(57)【要約】【課題】挿入部と被挿入体内表面との位置関係を操作者に知らしめ得る操作支援情報を提供できるようにすること。【解決手段】挿入装置１は、被挿入体２の挿入口２１から被挿入体２の内部に挿入する挿入部３１と、挿入部３１に具備され、測定方向を持っており、少なくとも１点の距離を測定可能で、挿入部３１と測定方向の被挿入体内表面２１との距離を測定して距離情報を出力する距離センサ４と、距離センサ４が測定した距離情報に係わる操作支援情報を演算する操作支援情報演算部５１と、を備える。【選択図】図１
2014117446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被挿入体の入口から内部に挿入する挿入部と、
前記挿入部に具備され、測定方向を持っており、少なくとも１点の距離を測定可能で、前記挿入部と前記測定方向の前記被挿入体の内表面との距離を測定して距離情報を出力する距離センサと、
前記距離センサが測定した前記距離情報に係わる操作支援情報を演算する操作支援情報演算部と、
を具備する挿入装置。
【請求項２】
前記距離センサが測定した前記被挿入体内部における異なる複数の位置の前記距離情報を保存する第１の記憶部を更に具備し、
前記操作支援情報演算部は、前記第１の記憶部が保持する複数の前記距離情報に基づいて前記操作支援情報を演算する、
請求項１に記載の挿入装置。
【請求項３】
少なくとも前記距離センサの測定対象に対して相対的な位置が略変化しない位置である測定対象基準位置に対する、前記距離センサの相対位置及び方向を検出する相対位置検出機構を更に具備し、
前記操作支援情報演算部は、
複数の前記距離情報と、複数の前記距離情報を測定した時点の、前記測定対象基準位置に対する前記距離センサの相対位置及び方向と、に基づいて、前記距離センサの距離測定点の、前記測定対象基準位置に対する前記被挿入体内表面上の位置である、被検出部位置情報を演算し、
前記第１の記憶部に、複数の前記被検出部位置情報を保存し、
複数の前記距離情報と、複数の前記被検出部位置情報の位置関係と、の少なくとも一方に基づいて、前記操作支援情報を演算する、
請求項２に記載の挿入装置。
【請求項４】
前記操作支援情報は、前記被挿入体の少なくとも一部の内部形状である、第１の形状情報を含む、
請求項３に記載の挿入装置。
【請求項５】
前記操作支援情報演算部は、複数の前記被検出部位置情報の間及び／または周辺の位置情報を、複数の前記被検出部位置情報に基づいて推定し、前記第１の形状情報の一部である、推定形状を演算する、
請求項４に記載の挿入装置。
【請求項６】
前記被挿入体の既知の内部形状情報を保存する第２の記憶部を更に具備し、
前記操作支援情報演算部は、前記被検出部位置情報と前記第１の形状情報との少なくとも一方と、前記第２の記憶部に保存されている前記被挿入体に関する既知の内部形状情報と、に基づいて、前記操作支援情報を演算する、
請求項４に記載の挿入装置。
【請求項７】
前記操作支援情報演算部は、複数の前記被検出部位置情報の間及び／または周辺の位置情報を、複数の前記被検出部位置情報及び前記既知の内部形状情報に基づいて推定し、前記第１の形状情報の一部である、推定形状を演算する、
請求項６に記載の挿入装置。
【請求項８】
前記操作支援情報演算部が演算した前記操作支援情報を表示する表示部を更に具備し、
前記表示部は、前記第１の形状情報のうち、前記推定形状の範囲を、色、文字、表示の有無の切り替え、の少なくとも１つにより区別可能に表示する、
請求項５又は７に記載の挿入装置。
【請求項９】
前記既知の内部形状情報はさらに、部位の情報を有し、
前記操作支援情報演算部は、前記既知の内部形状情報に基づいて、前記第１の形状情報の部位の特定を行う、
請求項６に記載の挿入装置。
【請求項１０】
前記既知の内部形状情報は、前記第１の形状が想定される想定形状であり、
前記操作支援情報演算部は、前記被挿入体内表面の異なる２点以上の距離情報に基づいて、前記想定形状を拡大または縮小することにより、前記第１の形状情報を演算する、
請求項６に記載の挿入装置。
【請求項１１】
前記操作支援情報演算部は、前記推定形状の少なくとも一部に対応する被検出部位置情報を演算すると、当該被検出部位置情報に基づいて、前記推定形状を含む前記第１の形状情報を更新する、請求項５又は７に記載の挿入装置。
【請求項１２】
前記距離センサは、複数の測定方向を持ち、
前記操作支援情報演算部は、前記距離センサが前記被挿入体に対して同一の位置及び方向から測定した測定方向が異なる複数の距離情報から、第２の形状情報を演算する、請求項４に記載の挿入装置。
【請求項１３】
前記第１の記憶部は、前記被挿入体内部における異なる複数の位置の前記距離情報と、前記被挿入体内部の少なくとも一部の、位置が異なる複数の前記第２の形状情報と、の少なくとも一方を保存可能で、
前記操作支援情報演算部は、複数の前記距離情報と、複数の前記第２の形状情報と、の少なくとも一方に基づいて前記第１の形状情報に係わる前記操作支援情報を演算する、
請求項１２に記載の挿入装置。
【請求項１４】
前記挿入部は、可撓性湾曲部材であり、
前記相対位置検出機構は、
前記測定対象基準位置に対する前記挿入部の一部の相対位置を検出する、挿入部位置検出部と、
少なくとも一部が前記挿入部の内部に設置され、前記挿入部の少なくとも一部の湾曲形状を検出する湾曲形状センサと、
からなり、
前記湾曲形状センサは、前記挿入部位置検出部の検出位置と、前記距離センサとの相対位置を検出可能である、
請求項３に記載の挿入装置。
【請求項１５】
前記湾曲形状センサは、
発光部と、
前記発光部からの光を、前記挿入部内部を前記挿入部の長手方向に沿って導光する光ファイバと、
前記光ファイバを導光した光を受光する受光部と、
を含み、前記光ファイバを導光する光の光学特性が、前記挿入部の湾曲形状に応じて変化することにより、前記挿入部の湾曲形状を検出する、請求項１４に記載の挿入装置。
【請求項１６】
前記挿入部位置検出部は、
前記測定対象基準位置に対する、前記挿入部の挿入方向の量を検出する挿入量検出部と、
前記測定対象基準位置に対する、前記挿入部の回転方向の量を検出する回転量検出部と、
の、少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の挿入装置。
【請求項１７】
前記相対位置検出機構は、
位置が変化しない基準位置となる基準装置と、
前記基準装置に対する前記距離センサの位置と向きを検出する基準位置・挿入部位置検出器と、
前記基準装置に対する前記被挿入体の位置を検出する、基準位置・被挿入体位置検出器と、
