(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の付近において、磁場に応答する物品の導入による干渉が存在するときの磁場を使った対象物の追跡方法であって、
対象物の付近に第１の磁場を作る過程と、
物品の導入により、第１の磁場に応答して誘発された寄生磁場の特性を同定し且つ決定する過程と、
物品の導入後、対象物の複数の位置において作られた第１の磁場及び寄生磁場に応答した信号を受ける過程と、そして
第１の磁場に応答する信号に対する寄生磁場に応答する信号の位相のずれを決定することによって、作られた信号及び決定された特性に応答して対象物の空間座標を決定する過程と、を具備し、
該空間座標を決定する過程は、対象物の位置において作られた信号の振幅を決定し、
決定された特性を使用して、修正された振幅を見いだすように振幅を処理し、そして、
修正された振幅に基づいて座標を計算する、ことから成り、
該誘発された寄生磁場の特性を同定し且つ決定する過程が、寄生磁場に応答する物品のないときの磁場に応答する第１の信号を受け、
物品を対象物の付近に導き、
物品の存在するときの磁場に応答する第２の信号を受け、そして
該特性を決定するように第１及び第２の信号を処理する、ことから成ることを特徴とする方法。
【請求項２】
対象物の付近における磁場を作る放射体、
対象物に固定され、磁場に応答して信号を作るセンサー、及び
磁場に応答する物品の対象物の付近への導入による信号における干渉を検知しつつ、センサーから信号を受け、これに応答する対象物の位置を決定し、物品の導入により信号の位相のずれを検知する信号処理回路を具備し、
検知された位相のずれに基づいて、該信号処理回路が干渉により誘発された誤差に対して位置座標を修正し、
該信号処理回路が、位相のずれの変動を見いだすことによりシステムにおける機能不全を検知し、
該信号処理回路が検知された干渉に基づいて、物品の導入されたことをシステム使用者に注意し、
更に、該信号処理回路が、検知された干渉に基づいて、座標に結び付く誤差を決定する、ことを特徴とする対象物追跡システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般に電磁場の生成及び検知のための装置に関し、特に対象物の位置及び方向を追跡するための電磁的な方法及び装置に関する。
【０００２】
本願は、米国同時係属暫定出願６０／０６３００９号の非暫定特許出願である（弁理士事件整理番号  ＢＩＯ  ００２６ＵＳ）。
【０００３】
【従来技術】
広範な用途を有する非接触型の電磁式追跡システムは本技術においてよく知られている。
【０００４】
例えば、米国特許４０５４８８１号は、追跡される対象物の付近において電磁場を作るために３個のコイルを使用した追跡システムを説明する。これら３個のコイルにより作られる場は、時間、周波数又は位相のオープンループ多重通信により互いに区別される。３個の直交するセンサーコイルを流れる信号電流が、繰返し計算法に基く対象物の位置の判定に使用される。
【０００５】
本願の譲受人に譲渡されかつ参考文献としてここに取り込まれた１９９３年７月２０日付け、米国特許５３９１１９９号は、医用のプローブ又はカテーテルに関する３次元の位置情報を作るためのシステムを説明する。カテーテル内にセンサーコイルが置かれ、外部から加えられた磁場に応答して信号を発生する。磁場は、相互に間隔を空けられた既知の位置において外部の基準フレームに固定された３個の放射コイルにより作られる。放射コイルの場の各に応答して作られた信号の振幅が検知され、そしてセンサーコイルの位置を計算するために使用される。各放射コイルは、好ましくは、他の放射コイルの周波数とは区別できる既知の周波数で場を作るように駆動回路により駆動され、このため、センサーコイルにより作られた信号は、周波数により種々の放射コイルに相当する要素に分離することができる。
【０００６】
本願の譲受人に譲渡されかつその開示が参考文献としてここに取り入れられた１９９５年１月２４日付けＰＣＴ文書ＷＯ／９６／０５７６８号は、カテーテルの先端に関する６次元の位置及び方向の情報を作るシステムを説明する。このシステムは、カテーテル内の設置可能な部位、例えばその先端の付近に隣接した複数のセンサーコイル、及び外部の基準フレームに固定された複数の放射コイルを使用する。これらのコイルは、放射コイルにより作られた磁場に応答して信号を発生し、この信号が６個の位置及び方向の座標の計算を許す。上述の米国特許５３９１１９９号の場合と同様に、放射コイルは、異なった周波数、例えば１０００、２０００及び３０００Hzで同時に作動することが好ましい。
