JP2004065965A - 光走査プローブ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】プローブの先端部の径を大きくすることなくノイズを低減できる光走査プローブ装置の提供を目的としている。
【解決手段】本発明は、体腔内に挿入されるプローブと、被検部に照射するための光を前記プローブの先端に導くための照明用光ファイバ17aと、照明用光ファイバによって出射される光を走査するための光走査手段32と、被検部からの戻り光が入射される検出用光ファイバ17bと、検出用光ファイバによって伝送された戻り光を検出して前記光走査手段とともに被検部の診断を行なう診断手段とを具備し、照明用光ファイバの出射部と検出用光ファイバの入射部とが略平行に配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図7
【解決手段】本発明は、体腔内に挿入されるプローブと、被検部に照射するための光を前記プローブの先端に導くための照明用光ファイバ17aと、照明用光ファイバによって出射される光を走査するための光走査手段32と、被検部からの戻り光が入射される検出用光ファイバ17bと、検出用光ファイバによって伝送された戻り光を検出して前記光走査手段とともに被検部の診断を行なう診断手段とを具備し、照明用光ファイバの出射部と検出用光ファイバの入射部とが略平行に配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図7
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係わり、特に、共焦点型の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共焦点型の光走査プローブ装置が開示されている。
【0003】
また、前記光ファイバは、照明用と検出用とが別々になっているタイプのものと、照明用と検出用とを兼用(共用)するタイプのものとがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、照明用と検出用とを兼用するタイプの光ファイバを使用すると、照明光が光ファイバの出射端面で反射してしまい、その戻り光が検出素子に入射してしまい、ノイズが大きくなる欠点がある。これに対し、照明用と検出用とが別々になっているタイプのものでは、照明光が検出用の光ファイバに全く入射しないため、ノイズの低減を図ることができる。
【0005】
しかし、照明用と検出用とが別々になっているタイプのものでは、プローブの長手方向に沿って挿通された照明用の光ファイバの先端部が略垂直(プローブの径方向)に折り曲げられ、照明用の光ファイバの先端から出射された光が検出用の光ファイバの先端に設けられた反射プリズムを介してプローブの長手方向に沿って導かれるようになっている。そのため、照明用の光ファイバが折り曲げられた分だけプローブの先端部の径が大きくなってしまい、プローブの細径化を図ることができないといった問題がある。
【0006】
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、プローブの先端部の径を大きくすることなくノイズを低減できる光走査プローブ装置を提供することにある。
【0007】
【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に記載された発明は、体腔内に挿入されるプローブと、被検部に照射するための光を前記プローブの先端に導くための照明用光ファイバと、照明用光ファイバによって出射される光を走査するための光走査手段と、被検部からの戻り光が入射される検出用光ファイバと、検出用光ファイバによって伝送された戻り光を検出して前記光走査手段とともに被検部の診断を行なう診断手段とを具備し、照明用光ファイバの出射部と検出用光ファイバの入射部とが略平行に配置されていることを特徴とする。
【0008】
また、請求項2に記載された発明は、前記照明用光ファイバの出射部から出射された照明光を導光させる導光手段と、被検部から検出された検出光を検出用光ファイバに入射させる入射手段とが、前記プローブの先端部内に設けられていることを特徴とする。
【0009】
また、請求項3に記載された発明は、前記導光手段と前記入射手段とが一の手段からなることを特徴とする。
【0010】
また、請求項4に記載された発明は、前記導光手段と前記入射手段とが、前記光走査手段より手元側に配置されていることを特徴とする。
【0011】
【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。
【0012】
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。
【0013】
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とを有している。この場合、LD6は第1の光ファイバ8aを介して後述する照明用光ファイバ17aに着脱自在に接続されるようになっている。また、PMTユニット7は第2の光ファイバ8bを介して後述する検出用光ファイバ17bに着脱自在に接続されるようになっている。
【0014】
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。
【0015】
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内に挿通された照明用光ファイバ17aは、FCコネクタ16を介して、光学ユニット3内の第1の光ファイバ8aに接続される。また、プローブ4内およびコネクタユニット9内に挿通された検出用光ファイバ17bは、FCコネクタ16を介して、光学ユニット3内の第2の光ファイバ8bに接続される。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
コイルパイプ25内には、電気ケーブル18に電気的に接続された電気ケーブル34と、照明用光ファイバ17aと、検出用光ファイバ17bとがそれぞれ挿通されている。なお、光ファイバ17a,17b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。
【0021】
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。
【0022】
図10に詳しく示されるように、ガイドパイプ27の先端部内には、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。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と電気ケーブル34とを介して、ケーブル18内の複数の心線に接続されている。
【0023】
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、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。
【0024】
レンズ枠38には、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。
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。
【0025】
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。
【0026】
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。なお、基板50は配線33の一部を介してグランドに接続されている。
【0027】
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34とケーブル18とを介して、制御部2に接続されている。
