(57)【要約】【課題】信頼性の高い形状検出機能を備えた内視鏡装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の一実施形態の内視鏡装置は、可撓性の挿入管を有する内視鏡と、湾曲形状検出センサとを具備する。湾曲形状検出センサは、検出光を伝搬する光ファイバと、光ファイバの少なくとも一部に設けられた被検出部とを有し、光ファイバの湾曲時に光ファイバの湾曲形状の変化に応じて被検出部を経た検出光の特性が変化することに基づいて挿入管の湾曲形状を検出する。光ファイバは、挿入管が所定の湾曲方向に湾曲する際の挿入管の湾曲軸上又はその近傍領域に配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の挿入管を有する内視鏡と、
検出光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの少なくとも一部に設けられた被検出部とを有し、前記光ファイバの湾曲時に前記光ファイバの湾曲形状の変化に応じて前記被検出部を経た前記検出光の特性が変化することに基づいて前記挿入管の湾曲形状を検出する湾曲形状検出センサと、を具備し、
前記光ファイバは、前記挿入管が所定の湾曲方向に湾曲する際の前記挿入管の湾曲軸上又はその近傍領域に配置されていることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記近傍領域は、前記湾曲軸に平行かつ前記湾曲軸からの距離が前記挿入管の内径の１／２以下である２本の直線間の領域であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記湾曲軸は、第１の湾曲軸と、前記第１の湾曲軸に直交する第２の湾曲軸とを含み、
前記近傍領域は、前記第１の湾曲軸に平行かつ前記第１の湾曲軸からの距離が前記挿入管の内径の１／２以下である２本の直線と、前記第２の湾曲軸に平行かつ前記第２の湾曲軸からの距離が前記挿入管の内径の１／２以下である２本の直線とにより囲まれた取付領域であることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記光ファイバは、前記挿入管内のセンサ保持部材で保持され、
前記挿入管の構成部材と前記湾曲軸との交点又はその近傍に前記光ファイバが配置されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記センサ保持部材は、前記挿入管の構成部材の中で外径が最も大きい部材であることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記センサ保持部材は、チャンネルチューブであることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記湾曲軸は、第１の湾曲軸と、前記第１の湾曲軸に直交する第２の湾曲軸とを含み、
前記光ファイバは、前記第１及び第２の湾曲軸のうちの主たる湾曲軸上又はその近傍領域で保持されることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項８】
前記湾曲軸は、第１の湾曲軸と、前記第１の湾曲軸に直交する第２の湾曲軸とを含み、
前記光ファイバは、前記第１及び第２の湾曲軸のうちの主たる湾曲軸と、前記主たる湾曲軸とは異なる湾曲軸との交点又はその近傍領域で保持されることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項９】
前記主たる湾曲軸は、湾曲角度がより大きい湾曲軸であることを特徴とする請求項７又は８に記載の内視鏡装置。
【請求項１０】
前記主たる湾曲軸は、操作ワイヤの操作によって湾曲する湾曲方向の湾曲軸であることを特徴とする請求項７又は８に記載の内視鏡装置。
【請求項１１】
前記被検出部は、前記光ファイバの外周の一部にのみ設けられ、
前記湾曲形状検出センサは、前記被検出部の向きによって前記光ファイバの湾曲形状の検出方向が定まり、前記検出方向と前記湾曲軸とが直交するように前記光ファイバが保持されることを特徴とする請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項１２】
