专利名称：光学式位移传感器以及操作装置的制作方法一般而言，在内窥镜、医疗用机械手、处置器具等操作装置中，在插入到患者体内的插入部中具备弯曲的动作部。在大多的这些动作部中，采用了通过线等线状动力传递部件的牵引驱动的机构。为了对操作装置进行准确操作，需要设置检测动作部的弯曲角度的单元。但是由于操作装置的直径较细，因此难以内置以往的位移传感器和编码器。此外，在 操作装置的自由度高的情况下，伴随关节数的增加，检测这些部件的弯曲角度的单元数量变多，该检测单元的计测部中的电布线变多。难以穿过较细的操作装置内的机械机构的缝隙进行较多的布线。例如在专利文献I中公开了不需要在计测部中进行电布线的光学式位移传感器。专利文献I所公开的光学式位移传感器在被可动支撑的编码板的面上具有透射率沿着其移动方向而不同的读取用通道、以及夹着该读取用通道相对配置的发光头和受光头。该光学式位移传感器利用如下情况计测编码板的移动从发光头发出、透过读取用通道并由受光头接收的光量由于编码板的移动而发生变化。现有技术文献专利文献专利文献I :日本实开昭55-40312号公报
发明所要解决的课题上述专利文献I所公开的光学式位移传感器检测旋转体的旋转信息，不像内窥镜、医疗用机械手、处置器具等操作装置的动作部那样，检测线等线状动力传递部件在长度方向上的移位。本发明的目的在于提供一种能够检测线状动力传递部件在长度方向上的移位的小型的光学式位移传感器、以及能够使用该光学式位移传感器检测动作部的弯曲角度的操作装置。用于解决课题的手段根据本发明的一个方式，光学式位移传感器的特征在于，具有线状动力传递部件，其在长度方向上移动；保持部件，其以能够在长度方向上移动的方式保持所述线状动力传递部件；光学元件，其具有沿着所述线状动力传递部件的移动方向连续变化的光学特性；发出光的光源；受光部，其将入射的光的光学特性转换为电信号；线状光传送部件，其引导从所述光源发出的光使该光射出到所述光学元件，并且将从所述光学元件入射的光引导至所述受光部，并相对于所述光学元件具有恒定距离地保持有从所述光源发出的光的出射位置和从所述光学元件入射的所述光的入射位置；以及计算部，其根据所述受光部输出的电信号，计算所述线状动力传递部件的移动方向上的所述线状动力传递部件与所述保持部件之间的移位量。此外，根据本发明的一个方式，操作装置的特征在于，具有长且细径的管状部件；线状动力传递部件，其被贯穿插入到所述管状部件；动作部，其配置于所述管状部件的一端，固定所述线状动力传递部件的一端，并且通过该线状动力传递部件在长度方向上的移动进行弯曲动作；驱动部，其固定所述线状动力传递部件的另一端，并且使该线状动力传递部件在长度方向上移动；权利要求I所述的光学式位移传感器，其计测所述线状动力传递部件的移位量；以及运算部，其根据由所述光学式位移传感器计测的所述线状动力传递部件的移位量计算所述动作部的弯曲角度。发明的效果根据本发明，本光学式位移传感器仅由光学元件构成，利用伴随线状动力传递部 件在长度方向上的移位而发生变化的光学特性来检测线状动力传递部件的移位量。因此根据本发明，能够提供小型且节省空间的光学式位移传感器。此外，能够提供可使用该光学式位移传感器检测动作部的弯曲角度的操作装置。图I是作为本发明的操作装置的第I实施方式的医疗用机械手的概略图。图2是示出本发明的第I实施方式的光学式位移传感器中的位移传感器连杆部的结构的一例的图。图3A是示出第I实施方式的光学式位移传感器中的反射部的结构的一例的立体图。图3B是不出第I实施方式的光学式位移传感器中的反射部的结构的一例的剖视图。图3C是不出第I实施方式的光学式位移传感器中的反射部的结构的一例的俯视图。图4A是不出第I实施方式的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的立体图。图4B是不出第I实施方式的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的剖视图。图4C是不出第I实施方式的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的剖视图。图5是示出第I实施方式的光学式位移传感器中的线的移位与反射光的强度的关系的一例的图。图6A是说明线的移位和医疗用机械手的动作部的弯曲角度的关系的图，是示出笔直状态的图。图6B是说明线的移位和医疗用机械手的动作部的弯曲角度的关系的图，是示出弯曲状态的图。图7是示出第I实施方式的第I变形例的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的剖视图。图8A是示出第I实施方式的第2变形例的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的图。图SB是示出第I实施方式的第2变形例的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的另一例的图。图SC是示出第I实施方式的第2变形例的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的概略的剖视图。