【０００７】
上述の追跡装置は、位置応答信号を成分に、最も典型的には周波数成分に分離することに依存し、この場合、各成分は、規則的なよく定義された空間分布を有する磁場を放射している既知位置の１個の放射コイルに特別に応答すると想定する。しかし、特に追跡すべきカテーテル又はその他の対象物の近くに金属又は磁気応答性の物品がもたらされたとは、放射コイルによりこの付近に作られる磁場は乱される。例えば、放射コイルの磁場は、かかる物品内で渦流を生じ、この渦流が放射する寄生磁場を発生させる。かかる寄生磁場及びその他の形式の歪は、追跡対象物の位置の判定に誤差を導く可能性がある。
【０００８】
【課題及びそれを解決するための手段】
非接触式対象物追跡システムによる位置判定精度を改良する方法を提供することが本発明のある態様の目的である。
【０００９】
本発明の一態様においては、位置判定は、追跡される対象物の付近における金属又はその他の磁場応答性物品による、対象物追跡用のエネルギーの場の妨害を考慮するように修正される。
【００１０】
本発明の別の態様においては、システムの使用者に、位置判定の精度低下の可能性のあることを警告するために、かかる妨害を検知することである。
【００１１】
本発明の好ましい実施例においては、エネルギーの場は、追跡の対象物、例えばカテーテル又はその他の医用プローブと組み合わせられた１個又は複数個のコイルに位置応答電気信号を発生させる磁場よりなる。
【００１２】
本発明は、放射コイルの磁場からのエネルギーを受けて再放射する（金属又はその他の磁場応答性物品により作られる）寄生磁場は、放射コイルの場と比較すると、典型的に同じ周波数を有するがその位相がずれているという事実による。寄生磁場の位相のずれ及び振幅は、一般に誘電率、透磁率及び幾何学的形状を含んだその物品の特性に依存する。
【００１３】
更に、磁場内に誘導された物品が実質的に磁化可能な場合、即ち、その透磁率が空気の透磁率とかなり異なる場合は、その物品の付近の磁場の線が一般に歪む。しかし、この種の歪は磁場の位相には実質的に影響しない。
【００１４】
本発明の好ましい実施例においては、対象物追跡システムは、追跡される対象物上に置き得る点の近くの１個又は複数個のセンサーコイル、及び１個又は複数個の放射コイルを備え、この放射コイルは、電流によりそれぞれの駆動周波数で駆動されたとき、対象物の付近における磁場を作る。各放射コイルは、他の全ての放射コイルの周波数とは異なるそれ自体の周波数を有することが好ましい。しかし、これに代わって、２個又はそれ以上の放射コイルが共通の周波数を時間分割し、そして２個又はそれ以上のコイルの内の１個だけを、適宜の与えられた時間に磁場を作るように駆動するために、放射コイルを時間多重通信させることができる。
【００１５】
センサーコイルは、磁場に応答する電気信号を発生し、この信号が信号処理回路により受信され、そしてコンピューター又はその他のプロセッサーにより解析される。金属又はその他の磁場応答性の物品が対象物の付近にあるときは、信号は、それぞれの駆動周波数で放射コイルにより作られた磁場に応答する位置信号成分、及び物品により作られた寄生磁場に応答する寄生信号成分を含むことが普通である。コンピューターは、好ましくは以下説明されるように位相検知法を使用して寄生成分を確定し、そして対象物の位置を判定するために位置信号成分を使用する。
【００１６】
本発明のある好ましい実施例においては、まず、寄生信号成分を発生させ得るいかなる物品もないとき、各放射コイルで作られた磁場による信号が検知される。次に、放射コイルに関する対象物の位置と実質的に無関係な各放射コイルの周波数の信号の基準位相が、それぞれの放射コイルを駆動する電流の位相に関して決定される。寄生磁場を作る物品が対象物の付近に導入されたとき、寄生磁場に応答してセンサーコイルにより作られる少なくもある種の信号成分は、一般に、予め定められた基準位相に関してずれているであろう。寄生信号成分による位相ずれが検知され、そしてコンピューターにより決定される対象物の位置が対象物付近の物品の存在により不正確となり得ることを示すために、この位相ずれが使用される。
【００１７】
