JPH0755563A - 分光ファイバースコープ - Google Patents
分光ファイバースコープInfo
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- JPH0755563A JPH0755563A JP5199457A JP19945793A JPH0755563A JP H0755563 A JPH0755563 A JP H0755563A JP 5199457 A JP5199457 A JP 5199457A JP 19945793 A JP19945793 A JP 19945793A JP H0755563 A JPH0755563 A JP H0755563A
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- optical
- fiber bundle
- light
- image
- Prior art date
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ファイバースコープにおいて、時間的および
空間的に効率よく検体の形態情報と分光情報とを２次元
的に計測し、画像化することを可能にする。 【構成】 １つのイメージ光ファイバ31が、途中から２
つのイメージ光ファイバ32,33 に分割され、再び１つの
イメージ光ファイバ34に結合されたイメージ光ファイバ
系および一方のイメージ光ファイバ33の光路長を変調す
るＰＺＴ37を備えた光ファイバ干渉光学系30と、この光
ファイバ干渉系30より出射した光の強度を検出する２次
元光センサ40と、このセンサ40により検出された光の強
度をフーリエ変換処理する信号計測処理装置50とを設け
る。検体10より発せられた光ａは光ファイバ干渉光学系
30に入射し、２つのイメージ光ファイバ32,33 の光路差
に応じた干渉光ｃとして出射され、２次元光センサ40に
より、その干渉光ｃの強度が検出される。
空間的に効率よく検体の形態情報と分光情報とを２次元
的に計測し、画像化することを可能にする。 【構成】 １つのイメージ光ファイバ31が、途中から２
つのイメージ光ファイバ32,33 に分割され、再び１つの
イメージ光ファイバ34に結合されたイメージ光ファイバ
系および一方のイメージ光ファイバ33の光路長を変調す
るＰＺＴ37を備えた光ファイバ干渉光学系30と、この光
ファイバ干渉系30より出射した光の強度を検出する２次
元光センサ40と、このセンサ40により検出された光の強
度をフーリエ変換処理する信号計測処理装置50とを設け
る。検体10より発せられた光ａは光ファイバ干渉光学系
30に入射し、２つのイメージ光ファイバ32,33 の光路差
に応じた干渉光ｃとして出射され、２次元光センサ40に
より、その干渉光ｃの強度が検出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は分光ファイバースコープ
に関し、詳細にはフーリエ変換を用いて２次元分光画像
情報および２次元形態画像情報を得る分光ファイバース
コープに関するものである。
に関し、詳細にはフーリエ変換を用いて２次元分光画像
情報および２次元形態画像情報を得る分光ファイバース
コープに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、単に分光情報を計測するもの
として、点光源からの光のスペクトルを空間の一軸上
に、プリズム，回折格子等の分散素子により展開し、こ
のスペクトルの展開された軸に沿って配されたリニアセ
ンサ等の光検出器により、各スペクトルの強度を検出す
るものがある。
として、点光源からの光のスペクトルを空間の一軸上
に、プリズム，回折格子等の分散素子により展開し、こ
のスペクトルの展開された軸に沿って配されたリニアセ
ンサ等の光検出器により、各スペクトルの強度を検出す
るものがある。
【０００３】しかし医学，生物学の分野においては、単
に分光情報を得るだけでなく、形態情報を同時に計測
し、分光情報と形態情報とを有機的に結合させた画像情
報が求められている。これは、その形態情報である構造
体の機能を解明するうえで非常に有用であるためであ
る。
に分光情報を得るだけでなく、形態情報を同時に計測
し、分光情報と形態情報とを有機的に結合させた画像情
報が求められている。これは、その形態情報である構造
体の機能を解明するうえで非常に有用であるためであ
る。
【０００４】このように分光情報と形態情報とを同時に
計測するものとして、干渉フィルタを用いた顕微鏡があ
る。この顕微鏡は、検体より発せられる光（例えば蛍光
等）を、干渉フィルタを介して撮像素子や接眼レンズに
入射して、特定の波長域の光の画像を得るものであり、
得られる画像は分光情報と形態情報の両方の情報を有す
るものである。しかし、この方法により得られる分光情
報は、予め設定した干渉フィルタの波長域のみの分光情
報であり、未知の波長域の光の分光情報を得るために
は、複数種類の干渉フィルタを用いて上述の計測を複数
回行い、得られた複数の分光情報と予め認識されている
先験情報（例えば、あらゆる物質のスペクトルはいかな
る波長においても負にならない等の拘束条件）とに基づ
いて分光情報と形態情報とをマッチングする必要がある
（「光学」18巻１号（1989年１月）イメージングスペク