【0028】
図7に示されるように、照明用光ファイバ17aの端部と検出用光ファイバ17bの端部は互いに略平行に配置されている。基板50の裏面に形成された窪み部48にはプリズム48aが固定されている。また、このプリズム48aには検出用光ファイバ17bの先端面が固定されている。照明用光ファイバ17aの出射端からの光がプリズム48aの方向に向かって導かれるように(プローブ4の軸方向と垂直な方向に偏光されるように)、照明用光ファイバ17aの出射端は約45度の傾斜角度をもってカットされている。したがって、このような配置構成によれば、照明用光ファイバ17aの先端からの光は、プリズム48aで反射され、中心穴46を通じて出射される。また、検出用光ファイバ17bには中心穴46およびプリズム48aを通じて光が入射する。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
LD6から発せられたレーザ光は、第1の光ファイバ8aによってコネクタユニット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から照明用光ファイバ17a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。
【0032】
図10に示されるように、照明用光ファイバ17aによってプローブ4の先端部5に導かれたレーザ光は、照明用光ファイバ17aのカットされた先端面で反射されてプリズム48aに向けて偏向されるとともに、プリズム48aで再度反射されて、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、検出用光ファイバ17bのコア58で焦点を結び、検出用光ファイバ17b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、検出用光ファイバ17b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。
【0033】
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、電気ケーブル18,34、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。
【0034】
観察対象組織60の各点の反射光は、検出用光ファイバ17bとFCコネクタ16とを介して光学ユニット3の第2の光ファイバ8bに伝送されて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。
【0035】
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。
【0036】
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、O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。
【0037】
以上説明したように、本実施形態の光走査プローブ装置では、照明用光ファイバ17aの出射端からの光がプリズム48aの方向に向かって導かれるように(プローブ4の軸方向と垂直な方向に偏光されるように)、照明用光ファイバ17aの出射端が約45度の傾斜角度をもってカットされ、これによって、照明用光ファイバ17aの端部を検出用光ファイバ17bの端部と略平行に配置できるようにしている。すなわち、従来のように、照明用光ファイバの先端部がプローブ4の径方向に折り曲げられていない。そのため、従来よりもプローブ4の先端部5の細径化を図ることができる。
【0038】
また、本実施形態の光走査プローブ装置では、照明用光ファイバ17aと検出用光ファイバ17bとが別々に設けられているため、照明用光ファイバ17aからの照明光が検出用光ファイバ17bに全く入射しない。そのため、ノイズの低減を図ることができる。
【0039】
また、本実施形態の光走査プローブ装置では、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。また、本実施形態では、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。
【0040】
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。
【0041】
図12〜図14は本発明の第2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。
【0042】
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3と、先端部73を有するプローブ72とを備えている(図12参照)。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)9を介して、光学ユニット3に対して着脱自在に接続される。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)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)ユニットとを有している。なお、本実施形態において、前記LDはレーザ光を連続的に発する。
【0043】
図12および図13に示されるように、プローブ72の先端部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。
【0044】
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。また、レンズ枠100には、照明用光ファイバ17aの先端部と、検出用光ファイバ17bの先端部と、プリズム48aとがそれぞれ固定されている。この場合、照明用光ファイバ17aの端部と検出用光ファイバ17bの端部は互いに略平行に配置されている。また、このプリズム48aには検出用光ファイバ17bの先端面が固定されている。
照明用光ファイバ17aの出射端からの光がプリズム48aの方向に向かって導かれるように(プローブ4の軸方向と垂直な方向に偏光されるように)、照明用光ファイバ17aの出射端は約45度の傾斜角度をもってカットされている。
【0045】
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を駆動するための電気ケーブル34が接続されている。この電気ケーブル34は、プローブ72の内部を通って、コネクタユニット9に接続されている。
【0046】
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が固定されている。なお、圧電素子99a,99bは電気ケーブル34を介してコネクタユニット9に接続されている。
【0047】
本実施形態において、光ファイバ17a,17b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。
【0048】
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。
【0049】
図14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。
【0050】
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。
【0051】
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12参照)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。
【0052】
