JP2000342589A - Optical tomographic diagnostic apparatus - Google Patents

Optical tomographic diagnostic apparatus

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JP2000342589A
JP2000342589A JP11159270A JP15927099A JP2000342589A JP 2000342589 A JP2000342589 A JP 2000342589A JP 11159270 A JP11159270 A JP 11159270A JP 15927099 A JP15927099 A JP 15927099A JP 2000342589 A JP2000342589 A JP 2000342589A
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optical
light
optical path
path length
optical fiber
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JP11159270A
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Japanese (ja)
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Tadashi Hirata
平田唯史
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain good tomographic animation images of the gullet, stomach, intestines, and the like, by obtaining an optical path variable optical system which is high in speed, is wide in a scan range, is less in the intensity change of light and is stable in temperature characteristics. SOLUTION: This optical tomographic diagnostic apparatus is provided with the optical path variable optical system 24 on a reference light side or signal light side at the time of taking an interference signal by dividing the low coherence light from a light source to the signal light and the reference light, and irradiating an observation object with the signal light, then synthesizing the signal light and the reference light again to cause interference and observers the tomographic image of the observation object by changing the optical path length. In such a case, the optical path variable optical system 24 comprises a single mode optical fiber 25 for introduction, a collimator lens 29, a condenser lens 31, a single mode optical fiber 26 for take-out and optical elements 271 and 272 having the faces parallel to each other. The light is passed even number times these optical elements 271 and 272 and is rotated, by which the optical path length is changed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光断層診断装置に
関し、特に、低コヒーレント光を用いた光断層診断装置
システムにおける光路長を変えるための光学系に関する
ものである。
The present invention relates to an optical tomography diagnostic apparatus, and more particularly, to an optical system for changing an optical path length in an optical tomographic diagnostic apparatus system using low coherent light.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、OCT(光断層診断装置)と言わ
れる可干渉距離が短い低コヒーレンス光を用いた生体の
断層構造を観察する装置が開発されている。
2. Description of the Related Art In recent years, an apparatus called OCT (optical tomography diagnostic apparatus) for observing a tomographic structure of a living body using low coherence light having a short coherence distance has been developed.

【0003】低コヒーレンス光を用いた断層構造の観察
には、低コヒーレンス光を発生させる光源からの光を信
号光と参照光とに分離し、信号光を測定対象に照射した
後、測定対象からの反射光を再び参照光と合成し、両者
の光の干渉信号を検出する方法を用いる。このとき、信
号光と参照光の光路長が一致したところだけ干渉信号が
得られるので、参照光側又は信号光側の光路長を変化さ
せることによって測定対象の観察している場所をスキャ
ンしているのと同じ効果が得られ、測定対象の断層構造
を観察することが可能となる。
[0003] In order to observe a tomographic structure using low coherence light, light from a light source that generates low coherence light is separated into signal light and reference light, and the signal light is irradiated on the object to be measured. The reflected light is combined with the reference light again to detect an interference signal between the two lights. At this time, an interference signal is obtained only when the optical path lengths of the signal light and the reference light match, so that the observation position of the measurement target is scanned by changing the optical path length of the reference light or the signal light. As a result, the same effect can be obtained, and the tomographic structure to be measured can be observed.

【0004】図19は、従来のOCTを内視鏡に応用し
たものの1例の構成を示す示す図である。低コヒーレン
ス光源1からの光はシングルモード光ファイバー2に結
合され、カップラー3の位置まで導かれる。カップラー
3により光は信号光側と参照光側とに分離される。分離
された参照光側の光はシングルモード光ファイバー2で
光路長可変光学系4の位置まで導かれる。光路長可変光
学系4から戻された光は再びシングルモード光ファイバ
ーでカップラー3の位置まで導かれる。一方、信号光側
に分離された光は参照光側とは別のシングルモード光フ
ァイバー2で信号光側先端光学系5まで導かれ、そこか
ら被写体Oに照射され、さらに被写体Oから反射され、
再び信号光側先端光学系5、シングルモード光ファイバ
ー2を通ってカップラー3で参照側から戻ってきた光と
合成される。合成された参照側と測定側の戻り光はシン
グルモード光ファイバー2でディテクター6まで導か
れ、ディテクター6で干渉信号を検出する。
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of an example in which conventional OCT is applied to an endoscope. Light from the low coherence light source 1 is coupled to the single mode optical fiber 2 and guided to the position of the coupler 3. The light is separated by the coupler 3 into a signal light side and a reference light side. The separated light on the reference light side is guided to the position of the optical path length variable optical system 4 by the single mode optical fiber 2. The light returned from the variable optical path length optical system 4 is guided again to the position of the coupler 3 by a single mode optical fiber. On the other hand, the light separated to the signal light side is guided to the signal light side tip optical system 5 by a single mode optical fiber 2 different from the reference light side, irradiated to the subject O from there, and further reflected from the subject O,
The signal light is again combined with the light returned from the reference side by the coupler 3 through the signal light side tip optical system 5 and the single mode optical fiber 2. The combined return light on the reference side and the measurement side is guided to the detector 6 by the single mode optical fiber 2, and the detector 6 detects an interference signal.

【0005】図20は従来の参照光側の光路長可変光学
系の1例の構成を示す図である。光路長可変光学系は、
カップラー3から光路長可変光学系へ光を導くためのシ
ングルモード光ファイバー2と、コリメータレンズ7
と、ミラー8と、ミラー駆動装置9からなっている。ミ
ラー8はミラー駆動装置9にマウントされており、ミラ
ー駆動装置9によってミラー8の位置が光軸方向に変化
するようになっており、その結果、シングルモード光フ
ァイバー2の端部とミラー8間の光路長が変化するよう
になっている。ミラー8を光軸方向に駆動させる方法と
しては、PZT等の圧電素子を用いる方法が一般的であ
る。
FIG. 20 is a diagram showing a configuration of an example of a conventional optical path length variable optical system on the reference light side. The variable optical path length optical system
A single mode optical fiber 2 for guiding light from the coupler 3 to the optical path variable optical system, and a collimator lens 7
, A mirror 8 and a mirror driving device 9. The mirror 8 is mounted on a mirror driving device 9, and the position of the mirror 8 is changed in the optical axis direction by the mirror driving device 9. As a result, the position between the end of the single mode optical fiber 2 and the mirror 8 is changed. The optical path length changes. As a method for driving the mirror 8 in the optical axis direction, a method using a piezoelectric element such as PZT is generally used.

【0006】その他の従来の参照光側の光路長可変光学
系の例としては、K.F.Kwong et.al,O
pt.Lett.18,558〜560(1993)の
光路長可変光学系がある。この光路長可変光学系は、回
折格子とガルバノミラーとフーリエ変換レンズとで構成
され、ガルバノミラーの傾きを光軸に対して変化させる
ことで、波長毎に位相の変化を与え、結果として光学系
内の光の群速度を変化させることで見かけ上の光路長を
変化させるものである。図21は、このK.F.Kwo
ng等の光路長可変光学系を、内視鏡に使いやすいよう
にシングルモード光ファイバーと結合させたものであ
る。K.F.Kwong等の光学系では、回折格子10
に入射させる光は平行光であることが望ましいが、シン
グルモード光ファイバー2から射出される光は一般的に
は広がりを持つ。そこで、この光学系では、回折格子1
0に平行光を当てるためのシングルモード光ファイバー
2と回折格子10の間にコリメータレンズ7を設けてシ
ングルモード光ファイバーからの光を略平行にしてい
る。フーリエ変換レンズは符号11で、ガルバノミラー
は符号12で示してある。
Other examples of the conventional optical path length variable optical system on the reference light side are disclosed in K. K. F. Kwang et. al, O
pt. Lett. 18, 558 to 560 (1993). This optical path length variable optical system is composed of a diffraction grating, a galvanomirror, and a Fourier transform lens. By changing the tilt of the galvanomirror with respect to the optical axis, a phase change is given for each wavelength, and as a result, the optical system The apparent optical path length is changed by changing the group velocity of the light inside. FIG. F. Kwo
The optical path length variable optical system such as ng is coupled to a single mode optical fiber so as to be easily used for an endoscope. K. F. In an optical system such as Kwong, a diffraction grating 10
Is preferably parallel light, but the light emitted from the single mode optical fiber 2 generally has a spread. Therefore, in this optical system, the diffraction grating 1
A collimator lens 7 is provided between the single mode optical fiber 2 for irradiating parallel light to zero and the diffraction grating 10 to make the light from the single mode optical fiber substantially parallel. The Fourier transform lens is indicated by reference numeral 11 and the galvanomirror is indicated by reference numeral 12.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来、OCTは、網膜
の断層診断、摘出標本等の比較的動きが遅いものが観察
の対象になっていたが、近年では、OCTを内視鏡を用
いて、生体の胃や腸の断層映像を動画で直接見て癌の進
達度等を診断しようとするニーズが高まってきており、
非常に高速でスキャン範囲が比較的広い光路長可変光学
系が望まれている。
Conventionally, OCT has been used for observing relatively slow-moving objects such as retinal tomographic diagnosis and excised specimens. Recently, however, OCT has been performed using an endoscope. There is an increasing need to diagnose the progress of cancer by directly viewing the tomographic images of the stomach and intestine of the living body with moving images.
There is a need for an optical path length variable optical system that is very fast and has a relatively wide scan range.

【0008】ミラーを光軸方向に駆動するタイプの従来
例では、低速でスキャンする場合は比較的広い範囲をス
キャンすることができるが、高速でスキャンする場合は
ミラーの慣性の影響が大きくなり、スキャン範囲が広く
取れないという不具合がある。
In the conventional example in which the mirror is driven in the optical axis direction, a relatively wide range can be scanned when scanning at a low speed, but the effect of the inertia of the mirror increases when scanning at a high speed. There is a problem that the scanning range cannot be widened.

【0009】また、ガルバノミラーを使ったタイプの従
来例では、ガルバノミラーの傾斜角は小さくても光路長
のスキャン幅を大きく取れるので、高速なスキャニング
が可能である。しかし、図21のように、このタイプの
光路長可変光学系とシングルモード光ファイバー2とコ
リメータレンズ7を結合させた場合は、ガルバノミラー
12の傾きを実線の状態から点線の状態のように変化さ
せると、シングルモード光ファイバー2に戻る光も実線
から点線のようになり、シングルモード光ファイバー2
へ入射角が変化するため、シングルモード光ファイバー
2を通過した後の光の強度が変化してしまうという不具
合があった。また、ガルバノミラー12が温度によって
特性が変化しやすく、このため、スキャン範囲が時間が
たつとずれてきてしまいやすいという欠点があった。
In a conventional example using a galvanometer mirror, even if the tilt angle of the galvanometer mirror is small, a large scan width of the optical path length can be obtained, so that high-speed scanning is possible. However, when this type of variable optical path length optical system, the single mode optical fiber 2 and the collimator lens 7 are coupled as shown in FIG. 21, the inclination of the galvanometer mirror 12 is changed from the solid line state to the dotted line state. Then, the light returning to the single mode optical fiber 2 also changes from a solid line to a dotted line.
Since the incident angle changes, the intensity of light after passing through the single mode optical fiber 2 changes. Further, the characteristics of the galvanomirror 12 tend to change depending on the temperature, so that there is a disadvantage that the scan range is likely to shift with time.

【0010】本発明は従来技術の上記問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、高速で、スキャン範囲
が広く、光の強度の変化が少なく、温度特性が安定な光
路長可変光学系を得て、食道や胃、腸等の良好な断層の
動画を得ることである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object a variable optical path length optical system which has a high speed, a wide scanning range, a small change in light intensity, and a stable temperature characteristic. The purpose is to obtain a moving image of a good tomography such as the esophagus, stomach, and intestine.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の光断層診断装置は、コヒーレンス長が短い光源か
ら射出された低コヒーレンス光を信号光側と参照光側に
分け、信号光を観察物体に照射した後、再び信号光を参
照光と合成させて干渉系を構成し、干渉信号を取るとき
に、参照光側又は信号光側に光路長可変光学系を設けて
光路長を変化させることにより観察物体の断層構造を観
察できるようにした光診断装置において、前記光路長可
変光学系は、前記光路長可変光学系に光を導くための導
入用シングルモード光ファイバーと、その導入用シング
ルモード光ファイバーからの光をコリメートするための
コリメータレンズと、略平行な光を集光するための集光
レンズと、光を取り出すための取り出し用シングルモー
ド光ファイバーと、互いに平行な面を持った光学素子で
構成され、前記光路長可変光学系を通過する光は、少な
くとも前記の互いに平行な面を持った光学素子を遇数回
通過するようになっており、かつ、前記の互いに平行な
面を持った光学素子を回転させることで、前記導入用シ
ングルモード光ファイバーと前記取り出し用シングルモ
ード光ファイバーの間の光路長を変化させるようになっ
ている光学系であることを特徴とするものである。
An optical tomography diagnostic apparatus according to the present invention for achieving the above object divides low coherence light emitted from a light source having a short coherence length into a signal light side and a reference light side, and separates the signal light. After irradiating the observation object, the signal light is combined with the reference light again to form an interference system, and when an interference signal is taken, an optical path length variable optical system is provided on the reference light side or the signal light side to change the optical path length In the optical diagnostic apparatus, which is capable of observing the tomographic structure of the observation object by causing the optical path length variable optical system to include a single mode optical fiber for guiding light to the variable optical path length optical system and a single mode optical fiber for introducing the same, A collimator lens for collimating the light from the mode optical fiber, a condensing lens for collecting substantially parallel light, and a single-mode optical fiber for extracting light It is constituted by optical elements having planes parallel to each other, and light passing through the optical path length variable optical system is configured to pass at least several times through the optical element having planes parallel to each other, and By rotating the optical element having planes parallel to each other, the optical system is configured to change the optical path length between the introduction single mode optical fiber and the takeout single mode optical fiber. It is a feature.

