專利名稱：內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其檢測(cè)并顯示被插入到體腔內(nèi)等的內(nèi)窺鏡的插入形狀等。
背景技術(shù)：
近幾年，一種內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置正在被應(yīng)用，其使用磁場(chǎng)產(chǎn)生元件和磁場(chǎng)檢測(cè)元件來(lái)檢測(cè)被插入到體內(nèi)等的內(nèi)窺鏡的形狀等，并用顯示單元進(jìn)行顯示。
例如，在作為第一現(xiàn)有例的日本特開平8-107875號(hào)公報(bào)中公開了一種裝置，其使用磁場(chǎng)來(lái)檢測(cè)內(nèi)窺鏡形狀，并顯示檢測(cè)到的內(nèi)窺鏡形狀。
該裝置驅(qū)動(dòng)以預(yù)定間隔配置于被插入到體內(nèi)的內(nèi)窺鏡的插入部?jī)?nèi)的多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件，使在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，通過(guò)被配置于體外的磁場(chǎng)檢測(cè)元件檢測(cè)各磁場(chǎng)產(chǎn)生元件的3維位置。而且，生成連續(xù)地連接所檢測(cè)出的各磁場(chǎng)產(chǎn)生元件的3維位置的曲線，由顯示單元顯示模型化的插入部的3維形狀圖像。
手術(shù)人員等通過(guò)觀察該形狀圖像，就能把握被插入體內(nèi)的插入部的前端部的位置和插入形狀等，可順利地進(jìn)行插到目標(biāo)部位的插入操作等。
在如上所述使磁場(chǎng)產(chǎn)生而檢測(cè)形狀的情況下，為了以良好的精度進(jìn)行位置檢測(cè)以及基于位置檢測(cè)的插入部形狀的計(jì)算，優(yōu)選在對(duì)檢測(cè)位置有影響的噪聲小的環(huán)境中進(jìn)行形狀檢測(cè)。特別是驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件的交流信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率的噪聲源對(duì)位置檢測(cè)的運(yùn)算結(jié)果有很大影響。
因此，在作為第二現(xiàn)有例的日本特開2003-245243號(hào)公報(bào)中公開了一種裝置，該裝置能夠選擇驅(qū)動(dòng)多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件的交流信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率，通過(guò)噪聲檢測(cè)單元檢測(cè)在不驅(qū)動(dòng)多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件的驅(qū)動(dòng)停止?fàn)顟B(tài)下檢測(cè)到的噪聲的頻率成分。而且，該裝置構(gòu)成為利用所檢測(cè)到的噪聲的頻率成分少的驅(qū)動(dòng)頻率的交流信號(hào)，來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件，在噪聲小的環(huán)境下，以良好的精度進(jìn)行位置檢測(cè)。
通過(guò)這樣，可以降低噪聲的影響，精度良好地進(jìn)行內(nèi)窺鏡形狀的檢測(cè)。
如第二現(xiàn)有例那樣，在利用噪聲影響小的驅(qū)動(dòng)頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件的情況下，需要在驅(qū)動(dòng)被配置于插入部?jī)?nèi)的許多磁場(chǎng)產(chǎn)生元件的多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻帶中進(jìn)行設(shè)定的操作，并且需要進(jìn)行如下設(shè)定操作即，使應(yīng)該從在由磁場(chǎng)檢測(cè)元件進(jìn)行了磁場(chǎng)檢測(cè)的情況下通過(guò)快速傅立葉變換(FFT)而分析得到的頻率分析結(jié)果中分離提取出的頻率成分分別與上述多個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率匹配。
因此，在第二現(xiàn)有例中，雖然能精度良好地進(jìn)行內(nèi)窺鏡形狀的檢測(cè)，但是其缺點(diǎn)是需為此花費(fèi)大量功夫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于，提供一種內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其不花費(fèi)工夫，即能夠以良好的操作性，而且精度良好地進(jìn)行內(nèi)窺鏡形狀的檢測(cè)。
本發(fā)明的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置的特征在于，具有驅(qū)動(dòng)塊，其具有多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件以及向上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)而使多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件產(chǎn)生磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部；檢測(cè)塊，其使用多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件來(lái)檢測(cè)由上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件所產(chǎn)生的磁場(chǎng)；形狀計(jì)算塊，其根據(jù)上述多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)中的相當(dāng)于上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率的頻率成分，進(jìn)行被配置于內(nèi)窺鏡的插入部?jī)?nèi)的上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件或上述多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件的位置計(jì)算，由此算出上述插入部的形狀；以及頻率設(shè)定部，其可變更地設(shè)定決定上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率的基準(zhǔn)時(shí)鐘的振蕩頻率，所述內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置將由上述頻率設(shè)定部設(shè)定的振蕩頻率的基準(zhǔn)時(shí)鐘提供給上述驅(qū)動(dòng)塊，并且也將上述基準(zhǔn)時(shí)鐘提供給上述形狀計(jì)算塊。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)鐘共同進(jìn)行利用噪聲影響小的頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)的頻率的設(shè)定、和提取相當(dāng)于形狀計(jì)算塊側(cè)的驅(qū)動(dòng)頻率的信號(hào)成分的設(shè)定，不花費(fèi)工夫就可完成，而且，可精度良好地進(jìn)行位置檢測(cè)等。


圖1是表示具有本發(fā)明的實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。
圖2是用標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系來(lái)表示內(nèi)置在線圈單元內(nèi)的讀出線圈的配置例的圖。