前記湾曲形状検出センサに前記被検出部が複数設けられ、これら被検出部のうちの少なくとも１つの被検出部の検出方向は、主たる湾曲軸と直交し、かつ、前記少なくとも１つの被検出部は、前記主たる湾曲軸に平行であるように前記光ファイバが保持されることを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡の先端挿入管の湾曲形状を検出する湾曲形状検出センサを備えた内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被挿入体に挿入される細長い先端挿入管を備えた内視鏡において、先端挿入管に湾曲形状検出センサを設けて先端挿入管の湾曲形状（湾曲角度や湾曲方向）を検出することが知られている。このような湾曲形状検出センサには、湾曲形状を検出するための被検出部が設けられており、被検出部での検出光の変化量を光検出部で検出することにより、先端挿入管の湾曲形状が検出される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ライトガイドと、曲率検出ファイバと、フィルタと、受光素子とを有する内視鏡装置が開示されている。この内視鏡装置では、内視鏡の挿入管内のライトガイドの外周面に複数の曲率検出ファイバが配置され、ライトガイド及び曲率検出ファイバが挿入管に沿って先端まで延びている。フィルタは、ライトガイドの出射端と曲率検出ファイバの入射端とを覆っている。また、曲率検出ファイバの所定の位置の所定の方向に被検出部が設けられている。
【０００４】
この内視鏡装置では、光源からライトガイドの入射端に出射された光がライトガイドの出射端からフィルタを介して曲率検出ファイバの入射端に導光されて、被検出部を通過したときに導光する光の一部が損失する。そして、曲率検出ファイバの出射端から受光した受光量に基づいて、受光素子が被検出部における挿入管の湾曲形状を検出する。なお、ライトガイドは、挿入管先端の照明光学系に照明光を伝達する役割を兼ねている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４４４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の内視鏡装置では、ライトガイドの外周面に曲率検出ファイバが配置されている。この内視鏡装置において挿入管を湾曲させると、挿入管に内蔵されたライトガイド及び曲率検出ファイバもその湾曲に倣って湾曲する。ライトガイドのような、照明光量を確保するためにある程度の太さ（直径）が必要な構成部材の外周面に曲率検出ファイバを配置する場合、曲げ中心の外側には引張応力が発生し、曲げ中心の内側には圧縮応力が発生する。これら曲げ応力を受けると、曲率検出ファイバが伸縮性を有していなければ破損してしまう虞がある。例えば、一般的な光ファイバではコアやクラッドが石英ガラスでできており、あまり伸縮しないため、曲率検出ファイバが破損してしまう可能性がある。
【０００７】
また、曲率検出ファイバに曲げ応力が発生しないように、曲率検出ファイバを例えばフィルタと曲率検出ファイバとの接続部のみで保持し、他の部分では拘束されないようにする構造が考えられる。しかしながら、このような構造では被検出部が保持されずに捩れ等が生じる可能性がある。つまり、挿入管の湾曲方向を検出するためには被検出部が所望の位置及び方向に保持されている必要があるが、捩れが生じうる構造を採用してしまうと挿入管の湾曲形状を精度良く検出することが困難になってしまう可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、信頼性の高い形状検出機能を備えた内視鏡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】
【０００９】
本発明の一実施形態は、可撓性の挿入管を有する内視鏡と、検出光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの少なくとも一部に設けられた被検出部とを有し、前記光ファイバの湾曲時に前記光ファイバの湾曲形状の変化に応じて前記被検出部を経た前記検出光の特性が変化することに基づいて前記挿入管の湾曲形状を検出する湾曲形状検出センサと、を具備し、前記光ファイバは、前記挿入管が所定の湾曲方向に湾曲する際の前記挿入管の湾曲軸上又はその近傍領域に配置されていることを特徴とする内視鏡装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、信頼性の高い形状検出機能を備えた内視鏡装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、湾曲形状検出センサの原理を説明するための概略図である。
【図２】図２は、検出光用光ファイバの径方向の断面図である。
【図３】図３は、湾曲形状検出センサが装着された内視鏡を含む内視鏡装置の全体構成を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態における内視鏡装置の先端挿入管の径方向の断面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態における内視鏡装置の先端挿入管の軸方向の断面図である。
