JP3869257B2 - 光イメージング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体に低コヒーレンス光を集光し、その被検体からの戻り光の情報から被検体の断層像を構築する光イメージング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＣＴ（ Optical Coherence Tomography ）と呼ばれる光イメージング装置は、広く用いられている。上記光イメージング装置は、光源で発生した低コヒーレンスの光を被検体に集光し、その際焦点位置を走査することで、その被検体からの戻り光の情報から被検体内部の断層像を構築するものである。
【０００３】
このような光イメージング装置は、例えば、特開平１１−７２４３１号公報に記載されているように、低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体に集光し、この被検体からの戻り光を取り込む挿入部及び、この挿入部を接続して取り込んだ戻り光から被検体の断層像を構築する装置本体を有するものが提案されている。
【０００４】
従来の光イメージング装置の光学系は、低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を光分離手段で観察光と参照光とに分離し、この分離した観察光を被検体に対して走査して被検体に集光する。そして、その焦点からの被検体の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び光分離手段側に戻るようになっている。
【０００５】
一方、光分離手段で分離した参照光は、参照光伝達手段で反射され、再び光分離手段側に戻される。このとき、参照光は、観察光の光路長に対して殆ど等しくなるように光路長を調整される。
そして、これら光路長が殆ど等しい戻り参照光と被検体側からの戻り観察光とは干渉し、光検出手段である光検出器で検出されるようになっている。この検出器の出力は、復調されて干渉した光の信号が抽出される。抽出された光の信号は、デジタル信号に変換された後、信号処理されて断層像に対応した画像データが生成される。そして、生成された画像データは、モニタにて被検体の断層画像として表示されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光イメージング装置は、観察光と参照光との光路が別々であったため、これら観察光と参照光とが干渉する際に、互いの偏光状態が変わってしまい、干渉光の強度が、それぞれの偏光状態の変化によって変わってしまうという問題があった。
【０００７】
また、上記従来の光イメージング装置は、挿入部を装置本体から交換した際、個体差又は種類の違いにより、挿入部での光路長が大きく変わってしまうと、参照光光路の光路長調整が困難であった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、偏光状態の変化に影響されること無く、挿入部を交換して使用した場合にも、光路長調整が容易な光イメージング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光イメージング装置は、低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体に集光し、この被検体からの戻り光を取り込む挿入部及び、この挿入部を接続して取り込んだ戻り光から被検体の断層像を構築する装置本体を有する光イメージング装置において、前記低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を伝達させて被検体へ照射する光伝達手段と、前記光伝達手段内部又は前記光伝達手段の終端又は前記光伝達手段と被検体との間に設けられ、前記低コヒーレンス光を観察光と参照光とに分離する光分離手段と、前記光分離手段より前記被検体側に設けられ、入射した光を１／４波長偏光させる第１の偏光面回転手段と、被検体からの前記観察光の散乱又は反射による戻り観察光と前記参照光とを光路長の異なる２つの光路へ分離する偏光ビームスプリッタと、前記光路長の異なる２つの光路の一方の光路に設けられ、入射した光を１／２波長偏光させる第２の偏光面回転手段と、前記偏光ビームスプリッタにより分離された戻り観察光と参照光とを干渉させる光干渉手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図１０は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態を備えた光イメージングシステムを示す構成図、図２は本発明の第１の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図、図３は図２の光イメージング装置の詳細構成図、図４は図３の光プローブの先端側構成図、図５は図４の第１の変形例を示す光プローブの先端側構成図、図６は図４の第２の変形例を示す光プローブの先端側構成図、図７は光路長差生成部の変形例を示す構成図、図８は図７のフィルタ回転台を示す説明図、図９は分散調整部の変形例を示す構成図、図１０は第１の光分離手段の変形例を示す光プローブの先端側構成図、図１１は図４の第３の変形例を示す光プローブの先端側構成図、図１２は図１１の概略拡大図である。
【００１１】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態を備えた光イメージングシステム１は、内視鏡装置２と光イメージング装置３とから構成される。尚、本実施の形態の光イメージングシステム１は、内視鏡装置２と組み合わせるように構成しているが、光イメージング装置３のみでもシステムを構成可能である。
【００１２】
内視鏡装置２は、図示しない撮像手段を備えた電子内視鏡（以下、内視鏡）４にユニバーサルケーブル５を介して内視鏡用光源装置６及びビデオプロセッサ７を着脱自在に接続して構成される。
【００１３】
光イメージング装置３は、生体内に挿入可能な可撓性を有し、後述の低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体８の目的部位に対し集光する挿入部としての光プローブ９と、この光プローブ９を着脱自在に接続し、被検体８の目的部位からの戻り光から被検体８の断層像を構築する装置本体１０とから構成される。
【００１４】
内視鏡４は、体腔内に挿入可能な細長の挿入部１１を有し、この挿入部１１の後端に太幅の操作部１２が設けてある。内視鏡４は、この挿入部１１の後端付近に鉗子挿通口１３が設けてあり、この鉗子挿通口１３はその内部で鉗子挿通用チャンネル１４と連通している。
【００１５】
内視鏡４は、この挿入部１１内に図示しないライトガイドが挿通されている。このライトガイドは、ユニバーサルケーブル５を挿通し、内視鏡用光源装置６から照明光を伝達されて挿入部１１の先端部に設けた照明窓から患部等の被検体を照明するようになっている。また、内視鏡４は、照明窓に隣接した取り付けた観察窓に図示しない対物光学系及び撮像装置が設けられ、照明された患部等の被検体像を撮像するようになっている。内視鏡４の撮像装置からの撮像信号は、ユニバーサルケーブル５を挿通する図示しない信号線を介してビデオプロセッサ７へ伝達されるようになっている。そして、ビデオプロセッサ７は、伝達された撮像信号を信号処理し、モニタ１５に伝達して内視鏡画像１５ａを表示させるようになっている。
【００１６】
光イメージングシステム１は、光イメージング装置３を構成する光プローブ８が内視鏡装置２を構成する内視鏡４の鉗子挿通口１３から鉗子挿通用チャンネル１４を経てその先端開口からプローブ先端側を突出させて用いるようになっている。そして、光イメージングシステム１は、内視鏡４の観察下で、患部等の被検体の目的部位に対して光プローブ８により、低コヒーレンス光を照射してその目的部位の断層画像データを得、モニタ１５の表示面にＯＣＴ像１５ｂを表示できるようになっている。
【００１７】
光イメージング装置３は、図２に示すように光プローブ９のプローブ側光コネクタ部２０ｂが装置本体１０の本体側光コネクタ部２０ａに着脱自在に接続可能であり、光プローブ９が装置本体１０に対して交換可能な構成となっている。
【００１８】
装置本体１０は、超高輝度発光ダイオード（スーパールミネッセントダイオード以下、ＳＬＤと略記）等の低コヒーレンス光源２１を有する。この低コヒーレンス光源で発生する低コヒーレンス光は、その波長が例えば１３１０ｎｍで、その可干渉距離が例えば１７μｍ程度であるような短い距離範囲のみで干渉性を示す低干渉性の特徴を備えている。つまり、この低コヒーレンス光は、例えば２つに分離された後、再び混合された場合、分離した点から混合した点までの２つの光路長の差が１７μｍ程度の短い距離範囲内にあるとき、干渉した光として検出され、それより光路長が大きいとき干渉しない特性を示す。
【００１９】
この低コヒーレンス光は、低コヒーレンス光源２１からシングルモードファイバ（以下、単に光ファイバ）２２の一端に入射され、他方の端面（先端側端面）側に伝達されるようになっている。
この光ファイバ２２は、途中の第２の光分離手段としての光カップラ２３で光ファイバ２４と光学的に結合されている。従って、この光カップラ２３で低コヒーレンス光は、被検体からの戻り光が光ファイバ２４へ分岐されて後述の光検出部側へ伝達されるようになっている。尚、装置本体１０は、光カップラ２３を用いずに、被検体からの戻り光が光ファイバ２４へ分岐されるように構成しても良い。
【００２０】
光ファイバ２２の（光カップラ２３より）先端側に伝達された低コヒーレンス光は、本体側光コネクタ部２０ａにプローブ側光コネクタ部２０ｂが接続されていると、これら光コネクタ部２０を介して光プローブ９へ伝達されるようになっている。
【００２１】
光プローブ９へ伝達された低コヒーレンス光は、プローブ側光コネクタ部２０ｂから延設する光ファイバ２５の他方の端面（先端側端面）２５ａ側に伝達される。この光ファイバ２５の先端側端面２５ａに伝達された低コヒーレンス光は、その大部分が観察光として光プローブ９の先端側に配設された対物レンズ２６に伝達され、この対物レンズ２６によりその焦点で被検体８の目的部位に集光される。そして、その焦点からの被検体８の目的部位の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。
【００２２】
一方、光ファイバ２５の先端側端面２５ａに伝達された低コヒーレンス光の一部は、後述する第１の光分離手段としての先端側端面２５ａで反射分離されて戻り参照光として、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。そして、光カップラ２３側に戻った戻り観察光と戻り参照光とは、この光カップラ２３で光ファイバ２４へ分岐されて、この光ファイバ２４の先端側端面へ伝達される。
【００２３】
この光ファイバ２４の先端側端面に伝達された戻り観察光と戻り参照光とは、これらの光路長差が一致するように光路長差生成部３１で光路長を調整される。このとき、光路長差生成部３１は、光検出部３２からの信号に同期して制御部３３で制御される駆動部３４により、光路長の調整が行われるようになっている。
【００２４】
そして、これら光路長が等しい参照光と観察光とは、光路長差生成部３１の光路内で干渉される。この干渉光は、フォトダイオード等の光検出部３２で受光されるようになっている。光検出部３２は、干渉光を干渉電気信号に光電変換し、この光電変換された干渉電気信号は、アンプ等で増幅されて信号処理部３５に入力される。信号処理部３５は、入力された干渉電気信号を観察光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、Ａ／Ｄ変換して、デジタル信号を制御部３３へ出力する。
【００２５】
制御部３３は、入力されたデジタル信号から断層像に対応した画像データを生成する。そして、生成された画像データは、ビデオプロセッサ６を介してモニタ１５に出力され、この表示画面に被検体８のＯＣＴ像１５ｂが表示されるようになっている。
【００２６】
次に、図３及び図４を用いて光イメージング装置３の詳細構成を説明する。先ず、光プローブ９の先端側の構成を説明する。
図３及び図４に示すように対物レンズ２６及び光ファイバ２５の先端側端面２５ａは、光走査ユニット３６に一体的に設けられている。この光走査ユニット３６は、光走査手段としてＰＺＴ素子等のアクチュエータ３７が設けられており、被検体８の目的部位に対して二次元走査（ＸＹ走査）が行われると共に、光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動され、被検体８の目的部位に対して深部方向に垂直走査が行われるようになっている。このアクチュエータ３７は、駆動部３４により駆動されるようになっている。
【００２７】
一方、第１の光分離手段として光ファイバ２５の先端側端面２５ａは、伝達された低コヒーレンス光の一部を戻り参照光として反射分離するようになっている。
このことにより、光ファイバ２５の先端側端面２５ａに入射される戻り観察光と、光ファイバ２５の先端側端面２５ａで反射分離される戻り参照光とは、２×ΔＬの光路長差となる。この戻り観察光と戻り参照光との光路長差が一致するように光路長差生成部３１は、光路長を調整するようになっている。
【００２８】
次に、光路長差生成部３１について説明する。
上述したように光ファイバ２４の先端側端面に伝達された戻り観察光と戻り参照光とは、光路長差生成部３１の平行レンズ４１で平行光にされ、第３の光分離手段であるハーフミラー４２で観察光と参照光とに分離される。
【００２９】
ハーフミラー４２で分離された戻り観察光は、観察光側反射ミラー４３に入射される。観察光側反射ミラー４３は、この下部側に光変調手段として圧電素子４４が接着されている。この圧電素子４４は、駆動部３４から駆動信号が印加されることで、観察光側反射ミラー４３を光軸方向に振動させるようになっている。この観察光側反射ミラー４３に入射される観察光は、光変調されて反射され、再びハーフミラー４２側に戻るようになっている。
【００３０】
一方、ハーフミラー４２で分離された戻り参照光は、光分散調整手段として光分散調整部４５で分散調整され、光軸方向に進退動可能な参照光側反射ミラー４６で反射されて、再びハーフミラー４２側に戻るようになっている。この参照光側反射ミラー４６は、光軸方向に進退動可能な参照光側ステージ４７に設けられ、参照光の光路長を調整されるようになっている。
【００３１】
この参照光側ステージ４７は、駆動部３４により駆動され、全観察光路の光路長と、全参照光路の光路長とが一致するように光軸方向に進退動されるようになっている。更に、具体的には、ハーフミラー４２〜参照光側反射ミラー４６との光路長は、Ｌr／２となる。また、ハーフミラー４２〜観察光側反射ミラー４３との光路長は、Ｌs／２となる。
【００３２】
制御部３３は、上述した光プローブ９内での光ファイバ２５の光路長差２×ΔＬを解消するために、参照光の光路長と観察光の光路長とがＬr＝Ｌs＋２ΔＬとなるよう駆動部３４を駆動し、参照光側ステージ４７は、光軸方向に進退動される。そして、これら光路長が殆ど等しい参照光と観察光とは、ハーフミラー４２側からの光路で干渉するようになっている。つまり、ハーフミラー４２は、第３の光分離手段であると共に、干渉手段を兼ねている。そして、この干渉光は、検出側集光レンズ４８で集光されて光検出部３２で受光される。
【００３３】