トロスコーピーによるパターン分析）。
計測するものとして、干渉フィルタを用いた顕微鏡があ
る。この顕微鏡は、検体より発せられる光（例えば蛍光
等）を、干渉フィルタを介して撮像素子や接眼レンズに
入射して、特定の波長域の光の画像を得るものであり、
得られる画像は分光情報と形態情報の両方の情報を有す
るものである。しかし、この方法により得られる分光情
報は、予め設定した干渉フィルタの波長域のみの分光情
報であり、未知の波長域の光の分光情報を得るために
は、複数種類の干渉フィルタを用いて上述の計測を複数
回行い、得られた複数の分光情報と予め認識されている
先験情報（例えば、あらゆる物質のスペクトルはいかな
る波長においても負にならない等の拘束条件）とに基づ
いて分光情報と形態情報とをマッチングする必要がある
（「光学」18巻１号（1989年１月）イメージングスペク
トロスコーピーによるパターン分析）。
【０００５】また検体より発せられる光をビームスプリ
ッタ等の光路分割手段により２つの光に分割し、撮像素
子を用いて分割されたうちの一方の光より形態情報を
得、分光器を用いて他方の光より分光情報を得る方法が
ある（「光アライアンス」（1991年８月）腫瘍親和性物
質物質から蛍光を利用するがん診断）。
ッタ等の光路分割手段により２つの光に分割し、撮像素
子を用いて分割されたうちの一方の光より形態情報を
得、分光器を用いて他方の光より分光情報を得る方法が
ある（「光アライアンス」（1991年８月）腫瘍親和性物
質物質から蛍光を利用するがん診断）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、複数のフィル
タと先験情報とに基づいて分光情報と形態情報とを結び
つける計測方法は、異なる波長域のフィルタ毎に計測を
行う必要があり、計測に要する時間が多大であるという
難点がある。
タと先験情報とに基づいて分光情報と形態情報とを結び
つける計測方法は、異なる波長域のフィルタ毎に計測を
行う必要があり、計測に要する時間が多大であるという
難点がある。
【０００７】また、撮像素子と分光器とを用いて形態情
報と分光情報とを得る方法により得られる分光情報は、
画像全体の平均されたスペクトル情報であるため、分光
情報と形態情報とを有機的に結びつけるものではない。
報と分光情報とを得る方法により得られる分光情報は、
画像全体の平均されたスペクトル情報であるため、分光
情報と形態情報とを有機的に結びつけるものではない。
【０００８】さらに、一般の分光計測装置は光のスペク
トルを空間の一軸上に展開するため、２次元マルチチャ
ンネル検出器による２次元画像の撮像は不可能であり、
走査光学系を用いて画像データを時間軸に展開する必要
がある。このため撮像には走査時間および走査空間を確
保する必要がある。
トルを空間の一軸上に展開するため、２次元マルチチャ
ンネル検出器による２次元画像の撮像は不可能であり、
走査光学系を用いて画像データを時間軸に展開する必要
がある。このため撮像には走査時間および走査空間を確
保する必要がある。
【０００９】本発明の分光ファイバースコープは上記事
情に鑑みなされたものであって、形態情報と分光情報と
を時間的および空間的に効率よく計測し、これらの情報
を２次元画像化する分光ファイバースコープを提供する
ことを目的とするものである。
情に鑑みなされたものであって、形態情報と分光情報と
を時間的および空間的に効率よく計測し、これらの情報
を２次元画像化する分光ファイバースコープを提供する
ことを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の分光ファイバー
スコープは、１つの入射端を有し途中から、光路差を調
整自在にされた２つの光路に分割され、再び１つの光路
に結合され、１つの出射端を有する光ファイバ干渉系
に、検体より発せられた光を入射し、それにより光ファ
イバ干渉系より出射する光は上記光路差に応じた干渉光
とされ、この干渉光の強度のインターフェログラムをフ
ーリエ変換することにより２次元分光画像情報および２
次元形態画像情報を得ることを特徴とするものである。
スコープは、１つの入射端を有し途中から、光路差を調
整自在にされた２つの光路に分割され、再び１つの光路
に結合され、１つの出射端を有する光ファイバ干渉系
に、検体より発せられた光を入射し、それにより光ファ
イバ干渉系より出射する光は上記光路差に応じた干渉光
とされ、この干渉光の強度のインターフェログラムをフ
ーリエ変換することにより２次元分光画像情報および２
次元形態画像情報を得ることを特徴とするものである。
【００１１】すなわち本発明の第１の分光ファイバース
コープは請求項１に記載したように、検体より発せられ
る光を第１の結像面に結像せしめる第１の結像光学系
と、多数の光ファイバからなり全体として入射端面と出
射端面とを有する光ファイバ束であって、該入射端面よ
り各光ファイバに入射した光の光路を途中から前記各光
ファイバ毎に２つの光路に分割し、該分割された光路を
再び１つの光路に合成し、該合成された光路からの光を
前記出射端面から出射する光ファイバ束と、該光ファイ
バ束の全ての各光ファイバの前記２つの光路のうち少な
くとも一方の光路上に設けられ、該一方の光路の長さを
他方の光路の長さと異なる長さに変調する光路長変調手
段とからなる光ファイバ干渉光学系と、該光ファイバ干