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、第1の光ファイバ8a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、照明用光ファイバ17aによってプローブ72の先端部73に導かれる。
【0053】
照明用光ファイバ17aによってプローブ72の先端部73に導かれたレーザ光は、照明用光ファイバ17aの先端面で反射されてプリズム48aに向けて偏向されるとともに、プリズム48aで再度反射されてレンズ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、検出用光ファイバ17bのコア111で焦点を結び、検出用光ファイバ17b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、検出用光ファイバ17b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。
【0054】
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、電気ケーブル18,34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とプリズム48aと光ファイバ17a,17b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12参照)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の各点の反射光が検出用光ファイバ17bによって伝えらる。
【0055】
観察対象組織112の各点の反射光は、検出用光ファイバ17bと第2の光ファイバ8bとを介して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。
【0056】
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。
【0057】
以上説明したように、本実施形態の光走査プローブ装置では、照明用光ファイバ17aの出射端からの光がプリズム48aの方向に向かって導かれるように(プローブ4の軸方向と垂直な方向に偏光されるように)、照明用光ファイバ17aの出射端が約45度の傾斜角度をもってカットされ、これによって、照明用光ファイバ17aの端部を検出用光ファイバ17bの端部と略平行に配置できるようにしている。すなわち、従来のように、照明用光ファイバの先端部がプローブ4の径方向に折り曲げられていない。そのため、従来よりもプローブ4の先端部5の細径化を図ることができる。
【0058】
また、本実施形態の光走査プローブ装置では、照明用光ファイバ17aと検出用光ファイバ17bとが別々に設けられているため、照明用光ファイバ17aからの照明光が検出用光ファイバ17bに全く入射しない。そのため、ノイズの低減を図ることができる。
【0059】
また、本実施形態の光走査プローブ装置では、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。
【0060】
また、本実施形態では、光ファイバ17a,17bの先端部とプリズム48a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。
【0061】
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。
【0062】
図15は本発明の第3の実施形態を示している。図示のように、本実施形態では、照明用光ファイバ17aの先端を斜めにカットする代わりに、照明用光ファイバ17aの先端にプリズム48bを設け、照明用光ファイバ17aから軸方向に出射された光をプリズム48bによってプリズム48aに入射させるようにしている。この場合、プリズム48bはプリズム48aとともにユニット148を構成している。また、第1および第2の実施形態と同様、照明用光ファイバ17aの端面と検出用光ファイバ17bの端面の位置は共焦点光学系となるように光路長が設定されている。なお、それ以外の構成は第1の実施形態と同一である。
【0063】
したがって、このような構成によれば、照明用光ファイバ17aの先端部を垂直なカットとすることができるため、照明用光ファイバ17aの製作が簡単になるとともに、固定も容易になる。
【0064】
図16は光ファイバの先端部の光学系の第1の変形例を示している。なお、本変形例において、第1の実施形態と共通する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。
【0065】
図16に示される光ファイバ17は、照明用と検出用とを兼用するタイプ(ピンホール機能有り)のものである。光ファイバ17の先端部はプローブ4の軸方向に沿ってこれと略平行に配置されている。光ファイバ17と光ファイバ8a,8bとの結合はプローブ4内に設けられた周知の4端子カプラによって行なわれる。この4端子カプラは、4つの端部を有しており、第1および第2の端部から入った光がそれぞれ分岐されて第3および第4の端部に伝えられるとともに、第3および第4の端部から入った光がそれぞれ分岐されて第1および第2の端部に伝えられるように構成されている。また、レンズ37とスキャニングミラー32のミラー部49との間には、光ファイバ17の先端に位置してプリズム348aが配置されている。
【0066】
したがって、このような構成によれば、集光レンズ37と、プリズム348aと、スキャニングミラー32とがプローブ4の長手方向に沿って配置されているため、プローブ4の先端部5の細径化を図ることができる。
【0067】
図17は、光ファイバの先端部の光学系の第2の変形例を示している。なお、本変形例において、第1の実施形態と共通する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。
【0068】
図17に示される光ファイバ17は、照明用と検出用とを兼用するタイプ(ピンホール機能有り)のものであり、レンズ37とスキャニングミラー32のレンズ部49との間に配置されている。光ファイバ17の出射端からの光がレンズ部49の方向に向かって導かれるように、光ファイバ17の出射端は例えば45度の傾斜角度をもってカットされている。この構成によれば、プリズムを設ける必要がないため、プローブ4の先端部5の細径化を図ることができる。
【0069】
図18は光ファイバの先端部の光学系の第3の変形例を示している。なお、本変形例において、第1の実施形態と共通する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。
【0070】
図18に示される光ファイバ17は、照明用と検出用とを兼用するタイプ(ピンホール機能有り)のものであり、その先端部がプローブ4の軸方向に沿ってこれと略平行に配置されている。また、レンズ37とスキャニングミラー32のレンズ部49との間には、ミラー48cが配置されている。光ファイバ17の出射端からの光がミラー48cの方向に向かって導かれるように、光ファイバ17の出射端は例えば45度の傾斜角度をもってカットされている。
【0071】
したがって、この構成によれば、光ファイバ17の端部から垂直方向に偏向して出射した光は、ミラー48cに反射してスキャンミラー32のレンズ部49に入射されるとともに、レンズ部49で反射されてレンズ37へ方向付けられる。
この構成の場合も、光学要素がプローブ4の長手方向に沿って配置されているため、プローブ4の先端部5の細径化を図ることができる。
【0072】
図19はプローブ装置の他の構成を示している。なお、本構成において、第1の実施形態と共通する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。
【0073】
