JP4624605B2

JP4624605B2 - Optical imaging device

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Publication number: JP4624605B2
Application number: JP2001237076A
Authority: JP
Inventors: 謝天宇; 守金子
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2021-08-03
Also published as: JP2003050199A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体に低コヒーレントの光を照射し、その被検体から戻ってきた光の情報から被検体内部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、ＯＣＴ（ Optical Coherence Tomography ）と呼ばれる光イメージング装置は、広く用いられている。上記光イメージング装置は、光源で発生した低コヒーレントの光を被検体に照射し、その際焦点位置を走査することで、その被検体から戻ってきた光の情報から被検体内部の断層像を構築するものである。
【０００３】
このような光イメージング装置は、例えば、特開平１１−７２４３１号公報や米国特許第６，０５７，９２０号、米国特許第６，１５１，１２７号及び Optics Express Vol.6,N0.7,136-145（2000年3月；Optical Society of America ）に記載されているように、低コヒーレントの光を被検体に集光するための対物レンズを２次元走査すると共に、光軸方向に走査させて被検体の３次元断層像を得られるように構成されている。
【０００４】
上記従来の光イメージング装置の光学系は、光源で発生した低コヒーレント光を光分離手段で照射光と参照光とに分離し、分離した照射光を被検体に対し、水平方向走査（２次元走査）を行い、対物レンズによりその焦点で被検体に集光する。そして、その焦点からの被検体の反射光及び散乱光は、照射光と同じ光路を通り、再び光分離手段側に戻るようになっている。このとき、上記対物レンズを光軸方向に走査することで、被検体の深部方向を走査するようになっている。
【０００５】
一方、光分離手段で分離した参照光は、参照光反射手段で反射され、再び光分離手段側に戻される。このとき、参照光反射手段は、反射される参照光の光路長が上記被検体側からの反射光及び散乱光の光路長に対して殆ど等しくなるように光軸方向に進退動されるようになっている。
【０００６】
そして、これら光路長が殆ど等しい反射された参照光と被検体側からの反射光及び散乱光とは干渉し、光検出手段である光検出器で検出されるようになっている。この検出器の出力は、復調器で復調されて干渉した光の信号が抽出される。抽出された光の信号は、デジタル信号に変換された後、信号処理されて断層像に対応した画像データが生成される。そして、生成された画像データは、モニタにて被検体の３次元断層像画像として表示されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光イメージング装置は、計測光の光路長と参照光の光路長とを一致させるために、上記対物レンズを光軸方向に進退動させる手段と上記参照光反射手段を光軸方向に進退動させる手段とをそれぞれ別々に設けている。このため、上記従来の光イメージング装置は、２つの駆動系を有している。
【０００８】
従って、上記従来の光イメージング装置は、光学系が大きくなり、体腔内に挿入して用いられる内視鏡挿入部や光走査プローブに組み込むと、これらの挿入部径を太くしてしまうという問題がある。
また、上記従来の光イメージング装置は、上記２つの駆動系をそれぞれ制御する２つの制御系を有し、これら２つの制御系を同期させて上記２つの駆動系を制御する必要がある。このため、上記光イメージング装置は、制御系の構成が複雑になり、コストもかかる。
【０００９】
本発明はこれらの事情に鑑みてなされたものであり、光学系を小型化でき、制御系を簡易に構成可能な光イメージング装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【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、低コヒーレント光を発生する光源と、前記低コヒーレント光を計測光と参照光とに分離する光分離手段と、前記計測光を被検体に対し、水平方向に走査する水平走査手段と、前記水平走査手段で走査される計測光を集光する対物レンズと、前記参照光を反射し、再び前記光分離手段側に戻す参照光反射手段と、前記被検体からの戻り計測光及び前記参照光反射手段からの戻り参照光を検出する光検出手段と、少なくとも前記対物レンズ及び前記参照光反射手段を一体的に保持し、前記計測光の光路長と前記参照光の光路長とが一致した状態で、前記対物レンズを当該計測光の光軸方向に沿って進退動させると共に、前記参照光反射手段を当該参照光の光軸方向に沿って進退動させる一の光路長連動調整手段と、を具備したことを特徴とする。
本発明の第２の光イメージング装置は、低コヒーレント光を発生する光源と、前記低コヒーレント光を計測光と参照光とに分離する光分離手段と、前記計測光を出射する光出射手段と、前記光出射手段から出射される計測光を被検体に対し、水平方向に走査する水平走査手段と、前記水平走査手段で走査される計測光を集光する対物レンズと、前記参照光を反射し、再び前記光分離手段側に戻す参照光反射手段と、前記被検体からの戻り計測光及び前記参照光反射手段からの戻り参照光を検出する光検出手段と、少なくとも前記対物レンズ及び前記光出射手段を一体的に保持し、前記計測光の光路長と前記参照光の光路長とが一致した状態で、前記対物レンズ及び前記光出射手段を当該計測光の光軸方向に沿って進退動させる一の光路長連動調整手段と、を具備したことを特徴とする。
本発明の第３の光イメージング装置は、低コヒーレント光を発生する光源と、前記低コヒーレント光を計測光と参照光とに分離する光分離手段と、前記計測光を被検体に対し、水平方向に走査する水平走査手段と、前記水平走査手段で走査される計測光を集光する対物レンズと、前記参照光を反射し、再び前記光分離手段側に戻す参照光反射手段と、前記被検体からの戻り計測光及び前記参照光反射手段からの戻り参照光を検出する光検出手段と、前記計測光を前記水平走査手段へ出射する光出射手段及び前記参照光反射手段を、前記対物レンズと一体的に保持し、前記計測光の光路長と前記参照光の光路長とが一致した状態で、前記対物レンズ及び前記光出射手段を当該計測光の光軸方向に沿って進退動させると共に、前記参照光反射手段を当該参照光の光軸方向に沿って進退動させる一の光路長連動調整手段と、を具備したことを特徴とする。
【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５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全体構成を示す外観構成図、図２は図１の光プローブ及び装置本体の内部構成を示す説明図、図３ないし図５は図２の変形例を示す説明図であり、図３は透明キャップに光学部材を設けた光プローブの内部構成を示す説明図、図４は観察窓を設けた光プローブの内部構成を示す説明図、図５は接触検知用スイッチを設けた光プローブの内部構成を示す説明図である。
【００１２】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態の光イメージング装置１は、光走査プローブ（以下、光プローブと略記）２と、この光プローブ２を制御駆動する装置本体３と、画像を表示するモニタ４とから構成される。前記光プローブ２は、前記装置本体３に接続ケーブル５を介して接続されるようになっている。
【００１３】
図２に示すように前記光プローブ２は、前記接続ケーブル５のコネクタ部５ａが着脱自在に接続可能なコネクタ受け部２ａを設けている。一方、前記装置本体３は、前記接続ケーブル５の他端のコネクタ部５ｂが着脱自在に接続可能なコネクタ受け部３ａを設けている。このことにより、前記光プローブ２は、前記装置本体３に着脱自在に接続可能であると共に、前記接続ケーブル５に対しても着脱自在に交換可能となっている。