圖3是表示圖1的實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖4是表示圖3的接收塊以及控制塊的更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖5是表示實(shí)施例1的動(dòng)作內(nèi)容的流程圖。
圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖7是表示實(shí)施例2的動(dòng)作內(nèi)容的流程圖。
圖8是表示變形例的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

實(shí)施例。
(實(shí)施例1)參照?qǐng)D1～圖5說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例1。
如圖1所示，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1具有內(nèi)窺鏡裝置2，其進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查；和實(shí)施例1的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3，其被用于內(nèi)窺鏡檢查的輔助，該內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3被用作在向躺臥在床4上的患者5的體腔內(nèi)插入電子內(nèi)窺鏡6的插入部7進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查時(shí)的插入輔助單元。
電子內(nèi)窺鏡6在具有可撓性的細(xì)長(zhǎng)的插入部7的后端，形成有設(shè)置了彎曲操作旋鈕的操作部8，從該操作部8延伸出通用線纜(universal cord)9，其與視頻處理器(或視頻成像系統(tǒng))10連接。
該電子內(nèi)窺鏡6插通有光導(dǎo)，其傳送來(lái)自視頻處理器10內(nèi)的光源部的照明光，從被設(shè)置在插入部7的前端的照明窗射出被傳送來(lái)的照明光，對(duì)患部等進(jìn)行照明。該被照明的患部等被攝體，通過(guò)被安裝于與照明窗相鄰而設(shè)置的觀察窗上的物鏡，在配置于其成像位置上的攝像元件上成像，該攝像元件進(jìn)行光電變換。
光電變換后的信號(hào)通過(guò)視頻處理器10內(nèi)的視頻信號(hào)處理部被進(jìn)行信號(hào)處理，生成標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)，在連接于視頻處理器10上的圖像觀察用監(jiān)視器11上顯示。
在該電子內(nèi)窺鏡6內(nèi)設(shè)置有鉗子通道12，從該鉗子通道12的插入口12a插通具有多個(gè)作為磁場(chǎng)產(chǎn)生元件的源線圈14a、14b、...、14p(以下用符號(hào)14i來(lái)代表)的探針15，由此，在插入部7內(nèi)設(shè)置源線圈14i。
從該探針15的后端延伸出的源電纜16，其后端的連接器16a裝卸自由地連接于作為內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3的裝置主體的檢測(cè)裝置21上。而且，通過(guò)從檢測(cè)裝置21側(cè)通過(guò)作為高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送部(高頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸單元)的源電纜16向源線圈14i施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由此，源線圈14i向周圍放射伴隨磁場(chǎng)的電磁波。
另外，在配置于患者5躺臥的床4的附近的該檢測(cè)裝置21中，設(shè)置了(讀出)線圈單元23，其在上下方向上可自由移動(dòng)(升降)，在該線圈單元23內(nèi)配置了多個(gè)作為磁場(chǎng)檢測(cè)元件的讀出線圈。
更具體地說(shuō)，如圖2所示，例如，配置了12個(gè)讀出線圈朝向中心的Z坐標(biāo)是第一Z坐標(biāo)的例如X軸的讀出線圈22a-1、22a-2、22a-3、22a-4；朝向中心的Z坐標(biāo)是和第一Z坐標(biāo)不同的第二Z坐標(biāo)的Y軸的讀出線圈22b-1、22b-2、22b-3、22b-4；朝向中心的Z坐標(biāo)是和第一以及第二Z坐標(biāo)不同的第三Z坐標(biāo)的Z軸的讀出線圈22c-1、22c-2、22c-3、22c-4(以下，為了簡(jiǎn)單化，將22a-1、22a-2...22c-4改稱為22a、22b...22l，用符號(hào)22j(j＝a～l)來(lái)代表它們)。
讀出線圈22j通過(guò)從線圈單元23延伸的未圖示的電纜連接于檢測(cè)裝置21。在該檢測(cè)裝置21上設(shè)置了使用者用于操作裝置的操作面板24。另外，在該檢測(cè)裝置21的上部配置了液晶監(jiān)視器25作為顯示檢測(cè)出的內(nèi)窺鏡形狀的顯示單元。
內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3如圖3所示，包括驅(qū)動(dòng)塊26，其驅(qū)動(dòng)探針15內(nèi)的源線圈14i；檢測(cè)塊27，其檢測(cè)線圈單元23內(nèi)的讀出線圈22j接收到的信號(hào)；以及主處理器(形狀計(jì)算塊)28，其根據(jù)由檢測(cè)塊27檢測(cè)出的信號(hào)進(jìn)行形狀計(jì)算等信號(hào)處理。
在配置于電子內(nèi)窺鏡6的插入部7的圖3所示的探針15中，如上所述，以預(yù)定的間隔配置了用于生成磁場(chǎng)的多個(gè)例如16個(gè)源線圈14i。如圖4所示，通過(guò)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)塊26的線圈驅(qū)動(dòng)電路31i分別驅(qū)動(dòng)各源線圈14i。再有，利用線圈驅(qū)動(dòng)電路部31表示16個(gè)線圈驅(qū)動(dòng)電路31i。
如圖4所示，線圈驅(qū)動(dòng)電路部31具有16個(gè)振蕩器32i(i＝a～p)，以便能夠用各不相同的頻率的正弦波驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)16個(gè)源線圈14i。而且，通過(guò)線圈驅(qū)動(dòng)電路31i對(duì)來(lái)自振蕩器32i的正弦波進(jìn)行放大而生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)源線圈14i。即，由振蕩器32i和線圈驅(qū)動(dòng)電路31i形成驅(qū)動(dòng)源線圈14i的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路。即，由振蕩器32a～32p和線圈驅(qū)動(dòng)電路31a～31p形成驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部50。
另外，在本實(shí)施例中，具有產(chǎn)生時(shí)鐘的時(shí)鐘產(chǎn)生器33，由該時(shí)鐘產(chǎn)生器33產(chǎn)生的時(shí)鐘，通過(guò)構(gòu)成頻率設(shè)定部40的頻率設(shè)定電路34，作為其頻率被進(jìn)行變更設(shè)定的基準(zhǔn)時(shí)鐘而被輸出。
而且，將通過(guò)該頻率變更電路34而被進(jìn)行了變更設(shè)定的頻率的基準(zhǔn)時(shí)鐘共同提供給各振蕩器32i，在各振蕩器32i，根據(jù)被提供的共同的基準(zhǔn)時(shí)鐘，向線圈驅(qū)動(dòng)電路31i輸出分別不同頻率fi(具體的說(shuō)從fa到fp)的正弦波。
各振蕩器32i包括直接數(shù)字頻率合成器(Direct Digital Synthesizer，簡(jiǎn)記為DDS)35i，該DDS 35i根據(jù)提供的基準(zhǔn)時(shí)鐘，按照預(yù)先設(shè)定的數(shù)字參數(shù)值，輸出單一頻率成分的數(shù)字波形的正弦波；和D/A變換器36i，其對(duì)該DDS 35i的輸出進(jìn)行D/A變換。