前記基準装置に対する前記距離センサの位置と、前記基準位置に対する前記被挿入体の位置とから、前記測定対象基準位置に対する前記距離センサの相対位置を演算する相対位置演算部と、
からなる、請求項３に記載の挿入装置。
【請求項１８】
前記距離センサが測定する前記被挿入体内表面との距離に対する１つ以上の閾値を保存する閾値記憶部を更に具備し、
前記操作支援情報演算部は、前記閾値と前記距離情報との関係に基づいた情報を前記操作支援情報として演算する、
請求項１乃至３の何れかに記載の挿入装置。
【請求項１９】
前記閾値は、前記挿入部と前記被挿入体内表面との接触可能性の高さに基づいて設定され、
前記操作支援情報演算部は、前記距離情報が前記閾値以下である場合、前記距離情報が前記閾値以下であることを操作者へ認識させるための情報を前記操作支援情報として演算する、
請求項１８に記載の挿入装置。
【請求項２０】
前記挿入体に設けられた撮像開口部を介して前記被挿入体内部を撮像可能な撮像部を更に具備し、
前記閾値は、前記撮像部の被写界深度と、前記被挿入体内表面の観察に適した距離と、の少なくとも一方に基づいて設定される値である、
請求項１８に記載の挿入装置。
【請求項２１】
前記挿入体に設けられた撮像開口部を介して前記被挿入体内部を撮像可能な撮像部を更に具備し、
前記操作支援情報演算部は、前記撮像部で撮像した画像の大きさを前記操作支援情報として演算する、
請求項１乃至３の何れかに記載の挿入装置。
【請求項２２】
前記撮像部の光学的特性を保存する光学特性記憶部を更に具備し、
前記操作支援情報演算部は、前記距離情報と前記撮像部の光学的特性とから、前記撮像部で撮像した画像の大きさを演算する、
請求項２１に記載の挿入装置。
【請求項２３】
前記挿入体に設けられた撮像開口部を介して前記被挿入体内部を撮像可能な撮像部を更に具備し、
前記操作支援情報は、前記撮像部の焦点を自動調整するための情報である、
請求項１乃至３の何れかに記載の挿入装置。
【請求項２４】
前記挿入体に設けられた撮像開口部を介して前記被挿入体内部を撮像可能な撮像部を更に具備し、
前記距離センサは、前記撮像部の撮像方向と略平行な方向の距離を測定する、
請求項１乃至３の何れかに記載の挿入装置。
【請求項２５】
前記距離センサは、距離の測定方向を変化させることで、距離の測定位置を１次元または２次元方向にスキャンする、請求項１乃至３の何れかに記載の挿入装置。
【請求項２６】
前記距離センサは、
光を出射する光出射部と、
前記光を出射する方向を変化させる屈折部と、
前記屈折部を駆動させる屈折駆動部と、
前記光出射部から出射し前記被挿入体の表面で反射した光を検出する光検出部と、
前記光の物理量の変化から、前記距離センサと前記被挿入体内表面との距離を演算して測定する距離演算部と、
からなり、前記屈曲駆動部による前記屈折部の駆動によりスキャンする、請求項２５に記載の挿入装置。
【請求項２７】
前記距離センサを機械的に駆動することで、距離の測定位置を１次元または２次元方向にスキャンする距離センサ駆動部を更に具備する、請求項１乃至３の何れかに記載の挿入装置。
【請求項２８】
前記距離センサを複数有することを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の挿入装置。
【請求項２９】
前記距離センサは、
電磁波または音波の少なくとも一方を出射する波動出射部と、
前記波動出射部から出射し前記被挿入体の表面で反射した前記電磁波または前記音波の少なくとも一方を検出する波動検出部と、
前記電磁波または前記音波の少なくとも一方の物理量の変化から、前記距離センサと前記被挿入体内表面との距離を演算して測定する距離演算部と、
からなる、請求項１乃至３の何れかに記載の挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被挿入体内部に挿入部を挿入する挿入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、被挿入体内部に挿入部を挿入して観察する内視鏡装置において、内視鏡挿入部を人体に挿入するにあたり、表示部に当該内視鏡挿入部の形状を表示する構成が開示されている。
【０００３】
これは、内視鏡装置において、曲げられた角度の大きさに対応して光の伝達量が変化する曲がり検出部を有する複数のフレキシブルな曲がり検出用光ファイバを、可撓性の帯状部材に並列に並んだ状態に取り付けて、それを内視鏡挿入部内にほぼ全長にわたって挿通配置し、各曲がり検出用光ファイバの光伝達量から各曲がり検出部が位置する部分における帯状部材の屈曲状態を検出して、その屈曲状態を内視鏡挿入部の屈曲状態としてモニタ画面に表示するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９１７３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、挿入部の形状を表示することは提案されているが、挿入部と観察対象（挿入している内臓などの内表面）との位置関係はわからない。これは、撮像部を持たない処置具等においても同様である。
【０００６】
そこで、挿入部の例えば先端と観察対象や処置対象（被挿入体内表面）との位置関係を操作者に知らしめるような更なる操作支援情報の提供が望まれている。このような操作支援情報が提供できれば、操作者による挿入部の操作性を向上させることが期待できる。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、挿入部と被挿入体内表面との位置関係を操作者に知らしめ得る操作支援情報を提供することが可能な挿入装置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】
本発明の挿入装置の一態様は、
被挿入体の入口から内部に挿入する挿入部と、
前記挿入部に具備され、測定方向を持っており、少なくとも１点の距離を測定可能で、前記挿入部と前記測定方向の前記被挿入体の内表面との距離を測定して距離情報を出力する距離センサと、
前記距離センサが出力した前記距離情報に係わる操作支援情報を演算する操作支援情報演算部と、
を具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、挿入部と被挿入体内表面との位置関係を操作者に知らしめ得る操作支援情報を提供することが可能な挿入装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る挿入装置の概略構成を示す図であり、図１（Ｂ）は、第１実施形態に係る挿入装置に接続された表示装置を介した操作支援情報の提供例を説明するための図である。
