JPH08338703A - 位置及び方向測定システム用の放射源、位置及び方向決定方法、及び位置及び方向決定装置 - Google Patents

位置及び方向測定システム用の放射源、位置及び方向決定方法、及び位置及び方向決定装置

Info

Publication number
JPH08338703A
JPH08338703A JP14300096A JP14300096A JPH08338703A JP H08338703 A JPH08338703 A JP H08338703A JP 14300096 A JP14300096 A JP 14300096A JP 14300096 A JP14300096 A JP 14300096A JP H08338703 A JPH08338703 A JP H08338703A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radiation source
conductor
electromagnetic field
spiral
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14300096A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Traneus Anderson
トラヌス アンダーソン ピーター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Polhemus Inc
Original Assignee
Polhemus Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polhemus Inc filed Critical Polhemus Inc
Publication of JPH08338703A publication Critical patent/JPH08338703A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁的空間に導電性金属等が存在しても、発
生磁界の歪みが低い放射源を持つ電磁的位置及び方向測
定システムを提供すること。 【解決手段】 複数の電磁界発生要素を持つ放射源を提
供して遠隔物体の位置及び方向を決定する方法及び装置
において、ドライバは放射源に信号を与えて、互いに区
別可能な複数電磁界を発生し、遠隔センサは発生電磁界
を検知、プロセッサは２面又は３面センサの出力を遠隔
物体位置及び方向に加工処理する。その要素は導電性シ
ートとその上の複数の同一平面上同心リングを含み、コ
イルに印加された信号がリングの半径の二乗に反比例す
る電流密度を生ずる平面コイルを持つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は位置及び方向測定用
の放射源、位置及び方向決定方法、及び位置及び方向決
定装置に関し、特に、遠隔物体の位置及び方向を決定す
る位置及び方向測定システム（ＰＯＳ）に関する。より
特定的には、本発明は互いに区別可能な複数の電磁界を
発生する放射源と、発生された電磁界を検知する遠隔セ
ンサと、センサの出力を放射源の基準座標フレームに対
する遠隔物体の位置及び方向に加工処理するプロセッサ
とを有する電磁的ＰＯＳに関する。さらにより特定的に
は、本発明は電磁的位置及び方向測定システムのための
改良された放射源に関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁的結合を採用している遠隔物体の位
置及び方向測定システムは、Jack Kuipersに対して発行
された米国特許第3,868,565 号のOBJECT TRACKING AND
ORIENTATION DETERMINING MEANS, SYSTEM AND PROCESS
及びFrederic Raab に対して発行された米国特許第4,05
4,881 号のREMOTE OBJECT POSITION LOCATORに開示され
ている。そのようなシステムは伝統的に、複数の電磁界
を発生する、同心円状に配置された複数の、典型的には
３個の直交電磁界発生用アンテナを含む放射源アセンブ
リを有している。信号が電磁界発生用アンテナに印加さ
れて多重化され、得られた電磁界は互いに区別可能にな
る。遠隔物体の位置に、送信アンテナにより発生された
電磁界を受けて、受信電磁界に対応する信号を生成す
る、複数の、典型的にはやはり３個の直交受信アンテナ
が配置されている。プロセッサは受信アンテナにより生
成された信号を、放射源の基準座標における遠隔物体位
置及び方向に分解する。そのような位置及び方向測定シ
ステム（ＰＯＳ）の一つの応用は、３次元物体の座標を
決定しディジタル化する３次元ディジタイザである。そ
のようなディジタイザにおいては、放射源は、その上に
ディジタル化されるべき物体が配置されているインテグ
ラル作業面、又はディジタイザ用タブレットを有するテ
ーブル内に埋め込まれる。遠隔センサはスタイラス内に
配置され、そのスタイラスは、スタイラスと興味ある物
体の表面との間の接触点を決める突起を備えている。ス
タイラスの接触点と遠隔センサとは知られた関係がある
ので、スタイラスに接触する３次元物体の表面の座標は
作業面の座標フレーム内のセンサの位置及び方向から決
定できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電磁的ＰＯＳを利用す
るディジタイザの一つの困難は、作業面、又はディジタ
イザ用タブレットを、相当量の導電性又は強磁性金属を
含むテーブル上に配置できない事である。装置の放射源
により発生された電磁界は金属内に渦電流を誘起する。
この渦電流は電磁界を生成し、それが放射源により発生
された電磁界を歪ませて、測定された電磁界、したがっ
て、遠隔物体の測定された位置及び方向にエラーをもた
らす。ＰＯＳプロセッサにおける歪みをマップし、歪み
を補償する様々な方法が存在する。しかしながら、歪み
が厳しすぎると、そのようなマッピングは歪みを適切に
補償できない。
【０００４】従来のディジタイザ放射源を導電性又は強
磁性の金属プレート上に配置可能であることが望まれ
る。電磁的ＰＯＳを使用することが望まれる他の応用も
やはり従来のＰＯＳ放射源では厳しい磁界歪みを生じ得
る。例えば、ディジタイザの放射源を金属壁に隣接する
金属テーブル上に配置することが望まれる。また、１個
以上の物体を部屋の中に配置するために、金属壁面の矩
形の部屋のコーナにＰＯＳ放射源を配置することが望ま
れるかも知れない。そのような応用においては、磁界歪
みを補償する能力はない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、電磁的空間の
他の部分における導電性又は強磁性金属が存在するにも
係わらず、低い歪みの磁界を３次元空間の１部に生成す
る、新規な放射源形態を有する、電磁的な位置及び方向
測定システムを提供する。これは、空間を２つの部分に
分割するための導電性シートを配置し、そのシートの片
側上に電磁界を生成することによって達成される。生成
された電磁界は、シートに対して垂直な、又は直角なダ
イポールモーメントを有する。低い歪みの磁界における
一定の磁気モーメントは、シートの片側上の空間部分に
生成される。
【０００６】本発明により形成された放射源は導電性シ
ートとそのシートに平行に接近して設けられた平面コイ
ルとを含んでいる。その平面コイルは実質的に同一平面
上の複数の同心リングを含んでいる。そのコイルは、そ
のコイルに印加される信号が、各リングにおいて、その
リングの半径の二乗に反比例する電流密度を有するよう
に形成されている。そのような放射源の形態は、導電性
シートを深く貫通することのない擬似スタティックな磁
界を生成する。これは、導電性シートの表面における磁
界の垂直成分が実質的に時間的変化をしないことの結果
であると思われる。導電性シートは、導電性シートに平
行なダイポールモーメントを生成する放射源の直交アン
テナに対するミラーとして作用する。
【０００７】本発明は、３次元空間の座標基準フレーム
における遠隔物の位置及び方向の測定が望まれる場所
で、しかしその遠隔物体は空間の一部内で運動が限定さ
れているところで、応用を見出す。このようにして、遠
隔物体が配置されていない空間の他の部分に非常に大量
の導電性又は強磁性金属が存在していても、遠隔物体の
位置及び方向の正確な決定に実質的に影響は与えない。
【０００８】本発明のこれら及び他の目的、利益及び特
徴は図面とともに参照する以下の記載からよ一層明らか
になろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】図面とそこに示されている実施例
を参照すると、位置及び方向測定システム（ＰＯＳ）は
３次元ディジタイザ１２（図１）として具体化されてい
る。このディジタイザは電子計算ユニット、即ち、プロ
セッサ１４と、物体用テーブル１６と、電磁界の放射源
１８と、複数の受信アンテナを有するセンサ２２を含む
スタイラス２０と、そしてフットスイッチ２４とを含ん
でいる。プロセッサ１４の出力は典型的にはホストコン
ピュータ２６に与えられ、そこではテーブル１６上をた
どった物体のディジタル化された座標を、レイアウト
図、透視図、材料リスト、又はグラフィックイメージ生
成といった、有用な情報に変換するために様々なソフト
ウエアパッケージが使用され得る。典型的には、ホスト
コンピュータ２６の出力はモニタ２８といった、ビジュ
アルディスプレイに入力される。放射源１８は、各々が
ダイポール磁界を規定する３個の独立ループアンテナで
構成されている。３個のアンテナのループは、３つの直
交ダイポール磁界が生成されるように方向付けられてお
り、電磁界が基準フレームを規定するように、その磁界
の１つが物体テーブル１６の作業用表面のＸ，Ｙ，及び
Ｚ軸の１つと同一となっている。プロセッサ１４は、
Ｘ，Ｙ，及びＺ方向に関係する３個のダイポール磁界を
発生する電気信号を３個のダイポールアンテナに印加す
るための、３０で概略的に示されている複数の線により
放射源１８に接続されているドライバを含んでいる。３
個のループアンテナに印加される電気信号は多重化され
て、その結果のダイポール磁界は互いに区別可能にな
る。代替的な様々の多重化の技術は、時分割多重、周波
数多重、及び位相多重を含む。センサ２２は放射源１８
により送出された電磁界のコンポーネントを受信するた
めの複数の受信アンテナを含んでいる。好ましくは、受
信アンテナもやはり３個のループアンテナで構成されて
いる。センサ２２を規定している３個で一組のループア
ンテナは手動で直交方向に方向付けられて、アンテナが
センサ座標フレームＸ1 ，Ｙ1，Ｚ1 を規定するように
する。センサ２２を規定している３組のアンテナの出力
は、３２で概略的に示されている複数の線によりプロセ
ッサ１４に接続されている。ディジタイザ１２は、共通
に譲渡された、１９８６年９月２３日発行の米国特許第
4,613,866 号に、より詳細に開示されている。
【００１０】図１に示したＰＯＳはディジタイザ１２で
実現されているが、多くの他の応用が可能である。他の
応用においては、バイオメディカルな研究を行うため
に、又はデザインコンピュータに表示された３次元イメ
ージを走査するために、センサを人体の特定の一部に関
係付けることが可能である。重要な軍事的応用では、セ
ンサは、目標物に対するパイロットの視線を決定し、そ
の目標物に対する視線に沿って発砲を開始するための軍
用航空機のパイロットのヘルメット視線用焦点鏡に関係
付けられる。頭の移動を検知する分野においては、表示
されたイメージをドライブしてユーザの頭の位置に一致
させるようにするために、このシステムはバーチャルリ
アリティシステムへの入力として採用できる。さらに他
の応用は、非言語伝達システムを作るため又は非言語伝
達をする体の運動で遠隔制御する様々な装置のための技
術を提供するという目的のための、無効な身体の運動の
監視を含む。
【００１１】本発明による放射源１８は、放射源基準座
標系のＺ＝０に配置された導電性シート３４を含んでい
る（図２）。平面コイル３６が導電性シート３４に密接
して配置されている。図示された実施例においては、平
面コイル３６は、そのコイルを導電性シート３４から分
離している薄い絶縁シート３８に設けられている。平面
コイル３６は基本的に同一平面上の、すべて導電性シー
ト３４に平行な平面に配置された複数の同心リング４０
で作られている。図示された実施例においては、同心リ
ング４０は単純なスパイラルに形成された導電体４１か
ら作られている。導電体４１はコイルの外側周囲に配置
された第１の端子４２と、同心リング４０の中心に配置
された第２の端子４４を有している。平面コイル３６
は、電気信号が端子４２と４４の間に印加されると、各
同心リング４０に誘起される電流の密度がその同心リン
グ４０の半径の二乗に反比例するように構成されてい
る。そのような電流密度は以下のようにして達成でき
る。