本構成のプローブ装置は周知の超音波プローブ500を備えている。超音波プローブ500の先端部501内には超音波振動子502が設けられている。超音波振動子502には光ファイバ17の先端部が一体的に設けられている。また、光ファイバ17はLD6とPMTユニット7とに接続されており、超音波振動子502はコントローラ503に接続されてその駆動が制御されるようになっている。また、光ファイバ17の出射方向にはレンズ510が設けられており、超音波振動子502は回転軸519に支持されて回転されるようになっている。
【0074】
このような構成では、超音波振動子502から超音波ビーム512が放たれるとともに、光ファイバ17から共焦点画像取得用レーザ光514が出射され、超音波断層画像516と共焦点観察画像518とが同一のモニタ1上に表示される。
【0075】
図20には内視鏡装置が示している。なお、本構成において、第1の実施形態と共通する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。
【0076】
本構成の内視鏡装置は周知の拡大内視鏡601を備えている。この拡大内視鏡601の先端部内にはCCD602と変倍レンズ603とが設けられている。変倍レンズ603はアクチュエータ619によって光軸方向に進退される。
【0077】
また、CCD602はCCU605に電気的に接続されており、CCD602の出力信号がCCU605によりTV信号に変換されてモニタ1上に表示されるようになっている。
【0078】
また、拡大内視鏡601の先端部内には、光ファイバ(シングルモードファイバ)17が、内視鏡601の軸方向に沿ってこれと平行に配置されている。光ファイバ17の出射端と対向する位置にはスキャニングミラー32のミラー部49が設けられている。また、変倍レンズ603の前方には、ミラー部49によって反射された光ファイバ17からの出射光をCCD602の光軸方向に導くためのミラー48dが配置されている。なお、光ファイバ17はLD6とPMTユニット7とに接続されている。
【0079】
したがって、本構成によれば、内視鏡画像を広角と拡大とに切り換えることができるとともに、内視鏡画像(拡大画像)と同時に共焦点光走査画像をモニタ1上に表示できるようになる。
【0080】
図21には共焦点観察プローブが示されている。このプローブ内には処置具挿通チャンネル701が形成されており、このチャンネル701には穿刺針702が挿通されている。
【0081】
また、プローブ内には光ファイバ17が挿通して設けられており、光ファイバ17から出射した光はミラー703,704,705で反射されるとともに、スキャニングミラー49に入射して走査され、レンズ37を通して出射されるようになっている。なお、被検部からの反射光は同一光路を通って光ファイバ17に入射される。このような構成では、図22に示されるように、穿刺針702で細胞を穿刺している状況を観察できる。
【0082】
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。
【0083】
1.照明用光ファイバと検出用光ファイバとを有する共焦点観察プローブにおいて、照明用光ファイバの出射部と検出用光ファイバの入射部を略平行に設けたことを特徴とする共焦点観察プローブ。
【0084】
2.照明用光ファイバと検出用光ファイバとを備えた共焦点観察プローブを有する内視鏡装置において、共焦点観察プローブは照明用光ファイバの出射部と検出用光ファイバの入射部とが略平行に設けられていることを特徴とする内視鏡装置。
【0085】
3.照明用光ファイバの出射部と検出用光ファイバ入射部は共焦点光学系を構成するように配置されていることを特徴とする第1項または第2項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0086】
4.照明用光ファイバの出射部と検出用光ファイバの入射部はプリズムを介して共焦点光学系を構成するように配置されていることを特徴とする第1項または第2項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0087】
5.照明用光ファイバの出射部が斜めにカットされていることを特徴とする第1項または第2項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0088】
6.照明用光ファイバの出射部が45度にカットされていることを特徴とする第5項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0089】
7.照明用光ファイバの出射部から出射した光がプリズムと固定ミラーとスキャニングミラーとレンズとカバーガラスとを介して被検部に出射されることを特徴とする第1項または第2項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0090】
8.レンズとプリズムと照明用光ファイバと検出用光ファイバとが一体的に振動されることを特徴とする第7項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0091】
9.レンズとプリズムと照明用光ファイバと検出用光ファイバとが圧電素子により一体的に共振駆動されることを特徴とする第7項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0092】
10.光源から入射した照明光が出射する光ファイバと、光ファイバから出射した光をスキャニングミラー方向に反射せしめるプリズムと、プリズムからの光を偏向するスキャニングミラーと、スキャニングミラーからの光を集光する集光レンズとを有する共焦点観察プローブにおいて、
前記光ファイバがスキャニングミラーの側部に配置され、前記プリズムがスキャニングミラーと集光レンズとの間に位置され、光ファイバの出射部がプローブの軸方向と平行であることを特徴とする共焦点観察プローブ。
【0093】
11.光源から入射した照明光が出射する光ファイバと、光ファイバから出射した光をスキャニングミラー方向に反射せしめるプリズムと、プリズムからの光を偏向するスキャニングミラーと、スキャニングミラーからの光を集光する集光レンズとを備えた共焦点観察プローブを有する内視鏡装置において、
前記光ファイバがスキャニングミラーの側部に配置され、前記プリズムがスキャニングミラーと集光レンズとの間に位置され、光ファイバの出射部がプローブの軸方向と平行であることを特徴とする内視鏡装置。
【0094】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プローブの先端部の径を大きくすることなくノイズを低減できる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を構成するプローブの先端部の断面図である。
【図13】図12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14】図12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15】本発明の第3の実施形態に係る光走査プローブ装置の光ファイバの先端部の光学系を示す図である。
【図16】光ファイバの先端部の光学系の第1の変形例を示す図である。
【図17】光ファイバの先端部の光学系の第2の変形例を示す図である。
【図18】光ファイバの先端部の光学系の第3の変形例を示す図である。
【図19】プローブ装置の構成図である。
【図20】内視鏡装置の構成図である。
【図21】共焦点観察プローブの構成図である。
【図22】図21のプローブによって得られる観察像である。
【符号の説明】
2…制御部(診断手段)
3…光学ユニット(光源装置)
4,72…プローブ
6…ダイオードレーザ(光源装置)
7…フォトマルチプライヤ
