JP2003139688A - 光イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極端に長さの異なる光プローブを交換して使
用した場合にも、確実に断層像を得ることが可能な光イ
メージング装置を実現する。 【解決手段】 光イメージング装置１は、光プローブ３
と、この光プローブ３のが着脱自在に接続される装置本
体４とから構成される。光プローブ３は、プローブ側光
コネクタ部５ｂが装置本体４の本体側光コネクタ部５ａ
に着脱自在に接続可能であり、装置本体４に対して交換
可能である。光プローブ３は、このプローブ内の信号光
路の光路長（プローブ側光コネクタ部５ｂ〜被検体２の
目的部位の集光位置〜プローブ側光コネクタ部５ｂ）に
対して、低コヒーレンス光の可干渉距離範囲内でほぼ一
致するように参照光路の光路長（プローブ側光コネクタ
部５ｂ〜光ファイバ先端側端面２８ａ〜プローブ側光コ
ネクタ部５ｂ）が配設される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体に低コヒー
レンス光を集光し、その被検体からの戻り光の情報から
被検体の断層像を構築する光イメージング装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＯＣＴ（ Optical Coherence Tom
ography ）と呼ばれる光イメージング装置は、広く用い
られている。上記光イメージング装置は、光源で発生し
た低コヒーレンスの光を被検体に集光し、その際焦点位
置を走査することで、その被検体からの戻り光の情報か
ら被検体内部の断層像を構築するものである。

【０００３】このような光イメージング装置は、例え
ば、特開平１１−１４８８９７号公報に記載されている
ように、低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を
被検体に集光し、この被検体からの戻り光を取り込む光
プローブ及び、この光プローブを着脱自在に接続し、取
り込んだ戻り光から被検体の断層像を構築する装置本体
を有するものが提案されている。

【０００４】従来の光イメージング装置の光学系は、低
コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を光分岐
手段で信号光と参照光とに分岐し、分岐した信号光を被
検体に対して走査して被検体に集光する。そして、その
焦点からの被検体の反射光及び散乱光の一部は、戻り信
号光として上記光路を通り、再び光分岐手段側に戻るよ
うになっている。一方、光分岐手段で分岐した参照光
は、参照光伝達手段を経由し、再び光分岐手段側に戻さ
れる。このとき、参照光は、光路長調整手段により信号
光の光路長に対して殆ど等しくなるように光路長を調整
される。

【０００５】そして、これら光路長が殆ど等しい戻り参
照光と被検体側からの戻り信号光とは干渉し、光検出手
段である光検出器で検出されるようになっている。この
検出器の出力は、復調されて干渉した光の信号が抽出さ
れる。抽出された光の信号は、デジタル信号に変換され
た後、信号処理されて断層像に対応した画像データが生
成される。そして、生成された画像データは、モニタに
て被検体の断層画像として表示されるようになってい
る。

【０００６】上記特開平１１−１４８８９７号公報に記
載の光イメージング装置は、２つの光路長調整手段を装
置本体側に設けて、光プローブを交換したときの光路長
変化に対応可能な構成としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１１−１４８８９７号公報に記載の光イメージング
装置は、装置本体側にのみ参照光路を設け、光路長調整
手段を装置本体側にのみ設けている。このため、上記光
イメージング装置は、装置本体が大型化してしまう。更
に、この場合、上記光イメージング装置は、１つの装置
本体に対して極端に長さの異なる光プローブを交換して
使用すると、信号光路の光路長変化に応じた光路長調整
手段による参照光の光路長調整に限界があり、信号光路
と参照光路との光路長を一致させることが困難であっ
た。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、極端に長さの異なる光プローブを交換して使用
した場合にも、確実に断層像を得ることが可能な光イメ
ージング装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、低
コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体に集
光し、この被検体からの戻り光を取り込む光プローブ及
び、この光プローブを着脱自在に接続し、取り込んだ戻
り光から被検体の断層像を構築する装置本体を有する光
イメージング装置において、前記低コヒーレンス光源で
発生した低コヒーレンス光を光分岐手段で信号光と参照
光とに分岐し、分岐した信号光を前記光プローブの先端
側に伝達して被検体に集光する信号光伝達手段と、前記
光分岐手段で分岐した参照光と前記被検体からの戻り信
号光とを干渉させるために、前記参照光を干渉手段へ伝
達する参照光伝達手段と、を具備し、前記参照光伝達手
段の参照光路の少なくとも一部を前記光プローブに設け
たことを特徴としている。また、本発明の請求項２は、
請求項１の光イメージング装置において、前記光プロー
ブ内の信号光路と前記光プローブ内の参照光路とが略同
一の光路長を有することを特徴としている。また、本発
明の請求項３は、請求項１の光イメージング装置におい
て、前記光プローブ内の信号光路と前記光プローブ内の
参照光路とに所定の差を有し、前記信号光伝達手段の信
号光路と前記参照光伝達手段の参照光路との光路長が略
同一の値を有することを特徴としている。この構成によ
り、極端に長さの異なる光プローブを交換して使用した
場合にも、確実に断層像を得ることが可能な光イメージ
ング装置を実現する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （第１の実施の形態）図１ないし図５は本発明の第１の
実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態の
光イメージング装置を示す構成図、図２ないし図５は図
１の光プローブの変形例を示し、図２は図１の第１の変
形例を示す光プローブの構成図、図３は図１の第２の変
形例を示す光プローブの構成図、図４は図１の第３の変
形例を示す光プローブの構成図、図５は図１の第４の変
形例を示す光プローブの構成図である。尚、本実施の形
態では、光イメージング装置は、生体内に挿入して患部
等の目的部位に対して直視で観察可能な構成のものに本
発明を適用する。