渉光学系の出射端面より出射する光を第２の結像面に結
像せしめる第２の結像光学系と、該第２の結像面上に設
けられ、前記第２の結像光学系により結像せしめられた
光の強度を検出する２次元光検出器と、該２次元光検出
器により検出された光の強度に基づいてフーリエ変換処
理を行うことにより分光情報を得るフーリエ分光手段と
を備えてなることを特徴とするものである。
コープは請求項１に記載したように、検体より発せられ
る光を第１の結像面に結像せしめる第１の結像光学系
と、多数の光ファイバからなり全体として入射端面と出
射端面とを有する光ファイバ束であって、該入射端面よ
り各光ファイバに入射した光の光路を途中から前記各光
ファイバ毎に２つの光路に分割し、該分割された光路を
再び１つの光路に合成し、該合成された光路からの光を
前記出射端面から出射する光ファイバ束と、該光ファイ
バ束の全ての各光ファイバの前記２つの光路のうち少な
くとも一方の光路上に設けられ、該一方の光路の長さを
他方の光路の長さと異なる長さに変調する光路長変調手
段とからなる光ファイバ干渉光学系と、該光ファイバ干
渉光学系の出射端面より出射する光を第２の結像面に結
像せしめる第２の結像光学系と、該第２の結像面上に設
けられ、前記第２の結像光学系により結像せしめられた
光の強度を検出する２次元光検出器と、該２次元光検出
器により検出された光の強度に基づいてフーリエ変換処
理を行うことにより分光情報を得るフーリエ分光手段と
を備えてなることを特徴とするものである。
【００１２】また上記本発明の第１の分光ファイバース
コープにおいて、前記光ファイバ束が、前記入射端面に
第１の端面を位置し、前記出射端面に第２の端面を位置
する第１の光ファイバ束と、該第１の光ファイバ束の各
端面から離れた位置において、該第１の光ファイバ束と
両端近傍が光カプラにより光学的に結合された第２の光
ファイバ束とにより構成され、該結合された２点間にお
いて該第１と第２の光ファイバ束により前記２つの光路
を形成するものを採用することもでき、また前記光ファ
イバ束が、前記入射端面に第１の端面を位置する第１の
光ファイバ束と、前記出射端面に第１の端面を位置する
第２の光ファイバ束とから構成され、該第１の光ファイ
バ束の第１の端面から離れた位置において、該第２の光
ファイバ束の第２の端面が光カプラにより光学的に結合
され、該第２の光ファイバ束の第１の端面から離れた位
置において、該第１の光ファイバ束の第２の端面が光カ
プラにより光学的に結合され、該結合された２点間にお
いて該第１と第２の光ファイバ束により前記２つの光路
を形成するものも採用することもできる。
コープにおいて、前記光ファイバ束が、前記入射端面に
第１の端面を位置し、前記出射端面に第２の端面を位置
する第１の光ファイバ束と、該第１の光ファイバ束の各
端面から離れた位置において、該第１の光ファイバ束と
両端近傍が光カプラにより光学的に結合された第２の光
ファイバ束とにより構成され、該結合された２点間にお
いて該第１と第２の光ファイバ束により前記２つの光路
を形成するものを採用することもでき、また前記光ファ
イバ束が、前記入射端面に第１の端面を位置する第１の
光ファイバ束と、前記出射端面に第１の端面を位置する
第２の光ファイバ束とから構成され、該第１の光ファイ
バ束の第１の端面から離れた位置において、該第２の光
ファイバ束の第２の端面が光カプラにより光学的に結合
され、該第２の光ファイバ束の第１の端面から離れた位
置において、該第１の光ファイバ束の第２の端面が光カ
プラにより光学的に結合され、該結合された２点間にお
いて該第１と第２の光ファイバ束により前記２つの光路
を形成するものも採用することもできる。
【００１３】さらに本発明の第２の分光ファイバースコ
ープは請求項４に記載したように、検体より発せられる
光を第１の結像面に結像せしめる第１の結像光学系と、
第１の結像面上に入射端面を有しこの入射端面より入射
した光を出射端面まで導光する第１の光ファイバ束、第
１の光ファイバ束の出射端面に結合され第１の光ファイ
バ束を構成する複数の光ファイバの各出射端面より出射
する各光を、それぞれ２つの光路を進む光に分割する光
路分割手段、光路分割手段に入射端面をそれぞれ結合せ
しめられた前記２つの光路をそれぞれ形成する第２の光
ファイバ束および第３の光ファイバ束、第２の光ファイ
バ束および第３の光ファイバ束の出射端面に結合され、
第２の光ファイバ束を構成する複数の光ファイバを通過
した光と第３の光ファイバ束を構成する複数の光ファイ
バを通過した光とを各光ファイバごとに合成せしめて出
射する光合成手段、光合成手段に入射端面を結合せしめ
られ、合成せしめられた光を入射端面より入射し出射端
面まで導光する第４の光ファイバ束、前記第２の光ファ
イバ束と第３の光ファイバ束とのうち少なくとも一方の
光路上に設けられ、その光路の長さを変調する光路長変
調手段からなる光ファイバ干渉光学系と、この光ファイ
バ干渉光学系の出射端面すなわち第４の光ファイバ束の
出射端面より出射する光を第２の結像面に結像せしめる
第２の結像光学系と、第２の結像面上に設けられ、第２
の結像光学系により結像せしめられた光の強度を検出す
る２次元光検出器と、２次元光検出器により検出された
光の強度に基づいてフーリエ変換処理を行うことにより
分光情報を得るフーリエ分光手段とを備えてなることを
特徴とするものである。