このことにより、本実施の形態では、低コヒーレンス光源２１〜光プローブ９の光ファイバ２５の先端側端面２５ａまで観察光と参照光との光路が同一であるため、これら観察光と参照光との偏光状態がほぼ一致した状態で干渉し、干渉光の強度が偏光状態の変化によって変わることがなくなる。また、本実施の形態では、光プローブ９を交換して使用した場合にも、光路長調整が容易である。
【００３４】
このように構成される光イメージングシステム１は、上述したように光プローブ８が体腔内に挿入される内視鏡４の鉗子挿通口１３から鉗子挿通用チャンネル１４を経てその先端開口からプローブ先端側を突出させて用いられる。尚、光イメージングシステム１は、光イメージング装置３の光プローブ９を単独で体腔内等に挿入されて用いても良い。また、光イメージング装置３は、上記内視鏡等に一体化させて構成しても良い。更に光イメージング装置１は、他の観察手段や処置手段と併用して用いても良い。
そして、光イメージング装置３は、被検体８の生体組織に対し、光プローブ９から低コヒーレンス光を集光し、その生体組織の内部の断層画像データを得て、モニタ１５の表示面にＯＣＴ像１５ｂを表示する。
【００３５】
ここで、光イメージング装置３は、被検体８や観察目的部位が異なるために、極端に長さの異なる光プローブ９を交換して使用する場合がある。
上述したように光イメージング装置３は、低コヒーレンス光源２１〜光プローブ９の光ファイバ２５の先端側端面２５ａまで観察光と参照光との光路が同一であるため、光プローブ９を交換して使用した場合にも、観察光と参照光との偏光状態がほぼ一致した状態で干渉し、干渉光の強度が偏光状態の変化によって変わることがなくなると共に、光路長調整が容易である。
【００３６】
この結果、本実施の形態の光イメージング装置３は、光プローブ９を交換して使用した場合にも、低コーヒーレンス光の偏光状態に影響されること無く、光路長調整が容易で確実にＯＣＴ断層像を得ることが可能である。
【００３７】
尚、図５に示すように光プローブ９内部の光ファイバ２５は、第１の光分離手段である先端側端面２５ａに反射被覆膜５０を設けて構成しても良い。これにより、光ファイバ２５の先端側端面２５ａから反射される戻り参照光は、より一層増加することができる。
【００３８】
また、図６に示すように光走査ユニット３６Ｂは、光走査手段としてアクチュエータ３７の代わりにＸＹ反射ミラースキャン５１を用いて水平走査を行うように構成しても良い。このＸＹ反射ミラースキャン５１は、集光レンズ２６の先端側に設けられている。
【００３９】
そして、集光レンズ２６からの観察光は、ＸＹ反射ミラースキャン５１に入射し、このＸＹ反射ミラースキャン５１で被検体に対し、該当水平方向に走査される。ここで、観察光は、被検体に対し、Ｙ走査ミラー５１ａでＹ方向に走査され、次に、Ｘ走査ミラー５１ｂでＸ方向に走査される。尚、これらＸ走査ミラー１５１ｂ，Ｙ走査ミラー５１ａは、アクチュエータ３７と同様に駆動部３４により駆動されるようになっている。
【００４０】
そして、これらＸＹ反射ミラースキャン５１（５１ａ，５１ｂ）で走査された観察光は、観察窓５２を介して被検体８の目的部位に照射されるようになっている。この場合、観察光と参照光との光路長差２×ΔＬは、光ファイバ２５の先端側端面２５ａ〜被検体８の目的部位までの光路の２倍となる。尚、ＸＹ反射ミラースキャン５１（５１ａ，５１ｂ）は、光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動させることで、被検体８の目的部位に対して深部方向に垂直走査を行うように構成しても良い。
【００４１】
また、図７及び図８に示すように光路長差生成部３１は、光検出部３２に入射する参照光が観察光に比べて強すぎる場合、ハーフミラー４２と参照光側反射ミラー４６との間に透過光量を減少させる光減衰手段として可変減光フィルタ５３ａ〜５３ｆを設けたフィルタ回転台５３を設けて構成しても良い。尚、このフィルタ回転台５３は、駆動部３４により駆動されるようになっている。
これにより、光路長差生成部３１は、参照光が観察光に比べて適切な強度となり、最適なＯＣＴ断層像を得ることが可能である。
【００４２】
また、光路長差生成部３１は、図９に示すように光分散調整部４５の代わりに、グレーティング５４ａ，５４ｂ及びレンズ５５ａ，５５ｂを用いて構成しても良い。この場合、レンズ５５ａは、光軸方向に進退動可能なステージ５６に設けられ、最適な分散調整が行われるように駆動部３４により駆動されるようになっている。これにより、戻り参照光は、最適に分散調整されてハーフミラー４２の光路から観察光と干渉することが可能となる。
【００４３】
また、図１０に示すように第１の光分離手段として光ファイバ２５の先端側端面２５ａで参照光を分離するのではなく、光ファイバ２５の先端側端面２５ａから集光レンズ２６までの間の光路で参照光を反射分離するように構成しても良い。
光プローブ９の先端側に設けた光走査ユニット３６Ｃは、光ファイバ２５の先端側端面２５ａから集光レンズ２６までの間に平行レンズ５７及びハーフミラー５８を設けている。
【００４４】
光ファイバ２５の先端側端面２５ａに伝達された低コヒーレンス光は、平行レンズ５７で平行光にされる。そして、この平行光にされた低コヒーレンス光の大部分は、観察光としてハーフミラー５８を通過して対物レンズ２６の焦点で被検体８の目的部位に集光される。
【００４５】
そして、その焦点からの被検体８の目的部位の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。一方、平行光にされた低コヒーレンス光の一部は、ハーフミラー５８で反射分離され、戻り参照光として再び光ファイバ２５の先端側端面２５ａに入射し、装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。
【００４６】
このことにより、参照光と観察光との光路長差２×ΔＬは、ハーフミラー５８〜被検体８の目的部位間の２倍となり、上記図４で説明した光路長差よりも短くすることができる。従って、光路長差生成部３１での光路長調整を短くでき、より一層、光路長調整が容易となる。
【００４７】
また、図１１に示すように光プローブ９Ｂは、フレキシブルシャフト１１０内に光ファイバ２５を挿通して回動走査するように構成しても良い。
フレキシブルシャフト１１０は、この基端側が図示しない光ロータリジョイントで装置本体１０と着脱自在に接続されている。この光ロータリジョイントは、非回転部と回転部とで光が伝達可能な結合を行うものである。
【００４８】
また、フレキシブルシャフト１１０は、光ファイバ２５の先端側に勾配屈折率レンズ（ GRIN lens ；Gradient Index lens )１１１及びプリズム１１２が回動自在に接続される。即ち、光プローブ９Ｂは、光ロータリジョイントにより、フレキシブルシャフト１１０と勾配屈折率レンズ１１１及びプリズム１１２が被検体８の目的部位に対してＲθ方向に走査されるようになっている。
【００４９】
光ファイバ２５の先端側端面２５ａに伝達された低コヒーレンス光は、勾配屈折率レンズ１１１及びプリズム１１２を通過して観察窓５２に入射される。
【００５０】
そして、図１２に示すように低コヒーレンス光の大部分は、観察光として観察窓５２を通過して被検体８の目的部位に集光される。
【００５１】
そして、その焦点からの被検体８の目的部位の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。一方、低コヒーレンス光の一部は、観察窓５２で反射分離されて戻り参照光となる。そして、上記光路を通り、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。
【００５２】
このとき、観察光と参照光との光路長差２×ΔＬは、観察窓５２〜被検体８の目的部位までの２倍となる。このため、戻り参照光は、上述したように観察光との光路長差２×ΔＬが一致するように装置本体１０内の光路長生成部３１で光路長調整されるようになっている。従って、光プローブ９Ｂは、観察光と参照光との光路長差が一致するように調整できる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
図１３及び図１４は本発明の第２の実施の形態に係り、図１３は本発明の第２の実施の形態の光イメージング装置を示す構成図、図１４は図１３の光プローブの先端側構成図である。
本第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態より参照光と観察光との偏光状態をより一致ささせるように構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００５４】
即ち、図１３に示すように本第２の実施の形態の光イメージング装置３Ｂは、直線偏光の低コヒーレンス光を発生する直線偏光型低コヒーレンス光源（以下、低コヒーレンス光源）２１Ｂを有して構成される。
このコヒーレンス光源２１Ｂで発生した直線偏光の低コヒーレンス光は、光ファイバ２２の一端に入射され、上記第１の実施の形態と同様に光コネクタ部２０を介して光プローブ９内の光ファイバ２５の先端側端面２５ａまで伝達される。尚、本実施の形態で用いられる光カップラ２３は、偏波面保存ファイバカップラである。
【００５５】
そして、図１４に示すように光ファイバ２５の先端側端面２５ａまで伝達された直線偏光の低コヒーレンス光は、先端側端面２５ａから出射され、集光レンズ２６により被検体８の目的部位に集光され、この被検体８の目的部位の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。
【００５６】
ここで、光ファイバ２５の先端側端面２５ａから出射される観察光は、この偏光面を、光走査ユニット３６Ｄに設けたファラデーローテータ等の偏光面回転素子６９によりλ／４偏光されると共に、被検体８からの戻り観察光をλ／４偏光されて、合わせてλ／２偏光されるようになっている。
一方、光ファイバ２５の先端側端面２５ａに伝達された低コヒーレンス光の一部は、上記第１の実施の形態と同様に先端側端面２５ａで反射分離され、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。そして、光カップラ２３側に戻った戻り観察光と戻り参照光とは、この光カップラ２３で光ファイバ２４へ分岐されて、光路長差生成部６０へ伝達され、戻り観察光と戻り参照光との光路長差が一致するように光路長を調整されるようになっている。
【００５７】
伝達された戻り観察光と戻り参照光とは、光路長差生成部６０の平行レンズ４１で平行光にされ、第３の光分離手段である偏光ビームスプリッタ６１で観察光と参照光とに分離される。
【００５８】
分離された戻り参照光は、反射ミラー６２で反射され、ハーフミラー６４へ入射される。このとき、戻り参照光は、偏光ビームスプリッタ６１と反射ミラー６２との間に設けられた光路長差調整レンズ６３により、観察光との光路長差が一致するように調整されるようになっている。
【００５９】
このとき、戻り観察光は、偏光ビームスプリッタ６１と反射ミラー６５との間に設けられた電気光学変調器（ＥＯＭ；Eelectro-Optic Modulator ）６６で光変調されると共に、反射ミラー６５とハーフミラー６４との間に設けられた偏光面回転素子６７で偏光面をλ／２偏光されるようになっている。このことにより、戻り観察光は、光プローブ９の先端側で偏光面回転素子６７でλ／２偏光された後、光路長差生成部６０でλ／２偏光されて、合わせてλ偏光される。
【００６０】
そして、これら戻り参照光と戻り観察光とは、ハーフミラー６４で干渉する。この干渉光の一方は、検出側集光レンズ４８ａで集光され、光検出部３２Ａで受光される。また、この干渉光の他方は、検出側集光レンズ４８ｂで集光され、光検出部３２Ｂで受光される。
【００６１】
そして、光検出部３２Ａ，光検出部３２Ｂは、それぞれ受光した光を電気信号に光電変換し、これら光電変換された電気信号は、減算器６８で減算されて差分をとり、アンプ等で増幅されて信号処理部３５に入力される。信号処理部３５は、復調処理を行い、Ａ／Ｄ変換してデジタル信号を制御部３３へ出力する。
【００６２】
制御部３３は、入力されたデジタル信号から断層像に対応した画像データを生成する。そして、生成された画像データは、ビデオプロセッサ６を介してモニタ１５に出力され、この表示画面に被検体８のＯＣＴ像１５ｂが表示される。
この結果、本第２の実施の形態の光イメージング装置３Ｂは、上記第１の実施の形態よりも、偏光状態が完全に一致し光路長調整が容易で確実にＯＣＴ断層像を得ることが可能である。
【００６３】
（第３の実施の形態）
図１５ないし図２３は本発明の第３の実施の形態に係り、図１５は本発明の第３の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図、図１６ないし図２３は図１５の光路長差生成部の具体的な構成例を示し、図１６は第１の光路長差生成部の構成図、図１７は第２の光路長差生成部の構成図、図１８は第３の光路長差生成部の構成図、図１９は第４の光路長差生成部の構成図、図２０は第５の光路長差生成部の構成図、図２１は第６の光路長差生成部の構成図、図２２は第７の光路長差生成部の構成図、図２３は第８の光路長差生成部の構成図である。
【００６４】
上記第１，第２の実施の形態は、第２の光分離手段である光カップラ２３と光検出部３１との間に光路長差生成部を設けて構成しているが、本第３の実施の形態は、光路長差生成部を低コヒーレンス光源２１と第２の光分離手段である光カップラ２３との間に設けて構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００６５】
即ち、図１５に示すように本第３の実施の形態の光イメージング装置３Ｃは、光路長差生成部７１を低コヒーレンス光源２１と第２の光分離手段である光カップラ２３との間に設けて構成される。
低コヒーレンス光源２１からの低コヒーレンス光は、光ファイバ７２で伝達され、光路長差生成部７１内の第３の光分離手段としての光カップラ７３で観察光と参照光とに分離される。そして、観察光と参照光とは、これら光路長差を調整されて光ファイバ２２を介して光プローブ９へ伝達されるようになっている。尚、光路長差生成部７１は、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に光カップラ２３と光検出部３１との間に設けて構成しても構わない。
【００６６】
以下、図１６〜図２３を用いて本第３の実施の形態の光イメージング装置３Ｃに用いられる光路長差生成部７１（７１Ａ〜７１Ｈ）を説明する。
図１６に示すように光路長差生成部７１Ａは、光ファイバ７２で伝達される低コヒーレンス光が光カップラ７３で観察光と参照光とに分離される。
【００６７】
分離された観察光は、光ファイバの一方の先端側端面７２Ｂから観察光側レンズ７４ｂで平行光にされ、観察光側反射ミラー４３で反射されて、再び光カップラ７３側に戻るようになっている。
一方、分離された参照光は、光ファイバ７２の一方の先端側端面７２Ａから参照光側レンズ７４ａで平行光にされ、参照光側反射ミラー４６で反射されて、再び光カップラ７３側に戻るようになっている。
【００６８】
この参照光側反射ミラー４６は、光軸方向に振動可能な圧電素子７５が接着されている。この圧電素子７５は、駆動部３４から駆動信号が印加されることで、参照光側反射ミラー４６を光軸方向に振動させて、観察光との光路長差が一致するように調整するようになっている。また、参照光側反射ミラー４６は、圧電素子７５により振動することで、反射する参照光を光変調するようになっている。
【００６９】
そして、光カップラ７３側に戻った戻り観察光と戻り参照光とは、この光カップラ７３で光ファイバ２２へ分岐されて、この光ファイバ２２を介して光プローブ９へ伝達されるようになっている。
