JP2004251779A

JP2004251779A - 長尺可撓部材の三次元形状検出装置

Info

Publication number: JP2004251779A
Application number: JP2003042949A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujita; 寛藤田
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-09-09
Also published as: US6868195B2; US20040165810A1

Abstract

【課題】簡単かつコンパクトな構成で、複雑な信号処理を要することなく、長尺可撓部材の三次元形状を検出できるようにする。
【解決手段】長さ方向に所定のピッチ間隔Ｐをもって複数の屈折率変化部２ａ，２ｂ，２ｃ，…２ｎを設けたＦＢＧ１ａ〜１ｄを上下及び左右に４本可撓性キャリア４に装着して、光源３からλ１〜λｎの波長領域を含む信号光を４本のＦＢＧ１ａ〜１ｄ内に送り込むことにより各屈折率変化部２ａ〜２ｎからの反射回折光が生じさせるが、この反射回折光は、ＦＢＧ１ａ〜１ｄの長さ方向の位置信号と、曲がり方向及び曲がり度合いに関する信号とが含まれるので、それらの軌跡に基づいてセンサケーブル５の三次元形状を検出する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば内視鏡の挿入部を体腔内に挿入した状態で、その曲がり形状を検出する等、長尺可撓部材の三次元的な形状及び状態を検出するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、下部消化管用の内視鏡においては、その挿入部は直腸、Ｓ字結腸、下部結腸、横行結腸、上行結腸等というように、三次元的な曲がりのある複雑な経路に挿入されることになる。しかも、これらの経路は安定した状態に保持されているのではなく、外力が加わると容易に変形する。このために、挿入部を経路に沿って挿入していく過程で、体腔壁に挿入部の先端が押し付けられて、それ以上進行させることができなくなる場合がある。このように、挿入部の挿入操作は極めて困難なものであり、また熟練を要すると共に、被験者に対する負担が著しく大きなものとなる。
【０００３】
以上のことから、挿入部の体腔内への挿入状態での形状を三次元的に把握する装置は従来から種々提案されている。その一例として、２本の光ファイバを対として、これら２本の光ファイバの端面を斜めに切断して、相互に所定の開き角となるように接続したものを用い、このファイバ端面の開き角を演算することによって、曲がり状態を検出するように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、患者が横たわるベッドに、同一直線上に同一方向に磁界を検出する少なくとも４つの単心コイルを並べたセンスコイルを井げた状に４組設置しておき、患者の体内に挿入される挿入部に設けた鉗子チャンネル内に例えば１６個の互いに異なる高周波の駆動信号を生成するソースコイルを設けたプローブを挿入して、ソースコイルの磁界情報から各ソースコイルの空間位置座標を算出することによって、プローブが挿入されている鉗子チャンネルの、即ち挿入部の三次元的な形状を検出する方式も従来から知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−９１９７２号公報（第３頁〜第４頁、図３、図４）
【特許文献２】
特開２００２−１３１００９号公報（第４頁〜第６頁、図１〜図４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１のように、接合した光ファイバ対を用いる場合、挿入部において、ある１箇所の断面位置での曲がりを検出するために、４本の光ファイバ対が必要となり、長さ方向に接合部の位置を違えてそれぞれ４本の光ファイバ対を配置しなければならない。従って、挿入部の長さ方向における距離分解能を高くしようとすると、つまり検出箇所を多くする場合には、極めて多数の光ファイバ対を設けなければならなくなる。