【００１２】導電性シート３４、平面コイル３６、及び
絶縁シート３８はプリント回路基板のストックから作ら
れ得る。銅トラックの幅をトラックの中心の半径の二乗
に反比例するように作ることにより、電流密度を所望の
レベルに確定することができる。巻線の間の銅のない絶
縁表面のスパイラルラインの幅を最小にすることによ
り、平面コイル３６は絶縁シート３８の片側上で導電性
シート３４の１つからエッチングされる。このようにし
て、導電性銅トラックはコイルの中心に近い部分で最小
幅であり、外側にいくにしたがって広がる。この結果、
電流密度は平面コイル３６の幾何学的レイアウトにより
制御できる。
【００１３】スパイラルにおいて、 r ・THETA = 一定 ここで、r はスパイラル上のある点の半径、THETA はＸ
軸から測定した角度である。図示した実施例において
は、THETA は外側での15.7/cm(40*pi) から内側での31
5.0/cm(800*pi) まで変化し、スパイラル内で３８０タ
ーンがある。外側では、半径は５０．８ｃｍ（２０イン
チ）で絶縁スパイラルのターンは中心間が２．５４ｃｍ
（１インチ）だけ離れている。内側では、リングの半径
は２．５４ｃｍ（１インチ）で絶縁ターンは中心間が
（１／１０１６）ｃｍ｛（１／４００）インチ｝だけ離
れている。トラックの厚さは全ての点で同じなので、幅
は断面積に比例する。トラックが広くなると、電流密度
は小さくなる。電流密度とトラックの断面積との積はト
ラック内の全電流に等しい。
【００１４】他の実施例において、第２のスパイラル
（図示せず）が絶縁シート３８の反対側の上のプリント
回路基板３９上に形成される。そのような追加のコイル
が形成される場合、別の導電性シート３４が利用され
る。プリント回路基板３９の反対側の上の第２の絶縁ス
パイラルは平面コイル３６と同じ方向にスパイラルして
いる。電流は片側では外側に流れ、他の側では内側に流
れて、２つの側で同一方向に磁界を発生する。他の実施
例においては、周辺部の周りで均一な電流分布を維持す
るために、多数のメッキされたスルーホールが周辺部に
均一に配置される。
【００１５】Ｚ＝０に位置する平面コイル３６はＺ−ダ
イポール磁界を生成する。Ｘダイポール及びＹダイポー
ルの磁界を生成するために、通常のコイルアセンブリ４
６がプリント回路基板３９の中心に配置されている。コ
イルアセンブリ４６はＹダイポール磁界を生成するため
のＹコイル４８とＸダイポール磁界を生成するためのＸ
コイル５０とを含んでいる。図示はされていないが、コ
イルの中心におけるターン密度を増大するために、コイ
ルアセンブリ４６にディスクリートＺコイルが含まれて
おり、平面コイル３６と直列に接続されている。
【００１６】図示された実施例においては、単純なスパ
イラルが示されている。その単純なスパイラルは中心の
近くではターンの間隔が密集しており、外側のエッジの
近くではターンの間隔が広い。これらの広い間隔のター
ンは、局部的な磁界歪みをエッジにおけるスパイラル平
面に近いところで引き起こす。そのような局部的歪みは
マップし補償することが困難である。そのような困難性
を克服するために、薄層スパイラルが用いられる。薄層
スパイラルは、コイルを規定している導体が外側にスパ
イラルするとき、電流通路を平行なトラックに繰り返し
細分することにより構成される。スパイラルの中心から
開始すると、トラックは最小の中心間のターン間隔を有
している。導体が外側にスパイラルするに伴って、その
間隔は増大する。その間隔が最小中心間の間隔の２倍に
達すると、その導体を２つのトラックに分割することに
より、既存の導体のターンの間の途中で新たなスパイラ
ルが開始する。そのような半径においては、２つのスパ
イラルが存在し、各々は電流の半分を運ぶ。隣接ターン
間の間隔は最小中心間の間隔である。両トラックは間が
最小値の２倍に達するまで外側にスパイラルする。各ト
ラックは次いで２つのトラックに分割されてトータルで
４トラックになる。このパターンは全体のコイルに対し
て外側に向けて繰り返される。薄層スパイラルは最大タ
ーンの間隔を限定することにより局部歪みを減少させ
る。外側エッジのまわりのすべてのトラックにおける電
流を等しくさせるために、シリーズ安定抵抗器又はアク
ティブ電流ドライバを用いて電流を調整できる。アクテ
ィブドライバが用いられる場合、各ドライバは電流のフ
ラクションを出力する。これにより個々のドライバを単
純にして単純なスパイラルに対する単一のドライバより
も小さくする。
【００１７】導電性シート３４は磁界のミラーとして作
用し、そのシート上の任意の点における磁界はその空間
内の放射源により発生した磁界と導電性シート３４から
の渦電流との和である。導電性シート３４の近くに放射
源コイルを配置し、導電性シート３４をＺ＝０に配置す
ることにより、Ｘダイポールモーメントはその導電性シ
ート３４に平行に且つその前になる。そのＸダイポール
モーメントは、その導電性シート３４の後ろに平行なイ
メージダイポールモーメントを生成する。イメージダイ
ポールモーメントは、同一方向において、Ｚダイポール
モーメントと同じ強さである。したがって、イメージダ
イポールモーメントとＸダイポールモーメントはもとの
Ｘダイポールモーメントの強さの２倍の１つのダイポー
ルモーメントを生成する。同様のことがＹダイポールモ
ーメントにも適用される。Ｙダイポール磁界は、放射源
が自由空間にある場合は、実質的に歪みがなく、Ｙダイ
ポール磁界の強さの２倍である。
【００１８】以下により詳細に記載するように、Ｚ＝０
に配置されている平面コイル３６は、導電性シート３４
に垂直な一定磁気ダイポールモーメントを生成する。実
際、Ｚダイポール磁界は導電性プレートの近く、磁束線
の曲線がプレートに垂直であるよりもむしろプレートの
内側に向かう部分で幾分歪む。しかしながら、発生した
電磁界は、プレートからさらに大きく歪むことがないの
で正確な結果を生む。
【００１９】本発明は導電性シート又はプレートに垂直
なダイポールモーメントと共に擬似スタティックダイポ
ール磁界を発生する能力に基づいている。同心リングの
形態で積極的に強制された電流シートを、導電性シート
３４の近くに配置することにより、導電性シート３４の
通常の境界条件に従っては振る舞わない磁界が生成され
る。各リング内の電流密度をリング半径の二乗に反比例
するようにすることにより、リング内の電流密度とその
リングにより囲まれる面積との積は一定になる。その定
数は、ｍを磁気ダイポールモーメントとすると２ｍであ
る。以下により詳細に記載するように、磁気ベクトルポ
テンシャル、したがって、磁界は、導電性シート３４に
垂直な、磁気モーメントがｍに等しいダイポールの磁界
である。電流を緩慢に変化させることにより磁界が発生
すると、放射源は磁界の近くで動作し且つ放射効果は無
視できる。このような擬似スタティック磁界は、導電性
シート３４の表面における磁界の垂直成分が実質的に時
間変化するので、導電性シート３４を貫通することはな
い。
【００２０】Ｚ＝０内の自由空間において、Ｚ軸に中心
を持つ、固定サイズの円形電流ループのベクトルポテン
シャルは、
【００２１】
【数１】
【００２２】で表される。ただし、（ｐ，Φ，Ｚ）は円
筒座標、μ＝自由空間の透磁率 ａ＝ループ半径、そしてＩ＝ループ内の電流である。
【００２３】対称性により、ベクトルポテンシャルはΦ
の成分Ａ0 のみを有する、同一平面上の同心円リングの
無限のアレイに対して、各リングの電流密度は、 ｉ＝ｍ／（２πａ2 ） （３） で表される。ベクトルポテンシャルのΦ成分は
【００２４】
【数２】
【００２５】である。Φ成分は、式５に示されるよう
に、ａについて積分される。
【００２６】
【数３】
【００２７】式５の第２項はゼロである。式５はしたが
って、
【００２８】
【数４】
【００２９】となる。電流を運ぶ導体のアレイが導電性
シート３４に極めて接近して配置されると、ベクトルポ
テンシャルはアレイ単独のベクトルポテンシャルのＺ勾
配を負にしたものである。したがって、導電性シート３
４の近くに配置された同一平面上のリングのアレイのベ
クトルポテンシャルのΦ成分は
【００３０】
【数５】
【００３１】である。式６及び７を結合して、
【００３２】
【数６】
【００３３】が得られる。式８は、ｐ＝ｒ・ｓｉｎ
（θ）でＺ＝ｒ・ｃｏｓ（θ）として球面座標に変換で
きる。
【００３４】
【数７】
【００３５】式９は平面に垂直なダイポール磁気モーメ
ントｍの自由空間における理想的なダイポールのベクト
ルポテンシャルを示している。したがって、リングの半
径の二乗に比例する電流密度を持ち、導電性シート３４
の近くに配置された、同一平面上の同心リングのアレイ
は導電性シート３４に垂直なダイポールモーメントを持
つダイポール磁界を生成する。
【００３６】平面コイル３６は円形コイルとして示され
ているが、矩形コイルが特定の応用にはよりよいかも知
れない。これは幾つかの方法で達成される。矩形領域の
全体をその矩形の境界を越えて延びるスパイラルの一部
で覆うのに充分な大きさの、スパイラルコイルを構成し
てもよい。これらの余分な部分はスパイラルの残りの部
分の下に折り返されて、矩形内に横たわり同時に導電性
シート３４に極めて接近している。この結果、電流は依
然として流れるが、スパイラルの折り返された部分は磁
気プレートに接近しているので殆ど磁界を発生しない。
これはスパイラルの余分の部分を導電性シート３４に接
近してしかし、その下に配置することによりさらに達成
される。
【００３７】矩形コイルを作る他の技術は、矩形の大部
分を占める変形された楕円スパイラルを作ることであ
る。磁場内のあらゆる歪みは滑らかな勾配を持つ。した
がって、補償アルゴリズムはそのような歪みのすべてに
対して直ちに補正する。これは、Ｘ軸のような、１つの
軸を１より大きいスケールファクターだけ伸ばすことに
より達成される。円形スパイラル上の任意の点（Ｘ，
Ｙ）を「矩形」スパイラル上の対応する点（Ｕ，Ｖ）に
変換するために、（Ｘ，Ｙ）座標は極座標（r ，ＴＨＥ
ＴＡ）に変換される。r の各値に対して、ＴＨＥＴＡは
以下のように計算される。 ＴＨＥＴＡ＝ＡＲＣＴＡＮ（Ｙ／Ｘ） （１０） （r ，ＴＨＥＴＡ）を（Ｘ，Ｙ）としての同一象限に置
くＴＨＥＴＡの値を選ぶことにより、フォートランにお
けるプログラム（１１）は矩形スパイラル上の対応する
点（Ｕ，Ｖ）を計算する。
【００３８】 CTPTU = COS(THETA) (11) ATPTU = SIN(THETA) MODIFY R TO CONVERT CIRCLE TO SQUARE USING PIET HEIN'S SUPEREGG EQUATION RORMX = R/RMAX ALP = 0.5 + 1.5*EXP(4.0*LOG(2)*RORMX*RORMX) ABSCO = ABS(CTPTU) + 0.000001 XRMOD = EXP(LOG(ABSCO)*ALP) + EXP(LOG(ABSSI)*ALP) YRMOD = 1.0/RMOD R = R+YRMOD CONVERT FROM POLAR TO CARTESIAN COODINATES SCALE X TO CONVERT SQUARE TO RECTANGLE XSCALE = (SCF-1)*RORMX + 1 U = R*CTPTU*XSCLF V = R*STPTU 好ましい実施例の記載は、その限りでは、導電性材料の
平面上に３つの直交ダイポール磁界の組を発生する放射
源に関している。本発明により提供される、２面放射源
５２（図３）により、本発明は、金属壁に隣接する金属
テーブル上面のような、直交歪みを生ずる金属表面を持
つ環境において利用できるようになる。２面放射源５２
は、互いに直交しておりＸ，Ｙ面とＹ，Ｚ面上に配置さ
れている導電性シート５４及び５６を含む。単純な又は
折り返された葉状の半スパイラル５８が、導電性シート
５４のすぐ上に、導電性シート５４及び５６の間の接合
部にそのスパイラルの中心を持つようにして間をおいて
並べられている。単純な又は折り返された半スパイラル
６０は導電性シート５６の近くに中心が半スパイラル５
８の中心に隣接するようにして配置されている。半スパ
イラル５８内の電流はＸダイポール磁界を生成する。半
スパイラル６０内の電流はＸダイポール磁界を生成す
る。ディスクリートコイル６２は半スパイラル５８及び
６０の近くにコイル６２の軸がＹ方向になるように配置
されている。ディスクリートコイル６２内の電流はＹダ
イポール磁界を生成する。このようにして、２面放射源
５２は３つの直交するダイポール磁界を、直交する導電
性シート５４及び５６により制限された空間部分に形成
する。
【００３９】３つの曲がった金属シートが直角方向に向
いている環境において、３面放射源を使用することがで
きる（図４）。そのような環境は金属壁の矩形の部屋の
コーナを含む。３面放射源６４は、互いに垂直で３面角
を形成している導電性シート６６、６８、及び７０を含
む。導電性シートは、全ての導電性シートがコーナを形
成している放射源の共通頂点７２で交差するように配置
されている。単純な又は折り返された１／４スパイラル