これにより、光路長差生成部７１Ａは、参照光と観察光との光路長差が一致するように光路長差を調整している。
【００７０】
また、図１７に示すように光路長差生成部７１Ｂは、上記光路長差生成部７１Ａと同様に光カップラ７３で低コヒーレンス光が観察光と参照光とに分離され、それぞれ観察光側レンズ７４ｂ，参照光側レンズ７４ａで平行光にされる。
【００７１】
参照光側レンズ７４ａで平行光にされた参照光は、電気光学変調器（ＥＯＭ）７６で光変調された後、光軸方向に進退動可能な参照光側反射ミラー４６で反射されて、再び第３の光分岐部７３側に戻るようになっている。この参照光側反射ミラー４６は、上記第１の実施の形態で説明した参照光側ステージ４７に設けられ、参照光の光路長を調整されるようになっている。一方、観察光は、上記光路長差生成部７１Ａと同様である。これにより、光路長差生成部７１Ｂは、参照光と観察光との光路長差が一致するように光路長差を調整できる。
【００７２】
また、図１８に示すように光路長差生成部７１Ｃは、上記光路長差生成部７１Ａと同様に光カップラ７３で分離された参照光及び観察光がそれぞれ参照光側レンズ７４ａ，観察光側レンズ７４ｂで平行光にされた後、音響光学変調器（ＡＯＭ；Acousto-Optic Modulator ）７７ａ，７７ｂで光変調される。これら音響光学変調器（ＡＯＭ）７７ａ，７７ｂは、参照光と観察光との光路長差が一致するように調整する。
【００７３】
そして、光路長差を調整された参照光と観察光とは、それぞれ参照光側レンズ７８ａ，観察光側レンズ７８ｂで光ファイバ２２の入射端面２２Ａ，２２Ｂに集光されて入射し、光カップラ部７９で光結合されて光プローブ９へ伝達されるようになっている。これにより、光路長差生成部７１Ｃは、参照光と観察光との光路長差が一致するように光路長差を調整できる。
【００７４】
また、図１９に示すように光路長差生成部７１Ｄは、光ファイバ７２で伝達される低コヒーレンス光が先端側端面７２ａから集光レンズ８１で集光され、第３の光分離手段としての音響光学変調器（ＡＯＭ）８２で参照光と観察光とが分離される。分離された参照光及び観察光は、それぞれ透過型グレーティング８３で分散調整され、集光レンズ８４で光ファイバ２２の入射端面２２ａに集光入射され、光プローブ９へ伝達されるようになっている。これにより、光路長差生成部７１Ｄは、参照光と観察光との光路長差が一致するように光路長差を調整できる。
【００７５】
また、図２０に示すように光路長差生成部７１Ｅは、上記光路長差生成部７１Ａと同様に低コヒーレンス光が光カップラ７３で観察光と参照光と分離されて光ファイバ７２の先端側端面７２ａまで伝達されるようになっている。
【００７６】
そして、観察光は、光ファイバ７２の先端側端面７２ａで反射されて、光カップラ７３側へ戻るようになっている。一方、参照光は、上記光路長差生成部７１Ａと同様に光ファイバ７２の先端側端面７２ａから平行レンズ８５で平行光にされ、参照光側反射ミラー４６で反射されて、再び光カップラ７３側に戻るようになっている。尚、このとき、上述したように参照光側反射ミラー４６は、圧電素子７５により振動することで、反射する参照光を光変調するようになっている。これにより、光路長差生成部７１Ｅは、光ファイバ７２の先端側端面７２ａから参照光側反射ミラー４６までの光路長の往復分、光路長差が一致するように調整できる。
【００７７】
また、図２１に示すように光路長差生成部７１Ｆは、上記光路長差生成部７１Ｅの平行レンズ８５と参照光側反射ミラー４６との間に観察光を反射するハーフミラー８６を設けている。このため、光カップラ７３で分離された参照光は、平行レンズ８５で平行光にされた後、ハーフミラー８６で反射されて再び光カップラ７３側に戻るようになっている。
【００７８】
一方、光カップラ７３で分離された参照光は、上記光路長差生成部７１Ｅと同様に光ファイバ７２の先端側端面７２ａから平行レンズ８５で平行光にされ、ハーフミラー８６を通過して参照光側反射ミラー４６で反射されて、再び光カップラ７３側に戻るようになっている。尚、このとき、上述したように参照光側反射ミラー４６は、圧電素子７５により振動することで、反射する参照光を光変調するようになっている。
これにより、光路長差生成部７１Ｆは、ハーフミラー８６から参照光側反射ミラー４６までの光路長の往復分、光路長差が一致するように調整できる。
【００７９】
尚、図２０の光路長差生成部７１Ｅ及び図２１の光路長差生成部７１Ｆは、分離された観察光及び参照光とが供給される場合、光カップラ７３の代わりに光サーキュレータを用いて構成しても良い。
【００８０】
また、図２２に示すように光路長差生成部７１Ｇは、平行レンズ８７と集光レンズ９１との間に第３の光分離手段としてハーフミラー８８，ハーフミラー９０を設けて構成される。ハーフミラー８８は、ＰＺＴ等の圧電素子８９が側部に接着されて、光軸方向に振動可能になっている。この圧電素子８９は、駆動部３４から駆動信号が印加されることで、ハーフミラー８８を光軸方向に振動させるようになっている。
【００８１】
平行レンズ８７で平行光にされた低コヒーレンス光は、その大部分がハーフミラー８８，ハーフミラー９０を通過して集光レンズ９１で集光されて観察光として光ファイバ２２の入射端面２２ａに入射されるようになっている。
一方、低コヒーレンス光の一部は、ハーフミラー９０で反射分離されて再びハーフミラー８８で反射されてハーフミラー９０を通過し、集光レンズ９１で集光されて参照光として、光ファイバ２２の入射端面２２ａに入射されるようになっている。
【００８２】
このとき、ハーフミラー８８は、観察光と参照光との光路長差が一致するように制御部３３の制御により駆動部３４が圧電素子８９を駆動して、光軸方向に振動するようになっている。これにより、光路長差生成部７１Ｇは、参照光と観察光との光路長差が調整できる。
【００８３】
また、図２３に示すように光路長差生成部７１Ｈは、上記光路長差生成部７１Ａと同様に低コヒーレンス光が光カップラ７３で観察光と参照光と分離されるようになっている。
そして、分離された参照光は、光ファイバ７２の一方の先端側端面７２Ａから参照光側レンズ７４ａで平行光にされ、参照光側レンズ７８ａで集光されて光ファイバ２２の入射端面２２Ａに集光されるようになっている。一方、分離された観察光は、光ファイバ７２の他方側から光カップラ７９に光結合されている光ファイバ２２へ伝達されるようになっている。この光ファイバ７２の他方側は、ＰＺＴ素子等の圧電素子８１が設けられ、この圧電素子８１により光変調されるようになっている。
【００８４】
これら光カップラ７３〜光カップラ７９までの光路は、観察光と参照光との光路長差が一致するような長さに形成されている。これにより、光路長差生成部７１Ｈは、参照光と観察光との光路長差が一致するように光路長差を調整できる。
【００８５】
（第４の実施の形態）
図２４及び図２５は本発明の第４の実施の形態に係り、図２４は本発明の第４の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図、図２５は図２４の光プローブの先端側構成図である。
本第４の実施の形態は、光路長差生成部を光プローブ９の先端側に設けて構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００８６】
即ち、図２４に示すように本第４の実施の形態の光イメージング装置３Ｄは、光路長差生成部１００を光プローブ９の先端側に設けて構成される。
図２５に示すように光プローブ９の先端側に設けた光走査ユニット１０１は、平行レンズ５７から集光レンズ２６までの間に、光路長差生成部１００として光軸方向に進退動な進退動ハーフミラー１０２と、ハーフミラー１０３とを設けて構成される。進退動ハーフミラー１０２は、圧電素子１０４が接着されている。この圧電素子１０４は、駆動部３４から駆動信号が印加されることで、ハーフミラー１０２を光軸方向に進退動させるようになっている。
【００８７】
本実施の形態では、分離した参照光を進退動ハーフミラー１０２とハーフミラー１０３との間で２回往復させることで、一致するように光路長差を調整するようになっている。
【００８８】
このように構成される光イメージン装置３Ｄは、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に低コヒーレンス光源２１からの低コヒーレンス光が光プローブ９内の光ファイバ２５へ伝達される。
光ファイバ２５の先端側端面２５ａに伝達された低コヒーレンス光は、上記第１の実施の形態で説明した光走査ユニット３６Ｂと同様に平行レンズ５７で平行光にされる。そして、この平行光にされた低コヒーレンス光の大部分は、進退動ハーフミラー１０２及びハーフミラー１０３を通過し、観察光として対物レンズ２６の焦点で被検体８の目的部位に集光される。
【００８９】
そして、その焦点からの被検体８の目的部位の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。
一方、平行光にされた低コヒーレンス光の一部は、進退動ハーフミラー１０２を通過し、ハーフミラー１０３で反射分離されて戻り参照光となる。そして、進退動ハーフミラー１０２で反射されて更にハーフミラー１０３で反射されて再び光ファイバ２５の先端側端面２５ａに入射し、装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。
【００９０】
このとき、観察光と参照光との光路長差２×ΔＬは、ハーフミラー１０３〜被検体８の目的部位までの２倍となる。また、進退動ハーフミラー１０２〜ハーフミラー１０３での戻り参照光の光路長は、２×ΔＬrとなる。そして、圧電素子１０３は、観察光と参照光との光路長差２×ΔＬを解消するために、２×ΔＬ＝２×ΔＬrとなるよう制御部３３の制御により駆動部３４を駆動され、光軸方向に進退動される。
【００９１】
従って、光路長差生成部１００は、観察光と参照光との光路長差が一致するように調整できる。この結果、本実施の形態の光イメージング装置３Ｄは、上記第１の実施の形態と同様な効果を得る。
【００９２】
（第５の実施の形態）
図２６及び図２７は本発明の第５の実施の形態に係り、図２６は本発明の第５の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図、図２７は図２６の光路長差生成部の構成図である。
本第５の実施の形態は、低コヒーレンス光源が、第２の光分離手段を兼ねるように構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００９３】
即ち、図２６に示すように本第５の実施の形態の光イメージング装置３Ｅは、第２の光分離手段を兼ねる低コヒーレンス光源１２１を設けて構成される。この低コヒーレンス光源１２１は、低コヒーレンス光の供給部を高屈折率の活性層で被覆しており、この部分に光ファイバ２２を挿通させて構成されている。この低コヒーレンス光源１２１は、戻り光が活性層と光結合すると他方の端面から出射される性質を有している。
【００９４】
本実施の形態の光イメージング装置３Ｅは、上記第１の実施の形態で説明したのと同様な構成の光プローブ９を有し、光プローブ９内の光ファイバ２５の先端側端面２５ａで低コヒーレンス光の一部が反射分離されて戻り参照光として、再び装置本体１０の低コヒーレンス光源１２１側に戻るようになっている。
【００９５】
また、本実施の形態の光イメージング装置３Ｅは、光路長差生成部１２２を設けて構成している。この光路長差生成部１２２は、図２７に示すように２つのハーフミラー１２２ａ，１２２ｂで構成されている。
【００９６】
このように構成される光イメージング装置３Ｅは、低コヒーレンス光源１２１で発生した低コヒーレンス光が光ファイバ２２の一端に入射され、光コネクタ部２０を介して光プローブ９内の光ファイバ２５へ伝達される。そして、光プローブ９内の光ファイバ２５の先端側端面２５ａで、低コヒーレンス光の一部が反射分離されて戻り参照光として、再び装置本体１０の低コヒーレンス光源１２１側に戻る。
【００９７】
低コヒーレンス光源１２１側に戻った戻り観察光と戻り参照光とは、この低コヒーレンス光源１２１で活性層に光結合されて、他方の端面から出射される。
低コヒーレンス光源１２１の他方の端面から出射された戻り観察光と戻り参照光とは、光路長差生成部１２２で光路長差が一致するように調整される。このとき、戻り観察光は、ハーフミラー１２２ａ，１２２ｂを通過して光検出部３２へ伝達される。
【００９８】
一方、戻り参照光は、ハーフミラー１２２ａを通過し、ハーフミラー１２２ｂで反射されて再びハーフミラー１２２ａへ向かい、再びハーフミラー１２２ａで反射されてハーフミラー１２２ｂを通過して光検出部３２へ伝達される。このとき、ハーフミラー１２２ａ〜ハーフミラー１２２ｂでの戻り参照光の光路長は、２×ΔＬrとなる。この戻り参照光の光路長２×ΔＬrは、観察光と参照光との光路長差２×ΔＬと一致するようになっている。
【００９９】
そして、これら光路長が殆ど等しい参照光と観察光とは、ハーフミラー１２２２ｂ側からの光路で偏光状態がほぼ一致した状態で干渉し、光検出部３２で受光される。
この結果、本第５の実施の形態の光イメージング装置３Ｅは、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることに加え、低コヒーレンス光源１２１が第２の光カップラを兼ねるので小型化できる。
【０１００】
（第６の実施の形態）
図２８ないし図３０は本発明の第６の実施の形態に係り、図２８は本発明の第６の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図、図２９は図２８の光路長差生成部の構成図、図３０は図２９の光路長差生成部の光路先端側の拡大図である。
本第６の実施の形態は、光プローブ先端側内部に低コヒーレンス光源，第２の光分岐部，光路長差生成部及び光検出部までの光学系を設けて構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【０１０１】
即ち、図２８に示すように本第６の実施の形態の光イメージング装置は、光プローブ９Ｄの先端側に低コヒーレンス光源，第２の光分岐部，光路長差生成部及び光検出部までの光学系を設けた光学ユニット１５０を設けて構成される。
本実施の形態では、光学ユニット１５０は、LN（LiNbO3結晶）導波路で光学路を一体的に形成されている。
【０１０２】
光学ユニット１５０は、光プローブ９Ｄを挿通するケーブル１５１が延出されている。このケーブル１５１は、図示しない電源線や信号線が配設されている。
光学ユニット１５０から先端側は、水平走査を行うＸＹ反射ミラースキャン１５２が設けられており、光学ユニット１５０から出射される観察光を水平走査するようになっている。このＸＹ反射ミラースキャン１５２で水平走査された観察光は、集光レンズ１５３により観察窓１５４を介して被検体８の目的部位に集光されるようになっている。そして、その焦点からの被検体の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び光学ユニット１５０側に戻るようになっている。
【０１０３】
次に、図２９及び図３０を用いて光学ユニット１５０を説明する。
図２９に示すように光学ユニット１５０は、低コヒーレンス光源２１からの低コヒーレンス光が光路１６１に入射され、途中の第２の光カップラ１６２を介して光路１６４に伝達されるようになっている。
【０１０４】
光路１６１は、第２の光カップラ１６２で光路１６３と光学的に結合されている。従って、この光カップラ１６２で低コヒーレンス光は、被検体からの戻り光が光路１６３へ分岐されて光検出部３２側へ伝達されるようになっている。また、光路１６１は、第２の光カップラ１６２で光路１６５と光学的に結合されている。この光路１６５の終端は、光路内に定在波が発生しないように抵抗板等の無反射終端１６６を設けている。
