JP4037538B2

JP4037538B2 - 光イメージング装置

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Publication number: JP4037538B2
Application number: JP26675298A
Authority: JP
Inventors: 章弘堀井
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2018-09-21
Also published as: JP2000097845A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱した光の情報から被検体の断層像を構築する光イメージング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生体組織を診断する場合、組織内部の光学的情報を得ることのできる装置として、低干渉性光を用いて被検体に対する断層像を得る干渉型のＯＣＴ（オプティカル・コヒーレンス・トモグラフィ）が例えば特公平６−５１１３１２号公報に開示されている。
【０００３】
特公平６−５１１３１２では体腔内に挿入するための外側のチューブ状シースに対して内側に光ファイバおよび光学素子が設けられた回転チューブを設けたプローブが開示されている。しかし、プローブの着脱手段がないため、体腔内での使用に必要な洗滌・滅菌ができない。また、先端のプリズム等の光学素子が外側シースに対して露出して回転しているため、生体を傷つける可能性が有る。
【０００４】
それに対し、特願平９−３１３９２４には、光プローブ部と観測装置部を着脱可能なＯＣＴ用光プローブが開示されている。着脱可能なコネクタ部を有し、先端のプリズム等の光学素子まで透明なシースで覆って密封している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この技術では、光プローブのコネクタ部に設けられた回転チューブを回転させる回転伝達手段の回転軸と、観測装置に設けられた回転駆動手段の回転軸が正確に一致しないと、回転力の伝達が円滑に行われず、回転ムラや回転速度の不安定が生じるが、実際には２つの回転軸を正確に一致させることは困難である。
【０００６】
さらに、回転チューブの基端部の回転伝達手段と光ファイバ接続部材が一体になっているため、２つの回転軸の間に傾きが生じたり、回転軸を支持するベアリングにガタが生じてファイバの方向に移動すると、光プローブの光ファイバと観測装置側の光ファイバの接続が不安定になるという問題点があった。
【０００７】
特に、ＯＣＴで用いられるシングルモードファイバの場合数μの精度でファイバコアを突き合わせる必要が有るので、わずかなズレやわずかなファイバ端の間隔が大きな光損失を生じ、観察のＳ／Ｎ比を悪化させたり、回転による接続状態の変化による観察像の強度のムラが生じる。
【０００８】
（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、光走査プローブのコネクタ部に設けられた回転力伝達手段の回転軸と、観測装置に設けられた回転駆動手段の回転軸の間に、軸同士のずれ、角度の傾き、軸方向のガタが存在しても、光走査プローブの光ファイバと観側装置側の光ファイバの安定した接続を確保することができる光イメージング装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の光イメージング装置は、被検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱した光を受光する光走査プローブと、該光走査プローブが着脱自在に接続され、前記光走査プローブを経て受光した光の情報から被検体の断層像を構築する観測装置と、を備えた光イメージング装置において、前記光走査プローブは、少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されたシースと、前記シースの基端に設けられたハウジングを前記観測装置に取り付ける着脱手段と、前記シースの内部に長手方向の軸周りに回転自在に設けられているパイプ部材と、前記パイプ部材の基端部に設けられた回転力伝達部材と、前記回転力伝達部材を前記ハウジングに回転自在に保持する回転保持手段と、前記パイプ部材の内部に設けられたプローブ側シングルモードファイバであって、先端部が前記パイプ部材の先端に固定され、低干渉性光源から出射される光がその基端に入射されるように設けられたプローブ側シングルモードファイバと、前記プローブ側シングルモードファイバの先端からの出射光を集光するレンズと、出射光の光路を変更するために前記レンズに固定されている出射光路変更手段と、前記プローブ側シングルモードファイバの基端部に設けられたファイバ端固定手段と、前記ファイバ端固定手段と前記回転力伝達部材の間に設けられた弾性手段を有し、前記観測装置は、前記光走査プローブの前記回転力伝達部材に回転力を付与する回転駆動装置と、前記光走査プローブの前記プローブ側シングルモードファイバに、前記ハウジングに対して回転自在に設けられる連結用シングルモードファイバを接続する光接続手段と、前記回転駆動装置に設けられ、前記連結用シングルモードファイバと、前記観測装置に設けられた観測光を送受する観測装置側シングルモードファイバとで光を伝送可能な結合を行う光ロータリジョイントと、を有し、前記着脱手段により前記光走査プローブと前記観測装置を接続した際に、前記光走査プローブの弾性手段が前記ファイバ端固定手段を前記光接続手段に押し付けて、前記プローブ側シングルモードファイバと前記連結用シングルモードファイバとの光接続を行うことを特徴とする。
本発明の第２の光イメージング装置は、観測装置と光走査プローブを備え、前記観測装置が、低干渉性光を発生する低干渉性光源と、検出部と、光路長可変手段と、光伝送部と、回転駆動装置と、を備え、該光伝送部が、前記低干渉性光を前記光走査プローブ及び前記光路長可変手段に伝送すると共に、前記低干渉性光を前記光走査プローブ及び前記光路長可変手段からの光を前記検出部に伝送する光イメージング装置において、前記光走査プローブは、プローブ側シングルモードファイバと、該プローブ側シングルモードファイバの一端に設けられた光学系と、前記プローブ側シングルモードファイバ及び前記光学系を保持するシャフト部材と、該シャフト部材の一端に設けられた回転伝達機構を備え、該回転伝達機構は、前記シャフト部材に接続された回転伝達部材と、前記プローブ側シングルモードファイバの端部に設けられた光接続部と、前記回転伝達部材と、該光接続部の間に配置された弾性手段とを備え、前記回転駆動装置は、ハウジングと、該ハウジングに対して回転自在に設けられた回転シャフトと、前記回転シャフトに設けられて前記プローブ側シングルモードファイバに前記低干渉光を伝送する連結用シングルモードファイバと、前記連結用シングルモードファイバの端部に設けられた光アダプタと、前記連結用シングルモードファイバと前記光伝送部とで光を伝送可能な結合を行う光ロータリジョイントと、を備え、前記弾性手段が、前記回転伝達部材の内周面側に所定の間隙を有して配置され、前記プローブ側シングルモードファイバの端部を前記光アダプタに押し付けることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図７は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態の光イメージング装置の構成を示し、図２は光走査プローブが挿通される内視鏡を光走査プローブと共に示し、図３は光走査プローブ及び回転駆動装置の構成を示し、図４は光走査プローブの詳細な構成を示し、図５はコネクタ部と回転駆動装置との接続部の構成を示し、図６は図５のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ断面などを示し、図７は洗浄及び保管時のコネクタ部の状態を示す。
【００１１】
本実施の形態の目的は光プローブのコネクタ部に設けられた回転チューブを回転させる回転伝達手段の回転軸と、観測装置に設けられた回転駆動手段の回転軸の間の、軸同士のずれ、角度の傾き、軸方向のガタを防止し、光プローブの光ファイバと観測装置側の光ファイバの安定した接続が確保できるようにする。また、回転力が回転駆動手段の回転軸から回転伝達手段の回転軸に円滑に伝達されるようにする。
【００１２】
また、光走査プローブと観測装置の接続部のファイバ端が汚損しても、ファイバ端の再研磨なしに、観測装置の光プローブとの接続部に、設けられた着脱可能なシングルモードファイバを交換し、ファイバ端の再研磨作業無しに良好な光接続を確保できるようにする。
