JP2010075391A - ロータリジョイントおよびこれを用いる光断層画像化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安全性及び防塵性に優れたロータリジョイント、及び、それを用いた光断層画像取得装置を提供する。
【解決手段】ロータリジョイント１８は、固定側光ファイバＦＢ２の端部を支持する固定スリーブ３８と、固定スリーブ３８に回転自在に設けられ、回転側光ファイバＦＢ１の端部を着脱自在に支持するとともに、回転側光ファイバＦＢ１と固定側光ファイバＦＢ２とを非接触で光学的に接続させる回転スリーブ４６と、固定側光ファイバＦＢ２の端部と回転側光ファイバＦＢ１の端部との間に形成される光路上に設けられ、光路をシャッタ５７によって開閉するシャッタ部材５６と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ロータリジョイントおよびこれを用いる光断層画像化装置に係り、特に、測定対象の光断層画像を取得するために測定光を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光を導波する光ファイバ同士の間を回転自在に接続するロータリジョイント、および測定対象に光を照射し、その反射による戻り光から測定対象の光断層画像を取得する光断層画像化装置に関するものである。

生体組織等の測定対象を切断せずに断面画像を取得する方法として、光干渉断層（ＯＣＴ；Optical Coherence Tomography)計測法を利用した光断層画像化装置がある。このＯＣＴ計測法は、光干渉計測法の一種であり、光源から射出された光を測定光と参照光との２つに分け、測定光と参照光との光路長が光源のコヒーレンス長以内の範囲で一致したときにのみ光干渉が検出されることを利用した計測方法である。

ＯＣＴ計測法を利用した光断層画像化装置では、光プローブが使用される。光プローブは、測定光を測定対象たる被検体に照射するとともにその反射による戻り光を検出する測定部と、測定光および戻り光を伝達する光ファイバと、これらを被覆する透明部なシースとで構成される。この光プローブは、光ファイバを回転させることによって測定部を回転させ、測定光を走査させる。このため、光ファイバの基端部は、ロータリジョイントを介して別の光ファイバに回転自在に接続されている。

このように光ファイバ同士を回転自在に接続するロータリジョイントは、回転側光ファイバ（光プローブ）と固定側光ファイバとの間で光が確実に導波される必要があり、様々な構成が提案されている。たとえば特許文献１には、光軸方向の調整機能を搭載したロータリジョイントが開示されており、特許文献２には、コリメート方式のロータリジョイントが提案されている。また、特許文献３には、光ファイバがレンズを介して非接触で光学的に接続されたロータリジョイントが提案されている。
ＵＳ２００６／００９３２７６Ａ１ ＵＳ５０３９１９３ 特開２０００−３２１０３４

ところで、上述した光プローブは、患者の体内に挿入されて使用されるため、患者が替わるたびにロータリジョイントから取り外されて交換される。ロータリジョイントから取り外された光プローブは、滅菌、消毒され、使用直前に再びロータリジョイントに接続される。このように光プローブはロータリジョイントに頻繁に着脱される。

光プローブの着脱の際、安全性や防塵性が重要となる。たとえば光プローブをロータリジョイントから取り外す際に光ファイバからレーザ光が漏れると、使用者の安全を損なうおそれがある。また、取り外した光プローブをロータリジョイントに接続する際に塵埃が光路上に入り込むと、光伝達機能が低下したり、反射損失が増大したりし、光断層画像の劣化を生じるという問題が発生する。このため、光プローブを取り外す際の安全性や防塵性がロータリジョイントに必要になる。

しかしながら、特許文献１〜３のロータリジョイントは、光プローブ（すなわち回転側光ファイバ）を取り外す際の安全性や防塵性が考慮されていない。

本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、安全性及び防塵性に優れたロータリジョイント、及び、それを用いた光断層画像取得装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、固定側光ファイバの端部を支持する固定側部材と、前記固定側部材に回転自在に設けられ、回転側光ファイバの端部を着脱自在に支持するとともに、該回転側光ファイバと前記固定側光ファイバとを非接触で光学的に接続させる回転部材と、前記固定側光ファイバの端部と前記回転側光ファイバの端部との間に形成される光路上に設けられ、該光路をシャッタによって開閉するシャッタ部材と、を備えることを特徴とするロータリジョイントを提供する。

本発明によれば、光路上にシャッタ部材が設けられているので、回転側光ファイバの端部を取り外した際にシャッタ部材によって光路を遮断することができる。したがって、光が外部に漏れることを防止できるとともに、塵埃が光路内に入り込むことを防止できる。

請求項２に記載の発明は請求項１の発明において、前記回転側光ファイバは、ＯＣＴ用光プローブ内の光ファイバであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は請求項１または２の発明において、前記シャッタ部材は、前記回転側光ファイバの端部が前記回転部材に装着されることによって前記シャッタが開くことを特徴とする。

本発明によれば、回転側光ファイバの端部を回転部材に装着した際にシャッタが開くので、装着時に光路を確保することができ、光学的に確実に接続することができる。

請求項４に記載の発明は請求項１〜３のいずれか１の発明において、前記シャッタ部材は、前記回転側光ファイバの端部が前記回転部材から取り外されることによって前記シャッタが閉じることを特徴とする。

本発明によれば、回転側光ファイバの端部を回転部材から取り外した際にシャッタが閉じるので、取り外した際の光漏れと塵埃付着とを防止することができる。

請求項５に記載の発明は請求項１〜４のいずれか１において、前記回転部材には、前記回転側光ファイバの端部を回動することにより着脱する着脱部が設けられ、前記シャッタ部材は、前記回転側光ファイバの端部に係合し、前記回転側光ファイバの端部に連動して回動する係合部と、前記係合部が回動することによって前記シャッタを開閉させる開閉機構と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、回転側光ファイバの端部を回転部材に着脱する際、回転側光ファイバの端部がシャッタ部材の係合部に係合する。そして、回転側光ファイバの端部とともにシャッタ部材の係合部が回動し、シャッタが開閉する。したがって、回転側光ファイバの装着に連動してシャッタが開閉するので、装着時の光路の確保と、取り外し時の光漏れ及び塵埃付着の防止を達成することができる。

請求項６に記載の発明は請求項１〜５のいずれか１において、前記シャッタ部材は、前記シャッタを閉じる方向に付勢する付勢手段を備え、前記回転側光ファイバの端部を前記回転部材から取り外した際に前記シャッタが前記付勢手段によって閉じることを特徴とする。本発明によれば、回転側光ファイバの端部を回転部材から取り外した際にシャッタが付勢手段によって自動的に閉じるので、取り外し時の光漏れと塵埃付着を確実に防止することができる。

請求項７に記載の発明は請求項１〜６のいずれか１において、前記固定側光ファイバの端部及び前記回転側光ファイバの端部にはコリメートレンズが配設されることを特徴とする。本発明は、コリメート対向型のロータリジョイントであることを意味しており、このようなコリメート対向型では特に光漏れ防止と防塵とが重要になるので、本発明の効果が顕著になる。