一方、特許文献２においては、センスコイルを設けたベッドでなければ挿入部の形状を検出することができず、また患者が横たわる位置とセンスコイルの位置との間で位置調整が必要となり、さらに信号処理も複雑なものとなる等といった問題点がある。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡単かつコンパクトな構成で、複雑な信号処理を要することなく、長尺可撓部材の三次元形状を検出できるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、長尺可撓部材に形成した通路内に挿入され、一定のピッチ間隔で複数の屈折率変化部を形成した２本のファイバブラッググレーティングを対として、このファイバブラッググレーティング対を２組設けた可撓性のあるセンサケーブルと、前記各ファイバブラッググレーティングに前記屈折率変化部に対するＢｒａｇｇ波長を含む信号光を出射する光源部と、前記各ファイバブラッググレーティングの前記各屈折率変化部からの反射回折光を受光して、この反射回折光の波長と屈折率変化部の基準となる反射回折光の波長とを比較して、前記各屈折率変化部の歪みを測定することによって、前記長尺可撓部材の三次元的な形状を検出する信号処理部とを備える構成としたことをその特徴とするものである。
【０００９】
ファイバブラッググレーティング（ＦｉｂｅｒＢｒａｇｇＧｒｅａｔｉｎｇ）、以下ＦＢＧという）は、光ファイバのコア部に屈折率が変化する部位を設けたものであり、特定の波長の光をこの光ファイバに入射させると、この屈折率変化部で反射回折光が生じる。この特定の波長光がＢｒａｇｇ波長である。そして、屈折率変化部に歪みがあると反射した光の波長が変化することになり、しかも歪みが大きければ大きいほど波長が大きくシフトする。従って、ＦＢＧが曲げられると、Ｂｒａｇｇ波長の入射光の屈折率変化部からの反射回折光の波長が変化することから、この波長の基準波長に対するシフト量に基づいて曲げ角度を検出することができる。
【００１０】
ＦＢＧとして、一定のピッチ間隔をもって複数の屈折率変化部を形成したものを２本対として用い、このＦＢＧ対を２組設けることによって、センサケーブルを構成する。ここで、センサケーブルは長尺可撓部材に設けた通路内に挿通されるものであるから、可撓性を備えると共に、その断面形状は通路の断面形状に依存する。通路が非円形状、例えば四角形、楕円形等であれば、センサケーブルもそれに応じた形状とする。例えば、内視鏡の挿入部における処置具挿通チャンネル等の場合には、この処置具挿通チャンネルの通路断面は円形であるから、センサケーブルの断面形状も円形とする。そして、センサケーブルの断面において、ＸＹ直交２軸を設定して、一方の対のＦＢＧをＸ軸上に配置し、他方の対のＦＢＧをＹ軸上に配置するのが望ましい。ただし、必ずしも直交２軸を設定しなければならないものではない。直交２軸上に配置した４本のＦＢＧにそれぞれ複数箇所設けられる屈折率変化部は、全て同一断面位置、または概略同一断面位置に存在させるのが望ましい。ただし、一方の対のＦＢＧと他方の対のＦＢＧとの位置をずらせるようにしても良い。
【００１１】
センサケーブルを構成する各ＦＢＧにはコア部に対する屈折率変化部は同じ屈折率となるようにしたものを所定のピッチ間隔で設けるようにすることもでき、また軸線方向に屈折率が異なる屈折率変化部を設けるようにしても良い。ただし、センサケーブルの同じ断面位置における各ＦＢＧの屈折率変化部は同一の屈折率を有するものとする。コア部に対する屈折率差を違えると、Ｂｒａｇｇ波長もそれに応じて変化することになる。
【００１２】
そこで、ＦＢＧに異なる屈折率変化部を設ける場合には、反射光は曲がりの度合いに関する情報と、ＦＢＧの位置に関する情報とが含まれる。そして、各Ｂｒａｇｇ波長の基準信号と、それぞれの波長における波長シフト量とからＦＢＧの曲がり方向を検出することができる。従って、これらからセンサケーブルがどの方向にどのような曲がりをしているのかを把握することができる。この場合には、光源からＦＢＧに入射される光は、前述した各Ｂｒａｇｇ波長を含んだものでなければならない。そこで、光源としては、各波長の合成光とするか、または波長毎に掃引するようにする。