各DDS 35i的時(shí)鐘輸入端被提供上述共同的基準(zhǔn)時(shí)鐘，而且在決定振蕩頻率的參數(shù)輸入端，通過(guò)控制電路37被預(yù)先設(shè)定了分別不同的參數(shù)值Pi。而且，各DDS 35i生成分別對(duì)應(yīng)于設(shè)定的參數(shù)值Pi的頻率的數(shù)字正弦波，通過(guò)D/A變換器36i變換為模擬正弦波，將其作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)向線圈驅(qū)動(dòng)電路31i輸出。頻率變更電路34例如通過(guò)控制電路37在主處理器28(構(gòu)成主處理器28的CPU 41)的控制下，被控制頻率變更的動(dòng)作。即，如圖4所示，頻率設(shè)定部40包括控制電路37和頻率變更電路34。例如，對(duì)于頻率變更電路34，根據(jù)來(lái)自主處理器28的控制信號(hào)，通過(guò)控制電路37，對(duì)存儲(chǔ)在頻率變更電路34的內(nèi)部的存儲(chǔ)器等中的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)Df進(jìn)行變更設(shè)定。而且，頻率變更電路34輸出基準(zhǔn)時(shí)鐘，該基準(zhǔn)時(shí)鐘被共同使用于與所設(shè)定的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)Df對(duì)應(yīng)的頻率。
從該頻率變更電路34輸出的基準(zhǔn)時(shí)鐘如上所述，被提供給驅(qū)動(dòng)塊26(的DDS 35i)。另外，該基準(zhǔn)時(shí)鐘也被提供給檢測(cè)塊27的各A/D變換器44j；將相當(dāng)于主處理器28的用于進(jìn)行位置信息計(jì)算的驅(qū)動(dòng)頻率的頻率成分的信號(hào)進(jìn)行分離、提取的圖4的FFT部(FFT單元)53j，或位置信息計(jì)算部(位置信息計(jì)算單元)54j，或圖3的(用軟件進(jìn)行頻率成分的分離或提取處理)CPU 41。再有，圖3所示的包含CPU 41的主處理器28，在圖4所示的主處理器部28中，用FFT部53j等由軟件構(gòu)成的功能來(lái)表示。
這樣，在本實(shí)施例中，構(gòu)成為將從頻率變更電路34輸出的基準(zhǔn)時(shí)鐘共同提供給驅(qū)動(dòng)塊26、檢測(cè)塊27、進(jìn)行形狀計(jì)算的主處理器28。
而且，其特征在于，即使在對(duì)應(yīng)于共同的基準(zhǔn)時(shí)鐘的變更設(shè)定而變更了實(shí)際上被驅(qū)動(dòng)的各源線圈14i的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率的情況下，也能和驅(qū)動(dòng)塊26側(cè)同步，在主處理器28側(cè)簡(jiǎn)單地進(jìn)行與該變更對(duì)應(yīng)的相同頻率的信號(hào)成分的提取。
另外，在計(jì)算為了計(jì)算所提取出的頻率成分中的距離而使用的其相位的情況下，因?yàn)樵隍?qū)動(dòng)側(cè)和檢測(cè)側(cè)使用共同的基準(zhǔn)時(shí)鐘，所以，可用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以良好的精度來(lái)檢測(cè)相位，因而能以良好的精度進(jìn)行距離計(jì)算。
由在圖3的主處理器28中進(jìn)行內(nèi)窺鏡形狀的計(jì)算處理等的CPU(中央處理單元)41通過(guò)PIO(并行輸入輸出電路)42，把上述頻率變更電路34的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)Df發(fā)送給驅(qū)動(dòng)塊26內(nèi)的圖4所示的控制電路37。而且，由控制電路37變更頻率設(shè)定數(shù)據(jù)Df。而且，從頻率變更電路34輸出與該頻率設(shè)定數(shù)據(jù)Df對(duì)應(yīng)的振蕩頻率的基準(zhǔn)時(shí)鐘。
這樣，僅通過(guò)頻率設(shè)定數(shù)據(jù)Df的變更來(lái)變更共同的基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率，能夠?qū)?yīng)于預(yù)先設(shè)定的參數(shù)值Pi來(lái)分別變更各振蕩器32i的頻率fi。
另一方面，線圈單元23內(nèi)的12個(gè)讀出線圈22j(在圖3以及圖4中，簡(jiǎn)化了圖2的記法，如上所述用從22a到22l來(lái)表示)連接于構(gòu)成檢測(cè)塊27的讀出線圈信號(hào)放大電路部(簡(jiǎn)單地記為放大電路部)43。
放大電路部43如圖4所示，由分別被連接于12個(gè)讀出線圈22j(j表示從a到l)的12個(gè)放大電路43j構(gòu)成。
由讀出線圈22j檢測(cè)出的檢測(cè)信號(hào)被放大電路43j放大后，被輸入到構(gòu)成A/D變換部44的A/D變換器44j中，通過(guò)A/D變換被變換為數(shù)字的檢測(cè)信號(hào)。
再有，從頻率變更電路34輸出的基準(zhǔn)時(shí)鐘被提供給A/D變換部44(的各A/D變換器44j)，和該基準(zhǔn)時(shí)鐘同步地進(jìn)行A/D變換。
A/D變換部44的輸出數(shù)據(jù)被輸入到主處理器28。該主處理器28是圖3所示的結(jié)構(gòu)，另外其功能結(jié)構(gòu)為圖4所示的結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，從驅(qū)動(dòng)塊26(的頻率變更電路34)輸出的基準(zhǔn)時(shí)鐘被提供給主處理器28內(nèi)的控制信號(hào)產(chǎn)生電路45，該控制信號(hào)產(chǎn)生電路45產(chǎn)生和該基準(zhǔn)時(shí)鐘同步的定時(shí)的控制信號(hào)。
而且，根據(jù)和上述基準(zhǔn)時(shí)鐘同步的來(lái)自控制信號(hào)產(chǎn)生電路45的控制信號(hào)，從A/D變換部44輸出的輸出數(shù)據(jù)通過(guò)本地?cái)?shù)據(jù)總線46被寫入2端口存儲(chǔ)器47。
另外，CPU 41根據(jù)來(lái)自控制信號(hào)產(chǎn)生電路45的控制信號(hào)，通過(guò)內(nèi)部總線48，讀出被寫入到2端口存儲(chǔ)器47中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，使用主存儲(chǔ)器49，如后述那樣，對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行頻率分析處理(快速傅立葉變換FFT)。
而且，CPU 41分離提取出與各源線圈14i的驅(qū)動(dòng)頻率一致的頻率成分的磁場(chǎng)檢測(cè)信息，根據(jù)被提取出的磁場(chǎng)檢測(cè)信息的各數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，計(jì)算被設(shè)置于電子內(nèi)窺鏡6的插入部7內(nèi)的各源線圈14i的空間位置坐標(biāo)。
在本實(shí)施例中，被設(shè)定于各振蕩器32i的DDS 35i中的參數(shù)值Pi的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)置于例如圖3的CPU 41內(nèi)的存儲(chǔ)器(或寄存器)41a中。
而且，CPU 41通過(guò)讀出頻率變更電路34的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)Df、并從該存儲(chǔ)器41a讀出參數(shù)值Pi，從而計(jì)算各振蕩器32i的頻率fi，分離提取出與驅(qū)動(dòng)上述各源線圈14i的驅(qū)動(dòng)頻率對(duì)應(yīng)的頻率成分的磁場(chǎng)檢測(cè)信息。
