JPH0928661A - Endoscope shape sensing system - Google Patents

Endoscope shape sensing system

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JPH0928661A
JPH0928661A JP7180471A JP18047195A JPH0928661A JP H0928661 A JPH0928661 A JP H0928661A JP 7180471 A JP7180471 A JP 7180471A JP 18047195 A JP18047195 A JP 18047195A JP H0928661 A JPH0928661 A JP H0928661A
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澄洋 内村
Akira Taniguchi
明 谷口
Tsukasa Ishii
司 石井
Masanao Hara
雅直 原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To protect settings in a system from being affected by changes in the ambient temperature or by the passage of time and to ensure enhanced accuracy in the detection of the endoscope as inserted by proving the system with an adjusting means for establishing agreement between high-frequency signal frequencies and reference signal frequencies. SOLUTION: A CPU 31 has an altering function 31a for changing the driving frequency setting data for changing the driving frequency settings, and sequentially sends the driving frequency setting data via a PIO 30 to a driving frequency setting data storage in a source coil driving circuit 29. The source coil driving circuit 29 sequentially sets the driving frequencies in response to the received data for the driving of a source coil 16i. A DSP 26 extracts, on the basis of a reference signal, a reference signal frequency component from detected signal data, and determines driving frequency setting data with which the detected data amplitude will be the maximum. The thus-determined driving frequency setting data is forwarded to the CPU 31, a driving frequency setting data is set using the received data, and then an actual operation of sensing the endoscope shape is started.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は体腔内等に挿入され
た内視鏡の挿入部の形状を表示する内視鏡形状検出装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an endoscope shape detecting device for displaying the shape of an insertion portion of an endoscope inserted into a body cavity or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、内視鏡は医療用分野及び工業用分
野で広く用いられるようになった。この内視鏡は特に挿
入部が軟性のものは、屈曲した体腔内に挿入することに
より、切開することなく体腔内深部の臓器を診断した
り、必要に応じてチャンネル内に処置具を挿通してポリ
ープ等を切除するなどの治療処置を行うことができる。
2. Description of the Related Art In recent years, endoscopes have been widely used in the medical and industrial fields. This endoscope, especially if it has a soft insertion part, can be inserted into a bent body cavity to diagnose an organ deep inside the body cavity without incision or to insert a treatment instrument into the channel as necessary. It is possible to carry out therapeutic treatment such as excision of polyps and the like.

【0003】この場合、例えば肛門側から下部消化管内
を検査する場合のように、屈曲した体腔内に挿入部を円
滑に挿入するためにはある程度の熟練を必要とする場合
がある。
In this case, some skill may be required to smoothly insert the insertion portion into the bent body cavity, for example, when examining the lower digestive tract from the anus side.

【0004】つまり、挿入作業を行っている場合、管路
の屈曲に応じて挿入部に設けた湾曲部を湾曲させる等の
作業が円滑な挿入を行うのに必要になり、そのためには
挿入部の先端位置等が、体腔内のどの位置にあるかと
か、現在の挿入部の屈曲状態等を知ることができると便
利である。
That is, when the insertion work is being performed, a work such as bending the bending portion provided in the insertion portion in accordance with the bending of the conduit is necessary for smooth insertion. For that purpose, the insertion portion is required. It is convenient to know where in the body cavity the position of the tip of the body is, and the current bending state of the insertion part.

【0005】このため、例えばPCT出願の公開番号W
O94/04938号公報の従来技術では予め決められ
た位置に固定された3個の直交する3軸をもつコイルを
用いて、空間内に直交するベクトルを持つ交流磁界を順
次発生させ、前記空間内にある座標上に存在する1軸コ
イルで、3軸の各軸のコイルが発生した磁界により誘導
されて生じた前記1軸コイル両端間の電圧を計測する。
この計測したデータを基に、前記1軸コイルの空間座標
を検出していた。
For this reason, for example, the publication number W of the PCT application
In the prior art of O94 / 04938, a coil having three orthogonal three axes fixed at a predetermined position is used to sequentially generate alternating magnetic fields having orthogonal vectors in the space, The voltage across the uniaxial coil generated by being induced by the magnetic field generated by the coils of the three axes is measured by the uniaxial coil existing on the coordinate.
The spatial coordinates of the uniaxial coil were detected based on the measured data.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、周囲温度の変化や経時的な変化によって、磁界を発
生させるための高周波信号の周波数と周波数抽出手段の
抽出する周波数成分の周波数が一致していないと、周波
数成分の値が本来抽出されるべき値からはずれてしま
い、この値から求めた内視鏡の位置が実際の位置と一致
しなくなってしまうため、挿入状態を正確に検出できな
くなる可能性があった。
In the above-mentioned prior art, the frequency of the high frequency signal for generating the magnetic field and the frequency of the frequency component extracted by the frequency extraction means match due to changes in the ambient temperature and changes over time. Otherwise, the value of the frequency component will deviate from the value that should be extracted, and the position of the endoscope obtained from this value will not match the actual position, so it will not be possible to accurately detect the insertion state. There was a possibility.

【0007】また内視鏡に磁界発生手段または磁界検出
手段を設けることにより、装置本体と内視鏡を接続する
伝達手段が長くなってしまい、使用環境中の電磁波ノイ
ズが重畳しやすく、さらに伝達手段を伝わる信号による
軸射ノイズも増加してしまう可能性があった。
Further, by providing the endoscope with the magnetic field generating means or the magnetic field detecting means, the transmission means for connecting the main body of the apparatus and the endoscope becomes long, and electromagnetic wave noise in the use environment is likely to be superimposed, and the transmission is further promoted. Axial noise due to the signal transmitted through the means may also increase.

【0008】さらに上記のようなノイズの影響によっ
て、元々微弱な信号である磁気検出手段の検出する検出
信号が変動してしまい、内視鏡の挿入状態を正確に検出
できない可能性があった。
Further, due to the influence of noise as described above, the detection signal detected by the magnetic detection means, which is originally a weak signal, fluctuates, and the insertion state of the endoscope may not be accurately detected.

【0009】また従来技術においては、内視鏡の挿入状
態を検出して表示手段に表示するまでの時間が遅いた
め、実際の挿入作業に追従するのが難しく、高速処理化
が望まれていた。
Further, in the prior art, since it takes a long time to detect the insertion state of the endoscope and display it on the display means, it is difficult to follow the actual insertion work, and high-speed processing is desired. .

【0010】上記のような問題点を鑑みて、以下のこと
を目的とする。
In view of the above problems, it is an object of the following.

【0011】本発明の第1の目的は、周囲温度の変化や
経時的な変化に対する装置の設定への影響を受けにくく
し、内視鏡の挿入状態の検出をより正確に行うことので
きる内視鏡形状検出装置を提供することを目的とする。
A first object of the present invention is to make the setting of the apparatus less susceptible to changes in ambient temperature and changes over time, and to more accurately detect the insertion state of the endoscope. An object is to provide an endoscope shape detection device.

【0012】本発明の第2の目的は、発生させる交流磁
界を周波数が安定かつ正確な状態で駆動し、抽出する周
波数成分信号の精度を向上させ、より正確な内視鏡形状
の検出を行うことである。
A second object of the present invention is to drive the alternating magnetic field to be generated in a stable and accurate frequency state, improve the accuracy of the frequency component signal to be extracted, and detect the endoscope shape more accurately. That is.

【0013】本発明の第3の目的は、使用環境中の電磁
ノイズによる影響を受けにくく、内視鏡の挿入状態の検
出をより正確に行うことである。本発明の第4の目的
は、磁界検出手段が検出した複数の検出信号の中に正常
でない信号を含まれている場合でも、内視鏡の位置を正
確に求めることである。本発明の第5の目的は、内視鏡
の挿入状態の検出速度を向上させることである。
A third object of the present invention is to be less susceptible to electromagnetic noise in the environment of use and to detect the insertion state of the endoscope more accurately. A fourth object of the present invention is to accurately obtain the position of the endoscope even when an abnormal signal is included in the plurality of detection signals detected by the magnetic field detecting means. A fifth object of the present invention is to improve the detection speed of the insertion state of the endoscope.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】第1の目的及び第2の目
的を達成するために、内視鏡の挿入形状を検出するため
に、高周波信号を受けて磁界を伴う電磁波を放射する磁
界発生手段と、前記電磁波を受信し、受信した電磁波の
磁界情報を検出する磁界検出手段と、前記磁界検出手段
が検出した検出信号から参照信号を参照して所定の周波
数成分を抽出する周波数抽出手段と、前記周波数抽出手
段が抽出した周波数成分信号を基に、前記内視鏡の挿入
状態を検出する挿入状態検出手段と、前記挿入状態検出
手段が検出した挿入状態を表示する表示手段と、前記磁
界検出手段により検出された検出信号を前記挿入状態検
出手段側へ伝達する検出信号伝達手段と、前記磁界発生
手段へ供給する高周波信号を伝達する高周波信号伝達手
段とを備え、前記磁界検出手段および検出信号伝達手
段、または磁界発生手段および高周波信号伝達手段のい
ずれか一組が前記内視鏡の挿入部に設けられた内視鏡形
状検出装置において、前記高周波信号の周波数と前記参
照信号の周波数とを一致させるための周波数の調整手段
を設けることにより、周囲温度の変化や経時的な変化に
より高周波信号の周波数と前記参照信号の周波数とがず
れるような環境等においても、一致させることができ内
視鏡形状検出装置の設定への影響を受けにくくし、内視
鏡の挿入状態の検出をより正確に行うことができる。
In order to achieve the first and second objects, in order to detect the insertion shape of the endoscope, a magnetic field is generated which receives a high frequency signal and emits an electromagnetic wave accompanied by a magnetic field. Means, magnetic field detecting means for receiving the electromagnetic wave and detecting magnetic field information of the received electromagnetic wave, and frequency extracting means for extracting a predetermined frequency component from a detection signal detected by the magnetic field detecting means by referring to a reference signal. An insertion state detecting means for detecting an insertion state of the endoscope based on a frequency component signal extracted by the frequency extracting means, a display means for displaying the insertion state detected by the insertion state detecting means, and the magnetic field. A detection signal transmission means for transmitting the detection signal detected by the detection means to the insertion state detection means side; and a high frequency signal transmission means for transmitting a high frequency signal supplied to the magnetic field generation means, In the endoscope shape detecting device in which any one of the field detecting means and the detection signal transmitting means, or the magnetic field generating means and the high frequency signal transmitting means is provided in the insertion portion of the endoscope, the frequency of the high frequency signal and the By providing a frequency adjusting means for matching the frequency of the reference signal, even in an environment where the frequency of the high frequency signal and the frequency of the reference signal deviate from each other due to changes in ambient temperature or changes over time Therefore, the setting of the endoscope shape detecting device is less likely to be affected, and the insertion state of the endoscope can be detected more accurately.

【0015】第3の目的を達成するために、複数の前記
磁界検出手段を1組として構成する場合において、検出
信号伝達手段の各々に、信号を覆うために設けられたシ
ールド被覆部の電位を等しく保つシールド駆動手段を設
ける。
In order to achieve the third object, when a plurality of the magnetic field detecting means are constituted as one set, each of the detection signal transmitting means is provided with a potential of a shield covering portion provided for covering a signal. Shield drive means are provided to keep them equal.

【0016】そして、複数の磁界検出手段を1組として
構成する場合において、検出信号伝達手段の各々に、信
号線を覆うために設けられたシールド被覆部の電位を等
しく保つようにしたため、シールド被覆部間や信号線と
シールド被覆間でノイズの重畳や輻射を減少できる。
When a plurality of magnetic field detecting means are constituted as one set, the potential of the shield coating portion provided to cover the signal line is kept equal to each of the detection signal transmitting means, so that the shield coating is provided. It is possible to reduce noise superposition and radiation between the parts and between the signal line and the shield coating.

【0017】第4の目的を達成するために、挿入状態検
出手段に、求めた内視鏡の位置が検出可能な領域の値で
ないときには、あらかじめ定めた付加条件により求めた
位置を補正する位置検出手段を設ける。
In order to achieve the fourth object, when the insertion state detecting means determines that the position of the endoscope obtained is not a value in a detectable region, position detection is performed to correct the position obtained by a predetermined additional condition. Provide means.

【0018】そして、求めた内視鏡の位置が検出可能な
領域の値でないときには、あらかじめ定めた付加条件に
より求めた位置を補正するようしたため、内視鏡の位置
検出がより確実かつ正確になる。
When the obtained position of the endoscope is not the value of the detectable region, the position obtained by the predetermined additional condition is corrected, so that the position of the endoscope can be detected more reliably and accurately. .

【0019】第5の目的を達成するために、周波数抽出
手段および挿入状態検出手段が行う一連の処理のうち、
表示手段で表示するための表示データを生成する処理を
主処理手段で実行し、他の処理を複数のサブ処理に分割
してそれぞれの処理を1つ以上の副処理手段で実行して
処理結果を主処理装置に転送するようにする。
In order to achieve the fifth object, among the series of processes performed by the frequency extracting means and the insertion state detecting means,
The processing for generating the display data to be displayed by the display means is executed by the main processing means, the other processing is divided into a plurality of sub-processings, and the respective processings are executed by one or more sub-processing means to obtain the processing result. To the main processing unit.

【0020】そして、周波数抽出手段および挿入状態検
出手段が行う一連の処理のうち、表示手段で表示するた
めの表示データを生成する処理を主処理手段で実行し、
他の処理を複数のサブ処理に分割しそれぞれの処理を1
つ以上の副処理手段で実行して処理結果を主処理手段で
転送するようにしたため、主処理手段または副処理手段
の実行内容が単純化して各々の処理時間が短縮されるよ
うになる。また、同時に並列処理可能となるので、全体
としての処理時間も短縮可能である。
Of the series of processes performed by the frequency extraction means and the insertion state detection means, the main processing means executes the processing for generating the display data to be displayed on the display means,
Other processes are divided into multiple sub-processes, and each process is divided into 1
Since the processing results are transferred by the main processing means by being executed by one or more sub-processing means, the execution contents of the main processing means or the sub-processing means are simplified and each processing time is shortened. Moreover, since parallel processing can be performed at the same time, the processing time as a whole can be shortened.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施の形態)図1ないし図14は本発明の第1
の実施の形態に係り、図1は第1の実施の形態を備えた
内視鏡システムの構成を示し、図2は第1の実施の形態
の内視鏡形状検出装置の構成を示し、図3はソースコイ
ル駆動回路部の構成をブロック図で示し、図4は周波数
発振回路の構成を示し、図5はGAIN回路の具体的回
路構成を示し、図6はセンスコイル増幅回路の構成をブ
ロック図で示し、図7はセンスコイル増幅回路の具体的
回路構成を示し、図8は表示画面の1表示例を示し、図
9はベッド周辺に設けた複数のセンスコイルで内視鏡内
の1つのソースコイルの存在範囲を検出する様子を示
し、図10は1軸コイルによる等磁界面の形状を示し、
図11は傾きから位置補正を行う様子を示し、図12は
内視鏡形状検出装置の処理内容をフロー図で示し、図1
3はシールドルーム内でセンスコイルとソースコイルの
既知の距離でセンスコイルで検出される最大磁界強度と
最小磁界強度の値を距離を変えて測定されたグラフを示
し、図14は図13のデータを得る測定法等の説明図を
示す。
(First Embodiment) FIGS. 1 to 14 show a first embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of an endoscope system including the first embodiment, and FIG. 2 shows a configuration of an endoscope shape detecting device according to the first embodiment. 3 shows a block diagram of the configuration of the source coil drive circuit unit, FIG. 4 shows the configuration of the frequency oscillating circuit, FIG. 5 shows the specific circuit configuration of the GAIN circuit, and FIG. 6 shows the configuration of the sense coil amplifier circuit. FIG. 7, FIG. 7 shows a specific circuit configuration of the sense coil amplifier circuit, FIG. 8 shows one display example of the display screen, and FIG. 9 shows a plurality of sense coils provided around the bed. Fig. 10 shows how to detect the existence range of two source coils, and Fig. 10 shows the shape of the uniform magnetic field surface by the uniaxial coil.
FIG. 11 shows how the position is corrected from the tilt, and FIG. 12 shows the processing contents of the endoscope shape detection device in a flow chart.
3 shows a graph measured by changing the distance between the values of the maximum magnetic field strength and the minimum magnetic field strength detected by the sense coil at a known distance between the sense coil and the source coil in the shield room, and FIG. 14 shows the data of FIG. An explanatory view of a measuring method and the like for obtaining

【0022】図1に示す内視鏡システム1は、内視鏡検
査を行う内視鏡装置2と、内視鏡検査の補助に用いられ
る第1の実施の形態の内視鏡形状検出装置3とを備え、
この内視鏡形状検出装置3はベッド4に横たわる患者5
に電子内視鏡6の挿入部7を挿入し、内視鏡検査を行う
際の挿入補助手段として使用される。
An endoscope system 1 shown in FIG. 1 includes an endoscope apparatus 2 for performing an endoscopic examination and an endoscope shape detecting apparatus 3 of the first embodiment used for assisting the endoscopic examination. With and
This endoscope shape detecting device 3 is used for a patient 5 lying on a bed 4.
The insertion portion 7 of the electronic endoscope 6 is inserted into the endoscope and used as an insertion assisting means when performing an endoscopic examination.

【0023】電子内視鏡6は、可撓性を有する細長の挿
入部7の後端に湾曲操作ノブを設けた操作部8が形成さ
れ、この操作部8からユニバーサルコード9が延出さ
れ、ビデオイメージングシステム(又はビデオプロセッ
サ)11に接続されている。
In the electronic endoscope 6, an operating portion 8 having a bending operating knob is formed at the rear end of a flexible elongated insertion portion 7, and a universal cord 9 is extended from the operating portion 8. It is connected to a video imaging system (or video processor) 11.

【0024】この電子内視鏡6は、ライトガイドが挿通
され、ビデオプロセッサ11内の光源部からの照明光を
伝送し、挿入部7の先端に設けた照明窓から伝送した照
明光を出射し、患部などを照明する。照明された患部等
の被写体は照明窓に隣接して設けられた観察窓に取り付
けた対物レンズにより、その結像位置に配置された撮像
素子に像を結び、この撮像素子は光電変換する。
A light guide is inserted into the electronic endoscope 6 to transmit the illumination light from the light source section in the video processor 11 and to emit the transmitted illumination light from the illumination window provided at the tip of the insertion section 7. Illuminate the affected area. An object such as an illuminated affected part is imaged by an objective lens attached to an observation window provided adjacent to the illumination window on an image pickup device arranged at the image forming position, and the image pickup device photoelectrically converts the image.

【0025】光電変換された信号はビデオプロセッサ1
1内の映像信号処理部により信号処理されて標準的な映
像信号が生成され、ビデオプロセッサ11に接続された
画像観察用の観察モニタ12に表示される。
The signal photoelectrically converted is the video processor 1.
A standard video signal is generated by signal processing by the video signal processing unit in 1 and is displayed on the observation monitor 12 for image observation connected to the video processor 11.

【0026】この電子内視鏡6には鉗子チャンネル13
が設けてあり、この鉗子チャンネル13の挿入口13a
から例えば16個のソースコイル16a,16b,…,
16p(16iで代表する)を有するプローブ15が挿
通されることにより、挿入部7内にソースコイル16i
が設置される。このプローブ15の後端から延出された
ソースケーブル18はその後端のコネクタが内視鏡形状
検出装置3の装置本体21に着脱自在に接続される。そ
して、装置本体21側から高周波信号伝達手段としての
ソースケーブル18を介して磁界発生手段となるソース
コイル16iに高周波信号(駆動信号)を印加すること
により、ソースコイル16iは磁界を伴う電磁波を周囲
に放射する。
The electronic endoscope 6 has a forceps channel 13
The forceps channel 13 has an insertion opening 13a.
, For example, 16 source coils 16a, 16b, ...
By inserting the probe 15 having 16p (represented by 16i), the source coil 16i is inserted into the insertion portion 7.
Is installed. The source cable 18 extending from the rear end of the probe 15 has a rear end connector removably connected to the device body 21 of the endoscope shape detecting device 3. Then, by applying a high-frequency signal (driving signal) from the device body 21 side to the source coil 16i serving as the magnetic field generating means via the source cable 18 serving as the high-frequency signal transmitting means, the source coil 16i surrounds the electromagnetic wave accompanied by the magnetic field. Radiate to.

【0027】また、患者5が横たわるベッド4には、共
通の中心を持ち、磁界を検出する磁界検出手段を構成す
る直交する3軸におのおの巻かれた3個のセンスコイル
22kからなる4つの3軸センスコイル22a〜22d
(22jで代表する)が所定の位置に設置されている。
なお、センスコイル22kの数は全部で12個となる。
In addition, the bed 4 on which the patient 5 lies has four common three centers, each of which is composed of three sense coils 22k wound around three axes orthogonal to each other and constituting magnetic field detecting means for detecting a magnetic field. Axis sense coils 22a-22d
(Represented by 22j) is installed at a predetermined position.
The number of sense coils 22k is 12 in total.

【0028】3軸センスコイル22jは、ベッド4のコ
ネクタから検出信号伝達手段としてのセンスケーブル1
4(図6に示すように各センスコイル22kに接続され
るセンスケーブルは符号19で示す)を介して装置本体
21に接続されている。この装置本体21には使用者が
装置を操作するための操作パネル35又はキーボード等
が設けられている。また、この装置本体21には検出し
た内視鏡形状を表示する表示手段としてのモニタ23が
接続されている。
The three-axis sense coil 22j is connected to the connector of the bed 4 by the sense cable 1 as a detection signal transmitting means.
4 (the sense cable connected to each sense coil 22k as shown in FIG. 6 is indicated by reference numeral 19) is connected to the apparatus main body 21. The apparatus main body 21 is provided with an operation panel 35 or a keyboard or the like for the user to operate the apparatus. Further, a monitor 23 as a display means for displaying the detected endoscope shape is connected to the apparatus main body 21.