【００１４】
前記光プローブ２は、低コヒーレント光源１１ａを有する。この低コヒーレント光源１１ａは、その波長が例えば９８０ｎｍで、その可干渉距離が例えば１５μｍ程度であるような短い距離範囲のみで干渉性を示す低コヒーレント光の特徴を備えている。つまり、この低コヒーレント光を例えば二つに分岐した後、再び混合した場合には分岐した点までの二つの光路長の差が１５μｍ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、それより光路長の大きい場合には干渉しない特性を示す。
【００１５】
この低コヒーレント光源１１ａで発生した光は、光源側レンズ１２で平行光にされ、光分離手段であるハーフミラー１３で計測光と参照光とに分離される。尚、光分離手段としてハーフミラー１３の代わりに光カップラを用いても良い。
【００１６】
前記ハーフミラー１３で分離された計測光は、水平走査手段であるＸＹ反射ミラースキャン１４に入射し、このＸＹ反射ミラースキャン１４で被検体に対し、該当水平方向に走査される。ここで、計測光は、被検体に対し、Ｙ走査ミラー１４ａでＹ方向に走査され、次に、Ｘ走査ミラー１４ｂでＸ方向に走査される。尚、これらＸ走査ミラー１４ｂ，Ｙ走査ミラー１４ａは、それぞれ図示しない駆動部により駆動される。また、この駆動部は、後述の光検出手段からの信号に同期して前記装置本体３の後述する駆動回路で制御駆動されるようになっている。
【００１７】
前記ＸＹ反射ミラースキャン１４で水平方向に走査された計測光は、第２の光分離手段としての波長分離ミラー１５を介して開口数（Ｎ．Ａ．；Numerical Aperture ）の大きい対物レンズ１６に伝達され、この対物レンズ１６によりその焦点で被検体に集光する。そして、その焦点からの被検体の反射光及び散乱光は、照射光と同じ光路を通り、前記波長分離ミラー１５で照射光と同じ波長の計測光のみ通過し、再びハーフミラー１３側に戻るようになっている。
【００１８】
それ以外の波長の光は、反射されてＣＣＤ側レンズ１７に入射される。つまり、対物レンズ１６と後述の受光側レンズ２３及びピンホール２４とは、共焦点の関係になっている。対物レンズ１６の焦点以外からの反射光は、ほとんどピンホール２４に入射されない。従って、光プローブ２は、共焦点光学系を形成している。
【００１９】
このとき、前記対物レンズ１６を後述の光路長連動調整手段で光軸方向に走査することで、焦点位置を被検体の深部方向に走査するようになっている。尚、前記波長分離ミラー１５で反射された計測光以外の波長の光は、ＣＣＤ側レンズ１７で集光され、表面観察用ＣＣＤ１８の受光面で受光され、この表面観察用ＣＣＤ１８で撮像されるようになっている。
そして、ハーフミラー１３側に戻った計測光は、このハーフミラー１３を介して光検出手段である後述の受光素子２５側へ入射されるようになっている。
【００２０】
一方、前記ハーフミラー１３で分離した参照光は、反射ミラー１９で反射されて、反射側レンズ２０で集光されて参照光反射手段である変調ミラー２１に入射される。前記変調ミラー２１は、この下部側に光変調手段として圧電素子２２が接着されている。この圧電素子２２は、前記装置本体３の後述する駆動回路から駆動信号が印加されることで、前記変調ミラー２１を振動させるようになっている。
この変調ミラー２１に入射される参照光は、光変調されて反射され、前記反射側レンズ２０により平行光にされて再びハーフミラー１３側に戻るようになっている。尚、前記反射側レンズ２０は、前記変調ミラー２１から反射される参照光が後述のピンホール２４に確実に入射するように設けている。そして、ハーフミラー１３側に戻った参照光は、このハーフミラー１３で反射されて、計測光と同様に光検出手段である後述の受光素子２５側へ入射されるようになっている。このとき、前記変調ミラー２１は、反射される参照光の光路長が計測光の光路長に対して殆ど等しくなるように後述の光路長連動調整手段で光軸方向に進退動されるようになっている。
【００２１】
そして、これら光路長が殆ど等しい参照光と計測光とはハーフミラー１３側からの光路で干渉する。この干渉光は、受光側レンズ２３で集光されて、ピンホール２４を介し光検出手段である受光素子２５で受光されるようになっている。
前記受光素子２５は、干渉光を干渉電気信号に光電変換する。この光電変換された干渉電気信号は、アンプ２６で増幅されて前記接続ケーブル５を挿通する信号線を介して装置本体３へ送信されるようになっている。
【００２２】
装置本体３で受信された干渉電気信号は、信号処理回路３１に入力され、この信号処理回路３１で前記干渉電気信号に対する信号処理が行われる。信号処理回路３１からの出力は、デジタル回路３２でデジタル信号に変換された後、ＣＰＵボード３３に入力される。このＣＰＵボード３３は、入力されたデジタル信号により断層像に対応した画像データを生成する。そして、生成された画像データは、前記モニタ４に出力され、その表示面に被検体の３次元断層像画像（ＯＣＴ断層像）として表示されるようになっている。
また、前記表面観察用ＣＣＤ１８で撮像された撮像信号も前記接続ケーブル５を挿通する信号線を介して前記装置本体３に入力され、信号処理されて表面観察用画像として前記モニタ４の表示面に表示されるようになっている。
【００２３】
前記装置本体３は、電源３４及び駆動回路３５を設けている。
前記電源３４は、前記接続ケーブル５を挿通する電源線を介して前記光プローブ２内の前記低コヒーレント光源１１ａ，前記受光素子２５，前記圧電素子２２，ＸＹ反射ミラースキャン１４の駆動部，前記表面観察用ＣＣＤ１８へ駆動電源を供給するようになっている。
【００２４】
前記駆動回路３５は、前記接続ケーブル５を挿通する信号線を介して前記光プローブ２内の低コヒーレント光源１１ａ，受光素子２５，圧電素子２２，ＸＹ反射ミラースキャン１４の駆動部，表面観察用ＣＣＤ１８を制御駆動するようになっている。
【００２５】
また、前記装置本体３は、ハードディスク等の記憶部３６を有し、この記憶部３６に前記駆動回路３５で駆動制御される駆動制御条件等や、３次元断層像画像及び表面観察用画像等の画像データを記憶できるようになっている。
【００２６】
本実施の形態は、光路長連動調整手段として前記反射側レンズ２０と共に前記変調ミラー２１と、前記対物レンズ１６とを光路長連動調整台４１ａに一体的に設けると共に、この光路長連動調整台４１ａを光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動させる進退動駆動部４１ｂを設けて構成されている。
【００２７】
前記進退動駆動部４１ｂは、前記接続ケーブル５を挿通する信号線を介して前記受光素子２５から出力される干渉電気信号に同期して前記装置本体３の前記駆動回路３５で制御駆動され、前記光路長連動調整台４１ａを光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動させるようになっている。
【００２８】
これにより、本実施の形態の光プローブ２は、前記反射側レンズ２０と共に前記変調ミラー２１と、前記対物レンズ１６とを平行に同じ距離で移動させることができ、前記低コヒーレント光源１１ａから前記対物レンズ１６により集光される焦点及びこの焦点から前記受光素子２５までの計測光路長と、前記低コヒーレント光源１１ａから前記光変調ミラー２１及びこの光変調ミラー２１から前記受光素子２５までの参照光路長と、を一致させることができる。
【００２９】
従って、本実施の形態の光プローブ２は、１つの駆動系のみで前記対物レンズ１６と前記変調ミラー２１とを同時に駆動できるので、光学系を小型化でき、また、制御駆動系が簡易になるという効果を得る。
【００３０】
尚、前記光プローブ２は、被検体側に対向する部分に透明キャップ４２を設けている。この透明キャップ４２は、着脱自在に取り外し可能であり、例えば、透明キャップ４２の底部は、普通透明部材であり、周囲がＮＤ（ Neutral Density）フィルタや赤外カットフィルタで形成されている。この透明キャップ４２は、被検体の検査部位を前記光プローブ２で位置決めすると共に、この位置決め位置及び前記光プローブ２でスキャンしている際における被検体の検査部位の状態も確認することができるようになっている。また、この透明キャップ４２は、前記光プローブ２で被検体の検査部位を位置決めすることで、手振れを抑えることができる。
