の変調信号に異なる周波数の信号を混合して、該変調信号の周波数を中間周波数に変換し、この変換した該変調信号を前記広帯域フィルタに出力する第２の周波数混合部を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記所定のデータは、被検体の体内データであり、前記送信装置は、前記被検体内部に導入され、前記被検体の体内データを取得し、前記信号区間に前記特定信号を含み且つ前記データ区間に前記体内データを含む前記送信信号を生成し、この生成した前記送信信号をデジタル変調した前記変調信号を無線送信するカプセル型医療装置であることを特徴とする。

また、本発明にかかる送受信システムは、上記の発明において、前記体内データは、前記被検体内部の画像データであり、前記カプセル型医療装置は、前記被検体内部の画像データを撮像する撮像部を備えたカプセル型内視鏡であることを特徴とする。

本発明にかかる送受信システムは、送信装置が、周波数を固定した特定信号を含む信号区間と所定のデータを含むデータ区間とを有する送信信号を生成し、該送信信号をデジタル変調して前記信号区間に前記特定信号に対応する狭帯域信号成分を含む変調信号を生成し、該変調信号を無線送信し、受信装置が、受信強度検出系と信号処理系とを有し、３以上の受信アンテナを介して前記変調信号を受信して前記受信強度検出系と前記信号処理系とに前記変調信号を分岐し、この分岐した一方の変調信号の信号区間に含まれる前記狭帯域信号成分を前記受信強度検出系の狭帯域フィルタによって抽出して前記狭帯域信号成分の受信電界強度を前記受信強度検出系によって検出し、他方の変調信号のデータ区間に含まれる前記所定のデータを前記信号処理系によって信号処理するように構成した。このため、受信強度検出系の狭帯域フィルタの通過帯域幅を強度検出区間の狭帯域信号成分に応じて狭帯域化でき、これによって、受信強度検出系に入力されるノイズを低減できるとともに略一定の信号レベルを有する狭帯域信号成分の受信電界強度を検出でき、この結果、受信強度検出系の検出下限値を、前記信号処理系によって使用（処理）される広帯域の信号を受信強度検出系においても使用（処理）して受信電界強度を検出する場合に比して低くできるとともに、受信電界強度のダイナミックレンジをより大きくすることができ、所定のデータを含む送信装置からの変調信号を受信した際の受信電界強度を受信アンテナ毎に安定して検出できるという効果を奏する。

以下、図面を参照して、本発明にかかる送受信システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明にかかる送受信システムの一例として、カプセル型内視鏡と受信装置との間で体内画像データが送受信される送受信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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる送受信システムの一構成例を模式的に示す模式図である。図１に示すように、この実施の形態１にかかる送受信システムは、被検体１の臓器内部に導入される送信装置の一例であるカプセル型内視鏡２と、被検体１内部のカプセル型内視鏡２によって無線送信された体内画像データを受信する受信装置３と、受信装置３によって受信された体内画像データをもとに被検体１の体内画像を表示する画像表示装置４と、かかる受信装置３と画像表示装置４との間におけるデータの受け渡しを行うための記録媒体５とを備える。

カプセル型内視鏡２は、本発明にかかる送受信システムの送信装置の一例であり、体内画像を撮像し得る撮像機能と撮像した体内画像データを外部に無線送信する無線通信機能とを有する。具体的には、カプセル型内視鏡２は、被検体１に経口摂取され、その後、蠕動運動等によって被検体１の消化管内部を移動する。かかるカプセル型内視鏡２は、被検体１の体内画像を順次撮像し、その都度、得られた体内画像データを外部に無線送信する。この場合、カプセル型内視鏡２は、体内画像データを含む送信信号を生成し、この生成した送信信号をデジタル変調した変調信号を被検体１外部の受信装置３に無線送信する。カプセル型内視鏡２は、被検体１の内部に導入されてから外部に自然排出されるまでの期間、かかる体内画像の撮像動作と体内画像データの無線送信動作とを繰り返す。なお、かかるカプセル型内視鏡２の詳細な構成については、後述する。

受信装置３は、上述したカプセル型内視鏡２によって無線送信された変調信号を受信する受信装置の一例であり、カプセル型内視鏡２から受信した変調信号の受信電界強度を受信アンテナ毎に検出する受信強度検出系と、このカプセル型内視鏡２から受信した変調信号に含まれる体内画像データを信号処理する信号処理系とを備える。具体的には、受信装置３は、複数の受信アンテナ３ａ〜３ｈを有し、これらの受信アンテナ３ａ〜３ｈを介してカプセル型内視鏡２からの変調信号を受信する。受信装置３は、この受信した変調信号を受信強度検出系と信号処理系とに分岐し、この分岐した一方の変調信号の受信電界強度を受信強度検出系によって検出するとともに、他方の変調信号に含まれる体内画像データを信号処理系によって信号処理して被検体１の体内画像を取得する。かかる受信装置３には記録媒体５が着脱可能に挿着され、受信装置３は、挿着された記録媒体５に体内画像データ等の各種データを保存する。なお、かかる受信装置３の詳細な構成については、後述する。

受信アンテナ３ａ〜３ｈは、図１に示したように、被検体１の体表上の所定位置（例えば被検体１内部におけるカプセル型内視鏡２の移動経路上の位置）に分散配置される。受信アンテナ３ａ〜３ｈは、上述した受信装置３に接続され、図１に示した配置状態においてカプセル型内視鏡２からの変調信号を捕捉し、この捕捉した変調信号を受信装置３に送出する。なお、本発明にかかる受信装置３の受信アンテナは、被検体１に対して１以上望ましくは複数配置されればよく、その配置数量は特に８つに限定されない。

画像表示装置４は、カプセル型内視鏡２によって撮像された被検体１の体内画像等の各種データを表示する。具体的には、画像表示装置４は、上述した記録媒体５が着脱可能に挿着され、この挿着された記録媒体５を媒介にして体内画像データ等の各種データを取得し、この取得した各種データを表示するワークステーション等のような構成を有する。かかる画像表示装置４は、ＣＲＴディスプレイまたは液晶ディスプレイ等によって画像を表示してもよいし、プリンタ等のように他の媒体に画像を出力してもよい。なお、かかる画像表示装置４によって表示されるデータとして、例えば、被検体１の体内画像群、被検体１内部におけるカプセル型内視鏡２の位置、被検体１を特定する患者名や患者ＩＤ等の患者情報等が挙げられる。

記録媒体５は、上述した受信装置３および画像表示装置４に着脱可能に挿着可能な可搬型の記録媒体であり、両者に対する挿着時にデータの出力および記録が可能な構造を有する。具体的には、記録媒体５は、受信装置３に挿着された状態において、受信装置３がカプセル型内視鏡２から受信した体内画像データ等の各種データを記録する。一方、記録媒体５は、カプセル型内視鏡２が被検体１の外部に排出された後、受信装置３から取り出されて画像表示装置４に挿着される。この状態において、記録媒体５は、蓄積している各種データを画像表示装置４に出力する。これによって、かかる記録媒体５内の各種データは、画像表示装置４に取り込まれる。

つぎに、上述したカプセル型内視鏡２の構成について詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態１にかかる送信装置であるカプセル型内視鏡の一構成例を示すブロック図である。図２に示すように、この実施の形態１にかかるカプセル型内視鏡２は、被写体を照明する照明部２１と、照明部２１によって照明された被写体の画像を撮像する撮像部２２と、撮像部２２によって撮像された画像データを含む送信信号を生成する信号処理部２３と、信号処理部２３によって生成された送信信号をデジタル変調して無線送信する送信ユニット２４と、カプセル型内視鏡２の各構成部を制御する制御部２５と、カプセル型内視鏡２の各構成部の駆動電力を供給する電源部２６とを備える。

照明部２１は、ＬＥＤ等の発光素子を用いて実現され、制御部２５の制御に基づいて照明光を発光して、被検体１の体内部位等の被写体を照明する。撮像部２２は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等の固体撮像素子と集光レンズ等の光学系とを用いて実現され、制御部２５の制御に基づいて被写体の画像を撮像する。具体的には、撮像部２２は、照明部２１によって照明された被検体１の臓器内部の画像（すなわち体内画像）を撮像する。かかる撮像部２２によって撮像された被検体１の体内画像データは、この実施の形態１にかかる送受信システムの送信装置（カプセル型内視鏡２）と受信装置３との間で送受信される所定のデータの一例であり、信号処理部２３に送信される。

信号処理部２３は、カプセル型内視鏡２が受信装置３に無線送信する送信信号を生成する信号生成部として機能する。具体的には、信号処理部２３は、制御部２５の制御に基づいて動作し、撮像部２２が被検体１の体内画像を撮像する都度、撮像部２２から体内画像データを取得し、この取得した体内画像データを含む送信信号を生成する。この場合、信号処理部２３は、図３に示す信号フォーマットに基づいて、１フレーム分の体内画像データを含む１フレームの送信信号Ｓ０を生成する。すなわち、信号処理部２３は、送信信号Ｓ０の先頭の信号区間である信号検出区間Ａ１に、信号検出のための検出用データＤ１を有する検出信号を含め、この信号検出区間Ａ１に後続する信号区間である強度検出区間Ａ２に、データ値を固定した一定デジタルデータＤ２を有する直流信号を含め、この強度検出区間Ａ２に後続する信号区間であるアイドリング区間Ａ３に、周波数調整用のデジタルデータＤ３を有する調整信号を含め、このアイドリング区間Ａ３に後続する信号区間であるデータ区間Ａ４に、撮像部２２から取得した体内画像データＤ４を有する画像信号を含め、この結果、１フレームの送信信号Ｓ０を生成する。信号処理部２３は、このように生成した送信信号Ｓ０を送信ユニット２４に送出する。

ここで、信号検出区間Ａ１内の検出用データＤ１は、高レベルのデジタル値（１）と低レベルのデジタル値（０）とによって形成されるデジタルデータであり、受信装置３が送信信号Ｓ０の始まり（具体的には送信信号Ｓ０をデジタル変調した変調信号の始まり）を検出するために用いられる。強度検出区間Ａ２内の直流信号は、周波数を０［Ｈｚ］に固定した特定信号の一例であり、一定デジタルデータＤ２によって形成される。アイドリング区間Ａ３内の調整信号は、デジタル値（１）とデジタル値（０）とを繰り返すデジタルデータＤ３によって形成され、強度検出区間Ａ２の一定デジタルデータＤ２からデータ区間Ａ４内の体内画像データＤ４にデータが移行する際に生じる周波数のずれを補正するために用いられる。