さらに、コネクタ部の観測装置への取り付けが一度の取り付け動作で、回転力伝達の接続と、光接続手段の接続が同時に行え、使い勝手が良い装置を提供する事などである。
【００１３】
図１に示す光イメージング装置（光断層画像装置）１Ａは観測装置２７内に超高輝度発光ダイオード（以下、ＳＬＤと略記）等の低干渉性光源２を設けている。この低干渉性光源２はその波長が例えば１３００ｎｍで、その可干渉距離が例えば１７μｍ程度であるような短い距離範囲のみで干渉性を示す低干渉性光の特徴を備えている。つまり、この光を例えば２つに分岐した後、再び混合した場合には分岐した点から混合した点までの２つの光路長の差が１７μｍ程度の短い距離範囲内の場合には干渉した光として検出され、それより光路長が大きい場合には干渉しない特性を示す。
【００１４】
この低干渉性光源２の光は第１のシングルモードファイバ３の一端に入射され、他方の端面（先端面）側に伝送される。この第１のシングルモードファイバ３は途中の光カップラ部４で第２のシングルモードファイバ５と光学的に結合されている。従って、この光カップラ部４で２つに分岐されて伝送される。
【００１５】
第１のシングルモードファイバ３の（光カップラ部４より）先端側には、非回転部と回転部とで光を伝送可能な結合を行う光ロータリジョイント６が介挿され、この光ロータリジョイント６内の第３のシングルモードファイバ７の先端に光走査プローブ８のコネクタ部９が着脱自在で接続され、この光走査プローブ８内に挿通され、回転駆動される第４のシングルモードファイバ１０に低干渉性光源２の光が伝送（導光）される。
【００１６】
そして、伝送された光は光走査プローブ８の先端側から被検体としての生体組織１１側に走査されながら照射される。また、生体組織１１側での表面或いは内部での散乱などした反射光の一部が取り込まれ、逆の光路を経て第１のシングルモードファイバ３側に戻り、光カップラ部４によりその一部が第２のシングルモードファイバ５側に移り、第２のシングルモードファイバ５の一端から光検出器としての例えばフォトダイオード１２に入射される。
なお、光ロータリジョイント６のロータ側は観測装置２７内の回転駆動装置１３によって回転駆動される。
【００１７】
また、第２のシングルモードファイバ５の光カップラ部４より先端側には基準光の光路長を変える光路長の可変機構１４が設けてある。この光路長の可変機構１４は光走査プローブ８により生体組織１１の深さ方向に所定の走査範囲だけ走査する光路長に対応してこの走査範囲の光路長だけ高速に変化する第１の光路長変化手段と、光走査プローブ８を交換して使用した場合の個々の光走査プローブ８の長さのバラツキを吸収できるようにその長さのバラツキ程度の光路長を変化できる第２の光路長の変化手段とを備えている。
【００１８】
第２のシングルモードファイバ５の先端に対向して１軸ステージ１８上に取り付けられ、符号ａで示す方向に移動自在のコリメートレンズ３０と、これに対向して配置されたレンズ１５を介してグレーティング１６が配置され、このグレーティング（回折格子）１６と対応するレンズ１７を介して微小角度で回動可能なガルバノメータ１９が第１の光路長の変化手段として取付けられており、このガルバノメータミラー１９はガルバノメータコントローラ２０により、符号ｂで示すように高速に回転的に振動される。
【００１９】
このガルバノメータミラー１９はガルバノメータのミラーにより反射させるもので、ガルバノメータに交流の駆動信号を印加してその可動部分に取り付けたミラーを高速に回転的に振動させるものである。
【００２０】
つまり、光走査プローブ８により、生体組織１１の深さ方向に所定の距離だけ高速に走査できるようにガルバノメータコントローラ２０により、駆動信号が印加され、この駆動信号により符号ｂで示すように高速に回転的に振動する。
そして、この回転的振動により第２のシングルモードファイバ５の端面から出射され、ガルバノメータミラー１９で反射されて戻る光の光路長は生体組織１１の深さ方向に走査する所定の距離の走査範囲だけ変化する。
【００２１】
つまり、ガルバノメータミラー１９により、深さ方向の断層像を得るための第１の光路長の変化手段を形成している。このガルバノメータミラー１９による光路長の変化手段はＳＣＩＥＮＣＥＶＯＬ．２７６、１９９７、ｐｐ２０３７−２０３９に開示されている。
また、第２のシングルモードファイバ５およびコリメートレンズ３０は、その光軸方向に符号ａで示すように移動自在な１軸ステージ１８上に設けられ、第２の光路長の変化手段となっている。
また、第２のシングルモードファイバ５には、ファイバで構成される干渉系全体および光走査プローブ８内のファイバの曲げによって生じる複屈折性の影響を取り除くための偏波面調整用のファイバループ２９が設けられている。
【００２２】
一方、１軸ステージ１８は光走査プローブ８を交換した場合に対し、光走査プローブ８の光路長のバラツキを吸収できるだけの光路長の可変範囲を有する第２の光路長の可変手段を形成すると共に、ガルバノメータミラー１９による光路長を過経して深さ方向の画像を得る場合に所望とする位置（例えば、光走査プローブ８の先端が生体組織の表面に密着していない場合でも、１軸ステージ１８による光路長を変化させることにより、生体組織１１の表面位置から干渉する状態に設定することにより、その表面位置）から画像化することができるようにオフセットを調整する調整手段の機能も備えているようにしている。
【００２３】
この１軸ステージ１８はステージ移動用のモータを備え、位置制御装置２１によりそのモータに駆動信号を印加することにより１軸ステージ１８は符号ａで示す方向に移動する。
この光路長の可変機構１４で光路長が変えられた光は第２のシングルモードファイバ５の途中に設けたカップラ部４で第１のシングルモードファイバ３側から漏れた光と混合されて、共にフォトダイオード１２で受光される。
【００２４】
なお、例えば第２のシングルモードファイバ５は１軸ステージ１８をその可変範囲の中間位置付近に設定した状態では光カップラ部４から第４のシングルモードファイバ９等を経て光走査プローブ８の先端から生体組織１１に至る光路長と、第２のシングルモードファイバ５を経て１軸ステージ１８上のガルバノメータミラー１９で反射される光路長とがほぼ等しい長さとなるように設定されている。
【００２５】
そして、実際に接続して使用される光走査プローブ８に応じて１軸ステージ１８の位置を可変設定することにより、個々の光走査プローブ８の長さのバラツキを吸収し、かつガルバノメータミラー１９を高速で回転的振動或いは高速振動させてその基準光側の光路長を周期的に変化することにより、この光路長と等しい値となる生体組織１１の深さ位置での反射光とを干渉させ、他の深さ部分での反射光は非干渉にすることができるようにしている。
【００２６】
上記フォトダイオード１２で光電変換された信号はアンプ２２により増幅された後、復調器２３に入力される。この復調器２３では干渉した光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、その出力はＡ／Ｄ変換器２４を経てコンピュータ２５に入力される。このコンピュータ２５では断層像に対応した画像データを生成し、モニタ２６に出力し、その表示面にＯＣＴ像２６ａを表示する。
【００２７】
このコンピュータ２５は位置制御装置２１と接続され、コンピュータ２５は位置制御装置２１を介して１軸ステージ１８の位置の制御を行う。また、コンピュータ２５はビデオ同期回路２８と接続され、画像化する際のビデオ同期信号に同期して内部のメモリに断層像データを格納する。
【００２８】
また、このビデオ同期回路２８のビデオ同期信号はそれぞれガルバノメータコントローラ２０と回転駆動装置１３にも送られ、例えばガルバノメータコントローラ２０はビデオ同期信号（より具体的には高速及び低速の２つのビデオ同期信号における高速の第１のビデオ同期信号）に同期した周期で駆動信号を出力し、回転駆動装置１３はビデオ同期信号（より具体的には低速の第２のビデオ同期信号）に同期した周期で第１のビデオ同期信号に同期した駆動信号を出力し、回転駆動装置１３による回転により周方向に光を走査するようにしている。
【００２９】
第１の実施の形態における光走査プローブ８は図２に示すように内視鏡３１の鉗子挿通口３２から鉗子挿通用チャンネルを経てその先端開口から光走査プローブ８の先端側を突出させることができる。
【００３０】
この内視鏡３１は体腔内に挿入し易いように細長で可撓性の挿入部３３を有し、この挿入部３３の後端には太幅の操作部３４が設けてある。この挿入部３３の後端付近には鉗子挿通口３２が設けてあり、この鉗子挿通口３２はその内部で鉗子挿通用チャンネルと連通している。
【００３１】
