(57)【要約】  本発明にかかる位置検出システム１は、検出空間内Ｋに配置され、検出空間Ｋ内に形成された駆動磁界に応じて共振磁界を発生するカプセル内視鏡１０と、検出空間内に駆動磁界を発生する磁界発生コイルＤ１と、駆動磁界に応じてカプセル内視鏡１０が発生する共振磁界と駆動磁界との合成磁界を検出する検出コイルＳ１〜Ｓ８と、検出コイルＳ１〜Ｓ８における磁界検出と同期して磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流を検出する電流検出部３２と、検出コイルＳ１〜Ｓ８によって検出された合成磁界の検出値と電流検出部３２によって検出された駆動電流の検出値とに基づいて、カプセル内視鏡１０の位置および方向を算出する位置検出部５０を備える。
2011102161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出空間内に配置され、前記検出空間内に形成された駆動磁界に応じて誘導磁界を発生する検出体と、
前記検出空間内に前記駆動磁界を発生する一以上の磁界発生コイルと、
前記駆動磁界に応じて前記検出体が発生する前記誘導磁界と前記駆動磁界との合成磁界を検出する磁界検出コイルと、
前記磁界検出コイルにおける磁界検出と同期して前記磁界発生コイルに流れる駆動電流を検出する電流検出部と、
前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値とに基づいて、前記検出体の位置および方向を算出する位置情報演算部と、
を備えたことを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相を算出するキャリブレーション演算部をさらに備え、
前記位置情報演算部は、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界から、前記キャリブレーション演算部において算出された前記駆動磁界成分の位相に対して略直交する位相差を有する成分を求め、該求めた成分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項３】
前記検出体が前記検出空間内に位置しない場合に前記磁界検出コイルによって検出された磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された駆動電流の検出値とを基準値として記憶する記憶部をさらに備え、
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部に記憶した前記基準値とに基づいて前記駆動磁界成分の位相を算出することを特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記キャリブレーション演算部は、前記記憶部において前記基準値として記憶された駆動電流の検出値と、前記電流検出部によって検出された駆動電流値の検出値との位相差を用いて、前記駆動磁界成分の位相を算出することを特徴とする請求項３に記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記磁界発生コイルは、複数設けられ、
各磁界発生コイルの閉ループをそれぞれオープンにできる切替部と、
前記基準値を取得する場合に、前記切替部に、前記基準値の取得対象である前記磁界発生コイル以外の前記磁界発生コイルの閉ループをオープンにさせる切替制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の位置検出システム。
【請求項６】
前記キャリブレーション演算部は、前記磁界発生コイルの特性、前記磁界検出コイルの特性、前記磁界発生コイルと前記磁界検出コイルとの相対位置情報、および、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された合成磁界の検出値における前記駆動磁界の成分の位相を算出することを特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。
【請求項７】
前記磁界発生コイルが異なる位相で駆動磁界を発生した場合の前記磁界検出コイルによって検出された磁界の各検出値と前記電流検出部によって検出された駆動電流の各検出値とを対応付けた対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部によって記憶された対応関係とに基づいて前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相を算出することを特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。
【請求項８】
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値をもとに該駆動電流の位相を算出し、該算出した位相を、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界の成分の位相として出力することを特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。
【請求項９】
前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の振幅および位相を算出するキャリブレーション演算部をさらに備え、
前記位置情報演算部は、前記キャリブレーション演算部において算出された前記駆動磁界成分の振幅および位相をもとに、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界と前記駆動磁界との差分を求め、該求めた差分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項１０】
前記検出体が前記検出空間内に位置しない場合に前記磁界検出コイルによって検出された磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された駆動電流の検出値とを基準値として記憶する記憶部をさらに備え、
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部に記憶した前記基準値とに基づいて前記駆動磁界成分の振幅および位相を算出することを特徴とする請求項９に記載の位置検出システム。
【請求項１１】
前記キャリブレーション演算部は、前記記憶部において前記基準値として記憶された駆動電流の検出値と、前記電流検出部によって検出された駆動電流値の検出値との振幅の比と位相差を用いて、前記駆動磁界成分の振幅および位相を算出することを特徴とする請求項１０に記載の位置検出システム。
【請求項１２】
前記磁界発生コイルは、複数設けられ、
各磁界発生コイルの閉ループをそれぞれオープンにできる切替部と、
前記基準値を取得する場合に、前記切替部に、前記基準値の取得対象である前記磁界発生コイル以外の前記磁界発生コイルの閉ループをオープンにさせる切替制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の位置検出システム。
【請求項１３】
前記キャリブレーション演算部は、前記磁界発生コイルの特性、前記磁界検出コイルの特性、前記磁界発生コイルと前記磁界検出コイルとの相対位置情報、および、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界の成分の振幅および位相を算出することを特徴とする請求項９に記載の位置検出システム。
【請求項１４】
前記磁界発生コイルが異なる振幅および位相で前記駆動磁界を発生した場合の前記磁界検出コイルによって検出された磁界の各検出値と前記電流検出部によって検出された駆動電流の各検出値とを対応付けた対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部に記憶した対応関係とに基づいて前記駆動磁界の成分の振幅および位相を算出することを特徴とする請求項９に記載の位置検出システム。
【請求項１５】
駆動磁界を形成する少なくとも一以上の磁界発生コイルが配置された検出空間内に導入されて前記駆動磁界に応じて誘導磁界を発生する検出体の位置を検出する位置検出方法において、
前記駆動磁界に応じて前記検出体が発生する前記誘導磁界と前記駆動磁界との合成磁界を検出する磁界検出ステップと、
前記磁界検出ステップにおける磁界検出と同期して前記磁界発生コイルに流れる駆動電流を検出する電流検出ステップと、
前記磁界検出ステップにおいて検出された前記合成磁界の検出値と前記電流検出ステップによって検出された前記駆動電流の検出値とに基づいて、前記検出体の位置および方向を算出する位置情報演算ステップと、
を含むことを特徴とする位置検出方法。
【請求項１６】
前記電流検出ステップにおいて検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出ステップにおいて検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相を算出するキャリブレーション計算ステップをさらに含み、
前記位置情報演算ステップは、前記磁界検出ステップにおいて検出された前記合成磁界から、前記キャリブレーション計算ステップにおいて算出された前記駆動磁界成分の位相に対して略直交する位相差を有する成分を求め、該求めた成分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする請求項１５に記載の位置検出方法。
【請求項１７】
前記電流検出ステップにおいて検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出ステップにおいて検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の振幅および位相を算出するキャリブレーション計算ステップをさらに含み、
前記位置情報演算ステップは、前記キャリブレーション計算ステップにおいて算出された前記駆動磁界成分の振幅および位相をもとに、前記磁界検出ステップにおいて検出された前記合成磁界と前記駆動磁界との差分を求め、該求めた差分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする請求項１５に記載の位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出システムおよび位置検出方法に関し、特に磁界を用いて被検体内に導入されたカプセル型の被検体内導入装置の位置を検出する位置検出システムおよび位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像素子を備えたカプセル型の検出体（以下、カプセル内視鏡という）が開発されている（例えば以下に示す特許文献１参照）。カプセル内視鏡は、例えば経口により被検体内に導入されて被検体内を撮像し、得られた画像（以下、被検体内画像という）を被検体外に配置された外部装置へ無線により送信する。操作者は、外部装置で受信した被検体内画像を目視により確認することで、被検体の症状等を診断することができる。【０００３】
上記のようなカプセル内視鏡を用いた医療システムでは、被検体内における撮像箇所の特定やカプセル内視鏡の位置誘導などを目的として、カプセル内視鏡の位置や向きなどを正確に知ることが望まれている。そこで特許文献１では、コイル（Ｌ）とコンデンサ（Ｃ）とよりなる共振回路（以下、これをＬＣ共振回路という）をカプセル内視鏡内に設け、このＬＣ共振回路が外部から与えられた交番磁界（以下、これを駆動磁界という）によって発生する共振磁界を外部装置に設けられた検出コイルで検出することで、カプセル内視鏡の位置や向きを検出する位置検出システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７１５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、検出体の位置を検出するためには、検出コイルの検出値から駆動磁界成分と共振磁界成分とを分離する必要がある。検出コイルの検出値から駆動磁界成分と共振磁界成分とを分離する方法として、検出コイルの出力から駆動磁界に対して位相が略直交する振幅成分および略同相の振幅成分を検出する方法がある。そして、この方法では、駆動磁界の周期とフーリエ変換の周期とを同期させることによって、フーリエ変換を開始するタイミングの駆動磁界の位相を一定にする方法が提案されている。しかしながら、この方法では、駆動磁界発生部の経時変化、温度変化およびＬＣ共振回路との干渉などによって駆動磁界の位相が変化した場合には、フーリエ変換の開始タイミングの位相が異なってしまい、正確な分離が行えず、位置検出精度が悪化してしまうという問題があった。【０００６】
また、検出コイルの検出値から駆動磁界成分と共振磁界成分とを分離する他の方法として、予めカプセル内視鏡がない状態で駆動磁界を発生させ、この場合における検出コイルの検出値を保存しておき、カプセル内視鏡がある状態の検出コイルの検出値から、保存しておいたカプセル内視鏡がない場合の検出値を減算する方法がある。しかしながら、この方法においても、駆動磁界発生部の経時変化、温度変化およびＬＣ共振回路との干渉などによって駆動磁界の位相および振幅が変化した場合には、保存しておいたカプセル内視鏡がない場合の検出値と、減算すべき実際の駆動磁界成分とに差が生じてしまい、正確な分離が行えず、位置検出精度が悪化してしまうという問題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、駆動磁界成分と共振磁界成分との分離を正確に行なって精度よく検出体の位置を検出することが可能な位置検出システムおよび位置検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる位置検出システムは、検出空間内に配置され、前記検出空間内に形成された駆動磁界に応じて誘導磁界を発生する検出体と、前記検出空間内に前記駆動磁界を発生する一以上の磁界発生コイルと、前記駆動磁界に応じて前記検出体が発生する前記誘導磁界と前記駆動磁界との合成磁界を検出する磁界検出コイルと、前記磁界検出コイルにおける磁界検出と同期して前記磁界発生コイルに流れる駆動電流を検出する電流検出部と、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値とに基づいて、前記検出体の位置および方向を算出する位置情報演算部と、を備えたことを特徴とする。【０００９】
また、この発明にかかる位置検出システムは、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相を算出するキャリブレーション演算部をさらに備え、前記位置情報演算部は、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界から、前記キャリブレーション演算部において算出された前記駆動磁界成分の位相に対して略直交する位相差を有する成分を求め、該求めた成分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする。【００１０】
また、この発明にかかる位置検出システムは、前記検出体が前記検出空間内に位置しない場合に前記磁界検出コイルによって検出された磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された駆動電流の検出値とを基準値として記憶する記憶部をさらに備え、前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部に記憶した前記基準値とに基づいて前記駆動磁界成分の位相を算出することを特徴とする。【００１１】
また、この発明にかかる位置検出システムは、前記キャリブレーション演算部は、前記記憶部において前記基準値として記憶された駆動電流の検出値と、前記電流検出部によって検出された駆動電流値の検出値との位相差を用いて、前記駆動磁界成分の位相を算出することを特徴とする。【００１２】
また、この発明にかかる位置検出システムは、前記磁界発生コイルは、複数設けられ、各磁界発生コイルの閉ループをそれぞれオープンにできる切替部と、前記基準値を取得する場合に、前記切替部に、前記基準値の取得対象である前記磁界発生コイル以外の前記磁界発生コイルの閉ループをオープンにさせる切替制御部と、を備えたことを特徴とする。【００１３】
また、この発明にかかる位置検出システムは、前記キャリブレーション演算部は、前記磁界発生コイルの特性、前記磁界検出コイルの特性、前記磁界発生コイルと前記磁界検出コイルとの相対位置情報、および、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された合成磁界の検出値における前記駆動磁界の成分の位相を算出することを特徴とする。【００１４】
また、この発明にかかる位置検出システムは、前記磁界発生コイルが異なる位相で駆動磁界を発生した場合の前記磁界検出コイルによって検出された磁界の各検出値と前記電流検出部によって検出された駆動電流の各検出値とを対応付けた対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部によって記憶された対応関係とに基づいて前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相を算出することを特徴とする。【００１５】
また、この発明にかかる位置検出システムは、前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値をもとに該駆動電流の位相を算出し、該算出した位相を、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界の成分の位相として出力することを特徴とする。【００１６】
また、この発明にかかる位置検出システムは、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の振幅および位相を算出するキャリブレーション演算部をさらに備え、前記位置情報演算部は、前記キャリブレーション演算部において算出された前記駆動磁界成分の振幅および位相をもとに、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界と前記駆動磁界との差分を求め、該求めた差分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする。【００１７】
また、この発明にかかる位置検出システムは、前記検出体が前記検出空間内に位置しない場合に前記磁界検出コイルによって検出された磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された駆動電流の検出値とを基準値として記憶する記憶部をさらに備え、前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部に記憶した前記基準値とに基づいて前記駆動磁界成分の振幅および位相を算出することを特徴とする。【００１８】
また、この発明にかかる位置検出システムは、前記キャリブレーション演算部は、前記記憶部において前記基準値として記憶された駆動電流の検出値と、前記電流検出部によって検出された駆動電流値の検出値との振幅の比と位相差を用いて、前記駆動磁界成分の振幅および位相を算出することを特徴とする。【００１９】
また、この発明にかかる位置検出システムは、前記磁界発生コイルは、複数設けられ、各磁界発生コイルの閉ループをそれぞれオープンにできる切替部と、前記基準値を取得する場合に、前記切替部に、前記基準値の取得対象である前記磁界発生コイル以外の前記磁界発生コイルの閉ループをオープンにさせる切替制御部と、を備えたことを特徴とする。【００２０】