【００３１】
また、この透明キャップ４２は、図３に示すように構成しても良い。
図３に示すように透明キャップ４２は、焦点距離調整や計測光のスポット調整又は分解能調整を行うために拡大レンズ等の光学部材４３を設けて構成しても良い。
【００３２】
また、光プローブは、図４に示すように観察窓を設けて構成しても良い。
図４に示すように光プローブ２Ｂは、透明部材４４を被検体側に対向する部分に一体的に設けると共に、この透明部材４４に対向する部分に被検体の被検部位を観察可能な観察窓４５を一体的に設けて構成している。
【００３３】
前記観察窓４５は、外周表面に露出する拡大レンズ等のフレネルレンズ４５ａと、このフレネルレンズ４５ａの背面側に設けたマーカ手段としてのレチクル４５ｂとから構成されている。尚、このレチクル４５ｂは、ＮＤフィルタや赤外カットフィルタで形成されている。光プローブ２Ｂは、上述した観察窓４５によって被検体表面が観察可能であるので、前記波長分離ミラー１５，前記ＣＣＤ側レンズ１７及び前記表面観察用ＣＣＤ１８を設けていないが、これらを設けても良い。これにより、光プローブ２Ｂは、透明キャップ４２が無い分だけ短く構成できる。
【００３４】
また、光プローブは、図５に示すように被検体側に対向する部分に接触検知用スイッチを設けて構成しても良い。
図５に示すように光プローブ２Ｃは、被検体側に対向する部分で且つ被検体の検査部位と接触する部分に接触検知用スイッチ４６を設けて構成している。
この接触検知用スイッチ４６は、前記低コヒーレント光源１１ａをオンオフするオンオフスイッチ４７に接続され、被検体の検査部位と接触非接触することで前記低コヒーレント光源１１ａをオンオフするようになっている。
【００３５】
尚、前記光プローブ２Ｃは、光学系を以下に説明するように変更している。
前記光プローブ２Ｃは、参照光反射手段として前記変調ミラー２１の代わりにコーナーキューブ（Coner-Cube又はConer-Cube Reflector ）４８を用いると共に、光変調手段として圧電素子２２の代わりに電気光学変調器（ＥＯＭ；Eelectro-Optic Modulator ）４９を用いて構成している。尚、このＥＯＭ４９の代わりに図示しない音響光学変調器（ＡＯＭ；Acousto-Optic Modulator ）を用いて良い。
【００３６】
また、前記光プローブ２Ｃは、被検体側に対向する部分に透明照射窓５０を設けている。更に、前記光プローブ２Ｃは、前記表面観察用ＣＣＤ１８のためのＣＣＤ用照明光源５１を設けている。このＣＣＤ用照明光源５１は、前記オンオフスイッチ４７に接続され、前記低コヒーレント光源１１ａと同様に前記接触検知用スイッチ４６が被検体の検査部位と接触非接触することで、オンオフするようになっている。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図６及び図７は本発明の第２の実施の形態に係り、図６は第２の実施の形態の光イメージング装置の光プローブ及び装置本体の内部構成を示す説明図、図７は回動駆動部及び水平保持部を示す説明図であり、図７（ａ）は回動駆動部が駆動していない際の回動駆動部及び水平保持部の説明図、図７（ｂ）は同図（ａ）の状態から回動駆動部が駆動した際の回動駆動部及び水平保持部の説明図である。
【００３８】
上記第１の実施の形態は、光路長連動調整手段として前記反射側レンズ２０と共に前記変調ミラー２１と、前記対物レンズ１６とを光路長連動調整台４１ａに一体的に設けると共に、この光路長連動調整台４１ａを光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動させる進退動駆動部４１ｂを設けて構成しているが、本第２の実施の形態は、光路長連動調整台４１ａを光軸方向（Ｚ軸方向）に回動させるための回動駆動部を設けて構成している。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態と同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００３９】
即ち、図６に示すように本第２の実施の形態の光プローブ６１は、光路長連動調整手段として前記反射側レンズ２０と共に前記変調ミラー２１と前記対物レンズ１６とを前記光路長連動調整台４１ａに一体的に設けると共に、回動自在な回転軸６２を中心軸にして、前記光路長連動調整台４１ａを光軸方向（Ｚ軸方向）に回動させるための回動駆動部６３を設けている。前記回動駆動部６３は、上記第１の実施の形態で説明したの同様に前記接続ケーブル５を挿通する信号線を介して前記受光素子２５から出力される干渉電気信号に同期して前記装置本体３の前記駆動回路３５で制御駆動されるようになっている。
【００４０】
前記光路長連動調整台４１ａは、図７（ａ）に示すように２本の水平な棒状部６４ａが固定部６４ｂに回動自在に軸支される水平保持部６４を設けている。この水平保持部６４は、前記２本の水平な棒状部６４ａの先端側に前記反射側レンズ２０及び前記変調ミラー２１の固定部６４ｂが回動自在に軸支されると共に、前記２本の棒状部６４ａの所定位置に前記対物レンズ１６の固定保持部６６が回動自在に軸支されている。
【００４１】
前記反射側レンズ２０及び前記変調ミラー２１の固定保持部６５と、前記対物レンズ１６の固定保持部６６との位置は、移動距離（移動量）が所定の比率となるように設定されている。更に、本実施の形態では、この所定比率は、前記反射側レンズ２０及び前記変調ミラー２１の固定保持部６５の移動距離（移動量）が前記対物レンズ１６の移動距離（移動量）より大きくなるような比率に設定されている。
【００４２】
前記回動駆動部６３の駆動により、前記回転軸６２が回動自在に回転すると、図７（ｂ）に示すように前記水平保持部６４の２本の棒状部６４ａは、光軸方向（Ｚ軸方向）に回動されることで、前記反射側レンズ２０及び前記変調ミラー２１の固定保持部６５と前記対物レンズ１６の固定保持部６６とは、光軸方向（Ｚ軸方向）に回動されるようになっている。
【００４３】
このとき、前記反射側レンズ２０及び前記変調ミラー２１の固定保持部６５と、前記対物レンズ１６の固定保持部６６とは、その方向が光軸方向（Ｚ軸方向）へ向き、従って、光軸方向（Ｚ軸方向）へ進退動される。また、前記反射側レンズ２０及び前記変調ミラー２１の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離Ｌ１は、前記対物レンズ１６の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離Ｌ０よりも大きく設定されている。
【００４４】
ここで、例えば、被検体の深部方向を更に深く走査する際、被検体の屈折率が空気の屈折率よりも高いので、前記対物レンズ１６の焦点距離が長くなる。このため、前記対物レンズ１６の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離Ｌ０と、前記反射側レンズ２０及び前記変調ミラー２１の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離Ｌ１とを同じ設定にしても、計測光の光路長は、参照光の光路長に比べて、長くなる。
【００４５】
従って、前記屈折率の違いによる焦点距離に応じて、計測光の光路長と参照光の光路長とを一致させるために、前記反射側レンズ２０及び前記変調ミラー２１の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離Ｌ１は、前記対物レンズ１６の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離Ｌ０よりも大きくする必要がある。
【００４６】
本実施の形態では、上述した構成により、前記屈折率の違いによる焦点距離に応じて、前記反射側レンズ２０及び前記変調ミラー２１の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離Ｌ１を、前記対物レンズ１６の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離Ｌ０よりも大きく設定している。従って、本実施の形態では、計測光の光路長と参照光の光路長とを実質的に一致させることができる。
