JP2006218193A - Optical element - Google Patents
Optical element Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006218193A JP2006218193A JP2005036314A JP2005036314A JP2006218193A JP 2006218193 A JP2006218193 A JP 2006218193A JP 2005036314 A JP2005036314 A JP 2005036314A JP 2005036314 A JP2005036314 A JP 2005036314A JP 2006218193 A JP2006218193 A JP 2006218193A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical element
- terahertz light
- component
- incident
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Abstract
Description
この発明は、体腔内の生体組織を観察するための内視鏡システムに用いられる光学素子に関する。 The present invention relates to an optical element used in an endoscope system for observing a living tissue in a body cavity.
従来、内視鏡を用いて可視光や近赤外光を体腔内に照射し、各光によって照明された生体組織をモニタ等を介して観察する、いわゆる内視鏡観察が普及している。医師等の術者は内視鏡観察しつつ、鉗子プローブ等を用いて病変部とおぼしき部位を採取して病理検査の試料としたり、摘除したりする。 2. Description of the Related Art Conventionally, so-called endoscopic observation is widely used in which visible light or near infrared light is irradiated into a body cavity using an endoscope, and a biological tissue illuminated by each light is observed through a monitor or the like. While performing endoscopic observation, a surgeon such as a doctor collects a lesioned part and an obscured part using a forceps probe or the like to make a sample for pathological examination or remove it.
病理検査では、近年、以下の非特許文献1に記載されるようなテラヘルツ光を用いた分析が実用化されつつある。
In the pathological examination, in recent years, analysis using terahertz light as described in Non-Patent
テラヘルツ光は、周波数では0.3〜3THzの範囲(波長では100μm〜1000μmの範囲)内にある光であり、光としての特性(例えば直進性)と電波としての特性(物質透過性)を併せ持つ。また物質のテラヘルツ光に関する吸収特性は、各物質の分子構造に応じて異なることが知られている。非特許文献1は、上記の特徴を踏まえ、テラヘルツ光を用いて試料に関する分光を行い、該分光結果に基づいて病変部(ガン細胞部)が含まれるかどうかを高精度で分析する手法について開示している。
Terahertz light is light having a frequency in the range of 0.3 to 3 THz (wavelength in the range of 100 μm to 1000 μm), and has both characteristics as light (for example, straightness) and characteristics as radio waves (substance permeability). . Further, it is known that the absorption characteristics of a substance relating to terahertz light differ depending on the molecular structure of each substance. Non-Patent
ここで、可視光や近赤外光下では、現在観察中の生体組織がどのような組成であるか、より具体的には体腔内のどこに病変部が存在するか、といった精確な判断や分析を行うための生体組織に関する情報を得ることは非常に難しい。このことは、より精度の高い分析結果を得ることが可能な病理検査を前提にしての生体組織の採取であればさほど支障はないが、病変部の摘除の場合は、術者の経験に大きく頼らざるを得ない状態にあり、術者に過度の負担を強いることになりかねない。 Here, under visible light or near-infrared light, accurate judgment and analysis of the composition of the biological tissue currently being observed, and more specifically, where the lesion is located in the body cavity It is very difficult to obtain information on the living tissue for performing the operation. This is not much of a problem if the biological tissue is collected on the premise of a pathological examination capable of obtaining a more accurate analysis result. It is in a state where it must be relied on, and it may impose an excessive burden on the surgeon.
また、上記のような病理検査によって該分析は可能であるとしても、該病理検査は、内視鏡観察とは時間的、空間的に隔てられて実行されることが多い。そのため、迅速な診断や治療の妨げとなりかねず、効率の悪さが指摘されていた。 Further, even if the analysis can be performed by the pathological examination as described above, the pathological examination is often performed in a temporally and spatially separated manner from the endoscopic observation. For this reason, it has been pointed out that inefficiency is likely to hinder rapid diagnosis and treatment.
そこで、近年、内視鏡観察中に、病変部の精確な特定および該病変部の高精度な分析を可能にする分光手段も備えた新たな内視鏡システムの実現が要望されている。ここで、内視鏡システムは、被検者の体腔内に長く可撓性ある管(可撓管)を挿入して内視鏡観察を行う。そのため、新たな内視鏡システムは、上記の分析手段を備えつつも、被検者の肉体的、精神的苦痛を少しでも和らげるべく、該可撓管の細径化、小型化を維持可能であることが要求される。 Therefore, in recent years, there has been a demand for realization of a new endoscope system including spectroscopic means that enables accurate identification of a lesioned part and high-accuracy analysis of the lesioned part during endoscopic observation. Here, the endoscope system performs endoscopic observation by inserting a long and flexible tube (flexible tube) into the body cavity of the subject. For this reason, the new endoscope system can maintain the reduction in diameter and size of the flexible tube in order to alleviate the physical and mental pain of the subject even if it is equipped with the above-described analysis means. It is required to be.