ープは請求項４に記載したように、検体より発せられる
光を第１の結像面に結像せしめる第１の結像光学系と、
第１の結像面上に入射端面を有しこの入射端面より入射
した光を出射端面まで導光する第１の光ファイバ束、第
１の光ファイバ束の出射端面に結合され第１の光ファイ
バ束を構成する複数の光ファイバの各出射端面より出射
する各光を、それぞれ２つの光路を進む光に分割する光
路分割手段、光路分割手段に入射端面をそれぞれ結合せ
しめられた前記２つの光路をそれぞれ形成する第２の光
ファイバ束および第３の光ファイバ束、第２の光ファイ
バ束および第３の光ファイバ束の出射端面に結合され、
第２の光ファイバ束を構成する複数の光ファイバを通過
した光と第３の光ファイバ束を構成する複数の光ファイ
バを通過した光とを各光ファイバごとに合成せしめて出
射する光合成手段、光合成手段に入射端面を結合せしめ
られ、合成せしめられた光を入射端面より入射し出射端
面まで導光する第４の光ファイバ束、前記第２の光ファ
イバ束と第３の光ファイバ束とのうち少なくとも一方の
光路上に設けられ、その光路の長さを変調する光路長変
調手段からなる光ファイバ干渉光学系と、この光ファイ
バ干渉光学系の出射端面すなわち第４の光ファイバ束の
出射端面より出射する光を第２の結像面に結像せしめる
第２の結像光学系と、第２の結像面上に設けられ、第２
の結像光学系により結像せしめられた光の強度を検出す
る２次元光検出器と、２次元光検出器により検出された
光の強度に基づいてフーリエ変換処理を行うことにより
分光情報を得るフーリエ分光手段とを備えてなることを
特徴とするものである。
【００１４】ここで上記各光ファイバ束としては、イメ
ージ光ファイバを用いることができる。
ージ光ファイバを用いることができる。
【００１５】また上記各光ファイバごとに合成せしめて
とは、第２の光ファイバ束と第３の光ファイバ束とを、
これら光ファイバ束により導光される画像の画素を対応
する画素ごとに合成することを意味する。
とは、第２の光ファイバ束と第３の光ファイバ束とを、
これら光ファイバ束により導光される画像の画素を対応
する画素ごとに合成することを意味する。
【００１６】
【作用および発明の効果】本発明の分光ファイバーによ
れば、検体より発せられる光は第１の結像光学系により
光ファイバ干渉光学系に入射され、光ファイバ干渉光学
系によりこの光ファイバ干渉光学系が有する２つの光路
の光路差に応じた干渉光とされ、干渉光の強度は２次元
光検出器により検出される。この干渉光の強度Ｉ（ｘ）
は、上記光路差をｘ、入射光の波長をλ、検体の表面か
らの光の強度をＰ（λ）とすれば、 Ｉ（ｘ）＝０．５Ｐ（λ）｛１＋cos （２πｘ／λ）｝ （１） なる式により表すことができる。
れば、検体より発せられる光は第１の結像光学系により
光ファイバ干渉光学系に入射され、光ファイバ干渉光学
系によりこの光ファイバ干渉光学系が有する２つの光路
の光路差に応じた干渉光とされ、干渉光の強度は２次元
光検出器により検出される。この干渉光の強度Ｉ（ｘ）
は、上記光路差をｘ、入射光の波長をλ、検体の表面か
らの光の強度をＰ（λ）とすれば、 Ｉ（ｘ）＝０．５Ｐ（λ）｛１＋cos （２πｘ／λ）｝ （１） なる式により表すことができる。
【００１７】ここで光路長変調手段により上記光路差ｘ
を ｘ＝２ｖｔ （２） （ただし、ｖ：光路差ｘの変動速度、ｔ：変動時間） なる式で表されるように変動せしめる。
を ｘ＝２ｖｔ （２） （ただし、ｖ：光路差ｘの変動速度、ｔ：変動時間） なる式で表されるように変動せしめる。
【００１８】さらに、波長λを波数νに置き換え上式
（１）は、 Ｉ（ｔ）＝０．５Ｐ（ν）｛１＋cos （４πｖνｔ）｝ （３） と変形される。
（１）は、 Ｉ（ｔ）＝０．５Ｐ（ν）｛１＋cos （４πｖνｔ）｝ （３） と変形される。
【００１９】検出された干渉光の強度Ｉ（ｔ）の交流成
分である右辺２項（インターフェログラム）は、フーリ
エ分光手段によってフーリエ変換処理されることによ
り、入射光が包含する複数のスペクトルの強度に分解さ
れる。
分である右辺２項（インターフェログラム）は、フーリ
エ分光手段によってフーリエ変換処理されることによ
り、入射光が包含する複数のスペクトルの強度に分解さ
れる。
【００２０】上述の作用が光ファイバ干渉光学系の各光
ファイバ束を構成する全ての光ファイバについてなさ
れ、これにより光の２次元分光画像情報を得ることがで
きる。またこの２次元分光画像情報を各画素ごとに全て
のスペクトル強度を合成することにより２次元形態画像
情報を得ることができる。
ファイバ束を構成する全ての光ファイバについてなさ
れ、これにより光の２次元分光画像情報を得ることがで
きる。またこの２次元分光画像情報を各画素ごとに全て
のスペクトル強度を合成することにより２次元形態画像
情報を得ることができる。
【００２１】このように本発明の分光ファイバースコー
プによれば、検体より発せられる光の形態情報と分光情
報とを空間的に効率よく、かつ短時間で計測することが
でき、これらの情報を２次元画像化することができる。
プによれば、検体より発せられる光の形態情報と分光情
報とを空間的に効率よく、かつ短時間で計測することが
でき、これらの情報を２次元画像化することができる。
【００２２】
【実施例】以下、図面を用いて本発明にかかる分光ファ
イバースコープの実施例について説明する。