【００１１】図１に示すように本発明の第１の実施の形
態の光イメージング装置１は、生体内に挿入可能な可撓
性を有し、後述の低コヒーレンス光源からの低コヒーレ
ンス光を被検体２の目的部位に対し集光する光プローブ
３と、この光プローブ３を着脱自在に接続し、被検体２
の目的部位からの戻り光から被検体２の断層像を構築す
る装置本体４とから主に構成される。

【００１２】光プローブ３は、プローブ側光コネクタ部
５ｂが装置本体４の本体側光コネクタ部５ａに着脱自在
に接続可能であり、装置本体４に対して交換可能な構成
となっている。装置本体４は、超高輝度発光ダイオード
（スーパールミネッセントダイオード以下、ＳＬＤと略
記）等の低コヒーレンス光源１１を有する。この低コヒ
ーレンス光源で発生する低コヒーレンス光は、その波長
が例えば１３１０ｎｍで、その可干渉距離が例えば１７
μｍ程度であるような短い距離範囲のみで干渉性を示す
低干渉性の特徴を備えている。つまり、この低コヒーレ
ンス光は、例えば２つに分岐された後、再び混合された
場合、分岐した点から混合した点までの２つの光路長の
差が１７μｍ程度の短い距離範囲内にあるとき、干渉し
た光として検出され、それより光路長が大きいとき干渉
しない特性を示す。

【００１３】この低コヒーレンス光は、低コヒーレンス
光源１１からシングルモードファイバ（以下、単に光フ
ァイバ）１２の一端に入射され、他方の端面（先端面）
側に伝達される。この光ファイバ１２は、途中の２×２
光カップラ部（以下、単に光カップラ部）１３で光ファ
イバ１４と光学的に結合されている。従って、この光カ
ップラ部１３で低コヒーレンス光は、信号光と参照光と
の２つに分岐されて伝達される。

【００１４】光ファイバ１２の（光カップラ部１３よ
り）先端側に伝達された信号光は、平行レンズ１５で平
行光にされ、ヘテロダイン干渉として音響光学変調素子
（ＡＯＤ；Acousto-Optic Device ；又は音響光学変調
器（ＡＯＭ；Acousto-Optic Modulator ）とも呼ばれ
る）１６で光変調される。

【００１５】光変調された信号光は、本体側光路長調整
手段として光軸方向に進退動可能なステージ１７ａに設
けた本体側光路長調整レンズ１７により光路長を調整さ
れるようになっている。このステージ１７ａは、図示し
ないステッピングモータにより駆動される。また、この
ステッピングモータは、装置本体４の後述する制御部３
３で制御駆動されるようになっている。

【００１６】このことにより、本実施の形態では、本体
側光路長調整手段を設けることで、装置本体４内（低コ
ヒーレンス光源１１〜本体側光コネクタ部５ａ端面〜後
述の検出部３１）での信号光路と参照光路との光路長を
完全に一致するように構成される。尚、この調整は、予
め、図示しないリフレクトメータで測定し、装置本体４
内で合わせ込むようになっている。

【００１７】そして、光路長を調整された信号光は、光
ファイバ１８の一端に入射され、本体側光コネクタ部５
ａの端部まで伝達されるようになっている。この本体側
光コネクタ部５ａにプローブ側光コネクタ部５ｂが接続
されていると、これら光コネクタ部５を介して信号光
は、光プローブ３へ伝達される。

【００１８】光プローブ３へ伝達された信号光は、プロ
ーブ側光コネクタ部５ｂから延設する光ファイバ１９の
他方の端面（先端面）側に伝達される。この光ファイバ
１９の先端側に伝達された信号光は、光プローブ３の先
端側に配設された対物レンズ２０に伝達され、この対物
レンズ２０によりその焦点で被検体２の目的部位に集光
される。そして、その焦点からの被検体２の目的部位の
反射光及び散乱光の一部は、戻り信号光として上記光路
を通り、再び装置本体４の光カップラ部１３側に戻るよ
うになっている。

【００１９】対物レンズ２０及び光ファイバ１９の先端
面１９ａは、水平走査手段としてＸＹ方向へ変位される
ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）素子２１に一体的に設
けられ、このＰＺＴ素子２１で被検体２の目的部位に対
して二次元走査（ＸＹ走査）が行われるようになってい
る。

【００２０】また、このＰＺＴ素子２１は、垂直走査手
段として光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動されるステージ
２２に一体的に設けられ、このステージ２２が図示しな
いステッピングモータによりＺ軸方向（光軸方向）に進
退動されることで、被検体２の目的部位に対して深部方
向に垂直走査が行われるようになっている。

【００２１】これらステージを駆動するステッピングモ
ータ及びＰＺＴ素子２１は、本体側光路長調整レンズ１
７と同様に装置本体４の制御部３３で制御駆動されるよ
うになっている。尚、この場合、垂直走査に応じて、制
御部３３は、本体側光路長調整レンズ１７を光軸方向
（Ｚ軸方向）に進退動させ、被検体２の目的部位に対す
る信号光の集光位置と、後述の干渉光の干渉位置とを一
致させるようにしても良い。また、この垂直走査終了後
に、制御部３３は、本体側光路長調整レンズ１７を原点
復帰させるように構成しても良い。

【００２２】一方、光カップラ部１３で分岐された参照
光は、光ファイバ１４の先端側へ至る途中に偏光調整部
として捩じれを加えたループ部２３で偏光調整される。

【００２３】そして、参照光は、本体側光コネクタ部５
ａからプローブ側光コネクタ部５ｂを介して光プローブ
３へ伝達されるようになっている。

【００２４】本実施の形態では、参照光路の少なくとも
一部を光プローブ３に設け、この光プローブ３内での信
号光路と参照光路との光路長を低コヒーレンス光の可干
渉距離範囲内でほぼ一致させるように構成している。