そこで本発明は上記の事情に鑑み、病変部の精確な特定および該病変部の高精度な分析を内視鏡観察中に可能にする新たな内視鏡システムにおいて、可撓管の細径化、小型化を達成するのに好適な光学素子を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention provides a new endoscope system that enables accurate identification of a lesion and accurate analysis of the lesion during endoscopic observation. An object of the present invention is to provide an optical element suitable for achieving miniaturization.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の光学素子は、体腔内に挿入される可撓管を介して、該体腔内の生体組織にテラヘルツ光を照射し、該生体組織からの反射光を利用して、該生体組織に関する分光を行う分光手段を備える内視鏡システムにおける光学素子であって、可撓管先端に配設され、前記テラヘルツ光が入射する前記光学素子の入射側の面に対して傾斜した斜面を持つ第一の光学部材と、生体組織に当接される当接領域と、該当接領域の反対側に位置する端面を持つ第二の光学部材と、所定の厚みと各光学部材よりも小さな屈折率を持つ光学膜を挟んで、斜面と端面が近接配置される近接配置領域と、を有し、接合領域は、入射したテラヘルツ光のうちS成分のみを透過させ、当接領域は、テラヘルツ光のS成分を偏向するとともに、該S成分が入射することによりエバネッセント波が発生するように構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the optical element according to claim 1 irradiates a living tissue in the body cavity with terahertz light via a flexible tube inserted into the body cavity, and reflects light from the living tissue. An optical element in an endoscope system including a spectroscopic unit that performs spectroscopy on the living tissue using the illuminating element, and is disposed at the distal end of the flexible tube, and the incident side surface of the optical element on which the terahertz light is incident A first optical member having an inclined surface inclined with respect to the living body tissue, a second optical member having an end surface located on the opposite side of the corresponding contact region, a predetermined thickness, Sandwiching an optical film having a refractive index smaller than that of each optical member, the slope and the end face are close to each other, and the joining region transmits only the S component of the incident terahertz light, The contact area deflects the S component of the terahertz light. Moni, the S component is characterized by being configured to evanescent wave is generated by the incident.
上記のように本発明に係る光学素子は、分光に用いるテラヘルツ光を体腔内の生体組織に照射すると同時に該生体組織からの反射光を分光手段に戻す機能を併せ持つ。そのため、本発明に係る光学素子を、分光手段を備える内視鏡システム(新たな内視鏡システム)に適用することにより、可撓管内部に配設される部材の点数を減らすことができる。よって、該新たな内視鏡システムは、上記分光手段を用いて体腔内の生体組織の高精度な分析を可能にすると同時に、可撓管の細径化、小型化が達成される。 As described above, the optical element according to the present invention has a function of irradiating the living tissue in the body cavity with the terahertz light used for the spectroscopy and simultaneously returning the reflected light from the living tissue to the spectroscopic means. Therefore, the number of members disposed inside the flexible tube can be reduced by applying the optical element according to the present invention to an endoscope system (new endoscope system) including a spectroscopic unit. Therefore, the new endoscope system enables highly accurate analysis of living tissue in a body cavity using the spectroscopic means, and at the same time, the diameter and size of the flexible tube can be reduced.
請求項2に記載の光学素子によれば、光学素子に入射するテラヘルツ光の光路と当接領域により偏向されたS成分の光路とが略平行であることが望ましい。これにより可撓管のより一層の細径化が図られる。 According to the optical element of the second aspect, it is desirable that the optical path of the terahertz light incident on the optical element is substantially parallel to the optical path of the S component deflected by the contact area. Thereby, the diameter of the flexible tube can be further reduced.
光学素子に入射するテラヘルツ光の光路と当接領域により偏向されたS成分の光路とが略平行であるためには、当接領域は、隣り合う面が互いに直角に接する少なくとも二つの面で構成し、該少なくとも二つの面を、各々、テラヘルツ光のS成分が全反射条件を満たしつつ入射するように配設するとよい(請求項3)。 In order for the optical path of the terahertz light incident on the optical element and the optical path of the S component deflected by the contact area to be substantially parallel, the contact area is composed of at least two surfaces that are adjacent to each other at right angles. The at least two surfaces may be arranged such that the S component of the terahertz light is incident while satisfying the total reflection condition.
例えば、請求項4に記載の発明によれば、当接領域は、コーナーキューブ状に形成された三つの面として構成することができる。
For example, according to the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、接合領域は、第一の光学部材の斜面と光学膜との第一の界面において、入射するテラヘルツ光のP成分を全反射しかつ入射するテラヘルツ光のS成分をエバネッセント波として照射し、光学膜と端面との第二の界面において、第一の界面から照射されたエバネッセント波をテラヘルツ光のS成分として透過するように構成される。 According to the fifth aspect of the present invention, the junction region reflects the P component of the incident terahertz light at the first interface between the inclined surface of the first optical member and the optical film, and reflects the incident terahertz light. The S component is irradiated as an evanescent wave, and at the second interface between the optical film and the end face, the evanescent wave irradiated from the first interface is transmitted as the S component of the terahertz light.
請求項6に記載の発明によれば、所定の厚みとは、エバネッセント波が完全に減衰しきる前に第二の光学部材に達する厚みである。また請求項7に記載の発明によれば、光学膜の代替として空気層を使用することができる。さらに、請求項8に記載の発明によれば、第一の光学部材と前記第二の光学部材は同一材料であってもよい。 According to the sixth aspect of the present invention, the predetermined thickness is a thickness that reaches the second optical member before the evanescent wave is completely attenuated. According to the seventh aspect of the present invention, an air layer can be used as an alternative to the optical film. Furthermore, according to the invention described in claim 8, the first optical member and the second optical member may be made of the same material.