また、この発明にかかる位置検出システムは、前記キャリブレーション演算部は、前記磁界発生コイルの特性、前記磁界検出コイルの特性、前記磁界発生コイルと前記磁界検出コイルとの相対位置情報、および、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界の成分の振幅および位相を算出することを特徴とする。【００２１】
また、この発明にかかる位置検出システムは、前記磁界発生コイルが異なる振幅および位相で前記駆動磁界を発生した場合の前記磁界検出コイルによって検出された磁界の各検出値と前記電流検出部によって検出された駆動電流の各検出値とを対応付けた対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部に記憶した対応関係とに基づいて前記駆動磁界の成分の振幅および位相を算出することを特徴とする。【００２２】
また、この発明にかかる位置検出方法は、駆動磁界を形成する少なくとも一以上の磁界発生コイルが配置された検出空間内に導入されて前記駆動磁界に応じて誘導磁界を発生する検出体の位置を検出する位置検出方法において、前記駆動磁界に応じて前記検出体が発生する前記誘導磁界と前記駆動磁界との合成磁界を検出する磁界検出ステップと、前記磁界検出ステップにおける磁界検出と同期して前記磁界発生コイルに流れる駆動電流を検出する電流検出ステップと、前記磁界検出ステップにおいて検出された前記合成磁界の検出値と前記電流検出ステップによって検出された前記駆動電流の検出値とに基づいて、前記検出体の位置および方向を算出する位置情報演算ステップと、を含むことを特徴とする。【００２３】
また、この発明にかかる位置検出方法は、前記電流検出ステップにおいて検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出ステップにおいて検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相を算出するキャリブレーション計算ステップをさらに含み、前記位置情報演算ステップは、前記磁界検出ステップにおいて検出された前記合成磁界から、前記キャリブレーション計算ステップにおいて算出された前記駆動磁界成分の位相に対して略直交する位相差を有する成分を求め、該求めた成分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする。【００２４】
また、この発明にかかる位置検出方法は、前記電流検出ステップにおいて検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出ステップにおいて検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の振幅および位相を算出するキャリブレーション計算ステップをさらに含み、前記位置情報演算ステップは、前記キャリブレーション計算ステップにおいて算出された前記駆動磁界成分の振幅および位相をもとに、前記磁界検出ステップにおいて検出された前記合成磁界と前記駆動磁界との差分を求め、該求めた差分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明にかかる位置検出システムは、電流検出部によって検出された駆動電流の検出値をもとに現に磁界発生コイルが発生する駆動磁界成分を合成磁界から分離できるため、駆動磁界成分と共振磁界成分との分離を正確に行なって精度よく検出体の位置を検出することができる。【００２６】
本発明にかかる位置検出方法は、電流検出ステップにおいて検出された駆動電流の検出値をもとに現に磁界発生コイルが発生する駆動磁界成分を合成磁界から分離できるため、駆動磁界成分と共振磁界成分との分離を正確に行なって精度よく検出体の位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示す磁界発生コイルが発生する駆動磁界の強度に対する時間依存、または、検出コイルが検出した駆動磁界の強度に対する時間依存性を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す磁界発生コイルによる駆動磁界と、検出コイルによる検出磁界である合成磁界と、カプセル内視鏡の共振磁界との関係を示す図である。
【図４】図４は、図１に示す位置検出システムにおける位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図４に示す基準値取得処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図４に示すキャリブレーション演算処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図１に示す磁界発生コイルが発生する駆動磁界の強度に対する時間依存、または、検出コイルが検出した駆動磁界の強度に対する時間依存性の他の例を示す図である。
【図８】図８は、図１に示す磁界発生コイルによる駆動磁界と、検出コイルによる検出磁界である合成磁界と、カプセル内視鏡の共振磁界との関係を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態１の変形例１における位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図９に示す基準値取得処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、図９に示すキャリブレーション演算処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態１の変形例２における位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、図１２に示すキャリブレーション演算処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施の形態１の変形例３における位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、図１４に示すキャリブレーションデータテーブル作成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、図１４に示すキャリブレーションデータ取得処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施の形態１の変形例４におけるキャリブレーション演算処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、本実施の形態２にかかる位置検出システムの概略構成を示す模式図である。
【図１９】図１９は、図１８に示す位置検出システムにおける位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、図１９に示す基準値取得処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、図１９に示すキャリブレーション演算処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】図２２は、実施の形態２の変形例１における位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、図２２に示す基準値取得処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２４】図２４は、図２２に示すキャリブレーション演算処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、実施の形態１または２におけるカプセル内視鏡の概略構成例を示すブロック図である。
【図２６】図２６は、本発明の実施の形態１または２によるカプセル内視鏡の概略構成例を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の説明において、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
【００２９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１による位置検出システム１の構成および動作を、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態は、現に発生している駆動磁界成分を求めて、この駆動磁界成分をもとに共振磁界成分を分離することで、駆動磁界の経時変化などに依らずに、精度良く検出体の位置を検出することを可能にする位置検出システムおよび位置検出方法を実現する。
【００３０】
図１は、本実施の形態１による位置検出システム１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態１にかかる位置検出システム１は、検出体としてのカプセル内視鏡１０が導入された被検体９００を収容する検出空間Ｋと、検出空間Ｋ内のカプセル内視鏡１０の位置および向き（姿勢）を検出する外部装置２０と、を備える。
【００３１】
カプセル内視鏡１０は、図１に示すように、位置検出用の共振磁界を発生する共振磁界発生部１１（図１参照）を有する。共振磁界発生部１１は、後述するように、並列接続されたキャパシタ（Ｃ）とインダクタ（Ｌ）とよりなるＬＣ共振回路を含み、外部から入力された共振周波数と略等しい周波数の位置検出用の磁界（以下、駆動磁界という）によって励起し、共振磁界を発生する。言い換えると、カプセル内視鏡１０は、検出空間Ｋ内に形成された駆動磁界に応じて、誘導磁界である共振磁界を発生する。なお、共振周波数は、並列接続されたキャパシタ（Ｃ）とインダクタ（Ｌ）とによって決定されるＬＣ共振回路の共振周波数である。また、カプセル内視鏡１０は、例えばカプセル型医療装置としての機能を有し、外部装置２０からの各種操作指示を示す無線信号を受信するとともに、被検体内部の画像を撮像することによって取得した被検体内情報を無線信号として外部装置２０に送信してもよい。
【００３２】
検出空間Ｋには、検出空間Ｋ内に略均一な駆動磁界を形成する磁界発生コイルＤ１と、検出空間Ｋ内に形成された磁界を検出する複数の検出コイルＳ１〜Ｓ８（以下、任意の検出コイルの符号をＳとする）および複数の検出コイルＳ１〜Ｓ４およびＳ５〜Ｓ８がそれぞれ実装される配線基板１４Ａおよび１４Ｂとが配設される。また、配線基板１４Ａは、例えばカプセル内視鏡１０が導入された被検体９００が載置される載置台（不図示）の下側に設置され、配線基板１４Ｂは、例えば検出空間Ｋの上側に配置される。
【００３３】
磁界発生コイルＤ１は、検出空間Ｋ内に発生する駆動磁界として、たとえば、検出空間Ｋ内に所定軸方向に延在する磁力線よりなる略均一な駆動磁界を発生する。各検出コイルＳは、検出空間Ｋ内に形成された磁界を検出し、カプセル内視鏡１０が検出空間Ｋ内に配置される場合には、磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界に応じてカプセル内視鏡１０の共振磁界発生部１１が発生した共振磁界と、磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界との合成磁界を検出する。各検出コイルＳから読み出した検出信号は、各検出コイルＳが配置された位置における磁界の強度や位相などの磁界情報を電圧で表した信号である。例えば各センサコイルＳは、所定軸方向の磁界強度および方向を検出可能なコイルを含む磁気センサである。ただし、これに限定されず、例えば磁気抵抗素子や磁気インピーダンス素子（ＭＩ素子）などよりなる磁気センサを用いて各検出コイルＳを構成してもよい。また、各検出コイルＳを、ｘ軸、ｙ軸またはｚ軸をそれぞれ検出する３つのコイルよりなる３軸磁気センサなどで構成することも可能である。複数の検出コイルＳは、駆動磁界の影響を受け難く、かつカプセル内視鏡１０の共振磁界発生部１１が発生した共振磁界を検出しやすい位置に配置される。本実施の形態１では、複数の検出コイルＳ１〜Ｓ４が検出空間Ｋの下側に配置された配線基板１４Ａの底面（検出空間Ｋ下側のｘ−ｙ平面）に２次元配列された例を示し、また、複数の検出コイルＳ５〜Ｓ８が検出空間Ｋの上側に配置された配線基板１４Ｂの上面（検出空間Ｋ上側のｘ−ｙ平面）に２次元配列された例を示す。
【００３４】
また、外部装置２０は、外部装置２０内の各部を制御する制御部２１と、制御部２１が各部を制御する際に実行する各種プログラムおよびパラメータ等を記憶する記憶部２２と、操作者がカプセル内視鏡１０に対する各種操作指示を入力する操作入力部２３と、カプセル内視鏡１０の位置や向きおよびカプセル内視鏡１０から取得した被検体内情報を画像（映像を含む）や音声で表示する表示部２４と、カプセル内視鏡１０から無線信号として送信された被検体内情報等を受信する無線受信部２５と、カプセル内視鏡１０へ撮像指示などの各種操作指示を無線信号として送信する無線送信部２６と、を備える。
【００３５】
そして、外部装置２０は、磁界発生コイルＤ１の駆動に用いる信号の振幅や位相を調整する駆動コイル入力信号調整部３０と、駆動コイル入力信号調整部３０からの制御に従って磁界発生コイルＤ１に入力する駆動信号を生成する駆動信号生成部３１と、検出コイルＳにおける磁界検出と同期して磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流を検出する電流検出部３２と、検出コイルＳより読み出された電圧変化をＡ／Ｄ変換、フーリエ変換することによって所定の周波数成分を分離して合成磁界成分として出力するとともに電流検出部３２により読み出された電流変化をＡ／Ｄ変換、フーリエ変換することによって所定の周波数成分を分離して駆動電流成分として出力する変換部４０と、各検出コイルＳによってそれぞれ検出された合成磁界成分と電流検出部３２によって検出された駆動電流成分とに基づいて、各合成磁界成分に含まれるカプセル内視鏡１０の共振磁界成分を取得してカプセル内視鏡１０の位置および方向を算出する位置検出部５０とを備える。なお、図１では、駆動信号生成部３１を外部装置２０とは別体とした場合の構成を例に挙げるが、本発明はこれに限定されず、外部装置２０内に設けられた構成であってもよい。
【００３６】
制御部２１は、例えばＣＰＵやＭＰＵなどで構成され、記憶部２２から読み出したプログラムおよびパラメータに従って、外部装置２０内の各部を制御する。また、記憶部２２は、例えばＲＡＭやＲＯＭなどで構成され、制御部２１が各部を制御する際に実行するプログラムおよびパラメータを保持する。この記憶部２２には、カプセル内視鏡１０から受信した被検体内画像や位置検出部５０が導出したカプセル内視鏡１０の位置や向き等の情報が適宜格納される。
【００３７】
操作入力部２３は、例えばキーボードやマウスやテンキーやジョイスティックなどで構成され、撮像指示（その他の被検体内情報取得指示を含む）などのカプセル内視鏡１０に対する各種操作指示や、表示部２４に表示する画面を切り替える画面切替指示などの外部装置２０に対する各種操作指示などを、操作者が入力するための構成である。なお、カプセル内視鏡１０が複数の撮像部を備え、かつ、略リアルタイムにカプセル内視鏡１０で取得された画像を表示部２４に表示する場合には、表示部２４に表示する画面の切替機能をさらに持たせてもよい。
【００３８】
表示部２４は、例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイやＬＥＤアレイなどの表示装置で構成され、カプセル内視鏡１０の位置や向き等の情報やカプセル内視鏡１０から送信された被検体内画像等の被検体内情報を表示する。また、表示部２４には、スピーカなどを用いた音声再生機能を搭載していてもよい。表示部２４は、この音声再生機能を用いて各種操作ガイダンスやカプセル内視鏡１０のバッテリ残量などについての情報（警告等を含む）を操作者に音で報知する。
【００３９】
無線受信部２５は、検出空間Ｋに近接して配置されたダイポールアンテナなどよりなる不図示の受信用アンテナに接続されている。この受信用アンテナは、例えば検出空間Ｋ近傍に配置される。無線受信部２５は、受信用アンテナを介してカプセル内視鏡１０から無線信号として送信された被検体内画像等を受信し、受信した信号にフィルタリング、ダウンコンバート、復調および復号化などの種々の処理を実行した後、これを制御部２１へ出力する。
【００４０】
無線送信部２６は、検出空間Ｋに近接して配置されたダイポールアンテナなどよりなる不図示の送信用アンテナに接続されている。この送信用アンテナは、例えば検出空間Ｋ近傍に配置される。無線送信部２６は、制御部２１から入力されたカプセル内視鏡１０に対する各種操作指示などの信号に送信用の基準周波数信号への重畳や変調やアップコンバートなどの種々の処理を実行した後、これを電波信号として送信用アンテナからカプセル内視鏡１０へ送信する。
【００４１】
磁界コイル入力信号調整部３０は、制御部２１から入力された制御信号に従って、カプセル内視鏡１０におけるＬＣ共振回路の共振周波数と略等しい周波数の信号波形を算出し、これを駆動信号生成部３１へ出力する。
【００４２】
駆動信号生成部３１は、磁界コイル入力信号調整部３０から入力された信号波形に従って駆動信号を生成し、これを電流増幅した後、増幅後の駆動信号を磁界発生コイルＤ１へ入力する。増幅後の駆動信号が入力された磁界発生コイルＤ１は、カプセル内視鏡１０のＬＣ共振回路が持つ共振周波数と略等しい周波数の磁界を発生することで、検出空間Ｋ内にＬＣ共振回路を励起させる駆動磁界を形成する。
【００４３】
電流検出部３２は、検出コイルＳにおける磁界検出と同期して磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流を検出し、変換部４０に出力する。また、電流検出部３２から出力された検出信号は、磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の強度や位相などの情報を電流で表した信号である。なお、電流検出部３２から出力された検出信号は、磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の強度や位相などの情報を電圧で表した信号であってもよい。
【００４４】
変換部４０は、検出コイルＳにより読み出された電圧変化を示す検出信号に対して所定の処理を実行することで、検出信号に含まれる、合成磁界成分に対応する所定の周波数成分を略リアルタイムに導出する。また、変換部４０は、電流検出部３２により読み出された電流変化を示す検出信号に対して所定の処理を実行することで、駆動電流に対応する所定の周波数成分を略リアルタイムに導出する。
【００４５】
この変換部４０は、例えばＡ／Ｄ変換部４１とＦＦＴ演算部４２とを含む。Ａ／Ｄ変換部４１は、複数の検出コイルＳおよび電流検出部３２それぞれから各検出信号を読み出し、読み出したアナログの各検出信号を適宜、増幅、帯域制限、Ａ／Ｄ変換する。また、ＦＦＴ演算部４２は、Ａ／Ｄ変換部４１から出力されたデジタルの各検出信号を高速フーリエ変換することで、各検出コイルＳにおいて検出された各合成磁界成分と、電流検出部３２において検出された駆動電流とを示すデータ（以下、これをＦＦＴデータという）を生成する。ＦＦＴ演算部４２は、各検出コイルＳにおいて検出された各合成磁界成分を示すＦＦＴデータを、位置検出部５０におけるキャリブレーション演算部５１と位置情報演算部５３とに入力する。また、ＦＦＴ演算部４２は、電流検出部３２において検出された駆動電流を示すＦＦＴデータを位置検出部５０におけるキャリブレーション演算部５１に入力する。また、ＦＦＴデータは、検出コイルＳから読み出した検出信号に含まれる磁界情報、または、電流検出部３２から読み出した検出信号に含まれる駆動電流情報を、強度と位相との成分よりなる情報に変換したデータである。
【００４６】