【図２】図２は、挿入部先端に設けられた距離センサの概略構成を示す図である。
【図３】図３は、距離センサが測定する距離測定点の移動を説明するための図である。
【図４】図４は、光ファイバ形状センサの原理を説明するための図である。
【図５】図５は、光ファイバ形状センサの挿入部への取り付け構造を示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、挿入部位置検出部の構成を説明するための図であり、図６（Ｂ）は、挿入部位置検出部の動作原理を説明するための図である。
【図７】図７は、未検出の被検出部位置情報の推定方法を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、第１実施形態に係る挿入装置の演算部の動作フローチャートを示す図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係る挿入装置に接続された表示装置を介した操作支援情報の別の提供例を説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、第１実施形態に係る挿入装置に接続された表示装置を介した操作支援情報の更に別の提供例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１実施形態に係る挿入装置の変形例の概略構成を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第１実施形態に係る挿入装置の別の変形例の概略構成を示す図である。
【図１３】図１３は、距離センサの変形例を説明するための図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、距離センサの別の変形例を説明するための図であり、図１４（Ｂ）は、その概略構成を示す図である。
【図１５】図１５は、距離センサの更に別の変形例を説明するための図である。
【図１６】図１６は、本発明の第２実施形態に係る挿入装置の概略構成を示す図である。
【図１７】図１７は、第２実施形態における第１の形状情報の推定方法の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
図１（Ａ）に示すように、本発明の第１実施形態に係る挿入装置１は、被挿入体２の入口である挿入口２１から被挿入体２の内部に挿入される可撓性の挿入部３１を有する、軟性内視鏡装置３を備える。なお、ここでは軟性内視鏡装置３を例に説明するが、軟性内視鏡装置３に限らず、硬性内視鏡装置、カテーテル、処置具、などの、被挿入体２に挿入する可撓性／非可撓性の挿入部３１を有するものであれば構わない。
【００１２】
また、本実施形態に係る挿入装置１は、挿入部３１の例えば先端に設置され、測定方向を持っており、少なくとも１点の距離を測定可能で、挿入部３１と被挿入体内部の表面（被挿入体内表面２２）との距離を測定して距離情報を出力する距離センサ４と、該距離センサ４が出力した距離情報に係わる操作支援情報を演算する操作支援情報演算部５１を備える演算部５と、演算部５が演算した操作支援情報を表示する表示装置６と、を有する。更には、少なくとも距離センサ４の測定対象に対して相対的な位置が略変化しない位置である測定対象基準位置に対する相対位置及び方向を検出する相対位置検出機構を備える。測定対象基準位置とは、距離センサ４の測定対象、すなわち被挿入体内表面２２に対して相対的な位置が変化しない、または、操作支援情報に問題ない範囲で位置の変化がおさまる部位や位置のことを指す。本実施形態では、被挿入体２の入口（挿入口２１）は、被挿入体内表面２２に対して相対的な位置が変化しないとし、測定対象基準位置は挿入口２１とするが、例えば、図１のように測定対象となる被挿入体内表面が空間として広がっているような場合、その空間の入口であったり、さらには、被挿入体の部位に限らず、被挿入体外部の位置など、距離センサ４の測定対象に対して相対的な位置が変化しない、または、操作支援情報に問題ない範囲で位置の変化がおさまれば、その他の部位や位置であればかまわない。ここで、該相対位置検出機構は、挿入部３１にその一部が内蔵される、挿入部３１の少なくとも一部の湾曲形状を検出する光ファイバ形状センサ７１と、被挿入体２の入口である挿入口２１に固定され、挿入部３１の挿入量と回転量を検出する挿入・回転検出部７２と、を含む。また、演算部５は、操作支援情報演算部５１に加えて、相対位置演算部５２と、第１の記憶部５３と、出力部５４と、を有する。
【００１３】
以下、各部の構成をより詳細に説明する。
まず、内視鏡装置３について説明する。  
内視鏡装置３は、操作者が手で保持しながら当該内視鏡装置３の操作を行う操作部３２と、該操作部３２につながり、被挿入体２に挿入する、挿入部３１と、からなる。
【００１４】
挿入部３１は、可撓性の円筒部材であり、被挿入体２の挿入口２１から被挿入体２の内部に挿入可能となっている。この挿入部３１は、図示しない機構により、操作部３２の操作レバー３３の操作に応じて挿入部３１の先端にある湾曲部３４を湾曲させることができる。挿入部３１の挿入側先端（以下、挿入部先端と称する。）には、撮像開口部３５が設けられており、また、挿入部３１内部の挿入部先端近傍には、撮像部３６が内蔵されている。撮像開口部３５に入射した光は、撮像部３６が受光し撮像を行う。この撮像部３６が撮像した画像は、演算部５を通して表示装置６に出力され、被挿入体２内部の画像を見ることができる。
【００１５】
なお、撮像部３６は、挿入部３１内部の挿入部先端近傍ではなく、操作部３２内に配置し、撮像開口部３５との間をバンドルファイバ等により結んで、撮像開口部３５に入射した光を撮像部３６へ導光して撮像を行うようにしても良いことは勿論である。
【００１６】
次に、距離センサ４について説明する。  
図２に示すように、挿入部先端３１１には、距離センサ４が、撮像部３６が撮像する撮像中心の方向と略平行な方向の距離を測定するように設けられている。これにより、撮像部３６が撮像する方向と同じ方向の距離を検出することができ、距離の検出位置を画像で確認しならが、内視鏡装置３を操作することができる。
【００１７】
距離センサ４は、パルスの赤外レーザ光を出射する光出射部４１と、被挿入体内表面２２の、距離を検出する点（以下、距離測定点２２１）で反射した赤外レーザ光を検出する光検出部４２と、からなる。以下の（式１）に示すように、距離センサ４は、赤外レーザ光が光出射部４１から出射した時間と光検出部４２で検出した時間との差Δｔと、赤外レーザ光の速度ｃとから、距離センサ４の位置、すなわち挿入部先端３１１から被挿入体内表面２２の距離Ｌを測定する。  