コイル７２は導電性シート６６の近くに、／４スパイラ
ル７２の中心が放射源の頂点７１に配置されるようにし
て配置されている。１／４スパイラル７２内の電流はＸ
ダイポール磁界を生成する。単純な又は折り返された１
／４スパイラルコイル７４は導電性シート６８の近く
に、／４スパイラル７４の中心が放射源の頂点７１に配
置されるようにして配置されている。１／４スパイラル
７４内の電流はＺダイポール磁界を生成する。単純な又
は折り返された１／４スパイラルコイル７６は導電性シ
ート７０の近くに、／４スパイラル７６の中心が放射源
の頂点７１に配置されるようにして配置されている。１
／４スパイラル７６内の電流はＹダイポール磁界を生成
する。
【００４０】図５及び図６に示されるように、電流回路
を完成するために、１／４スパイラル７２、７４、及び
７６内の１／４リングの各々に対してリターントラック
７８がそれぞれの導電性シート６６、６８、及び７０に
接近して設けられている。２面放射源５２内の半スパイ
ラル５８、６０の各々に対してもリターントラックの同
様の形態が用いられる。
【００４１】本発明による放射源は、完全な導体である
導電性シートに限り無く接近している平面コイルと共に
好ましく動作する。そのような条件は満たすことはでき
ないが、超伝導材料から単数又は複数の導電性シートを
形成することにより好ましい実施例が提供される。図示
した実施例においては、放射源のコイルの各々に印加さ
れる信号は、より低い又はより高い周波数が用いられる
ものの、８ｋＨｚと２０ｋＨｚの間の範囲で選択され
る。図示された実施例においては、１２０Ｈｚのアップ
デイトレートが与えられる。本発明によるユニークな放
射源が構成され本出願譲受人であるPolhemus Inc. of C
olchester, Vermontにより製造されたＦＡＳＴＲＡＫ電
子ニットと結合して成功裏に動作している。このユニッ
トの動作はあらゆる点で満足すべきものである。
【００４２】上記した実施例における変更及び変形は、
均等原理を含む特許法の原理に従って解釈される特許請
求の範囲によってのみ限定される本発明の原理から逸脱
することなく実行可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に有用な位置及び方向測定システムを示
すブロック図である。
【図２】本発明による放射源の斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例の斜視図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例の斜視図である。
【図５】図４におけるＶで示される部分の拡大図であ
る。
【図６】図５におけるIV−IV線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１４…プロセッサ １８…放射源 ２２…センサ ３４…導電性シート ３６…平面コイル ３８…絶縁シート３８ ３９…プリント回路基板 ４０…同心リング ６２…ディスクリートコイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ０１Ｓ 3/02 Ｇ０６Ｆ 15/21 ３１０

Claims (46)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 信号を放射源に印加して互いに区別可能
    な複数の電磁界を発生させるドライバと、発生された電
    磁界を検知する遠隔センサと、前記センサの出力を前記
    放射源の基準座標フレームに対する遠隔物体の位置及び
    方向に加工処理するプロセッサとを有する位置及び方向
    測定システム用の放射源であって、 導電性シートと、 前記導電性シートの上に実質的に同一平面上の複数の同
    心リングを含む平面コイルと、を具備している、位置及
    び方向測定システム用の放射源。
  2. 【請求項２】 前記平面コイルは、前記平面コイルに印
    加される信号が各リングにおいてそのリングの半径の二
    乗に反比例する電流密度を生成するように形成されてい
    る、請求項１記載の放射源。
  3. 【請求項３】 前記同心リングの中心に、前記平面コイ
    ルと同じ方向に向けられ、且つ前記平面コイルに電気的
    に直列に接続された、ディスクリートコイルをさらに含
    んでいる、請求項１記載の放射源。
  4. 【請求項４】 前記同心リングの中心に、且つ前記平面
    コイルに直角に方向付けられた少なくとも１つのディス
    クリートコイルを含む、請求項１記載の放射源。
  5. 【請求項５】 前記同心リングの中心に、且つ共に前記
    平面コイルに直交する２つの互いに直交するディスクリ
    ートなコイルを含む、請求項３記載の放射源。
  6. 【請求項６】 前記平面コイルはスパイラルに形成され
    た導体を含む、請求項２記載の放射源。
  7. 【請求項７】 前記導体は単純なスパイラルとして形成
    されている、請求項６記載の放射源。
  8. 【請求項８】 前記導体は折り返されたスパイラルとし
    て形成されている、請求項６記載の放射源。
  9. 【請求項９】 前記導体は、その導体に沿った実質的に
    任意の位置においてその導体の中心の半径の二乗に反比
    例して変化する断面積を有する、請求項６記載の放射
    源。
  10. 【請求項１０】 前記導体はプリント回路基板の少なく
    とも１つの導体層から形成されている、請求項９記載の
    放射源。
  11. 【請求項１１】 前記導体は、前記プリント回路基板の
    １つの導体層上の前記コイルの中心から外側に向かって
    渦巻き状に進み、前記プリント回路基板の他の導体層と
    交差し、そして前記他の導体層上の前記中心に向かって
    内側に渦巻き状に進む、請求項１０記載の放射源。
  12. 【請求項１２】 前記同心リングはプリント回路基板の
    少なくとも１つの導体層から形成されている、請求項１
    記載の放射源。
  13. 【請求項１３】 前記同心リングはスパイラルとして形
    成されている、請求項１２記載の放射源。
  14. 【請求項１４】 前記同心リングは単純なスパイラルと
    して形成されている、請求項１３記載の放射源。
  15. 【請求項１５】 前記同心リングは折り返されたスパイ
    ラルとして形成されている、請求項１３記載の放射源。
  16. 【請求項１６】 前記導電性シートは超伝導である、請
    求項１記載の放射源。
  17. 【請求項１７】 一方の側の平面上に配置された遠隔物
    体の平面の基準座標系に対する位置及び方向を、前記平
    面の反対側の上の渦電流により誘起される電磁界の歪み
    に実質的に影響されないように測定する方法であって、 前記平面に対して導電性シートを配置し、 前記導電性シートに対して実質的に垂直なダイポールモ
    ーメントを有する電磁界を前記導電性シートの前記一方
    の側に上に生成し、 遠隔センサで前記電磁界を検知し、そして前記遠隔セン
    サの出力を前記平面に対する遠隔の位置及び方向に加工
    処理する、こと含む、遠隔物体の位置及び方向決定方
    法。
  18. 【請求項１８】 前記電磁界を生成することは、前記導
    電性シートに隣接する実質的に同一平面上の同心リング
    のアレイを用意し、そのリングの各々に、そのリングの
    半径の二乗に反比例する電流密度を有する電流を含ませ
    ることを含む、請求項１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記リングのアレイを用意すること
    は、スパイラルとして形成された導体を用意することを
    含む、請求項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記導体は単純なスパイラルとして形
    成される、請求項１９記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記導体は折り返されたスパイラルと
    して形成される、請求項１９記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記導電性シートを配置することは、
    超伝導材料を用意することを含む、請求項１７記載の方
    法。
  23. 【請求項２３】 前記電磁界を生成することは、前記導
    電性シートに実質的に垂直なダイポールモーメントを有
    する前記電磁界から区別可能な少なくとも１つの他の電
    磁界を生成することを含む、請求項１７記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記少なくとも１つの他の電磁界を生
    成することは、前記平面に垂直な他の導電性シートを配
    置し、前記他のシートの一方の側の上に他の電磁界を生
    成し、前記他の電磁界は前記他のシートに垂直なダイポ
    ールモーメントを有するようにする、請求項２３記載の
    方法。
  25. 【請求項２５】 前記少なくとも１つの他の電磁界を生
    成することは、前記平面に垂直な少なくとも２つの互い
    に直交する導電性シートを配置し、前記互いに直交する
    シートの各々の一方の側の上に他の電磁界を生成し、前
    記他の電磁界の各々は前記互いに直交するシートの１つ
    に垂直なダイポールモーメントを有するようにする、請
    求項２３記載の方法。
  26. 【請求項２６】 信号を放射源に印加して互いに区別可
    能な複数の電磁界を発生するドライバと、生成された電
    磁界を検知する遠隔センサと、前記センサの出力を、前
    記放射源の基準座標フレームに対する遠隔物体の位置及
    び方向に処理するプロセッサとを有し、 少なくとも２つの互いに直交する導電性シートと、 前記導電性シートの各々上に、各々が実質的に同一平面
    上の複数の同心リングを含む平面コイルと、を具備して
    いる、位置及び方向測定用の放射源。
  27. 【請求項２７】 前記平面コイルの各々は、前記平面コ
    イルに供給される電流が、各リングにおいてそのリング
    の半径の二乗に反比例する密度を持つように形成されて
    いる、請求項２６記載の放射源。
  28. 【請求項２８】 前記同心リングの中心に、前記平面コ
    イルの各々に直交する方向に向けられた、少なくとも１
    つのディスクリートコイルを含んでいる、請求項２６記
    載の放射源。
  29. 【請求項２９】 前記平面コイルの各々はスパイラルに
    形成された導体を含む、請求項２６記載の放射源。
  30. 【請求項３０】 前記導体は単純なスパイラルとして形
    成されている、請求項２９記載の放射源。
  31. 【請求項３１】 前記導体は折り返されたスパイラルと
    して形成されている、請求項２９記載の放射源。
  32. 【請求項３２】 前記導体は、その導体に沿った実質的
    に任意の位置においてその導体の中心の半径の二乗に反
    比例して変化する断面積を有する、請求項２９記載の放
    射源。
  33. 【請求項３３】 前記導体はプリント回路基板の少なく
    とも１つから形成されている、請求項３２記載の放射
    源。
  34. 【請求項３４】 前記導電性シートの各々は超伝導であ
    る、請求項２６記載の放射源。
  35. 【請求項３５】 前記少なくとも２つの導電性シートは
    ３つの互いに直交する導電性シートを含んでいる、請求
    項２６記載の放射源。
  36. 【請求項３６】 基準座標フレームに対する遠隔物体の
    位置及び方向を決定する装置であって、 電磁界を生成し、放射源基準座標フレームを規定する空
    間的に独立な成分を有する複数の電磁界発生要素を有す
    る放射源であって、前記電磁界発生要素の少なくとも１
    つは、少なくとも１つの導電性シートと前記少なくとも
    １つの導電性シートの上の複数の実質的に同一平面上の
    同心リングを含む平面コイルとを、そのコイルに印加さ
    れる信号が各リングにおいてリングの半径の二乗に反比
    例する電流密度を生ずるようにして、有する放射源と、 前記電磁界発生要素に信号を印加して互いに区別可能な
    複数の電磁界を発生するドライバと、 前記発生された電磁界の各々を検知し、空間的に独立な
    成分を有する複数の電磁界検知要素を有する遠隔センサ
    と、そして前記センサの出力を、前記放射源基準座標フ
    レームに対する遠隔物体の位置及び方向に加工処理する
    プロセッサとを具備する位置及び方向を決定する装置。
  37. 【請求項３７】 前記電磁界発生要素の少なくとも１つ
    は、前記同心リングの中心に前記平面コイルと同一方向
    に向けられ前記平面コイルと直列に接続されているディ