【0012】この場合、光路長可変光学系を、導入用シ
ングルモード光ファイバーと取り出し用シングルモード
光ファイバーを兼用させたシングルモード光ファイバー
と、コリメータレンズと集光用レンズを兼用させた正レ
ンズと、互いに平行な面を持った光学素子と、光を元き
た方向へ反射する光学素子の順に構成され、互いに平行
な面を持った光学素子を回転させることで、シングルモ
ード光ファイバーから出た光が再びシングルモード光フ
ァイバーに戻るまでの光路長を変化させるようにした光
学系とすることができる。
In this case, the variable optical path length optical system is composed of a single-mode optical fiber that combines an introduction single-mode optical fiber and an extraction single-mode optical fiber, and a positive lens that also functions as a collimator lens and a condensing lens. An optical element that has a flat surface and an optical element that reflects light in the direction in which it came from is rotated in order. An optical system that changes the optical path length before returning to the optical fiber can be provided.

【0013】また、光路長可変光学系を、光を光路長可
変光学系に導くための導入用シングルモード光ファイバ
ーと、コリメータレンズと、少なくとも1群の光路長可
変光学素子群と、集光レンズと、光を取り出すための取
り出し用シングルモード光ファイバーの順で構成され、
光路長可変光学素子群は、互いに平行な面を持った第1
の光学素子と、互いに平行な面を持っており第1の光学
素子と屈折率が同じで平行になっている面の面間隔が等
しい部材でできている第2の光学素子とで構成され、光
路長可変光学素子群の中の第1の光学素子の平行な面と
第2の光学素子の平行な面を互いに反対の方向に同じ角
度で回転させることによって、導入用シングルモード光
ファイバーと取り出し用シングルモード光ファイバーの
間の光路長を変化させるようにした光学系とすることが
できる。
Further, the variable optical path length optical system includes an introduction single mode optical fiber for guiding light to the variable optical path length optical system, a collimator lens, at least one group of variable optical path length optical elements, and a condenser lens. , Consisting of a single-mode optical fiber for taking out light,
The optical path length variable optical element group includes a first optical element having surfaces parallel to each other.
And a second optical element made of a member having surfaces parallel to each other and having the same refractive index as the first optical element and having the same surface interval between the parallel surfaces, By rotating the parallel surface of the first optical element and the parallel surface of the second optical element in the optical path length variable optical element group at the same angle in opposite directions to each other, the single-mode optical fiber for introduction and the optical fiber for extraction are rotated. An optical system that changes the optical path length between the single mode optical fibers can be provided.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】まず、本発明における光路長可変
の原理について説明する:図1に示すように、平面Aか
ら垂直に平行光が射出され、屈折率n、厚さがdの平行
平板ガラス21を通り、平面Aに平行な平面Bの達する
ものを考える。平行平板ガラス21はX軸方向と平行な
直線を軸として回転するようになっている。ただし、平
面Aから射出される光の方向をZ軸、Z軸に垂直な方向
をX軸、Y軸とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of variable optical path length in the present invention will be described: As shown in FIG. 1, parallel light is emitted perpendicularly from a plane A, and has a refractive index n and a thickness d. Consider what reaches a plane B that passes through the glass 21 and is parallel to the plane A. The parallel flat glass 21 rotates about a straight line parallel to the X-axis direction as an axis. However, the direction of the light emitted from the plane A is the Z axis, and the directions perpendicular to the Z axis are the X axis and the Y axis.

【0015】平行平板ガラス21の法線のZ軸に対する
傾きを単に平行平板21の傾きと言うことにする。平行
平板21の傾きが0の場合は、図1のように光は屈折さ
れずに真っ直ぐ進むが、平行平板21が傾いたとき、光
線は図2のように平行平板ガラス21の入射面と射出面
で屈折する。このとき、ガラス21の入射面と射出面は
互いに平行になっているので、ガラス21に入射する前
の光とガラス21から射出した後の光はY軸方向にずれ
が生じるが、互いに平行になっている。
The inclination of the normal of the parallel plate glass 21 with respect to the Z axis is simply referred to as the inclination of the parallel plate 21. When the inclination of the parallel flat plate 21 is 0, the light goes straight without being refracted as shown in FIG. 1, but when the parallel flat plate 21 is tilted, the light is emitted from the incident surface of the parallel flat glass 21 as shown in FIG. Refracted at the surface. At this time, since the entrance surface and the exit surface of the glass 21 are parallel to each other, the light before entering the glass 21 and the light after exiting from the glass 21 are displaced in the Y-axis direction. Has become.

【0016】平行平板ガラス21の傾きが0のときの平
面Aから射出された光が平面Bに達するまでの光路長L
(0)を基準として、平行平板ガラス21の傾きがθの
とき平面Aから平面Bに到達する光路の光路長L(θ)
は次のような関係にある。
When the inclination of the parallel flat glass 21 is 0, the optical path length L until the light emitted from the plane A reaches the plane B
The optical path length L (θ) of the optical path from the plane A to the plane B when the inclination of the parallel flat glass 21 is θ with reference to (0).
Has the following relationship:

【0017】 L(θ)=L(0)+d{1−n−cosθ+(n2 −sin2 θ)1/2 } ・・・(1) したがって、平行光線と平行平板ガラス21の法線の角
度が0のときとθのときの光路長差ΔLは、 ΔL=L(θ)−L(0) =d{1−n−cosθ+(n2 −sin2 θ)1/2 }・・・(2) となる。
L (θ) = L (0) + d {1-n-cos θ + (n 2 −sin 2 θ) 1/2 } (1) Therefore, the parallel rays and the normal of the parallel flat glass 21 are The optical path length difference ΔL when the angle is 0 and when the angle is θ is as follows: ΔL = L (θ) −L (0) = d {1−n−cos θ + (n 2 −sin 2 θ) 1/2 } (2)

【0018】また、平行平板ガラス21通過前の光線に
対する平行平板ガラス通過後のY軸方向のシフト量ΔY
は、 ΔY=d・sinθ{1−cosθ/(n2 −sin2 θ)1/2 } ・・・(3) となる。
The amount of shift ΔY in the Y-axis direction after passing through the parallel plate glass with respect to the light beam before passing through the parallel plate glass 21.
Is given by ΔY = d · sin θ {1-cos θ / (n 2 −sin 2 θ) 1/2 } (3)

【0019】このように、光線に対して平行平板ガラス
21の傾きを変化させると、光路長を変化させることが
できるが、平行平板ガラス21を1枚のみを使用した場
合には、Y軸方向に光線がシフトしてしまう(Y方向シ
フトと呼ぶことにする。)。しかし、光線のY方向シフ
トは、屈折率と厚さが互いに等しい平行平板に光を偶数
回通過させるとキャンセルすることができる。
As described above, the optical path length can be changed by changing the inclination of the parallel flat glass 21 with respect to the light beam. However, when only one parallel flat glass 21 is used, the Y-axis direction can be changed. The light beam shifts in the direction (referred to as Y-direction shift). However, the shift of the light beam in the Y direction can be canceled by passing the light even number of times through a parallel plate having the same refractive index and thickness.

【0020】図3は、この方法の構成を具体的に示した
ものである。面Aからは垂直な方向に平行光が射出さ
れ、射出された平行光は第1平行平板ガラス211 、第
2平行平板ガラス212 を通過し、平面Bに到達するよ
うになっている。第1平行平板ガラス211 と第2平行
平板ガラス212 は同じ屈折率で同じ厚さのものにして
おき、第1平行平板ガラス211 と第2平行平板ガラス
212 は同位相で互いに反対向きに傾斜又は回転するよ
うになっている。すなわち、第1平行平板ガラス211
が入射光に対してθ傾いたときに、第2平行平板ガラス
212 を−θ傾くようにしておく。このようにしておく
と、光は第1平行平板ガラス211 の通過後Y軸方向に
ΔYシフトされるが、第2平行平板ガラス212 を通過
することで今度はY軸方向に−ΔYシフトされるので、
第1平行平板ガラス211 に入射する前の光線と第2平
行平板ガラス212 を通過した後の光線は、Y軸方向の
高さのずれは平行平板ガラス211 、212 の傾きによ
らず常に0になる。
FIG. 3 specifically shows the configuration of this method. The terms A emitted parallel light in a direction perpendicular, parallel light emitted passes through the first parallel flat glass 21 1, the second parallel flat glass 212, so as to reach the plane B. The first parallel flat glass 21 1 and the second parallel flat glass 21 2 have the same refractive index and the same thickness, and the first parallel flat glass 21 1 and the second parallel flat glass 21 2 are in phase and opposite to each other. It is inclined or rotated in the direction. That is, the first parallel flat glass 21 1
There when tilted θ with respect to the incident light, leave the second parallel flat glass 21 2 as inclined - [theta]. If you leave this way, the light is ΔY shifted to the first pass after the Y-axis direction of the parallel plate glass 21 1, this time by passing through the second parallel flat plate glass 21 2 -DerutaY shifted in the Y-axis direction So that
The difference between the height of the light before entering the first parallel flat glass 21 1 and the light after passing through the second parallel flat glass 21 2 depends on the inclination of the parallel flat glass 21 1 , 21 2. Always 0.

【0021】このとき、光は平行平板ガラスを2回通る
ことになるので、厚さd、屈折率nの平行平板ガラス2
1 、212 の傾きが0のときとθ(このとき、第1平
行平板ガラス211 の傾きはθ、第2平行平板ガラス2
2 の傾きは−θになっている。)のときの光路長差Δ
Lは、 ΔL=2d{1−n−cosθ+(n2 −sin2 θ)1/2 } ・・・(4) となる。
At this time, since light passes through the parallel plate glass twice, the parallel plate glass 2 having a thickness d and a refractive index n is used.
When the inclination of 11 1 and 21 2 is 0 and θ (in this case, the inclination of the first parallel flat glass 21 1 is θ and the second parallel flat glass 2
1 2 of the slope has become -θ. ), The optical path length difference Δ
L is as follows: ΔL = 2d {1−n−cos θ + (n 2 −sin 2 θ) 1/2 } (4)

【0022】ここでは、光は平行平板ガラスを2回しか
通っていないが、このような光学系を直列に繋いで光が
平行平板を偶数回通過するようにしてやれば、光線のY
方向シフトを発生させないですむ。
Here, the light passes through the parallel plate glass only twice, but if such optical systems are connected in series so that the light passes through the parallel plate even number of times, the Y
No direction shift is required.

【0023】また、光路長可変光学系への光の導入、及
び、光路長可変光学系からの光の取り出しは、シングル
モード光ファイバーを使用すると便利で、空気の乱れ等
の影響を受け難くなるので、内視鏡では、光の光路長可
変光学系への導入と光路長可変光学系からの取り出しに
は、シングルモード光ファイバーが使用される。
In addition, it is convenient to use a single mode optical fiber to introduce light into the variable optical path length optical system and to take out light from the variable optical path length optical system, and it is hard to be affected by turbulence in the air. In an endoscope, a single mode optical fiber is used to introduce light into and out of the variable optical path length optical system.

【0024】シングルモード光ファイバーを光路長可変
光学系の導入と光路長可変光学系取り出しに使用する場
合は、導入用シングルモード光ファイバーからの光を平
行にする正のパワーを持ったコリメータレンズを用い、
平行になった光を取り出し用のシングルモード光ファイ
バーに結合するには、正のパワーを持った集光レンズを
用いる。
When a single mode optical fiber is used for introducing the variable optical path length optical system and taking out the variable optical path length optical system, a collimator lens having a positive power to collimate the light from the single mode optical fiber for introduction is used.
In order to couple the collimated light into a single-mode optical fiber for extraction, a condenser lens having a positive power is used.

【0025】本発明は、以上のような原理に基づくもの
であり、このような構成をとることで、取り出し用のシ
ングルモード光ファイバーに入射する光の位置と入射角
度を変化させずに光路長を変化させることができるの
で、極めて安定した光路長可変光学系が構成できる。ま
た、平行平板ガラスの回転は、平行平板ガラスの慣性軸
と回転軸を一致させて回転させることによって高速に回
転させることが可能となり、生体内部の断層構造を動画
で観察することができるようになる。
The present invention is based on the above principle. By adopting such a configuration, the optical path length can be increased without changing the position and angle of light incident on the single-mode optical fiber for extraction. Since it can be changed, an extremely stable optical path length variable optical system can be configured. In addition, the parallel flat glass can be rotated at high speed by rotating the parallel flat glass so that the inertia axis of the parallel flat glass coincides with the rotation axis, so that the tomographic structure inside the living body can be observed with a moving image. Become.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明の光断層診断装置の実施例1〜
8について説明する: 〔実施例1〕図4、図5は、本発明の光断層診断装置及
び光路長可変光学系の第1の実施例を示した図である。
図4は光断層診断装置のシステムを示しており、図5は
光断層診断装置の中の光路長可変光学系の部分を示して
いる。本実施例の光断層診断装置のシステムは、マイケ
ルソン干渉系を基本としている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
8 will be described: [Embodiment 1] FIGS. 4 and 5 are diagrams showing a first embodiment of the optical tomography diagnostic apparatus and the optical path length variable optical system according to the present invention.
FIG. 4 shows a system of the optical tomography diagnostic apparatus, and FIG. 5 shows a part of an optical path length variable optical system in the optical tomographic diagnostic apparatus. The system of the optical tomography diagnostic apparatus according to the present embodiment is based on a Michelson interference system.

