JP2004024888A

JP2004024888A - Optical scanning probe apparatus

Info

Publication number: JP2004024888A
Application number: JP2003203807A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yamamiya; 山宮　広之
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2004-01-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanning probe apparatus wherein a probe is easy to wash and a distal end of an optical fiber is less likely to be broken and which is easy to handle. <P>SOLUTION: This apparatus is provided with: the probe 4 to be inserted to a celom; a diode laser 6 for emitting light with which a portion to be examined is irradiated; the optical fiber 17 for guiding the light from the diode laser 6 to a distal end of the probe 4; a lens 37 for focusing the light from the optical fiber 17 on the portion to be examined and condensing the light from the portion to be examined on the end face of the optical fiber; a scanning mirror 32 for scanning the portion to be examined with a focal point focused by the lens 37; a 4-terminal coupler 8 for separating at least a part of the light returned from the portion to be examined from an optical path of the light from the diode laser 6; a PMT unit 7 for detecting the returned light separated by the 4-terminal coupler 8; and a connector unit 9 for connecting the probe 4 to the diode laser 6 in an attachable and detachable manner. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検部の画像を光走査によって得る光走査プローブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検部の画像を光走査によって得る光走査プローブ装置は従来から知られている。例えば、米国特許第５１２０９５３号には、体腔内に挿入されるプローブ（内視鏡）と、被検部に照射される光を形成する光源装置と、前記光源装置からの光を前記プローブの先端に導くための光ファイバとを備え、光ファイバの先端をアクチュエータによって動かすことにより焦点を走査して、組織を拡大観察する光走査プローブ装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記米国特許に開示されている装置は、光源装置とプローブとが一体となっており、プローブを光源装置側から分離できる構造にはなっていないため、プローブの洗浄が困難である。また、光ファイバの先端部が外部に露出してむき出した状態で使用されるため、光ファイバの先端部が非常に破損し易く、取り扱いが困難である。
【０００４】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、プローブの洗浄が容易で、光ファイバの先端部が破損しにくく、取り扱いが容易な光走査プローブ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された光走査プローブ装置は、体腔内に挿入されるプローブと、被検部に照射される光を形成する光源装置と、前記光源装置からの光を前記プローブの先端に導くための光ファイバと、前記光ファイバからの光を被検部に合焦させ、被検部からの光を前記光ファイバの端面に集光させる合焦手段と、前記合焦手段によって合焦された焦点を被検部に対して走査する光走査手段と、被検部からの戻り光の少なくとも一部を光源装置からの光の光路から分離する分離手段と、前記分離手段によって分離された戻り光を検出する光検出手段と、前記プローブを前記光源装置に対して着脱自在に接続する光コネクタとを具備することを特徴とする。
【０００６】
この請求項１に記載された光走査プローブ装置によれば、光コネクタを介して光源装置からプローブのみを取り外すことができるため、プローブの洗浄を容易に行なうことができる。
【０００７】
また、請求項２に記載された光走査プローブ装置は、前記光コネクタには、光走査手段のための電気コネクタが一体的に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載された光走査プローブ装置は、前記光コネクタには、洗浄時に水密を維持するための水密部材が備えられていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１〜図１１は本発明の第１の実施形態を示している。図１に示されるように、本実施形態に係る光走査プローブ装置は、モニタ１と、制御部２と、光源装置としての光学ユニット３と、プローブ４とを備えている。プローブ４は、その基端に設けられたコネクタユニット（光コネクタ）９を介して、光学ユニット３に着脱自在に接続される。
【００１１】
光学ユニット３は、光源である波長４０５ｎｍのダイオードレーザ（以下、ＬＤという）６と、光検出手段としてのフォトマルチプライヤ（以下、ＰＭＴという）ユニット７と、ＬＤ６とＰＭＴユニット７とコネクタユニット９とを光学的に接続する分離手段としての４端子カプラ８とを有している。４端子カプラ８は、４つの端部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを有しており、端部８ａ，８ｂから入った光がそれぞれ分岐されて端部８ｃ，８ｄに伝えられるとともに端部８ｃ，８ｄから入った光がそれぞれ分岐されて端部８ａ，８ｂに伝えられるように構成されている。
【００１２】
図２に示されるように、制御部２は、画像化回路１１と、記録装置１２と、走査駆動回路１３と、レーザ駆動回路１４とを有している。画像化回路１１には、記録装置１２と走査駆動回路１３とレーザ駆動回路１４とがそれぞれ接続されている。また、走査駆動回路１３は、接続ケーブル１０を介して、コネクタユニット９に着脱自在に接続される。また、レーザ駆動回路１４はケーブルを介して光学ユニット３のＬＤ６に接続され、画像化回路１１はケーブルを介して光学ユニット３のＰＭＴユニット７に接続されている。また、制御部２はモニタ１に接続されている。
【００１３】
図３に示されるように、コネクタユニット９は、電気コネクタ１５と通信用ＦＣコネクタ１６とを有している。プローブ４内およびコネクタユニット９内に挿通された光ファイバ１７は、ＦＣコネクタ１６を介して、光学ユニット３の４端子カプラ８の一端部８ｃに接続される。また、ＦＣコネクタ１６が接続される光学ユニット３の部位には、光学ユニット３に対するＦＣコネクタ１６の接続状態を検知する検知スイッチ６４が設けられている。この検知スイッチ６４は、図示しないケーブルを介して、制御部２のレーザ駆動回路１４に接続されている。また、プローブ４内およびコネクタユニット９内に挿通された電気ケーブル１８は、電気コネクタ１５を介して、接続ケーブル１０に接続される。なお、プローブ４とコネクタユニット９との接続部は、この部位の折れを防止する折れ止め部材１９によって保護されている。
【００１４】
コネクタユニット９の電気コネクタ１５から接続ケーブル１０を取り外した状態が図４に示されている。この状態で、プローブ４を洗浄する場合には、図示のように、電気コネクタ１５を覆うように水密キャップ２０が取付けられる。この時、Ｏリング２００によってコネクタユニット９の内部の水密が保たれる。また、キャップ２０には弾性リップ２２が設けられており、キャップ２０をコネクタユニット９に捩じ込むことにより、この弾性リップ２２が変形して、水密が保たれる構造になっている。
【００１５】
コネクタユニット９のＦＣコネクタ１６を光学ユニット３から取り外した状態が図５に示されている。この状態で、プローブ４を洗浄する場合には、図示のように、ＦＣコネクタ１６を覆うように水密キャップ２１が取付けられる。この場合も、Ｏリング２００によってコネクタユニット９の内部の水密が保たれる。また、キャップ２１にはゴム栓２３が設けられている。プローブ４の水密チェックを行なう場合には、プローブ４を水中に沈め、ゴム栓２３の部分から空気圧を加えて、水密チェックを行なうことができるようになっている。
【００１６】
図６はプローブ４の先端部５の断面を示している。図示のように、プローブ４は、外皮を構成するチューブ２４と、チューブ２４内に配設されたコイルパイプ２５とによって形成されている。なお、チューブ２４およびコイルパイプ２５の基端部はコネクタユニット９に固定されている。
【００１７】
コイルパイプ２５内には、電気ケーブル１８と光ファイバ１７とが挿通されている。また、コイルパイプ２５の先端部は、プローブ４の先端部５内に配設されたコイルパイプ止め２６に接着されている。また、コイルパイプ止め２６にはガイドパイプ２７が接着されている。そして、チューブ２４の先端部が糸巻き接着部２８でコイルパイプ止め２６とガイドパイプ２７とに固定されている。
【００１８】
ガイドパイプ２７にはジルコニア製フェルール２９が固定されており、フェルール２９の中心部には光ファイバ１７が挿通されて接着されている。なお、フェルール２９に光ファイバ１７が接着された後、フェルール２９と光ファイバ１７の先端面は一体的に研磨され、研磨された先端面に図示しない反射防止膜が設けられる。また、フェルール２９は、光通信に用いられている光コネクタのフェルール部材を加工したものが望ましい。光ファイバ１７には、コア径の小さいシングルモードファイバが使用される。
【００１９】
フェルール２９には、第１の間隔管（間隔調整部材）３０を介して、光走査手段としてのスキャニングミラー３２を有するミラー台３１が固定されている。この場合、第１の間隔管３０は、フェルール２９とスキャニングミラー３２との間の距離を調節するために設けられる。また、スキャニングミラー３２は、紫外線硬化接着剤によって、ミラー台３１に固定されている。ミラー台３１は、ガラスで製作されており、紫外線を透過する。スキャニングミラー３２は、配線３３とミラー台３１に固定された垂直基板３４とフレキシブル基板３５とを介して、ケーブル１８内の複数の心線３６に接続されている。
【００２０】
ガイドパイプ２７の先端部にはレンズ枠３８が固定されている。このレンズ枠３８には合焦手段としてのレンズ３７が接着固定されている。また、レンズ枠３８は、第２の間隔管（間隔調整部材）３９を介して、ミラー台３１に固定されている。また、レンズ３７の中心部付近にはミラー蒸着部４５が設けられている。
【００２１】
レンズ枠３８には、第３の間隔管（間隔調整部材）４２を介して、先端カバー４１が固定されている。この先端カバー４１は、また、ガイドパイプ２７にも接着固定されている。先端カバー４１にはカバーガラス４０が固定されている。なお、ガイドパイプ２７と先端カバー４１との間の隙間４３は接着剤で埋められている。また、光学部材が組み込まれた先端部５内に異物が混入したり圧力が作用することを防ぐため、先端部５内にはフェルール２９の基端側でシリコン接着剤４４が封入されている。このように、ガイドパイプ２７を基準に光学部材を組立てると、組立精度が向上する。
【００２２】
次に、図７〜図９を参照しながらスキャニングミラー３２について詳細に説明する。
【００２３】
スキャニングミラー３２は抵抗値が低いシリコン基板５０から成る。シリコン基板５０の表面には、適切にマスクをしてエッチングを行なうことにより、窪み５１が形成されている。また、基板５０の裏面にも、エッチングによって、窪み部４８と貫通穴４７とが形成されている。窪み部４８には、フェルール２９の先端部が挿入される。なお、基板５０は配線３３を介してグランドに接続されている。
【００２４】
シリコン基板５０上にはプレート５２が接着されている。このプレート５２は、基板５０上の酸化物層によって、基板５０から電気的に絶縁されている。プレート５２の上面には、適切にマスクをすることによって、窒化膜５３が設けられる。窒化膜５３は、ミラー部４９に必要な部分を残して、エッチングされる。この時のミラー部４９をプレート５２の上面から見た図が図８に示されている。図中、黒塗りされた部分５３ａは窒化膜５３を設けていなかった部分である。窒化膜５３の上に導電層を形成して、スキャニングミラー３２の電極５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄとミラー部４９と配線５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄとが製作された状態が図９に示されている。この場合、電極５４ａ，５４ｂはミラーの役割も兼ねている。この状態で、適切にエッチングを行なうことにより、窒化膜５３に覆われていない部分が取り除かれる。この時、ヒンジ部５６，５７は両側からアンダーエッチされることにより窒化膜５３の部分のみが残り、その部分を軸にして中心部５５が回転できるようになる。また、中心部５５の中心には中心穴４６が設けられている。また、電極５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄは、配線３３と垂直基板３４とフレキシブル基板３５とケーブル１８とを介して、制御部２に接続されている。
