JP4009617B2 - 位置関係検出装置および位置関係検出システム - Google Patents
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Description
まず、実施の形態1にかかる位置関係検出システムについて説明する。図1は、本実施の形態1にかかる位置関係検出システムの全体構成について示す模式図である。図1に示すように、本実施の形態1にかかる位置関係検出システムは、被検体1の内部に導入されて通過経路に沿って移動するカプセル型内視鏡2と、カプセル型内視鏡2との間で無線通信を行うと共に、カプセル型内視鏡2に固定された対象座標軸と、被検体1に対して固定された基準座標軸との間の位置関係を検出する位置関係検出装置3と、位置関係検出装置3によって受信された、カプセル型内視鏡2から送信された無線信号の内容を表示する表示装置4と、位置関係検出装置3と表示装置4との間の情報の受け渡しを行うための携帯型記録媒体5とを備える。また、図1に示すように、本実施の形態1では、X軸、Y軸およびZ軸によって形成され、カプセル型内視鏡2に対して固定された座標軸である対象座標軸と、x軸、y軸およびz軸によって形成され、カプセル型内視鏡2の運動とは無関係に定められ、具体的には被検体1に対して固定された座標軸である基準座標軸とを設定しており、以下に説明する機構を用いて基準座標軸に対する対象座標軸の位置関係を検出することとしている。
本実施の形態1にかかる位置関係検出システムは、第1直線磁場形成部9等によって形成された磁場をカプセル型内視鏡2に備わる磁場センサ16を用いて検出し、検出結果に基づいて基準座標軸に対する対象座標軸の位置関係を導出することとしている。理論上はカプセル型内視鏡2内の機構によって磁場を形成し、外部に設けた磁場センサによって検出した磁場に基づいて位置関係の導出を行うことも可能であるが、被検体1の外部の機構によって形成された磁場を磁場センサ16によって検出する構成を採用することによって、カプセル型内視鏡2の構成を簡易化できるという利点を有する。
次に、実施の形態2にかかる位置関係検出システムについて説明する。本実施の形態2にかかる位置関係検出システムは、第1直線磁場として地磁気を利用することとし、地磁気を第1直線磁場として利用することに対応して第1直線磁場形成部を省略した構成を有する。
2 カプセル型内視鏡
3 位置関係検出装置
4 表示装置
5 携帯型記録媒体
7a〜7d 受信アンテナ
8a〜8d 送信アンテナ
9 第1直線磁場形成部
10 第2直線磁場形成部
11 拡散磁場形成部
12 処理装置
14 被検体内情報取得部
15 信号処理部
16 磁場センサ
17 増幅部
18 A/D変換部
19 無線送信部
20 切替部
21 タイミング発生部
22 LED
23 LED駆動回路
24 CCD
25 CCD駆動回路
26 送信回路
27 送信アンテナ
28 受信アンテナ
29 電力再生回路
30 昇圧回路
31 蓄電器
32 コイル
33 電流源
34 コイル
35 電流源
37 受信アンテナ選択部
38 受信回路
39 信号処理部
40 方位導出部
41 位置導出部
42 磁力線方位データベース
43 記憶部
44 発振器
46 増幅回路
47 送信アンテナ選択部
48 選択制御部
49 電力供給部
51 曲面
53 位置関係検出装置
54 地磁気センサ
55 処理装置
56 地磁気方位導出部
Claims (8)
- 検出対象に対して固定された対象座標軸と、前記検出対象の運動と無関係に設定される基準座標軸との間の位置関係を検出する位置関係検出装置であって、
所定の進行方向を有する第1直線磁場の前記対象座標軸上における進行方向と前記基準座標軸上における進行方向との対応関係と、前記第1直線磁場と異なる第2直線磁場の前記対象座標軸上における進行方向と前記基準座標軸上における進行方向との対応関係とに基づいて、前記基準座標軸に対する前記対象座標軸のなす方位を導出する方位導出手段を備えたことを特徴とする位置関係検出装置。 - 前記基準座標軸上の所定の位置に配置され、前記第1直線磁場を形成する第1直線磁場形成手段と、
前記基準座標軸上の所定の位置に配置され、前記第2直線磁場を形成する第2直線磁場形成手段と、
をさらに備え、
前記方位導出手段は、前記検出対象によって検出された前記対象座標軸における前記第1、第2直線磁場の進行方向と、あらかじめ定められた前記基準座標軸における前記第1、第2直線磁場の進行方向とに基づいて前記方位を導出することを特徴とする請求項1に記載の位置関係検出装置。 - 前記第1直線磁場は、地磁気によって形成され、