【図６】図６は、図５のＢ−Ｂ線に沿った、先端挿入管内の一部の径方向の断面図である。
【図７】図７は、図５のＣ−Ｃ線に沿った、先端挿入管内の一部の径方向の断面図である。
【図８】図８は、第１の実施形態における先端挿入管の湾曲軸近傍領域及び取付領域を示す径方向の断面図である。
【図９】図９は、第１の実施形態の変形例における先端挿入管の取付領域を示す径方向の断面図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態における内視鏡装置の先端挿入管の径方向の断面図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態の変形例における内視鏡装置の先端挿入管の径方向の断面図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態の変形例における先端挿入管の湾曲軸近傍領域を示す径方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施形態］  
（湾曲形状検出センサ）  
まず、湾曲形状検出センサ（以下では単にセンサと称する）１０１の構成及び動作について説明する。  
図１は、センサ１０１の原理を説明するための概略図である。センサ１０１は、光源１０２と、光ファイバ１０３と、光検出部１０５とを有している。光ファイバ１０３は、光源１０２及び光検出部１０５に接続されている。光源１０２は、例えば、ＬＥＤ光源やレーザ光源であり、所望の波長特性を有する検出光を出射する。光ファイバ１０３は、光源１０２から出射された検出光を伝搬する。光検出部１０５は、光ファイバ１０３を導光された検出光を検出する。
【００１３】
光ファイバ１０３は、結合部（光カプラ）１０６で３方に分岐された、検出光用光ファイバ１０３ａと、光供給用光ファイバ１０３ｂと、受光用光ファイバ１０３ｃとにより構成されている。つまり、光ファイバ１０３は、結合部１０６によって、２本の導光路部材である光供給用光ファイバ１０３ｂ及び受光用光ファイバ１０３ｃを１本の導光路部材である検出光用光ファイバ１０３ａに接続することにより形成されている。光供給用光ファイバ１０３ｂの基端は、光源１０２に接続されている。また、検出光用光ファイバ１０３ａの先端には、伝搬された光を反射する反射部１０７が設けられている。反射部１０７は、例えば、鏡である。受光用光ファイバ１０３ｃの基端は、光検出部１０５に接続されている。
【００１４】
光供給用光ファイバ１０３ｂは、光源１０２から出射された光を伝搬して結合部１０６に導光する。そして、結合部１０６は、光供給用光ファイバ１０３ｂから入射した光の多くを検出光用光ファイバ１０３ａに導光して、反射部１０７で反射された光の少なくとも一部を受光用光ファイバ１０３ｃに導光する。さらに、受光用光ファイバ１０３ｃからの光を光検出部１０５が受光する。光検出部１０５は、受光した検出光を光電変換し、検出光量を示す電気信号を出力する。
【００１５】
図２は、検出光用光ファイバ１０３ａの径方向の断面図である。検出光用光ファイバ１０３ａは、コア１０８と、コア１０８の外周面を覆っているクラッド１０９と、クラッド１０９の外周面を覆っている被覆１１０とを有している。また、検出光用光ファイバ１０３ａには、少なくとも１つの被検出部１０４（第１の実施形態では３つの被検出部１０４ａ〜１０４ｃ（図６並びに図７参照））が設けられている。被検出部１０４は、この光ファイバの外周の一部にのみ設けられており、これを通過する検出光の特性を検出光用光ファイバ１０３ａの湾曲形状の変化に応じて変化させる。
【００１６】
被検出部１０４は、被覆１１０及びクラッド１０９の一部を除去してコア１０８が露出された光開口部１１２と、光開口部１１２に形成された光特性変換部材１１３とを有している。なお、光開口部１１２として必ずしもコア１０８を露出させる必要はなく、検出光用光ファイバ１０３ａを通る光が光開口部１１２に到達しさえすればよい。光特性変換部材１１３は、検出光用光ファイバ１０３ａを導光された光の特性を変換させる部材であり、例えば、導光損失部材（光吸収体）や波長変換部材（蛍光体）などである。以下の説明では、光特性変換部材は導光損失部材であるとする。
【００１７】
センサ１０１において、光源１０２から供給された光は上述のようにして検出光用光ファイバ１０３ａを導光するが、被検出部１０４の光特性変換部材１１３に光が入射するとその光の一部が光特性変換部材１１３に吸収されることにより導光する光の損失が生じる。この導光損失量は、受光用光ファイバ１０３ｃの湾曲量によって変化する。
【００１８】
