JP6413011B2 - 光学式曲がり測定装置及び管状挿入体 - Google Patents
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Description
また、本発明の第2の態様によれば、被挿入体に挿入される管状挿入体であって、上記管状挿入体の長手軸方向に沿って、上記本発明の第1の態様による光学式曲がり測定装置の上記光伝達体を延在配置した、ことを特徴とする管状挿入体が提供される。
本発明の第1実施形態に係る光学式曲がり測定装置10は、図1に示すように、光源12と、導光部材14と、光検出部16と、複数の被検出部18(図1の例では、n個の被検出部18−1,18−2,…,18−9,…,18−n)と、光分岐部20と、反射防止部材22及び24と、から構成される。
波長λと波数kの関係をk=2π/λとする。1次回折は、大きさkを持ち、かつ、波の進行方向の向きを持つ、波数ベクトルK(本明細書において、大文字のKはベクトルであることを表す)の保存則として、下記のように説明できる。
上記第1実施形態では、シングルモードの導光部材14の場合であったが、本発明は、マルチモードの導光部材14であっても、同様に適用可能である。
上記第1実施形態では、グレーティング26の屈折率がコア141の屈折率よりも小さいものとしたが、グレーティング26の屈折率をコア141の屈折率よりも大きくしてもよい。
光学式曲がり測定装置10は、導光部材14を複数本備えていてもよい。
本発明の光学式曲がり測定装置10は、管状挿入体に搭載することができる。
Claims (22)
- 測定光を供給する光源ユニットと、
コアとクラッドとを有し、入射された上記測定光をその長手軸方向に伝達する光伝達体と、
上記光伝達体の上記長手軸方向に異なる複数の部分において、上記コアに接するように又は上記クラッドの一部に設けられ、上記測定光を基に、所定の回折光を生成するグレーティングを各々有する複数の被検出部と、
上記光伝達体から出力される出力光を検出する光検出ユニットと、
を具備し、
上記光検出ユニットは、上記出力光から、上記所定の回折光が有する所定の波長の光を波長分離し、各分離された波長の光の強度変化に基づいて、上記光伝達体の上記複数の部分の特定の方向の曲がり量を独立に測定する、ことを特徴とする光学式曲がり測定装置。 - 上記光検出ユニットは、上記出力光から、上記所定の回折光が有する上記所定の波長の光を波長分離し、各分離された波長に基づいて、上記光伝達体における上記複数の部分の位置を特定する、ことを特徴とする請求項1記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記グレーティングは、光が内部を伝搬または表面で反射するときに回折現象を起こして、入射方向とは異なる方向に光を伝搬させる、周期性を持つ構造を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記グレーティングは、屈折率の実部の周期的変化を含む、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記グレーティングは、屈折率の虚部の周期的変化を含む、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記グレーティングの屈折率の実部は、上記光伝達体の上記コアの屈折率よりも小さい、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記グレーティングの屈折率の実部は、上記光伝達体の上記クラッドの屈折率よりも小さい、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記グレーティングの屈折率の実部は、上記光伝達体の上記コアの屈折率よりも大きい、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記光伝達体は、シングルモードの光ファイバである、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記光伝達体は、マルチモードの光ファイバである、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記グレーティングは、フォトポリマーにより形成される、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記グレーティングは、フォトレジストにより形成される、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記複数の被検出部はそれぞれ、上記光伝達体の上記長手軸まわりの上記特定の方向を中心とする一部に形成される、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記複数の被検出部の内の一部は、上記光伝達体の上記長手軸まわりの上記特定の方向を中心とする一部に形成され、上記複数の被検出部の内の他の一部は、上記光伝達体の上記長手軸まわりの上記特定の方向とは異なる第2の特定の方向を中心とする一部に形成され、
上記特定の方向を中心とする一部に形成された上記一部の被検出部の内、1個の上記グレーティングの上記周期性を持つ構造は、上記第2の特定の方向を中心とする一部に形成された上記一部の被検出部の内の1個の上記グレーティングの上記周期性を持つ構造と異なる周期を有する、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。 - 上記特定の方向を中心とする一部に形成された上記一部の被検出部それぞれの上記グレーティングの上記周期性を持つ構造は、上記第2の特定の方向を中心とする一部に形成された上記一部の被検出部それぞれの上記グレーティングの上記周期性を持つ構造と異なる周期を有する、ことを特徴とする請求項14に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記複数の被検出部は、上記グレーティングの上記周期性を持つ構造が、上記光源ユニットに近い側から遠い側に向かって、周期が短くならない方向の順番で並ぶように、上記光伝達体に設けられる、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記光源ユニットと上記光検出ユニットは、上記光伝達体に対して同じ側にある、ことを特徴とする請求項16に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記光源ユニットと上記複数の被検出部との間に設けられたクラッドモード除去部材を更に具備する、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記複数の被検出部間に設けられたクラッドモード除去部材を更に具備する、ことを特徴とする請求項3に記載の光学式曲がり測定装置。
- 上記光検出ユニットによって波長分離される光は、上記複数の被検出部のグレーティングにて複合的に引き起こされる特定の波長の光の光強度の変化を受けた光である、請求項1乃至19の何れかに記載の光学式曲がり測定装置。
- 演算部をさらに備え、
上記光伝達体は、被挿入体に挿入される管状挿入体の長手軸方向に沿って延在配置され、
上記演算部は、上記光検出ユニットが測定した上記光伝達体の曲がり量と湾曲方向とに基づいて、上記管状挿入体の3次元形状を演算する、ことを特徴とする請求項1乃至20の何れかに記載の光学式曲がり測定装置。 - 被挿入体に挿入される管状挿入体であって、
上記管状挿入体の長手軸方向に沿って、請求項1乃至20の何れかに記載の光学式曲がり測定装置の上記光伝達体を延在配置した、ことを特徴とする管状挿入体。
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