    スクリートコイルを更に含んでいる、請求項３６記載の
    装置。
  38. 【請求項３８】 前記電磁界発生要素の他の１つは前記
    同心リングの中心に前記平面コイルに直角の方向に向け
    られた少なくとも１つのディスクリートコイルを含んで
    いる、請求項３６記載の装置。
  39. 【請求項３９】 前記電磁界発生要素の他の２つは、前
    記同心リングの中心に且つ共に前記平面コイルに直交す
    る２つの互いに直交するディスクリートコイルを含んで
    いる、請求項３８記載の装置。
  40. 【請求項４０】 前記平面コイルはスパイラルとして形
    成された導体を含んでいる、請求項３６記載の装置。
  41. 【請求項４１】 前記導体は単純なスパイラルとして形
    成されている請求項４０記載の装置。
  42. 【請求項４２】 前記導体は折り返されたスパイラルと
    して形成されている請求項４０記載の装置。
  43. 【請求項４３】 前記導体は、その導体に沿った実質的
    に任意の位置においてその導体の中心に関して半径の二
    乗に反比例して変化する断面積を有する、請求項４０記
    載の放射源。
  44. 【請求項４４】 前記導体はプリント回路基板の少なく
    とも１つから形成されている、請求項４３記載の放射
    源。
  45. 【請求項４５】 前記少なくとも１つの導電性シートは
    １対の直交する導電性シートを含み、前記導電性シート
    の各々の上に平面コイルを含んでいる、請求項３６記載
    の装置。
  46. 【請求項４６】 前記少なくとも１つの導電性シートは
    ３つの直交する導電性シートを含み、前記導電性シート
    の各々の上に平面コイルを含んでいる、請求項３６記載
    の装置。
JP14300096A 1995-06-05 1996-06-05 位置及び方向測定システム用の放射源、位置及び方向決定方法、及び位置及び方向決定装置 Pending JPH08338703A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/464,304 US5640170A (en) 1995-06-05 1995-06-05 Position and orientation measuring system having anti-distortion source configuration
US464304 1995-06-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08338703A true JPH08338703A (ja) 1996-12-24

Family

ID=23843378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14300096A Pending JPH08338703A (ja) 1995-06-05 1996-06-05 位置及び方向測定システム用の放射源、位置及び方向決定方法、及び位置及び方向決定装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5640170A (ja)
EP (1) EP0747662A1 (ja)
JP (1) JPH08338703A (ja)
CA (1) CA2176529A1 (ja)

Families Citing this family (146)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2652928B1 (fr) 1989-10-05 1994-07-29 Diadix Sa Systeme interactif d'intervention locale a l'interieur d'une zone d'une structure non homogene.
US5603318A (en) 1992-04-21 1997-02-18 University Of Utah Research Foundation Apparatus and method for photogrammetric surgical localization
JP3432825B2 (ja) 1992-08-14 2003-08-04 ブリテイッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー 位置決定システム
DE69531994T2 (de) 1994-09-15 2004-07-22 OEC Medical Systems, Inc., Boston System zur positionserfassung mittels einer an einem patientenkopf angebrachten referenzeinheit zur anwendung im medizinischen gebiet
US5829444A (en) 1994-09-15 1998-11-03 Visualization Technology, Inc. Position tracking and imaging system for use in medical applications
FR2734900B1 (fr) * 1995-06-01 1997-07-04 Sextant Avionique Procede de determination de la position et de l'orientation d'un systeme mobile, notamment de la ligne de visee dans un viseur de casque
US5592939A (en) 1995-06-14 1997-01-14 Martinelli; Michael A. Method and system for navigating a catheter probe
JPH0969724A (ja) * 1995-09-01 1997-03-11 Kokusai Chodendo Sangyo Gijutsu Kenkyu Center 広周波数帯域高温超電導体ミキサーアンテナ
US6226548B1 (en) 1997-09-24 2001-05-01 Surgical Navigation Technologies, Inc. Percutaneous registration apparatus and method for use in computer-assisted surgical navigation
US6021343A (en) 1997-11-20 2000-02-01 Surgical Navigation Technologies Image guided awl/tap/screwdriver
US6348058B1 (en) 1997-12-12 2002-02-19 Surgical Navigation Technologies, Inc. Image guided spinal surgery guide, system, and method for use thereof
US6593884B1 (en) 1998-08-02 2003-07-15 Super Dimension Ltd. Intrabody navigation system for medical applications
US6477400B1 (en) 1998-08-20 2002-11-05 Sofamor Danek Holdings, Inc. Fluoroscopic image guided orthopaedic surgery system with intraoperative registration
US6487516B1 (en) 1998-10-29 2002-11-26 Netmor Ltd. System for three dimensional positioning and tracking with dynamic range extension
EP1153292B1 (en) * 1998-12-23 2011-08-24 Image Guided Technologies, Inc. A hybrid 3-d probe tracked by multiple sensors
EP1161691A2 (en) * 1998-12-23 2001-12-12 Peter D. Jakab Magnetic resonance scanner with electromagnetic position and orientation tracking device
US6470207B1 (en) 1999-03-23 2002-10-22 Surgical Navigation Technologies, Inc. Navigational guidance via computer-assisted fluoroscopic imaging
US6491699B1 (en) 1999-04-20 2002-12-10 Surgical Navigation Technologies, Inc. Instrument guidance method and system for image guided surgery
US6424464B1 (en) 1999-05-06 2002-07-23 Phillips Petroleum Company Method and apparatus for interactive curved surface seismic interpretation and visualization
US6665117B2 (en) 1999-05-06 2003-12-16 Conocophillips Company Method and apparatus for interactive curved surface borehole interpretation and visualization
US6369778B1 (en) 1999-06-14 2002-04-09 Gregory A. Dockery Antenna having multi-directional spiral element
US6317101B1 (en) * 1999-06-14 2001-11-13 Gregory A. Dockery Antenna having multi-directional spiral elements
US6246231B1 (en) * 1999-07-29 2001-06-12 Ascension Technology Corporation Magnetic field permeable barrier for magnetic position measurement system
US6427079B1 (en) 1999-08-09 2002-07-30 Cormedica Corporation Position and orientation measuring with magnetic fields
US6499488B1 (en) 1999-10-28 2002-12-31 Winchester Development Associates Surgical sensor
AU1240801A (en) 1999-10-28 2001-05-08 Enterprise Medical Technology, Inc. Coil structures and methods for generating magnetic fields
US6235038B1 (en) 1999-10-28 2001-05-22 Medtronic Surgical Navigation Technologies System for translation of electromagnetic and optical localization systems
US6493573B1 (en) 1999-10-28 2002-12-10 Winchester Development Associates Method and system for navigating a catheter probe in the presence of field-influencing objects
US11331150B2 (en) 1999-10-28 2022-05-17 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for surgical navigation
US7366562B2 (en) 2003-10-17 2008-04-29 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for surgical navigation