この結果、本第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることに加え、効率のより、分解能の高い画像が得られる。
【００４７】
（第３の実施の形態）
図８及び図９は本発明の第３の実施の形態に係り、図８は第３の実施の形態光プローブの内部構成を示す説明図、図９は図８の変形例を示し、光プローブ及び光断層像信号検出部の内部構成を示す説明図である。
【００４８】
上記第１の実施の形態は、計測光の光路長と参照光の光路長と一致させ、これら光路長を変更するように構成しているが、本第３の実施の形態は、計測光の光路長と参照光の光路長とを変更することなく、前記対物レンズ１６を光軸方向（Ｚ軸方向）に走査させるように構成している。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態と同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００４９】
即ち、図８に示すように本第３の実施の形態の光プローブ７１は、照射窓５０，ＸＹ反射ミラースキャン１４，波長分離ミラー１５，ＣＣＤ側レンズ１７及び表面観察用ＣＣＤ１８以外の光学系を１つの光路長連動調整台７２ａに一体的に設けると共に、この光路長連動調整台７２ａを光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動させる進退動駆動部７２ｂを設けて構成している。
【００５０】
前記進退動駆動部７２ｂは、上記第１の実施の形態で説明したの同様に前記接続ケーブル５を挿通する信号線を介して前記受光素子２５から出力される干渉電気信号に同期して前記装置本体３の前記駆動回路３５で制御駆動されるようになっている。
【００５１】
そして、前記進退動駆動部７２ｂの駆動により、前記光路長連動調整台７２ａが光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動されることで、前記対物レンズ１６は光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動され、この対物レンズ１６の焦点位置を被検体の深部方向に走査することが可能である。
【００５２】
しかしながら、前記対物レンズ１６の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離分、前記ハーフミラー１３から前記ＸＹ反射ミラースキャン１４までの距離が小さくなるため、計測光の光路長は全体的に変化しない。また、参照光の光学系は、前記光路長連動調整台７２ａに全て設けられているため、参照光の光路長も変化しない。
【００５３】
従って、上記第１の実施の形態と同様に前記低コヒーレント光源１１ａから前記対物レンズ１６により集光される焦点及びこの焦点から前記受光素子２５までの計測光路長と、前記低コヒーレント光源１１ａから前記光変調ミラー２１及びこの光変調ミラー２１から前記受光素子２５までの参照光路長と、を一致させることができる。
この結果、本第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることが可能である。
【００５４】
また、光プローブは、図９に示すように光ファイバを用いて低コヒーレント光を供給されるように構成しても良い。
図９に示すように光プローブ７１Ｂは、光断層像信号検出部８０から延出する光出射手段としての光ファイバ８１の先端面８１ａが前記対物レンズ１６と共に光路長連動調整台７２ａに設けられて構成されている。尚、この光断層像信号検出部８０は、装置本体３内に設けても良いし、装置本体３とは別体に設けても良い。
【００５５】
本変形例では、光路長連動調整手段として前記対物レンズ１６と共に前記光ファイバ８１の先端面８１ａを光軸方向に進退動させるように構成している。
【００５６】
前記光断層像信号検出部８０は、低コヒーレント光源１１ｂで発生した低コヒーレント光を前記光ファイバ８１の基端面から入射し、先端面８１ａ側に伝送するようになっている。
【００５７】
この光ファイバ８１は、途中の光カップラ８２で光ファイバ８３と光学的に結合されている。従って、前記低コヒーレント光源１１ｂで発生した低コヒーレント光は、前記光カップラ８２部分で計測光と参照光との２つに分岐されて伝送されるようになっている。
【００５８】
そして、前記光ファイバ８１の先端面８１ａから供給される計測光は、前記光プローブ７１Ｂの光源側レンズ８４で平行光にされ、前記ＸＹ反射ミラースキャン１４で水平方向に走査され、波長分離ミラー１５を介して対物レンズ１６に伝達される。そして、計測光は、前記対物レンズ１６によりその焦点で被検体に集光する。その焦点からの被検体の反射光及び散乱光は、照射光と同じ光路を通り、前記波長分離ミラー１５で照射光と同じ波長の計測光のみ通過し、再び前記光ファイバ８１側に戻るようになっている。尚、前記波長分離ミラー１５で反射された計測光以外の波長の光は、前記ＣＣＤ側レンズ１７で集光され、前記表面観察用ＣＣＤ１８の受光面で受光され、撮像されるようになっている。
【００５９】
そして、前記光ファイバ８１側に戻った計測光は、この光ファイバ８１を伝送して前記光カップラ８２側へ入射されるようになっている。
また、前記光カップラ８２より分岐した参照光は、前記光ファイバ８３を伝送し、この光ファイバ８３の先端面より前記反射側レンズ２０を介して反射ミラー８５で反射される。そして、反射された参照光は、再び前記光ファイバ８３を伝送し、計測光と同様に前記光カップラ８２側へ入射されるようになっている。そして、これら参照光と計測光とは前記光カップラ８２で干渉し、この干渉光は、前記受光素子２５で受光されるようになっている。
【００６０】
本変形例は、光出射手段である前記光ファイバ８１の先端面８１ａ及び前記光源側レンズ８４と、前記対物レンズ１６とを１つの光路長連動調整台７２ａに一体的に設けて構成している。そして、前記進退動駆動部７２ｂの駆動により、前記光路長連動調整台７２ａが光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動されることで、前記対物レンズ１６は光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動され、この対物レンズ１６の焦点位置を被検体の深部方向に走査することが可能である。
【００６１】
ここで、前記対物レンズ１６の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離分、前記光源側レンズ８４から前記ＸＹ反射ミラースキャン１４までの距離が小さくなるため、計測光の光路長は全体的に変化しない。また、参照光の光学系は、前記光断層像信号検出部８０に全て設けられているため、参照光の光路長も変化しない。
この結果、本変形例は、上記第３の実施の形態と同様な効果を得ることに加え、更に光プローブ内の光学系を小型化することが可能である。
【００６２】
（第４の実施の形態）
図１０は本発明の第４の実施の形態に係る光プローブ及び光断層像信号検出部の内部構成を示す説明図である。
本第４の実施の形態は、上記第３の実施の形態の変形例に対して、前記進退動駆動部７２ｂの代わりに回動駆動部を設けると共に、この回動駆動部に位置調整部を設けて構成している。それ以外の構成は、上記第３の実施の形態の変形例と同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００６３】
図１０に示すように本第４の実施の形態の光プローブ９０は、光出射手段である前記光ファイバ８１の先端面８１ａ及び前記光源側レンズ８４を光源側調整台９１に設けると共に、前記対物レンズ１６を対物側調整台９２に設けて構成されている。これら光源側調整台９１と対物側調整台９２とは、Ｌ字型部９３の先端側にそれぞれ回動自在に軸支されている。このＬ字型部９３の基端側は、回転軸９４を中心軸にして回動自在に回動駆動部９５に軸支されている。
【００６４】
前記Ｌ字型部９３の先端側は、それぞれ軸方向に伸張可能であり、基端側に設けた位置調整部９６により軸方向の長さを設定できるようになっている。