【００２５】光プローブ３へ伝達された参照光は、プロ
ーブ側光コネクタ部５ｂに延設された光ファイバ２４の
他方の端面（先端面）側に伝達される。この光ファイバ
２４の先端側に伝達された参照光は、平行レンズ２５で
平行光にされ、プローブ側光路長調整手段として光軸方
向に進退動可能なステージ２６ａに設けたプローブ側光
路長調整レンズ２６により光路長を調整されるようにな
っている。このステージ２６ａは、本体側光路長調整レ
ンズ１７と同様に図示しないステッピングモータにより
駆動され、装置本体４の制御部３３で制御駆動されるよ
うになっている。

【００２６】このことにより、本実施の形態では、光プ
ローブ３内の全信号光路の光路長（プローブ側光コネク
タ部５ｂ〜被検体２の目的部位の集光位置〜プローブ側
光コネクタ部５ｂ）と、光プローブ３に配設された全参
照光路の光路長（プローブ側光コネクタ部５ｂ〜ファイ
バ端面〜プローブ側光コネクタ部５ｂ）とが低コヒーレ
ンス光の可干渉距離範囲内でほぼ一致するように構成さ
れる。

【００２７】尚、この調整は、装置本体４と同様に予め
リフレクトメータで測定し、光プローブ３内で合わせ込
むようになっている。更に具体的に説明すると、この調
整は、対物レンズ２０の焦点に図示しない反射ミラーを
設置し、信号光路の光路長としてプローブ側光コネクタ
部５ｂ〜反射ミラー（被検体２の目的部位の集光位置）
〜プローブ側光コネクタ部５ｂと、参照光路の光路長と
してプローブ側光コネクタ部５ｂ〜光ファイバ先端側端
面２８ａ〜プローブ側光コネクタ部５ｂとを測定し、合
わせ込む。

【００２８】また、プローブ側光路長調整レンズ２６
は、対物レンズ２０による信号光の垂直走査に応じて、
参照光の光路長を調整するディレイラインを兼用するよ
うに構成しても良い。この場合、制御部３３は、この垂
直走査に応じて、プローブ側光路長調整レンズ２６を光
軸方向に進退動させ、被検体２の目的部位に対する信号
光の集光位置と、後述の干渉光の干渉位置とを一致さ
せ、垂直走査終了後に、原点復帰させるようになってい
る。

【００２９】そして、光路長を調整された参照光は、光
ファイバ２８の一端に入射される。この光ファイバ２８
の先端側端面２８ａまで伝達された参照光は、その一部
が参照光伝達手段として先端側端面２８ａで反射され
て、戻り参照光として上記光路を通り、再び装置本体４
の光カップラ部１３側に戻るようになっている。そし
て、光カップラ部１３側に戻った光路長が殆ど等しい戻
り信号光と戻り参照光とは、この光カップラ部１３で干
渉され、フォトダイオード等の光検出部３１で受光され
るようになっている。

【００３０】光検出部３１は、干渉光を干渉電気信号に
光電変換し、この光電変換された干渉電気信号は、アン
プ等で増幅されて信号処理部３２に入力される。信号処
理部３２は、入力された干渉電気信号を信号光の信号部
分のみを抽出する復調処理を行い、Ａ／Ｄ変換して、デ
ジタル信号を制御部３３へ出力する。

【００３１】制御部３３は、入力されたデジタル信号か
ら断層像に対応した画像データを生成する。そして、生
成された画像データは、表示部３４に出力され、その表
示画面に被検体２の３次元断層像画像（ＯＣＴ断層像）
として表示されるようになっている。

【００３２】尚、光イメージング装置１は、光プローブ
３の特徴情報を保持する情報保持手段と、この情報保持
手段に保時された特徴情報を検知する情報検知手段とを
装置本体４に設け、光プローブ３が装置本体４に接続さ
れた際に、情報検知手段が検知した情報保持手段からの
特徴情報に基づき、制御部３３が光路長調整手段である
本体側光路長調整レンズ１７及びプローブ側光路長調整
レンズ２６のステッピングモータを制御するように構成
しても良い。

【００３３】このように構成される光イメージング装置
１は、例えば、光プローブ３を体腔内等に挿入されて用
いられる。尚、光イメージング装置１は、図示しない内
視鏡やレーザ内視鏡等を用いて、処置具挿通用チャンネ
ル等に光プローブ３を挿通させて用いても良いし、上記
内視鏡等に一体化させて構成しても良い。また、光イメ
ージング装置１は、他の観察手段や処置手段と併用して
用いても良い。

【００３４】そして、光イメージング装置１は、被検体
２の生体組織に対し、光プローブ３から低コヒーレンス
光を集光し、その生体組織の内部の断層画像データを得
て、表示部３４の表示面にＯＣＴ像を表示する。

【００３５】ここで、光イメージング装置１は、被検体
２や観察目的部位が異なるために、極端に長さの異なる
光プローブ３を交換して使用する場合がある。光イメー
ジング装置１は、予め、装置本体４内での信号光路と参
照光路との光路長が完全に一致している。また、光イメ
ージング装置１は、予め、光プローブ３内に配設された
全信号光路の光路長と、全参照光路の光路長とが低コヒ
ーレンス光の可干渉距離範囲内でほぼ一致している。