【０１０５】
図３０に示すように光路１６４の先端側端面１６４ａに伝達された低コヒーレンス光は、その大部分がこの先端側端面１６４ａから観察光として出射されるようになっている。そして、光学ユニット１５０から出射された観察光は、上述したようにＸＹ反射ミラースキャン１５２で水平走査された後、観察窓１５４を介して集光レンズ１５３により観察窓１５４を介して被検体８の目的部位に集光されるようになっている。
【０１０６】
そして、その焦点からの被検体の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び光学ユニット１５０内の第２の光カップラ１６２側に戻るようになっている。
一方、光路１６４の先端側端面１６４ａに伝達された低コヒーレンス光の一部は、第１の光分離手段としての先端側端面１６４ａで反射分離され、再び光学ユニット１５０内の第２の光カップラ１６２側に戻るようになっている。
【０１０７】
そして、第２の光カップラ１６２側に戻った戻り観察光と戻り参照光とは、この第２の光カップラ１６２で光路１６３へ分岐されて、第３の光分離手段としての光カップラ１６７から光路長差生成部１７０に伝達されるようになっている。
【０１０８】
この光路長差生成部１７０は、光カップラ１６７に光路１７１，１７３が光学的に結合されている。これら光路１７１，１７３は、参照光と観察光との光路長差が一致するような長さに形成されている。従って、光路長差生成部１７０は、観察光と参照光との光路長差が一致するように調整されている。
【０１０９】
戻り参照光は、光路１７１の先端側端面に伝達され、この先端側端面の端部に設けた参照光側ミラー１７２で反射されて光カップラ１６７側に戻るようになっている。
一方、戻り観察光は、光路１７３の先端側端面に伝達され、この先端側端面の端部に設けた観察光側ミラー１７４で反射されて光カップラ１６７側に戻るようになっている。
【０１１０】
そして、これら光路長が等しい参照光と観察光とは、光カップラ１６７からの光路で干渉され、この光カップラ１６７に光学的に結合されている光路１７５を伝達し、光検出部３２で受光される。
光検出部３２は、干渉光を干渉電気信号に光電変換し、この光電変換された干渉電気信号はケーブル１５１内の信号線を介して信号処理部３５に出力されるようになっている。
【０１１１】
この結果、本第６の実施の形態の光イメージング装置は、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることに加え、光プローブ９Ｄの先端側内部に光学路を一体的に形成した光学ユニット１５０を設けて構成しているので、より一層の小型化が実現できる。
【０１１２】
尚、本発明は、以上述べた実施の形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【０１１３】
［付記］
（付記項１） 低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体に集光し、この被検体からの戻り光を取り込む挿入部及び、この挿入部を接続して取り込んだ戻り光から被検体の断層像を構築する装置本体を有する光イメージング装置において、
前記低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を伝達させて被検体へ照射する光伝達手段と、
前記低コヒーレンス光を観察光と参照光とに分離する光分離手段と、
を具備し、前記観察光と参照光との偏光状態を合わせるために、前記光伝達手段内部又は前記光伝達手段の終端又は前記光伝達手段と被検体との間に前記光分離手段を設けたことを特徴とする光イメージング装置。
【０１１４】
（付記項２） 前記光分離手段で分離された観察光と参照光とが、前記光伝達手段内部又は前記光伝達手段と被検体との間の少なくとも一部において、同一の光軸を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１１５】
（付記項３） 被検体からの前記観察光の散乱又は反射による戻り観察光と前記参照光とを干渉させる光干渉手段を有し、
前記光分離手段で分離された観察光と参照光とが、前記光伝達手段内部又は前記光伝達手段と被検体との間で且つ、前記干渉手段の手前の少なくとも一部において、同一の光軸を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１１６】
（付記項４） 前記観察光と前記参照光との光路長差を生成する光路長差生成手段を設けたことを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項５） 前記低コヒーレンス光を観察光と参照光とに分離する第２の光分離手段を前記低コヒーレンス光源と前記光伝達手段との間に設けたことを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１１７】
（付記項６） 前記光伝達手段が光ファイバであることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項７） 前記光分離手段がハーフミラーであることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１１８】
（付記項８） 前記光伝達手段が光導波路であることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項９） 前記光伝達手段の終端面に反射膜を施していることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１１９】
（付記項１０） 前記戻り観察光を検出する光検出手段と、前記低コヒーレンス光源とを、前記挿入部の外部に設けたことを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項１１） 前記戻り観察光を検出する光検出手段と、前記低コヒーレンス光源とを、前記挿入部の内部に設けたことを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１２０】
（付記項１２） 前記挿入部が前記低コヒーレンス光源を含む部分と着脱自在に接続可能であることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項１３） 少なくとも１つの光変調手段を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１２１】
（付記項１４） 被検体へ照射する光の位置を被検体部上で走査させる光走査手段を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項１５） 前記光伝達手段と被検体との間に照射光を集光する集光手段を設けたことを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１２２】
（付記項１６） 透過光量を減少させる光減衰手段を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項１７） 少なくとも１つの偏光面回転素子を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項１８） 光分散調整手段を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１２３】
（付記項１９） 前記挿入部が体腔内に挿入可能であることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項２０） 前記挿入部が内視鏡であることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項２１） 前記挿入部が、内視鏡のチャンネル内に挿入可能なプローブであることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１２４】
（付記項２２） 前記光伝達手段と前記被検体との間に前記光路長差生成手段を設けたことを特徴とする付記項４に記載の光イメージング装置。
（付記項２３） 前記戻り観察光を検出する光検出手段と、前記第２の光分離手段との間に前記観察光と前記参照光との光路長差を生成する光路長差生成手段を設けたことを特徴とする付記項５に記載の光イメージング装置。
【０１２５】
（付記項２４） 前記光分離手段が前記光ファイバの端面であることを特徴とする付記項６に記載の光イメージング装置。
（付記項２５） 前記光伝達手段と前記被検体との間に前記ハーフミラーを設けたことを特徴とする付記項７に記載の光イメージング装置。
【０１２６】
（付記項２６） 前記光減衰手段は、前記光減衰率が可変であることを特徴とする付記項１６に記載の光イメージング装置。
（付記項２７） 前記光減衰手段は、参照光の強度を減衰させることを特徴とする付記項１６に記載の光イメージング装置。
【０１２７】
（付記項２８） 前記光路長差生成手段と前記光分離手段とが少なくとも同一の共通部材を有することを特徴とする付記項２２に記載の光イメージング装置。
（付記項２９） 前記低コヒーレンス光源と、前記第２の光分離手段と、前記光路長差生成手段とが同一の光軸上に配置されていることを特徴とする付記項２３に記載の光イメージング装置。
【０１２８】
（付記項３０） 前記光路長差生成手段は、第３の光分離手段と、この第３の光分離手段で分離される第１の光路長差生成光路と、この第１の光路長差生成光路より光路長が長い第２の光路長差生成光路とから構成したことを特徴とする付記項２３に記載の光イメージング装置。
【０１２９】
（付記項３１） 前記第２の光分離手段が前記低コヒーレンス光源であることを特徴とする付記項２９に記載の光イメージング装置。
（付記項３２） 前記第１の光路長差生成光路と前記第２の光路長差生成光路とが光ファイバであることを特徴とする付記項３０に記載の光イメージング装置。
【０１３０】
（付記項３３） 前記光検出手段が、前記干渉手段を通過する光のうち、前記第１の光路長差生成光路を通過した戻り観察光と、前記第２の光路長差生成光路を通過した参照光の戻り光とを検出することを特徴とする付記項３０に記載の光イメージング装置。
【０１３１】
（付記項３４） 前記第３の光分離手段が、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする付記項３０に記載の光イメージング装置。
（付記項３５） 前記第１の光路長差生成光路と前記第２の光路長差生成光路との少なくとも一方に、光路長可変手段を設けたことを特徴とする付記項３０に記載の光イメージング装置。
【０１３２】
（付記項３６） 前記光ファイバが偏波面保存ファイバであることを特徴とする付記項３２に記載の光イメージング装置。
（付記項３７） 前記偏光ビームスプリッタは、観察光の全てが前記第１の光路長差生成光路に導かれ、参照光の全てが前記第２の光路長差生成光路に導かれるように設けられていることを特徴とする付記項３４に記載の光イメージング装置。
【０１３３】
（付記項３８） 前記第１の光路長差生成光路と前記第２の光路長差生成光路との少なくとも一方に、偏光面回転素子を設けたことを特徴とする付記項３４に記載の光イメージング装置。
（付記項３９） 前記光路長可変手段が光路長走査機構であることを特徴とする付記項３５に記載の光イメージング装置。
【０１３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、偏光状態の変化に影響されること無く、光プローブを交換して使用した場合にも、光路長調整が容易な光イメージング装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を備えた光イメージングシステムを示す構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図
【図３】図２の光イメージング装置の詳細構成図
【図４】図３の光プローブの先端側構成図
【図５】図４の第１の変形例を示す光プローブの先端側構成図
【図６】図４の第２の変形例を示す光プローブの先端側構成図
【図７】光路長差生成部の変形例を示す構成図
【図８】図７のフィルタ回転台を示す説明図
【図９】分散調整部の変形例を示す構成図
【図１０】第１の光分離手段の変形例を示す光プローブの先端側構成図
【図１１】図４の第３の変形例を示す光プローブの先端側構成図
【図１２】図１１の概略拡大図
【図１３】本発明の第２の実施の形態の光イメージング装置を示す構成図
【図１４】図１３の光プローブの先端側構成図
【図１５】本発明の第３の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図
【図１６】第１の光路長差生成部の構成図
【図１７】第２の光路長差生成部の構成図
【図１８】第３の光路長差生成部の構成図
【図１９】第４の光路長差生成部の構成図
【図２０】第５の光路長差生成部の構成図
【図２１】第６の光路長差生成部の構成図
【図２２】第７の光路長差生成部の構成図
【図２３】第８の光路長差生成部の構成図
【図２４】本発明の第４の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図
【図２５】図２４の光プローブの先端側構成図
【図２６】本発明の第５の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図
【図２７】図２６の光路長差生成部の構成図
【図２８】本発明の第６の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図
【図２９】図２８の光路長差生成部の構成図
【図３０】図２９の光路長差生成部の光路先端側の拡大図
【符号の説明】
１…光イメージングシステム
２…内視鏡装置
３…光イメージング装置
９…光プローブ
１０…装置本体
２１…低コヒーレンス光源
２２，２４，２５…光ファイバ
２５ａ…光ファイバの先端側端面（第１の光分離手段）
２３…光カップラ（第２の光分離手段）
２６…対物レンズ
３１…光路長差生成部
３２…光検出部
３３…制御部
３４…駆動部
３５…信号処理部
３６…光走査ユニット
４１…平行レンズ
４２…ハーフミラー（第３の光分離手段）
４３…観察光側反射ミラー
４５…分散調整部
４６…参照光側反射ミラー
４８…検出側集光レンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体に低コヒーレンス光を集光し、その被検体からの戻り光の情報から被検体の断層像を構築する光イメージング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＣＴ（ Optical Coherence Tomography ）と呼ばれる光イメージング装置は、広く用いられている。上記光イメージング装置は、光源で発生した低コヒーレンスの光を被検体に集光し、その際焦点位置を走査することで、その被検体からの戻り光の情報から被検体内部の断層像を構築するものである。
【０００３】
このような光イメージング装置は、例えば、特開平１１−７２４３１号公報に記載されているように、低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体に集光し、この被検体からの戻り光を取り込む挿入部及び、この挿入部を接続して取り込んだ戻り光から被検体の断層像を構築する装置本体を有するものが提案されている。