なお、かかる強度検出区間Ａ２内の直流信号は、図３に示すようにデジタル値（１）に固定した一定デジタルデータＤ２によって形成されてもよいし、デジタル値（０）に固定した一定デジタルデータＤ２によって形成されてもよい。

送信ユニット２４は、信号処理部２３によって生成された送信信号Ｓ０をデジタル変調して外部に無線送信するためのものである。具体的には、送信ユニット２４は、信号処理部２３によって生成された送信信号Ｓ０を周波数偏移変調（ＦＳＫ変調）する変調部２４ａと、変調部２４ａによって変調された送信信号Ｓ０を外部に無線送信する送信部２４ｂとを備える。なお、この実施の形態１では、ＦＳＫ変調方式によって変調した変調信号を送信する送信ユニット２４にしているが、本発明はＦＳＫ変調方式に限定されるものではなく、送信ユニット２４の変調方式が他の変調方式（ＦＳＫ変調方式以外）であっても本発明は実施可能である。

変調部２４ａは、信号処理部２３によって生成された送信信号Ｓ０をＦＳＫ変調して、一定デジタルデータＤ２をもつ直流信号に対応する狭帯域信号成分を強度検出区間Ａ２に含む変調信号を生成する。具体的には、変調部２４ａは、搬送波周波数ｆｃの信号（搬送波信号）を発信する信号発信部およびＶＣＯ等を用いて実現される。変調部２４ａは、制御部２５の制御に基づいて、信号処理部２３から送信信号Ｓ０を取得し、その都度、この取得した送信信号Ｓ０を搬送波信号に重畳してＦＳＫ変調処理を行う。この場合、変調部２４ａは、周波数を搬送波周波数にロックするＰＬＬ制御を行いつつ、送信信号Ｓ０をＦＳＫ変調した変調信号を生成する。変調部２４ａは、この生成した変調信号を送信部２４ｂに送出する。

かかる変調部２４ａのＦＳＫ変調によって生成された変調信号は、検出用データＤ１に対応する広帯域信号成分を信号検出区間Ａ１に含み、一定デジタルデータＤ２をもつ直流信号に対応する狭帯域信号成分を強度検出区間Ａ２に含み、デジタルデータＤ３に対応する広帯域信号成分をアイドリング区間Ａ３に含み、体内画像データＤ４に対応する広帯域信号成分をデータ区間Ａ４に含む。ここで、強度検出区間Ａ２の信号が一定デジタルデータＤ２からなる直流信号である場合、この直流信号の周波数は、変調部２４ａのＰＬＬ制御によって搬送波周波数に収束し、この結果、変調部２４ａは、狭帯域信号成分である搬送波信号（すなわち単一周波数の無変調信号）を強度検出区間Ａ２に含めた変調信号を生成する。かかる変調信号の強度検出区間Ａ２における周波数特性は、図４に示すように、搬送波周波数ｆｃに周波数スペクトルをもつ狭帯域信号成分のものになる。なお、かかる狭帯域信号成分である搬送波信号の帯域幅は、例えば数１０［ｋＨｚ］程度である。

一方、かかる変調信号の信号検出区間Ａ１、アイドリング区間Ａ３、およびデータ区間Ａ４の各々に含まれる各広帯域信号成分は、図５に示すように、搬送波周波数ｆｃを中心とする周波数偏差△ｆｃ（片側）の２倍の帯域幅と、デジタル値（０）に対応する周波数ｆ０（＝ｆｃ−△ｆｃ）を中心とする周波数偏差△ｆｃの２倍の帯域幅と、デジタル値（１）に対応する周波数ｆ１（＝ｆｃ＋△ｆｃ）を中心とする周波数偏差△ｆｃの２倍の帯域幅とを加算した占有帯域幅をもつ周波数特性を有する。なお、かかる広帯域信号成分の占有帯域幅は、例えば数ＭＨｚ以上である。

送信部２４ｂは、上述した変調部２４ａによって生成された変調信号を外部に無線送信する。具体的には、送信部２４ｂは、制御部２５の制御に基づいて、変調部２４ａから変調信号を取得し、その都度、この取得した変調信号を高周波化して無線送信する。かかる送信部２４ｂは、送信アンテナ２４ｃを有し、この高周波化した変調信号を送信アンテナ２４ｃを介して外部の受信装置３（図１参照）に無線送信する。

制御部２５は、処理プログラムを実行するＣＰＵと、処理プログラム等が予め記録されたＲＯＭと、各処理の演算パラメータ等を記憶するＲＡＭとを用いて実現され、カプセル型内視鏡２の各構成部を制御する。具体的には、制御部２５は、上述した照明部２１、撮像部２２、信号処理部２３、変調部２４ａ、送信部２４ｂの各動作を制御し、且つ、撮像部２２、信号処理部２３、変調部２４ａ、送信部２４ｂの各間における信号の入出力を制御する。

電源部２６は、所定の電力を有する電池とオンオフ状態を切り替えるスイッチ部とを用いて実現され、オン状態においてカプセル型内視鏡２の各構成部（照明部２１、撮像部２２、信号処理部２３、変調部２４ａ、送信部２４ｂ、および制御部２５）に駆動電力を供給する。なお、電源部２６は、オフ状態において各構成部への駆動電力の供給を停止する。

つぎに、上述した受信装置３の構成について詳細に説明する。図６は、本発明の実施の形態１にかかる受信装置の一構成例を示すブロック図である。図６に示すように、この実施の形態１にかかる受信装置３は、上述した受信アンテナ３ａ〜３ｈと、受信アンテナ３ａ〜３ｈを択一的に切り替えるアンテナ切替部３０と、ＲＦフィルタ３１と、低雑音増幅部（ＬＮＡ）３２とを備える。また、受信装置３は、受信信号を分岐する周波数混合器３３と、受信アンテナ毎に受信電界強度を検出する受信強度検出系４０と、受信信号に含まれる体内画像データを信号処理する画像処理系４１とを備える。また、受信装置３は、入力部４２と、表示部４３と、記憶部４４と、制御部４５と、電源部４６とを備える。

アンテナ切替部３０は、カプセル型内視鏡２が無線送信した変調信号を受信する際の受信アンテナを複数の受信アンテナ３ａ〜３ｈの中から択一的に選択するためのものである。具体的には、アンテナ切替部３０は、複数の受信アンテナ３ａ〜３ｈ（図１参照）がケーブルを介して接続され、制御部４５の制御に基づいて複数の受信アンテナ３ａ〜３ｈのうちのいずれかを選択し、この選択した受信アンテナ（すなわち受信アンテナ３ａ〜３ｈのいずれか）とＲＦフィルタ３１とを接続する。かかるアンテナ切替部３０は、制御部４５の制御に基づいて、このＲＦフィルタ３１と電気的に接続する受信アンテナを受信アンテナ３ａ〜３ｈの中から順次切り替える。かかる受信アンテナ３ａ〜３ｈのいずれかを介してアンテナ切替部３０に受信されたカプセル型内視鏡２からの変調信号は、ＲＦフィルタ３１に送出される。

ＲＦフィルタ３１は、カプセル型内視鏡２からの変調信号に含まれる広帯域信号成分を通過可能な通過帯域幅（例えば数ＭＨｚ以上の帯域幅）を有する帯域通過フィルタである。ＲＦフィルタ３１は、カプセル型内視鏡２からの変調信号をアンテナ切替部３０から取得し、この通過帯域幅の範囲内の信号、すなわち、このカプセル型内視鏡２からの変調信号を通過させる。かかるＲＦフィルタ３１を通過した変調信号は、ＬＮＡ３２に送出される。ＬＮＡ３２は、カプセル型内視鏡２からの変調信号をＲＦフィルタ３１から取得し、このＲＦフィルタ３１を通過した変調信号を増幅する。かかるＬＮＡ３２によって増幅された変調信号は、周波数混合器３３に送出される。

周波数混合器３３は、受信アンテナ３ａ〜３ｈのいずれかを介して受信したカプセル型内視鏡２からの変調信号に異なる周波数の信号を混合して、この変調信号の周波数を中間周波数に変換（ダウンコンバート）する周波数変換機能と、この中間周波数の変調信号を受信強度検出系４０と画像処理系４１とに分岐する信号分岐機能とを有する。具体的には、周波数混合器３３は、ＬＮＡ３２によって増幅されたカプセル型内視鏡２からの変調信号を取得し、この取得した変調信号に異なる周波数の信号を混合することによって、この変調信号の高周波周波数を中間周波数にダウンコンバートする。そして、周波数混合器３３は、このダウンコンバートした変調信号（すなわち中間周波数の変調信号）を受信強度検出系４０と画像処理系４１とに分岐して出力する。かかる周波数混合器３３によって分岐された一方の変調信号Ｓ１は、受信強度検出系４０に送出され、他方の変調信号Ｓ２は、画像処理系４１に送出される。

受信強度検出系４０は、受信アンテナ３ａ〜３ｈを介して受信したカプセル型内視鏡２からの変調信号の電波強度すなわち受信電界強度を受信アンテナ毎に検出する。かかる受信強度検出系４０は、狭帯域フィルタ３４と、中間周波数増幅器３５と、受信強度検出部３６とを備える。

狭帯域フィルタ３４は、受信アンテナ３ａ〜３ｈを介して受信したカプセル型内視鏡２からの変調信号に含まれる狭帯域信号成分を抽出するための帯域通過フィルタである。具体的には、狭帯域フィルタ３４は、図７に示すように、強度検出区間Ａ２内の狭帯域信号成分（すなわち搬送波信号）に比して広帯域であり且つ変調信号Ｓ１の占有帯域幅（すなわち変調信号Ｓ１に含まれる広帯域信号成分）に比して狭帯域である通過帯域幅Ｗ１を有する。狭帯域フィルタ３４は、周波数混合器３３によって分岐された変調信号Ｓ１を取得し、この取得した変調信号Ｓ１の狭帯域信号成分を抽出する。かかる狭帯域フィルタ３４によって抽出された変調信号Ｓ１の狭帯域信号成分は、中間周波数増幅器３５に送出される。中間周波数増幅器３５は、狭帯域フィルタ３４によって抽出された変調信号Ｓ１の狭帯域信号成分を増幅し、この増幅した変調信号Ｓ１の狭帯域信号成分を受信強度検出部３６に送出する。なお、かかる狭帯域フィルタ３４の通過帯域幅Ｗ１は、後述する広帯域フィルタ３７の通過帯域幅Ｗ２（例えば数ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ程度）の１／１００００以上、且つ１／１０以下であり、具体的には数ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度である。