图8D是示出第I实施方式的第2变形例的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的另一例的概略的剖视图。 图9A是示出第I实施方式的第3变形例的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的概略的剖视图。图9B是示出第I实施方式的第3变形例的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的另一例的概略的剖视图。图10是示出第I实施方式的第4变形例的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的剖视图。图11是示出本发明的第2实施方式的光学式位移传感器中的透射板支撑部的结构的一例的立体图。图12是不出第2实施方式的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的立体图。图13A是不出第2实施方式的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的剖视图。图13B是不出第2实施方式的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的剖视图。图13C是不出第2实施方式的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的剖视图。图14是示出第2实施方式的光学式位移传感器中的线的移位与透射光的强度的关系的一例的图。图15A是示出第2实施方式的第I变形例的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的剖视图。图15B是示出第2实施方式的第I变形例的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的另一例的剖视图。图16A是示出第2实施方式的第2变形例的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的一例的图。图16B是示出第2实施方式的第2变形例的光学式位移传感器中的位移传感器部的结构的另一例的图。图17是示出本发明的第3实施方式的光学式位移传感器中的偏振片支撑部的结构的一例的图。图18是示出本发明的第4实施方式的光学式位移传感器中的位移传感器连杆部的周边部分的概略的立体图。图19是示出第4实施方式的光学式位移传感器中的位移传感器连杆部的导孔的一例的立体图。图20是示出第4实施方式的光学式位移传感器中的沿着导孔的位移传感器连杆部的一例的剖视图。图21是示出第4实施方式的光学式位移传感器中的线的径向截面的一例的图。图22是示出第4实施方式的光学式位移传感器中的线的轴向截面的一例的图。 图23是示出第4实施方式的光学式位移传感器中的位移传感器连杆部和线的截面的一例的图。图24是示出第4实施方式的光学式位移传感器中的线的移位与反射光的强度的关系的一例的图。图25A是示出第4实施方式的光学式位移传感器中的位移传感器连杆部和线的变形例的主要部分的一例的侧视图。图25B是示出第4实施方式的光学式位移传感器中的位移传感器连杆部和线的变形例的主要部分的一例的立体图。

控制部22通过未图示的照相机，基于将该插入部I的动作部和处置部位等收纳到同一视野而拍摄的图像的信号，将该图像显示到由显示器等构成的显示部24上。操作者为了在观察该照相机拍摄并显示在显示部24上的图像的同时，使动作部12进行想要的动作，对例如操纵杆或把手等操作部23进行操作。操作部23将操作者输入的信号输出到控制部22。控制部22根据从操作部23输入的信号，用预定的计算方法生成动作部21进行动作所需的用于使驱动部21的电机动作的信号，并将该信号输出到驱动部21。驱动部21根据从控制部22输入的该信号使电机动作。其结果，线13被送出或牵引，并在插入部I的长度方向上移动。动作部12通过该线13的移位而发生弯曲。例如，在牵引I根线、并送出关于动作部12的圆周面中心处于与该线对称的位置的线的情况下，动作部12相对于该中心轴朝被牵引的线所处位置的方向弯曲。动作部12在关于插入部I的圆周面中心旋转对称的位置具有2组关于该中心对称的2根线，因此能够朝所有的方向自由弯曲。管状部11例如作为长且细径的管状部件发挥功能。线13例如作为线状动力传递 部件发挥功能。动作部12例如作为固定线状动力传递部件的一端，并且通过线状动力传递部件在长度方向上的移动进行弯曲动作的动作部发挥功能。驱动部21例如作为固定线状动力传递部件的另一端，并且使线状动力传递部件在长度方向上移动的驱动部发挥功能。如图I所示，在插入部I的管状部11的所述动作部12附近，配设有本实施方式的光学式位移传感器中的计测部即圆柱形状的位移传感器连杆部32。在本实施方式中，位移传感器连杆部32配设于管状部11，但也可以配设为动作部12的一部分。如图2所示，位移传感器连杆部32具有在其长度方向与中心轴平行配置的圆柱形状的位移传感器部33。