イバースコープの実施例について説明する。
【００２３】図１は本実施例の分光ファイバースコープ
の構成を示す概略構成図、図２は図１に示す分光ファイ
バースコープの作用を説明するための模式図である。図
示の分光ファイバースコープは、検体10より発せられる
光ａを第１の結像面Ｋに結像せしめる第１の結像レンズ
21と、第１の結像面Ｋ上に入射端面を有しこの入射端面
より入射した光ａを出射端面まで導光する第１のイメー
ジ光ファイバ31、第１のイメージ光ファイバ31の出射端
面に結合され第１のイメージ光ファイバ31の画素を構成
する複数の光ファイバ31i の各出射端面より出射する各
光ａi を、それぞれ２つの光路（第２のイメージ光ファ
イバ32および第３のイメージ光ファイバ33）を進む光ｂ
１i およびｂ２i に分割する第１の光路分割手段35、第
１の光路分割手段35に入射端面をそれぞれ結合せしめら
れた、光路長の等しい前記２つの光路をそれぞれ形成す
る第２のイメージ光ファイバ32および第３のイメージ光
ファイバ33、第２のイメージ光ファイバ32および第３の
イメージ光ファイバ33の出射端面に結合され、各イメー
ジ光ファイバ32，33の画素を構成する複数の光ファイバ
32i ，33i を通過した光ｂ１i ，ｂ２i を、各光ファイ
バ32i ，33i ごとに合成せしめて出射する第２の光路分
割手段36、第２の光路分割手段36に入射端面を結合せし
められ、合成せしめられた光ｃを入射端面より入射し出
射端面まで導光する第４のイメージ光ファイバ34、第３
のイメージ光ファイバ33の光路上に設けられ、その光路
長を変調するピエゾ素子（以下ＰＺＴと略す）37および
このＰＺＴ37を駆動するＰＺＴドライバ38からなる光フ
ァイバ干渉光学系30と、この光ファイバ干渉光学系30の
出射端面すなわち第４のイメージ光ファイバ34の出射端
面より出射する光ｃを第２の結像面Ｌに結像せしめる第
２の結像レンズ22と、第２の結像面Ｌ上に設けられ、第
２の結像レンズ22光学系により結像せしめられた光ｃの
強度を検出する２次元光センサ40と、２次元光センサ40
検出器により検出された光の強度に基づいてフーリエ変
換処理を行う信号計測処理装置50とを備えてなる構成で
ある。
の構成を示す概略構成図、図２は図１に示す分光ファイ
バースコープの作用を説明するための模式図である。図
示の分光ファイバースコープは、検体10より発せられる
光ａを第１の結像面Ｋに結像せしめる第１の結像レンズ
21と、第１の結像面Ｋ上に入射端面を有しこの入射端面
より入射した光ａを出射端面まで導光する第１のイメー
ジ光ファイバ31、第１のイメージ光ファイバ31の出射端
面に結合され第１のイメージ光ファイバ31の画素を構成
する複数の光ファイバ31i の各出射端面より出射する各
光ａi を、それぞれ２つの光路（第２のイメージ光ファ
イバ32および第３のイメージ光ファイバ33）を進む光ｂ
１i およびｂ２i に分割する第１の光路分割手段35、第
１の光路分割手段35に入射端面をそれぞれ結合せしめら
れた、光路長の等しい前記２つの光路をそれぞれ形成す
る第２のイメージ光ファイバ32および第３のイメージ光
ファイバ33、第２のイメージ光ファイバ32および第３の
イメージ光ファイバ33の出射端面に結合され、各イメー
ジ光ファイバ32，33の画素を構成する複数の光ファイバ
32i ，33i を通過した光ｂ１i ，ｂ２i を、各光ファイ
バ32i ，33i ごとに合成せしめて出射する第２の光路分
割手段36、第２の光路分割手段36に入射端面を結合せし
められ、合成せしめられた光ｃを入射端面より入射し出
射端面まで導光する第４のイメージ光ファイバ34、第３
のイメージ光ファイバ33の光路上に設けられ、その光路
長を変調するピエゾ素子（以下ＰＺＴと略す）37および
このＰＺＴ37を駆動するＰＺＴドライバ38からなる光フ
ァイバ干渉光学系30と、この光ファイバ干渉光学系30の
出射端面すなわち第４のイメージ光ファイバ34の出射端
面より出射する光ｃを第２の結像面Ｌに結像せしめる第
２の結像レンズ22と、第２の結像面Ｌ上に設けられ、第
２の結像レンズ22光学系により結像せしめられた光ｃの
強度を検出する２次元光センサ40と、２次元光センサ40
検出器により検出された光の強度に基づいてフーリエ変
換処理を行う信号計測処理装置50とを備えてなる構成で
ある。
【００２４】次に本実施例にかかる分光ファイバースコ
ープの作用について図２を用いて説明する。
ープの作用について図２を用いて説明する。
【００２５】図２は本実施例の分光ファイバースコープ
の作用を簡潔に説明するために、図１に示した分光ファ
イバースコープの構成のうち各イメージ光ファイバ31,3
2,33,34 の画素をそれぞれ構成する光ファイバ31i,32i,
33i,34i の１つを抜粋した模式図である。検体10の一点
より発せられる光ａi は第１の結像レンズ21により第１
の結像面Ｋ上に結像され、この結像面Ｋ上に入射端面を
有する第１のイメージ光ファイバ31の画素を構成する第
１の光ファイバ31i に入射する。第１の光ファイバ31i
に入射した光ａi は、この光ファイバ31i の出射端に設
けられた第１の光路分割手段35により、第２のイメージ
光ファイバ32の画素を構成する第２の光ファイバ32i を
進む光ｂ１i と第３のイメージ光ファイバ33の画素を構
