JP6827878B2 - Timing detector, timing control device, radio signal receiver and radio signal receiver for capsule endoscopy - Google Patents

Timing detector, timing control device, radio signal receiver and radio signal receiver for capsule endoscopy Download PDF

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Description

本発明は、タイミング検出装置、タイミング制御装置、無線信号の受信装置及びカプセル内視鏡のための無線信号の受信装置に関する。 The present invention relates to a timing detection device, a timing control device, a radio signal receiving device, and a radio signal receiving device for a capsule endoscope.

カプセル内視鏡等の送信装置からの無線信号から受信装置においてデータを高精度に取得するためには、受信された無線信号におけるデータの部分のタイミングを高精度に検出できることが重要である。このようなデータの部分のタイミングを検出するための手法として、受信された無線信号からデータと同期したクロックを生成する手法が知られている。例えば、特許文献1において提案されているシンボルクロック生成回路は、数値制御発振器(NCO)を用いて無線信号からデータを取得するためのクロックを生成している。 In order to acquire data from a wireless signal from a transmitting device such as a capsule endoscope in a receiving device with high accuracy, it is important to be able to detect the timing of a part of the data in the received wireless signal with high accuracy. As a method for detecting the timing of such a part of data, a method for generating a clock synchronized with data from a received radio signal is known. For example, the symbol clock generation circuit proposed in Patent Document 1 uses a numerically controlled oscillator (NCO) to generate a clock for acquiring data from a radio signal.

特開2009−033300号公報JP-A-2009-033300

NCOは、周波数調整値等と呼ばれる加算値の所定間隔毎の累積加算値を算出し、この累積加算値がオーバーフローしたことを検出し、この検出のタイミングを基準としてクロックを生成している。このため、NCOでは、動作周波数を高くすることによって、生成されるクロックの位相精度を高めることができる。しかしながら、動作周波数を高めると消費電力が高くなってしまう。特に、モバイル環境下ではバッテリによって供給できる電力が限られているため、消費電力を特に低く抑える必要がある。 The NCO calculates the cumulative addition value at predetermined intervals of the addition value called the frequency adjustment value or the like, detects that the cumulative addition value overflows, and generates a clock based on the timing of this detection. Therefore, in NCO, the phase accuracy of the generated clock can be improved by increasing the operating frequency. However, if the operating frequency is increased, the power consumption will increase. In particular, in a mobile environment, the power that can be supplied by the battery is limited, so it is necessary to keep the power consumption particularly low.

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたものであり、動作周波数を抑制しつつ精度の高いタイミングの検出をすることができるタイミング検出装置、タイミング制御装置、無線信号の受信装置及びカプセル内視鏡のための無線信号の受信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a timing detection device, a timing control device, a radio signal receiving device, and a capsule endoscopy capable of detecting timing with high accuracy while suppressing an operating frequency. It is an object of the present invention to provide a radio signal receiver for a mirror.

本発明の第1の態様のタイミング検出装置は、デジタルの周波数調整値の累積加算値を所定の時間間隔で算出する第1算出部と、前記累積加算値と前記累積加算値の閾値との差分を算出する第2算出部と、前記累積加算値が算出された時刻である第1時刻と前記差分とに基づいて、前記累積加算値が前記閾値に対応し、前記所定の時間間隔の間に存在する第2時刻を算出する第3算出部とを備える。 The timing detection device according to the first aspect of the present invention is a difference between the first calculation unit that calculates the cumulative addition value of the digital frequency adjustment value at a predetermined time interval and the threshold value of the cumulative addition value and the cumulative addition value. The cumulative addition value corresponds to the threshold value, and the cumulative addition value corresponds to the threshold value, and is between the predetermined time intervals, based on the second calculation unit for calculating the above, the first time when the cumulative addition value is calculated, and the difference. It is provided with a third calculation unit that calculates an existing second time.

本発明の第2の態様のタイミング制御装置は、第1の態様に記載のタイミング検出装置と、前記第2時刻をクロックの基準タイミングとして設定するクロック設定部を備える。 The timing control device according to the second aspect of the present invention includes the timing detection device according to the first aspect and a clock setting unit that sets the second time as a clock reference timing.

本発明の第3の態様のタイミング制御装置は、第1の態様に記載のタイミング検出装置と、前記第2時刻をデータの取得の基準タイミングとして設定するタイミング設定部を備える。 The timing control device according to the third aspect of the present invention includes the timing detection device according to the first aspect and a timing setting unit that sets the second time as a reference timing for data acquisition.

本発明の第4の態様のタイミング制御装置は、第1の態様に記載のタイミング検出装置と、前記第2時刻と、取得されたタイミングの異なる少なくとも2つのデータとに基づいて、前記少なくとも2つのデータの間のデータを補間するデータを生成するデータ生成部とを備える。 The timing control device according to the fourth aspect of the present invention is based on the timing detection device according to the first aspect, the second time, and at least two data obtained at different timings. It includes a data generation unit that generates data that interpolates data between data.

本発明の第5の態様の無線信号の受信装置は、第2乃至第4の態様の何れか1つに記載のタイミング制御装置を備え、送信装置から送信された無線信号を受信し、前記無線信号に含まれるデータから前記周波数調整値を算出する。 The radio signal receiving device according to the fifth aspect of the present invention includes the timing control device according to any one of the second to fourth aspects, receives the radio signal transmitted from the transmitting device, and receives the radio signal. The frequency adjustment value is calculated from the data included in the signal.

本発明の第6の態様のカプセル内視鏡のための無線信号の受信装置は、第2乃至第4の態様の何れか1つに記載のタイミング制御装置を備え、カプセル内視鏡から送信された無線信号を受信し、前記無線信号に含まれるデータから前記周波数調整値を算出する。 The radio signal receiving device for the capsule endoscopy according to the sixth aspect of the present invention includes the timing control device according to any one of the second to fourth aspects, and is transmitted from the capsule endoscopy. The radio signal is received, and the frequency adjustment value is calculated from the data included in the radio signal.

本発明によれば、動作周波数を抑制しつつ精度の高いタイミングの検出をすることができるタイミング検出装置、タイミング制御装置、無線信号の受信装置及びカプセル内視鏡のための無線信号の受信装置を提供することができる。 According to the present invention, a timing detection device, a timing control device, a radio signal receiving device, and a radio signal receiving device for capsule endoscopy capable of detecting timing with high accuracy while suppressing an operating frequency are provided. Can be provided.