挿入部３３内には図示しないライトガイドが挿通され、このライトガイドの入射端を光源装置に接続し、照明光を伝送して挿入部３３の先端部に設けた照明窓から出射し、患部等を照明する。また、照明窓に隣接して観察窓が設けられ、この観察窓には対物光学系が取り付けられ、照明された患部等を光学系に観察できるようにしている。そして、内視鏡３１の先端部の観察光学系の観察の下で、患部等の注目する部分の生体組織１１側に光走査プローブ８により、低干渉性光を照射し、その生体組織１１の内部の断層画像データを得て、モニタ２６の表示面にＯＣＴ像２６ａを表示できるようにしている。
【００３２】
また挿入部３３の先端部には湾曲部３５および（内視鏡）先端部３６が設けられている。湾曲部３５を経て光走査プローブ８を挿入させる時、また光走査プローブ８の先端３７を内視鏡先端部３６より突出させて生体組織１１に接させる時、図２に示す様に光走査プローブの先端部３６は小さな湾曲半径で湾曲する。
【００３３】
図３は光走査プローブ８と、この光走査プローブ８が着脱自在で接続される観測装置側の回転駆動装置１３の構成を示す。
図３に示すように光走査プローブ８は細長い管状の樹脂チューブで構成された光学シース３８と、この光学シース３８を回転駆動装置１３に着脱自在で接続するコネクタ部９と、光学シース３８の内側に設けられ、自在に回転することにより回転力を伝達するフレキシブルシャフト４０と、フレキシブルシャフト４０の内腔に設けられた第４のシングルモードファイバ１０と、フレキシブルシャフト４０の先端に接続されたレンズユニット３９と、フレキシブルシャフト４０の後端に接続された回転伝達コネクタ４２と、第４のシングルモードファイバ１０の後端に接続された光コネクタ４１よりなる。
【００３４】
この光走査プローブ８の後端が接続される回転駆動装置１３は中空の回転シャフト４３及びこの回転シャフト４３の後端に接続された光ロータリジョイント６を有する。この回転シャフト４３の先端部には光コネクタ４１が設けられ、この光コネクタ４１と光ロータリジョイント６は回転シャフト４３の中空部内に配置された第３のシングルモードファイバ７で接続されている。
【００３５】
また、回転駆動装置１３は回転シャフト４３を回転するモータ４４及びその回転シャフト４３の回転を検出するエンコーダ４５とを有し、モータ４４の回転軸に取り付けたモータプーリ４４ａと、エンコーダプーリ４５ａの回転軸に取り付けたエンコーダプーリ４５ａ及び回転シャフト４３にはベルト４６が掛け渡してある。
また、モータ４４およびエンコーダ４５は回転駆動コントローラ４８に接続されている。
【００３６】
次に、この回転駆動装置１３の作用をまず説明する。モータ４４の回転はモータプーリ４４ａに伝達され、ベルト４６により回転シャフト４３及びエンコーダプーリ４５ａに伝達される。エンコーダ４５は回転シャフト４３の回転速度を検出し、その回転速度が指定された速度になるように回転駆動コントローラ４８によりモータ４４の駆動電流を制御する。これにより、回転シャフト４３は指定された速度で一定に回転する。また、回転シャフト４３の回転角はエンコーダ４５により検出され、回転駆動コントローラ４８を経由して信号４９がビデオ同期回路２８側に送られる。
【００３７】
この信号４９は１回転を２５６パルスで分割したパルスであるＡ相であるＡ相信号４９ａ、このＡ相に対し、４５度の位相ずれをもつＢ相のＢ相信号４９ｂと、１回転に１回のパルスである１回転信号４９ｃとよりなる。
【００３８】
次に、光走査プローブ８の作用を説明する。第３のシングルモードファイバ７で伝送された光は光コネクタ４１によって第４のシングルモードファイバ１０に伝達される。また、回転シャフト４３の回転は回転伝達コネクタ４２によってフレキシブルシャフト４０に伝達される。
【００３９】
第４のシングルモードファイバ１０の伝送光はレンズユニット３９に伝達され、光学シース３８を通して検査光として外部に出射され、生体組織からの反射光を受光し、再び第４のシングルモードファイバ１０に伝達する。フレキシブシャフト４０の先端はレンズユニット３９に接続されているため、フレキシブルシャフト４０、レンズユニット３９、第４のシングルモードファイバ１０は一体で回転する。
【００４０】
図４は光走査グローブ８の詳細な構成を示す。光学シース３８は柔軟性を有する樹脂チューブ５０ａと、これと例えば同質の樹脂で構成され、この樹脂チューブ５０ａの先端開口を閉塞する先端部材５０ｂよりなり、例えば樹脂チューブ５０ａと先端部材５０ｂは熱溶着で接合されている。
【００４１】
レンズユニット３９は低干渉性光の出射方向を変更する出射方向変更手段としてのプリズム５１、低干渉性光の偏波面を回転するファラデーローテータ（ファラデー回転子）５２、集光するＧＲＩＮレンズ（屈折率分布型レンズ）５３およびこれらを保持するレンズ枠５４よりなる。また、第４のシングルモードファイバ１０はフェルール５５に、そのフェルール５５の後端の接着剤５７で接着されている。
【００４２】
レンズユニット３９、フェルール５５及びフレキシブルシャフト４０は中空の繋ぎ部材５６で接続されている。また、フレキシブルシャフト４０の先端は繋ぎ部材５６に挿入され、接着剤５８で接着して連結固定されている。
【００４３】
第４のシングルモードファイバ１０の中心軸Ｏに沿って伝送される低干渉性光は第４のシングルモードファイバ１０の先端のファイバ端１０ａより出射され、対向するＧＲＩＮレンズ５３に入射して集光され、さらにプリズム５１により方向を直角に曲げられ、シース５０ａを透過して観察ビーム６２となり、例えばシース５０ａの外面から距離５９の焦点６３に集光する。
なお、光学シース３８の先端側、より具体的には少なくともプリズム５１に対向する部分の樹脂チューブ５０ａは低干渉性光を透過する光透過性の良い素材で形成されている。
【００４４】
コネクタ部９と回転駆動装置１３の詳細の構成を図５に示す。
コネクタ部９は以下のように構成されている。
コネクタ部９はそのケース部分を構成するコネクタケース６４が回転駆動装置１３のハウジング６５に取付リング６６によって着脱自在に接続できるようにしている。
【００４５】
このコネクタケース６４の先端のシース接続部６７には光学シース３８を形成する樹脂チューブ５０ａの後端が接続され、このコネクタケース６４の内側にはフレキシブルシャフト４０の後端に接続されるシャフト止め６８が設けてある。このシャフト止め６８とコネクタケース６４は軸受け６９によって回転自在に保持されている。シャフト止め６８にはその周方向の対向する２箇所に回転伝達ピン７０（図６（Ｂ）参照）が対向して設けられている。
【００４６】
シャフト止め６８の内腔にはシングルモードファイバ１０とファイバ端に接合されたフェルール７１とバネ受け７２が設けられている。フェルール７１は光コネクタ７３に固定されている。光コネクタ７３とバネ受け７２の間にはバネ７４が設けられ、その弾性力によりバネ受け７２はシャフト止め６８に押し付けられている。
【００４７】
また、バネ受け７２には図５の断面Ａ−Ａの図６（Ａ）に示されるように突起７２ａ及び７２ｂが設けられ、シャフト止め６８及び光コネクタ７３にはそれに対応する凹部６８ａ及び７３ａが設けられ、光コネクタ７３がシャフト止め６８に対して不用に回転するのを防止している。なお、取付リング６６はコネクタケース６４及びコネクタ部９全体を回転駆動装置１３のハウジング６５に着脱自在に接続する。
【００４８】
次に、観測装置を構成する回転駆動装置１３の詳細構成について説明する。ハウジング６５の内腔には回転シャフト７６が設けられ、２つの軸受け７７ａ，７７ｂにより回転自在に保持されている。回転シャフト７６との一端には光アダプタ７８と対向して設けられた２つの回転伝達レバー７９が設けられている。図５の断面Ｂ−Ｂを示す図６（Ｂ）のように光アダプタ７８の外側の回転シャフト７６には中心軸の周りで対向する２箇所の位置に回転伝達レバー７９が前方に突出するように設けられ、各回転伝達レバー７９にはシャフト止め６８に後方に突出するように設けられた各回転伝達ピン７０が隣接し、回転伝達レバー７９が回転すると、周方向に隣接する回転伝達ピン７０を押して共に回転させることにより、回転を伝達できるようにしている。
【００４９】
また、回転シャフト７６の後端にはプーリ部８０が設けられており、このプーリ部８０には、図６（Ｃ）に示すように光ロータリージョイント６の回転ピン８１を回転させるためのＵ字溝８２とＵ字溝８２と回転ピン８１の間に設けられた弾性体８３が設けられている。
また、回転シャフト７６の内腔にはその前端に取り付けた光アダプタ７８とその後端側に設けた光アダプタ８４との間に設けられた光ファイバケーブル部８５が設けてある。
【００５０】
この光ファイバケーブル部８５は、光アダプタ８１と接続する光コネクタ８６と、光アダプタ８４と接続される光コネクタ８７と、光コネクタ８７と光コネクタ８７を接続するシングルモードファイバ８８とを有する。また、光ロータリジョイント６の光コネクタ８９は光アダプタ８４によって光コネクタ８７に接続されている。