別の観点から、請求項9に記載の光学素子は、体腔内に挿入される可撓管を介して、該体腔内の生体組織にテラヘルツ光を照射し、該生体組織からの反射光を利用して、該生体組織に関する分光を行う分光手段を備える内視鏡システムにおける光学素子であって、可撓管先端に配設され、入射するテラヘルツ光のS成分のみを透過する光分岐部と、生体組織に当接され、光分岐部から射出されたテラヘルツ光のS成分を再帰反射するとともに、該S成分が入射することによりエバネッセント波が発生するように構成された再帰反射部と、を有することを特徴とする。 From another viewpoint, the optical element according to claim 9 irradiates the biological tissue in the body cavity with terahertz light via a flexible tube inserted into the body cavity, and uses the reflected light from the biological tissue. An optical element in an endoscope system including a spectroscopic unit that performs spectroscopy on the living tissue, the optical branching unit being disposed at the distal end of the flexible tube and transmitting only the S component of the incident terahertz light; A retroreflecting unit configured to contact the living tissue and retroreflect the S component of the terahertz light emitted from the optical branching unit, and to generate an evanescent wave when the S component is incident It is characterized by that.
以上のように本発明によれば、分光に用いるテラヘルツ光を体腔内の生体組織に照射すると同時に該生体組織からの反射光を分光手段に戻す機能を併せ持つ光学素子が提供される。上記の機能を持つ該光学素子を分光手段を持つ新たな内視鏡システムに適用することにより、該システムの可撓管の細径化、小型化に効果的に寄与することができる。つまり、本発明に係る光学素子は、新たな内視鏡システムに好適な光学素子といえる。 As described above, according to the present invention, an optical element having a function of irradiating a living tissue in a body cavity with terahertz light used for spectroscopy and simultaneously returning reflected light from the living tissue to the spectroscopic means is provided. By applying the optical element having the above function to a new endoscope system having a spectroscopic means, it is possible to effectively contribute to reducing the diameter and size of the flexible tube of the system. That is, the optical element according to the present invention can be said to be an optical element suitable for a new endoscope system.
以下、この発明に係る光学素子を持つ内視鏡システムの実施形態を説明する。図1は、本実施形態の内視鏡システム500の概略構成を示す図である。内視鏡システム500は、内視鏡100、プロセッサ200、モニタ300を有する。内視鏡100は、可撓管101と、鉗子差込口102と、本体部103とを有する。本体部103には操作部材が設けられている。プロセッサ200は、所定のパルス光を照射する第一光源210、可視光を照射する第二光源220、画像処理部230を有する。
Hereinafter, an embodiment of an endoscope system having an optical element according to the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an
内視鏡100に形成された可撓管101は、体腔内に挿入される長い管であり、可撓性を有している。図2は、可撓管101の先端部近傍を拡大して示す断面図である。図2に示すように、内視鏡100は、内部に体腔内の生体組織Cを観察する為の第一光学ユニット50、第二光学ユニット60を備えている。より詳しくは、可撓管101先端部は、開口(空洞)を二つ有する。そして、各空洞に、各光学ユニット50、60が隙間無く配設されている。
A
第一光学ユニット50は、第一光源210から照射される所定のパルス光をテラヘルツ光に変換する。そして該テラヘルツ光を用いて生体組織Cの分子組成に関する高精度な分析を実行するためのユニットである。なお、本実施形態の第一光源210は、所定のパルス光としてフェムト秒レーザを照射する。第一光学ユニット50を使った処理について以下詳述する。
The first
図3は、第一実施形態の第一光学ユニット50の構成を主として示す図である。図3に示すように第一光源210から照射されたフェムト秒レーザは、図示しないライトガイドを経て第一光学ユニット50内のハーフミラー1に入射する。第一ハーフミラー1を透過したフェムト秒レーザは第一光アンテナ2に入射する。なお、第一ハーフミラー1によって偏向されたフェムト秒レーザは、後述する遅延光学系17へ向かう。
FIG. 3 is a diagram mainly showing a configuration of the first
図4は、第一光アンテナ2を拡大して示す図である。第一光アンテナ2は、基板2Aを有する。基板2A上には、二つのT字状電極2B、2Cが互いの凸部が対向しかつ各凸部間に所定の間隙を形成するように配設されている。各電極2B、2Cは直流電源に接続されており、予め直流のバイアス電圧が印加されている。フェムト秒レーザが第一アンテナ2の上記間隙に入射すると、テラヘルツ光が発生する。テラヘルツ光は、第一光アンテナ2の略全方位にわたって発生するため、第一シリコンレンズ3によって集められ該レンズ3から前方つまり可撓管101に向かって射出される。
FIG. 4 is an enlarged view showing the first