【００３６】この結果、光イメージング装置１は、信号
光路と参照光路との光路長が低コヒーレンス光の可干渉
距離範囲内でほぼ一致するので、極端に長さの異なる光
プローブ３を交換して使用した場合にも、確実に断層像
を得ることができる。

【００３７】尚、光プローブ３は、被検体２の異なる部
位を観察するときに、この部位による屈折率の差異から
対物レンズ２０の集光位置が異なってくる。目的部位の
概略は、事前に知ることができるので、その値を用いる
ことにより、プローブ内の信号光路の光路長を決定で
き、これに合わせてプローブ内の参照光路の光路長を予
め設定しても良い。

【００３８】図２に示すように光プローブ３Ｂは、予め
プローブ内の信号光路の光路長に合わせて光ファイバ２
４Ｂの長さを設定して配設する。このことにより、光プ
ローブ３は、プローブ側光路長調整レンズ２６及びこの
ステッピングモータ等を設けることなく、プローブ先端
部を細径化することが可能となる。また、光プローブ３
Ｂは、プローブ側光コネクタ部５ｂの基端側に光ファイ
バ収納部４１を設け、この光ファイバ収納部４１に光フ
ァイバ２４の途中を所定回数巻いて収納することで、更
なるプローブ先端部の細径化が可能となる。

【００３９】また、図３に示すように光プローブ３Ｃ
は、プローブ側光コネクタ部５ｂの基端側で光ファイバ
２４Ｃの途中を例えば１回巻いてループさせた後、この
ファイバ先端側の位置を光ファイバ１９に対して平行に
配設する。このことにより、光プローブ３は、図２の光
プローブ３よりも若干プローブ先端部が太くなるが、信
号光路に参照光路を沿わせているので、環境変化（温
度、曲げによる歪み）の影響によるノイズを除去するこ
とが可能となる。

【００４０】また、図４に示すように光プローブ３Ｄ
は、光サーキュレータ４２を用いて光ファイバ２４Ｄを
円環状に閉じるように構成しても良い。このことによ
り、光プローブ３Ｄは、光ファイバ２４Ｄの端面から余
計な光が入射することによるノイズを除去することが可
能となる。また、同様な理由で、図５に示すように光プ
ローブ３Ｅは、１×２光カップラ部４３を用いて光ファ
イバ２４Ｅを閉じるように構成しても良い。

【００４１】尚、図２〜図５で説明した変形例は、用い
られる光ファイバがシングルモードファイバでなくマル
チモードファイバであっても良く、また、低コヒーレン
ス光源１１がＳＬＤでなくとも、ＬＥＤであっても良
い。

【００４２】（第２の実施の形態）図６ないし図１０は
本発明の第２の実施の形態に係り、図６は本発明の第２
の実施の形態の光イメージング装置を示す構成図、図７
ないし図９は図６の光イメージング装置の変形例を示
し、図７は図６の第１の変形例を示す光イメージング装
置の構成図、図８は図６の第２の変形例を示す光イメー
ジング装置の構成図、図９は図６の第３の変形例を示す
光イメージング装置の構成図、図１０は図６の光プロー
ブの変形例を示す構成図である。

【００４３】上記第１の実施の形態は、参照光路の少な
くとも一部を光プローブ３に設け、この光プローブ３内
での信号光路と参照光路との光路長を低コヒーレンス光
の可干渉距離範囲内でほぼ一致させるように構成してい
るが、本第２の実施の形態は光プローブ内での信号光路
と参照光路との光路長に所定の差を有し、全信号光路の
光路長と全参照光路の光路長とが略同一の値を有するよ
うに構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形
態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符
号を付して説明する。尚、本実施の形態では、光イメー
ジング装置は、体腔内等や工業用途の配管内部に挿入
し、目的部位に対して側視で観察可能な構成のものに本
発明を適用する。

【００４４】図６に示すように本発明の第２の実施の形
態の光イメージング装置５１は、体腔内等や工業用途の
配管内部に挿入可能な硬性の光プローブ５２と装置本体
５３とを着脱自在に接続する光コネクタ部５４に光ロー
タリジョイント５５を設け、この光ロータリジョイント
５５により被検体２の目的部位に対してθ方向に走査さ
れるように構成している。光ロータリジョイント５５
は、非回転部と回転部とで光が伝達可能な結合を行うも
のである。

【００４５】装置本体５３は、本体側光コネクタ部５４
ａに光ロータリジョイント５５の非回転部が設けられ、
この非回転部に光ファイバ１８の先端側が接続される。
尚、それ以外の装置本体５３の構成は、上記第１の実施
の形態で説明した装置本体４と同じ構成であるので説明
を省略する。

【００４６】一方、光プローブ５２は、プローブ側光コ
ネクタ部５４ｂに光ロータリジョイント５５の回転部が
設けられ、光ロータリジョイント５５の非回転部に着脱
自在に接続可能であり、装置本体５３に対して交換可能
な構成となっている。

【００４７】また、光プローブ５２は、光ロータリジョ
イント５５の回転部に光ファイバ１９の基端側が延設さ
れると共に、この光ファイバ１９の先端側にロッドレン
ズ５６及びプリズム５７が回動自在に接続される。即
ち、光プローブ５２は、光ロータリジョイント５５によ
り、光ファイバ１９とロッドレンズ５６及びプリズム５
７が被検体２の目的部位に対してθ方向に走査されるよ
うになっている。

【００４８】装置本体５３の光ファイバ１８から伝達さ
れる信号光は、光ロータリジョイント５５を介して光フ
ァイバ１９へ伝達される。この光ファイバ１９へ伝達さ
れた信号光は、ロッドレンズ５６を介してプリズム５７
によりその焦点で被検体２に集光され、その焦点からの
被検体２の反射光及び散乱光の一部は、戻り信号光とし
て上記光路を通り、再び装置本体５３側に戻るようにな
っている。