位移传感器部33的数量与线13的根数相同，在本实施方式中为4个。位移传感器部33在圆周面上的位置取决于线13在插入部I中的贯通位置。线13贯通位移传感器部33。如图3A所,与该贯通部对应地设置有反射部41。图3A是反射部41的立体图。图3B示出剖切反射部41的圆周面后的剖视图。图3C示出从与反射面42相对的方向观察到的反射部41的俯视图。反射部41形成如下形状用与细长的圆筒形状的中心轴平行的面剖切该圆筒形状并在长度方向上设置了平面。所述平面构成了反射面42。反射面42在其面内根据长度方向的位置，将光反射率设为不同。在本实施方式中，反射面42的光反射率从反射面42的长度方向的一端朝另一端连续发生变化。该反射面42例如用如下方式形成通过涂敷在反射部41上形成恒定反射率的部件后，在其上载置透射率连续发生变化的ND滤光片。另外，该反射率的不同不限于模拟的连续变化，也可以是在数字上连续的变化。即，该反射率只要满足所需的分辨率则也可以离散发生变化。反射部41用线13贯穿插入的方式而被固定于线。此外，反射部41 (和反射面42)也可以由具有柔性、且根据线13的弯曲而弯曲的部件构成。反射部41例如作为如下部件发挥功能柱状形状的光反射体支撑部件，其轴线与在长度方向上移动的线状动力传递部件的中心轴线平行，并且具有与该轴线平行的平面；或者设置成能够相对于线状动力传递部件一体移动的光学元件支撑部件。反射面42例如作为如下部件发挥功能光学元件，其具有沿着线状动力传递部件的移动方向连续发生变化的光学特性；或者反射率沿着所述移动方向连续发生变化的光反射体。如图4A所示，在位移传感器部33中，导入光纤31的一端。图4A示出位移传感器部的立体图。图4B示出在该位移传感器部33的长度方向上，沿着图4C所示的4B-4B线的截面的图。图4C示出图4B中的4C-4C线箭头截面。固定于线13的反射部41贯穿插入在反射部用孔43 (支撑部件孔)中，该反射部用孔43在长度方向上与位移传感器部33的中心轴平行地贯通位移传感器部33，由反射部用孔43和反射部41形成嵌合结构。反射部41沿着反射部用孔43滑动自如。并且，在位移传感器部33内与反射部用孔43平行地设置有光纤用孔44，光纤31插入到该光纤用孔44而被固定。光纤31的端部处于该位移传感器部33内。在光纤31的端部位置配设有棱镜46。在位移传感器部33内，在所述反射部用孔43与该棱镜46之间，还具有与所述反射部用孔43垂直的孔即光路孔45。利用这种结构，光纤31的端部与光路孔45的一端用棱镜46以光学方式连接。光纤31通过管状部11内，与该位移传感器部33连接一端(前端侧)的另一端(基端侧)经由未图示的光连接器等与位移传感器信号处理部34连接，该位移传感器信号处理部34设置于管状部11的与配设有动作部12的一端(前端侧)相反侧的一端(基端侧)的外部。如上所述，位移传感器信号处理部34具有光学部35和信号处理部36。光学部35具有光源351、透镜和受光元件352。所述光纤31与光学部35连接。 光学部35内的光源351构成为福射恒定强度的光。光学部35内的透镜等光学部件将光源351辐射的光引导至光纤31。光纤31将所述光传播到位移传感器部33。处于光纤31的端部的棱镜46使通过光纤31引导的光的行进方向改变90度，并通过光路孔45将光照射到反射部41的反射面42。此处，与反射面42的移动方向平行即与线13平行地保持光纤31，以及在用于将光纤31引导的光垂直照射到反射面42的光路变换中使用棱镜46有助于本实施方式的光学式位移传感器的小型化。光学部35内的光源351例如作为发出光的光源发挥功能。光纤31例如作为引导从光源发出的光井射出到光学元件的线状光传送部件发挥功能。棱镜46例如作为使线状光传送部件的光路朝向光学元件的光路变换部件发挥功能。所述反射面42对所入射的光进行反射。此时,在为了使插入部I的动作部12动作而使线13在其长度方向上移动时，固定于线13的反射部41也伴随线13的移动而在长度方向上移动。如上所述，设置于反射部41的反射面42的光反射率在长度方向上连续发生变化。反射面42也伴随反射部41的移动而移动，与此相对,将向反射面42射出光的光纤31的端部、棱镜46以及光路孔45固定到位移传感器部33。即，在位移传感器部33中相对于反射面42具有恒定距离地保持光从光源351的出射位置。因此，对朝向反射面42射出的光进行反射的部分的反射面42的反射率根据线13的移位发生变化。因此，入射到反射面42并被反射的光的強度根据线13的移位发生变化。此外，如上所述反射部41与位移传感器部33的反射部用孔43成为嵌合结构。因此，反射部41在位移传感器部33内不发生变形，因此所述光的光路长度不发生变化。图5示出线13的移位与反射光的強度的关系的一例。位移传感器部33例如作为可移动地保持设置有光学元件的部分的线状动カ传递部件的保持部件发挥功能。此外，位移传感器部33例如作为相对于所述光学元件具有恒定距离地保持线状光传送部件的光的出射位置和入射位置的保持部件发挥功能。