第一シリコンレンズ3から射出されたテラヘルツ光は、第一レンズ4を介して第一光ファイバ5に入射する。第一レンズ4はテラヘルツ光を好適に第一光ファイバ5のコアに入射させるように光束を絞るために配設されている。本実施形態では第一レンズ4から射出されたテラヘルツ光は平行光になっている。つまり、本実施形態の第一レンズ4はコリメートレンズとして機能する。
The terahertz light emitted from the
第一光ファイバ5としては、テラヘルツ光を伝搬できるような構成のもの、例えば、中空ファイバやフォトニック結晶ファイバ等が用いられる。後述する第二光ファイバ12も同様である。
As the 1st
第一光ファイバ5から射出されたテラヘルツ光は、第二レンズ7を介して可撓管101先端に配設される光学素子(以下、説明の便宜上、先端素子という)90に入射する。
The terahertz light emitted from the first
図5は、先端素子90を拡大して示す図である。先端素子90は、第一プリズム部91、第二プリズム部92、光学膜93を有する。各プリズム部91、92は光学膜93を介して各面91A、92Cが貼り合わされている。言い換えれば、各斜面91A、92Cは光学膜93を挟んで近接配置されている。
FIG. 5 is an enlarged view of the
第一プリズム部91は、図3に示すように第一光学ユニット50の光軸を含む面(紙面と平行な面)での断面形状が直角三角形状であり、斜面91Aを有する。斜面91Aは、テラヘルツ光が入射する側の面に対して傾斜している。第二プリズム部92は、隣り合う面が直角に接する少なくとも二つの全反射面と、該全反射面の反対側に位置する端面を有する。本実施形態の第二プリズム部92は、互いに直角に接する二つの全反射面92A、92Bと、各全反射面92A、92Bの反対側に位置し斜面91Aと略同一形状の端面92Cを有する。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態では、各全反射面92A、92Bは、図5に示すように、第二プリズム部92における端面92Cの反対側の端部を直角プリズム状にすることにより形成される。各全反射面92A、92Bは、図2に示すように生体組織Cに当接されている。つまり、各全反射面92A、92Bは、生体組織Cに当接される当接面として機能する。
In the present embodiment, each of the
先端素子90において各部材91〜93は、該素子90に入射したテラヘルツ光のS成分が第一プリズム部91と光学膜93の界面をエバネッセント波として透過して第二プリズム部93に入射し、かつP成分が該界面で全反射するように構成される。加えて先端素子90は、第二プリズム部93に入射したテラヘルツ光のS成分が、該第二プリズム部93の二つの全反射面92A、92Bで全反射するように構成されている。
In the
より具体的には、第一プリズム部91の屈折率をn1、光学膜93の屈折率をn2、第二プリズム部92の屈折率をn3、生体組織Cの屈折率をncとすると、n1>n2、n3>n2、n1>nc、n3>ncの関係が成立する。そして、先端素子90は、テラヘルツ光の光学膜93における入射角θ1が下記の条件(1)、
θ1≧arcsin(n2/n1)・・・(1)
を満たすように構成される。また、テラヘルツ光のS成分の二つの全反射面92A、92Bにおける入射角θ2が上記の条件(2)、
θ2>arcsin(nc/n3)・・・(2)
を満たすように構成される。
More specifically, assuming that the refractive index of the
θ1 ≧ arcsin (n2 / n1) (1)
Configured to meet. Further, the incident angle θ2 at the two
θ2> arcsin (nc / n3) (2)
Configured to meet.
なお、第一プリズム部91と第二プリズム部92は共に同一材料とすることができる(n1=n3)。光学膜93は単層でも多層でも良く、空気層(n2=1.0)であってもよい。但し、光学膜93の膜厚(つまり、各プリズム部91、92間の距離)は、第一プリズム部91と光学膜93との界面において発生したエバネッセント波が完全に減衰する前に第二プリズム部92にテラヘルツ光のS成分として入射するような、極めて微少な値に設定される。
The
上記のように構成された先端素子90に入射したテラヘルツ光は、第一プリズム部91と光学膜93の界面で、S成分のみが抽出される。そして、テラヘルツ光のS成分は、第二プリズム部92の二つの全反射面92A、92Bで順次全反射する。全反射する際、各全反射面92A、92Bから生体組織Cにエバネッセント波が照射される。
From the terahertz light incident on the
ここで、生体組織Cの分子構造によってエバネッセント波の吸収率が異なるという特徴がある。従って、例えば健常部と病変部とでは、エバネッセント波の吸収率が異なる。つまり、各全反射面92A、92Bで全反射するテラヘルツ光のS成分は、エバネッセント波が照射された生体組織Cの分子構造の吸収率に対応して減衰している。なお、本実施形態のように複数の反射面(全反射面92A、92B)で全反射を繰り返すことにより、試料(つまり生体組織C)に照射、吸収される成分が増幅し、測定感度を向上させることができる。
Here, the evanescent wave absorption rate is different depending on the molecular structure of the biological tissue C. Therefore, for example, the absorption rate of the evanescent wave differs between the healthy part and the affected part. That is, the S component of the terahertz light totally reflected by each of the
各全反射面92A、92Bは、テラヘルツ光のS成分を、テラヘルツ光が先端素子90に入射してきた方向に戻す。本実施形態では、先端素子90に入射する光の光路と、先端素子90から射出される光の光路は、略平行な関係にある。このように、先端素子90における各全反射面92A、92Bは、生体組織Cとの当接面として機能するだけでなく、入射するテラヘルツ光のS成分の光路を入射方向に戻す(本実施形態では再帰反射させる)偏向手段としても機能する。
Each of the total reflection surfaces 92 </ b> A and 92 </ b> B returns the S component of the terahertz light to the direction in which the terahertz light is incident on the
先端素子90から射出されたテラヘルツ光のS成分(全反射減衰波)は、第二レンズ7と同一に設計された第三レンズ11によって第二光ファイバ12に入射する。第二光ファイバ12から射出された全反射減衰波は、第四レンズ13、第二シリコンレンズ14を介して第二光アンテナ15に入射する。なお、第四レンズ13は第一レンズ4と、第二シリコンレンズ14は第一シリコンレンズ3と同一の設計がなされている。
The S component (total reflection attenuation wave) of the terahertz light emitted from the