請求項８に記載の発明は請求項７において、前記固定側光ファイバの端部と前記回転側光ファイバの端部との間に形成される光路上にはカバーガラスが設けられることを特徴とする。本発明によれば、カバーガラスが設けられているので、塵埃の光路内への浸入をより確実に防止することができる。

請求項９に記載の発明は前記目的を達成するために、光を出射する光源手段と、前記光源手段から出射された光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、前記測定光を測定対象に照射し、その反射光を得るＯＣＴ用光プローブと、前記反射光と前記参照光とを合波して干渉光を得る合波手段と、前記干渉光を検出する干渉光検出手段と、前記検出された干渉光の周波数および強度に基づいて前記測定対象の複数の深さ位置における反射強度を検出し、各深さ位置における前記反射光の強度に基づいて前記測定対象の断層画像を取得する断層画像処理手段と、前記ＯＣＴ用光プローブの基端部に接続される請求項１〜８のいずれか１に記載のロータリジョイントと、を備えることを特徴とする光断層画像化装置を提供する。

本発明によれば、ＯＣＴ用光プローブをロータリジョイントから取り外した際の光漏れと塵埃付着を防止することができる。したがって、安全性を向上させることができるとともに、光断層画像の精度を向上させることができる。

本発明によれば、光路上にシャッタ部材が設けられ、回転側光ファイバの端部を取り外した際にシャッタ部材によって光路を遮断することができるので、光が外部に漏れることを防止できるとともに、塵埃が光路内に入り込むことを防止できる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明のロータリジョイントが適用された光断層画像化装置の構成を模式的に示している。

同図に示す本発明の光断層画像化装置１０は、光干渉断層計測法による測定対象の光断層画像を取得するためのもので、光Ｌａを射出する光源ユニット１２と、光源ユニット１２から射出された光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分岐し、かつ、被検体である測定対象からの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２を合波して干渉光Ｌ４を生成する分岐合波部１４と、分岐合波部１４で生成された干渉光Ｌ４を干渉信号として検出する干渉光検出部２０と、この干渉光検出部２０によって検出された干渉信号を処理して光断層画像（以下単に「断層画像」ともいう）を取得する処理部２２と、処理部２２で取得された光断層画像を表示する表示部２４とを備える装置本体１１と、装置本体１１の分岐合波部１４で分岐された測定光Ｌ１を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光Ｌ３を導波する回転側光ファイバＦＢ１を備える光プローブ１６と、測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１まで導波するとともに回転側光ファイバＦＢ１によって導波された戻り光Ｌ３を導波する固定側光ファイバＦＢ２と、回転側光ファイバＦＢ１を固定側光ファイバＦＢ２に対して回転自在に接続し、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３を伝送するロータリジョイント１８と、を有する。

また、光断層画像化装置１０は、装置本体１１に、参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整部２６と、光源ユニット１２から射出された光Ｌａを分光する光ファイバカプラ２８と、参照光Ｌ２を検出する検出部３０ａと戻り光Ｌ３を検出する検出部３０ｂと、処理部２２や表示部２４等への各種条件の入力、設定の変更等を行う操作制御部３２とを有する。なお、後述するが、図１に示す光断層画像化装置１０においては、上述した射出光Ｌａ、測定光Ｌ１、参照光Ｌ２および戻り光Ｌ３などを含む種々の光を各光デバイスなどの構成要素間で導波し、伝送するための光の経路として、回転側光ファイバＦＢ１および固定側光ファイバＦＢ２を含め種々の光ファイバＦＢ（ＦＢ３、ＦＢ４、ＦＢ５、ＦＢ６など）が用いられている。ここで、分岐合波部１４、干渉光検出部２０、光路長調整部２６、光ファイバカプラ２８および検出部３０ａ、３０ｂは、干渉計を構成する。

図２は、ロータリジョイント１８の一実施形態の概略断面図である。同図に示すロータリジョイント１８は主として、固定側部材（筐体３４や固定スリーブ３８等）、回動側部材（回転スリーブ４６等）、モータ３６、シャッタ部材５６で構成されている。

筐体３４には、取付部材３５を介して固定側光ファイバＦ２の端部が固定されている。この固定側光ファイバＦＢ２は、分岐合波部１４で分岐された測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１に伝送するとともに光ファイバＦＢ１によって導波された戻り光Ｌ３を伝送するものである。固定側光ファイバＦ２の端部は、不図示の円筒状フェルールに保持された状態で連結されている。フェルールは、光ファイバＦＢ２を保持するとともに保護する機能を持ち、通常、ジルコニアフェルールやニッケル合金などの金属を用いたメタルフェルールなどが用いられる。

固定側光ファイバＦ２の端部にはホルダ４１を介して固定側コリメータレンズ４２が保持されている。固定側コリメータレンズ４２は、光ファイバＦＢ２の先端から射出された測定光Ｌ１をコリメートして回転側コリメータレンズ５０に入射させるとともに、回転側コリメータレンズ５０からのコリメートされた戻り光Ｌ３を集光して光ファイバＦＢ２に入射させるためのものである。光ファイバＦＢ２の先端面とコリメータレンズ４２との位置関係は、光ファイバＦＢ２の端面の中心とコリメータレンズ４２の中心との間の（光軸上の）距離がコリメータレンズ４２の焦点距離に等しくなっている。

固定スリーブ３８は筐体３４内に設けられるとともに、筐体３４に固定されている。この固定スリーブ３８は、その中心軸が、固定側コリメータレンズ４２の中心（すなわち光ファイバＦＢ２の端面の中心）と同軸上に配置される。

固定スリーブ３８の内部には、回転スリーブ４６が固定スリーブ３８と同軸上に配置されている。この回転スリーブ４６は、ベアリング４４を介して固定スリーブ３８に回転自在に支持される。

回転スリーブ４６の内部には、カバーレンズ３７が取り付けられており、前述の固定側コリメータレンズ４２が外部に曝されないようになっている。

回転スリーブ４６の外周面には歯車５２が取り付けられており、歯車５２は、モータ３６の出力軸３６ａに連結された歯車５４に歯合されている。したがって、モータ３６を駆動することによって歯車５４、歯車５２を介して回転スリーブ４６が回転される。なお、図２にはモータ３６を筐体３４の外側に固定した例を記載したが、モータ３６は筐体３４の内部に配置してもよい。

回転スリーブ４６は、回転側光ファイバＦＢ１が着脱される着脱部４６Ａが設けられている。着脱部４６Ａは、固定側光ファイバＦＢ２が固定された側と反対側の端部に形成されている。

回転側光ファイバＦＢ１は、固定側光ファイバＦＢ２から伝送された測定光Ｌ１を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光Ｌ３を導波して固定側光ファイバＦＢ２に伝送するためのものである。