成する第３の光ファイバ33i を進む光ｂ２i とに分割さ
れる。第２の光ファイバ32i を進む光ｂ１i と第３の光
ファイバ33i を進む光ｂ２i とは、各光ファイバ32i,33
iの出射端に結合された第２の光路分割手段36により合
波され、この合波されたのちの光ｃは第４のイメージ光
ファイバ34の画素を構成する第４の光ファイバ３４ｉに
入射される。
の作用を簡潔に説明するために、図１に示した分光ファ
イバースコープの構成のうち各イメージ光ファイバ31,3
2,33,34 の画素をそれぞれ構成する光ファイバ31i,32i,
33i,34i の１つを抜粋した模式図である。検体10の一点
より発せられる光ａi は第１の結像レンズ21により第１
の結像面Ｋ上に結像され、この結像面Ｋ上に入射端面を
有する第１のイメージ光ファイバ31の画素を構成する第
１の光ファイバ31i に入射する。第１の光ファイバ31i
に入射した光ａi は、この光ファイバ31i の出射端に設
けられた第１の光路分割手段35により、第２のイメージ
光ファイバ32の画素を構成する第２の光ファイバ32i を
進む光ｂ１i と第３のイメージ光ファイバ33の画素を構
成する第３の光ファイバ33i を進む光ｂ２i とに分割さ
れる。第２の光ファイバ32i を進む光ｂ１i と第３の光
ファイバ33i を進む光ｂ２i とは、各光ファイバ32i,33
iの出射端に結合された第２の光路分割手段36により合
波され、この合波されたのちの光ｃは第４のイメージ光
ファイバ34の画素を構成する第４の光ファイバ３４ｉに
入射される。
【００２６】ここでＰＺＴドライバ３８より出力される
駆動信号によりＰＺＴ37が駆動され、ＰＺＴ37に巻装さ
れた第３の光ファイバ33i が延伸され、その光路長が長
くされる。この作用により上記合波された光ｃi は、第
２の光ファイバ32i と第３の光ファイバ33i との光路差
に応じた強度の干渉光となる。ＰＺＴ37は高速に駆動さ
れ、干渉光ｃi の強度はＰＺＴ37の駆動速度に応じて強
弱を繰り返す。
駆動信号によりＰＺＴ37が駆動され、ＰＺＴ37に巻装さ
れた第３の光ファイバ33i が延伸され、その光路長が長
くされる。この作用により上記合波された光ｃi は、第
２の光ファイバ32i と第３の光ファイバ33i との光路差
に応じた強度の干渉光となる。ＰＺＴ37は高速に駆動さ
れ、干渉光ｃi の強度はＰＺＴ37の駆動速度に応じて強
弱を繰り返す。
【００２７】干渉光ｃi は、第４の光ファイバ34i の出
射端より出射し、第２の結像レンズ22により第２の結像
面Ｌ上に結像され、結像面Ｌ上の、第４の光ファイバ34
i を通過し、第２の結像レンズ22により結像される位置
に設けられた、２次元光センサ40の各画素を構成する光
検出素子40i により、その強度が検出される。検出され
た干渉光ｃi の強度は信号計測処理装置50に出力され、
信号計測処理装置50はこの干渉光ｃi の強度とＰＺＴド
ライバ38より出力される上記光路差を示す信号とに基づ
いて、干渉光ｃi の強度をフーリエ変換処理し、検体10
より発せられる光ａi のスペクトル（分光情報）を算出
する。
射端より出射し、第２の結像レンズ22により第２の結像
面Ｌ上に結像され、結像面Ｌ上の、第４の光ファイバ34
i を通過し、第２の結像レンズ22により結像される位置
に設けられた、２次元光センサ40の各画素を構成する光
検出素子40i により、その強度が検出される。検出され
た干渉光ｃi の強度は信号計測処理装置50に出力され、
信号計測処理装置50はこの干渉光ｃi の強度とＰＺＴド
ライバ38より出力される上記光路差を示す信号とに基づ
いて、干渉光ｃi の強度をフーリエ変換処理し、検体10
より発せられる光ａi のスペクトル（分光情報）を算出
する。
【００２８】また信号計測処理装置50は、この得られた
全てのスペクトルを合成し、形態情報を算出する。
全てのスペクトルを合成し、形態情報を算出する。
【００２９】検体10の他の点より発せられる光につい
て、各イメージ光ファイバ31,32,33,34 を構成する光フ
ァイバ31i,32i,33i,34i および２次元光センサ40を構成
する光検出素子40i が上述と同様の作用をなすことによ
り、検体10の全体より発せられる光ａの２次元分光画像
情報および２次元形態画像情報を得ることができる。
て、各イメージ光ファイバ31,32,33,34 を構成する光フ
ァイバ31i,32i,33i,34i および２次元光センサ40を構成
する光検出素子40i が上述と同様の作用をなすことによ
り、検体10の全体より発せられる光ａの２次元分光画像
情報および２次元形態画像情報を得ることができる。
【００３０】得られた２次元分光画像情報および２次元
形態画像情報は、ＣＲＴ60に出力され、可視化される。
形態画像情報は、ＣＲＴ60に出力され、可視化される。
【００３１】このように本実施例の分光ファイバースコ
ープによれば、検体10を２次元的に走査する必要がない
ため空間的に効率よく、またＰＺＴ37を高速に駆動する
ことにより時間的に効率よく、検体10より発せられる光
ａの２次元形態画像情報と２次元分光画像情報を得るこ
とができる。
ープによれば、検体10を２次元的に走査する必要がない
ため空間的に効率よく、またＰＺＴ37を高速に駆動する
ことにより時間的に効率よく、検体10より発せられる光