例えば、検出光用光ファイバ１０３ａが直線状態であっても、光開口部１１２の幅に従い、ある程度の光量が光特性変換部材１１３で損失される。この直線状態での光の損失量を基準として、検出光用光ファイバ１０３ａの湾曲状態において光特性変換部材１１３が外周面上（外側）に配置されていれば、基準とした導光損失量よりも多い導光損失量が生じる。また、検出光用光ファイバ１０３ａの湾曲状態において光特性変換部材１１３が内周面上（内側）に配置されていれば、基準とした導光損失量よりも少ない導光損失量が生じる。
【００１９】
この導光損失量の変化は、光検出部１０５で受光される検出光量、即ち光検出部１０５の出力信号に反映される。従って、光検出部１０５の出力信号によって、センサ１０１の被検出部１０４の位置、即ち光特性変換部材１１３が設けられた位置における湾曲形状が求められる。
【００２０】
センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａは、被測定物である長尺な可撓湾曲体に、本実施形態では内視鏡の先端挿入管に沿わせて一体的に装着される。装着する際には、先端挿入管の所望の検出位置をセンサ１０１の被検出部１０４と位置合わせすることにより、センサ１０１が先端挿入管の適正な位置に装着される。そして、検出光用光ファイバ１０３ａが先端挿入管のフレキシブルな動作に追従して湾曲し、センサ１０１が上述のようにして先端挿入管の湾曲形状を検出する。
【００２１】
（内視鏡装置の構成）  
図３は、内視鏡装置１の全体構成を示す図である。内視鏡装置１は、センサ１０１の少なくとも検出光用光ファイバ１０３ａが内部に組み込まれた内視鏡本体（内視鏡）１０と、装置本体３０とを有している。装置本体３０は、制御装置３１と、形状検出装置３２と、ビデオプロセッサ３３と、モニタ３４とを有している。制御装置３１は、内視鏡本体１０、形状検出装置３２及びビデオプロセッサ３３を始めとしてこれに接続される周辺装置の所定の機能を制御する。図３にはセンサ１０１は示されていないが、内視鏡装置１は、図１に示されるセンサ１０１の各構成部を含んでいる。
【００２２】
内視鏡本体１０は、被挿入体に挿入される可撓性の先端挿入管１１と、先端挿入管１１の基端側に連結された操作部本体１２と、操作部本体１２から延出したコード部１３とを有している。内視鏡本体１０は、コード部１３を介して装置本体３０に着脱可能に接続され、装置本体３０と通信する。操作部本体１２には、先端挿入管１１を少なくとも特定の２方向（例えば、上下方向）に所望の曲率で湾曲させる操作を入力する操作ダイヤル１４が設けられている。コード部１３は、後述する部材Ａ２５、部材Ｂ２６等を収容している。
【００２３】
内視鏡装置１は、センサ１０１を有しており、内視鏡本体１０の先端挿入管１１の内部にセンサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａが配置されている。センサ１０１は、上述したように、検出光用光ファイバ１０３ａの湾曲時にその湾曲形状の変化に応じて被検出部１０４を経た検出光の特性が変化することに基づいて先端挿入管１１の湾曲形状を検出する。
【００２４】
形状検出装置３２は、センサ１０１の光検出部１０５に接続され、光検出部１０５からの出力信号に基づいて、先端挿入管１１の湾曲形状を算出する。算出された湾曲形状は、形状検出装置３２からモニタ３４に送信されて、モニタ３４に表示される。  
ビデオプロセッサ３３は、内視鏡先端の不図示の撮像素子からの電気信号を処理してモニタ３４に送信し、被挿入体内の画像がモニタ３４に表示される。
【００２５】
図４並びに図５は、第１の実施形態における先端挿入管１１の径方向並びに長手方向の断面図である。先端挿入管１１は、内視鏡本体先端側の細長い筒状部材である。先端挿入管１１は、図５に示すように、先端部材１５と、湾曲管１６と、蛇管１７とを有している。湾曲管１６は、先端部材１５を先端側として連続して複数個連結されており、さらに、湾曲管１６の基端側には、自由な方向に湾曲する蛇管１７が連結されている。湾曲管１６及び蛇管１７の外周面は、可撓性の被覆１８によって覆われている。
【００２６】
湾曲管１６は、図５に示すように、上下（ＵＰ／ＤＯＷＮ、以下ではＵＤと称する）の２方向にのみ湾曲する先端側の操作湾曲部分１９と、上下及び左右（ＲＩＧＨＴ／ＬＥＦＴ、以下ではＲＬと称する）の４方向に湾曲する（組み合わせれば３６０°自由な方向に湾曲する）基端側の自由湾曲部分２０とに分けられる。即ち、操作湾曲部分１９では、湾曲管１６がＵＤ湾曲軸Ａｕｄ（図４参照）に対してＵＤ方向に湾曲し、また、自由湾曲部分２０では、湾曲管１６がＵＤ湾曲軸Ａｕｄに対してＵＤ方向かつＵＤ湾曲軸Ａｕｄに直交するＲＬ湾曲軸Ａｒｌ（同様に図４参照）に対してＲＬ方向に湾曲する。
【００２７】