US6379302B1 (en) 1999-10-28 2002-04-30 Surgical Navigation Technologies Inc. Navigation information overlay onto ultrasound imagery
US6747539B1 (en) 1999-10-28 2004-06-08 Michael A. Martinelli Patient-shielding and coil system
US8644907B2 (en) 1999-10-28 2014-02-04 Medtronic Navigaton, Inc. Method and apparatus for surgical navigation
US6381485B1 (en) 1999-10-28 2002-04-30 Surgical Navigation Technologies, Inc. Registration of human anatomy integrated for electromagnetic localization
US6474341B1 (en) 1999-10-28 2002-11-05 Surgical Navigation Technologies, Inc. Surgical communication and power system
US8239001B2 (en) 2003-10-17 2012-08-07 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for surgical navigation
US6172499B1 (en) 1999-10-29 2001-01-09 Ascension Technology Corporation Eddy current error-reduced AC magnetic position measurement system
US6369564B1 (en) * 1999-11-01 2002-04-09 Polhemus, Inc. Electromagnetic position and orientation tracking system with distortion compensation employing wireless sensors
US6624626B2 (en) 1999-11-01 2003-09-23 Polhemus Inc. Method and apparatus for electromagnetic position and orientation tracking with distortion compensation employing modulated signal
US6400139B1 (en) * 1999-11-01 2002-06-04 Polhemus Inc. Methods and apparatus for electromagnetic position and orientation tracking with distortion compensation
US6702805B1 (en) * 1999-11-12 2004-03-09 Microdexterity Systems, Inc. Manipulator
US6725080B2 (en) 2000-03-01 2004-04-20 Surgical Navigation Technologies, Inc. Multiple cannula image guided tool for image guided procedures
US6549004B1 (en) 2000-03-14 2003-04-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Distributed magnetic field positioning system using code division multiple access
US6535756B1 (en) 2000-04-07 2003-03-18 Surgical Navigation Technologies, Inc. Trajectory storage apparatus and method for surgical navigation system
US7085400B1 (en) 2000-06-14 2006-08-01 Surgical Navigation Technologies, Inc. System and method for image based sensor calibration
US6594516B1 (en) 2000-07-18 2003-07-15 Koninklijke Philips Electronics, N.V. External patient contouring
US6594617B2 (en) 2000-08-18 2003-07-15 Applanix Corporation Pedometer navigator system
JP2002098521A (ja) * 2000-09-26 2002-04-05 Minolta Co Ltd ３次元形状データ生成装置
EP1351619A4 (en) * 2001-01-16 2011-01-05 Microdexterity Systems Inc SURGICAL MANIPULATOR
US7892243B2 (en) * 2001-01-16 2011-02-22 Microdexterity Systems, Inc. Surgical manipulator
US6691074B1 (en) 2001-02-08 2004-02-10 Netmore Ltd. System for three dimensional positioning and tracking
EP1392164B1 (en) * 2001-05-17 2012-07-25 Oticon A/S Method for obtaining geometrical data relating to the ear canal of the human body
WO2002091915A1 (en) * 2001-05-17 2002-11-21 Oticon A/S Method and apparatus for obtaining position data relating to a probe in the ear canal
US6636757B1 (en) * 2001-06-04 2003-10-21 Surgical Navigation Technologies, Inc. Method and apparatus for electromagnetic navigation of a surgical probe near a metal object
FR2825499B1 (fr) * 2001-06-05 2004-07-23 Commissariat Energie Atomique Dispositif et procede de localisation de la pointe d'un stylo sur un support de numerisation
JP3957505B2 (ja) * 2001-12-26 2007-08-15 株式会社ワコム ３次元情報検出装置、３次元情報センサ装置
US6947786B2 (en) 2002-02-28 2005-09-20 Surgical Navigation Technologies, Inc. Method and apparatus for perspective inversion
US6774624B2 (en) 2002-03-27 2004-08-10 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Magnetic tracking system
US6990368B2 (en) 2002-04-04 2006-01-24 Surgical Navigation Technologies, Inc. Method and apparatus for virtual digital subtraction angiography
US7998062B2 (en) 2004-03-29 2011-08-16 Superdimension, Ltd. Endoscope structures and techniques for navigating to a target in branched structure
US6856823B2 (en) * 2002-06-18 2005-02-15 Ascension Technology Corporation Spiral magnetic transmitter for position measurement system
US6892090B2 (en) 2002-08-19 2005-05-10 Surgical Navigation Technologies, Inc. Method and apparatus for virtual endoscopy
US7599730B2 (en) 2002-11-19 2009-10-06 Medtronic Navigation, Inc. Navigation system for cardiac therapies
US7697972B2 (en) 2002-11-19 2010-04-13 Medtronic Navigation, Inc. Navigation system for cardiac therapies
US7660623B2 (en) 2003-01-30 2010-02-09 Medtronic Navigation, Inc. Six degree of freedom alignment display for medical procedures
US7542791B2 (en) 2003-01-30 2009-06-02 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for preplanning a surgical procedure
US7570791B2 (en) 2003-04-25 2009-08-04 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for performing 2D to 3D registration
US7872635B2 (en) 2003-05-15 2011-01-18 Optimetrics, Inc. Foveated display eye-tracking system and method
US7212173B2 (en) * 2003-06-30 2007-05-01 Schlumberger Technology Corporation Flex (or printed) circuit axial coils for a downhole logging tool
US7313430B2 (en) 2003-08-28 2007-12-25 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for performing stereotactic surgery
ATE438335T1 (de) 2003-09-15 2009-08-15 Super Dimension Ltd System aus zubehör zur verwendung mit bronchoskopen
EP2316328B1 (en) 2003-09-15 2012-05-09 Super Dimension Ltd. Wrap-around holding device for use with bronchoscopes
US20050062469A1 (en) * 2003-09-23 2005-03-24 Anderson Peter Traneus System and method for hemisphere disambiguation in electromagnetic tracking systems
US7835778B2 (en) 2003-10-16 2010-11-16 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for surgical navigation of a multiple piece construct for implantation
US7840253B2 (en) 2003-10-17 2010-11-23 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for surgical navigation
US8764725B2 (en) 2004-02-09 2014-07-01 Covidien Lp Directional anchoring mechanism, method and applications thereof