本発明の一実施形態に係る無線信号の受信装置を含む通信システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the communication system which includes the radio signal receiving apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. NCOの第1の例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 1st example of NCO. 第1算出部の動作を示す図である。It is a figure which shows the operation of the 1st calculation part. オーバーフローの検知のタイミングと実際に累積加算値yが閾値y´に達するタイミングとのずれを示す図である。It is a figure which shows the deviation between the timing of detection of overflow and the timing when the cumulative addition value y actually reaches the threshold value y'. 傾きaを定数化できる条件について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the condition which can make a slope a constant. 時刻t´からクロックの位相を決める処理について示す図である。It is a figure which shows the process which determines the phase of a clock from a time t'. NCOの第2の例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 2nd example of NCO. 時刻t´からデータの位相を決める処理について示す図である。It is a figure which shows the process of determining the phase of data from time t'. ΔtとΔyとを対応付けたテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the table which associated Δt and Δy. NCOに係る変形例3の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the modification 3 which concerns on NCO. データの線形補間の例を示す図である。It is a figure which shows the example of linear interpolation of data. データのデジタルフィルタによる補間の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the interpolation by the digital filter of data. Δtを考慮していない特性を有するデジタルフィルタのインパルス応答とフィルタ係数を示す図である。It is a figure which shows the impulse response and the filter coefficient of the digital filter which has the characteristic which does not consider Δt. 図12Aの特性のデジタルフィルタによって補間をしたときの入力データDINと出力データDOUTとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the input data D IN and the output data D OUT when interpolated by the digital filter of the characteristic of FIG. 12A. Δtを考慮した特性を有するデジタルフィルタのインパルス応答とフィルタ係数を示す図である。It is a figure which shows the impulse response and the filter coefficient of the digital filter which has the characteristic which considered Δt. 図13Aの特性のデジタルフィルタによって補間をしたときの入力データDINと出力データDOUTとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the input data D IN and the output data D OUT when interpolated by the digital filter of the characteristic of FIG. 13A. 任意の2つの時刻における累積加算値から傾きaを求める処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of obtaining the slope a from the cumulative addition value at arbitrary two times.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る無線信号の受信装置を含む通信システムの構成例を示すブロック図である。ここで、図1は、カプセル内視鏡の通信システムへの適用例である。図1に示す通信システム1は、カプセル内視鏡10と、受信装置20と、ディスプレイ30とを有している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a communication system including a radio signal receiving device according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. 1 is an example of application of a capsule endoscope to a communication system. The communication system 1 shown in FIG. 1 has a capsule endoscope 10, a receiving device 20, and a display 30.

カプセル内視鏡10は、通信システム1における送信装置である。カプセル内視鏡10は、カプセル型の筐体を有する。この筐体の内部には、撮像素子が設けられている。このようなカプセル内視鏡10は、例えば人の体内に導入され、体内の画像のデジタルデータ(以下、単にデータと言う)を取得する。そして、カプセル内視鏡10は、取得したデータを変調して無線信号を生成し、この無線信号を受信装置20に送信する。 The capsule endoscope 10 is a transmission device in the communication system 1. The capsule endoscope 10 has a capsule-shaped housing. An image sensor is provided inside the housing. Such a capsule endoscope 10 is introduced into a human body, for example, and acquires digital data (hereinafter, simply referred to as data) of an image in the body. Then, the capsule endoscope 10 modulates the acquired data to generate a radio signal, and transmits this radio signal to the receiving device 20.

受信装置20は、カプセル内視鏡10から送信される無線信号を受信し、受信した無線信号を復調する。そして、受信装置20は、復調したデータをディスプレイ30に出力する。この受信装置20は、アンテナ21と、復調部22と、処理部23とを有している。 The receiving device 20 receives the radio signal transmitted from the capsule endoscope 10 and demodulates the received radio signal. Then, the receiving device 20 outputs the demodulated data to the display 30. The receiving device 20 has an antenna 21, a demodulation unit 22, and a processing unit 23.

アンテナ21は、カプセル内視鏡10から送信された無線信号を受信するための素子である。復調部22は、アンテナ21を介して受信された無線信号を復調することで、カプセル内視鏡10で取得されたデータを復元する。 The antenna 21 is an element for receiving a radio signal transmitted from the capsule endoscope 10. The demodulation unit 22 restores the data acquired by the capsule endoscope 10 by demodulating the radio signal received via the antenna 21.

処理部23は、復調部22で得られた復調データをディスプレイ30に転送する。この際、処理部23は、復調部22から出力される復調データを、この復調データに基づいて生成されるクロックに同期してディスプレイ30に転送する。または、処理部23は、復調データに基づいて生成されるデータの取得タイミングを示す信号に基づいて復調部22から復調データを取得してディスプレイ30に転送する。この処理部23は、閾値生成部24と、周波数調整値生成部25と、NCO26と、データ取得部27と、第1クロック生成部28と、第2クロック生成部29とを有している。処理部23は、例えばFPGAによって構成される。処理部23は、CPU、ASIC等で構成されていてもよい。また、処理部23は、処理部23の各ブロックの機能を実現する専用の電気回路によって構成されてもよい。 The processing unit 23 transfers the demodulated data obtained by the demodulation unit 22 to the display 30. At this time, the processing unit 23 transfers the demodulated data output from the demodulated unit 22 to the display 30 in synchronization with the clock generated based on the demodulated data. Alternatively, the processing unit 23 acquires the demodulated data from the demodulation unit 22 based on the signal indicating the acquisition timing of the data generated based on the demodulated data, and transfers the demodulated data to the display 30. The processing unit 23 includes a threshold value generation unit 24, a frequency adjustment value generation unit 25, an NCO 26, a data acquisition unit 27, a first clock generation unit 28, and a second clock generation unit 29. The processing unit 23 is composed of, for example, an FPGA. The processing unit 23 may be composed of a CPU, an ASIC, or the like. Further, the processing unit 23 may be configured by a dedicated electric circuit that realizes the function of each block of the processing unit 23.

閾値生成部24は、NCO26において用いられる閾値を生成する。この閾値は、NCO26における累積加算値のオーバーフローを判断するための閾値である。本実施形態の例では、NCO26は、復調部22で得られた復調データに同期したクロック又は復調部22で得られた復調データに含まれる個々のデータの取得タイミングを示す信号を出力する。このようなクロック又は取得タイミングを示す信号を生成するため、閾値は、復調部22で得られた復調データに含まれる個々のデータの幅に基づいて生成される。例えば、閾値生成部24は、入力された復調データに含まれる個々のひとまとまりのデータの中心の位相を推定し、推定したデータの中心の位相から個々のデータの幅を特定する。そして、閾値生成部24は、特定したデータの幅(又はその平均値)に基づいて閾値を生成する。以下、閾値を閾値y´と記す。 The threshold generation unit 24 generates the threshold value used in the NCO 26. This threshold value is a threshold value for determining the overflow of the cumulative addition value in NCO26. In the example of this embodiment, the NCO 26 outputs a clock synchronized with the demodulated data obtained by the demodulation unit 22 or a signal indicating the acquisition timing of individual data included in the demodulated data obtained by the demodulation unit 22. In order to generate a signal indicating such a clock or acquisition timing, the threshold value is generated based on the width of individual data included in the demodulated data obtained by the demodulation unit 22. For example, the threshold generation unit 24 estimates the phase of the center of each group of data included in the input demodulated data, and specifies the width of each data from the phase of the center of the estimated data. Then, the threshold value generation unit 24 generates a threshold value based on the width of the specified data (or its average value). Hereinafter, the threshold value will be referred to as a threshold value y'.