また、ハウジング６５におけるコネクタ部９が挿入して接続されるコネクタ接続部には、軸９０を中心に可動する挿入検知レバー９１とスイッチ９２が設けられており、コネクタ部９が挿入されていない場合には図５の点線で示すような状態であり、コネクタ部９を挿入することにより、点線から実線で示すように回動する挿入検知レバー９１によりスイッチ９２をオンする。
【００５１】
本実施の形態ではコネクタ部９を回転駆動装置１３のコネクタ接続部に接続した場合、回転シャフト７６の回転軸とコネクタ部９側のシャフト止め６８の回転軸とが厳密に一致しないような場合にも、バネ受け７２とシャフト止め６８との間に隙間を設けて回転軸相互の平行方向のズレを吸収するようにしている。
【００５２】
また、バネ受け７２とシャフト止め６８とはその回転軸に対して回転対称の球面部６８ａで接しているため、回転軸相互の角度の相違も吸収できるようにしている。
【００５３】
図７（Ａ）はコネクタ部９の洗浄及び保管時の状態を示す。
防水キャップ９３が取付リング６６によってコネクタケース６４に接続され、防水キャップ９３とコネクタケース６４の間には弾性体で構成された防水シール９４が設けられ、水密構造となっている。また、防水キャップ９３におけるフェルール７１に対する部分では光コネクタクリーナ９５が設けられ、フェルール７１の光ファイバ端部が傷ついたり汚れたりすることを防止し、清浄に保つ作用を有している。
【００５４】
また、防水キャップ９３には水密テストキャップ９６および水密テストキャップ９６と防水キャップ９３の水密を保つためのＯリング９７が設けられ、水密テストキャップ９６を外し、圧力を加えた空気を導入し、光走査プローブ８より空気のリークがあるかどうかにより光走査プローブ８の水密状態を確認することが出来るようにしている。
【００５５】
図７（Ｂ）はコネクタ部９が未装着時の回転駆動装置１３におけるコネクタ接続部を示す。
【００５６】
コネクタキャップ１０１がハウジング６５に押し付けられ、未使用時にハウジング６５内部に触れないように保護している。また、コネクタキャップ１０１の光アダプタ７８に接する部分では防塵キャップ１０２が設けられ、光アダプタ７８への塵の進入を防いでいる。
【００５７】
挿入検知レバー９１は図示しないバネにより右側方向に回転して押し付けられ、その結果、スイッチ９２は通電しない。
次に、図５、図７（Ａ），（Ｂ）を参照して光コネクタ部９と回転駆動装置１３の作用を説明する。
【００５８】
防水キャップ９３を光コネクタ部９より外し、コネクタキャップ１０１をハウジング６５より外す。コネクタケース６４をハウジング６５に挿入し、取付リング６６によりハウジング６５に装着する。これにより、光コネクタ部９が回転駆動装置１３に固定される。
【００５９】
コネクタケース６４の端部６４ａにより挿入検知レバー９１が軸９０を中心に左周り（反時計回り方向）に回転し、スイッチ９２を通電させる。スイッチ９２が通電して始めてモータ４４に通電され、モータ４４の回転はモータプーリ４４ａによりベルト４６に伝達され、ベルト４６により回転シャフト７６のプーリ８０に伝達される。
【００６０】
回転シャフト７６及び光アダプタ７８、光ファイバケーブル８５、光アダプタ８４、光ロータリージョイント６の光コネクタ８９と回転ピン８１は一体で回転される。回転シャフト７６に設けられた回転伝達レバー７９が回転伝達ピン７０を押し、コネクタ部９のシャフト止め６８に回転を伝達する。
この時、バネ受け７２に設けられた突起７２ａ及び７２ｂにより光コネクタ７３もシャフト止め６８と一体に回転する。そして、シャフト止め６８の回転はフレキシブルシャフト４０に伝達される。
【００６１】
この時、一般に、回転シャフト７６の回転軸とシャフト止め６８の回転軸は厳密には一致しないが、バネ受け７２とシャフト止め６８の間には回転軸に対し径方向に隙間があるため、回転軸相互の平行方向のズレは吸収される。
また、バネ受け７２とシャフト止め６８は球面部６８ａで接しているため、回転軸相互の角度の相違も吸収される。またフェルール７１はバネ７４の弾性力により光アダプタ７８に押し付けられているため、回転軸のずれが起きても、光ファイバ同士の接続は保持される。
【００６２】
また、挿入検知レバー９１の移動によりスイッチ９２が通電し、光走査プローブ８の挿入が検知されると、図示しない低干渉性光発光の表示ランプが点灯し、一定の時間の後、低干渉性光源２のインターロック回路（回路が非導通だと光源の発光が行われない安全回路）が導通し、低干渉性光の発光が行われる。
【００６３】
本実施の形態によれば、光走査プローブ８のコネクタ部９に設けられた回転チューブを回転させる回転伝達手段の回転軸と、観測装置２７側に設けられた回転駆動手段の回転軸の間に、軸同士のずれ、角度の傾き、軸方向のガタが存在しても、それらのずれ等を吸収して光走査プローブ８の光ファイバと観測装置２７側の光ファイバとの安定した接続が確保できる。また、回転力が回転駆動手段の回転軸から回転伝達手段の回転軸に円滑に伝達される。
【００６４】
また、光走査プローブ８と観測装置２７の接続部のファイバ端が汚損しても、ファイバ端の再研磨なしに、観測装置２７の光プローブとの接続部に、設けられた着脱可能なシングルモードファイバ８８を交換し、ファイバ端の再研磨作業無しに良好な光接続を確保できる。
また、コネクタ部９の観測装置２７への取り付けが一度の取り付け動作で、回転力伝達の接続と、光接続手段の接続が同時に行え、簡便である。
【００６５】
（第２の実施の形態）
本実施の形態の目的は第１の実施の形態に同じである。図８に第２の実施の形態におけるコネクタ部の主要部の構成を示す。
図５との相違を以下に述べるが、それ以外は第１の実施の形態と同じである。
シャフト止め６８の代わりにシャフト止め１０３が設けられている。
【００６６】
フェルール７１はフェルール止め１０４に接続され、コネクタハウジング１０５とフェルール止め１０４は左右方向に摺動可能であり、フェルール止め１０４は右方向にバネ１０６により押し付けられている。
【００６７】
コネクタハウジング１０５の根元側はテーパ状をしており、シャフト止め１０３に設けられたデルリンなどの摺動性プラスチックで構成された摺動体１０７のＲ部１０８と接している。
接触がテーパ形状とＲ形状のためコネクタハウジング１０５はシャフト止め１０３の回転軸に対して若干可動である。
【００６８】
コネクタハウジング１０５は断面Ｃ−Ｃを示す図８（Ｂ）に示すように、平面１０９を有し、シャフト止め１０３には回転防止ピン１１０が設けられており、シャフト止め１０３、コネクタハウジング１０５、回転防止ピン１１０の間にはそれぞれ隙間があるため、コネクタハウジング１０５はシャフト止め１０３に対して一体で回転するが、若干可動である。
【００６９】
よって、第１の実施の形態の図５と同じように、回転シャフト７６と光コネクタ部９の回転軸相互にずれが生じても吸収することが出来る。
本実施の形態は以下の効果を有する。
【００７０】
第１の実施の形態に加え、コネクタハウジング１０５、フェルール止め１０４、フェルール７１、バネ１０６等をＦＣコネクタ等、市販の光コネクタ部品で構成でき、安価にできる。
【００７１】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を説明する。本実施の形態の目的は第１の実施の形態に同じである。
図９は第３の実施の形態におけるコネクタ部及び回転駆動装置のコネクタ接続部の構成を示す。
【００７２】
図９に示す第３の実施の形態と、図５に示す第１の実施の形態との相違は、第１の実施の形態では回転駆動装置１３側の光アダプタ７８が回転シャフト７６と一体に回転するのに対し、本実施の形態では、固定されることである。
本実施の形態ではコネクタケース６４の内側に配置された図５のシャフト止め６８の代わりに設けたシャフト止め１１１には図５の回転伝達ピン７０は設けられていない。
【００７３】
また、図５の回転シャフト７６の代わりに設けられた回転シャフト１１４の内腔には光ファイバアダプタ１１６が設けられている。この光ファイバアダプタ１１６の先端は光アダプタ部１１７となり、この光アダプタ部１１７にはフェルール１１８が設けられている。
【００７４】
光ファイバアダプタ１１６の後端にはフェルール１１９が設けられ、ネジ部１２０によりアダプタ１２１に固定されている。アダプタ１２１はハウジング６５に固定されているため、光ファイバアダプタ１１６もハウジング６５に対して固定されている。
アダプタ１２１によりフェルール１１９と光コネクタ１２２が接続される。フェルール１１８とフェルール１１９にはシングルモードファイバ８８が挿通されている。
【００７５】
シャフト止め１１１の後端部（着脱の場合の先端部）１１２と回転シャフト１１４の先端部１１５は図９のＤ−Ｄ断面を示す図１０に示されるように、周方向に交互に端部が隣接するように配置され、回転シャフト１１４の回転は先端部１１５及び後端部１１２によってシャフト止め１１１に伝達される。