即ち、本実施の形態では、上記第２の実施の形態で説明したように、計測光の光路長と参照光の光路長とを一致させるため、前記光ファイバ８１の先端面８１ａ及び前記光源側レンズ８４の光軸方向への移動距離を前記対物レンズ１６の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離よりも大きくなるように設定している。尚、符号９７及び９８は、前記Ｌ字型の回動に伴うそれぞれの光源側調整台９１及び対物側調整台９２の光軸方向への向きを規制するための規制部であり、ローラーが設けられている。
【００６５】
このように構成された光プローブ９０は、回動駆動部９５の駆動により回転軸９４が回動自在に回転すると、光源側調整台９１が光軸方向に回動されると共に、対物側調整台９２が光軸方向（Ｚ軸方向）に回動される。
【００６６】
このとき、計測光の光路長と参照光の光路長とを一致させるため、光源側調整台９１の光軸方向への移動距離を対物側調整台９２の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離よりも大きくなるように位置調整部９６によりＬ字型部９３のそれぞれの先端部が伸張される。光源側調整台９１及び対物側調整台９２は、規制部９７、９８により光軸方向への向きを規制され、光源側調整台９１は、その方向が光軸方向へ向き、光軸方向へ進退動されると共に、対物側調整台９２も、その方向が光軸方向（Ｚ軸方向）へ向き、光軸方向（Ｚ軸方向）へ進退動される。
【００６７】
ここで、本実施の形態では、光源側調整台９１の光軸方向への移動距離Ｌ２を対物側調整台９２の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離Ｌ０よりも大きくなるように設定している。即ち、本第４の実施の形態では、光出射手段である前記光ファイバ８１の先端面８１ａ及び前記光源側レンズ８４の光軸方向への移動距離Ｌ２を前記対物レンズ１６の光軸方向（Ｚ軸方向）への移動距離Ｌ０よりも大きくなるように設定している。
従って、本第４の実施の形態は、上記第２の実施の形態で説明したように、前記屈折率の違いによる焦点距離に応じて、計測光の光路長と参照光の光路長とを一致させることができる。
【００６８】
ところで、上述した光イメージング装置は、光プローブ内の光学系を内視鏡に設けて構成しても良い。図１１は、光プローブ内の光学系を挿入部先端部に設けた内視鏡の説明図である。
【００６９】
図１１に示すように内視鏡１００は、光学系１０１を内視鏡１００の挿入部先端部１０１ａに設けて構成している。尚、図１１に示す光学系１０１は、上記第１の実施の形態で説明したものと同様であるが、本発明はこれに限定されず、上記第２〜４の実施の形態で説明したものと同様な光学系を内視鏡１００の挿入部先端部１０１ａに設けて構成しても良い。
【００７０】
また、図１２〜図１４に示すように光イメージング装置で得た３次元断層像画像（ＯＣＴ断層像）と表面観察用画像（ＣＣＤ画像）とをモニタ４の表示面に切換表示するようにしても良い。
図１２は３次元断層像画像（ＯＣＴ断層像）と表面観察用画像（ＣＣＤ画像）とをモニタの表示面に切換表示している際の説明図、図１３は図１２のモニタ表示例であり、図１３（ａ）はＯＣＴ断層像とＣＣＤ画像との表示例、図１３（ｂ）は同図（ａ）のＯＣＴ断層像を大きく表示し、ＣＣＤ画像を小さく表示した表示例、図１３（ｃ）はＯＣＴ断層像と、記録されたＯＣＴ断層像との表示例、図１３（ｄ）はＣＣＤ画像と、記録されたＣＣＤ画像との表示例、図１４はＯＣＴ断層像の表示例である。
【００７１】
図１２に示すように上述した光イメージング装置で得た３次元断層像画像（ＯＣＴ断層像）と表面観察用画像（ＣＣＤ画像）とは、モニタ４の表示面に切換表示されるようになっている。
図１３（ａ）に示すようにＯＣＴ断層像とＣＣＤ画像とは、モニタ４の表示面に同時に同じ大きさで表示されても良い。また、図１３（ｂ）に示すようにＯＣＴ断層像は大きく表示し、ＣＣＤ画像は小さく表示されても良い。
【００７２】
また、図１３（ｃ），（ｄ）に示すように現在、得ている画像と、記録された画像とを同時に表示したり、比較、検索しても良い。
図１３（ｃ）に示すように現在、得ているＯＣＴ断層像と、記録されたＯＣＴ断層像とは、モニタ４の表示面に同時に同じ大きさで表示されても良い。また、図１３（ｄ）に示すように現在、得ているＣＣＤ画像と、記録されたＣＣＤ画像とは、モニタ４の表示面に同時に同じ大きさで表示されても良い。
【００７３】
また、図１４に示すようにＯＣＴ断層像は、被検体内の特定部位に対して、距離を計測表示したり、面積を計測表示したりすることも可能である。
【００７４】
尚、本発明は、上記した実施の形態にのみ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で種々変形実施可能である。
【００７５】
［付記］
（付記項１）低コヒーレント光を発生する光源と、
前記低コヒーレント光を計測光と参照光とに分離する光分離手段と、
前記計測光を被検体に対し、水平方向に走査する水平走査手段と、
前記水平走査手段で走査される計測光を集光する対物レンズと、
前記参照光を反射し、再び前記光分離手段側に戻す参照光反射手段と、
前記被検体からの戻り計測光及び前記参照光反射手段からの戻り参照光を検出する光検出手段と、
少なくとも前記対物レンズ及び前記参照光反射手段を一体的に保持し、前記対物レンズを計測光の光軸方向に沿って進退動させ、且つ前記参照光反射手段を参照光の光軸方向に沿って進退動させる光路長連動調整手段と、
を具備したことを特徴とする光イメージング装置。
【００７６】
（付記項２）低コヒーレント光を発生する光源と、
前記低コヒーレント光を計測光と参照光とに分離する光分離手段と、
前記計測光を出射する前記光出射手段と、
前記光出射手段から出射される計測光を被検体に対し、水平方向に走査する水平走査手段と、
前記水平走査手段で走査される計測光を集光する対物レンズと、
前記参照光を反射し、再び前記光分離手段側に戻す参照光反射手段と、
前記被検体からの戻り計測光及び前記参照光反射手段からの戻り参照光を検出する光検出手段と、
少なくとも前記対物レンズ及び前記光出射手段を一体的に保持し、これら対物レンズ及び光出射手段を計測光の光軸方向に沿って進退動させる光路長連動調整手段と、
を具備したことを特徴とする光イメージング装置。
【００７７】
（付記項３）低コヒーレント光を発生する光源と、
前記低コヒーレント光を計測光と参照光とに分離する光分離手段と、
前記計測光を被検体に対し、水平方向に走査する水平走査手段と、
前記水平走査手段で走査される計測光を集光する対物レンズと、
前記参照光を反射し、再び前記光分離手段側に戻す参照光反射手段と、
前記被検体からの戻り計測光及び前記参照光反射手段からの戻り参照光を検出する光検出手段と、
前記計測光を前記水平走査手段へ出射する光出射手段及び前記参照光反射手段を、前記対物レンズと一体的に保持し、前記対物レンズ及び前記光出射手段を計測光の光軸方向に沿って進退動させると同時に、前記参照光反射手段を参照光の光軸方向に沿って進退動させる光路長連動調整手段と、
を具備したことを特徴とする光イメージング装置。
【００７８】
（付記項４）前記光路長連動調整手段は、前記対物レンズと前記参照光反射手段又は前記光出射手段とを平行に移動させることを特徴とする付記項１〜３に記載の光イメージング装置。
【００７９】
（付記項５）前記光路長連動調整手段は、前記対物レンズと、前記参照光反射手段又は前記光出射手段とを同じ中心軸で回動させることを特徴とする付記項１〜３に記載の光イメージング装置。
【００８０】
（付記項６）前記対物レンズ付近に、この対物レンズと被検体との距離を制限する位置決め手段及びこの位置決め手段の少なくとも一部が光を透過する透過部分を設けたことを特徴とする付記項１〜３に記載の光イメージング装置。
【００８１】
（付記項７）前記水平走査手段と前記対物レンズとの間に第２の光分離手段を設け、この第２の光分離手段の光軸上に、被検体表面を撮像する撮像手段を設けたことを特徴とする付記項１〜３に記載の光イメージング装置。
【００８２】
（付記項８）前記光路長連動調整手段は、前記参照光反射手段の移動量と前記対物レンズの移動量とが所定の比率となるように移動させることを特徴とする付記項４に記載の光イメージング装置。
【００８３】