これに加え又は代わって、金属又はその他の磁場応答性物品が追跡される対象物の付近に動かされている間、対象物は静止のまま保持されることが好ましい。センサーコイルにより受信された信号の振幅及び位相の変化は、対象物による磁場の歪と組み合わせられることが知られている。これらの変化は検知され、そして対象物の位置座標の判定に対する歪の影響を見積もるために使用される。
【００１８】
特に、検知された変化は、放射コイルの磁場に関する寄生磁場の位相ずれを測るために使用することができる。ある場合には、例えば物品が実質的に対称であるならば、これらの位相ずれは、磁場応答性物品とは無関係に一般に一定であろう。同様に、物品が抵抗を無視し得る高導電率材料よりなる場合は、寄生磁場の位相ずれは９０゜に近く、一般にその物品の位置及び方向とは関係ない。全ての物品が一般にかかる一定の位相ずれを持っているわけではないが、位置及び方向における位相ずれの依存性は、各事例について経験的に決めることができる。
【００１９】
本発明の別の好ましい実施例においては、物品により誘発された磁場の歪のような物品の特性、及び対象物の座標の判定における物品の影響は、例えば、従来の測定に基き知られている。この既知の特性は、これを下に説明されるような座標の判定の修正のために使用することができる。
【００２０】
本発明の好ましい実施例においては、センサーコイルにより作られる信号は、調和検知（ｈａｒｍｏｎｉｃ  ｄｅｌｅｃｔｉｏｎ）方法を使用して、より特別には放射コイルの周波数と同期した検知周波数により検知される。基準位相から位相が外れた信号成分は、例えば、本技術において公知の位相感知式（ｐｈａｓｅ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）の信号相関法又はその他の方法を使用し、採取された信号から除去され、これにより少なくも寄生信号成分のある部分は実質的に除かれ、金属又はその他の磁場応答性物品の存在時の位置判定の精度を改善する。
【００２１】
例えば、上述のように測定されて寄生磁場の位相ずれが知られる場合は、信号から寄生信号成分の少なくもある部分を除去するために、知られた位相ずれも信号の解析に使用することが好ましい。
【００２２】
従って、本発明の好ましい実施例により、対象物の付近において、エネルギーの場に応答する物品の導入による干渉が存在するとき、エネルギーの場を使った対象物の追跡方法であって、
対象物の付近に第１のエネルギーの場を作り、
物品の導入により、第１の場に応答して誘発された第２のエネルギーの場の特性を決定し、
物品の導入後、対象物の複数の位置において作られた第１及び第２の場に応答した信号を受け、そして
作られた信号及び決定された特性に応答して対象物の空間座標を決定する
諸段階よりなる方法が提供される。
【００２３】
特に、特性の決定は、第１のエネルギーの場に応答する信号に関する第２のエネルギーの場に応答する信号の位相のずれの決定よりなる。特性は、その位置においてなされた測定からは決定されないことが好ましい。
【００２４】
本発明の好ましい実施例においては、空間座標の決定は、対象物の位置において作られた信号の振幅を決定し、決定された特性を使用して、修正された振幅を見いだすように振幅を処理し、そして修正された振幅に基いて座標を計算することよりなる。
【００２５】
好ましくは、誘発されたエネルギーの場の特性の判定は、場に応答する物品のないときのエネルギーの場に応答する第１の信号を受け、物品を対象物の付近に導き、物品の存在するときのエネルギーの場に応答する第２の信号を受け、そして特性を判定するために第１及び第２の信号を処理することよりなる。
【００２６】
好ましくは、第１及び第２の信号の処理は、第１の信号の第１の振幅及び第１の位相を見いだし、第２の信号の第２の振幅及び第２の位相を見いだし、そして第１及び第２の振幅並びに第１及び第２の位相に基き、誘発された場と組み合わせられた位相ずれを決定することよりなる。
【００２７】
本発明の好ましい実施例においては、空間座標の決定は、対象物の複数の位置の一つにおいて受信された信号の無修正の振幅及び無修正の位相を測定し、誘発された場と組み合わせられた位相のずれを使用して修正された振幅を見いだし、そして、修正された振幅に基き座標を計算するよりなる。
【００２８】
別の好ましい実施例においては、本方法は、１個又は複数個の第１及び第２の位相における変動を見いだすことにより対象物追跡システムにおける機能不全を検知することを含む。
【００２９】
なお別の好ましい実施例においては、本方法は、第２のエネルギーの場を検知すること、及び物品が導入されたことを使用者に注意することを含む。