周波数調整値生成部25は、周波数調整値を生成する。周波数調整値は、NCO26において用いられる累積加算器における加算値を決めるものである。例えば、周波数調整値生成部25は、復調部22で得られた復調データの周波数と、NCO26において用いられる累積加算器のビット幅と、この累積加算器の動作クロックである第1クロックの周波数とに基づいて周波数調整値を生成する。NCO26において生成すべきクロックの周波数(復調データの周波数)をf、累積加算器のビット幅をN、第1クロックの周波数をfclkとしたとき、以下の(式1)の条件を満足するFCWが周波数調整値である。なお、累積加算器に入力する加算値としては、FCWを整数化した値であるΔFを入力することが望ましい。また、ΔFを2で正規化したΔF/2を累積加算器に入力してもよい。
f=(FCW×fclk)/2 (式1)
The frequency adjustment value generation unit 25 generates a frequency adjustment value. The frequency adjustment value determines the addition value in the cumulative adder used in the NCO 26. For example, the frequency adjustment value generation unit 25 includes the frequency of the demodulated data obtained by the demodulation unit 22, the bit width of the cumulative adder used in the NCO 26, and the frequency of the first clock which is the operating clock of the cumulative adder. Generates a frequency adjustment value based on. F the frequency of the to be generated clock (frequency demodulated data) in NCO26, the bit width of the accumulator N, when the frequency of the first clock and the f clk, FCW that satisfies the conditions of the following (Equation 1) Is the frequency adjustment value. As the addition value to be input to the cumulative adder, it is desirable to input ΔF, which is an integer value of FCW. Further, ΔF / 2 N obtained by normalizing ΔF with 2 N may be input to the cumulative adder.
f = (FCW × f clk ) / 2 N (Equation 1)

NCO26は、閾値生成部24によって生成された閾値と、周波数調整値生成部25によって生成された周波数調整値とに基づいて復調部22で得られた復調データと同期したクロック又は復調データに含まれる個々のデータの取得タイミングを示す信号を生成する。したがって、本実施形態におけるNCO26は、タイミング検出装置又はタイミング制御装置として機能する。NCO26の詳細については後で説明する。 The NCO 26 is included in the clock or demodulation data synchronized with the demodulation data obtained by the demodulation unit 22 based on the threshold generated by the threshold generation unit 24 and the frequency adjustment value generated by the frequency adjustment value generation unit 25. Generates a signal indicating the acquisition timing of individual data. Therefore, the NCO 26 in this embodiment functions as a timing detection device or a timing control device. Details of NCO26 will be described later.

データ取得部27は、NCO26で生成されたクロック又はデータの取得タイミングを示す信号に基づいて、復調部22で得られた復調データを個々のデータの単位で取得(サンプリング)し、取得したデータを順次にディスプレイ30に転送する。 The data acquisition unit 27 acquires (samples) the demodulated data acquired by the demodulation unit 22 in units of individual data based on the clock generated by the NCO 26 or the signal indicating the data acquisition timing, and obtains the acquired data. The data is sequentially transferred to the display 30.

第1クロック生成部28は、例えば水晶発振器を含み、第1周波数を有する第1クロックを生成する。第2クロック生成部29は、例えば水晶発振器を含み、第1周波数よりも高速の第2周波数を有する第2クロックを生成する。第1クロックは、NCO26に入力される。第2クロックは、NCO26とデータ取得部27とに入力される。 The first clock generation unit 28 includes, for example, a crystal oscillator and generates a first clock having a first frequency. The second clock generation unit 29 includes, for example, a crystal oscillator, and generates a second clock having a second frequency higher than the first frequency. The first clock is input to the NCO 26. The second clock is input to the NCO 26 and the data acquisition unit 27.

ディスプレイ30は、液晶ディスプレイ及び有機ELディスプレイといった表示装置である。ディスプレイ30は、受信装置20から入力されたデータに基づいて、カプセル内視鏡10で得られた体内の画像等の各種の画像を表示する。 The display 30 is a display device such as a liquid crystal display and an organic EL display. The display 30 displays various images such as an image of the inside of the body obtained by the capsule endoscope 10 based on the data input from the receiving device 20.

図2は、本実施形態に係るNCO26の第1の例の構成を示すブロック図である。第1の例のNCO26は、復調部22で得られた復調データと同期したクロックをデータ取得部27に対して出力する構成を有している。この第1の例のNCO26は、第1算出部101と、検知部102と、Δt生成部103と、クロック設定部104とを有する。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a first example of NCO26 according to the present embodiment. The NCO 26 of the first example has a configuration in which a clock synchronized with the demodulated data obtained by the demodulation unit 22 is output to the data acquisition unit 27. The NCO 26 of the first example has a first calculation unit 101, a detection unit 102, a Δt generation unit 103, and a clock setting unit 104.

第1算出部101は、累積加算器を含む。この累積加算器は、第1クロック生成部28から入力される第1クロックCLK1に同期して動作する。この累積加算器は、第1クロックCLK1が入力される毎に、周波数調整値FCWをデジタル的に累積加算していく。すなわち、第1算出部101は、第1クロックCLK1が入力される所定の時間間隔(第1時間間隔)毎に、周波数調整値FCWの累積加算値yを算出する。 The first calculation unit 101 includes a cumulative adder. This cumulative adder operates in synchronization with the first clock CLK1 input from the first clock generation unit 28. This cumulative adder digitally adds the frequency adjustment value FCW each time the first clock CLK1 is input. That is, the first calculation unit 101 calculates the cumulative addition value y of the frequency adjustment value FCW at each predetermined time interval (first time interval) in which the first clock CLK1 is input.

検知部102は、第1クロック生成部28から入力される第1クロックCLK1に同期して動作する。検知部102は、第1クロックCLK1が入力される毎に第1算出部101で算出された累積加算値yと閾値生成部24で生成された閾値y´とを比較する。そして、検知部102は、第1算出部101の累積加算器がオーバーフローしたこと(又は累積加算値yが閾値y´を超えたこと)を検知したときに、その直前の時刻tと時刻tにおける累積加算値yとを出力する。なお、検知部102が出力する時刻は、オーバーフローが検知された直前の時刻tでなく、オーバーフローが検知された時刻tn+1であってもよい。 The detection unit 102 operates in synchronization with the first clock CLK1 input from the first clock generation unit 28. The detection unit 102 compares the cumulative addition value y calculated by the first calculation unit 101 with the threshold value y'generated by the threshold value generation unit 24 each time the first clock CLK1 is input. Then, when the detection unit 102 detects that the cumulative adder of the first calculation unit 101 overflows (or the cumulative addition value y exceeds the threshold value y'), the time t n and the time t immediately before that are detected. and outputs the accumulated value y n at n. The time output by the detection unit 102 may be the time t n + 1 when the overflow is detected, not the time t n immediately before the overflow is detected.

Δt生成部103は、第1クロック生成部28から入力される第1クロックCLK1に同期して動作する。累積加算値yと閾値生成部24で生成された閾値y´との差分と時刻tとに基づいて、累積加算値yが閾値y´と対応する値となる時刻t´を算出する。ここで、累積加算値yが閾値y´に対応する値となる時刻は、例えば累積加算値yが閾値y´と一致する時刻である。このΔt生成部103は、第2算出部201と、第3算出部202とを有している。第2算出部201は、累積加算値yと閾値y´との差分Δyを算出する。第3算出部202は、差分Δyに基づいて、時刻t´を算出し、算出した時刻t´をクロック設定部104に出力する。Δtは、時刻t´と時刻tとの時間差である。この第3算出部202は、変換部301と、補正部302とを有している。変換部301は、累積加算値の差分Δyを時間の差分Δtに変換する。補正部302は、第1時刻である時刻tとΔtに従って第2時刻である時刻t´を算出する。 The Δt generation unit 103 operates in synchronization with the first clock CLK1 input from the first clock generation unit 28. Based on the difference between the cumulative addition value y n and the threshold value y'generated by the threshold value generation unit 24 and the time t n , the time t'in which the cumulative addition value y corresponds to the threshold value y'is calculated. Here, the time when the cumulative addition value y becomes the value corresponding to the threshold value y'is, for example, the time when the cumulative addition value y coincides with the threshold value y'. The Δt generation unit 103 has a second calculation unit 201 and a third calculation unit 202. The second calculation unit 201 calculates the difference Δy between the cumulative addition value y n and the threshold value y ′. The third calculation unit 202 calculates the time t'based on the difference Δy, and outputs the calculated time t'to the clock setting unit 104. Δt is the time difference between the time t ′ and the time t n . The third calculation unit 202 has a conversion unit 301 and a correction unit 302. The conversion unit 301 converts the difference Δy of the cumulative addition value into the time difference Δt. The correction unit 302 calculates the time t ′, which is the second time, according to the time t n and Δt, which are the first time.