在本实施方式中，为了使光纤13兼用作引导从光学部35射出到反射面42的光的线状光传送部件和将从反射面42反射的光引导至光学部35的线状光传送部件，使反射面42反射的光通过与向反射面42射出时相同的光路来弓丨导至光学部35。即，反射面42反射的光通过光路孔45入射到棱镜46。棱镜46使所述反射光的行进方向改变90度，并将该反射光引导至光纤31。光纤31将所述反射光传播到光学部35。光纤31例如作为将从光学元件入射的光引导至受光部的线状光传送部件发挥功能。在以上的说明中，使用了作为线状光传送部件的光纤31、棱镜46以及光学部35内的光学部件，但还可以进ー步设置使光纤31的射出光成为准直光的凸透镜或球面透镜等。光学部35内的受光元件352接收由所述反射面42反射并经由光纤31传播来的光，生成与光强度对应的电信号。光学部35将所生成的电信号输出到信号处理部36。信号处理部36对从光学部35输入的电信号,进行作为在位移传感器中进行的一般的信号处理的波形处理等预定处理。信号处理部36将所得到的信号处理的结果的信号输出到控制部 22。控制部22根据从信号处理部36输入的信号，使用已知信号与移位的关系计算线13的移位量。在本实施方式中，在位移传感器部33中固定从光纤31射出来自光源351的光的出射位置、以及将由反射面42反射后的光入射到光纤31的入射位置。因此，线13的移位量成为线13与位移传感器部33之间的移位量。光学部35内的受光元件352例如作为将从光学元件传播来的光的光学特性转换为电信号的受光部发挥功能。信号处理部36例如作为计算线状动力传递部件与保持部件之间的移位量的计算部发挥功能。控制部22根据这样计算出的线13的移位量计算动作部12的弯曲角度。根据线13的移位量计算动作部12的弯曲角度的方法各种各样。I个方法是ー边实际使线13的移位量进行各种改变一边测量动作部12的弯曲角度，并导出其关系式。或者，可以制成线13的移位量与动作部12的弯曲角度的关系的表，并读出该表。由此，控制部22例如作为根据线状动力传递部件的移位量计算动作部的弯曲角度的运算部发挥功能。參照图6A和6B说明根据线13的移位量求出动作部12的弯曲角度的另一方法。如图6A所示，在动作部12的前端附近，有安装线13的线安装位置Pl。在动作部12中，有在牵引线13时弯曲的部分的最基端侧的弯曲开始位置P2。将线安装位置Pl与弯曲开始位置P2之间在中心轴线C上的长度设为し将中心轴线C到线安装位置Pl的径向长度设为r。如图6B所示，驱动部21在将一方的线13牵引Λ χ，另一方的线13送出Ax时，在Pl到Ρ2的曲率在任意ー个位置都相同的情况下，L不发生变化，因此线13的移位量ΛΧ相对于弯曲开始位置Ρ2与线安装位置Pl之间的角度Θ的关系成为Θ=ΛΧ/Γ。此处说明了关于I组动作部12的中心处于对称的位置的线13，但在同时牵引和送出多组线13的情况下上式也成立。因此，如果求出线13的移位，则也求出动作部12的弯曲量。如上所述，本实施方式的光学式位移传感器在插入部I内仅使用光纤31和棱镜46等光学部件构成，并且即使动作部的关节数増加，位移传感器连杆部32的数量也不增加。因此，本实施方式的光学式位移传感器能够小型化，还能够搭载于直径为10_以下的细径的医疗用机械手。此外，在插入部I内，没有为了用于位移传感器而使用电气部件，因此不需要电源线和信号线的布线，从而节省空间。本实施方式的操作装置能够通过将光学式位移传感器的位移传感器连杆部32设置于动作部12附近，更准确地求出动作部12的实际移位。在ー边使用通过本光学式位移传感器得到的实际移位与目标移位的差分进行反馈控制ー边使驱动部21的电机动作时，能够提高动作部12的定位精度。在本实施方式中，在插入部I内没有使用任何电气部件，因此设置于插入部I的光学式位移传感器的计测部即位移传感器连杆部32在使用时不会受到电噪声的影响。并且由于相同理由，插入部I的灭菌和清洗也容易。如果在插入部I的前端内置照相机，则操作者能够ー边在显示部24上观察插入部I的前端所朝方向的图像，ー边对操作部进行操作。由此，能够容易地使动作部12进行想要的动作。接着，參照附图来说明本实施方式的变形例。此处，对与本实施方式相同的部分标注相同标号并省略其说明。
首先，參照与本实施方式中的图4C相当的图7，说明本实施方式的第I变形例的光学式位移传感器。在本变形例中，为了防止反射部41相对于位移传感器部33在圆周方向上旋转，在位移传感器部33和反射部41中分别设置凹部和凸部，并构成为凹部和凸部嵌合。图7所示的形状是ー个例子，反射部41和位移传感器部33的截面形状只要是相互嵌合并且不旋转的形状，则可以是任何形状。接着，參照与本实施方式中的图3A相当的图8A和8B，说明本实施方式的第2变形例的光学式位移传感器。反射部41的形状可以如图8A所示那样是具有贯穿插入线13的中间空间的四棱柱，也可以如图8B所示那样是具有贯穿插入线13的中间空间的三棱柱。图8C和8D是图8A和图8B的各个情况下的、与本实施方式中的图4C相当的剖视图。如这些图所示，所述反射部41与位移传感器部33形成嵌合结构。能够利用这种形状，与第I变形例同样地防止反射部41相对于位移传感器部33的圆周方向的旋转。其结果，能够稳定进行向反射部41的光照射和来自反射部41的反射光的接收。