【０００４】
従来の光イメージング装置の光学系は、低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を光分離手段で観察光と参照光とに分離し、この分離した観察光を被検体に対して走査して被検体に集光する。そして、その焦点からの被検体の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び光分離手段側に戻るようになっている。
【０００５】
一方、光分離手段で分離した参照光は、参照光伝達手段で反射され、再び光分離手段側に戻される。このとき、参照光は、観察光の光路長に対して殆ど等しくなるように光路長を調整される。
そして、これら光路長が殆ど等しい戻り参照光と被検体側からの戻り観察光とは干渉し、光検出手段である光検出器で検出されるようになっている。この検出器の出力は、復調されて干渉した光の信号が抽出される。抽出された光の信号は、デジタル信号に変換された後、信号処理されて断層像に対応した画像データが生成される。そして、生成された画像データは、モニタにて被検体の断層画像として表示されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光イメージング装置は、観察光と参照光との光路が別々であったため、これら観察光と参照光とが干渉する際に、互いの偏光状態が変わってしまい、干渉光の強度が、それぞれの偏光状態の変化によって変わってしまうという問題があった。
【０００７】
また、上記従来の光イメージング装置は、挿入部を装置本体から交換した際、個体差又は種類の違いにより、挿入部での光路長が大きく変わってしまうと、参照光光路の光路長調整が困難であった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、偏光状態の変化に影響されること無く、挿入部を交換して使用した場合にも、光路長調整が容易な光イメージング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光イメージング装置は、低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体に集光し、この被検体からの戻り光を取り込む挿入部及び、この挿入部を接続して取り込んだ戻り光から被検体の断層像を構築する装置本体を有する光イメージング装置において、前記低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を伝達させて被検体へ照射する光伝達手段と、前記光伝達手段内部又は前記光伝達手段の終端又は前記光伝達手段と被検体との間に設けられ、前記低コヒーレンス光を観察光と参照光とに分離する光分離手段と、前記光分離手段より前記被検体側に設けられ、入射した光を１／４波長偏光させる第１の偏光面回転手段と、被検体からの前記観察光の散乱又は反射による戻り観察光と前記参照光とを光路長の異なる２つの光路へ分離する偏光ビームスプリッタと、前記光路長の異なる２つの光路の一方の光路に設けられ、入射した光を１／２波長偏光させる第２の偏光面回転手段と、前記偏光ビームスプリッタにより分離された戻り観察光と参照光とを干渉させる光干渉手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図１０は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態を備えた光イメージングシステムを示す構成図、図２は本発明の第１の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図、図３は図２の光イメージング装置の詳細構成図、図４は図３の光プローブの先端側構成図、図５は図４の第１の変形例を示す光プローブの先端側構成図、図６は図４の第２の変形例を示す光プローブの先端側構成図、図７は光路長差生成部の変形例を示す構成図、図８は図７のフィルタ回転台を示す説明図、図９は分散調整部の変形例を示す構成図、図１０は第１の光分離手段の変形例を示す光プローブの先端側構成図、図１１は図４の第３の変形例を示す光プローブの先端側構成図、図１２は図１１の概略拡大図である。
【００１１】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態を備えた光イメージングシステム１は、内視鏡装置２と光イメージング装置３とから構成される。尚、本実施の形態の光イメージングシステム１は、内視鏡装置２と組み合わせるように構成しているが、光イメージング装置３のみでもシステムを構成可能である。
【００１２】
内視鏡装置２は、図示しない撮像手段を備えた電子内視鏡（以下、内視鏡）４にユニバーサルケーブル５を介して内視鏡用光源装置６及びビデオプロセッサ７を着脱自在に接続して構成される。
【００１３】
光イメージング装置３は、生体内に挿入可能な可撓性を有し、後述の低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体８の目的部位に対し集光する挿入部としての光プローブ９と、この光プローブ９を着脱自在に接続し、被検体８の目的部位からの戻り光から被検体８の断層像を構築する装置本体１０とから構成される。
【００１４】
内視鏡４は、体腔内に挿入可能な細長の挿入部１１を有し、この挿入部１１の後端に太幅の操作部１２が設けてある。内視鏡４は、この挿入部１１の後端付近に鉗子挿通口１３が設けてあり、この鉗子挿通口１３はその内部で鉗子挿通用チャンネル１４と連通している。
【００１５】
内視鏡４は、この挿入部１１内に図示しないライトガイドが挿通されている。このライトガイドは、ユニバーサルケーブル５を挿通し、内視鏡用光源装置６から照明光を伝達されて挿入部１１の先端部に設けた照明窓から患部等の被検体を照明するようになっている。また、内視鏡４は、照明窓に隣接した取り付けた観察窓に図示しない対物光学系及び撮像装置が設けられ、照明された患部等の被検体像を撮像するようになっている。内視鏡４の撮像装置からの撮像信号は、ユニバーサルケーブル５を挿通する図示しない信号線を介してビデオプロセッサ７へ伝達されるようになっている。そして、ビデオプロセッサ７は、伝達された撮像信号を信号処理し、モニタ１５に伝達して内視鏡画像１５ａを表示させるようになっている。
【００１６】
光イメージングシステム１は、光イメージング装置３を構成する光プローブ８が内視鏡装置２を構成する内視鏡４の鉗子挿通口１３から鉗子挿通用チャンネル１４を経てその先端開口からプローブ先端側を突出させて用いるようになっている。そして、光イメージングシステム１は、内視鏡４の観察下で、患部等の被検体の目的部位に対して光プローブ８により、低コヒーレンス光を照射してその目的部位の断層画像データを得、モニタ１５の表示面にＯＣＴ像１５ｂを表示できるようになっている。
【００１７】
光イメージング装置３は、図２に示すように光プローブ９のプローブ側光コネクタ部２０ｂが装置本体１０の本体側光コネクタ部２０ａに着脱自在に接続可能であり、光プローブ９が装置本体１０に対して交換可能な構成となっている。
【００１８】
装置本体１０は、超高輝度発光ダイオード（スーパールミネッセントダイオード以下、ＳＬＤと略記）等の低コヒーレンス光源２１を有する。この低コヒーレンス光源で発生する低コヒーレンス光は、その波長が例えば１３１０ｎｍで、その可干渉距離が例えば１７μｍ程度であるような短い距離範囲のみで干渉性を示す低干渉性の特徴を備えている。つまり、この低コヒーレンス光は、例えば２つに分離された後、再び混合された場合、分離した点から混合した点までの２つの光路長の差が１７μｍ程度の短い距離範囲内にあるとき、干渉した光として検出され、それより光路長が大きいとき干渉しない特性を示す。
【００１９】
この低コヒーレンス光は、低コヒーレンス光源２１からシングルモードファイバ（以下、単に光ファイバ）２２の一端に入射され、他方の端面（先端側端面）側に伝達されるようになっている。
この光ファイバ２２は、途中の第２の光分離手段としての光カップラ２３で光ファイバ２４と光学的に結合されている。従って、この光カップラ２３で低コヒーレンス光は、被検体からの戻り光が光ファイバ２４へ分岐されて後述の光検出部側へ伝達されるようになっている。尚、装置本体１０は、光カップラ２３を用いずに、被検体からの戻り光が光ファイバ２４へ分岐されるように構成しても良い。
【００２０】
光ファイバ２２の（光カップラ２３より）先端側に伝達された低コヒーレンス光は、本体側光コネクタ部２０ａにプローブ側光コネクタ部２０ｂが接続されていると、これら光コネクタ部２０を介して光プローブ９へ伝達されるようになっている。
【００２１】
光プローブ９へ伝達された低コヒーレンス光は、プローブ側光コネクタ部２０ｂから延設する光ファイバ２５の他方の端面（先端側端面）２５ａ側に伝達される。この光ファイバ２５の先端側端面２５ａに伝達された低コヒーレンス光は、その大部分が観察光として光プローブ９の先端側に配設された対物レンズ２６に伝達され、この対物レンズ２６によりその焦点で被検体８の目的部位に集光される。そして、その焦点からの被検体８の目的部位の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。
【００２２】
一方、光ファイバ２５の先端側端面２５ａに伝達された低コヒーレンス光の一部は、後述する第１の光分離手段としての先端側端面２５ａで反射分離されて戻り参照光として、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。そして、光カップラ２３側に戻った戻り観察光と戻り参照光とは、この光カップラ２３で光ファイバ２４へ分岐されて、この光ファイバ２４の先端側端面へ伝達される。
【００２３】
この光ファイバ２４の先端側端面に伝達された戻り観察光と戻り参照光とは、これらの光路長差が一致するように光路長差生成部３１で光路長を調整される。このとき、光路長差生成部３１は、光検出部３２からの信号に同期して制御部３３で制御される駆動部３４により、光路長の調整が行われるようになっている。
【００２４】
そして、これら光路長が等しい参照光と観察光とは、光路長差生成部３１の光路内で干渉される。この干渉光は、フォトダイオード等の光検出部３２で受光されるようになっている。光検出部３２は、干渉光を干渉電気信号に光電変換し、この光電変換された干渉電気信号は、アンプ等で増幅されて信号処理部３５に入力される。信号処理部３５は、入力された干渉電気信号を観察光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、Ａ／Ｄ変換して、デジタル信号を制御部３３へ出力する。
【００２５】
制御部３３は、入力されたデジタル信号から断層像に対応した画像データを生成する。そして、生成された画像データは、ビデオプロセッサ６を介してモニタ１５に出力され、この表示画面に被検体８のＯＣＴ像１５ｂが表示されるようになっている。
【００２６】
次に、図３及び図４を用いて光イメージング装置３の詳細構成を説明する。先ず、光プローブ９の先端側の構成を説明する。
図３及び図４に示すように対物レンズ２６及び光ファイバ２５の先端側端面２５ａは、光走査ユニット３６に一体的に設けられている。この光走査ユニット３６は、光走査手段としてＰＺＴ素子等のアクチュエータ３７が設けられており、被検体８の目的部位に対して二次元走査（ＸＹ走査）が行われると共に、光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動され、被検体８の目的部位に対して深部方向に垂直走査が行われるようになっている。このアクチュエータ３７は、駆動部３４により駆動されるようになっている。
【００２７】
一方、第１の光分離手段として光ファイバ２５の先端側端面２５ａは、伝達された低コヒーレンス光の一部を戻り参照光として反射分離するようになっている。
このことにより、光ファイバ２５の先端側端面２５ａに入射される戻り観察光と、光ファイバ２５の先端側端面２５ａで反射分離される戻り参照光とは、２×ΔＬの光路長差となる。この戻り観察光と戻り参照光との光路長差が一致するように光路長差生成部３１は、光路長を調整するようになっている。
【００２８】
次に、光路長差生成部３１について説明する。
上述したように光ファイバ２４の先端側端面に伝達された戻り観察光と戻り参照光とは、光路長差生成部３１の平行レンズ４１で平行光にされ、第３の光分離手段であるハーフミラー４２で観察光と参照光とに分離される。
【００２９】
ハーフミラー４２で分離された戻り観察光は、観察光側反射ミラー４３に入射される。観察光側反射ミラー４３は、この下部側に光変調手段として圧電素子４４が接着されている。この圧電素子４４は、駆動部３４から駆動信号が印加されることで、観察光側反射ミラー４３を光軸方向に振動させるようになっている。この観察光側反射ミラー４３に入射される観察光は、光変調されて反射され、再びハーフミラー４２側に戻るようになっている。
【００３０】
一方、ハーフミラー４２で分離された戻り参照光は、光分散調整手段として光分散調整部４５で分散調整され、光軸方向に進退動可能な参照光側反射ミラー４６で反射されて、再びハーフミラー４２側に戻るようになっている。この参照光側反射ミラー４６は、光軸方向に進退動可能な参照光側ステージ４７に設けられ、参照光の光路長を調整されるようになっている。
【００３１】
この参照光側ステージ４７は、駆動部３４により駆動され、全観察光路の光路長と、全参照光路の光路長とが一致するように光軸方向に進退動されるようになっている。更に、具体的には、ハーフミラー４２〜参照光側反射ミラー４６との光路長は、Ｌr／２となる。また、ハーフミラー４２〜観察光側反射ミラー４３との光路長は、Ｌs／２となる。
【００３２】
制御部３３は、上述した光プローブ９内での光ファイバ２５の光路長差２×ΔＬを解消するために、参照光の光路長と観察光の光路長とがＬr＝Ｌs＋２ΔＬとなるよう駆動部３４を駆動し、参照光側ステージ４７は、光軸方向に進退動される。そして、これら光路長が殆ど等しい参照光と観察光とは、ハーフミラー４２側からの光路で干渉するようになっている。つまり、ハーフミラー４２は、第３の光分離手段であると共に、干渉手段を兼ねている。そして、この干渉光は、検出側集光レンズ４８で集光されて光検出部３２で受光される。
【００３３】
このことにより、本実施の形態では、低コヒーレンス光源２１〜光プローブ９の光ファイバ２５の先端側端面２５ａまで観察光と参照光との光路が同一であるため、これら観察光と参照光との偏光状態がほぼ一致した状態で干渉し、干渉光の強度が偏光状態の変化によって変わることがなくなる。また、本実施の形態では、光プローブ９を交換して使用した場合にも、光路長調整が容易である。
【００３４】
このように構成される光イメージングシステム１は、上述したように光プローブ８が体腔内に挿入される内視鏡４の鉗子挿通口１３から鉗子挿通用チャンネル１４を経てその先端開口からプローブ先端側を突出させて用いられる。尚、光イメージングシステム１は、光イメージング装置３の光プローブ９を単独で体腔内等に挿入されて用いても良い。また、光イメージング装置３は、上記内視鏡等に一体化させて構成しても良い。更に光イメージング装置１は、他の観察手段や処置手段と併用して用いても良い。
そして、光イメージング装置３は、被検体８の生体組織に対し、光プローブ９から低コヒーレンス光を集光し、その生体組織の内部の断層画像データを得て、モニタ１５の表示面にＯＣＴ像１５ｂを表示する。
【００３５】
ここで、光イメージング装置３は、被検体８や観察目的部位が異なるために、極端に長さの異なる光プローブ９を交換して使用する場合がある。