操作湾曲部分１９の範囲では、図４に示すように、湾曲管１６は、ＵＤ湾曲軸Ａｕｄ上でリベット２１によって互いに連結されており、複数の湾曲管１６がＵＤ湾曲軸Ａｕｄを中心に回動するように連結されている。また、自由湾曲部分２０の範囲では、ＵＤ湾曲軸Ａｕｄに加えて、９０°だけ軸中心に対してずれて配置されるＲＬ湾曲軸Ａｒｌ上においても同様に、複数の湾曲管１６が互いに回動するように連結されている。
【００２８】
先端挿入管１１の先端部材１５には、上方向の湾曲用の操作ワイヤ２２ｕ及び下方向の湾曲用の操作ワイヤ２２ｄの先端が固定されている。これら操作ワイヤ２２ｕ、２２ｄは、操作湾曲部分１９の範囲において湾曲管１６の凹部２３ｕ、２３ｄにそれぞれ挿通され、その基端は、操作部本体１２の操作ダイヤル１４に連結されている。これにより、先端挿入管１１は、操作者が操作ダイヤル１４を回転させて操作ワイヤ２２ｕが引き込まれれば上方向に、操作ワイヤ２２ｄが引き込まれれば下方向に、それぞれ湾曲する。
【００２９】
ＵＤ湾曲軸Ａｕｄ及びＲＬ湾曲軸Ａｒｌは、リベット２１で規定される回動軸であって、湾曲管１６を連結する複数のリベット２１ごとに存在する。これらリベット２１のそれぞれが平行であり、また、先端挿入管１１全体で見た場合の仮想の湾曲中心軸もリベット２１に平行である。なお、湾曲方向を規定するリベット２１が存在せずに、例えばパイプ材に溝を加工して湾曲方向を規定するような構造の湾曲管１６としてもよく、そのような構造であっても仮想の湾曲中心軸がある。このような仮想の湾曲中心軸は、いずれの構造においても、操作ワイヤ２２ｕ、２２ｄに対して略直交する方向に設定される。
【００３０】
先端挿入管１１の内部には、チャンネルチューブ２４と、部材Ａ２５と、部材Ｂ２６と、部材Ｃ２７とが長手方向に延設されている。部材Ａ〜Ｃは、それぞれ、湾曲管、ライトガイド、イメージガイド、電気信号用配線、電力供給用配線、送気管、送水管、操作ワイヤ等から選択された部材である。チャンネルチューブ２４は、超音波プローブや鉗子等の処置具を通す円筒状のチューブである。例えば、ライトガイドは、その先端が内視鏡本体先端の不図示の照明光学系に接続され、その基端がコード部１３を介して不図示の光源に接続される。例えば、電気信号用配線は、その先端が内視鏡本体先端の不図示の撮像素子に接続され、その基端がコード部１３を介して制御装置３１に接続される。
【００３１】
先端挿入管１１の内部には、ＵＤ湾曲軸Ａｕｄ又はＲＬ湾曲軸Ａｒｌ上若しくはその近傍領域に、例えば、図４ではＵＤ湾曲軸ＡｕｄとＲＬ湾曲軸Ａｒｌとの交点近傍に、センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａが配置されている。「近傍領域」の詳細は後述する。例えば、ＵＤ湾曲軸ＡｕｄとＲＬ湾曲軸Ａｒｌとの交点近傍に検出光用光ファイバ１０３ａを配置するためには、チャンネルチューブ２４の外径は湾曲管１６の内径の１／２未満の大きさとなる。
【００３２】
検出光用光ファイバ１０３ａは、チャンネルチューブ２４の外周面に、接着剤２８によって、チャンネルチューブ２４と共に湾曲可能に接合されている。このように、チャンネルチューブ２４はセンサ保持部材としての役割を果たす。なお、接合は接着に限らず、融着であってもよい。
【００３３】
先端挿入管１１のセンサ保持部材となる内蔵物はチャンネルチューブ２４に限定されるものではなく、先端挿入管１１内で湾曲する操作ワイヤ２２ｕ、２２ｄ、チャンネルチューブ２４、部材Ｂ２６、部材Ｃ２７等であってもよい。しかしながら、チャンネルチューブ２４は、先端挿入管１１の内蔵物において断面積が最も大きいため、他の内蔵物よりも捩れ剛性が高い。また、検出光用光ファイバ１０３ａを取り付ける内蔵物に捩れが発生すると被検出部１０４の位置がずれて湾曲形状の検出精度が低下してしまうため、検出光用光ファイバ１０３ａが取り付けられる内蔵物の捩れ剛性は高いほうが望ましい。従って、検出光用光ファイバ１０３ａを取り付ける内蔵物は、外径の大きな内蔵物であることが望ましい。以上のことから、本実施形態では、先端挿入管１１内の構成部材の中で外径が最も大きいチャンネルチューブ２４をセンサ保持部材としている。
【００３４】
図６は、図５のＢ−Ｂ線に沿った、操作湾曲部分１９における被検出部１０４ａ（光開口部１１２ａ及び光特性変換部材１１３ａ）を含む断面図である。操作湾曲部分１９はＵＤ方向にのみ湾曲するため、操作湾曲部分１９には、ＵＤ方向に対応する方向に、即ちＵＤ湾曲軸Ａｕｄに直交する位置に１箇所の被検出部１０４ａのみが設けられている。
【００３５】
図７は、図５のＣ−Ｃ線に沿った、自由湾曲部分２０における被検出部１０４ｂ（光開口部１１２ｂ及び光特性変換部材１１３ｂ）及び被検出部１０４ｃ（光開口部１１２ｃ及び光特性変換部材１１３ｃ）を含む断面図である。自由湾曲部分２０はＵＤ方向及びＲＬ方向に湾曲するため、自由湾曲部分２０には、ＵＤ方向に対応する方向に、即ちＵＤ湾曲軸Ａｕｄに直交する位置に被検出部１０４ｂが、及びＲＬ方向に対応する方向に、即ちＲＬ湾曲軸Ａｒｌに直交する位置に被検出部１０４ｃが設けられている。このように、被検出部１０４ｂ、１０４ｃは、互いに直交する位置に設けられている。