17a…照明用光ファイバ
17b…検出用光ファイバ
32…スキャニングミラー(光走査手段)
91…走査ユニット(光走査手段)
【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係わり、特に、共焦点型の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共焦点型の光走査プローブ装置が開示されている。
【0003】
また、前記光ファイバは、照明用と検出用とが別々になっているタイプのものと、照明用と検出用とを兼用(共用)するタイプのものとがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、照明用と検出用とを兼用するタイプの光ファイバを使用すると、照明光が光ファイバの出射端面で反射してしまい、その戻り光が検出素子に入射してしまい、ノイズが大きくなる欠点がある。これに対し、照明用と検出用とが別々になっているタイプのものでは、照明光が検出用の光ファイバに全く入射しないため、ノイズの低減を図ることができる。
【0005】
しかし、照明用と検出用とが別々になっているタイプのものでは、プローブの長手方向に沿って挿通された照明用の光ファイバの先端部が略垂直(プローブの径方向)に折り曲げられ、照明用の光ファイバの先端から出射された光が検出用の光ファイバの先端に設けられた反射プリズムを介してプローブの長手方向に沿って導かれるようになっている。そのため、照明用の光ファイバが折り曲げられた分だけプローブの先端部の径が大きくなってしまい、プローブの細径化を図ることができないといった問題がある。
【0006】
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、プローブの先端部の径を大きくすることなくノイズを低減できる光走査プローブ装置を提供することにある。
【0007】
【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に記載された発明は、体腔内に挿入されるプローブと、被検部に照射するための光を前記プローブの先端に導くための照明用光ファイバと、照明用光ファイバによって出射される光を走査するための光走査手段と、被検部からの戻り光が入射される検出用光ファイバと、検出用光ファイバによって伝送された戻り光を検出して前記光走査手段とともに被検部の診断を行なう診断手段とを具備し、照明用光ファイバの出射部と検出用光ファイバの入射部とが略平行に配置されていることを特徴とする。
【0008】
また、請求項2に記載された発明は、前記照明用光ファイバの出射部から出射された照明光を導光させる導光手段と、被検部から検出された検出光を検出用光ファイバに入射させる入射手段とが、前記プローブの先端部内に設けられていることを特徴とする。
【0009】
また、請求項3に記載された発明は、前記導光手段と前記入射手段とが一の手段からなることを特徴とする。
【0010】
また、請求項4に記載された発明は、前記導光手段と前記入射手段とが、前記光走査手段より手元側に配置されていることを特徴とする。
【0011】
【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。
【0012】
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。
【0013】
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とを有している。この場合、LD6は第1の光ファイバ8aを介して後述する照明用光ファイバ17aに着脱自在に接続されるようになっている。また、PMTユニット7は第2の光ファイバ8bを介して後述する検出用光ファイバ17bに着脱自在に接続されるようになっている。
【0014】
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。
【0015】
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内に挿通された照明用光ファイバ17aは、FCコネクタ16を介して、光学ユニット3内の第1の光ファイバ8aに接続される。また、プローブ4内およびコネクタユニット9内に挿通された検出用光ファイバ17bは、FCコネクタ16を介して、光学ユニット3内の第2の光ファイバ8bに接続される。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
コイルパイプ25内には、電気ケーブル18に電気的に接続された電気ケーブル34と、照明用光ファイバ17aと、検出用光ファイバ17bとがそれぞれ挿通されている。なお、光ファイバ17a,17b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。
【0021】
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。
【0022】
図10に詳しく示されるように、ガイドパイプ27の先端部内には、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。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と電気ケーブル34とを介して、ケーブル18内の複数の心線に接続されている。
【0023】
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、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。
【0024】
レンズ枠38には、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。
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。
【0025】
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。
【0026】
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。なお、基板50は配線33の一部を介してグランドに接続されている。
【0027】
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34とケーブル18とを介して、制御部2に接続されている。
【0028】
図7に示されるように、照明用光ファイバ17aの端部と検出用光ファイバ17bの端部は互いに略平行に配置されている。基板50の裏面に形成された窪み部48にはプリズム48aが固定されている。また、このプリズム48aには検出用光ファイバ17bの先端面が固定されている。照明用光ファイバ17aの出射端からの光がプリズム48aの方向に向かって導かれるように(プローブ4の軸方向と垂直な方向に偏光されるように)、照明用光ファイバ17aの出射端は約45度の傾斜角度をもってカットされている。したがって、このような配置構成によれば、照明用光ファイバ17aの先端からの光は、プリズム48aで反射され、中心穴46を通じて出射される。また、検出用光ファイバ17bには中心穴46およびプリズム48aを通じて光が入射する。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
LD6から発せられたレーザ光は、第1の光ファイバ8aによってコネクタユニット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から照明用光ファイバ17a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。
【0032】