另外，CPU 41根據(jù)所計(jì)算出的位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)推定電子內(nèi)窺鏡6的插入部7的插入狀態(tài)，生成形成內(nèi)窺鏡形狀圖像的顯示數(shù)據(jù)，輸出到視頻RAM 50。被寫入該視頻RAM 50的顯示數(shù)據(jù)由視頻信號(hào)產(chǎn)生電路51讀出，被變換為模擬視頻信號(hào)，輸出到液晶監(jiān)視器25。液晶監(jiān)視器25被輸入該模擬視頻信號(hào)，從而在顯示畫面上顯示電子內(nèi)窺鏡6的插入部7的插入形狀的圖像。
在CPU 41中，計(jì)算對(duì)應(yīng)于各源線圈14i的磁場(chǎng)檢測(cè)信息，即在各讀出線圈22j中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)(正弦波信號(hào)的振幅值)和相位信息。另外，相位信息包含電動(dòng)勢(shì)的極性±。
如圖4所示，用功能性結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)明主處理器28，從A/D變換部44輸出的數(shù)字檢測(cè)數(shù)據(jù)被輸入到由專用電路或程序?qū)崿F(xiàn)的FFT部53j，該FFT部53j對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)快速地進(jìn)行頻率分析處理。而且FFT部53j對(duì)其分析處理結(jié)果提取出和各源線圈14i的驅(qū)動(dòng)頻率一致的頻率成分的磁場(chǎng)檢測(cè)信息，并輸出該磁場(chǎng)檢測(cè)信息。
即，各FFT部53j的頻率分析數(shù)據(jù)分別按照每個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率成分被分開輸入到由專用電路或程序?qū)崿F(xiàn)的位置信息計(jì)算部54a～54p。各位置信息計(jì)算部54i(i表示54a～54p之一)以各讀出線圈22j的位置為基準(zhǔn)，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)的振幅值以及相位值計(jì)算各源線圈14i的空間位置坐標(biāo)(位置信息)。
由各位置信息計(jì)算部54i計(jì)算的位置信息，被輸入到由專用電路或程序?qū)崿F(xiàn)的形狀生成部(形狀生成單元)55，該形狀生成部55根據(jù)各源線圈14i的位置信息進(jìn)行插值處理等，進(jìn)行生成插入部7的形狀的處理，輸出到顯示處理電路56。
顯示處理電路56向作為插入形狀顯示單元的液晶監(jiān)視器25輸出所計(jì)算出的插入部7的插入形狀的視頻信號(hào)，在液晶監(jiān)視器25的顯示面上顯示插入部7的插入形狀(內(nèi)窺鏡形狀)。
如上述那樣在本實(shí)施例中，把共同的基準(zhǔn)時(shí)鐘提供給驅(qū)動(dòng)塊26的各振蕩器32i，同時(shí)也提供給主處理器28。而且，通過(guò)該基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率的變更，根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)值Pi，可唯一地變更全部振蕩器32i的頻率fi。與此同時(shí)，在主處理器28側(cè)，通過(guò)參照基準(zhǔn)時(shí)鐘的值以及參數(shù)值Pi，也能自動(dòng)地計(jì)算應(yīng)分離提取的頻率，自動(dòng)地進(jìn)行源線圈14i的位置計(jì)算等(不需要用戶進(jìn)行應(yīng)分離提取的頻率的設(shè)定的作業(yè))。
再有，如以下說(shuō)明那樣，在進(jìn)行環(huán)境噪聲的測(cè)定時(shí)，在不驅(qū)動(dòng)各源線圈14i的狀態(tài)下，通過(guò)使檢測(cè)塊27以及主處理器28動(dòng)作，從而能夠兼?zhèn)溥M(jìn)行噪聲檢測(cè)的噪聲檢測(cè)部的功能。
參照?qǐng)D5說(shuō)明本實(shí)施例的作用。當(dāng)內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3的電源被接通、內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3被設(shè)定為可動(dòng)作的狀態(tài)時(shí)，在最初的步驟S1中，CPU 41開始環(huán)境噪聲的測(cè)定。
該情況下，不利用驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)各源線圈14i，和利用讀出線圈22j來(lái)驅(qū)動(dòng)源線圈14i的狀態(tài)同樣地進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。即因?yàn)樵诓淮嬖诋a(chǎn)生磁場(chǎng)的信號(hào)的狀態(tài)下，進(jìn)行磁場(chǎng)的信號(hào)檢測(cè)，所以相當(dāng)于進(jìn)行噪聲電平的測(cè)定。
此時(shí)，變更頻率變更電路34的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)Df，掃描可用于形狀檢測(cè)的多組頻率(利用沒有施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的狀態(tài)下的多組驅(qū)動(dòng)頻率，來(lái)分別測(cè)定噪聲)。
而且，根據(jù)該步驟S1的多組驅(qū)動(dòng)頻率下的測(cè)定結(jié)果，在下一步驟S2中，CPU 41計(jì)算實(shí)際進(jìn)行形狀檢測(cè)時(shí)使用的驅(qū)動(dòng)頻帶。此時(shí)，在步驟S1的測(cè)定結(jié)果中，計(jì)算出例如平均的噪聲電平最低的頻帶作為驅(qū)動(dòng)頻帶。
另外，在步驟S3中，CPU 41設(shè)定頻率設(shè)定數(shù)據(jù)Df，以使得從頻率變更電路34輸出與該平均噪聲電平為最低的頻帶對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)時(shí)鐘。而且，如下面的步驟S4所示，頻率變更電路34向各振蕩器32i提供該基準(zhǔn)時(shí)鐘。由此，各振蕩器32i根據(jù)預(yù)先設(shè)定的參數(shù)值Pi，以對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率的值的頻率fi分別進(jìn)行振蕩。該步驟S4的處理如圖5中括號(hào)所示那樣被自動(dòng)進(jìn)行。
即，通過(guò)進(jìn)行從步驟S1到步驟S4的處理，完成從頻率變更電路34輸出的基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率設(shè)定，以使得以環(huán)境噪聲最小的頻率來(lái)進(jìn)行形狀檢測(cè)，從而開始步驟S5的形狀檢測(cè)動(dòng)作。
在步驟S5中，當(dāng)開始形狀檢測(cè)的動(dòng)作時(shí)，分別利用驅(qū)動(dòng)頻率fi的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)各源線圈14i，在其周圍產(chǎn)生交流磁場(chǎng)。通過(guò)讀出線圈22j對(duì)各交流磁場(chǎng)進(jìn)行放大后，進(jìn)行A/D變換。
而且，如步驟S6所示，對(duì)于進(jìn)行了A/D變換的檢測(cè)塊27的輸出信號(hào)，由主處理器28內(nèi)的各FFT部53j進(jìn)行頻率分析處理(FFT處理)。
由FFT部53j對(duì)各讀出線圈22j的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行了頻率分析而得到的頻率分析數(shù)據(jù)，被按照分別和各源線圈14i的驅(qū)動(dòng)頻率fi一致的每個(gè)頻率成分而被分離，分配給各位置信息計(jì)算部54i。而且，如步驟S7所示，各位置信息計(jì)算部54i計(jì)算各源線圈14i的位置數(shù)據(jù)。