【0027】この実施例において、低コヒーレンス光源
1から出た光は第1シングルモード光ファイバー21
通ってオプティカルサーキュレーター22を通り、さら
に第2シングルモード光ファイバー22 を経てカップラ
ー3へ導かれる。カップラー3で光は信号光側と参照光
側に分けられる。
[0027] In this embodiment, light emitted from the low coherence light source 1 passes through the optical circulator 22 through the first single-mode optical fiber 2 1, it is led further to the second single mode optical fibers 2 2 through a coupler 3. The light is split by the coupler 3 into a signal light side and a reference light side.

【0028】信号光側の光は第3シングルモード光ファ
イバー23 で信号光側先端光学系5を経て測定対象Oに
照射され、測定対象Oから戻ってきた光は再び信号光側
先端光学系5、第3シングルモード光ファイバー23
経てカップラー3まで戻ってくる。
The light of the signal light side is irradiated to the measurement object O through the signal light side tip optical system 5 in the third single mode optical fiber 2 3, light returning from the measurement object O is again the signal light side tip optical system 5 , I come back to the coupler 3 through the third single-mode optical fiber 2 3.

【0029】一方、カップラー3で分けられた参照光側
の光は第4シングルモード光ファイバー24 で光路長可
変光学系24まで導かれる。そして、光路長可変光学系
24で光路長が変化させられた光は再び同じ参照光側の
第4シングルモード光ファイバー24 を経てカップラー
3まで戻ってくる。
On the other hand, the light of the reference light side, separated by the coupler 3 is guided to the optical path length varying optical system 24 in the fourth single-mode optical fiber 2 4. The light path length has been varied by the optical path length varying optical system 24 will come back to the coupler 3 through a fourth single-mode optical fiber 2 4 of the same reference light side again.

【0030】信号光側から戻ってきた光と参照光側から
戻ってきた光はカップラー3で合成される。カップラー
3で合成された干渉信号は、第1ディテクター61 側の
第5シングルモード光ファイバー25 とオプティカルサ
ーキュレータ22側の第2シングルモード光ファイバー
2 とに分かれる。
The light returned from the signal light side and the light returned from the reference light side are combined by the coupler 3. Interference signal synthesized by the coupler 3 is divided into and the optical circulator 22 side second single mode optical fibers 2 2 of the first detector 6 1 side fifth single mode fiber 2 5.

【0031】第1ディテクター61 側の第5シングルモ
ード光ファイバー25 へ向かった干渉光は、第5シング
ルモード光ファイバー25 を経て第1ディテクター61
で光強度の検出が行われる。一方、オプティカルサーキ
ュレータ22側の第2シングルモード光ファイバー22
の方へ向かった光は、オプティカルサーキュレータ22
で第2ディテクター62 側の第6シングルモード光ファ
イバー26 へ選択的に導かれて、第2ディテクター62
で光強度の検出が行われる。
The interference light toward the first detector 61 side fifth single mode fiber 2 5 of the first detector 6 via the fifth single mode fiber 2 5 1
The light intensity is detected. On the other hand, the second single-mode optical fibers of the optical circulator 22 side 2 2
The light headed toward the optical circulator 22
In selectively guided by the second detector 6 2 side sixth single-mode optical fiber 2 to 6, the second detector 6 2
The light intensity is detected.

【0032】第1ディテクター61 と第2ディテクター
2 は差分ディテクターとなっており、干渉信号の成分
のみが出力され、それ以外の成分は除去される。
The first detector 61 and second detector 6 2 has a differential detector, only the component of the interference signal is output, the components other than it is removed.

【0033】光路長可変光学系24は、図5に示すよう
に、導入用シングルモード光ファイバーと取り出し用の
シングルモード光ファイバーが兼用されたシングルモー
ド光ファイバー(第4シングルモード光ファイバー)2
4 と、コリメータレンズと集光レンズが兼用された正レ
ンズ25と、互いに平行な面を持っている光学素子であ
る平行平板ガラス21と、光を元きた方向に反射する光
学素子である平面ミラー26の順に構成されており、シ
ングルモード光ファイバー24 から射出された光が正レ
ンズ25で略平行にされ、平行平板ガラス21を通り、
平面ミラー26で反射され、再び平行平板ガラス21を
通り、さらに正レンズ25を通り、シングルモード光フ
ァイバー24 に戻るように、シングルモード光ファイバ
ー24 と正レンズ25と平面ミラー26の光軸が合わせ
られている。また、平行平板ガラス21は光軸に垂直な
方向を軸にして回転するようになっていて、これによっ
てシングルモード光ファイバー24 から出た光が再びそ
のシングルモード光ファイバー24 に戻るまでの光路長
を変化させる。
As shown in FIG. 5, the variable optical path length optical system 24 is a single-mode optical fiber (fourth single-mode optical fiber) 2 having both a single-mode optical fiber for introduction and a single-mode optical fiber for extraction.
4 , a positive lens 25 which also serves as a collimator lens and a condenser lens, a parallel flat glass 21 which is an optical element having surfaces parallel to each other, and a plane mirror which is an optical element that reflects light in the original direction. is configured in the order of 26, the light emitted from the single mode optical fiber 2 4 is approximately parallel with the positive lens 25, passes through a parallel plate glass 21,
Is reflected by the plane mirror 26, passes through the parallel flat glass 21 again, further passes through the positive lens 25, to return to the single-mode optical fiber 2 4, combined optical axis of the single-mode optical fiber 2 4 a positive lens 25 and the plane mirror 26 Have been. Further, the parallel plate glass 21 be adapted to rotate in the axial direction perpendicular to the optical axis, whereby the optical path length until the light emitted from the single mode optical fiber 2 4 returns to its single-mode optical fiber 2 4 again To change.

【0034】本実施例の構成で、光は平行平板ガラス2
1を偶数回通過しているので、シングルモード光ファイ
バー24 に戻る光は平行平板ガラス21の回転によって
位置が変わることはない。
In the configuration of this embodiment, light is emitted from the parallel flat glass 2.
Since 1 passes through an even number of times, it does not change position by rotation of the optical parallel plate glass 21 to return to the single-mode optical fiber 2 4.

【0035】平行平板ガラス21の平行な面の法線が光
軸に対する角度が0のときの光路長とθのときの光路長
の差ΔLは、 ΔL=2d{1−n−cosθ+(n2 −sin2 θ)1/2 } ・・・(5) となる。ただし、n、dはそれぞれ平行平板ガラス21
の屈折率、平行平面ガラス21の厚さである。
The difference ΔL between the optical path length when the normal of the parallel plane of the parallel flat glass 21 to the optical axis is 0 and the optical path length when θ is: ΔL = 2d {1−n−cos θ + (n 2 −sin 2 θ) 1/2・ ・ ・ (5) Here, n and d are parallel plate glass 21 respectively.
, And the thickness of the parallel flat glass 21.

【0036】本実施例の構成におてい、平行平板ガラス
21を周期Tで回転させると、時刻tでの光路長差ΔL
(t)は、 ΔL(t)=2d[1−n−|cos(2πt/T+φ)| +{n2 −sin2 (2πt/T+φ)}1/2 ]・・・(6) となる。ここで、φはt=0のときの平行平板ガラス2
1の傾きである。図6の点線は、屈折率1.5、厚さ1
0の平行平板ガラス21を周期Tで回転させた場合の光
路長の時間変化を示した図である。実際には、平行平板
ガラス21の角度が大きくなると、平行平板ガラス21
の大きさが有限であるので、光線がケラレ、光が通過し
ない時間が存在するので、光路長差は実線のような振る
舞いをする。
In the configuration of the present embodiment, when the parallel flat glass 21 is rotated at a period T, the optical path length difference ΔL at time t is obtained.
(T) is as follows: ΔL (t) = 2d [1-n− | cos (2πt / T + φ) | + {n 2 −sin 2 (2πt / T + φ)} 1/2 ] (6) Here, φ is the parallel flat glass 2 at t = 0.
It is an inclination of 1. The dotted line in FIG. 6 indicates a refractive index of 1.5 and a thickness of 1.
FIG. 7 is a diagram showing a time change of an optical path length when a zero parallel plate glass 21 is rotated at a period T. Actually, when the angle of the parallel flat glass 21 increases, the parallel flat glass 21
Since the size of the light path is finite, there is a time when the light ray is vignetted and the light does not pass through, so that the optical path length difference behaves like a solid line.

【0037】〔実施例2〕図7は実施例2の光路長可変
光学系を示した図である。実施例2は、実施例1の光路
長可変光学系24の部分のみ変えたもので、その他の図
示しない部分は干渉計の部分を含めて実施例1と同様で
ある。
[Embodiment 2] FIG. 7 is a view showing an optical path length variable optical system of Embodiment 2. The second embodiment differs from the first embodiment only in the portion of the variable optical path length optical system 24 of the first embodiment, and other portions not shown are the same as the first embodiment including the interferometer.

【0038】本実施例では、実施例1の光路長可変光学
系24の平行平板ガラス21であったものを、断面形状
が正方形であるガラスブロック27に代えている。ま
た、図8の点線Aは、本実施例の構成で、屈折率1.
5、厚さ(断面の正方形の1辺の長さ)10のガラスブ
ロック27が周期Tで回転しているときの光路長差の時
間経過を示したものである。
In this embodiment, the glass plate 27 having a square cross section is used instead of the parallel plate glass 21 of the variable optical path length optical system 24 of the first embodiment. Further, a dotted line A in FIG.
5 shows the time lapse of the optical path length difference when the glass block 27 having a thickness of 10 (the length of one side of the cross section of the square) rotates at a period T.

【0039】本実施例のように断面形状が正方形のガラ
スブロック27を用いると、光線がケラレて通らなくな
る時間を短くすることができる。すなわち、実施例1で
は、平行平板ガラス21の傾斜角が90°付近になる
と、平行平板ガラス21の側面で光をケルようになり、
光が通らなくなる時間が長く存在する。一方、本実施例
では、図7(a)に示すように、初め光がガラスブロッ
ク27の面aと面cを通っている状態からガラスブロッ
ク27が回転していって面aと面cを通らなくなって
も、図7(b)に示すように、面bと面dの間を光が通
るようになるので、ガラスブロック27の頂点が光束を
ケッテしまう一瞬を除いて常に光が通っている状態にで
きる。また、実施例1では平行平板ガラス21が1回転
する間毎にスキャニングは2往復しかできなかったのに
対して、本実施例では4往復とスキャニングの回数を増
やすことができるメリットがある。なお、本実施例はガ
ラスブロック27の断面形状が正方形であったが、断面
形状を正六角形や正八角形等のポリゴン形状をとると、
ガラスブロックの回転速度を上げなくても光路長のスキ
ャニング周期を短くすることができる。
When a glass block 27 having a square cross section is used as in the present embodiment, the time during which light does not pass through due to vignetting can be shortened. That is, in the first embodiment, when the inclination angle of the parallel flat glass 21 is around 90 °, the light is scattered on the side surface of the parallel flat glass 21,
There is a long time when light cannot pass. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the glass block 27 rotates from the state where light first passes through the surface a and the surface c of the glass block 27, and the surface a and the surface c are changed. Even if it does not pass, as shown in FIG. 7 (b), light passes between the surface b and the surface d, so that light always passes except for a moment when the vertex of the glass block 27 cuts off the luminous flux. State. Further, in the first embodiment, the scanning can be performed only two reciprocations during each rotation of the parallel flat glass 21. On the other hand, in the present embodiment, there is an advantage that the number of times of the scanning can be increased to four reciprocations. In this embodiment, the cross-sectional shape of the glass block 27 is square, but if the cross-sectional shape is a polygonal shape such as a regular hexagon or a regular octagon,
The scanning cycle of the optical path length can be shortened without increasing the rotation speed of the glass block.

【0040】〔実施例3〕実施例3は、実施例2の光路
長可変光学系の部分のみを代えたもので、その他の図示
しない部分は干渉計の部分を含めて実施例2と同様であ
る。
Embodiment 3 Embodiment 3 is different from Embodiment 2 only in that the portion of the optical path length variable optical system of Embodiment 2 is changed, and other portions not shown are the same as Embodiment 2 including the interferometer. is there.

【0041】図9は実施例3の光路長可変光学系を示し
た図で、シングルモード光ファイバー24 の光軸をZ軸
とすると、図3(a)はこの実施例の光路長可変光学系
をY軸方向から見た図、図3(b)はX軸方向から見た
図になっている。
FIG. 9 is a diagram showing the optical path length varying optical system of Example 3, when the optical axis of the single-mode optical fiber 2 4 and Z axis, FIG. 3 (a) optical path length varying optical system of this example 3 is a diagram viewed from the Y-axis direction, and FIG. 3B is a diagram viewed from the X-axis direction.

【0042】本実施例の光路長可変光学系は、導入用シ
ングルモード光ファイバーと取り出し用のシングルモー
ド光ファイバーが兼用されたシングルモード光ファイバ
ー(第4シングルモード光ファイバー)24 と、コリメ
ータレンズと集光レンズが兼用された正レンズ25と、
互いに平行な面を持った光学素子である断面形状が正方
形になっているガラスブロック27と、入射してきた光
の位置をずらして反対方向に射出させる光路偏向素子で
あるダハミラー28と、光を元きた方向に反射する光学
素子である平面ミラー26とで構成されている。
The optical path length varying optical system of this embodiment, single-mode optical fiber (fourth single mode fiber) for single-mode optical fiber of a single mode optical fiber and for dispensing introduced is shared with 2 4, a collimator lens and a condenser lens A positive lens 25 also used as
A glass block 27 which is an optical element having planes parallel to each other and has a square cross section; a roof mirror 28 which is an optical path deflecting element for shifting the position of incident light and emitting the light in the opposite direction; And a plane mirror 26, which is an optical element that reflects light in the incoming direction.