另外，在第I实施方式及其第I和第2变形例中，反射部41可以不具有线13贯穿插入的中间空间，而是在反射部41的长度方向两端面上固定线13的结构。接着，參照与本实施方式中的图4B相当的图9A和9B，说明本实施方式的第3变形例的光学式位移传感器。在图9A所示的变形例中，将本实施方式中的位移传感器部33的棱镜46置换为反射镜47。S卩，通过光纤31将从光学部35的光源351射出的光引导至反射镜47。反射镜47将引导来的所述光的行进方向改变90度。经由光路孔45将所述光照射到反射部41。此外，在图9B所示的变形例中，光纤31贯穿插入到光纤用孔44中，在光纤用孔44的端部弯曲，并贯穿插入到光路孔45中。在图9A和9B的任意一个结构中，都将待传播的光垂直照射到反射部41的反射面42。反射面42的反射光被光纤31通过与入射光相同的光路引导至光学部35。由此，反射镜71和光纤31的弯曲部例如作为使线状光传送部件的光路朝向光学元件的光路变换部件发挥功能。接着，參照与本实施方式中的图4C相当的图10，说明本实施方式的第4变形例的光学式位移传感器。在本变形例中，将向反射面42的入射光的光路和来自反射面42的反射光的光路设为不同。S卩，将光学部35内的光源351福射的光引导至光纤31。光纤31a将所述光传播到位移传感器部。处于光纤31a的端部的棱镜46a改变通过光纤31a引导的光的行进方向，并通过光路孔45a将光照射到反射部41的反射面42。反射面42反射的光通过光路孔45b入射到棱镜46b。棱镜46b改变所述反射光的行进方向，并将该光引导至光纤31b。光纤31b将所述反射光传播到光学部35。由此,光纤31a例如作为将光从光源引导至所述光学元件的第I线状光传送体发挥功能，光纤31b例如作为将光从光学元件引导至所述受光部的第2线状光传送体发挥功能。可以分别组合使用第3变形例、第4变形例以及第I或第2变形例。[第2实施方式]參照附图来说明本发明的第2实施方式。此处，限定为与第I实施方式的不同点进行说明。对与第I实施方式相同的部分标注相同标号并省略其说明。在第I实施方式中，在位移传感器部33内设置光反射率根据长度方向的位置发生变化的反射面42。在第I实施方式中，不出了如下的光学式位移传感器将由光纤31引导的光照射到该反射面42，得到反射光，根据反射光強度计测反射面42的位置、即线13的移位。在第2实施方式中，在位移传感器部33内，替代将光反射率设为不同的部件，而设置将光透射率设为不同的部件。 S卩，如图11所示，本第2实施方式的光学式位移传感器替代所述第I实施方式中的反射部41，而具有透射板支撑部51和透射板52。透射板支撑部51例如形成贯穿插入了线13的细长的圆筒形状，并在圆筒的外部支撑透射板52。透射板52例如形成细长的平板形状，安装成与透射板支撑部51的圆周面垂直且透射板支撑部51的中心轴与透射板52的长度方向平行。透射板52的光透射率根据其长度方向的位置而不同。如图11所示，在本实施方式中，透射板52的光透射率从长度方向的一端朝另一端连续发生变化。该光透射率的不同可以不是模拟的连续变化，而是数字的连续变化。透射板支撑部51用贯穿插入线13的方式而被固定于线。并且，透射板支撑部51和透射板52由具有柔性的部件形成，根据线的弯曲而弯曲。由此，透射板支撑部51例如作为设置成可相对于线状动カ传递部件一体移动的光学元件支撑部件发挥功能。透射板52例如作为如下部件发挥功能光学元件，其具有沿着线状动力传递部件的移动方向连续发生变化的光学特性；或者透射率沿着所述移动方向连续发生变化的光透射体。在本实施方式中，如图12、13A、13B和13C所示，在位移传感器部33中，导入了光纤31a和光纤31b。固定于线13的透射板支撑部51贯穿插入透射板支撑部用孔53 (支撑部件孔)，用透射板支撑部51以及透射板52和透射板支撑部用孔53形成嵌合结构，所述透射板支撑部用孔53在长度方向上与位移传感器部33的中心轴平行地贯通位移传感器部33，并与透射板支撑部51以及透射板52的形状对应。透射板支撑部51以及透射板52沿着透射板支撑部用孔53滑动自如。位移传感器部33与透射板支撑部用孔53平行地具有光纤用孔44a和光纤用孔44b。光纤用孔44a和光纤用孔44b例如处于以贯穿插入透射板支撑部用孔53的透射板52为对称轴的对称位置。光纤31a和光纤31b分别被插入并固定到该光纤用孔44a和光纤用孔44b中。位移传感器部33在其内部，在光纤用孔44a和光纤用孔44b的端部、且夹着透射板52对峙的位置具有棱镜46a和棱镜46b。位移传感器部33在连接棱镜46a和棱镜46b的位置具有光路孔54a和光路孔54b。棱镜46a和棱镜46b使光路改变90度，以夹着透射板52、光路孔54a和光路孔54b，连接光纤31a和光纤31b的光路。与第I实施方式同样,光纤31a将光学部35内的光源351福射的光传播到位移传感器部。处于光纤31a的端部的棱镜46a使通过光纤31a引导的光的行进方向改变90度，并通过光路孔54a将光照射到透射板52。
