JP2000131222A - 光断層画像装置 - Google Patents

光断層画像装置

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JP2000131222A
JP2000131222A JP10301306A JP30130698A JP2000131222A JP 2000131222 A JP2000131222 A JP 2000131222A JP 10301306 A JP10301306 A JP 10301306A JP 30130698 A JP30130698 A JP 30130698A JP 2000131222 A JP2000131222 A JP 2000131222A
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optical path
optical
path length
mode fiber
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JP10301306A
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Hitoshi Mizuno
均 水野
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速に連続した光断層画像を生成する。 【解決手段】 光路長の可変機構１５には、第１の光カ
ップラ部により第１のシングルモードファイバから第２
のシングルモードファイバ５側に移った低干渉性光源の
光が基準光として入射される。光路長の可変機構１５
は、第２のシングルモードファイバ５の先端側から出射
された光を平行光にするレンズ１６と、アクチュエータ
１７により所定の角度範囲内を回動することでレンズ１
６を介した平行光の光路長を可変する断面が正方形の平
行平板プリズム１８と、この平行平板プリズム１８を介
した光を第５のシングルモードファイバ１９の入射端に
集光させる集光レンズ２０とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光断層画像装置、更
に詳しくは光路長可変手段の構成部分に特徴のある光断
層画像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、生体組織を診断する場合、その組
織の表面状態の光学的情報を得るイメージング装置の他
に、組織内部の光学的情報を得ることのできる光ＣＴ装
置が提案されている。
【０００３】また、ミラーを用いて低干渉性光を走査し
て被検体に対する断層像を得る干渉型のＯＣＴ（オプテ
ィカル・コヒーレンス・トモグラフィ）が例えば特表平
６ー５１１３１２号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
表平６ー５１１３１２号公報においては、低干渉性光の
走査をミラーの進退によりおこなっているため、ミラー
は比較的重量が重く、このようなミラーの進退駆動は数
十Ｈｚ程度でしか駆動することができず、連続した画像
を得ることができない。特に、生体を診断する場合に
は、少なくとも心拍速度程度の連続画像（動画）を必要
であるが、従来技術ではこのような連続画像を得ること
ができないといった問題がある。
【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、高速に連続した光断層画像を生成することので
きる光断層画像装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光断層画像装置
は、被検体に低干渉性光を照射し、前記被検体において
散乱した前記低干渉性光の情報から前記被検体の断層像
を構築する光断層画像装置において、前記低干渉性光を
発生する低干渉性光源と、前記被検体に前記低干渉性光
を導光する第１の光路と、前記第１の光導光手段から照
射される前記被検体の前記低干渉性光の位置を少なくと
も１次元的に走査する光走査手段と、前記前記低干渉性
光及び前記光走査手段を介した前記被検体からの戻り光
をそれぞれ分離する光分離手段と、前記光分離手段によ
り分離された前記低干渉性光を導光する第２の光路と、
前記光分離手段により分離された前記戻り光を導光する
第３の光路と、前記第２の光路または前記第３の光路に
設けられた屈折角度の変化により前記低干渉性光または
前記戻り光の光路長を可変する光路長可変手段と、前記
光路長可変手段により一方が光路長を可変された前記光