【００１３】
ＦＢＧに複数箇所設けた屈折率変化部を全て同じ屈折率とする場合には、各々の屈折率変化部の位置を検出する必要がある。このためには、例えば干渉計を用いて屈折率変化部の位置を検出することができる。つまり、光源からの入射光を参照光として、ＦＢＧに設けた各々の屈折率変化部で反射した反射回折光と同じ光路長として、これらの光の干渉させる干渉計を用いる。従って、この場合には、屈折率変化部毎に干渉作用を行わせることから、光源としては、低コヒーレンス光を出射するものとするのが望ましい。
【００１４】
適用される長尺可撓部材としては、任意の方向に曲げ可能なものであり、かつセンサケーブルを挿通できる通路を有するものである。そして、この長尺可撓部材は視認が不可能な部位に挿入されるもの、例えば内視鏡の挿入部として好適に用いられる。従って、センサケーブルは挿入部に設けた処置具挿通チャンネル内に挿通され、センサケーブルの外径と処置具挿通チャンネルの内径とでは、センサケーブルの挿通操作に支障を来たさない程度であって、しかもできるだけ径差を小さくするのが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１にＦＢＧ１の構造を模式的に示す。同図において、１ａはクラッド部、１ｂはコア部であり、クラッド部１ａ内にコア部１ｂが挿通されることにより光ファイバが構成される。ＦＢＧ１は、コア部１ｂにおいて、屈折率が変化する部位、即ち屈折率変化部２が形成される。ここで、屈折率変化部２は所定の長さにわたって屈折率が周期的に変化することになり、その全長がセンサ長となる。この光ファイバに、ある特定の波長であるＢｒａｇｇ波長の光が入射されると、この屈折率変化部２で反射回折光が得られる。そして、光ファイバが真直ぐな状態、つまり基準状態から曲げられると、屈折率変化部２に歪みが生じて、センサ長が変化する。その結果、センサ長が伸びると反射回折光の波長は、基準状態での波長より長くなり、センサ長が短くなると反射回折光の波長が短くなるようにシフトする。しかも、歪みの度合いに応じて反射回折光の波長シフト量が変化する。
【００１６】
そこで、図２に示したように、ＦＢＧ１の長さ方向に所定のピッチ間隔Ｐをもって複数の屈折率変化部２ａ，２ｂ，２ｃ，…２ｎを設ける。しかも、これら各屈折率変化部２ａ，２ｂ，２ｃ，…２ｎにおける屈折率を異ならせると、図３に示したように、それぞれの屈折率変化部で反射回折光を生じるＢｒａｇｇ波長がλ１，λ２，λ３，…λｎと異なってくる。従って、光源３からλ１〜λｎの波長領域を含む信号光を４本のＦＢＧ１内に送り込むと、各屈折率変化部２ａ，２ｂ，２ｃ，…２ｎから波長がλ１，λ２，λ３，…λｎの反射回折光が生じる。この反射回折光は、ＦＢＧ１の長さ方向の位置信号と、曲がり方向及び曲がり度合いに関する信号とが含まれている
以上のＦＢＧ１を４本用いて、この４本のＦＢＧ１を、図４及び図５に示したように、例えばゴム、軟性樹脂等の円柱状または円筒状の可撓性キャリア４の外周部またはその近傍位置に、それぞれ９０°の角度をもって配置する。これによって、図５から明らかなように、相互に１８０°の角度を有する直交二軸Ｘ，Ｙ上に、それぞれ対となったＦＢＧ１ａ，ＦＢＧ１ｂ（Ｙ軸を構成するファイバ対）と、ＦＢＧ１ｃ，ＦＢＧ１ｄ（Ｘ軸を構成するファイバ対）とを有するセンサケーブル５が構成される。そして、センサケーブル５の軸線方向において、各ＦＢＧ１ａ〜１ｄにおける各屈折率変化部２ａ，２ｂ，２ｃ，…２ｎはそれぞれ同じ断面位置に配置される。センサケーブル５は、光源３、カプラ６及び信号処理部７を内蔵した制御ユニット８に着脱可能に接続されるようになっている。
【００１７】
そして、制御ユニット８の内部において、光源３からの信号光をカプラ６によってＦＢＧ１ａ〜１ｄに分岐させて入射し、それらの各屈折率変化部からの反射回折光を信号処理部７に取り込んで所定の信号処理を行う。これによって、センサケーブル５が曲げられると、どの位置がどの方向にどの程度曲げられているかの検出を行うことができ、その三次元的な形状を認識できるようになる。なお、カプラ６に代えて光サーキュレータ等を用いることもできる。
【００１８】