入射的光透过透射板52。此时，在为了使插入部I的动作部12动作而使线13在其长度方向上移动时，固定于线13的透射板支撑部51也伴随线13的移动而在长度方向上移动。设置于透射板支撑部51的透射板52的光透射率在长度方向上连续发生变化，因此入射并透过透射板52的透射光的強度根据线13的移位发生变化。透射板52与位移传感器部33的透射板支撑部用孔53成为嵌合结构，在位移传感器部33内不发生变形，因此光路不发生变化。图14示出线13的移位与透射光的強度的关系的一例。透过透射板52的光通过光路孔54b入射到棱镜46b。棱镜46使所述透射光的行进方向改变90度，并将该透射光引导至光纤31b。光纤31b将所述透射光传播到光学部35。与第I实施方式同样，传播到光学部35的所述透射光被进行信号处理。结果求出线13的移位。由此，光纤31a例如作为引导来自光源的光井射出到光透射体的第I线状光传送体发挥功能。光纤31b例如作为入射透过所述光透射体后的光并将其引导至受光部的第2线状光传送体发挥功能。
与第I实施方式同样,本实施方式的光学式位移传感器在插入部I内仅使用光纤和棱镜等光学部件，而没有使用电气部件。因此，不需要电源线和信号线的布线。并且，即使动作部的关节数増加，位移传感器连杆部32的数量也不增加。因此，本实施方式的光学式位移传感器可实现小型且节省空间。此外，在本实施方式中，与第I实施方式同样，能够通过将光学式位移传感器的位移传感器连杆部设置于动作部12附近，更准确地求出动作部12的实际移位。其结果，能够提高插入部I的定位精度。在插入部I内没有使用电气部件，因此设置于插入部I的光学式位移传感器的计测部即位移传感器连杆部在使用时不会受到电噪声的影响。并且该插入部I的灭菌和清洗也容易。接着，參照附图来说明第2实施方式的变形例。此外，对与该实施方式相同的部分标注相同标号并省略其说明。图15A和15B相当于本实施方式中的图13C。如该图15A和15B所示，本实施方式的第I变形例的光学式位移传感器不将透射板支撑部设为圆柱形状而设为了三棱柱或四棱柱。与第I实施方式及其变形例同样，透射板支撑部51可以不具有线13贯穿插入的中间空间，而是在透射板支撑部51的长度方向两端面上固定线13的结构。接着，參照与本实施方式中的图13B相当的图16A和16B，说明本实施方式的第2变形例的光学式位移传感器。与所述第I实施方式的第2变形例同样，在第2实施方式中，可以如图16A所不,将位移传感器部33的棱镜46a和46b分别置换为反射镜47a和47b,可以如图16B所示，使光纤31a和31b弯曲。在置换为了反射镜47a和47b的情况下,通过光纤31a将从光学部35的光源351射出的光引导至反射镜47a。反射镜47a将引导来的所述光的行进方向改变90度。所述光通过光路孔54a，透过透射板52，并通过光路孔54b到达反射镜47b。反射镜47b使所述光的行进方向改变90度，并将该光引导至光纤3 Ib。在使光纤31a和31b弯曲的情况下，光纤31a和光纤31b分别贯穿插入到光纤用孔44a和44b中，在光纤用孔44a和44b的端部弯曲，并分别贯穿插入到光路孔54a和54b中。无论是哪ー个结构，传播的光都与透射板52垂直地透过透射板52。
可以与第I变形例组合使用第2变形例。[第3实施方式]參照附图来说明本发明的第3实施方式。此处，限定为与第2实施方式的不同点进行说明。对与第2实施方式相同的部分标注相同标号并省略其说明。在所述第2实施方式中，在位移传感器部33内设置光透射率根据长度方向的位置发生变化的透射板52。作为第2实施方式，示出了如下的光学式位移传感器将由光纤31a引导的光照射到该透射板52，得到透射光，根据透射光強度计测透射板52的位置、即线13的移位。在第3实施方式中，在位移传感器部33内，替代将光透射率设为不同的部件，而设置将偏振特性设为不同的部件。如图17所示，第3实施方式的光学式位移传感器分别将參照图11说明的第2实施方式中的透射板支撑部51变更为偏振片支撑部61、将透射板52变更为偏振片62。其他结构与第2实施方式相同。偏振片62的偏振特性根据其长度方向的位置而不同。在本实 施方式中，如图17所示，根据偏振片62的长度方向的位置，偏振的角度以所需的分辨率离散不同。由此，偏振片支撑部61例如作为设置成可相对于线状动カ传递部件一体移动的光学元件支撑部件发挥功能。偏振片62例如作为光学元件发挥功能，该光学元件具有沿着线状动カ传递部件的移动方向连续不同的光学特性。本实施方式的位移传感器部33与參照图12、13A、13B和13C说明的第2实施例中的位移传感器部33相同，不同点为分别将透射板支撑部51变更为偏振片支撑部61、将透射板52变更为偏振片62。与第2实施方式同样，光纤31a将光学部16内的光源351辐射的所述光传播到位移传感器部。处于光纤31a的端部的棱镜46a是全反射棱镜。棱镜46a使通过光纤31a引导的光的行进方向改变90度，并通过光路孔54a将光照射到偏振片62。偏振片62在使所入射的光透过时偏振。此时，在为了使插入部I的动作部12动作而使线13在其长度方向上移动时，固定于线13的偏振片支撑部61也伴随线13的移动而在长度方向上移动。设置于偏振片支撑部61的偏振片62的偏振角度沿长度方向而不同，因此入射并透过偏振片62的透射光的偏振的角度根据线13的移位发生变化。