第二光アンテナ15は、図4に示す第一光アンテナ2と略同一形状を有する。但し、第一光アンテナ2では電極2B、2Cが直流電源に接続されているのに対し、第二光アンテナ15では電極15B、15Cがアンプを介してプロセッサ200の画像処理部230に接続されている点が異なる。
The second
第二光アンテナ15において、上記全反射減衰波が入射する側の反対側(ここでは電極配設側)には、ハーフミラー1で分岐され遅延光学系17、第三ミラー16を介したフェムト秒レーザが入射する。第二光アンテナ15では、フェムト秒レーザの入射が契機となって、電極15B、15C間に全反射減衰波の強度に比例した電流が発生する。該電流は電流信号としてアンプで増幅され、プロセッサ200の画像処理部230に送信される。ここで、生体組織Cの同一部位を介して第二光アンテナ15に入射する全反射減衰波は、常に略同一波形のパルスになっている。そのため、遅延光学系17によって第二光アンテナ15に入射するフェムト秒レーザのタイミングをずらすことにより、全反射減衰波のパルス波形を順次サンプリングすることができる。従って、順次電流信号のレベルを時間軸に沿って展開することにより、上記パルス波形を再現することができる。
In the second
画像処理部230は、順次送信される電流信号に基づき、全反射減衰波のパルス波形を再現し、該パルス波形を用いて生体組織Cの分光を行う。分光結果は、モニタ300に表示される。術者は、モニタ300に表示される分光結果を見ることにより、内視鏡観察中に生体組織Cを採取することなく、該生体組織Cに関する高精度な分析を行って病変部の正確な特定をすることができる。
The
また、上記動作を行いつつ可撓管101を操作して全反射面9Bを第一光学ユニット50の光軸に対して略直交する面内でスライドさせることにより、異なる部位に関する上記パルス波形が得られる。画像処理部230は、順次得られる複数のパルス波形に基づいて生体組織Cの二次元画像を生成することも可能である。
Further, by operating the
なお、本実施形態では、図3に示すように第一レンズ4、第四レンズ13よりも先端素子9側の部材を可撓管101内に収納し、光アンテナ2、15等は可撓管101外部(ここでは本体部103内部)に配設している。このように、可撓管101内部には必要最低限の光学部材のみ配置している。さらに図3に示すように、可撓管101内部にある各部材は、先端素子9に入射する光の光路と先端素子9で反射する光の光路が平行になるように配置されている。以上のように構成することにより、可撓管101の細径化が図られる。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the members closer to the tip element 9 than the
なお本実施形態において、可撓管101先端の構成を簡素化させるのであれば、偏光ビームスプリッタ6を第一シリコンレンズ3の直後に配設することも可能である。
In the present embodiment, the polarizing beam splitter 6 can be disposed immediately after the
第二光学ユニット60は、第二光源220から照射され図示しないライトガイドを介して体腔内を照明する可視光を用いて該体腔内を撮像し、観察する、いわゆる通常観察用の光学ユニットである。より具体的には、第二光学ユニット60は、対物光学系61と撮像素子(不図示)を有している。そして、体腔内の部位で反射した可視光が対物光学系を介して撮像素子に入射し、該撮像素子が観察画像を撮像する。撮像素子によって撮像された画像に関するデータ(画像データ)は、プロセッサ200の画像処理部230に出力される。画像処理部230は、画像データに所定の処理を施し、モニタ300に画像を表示させる。
The second
術者は、内視鏡システム500による内視鏡観察を行う際、第二光学ユニット60により撮像されモニタ300上に表示された画像を参照しつつ、上述したテラヘルツ光による分析を行う。図6は、第二光学ユニット60により撮像されモニタ300上に表示された画像の一例を示す図である。ここで、第一光学ユニット50は、図2に示すように、先端(より正確には図3に示す全反射面92A、92B)が、第二光学ユニット60の先端面よりも所定距離Dだけ突出した状態にある。また、第二光学ユニット60での撮像範囲を図2中一点鎖線で示す。図2に示すように、第二光学ユニット60は、第一光学ユニット50の先端部も含んだ広い視野を持つ。従って、図6(A)に示すように、第二光学ユニット60によって撮像された画像には、第一光学ユニット50の先端の一部が映し出される。術者は、画像内において、該ユニット50の先端を分析対象となる生体組織Cと重なる(実際の体腔内では当接する)ように内視鏡の可撓管101を操作する。第一光学ユニット50の先端が生体組織Cと重なった状態の画像を図6(B)に示す。
When performing an endoscopic observation using the
所定距離Dについてさらに説明する。上記の通り、所定距離Dは、第二光学ユニット60によって撮像された画像において、第一光学ユニット50の先端の一部が表示されるように所定長さ以上に設定される。但し、所定距離Dをあまりに長く設定してしまうと、第二光学ユニット60によって撮像された通常観察用の画像において、第一光学ユニット50の先端が占める割合が大きくなりすぎて、必要とする体腔内の状態が見にくくなってしまう。そのため、本実施形態では、図6(A)に示すように、第二光学ユニット60によって撮像された画像を、該画像の中心で交差する仮想上の十字線によって4つのエリアに分割した場合、第一光学ユニット50の先端が一つの該エリア内に収まる程度の長さに所定距離Dを設定している。
The predetermined distance D will be further described. As described above, the predetermined distance D is set to a predetermined length or more so that a part of the tip of the first
以上が本発明の実施形態の説明である。本実施形態によれば、可撓管先端部に配設される部材をまとめることができるため、該先端部のより一層の細径化が図られることになる。なお、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。 The above is the description of the embodiment of the present invention. According to this embodiment, since the members disposed at the distal end portion of the flexible tube can be collected, the diameter of the distal end portion can be further reduced. The present invention is not limited to these embodiments and can be modified in various ranges.