【００３６】
センサ１０１は、上述したように、検出光用光ファイバ１０３ａに設けられた被検出部１０４の向きによって検出光用光ファイバ１０３ａの湾曲形状の検出方向が定まる。本実施形態では、検出方向と湾曲軸とが直交している。つまり、被検出部１０４ａ、１０４ｂは、それぞれ、操作湾曲部分１９及び自由湾曲部分２０においてＵＤ湾曲軸Ａｕｄに直交するＵＤ方向の湾曲形状を検出するための被検出部である。また、被検出部１０４ｃは、自由湾曲部分２０においてＲＬ湾曲軸Ａｒｌに直交するＲＬ方向の湾曲形状を検出するための被検出部である。このように、複数の被検出部のうちの少なくとも１つの被検出部の検出方向はＵＤ湾曲軸Ａｕｄと直交し、かつ、少なくとも１つの被検出部がＵＤ湾曲軸Ａｕｄに平行である。
【００３７】
なお、操作ワイヤ２２ｕ、２２ｄにより操作可能な操作湾曲部分１９の湾曲軸、即ち操作ワイヤ２２ｕ、２２ｄの操作によって湾曲する方向の湾曲軸を主たる湾曲軸と定義する。本実施形態において、主たる湾曲軸はＵＤ湾曲軸Ａｕｄである。例えば、操作湾曲部分１９に複数の湾曲軸が存在する場合には、より湾曲角度が大きい方の湾曲軸が主たる湾曲軸となる。
【００３８】
（作用・効果）  
操作ワイヤ２２ｕ、２２ｄを操作することにより、又は先端挿入管１１が例えば被挿入体に接触し外力を受けることにより、先端挿入管１１が湾曲すると、センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａも先端挿入管１１に倣って湾曲する。このとき、本実施形態では、検出光用光ファイバ１０３ａがＵＤ湾曲軸Ａｕｄ又はＲＬ湾曲軸Ａｒｌ上若しくはその近傍領域に配置されているため、湾曲によってセンサ１０１に発生する曲げ応力を低減することができる。かくして、より検出精度の高い湾曲形状検出センサを備えた内視鏡装置を提供することができる。
【００３９】
また、本実施形態によれば、ＵＤ湾曲軸ＡｕｄとＲＬ湾曲軸Ａｒｌとに合わせて、つまりこれら湾曲軸に直交するように光開口部１１２ａ〜１１２ｃの検出方向を設定しているため、湾曲形状を高感度に検出することが可能になる。
【００４０】
さらに、本実施形態によれば、捩れ剛性が高い、即ち太い（外径の大きい）チャンネルチューブ２４にセンサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａを装着しているので、検出光用光ファイバ１０３ａが捩れにくい。従って、捩れの影響により検出精度が低下することなく、チャンネルチューブ２４の、即ち先端挿入管１１の湾曲形状を検出することが可能になる。
【００４１】
（湾曲形状検出センサの近傍領域）  
以上の説明では、湾曲形状検出センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａはＵＤ湾曲軸Ａｕｄ又はＲＬ湾曲軸Ａｒｌ上若しくはその近傍領域に配置されるとしたが、この「近傍領域」について以下で詳しく説明する。
【００４２】
図８は、第１の実施形態において湾曲形状検出センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａを取り付ける近傍領域、第１の取付領域及び第２の取付領域を示す断面図である。湾曲管１６の内径をＲとする。ＵＤ湾曲軸Ａｕｄからの距離がＲ／２でＵＤ湾曲軸Ａｕｄに平行な２本の直線Ｓ１、Ｓ２と、ＲＬ湾曲軸Ａｒｌからの距離がＲ／２でＲＬ湾曲軸Ａｒｌに平行な２本の直線Ｓ３、Ｓ４とを引く。直線Ｓ１、Ｓ２で挟まれた湾曲管１６内の領域、即ちＵＤ湾曲軸Ａｕｄを中心に半径Ｒの幅で規定される領域をＵＤ湾曲軸近傍領域と定義する。また、直線Ｓ３、Ｓ４で挟まれた湾曲管１６内の領域、即ちＲＬ湾曲軸Ａｒｌを中心に半径Ｒの幅で規定される領域をＲＬ湾曲軸近傍領域と定義する。センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａは、ＵＤ湾曲軸Ａｕｄ又はＲＬ湾曲軸Ａｒｌ上若しくはその近傍領域、即ち、ＵＤ湾曲軸近傍領域又はＲＬ湾曲軸近傍領域に配置する。
【００４３】
センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａがこの近傍領域内に配置されることにより、光ファイバを破損しうる曲げ応力の発生を低減させ、信頼性の高い形状検出機能を備えた内視鏡装置を提供することが可能となる。
【００４４】