回転側光ファイバＦＢ１の端部は、円筒状フェルール（不図示）に保持されており、さらにその外側に連結部材５３が取り付けられている。フェルールは、光ファイバＦＢ１を保持するとともに保護する機能を持ち、通常、ジルコニアフェルールやニッケル合金などの金属を用いたメタルフェルールなどを用いることができる。連結部材５３は、回転スリーブ４６の着脱部４６Ａに着脱自在に連結できるように構成されている。たとえば、回転スリーブ４６の内周面に雌ねじ４６Ｂを形成するとともに、この雌ねじ４６Ｂに螺合するように連結部材５３の外周面に雄ねじ５３Ｂを形成する。これにより、連結部材５３を回転スリーブ４６に回転させることによって、連結部材５３を回転スリーブ４６に取り付けることができる。なお、連結部材５３（回転側光ファイバＦＢ１）と回転スリーブ４６との接続機構はこれに限定するものではなく、様々な態様が可能である。

回転側光ファイバＦＢ２の端部には、回転側コリメータレンズ５０がホルダ５１を介して取り付けられている。回転側コリメータレンズ５０は、コリメータレンズ４２からのコリメートされた測定光Ｌ１を集光して光ファイバＦＢ１に入射させるとともに、光ファイバＦＢ１の先端から射出された戻り光Ｌ３をコリメートして固定側コリメータレンズ４２に入射させるためのものである。光ファイバＦＢ１の先端面とコリメータレンズ５０との位置関係は、光ファイバＦＢ１の端面の中心とコリメータレンズ５０の中心との間の（光軸上の）距離がコリメータレンズ５０の焦点距離に等しくなっている。

連結部材５３の内部には、カバーガラス３９が設けられており、コリメータレンズ５０が外部に曝されないようになっている。

ところで、本発明のロータリジョイント１８には、シャッタ部材５６が設けられている。図３（ａ）、図３（ｂ）は、シャッタ部材５６の構成を示す正面図であり、図３（ａ）はシャッタ５７を閉じた状態を示し、図３（ｂ）はシャッタ５７を開いた状態を示している。

これらの図に示すシャッタ部材５６は、虹彩絞り機構を用いたものであり、複数枚のシャッタ５７を備えている。シャッタ５７は、ドク５８の回動操作に連動するようになっており、ドク５８の位置に応じて開口したり、あるいはその開口を小さくして完全に閉塞したりするようになっている。たとえば、ドク５８が図３（ａ）の位置に配置された場合は、シャッタ５７が閉じて完全に閉塞するように構成される。また、ドク５８が図３（ｂ）の位置に配置された場合は、シャッタ４７が開いて光路が確保されるようになっている。なお、ドク５８は、連結部材５３のシャフト５９に係合する係合部として作用するようになっている。

図４は、連結部材５３の端面を示す正面図である。同図に示すように、連結部材５３には、二本のシャフト５９が突設されている。シャフト５９、５９の間隔は、ドク５８の直径よりも大きくなっており、シャフト５９、５９の間にドク５８を配置できるようになっている。したがって、図３（ａ）または図３（ｂ）に二点鎖線でシャフト５９を示すように、ドク５８の両側にシャフト５９を配置することができる。これにより、ドク５８がシャフト５９に係合するので、回転側光ファイバＦＢ１の端部（すなわち連結部材５３）を回転スリーブ４６に対して回転させた際に、ドク５８が回転操作され、シャッタ５７を開閉することができる。

シャッタ部材５６は、連結部材５３を回転スリーブ４６に取り付けた際にシャッタ５７を開き、連結部材５３を回転スリーブ４６から取り外した際にシャッタ５７を閉じるようになっている。

なお、本実施の形態では、虹彩絞り機構を利用したシャッタ部材５６を用いたが、光路上の開口を開閉する構成であればよい。

次に、本発明のロータリジョイント１８が適用される図１の光断層画像化装置１０を構成する各構成要素について説明する。

図１に示すように、光源ユニット１２は、半導体光増幅器６０と、光分岐器６２と、コリメータレンズ６４と、回折格子素子６６と、光学系６７と、回転多面鏡６８とを有し、周波数を一定の周期で掃引させたレーザ光Ｌａを射出する。

半導体光増幅器（半導体利得媒質）６０は、駆動電流が印加されることで、微弱な放出光を射出し、また、入射された光を増幅する。この半導体光増幅器６０には、光ファイバＦＢ１０が接続されている。具体的には、光ファイバＦＢ１０の一端は、半導体光増幅器６０から光が射出される部分に接続され、光ファイバＦＢ１０の他端は、半導体光増幅器６０に光を入射する部分に接続される。したがって、半導体光増幅器６０から射出された光は、光ファイバＦＢ１０に射出され、再び半導体光増幅器６０に入射する。

このように、半導体光増幅器６０および光ファイバＦＢ１０で光路のループを形成することで、半導体光増幅器６０および光ファイバＦＢ１０が光共振器となり、半導体光増幅器６０に駆動電流が印加されることで、パルス状のレーザ光が生成される。

光ファイバＦＢ１０の光路上には光分岐器６２が設けられる。光分岐器６２には光ファイバＦＢ１１が接続されており、光ファイバＦＢ１０内を導波する光の一部が光ファイバＦＢ１１に分岐される。

コリメータレンズ６４は、光ファイバＦＢ１１の他端、つまり光ファイバＦＢ１０と接続していない端部に配置され、光ファイバＦＢ１１から射出された光を平行光にする。

回折格子素子６６は、コリメータレンズ６４で生成された平行光の光路上に所定角度傾斜して配置されている。コリメータレンズ６４から射出される平行光は、回折格子素子６６によって分光される。分光された光の光路上には光学系６７が配置される。光学系６７は、複数のレンズで構成されており、回折格子素子６６で分光された光を屈折させ、屈折させた光を平行光にする。

この平行光の光路上には回転多面鏡６８が配設され、この回転多面鏡６８によって平行光が反射される。回転多面鏡６８は、図１中Ｒｌ方向に等速で回転する正八角形の回転体であり、その中心が回転軸になっている。したがって、回転多面鏡６８が回転することによって、各反射面の角度を光学系６７の光軸に対して変化させることができる。回転多面鏡６８で反射された光は、光学系６７、回折格子素子６６、コリメータレンズ６４を通り、光ファイバＦＢ１１に入射する。

ここで、上述したように、回転多面鏡６８の反射両の角度が光学系６７の光軸に対して変化するため、回転多面鏡６８が光を反射する角度は時間により変化する。このため、回折格子素子６６により分光された光のうち、特定の周波数域の光だけが再び光ファイバＦＢ１１に入射する。ここで、光ファイバＦＢ１１に入射する特定の周波数域の光は、光学系６７の光軸と回転多面鏡６８の反射面との角度により決まるため、光ファイバＦＢ１１に入射する光の周波数域は、光学系６７の光軸と回転多面鏡６８の反射面との角度により変化する。