図10に示されるように、照明用光ファイバ17aによってプローブ4の先端部5に導かれたレーザ光は、照明用光ファイバ17aのカットされた先端面で反射されてプリズム48aに向けて偏向されるとともに、プリズム48aで再度反射されて、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、検出用光ファイバ17bのコア58で焦点を結び、検出用光ファイバ17b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、検出用光ファイバ17b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。
【0033】
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、電気ケーブル18,34、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。
【0034】
観察対象組織60の各点の反射光は、検出用光ファイバ17bとFCコネクタ16とを介して光学ユニット3の第2の光ファイバ8bに伝送されて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。
【0035】
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。
【0036】
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、O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。
【0037】
以上説明したように、本実施形態の光走査プローブ装置では、照明用光ファイバ17aの出射端からの光がプリズム48aの方向に向かって導かれるように(プローブ4の軸方向と垂直な方向に偏光されるように)、照明用光ファイバ17aの出射端が約45度の傾斜角度をもってカットされ、これによって、照明用光ファイバ17aの端部を検出用光ファイバ17bの端部と略平行に配置できるようにしている。すなわち、従来のように、照明用光ファイバの先端部がプローブ4の径方向に折り曲げられていない。そのため、従来よりもプローブ4の先端部5の細径化を図ることができる。
【0038】
また、本実施形態の光走査プローブ装置では、照明用光ファイバ17aと検出用光ファイバ17bとが別々に設けられているため、照明用光ファイバ17aからの照明光が検出用光ファイバ17bに全く入射しない。そのため、ノイズの低減を図ることができる。
【0039】
また、本実施形態の光走査プローブ装置では、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。また、本実施形態では、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。
【0040】
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。
【0041】
図12〜図14は本発明の第2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。
【0042】
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3と、先端部73を有するプローブ72とを備えている(図12参照)。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)9を介して、光学ユニット3に対して着脱自在に接続される。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)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)ユニットとを有している。なお、本実施形態において、前記LDはレーザ光を連続的に発する。
【0043】
図12および図13に示されるように、プローブ72の先端部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。
【0044】
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。また、レンズ枠100には、照明用光ファイバ17aの先端部と、検出用光ファイバ17bの先端部と、プリズム48aとがそれぞれ固定されている。この場合、照明用光ファイバ17aの端部と検出用光ファイバ17bの端部は互いに略平行に配置されている。また、このプリズム48aには検出用光ファイバ17bの先端面が固定されている。
照明用光ファイバ17aの出射端からの光がプリズム48aの方向に向かって導かれるように(プローブ4の軸方向と垂直な方向に偏光されるように)、照明用光ファイバ17aの出射端は約45度の傾斜角度をもってカットされている。
【0045】
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を駆動するための電気ケーブル34が接続されている。この電気ケーブル34は、プローブ72の内部を通って、コネクタユニット9に接続されている。
【0046】
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が固定されている。なお、圧電素子99a,99bは電気ケーブル34を介してコネクタユニット9に接続されている。
【0047】
本実施形態において、光ファイバ17a,17b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。
【0048】
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。
【0049】
図14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。
【0050】
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。
【0051】
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12参照)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。
【0052】
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、第1の光ファイバ8a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、照明用光ファイバ17aによってプローブ72の先端部73に導かれる。
【0053】
照明用光ファイバ17aによってプローブ72の先端部73に導かれたレーザ光は、照明用光ファイバ17aの先端面で反射されてプリズム48aに向けて偏向されるとともに、プリズム48aで再度反射されてレンズ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、検出用光ファイバ17bのコア111で焦点を結び、検出用光ファイバ17b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、検出用光ファイバ17b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。
【0054】
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、電気ケーブル18,34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とプリズム48aと光ファイバ17a,17b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12参照)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の各点の反射光が検出用光ファイバ17bによって伝えらる。