以上のセンサケーブル５は長尺可撓部材に設けた通路内に挿入されて、この長尺可撓部材の三次元的な形状を認識するために用いられる。長尺可撓部材の一例としては、例えば図６及び図７に示した内視鏡１０がある。内視鏡１０は、本体操作部１１に体腔内への挿入部１２が連結して設けられており、この挿入部１２は本体操作部１１への連結側から大半の長さ分は挿入経路に追従して任意の方向に曲がるようにした軟性部１２ａとなっており、この軟性部１２ａの先端にはアングル部１２ｂが、さらにアングル部１２ｂの先端には先端硬質部１２ｃが連設されている。アングル部１２ｂは、先端硬質部１２ｃを所望の方向に向けるように遠隔操作で湾曲させるためのものである。アングル部１２ｂを操作するために、本体操作部１１にはアングル操作手段１３が装着されている。
【００１９】
挿入部１２における先端硬質部１２ｃには、周知のように、照明部１４及び観察部１５からなる内視鏡観察機構が装着されており、また鉗子等の処置具を挿通するための処置具挿通チャンネル１６が設けられている。即ち、本体操作部１１における挿入部１２への連結部近傍に処置具導入部１７が設けられ、また挿入部１２における先端硬質部１２ｃにおける内視鏡観察機構の配置部には処置具導出部１８が開口しており、処置具挿通チャンネル１６は、処置具導入部１７と処置具導出部１８とを接続するように、曲げ方向に対して可撓性のあるチューブで構成される。センサケーブル５は、この処置具挿通チャンネル１６内に挿通されて、挿入部１２の体腔内での三次元的な形状を検出するために用いられる。ここで、挿入部１２の三次元形状をより正確に検出するために、センサケーブル５の外径と処置具挿通チャンネル１６の内径との径差は、センサケーブル５の挿入操作に支障を来たさない程度において、できるだけ小さくする。
【００２０】
以上のことから、形状測定がなされる長尺可撓部材としては、内視鏡１０の挿入部１２がある。とりわけ、大腸鏡等のように、複雑に曲がっており、しかも外力によって容易に変形するような挿入経路に沿って挿入部１２を挿入する操作を行う上で、この挿入部１２の体腔内での三次元形状を認識することは、挿入操作の円滑化、迅速化にとって極めて有利であり、また被験者の苦痛軽減に資するところが大きい。
【００２１】
而して、光源３からはλ１〜λｎの波長範囲を含む信号光が出射されるが、この信号光は直線偏光の光である。そして、図８に示したように、この信号光は光源光束分岐部２０からビームスプリッタ２１を透過させて、それぞれ４本設けた各ＦＢＧ１ａ〜１ｄの入射端面に分割入射される。各々のＦＢＧ１ａ〜１ｄ内においては、それぞれピッチ間隔Ｐ毎に設けた各屈折率変化部２ａ，２ｂ，２ｃ，…２ｎでそれぞれ波長λ１，λ２，λ３，…λｎの光が回折反射する。この反射回折された戻り光はビームスプリッタ２１で反射させて、反射光受光部２２に取り込まれる。この反射光受光部２２では、例えばスイッチング手段によって、ＦＢＧ１ａにおける各屈折率変化部２ａ〜２ｎ、ＦＢＧ１ｂの各屈折率変化部２ａ〜２ｎというように、ＦＢＧ１ａ〜１ｄからの反射回折光を順次時系列的に取り込まれる。
【００２２】
前述のようにして得たＦＢＧ１ａ〜１ｄからの反射回折光は、分光器２３によって、各々の反射回折光のスペクトル分布を得る。ここで、基準となる屈折率変化部からの反射回折光、つまり屈折率変化部に曲げや歪み等がない場合のスペクトルは図９に実線で示したようになり、屈折率変化部が曲げられると、同図に点線または一点鎖線で示したスペクトルとなる。そこで、スペクトル解析部２４において、各反射回折光のピーク値を検出して、それらと基準となる波長との差、つまり反射回折光のシフト量を求める。反射回折光の波長にシフトがなければ、換言すると基準となる反射回折光と実質的に同じであれば、ＦＢＧ１ａ〜１ｄは真直ぐな状態となっており、波長のシフトがあれば、センサケーブル５が曲がっていることを示す。例えば、ＦＢＧ１ａ及びＦＢＧ１ｃでは＋側に波長がシフトしており、ＦＢＧ１ｂ及びＦＢＧ１では−側に波長がシフトしているとすると、ＦＢＧ１ａ及びＦＢＧ１ｃは屈折率変化部が伸びており、つまり曲がった部位の外周側に位置していることになり、またＦＢＧ１ｂ及びＦＢＧ１ｄでは屈折率変化部が縮んでおり、つまり曲がった部位の内周側に位置していることになる。しかも、曲げの曲率半径は、波長のシフト量に応じて変化する。即ち、波長のシフト量が大きくなればなるほど、曲がりの曲率半径が小さくなる。
