CN106028899A - 内窥镜装置 - Google Patents

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Abstract

目的在于提供一种具备可靠性高的形状检测功能的内窥镜装置。本发明的一个实施方式的内窥镜装置，具备具有挠性的插入管的内窥镜和弯曲形状检测传感器。弯曲形状检测传感器具有传输检测光的光纤和设于光纤的至少一部分的被检测部，在光纤弯曲时对应于光纤的弯曲形状的变化而经过了被检测部的检测光的特性变化，由此检测插入管的弯曲形状。光纤配置于插入管向规定的弯曲方向弯曲时的插入管的弯曲轴上或其附近区域。

Description

内窥镜装置
技术领域
本发明涉及具备对内窥镜的前端插入管的弯曲形状进行检测的弯曲形状检测传感器的内窥镜装置。
背景技术
在具备向被插入体插入的细长的前端插入管的内窥镜中，已知有在前端插入管上设置弯曲形状检测传感器来检测前端插入管的弯曲形状(弯曲角度及弯曲方向)的技术。在这样的弯曲形状检测传感器中，设有用来检测弯曲形状的被检测部。弯曲形状检测传感器通过用光检测部检测被检测部中的检测光的变化量，检测前端插入管的弯曲形状。
例如，在专利文献1中，公开了一种具有光导引部、曲率检测纤维、过滤器和受光元件的内窥镜装置。在该内窥镜装置中，在内窥镜的插入管内的光导引部的外周面上配置有多个曲率检测纤维。光导引部及曲率检测纤维沿着插入管延伸到前端。过滤器将光导引部的射出端和曲率检测纤维的入射端覆盖。此外，在曲率检测纤维的规定位置的规定方向上设有被检测部。
在该内窥镜装置中，从光源向光导引部的入射端射出的光从光导引部的射出端经由过滤器而被向曲率检测纤维的入射端导光。从入射端导光的光的一部分在穿过被检测部时损耗。并且，基于受光元件从曲率检测纤维的射出端受光到的受光量，内窥镜装置检测被检测部中的插入管的弯曲形状。另外，光导引部兼具向插入管前端的照明光学系统传递照明光的作用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2007－44402号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所记载的内窥镜装置中，在光导引部的外周面配置有曲率检测纤维。如果在该内窥镜装置中使插入管弯曲，则内置在插入管中的光导引部及曲率检测纤维也仿形于该弯曲而弯曲。在向光导引部这样的为了确保照明光量而需要某种程度的粗细(直径)的构成部件的外周面配置曲率检测纤维的情况下，在弯曲中心的外侧发生拉伸应力，在弯曲中心的内侧发生压缩应力。受到这些弯曲应力，曲率检测纤维若不具有伸缩性就可能损坏。例如，在通常的光纤中，芯及包层由石英玻璃形成，不怎么伸缩，所以曲率检测纤维有可能损坏。
此外，可以考虑这样的构造：将曲率检测纤维例如仅用过滤器与曲率检测纤维之间的连接部进行保持，在其他部分不被约束，以使得在曲率检测纤维上不发生弯曲应力。但是，在这样的构造中，有可能被检测部不被保持而发生扭转等。即，为了检测插入管的弯曲方向而需要将被检测部保持在希望的位置及方向，但如果采用可能发生扭转的构造则有可能变得难以精度良好地检测插入管的弯曲形状。
所以，本发明的目的是提供一种具备可靠性高的形状检测功能的内窥镜装置。
用于解决问题的手段
本发明的一个实施方式是一种内窥镜装置，其特征在于，具备：内窥镜，具有挠性的插入管；弯曲形状检测传感器，具有传输检测光的光纤和设于上述光纤的至少一部分的被检测部，在上述光纤弯曲时对应于上述光纤的弯曲形状的变化而经过了上述被检测部的上述检测光的特性变化，由此检测上述插入管的弯曲形状；上述光纤配置于上述插入管向规定的弯曲方向弯曲时的上述插入管的弯曲轴上或其附近区域。
发明效果
根据本发明，能够提供一种具备可靠性高的形状检测功能的内窥镜装置。
附图说明
图1是用来说明弯曲形状检测传感器的原理的概略图。
图2是检测光用光纤的径向的剖视图。
图3是表示包含安装有弯曲形状检测传感器的内窥镜在内的内窥镜装置的整体结构的图。
图4是第1实施方式的内窥镜装置的前端插入管的径向的剖视图。
图5是第1实施方式的内窥镜装置的前端插入管的轴向的剖视图。
图6是沿着图5的B－B线的前端插入管内的一部分的径向的剖视图。
图7是沿着图5的C－C线的前端插入管内的一部分的径向的剖视图。
图8是表示第1实施方式的前端插入管的弯曲轴附近区域及安装区域的径向的剖视图。
图9是表示第1实施方式的变形例的前端插入管的安装区域的径向的剖视图。
图10是第2实施方式的内窥镜装置的前端插入管的径向的剖视图。
图11是第2实施方式的变形例的内窥镜装置的前端插入管的径向的剖视图。
图12是表示第2实施方式的变形例的前端插入管的弯曲轴附近区域的径向的剖视图。