なお、先端素子90において当接面として機能する全反射面92A、92Bを含む領域(当接領域)の形状は、必ずしも図3や図5に示すような直角プリズム状に限定されるものではない。先端素子90における当接領域の形状は、隣り合う面が直角に接する少なくとも二つの面を有する形状であればよい。図7、図8は、先端素子90の変形例を示す図である。
It should be noted that the shape of the region (contact region) including the
図7に示す先端素子90αは、当接領域を互いに直交する一対の面が二組ある四角錐形状として形成されている。先端素子90αは、該四角錐形状における一組の面を全反射面(当接面)として用いることができる。また、図8に示す先端素子90βは、当接領域を互いに直交する三つの面からなる形状、つまりコーナーキューブ状として形成されている。先端素子90βは、上記三つの面を全反射面(当接面)として用いることができる。 The tip element 90α shown in FIG. 7 is formed in a quadrangular pyramid shape with two pairs of a pair of surfaces orthogonal to each other. The tip element 90α can use a set of surfaces in the quadrangular pyramid shape as a total reflection surface (contact surface). Further, the tip element 90β shown in FIG. 8 is formed in a shape having three surfaces orthogonal to each other, that is, a corner cube shape. The tip element 90β can use the above three surfaces as a total reflection surface (contact surface).
また、上記実施形態では、テラヘルツ光を用いた分析を行うための第一光学ユニット50と、通常観察用の第二光学ユニット60が併設される内視鏡100を使用する構成であるが、本発明に係る光学素子が搭載される内視鏡システムは、該構成に限定されるものではない。例えば、第一光学ユニット50が単独で搭載された内視鏡100を使用する構成であってもよい。
In the above embodiment, the first
さらに上記実施形態では、第一レンズ4、第四レンズ13よりも先端素子90側の部材を可撓管101内に収納し、光アンテナ2、15等は可撓管101外部(ここでは本体部103内部)に配設していると説明した。しかし、これはあくまで一例であり、どの先端素子を可撓管191内に収納するかは、内視鏡100に配設される他の部品や信号線との関係において適宜変更することが可能である。
Further, in the above-described embodiment, the members closer to the
また、上記の各実施形態では、いずれもテラヘルツ光のS成分を生体組織との当接面である全反射面で全反射させることによりエバネッセント波を発生させているが、エバネッセント波の発生手法としてはこれに限定されるものではない。例えば、当接面に回折構造を形成することによりエバネッセント波を発生させることも可能である。 In each of the above embodiments, the evanescent wave is generated by totally reflecting the S component of the terahertz light by the total reflection surface that is a contact surface with the living tissue. However, as an evanescent wave generation method, Is not limited to this. For example, an evanescent wave can be generated by forming a diffractive structure on the contact surface.
2、15 光アンテナ
5、12、19 光ファイバ
6 偏光ビームスプリッタ
90 光学素子(先端素子)
50 第一光学ユニット
100 内視鏡
101 可撓管
200 プロセッサ
210 第一光源
230 画像処理部
2, 15
50
Claims (11)
前記可撓管先端に配設され、
前記テラヘルツ光が入射する前記光学素子の入射側の面に対して傾斜した斜面を持つ第一の光学部材と、
前記生体組織に当接される当接領域と、該当接領域の反対側に位置する端面を持つ第二の光学部材と、
所定の厚みと前記各光学部材よりも小さな屈折率を持つ光学膜を挟んで、前記前記斜面と前記端面が近接配置される近接配置領域と、を有し、
前記接合領域は、入射した前記テラヘルツ光のうちS成分のみを透過させ、
前記当接領域は、前記テラヘルツ光のS成分を偏向するとともに、該S成分が入射することによりエバネッセント波が発生するように構成されていることを特徴とする光学素子。 Internally provided with spectroscopic means for irradiating a living tissue in the body cavity with terahertz light through a flexible tube inserted into the body cavity and using the reflected light from the living tissue to perform spectroscopy on the living tissue. An optical element in an endoscope system,
Disposed at the distal end of the flexible tube;
A first optical member having a slope inclined with respect to a surface on the incident side of the optical element on which the terahertz light is incident;
A second optical member having an abutting area that abuts against the living tissue, and an end face located on the opposite side of the corresponding contacting area;
With an optical film having a predetermined thickness and a refractive index smaller than each of the optical members, the slope and the proximity arrangement region where the end face is arranged in proximity,
The junction region transmits only the S component of the incident terahertz light,
The abutting region is configured to deflect an S component of the terahertz light and to generate an evanescent wave when the S component is incident.
前記光学素子に入射する前記テラヘルツ光の光路と前記当接領域により偏向された前記S成分の光路とが略平行であることを特徴とする光学素子。 The optical element according to claim 1,
An optical element, wherein an optical path of the terahertz light incident on the optical element and an optical path of the S component deflected by the contact region are substantially parallel.