前記基準座標軸上の所定の位置に配置され、前記第2直線磁場を形成する第2直線磁場形成手段と、
前記基準座標軸における前記第1直線磁場の進行方向を検出する磁場センサ手段と、
をさらに備え、
前記方位導出手段は、前記磁場センサ手段によって検出された、前記基準座標軸における前記第1直線磁場の進行方向と、あらかじめ定められた前記基準座標軸における前記第2直線磁場の進行方向と、前記検出対象によって検出された前記対象座標軸における前記第1、第2直線磁場の進行方向とに基づいて前記方位を導出することを特徴とする請求項1に記載の位置関係検出装置。 - 進行方向に関して位置依存性を有する拡散磁場の、前記検出対象の所在位置における進行方向と、前記方位導出手段によって導出された、前記基準座標軸に対する前記対象座標軸のなす方位とに基づいて、前記基準座標軸に対する前記対象座標軸の原点の位置を導出する位置導出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の位置関係検出装置。
- 前記第2直線磁場は、前記第2直線磁場形成手段からの距離に応じて磁場強度が減衰する特性を有し、
前記位置導出手段は、前記検出対象の位置における前記第2直線磁場の磁場強度に応じて前記第2直線磁場形成手段と前記検出対象との間の距離を導出し、導出した距離をさらに用いて前記基準座標軸に対する前記対象座標軸の原点の位置を導出することを特徴とする請求項4に記載の位置関係検出装置。 - 所定の対象座標軸が設定された検出対象と、前記検出対象の運動と無関係に設定される基準座標軸との間の位置関係を検出する位置関係検出装置とを備えた位置関係検出システムであって、
前記検出対象は、
前記検出対象の存在領域に形成される磁場を検出する磁場センサ手段と、
前記磁場センサ手段によって検出された磁場に関する情報を含む無線信号を送信する無線信号送信手段と、
を備え、
前記位置関係検出装置は、
前記検出対象の存在領域に磁場を形成する磁場形成手段と、
前記検出対象から送信された無線信号に基づいて、前記基準座標軸に対する前記対象座標軸のなす方位を導出する方位導出手段と、
を備え、
前記磁場形成手段は、
前記基準座標軸上の所定の位置に配置され、所定の進行方向を有する第1直線磁場を形成する第1直線磁場形成手段と、
前記基準座標軸上の所定の位置に配置され、前記第1直線磁場と異なる第2直線磁場を形成する第2直線磁場形成手段と、
を備え、
前記方位導出手段は、前記第1直線磁場の前記対象座標軸上における進行方向と前記基準座標軸上における進行方向との対応関係と、前記第2直線磁場の前記対象座標軸上における進行方向と前記基準座標軸上における進行方向との対応関係とに基づいて、前記基準座標軸に対する前記対象座標軸のなす方位を導出することを特徴とする位置関係検出システム。 - 所定の対象座標軸が設定された検出対象と、前記検出対象の運動と無関係に設定される基準座標軸との間の位置関係を検出する位置関係検出装置とを備えた位置関係検出システムであって、
前記検出対象は、
前記検出対象の存在領域に形成される磁場を検出する磁場センサ手段と、
前記磁場センサ手段によって検出された磁場に関する情報を含む無線信号を送信する無線信号送信手段と、
を備え、
前記位置関係検出装置は、
前記検出対象の存在領域に磁場を形成する磁場形成手段と、
前記検出対象から送信された無線信号に基づいて、前記基準座標軸に対する前記対象座標軸のなす方位を導出する方位導出手段と、
を備え、
前記磁場形成手段は、進行方向に関して位置依存性を有する拡散磁場を形成する拡散磁場形成手段をさらに備え、
前記位置関係検出装置は、前記拡散磁場の進行方向の位置依存性を用いて前記基準座標軸における前記対象座標軸の原点の位置を導出する位置導出手段をさらに備えたことを特徴とする位置関係検出システム。 - 前記磁場形成手段は、進行方向に関して位置依存性を有する拡散磁場を形成する拡散磁場形成手段をさらに備え、
前記位置関係検出装置は、前記拡散磁場の進行方向の位置依存性を用いて前記基準座標軸における前記対象座標軸の原点の位置を導出する位置導出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項6に記載の位置関係検出システム。
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