【００２３】
今、センサケーブル５において、ＦＢＧ１ａとＦＢＧ１ｂとでＹ軸を、またＦＢＧ１ｃとＦＢＧ１ｄとでＸ軸を構成するものとし、さらにセンサケーブル５の軸線方向をＺ軸としたときに、図１０に示した三次元座標軸が形成される。そこで、この三次元座標軸上にセンサケーブル５の形状、つまり曲げ方向及び曲がり度合いを表示する。
【００２４】
このために、まず曲率演算部２５において、ＦＢＧ１ａ及びＦＢＧ１ｂの各屈折率変化部２ａ〜２ｎにおける基準波長に対する波長シフト量をそれぞれ検出することによって、それぞれの屈折率変化部２ａ〜２ｎの曲率を求めることができる。また、同様に、ＦＢＧ１ｃ及びＦＢＧ１ｄの屈折率変化部２ａ〜２ｎの曲率が求められる。そして、センサケーブル５における前後の屈折率変化部間の間隔はＰである。
【００２５】
この曲率演算部２５による演算結果をＹ軸湾曲形状演算部２６において、ＦＢＲ１ａ及びＦＢＲ１ｂの各屈折率変化部の曲率と、前後の屈折率変化部間の間隔Ｐとから、図１０において、Ｙ軸を含むＺ軸方向の平面ＶＦ上でのＦＢＲ１ａ及びＦＢＲ１ｂの軌跡を求められる。また、同様に、Ｘ軸湾曲形状演算部２７によって、ＦＢＲ１ｃ及びＦＢＲ１ｄの各屈折率変化部の曲率と、前後の屈折率変化部間の間隔Ｐとから、Ｘ軸を含むＺ軸方向の平面ＨＦ上でのＦＢＲ１ｃ及びＦＢＲ１ｄの軌跡を求められる。
【００２６】
そこで、これらＹ軸湾曲形状演算部２６及びＸ軸湾曲形状演算部２７からのデータに基づいて三次元表示形状演算部２８おいて、センサケーブル５の三次元形状に関するデータを求めることができる。このデータはセンサケーブル５の三次元形状のデータであるが、このセンサケーブル５は内視鏡１０の挿入部１２に設けた処置具挿通チャンネル１６内に挿入されるものであるから、実質的に挿入部１２の三次元形状を現している。従って、これをモニタ画面に挿入部１２の体腔内における三次元形状として表現することができる。
【００２７】
次に、図１１に本発明における第２の実施の形態を示す。この実施の形態では、ＦＢＧ３０における屈折率変化部３１は全て同じ屈折率を有するものであり、従って光源３２からは実質的に単波長λからなるＢｒａｇｇ波長の直線偏光の光が出射される。そして、ハーフミラー３３によって、この光源３２からの光を、ＦＢＧ３０に入射される信号光と、参照光とに分けるようにする。そして、信号光の光路には、ビームスプリッタ３４が介在しており、信号光はこのビームスプリッタ３４を透過して、ＦＢＧ３０に入射される。これにより、各屈折率変化部３１から反射回折光が得られる。これらの反射回折光はビームスプリッタ３４で反射して、波面合成用ビームスプリッタ３５に入射される。
【００２８】
ハーフミラー３３で分けられた参照光は、反射ミラー３６により光路を曲げられて、光路長可変手段３７に入射されて、１／２波長板３８により偏光方向を変えるようにして、波面合成用ビームスプリッタ３５に取り込まれる。ここで、光路長可変手段３７は、相互に９０°の角度を有する反射面３７ａ，３７ｂを有するものであり、図示しない駆動手段によって矢印方向に移動させることができるようになっている。これによって、参照光の光路長をＦＢＧ３０に設けた各々の屈折変化部３１からの反射回折光の光路長と一致させることができるようになっている。なお、光路長可変手段は前述のもののほか、例えばリトロリフレクタや直角プリズム型リフレクタ等で構成できる。
【００２９】
従って、光路長可変手段３７によって参照光の光路長を、ＦＢＧ３０における各々の屈折率変化部３１からの反射回折光の光路長と順次一致させるように調整する。そして、波面合成用ビームスプリッタ３５（若しくは光サーキュレータ）において、ＦＢＧ３１からの反射回折光は透過し、参照光が反射することになって、これら２つの波面が合成されて、その間で干渉作用が生じる。そこで、干渉縞をカメラ３９に結像させて、この干渉縞情報に基づいて各屈折率変化部３１の曲がり度合いを検出することができる。つまり、屈曲量が大きいほど、干渉縞信号が小さくなる。