クロック設定部104は、t´をクロック生成の基準タイミングとして復調データと同期したデジタルのクロックCLKを設定する。 The clock setting unit 104 sets the digital clock CLK synchronized with the demodulated data using t'as a reference timing for clock generation.

以下、本実施形態の通信システム1の動作を説明する。まず、カプセル内視鏡10は、被検体である人体内に導入される。カプセル内視鏡10は、例えば胃や小腸等の臓器の内部をその蠕動運動に従って移動しながら画像データを取得する。そして、カプセル内視鏡10は、取得した画像データ等のデータを無線信号として受信装置20に送信する。 Hereinafter, the operation of the communication system 1 of the present embodiment will be described. First, the capsule endoscope 10 is introduced into the human body which is a subject. The capsule endoscope 10 acquires image data while moving inside an organ such as the stomach or small intestine according to its peristaltic movement. Then, the capsule endoscope 10 transmits the acquired data such as image data to the receiving device 20 as a wireless signal.

受信装置20の復調部22は、カプセル内視鏡10から受信した無線信号を復調する。復調データは、閾値生成部24、周波数調整値生成部25、データ取得部27のそれぞれに入力される。閾値生成部24は、入力された復調データにおける基準の位相を検出することによって閾値y´を生成する。基準の位相は、例えばデータの中心の位相である。閾値y´は、検知部102と、第2算出部201とに入力される。周波数調整値生成部25は、復調データの周波数に基づいて周波数調整値FCWを生成する。周波数調整値FCWは、第1算出部101に入力される。 The demodulation unit 22 of the receiving device 20 demodulates the radio signal received from the capsule endoscope 10. The demodulated data is input to each of the threshold value generation unit 24, the frequency adjustment value generation unit 25, and the data acquisition unit 27. The threshold value generation unit 24 generates the threshold value y'by detecting the reference phase in the input demodulation data. The reference phase is, for example, the phase of the center of the data. The threshold value y'is input to the detection unit 102 and the second calculation unit 201. The frequency adjustment value generation unit 25 generates the frequency adjustment value FCW based on the frequency of the demodulated data. The frequency adjustment value FCW is input to the first calculation unit 101.

第1算出部101は、第1クロックの入力に同期して周波数調整値FCWの累積加算値yを出力する。図3は、第1算出部101の動作を示す図である。図3の横軸は時間tを示し、図3の横軸は累積加算値yを示す。第1算出部101は、第1クロックCLK1の入力に応じて周波数調整値FCWの累積加算値yを算出する。したがって、累積加算値yは、時間tの変化に対し、離散的に、かつ、直線的に増加する。このため、累積加算値yは、以下の(式2)で示す近似式で近似できる。
y=at+b (式2)
The first calculation unit 101 outputs the cumulative addition value y of the frequency adjustment value FCW in synchronization with the input of the first clock. FIG. 3 is a diagram showing the operation of the first calculation unit 101. The horizontal axis of FIG. 3 indicates the time t, and the horizontal axis of FIG. 3 indicates the cumulative addition value y. The first calculation unit 101 calculates the cumulative addition value y of the frequency adjustment value FCW according to the input of the first clock CLK1. Therefore, the cumulative addition value y increases discretely and linearly with respect to the change in time t. Therefore, the cumulative addition value y can be approximated by the approximate expression shown in the following (Equation 2).
y = at + b (Equation 2)

検知部102は、第1算出部101で算出された累積加算値yと閾値y´とを比較する。そして、検知部102は、第1算出部101がオーバーフローしたことを検知したときに、その直前の時刻tと時刻tにおける累積加算値yとを出力する。 The detection unit 102 compares the cumulative addition value y calculated by the first calculation unit 101 with the threshold value y'. Then, when the detection unit 102 detects that the first calculation unit 101 has overflowed, it outputs the time t n immediately before that and the cumulative addition value y n at the time t n .

ここで、検知部102は、第1クロックCLK1に同期して動作している。したがって、検知部102においてオーバーフローを検知できるタイミングも第1クロックCLK1の入力間隔である第1時間間隔と一致したタイミングに限られる。したがって、時刻tは、必ずしも累積加算値yが閾値y´となる時刻になるとは限らない。 Here, the detection unit 102 operates in synchronization with the first clock CLK1. Therefore, the timing at which the detection unit 102 can detect the overflow is also limited to the timing that coincides with the first time interval, which is the input interval of the first clock CLK1. Therefore, the time t n is not always the time when the cumulative addition value y becomes the threshold value y'.

図4では、検知部102は、周波数がfclk(MHz)の第1クロックCLK1が累積加算器に入力される場合において、32クロック目に対応した時刻であるt32でオーバーフローを検知している。しかしながら、実際には、31クロック目に対応した時刻であるt31と32クロック目に対応した時刻であるt32との間の時刻t31+Δtにおいて累積加算値yが閾値y´に達している。時刻t31+Δtは、復調データにおいて閾値を生成する際の基準とした位相、例えばデータの中心の位相に対応している。したがって、Δtを算出することができれば、データの中心の位相を精度よく検出することができることになる。このようなΔtの算出がΔt生成部103において行われる。以下、Δtの算出について説明する。 In FIG. 4, when the first clock CLK1 having a frequency of f clk (MHz) is input to the cumulative adder, the detection unit 102 detects the overflow at t 32 , which is the time corresponding to the 32nd clock. .. However, in reality, the cumulative addition value y reaches the threshold value y'at the time t 31 + Δt between t 31 which is the time corresponding to the 31st clock and t 32 which is the time corresponding to the 32nd clock. .. The time t 31 + Δt corresponds to the reference phase in generating the threshold value in the demodulated data, for example, the phase at the center of the data. Therefore, if Δt can be calculated, the phase at the center of the data can be detected with high accuracy. Such calculation of Δt is performed by the Δt generation unit 103. Hereinafter, the calculation of Δt will be described.

前述のように累積加算値yは、y=at+bで表すことができる。このため、時刻t´は、以下の(式3)の関係から算出することができる。
t´=(y´−b)/a (式3)
したがって、Δtは、以下の(式4)によって算出することができる。
Δt=t´−t=(y´−b)/a−(y−b)/a=Δy/a (式4)
ここで、aは、(式2)で表される直線の傾きを表す。この傾きaは、NCO26において要求される周波数の幅が大きくないときには定数とみなすことができる。つまり、図5に示すように、要求される周波数が最も高周波側になったときの直線の傾きaと要求される周波数が最も低周波側になったときの直線の傾きaとの差が小さければ、aを定数とみなすことができる。例えば、本実施形態における通信システム1においては、NCO26において要求される周波数は、カプセル内視鏡10において用いられるクロックと受信装置20において用いられるクロックとによって決まる。これらのクロックは、カプセル内視鏡10と受信装置20の設計によって決まるものであって大きくばらつくことはないと考えることができる。したがって、通信システム1では、aを定数とみなすことができる。
As described above, the cumulative addition value y can be represented by y = at + b. Therefore, the time t'can be calculated from the relationship of the following (Equation 3).
t'= (y'-b) / a (Equation 3)
Therefore, Δt can be calculated by the following (Equation 4).
Δt = t'-t n = (y'-b) / a- (y n- b) / a = Δy / a (Equation 4)
Here, a represents the slope of a straight line represented by (Equation 2). This slope a can be regarded as a constant when the frequency width required by the NCO 26 is not large. That is, as shown in FIG. 5, the difference between the slope a H of the straight line when the required frequency is on the highest frequency side and the slope a L of the straight line when the required frequency is on the lowest frequency side. If is small, a can be regarded as a constant. For example, in the communication system 1 of the present embodiment, the frequency required by the NCO 26 is determined by the clock used in the capsule endoscope 10 and the clock used in the receiving device 20. It can be considered that these clocks are determined by the design of the capsule endoscope 10 and the receiving device 20 and do not vary greatly. Therefore, in the communication system 1, a can be regarded as a constant.