光ファイバＦＢ１１に入射した特定の周波数域の光は、光分岐器６２から光ファイバＦＢ１０に入射され、光ファイバＦＢ１０の光と合波される。これにより、光ファイバＦＢ１０に導光されるパルス状のレーザ光は、特定の周波数域のレーザ光となり、この特定周波数域のレーザ光Ｌａが光ファイバＦＢ３に射出される。ここで、回転多面鏡６８が矢印Ｒｌ方向に等速で回転しているため、再び光ファイバＦＢ１１に入射される光の波長λは、時間の経過に伴って一定の周期で変化する。これにより、光ファイバＦＢ３に射出されるレーザ光Ｌａの周波数も、時間の経過に伴った一定の周期で変化する。光源ユニット１２は、このような構成であり、波長掃引されたレーザ光Ｌａを光ファイバＦＢ３側に出射する。

次に、分岐合波部１４は、例えば２×２の光ファイバカプラで構成されており、光ファイバＦＢ２、光ファイバＦＢ３、光ファイバＦＢ４、光ファイバＦＢ５とそれぞれ光学的に接続されている。分岐合波部１４は、光源ユニット１２から光ファイバＦＢ３を介して入射した光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割し、測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ２に入射させ、参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５に入射させる。さらに、分岐合波部１４は、光ファイバＦＢ５に入射され、後述の光路長調整部２６により周波数シフトおよび光路長の変更が施された後に光ファイバＦＢ５を戻り、分岐合波部１４に入射した参照光Ｌ２と、後述の光プローブ１６で取得され、光ファイバＦＢ２から分岐合波部１４に入射した測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３とを合波し、光ファイバＦＢ４に射出する。

光プローブ１６は、ロータリジョイント１８を介して、光ファイバＦＢ２と接続されており、光ファイバＦＢ２から、ロータリジョイント１８を介して、光ファイバＦＢ１に測定光Ｌ１が入射され、入射された測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ１によって伝送して測定対象Ｓに照射し、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を取得し、取得した戻り光Ｌ３を光ファイバＦＢ１によって伝送して、ロータリジョイント１８を介して、光ファイバＦＢ２に出射するものである。

図５に示すように、光プローブ１６は、プローブ外筒７０と、キャップ７２と、光ファイバＦＢ１と、バネ７４と、固定部材７６と、光学レンズ７８とを備える。

プローブ外筒（シース）７０は、可撓性を有する筒状の部材であり、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３が透過する材料からなっている。なお、プローブ外筒７０は、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３が通過する先端（ロータリジョイント１８と反対側の光ファイバＦＢ１の先端、以下、プローブ外筒７０の先端という）側の一部が全周にわたって光を透過する材料（透明な材料）で形成されていればよい。キャップ７２は、プローブ外筒７０の先端に設けられ、プローブ外筒７０の先端を閉塞している。

光ファイバＦＢ１は線状部材であり、プローブ外筒７０内にプローブ外筒７０に沿って収容されており、光ファイバＦＢ２からロータリジョイント１８を介して出射された測定光Ｌ１を光学レンズ７８まで導波するとともに、測定光Ｌ１を測定対象Ｓに照射して光学レンズ７８で取得した測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３をロータリジョイント１８まで導波し、光ファイバＦＢ２に入射する。ここで、光ファイバＦＢ１と光ファイバＦＢ２とは、ロータリジョイント１８によって接続されており、光ファイバＦＢ１の回転が光ファイバＦＢ２に伝達しない状態で、光学的に接続されている。また、光ファイバＦＢ１は、プローブ外筒７０に対して回転自在な状態で配置されている。

バネ７４は、光ファイバＦＢ１の外周に固定されている。また、光ファイバＦＢ１およびバネ７４は、ロータリジョイント１８に接続されている。

光学レンズ７８は、光ファイバＦＢ１の測定側先端（ロータリジョイント１８と反対側の光ファイバＦＢ１の先端）に配置されており、先端部が、光ファイバＦＢ１から射出された測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し集光するために略球状の形状で形成されている。

光学レンズ７８は、光ファイバＦＢ１から出射した測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し照射し、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を集光し、光ファイバＦＢ１に入射する。

固定部材７６は、光ファイバＦＢ１と光学レンズ７８との接続部の外周に配置されており、光学レンズ７８を光ファイバＦＢ１の端部に固定する。ここで、固定部材７６による光ファイバＦＢ１と光学レンズ７８の固定方法は、特に限定されず、接着剤により、固定部材７６と光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８を接着させて固定させても、ボルト等を用い機械的構造で固定してもよい。なお、固定部材７６は、ジルコニアフェルールやメタルフェルールなど光ファイバの固定や保持や保護のために用いられるものであれば、如何なるものを用いても良い。

また、上述したように、光ファイバＦＢ１およびバネ７４は、ロータリジョイント１８の回転スリーブ４６に接続されており、回転スリーブ４６によって光ファイバＦＢ１およびバネ７４を回転させることで、光学レンズ７８をプローブ外筒７１に対し、矢印Ｒ２方向に回転させる。また、ロータリジョイント１８は、回転エンコーダ（不図示）を備え、回転エンコーダからの信号に基づいて光学レンズ７８の位置情報（角度情報）から測定光Ｌ１の照射位置を検出する。つまり、回転している光学レンズ７８の回転方向における基準位置に対する角度を検出して、測定位置を検出する。

光プローブ１６は、以上のような構成であり、ロータリジョイント１８により光ファイバＦＢ１およびバネ７４が、図５中矢印Ｒ２方向に回転されることで、光学レンズ７８から射出される測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し、矢印Ｒ２方向（プローブ外筒７０の円周方向）に対し走査しながら照射し、戻り光Ｌ３を取得する。これにより、プローブ外筒７０の円周方向の全周において、測定対象Ｓを反射した戻り光Ｌ３を取得することができる。

図１の光路長調整部２６は、光ファイバＦＢ５の参照光Ｌ２の出射側（すなわち、光ファイバＦＢ５の分岐合波部１４とは反対側の端部）に配置されている。光路長調整部２６は、光ファイバＦＢ５から射出された光を平行光にする第１光学レンズ８０と、第１光学レンズ８０で平行光にされた光を集光する第２光学レンズ８２と、第２光学レンズ８２で集光された光を反射する反射ミラー８４と、第２光学レンズ８２および反射ミラー８４を支持する基台８６と、基台８６を光軸方向に平行な方向に移動させるミラー移動機構８８とを有し、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変化させることで参照光Ｌ２の光路長を調整する。

第１光学レンズ８０は、光ファイバＦＢ５のコアから射出された参照光Ｌ２を平行光にするとともに、反射ミラー８４で反射された参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５のコアに集光する。また、第２光学レンズ８２は、第１光学レンズ８０により平行光にされた参照光Ｌ２を反射ミラー８４上に集光するとともに、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２を平行光にする。このように、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２とにより共焦点光学系が形成されている。