【００３０】
追加し又は代わりに、対象物の空間座標の判定は、物品の存在するときの座標に結び付く誤差を見積もることよりなる。
【００３１】
好ましくは、エネルギーの場を作ることが磁場を作ることよりなり、更に信号を受信することが磁場に応答して作られた電気信号を受けることよりなる。
【００３２】
更に、本発明の好ましい実施例により、
対象物の付近におけるエネルギーの場を作る放射体、
対象物に固定され、エネルギーの場に応答して信号を作るセンサー、及び
エネルギーの場に応答する物品の対象物の付近への導入による信号における干渉を検知しつつ、センサーから信号を受け、これに応答する対象物の位置を決定する信号処理回路
を具備した対象物追跡システムが提供される。
【００３３】
好ましくは、回路は、物品の導入による信号の位相ずれを検知する。更に好ましくは、検知された位相ずれに基いて、回路は干渉により誘発された誤差に対して位置座標を修正する。
【００３４】
本発明の好ましい実施例においては、回路は、位相ずれの変動を見いだすことによりシステムにおける機能不全を検知する。
【００３５】
別の好ましい実施例においては、回路は、検知された干渉に基いて、物品の導入されたことを使用者に注意する。
【００３６】
更に、又は代わりに、回路は、検知された干渉に基いて、座標に結び付く誤差を決定する。
【００３７】
好ましくは、エネルギーの場は磁場よりなり、更に信号は磁場に応答して作られた電流よりなる。
【００３８】
【実施例】
本発明は図面を参照してなされるその好ましい実施例の以下の詳細な説明よりなお完全に明らかになるであろう。
【００３９】
本発明の好ましい実施例による医用カテーテルのようなプローブ２０を追跡するためのシステム１０を図式的に示す図１を参照する。上述の米国特許５３９１１９９号及びＰＣＴ出願ＷＯ／９６／０５７６８号に説明されるように、システム１０は複数の放射コイル２２、２４及び２６を備える。これらのコイルは、プローブ２０の近傍に、それぞれ周波数ω1、ω2及びω3でそれぞれの磁場
【００４０】
【外１】
0004585637.tif 000002
【００４１】
、これらは磁場に応答した電流信号を発生する。これらの信号は周波数ω1、ω2及びω3の成分よりなり、そしてこれらそれぞれの振幅はプローブ２０の位置及び方向に依存する。
【００４２】
システム１０は、放射コイルの各と結合された駆動回路３０、３２及び３３を備え、これら回路はそれぞれコイル２２、２４及び２６をそれぞれの周波数ω1、ω2及びω3で駆動する。センサーコイル２７、２８、及び２９により作られた信号は、好ましくは信号処理回路３４により受信され、処理され、次いでプローブ２０の位置及び方向の座標を計算するためにコンピューター３６により使用される。
【００４３】
図１は、３個の放射コイル２２、２４及び２６並びにプローブ２０内の３個のセンサーコイル２７、２８及び２９を示す。しかし、本発明は１個、２個、４個又はこれ以上の放射コイル及び１個、２個又はこれ以上のセンサーコイルを備えた追跡システムに等しく応用し得ることが理解されるであろう。しかし、プローブ２０の６次元（３方向の移行及び３軸まわりの回転）の追跡に対しては、システム１０は、放射コイル及びセンサーコイルの両種を数えて総計６個のコイルを有することが好ましい。更に、ここでは、本発明は放射コイルの周波数多重通信を引用して説明されるが、本発明の原理は、時間多重通信のコイル、或いはそれぞれの磁場を互いに区別するための他の公知の方法を使用して駆動されるコイルに同様に応用するすることができる。本発明は、同様に他の形式の対象物の追跡に使うことができる。
【００４４】
寄生効果がない場合は、センサーコイル２７、２８及び２９により作られた周波数ω1の信号は、それぞれのセンサーコイルの軸線に沿ったプローブ２０にお
【００４５】
【外２】
0004585637.tif 000003
【００４６】
導により生ずる寄生効果は、例えば、１９９７年３月１８日付けＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬ／００１００号に明らかにされたように実質的に除去されることが好ましい。この開示は、本願出願人に譲渡されかつ参考文献としてここに取り入れられる。
【００４７】