また、回転シャフト１１４の先端部１１５には複数の回転止め１２４が設けられている。コネクタ部９が挿入されていない状態では、挿入検知レバー９１は図示されないバネにより点線で示される位置に保持されている。
【００７６】
そのため、挿入検知レバー９１と、回転止め１２４が干渉し回転シャフト１１５は一定角度以上回転しない。コネクタ部９が挿入されると挿入検知レバー９１は実線で示される位置に移動するので、回転止め１２４と干渉せず、回転シャフト１１５は回転可能になる。これにより、スイッチ９２による非挿入時の電気的な回転防止にさらに機械的手段による回転防止が加わり、回転部の巻き込み防止に有効である。
【００７７】
本実施の形態は第１の実施の形態の効果に加え、回転駆動装置１３と光走査プローブ８の光接続部が、第１の実施の形態の光ロータリジョイント６を兼ねるため安価にできる。
【００７８】
（第４の実施の形態）
本実施の形態の目的は光プローブのコネクタ部に設けられた回転チューブを回転させる回転伝達手段の回転軸と、観測装置に設けられた回転駆動手段の回転軸の間の、軸同士のずれ、角度の傾き、軸方向のガタを防止し、光プローブの光ファイバと観測装置側の光ファイバの安定した接続が確保できるようにする。また、回転力が回転駆動手段の回転軸から回転伝達手段の回転軸に円滑に伝達されるようにする。
【００７９】
また、光走査プローブと回転伝達手段との光コネクタと回転伝達手段が一つで済むため構造が単純で安価にできるようにする。
さらに、光コネクタにＦＣコネクタ等市販の光コネクタ部品で構成でき、安価にできるようにする事などである。
【００８０】
図１１に本発明の第４の実施の形態のコネクタ部及び回転駆動装置の構造を示す。図５との相違を以下に示すが、それ以外は第１の実施の形態と同じである。図５のコネクタケース６４の代わりにコネクタケース１２５が設けられている。このコネクタケース１２５の内側のシャフト止め６８はコネクタケース１２５に２つの軸受け６９で回転自在に支持されている。
【００８１】
コネクタケース１２５は、パイプ状のスライドパイプ１２６に内接しており、スライドパイプ１２６はコネクタケース１２５に対して左右方向に図１１の点線で示される位置１２７まで摺動可能である。
【００８２】
スライドパイプ１２６は取付リング６６により回転駆動装置１３のハウジング６５に固定される。コネクタケース１２５には回転止め１２８が設けられ、スライドパイプ１２６にはスライド用長孔１２９が設けられているため、コネクタケース１２５がシャフト止め６８と一緒に回転してしまうことはない。
【００８３】
また、スライドパイプ１２６の後端（着脱の場合の先端）には図１２に示すように突起１２６ａが設けられ、ハウジング６５に設けられた凹部６５ａと対応し、回転止めを形成し、取付リング６６でスライドパイプ１２６をハウジング６５に取り付けた場合には相互に回転しないような構成になっている。
フェルール７１は光コネクタハウジング１３０に接続され、光コネクタハウジング１３０はシャフト止め６８に接合されている。
【００８４】
本実施の形態の回転駆動装置１３における図５との相違は、回転シャフト７６の先端に回転伝達レバー７９がなく、光アダプタ７８のみが設けてある。光コネクタハウジング１３０には回転止めの突起１３１が設けられ、光アダプタ７８にはそれに対応する凹部１３２を有する。光コネクタハウジング１３０は止めネジ１３３によって光アダプタ７８に取り付けられる。
【００８５】
回転伝達装置１３からの回転力の伝達は光アダプタ７８と光コネクタハウジング１３０との接続で行われる。回転力は回転止め１３１および凹部により行われる。
コネクタ部９を回転駆動装置１３に接続する場合には、スライドパイプｌ２８を位置１２７にスライドさせ、光コネクタハウジング１３０およびフェルール７１を光アダプタ７８に接続し、止めネジ１３３によって取り付ける。
【００８６】
次にスライドパイプ１２６をハウジング６５に挿入し、取付リング６６で固定する。本実施の形態の場合、回転シャフト７６の回転軸と、シャフト止め６８の回転軸は正確に一致していないと、回転ぶれによる損失が非常に大きくなるため、光アダプタ７８、光コネクタハウジング１３０とシャフト止め６８、コネクタケース１２５、スライドパイプ１２６などの回転軸に対する位置精度が高くなるように製作する必要が有る。
【００８７】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、光走査プローブ８と回転伝達手段との光コネクタと回転伝達手段が一つで済むため構造が単純で安価にでき、かつ、光コネクタにＦＣコネクタ等市販の光コネクタ部品で構成でき、安価にできる効果がある。
【００８８】
（第５の実施の形態）
本実施の形態の目的は回転チューブの回転速度にムラが生じても、回転角度と位置の関係が正しい回転走査像を得ることができるようにする。
また、連続的な回転走査像を得ることができるようにする。
【００８９】
図１３は光走査手段による深さ方向の走査のタイミングと光走査プローブ８の回転角度の関係を示す。
図１３（Ａ）に示されるように高速でガルバノメータミラー１９を駆動する場合には、一定の周期で繰り返し駆動するのが一般的である。この時、走査周期は一定となる。しかし、実際には光走査プローブ８のフレキシブルシャフト４０による回転は湾曲による抵抗等により一定にならない。
【００９０】
これを模式的に示したのが図１３（Ｂ）である。一回の深さ方向の走査の走査方向をｔ０からｔ７の線で示す。ｔ０〜ｔ７の時間的間隔は一定であるが、回転速度が一定でないためにｔ０からｔ４の線の角度の間隔は広いが、ｔ５からｔ７の線の間隔は狭い。
【００９１】
ＯＣＴにより得られる深さ方向の情報は図１３（Ｃ）に示す通りである。ここで、横軸が時間ｔ、縦軸がＯＣＴ信号（ＯＣＴ情報）である。ミラー１９をスキャンし始めた時点（ｔ０〜ｔ７）からの時間で得られる情報が深さ方向のＯＣＴ情報に対応している。
図１４にこのような走査方法で、光走査プローブ８の回転方向の走査の速度ムラを補正して観察像として表示する手段を示す。
【００９２】
ガルバノメータコントローラ２０からの走査タイミング（図１３のｔ０からｔ７に相当）信号がフレームメモリ１４１にｘ受信開始信号として受信される。ＯＣＴの干渉信号は復調器２３とＡ/Ｄコンバータ２４により強度信号１４２としてフレームメモリ１４１に入力される。エンコーダ４５により検出された光走査プローブの回転角は、一回転に一度のＺ信号４９ｃがフレームメモリ１４１に面受信開始信号として受信される。αを基準として検出される。
【００９３】
エンコーダ４５出力信号４９ａ，４９ｂ，４９ｃは相対位置算出手段１４３に入力され、光走査プローブ８の回転角が検出される。またガルバノメータコントローラ２０からのタイミング信号１４４も相対位置算出手段１４３に入力されるので、図１３（Ｂ）のｔ０からｔ７とθ０からθ７との相対的な関係が算出できる。
【００９４】
相対位置算出手段１４３からのプローブ回転角と走査タイミングの関係から補間演算手段１４５はフレームメモリ１４１の記憶情報を用いて観察像データ１４６をフレームメモリ１４７上に格納し、それがモニタ２６にＯＣＴ像として表示されるようになっている。
【００９５】
次に作用を説明する。
フレームメモリ１４１は多数の時系列的な１次元情報の集合を多数の１次元情報の列として２次元で記憶できるメモリである。エンコーダ４５のＺ信号４９ｃにより新しい２次元情報の記憶を開始する。
【００９６】
ガルバノメータコントローラ２０からの走査開始のタイミング信号１４４が入力すると、１次元情報の列の記録を開始する。その後もタイミング信号１４４の入力により一回の深さ方向の走査が行われるたびに１次元情報の列の記録を行う。
【００９７】
相対位置検出手段１４３はそれぞれの深さ方向の走査（ｔ０〜ｔ７）がどの回転角度（θ０〜θ７）で行われたかの回転の情報を持っている。相対位置検出手段１４３は図１３（Ｄ）に示される一定の間隔の回転角度（θ１′）で像ｔ 1′を得ようとした場合に、どの走査（ｔ０）とどの走査（ｔ１）の間のどの角度位置（α）かの角度情報を補間演算手段１４５に送る。
【００９８】
補間演算手段１４５は、欲しい方向の情報をフレームメモリ１４１より読み出した近傍の２つ以上の走査の信号から補間して得る。
補間の方法は角度の近さによる比例分配による簡単なものから多項式やスプライン曲線による補完などの方法を用いることができる。補完演算手段１３８は演算で得られた信号を半径方向に表示されるように変換しながらフレームメモリ１４７に記録する。
【００９９】
このとき、回転中心に近い側は情報が密に存在するが、違い側は疎にしか存在しないので、その部分は同様の技術で補間を行い滑らかな一様の像として表示する。
【０１００】