さらに、反射ミラー８４は、第２光学レンズ８２で集光される光の焦点に配置されており、第２光学レンズ８２で集光された参照光Ｌ２を反射する。これにより、光ファイバＦＢ５から射出した参照光Ｌ２は、第１光学レンズ８０により平行光になり、第２光学レンズ８２により反射ミラー８４上に集光される。その後、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２は、第２光学レンズ８２により平行光になり、第１光学レンズ８０により光ファイバＦＰ５のコアに集光される。

また、基台８６は、第２光学レンズ８２と反射ミラー８４とを固定し、ミラー移動機構８８は、基台８６を第１光学レンズ８０の光軸方向（図１矢印Ａ方向）に移動させる。ミラー移動機構８８で、基台８６を矢印Ａ方向に移動させることで、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変更することができ、参照光Ｌ２の光路長を調整することができる。

干渉光検出部２０は、光ファイバＦＢ４と接続されており、分岐合波部１４で参照光Ｌ２と戻り光Ｌ３とを合波して生成された干渉光Ｌ４を干渉信号として検出する。ここで、光断層画像化装置１０は、光ファイバＦＢ３から光ファイバＦＢ６にレーザ光Ｌａを分岐する光ファイバカプラ２８と、光ファイバカプラ２８から分岐させた光ファイバＦＢ６に設けられ、分岐されたレーザ光Ｌａの光強度を検出する検出部３０ａと、光ファイバＦＢ４の光路上に干渉光Ｌ４の光強度を検出する検出部３０ｂとを有する。干渉光検出部２０は、検出部３０ａおよび検出部３０ｂの検出結果に基づいて、光ファイバＦＢ４から検出する干渉光Ｌ４の光強度のバランスを調整する。

処理部２２は、干渉光検出部２０で検出した干渉信号から、測定位置における光プローブ１６と測定対象Ｓとの接触している領域、より正確には、光プローブ１６のプローブ外筒７０の表面と測定対象Ｓの表面とが接触しているとみなせる領域を検出し、さらに、干渉光検出部２０で検出した干渉信号から、断層画像を取得する。

図６に示すように、処理部２２は、干渉信号取得部９０と、Ａ／Ｄ変換部９２と、接触領域検出部９４と、断層情報生成部９６と、画質補正部９８とを有する。

干渉信号取得部９０は、干渉光検出部２０で検出された干渉信号を取得し、さらに、ロータリジョイント１８で検出された測定位置の情報、具体的には、回転方向における光学レンズ７８の位置情報から検出された測定位置の位置情報を取得し、干渉信号と測定位置の位置情報を対応付ける。対応付けられた干渉信号は、Ａ／Ｄ変換部９２に送られる。Ａ／Ｄ変換部９２は、アナログ信号として出力されている干渉信号をデジタル信号に変換する。デジタル変換された干渉信号は、接触領域検出部９４および断層情報生成部９６に送られる。

接触領域検出部９４は、デジタル信号に変換された干渉信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）にかけ干渉信号の周波数成分と強度との関係を取得し、検出した周波数成分と強度との関係の周波数成分と、深さ方向（回転中心から離れる方向）とを対応付けることで、深さ方向と強度との関係の情報を取得する。接触領域検出部９４は、深さ方向と強度との関係の情報から、測定光Ｌ１が透過する位置におけるプローブ外筒７０の表面の位置および測定光Ｌ１が透過する位置におけるプローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域を検出する。

このようにして接触領域検出部９４によって検出されたプローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域は、断層情報生成部９６に送られる。断層情報生成部９６は、周波数成分と強度との関係の情報を処理することで深さ方向の断層画像を取得する。ここで、断層情報生成部９６は、接触領域検出部９４から送られた接触領域情報から、接触領域と判断された位置情報の干渉信号のみの断層画像を取得し、接触領域以外の位置情報の干渉信号は断層画像の取得を行わず、つまりＦＦＴやＦＦＴをかけた結果からの画像取得処理を行わず、マスク処理をする。

次に、断層情報生成部９６における画像の生成について簡単に説明する。測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されたとき、測定対象Ｓの各深さからの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２とがいろいろな光路長差をもって干渉し合う際の各光路長差１に対する干渉縞の光強度をＳ（ｌ）とすると、干渉光検出部２０において検出される干渉信号の光強度Ｉ（ｋ）は

で表される。ここでｋは波数、ｌは光路長差である。上式は波数ｋ＝ω／ｃを変数とする光周波数領域のインターフェログラムとして与えられていると考えることができる。このため、断層情報生成部９６において、干渉光検出部２０で検出したスペクトル干渉縞に高速フーリエ変換を施し、干渉光Ｌ４の光強度Ｓ（１）を決定することにより、測定対象Ｓの測定開始位置からの距離情報と反射強度情報とを取得し、断層画像を生成することができる。

画質補正部９８は、断層情報生成部９６により生成された断層画像に対し、対数変換、ラジアル変換を施し、光学レンズ７８の回転中心を中心とした円形の画像とする。さらに、画質補正部９８は、断層画像に対し、鮮鋭化処理、平滑化処理等を施すことにより画質を補正する。画質補正部９８は、画質補正が施された断層画像を表示部２４に送信する。ここで、断層画像の送信タイミングは特に限定されず、１ラインの処理が終わる毎に表示部２４に送信し、１ライン毎に書き換えて表示させてもよく、全ラインの処理（つまり、光学レンズを１周させて取得した画像の処置）が終了し１枚の円形の断層画像を形成した段階で送信してもよい。

図１の表示部２４は、ＣＲＴや液晶表示装置等であり、画質補正部９８から送信された断層画像を表示する。操作制御部３２は、キーボード、マウス等の入力手段と、入力された情報に基づいて各種条件を管理する制御手段とを有し、処理部２２および表示部２４に接続されている。操作制御部３２は、入力手段からの入力されたオペレータの指示に基づいて、処理部２２の上述した閥値や各種処理条件等の入力、設定、変更や、表示部２４の表示設定の変更等を行う。なお、操作制御部３２は、操作画面を表示部２４に表示させてもよいし、別途表示部を設けて、操作画面を表示させてもよい。また、操作制御部３２で、光源ユニット１２、ロータリジョイント１８、干渉光検出部２０、光路長調整部２６ならびに検出部３０ａおよび３０ｂの動作制御や、各種条件の設定を行うようにしてもよい。

次に、上記の如く構成された光断層画像化装置１０において、測定対象Ｓを測定した干渉光および干渉信号の取得方法について説明する。

まず、ミラー移動機構８８で基台８６を矢印Ａ方向に移動させることにより、測定可能領域内に測定対象Ｓが位置するように光路長を調整し、設定する。その後、光源ユニット１２からレーザ光Ｌａを射出する。射出されたレーザ光Ｌａは、分岐合波部１４により測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割される。この測定光Ｌ１は、光ファイバＦＢ２、本発明のロータリジョイント１８および光プローブ１６（光ファイバＦＢ１）を導波されて、測定対象Ｓに照射される。