具体实施方式
[第1实施方式]
(弯曲形状检测传感器)
首先，对弯曲形状检测传感器(以下简称传感器)101的结构及动作进行说明。
图1是用来说明传感器101的原理的概略图。传感器101具有光源102、光纤103和光检测部105。光纤103连接于光源102及光检测部105。光源102例如是LED光源或激光源，射出具有希望的波长特性的检测光。光纤103将从光源102射出的检测光进行传输。光检测部105检测在光纤103中导光的检测光。
光纤103由在耦合部(光耦合器)106向3方分支的检测光用光纤103a、光供给用光纤103b和受光用光纤103c构成。即，光纤103通过由耦合部106将两条作为光导部件的光供给用光纤103b及受光用光纤103c连接到1条作为光导部件的检测光用光纤103a而形成。光供给用光纤103b的基端连接于光源102。此外，在检测光用光纤103a的前端设有将传输来的光反射的反射部107。反射部107例如是镜子。受光用光纤103c的基端连接于光检测部105。
光供给用光纤103b将从光源102射出的光进行传输并向耦合部106导光。并且，耦合部106将从光供给用光纤103b入射的光的大部分向检测光用光纤103a导光，将由反射部107反射后的光的至少一部分向受光用光纤103c导光。进而，光检测部105接受来自受光用光纤103c的光。光检测部105将接受到的检测光进行光电变换，输出表示检测光量的电信号。
图2是检测光用光纤103a的径向的剖视图。检测光用光纤103a具有芯108、将芯108的外周面覆盖的包层109和将包层109的外周面覆盖的覆层110。此外，在检测光用光纤103a，设有至少1个被检测部104(在第1实施方式中是3个被检测部104a～104c(参照图6及图7))。被检测部104仅设在该光纤的外周的一部分，使穿过它的检测光的特性对应于检测光用光纤103a的弯曲形状的变化而变化。
被检测部104具有将覆层110及包层109的一部分除去而露出了芯108的光开口部112和形成于光开口部112的光特性变换部件113。另外，作为光开口部112，并不一定需要使芯108露出，只要穿过检测光用光纤103a的光到达光开口部112就可以。光特性变换部件113是使在检测光用光纤103a中导光的光的特性变换的部件，例如是导光损耗部件(光吸收体)、波长变换部件(荧光体)等。在以下的说明中，假设光特性变换部件是导光损耗部件。
在传感器101中，从光源102供给的光如上述那样在检测光用光纤103a中导光，但如果光入射到被检测部104的光特性变换部件113，则该光的一部分被光特性变换部件113吸收而发生导光的光的损耗。该导光损耗量根据受光用光纤103c的弯曲量而变化。
例如，即使检测光用光纤103a是直线状态，根据光开口部112的宽度，在光特性变换部件113中也会损耗某种程度的光量。以该直线状态下的光的损耗量为基准，在检测光用光纤103a的弯曲状态下如果光特性变换部件113被配置到外周面上(外侧)，则发生比作为基准的导光损耗量多的导光损耗量。此外，在检测光用光纤103a的弯曲状态下如果光特性变换部件113被配置在内周面上(内侧)，则发生比作为基准的导光损耗量少的导光损耗量。
该导光损耗量的变化被反映到由光检测部105接受的检测光量即光检测部105的输出信号中。因而，根据光检测部105的输出信号，能求出传感器101的被检测部104的位置、即设有光特性变换部件113的位置处的弯曲形状。
传感器101的检测光用光纤103a在本实施方式中沿着内窥镜的前端插入管被一体地安装于作为被测定物的长尺寸的挠性弯曲体。在安装时，通过使前端插入管的希望的检测位置与传感器101的被检测部104对位，将传感器101安装到前端插入管的恰当位置。并且，检测光用光纤103a追随于前端插入管的挠性动作而弯曲，传感器101如上述那样检测前端插入管的弯曲形状。
(内窥镜装置的结构)
图3是表示内窥镜装置1的整体结构的图。内窥镜装置1具有在内部装入有传感器101的至少检测光用光纤103a的内窥镜主体(内窥镜)10、和装置主体30。装置主体30具有控制装置31、形状检测装置32、视频处理器33和监视器34。控制装置31以内窥镜主体10、形状检测装置32及视频处理器33为首而控制与其连接的周边装置的规定功能。在图3中没有表示传感器101，但内窥镜装置1包括图1所示的传感器101的各结构部。
内窥镜主体10具有向被插入体插入的挠性的前端插入管11、连结在前端插入管11的基端侧的操作部主体12、和从操作部主体12延伸出的软线部13。内窥镜主体10经由软线部13可拆装地与装置主体30连接，与装置主体30通信。在操作部主体12，设有输入使前端插入管11至少向特定的两方向(例如上下方向)以希望的曲率弯曲的操作的操作拨盘14。软线部13收容有后述的部件A25、部件B26等。