【0029】さらに内視鏡形状検出装置3の詳細な構成
について図2により説明する。電子内視鏡6の挿入部7
に設置されるプローブ15には、磁界を生成するための
16個のソースコイル16iが所定の間隔で配置されて
おり、これらソースコイル16iは、16個の互いに異
なる高周波の駆動信号を生成するソースコイル駆動回路
部29に接続されている。
Further, the detailed structure of the endoscope shape detecting device 3 will be described with reference to FIG. Insertion section 7 of electronic endoscope 6
16 source coils 16i for generating a magnetic field are arranged at a predetermined interval on the probe 15 installed in the probe 15. These source coils 16i are sources for generating 16 different high-frequency drive signals. It is connected to the coil drive circuit unit 29.

【0030】各ソースコイル駆動回路部29は、各ソー
スコイル16iをそれぞれ異なる周波数の正弦波の駆動
信号電流で駆動し、それぞれの駆動周波数はソースコイ
ル駆動回路部29内部(図4の周波数発振回路40内)
の駆動周波数設定データ格納手段或いは駆動周波数設定
データ記憶手段に格納された駆動周波数設定データ(駆
動周波数データとも記す)により設定される。この駆動
周波数データは内視鏡形状の算出処理等を行うCPU
(中央処理ユニット)31によりPIO(パラレル入出
力回路)30を介して周波数発振回路40内の駆動周波
数データ格納手段(具体的には図4のラッチ40c)に
格納される。
Each source coil drive circuit section 29 drives each source coil 16i with a sinusoidal drive signal current having a different frequency, and the respective drive frequencies are the inside of the source coil drive circuit section 29 (the frequency oscillation circuit of FIG. 4). 40)
The drive frequency setting data storage means or the drive frequency setting data (also referred to as drive frequency data) stored in the drive frequency setting data storage means. This drive frequency data is used by a CPU that performs endoscope shape calculation processing and the like.
It is stored by the (central processing unit) 31 via the PIO (parallel input / output circuit) 30 in the drive frequency data storage means (specifically, the latch 40c in FIG. 4) in the frequency oscillation circuit 40.

【0031】一方、4組の3軸センスコイル22jを構
成する12個のセンスコイル22kは1個につき1系統
設けられたセンスコイル信号増幅回路部24のセンスコ
イル信号増幅回路24k(図6参照)に接続されてお
り、各センスコイル22kで検出された微少な信号をA
DC(アナログ・デジタル・コンバータ)25kで読み
込み可能なレベルに増幅する。
On the other hand, the sense coil signal amplifier circuit 24k of the sense coil signal amplifier circuit section 24 (see FIG. 6) is provided for each of the twelve sense coils 22k constituting the four sets of three-axis sense coils 22j. Connected to each of the sense coils 22k.
It is amplified to a level that can be read by DC (analog-digital converter) 25k.

【0032】このセンスコイル信号増幅回路部24の1
2系統の出力は、12個のADC25kに伝送され、周
波数抽出処理及びソースコイル16iの位置検出の処理
を行うDSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)26
から供給されるクロックにより所定のサンプリング周期
でデジタルデータに変換される。このデジタルデータ
は、DSP26により読み込まれ、DSP用メモリ27
に書き込まれる。
1 of this sense coil signal amplifier circuit section 24
The outputs of the two systems are transmitted to 12 ADCs 25k, and a DSP (digital signal processor) 26 that performs frequency extraction processing and position detection processing of the source coil 16i.
It is converted into digital data at a predetermined sampling cycle by a clock supplied from This digital data is read by the DSP 26, and the DSP memory 27
Is written to.

【0033】このDSP26では、DSP用メモリ27
に書き込まれたデジタルデータに対して周波数抽出処理
を行い、各ソースコイル16iの駆動周波数に対応する
周波数成分の磁界検出情報に分離抽出し、分離した磁界
検出情報の各デジタルデータから電子内視鏡6の挿入部
7内に設けられた各ソースコイル16iの空間位置座標
を算出し、2ポートメモリ28に蓄積する。この2ポー
トメモリ28は、DSP26とのデータ交換するポート
とCPU31のメインメモリ32と連続するアドレス空
間のポートを備えており、CPU31とDSP26との
データ交換バッファとして使用される。
In the DSP 26, the DSP memory 27
A frequency extraction process is performed on the digital data written in, to separate and extract the magnetic field detection information of the frequency component corresponding to the drive frequency of each source coil 16i, and the electronic endoscope is extracted from each digital data of the separated magnetic field detection information. The spatial position coordinates of each source coil 16i provided in the insertion portion 7 of 6 are calculated and stored in the 2-port memory 28. The 2-port memory 28 has a port for exchanging data with the DSP 26 and a port for an address space continuous with the main memory 32 of the CPU 31, and is used as a data exchange buffer between the CPU 31 and the DSP 26.

【0034】CPU31では、位置座標データから電子
内視鏡6の挿入部7の挿入状態を推定し、内視鏡形状画
像を形成する表示データを生成し、ビデオRAM33に
出力する。このビデオRAM33に書き込まれているデ
ータをビデオ信号発生回路34が読み出し、アナログの
ビデオ信号に変換してモニタ23へと出力する。モニタ
23は、このアナログのビデオ信号を入力すると、表示
画面上に電子内視鏡6の挿入部7の挿入形状を表示す
る。
The CPU 31 estimates the insertion state of the insertion portion 7 of the electronic endoscope 6 from the position coordinate data, generates display data for forming an endoscope shape image, and outputs it to the video RAM 33. The video signal generation circuit 34 reads the data written in the video RAM 33, converts it into an analog video signal, and outputs it to the monitor 23. When the monitor 23 receives the analog video signal, the monitor 23 displays the insertion shape of the insertion portion 7 of the electronic endoscope 6 on the display screen.

【0035】この第1の実施の形態では周囲温度の変化
や経時的変化により磁界を発生させるための高周波信号
の周波数と周波数抽出手段の抽出する周波数成分の周波
数とがずれてしまうような場合にも対処できるように、
例えば高周波信号の周波数を微調整して周波数抽出手段
の抽出する周波数成分の周波数とほぼ一致した状態に設
定する周波数調整手段を設けるようにしている。そし
て、実際に内視鏡形状の表示を行う動作前に、高周波
(駆動)信号の周波数を所定範囲で変化し、検出信号の
検出値が最大となる状態に高周波信号の周波数をロック
して内視鏡形状の検出及び表示を行うことができるよう
にしている。
In the first embodiment, when the frequency of the high frequency signal for generating the magnetic field is deviated from the frequency of the frequency component extracted by the frequency extracting means due to the change of the ambient temperature or the change over time. To deal with
For example, there is provided a frequency adjusting means for finely adjusting the frequency of the high frequency signal to set the frequency to substantially match the frequency of the frequency component extracted by the frequency extracting means. Before the operation of actually displaying the endoscope shape, the frequency of the high-frequency (driving) signal is changed within a predetermined range, and the frequency of the high-frequency signal is locked so that the detection value of the detection signal becomes maximum. The endoscope shape can be detected and displayed.

【0036】具体的には図2に示すCPU31は駆動周
波数の設定値を所定の範囲でスイープさせるように変更
する駆動周波数設定データの変更機能31aを有し、こ
の駆動周波数設定データはPIO30を介してソースコ
イル駆動回路部29内の駆動周波数設定データ格納手段
に順次送り、ソースコイル駆動回路部29はこの駆動周
波数設定データにより駆動周波数を順次設定してソース
コイル16iを駆動する。
Specifically, the CPU 31 shown in FIG. 2 has a drive frequency setting data changing function 31a for changing the set value of the driving frequency so as to sweep it within a predetermined range, and this driving frequency setting data is transmitted via the PIO 30. Sequentially to the drive frequency setting data storage means in the source coil drive circuit unit 29, and the source coil drive circuit unit 29 drives the source coil 16i by sequentially setting the drive frequency according to the drive frequency setting data.

【0037】そして、DSP26側では参照信号を基に
参照信号の周波数成分の検出信号データを抽出し、その
検出信号データの振幅が最大となる場合の駆動周波数設
定データを求める処理を行う。そして、CPU31側に
その駆動周波数設定データを知らせ、ソースコイル駆動
回路部29内の駆動周波数設定データをそのデータに設
定或いはロックするようにした後、実際の内視鏡形状の
検出動作を行うことができる構成にしている。
Then, on the DSP 26 side, the detection signal data of the frequency component of the reference signal is extracted based on the reference signal, and the processing for obtaining the drive frequency setting data when the amplitude of the detection signal data is maximum is performed. Then, after the drive frequency setting data is notified to the CPU 31 side and the drive frequency setting data in the source coil drive circuit unit 29 is set or locked to that data, the actual endoscope shape detecting operation is performed. It has a configuration that allows

【0038】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。まず内視鏡形状検出装置3の電源が投入されると、
CPU31で行う処理プログラムとDSP26で行う処
理が記録されているROM(図示していない。)がブー
トされ、CPU31のメインメモリ32にCPU用処理
プログラムが転送される。その後CPU31は、順次周
辺回路の初期設定等を行い、DSP用処理プログラムを
2ポートメモリ28を介してDSP用メモリ27に転送
する。さらに、各ソースコイル16iの駆動周波数を設
定するデータをPIO30を介してソースコイル駆動回
路29内の駆動周波数設定データ格納手段或いは駆動周
波数設定データ記憶手段(具体的には図4のラッチ40
c)に転送する。ソースコイル駆動回路29は、この駆
動周波数設定データに基づいて、16個のソースコイル
16iを同時に駆動する。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, when the power of the endoscope shape detection device 3 is turned on,
A ROM (not shown) in which the processing program executed by the CPU 31 and the processing executed by the DSP 26 are recorded is booted, and the CPU processing program is transferred to the main memory 32 of the CPU 31. After that, the CPU 31 sequentially performs initialization of peripheral circuits and the like, and transfers the DSP processing program to the DSP memory 27 via the 2-port memory 28. Further, the data for setting the drive frequency of each source coil 16i is transferred via the PIO 30 to the drive frequency setting data storage means or the drive frequency setting data storage means in the source coil drive circuit 29 (specifically, the latch 40 of FIG. 4).
Transfer to c). The source coil drive circuit 29 drives 16 source coils 16i simultaneously based on this drive frequency setting data.

【0039】この所定時間後、DSP26は、CPU3
1から転送された処理プログラムにより、DSP26の
周辺回路の初期設定を行った後、ADC25kを制御し
てセンスコイルの検出信号をサンプリングを介しする。
このときのサンプリング周期は、30KHz程度であ
り、1回のサンプリングで各ADC毎に1024個のデ
ータを変換する。この12×1024個のデジタル検出
データは、DSP用メモリ27に格納される。
After this predetermined time, the DSP 26 causes the CPU 3
After the peripheral circuit of the DSP 26 is initialized by the processing program transferred from the No. 1, the ADC 25k is controlled and the detection signal of the sense coil is sampled.
The sampling cycle at this time is about 30 KHz, and 1024 pieces of data are converted for each ADC by one sampling. The 12 × 1024 pieces of digital detection data are stored in the DSP memory 27.

【0040】図2中のセンスコイル増幅回路部24には
15kHzより低い周波数のみ通過させるLPFが備え
られており、そのため格納されたデジタル検出データに
は、0〜15KHzの周波数成分が含まれているため、
周波数成分の抽出処理であるFFT(高速フーリエ変
換)をかけられることによって、16個のソースコイル
16iに1対1で予め指定した16種類の周波数成分を
全て抽出する。なお、指定する周波数は、人体や金属等
による減衰の少ない9KHz〜11KHzの範囲内から
選んでいる。この抽出処理は、12個のセンスコイル2
2kの出力をA/D変換したデジタル検出データについ
て全て行われ、その結果、各センスコイル22kおける
ソースコイル16iの位置に関する情報を含んだデータ
が、全て検出されたことになる。
The sense coil amplifier circuit section 24 shown in FIG. 2 is provided with an LPF that allows only frequencies lower than 15 kHz to pass therethrough, so that the stored digital detection data contains frequency components of 0 to 15 kHz. For,
By applying FFT (Fast Fourier Transform), which is a frequency component extraction process, all 16 types of frequency components designated in advance in a one-to-one correspondence with the 16 source coils 16i are extracted. The specified frequency is selected from the range of 9 KHz to 11 KHz, which is less attenuated by the human body or metal. This extraction process is performed with 12 sense coils 2
This is all performed on the digital detection data obtained by A / D converting the 2k output, and as a result, all the data including the information regarding the position of the source coil 16i in each sense coil 22k is detected.

【0041】この段階において、起動時や使用者からの
要請があった場合、CPU31とDSP26は、ソース
コイル16iの駆動周波数の最適化処理を行う。この処
理は駆動周波数の周波数と、周波数成分の抽出を行う際
の参照信号の周波数とを一致させる調整を行うことによ
り周囲温度とか経時的変化により一方あるいは両方の周
波数が影響されて両周波数がずれてしまうような環境等
においても一方の周波数を変更する調整を行う(本実施
の形態では駆動周波数側の周波数の調整を行う)ことに
より、両周波数を一致する状態に保持してS/Nが高
く、高精度の位置検出を行うことができるようにするも
のである。
At this stage, the CPU 31 and the DSP 26 optimize the drive frequency of the source coil 16i at the time of start-up or when there is a request from the user. This process is performed by adjusting the frequency of the drive frequency and the frequency of the reference signal when extracting the frequency component so that one or both frequencies are affected by the ambient temperature or changes over time, and both frequencies are shifted. Even in an environment in which the S / N ratio is changed, by adjusting one of the frequencies (in the present embodiment, the frequency on the drive frequency side is adjusted), the two frequencies are held in a matched state and the S / N ratio is reduced. It is possible to perform high and highly accurate position detection.

【0042】具体的には、CPU31の駆動周波数設定
データの変更機能31aにより所定の時間間隔でインク
リメント等して(ある範囲内の周波数をカバーするよう
に)送出される駆動周波数設定データ毎に、検出される
検出信号の振幅データをDSP用メモリ27に記憶し、
これらの振幅データの内で振幅データが(つまり検出さ
れる検出値が)最大となる駆動周波数設定データを2ポ
ートメモリ28を介して、CPU31にフィードバック
する。
More specifically, the drive frequency setting data changing function 31a of the CPU 31 increments the drive frequency setting data at a predetermined time interval (for example, to cover a frequency within a certain range), and outputs the drive frequency setting data. The amplitude data of the detected signal to be detected is stored in the DSP memory 27,
The drive frequency setting data that maximizes the amplitude data (that is, the detected value) is fed back to the CPU 31 via the 2-port memory 28.

【0043】CPU31は、フィードバックされた(検
出値が最大となる)駆動周波数設定データをPIO30
を介してソースコイル駆動回路部29(の駆動周波数設
定データ記憶手段)に転送し、この駆動周波数設定デー
タに設定(ロック)する。
The CPU 31 receives the fed back drive frequency setting data (detection value becomes maximum) from the PIO 30.
To the source coil drive circuit unit 29 (driving frequency setting data storage means) and set (lock) to this driving frequency setting data.

【0044】そして、この駆動周波数設定データを用い
てソースコイル駆動回路部29は、各ソースコイル16
iをそれぞれに最適化された周波数で駆動することにな
る。このような駆動周波数の最適化を使用前に行うこと
により、周囲温度の変化とか経時的な変化による装置へ
の影響がある場合にもその影響を軽減でき、S/Nを高
くでき、且つ高感度の検出信号成分の分解が行えるの
で、高精度の位置検出が可能になる。
Then, the source coil drive circuit section 29 uses each of the source coil 16 by using the drive frequency setting data.
i will be driven at each optimized frequency. By performing such a drive frequency optimization before use, it is possible to reduce the influence even when there is an influence on the device due to a change in ambient temperature or a change over time, and it is possible to increase the S / N ratio and increase the S / N ratio. Since the detection signal component of sensitivity can be decomposed, highly accurate position detection can be performed.

【0045】DSP26は、次の段階として、抽出され
たすべての周波数成分から16個のソースコイル16i
の空間座標を算出する処理を行い、その結果を2ポート
メモリ28に転送する。
As a next step, the DSP 26 extracts 16 source coils 16i from all the extracted frequency components.
Is calculated, and the result is transferred to the 2-port memory 28.

【0046】以降、DSP26は、(1)センスコイル
検出信号のサンプリング→(2)周波数成分の抽出→
(3)ソースコイルの位置算出を繰り返す。一方、CP
U31は、各初期設定が終了すると、DSP26から初
回の各ソースコイル16iの位置座標データが2ポート
メモリ28に転送されるまで待機させておく。
Thereafter, the DSP 26 (1) sampling the sense coil detection signal → (2) extracting frequency components →
(3) The position calculation of the source coil is repeated. On the other hand, CP
After completing each initial setting, the U31 waits until the first position coordinate data of each source coil 16i is transferred from the DSP 26 to the 2-port memory 28.

【0047】DSP26での初回の位置座標のデータ転
送が完了されることを認識したCPU31は、DSP2
6の2ポートメモリ28へのデータ転送を禁止した上
で、2ポートメモリ28内のソースコイル位置座標デー
タをメインメモリ32へと移動(転送)し、この転送デ
ータに基づき、プローブ15が設置された電子内視鏡6
の挿入部7の形状検出処理を開始する。なおCPU31
は、ソースコイル位置座標データのメインメモリ32へ
の移動が終了した時点で、DSP26の2ポートメモリ
28へのデータ転送を許可状態にする。
When the CPU 31 recognizes that the first data transfer of the position coordinates by the DSP 26 is completed, the CPU 31
6 data transfer to the 2-port memory 28 is prohibited, and the source coil position coordinate data in the 2-port memory 28 is moved (transferred) to the main memory 32, and the probe 15 is installed based on this transfer data. Electronic endoscope 6
The shape detection process of the insertion part 7 is started. CPU31
When the movement of the source coil position coordinate data to the main memory 32 is completed, the data transfer to the 2-port memory 28 of the DSP 26 is enabled.

【0048】さらに、CPU31は、電子内視鏡6の挿
入部7の形状検出処理が終了すると、図8に示すような
動画表示部35dに処理結果である挿入形状表示データ
を割り当てる。その後、CPU31は、周囲の静止画表
示部を含む全画面の表示データをビデオRAM33に出
力する。
Further, when the shape detection processing of the insertion portion 7 of the electronic endoscope 6 is completed, the CPU 31 allocates the insertion shape display data as the processing result to the moving image display portion 35d as shown in FIG. After that, the CPU 31 outputs the display data of the entire screen including the surrounding still image display unit to the video RAM 33.

【0049】以降、CPU31は、(1)ソースコイル
位置座標データのメインメモリ32への移動→(2)電
子内視鏡6の挿入部7の形状検出位置処理→(3)挿入
形状表示データの割り当て→(4)表示データのビデオ
RAM33への出力を繰り返す。ビデオRAM33の表
示データは、ビデオ信号発生回路34により定期的に読
み出され、モニタ23上に表示される。
Thereafter, the CPU 31 (1) moves the source coil position coordinate data to the main memory 32, (2) processes the shape detection position of the insertion portion 7 of the electronic endoscope 6, and (3) displays the inserted shape display data. Allocation → (4) The output of the display data to the video RAM 33 is repeated. The display data of the video RAM 33 is periodically read by the video signal generation circuit 34 and displayed on the monitor 23.

【0050】なお、周波数成分の抽出処理は、FFTで
はなく、DSP26を用いた同期検波による抽出でも同
様の効果が得られる。この場合も、ソースコイル16i
の駆動周波数設定データをCPU31との交信により入
手し、駆動周波数設定データに基づき、正弦参照信号テ
ーブルの計算を行い、DSP用メモリ27に格納してお
き、駆動周波数データにより決まる周期で参照信号を作
り出せば良い。
The same effect can be obtained by extracting the frequency component by synchronous detection using the DSP 26 instead of FFT. Also in this case, the source coil 16i
Drive frequency setting data of the CPU 31 is obtained by communication with the CPU 31, a sine reference signal table is calculated based on the drive frequency setting data, and the sine reference signal table is stored in the DSP memory 27. Just create it.

【0051】以下、各部の構成及び動作等をより具体的
に説明する。図3はソースコイル駆動回路部29の構成
をブロック図で示す。図3に示すようにソースコイル駆
動回路部29は、基本周波数のパルスをカウントし9K
Hz〜11KHzの範囲でそれぞれ異なる周波数を発振
させるように構成される周波数発振回路40と、周波数
発振回路40からの出力信号を所定の振幅に安定させる
複数のGAIN回路(又はゲイン回路)41とから構成
され、各GAIN回路41はソースコイル16iと接続
されてそれぞれソースコイル16iを駆動する。
The configuration and operation of each unit will be described more specifically below. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the source coil drive circuit unit 29. As shown in FIG. 3, the source coil drive circuit unit 29 counts the pulse of the fundamental frequency and
From a frequency oscillating circuit 40 configured to oscillate different frequencies in the range of Hz to 11 KHz, and a plurality of GAIN circuits (or gain circuits) 41 for stabilizing an output signal from the frequency oscillating circuit 40 to a predetermined amplitude. Each of the GAIN circuits 41 is connected to the source coil 16i and drives the source coil 16i.

【0052】GAIN回路41は、周波数発振回路40
から出力される矩形波信号の基本波である正弦波信号を
抽出するLPF(ローパスフィルタ) 41aと、LP
F41aからの正弦波信号を所定の増幅率で増幅される
初段アンプ41bと、初段アンプ41bの出力と比較回
路41eの信号を掛ける乗算器41cと、電流バッファ
41dと、ソースコイル16iを流れる電流を検出する
信号に含まれる高調波成分を除去するLPF 41h
と、LPF 41hからの信号を増幅させる調整用アン
プ41gと、調整用アンプ41gからの信号を平滑する
平滑回路41fと、平滑回路41fの信号とRef信号
を比較する比較回路41eとから構成される。
The GAIN circuit 41 is a frequency oscillating circuit 40.
LPF (low-pass filter) 41a for extracting a sine wave signal which is a fundamental wave of a rectangular wave signal output from
A sine wave signal from F41a is amplified by a predetermined amplification factor, a first stage amplifier 41b, a multiplier 41c that multiplies the output of the first stage amplifier 41b by the signal of the comparison circuit 41e, a current buffer 41d, and a current flowing through the source coil 16i. LPF 41h for removing harmonic components contained in the detected signal
An adjusting amplifier 41g for amplifying the signal from the LPF 41h, a smoothing circuit 41f for smoothing the signal from the adjusting amplifier 41g, and a comparing circuit 41e for comparing the signal of the smoothing circuit 41f with the Ref signal. .