上述したように光イメージング装置３は、低コヒーレンス光源２１〜光プローブ９の光ファイバ２５の先端側端面２５ａまで観察光と参照光との光路が同一であるため、光プローブ９を交換して使用した場合にも、観察光と参照光との偏光状態がほぼ一致した状態で干渉し、干渉光の強度が偏光状態の変化によって変わることがなくなると共に、光路長調整が容易である。
【００３６】
この結果、本実施の形態の光イメージング装置３は、光プローブ９を交換して使用した場合にも、低コーヒーレンス光の偏光状態に影響されること無く、光路長調整が容易で確実にＯＣＴ断層像を得ることが可能である。
【００３７】
尚、図５に示すように光プローブ９内部の光ファイバ２５は、第１の光分離手段である先端側端面２５ａに反射被覆膜５０を設けて構成しても良い。これにより、光ファイバ２５の先端側端面２５ａから反射される戻り参照光は、より一層増加することができる。
【００３８】
また、図６に示すように光走査ユニット３６Ｂは、光走査手段としてアクチュエータ３７の代わりにＸＹ反射ミラースキャン５１を用いて水平走査を行うように構成しても良い。このＸＹ反射ミラースキャン５１は、集光レンズ２６の先端側に設けられている。
【００３９】
そして、集光レンズ２６からの観察光は、ＸＹ反射ミラースキャン５１に入射し、このＸＹ反射ミラースキャン５１で被検体に対し、該当水平方向に走査される。ここで、観察光は、被検体に対し、Ｙ走査ミラー５１ａでＹ方向に走査され、次に、Ｘ走査ミラー５１ｂでＸ方向に走査される。尚、これらＸ走査ミラー１５１ｂ，Ｙ走査ミラー５１ａは、アクチュエータ３７と同様に駆動部３４により駆動されるようになっている。
【００４０】
そして、これらＸＹ反射ミラースキャン５１（５１ａ，５１ｂ）で走査された観察光は、観察窓５２を介して被検体８の目的部位に照射されるようになっている。この場合、観察光と参照光との光路長差２×ΔＬは、光ファイバ２５の先端側端面２５ａ〜被検体８の目的部位までの光路の２倍となる。尚、ＸＹ反射ミラースキャン５１（５１ａ，５１ｂ）は、光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動させることで、被検体８の目的部位に対して深部方向に垂直走査を行うように構成しても良い。
【００４１】
また、図７及び図８に示すように光路長差生成部３１は、光検出部３２に入射する参照光が観察光に比べて強すぎる場合、ハーフミラー４２と参照光側反射ミラー４６との間に透過光量を減少させる光減衰手段として可変減光フィルタ５３ａ〜５３ｆを設けたフィルタ回転台５３を設けて構成しても良い。尚、このフィルタ回転台５３は、駆動部３４により駆動されるようになっている。
これにより、光路長差生成部３１は、参照光が観察光に比べて適切な強度となり、最適なＯＣＴ断層像を得ることが可能である。
【００４２】
また、光路長差生成部３１は、図９に示すように光分散調整部４５の代わりに、グレーティング５４ａ，５４ｂ及びレンズ５５ａ，５５ｂを用いて構成しても良い。この場合、レンズ５５ａは、光軸方向に進退動可能なステージ５６に設けられ、最適な分散調整が行われるように駆動部３４により駆動されるようになっている。これにより、戻り参照光は、最適に分散調整されてハーフミラー４２の光路から観察光と干渉することが可能となる。
【００４３】
また、図１０に示すように第１の光分離手段として光ファイバ２５の先端側端面２５ａで参照光を分離するのではなく、光ファイバ２５の先端側端面２５ａから集光レンズ２６までの間の光路で参照光を反射分離するように構成しても良い。
光プローブ９の先端側に設けた光走査ユニット３６Ｃは、光ファイバ２５の先端側端面２５ａから集光レンズ２６までの間に平行レンズ５７及びハーフミラー５８を設けている。
【００４４】
光ファイバ２５の先端側端面２５ａに伝達された低コヒーレンス光は、平行レンズ５７で平行光にされる。そして、この平行光にされた低コヒーレンス光の大部分は、観察光としてハーフミラー５８を通過して対物レンズ２６の焦点で被検体８の目的部位に集光される。
【００４５】
そして、その焦点からの被検体８の目的部位の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。一方、平行光にされた低コヒーレンス光の一部は、ハーフミラー５８で反射分離され、戻り参照光として再び光ファイバ２５の先端側端面２５ａに入射し、装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。
【００４６】
このことにより、参照光と観察光との光路長差２×ΔＬは、ハーフミラー５８〜被検体８の目的部位間の２倍となり、上記図４で説明した光路長差よりも短くすることができる。従って、光路長差生成部３１での光路長調整を短くでき、より一層、光路長調整が容易となる。
【００４７】
また、図１１に示すように光プローブ９Ｂは、フレキシブルシャフト１１０内に光ファイバ２５を挿通して回動走査するように構成しても良い。
フレキシブルシャフト１１０は、この基端側が図示しない光ロータリジョイントで装置本体１０と着脱自在に接続されている。この光ロータリジョイントは、非回転部と回転部とで光が伝達可能な結合を行うものである。
【００４８】
また、フレキシブルシャフト１１０は、光ファイバ２５の先端側に勾配屈折率レンズ（ GRIN lens ；Gradient Index lens )１１１及びプリズム１１２が回動自在に接続される。即ち、光プローブ９Ｂは、光ロータリジョイントにより、フレキシブルシャフト１１０と勾配屈折率レンズ１１１及びプリズム１１２が被検体８の目的部位に対してＲθ方向に走査されるようになっている。
【００４９】
光ファイバ２５の先端側端面２５ａに伝達された低コヒーレンス光は、勾配屈折率レンズ１１１及びプリズム１１２を通過して観察窓５２に入射される。
【００５０】
そして、図１２に示すように低コヒーレンス光の大部分は、観察光として観察窓５２を通過して被検体８の目的部位に集光される。
【００５１】
そして、その焦点からの被検体８の目的部位の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。一方、低コヒーレンス光の一部は、観察窓５２で反射分離されて戻り参照光となる。そして、上記光路を通り、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。
【００５２】
このとき、観察光と参照光との光路長差２×ΔＬは、観察窓５２〜被検体８の目的部位までの２倍となる。このため、戻り参照光は、上述したように観察光との光路長差２×ΔＬが一致するように装置本体１０内の光路長生成部３１で光路長調整されるようになっている。従って、光プローブ９Ｂは、観察光と参照光との光路長差が一致するように調整できる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
図１３及び図１４は本発明の第２の実施の形態に係り、図１３は本発明の第２の実施の形態の光イメージング装置を示す構成図、図１４は図１３の光プローブの先端側構成図である。
本第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態より参照光と観察光との偏光状態をより一致ささせるように構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００５４】
即ち、図１３に示すように本第２の実施の形態の光イメージング装置３Ｂは、直線偏光の低コヒーレンス光を発生する直線偏光型低コヒーレンス光源（以下、低コヒーレンス光源）２１Ｂを有して構成される。
このコヒーレンス光源２１Ｂで発生した直線偏光の低コヒーレンス光は、光ファイバ２２の一端に入射され、上記第１の実施の形態と同様に光コネクタ部２０を介して光プローブ９内の光ファイバ２５の先端側端面２５ａまで伝達される。尚、本実施の形態で用いられる光カップラ２３は、偏波面保存ファイバカップラである。
【００５５】
そして、図１４に示すように光ファイバ２５の先端側端面２５ａまで伝達された直線偏光の低コヒーレンス光は、先端側端面２５ａから出射され、集光レンズ２６により被検体８の目的部位に集光され、この被検体８の目的部位の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。
【００５６】
ここで、光ファイバ２５の先端側端面２５ａから出射される観察光は、この偏光面を、光走査ユニット３６Ｄに設けたファラデーローテータ等の偏光面回転素子６９によりλ／４偏光されると共に、被検体８からの戻り観察光をλ／４偏光されて、合わせてλ／２偏光されるようになっている。
一方、光ファイバ２５の先端側端面２５ａに伝達された低コヒーレンス光の一部は、上記第１の実施の形態と同様に先端側端面２５ａで反射分離され、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。そして、光カップラ２３側に戻った戻り観察光と戻り参照光とは、この光カップラ２３で光ファイバ２４へ分岐されて、光路長差生成部６０へ伝達され、戻り観察光と戻り参照光との光路長差が一致するように光路長を調整されるようになっている。
【００５７】
伝達された戻り観察光と戻り参照光とは、光路長差生成部６０の平行レンズ４１で平行光にされ、第３の光分離手段である偏光ビームスプリッタ６１で観察光と参照光とに分離される。
【００５８】
分離された戻り参照光は、反射ミラー６２で反射され、ハーフミラー６４へ入射される。このとき、戻り参照光は、偏光ビームスプリッタ６１と反射ミラー６２との間に設けられた光路長差調整レンズ６３により、観察光との光路長差が一致するように調整されるようになっている。
【００５９】
このとき、戻り観察光は、偏光ビームスプリッタ６１と反射ミラー６５との間に設けられた電気光学変調器（ＥＯＭ；Eelectro-Optic Modulator ）６６で光変調されると共に、反射ミラー６５とハーフミラー６４との間に設けられた偏光面回転素子６７で偏光面をλ／２偏光されるようになっている。このことにより、戻り観察光は、光プローブ９の先端側で偏光面回転素子６７でλ／２偏光された後、光路長差生成部６０でλ／２偏光されて、合わせてλ偏光される。
【００６０】
そして、これら戻り参照光と戻り観察光とは、ハーフミラー６４で干渉する。この干渉光の一方は、検出側集光レンズ４８ａで集光され、光検出部３２Ａで受光される。また、この干渉光の他方は、検出側集光レンズ４８ｂで集光され、光検出部３２Ｂで受光される。
【００６１】
そして、光検出部３２Ａ，光検出部３２Ｂは、それぞれ受光した光を電気信号に光電変換し、これら光電変換された電気信号は、減算器６８で減算されて差分をとり、アンプ等で増幅されて信号処理部３５に入力される。信号処理部３５は、復調処理を行い、Ａ／Ｄ変換してデジタル信号を制御部３３へ出力する。
【００６２】
制御部３３は、入力されたデジタル信号から断層像に対応した画像データを生成する。そして、生成された画像データは、ビデオプロセッサ６を介してモニタ１５に出力され、この表示画面に被検体８のＯＣＴ像１５ｂが表示される。
この結果、本第２の実施の形態の光イメージング装置３Ｂは、上記第１の実施の形態よりも、偏光状態が完全に一致し光路長調整が容易で確実にＯＣＴ断層像を得ることが可能である。
【００６３】
（第３の実施の形態）
図１５ないし図２３は本発明の第３の実施の形態に係り、図１５は本発明の第３の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図、図１６ないし図２３は図１５の光路長差生成部の具体的な構成例を示し、図１６は第１の光路長差生成部の構成図、図１７は第２の光路長差生成部の構成図、図１８は第３の光路長差生成部の構成図、図１９は第４の光路長差生成部の構成図、図２０は第５の光路長差生成部の構成図、図２１は第６の光路長差生成部の構成図、図２２は第７の光路長差生成部の構成図、図２３は第８の光路長差生成部の構成図である。
【００６４】
上記第１，第２の実施の形態は、第２の光分離手段である光カップラ２３と光検出部３１との間に光路長差生成部を設けて構成しているが、本第３の実施の形態は、光路長差生成部を低コヒーレンス光源２１と第２の光分離手段である光カップラ２３との間に設けて構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００６５】
即ち、図１５に示すように本第３の実施の形態の光イメージング装置３Ｃは、光路長差生成部７１を低コヒーレンス光源２１と第２の光分離手段である光カップラ２３との間に設けて構成される。
低コヒーレンス光源２１からの低コヒーレンス光は、光ファイバ７２で伝達され、光路長差生成部７１内の第３の光分離手段としての光カップラ７３で観察光と参照光とに分離される。そして、観察光と参照光とは、これら光路長差を調整されて光ファイバ２２を介して光プローブ９へ伝達されるようになっている。尚、光路長差生成部７１は、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に光カップラ２３と光検出部３１との間に設けて構成しても構わない。
【００６６】
以下、図１６〜図２３を用いて本第３の実施の形態の光イメージング装置３Ｃに用いられる光路長差生成部７１（７１Ａ〜７１Ｈ）を説明する。
図１６に示すように光路長差生成部７１Ａは、光ファイバ７２で伝達される低コヒーレンス光が光カップラ７３で観察光と参照光とに分離される。
【００６７】
分離された観察光は、光ファイバの一方の先端側端面７２Ｂから観察光側レンズ７４ｂで平行光にされ、観察光側反射ミラー４３で反射されて、再び光カップラ７３側に戻るようになっている。
一方、分離された参照光は、光ファイバ７２の一方の先端側端面７２Ａから参照光側レンズ７４ａで平行光にされ、参照光側反射ミラー４６で反射されて、再び光カップラ７３側に戻るようになっている。
【００６８】
この参照光側反射ミラー４６は、光軸方向に振動可能な圧電素子７５が接着されている。この圧電素子７５は、駆動部３４から駆動信号が印加されることで、参照光側反射ミラー４６を光軸方向に振動させて、観察光との光路長差が一致するように調整するようになっている。また、参照光側反射ミラー４６は、圧電素子７５により振動することで、反射する参照光を光変調するようになっている。
【００６９】
そして、光カップラ７３側に戻った戻り観察光と戻り参照光とは、この光カップラ７３で光ファイバ２２へ分岐されて、この光ファイバ２２を介して光プローブ９へ伝達されるようになっている。
これにより、光路長差生成部７１Ａは、参照光と観察光との光路長差が一致するように光路長差を調整している。
【００７０】
また、図１７に示すように光路長差生成部７１Ｂは、上記光路長差生成部７１Ａと同様に光カップラ７３で低コヒーレンス光が観察光と参照光とに分離され、それぞれ観察光側レンズ７４ｂ，参照光側レンズ７４ａで平行光にされる。
【００７１】
参照光側レンズ７４ａで平行光にされた参照光は、電気光学変調器（ＥＯＭ）７６で光変調された後、光軸方向に進退動可能な参照光側反射ミラー４６で反射されて、再び第３の光分岐部７３側に戻るようになっている。この参照光側反射ミラー４６は、上記第１の実施の形態で説明した参照光側ステージ４７に設けられ、参照光の光路長を調整されるようになっている。一方、観察光は、上記光路長差生成部７１Ａと同様である。これにより、光路長差生成部７１Ｂは、参照光と観察光との光路長差が一致するように光路長差を調整できる。
【００７２】