内窥镜装置1具有传感器101，在内窥镜主体10的前端插入管11的内部配置有传感器101的检测光用光纤103a。传感器101如上述那样，在检测光用光纤103a弯曲时，对应于其弯曲形状的变化而经过了被检测部104的检测光的特性变化，基于此检测前端插入管11的弯曲形状。
形状检测装置32连接于传感器101的光检测部105，基于来自光检测部105的输出信号，计算前端插入管11的弯曲形状。计算出的弯曲形状被从形状检测装置32向监视器34发送，被显示在监视器34上。
视频处理器33将来自内窥镜前端的未图示的摄像元件的电信号进行处理并向监视器34发送，将被插入体内的图像显示在监视器34上。
图4及图5是第1实施方式的前端插入管11的径向及长度方向的剖视图。前端插入管11是内窥镜主体前端侧的细长的筒状部件。前端插入管11如图5所示，具有前端部件15、弯曲管16和蛇管17。弯曲管16以前端部件15为前端侧而连续连结着多个，进而，在弯曲管16的基端侧，连结着向自由的方向弯曲的蛇管17。弯曲管16及蛇管17的外周面被挠性的覆层18覆盖。
弯曲管16如图5所示，被分为仅向上下(UP/DOWN，以下称作UD)两方向弯曲的前端侧的操作弯曲部分19、和向上下及左右(RIGHT/LEFT，以下称作RL)4方向弯曲(如果组合则向360°自由的方向弯曲)的基端侧的自由弯曲部分20。即，在操作弯曲部分19，弯曲管16相对于UD弯曲轴Aud(参照图4)向UD方向弯曲，此外，在自由弯曲部分20，弯曲管16相对于UD弯曲轴Aud向UD方向弯曲且相对于与UD弯曲轴Aud正交的RL弯曲轴Arl(同样参照图4)向RL方向弯曲。
在操作弯曲部分19的范围中，如图4所示，弯曲管16在UD弯曲轴Aud上通过铆钉21相互连结，多个弯曲管16以将UD弯曲轴Aud作为中心进行转动的方式被连结。此外，在自由弯曲部分20的范围中，除了UD弯曲轴Aud以外，在相对于轴中心错开90°配置的RL弯曲轴Arl上也同样地以相互转动的方式连结着多个弯曲管16。
在前端插入管11的前端部件15，固定着上方的弯曲用的操作线22u及下方的弯曲用的操作线22d的前端。这些操作线22u、22d，在操作弯曲部分19的范围中分别插通在弯曲管16的凹部23u、23d中，其基端连结于操作部主体12的操作拨盘14。由此，如果操作者使操作拨盘14旋转而操作线22u被拉入则前端插入管11向上方弯曲，如果操作者使操作拨盘14旋转而操作线22d被拉入则前端插入管11向下方弯曲。
UD弯曲轴Aud及RL弯曲轴Arl是由铆钉21规定的转动轴，按照将弯曲管16连结的多个铆钉21的每个而存在。这些铆钉21分别平行，此外，以前端插入管11整体观察的情况下的假想的弯曲中心轴也与铆钉21平行。另外，也可以做成不存在规定弯曲方向的铆钉21而例如在管材上加工槽来规定弯曲方向那样的构造的弯曲管16，这样的构造也有假想的弯曲中心轴。这样的假想的弯曲中心轴在哪种构造中都被设定为相对于操作线22u、22d大致正交的方向。
在前端插入管11的内部，在长度方向上延伸设置有通道管24、部件A25、部件B26和部件C27。部件A～C是分别从弯曲管、光导引部、图像导引部、电信号用配线、电力供给用配线、送气管、送水管、操作线等中选择的部件。通道管24是使超声波探头、钳子等处置工具穿过的圆筒状的管。例如，光导引部其前端连接于内窥镜主体前端的未图示的照明光学系统，其基端经由软线部13连接于未图示的光源。例如，电信号用配线其前端连接于内窥镜主体前端的未图示的摄像元件，其基端经由软线部13连接于控制装置31。
在前端插入管11的内部，在UD弯曲轴Aud或RL弯曲轴Arl上、或者其附近区域，例如在图4中在UD弯曲轴Aud与RL弯曲轴Arl的交点附近，配置有传感器101的检测光用光纤103a。“附近区域”的详细情况后述。例如，为了在UD弯曲轴Aud与RL弯曲轴Arl的交点附近配置检测光用光纤103a，通道管24的外径为不到弯曲管16的内径的1/2的大小。
检测光用光纤103a通过粘接剂28而与通道管24一起可弯曲地接合在通道管24的外周面。这样，通道管24起到作为传感器保持部件的作用。另外，接合并不限于粘接，也可以是熔接。
前端插入管11的成为传感器保持部件的内置物并不限于通道管24，也可以是在前端插入管11内弯曲的操作线22u、22d、通道管24、部件B26、部件C27等。但是，通道管24由于在前端插入管11的内置物中截面积最大，所以扭转刚性比其他内置物高。此外，如果安装检测光用光纤103a的内置物发生扭转则被检测部104的位置错位而弯曲形状的检测精度下降，因此安装检测光用光纤103a的内置物的扭转刚性优选较高。因而，安装检测光用光纤103a的内置物优选为外径大的内置物。由此，在本实施方式中，将在前端插入管11内的构成部件中外径最大的通道管24作为传感器保持部件。