分離手段により分離された前記第２の光路を介した前記
低干渉性光と前記第３の光路を介した前記戻り光とを結
合し干渉を発生させる結合手段と、前記結合手段による
干渉を干渉信号として検出する検出手段と、前記検出手
段が検出した前記干渉信号を信号処理し、前記被検体の
断層画像を生成する画像生成手段とを備えて構成され
る。
【０００７】本発明の光断層画像装置では、前記光路長
可変手段が前記第２の光路または前記第３の光路に設け
られた屈折率の変化により前記低干渉性光または前記戻
り光の光路長を可変することで、高速に連続した光断層
画像を生成することを可能とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。
【０００９】図１ないし図８は本発明の第１の実施の形
態に係わり、図１は光断層画像装置の構成を示す構成
図、図２は図１の光走査プローブが挿通される内視鏡の
構成を示す構成図、図３は図１の光走査プローブの後端
側部分を示す構成図、図４は図１の光走査プローブの全
体構成を示す構成図、図５は図１の光路長の可変機構の
作用を説明する説明図、図６は図１の光路長の可変機構
の第１の変形例を示す構成図、図７は図１の光路長の可
変機構の第２の変形例を示す構成図、図８は図１の光路
長の可変機構の第３の変形例を示す構成図である。
【００１０】（構成）図１に示すように、本実施の形態
の光断層画像装置１は、超高輝度発光ダイオード（ＳＬ
Ｄ）等の低干渉性光源２を有する。この低干渉性光源２
は、その中心波長が例えば１３００ｎｍ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光の特徴を備えている。つま
り、この光を例えば２つに分岐した後、再び混合した場
合には分岐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の場合には干渉した
光として検出され、それより光路長が大きい場合には干
渉しない特性を示す。
【００１１】この低干渉性光源２の低干渉性光は、第１
のシングルモードファイバ３の一端に入射され、他方の
端面（先端面）側に伝送される。
【００１２】この第１のシングルモードファイバ３は、
途中の第１の光カップラ部４で第２のシングルモードフ
ァイバ５と光学的に結合されている。従って、この第１
の光カップラ４部分で２つに分岐されて伝送される。
【００１３】第１のシングルモードファイバ３の（第１
の光カップラ部４より）先端側には、非回転部と回転部
とで光を伝送可能な結合を行う光ロータリジョイント６
が介挿され、この光ロータリジョイント６内の第３のシ
ングルモードファイバ７（図３参照）を介して第１の実
施の形態の光走査プローブ装置（以下、光走査プローブ
と略記）８Ａ内に挿通され、回転駆動される第４のシン
グルモードファイバ９に低干渉光源２の光が伝送（導
光）される。
【００１４】そして、伝送された光は光走査プローブ８
Ａの先端側から生体組織１１側に走査されながら照射さ
れる。また、生体組織１１側での表面或いは内部での散
乱などした反射光の一部が取り込まれ、この反射光が逆
の光路を経て第１のシングルモードファイバ３側に戻
り、第１の光カップラ部４により第２のシングルモード
ファイバ５側に移り、第２のシングルモードファイバ５
の基端側から位相変調素子１２に入射される。なお、光
ロータリジョイント６のロータ側は駆動装置１３によっ
て回転駆動される。
【００１５】また、第２のシングルモードファイバ５の
第１の光カップラ部４より先端側となる途中には光ルー
プ部１４が設けてあり、さらにその先端には光路長の可
変機構１５が設けてある。なお、ループ部１４は光走査
プローブ８側の第４のシングルモードファイバ９等によ
る光路長とほぼ等しい長さとなるように設定される。
【００１６】光路長の可変機構１５には、第１の光カッ
プラ部４により第１のシングルモードファイバ３から第
２のシングルモードファイバ５側に移った低干渉性光源
２の光が基準光として入射される。
【００１７】そして、光路長の可変機構１５は、第２の
シングルモードファイバ５の先端側から出射された光を
平行光にするレンズ１６と、アクチュエータ１７により
所定の角度範囲内を回動することでレンズ１６を介した
平行光の光路長を可変する断面が正方形の平行平板プリ
ズム１８と、この平行平板プリズム１８を介した光を第
５のシングルモードファイバ１９の入射端に集光させる
集光レンズ２０とから構成される。
【００１８】なお、アクチュエータ１７及び駆動装置１
３は制御装置２１により制御される。また、平行平板プ
リズム１８は断面の正方形のものに限らず、断面の長方