【００２５】
次に、上記構成の光走査プローブ装置の作用について説明する。
【００２６】
プローブ４を体腔内に挿入してプローブ４の先端部５を観察対象組織６０に押し付けた状態が図１０に示されている。コネクタユニット９のＦＣコネクタ１６が光学ユニット３に接続されて検知スイッチ６４がＯＮになった状態の時にのみ、レーザ駆動回路１４によってＬＤ６が駆動され、ＬＤ６からレーザ光が発せられる。この場合、レーザ駆動回路１４はＬＤ６を間欠的に駆動させる。すなわち、レーザ駆動回路１４は、例えばＬＤ６を０．１秒駆動させた後に停止させ、０．９秒の間隔をもって再びＬＤ６を０．１秒駆動させるといった間欠的な駆動を行なうことによって、照射量を調節する。
【００２７】
ＬＤ６から発せられたレーザ光は、４端子カプラ８の一端部８ａに集光され、４端子カプラ８によって２ルートに分けられる。分けられたレーザ光の一方は、４端子カプラ８の端部８ｄに導かれるが、この端部８ｄには何も接続されておらず、また、カプラ８内の光ファイバの端部は屈折率のマッチングがとられているため、端部８ｄから４端子カプラ８に戻る光は殆どない。分けられたレーザ光の他方は、４端子カプラ８の端部８ｃからコネクタユニット９へと導かれる。また、コネクタユニット９に導かれた光は、ＦＣコネクタ１６から光ファイバ１７によってプローブ４の先端部５に導かれる。先端部５における光路が図１０に破線で示されている。
【００２８】
図１０に示されるように、光ファイバ１７によってプローブ４の先端部５に導かれたレーザ光は、光ファイバ１７の先端面からレンズ３７に向けて出射される。この場合、光ファイバ１７の先端部はフェルール２９に固定されて一体的に研磨されているとともに、研磨された端面に反射防止膜が設けられているため、光ファイバ１７の端面での反射光は極めて小さく抑えられる。
【００２９】
光ファイバ１７の端面のコア５８から出射された光は、シリコン基板５０の貫通穴４７とミラー部４９の中心穴４６とを通って、レンズ３７へ向かう。この光は、レンズ３７の表面に設けられたミラー蒸着４５によって反射されるとともに、広がりながらスキャニングミラー３２のミラー部４９へ向かい、ミラー部４９で反射される。続いて、ミラー部４９で反射された光は、レンズ３７で集光され、カバーガラス４０を通って焦点５９を結ぶ。プローブ４の先端部５は観察対象組織６０に押し付けられており、焦点５９はこの観察対象組織６０の表層付近に位置するようになる。この焦点５９からの反射光は、入射光と同じ光路を逆方向に通り、再び光ファイバ１７のコア５８で焦点を結び、光ファイバ１７に入射される。この時、焦点５９以外からの反射光は、入射光と同じ光路を通ることができず、光ファイバ１７のコア５８に殆ど入射できない。つまり、このコア５８が小さいピンホールの働きをなし、共焦点顕微鏡と同等の解像度を持つようになる。
【００３０】
この状態で、次に、制御部２の走査駆動回路１３を動作させる。走査駆動回路１３からの信号は、ケーブル１０、コネクタユニット９、ケーブル１８、フレキシブル基板３５、垂直基板３４、配線３３をそれぞれ介して、スキャニングミラー３２へと伝えられる。スキャニングミラー３２へ伝えられた信号は、スキャニングミラー３２の電極５４ａ，５４ｂ（図９参照）を交互に正に帯電させる。ここで、基板５０はグランドに接続されているため、スキャニングミラー３２の電極５４ａ，５４ｂはそれぞれ静電気力で基板５０と引き合い、ミラー部４９の中心部５５がヒンジ５７（図８および図９参照）を回転軸にして振動する。これに伴って、レーザ光の焦点５９の位置は走査面６３のＸ方向（図１０および図１１参照）に走査される。一方、電極５４ｃ，５４ｄ（図９参照）が交互に正に帯電されることによって、ミラー部４９の中心部５５がヒンジ５６（図８および図９参照）を回転軸にして振動し、レーザ光の焦点５９の位置が走査面６３のＹ方向（Ｘ方向と垂直な方向…図１１参照）に走査される。ここで、Ｙ方向の振動の周波数をＸ方向の走査の周波数よりも充分に遅くすることによって、焦点は図１１のように観察対象組織６０の走査面６３を順に走査する。なお、Ｘ方向の駆動周波数は、スキャニングミラー３２のＸ方向の回転の共振周波数と等しくすることが望ましい。
【００３１】
観察対象組織６０の各点の反射光は、光ファイバ１７とＦＣコネクタ１６とを介して、４端子カプラ８の端部８ｃに伝えられる。端部８ｃに伝えられた反射光は、４端子カプラ８で２ルートに分けられ、そのうちの一方の端部８ｂからＰＭＴユニット７に導かれるとともに、ＰＭＴユニット７で電気信号に変換される。この電気信号は、ＰＭＴユニット７内の増幅回路で増幅されて、制御部２の画像化回路１１に送られる。
【００３２】
画像化回路１１は、レーザ駆動回路１４によってＬＤ６が駆動されている時には、走査駆動回路１３の駆動波形を参照して、ＰＭＴユニット７から送られてくる電気信号がどの焦点位置からの出力であるかを計算するとともに、この点における反射光の強さを計算し、モニタ１に表示させる。そして、画像化回路１１は、これらを繰り返すことよって、走査面６３の反射光をモニタ１に画像化するとともに、必要に応じて画像データを記録装置１２に記録する。
【００３３】
以上の画像形成が完了して光走査プローブの使用が終了したら、次に、プローブ４を洗争する。この場合、コネクタ１５，１６に水密キャップ２０，２１が取り付けられ、○リング２００および弾性リップ２２によってコネクタユニット９内の水密が保たれる。なお、プローブ４の水密をチェックする場合には、プローブ４を水中に沈め、キャップ２１のゴム栓２３の位置から空気圧を作用させる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態の光走査プローブ装置によれば、コネクタユニット９を介して光学ユニット３からプローブ４のみを取り外すことができるため、プローブ４の洗浄を容易に行なうことができる。また、本実施形態の光走査プローブ装置によれば、光ファイバ１７の先端部がフェルール２９に固定的に保持されているため、光ファイバ１７の先端部が破損しにくく、しかも、取り扱いが容易である。
【００３５】
また、本実施形態では、小さなスキャニングミラー３２と光ファイバ１７を用いることにより、非常に小型な共焦点顕微鏡を構成することができる。また、光の伝達にシングルモードファイバを用いているため、細い構成でしかも柔軟に光を導くことができる。また、シングルモードファイバのコア５８をピンホールとして用いているため、非常に小さなピンホールの代用ができる。また、光学ユニット３からコネクタユニット９を外した際には、レーザが出射されない構成になっているため、安全である。また、レーザ光が間欠的に発せられるため、連続的に発せられる場合よりも、体内照射量を減らすことができる。また、コネクタユニット９の周辺に電気コネクタ１５が設けられているため、プローブ４の基端部の構成を簡潔にできる。
【００３６】
また、本実施形態では、フェルール２９と光ファイバ１７とが一体的に研磨されるとともに、フェルール２９および光ファイバ１７の端面に反射防止膜が設けられているため、光ファイバ１７の端面からの戻り光を少なくできる。また、フェルール２９とスキャニングミラー３２との間の距離を規定する第１の間隔管３０や、レンズ３７とスキャニングミラー３２との間の距離を規定する第２の間隔管３９が設けられているため、組立てが容易である。また、略４００ｎｍの光源を用いているため、分解能が良い。また、光源に波長４００ｎｍ可視光を用いているため、紫外光を用いるよりも安全である。
【００３７】
なお、本実施形態では、レーザ光が間欠的に発せられているが、レーザ光を連続的に発するようにしても良い。また、本実施形態では、光ファイバとしてシングルモードファイバが使用されているが、マルチモードファイバを用いても良い。
【００３８】
図１２は本発明の第２の実施形態を示している。図示のように、本実施形態の光走査プローブ装置では、プローブ４が途中で分岐され、コネクタユニット９が光コネクタ９ａと電気コネクタ９ｂとから成る。光コネクタ９ａは光学ユニット３に対して着脱自在に接続され、電気コネクタ９ｂは制御部２に対して着脱自在に接続されている。なお、それ以外の構成は第１の実施形態と同一である。
【００３９】
このような構成によれば、第１の実施形態と略同一の作用効果を得ることができるとともに、接続ケーブル１０が不要となるため、第１の実施形態よりもシステム構成が簡潔になる。
【００４０】
図１３〜図１９は本発明の第３の実施形態を示している。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図１３に示されるように、本美施形態の光走査プローブ装置は、モニタ１と、制御部２と、光源装置としての光学ユニット７０と、先端部７３を有するプローブ７２とを備えている。プローブ７２は、その基端部に設けられたコネクタユニット（光コネクタ）７１を介して、光学ユニット７０に対して着脱自在に接続される。プローブ７２には、様々な用途に用いられれるスイッチＢＯＸ１８６が設けられている。このスイッチＢＯＸ１８６は図示しないケーブルによって制御部２に接続されている。
【００４２】
光学ユニット７０は、光源である波長４０５ｎｍのダイオードレーザ（以下、ＬＤという）７４と、光検出手段としてのフォトマルチプライヤ（以下、ＰＭＴという）ユニット７５と、ＬＤ７４とＰＭＴユニット７５とコネクタユニット７１とを光学的に接続する分離手段としての４端子カプラ７６とを有している。本実施形態において、ＬＤ７４はレーザ光を連続的に発する。
【００４３】
４端子カプラ７６は、４つの端部７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄを有しており、端部７６ａ，７６ｂから入った光がそれぞれ分岐されて端部７６ｃ，７６ｄに伝えられるとともに端部７６ｃ，７６ｄから入った光がそれぞれ分岐されて端部７６ａ，７６ｂに伝えられるように構成されている。
【００４４】
コネクタユニット７１から延びる電気ケーブル８１は、光学ユニット７０の内部を経由するケーブル８１を介して、制御部２の走査駆動回路１３に接続されている。また、ＬＤ７４は制御部２のレーザ駆動回路１４に、ＰＭＴユニット７５は制御部２の画像化回路１１にそれぞれ接続されている。
【００４５】
図１４に示されるように、コネクタユニット７１は、その中心部に設けられた光学コネクタ７７と、光学コネクタ７７の周囲に配置された電気コネクタ７８とを有しており、光学ユニット７０に接続されると、光学ユニット７０に設けられた回転自在なフック８６によって抜けないように固定される。
【００４６】
プローブ４内およびコネクタユニット７１内に挿通された光ファイバ７９は、光学コネクタ７７によって、光学ユニット７０の４端子カプラ７６の一端部７６ｃに接続される。この時、光ファイバ７９の端部を固定的に保持する光学ユニットのフェルール８４がバネ８５によって光学ユニット７０に押し付けられるようになっている。
【００４７】
また、プローブ７２内およびコネクタユニット７１内に挿通された電気ケーブル８０は、電気コネクタ７８によって、ケーブル８１に接続されている。なお、プローブ７２とコネクタユニット７１との接続部は、この部位の折れを防止する折れ止め部材８２によって保護されている。
【００４８】
コネクタユニット７１を光学ユニット７０から取り外した状態が図１５に示されている。この状態で、プローブ７２を洗浄する場合には、図示のように、電気コネクタ７８を覆うように水密キャップ８３が取付けられる。この時、Ｏリング２００によってコネクタユニット７１の内部の水密が保たれる。また、キャップ８３には弾性リップ１８４が設けられており、キャップ８３をコネクタユニット７１に捩じ込むことにより、この弾性リップ１８４が変形して、水密が保たれる構造になっている。
【００４９】
図１６は光学ユニット７０側のコネクタ部を正面から見た図である。図示のように、光学ユニット７０のコネクタ部には、コネクタ蓋１８５が回動自在に設けられている。このコネクタ蓋１８５は、光学ユニット７０からコネクタユニット７１が取り外されると、光学コネクタ７７および電気コネクタ７８が接続される部位を自動的に遮蔽して、レーザ光が外部に漏れ出ないようにする。光学コネクタ７７および電気コネクタ７８が光学ユニット７０に接続された時のコネクタ蓋１８５の回動位置が図中に破線で示されている。
【００５０】
次に、図１７および図１８を参照しながらプローブ７２の先端部７３の構造について説明する。
【００５１】
先端部７３は、光学枠９３と、光走査手段としての走査ユニット９１と、先端カバーユニット９２とを備えている。光学枠９３はプローブ７２のアウターチューブ９４の先端部に固定されている。
【００５２】
走査ユニット９１は、光学枠９３に固定されたベ一ス９５を有している。べ一ス９５は、容易に動かないように、後述するレンズ枠１００や合焦手段としての対物レンズ１０１よりも重量が重く設定されている。べ一ス９５には光ファイバ７９の先端部が固定されている。
【００５３】
べ一ス９５の両側には薄板９６が接着されている。薄板９６には、厚み後方に分極された圧電素子８９が接着されている。圧電素子８９には、圧電素子８９を駆動するためのケーブル８０が接続されている。このケーブル８０は、プローブ７２の内部を通って、コネクタユニット７１に接続されている。
【００５４】
薄板９６の先端部は中間部材９７に固定されている。中間部材９７には２枚の平行な薄板９８ａ，９８ｂが固定されている。薄板９８ａ，９８ｂには圧電素子９９ａ，９９ｂが接着されている。薄板９８ａ，９８ｂの先端にはレンズ枠１００が固定され、レンズ枠１００には対物レンズ１０１と光学ファイバ７９の先端部を固定的に保持するフェルール１０２とが固定されている。なお、光ファイバ７９は、フェルール１０２に固定された後、先端部がフェルール１０２と一体的に研磨され、さらに反射防止膜が設けられる。また、圧電素子９９ａ，９９ｂはケーブル８０を介してコネクタユニット７１に接続されている。
【００５５】