位置検出部５０は、変換部４０から入力されたＦＦＴデータに対して所定の演算処理を実行することで、検出信号に含まれる磁界情報からカプセル内視鏡１０の現在の位置や向きを導出する。
【００４７】
ここで、カプセル内視鏡１０の位置検出時に各検出コイルＳから読み出された検出信号には、ＬＣ共振回路が発生した共振磁界成分の他に、磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界成分であって共振周波数と略等しい周波数を持つ駆動磁界成分が含まれる。したがって、各検出コイルＳに対応するＦＦＴデータそのままではカプセル内視鏡１０（特にＬＣ共振回路）の正確な位置や向きを導出することができない。そこで、位置検出部５０においては、各検出コイルＳによる合成磁界の検出値から駆動磁界成分を分離して、ＬＣ共振回路が発生した共振磁界に対応する共振磁界成分を求める必要がある。
【００４８】
本実施の形態１では、位置検出部５０は、予め検出しておいたＬＣ共振回路がない状態における駆動磁界ではなく、現に磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界に対応する駆動磁界成分を求め、この求めた駆動磁界成分を合成磁界から分離して、カプセル内視鏡１０のＬＣ共振回路が実際に発生している共振磁界成分を取得している。
【００４９】
位置検出部５０は、電流検出部３２によって検出された駆動電流の検出値に基づいて、検出コイルＳによって検出された合成磁界成分の検出値における駆動磁界成分の位相を算出するキャリブレーション演算部５１、所定の基準値を記憶するメモリ５２、および、検出コイルＳによって検出された合成磁界から、キャリブレーション演算部５１において算出された駆動磁界成分の位相に対して略直交する位相差を有する成分を求め、該求めた成分をもとにカプセル内視鏡１０の位置および方向を算出する位置情報演算部５３を有する。
【００５０】
図２を参照して、位置検出部５０の各構成部の処理内容について説明する。まず、検出コイルＳが検出する合成磁界には、磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界に応じてカプセル内視鏡１０の共振磁界発生部１１が発生した共振磁界とともに、磁界発生コイルＤ１自身が発生する駆動磁界とが含まれている。すなわち、検出コイルＳは、カプセル内視鏡１０が検出範囲Ｋ内にあるかないかに係らず、磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界を検出する。そして、検出コイルＳが検出する駆動磁界成分は、磁界発生コイルＤ１と検出コイルＳの相対位置関係に基づき、磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界に対して対となる関係を有する。
【００５１】
図２（１）は、磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界の強度に対する時間依存を示す図であり、図２（２）は、検出コイルＳが検出した駆動磁界の強度に対する時間依存性を示す図である。図２（２）においては、カプセル内視鏡１０が検出範囲Ｋ内に位置しない場合における検出コイルＳの検出結果を示している。
【００５２】
たとえば、この図２（１）の曲線Ｌｄ０に示すように、磁界発生コイルＤ１が所定周波数で駆動磁界を発生した場合、検出コイルＳでは、図２（２）の曲線Ｌｓ０のように時間Ｔ分だけずれた状態で、同周波数で駆動磁界を検出している。この対応関係は、磁界発生コイルＤ１の特性、検出コイルＳの特性および磁界発生コイルＤ１と検出コイルＳとの相対位置関係によって決まっている。したがって、磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界が、経時変化によって、図２（１）の曲線Ｌｄ１に示すように、曲線Ｌｄ０と比較して、矢印Ｙ１のようにΔＤθ分ずれた位相で発生した場合には、検出コイルＳにおいても、図２（２）の曲線Ｌｓ１に示すように、曲線Ｌｓ０と比較して、矢印Ｙ２のようにΔＤθ分ずれた位相で検出される。
【００５３】
このため、磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界と、この場合に検出コイルＳが検出する駆動磁界の検出結果とを基準として予め求めておき、カプセル内視鏡１０の位置検出のために現に磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界の位相が、基準となる駆動磁界の位相から、どれだけ変化しているかを求めれば、検出コイルＳが検出した合成磁界のうち駆動磁界に対応する成分の位相を求めることができる。検出コイルＳが検出した合成磁界のうち駆動磁界に対応する成分も、実際に磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界と同じだけ位相が基準からずれているためである。合成磁界は、駆動磁界に対応する駆動磁界成分とカプセル内視鏡１０からの共振磁界成分に構成されている。したがって、検出コイルＳが検出した合成磁界のうち一方の駆動磁界成分の位相を求めることによって、図２（３）の曲線Ｌｃ１に示す合成磁界から、曲線Ｌｓ１に示す駆動磁界成分を分離して、曲線Ｌｒ１に示すカプセル内視鏡１０が発生する共振磁界成分を矢印Ｙ３のように取得することができる。
【００５４】
ところで、磁界発生コイルＤ１における駆動磁界の位相と磁界発生コイルＤ１に流れる電流の位相とは同一である。このため、本実施の形態１では、電流検出部３２を設けて、磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界を表す値として磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流を検出している。すなわち、本実施の形態１では、電流検出部３２によって検出された磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の位相を求めることによって、磁界発生コイルＤ１が実際に発生している駆動磁界の位相を求めている。
【００５５】
具体的には、まず、カプセル内視鏡１０が検出空間Ｋ内に位置しない状態で、磁界発生コイルＤ１から駆動磁界を発生させ、この状態で実際に各検出コイルＳに駆動磁界を検出させる。この場合、電流検出部３２は、各検出コイルＳの磁界検出と同期して磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流を検出する。本実施の形態１においては、このカプセル内視鏡１０が検出空間Ｋ内に位置しない状態における検出コイルＳによって検出された磁界の検出値と電流検出部３２によって検出された駆動電流の検出値とを基準値として用いている。なお、メモリ５２は、このカプセル内視鏡１０が検出空間Ｋ内に位置しない場合に検出コイルＳによって検出された磁界の検出値と電流検出部３２によって検出された駆動電流の検出値とを基準値として記憶する。
【００５６】
そして、キャリブレーション演算部５１は、カプセル内視鏡１０に対する位置検出中に電流検出部３２によって検出された駆動電流の検出値と、メモリ５２に記憶した基準値とに基づいて駆動磁界成分の位相を算出する。具体的には、キャリブレーション演算部５１は、メモリ５２において基準値として記憶された駆動電流の検出値と、電流検出部３２によって検出された磁界発生コイルＤ１に実際に流れている駆動電流の検出値との位相差を求める。そして、キャリブレーション演算部５１は、この求めた位相差を用いて、駆動磁界成分の位相を算出する。言い換えると、キャリブレーション演算部５１は、基準値として記憶された駆動磁界成分の位相に対して、求めた位相差だけ加算した値を求め、この値を、現に磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界の駆動磁界成分の位相として位置情報演算部５３に出力する。
【００５７】
次に、図３を参照して、位置情報演算部５３におけるカプセル内視鏡１０の現在の位置や向きの導出処理について説明する。図３は、磁界発生コイルＤ１による駆動磁界と、検出コイルＳによる検出磁界である合成磁界と、カプセル内視鏡１０の共振磁界との関係を示す図である。
【００５８】
図３に示すように、カプセル内視鏡１０が発生する共振磁界（以下、強度および位相を示す平面空間に展開した共振磁界のベクトルをＦｒという）は、駆動磁界（以下、強度および位相を示す平面空間に展開した駆動磁界のベクトルをＦｄいう）に対して９０°の位相差を有する。したがって、ＦＦＴデータに含まれる全磁界（以下、これを検出された合成磁界とし、強度および位相を示す平面空間に展開した合成磁界のベクトルをＦｃ１という）から駆動磁界Ｆｄを除去して共振磁界Ｆｒを取り出すためには、合成磁界Ｆｃ１から駆動磁界Ｆｄに対して９０°の位相差を有するベクトル成分を抽出する必要がある。
【００５９】
位置情報演算部５３は、合成磁界Ｆｃ１から、キャリブレーション演算部５１から出力された駆動磁界成分の位相に対応する駆動磁界Ｆｄ１に対して９０°の位相差を有する共振磁界Ｆｒ１を分離し、この共振磁界Ｆｒ１に対して所定の演算処理を行なうことによってカプセル内視鏡１０の現在の位置や向きを導出する。
【００６０】
従来では、検出空間Ｋ内にカプセル内視鏡が導入されていない状態で磁界発生コイルを駆動して検出空間内に駆動磁界を形成し、この状態で検出コイルに検出された駆動磁界Ｆｄ０を予め求め、この駆動磁界Ｆｄ０の位相成分を、合成磁界Ｆｃ１から除去する駆動磁界として用いていた。
【００６１】
しかしながら、この従来の方法では、磁界発生コイルが実際に発生する駆動磁界が、磁界発生コイルの経時変化、温度変化およびＬＣ共振回路との干渉などによって、矢印Ｙ１１のように、駆動磁界Ｆｄ０からΔＤθずれた位相Ｄθ１の駆動磁界Ｆｄ１に変化した場合であっても、合成磁界Ｆｃから除去する駆動磁界として駆動磁界Ｆｄ０を用いていた。したがって、従来の方法では、実際に磁界発生コイルが発生する駆動磁界の位相と除去する駆動磁界成分の位相とが異なってしまい、正確な分離が行えず、位置検出精度が悪化してしまうという問題があった。すなわち、従来の方法では、合成磁界Ｆｃ１から、磁界発生コイルＤ１が実際に発生する駆動磁界Ｆｄ１ではなく、予め求められていた駆動磁界Ｆｄ０に対して９０°の位相差を有するベクトル成分を抽出し、この抽出したベクトル成分を共振磁界Ｆｒ０として取り出していた。このため、従来の方法では、駆動磁界発生部の経時変化、温度変化およびＬＣ共振回路との干渉などによって、駆動磁界Ｆｄ０が駆動磁界Ｆｄ１に変化した場合であっても、この駆動磁界の変化が共振磁界の分離処理に反映されずに実際の共振磁界Ｆｒ１とは異なる磁界Ｆｒ０を用いて位置検出を行っていたため、位置検出精度が悪化してしまうという問題があった。
【００６２】
これに対して、本実施の形態１においては、変化前の駆動磁界Ｆｄ０ではなく、電流検出部３２によって検出された磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流をもとに磁界発生コイルＤ１が現に発生している駆動磁界Ｆｄ１の位相を求めて、この求めた駆動磁界Ｆｄ１の位相を用いて共振磁界を分離している。したがって、本実施の形態１では、実際に磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界の位相と除去する駆動磁界成分の位相とが異なることもなく、合成磁界Ｆｃ１から共振磁界Ｆｒ１を正しく分離することができる。このため、本実施の形態１では、磁界発生コイルＤ１の経時変化、温度変化およびＬＣ共振回路との干渉などによって磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界が変化した場合であっても、駆動磁界Ｆｄ１と共振磁界Ｆｒ１との分離を正確に行なうことができるため、精度よく検出体の位置を検出することができる。
【００６３】
また、本実施の形態１では、基準値として、実際に位置検出システム１においてカプセル内視鏡１０が検出空間Ｋ内に位置しない状態での駆動磁界の検出値と駆動電流の検出値とを求めており、位置検出中においては、電流検出部３２の検出値に加え、この基準値を用いて駆動磁界成分を求めている。言い換えると、基準値は、位置検出システム１の個体差、および位置検出システム１の周辺環境の影響を含んだものであり、位置検出システム１ごとにそれぞれ定まるものである。本実施の形態１では、この位置検出システム１ごとにそれぞれ求めた基準値を用いて位置検出を行っているため、位置検出システム１の個体差、および位置検出システム１の周辺環境の影響を除外した正確な位置検出結果を得ることができる。
【００６４】
次に、図４を参照して、図１に示す位置検出システム１における位置検出処理について説明する。図４は、図１に示す位置検出システム１における位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００６５】
図４に示すように、位置検出システム１では、カプセル内視鏡１０が検出空間Ｋ内に位置しない場合に各検出コイルＳによって検出された駆動磁界の検出値と電流検出部３２によって検出された駆動電流の検出値とを基準値として取得する基準値取得処理を行なう（ステップＳ１）。この基準値取得処理は、位置検出ごとに行なう必要はなく、位置検出システム１の設置時、磁界発生コイルＤ１および検出コイルＳの部品交換時に行えば足りる。また、一定の精度を保つために定期的に行なってもよい。
【００６６】
そして、位置検出システム１では、実際にカプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内に配置した状態で、カプセル内視鏡１０の位置検出処理を行なう。この場合、位置検出システム１では、キャリブレーション演算部５１が、各検出コイルＳによって検出された合成磁界のうち、駆動磁界成分の位相を算出するキャリブレーション演算処理を行なう（ステップＳ２）。次いで、位置情報演算部５３は、検出コイルＳによって検出された合成磁界から、キャリブレーション演算部５１において算出された駆動磁界成分の位相に対して略直交する位相差を有する成分を求め、該求めた成分をもとに検出体の位置および方向を演算する位置演算処理を行なう（ステップＳ３）。この位置情報演算部５３による位置および方向の演算結果は、制御部２１に出力され、制御部２１の制御のもと表示部２４に出力される。
【００６７】
次いで、制御部２１は、操作入力部２３から入力された指示をもとに、位置検出処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ４）。制御部２１は、位置検出処理を終了しないと判断した場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、位置検出継続のため、ステップＳ２に戻り、キャリブレーション演算処理を行なう。一方、制御部２１は、位置検出処理を終了すると判断した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、位置検出終了にともない、磁界発生コイルＤ１、検出コイルＳ、変換部４０および位置検出部５０に対する制御処理も終了する。
【００６８】
次に、図４に示す基準値取得処理について説明する。図５は、図４に示す基準値取得処理の処理手順を示すフローチャートである。基準値取得処理においては、図５に示すように、まず、カプセル内視鏡１０が検出空間Ｋ内に位置しないように、カプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内から除去する（ステップＳ１０）。そして、磁界発生コイルＤ１は、制御部２１の制御のもと、所定条件で検出空間Ｋ内に駆動磁界を発生する駆動磁界出力処理を行ない、これにともない検出コイルＳも磁界検出を開始する（ステップＳ１１）。
【００６９】
そして、電流検出部３２は、磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の電流値を検出する（ステップＳ１２）。なお、電流検出部３２は、各検出コイルＳの磁界検出と同期して行なう。電流検出部３２によって検出された駆動電流値は、Ａ／Ｄ変換部４１においてＡ／Ｄ変換され、さらにＦＦＴ演算部４２においてフーリエ変換されることによって位置検出に使用する所定の周波数成分が分離された状態で実数値と虚数値とをキャリブレーション演算部５１に出力される。キャリブレーション演算部５１は、変換部４０による変換後の電流検出部３２によって検出された駆動電流値を基準電流値として取得する（ステップＳ１３）。一方、各検出コイルＳが検出した磁界に対応する各電圧値も同様に、Ａ／Ｄ変換部４１においてＡ／Ｄ変換され、ＦＦＴ演算部４２においてフーリエ変換されることによって位置検出に使用する所定の周波数成分にそれぞれ分離された状態で実数値と虚数値とをキャリブレーション演算部５１に出力される。キャリブレーション演算部５１は、変換部４０による変換後の各検出コイルＳによって検出された駆動磁界に対応する各電圧値を、各検出コイルＳに対応した基準電圧値として取得する（ステップＳ１４）。
【００７０】
そして、キャリブレーション演算部５１は、取得した基準電流値の位相を算出する（ステップＳ１７）。キャリブレーション演算部５１は、基準電流値、各基準電圧値および基準電流値の位相を基準値としてメモリ５２に記憶させて（ステップＳ１８）、基準値取得処理を終了する。
【００７１】
次に、図４に示すキャリブレーション演算処理について説明する。図６は、図４に示すキャリブレーション演算処理の処理手順を示すフローチャートである。図６に示すように、キャリブレーション演算処理では、位置検出処理を開始するために、カプセル内視鏡１０を体内に導入した被検体９００を検出空間Ｋ内に移動させて、カプセル内視鏡１０が検出空間Ｋ内に位置するようにカプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内に設置する（ステップＳ２０）。そして、磁界発生コイルＤ１は、制御部２１の制御のもと、所定条件で検出空間Ｋ内に駆動磁界を発生する駆動磁界出力処理を開始し、これにともない、各検出コイルＳは磁界検出処理を開始する（ステップＳ２１）。なお、この各検出コイルＳが検出した磁界に対応する電圧値は、Ａ／Ｄ変換部４１においてそれぞれＡ／Ｄ変換され、ＦＦＴ演算部４２においてフーリエ変換されることによって位置検出に使用する所定の周波数成分に分離され、各検出コイルＳがそれぞれ検出した合成磁界として位置情報演算部５３に出力される。
【００７２】
そして、電流検出部３２は、磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の電流値を検出する（ステップＳ２２）。なお、電流検出部３２は、電流検出を各検出コイルＳの磁界検出と同期して行なう。電流検出部３２によって検出された駆動電流値は、Ａ／Ｄ変換部４１においてＡ／Ｄ変換され、さらにＦＦＴ演算部４２においてフーリエ変換されることによって所定の周波数成分が分離された状態でキャリブレーション演算部５１に出力される。キャリブレーション演算部５１は、変換部４０による変換後の電流検出部３２によって検出された駆動電流値を取得し（ステップＳ２３）、この駆動電流値の位相を算出する（ステップＳ２４）。そして、キャリブレーション演算部５１は、メモリ５２内の各基準値を参照する（ステップＳ２５）。
【００７３】
キャリブレーション演算部５１は、算出した駆動電流値の位相と、参照した各基準値をもとに、各検出コイルＳが検出した合成磁界における駆動磁界成分の位相を算出する（ステップＳ２７）。そして、キャリブレーション演算部５１は、算出した各位相、すなわち、各検出コイルＳが検出した合成磁界における駆動磁界成分の各位相を位置情報演算部５３に出力する（ステップＳ２８）。位置情報演算部５３は、合成磁界から、キャリブレーション演算部５１から出力された駆動磁界成分の位相に対応する駆動磁界に対して９０°の位相差を有する共振磁界を分離する分離処理を各検出コイルＳによる検出結果ごとに行い、分離された共振磁界に対して所定の演算処理を行なうことによってカプセル内視鏡１０の現在の位置や向きを導出する。