本実施形態におけるΔt生成部103は、(式4)に基づいてΔtを算出する。具体的には、Δt生成部103の第2算出部201は、累積加算値yと閾値y´との差分Δyを算出する。そして、第3算出部202の変換部301は、(式4)に基づいて差分Δyを差分Δtに変換する。その後、第3算出部202の補正部302は、時刻tとΔtとに基づいて時刻t´を算出する。時刻t´は、以下の(式5)から算出される。
t´=t+Δt (式5)
The Δt generation unit 103 in the present embodiment calculates Δt based on (Equation 4). Specifically, the second calculation unit 201 of the Δt generation unit 103 calculates the difference Δy between the cumulative addition value y n and the threshold value y ′. Then, the conversion unit 301 of the third calculation unit 202 converts the difference Δy into the difference Δt based on (Equation 4). After that, the correction unit 302 of the third calculation unit 202 calculates the time t ′ based on the time t n and Δ t. The time t'is calculated from the following (Equation 5).
t'= t n + Δt (Equation 5)

ここで、検知部102が時刻tの代わりに時刻tn+1を出力する構成となっている場合には、第2算出部201は、累積加算値yn+1と閾値y´との差分Δyを算出する。そして、第3算出部202の補正部302は、tn+1からΔtを引くことによって時刻t´を算出する。 Here, when the detection unit 102 has a configuration in which outputs time t n + 1 in place of the time t n, the second calculation unit 201 calculates a difference Δy between the cumulative addition value y n + 1 and the threshold value y' To do. Then, the correction unit 302 of the third calculation unit 202 calculates the time t'by subtracting Δt from t n + 1 .

このようにして、t´を算出した後、Δt生成部103は、算出したt´をクロック設定部104に入力する。クロック設定部104は、t´に基づいて復調データと同期したデジタルのクロックを生成する。一般のNCOは、累積加算値と振幅値とを対応付けたテーブルによって任意の周波数の波形を生成できるように構成されている。ここで、デジタルのクロックを生成するだけであれば、振幅値は0と1しか取り得ないので、累積加算値と波形の振幅とを対応付けたテーブルは必ずしもなくてもよい。すなわち、デジタルクロックを生成する場合には、復調データの所定の位相を精度よく決定することができれば、その位相を基準としてクロックCLKが生成される。 After calculating t'in this way, the Δt generation unit 103 inputs the calculated t'to the clock setting unit 104. The clock setting unit 104 generates a digital clock synchronized with the demodulated data based on t'. A general NCO is configured so that a waveform of an arbitrary frequency can be generated by a table in which a cumulative addition value and an amplitude value are associated with each other. Here, if only a digital clock is generated, the amplitude values can only be 0 and 1, so that it is not always necessary to have a table in which the cumulative addition value and the amplitude of the waveform are associated with each other. That is, when generating a digital clock, if a predetermined phase of the demodulated data can be accurately determined, the clock CLK is generated with reference to that phase.

例えば、累積加算値yが閾値y´となる位相が復調データの中心の位相と対応しているときに、クロック設定部104は、図6に示すように、例えば中心の位相をクロックの立ち下がりのタイミングとなるようにクロックの立ち上がりのタイミングを決定する。そして、クロック設定部104は、この立ち上がりのタイミングを基準として周波数がf(MHz)のクロックCLKを生成する。 For example, when the phase in which the cumulative addition value y is the threshold value y'corresponds to the phase at the center of the demodulated data, the clock setting unit 104 sets the clock at the center phase, for example, as shown in FIG. The timing of the rising edge of the clock is determined so as to be the timing of. Then, the clock setting unit 104 generates a clock CLK having a frequency of f (MHz) with reference to the rising timing.

なお、クロック設定部104は、第1クロックCLK1よりも高速のクロックである第2クロックCLK2に従ってクロックCLKを生成する。これは、時刻t´=t+Δtが第1時間間隔の間に存在する時刻であるためである。図8の例では、第2クロックCLK2の周波数は、8fclk(MHz)である。この場合、第1クロックCLK1に基づいてクロックCLKを生成する場合の8倍の分解能でクロックCLKを生成することができる。第2クロックCLK2の周波数を高くするほど、高精度のクロックCLKを生成することができる。 The clock setting unit 104 generates a clock CLK according to a second clock CLK2, which is a clock faster than the first clock CLK1. This is because the time t'= t n + Δt is the time that exists during the first time interval. In the example of FIG. 8, the frequency of the second clock CLK2 is 8f clk (MHz). In this case, the clock CLK can be generated with a resolution eight times that of the case where the clock CLK is generated based on the first clock CLK1. The higher the frequency of the second clock CLK2, the more accurate the clock CLK can be generated.

データ取得部27は、NCO26のクロック設定部104で生成されたクロックCLKに同期して動作する。このデータ取得部27は、NCO26のクロック設定部104で生成されたクロックCLKに基づいて、復調部22で得られた復調データの各データの境目の位相を認識してデータを取得する。そして、データ取得部27は、取得したデータを順次にディスプレイ30に転送する。このデータに基づいてディスプレイ30は、カプセル内視鏡10で得られた画像等を表示する。 The data acquisition unit 27 operates in synchronization with the clock CLK generated by the clock setting unit 104 of the NCO 26. The data acquisition unit 27 recognizes the phase of the boundary of each data of the demodulated data obtained by the demodulation unit 22 based on the clock CLK generated by the clock setting unit 104 of the NCO 26, and acquires the data. Then, the data acquisition unit 27 sequentially transfers the acquired data to the display 30. Based on this data, the display 30 displays an image or the like obtained by the capsule endoscope 10.

図7は、本実施形態に係るNCO26の第2の例の構成を示すブロック図である。第2の例のNCO26は、復調部22で得られた復調データの取得タイミングを示す信号をデータ取得部27に対して出力する。この場合のNCO26は、第1算出部101と、検知部102と、Δt生成部103とを有していればよい。なお、第2の例における第1算出部101と、検知部102と、Δt生成部103の構成及び動作は、第1の例における第1算出部101と、検知部102と、Δt生成部103の構成及び動作と同一である。したがって、説明を省略する。 FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a second example of the NCO 26 according to the present embodiment. The NCO 26 of the second example outputs a signal indicating the acquisition timing of the demodulated data obtained by the demodulation unit 22 to the data acquisition unit 27. In this case, the NCO 26 may have a first calculation unit 101, a detection unit 102, and a Δt generation unit 103. The configuration and operation of the first calculation unit 101, the detection unit 102, and the Δt generation unit 103 in the second example are the first calculation unit 101, the detection unit 102, and the Δt generation unit 103 in the first example. It is the same as the configuration and operation of. Therefore, the description will be omitted.