実際には像をリアルタイムで得たいため、相対位置算出手段１４３は記憶した一回前の回転の情報に基づいて算出を行う。また、得た信号を極力短い処理時間で表示したいため、フレームメモリ１４１のＯＣＴ強度信号の書き込みと、補間演算手段１４５によるフレームメモリ１４１の読み込みと補間演算手段１４５によるフレームメモリ１４７の書き出しはほぼ同時に行われる。
そのため、フレームメモリ１４１は数回の走査の列の情報を記憶するだけの容量が有れば十分である。
【０１０１】
図１５（Ａ）、１５（Ｂ）に別の方法を示す。
図１３の場合とは異なり、高速な可変走査手段を用いて、定まった間隔の角度△θの回転をエンコーダ４５で検出するたびに走査開始信号（ｔ０〜ｔ７）を発し、深さ方向の走査を行う方法である。
【０１０２】
この方法であれば深さ方向の走査タイミングと回転角度のずれが起きないため、図１４に示したような補間演算手段１４５のような高速演算手段を用いず、正しい像を表示することができる。
【０１０３】
［付記］
１．被検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱した光を受光する光走査プローブと、該光走査プローブが着脱自在に接続され、前記光走査プローブを経て受光した光の情報から被検体の断層像を構築する観測装置とを備えた光イメージング装置において、
全長の大部分が柔軟な樹脂チューブであって少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されており、先端が開口していないシースと、
シースの基端に設けられたハウジングとハウジングを観測装置に取り付ける着脱手段と、
前記シースの内部に長手方向の軸周りに回転自在に設けられている柔軟なパイプ部材と
前記パイプ部材基端部に設けられた回転力伝達部材と、
回転力伝達部材をハウジングに回転自在に保持する回転保持手段と、
前記柔軟なパイプ部材の内部に設けられているシングルモードファイバで形成され、その先端部は前記パイプ部材の先端に固定されており、低干渉性光源から出射される光がその基端に入射されるように設けられているファイバと、
前記ファイバ先端に設けられたファイバからの出射光を集光するレンズと、
出射光の光路を変更するために前記レンズに固定されている出射光路変更手段と、
ファイバの基端部に設けられたファイバ端固定手段と、
ファイバ端固定手段と回転力伝達部材の間に設けられた弾性手段を有する光走査プローブと；
光プローブの回転力伝達部材に回転力を付与する回転駆動装置と、
光プローブのシングルモードファイバに観測装置に設けられた観測光を送受するファイバを接続する光接続手段、を有する観測装置と；
からなり、着脱手段により前記光プローブと前記観測装置を接続した際に前記光プローブの弾性手段によりファイバ端固定手段が前記光接続手段に圧接し、光接続を行うことを特徴とする光イメージング装置。
【０１０４】
１−１．付記１において、弾性手段が、弾性体と弾性体を保持する保持手段よりなる。
１−２．付記１において、ファイバ端固定手段、弾性手段、および回転力伝達部材の何れかに回転軸の径方向に、相互の回転軸が平行に相違して回転するための空隙を有する。
【０１０５】
１−３．付記１において、ファイバ端固定手段、弾性手段、および回転力伝達部材の何れかの間に、相互の回転軸が角度を有して回転するための軸受を有する。１−３−１．付記１−３において、軸受が球面軸受である。
１−３−２．付記１−３において、軸受がテーパ形状と曲面が接する構成である。
１−４．付記１において、回転力伝達部材とファイバ端固定手段が相対的に一定以上の回転が起こらないための回転規制部材を有する。
【０１０６】
（付記１群の作用）付記１の構成により、光プローブの光ファイバ端は、観測装置の光ファイバ端に押し付けられながら回転するため、回転チューブを回転させる回転伝達手段の回転軸と、観測装置に設けられた回転駆動手段の回転軸の間に、回転軸のずれ、傾き角度の傾き、軸方向のガタに関わらず光ファイバ同士の接続が行われる。
【０１０７】
（付記１−２、１−３の目的）：回転力が回転駆動手段の回転軸から回転伝達手段の回転軸に円滑に伝達されるようにする。
（付記１−２の作用）回転軸同士の間に、軸同士のずれが存在しても、平行方向のずれが回転軸の径方向に設けられた空隙に吸収されるため、回転力が回転駆動手段の回転軸から回転伝達手段の回転軸に円滑に伝達される。
（付記１−３）回転軸同士の間に、角度の傾きが存在しても、傾きのずれが軸受に吸収されるため、回転力が回転駆動手段の回転軸から回転伝達手段の回転軸に円滑に伝達される。
【０１０８】
２．被検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱した光の情報から被検体の断層像を構築する光イメージング装置用の光プローブおよび観測装置であって、
全長の大部分が柔軟な樹脂チューブであって少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されており、先端が開口していないシースと、
シースの基端に設けられたハウジングとハウジングを観測装置に取り付けるハウジング着脱手段と、
前記シースの内部に長手方向の軸まわりに回転自在に設けられている柔軟なパイプ部材と、
前記柔軟なパイプ部材の内部に設けられているシングルモードファイバで形成され、その基端部および先端部は、それぞれ前記パイプ部材の基端および先端に固定されており、低干渉性光源から出射される光がその基端に入射されるように設けられているファイバと、
前記ファイバ先端に設けられたファイバからの出射光を集光するレンズと、
出射光の光路を変更するために前記レンズに固定されている出射光路変更手段と、
前記パイプ部材基端部に設けられ、ファイバ基端部を固定するファイバ端固定手段と、
ファイバ端固定手段をハウジングに回転自在に保持する回転保持手段を有する光プローブと、
光プローブのパイプ部材に回転力を付与する回転駆動装置と、
光プローブのシングルモードファイバに、観測光を送受するファイバを接続する観測装置に設けられた光接続手段、を有する観測装置からなり、
光プローブのファイバ端固定手段に光接続手段とのファイバ端着脱手段が設けられ、観測装置の回転駆動装置が光接続手段を回転させることを特徴とする光走査プローブ装置。
【０１０９】
２−１．付記２において、ハウジング着脱手段が、ハウジングをファイバ端固定手段の回転軸の方向に移動可能な状態で、観測装置に接続する。
（付記１、２の目的）光プローブのコネクタ部に設けられた回転チューブを回転させる回転伝達手段の回転軸と、観測装置に設けられた回転駆動手段の回転軸の間に、軸同士のずれ、角度の傾き、軸方向のガタが存在しても、光プローブの光ファイバと観側装置側の光ファイバの安定した接続を確保すること。
（付記２−１の目的）ファイバ固定手段を光接続段に着脱を容易にする。
【０１１０】
（付記２の作用）付記２の構成により、光プローブの光ファイバ端は、ファイバ端着脱手段により、観測装置の光ファイバ端に確実に接続され、回転チューブを回転させる回転伝達手段の回転軸と、観測装置に設けられた回転駆動手段の回転軸が同時に確実に接続されるため、両軸の回転軸のずれ、傾き角度の傾き、軸方向のガタが取り除かれ、光ファイバ同士の確実な接続が行われた状態で回転することができる。
【０１１１】
３．被検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱した光の情報から被検体の断層像を構築する光イメージング装置用の光プローブおよび観測装置であって、
被検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱した光を受光するシングルモードファイバと、
光プローブの先端部に設けられたファイバからの光を生体に照射し、受光する光学素子と光プローブを観測装置に取り付けるための着脱手段と、
観測装置に設けられたファイバ干渉系の物体光側に設けられた第１のシングルモードファイバと、
第１のシングルモードファイバに着脱可能に光接続された第２のシングルモードファイバと、
光プローブのシングルモードファイバに第２のシングルモードファイバを接続する光接続手段、を有する観測装置からなることを特徴とする光走査プローブ装置。
【０１１２】
３−１．被検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱した光の情報から被検体の断層像を構築する光イメージング装置用の光プローブおよび観測装置であって、
全長の大部分が柔軟な樹脂チューブであって少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されており、先端が開口していないシースと、
シースの基端に設けられたハウジングと、ハウジングを観測装置に取り付ける着脱手段と、
前記シースの内部に長手方向の軸まわりに回転自在に設けられている柔軟なパイプ部材と、