この時、本発明のロータリジョイント１８によって、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８は回転される。すなわち、ロータリジョイント１８のモータ３６が駆動され、回転軸３６ａが回転し、その先端に取り付けられた歯車５４が回転し、歯車５４と螺合する歯車５２が回転する。歯車５２の回転により、回転スリーブ４６の回転を介して、光ファイバＦＢ１が回転する。これにより、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１も回転し、その先端に取り付けられた光学レンズ７８も回転する。

一方、固定スリーブ３８に保持された光ファイバＦＢ２によって光伝送され、光ファイバＦＢ２の端面から射出された測定光Ｌ１は、固定スリーブ３８に保持されたコリメータレンズ４２に入射し、コリメートされる。そして、回転スリーブ４６とともに回転する連結部材５３に保持されたコリメータレンズ５０に入射し、集光された後、光ファイバＦＢ１に入射し、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１内に光伝送されて、光学レンズ７８内に入射し、光学レンズ７８からプローブ外筒７０を透過して、測定対象Ｓに照射される。

この時、ロータリジョイント１８によって光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８が回転されるので、体腔などの測定対象Ｓを全周に亘って測定光Ｌ１が照射されることになる。この時、ロータリジョイント１８では、ロータリエンコーダ（図示せず）などにより測定対称Ｓの測定位置の情報を検出する。そして、測定対象Ｓの各深さ位置で反射された光が、戻り光Ｌ３として光プローブ１６に入射する。この時にも、ロータリジョイント１８によって光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８は回転されているので、測定対象Ｓの全周からの戻り光Ｌ３が、回転中の光学レンズ７８に入射することになる。この戻り光Ｌ３は、光プローブ１６（光ファイバＦＢ１）、ロータリジョイント１８および光ファイバＦＢ２を介して分岐合波部１４に入射される。

その際、光ファイバＦＢ１の端面から射出された戻り光Ｌ３は、回転中の回転スリーブ４６に保持されたコリメータレンズ５０に入射し、コリメートされた後、静止している固定スリーブ３８に保持されたコリメータレンズ４２に入射し、集光される。そして、光ファイバＦＢ２の端面に入射し、光ファイバＦＢ２により光伝送されて、分岐合波部１４に入射される。

一方、参照光Ｌ２は、光ファイバＦＢ５を介して光路長調整部２６に入射される。そして、光路長調整部２６により光路長が調整された参照光Ｌ２が、再び光ファイバＦＢ５を導波し分岐合波部１４に入射される。そして、分岐合波部１４で測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を光路長調整手段４０により光路長が調整された参照光Ｌ２と合波する。これにより、戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４が生成される。生成された干渉光は、干渉光検出部２０によって干渉信号として検出される。

干渉光検出部２０で検出された干渉信号は、処理部２２に送られる。処理部２２では、干渉信号取得部９０が干渉信号を取得するとともに、ロータリジョイント１８で検出された測定位置の情報を取得し、干渉信号と測定位置の位置情報を対応付ける。対応付けられた干渉信号はＡ／Ｄ変換部９２でデジタル信号に変換され、接触領域検出部９４および断層情報精生成部９６に送られる。接触領域検出部９４では、プローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域が検出され、検出されたプローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域の情報は、断層情報生成部９６に送られる。断層情報生成部９６では、デジタル信号に変換された干渉信号をＦＦＴにかけて取得した周波数成分と強度との関係の情報を、接触領域検出部９４から送られた接触領域情報から、接触領域と判断された位置情報の干渉信号のみについて処理することにより、接触領域についての深さ方向の断層画像を取得する。断層情報生成部９６で取得された断層画像は、画質補正部９８に送られる。画質補正部９８では、断層情報生成部９６で生成された断層画像に対し、対数変換やラジアル変換が施され、光学レンズ７８の回転中心を中心とした円形の断層画像とされるとともに、鮮鋭化処理や平滑化処理等が施され、画質が補正される。画質補正部９８で画質補正が施された断層画像は、表示部２４に送信される。表示部２４では、画質補正部９８から送信された画質補正後の断層画像が表示される。

次に本発明のロータリジョイント１８の作用について説明する。

ロータリジョイント１８には、シャッタ部材５６が設けられており、光プローブ１６（すなわち回転側光ファイバＦＢ１）を取り外した際にシャッタ部材５６のシャッタ５７が連動し、図３（ａ）に示すように開口を完全に閉塞するようになっている。したがって、測定光Ｌ１が漏れることを防止することができ、安全性を高めることができる。また、開口が完全に閉塞されているので、光路内に塵埃が入り込むことを防止することができる。したがって、光路内に塵埃が入り込んだ時のように、光伝達機能が低下したり、反射損失が増大したりし、光断層画像の劣化を生じることを防止することができる。

また、プローブ１６をロータリジョイント１８に連結した際、シャッタ部材５６のシャッタ５７が連動し、図３（ｂ）に示すように開口が形成される。これにより、光路を確保することができるので、測定光Ｌ１や戻り光Ｌ３を確実に伝達することができる。

このように本実施の形態によれば、光路上にシャッタ部材５６が設けられ、回転側光ファイバＦＢ１の端部を取り外した際にシャッタ部材５６によって光路を遮断することができるので、光が外部に漏れることを防止できるとともに、塵埃が光路内に入り込むことを防止できる。

なお、上述した実施形態では、シャッタ部材５６のドク５８を連結部材５３のシャフト５９に係合させるようにしたが、係合する構成や機構はこれに限定するものではない。

また、シャッタ部材５６のシャッタ５７を閉じる方向に付勢するようにしてもよい。たとえば、図４に示す連結部材５３において、シャフト５９を一本にするとともに、図３のシャッタ部材５６の内部にスプリングバネ（不図示）を設けてシャッタ５７が閉じる方向に付勢させる。これにより、連結部材５３（回転側光ファイバＦＢ１）をロータリジョイント１８から取り外した際に、シャッタ５７が自動的に閉じられる。

また、上述した実施形態は、虹彩絞り機構を利用したシャッタ部材５６を用いたが、光路上の開口を開閉する構成であればよく、たとえば、ギロチン式のシャッタ機構を用いてもよい。

また、図７（ａ）に示すように、回転スリーブ４６内に遮光板６１を揺動自在に設けることによってシャッタ部材としてもよい。この場合、遮光板６１は、連結部材５３（回転側ファイバＦＢ１）を連結する側の反対側に揺動するようにするとよい。これにより、連結部材５３を押し込むことによって自動的に遮光板６１を光路上から退避させることができる。また、遮光板６１は、自重またはスプリング等の付勢手段によって元の閉止位置に戻るようにするとよい。これにより、連結部材５３を取り外すことによって自動的に遮光板６１を光路上に配置し、閉塞することができる。

また、シャッタ部材は、図７（ｂ）に示すように、遮光板６１をスライドさせる構造であってもよい。

なお、上述した図１に示す光断層画像化装置１０では、一体化された分岐合波部１４によって、光源ユニット１２から射出された光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分岐し、かつ、被検体である測定対象からの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２を合波して干渉光Ｌ４を生成しているが、本発明はこれに限定されず、分岐部と合波部と別々に設け、分岐部で射出光Ｌａから測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とへの分岐を行い、測定対象からの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２との合波および干渉光Ｌ４の生成を行うようにしても良い。