图6是沿着图5的B－B线的、包含操作弯曲部分19中的被检测部104a(光开口部112a及光特性变换部件113a)的剖视图。操作弯曲部分19由于仅向UD方向弯曲，所以在操作弯曲部分19，在与UD方向对应的方向、即在与UD弯曲轴Aud正交的位置，仅设有1处被检测部104a。
图7是沿着图5的C－C线的、包含自由弯曲部分20中的被检测部104b(光开口部112b及光特性变换部件113b)及被检测部104c(光开口部112c及光特性变换部件113c)的剖视图。自由弯曲部分20由于向UD方向及RL方向弯曲，所以在自由弯曲部分20，在与UD方向对应的方向、即在与UD弯曲轴Aud正交的位置，设有被检测部104b，在与RL方向对应的方向、即在与RL弯曲轴Arl正交的位置，设有被检测部104c。这样，被检测部104b、104c设在相互正交的位置。
传感器101如上述那样，根据设于检测光用光纤103a的被检测部104的朝向确定检测光用光纤103a的弯曲形状的检测方向。在本实施方式中，检测方向与弯曲轴正交。即，被检测部104a、104b分别是用来在操作弯曲部分19及自由弯曲部分20中检测与UD弯曲轴Aud正交的UD方向的弯曲形状的被检测部。此外，被检测部104c是用来在自由弯曲部分20中检测与RL弯曲轴Arl正交的RL方向的弯曲形状的被检测部。这样，多个被检测部中的至少1个被检测部的检测方向与UD弯曲轴Aud正交，并且至少1个被检测部与UD弯曲轴Aud平行。
另外，将能够由操作线22u、22d操作的操作弯曲部分19的弯曲轴、即通过操作线22u、22d的操作而弯曲的方向的弯曲轴定义为主要的弯曲轴。在本实施方式中，主要的弯曲轴是UD弯曲轴Aud。例如，在操作弯曲部分19存在多个弯曲轴的情况下，弯曲角度更大的弯曲轴为主要的弯曲轴。
(作用、效果)
如果对操作线22u、22d进行操作、或者前端插入管11例如与被插入体接触而受到外力从而前端插入管11弯曲，则传感器101的检测光用光纤103a也仿形于前端插入管11而弯曲。此时，在本实施方式中，由于检测光用光纤103a被配置在UD弯曲轴Aud或RL弯曲轴Arl上或其附近区域，所以能够减小由于弯曲而在传感器101中发生的弯曲应力。这样，能够提供一种具备检测精度更高的弯曲形状检测传感器的内窥镜装置。
此外，根据本实施方式，由于与UD弯曲轴Aud和RL弯曲轴Arl匹配、即以与这些弯曲轴正交的方式设定了光开口部112a～112c的检测方向，所以能够以高灵敏度检测弯曲形状。
进而，根据本实施方式，由于在扭转刚性高即粗(外径大)的通道管24上安装传感器101的检测光用光纤103a，所以检测光用光纤103a难以扭转。因而，不会因扭转的影响而检测精度下降，能够检测通道管24即前端插入管11的弯曲形状。
(弯曲形状检测传感器的附近区域)
在以上的说明中，假设弯曲形状检测传感器101的检测光用光纤103a配置在UD弯曲轴Aud或RL弯曲轴Arl上或其附近区域，以下对该“附近区域”详细地说明。
图8是表示在第1实施方式中安装弯曲形状检测传感器101的检测光用光纤103a的附近区域、第1安装区域及第2安装区域的剖视图。设弯曲管16的内径为R。划出距UD弯曲轴Aud的距离为R/2且与UD弯曲轴Aud平行的两条直线S1、S2、和距RL弯曲轴Arl的距离为R/2且与RL弯曲轴Arl平行的两条直线S3、S4。将由直线S1、S2夹着的弯曲管16内的区域、即以UD弯曲轴Aud为中心由半径R的宽度规定的区域定义为UD弯曲轴附近区域。此外，将由直线S3、S4夹着的弯曲管16内的区域、即以RL弯曲轴Arl为中心由半径R的宽度规定的区域定义为RL弯曲轴附近区域。传感器101的检测光用光纤103a配置在UD弯曲轴Aud或RL弯曲轴Arl上或其附近区域、即UD弯曲轴附近区域或RL弯曲轴附近区域。
通过将传感器101的检测光用光纤103a配置在该附近区域内，能够提供减少可能将光纤损坏的弯曲应力的发生、具备可靠性高的形状检测功能的内窥镜装置。
此外，将由这些直线S1～S4包围的区域定义为第1安装区域(在图中，用向右上的斜线的阴影表示)。换言之，第1安装区域是以弯曲管16的中心为中心的、边的长度L1、L2等于R的正方形的内部。进而，划出距UD弯曲轴Aud的距离为R/4且与UD弯曲轴Aud平行的两条直线S5、S6、和距RL弯曲轴Arl的距离为R/4且与RL弯曲轴Arl平行的两条直线S7、S8。将由这4条直线S5～S8包围的区域定义为第2安装区域(在图中，用向右下的斜线的阴影表示)。换言之，第2安装区域是以弯曲管16的中心为中心的、边的长度L3、L4等于R/2的正方形的内部。第2安装区域是包含在第1安装区域中的区域。