L＝ｃ×Δｔ                                            …（式１）  
距離センサ４は、特に図示はしていないが、この（式１）のような演算を行い、距離情報を出力する距離演算部を備えている。
【００１８】
以上の構成により、距離センサ４が挿入部３１と被挿入体内表面２２の距離を測定することが可能となる。
【００１９】
距離センサ４が設置されている挿入部３１は、当該挿入部３１の挿入、回転操作や、操作部３２の操作レバー３３による湾曲操作により、位置と向きを移動させることができるため、図３に示すように、距離センサ４が測定する距離測定点２２１も移動させることが可能である。すなわち、内視鏡装置３の操作可能な範囲で、任意の挿入部先端位置と距離測定点２２１との距離を測定可能である。
【００２０】
なお、光出射部４１が出射する光は、撮像部３６による撮像に影響を与えないように赤外レーザ光としたが、撮像部３６が無い構成であったり、撮像部３６の撮像タイミングと距離センサ４の検出タイミングをずらす等を行ったりすれば、可視光等、他の波長の光でも構わない。
【００２１】
また、赤外レーザ光が光出射部４１から出射した時間と光検出部４２で検出した時間の差Δｔと、赤外レーザ光の速度ｃとから距離を測定するようにしたが、三角測距による測定等、その他の測定方法でも構わない。また、光に限らず、例えば音波により距離を測定しても構わない。  
測定した距離情報は、演算部５の操作支援情報演算部５１に出力される。
【００２２】
次に、相対位置検出機構について説明する。  
相対位置検出機構は、前述したように、挿入部３１の内部に設置され、挿入部３１の少なくとも一部の湾曲形状を検出する光ファイバ形状センサ７１と、被挿入体２の挿入口２１に対する挿入部３１の一部の相対位置を検出する挿入・回転検出部７２と、を含む。
【００２３】
まず、光ファイバ形状センサ７１について説明する。  
光ファイバ形状センサ７１は、図４（Ａ）に示すように、光ファイバ７１１と、光ファイバ７１１を導光する光を出射する発光部（図示せず）と、光ファイバ７１１を導光した光を受光する受光部（図示せず）と、からなる。光ファイバ７１１は、一箇所の湾曲検出部７１２を有している。湾曲検出部７１２は、クラッドが除去されコアが露出されており、光吸収部材が塗布されている。これにより、湾曲検出部７１２の湾曲に応じてファイバ内を導光した光の量が変化する。
【００２４】
光ファイバ７１１の挿入部３１への取り付け構造を図５に示す。光ファイバ７１１は、挿入部３１の内部に複数束ねられて配置されている。図５に示すＸ軸方向の湾曲と、Ｙ軸方向の湾曲を検出するために、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向に向いている２つの湾曲検出部７１２が対となるように２本の光ファイバ７１１が配置され、一箇所の湾曲量を検出する。そして、対となっている湾曲検出部７１２が挿入部３１材の長手方向（挿入方向）に並んで配置されるように、複数の光ファイバ７１１が配置されている。また、湾曲検出部７１２は、距離センサ４の位置すなわち挿入部先端３１１の近傍まで形状が検出できるようにするために、挿入部３１の可撓性により被挿入体２の内部構造に応じて自由に湾曲可能な範囲の湾曲状態を検出できるように、長手方向に並んで配置する。各光ファイバ７１１の光伝達量を受光部が検出し、受光部は光伝達量を演算部５の相対位置演算部５２に出力する。
【００２５】
なお、図５に示すように、挿入部３１内部には、照明用光ファイバ３７と、撮像部用配線３８と、距離センサ用配線３９も設けられている。照明用光ファイバ３７によって、操作部３２内に配された不図示の照明用光源からの光を導光し、挿入部先端３１１から照明光として出射することで、撮像部３６は、暗部である被挿入体内表面２２を撮像することができる。
【００２６】
次に、挿入・回転検出部７２について説明する。  
挿入・回転検出部７２は、挿入部３１の挿入量と回転量を検出するセンサであり、被挿入体２の挿入口２１、例えば患者の口の近傍に設置される。
【００２７】
挿入・回転検出部７２は、例えば図６（Ａ）に示すように、光源７２１、投光レンズ７２２、受光レンズ７２３、光学パターン検出部７２４、変位量算出部７２５から構成される。光源７２１から出射した光は、投光レンズ７２２を通して挿入部３１の部材表面に照射され、挿入部３１の部材表面で反射した光が受光レンズ７２３を通して光学パターン検出部７２４に受光される。光学パターン検出部７２４は、光学パターンである挿入部３１の部材表面の画像を検出時間ｔ０，ｔ１，ｔ２，…，ｔｎ，…と連続して検出する。変位量算出部７２５は、図６（Ｂ）に示すように、光学パターン検出部７２４で任意の時間ｔｎに撮像された画像データの画像（光学パターンＰＴｎ）内に存在する任意に選択された基準パターンαと、この時間ｔｎから任意の時間経過後の時間ｔｎ＋１に撮像された画像データの画像（光学パターンＰＴｎ＋１）内の一部に存在する上記基準パターンαと一致する光学パターンα’と、の画像データ上の変位を比較し、ｘ軸方向及びｙ軸方向の各々の画像上の変位量を算出する。ここで、図６（Ｂ）に示すように、光学パターン検出部７２４のｘ軸は挿入部３１の軸方向に一致するように、光学パターン検出部７２４は位置決めされている。よって、変位量算出部７２５で算出されるｘ軸方向の変位量Δｘｆが挿入部３１の挿入量と比例し、ｙ軸方向の変位量Δｙｆが回転量と比例する。算出された画像上の変位量（挿入量と回転量）は、演算部５の相対位置演算部５２に出力される。なお、各々の変位量の増減方向が挿入部３１の挿入及び回転の方向を示すため、変位量情報は挿入方向及び回転方向の情報も含むこととなる。
【００２８】
次に、演算部５について説明する。  
まず、相対位置演算部５２から説明する。
【００２９】
相対位置演算部５２は、挿入・回転検出部７２が検出した挿入量と回転量、及び、光ファイバ形状センサ７１が検出した光伝達量から、被挿入体２の挿入口２１に対する挿入部３１の位置及び形状を演算する。具体的には、挿入・回転検出部７２が検出した挿入量と回転量から、挿入口２１に対する挿入部３１の挿入量及び回転量を演算し、光ファイバ形状センサ７１が検出した光伝達量から、挿入部３１の形状を演算し、さらに、それら演算結果から、被挿入体２の挿入口２１に対する挿入部３１の形状と、距離センサ４の位置と向きと、を演算する。つまり、該相対位置演算部５２と上記挿入・回転検出部７２とにより、被挿入体２の入口である挿入口２１に対する挿入部３１の一部の相対位置を検出する挿入部位置検出部が構成され、また、該相対位置演算部５２と上記光ファイバ形状センサ７１とにより、少なくとも一部が挿入部３１の内部に設置され、挿入部３１の少なくとも一部の湾曲形状を検出する湾曲形状センサが構成される。