【0043】ダハミラー28の形状は、2つの反射面が
互いに直角になっており、このダハミラー28に入射し
た光はX方向にシフトされ、かつ、向きが反対方向に変
えられて射出される。
The shape of the roof mirror 28 is such that the two reflecting surfaces are at right angles to each other, and the light incident on the roof mirror 28 is shifted in the X direction and emitted in the opposite direction.

【0044】本実施例での光の振る舞いは次の通りであ
る。シングルモード光ファイバー2 4 から射出された光
は正レンズ25で略平行にされた後、ガラスブロック2
7を通り、その後ダハミラー28で−Z方向に進行方向
が変えられるのと同時に、X軸方向のシフトも受ける。
ダハミラー28を出た光は再び前と同じガラスブロック
27を通り、平面ミラー26に到達する。平面ミラー2
6に到達した光は反対方向に反射されて、元きた経路を
逆方向に進み、最終的にシングルモード光ファイバー2
4 に光が戻るようになっている。元きた経路とは、ガラ
スブロック27、ダハミラー28、ガラスブロック2
7、正レンズ25を通ってシングルモード光ファイバー
4 に戻る経路のことである。
The behavior of light in this embodiment is as follows.
You. Single mode optical fiber 2 FourLight emitted from
Is made substantially parallel by the positive lens 25,
7 and then travel in the -Z direction with the roof mirror 28
At the same time, a shift in the X-axis direction is also received.
The light exiting the Dach mirror 28 is again the same glass block as before
27, and reaches a plane mirror 26. Flat mirror 2
The light that reaches 6 is reflected in the opposite direction,
Proceed in the opposite direction and finally the single mode optical fiber 2
FourThe light returns to The original route is a gala
Sub-block 27, Dach mirror 28, Glass block 2
7. Single mode optical fiber through positive lens 25
2FourThe route to return to.

【0045】光路長は、ガラスブロック27がX軸と平
行な直線を軸として回転することによって変化するよう
になっている。本実施例では、光は平行な面を持ったガ
ラスブロック27を偶数回通過しているので、シングル
モード光ファイバー24 に戻る光は、ガラスブロック2
7が回転しても位置が動かないようにすることが可能と
なっている。また、実施例2では、光がシングルモード
光ファイバー24 から射出されてから戻ってくる間に光
路長を変化させる作用があるガラスブロック27を2回
通るのに対して、本実施例では、光はガラスブロック2
7を4回通ることになるので、実施例2と同じ屈折率で
同じ大きさのガラスブロック27を使用した場合は、光
路長差は実施例2の2倍になる。
The optical path length changes as the glass block 27 rotates around a straight line parallel to the X axis. In this embodiment, since the light passes through an even number of times the glass block 27 having a parallel plane, the light returning to the single-mode optical fiber 2 4, glass blocks 2
It is possible to prevent the position from moving even if the 7 rotates. In Example 2, a glass block 27 which has the effect of changing the optical path length between the light comes back after being emitted from the single mode optical fiber 2 4 whereas through twice, in the present embodiment, the light Is a glass block 2
7, the light path length difference is twice as large as that of the second embodiment when the glass block 27 having the same refractive index and the same size as that of the second embodiment is used.

【0046】図8の実線Bは、本実施例の構成で、屈折
率1.5、厚さ(断面の正方形の1辺の長さ)10のガ
ラスブロック27が周期Tで回転しているときの光路長
差の時間経過を示したものである。光路長差が実施例2
の2倍になっていることが分かる。
A solid line B in FIG. 8 indicates a case where the glass block 27 having a refractive index of 1.5 and a thickness (length of one side of a cross section square) of 10 is rotating at a period T in the configuration of this embodiment. 3 shows the time lapse of the optical path length difference. Example 2 Optical path length difference
It can be seen that it is twice as large.

【0047】本実施例のように、ダハミラー28のよう
な光路偏向素子を使用して、平行な面を持つ光学素子に
複数回光を通すようにすることで、光路長のスキャニン
グの幅を大きくすることができる。
As in the present embodiment, by using an optical path deflecting element such as the roof mirror 28 to pass light a plurality of times through an optical element having a parallel surface, the scanning width of the optical path length can be increased. can do.

【0048】本実施例では、光路偏向素子としてダハミ
ラー28を使用したが、光路偏向素子は、例えばプリズ
ム等、入射した光の位置をずらし、かつ、向きを反対方
向に変えて射出できるものであれば他のものでもよい。
In this embodiment, the roof mirror 28 is used as the optical path deflecting element. However, the optical path deflecting element may be a prism or the like which can shift the position of the incident light and change the direction of the incident light in the opposite direction. Others may be used.

【0049】〔実施例4〕図10、図11は、本発明の
光断層診断装置及び光路長可変光学系の第4の実施例を
示したものである。図10は光断層診断装置のシステム
を示しており、図11は光断層診断装置の中の光路長可
変光学系の部分を示している。本実施例の光断層診断装
置のシステムはマッハーツェンダー型の干渉系を基本と
している。
[Embodiment 4] FIGS. 10 and 11 show a fourth embodiment of the optical tomography diagnostic apparatus and the optical path length variable optical system of the present invention. FIG. 10 shows a system of the optical tomography diagnostic apparatus, and FIG. 11 shows a part of an optical path length variable optical system in the optical tomographic diagnostic apparatus. The system of the optical tomography diagnostic apparatus according to the present embodiment is based on a Mach-Zehnder type interference system.

【0050】この実施例において、低コヒーレンス光源
1から出た光は、第1シングルモード光ファイバー21
を通って第1カップラー31 へ導かれる。第1カップラ
ー3 1 で光は信号光側と参照光側に分けられる。
In this embodiment, a low coherence light source
The light exiting from the first single mode optical fiber 21
Through the first coupler 31Led to. 1st coupler
-3 1The light is divided into a signal light side and a reference light side.

【0051】信号光側の光は、第2シングルモード光フ
ァイバー22 を経てオプティカルサーキュレーター22
を通った後、さらに第3シングルモード光ファイバー2
3 、信号光側先端光学系5を経て測定対象Oに照射され
る。測定対象Oから戻ってきた光は再び信号光側先端光
学系5、第3シングルモード光ファイバー23 を経てオ
プティカルサーキュレーター22まで戻ってくる。オプ
ティカルサーキュレーター22まで戻ってきた信号光側
の光は、第2カップラー32 へ繋がっている第4シング
ルモード光ファイバー24 の方へ選択的に導かれる。
The light of the signal light side optical through the second single-mode optical fiber 2 2 circulator 22
After passing through the third single mode optical fiber 2
3. The measurement object O is irradiated through the signal light side tip optical system 5. Light returning from the measurement object O is the signal light side tip optical system 5 again, the third through the single-mode optical fiber 2 3 returning to the optical circulator 22. Light Optical circulator 22 to back coming signal light side is selectively directed to the fourth direction of the single-mode optical fiber 2 4 which is connected to the second coupler 3 2.

【0052】一方、第1カップラー31 で分けられた参
照光側の光は、光路長可変光学系24への導入用の第5
シングルモード光ファイバー25 により光路長可変光学
系24まで導かれる。そして、光路長可変光学系24に
入った光は光路長が変化させられた後、取り出し用の第
6シングルモード光ファイバー26 により取り込まれ、
第2カップラー32 まで導かれる。
[0052] On the other hand, the light of the first coupler 3 1 reference light side, separated by the fifth for introduction into the optical path length varying optical system 24
The light is guided to the optical path length variable optical system 24 by the single mode optical fiber 25 . The light entering the optical path length varying optical system 24 after the optical path length has been varied, taken up by the sixth single-mode optical fiber 2 6 for taking out,
It led to the second coupler 3 2.

【0053】信号光側から導かれた光と参照光側から導
かれた光は第2カップラー32 で合成され、干渉信号が
第2カップラー32 から出力される。第2カップラー3
2 で合成された干渉信号は、第1ディテクター61 と第
2ディテクター62 にそれぞれ第7、第8シングルモー
ド光ファイバー27 、28 で導かれる。第1ディテクタ
ー61 と第2ディテクター62 ではそれぞれ光の強度の
検出が行われる。第1ディテクター61 と第2ディテク
ター62 は差分ディテクターとなっており、干渉信号の
成分のみが出力され、それ以外の成分は除去される。
[0053] The light guided light guided from the signal light side from the reference light side are combined by the second coupler 3 2, the interference signal is output from the second coupler 3 2. 2nd coupler 3
Interference signal synthesized by 2, the first detector 61 and second detector 6 2 respectively 7 is guided in the eighth single mode optical fiber 2 7, 2 8. Detection occurs in the intensity of the first detector 61 and the second respectively the detector 6 2 light. The first detector 61 and second detector 6 2 has a differential detector, only the component of the interference signal is output, the components other than it is removed.

【0054】光路長可変光学系24は、図11に示すよ
うに、光を光学系に導くための導入用シングルモード光
ファイバー25 と、導入用シングルモード光ファイバー
5からの光をコリメートするためのコリメーターレン
ズ29と、光路長可変光学素子群30と、平行光を集光
するための集光レンズ31と、光を取り出すための取り
出し用シングルモード光ファイバー26 の順で構成され
ている。
As shown in FIG. 11, the variable optical path length optical system 24 has an introduction single mode optical fiber 25 for guiding light to the optical system and a collimator for light from the introduction single mode optical fiber 25 . A collimator lens 29, a variable optical path length optical element group 30, a condensing lens 31 for condensing parallel light, and a single-mode optical fiber 26 for extracting light are arranged in this order.

【0055】また、この光学系は、導入用シングルモー
ド光ファイバー25 から射出された光がコリメータレン
ズ29、光路長可変光学素子群30、集光レンズ31を
通り、取り出し用グルモードファイバー26 に入射する
ように、導入用シングルモード光ファイバー25 、コリ
メータレンズ29、集光レンズ31、取り出し用シング
ルモード光ファイバー26 の光軸が一致するように構成
されている。また、光路長可変光学素子群30は、屈折
率及び形状が全く同じ2つのガラスブロック271 、2
2 で構成されている。ガラスブロック271 、272
は、互いに平行な面が2組存在する断面形状が正方形の
ものを使用している。
In this optical system, the light emitted from the introduction single-mode optical fiber 25 passes through the collimator lens 29, the optical path length variable optical element group 30, and the condenser lens 31, and passes to the extraction glue mode fiber 26 . The optical axes of the introduction single-mode optical fiber 25 , the collimator lens 29, the condenser lens 31, and the take-out single-mode optical fiber 26 are aligned so as to be incident. The variable optical path length optical element group 30 includes two glass blocks 27 1 , 2 having exactly the same refractive index and shape.
It is composed of 7 2. Glass blocks 27 1 , 27 2
Uses a cross section having two sets of planes parallel to each other and a square cross section.

【0056】光路長可変光学素子群30の2つのガラス
ブロック271 、272 は、平行な面が互いに反対の方
向に同じ角度で回転する機構になっており、これによっ
て取り出し用シングルモード光ファイバー26 の位置で
光の集光位置がずれずに、導入用シングルモード光ファ
イバー25 と取り出し用シングルモード光ファイバー2
5 の間の光路長を変化させるようにしている。
The two glass blocks 27 1 and 27 2 of the variable optical path length optical element group 30 have a mechanism in which parallel surfaces rotate at the same angle in directions opposite to each other. The light collecting position is not shifted at the position 6 , and the single-mode optical fiber 2 5 for introduction and the single-mode optical fiber 2 for extraction
The optical path length between 5 is changed.

【0057】本実施例では、ガラスブロック271 、2
2 の互いに平行な面の法線の光軸に対する角度が0の
ときの光路長とθのときの光路長の差ΔLは、 ΔL=2d{1−n−cosθ+(n2 −sin2 θ)1/2 } (ただし、−45°<θ<45°) ・・・(7) となる。ただし、n、dはそれぞれガラスブロック27
1 、272 の屈折率、ガラスブロック271 、272
正方形断面の厚さである。図12の点線Aは、屈折率
1.8、正方形断面の厚さ10のガラスブロック2
1 、272 を周期Tで回転させた場合の光路長の時間
変化を示したものである。
In this embodiment, the glass blocks 27 1 , 2
7 the difference [Delta] L in optical path length when the optical path length and theta when the angle is 0 relative to the normal of the optical axes of the two mutually parallel planes, ΔL = 2d {1-n -cosθ + (n 2 -sin 2 θ ) 1/2 } (-45 ° <θ <45 °) (7) Here, n and d are glass blocks 27, respectively.
1 and 27 2 , and the thickness of the square cross section of the glass blocks 27 1 and 27 2 . A dotted line A in FIG. 12 is a glass block 2 having a refractive index of 1.8, a square cross section, and a thickness of 10.
7 shows a temporal change of the optical path length when 7 1 and 27 2 are rotated at a period T.

【0058】〔実施例5〕図13は、実施例4の光路長
可変光学系の部分のみを代えたもので、その他の図示し
ない部分は干渉計の部分を含めて実施例4と同様であ
る。シングルモード光ファイバー25 、26 の光軸をZ
軸とすると、図13(a)はY軸方向から見た図、図1
3(b)はX軸方向から光路長可変光学系を見た図にな
っている。
[Embodiment 5] FIG. 13 differs from Embodiment 4 in that only the portion of the optical path length variable optical system of Embodiment 4 is changed, and the other portions not shown are the same as Embodiment 4 including the interferometer portion. . The optical axes of the single mode optical fibers 2 5 and 2 6 are Z
13 (a) is a diagram viewed from the Y-axis direction, and FIG.
FIG. 3B shows the optical path length variable optical system viewed from the X-axis direction.