优选在第1安装区域内、更优选在第2安装区域内，传感器101的检测光用光纤103a通过粘接或熔接而安装于传感器保持部件(在图8中是通道管24)的外周面。
根据到目前为止的经验可知，如果在第1安装区域内设置传感器101，则能够确保对内窥镜要求的耐久性。特别是，由于第2安装区域是与第1安装区域相比距前端插入管11的中心更近的区域，所以如果在第2安装区域内设置传感器101则能够进一步提高检测精度。
这样，根据本实施方式，通过在UD弯曲轴Aud或RL弯曲轴Arl的附近区域、UD弯曲轴Aud与RL弯曲轴Arl的交点附近的第1安装区域或第2安装区域中安装传感器101，能够提供减少弯曲应力的发生并且精度良好地检测弯曲形状的内窥镜装置。
另外，上述的宽度R/2、R/4为前端插入管越粗则越大、越细则越小的值。前端插入管粗的内窥镜不怎么弯曲(最小弯曲半径大)的情况较多从而可以为较大的值，但较细的内窥镜较强地弯曲(最小弯曲半径小)的情况较多，所以需要是较小的值。
[第1实施方式的变形例]
图9是表示在第1实施方式的变形例中安装弯曲形状检测传感器101的检测光用光纤103a的安装区域的剖视图。在图9中，仅表示了由距UD弯曲轴Aud的距离为R/4且与UD弯曲轴Aud平行的两条直线S5、S6、和距RL弯曲轴Arl的距离为R/4且与RL弯曲轴Arl平行的两条直线S7、S8包围的安装区域。
这样，只要是安装区域内则也可以配置多个检测光用光纤103a。例如，在图9所示的变形例中，在安装区域内在通道管24的外周面安装有5条检测光用光纤103a。
这样的变形例也能够提供在确保对内窥镜要求的耐久性的同时具有可靠性高的形状检测功能的内窥镜装置。
[第2实施方式]
参照图10对本发明的第2实施方式进行说明。以下，对与第1实施方式同样的构成部件赋予同样的标号而省略其说明，仅说明与第1实施方式不同的部分。
图10是第2实施方式的前端插入管11的径向的剖视图。在本实施方式中，为了在通道管24中能够插通更粗的处置工具等，与第1实施方式相比，通道管24的内径较大，其外径为弯曲管16的内径的1/2以上。
传感器101的检测光用光纤103a，在作为主要的弯曲轴的UD弯曲轴Aud上或其附近、在图10中在UD弯曲轴Aud与弯曲管16的交点，通过粘接剂29安装于弯曲管16的内壁。这里的“附近”，与第1实施方式的UD弯曲轴附近区域是同样的。弯曲管16是在构成前端插入管11的可弯曲部件中外径最大、由金属材料形成的部件。即，弯曲管16在构成前端插入管11的可弯曲部件中扭转刚性最高。
另外，如果是与UD弯曲轴Aud交叉的内置物，则检测光用光纤103a也可以安装于通道管24、部件B26、部件C27。检测光用光纤103a在内置物上被安装的轴向的安装长度为，相对于UD弯曲轴Aud的转动受到限制的操作弯曲部分19的范围内的长度。
在本实施方式中，将作为前端插入管11的构成部件的弯曲管16作为传感器保持部件。这样，通过在构成前端插入管11的可弯曲部件中扭转刚性最高的弯曲管16安装传感器101，至少关于操作弯曲部分19内的弯曲形状的检测，能够进行传感器101的扭转较少的正确的检测。
根据本实施方式，能够比第1实施方式更正确地检测操作弯曲部分19的弯曲形状。此外，能够提高可使用更粗的处置工具的内窥镜的弯曲形状检测精度的可靠性。
[第2实施方式的变形例]
图11是第2实施方式的变形例的前端插入管11的径向的剖视图。在本变形例中，传感器101的检测光用光纤103a在UD弯曲轴Aud上或其附近区域被粘接剂28接合于通道管24。在UD弯曲轴Aud或RL弯曲轴Arl的某一方的轴上配置检测光用光纤103a的情况下，优选配置在主要的弯曲轴上。此外，在检测光用光纤103a配置在主要的弯曲轴上或其附近区域的情况下，优选配置在能够配置到与另一方的弯曲轴尽可能接近的位置上的部件上。
根据本变形例，能够将在前端插入管11弯曲时在传感器101上发生的弯曲应力比第2实施方式进一步降低。由此，能够提供对于检测精度而言可靠性更高的内窥镜装置。
图12是表示在第2实施方式的变形例中安装弯曲形状检测传感器101的检测光用光纤103a的附近区域的剖视图。该附近区域是由距UD弯曲轴Aud的距离为R/4且与UD弯曲轴Aud平行的两条直线S5、S6夹着的弯曲管16内的区域、即以UD弯曲轴Aud为中心由半径R的1/2的宽度规定的UD弯曲轴附近区域。在该附近区域内，例如，在通道管24与UD弯曲轴Aud的交点或其附近，在通道管24的外周面，通过粘接或熔接安装传感器101的检测光用光纤103a。