また、図１８に示すように光路長差生成部７１Ｃは、上記光路長差生成部７１Ａと同様に光カップラ７３で分離された参照光及び観察光がそれぞれ参照光側レンズ７４ａ，観察光側レンズ７４ｂで平行光にされた後、音響光学変調器（ＡＯＭ；Acousto-Optic Modulator ）７７ａ，７７ｂで光変調される。これら音響光学変調器（ＡＯＭ）７７ａ，７７ｂは、参照光と観察光との光路長差が一致するように調整する。
【００７３】
そして、光路長差を調整された参照光と観察光とは、それぞれ参照光側レンズ７８ａ，観察光側レンズ７８ｂで光ファイバ２２の入射端面２２Ａ，２２Ｂに集光されて入射し、光カップラ部７９で光結合されて光プローブ９へ伝達されるようになっている。これにより、光路長差生成部７１Ｃは、参照光と観察光との光路長差が一致するように光路長差を調整できる。
【００７４】
また、図１９に示すように光路長差生成部７１Ｄは、光ファイバ７２で伝達される低コヒーレンス光が先端側端面７２ａから集光レンズ８１で集光され、第３の光分離手段としての音響光学変調器（ＡＯＭ）８２で参照光と観察光とが分離される。分離された参照光及び観察光は、それぞれ透過型グレーティング８３で分散調整され、集光レンズ８４で光ファイバ２２の入射端面２２ａに集光入射され、光プローブ９へ伝達されるようになっている。これにより、光路長差生成部７１Ｄは、参照光と観察光との光路長差が一致するように光路長差を調整できる。
【００７５】
また、図２０に示すように光路長差生成部７１Ｅは、上記光路長差生成部７１Ａと同様に低コヒーレンス光が光カップラ７３で観察光と参照光と分離されて光ファイバ７２の先端側端面７２ａまで伝達されるようになっている。
【００７６】
そして、観察光は、光ファイバ７２の先端側端面７２ａで反射されて、光カップラ７３側へ戻るようになっている。一方、参照光は、上記光路長差生成部７１Ａと同様に光ファイバ７２の先端側端面７２ａから平行レンズ８５で平行光にされ、参照光側反射ミラー４６で反射されて、再び光カップラ７３側に戻るようになっている。尚、このとき、上述したように参照光側反射ミラー４６は、圧電素子７５により振動することで、反射する参照光を光変調するようになっている。これにより、光路長差生成部７１Ｅは、光ファイバ７２の先端側端面７２ａから参照光側反射ミラー４６までの光路長の往復分、光路長差が一致するように調整できる。
【００７７】
また、図２１に示すように光路長差生成部７１Ｆは、上記光路長差生成部７１Ｅの平行レンズ８５と参照光側反射ミラー４６との間に観察光を反射するハーフミラー８６を設けている。このため、光カップラ７３で分離された参照光は、平行レンズ８５で平行光にされた後、ハーフミラー８６で反射されて再び光カップラ７３側に戻るようになっている。
【００７８】
一方、光カップラ７３で分離された参照光は、上記光路長差生成部７１Ｅと同様に光ファイバ７２の先端側端面７２ａから平行レンズ８５で平行光にされ、ハーフミラー８６を通過して参照光側反射ミラー４６で反射されて、再び光カップラ７３側に戻るようになっている。尚、このとき、上述したように参照光側反射ミラー４６は、圧電素子７５により振動することで、反射する参照光を光変調するようになっている。
これにより、光路長差生成部７１Ｆは、ハーフミラー８６から参照光側反射ミラー４６までの光路長の往復分、光路長差が一致するように調整できる。
【００７９】
尚、図２０の光路長差生成部７１Ｅ及び図２１の光路長差生成部７１Ｆは、分離された観察光及び参照光とが供給される場合、光カップラ７３の代わりに光サーキュレータを用いて構成しても良い。
【００８０】
また、図２２に示すように光路長差生成部７１Ｇは、平行レンズ８７と集光レンズ９１との間に第３の光分離手段としてハーフミラー８８，ハーフミラー９０を設けて構成される。ハーフミラー８８は、ＰＺＴ等の圧電素子８９が側部に接着されて、光軸方向に振動可能になっている。この圧電素子８９は、駆動部３４から駆動信号が印加されることで、ハーフミラー８８を光軸方向に振動させるようになっている。
【００８１】
平行レンズ８７で平行光にされた低コヒーレンス光は、その大部分がハーフミラー８８，ハーフミラー９０を通過して集光レンズ９１で集光されて観察光として光ファイバ２２の入射端面２２ａに入射されるようになっている。
一方、低コヒーレンス光の一部は、ハーフミラー９０で反射分離されて再びハーフミラー８８で反射されてハーフミラー９０を通過し、集光レンズ９１で集光されて参照光として、光ファイバ２２の入射端面２２ａに入射されるようになっている。
【００８２】
このとき、ハーフミラー８８は、観察光と参照光との光路長差が一致するように制御部３３の制御により駆動部３４が圧電素子８９を駆動して、光軸方向に振動するようになっている。これにより、光路長差生成部７１Ｇは、参照光と観察光との光路長差が調整できる。
【００８３】
また、図２３に示すように光路長差生成部７１Ｈは、上記光路長差生成部７１Ａと同様に低コヒーレンス光が光カップラ７３で観察光と参照光と分離されるようになっている。
そして、分離された参照光は、光ファイバ７２の一方の先端側端面７２Ａから参照光側レンズ７４ａで平行光にされ、参照光側レンズ７８ａで集光されて光ファイバ２２の入射端面２２Ａに集光されるようになっている。一方、分離された観察光は、光ファイバ７２の他方側から光カップラ７９に光結合されている光ファイバ２２へ伝達されるようになっている。この光ファイバ７２の他方側は、ＰＺＴ素子等の圧電素子８１が設けられ、この圧電素子８１により光変調されるようになっている。
【００８４】
これら光カップラ７３〜光カップラ７９までの光路は、観察光と参照光との光路長差が一致するような長さに形成されている。これにより、光路長差生成部７１Ｈは、参照光と観察光との光路長差が一致するように光路長差を調整できる。
【００８５】
（第４の実施の形態）
図２４及び図２５は本発明の第４の実施の形態に係り、図２４は本発明の第４の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図、図２５は図２４の光プローブの先端側構成図である。
本第４の実施の形態は、光路長差生成部を光プローブ９の先端側に設けて構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００８６】
即ち、図２４に示すように本第４の実施の形態の光イメージング装置３Ｄは、光路長差生成部１００を光プローブ９の先端側に設けて構成される。
図２５に示すように光プローブ９の先端側に設けた光走査ユニット１０１は、平行レンズ５７から集光レンズ２６までの間に、光路長差生成部１００として光軸方向に進退動な進退動ハーフミラー１０２と、ハーフミラー１０３とを設けて構成される。進退動ハーフミラー１０２は、圧電素子１０４が接着されている。この圧電素子１０４は、駆動部３４から駆動信号が印加されることで、ハーフミラー１０２を光軸方向に進退動させるようになっている。
【００８７】
本実施の形態では、分離した参照光を進退動ハーフミラー１０２とハーフミラー１０３との間で２回往復させることで、一致するように光路長差を調整するようになっている。
【００８８】
このように構成される光イメージン装置３Ｄは、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に低コヒーレンス光源２１からの低コヒーレンス光が光プローブ９内の光ファイバ２５へ伝達される。
光ファイバ２５の先端側端面２５ａに伝達された低コヒーレンス光は、上記第１の実施の形態で説明した光走査ユニット３６Ｂと同様に平行レンズ５７で平行光にされる。そして、この平行光にされた低コヒーレンス光の大部分は、進退動ハーフミラー１０２及びハーフミラー１０３を通過し、観察光として対物レンズ２６の焦点で被検体８の目的部位に集光される。
【００８９】
そして、その焦点からの被検体８の目的部位の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。
一方、平行光にされた低コヒーレンス光の一部は、進退動ハーフミラー１０２を通過し、ハーフミラー１０３で反射分離されて戻り参照光となる。そして、進退動ハーフミラー１０２で反射されて更にハーフミラー１０３で反射されて再び光ファイバ２５の先端側端面２５ａに入射し、装置本体１０の光カップラ２３側に戻るようになっている。
【００９０】
このとき、観察光と参照光との光路長差２×ΔＬは、ハーフミラー１０３〜被検体８の目的部位までの２倍となる。また、進退動ハーフミラー１０２〜ハーフミラー１０３での戻り参照光の光路長は、２×ΔＬrとなる。そして、圧電素子１０３は、観察光と参照光との光路長差２×ΔＬを解消するために、２×ΔＬ＝２×ΔＬrとなるよう制御部３３の制御により駆動部３４を駆動され、光軸方向に進退動される。
【００９１】
従って、光路長差生成部１００は、観察光と参照光との光路長差が一致するように調整できる。この結果、本実施の形態の光イメージング装置３Ｄは、上記第１の実施の形態と同様な効果を得る。
【００９２】
（第５の実施の形態）
図２６及び図２７は本発明の第５の実施の形態に係り、図２６は本発明の第５の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図、図２７は図２６の光路長差生成部の構成図である。
本第５の実施の形態は、低コヒーレンス光源が、第２の光分離手段を兼ねるように構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００９３】
即ち、図２６に示すように本第５の実施の形態の光イメージング装置３Ｅは、第２の光分離手段を兼ねる低コヒーレンス光源１２１を設けて構成される。この低コヒーレンス光源１２１は、低コヒーレンス光の供給部を高屈折率の活性層で被覆しており、この部分に光ファイバ２２を挿通させて構成されている。この低コヒーレンス光源１２１は、戻り光が活性層と光結合すると他方の端面から出射される性質を有している。
【００９４】
本実施の形態の光イメージング装置３Ｅは、上記第１の実施の形態で説明したのと同様な構成の光プローブ９を有し、光プローブ９内の光ファイバ２５の先端側端面２５ａで低コヒーレンス光の一部が反射分離されて戻り参照光として、再び装置本体１０の低コヒーレンス光源１２１側に戻るようになっている。
【００９５】
また、本実施の形態の光イメージング装置３Ｅは、光路長差生成部１２２を設けて構成している。この光路長差生成部１２２は、図２７に示すように２つのハーフミラー１２２ａ，１２２ｂで構成されている。
【００９６】
このように構成される光イメージング装置３Ｅは、低コヒーレンス光源１２１で発生した低コヒーレンス光が光ファイバ２２の一端に入射され、光コネクタ部２０を介して光プローブ９内の光ファイバ２５へ伝達される。そして、光プローブ９内の光ファイバ２５の先端側端面２５ａで、低コヒーレンス光の一部が反射分離されて戻り参照光として、再び装置本体１０の低コヒーレンス光源１２１側に戻る。
【００９７】
低コヒーレンス光源１２１側に戻った戻り観察光と戻り参照光とは、この低コヒーレンス光源１２１で活性層に光結合されて、他方の端面から出射される。
低コヒーレンス光源１２１の他方の端面から出射された戻り観察光と戻り参照光とは、光路長差生成部１２２で光路長差が一致するように調整される。このとき、戻り観察光は、ハーフミラー１２２ａ，１２２ｂを通過して光検出部３２へ伝達される。
【００９８】
一方、戻り参照光は、ハーフミラー１２２ａを通過し、ハーフミラー１２２ｂで反射されて再びハーフミラー１２２ａへ向かい、再びハーフミラー１２２ａで反射されてハーフミラー１２２ｂを通過して光検出部３２へ伝達される。このとき、ハーフミラー１２２ａ〜ハーフミラー１２２ｂでの戻り参照光の光路長は、２×ΔＬrとなる。この戻り参照光の光路長２×ΔＬrは、観察光と参照光との光路長差２×ΔＬと一致するようになっている。
【００９９】
そして、これら光路長が殆ど等しい参照光と観察光とは、ハーフミラー１２２２ｂ側からの光路で偏光状態がほぼ一致した状態で干渉し、光検出部３２で受光される。
この結果、本第５の実施の形態の光イメージング装置３Ｅは、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることに加え、低コヒーレンス光源１２１が第２の光カップラを兼ねるので小型化できる。
【０１００】
（第６の実施の形態）
図２８ないし図３０は本発明の第６の実施の形態に係り、図２８は本発明の第６の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図、図２９は図２８の光路長差生成部の構成図、図３０は図２９の光路長差生成部の光路先端側の拡大図である。
本第６の実施の形態は、光プローブ先端側内部に低コヒーレンス光源，第２の光分岐部，光路長差生成部及び光検出部までの光学系を設けて構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【０１０１】
即ち、図２８に示すように本第６の実施の形態の光イメージング装置は、光プローブ９Ｄの先端側に低コヒーレンス光源，第２の光分岐部，光路長差生成部及び光検出部までの光学系を設けた光学ユニット１５０を設けて構成される。
本実施の形態では、光学ユニット１５０は、LN（LiNbO3結晶）導波路で光学路を一体的に形成されている。
【０１０２】
光学ユニット１５０は、光プローブ９Ｄを挿通するケーブル１５１が延出されている。このケーブル１５１は、図示しない電源線や信号線が配設されている。
光学ユニット１５０から先端側は、水平走査を行うＸＹ反射ミラースキャン１５２が設けられており、光学ユニット１５０から出射される観察光を水平走査するようになっている。このＸＹ反射ミラースキャン１５２で水平走査された観察光は、集光レンズ１５３により観察窓１５４を介して被検体８の目的部位に集光されるようになっている。そして、その焦点からの被検体の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び光学ユニット１５０側に戻るようになっている。
【０１０３】
次に、図２９及び図３０を用いて光学ユニット１５０を説明する。
図２９に示すように光学ユニット１５０は、低コヒーレンス光源２１からの低コヒーレンス光が光路１６１に入射され、途中の第２の光カップラ１６２を介して光路１６４に伝達されるようになっている。
【０１０４】
光路１６１は、第２の光カップラ１６２で光路１６３と光学的に結合されている。従って、この光カップラ１６２で低コヒーレンス光は、被検体からの戻り光が光路１６３へ分岐されて光検出部３２側へ伝達されるようになっている。また、光路１６１は、第２の光カップラ１６２で光路１６５と光学的に結合されている。この光路１６５の終端は、光路内に定在波が発生しないように抵抗板等の無反射終端１６６を設けている。
【０１０５】
図３０に示すように光路１６４の先端側端面１６４ａに伝達された低コヒーレンス光は、その大部分がこの先端側端面１６４ａから観察光として出射されるようになっている。そして、光学ユニット１５０から出射された観察光は、上述したようにＸＹ反射ミラースキャン１５２で水平走査された後、観察窓１５４を介して集光レンズ１５３により観察窓１５４を介して被検体８の目的部位に集光されるようになっている。
【０１０６】
そして、その焦点からの被検体の反射光及び散乱光の一部は、戻り観察光として上記光路を通り、再び光学ユニット１５０内の第２の光カップラ１６２側に戻るようになっている。
一方、光路１６４の先端側端面１６４ａに伝達された低コヒーレンス光の一部は、第１の光分離手段としての先端側端面１６４ａで反射分離され、再び光学ユニット１５０内の第２の光カップラ１６２側に戻るようになっている。
【０１０７】