【0055】
観察対象組織112の各点の反射光は、検出用光ファイバ17bと第2の光ファイバ8bとを介して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。
【0056】
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。
【0057】
以上説明したように、本実施形態の光走査プローブ装置では、照明用光ファイバ17aの出射端からの光がプリズム48aの方向に向かって導かれるように(プローブ4の軸方向と垂直な方向に偏光されるように)、照明用光ファイバ17aの出射端が約45度の傾斜角度をもってカットされ、これによって、照明用光ファイバ17aの端部を検出用光ファイバ17bの端部と略平行に配置できるようにしている。すなわち、従来のように、照明用光ファイバの先端部がプローブ4の径方向に折り曲げられていない。そのため、従来よりもプローブ4の先端部5の細径化を図ることができる。
【0058】
また、本実施形態の光走査プローブ装置では、照明用光ファイバ17aと検出用光ファイバ17bとが別々に設けられているため、照明用光ファイバ17aからの照明光が検出用光ファイバ17bに全く入射しない。そのため、ノイズの低減を図ることができる。
【0059】
また、本実施形態の光走査プローブ装置では、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。
【0060】
また、本実施形態では、光ファイバ17a,17bの先端部とプリズム48a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。
【0061】
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。
【0062】
図15は本発明の第3の実施形態を示している。図示のように、本実施形態では、照明用光ファイバ17aの先端を斜めにカットする代わりに、照明用光ファイバ17aの先端にプリズム48bを設け、照明用光ファイバ17aから軸方向に出射された光をプリズム48bによってプリズム48aに入射させるようにしている。この場合、プリズム48bはプリズム48aとともにユニット148を構成している。また、第1および第2の実施形態と同様、照明用光ファイバ17aの端面と検出用光ファイバ17bの端面の位置は共焦点光学系となるように光路長が設定されている。なお、それ以外の構成は第1の実施形態と同一である。
【0063】
したがって、このような構成によれば、照明用光ファイバ17aの先端部を垂直なカットとすることができるため、照明用光ファイバ17aの製作が簡単になるとともに、固定も容易になる。
【0064】
図16は光ファイバの先端部の光学系の第1の変形例を示している。なお、本変形例において、第1の実施形態と共通する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。
【0065】
図16に示される光ファイバ17は、照明用と検出用とを兼用するタイプ(ピンホール機能有り)のものである。光ファイバ17の先端部はプローブ4の軸方向に沿ってこれと略平行に配置されている。光ファイバ17と光ファイバ8a,8bとの結合はプローブ4内に設けられた周知の4端子カプラによって行なわれる。この4端子カプラは、4つの端部を有しており、第1および第2の端部から入った光がそれぞれ分岐されて第3および第4の端部に伝えられるとともに、第3および第4の端部から入った光がそれぞれ分岐されて第1および第2の端部に伝えられるように構成されている。また、レンズ37とスキャニングミラー32のミラー部49との間には、光ファイバ17の先端に位置してプリズム348aが配置されている。
【0066】
したがって、このような構成によれば、集光レンズ37と、プリズム348aと、スキャニングミラー32とがプローブ4の長手方向に沿って配置されているため、プローブ4の先端部5の細径化を図ることができる。
【0067】
図17は、光ファイバの先端部の光学系の第2の変形例を示している。なお、本変形例において、第1の実施形態と共通する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。
【0068】
図17に示される光ファイバ17は、照明用と検出用とを兼用するタイプ(ピンホール機能有り)のものであり、レンズ37とスキャニングミラー32のレンズ部49との間に配置されている。光ファイバ17の出射端からの光がレンズ部49の方向に向かって導かれるように、光ファイバ17の出射端は例えば45度の傾斜角度をもってカットされている。この構成によれば、プリズムを設ける必要がないため、プローブ4の先端部5の細径化を図ることができる。
【0069】
図18は光ファイバの先端部の光学系の第3の変形例を示している。なお、本変形例において、第1の実施形態と共通する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。
【0070】
図18に示される光ファイバ17は、照明用と検出用とを兼用するタイプ(ピンホール機能有り)のものであり、その先端部がプローブ4の軸方向に沿ってこれと略平行に配置されている。また、レンズ37とスキャニングミラー32のレンズ部49との間には、ミラー48cが配置されている。光ファイバ17の出射端からの光がミラー48cの方向に向かって導かれるように、光ファイバ17の出射端は例えば45度の傾斜角度をもってカットされている。
【0071】
したがって、この構成によれば、光ファイバ17の端部から垂直方向に偏向して出射した光は、ミラー48cに反射してスキャンミラー32のレンズ部49に入射されるとともに、レンズ部49で反射されてレンズ37へ方向付けられる。
この構成の場合も、光学要素がプローブ4の長手方向に沿って配置されているため、プローブ4の先端部5の細径化を図ることができる。
【0072】
図19はプローブ装置の他の構成を示している。なお、本構成において、第1の実施形態と共通する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。
【0073】
本構成のプローブ装置は周知の超音波プローブ500を備えている。超音波プローブ500の先端部501内には超音波振動子502が設けられている。超音波振動子502には光ファイバ17の先端部が一体的に設けられている。また、光ファイバ17はLD6とPMTユニット7とに接続されており、超音波振動子502はコントローラ503に接続されてその駆動が制御されるようになっている。また、光ファイバ17の出射方向にはレンズ510が設けられており、超音波振動子502は回転軸519に支持されて回転されるようになっている。
【0074】
このような構成では、超音波振動子502から超音波ビーム512が放たれるとともに、光ファイバ17から共焦点画像取得用レーザ光514が出射され、超音波断層画像516と共焦点観察画像518とが同一のモニタ1上に表示される。
【0075】
図20には内視鏡装置が示している。なお、本構成において、第1の実施形態と共通する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。
【0076】
本構成の内視鏡装置は周知の拡大内視鏡601を備えている。この拡大内視鏡601の先端部内にはCCD602と変倍レンズ603とが設けられている。変倍レンズ603はアクチュエータ619によって光軸方向に進退される。
【0077】