本実施形態において、光ファイバ７９には、低モード数のマルチモードファイバが使用される。例えば波長１３００ｎｍ用のシングルモードファイバを、本実施形態の４０５ｎｍで使用すると、波長がカットオフ波長よりも短くなるため、複数のモードが立つ状態となる。本実施形態では、このような状態のファイバを使用する。また、対物レンズ１０１には開口数が０．３以上のものが選択される。
【００５６】
先端カバーユニット９２は、カバーホルダ１０３と、カバーホルダ１０３に固定されたカバーガラス１０４とからなり、カバーホルダ１０３は光学枠９３の先端部に固定されている。この構造により、プローブ７２の先端部は密閉される。
【００５７】
図１９はプローブ７２を内視鏡と組み合わせて使用した状態を示している。内視鏡の先端部１０５には、内視鏡用の対物レンズ１０６と、対物レンズ１０６を洗浄するためのノズル１０７と、ライトガイド１０８と、鉗子用チャンネル１０９とが設けられている。プローブ７２は内視鏡の鉗子用チャンネル１０９内に挿通されて使用される。また、プローブ７２の先端部７３の外表面にはバルーン１１０が設けられており、図示しない送気チューブを介して図示しないシリンジから流体がバルーン１１０内に供給されて、バルーン１１０が膨張されるようになっている。
【００５８】
次に、上記構成の光走査プローブそうちの作用について説明する。
【００５９】
まず、内視鏡の先端部１０５に対してプローブ７２の先端部７３を固定するために、バルーン１１０が膨張される。続いて、プローブ７２の先端部７３を観察対象組織１１２（図１７参照）の被検部に押し当てる。この時、被検部は先端部７３に対して固定されるため、画像ぶれが少なくなる。
【００６０】
レーザ駆動回路１４によってＬＤ７４が駆動されると、ＬＤ７４からのレーザ光は、４端子カプラ７６の端部７６ａに集光され、４端子カプラ７６によって２ルートに分けられる。分けられたレーザ光の一方は、４端子カプラ７６の端部７６ｄに導かれるが、この端部７６ｄには何も接続されておらず、また、カプラ７６内の光ファイバの端部は屈折率のマッチングがとられているため、端部７６ｄから４端子カプラ７６に戻る光は殆どない。分けられたレーザ光の他方は、４端子カプラ７６の端部７６ｃからコネクタユニット７１へと導かれる。また、コネクタユニット７１に導かれた光は、光学コネクタ７７から光ファイバ７９によってプローブ７２の先端部７３に導かれる。
【００６１】
光ファイバ７９によってプローブ７２の先端部７３に導かれたレーザ光は、光ファイバ７９の先端面からレンズ１０１に向けて出射される。この場合、光ファイバ７９の先端部はフェルール１０２に固定されて一体的に研磨されているとともに、研磨された端面に反射防止膜が設けられているため、光ファイバ７９の端面での反射光は極めて小さく抑えられる。
【００６２】
光ファイバ７９の端面のコア１１１から発せられた光は、レンズ１０１で集光され、カバーガラス１０４を透過して、観察対象物１１２の内部で焦点１１３を結ぶ。この焦点１１３からの反射光は、入射光と同じ光路を逆方向に通り、再び光ファイバ７９のコア１１１で焦点を結び、光ファイバ７９に入射される。この時、焦点１１３以外からの反射光は、入射光と同じ光路を通ることができず、光ファイバ７９のコア１１１に殆ど入射できない。つまり、このコア１１１が小さいピンホールの働きをなし、共焦点顕微鏡と同等の解像度を持つようになる。この場合、コア系がある程度小さいほうが、画像の分解能は良くなるが、画像が暗くなる。シングルモードファイバよりもややコア系の大きい低モードのマルチモードファイバが、明るさと分解能の点から望ましい。
【００６３】
この状態で、次に、制御部２の走査駆動回路１３を動作させる。走査駆動回路１３からの信号は、ケーブル８１とコネクタユニットとケーブル８０とを介して、各圧電素子８９，９９ａ，９９ｂへと伝えられる。これにより、圧電素子８９，９９ａ，９９ｂは、電圧に応じて伸縮するが、薄板９６，９８ａ，９８ｂに貼られているため、薄板９６，９８ａ，９８ｂを曲げるように動作する。具体的には、圧電素子９９ａ，９９ｂに極性が逆の交流を加えると、レンズホルダ１００が振動し、これによって、レンズ１０１と光ファイバ７９の先端部とが移動して、レーザ光の焦点１１３の位置がＸ方向（図１７参照）に走査される。この場合、この系の共振周波数で駆動すると、大きな変位が得られるので望ましい。一方、走査駆動回路１３によって圧電素子８９を伸縮させると、レーザ光の焦点１１５の位置がＸ方向と垂直なＹ方向に走査される。この場合、Ｙ方向の振動の周波数をＸ方向の走査の周波数よりも充分に遅くすることによって、焦点は図１１のように走査面１１６を順に走査する。これに伴って、走査面１１６の各点の反射光が光ファイバ７９によって伝えらる。
【００６４】
観察対象組織１１２の各点の反射光は、光ファイバ７９と光学コネクタ７７とを介して、４端子カプラ７６の端部７６ｃに伝えられる。端部７６ｃに伝えられた反射光は、４端子カプラ７６で２ルートに分けられ、そのうちの一方の端部７６ｂからＰＭＴユニット７５に導かれるとともに、ＰＭＴユニット７５で電気信号に変換される。この電気信号は、ＰＭＴユニット７５内の増幅回路で増幅されて、制御部２の画像化回路１１に送られる。
【００６５】
画像化回路１１は、レーザ駆動回路１４によってＬＤ７４が駆動されている時には、走査駆動回路１３の駆動波形を参照して、ＰＭＴユニット７５から送られてくる電気信号がどの焦点位置からの出力であるかを計算するとともに、この点における反射光の強さを計算し、モニタ１に表示させる。そして、画像化回路１１は、これらを繰り返すことよって、走査面１１６の反射光をモニタ１に画像化するとともに、必要に応じて画像データを記録装置１２に記録する。
【００６６】
なお、本実施形態では、プローブ７２に設けられたスイッチＢＯＸ１８６によって、レーザ光のＯＮ／ＯＦＦが可能になっており、観察時にのみレーザ光を照射できるようになっている。また、これらのスイッチによって、走査のＯＮ／ＯＦＦを行なったり、画像のフリーズをかけたり、フリーズを解除したりすることができるようになっている。
【００６７】
以上の画像形成が完了して光走査プローブの使用が終了したら、次に、プローブ７２を洗争する。この場合、コネクタユニット７１に水密キャップ８３が取り付けられ、○リング２００および弾性リップ８４によってコネクタユニット７１内の水密が保たれる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態の光走査プローブ装置によれば、コネクタユニット７１を介して光学ユニット７０からプローブ７２のみを取り外すことができるため、プローブ７２の洗浄を容易に行なうことができる。また、本実施形態の光走査プローブ装置によれば、光ファイバ７９の先端部がフェルール１０２に固定的に保持されているため、光ファイバ７９の先端部が破損しにくく、しかも、取り扱いが容易である。
【００６９】
また、本実施形態では、小さなスキャニングミラーと光ファイバを用いることにより、非常に小型な共焦点顕微鏡を構成することができる。また、低モードのマルチモードファイバのコア１１１をピンホールとして用いているため、第１の実施形態よりも明るい画像が得られる。また、光学ユニット７０からコネクタユニット７１を取り外した時には、コネクタ蓋１８５によってレーザ光が外部に漏れ出ないようになっているため、安全である。また、光学コネクタ７７と電気コネクタ７８とが一体的に設けられているため、プローブ７２の基端部の構成を簡潔にできる。
【００７０】
また、本実施形態では、フェルール１０２と光ファイバ７９とが一体的に研磨されるとともに、フェルール１０２および光ファイバ７９の端面に反射防止膜が設けられているため、光ファイバ７９の端面からの戻り光を少なくできる。また、略４００ｎｍの光源を用いているため、分解能が良い。また、光源に波長４００ｎｍ以上の可視光を用いているため、紫外線を用いるよりも安全である。また、光ファイバ７９の先端部とレンズ１０１とが一体で駆動されるため、光学系が単純になり、高性能な光学系を容易に製作することができる。また、Ｘ方向を共振周波数で駆動したため、Ｘ方向の走査範囲を大きくすることができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、レーザ光が連続的に発せられているが、レーザ光を間欠的に発するようにしても良い。また、本実施形態では、光ファイバとしてマルチモードファイバが使用されているが、シングルモードファイバを用いても良い。また、本実施形態では、スイッチＢＯＸ１８６がプローブ７２に設けられているが、これに限らず、スイッチＢＯＸ１８６を内視鏡本体に設けても良い。無論、フットスイッチであっても良い。また、スイッチを光学ユニット７０や制御部２に設けても良い。無論、他の場所に設けても良い。
【００７２】
図２０および図２１は本発明の第４の実施形態を示している。本実施形態は、第３の実施形態の変形例であり、第３の実施形態におけるの先端カバーユニット９２を先端カバーユニット１２０で置き換えた構成となっている。なお、それ以外の構成は第３の実施形態と同一である。
【００７３】
本実施形態のカバーユニット１２０は、先端部が斜めにカットされた光学枠１２３の先端に固定され、カバーガラスホルダ１２１とカバーガラス１２２とからなる。これらの部材１２１，１２２は図のような角度で固定されている。
【００７４】
このような構成では、焦点１２５を走査面１２４上で走査すると、走査面１２４は組織上の深さが変化していく面を走査するので、得られる画像は図２２のように斜め断面となる。
【００７５】
したがって、本実施形態によれば、第３の実施形態と同様の作用効果を得ることができるとともに、斜め断面を撮影することができ、深さの異なる部位の情報を得ることができる。
【００７６】
なお、以上説明してきた技術内容によれば、以下に示されるような各種の構成が得られる。
【００７７】
１．体腔内に挿入されるプローブと、
被検部に照射される光を形成する光源装置と、
前記光源装置からの光を前記プローブの先端に導くための光ファイバと、
前記光ファイバからの光を被検部に合焦させ、被検部からの光を前記光ファイバの端面に集光させる合焦手段と、
前記合焦手段によって合焦された焦点を被検部に対して走査する光走査手段と、
前記被検部からの戻り光の少なくとも一部を光源装置からの光の光路から分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離された戻り光を検出する光検出手段と、
前記プローブを前記光源装置に対して着脱自在に接続する光コネクタと、
を具備することを特徴とする光走査プローブ装置。
【００７８】
２．前記光走査手段は、走査ミラーによって光を走査することを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
３．前記光走査手段は、合焦手段と光ファイバの先端部とを一体的に走査することを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
４．前記光コネクタの光源装置側は、箱状の筐体に納められていることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
５．前記光コネクタを光源装置から取り外した時に光源装置からの光が外部に漏れ出ない構造を成していることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
【００７９】
６．前記光源装置のＯＮ／ＯＦＦを行なうスイッチがプローブに設けられていることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
７．前記光源装置のＯＮ／ＯＦＦを行なうスイッチがプローブの周辺に設けられていることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
８．前記光源装置は間欠的に光を発することを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
９．前記光源装置は連続的に光を発することを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
１０．前記光コネクタには、光走査手段のための電気コネクタが一体的に設けられていることを特数とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
【００８０】
１１．走査手段のための電気コネクタが前記光コネクタの周辺に設けられていることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
１２．走査手段のための電気コネクタが前記光コネクタとは別の部分に設けられていることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
１３．前記光コネクタには、洗浄時に水密を維持するための防水キャップが備えられていることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
１４．前記光コネクタが通信用の光コネクタであることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
１５．前記光源装置は波長４００ｎｍ以上の光源であることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
【００８１】
１６．前記光源装置は波長４００ｎｍ〜５００ｎｍの半導体レーザであることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
１７．前記光源装置は波長４００ｎｍ〜４５０ｎｍの半導体レーザであることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
１８．前記光ファイバはモード数が少ないマルチモードファイバであることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
１９．前記光ファイバがシングルモードファイバであることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