第2の例において、データ取得部27は、第2クロックCLK2に同期して動作する。このデータ取得部27は、NCO26から入力されたt´の値をデータ取得の基準タイミングとして、復調部22で得られた復調データの各データの位相を決定してデータを取得する。例えば、データ取得部27は、図8に示すように、t´の値から復調部22で得られた復調データの中心の位相を認識してデータを取得する。データの取得後、データ取得部27は、取得したデータを順次にディスプレイ30に転送する。このデータに基づいてディスプレイ30は、カプセル内視鏡10で得られた画像等を表示する。データ取得部27は、第2クロックCLK2に同期して動作しているので、第1クロックCLK1に同期して動作する場合の8倍の精度でデータの取得を行うことができる。 In the second example, the data acquisition unit 27 operates in synchronization with the second clock CLK2. The data acquisition unit 27 uses the value of t'input from the NCO 26 as a reference timing for data acquisition, determines the phase of each data of the demodulated data obtained by the demodulation unit 22, and acquires the data. For example, as shown in FIG. 8, the data acquisition unit 27 recognizes the phase of the center of the demodulated data obtained by the demodulation unit 22 from the value of t ′ and acquires the data. After acquiring the data, the data acquisition unit 27 sequentially transfers the acquired data to the display 30. Based on this data, the display 30 displays an image or the like obtained by the capsule endoscope 10. Since the data acquisition unit 27 operates in synchronization with the second clock CLK2, it is possible to acquire data with eight times the accuracy as in the case of operating in synchronization with the first clock CLK1.

以上説明したように本実施形態では、NCO26における累積加算値yが閾値y´と対応した値となる時刻を線形補間によって算出している。これにより、NCO26の動作周波数を抑制したとしても、累積加算値yが閾値y´と対応した値となる時刻を高精度に算出することができる。NCO26の動作周波数を抑制することにより、NCO26における消費電力の抑制にも繋がる。 As described above, in the present embodiment, the time at which the cumulative addition value y in the NCO 26 becomes the value corresponding to the threshold value y'is calculated by linear interpolation. As a result, even if the operating frequency of the NCO 26 is suppressed, the time at which the cumulative addition value y corresponds to the threshold value y'can be calculated with high accuracy. By suppressing the operating frequency of the NCO 26, it also leads to the suppression of the power consumption of the NCO 26.

また、クロック設定部104又はデータ取得部27は、NCO26の動作クロックよりも高速の第2クロックCLK2に基づいてデータを取得することにより、t´のタイミングを認識して復調データの取得を高精度に行うことができる。 Further, the clock setting unit 104 or the data acquisition unit 27 recognizes the timing of t'and acquires the demodulated data with high accuracy by acquiring the data based on the second clock CLK2, which is faster than the operating clock of the NCO 26. Can be done.

[変形例1]
以下、本実施形態の変形例を説明する。例えば、第2クロックCLK2の周波数が十分に高速でないとき等では、累積加算値yが閾値y´と一致した時刻を基準としてクロックCLKを生成できないことも考えられる。この場合、時刻t´は、累積加算値yが閾値y´となる時刻の付近であって、かつ、第2クロックCLK2の入力間隔と同期した時刻となるように設定されてよい。すなわち、時刻t´は、累積加算値yが閾値y´となる時刻と必ずしも一致していなくてもよい。
[Modification 1]
Hereinafter, a modified example of the present embodiment will be described. For example, when the frequency of the second clock CLK2 is not sufficiently high, it is conceivable that the clock CLK cannot be generated based on the time when the cumulative addition value y coincides with the threshold value y'. In this case, the time t'may be set so that it is near the time when the cumulative addition value y becomes the threshold value y'and is synchronized with the input interval of the second clock CLK2. That is, the time t'does not necessarily coincide with the time when the cumulative addition value y becomes the threshold value y'.

[変形例2]
前述した実施形態では、Δtは、累積加算値の差分Δyを定数aで除することによって算出されている。ここで、周波数の取り得る幅が小さい、すなわちaを定数とみなせるのであれば、種々のΔyに対応したΔtを予め算出しておき、このΔyとΔtの関係をテーブルとして変換部301に記憶させておくこともできる。
[Modification 2]
In the above-described embodiment, Δt is calculated by dividing the difference Δy of the cumulative addition values by the constant a. Here, if the possible range of frequencies is small, that is, if a can be regarded as a constant, Δt corresponding to various Δy is calculated in advance, and the relationship between Δy and Δt is stored in the conversion unit 301 as a table. You can also keep it.

図9は、このようなテーブルの例である。図9のテーブルにおいて、複数のΔy(Δy、Δy、…、Δy)とΔtが対応付けられている。ここで、それぞれのΔtは、T/Mの整数倍の形式で表されている。Tは、第1時間間隔の長さである。Mは、第1時間間隔の分割数を表していて、例えば第2クロックCLK2の周波数に応じて設定される。 FIG. 9 is an example of such a table. In the table of FIG. 9, a plurality of Δy (Δy 1 , Δy 2 , ..., Δy M ) are associated with Δt. Here, each Δt is expressed in the form of an integral multiple of T / M. T is the length of the first time interval. M represents the number of divisions in the first time interval, and is set according to, for example, the frequency of the second clock CLK2.

変形例2における変換部301は、図9のテーブルを参照して、入力されたΔyをΔtに変換する。Δyに対応したΔtが予め算出されているので、変換部301における除算は不要になる。除算は負荷のかかり易い演算であるので、除算を不要とすることによって変換部301における負荷を低減することができる。 The conversion unit 301 in the second modification converts the input Δy into Δt with reference to the table of FIG. Since Δt corresponding to Δy is calculated in advance, division in the conversion unit 301 becomes unnecessary. Since division is an operation that is likely to be loaded, the load on the conversion unit 301 can be reduced by eliminating the need for division.

[変形例3]
前述した実施形態において、タイミング検出装置としてのNCO26は、データ取得部27におけるデータ取得のタイミングを決めるために用いられている。変形例3は、NCO26から出力される時刻t´(=t+Δt)のデータを補間によって生成する例である。
[Modification 3]
In the above-described embodiment, the NCO 26 as a timing detection device is used to determine the timing of data acquisition in the data acquisition unit 27. The third modification is an example in which the data at the time t'(= t n + Δt) output from the NCO 26 is generated by interpolation.

図10は、変形例3のブロック図である。変形例3のNCO26は、データ算出部27aに対して、時刻t´(=t+Δt)を入力するように構成されている。データ算出部27aは、第2クロック生成部29で生成された第2クロックCLK2に同期して動作する。このデータ算出部27aは、データ入力部22aから入力されるpビット(pは2以上の整数)のデータからqビット(qはpよりも大きい整数)のデータを生成する。 FIG. 10 is a block diagram of the modified example 3. The NCO 26 of the modification 3 is configured to input the time t ′ (= t n + Δt) to the data calculation unit 27a. The data calculation unit 27a operates in synchronization with the second clock CLK2 generated by the second clock generation unit 29. The data calculation unit 27a generates q-bit (q is an integer larger than p) data from the p-bit (p is an integer of 2 or more) data input from the data input unit 22a.

データ入力部22aは、例えば復調部22であり、無線信号を復調してpビットのデータをデータ算出部27aに入力する。ここで、データ入力部22aは、pビットのデータを入力できるように構成されていればよく、必ずしも無線信号の復調を行う機能を備えていなくてもよい。例えば、データ入力部22aは、アナログ信号をA/D変換してpビットのデータを生成するように構成されていてもよい。また、データ入力部22aは、例えば第1クロックCLK1に同期してデータを入力するものであるが、必ずしも第1クロックCLK1に同期してデータを入力するものでなくてもよい。 The data input unit 22a is, for example, a demodulation unit 22, which demodulates a radio signal and inputs p-bit data to the data calculation unit 27a. Here, the data input unit 22a may be configured so that p-bit data can be input, and does not necessarily have to have a function of demodulating the radio signal. For example, the data input unit 22a may be configured to A / D convert an analog signal to generate p-bit data. Further, the data input unit 22a inputs data in synchronization with, for example, the first clock CLK1, but does not necessarily have to input data in synchronization with the first clock CLK1.