ａの２次元形態画像情報と２次元分光画像情報を得るこ
とができる。
【００３２】なお本発明による分光ファイバースコープ
は上記実施例の態様に限るものではなく、特に光ファイ
バ干渉光学系における光ファイバ束（イメージ光ファイ
バ）は、図３に示すように、多数の光ファイバＦi から
なり全体として入射端面と出射端面とを有し、この入射
端面より各光ファイバＦi に入射した光の光路を途中か
ら前記各光ファイバＦi 毎に２つの光路Ｆ１i ，Ｆ２i
に分割し、分割された光路Ｆ１i ，Ｆ２i が再び１つの
光路Ｆ′i に合成され、出射端面からこの合成されたの
ちの光路Ｆ′i を通過した光を出射するような構成であ
れば、いかなる態様の光ファイバ束であってもよい。
は上記実施例の態様に限るものではなく、特に光ファイ
バ干渉光学系における光ファイバ束（イメージ光ファイ
バ）は、図３に示すように、多数の光ファイバＦi から
なり全体として入射端面と出射端面とを有し、この入射
端面より各光ファイバＦi に入射した光の光路を途中か
ら前記各光ファイバＦi 毎に２つの光路Ｆ１i ，Ｆ２i
に分割し、分割された光路Ｆ１i ，Ｆ２i が再び１つの
光路Ｆ′i に合成され、出射端面からこの合成されたの
ちの光路Ｆ′i を通過した光を出射するような構成であ
れば、いかなる態様の光ファイバ束であってもよい。
【００３３】すなわち図３に示す光ファイバ束を構成す
る各光ファイバが、図４（Ａ）に示すように第１の端面
を入射端面とし、第２の端面を出射端面とする第１の光
ファイバＦ１i と、第１の光ファイバＦ１i の各端面か
ら離れた位置において、第１の光ファイバＦ１i と両端
近傍が光カプラにより光学的に結合された第２の光ファ
イバＦ２i とにより構成され、結合された２点間におい
て第１の光ファイバＦ１i と第２の光ファイバＦ２i に
より上記２つの光路を形成する光ファイバ束や、図４
（Ｂ）に示すように第１の端面を入射端面とする第１の
光ファイバＦ１iと、第１の端面を出射端面とする第２
の光ファイバＦ２i とにより構成され、第１の光ファイ
バＦ１i の第１の端面から離れた位置において第２の光
ファイバＦ２i の第２の端面が光カプラにより光学的に
結合され、第２の光ファイバＦ２iの第１の端面から離
れた位置において、第１の光ファイバＦ１i の第２の端
面が光カプラにより光学的に結合され、結合された２点
間において上記２つの光路を形成する光ファイバ束など
を採用することができる。
る各光ファイバが、図４（Ａ）に示すように第１の端面
を入射端面とし、第２の端面を出射端面とする第１の光
ファイバＦ１i と、第１の光ファイバＦ１i の各端面か
ら離れた位置において、第１の光ファイバＦ１i と両端
近傍が光カプラにより光学的に結合された第２の光ファ
イバＦ２i とにより構成され、結合された２点間におい
て第１の光ファイバＦ１i と第２の光ファイバＦ２i に
より上記２つの光路を形成する光ファイバ束や、図４
（Ｂ）に示すように第１の端面を入射端面とする第１の
光ファイバＦ１iと、第１の端面を出射端面とする第２
の光ファイバＦ２i とにより構成され、第１の光ファイ
バＦ１i の第１の端面から離れた位置において第２の光
ファイバＦ２i の第２の端面が光カプラにより光学的に
結合され、第２の光ファイバＦ２iの第１の端面から離
れた位置において、第１の光ファイバＦ１i の第２の端
面が光カプラにより光学的に結合され、結合された２点
間において上記２つの光路を形成する光ファイバ束など
を採用することができる。
【００３４】なお上記光カプラは、結合しようとする２
つの光ファイバの各クラッドの表面の一部を剥離し、こ
の２つのクラッドの剥離部分同士を接触せしめて、各光
ファイバにより導光される光を、他方の光ファイバのコ
アに導光せしめるものである。
つの光ファイバの各クラッドの表面の一部を剥離し、こ
の２つのクラッドの剥離部分同士を接触せしめて、各光
ファイバにより導光される光を、他方の光ファイバのコ
アに導光せしめるものである。
【図１】本実施例の分光ファイバースコープの構成を示
す概略構成図
す概略構成図
【図２】図１に示す分光ファイバースコープの作用を説
明するための模式図
明するための模式図
【図３】光ファイバ束の他の態様を示す模式図
【図４】光ファイバの他の態様を示す模式図
10 検体 21,22 結像レンズ 30 光ファイバ干渉光学系 31,32,33,34 イメージ光ファイバ 31i,32i,33i,34i 光ファイバ 35,36 光路分割手段 37 ピエゾ素子（ＰＺＴ） 38 ＰＺＴドライバ 40 ２次元光センサ 41i 光検出素子 50 信号計測処理装置 60 ＣＲＴ
Claims (4)
- 【請求項１】 検体より発せられる光を第１の結像面に
結像せしめる第１の結像光学系と、 多数の光ファイバからなり全体として入射端面と出射端
面とを有する光ファイバ束であって、該入射端面より各
光ファイバに入射した光の光路を途中から前記各光ファ
イバ毎に２つの光路に分割し、該分割された光路を再び
１つの光路に合成し、該合成された光路からの光を前記
出射端面から出射する光ファイバ束と、該光ファイバ束
の全ての各光ファイバの前記２つの光路のうち少なくと
も一方の光路上に設けられ、該一方の光路の長さを他方
の光路の長さと異なる長さに変調する光路長変調手段と
からなる光ファイバ干渉光学系と、 該光ファイバ干渉光学系の出射端面より出射する光を第