US7292948B2 (en) * 2004-04-30 2007-11-06 Alken Inc. Magnetic position and orientation measurement system with eddy current distortion compensation
US7567834B2 (en) 2004-05-03 2009-07-28 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for implantation between two vertebral bodies
US20050285591A1 (en) * 2004-06-08 2005-12-29 Higgins Robert F AC magnetic tracking system employing wireless field source
US7873491B2 (en) * 2004-06-08 2011-01-18 Alken, Inc. AC magnetic tracking system with non-coherency between sources and sensors
US20050285590A1 (en) * 2004-06-08 2005-12-29 Higgins Robert F AC magnetic tracking system with non-coherency between sources and sensors
US20060025668A1 (en) * 2004-08-02 2006-02-02 Peterson Thomas H Operating table with embedded tracking technology
US7636595B2 (en) 2004-10-28 2009-12-22 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for calibrating non-linear instruments
US20060255795A1 (en) * 2005-05-13 2006-11-16 Higgins Robert F Six-degree-of-freedom, integrated-coil AC magnetic tracker
US7522121B2 (en) * 2005-05-19 2009-04-21 General Electric Company Method for fabricating an antenna
US7835784B2 (en) 2005-09-21 2010-11-16 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for positioning a reference frame
TWI286401B (en) * 2005-11-01 2007-09-01 Chant Sincere Co Ltd Broadband antenna apparatus
US7542863B2 (en) * 2005-11-09 2009-06-02 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Position measuring system
US20070167744A1 (en) * 2005-11-23 2007-07-19 General Electric Company System and method for surgical navigation cross-reference to related applications
US9168102B2 (en) 2006-01-18 2015-10-27 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for providing a container to a sterile environment
US7471202B2 (en) 2006-03-29 2008-12-30 General Electric Co. Conformal coil array for a medical tracking system
US7532997B2 (en) 2006-04-17 2009-05-12 General Electric Company Electromagnetic tracking using a discretized numerical field model
US8112292B2 (en) 2006-04-21 2012-02-07 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for optimizing a therapy
US8660635B2 (en) 2006-09-29 2014-02-25 Medtronic, Inc. Method and apparatus for optimizing a computer assisted surgical procedure
US20080118116A1 (en) * 2006-11-20 2008-05-22 General Electric Company Systems and methods for tracking a surgical instrument and for conveying tracking information via a network
US20080132757A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 General Electric Company System and Method for Performing Minimally Invasive Surgery Using a Multi-Channel Catheter
US20080139929A1 (en) * 2006-12-06 2008-06-12 General Electric Company System and method for tracking an invasive surgical instrument while imaging a patient
US20080177203A1 (en) * 2006-12-22 2008-07-24 General Electric Company Surgical navigation planning system and method for placement of percutaneous instrumentation and implants
US20080154120A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-26 General Electric Company Systems and methods for intraoperative measurements on navigated placements of implants
US7573258B2 (en) * 2007-01-18 2009-08-11 General Electric Company Coil arrangement for electromagnetic tracker method and system
US7508195B2 (en) * 2007-01-18 2009-03-24 General Electric Company Anti-distortion electromagnetic sensor method and system
IL180833A (en) * 2007-01-21 2012-10-31 Israel Aerospace Ind Ltd Pedestrian navigation system and method
US7782046B2 (en) 2007-02-05 2010-08-24 General Electric Company Electromagnetic tracking method and system
US7950306B2 (en) 2007-02-23 2011-05-31 Microdexterity Systems, Inc. Manipulator
US8249689B2 (en) * 2007-02-23 2012-08-21 General Electric Company Coil arrangement for electromagnetic tracking method and system
US7902817B2 (en) * 2007-03-26 2011-03-08 General Electric Company Electromagnetic tracking method and system
WO2008154183A2 (en) * 2007-06-05 2008-12-18 Ascension Technology Corporation Systems and methods for compensating for large moving objects in magnetic-tracking environments
US7912662B2 (en) * 2007-09-24 2011-03-22 General Electric Company System and method for improving the distortion tolerance of an electromagnetic tracking system
US7834621B2 (en) * 2007-09-25 2010-11-16 General Electric Company Electromagnetic tracking employing scalar-magnetometer
US8905920B2 (en) 2007-09-27 2014-12-09 Covidien Lp Bronchoscope adapter and method
US20090085559A1 (en) * 2007-10-02 2009-04-02 General Electric Company System and method for minimizing electromagnetic field distortion in an electromagnetic tracking system
US8391952B2 (en) * 2007-10-11 2013-03-05 General Electric Company Coil arrangement for an electromagnetic tracking system
DE102007058257A1 (de) * 2007-11-26 2009-05-28 Pilz Gmbh & Co. Kg Mikrowellenantenne zur drahtlosen Vernetzung von Geräten der Automatisierungstechnik
US9575140B2 (en) 2008-04-03 2017-02-21 Covidien Lp Magnetic interference detection system and method
US8473032B2 (en) 2008-06-03 2013-06-25 Superdimension, Ltd. Feature-based registration method
US8218847B2 (en) 2008-06-06 2012-07-10 Superdimension, Ltd. Hybrid registration method
WO2009149678A1 (de) * 2008-06-09 2009-12-17 Orhtotec Oms S.L. Methode und gerät zur erzeugung von kephalometrischen zeichnungen und aufzeichung der gelenkbewegung für die kieferorthopädische diagnostik unter verwendung von magnettechnik
US8616974B2 (en) * 2008-07-10 2013-12-31 Sixense Entertainment, Inc. Passive and active video game controllers with magnetic position sensing
US8932207B2 (en) 2008-07-10 2015-01-13 Covidien Lp Integrated multi-functional endoscopic tool
US8165658B2 (en) 2008-09-26 2012-04-24 Medtronic, Inc. Method and apparatus for positioning a guide relative to a base