従って、前述した第１の実施の形態と同様、４本のＦＧＢを装着したセンサケーブルを構成することによって、内視鏡１０の挿入部１２等といった長尺可撓部材の三次元形状を測定することができる。しかも、干渉縞情報に基づいて屈折率変化部３１の曲がりを検出しているので、４本のＦＢＧの反射回折光を分光し、スペクトルの解析を行う等の処理が必要ではなくなる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単かつコンパクトな構成で、複雑な信号処理を要することなく、長尺可撓部材の三次元形状を検出できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用されるファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）を構成する屈折率変化部の構成説明図である。
【図２】ファイバブラッググレーティングの全体構成を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるファイバブラッググレーティングの屈折率変化部による反射回折光を取得している状態を示す説明図である。
【図４】センサケーブルと制御ユニットとの構成説明図である。
【図５】センサケーブルの構成説明図である。
【図６】センサケーブルにより三次元形状が検出される長尺可撓部材の一例としての内視鏡の全体構成図である。
【図７】内視鏡の挿入部の処置具挿通チャンネル内にセンサケーブルを挿入した状態を示す説明図である。
【図８】センサケーブルの三次元形状の検出機構を示す概略構成図である。
【図９】屈折率変化部からの反射回折光の波形を示す線図である。
【図１０】センサケーブルの三次元形状を表示する画像を構築するために設定される三次元座標軸上に各ファイバブラッググレーティングの軌跡を示す説明図である。
【図１１】本発明における第２の実施の形態を示すセンサケーブルの三次元形状の検出機構を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１，３０ＦＢＧ
１ａクラッド部１ｂコア部
２，２ａ〜２ｎ，３１屈折率変化部
３，３３光源５センサケーブル
７信号処理部１０内視鏡
１２挿入部１６処置具挿通チャンネル
２０光源光束分岐部
２１，３４ビームスプリッタ
２２反射光受光部２３分光器
２４スペクトル解析部
２５曲率演算部
２６Ｙ軸湾曲形状演算部
２７Ｘ軸湾曲形状演算部
２８三次元表示形状演算部
３５波面合成用ビームスプリッタ
３７光路長可変手段３９カメラ

Claims

長尺可撓部材に形成した通路内に挿入され、一定のピッチ間隔をもって複数の屈折率変化部を形成した２本のファイバブラッググレーティングを対として、このファイバブラッググレーティング対を２組設けた可撓性のあるセンサケーブルと、
前記各ファイバブラッググレーティングに前記屈折率変化部に対するＢｒａｇｇ波長を含む信号光を出射する光源部と、
前記各ファイバブラッググレーティングの前記各屈折率変化部からの反射回折光を受光して、この反射回折光の波長と屈折率変化部の基準となる反射回折光の波長とを比較して、前記各屈折率変化部の歪みを測定することによって、前記長尺可撓部材の三次元的な形状を検出する信号処理部とを備える
構成としたことを特徴とする長尺可撓部材の三次元形状検出装置。
前記光源部は、所定の波長帯域を有する信号光を出射するものであり、また前記ファイバブラッググレーティングにおける各屈折率変化部はそれぞれ異なるＢｒａｇｇ波長に対して反射回折光を発生させるものであり、さらに前記信号処理部はこれら各反射回折光の基準波長からの波長シフト量に基づいて前記各屈折率変化部の歪みを検出するものであることを特徴とする請求項１記載の長尺可撓部材の三次元形状検出装置。
前記光源ユニットからは低コヒーレンス光からなる信号光を出射するものであり、また前記ファイバブラッググレーティングにおける各屈折率変化部は同じＢｒａｇｇ波長に対して反射回折光を発生させるものであり、さらに前記信号処理部は前記各々の屈折率変化部からの反射回折光と参照光とを干渉させる干渉計と、この干渉計による干渉光の強度に基づいて前記各屈折率変化部の歪みを検出するものであることを特徴とする請求項１記載の長尺部材の三次元形状検出装置。