形であってもよい。
【００１９】また、光路長の可変機構１５で可変される
基準光の光路長は、第４のシングルモードファイバ９の
先端面から後述するマイクロプリズムなどを介して生体
組織１１側に照射され、生体組織１１の内部等で反射さ
れて第４のシングルモードファイバ９の先端面に戻る光
路長と等しくできるようにしている。
【００２０】そして、基準光側の光路長の可変機構１５
においては、アクチュエータ１７により所定の角度範囲
内を回動することで平行平板プリズム１８の角度を変え
てその光路長を変化することにより、この光路長と等し
い値となる生体組織１１の深さ位置での反射光とを干渉
させ、他の深さ部分での反射光は非干渉にすることがで
きるようにしている。
【００２１】一方、上記位相変調素子１２に入射された
光は、位相変調素子１２で位相変調されて、第６のシン
グルモードファイバ２２の入射端に出射されて、測定光
として第２の光カップラ部２３に導光される。なお、第
２の光カップラ部２３には、第５のシングルモードファ
イバ１９により光路長の可変機構１５で光路長が可変さ
れた光である基準光も導光される。
【００２２】ここで、位相変調素子１２は、ＫＤＰ結晶
やＬｉＴａＯ3結晶等の電気光学結晶に変調電場を与え
結晶内を透過する光を変調する素子である。なお、位相
変調素子１２としては、音響光学素子を用いても構わな
く、この音響光学素子は、ＴｅＯ3のような音響光学媒
体内またはＳＡＷ素子のような媒体表面上の超音波が作
る周期的屈折率分布により光にブラック回折及びドップ
ラ現象を起こさせ、光周波数をシフトさせる素子であ
る。さらに位相変調素子１２としてＰＺＴを利用したフ
ァイバ位相変調器でも構わない。
【００２３】第２の光カップラ部２３では、前記基準光
と前記測定光とがヘテロダイン干渉を起こし、ヘテロダ
インビートが生じる。そして、ヘテロダイン干渉を起こ
した位相の異なる基準光と測定光を２つのフォトディテ
クタ２４ａ、２４ｂで検出し、演算器２４ｃでヘテロダ
インビート信号を取り出し、信号処理回路２４ｄでこの
ヘテロダインビート信号を信号処理し、干渉強度を求め
る。
【００２４】なお、図示はしないが、信号処理回路２４
ｄは、ヘテロダインビートの変調周波数を中心とするバ
ンドパスフィルタ及びエンベロープ検出器からなり、バ
ンドパスフィルタは得られる干渉強度のノイズを低減す
るものであって、エンベロープ検出器は整流回路及びロ
ーパスフィルタからなる。
【００２５】この干渉強度は、光路長つまり被検体であ
る生体組織１１への侵入深さを表す時間の関数となって
いるので、これを画像処理装置２５によって処理し、光
路長の可変機構１５の平行平板プリズム１８の角度情報
と同期を取ることにより、２次元の光断層像をモニタ２
６に表示するようになっている。
【００２６】この画像処理装置２５は制御装置２１と接
続され、画像処理装置２５は制御装置２１を介してアク
チュエータ１７を介して基準光の光路長の可変制御と、
駆動装置１３による回転による光走査方向の制御を行う
ようにしている。
【００２７】第１の実施の形態の光走査プローブ８Ａ
は、図２に示すように、内視鏡２７の鉗子挿通口２８か
ら鉗子挿通用チャンネルを経てその先端開口から光走査
プローブ８Ａの先端側を突出させることができる。
【００２８】この内視鏡２７は体腔内に挿入し易いよう
に細長の挿入部２９を有し、この挿入部２９の後端には
太幅の操作部３０が設けてある。この挿入部３０の前端
付近には鉗子挿通口２８が設けてあり、この鉗子挿通口
２８はその内部で鉗子挿通用チャンネルと連通してい
る。
【００２９】挿入部２９内には図示しないライトガイド
が挿通され、このライトガイドの入射端を光源装置に接
続し、照明光を伝送して挿入部２９の先端部に設けた照
明窓から出射し、患部等を照明する。また、照明窓に隣
接して観察窓が設けられ、この観察窓には対物光学系が
取り付けられ、照明された患部等を光学系に観察できる
ようにしている。
【００３０】そして、内視鏡２７の先端部の観察光学系
の観察の下で、患部等の注目する部分の生体組織１１側
に光走査プローブ８Ａにより、低干渉光を照射し、その
生体組織１１の内部の断層画像データを得て、モニタ２
６の表示面に２次元の光断層像を表示できるようにして
いる。
【００３１】この第１の実施の形態の光走査プローブ８
Ａの構成を図３及び図４を参照して以下に説明する。
【００３２】第１のシングルモードファイバ３の先端側
は、図３に示す光ロータリジョイント６内の第３のシン
グルモードファイバ７を介して光走査プローブ８Ａ内に
挿通される第４のシングルモードファイバ９と光学的に