【００４９】一方、参照光路は、光プローブ５２のプロ
ーブ側光コネクタ部５４ｂから延設する光ファイバ２４
が折り返されてプローブ側光コネクタ部５４ｂに接続さ
れるようになっている。この光ファイバ２４は、プロー
ブ側光コネクタ部５４ｂ間において、光プローブ５２内
での信号光路の光路長（プローブ側光コネクタ部５４ｂ
〜被検体２の目的部位の集光位置〜プローブ側光コネク
タ部５４ｂ）に対し所定の差を有し、この所定差分短く
形成されている。

【００５０】この所定差を解消するために、装置本体５
３は、光ファイバ５８を設けると共に、このファイバ先
端側に参照光路のディレイラインとして、光軸方向に進
退動可能なステージ５９ａに設けた平行レンズ５９と、
反射ミラー６０が配置されている。尚、ステージ５９ａ
は、本体側光路長調整レンズ１７と同様に図示しないス
テッピングモータによりＺ軸方向（光軸方向）に進退動
されることで、被検体２の目的部位に対して深部方向に
垂直走査（Ｒ方向走査）が行われるようになっている。

【００５１】光ファイバ１４の先端側から伝達される参
照光は、光プローブ５２内の光ファイバ２４を介して再
び装置本体５３側へ伝達されるようになっている。参照
光は、装置本体５３側の光ファイバ５８の先端端面側か
ら平行レンズ１５で平行光にされて反射ミラー６０で反
射されて上記光路を通り、再び装置本体５３側に戻るよ
うになっている。

【００５２】そして、上記第１の実施の形態で説明した
のと同様に、装置本体５３側へ戻った戻り信号光と戻り
参照光とは光カップラ部１３で干渉されて光検出部３１
で検出される。

【００５３】このように構成される光イメージング装置
５１は、例えば、光プローブ５２を体腔内等や工業用途
の配管内部に挿入されて用いられる。そして、光イメー
ジング装置５１は、患部等の被検体２の生体組織や工業
用途の配管内部に対しθ方向に走査され、表示部３４の
表示面に側視断面のＯＣＴ像を表示できるようにしてい
る。

【００５４】ここで、光イメージング装置５１は、上記
第１の実施の形態で説明したのと同様に極端に長さの異
なる光プローブ５２を交換して使用する場合がある。

【００５５】光イメージング装置５１は、光プローブ５
２内で全信号光路（プローブ側光コネクタ部５４ｂ〜被
検体２の目的部位の集光位置〜プローブ側光コネクタ部
５４ｂ）と、全参照光路（プローブ側光コネクタ部５４
ｂ〜光ファイバ２４〜プローブ側光コネクタ部５４ｂ）
との光路長に所定差が有る。

【００５６】しかしながら、光イメージング装置５１
は、装置本体５３が光ファイバ５８と参照光路のディレ
イライン（平行レンズ５９及び反射ミラー６０）を配置
しているので、信号光路と参照光路との光路長が完全に
一致するように、参照光路のディレイライン（平行レン
ズ５９及び反射ミラー６０）のステッピングモータが制
御部３３で制御される。

【００５７】この結果、光イメージング装置５１は、上
記第１の実施の形態と同様に信号光路と参照光路との光
路長が完全に一致するので、極端に長さの異なる光プロ
ーブ３を交換して使用した場合にも、確実に断層像を得
ることができる。

【００５８】また、図７に示すように光イメージング装
置５１Ｂは、信号光路の本体側光路長調整レンズ１７を
ディレイラインとして兼用すると共に、参照光路の光フ
ァイバ５８の先端側を１×２光カップラ部６１で光ファ
イバ１４の基端側に接続して構成しても良い。

【００５９】また、図６で説明した光イメージング装置
５１に対して、図８に示すように光イメージング装置５
１Ｃは、光ファイバ２４の途中にプローブ側光路長調整
レンズ２６を設け、光ファイバ２４ｂを介して光ファイ
バ５８に伝達するように構成しても良い。

【００６０】更に、図７及び図８で説明した構成を組み
合わせて、図９に示すように光イメージング装置５１Ｄ
は、光ファイバ２４の途中にプローブ側光路長調整レン
ズ２６を設け、光ファイバ２４ｂを介して光ファイバ５
８に伝達するように構成し、信号光路の本体側光路長調
整レンズ１７をディレイラインとして兼用すると共に、
参照光路の光ファイバ５８の先端側を１×２光カップラ
部６１で光ファイバ１４の基端側に接続して構成しても
良い。

【００６１】また、図１０に示すように光プローブ５２
Ｂは、上記第１の実施の形態で説明したのとほぼ同様
に、プローブ側光コネクタ部５４ｂの基端側に光ファイ
バ収納部４１を設け、この光ファイバ収納部４１に光フ
ァイバ２４Ｂの途中を所定回数巻いて収納することで、
更なるプローブ先端部の細径化が可能となる。

【００６２】（第３の実施の形態）図１１は本発明の第
３の実施の形態に係る光イメージング装置を示す構成図
である。上記第１，第２の実施の形態は、光プローブを
体腔内等や工業用途の配管内部に挿入されて用いられる
ものに本発明を適用して構成しているが、本第３の実施
の形態は、光プローブで例えば積層フィルム等の層状物
質を観察するものに本発明を適用して構成する。それ以
外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説
明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。