そして、第２の光カップラ１６２側に戻った戻り観察光と戻り参照光とは、この第２の光カップラ１６２で光路１６３へ分岐されて、第３の光分離手段としての光カップラ１６７から光路長差生成部１７０に伝達されるようになっている。
【０１０８】
この光路長差生成部１７０は、光カップラ１６７に光路１７１，１７３が光学的に結合されている。これら光路１７１，１７３は、参照光と観察光との光路長差が一致するような長さに形成されている。従って、光路長差生成部１７０は、観察光と参照光との光路長差が一致するように調整されている。
【０１０９】
戻り参照光は、光路１７１の先端側端面に伝達され、この先端側端面の端部に設けた参照光側ミラー１７２で反射されて光カップラ１６７側に戻るようになっている。
一方、戻り観察光は、光路１７３の先端側端面に伝達され、この先端側端面の端部に設けた観察光側ミラー１７４で反射されて光カップラ１６７側に戻るようになっている。
【０１１０】
そして、これら光路長が等しい参照光と観察光とは、光カップラ１６７からの光路で干渉され、この光カップラ１６７に光学的に結合されている光路１７５を伝達し、光検出部３２で受光される。
光検出部３２は、干渉光を干渉電気信号に光電変換し、この光電変換された干渉電気信号はケーブル１５１内の信号線を介して信号処理部３５に出力されるようになっている。
【０１１１】
この結果、本第６の実施の形態の光イメージング装置は、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることに加え、光プローブ９Ｄの先端側内部に光学路を一体的に形成した光学ユニット１５０を設けて構成しているので、より一層の小型化が実現できる。
【０１１２】
尚、本発明は、以上述べた実施の形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【０１１３】
［付記］
（付記項１） 低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体に集光し、この被検体からの戻り光を取り込む挿入部及び、この挿入部を接続して取り込んだ戻り光から被検体の断層像を構築する装置本体を有する光イメージング装置において、
前記低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を伝達させて被検体へ照射する光伝達手段と、
前記低コヒーレンス光を観察光と参照光とに分離する光分離手段と、
を具備し、前記観察光と参照光との偏光状態を合わせるために、前記光伝達手段内部又は前記光伝達手段の終端又は前記光伝達手段と被検体との間に前記光分離手段を設けたことを特徴とする光イメージング装置。
【０１１４】
（付記項２） 前記光分離手段で分離された観察光と参照光とが、前記光伝達手段内部又は前記光伝達手段と被検体との間の少なくとも一部において、同一の光軸を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１１５】
（付記項３） 被検体からの前記観察光の散乱又は反射による戻り観察光と前記参照光とを干渉させる光干渉手段を有し、
前記光分離手段で分離された観察光と参照光とが、前記光伝達手段内部又は前記光伝達手段と被検体との間で且つ、前記干渉手段の手前の少なくとも一部において、同一の光軸を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１１６】
（付記項４） 前記観察光と前記参照光との光路長差を生成する光路長差生成手段を設けたことを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項５） 前記低コヒーレンス光を観察光と参照光とに分離する第２の光分離手段を前記低コヒーレンス光源と前記光伝達手段との間に設けたことを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１１７】
（付記項６） 前記光伝達手段が光ファイバであることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項７） 前記光分離手段がハーフミラーであることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１１８】
（付記項８） 前記光伝達手段が光導波路であることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項９） 前記光伝達手段の終端面に反射膜を施していることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１１９】
（付記項１０） 前記戻り観察光を検出する光検出手段と、前記低コヒーレンス光源とを、前記挿入部の外部に設けたことを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項１１） 前記戻り観察光を検出する光検出手段と、前記低コヒーレンス光源とを、前記挿入部の内部に設けたことを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１２０】
（付記項１２） 前記挿入部が前記低コヒーレンス光源を含む部分と着脱自在に接続可能であることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項１３） 少なくとも１つの光変調手段を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１２１】
（付記項１４） 被検体へ照射する光の位置を被検体部上で走査させる光走査手段を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項１５） 前記光伝達手段と被検体との間に照射光を集光する集光手段を設けたことを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１２２】
（付記項１６） 透過光量を減少させる光減衰手段を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項１７） 少なくとも１つの偏光面回転素子を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項１８） 光分散調整手段を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１２３】
（付記項１９） 前記挿入部が体腔内に挿入可能であることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項２０） 前記挿入部が内視鏡であることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項２１） 前記挿入部が、内視鏡のチャンネル内に挿入可能なプローブであることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【０１２４】
（付記項２２） 前記光伝達手段と前記被検体との間に前記光路長差生成手段を設けたことを特徴とする付記項４に記載の光イメージング装置。
（付記項２３） 前記戻り観察光を検出する光検出手段と、前記第２の光分離手段との間に前記観察光と前記参照光との光路長差を生成する光路長差生成手段を設けたことを特徴とする付記項５に記載の光イメージング装置。
【０１２５】
（付記項２４） 前記光分離手段が前記光ファイバの端面であることを特徴とする付記項６に記載の光イメージング装置。
（付記項２５） 前記光伝達手段と前記被検体との間に前記ハーフミラーを設けたことを特徴とする付記項７に記載の光イメージング装置。
【０１２６】
（付記項２６） 前記光減衰手段は、前記光減衰率が可変であることを特徴とする付記項１６に記載の光イメージング装置。
（付記項２７） 前記光減衰手段は、参照光の強度を減衰させることを特徴とする付記項１６に記載の光イメージング装置。
【０１２７】
（付記項２８） 前記光路長差生成手段と前記光分離手段とが少なくとも同一の共通部材を有することを特徴とする付記項２２に記載の光イメージング装置。
（付記項２９） 前記低コヒーレンス光源と、前記第２の光分離手段と、前記光路長差生成手段とが同一の光軸上に配置されていることを特徴とする付記項２３に記載の光イメージング装置。
【０１２８】
（付記項３０） 前記光路長差生成手段は、第３の光分離手段と、この第３の光分離手段で分離される第１の光路長差生成光路と、この第１の光路長差生成光路より光路長が長い第２の光路長差生成光路とから構成したことを特徴とする付記項２３に記載の光イメージング装置。
【０１２９】
（付記項３１） 前記第２の光分離手段が前記低コヒーレンス光源であることを特徴とする付記項２９に記載の光イメージング装置。
（付記項３２） 前記第１の光路長差生成光路と前記第２の光路長差生成光路とが光ファイバであることを特徴とする付記項３０に記載の光イメージング装置。
【０１３０】
（付記項３３） 前記光検出手段が、前記干渉手段を通過する光のうち、前記第１の光路長差生成光路を通過した戻り観察光と、前記第２の光路長差生成光路を通過した参照光の戻り光とを検出することを特徴とする付記項３０に記載の光イメージング装置。
【０１３１】
（付記項３４） 前記第３の光分離手段が、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする付記項３０に記載の光イメージング装置。
（付記項３５） 前記第１の光路長差生成光路と前記第２の光路長差生成光路との少なくとも一方に、光路長可変手段を設けたことを特徴とする付記項３０に記載の光イメージング装置。
【０１３２】
（付記項３６） 前記光ファイバが偏波面保存ファイバであることを特徴とする付記項３２に記載の光イメージング装置。
（付記項３７） 前記偏光ビームスプリッタは、観察光の全てが前記第１の光路長差生成光路に導かれ、参照光の全てが前記第２の光路長差生成光路に導かれるように設けられていることを特徴とする付記項３４に記載の光イメージング装置。
【０１３３】
（付記項３８） 前記第１の光路長差生成光路と前記第２の光路長差生成光路との少なくとも一方に、偏光面回転素子を設けたことを特徴とする付記項３４に記載の光イメージング装置。
（付記項３９） 前記光路長可変手段が光路長走査機構であることを特徴とする付記項３５に記載の光イメージング装置。
【０１３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、偏光状態の変化に影響されること無く、光プローブを交換して使用した場合にも、光路長調整が容易な光イメージング装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を備えた光イメージングシステムを示す構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図
【図３】図２の光イメージング装置の詳細構成図
【図４】図３の光プローブの先端側構成図
【図５】図４の第１の変形例を示す光プローブの先端側構成図
【図６】図４の第２の変形例を示す光プローブの先端側構成図
【図７】光路長差生成部の変形例を示す構成図
【図８】図７のフィルタ回転台を示す説明図
【図９】分散調整部の変形例を示す構成図
【図１０】第１の光分離手段の変形例を示す光プローブの先端側構成図
【図１１】図４の第３の変形例を示す光プローブの先端側構成図
【図１２】図１１の概略拡大図
【図１３】本発明の第２の実施の形態の光イメージング装置を示す構成図
【図１４】図１３の光プローブの先端側構成図
【図１５】本発明の第３の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図
【図１６】第１の光路長差生成部の構成図
【図１７】第２の光路長差生成部の構成図
【図１８】第３の光路長差生成部の構成図
【図１９】第４の光路長差生成部の構成図
【図２０】第５の光路長差生成部の構成図
【図２１】第６の光路長差生成部の構成図
【図２２】第７の光路長差生成部の構成図
【図２３】第８の光路長差生成部の構成図
【図２４】本発明の第４の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図
【図２５】図２４の光プローブの先端側構成図
【図２６】本発明の第５の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図
【図２７】図２６の光路長差生成部の構成図
【図２８】本発明の第６の実施の形態の光イメージング装置を示す概略構成図
【図２９】図２８の光路長差生成部の構成図
【図３０】図２９の光路長差生成部の光路先端側の拡大図
【符号の説明】
１…光イメージングシステム
２…内視鏡装置
３…光イメージング装置
９…光プローブ
１０…装置本体
２１…低コヒーレンス光源
２２，２４，２５…光ファイバ
２５ａ…光ファイバの先端側端面（第１の光分離手段）
２３…光カップラ（第２の光分離手段）
２６…対物レンズ
３１…光路長差生成部
３２…光検出部
３３…制御部
３４…駆動部
３５…信号処理部
３６…光走査ユニット
４１…平行レンズ
４２…ハーフミラー（第３の光分離手段）
４３…観察光側反射ミラー
４５…分散調整部
４６…参照光側反射ミラー
４８…検出側集光レンズ
Claims (4)
- 低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体に集光し、この被検体からの戻り光を取り込む挿入部及び、この挿入部を接続して取り込んだ戻り光から被検体の断層像を構築する装置本体を有する光イメージング装置において、
前記低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を伝達させて被検体へ照射する光伝達手段と、
前記光伝達手段内部又は前記光伝達手段の終端又は前記光伝達手段と被検体との間に設けられ、前記低コヒーレンス光を観察光と参照光とに分離する光分離手段と、
前記光分離手段より前記被検体側に設けられ、入射した光を１／４波長偏光させる第１の偏光面回転手段と、
被検体からの前記観察光の散乱又は反射による戻り観察光と前記参照光とを光路長の異なる２つの光路へ分離する偏光ビームスプリッタと、
前記光路長の異なる２つの光路の一方の光路に設けられ、入射した光を１／２波長偏光させる第２の偏光面回転手段と、
前記偏光ビームスプリッタにより分離された戻り観察光と参照光とを干渉させる光干渉手段と、
を備えたことを特徴とする光イメージング装置。 - 前記光分離手段で分離された前記観察光の被検体からの戻り観察光と参照光とが、前記光伝達手段内部又は前記光伝達手段と被検体との間の少なくとも一部において、同一の光軸を有することを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
- 前記光分離手段で分離された前記観察光の被検体からの戻り観察光と参照光とが、前記光伝達手段内部又は前記光伝達手段と被検体との間で且つ、前記干渉手段の手前の少なくとも一部において、同一の光軸を有することを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
- 前記２つの光路は、第１の光路と、前記第１の光路より光路長の長い第２の光路と有し、
前記偏光ビームスプリッタは、前記戻り観察光を前記第１の光路へ分離し、前記参照光を前記第２の光路へ分離することを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
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