また、これら直線Ｓ１〜Ｓ４で囲まれた領域を第１の取付領域と定義する（図面では、右上がりの斜線のハッチングで示される）。換言すれば、第１の取付領域は、湾曲管１６の中心を中心とした、辺の長さＬ１、Ｌ２がＲに等しい正方形の内部である。さらに、ＵＤ湾曲軸Ａｕｄからの距離がＲ／４でＵＤ湾曲軸Ａｕｄに平行な２本の直線Ｓ５、Ｓ６と、ＲＬ湾曲軸Ａｒｌからの距離がＲ／４でＲＬ湾曲軸Ａｒｌに平行な２本の直線Ｓ７、Ｓ８とを引く。これら４本の直線Ｓ５〜Ｓ８で囲まれた領域を第２の取付領域と定義する（図面では、右下がりの斜線のハッチングで示される）。換言すれば、第２の取付領域は、湾曲管１６の中心を中心とした、辺の長さＬ３、Ｌ４がＲ／２に等しい正方形の内部である。第２の取付領域は、第１の取付領域に包含された領域である。
【００４５】
好ましくは、第１の取付領域内で、より好ましくは、第２の取付領域内で、センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａがセンサ保持部材（図８ではチャンネルチューブ２４）の外周面に接着又は融着によって取り付けられる。
【００４６】
第１の取付領域内にセンサ１０１が設置されれば、内視鏡に求められる耐久性を確保可能なことがこれまでの経験上わかっている。特に、第２の取付領域は、第１の取付領域と比較して先端挿入管１１の中心により近い領域であるため、第２の取付領域内にセンサ１０１を設置すればより検出精度を向上させることができる。
【００４７】
このように、本実施形態によれば、ＵＤ湾曲軸Ａｕｄ又はＲＬ湾曲軸Ａｒｌの近傍領域、ＵＤ湾曲軸ＡｕｄとＲＬ湾曲軸Ａｒｌとの交点近傍の第１の取付領域又は第２の取付領域にセンサ１０１を取り付けることにより、曲げ応力の発生を低減させ、かつ精度良く湾曲形状を検出する内視鏡装置を提供することができる。
【００４８】
なお、上述の幅Ｒ／２、Ｒ／４は、先端挿入管が太ければ大きく細ければ小さな値となる。先端挿入管の太い内視鏡はあまり湾曲しない（最小曲げ半径が大きい）場合が多いために大きな値となってもよいが、細い内視鏡はきつく湾曲する（最小曲げ半径が小さい）場合が多いので、小さな値である必要がある。
【００４９】
[第１の実施形態の変形例]  
図９は、第１の実施形態の変形例において、湾曲形状検出センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａを取り付ける取付領域を示す断面図である。図９には、ＵＤ湾曲軸Ａｕｄからの距離がＲ／４でＵＤ湾曲軸Ａｕｄに平行な２本の直線Ｓ５、Ｓ６と、ＲＬ湾曲軸Ａｒｌからの距離がＲ／４でＲＬ湾曲軸Ａｒｌに平行な２本の直線Ｓ７、Ｓ８とで囲まれた取付領域のみが示されている。
【００５０】
このように、取付領域内であれば複数の検出光用光ファイバ１０３ａが配置されてもよい。例えば、図９に示す変形例では、取付領域内でチャンネルチューブ２４の外周面に５本の検出光用光ファイバ１０３ａが取り付けられている。
【００５１】
このような変形例であっても、内視鏡に求められる耐久性を確保しつつ信頼性の高い形状検出機能を有する内視鏡装置を提供することができる。
【００５２】
［第２の実施形態］  
本発明の第２の実施形態について、図１０を参照して説明する。以下では、第１の実施形態と同様の構成部材には同様の参照符号を付してその説明は省略し、第１の実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００５３】
図１０は、第２の実施形態における先端挿入管１１の径方向の断面図である。本実施形態では、チャンネルチューブ２４により太い処置具等を挿通可能にするために、第１の実施形態と比較してチャンネルチューブ２４の内径が大きく、その外径は湾曲管１６の内径の１／２以上となっている。
【００５４】
センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａは、主たる湾曲軸であるＵＤ湾曲軸Ａｕｄ上又はその近傍で、図１０ではＵＤ湾曲軸Ａｕｄと湾曲管１６との交点で、湾曲管１６の内壁に接着剤２９によって取り付けられている。ここでの「近傍」は、第１の実施形態におけるＵＤ湾曲軸近傍領域と同様とする。湾曲管１６は、先端挿入管１１を構成する湾曲可能な部材の中で最も外径が大きく、また、金属材料でできている部材である。即ち、湾曲管１６は、先端挿入管１１を構成する湾曲可能な部材の中で最も捩れ剛性が高い。
【００５５】
なお、ＵＤ湾曲軸Ａｕｄと交差する内蔵物であれば、検出光用光ファイバ１０３ａはチャンネルチューブ２４、部材Ｂ２６、部材Ｃ２７に取り付けられてもよい。検出光用光ファイバ１０３ａが内蔵物に取り付けられる軸方向の取付長さは、ＵＤ湾曲軸Ａｕｄに対する回動が規制される操作湾曲部分１９の範囲内の長さとする。
【００５６】