【００６３】図１１に示すように本第３の実施の形態の
光イメージング装置７１は、例えば積層フィルム等の層
状物質２Ｂを観察可能な光プローブ７２と、この光プロ
ーブ７２を着脱自在に接続し、被検体２からの戻り光か
ら被検体２の断層像を構築する装置本体７３とから主に
構成される。

【００６４】光プローブ７２は、プローブ側光コネクタ
部７４ｂが装置本体７３の本体側光コネクタ部７４ａに
着脱自在に接続可能であり、装置本体７３に対して交換
可能な構成となっている。

【００６５】装置本体７３は、低コヒーレンス光源１１
で発生した低コヒーレンス光が光源側レンズ８１で平行
光にされ、ハーフミラー８２を通過して光分岐手段であ
る光分岐ハーフミラー８３に入射される。光分岐ハーフ
ミラー８３に入射された低コヒーレンス光は、この光分
岐ハーフミラー８３で信号光と参照光とに分岐される。
尚、光分岐手段として光分岐ハーフミラー８３の代わり
に光カップラを用いても良い。

【００６６】光分岐ハーフミラー８３で分岐された信号
光は、本体側光コネクタ部７４ａに伝達され、この本体
側光コネクタ部７４ａにプローブ側光コネクタ部７４ｂ
が接続されていると、これら光コネクタ部７４を介して
光プローブ７２へ伝達される。光プローブ７２へ伝達さ
れた信号光は、光路長調整手段として楔型プリズム８４
ａ，８４ｂを２つ組み合わせた光路長調整プリズム８４
により、全信号光路と全参照光路との光路長が低コヒー
レンス光の可干渉距離範囲内でほぼ一致するように調整
される。

【００６７】尚、この調整は、上記第１の実施の形態と
同様に予め、図示しないリフレクトメータで測定し、手
動又は制御部３３の制御により図示しないステッピング
モータを駆動することで、装置全体（光プローブ７２及
び装置本体７３）内で合わせ込むようになっている。

【００６８】そして、光路長を調整された信号光は、ヘ
テロダイン干渉として電気光学変調素子（ＥＯＤ；Eele
ctro-Optic Device ；又は電気光学変調器ＥＯＭ；Eele
ctro-Optic Modulator とも呼ばれる）８５で光変調さ
れる。光変調された信号光は、光プローブ７２の先端側
に配設された対物レンズ８６に伝達され、この対物レン
ズ８６によりその焦点で被検体２に集光される。そし
て、その焦点からの被検体２の反射光及び散乱光の一部
は、戻り信号光として上記光路を通り、再び装置本体７
３の光分岐ハーフミラー８３側に戻るようになってい
る。

【００６９】対物レンズ８６は、垂直走査手段として光
軸方向に進退動されるステージ８６ａに一体的に設けら
れ、このステージが図示しないステッピングモータによ
りＺ軸方向（光軸方向）に進退動されることで、被検体
２の目的部位に対して深部方向に垂直走査が行われるよ
うになっている。このステージを駆動するステッピング
モータ８６ａは、装置本体７３の制御部３３で制御駆動
されるようになっている。

【００７０】一方、光分岐ハーフミラー８３で分岐され
た参照光は、反射ミラー８７で反射されて本体側光コネ
クタ部７４ａに伝達され、プローブ側光コネクタ部７４
ｂを介して光プローブ７２へ伝達される。光プローブ７
２へ伝達された参照光は、参照光伝達手段としての平面
ミラー８８で反射されて、再び装置本体７３の光分岐ハ
ーフミラー８３側に戻るようになっている。

【００７１】尚、光イメージング装置７１は、装置本体
７３内で参照光路の光路長が光分岐ハーフミラー８３〜
反射ミラー８７分、信号光路の光路長より長くなってい
るが、光プローブ７２内でその分、信号光路が長く設け
られている。また、平面ミラー８８は、ディレイライン
として光軸方向へ変位されるＰＺＴ（チタン酸ジルコン
酸鉛）素子８９がステージ９０に一体的に設けられ、こ
のＰＺＴ素子８９で被検体２の目的部位に対する信号光
の集光位置と、干渉光の干渉位置とを一致させるように
なっている。

【００７２】そして、これら光路長が殆ど等しい参照光
と信号光とは、光分岐ハーフミラー８３側からの光路で
干渉する。即ち、光分岐ハーフミラー８３は、参照光と
信号光とを結合する光結合手段を兼ねている。そして、
干渉光は、受光側レンズ９１で集光されて、光検出部３
１で受光されるようになっている。

【００７３】このように構成される光イメージング装置
７１は、積層フィルム等の層状物質２Ｂに対し、光プロ
ーブ７２から低コヒーレンス光を集光し、その内部の断
層画像データを得て、表示部３４の表示面にＯＣＴ像を
表示できるようにしている。ここで、光イメージング装
置７１は、被検体２Ｂや観察目的部位が異なるために、
極端に長さの異なる光プローブ７２を交換して使用する
場合がある。

【００７４】光イメージング装置７１は、予め、装置全
体（光プローブ７２及び装置本体７３）内で全信号光路
の光路長と、全参照光路の光路長とが低コヒーレンス光
の可干渉距離範囲内でほぼ一致している。

【００７５】この結果、光イメージング装置７１は、信
号光路と参照光路との光路長が低コヒーレンス光の可干
渉距離範囲内でほぼ一致するので、極端に長さの異なる
光プローブ７２を交換して使用した場合にも、確実に断
層像を得ることができる。

【００７６】尚、光イメージング装置７１は、予め、各
層の屈折率が分っていれば、制御部３３により対物レン
ズ８６の光軸方向への移動量から各層の厚さを算出し、
この算出結果により厚さ測定や内部の欠陥観察を行う。
この結果、本実施の形態の光イメージング装置７１は、
上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることが可能と
なる。