（付記項９）前記光路長連動調整手段は、前記対物レンズと前記中心軸との距離が、前記中心軸と前記参照光反射手段又は前記光出射手段との距離とは異なるように回動させることを特徴とする付記項５に記載の光イメージング装置。
【００８４】
（付記項１０）前記位置決め手段は、固定又は取り外し可能なキャップであることを特徴とする付記項６に記載の光イメージング装置。
【００８５】
（付記項１１）前記位置決め手段は、レンズを有する観察窓を設けたことを特徴とする付記項６に記載の光イメージング装置。
【００８６】
（付記項１２）前記位置決め手段は、前記対物レンズの開口数を変化させる光学部材を設けたことを特徴とする付記項６に記載の光イメージング装置。
【００８７】
（付記項１３）前記第２の光分離手段は、波長分離手段であることを特徴とする付記項７に記載の光イメージング装置。
【００８８】
（付記項１４）前記所定の比率は、前記参照光反射手段又は前記光出射手段の移動量を前記対物レンズの移動量より大きくするものであることを特徴とする付記項９に記載の光イメージング装置。
【００８９】
（付記項１５）前記観察窓の視野に前記被検体の計測部位を示すマーカ手段を設けたことを特徴とする付記項１１に記載の光イメージング装置。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光学系を小型化でき、制御系を簡易に構成可能な光イメージング装置を実現できる。
【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全体構成を示す外観構成図
【図２】図１の光プローブ及び装置本体の内部構成を示す説明図
【図３】透明キャップに光学部材を設けた光プローブの内部構成を示す説明図
【図４】観察窓を設けた光プローブの内部構成を示す説明図
【図５】図接触検知用スイッチを設けた光プローブの内部構成を示す説明図
【図６】第２の実施の形態の光イメージング装置の光プローブ及び装置本体の内部構成を示す説明図
【図７】回動駆動部及び水平保持部を示す説明図であり、図７（ａ）は回動駆動部が駆動していない際の回動駆動部及び水平保持部の説明図、図７（ｂ）は同図（ａ）の状態から回動駆動部が駆動した際の回動駆動部及び水平保持部の説明図で
【図８】第３の実施の形態の光イメージング装置の光プローブを示す説明図
【図９】図８の変形例を示し、光プローブ及び光断層像信号検出部の内部構成を示す説明図
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る光プローブ及び光断層像信号検出部の内部構成を示す説明図
【図１１】図２の光学系を挿入部先端部に設けた内視鏡の説明図
【図１２】３次元断層像画像（ＯＣＴ断層像）と表面観察用画像（ＣＣＤ画像）とをモニタの表示面に切換表示している際の説明図
【図１３】図１２のモニタ表示例であり、図１３（ａ）はＯＣＴ断層像とＣＣＤ画像との表示例、図１３（ｂ）は同図（ａ）のＯＣＴ断層像を大きく表示し、ＣＣＤ画像を小さく表示した表示例、図１３（ｃ）はＯＣＴ断層像と、記録されたＯＣＴ断層像との表示例、図１３（ｄ）はＣＣＤ画像と、記録されたＣＣＤ画像との表示例
【図１４】ＯＣＴ断層像の表示例
【符号の説明】
１ …光イメージング装置
２ …光プローブ（光走査プローブ）
３ …装置本体
１１ａ …低コヒーレント光源
１３ …ハーフミラー（光分離手段）
１４ …ＸＹ反射ミラースキャン（水平走査手段）
１６ …対物レンズ
２０ …反射側レンズ
２１ …変調ミラー（参照光反射手段）
２５ …受光素子（光検出手段）
３１ …信号処理回路
３２ …デジタル回路
３３ …ＣＰＵボード
３５ …駆動回路
４１ａ …光路長連動調整台（光路長連動調整手段）
４１ｂ …進退動駆動部（光路長連動調整手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical imaging apparatus that irradiates a subject with low-coherent light and constructs a tomographic image inside the subject from information of light returned from the subject.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an optical imaging apparatus called OCT (Optical Coherence Tomography) has been widely used. The optical imaging device irradiates the subject with low-coherent light generated by the light source and scans the focal position at that time, thereby constructing a tomographic image inside the subject from the light information returned from the subject. To do.
[0003]
Such optical imaging apparatuses include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-72431, US Pat. No. 6,057,920, US Pat. No. 6,151,127, and Optics Express Vol.6, N0.7,136-145 ( As described in March 2000; Optical Society of America), the objective lens for condensing low-coherent light onto the subject is scanned two-dimensionally and scanned along the optical axis. It is configured to obtain a three-dimensional tomographic image.
[0004]
The optical system of the conventional optical imaging apparatus described above separates the low-coherent light generated by the light source into the irradiation light and the reference light by the light separating means, and the separated irradiation light is scanned in the horizontal direction (two-dimensional scanning). ) And is focused on the subject at the focal point by the objective lens. Then, the reflected light and scattered light of the subject from the focal point pass through the same optical path as the irradiation light, and return to the light separation means side again. At this time, the objective lens is scanned in the optical axis direction to scan in the depth direction of the subject.
[0005]