【００３０】
挿入口２１に対する挿入部３１の挿入量及び回転量の演算は、次のようにして行われる。  
まず、あらかじめ挿入・回転検出部７２で検出される画像上の変位量を、挿入部３１の実際の挿入量、回転量に変換する係数ａｆ及びｂｆを求めておく。相対位置演算部５２では、この係数を挿入・回転検出部７２で検出される画像上の変位量に掛けることで、挿入・回転検出部７２の検出位置、すなわち被挿入体２の挿入口２１からの挿入量ｍｆ０、回転量θｆ０を算出する。即ち、
ｍｆ０＝ａｆ×Δｘｆ  
θｆ０＝ｂｆ×Δｙｆ。
【００３１】
また、挿入部３１の形状の演算は、次のようにして行われる。  
あらかじめ、光ファイバ形状センサ７１の光ファイバ７１１の光伝達量の変化Δｌｆと、湾曲検出部７１２の湾曲量φｆの関係式を求めておく。相対位置演算部５２は、以下の式
φｆ＝ｆ（Δｌｆ）  
により、光伝達量から各湾曲検出部７１２の湾曲量を演算する。そして、各湾曲検出部７１２の湾曲量から、挿入部３１の形状を演算する。
【００３２】
そして、被挿入体２に対する挿入部３１の形状と、距離センサ４の位置と向きの演算は、次のようにして行われる。  
上記の演算により得られた被挿入体２の挿入口２１からの挿入部３１の挿入量と、回転量と、形状から、被挿入体２の挿入口２１（つまり挿入・回転検出部７２の検出位置）からの挿入部３１の形状を演算する。また、被挿入体２の挿入口２１からの挿入部３１の形状から、被挿入体２の挿入口２１に対する挿入部先端３１１の位置と向き、すなわち距離センサ４の位置と距離センサ４が検出する向きを演算する。
【００３３】
こうして演算した被挿入体２の挿入口２１からの挿入部３１の形状は出力部５４へ出力され、また、被挿入体２の挿入口２１に対する挿入部先端３１１の位置と向きの情報は、操作支援情報演算部５１へ出力される。
【００３４】
このように、挿入部位置検出部で挿入部３１の挿入量と回転量を検出し、湾曲形状センサで挿入部３１の湾曲形状を検出することで、相対位置演算部５２は、被挿入体２の挿入口２１に対する挿入部３１の形状や、距離センサ４の形状や向きを演算することができる。
【００３５】
次に、操作支援情報演算部５１と第１の記憶部５３について説明する。  
操作支援情報演算部５１は、被挿入体２の挿入口２１に対する挿入部先端３１１の位置と向きと、挿入部先端３１１から被挿入体２までの距離とから、距離センサ４が測定する距離測定点２２１の、被挿入体２の挿入口２１に対する被挿入体内表面２２２上の位置である被検出部２３の位置（被検出部位置情報）を演算する。演算した被検出部位置情報は、第１の記憶部５３に出力され、記憶される。
【００３６】
ここで、挿入部先端３１１の位置と向きを移動することにより、異なる被検出部２３の位置を演算することができる。そして、第１の記憶部５３には、異なる複数の被検出部位置情報が記憶され、操作支援情報演算部５１は、これら異なる複数の被検出部位置情報から、被挿入体内表面２２の少なくとも一部の形状である、第１の形状情報を演算する。
【００３７】
操作支援情報演算部５１はさらに、第１の記憶部５３に記憶されている複数の被検出部位置情報から、操作支援情報となる、被挿入体内表面２２の形状（第１の形状）を推定した推定形状を演算してもよい。この時、操作支援情報演算部５１は、複数の被検出部２３の位置の間の点や、周辺の点の位置を、検出結果から演算した複数の被検出部位置情報から推定して演算する。例えば、被検出部位置情報として、図７に示すように、被検出部２３の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が演算されているとき、その間の点の推定位置Ｐ４、Ｐ５を推定する。推定する方法としては、例えば、演算した被検出部２３の位置Ｐ１、Ｐ２を直線で結んだ中間を推定位置Ｐ４、演算した被検出部２３の位置Ｐ２、Ｐ３を直線で結んだ中間を推定位置Ｐ５としてもよいし、図７に示すように、演算した複数の被検出部２３の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を近似式で結んだ近似式の線２４上の点でもよい。そして、検出結果から演算した複数の被検出部２３の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、推定位置Ｐ４、Ｐ５とから、推定形状を含む第１の形状を演算する。
【００３８】
このように、複数の被検出部２３（距離測定点２２１）の間の点や、周辺の点の位置を、検出結果から演算した複数の被検出部位置情報から作り出すことにより、検出されていない範囲の形状情報を得ることができる。また、検出したい形状の範囲に対して、より少ない検出回数で形状を演算することができる。
【００３９】
また、推定形状を含む第１の形状情報は、新たに被検出部位置情報を演算したら、新たな被検出部位置情報に基づいて推定形状を含む第１の形状情報を更新するための演算を行う。これにより、推定形状の範囲が実測による形状に更新され、より正確性の高い形状情報になる。
【００４０】
こうして演算された第１の形状情報は、出力部５４に出力される。
出力部５４は、操作支援情報である、被挿入体２の挿入口２１からの挿入部３１の形状と、第１の形状情報と、を表示部である表示装置６へ出力する。
【００４１】
表示装置６は、図１（Ｂ）に示すように、表示画面６１上に、操作支援情報となる、挿入部３１の形状６２と、被挿入体内表面２２の形状（第１の形状情報）６３と、を同時に表示する。
【００４２】
以下、このような挿入装置１における演算部５の動作を、図８（Ａ）及び（Ｂ）の動作フローチャートに従って、詳細に説明する。
【００４３】
まず、図８（Ａ）に示すように、相対位置演算部５２において、光ファイバ形状センサ７１が検出した光伝達量が取得されると共に（ステップＳ１１）、挿入・回転検出部７２が検出した挿入量と回転量が取得される（ステップＳ１２）。勿論、このステップＳ１１とステップＳ１２の順序は逆であっても構わない。そして、相対位置演算部５２において、取得した光伝達量と挿入量及び回転量とから、被挿入体２の挿入口２１に対する挿入部３１の形状が演算され（ステップＳ１３）、さらに、被挿入体２の挿入口２１に対する距離センサ４の位置と向きが演算される（ステップＳ１４）。
【００４４】