図８は、他の実施形態の光断層画像化装置の概略断面図である。なお、同図に示す光断層画像化装置１０ａは、図１に示す光断層画像化装置１０と同様に、本発明に係るロータリジョイント１８を適用することができる。

図８に示す光断層画像化装置１０ａは、図１に示す光断層画像化装置１０と比較して、図１の装置本体１１内に分岐合波部１４および光ファイバカプラ２８が設けられているのに対して、図８の装置本体１１ａ内には分岐部１４ａ、合波部１４ｂ、光サーキュレータ２５ａ，２５ｂおよび偏波コントローラ２７ａ，２７ｂが設けられている点で相違している。なお、同様の構成を有するものは、同一の番号を付して、その説明を省略する。

同図に示す光断層画像化装置１０ａは、光源ユニット１２と、光源ユニット１２から射出された光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分岐する分岐部１４ａと、被検体である測定対象からの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２ａを合波して干渉光Ｌ４ａ，Ｌ４ｂを生成する合波部１４ｂと、合波部１４ｂで生成された干渉光Ｌ４ａ，Ｌ４ｂに基づいて干渉信号を検出する干渉光検出部２０と、干渉信号を処理して光断層画像を取得する処理部２２と、光断層画像を表示する表示部２４とを備える装置本体１１ａと、装置本体１１ａの分岐部１４ａで分岐された測定光Ｌ１を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光Ｌ３を導波する回転側光ファイバＦＲ１を備える光プローブ１６と、測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１まで導波するとともに回転側光ファイバＦＢ１によって導波された戻り光Ｌ３を導波する固定側光ファイバＦＢ２と、回転側光ファイバＦＢ１を固定側光ファイバＦＢ２に対して回転自在に接続し、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３を伝送するロータリジョイント１８とを有する。

また、光断層画像化装置１０ａは、装置本体１１ａに、さらに、参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整部２６と、参照光Ｌ２の偏波方向を回転させる偏波コントローラ２７ａ、戻り光Ｌ３の偏波方向を回転させる偏波コントローラ２７ｂと、分岐部１４ａから導波される参照光Ｌ２を光路長調整部２６に導波すると共に、光路長調整部２６から導披きれる光路長調整済参照光Ｌ２ａを偏波コントローラ２７ａに導波するサーキュレータ２５ａと、分岐部１４ａから導波される測定光Ｌ１をロータリジョイント１８に導波すると共に、ロータリジョイント１８から導波される戻り光Ｌ３を偏波コントローラ２７ｂに導波するサーキュレータ２５ｂと、合波部１４ｂで生成された第１干渉光Ｌ４ａを検出する第１検出部３０ａと合波部１４ｂで生成された第２干渉光Ｌ４ｂを検出する第２検出部３０ｂと、処理部２２や表示部２４等への各種条件の入力、設定の変更等を行う操作制御部３２とを有する。

ここで、分岐部１４ａ、合波部１４ｂ、干渉光検出部２０、サーキュレータ２５ａ、２５ｂ、光路長調整部２６、偏波コントローラ２７ａ、２７ｂ、および検出部３０ａ、３０ｂ、ならびに上述した光ファイバＦＢ（ＦＢ１〜ＦＢ８）などは、干渉計を構成する。

分岐部１４ａは、例えば、２×２の光ファイバカプラで構成されており、それぞれ、光ファイバＦＢ３、ＦＢ２ａおよびＦＢ５ａと光学的に接続されている。

分岐部１４ａは、光源ユニット１２から光ファイバＦＢ３を介して入射した光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割し、測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ２ａを介して光サーキュレータ２５ｂに入射させ、参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５ａを介して光サーキュレータ２５ａに入射させる。

合波部１４ｂは、例えば２×２の光ファイバカプラで構成されており、それぞれ、光ファイバＦＢ４ａ、ＦＢ４ｂ、ＦＢ７およびＦＢ８と光学的に接続されている。合波部１４ｂは、偏波コントローラ２７ａから光ファイバＦＢ７を介して入射された参照光Ｌ２ａと偏波コントローラ２７ｂから光ファイバＦＢ８を介して入射された戻り光Ｌ３を合波して第１干渉光Ｌ４ａおよび第２干渉光Ｌ４ｂを生成し、第１干渉光Ｌ４ａを光ファイバＦＢ４ａを介して第１検出部３０ａに入射させ、第２干渉光Ｌ４ｂを光ファイバＦＢ４ｂを介して第２検出部３０ｂに入射させる。

光サーキュレータ２５ａは、光ファイバＦＢ５、ＦＢ５ａおよびＦＢ７と接続されており、所定の光ファイバから導波された光を所定の光ファイバに伝送する。具体的には、光サーキュレータ２５ａは、分岐部１４ａから光ファイバＦＢ５ａを介して導波される参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５に伝送し、光路長調整部２６に導波すると共に、光路長調整部２６で光路長が調整されて反射され、光ファイバＦＢ５を介して導波される参照光Ｌ２ａを光ファイバＦＢ７に伝送し、偏波コントローラ２７ａに導波する。

光サーキュレータ２５ｂは、光ファイバＦＢ２、ＦＢ２ａおよびＦＢ８と接続されており、所定の光ファイバから導波された光を所定の光ファイバに伝送する。具体的には、光サーキュレータ２５ｂは、分岐部１４ａから光ファイバＦＢ２ａを介して導波される測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ２に伝送してロータリジョイント１８に導波すると共に、ロータリジョイント１８から光ファイバＦＢ２を介して導波される戻り光Ｌ３を光ファイバ８に伝送して偏波コントローラ２７ｂに導波する。

偏波コントローラ２７ａは、光ファイバＦＢ７に光学的に接続され、参照光Ｌ２ａの偏波方向を回転させる。また、偏波コントローラ２７ｂは、光ファイバＦＢ８に光学的に接続され、戻り光Ｌ３の偏波方向を回転させる。ここで、偏波コントローラ２７ａおよび２７ｂとしては、たとえば特開２００１−２６４２４６号公報等の公知の技術を用いることができる。

偏波コントローラ２７ａおよび２７ｂによって、合波部１４ｂで合波する前に、戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２ａのそれぞれの偏波方向を調整することにより、合波部１４ｂにおいては、偏波方向が一致するように調整された戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２ａとを合波することができるので、断層画像をより鮮明にすることができる。ここで、偏波コントローラ２７ａおよび２７ｂは、操作部により医師等が操作できるようにすることが好ましい。