放射コイル２２、２４及び２６のいずれかによる磁場の方向及び振幅は、本技術における公知の方法を使用して容易に計算でき、またそれぞれの放射コイルの磁場によるセンサーコイルの信号は、放射コイルからセンサーコイルまでの距離及び両コイル間の相対方向に直接関係する。以下説明されるであろうように寄生磁場が無い場合は、周波数ω1、ω2及びω3における信号の位相は、センサーコイル２７、２８及び２９の位置及び方向に関係なく放射コイル２２、２４及び２６により作られる磁場の位相に関して実質的に一定である。
【００４８】
しかし、図１に示されるように、金属又は磁場応答性の物品、例えば外科器具
【００４９】
【外３】
0004585637.tif 000004
【００５０】
てそれぞれ位相角φ1'、φ2'及びφ3'だけずれるであろう。寄生磁場の位相及び振幅は、一般に、器具４０の誘電率、透磁率及び幾何学的形状を含んだ特性並びに放射コイルに関する方向に依存する。寄生磁場の位相は、一般に器具の位置及び方向の関数として変化するが、ある場合、例えば、器具４０がコイル２２、２４及び２６により作られた磁場に関して適切に対称的であるとき、或いは器具が抵抗を無視し得る材料よりなるときは、位相は実質的に一定であろう。
【００５１】
器具４０により作られる寄生磁場は、センサーコイル２７、２８及び２９に対応した寄生信号成分を作り、このため、センサーコイルが受信する位置信号及び寄生信号の両成分を含んだ全信号Ｉ(ｔ) は、一般に次のように表すことができる。
【００５２】
【数１】
0004585637.tif 000005
【００５３】
ここに、Ａi、φi、Ａi'及びφi' は、それぞれ周波数ωiにおける位置信号成分及び寄生信号成分の振幅及び位相である。
【００５４】
式（１）において、信号周波数成分Ｉiの各に対する寄生信号成分の重畳が、金属器具４０のないときの信号の位相に関して、次式で与えられる検知された全信号における位相ずれを生ずるであろうことが明らかであろう。
【００５５】
【数２】
0004585637.tif 000006
【００５６】
本発明の好ましい実施例においては、信号処理回路３４及びコンピューター３６は、プローブ２０の付近に金属又はその他の妨害する磁場応答性対象物が無いときのセンサーコイル２７、２８及び２９の受信した信号の基準位相を検知し記録する。或いは、位置信号成分の撹乱なしのときの位相が、システム１０について予め決定され、或いはシステムの作動に基いて知られている。金属器具４０がプローブ２０の付近に導入されると、これにより生じた寄生成分による信号中の位相ずれが検知され、コンピューター３６は、プローブのオペレーターに、プローブ位置の判定が不正確であり得るというメッセージを与える。寄生信号成分の振幅Ａi'は、例えば以下説明のように測定され、次いでコンピューター３６により判定された位置座標の誤差範囲を見積もり、そして知らせるために使用されることが好ましい。
【００５７】
一般に、センサーコイル２７、２８及び２９の受けた信号の基準位相は、器具４０のような妨害物体の無いときは実質的に一定であろう。回路３４が可変位相の信号、特に不規則に変動する位相を有する信号を受けたときは、かかる信号は、典型的に、システム１０の誤動作、例えばセンサーコイルの一つと回路との間の接続の喪失を示す。このような場合は、プローブ２０を取り出して修理すべきである。
【００５８】
図２は、金属又はその他の磁場応答性物品による干渉を検知し、そしてかかる干渉の存在時にプローブ２０の正確な位置を判定する本発明の好ましい実施例による方法を図式的に示す。好ましくは、まず、器具４０又はその他のいかなる撹乱物品もないとき、各周波数ωiにおける標準的な基準信号をコンピューター３６により獲得する。続いて、器具をプローブ２０の付近に導入した後で、例えば位相ずれφi'を測定するための公知の信号相関法を使用して、これら基準信号をセンサーコイル２７、２８及び２９で受信した信号と比較する。好ましくは、器具の位置及び方向により変動する位相ずれφi'の大きさを確認するために、位相ずれは器具の種々の位置及び方向について測定される。測定された位相ずれが一般に一定であることが見いだされた場合（又は先行の測定からそうであることが知られている場合）は、例えば式（１）に基いてＡiの修正された値を計算するためにこれを使うことができる。プローブ２０の位置は、器具４０による寄生磁場があるときでも十分正確に見いだされる。
【００５９】