本実施形態では、先端挿入管１１の構成部材である湾曲管１６をセンサ保持部材としている。このように、先端挿入管１１を構成する湾曲可能な部材の中で最も捩れ剛性が高い湾曲管１６にセンサ１０１を取り付けることにより、少なくとも操作湾曲部分１９内における湾曲形状の検出に関しては、センサ１０１の捩れが少ない正確な検出をすることができる。
【００５７】
本実施形態によれば、操作湾曲部分１９の湾曲形状を第１の実施形態よりもさらに正確に検出することができる。また、より太い処置具が使用可能な内視鏡における湾曲形状検出精度の信頼性を向上させることができる。
【００５８】
[第２の実施形態の変形例]  
図１１は、第２の実施形態の変形例における先端挿入管１１の径方向の断面図である。本変形例では、センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａは、ＵＤ湾曲軸Ａｕｄ上又はその近傍領域でチャンネルチューブ２４に接着剤２８によって接合されている。ＵＤ湾曲軸Ａｕｄ又はＲＬ湾曲軸Ａｒｌのいずれか一方の軸上に検出光用光ファイバ１０３ａが配置される場合には、主たる湾曲軸に配置されることが望ましい。また、検出光用光ファイバ１０３ａが主たる湾曲軸上又はその近傍領域に配置される場合、もう一方の湾曲軸にできるだけ近い位置に配置することが可能な部材に配置されることが望ましい。
【００５９】
本変形例によれば、先端挿入管１１が湾曲した際にセンサ１０１に発生する曲げ応力を第２の実施形態よりもさらに低減させることができる。これにより、検出精度に関してより信頼性の高い内視鏡装置を提供することができる。
【００６０】
図１２は、第２の実施形態の変形例において、湾曲形状検出センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａを取り付ける近傍領域を示す断面図である。この近傍領域は、ＵＤ湾曲軸Ａｕｄからの距離がＲ／４でＵＤ湾曲軸Ａｕｄに平行な２本の直線Ｓ５、Ｓ６で挟まれた湾曲管１６内の領域、即ちＵＤ湾曲軸Ａｕｄを中心に半径Ｒの１／２の幅で規定されるＵＤ湾曲軸近傍領域である。この近傍領域内、例えば、チャンネルチューブ２４とＵＤ湾曲軸Ａｕｄとの交点又はその近傍でチャンネルチューブ２４の外周面に、センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａが接着又は融着によって取り付けられる。
【００６１】
上述したように、湾曲軸上又はその近傍領域内にセンサ１０１が設置されれば、内視鏡に求められる耐久性が確保可能なことがこれまでの経験上わかっている。このように、本変形例においても、ＵＤ湾曲軸Ａｕｄ上又はその近傍領域にセンサ１０１を取り付ける領域を設定することにより、精度良く湾曲形状を検出する湾曲形状検出センサを備えた内視鏡装置を提供することができる。
【００６２】
なお、センサ１０１の検出光用光ファイバ１０３ａは、図１２に示すように５本である必要はなく、取付領域内にあり、かつセンサ保持部材であるチャンネルチューブ２４の外周面で保持可能であれば、何本であってもよい。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内でさまざまな改良及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１…内視鏡装置、１０…内視鏡本体（内視鏡）、１１…先端挿入管、１２…操作部本体、１３…コード部、１４…操作ダイヤル、１５…先端部材、１６…湾曲管、１７…蛇管、１８…被覆、１９…操作湾曲部分、２０…自由湾曲部分、２１…リベット、２２ｕ，２２ｄ…操作ワイヤ、２３…凹部、２４…チャンネルチューブ、２５…部材Ａ、２６…部材Ｂ、２７…部材Ｃ、２８，２９…接着剤、３０…装置本体、３１…制御装置、３２…形状検出装置、３３…ビデオプロセッサ、３４…モニタ、１０１…湾曲形状検出センサ、１０２…光源、１０３…光ファイバ、１０３ａ…検出光用光ファイバ、１０３ａ…光供給用光ファイバ、１０３ｃ…受光用光ファイバ、１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ…被検出部、１０５…光検出部、１０６…結合部（光カプラ）、１０７…反射部、１０８…コア、１０９…クラッド、１１０…被覆、１１２，１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ…開口部、１１３，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ…光特性変換部材。
【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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