次に、操作支援情報演算部５１において、距離センサ４からの距離情報が取得されて（ステップ１５）、該距離情報と上記被挿入体２の挿入口２１に対する距離センサ４の位置及び向きとから、被検出部位置情報が演算される（ステップＳ１６）。そして、この演算された被検出部位置情報は、第１の記憶部５３に保存される（ステップＳ１７）。
【００４５】
以上の処理を繰り返していくことで、挿入部先端３１１の位置と向きの移動に応じて、異なる被検出部２３の位置を演算して、第１の記憶部５３に蓄積していくことができる。
【００４６】
また、図８（Ｂ）に示すように、操作支援情報演算部５１において、複数の被検出部２３の位置の間の点や周辺の点の位置、つまり未測定の被検出部位置情報が、第１の記憶部５３に保存された複数の被検出部位置情報から推定演算される（ステップＳ２１）。そして、これら推定演算された被検出部位置情報は、第１の記憶部５３に保存される（ステップＳ２２）。
【００４７】
その後、操作支援情報演算部５１において、第１の記憶部５３に保存されている複数の被検出部位置情報から、第１の形状が演算される（ステップＳ２３）。そして、出力部５４によって、上記ステップＳ１３で演算された被挿入体２の挿入口２１に対する挿入部３１の形状と、上記ステップＳ２３で演算された第１の形状とが、表示装置６へ出力される（ステップＳ２４）。
【００４８】
なお、ステップＳ２１乃至ステップＳ２４の動作は、測定結果から演算された被検出部位置情報が第１の記憶部５３に予め決められた個数が保存された時点で開始するようにしても良いし、１個しか保存されていない状態で開始しても構わない。後者の場合、被検出部位置情報の推定演算に必要な個数の測定結果から演算された被検出部位置情報が第１の記憶部５３に記憶されるまでは、推定演算を行わない、または推定演算結果を無視する。また、ステップＳ２１乃至ステップＳ２４の動作の開始を操作者が指示できるようにしても良い。
【００４９】
以上のように、本第１実施形態に係る挿入装置１によれば、内視鏡装置３の操作者は、被挿入体２の内部の形状を知ることができる。さらに、被挿入体２の内部の形状に対する挿入部３１の位置や形状を認識しながら操作が可能となるため、操作性が向上する。
【００５０】
なお、複数の距離測定点２２１の間の点や、周辺の点の位置を、測定結果から演算した複数の検出部位置情報から推定して第１の形状情報を演算する場合、表示装置６に表示される第１の形状情報は、測定によって演算された形状の範囲と推定形状の範囲とを区別可能な状態で表示してもよい。例えば、図９のように、実測した被挿入体内部の形状６３１と推定した被挿入体内部の形状６３２とで色を変えて表示するようにしてもよい。その他に、文字で区別を示したり、実測した被挿入体内部の形状６３１と推定した被挿入体内部の形状６３２との表示の有無を切り換えたりしてもよい。これにより、操作者は、実測による形状すなわち正確性の高い形状情報であるか、推定による形状すなわち実測よりは正確性が低い形状情報であるかを認識しながら操作を行うことができる。
【００５１】
また、被挿入体内表面２２の形状（第１の形状情報）６３としては、図１０（Ａ）に示すような、被挿入体２を所定の箇所で割った２次元図６３３，６３４として表示するようにしてもよい。ここで、第１の２次元図６３３は、被挿入体２の形状を被挿入体２の座標においてＹ−Ｚ平面で割って左右に開いた状態を示す図であり、第２の２次元図６３４は、第１の２次元図６３３とは異なる視点の図として、被挿入体２の形状を被挿入体２の座標においてＸ−Ｚ平面で割って上下に開いた状態を示す図である。このとき、２次元図６３３，６３４を更に、学会の通説や規定、または標準的に利用されている領域が判るように領域分割表示すれば、どこの部分を観察しているかを理解し易くすることが可能となる。
【００５２】
あるいは、被挿入体内表面２２の形状（第１の形状情報）６３は、図１０（Ｂ）に示すような、３次元図６３５として表示するようにしてもよい。
【００５３】
また、距離センサ４の位置と向きを演算するために、光ファイバ形状センサ７１と挿入・回転検出部７２とを用いたが、その他の方法でもかまわない。例えば、図１１に示すように、発信器となる第１のコイル（基準位置・挿入部位置検出器）７３を挿入部３１内部の距離センサ４の近傍に設置し、磁界を発生させる。そして、被挿入体２外部に位置が変化しないように設置され、受信機となるアンテナ（基準装置）７４で、第１のコイル７３が発生させた磁界の強さと向きを受信する。磁界の強さや向きから、アンテナ７４に対する第１のコイル７３すなわち距離センサ４の位置と向きが検出できる。一方、被挿入体２にも、例えば被挿入体２の挿入口２１の近傍に、発信器となる第２のコイル（基準位置・被挿入体位置検出器）７５を貼付等により設置し、同様にアンテナ７４に対する第２のコイル７５すなわち被挿入体２の挿入口２１の位置と向きが検出できる。そして、相対位置演算部５２は、アンテナ７４に対する被挿入体２の挿入口２１の位置及び向きと、アンテナ７４に対する距離センサ４の位置及び向きから、被挿入体２の挿入口２１に対する距離センサ４の位置と向きを演算する。第２のコイル７５は必ずしも被挿入体２の挿入口２１の近傍に設置する必要はなく、被挿入体２の挿入口２１に対する第２のコイル７５の位置が先見情報として与えられれば、アンテナ７４に対する被挿入体２の挿入口２１の位置と向きが検出できる。
【００５４】
光ファイバ形状センサ７１と挿入・回転検出部７２で検出する場合、複数の湾曲検出部７１２の湾曲量から距離センサ４が設置されている挿入部先端３１１までの形状を算出するため、各湾曲検出部７１２の検出誤差が、先端に向かうほど積算されて大きくなる。また、挿入部３１の長さが長くなると、湾曲検出部７１２の数を増やす必要があるため、誤差が大きくなる。一方、アンテナ７４と第１のコイル７３と第２のコイル７５による検出であれば、直接距離センサ４の位置と向きを検出するため、誤差が積算されることは無く、挿入部３１が長くなっても検出精度は変わらない。
【００５５】
また、上記第１実施形態では、操作支援情報は第１の形状情報としたが、その他の情報でもよい。  
例えば、操作支援情報としては、閾値と距離情報との関係に基づいた情報とすることができる。これは、次のようなものである。
【００５６】
挿入部先端３１１と被挿入体２の距離に閾値を設定して、図１２に示すように、該閾値を演算部５に設けた閾値記憶部５５に保存する。閾値は例えば、被挿入体内表面２２に挿入部３１が接触したくない場合（被挿入体２が物理的なダメージを受け易い場合）、挿入部先端３１１と被挿入体内表面２２との接触可能性の高さから決め、例えば１０ｍｍに設定する。操作支援情報演算部５１は、閾値記憶部５５に保存されている閾値と距離センサ４による測定結果とを比較し、閾値である１０ｍｍ以下となった場合に、表示装置６に警告を表示したり、音により操作者に警告したりする。操作者は挿入部３１が被挿入体内表面２２に近づいたことを認識できるため、離れるように操作をすることができる。