２０．被検部に接触する部分が走査面に対して一定の角度を成していることを特徴とする第１項に記載の光走査プローブ装置。
【００８２】
２１．体腔内に挿入されるプローブと、
被検部に照射される光を形成する光源装置と、
前記光源装置からの光を前記プローブの先端に導くための光ファイバと、
前記光ファイバからの光を被検部に合焦させ、被検部からの光を前記光ファイバの端面に集光させる合焦手段と、
前記合焦手段によって合焦された焦点を被検部に対して走査する光走査手段と、
前記被検部からの戻り光の少なくとも一部を光源装置からの光の光路から分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離された戻り光を検出する光検出手段と、
前記光ファイバの先端部を固定的に保持する硬質のフェルール部材と、
を具備することを特徴とする光走査プローブ装置。
【００８３】
２２．前記光走査手段は走査ミラーによって光を走査することを特徴とする第２１項に記載の光走査プローブ装置。
２３．前記光走査手段は、合焦手段と光ファイバの先端部とを一体的に走査することを特徴とする第２１項に記載の光走査プローブ装置。
２４．前記フェルール部材と光ファイバの先端部とが一体的に研磨されていることを特徴とする第２１項に記載の光走査プローブ装置。
２５．前記フェルール部材と光ファイバの先端部とには反射防止膜が施されていることを特徴とする第２１項に記載の光走査プローブ装置。
【００８４】
２６．前記フェルール部材と走査ミラーとの間の距離を一定に保つための間隔調整部材を有していることを特徴とする第２２項に記載の光走査プローブ装置。
２７．前記走査ミラーと合焦手段との間の距離を一定に保つための間隔調整部材を有していることを特徴とする第２２項に記載の光走査プローブ装置。
２８．前記光源装置は波長４００ｎｍ以上の光源であることを特徴とする第２１項に記載の光走査プローブ装置。
２９．前記光源装置は波長４００ｎｍ〜５００ｎｍの半導体レーザであることを特徴とする第２１項に記載の光走査プローブ装置。
３０．前記光源装置は波長４００ｎｍ〜４５０ｎｍの半導体レーザであることを特徴とする第２１項に記載の光走査プローブ装置。
【００８５】
３１．前記光ファイバはモード数が少ないマルチモードファイバであることを特徴とする第２１項に記載の光走査プローブ装置。
３２．前記光ファイバがシングルモードファイバであることを特徴とする第２１項に記載の光走査プローブ装置。
３３．被検部に接触する部分が走査面に対して一定の角度を成していることを特徴とする第２１項に記載の光走査プローブ装置。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プローブの洗浄が容易で、光ファイバの先端部が破損しにくく、取り扱いが容易な光走査プローブ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光走査プローブ装置の概略構成図である。
【図２】図１の光走査プローブ装置を構成する制御部のブロック図である。
【図３】図１の光走査プローブ装置を構成するコネクタユニットの断面図である。
【図４】図３のコネクタユニットの電気コネクタにキャップを取付けた状態を示す断面図である。
【図５】図３のコネクタユニットのコネクタにキャップを取付けた状態を示す断面図である
【図６】（ａ）は図１の光走査プローブ装置を構成するプローブの先端部の断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】図６のプローブの先端部に設けられたスキャニングミラーの断面図である。
【図８】図７のスキャニングミラーのミラー部の平面図（導電層が形成されていない状態）である。
【図９】図７のスキャニングミラーのミラー部の平面図（導電層が形成された状態）である。
【図１０】プローブの先端部を被検部に押し付けた状態を示す拡大断面図である。
【図１１】被検部の走査面における走査軌跡を示すＸ−Ｙ平面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る光走査プローブ装置の概略構成図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る光走査プローブ装置の概略構成図である。
【図１４】図１３の光走査プローブ装置を構成するコネクタユニットの断面図である。
【図１５】図１４のコネクタユニットの電気コネクタにキャップを取付けた状態を示す断面図である。
【図１６】図１３の光走査プローブ装置を構成する光学ユニットのコネクタ部の平面図である。
【図１７】図１３の光走査プローブ装置を構成するプローブの先端部の断面図である。
【図１８】図１７のプローブの先端部内に設けられた走査ユニットの斜視図である。
【図１９】図１７のプローブが挿通された内視鏡の先端部の斜視図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態に係る光走査プローブ装置を構成するプローブの先端部を被検部に押し付けた状態を示す断面図である。
【図２１】図２０の光走査プローブ装置によって得られた被検部の断面画像である。
【符号の説明】
３，７０…光学ユニット（光源装置）、４，７２…プローブ、６，７４…ダイオードレーザ（光源装置）、７，７５…フォトマルチプライヤ（光検出手段）、８，７６…４端子カプラ（分離手段）、９，９ａ，７１…コネクタユニット（光コネクタ）、１７，７９…光ファイバ、３２…スキャニングミラー（光走査手段）、３７，１０１…レンズ（合焦手段）、９１…走査ユニット（光走査手段）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning probe device that obtains an image of a test portion by optical scanning.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An optical scanning probe device for obtaining an image of a test portion by optical scanning has been conventionally known. For example, U.S. Pat. No. 5,120,953 discloses a probe (endoscope) inserted into a body cavity, a light source device for forming light to irradiate an object to be examined, and a light from the light source device for the tip of the probe. There is disclosed an optical scanning probe device that includes an optical fiber for guiding the optical fiber, and scans the focal point by moving the tip of the optical fiber by an actuator to magnify and observe the tissue.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the device disclosed in the above-mentioned U.S. Patent, the light source device and the probe are integrated, and the probe is not separated from the light source device. Therefore, it is difficult to clean the probe. Further, since the optical fiber is used in a state where the distal end is exposed to the outside and is exposed, the distal end of the optical fiber is very easily damaged, and handling is difficult.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical scanning probe device in which the probe can be easily cleaned, the tip of the optical fiber is hardly damaged, and the handling is easy. It is in.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, an optical scanning probe device according to claim 1 includes a probe inserted into a body cavity, a light source device that forms light to be irradiated on a target portion, and a light source device that emits light from the light source device. An optical fiber for guiding light to the tip of the probe, and focusing means for focusing light from the optical fiber on a test portion and condensing light from the test portion on an end face of the optical fiber, Light scanning means for scanning the focus to be focused on the target portion by the focusing means, separation means for separating at least a part of the return light from the test part from the optical path of the light from the light source device, A light detecting means for detecting the return light separated by the separating means, and an optical connector for detachably connecting the probe to the light source device.
[0006]
According to the optical scanning probe device according to the first aspect, only the probe can be removed from the light source device via the optical connector, so that the probe can be easily cleaned.
[0007]
An optical scanning probe device according to a second aspect is characterized in that the optical connector is provided integrally with an electrical connector for optical scanning means.
[0008]
The optical scanning probe device according to a third aspect is characterized in that the optical connector is provided with a watertight member for maintaining watertightness during cleaning.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
1 to 11 show a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the optical scanning probe device according to the present embodiment includes a monitor 1, a control unit 2, an optical unit 3 as a light source device, and a probe 4. The probe 4 is detachably connected to the optical unit 3 via a connector unit (optical connector) 9 provided at the base end.
[0011]
The optical unit 3 includes a diode laser (hereinafter, referred to as LD) 6 having a wavelength of 405 nm as a light source, a photomultiplier (hereinafter, referred to as PMT) unit 7 as a light detecting unit, an LD 6, a PMT unit 7, and a connector unit 9. And a four-terminal coupler 8 as separating means for optically connecting the two. The four-terminal coupler 8 has four ends 8a, 8b, 8c, and 8d, and light entering from the ends 8a and 8b is branched and transmitted to the ends 8c and 8d, respectively. The light entering from 8d is branched and transmitted to ends 8a and 8b.