US8175681B2 (en) 2008-12-16 2012-05-08 Medtronic Navigation Inc. Combination of electromagnetic and electropotential localization
US8446253B2 (en) * 2009-03-11 2013-05-21 Checkpoint Systems, Inc. Localization using virtual antenna arrays in modulated backscatter RFID systems
US8611984B2 (en) 2009-04-08 2013-12-17 Covidien Lp Locatable catheter
US8450997B2 (en) * 2009-04-28 2013-05-28 Brown University Electromagnetic position and orientation sensing system
US20100275718A1 (en) * 2009-04-29 2010-11-04 Microdexterity Systems, Inc. Manipulator
US8494614B2 (en) 2009-08-31 2013-07-23 Regents Of The University Of Minnesota Combination localization system
US8494613B2 (en) 2009-08-31 2013-07-23 Medtronic, Inc. Combination localization system
CN102822630B (zh) 2010-02-12 2015-10-21 马夸特机械电子有限责任公司 用于位置测量的方法
US10582834B2 (en) 2010-06-15 2020-03-10 Covidien Lp Locatable expandable working channel and method
US8683707B1 (en) 2012-03-28 2014-04-01 Mike Alexander Horton Magnetically modulated location system
US10952593B2 (en) 2014-06-10 2021-03-23 Covidien Lp Bronchoscope adapter
US10426555B2 (en) 2015-06-03 2019-10-01 Covidien Lp Medical instrument with sensor for use in a system and method for electromagnetic navigation
US9962134B2 (en) 2015-10-28 2018-05-08 Medtronic Navigation, Inc. Apparatus and method for maintaining image quality while minimizing X-ray dosage of a patient
US10478254B2 (en) 2016-05-16 2019-11-19 Covidien Lp System and method to access lung tissue
US10418705B2 (en) 2016-10-28 2019-09-17 Covidien Lp Electromagnetic navigation antenna assembly and electromagnetic navigation system including the same
US10751126B2 (en) 2016-10-28 2020-08-25 Covidien Lp System and method for generating a map for electromagnetic navigation
US10446931B2 (en) 2016-10-28 2019-10-15 Covidien Lp Electromagnetic navigation antenna assembly and electromagnetic navigation system including the same
US10722311B2 (en) 2016-10-28 2020-07-28 Covidien Lp System and method for identifying a location and/or an orientation of an electromagnetic sensor based on a map
US10517505B2 (en) 2016-10-28 2019-12-31 Covidien Lp Systems, methods, and computer-readable media for optimizing an electromagnetic navigation system
US10638952B2 (en) 2016-10-28 2020-05-05 Covidien Lp Methods, systems, and computer-readable media for calibrating an electromagnetic navigation system
CN109922752B (zh) * 2016-10-28 2022-09-16 柯惠有限合伙公司 电磁导航天线组件和包括该组件的电磁导航系统
US10792106B2 (en) 2016-10-28 2020-10-06 Covidien Lp System for calibrating an electromagnetic navigation system
US10615500B2 (en) 2016-10-28 2020-04-07 Covidien Lp System and method for designing electromagnetic navigation antenna assemblies
US10765483B2 (en) 2017-04-20 2020-09-08 Medtronic Navigation, Inc. Navigation system and method
US11219489B2 (en) 2017-10-31 2022-01-11 Covidien Lp Devices and systems for providing sensors in parallel with medical tools
US12089902B2 (en) 2019-07-30 2024-09-17 Coviden Lp Cone beam and 3D fluoroscope lung navigation

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1567542A (en) * 1921-06-30 1925-12-29 Wireless Specialty Apparatus Closed tuned coil or loop aerial
US2958081A (en) * 1959-06-30 1960-10-25 Univ Illinois Unidirectional broadband antenna comprising modified balanced equiangular spiral
US4208024A (en) * 1961-01-11 1980-06-17 Honeywell Inc. Control apparatus
US3683385A (en) * 1963-03-07 1972-08-08 Us Navy Direction finding antenna system
US3432751A (en) * 1965-03-22 1969-03-11 Canadian Patents Dev Apparatus for orienting a total field magnetometer
US3787871A (en) * 1971-03-03 1974-01-22 Us Navy Terminator for spiral antenna
US3656168A (en) * 1971-05-25 1972-04-11 North American Rockwell Spiral antenna with overlapping turns
US3925784A (en) * 1971-10-27 1975-12-09 Radiation Inc Antenna arrays of internally phased elements
US3868565A (en) * 1973-07-30 1975-02-25 Jack Kuipers Object tracking and orientation determination means, system and process
US3983474A (en) * 1975-02-21 1976-09-28 Polhemus Navigation Sciences, Inc. Tracking and determining orientation of object using coordinate transformation means, system and process
US3956752A (en) * 1975-03-12 1976-05-11 Harris Corporation Polarization insensitive lens formed of spiral radiators
US3991361A (en) * 1975-03-27 1976-11-09 Westinghouse Electric Corporation Semi-automatic compass calibrator apparatus for a vehicle mounted flux gate compass system to cancel out effect of local magnetic disturbances
US4054881A (en) * 1976-04-26 1977-10-18 The Austin Company Remote object position locater
US4116057A (en) * 1976-12-20 1978-09-26 Gerald Leslie Sullivan Pendulous induction compass transmitter with means to compensate for heading errors in turns due to the vertical component of the Earth's magnetic field and due to two cycle error
US4298874A (en) * 1977-01-17 1981-11-03 The Austin Company Method and apparatus for tracking objects
DE2715106C2 (de) * 1977-04-04 1982-05-27 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Vorrichtung zur Messung des Ortes, der Lage und/oder der Orts- bzw. Lageänderung eines starren Körpers im Raum
DE2814551C2 (de) * 1978-04-04 1986-03-13 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Vorrichtung zur Messung des Ortes, der Lage und/oder der Orts- bzw. Lageänderung eines starren Körpers im Raum
FR2441878A1 (fr) * 1978-11-17 1980-06-13 Thomson Csf Dispositif de positionnement d'un mobile par un champ magnetique
FR2458838A1 (fr) * 1979-06-06 1981-01-02 Thomson Csf Dispositif de mesure de l'orientation relative de deux corps et systeme de reperage de direction correspondant
US4314251A (en) * 1979-07-30 1982-02-02 The Austin Company Remote object position and orientation locater
US4287809A (en) * 1979-08-20 1981-09-08 Honeywell Inc. Helmet-mounted sighting system