受信強度検出部３６は、受信アンテナ３ａ〜３ｈを介して受信したカプセル型内視鏡２からの変調信号の受信電界強度を受信アンテナ毎に検出する。具体的には、受信強度検出部３６は、中間周波数増幅器３５によって増幅された変調信号Ｓ１の狭帯域信号成分を取得し、この取得した狭帯域信号成分、すなわち変調信号Ｓ１の強度検出区間Ａ２に含まれる搬送波信号の受信電界強度を検出する。受信強度検出部３６は、この検出した受信電界強度を示すアナログ信号、例えばＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）信号をデジタル信号に変換し、得られたＲＳＳＩのデジタル信号を受信電界強度の検出結果として制御部４５に送出する。かかる受信強度検出部３６は、複数の受信アンテナ３ａ〜３ｈの中からカプセル型内視鏡２からの変調信号を受信する受信アンテナがアンテナ切替部３０によって切り替えられる都度、中間周波数増幅器３５から取得した変調信号Ｓ１の狭帯域信号成分（搬送波信号）の受信電界強度を検出し、受信アンテナ毎に受信電界強度の検出結果を制御部４５に送出する。

画像処理系４１は、受信アンテナ３ａ〜３ｈを介して受信したカプセル型内視鏡２からの変調信号に含まれる所定のデータを信号処理する信号処理系として機能し、かかる所定のデータの一例である画像データ（具体的にはカプセル型内視鏡２によって撮像された体内画像データ）を信号処理する。かかる画像処理系４１は、広帯域フィルタ３７と、中間周波数増幅器３８と、画像処理部３９とを備える。

広帯域フィルタ３７は、受信アンテナ３ａ〜３ｈを介して受信したカプセル型内視鏡２からの変調信号に含まれる広帯域信号成分を抽出するための帯域通過フィルタである。具体的には、広帯域フィルタ３７は、図７に示すように、変調信号Ｓ２の占有帯域幅に比して広帯域な通過帯域幅Ｗ２を有する。広帯域フィルタ３７は、周波数混合器３３によって分岐された変調信号Ｓ２を取得し、この取得した変調信号Ｓ２に含まれる広帯域信号成分および狭帯域信号成分、すなわち通過帯域幅Ｗ２の範囲内の信号成分を抽出する。なお、かかる広帯域フィルタ３７によって抽出される信号成分として、信号検出区間Ａ１内の検出用データＤ１に対応する広帯域信号成分と、強度検出区間Ａ２内の狭帯域信号成分と、アイドリング区間Ａ３内のデジタルデータＤ３に対応する広帯域信号成分と、データ区間Ａ４内の体内画像データＤ４に対応する広帯域信号成分が挙げられる。かかる広帯域フィルタ３７によって抽出された変調信号Ｓ２の信号成分は、中間周波数増幅器３８に送出される。中間周波数増幅器３８は、狭帯域フィルタ３７によって抽出された変調信号Ｓ２の信号成分を増幅し、この増幅した変調信号Ｓ２の信号成分を画像処理部３９に送出する。

画像処理部３９は、受信アンテナ３ａ〜３ｈを介して受信したカプセル型内視鏡２からの変調信号に含まれる体内画像データを信号処理して、この体内画像データに対応する被検体１の体内画像を生成する。具体的には、画像処理部３９は、中間周波数増幅器３８によって増幅された変調信号Ｓ２を取得し、この取得した変調信号Ｓ２に対して所定の復調処理等を行って、この変調信号Ｓ２から画像信号を復調する。画像処理部３９は、この画像信号に含まれる体内画像データＤ４を抽出し、得られた体内画像データＤ４を信号処理して被検体１の体内画像を生成する。かかる画像処理部３９は、複数の受信アンテナ３ａ〜３ｈの中からカプセル型内視鏡２からの変調信号を受信する受信アンテナがアンテナ切替部３０によって切り替えられる都度、中間周波数増幅器３８から取得した変調信号Ｓ２から画像信号を復調して体内画像データＤ４を取得し、この体内画像データＤ４に対応する体内画像を生成する。かかる画像処理部３９によって生成された体内画像は、制御部４５に順次送出される。

入力部４２は、入力キー等を用いて実現され、制御部４５に対して指示する指示情報等の各種情報を入力する。かかる入力部４２によって制御部４５に入力される情報として、例えば、カプセル型内視鏡２からの変調信号の受信開始を指示する指示情報、受信終了を指示する指示情報、表示出力を指示する指示情報、被検体１の患者名や患者ＩＤ等の患者情報、検査日（被検体１内にカプセル型内視鏡２を導入する日）等の各種情報が挙げられる。

表示部４３は、ＬＥＤまたは液晶ディスプレイ等を用いて実現され、制御部４５の制御に基づいて各種情報を表示する。かかる表示部４３に表示される情報として、例えば、受信装置３の動作状態（受信実行中または受信待機中等）、被検体１の体内画像、被検体１の患者情報、検査日等の各種情報が挙げられる。

記憶部４４は、上述した記録媒体５（図１参照）を着脱可能に挿着でき、制御部４５の制御に基づいて各種データを記録媒体５内に保存する。かかる記憶部４４によって記録媒体５内に保存（蓄積）されるデータとして、例えば、被検体１の体内画像、被検体１内部におけるカプセル型内視鏡２の位置データ等が挙げられる。

なお、記憶部４４は、ＲＡＭまたはフラッシュメモリ等のメモリＩＣあるいはハードディスクを備えることによって記憶部４４自体が被検体１の体内画像等の各種データを記憶するように構成されてもよい。この場合、受信装置３は、上述した画像表示装置４（図１参照）に対して有線通信または無線通信を行って、かかる記憶部４４内の各種データを画像表示装置４に送信してもよい。

制御部４５は、処理プログラムを実行するＣＰＵと、処理プログラム等が予め記録されたＲＯＭと、各処理の演算パラメータまたは入力部４２による入力情報等を記憶するＲＡＭとを用いて実現され、受信装置３の各構成部を制御し、且つ各構成部間における信号の入出力を制御する。具体的には、制御部４５は、入力部４２によって入力された指示情報に基づいてアンテナ切替部３０を制御し、カプセル型内視鏡２からの変調信号の受信開始または受信終了を制御する。また、制御部４５は、入力部４２によって入力された指示情報に基づいて表示部４３等を制御し、被検体１の体内画像および患者情報等を表示部４３に表示させる。この場合、制御部４５は、記憶部４４から読み出した体内画像を表示部４３に表示させてもよい。一方、制御部４５は、カプセル型内視鏡２からの変調信号を受信（捕捉）する受信アンテナを複数の受信アンテナ３ａ〜３ｈの中から順次切り替えるようにアンテナ切替部３０を制御し、上述した受信強度検出部３６および画像処理部３９の動作開始タイミングを制御する。この場合、制御部４５は、アンテナ切替部３０に受信アンテナを切り替えさせるタイミングと受信強度検出部３６および画像処理部３９の各動作開始タイミングとを同期させてもよい。

また、制御部４５は、被検体１内部におけるカプセル型内視鏡２の位置を算出する位置算出部４５ａを有する。位置算出部４５ａは、受信強度検出部３６によって受信アンテナ毎に検出された受信電界強度、すなわち受信アンテナ３ａ〜３ｈの各受信電界強度を取得し、この取得した各受信電界強度をもとに被検体１内におけるカプセル型内視鏡２の位置データを算出する。具体的には、位置算出部４５ａは、予め設定された受信アンテナ３ａ〜３ｈの各位置座標データを有し、１フレームの変調信号毎に取得した受信アンテナ３ａ〜３ｈの各受信電界強度の中から強度が高い順に上位３つの受信電界強度を選択する。位置算出部４５ａは、かかる上位３つの受信電界強度と、これら３つの受信電界強度に対応する３つの受信アンテナ（受信アンテナ３ａ〜３ｈのうちの３つの受信アンテナ）の各位置座標データとを用い、三点交差法等に基づいて被検体１内部におけるカプセル型内視鏡２の位置データを算出する。

なお、かかる位置算出部４５ａによって算出されたカプセル型内視鏡２の位置データは、画像処理部３９によって生成された体内画像と対応付けられた状態で記憶部４４（具体的には記録媒体５）に保存される。この場合、制御部４５は、この上位３つの受信電界強度のいずれか一つ（望ましくは最上位の受信電界強度）に対応する変調信号Ｓ２内の体内画像データＤ４に基づく被検体１の体内画像とカプセル型内視鏡２の位置データとを対応付け、かかる被検体１の体内画像とカプセル型内視鏡２の位置データとを記録媒体５に保存する。

電源部４６は、所定の電力を有する電池とオンオフ状態を切り替えるスイッチ部とを用いて実現され、オン状態において受信装置３の各構成部に必要な駆動電力を供給する。また、電源部４６は、オフ状態において各構成部への駆動電力の供給を停止する。

つぎに、本発明の実施の形態１にかかる受信装置３の受信強度検出部３６および画像処理部３９の各動作について説明する。図８は、実施の形態１にかかる受信装置の動作タイミングの一例を示す模式図である。以下では、図８を参照しつつ、上述した１フレームの送信信号Ｓ０をデジタル変調した１フレームの変調信号について受信電界強度の検出および体内画像データの信号処理を実行する際の受信装置３の動作を説明する。

受信装置３は、アンテナ切替部３０によって受信アンテナ３ａ〜３ｈの中から選択された受信アンテナを介してカプセル型内視鏡２からの変調信号を受信し、この受信した変調信号を周波数混合器３３によって２つの変調信号Ｓ１，Ｓ２に分岐する。この場合、制御部４５は、アンテナ切替部３０に受信アンテナを選択させたタイミング（時間Ｔ０）において受信強度検出部３６および画像処理部３９の各動作を開始させる。