【0053】図4は周波数発振回路40の具体的回路構
成を示す。ここでは簡単化のため、8個のソースコイル
16iを駆動する場合で示している。つまり、ソースコ
イル駆動回路部29におけるソースコイル16iを駆動
するGAIN回路41の個数も8個にしてある。
FIG. 4 shows a specific circuit configuration of the frequency oscillating circuit 40. Here, for simplification, the case where eight source coils 16i are driven is shown. That is, the number of GAIN circuits 41 that drive the source coils 16i in the source coil drive circuit unit 29 is also eight.

【0054】周波数発振回路40は、図示しない水晶発
信器から出力される基本周波数のパルスをカウントし9
KHz〜11KHzの範囲でそれぞれ異なる8種類の周
波数を発振させるプログラム論理素子で構成したプログ
ラム論理回路(LCAと略記)40aと、PIO30を
介してCPU31から転送される駆動周波数設定データ
を周波数カウンタ数として格納するためのラッチ40c
とCPU31が転送するラッチ40cを選択するための
デコーダ40dと、LCA40aのローディング用RO
M40bとから構成される。このLCA40aはプログ
ラムによりその回路構成を書換(変更)することができ
る。このLCA40aから出力される8つの周波数の高
周波信号(図4ではFRE0〜FRE7)はそれぞれG
AIN回路41の高周波信号入力端FREに印加され
る。
The frequency oscillating circuit 40 counts the pulses of the fundamental frequency output from a crystal oscillator (not shown).
A program logic circuit (abbreviated as LCA) 40a configured by a program logic element that oscillates eight different frequencies in the range of KHz to 11 KHz, and drive frequency setting data transferred from the CPU 31 via the PIO 30 as a frequency counter number. Latch 40c for storing
And a decoder 40d for selecting the latch 40c transferred by the CPU 31 and an RO for loading the LCA 40a.
It is composed of M40b. The circuit configuration of the LCA 40a can be rewritten (changed) by a program. The high frequency signals of eight frequencies (FRE0 to FRE7 in FIG. 4) output from the LCA 40a are respectively G
It is applied to the high frequency signal input terminal FRE of the AIN circuit 41.

【0055】図5は図3のゲイン回路41のより具体的
な回路構成を示す。周波数発振回路40から発振信号が
供給される高周波信号入力端FREはコンデンサC1、
抵抗R1を経てコンデンサC2,C3,C4、コイル
(インダクタ)L1,L2からなるLPF41aでこの
周波数の発振信号のみが透過する。この信号は抵抗R2
を経て初段アンプ41bを構成する差動増幅器U1(例
えばLM6218N)に入力される。
FIG. 5 shows a more specific circuit configuration of the gain circuit 41 of FIG. The high frequency signal input terminal FRE to which the oscillation signal is supplied from the frequency oscillation circuit 40 is a capacitor C1,
Only the oscillation signal of this frequency is transmitted through the LPF 41a including the capacitors C2, C3, C4 and the coils (inductors) L1, L2 via the resistor R1. This signal is the resistance R2
And is input to the differential amplifier U1 (for example, LM6218N) that constitutes the first-stage amplifier 41b.

【0056】この差動増幅器U1の非反転入力端は接地
され、反転入力端と出力端とはゲイン設定用の可変抵抗
R3及びR4とで設定される。また、正及び負の電源端
はそれぞれ正及び負の電源+15V及び−15Vに接続
されると共に、発振防止用のコンデンサC5,C6を介
して接地されている。
The non-inverting input terminal of the differential amplifier U1 is grounded, and the inverting input terminal and the output terminal are set by variable resistors R3 and R4 for gain setting. The positive and negative power supply terminals are connected to the positive and negative power supplies + 15V and -15V, respectively, and are grounded via oscillation preventing capacitors C5 and C6.

【0057】この差動増幅器U1で増幅された信号は乗
算器41cを構成する集積回路(IC)U2(例えばA
D633JN)の一方の入力端に印加される。比較回路
41eの出力信号が印加される他方の入力端は抵抗R5
を介して接地されている。このICU2の正及び負の電
源端はそれぞれ正及び負の電源+15V及び−15Vに
接続されると共に、発振防止用のコンデンサC7,C8
を介して接地されている。
The signal amplified by the differential amplifier U1 is used as an integrated circuit (IC) U2 (for example, A
D633JN) to one input terminal. The other input end to which the output signal of the comparison circuit 41e is applied is a resistor R5.
Grounded. The positive and negative power supply terminals of this ICU2 are connected to the positive and negative power supplies + 15V and -15V, respectively, and the capacitors C7 and C8 for preventing oscillation are connected.
Grounded.

【0058】このICU2の出力信号は抵抗R6を介し
て電流バッファ41dを構成するICU3の入力端に印
加され、電流増幅された後、コンデンサC11を介して
ソースコイル16iを駆動する一方の端子RCVに印加
される。また、このICU3の正及び負の電源端はそれ
ぞれ正及び負の電源+15V及び−15Vに接続される
と共に、発振防止用のコンデンサC9,C10を介して
接地されている。
The output signal of the ICU 2 is applied to the input end of the ICU 3 which constitutes the current buffer 41d via the resistor R6, is current-amplified, and then is applied to one terminal RCV for driving the source coil 16i via the capacitor C11. Is applied. The positive and negative power supply terminals of this ICU 3 are connected to the positive and negative power supplies + 15V and -15V, respectively, and are grounded via oscillation preventing capacitors C9 and C10.

【0059】ソースコイル16iのリターン側の端子C
OMは抵抗R7を介して接地されると共に、LPF41
hの入力端に接続されている。このLPF41hはコン
デンサC12,C13,C14とコイルL3,L4とか
ら構成されている。
Terminal C on the return side of the source coil 16i
The OM is grounded via the resistor R7 and the LPF41
It is connected to the input terminal of h. The LPF 41h is composed of capacitors C12, C13, C14 and coils L3, L4.

【0060】このLPF41hの出力端は抵抗R8を介
して調整用アンプ41gを構成する差動増幅器U4(例
えばLM6218N)の反転入力端に接続されている。
この差動増幅器U4の反転入力端はゲイン設定用抵抗R
9を介して出力端に接続されている。また、非反転入力
端は接地されている。
The output terminal of the LPF 41h is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier U4 (eg LM6218N) which constitutes the adjusting amplifier 41g via the resistor R8.
The inverting input terminal of the differential amplifier U4 has a gain setting resistor R
It is connected to the output terminal via 9. The non-inverting input terminal is grounded.

【0061】この差動増幅器U4の出力端は平滑回路4
1fを構成するダイオードD1(例えば1S1588)
のアノードに接続され、このダイオードD1のカソード
はコンデンサC15及び抵抗R10をそれぞれ介して接
地されている。また、この出力端となるカソードは抵抗
R11を介して比較回路41eを構成する差動増幅器U
5(例えばLM6218N)の反転入力端に接続されて
いる。
The output terminal of the differential amplifier U4 is the smoothing circuit 4
Diode D1 configuring 1f (eg 1S1588)
Of the diode D1 and the cathode of the diode D1 is grounded via a capacitor C15 and a resistor R10, respectively. Further, the cathode serving as the output terminal is a differential amplifier U that constitutes a comparison circuit 41e via a resistor R11.
5 (for example, LM6218N) is connected to the inverting input terminal.

【0062】この差動増幅器U5の反転入力端はコンデ
ンサC16を介してその出力端に接続され、かつこのコ
ンデンサC16に並列に抵抗R15及びコンデンサが接
続されている。また、非反転入力端は基準電圧設定用の
可変抵抗R13の可変端に接続され、この可変抵抗R1
3の一端は可変抵抗R12を介して正の電源端に接続さ
れ、他端は抵抗14を介してGNDに接続されている。
The inverting input terminal of the differential amplifier U5 is connected to its output terminal via the capacitor C16, and the resistor R15 and the capacitor are connected in parallel to the capacitor C16. The non-inverting input terminal is connected to the variable terminal of the variable resistor R13 for setting the reference voltage, and the variable resistor R1
One end of 3 is connected to the positive power supply end via a variable resistor R12, and the other end is connected to GND via a resistor 14.

【0063】また、この差動増幅器U5の正の電源端は
正の電源+15Vに接続されると共に、発振防止用のコ
ンデンサC18を介して接地され、負の電源端は接地さ
れている。この差動増幅器U5の出力は乗算器41cに
入力されるようになっている。
The positive power supply terminal of the differential amplifier U5 is connected to the positive power supply + 15V, grounded via the oscillation preventing capacitor C18, and the negative power supply terminal is grounded. The output of the differential amplifier U5 is input to the multiplier 41c.

【0064】なお、例えば差動増幅器U1とU4とは1
つのICパッケージ内に収納され、電源は共通に供給さ
れる。従って、図5における差動増幅器U4の端子NC
1,NC2は無接続を意味する。また、差動増幅器U5
も1つのICパッケージ内に2つ収納された一方の差動
増幅器である。次にこのように構成されているソースコ
イル駆動回路部29の動作について説明する。図示しな
い水晶発振器の基本周波数のパルスをLCA40a内で
カウントし、所定の周波数をGAIN回路41に出力す
る。GAIN回路41では、LCA40aの出力である
矩形波信号からLPF41aで矩形波信号の基本波の周
波数の正弦波信号を抽出し、この信号を初段アンプ41
bでソースコイル16iを駆動させる電圧に増幅させ
る。
For example, the differential amplifiers U1 and U4 are 1
They are housed in one IC package and the power is commonly supplied. Therefore, the terminal NC of the differential amplifier U4 in FIG.
1, NC2 means no connection. Also, the differential amplifier U5
Is also one of the differential amplifiers housed in one IC package. Next, the operation of the source coil drive circuit unit 29 configured as above will be described. A pulse having a fundamental frequency of a crystal oscillator (not shown) is counted in the LCA 40a and a predetermined frequency is output to the GAIN circuit 41. In the GAIN circuit 41, the LPF 41a extracts a sine wave signal having the frequency of the fundamental wave of the rectangular wave signal from the rectangular wave signal output from the LCA 40a, and outputs this signal to the first stage amplifier 41.
In b, the voltage is amplified to drive the source coil 16i.

【0065】乗算器41cでは、初段アンプ41bで増
幅された信号を後述する比較回路41eの信号を掛ける
ことによって、初段アンプ41bからの信号のゲインを
制御し、振幅を安定させる。信号は電流バッファ41d
を経てソースコイル16iを駆動させる。ソースコイル
16iを流れる電流を検出する信号に含まれる高調波成
分を除去するためにLPF41hを通す。LPF41h
からの信号を調整用アンプ41gにより増幅させ、平滑
回路41fにより比較回路41eへの比較信号を作成す
る。
In the multiplier 41c, the signal amplified by the first-stage amplifier 41b is multiplied by the signal from the comparison circuit 41e described later to control the gain of the signal from the first-stage amplifier 41b and stabilize the amplitude. Signal is current buffer 41d
The source coil 16i is driven via. The LPF 41h is passed through in order to remove harmonic components contained in the signal for detecting the current flowing through the source coil 16i. LPF41h
The signal from is amplified by the adjustment amplifier 41g, and the smoothing circuit 41f creates a comparison signal to the comparison circuit 41e.

【0066】比較回路41eでは、平滑回路41fの比
較信号とRef信号を比較し、フィードバック信号とし
て乗算器41cへ出力する。乗算器41cはこのフィー
ドバック信号と初段アンプ41bの出力を掛ける。以上
の動作を繰り返すことによって常に安定した振幅の周波
数を得ることができる。ここで、Ref信号は初段アン
プ41bでソースコイル16iを駆動させる電圧に設定
したときの平滑回路41fの出力電圧と等しくなるよう
に設定する。
The comparison circuit 41e compares the comparison signal of the smoothing circuit 41f with the Ref signal and outputs it as a feedback signal to the multiplier 41c. The multiplier 41c multiplies this feedback signal by the output of the first stage amplifier 41b. By repeating the above operation, it is possible to always obtain a frequency with a stable amplitude. Here, the Ref signal is set to be equal to the output voltage of the smoothing circuit 41f when the voltage is set to drive the source coil 16i by the first-stage amplifier 41b.

【0067】以上の動作により、ソースコイル16iを
安定駆動させることが可能となる。なお、1種類の水晶
発振器では目的の周波数を得ることができない場合があ
るため、目的の周波数を得るために数種類の水晶発信器
を用いても良い。
With the above operation, the source coil 16i can be stably driven. Note that one type of crystal oscillator may not be able to obtain the target frequency, and therefore several types of crystal oscillators may be used to obtain the target frequency.

【0068】次にセンスコイル信号増幅回路部24内の
構成と動作について説明する。なお、このセンスコイル
信号増幅回路部24には、4個の3軸センスコイル22
jを構成する12個のセンスコイル22kと接続するた
めに12系統の増幅回路が設けてあるが、12系統すべ
て共通の回路構成であるため、説明を簡略化し、1系統
のみのセンスコイル信号増幅回路24kを説明する。
Next, the structure and operation of the sense coil signal amplifier circuit section 24 will be described. The sense coil signal amplification circuit section 24 includes four three-axis sense coils 22.
Although twelve systems of amplifier circuits are provided to connect to the twelve sense coils 22k forming j, the circuit configuration is common to all twelve systems, so the description is simplified and only one system of sense coil signal amplification is performed. The circuit 24k will be described.

【0069】図6に示すようにセンスコイル信号増幅回
路24kは、センスコイル22kが検出した信号を伝達
するシールド20で覆ったツイストペア線のセンスケー
ブル19と、センスケーブル19からの信号を高入力イ
ンピーダンスで差動入力の計装用アンプ24aと、この
計装用アンプ24aの出力に含まれる低周波成分を減衰
させるHPF(ハイパスフィルタ)24bと、このHP
F24bの出力に含まれる高周波成分を除去するLPF
24cと、センスコイル信号増幅回路24kの全体の増
幅率を所定の値に調整する調整用アンプ24dと、調整
用アンプ24dの出力レベルを検出するレベル検出回路
24eと、センスケーブル19のツイストペアの2つの
信号線のレベルを基に、センスケーブル19のシールド
20の電位を調整するシールド駆動回路24fとから構
成される。
As shown in FIG. 6, the sense coil signal amplifying circuit 24k has a twisted pair sense cable 19 covered with a shield 20 for transmitting the signal detected by the sense coil 22k, and a signal from the sense cable 19 having a high input impedance. , A differential input instrumentation amplifier 24a, an HPF (high-pass filter) 24b for attenuating low frequency components included in the output of the instrumentation amplifier 24a, and the HP
LPF for removing high frequency components contained in the output of F24b
24c, an adjustment amplifier 24d that adjusts the overall amplification factor of the sense coil signal amplification circuit 24k to a predetermined value, a level detection circuit 24e that detects the output level of the adjustment amplifier 24d, and a twisted pair of the sense cable 19 A shield drive circuit 24f for adjusting the potential of the shield 20 of the sense cable 19 based on the level of one signal line.

【0070】図7はセンスコイル信号増幅回路24kの
具体的構成を示す。センスコイル22kと接続されたセ
ンスケーブル19は計装用アンプ24aを構成する差動
増幅器U7(例えばAD624CP)の反転及び非反転
入力端に接続されると共に、高抵抗R21,R22を介
してGNDと接続されている。また、入力電圧のオフセ
ットは可変抵抗R23により調整し、出力電圧のオフセ
ットは可変抵抗R24により調整している。また、正及
び負の電源端はコンデンサC21〜C24を介して接地
されている。
FIG. 7 shows a specific structure of the sense coil signal amplifier circuit 24k. The sense cable 19 connected to the sense coil 22k is connected to the inverting and non-inverting input terminals of the differential amplifier U7 (for example, AD624CP) that constitutes the instrumentation amplifier 24a, and is also connected to GND via the high resistances R21 and R22. Has been done. The offset of the input voltage is adjusted by the variable resistor R23, and the offset of the output voltage is adjusted by the variable resistor R24. The positive and negative power source terminals are grounded via capacitors C21 to C24.

【0071】この差動増幅器U7の出力端はHPF24
bの入力端に接続され、このHPF24bはコンデンサ
C25,C26と、抵抗R25,R26で構成されてい
る。このHPF24bの出力端はLPF24cに接続さ
れている。このLPF24cの出力端は抵抗R27を介
して調整用アンプ24dを構成する差動増幅器U8(例
えばLM6364N)の反転入力端に接続されている。
The output terminal of the differential amplifier U7 is HPF24.
The HPF 24b is connected to the input terminal of b and is composed of capacitors C25 and C26 and resistors R25 and R26. The output end of the HPF 24b is connected to the LPF 24c. The output terminal of the LPF 24c is connected via a resistor R27 to the inverting input terminal of a differential amplifier U8 (eg, LM6364N) that constitutes the adjustment amplifier 24d.

【0072】この反転入力端はゲイン調整用抵抗R28
を介して出力端と接続されている。また、差動増幅器U
8の非反転入力端はGNDに接続されている。また、正
及び負の電源端はコンデンサC27、C28を介して接
地されている。さらにこの差動増幅器U8のオフセット
は抵抗R29により調整される。この差動増幅器U8の
出力端はADC25kの入力端に接続されると共に、レ
ベル検出回路24eを構成するダイオードD2のアノー
ドに接続されている。
This inverting input terminal has a gain adjusting resistor R28.
Is connected to the output terminal via. In addition, the differential amplifier U
The non-inverting input terminal of 8 is connected to GND. The positive and negative power supply terminals are grounded via capacitors C27 and C28. Further, the offset of the differential amplifier U8 is adjusted by the resistor R29. The output terminal of the differential amplifier U8 is connected to the input terminal of the ADC 25k and also to the anode of the diode D2 which constitutes the level detection circuit 24e.

【0073】このダイオードD2(例えば1S158
8)のカソードはコンデンサC29及び抵抗R30をそ
れぞれ介してGNDに接続されると共に、コンパレータ
として機能する差動増幅器U9〜12(例えばLM33
9N)の非反転入力端にそれぞれ接続されている。差動
増幅器U9〜12の反転入力端は所定の電源電圧(この
場合15V)を抵抗R31〜R37により分圧された所
定の電圧が印加されるようにしている。差動増幅器U9
〜12は1つのICパッケージ内に収納された4つの差
動増幅器で構成され、正及び負の電源端はそれぞれ正の
電源及びGNDに接続され、正の電源端はコンデンサC
30を介して接地されている。
This diode D2 (for example, 1S158
The cathode of 8) is connected to GND via a capacitor C29 and a resistor R30, respectively, and at the same time, differential amplifiers U9 to U12 (for example, LM33) that function as comparators.
9N) and the non-inverting input terminals thereof, respectively. The inverting input terminals of the differential amplifiers U9 to 12 are adapted to be applied with a predetermined voltage obtained by dividing a predetermined power supply voltage (15V in this case) by the resistors R31 to R37. Differential amplifier U9
.About.12 are composed of four differential amplifiers housed in one IC package, the positive and negative power source terminals are connected to the positive power source and GND, respectively, and the positive power source terminal is the capacitor C.
It is grounded through 30.

【0074】差動増幅器U9〜12の各出力端はそれぞ
れプルアップ抵抗R38を介して+5Vに接続されてい
る。差動増幅器U11,U12の出力端は第1のナンド
ゲートN1を介して第2のナンドゲートN2の入力端に
接続されると共に、それぞれインバータI1,I2をそ
れぞれ介して第3のナンドゲートN3の入力端に接続さ
れる。この第3のナンドゲートN3の出力端は第2のナ
ンドゲートN2の入力端に接続され、この第2のナンド
ゲートN2の出力端は第4のナンドゲートN4の一方の
入力端に接続されている。
The output terminals of the differential amplifiers U9 to U12 are connected to + 5V via pull-up resistors R38, respectively. The output terminals of the differential amplifiers U11 and U12 are connected to the input terminal of the second NAND gate N2 via the first NAND gate N1 and to the input terminal of the third NAND gate N3 via the inverters I1 and I2, respectively. Connected. The output terminal of the third NAND gate N3 is connected to the input terminal of the second NAND gate N2, and the output terminal of the second NAND gate N2 is connected to one input terminal of the fourth NAND gate N4.

【0075】差動増幅器U10の出力端はこの第4のナ
ンドゲートN4の他方の入力端に接続され、この第4の
ナンドゲートN4の出力端はインバータI3を介してD
SP26と接続される。差動増幅器U9,U10の出力
端もDSP26と接続される。
The output terminal of the differential amplifier U10 is connected to the other input terminal of the fourth NAND gate N4, and the output terminal of the fourth NAND gate N4 is D through the inverter I3.
Connected to SP26. The output terminals of the differential amplifiers U9 and U10 are also connected to the DSP 26.

【0076】また、差動増幅器U7の差動入力のGND
端子はシールド駆動回路24fを構成する差動増幅器U
13(例えばLM110J)の非反転入力端に接続され
る。この差動増幅器U13の反転入力端は出力端に接続
され、入力端に印加されて信号を電流増幅して出力す
る。また、正及び負の電源端はそれぞれ正の電源+15
V及び負の電源ー15Vに接続され、正及び負の電源端
はコンデンサC31、C32を介してそれぞれ接地され
ている。さらにこの差動増幅器U13のオフセットは抵
抗R39により調整される。この差動増幅器U13の出
力端は抵抗R40を介してシールド20に接続される。
The differential input GND of the differential amplifier U7
The terminal is a differential amplifier U that constitutes the shield drive circuit 24f.
13 (for example, LM110J) is connected to the non-inverting input terminal. The inverting input terminal of the differential amplifier U13 is connected to the output terminal and applied to the input terminal to current-amplify the signal and output it. Also, the positive and negative power supply terminals are positive power supply +15, respectively.
It is connected to the V and negative power supplies -15V, and the positive and negative power supply ends are grounded via capacitors C31 and C32. Further, the offset of the differential amplifier U13 is adjusted by the resistor R39. The output terminal of the differential amplifier U13 is connected to the shield 20 via the resistor R40.