如上述那样，根据到目前为止的经验可知，如果在弯曲轴上或其附近区域内设置传感器101，则能够确保对内窥镜要求的耐久性。这样，在本变形例中，通过在UD弯曲轴Aud上或其附近区域设定安装传感器101的区域，也能够提供具备精度良好地检测弯曲形状的弯曲形状检测传感器的内窥镜装置。
另外，传感器101的检测光用光纤103a不像图12所示那样需要5条，只要处于安装区域内、并且能够在作为传感器保持部件的通道管24的外周面上保持，是几条都可以。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种各样的改良及变更。
标号说明
1 内窥镜装置；10 内窥镜主体(内窥镜)；11 前端插入管；12 操作部主体；13 软线部；14 操作拨盘；15 前端部件；16 弯曲管；17 蛇管；18 覆层；19 操作弯曲部分；20 自由弯曲部分；21 铆钉；22u、22d 操作线；23 凹部；24 通道管；25 部件A；26 部件B；27 部件C；28、29 粘接剂；30 装置主体；31 控制装置；32 形状检测装置；33 视频处理器；34 监视器；101 弯曲形状检测传感器；102 光源；103 光纤；103a 检测光用光纤；103a 光供给用光纤；103c 受光用光纤；104、104a、104b、104c被检测部；105 光检测部；106 耦合部(光耦合器)；107 反射部；108 芯；109 包层；110 覆层；112、112a、112b、112c 开口部；113、113a、113b、113c 光特性变换部件。

Claims (12)

1.一种内窥镜装置，其特征在于，
具备：
内窥镜，具有挠性的插入管；以及
弯曲形状检测传感器，具有对检测光进行传输的光纤和设于上述光纤的至少一部分的被检测部，在上述光纤弯曲时对应于上述光纤的弯曲形状的变化而经过了上述被检测部的上述检测光的特性变化，由此检测上述插入管的弯曲形状；
上述光纤配置于当上述插入管向规定的弯曲方向弯曲时的上述插入管的弯曲轴上或其附近区域。
2.如权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，
上述附近区域是与上述弯曲轴平行且距上述弯曲轴的距离是上述插入管的内径的1/2以下的两条直线间的区域。
3.如权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，
上述弯曲轴包括第1弯曲轴和与上述第1弯曲轴正交的第2弯曲轴；
上述附近区域是由与上述第1弯曲轴平行且距上述第1弯曲轴的距离是上述插入管的内径的1/2以下的两条直线、和与上述第2弯曲轴平行且距上述第2弯曲轴的距离是上述插入管的内径的1/2以下的两条直线包围的安装区域。
4.如权利要求1所述的内窥镜装置，其特征在于，
上述光纤由上述插入管内的传感器保持部件保持；
在上述插入管的构成部件与上述弯曲轴的交点或其附近配置上述光纤。
5.如权利要求4所述的内窥镜装置，其特征在于，
上述传感器保持部件是在上述插入管的构成部件中外径最大的部件。
6.如权利要求5所述的内窥镜装置，其特征在于，
上述传感器保持部件是通道管。
7.如权利要求4所述的内窥镜装置，其特征在于，
上述弯曲轴包括第1弯曲轴和与上述第1弯曲轴正交的第2弯曲轴；
上述光纤被保持在上述第1弯曲轴及第2弯曲轴中的主要的弯曲轴上或其附近区域。
8.如权利要求4所述的内窥镜装置，其特征在于，
上述弯曲轴包括第1弯曲轴和与上述第1弯曲轴正交的第2弯曲轴；
上述光纤被保持在上述第1弯曲轴及第2弯曲轴中的主要的弯曲轴与不同于上述主要的弯曲轴的弯曲轴之间的交点或其附近区域。
9.如权利要求7或8所述的内窥镜装置，其特征在于，
上述主要的弯曲轴是弯曲角度更大的弯曲轴。
10.如权利要求7或8所述的内窥镜装置，其特征在于，
上述主要的弯曲轴是通过操作线的操作而弯曲的弯曲方向的弯曲轴。
11.如权利要求4所述的内窥镜装置，其特征在于，
上述被检测部仅设在上述光纤的外周的一部分；
上述弯曲形状检测传感器中，上述光纤的弯曲形状的检测方向根据上述被检测部的朝向而确定，上述光纤被保持为，上述检测方向与上述弯曲轴正交。
12.如权利要求11所述的内窥镜装置，其特征在于，
在上述弯曲形状检测传感器设有多个上述被检测部，上述光纤被保持为，这些被检测部中的至少1个被检测部的检测方向与主要的弯曲轴正交，并且上述至少1个被检测部与上述主要的弯曲轴平行。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110119024A (zh) * 2018-02-06 2019-08-13 雪力光纤有限公司 可视化模块和用于制造可视化模块的方法
CN110913748A (zh) * 2017-08-04 2020-03-24 Hoya株式会社 内窥镜形状显示装置及内窥镜系统