上述FFT處理以及按照分別和各源線圈14i的驅(qū)動(dòng)頻率fi一致的每個(gè)頻率成分進(jìn)行分離的處理，由圖3的CPU 41進(jìn)行，而此時(shí)CPU 41根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41a中的參數(shù)值Pi、和基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率的值，簡(jiǎn)單地計(jì)算各源線圈14i的驅(qū)動(dòng)頻率fi。
因此，根據(jù)本實(shí)施例，為了將和各源線圈14i的驅(qū)動(dòng)頻率fi的值分別一致的頻率成分分離，用戶不需要對(duì)CPU 41進(jìn)行設(shè)定作業(yè)就可進(jìn)行該分離處理。因此，大幅提高了操作性。
被計(jì)算出的各源線圈14i的位置數(shù)據(jù)被輸入到形狀生成部55，如步驟S8所示形狀生成部55在各源線圈14i的位置之間進(jìn)行插值等，生成配置了各源線圈14i的插入部7的形狀數(shù)據(jù)。
該形狀數(shù)據(jù)被輸入到顯示處理電路56，如步驟S9所示顯示處理電路56生成顯示插入部形狀的圖像數(shù)據(jù)，并輸出到液晶監(jiān)視器25，在顯示畫面上顯示插入部形狀。
從步驟S5到步驟S9被以預(yù)定間隔連續(xù)地反復(fù)執(zhí)行。因此，其動(dòng)作變?yōu)?，在步驟S9的處理之后，返回步驟S5，開始下一次形狀檢測(cè)。
根據(jù)進(jìn)行這種動(dòng)作的本實(shí)施例，在將驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻帶設(shè)定為噪聲電平低的頻帶的情況下，通過(guò)共同的基準(zhǔn)時(shí)鐘自身的頻率的變更設(shè)定來(lái)進(jìn)行各驅(qū)動(dòng)頻率fi的設(shè)定，而且，將該基準(zhǔn)時(shí)鐘共同提供給驅(qū)動(dòng)塊26側(cè)和進(jìn)行形狀計(jì)算的主處理器28側(cè)，因此，不需要在各部進(jìn)行必要的頻率變更的設(shè)定作業(yè)，可自動(dòng)地進(jìn)行位置計(jì)算等必需的頻率的設(shè)定，以良好的精度來(lái)計(jì)算形狀。
即，根據(jù)本實(shí)施例，能夠以更簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)，在噪聲的影響小的狀態(tài)下，精度良好地進(jìn)行內(nèi)窺鏡形狀的檢測(cè)以及顯示。
(實(shí)施例2)下面參照?qǐng)D6以及圖7說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例2。圖6表示實(shí)施例2的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3B的結(jié)構(gòu)。
該內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3B利用同步檢波，精度良好地進(jìn)行源線圈14i的位置檢測(cè)。
圖6所示的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3B具有驅(qū)動(dòng)塊26B、檢測(cè)塊27B、主處理器28B、以及液晶監(jiān)視器25。
本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)塊26B其構(gòu)成為在圖4所示的驅(qū)動(dòng)塊26中，把多個(gè)振蕩器32a～32p和線圈驅(qū)動(dòng)電路31a～31p僅作為1個(gè)系統(tǒng)，把線圈驅(qū)動(dòng)電路31a的輸出信號(hào)通過(guò)多路轉(zhuǎn)接器(multiplexer)61依次驅(qū)動(dòng)例如16個(gè)源線圈14i，即通過(guò)時(shí)分割來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。根據(jù)來(lái)自控制電路37的切換控制信號(hào)，以預(yù)定周期依次切換多路轉(zhuǎn)接器61。
另外，本實(shí)施例的檢測(cè)塊27B其構(gòu)成為在圖4的檢測(cè)塊27中，在放大電路43j和A/D變換器44j之間設(shè)置了同步檢波電路62j。即在放大電路部43和A/D變換部44之間，設(shè)置了由例如12個(gè)同步檢波電路62j構(gòu)成的同步檢波電路部62。
在實(shí)施例1中，分別用不同的驅(qū)動(dòng)頻率fi的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)各源線圈14i，而在本實(shí)施例中，例如用1個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率f的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)依次驅(qū)動(dòng)各源線圈14i。但是，在本實(shí)施例中，也如后述那樣，檢測(cè)噪聲電平，根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果，將噪聲電平低的頻率設(shè)定為驅(qū)動(dòng)各源線圈14i的驅(qū)動(dòng)頻率f。即，從許多個(gè)頻率中，根據(jù)噪聲電平的檢測(cè)結(jié)果來(lái)設(shè)定該驅(qū)動(dòng)頻率f。
另外，在本實(shí)施例中，在從許多個(gè)頻率中設(shè)定為噪聲小的頻率f的情況下，也通過(guò)變更由頻率變更電路34提供給振蕩器32a的基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率來(lái)進(jìn)行噪聲小的驅(qū)動(dòng)頻率f的設(shè)定。另外，也將從該頻率變更電路34輸出的基準(zhǔn)時(shí)鐘提供給主處理器28B。
在上述同步檢波電路62j中，通過(guò)頻率變更電路34而輸出的基準(zhǔn)時(shí)鐘經(jīng)過(guò)分頻電路63的分頻，生成和驅(qū)動(dòng)源線圈14i的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率f同步的時(shí)鐘的參照信號(hào)。而且，根據(jù)該參照信號(hào)，在該信號(hào)的每半周期，使輸入信號(hào)反轉(zhuǎn)后，通過(guò)低通濾波器得到輸出信號(hào)。從而提取出和參照信號(hào)相同頻率成分的檢波信號(hào)，使不同的頻率成分衰減。
這樣，同步檢波電路62j對(duì)于由放大電路43j放大并輸入的輸入信號(hào)，提取與驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率f一致的相同頻率的信號(hào)成分。另外，此時(shí)的參照信號(hào)因?yàn)槭歉鶕?jù)共同的基準(zhǔn)時(shí)鐘而生成的，所以其相位能夠與驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率f完全一致(相位差為0)，可在S/N良好的狀態(tài)下得到檢波信號(hào)。另外，實(shí)際上，產(chǎn)生與源線圈14i和讀出線圈22j的距離對(duì)應(yīng)的相位差，根據(jù)對(duì)應(yīng)于該相位差的檢波信號(hào)的輸出電平而得到位置信息。
由各同步檢波電路62j進(jìn)行了同步檢波后的各信號(hào)，通過(guò)A/D變換器44j被變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后，被輸入到主處理器28B。
該主處理器28B包括位置信息計(jì)算部(位置信息計(jì)算單元)54a，其計(jì)算被驅(qū)動(dòng)的源線圈14i的位置信息；同時(shí)化電路64，其將由該位置信息計(jì)算部54a依次計(jì)算出的16個(gè)源線圈的位置信息存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器等中，生成被同時(shí)化的位置信息；形狀生成部55，其根據(jù)該被同時(shí)化的位置信息而進(jìn)行形狀生成的處理；以及顯示處理電路56。
在圖4中設(shè)置有16個(gè)位置信息計(jì)算部54a～54p，而在本實(shí)施例中構(gòu)成為用1個(gè)位置信息計(jì)算部54a進(jìn)行時(shí)分割處理。