透过偏振片62的光通过光路孔54b入射到棱镜46b。棱镜46是全反射棱镜,使光的行进方向改变90度,并将光引导至光纤31b。与第2实施方式同样，光纤31b将所述透射光传播到光学部35。光学部35具有旋转的偏振片等、能够得到偏振的角度信息的器具，能够得知透射光的偏振的角度变化。通过得知透射光的偏振的角度变化，得到线13的相对移位信息。由此，光纤31a例如作为引导来自光源的光井射出到光透射体的第I线状光传送体发挥功能。光纤31b例如作为入射透过所述光透射体后的光井引导至受光部的第2线状光传送体发挥功能。与第I和第2实施方式同样,本实施方式的光学式位移传感器在插入部I内仅使用光纤和全反射棱镜等光学元件，而不使用电气部件。因此，不需要电源线和信号线的布线。并且，即使动作部的关节数増加，光学元件的数量也不增加。其结果，本光学式位移传感器可实现小型且节省空间。在本实施方式中，与第I实施方式同样，能够通过将光学式位移传感器的位移传感器连杆部设置于动作部12附近，更准确地求出动作部12的实际移位。其结果，能够提高动作部的定位精度。并且，在插入部I内没有使用电气部件，因此设置于插入部I的光学式位移传感器的计测部即位移传感器连杆部在使用时不会受到电噪声的影响。并且该插入部I的灭菌和清洗也容易。在第I或第2实施方式中，反射部41的光反射率或透射板52的光透射率根据其位置而模拟地连续不同，与其不同，本实施方式的偏振片62的偏振的角度根据其位置而离散不同。但是，以所需的分辨率离散不同，即数字地连续不同，因此能够与上述第I和第2实施方式同样地进行移位量检测。并且，在本实施方式中，利用了偏振特性，因此在本实施方式中不需要在第I和第2实施方式中所需的、与光源的辐射光的强度变化和光学部件中的光強度的衰减等光强度变化对应的校正。作为本实施方式的变形例，能够与第2实施方式的变形例设为相同。即，在第I变形例中，与參照图15A和15B说明的第2实施例的第I变形例相同，位移传感器部33不限于圆柱形状，也可以设为三棱柱或四棱柱的形状。此外，与第I实施方式及其变形例同样，偏振片支撑部61可以不具有线13贯穿插入的中间空间，而是在偏振片支撑部61的长度方向两端面上固定线13的结构。在第2变形例中，可以与參照图16A说明的第2实施方式的第2变形例相同，将位 移传感器部33的全反射棱镜46a、46b置换为反射镜47a、47b。与參照图16B说明的第2实施方式的第2变形例相同，光纤31a和光纤31b可以是如下结构分别贯穿插入光纤用孔44a和44b，在光纤用孔44a和44b的端部弯曲，并分别贯穿插入到光路孔54a和54b中。可以与第I变形例组合使用第2变形例。[第4实施方式]參照附图来说明本发明的第4实施方式。此处，限定为与第I实施方式的不同点进行说明。对与第I实施方式相同的部分标注相同标号并省略其说明。在第I实施方式中，在作为线状动カ传递部件发挥功能的线13中设置了作为光学元件、或光反射体发挥功能的反射面42。作为线状光传送部件发挥功能的光纤31被保持于位移传感器部33，位移传感器部33作为相对于上述光学元件以恒定距离保持线状光传送部件的光的出射位置和入射位置的保持部件发挥功能。在第4实施方式中，将作为线状光传送部件发挥功能的光纤31保持于作为线状动力传递部件的线413，在作为在长度方向上可移动地保持线413的保持部件发挥功能的光学式位移传感器400中设置作为上述光学元件、或上述光反射体发挥功能的反射面442。在第4实施方式中,光学式位移传感器400和位移传感器连杆部432 —体形成。光学式位移传感器400和位移传感器连杆部432可以分开，将光学式位移传感器400组装到位移传感器连杆部432中。图18示出位移传感器连杆部432的周边部位的概略。如图18所示，位移传感器连杆部432具有4个导孔433。导孔433直线贯通位移传感器连杆部432。4根线413分别通过4个导孔433。线413可相对于位移传感器连杆部432在长度方向上移动。线413至少在后述的反射面442所处的范围内直线移动。图19示出位移传感器连杆部432的导孔433。图20示出沿着导孔433的位移传感器连杆部432的截面。如图19和图20所示，在导孔433的内表面的整周范围内形成反射面442。与上述第I实施方式同样，反射面442在其面内根据长度方向的位置，将光反射率设为不同。反射面442的光反射率从反射面442的长度方向的一端朝另一端连续发生变化。图21和图22示出线413。图21是示出了线413的径向截面的立体图。图22是线413的轴向的剖视图。如图21和图22所示，线413由中空线构成，具有在其全长范围内延伸的中空部452。光纤31的至少一部分通过线413的中空部452内。在线413的中空部452内，在光纤31的前端侧位置处，设置有作为光路变换部件的棱镜46，该棱镜46具有使从光纤31射出的光的光路弯曲的作用。棱镜46例如使从光纤31射出的光弯折90°。线413具有光路孔45，该光路孔45是能够进行棱镜46与线413的外部空间之间的光的来往的透光部。此处光路变换部件还包含通过偏转使光路弯曲的元件、和通过反射使光路弯曲的元件，可以用反射镜等替代棱镜46。