以下、変形例3の動作を説明する。NCO26は、前述した実施形態と同様にして第1クロックCLK1に同期して時刻t´(=t+Δt)をデータ算出部27aに入力する。一方、データ入力部22aは、第1クロックCLK1に同期してデータ算出部27aにデータを入力する。 The operation of the modified example 3 will be described below. The NCO 26 inputs the time t'(= t n + Δt) to the data calculation unit 27a in synchronization with the first clock CLK1 in the same manner as in the above-described embodiment. On the other hand, the data input unit 22a inputs data to the data calculation unit 27a in synchronization with the first clock CLK1.

データ算出部27aは、異なるタイミングで取得された少なくとも2ビットのデータの入力を受けて、その間のデータを補間する。補間は、線形補間又はアップサンプリングのデジタルフィルタを用いた補間によって行われる。 The data calculation unit 27a receives input of at least 2 bits of data acquired at different timings, and interpolates the data between them. Interpolation is performed by linear interpolation or interpolation using an upsampling digital filter.

図11Aは、線形補間の例である。図11Aの横軸は時間を表している。図11Aの縦軸はデータの値を表している。また、図11Aの四角のプロットは、データ入力部22aから入力されたデータであることを示し、図11Aの丸のプロットは、補間によって得られたデータであることを示している。線形補間では、隣接する2つのデータDtn−1とDtを結ぶ直線式からこれら2つのデータの間のデータD(tn−1+Δt)が補間される。 FIG. 11A is an example of linear interpolation. The horizontal axis of FIG. 11A represents time. The vertical axis of FIG. 11A represents the value of the data. Further, the square plot of FIG. 11A indicates that the data is input from the data input unit 22a, and the circle plot of FIG. 11A indicates that the data is obtained by interpolation. In the linear interpolation, the data D (t n-1 + Δt) between these two data is interpolated from the linear equation connecting the two adjacent data Dt n-1 and Dt n .

図11Bは、デジタルフィルタによる補間の例である。図11Aと同様に、図11Bの横軸は時間を表している。図11Bの縦軸はデータの値を表している。また、図11Bの四角のプロットは、データ入力部22aから入力されたデータであることを示し、図11Bの丸のプロットは、補間によって得られたデータであることを示している。デジタルデータを用いた補間では、隣接する2つのデータDtn−1とDtの間に値がゼロのデータD(tn−1+Δt)が挿入されるアップサンプリングが行われる。そして、アップサンプリングされたデータに対してローパスフィルタ(LPF)処理が施されることによって補間が行われる。 FIG. 11B is an example of interpolation by a digital filter. Similar to FIG. 11A, the horizontal axis of FIG. 11B represents time. The vertical axis of FIG. 11B represents the value of the data. Further, the square plot of FIG. 11B indicates that the data is input from the data input unit 22a, and the circle plot of FIG. 11B indicates that the data is obtained by interpolation. In interpolation using digital data, upsampling is performed in which data D (t n-1 + Δt) having a value of zero is inserted between two adjacent data Dt n-1 and Dt n . Then, interpolation is performed by applying a low-pass filter (LPF) process to the upsampled data.

変形例3では、NCO26で算出された時刻t´におけるデータを補間することにより、データを取得する間隔を短くしなくてもデータの再現度を高めることができる。このため、データ入力部22aを高速動作させる必要はない。また、補間するデータについてだけ計算すればよいので、前述した図2及び図7の構成に比べて第2クロックCLK2の周波数を遅くすることができる。 In the third modification, by interpolating the data at the time t'calculated by the NCO 26, the reproducibility of the data can be improved without shortening the data acquisition interval. Therefore, it is not necessary to operate the data input unit 22a at high speed. Further, since it is only necessary to calculate the interpolated data, the frequency of the second clock CLK2 can be slowed down as compared with the configurations of FIGS. 2 and 7 described above.

なお、図11Aと図11Bの比較から明らかなように、線形補間とデジタルフィルタを用いた補間とでは、デジタルフィルタを用いた補間のほうがデータの再現度は高い。一方で、計算の負荷は線形補間のほうが小さい。したがって、データ算出部27aにおいて線形補間とデジタルフィルタを用いた補間の何れの補間を採用するかは、データの再現度と計算負荷の何れを重視するかによって決定されることが望ましい。 As is clear from the comparison between FIGS. 11A and 11B, the data reproducibility of the linear interpolation and the interpolation using the digital filter is higher in the interpolation using the digital filter. On the other hand, the computational load is smaller with linear interpolation. Therefore, it is desirable that the data calculation unit 27a decides whether to adopt linear interpolation or interpolation using a digital filter depending on whether the data reproducibility or the calculation load is emphasized.

また、デジタルフィルタを用いた補間によって時刻t+Δtのデータだけを取得する場合、Δtを考慮していない特性を有するデジタルフィルタを用いて補間をした後で補間されたデータから時刻t+Δtのデータだけを取得することもできるし、Δtを考慮した特性を有するデジタルフィルタを用いて補間をすることで直接的に時刻t+Δtのデータだけを取得することもできる。これらの両方の特性のデジタルフィルタをデータ算出部27aで生成できるようにしておき、必要に応じて使い分けできるようにしてもよい。 Also, when obtaining only the data at time t n + Delta] t by interpolation using a digital filter, the data interpolated after interpolation using a digital filter having a characteristic that does not consider Delta] t at time t n + Delta] t It is possible to acquire only the data, or it is possible to directly acquire only the data at time t n + Δt by performing interpolation using a digital filter having a characteristic considering Δt. A digital filter having both of these characteristics may be generated by the data calculation unit 27a so that it can be used properly as needed.

図12Aは、Δtを考慮していない特性を有するデジタルフィルタのインパルス応答とフィルタ係数を示している。Δtが考慮されていないので、多数のフィルタ係数が設定されている。 FIG. 12A shows the impulse response and filter coefficient of a digital filter having characteristics that do not consider Δt. Since Δt is not taken into account, a large number of filter coefficients are set.

図12Aの特性のデジタルフィルタによって補間をしたときの入力データDINと出力データDOUTとの関係を図12Bに示す。Δtが考慮されていないので、補間によって多数のデータが補間される。この中から時刻t+Δtのデータが取得される。 FIG. 12B shows the relationship between the input data D IN and the output data D OUT when interpolated by the digital filter having the characteristics of FIG. 12A. Since Δt is not taken into account, a large amount of data is interpolated by interpolation. Data at time t n + Δt is acquired from this.

図13Aは、Δtを考慮した特性を有するデジタルフィルタのインパルス応答とフィルタ係数を示している。図13Aのインパルス応答は、図12Aのインパルス応答に対してΔtだけずらされている。また、フィルタ係数も入力データに対応したものだけが設定されている。 FIG. 13A shows the impulse response and the filter coefficient of the digital filter having the characteristics considering Δt. The impulse response of FIG. 13A is shifted by Δt with respect to the impulse response of FIG. 12A. Also, only the filter coefficients corresponding to the input data are set.