【００７７】尚、光イメージング装置７１は、図示しな
いガルバノミラーを用いることで、層状物質２Ｂに対し
てＸ走査，ＸＹ走査等の二次元走査が可能なように構成
しても良い。また、光イメージング装置７１は、透明で
散乱の少ない積層フィルム等を測定する場合、ヘテロダ
イン検出法を必ずしも用いなくとも良い。この場合、光
イメージング装置７１は、その分簡単な構成となる。

【００７８】尚、本発明は、以上述べた実施の形態のみ
に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々変形実施可能である。

【００７９】［付記］（付記項１） 低コヒーレンス光
源からの低コヒーレンス光を被検体に集光し、この被検
体からの戻り光を取り込む光プローブ及び、この光プロ
ーブを着脱自在に接続し、取り込んだ戻り光から被検体
の断層像を構築する装置本体を有する光イメージング装
置において、前記低コヒーレンス光源で発生した低コヒ
ーレンス光を光分岐手段で信号光と参照光とに分岐し、
分岐した信号光を前記光プローブの先端側に伝達して被
検体に集光する信号光伝達手段と、前記光分岐手段で分
岐した参照光と前記被検体からの戻り信号光とを干渉さ
せるために、前記参照光を干渉手段へ伝達する参照光伝
達手段と、を具備し、前記参照光伝達手段の参照光路の
少なくとも一部を前記光プローブに設けたことを特徴と
する光イメージング装置。

【００８０】（付記項２） 前記光プローブ内の信号光
路と前記光プローブ内の参照光路とが略同一の光路長を
有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージン
グ装置。

【００８１】（付記項３） 前記光プローブ内の信号光
路と前記光プローブ内の参照光路とに所定の差を有し、
前記信号光伝達手段の信号光路と前記参照光伝達手段の
参照光路との光路長が略同一の値を有することを特徴と
する付記項１に記載の光イメージング装置。

【００８２】（付記項４） 前記信号光伝達手段の信号
光路と前記参照光伝達手段の参照光路との光路長を等し
くするための光路長調整手段を設けたことを特徴とする
付記項１に記載の光イメージング装置。

【００８３】（付記項５） 前記信号光伝達手段の信号
光路と前記参照光伝達手段の参照光路との少なくとも一
方に、周波数を変調する光変調手段を設け、この光検出
手段からの出力にヘテロダイン検出法を用いて被検体の
情報を得ることを特徴とする付記項１に記載の光イメー
ジング装置。

【００８４】（付記項６） 被検体に集光される信号
光の光軸方向における干渉位置を変化させるためのディ
レイラインを設けたことを特徴とする付記項１に記載の
光イメージング装置。 （付記項７） 前記参照光伝達手段と前記信号光伝達手
段とを略同一の光学部材で構成することを特徴とする付
記項２又は３に記載の光イメージング装置。

【００８５】（付記項８） 前記装置本体に着脱自在に
交換可能な複数の光プローブを有し、これら全ての光プ
ローブで信号光路と参照光路との光路差が前記所定量に
等しいことを特徴とする付記項３に記載の光イメージン
グ装置。

【００８６】（付記項９） 前記光路長調整手段を前記
光プローブに設けることを特徴とする付記項４に記載の
光イメージング装置。 （付記項１０） 前記光路長調整手段を前記装置本体に
設けることを特徴とする付記項４に記載の光イメージン
グ装置。 （付記項１１） 前記光路長調整手段を前記光プローブ
と前記装置本体とのそれぞれに設けることを特徴とする
付記項４に記載の光イメージング装置。

【００８７】（付記項１２） 前記光プローブの特徴情
報を保持する情報保持手段と、この情報保持手段に保時
された特徴情報を検知する情報検知手段とを前記装置本
体に設け、前記光プローブが前記装置本体に接続された
際に、前記情報検知手段が検知した前記情報保持手段か
らの特徴情報に基づき、前記光路長調整手段を制御する
制御手段を設けたことを特徴とする付記項４に記載の光
イメージング装置。

【００８８】（付記項１３） 前記光変調手段を前記信
号光路と前記参照光路とのそれぞれに設けることを特徴
とする付記項５に記載の光イメージング装置。 （付記項１４） 前記信号光を走査する信号光走査手段
を設けることを特徴とする付記項１又は６に記載の光イ
メージング装置。 （付記項１５） 前記参照光伝達手段及び前記信号光伝
達手段に光ファイバを用いることを特徴とする付記項７
に記載の光イメージング装置。

【００８９】（付記項１６） 前記光路長調整手段を前
記光プローブの参照光路に設けることを特徴とする付記
項９に記載の光イメージング装置。 （付記項１７） 前記光路長調整手段を前記光プローブ
の信号光路に設けることを特徴とする付記項９に記載の
光イメージング装置。 （付記項１８） 前記光路長調整手段を前記装置本体の
参照光路に設けることを特徴とする付記項１１に記載の
光イメージング装置。 （付記項１９） 前記光路長調整手段を前記装置本体の
信号光路に設けることを特徴とする付記項１１に記載の
光イメージング装置。

【００９０】（付記項２０） 前記光ファイバは、シン
グルモードファイバであることを特徴とする付記項１５
に記載の光イメージング装置。 （付記項２１） 前記光ファイバは、マルチモードファ
イバであることを特徴とする付記項１５に記載の光イメ
ージング装置。

【００９１】（付記項２２） 前記参照光伝達手段に用
いられる参照光用光ファイバは、少なくとも１回折り返
して配されることを特徴とする付記項１５に記載の光イ
メージング装置。