【００５７】
その他に、閾値は撮像部３６が撮像するためのレンズ（図示せず）の被写界深度から設定してもよいし、観察に適した距離から設定してもよい。
【００５８】
以上のように、挿入部先端３１１と被挿入体内表面２２の距離を、閾値と比較した結果である操作支援情報を演算することで、被挿入体内表面２２に挿入部３１を接触させたくない場合に、接触する可能性を低くすることができたり、被写界深度の範囲で観察を行い易い、すなわち、合焦した状態の映像を取得することが容易になったり、観察に適した距離で観察することが容易になる。
【００５９】
また、操作支援情報としては、撮像部３６が撮像した画像の大きさの情報とすることができる。これは、次のようなものである。
【００６０】
撮像部３６が撮像するためのレンズ（図示せず）の光学特性であるレンズ倍率を、図１２に示すように、演算部５に設けた光学特性記憶部５６に予め保存しておく。操作支援情報演算部５１は、レンズ倍率と、距離センサ４が測定した挿入部先端３１１と被挿入体内表面２２の距離、すなわち、レンズと被挿入体内表面２２の撮像中心の距離から、撮像した画像のスケールを演算する。これにより、画像に写っている被挿入体内表面２２の大きさを知ることができる。
【００６１】
なお、光学特性記憶部５６に保存されているレンズの光学特性は、レンズ倍率に加えて、レンズの歪みの情報を有し、操作支援情報演算部５１は、歪みを補正してスケールを演算してもよい。これにより、画像に写っている被挿入体内表面２２の大きさをより正確に演算することができる。
【００６２】
また、操作支援情報としては、内視鏡装置３の他の機能を自動制御するための情報とすることができる。これは、次のようなものである。
【００６３】
例えば、撮像部３６が撮像するためのレンズ（図示せず）に焦点調整機能を有している場合、操作支援情報演算部５１は、距離センサ４が測定した挿入部先端３１１と被挿入体内表面２２の距離、すなわち、レンズと被挿入体内表面２２の距離に基づいて、レンズの焦点を調整するための制御信号をレンズに出力する。これにより、常に焦点が合っている状態で撮像を行うことができ、操作性が向上する。
【００６４】
また、上記第１実施形態では、距離センサ４は１回の検出で１点の距離測定点２２１までの距離を測定する構成にしたが、同時に複数の距離測定点２２１までの距離を測定できるようにしてもよい。すなわち、距離センサ４が同一の位置から測定した、被挿入体内表面２２の形状である、第２の形状情報を演算できるようにする。例えば図１３のように、光出射部４１は赤外の照明光源とし、光検出部４２を撮像素子にする。撮像素子は複数の画素からなるため、各画素で光の到達時間を検出することで、撮像素子が受光可能な範囲の被挿入体内表面２２までの複数の距離を同時に測定できる。
【００６５】
操作支援情報演算部５１は、被挿入体２の挿入口２１に対する距離センサ４つまり挿入部先端３１１の位置と向きと、挿入部先端３１１から被挿入体２の挿入口２１までの複数の距離とから、被挿入体２の挿入口２１に対する第２の形状情報を演算する。演算した第２の形状情報とその位置情報である複数の距離は、第１の記憶部５３に出力し記憶される。
【００６６】
ここで、挿入部先端３１１の位置と向きを移動することにより、異なる位置の第２の形状情報を演算することができる。第１の記憶部５３には異なる位置の第２の形状情報と、被挿入体２の挿入口２１に対する第２の形状情報の位置情報と、が記憶される。そして、操作支援情報演算部５１は、第１の記憶部５３に記憶されている複数の第２の形状情報と、被挿入体２の挿入口２１に対する第２の形状情報の位置情報とから、第１の形状情報を演算する。
【００６７】
距離センサ４の測定結果から第２の形状情報を演算できることにより、被挿入体内表面２２の形状を検出するために、内視鏡装置３を操作して距離センサ４の位置を移動する距離が少なくて済むようになり、短時間で被挿入体内表面２２の形状を検出できるようになる。
【００６８】
さらに距離センサ４は、図１４（Ａ）に示すように、スキャンにより同一の位置から複数の距離測定点２２１までの距離を測定できるようにしてもよい。例えば、図１４（Ｂ）に示すように、距離センサ４の光出射部４１は、レーザ光源４１１が出射する光の方向を変化させる屈折部４１２と、屈折部４１２を駆動させて動的に光の方向を変化させる屈折駆動部４１３と、を有している。ここで、屈折駆動部４１３は、特に詳細構造は図示していないが、２軸方向に屈折部４１２を変位駆動することができる。光出射部４１から出射される光は、駆動している屈折部４１２により、被挿入体内表面２２の表面の異なる位置へ出射される。光検出部４２は被挿入体内表面２２の表面のそれぞれ異なる位置から反射した光を検出する。距離センサ４は、更に、光の物理量の変化から、当該距離センサ４と被挿入体内表面２２との距離を演算して測定する距離演算部４３を備える。このように、屈折駆動部４１３による屈折部４１２の駆動により距離の測定方向を変化させることで、距離の測定位置を１次元または２次元方向にスキャンすることができ、複数の距離測定点２２１までの距離をスキャンして測定できる。なお、距離演算部４３は、演算部５内に配置してもよいことは勿論である。
【００６９】
その他のスキャン方法として、距離センサ４自体を機械的に駆動する距離センサ駆動部を設けてもよい。例えば図１５に示すように、円筒状の挿入部３１の側面に距離センサ４を配置し、距離センサ駆動部８により、距離センサ４を配置した円筒側面を回転するように駆動する。これにより、挿入部３１の周囲をスキャンして距離検出できるようになり、被挿入体内表面２２が管状であるような場合、挿入部３１を湾曲や回転などの操作をすることなく、挿入させるだけで第１の形状情報を演算することができる。
【００７０】
以上のように、屈折駆動部４１３や距離センサ駆動部８の駆動によりスキャンすることで、距離センサ４の測定結果を基に第２の形状情報を演算できることにより、被挿入体内表面２２の形状を検出するために、内視鏡装置３を操作して距離センサ４の位置を移動する距離が少なくて済むようになり、短時間で被挿入体内表面２２の形状を検出できるようになる。さらに、屈折駆動部４１３や距離センサ駆動部８の駆動範囲を変えることで、距離を測定するスキャン範囲も変えることができるようになる。
【００７１】