參照?qǐng)D7說(shuō)明本實(shí)施例的作用。在本實(shí)施例中，當(dāng)內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3B的電源被接通、內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3B的動(dòng)作開始時(shí)，也和圖5的情況相同，在最初的步驟S11中，具有作為主處理器28中的控制單元的功能的CPU 41開始環(huán)境噪聲的測(cè)定。
在該情況下，不驅(qū)動(dòng)源線圈14i，在讀出線圈22j不驅(qū)動(dòng)源線圈14i的無(wú)信號(hào)狀態(tài)下進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，測(cè)定噪聲電平。此時(shí)，變更頻率變更電路34的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)Df，掃描可在形狀檢測(cè)中使用的多個(gè)頻率。
然后，在下面的步驟S12中，CPU 41根據(jù)該步驟S11的多個(gè)頻率下的測(cè)定結(jié)果，計(jì)算實(shí)際使用的驅(qū)動(dòng)頻率f。此時(shí)，在步驟S11的測(cè)定結(jié)果中，計(jì)算例如平均的噪聲電平最低的頻率作為驅(qū)動(dòng)頻率f。
然后，在步驟S13中，CPU 41設(shè)定頻率設(shè)定數(shù)據(jù)Df，以使得從頻率變更電路34輸出與該平均噪聲電平最低的驅(qū)動(dòng)頻率f對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)時(shí)鐘。而且，如下面的步驟S14所示，通過(guò)將該基準(zhǔn)時(shí)鐘提供給振蕩器32a，振蕩器32a根據(jù)預(yù)先設(shè)定的參數(shù)值，以噪聲電平最低的值的驅(qū)動(dòng)頻率f進(jìn)行振蕩。該步驟S14的處理如圖7中括號(hào)所示被自動(dòng)進(jìn)行。
在實(shí)施例1中，例如，1次計(jì)算出在使用頻率分別不同的16個(gè)頻率的情況下的各驅(qū)動(dòng)頻帶，而在本實(shí)施例中，僅計(jì)算出1個(gè)驅(qū)動(dòng)頻率f即可，所以，例如能夠計(jì)算出環(huán)境噪聲最小的頻率，將該頻率作為驅(qū)動(dòng)頻率f。
接著，在下面的步驟S15中，開始形狀檢測(cè)的動(dòng)作。
控制電路37通過(guò)多路轉(zhuǎn)接器61依次選擇施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的源線圈14i，通過(guò)時(shí)分割來(lái)驅(qū)動(dòng)各源線圈14i。因此，在步驟S16中，將源線圈編號(hào)的參數(shù)n設(shè)為1。具體地來(lái)說(shuō)，CPU 41通過(guò)控制電路37控制多路轉(zhuǎn)接器61的選擇，將接通的源線圈14i設(shè)為第一個(gè)源線圈14a。
然后，在下面的步驟S17中，利用驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)第n(＝1)個(gè)源線圈14a。該源線圈14a產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過(guò)12個(gè)讀出線圈22j分別被檢測(cè)出，分別經(jīng)由同步檢波電路62j提取出相同頻率成分的信號(hào)成分，并輸入到位置信息計(jì)算部54a。
然后，如步驟S18所示，位置信息計(jì)算部54a根據(jù)12個(gè)讀出線圈22j進(jìn)行了同步檢波后的數(shù)據(jù)，計(jì)算第n(＝1)個(gè)源線圈14a的位置。
然后，在下面的步驟S19中，進(jìn)行n(最后的編號(hào))是否等于p(＝16)的判斷。而且，在不符合此條件的情況下，在步驟S20中，把n設(shè)為加1后的值，返回步驟S17，反復(fù)從步驟S17到S20的處理。
而且，在n和p一致的情況下，因?yàn)橥瓿闪巳吭淳€圈14a～14p的位置計(jì)算，所以從步驟S19進(jìn)入步驟S21的處理。
在該步驟S21中形狀生成部55進(jìn)行如下處理使用全部源線圈14a～14p的位置信息，進(jìn)一步通過(guò)在源線圈14a～14p之間進(jìn)行插值等，來(lái)計(jì)算配置了這些源線圈14a～14p的插入部7的形狀。
然后，在下面的步驟S22中，顯示處理電路56生成插入部7的形狀的圖像數(shù)據(jù)，在液晶監(jiān)視器25上顯示插入部7的形狀的圖像。
根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)基準(zhǔn)時(shí)鐘的共同化和基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率的變更單元，從而不需要伴隨使驅(qū)動(dòng)側(cè)磁場(chǎng)產(chǎn)生的頻率設(shè)定的如下處理，即對(duì)振蕩器(振蕩單元)內(nèi)的DDS設(shè)定的值的變更、主處理器(形狀計(jì)算塊)側(cè)的參照信號(hào)的頻率的變更等，不花費(fèi)工夫便可簡(jiǎn)單地進(jìn)行精度良好的形狀檢測(cè)以及形狀顯示。
另外，通過(guò)把振蕩器的個(gè)數(shù)設(shè)為1個(gè)，能夠簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)塊側(cè)的結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施例3)下面，參照?qǐng)D8說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例3。圖8表示實(shí)施例3的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3C的驅(qū)動(dòng)塊26B、檢測(cè)塊27以及主處理器28C的結(jié)構(gòu)。
該內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3C和實(shí)施例2相同，利用同步檢波，精度良好地進(jìn)行源線圈14i的位置檢測(cè)。
本實(shí)施例通過(guò)主處理器28C來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)施例2的同步檢波電路62j的功能。
圖8所示的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置3C具有驅(qū)動(dòng)塊26B、檢測(cè)塊27、主處理器28C、以及液晶監(jiān)視器25。
本實(shí)施例在主處理器28C內(nèi)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)施例2的同步檢波電路62j的功能。
其他的結(jié)構(gòu)和實(shí)施例2相同。
本實(shí)施例的同步檢波電路62j在主處理器28C內(nèi)，如以下那樣，通過(guò)軟件進(jìn)行同步檢波處理。
從A/D變換器44j輸入的數(shù)字的信號(hào)數(shù)據(jù)被輸入到同步檢波電路62j(構(gòu)成同步檢波電路62j的CPU 41)。CPU 41把在從分頻電路63輸出的參照信號(hào)的半周期中被輸入的信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到寄存器或存儲(chǔ)器中，對(duì)在其后的半周期中被輸入的信號(hào)數(shù)據(jù)，使其極性反轉(zhuǎn)后，存儲(chǔ)到所述寄存器或存儲(chǔ)器中。
其后，對(duì)于這些信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑化的低通濾波處理。作為該低通濾波處理過(guò)的同步檢波電路62j的輸出數(shù)據(jù)被輸出到位置信息計(jì)算部54a。