【0059】本実施例の光路長可変光学系は、第1カッ
プラー31 (図10)からの光を光路長可変光学系24
に導く導入用シングルモード光ファイバー25 と、コリ
メータレンズとしての第1GRINレンズ(屈折率分布
レンズ)321 と、互いに平行な面を持った光学素子で
ある断面形状が正方形になっているガラスブロック27
と、入射してきた光の位置をずらして反対方向に射出さ
せる光路偏向素子である光路偏向プリズム33と、集光
レンズとしての第2GRINレンズ322 と、光を取り
出すための取り出し用シングルモード光ファイバー26
とで構成されている。ガラスブロック27はX軸と平行
な直線を軸として回転するようになっている。
The variable optical path length optical system according to the present embodiment transmits light from the first coupler 3 1 (FIG. 10) to the variable optical path length optical system 24.
And introducing the single-mode optical fiber 2 5 leading to a first 1GRIN lens (gradient index lens) 32 1 as a collimator lens, a glass block cross-sectional shape is an optical element having a plane parallel to each other has a square 27
When an optical path deflecting prism 33 is an optical path deflecting element to be emitted in opposite directions by shifting the position of the light that has entered, and the 2GRIN lens 32 2 as the condensing lens, single-mode optical fiber 2 for taking out for taking out the light 6
It is composed of The glass block 27 rotates around a straight line parallel to the X axis.

【0060】光路偏向プリズム33のXZ平面の断面形
状は、直角二等辺三角形になっており、このプリズムに
入射した光はX方向にシフトされ、かつ、向きが反対方
向に変えられて射出される。
The cross-sectional shape of the optical path deflecting prism 33 on the XZ plane is a right-angled isosceles triangle, and light incident on this prism is shifted in the X direction and emitted in the opposite direction. .

【0061】本実施例での光の振る舞いは次の通りであ
る。導入用シングルモード光ファイバー25 から射出さ
れた光は第1GRINレンズ321 略平行にされた後、
ガラスブロック27を通り、その後光路偏向プリズム3
3で−Z方向に進行方向を変えられるのと同時にX軸方
向のシフトも受ける。
The behavior of light in this embodiment is as follows. The light emitted from the introduction for single mode optical fiber 2 5 which is in the 1GRIN lens 32 1 substantially parallel,
After passing through the glass block 27, the optical path deflecting prism 3
3, the traveling direction can be changed in the -Z direction, and at the same time, a shift in the X-axis direction is also received.

【0062】光路偏向プリズム33を出た光は、再び前
と同じガラスブロック27を通った後、第2GRINレ
ンズ322 で集光されて、取り出し用シングルモード光
ファイバー26 に取り込まれる。
The light exiting the optical path deflecting prism 33 passes through the same glass block 27 as before, is condensed by the second GRIN lens 322, and is taken into the take-out single mode optical fiber 26 .

【0063】光路長は、ガラスブロック27がX軸と平
行な直線を軸として回転することによって変化するよう
になっている。本実施例では、光は平行な面を持ったガ
ラスブロック27を偶数回通過しているので、取り出し
用シングルモード光ファイバー26 の位置ではガラスブ
ロック27が回転しても光の集光位置が動かないように
することが可能となっている。
The optical path length changes as the glass block 27 rotates around a straight line parallel to the X axis. In this embodiment, since the light passes through the glass block 27 having a parallel surface even number of times, the light condensing position is shifted even if the glass block 27 rotates at the position of the single-mode optical fiber 26 for extraction. It is possible not to be.

【0064】本実施例では、ガラスブロック27は1個
しか使用しておらず、実施例4のように2つのガラスブ
ロック271 、272 を反対方向に位相を合わせて回転
させる必要がないため、回転機構の制御が簡単になると
いうメリットがある。
In the present embodiment, only one glass block 27 is used, and there is no need to rotate the two glass blocks 27 1 and 27 2 in the opposite directions with the same phase as in the fourth embodiment. There is an advantage that control of the rotation mechanism is simplified.

【0065】本実施例では、光が光路長を変化させる作
用があるガラスブロック27を2回通過するが、光がガ
ラスブロック27を通過する回数は実施例4と同じであ
る。したがって、本実施例で使用するガラスブロック2
7を実施例4と同じ屈折率で同じ大きさのガラスブロッ
クを使用した場合は、光路長差は実施例4と同じにな
る。
In this embodiment, light passes twice through the glass block 27 having the function of changing the optical path length. The number of times light passes through the glass block 27 is the same as in the fourth embodiment. Therefore, the glass block 2 used in this embodiment is
When a glass block having the same refractive index and the same size as that of the fourth embodiment is used, the optical path length difference becomes the same as that of the fourth embodiment.

【0066】本実施例で使用しているコリメータレンズ
及び集光レンズはGRINレンズ321 、322 ではな
く通常の正レンズでもよいが、GRINレンズは、例え
ば日本板ガラス(株)製のSELFOC(商品名)等比
較的小径のものが生産されているので、これを使用すれ
ば、光学系をよりコンパクトにすることができる。ま
た、光路偏向素子として断面形状が直角二等辺三角形を
したプリズム33を使用したが、光路偏向素子は例えば
ダハミラー等、入射した光の位置がずらされて、かつ、
向きが反対方向に変えられて射出されるものであれば何
でもよい。
The collimator lens and the condensing lens used in this embodiment may be ordinary positive lenses instead of the GRIN lenses 32 1 and 32 2. The GRIN lens is, for example, SELFOC (a product of Nippon Sheet Glass Co., Ltd.). Since optical fibers having relatively small diameters, such as (name), are produced, the use of such materials can make the optical system more compact. In addition, although the prism 33 whose cross-sectional shape is a right-angled isosceles triangle is used as the optical path deflecting element, the optical path deflecting element is shifted in position of incident light, such as a roof mirror, and
Anything can be used as long as the direction is changed to the opposite direction and ejected.

【0067】〔実施例6〕図14は、実施例5の光路長
可変光学系の部分のみを代えたもので、その他の図示し
ない部分は干渉計の部分を含めて実施例5と同様であ
る。シングルモード光ファイバー25 、26 の光軸をZ
軸とすると、図14(a)はY軸方向から見た図、図1
4(b)はX軸方向から光路長可変光学系を見た図にな
っている。
[Embodiment 6] FIG. 14 shows a fifth embodiment in which only the variable optical path length optical system of the fifth embodiment is changed, and the other portions (not shown) are the same as the fifth embodiment including the interferometer. . The optical axes of the single mode optical fibers 2 5 and 2 6 are Z
14A is a diagram viewed from the Y-axis direction, FIG.
FIG. 4B shows the optical path length variable optical system viewed from the X-axis direction.

【0068】本実施例の光路長可変光学系は、第1カッ
プラー31 (図10)からの光を光路長可変光学系24
に導く導入用シングルモード光ファイバー25 と、コリ
メータレンズとしての第1GRINレンズ321 と、互
いに平行な面を持った光学素子である断面形状が正方形
になっているガラスブロック27と、入射してきた光の
位置をずらし、かつ、反対方向に射出させる3個の光路
偏向素子である第1〜第3光路偏向プリズム331 、3
2 、333 と、集光レンズとしての第2GRINレン
ズ322 と、光を取り出すための取り出し用シングルモ
ード光ファイバー26 とで構成されている。ガラスブロ
ック27はX軸と平行な直線を軸として回転するように
なっている。
The variable optical path length optical system according to the present embodiment uses the light from the first coupler 3 1 (FIG. 10) to change the optical path length variable optical system 24.
In the introduction for single mode optical fiber 2 5 for guiding a first 1GRIN lens 32 1 as a collimator lens, the light which has been cross-sectional shape between the glass block 27 which is square, the incident is an optical element having a plane parallel to each other Are shifted from each other, and the first to third optical path deflecting prisms 33 1 , 3 are three optical path deflecting elements for emitting light in opposite directions.
3 2, 33 3, and the 2GRIN lens 32 2 as the condenser lens, and a single-mode optical fiber 2 6 for taking out for taking out the light. The glass block 27 rotates around a straight line parallel to the X axis.

【0069】第1〜第3光路偏向プリズム331 、33
2 、333 のXZ平面の断面形状は、何れも直角二等辺
三角形になっており、これらのプリズムに入射した光は
X方向にシフトされ、かつ、向きが反対方向に変えられ
て射出される。
First to third optical path deflecting prisms 33 1 , 33
2, 33 3 in the XZ plane cross-sectional shape, both are at right angles isosceles triangle, light incident on these prisms are shifted in the X direction, and is emitted orientation is changed in the opposite direction .

【0070】本実施例での光の振る舞いは次の通りであ
る。導入用シングルモード光ファイバー25 から射出さ
れた光は第1GRINレンズ321 略平行にされた後、
ガラスブロック27を通り、その後第1光路偏向プリズ
ム331 で−Z方向に進行方向を変えられるのと同時に
X軸方向のシフトされる。第1光路偏向プリズム33 1
を出た光は、再び前と同じガラスブロック27を通った
後、第2光路偏向プリズム332 でZ方向に進行方向を
変えられるのと同時にX軸方向にシフトされる。第2光
路偏向プリズム332 を出た光は、再び前と同じガラス
ブロック27を通った後、第3光路偏向プリズム333
で再び−Z方向に進行方向を変えられるのと同時にX軸
方向のシフトを受けた後、再び前と同じガラスブロック
27を通る。そして、最終的に第2GRINレンズ32
2 で集光されて、取り出し用シングルモード光ファイバ
ー26 に取り込まれる。
The behavior of light in this embodiment is as follows.
You. Single mode optical fiber 2 for introductionFiveEjected from
The reflected light is the first GRIN lens 321After being made almost parallel,
After passing through the glass block 27, the first optical path deflection prism
331At the same time as changing the traveling direction to -Z direction.
It is shifted in the X-axis direction. First optical path deflection prism 33 1
Light passed through the same glass block 27 as before again
Then, the second optical path deflection prism 33TwoTo move in the Z direction
It is shifted in the X-axis direction at the same time as being changed. Second light
Path deflection prism 33TwoThe light that came out is again the same glass as before
After passing through the block 27, the third optical path deflecting prism 33Three
To change the traveling direction again to the -Z direction and at the same time the X axis
After receiving a shift in direction, again the same glass block as before
Go through 27. And finally, the second GRIN lens 32
TwoSingle mode optical fiber for focusing
ー 26It is taken in.

【0071】光路長は、ガラスブロック27がX軸と平
行な直線を軸として回転することによって変化するよう
になっている。
The optical path length changes as the glass block 27 rotates around a straight line parallel to the X axis.

【0072】また、本実施例では、光は平行な面を持っ
たガラスブロック27を偶数回通過しているので、ガラ
スブロック27が回転しても取り出し用シングルモード
光ファイバー26 上での光の集光位置は動かないように
することが可能となっている。
Further, in this embodiment, since the light passes through the glass block 27 having a parallel surface even number of times, even if the glass block 27 rotates, the light on the take-out single mode optical fiber 26 is not changed. It is possible to keep the focusing position from moving.

【0073】また、実施例4又は5では、光がシングル
モード光ファイバーから射出されてから戻ってくる間に
光路長を変化させる作用があるガラスブロック27を2
回通るのに対して、本実施例では、光はガラスブロック
27を4回通ることになるので、実施例4又は5と同じ
屈折率で同じ大きさのガラスブロックを使用した場合
は、光路長差は実施例4又は5の値の2倍になる。
Further, in the fourth or fifth embodiment, the glass block 27 having the function of changing the optical path length while the light exits from the single mode optical fiber and returns.
In the present embodiment, the light passes through the glass block 27 four times, whereas in the present embodiment, the light path length is equal to that of the fourth or fifth embodiment using the same refractive index and the same size glass block. The difference is twice the value of Example 4 or 5.

【0074】このように光路偏向光学系331 、3
2 、333 を用いて、ガラスブロック27に複数回光
を通すことによってガラスブロック27の大きさを大き
くしないで、光路長のスキャニング範囲を大きくするこ
とができる。
As described above, the optical path deflecting optical systems 33 1 , 3
3 with 2, 33 3, without increasing the size of the glass block 27 by passing a plurality of times light in the glass block 27, it is possible to increase the scanning range of the optical path length.

【0075】図12の実線Bは、本実施例の構成で、屈
折率1.8、厚さ(断面の正方形の1辺の長さ)10の
ガラスブロック27が周期Tで回転しているときの光路
長差の時間経過を示したものである。光路長差が実施例
4又は5の値の2倍になっていることが分かる。
A solid line B in FIG. 12 indicates a case where the glass block 27 having a refractive index of 1.8 and a thickness (length of one side of a cross section square) of 10 is rotating at a period T in the configuration of this embodiment. 3 shows the time lapse of the optical path length difference. It can be seen that the optical path length difference is twice the value of Example 4 or 5.

【0076】本実施例では、光路偏向素子として断面形
状が直角二等辺三角形をしたプリズム331 、332
333 を使用したが、光路偏向素子は例えばダハミラー
等、入射した光の位置がずらされて、かつ、向きが反対
方向に変えられて射出されるものであれば何でもよい。
In this embodiment, as the optical path deflecting element, prisms 33 1 , 33 2 , each having a right-angled isosceles triangle in cross section,
33 3 While using the optical path deflecting element, for example the roof mirrors and the like, it is shifted positions of the incident light, and may be any ones which orientation is emitted is changed in the opposite direction.