前記柔軟なパイプ部材の内部に設けられているシングルモードファイバで形成され、その基端部および先端部は前記パイプ部材の基端および先端に固定されており、低干渉性光源から出射される光がその基端に入射されるように設けられているファイバと、
前記ファイバ先端に設けられたファイバからの出射光を集光するレンズと、
出射光の光路を変更するために前記レンズに固定されている出射光路変更手段を有する光プローブと、
観測装置に設けられたファイバ干渉系の物体光側に設けられた第１のシングルモードファイバと、
前記パイプ部材に回転力を付与する回転手段と、
回転手段の内腔に設けられ、回転手段と一体に回転する第２のシングルモードファイバと、
固定された第１のシングルモードファイバと回転する第２のシングルモードファイバを接続する回転光ジョイントと、
第２のシングルモードファイバに着脱可能に光接続され、回転手段と一体に回転する第３のシングルモードファイバと、
光プローブのシングルモードファイバに第３のシングルモードファイバを接続する光接続手段と、
を有する観測装置からなることを特徴とする光走査プローブ装置。
【０１１３】
（付記３の背景）
（付記３に対する従来技術）特願平９−３１３９２４で示されるような光プローブと観測装置の光ファイバ間の接続部は、光プローブの洗浄・滅菌のため、頻繁に着脱される。頻繁に着脱するとファイバ端面およびファイバ固定部材(フェルール)接触面の傷の発生が避けられないが、ＯＣＴで用いられるシングルモードファイバの場合数μのファイバコア同士を突き合わせて光接続をおこなうため、わずかなファイバ端面の傷や、ファイバ固定部材の傷によるわずかなファイバ端間の間隔が大きな光損失を生じ、観察のＳ／Ｎ比を悪化させたり、回転による接続状態の変化による観察像の強度のムラが生じる。
【０１１４】
傷が生じた場合には通常ファイバ端を有するフェルール端面の再研磨が行われるが、医療機器である観測装置や光プローブに組み込まれたファイバの場合、再研磨は技術的に困難な上、ユーザは再研磨の技術に不案内であり極めて困難である。
また、観測装置に組み込まれた回転する光ファイバと固定された光ファイバを接続する光ロータリジョイントは一般的に高価でファイバ端の傷により交換することは経済的でないという問題を有する。
【０１１５】
（付記３の目的）光プローブと観測装置の接続部のファイバ端が汚損しても、ファイバ端の再研磨なしに光プローブの光ファイバと観測装置側の光ファイバの安定した接続を確保する。
（付記３の作用）観測装置の光走査プローブとの接続部に、着脱可能な第２のシングルモードファイバを設け、観測装置のファイバ接続端が汚損した場合は、第２のシングルモードファイバを交換し、ファイバ端の再研磨作業無しに良好な光接続を確保する。
【０１１６】
４．被検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱した光の情報から被検体の断層像を構築する光イメージング装置であって、
柔軟な樹脂チューブで構成されるシースと、
前記シースの内部に長手方向の軸まわりに回転自在に設けられている柔軟なパイプ部材と、
前記柔軟なパイプ部材の内部に設けられているシングルモードファイバで形成され、その基端部および先端部は、それぞれ前記パイプ部材の基端および先端に固定されており、低干渉性光源から出射される光がその基端に入射されるように設けられているファイバと、
前記ファイバ先端に設けられたファイバからの出射光を集光するレンズと、
出射光の光路を変更するために前記レンズに固定されている出射光路変更手段を有する光プローブと、
光プローブのパイプ部材に回転力を付与する回転駆動装置と、
パイプ部材の回転角度を検出する角度検出手段と、
光プローブと接続し、被検体から戻ってきた低干渉性光と基準光とを干渉させるとともに、前記干渉位置を伝播時間を変化することで光軸に対し軸方向に走査する走査手段と、
走査手段の走査タイミングを出力する走査タイミング検出手段と、
干渉信号を取得する干渉信号取得手段と、
走査タイミング検出検出時に角度検出手段より得られた回転角度に対応する、画像の中心から伸びる線状の位置に、干渉信号の情報を表示装置に表示する画像構成手段と、
を有する光イメージング装置。
【０１１７】
４−１．走査タイミングに基づいて走査手段により走査して得た干渉信号を記録する記録手段と、
走査タイミングと角度検出手段より得られた走査タイミングと回転角度の関係を算出する関数算出手段と、
関数算出手段を用いて、定められた回転角度に対応する走査タイミングの情報を得、走査タイミング情報に基づき干渉信号の記録情報を記録手段より得、その情報を表示装置に表示する画像構成手段と、
画像構成手段が、定められた回転角度を変化させ、得られた干渉信号を回転角度に対応した位置に、輝度の変化として表示装置に表示することを特徴とする光イメージング装置。
【０１１８】
４−１−１．付記４−１において、画像構成手段が表示する走査タイミングの情報に基づいて、複数回の走査に対応する記録情報より、数学的手法で補完して対応する干渉信号を生成し、その情報を表示装置に表示するもの。
４−１−２．付記４−１において、記録手段が複数の１次元的な情報を記録したデジタルメモリであるもの。
【０１１９】
５．被検体に低干渉性を照射し、被検体において散乱した光の情報から被検体の断層像を構築する光イメージング装置であって、
柔軟な樹脂チューブで構成されるシースと、
前記シースの内部に長手方向の軸まわりに回転自在に設けられている柔軟なパイプ部材と、
前記柔軟なパイプ部材の内部に設けられているシングルモードファイバで形成され、その基端部および先端部は、それぞれ前記パイプ部材の基端および先端に固定されており、低干渉性光源から出射される光がその先端に入射されるように設けられているファイバと、
前記ファイバ先端に設けられたファイバからの出射光を集光するレンズと、
出射光の光路を変更するために前記レンズに固定されている出射光路変更手段を有する光プローブと、
光プローブのパイプ部材に回転力を付与する回転駆動装置と、
パイプ部材の回転角度を検出する角度検出手段と、
光プローブと接続し、被検体から戻ってきた低干渉性光と基準光とを干渉させるとともに、前記干渉位置を伝播時間を変化することで光軸に対し軸方向に走査する走査手段と、
干渉信号を取得する干渉信号取得手段と、
角度検出手段により定められた回転角が検出された時に、走査手段により干渉位置を変化させ、干渉信号を取得し、画像構成手段が、定められた回転角度を変化させ、得られた干渉信号を回転角度に対応した位置に、輝度の変化として表示装置に表示することを特徴とする光イメージング装置。
【０１２０】
（付記４、５の背景）
（付記４、５に対する従来技術）特公平６−５１１３１２や、特願９−３１３９２４には、体腔内に挿入するための外側のチューブ状シースに対して内側に光ファイバおよび光学素子が設けられた回転チューブが設けられ、回転チューブの回転により、照射光および観察光の向きを回転し、走査するプローブが開示されている。
【０１２１】
その回転走査の間に、干渉位置を光の出射方向に走査し、干渉信号を取得し、その回転角度と干渉位置と干渉信号の強度を２次元の円周状の像に構成し表示するものである。
これらの技術では、特に光プローブが大きく湾曲していた場合、シースと回転チューブとの摩擦により、回転チューブの回転が一定速度にならず、回転速度にムラを生じる。
一般にリアルタイムで観察するために、干渉位置の走査はミラーの共振振動等を用いて高速に一定の走査タイミングで走査される。そのため、干渉位置の走査で得られる放射線状の像情報の角度の間隔は回転速度のムラに応じて一定ではない。
【０１２２】
（付記４、５の目的）回転チューブの回転速度にムラが生じても、回転角度と位置の関係が正しい回転走査像を得る。
（４−２の目的）連続的な回転走査像を得る。
（付記４〜５の作用）
付記４の構成により、検出された回転角に対応して干渉信号の像を表示することにより、角度と干渉信号の対応が正しい観察像が得られる。
付記４−１の構成により、得られた干渉信号の角度位置が離散的であっても、補完演算により連続的な観察像を得ることができる。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、被検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱した光を受光する光走査プローブと、該光走査プローブが着脱自在に接続され、前記光走査プローブを経て受光した光の情報から被検体の断層像を構築する観測装置とを備えた光イメージング装置において、
少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されたシースと、
シースの基端に設けられたハウジングを観測装置に取り付ける着脱手段と、