[0012]
As shown in FIG. 2, the control unit 2 has an imaging circuit 11, a recording device 12, a scanning drive circuit 13, and a laser drive circuit 14. A recording device 12, a scanning drive circuit 13, and a laser drive circuit 14 are connected to the imaging circuit 11, respectively. Further, the scanning drive circuit 13 is detachably connected to the connector unit 9 via the connection cable 10. The laser drive circuit 14 is connected to the LD 6 of the optical unit 3 via a cable, and the imaging circuit 11 is connected to the PMT unit 7 of the optical unit 3 via a cable. Further, the control unit 2 is connected to the monitor 1.
[0013]
As shown in FIG. 3, the connector unit 9 has an electric connector 15 and a communication FC connector 16. The optical fiber 17 inserted in the probe 4 and the connector unit 9 is connected to one end 8 c of the four-terminal coupler 8 of the optical unit 3 via the FC connector 16. Further, a detection switch 64 for detecting a connection state of the FC connector 16 to the optical unit 3 is provided at a portion of the optical unit 3 to which the FC connector 16 is connected. The detection switch 64 is connected to the laser drive circuit 14 of the control unit 2 via a cable (not shown). The electric cable 18 inserted into the probe 4 and the connector unit 9 is connected to the connection cable 10 via the electric connector 15. Note that the connection between the probe 4 and the connector unit 9 is protected by a fold-preventing member 19 for preventing this portion from being broken.
[0014]
FIG. 4 shows a state in which the connection cable 10 has been removed from the electric connector 15 of the connector unit 9. When cleaning the probe 4 in this state, a watertight cap 20 is attached so as to cover the electrical connector 15 as shown in the figure. At this time, the O-ring 200 keeps the inside of the connector unit 9 watertight. The cap 20 is provided with an elastic lip 22. When the cap 20 is screwed into the connector unit 9, the elastic lip 22 is deformed to maintain watertightness.
[0015]
FIG. 5 shows a state in which the FC connector 16 of the connector unit 9 has been removed from the optical unit 3. When cleaning the probe 4 in this state, a watertight cap 21 is attached so as to cover the FC connector 16 as shown in the figure. Also in this case, the watertightness inside the connector unit 9 is maintained by the O-ring 200. The cap 21 is provided with a rubber stopper 23. When checking the water tightness of the probe 4, the probe 4 is immersed in water, and air pressure is applied from the rubber stopper 23 to check the water tightness.
[0016]
FIG. 6 shows a cross section of the tip 5 of the probe 4. As shown in the drawing, the probe 4 is formed by a tube 24 forming an outer skin and a coil pipe 25 disposed in the tube 24. Note that the base ends of the tube 24 and the coil pipe 25 are fixed to the connector unit 9.
[0017]
The electric cable 18 and the optical fiber 17 are inserted into the coil pipe 25. Further, the tip of the coil pipe 25 is bonded to a coil pipe stopper 26 provided in the tip 5 of the probe 4. A guide pipe 27 is adhered to the coil pipe stopper 26. The distal end of the tube 24 is fixed to the coil pipe stopper 26 and the guide pipe 27 by a thread-bonding portion 28.
[0018]
A zirconia ferrule 29 is fixed to the guide pipe 27, and the optical fiber 17 is inserted and bonded to the center of the ferrule 29. After the optical fiber 17 is bonded to the ferrule 29, the tip surfaces of the ferrule 29 and the optical fiber 17 are polished integrally, and an anti-reflection film (not shown) is provided on the polished tip surface. The ferrule 29 is preferably formed by processing a ferrule member of an optical connector used for optical communication. As the optical fiber 17, a single mode fiber having a small core diameter is used.
[0019]
A mirror base 31 having a scanning mirror 32 as optical scanning means is fixed to the ferrule 29 via a first spacing tube (spacing adjusting member) 30. In this case, the first spacing tube 30 is provided to adjust the distance between the ferrule 29 and the scanning mirror 32. Further, the scanning mirror 32 is fixed to the mirror base 31 with an ultraviolet curing adhesive. The mirror base 31 is made of glass and transmits ultraviolet light. The scanning mirror 32 is connected to a plurality of core wires 36 in the cable 18 via a wiring 33, a vertical substrate 34 fixed to the mirror base 31, and a flexible substrate 35.
[0020]
A lens frame 38 is fixed to the tip of the guide pipe 27. A lens 37 as focusing means is adhered and fixed to the lens frame 38. The lens frame 38 is fixed to the mirror base 31 via a second spacing tube (spacing adjusting member) 39. Further, a mirror vapor deposition section 45 is provided near the center of the lens 37.
[0021]
A front cover 41 is fixed to the lens frame 38 via a third spacing tube (spacing adjusting member) 42. The tip cover 41 is also adhesively fixed to the guide pipe 27. The cover glass 40 is fixed to the front cover 41. The gap 43 between the guide pipe 27 and the tip cover 41 is filled with an adhesive. In addition, a silicone adhesive 44 is sealed in the distal end portion 5 at the base end side of the ferrule 29 in order to prevent foreign matter from entering the distal end portion 5 in which the optical member is incorporated and to prevent pressure from acting. In this way, assembling the optical member based on the guide pipe 27 improves the assembly accuracy.
[0022]
Next, the scanning mirror 32 will be described in detail with reference to FIGS.
[0023]
The scanning mirror 32 is made of a silicon substrate 50 having a low resistance value. On the surface of the silicon substrate 50, a depression 51 is formed by performing etching with an appropriate mask. Also, a recess 48 and a through hole 47 are formed on the back surface of the substrate 50 by etching. The tip of the ferrule 29 is inserted into the recess 48. The substrate 50 is connected to the ground via the wiring 33.