画像処理部３９は、かかる制御部４５の制御に基づいて動作を開始し、この時間Ｔ０から信号検出期間△Ｔｄが経過するまでにカプセル型内視鏡２から１フレームの変調信号が無線送信されている旨を検出する。画像処理部３９は、広帯域フィルタ３７を通過した変調信号Ｓ２の信号検出区間Ａ１内の広帯域信号成分を取得し、この取得した広帯域信号成分に含まれる検出用データＤ１をもとに、この変調信号Ｓ２の始まりを検出する。

なお、信号検出期間△Ｔｄは、１フレームの変調信号の始まりを検出するために画像処理部３９に予め設定された期間であり、画像処理部３９が検出用データＤ１をもとに変調信号の始まりを検出するに充分な期間である。

つぎに、受信強度検出部３６は、上述した信号検出期間△Ｔｄが経過したタイミング（時間Ｔ１）から強度検出期間△Ｔｍが経過するまでに、この変調信号Ｓ１の受信電界強度、すなわち受信アンテナ毎の受信電界強度を検出する。具体的には、受信強度検出部３６は、この時間Ｔ１からガード期間△Ｔｇが経過するまでの期間、受信電界強度の検出処理の開始を待機し、このガード期間△Ｔｇが経過したタイミング（時間Ｔ２）において受信電界強度の検出処理を開始する。かかる受信強度検出部３６は、この強度検出期間△Ｔｍ内に、この変調信号Ｓ１の強度検出区間Ａ２に含まれる狭帯域信号成分、すなわち搬送波信号を抽出し、この抽出した搬送波信号の受信電界強度を検出し終える。かかる受信強度検出部３６によって検出された搬送波信号の受信電界強度は、受信アンテナ毎の受信電界強度の検出結果として制御部４５に送出される。

ここで、ガード期間△Ｔｇは、強度検出区間Ａ２内の狭帯域信号成分の周波数を一定の周波数（具体的には搬送波周波数）に安定化するために受信強度検出部３６に予め設定された期間であり、１フレームの変調信号において信号検出区間Ａ１から強度検出区間Ａ２に信号成分が移行する際に生じる周波数の不安定な状態を解消するに充分な期間である。受信強度検出部３６は、強度検出期間△Ｔｍにおいてガード期間△Ｔｇだけ受信電界強度の検出処理の開始を待機することによって、強度検出区間Ａ２内の狭帯域信号成分の周波数を搬送波周波数ｆｃに安定化することができ、この結果、レベル変動が少ない安定した信号レベル（すなわち略一定の信号レベル）の狭帯域信号成分を取得できる。受信強度検出部３６は、かかる安定した信号レベルをもつ狭帯域信号成分の受信電界強度を検出することによって、受信アンテナ毎の受信電界強度を高精度に検出することができる。

なお、強度検出期間△Ｔｍは、受信強度検出部３６が１フレームの変調信号の受信電界強度を検出するに充分な期間であり、受信強度検出部３６および画像処理部３９に予め設定される。かかる強度検出期間△Ｔｍは、上述した信号検出期間△Ｔｄとガード期間△Ｔｇと強度測定期間△Ｔｍｅａｎｓ（受信強度検出部３６による受信電界強度の検出処理に必要な処理時間）との加算値以上であることが望ましい。何故ならば、このように強度検出期間△Ｔｍを設定することによって、受信強度検出部３６は、強度検出期間△Ｔｍ内であってガード期間△Ｔｇが経過した後に、変調信号Ｓ２の強度検出区間Ａ２に含まれる狭帯域信号成分の受信電界強度を確実に検出できるようになるからである。

一方、画像処理部３９は、上述した信号検出期間△Ｔｄが経過したタイミング（時間Ｔ１）から強度検出期間△Ｔｍが経過し、さらに、この強度検出期間△Ｔｍの経過タイミング（時間Ｔ３）からアイドリング期間△Ｔｉが経過するまで、上述した変調信号Ｓ２を取得しつつ体内画像データに対する信号処理の開始を待機する。この場合、かかる画像処理部３９に入力される変調信号Ｓ２の信号成分は、強度検出区間Ａ２内の狭帯域信号成分からアイドリング区間Ａ３内の広帯域信号成分に移行する。

ここで、アイドリング期間△Ｔｉは、１フレームの変調信号において強度検出区間Ａ２内の狭帯域信号成分からデータ区間Ａ４内の広帯域信号成分に信号成分が移行する際に生じる周波数のずれを補正（解消）するに充分な期間であり、受信強度検出部３６および画像処理部３９に予め設定される。画像処理部３９は、変調信号Ｓ２の強度検出区間Ａ２内の狭帯域信号成分を取得し終えたタイミング、すなわち図８に示す時間Ｔ３からアイドリング期間△Ｔｉだけ信号処理の開始を待機し、これによって、変調信号Ｓ２の広帯域信号成分の中心周波数を搬送波周波数に収束させるとともに周波数偏移△ｆｃを安定化する。かかるアイドリング期間△Ｔｉを経て画像処理部３９に入力される変調信号Ｓ２の広帯域信号成分は、搬送波周波数ｆｃを中心に等間隔に周波数を偏移させる状態、すなわち体内画像データＤ４を含む広帯域信号成分として好適な状態になる。なお、かかるアイドリング期間△Ｔｉは、上述したガード期間△Ｔｇ以上の期間に設定することが望ましい。これによって、上述した変調信号Ｓ２の広帯域信号成分は、アイドリング期間△Ｔｉ内に確実に好適な状態になる。

つぎに、画像処理部３９は、上述したアイドリング期間△Ｔｉが経過したタイミング（時間Ｔ４）からデータ処理期間△Ｔｄａｔが経過するまでに、この変調信号Ｓ２のデータ区間Ａ４に含まれる体内画像データＤ４を信号処理する。すなわち、画像処理部３９は、データ処理期間△Ｔｄａｔ内に１フレーム分の体内画像データＤ４を取得し、この取得した体内画像データＤ４に基づいた１フレームの体内画像を生成する。画像処理部３９は、この生成した１フレームの体内画像、すなわち被検体１の体内画像を制御部４５に送出する。

その後、画像処理部３９は、制御部４５によって動作開始を指示されるまで待機状態になる。なお、受信強度検出部３６は、上述したアイドリング期間△Ｔｉおよびデータ処理期間△Ｔｄａｔにおいて、変調信号Ｓ１を取得しつつ受信電界強度の検出処理の開始を待機し、制御部４５によって動作開始を指示されるまで、この待機状態を継続する。かかる受信強度検出部３６および画像処理部３９は、制御部４５によって動作開始を指示される都度、図８に示した動作タイミングに沿って上述した動作を繰り返し実行する。この結果、受信強度検出部３６は、各受信アンテナの受信電界強度を順次検出し、画像処理部３９は、１フレームの体内画像を順次生成する。

ここで、受信強度検出部３６によって受信電界強度が検出される変調信号Ｓ１の強度検出区間Ａ２には、略一定の信号レベルを有する狭帯域信号成分である搬送波信号が無変調の状態で組み込まれている。このため、かかる強度検出区間Ａ２の狭帯域信号成分を抽出する狭帯域フィルタ３４の通過帯域幅Ｗ１は、上述した広帯域フィルタ３７の通過帯域フィルタＷ２（すなわち体内画像データＤ４等を含む広帯域信号成分を抽出する帯域通過フィルタの通過帯域幅）に比して極めて狭帯域に設定できる。これによって、受信強度検出部３５に入力されるノイズを低減でき且つ狭帯域信号成分のＳＮ比を大きくすることができ、この結果、受信強度検出部３６は、検出可能な受信電界強度の下限値をより低くできるとともに受信電界強度のダイナミックレンジを大きくすることができる。かかる受信強度検出部３６は、体内画像データＤ４を含むカプセル型内視鏡２からの変調信号を受信した際の受信電界強度を受信アンテナ毎に安定して検出できる。

かかる受信強度検出部３６によって検出される受信アンテナ毎の受信電界強度は、カプセル型内視鏡２の位置検出等の所定のアプリケーションに有用である。具体的には、位置算出部４５ａは、上述したように、受信強度検出部３６によって検出された各受信アンテナ３ａ〜３ｈの受信電界強度を取得し、この取得した各受信電界強度のうちの上位所定数（例えば３つ）の受信電界強度を用いて被検体１内部におけるカプセル型内視鏡２の位置データを算出（検出）する。この場合、位置算出部４５ａは、これら各受信アンテナ３ａ〜３ｈの受信電界強度を互いに比較処理し、この比較処理結果に基づいて上位所定数の受信電界強度を選択する必要がある。

しかしながら、広帯域フィルタによって抽出された広帯域信号成分の受信電界強度を検出する従来技術では、この広帯域フィルタの通過帯域幅に応じて受信電界強度の検出下限値が上昇するため、受信電界強度を検出する際のノイズが増大し、これによって、受信電界強度がノイズに埋もれた状態、すなわち各受信電界強度の検出値（電圧値）が各受信アンテナ間において略同レベルの状態になってしまい、この結果、各受信アンテナの受信電界強度の大小を比較することが困難になる。

例えば、被検体１内部のカプセル型内視鏡２が被検体１の体表上の受信アンテナ３ａ〜３ｈ（図１参照）のうちの受信アンテナ３ｄの近傍に位置する場合、この受信アンテナ３ｄの受信電界強度は、残りの受信アンテナ３ａ〜３ｃ，３ｅ〜３ｈに比して十分大きくなる。このため、位置算出部４５ａは、この受信アンテナ３ｄの受信電界強度を上位の強度として選択できる。しかし、残りの受信アンテナ３ａ〜３ｃ，３ｅ〜３ｈの受信電界強度は、受信電界強度の検出下限値に比して小さい場合、ノイズに埋もれて略同レベルの状態になってしまう。これによって、位置算出部４５ａは、これら残りの受信アンテナ３ａ〜３ｃ，３ｅ〜３ｈの受信電界強度の大小を正確に比較することが困難になり、この結果、被検体１内部におけるカプセル型内視鏡２の位置データを高精度に算出することが困難になる。