前記シースの内部に長手方向の軸周りに回転自在に設けられているパイプ部材と、
前記パイプ部材基端部に設けられた回転力伝達部材と、
回転力伝達部材をハウジングに回転自在に保持する回転保持手段と、
前記パイプ部材の内部に設けられているシングルモードファイバで形成され、その先端部は前記パイプ部材の先端に固定されており、低干渉性光源から出射される光がその基端に入射されるように設けられているファイバと、
前記ファイバ先端からの出射光を集光するレンズと、
出射光の光路を変更するために前記レンズに固定されている出射光路変更手段と、
前記ファイバの基端部に設けられたファイバ端固定手段と、
前記ファイバ端固定手段と回転力伝達部材の間に設けられた弾性手段とを有する光走査プローブと；
光プローブの回転力伝達部材に回転力を付与する回転駆動装置と、
光プローブのシングルモードファイバに観測装置に設けられた観測光を送受するファイバを接続する光接続手段と、を有する観測装置と；
からなり、前記光プローブと前記観測装置を接続した際に前記光プローブの弾性手段によりファイバ端固定手段が前記光接続手段に圧接して接続を行うようにしているので、光走査プローブのファイバ端は、弾性手段により観測装置のファイバ端に押し付けられながら回転するため、回転力伝達部材の回転軸と、観測装置に設けられた回転駆動装置の回転軸の間に、回転軸のずれ、傾き角度の傾き、軸方向のガタなどに関わらずそれらのずれ等を吸収して両ファイバ端同士の安定した接続を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光イメージング装置の構成図。
【図２】光走査プローブが挿通される内視鏡を光走査プローブと共に示す図。
【図３】光走査プローブ及び回転駆動装置の構成を示す断面図。
【図４】光走査プローブの詳細な構成を示す断面図。
【図５】コネクタ部と回転駆動装置との接続部の構成を示す断面図。
【図６】図５のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ断面などを示す図。
【図７】洗浄及び保管時のコネクタ部の状態を示す断面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるコネクタ部の主要部の構成及びＣ−Ｃ断面を示す図。
【図９】本発明の第３の実施の形態におけるコネクタ部と回転駆動装置との接続部の構成を示す断面図。
【図１０】図９のＤ−Ｄ断面図。
【図１１】本発明の第４の実施の形態におけるコネクタ部と回転駆動装置との接続部の構成を示す断面図。
【図１２】図１１におけるスライドパイプとハウジングとの間の回転止め機構を示す図。
【図１３】光走査手段による深さ方向の走査タイミングと光走査プローブの回転角度の関係等を示す図。
【図１４】光走査プローブの回転方向の走査の速度ムラを補正して観察像を表示する手段の主要部の構成を示すブロック図。
【図１５】図１４とは異なる他の方法の説明図。
【符号の説明】
１Ａ…光イメージング装置
２…低干渉性光源
３…第１のシングルモードファイバ
４…光カップラ部
５…第２のシングルモードファイバ
６…光ロータリジョイント
７…第３のシングルモードファイバ
８…光走査プローブ
９…コネクタ部
１０…第４のシングルモードファイバ
１１…生体組織
１２…フォトダイオード
１３…回転駆動装置
１４…光路長の可変機構
１９…ガルバノメータミラー
２５…コンピュータ
２６…モニタ
２７…観測装置
４０…フレキシブルシャフト
４４…モータ
４６…ベルト
６４…コネクタケース
６５…ハウジング
６６…取付リング
６８…シャフト止め
６９…軸受け
７０…回転伝達ピン
７１…フェルール
７２…バネ受け
７３…光コネクタ
７４…バネ
７６…回転シャフト

Claims

被検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱した光を受光する光走査プローブと、該光走査プローブが着脱自在に接続され、前記光走査プローブを経て受光した光の情報から被検体の断層像を構築する観測装置と、を備えた光イメージング装置において、
前記光走査プローブは、
少なくともその先端は光透過性の良い素材で形成されたシースと、
前記シースの基端に設けられたハウジングを前記観測装置に取り付ける着脱手段と、
前記シースの内部に長手方向の軸周りに回転自在に設けられているパイプ部材と、
前記パイプ部材の基端部に設けられた回転力伝達部材と、
前記回転力伝達部材を前記ハウジングに回転自在に保持する回転保持手段と、
前記パイプ部材の内部に設けられたプローブ側シングルモードファイバであって、先端部が前記パイプ部材の先端に固定され、低干渉性光源から出射される光がその基端に入射されるように設けられたプローブ側シングルモードファイバと、
前記プローブ側シングルモードファイバの先端からの出射光を集光するレンズと、
出射光の光路を変更するために前記レンズに固定されている出射光路変更手段と、
前記プローブ側シングルモードファイバの基端部に設けられたファイバ端固定手段と、
前記ファイバ端固定手段と前記回転力伝達部材の間に設けられた弾性手段を有し、
前記観測装置は、
前記光走査プローブの前記回転力伝達部材に回転力を付与する回転駆動装置と、
前記光走査プローブの前記プローブ側シングルモードファイバに、前記ハウジングに対して回転自在に設けられる連結用シングルモードファイバを接続する光接続手段と、
前記回転駆動装置に設けられ、前記連結用シングルモードファイバと、前記観測装置に設けられた観測光を送受する観測装置側シングルモードファイバとで光を伝送可能な結合を行う光ロータリジョイントと、を有し、
前記着脱手段により前記光走査プローブと前記観測装置を接続した際に、前記光走査プローブの弾性手段が前記ファイバ端固定手段を前記光接続手段に押し付けて、前記プローブ側シングルモードファイバと前記連結用シングルモードファイバとの光接続を行うことを特徴とする光イメージング装置。
観測装置と光走査プローブを備え、
前記観測装置が、低干渉性光を発生する低干渉性光源と、検出部と、光路長可変手段と、光伝送部と、回転駆動装置と、を備え、
該光伝送部が、前記低干渉性光を前記光走査プローブ及び前記光路長可変手段に伝送すると共に、前記低干渉性光を前記光走査プローブ及び前記光路長可変手段からの光を前記検出部に伝送する光イメージング装置において、
前記光走査プローブは、プローブ側シングルモードファイバと、該プローブ側シングルモードファイバの一端に設けられた光学系と、前記プローブ側シングルモードファイバ及び前記光学系を保持するシャフト部材と、該シャフト部材の一端に設けられた回転伝達機構を備え、
該回転伝達機構は、前記シャフト部材に接続された回転伝達部材と、前記プローブ側シングルモードファイバの端部に設けられた光接続部と、前記回転伝達部材と、該光接続部の間に配置された弾性手段とを備え、
前記回転駆動装置は、ハウジングと、該ハウジングに対して回転自在に設けられた回転シャフトと、前記回転シャフトに設けられて前記プローブ側シングルモードファイバに前記低干渉光を伝送する連結用シングルモードファイバと、前記連結用シングルモードファイバの端部に設けられた光アダプタと、前記連結用シングルモードファイバと前記光伝送部とで光を伝送可能な結合を行う光ロータリジョイントと、を備え、
前記弾性手段が、前記回転伝達部材の内周面側に所定の間隙を有して配置され、前記プローブ側シングルモードファイバの端部を前記光アダプタに押し付けることを特徴とする光イメージング装置。
前記シャフト部材の中心軸に沿う方向において、前記弾性手段の一端が前記回転伝達部材と接するように、前記弾性手段が配置され、
前記回転伝達部材には、前記弾性手段が接する部分に球面部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光イメージング装置。
前記弾性手段は、前記光接続部の外側に配置された弾性部材と、該弾性部材の外側に配置された受け部材を有し、
前記弾性部材の一端は前記保持部材に接し、前記弾性部材の他端は前記光接続部に接していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光イメージング装置。
前記光接続部は、前記プローブ側シングルモードファイバの端部に固定されたフェルールと、該フェルールに固定された光コネクタからなることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに１項に記載の光イメージング装置。
前記光接続部は、前記プローブ側シングルモードファイバの端部に固定されたフェルールと、該フェルールに固定されたフェルール止めからなることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の光イメージング装置。