結合されている。
【００３３】第１のシングルモードファイバ３の先端に
は回転子受け３１が設けてあり、この回転子受け３１の
凹部に回転子３２が嵌合し、両者の間に介挿した２箇所
の軸受け３３により回転子３２は（回転されない回転子
受け３１側に対して）回転自在に支持されている。
【００３４】回転子受け３１及び回転子３２の中心に沿
ってそれぞれ第１のシングルモードファイバ３及び第３
のシングルモードファイバ７が挿通され、両ファイバ
３、７が対向する端面にはそれぞれ凸レンズ３４、３５
を配置して、回転されないファイバ３と回転されるファ
イバ７との間で効率良く光の伝送できるようにしてい
る。
【００３５】また、回転子３２は例えばベルト３６を介
して駆動装置１３を構成するモータ３７のプーリ３８と
連結されている。モータ３７の回転により、矢印ｂで示
すように回転子３２も回転され、従って第３のシングル
モードファイバ７も共に回転される。モータ３７は回転
制御部３９からのモータ駆動信号により、一定速度で回
転駆動する。
【００３６】この回転子３２の先端には光走査プローブ
８Ａの後端に設けたコネクタ部４１が接続される。図４
に示すように光走査プローブ８Ａは外套チューブとなる
細長で円管形状のシース４２の中心軸に沿って第４のシ
ングルモードファイバ９を配置し、この第４のシングル
モードファイバ９の後端及び先端をコネクタ本体４３及
び先端本体４４にそれぞれ固定し、この第４のシングル
モードファイバ９を中空で柔軟な回転力伝達部材として
のフレキシブルシャフト４５で覆うようにしている。こ
のフレキシブルシャフト４５の内径は第４のシングルモ
ードファイバ９の外径より僅かに大きい。なお、第４の
シングルモードファイバ９は例えばそのコア径が９μｍ
程度である。
【００３７】シース４２は例えばポリメチルペンテン製
等、（低干渉光に対して）透明で光透過性が良いチュー
ブで形成されている。また、フレキシブルシャフト４５
は密巻きのコイルを２重或いは３重にして、柔軟性を有
し、一端に加えられた回転を他端に効率良く伝達する機
能を有する。このフレキシブルシャフト４５の後端及び
先端もコネクタ本体４３及び先端本体４４に固定されて
いる。
【００３８】シース４２の後端にはコネクタ部４１を形
成する円筒状のコネクタカバー４６に固着され、このコ
ネクタカバー４６の内側に円柱状のコネクタ本体４３が
２箇所に設けた軸受け４７を介挿して回転自在に支持さ
れている。そして、このコネクタ本体４３の中心軸に設
けた孔に第４のシングルモードファイバ９の後端が挿入
されて接着剤等で固着されている。
【００３９】このコネクタ本体４３の後端面には凸部４
８が設けられ、一方回転子３２の先端面にはこの凸部４
８に嵌合する凹部４９が設けてあり、これらは互いに嵌
合する。そして、両者を突き当てた状態で回転子３２を
回転した場合にはコネクタ本体４３も回転する。この回
転力がフレキシブルシャフト４５の後端に付与され、こ
のフレキシブルシャフト４５によりその先端に伝達し、
その先端に取り付けた先端本体４４を回転させるように
している。
【００４０】第４のシングルモードファイバ９の先端は
先端本体４４の中心軸に設けた孔に挿入して接着剤等で
固着され、第４のシングルモードファイバ９の先端面の
前側の孔径を拡げて第４のシングルモードファイバ９の
先端から出射される光を所定の位置に集光するセルフォ
ックレンズ（ＧＲＩＮレンズ）５１を固着している。こ
のＧＲＩＮレンズ５１の先端面には光路を反射により変
更するマイクロプリズム５２を接着剤等で固着してい
る。
【００４１】そして、第４のシングルモードファイバ９
で導光され、先端面に所定距離離間して配置された光を
ＧＲＩＮレンズ５１で集光し、マイクロプリズム５２で
直角方向に反射して、透明のシース４２を透過させて外
部に集光した（低干渉光による）出射光５３を出射でき
るようにしている。そして、所定の距離で集光される集
光点では例えば１０μｍないし３０μｍの光束径となる
ようにしている。
【００４２】なお、第４のシングルモードファイバ９の
先端面は斜めにカットされ、ＧＲＩＮレンズ５１の後面
で反射された光がこの先端面に入射するのを低減してい
る。また、ＧＲＩＮレンズ５１の後面及びマイクロプリ
ズム５２の前面に反射防止部材をコーティングするなど
して反射防止膜５４を設け、反射光が生じるのを低減し
ている。
【００４３】なお、シース４２の先端は半球状にして先
端を閉じている。本実施の形態の光走査プローブ８Ａは
その全長Ｌがほぼ２０００ｍｍ程度、シース径Ｄが２．
４ｍｍにしている。
【００４４】（作用）低干渉光での断層像の表示を行う