【0077】〔実施例7〕図15は、実施例6の光路長
可変光学系の部分のみを代えたもので、その他の図示し
ない部分は干渉計の部分を含めて実施例6と同様であ
る。シングルモード光ファイバー25 、26 の光軸をZ
軸とすると、図15(a)はY軸方向から見た図、図1
5(b)はX軸方向から光路長可変光学系を見た図にな
っている。
[Embodiment 7] FIG. 15 differs from Embodiment 6 in that only the portion of the optical path length variable optical system of Embodiment 6 is changed, and the other portions (not shown) are the same as Embodiment 6 including the interferometer. . The optical axes of the single mode optical fibers 2 5 and 2 6 are Z
15A is a diagram viewed from the Y-axis direction, and FIG.
FIG. 5B shows the optical path length variable optical system viewed from the X-axis direction.

【0078】本実施例の光路長可変光学系は、第1カッ
プラー31 (図10)からの光を光路長可変光学系24
に導く導入用シングルモード光ファイバー25 と、コリ
メータレンズとしての第1GRINレンズ321 と、集
光レンズとしての第2GRINレンズ322 と、光を取
り出すための取り出し用シングルモード光ファイバー2
6 と、2つのガラスブロック271 、272 からなる光
路長可変光学素子群30と、入射してきた光の位置をず
らして反対方向に射出させる光路偏向素子35とで構成
されている。
[0078] the optical path length varying optical system of this embodiment, first coupler 3 1 the optical path length of light from (10) adjustable optical system 24
And introducing the single-mode optical fiber 2 5 leading to a first 1GRIN lens 32 1 as a collimator lens, and the 2GRIN lens 32 2 as the condensing lens, single-mode optical fiber 2 for taking out for taking out the light
6 , an optical path length variable optical element group 30 composed of two glass blocks 27 1 and 27 2 , and an optical path deflecting element 35 that shifts the position of incident light and emits it in the opposite direction.

【0079】光路長可変光学素子群30は、第1の光学
素子である第1ガラスブロック27 1 と、第2の光学素
子である第2ガラスブロック272 で構成されている。
第1ガラスブロック271 と第2ガラスブロック272
はXZ平面の断面形状が共に正方形をしており、屈折率
と形状が同じものである。
The variable optical path length optical element group 30 includes a first optical
First glass block 27 as an element 1And the second optical element
The second glass block 27 which is a childTwoIt is composed of
First glass block 271And the second glass block 27Two
Indicates that both the cross-sectional shapes of the XZ plane are square, and the refractive index is
And the shape is the same.

【0080】光路長可変光学素子群30の2つのガラス
ブロック271 、272 は、平行な面が互いに反対の方
向に同じ角度で回転する機構になっている。
The two glass blocks 27 1 and 27 2 of the variable optical path length optical element group 30 have a mechanism in which parallel surfaces rotate in opposite directions at the same angle.

【0081】光路偏向素子35の構成は、光路偏向用シ
ングルモード光ファイバー34と、その光路偏向用シン
グルモード光ファイバー34に集光するための光路偏向
素子用集光レンズとしての第3GRINレンズ32
3 と、光路偏向用シングルモード光ファイバー34から
の射出光を略平行にするための光路偏向素子用コリメー
タレンズとしての第4GRINレンズ324 とで構成さ
れている。また、光路偏向用シングルモード光ファイバ
ー34の入射側端面と射出側端面は同じ向きにX方向に
並列に並べられているので、光路偏向素子35は、光路
偏向素子用のシングルモード光ファイバー34に入射し
た光をX方向にシフトさせ、かつ、向きが反対方向に変
えて射出する作用を持っている。
The configuration of the optical path deflecting element 35 is such that the optical path deflecting single mode optical fiber 34 and the third GRIN lens 32 as a light path deflecting element condensing lens for condensing the light on the optical path deflecting single mode optical fiber 34.
3 and a fourth GRIN lens 324 as a collimator lens for an optical path deflecting element for making the light emitted from the optical path deflecting single mode optical fiber 34 substantially parallel. Further, since the incident side end face and the exit side end face of the optical path deflecting single mode optical fiber 34 are arranged in parallel in the X direction in the same direction, the optical path deflecting element 35 enters the single mode optical fiber 34 for the optical path deflecting element. It has the effect of shifting light in the X direction and changing its direction to the opposite direction and emitting it.

【0082】本実施例での光の振る舞いは次の通りであ
る。導入用シングルモード光ファイバー25 から射出さ
れた光は第1GRINレンズ321 で略平行にされた
後、光路長可変素子群30を通り、その後光路偏向素子
35で−Z方向に進行方向を変えられるのと同時にX軸
方向のシフトされる。光路偏向素子35を出た光は、再
び前と同じ光路長可変素子群30を通った後、第2GR
INレンズ322 で集光され、取り出し用シングルモー
ド光ファイバー26 に取り込まれる。
The behavior of light in this embodiment is as follows. The light emitted from the introduction for single mode optical fiber 2 5 which is substantially parallel with the 1GRIN lens 32 1, passes through the optical path length varying element group 30, can change the direction of travel in the -Z direction in the subsequent optical path deflecting element 35 At the same time as the shift in the X-axis direction. The light exiting the optical path deflecting element 35 again passes through the same optical path length variable element group 30 as before, and then the second GR
Is condensed with IN lens 32 2, it is incorporated into the single-mode optical fiber 2 6 for taking out.

【0083】光路長の変化は、光路長可変光学素子群3
0の2つのガラスブロック271 、272 が互いに反対
の方向に同じ角度で回転することで行われるが、導入用
シングルモード光ファイバー25 から射出された光が光
路偏向シングルモード光ファイバー34の入射端面に達
するとき、及び、取り出し用シングルモード光ファイバ
ー26 の端面に達するときには、ガラスブロック2
1 、272 を偶数回通ってくるので、ガラスブロック
271 、272 が回転しても光の集光位置は変化しない
ようになっている。
The change in the optical path length is determined by the optical path length variable optical element group 3
The two glass blocks 27 1 and 27 2 are rotated at the same angle in opposite directions, but the light emitted from the introduction single mode optical fiber 25 is incident on the entrance end face of the optical path deflected single mode optical fiber 34. And when the end of the single-mode optical fiber 26 for taking out is reached, the glass block 2
Since the light passes through the even number of times 7 1 and 27 2 , the light condensing position does not change even if the glass blocks 27 1 and 27 2 rotate.

【0084】本実施例の構成で、屈折率1.8、厚さ
(断面の正方形の1辺の長さ)10のガラスブロックを
回転の周期をTで回転させたときの光路長差の時間経過
は、光がガラスブロックを通過する回数が4回であるの
で、実施例6と同じになる。
In the configuration of this embodiment, the time of the optical path length difference when a glass block having a refractive index of 1.8 and a thickness (length of one side of a cross section of a square) of 10 is rotated at a rotation period of T. The progress is the same as that of the sixth embodiment since the number of times that light passes through the glass block is four times.

【0085】本実施例も、実施例6のように同じガラス
ブロック271 、272 に複数回光を通すことによって
光路長のスキャニングの幅を大きくすることができてい
る。また、GRINレンズ321 〜324 を用いること
によって、光学系のコンパクト化が可能になっている。
In this embodiment, as in the sixth embodiment, the light is passed through the same glass blocks 27 1 and 27 2 a plurality of times, so that the scanning width of the optical path length can be increased. Further, by using the GRIN lenses 32 1 to 32 4 , it is possible to make the optical system compact.

【0086】また、本実施例では、光路偏向素子35の
集光レンズである第3GRINレンズ323 及び光路偏
向素子用コリメータレンズである第4GRINレンズ3
4は、光路長可変素子群30に対し同じ側にあるが、
図16に示すように、光路偏向素子35の光路偏向用シ
ングルモード光ファイバー34の入射側及び光路偏向素
子35の集光レンズである第3GRINレンズ32
3 と、光路偏向用シングルモード光ファイバー34の射
出側及び光路偏向素子用コリメータレンズとしての第4
GRINレンズ324 とを、光路長可変素子群30を挟
んで反対側に配置するようにしても、図15の場合と同
様な作用が得られる。
[0086] In this embodiment, the 4GRIN lens 3 is a first 3GRIN lens 32 3 and the optical path deflecting element collimator lens is a condenser lens of the optical path deflecting element 35
24 is on the same side as the optical path length variable element group 30,
As shown in FIG. 16, the incident side of the optical path deflecting single mode optical fiber 34 of the optical path deflecting element 35 and the third GRIN lens 32 which is a condenser lens of the optical path deflecting element 35.
3 and the fourth side as the exit side of the optical path deflecting single mode optical fiber 34 and the collimator lens for the optical path deflecting element.
And a GRIN lens 32 4, be arranged on opposite sides of the optical path length varying element group 30, the same effect as in the case of FIG. 15 is obtained.

【0087】〔実施例8〕図17は、実施例6の光路長
可変光学系の部分のみを代えたもので、その他の図示し
ない部分は干渉計の部分を含めて実施例6と同様であ
る。シングルモード光ファイバー25 、26 の光軸をZ
軸とすると、図17(a)はY軸方向から見た図、図1
7(b)はX軸方向から光路長可変光学系を見た図にな
っている。
[Embodiment 8] FIG. 17 differs from Embodiment 6 in that only the portion of the optical path length variable optical system of Embodiment 6 is changed, and other portions not shown are the same as Embodiment 6 including the interferometer. . The optical axes of the single mode optical fibers 2 5 and 2 6 are Z
17 (a) is a view from the Y-axis direction, and FIG.
FIG. 7B shows the optical path length variable optical system viewed from the X-axis direction.

【0088】本実施例の光路長可変光学系は、第1カッ
プラー31 (図10)からの光を光路長可変光学系24
に導く導入用シングルモード光ファイバー25 と、コリ
メータレンズとしての第1GRINレンズ321 と、集
光レンズとしての第2GRINレンズ322 と、光を取
り出すための取り出し用シングルモード光ファイバー2
6 と、2つのガラスブロック271 、272 からなる光
路長可変光学素子群30と、入射してきた光の位置をず
らして反対方向に射出させる第1及び第2光路偏向素子
351 、352 とで構成されている。
The variable optical path length optical system according to the present embodiment transmits light from the first coupler 3 1 (FIG. 10) to the variable optical path length optical system 24.
And introducing the single-mode optical fiber 2 5 leading to a first 1GRIN lens 32 1 as a collimator lens, and the 2GRIN lens 32 2 as the condensing lens, single-mode optical fiber 2 for taking out for taking out the light
6 , a variable optical path length optical element group 30 composed of two glass blocks 27 1 and 27 2 , and first and second optical path deflecting elements 35 1 and 35 2 for shifting the position of incident light and emitting the light in opposite directions. It is composed of

【0089】光路長可変光学素子群30は、第1の光学
素子である第1ガラスブロック27 1 と、第2の光学素
子である第2ガラスブロック272 で構成されている。
第1ガラスブロック271 と第2ガラスブロック272
はXZ平面の断面形状が共に正六角形をしており、屈折
率と形状が同じものである。
The optical path length variable optical element group 30 includes a first optical
First glass block 27 as an element 1And the second optical element
The second glass block 27 which is a childTwoIt is composed of
First glass block 271And the second glass block 27Two
Has a regular hexagonal cross section on the XZ plane, and is refracted.
The rate and shape are the same.

【0090】光路長可変光学素子群30の2つのガラス
ブロック271 、272 は、平行な面が互いに反対の方
向に同じ角度で回転する機構になっている。
The two glass blocks 27 1 and 27 2 of the variable optical path length optical element group 30 have a mechanism in which parallel surfaces rotate at the same angle in directions opposite to each other.

【0091】第1光路偏向素子351 の構成は、第1光
路偏向用シングルモード光ファイバー341 に集光する
ための光路偏向素子用集光レンズとしての第3GRIN
レンズ323 と、その第1光路偏向用シングルモード光
ファイバー341 からの射出光を略平行にするための光
路偏向素子用コリメータレンズとしての第4GRINレ
ンズ324 とで構成されている。また、第1光路偏向用
シングルモード光ファイバー341 の入射側端面と射出
側端面を同じ向きにX方向に並列に並べられているの
で、第1光路偏向素子351 は光路偏向素子用のシング
ルモード光ファイバー341 に入射した光をX方向にシ
フトさせ、かつ、向きが反対方向に変えて射出する作用
がある。
[0091] The first optical path deflecting element 35 1 of the arrangement, as the optical path deflecting element condenser lens for condensing the first optical path deflecting single-mode optical fibers 34 1 first 3GRIN
A lens 32 3, and a second 4GRIN lens 32 4 of the optical path deflecting element collimator lens for substantially parallel light emitted from the first optical path deflecting single-mode optical fibers 34 1 thereof. Further, since the arranged in parallel irradiation side and the first optical path incident surface of the deflection for single-mode optical fiber 34 1 in the X direction in the same direction, the first optical path deflecting element 35 1 is single mode for the optical path deflecting element the light incident on the optical fiber 34 1 is shifted in the X direction, and has the effect of orientation is emitted instead in the opposite direction.