【００７４】
次に、ステップＳ２７およびステップＳ２８の演算処理について、各検出コイルＳのうち検出コイルＳ１を例に説明する。なお、メモリ５２に記憶された基準電流値の位相をＤθ、検出コイルＳ１における基準電圧値の実数値をＤＲ１、検出コイルＳ１における基準電圧値の虚数値ＤＩ１、および、電流検出部３２において検出された駆動電流値の位相をＤθ´とする。
【００７５】
まず、キャリブレーション演算部５１は、基準電流値と駆動電流値との位相差ΔＤθを以下の（１）式を用いることによって算出する。
Ｄθ´−Ｄθ＝ΔＤθ                                  ・・・（１）
【００７６】
次いで、キャリブレーション演算部５１は、（１）式で求めた位相差ΔＤθと、基準電圧値とを用いて、検出コイルＳ１が検出した合成磁界の駆動磁界成分の位相に対応する駆動電圧値の実数値ＳＲ１´および虚数値ＳＩ１´を算出する。具体的には、以下の（２）式および（３）式を用いて、基準電圧値の各値に各基準電圧値の位相をΔＤθ分加算することによって、駆動電圧値の実数値ＳＲ１´および虚数値ＳＩ１´を算出する。
ＳＲ１´＝（ＳＲ１×ｃｏｘΔθ−ＳＩ１×ｓｉｎΔθ）  ・・・（２）
ＳＩ１´＝（ＳＲ１×ｓｉｎΔθ＋ＳＩ１×ｃｏｓΔθ）  ・・・（３）
【００７７】
そして、キャリブレーション演算部５１は、（２）式および（３）式を用いて求めた駆動電圧値の実数値ＳＲ１´および虚数値ＳＩ１´をもとに、検出コイルＳ１における駆動電圧値の位相を算出する。キャリブレーション演算部５１は、検出コイルＳ２〜Ｓ８についても同様にして、検出コイルＳ２〜Ｓ８における各駆動電圧値の位相を算出する。
【００７８】
位置検出システム１においては、図４〜図６に示した各処理手順を行なうことによって、各検出コイルＳが検出した合成磁界を構成する駆動磁界成分として現に磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界に対する駆動磁界成分の位相を求め、この求めた駆動磁界成分の位相をもとに合成磁界からカプセル内視鏡１０が発生する共振磁界を正確に分離しているため、カプセル内視鏡１０の位置を精度よく検出することができる。
【００７９】
（実施の形態１にかかる変形例１）
次に、実施の形態１の変形例１について説明する。実施の形態１の変形例１では、合成磁界から駆動磁界成分を減算することによって共振磁界を分離する場合について説明する。実施の形態１にかかる変形例１においては、キャリブレーション演算部５１は、駆動磁界成分として駆動磁界成分に対応する駆動電圧値の位相に加え、駆動電圧値の振幅も求めている。
【００８０】
図７を参照して、本実施の形態１の変形例１における処理内容について説明する。図７（１）は、磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界の強度に対する時間依存を示す図であり、図７（２）は、検出コイルＳが検出した駆動磁界の強度に対する時間依存性を示す図である。図７（２）においては、カプセル内視鏡１０が検出範囲Ｋ内に位置しない場合における検出コイルＳの検出結果を示している。
【００８１】
この図７（１）の曲線Ｌｄ０に示すように、磁界発生コイルＤ１が所定周波数で駆動磁界を発生した場合、検出コイルＳでは、図７（２）の曲線Ｌｓ０のように磁界発生コイルＤ１との距離や検出コイルＳの特性に応じた時間Ｔ分だけずれた状態で、同周波数で駆動磁界を検出している。さらに、磁界発生コイルＤ１が振幅Ｋｄ０で駆動磁界を発生した場合、検出コイルＳでは、振幅Ｋｓ０で駆動磁界を検出している。この磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界の振幅Ｋｄ０と、検出コイルＳが検出する駆動磁界の振幅Ｋｓ０との比は、磁界発生コイルＤ１の特性、検出コイルＳの特性および磁界発生コイルＤ１と検出コイルＳとの相対位置関係によって決まっている。したがって、磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界が、経時変化によって、図７（１）の曲線Ｌｄ１に示すように、曲線Ｌｄ０と比較して、矢印Ｙ２１のようにΔＤθ分ずれた位相で発生し、さらに、振幅がＫｄ０からＫｄ１に変化した場合には、検出コイルＳにおいて検出される駆動磁界は、図７（２）の曲線Ｌｓ１に示すように、曲線Ｌｓ０と比較して、矢印Ｙ２２のようにΔＤθ分ずれた位相となり、さらに、振幅は、Ｋｓ０を（Ｋｄ１／Ｋｄ０）倍したＫｓ１となる。
【００８２】
このため、カプセル内視鏡１０の位置検出のために現に磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界の位相が、基準となる駆動磁界の位相から、どれだけ変化しているかとともに、カプセル内視鏡１０の位置検出のために現に磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界の振幅が、基準となる駆動磁界の振幅から、どれだけ変化しているかを求めれば、検出コイルＳが検出した合成磁界のうち駆動磁界に対応する成分の位相および振幅を求めることができる。そして、検出コイルＳが検出した合成磁界のうち一方の駆動磁界成分の位相および振幅を求めることによって、図７（３）の曲線Ｌｃ１に示す合成磁界から、曲線Ｌｓ１に示す駆動磁界成分を分離して、曲線Ｌｒ１に示すカプセル内視鏡１０が発生する共振磁界成分を矢印Ｙ２３のように取得することができる。
【００８３】
ところで、磁界発生コイルＤ１における駆動磁界の位相と磁界発生コイルＤ１に流れる電流の位相とは同一であり、さらに、磁界発生コイルＤ１における駆動磁界の振幅と磁界発生コイルＤ１に流れる電流の振幅とは一定の比例関係を有している。このため、本実施の形態１の変形例１では、電流検出部３２において、位置検出時に磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流を検出し、この駆動電流の振幅を求め、求めた振幅の、基準電流値の振幅に対する比を求め、求めた駆動電流の振幅の比を、基準電圧値の振幅に乗じて、各検出コイルＳが検出する駆動磁界成分の振幅を取得している。
【００８４】
具体的には、実施の形態１にかかる変形例１では、実施の形態１と同様に、カプセル内視鏡１０が検出空間Ｋ内に位置しない場合に検出コイルＳによって検出された磁界の検出値と電流検出部３２によって検出された駆動電流の検出値とを基準値として用いている。そして、キャリブレーション演算部５１は、カプセル内視鏡１０に対する位置検出中に電流検出部３２によって検出された駆動電流の検出値と、メモリ５２に記憶した基準値とに基づいて駆動磁界成分の振幅および位相を算出する。キャリブレーション演算部５１は、実施の形態１と同様に、メモリ５２において基準値として記憶された駆動電流の検出値と、電流検出部３２によって検出された磁界発生コイルＤ１に実際に流れている駆動電流の検出値との位相差を求め、駆動磁界成分の位相を算出する。さらに、キャリブレーション演算部５１は、メモリ５２において基準値として記憶された駆動電流の検出値と、電流検出部３２によって検出された磁界発生コイルＤ１に実際に流れている駆動電流の検出値との振幅の比を求める。そして、キャリブレーション演算部５１は、基準値として記憶された駆動磁界成分の振幅に、求めた振幅の比を乗じた値を求め、この値を、現に磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界の駆動磁界成分の振幅として位置情報演算部５３に出力する。
【００８５】
そして、位置情報演算部５３は、図８に示すように、検出コイルＳが検出した合成磁界Ｆｃ１から、キャリブレーション演算部５１が出力した振幅および位相をもとに求められる駆動磁界Ｆｄ１を減算することによって、カプセル内視鏡１０が発生する共振磁界Ｆｒ１を求める。そして、位置情報演算部５３は、この共振磁界Ｆｒ１に対して所定の演算処理を行なうことによってカプセル内視鏡１０の現在の位置や向きを導出する。
【００８６】
従来では、検出空間Ｋ内にカプセル内視鏡１０が導入されていない状態で磁界発生コイルＤ１を駆動して検出空間Ｋ内に駆動磁界を形成し、この状態で検出コイルＳに検出された駆動磁界Ｆｄ０を予め求め、この駆動磁界Ｆｄ０を、合成磁界Ｆｃ１から減算する駆動磁界として用いていた。しかしながら、従来の方法では、磁界発生コイルＤ１から実際に発生する駆動磁界が、駆動磁界発生部の経時変化、温度変化およびＬＣ共振回路との干渉などによって、矢印Ｙ１１のように、駆動磁界Ｆｄ０と位相および振幅が異なる駆動磁界Ｆｄ１に変化した場合であっても、合成磁界Ｆｃから減算する駆動磁界として駆動磁界Ｆｄ０を用いていた。このため、従来では、この駆動磁界の変化が共振磁界の分離処理に反映されず、実際の共振磁界Ｆｒ１とは異なる磁界Ｆｒ２を用いて位置検出を行っていたため、位置検出精度が悪化してしまうという問題があった。
【００８７】
これに対して、本実施の形態１の変形例１においては、変化前の駆動磁界Ｆｄ０ではなく、電流検出部３２によって検出された磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流をもとに磁界発生コイルＤ１が現に発生している駆動磁界の位相および振幅を求めて位置検出を行っているため、合成磁界Ｆｃ１から共振磁界Ｆｒ１を正しく分離することができ、実施の形態１と同様の効果を奏する。また、本実施の形態１の変形例１においても、位置検出中においては、電流検出部３２の検出値と、基準値とを用いて駆動磁界成分を求めているため、位置検出システム１の個体差、および位置検出システム１の周辺環境の影響を除外した正確な位置検出結果を得ることができる。
【００８８】
次に、図９を参照して、実施の形態１の変形例１における位置検出処理について説明する。図９は、実施の形態１の変形例１における位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００８９】
図９に示すように、実施の形態１の変形例１では、カプセル内視鏡１０が検出空間Ｋ内に位置しない場合に各検出コイルＳによって検出された駆動磁界の検出値と電流検出部３２によって検出された駆動電流の検出値とを基準値として取得する基準値取得処理を行なう（ステップＳ１−１）。この基準値取得処理は、位置検出ごとに行なう必要はなく、位置検出システム１の設置時、磁界発生コイルＤ１および検出コイルＳの部品交換時に行えば足りる。また、一定の精度を保つために定期的に行なってもよい。
【００９０】
そして、実施の形態１の変形例１では、実際にカプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内に配置した状態で、カプセル内視鏡１０の位置検出処理を行なう。この場合、位置検出システム１では、キャリブレーション演算部５１が、検出コイルＳによって検出された合成磁界のうち、駆動磁界成分の振幅および位相を算出するキャリブレーション演算処理を行なう（ステップＳ２−１）。次いで、位置情報演算部５３は、検出コイルＳによって検出された合成磁界から、キャリブレーション演算部５１において算出された駆動磁界成分の振幅および位相をもとに、検出コイルＳによって検出された合成磁界と駆動磁界との差分を求め、該求めた差分をカプセル内視鏡１０による共振磁界として、カプセル内視鏡１０の位置および方向を演算する位置演算処理を行なう（ステップＳ３−１）。この位置情報演算部５３による位置および方向の演算結果は、制御部２１に出力され、制御部２１の制御のもと表示部２４に出力される。
【００９１】
そして、制御部２１は、図４に示すステップＳ４と同様に、操作入力部２３から入力された指示をもとに、位置検出処理を終了するか否かを判断する（ステップＳ４−１）。制御部２１は、位置検出処理を終了しないと判断した場合（ステップＳ４−１：Ｎｏ）、位置検出継続のため、ステップＳ２−１に戻り、キャリブレーション演算処理を行なう。一方、制御部２１は、位置検出処理を終了すると判断した場合（ステップＳ４−１：Ｙｅｓ）、位置検出終了にともない、磁界発生コイルＤ１、検出コイルＳ、変換部４０および位置検出部５０に対する制御処理も終了する。
【００９２】
次に、図９に示す基準値取得処理について説明する。図１０は、図９に示す基準値取得処理の処理手順を示すフローチャートである。基準値取得処理においては、図１０に示すように、まず、図５のステップＳ１０およびステップＳ１１と同様に、検出体であるカプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内から除去後（ステップＳ１０−１）、磁界発生コイルＤ１による駆動磁界出力処理および検出コイルＳによる磁界検出が開始される（ステップＳ１１−１）。
【００９３】
そして、図５のステップＳ１２と同様に、電流検出部３２は、各検出コイルＳの磁界検出と同期して磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の電流値を検出する（ステップＳ１２−１）。電流検出部３２によって検出された駆動電流値は、実施の形態１と同様に、変換部４０において所定の周波数成分が分離され、キャリブレーション演算部５１において基準電流値として取得される（ステップＳ１３−１）。一方、各検出コイルＳが検出した磁界に対応する各電圧値も同様に、変換部４０において所定の周波数成分が分離され、キャリブレーション演算部５１において各検出コイルＳに対応した基準電圧値として取得される（ステップＳ１４−１）。
【００９４】
そして、キャリブレーション演算部５１は、取得した基準電流値の実数値と虚数値とをもとに基準電流値の振幅および位相を算出する（ステップＳ１７−１）。キャリブレーション演算部５１は、基準電流値、各基準電圧値、算出した基準電流値の振幅および位相を基準値としてメモリ５２に記憶させて（ステップＳ１８−１）、基準値取得処理を終了する。
【００９５】
次に、図９に示すキャリブレーション演算処理について説明する。図１１は、図９に示すキャリブレーション演算処理の処理手順を示すフローチャートである。図１１に示すように、キャリブレーション演算処理では、図６のステップＳ２０およびステップＳ２１と同様に、位置検出処理を開始するために、検出体であるカプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内に設置後（ステップＳ２０−１）、磁界発生コイルＤ１による駆動磁界出力処理および検出コイルＳによる磁界検出が開始される（ステップＳ２１−１）。この各検出コイルＳが検出した磁界に対応する電圧値は、変換部４０において位置検出に使用する所定の周波数成分に分離され、各検出コイルＳがそれぞれ検出した合成磁界として位置情報演算部５３に出力される。
【００９６】
そして、図６のステップＳ２２と同様に、電流検出部３２は、各検出コイルＳの磁界検出と同期して磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の電流値を検出する（ステップＳ２２−１）。そして、電流検出部３２によって検出された駆動電流値は、図６のステップＳ２３と同様に、変換部４０において所定の周波数成分が分離され、キャリブレーション演算部５１において駆動電流値として取得される（ステップＳ２３−１）。
【００９７】
次いで、キャリブレーション演算部５１は、この駆動電流値の振幅および位相を算出する（ステップＳ２４−１）。そして、キャリブレーション演算部５１は、メモリ５２内の各基準値を参照する（ステップＳ２５−１）。
【００９８】
キャリブレーション演算部５１は、算出した駆動電流値の振幅および位相と、参照した各基準値をもとに、各検出コイルＳが検出した合成磁界における駆動磁界成分の振幅および位相を算出する（ステップＳ２７−１）。そして、キャリブレーション演算部５１は、算出した各振幅および各位相、すなわち、各検出コイルＳが検出した合成磁界における駆動磁界成分の各振幅および各位相を位置情報演算部５３に出力する（ステップＳ２８−１）。位置情報演算部５３は、合成磁界から、キャリブレーション演算部５１から出力された駆動磁界成分の振幅および位相に対応する駆動磁界を減算して共振磁界を分離する分離処理を各検出コイルＳによる検出結果ごとに行い、分離された共振磁界に対して所定の演算処理を行なうことによってカプセル内視鏡１０の現在の位置や向きを導出する。
【００９９】
次に、ステップＳ２７−１およびステップＳ２８−１の演算処理について、各検出コイルＳのうち検出コイルＳ１を例に説明する。なお、メモリ５２に記憶された基準電流値の位相をＤθ、基準電流値の振幅をＤＸ、検出コイルＳ１における基準電圧値の実数値をＳＲ１、検出コイルＳ１における基準電圧値の虚数値をＳＩ１、電流検出部３２において検出された駆動電流値の位相をＤθ´、および、駆動電流値の振幅をＤＸ´とする。
【０１００】
キャリブレーション演算部５１は、実施の形態１と同様に、上記（１）式を用いて、基準電流値と駆動電流値との位相差ΔＤθを算出する。次いで、キャリブレーション演算部５１は、以下の（４）式を用いて、基準電流値の振幅と駆動電流値の振幅との比Ｋｘを算出する。
ＤＸ´／ＤＸ＝Ｋｘ                                    ・・・（４）
【０１０１】
次いで、キャリブレーション演算部５１は、（１）式で求めた位相差ΔＤθおよび（４）式で求めた振幅比Ｋｘと、基準電圧値とを用いて、検出コイルＳ１が検出した合成磁界の駆動磁界成分に対応する駆動電圧値の実数値ＳＲ１´および虚数値ＳＩ１´を算出する。具体的には、以下の（５）式および（６）式を用いて、基準電圧値の各値に各基準電圧値の位相をΔＤθ分加算した後、振幅比Ｋｘを乗じることによって、駆動電圧値の実数値ＳＲ１´および虚数値ＳＩ１´を算出する。
ＳＲ１´＝Ｋｘ×（ＳＲ１×ｃｏｘΔθ−ＳＩ１×ｓｉｎΔθ）
・・・（５）
ＳＩ１´＝Ｋｘ×（ＳＲ１×ｓｉｎΔθ＋ＳＩ１×ｃｏｓΔθ）
・・・（６）
【０１０２】
そして、キャリブレーション演算部５１は、（５）式および（６）式を用いて求めた駆動電圧値の実数値ＤＲ１´および虚数値ＤＩ１´をもとに、検出コイルＳ１における駆動電圧値の振幅および位相を算出する。キャリブレーション演算部５１は、検出コイルＳ２〜Ｓ８についても同様にして、検出コイルＳ２〜Ｓ８における各駆動電圧値の振幅および位相を算出する。
【０１０３】
このように、実施の形態１の変形例１では、図９〜図１１に示した各処理手順を行なうことによって、各検出コイルＳが検出した合成磁界を構成する駆動磁界成分として、現に磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界に対する駆動磁界成分の振幅および位相を求め、この求めた駆動磁界成分の振幅および位相をもとに合成磁界からカプセル内視鏡１０が発生する共振磁界を正確に分離しているため、カプセル内視鏡１０の位置を精度よく検出することができる。
【０１０４】
（実施の形態１の変形例２）
次に、実施の形態１の変形例２について説明する。実施の形態１の変形例２では、基準値ではなく、予め用意された磁界発生コイルの特性、各磁界検出コイルの特性、磁界発生コイルと磁界検出コイルとの相対位置情報を用いて、駆動磁界成分の実数値と虚数値とをシミュレーションにより算出する。
【０１０５】
図１２を参照して、実施の形態１の変形例２における位置検出処理について説明する。図１２は、実施の形態１の変形例２における位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１０６】