また、図１５に示すように、挿入部３１の挿入部先端３１１の、撮像部３６が撮像する撮像中心の方向と略平行な方向の距離を測定する距離センサ４と、挿入部３１の側面の距離センサ４と、を併設してもよい。これにより複数の距離情報を同時に取得することができる。勿論、このような組み合わせに限らず、異なる方向の距離を測定する複数の距離センサを設けることができる。
【００７２】
また、距離センサ４は、光に限らず、電磁波や音波等、他の波動を用いて距離を測定するものであっても構わない。この場合、上述した光出射部４１は電磁波または音波の少なくとも一方を出射する波動出射部となり、上述の光検出部４２は波動出射部から出射し被挿入体内表面２２で反射した電磁波または音波の少なくとも一方を検出する波動検出部となり、距離演算部４３は電磁波または音波の少なくとも一方の物理量の変化から、当該距離センサと被挿入体内表面２２との距離を演算して測定する距離演算部となる。
【００７３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る挿入装置を、図１６を参照して説明する。本発明の第２実施形態は、第１実施形態とは、演算部５が第２の記憶部５７を更に備え、該第２の記憶部５５に既知の形状情報を保存し、操作支援情報演算部５１が、この既知の形状情報を使って操作支援情報を演算する点が異なる。以下、第１実施形態と異なる箇所のみ説明する。
【００７４】
第２の記憶部５７には、被挿入体内表面２２に関する形状情報（既知の形状情報）が記憶されている。既知の形状情報としては例えば、食道を通して胃に内視鏡装置３を入れる場合平均的な食道と胃の形状情報を記憶させる。既知の形状情報はその他に、被験者のX線、ＣＴ、ＭＲＩなどの画像データから作った形状情報でもよいし、身長や体重から推定できる形状でもかまわない。これにより、被挿入体内表面２２の形状に近いまたは正確な既知の形状情報を得ることができる。
【００７５】
操作支援情報演算部５１は、距離測定点２２１の複数の距離情報から第１の形状を演算する時、被挿入体内表面２２の一部の形状を演算した時点で、第２の記憶部５７から既知の形状情報を参照し、距離測定点２２１の距離情報や、第１の形状情報とのマッチング等により、既知の形状情報での距離情報を測定した範囲を特定する。そして、距離測定点２２１の距離情報が未測定な範囲を、既知の形状情報に基づいて作り出す。これにより、距離測定点２２１の距離情報が未測定な範囲も形状を推定することができ、操作性が向上する。
【００７６】
第１の形状情報の推定は、その他の方法でもかまわない。例えば図１７に示すように、胃２５の入口に挿入部３１が到達した時点で、距離センサ４によって胃２５の入口から一定の向きの胃壁までの距離２６を測定する。この胃２５の入口から胃壁までの距離２６に基づいて、操作支援情報演算部５１は、第２の記憶部５７に保存されている既知の形状情報である既知の胃２５の形状情報について、大きさを変更し、推定による第１の形状情報としてもよい。これにより、１回の距離測定で推定した第１の形状情報を出力することができる。
【００７７】
また、第２の記憶部５７に保存されている既知の形状情報に、部位の情報を持たせてもよい。操作支援情報演算部５１は、既知の形状情報での測定した範囲を特定したときに、特定した範囲がどの部位かを既知の形状情報が持っている部位情報を参照して特定する。例えば測定した形状から、食道から胃２５に入る部位である噴門であることが特定されれば、操作者は胃２５の直前まで到達したことがわかるため、操作性が向上する。
【００７８】
また、既知の形状情報が、平均的な形状により作製される場合のように、実際の被挿入体内表面２２の形状と誤差があるような場合、操作支援情報演算部５１は、第２の記憶部５７に保存されている既知の形状情報を、実測により測定した範囲の第１の形状情報に更新してもよい。これにより、第２の記憶部５７に保存されている既知の形状情報の誤差が小さくなり、次回に被挿入体２へ挿入部３１の挿入を行った時に、推定して演算する第１の形状情報が正確性の高い情報となる。
【００７９】
なお、本第２実施形態においても、上記第１実施形態で説明したような様々な変形例が可能なことは言うまでもない。
【００８０】
また、上述した閾値記憶部５５や光学特性記憶部５６は、独立して設けてもよいし、上記第２の記憶部５７を兼用してもよい。
【００８１】
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００８２】
例えば、上記実施形態における演算部５の機能を実現するソフトウェアのプログラムをコンピュータに供給し、当該コンピュータがこのプログラムを実行することによって、上記機能を実現することも可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１…挿入装置、  ２…被挿入体、  ３…内視鏡装置、  ４…距離センサ、  ５…演算部、  ６…表示装置、  ８…距離センサ駆動部、  ２１…挿入口、  ２２…被挿入体内表面、  ２３…被検出部、  ２４…近似式の線、  ２５…胃、  ２６…胃の入口から胃壁までの距離、  ３１…挿入部、  ３２…操作部、  ３３…操作レバー、  ３４…湾曲部、  ３５…撮像開口部、  ３６…撮像部、  ３７…照明用光ファイバ、  ３８…撮像部用配線、  ３９…距離センサ用配線、  ４１…光出射部、  ４２…光検出部、  ４３…距離演算部、  ５１…操作支援情報演算部、  ５２…相対位置演算部、  ５３…第１の記憶部、  ５４…出力部、  ５５…閾値記憶部、  ５６…光学特性記憶部、  ５７…第２の記憶部、  ６１…表示画面、  ６２…挿入部の形状、  ６３…被挿入体内表面の形状、  ７１…光ファイバ形状センサ、  ７２…挿入・回転検出部、  ７３…第１のコイル、  ７４…アンテナ、  ７５…第２のコイル、  ２２１…距離測定点、  ２２２…被挿入体内表面、  ３１１…挿入部先端、  ４１１…レーザ光源、  ４１２…屈折部、  ４１３…屈折駆動部、  ６３１…実測した被挿入体内部の形状、  ６３２…推定した被挿入体内部の形状、  ７１１…光ファイバ、  ７１２…湾曲検出部、  ７２１…光源、  ７２２…投光レンズ、  ７２３…受光レンズ、  ７２４…光学パターン検出部、  ７２５…変位量算出部。
【図１】
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【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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