[0024]
A plate 52 is bonded on the silicon substrate 50. This plate 52 is electrically insulated from the substrate 50 by an oxide layer on the substrate 50. A nitride film 53 is provided on the upper surface of the plate 52 by appropriately masking. The nitride film 53 is etched leaving a portion necessary for the mirror portion 49. FIG. 8 shows the mirror 49 at this time as viewed from the upper surface of the plate 52. In the figure, a black portion 53a is a portion where the nitride film 53 is not provided. FIG. 9 shows a state in which a conductive layer is formed on the nitride film 53, and the electrodes 54a, 54b, 54c, and 54d of the scanning mirror 32, the mirror section 49, and the wirings 55a, 55b, 55c, and 55d are manufactured. ing. In this case, the electrodes 54a and 54b also serve as mirrors. In this state, a portion not covered with the nitride film 53 is removed by performing appropriate etching. At this time, since the hinge portions 56 and 57 are under-etched from both sides, only the nitride film 53 remains, and the center portion 55 can be rotated around the portion. A center hole 46 is provided at the center of the center portion 55. The electrodes 54a, 54b, 54c, and 54d are connected to the control unit 2 via the wiring 33, the vertical board 34, the flexible board 35, and the cable 18.
[0025]
Next, the operation of the optical scanning probe device having the above configuration will be described.
[0026]
FIG. 10 shows a state in which the probe 4 is inserted into the body cavity and the tip 5 of the probe 4 is pressed against the observation target tissue 60. Only when the FC connector 16 of the connector unit 9 is connected to the optical unit 3 and the detection switch 64 is turned on, the LD 6 is driven by the laser driving circuit 14 and the LD 6 emits a laser beam. In this case, the laser drive circuit 14 drives the LD 6 intermittently. That is, the laser drive circuit 14 intermittently drives, for example, the LD 6 to be driven for 0.1 second and then stopped, and then the LD 6 is driven again for 0.1 second at intervals of 0.9 second, so that the irradiation amount is increased. Adjust
[0027]
The laser light emitted from the LD 6 is focused on one end 8 a of the four-terminal coupler 8 and is divided into two routes by the four-terminal coupler 8. One of the divided laser beams is guided to the end 8d of the four-terminal coupler 8, but nothing is connected to the end 8d, and the end of the optical fiber in the coupler 8 has a refractive index. Are hardly returned to the four-terminal coupler 8 from the end 8d. The other of the divided laser beams is guided from the end 8 c of the four-terminal coupler 8 to the connector unit 9. The light guided to the connector unit 9 is guided from the FC connector 16 to the distal end portion 5 of the probe 4 by the optical fiber 17. The optical path at the tip 5 is indicated by a broken line in FIG.
[0028]
As shown in FIG. 10, the laser light guided to the distal end portion 5 of the probe 4 by the optical fiber 17 is emitted from the distal end surface of the optical fiber 17 toward the lens 37. In this case, the tip of the optical fiber 17 is fixed to the ferrule 29 and polished integrally, and the anti-reflection film is provided on the polished end face. It can be kept very small.
[0029]
The light emitted from the core 58 at the end face of the optical fiber 17 passes through the through hole 47 of the silicon substrate 50 and the center hole 46 of the mirror section 49 and travels toward the lens 37. This light is reflected by the mirror vapor deposition 45 provided on the surface of the lens 37, travels to the mirror 49 of the scanning mirror 32 while spreading, and is reflected by the mirror 49. Subsequently, the light reflected by the mirror unit 49 is condensed by the lens 37 and passes through the cover glass 40 to form a focal point 59. The tip 5 of the probe 4 is pressed against the observation target tissue 60, and the focal point 59 is located near the surface layer of the observation target tissue 60. The reflected light from the focal point 59 passes through the same optical path as the incident light in the opposite direction, is focused again by the core 58 of the optical fiber 17, and is incident on the optical fiber 17. At this time, the reflected light from other than the focal point 59 cannot pass through the same optical path as the incident light, and can hardly enter the core 58 of the optical fiber 17. That is, the core 58 functions as a small pinhole, and has a resolution equivalent to that of a confocal microscope.
[0030]
In this state, next, the scan drive circuit 13 of the control unit 2 is operated. A signal from the scanning drive circuit 13 is transmitted to the scanning mirror 32 via the cable 10, the connector unit 9, the cable 18, the flexible board 35, the vertical board 34, and the wiring 33, respectively. The signal transmitted to the scanning mirror 32 charges the electrodes 54a and 54b (see FIG. 9) of the scanning mirror 32 alternately positively. Here, since the substrate 50 is connected to the ground, the electrodes 54a and 54b of the scanning mirror 32 attract the substrate 50 by electrostatic force, respectively, and the center portion 55 of the mirror portion 49 is hinged 57 (see FIGS. 8 and 9). Vibrates around the axis of rotation. Along with this, the position of the focal point 59 of the laser beam is scanned in the X direction of the scanning surface 63 (see FIGS. 10 and 11). On the other hand, when the electrodes 54c and 54d (see FIG. 9) are alternately positively charged, the center portion 55 of the mirror portion 49 vibrates around the hinge 56 (see FIGS. 8 and 9) as a rotation axis, and the laser beam Is scanned in the Y direction (a direction perpendicular to the X direction... See FIG. 11) of the scanning surface 63. Here, by setting the frequency of the vibration in the Y direction sufficiently lower than the frequency of the scanning in the X direction, the focus sequentially scans the scanning surface 63 of the observation target tissue 60 as shown in FIG. It is desirable that the driving frequency in the X direction be equal to the resonance frequency of rotation of the scanning mirror 32 in the X direction.
[0031]
The reflected light at each point of the observation target tissue 60 is transmitted to the end 8 c of the four-terminal coupler 8 via the optical fiber 17 and the FC connector 16. The reflected light transmitted to the end 8c is divided into two routes by the four-terminal coupler 8, and is guided from one end 8b to the PMT unit 7 and converted into an electric signal by the PMT unit 7. This electric signal is amplified by the amplifier circuit in the PMT unit 7 and sent to the imaging circuit 11 of the control unit 2.
[0032]
When the LD 6 is driven by the laser drive circuit 14, the imaging circuit 11 refers to the drive waveform of the scan drive circuit 13, and the electrical signal sent from the PMT unit 7 is an output from which focus position. Is calculated, and the intensity of the reflected light at this point is calculated and displayed on the monitor 1. The imaging circuit 11 repeats these operations to image the reflected light from the scanning surface 63 on the monitor 1 and records image data on the recording device 12 as necessary.
[0033]
When the above image formation is completed and the use of the optical scanning probe is completed, the probe 4 is contended next. In this case, the watertight caps 20 and 21 are attached to the connectors 15 and 16, and the watertight inside the connector unit 9 is maintained by the O-ring 200 and the elastic lip 22. When checking the water tightness of the probe 4, the probe 4 is immersed in water, and air pressure is applied from the position of the rubber stopper 23 of the cap 21.
[0034]
As described above, according to the optical scanning probe device of the present embodiment, only the probe 4 can be removed from the optical unit 3 via the connector unit 9, so that the probe 4 can be easily cleaned. Further, according to the optical scanning probe device of the present embodiment, since the distal end of the optical fiber 17 is fixedly held by the ferrule 29, the distal end of the optical fiber 17 is hardly damaged, and the handling is easy. is there.
[0035]
In this embodiment, a very small confocal microscope can be configured by using the small scanning mirror 32 and the optical fiber 17. In addition, since a single mode fiber is used for transmitting light, the light can be guided flexibly with a thin configuration. Further, since the core 58 of the single mode fiber is used as a pinhole, a very small pinhole can be used instead. Further, when the connector unit 9 is detached from the optical unit 3, the configuration is such that the laser is not emitted, which is safe. In addition, since the laser light is emitted intermittently, the amount of irradiation in the body can be reduced as compared with the case where the laser light is emitted continuously. Further, since the electric connector 15 is provided around the connector unit 9, the configuration of the base end of the probe 4 can be simplified.
[0036]
Further, in the present embodiment, the ferrule 29 and the optical fiber 17 are polished integrally, and the ferrule 29 and the end face of the optical fiber 17 are provided with an antireflection film. Light can be reduced. Also, a first spacing tube 30 for defining the distance between the ferrule 29 and the scanning mirror 32 and a second spacing tube 39 for defining the distance between the lens 37 and the scanning mirror 32 are provided. Easy to assemble. Further, since a light source of approximately 400 nm is used, the resolution is good. Further, since visible light having a wavelength of 400 nm is used as a light source, it is safer than using ultraviolet light.
[0037]
In the present embodiment, the laser light is emitted intermittently, but the laser light may be emitted continuously. In this embodiment, a single mode fiber is used as the optical fiber, but a multimode fiber may be used.
[0038]
FIG. 12 shows a second embodiment of the present invention. As shown in the drawing, in the optical scanning probe device of the present embodiment, the probe 4 is branched on the way, and the connector unit 9 includes an optical connector 9a and an electrical connector 9b. The optical connector 9a is detachably connected to the optical unit 3, and the electric connector 9b is detachably connected to the control unit 2. The other configuration is the same as that of the first embodiment.
[0039]
According to such a configuration, substantially the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained, and the connection cable 10 is not required. Therefore, the system configuration is simpler than that of the first embodiment.
[0040]
13 to 19 show a third embodiment of the present invention. Note that, in the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0041]
As shown in FIG. 13, the optical scanning probe device according to the present embodiment includes a monitor 1, a control unit 2, an optical unit 70 as a light source device, and a probe 72 having a distal end 73. The probe 72 is detachably connected to the optical unit 70 via a connector unit (optical connector) 71 provided at a base end thereof. The probe 72 is provided with a switch box 186 used for various applications. The switch box 186 is connected to the control unit 2 by a cable (not shown).