On the other hand, the reference light separated by the light separating means is reflected by the reference light reflecting means and returned again to the light separating means side. At this time, the reference light reflecting means is moved back and forth in the optical axis direction so that the optical path length of the reflected reference light is almost equal to the optical path length of the reflected light and scattered light from the subject side. It has become.
[0006]
Then, the reflected reference light having almost the same optical path length interferes with the reflected light and scattered light from the subject side, and is detected by a photodetector which is a light detection means. The output of the detector is demodulated by the demodulator, and the interfering light signal is extracted. The extracted light signal is converted into a digital signal and then subjected to signal processing to generate image data corresponding to the tomographic image. The generated image data is displayed as a three-dimensional tomographic image of the subject on the monitor.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional optical imaging apparatus, in order to make the optical path length of the measurement light coincide with the optical path length of the reference light, the means for moving the objective lens forward and backward in the optical axis direction and the reference light reflecting means are arranged in the optical axis direction. The means for moving forward and backward is provided separately. For this reason, the conventional optical imaging apparatus has two drive systems.
[0008]
Therefore, the conventional optical imaging apparatus has a problem that the optical system becomes large, and when the optical imaging apparatus is incorporated into an endoscope insertion portion or an optical scanning probe that is used by being inserted into a body cavity, the diameter of the insertion portion is increased. is there.
The conventional optical imaging apparatus has two control systems for controlling the two drive systems, respectively, and needs to control the two drive systems by synchronizing the two control systems. For this reason, the configuration of the control system is complicated and the optical imaging apparatus is expensive.
[0009]
The present invention has been made in view of these circumstances, and an object thereof is to provide an optical imaging apparatus in which an optical system can be miniaturized and a control system can be easily configured.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  Of the present inventionFirstAn optical imaging apparatus includes: a light source that generates low coherent light; a light separating unit that separates the low coherent light into measurement light and reference light; and a horizontal scanning unit that scans the measurement light in a horizontal direction with respect to a subject. An objective lens for condensing measurement light scanned by the horizontal scanning means, reference light reflecting means for reflecting the reference light and returning it to the light separating means again, return measurement light from the subject, and A light detection means for detecting return reference light from the reference light reflection means, and at least the objective lens and the reference light reflection means are integrally held;In a state where the optical path length of the measurement light and the optical path length of the reference light match,The objective lensConcernedAdvancing and retracting along the optical axis direction of the measurement lightAndThe reference light reflecting meansConcernedAdvancing and retreating along the optical axis direction of the reference lightOneAn optical path length interlocking adjustment means, andTo do.