場合には、光走査プローブ８Ａの後端のコネクタ部４１
を光ロータリジョイント６の前端の回転子３２に接続し
て図１の光断層画像装置１を構成する。すると低干渉光
源２の低干渉光は、第１のシングルモードファイバ３の
後端に入射され、この低干渉光は光ロータリジョイント
６内の第３のシングルモードファイバ７を介して光走査
プローブ８Ａ内の第４のシングルモードファイバ９の後
端に入射される。
【００４５】入射された低干渉光は、この第４のシング
ルモードファイバ９によって導光されてその先端面か
ら、図４に示すように、対向するＧＲＩＮレンズ５１側
に出射され、このＧＲＩＮレンズ５１により集光され、
このＧＲＩＮレンズ５１の先端面に接着固定されたマイ
クロプリズム５２に入射され、その斜面で全反射されて
進行方向が９０°異なる方向に出射光５３が出射され、
この出射光５３が出射される方向の生体組織１１側に照
射される。
【００４６】図３に示すように光ロータリジョイント６
を構成する回転子３２はモータ３７の回転軸に取り付け
たプーリ３８とベルト３６で接続されているので、モー
タ３７を一定速度で回転させることにより、回転子３２
も矢印ｂで示す方向に一定速度で回転し、この回転子３
２の先端に接続されたコネクタ部４１におけるコネクタ
本体４３も共に回転する。
【００４７】このコネクタ本体４３には第４のシングル
モードファイバ９を覆うフレキシブルシャフト４５の後
端が固着されているので、このフレキシブルシャフト４
５も回転し、この回転はフレキシブルシャフト４５によ
りその先端にも伝達される。この場合、コネクタ本体４
３の中心の孔には第４のシングルモードファイバ９の後
端が固着されているので、この第４のシングルモードフ
ァイバ９もフレキシブルシャフト４５と共に回転する。
【００４８】このフレキシブルシャフト４５の先端に取
り付けられ、その中心の孔に第４のシングルモードファ
イバ９の先端が固着された先端本体４４も回転し、この
先端本体４４に固着したＧＲＩＮレンズ５１及びマイク
ロプリズム５２も回転するので、図４に示す出射光５３
は光走査プローブ８Ａの軸に垂直な方向に放射状に走査
する。
【００４９】そして、生体組織１１の表面及びその表面
近くの内部組織の光学的な特性が異なる部分（屈折率の
変化部分）で反射及び組織中で散乱され、一部は照射時
とは逆の光路となるマイクロプリズム５２及びＧＲＩＮ
レンズ５１を経て第４のシングルモードファイバ９の先
端面に入射され、その後端側に伝送される。
【００５０】そして、生体組織１１からの反射光は、光
ロータリジョイント６内の第３のシングルモードファイ
バ７を経て第１のシングルモードファイバ３の先端面に
入射され、その途中の光カップラ部４によって第２のシ
ングルモードファイバ５側に移り、位相変調素子１２に
入射される。
【００５１】上記位相変調素子１２に入射された光は、
位相変調素子１２で位相変調されて、第６のシングルモ
ードファイバ２２の入射端に出射されて、測定光として
第２の光カップラ部２３に導光される。
【００５２】一方、第１の光カップラ部４により第１の
シングルモードファイバ３から第２のシングルモードフ
ァイバ５側に移った低干渉性光源２の光が基準光として
光路長の可変機構１５に入射される。
【００５３】そして、光路長の可変機構１５は、レンズ
１６で第２のシングルモードファイバ５の先端側から出
射された光を平行光にし、平行平板プリズム１８がアク
チュエータ１７により所定の角度範囲内を回動すること
でレンズ１６を介した平行光の光路長を可変し、集光レ
ンズ２０がこの平行平板プリズム１８を介した光を第５
のシングルモードファイバ１９の入射端に集光させる。
【００５４】そして、第５のシングルモードファイバ１
９により光路長の可変機構１５により光路長が可変され
た光である基準光もまた、第２の光カップラ部２３に
は、導光される。
【００５５】ここで、図５に示すように、光路長の可変
機構１５では、平行平板プリズム１８をアクチュエータ
１７により所定の角度範囲内を数百Ｈｚで往復回動（揺
動）している。
【００５６】平行平板プリズム１８が往復回動（揺動）
するように、アクチュエータ１７と平行平板プリズム１
８とは、例えば図５に示すように、カム機構１７ａで連
結され、アクチュエータ１７の回転に伴い、平行平板プ
リズム１８が往復回動（揺動）する。
【００５７】平行平板プリズム１８では、往復回動（揺
動）する角度θによって、以下の式（１）により光路長
が変動する。
【００５８】
【数１】 ここで、 Δｚ：光路長の変化 ｄ：平行平板プリズム１８の厚さ ｎ：平行平板プリズム１８の屈折率 θ：平行平板プリズム１８の傾き である。