前記当接領域は、隣り合う面が互いに直角に接する少なくとも二つの面であり、
前記少なくとも二つの面は、各々、前記テラヘルツ光のS成分が全反射条件を満たしつつ入射するように配設されることを特徴とする光学素子。 The optical element according to claim 1 or 2,
The contact area is at least two surfaces where adjacent surfaces contact each other at right angles,
The optical element is characterized in that each of the at least two surfaces is disposed so that an S component of the terahertz light is incident while satisfying a total reflection condition.
前記当接領域は、コーナーキューブ状に形成された三つの面を有することを特徴とする光学素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 3,
The contact area has three surfaces formed in a corner cube shape.
前記接合領域は、前記斜面と前記光学膜との第一の界面において、入射する前記テラヘルツ光のP成分を全反射しかつ入射する前記テラヘルツ光のS成分をエバネッセント波として照射し、前記光学膜と前記端面との第二の界面において、前記第一の界面から照射された前記エバネッセント波をテラヘルツ光のS成分として透過することを特徴とする光学素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 4,
The junction region irradiates the S component of the incident terahertz light as an evanescent wave by totally reflecting the P component of the incident terahertz light at the first interface between the inclined surface and the optical film, An optical element that transmits the evanescent wave irradiated from the first interface as an S component of terahertz light at a second interface between the first end face and the end face.
前記所定の厚みとは、前記エバネッセント波が完全に減衰しきる前に前記第二の光学部材に達する厚みであることを特徴とする光学素子。 The optical element according to claim 5, wherein
The predetermined thickness is an optical element that reaches the second optical member before the evanescent wave is completely attenuated.
前記光学膜の代替として空気層を使用することを特徴とする光学素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 6,
An optical element using an air layer as an alternative to the optical film.
前記第一の光学部材と前記第二の光学部材は同一材料であることを特徴とする光学素子。 The optical element according to any one of claims 1 to 7,
The optical element, wherein the first optical member and the second optical member are made of the same material.
前記可撓管先端に配設され、
入射する前記テラヘルツ光のS成分のみを透過する光分岐部と、
前記生体組織に当接され、前記光分岐部から射出された前記テラヘルツ光のS成分を再帰反射するとともに、該S成分が入射することによりエバネッセント波が発生するように構成された再帰反射部と、を有することを特徴とする光学素子。 Internally provided with spectroscopic means for irradiating a living tissue in the body cavity with terahertz light through a flexible tube inserted into the body cavity and using the reflected light from the living tissue to perform spectroscopy on the living tissue. An optical element in an endoscope system,
Disposed at the distal end of the flexible tube;
A light branch that transmits only the S component of the incident terahertz light;
A retroreflecting unit configured to contact the biological tissue and retroreflect the S component of the terahertz light emitted from the optical branching unit and generate an evanescent wave when the S component is incident; And an optical element.
前記再帰反射部と該再帰反射部の反対側に端面を持つ第二の光学部材と、
光学膜を挟んで、前記斜面と前記端面が接合される接合領域と、を有し、
前記光分岐部は、前記接合領域であることを特徴とする請求項9に記載の光学素子。 A first optical member having a slope inclined with respect to a surface on the incident side of the optical element on which the terahertz light is incident;
A second optical member having an end face on the opposite side of the retroreflective portion and the retroreflective portion;
With the optical film in between, the slope and the joining area where the end face is joined,
The optical element according to claim 9, wherein the light branching portion is the bonding region.
前記再帰反射部は、隣り合う面が互いに直角に接する少なくとも二つの面であり、
前記少なくとも二つの面は、各々、前記テラヘルツ光のS成分が全反射条件を満たしつつ入射するように配設されることを特徴とする光学素子。 The optical element according to claim 10, wherein
The retroreflective portion is at least two surfaces where adjacent surfaces contact each other at right angles,
The optical element is characterized in that each of the at least two surfaces is disposed so that an S component of the terahertz light is incident while satisfying a total reflection condition.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005036314A JP2006218193A (en) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | Optical element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005036314A JP2006218193A (en) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | Optical element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006218193A true JP2006218193A (en) | 2006-08-24 |
Family
ID=36980886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005036314A Pending JP2006218193A (en) | 2005-02-14 | 2005-02-14 | Optical element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006218193A (en) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008100057A (en) * | 2006-09-28 | 2008-05-01 | Jenlab Gmbh | Method and apparatus for high-resolution microscopic imaging or cutting in laser endoscopy |
GB2452267A (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-04 | Teraview Ltd | Scanning terahertz probe |
JP2009075071A (en) * | 2007-08-31 | 2009-04-09 | Canon Inc | Distance adjusting apparatus and method of object, and examining apparatus and method |
KR100945280B1 (en) | 2008-05-14 | 2010-03-03 | 서울시립대학교 산학협력단 | Apparatus and method for generating high resolution image of human body using terahertz electromagnetic wave and endoscope using the same |
KR100963836B1 (en) | 2009-02-19 | 2010-06-16 | 서울시립대학교 산학협력단 | Method and apparatus for generating image of human body with high sensitivity via differential detection using terahertz electromagnetic wave and endoscope employing the same |
JP2016151463A (en) * | 2015-02-17 | 2016-08-22 | パイオニア株式会社 | Terahertz wave measurement device |
CN105962880A (en) * | 2016-04-18 | 2016-09-28 | 浙江大学 | Terahertz endoscope applicable to intestinal tract lesion detection and detection method |
JP2019144276A (en) * | 2019-06-11 | 2019-08-29 | パイオニア株式会社 | Terahertz wave measurement device |
JP2019203905A (en) * | 2019-09-04 | 2019-11-28 | パイオニア株式会社 | Measuring device, measuring method, and computer program |
JP2020126194A (en) * | 2019-02-06 | 2020-08-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | Optical element |
JP2021073478A (en) * | 2019-09-04 | 2021-05-13 | パイオニア株式会社 | Measuring device, measuring method, and computer program |
CN114069196A (en) * | 2020-07-30 | 2022-02-18 | Oppo广东移动通信有限公司 | Shell assembly, preparation method thereof, antenna assembly and electronic equipment |
-
2005
- 2005-02-14 JP JP2005036314A patent/JP2006218193A/en active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008100057A (en) * | 2006-09-28 | 2008-05-01 | Jenlab Gmbh | Method and apparatus for high-resolution microscopic imaging or cutting in laser endoscopy |
US9006660B2 (en) | 2007-08-28 | 2015-04-14 | Teraview Limited | Scanning terahertz probe |
GB2452267A (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-04 | Teraview Ltd | Scanning terahertz probe |
GB2452267B (en) * | 2007-08-28 | 2010-06-16 | Teraview Ltd | Scanning Terahertz probe |
JP2009075071A (en) * | 2007-08-31 | 2009-04-09 | Canon Inc | Distance adjusting apparatus and method of object, and examining apparatus and method |
KR100945280B1 (en) | 2008-05-14 | 2010-03-03 | 서울시립대학교 산학협력단 | Apparatus and method for generating high resolution image of human body using terahertz electromagnetic wave and endoscope using the same |
KR100963836B1 (en) | 2009-02-19 | 2010-06-16 | 서울시립대학교 산학협력단 | Method and apparatus for generating image of human body with high sensitivity via differential detection using terahertz electromagnetic wave and endoscope employing the same |
JP2016151463A (en) * | 2015-02-17 | 2016-08-22 | パイオニア株式会社 | Terahertz wave measurement device |
CN105962880A (en) * | 2016-04-18 | 2016-09-28 | 浙江大学 | Terahertz endoscope applicable to intestinal tract lesion detection and detection method |
JP2020126194A (en) * | 2019-02-06 | 2020-08-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | Optical element |
JP2019144276A (en) * | 2019-06-11 | 2019-08-29 | パイオニア株式会社 | Terahertz wave measurement device |
JP2019203905A (en) * | 2019-09-04 | 2019-11-28 | パイオニア株式会社 | Measuring device, measuring method, and computer program |
JP2021073478A (en) * | 2019-09-04 | 2021-05-13 | パイオニア株式会社 | Measuring device, measuring method, and computer program |
CN114069196A (en) * | 2020-07-30 | 2022-02-18 | Oppo广东移动通信有限公司 | Shell assembly, preparation method thereof, antenna assembly and electronic equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006218193A (en) | Optical element | |
JP2006218192A (en) | Endoscope system | |
EP1435835B1 (en) | System and method for processing signals from an interferometer by an ultrasound console | |
US7006231B2 (en) | Diffraction grating based interferometric systems and methods | |
US6760112B2 (en) | Grin-fiber lens based optical endoscopes | |
EP1838212B1 (en) | Apparatus and method for combined optical-coherence-tomographic amd confocal detection | |
ES2831223T3 (en) | Apparatus for providing electromagnetic radiation to a sample | |
US7852485B2 (en) | Single trace multi-channel low coherence interferometric sensor | |
US8059274B2 (en) | Low-loss polarized light diversion | |
US8997572B2 (en) | Multi-focus optical-resolution photoacoustic microscopy with ultrasonic array detection | |
US7023558B2 (en) | Acousto-optic monitoring and imaging in a depth sensitive manner | |
US20160249812A1 (en) | Single-cell label-free photoacoustic flowoxigraphy in vivo | |
US20150116726A1 (en) | Arrangements, devices, endoscopes, catheters and methods for performing optical imaging by simultaneously illuminating and detecting multiple points on a sample | |
WO2012147325A1 (en) | Photoacoustic measurement device, probe unit used in same, and endoscope | |
US20080013960A1 (en) | Apparatus and method for providing information for at least one structure | |
JP4939237B2 (en) | SUBJECT INFORMATION ANALYSIS DEVICE, ENDOSCOPE DEVICE, AND SUBJECT INFORMATION ANALYSIS METHOD | |
US20110222070A1 (en) | Optical Tomographic Image Forming Method | |
JP2012145588A (en) | Method and apparatus for high resolution coherent optical imaging | |
WO2012147326A1 (en) | Photoacoustic measurement device and probe unit used in same | |
JP2008501130A (en) | Broadband light source with microstructured optical fiber for inspection devices for endoscope and fluorescence microscope, especially for special devices for optical biopsy | |
US10627338B2 (en) | Camera-based photoacoustic remote sensing (C-PARS) | |
JP2008304439A (en) | Analyte information analysis apparatus | |
US20120194661A1 (en) | Endscopic spectral domain optical coherence tomography system based on optical coherent fiber bundle | |
US20220133273A1 (en) | Transparent ultrasound transducers for photoacoustic imaging | |
WO1996021938A1 (en) | Video-rate confocal scanning laser microscope |