図１２に示すように、実施の形態１の変形例２では、図４および図９に示す基準値取得処理を削除し、キャリブレーション演算部５１によるキャリブレーション演算処理（ステップＳ２−２）、位置情報演算部５３による位置演算処理（ステップＳ３−２）、および、制御部２１による位置検出終了判断処理が行われる（ステップＳ４−２）。なお、制御部２１は、位置検出処理を終了しないと判断した場合（ステップＳ４−２：Ｎｏ）、位置検出継続のため、ステップＳ２−２に戻り、キャリブレーション演算処理を行なう。一方、制御部２１は、位置検出処理を終了すると判断した場合（ステップＳ４−２：Ｙｅｓ）、位置検出終了にともない、磁界発生コイルＤ１、検出コイルＳ、変換部４０および位置検出部５０に対する制御処理も終了する。
【０１０７】
次に、図１２に示すキャリブレーション演算処理について説明する。図１３は、図１２に示すキャリブレーション演算処理の処理手順を示すフローチャートである。図１２に示すように、キャリブレーション演算処理では、図６のステップＳ２０およびステップＳ２１と同様に、位置検出処理を開始するために、検出体であるカプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内に設置後（ステップＳ２０−２）、磁界発生コイルＤ１による駆動磁界出力処理および検出コイルＳによる磁界検出が開始される（ステップＳ２１−２）。この各検出コイルＳが検出した磁界に対応する電圧値は、変換部４０において位置検出に使用する所定の周波数成分に分離され、各検出コイルＳがそれぞれ検出した合成磁界として位置情報演算部５３に出力される。
【０１０８】
そして、図６のステップＳ２２と同様に、電流検出部３２は、各検出コイルＳの磁界検出と同期して磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の電流値を検出する（ステップＳ２２−２）。そして、電流検出部３２によって検出された駆動電流値は、図６のステップＳ２３と同様に、変換部４０において所定の周波数成分が分離され、キャリブレーション演算部５１において駆動電流値として取得される（ステップＳ２３−２）。
【０１０９】
次に、キャリブレーション演算部５１は、磁界発生コイルＤ１の特性、各磁界検出コイルＳの特性、磁界発生コイルＤ１と磁界検出コイルＳとの各相対位置情報を取得する（ステップＳ２５−２）。これらの各情報は、予め求められ、たとえばメモリ５２内において記憶される。そして、キャリブレーション演算部５１は、取得した磁界発生コイルＤ１の特性、各磁界検出コイルＳの特性、磁界発生コイルＤ１と各磁界検出コイルＳとの各相対位置情報と、駆動電流値とをもとに、各検出コイルＳにおける駆動磁界成分の実数値と虚数値とをシミュレーションにより算出する（ステップＳ２６−２）。
【０１１０】
そして、キャリブレーション演算部５１は、算出した各検出コイルＳにおける駆動磁界成分の実数値と虚数値とをもとに、各検出コイルＳにおける駆動磁界成分の位相を算出する（ステップＳ２７−２）。なお、キャリブレーション演算部５１は、ステップＳ２７−２において、各検出コイルＳにおける駆動磁界成分の位相および振幅を算出してもよい。そして、キャリブレーション演算部５１は、算出した各検出コイルＳが検出した合成磁界における駆動磁界成分の各位相を位置情報演算部５３に出力する（ステップＳ２８−２）。位置情報演算部５３は、キャリブレーション演算部５１から出力された駆動磁界成分の位相、または、キャリブレーション演算部５１から出力された駆動磁界成分の振幅および位相を用いて、各検出コイルＳが検出した合成磁界から共振磁界を分離し、分離された共振磁界に対して所定の演算処理を行なうことによってカプセル内視鏡１０の現在の位置や向きを導出する。
【０１１１】
このように、シミュレーションによって磁界発生コイルＤ１が実際に発生する駆動磁界成分を求めた場合も、合成磁界からカプセル内視鏡１０が発生する共振磁界を正確に分離できるため、カプセル内視鏡１０の位置を精度よく検出することができる。
【０１１２】
（実施の形態１の変形例３）
次に、実施の形態１の変形例３について説明する。実施の形態１の変形例３においては、磁界発生コイルによる駆動磁界の各位相に対する検出コイルの検出値と電流検出部の検出値とをそれぞれ対応させたＬＵＴ（ルックアップテーブル）を予め作成し、位置検出時には、このＬＵＴを参照して、合成磁界における駆動磁界成分を求める。
【０１１３】
この場合、制御部２１は、実際に、磁界発生コイルＤ１に、それぞれ異なる位相で駆動磁界を発生させ、各検出コイルおよび電流検出部３２に検出処理をそれぞれ行なわせる。そして、制御部２１は、磁界発生コイルＤ１が発生した駆動磁界の各位相ごとに、各検出コイルＳによって検出された磁界の各検出値と、電流検出部３２によって検出された駆動電流の各検出値とを取得する。メモリ５２は、磁界発生コイルＤ１が発生した駆動磁界の各位相ごとに、取得した各検出コイルＳによって検出された磁界の各検出値と、電流検出部３２によって検出された駆動電流の各検出値とを対応付けた対応関係であるＬＵＴを記憶する。さらに、キャリブレーション演算部５１は、位置検出処理中に、電流検出部３２によって検出された駆動電流の検出値と、メモリ５２によって記憶されたＬＵＴとに基づいて、各検出コイルＳが検出した合成磁界における駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相を算出する。
【０１１４】
図１４を参照して、実施の形態１の変形例３における位置検出処理について説明する。図１４は、実施の形態１の変形例３における位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１１５】
図１４に示すように、実施の形態１の変形例３では、図４および図９に示す基準値取得処理に代えて、キャリブレーションデータテーブル作成処理（ステップＳ１−３）を行う。このキャリブレーションデータテーブル作成処理では、磁界発生コイルによる駆動磁界の各位相に対する検出コイルの検出値と電流検出部の検出値とをそれぞれ対応させたＬＵＴを作成する。次いで、キャリブレーション演算部５１は、電流検出部３２によって検出された駆動電流の検出値と、メモリ５２によって記憶されたＬＵＴとに基づいて、各検出コイルＳが検出した合成磁界における駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相を算出するキャリブレーションデータ取得処理（ステップＳ２−３）を行う。そして、図４に示すステップＳ３およびステップＳ４と同様に、位置情報演算部５３による位置演算処理（ステップＳ３−３）、および、制御部２１による位置検出終了判断処理が行われる（ステップＳ４−３）。なお、制御部２１は、位置検出処理を終了しないと判断した場合（ステップＳ４−３：Ｎｏ）、位置検出継続のため、ステップＳ２−３に戻り、キャリブレーションデータ取得処理を行なう。一方、制御部２１は、位置検出処理を終了すると判断した場合（ステップＳ４−３：Ｙｅｓ）、位置検出終了にともない、磁界発生コイルＤ１、検出コイルＳ、変換部４０および位置検出部５０に対する制御処理も終了する。
【０１１６】
次に、図１４に示すキャリブレーションデータテーブル作成処理について説明する。図１５は、図１４に示すキャリブレーションデータテーブル作成処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１１７】
図１５に示すように、検出体であるカプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内から除去する（ステップＳ１０−３）。次いで、磁界発生コイルＤ１による駆動磁界出力および各検出コイルＳによる磁界検出が開始される（ステップＳ１１−３）。まず、磁界発生コイルＤ１は、所定の初期条件にて駆動磁界を発生する。電流検出部３２は、図５のステップＳ１２と同様に、各検出コイルＳの磁界検出と同期して磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の電流値を検出する（ステップＳ１２−３）。電流検出部３２によって検出された駆動電流値は、実施の形態１と同様に、変換部４０において所定の周波数成分が分離され、キャリブレーション演算部５１において、磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界の位相に対応する基準電流値として取得される（ステップＳ１３−３）。一方、各検出コイルＳが検出した磁界に対応する各電圧値も同様に、変換部４０において所定の周波数成分が分離され、キャリブレーション演算部５１において各検出コイルＳに対応した基準電圧値であって磁界発生コイルＤ１が発生する駆動磁界の位相に対応する基準電圧値として取得される（ステップＳ１４−３）。
【０１１８】
キャリブレーション演算部５１は、取得した基準電流値に対応する駆動磁界の位相として、取得した基準電圧値の位相を算出する（ステップＳ１５−３）。キャリブレーション演算部５１は、駆動磁界の位相として算出した基準電圧値の位相を、基準電流値に対応付けて記憶する（ステップＳ１６−３）。
【０１１９】
その後、制御部２１は、取得対象の全位相に対して基準値を全て取得したか否かを判断する（ステップＳ１７−３）。制御部２１は、取得対象の全位相に対して基準値を全て取得していないと判断した場合には（ステップＳ１７−３：Ｎｏ）、磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流値の位相を次に取得対象である基準電流値の位相に変更する（ステップＳ１８−３）。そして、ステップＳ１１−３に戻り、磁界発生コイルＤ１は、磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の位相が、この位相となるように、磁界発生コイルＤ１に駆動磁界を発生するとともに、検出コイルＳも磁界検出を開始する（ステップＳ１１−３）。その後、位置検出システム１は、ステップＳ１２−３〜ステップＳ１６−３に示す各処理を行ない、この位相に対応する基準電流値、および基準電圧値の位相を求め、基準電圧値の位相を駆動磁界の位相として、基準電流値の位相に対応付けて記憶する。
【０１２０】
これに対し、制御部２１が、取得対象の全位相に対して基準値を全て取得したと判断した場合には（ステップＳ１７−３：Ｙｅｓ）、キャリブレーション演算部５１は、電流検出部３２の検出値に対する駆動磁界の各位相をそれぞれ対応させたＬＵＴを作成し（ステップＳ１９−３）、メモリ５２にこのＬＵＴを記憶させる。このＬＵＴは、基準電流値と駆動磁界の各位相とが対応付けられたものとなる。
【０１２１】
次に、図１４に示すキャリブレーションデータ取得処理について説明する。図１６は、図１４に示すキャリブレーションデータ取得処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１２２】
図１６に示すように、キャリブレーションデータ取得処理では、図６のステップＳ２０およびステップＳ２１と同様に、位置検出処理を開始するために、検出体であるカプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内に設置後（ステップＳ２０−３）、磁界発生コイルＤ１による駆動磁界出力処理および検出コイルＳによる磁界検出が開始される（ステップＳ２１−３）。この各検出コイルＳが検出した磁界に対応する電圧値は、変換部４０において位置検出に使用する所定の周波数成分に分離され、各検出コイルＳがそれぞれ検出した合成磁界として位置情報演算部５３に出力される。
【０１２３】
そして、図６のステップＳ２２と同様に、電流検出部３２は、各検出コイルＳの磁界検出と同期して磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の電流値を検出する（ステップＳ２２−３）。そして、電流検出部３２によって検出された駆動電流値は、図６のステップＳ２３と同様に、変換部４０において所定の周波数成分が分離され、キャリブレーション演算部５１において駆動電流値として取得される（ステップＳ２３−３）。キャリブレーション演算部５１は、図６に示すステップＳ２４と同様に、この駆動電流値の位相を算出する（ステップＳ２４−３）。
【０１２４】
そして、キャリブレーション演算部５１は、メモリ５２内のＬＵＴを参照する（ステップＳ２５−３）。キャリブレーション演算部５１は、参照したＬＵＴから、算出した駆動電流値の位相に対応する各検出コイルＳの駆動磁界成分の位相を取得する（ステップＳ２７−３）。キャリブレーション演算部５１は、取得した各位相を、各検出コイルＳが検出した合成磁界における駆動磁界成分の各位相として位置情報演算部５３に出力して（ステップＳ２８−３）、キャリブレーションデータ取得処理を終了する。位置情報演算部５３は、キャリブレーション演算部５１から出力された駆動磁界成分の位相を用いて、各検出コイルＳが検出した合成磁界から共振磁界を分離し、分離された共振磁界に対して所定の演算処理を行なうことによってカプセル内視鏡１０の現在の位置や向きを導出する。
【０１２５】
このように、予めＬＵＴを作成し、このＬＵＴを参照して磁界発生コイルＤ１が実際に発生する駆動磁界成分を求めた場合も、合成磁界からカプセル内視鏡１０が発生する共振磁界を正確に分離できるため、カプセル内視鏡１０の位置を精度よく検出することができる。
【０１２６】
なお、本実施の形態１の変形例３は、駆動磁界成分の位相とともに駆動磁界成分の振幅をもとに各検出コイルＳが検出した合成磁界から共振磁界を分離する方法にも適用可能である。
【０１２７】
この場合、キャリブレーションデータテーブル作成処理では、ステップＳ１１−３において位相とともに振幅も変えて磁界発生コイルＤ１による駆動磁界出力処理を行ない、ステップＳ１５−３においては、基準電圧値の位相とともに振幅も算出し、ステップＳ１９−３においては、基準電圧値に基準電圧値の振幅および位相をそれぞれ対応させたＬＵＴを作成する。
【０１２８】
また、キャリブレーションデータ取得処理では、キャリブレーション演算部５１は、ステップＳ２４−３においては、図１１に示すステップＳ２４−１と同様に、この駆動電流値の振幅および位相を算出し、ステップＳ２７−３においては、参照したＬＵＴから、算出した駆動電流値の振幅および位相に対応する各検出コイルＳの駆動磁界成分の振幅および位相を取得後、ステップＳ２８−３においては、取得した各振幅および各位相を出力する。位置情報演算部５３は、ステップＳ３−３においては、キャリブレーション演算部５１において算出された駆動磁界成分の振幅および位相をもとに、検出コイルＳによって検出された合成磁界と駆動磁界との差分を求め、該求めた差分をカプセル内視鏡１０による共振磁界として、カプセル内視鏡１０の位置および方向を演算する位置演算処理を行なう。
【０１２９】
（実施の形態１の変形例４）
次に、実施の形態１の変形例４について説明する。実施の形態１の変形例４では、磁界発生コイルＤ１における駆動磁界の位相と磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の位相とは同一であるため、キャリブレーション演算部５１は、電流検出部３２によって検出された駆動電流の位相を、磁界検出コイルＳによって検出された合成磁界の検出値における駆動磁界の成分の位相として出力する。
【０１３０】
実施の形態１の変形例４における位置検出処理について説明する。実施の形態１の変形例４では、図４のステップＳ２に示す検出コイルＳによって検出された合成磁界のうち駆動磁界成分の位相を算出するキャリブレーション演算処理を行なった後、図４のステップＳ３に示す位置情報演算部５３による位置演算処理、および、図４のステップＳ４に示す制御部２１による位置検出終了判断処理が行われる。
【０１３１】
次に、実施の形態１の変形例４におけるキャリブレーション演算処理について説明する。図１７は、実施の形態１の変形例４におけるキャリブレーション演算処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１３２】
図１７に示すように、実施の形態１の変形例４におけるキャリブレーション演算処理においては、図６のステップＳ２０およびステップＳ２１と同様に、位置検出処理を開始するために、検出体であるカプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内に設置後（ステップＳ２０−４）、磁界発生コイルＤ１による駆動磁界出力および各検出コイルＳによる磁界検出が開始される（ステップＳ２１−４）。そして、図６のステップＳ２２と同様に、電流検出部３２は、各検出コイルＳの磁界検出と同期して磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の電流値を検出する（ステップＳ２２−４）。電流検出部３２によって検出された駆動電流値は、図６のステップＳ２３と同様に、キャリブレーション演算部５１において駆動電流値として取得される（ステップＳ２３−４）。次いで、キャリブレーション演算部５１は、図６のステップＳ２４と同様に、この駆動電流値の位相を算出する（ステップＳ２４−４）。そして、キャリブレーション演算部５１は、電流検出部３２によって検出された駆動電流の位相を、磁界検出コイルＳによって検出された合成磁界の検出値における駆動磁界の成分の位相として出力する（ステップＳ２８−４）。位置情報演算部５３は、キャリブレーション演算部５１から出力された駆動磁界成分の位相を用いて、各検出コイルＳが検出した合成磁界から共振磁界を分離し、分離された共振磁界に対して所定の演算処理を行なうことによってカプセル内視鏡１０の現在の位置や向きを導出する。
【０１３３】
磁界発生コイルＤ１における駆動磁界の位相と磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の位相とは略同一であるため、実施の形態１の変形例４においても、実施の形態１と同様に、合成磁界からカプセル内視鏡１０が発生する共振磁界を正確に分離できる。
【０１３４】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。図１８は、本実施の形態２による位置検出システム２０１の概略構成を示す模式図である。図１８に示すように、本実施の形態２にかかる位置検出システム２０１は、検出空間Ｋ内に略均一な駆動磁界を形成する複数の磁界発生コイルＤ１，Ｄ２を備えるとともに、各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２にそれぞれ対応する駆動信号生成部３１ａ，３１ｂおよび電流検出部３２ａ，３２ｂを備える。
【０１３５】
そして、位置検出システム２０１は、図１に示す外部装置２０に代えて、外部装置２２０を備える。外部装置２２０は、図１に示す制御部２１に代えて制御部２２１を有し、図１に示す駆動コイル入力信号調整部３０に代えて駆動コイル入力信号調整部２３０を有し、図１に示す変換部４０に代えて変換部２４０を有し、図１に示す位置検出部５０に代えて位置検出部２５０を有する。
【０１３６】
制御部２２１は、外部装置２２０内の各部を制御する。駆動コイル入力信号調整部２３０は、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２の駆動に用いる信号の振幅や位相を調整する。各駆動信号生成部３１ａ，３１ｂは、駆動コイル入力信号調整部２３０からの制御に従って磁界発生コイルＤ１または磁界発生コイルＤ２に入力する駆動信号を生成する。変換部２４０は、Ａ／Ｄ変換部４１と同様に、複数の検出コイルＳおよび電流検出部３２ａ，３２ｂの各検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部２４１と、ＦＦＴ演算部４２と同様に、各検出コイルＳにおいて検出された各合成磁界成分と、電流検出部３２ａ，３２ｂにおいて検出された駆動電流とを示すＦＦＴデータを生成するＦＦＴ演算部２４２とを有する。位置検出部２５０は、電流検出部３２ａ，３２ｂによって検出された駆動電流の検出値に基づいて、検出コイルＳによって検出された合成磁界成分の検出値における駆動磁界成分の位相を算出するキャリブレーション演算部２５１、所定の基準値を記憶するメモリ５２、および、検出コイルＳによって検出された検出結果とキャリブレーション演算部２５１において算出された算出結果をもとにカプセル内視鏡１０の位置および方向を算出する位置情報演算部２５３を有する。
【０１３７】
さらに、各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２には、それぞれ切替スイッチ２５４ａ，２５４ｂが設けられている。切替スイッチ２５４ａは、磁界発生コイルＤ１のコイルの閉ループをオープンに切り替え、切替スイッチ２５４ｂは、磁界発生コイルＤ２のコイルの閉ループをオープンに切り替える。キャリブレーション演算部２５１は、各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２の各基準値を取得する場合には、各切替スイッチ２５４ａ，２５４ｂに対し、基準値の取得対象である磁界発生コイル以外の磁界発生コイルの閉ループをオープンにさせる。
【０１３８】
この磁界発生コイルを複数有する位置検出システム２０１においては、各基準値を取得する場合には、基準値の取得対象である磁界発生コイル以外の磁界発生コイルの閉ループをオープンにすることによって、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２間の干渉の影響を除去して、各磁界発生コイルごとに正しい各基準値を取得している。
【０１３９】
次に、位置検出システム２０１における位置検出処理について説明する。図１９は、図１８に示す位置検出システム２０１における位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【０１４０】
図１９に示すように、位置検出システム２０１では、カプセル内視鏡１０が検出空間Ｋ内に位置しない場合に各検出コイルＳによって検出された駆動磁界の検出値と電流検出部３２によって検出された駆動電流の検出値とを基準値として取得する基準値取得処理を行なう（ステップＳ２０１）。このステップＳ２０１においては、各磁界発生コイルごとに各基準値を取得する。そして、キャリブレーション演算部２５１が、各検出コイルＳによって検出された合成磁界のうち、駆動磁界成分の位相を算出するキャリブレーション演算処理を行なう（ステップＳ２０２）。次いで、位置情報演算部２５３は、各検出コイルＳによって検出された合成磁界から、キャリブレーション演算部２５１において算出された駆動磁界成分の位相に対して略直交する位相差を有する成分を求め、該求めた成分をもとに検出体の位置および方向を演算する位置演算処理を行なう（ステップＳ２０３）。その後、図４のステップＳ４と同様に、制御部２２１による位置検出終了判断処理が行われる（ステップＳ２０４）。なお、制御部２２１は、位置検出処理を終了しないと判断した場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、位置検出継続のため、ステップＳ２０２に戻り、キャリブレーション演算処理を行なう。一方、制御部２２１は、位置検出処理を終了すると判断した場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、位置検出終了にともない、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２、検出コイルＳ、変換部２４０および位置検出部２５０に対する制御処理も終了する。
【０１４１】
次に、図１９に示す基準値取得処理について説明する。図２０は、図１９に示す基準値取得処理の処理手順を示すフローチャートである。図２０に示すように、検出体であるカプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内から除去する（ステップＳ２１０）。まず、磁界発生コイルＤ１の基準値を取得するために、キャリブレーション演算部２５１は、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２を識別する識別番号ｎを初期化し、ｎ＝１とする（ステップＳ２１１）。次いで、キャリブレーション演算部２５１は、磁界発生コイルＤｎ以外をオープンに切り替える（ステップＳ２１２）。この場合、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２を識別する識別番号ｎは１であるため、キャリブレーション演算部２５１は、磁界発生コイルＤ１以外の磁界発生コイルＤ２の閉ループをオープンにするように切替スイッチ２５４ｂを制御する。この結果、検出空間Ｋ内に形成される磁界は、磁界発生コイルＤ１による駆動磁界のみとなる。
【０１４２】
次いで、磁界発生コイルＤ１に対する基準値を取得するための各処理を行なう。このため、位置検出システム２０１では、磁界発生コイルＤ１から駆動磁界を出力させ（ステップＳ２１３）、検出コイルＳによる磁界検出を開始する（ステップＳ２１４）。次いで、電流検出部３２ａは、各検出コイルＳの磁界検出と同期して磁界発生コイルＤ１に流れる駆動電流の電流値を検出する（ステップＳ２１５）。電流検出部３２ａによって検出された駆動電流値は、変換部２４０において所定の周波数成分が分離され、キャリブレーション演算部２５１において磁界発生コイルＤ１の基準電流値として取得される（ステップＳ２１６）。一方、各検出コイルＳが検出した磁界に対応する各電圧値も同様に、変換部２４０において所定の周波数成分が分離され、キャリブレーション演算部２５１において、磁界発生コイルＤ１に対応する各検出コイルＳの基準電圧値として取得される（ステップＳ２１７）。
【０１４３】
そして、キャリブレーション演算部２５１は、取得した磁界発生コイルＤ１に対応する基準電流値をもとに磁界発生コイルＤ１に対応する基準電流値の位相を算出する（ステップＳ２２０）。キャリブレーション演算部２５１は、基準電流値、基準電圧値および基準電流値の位相の各基準値を磁界発生コイルＤ１に対応する基準値としてメモリ５２に記憶させて（ステップＳ２２１）、磁界発生コイルＤ１に対応する基準値取得処理を終了する。
【０１４４】
次に、キャリブレーション演算部２５１は、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２を識別する識別番号ｎと最大値Ｎとを比較して、ｎ＝Ｎであるか否かを判断する（ステップＳ２２２）。キャリブレーション演算部２５１は、ｎ＝Ｎでないと判断した場合（ステップＳ２２２：Ｎｏ）、ｎに１を加算してｎ＝ｎ＋１とし（ステップＳ２２３）、磁界発生コイルＤ２に対する基準値を取得するための各処理を行なう。このため、ステップＳ２１２に戻り、キャリブレーション演算部２５１は、磁界発生コイルＤ２以外の磁界発生コイルＤ１の閉ループをオープンにするように切替スイッチ２５４ａを制御し、検出空間Ｋ内に形成される磁界が、磁界発生コイルＤ２による駆動磁界のみとする。そして、磁界発生コイルＤ２から駆動磁界を出力させた後（ステップＳ２１３）、ステップＳ２１４〜ステップＳ２２０の各処理を行ない、磁界発生コイルＤ２に対する基準値を取得する。一方、キャリブレーション演算部２５１は、ｎ＝Ｎであると判断した場合（ステップＳ２２２：Ｙｅｓ）、基準値取得処理を終了する。
【０１４５】
次に、図１９に示すキャリブレーション演算処理について説明する。図２１は、図１９に示すキャリブレーション演算処理の処理手順を示すフローチャートである。図２１に示すように、キャリブレーション演算処理では、図６のステップＳ２０と同様に、位置検出処理を開始するために、検出体であるカプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内に設置後（ステップＳ２３０）、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２による駆動磁界出力処理および検出コイルＳによる磁界検出が開始される（ステップＳ２３１）。この各検出コイルＳが検出した磁界に対応する電圧値は、変換部２４０において位置検出に使用する所定の周波数成分に分離され、各検出コイルＳがそれぞれ検出した合成磁界として位置情報演算部２５３に出力される。
【０１４６】
そして、電流検出部３２ａ，３２ｂは、各検出コイルＳの磁界検出と同期して各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に流れる駆動電流の電流値をそれぞれ検出する（ステップＳ２３２）。そして、電流検出部３２によって検出された各駆動電流値は、変換部２４０において所定の周波数成分が分離され、キャリブレーション演算部２５１において各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に対応する駆動電流値として取得される（ステップＳ２３３）。
【０１４７】
次いで、キャリブレーション演算部２５１は、この磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に対応する各駆動電流値の位相をそれぞれ算出する（ステップＳ２３４）。そして、キャリブレーション演算部２５１は、メモリ５２内の各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に対応する各基準値を参照する（ステップＳ２３５）。
【０１４８】
キャリブレーション演算部２５１は、算出した各駆動電流値の位相と、参照した各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に対応する各基準値をもとに、各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２ごとに、各検出コイルＳが検出した合成磁界における各駆動磁界成分の実数値と虚数値とを算出する（ステップＳ２３６）。次いで、キャリブレーション演算部２５１は、各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に対応する各駆動磁界成分の実数値と虚数値とをもとに、この各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２の駆動磁界成分を合成する処理を各検出コイルＳごとに行ない（ステップＳ２３７）、ステップＳ２３７において合成した駆動磁界成分の位相を各検出コイルごとに算出する（ステップＳ２３８）。その後、キャリブレーション演算部２５１は、算出した各検出コイルＳの検出による合成磁界における磁界発生コイルＤ１，Ｄ２の駆動磁界成分の位相を位置情報演算部２５３に出力する（ステップＳ２３９）。位置情報演算部２５３は、合成磁界から、キャリブレーション演算部２５１から出力された駆動磁界成分の位相に対応する駆動磁界に対して９０°の位相差を有する共振磁界を分離する分離処理を各検出コイルＳによる検出結果ごとに行い、分離された共振磁界に対して所定の演算処理を行なうことによってカプセル内視鏡１０の現在の位置や向きを導出する。
【０１４９】
次に、ステップＳ２３７およびステップＳ２３８の演算処理について、各検出コイルＳのうち検出コイルＳ１を例に説明する。なお、メモリ５２に記憶された基準電流値の位相のうち磁界発生コイルＤ１に対応する位相をＤθ、磁界発生コイルＤ２に対応する位相をＤφ、検出コイルＳ１における基準電圧値のうち磁界発生コイルＤ１に対応する基準電圧値の実数値をＤＲ１、虚数値をＤＩ１、磁界発生コイルＤ２に対応する基準電圧値の実数値をＤＲ２、虚数値ＤＩ２、および、電流検出部３２ａにおいて検出された磁界発生コイルＤ１に対応する駆動電流値の位相をＤθ´、電流検出部３２ｂにおいて検出された磁界発生コイルＤ２に対応する駆動電流値の位相をＤφ´とする。
【０１５０】
ステップＳ２３６に対応する処理として、まず、キャリブレーション演算部２５１は、磁界発生コイルＤ１に対応する基準電流値と駆動電流値との位相差ΔＤθを以下の（１１−１）式を用いることによって算出する。
Ｄθ´−Ｄθ＝ΔＤθ                            ・・・（１１−１）
【０１５１】
さらに、キャリブレーション演算部２５１は、磁界発生コイルＤ２に対応する基準電流値と駆動電流値との位相差ΔＤφを以下の（１１−２）式を用いることによって算出する。
Ｄφ´−Ｄφ＝ΔＤφ                            ・・・（１１−２）
【０１５２】
次いで、キャリブレーション演算部２５１は、（１１−１）式で求めた位相差ΔＤθと、磁界発生コイルＤ１に対応する基準電圧値とを用いて、検出コイルＳ１が検出した合成磁界のうち磁界発生コイルＤ１の駆動磁界成分に対応する駆動電圧値の実数値ＤＲ１´および虚数値ＤＩ１´を算出する。具体的には、以下の（１２−１）式および（１３−１）式を用いて、磁界発生コイルＤ１に対応する基準電圧値の各値に各基準電圧値の位相をΔＤθ分加算することによって、駆動電圧値の実数値ＤＲ１´および虚数値ＤＩ１´を算出する。
ＤＲ１´＝（ＤＲ１×ｃｏｘΔθ−ＤＩ１×ｓｉｎΔθ）
・・・（１２−１）
ＤＩ１´＝（ＤＲ１×ｓｉｎΔθ＋ＤＩ１×ｃｏｓΔθ）
・・・（１３−１）
【０１５３】
同様に、キャリブレーション演算部２５１は、（１１−２）式で求めた位相差ΔＤφと、磁界発生コイルＤ２に対応する基準電圧値とを用いて、検出コイルＳ１が検出した合成磁界のうち磁界発生コイルＤ２の駆動磁界成分に対応する駆動電圧値の実数値ＤＲ２´および虚数値ＤＩ２´を算出する。具体的には、以下の（１２−２）式および（１３−２）式を用いて、磁界発生コイルＤ２に対応する基準電圧値の各値に各基準電圧値の位相をΔＤφ分加算することによって、駆動電圧値の実数値ＤＲ２´および虚数値ＤＩ２´を算出する。
ＤＲ２´＝（ＤＲ２×ｃｏｘΔφ−ＤＩ２×ｓｉｎΔφ）
・・・（１２−２）
ＤＩ２´＝（ＤＲ２×ｓｉｎΔφ＋ＤＩ２×ｃｏｓΔφ）
・・・（１３−２）
【０１５４】
次いで、ステップＳ２３７に対応する処理として、（１２−１）式、（１２−２）式、（１３−１）式および（１３−２）式によって算出された各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に対応する駆動磁界成分の実数値ＤＲ１´，ＤＲ２´と虚数値ＤＩ１´，ＤＩ２´と、以下の（１４−１）式および（１４−２）式を用いて、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２の駆動磁界成分を合成した駆動電圧値の実数値ＳＲ１虚数値ＳＩ１とを求める。
ＳＲ１＝ＤＲ１´＋ＤＲ２´                      ・・・（１４−１）
ＳＩ１＝ＤＩ１´＋ＤＩ２´                      ・・・（１４−２）
【０１５５】
そして、キャリブレーション演算部２５１は、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２の各駆動磁界成分を合成した磁界を検出コイルＳ１における駆動磁界成分として、この駆動磁界成分に対応する駆動電圧値の実数値ＳＲ２´、虚数値ＳＩ２´をもとに、検出コイルＳ１における駆動電圧値の位相を算出する。キャリブレーション演算部２５１は、検出コイルＳ２〜Ｓ８についても同様にして、検出コイルＳ２〜Ｓ８における各駆動電圧値の位相を算出する。
【０１５６】
位置検出システム２０１においては、図１９〜図２１に示した各処理手順を行なうことによって、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２間の干渉の影響を除去して、各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２ごとに正しい各基準値を取得している。さらに、位置検出システム２０１においては、この各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２にそれぞれ対応する各基準値と、各電流検出部３２ａ，３２ｂがそれぞれ検出した駆動電流値とをもとに、現に磁界発生コイルＤ１，Ｄ２が発生する駆動磁界成分の位相を求めて、合成磁界からカプセル内視鏡１０が発生する共振磁界を正確に分離しているため、カプセル内視鏡１０の位置を精度よく検出することができる。
【０１５７】
（実施の形態２の変形例１）
次に、実施の形態２の変形例１について説明する。実施の形態２の変形例１では、駆動磁界成分として駆動磁界成分に対応する駆動電圧値の位相に加え、駆動電圧値の振幅も求め、合成磁界から駆動磁界成分を減算することによって共振磁界を分離する場合について説明する。
【０１５８】
実施の形態２の変形例１における位置検出処理について説明する。図２２は、実施の形態２の変形例１における位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。図２２に示すように、実施の形態２の変形例１では、カプセル内視鏡１０が検出空間Ｋ内に位置しない場合に各検出コイルＳによって検出された駆動磁界の検出値と電流検出部３２ａ，３２ｂによって検出された駆動電流の検出値とを基準値として取得する基準値取得処理を行なう（ステップＳ２０１−１）。このステップＳ２０１−１においては、各磁界発生コイルごとに各基準値を取得する。そして、キャリブレーション演算部２５１が、各検出コイルＳによって検出された合成磁界のうち、駆動磁界成分の振幅および位相を算出するキャリブレーション演算処理を行なう（ステップＳ２０２−１）。次いで、位置情報演算部２５３は、各検出コイルＳによって検出された合成磁界から、キャリブレーション演算部２５１において算出された駆動磁界成分の振幅および位相をもとに、検出コイルＳによって検出された合成磁界と駆動磁界との差分を求め、該求めた差分をカプセル内視鏡１０による共振磁界として、カプセル内視鏡１０の位置および方向を演算する位置演算処理を行なう（ステップＳ２０３−１）。その後、図４のステップＳ４と同様に、制御部２２１による位置検出終了判断処理が行われる（ステップＳ２０４−１）。なお、制御部２２１は、位置検出処理を終了しないと判断した場合（ステップＳ２０４−１：Ｎｏ）、位置検出継続のため、ステップＳ２０２−１に戻り、キャリブレーション演算処理を行なう。一方、制御部２２１は、位置検出処理を終了すると判断した場合（ステップＳ２０４−１：Ｙｅｓ）、位置検出終了にともない、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２、検出コイルＳ、変換部２４０および位置検出部２５０に対する制御処理も終了する。
【０１５９】
次に、図２２に示す基準値取得処理について説明する。図２３は、図２２に示す基準値取得処理の処理手順を示すフローチャートである。図２３に示すように、検出体であるカプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内から除去する（ステップＳ２１０−１）。まず、磁界発生コイルＤ１の基準値を取得するために、キャリブレーション演算部２５１は、図２０のステップＳ２１１と同様に、識別番号ｎを初期化し、ｎ＝１とし（ステップＳ２１１−１）、磁界発生コイルＤｎ以外をオープンに切り替える（ステップＳ２１２−１）。キャリブレーション演算部２５１は、磁界発生コイルＤ１以外の磁界発生コイルＤ２の閉ループをオープンにするように切替スイッチ２５４ｂを制御する。
【０１６０】
次いで、磁界発生コイルＤ１に対する基準値を取得するための各処理を行なう。このため、図２０に示すステップＳ２１３〜ステップＳ２１６と同様に、位置検出システム２０１では、磁界発生コイルＤ１から駆動磁界を出力させ（ステップＳ２１３−１）、検出コイルＳによる磁界検出を開始し（ステップＳ２１４−１）、電流検出部３２ａによる磁界発生コイルＤ１の駆動電流値の検出（ステップＳ２１５−１）が行われ、キャリブレーション演算部２５１による磁界発生コイルＤ１の基準電流値の取得が行われる（ステップＳ２１６−１）。そして、図２０のステップＳ２１７と同様に、キャリブレーション演算部２５１による磁界発生コイルＤ１の各基準電圧値の取得が行われる（ステップＳ２１７−１）。
【０１６１】
そして、キャリブレーション演算部２５１は、取得した磁界発生コイルＤ１に対応する基準電流値の実数値と虚数値とをもとに磁界発生コイルＤ１に対応する基準電流値の振幅および位相を算出する（ステップＳ２２０−１）。キャリブレーション演算部２５１は、基準電流値、基準電圧値、および算出した基準電流値の振幅および位相の各基準値を磁界発生コイルＤ１に対応する基準値としてメモリ５２に記憶させて（ステップＳ２２１−１）、磁界発生コイルＤ１に対応する基準値の取得を終了する。
【０１６２】
次に、キャリブレーション演算部２５１は、図２０に示すステップＳ２２２と同様に、ｎ＝Ｎであるか否かを判断する（ステップＳ２２２−１）。キャリブレーション演算部２５１は、ｎ＝Ｎでないと判断した場合（ステップＳ２２２−１：Ｎｏ）、ｎに１を加算してｎ＝ｎ＋１とし（ステップＳ２２３−１）、磁界発生コイルＤ２に対する基準値を取得するため、ステップＳ２１２−１に戻り、磁界発生コイルＤ２以外の磁界発生コイルＤ１の閉ループをオープンにするように切替スイッチ２５４ａを制御し、ステップＳ２１３−１〜ステップＳ２２１−１の各処理を行なう。これによって、磁界発生コイルＤ２に対する基準値を取得する。一方、キャリブレーション演算部２５１は、ｎ＝Ｎであると判断した場合（ステップＳ２２２−１：Ｙｅｓ）、基準値取得処理を終了する。
【０１６３】
次に、図２２に示すキャリブレーション演算処理について説明する。図２４は、図２２に示すキャリブレーション演算処理の処理手順を示すフローチャートである。図２４に示すように、キャリブレーション演算処理では、図６のステップＳ２０と同様に、位置検出処理を開始するために、検出体であるカプセル内視鏡１０を検出空間Ｋ内に設置後（ステップＳ２３０−１）、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２による駆動磁界出力処理および検出コイルＳによる磁界検出が開始される（ステップＳ２３１−１）。
【０１６４】
そして、電流検出部３２ａ，３２ｂは、各検出コイルＳの磁界検出と同期して各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に流れる駆動電流の電流値をそれぞれ検出する（ステップＳ２３２−１）。キャリブレーション演算部２５１において各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に対応する駆動電流値として取得される（ステップＳ２３３−１）。
【０１６５】
次いで、キャリブレーション演算部２５１は、この磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に対応する各駆動電流値の振幅および位相をそれぞれ算出する（ステップＳ２３４−１）。そして、キャリブレーション演算部２５１は、メモリ５２内の各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に対応する各基準値を参照する（ステップＳ２３５−１）。
【０１６６】
キャリブレーション演算部２５１は、算出した各駆動電流値の振幅および位相と、参照した各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に対応する各基準値をもとに、各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２ごとに、各検出コイルＳが検出した合成磁界における各駆動磁界成分の実数値と虚数値とを算出する（ステップＳ２３６−１）。次いで、キャリブレーション演算部２５１は、各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に対応する各駆動磁界成分の実数値と虚数値とをもとに、この各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２の駆動磁界成分を合成する処理を各検出コイルＳごとに行ない（ステップＳ２３７−１）、ステップＳ２３７において合成した駆動磁界成分の振幅および位相を各検出コイルごとに算出する（ステップＳ２３８−１）。その後、キャリブレーション演算部２５１は、算出した各検出コイルＳの検出による合成磁界における磁界発生コイルＤ１，Ｄ２の駆動磁界成分の振幅および位相を位置情報演算部２５３に出力する（ステップＳ２３９−１）。位置情報演算部２５３は、合成磁界から、キャリブレーション演算部２５１から出力された駆動磁界成分の振幅および位相に対応する駆動磁界を減算して共振磁界を分離する分離処理を各検出コイルＳによる検出結果ごとに行い、分離された共振磁界に対して所定の演算処理を行なうことによってカプセル内視鏡１０の現在の位置や向きを導出する。
【０１６７】
次に、ステップＳ２３７−１およびステップＳ２３８−１の演算処理について、各検出コイルＳのうち検出コイルＳ１を例に説明する。なお、メモリ５２に記憶された基準電流値の位相のうち磁界発生コイルＤ１に対応する位相をＤθ、磁界発生コイルＤ２に対応する位相をＤφ、基準電流値の振幅のうち磁界発生コイルＤ１に対応する振幅をＤＸ、磁界発生コイルＤ２に対応する振幅をＤＹ、検出コイルＳ１における基準電圧値のうち磁界発生コイルＤ１に対応する基準電圧値の実数値をＤＲ１、虚数値をＤＩ１、磁界発生コイルＤ２に対応する基準電圧値の実数値をＤＲ２、虚数値ＤＩ２、および、電流検出部３２ａにおいて検出された磁界発生コイルＤ１に対応する駆動電流値の位相をＤθ´、振幅をＤＸ´、電流検出部３２ｂにおいて検出された磁界発生コイルＤ２に対応する駆動電流値の位相をＤφ´、振幅をＤＹ´とする。
【０１６８】
ステップＳ２３６−１に対応する処理として、キャリブレーション演算部２５１は、実施の形態２と同様に、上記（１１−１）式および（１１−２）式を用いて、磁界発生コイルＤ１に対応する基準電流値と駆動電流値との位相差ΔＤθ、および、磁界発生コイルＤ２に対応する基準電流値と駆動電流値との位相差ΔＤφ、を算出する。
【０１６９】
次いで、キャリブレーション演算部２５１は、以下の（１５−１）式を用いて、磁界発生コイルＤ１に対応する基準電流値の振幅と駆動電流値の振幅との比Ｋｘを算出する。次いで、キャリブレーション演算部２５１は、以下の（１５−２）式を用いて、磁界発生コイルＤ２に対応する基準電流値の振幅と駆動電流値の振幅との比Ｋｙを算出する。
ＤＸ´／ＤＸ＝Ｋｘ                              ・・・（１５−１）
ＤＹ´／ＤＹ＝Ｋｙ                              ・・・（１５−２）
【０１７０】
次いで、キャリブレーション演算部２５１は、（１１−１）式で求めた位相差ΔＤθ、（１５−１）式で求めた振幅比Ｋｘ、および磁界発生コイルＤ１に対応する基準電圧値を用いて、検出コイルＳ１が検出した合成磁界のうち磁界発生コイルＤ１の駆動磁界成分に対応する駆動電圧値の実数値ＤＲ１´および虚数値ＤＩ１´を算出する。具体的には、以下の（１６−１）式および（１７−１）式を用いて、磁界発生コイルＤ１に対応する基準電圧値の各値に各基準電圧値の位相をΔＤθ分加算した後、振幅比Ｋｘを乗じることによって、駆動電圧値の実数値ＤＲ１´および虚数値ＤＩ１´を算出する。
ＤＲ１´＝Ｋｘ×（ＤＲ１×ｃｏｘΔθ−ＤＩ１×ｓｉｎΔθ）
・・・（１６−１）
ＤＩ１´＝Ｋｘ×（ＤＲ１×ｓｉｎΔθ＋ＤＩ１×ｃｏｓΔθ）
・・・（１７−１）
【０１７１】
同様に、キャリブレーション演算部２５１は、（１１−２）式で求めた位相差ΔＤφ、（１５−２）式で求めた振幅比Ｋｙ、および磁界発生コイルＤ２に対応する基準電圧値を用いて、検出コイルＳ１が検出した合成磁界のうち磁界発生コイルＤ２の駆動磁界成分に対応する駆動電圧値の実数値ＤＲ２´および虚数値ＤＩ２´を算出する。具体的には、以下の（１６−２）式および（１７−２）式を用いて、磁界発生コイルＤ１に対応する基準電圧値の各値に各基準電圧値の位相をΔＤφ分加算した後、振幅比Ｋｙを乗じることによって、駆動電圧値の実数値ＤＲ２´および虚数値ＤＩ２´を算出する。
ＤＲ２´＝Ｋｙ×（ＤＲ２×ｃｏｘΔφ−ＤＩ２×ｓｉｎΔφ）
・・・（１６−２）
ＤＩ２´＝Ｋｙ×（ＤＲ２×ｓｉｎΔφ＋ＤＩ２×ｃｏｓΔφ）
・・・（１７−２）
【０１７２】
次いで、ステップＳ２３７−１に対応する処理として、（１６−１）式、（１６−２）式、（１７−１）式および（１７−２）式によって算出された各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２に対応する駆動磁界成分の実数値ＤＲ１´，ＤＲ２´と虚数値ＤＩ１´，ＤＩ２´と、以下の（１８−１）式および（１８−２）式を用いて、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２の駆動磁界成分を合成した駆動電圧値の実数値ＳＲ１虚数値ＳＩ１とを求める。
ＳＲ１＝ＤＲ１´＋ＤＲ２´                      ・・・（１８−１）
ＳＩ１＝ＤＩ１´＋ＤＩ２´                      ・・・（１８−２）
【０１７３】
そして、キャリブレーション演算部２５１は、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２の各駆動磁界成分を合成した磁界を検出コイルＳ１における駆動磁界成分として、この駆動磁界成分に対応する駆動電圧値の実数値ＳＲ２´、虚数値ＳＩ２´をもとに、検出コイルＳ１における駆動電圧値の振幅および位相を算出する。キャリブレーション演算部２５１は、検出コイルＳ２〜Ｓ８についても同様にして、検出コイルＳ２〜Ｓ８における各駆動電圧値の振幅および位相を算出する。
【０１７４】
位置検出システム２０１においては、図２２〜図２４に示した各処理手順を行なうことによって、実施の形態２と同様に、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２間の干渉の影響を除去して、各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２ごとに正しい各基準値を取得しているため、実施の形態２と同様の効果を奏する。
【０１７５】
なお、実施の形態２および実施の形態２の変形例１においては、前述した実施の形態１の変形例２および実施の形態１の変形例３をそれぞれ適用可能である。すなわち、実施の形態２および実施の形態２の変形例１においては、予め用意された磁界発生コイルＤ１，Ｄ２の特性、各磁界検出コイルＳの特性、磁界発生コイルＤ１，Ｄ２と検出コイルＳとの相対位置情報を用いて、各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２ごとに駆動磁界成分の実数値と虚数値とをシミュレーションにより算出してもよい。また、実施の形態２および実施の形態２の変形例１においては、電流検出部３２ａ，３２ｂの検出値に対する検出コイルの検出値（磁界発生コイルＤ１，Ｄ２による駆動磁界）をそれぞれ対応させたＬＵＴ（ルックアップテーブル）を予め磁界発生コイルＤ１，Ｄ２ごとにそれぞれ作成し、位置検出時には、この各ＬＵＴを参照して、各磁界発生コイルＤ１，Ｄ２ごとに駆動磁界成分の実数値と虚数値とを求めてもよい。
【０１７６】
また、図１に示すカプセル内視鏡１０について説明する。カプセル内視鏡１０は、図２５に示すように、例えば、並列接続されたキャパシタ（Ｃ）とインダクタ（Ｌ）とよりなるＬＣ共振回路１１１を有する共振磁界発生部１１と、メモリ部１２と、カプセル内視鏡１０内の各部を制御する制御部１３と、被検体９００内における各種情報を取得する被検体内情報取得部１４と、被検体内情報取得部１４が取得した被検体内情報を無線信号としてカプセル内視鏡１０外部へ送信する無線送信部１５および送信用アンテナ１５ａと、外部装置２０から無線信号として送信された各種操作指示等を受信する無線受信部１６および受信用アンテナ１６ａと、カプセル内視鏡１０内の各部に電力を供給する内部電源１７と、を含む。なお、図２５は、本実施の形態によるカプセル内視鏡１０の概略構成例を示すブロック図である。
【０１７７】
被検体内情報取得部１４は、例えば被検体内情報としての被検体内画像を取得する撮像部１４２と、撮像部１４２で被検体９００内を撮像する際に被検体９００内を照明する照明部１４１と、撮像部１４２で取得された被検体内画像に所定の信号処理を実行する信号処理部１４３と、を有する。
【０１７８】
撮像部１４２は、例えば図２６に示すように、入射した光を電気信号に変換して像を形成する撮像素子１４２ａと、撮像素子１４２ａの受光面側に配設された対物レンズ１４２ｃと、撮像素子１４２ａを駆動する不図示の撮像素子駆動回路と、を有する。なお、図２６は、本実施の形態によるカプセル内視鏡１０の概略構成例を示す外観図である。
【０１７９】
図２６に示すように、撮像素子１４２ａは、例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどを用いることができる。撮像素子駆動回路は、制御部１３からの制御のもと、撮像素子１４２ａを駆動してアナログ信号の被検体内画像を取得する。また、撮像素子駆動回路は、撮像素子１４２ａから読み出したアナログ信号の被検体内画像を信号処理部１４３へ出力する。
【０１８０】
また、図２６に示すように、照明部１４１は、複数の光源１４１Ａと、各光源１４１Ａを駆動する不図示の光源駆動回路と、を有する。各光源１４１Ａには、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などを用いることができる。光源駆動回路は、制御部１３からの制御のもと、撮像部１４２の駆動に合わせて光源１４１Ａを駆動することで、被検体９００内を照明する。
【０１８１】
図２５に戻り説明する。信号処理部１４３は、撮像部１４２から入力されたアナログの被検体内画像に例えばサンプリングや増幅やＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換などの所定の信号処理を実行することで、デジタルの被検体内画像を生成する。各種処理が実行された被検体内画像は、無線送信部１５に入力される。
【０１８２】
なお、被検体内情報取得部１４は、不図示のセンサ素子およびこれを駆動制御するセンサ素子駆動回路を備えていてもよい。センサ素子は、例えば体温計や圧力計やｐＨ計などで構成され、適宜、被検体内情報として被検体９００内の温度や圧力やｐＨ値などを取得する。センサ素子駆動回路は、制御部１３からの制御のもと、センサ素子を駆動して被検体内情報を取得し、これを無線送信部１５に入力する。
【０１８３】
無線送信部１５は、コイルアンテナなどで構成された送信用アンテナ１５ａに接続されており、信号処理部１４３から入力された被検体内画像等の被検体内情報に送信用の基準周波数信号への重畳や変調やアップコンバートなどの種々の処理を実行した後、これを無線信号として送信用アンテナ１５ａから外部装置２０へ送信する。
【０１８４】
無線受信部１６は、コイルアンテナなどで構成された受信用アンテナ１６ａに接続されており、この受信用アンテナ１６ａを介して外部装置２０から無線信号として送信された各種操作指示等を受信し、受信した信号にフィルタリング、ダウンコンバート、復調および復号化などの種々の処理を実行した後、これを制御部１３へ出力する。
【０１８５】
制御部１３は、例えばＣＰＵやＭＰＵなどで構成され、無線受信部１６を介して外部装置２０から入力された各種操作指示等に基づいて不図示の記憶部から読み出したプログラムおよびパラメータを読み出して実行することで、カプセル内視鏡１０内の各部を制御する。
【０１８６】
メモリ部１２は、例えばＲＡＭやＲＯＭなどで構成され、制御部１３が各部を制御する際に実行するプログラムおよびパラメータを保持する。また、このメモリ部１２には、被検体内情報取得部１４で取得された被検体内画像などの被検体内情報が適宜格納される。
【０１８７】
内部電源１７は、例えば１次電池または２次電池であるボタン電池と、ボタン電池から出力された電力を昇圧等してカプセル内視鏡１０内の各部へ供給する電源回路等を含み、カプセル内視鏡１０内の各部に駆動電力を供給する。ただし、ボタン電池に限定されるものではない。
【０１８８】
また、上記した各部（１１、１３、１４、１５、１５ａ、１６、１６ａおよび１７）は、例えばカプセル型の筐体１８内に収納される。例えば図２６に示すように、筐体１８は、一方の端が半球状のドーム形状をしており他方の端が開口された略円筒形状または半楕円球状の形状の容器１８ａと、半球形状を有し、容器１８ａの開口に嵌められることで筐体１８内を封止するキャップ１８ｂと、よりなる。この筐体１８は、例えば被検体９００が飲み込める程度の大きさである。また、本実施の形態では、少なくともキャップ１８ｂが透明な材料で形成される。上述した光源１４１Ａは、上述の光源駆動回路（不図示）を搭載する回路基板１４１Ｂ上に実装される。同様に、撮像素子１４２ａおよび対物レンズ１４２ｃは、撮像素子駆動回路（不図示）を搭載する回路基板（不図示）上に実装される。光源１４１Ａを実装する回路基板１４１Ｂおよび撮像素子１４２ａを実装する回路基板は、筐体１８内における透明なキャップ１８ｂ側に配置される。この際、各回路基板における素子搭載面は、キャップ１８ｂ側に向けられる。したがって、撮像素子１４２ａおよび光源１４１Ａの撮像／照明方向は、図２６に示すように、透明なキャップ１８ｂを介してカプセル内視鏡１０外へ向けられる。
【符号の説明】
【０１８９】
１，２０１  位置検出システム
１０  カプセル内視鏡
１４Ａ，１４Ｂ  配線基板
２０，２２０  外部装置
２１，２２１  制御部
２２  記憶部
２３  操作入力部
２４  表示部
２５  無線受信部
２６  無線送信部
３０，２３０  駆動コイル入力信号調整部
３１，３１ａ，３１ｂ  駆動信号生成部
３２，３２ａ，３２ｂ  電流検出部
４０，２４０  変換部
４１，２４１  Ａ／Ｄ変換部
４２，２４２  ＦＦＴ演算部
５０，２５０  位置検出部
５１，２５１  キャリブレーション演算部
５２  メモリ
５３，２５３  位置情報演算部
２５４ａ，２５４ｂ  切替スイッチ
９００  被検体
Ｄ１，Ｄ２  磁界発生コイル
Ｓ１〜Ｓ８  検出コイル
【図１】
2011102161.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2011102161.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2011102161.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2011102161.tif 000027
【図２６】
2011102161.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月11日(2011.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出空間内に配置され、前記検出空間内に形成された駆動磁界に応じて誘導磁界を発生する検出体と、
前記検出空間内に前記駆動磁界を発生する一以上の磁界発生コイルと、
前記駆動磁界に応じて前記検出体が発生する前記誘導磁界と前記駆動磁界との合成磁界を検出する磁界検出コイルと、
前記磁界検出コイルにおける磁界検出と同期して、前記磁界発生コイルに流れる駆動電流を検出する電流検出部と、
前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値とに基づいて、前記検出体の位置および方向を算出する位置情報演算部と、
前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相を算出するキャリブレーション演算部と、
を備え、
前記位置情報演算部は、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界から、前記キャリブレーション演算部において算出された前記駆動磁界成分の位相に対して略直交する位相差を有する成分を求め、該求めた成分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
前記検出体が前記検出空間内に位置しない場合に前記磁界検出コイルによって検出された磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値とを基準値として記憶する記憶部をさらに備え、
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部によって記憶された前記基準値とに基づいて前記駆動磁界成分の位相を算出することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項３】
前記キャリブレーション演算部は、前記記憶部において前記基準値として記憶された駆動電流の検出値と、前記電流検出部によって検出された検出値との位相差を用いて、前記駆動磁界成分の位相を算出することを特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記磁界発生コイルは、複数設けられ、
各磁界発生コイルの閉ループをそれぞれオープンにできる切替部と、
前記基準値を取得する場合に、前記切替部に、前記基準値の取得対象である前記磁界発生コイル以外の前記磁界発生コイルの閉ループをオープンにさせる切替制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記キャリブレーション演算部は、前記磁界発生コイルの特性、前記磁界検出コイルの特性、前記磁界発生コイルと前記磁界検出コイルとの相対位置情報、および、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界の成分の位相を算出することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項６】
前記磁界発生コイルが異なる位相で駆動磁界を発生した場合の前記磁界検出コイルによって検出された磁界の各検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の各検出値とを対応付けた対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部によって記憶された前記対応関係とに基づいて前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相を算出することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項７】
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値をもとに該駆動電流の位相を算出し、該算出した位相を、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界の成分の位相として出力することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項８】
検出空間内に配置され、前記検出空間内に形成された駆動磁界に応じて誘導磁界を発生する検出体と、
前記検出空間内に前記駆動磁界を発生する一以上の磁界発生コイルと、
前記駆動磁界に応じて前記検出体が発生する前記誘導磁界と前記駆動磁界との合成磁界を検出する磁界検出コイルと、
前記磁界検出コイルにおける磁界検出と同期して、前記磁界発生コイルに流れる駆動電流を検出する電流検出部と、
前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値とに基づいて、前記検出体の位置および方向を算出する位置情報演算部と、
前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の振幅および位相を算出するキャリブレーション演算部と、
を備え、
前記位置情報演算部は、前記キャリブレーション演算部において算出された前記駆動磁界成分の振幅および位相をもとに、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界と前記駆動磁界との差分を求め、該求めた差分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする位置検出システム。
【請求項９】
前記検出体が前記検出空間内に位置しない場合に前記磁界検出コイルによって検出された磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値とを基準値として記憶する記憶部をさらに備え、
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部によって記憶された前記基準値とに基づいて前記駆動磁界成分の振幅および位相を算出することを特徴とする請求項８に記載の位置検出システム。
【請求項１０】
前記キャリブレーション演算部は、前記記憶部において前記基準値として記憶された駆動電流の検出値と、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値との振幅の比と位相差を用いて、前記駆動磁界成分の振幅および位相を算出することを特徴とする請求項９に記載の位置検出システム。
【請求項１１】
前記磁界発生コイルは、複数設けられ、
各磁界発生コイルの閉ループをそれぞれオープンにできる切替部と、
前記基準値を取得する場合に、前記切替部に、前記基準値の取得対象である前記磁界発生コイル以外の前記磁界発生コイルの閉ループをオープンにさせる切替制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項９に記載の位置検出システム。
【請求項１２】
前記キャリブレーション演算部は、前記磁界発生コイルの特性、前記磁界検出コイルの特性、前記磁界発生コイルと前記磁界検出コイルとの相対位置情報、および、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界の成分の振幅および位相を算出することを特徴とする請求項８に記載の位置検出システム。
【請求項１３】
前記磁界発生コイルが異なる振幅および位相で前記駆動磁界を発生した場合の前記磁界検出コイルによって検出された磁界の各検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の各検出値とを対応付けた対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部によって記憶された前記対応関係とに基づいて前記駆動磁界の成分の振幅および位相を算出することを特徴とする請求項８に記載の位置検出システム。
【請求項１４】
駆動磁界を形成する少なくとも一以上の磁界発生コイルが配置された検出空間内に導入されて前記駆動磁界に応じて誘導磁界を発生する検出体の位置を検出する位置検出方法において、
前記駆動磁界に応じて前記検出体が発生する前記誘導磁界と前記駆動磁界との合成磁界を検出し、
前記合成磁界の検出と同期して、前記磁界発生コイルに流れる駆動電流を検出し、
前記駆動電流の検出値に基づいて、前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相を算出し、
前記合成磁界の検出値と前記駆動磁界成分の位相とに基づいて、前記検出体の位置および方向を算出する、
ことを含み、
前記位置および方向の算出は、検出された前記合成磁界から、算出された前記駆動磁界成分の位相に対して略直交する位相差を有する成分を求め、該求めた成分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを含むことを特徴とする位置検出方法。
【請求項１５】
駆動磁界を形成する少なくとも一以上の磁界発生コイルが配置された検出空間内に導入されて前記駆動磁界に応じて誘導磁界を発生する検出体の位置を検出する位置検出方法において、
前記駆動磁界に応じて前記検出体が発生する前記誘導磁界と前記駆動磁界との合成磁界を検出し、
前記合成磁界の検出と同期して、前記磁界発生コイルに流れる駆動電流を検出し、
前記駆動電流の検出値に基づいて、前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の振幅および位相を算出し、
前記合成磁界の検出値と前記駆動磁界成分の振幅および位相とに基づいて、前記検出体の位置および方向を算出する、
ことを含み、
前記位置および方向の算出は、算出された前記駆動磁界成分の振幅および位相をもとに、検出された前記合成磁界と前記駆動磁界との差分を求め、該求めた差分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを含むことを特徴とする位置検出方法。
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月5日(2012.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出空間内に配置され、前記検出空間内に形成された駆動磁界に応じて誘導磁界を発生する検出体と、
前記検出空間内に前記駆動磁界を発生する一以上の磁界発生コイルと、
前記駆動磁界に応じて前記検出体が発生する前記誘導磁界と前記駆動磁界との合成磁界を検出する磁界検出コイルと、
前記磁界検出コイルにおける磁界検出と同期して、前記磁界発生コイルに流れる駆動電流を検出する電流検出部と、
前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値とに基づいて、前記検出体の位置および方向を算出する位置情報演算部と、
前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相を算出するキャリブレーション演算部と、
を備え、
前記位置情報演算部は、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界から、前記キャリブレーション演算部において算出された前記駆動磁界成分の位相に対して略直交する位相差を有する成分を求め、該求めた成分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
前記検出体が前記検出空間内に位置しない場合に前記磁界検出コイルによって検出された磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値とを基準値として記憶する記憶部をさらに備え、
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部によって記憶された前記基準値とに基づいて前記駆動磁界成分の位相を算出することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項３】
前記キャリブレーション演算部は、前記記憶部において前記基準値として記憶された駆動電流の検出値と、前記電流検出部によって検出された検出値との位相差を用いて、前記駆動磁界成分の位相を算出することを特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。
【請求項４】
前記磁界発生コイルは、複数設けられ、
各磁界発生コイルの閉ループをそれぞれオープンにできる切替部と、
前記基準値を取得する場合に、前記切替部に、前記基準値の取得対象である前記磁界発生コイル以外の前記磁界発生コイルの閉ループをオープンにさせる切替制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の位置検出システム。
【請求項５】
前記キャリブレーション演算部は、前記磁界発生コイルの特性、前記磁界検出コイルの特性、前記磁界発生コイルと前記磁界検出コイルとの相対位置情報、および、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界の成分の位相を算出することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項６】
前記磁界発生コイルが異なる位相で駆動磁界を発生した場合の前記磁界検出コイルによって検出された磁界の各検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の各検出値とを対応付けた対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部によって記憶された前記対応関係とに基づいて前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相を算出することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項７】
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値をもとに該駆動電流の位相を算出し、該算出した位相を、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界の成分の位相として出力することを特徴とする請求項１に記載の位置検出システム。
【請求項８】
検出空間内に配置され、前記検出空間内に形成された駆動磁界に応じて誘導磁界を発生する検出体と、
前記検出空間内に前記駆動磁界を発生する一以上の磁界発生コイルと、
前記駆動磁界に応じて前記検出体が発生する前記誘導磁界と前記駆動磁界との合成磁界を検出する磁界検出コイルと、
前記磁界検出コイルにおける磁界検出と同期して、前記磁界発生コイルに流れる駆動電流を検出する電流検出部と、
前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値とに基づいて、前記検出体の位置および方向を算出する位置情報演算部と、
前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の振幅および位相を算出するキャリブレーション演算部と、
を備え、
前記位置情報演算部は、前記キャリブレーション演算部において算出された前記駆動磁界成分の振幅および位相をもとに、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界と前記駆動磁界との差分を求め、該求めた差分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする位置検出システム。
【請求項９】
前記検出体が前記検出空間内に位置しない場合に前記磁界検出コイルによって検出された磁界の検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値とを基準値として記憶する記憶部をさらに備え、
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部によって記憶された前記基準値とに基づいて前記駆動磁界成分の振幅および位相を算出することを特徴とする請求項８に記載の位置検出システム。
【請求項１０】
前記キャリブレーション演算部は、前記記憶部において前記基準値として記憶された駆動電流の検出値と、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値との振幅の比と位相差を用いて、前記駆動磁界成分の振幅および位相を算出することを特徴とする請求項９に記載の位置検出システム。
【請求項１１】
前記磁界発生コイルは、複数設けられ、
各磁界発生コイルの閉ループをそれぞれオープンにできる切替部と、
前記基準値を取得する場合に、前記切替部に、前記基準値の取得対象である前記磁界発生コイル以外の前記磁界発生コイルの閉ループをオープンにさせる切替制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項９に記載の位置検出システム。
【請求項１２】
前記キャリブレーション演算部は、前記磁界発生コイルの特性、前記磁界検出コイルの特性、前記磁界発生コイルと前記磁界検出コイルとの相対位置情報、および、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値に基づいて、前記磁界検出コイルによって検出された前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界の成分の振幅および位相を算出することを特徴とする請求項８に記載の位置検出システム。
【請求項１３】
前記磁界発生コイルが異なる振幅および位相で前記駆動磁界を発生した場合の前記磁界検出コイルによって検出された磁界の各検出値と前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の各検出値とを対応付けた対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、
前記キャリブレーション演算部は、前記電流検出部によって検出された前記駆動電流の検出値と前記記憶部によって記憶された前記対応関係とに基づいて前記駆動磁界の成分の振幅および位相を算出することを特徴とする請求項８に記載の位置検出システム。
【請求項１４】
駆動磁界を形成する少なくとも一以上の磁界発生コイルが配置された検出空間内に導入されて前記駆動磁界に応じて誘導磁界を発生する検出体の位置を検出する位置検出システムの作動方法において、
前記駆動磁界に応じて前記検出体が発生する前記誘導磁界と前記駆動磁界との合成磁界を磁界検出コイルが検出する磁界検出ステップと、
前記合成磁界の検出と同期して、前記磁界発生コイルに流れる駆動電流を電流検出部が検出する電流検出ステップと、
前記駆動電流の検出値に基づいて、前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の位相をキャリブレーション演算部が算出するキャリブレーション計算ステップと、
前記合成磁界の検出値と前記駆動磁界成分の位相とに基づいて、前記検出体の位置および方向を位置情報演算部が算出する位置情報算出ステップと、
を含み、
前記位置情報算出ステップは、前記磁界検出ステップにおいて検出された前記合成磁界から、前記キャリブレーション計算ステップにおいて算出された前記駆動磁界成分の位相に対して略直交する位相差を有する成分を求め、該求めた成分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする位置検出システムの作動方法。
【請求項１５】
駆動磁界を形成する少なくとも一以上の磁界発生コイルが配置された検出空間内に導入されて前記駆動磁界に応じて誘導磁界を発生する検出体の位置を検出する位置検出システムの作動方法において、
前記駆動磁界に応じて前記検出体が発生する前記誘導磁界と前記駆動磁界との合成磁界を磁界検出コイルが検出する磁界検出ステップと、
前記合成磁界の検出と同期して、前記磁界発生コイルに流れる駆動電流を電流検出部が検出する電流検出ステップと、
前記駆動電流の検出値に基づいて、前記合成磁界の検出値における前記駆動磁界に対応する駆動磁界成分の振幅および位相をキャリブレーション演算部が算出するキャリブレーション計算ステップと、
前記合成磁界の検出値と前記駆動磁界成分の振幅および位相とに基づいて、前記検出体の位置および方向を位置情報演算部が算出する位置情報算出ステップと、
を含み、
前記位置情報算出ステップは、前記キャリブレーション計算ステップにおいて算出された前記駆動磁界成分の振幅および位相をもとに、前記磁界検出ステップにおいて検出された前記合成磁界と前記駆動磁界との差分を求め、該求めた差分をもとに前記検出体の位置および方向を算出することを特徴とする位置検出システムの作動方法。
【国際調査報告】
2011102161.tif 000029
2011102161.tif 000030
2011102161.tif 000031
2011102161.tif 000032