これに対して、本発明にかかる送受信システムでは、カプセル型内視鏡２と受信装置３との無線通信によって送受信される変調信号の強度検出区間Ａ２に、略一定の信号レベルを有する狭帯域信号成分（搬送波信号）を組み込み、この強度検出区間Ａ２から抽出した狭帯域信号成分の受信電界強度を検出しているので、この狭帯域信号成分に応じた狭帯域の通過帯域幅を帯域通過フィルタ（上述した狭帯域フィルタ３４）に設定でき、これによって、受信強度検出部３６の検出下限値を下げるとともに受信電界強度のダイナミックレンジを大きくすることができる。この結果、位置算出部４５ａは、たとえ微弱な受信電界強度であっても、受信アンテナ３ａ〜３ｈ間における受信電界強度の差を確実に検出できるようになり、受信アンテナ３ａ〜３ｈの受信電界強度の中から上位所定数の受信電界強度を正確に選択することができる。かかる位置算出部４５ａは、上位所定数の受信電界強度を用いて被検体１内部におけるカプセル型内視鏡２の位置データを高精度に算出することができる。

以上、説明したように、本発明の実施の形態１では、カプセル型内視鏡等の送信装置が、狭帯域信号成分である搬送波信号のみを含む強度検出区間と体内画像データ等の所定のデータを含むデータ区間とを有する変調信号を無線送信し、この送信装置からの変調信号を複数の受信アンテナを介して受信する受信装置が、この送信装置から受信した変調信号を受信強度検出系と信号処理系とに分岐し、この分岐した一方の変調信号の強度検出区間に含まれる狭帯域信号成分を受信強度検出系の狭帯域フィルタによって抽出し、この狭帯域信号成分の受信電界強度を受信強度検出系によって検出し、他方の変調信号のデータ区間に含まれる所定のデータを信号処理系によって信号処理するように構成した。このため、この受信強度検出系の狭帯域フィルタの通過帯域幅を強度検出区間の狭帯域信号成分に応じて狭帯域化でき、これによって、受信強度検出系に入力されるノイズを低減できるとともに略一定の信号レベルを有する狭帯域信号成分の受信電界強度を検出できる。この結果、受信強度検出系の検出下限値を受信アンテナ毎の受信電界強度に比して低くできるとともに受信電界強度のダイナミックレンジをより大きくすることができ、所定のデータを含む送信装置からの変調信号を受信した際の受信電界強度を受信アンテナ毎に安定して検出できる送受信システムを実現できる。

（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、カプセル型内視鏡２からの変調信号を周波数混合器３３によって分岐していたが、この実施の形態２では、カプセル型内視鏡２からの変調信号を中間周波数増幅器によって分岐している。

図９は、本発明の実施の形態２にかかる送受信システムの受信装置の一構成例を示すブロック図である。図９に示すように、この実施の形態２にかかる送受信システムの受信装置５３は、上述した実施の形態１にかかる受信装置３の周波数混合器３３に代えて周波数混合器５２を備え、中間周波数増幅器３８に代えて中間周波数増幅器５８を備える。また、受信装置５３は、上述した受信強度検出系４０の中間周波数増幅器３５を備えていない。かかる受信装置５３において、狭帯域フィルタ３４と受信強度検出部３６とが接続され、この狭帯域フィルタ３４によって抽出された狭帯域信号成分が受信強度検出部３６に入力されるように構成される。また、かかる受信装置５３において、受信強度検出系５０は狭帯域フィルタ３４と受信強度検出部３６とによって構成され、画像処理系５１は画像処理部３９によって構成される。なお、この実施の形態２にかかる送受信システムは、上述した実施の形態１にかかる送受信システム（図１参照）の受信装置３に代えて受信装置５３を備える。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

周波数混合器５２は、カプセル型内視鏡２からの変調信号を分岐せずに広帯域フィルタ３７に送出すること以外、上述した実施の形態１にかかる受信装置３の周波数混合器３３と同様の機能を有する。すなわち、周波数混合器５２は、ＬＮＡ３２から取得したカプセル型内視鏡２からの変調信号に異なる周波数の信号を混合して、この変調信号の高周波周波数を中間周波数にダウンコンバートし、このダウンコンバートした変調信号を分岐せずに広帯域フィルタ３７に送出する。

中間周波数増幅器５８は、増幅した中間周波数の変調信号を受信強度検出系５０と画像処理系５１とに分岐して出力すること以外、上述した実施の形態１にかかる受信装置３の中間周波数増幅器３８と同様の機能を有する。すなわち、中間周波数増幅器５８は、周波数混合器５２によって中間周波数にダウンコンバートされた後に広帯域フィルタ３７を通過したカプセル型内視鏡２からの変調信号の信号成分を増幅し、この増幅した変調信号を受信強度検出系５０と画像処理系５１とに分岐して出力する。かかる中間周波数増幅器５８によって分岐された一方の変調信号Ｓ１は、受信強度検出系５０の狭帯域フィルタ３４に送出され、他方の変調信号Ｓ２は、画像処理系５１の画像処理部３９に送出される。

以上、説明したように、本発明の実施の形態２では、周波数混合器によって中間周波数にダウンコンバートした送信装置からの変調信号を増幅する中間周波数増幅器が、この増幅した変調信号を受信強度検出系と信号処理系とに分岐して出力するようにし、その他を実施の形態１と同様に構成した。このため、上述した実施の形態１と同様の作用効果を享受するとともに、受信装置内の受信強度検出系および信号処理系の各部品点数を少なくすることができ、この結果、送受信システムの受信装置を簡易な構成で実現することができる。

（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１では、カプセル型内視鏡２からの変調信号を周波数混合器３３によって分岐していたが、この実施の形態３では、カプセル型内視鏡２からの変調信号を低雑音増幅部（ＬＮＡ）によって分岐し、この分岐した変調信号を各々取得する受信強度検出系および画像処理系に、変調信号の高周波周波数を中間周波数にダウンコンバートする周波数混合器を各々設けている。

図１０は、本発明の実施の形態３にかかる送受信システムの受信装置の一構成例を示すブロック図である。図１０に示すように、この実施の形態３にかかる送受信システムの受信装置６３は、上述した実施の形態１にかかる受信装置３のＬＮＡ３２に代えてＬＮＡ６２を備え、周波数混合器３３に代えて周波数混合器６７を備え、さらに受信強度検出系の周波数混合器６６を備える。かかる受信装置６３において、受信強度検出系６０は、周波数混合器６６と狭帯域フィルタ３４と中間周波数増幅器３５と受信強度検出部３６とによって構成され、画像処理系６１は、周波数混合器６７と広帯域フィルタ３７と中間周波数増幅器３８と画像処理部３９とによって構成される。また、ＬＮＡ６２は、受信強度検出系６０の周波数混合器６６と画像処理系６１の周波数混合器６７とに接続される。なお、この実施の形態３にかかる送受信システムは、上述した実施の形態１にかかる送受信システム（図１参照）の受信装置３に代えて受信装置６３を備える。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

ＬＮＡ６２は、増幅したカプセル型内視鏡２からの変調信号を受信強度検出系６０と画像処理系６１とに分岐して出力すること以外、上述した実施の形態１にかかる受信装置３のＬＮＡ３２と同様の機能を有する。すなわち、ＬＮＡ６２は、ＲＦフィルタ３１を通過したカプセル型内視鏡２からの変調信号を増幅し、この増幅した変調信号を受信強度検出系６０と画像処理系６１とに分岐して出力する。かかるＬＮＡ６２によって分岐された一方の変調信号Ｓ１は、受信強度検出系６０の周波数混合器６６に送出され、他方の変調信号Ｓ２は、画像処理系６１の周波数混合器６７に送出される。

周波数混合器６６は、上述したように受信強度検出系６０の周波数混合器であり、ＬＮＡ６２によって分岐された変調信号Ｓ１を取得し、この取得した変調信号Ｓ１に異なる周波数の信号を混合して、この変調信号Ｓ１の高周波周波数を中間周波数にダウンコンバートする。ここで、かかる周波数混合器６６によって変換される変調信号Ｓ１の中間周波数は、受信強度検出系６０において処理し易い周波数であり、例えば受信強度検出部３６による受信電界強度の検出処理に好適な周波数である。周波数混合器６６は、このようにダウンコンバートした変調信号Ｓ１を分岐せずに狭帯域フィルタ３４に送出する。

周波数混合器６７は、上述したように画像処理系６１の周波数混合器であり、ＬＮＡ６２によって分岐された変調信号Ｓ２を取得し、この取得した変調信号Ｓ２に異なる周波数の信号を混合して、この変調信号Ｓ２の高周波周波数を中間周波数にダウンコンバートする。ここで、かかる周波数混合器６７によって変換される変調信号Ｓ２の中間周波数は、画像処理系６１において処理し易い周波数であり、例えば画像処理部３９による体内画像データＤ４の信号処理（画像処理）に好適な周波数である。周波数混合器６７は、このようにダウンコンバートした変調信号Ｓ２を分岐せずに広帯域フィルタ３７に送出する。

なお、かかる周波数混合器６６，６７は、受信強度検出系６０に好適な中間周波数と画像処理系６１に好適な中間周波数とが合わない場合、変調信号Ｓ１，Ｓ２の高周波周波数を互いに異なる中間周波数（すなわち受信強度検出系６０に好適な中間周波数と画像処理系６１に好適な中間周波数と）に各々変換できるが、受信強度検出系６０に好適な中間周波数と画像処理系６１に好適な中間周波数とが合う場合、変調信号Ｓ１，Ｓ２の高周波周波数を互いに同じ中間周波数に変換してもよい。

以上、説明したように、本発明の実施の形態３では、受信装置内の受信強度検出系と信号処理系とに、変調信号の高周波周波数を中間周波数にダウンコンバートする周波数混合器をそれぞれ設け、ＲＦフィルタを通過した送信装置からの変調信号を増幅するＬＮＡが、この増幅した変調信号を受信強度検出系と信号処理系とに分岐して出力し、この分岐した一方の変調信号の高周波周波数を受信強度検出系の周波数混合器によって周波数変換し、他方の変調信号の高周波周波数を信号処理系の周波数混合器によって周波数変換するようにし、その他を実施の形態１と同様に構成した。このため、上述した実施の形態１と同様の作用効果を享受するとともに、たとえ受信強度検出系に好適な中間周波数と信号処理系に好適な中間周波数とが合わない場合であっても、受信強度検出系に入力される変調信号の中間周波数を受信強度検出系によって処理し易い周波数に変換することができ、且つ、信号処理系に入力される変調信号の中間周波数を信号処理系によって処理し易い周波数に変換することができる。