干渉光検出部２０は、光ファイバＦＢ４ａおよびＦＢ４ｂを介してそれぞれ検出部３０ａおよび３０ｂと接続されており、第１検出部３０ａを通過した第１干渉光Ｌ４ａと第２検出部３０ｂを通過した第２干渉光Ｌ４ｂとの差分から干渉信号を検出（もしくは生成）する。具体的には、干渉光検出部２０は、干渉光を光電変換して検出するフォトダイオード等の検出部と検出部で検出した値から差分を検出する差分アンプとからなっており、検出部で第１干渉光Ｌ４ａ、第２干渉光Ｌ４ｂを光電変換し、検出した値を差分アンプ７３に入力し、差分アンプ７３で差分を増幅することで干渉信号を生成する。

このように、第１干渉光Ｌ４ａと第２干渉光Ｌ４ｂの２つの干渉光をバランス検波することにより、干渉信号を増幅して出力しながら干渉信号以外の同相光雑音が除去することができ、断層画像の画質の向上を図ることができる。

また、干渉光検出部２０は、検出器３０ａおよび検出部３０ｂの検出結果に基づいて、検出する第１干渉光Ｌ４ａおよび第２干渉光Ｌ４ｂの光強度のバランスを調整する。このように、検出部３０ａおよび検出部３０ｂの検出結果に基づいて、第１干渉光Ｌ４ａと第２干渉光Ｌ４ｂとの光強度のバランスを調整、具体的には、強度を５０：５０とすることで、ホワイトノイズ成分を少なくし、Ｓ／Ｎ比を高くすることができる。

以上に説明したように、図８に示す光断層画像化装置１０ａも、図１に示す光断層画像化装置１０と同様に、効率よく分解能の高い、測定対象の光断層画像を取得することができる。

また、上述した光断層画像化装置１０および１０ａは、SS-OCT(swept source-OCT)計測法により、測定対象との接触領域を検出し、測定対象の断層画像を取得しているが、本発明はこれに限定されず、他のOCT計測法を適用するものであっても良い。適用可能な他のOCT計測法として、例えば、SD-OCT(spectral domain-OCT)計測法、TD-OCT(time domain-OCT)計測法などをあげることができる。

以上、本発明に係るロータリジョイントおよびこれを用いる光断層画像化装置について種々の実施形態を揚げて詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。

例えば、上述した実施形態では、ロータリジョイント１８の固定スリーブ３８や回転スリーブ４６を一体として構成しているが、回転側光ファイバＦＢ１と回転側コリメータレンズ５０とからなる回転側光伝送系を一体とし、固定側光ファイバＦＢ２と固定側コリメータレンズ４２とからなる固定側光伝送系を一体として構成し、回転側光伝送系を固定側光伝送系に対して回転自在に支持してもよい。

本発明のロータリジョイントを用いた光断層画像化装置の概略構成図 ロータリジョイントの概略断面図 図２のシャッタ部材を示す正面図 図２の連結部材を示す正面図 光プローブの先端構成を示す概略断面図 処理部の概略構成を示すブロック図 図３と異なる構成のシャッタ部材を示す断面図 他の実施形態の光断層画像化装置の概略構成図

符号の説明

１０，１０ａ…光断層画像化装置、１１，１１ａ…装置本体、１２…光源ユニット、１４…分岐合波部、１４ａ…分岐部、１４ｂ…合成部、１６…光プローブ、１８，１８ａ…ロータリジョイント、２０…干渉光検出部、２２…処理部、２４…表示部、２５ａ，２５ｂ…光サーキュレータ、２６…光路長調整部、２７ａ，２７ｂ…偏波コントローラ、２８…光ファイバカプラ、３０ａ，３０ｂ…検出部、３２…操作部、３４…筐体、３６…モータ、３８…固定スリーブ、４２，５０…コリメータレンズ、４４…軸受け、４６…回転スリーブ、５２，５４…歯車（ギア）、５６…シャッタ部材、５７…シャッタ、５８…ドク、５９…シャフト、６０…半導体光増幅器、６２…光分岐器、６４…コリメータレンズ、６６…回折格子素子、６７…光学系、６８…回転多面鏡（ポリゴンミラー）、７０…プローブ外筒、７２…キャップ、７４…バネ、７６…固定部材、７８…光学レンズ、８０…第１光学レンズ、８２…第２光学レンズ、８４…反射ミラー、８６…基台、８８…ミラー移動機構、９０…干渉信号取得部、９２…Ａ／Ｄ変換部、９４…接触状態検出部、９６…断層情報生成部、ＦＢ１，ＦＢ２，ＦＢ３，ＦＢ４，ＦＢ５，ＦＢ６…光ファイバ

Claims (9)

1. 固定側光ファイバの端部を支持する固定側部材と、
   前記固定側部材に回転自在に設けられ、回転側光ファイバの端部を着脱自在に支持するとともに、該回転側光ファイバと前記固定側光ファイバとを非接触で光学的に接続させる回転部材と、
   前記固定側光ファイバの端部と前記回転側光ファイバの端部との間に形成される光路上に設けられ、該光路をシャッタによって開閉するシャッタ部材と、
   を備えることを特徴とするロータリジョイント。
2. 前記回転側光ファイバは、ＯＣＴ用光プローブ内の光ファイバであることを特徴とする請求項１に記載のロータリジョイント。
3. 前記シャッタ部材は、前記回転側光ファイバの端部が前記回転部材に装着されることによって前記シャッタが開くことを特徴とする請求項１または２に記載のロータリジョイント。
4. 前記シャッタ部材は、前記回転側光ファイバの端部が前記回転部材から取り外されることによって前記シャッタが閉じることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のロータリジョイント。
5. 前記回転部材には、前記回転側光ファイバの端部を回動することにより着脱する着脱部が設けられ、
   前記シャッタ部材は、
   前記回転側光ファイバの端部に係合し、前記回転側光ファイバの端部に連動して回動する係合部と、
   前記係合部が回動することによって前記シャッタを開閉させる開閉機構と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のロータリジョイント。
6. 前記シャッタ部材は、前記シャッタを閉じる方向に付勢する付勢手段を備え、前記回転側光ファイバの端部を前記回転部材から取り外した際に前記シャッタが前記付勢手段によって閉じることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のロータリジョイント。
7. 前記固定側光ファイバの端部及び前記回転側光ファイバの端部にはコリメートレンズが配設されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載のロータリジョイント。
8. 前記固定側光ファイバの端部と前記回転側光ファイバの端部との間に形成される光路上にはカバーガラスが設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１に記載のロータリジョイント。
9. 光を出射する光源手段と、
   前記光源手段から出射された光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、
   前記測定光を測定対象に照射し、その反射光を得るＯＣＴ用光プローブと、
   前記反射光と前記参照光とを合波して干渉光を得る合波手段と、
   前記干渉光を検出する干渉光検出手段と、
   前記検出された干渉光の周波数および強度に基づいて前記測定対象の複数の深さ位置における反射強度を検出し、各深さ位置における前記反射光の強度に基づいて前記測定対象の断層画像を取得する断層画像処理手段と、
   前記ＯＣＴ用光プローブの基端部に接続される請求項１〜８のいずれか１に記載のロータリジョイントと、
   を備えることを特徴とする光断層画像化装置。

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