【００９２】（付記項２３） 前記信号光伝達手段に用
いられる信号光用光ファイバと前記参照光伝達手段に用
いられる参照光用光ファイバとを略平行に配置すること
を特徴とする付記項１５に記載の光イメージング装置。

【００９３】（付記項２４） 前記参照光伝達手段に用
いられる参照光用光ファイバの先端部側の端面反射によ
り、この参照光用光ファイバで伝達される参照光が折り
返されることを特徴とする付記項１５に記載の光イメー
ジング装置。

【００９４】（付記項２５） 前記光プローブの参照光
路を光ファイバと光サーキュレータとの組み合わせで構
成することを特徴とする付記項１５に記載の光イメージ
ング装置。

【００９５】（付記項２６） 前記光プローブの参照光
路を光ファイバと１×２の光カプラとの組み合わせで構
成することを特徴とする付記項１５に記載の光イメージ
ング装置。

【００９６】（付記項２７） 前記光プローブと前記装
置本体とが参照光の入出口を形成した光コネクタ部に着
脱自在に接続し、この光プローブ内で参照光が往復する
ように前記参照光伝達手段を配置することを特徴とする
付記項１５に記載の光イメージング装置。

【００９７】（付記項２８） 前記光プローブの基端部
に前記参照光用光ファイバの収納部を設けたことを特徴
とする付記項２２に記載の光イメージング装置。 （付記項２９） 前記収納部に前記参照光用光ファイバ
を全て収納することを特徴とする付記項２８に記載の光
イメージング装置。

【００９８】（付記項３０） 低コヒーレンス光源から
の低コヒーレンス光を被検体に集光し、この被検体から
の戻り光を取り込む光プローブ及び、この光プローブを
着脱自在に接続し、取り込んだ戻り光から被検体の断層
像を構築する装置本体を有する光イメージング装置にお
いて、前記低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレン
ス光を光分岐手段で信号光と参照光とに分岐し、分岐し
た信号光を前記光プローブの先端側に伝達して被検体に
集光する信号光伝達手段と、前記光分岐手段で分岐した
参照光と前記被検体からの戻り信号光とを干渉させるた
めに、前記参照光を干渉手段へ伝達する参照光伝達手段
と、を具備し、前記信号光伝達手段の信号光路と前記参
照光伝達手段の参照光路との光路長を一致させるため
に、前記参照光伝達手段の参照光路の少なくとも一部を
前記光プローブに設けたことを特徴とする光イメージン
グ装置。

【００９９】（付記項３１） 前記信号光伝達手段の信
号光路と前記参照光伝達手段の参照光路との光路長を更
に等しくするための光路長調整手段を設けたことを特徴
とする付記項３０に記載の光イメージング装置。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、極
端に長さの異なる光プローブを交換して使用した場合に
も、確実に断層像を得ることが可能な光イメージング装
置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の光イメージング装
置を示す構成図

【図２】図１の第１の変形例を示す光プローブの構成図

【図３】図１の第２の変形例を示す光プローブの構成図

【図４】図１の第３の変形例を示す光プローブの構成図

【図５】図１の第４の変形例を示す光プローブの構成図

【図６】本発明の第２の実施の形態の光イメージング装
置を示す構成図

【図７】図６の第１の変形例を示す光イメージング装置
の構成図

【図８】図６の第２の変形例を示す光イメージング装置
の構成図

【図９】図６の第３の変形例を示す光イメージング装置
の構成図

【図１０】図６の光プローブの変形例を示す構成図

【図１１】本発明の第３の実施の形態の光イメージング
装置を示す構成図

【符号の説明】

１…光イメージング装置 ３…光プローブ ４…装置本体 ５…光コネクタ部 ５ａ…本体側光コネクタ部 ５ｂ…プローブ側光コネクタ部 １１…低コヒーレンス光源 １２，１４，１８，１９，２４…光ファイバ １３…光カップラ部 １７…本体側光路長調整レンズ ２０…対物レンズ ２６…プローブ側光路長調整レンズ ３１…光検出部 ３２…信号処理部 ３３…制御部 ３４…表示部 代理人 弁理士 伊藤 進

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G059 AA05 BB12 BB15 DD13 EE02 EE09 EE11 FF02 GG02 GG09 GG10 JJ11 JJ12 JJ17 JJ18 JJ22 KK01 LL01 LL10 MM01 MM08 MM09 PP04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低コヒーレンス光源からの低コヒーレン
   ス光を被検体に集光し、この被検体からの戻り光を取り
   込む光プローブ及び、この光プローブを着脱自在に接続
   し、取り込んだ戻り光から被検体の断層像を構築する装
   置本体を有する光イメージング装置において、 前記低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を
   光分岐手段で信号光と参照光とに分岐し、分岐した信号
   光を前記光プローブの先端側に伝達して被検体に集光す
   る信号光伝達手段と、 前記光分岐手段で分岐した参照光と前記被検体からの戻
   り信号光とを干渉させるために、前記参照光を干渉手段
   へ伝達する参照光伝達手段と、 を具備し、前記参照光伝達手段の参照光路の少なくとも
   一部を前記光プローブに設けたことを特徴とする光イメ
   ージング装置。
2. 【請求項２】 前記光プローブ内の信号光路と前記光プ
   ローブ内の参照光路とが略同一の光路長を有することを
   特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
3. 【請求項３】 前記光プローブ内の信号光路と前記光プ
   ローブ内の参照光路とに所定の差を有し、前記信号光伝
   達手段の信号光路と前記参照光伝達手段の参照光路との
   光路長が略同一の値を有することを特徴とする請求項１
   に記載の光イメージング装置。