CN111023968A (zh) * 2019-12-12 2020-04-17 天目爱视（北京）科技有限公司 一种微型光导3d信息采集装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6188564B2 (ja) * 2013-12-19 2017-08-30 オリンパス株式会社 挿入装置
CN110811488B (zh) 2014-10-17 2023-07-14 直观外科手术操作公司 用于使用光纤形状传感器减小测量误差的系统和方法
US20210030199A1 (en) * 2017-03-06 2021-02-04 Miso Robotics, Inc. Augmented reality-enhanced food preparation system and related methods
EP3600067A1 (en) * 2017-03-30 2020-02-05 Koninklijke Philips N.V. Oss foreshortening detection systems
JP7305345B2 (ja) * 2018-12-21 2023-07-10 富士フイルム株式会社 内視鏡と、その損傷予測方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05228099A (ja) * 1991-04-02 1993-09-07 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡
US20040116775A1 (en) * 1999-08-05 2004-06-17 Olympus Optical Co., Ltd. Apparatus and method using it for detecting and displaying form of insertion part of endoscope inserted into body cavity
JP2007044402A (ja) * 2005-08-12 2007-02-22 Pentax Corp 内視鏡
US20070106114A1 (en) * 2005-11-09 2007-05-10 Pentax Corporation Endoscope-shape monitoring system
CN102238894A (zh) * 2009-09-30 2011-11-09 奥林巴斯医疗株式会社 内窥镜装置
JP2011245180A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Fujifilm Corp 内視鏡装置及び内視鏡システム並びに医療機器
CN102469917A (zh) * 2009-08-26 2012-05-23 奥林巴斯医疗株式会社 内窥镜装置
CN103228193A (zh) * 2010-12-01 2013-07-31 奥林巴斯医疗株式会社 管状插入系统
JP2013250209A (ja) * 2012-06-01 2013-12-12 Olympus Corp バンドル型ファイバセンサ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5633494A (en) * 1991-07-31 1997-05-27 Danisch; Lee Fiber optic bending and positioning sensor with selected curved light emission surfaces
US6563107B2 (en) * 2001-01-11 2003-05-13 Canadian Space Agency Topological and motion measuring tool
US7930065B2 (en) * 2005-12-30 2011-04-19 Intuitive Surgical Operations, Inc. Robotic surgery system including position sensors using fiber bragg gratings
US7720322B2 (en) * 2008-06-30 2010-05-18 Intuitive Surgical, Inc. Fiber optic shape sensor
US8780339B2 (en) * 2009-07-15 2014-07-15 Koninklijke Philips N.V. Fiber shape sensing systems and methods