位相ずれφi'を測定するために、器具４０がプローブ２０の付近に動かされている間は、プローブ２０が不動に保持されることが好ましい。センサーコイル２７、２８及び２９で受信した信号の振幅及び位相のいかなる変化も、物品による磁場の歪と組み合わせられることが知られる。これらの変化は検知され、そしてプローブの位置座標の判定における歪の影響の測定に使用される。
【００６０】
特に、検知された変化は、放射コイルの磁場に関する寄生磁場の位相ずれφi'の測定に使用することができる。例えば１０kHzまでの低いＲＦ周波数において、器具４０が十分に対称的であり及び／又は無視し得る抵抗の材料よりなる場合は、再放射された磁場の位相ずれφi'は、工具が動かされたときに大きく変化しないであろう。このため、プローブ２０が適宜の望ましい位置に保持されかつ器具４０がプローブの付近の別の適宜の適切な位置にある間に作られたφi'の測定値は、プローブ２０及び器具４０の全く別の対象場所における再放射磁場の影響を実質的に補正する値Ａiを計算するに十分である。
【００６１】
本発明の上述の好ましい実施例においては、再放射磁場は、器具４０による磁
【００６２】
【外４】
0004585637.tif 000007
【００６３】
のため量化及び修正がより困難な器具４０の透磁率による磁場の線の歪が寄生磁場成分の原因である。
【００６４】
図３は位置信号成分と寄生信号成分とを分離するための上述の方法を示すベクトル図である。振幅｜Ｉi｜及び位相φitotalを有する信号のベクトル５０は、周波数ωiにおいてセンサーコイルの一つが受信した信号を表す。ベクトル５０は位置信号成分のベクトル５２と寄生信号成分のベクトル５４とのベクトル和である。位置信号成分５２は振幅Ａi及び既知でかつ実質的に一定の位相φiを有し、後者は一般性を失うことなく任意に値ゼロとされる。寄生信号の成分５４の（位相φi'を実質的に一定と考え得る上述の場合についての）位相φi'も知られた場合は、ベクトル５０、５２及び５４により定められる三角形は、その全ての角度（φｉ、φｉ'及びφitotal）及びその辺の一つ（｜Ｉi｜）が知られるので完全に定義される。それぞれの振幅Ａi及びＡi'が特別に定められ、そしてプローブ２０の座標は、次の三角の公式から決定されるＡiの値に基いて正確に見いだすことができる。
【００６５】
【数３】
0004585637.tif 000008
【００６６】
図３に示された方法は、寄生信号成分の位相が位置信号成分に関してずれているとした．しかし、プローブ２０の付近の器具４０、又は別の磁場応答性物品が空気とは非常に異なる透磁性μを有するときは、磁場の線は大きな位相ずれなしにかなり歪ませられる。この場合、器具４０がプローブ２０の付近に導かれたとして、センサーコイル２７、２８及び２９からの信号の振幅の変化が検知され、そしてコンピューターにより計算された器具存在時の位置座標に結び付けられた誤差を見積もるために使用される。一般に、誤差は、プローブ２０が器具４０にすぐ隣接したときに最大となり、そしてこの間の距離が大きくなると小さくなる。
【００６７】
上の方法は、３個の放射コイルと３個のセンサーコイルとよりなるシステムを参照して説明されたが、より多くの又はより少ない数のコイル又はアンテナを使用するその他の電磁式対象物追跡システムに等しく応用できることが理解されるであろう。
【００６８】
更に、別形式のＲＦ電磁場に基く対象物追跡システムであって、振幅及び位相が放射場の振幅及び位相に依存する信号を発生する対象物とセンサーが組み合わせられたシステムにも同様に適用し得ることが理解されるであろう。
【００６９】
更に、上述の好ましい実施例は例示として説明されたが、本発明の範囲は請求項によってのみ限定されることが認められるであろう。
【００７０】
本発明の特徴および態様を示せば以下のとおりである。
【００７１】
１．対象物の付近において、エネルギーの場に応答する物品の導入による干渉が存在するときのエネルギーの場を使った対象物の追跡方法であって、
対象物の付近に第１のエネルギーの場を作り、
物品の導入により、第１の場に応答して誘発された第２のエネルギーの場の特性を決定し、
物品の導入後、対象物の複数の位置において作られた第１及び第２の場に応答した信号を受け、そして
作られた信号及び決定された特性に応答して対象物の空間座標を決定する
諸段階よりなる方法。
【００７２】
２．特性の決定が、第１のエネルギーの場に応答する信号に関する第２のエネルギーの場に応答する信号の位相のずれの決定よりなる上記１による方法。
【００７３】
３．空間座標の決定が、