【００５９】例えば、平行平板プリズム１８に垂直に光
が導光される場合に光路長が最短になり（図５の実
線）、導光される光が垂直から傾くにしたがって、光路
長の可変機構１５での光路長は長くなり（図５の破
線）、測定光との干渉位置が変動する。つまり、被検体
である生体組織１１からの反射を得る位置（深さ）が変
動することになる。
【００６０】なお、干渉位置の調整にあたっては、光路
長の可変機構１５に光を入射させる第２のシングルモー
ドファイバ５の先端側の出射端の位置を光軸方向に移動
させて調整が行われる。
【００６１】第２の光カップラ部２３では、前記基準光
と前記測定光とがヘテロダイン干渉を起こし、ヘテロダ
インビートが生じる。そして、ヘテロダイン干渉を起こ
した位相の異なる基準光と測定光を２つのフォトディテ
クタ２４ａ、２４ｂで検出し、演算器２４ｃでヘテロダ
インビート信号を取り出し、信号処理回路２４ｄでこの
ヘテロダインビート信号を信号処理し、干渉強度を求め
る。
【００６２】この干渉強度を画像処理装置２５によって
処理し、光路長の可変機構１５の平行平板プリズム１８
の角度情報と同期を取ることにより、２次元の光断層像
をモニタ２６に表示する。
【００６３】（効果）このように本実施の形態では、光
路長の可変機構１５において、光路長可変手段を軽量な
平行平板プリズム１８で構成することで、平行平板プリ
ズム１８をアクチュエータ１７により所定の角度範囲θ
内を１ＫＨｚに近い数百Ｈｚで往復回動することを可能
とし、従来の数十Ｈｚでしか検出データを用意できなか
ったのに対して、高速に検出データを画像処理装置２５
に提供することができ、例えば生体診断可能な画像処理
装置２５での画像生成速度を大幅に更新させることがで
きる。
【００６４】なお、本実施の形態では、断面が正方形の
平行平板プリズム１８をアクチュエータ１７により所定
の角度範囲θ内を数百Ｈｚで往復回動するとしたが、こ
れに限らず、光路長の可変機構１５の第１の変形例とし
て、上記平行平板プリズム１８を同一方向に回転させて
もよく、この場合は回転速度を数ＫＨｚにすることがで
きるので、さらに画像生成速度をビデオレートレベルに
まで高めることができ、リアルタイムに２次元の光断層
像をモニタ２６表示させることができる。
【００６５】ただし、このように平行平板プリズム１８
を同一方向に回転させる場合には、図６に示すように、
入射した基準光の光軸が平行平板プリズム１８の角に位
置した際には、平行平板プリズム１８内に入らないの
で、画像処理装置２５でこの位置での処理を除外するこ
とになる。
【００６６】また、光路長の可変機構１５の第２の変形
例として、図７に示すように、平行平板プリズムを断面
が正６角形の平行平板プリズム１８ａとし、この断面が
正６角形の平行平板プリズム１８ａを同一方向に回転さ
せてもよく、この場合も回転速度を数ＫＨｚにすること
ができるので、さらに画像生成速度をビデオレートレベ
ルにまで高めることができ、リアルタイムに２次元の光
断層像をモニタ２６表示させることができる。ただし、
この場合も入射した基準光の光軸が平行平板プリズム１
８の角に位置した際には、平行平板プリズム１８ａ内に
入らないので、画像処理装置２５でこの位置での処理を
除外することになる。
【００６７】さらに、光路長の可変機構１５の第３の変
形例として、図８に示すように、平行平板プリズムの代
わりに、入射した基準光を直線偏光する偏光板６１と、
この偏光板６１により直線偏光された光を入射しを介し
た光路長を可変する例えばネマティック液晶等からなる
液晶６２と、この液晶を高周波数で駆動する液晶駆動部
６３とを設けて構成してもよい。
【００６８】この場合、液晶６２の屈折率ｎを液晶駆動
部６３による電圧の印加により、例えばｎ＝１．５を
１．８のように、０．３程度変更させることができる。
このように屈折率ｎが変更されると、図８の破線で示す
ように光がシフトし、光路長が変更される。なお、変化
量は、上記式（１）で示した関係式で示される。
【００６９】なお、光路長の可変機構１５を基準光の光
路系に設けるとしたが、測定光の光路系に設けてもよ
い。
【００７０】図９は本発明の第２の実施の形態に係る光
断層画像装置の構成を示す構成図である。
【００７１】第２の実施の形態は、第１の実施の形態と
ほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の
構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００７２】（構成・作用）本実施の形態では、図９に