图23示出位移传感器连杆部432和线413的截面。如图23所示，形成于线413的光路孔45与反射面442相対。在图23中，为了容易知晓反射面442，线413的外周面与导孔433的反射面442具有间隙，但实际上线413和导孔433能够在长度方向上滑动。在为了使图I所示的插入部I的动作部12动作(弯曲)而使线413在其长度方向上移动时，光纤31和棱镜46与线413 —起移动。其结果，如上述第I实施方式所不，光纤31将从光源351发出的光照射到反射面442，并且将由反射面442进行反射后的光传送到 受光部。此时，位移传感器连杆部432与线413的相对位置发生变化。因此，设置于位移传感器连杆部432的导孔433的反射面442如上述那样，光反射率在长度方向上连续发生变化，因此入射到反射面442并被反射的光的強度根据线413的移位发生变化。图24示出该线413的移位与反射光的強度的关系的一例。如前所述，将光纤31 (和棱镜46)保持在线413的中空部452内。线状光传送部件的光的出射位置和入射位置隔着作为中空线的线413的周壁413a，相对于所述光学元件具有恒定距离。线413被可滑动地保持于位移传感器连杆部432(光学式位移传感器400)。由此,位移传感器连杆部432 (光学式位移传感器400)作为保持部件发挥功能。线413例如作为线状动カ传递部件发挥功能。反射面442例如作为光学元件发挥功能，该光学元件具有沿着线状动力传递部件的移动方向连续发生变化的光学特性。设置有反射面442的位移传感器连杆部432 (光学式位移传感器)例如作为在长度方向上可移动地保持线状动力传递部件的保持部件发挥功能。根据线413的移位量计算动作部12的弯曲角度的方法如上述第I实施方式所示，因此省略其说明。在本第4实施方式中，作为线状光传送部件的光纤31通过线413的中空部452。因此，不需要重新确保用于配置线状光传送部件的空间。因此，根据本实施方式，能够容易地使得插入部I小型化/细径化。此外，在直线贯通位移传感器连杆部432的导孔433的内表面形成有反射面442，因此能够检测线413的直线移动量。用中空线构成了线413，因此加工容易，且成本方面也良好。光纤31即使弯曲损失也较小，因此能够可靠检测移位。光纤31能够容易地极细化，因此能够实现进一歩的小型化和进ー步的细径化。线413也可以替代由中空线构成，而由金属管或盘管构成。线413未必需要在整个长度范围内具有中空部452，可以是局部具有中空部452的结构。并且，线413可以不具有中空部452，而如图25A所示，是光纤31沿着线413b延伸，且在其一方的端面设置有棱镜46的结构。该情况下，位移传感器连杆部432的导孔433的截面形状与图25B所示的光纤31和线413b的截面形状大致相同。反射面442a形成于光纤31侧的导孔433a的内表面。此外，将反射面442直接设置于导孔433的内表面，但也可以是在内表面安装形成有反射面442的其他部件或光学元件的结构。反射面442不需要设置在导孔433的内表面的整周范围内，可以设置于一部分。以上，根据实施方式说明了本发明，但本发明不直接限定于上述实施方式，在实施阶段当然能够在不脱离本发明主g的范围内对结构要素进行变形并具体化。例如，在上述实施方式中，以医疗用机械手为例进行了说明，但在内窥镜或处置器具等其他的操作装置中也同样能够应用。此外，能够通过上述实施方式公开的多个结构要素的适当组合形成各种发明。例如，即使从实施方式所示的全部结构要素中删除几个结构要素，也能够解决发明要解决的课题的栏中记述的课题，并且，在能够得到发明的效果的情况下，删除了该结构要素的结构也可以作为发明而被提取。并且，可适当组合不同实施方式的结构要素。标号说明I :插入部；2 :控制装置；3、400 :光学式位移传感器；11 :管状部；12 :动作部；13、 413 :线；21 :驱动部；22 :控制部；23 :操作部；24 :显示部；31 :光纤；32、432 :位移传感器连杆部；33 :位移传感器部；34 :位移传感器信号处理部；35 :光学部；36 :信号处理部；41 :反射部；42、442 :反射面；43 :反射部用孔；44 :光纤用孔；45 :光路孔；46 :棱镜；47 :反射镜；51 :透射板支撑部；52 :透射板；53 :透射板支撑部用孔；54a :光路孔；54b :光路孔；61 :偏振片支撑部；62 :偏振片；413a :周壁；443 :导孔；452 :中空部。


机械手的插入部(1)在前端具有动作部(12)。动作部(12)根据驱动部(21)驱动的线(13)的移位进行动作。在线(13)设置有位移传感器部(33)。在线(13)的贯通位移传感器部的部分固定有光反射率在线(13)的长度方向上连续地不同的反射面(42)。光源(351)辐射的光被一端固定于位移传感器部(33)的光纤(31)引导并照射到反射面(42)。通过反射面(42)反射的反射光强度根据线(13)的移位而不同。所述反射光由光纤(31)引导至光学部(35)，由受光元件(352)接收并由信号处理部(36)进行信号处理，从而求出线(13)的移位。