US4327498A (en) * 1980-03-17 1982-05-04 Sperry Corporation Magnetic compass compensation system
US4328548A (en) * 1980-04-04 1982-05-04 The Austin Company Locator for source of electromagnetic radiation having unknown structure or orientation
US4346384A (en) * 1980-06-30 1982-08-24 The Austin Company Remote object position and orientation locator
US4688037A (en) * 1980-08-18 1987-08-18 Mcdonnell Douglas Corporation Electromagnetic communications and switching system
FR2498347A2 (fr) * 1981-01-16 1982-07-23 Thomson Csf Dispositif de positionnement d'un mobile par un champ magnetique
US4394831A (en) * 1981-02-12 1983-07-26 Honeywell Inc. Helmet metal mass compensation for helmet-mounted sighting system
US4710708A (en) * 1981-04-27 1987-12-01 Develco Method and apparatus employing received independent magnetic field components of a transmitted alternating magnetic field for determining location
US4453067A (en) * 1982-01-11 1984-06-05 Whirlpool Corporation Induction heating coil
JPS59672A (ja) * 1982-06-27 1984-01-05 Tsutomu Jinno 測距センサ
US4525720A (en) * 1982-10-15 1985-06-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Integrated spiral antenna and printed circuit balun
US4613866A (en) * 1983-05-13 1986-09-23 Mcdonnell Douglas Corporation Three dimensional digitizer with electromagnetic coupling
US4622644A (en) * 1984-05-10 1986-11-11 Position Orientation Systems, Ltd. Magnetic position and orientation measurement system
US4678994A (en) * 1984-06-27 1987-07-07 Digital Products Corporation Methods and apparatus employing apparent resonant properties of thin conducting materials
US4636730A (en) * 1984-08-16 1987-01-13 General Electric Company NMR spectroscopy body probes with at least one surface coil
US4737794A (en) * 1985-12-09 1988-04-12 Mcdonnell Douglas Corporation Method and apparatus for determining remote object orientation and position
US4742356A (en) * 1985-12-09 1988-05-03 Mcdonnell Douglas Corporation Method and apparatus for determining remote object orientation and position
US4945305A (en) * 1986-10-09 1990-07-31 Ascension Technology Corporation Device for quantitatively measuring the relative position and orientation of two bodies in the presence of metals utilizing direct current magnetic fields
US4849692A (en) * 1986-10-09 1989-07-18 Ascension Technology Corporation Device for quantitatively measuring the relative position and orientation of two bodies in the presence of metals utilizing direct current magnetic fields
US4845503A (en) * 1988-02-05 1989-07-04 Western Atlas International, Inc. Electromagnetic digitizer
US5146234A (en) * 1989-09-08 1992-09-08 Ball Corporation Dual polarized spiral antenna
US5227807A (en) * 1989-11-29 1993-07-13 Ael Defense Corp. Dual polarized ambidextrous multiple deformed aperture spiral antennas
FR2655415B1 (fr) * 1989-12-01 1992-02-21 Sextant Avionique Detecteur electromagnetique de position et d'orientation.
US5038104A (en) * 1990-02-05 1991-08-06 Vanderbilt University Magnetometer flux pick-up coil with non-uniform interturn spacing optimized for spatial resolution
FR2667145B1 (fr) * 1990-09-26 1993-08-13 Sextant Avionique Systeme de determination electromagnetique de la position et de l'orientation d'un mobile.
US5187540A (en) * 1990-10-31 1993-02-16 Gec Ferranti Defence Systems Limited Optical system for the remote determination of position and orientation
US5173660A (en) * 1990-12-26 1992-12-22 Biomagnetic Technologies, Inc. Packaged squid system with integral superconducting shielding layer
EP0507360B1 (en) * 1991-01-30 1996-05-08 The Boeing Company Current mode bus coupler with planar coils and shields
US5313216A (en) * 1991-05-03 1994-05-17 Georgia Tech Research Corporation Multioctave microstrip antenna
US5170175A (en) * 1991-08-23 1992-12-08 Motorola, Inc. Thin film resistive loading for antennas
JPH05340709A (ja) * 1992-06-05 1993-12-21 Sony Corp ３次元形状測定装置
JP3432825B2 (ja) * 1992-08-14 2003-08-04 ブリテイッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー 位置決定システム

Also Published As

Publication number Publication date
EP0747662A1 (en) 1996-12-11
CA2176529A1 (en) 1996-12-06
US5640170A (en) 1997-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08338703A (ja) 位置及び方向測定システム用の放射源、位置及び方向決定方法、及び位置及び方向決定装置
KR20030048374A (ko) 전위 기록기 위치 지정 장치 및 방법
US7761100B2 (en) Ultra-low frequency electromagnetic tracking system
US6380732B1 (en) Six-degree of freedom tracking system having a passive transponder on the object being tracked
US5600330A (en) Device for measuring position and orientation using non-dipole magnet IC fields
EP0186464B1 (en) Electrographic touch sensor
EP0121387B1 (en) System for sensing spatial coordinates
JP3394531B2 (ja) プローブアセンブリ
JPH05143224A (ja) 電磁式デジタイザ・タブレツト
AU2001249699A1 (en) Electrographic position location apparatus and method
CN104303133A (zh) 互动板的系统及方法
TW201145136A (en) Integrated electromagnetic type and capacitive type input apparatus
US7508195B2 (en) Anti-distortion electromagnetic sensor method and system
US20010045826A1 (en) Distortion immune magnetic field generator for magnetic tracking systems and method of generating magnetic fields
JP4508820B2 (ja) ３次元情報検出システム及び３次元情報入力装置
US4216352A (en) Two coordinate position sensing systems
WO2003081265A1 (fr) Dispositif de detection de source de production d'ondes electromagnetiques
JPS5856912B2 (ja) ２次元磁気スケ−ル装置
EP0876580A1 (en) A method and a device for inductive measurement of measures and positions of objects of electrically conductive material
JP2002365010A (ja) 磁界閉じ込め手段を備えた磁気的位置測定システム
CN120821392B (zh) 触控面板及触控装置
CN2706799Y (zh) 电记录定位装置
JPH05241715A (ja) 座標位置検出装置
EP1092130A1 (en) Position measurement system
Emura et al. Development of motion capture system using rotating magnetic field and differential magnetic field