光透镜36汇聚的光的光路上配置有光纤10b。
[0044]在反射镜35的反射光路上经由聚光透镜37配置有弯曲形状检测部30。弯曲形状检测部30的输出信号被发送给弯曲形状运算部24。光源32例如包括激光二极管(LD)。
[0045]投光透镜33投射从光源32出射的光。
[0046]聚光透镜36将通过了隔离件34、反射镜35的光聚光到光纤10b，以使其入射到光纤 1b0
[0047]反射镜35将从光源32出射并透过了隔离件34的光出射到聚光透镜30、36，并且将从光纤1b出射并经由聚光透镜36返回的光朝向聚光透镜37反射。
[0048]在光纤1b的前端部设置有反射镜38。反射镜38使入射到光纤1b的光返回。
[0049]弯曲形状检测部30在光检测部1a使光学特性变化时，基于该变化的光学特性、例如光传导量，检测光纤1b的弯曲形状、具体地说是弯曲的方向和大小。
[0050]弯曲形状运算部31基于弯曲形状检测部30的检测结果，运算实际弯曲的部分的弯曲形状。光学特性不限于例如光传导量，例如也可以是光谱或偏振波等的光的状态。弯曲形状检测部30只要能够如上述那样检测光量、例如与光谱或偏振波等的光的状态对应的光学特性即可。相对位置检测部25检测管状装置2中的至少一个部位与管腔4中的至少一个部位的相对位置关系。图5表示由相对位置检测部25检测位置关系的作用的示意图。
[0051]在此，将能够由形状传感器10检测管状装置2的整体形状的范围作为第I范围。将能够确定插入部5的范围相对于管状装置2的相对位置的范围作为第2范围。相对位置检测部25检测在管状装置2中能够由形状传感器10检测形状的第I范围中的至少一个部位与管腔4上的至少一个部位的相对位置关系。
[0052]相对位置检测部25检测能够由形状传感器10检测形状的第I范围或能够确定插入部5的范围相对于管状装置2的相对位置的第2范围中的任一个范围中的至少一个部位与管腔4上的至少一个部位的相对位置关系。
[0053]相对位置检测部25基于由形状传感器10检测的管状装置2的形状、插入部5的至少一个部位、管腔4上的至少一个部位，取得管状装置2相对于管腔4的配置信息。管状装置2的配置信息包括管状装置2中的插入部5的前端部的位置信息。
[0054]具体地说，在第I范围或第2范围中的某一方的范围内，如图2所示，相对位置检测部25至少包括存在于插入部5的至少一个部位的第I检测元件40a、40b和存在于被检体3的第2检测元件41a,41b,检测第I检测元件40a,40b和第2检测元件41a,41b的相对位置。图6表示在管状装置2中的插入部5的前端部设置第I检测元件40b、在被检体3的口部周边设置第2检测元件41a的例子的示意图。
[0055]第I检测元件40a、40b和第2检测元件41a、41b分别存在于共同的坐标系。图7表示存在于共同的坐标系的第I检测元件40a、40b和第2检测元件41a、41b的示意图。第I检测元件40a、40b和第2检测元件41a、41b分别包括固定配置的第I发送器或第I接收器、以及能够检测相对于这些第I发送器或第I接收器的相对位置的第2接收器或第2发送器。在包括共同的坐标系的原点G在内的例如3个部位G、Q1、Q2分别设置有第3接收器或第3发送器。
[0056]在第I发送器和第2接收器之间，通过包括磁场、电磁波、声波或超声波在内的信号来收发信息。在第2发送器和第I接收器之间，也通过包括磁场、电磁波、声波或超声波在内的信号来收发信息。例如，如果第I检测元件40a是第I发送器，第2检测元件41a是第2接收器，则从第I检测元件40a发送例如磁场时，第2检测元件41a从第I检测元件40a接收磁场。
[0057]具体地说，如图8所示，第I检测元件40b例如检测规定部位、例如包含与图2所示原点G之间的平面上的空间上的位置，包括例如磁传感器等。第I检测元件40b由磁传感器构成发送器或接收器。原点G例如设定在管状装置用处理装置20的配置位置。如图2所示，在原点G作为位置检测用的元件配置有例如多个线圈50a、50b、50c。多个线圈50a、50b、50c例如为了检测第I检测元件40a、40b而产生磁场，并接受由该磁场感应而在第I检测元件40a、40b中产生的磁场。管状装置用处理装置20基于由多个线圈50a、50b、50c接收的各磁场的大小等，求出以原点G为基准的第I检测元件40a、40b的绝对位置。
[0058]第I检测元件40a、40b搭载于能够由形状传感器10检测管状装置2的整体形状的第I范围、或者能够确定插入部5的范围相对于管状装置2的相对位置的第2范围中的某以个范围内的管状装置2上的至少一个部位。