（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４について説明する。上述した実施の形態１では、カプセル型内視鏡２と受信装置３との無線通信によって送受信される変調信号の強度検出区間Ａ２に、搬送波周波数を有する狭帯域信号成分、すなわち無変調状態の搬送波信号のみを含めていたが、この実施の形態４では、カプセル型内視鏡と受信装置との無線通信によって、少なくとも搬送波周波数成分を含む複数の狭帯域信号成分を強度検出区間Ａ２に有する変調信号を送受信し、この変調信号の強度検出区間Ａ２に含まれる複数の狭帯域信号成分のいずれかの受信電界強度を検出するようにしている。

図１１は、本発明の実施の形態４にかかる送受信システムの一構成例を模式的に示す模式図である。図１１に示すように、この実施の形態４にかかる送受信システムは、上述した実施の形態１にかかる送受信システム（図１参照）のカプセル型内視鏡２に代えてカプセル型内視鏡７２を備え、受信装置３に代えて受信装置８３を備える。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

カプセル型内視鏡７２は、本発明にかかる送受信システムの送信装置の一例であり、被検体１の体内画像データを含む送信信号および変調信号の各信号フォーマットが実施の形態１の場合と異なること以外、実施の形態１にかかるカプセル型内視鏡２と同様の機能を有する。なお、かかるカプセル型内視鏡７２の詳細な構成については、後述する。

受信装置８３は、上述したカプセル型内視鏡７２によって無線送信された変調信号を受信する受信装置の一例であり、受信した変調信号に含まれる体内画像データの処理タイミングが実施の形態１の場合と異なること以外、実施の形態１にかかる受信装置３と同様の機能を有する。なお、かかる受信装置８３の詳細な構成については、後述する。

つぎに、上述したカプセル型内視鏡７２の構成について詳細に説明する。図１２は、本発明の実施の形態４にかかる送信装置であるカプセル型内視鏡の一構成例を示すブロック図である。図１２に示すように、この実施の形態４にかかるカプセル型内視鏡７２は、上述した実施の形態１にかかるカプセル型内視鏡２の信号処理部２３に代えて信号処理部７３を備え、送信ユニット２４に代えて送信ユニット７４を備える。また、この送信ユニット７４は、上述した実施の形態１にかかるカプセル型内視鏡２の変調部２４ａに代えて変調部７４ａを備える。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

信号処理部７３は、カプセル型内視鏡７２が受信装置８３に無線送信する送信信号を生成する信号生成部として機能する。具体的には、信号処理部７３は、制御部２５の制御に基づいて動作し、撮像部２２が被検体１の体内画像を撮像する都度、撮像部２２から体内画像データを取得し、この取得した体内画像データを含む送信信号を生成する。この場合、信号処理部７３は、図１３に示す信号フォーマットに基づいて、１フレーム分の体内画像データを含む１フレームの送信信号Ｓ１０を生成する。すなわち、信号処理部７３は、送信信号Ｓ１０の先頭の信号区間である信号検出区間Ａ１に、信号検出のための検出用データＤ１を有する検出信号を含め、この信号検出区間Ａ１に後続する信号区間である強度検出区間Ａ２に、繰り返し周期を固定したデジタルデータＤ１２を有するデジタル信号を含め、この強度検出区間Ａ２に後続する信号区間であるデータ区間Ａ４に、撮像部２２から取得した体内画像データＤ４を有する画像信号を含め、この結果、１フレームの送信信号Ｓ１０を生成する。信号処理部７３は、このように生成した送信信号Ｓ１０を送信ユニット７４に送出する。

ここで、強度検出区間Ａ２内のデジタル信号は、周波数を零以外の所定値に固定した特定信号の一例であり、所定の繰り返し周期でデジタル値（１）とデジタル値（０）とを繰り返すデジタルデータＤ１２（すなわちデジタル値（１）とデジタル値（０）とを繰り返すデータパターンを一定にしたデジタルデータ）によって形成される。信号処理部７３は、かかるデジタルデータＤ１２によって形成されるデジタル信号の周波数を、後述する変調部７４ａの搬送波周波数ｆｃに対する周波数偏差△ｆｃの２倍に等しい周波数に固定し、この固定した周波数（＝２・△ｆｃ）のデジタル信号、すなわちデジタルデータＤ１２を強度検出区間Ａ２に組み込む。

なお、かかる信号処理部７３によって送信信号Ｓ１０の強度検出区間Ａ２に組み込まれるデジタル信号の周波数（＝２・△ｆｃ）は、変調部７４ａに強度検出区間Ａ２のデジタル信号を入力する際の最大伝送速度ｆｂ［ｂｐｓ］と変調部７４ａの変調指数ｍとを用いて次式（１）によって算出される。

２・△ｆｃ＝ｆｂ・ｍ ・・・（１）

すなわち、信号処理部７３は、かかる最大伝送速度ｆｂと変調指数ｍとの乗算値に等しい周波数に固定したデジタル信号を送信信号Ｓ１０の強度検出区間Ａ２に組み込む。例えば、最大伝送速度ｆｂが４Ｍ［ｂｐｓ］であり、変調指数ｍが０．５である場合、信号処理部７３は、周波数を２Ｍ［Ｈｚ］に固定したデジタル信号を送信信号Ｓ１０の強度検出区間Ａ２に組み込む。

送信ユニット７４は、信号処理部７３によって生成された送信信号Ｓ１０をデジタル変調（具体的には最小偏移変調）して外部に無線送信するためのものである。かかる送信ユニット７４は、信号処理部７３によって生成された送信信号Ｓ１０を最小偏移変調（ＭＳＫ変調）する変調部７４ａと、変調部７４ａによって変調された送信信号Ｓ１０を外部に無線送信する送信部２４ｂとを備える。

変調部７４ａは、信号処理部７３によって生成された送信信号Ｓ１０をＭＳＫ変調して、少なくとも搬送波周波数成分を含む複数の狭帯域信号成分を強度検出区間Ａ２に有する変調信号を生成する。具体的には、変調部７４ａは、搬送波周波数ｆｃの搬送波信号を発信する信号発信部およびＶＣＯ等を用いて実現され、その変調指数ｍを０．５に設定される。かかる変調部７４ａは、制御部２５の制御に基づいて、信号処理部７３から送信信号Ｓ１０を取得し、その都度、この取得した送信信号Ｓ１０を搬送波信号に重畳してＭＳＫ変調処理を行う。この場合、変調部７４ａは、周波数を搬送波周波数ｆｃにロックするＰＬＬ制御を行いつつ、送信信号Ｓ１０をＭＳＫ変調した変調信号を生成する。

かかる変調部７４ａのＭＳＫ変調によって生成された変調信号は、検出用データＤ１に対応する広帯域信号成分を信号検出区間Ａ１に含み、デジタルデータＤ１２をもつデジタル信号に対応する狭帯域信号成分を強度検出区間Ａ２に含み、体内画像データＤ４に対応する広帯域信号成分をデータ区間Ａ４に含む。ここで、強度検出区間Ａ２のデジタル信号が周波数偏差△ｆｃの２倍に等しい周波数に固定されたデジタル信号である場合、この強度検出区間Ａ２のデジタル信号をＭＳＫ変調した変調信号は、少なくとも搬送波周波数成分を含む複数の狭帯域信号成分を有する。すなわち、変調部７４ａは、上述した送信信号Ｓ１０をＭＳＫ変調することによって、少なくとも搬送波周波数成分を含む複数の狭帯域信号成分を強度検出区間Ａ２に組み込んだ変調信号を生成する。

かかる変調信号の強度検出区間Ａ２における周波数特性は、図１４に示すように、搬送波周波数ｆｃ、デジタル値（０）に対応する周波数ｆ０、デジタル値（１）に対応する周波数ｆ１、周波数ｆ０から低周波側に２・△ｆｃだけシフトした周波数、および周波数ｆ１から高周波側に２・△ｆｃだけシフトした周波数の各々に周波数スペクトルが立ったものになる。すなわち、かかる変調信号の強度検出区間Ａ２には、搬送波周波数ｆｃに周波数スペクトルをもつ狭帯域信号成分と、周波数ｆ０に周波数スペクトルをもつ狭帯域信号成分と、周波数ｆ１に周波数スペクトルをもつ狭帯域信号成分と、周波数ｆ０から低周波側に２・△ｆｃだけシフトした周波数に周波数スペクトルをもつ狭帯域信号成分と、周波数ｆ１から高周波側に２・△ｆｃだけシフトした周波数に周波数スペクトルをもつ狭帯域信号成分とが互いに離散的な態様で組み込まれている。なお、かかる強度検出区間Ａ２に含まれる各狭帯域信号成分の帯域幅は、例えば数１０［ｋＨｚ］程度である。

なお、変調部７４ａは、上述したようにＭＳＫ変調によって生成した変調信号を送信部２４ｂに送出する。送信部２４ｂは、この変調部７４ａから取得した変調信号を送信アンテナ２４ｃを介して外部の受信装置８３に無線送信する。

つぎに、上述した受信装置８３の構成について詳細に説明する。図１５は、本発明の実施の形態４にかかる受信装置の一構成例を示すブロック図である。図１５に示すように、この実施の形態４にかかる受信装置８３は、上述した実施の形態１にかかる受信装置３の受信強度検出部３６に代えて受信強度検出部８６を備え、画像処理部３９に代えて画像処理部８９を備える。かかる受信装置８３において、受信強度検出系４０は、狭帯域フィルタ３４と中間周波数増幅器３５と受信強度検出部８６とによって構成され、画像処理系４１は、広帯域フィルタ３７と中間周波数増幅器３８と画像処理部８９とによって構成される。また、この実施の形態４において、周波数混合器３３は、図１３に示した送信信号Ｓ１０をＭＳＫ変調した変調信号の高周波周波数を中間周波数にダウンコンバートし、このダウンコンバートした変調信号を受信強度検出系４０と画像処理系４１とに分岐して出力する。この場合、かかる周波数混合器３３によって分岐された一方の変調信号Ｓ１１は受信強度検出系４０に入力され、他方の変調信号Ｓ１２は画像処理系４１に入力される。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