２の結像面に結像せしめる第２の結像光学系と、 該第２の結像面上に設けられ、前記第２の結像光学系に
より結像せしめられた光の強度を検出する２次元光検出
器と、 該２次元光検出器により検出された光の強度に基づいて
フーリエ変換処理を行うことにより分光情報を得るフー
リエ分光手段とを備えてなることを特徴とする分光ファ
イバースコープ。 - 【請求項２】 前記光ファイバ束が、前記入射端面に第
１の端面を位置し、前記出射端面に第２の端面を位置す
る第１の光ファイバ束と、該第１の光ファイバ束の各端
面から離れた位置において、該第１の光ファイバ束と両
端近傍が光カプラにより光学的に結合された第２の光フ
ァイバ束とにより構成され、 該結合された２点間において該第１と第２の光ファイバ
束により前記２つの光路を形成することを特徴とする請
求項１記載の分光ファイバースコープ。 - 【請求項３】 前記光ファイバ束が、前記入射端面に第
１の端面を位置する第１の光ファイバ束と、前記出射端
面に第１の端面を位置する第２の光ファイバ束とから構
成され、 該第１の光ファイバ束の第１の端面から離れた位置にお
いて、該第２の光ファイバ束の第２の端面が光カプラに
より光学的に結合され、該第２の光ファイバ束の第１の
端面から離れた位置において、該第１の光ファイバ束の
第２の端面が光カプラにより光学的に結合され、該結合
された２点間において該第１と第２の光ファイバ束によ
り前記２つの光路を形成することを特徴とする請求項１
記載の分光ファイバースコープ。 - 【請求項４】 検体より発せられる光を第１の結像面に
結像せしめる第１の結像光学系と、 多数の光ファイバからなる、全体として該第１の結像面
上に入射端面を有し該入射端面より入射した光を出射端
面まで導光する第１の光ファイバ束、該第１の光ファイ
バ束の出射端面に結合され該第１の光ファイバ束を構成
する複数の光ファイバの各出射端面より出射する各光
を、それぞれ２つの光路を進む光に分割する光路分割手
段、該光路分割手段に入射端面をそれぞれ結合せしめら
れた前記２つの光路をそれぞれ形成する第２の光ファイ
バ束および第３の光ファイバ束、該第２の光ファイバ束
および第３の光ファイバ束の出射端面に結合され、該第
２の光ファイバ束を構成する複数の光ファイバを通過し
た光と第３の光ファイバ束を構成する複数の光ファイバ
を通過した光とを各光ファイバごとに合成せしめて出射
する光合成手段、該光合成手段に入射端面を結合せしめ
られ、該合成せしめられた光を入射端面より入射し出射
端面まで導光する第４の光ファイバ束、前記第２の光フ
ァイバ束と第３の光ファイバ束とのうち少なくとも一方
の光路上に設けられ、該光路の長さを変調する光路長変
調手段からなる光ファイバ干渉光学系と、 該光ファイバ干渉光学系の出射端面より出射する光を第
２の結像面に結像せしめる第２の結像光学系と、 該第２の結像面上に設けられ、前記第２の結像光学系に
より結像せしめられた光の強度を検出する２次元光検出
器と、 該２次元光検出器により検出された光の強度に基づいて
フーリエ変換処理を行うことにより分光情報を得るフー
リエ分光手段とを備えてなることを特徴とする分光ファ
イバースコープ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5199457A JPH0755563A (ja) | 1993-08-11 | 1993-08-11 | 分光ファイバースコープ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5199457A JPH0755563A (ja) | 1993-08-11 | 1993-08-11 | 分光ファイバースコープ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755563A true JPH0755563A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16408135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5199457A Withdrawn JPH0755563A (ja) | 1993-08-11 | 1993-08-11 | 分光ファイバースコープ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0755563A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006523847A (ja) * | 2003-04-16 | 2006-10-19 | デューク・ユニバーシティ | 静的マルチモードマルチプレックス分光法のための方法及びシステム |
-
1993
- 1993-08-11 JP JP5199457A patent/JPH0755563A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006523847A (ja) * | 2003-04-16 | 2006-10-19 | デューク・ユニバーシティ | 静的マルチモードマルチプレックス分光法のための方法及びシステム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |