JP2005160815A - 光イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光走査手段と光ファイババンドルの位置関係のアライメントを容易に行うことができ、光ファイババンドルの各画素に光を均一に入射させ易い光イメージング装置を提供する。
【解決手段】 光プローブ３の光ファイババンドル７の手元側端面２０は、ファイバコア２３が直線状に配列させた形状にしてあり、光源１０からの光をスキャンミラー１４により直線状に走査することにより、光プローブ３の円形状に束ねてある先端側端面２１から光を被検体２側に２次元的に出射すると共に、被検体２側からの戻り光を逆の光路を経て光検出器２５に導くことができる構成にして、スキャンミラー１４による光ファイババンドルへ７の光走査を簡単に行える様にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイババンドルを用いて、顕微鏡画像を得る光イメージング装置に関する。

対象物の顕微鏡画像を得ることができるようにした従来例として、光ファイババンドルを用いて試料の顕微鏡画像を得る従来例として特開平１１−１３３３０６号公報に開示された共焦点顕微鏡がある。この場合には光ファイババンドルを用いているため、光走査手段を光ファイババンドルの手元側に配置することができる構成でき、より細い径のプローブを持つ装置が提案されている。
特開平１１−１３３３０６号公報

しかしながら、この従来例では、光走査手段と２次元的に複数の画素を持つ光ファイババンドルの後端面との位置関係を、光ファイババンドルの各画素に対して精密に合わせる必要があり、そのアライメントが容易ではないという欠点がある。
また、光走査手段の走査方向と光ファイババンドルの配列関係によっては、光の各画素への入射強度にばらつきが出てしまい、均一な画像が得られない恐れがあった。

（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、光走査手段と光ファイババンドルの位置関係のアライメントを容易に行うことができ、光ファイババンドルの各画素に光を均一に入射させ易い光イメージング装置を提供することを目的とする。

本発明は、被検体に光を照射するための光源と
前記プローブ内に設けられ、前記光源からの光を被検体に導く光ファイババンドルを有するプローブと、
前記被検体に照射される前記光源からの光の照射位置を走査させる光走査手段と、
前記被検体からの戻り光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段から得られた信号に基づいて２次元または３次元の画像を生成する画像生成手段と、
を備えた光イメージング装置であって、
前記光ファイババンドルの先端側での光ファイバが平面内に２次元に配列され、
前記光ファイババンドルの手元側での光ファイバが１本の直線または曲線状に配列され、 前記光走査手段は、１本の直線または曲線上に走査することを特徴とする。
上記構成により、細径のプローブを持ち、光学調整を容易に行うことができ、十分に高い走査速度を得られる光イメージング装置を実現できるようにしている。

本発明によれば、光走査手段と光ファイババンドルの位置関係のアライメントを容易に行うことができ、光ファイババンドルの各面素に光が均一に入射するようなイメージング装置を実現できる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１〜図３は、本発明の実施例１に係り、図１は、本発明の実施例１の光イメージング装置の概略の構成および装置本体の内部構成を示し、図２は、光走査手段の詳細な構成を示し、図３は、光ファイババンドルの手元側および先端側の光ファイバの配列の詳細を示す。
図１に示すように本発明の実施例１の光イメージング装置１は、被検体２を観察する細長で可撓性を有する光プローブ３と、この光プローブ３が着脱自在に接続される光イメージング装置本体（以下、単に本体と略記）４と、この本体４に接続され、本体４内のコンピュータ等による画像生成手段２６により生成された顕微鏡画像（具体的には被検体２の細胞像５ａ）を表示するモニタ５とから構成されている。
光プローブ３は、可撓性を有するプローブ内に細径の光ファイババンドル７が挿通されている。また、この光プローブ３の手元側に設けたコネクタ８は、本体４に設けたコネクタ受け９に着脱自在に接続できるようにしている。

この光プローブ３は、可撓性を有する細長に形成されているので、例えば内視鏡の処置具用チャンネル内に挿通することができ、内視鏡による観察下の体腔内部位を被検体２として、その病変部等の関心部位をさらにより詳しく検査したいような場合には、この光プローブ３の先端側を被検体２に押し付けるようにして、その部位の顕微鏡的な拡大観察画像情報を得ることができる。
本体４の内部には、半導体レーザ等の光源１０が設けられており、この光源１０からの光はコリメータレンズ１１により平行な光束にされた後、光分離手段としてのハーフミラー１２に入射される。このハーフミラー１２は、その一部が透過し、その透過光は、集光レンズ１３に入射され、この集光レンズ１３により集光される。

上記ハーフミラー１２は、光源１０からの光を集光レンズ１３側に導き、被検体２側からの戻り光が集光レンズ１３を経て入射される場合には、その光の一部を反射して光検出器２５側に分離する機能を持つ。
なお、後述する蛍光観察する場合にはこのハーフミラー１２の代わりにダイクロイックミラーを用いることができ、このダイクロイックミラーも光分離手段の機能を持つことになる。
集光レンズ１３による集光する途中の光路上には、光走査手段となるスキャンミラー１４が配置されており、このスキャンミラー１４は、スキャナ駆動装置１５による駆動信号により電気的に駆動される。そして、駆動信号が印加されることにより、スキャンミラー１４は、集光レンズ１３から集光されて入射される光を集光レンズ１３の光軸と直交する方向に直線状に走査して、光プローブ３のコネクタ８に固定された光ファイババンドル７の手元側端面２０を走査し、光の照射位置を変化させる。
本実施例における光プローブ３は、光ファイババンドル７が先端側端面２１においてはファイバコア２２を束ねて円柱形状にしてあるが、手元側端面２０においてはファイバコア２３を直線状に配列させた形状にしている。

図２のように光ファイババンドル７は、手元側端面２０において、それぞれのファイバコア２３が１本の直線に沿って直線状に配列している。その基端面が集光レンズ１３の焦点面の位置になるように本体４のコネクタ受け９に装着されている。したがって、走査された光は、直線状に配列された光ファイババンドル７上のファイバコア２３を直線状に走査する。また、先端側端面２１ではファイバコア２２は２次元状に縦横に整列するように配列されている。
スキャナ駆動装置１５は、スキャンミラー１４を光ファイババンドル７の手元側端面２０のファイバコア２３の配列に平行な方向に直線状にスキャンする。例えば、図２に示すようにスキャンミラー１４は、このスキャンミラー１４のミラー面の中央付近の軸の回りで微小角度回動させられるように駆動される。つまり、１次元的に駆動され、この駆動によりスキャンミラー１４により反射された光は直線状にスキャン（走査）される。

そして、このスキャンにより手元側端面２０における光が入射されたファイバコア２３を有する光ファイバによって、入射された光は、先端側に導光（伝送）され、この光ファイバの（先端側端面２１における）ファイバコア２２から２次元的に出射される。
このように本実施例では、光走査手段としてのスキャンミラー１４は、単に１次元的にしかも直線に沿って光走査し、この１次元的な走査により、光プローブ３の先端側では２次元的に光走査できるようにしている。
このため、光プローブ３の手元側端面２０もファイバコア２３が直線に沿って配列させれば済み、手元側端面が２次元的に配列された場合に比較して、光ファイババンドル７とスキャンミラー１４との相対的なアライメントを簡単化できるようにしている。また、手元側端面２０におけるファイバコア２３の配列を直線状に配列することにより、２次元的な配列の場合よりも、スキャンミラー１４により、各ファイバコア２３に均一に導光させ易くできる。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）を用いて、光ファイババンドル７を用いたスキャニングの方法の詳細を説明する。図３（Ａ）は手元側端面２０におけるファイバコア２３の配列を示し、図３（Ｂ）は先端側端面２１におけるファイバコア２２の配列を示す。
各々の（円形で示す）ファイバコア２３，２２に書かれた数字は、手元側端面２０と先端側端面２１におけるそれぞれのファイバコア２３および２２の対応関係を表す。
たとえば手元側端面２０のファイバコア２３の「７番」に入射した光は、先端側端面２１におけるファイバコア２２の「７番」から出射する。
この光ファイババンドル７において、手元側端面２０の端から端まで光を走査した場合、先端側端面２１において光が１列或いは１行ずつ順番に移動しながらそれぞれのファイバコア２２から出射するように配列されている。図３（Ｂ）の場合には、最上位に配列された「１番」から「４番」まで移動すると、次の配列の「５番」から「９番」までが移動し、さらにその次に「１０番」側に順次移動する。

したがって、スキャンミラー１４を直線状に走査すると先端側端面２１では２次元状に移動しながら光が出射されていく。そして、以下に説明するように被検体２側を２次元的にスキャンする。
光プローブ３は、途中部分は可撓性のチューブにより光ファイババンドル７を覆うようにして保護している。そして、その先端側には硬質の光プローブ先端部１６を設けて光ファイババンドル７の先端部付近をその内部で固定すると共に、光ファイババンドル７で導光された光を被検体２側に集光照射する光学系を光プローブ先端部１６内に設けている。なお、図１では、光ファイババンドル７の先端部を図示しない介挿部材を介して硬質の光プローブ先端部１６に固定しているが、介挿部材を介挿することなく直接光プローブ先端部１６に固定しても良い。

つまり、光ファイババンドル７の先端側端面２１から出射された光は、光プローブ先端部１６内に配置された対物レンズ１７により集光され、光プローブ先端部１６の先端面に設けられた透明なカバーガラス１８を透過し、カバーガラス１８付近にある被検体２の表面または内部に集光される。
スキャンミラー１４による光源１０からの光は、光ファイババンドル７の手元側端面２０において、直線状に配列されてた光ファイバに直線状に走査されながら入射し、それにともない、先端側端面２１からは出射される光は、２次元的に移動して出射位置が変化しながら対物レンズ１７に入射される。
図１，図２等では光ファイババンドル７の先端側端面２１から出射される光の進路を代表的な３点で示しており、光ファイババンドル７の先端側端面２１から出射される位置が変化することにより、被検体２において集光照射される位置を変化する。

この場合、対物レンズ１７は、光ファイババンドル７の先端側端面２１から出射される光を集光して、それと共焦点関係となる観察範囲１９に集光し、またその集光された集光点で発生した反射光あるいは散乱光の一部が、対物レンズ１７により光を出射した先端側端面２１のファイバコア２３に入射される。
光ファイバに入射された光は、往路を逆にたどり、光部ローブ３の手元側端面２０から出射され、スキャンミラー１４および集光レンズ１３を経て平行な光束となり、ハーフミラー１２に入射され、その一部が反射されて集光レンズ２４に集光されて、光検出器２５にて受光される。
この光検出器２５の受光面は、ピンホール状に設定されており、集光レンズ２４の焦点付近の光のみを受光する。この光検出器２５により、光電変換された信号は、コンピュータ等により構成される画像生成手段２６に入力される。

光検出器２５から画像生成手段２６に入力された信号は、この画像生成手段２６内で、Ａ／Ｄ変換され、スキャナ駆動装置１５によるスキャナ駆動信号と対応付けてメモリ等に格納され、２次元画像データが構築される。
メモリ等に格納された画像データは、１フレームの走査期間の後に読み出され、標準的な映像信号に変換され、モニタ５に出力され、モニタ５の表示面には観察範囲１９の顕微鏡的な拡大画像、より具体的には被検体２の組織の細胞像５ａを光イメージング画像として表示する。
このような構成および作用をする本実施例によれば、スキャンミラー１４による１次元的な光走査によって、光ファイババンドル７の先端側端面２１からは２次元的に位置を変化させながら光が出射するため、被検体２の観察範囲１９上で２次元的な光走査を行うことができる。

したがって、１枚の画像を得るためにはスキャンミラー１４を光ファイババンドル７の手元側端面２０上に並んだファイバコア２３に沿って１回だけ光走査すればよい。
したがって、高い観察速度を得るためにスキャンミラーを高速に駆動する必要がないため、容易に高速観察を行うことができる。また、光走査手段側の構成を簡素化でき、本体４を低コスト化できる。
また、光走査には、１つのみのスキャンミラー１４で行うため、スキャンミラー１４と集光レンズ１３や光ファイババンドル７の手元側端面２０との位置関係の調整を容易に行うことができる。また、光ファイババンドル７の画素としての光ファイバ（或いはファイバコア）には均一に光を導光させ易く、高品質の画像を構築できる。

なお、上述の説明では、光源１０の光を被検体２側に集光照射し、その反射光を検出する場合の構成および作用を説明したが、本体４のハーフミラー１２の代わりにダイクロイックミラーを採用することにより、蛍光観察にも適用することができる。
つまり、蛍光観察を行う場合には、光源１０は蛍光励起する波長の光を発生してその波長の光をダイクロイックミラーを透過させて、被検体２側に集光照射するようにする。 そして、被検体２側において、励起光により励起され、蛍光として放射された波長の光のみをダイクロイックミラーで反射するように設定し、この反射光を光検出器２５で受光するようにする。
このようにハーフミラー１２をダイクロイックミラーに変更し、光源１０で発生する光の波長を励起光を発生する波長に変更することで、蛍光観察が可能になる。なお、反射光観察の場合においても、光源１０で発生する光は、実質的には単一の波長の光を用いると、色収差等の影響を受けにくくでき、好都合である。

（実施例１の１の変形例）
図４（Ａ）、図４（Ｂ）および図５（Ａ）〜図５（Ｃ）を用いて本実施例の第１変形例について説明する。
図４（Ａ）は、本変形例における手元側端面２０のファイバコア２２を、図４（Ｂ）は、先端側端面２１のファイバコア２３を示し、図４（Ａ）および図４（Ｂ）の各々のファイバコア２３およびファイバコア２２内に記された数字は図３（Ａ）および図３（Ｂ）の時と同様に手元側端面２０と先端側端面２１におけるファイバコアの対応を表す。
ただし、本変形例では図３（Ａ）および図３（Ｂ）と異なり、手元側端面２０と先端側端面２１においてそれぞれ任意にファイバコアが配列されている。この手元側端面２０に入射及び出射される光をスキャンミラー１４を用いて直線状に走査する。

この光ファイババンドル７を用いて、スキャンミラー１４の走査によって得られた信号を実施例１の説明で述べた方法と同様に画像生成手段２６に入力し、画像生成手段２６内に設置されたメモリ３０のアドレスに順次割り当てていく。この場合、手元側端面２０と先端側端面２１においてそれぞれ任意にファイバコアが配列されており、そのままでは被検体２に対応する画像情報が得られないので、以下のように座標変換して被検体２に対応する画像情報を得られるようにする。
次に図５（Ａ）〜図５（Ｃ）を用いて座標変換の方法について述べる。
図５（Ａ）は、画像生成手段２６内に設けられたメモリ３０の座標変換前データ３２の配列を、図５（Ｂ）は画像生成手段２６内に設けられたメモリ３０の座標変換後データ３３の配列を、図５（Ｃ）は座標変換前データ３２の配列を座標変換後データ３３の配列に変換するための座標変換テーブル３１の変換用データ３４を示す。

それぞれメモリ３０、テーブル３１の最上段に書かれた文字は、メモリ３０のアドレスのＸ座標を示し、左端の列に書かれた文字は、メモリ３０、テーブル３１のアドレスのＹ座標を示す。
図５（Ａ）および図５（Ｂ）のテーブル内に書かれた数字は、図４（Ａ）および図４（Ｂ）のファイバコア２３および２２内に書かれた数字と対応している。
たとえば図５（Ａ）においてアドレス（Ｘ３，Ｙ２）に割り当てられたデータは、図４におけるファイバコア２３および２２の「４番」を用いて得られた光信号に相当するデータが割り当てられる。
本変形例の説明では一例として円形をした光ファイババンドル７を用いていることを考慮して、画像生成手段２６に入力された信号は、アドレス（Ｘ３，Ｙ１）、（Ｘ４，Ｙ１）、（Ｘ５，Ｙ１）、（Ｘ６，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ２）…の順のメモリセルに順次割り当てられていく（格納されていく）。このように割り当てられたデータは、前述のとおりファイバコア２３および２２が任意の配列をしているため、このメモリ３０に割り当てられた座標変換前データ３２を、座標変換テーブル３１を用いて座標変換後データ３３に変換してから画像をモニタ５に表示する必要がある。

図５（Ｃ）のテーブル内に書かれている例えばアドレス（Ｘ３，Ｙ１）の変換用データＸ２，Ｙ３は、座標変換前には、そのアドレスに書き込まれているデータを座標変換後のメモリ３０に書き込む場合には、アドレス（Ｘ２，Ｙ３）に書き込むことを意味する。このため、座標変換前のメモリ３０におけるそのアドレス（Ｘ３，Ｙ１）に書き込まれた「１０番」のデータは、図５（Ｂ）に示す座標変換後のメモリ３０にはアドレス（Ｘ２，Ｙ３２）に「１０番」のデータが書き込まれる。
つまり、図５（Ｃ）のテーブル内に書かれている例えばアドレス（Ｘ３，Ｙ１）の変換用データＸ２，Ｙ３は、変換前のアドレス（Ｘ３，Ｙ１）に割り当てられたデータを、アドレス（Ｘ２，Ｙ３）に移動するということを意味する。
またもう１つで例示すると、例えば座標変換テーブル３１のアドレス（Ｘ４，Ｙ２）には（Ｘ５，Ｙ３）というデータが記されているが、これはメモリ３０に記録された座標変換前データ３２のうちアドレス（Ｘ４，Ｙ２）に割り当てられたデータをアドレス（Ｘ５，Ｙ３）に割り当てなおし、座標変換後データ３３とすることを意味する。この例によると座標変換前データ３２の「１３番」のデータが、座標変換後データ３３においてはアドレス（Ｘ５，Ｙ３）に割り当てられることになる。

この座標変換テーブル３１を光ファイババンドル７の手元側端面２０におけるファイバコア２３と先端側端面２１におけるファイバコア２２の配列関係に応じて適切に作成することにより、図５（Ｂ）のように、座標変換後データ３３は、メモリ３０のアドレスに１列ずつ「１番」、「２番」、「３番」…というように割り振られていき、適切な画像がモニタ５上に表示される。
本変形例によれば、光ファイババンドル７の作成の際、ファイバコア２３および２２の配列関係が任意でよいため、容易に作成できるという利点がある。このため、本変形例における光プローブ３のコストを大幅に低減化できる。
なお、本変形例では、被検体２側からの戻り光のデータを、画像生成手段２６のメモリ３０に一時格納した後、座標変換テーブル３１の情報を利用して、座標変換してメモリ３０に書き換えるようにしていえるが、座標変換テーブル３１の情報を利用して書き込むアドレスの値を変更し、最初から図５（Ｂ）に示すように座標変換されたデータを書き込むようにしても良い。

また、第１変形例の光プローブ３の場合には、各光プローブ３のコネクタ８には、各光プローブ固有の識別情報を書き込んだＲＯＭ等の識別子を設けておき、コネクタ８を本体４に装着した場合に、本体４は、その識別子の識別情報を読み込み、その識別情報から装着された光プローブ３に対応する上記変換テーブル３１を自動的に使用して画像生成に利用する構成にしても良い。
この場合には光プローブ３毎に先端側端面２１と手元側端面５０とにおけるファイバコア２２，２３との対応が異なる場合においても、装着された光プローブ３に対応した変換テーブル３１を用いることにより、実施例１と同様にイメージング画像を表示することができる。

また、各光プローブ３側に、その光プローブ３における先端側端面２１と手元側端面５０とにおけるファイバコア２２，２３との対応する変換テーブル３１の情報を書き込んだＲＯＭをそのコネクタ８等に設けるようにしても良い。そして、コネクタ８が本体４に装着された場合に、本体４側はそのＲＯＭに書き込まれた変換テーブル３１の情報を読み出し、画像生成に利用するようにしても良い。
また、この場合のＲＯＭとしては、電気的に書き換えが可能なＥＥＰＲＯＭ等で形成し、本体４に装着して、変換テーブル３１の情報を書き込んだり、経年変化等により補整が必要な場合には書き換えて変更し易いようにしても良い。

（実施例１の第２の変形例）
図６を用いて第２の変形例について説明する。図６は第２の変形例の光イメージング装置１Ｂを示す。この光イメージング装置１Ｂは、図１の光プローブ３と先端側形状が異なる光プローブ３Ｂを有する。
本変形例における光プローブ３Ｂは、円錐台形状をした針型形状部４１をその先端側に設けた光プローブ先端部１６Ｂを採用している。そして、この針型形状部４１の中空部の先端には小径のカバーガラス１８で閉塞されている。その他の構成は図１と同様の構成である。
本変形例によれば、光プローブ先端部１６Ｂの先端側を針型形状に細径化した針型形状部４１を設けているので、この針型形状部４１を被検体２の内部に穿刺することができる。
従って、本変形例によれば、被検体２の表面付近だけでなく、その内部をも観察することができる。また、穿刺の深さを少しづつ変えて２次元画像情報を画像生成手段２６内のメモリに順次格納し、これら深さ方向の異なる２次元画像情報から３次元画像を生成するようにしても良い。

次に図７を用いて実施例２を説明する。図７は、実施例２の光イメージング装置１Ｃを示す。この光イメージング装置１Ｃは、光プローブ３Ｃと、本体４Ｃ及びモニタ５とから構成される。
図１における光プローブ３においては、光ファイババンドル７における手元側端面２０は、その手元側端面２０におけるファイバコア２３を直線状に配列していたが、本実施例における光プローブ３Ｃでは、その代わりにファイバコア２３を円周上に配列した手元側端面５０に変更している。
また、本実施例における本体４Ｃは、図１における本体４の場合と同様に、その内部に設けられた光源１０から出射された光はコリメータレンズ１１により平行な光束にされた後、光分離手段としてのハーフミラー１２でその一部が透過した後、斜円柱状の形状をした回転プリズム５１により光路が曲げられた後、集光レンズ５２により光ファイババンドル７の手元側端面５０に集光される。

このハーフミラー１２は、光源１０からの光を集光レンズ５２側に導き、被検体２側からの戻り光が集光レンズ５２、回転プリズム５１を経て入射される場合にはその光を、光検出器２５側に分離する機能を持つ。
回転プリズム５１は、中空モータ５３のロータ側に設置されており、プリズム駆動装置５４によって中空モータ５３が（その外周側のステータに対してロータ側が）回転駆動する。そして、ハーフミラー１２を透過してきた光の光軸を中心に、回転プリズム５１が回転する。回転プリズム５１を透過した光は、その光軸が曲げられるため、この回転プリズム５１の回転により、集光レンズ５２に入射する光は、円周上に沿って位置が変化する。 光ファイババンドル７は、手元側端面５０において、それそれのファイバコア２３が円周上に配列している。この手元側端面５０が、集光レンズ５２の略焦点画に位置するように本体４Ｃのコネクタ受け９に装着されている。また集光レンズ５２は、回転プリズム５１によって傾けられた光軸を再び、回転プリズム５１を透過する前の光軸と略平行とするように設置されている。

また回転プリズム５１の形状は、回転プリズム５１を透過した光が集光レンズ５２により、円周上にファイバコア２３が配列された手元側端面５０上に集光されるような形状となっている。したがって、走査された光は、円周上に配列された手元側端面５０上を走査する。
光ファイババンドル７は手元側端面５０上では、ファイバコア２３が円周上に配列し、先端側端面２１ではファイバコア２２は２次元状に縦横に整列するように配列されている。 ここで、回転プリズム５１を用いて光を手元側端面５０上で円周上に走査すると、先端側端面２１においては、実施例１において説明したのと同様に、光が１列ずつ順番にそれぞれのファイバコア２２から出射するように配列されている。したがって、回転プリズム５１によって円周に沿って走査すると先端側端面２１では、２次元上に移動しながら光が出射することになる。

光プローブ３Ｃを用いて被検体２に光を照射し、その戻り光を光検出器２５、画像生成手段２６、モニタ５を用いて被検体２の観察範囲１９部の画像を出す構成および作用は、実施例１とまったく同様である。
このような構成および作用をする本実施例によれば、手元側端面５０においてファイバコア２３を円周上に１次元的に配列させるため、光プローブ３Ｃの手元側付近の直径を比較的細くすることができ、光プローブ３Ｃのコネクタ８の着脱や、光プローブ３Ｃを単体で携帯・運搬する際に使い勝手がよい。また、すべての手元側端面５０でのファイバコア２３に対して同じＮＡで入射させることができるため、戻り光の検出効率も均一にして、かつ分解能を高くすることができる。なお、本実施例では手元側端面５０は全円周上にファイバコア２３が存在する構成にしているが、円周の一部にのみ配列させたものでも良い。

（実施例２の変形例）
図８を用いて変形例について説明する。図８は変形例の光イメージング装置１Ｄの構成を示す。この光イメージング装置１Ｄは、光プローブ３Ｄと、本体４Ｄ及びモニタ５とから構成される。図１における光プローブ３においては、光ファイババンドル７における手元側端面２０におけるファイバコア２３を直線状に配列していたが、本変形例における光プローブ３Ｄでは、ファイバコア２３の光軸が光プローブ３Ｄの中心軸と直交し、円周上に配列した手元側端面６０が形成されるように変更している。
例えば、図７に示したような手元側端面５０のものをさらに手元側端部において、各ファイバコア２３を光プローブ３Ｄの中心軸と直交する端面を形成するように９０°屈曲させたようにしている。
また、本変形例における本体４Ｄは、図７における本体４Ｃにおいて、ハーフミラー１２を透過した光は、集光レンズ６１により集光され、その前方のコネクタ受け９の内側に配置された回転プリズム６２に入射されるようにしている。

この回転プリズム６２は、プリズムをモータ６３に取り付けて形成されている。この回転プリズム６２（のモータ６３）は、プリズム駆動装置５４から駆動信号が印加されることにより、集光レンズ６１の光軸の回りで回転される。そして、この回転により、手元側端面５０における円形内周面の円形に沿って配置されたファイバコア２３に、円形方向にスキャンされて入射される。また、被検体２側からの戻り光は、円形に沿って配置されたファイバコア２３から（入射の場合と逆に）回転プリズム６２側に出射される。その他の構成は実施例１と同様である。
本変形例によれば、回転プリズム６２の位置が、集光レンズ６１より後ろ側になるため、光がより集光された状態のところに配置されるため、回転プリズム６２が比較的小さいものですみ、より高速な駆動を行うことができる。

次に図９を用いて本発明の実施例３を説明する。本実施例は、例えば実施例１において、光プローブ３のコネクタ８と本体４のコネクタ受け９との着脱可能な接続部において、装着時に本体４側からの光が光プローブ３の手元側端面２０にフォーカス状態で入射されるように調整機構７１を設けたものである。
図９の例では、本体４に着脱可能な着脱手段となる光プローブ３側のコネクタ８側に調整機構７１を設けた構成を示している。
コネクタ８を構成するコネクタ本体７２には、その内側に光ファイババンドル７の手元側端面２０を固定したファイバホルダ７３の位置を、本体４内に配置した集光レンズ１３の（スキャンミラー１４を介して略直交する方向に変更された）光軸Ｏの方向に調整するネジ７４が設けてある。

例えば、手元側端面２０を固定したファイバホルダ７３は、コネクタ本体７２の内側に光軸Ｏの方向に移動自在に嵌入されており、ファイバホルダ７３のフランジ部を貫通するレール孔にレール７５を通すと共に、ネジ孔には位置調整ネジ７４を通している。
そして、この位置調整ネジ７４のつまみ部を回転することにより、ファイバホルダ７３を光軸Ｏと平行な方向に移動できるようにしている。
また、コネクタ本体７２は、（このコネクタ８を装着した状態においては）本体４に設けられたコネクタ受け９を構成するコネクタ受け本体７６における内周面に嵌入されて位置決めされ、ばね７７で止められているコネクタ固定部材７８によりコネクタ受け９に固定される。

このコネクタ固定部材７８は、ピン７９により回動自在であり、ばね７７に抗してコネクタ本体７２側をコネクタ受け９のコネクタ受け本体７６に挿入することにより、コネクタ固定部材７８は回動し、図９に示すようにコネクタ本体７２をコネクタ受け本体７６に嵌入した状態で固定する。
このような構成の場合、位置調整ネジ７４のつまみ部を回転して、ファイバホルダ７３を集光レンズ１３の光軸Ｏの方向に移動し、手元側端面２０が集光レンズ１３の略焦点面に位置するように調整する。
この構成によると、着脱手段となるコネクタ８を用いて本体４と光プローブ３の着脱を繰り返すことによる手元側端面２０と集光レンズ１３の位置のずれを補正することができる。従って、コネクタ８を本体４のコネクタ受け９に高精度のフォーカス状態で装着でき、Ｓ／Ｎの良いかつ高画質の顕微鏡画像が得られる。
なお、上述した各実施例を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。

光プローブを体腔内に挿入し、生体組織を詳細に調べたいような場合、光ファイババンドルの手元側の各光ファイバ端面を直線や曲線状に沿って配列させ、光走査手段による光走査を簡単に行える構成にしているので、光ファイババンドルの手元側の端面と光走査手段との配置を簡単に行え、高品質の光イメージング画像が得られる。

付記

２．前記座標変換手段は、プローブが着脱自在に接続される光源を含む本体側に設けてある請求項３記載の光イメージング装置。
３．前記座標変換手段は、プローブ側に設けてある請求項３記載の光イメージング装置。４．前記プローブを、前記光源および前記光検出手段を含む部分と着脱可能とするための着脱手段をもつことを特徴とする請求項１記載の光イメージング装置。
５．前記光走査手段は、直線状に走査する直線走査手段であることを特徴とする請求項１記載の光イメージング装置。
６．前記光走査手段は、円周の一部または全部を走査する円周走査手段であることを特徴とする請求項１記載の光イメージング装置。
７．前記光走査手段は、スキャンミラーであることを特徴とする付記５または付記６記載の光イメージング装置。

８．前記光走査手段は、回転プリズムであることを特徴とする付記５または付記６記載の光イメージング装置。
９．前記光ファイババンドルの手元側の端面と前記光源の間に、前記光ファイババンドルに前記光源からの前記光を集光させるための集光手段をもつことを特徴とする請求項１記載の光イメージング装置。
１０．前記光ファイババンドルの光源側の端面と前記集光手段との相対的な位置関係を調整することを特徴とする位置調整手段を持つ付記９記載の光イメージング装置。
１１．前記位置調整手段は、前記着脱手段の内部に設けられていることを特徴とする付記４及び付記１０記載の光イメージング装置。
１２．前記プローブの先端を前記被検体に穿刺可能とする針型形状部を持つことを特徴とする請求項１記載の光イメージング装置。

本発明の実施例１の光イメージング装置の概略の全体構成図。 スキャンミラーと光プローブ部分の手元側端面付近の詳細図。 光ファイババンドルの手元側端面と先端側端面におけるファイバコアの配列関係を示す説明図。 第１変形例における光ファイババンドルの手元側端面と先端側端面におけるファイバコアの配列関係を示す説明図。 第１変形例における座標変換方法の詳細な説明図。 第２変形例の光イメージング装置の全体構成図。 本発明の実施例２の光イメージング装置の全体構成図。 変形例の光イメージング装置の全体構成図。 本発明の実施例３における本体および調整機構を設けたコネクタ周辺部を示す図。

符号の説明

１…光イメージング装置
２…被検体
３…光プローブ
４…本体
５…モニタ
７…光ファイババンドル
８…コネクタ
９…コネクタ受け
１０…光源
１１…コリメータレンズ
１２…ハーフミラー
１４…スキャンミラー
１５…スキャナ駆動装置
１６…光プローブ先端部
１７…対物レンズ
１８…カバーガラス
１９…観察範囲
２０…手元側端面
２１…先端側端面
２２…ファイバコア
２３…ファイバコア
２４…集光レンズ
２５…光検出器
２６…画像生成手段
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (3)

1. 被検体に光を照射するための光源と、
   前記プローブ向に設けられ、前記光源からの光を被検体に導く光ファイババンドルを有するプローブと、
   前記被検体に照射される前記光源からの光の照射位置を走査させる光走査手段と、
   前記被検体からの戻り光を検出する光検出手段と、
   前記光検出手段から得られた信号に基づいて
   ２次元または３次元の画像を生成する画像生成手段と、
   からなる光イメージング装置であって、
   前記光ファイババンドルの先端側での光ファイバが平面内に２次元に配列され、
   前記光ファイババンドルの手元側での光ファイバが１本の直線または曲線状に配列され、 前記光走査手段は、１本の直線または曲線状に走査する
   ことを特徴とする光イメージング装置。
2. 前記光ファイババンドルの手元側の端面において、前記光ファイババンドルが円周状に配列していることを特徴とする請求項１記載のイメージング装置。
3. 前記光ファイババンドルの先端側および手元側における配列関係が任意であり、上記画像生成手段が前記任意な配列関係を反映した座標変換手段を有することを特徴とする請求項１記載のイメージング装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   

Images