受信強度検出部８６は、上述した実施の形態１にかかる受信装置３の受信強度検出部３６と同様の受信電界強度検出機能を有し、変調信号１１の強度検出区間Ａ２に含まれる複数の狭帯域信号成分の中から狭帯域フィルタ３４によって抽出された狭帯域信号成分の受信電界強度を検出する。この場合、狭帯域フィルタ３４は、この強度検出区間Ａ２内の複数の狭帯域信号成分の中から搬送波周波数の狭帯域信号成分、すなわち、これら複数の狭帯域信号成分のうちの信号レベルが最も高く安定した搬送波信号を抽出することが望ましく、受信強度検出部８６は、この狭帯域フィルタ３４によって抽出された搬送波信号の受信電界強度を検出することが望ましい。なお、かかる受信強度検出部８６によって検出された受信電界強度は、上述した実施の形態１の場合と同様に制御部４５に送出される。

画像処理部８９は、変調信号Ｓ１２のデータ区間Ａ４に含まれる体内画像データＤ４を信号処理して被検体１の体内画像を生成する。かかる画像処理部８９は、制御部４５によって動作開始を指示されてから体内画像データＤ４を信号処理するタイミングが異なること以外、上述した実施の形態１にかかる受信装置３の画像処理部３９と同様の信号処理機能を有する。なお、かかる画像処理部８９によって生成された被検体１の体内画像は、上述した実施の形態１の場合と同様に制御部４５に送出される。

つぎに、本発明の実施の形態４にかかる受信装置８３の受信強度検出部８６および画像処理部８９の各動作について説明する。図１６は、実施の形態４にかかる受信装置の動作タイミングの一例を示す模式図である。以下では、図１６を参照しつつ、上述した１フレームの送信信号Ｓ１０をＭＳＫ変調した１フレームの変調信号について受信電界強度の検出および体内画像データの信号処理を実行する際の受信装置８３の動作を説明する。

受信装置８３は、アンテナ切替部３０によって受信アンテナ３ａ〜３ｈの中から選択された受信アンテナを介してカプセル型内視鏡７２からの変調信号を受信し、この受信した変調信号を周波数混合器３３によって２つの変調信号Ｓ１１，Ｓ１２に分岐する。この場合、制御部４５は、アンテナ切替部３０に受信アンテナを選択させたタイミング（時間Ｔ０）において受信強度検出部８６および画像処理部８９の各動作を開始させる。

画像処理部８９は、かかる制御部４５の制御に基づいて動作を開始し、この時間Ｔ０から信号検出期間△Ｔｄが経過するまでにカプセル型内視鏡７２から１フレームの変調信号が無線送信されている旨を検出する。画像処理部８９は、広帯域フィルタ３７を通過した変調信号Ｓ１２の信号検出区間Ａ１内の広帯域信号成分を取得し、この取得した広帯域信号成分に含まれる検出用データＤ１をもとに、この変調信号Ｓ１２の始まりを検出する。

つぎに、受信強度検出部８６は、上述した信号検出期間△Ｔｄが経過したタイミング（時間Ｔ１）から強度検出期間△Ｔｍが経過するまでに、この変調信号Ｓ１１の受信電界強度、すなわち受信アンテナ毎の受信電界強度を検出する。具体的には、受信強度検出部８６は、この時間Ｔ１からガード期間△Ｔｇが経過するまでの期間、受信電界強度の検出処理の開始を待機し、このガード期間△Ｔｇが経過したタイミング（時間Ｔ２）において受信電界強度の検出処理を開始する。かかる受信強度検出部８６は、この強度検出期間△Ｔｍ内に、この変調信号Ｓ１１の強度検出区間Ａ２に含まれる複数の狭帯域信号成分のうちの一つ、例えば搬送波信号の受信電界強度を検出し終える。かかる受信強度検出部８６によって検出された狭帯域信号成分の受信電界強度は、受信アンテナ毎の受信電界強度の検出結果として制御部４５に送出される。

一方、画像処理部８９は、上述した信号検出期間△Ｔｄが経過したタイミング（時間Ｔ１）から強度検出期間△Ｔｍが経過したタイミング（時間Ｔ３）からデータ処理期間△Ｔｄａｔが経過するまでに、変調信号Ｓ１２のデータ区間Ａ４に含まれる体内画像データＤ４を信号処理する。すなわち、画像処理部８９は、データ処理期間△Ｔｄａｔ内に１フレーム分の体内画像データＤ４を取得し、この取得した体内画像データＤ４に基づいた１フレームの体内画像を生成する。画像処理部８９は、この生成した１フレームの体内画像、すなわち被検体１の体内画像を制御部４５に送出する。

その後、画像処理部８９は、制御部４５によって動作開始を指示されるまで待機状態になる。なお、受信強度検出部８６は、上述したデータ処理期間△Ｔｄａｔにおいて、変調信号Ｓ１１を取得しつつ受信電界強度の検出処理の開始を待機し、制御部４５によって動作開始を指示されるまで、この待機状態を継続する。かかる受信強度検出部８６および画像処理部８９は、制御部４５によって動作開始を指示される都度、図１６に示した動作タイミングに沿って上述した動作を繰り返し実行する。この結果、受信強度検出部８６は、各受信アンテナの受信電界強度を順次検出し、画像処理部８９は、１フレームの体内画像を順次生成する。

ここで、上述したカプセル型内視鏡７２の送信信号Ｓ１０の強度検出区間Ａ２には、図１３に示したように、一定のデータパターンを有するデジタルデータＤ１２によって形成されるデジタル信号が組み込まれる。このため、かかる送信信号Ｓ１０をＭＳＫ変調した変調信号（すなわち変調信号Ｓ１１，Ｓ１２）の強度検出区間Ａ２には、図１４に示した周波数特性を有して周波数を遷移させる変調信号が組み込まれる。なお、この強度検出区間Ａ２内の変調信号は、少なくとも搬送波信号成分を含む複数の狭帯域信号成分を有する。かかる変調信号が強度検出区間Ａ２に組み込まれているため、上述した送信信号Ｓ１０および変調信号Ｓ１１，１２は、強度検出区間Ａ２とデータ区間Ａ４との間にアイドリング区間Ａ３を設定しなくても、強度検出区間Ａ２からデータ区間Ａ４にスムーズに周波数を移行することができ、この結果、画像処理部８９は、強度検出期間△Ｔｍが終了後、上述したアイドリング期間△Ｔｉを経ることなくデータ処理期間△Ｔｄａｔに、安定した状態の体内画像データＤ４を取得することができる。かかる画像処理部８９は、上述した実施の形態１の場合に比して短時間に体内画像データＤ４を信号処理することができる。

以上、説明したように、本発明の実施の形態４では、一定のデータパターンを有するデジタルデータによって形成されるデジタル信号を送信信号の強度検出区間に組み込み、この送信信号をＭＳＫ変調した変調信号を無線通信によって送受信するようにし、その他を上述した実施の形態１と略同様に構成した。このため、上述した実施の形態１と同様の作用効果を享受するとともに、かかる変調信号の強度検出区間とデータ区間との間にアイドリング区間を設定しなくても、信号処理系のデータ処理期間に安定したデータ（画像データ等）を取得でき、この結果、変調信号内のデータを処理するまでに必要な時間の短縮化を促進することができる。

なお、上述した実施の形態１〜４では、信号フォーマットにおいてデータ区間Ａ４の前段に強度検出区間Ａ２を設定していたが、これに限らず、データ区間Ａ４の後段に強度検出区間Ａ２を設定してもよい。具体的には、実施の形態１〜３にかかるカプセル型内視鏡２の信号処理部２３は、図１７に示す送信信号Ｓ０のように、検出用データＤ１を含む信号検出区間Ａ１を先頭の信号区間に設定し、この信号検出区間Ａ１に後続する信号区間として、体内画像データＤ４を含むデータ区間Ａ４を設定し、このデータ区間Ａ４に後続する信号区間として、ガード区間Ａ５を設定し、このガード区間Ａ５に後続する信号区間として、一定デジタルデータＤ２を含む強度検出区間Ａ２を設定してもよい。ここで、ガード区間Ａ５は、データ区間Ａ４から強度検出区間Ａ２に信号成分が移行する際に生じる周波数の不安定な状態を解消するための信号区間であり、強度検出区間Ａ２と同じデジタル値（０または１）を有する一定デジタルデータＤ５を含む。なお、実施の形態４にかかるカプセル型内視鏡７２の信号処理部７３は、一定のデータパターンを有するデジタルデータＤ１２を送信信号の強度検出区間Ａ２に組み込んでいるため、このガード区間Ａ５を設けずに、データ区間Ａ４に後続する信号区間として強度検出区間Ａ２を設定してもよい。

このようにデータ区間Ａ４の後段に強度検出区間Ａ２を設定した場合、実施の形態１〜４にかかる受信装置の受信強度検出部および画像処理部は、かかる信号フォーマットに対応する動作期間（信号検出期間△Ｔｄ、ガード期間△Ｔｇ、強度検出期間△Ｔｍ、データ処理期間△Ｔｄａｔ、アイドリング期間△Ｔｉ）を適宜設定し、この設定した動作期間に沿って受信電界強度の検出処理および体内画像データの信号処理等を実行すればよい。

また、上述した実施の形態１〜４では、受信装置においてカプセル型内視鏡の位置データを算出（検出）していたが、これに限らず、本発明にかかる送受信システムの画像表示装置４においてカプセル型内視鏡の位置データを算出してもよい。この場合、受信装置は、各受信アンテナの受信電界強度と体内画像とを対応付けて記録媒体５等に保存し、画像表示装置４は、かかる各受信アンテナの受信電界強度と体内画像とを取り込み、この取得した各受信電界強度を用いてカプセル型内視鏡の位置データを算出すればよい。

さらに、上述した実施の形態１〜４では、本発明にかかる送受信システムの送信装置としてカプセル型内視鏡２を例示したが、これに限らず、本発明にかかる送受信システムの送信装置は、被検体内部のｐＨ値または温度等の各種体内データを所定のデータとして取得し無線送信するカプセル型医療装置であってもよいし、体内データ以外の所定のデータを無線送信する各種送信装置（医療装置以外の送信装置）であってもよい。また、本発明にかかる送受信システムの送信装置と受信装置との間で送受信される所定のデータは、上述した体内画像データに限らず、所望のデータであってもよい。すなわち、本発明にかかる受信装置の信号処理系は、この所望のデータを信号処理する信号処理系（画像処理系以外）であってもよい。