【0092】また、第2光路偏向素子352 の構成は、
第2光路偏向用シングルモード光ファイバー342 に集
光するための光路偏向素子用集光レンズとしての第5G
RINレンズ325 と、その第2光路偏向用シングルモ
ード光ファイバー342 からの射出光を略平行にするた
めの光路偏向素子用コリメータレンズとしての第6GR
INレンズ326 とで構成されている。また、第2光路
偏向用シングルモード光ファイバー342 の入射側端面
と射出側端面を同じ向きにX方向に並列に並べられてい
るので、第2光路偏向素子352 は光路偏向素子用のシ
ングルモード光ファイバー342 に入射した光をX方向
にシフトさせ、かつ、向きが反対方向に変えて射出する
作用がある。
[0092] Also, the second optical path deflecting element 35 2 structure,
The 5G as an optical path deflecting element condenser lens for condensing the second optical path deflecting single-mode optical fiber 34 2
And RIN lens 32 5, first as an optical path deflecting element collimator lens for substantially parallel light emitted from the second optical path deflecting single-mode optical fiber 34 2 6GR
It is composed of a IN lens 32 6. Further, since the arranged in parallel irradiation side and a second optical path deflecting single-mode optical fiber 34 and second incident surfaces in the X direction in the same direction, the second optical path deflecting element 35 2 is single-mode optical path deflecting element the light incident on the optical fiber 34 2 is shifted in the X direction, and has the effect of orientation is emitted instead in the opposite direction.

【0093】本実施例での光の振る舞いは次の通りであ
る。導入用シングルモード光ファイバー25 から射出さ
れた光は第1GRINレンズ321 略平行にされた後、
光路長可変素子群30を通り、その後第1光路偏向素子
351 で−Z方向に進行方向を変えられるのと同時にX
軸方向のシフトされる。第1光路偏向素子351 出た光
は、再び前と同じ光路長可変素子群30を通った後、第
2光路偏向素子352でZ方向に進行方向を変えられる
のと同時にX軸方向へシフトされる。そして、再び前と
同じ光路長可変光学素子群30を通った後、第2GRI
Nレンズ322で集光され、取り出し用シングルモード
光ファイバー26 に取り込まれる。
The behavior of light in this embodiment is as follows. The light emitted from the introduction for single mode optical fiber 2 5 which is in the 1GRIN lens 32 1 substantially parallel,
It passes through the optical path length varying element group 30, as then can change the traveling direction in the -Z direction by the first optical path deflecting element 35 1 at the same time X
Axial shift. Light emitted 1 first optical path deflecting element 35 again after passing through the same optical path length varying element group 30 as before, the same time X-axis direction as can change the traveling direction in the Z direction in the second optical path deflecting element 35 2 Will be shifted. After passing through the same variable optical path length optical element group 30 as before, the second GRI
Is condensed with N lens 32 2, it is incorporated into the single-mode optical fiber 2 6 for taking out.

【0094】図18に、本実施例の構成で、屈折率1.
8、厚さ(互いに平行な面の間隔)10のガラスブロッ
クを回転の周期をTで回転させたときの光路長差の時間
経過を示す。
FIG. 18 shows the configuration of the present embodiment.
8 shows the time lapse of the optical path length difference when a glass block having a thickness of 10 (interval between planes parallel to each other) is rotated at a rotation cycle of T.

【0095】光路長の変化は、光路長可変光学素子群3
0の2つのガラスブロック271 、272 が互いに反対
の方向に同じ角度で回転することで行われるが、導入用
シングルモード光ファイバー25 から射出された光が光
路偏向シングルモード光ファイバー341 、342 の端
面(入射面と射出面の両方)に達するとき、及び、取り
出し用シングルモード光ファイバー26 の端面に達する
ときには、ガラスブロック271 、272 を偶数回通っ
てくるので、ガラスブロック271 、272 が回転して
も光の集光位置は変化しないようになっている。
The change in the optical path length is determined by the optical path length variable optical element group 3
0 is performed by rotating the two glass blocks 27 1 and 27 2 in the directions opposite to each other at the same angle, and the light emitted from the introduction single mode optical fiber 25 is deflected by the optical path deflected single mode optical fibers 34 1 and 34. when reaching the second end face (both the incident surface and exit surface), and, when it reaches the end face of the take-out for single mode optical fiber 2 6, since the glass block 27 1, 27 2 come through an even number of times, the glass blocks 27 1 , so that the 27 2 condensing position of the light does not change even if the rotation.

【0096】本実施例は、ガラスブロック271 、27
2 の断面形状が正六角形しているので、ガラスブロック
271 、272 が1回転する間にスキャニングが6往復
行われる。
In this embodiment, the glass blocks 27 1 , 27
Since the cross-sectional shape of 2 is a regular hexagon, scanning is performed six times while the glass blocks 27 1 and 27 2 make one rotation.

【0097】このように、ガラスブロック271 、27
2 の断面形状を正四角形から正六角形、正八角形とポリ
ゴン形状の頂点の数を増やすことにより、ガラスブロッ
ク271 、272 の回転数が同じでも、高速なスキャニ
ングが可能になる。ただし、ポリゴン形状の頂点の数を
増やしていくと、スキャニング幅が小さくなるので、光
路偏向素子351 、352 を多数使用して光路長可変光
学素子群30を通る回数を増やしてスキャニング幅を大
きくしている。
Thus, the glass blocks 27 1 , 27
Regular hexagon a second cross-sectional shape from a square, by increasing the number of vertices of a regular octagon and the polygon shape, even a glass block 27 1, 27 2 of the rotational speed are the same, allowing high-speed scanning. However, if we increase the number of vertices of the polygon shape, since the scanning width is reduced, the scanning width by increasing the number of times through the optical path length varying optical element group 30 using many optical path deflecting element 35 1, 35 2 I'm making it big.

【0098】なお、以上の実施例1から8では、少なく
とも1組の平行な面を持った光学素子は全てガラスで構
成されていたが、例えば光学用のプラスチック等、光を
透過、屈折させるものであればよく、また、光路長可変
光学系は参照光側だけではなく、信号光側に設けてもよ
いのは言うまでもない。
In the first to eighth embodiments, the optical elements having at least one set of parallel surfaces are all made of glass. However, for example, an optical plastic or the like that transmits and refracts light is used. Needless to say, the variable optical path length optical system may be provided not only on the reference light side but also on the signal light side.

【0099】以上の本発明の光断層診断装置は例えば次
のように構成することができる: 〔1〕 コヒーレンス長が短い光源から射出された低コ
ヒーレンス光を信号光側と参照光側に分け、信号光を観
察物体に照射した後、再び信号光を参照光と合成させて
干渉系を構成し、干渉信号を取るときに、参照光側又は
信号光側に光路長可変光学系を設けて光路長を変化させ
ることにより観察物体の断層構造を観察できるようにし
た光診断装置において、前記光路長可変光学系は、前記
光路長可変光学系に光を導くための導入用シングルモー
ド光ファイバーと、その導入用シングルモード光ファイ
バーからの光をコリメートするためのコリメータレンズ
と、略平行な光を集光するための集光レンズと、光を取
り出すための取り出し用シングルモード光ファイバー
と、互いに平行な面を持った光学素子で構成され、前記
光路長可変光学系を通過する光は、少なくとも前記の互
いに平行な面を持った光学素子を遇数回通過するように
なっており、かつ、前記の互いに平行な面を持った光学
素子を回転させることで、前記導入用シングルモード光
ファイバーと前記取り出し用シングルモード光ファイバ
ーの間の光路長を変化させるようになっている光学系で
あることを特徴とする光断層診断装置。
The above-described optical tomography diagnostic apparatus of the present invention can be configured, for example, as follows: [1] Low-coherence light emitted from a light source having a short coherence length is divided into a signal light side and a reference light side, After irradiating the observation object with the signal light, the signal light is combined with the reference light again to form an interference system. When an interference signal is obtained, an optical path length variable optical system is provided on the reference light side or the signal light side to provide an optical path. In an optical diagnostic apparatus capable of observing a tomographic structure of an observation object by changing a length, the optical path length variable optical system includes an introduction single mode optical fiber for guiding light to the optical path length variable optical system, and Collimator lens for collimating the light from the single-mode optical fiber for introduction, condensing lens for collecting substantially parallel light, and single-mode for extracting light A fiber and an optical element having planes parallel to each other are configured, and light passing through the optical path length variable optical system passes through the optical element having planes parallel to each other at least several times. And an optical system adapted to change the optical path length between the introduction single-mode optical fiber and the take-out single-mode optical fiber by rotating the optical elements having surfaces parallel to each other. An optical tomography diagnostic apparatus, comprising:

【0100】〔2〕 前記光路長可変光学系は、前記導
入用シングルモード光ファイバーと前記取り出し用シン
グルモード光ファイバーを兼用させたシングルモード光
ファイバーと、前記コリメータレンズと前記集光用レン
ズを兼用させた正レンズと、前記の互いに平行な面を持
った光学素子と、光を元きた方向へ反射する光学素子の
順に構成され、前記の互いに平行な面を持った光学素子
を回転させることで、前記シングルモード光ファイバー
から出た光が再び前記シングルモード光ファイバーに戻
るまでの光路長を変化させるようにした光学系であるこ
とを特徴とする上記1記載の光断層診断装置。
[2] The variable optical path length optical system includes a single-mode optical fiber that functions as both the single-mode optical fiber for introduction and the single-mode optical fiber for extraction, and a positive-mode optical fiber that also functions as the collimator lens and the condensing lens. A lens, the optical element having the planes parallel to each other, and the optical element reflecting the light in the original direction are arranged in this order, and the single element is rotated by rotating the optical element having the planes parallel to each other. 2. The optical tomography diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the optical system changes an optical path length until light emitted from the mode optical fiber returns to the single mode optical fiber again.

【0101】〔3〕 前記光路長可変光学系は、前記導
入用シングルモード光ファイバーと前記取り出し用シン
グルモード光ファイバーを兼用させたシングルモード光
ファイバーと、前記コリメータレンズと前記集光用レン
ズを兼用させた正レンズと、前記の互いに平行な面を持
った光学素子と、光を元きた方向へ反射する光学素子
と、少なくとも1つの入射してきた光の位置を平行な方
向又は反対方向にずらして射出させる光路偏向素子とか
らなり、前記の互いに平行な面を持った光学素子を回転
させることで、前記シングルモード光ファイバーから出
た光が再び前記シングルモード光ファイバーに戻るまで
の光路長を変化させるようにした光学系であることを特
徴とする上記1記載の光断層診断装置。
[3] The variable optical path length optical system is a single mode optical fiber which also serves as the single-mode optical fiber for introduction and the single mode optical fiber for take-out, and a positive mode which also serves as the collimator lens and the condensing lens. A lens, an optical element having planes parallel to each other, an optical element for reflecting light in the original direction, and an optical path for shifting at least one incoming light position in a parallel or opposite direction and emitting the light. An optical element comprising a deflecting element and rotating the optical element having surfaces parallel to each other to change an optical path length until light emitted from the single mode optical fiber returns to the single mode optical fiber again. 2. The optical tomography diagnostic apparatus according to the above 1, wherein the apparatus is a system.

【0102】〔4〕 前記光路長可変光学系は、光を前
記光路長可変光学系に導くための導入用シングルモード
光ファイバーと、コリメータレンズと、少なくとも1群
の光路長可変光学素子群と、集光レンズと、光を取り出
すための取り出し用シングルモード光ファイバーの順で
構成され、前記光路長可変光学素子群は、互いに平行な
面を持った第1の光学素子と、互いに平行な面を持って
おり第1の光学素子と屈折率が同じで平行になっている
面の面間隔が等しい部材でできている第2の光学素子と
で構成され、前記光路長可変光学素子群の中の第1の光
学素子の平行な面と第2の光学素子の平行な面を互いに
反対の方向に同じ角度で回転させることによって、前記
導入用シングルモード光ファイバーと前記取り出し用シ
ングルモード光ファイバーの間の光路長を変化させるよ
うにした光学系であることを特徴とする上記1記載の光
断層診断装置。
[4] The variable optical path length optical system includes an introduction single mode optical fiber for guiding light to the variable optical path length optical system, a collimator lens, at least one group of variable optical path length optical elements, An optical lens and a single-mode optical fiber for extracting light for extracting light are arranged in this order, and the optical path length variable optical element group includes a first optical element having planes parallel to each other and a plane parallel to each other. The first optical element and a second optical element made of a member having the same refractive index and being parallel to each other and having the same surface interval, and the first optical element in the variable optical path length optical element group. By rotating the parallel surface of the first optical element and the parallel surface of the second optical element in the opposite directions at the same angle, the single-mode optical fiber for introduction and the single-mode optical fiber for extraction are rotated. 2. The optical tomography diagnostic apparatus according to the above 1, wherein the optical system is an optical system that changes an optical path length between the divers.

【0103】〔5〕 前記光路長可変光学系は、光を前
記光路長可変光学系に導くための導入用シングルモード
光ファイバーと、コリメータレンズと、集光レンズと、
光を前記光路長可変光学系外へ取り出すための取り出し
用シングルモード光ファイバーと、互いに平行な面を持
った光学素子と、少なくとも1つの入射してきた光の位
置を平行な方向又は反対方向にずらして射出させる光路
偏向素子とからなり、前記の互いに平行な面を持った光
学素子を回転させることによって、前記導入用シングル
モード光ファイバーと前記取り出し用シングルモード光
ファイバーの間の光路長を変化させるようにした光学系
であることを特徴とする上記1記載の光断層診断装置。
[5] The variable optical path length optical system comprises: an introduction single mode optical fiber for guiding light to the variable optical path length optical system; a collimator lens;
A single-mode optical fiber for taking out light outside the variable optical path length optical system, an optical element having surfaces parallel to each other, and at least one position of incident light is shifted in a parallel direction or an opposite direction. An optical path deflecting element to be emitted, and by rotating the optical element having planes parallel to each other, the optical path length between the introduction single mode optical fiber and the takeout single mode optical fiber is changed. 2. The optical tomography diagnostic apparatus according to the above 1, wherein the apparatus is an optical system.