其他的作用和實(shí)施例2相同。另外，本實(shí)施例的效果也和實(shí)施例2的情況大致相同。即，通過(guò)時(shí)鐘的共同化和時(shí)鐘的頻率的變更單元，從而不需要伴隨使驅(qū)動(dòng)側(cè)磁場(chǎng)產(chǎn)生的頻率設(shè)定的如下處理，即對(duì)振蕩器內(nèi)的DDS設(shè)定的值的變更、主處理器(形狀計(jì)算塊)側(cè)的參照信號(hào)的頻率的變更等，不花費(fèi)工夫便可簡(jiǎn)單地進(jìn)行精度良好的形狀檢測(cè)以及形狀顯示。
另外，通過(guò)把振蕩器的個(gè)數(shù)設(shè)為1個(gè)，可簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)塊側(cè)的結(jié)構(gòu)。
再有，在實(shí)施例1中，說(shuō)明了以分別不同的驅(qū)動(dòng)頻率fi來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)源線圈14i，而在實(shí)施例1中也可通過(guò)時(shí)分割來(lái)驅(qū)動(dòng)源線圈14i。此時(shí)，如實(shí)施例2或?qū)嵤├?那樣，也可通過(guò)時(shí)分割來(lái)逐個(gè)地驅(qū)動(dòng)源線圈14i。或者，也可通過(guò)時(shí)分割以每次驅(qū)動(dòng)多個(gè)源線圈14i的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)。
例如，也可以把分別不同的8個(gè)頻率作為共同的頻率，針對(duì)每8個(gè)源線圈14i使用共同的頻率，依次(循環(huán)地)驅(qū)動(dòng)16個(gè)源線圈。
再有，在上述的說(shuō)明中，說(shuō)明了為了以噪聲的影響小的頻率來(lái)進(jìn)行形狀檢測(cè)，變更基準(zhǔn)時(shí)鐘自身的頻率，將該基準(zhǔn)時(shí)鐘提供給驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩部側(cè)以及形狀計(jì)算部側(cè)。
作為其變形例，也可構(gòu)成為將不進(jìn)行頻率變更的共同的基準(zhǔn)時(shí)鐘提供給驅(qū)動(dòng)塊(的振蕩部)以及形狀計(jì)算部，變更用于確定驅(qū)動(dòng)塊的振蕩部的振蕩頻率的DDS 35i的參數(shù)值，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)側(cè)的振蕩頻率的變更，同時(shí)，也把該參數(shù)值提供給形狀計(jì)算部(的頻率分離提取部)，以良好的精度進(jìn)行位置計(jì)算等。
再有，在上述的實(shí)施例等中，對(duì)將配置了源線圈14i的探針15配置于電子內(nèi)窺鏡6的鉗子通道12內(nèi)的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限定于此，其也可構(gòu)成為在電子內(nèi)窺鏡6的插入部7內(nèi)、沿著其縱向配置了源線圈14i。即，也可構(gòu)成為在電子內(nèi)窺鏡6的插入部7內(nèi)內(nèi)置了源線圈14i。
另外，在上述實(shí)施例等中，以如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明在電子內(nèi)窺鏡6的插入部7內(nèi)，配置產(chǎn)生磁場(chǎng)的源線圈14i，在體外配置檢測(cè)磁場(chǎng)的讀出線圈22j，但本發(fā)明不限定于此，也可以構(gòu)成為在插入部7側(cè)配置讀出線圈22j，在體外側(cè)配置源線圈14i。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，不用費(fèi)工夫就可完成頻率的變更等設(shè)定，能夠以良好的精度進(jìn)行位置檢測(cè)等。
再有，將上述的各實(shí)施例進(jìn)行部分組合等而構(gòu)成的實(shí)施例等也屬于本發(fā)明。
通過(guò)在被插入體腔內(nèi)等的內(nèi)窺鏡的插入部?jī)?nèi)配置多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件等，計(jì)算各位置的信息，使用噪聲影響小的頻率精度良好地顯示插入形狀，由此，手術(shù)人員通過(guò)參照該插入形狀，可順利地進(jìn)行插入作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置具有驅(qū)動(dòng)塊，其具有多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件以及向上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)而使上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件產(chǎn)生磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部；檢測(cè)塊，其使用多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件來(lái)檢測(cè)由上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件所產(chǎn)生的磁場(chǎng)；形狀計(jì)算塊，其根據(jù)上述多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)中的相當(dāng)于上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率的頻率成分，進(jìn)行被配置于內(nèi)窺鏡的插入部?jī)?nèi)的上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件或上述多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件的位置計(jì)算，由此算出上述插入部的形狀；以及頻率設(shè)定部，其可變更地設(shè)定決定上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率的基準(zhǔn)時(shí)鐘的振蕩頻率，所述內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置將由上述頻率設(shè)定部設(shè)定的振蕩頻率的基準(zhǔn)時(shí)鐘提供給上述驅(qū)動(dòng)塊，并且也將上述基準(zhǔn)時(shí)鐘提供給上述形狀計(jì)算塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部針對(duì)上述基準(zhǔn)時(shí)鐘的輸入，生成由預(yù)先設(shè)定的參數(shù)值決定的頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述形狀計(jì)算塊通過(guò)參照上述參數(shù)值，可提取出與上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率一致的頻率成分的檢測(cè)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括噪聲檢測(cè)部，上述噪聲檢測(cè)部在分別對(duì)上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件不施加上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的狀態(tài)下，根據(jù)上述多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)來(lái)檢測(cè)噪聲電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述噪聲檢測(cè)部在上述基準(zhǔn)時(shí)鐘的振蕩頻率的值被進(jìn)行了變更設(shè)定后的各值的狀態(tài)下，根據(jù)上述多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)來(lái)檢測(cè)噪聲電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述頻率設(shè)定部對(duì)應(yīng)于被輸入到該頻率設(shè)定部的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)的值，來(lái)變更上述基準(zhǔn)時(shí)鐘的振蕩頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述頻率設(shè)定部對(duì)應(yīng)于被輸入到該頻率設(shè)定部的頻率設(shè)定數(shù)據(jù)的值，來(lái)變更上述基準(zhǔn)時(shí)鐘的振蕩頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置進(jìn)一步包括噪聲檢測(cè)部，上述噪聲檢測(cè)部在分別向上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件不施加上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的狀態(tài)下，根據(jù)上述多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)，來(lái)檢測(cè)噪聲電平。