[0059]第I检测元件40a、40b是用于作为原点G等的规定部位而取得包含管状装置2的配置的信息的管腔4的入口部、例如口部或肛门、以及管腔4的内部、例如大肠等脏器。
[0060]如图9所示，第I检测元件40a是检测管状装置2被施加的加速度的加速度传感器、或者检测管状装置2的至少旋转量的旋转传感器中的一方或双方。第I检测元件40a搭载于能够由形状传感器10检测管状装置2的整体形状的第I范围、或者能够确定插入部5的范围相对于管状装置2的相对位置的第2范围中的某个范围内的管状装置2上的至少一个部位。在此，第I检测元件40a设置于管状装置2中的插入部5的基部。
[0061]如果第I检测元件40a是加速度传感器，则该加速度传感器如图10所示检测管状装置2中的插入部5的基部被施加的加速度，并输出该加速度信号。该加速度信号例如被发送给管状装置用处理装置20。如图10所示，管状装置用处理装置20将加速度信号进行I次积分，求出插入部5的基部的速度，并再次积分(2次积分)而求出位置信息。
[0062]如果第I检测元件40a是旋转传感器，则该旋转传感器检测管状装置2中的插入部5的基部的倾斜、旋转量，例如航向角、俯仰轴、横滚轴各自的倾斜、旋转量。
[0063]如图11所示，第2检测元件41a、41b包括磁传感器。例如，第2检测元件41a设置于管腔4中的至少一个部位、例如被检体3的口部周边。
[0064]第2检测元件41a、41b设置于与管腔4的位置关系已确定的部位，例如载置被检体3的检查台6，检测管腔4的入口的位置信息。在包括坐标系的原点G在内的例如3个部位G、Ql、Q2分别设置有天线或发送器。
[0065]控制部26分别控制管状装置用处理装置20中的光源装置21、图像处理装置22、光出射检测装置23、弯曲形状运算部24、相对位置检测部25，输入从管状装置2的摄像元件输出的图像信号，对该图像信号进行处理，取得管腔4内的内窥镜图像，进行用于将该内窥镜图像显示到例如显示器上的一系列动作控制。
[0066]接下来，说明上述那样构成的相对位置检测系统的作用效果。
[0067](I)如图2所示，医生等操作者H操作内窥镜装置，将管状装置2的插入部5配置在规定的部位，例如从管腔4的入口即患者等的口部、管腔4内的脏器的入口、血管的分离部等位置起的管状装置2的位置等需要配置信息的部位，进而从患者等的口部插入到胃部等的管腔4内。内窥镜装置I开始摄像，从管腔4的入口对胃部等的管腔4内进行摄像，取得其图像，进行该管腔4内的病变部等的观察或处置、该病变部或异物等的采集等。管状装置2的插入部5从例如患者等的口部插入到胃部等的管腔4内后，弯曲为与该管腔4的形状相应的形状而在管腔4内行进。
[0068]在此，管状装置2的插入部5配置到规定的部位、例如管腔4的入口后，形状传感器10检测与该插入部5弯曲时的弯曲的方向和大小相应的光信息，作为管状装置2中的插入部5的形状。S卩，如图3所示，在光出射检测装置23中，从光源32射出光时，该光经由投光透镜33、隔离件34、反射镜35、聚光透镜36而入射至光纤10b。入射至光纤1b内的光在光纤1b内传播，在反射镜38反射而返回光纤1b内。
[0069]这时，如果插入部5弯曲，则形状传感器10伴随着插入部5的弯曲而构成光纤传感器的光纤1b弯曲，伴随于此，在光纤1b内传导的光的一部分经由光检测部1a而出射到外部(漏出)。即，光检测部1a使光纤1b的光学特性、例如光传导量变化。如图4A、图4B、图4C所不，该光传导量在将光纤1b向设置有光检测部1a的一侧弯曲时最多，光纤1b不弯曲的光传导量其次，将光纤1b向设置有光检测部1a的一侧的相反侧弯曲时的光传导量最小。这样的光传导量的光由反射镜35反射，经由聚光透镜37入射至弯曲形状检测部30。弯曲形状检测部30将与入射的光的光传导量相应的信号发送至弯曲形状运算部24。
[0070]弯曲形状运算部24基于作为弯曲形状检测部30的检测结果的光的光传导量，运算出实际弯曲的部分的弯曲形状。
[0071]相对位置检测部25基于由形状传感器10检测并由弯曲形状运算部24求出的管状装置2的形状、插入部5的至少一个部位、以及管腔4上的至少一个部位，取得管状装置2相对于管腔4的配置信息。
[0072](2)如图5所示，相对位置检测部25检测在管状装置2中能够由形状传感器10检测形状的第I范围中的至少一个部位和管腔4上的至少一个部位的相对位置关系。
[0073]具体地说，相对位置检测部25检测能够由形状传感器10检测形状的第I范围或能够确定插入部5的范围相对于管状装置2的相对位置的第2范围中的某一个范围的至少一个部位和管腔4上的至少一个部位的相对位置关系。
[0074]具体地说，相对位置检测部25基于由形状传感器10检测的管状装置2的形状、SP由弯曲形状运算部24求出的管状装置2的弯曲形