[0042]
The optical unit 70 includes a diode laser (hereinafter, referred to as an LD) 74 having a wavelength of 405 nm as a light source, a photomultiplier (hereinafter, referred to as a PMT) unit 75 as a light detecting unit, an LD 74, a PMT unit 75, and a connector unit 71. And a four-terminal coupler 76 as separating means for optically connecting the two. In the present embodiment, the LD 74 continuously emits laser light.
[0043]
The four-terminal coupler 76 has four ends 76a, 76b, 76c, and 76d, and the light entering from the ends 76a and 76b is branched and transmitted to the ends 76c and 76d, respectively. Light entering from 76d is branched and transmitted to ends 76a and 76b.
[0044]
The electric cable 81 extending from the connector unit 71 is connected to the scanning drive circuit 13 of the control unit 2 via the cable 81 passing through the inside of the optical unit 70. The LD 74 is connected to the laser drive circuit 14 of the control unit 2, and the PMT unit 75 is connected to the imaging circuit 11 of the control unit 2.
[0045]
As shown in FIG. 14, the connector unit 71 has an optical connector 77 provided at the center thereof and an electric connector 78 arranged around the optical connector 77, and is connected to the optical unit 70. Then, the optical unit 70 is fixed by a rotatable hook 86 provided so as not to come off.
[0046]
The optical fiber 79 inserted into the probe 4 and the connector unit 71 is connected to one end 76 c of the four-terminal coupler 76 of the optical unit 70 by the optical connector 77. At this time, the ferrule 84 of the optical unit that holds the end of the optical fiber 79 fixedly is pressed against the optical unit 70 by the spring 85.
[0047]
The electric cable 80 inserted into the probe 72 and the connector unit 71 is connected to the cable 81 by the electric connector 78. The connection between the probe 72 and the connector unit 71 is protected by a buckling member 82 for preventing this portion from being broken.
[0048]
FIG. 15 shows a state where the connector unit 71 is detached from the optical unit 70. When cleaning the probe 72 in this state, a watertight cap 83 is attached so as to cover the electrical connector 78 as shown in the figure. At this time, the O-ring 200 keeps the inside of the connector unit 71 watertight. Further, the cap 83 is provided with an elastic lip 184, and when the cap 83 is screwed into the connector unit 71, the elastic lip 184 is deformed to maintain watertightness.
[0049]
FIG. 16 is a front view of the connector unit on the optical unit 70 side. As shown in the figure, a connector cover 185 is rotatably provided at the connector section of the optical unit 70. When the connector unit 71 is detached from the optical unit 70, the connector lid 185 automatically shields a portion where the optical connector 77 and the electrical connector 78 are connected, so that the laser light does not leak outside. The rotational position of the connector cover 185 when the optical connector 77 and the electrical connector 78 are connected to the optical unit 70 is shown by a broken line in the figure.
[0050]
Next, the structure of the distal end portion 73 of the probe 72 will be described with reference to FIGS.
[0051]
The distal end portion 73 includes an optical frame 93, a scanning unit 91 as an optical scanning unit, and a distal end cover unit 92. The optical frame 93 is fixed to the distal end of the outer tube 94 of the probe 72.
[0052]
The scanning unit 91 has a base 95 fixed to the optical frame 93. The base 95 is set to be heavier than a lens frame 100 and an objective lens 101 as focusing means, which will be described later, so as not to move easily. The distal end of an optical fiber 79 is fixed to the base 95.
[0053]
A thin plate 96 is adhered to both sides of the base 95. A piezoelectric element 89 polarized backward in thickness is bonded to the thin plate 96. A cable 80 for driving the piezoelectric element 89 is connected to the piezoelectric element 89. The cable 80 passes through the inside of the probe 72 and is connected to the connector unit 71.
[0054]
The tip of the thin plate 96 is fixed to the intermediate member 97. Two parallel thin plates 98a and 98b are fixed to the intermediate member 97. Piezoelectric elements 99a, 99b are bonded to the thin plates 98a, 98b. A lens frame 100 is fixed to the distal ends of the thin plates 98a and 98b, and an objective lens 101 and a ferrule 102 for fixedly holding the distal end of the optical fiber 79 are fixed to the lens frame 100. After the optical fiber 79 is fixed to the ferrule 102, the tip is polished integrally with the ferrule 102, and an antireflection film is further provided. The piezoelectric elements 99a and 99b are connected to the connector unit 71 via the cable 80.
[0055]
In this embodiment, a low-mode-number multimode fiber is used as the optical fiber 79. For example, when a single-mode fiber for a wavelength of 1300 nm is used at 405 nm in the present embodiment, the wavelength becomes shorter than the cutoff wavelength, so that a plurality of modes are established. In the present embodiment, the fiber in such a state is used. The objective lens 101 has a numerical aperture of 0.3 or more.
[0056]
The front cover unit 92 includes a cover holder 103 and a cover glass 104 fixed to the cover holder 103, and the cover holder 103 is fixed to a front end of the optical frame 93. With this structure, the tip of the probe 72 is sealed.
[0057]
FIG. 19 shows a state where the probe 72 is used in combination with an endoscope. The distal end portion 105 of the endoscope is provided with an objective lens 106 for the endoscope, a nozzle 107 for cleaning the objective lens 106, a light guide 108, and a forceps channel 109. The probe 72 is used by being inserted into the forceps channel 109 of the endoscope. Further, a balloon 110 is provided on the outer surface of the distal end portion 73 of the probe 72, and a fluid is supplied into the balloon 110 from a syringe (not shown) through an air supply tube (not shown) so that the balloon 110 is inflated. It has become.
[0058]
Next, the operation of the optical scanning probe having the above configuration will be described.
[0059]
First, the balloon 110 is inflated to fix the distal end portion 73 of the probe 72 to the distal end portion 105 of the endoscope. Subsequently, the distal end portion 73 of the probe 72 is pressed against the target portion of the observation target tissue 112 (see FIG. 17). At this time, since the test portion is fixed to the distal end portion 73, image blurring is reduced.
[0060]
When the LD 74 is driven by the laser drive circuit 14, the laser light from the LD 74 is focused on the end 76 a of the four-terminal coupler 76 and is divided into two routes by the four-terminal coupler 76. One of the split laser beams is guided to the end 76d of the four-terminal coupler 76, but nothing is connected to the end 76d, and the end of the optical fiber in the coupler 76 has a refractive index. Is hardly returned from the end 76d to the four-terminal coupler 76. The other of the divided laser beams is guided from the end 76 c of the four-terminal coupler 76 to the connector unit 71. The light guided to the connector unit 71 is guided from the optical connector 77 to the distal end portion 73 of the probe 72 by an optical fiber 79.
[0061]
The laser light guided to the distal end portion 73 of the probe 72 by the optical fiber 79 is emitted from the distal end surface of the optical fiber 79 toward the lens 101. In this case, the tip of the optical fiber 79 is fixed to the ferrule 102 and polished integrally, and the polished end face is provided with an antireflection film. It can be kept very small.
[0062]
Light emitted from the core 111 on the end face of the optical fiber 79 is collected by the lens 101, passes through the cover glass 104, and forms a focal point 113 inside the observation object 112. The reflected light from the focal point 113 passes through the same optical path as the incident light in the opposite direction, is focused again by the core 111 of the optical fiber 79, and is incident on the optical fiber 79. At this time, the reflected light from other than the focal point 113 cannot pass through the same optical path as the incident light, and can hardly enter the core 111 of the optical fiber 79. That is, the core 111 functions as a small pinhole, and has a resolution equivalent to that of a confocal microscope. In this case, the smaller the core system is, the better the resolution of the image is, but the darker the image is. A low-mode multimode fiber having a slightly larger core system than a single-mode fiber is desirable in terms of brightness and resolution.
[0063]
In this state, next, the scan drive circuit 13 of the control unit 2 is operated. A signal from the scanning drive circuit 13 is transmitted to each of the piezoelectric elements 89, 99a, and 99b via the cable 81, the connector unit, and the cable 80. As a result, the piezoelectric elements 89, 99a, and 99b expand and contract in accordance with the voltage. Specifically, when an alternating current having the opposite polarity is applied to the piezoelectric elements 99a and 99b, the lens holder 100 vibrates, whereby the lens 101 and the tip of the optical fiber 79 move, and the focal point 113 of the laser light is moved. Is scanned in the X direction (see FIG. 17). In this case, driving at the resonance frequency of this system is desirable because a large displacement can be obtained. On the other hand, when the piezoelectric element 89 is expanded and contracted by the scanning drive circuit 13, the position of the focal point 115 of the laser beam is scanned in the Y direction perpendicular to the X direction. In this case, by setting the frequency of the vibration in the Y direction sufficiently lower than the frequency of the scanning in the X direction, the focal point sequentially scans the scanning surface 116 as shown in FIG. Along with this, the reflected light at each point on the scanning surface 116 is transmitted by the optical fiber 79.
[0064]
The reflected light at each point of the observation target tissue 112 is transmitted to the end 76 c of the four-terminal coupler 76 via the optical fiber 79 and the optical connector 77. The reflected light transmitted to the end 76c is divided into two routes by the four-terminal coupler 76, and is guided from one end 76b to the PMT unit 75, and is converted into an electric signal by the PMT unit 75. This electric signal is amplified by an amplifier circuit in the PMT unit 75 and sent to the imaging circuit 11 of the control unit 2.
[0065]
When the laser drive circuit 14 drives the LD 74, the imaging circuit 11 refers to the drive waveform of the scan drive circuit 13 and outputs an electric signal sent from the PMT unit 75 from which focus position. Is calculated, and the intensity of the reflected light at this point is calculated and displayed on the monitor 1. The imaging circuit 11 repeats these steps to image the reflected light from the scanning surface 116 on the monitor 1 and records image data on the recording device 12 as necessary.
[0066]
In the present embodiment, the switch 186 provided on the probe 72 allows the laser light to be turned on / off, so that the laser light can be applied only during observation. Further, these switches can be used to turn on / off scanning, freeze an image, and cancel the freeze.
[0067]
When the above-described image formation is completed and the use of the optical scanning probe is completed, the probe 72 is contended next. In this case, a watertight cap 83 is attached to the connector unit 71, and the watertight inside the connector unit 71 is maintained by the O-ring 200 and the elastic lip 84.