また、上述した実施の形態１〜４では、各受信アンテナの受信電界強度を用いるアプリケーションとして被検体内部におけるカプセル型内視鏡の位置データを算出する位置検出処理を例示したが、これに限らず、各受信アンテナの受信電界強度を必要数用いて実行される所望のアプリケーションであってもよい。

さらに、上述した実施の形態１〜３では、カプセル型内視鏡２の変調部２４ａは、信号処理部２３によって生成された送信信号Ｓ０をＦＳＫ変調していたが、これに限らず、変調部２４ａは、ＦＳＫ変調以外のデジタル変調方式（例えば、振幅偏移変調、位相偏移変調、直交振幅変調等）によって送信信号Ｓ０を変調してもよい。

本発明の実施の形態１にかかる送受信システムの一構成例を模式的に示す模式図である。 本発明の実施の形態１にかかる送信装置であるカプセル型内視鏡の一構成例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかるカプセル型内視鏡の送信信号を構成する信号フォーマットの一例を示す模式図である。 実施の形態１にかかるカプセル型内視鏡の変調信号の強度検出区間に含まれる狭帯域信号成分の周波数特性を例示する模式図である。 実施の形態１にかかるカプセル型内視鏡の変調信号に含まれる広帯域信号成分の周波数特性を例示する模式図である。 本発明の実施の形態１にかかる受信装置の一構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかる受信装置に内蔵された狭帯域フィルタおよび広帯域フィルタのフィルタ特性を例示する模式図である。 実施の形態１にかかる受信装置の動作タイミングの一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態２にかかる送受信システムの受信装置の一構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３にかかる送受信システムの受信装置の一構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４にかかる送受信システムの一構成例を模式的に示す模式図である。 本発明の実施の形態４にかかる送信装置であるカプセル型内視鏡の一構成例を示すブロック図である。 実施の形態４にかかるカプセル型内視鏡の送信信号を構成する信号フォーマットの一例を示す模式図である。 実施の形態４にかかるカプセル型内視鏡の変調信号の強度検出区間に含まれる複数の狭帯域信号成分の周波数特性を例示する模式図である。 本発明の実施の形態４にかかる受信装置の一構成例を示すブロック図である。 実施の形態４にかかる受信装置の動作タイミングの一例を示す模式図である。 カプセル型内視鏡の送信信号を構成する信号フォーマットの変形例を示す模式図である。

符号の説明

１ 被検体
２，７２ カプセル型内視鏡
３ａ〜３ｈ 受信アンテナ
３，５３，６３，８３ 受信装置
４ 画像表示装置
５ 記録媒体
２１ 照明部
２２ 撮像部
２３，７３ 信号処理部
２４，７４ 送信ユニット
２４ａ，７４ａ 変調部
２４ｂ 送信部
２４ｃ 送信アンテナ
２５ 制御部
２６ 電源部
３０ アンテナ切替部
３１ ＲＦフィルタ
３２，６２ ＬＮＡ
３３，５２，６６，６７ 周波数混合器
３４ 狭帯域フィルタ
３５，３８，５８ 中間周波数増幅器
３６，８６ 受信強度検出部
３７ 広帯域フィルタ
３９，８９ 画像処理部
４０，５０，６０ 受信強度検出系
４１，５１，６１ 画像処理系
４２ 入力部
４３ 表示部
４４ 記憶部
４５ 制御部
４５ａ 位置算出部
４６ 電源部
Ａ１ 信号検出区間
Ａ２ 強度検出区間
Ａ３ アイドリング区間
Ａ４ データ区間
Ａ５ ガード区間
Ｄ１ 検出用データ
Ｄ２，Ｄ５ 一定デジタルデータ
Ｄ３，Ｄ１２ デジタルデータ
Ｄ４ 体内画像データ
Ｓ０，Ｓ１０ 送信信号
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ１１，Ｓ１２ 変調信号
Ｗ１，Ｗ２ 通過帯域幅

Claims (15)

1. 広帯域信号成分と狭帯域信号成分とによって構成される変調信号を生成し、該変調信号を外部に送信する送信装置と、
   信号処理系と受信強度検出系とを具備し、３以上の受信アンテナを介して前記変調信号を受信し、受信した前記変調信号に含まれる広帯域信号成分を前記信号処理系によって処理し、前記変調信号に含まれる狭帯域信号成分を前記受信強度検出系によって処理する受信装置と、
   を備えたことを特徴とする送受信システム。
2. 前記送信装置は、周波数を固定した特定信号を含む信号区間と所定のデータを含むデータ区間とを有する送信信号を生成し、該送信信号をデジタル変調して前記信号区間に前記特定信号に対応する前記狭帯域信号成分を含む前記変調信号を生成し、この生成した前記変調信号を外部に無線送信し、
   前記受信装置は、前記３以上の受信アンテナを介して前記変調信号を受信して前記受信強度検出系と前記信号処理系とに前記変調信号を分岐し、この分岐した一方の変調信号の信号区間に含まれる前記狭帯域信号成分を前記受信強度検出系の狭帯域フィルタによって抽出して前記狭帯域信号成分の受信電界強度を前記受信強度検出系によって検出し、他方の変調信号のデータ区間に含まれる前記所定のデータを前記信号処理系によって信号処理することを特徴とする請求項１に記載の送受信システム。
3. 前記送信装置は、
   前記信号区間に直流信号である前記特定信号を含み且つ前記データ区間に前記所定のデータを含む前記送信信号を生成する信号生成部と、
   前記信号生成部によって生成された前記送信信号をデジタル変調して、搬送波周波数成分である前記狭帯域信号成分を前記信号区間に含む前記変調信号を生成する変調部と、
   前記変調部によって生成された前記変調信号を前記受信装置に無線送信する送信部と、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載の送受信システム。
4. 前記デジタル変調は、周波数偏移変調であることを特徴とする請求項３に記載の送受信システム。
5. 前記送信装置は、
   搬送波周波数に対する周波数偏移の２倍に等しい周波数に固定したデジタル信号である前記特定信号を前記信号区間に含み且つ前記データ区間に前記所定のデータを含む前記送信信号を生成する信号生成部と、
   前記信号生成部によって生成された前記送信信号を最小偏移変調して、少なくとも搬送波周波数成分を含む複数の前記狭帯域信号成分を前記信号区間に有する前記変調信号を生成する変調部と、
   前記変調部によって生成された前記変調信号を前記受信装置に無線送信する送信部と、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載の送受信システム。
6. 前記信号生成部は、前記信号区間の後段に高レベルおよび低レベルのデジタルデータを繰り返すデジタル信号を含むアイドリング区間を有し、且つ該アイドリング区間の後段に前記データ区間を有する前記送信信号を生成することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載の送受信システム。
7. 前記信号生成部は、前記データ区間の後段に前記特定信号と同じ直流信号を含むガード区間を有し、且つ該ガード区間の後段に前記信号区間を有する前記送信信号を生成することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載の送受信システム。
8. 前記受信強度検出系は、前記狭帯域フィルタによって抽出された前記狭帯域信号成分の受信電界強度を前記受信アンテナ毎に検出する受信強度検出部を備え、
   前記狭帯域フィルタは、前記狭帯域信号成分と同程度の帯域であって前記一方の変調信号の占有帯域幅に比して狭帯域な通過帯域幅を有することを特徴とする請求項２〜７のいずれか一つに記載の送受信システム。
9. 前記受信強度検出部は、前記３以上の受信アンテナを介して前記変調信号を受信してから所定の時間が経過するまでに前記一方の変調信号を検出し、前記一方の変調信号を検出してから所定の時間が経過後に前記狭帯域信号成分の受信電界強度を検出することを特徴とする請求項８に記載の送受信システム。
10. 前記受信装置は、前記３以上の受信アンテナを介して受信した前記変調信号の占有帯域幅と同程度の通過帯域幅を有する広帯域フィルタを備え、
    前記狭帯域フィルタは、前記広帯域フィルタの１／１００００以上、１／１０以下の通過帯域幅を有することを特徴とする請求項８または９に記載の送受信システム。
11. 前記受信装置は、前記３以上の受信アンテナを介して受信した前記変調信号に異なる周波数の信号を混合して、前記変調信号の周波数を中間周波数に変換し、この変換した前記変調信号を前記受信強度検出系と前記信号処理系とに分岐する周波数混合部を備えたことを特徴とする請求項２〜１０のいずれか一つに記載の送受信システム。
12. 前記受信装置は、
    前記３以上の受信アンテナを介して受信した前記変調信号に異なる周波数の信号を混合して、前記変調信号の周波数を中間周波数に変換する周波数混合部と、
    前記周波数混合部によって中間周波数に変換された前記変調信号を増幅し、この増幅した前記変調信号を前記受信強度検出系と前記信号処理系とに分岐する中間周波数増幅部と、
    を備えたことを特徴とする請求項２〜１０のいずれか一つに記載の送受信システム。
13. 前記受信装置は、
    前記３以上の受信アンテナを介して受信した前記変調信号を増幅し、この増幅した前記変調信号を前記受信強度検出系と前記信号処理系とに分岐する増幅部を備え、
    前記受信強度検出系は、前記増幅部によって分岐された一方の変調信号に異なる周波数の信号を混合して、該変調信号の周波数を中間周波数に変換し、この変換した該変調信号を前記狭帯域フィルタに出力する第１の周波数混合部を備え、
    前記信号処理系は、前記増幅部によって分岐された他方の変調信号に異なる周波数の信号を混合して、該変調信号の周波数を中間周波数に変換し、この変換した該変調信号を前記広帯域フィルタに出力する第２の周波数混合部を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の送受信システム。
14. 前記所定のデータは、被検体の体内データであり、
    前記送信装置は、前記被検体内部に導入され、前記被検体の体内データを取得し、前記信号区間に前記特定信号を含み且つ前記データ区間に前記体内データを含む前記送信信号を生成し、この生成した前記送信信号をデジタル変調した前記変調信号を無線送信するカプセル型医療装置であることを特徴とする請求項２〜１３のいずれか一つに記載の送受信システム。
15. 前記体内データは、前記被検体内部の画像データであり、
    前記カプセル型医療装置は、前記被検体内部の画像データを撮像する撮像部を備えたカプセル型内視鏡であることを特徴とする請求項１４に記載の送受信システム。

Images