【0104】〔6〕 前記光路長可変光学系は、光を前
記光路長可変光学系に導くための導入用シングルモード
光ファイバーと、コリメータレンズと、集光レンズと、
光を前記光路長可変光学系外へ取り出すための取り出し
用シングルモード光ファイバーと、少なくとも1群の光
学素子群と、少なくとも1つの入射してきた光の位置を
平行な方向又は反対方向にずらして射出させる光路偏向
素子とからなり、さらに、前記光学素子群は、互いに平
行な面を持った第1の光学素子と、互いに平行な面を持
っており第1の光学素子と屈折率が同じで平行になって
いる面の面間隔が等しい部材でできている第2の光学素
子とで構成されていて、前記光学素子群の中の第1の光
学素子の平行な面と第2の光学素子の平行な面を互いに
反対の方向に同じ角度で回転させることによって、前記
導入用シングルモード光ファイバーと前記取り出し用シ
ングルモード光ファイバーの間の光路長を変化させるよ
うにした光学系であることを特徴とする上記1記載の光
断層診断装置。
[6] The variable optical path length optical system includes: an introduction single mode optical fiber for guiding light to the variable optical path length optical system; a collimator lens;
A single-mode optical fiber for taking out light outside the variable optical path length optical system, at least one group of optical elements, and at least one incoming light are shifted in a parallel or opposite direction and emitted. An optical path deflecting element, wherein the optical element group further includes a first optical element having surfaces parallel to each other, and a parallel optical surface having the same refractive index as the first optical element. And a second optical element made of a member having the same surface spacing between the first and second optical elements in the optical element group. The optical system is configured to change the optical path length between the introduction single-mode optical fiber and the take-out single-mode optical fiber by rotating the main surfaces at the same angle in opposite directions. Optical tomographic diagnostic apparatus having the aforementioned 1, wherein Rukoto.

【0105】〔7〕 前記光路偏向素子は、互いに直角
な面を持ったダハミラーであることを特徴とする上記
3、5又は6記載の光断層診断装置。
[7] The optical tomography diagnostic apparatus according to the above 3, 5 or 6, wherein the optical path deflecting elements are roof mirrors having surfaces perpendicular to each other.

【0106】〔8〕 前記光路偏向素子は、直角プリズ
ムであることを特徴とする上記3、5又は6記載の光断
層診断装置。
[8] The optical tomography diagnostic apparatus according to the above 3, 5 or 6, wherein the optical path deflecting element is a right-angle prism.

【0107】[0107]

〔9〕 前記光路偏向素子は、光路偏向用
シングルモード光ファイバーと前記光路偏向用シングル
モード光ファイバーに集光するための光路偏向素子用集
光レンズと、前記光路偏向用シングルモード光ファイバ
ーからの射出光を略平行にするための光路偏向素子用コ
リメータレンズとで構成されており、前記光路偏向用シ
ングルモード光ファイバーの入射側端面と射出側端面が
並列に構成されていることを特徴とする上記6記載の光
断層診断装置。
[9] The optical path deflecting element includes a single mode optical fiber for optical path deflection, an optical path deflecting element condensing lens for condensing the light on the single mode optical fiber for optical path deflection, and an emission light from the single mode optical fiber for optical path deflection. 7. The collimator lens for an optical path deflecting element for making the optical path deflecting element substantially parallel, and the incident side end face and the exit side end face of the optical path deflecting single mode optical fiber are configured in parallel. Optical tomography diagnostic device.

【0108】〔10〕 前記の互いに平行な面を持った
光学素子は、ポリゴン形状のものであることを特徴とす
る上記1から9の何れか1項記載の光断層診断装置。
[10] The optical tomography diagnostic apparatus according to any one of the above items 1 to 9, wherein the optical elements having mutually parallel surfaces have a polygonal shape.

【0109】[0109]

【発明の効果】以上の本発明による光路長可変光学系を
用いることにより、本発明の光断層診断装置は、高速
で、スキャン範囲が広く、光の強度の変化が少なく、温
度特性が安定な光路長可変光学系を得ることができ、食
道や胃、腸等の断層像を良好な動画で観察することがで
きる。
By using the variable optical path length optical system according to the present invention, the optical tomography diagnostic apparatus of the present invention has a high speed, a wide scan range, a small change in light intensity, and a stable temperature characteristic. A variable optical path length optical system can be obtained, and a tomographic image of the esophagus, stomach, intestine, and the like can be observed with a favorable moving image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における光路長可変光学系の原理を説明
するための第1の図である。
FIG. 1 is a first diagram illustrating the principle of an optical path length variable optical system according to the present invention.

【図2】本発明における光路長可変光学系の原理を説明
するための第2の図である。
FIG. 2 is a second diagram illustrating the principle of the optical path length variable optical system according to the present invention.

【図3】光線シフトをキャンセルするための具体的構成
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration for canceling a light beam shift.

【図4】本発明の実施例1の光断層診断装置の構成図で
ある。
FIG. 4 is a configuration diagram of an optical tomography diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

【図5】実施例1の光断層診断装置の光路長可変光学系
の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of an optical path length variable optical system of the optical tomography diagnostic apparatus according to the first embodiment.

【図6】実施例1の光路長の時間変化を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a temporal change of an optical path length according to the first embodiment.

【図7】実施例2の光断層診断装置の光路長可変光学系
の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of an optical path length variable optical system of the optical tomography diagnostic apparatus according to the second embodiment.

【図8】実施例2、3の光路長の時間変化を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating a temporal change of an optical path length in Examples 2 and 3.

【図9】実施例3の光断層診断装置の光路長可変光学系
の構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of an optical path length variable optical system of an optical tomography diagnostic apparatus according to a third embodiment.

【図10】実施例4の光断層診断装置の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of an optical tomography diagnosis apparatus according to a fourth embodiment.

【図11】実施例4の光断層診断装置の光路長可変光学
系の構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram of an optical path length variable optical system of an optical tomography diagnostic apparatus according to a fourth embodiment.

【図12】実施例4〜7の光路長の時間変化を示す図で
ある。
FIG. 12 is a diagram showing a time change of an optical path length in Examples 4 to 7.

【図13】実施例5の光断層診断装置の光路長可変光学
系の構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram of an optical path length variable optical system of an optical tomography diagnostic apparatus according to a fifth embodiment.

【図14】実施例6の光断層診断装置の光路長可変光学
系の構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram of an optical path length variable optical system of an optical tomography diagnostic apparatus according to a sixth embodiment.

【図15】実施例7の光断層診断装置の光路長可変光学
系の構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram of an optical path length variable optical system of an optical tomography diagnostic apparatus according to a seventh embodiment.

【図16】実施例7の光断層診断装置の光路長可変光学
系の変形例の構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram of a modification of the optical path length variable optical system of the optical tomography diagnostic apparatus according to the seventh embodiment.

【図17】実施例8の光断層診断装置の光路長可変光学
系の構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram of an optical path length variable optical system of an optical tomography diagnostic apparatus according to an eighth embodiment.

【図18】実施例8の光路長の時間変化を示す図であ
る。
FIG. 18 is a diagram illustrating a temporal change of an optical path length according to an eighth embodiment.

【図19】従来の光断層診断装置を内視鏡に応用したも
のの1例の構成を示す示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of an example in which a conventional optical tomography diagnostic apparatus is applied to an endoscope.

【図20】従来の光路長可変光学系の1例の構成図であ
る。
FIG. 20 is a configuration diagram of an example of a conventional optical path length variable optical system.

【図21】従来の光路長可変光学系の別の例の構成図で
ある。
FIG. 21 is a configuration diagram of another example of a conventional optical path length variable optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

O…測定対象 1…低コヒーレンス光源 21 〜28 …シングルモード光ファイバー 3、31 、32 …カップラー 5…信号光側先端光学系 61 、62 …ディテクター 21、211 、212 …平行平板ガラス 22…オプティカルサーキュレーター 24…光路長可変光学系 25…正レンズ 26…平面ミラー 27、271 、272 …ガラスブロック 28…ダハミラー 29…コリメーターレンズ 30…光路長可変光学素子群 31…集光レンズ 321 〜326 …GRINレンズ 33、331 、332 、333 …光路偏向プリズム 34、341 、342 …光路偏向用シングルモード光フ
ァイバー 35、351 、352 …光路偏向素子
O ... measured 1 ... low-coherence light source 2 1 to 2 8 ... single-mode optical fibers 3,3 1, 3 2 ... coupler 5 ... signal light side front end optics 61 and 62 2 ... detector 21 1, 21 2 ... Parallel plate glass 22 Optical circulator 24 Optical path length variable optical system 25 Positive lens 26 Planar mirror 27, 27 1 , 27 2 Glass block 28 Dach mirror 29 Collimator lens 30 Optical path length variable optical element group 31 the condenser lens 32 1 to 32 6 ... GRIN lens 33 1, 33 2, 33 3 ... optical path deflecting prism 34, 34 1, 34 2 ... Single-mode optical fibers 35 and 35 1 for the optical path deflecting, 35 2 ... optical path deflecting element

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コヒーレンス長が短い光源から射出され
た低コヒーレンス光を信号光側と参照光側に分け、信号
光を観察物体に照射した後、再び信号光を参照光と合成
させて干渉系を構成し、干渉信号を取るときに、参照光
側又は信号光側に光路長可変光学系を設けて光路長を変
化させることにより観察物体の断層構造を観察できるよ
うにした光診断装置において、 前記光路長可変光学系は、前記光路長可変光学系に光を
導くための導入用シングルモード光ファイバーと、その
導入用シングルモード光ファイバーからの光をコリメー
トするためのコリメータレンズと、略平行な光を集光す
るための集光レンズと、光を取り出すための取り出し用
シングルモード光ファイバーと、互いに平行な面を持っ
た光学素子で構成され、前記光路長可変光学系を通過す
る光は、少なくとも前記の互いに平行な面を持った光学
素子を遇数回通過するようになっており、かつ、前記の
互いに平行な面を持った光学素子を回転させることで、
前記導入用シングルモード光ファイバーと前記取り出し
用シングルモード光ファイバーの間の光路長を変化させ
るようになっている光学系であることを特徴とする光断
層診断装置。
1. A low coherence light emitted from a light source having a short coherence length is divided into a signal light side and a reference light side, and the signal light is irradiated onto an observation object. When taking an interference signal, in the optical diagnostic apparatus that allows to observe the tomographic structure of the observation object by changing the optical path length by providing an optical path length variable optical system on the reference light side or the signal light side, The variable optical path length optical system, an introduction single mode optical fiber for guiding light to the optical path length variable optical system, a collimator lens for collimating the light from the introduction single mode optical fiber, and substantially parallel light. A converging lens for converging light, a single-mode optical fiber for extracting light, and an optical element having surfaces parallel to each other; Light passing through the system, by rotating the optical element having at least said has become the optical element to pass through even-number times with a plane parallel to each other and mutually parallel surfaces of said,
An optical tomography diagnostic apparatus comprising an optical system adapted to change an optical path length between the introduction single mode optical fiber and the takeout single mode optical fiber.
【請求項2】 前記光路長可変光学系は、 前記導入用シングルモード光ファイバーと前記取り出し
用シングルモード光ファイバーを兼用させたシングルモ
ード光ファイバーと、前記コリメータレンズと前記集光
用レンズを兼用させた正レンズと、前記の互いに平行な
面を持った光学素子と、光を元きた方向へ反射する光学
素子の順に構成され、 前記の互いに平行な面を持った光学素子を回転させるこ
とで、前記シングルモード光ファイバーから出た光が再
び前記シングルモード光ファイバーに戻るまでの光路長
を変化させるようにした光学系であることを特徴とする
請求項1記載の光断層診断装置。
2. The variable optical path length optical system includes: a single mode optical fiber that also serves as the introduction single mode optical fiber and the extraction single mode optical fiber; and a positive lens that also serves as the collimator lens and the condenser lens. And an optical element having a plane parallel to each other, and an optical element reflecting light in the original direction. The single mode is formed by rotating the optical element having a plane parallel to each other. 2. The optical tomography diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the optical system is configured to change an optical path length until light emitted from the optical fiber returns to the single mode optical fiber again.
【請求項3】 前記光路長可変光学系は、 光を前記光路長可変光学系に導くための導入用シングル
モード光ファイバーと、コリメータレンズと、少なくと
も1群の光路長可変光学素子群と、集光レンズと、光を
取り出すための取り出し用シングルモード光ファイバー
の順で構成され、 前記光路長可変光学素子群は、互いに平行な面を持った
第1の光学素子と、互いに平行な面を持っており第1の
光学素子と屈折率が同じで平行になっている面の面間隔
が等しい部材でできている第2の光学素子とで構成さ
れ、 前記光路長可変光学素子群の中の第1の光学素子の平行
な面と第2の光学素子の平行な面を互いに反対の方向に
同じ角度で回転させることによって、前記導入用シング
ルモード光ファイバーと前記取り出し用シングルモード
光ファイバーの間の光路長を変化させるようにした光学
系であることを特徴とする請求項1記載の光断層診断装
置。
3. The variable optical path length optical system includes: an introduction single mode optical fiber for guiding light to the variable optical path length optical system; a collimator lens; at least one group of variable optical path length optical elements; A lens and a single-mode optical fiber for taking out light for taking out light, wherein the variable optical path length optical element group has a first optical element having surfaces parallel to each other and a surface parallel to each other. A first optical element and a second optical element made of a member having the same refractive index and being parallel to each other and having the same surface interval, wherein the first optical element in the optical path length variable optical element group is Rotating the parallel plane of the optical element and the parallel plane of the second optical element at the same angle in opposite directions to each other, thereby obtaining the single-mode optical fiber for introduction and the single-mode optical fiber for extraction. 2. An optical tomography diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the optical system is an optical system that changes an optical path length between the optical paths.
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