US20110022468A1 (en) * 2009-07-22 2011-01-27 MallWise, LLC Method and system for distributing targeted advertising and intuitive wayfinding
JP6128735B2 (ja) * 2012-02-10 2017-05-17 オリンパス株式会社 光学式センサ
US9429696B2 (en) * 2012-06-25 2016-08-30 Intuitive Surgical Operations, Inc. Systems and methods for reducing measurement error in optical fiber shape sensors

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05228099A (ja) * 1991-04-02 1993-09-07 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡
US20040116775A1 (en) * 1999-08-05 2004-06-17 Olympus Optical Co., Ltd. Apparatus and method using it for detecting and displaying form of insertion part of endoscope inserted into body cavity
JP2007044402A (ja) * 2005-08-12 2007-02-22 Pentax Corp 内視鏡
US20070106114A1 (en) * 2005-11-09 2007-05-10 Pentax Corporation Endoscope-shape monitoring system
CN102469917A (zh) * 2009-08-26 2012-05-23 奥林巴斯医疗株式会社 内窥镜装置
CN102238894A (zh) * 2009-09-30 2011-11-09 奥林巴斯医疗株式会社 内窥镜装置
JP2011245180A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Fujifilm Corp 内視鏡装置及び内視鏡システム並びに医療機器
CN103228193A (zh) * 2010-12-01 2013-07-31 奥林巴斯医疗株式会社 管状插入系统
JP2013250209A (ja) * 2012-06-01 2013-12-12 Olympus Corp バンドル型ファイバセンサ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110913748A (zh) * 2017-08-04 2020-03-24 Hoya株式会社 内窥镜形状显示装置及内窥镜系统
CN110913748B (zh) * 2017-08-04 2022-03-18 Hoya株式会社 内窥镜形状显示装置及内窥镜系统
CN110119024A (zh) * 2018-02-06 2019-08-13 雪力光纤有限公司 可视化模块和用于制造可视化模块的方法
CN110119024B (zh) * 2018-02-06 2024-03-08 雪力光纤有限公司 可视化模块和用于制造可视化模块的方法
CN111023968A (zh) * 2019-12-12 2020-04-17 天目爱视（北京）科技有限公司 一种微型光导3d信息采集装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10436578B2 (en) 2019-10-08
JP6270499B2 (ja) 2018-01-31
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EP3097840A4 (en) 2017-11-22
US20160327781A1 (en) 2016-11-10
JP2015136446A (ja) 2015-07-30
EP3097840A1 (en) 2016-11-30
CN106028899B (zh) 2018-08-03

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