図13Aの特性のデジタルフィルタによって補間をしたときの入力データDINと出力データDOUTとの関係を図13Bに示す。Δtが考慮されているので、各入力データのΔtだけずれた位置だけデータが補間される。 FIG. 13B shows the relationship between the input data D IN and the output data D OUT when interpolated by the digital filter having the characteristics of FIG. 13A. Since Δt is taken into consideration, the data is interpolated only at positions deviated by Δt of each input data.

[変形例4]
前述した実施形態及びその変形例では、ΔyからΔtを求めるのに際し、傾きaを定数とみなしている。前述したように、傾きaを定数とみなすことができるのは、NCO26が取り得る周波数の幅が小さいときである。これに対し、変形例4は、NCO26が取り得る周波数の幅が大きいときにおいてΔyからΔtを求める例である。
[Modification example 4]
In the above-described embodiment and its modification, the slope a is regarded as a constant when obtaining Δt from Δy. As described above, the slope a can be regarded as a constant when the range of frequencies that the NCO 26 can take is small. On the other hand, the modified example 4 is an example of obtaining Δt from Δy when the range of frequencies that the NCO 26 can take is large.

前述したように、時刻tと累積加算値yとの間には、y=at+bの関係が成立する。したがって、図14に示すように、閾値y´を超える前の任意の2つの時刻における累積加算値を得ることで傾きaを算出することができる。つまり、ある時刻tにおける累積加算値をy、別の時刻tにおける累積加算値をyとしたとき、傾きaは以下の(式6)によって算出され得る。
a=(y−y)/(t−t) (式6)
As described above, the relationship of y = at + b is established between the time t and the cumulative addition value y. Therefore, as shown in FIG. 14, the slope a can be calculated by obtaining the cumulative addition value at any two times before the threshold value y'is exceeded. That is, when the cumulative addition value at a certain time t 1 is y 1 and the cumulative addition value at another time t 2 is y 2 , the slope a can be calculated by the following (Equation 6).
a = (y 2- y 1 ) / (t 2- t 1 ) (Equation 6)

このような変形例4では、NCO26が取り得る周波数の幅が大きくとも、累積加算値が閾値y´となる時刻t´を精度よく算出することができる。 In such a modification 4, even if the frequency range that the NCO 26 can take is large, the time t'in which the cumulative addition value becomes the threshold value y'can be calculated accurately.

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified at the implementation stage without departing from the gist thereof. In addition, each embodiment may be carried out in combination as appropriate, in which case the combined effect can be obtained. Further, the above-described embodiment includes various inventions, and various inventions can be extracted by a combination selected from a plurality of disclosed constituent requirements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, if the problem can be solved and the effect is obtained, the configuration in which the constituent requirements are deleted can be extracted as an invention.

1 通信システム、10 カプセル内視鏡、20 受信装置、21 アンテナ、22 復調部、22a データ入力部、23 処理部、24 閾値生成部、25 周波数調整値生成部、27 データ取得部、27a データ算出部、28 第1クロック生成部、29 第2クロック生成部、30 ディスプレイ、101 第1算出部、102 検知部、103 Δt生成部、104 クロック設定部、201 第2算出部、202 第3算出部、301 変換部、302 補正部。 1 communication system, 10 capsule endoscope, 20 receiver, 21 antenna, 22 demodulator, 22a data input unit, 23 processing unit, 24 threshold generation unit, 25 frequency adjustment value generation unit, 27 data acquisition unit, 27a data calculation Unit, 28 1st clock generation unit, 29 2nd clock generation unit, 30 display, 101 1st calculation unit, 102 detection unit, 103 Δt generation unit, 104 clock setting unit, 201 2nd calculation unit, 202 3rd calculation unit , 301 conversion unit, 302 correction unit.

Claims (8)

デジタルの周波数調整値の累積加算値を所定の時間間隔で算出する第1算出部と、
前記累積加算値と前記累積加算値の閾値との差分を算出する第2算出部と、
前記累積加算値が算出された時刻である第1時刻と前記差分とに基づいて、前記累積加算値が前記閾値に対応し、前記所定の時間間隔の間に存在する第2時刻を算出する第3算出部と、
を備えるタイミング検出装置。
The first calculation unit that calculates the cumulative addition value of digital frequency adjustment values at predetermined time intervals,
A second calculation unit that calculates the difference between the cumulative addition value and the threshold value of the cumulative addition value,
A second time in which the cumulative addition value corresponds to the threshold value and exists between the predetermined time intervals is calculated based on the first time which is the time when the cumulative addition value is calculated and the difference. 3 calculation unit and
A timing detector comprising.
請求項1に記載のタイミング検出装置と、
前記第2時刻をクロックの基準タイミングとして設定するクロック設定部、
を備えるタイミング制御装置。
The timing detection device according to claim 1 and
A clock setting unit that sets the second time as a clock reference timing.
A timing control device comprising.
前記第1算出部と、前記第2算出部と、前記第3算出部とを動作させるための第1周波数のクロックを生成する第1クロック生成部と、
前記クロック設定部を動作させるための前記第1周波数よりも速い第2周波数のクロックを生成する第2クロック生成部と、
をさらに備える請求項2に記載のタイミング制御装置。
A first clock generation unit that generates a clock of a first frequency for operating the first calculation unit, the second calculation unit, and the third calculation unit.
A second clock generation unit that generates a clock having a second frequency faster than the first frequency for operating the clock setting unit, and a second clock generation unit.
The timing control device according to claim 2, further comprising.
請求項1に記載のタイミング検出装置と、
前記第2時刻をデータの取得の基準タイミングとして前記データを取得するデータ取得部、
を備えるタイミング制御装置。
The timing detection device according to claim 1 and
A data acquisition unit that acquires the data with the second time as the reference timing for acquiring the data.
A timing control device comprising.
前記第1算出部と、前記第2算出部と、前記第3算出部とを動作させるための第1周波数のクロックを生成する第1クロック生成部と、
前記データ取得部を動作させるための前記第1周波数よりも速い第2周波数のクロックを生成する第2クロック生成部と、
をさらに備える請求項4に記載のタイミング制御装置。
A first clock generation unit that generates a clock of a first frequency for operating the first calculation unit, the second calculation unit, and the third calculation unit.
A second clock generation unit that generates a clock having a second frequency faster than the first frequency for operating the data acquisition unit, and a second clock generation unit.
The timing control device according to claim 4, further comprising.
請求項1に記載のタイミング検出装置と、
前記第2時刻と、取得されたタイミングの異なる少なくとも2つのデータとに基づいて、前記少なくとも2つのデータの間のデータを補間するデータを算出するデータ算出部と、
を備えるタイミング制御装置。
The timing detection device according to claim 1 and
A data calculation unit that calculates data that interpolates data between the at least two data based on the second time and at least two data that are acquired at different timings.
A timing control device comprising.
請求項2乃至6の何れか1項に記載のタイミング制御装置を備え、
送信装置から送信された無線信号を受信し、前記無線信号に含まれるデータから前記周波数調整値を算出する無線信号の受信装置。
The timing control device according to any one of claims 2 to 6 is provided.
A wireless signal receiving device that receives a wireless signal transmitted from a transmitting device and calculates the frequency adjustment value from the data included in the wireless signal.
請求項2乃至6の何れか1項に記載のタイミング制御装置を備え、
カプセル内視鏡から送信された無線信号を受信し、前記無線信号に含まれるデータから前記周波数調整値を算出するカプセル内視鏡のための無線信号の受信装置。
The timing control device according to any one of claims 2 to 6 is provided.
A device for receiving a radio signal for a capsule endoscope that receives a radio signal transmitted from the capsule endoscopy and calculates the frequency adjustment value from the data included in the radio signal.
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