示すように、第６のシングルモードファイバ２２の出射
端からの位相変調素子１２で位相変調された光を平行光
にするレンズ８１と、この平行光を例えば１３００±１
０ｎｍの２つの波長の光に分離する回折格子８２と、回
折格子８２により分離された第１の波長（例えば１３０
０＋１０ｎｍ）の光を集光レンズ８３により集光して入
射し第３の光カプラ８４に伝送する第７のシングルモー
ドファイバ８５と、回折格子８２により分離された第２
の波長（例えば１３００−１０ｎｍ）の光を集光レンズ
８６により集光して入射し第４の光カプラ８７に伝送す
る第８のシングルモードファイバ８８と、光路長の可変
機構１５で光路長が可変された光である基準光を２つに
分離する第５の光カプラ８９と、第５の光カプラ８７か
らの分離された第１の光を第３の光カプラ８４に伝送す
る第９のシングルモードファイバ９０と、第５の光カプ
ラ８９からの分離された第２の光を第４の光カプラ８７
に伝送する第１０のシングルモードファイバ９１とを備
えて構成される。
【００７３】そして、第３の光カプラ８４及び第４の光
カプラ８７において、それぞれ前記基準光と前記測定光
とがヘテロダイン干渉を起こし、ヘテロダインビートが
生じる。そして、それぞれのヘテロダイン干渉を起こし
た位相の異なる基準光と測定光を、２組用意された、フ
ォトディテクタ２４ａ、２４ｂでそれぞれ検出し、演算
器２４ｃでヘテロダインビート信号を取り出し、信号処
理回路２４ｄでこのヘテロダインビート信号を信号処理
し、干渉強度を求める。そして、これら干渉強度を画像
処理装置２５によって処理を行う。
【００７４】その他の構成・作用は第１の実施の形態と
同じである。
【００７５】（効果）このように本実施の形態では分離
した２つの光を用いることでそれぞれで第１の実施の形
態の効果を得ることができると共に、画像処理装置２５
によって干渉強度を別々に処理することで、観察対象で
ある生体組織１１の散乱、反射特性の波長特性を求める
ことができる。
【００７６】［付記］ （付記項１） 被検体に低干渉性光を照射し、前記被検
体において散乱した前記低干渉性光の情報から前記被検
体の断層像を構築する光断層画像装置において、前記低
干渉性光を発生する低干渉性光源と、前記被検体に前記
低干渉性光を導光する第１の光路と、前記第１の光導光
手段から照射される前記被検体の前記低干渉性光の位置
を少なくとも１次元的に走査する光走査手段と、前記前
記低干渉性光及び前記光走査手段を介した前記被検体か
らの戻り光をそれぞれ分離する光分離手段と、前記光分
離手段により分離された前記低干渉性光を導光する第２
の光路と、前記光分離手段により分離された前記戻り光
を導光する第３の光路と、前記第２の光路または前記第
３の光路に設けられた屈折角度の変化により前記低干渉
性光または前記戻り光の光路長を可変する光路長可変手
段と、前記光路長可変手段により一方が光路長を可変さ
れた前記光分離手段により分離された前記第２の光路を
介した前記低干渉性光と前記第３の光路を介した前記戻
り光とを結合し干渉を発生させる結合手段と、前記結合
手段による干渉を干渉信号として検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記干渉信号を信号処理し、前
記被検体の断層画像を生成する画像生成手段とを備えた
ことを特徴とする光断層画像装置。
【００７７】（付記項２） 前記光路長可変手段は平行
平板プリズムからなり、前記平行平板プリズムの回転に
より前記低干渉性光または前記戻り光の光路長を可変す
ることを特徴とする付記項１に記載の光断層画像装置。
【００７８】（付記項３） 前記光路長可変手段は平行
平板プリズムからなり、前記平行平板プリズムの揺動に
より前記低干渉性光または前記戻り光の光路長を可変す
ることを特徴とする付記項１に記載の光断層画像装置。
【００７９】（付記項４） 前記第３の光路からの前記
戻り光を分光する分光手段と、前記分光手段により分光
された前記戻り光と前記第２の光路からの前記低干渉性
光とをそれぞれ結合し干渉を発生させる複数の前記結合
手段と、前記結合手段による干渉を干渉信号として検出
する複数の前記検出手段と、前記検出手段が検出した前
記干渉信号を信号処理し、前記被検体の断層画像を生成
する画像生成手段とを備えたことを特徴とする付記項１
に記載の光断層画像装置。
【００８０】（付記項５） 前記光路長可変手段は、入
射光に対して傾けて設置した液晶部材からなり、前記液
晶部材の液晶の屈折率を変更することにより光路長を可
変することを特徴とする付記項１に記載の光断層画像装
置。