【0077】次にセンスコイル信号増幅回路部24の動
作について説明する。センスコイル22jがソースコイ
ル16iの発生する磁界を検出した信号を、センスケー
ブル19によって伝達され、計装用アンプ24aに入力
される。この計装アンプ24aは、センスコイル検出信
号を約200倍に増幅して、HPF24bに出力する。
Next, the operation of the sense coil signal amplification circuit section 24 will be described. A signal obtained by the sense coil 22j detecting the magnetic field generated by the source coil 16i is transmitted by the sense cable 19 and input to the instrumentation amplifier 24a. The instrumentation amplifier 24a amplifies the sense coil detection signal about 200 times and outputs it to the HPF 24b.

【0078】HPF24bは、カットオフ周波数が1K
Hzの2次RCフィルタであり、主に商用電源による影
響を低減し、LPF24cに出力する。LPF24c
は、カットオフ周波数が12KHzの2次LCフィルタ
で15KHzと32KHzにトラップを持っていて、主
にADC25kのサンプリングのエイリアス周波数であ
る15KHz以上の高周波成分を除去し、調整用アンプ
24dに出力さける。調整用アンプ24dに出力され
る。
The HPF 24b has a cutoff frequency of 1K.
It is a second-order RC filter of Hz and mainly reduces the influence of the commercial power source and outputs it to the LPF 24c. LPF24c
Is a second-order LC filter having a cutoff frequency of 12 KHz and has traps at 15 KHz and 32 KHz, and mainly removes high-frequency components of 15 KHz or higher, which is an alias frequency of sampling of the ADC 25k, and outputs it to the adjustment amplifier 24d. It is output to the adjustment amplifier 24d.

【0079】調整用アンプ24dは、センスコイル信号
増幅回路24全体で1250倍になるように調整し、A
DC25kへと伝達すると共に、レベル検出回路24e
に出力する。レベル検出回路24eは、ADC25kの
入力ゲイン切換を制御するために必要となるセンスコイ
ル信号増幅回路24の出力レベルを、4段階で検出し、
ADC25kの制御を行うDSP26に3ビットデータ
として出力する。
The adjusting amplifier 24d is adjusted so that the entire sense coil signal amplifying circuit 24 becomes 1250 times.
The level detection circuit 24e is transmitted to the DC 25k.
Output to The level detection circuit 24e detects the output level of the sense coil signal amplification circuit 24 necessary for controlling the input gain switching of the ADC 25k in four stages,
The data is output as 3-bit data to the DSP 26 that controls the ADC 25k.

【0080】またセンスケーブル19の全長約2mと長
く、シールド20の電位が不安定になりセンスケーブル
19の浮遊容量による検出信号へのノイズ重畳が考えら
れるためシールド駆動回路24fは、計装用アンブ24
aに入力されるセンスケーブル19の2本の信号線間の
中間電位にシールド20の電位を保ち、シールド機能を
高めている。
Since the total length of the sense cable 19 is as long as about 2 m and the potential of the shield 20 becomes unstable and noise may be superimposed on the detection signal due to the stray capacitance of the sense cable 19, the shield drive circuit 24f is connected to the instrumentation amplifier 24.
The potential of the shield 20 is maintained at an intermediate potential between the two signal lines of the sense cable 19 input to a to enhance the shield function.

【0081】上記の作用により、微弱な信号であるセン
スコイル22kの検出信号を、高精度かつ高倍率で増幅
することができる。本実施の形態の内視鏡形状検出装置
3において、モニタ23に表示する表示画面の1例を図
8に示す。
With the above operation, the detection signal of the sense coil 22k, which is a weak signal, can be amplified with high precision and high magnification. FIG. 8 shows an example of a display screen displayed on the monitor 23 in the endoscope shape detecting device 3 according to the present embodiment.

【0082】表示画面35上には、操作性の向上を考慮
して、使用者がモニタ23の表示画面を見たまま、本装
置3の持つ機能を使えるように、画面上に機能名(図8
では、ストップウォッチ機能を示している。)の表示さ
れたアイコン35aなどを配置してあるので、使用者は
マウスのようなポインティングデバイスでアイコンを選
択することができるようにしてある。
On the display screen 35, in consideration of improvement of operability, the user can use the function of this device 3 while looking at the display screen of the monitor 23. 8
Shows the stopwatch function. The icon 35a displayed with) is arranged so that the user can select the icon with a pointing device such as a mouse.

【0083】その他にも、観察中に視点(静止画を見る
角度や距離のこと。)を変更し易くするために、アイコ
ン群35bなどが配置してある。アイコン群35bは、
ベッド平面35cを画面手前から奥の方に傾けていくた
めのもので、アイコン群35bの左端のアイコンはベッ
ド平面を画面と平行(0°)に表示するもので、他のア
イコンも順に、30°,60°,90°(垂直)に表示
するものである。いま左端のアイコンをマウスで選択す
ると、動画表示部35dの表示は瞬時に0°の状態で表
示される。
In addition, an icon group 35b and the like are arranged in order to facilitate changing the viewpoint (angle and distance at which a still image is viewed) during observation. The icon group 35b is
This is for tilting the bed plane 35c from the front to the back of the screen. The icon at the left end of the icon group 35b is to display the bed plane parallel to the screen (0 °). It is displayed at °, 60 ° and 90 ° (vertical). When the leftmost icon is selected with the mouse, the display on the moving image display portion 35d is instantly displayed in a state of 0 °.

【0084】図9は(空芯ソレノイドと表現される)1
軸のソースコイル16iを用いて3軸センスコイル22
jで位置検出を行う様子を示す。内視鏡検査の場合に
は、患者5はベッド4の上にいるため、電子内視鏡6の
位置は必ずベッド4の上になる。
FIG. 9 shows 1 (expressed as an air core solenoid)
3-axis sense coil 22 using the axial source coil 16i
The situation in which the position is detected by j is shown. In the case of endoscopy, the patient 5 is on the bed 4, so the position of the electronic endoscope 6 is always on the bed 4.

【0085】つまり、ベッド4の4隅にセンサとなる3
軸センスコイル22jを設ければ、このセンサ群に囲ま
れた領域の中に電子内視鏡6(内のソースコイル16
i)が存在することになるので、設置した3軸センスコ
イル22jごとにソースコイル16iの存在する象現が
限定される。
In other words, the sensors 3 are provided at the four corners of the bed 4.
If the axis sense coil 22j is provided, the electronic endoscope 6 (the source coil 16 in the
Since i) is present, the quadrant in which the source coil 16i is present is limited for each installed triaxial sense coil 22j.

【0086】ソースコイル16iを駆動した時の1つの
3軸センスコイル22の出力をXi,Yi,Ziとする
と、Xi2+Yi2+Zi2で関連づけられる磁界強度と
なる3軸センスコイル22からの距離にソースコイル1
6iが存在することになる。しかし、1軸コイルは一般
にダイポールとして表現され、そのため等磁界面は球に
ならないで図10に示すように楕円状になる。そのた
め、どの方向を向いているかが未知のソースコイル16
iの位置を一つの3軸センスコイル22による等磁界面
Xi2+Yi2+Zi2のみからは同定できない。
When the output of one triaxial sense coil 22 when the source coil 16i is driven is Xi, Yi, Zi, the distance from the triaxial sense coil 22 which is the magnetic field strength associated with Xi 2 + Yi 2 + Zi 2. Source coil 1
6i will be present. However, the uniaxial coil is generally expressed as a dipole, so that the equal magnetic field surface does not become a sphere but has an elliptical shape as shown in FIG. Therefore, it is unknown which direction the source coil 16 is facing.
The position of i cannot be identified only from the isomagnetic field surface Xi 2 + Yi 2 + Zi 2 by one triaxial sense coil 22.

【0087】そのため、ベッド4に複数設けた3軸セン
スコイル22jそれぞれに関して測定されるXj2+Y
2+Zj2で関連づけられる距離を用いる。この場合、
各3軸センスコイル22jの設置位置は既知であるの
で、例えばベッド4に固定した1つの座標系で表すこと
ができる。ソースコイル16iで発生する等磁界面がX
2+Ys2+Zs2と表される磁界強度をセンスコイル
22jで検出してその間の距離を推定することを考え
る。
Therefore, Xj 2 + Y measured for each of the three-axis sense coils 22j provided in the bed 4
Use the distance associated with j 2 + Zj 2 . in this case,
Since the installation position of each triaxial sense coil 22j is known, it can be represented by, for example, one coordinate system fixed to the bed 4. The equal magnetic field surface generated by the source coil 16i is X
Consider that the magnetic field strength represented by s 2 + Ys 2 + Zs 2 is detected by the sense coil 22j and the distance between them is estimated.

【0088】すると、センスコイル22jで検出された
磁界強度からその磁界強度を含むような等磁界面を想定
すると、中心のソースコイル16iに対してその等磁界
面上にセンスコイル22jが存在することになり、中心
から等磁界面までの距離の最大値及び最小値をそれぞれ
Rmaxj、Rminjと、それらの間の距離にセンス
コイル22j及びソースコイル16iが存在することに
なる。
Then, assuming an equal magnetic field surface including the magnetic field strength from the magnetic field strength detected by the sense coil 22j, the sense coil 22j exists on the same magnetic field surface with respect to the center source coil 16i. Therefore, the maximum value and the minimum value of the distance from the center to the equal magnetic field surface are Rmaxj and Rminj, respectively, and the sense coil 22j and the source coil 16i are present at the distance between them.

【0089】つまり既知の位置のセンスコイル22jを
基準にすると、図9に示すように最大距離Rmaxjの
距離の内側、最小距離Rminjの外側にソースコイル
16iが存在することになる。
That is, with reference to the sense coil 22j at a known position, the source coil 16i exists inside the maximum distance Rmaxj and outside the minimum distance Rminj as shown in FIG.

【0090】各3軸センスコイル22jで測定され、各
3軸センスコイル22jごとに異なるXj、Yj、Zj
に対応するRmaxj、Rminjで表される球殻の重
なり(volume)の中にソースコイル16iが存在
することになるのでその領域の重心をコイル位置として
検出することができる。
Xj, Yj, and Zj measured by the three-axis sense coils 22j and different for each three-axis sense coil 22j.
Since the source coil 16i exists in the overlap of the spherical shells represented by Rmaxj and Rminj corresponding to, the center of gravity of the region can be detected as the coil position.

【0091】これで、位置が求められるが、Rmax、
Rminの差が大きい場合には誤差が生じる可能性があ
る。
With this, the position is obtained, and Rmax,
If the difference in Rmin is large, an error may occur.

【0092】そこでXj、Yj、Zjに含まれる位相情
報にソースコイル16iの傾きが表されていることを利
用して先に求めたvolumeのなかでの傾きを求め
る。これにより、さらに正確な位置となるよう、先の位
置を補正する。また、ソースコイル16iの相互の間隔
は既知であるので、さらにこの値で補正してもよい。
Therefore, the inclination in the previously obtained volume is obtained by utilizing the fact that the inclination of the source coil 16i is represented in the phase information included in Xj, Yj, and Zj. As a result, the previous position is corrected so that the position becomes more accurate. Further, since the mutual distance between the source coils 16i is known, it may be further corrected by this value.

【0093】この場合、図11に示すように、電子内視
鏡6の挿入部7は連続しているので、求めた離散的なソ
ースコイル16i位置(×印で示す)の傾き(dx/d
l、dy/dl、dz/dl)は、ソースコイル位置を
元に補間した曲線lのソースコイル位置での接線方向と
等しく、もしくは近似値になるはずなのでさらに位置の
補正を行ってもよい。
In this case, as shown in FIG. 11, since the insertion portion 7 of the electronic endoscope 6 is continuous, the inclination (dx / d) of the obtained discrete source coil 16i position (indicated by X) is obtained.
l, dy / dl, dz / dl) should be equal to or approximate to the tangential direction at the source coil position of the curve l interpolated based on the source coil position, so the position may be further corrected.

【0094】図12はスコープ内のソースコイル16i
の作る磁界を外部の3軸センスコイル22jによって検
出し、磁界強度と2点間の距離との関係からソースコイ
ル16iの位置を得、複数のソースコイル16iの各位
置検出に基づいて挿入状態にある挿入部形状(簡単にス
コープ形状とも記す)をモニタ23(CRTとも記す)
上に表示するフローを示す。このフローの全体構成は、
その処理内容別に、以下のB1〜B4の4ブロックに分
けることが出来る。
FIG. 12 shows the source coil 16i in the scope.
The magnetic field generated by the external coil is detected by the external three-axis sense coil 22j, the position of the source coil 16i is obtained from the relationship between the magnetic field strength and the distance between the two points, and the insertion state is set based on the detection of each position of the multiple source coils 16i. Monitor 23 (also referred to as CRT) having a certain insertion portion shape (simply referred to as scope shape)
The flow displayed above is shown. The overall structure of this flow is
The processing can be divided into the following four blocks B1 to B4.

【0095】B1:初期化ブロック(Initialize Bloc
k) このブロックで、本プログラムの全機能に関する初期化
作業が完了する。具体的には、スコープ形状をCRT上
に出力する手法に基づく初期パラメータの設定、ハード
ウェアが検出する磁界強度から得られた位相情報と振幅
情報とから、ソースコイル16iの存在位置を算出する
際に使用する基本データのメモリ読み込み、ハードウェ
アを制御するための各種ボードの初期化等が実施され
る。尚、詳細な処理内容に関しては、後にブロックごと
の説明項目で行う。
B1: Initialize Bloc
k) This block completes the initialization work for all functions of this program. Specifically, when calculating the existing position of the source coil 16i from the setting of the initial parameters based on the method of outputting the scope shape on the CRT, and the phase information and the amplitude information obtained from the magnetic field strength detected by the hardware. Memory reading of basic data used for the above, initialization of various boards for controlling hardware, etc. are performed. Note that the detailed processing contents will be described later for each block.

【0096】B2:ハードウェア制御ブコック(Hardwa
re Control Block) 本システムでは、内視鏡6の挿入部7内に配置固定され
たソースコイル16iの位置座標をソースコイル16i
の発生する磁界強度から算出し、これを基に挿入状態に
ある内視鏡6の挿入部7の形状を推定する。このブロッ
クでは、ソースコイル16iの駆動を同時に行って磁界
を発生させ、その発生磁界強度をセンスコイル22jで
検出し、この検出出力をソースコイル位置座標が計算で
きる形に変換して出力するまでを担う。
B2: Hardware control block (Hardwa
re Control Block) In this system, the position coordinates of the source coil 16i arranged and fixed in the insertion portion 7 of the endoscope 6 are set to the source coil 16i.
Is calculated from the intensity of the magnetic field generated by, and the shape of the insertion portion 7 of the endoscope 6 in the inserted state is estimated based on this. In this block, the source coil 16i is simultaneously driven to generate a magnetic field, the generated magnetic field strength is detected by the sense coil 22j, and the detected output is converted into a form in which the source coil position coordinates can be calculated and output. Carry.

【0097】ソースコイル16iの駆動周波数により、
電子内視鏡6のどこに位置するソースコイル16iかが
分かるようになっており、ソースコイル16iの磁界強
度を検出するセンスコイル22jは、図14(a)に示
したように直交する3つ軸にそれぞれのコイルの面が平
行となるように製作され、1個のセンスコイル22jに
つき直交する3軸方向の磁界強度成分が検出できるよう
に構成されている。検出された磁界強度のデータは、ソ
ースコイル位置を計算する際に必要となる振幅データと
位相データとに分離されて出力される。
Depending on the driving frequency of the source coil 16i,
The position of the source coil 16i of the electronic endoscope 6 can be known, and the sense coil 22j for detecting the magnetic field strength of the source coil 16i has three orthogonal axes as shown in FIG. Are manufactured so that the planes of the respective coils are parallel to each other, and the magnetic field strength components in the directions of three axes orthogonal to each other for one sense coil 22j can be detected. The detected magnetic field strength data is separated and output into amplitude data and phase data required when calculating the source coil position.

【0098】B3:ソース位置算出ブロック(Sourcr P
osition Calculate Block) 前ブロックでの磁界検出によって得られた振幅データと
位相データを基に、磁界強度と2点間の距離との関係を
利用して、ソースコイル16iの位置座標を算出するま
でを担う。まず、振幅データと位相データに対して、セ
ンスコイル22jの各軸方向の径の大ききの違いやソー
スコイル16iとセンスコイル22jとの位置の関係の
捕正を施して、各センスコイル22jの設置位置で検出
されると考えられる磁界強度を算出する。
B3: Source position calculation block (Sourcr P
osition Calculate Block) Based on the amplitude data and phase data obtained by the magnetic field detection in the previous block, the relationship between the magnetic field strength and the distance between the two points is used to calculate the position coordinates of the source coil 16i. Carry. First, the amplitude data and the phase data are corrected for the difference in the diameter of the sense coil 22j in the respective axial directions and the positional relationship between the source coil 16i and the sense coil 22j, and the sense coil 22j is corrected. Calculate the magnetic field strength considered to be detected at the installation position.

【0099】こうして算出された磁界強度から、ソース
コイル16iとセンスコイル22j間の距離を求める。
但し、挿入状態にあるソースコイル16iの姿勢(ソレ
ノイド状コイルの方位)が分からないため、ソースコイ
ル16iの存在位置はある球殻の範囲内までの限定しか
できない。そこで、センスコイル22jを3個以上用意
し、ソースコイル16iの存在可能な領域の重なりを求
め、その領域の重心位置をソースコイル16iの位置座
標として出力する。
The distance between the source coil 16i and the sense coil 22j is obtained from the magnetic field strength thus calculated.
However, since the attitude of the source coil 16i in the inserted state (direction of the solenoid coil) is unknown, the position of the source coil 16i can be limited to within a certain spherical shell. Therefore, three or more sense coils 22j are prepared, the overlap of the regions where the source coil 16i can exist is obtained, and the position of the center of gravity of the regions is output as the position coordinates of the source coil 16i.

【0100】B4:画像表示ブロック(Image Display
Block ) ソースコイル位置座標として得られたデータを基にスコ
ープ形状を構築して、その描像をCRT上に出力するま
でを担う。ソースコイル位置座標として得られた1個以
上の座標をデータを基に、全体として滑らかな連続座標
を構築する。この連続座標によりスコープ形状らしく見
せるためのモデリング処理を行う(多角形柱、色階調、
彩度、輝度の利用、陰線処理、パースペクティブ等)。
B4: Image display block (Image Display
Block) Builds the scope shape based on the data obtained as the position coordinates of the source coil and outputs the image on the CRT. On the basis of data, one or more coordinates obtained as the source coil position coordinates are used to construct smooth continuous coordinates as a whole. Modeling processing is performed to make the scope shape look like this continuous coordinate (polygonal column, color gradation,
Saturation, utilization of brightness, hidden line processing, perspective, etc.).

【0101】更に、CRT表示されたスコープイメージ
モデルは、任意の方向に回転、拡大縮小が可能であり、
現表示の視点位置や患者の頭方向が一目で分かるボディ
ーマーカも表示できる。終了時の視点位置は自動的に保
存され、次回の初期視点位置となる。術者が見易いと考
える視点方向を記憶するホットキーも存在する。次に各
ブロックごとの詳細な内容を説明する。
Furthermore, the scope image model displayed on the CRT can be rotated and scaled in any direction,
It can also display body markers that show the viewpoint position of the current display and the head direction of the patient at a glance. The viewpoint position at the end is automatically saved and becomes the next initial viewpoint position. There is also a hot key to remember the viewpoint direction that the surgeon thinks is easy to see. Next, detailed contents of each block will be described.

【0102】B1:初期化ブロック 最初のステップS11ではグラフィック頁の初期化(ビ
デオRAMの初期化)を行う。また、CRT表示したス
コープイメージ像を更新する際、新しい像を上書きする
と、観察者に対し、書き換えがちらつく画像の印象を与
え、スムーズな画像で無くなってしまう。そこで、複数
のグラフィック頁を絶えず切換えてイメージを表示する
ことで、動画像的な滑らかさを実現している。また、以
下のように使用する色、階調の設定を行う。
B1: Initialization block In the first step S11, the graphic page is initialized (the video RAM is initialized). Further, when the scope image displayed on the CRT is updated, if a new image is overwritten, the viewer is given the impression of a flickering image, and the image disappears as a smooth image. Therefore, by constantly switching a plurality of graphic pages to display an image, smoothness like a moving image is realized. In addition, the colors and gradations used are set as follows.

【0103】使用できる色数はハードウェアごとに制限
があり、パレット番号という形で割り当てがなされてい
る。しかし、デフォルトのままでは2階調しかない。そ
こで、利用可能な色数の範囲でより豊かな階調を実現す
るため、パレットの設定を行う。
The number of colors that can be used is limited for each hardware, and is assigned in the form of a palette number. However, with the default settings, there are only two gradations. Therefore, in order to realize richer gradation within the range of available colors, the palette is set.

【0104】これにより、視点に近いほど明るく、遠い
ほど暗く表示することが可能になり、挿入部7を2次元
で表示した画像に立体感や奥行きを持たせて表現するこ
とを可能にした。もちろん、階調数を増減することは任
意である。また、階調以外に採用している色もR,G,
Bの構成より作られており、微妙な彩度や輝度を表現す
ることを可能にした。
As a result, it is possible to display the image brighter as it gets closer to the viewpoint and darker as it gets farther, and it is possible to give a stereoscopic effect and depth to the image displayed by the insertion section 7 in two dimensions. Of course, increasing or decreasing the number of gradations is arbitrary. In addition, the colors adopted other than gradation are R, G,
It is made from the configuration of B, and it is possible to express subtle saturation and brightness.

【0105】次のステップS12で初期視点位置の自動
読み込み等のイメージパラメータの初期化を行う。スコ
ープ像をどのように見ることが見易いと感じるかは、術
者の好みによるところが大きい。もし、初期視点位置を
固定してしまうと、術者はスコープ像が見やすいと感じ
る視点位置にわざわざ再設定しなければならず、使い勝
手が低下する。
In the next step S12, image parameters such as automatic reading of the initial viewpoint position are initialized. The way in which it looks easy to see the scope image depends largely on the operator's preference. If the initial viewpoint position is fixed, the operator has to purposely reset the viewpoint position where the scope image is easy to see, which reduces usability.

【0106】そこで、希望とする視点位置をファイル
(パラメータファイル)の形で保存しておき、プログラ
ム起動時にそのファイルを読み込むことで、プログラム
開始直後から術者の見やすい視点位置からスコープ像を
見ることが出来る手段を設けた。
Therefore, the desired viewpoint position is saved in the form of a file (parameter file), and the file is read when the program is started, so that the scope image can be viewed from the viewpoint position that is easy for the operator to see immediately after the program starts. The means to do this are provided.

【0107】次のステップS13でソースコイル位置導
出のための原理を格納した原理元データをロードする。
このデータは次の関係の基準データ或は基準情報であ
る。
In the next step S13, the principle source data storing the principle for deriving the source coil position is loaded.
This data is reference data or reference information having the following relationship.

【0108】測定原理は、1軸のソースコイル16iの
出力を直交3軸で製作されたセンスコイル22jで検出
し、その磁界強度よりソースコイル16iとセンスコイ
ル22jの間隔を得ることである。両コイルの間隔を得
るにあたり、1軸ソースコイル16iの作り出す磁界分
布を示す超函数から直接解くのではなく、ソースコイル
16iの姿勢(軸方向の方位)の違いによる最大となる
磁界強度出力と最小となる磁界強度出力とを利用する新
しい距離算出法を導入した。
The measurement principle is that the output of the uniaxial source coil 16i is detected by the sense coil 22j manufactured in the three orthogonal axes, and the distance between the source coil 16i and the sense coil 22j is obtained from the magnetic field strength. In obtaining the distance between both coils, the maximum magnetic field strength output and the minimum magnetic field strength output due to the difference in the orientation (axial direction) of the source coil 16i are not directly solved from the superfunction indicating the magnetic field distribution created by the uniaxial source coil 16i. We introduced a new distance calculation method that utilizes the magnetic field strength output and

【0109】図13に示されるグラフは、この距離導出
原理の基本となるデータである。これは、シールドルー
ム内で実測されたデータをグラフにしたものである。つ
まり、1軸ソースコイル16iと3軸センスコイル22
jとの距離を様々な値に設定したときに、各距離値でソ
ースコイル16iの軸方向を変えた場合に3軸センスコ
イル22jの位置で検出される最も大きい磁界強度の値
(最大磁界強度値)と、最も小さい磁界強度の値(最小
磁界強度値)を測定したものを、それぞれプロットして
グラフ化にしたものであり、上側の曲線Cuが最大磁界
強度曲線、下側の曲線Cdが最小磁界強度曲線を表して
いる。
The graph shown in FIG. 13 is the basic data of this distance deriving principle. This is a graph of the data actually measured in the shielded room. That is, the uniaxial source coil 16i and the triaxial sense coil 22
The value of the maximum magnetic field strength detected at the position of the triaxial sense coil 22j (maximum magnetic field strength) when the axial direction of the source coil 16i is changed at each distance value when the distance to j is set to various values. Value) and the value of the smallest magnetic field strength (minimum magnetic field strength value) are plotted and made into a graph, and the upper curve Cu is the maximum magnetic field strength curve and the lower curve Cd is The minimum magnetic field strength curve is shown.

【0110】2つの曲線Cu,Cdは、両コイル間の距
離が小きい場合は、ソースコイル16iの向きによって
検出される値に差が生じるが、ソースコイル16iの大
ききに比べコイル間の距離が十分大きくなるに従って検
出される値に差がなくなる。これは、ダイポールによっ
て形成される磁界は距離が小さいと、その等磁界面は球
面にならないが、ダイポールの大きさに対して十分大き
な距離ではダイポールの大きさに殆ど依存しないでほぼ
球面になるという定性的な物理現象と矛盾しない結果で
ある。
When the distance between the two coils Cu and Cd is small, there is a difference in the value detected depending on the orientation of the source coil 16i, but the distance between the coils is larger than that of the large source coil 16i. Becomes larger, the difference between the detected values becomes smaller. This is because the magnetic field formed by the dipole does not become a spherical surface when the distance is small, but at a distance sufficiently large with respect to the size of the dipole, it becomes almost spherical without depending on the size of the dipole. This result is consistent with qualitative physical phenomena.

【0111】更に、ある磁界強度Hが検出された場合、
最小半径r_minと最大半径r_maxとに挟まれる
球殻内にしかソースコイル16iは存在し得ないとの限
定を加えることが可能になる。そして図13の測定範囲
では、この球殻内の距離(=r_max−r_min)
は、磁界強度Hの値にあまり依存しないでほぼ60mm
程であることが2つの曲線Cu,Cdより分かる。
Furthermore, when a certain magnetic field strength H is detected,
It is possible to add a limitation that the source coil 16i can exist only in the spherical shell sandwiched between the minimum radius r_min and the maximum radius r_max. Then, in the measurement range of FIG. 13, the distance within this spherical shell (= r_max-r_min)
Is approximately 60 mm without much depending on the value of the magnetic field strength H.
It can be seen from the two curves Cu and Cd that it is about the same.

【0112】図14(a)は図13のデータを得るため
の測定法を示す。図14(a)に示すように例えば原点
に配置した3軸センスコイル22(立方体の中心を原点
に一致させる)に対し、例えば既知の距離r1に1軸ソ
ースコイル16を配置し、このこの位置でソースコイル
16の方向(その軸方向)を変えて、原点に配置した3
軸センスコイル22でその磁界強度を測定し、その最大
値H1及び最小値H1′を測定する。
FIG. 14 (a) shows a measuring method for obtaining the data of FIG. As shown in FIG. 14A, for example, the uniaxial source coil 16 is arranged at a known distance r1 with respect to the triaxial sense coil 22 (where the center of the cube coincides with the origin) arranged at the origin, and this position Change the direction of the source coil 16 (the axial direction) and place it at the origin 3
The magnetic field strength is measured by the axis sense coil 22, and the maximum value H1 and the minimum value H1 'thereof are measured.

【0113】つまり、ソースコイル16の方向を変える
と、それに応じて3軸センスコイル22で検出される磁
界強度は変化し、それらの測定値における最大値H1及
び最小値H1′を求める。
That is, when the direction of the source coil 16 is changed, the magnetic field strength detected by the triaxial sense coil 22 changes accordingly, and the maximum value H1 and the minimum value H1 'of those measured values are obtained.

【0114】なお、一般的にはソースコイル16の軸方
向がセンスコイル22(の中心)とソースコイル16
(の中心)とを結ぶ線上に一致した状態(図14(a)
の実線で示すソースコイル16の向き)の場合にほぼ最
大値H1、この実線で示すソースコイル16と直交する
2点鎖線で示す状態の場合にほぼ最小値H1′が得られ
る。
In general, the axial direction of the source coil 16 is the center of the sense coil 22 and the source coil 16.
The state of being coincident with the line connecting (the center of) (Fig. 14 (a)
The maximum value H1 is obtained in the case of the direction of the source coil 16 shown by the solid line), and the minimum value H1 'is obtained in the case of the state shown by the two-dot chain line orthogonal to the source coil 16 shown by the solid line.

【0115】同様に距離r1の値を、r2に変えて、そ
の距離r2で3軸センスコイル22で同様に測定しその
最大値H2及び最小値H2′を求める。さらに距離を変
えて同様の測定を行い、それぞれの距離で得られた最大
値及び最小値をプロットし、最大値同士及び最小値同士
を補間するようにそれぞれ線で結ぶと図14(b)に示
す最大磁界強度の曲線Cuと最小磁界強度の曲線Cdが
得られる。これら曲線Cu,Cdのデータはハードディ
スク等のデータ格納手段に格納されており、内視鏡形状
表示の動作が開始すると、例えば図2のDSP用メモリ
27に転送されて格納され、DSP26は必要に応じて
参照する。
Similarly, the value of the distance r1 is changed to r2, and the triaxial sense coil 22 is similarly measured at the distance r2 to obtain the maximum value H2 and the minimum value H2 '. Further, the same measurement is performed by changing the distance, the maximum value and the minimum value obtained at each distance are plotted, and the maximum value and the minimum value are connected by lines so as to interpolate, respectively, as shown in FIG. 14 (b). A curve Cu of the maximum magnetic field strength and a curve Cd of the minimum magnetic field strength are obtained. The data of these curves Cu and Cd are stored in a data storage means such as a hard disk, and when the operation of the endoscope shape display is started, they are transferred to and stored in the DSP memory 27 of FIG. 2, for example, and the DSP 26 becomes necessary. Refer accordingly.

【0116】なお、3軸センスコイル22で検出される
磁界強度に比例した実際の測定値は、この3軸センスコ
イル22を構成する3つのコイルでそれぞれ検出された
信号22X,22Y,22Zをそれぞれ2乗して総和し
た値、22X・22X+22Y・22Y+22Z・22
Zの平方根を求めた値であり、この求めた値を標準の磁
界測定装置(例えばガウスメータ)で校正(キャリブレ
イション)することにより、正確な磁界強度の測定値を
得ることができる。図14(b)の2つの曲線Cu,C
dを参照することにより、3軸センスコイル22で検出
された磁界強度から、その3軸センスコイル22に対し
てソースコイル16が存在する3次元領域を推定するこ
とができる。
The actual measured values proportional to the magnetic field strength detected by the triaxial sense coil 22 are the signals 22X, 22Y and 22Z respectively detected by the three coils constituting the triaxial sense coil 22. Squared value and summed, 22X ・ 22X + 22Y ・ 22Y + 22Z ・ 22
It is a value obtained by obtaining the square root of Z, and by calibrating (calibrating) the obtained value with a standard magnetic field measuring device (for example, a Gauss meter), an accurate measured value of the magnetic field strength can be obtained. Two curves Cu and C in FIG. 14 (b)
By referring to d, the three-dimensional region in which the source coil 16 exists for the triaxial sense coil 22 can be estimated from the magnetic field strength detected by the triaxial sense coil 22.

【0117】例えば、ある磁界強度Haが測定で得られ
た場合には、この磁界強度Haに対応する距離は図14
(b)から、磁界強度Haの値が曲線Cd,Cuとそれ
ぞれ交わる距離raとra′の間の距離範囲にソースコ
イル16が存在する3次元領域であることが推定でき
る。つまり、ある磁界強度が得られた場合には、その値
が最小磁界強度の曲線Cd及び最大磁界強度の曲線Cu
とそれぞれ交わる最小距離r_minと最大距離r_m
axとの間であると推定できる。
For example, when a certain magnetic field strength Ha is obtained by measurement, the distance corresponding to this magnetic field strength Ha is shown in FIG.
From (b), it can be estimated that the value of the magnetic field strength Ha is a three-dimensional region in which the source coil 16 exists in the distance range between the distances ra and ra 'where the curves Cd and Cu respectively intersect. That is, when a certain magnetic field strength is obtained, the values are the minimum magnetic field strength curve Cd and the maximum magnetic field strength curve Cu.
Minimum distance r_min and maximum distance r_m that intersect with
It can be estimated that it is between ax.

【0118】なお、シールドルーム内と一般の居室内で
の測定値は殆ど一致することが確かめられており、従っ
てシールドルーム内の曲線の関数の形を予め求めておけ
ば、他の環境においてもその関数を用いて精度良くその
環境での最大磁界強度曲線及び最小磁界強度曲線を決定
できる。
It has been confirmed that the measured values in the shielded room and in the ordinary living room are almost the same, and therefore, if the function shape of the curve in the shielded room is obtained in advance, it can be used in other environments. Using the function, the maximum magnetic field strength curve and the minimum magnetic field strength curve in the environment can be accurately determined.

【0119】つまり、内視鏡検査の環境が変化する状況
でも、その環境で数カ所のmax及びminの方向の磁
界強度を測定をすることが可能な測定装置によって、予
め磁界を測定することにより、その環境での最大磁界強
度及び最小磁界強度の曲線データを得ることが可能にな
り、環境ごとに詳しいデータを測定により求める手間を
省ける。
That is, even in a situation where the environment of endoscopy changes, by measuring the magnetic field in advance by a measuring device capable of measuring the magnetic field strengths in the max and min directions at several places in the environment, It becomes possible to obtain the curve data of the maximum magnetic field strength and the minimum magnetic field strength in that environment, and it is possible to save the trouble of obtaining detailed data for each environment by measurement.

【0120】上記最大磁界強度及び最小磁界強度のデー
タを記録したファイル(max_minデータファイ
ル)をロードすると共に、補正用データファイルから補
正用データもロードし、以下の補正を行う。
The file (max_min data file) in which the data of the maximum magnetic field strength and the minimum magnetic field strength are recorded is loaded, and the correction data is also loaded from the correction data file to perform the following correction.

【0121】直交3軸で制作されたセンスコイル22j
は、同芯かつ同じ直径で製作することは殆ど不可能であ
り、直径の違いにより出力検出値に違いがある。また、
ソースコイル16iの向きや方向によっても出力値に変
化が見られる。
Sense coil 22j manufactured with three orthogonal axes
Is almost impossible to manufacture with the same core and the same diameter, and the output detection value varies depending on the diameter. Also,
The output value also changes depending on the orientation and direction of the source coil 16i.

【0122】そこで、実際に磁界検出を行い、ソースコ
イル16i及びセンスコイル22jの配置と磁界検出値
の変化を調べた。その結果、それぞれの大きさの直径に
ついて、補正係数を掛け合わせるだけで、直径の大きさ
の違いや、両コイル16i,22jの配置の関係を補正
することができる。そこで、あらかじめ測定された各軸
ごとについての補正係数を初期化ブロックB1で取り込
む。この結果を磁界強度算出を行うソース位置算出ブロ
ックB3で記述する。
Therefore, the magnetic field was actually detected, and the arrangement of the source coil 16i and the sense coil 22j and the change in the magnetic field detection value were examined. As a result, it is possible to correct the difference in the size of the diameters and the relationship of the arrangement of the coils 16i and 22j by simply multiplying the correction coefficients for the respective diameters. Therefore, the initialization block B1 fetches the previously measured correction coefficient for each axis. The result is described in the source position calculation block B3 for calculating the magnetic field strength.

【0123】上述のデータのロードの後、次のステップ
S14でハードウェアの初期化を行う。このステップS
14では、ADC25k等の設定内容をリセットし、使
用環境に対応した設定状態にする。このようにしてハー
ドウェアを形状算出の使用可能な状態に設定し、次のブ
ロックB2を動作させる。
After loading the above-mentioned data, the hardware is initialized in the next step S14. This step S
At 14, the setting contents of the ADC 25k and the like are reset to a setting state corresponding to the use environment. In this way, the hardware is set to the shape calculation enabled state, and the next block B2 is operated.

【0124】B2:ハードウェア制御ブロック まず、ステップS21では上述の説明のように全てのソ
ースコイル16iをそれぞれ異なる周波数の高周波信号
を同時に駆動し、全てのソースコイル16iを同時にド
ライブする。
B2: Hardware Control Block First, in step S21, all source coils 16i are simultaneously driven with high-frequency signals of different frequencies as described above, and all source coils 16i are simultaneously driven.

【0125】そして、ステップS22に示すように各セ
ンスコイル22jで検出された検出信号を各ADC25
kでサンプリングする。サンプリングされたデータは一
旦、DSP用メモリ27に書き込まれる。ステップS2
3に示すように(DSP26は)所定数のサンプリング
したか否かを判断し、終了していない場合にはステップ
S21に戻り、さらにソースコイル16iを駆動するよ
うにして所定数のサンプリングを行う。
Then, as shown in step S22, the detection signal detected by each sense coil 22j is sent to each ADC 25.
sample at k. The sampled data is once written in the DSP memory 27. Step S2
As shown in FIG. 3, (the DSP 26) determines whether or not a predetermined number of samples have been made. If not completed, the process returns to step S21, and the source coil 16i is further driven to perform a predetermined number of samples.

【0126】そして、所定数のサンプリングを行った場
合には、DSP用メモリ27のデータから振幅データ、
位相データを算出する(図12のステップS24の周波
数成分抽出、ステップS25の振幅データ、位相データ
参照)。上記振幅データ、位相データから次のブロック
B3の処理に移る。まず、ステップS31の磁界強度算
出を、補正係数を用いて行う。
When a predetermined number of samples are sampled, the data in the DSP memory 27 is converted into the amplitude data,
Phase data is calculated (see frequency component extraction in step S24 in FIG. 12, amplitude data and phase data in step S25). From the amplitude data and the phase data, the process of the next block B3 is started. First, the calculation of the magnetic field strength in step S31 is performed using the correction coefficient.

【0127】次にステップS32の(ソースコイル16
iとセンスコイル22j間の)最大距離と最小距離の算
出を最大及び最小距離データ(図13のデータ)を用い
て行う。このステップS32は前のステップS31で得
られた磁界強度を用いて、センスコイル22jとソース
コイル16iとの最大の距離と最小の距離とを算出する
までの処理を行う。
Next, in step S32 (source coil 16
Calculation of the maximum distance and the minimum distance (between i and the sense coil 22j) is performed using the maximum and minimum distance data (data in FIG. 13). In this step S32, the magnetic field strength obtained in the previous step S31 is used to perform processing until the maximum distance and the minimum distance between the sense coil 22j and the source coil 16i are calculated.

【0128】2点間の距離と磁界強度とに比例関係が存
在することは、ごく一般に広く知られた物理現象であ
る。しかし、ある空間上の一点にl軸のソースコイル1
6iが作り出す磁界強度は一般に超函数で表されるた
め、たとえソースコイル16iの向きが分かり、磁界強
度が測定されても、センスコイルとの相対関係があるの
でソースコイル16iの存在する方向や距離を算出する
のは容易ではない。
The fact that there is a proportional relationship between the distance between two points and the magnetic field strength is a very generally known physical phenomenon. However, at one point in a certain space, the l-axis source coil 1
Since the magnetic field strength generated by 6i is generally expressed by a super function, even if the direction of the source coil 16i is known and the magnetic field strength is measured, since there is a relative relationship with the sense coil, the direction and distance in which the source coil 16i exists Is not easy to calculate.

【0129】そこで、ある磁界強度が検出できた場合、
その出力が最も強く取れる方向にソースコイル16iが
向いていると仮定した場合の距離をR_max、最も弱
く取れる方向にソースコイル16iが向いていると仮定
した場合の距離をR_minとすれば、真のソースコイ
ル16iとセンスコイル22j間の距離R_true
は、R_min≦R_true≦R_maxという範囲
内に限定することが出来る。
Therefore, when a certain magnetic field strength can be detected,
Let R_max be the distance when it is assumed that the source coil 16i is oriented in the direction in which its output is strongest, and R_min be the distance when it is assumed that the source coil 16i is oriented in the direction in which its output is weakest. Distance R_true between source coil 16i and sense coil 22j
Can be limited within the range of R_min ≦ R_true ≦ R_max.

【0130】前のステップS31で得られた磁界強度M
と、既に読み込まれているR_max曲線の磁界強度デ
ータmを比較し、mb≦M≦mtとなる点をピックアッ
プする。mbとmt間は直線的に変化しているとして、
その中途の点の磁界強度Mに対応する距離をR_max
とする。
Magnetic field strength M obtained in the previous step S31
And the already read magnetic field strength data m of the R_max curve are compared, and a point where mb ≦ M ≦ mt is picked up. Assuming that there is a linear change between mb and mt,
R_max is the distance corresponding to the magnetic field strength M at the midpoint.
And

【0131】R_minについても同様に行う。ここ
で、mbとmt間を直線的に変化しているとしたのは計
算を簡単化したためであり、曲線近似でも何等問題はな
い。また、R_max曲線の函数形f(x)を導き出
し、R_max=f(M)として算出しても、もちろん
良い。
The same applies to R_min. Here, the reason why the mb and mt are linearly changed is because the calculation is simplified, and there is no problem in curve approximation. Further, it is of course possible to derive the function form f (x) of the R_max curve and calculate it as R_max = f (M).

【0132】ここで採用した距離の算出手段或は方法
は、距離R_trueの値が確実には求まらないもの
の、複雑な超函数を解くということを要求されない極め
て簡便な手段或は方法である上、1軸のソースコイル1
6iの向きが分からない場合でも、ソースコイル16i
の存在範囲を限定できる応用範囲の広い手段或は方法と
なる。
The distance calculating means or method adopted here is an extremely simple means or method that does not require the solution of a complicated super function, although the value of the distance R_true cannot be obtained reliably. Upper 1-axis source coil 1
Even if the direction of 6i is unknown, the source coil 16i
It is a means or method with a wide range of application that can limit the range of existence.

【0133】次にステップS33のソースコイル16i
の位置座標算出を行う。このステップS33ではセンス
コイル22jとソースコイル16iとの距離から、ソー
スコイル16iの座標を算出するまでの処理を行う。あ
るセンスコイル22jから見たときのソースコイル16
iの存在しうる範囲は、前のステップS32で得られた
R_maxとR_minとによって囲まれる球殻内であ
る。このようなソーズコイル16iの存在しうる範囲を
より微小な空間に限定するため、複数個のセンスコイル
22jから見いだされたソースコイル16iの存在可能
領域の重ね合わせを利用する。各々のセンスコイル22
jに対し、同一のソースコイル16iから得られたソー
スコイル16iの存在領域は、ソースコイル16iの位
置が動いていない限り、すべてが重なり合う領域が必ず
存在する。
Next, the source coil 16i in step S33.
Position coordinates are calculated. In this step S33, processing from the distance between the sense coil 22j and the source coil 16i to the calculation of the coordinates of the source coil 16i is performed. Source coil 16 when viewed from a certain sense coil 22j
The possible range of i is within the spherical shell surrounded by R_max and R_min obtained in the previous step S32. In order to limit the range in which the sword coil 16i can exist to a smaller space, superposition of the possible regions of the source coil 16i found from the plurality of sense coils 22j is used. Each sense coil 22
For j, the existing region of the source coil 16i obtained from the same source coil 16i always has a region where all of them overlap unless the position of the source coil 16i moves.

【0134】このような領域の境界は、各々のセンスコ
イル22j位置を中心とする半径R_max,R_mi
nの球の交点に他ならない。球の交点であることから、
少なくともセンスコイル22jが3個あれば、ソースコ
イル16iは各センスコイル22jのR_max,R_
minを半径とする球の8交点によって囲まれる微小領
域にその存在が限定できる。
The boundaries of such regions are radii R_max and R_mi centered on the respective positions of the sense coils 22j.
It is the intersection of n balls. Since it is the intersection of the spheres,
If there are at least three sense coils 22j, the source coil 16i is R_max, R_ of each sense coil 22j.
Its existence can be limited to a minute region surrounded by eight intersections of a sphere having a radius of min.

【0135】3つのセンスコイル22jをSa、Sb、
Scとし、それぞれRa_max,Ra_min,Rb
_max,Rb_min,Rc_max,Rc_min
と距離が得られているとすると、ソースコイル16iは
次の8点を頂点とする微小空間内にその存在が制限され
る。
The three sense coils 22j are connected to Sa, Sb,
Sc, and Ra_max, Ra_min, Rb, respectively
_Max, Rb_min, Rc_max, Rc_min
Assuming that the distance is obtained, the existence of the source coil 16i is restricted in a minute space having the following eight points as vertices.

【0136】Ra一max,Rb_max,Rc_ma
xをそれぞれ半径とする球の交点 Ra一min,Rb_max,Rc_maxをそれぞれ
半径とする球の交点 Ra_max,Rb_min,Rc_maxをそれぞれ
半径とする球の交点 Ra_max,Rb_max,Rc_minをそれぞれ
半径とする球の交点 Ra_min,Rb_min,Rc_maxをそれぞれ
半径とする球の交点 Ra_min,Rb_max,Rc_minをそれぞれ
半径とする球の交点 Ra一max,Rb_min,Rc_minをそれぞれ
半径とする球の交点 Ra_min,Rb_min,Rc_minをそれぞれ
半径とする球の交点 そして、これら8点の囲む微小領域の重心点をソースコ
イル16iの位置座標として出力する。さらに、センス
コイル22jの数が多くなるほど、ソースコイル16i
の存在可能領域はさらに小さく限定でき、ソースコイル
16iの位置をより正確に得ることが出来る。
Ra-max, Rb_max, Rc_ma
Intersection points of spheres with radius x respectively Ra min, Rb_max, intersection points of spheres with radius Rc_max Ra_max, Rb_min, intersection points of spheres with radius Rc_max Ra_max, Rb_max, intersection points of spheres with radius Rc_min, respectively Intersection points of spheres having radii Ra_min, Rb_min, and Rc_max. Intersection points of spheres having radii of Ra_min, Rb_max, and Rc_min. Radius intersection points Ra_min, Rb_min, and Rc_min of radii. Then, the center of gravity of the minute area surrounded by these eight points is output as the position coordinates of the source coil 16i. Further, as the number of sense coils 22j increases, the source coil 16i
Can be limited to a smaller area, and the position of the source coil 16i can be obtained more accurately.

【0137】このソースコイル位置限定方法は、3個の
球の交点を算出するという単純な算術計算であるので、
その処理時間がかからない上、ソースコイル16iの存
在領域をごく微小な領域内に限定することを可能にした
極めて優れた方法である。このようにして各ソースコイ
ル16iの位置座標の算出を行い、ステップS34のソ
ースコイル16iの位置座標データを得る。これらのデ
ータを用いて次のブロックB4の処理に移る。
Since this source coil position limiting method is a simple arithmetic calculation of calculating the intersection of three spheres,
It is an extremely excellent method that does not require the processing time and can limit the existence region of the source coil 16i to a very small region. In this way, the position coordinates of each source coil 16i are calculated, and the position coordinate data of the source coil 16i in step S34 is obtained. The processing of the next block B4 is performed using these data.

【0138】B4:画像表示ブロック このブロックB4は、ソースコイル16iの位置座標デ
ータを基に、挿入状態にあるスコープ形状イメージをC
RT上に描写するまでの処理を担う。ソースコイル16
iの位置座標は、挿入されたスコープの通過した軌跡で
ある。そこで、これを基に挿入状態にあるスコープ形状
を推定する。スコープの挿入形状が推定できたら、結果
をCRT上に描写する。そのとき3次元のスコープ形状
を2次元のCRT画面で表示しなければならないため、
その描像がより3次元的に表されるような工夫が必要と
なる。
B4: Image display block This block B4 is based on the position coordinate data of the source coil 16i, and the scope shape image in the inserted state is C
Responsible for processing up to drawing on RT. Source coil 16
The position coordinate of i is the locus that the inserted scope has passed. Therefore, based on this, the scope shape in the inserted state is estimated. When the insertion shape of the scope can be estimated, the result is drawn on the CRT. At that time, because the 3D scope shape must be displayed on the 2D CRT screen,
It is necessary to devise so that the image can be expressed more three-dimensionally.

【0139】又、スコープイメージが任意の方向に回転
させられたり、今どのような方向からスコープイメージ
を眺めているのかが瞬時に判断できるようであれば、そ
の使い勝手はさらに向上する。このようなことを鑑み、
このシステムにおいてはステップS41のキーボード入
力処理により、与えられたユーザコマンドに対応するキ
ー入力がなされた場合、その内容に応じて設定パラメー
タ等を変更するまでを担う。
Further, if the scope image can be rotated in any direction and the direction from which the scope image is being viewed can be instantly judged, the usability is further improved. In view of this,
In this system, when the key input corresponding to the given user command is performed by the keyboard input process of step S41, it is up to changing the setting parameters and the like according to the contents.

【0140】例えば、キーボードからの指示によりx軸
等の軸の回りのイメージ像の回転、イメージ像の拡大&
縮小等の処理を行う。その後にステップS42のスコー
プイメージ描写処理を行い、CRTにスコープイメージ
を表示する。その後、プログラムの終了か否かの選択に
より、終了しない場合には再びステップS21に戻り、
終了を選択した場合にはこのスコープイメージの描写を
行うための処理を終了する。
For example, rotation of an image image around an axis such as the x-axis, enlargement of the image image & by the instruction from the keyboard.
Performs processing such as reduction. After that, the scope image depiction processing of step S42 is performed, and the scope image is displayed on the CRT. After that, depending on whether the program is finished or not, if it is not finished, the process returns to step S21,
When the end is selected, the process for drawing the scope image ends.

【0141】この実施の形態によれば、起動時や使用者
からの要請があった場合、ソースコイル16iの駆動周
波数の最適化処理を行い、検出される検出信号の振幅デ
ータの内で検出値が最大となる駆動周波数設定データに
設定する処理を行った後、その駆動周波数設定データを
用いて決定される周波数でそれぞれ駆動することにな
る。このような駆動周波数の最適化を使用前に行うこと
により、周囲温度の変化とか経時的な変化による装置へ
の影響がある場合にも、S/Nが高く、且つ高感度の信
号成分の抽出分解が行える状態で位置検出を行うことが
できるので、高精度の位置検出及び形状表示が可能にな
る。
According to this embodiment, at the time of start-up or when there is a request from the user, the drive frequency of the source coil 16i is optimized, and the detected value in the amplitude data of the detected signal is detected. After performing the process of setting the driving frequency setting data that maximizes the driving frequency, the driving is performed at the frequency determined by using the driving frequency setting data. By performing such a drive frequency optimization before use, even if there is an influence on the device due to a change in ambient temperature or a change over time, signal components with high S / N and high sensitivity are extracted. Since position detection can be performed in a disassembled state, highly accurate position detection and shape display are possible.

【0142】(第2の実施の形態)次に第2の実施の形
態を説明する。その全体の構成は図1と同じである。ま
た、本実施の形態の内視鏡形状検出装置3は図2におい
て、ソースコイル駆動回路部29とPIO30とが切り
離された構成である。また、CPU31は駆動周波数設
定データの変更機能31aを行わない。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described. The whole structure is the same as that of FIG. Further, the endoscope shape detection device 3 of the present embodiment has a configuration in which the source coil drive circuit unit 29 and the PIO 30 are separated from each other in FIG. Further, the CPU 31 does not perform the drive frequency setting data changing function 31a.

【0143】従って、本実施の形態におけるソースコイ
ル駆動回路部29′は図15に示すようにPIO30と
切り離された周波数発振回路40′とソースコイル駆動
回路41kとから構成される。図15のソースコイル駆
動回路41k部分は図3と同じ構成である。
Therefore, the source coil drive circuit portion 29 'in this embodiment is composed of the frequency oscillation circuit 40' separated from the PIO 30 and the source coil drive circuit 41k as shown in FIG. The source coil drive circuit 41k portion of FIG. 15 has the same configuration as that of FIG.

【0144】また、周波数発振回路40′の構成を図1
6に示す。この周波数発振回路40′は図4の周波数発
振回路40において、ラッチ40cの代わりにディップ
スイッチ40c′で構成され、図4におけるデコーダ4
0dを有しない。各ディップスイッチ40c′の構成を
図17に示す。図17に示すようにディップスイッチ4
0c′のスイッチS1,S2,…,S8の一端は接地さ
れ、他端はLCA40aに接続されると共に、抵抗R4
1〜48を介して電源端+5Vに接続されており、ディ
ップスイッチ40c′のS1,S2,…、S8のON/
OFFにより周波数データが設定されるようにしてい
る。
The configuration of the frequency oscillating circuit 40 'is shown in FIG.
6 is shown. This frequency oscillating circuit 40 'is configured by a DIP switch 40c' instead of the latch 40c in the frequency oscillating circuit 40 of FIG.
It does not have 0d. The structure of each DIP switch 40c 'is shown in FIG. As shown in FIG. 17, the DIP switch 4
, One of the switches S1, S2, ..., S8 of 0c ′ is grounded, the other end is connected to the LCA 40a, and the resistor R4 is connected.
It is connected to the power supply terminal + 5V via 1 to 48, and S1, S2, ..., S8 of the dip switch 40c 'are turned on / off.
The frequency data is set by turning it off.

【0145】この実施の形態ではDSP26は参照信号
の周波数を所定の範囲でスイープ等して変更する手段を
備え、最大の検出信号データが得られる場合の参照信号
の周波数にロックすることにより参照信号の周波数を駆
動信号の周波数に一致するように調整する手段を形成し
ている。
In this embodiment, the DSP 26 is provided with means for changing the frequency of the reference signal by sweeping it within a predetermined range, and locking the reference signal frequency when the maximum detection signal data is obtained. To form a means for adjusting the frequency of the drive signal to match the frequency of the drive signal.

【0146】その他の構成は第1の実施の形態と同じで
ある。次に第1の実施の形態と異なる部分の動作を説明
する。第1の実施の形態ではソースコイル駆動回路部2
9は、各ソースコイル16iをそれぞれ異なる周波数の
正弦波電流で駆動し、それぞれの駆動周波数はソースコ
イル駆動回路部29内の駆動周波数データ格納手段にP
IO(パラレル入出力回路)30を介してCPU(中央
処理ユニット)31が格納していたが、この実施の形態
ではディップスイッチ40c′の設定により決定され
る。
The other structure is the same as that of the first embodiment. Next, the operation of the part different from that of the first embodiment will be described. In the first embodiment, the source coil drive circuit unit 2
9 drives each source coil 16i with a sinusoidal current having a different frequency, and the respective drive frequencies are stored in the drive frequency data storage means in the source coil drive circuit unit 29.
The CPU (central processing unit) 31 was stored via the IO (parallel input / output circuit) 30, but in this embodiment, it is determined by the setting of the dip switch 40c '.

【0147】また、第1の実施の形態では起動時や使用
者からの要請があった場合、DSP26はソースコイル
の駆動周波数の最適化の処理を行ったが、本実施の形態
では、起動時や使用者からの要請があった場合、DSP
26はADC25kのサンプリング周波数およびFFT
解析処理の参照信号の周波数の最適化処理を行う。この
処理は、抽出したデータのうち検出信号の振幅データの
検出精度が、各ソースコイル位置の算出精度に大きな影
響を与えるためであり、常に高精度の位置検出を行うた
めに行われる。
Further, in the first embodiment, the DSP 26 performs the process of optimizing the drive frequency of the source coil at the time of startup or when there is a request from the user, but in this embodiment, at the time of startup. Or at the request of the user, DSP
26 is a sampling frequency of ADC 25k and FFT
The frequency of the reference signal for the analysis process is optimized. This processing is performed because the detection accuracy of the amplitude data of the detection signal in the extracted data has a great influence on the calculation accuracy of each source coil position, and is always performed for highly accurate position detection.

【0148】具体的には、DSP26から所定の時間間
隔でインクリメント等して送出される参照信号の周波数
設定データ毎に、DSP26からADC25kに供給す
るサンプリング周波数を変更し、さらにFFT解析処理
で使用するために初期設定時に算出し格納している正弦
波の参照信号テーブルを再計算および格納した後、検出
信号の振幅データをDSP用メモリに記憶する。DSP
26は、この記憶したデータの中で振幅値が最大となる
参照信号の周波数設定データをDSP用メモリ27に記
憶し、さらに参照信号の周波数設定データを基に、それ
ぞれに最適化されたサンプリング周波数と正弦波参照信
号テーブルで抽出処理を行う。
Specifically, the sampling frequency supplied from the DSP 26 to the ADC 25k is changed for each frequency setting data of the reference signal which is sent from the DSP 26 by incrementing at a predetermined time interval, and further used in the FFT analysis processing. Therefore, after recalculating and storing the reference signal table of the sine wave calculated and stored at the time of initial setting, the amplitude data of the detection signal is stored in the DSP memory. DSP
Reference numeral 26 stores the frequency setting data of the reference signal having the maximum amplitude value in the stored data in the DSP memory 27, and further, based on the frequency setting data of the reference signal, the optimized sampling frequency. And the sine wave reference signal table are used for extraction processing.

【0149】DSP26は、次の段階として、抽出され
たすべての周波数成分から16個ののソースコイル16
iの空間座標を算出する処理を行い、その結果を2ポー
トメモリ28に転送する。
As a next step, the DSP 26 extracts 16 source coils 16 from all the extracted frequency components.
The process of calculating the spatial coordinates of i is performed, and the result is transferred to the 2-port memory 28.

【0150】以降、DSP26は、(1)センスコイル
信号のサンプリング→(2)周波数成分の抽出→(3)
ソースコイルの位置算出を繰り返す。その他は第1の実
施の形態で説明したように動作する。
After that, the DSP 26 performs (1) sampling of the sense coil signal → (2) extraction of frequency component → (3)
The position calculation of the source coil is repeated. Others operate as described in the first embodiment.

【0151】本実施の形態においては、ソースコイルの
駆動周波数は固定でよいので、図15〜図17に示すよ
うに、PIO30との接続をせず、DIPスイッチ40
c′によって駆動周波数の設定を行ったが、第1の実施
の形態のように構成しても良い。第1の実施の形態のよ
うに構成した場合には第1の実施の形態の動作の説明と
同様にCPU31によりPIO30を介してラッチ40
cに格納される駆動周波数データにより、駆動周波数の
設定が行われる。また、本実施の形態の効果は第1の実
施の形態と同様の効果を有する。
In the present embodiment, since the drive frequency of the source coil may be fixed, as shown in FIGS. 15 to 17, the DIP switch 40 is not connected to the PIO 30.
Although the drive frequency is set by c ', it may be configured as in the first embodiment. In the case of the configuration as in the first embodiment, the latch 40 is executed by the CPU 31 via the PIO 30 in the same manner as the description of the operation of the first embodiment.
The drive frequency is set based on the drive frequency data stored in c. Further, the effects of this embodiment have the same effects as those of the first embodiment.

【0152】(第3の実施の形態)第1の実施の形態で
も述べたように、センスケーブルは全長が長い構成とな
るため、ケーブル全体の浮遊容量が大きく、シールド部
分の抵抗成分も大きくなってしまう。従って、検出信号
にノイズ成分が重畳することを防ぐために、シールドの
電位を検出信号の中間電位に保持するシールド駆動回路
を設けていた。
(Third Embodiment) As described in the first embodiment, since the sense cable has a long total length, the stray capacitance of the entire cable is large and the resistance component of the shield portion is also large. Will end up. Therefore, in order to prevent the noise component from being superimposed on the detection signal, the shield drive circuit that holds the potential of the shield at the intermediate potential of the detection signal is provided.

【0153】一点での磁界の強さを検出するために、3
つの1軸コイルのそれぞれの軸が直交しかつ中心が一致
するように配置して構成された3軸センスコイル22j
を用いるが、この3軸センスコイル22jの3本のセン
スケーブル19は、ほぼ平行かつ密着して配線された状
態で、各シールド部分をそれぞれ単独に駆動されてい
た。
In order to detect the strength of the magnetic field at one point, 3
A three-axis sense coil 22j configured by arranging two single-axis coils so that their axes are orthogonal to each other and their centers coincide with each other.
However, the three sense cables 19 of the triaxial sense coil 22j were individually driven in the respective shield portions in a state of being wired substantially in parallel and in close contact with each other.

【0154】このため、X軸コイル,Y軸コイル,Z軸
コイルのそれぞれで検出される信号レベルが著しく異な
る場合には、各シールド部分の保たれた電位の差異によ
る干渉が発生し、検出信号が正確に検出できない可能性
がある。そこで本実施の形態は、センスコイルの検出信
号を入力し増幅する手段において、センスコイル出力を
より正確に検出することを目的としている。
Therefore, when the signal levels detected by the X-axis coil, the Y-axis coil, and the Z-axis coil are remarkably different from each other, the interference due to the difference in the potentials held by the shield portions causes the detection signal. May not be detected accurately. Therefore, the present embodiment aims to more accurately detect the sense coil output in the means for inputting and amplifying the detection signal of the sense coil.

【0155】本実施の形態におけるセンスコイル信号増
幅回路部24の構成を図18に示す。
FIG. 18 shows the configuration of the sense coil signal amplifier circuit section 24 in the present embodiment.

【0156】3つの円形コイル221,222,223
のそれぞれの軸が直交しかつ中心が一致するように配置
された3軸センスコイル22jと、各軸のセンスコイル
検出信号を増幅するセンスコイル信号増幅回路24k
と、X軸コイル221の両端とセンスコイル信号増幅回
路24kの入力端子を接続するツイストペア・シールド
線からなるセンスケーブル19aと、センスケーブル1
9aの2本の信号線に接続された中間電位検出手段43
aと、Y軸コイル222の両端とセンスコイル信号増幅
回路24の入力端子を接続すツイステペア・シールト線
からなるセンスケーブル19bと、センスケーブル19
bの2本の信号線に接続された中間電位検出手段43b
と、Z軸コイル223の両端とセンスコイル信号増幅回
路24の入力端子を接続するツイストペア・シールド線
からなるセンスケーブル19cと、センスケーブル19
cの2本の信号線に接続された中間電位検出手段43c
と、3つの中間電位検出手段43a,43b,43cの
出力信号を入力し平均した電位を3つのセンスケーブル
19a,19b,19cに供給する平均化手段44とか
ら構成される。その他の構成は第1の実施の形態或いは
第2の実施の形態と同様の構成である。
Three circular coils 221, 222, 223
And a three-axis sense coil 22j arranged so that their axes are orthogonal to each other and the centers thereof coincide with each other, and a sense coil signal amplifier circuit 24k for amplifying a sense coil detection signal of each axis.
And a sense cable 19a including a twisted pair shield wire that connects both ends of the X-axis coil 221 and the input terminal of the sense coil signal amplifier circuit 24k, and the sense cable 1
Intermediate potential detecting means 43 connected to the two signal lines 9a
a, a sense cable 19b composed of a twisted pair shield line connecting both ends of the Y-axis coil 222 and the input terminal of the sense coil signal amplifier circuit 24, and a sense cable 19b.
intermediate potential detecting means 43b connected to the two signal lines b.
And a sense cable 19c including a twisted pair shield wire that connects both ends of the Z-axis coil 223 and the input terminal of the sense coil signal amplifier circuit 24, and a sense cable 19c.
intermediate potential detecting means 43c connected to the two signal lines of c
And an averaging means 44 which inputs the output signals of the three intermediate potential detecting means 43a, 43b and 43c and supplies the averaged potential to the three sense cables 19a, 19b and 19c. The other configuration is the same as that of the first or second embodiment.

【0157】次に本実施の形態におけるセンスコイル信
号増幅回路部24の動作について説明する。3つの中間
電位検出手段43a,43b,43cにより、各センス
ケーブル19a,19b,19cの信号線間の中間電位
が検出され、平均化手段44に入力れる。平均化手段4
4は、入力された3つの中間電位より平均値を算出す
る。さらに平均化手段44は、算出した平均電位を3つ
のセンスケーブル19a,19b,19cのシールド部
分すべてに供給し、算出して平均電位に保持する。
Next, the operation of the sense coil signal amplifier circuit section 24 in the present embodiment will be described. The intermediate potentials between the signal lines of the sense cables 19a, 19b, 19c are detected by the three intermediate potential detecting means 43a, 43b, 43c, and input to the averaging means 44. Averaging means 4
4 calculates an average value from the input three intermediate potentials. Further, the averaging means 44 supplies the calculated average potential to all the shield portions of the three sense cables 19a, 19b, 19c, calculates and holds the average potential.

【0158】この作用により、各シールド部分は同電位
に保たれるので、不要な干渉を起こしにくくなり、各セ
ンスコイル出力をより正確に検出できるようになる。
By this action, since the respective shield portions are kept at the same potential, unnecessary interference is less likely to occur, and the output of each sense coil can be detected more accurately.

【0159】つまり、複数の磁界検出手段を1組として
構成する場合において、検出信号伝達手段に各々に、信
号線を覆うために設けられたシールド被覆部の電位を等
しく保つようにしたため、シールド被覆部間や信号線と
シールド被覆部でのノイズの重畳や輻射が減少する。そ
の他の効果は第1の実施の形態或いは第2の実施の形態
と同じである。
That is, when a plurality of magnetic field detecting means are constituted as one set, the potentials of the shield coating portions provided to cover the signal lines in the detection signal transmitting means are kept equal to each other. Superimposition of noise and radiation between the parts and between the signal line and the shield coating are reduced. Other effects are the same as those of the first embodiment or the second embodiment.

【0160】(第4の実施の形態)第1の実施の形態で
も述べたように、センスケーブルは全長が長く構成され
るため、ケーブル全体の浮遊容量が大きく、シールド部
分の抵抗成分も大きくなってしまう。従って、検出信号
にノイズ成分が重畳することを防ぐために、シールドの
電位を検出信号の中間電位に保持するシールド駆動回路
を設けていた。
(Fourth Embodiment) As described in the first embodiment, since the sense cable has a long total length, the stray capacitance of the entire cable is large and the resistance component of the shield part is also large. Will end up. Therefore, in order to prevent the noise component from being superimposed on the detection signal, the shield drive circuit that holds the potential of the shield at the intermediate potential of the detection signal is provided.

【0161】また3軸センスコイル22jのコイルは、
ソースコイルの発生する微弱な磁界を検出できるよう
に、感度を非常に高くしてある。このためソースコイル
駆動回路29から放射される非常に微弱な磁界も、ソー
スコイル駆動回路から見てある距離以下に3軸センスコ
イル22jを配置すると、この回路からの放射磁界が本
来のコイルからの磁界に加算されて検出されてしまう可
能性があった。
The coil of the triaxial sense coil 22j is
The sensitivity is extremely high so that the weak magnetic field generated by the source coil can be detected. Therefore, even with a very weak magnetic field radiated from the source coil drive circuit 29, if the triaxial sense coil 22j is arranged within a certain distance as viewed from the source coil drive circuit, the radiated magnetic field from this circuit will be emitted from the original coil. There was a possibility that it would be added to the magnetic field and detected.

【0162】そこで本実施の形態は、センスコイルの検
出信号を入力し増幅する手段において、センスコイル出
力をより正確に検出することを目的としている。本の実
施の形態の構成の概略を図19に示す。図19では簡単
化のため、1個のソースコイル16i及び1個のセンス
コイル22jで示している。
Therefore, the present embodiment is intended to detect the output of the sense coil more accurately in the means for inputting and amplifying the detection signal of the sense coil. The outline of the configuration of the present embodiment is shown in FIG. For simplification, FIG. 19 shows one source coil 16i and one sense coil 22j.

【0163】ソースコイル16iを駆動するソースコイ
ル駆動回路部29と、ソースコイル駆動回路部29から
放射される磁界を遮断するためのソースコイル駆動回路
部29の基準電位部分と電気的に接続された磁気シール
ド45と、磁気シールド45と電気的に接続されたシー
ルドドライブ回路24fと、シールドドライブ回路24
fと接続されたシールド部分を持ちセンスコイル出力を
センスコイル信号増幅回路部24に伝達するためのセン
スケーブル19とから構成される。その他の構成は第1
の実施の形態或いは第2の実施の形態と同様である。次
に本実施の形態におけるセンスコイル信号増幅回路部2
4の動作について説明する。
The source coil drive circuit portion 29 for driving the source coil 16i and the reference potential portion of the source coil drive circuit portion 29 for cutting off the magnetic field emitted from the source coil drive circuit portion 29 are electrically connected. Magnetic shield 45, shield drive circuit 24f electrically connected to magnetic shield 45, and shield drive circuit 24
A sense cable 19 for transmitting a sense coil output to the sense coil signal amplification circuit section 24 having a shield portion connected to f. Other configurations are first
This is the same as the second embodiment or the second embodiment. Next, the sense coil signal amplification circuit unit 2 according to the present embodiment
4 will be described.

【0164】ソースコイル駆動回路部29がソースコイ
ル16iを駆動すると、内部に流れる駆動周波数の電流
により回路自身からもわずかに磁界が発生する。磁気シ
ールド45は、鉄などの強磁性体を使用しており、この
磁界を渦電流などの磁気損失効果により吸収して減衰さ
せ、外部への磁界の漏れを防ぐ。さらに、磁気シールド
45は、ソースコイル駆動回路部29の基準電位部分と
電気的に接続しているため、電位の面でも安定してい
る。シールドドライブ回路24fが、この安定した電位
でセンスケーブル19のシールド部分の電位を保持す
る。
When the source coil drive circuit section 29 drives the source coil 16i, a slight magnetic field is generated from the circuit itself due to the current of the drive frequency flowing inside. The magnetic shield 45 uses a ferromagnetic material such as iron, and absorbs and attenuates this magnetic field by a magnetic loss effect such as an eddy current to prevent leakage of the magnetic field to the outside. Further, since the magnetic shield 45 is electrically connected to the reference potential portion of the source coil drive circuit section 29, it is stable in terms of potential. The shield drive circuit 24f holds the potential of the shield portion of the sense cable 19 at this stable potential.

【0165】この作用により、本装置において、3軸セ
ンスコイル22jの周辺にはソースコイル以外の磁気発
生源は存在しなくなるため、3軸センスコイル22jと
ソースコイル駆動回路部29を近づけて配置できるよう
になり、装置を小型化できる。その他は第1の実施の形
態或いは第2の実施の形態の効果と同様の効果を有す
る。
With this operation, in this apparatus, there is no magnetic source other than the source coil around the triaxial sense coil 22j, so that the triaxial sense coil 22j and the source coil drive circuit unit 29 can be arranged close to each other. As a result, the device can be downsized. Others have the same effects as those of the first embodiment or the second embodiment.

【0166】(第5の実施の形態)内視鏡の形状を検出
する装置におけるその手法の一つとして、磁気を用い
て、発生源のコイルの位置を求め、得られたコイルの位
置を元に補間処理を施して、内視鏡形状を表示するもの
がある。
(Fifth Embodiment) As one of the methods in the apparatus for detecting the shape of the endoscope, the position of the coil of the generation source is obtained by using magnetism, and the obtained position of the coil is used as the basis. There is a method in which an endoscope shape is displayed by performing interpolation processing on.

【0167】この手法においては、検出される磁界強度
が、磁界発生源、磁界検出のそれぞれのコイルの相対角
度により異なるという現象があるので、位置と共に相対
角度も正確に推定することが必要になる。
In this method, there is a phenomenon that the detected magnetic field strength differs depending on the relative angle of each coil of the magnetic field generation source and the magnetic field detection. Therefore, it is necessary to accurately estimate the relative angle as well as the position. .

【0168】そのため、コイル位置、コイルの相対角度
を仮の値として、その値で検出されるべき磁界強度と実
際に検出される磁界強度の差を求め、この差が閾値以下
となれば、真の位置、角度が求められたとする推定手法
が考案されている。この手法は、真値が正確に推定でき
るが、推定値と実測値がある誤差以下になるまでの計算
量が膨大で、処理に時間が掛かるという問題がある。
Therefore, using the coil position and the relative angle of the coil as tentative values, the difference between the magnetic field strength to be detected at that value and the actually detected magnetic field strength is calculated. An estimation method has been devised in which the position and angle of is determined. Although this method can accurately estimate the true value, it has a problem that the amount of calculation until the estimated value and the measured value are less than or equal to a certain error is enormous, and the processing takes time.

【0169】そこで、本実施の形態では位置検出の対象
としている内視鏡は体内に挿入されており、一般的に
は、高速では移動しないという点を考慮し、一度位置、
角度を求めたら、それ以降の位置、角度の推定は、求め
られた値を推定の初期値として利用するようにした。
In view of this, in the present embodiment, the endoscope whose position is to be detected is inserted into the body, and in general, considering that the endoscope does not move at high speed,
After obtaining the angle, the subsequent estimation of position and angle uses the obtained values as initial values for estimation.

【0170】このように、位置推定の初期値を、前回の
位置探策で得られた、値としたので、推定値と、実測値
の誤差は急速に、閾値以下になり、推定のための計算量
が少なくなり高速に位置、角度が求められる。また、ほ
とんど位置が変化していない場合には、前回の位置、角
度がそのまま使用でき、真値をさらに高速に求めること
ができる。
As described above, since the initial value of the position estimation is the value obtained by the previous position detection, the error between the estimated value and the actually measured value rapidly becomes equal to or less than the threshold value, and The amount of calculation is reduced and the position and angle can be obtained at high speed. If the position has hardly changed, the previous position and angle can be used as they are, and the true value can be obtained at a higher speed.

【0171】このように、位置、角度が高速に推定でき
るアルゴリズムを採用しても、全体の位置が変化した場
合には、やはり全ての位置計算を実行することが必要と
なり、そのため、計算処理に時間が掛かることになる。
そこで本実施の形態は、複雑な繰り返し計算を高速に実
行するために、磁界を用いた内視鏡形状検出装置におい
て、複数のプロセッサ資源を内蔵すると共に、協調・並
列動作する機能を内蔵させるようにした。
As described above, even if the algorithm capable of estimating the position and the angle at high speed is adopted, it is necessary to execute all the position calculations when the entire position changes, and therefore, the calculation process is performed. It will take time.
Therefore, in the present embodiment, in order to execute complicated iterative calculation at high speed, in an endoscope shape detection apparatus using a magnetic field, a plurality of processor resources are incorporated and a function of cooperating / parallel operation is incorporated. I chose

【0172】また、分散して処理を行うので、内視鏡形
状描画時に利用する位置データの同時性を確保するため
に、位置データとサンプリング時刻を表すデータを合わ
せて保存する手段と、複数の位置データの最新データを
用いて描画を行うために、位置データ収集手段によるデ
ータ収集がすべて完了している最新のデータ群を用い
て、コイル位置を分散処理にて算出し、得られたコイル
位置、角度から、内視鏡全体形状を描出する手段を内蔵
する、内視鏡形状検出装置としている。
Further, since the processing is performed in a distributed manner, in order to ensure the simultaneity of the position data used at the time of drawing the shape of the endoscope, a unit for storing the position data and the data representing the sampling time together, and a plurality of means for storing the data. In order to perform drawing using the latest data of the position data, the coil position is calculated by distributed processing using the latest data group for which the data collection by the position data collection means has been completed, and the obtained coil position is obtained. The endoscope shape detecting device has a built-in means for drawing the entire shape of the endoscope from an angle.

【0173】本実施の形態では複数のプロセッサを用い
て協調動作させる場合には、当然CPUの処理の負荷の
高い処理を分散並列処理させることが、全体の処理速度
向上には効果的である。
In the present embodiment, when a plurality of processors are used for cooperative operation, naturally distributed parallel processing of processing with a high CPU load is effective for improving the overall processing speed.

【0174】そこで、複数のコイルを、それぞれ別の周
波数で同時に駆動する場合を例として示す。この場合、
収集されたデータから、それぞれのコイルごとの信号の
振幅及び基準信号からの位相差を求める処理がCPUに
対する負荷が高い。また最終的に得られた内視鏡形状を
描画する部分にも多大のCPU資源を使うことになる。
Therefore, a case where a plurality of coils are simultaneously driven at different frequencies will be described as an example. in this case,
The process of obtaining the amplitude of the signal for each coil and the phase difference from the reference signal from the collected data places a heavy load on the CPU. In addition, a large amount of CPU resources are also used for the portion for drawing the finally obtained endoscope shape.

【0175】本実施の形態の構成を図20に示す。図示
しないソースコイル駆動回路部及びこのソースコイル駆
動回路部により磁界を発生するソースコイルとからなる
磁界発生ブロックと、磁界を検出するための3軸センス
コイル22j、この3軸センスコイル22jの各軸のコ
イル検出信号を増幅するアンプ24、各アンプ24から
出力されるアナログ信号出力をデジタル信号に変換する
ADC25k、ADC25kから出力されるデジタル信
号から磁界発生源となるソースコイルの位置及び角度を
検出するCPU48を備えた検出ブロック47と、複数
の検出ブロック47に設けられたCPU48から転送さ
れるサンプリング時刻データと位置データとを関連付け
て格納するバッファメモリ46と、バッファメモリ46
の複数の位置データから最新データを用いて内視鏡の形
状を描画データを生成する描画用CPU31と、描画用
CPU31が生成した描画データを記憶するためのビデ
オRAM33と、ビデオ信号増幅回路34及びモニタ2
3とから構成される。なお、図示しないソースコイル駆
動回路部は第1の実施の形態で説明したように駆動周波
数を最適化する機能或いは手段を備えている。
The configuration of this embodiment is shown in FIG. A magnetic field generation block including a source coil drive circuit unit (not shown) and a source coil that generates a magnetic field by the source coil drive circuit unit, a triaxial sense coil 22j for detecting the magnetic field, and each axis of the triaxial sense coil 22j. 24 that amplifies the coil detection signal of A, the ADC 25k that converts the analog signal output output from each amplifier 24 into a digital signal, and the position and angle of the source coil that is the magnetic field generation source are detected from the digital signal output from the ADC 25k. A detection block 47 including a CPU 48, a buffer memory 46 that stores sampling time data and position data transferred from the CPUs 48 provided in the plurality of detection blocks 47 in association with each other, and a buffer memory 46.
Drawing CPU 31 for generating drawing data of the shape of the endoscope using the latest data from a plurality of position data, a video RAM 33 for storing the drawing data generated by the drawing CPU 31, a video signal amplifier circuit 34, and Monitor 2
And 3. The source coil drive circuit unit (not shown) has a function or means for optimizing the drive frequency as described in the first embodiment.

【0176】次に本実施の形態の動作について説明す
る。CPU48は、3つのADC25kがサンプリング
したセンスコイルの検出データをすべて読み込むと、読
み込んだときの時刻をサンプリング時刻データとして記
憶する。さらに、検出データに含まれる各ソースコイル
の駆動周波数に当たる周波数成分をFFT処理により抽
出し、X軸,Y軸,Z軸の各軸のコイルで検出された同
一周波数の成分の2乗和の平方根を計算する。この値を
用いて位置算出を行い、位置データを生成した後、サン
プリング時刻データと共に位置データをバッファメモリ
46に格納する。
Next, the operation of this embodiment will be described. When the CPU 48 reads all the sense coil detection data sampled by the three ADCs 25k, the time at the time of reading is stored as sampling time data. Further, the frequency component corresponding to the drive frequency of each source coil included in the detection data is extracted by FFT processing, and the square root of the sum of squares of the components of the same frequency detected by the coils of the X-axis, Y-axis, and Z-axis is extracted. To calculate. Position calculation is performed using this value to generate position data, and then the position data is stored in the buffer memory 46 together with the sampling time data.

【0177】一方描画用CPU31は、バッファメモリ
46に格納された複数のソースコイル位置データの中か
ら、サンプリング時刻が一致する各ソースコイルの位置
データを一組探し出し、最新データとして読み出しを行
う。その後、このデータを用いて内視鏡の挿入形状を表
す画像をデータを生成し、ビデオRAM33に書き込
む。
On the other hand, the drawing CPU 31 searches the plurality of source coil position data stored in the buffer memory 46 for one set of position data of each source coil having the same sampling time, and reads it as the latest data. Then, using this data, an image representing the insertion shape of the endoscope is generated and written in the video RAM 33.

【0178】このように分散させて処理を行うことによ
って、それぞれのCPU31,48の処理内容の簡略化
が行えるため、各々の処理速度を向上することができ
る。
Since the processing contents of the respective CPUs 31 and 48 can be simplified by performing the processing in such a dispersed manner, the processing speed of each can be improved.

【0179】このように周波数抽出手段および挿入状態
検出手段が行う一連の処理のうち、表示手段で表示する
ための表示データを生成する処理を主処理手段で実行
し、他の処理を複数のサブ処理に分割してそれぞれの処
理を1つ以上の副処理手段で実行して処理結果を主処理
手段に転送するようにしたため主処理手段または副処理
手段の実行内容が単純化して各々の処理時間が短縮され
るようになる。
Of the series of processes performed by the frequency extracting means and the insertion state detecting means in this way, the main processing means executes the processing for generating the display data to be displayed by the display means, and the other processing is performed by the plurality of sub-processes. Since the processing is divided and each processing is executed by one or more sub-processing means and the processing result is transferred to the main processing means, the execution contents of the main processing means or the sub-processing means are simplified and each processing time is reduced. Will be shortened.

【0180】さらに、簡略で規模の小さい数値計算処理
であれば、図21のようにCPU48の機能をDSP2
6で行わせることで、さらに高速処理が行える。その他
は第1の実施の形態の効果と同様の効果を有する。
Further, for simple and small-scale numerical calculation processing, the function of the CPU 48 is changed to the DSP 2 as shown in FIG.
By performing the processing in 6, further high speed processing can be performed. Others have the same effects as those of the first embodiment.

【0181】(第6の実施の形態)本実施の形態は、第
5の実施の形態の分散処理構成を改良したものであり、
図22に示す構成を持つ。
(Sixth Embodiment) This embodiment is an improvement of the distributed processing configuration of the fifth embodiment.
It has the configuration shown in FIG.

【0182】この実施の形態における特徴は、磁界検出
手段から入力された信号をADC25kで変換してFF
T処理を行うブロックを分散処理したことであり、バッ
ファメモリ49に格納する場合には、サンプリング時刻
を表すデータブロックと、周波数成分データを示すデー
タブロックとを関連付けて格納する。
The feature of this embodiment is that the signal input from the magnetic field detecting means is converted by the ADC 25k and the FF is used.
This is because the blocks to be subjected to the T processing have been subjected to distributed processing, and when the blocks are stored in the buffer memory 49, the data blocks representing the sampling time and the data blocks representing the frequency component data are stored in association with each other.

【0183】さらに後段のDSP50は、サンプリング
時刻が一致する各センスコイルの検出データ一組を探し
出し、最新データとして読み出し、各ソースコイルの位
置・角度検出処理を行い、サンプリング時刻データと共
に位置データをバッファメモリ46に格納する。以降の
動作は、第5の実施の形態と同様である。
Further, the DSP 50 at the subsequent stage searches for a set of detection data of each sense coil having the same sampling time, reads it as the latest data, performs the position / angle detection processing of each source coil, and buffers the position data together with the sampling time data. It is stored in the memory 46. The subsequent operation is the same as that of the fifth embodiment.

【0184】この構成では、第5の実施の形態よりもさ
らに高速処理が行える。
With this structure, higher speed processing can be performed as compared with the fifth embodiment.

【0185】また本実施の形態と同様の考え方で、A/
D25kの変換データを別のバッファメモリを設けるこ
とにより、さらに分散処理化が行える。この例でこのデ
ータの格納されるバッファメモリは位置・角度算出のた
めに後段のDSPから、随時読み出されることになる。
そのため、書き込み・読み出しバスの競合が発生しない
ように、デュアルポートメモリを使用する。
Further, in the same way of thinking as this embodiment, A /
By providing another buffer memory for the converted data of D25k, further distributed processing can be performed. In this example, the buffer memory in which this data is stored will be read from the DSP at the subsequent stage as needed to calculate the position / angle.
Therefore, the dual port memory is used so that the write / read bus contention does not occur.

【0186】(第7の実施の形態)本実施の形態は、第
1の実施の形態の位置検出アルゴリズムを改良したもの
ある。具体的には、1つのソースコイルについて、位置
検出を行う場合、そのソースコイルが存在する領域を限
定する処理では、外乱等の影響などで、それぞれの3軸
センスコイルの検出値から決まる4つの領域が、すべて
共通の領域を含まない状態になることがあり、第1の実
施の形態のアルゴリズムでは、このような場合には位置
を検出できず、処理が中止されていた。
(Seventh Embodiment) This embodiment is an improvement of the position detection algorithm of the first embodiment. Specifically, when position detection is performed for one source coil, in the process of limiting the area where the source coil exists, four sources are determined from the detection values of the three-axis sense coils due to the influence of disturbance and the like. There is a case where all the areas do not include a common area, and the algorithm of the first embodiment cannot detect the position in such a case, and the processing is stopped.

【0187】本実施の形態においては、前記のような場
合が生じたときには、前記の4つの領域A,B,C,D
のうち領域A,Bの交点群Piと、領域B,Cの交点群
Qiと、領域C,Aの交点群Riと…、をそれぞれ求め
た後、6つの交点群のなかで、もっとも近接している点
の組み合わせを見つけ、位置を求めるようにした。
In the present embodiment, when the above-mentioned case occurs, the four areas A, B, C and D described above are used.
After obtaining the intersection point group Pi of the areas A and B, the intersection point group Qi of the areas B and C, and the intersection point group Ri of the areas C and A, ... I tried to find the position by finding the combination of points.

【0188】なお、第1の実施の形態では4箇所からソ
ースコイルの位置検出を行ったが、3箇所から位置検出
を行うこともでき、この場合には3つの領域A,B,C
のうち領域A,Bの交点群Piと、領域B,Cの交点群
Qiと、領域C,Aの交点群Riをそれぞれ求めた後、
3つの交点群のなかで、もっとも近接している点の組み
合わせを見つけ、位置を求めるようにすることになる。
このように原理上はあり得ない異常な場合でも、処理が
中止されないので、装置を再起動する必要が無くなる。
In the first embodiment, the position of the source coil is detected from four points, but the position can be detected from three points. In this case, the three areas A, B and C are detected.
After obtaining the intersection points Pi of the areas A and B, the intersection points Qi of the areas B and C, and the intersection points Ri of the areas C and A, respectively,
In the group of three intersections, the combination of the points that are closest to each other is found and the position is calculated.
Even in such an abnormal case that is impossible in principle, the processing is not stopped, and it is not necessary to restart the device.

【0189】さらに、少なくとも4組以上でかつ同一周
波数の周波数成分信号を基に、内視鏡の位置を求めるよ
うにしたり、求めた内視鏡の位置が検出可能な領域の値
でないときには、予め定めた付加条件により求めた位置
を補正したりするようにすれば、内視鏡の位置検出がよ
り確実かつ正確になる。
Further, the position of the endoscope is determined based on the frequency component signals of at least four sets and having the same frequency, or when the determined position of the endoscope is not a value in the detectable region, If the position obtained by the predetermined additional condition is corrected, the position of the endoscope can be detected more reliably and accurately.

【0190】(第8の実施の形態)本実施の形態は、第
1の実施の形態の表示画面を加えて、観察中に動画の視
点(動画を見る角度や距離のこと。)を変更し易くする
ために、視点変更用のアイコンをポイントデバイスでド
ラックすると、動画上の視点がリニアに変更されるよう
にしてある。例えば、図8のアイコン群35bの左端の
アイコンをマスウでクリックし、右端のアイコンの方向
にドラッグすると、ベッド平面の傾きが前記の角度の刻
みよりも細かく傾斜していく。
(Eighth Embodiment) In this embodiment, in addition to the display screen of the first embodiment, the viewpoint of a moving image (that is, the angle or distance at which the moving image is viewed) is changed during observation. In order to make it easier, when the icon for changing the viewpoint is dragged by the point device, the viewpoint on the moving image is linearly changed. For example, when the icon on the left end of the icon group 35b in FIG. 8 is clicked with a mouse and dragged in the direction of the icon on the right end, the inclination of the bed plane becomes finer than the step of the above angle.

【0191】なお、例えば第1の実施の形態ではソース
コイル16iを挿入部7内に設置し、ソースコイル16
iの位置検出を行うことにより内視鏡形状の検出を行う
と説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、
ソースコイル16iを患者周囲の既知の位置に設置し、
3軸センスコイル22j側或いは1軸のセンスコイル2
2kを挿入部7内に設置して内視鏡形状の検出を行うよ
うにしても良い。また、上述した実施の形態等を部分的
等で組み合わせる等して異なる実施の形態等を構成する
こともでき、それらも本発明に属する。
Note that, for example, in the first embodiment, the source coil 16i is installed in the insertion portion 7, and the source coil 16i
Although it has been described that the shape of the endoscope is detected by detecting the position of i, the present invention is not limited to this.
Place the source coil 16i at a known position around the patient,
Three-axis sense coil 22j side or one-axis sense coil 2
2k may be installed in the insertion part 7 to detect the shape of the endoscope. Further, different embodiments and the like can be configured by partially combining the above-described embodiments and the like, and these also belong to the present invention.

【0192】[付記] 1.内視鏡の挿入形状を検出するために、高周波信号を
受けて磁界を生成する電磁波を放射する磁界発生手段
と、前記電磁波を受信し、受信した電磁波の磁界情報を
検出する磁界検出手段と、前記磁界検出手段が検出した
検出信号から所定の周波数成分を抽出する周波数抽出手
段と、前記周波数抽出手段が抽出した周波数成分信号を
基に、前記内視鏡の挿入状態を検出する挿入状態検出手
段と、前記挿入状態検出手段が検出した挿入状態を表示
する表示手段と、前記磁界検出手段により検出された検
出信号を前記挿入状態検出手段側へ伝達する検出信号伝
達手段と、前記磁界発生手段へ供給する高周波信号を伝
達する高周波信号伝達手段とを備え、前記磁界検出手段
および検出信号伝達手段、または磁界発生手段および高
周波信号伝達手段のいずれか一組が前記内視鏡の挿入部
に設けられた内視鏡形状検出装置において、前記高周波
信号の周波数を所定値に設定する周波数設定信号および
前記高周波信号の周波数を所定の範囲で変化させるため
の周波数変化信号を生成する周波数設定手段と、前記周
波数設定手段の生成する周波数設定信号または周波数変
化信号を基に、前記高周波信号を生成する高周波信号生
成手段と、前記周波数設定手段が周波数変化信号を生成
している場合で、かつ前記周波数抽出手段が抽出した周
波数成分信号が予め定めたものに対応する状態になった
ときの高周波信号の周波数を記憶する周波数記憶手段と
を具備し、前記周波数記憶手段に記憶された周波数に前
記高周波信号の周波数を設定するようにしたことを特徴
とする内視鏡形状検出装置。
[Additional Notes] 1. In order to detect the insertion shape of the endoscope, a magnetic field generation unit that emits an electromagnetic wave that generates a magnetic field by receiving a high frequency signal, a magnetic field detection unit that receives the electromagnetic wave and detects magnetic field information of the received electromagnetic wave, Frequency extraction means for extracting a predetermined frequency component from the detection signal detected by the magnetic field detection means, and insertion state detection means for detecting the insertion state of the endoscope based on the frequency component signal extracted by the frequency extraction means. Display means for displaying the insertion state detected by the insertion state detection means, detection signal transmission means for transmitting the detection signal detected by the magnetic field detection means to the insertion state detection means, and the magnetic field generation means. A high frequency signal transmitting means for transmitting a high frequency signal to be supplied, and the magnetic field detecting means and the detection signal transmitting means, or the magnetic field generating means and the high frequency signal transmitting means. In the endoscope shape detecting device, one set of which is provided in the insertion portion of the endoscope, a frequency setting signal for setting the frequency of the high-frequency signal to a predetermined value and the frequency of the high-frequency signal are changed within a predetermined range. Frequency setting means for generating a frequency change signal for generating a high frequency signal based on the frequency setting signal or the frequency change signal generated by the frequency setting means, and the frequency setting means for changing the frequency. A frequency storage means for storing the frequency of the high frequency signal when the signal is being generated and the frequency component signal extracted by the frequency extraction means is in a state corresponding to a predetermined one, An endoscope shape detecting device characterized in that the frequency of the high-frequency signal is set to the frequency stored in the frequency storage means.

【0193】2.内視鏡の挿入形状を検出するために、
高周波信号を受けて磁界を伴う電磁波を放出する磁界発
生手段と、前記電磁波を受信し、受信した電磁波の磁界
情報を検出する磁界検出手段と、前記磁界検出手段が検
出した検出信号から所定の周波数成分を抽出する周波数
抽出手段と、前記周波数抽出手段が抽出した周波数成分
信号を基に、前記内視鏡の挿入状態を検出する挿入状態
検出手段と、前記挿入状態検出手段が検出した挿入状態
を表示する表示状態と、前記磁界検出手段により検出さ
れた検出信号を前記挿入状態検出手段側へ伝達する検出
信号伝達手段と、前記磁界発生手段に供給する高周波信
号を伝達する高周波信号伝達手段とを備え、前記磁界検
出手段および検出信号伝達手段、または磁界発生手段お
よび高周波信号伝達手段のいずれか一組が前記内視鏡の
挿入部に設けられた内視鏡形状検出装置において、前記
高周波信号の周波数を所定値に設定する周波数設定信号
を生成する周波数設定手段と、前記周波数設定手段の生
成する周波数設定信号を基に、前記高周波信号を生成す
る高周波信号生成手段と、前記周波数抽出手段が周波数
成分を抽出する際に参照する参照信号の周波数を、所定
値に設定する参照周波数設定信号および前記参照信号の
周波数を所定の範囲で変化させるための参照周波数変化
信号を生成する参照周波数設定手段と、前記参照周波数
設定手段が参照周波数変化信号を生成している場合で、
かつ前記周波数抽出手段が抽出した周波数成分信号があ
らかじめ定めた状態と一致したときの参照信号の周波数
を記憶する周波数記憶手段とを具備し、前記参照周波数
設定手段が参照周波数変化信号の生成を終了した後に、
前記周波数記憶手段に記憶された周波数に設定するため
の参照周波数設定信号を生成するようにしたことを特徴
とする内視鏡形状検出装置。
[0193] 2. To detect the insertion shape of the endoscope,
A magnetic field generating means for receiving a high frequency signal and emitting an electromagnetic wave accompanied by a magnetic field, a magnetic field detecting means for receiving the electromagnetic wave and detecting magnetic field information of the received electromagnetic wave, and a predetermined frequency from the detection signal detected by the magnetic field detecting means. Frequency extraction means for extracting a component, based on the frequency component signal extracted by the frequency extraction means, insertion state detection means for detecting the insertion state of the endoscope, and the insertion state detected by the insertion state detection means A display state to be displayed, a detection signal transmitting means for transmitting the detection signal detected by the magnetic field detecting means to the insertion state detecting means side, and a high frequency signal transmitting means for transmitting a high frequency signal supplied to the magnetic field generating means. The magnetic field detecting means and the detection signal transmitting means, or the magnetic field generating means and the high frequency signal transmitting means are provided in the insertion portion of the endoscope. In the endoscope shape detecting device, the high frequency signal is generated based on a frequency setting means for generating a frequency setting signal for setting the frequency of the high frequency signal to a predetermined value, and the frequency setting signal generated by the frequency setting means. A high frequency signal generating means and a frequency of a reference signal which the frequency extracting means refers to when extracting a frequency component, for changing a frequency of the reference frequency setting signal and the reference signal for setting the reference frequency setting signal to a predetermined value within a predetermined range. In the case where the reference frequency setting means for generating the reference frequency change signal and the reference frequency setting means generate the reference frequency change signal,
And a frequency storage unit that stores the frequency of the reference signal when the frequency component signal extracted by the frequency extraction unit matches a predetermined state, and the reference frequency setting unit ends the generation of the reference frequency change signal. After doing
An endoscope shape detecting apparatus, wherein a reference frequency setting signal for setting the frequency stored in the frequency storage means is generated.

【0194】3.前記周波数抽出手段が、フーリエ変換
処理手段を含むことを特徴とする付記1または2の内視
鏡形状検出装置。 4.前記周波数抽出手段が、同期検波手段を含むことを
特徴とする付記1または2の内視鏡形状検出装置。 5.前記挿入状態検出手段が、求めた内視鏡の位置が検
出可能な領域の値でないときには、あらかじめ定めた付
加条件により求めた位置を補正する位置検出手段を含む
ことを特徴とする付記1または2の内視鏡形状検出装
置。
[0194] 3. The endoscope shape detection device according to appendix 1 or 2, wherein the frequency extraction means includes a Fourier transform processing means. 4. The endoscope shape detection device according to appendix 1 or 2, wherein the frequency extraction means includes a synchronous detection means. 5. Note 1 or 2, wherein the insertion state detecting means includes position detecting means for correcting the position obtained by a predetermined additional condition when the obtained position of the endoscope is not a value in a detectable region. Endoscope shape detection device.

【0195】6.複数の前記磁界検出手段を1組として
構成する場合で、前記検出信号伝達手段の各々に、信号
線を覆うために設けられたシールド被覆部の電位を等し
く保つシールド駆動手段を設けたことを特徴とする付記
1または2の内視鏡形状検出装置。 7.前記周波数抽出手段および前記挿入状態検出手段が
行う一連の処理のうち、表示手段で表示するための表示
データを生成する処理を主処理手段で実行し、他の処理
を複数のサブ処理に分割してそれぞれの処理を1つ以上
の副処理手段で実行して処理結果を主処理装置に転送す
るようにしたことを特徴とする付記1または2内視鏡形
状検出装置。
6. In the case where a plurality of magnetic field detecting means are configured as one set, each of the detection signal transmitting means is provided with a shield driving means for keeping the potentials of the shield covering portions provided for covering the signal lines equal. The endoscope shape detection device according to attachment 1 or 2. 7. Of the series of processing performed by the frequency extraction means and the insertion state detection means, the processing for generating display data to be displayed by the display means is executed by the main processing means, and the other processing is divided into a plurality of sub-processings. Appendix 1 or 2 the endoscope shape detection apparatus, wherein each processing is executed by one or more sub-processing means and the processing result is transferred to the main processing apparatus.

【0196】8.前記表示手段に表示された画面上にお
いて、複数個の調整段階の値を表すキャラクタを表示す
るキャラクタ表示手段と、前記キャラクタの1つを選択
する選択手段とを具備し、前記選択手段で選択したキャ
ラクタを、選択したキャラクタ以外のキャラクタの方向
に移動することにより、前記の2つの調整段階の値の中
間値を移動距離に対応して選択できるようにしたことを
特徴とする付記1または2の内視鏡形状検出装置。
8. On the screen displayed on the display means, a character display means for displaying a character representing a plurality of adjustment stage values and a selection means for selecting one of the characters are provided. By moving the character in the direction of a character other than the selected character, it is possible to select an intermediate value of the values of the two adjustment steps corresponding to the moving distance. Endoscope shape detector.

【0197】[0197]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
視鏡の挿入形状を検出するために、高周波信号を受けて
磁界を伴う電磁波を放射する磁界発生手段と、前記電磁
波を受信し、受信した電磁波の磁界情報を検出する磁界
検出手段と、前記磁界検出手段が検出した検出信号から
参照信号を参照して所定の周波数成分を抽出する周波数
抽出手段と、前記周波数抽出手段が抽出した周波数成分
信号を基に、前記内視鏡の挿入状態を検出する挿入状態
検出手段と、前記挿入状態検出手段が検出した挿入状態
を表示する表示手段と、前記磁界検出手段により検出さ
れた検出信号を前記挿入状態検出手段側へ伝達する検出
信号伝達手段と、前記磁界発生手段へ供給する高周波信
号を伝達する高周波信号伝達手段とを備え、前記磁界検
出手段および検出信号伝達手段、または磁界発生手段お
よび高周波信号伝達手段のいずれか一組が前記内視鏡の
挿入部に設けられた内視鏡形状検出装置において、前記
高周波信号の周波数と前記参照信号の周波数とを一致さ
せるための周波数の調整手段を設けているので、装置を
起動したときや使用者の希望等により、周波数設定手段
で設定したい周波数付近の値で高周波信号を変化させた
り、周波数抽出手段で抽出したい周波数の付近で変化さ
せたりすることによって周波数抽出手段が抽出した周波
数成分信号が、たとえば最大値のような予め定めた状態
と一致するような高周波信号を周波数を記憶し、その後
に、記憶された周波数で高周波信号を生成するように設
定等の周波数の調整が可能になるため、常に正確な周波
数成分の抽出ができる。
As described above, according to the present invention, in order to detect the insertion shape of the endoscope, magnetic field generating means for receiving a high frequency signal and radiating an electromagnetic wave accompanied by a magnetic field, and receiving the electromagnetic wave. Magnetic field detecting means for detecting magnetic field information of the received electromagnetic wave, frequency extracting means for extracting a predetermined frequency component by referring to a reference signal from the detection signal detected by the magnetic field detecting means, and the frequency extracting means for extracting An insertion state detecting means for detecting an insertion state of the endoscope based on a frequency component signal, a display means for displaying the insertion state detected by the insertion state detecting means, and a detection signal detected by the magnetic field detecting means. Is provided to the insertion state detecting means side, and a high frequency signal transmitting means for transmitting a high frequency signal supplied to the magnetic field generating means, the magnetic field detecting means and the detecting means. Signal transmission means, or a magnetic field generation means and a high-frequency signal transmission means any one set, in the endoscope shape detection device provided in the insertion portion of the endoscope, the frequency of the high-frequency signal and the frequency of the reference signal Since there is a frequency adjusting means for matching the frequency, the high frequency signal can be changed at a value near the frequency desired to be set by the frequency setting means or the frequency extraction means can be set by the frequency setting means when the device is started or the user desires. The frequency component signal extracted by the frequency extraction means by changing the frequency component near the frequency to be extracted stores a high frequency signal such that the frequency component signal matches a predetermined state such as a maximum value, and then stores it. Since it is possible to adjust the frequency such as setting so that a high frequency signal is generated at the selected frequency, it is possible to always extract the accurate frequency component.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態を備えた内視鏡シス
テムの全体構成図。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an endoscope system including a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態の内視鏡形状検出装
置の構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the endoscope shape detection device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】ソースコイル駆動回路部の基本的構成を示すブ
ロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a basic configuration of a source coil drive circuit section.

【図4】周波数発振回路の具体的な回路構成を示す回路
図。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration of a frequency oscillator circuit.

【図5】GAIN回路の具体的な回路構成を示す回路
図。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration of a GAIN circuit.

【図6】センスコイル信号増幅回路の構成をブロック
図。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a sense coil signal amplifier circuit.

【図7】センスコイル信号増幅回路の具体的な回路構成
を示す回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration of a sense coil signal amplifier circuit.

【図8】表示画面の1例を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a display screen.

【図9】ベッド周辺に設けた複数のセンスコイルで内視
鏡内の1つのソースコイルの存在範囲を検出する様子を
示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing how a plurality of sense coils provided around the bed detect the existence range of one source coil in the endoscope.

【図10】1軸コイルによる等磁界面の形状を示す説明
図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the shape of an equal magnetic field surface formed by a uniaxial coil.

【図11】傾きから位置補正を行う様子を示す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing how the position is corrected from the tilt.

【図12】内視鏡形状検出装置の処理内容を示すフロー
図。
FIG. 12 is a flowchart showing the processing contents of the endoscope shape detection device.

【図13】シールドルーム内でセンスコイルとソースコ
イルの既知の距離でセンスコイルで検出される最大磁界
強度と最小磁界強度の値を距離を変えて測定されたグラ
フを示す特性図。
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a graph in which the values of the maximum magnetic field strength and the minimum magnetic field strength detected by the sense coil at a known distance between the sense coil and the source coil in the shielded room are measured while changing the distance.

【図14】図13のデータを得る測定法等の説明図。14 is an explanatory diagram of a measuring method and the like for obtaining the data of FIG.

【図15】本発明の第2の実施の形態におけるソースコ
イル駆動回路部の基本的構成を示すブロック図。
FIG. 15 is a block diagram showing a basic configuration of a source coil drive circuit section according to the second embodiment of the present invention.

【図16】周波数発振回路の具体的な回路構成を示す回
路図。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration of a frequency oscillator circuit.

【図17】周波数設定部分の具体的回路構成を示す回路
図。
FIG. 17 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration of a frequency setting part.

【図18】本発明の第3の実施の形態におけるセンスコ
イル信号増幅回路の一部の構成を示すブロック図。
FIG. 18 is a block diagram showing a partial configuration of a sense coil signal amplifier circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第4の実施の形態における主要部の
概略構成図。
FIG. 19 is a schematic configuration diagram of a main part according to a fourth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第5の実施の形態の内視鏡形状検出
装置のブロック図。
FIG. 20 is a block diagram of an endoscope shape detection device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図21】第5の実施の形態の変形例の内視鏡形状検出
装置のブロック図。
FIG. 21 is a block diagram of an endoscope shape detection device according to a modified example of the fifth embodiment.

【図22】本発明の第6の実施の形態の内視鏡形状検出
装置のブロック図。
FIG. 22 is a block diagram of an endoscope shape detection device according to a sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内視鏡システム 2…内視鏡装置 3…内視鏡形状検出装置 4…ベッド 5…患者 6…電子内視鏡 7…挿入部 12…観察モニタ 15…プローブ 26i…ソースコイル 22j…3軸センスコイル 23…モニタ 24…センスコイル信号増幅回路部 25k…ADC 26…DSP 28…2ポートメモリ 29…ソースコイル駆動回路部 30…PIO 31…CPU 31a…駆動周波数設定データの変更機能 33…ビデオRAM 34…ビデオ信号発生回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Endoscope system 2 ... Endoscope device 3 ... Endoscope shape detection device 4 ... Bed 5 ... Patient 6 ... Electronic endoscope 7 ... Insertion part 12 ... Observation monitor 15 ... Probe 26i ... Source coil 22j ... 3 Axis sense coil 23 ... Monitor 24 ... Sense coil signal amplification circuit section 25k ... ADC 26 ... DSP 28 ... 2-port memory 29 ... Source coil drive circuit section 30 ... PIO 31 ... CPU 31a ... Drive frequency setting data change function 33 ... Video RAM 34 ... Video signal generating circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 雅直 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Masanao Hara 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内視鏡の挿入形状を検出するために、高
周波信号を受けて磁界を伴う電磁波を放射する磁界発生
手段と、 前記電磁波を受信し、受信した電磁波の磁界情報を検出
する磁界検出手段と、 前記磁界検出手段が検出した検出信号から参照信号を参
照して所定の周波数成分を抽出する周波数抽出手段と、 前記周波数抽出手段が抽出した周波数成分信号を基に、
前記内視鏡の挿入状態を検出する挿入状態検出手段と、 前記挿入状態検出手段が検出した挿入状態を表示する表
示手段と、 前記磁界検出手段により検出された検出信号を前記挿入
状態検出手段側へ伝達する検出信号伝達手段と、 前記磁界発生手段へ供給する高周波信号を伝達する高周
波信号伝達手段とを備え、 前記磁界検出手段および検出信号伝達手段、または磁界
発生手段および高周波信号伝達手段のいずれか一組が前
記内視鏡の挿入部に設けられた内視鏡形状検出装置にお
いて、 前記高周波信号の周波数と前記参照信号の周波数とを一
致させるための周波数の調整手段を設けたことを特徴と
する内視鏡形状検出装置。
1. A magnetic field generation means for receiving a high frequency signal and radiating an electromagnetic wave accompanied by a magnetic field in order to detect an insertion shape of an endoscope, and a magnetic field for receiving the electromagnetic wave and detecting magnetic field information of the received electromagnetic wave. Detecting means, a frequency extracting means for extracting a predetermined frequency component by referring to a reference signal from the detection signal detected by the magnetic field detecting means, based on the frequency component signal extracted by the frequency extracting means,
Insertion state detection means for detecting the insertion state of the endoscope, display means for displaying the insertion state detected by the insertion state detection means, and a detection signal detected by the magnetic field detection means on the insertion state detection means side To the magnetic field generating means, and a high frequency signal transmitting means for transmitting a high frequency signal to be supplied to the magnetic field generating means. In the endoscope shape detecting device, one set of which is provided in the insertion portion of the endoscope, a frequency adjusting unit for matching the frequency of the high frequency signal and the frequency of the reference signal is provided. Endoscope shape detection device.
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