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述噪聲檢測(cè)部在對(duì)應(yīng)于上述頻率設(shè)定數(shù)據(jù)的值的變更，而對(duì)上述基準(zhǔn)時(shí)鐘的振蕩頻率的值進(jìn)行了變更設(shè)定后的各值的狀態(tài)下，根據(jù)上述多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)，來(lái)檢測(cè)噪聲電平。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置根據(jù)上述噪聲檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行上述頻率設(shè)定部設(shè)定上述基準(zhǔn)時(shí)鐘的振蕩頻率的值的控制，以使驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為噪聲電平小的頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置根據(jù)上述噪聲檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行上述頻率設(shè)定部設(shè)定上述基準(zhǔn)時(shí)鐘的振蕩頻率的值的控制，以使驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為噪聲電平小的頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部利用分別不同的頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)同時(shí)驅(qū)動(dòng)上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部通過(guò)時(shí)分割，利用共同的頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部利用分別不同的頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)同時(shí)驅(qū)動(dòng)上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述形狀計(jì)算塊具有頻率分析部，上述頻率分析部使用上述基準(zhǔn)時(shí)鐘以及上述參數(shù)值，對(duì)上述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行頻率分析，分離提取出與分別不同的頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率一致的頻率成分的檢測(cè)信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述頻率分析部由快速傅立葉變換部形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部通過(guò)時(shí)分割，利用1個(gè)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部通過(guò)時(shí)分割，利用1個(gè)頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述形狀計(jì)算塊根據(jù)與通過(guò)時(shí)分割來(lái)依次驅(qū)動(dòng)上述多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件的共同的頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步的參照信號(hào)，對(duì)上述檢測(cè)信號(hào)中的與上述共同的頻率一致的頻率成分進(jìn)行同步檢波。
20.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置，其特征在于，上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部使用直接數(shù)字頻率合成器構(gòu)成，該直接數(shù)字頻率合成器根據(jù)數(shù)字的上述參數(shù)值，產(chǎn)生將上述基準(zhǔn)時(shí)鐘分頻后的數(shù)字的正弦波形的信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置。上述內(nèi)窺鏡形狀檢測(cè)裝置的驅(qū)動(dòng)塊包括多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件以及向多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)而使多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件產(chǎn)生磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部；使用構(gòu)成檢測(cè)塊的多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件檢測(cè)由多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件產(chǎn)生的磁場(chǎng)。形狀計(jì)算塊根據(jù)多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)中的與驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率相當(dāng)?shù)念l率成分，進(jìn)行被配置于內(nèi)窺鏡的插入部?jī)?nèi)的多個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件或多個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件的位置計(jì)算，由此算出插入部的形狀。決定驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率的基準(zhǔn)時(shí)鐘的振蕩頻率可通過(guò)頻率設(shè)定部進(jìn)行變更設(shè)定，通過(guò)頻率設(shè)定部設(shè)定的振蕩頻率的基準(zhǔn)時(shí)鐘被提供給驅(qū)動(dòng)塊，同時(shí)也被提供給形狀計(jì)算塊。
文檔編號(hào)G02B23/24GK101056571SQ20058003854
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月10日
發(fā)明者三好義孝, 相沢千惠子, 三宅憲輔, 小野田文幸, 佐藤稔, 丹羽寬, 織田朋彥 申請(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社