【００８１】（付記項６） 前記第１の光路、前記第２
の光路または前記第３の光路に、位相変調素子を設け、
前記検出手段によりヘテロダイン検波を行うことを特徴
とする付記項１または２に記載の光断層画像装置。
【００８２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の光断層画像
装置によれば、光路長可変手段が第２の光路または第３
の光路に設けられた屈折角度の変化により低干渉性光ま
たは戻り光の光路長を可変するので、高速に連続した光
断層画像を生成することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光断層画像装
置の構成を示す構成図
【図２】図１の光走査プローブが挿通される内視鏡の構
成を示す構成
【図３】図１の光走査プローブの後端側部分を示す構成
図
【図４】図１の光走査プローブの全体構成を示す構成
【図５】図１の光路長の可変機構の作用を説明する説明
【図６】図１の光路長の可変機構の第１の変形例を示す
構成図
【図７】図１の光路長の可変機構の第２の変形例を示す
構成図
【図８】図１の光路長の可変機構の第３の変形例を示す
構成図
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る光断層画像装
置の構成を示す構成図
【符号の説明】
１…光断層画像装置 ２…低干渉性光源 ３，５、７、９、１９、２２…シングルモードファイバ ４…光カップラ部 ６…ロータリジョイント ８Ａ…光走査プローブ（装置） １１…生体組織 １２…フォトダイオード １５…光路長の可変機構 １６…レンズ １７…アクチュエータ １８…平行平板プリズム ２０…集光レンズ ２１…制御装置 ２３…第２の光カップラ部 ２４ａ、２４ｂ…フォトディテクタ ２４ｃ…演算器 ２４ｄ…信号処理回路 ２５…画像処理装置 ２６…モニタ ２７…内視鏡 ２８…鉗子挿通口 ２９…挿入部 ３１…回転子受け ３２…回転子 ３７…モータ ４１…コネクタ部 ４２…シース ４３…コネクタ本体 ４４…先端本体 ４５…フレキシブルシャフト ４６…コネクタカバー ４７…軸受け ４８…凸部 ４９…凹部 ５１…ＧＲＩＮレンズ ５２…マイクロプリズム ５３…出射光 ５４…反射防止膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F064 AA00 DD06 FF03 GG03 GG13 GG45 GG49 GG51 GG68 GG70 HH01 HH05 JJ01 KK04 2G059 AA06 BB12 CC16 EE02 EE04 EE09 EE16 EE20 FF01 GG02 GG10 HH01 JJ11 JJ12 JJ17 JJ30 KK01 LL01 LL03 LL04 LL10 MM01 MM09 MM10 MM20 NN01 PP04 PP10 4C061 CC04 FF07 HH51 HH60

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被検体に低干渉性光を照射し、前記被検
    体において散乱した前記低干渉性光の情報から前記被検
    体の断層像を構築する光断層画像装置において、 前記低干渉性光を発生する低干渉性光源と、 前記被検体に前記低干渉性光を導光する第１の光路と、 前記第１の光導光手段から照射される前記被検体の前記
    低干渉性光の位置を少なくとも１次元的に走査する光走
    査手段と、 前記前記低干渉性光及び前記光走査手段を介した前記被
    検体からの戻り光をそれぞれ分離する光分離手段と、 前記光分離手段により分離された前記低干渉性光を導光
    する第２の光路と、 前記光分離手段により分離された前記戻り光を導光する
    第３の光路と、 前記第２の光路または前記第３の光路に設けられた屈折
    角度の変化により前記低干渉性光または前記戻り光の光
    路長を可変する光路長可変手段と、 前記光路長可変手段により一方が光路長を可変された前
    記光分離手段により分離された前記第２の光路を介した
    前記低干渉性光と前記第３の光路を介した前記戻り光と
    を結合し干渉を発生させる結合手段と、 前記結合手段による干渉を干渉信号として検出する検出
    手段と、 前記検出手段が検出した前記干渉信号を信号処理し、前
    記被検体の断層画像を生成する画像生成手段とを備えた
    ことを特徴とする光断層画像装置。
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