対象物の位置において作られた信号の振幅を決定し、
決定された特性を使用して、修正された振幅を見いだすように振幅を処理し、そして
修正された振幅に基いて座標を計算する
ことよりなる上記２による方法。
【００７４】
４．誘発されたエネルギーの場の特性の決定が、
場に応答する物品のないときのエネルギーの場に応答する第１の信号を受け、
物品を対象物の付近に導き、
物品の存在するときのエネルギーの場に応答する第２の信号を受け、そして
特性を決定するために第１及び第２の信号を処理する
ことよりなる上記３による方法。
【００７５】
５．第１及び第２の信号の処理が、
第１の信号の第１の振幅Ａ及び第１の位相φを見いだし、
第２の信号の第２の振幅及び第２の位相φtotalを見いだし、そして
第１及び第２の振幅並びに第１及び第２の位相に基き、誘発された場と組み合わせられた位相ずれφ’を決定する
ことよりなる上記４による方法。
【００７６】
６．位相のずれφ’の決定が、誘発された場と組み合わせられたφ’の値、及び実質的に次式で与えられる第３の振幅Ａ’の値を見いだすことよりなる請求項５による方法。
【００７７】
【数４】
0004585637.tif 000009
【００７８】
７．空間座標の決定が、
対象物の複数の位置の一つにおいて受信された信号の無修正の振幅Ｉ及び無修正の位相φunを測定し、
位相のずれφ’を使用して修正された振幅Ａcorを見いだし、そして
修正された振幅に基き座標を計算する
ことよりなる上記６による方法。
【００７９】
８．修正された振幅が実質的に次式で与えられる上記７による方法。
【００８０】
【数５】
0004585637.tif 000010
【００８１】
９．１個又は複数個の第１及び第２の位相における変動を見いだすことにより対象物追跡システムにおける機能不全を検知することを含んだ上記８による方法。
【００８２】
１０．その位置においてなされた測定から特性が決定されない上記９による方法。
【００８３】
１１．第２のエネルギーの場を検知すること、及び物品が導入されたことを使用者に注意することを含んだ上記１による方法。
【００８４】
１２．対象物の空間座標の判定が、物品の存在するときの座標に結び付く誤差を見積もることよりなる上記１１による方法。
【００８５】
１３．エネルギーの場を作ることが、磁場を作ることよりなる上記１２による方法。
【００８６】
１４．信号を受けることが、磁場に応答して作られた電気信号を受けることよりなる上記１３による方法。
【００８７】
１５．対象物の付近におけるエネルギーの場を作る放射体、
対象物に固定され、エネルギーの場に応答して信号を作るセンサー、及び
エネルギーの場に応答する物品の対象物の付近への導入による信号における干渉を検知しつつ、センサーから信号を受け、これに応答する対象物の位置を決定する信号処理回路
を具備した対象物追跡システム。
【００８８】
１６．回路が、物品の導入による信号の位相ずれを検知する上記１５によるシステム。
【００８９】
１７．検知された位相ずれに基いて、回路が干渉により誘発された誤差に対して位置座標を修正する上記１６によるシステム。
【００９０】
１８．回路が、位相ずれの変動を見いだすことによりシステムにおける機能不全を検知する上記１７によるシステム。
【００９１】
１９．回路が、検知された干渉に基いて、物品の導入されたことをシステム使用者に注意する上記１８によるシステム。
【００９２】
２０．回路が、検知された干渉に基いて、座標に結び付く誤差を決定する上記１９によるシステム。
【００９３】
２１．エネルギーの場が磁場よりなり、信号が磁場に応答して作られた電流よりなる上記２０によるシステム。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施例により機能する対象物追跡システムの図式的表現である。
【図２】本発明の好ましい実施例による対象物追跡方法を示す流れ図である。
【図３】本発明の原理の理解に有用なベクトル線図である。
【符号の説明】
１０  システム
２２  放射コイル
２４  放射コイル
２６  放射コイル
２７  センサーコイル
２８  センサーコイル
２９  センサーコイル
３０  駆動回路
３２  駆動回路
３３  駆動回路
３４  処理回路
３６  コンピューター
【図１】
0004585637.tif 000011
【図２】
0004585637.tif 000012
【図３】
0004585637.tif 000013