[0068]
As described above, according to the optical scanning probe device of the present embodiment, only the probe 72 can be removed from the optical unit 70 via the connector unit 71, so that the probe 72 can be easily cleaned. Further, according to the optical scanning probe device of the present embodiment, since the distal end of the optical fiber 79 is fixedly held by the ferrule 102, the distal end of the optical fiber 79 is hardly damaged, and the handling is easy. is there.
[0069]
In this embodiment, a very small confocal microscope can be configured by using a small scanning mirror and an optical fiber. Further, since the core 111 of the low-mode multimode fiber is used as a pinhole, a brighter image than that of the first embodiment can be obtained. When the connector unit 71 is detached from the optical unit 70, the laser light is prevented from leaking to the outside by the connector cover 185, so that safety is ensured. Further, since the optical connector 77 and the electrical connector 78 are provided integrally, the configuration of the base end of the probe 72 can be simplified.
[0070]
Further, in the present embodiment, the ferrule 102 and the optical fiber 79 are polished integrally, and the ferrule 102 and the optical fiber 79 are provided with an anti-reflection film on their end faces. Light can be reduced. Further, since a light source of approximately 400 nm is used, the resolution is good. Further, since visible light having a wavelength of 400 nm or more is used as the light source, it is safer than using ultraviolet light. In addition, since the tip of the optical fiber 79 and the lens 101 are driven integrally, the optical system is simplified, and a high-performance optical system can be easily manufactured. Further, since the X direction is driven at the resonance frequency, the scanning range in the X direction can be enlarged.
[0071]
In this embodiment, the laser light is emitted continuously, but the laser light may be emitted intermittently. In this embodiment, a multi-mode fiber is used as an optical fiber, but a single-mode fiber may be used. In the present embodiment, the switch box 186 is provided on the probe 72. However, the invention is not limited to this, and the switch box 186 may be provided on the endoscope main body. Of course, it may be a foot switch. Further, a switch may be provided in the optical unit 70 or the control unit 2. Of course, it may be provided in another place.
[0072]
FIGS. 20 and 21 show a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is a modified example of the third embodiment, and has a configuration in which the front cover unit 92 in the third embodiment is replaced with a front cover unit 120. The other configuration is the same as that of the third embodiment.
[0073]
The cover unit 120 according to the present embodiment is fixed to the front end of an optical frame 123 whose front end is obliquely cut, and includes a cover glass holder 121 and a cover glass 122. These members 121 and 122 are fixed at an angle as shown.
[0074]
In such a configuration, when the focal point 125 is scanned on the scanning surface 124, the scanning surface 124 scans a surface on which the depth on the tissue changes, so that the obtained image has an oblique cross section as shown in FIG. .
[0075]
Therefore, according to the present embodiment, the same operation and effect as those of the third embodiment can be obtained, and at the same time, an oblique cross section can be photographed, and information on portions having different depths can be obtained.
[0076]
According to the technical contents described above, various configurations as described below can be obtained.
[0077]
1. A probe inserted into a body cavity,
A light source device for forming light to be applied to the test portion,
An optical fiber for guiding light from the light source device to the tip of the probe,
Focusing means for focusing light from the optical fiber on the target portion, and condensing light from the target portion on the end face of the optical fiber,
Light scanning means for scanning the target portion with the focus focused by the focusing means,
Separating means for separating at least a part of the return light from the test section from the optical path of the light from the light source device,
Light detection means for detecting the return light separated by the separation means,
An optical connector that detachably connects the probe to the light source device,
An optical scanning probe device comprising:
[0078]
2. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the optical scanning unit scans light with a scanning mirror.
3. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the optical scanning unit integrally scans the focusing unit and the tip of the optical fiber.
4. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the light source device side of the optical connector is housed in a box-shaped housing.
5. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein light from the light source device does not leak out when the optical connector is detached from the light source device.
[0079]
6. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein a switch for turning on / off the light source device is provided in the probe.
7. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein a switch for turning on / off the light source device is provided around the probe.
8. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the light source device emits light intermittently.
9. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the light source device continuously emits light.
10. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the optical connector is integrally provided with an electrical connector for optical scanning means.
[0080]
11. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein an electrical connector for scanning means is provided around the optical connector.
12. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein an electrical connector for the scanning means is provided in a portion different from the optical connector.
13. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the optical connector is provided with a waterproof cap for maintaining watertightness during cleaning.
14． 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the optical connector is a communication optical connector.
15. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the light source device is a light source having a wavelength of 400 nm or more.
[0081]
16. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the light source device is a semiconductor laser having a wavelength of 400 nm to 500 nm.
17. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the light source device is a semiconductor laser having a wavelength of 400 nm to 450 nm.
18. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the optical fiber is a multimode fiber having a small number of modes.
19. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the optical fiber is a single mode fiber.
20. 2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein a portion in contact with the test portion forms a predetermined angle with respect to the scanning surface.
[0082]
21. A probe inserted into a body cavity,
A light source device for forming light to be applied to the test portion,
An optical fiber for guiding light from the light source device to the tip of the probe,
Focusing means for focusing light from the optical fiber on the target portion, and condensing light from the target portion on the end face of the optical fiber,
Light scanning means for scanning the target portion with the focus focused by the focusing means,
Separating means for separating at least a part of the return light from the test section from the optical path of the light from the light source device,
Light detection means for detecting the return light separated by the separation means,
A hard ferrule member that fixedly holds the tip of the optical fiber,
An optical scanning probe device comprising:
[0083]
22. 22. The optical scanning probe device according to claim 21, wherein the optical scanning means scans light with a scanning mirror.
23. 22. The optical scanning probe device according to claim 21, wherein the optical scanning unit integrally scans the focusing unit and the tip of the optical fiber.
24. 22. The optical scanning probe device according to claim 21, wherein the ferrule member and the tip of the optical fiber are polished integrally.
25. 22. The optical scanning probe device according to claim 21, wherein an anti-reflection film is formed on the ferrule member and the tip of the optical fiber.
[0084]
26. 23. The optical scanning probe device according to claim 22, further comprising an interval adjusting member for keeping a distance between the ferrule member and the scanning mirror constant.
27. 23. The optical scanning probe device according to claim 22, further comprising an interval adjusting member for keeping a distance between the scanning mirror and the focusing unit constant.
28. 22. The optical scanning probe device according to claim 21, wherein the light source device is a light source having a wavelength of 400 nm or more.
29. The optical scanning probe device according to claim 21, wherein the light source device is a semiconductor laser having a wavelength of 400 nm to 500 nm.
30. 22. The optical scanning probe device according to claim 21, wherein the light source device is a semiconductor laser having a wavelength of 400 nm to 450 nm.
[0085]
31. 22. The optical scanning probe device according to claim 21, wherein the optical fiber is a multimode fiber having a small number of modes.
32. 22. The optical scanning probe device according to claim 21, wherein the optical fiber is a single mode fiber.
33. 22. The optical scanning probe device according to claim 21, wherein a portion in contact with the test portion forms a predetermined angle with respect to the scanning surface.
[0086]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical scanning probe device in which the probe can be easily cleaned, the tip of the optical fiber is hardly damaged, and the handling is easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical scanning probe device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a control unit included in the optical scanning probe device of FIG.
FIG. 3 is a sectional view of a connector unit constituting the optical scanning probe device of FIG.
FIG. 4 is a sectional view showing a state where a cap is attached to the electric connector of the connector unit of FIG. 3;
5 is a sectional view showing a state where a cap is attached to the connector of the connector unit of FIG. 3;
6A is a cross-sectional view of a distal end portion of a probe constituting the optical scanning probe device of FIG. 1, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 7 is a sectional view of a scanning mirror provided at a distal end portion of the probe of FIG. 6;
8 is a plan view of a mirror portion of the scanning mirror of FIG. 7 (a state where a conductive layer is not formed).
FIG. 9 is a plan view (in a state where a conductive layer is formed) of a mirror portion of the scanning mirror of FIG. 7;
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the tip of the probe is pressed against a test portion.
FIG. 11 is an XY plan view showing a scanning trajectory on a scanning surface of a test portion.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an optical scanning probe device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an optical scanning probe device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a sectional view of a connector unit constituting the optical scanning probe device of FIG.
FIG. 15 is a sectional view showing a state where a cap is attached to the electric connector of the connector unit of FIG. 14;
FIG. 16 is a plan view of a connector section of an optical unit constituting the optical scanning probe device of FIG.
FIG. 17 is a sectional view of a tip portion of a probe constituting the optical scanning probe device of FIG.
FIG. 18 is a perspective view of a scanning unit provided in the distal end portion of the probe of FIG.
FIG. 19 is a perspective view of a distal end portion of the endoscope into which the probe of FIG. 17 has been inserted.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a state in which a tip of a probe constituting an optical scanning probe device according to a fourth embodiment of the present invention is pressed against a portion to be measured.
21 is a cross-sectional image of a test portion obtained by the optical scanning probe device of FIG.
[Explanation of symbols]
3, 70: Optical unit (light source device), 4, 72: Probe, 6, 74: Diode laser (light source device), 7, 75: Photomultiplier (light detecting means), 8, 76: 4-terminal coupler (separation) Means, 9, 9a, 71 ... connector unit (optical connector), 17, 79 ... optical fiber, 32 ... scanning mirror (optical scanning means), 37, 101 ... lens (focusing means), 91 ... scanning unit (light) Scanning means).

Claims

A probe inserted into a body cavity,
A light source device for forming light to be applied to the test portion,
An optical fiber for guiding light from the light source device to the tip of the probe,
Focusing means for focusing light from the optical fiber on the target portion, and condensing light from the target portion on the end face of the optical fiber,
Light scanning means for scanning the target portion with the focus focused by the focusing means,
Separating means for separating at least a part of the return light from the test portion from the optical path of the light from the light source device,
Light detection means for detecting the return light separated by the separation means,
An optical connector that detachably connects the probe to the light source device,
An optical scanning probe device comprising:

2. The optical scanning probe device according to claim 1, wherein an electrical connector for optical scanning means is provided integrally with the optical connector.

The optical scanning probe device according to claim 1, wherein the optical connector is provided with a watertight member for maintaining watertightness during cleaning.