また、CCD602はCCU605に電気的に接続されており、CCD602の出力信号がCCU605によりTV信号に変換されてモニタ1上に表示されるようになっている。
【0078】
また、拡大内視鏡601の先端部内には、光ファイバ(シングルモードファイバ)17が、内視鏡601の軸方向に沿ってこれと平行に配置されている。光ファイバ17の出射端と対向する位置にはスキャニングミラー32のミラー部49が設けられている。また、変倍レンズ603の前方には、ミラー部49によって反射された光ファイバ17からの出射光をCCD602の光軸方向に導くためのミラー48dが配置されている。なお、光ファイバ17はLD6とPMTユニット7とに接続されている。
【0079】
したがって、本構成によれば、内視鏡画像を広角と拡大とに切り換えることができるとともに、内視鏡画像(拡大画像)と同時に共焦点光走査画像をモニタ1上に表示できるようになる。
【0080】
図21には共焦点観察プローブが示されている。このプローブ内には処置具挿通チャンネル701が形成されており、このチャンネル701には穿刺針702が挿通されている。
【0081】
また、プローブ内には光ファイバ17が挿通して設けられており、光ファイバ17から出射した光はミラー703,704,705で反射されるとともに、スキャニングミラー49に入射して走査され、レンズ37を通して出射されるようになっている。なお、被検部からの反射光は同一光路を通って光ファイバ17に入射される。このような構成では、図22に示されるように、穿刺針702で細胞を穿刺している状況を観察できる。
【0082】
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。
【0083】
1.照明用光ファイバと検出用光ファイバとを有する共焦点観察プローブにおいて、照明用光ファイバの出射部と検出用光ファイバの入射部を略平行に設けたことを特徴とする共焦点観察プローブ。
【0084】
2.照明用光ファイバと検出用光ファイバとを備えた共焦点観察プローブを有する内視鏡装置において、共焦点観察プローブは照明用光ファイバの出射部と検出用光ファイバの入射部とが略平行に設けられていることを特徴とする内視鏡装置。
【0085】
3.照明用光ファイバの出射部と検出用光ファイバ入射部は共焦点光学系を構成するように配置されていることを特徴とする第1項または第2項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0086】
4.照明用光ファイバの出射部と検出用光ファイバの入射部はプリズムを介して共焦点光学系を構成するように配置されていることを特徴とする第1項または第2項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0087】
5.照明用光ファイバの出射部が斜めにカットされていることを特徴とする第1項または第2項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0088】
6.照明用光ファイバの出射部が45度にカットされていることを特徴とする第5項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0089】
7.照明用光ファイバの出射部から出射した光がプリズムと固定ミラーとスキャニングミラーとレンズとカバーガラスとを介して被検部に出射されることを特徴とする第1項または第2項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0090】
8.レンズとプリズムと照明用光ファイバと検出用光ファイバとが一体的に振動されることを特徴とする第7項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0091】
9.レンズとプリズムと照明用光ファイバと検出用光ファイバとが圧電素子により一体的に共振駆動されることを特徴とする第7項に記載の共焦点観察プローブまたは内視鏡装置。
【0092】
10.光源から入射した照明光が出射する光ファイバと、光ファイバから出射した光をスキャニングミラー方向に反射せしめるプリズムと、プリズムからの光を偏向するスキャニングミラーと、スキャニングミラーからの光を集光する集光レンズとを有する共焦点観察プローブにおいて、
前記光ファイバがスキャニングミラーの側部に配置され、前記プリズムがスキャニングミラーと集光レンズとの間に位置され、光ファイバの出射部がプローブの軸方向と平行であることを特徴とする共焦点観察プローブ。
【0093】
11.光源から入射した照明光が出射する光ファイバと、光ファイバから出射した光をスキャニングミラー方向に反射せしめるプリズムと、プリズムからの光を偏向するスキャニングミラーと、スキャニングミラーからの光を集光する集光レンズとを備えた共焦点観察プローブを有する内視鏡装置において、
前記光ファイバがスキャニングミラーの側部に配置され、前記プリズムがスキャニングミラーと集光レンズとの間に位置され、光ファイバの出射部がプローブの軸方向と平行であることを特徴とする内視鏡装置。
【0094】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プローブの先端部の径を大きくすることなくノイズを低減できる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を構成するプローブの先端部の断面図である。
【図13】図12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14】図12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15】本発明の第3の実施形態に係る光走査プローブ装置の光ファイバの先端部の光学系を示す図である。
【図16】光ファイバの先端部の光学系の第1の変形例を示す図である。
【図17】光ファイバの先端部の光学系の第2の変形例を示す図である。
【図18】光ファイバの先端部の光学系の第3の変形例を示す図である。
【図19】プローブ装置の構成図である。
【図20】内視鏡装置の構成図である。
【図21】共焦点観察プローブの構成図である。
【図22】図21のプローブによって得られる観察像である。
【符号の説明】
2…制御部(診断手段)
3…光学ユニット(光源装置)
4,72…プローブ
6…ダイオードレーザ(光源装置)
7…フォトマルチプライヤ
17a…照明用光ファイバ
17b…検出用光ファイバ
32…スキャニングミラー(光走査手段)
91…走査ユニット(光走査手段)
Claims (4)
- 体腔内に挿入されるプローブと、
被検部に照射するための光を前記プローブの先端に導くための照明用光ファイバと、
照明用光ファイバによって出射される光を走査するための光走査手段と、
被検部からの戻り光が入射される検出用光ファイバと、
検出用光ファイバによって伝送された戻り光を検出して前記光走査手段とともに被検部の診断を行なう診断手段と、
を具備し、
照明用光ファイバの出射部と検出用光ファイバの入射部とが略平行に配置されていることを特徴とする光走査プローブ装置。 - 前記照明用光ファイバの出射部から出射された照明光を導光させる導光手段と、被検部から検出された検出光を検出用光ファイバに入射させる入射手段とが、前記プローブの先端部内に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光走査プローブ装置。
- 前記導光手段と前記入射手段とが一の手段からなることを特徴とする請求項2に記載の光走査プローブ装置。
- 前記導光手段と前記入射手段とが、前記光走査手段より手元側に配置されていることを特徴とする請求項2、3のいずれか一方に記載の光走査プローブ装置。
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