  Of the present inventionSecondThe optical imaging apparatus includes a light source that generates low-coherent light, a light separation unit that separates the low-coherent light into measurement light and reference light, and emits the measurement light.LightAn emission means, a horizontal scanning means for scanning the measurement light emitted from the light emission means in a horizontal direction with respect to the subject, an objective lens for collecting the measurement light scanned by the horizontal scanning means, and the reference Reference light reflecting means for reflecting light and returning the light again to the light separating means side, light detecting means for detecting return measurement light from the subject and return reference light from the reference light reflecting means, and at least the objective lens And holding the light emitting means integrally,In a state where the optical path length of the measurement light and the optical path length of the reference light coincide with each other,Objective lens andAboveLight exit meansConcernedAdvancing and retracting along the optical axis direction of the measurement lightOneAn optical path length interlocking adjustment means, andTo do.
  Of the present inventionThirdAn optical imaging apparatus includes: a light source that generates low coherent light; a light separating unit that separates the low coherent light into measurement light and reference light; and a horizontal scanning unit that scans the measurement light in a horizontal direction with respect to a subject. An objective lens for condensing measurement light scanned by the horizontal scanning means, reference light reflecting means for reflecting the reference light and returning it to the light separating means again, return measurement light from the subject, and A light detecting means for detecting return reference light from the reference light reflecting means, a light emitting means for emitting the measurement light to the horizontal scanning means, and the reference light reflecting means are integrally held with the objective lens,In a state where the optical path length of the measurement light and the optical path length of the reference light match,The objective lens and the light emitting means;ConcernedAdvancing and retracting along the optical axis direction of the measurement lightAndThe reference light reflecting meansConcernedAdvancing and retreating along the optical axis direction of the reference lightOneAn optical path length interlocking adjustment means, andTo do.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 5 relate to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an external configuration diagram showing the overall configuration of the optical imaging apparatus of the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 to FIG. 5 are explanatory views showing modifications of FIG. 2, and FIG. 3 is an explanatory view showing the internal configuration of the optical probe in which an optical member is provided on a transparent cap. 4 is an explanatory diagram showing the internal configuration of the optical probe provided with an observation window, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the internal configuration of the optical probe provided with a contact detection switch.
[0012]
As shown in FIG. 1, an optical imaging apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention includes an optical scanning probe (hereinafter abbreviated as “optical probe”) 2, an apparatus main body 3 that controls and drives the optical probe 2, and an image. It is comprised from the monitor 4 which displays. The optical probe 2 is connected to the apparatus body 3 via a connection cable 5.
[0013]
As shown in FIG. 2, the optical probe 2 is provided with a connector receiving portion 2a to which the connector portion 5a of the connection cable 5 can be detachably connected. On the other hand, the apparatus body 3 is provided with a connector receiving portion 3a to which the connector portion 5b at the other end of the connection cable 5 can be detachably connected. Thus, the optical probe 2 can be detachably connected to the apparatus main body 3 and can also be detachably replaced with respect to the connection cable 5.
[0014]
The optical probe 2 has a low coherent light source 11a. The low coherent light source 11a has a feature of low coherent light that exhibits coherence only in a short distance range in which the wavelength is, for example, 980 nm and the coherence distance is, for example, about 15 μm. In other words, for example, when this low coherent light is split into two and then mixed again, if the difference between the two optical path lengths to the split point is within a short distance range of about 15 μm, it is detected as interfering light. In the case where the optical path length is longer than that, a characteristic that does not interfere is exhibited.
[0015]
The light generated by the low coherent light source 11a is converted into parallel light by the light source side lens 12, and is separated into measurement light and reference light by the half mirror 13 which is a light separation means. An optical coupler may be used as the light separating means instead of the half mirror 13.
[0016]
The measurement light separated by the half mirror 13 is incident on an XY reflection mirror scan 14 which is a horizontal scanning means, and the subject is scanned in the horizontal direction by the XY reflection mirror scan 14. Here, the measurement light is scanned in the Y direction by the Y scanning mirror 14a with respect to the subject, and then scanned in the X direction by the X scanning mirror 14b. The X scanning mirror 14b and the Y scanning mirror 14a are driven by driving units (not shown). The drive unit is controlled and driven by a drive circuit (to be described later) of the apparatus body 3 in synchronization with a signal from a light detection unit (to be described later).
[0017]
Measurement light scanned in the horizontal direction by the XY reflection mirror scan 14 is transmitted to an objective lens 16 having a large numerical aperture (NA) through a wavelength separation mirror 15 as a second light separation means. Then, the object lens 16 focuses the light on the subject at the focal point. The reflected light and scattered light of the subject from the focal point pass through the same optical path as the irradiation light, pass only the measurement light having the same wavelength as the irradiation light by the wavelength separation mirror 15, and return to the half mirror 13 side again. It has become.
[0018]
Light of other wavelengths is reflected and incident on the CCD side lens 17. That is, the objective lens 16 and the light receiving side lens 23 and the pinhole 24 described later have a confocal relationship. Reflected light from other than the focal point of the objective lens 16 hardly enters the pinhole 24. Therefore, the optical probe 2 forms a confocal optical system.
[0019]
At this time, the focal position is scanned in the depth direction of the subject by scanning the objective lens 16 in the optical axis direction by an optical path length interlocking adjusting unit described later. The light having a wavelength other than the measurement light reflected by the wavelength separation mirror 15 is collected by the CCD side lens 17, received by the light receiving surface of the surface observation CCD 18, and captured by the surface observation CCD 18. It has become.
Then, the measurement light that has returned to the half mirror 13 side enters the light receiving element 25 (to be described later), which is a light detection means, through the half mirror 13.
[0020]
On the other hand, the reference light separated by the half mirror 13 is reflected by the reflection mirror 19, condensed by the reflection side lens 20, and incident on the modulation mirror 21 which is a reference light reflecting means. The modulation mirror 21 has a piezoelectric element 22 bonded to the lower side as light modulation means. The piezoelectric element 22 is configured to vibrate the modulation mirror 21 when a drive signal is applied from a drive circuit (to be described later) of the apparatus body 3.
The reference light incident on the modulation mirror 21 is light-modulated and reflected, converted into parallel light by the reflection side lens 20, and returned to the half mirror 13 side again. The reflection side lens 20 is provided so that the reference light reflected from the modulation mirror 21 is surely incident on a pinhole 24 described later. Then, the reference light that has returned to the half mirror 13 side is reflected by the half mirror 13 and is incident on a light receiving element 25 (to be described later), which is a light detection means, similarly to the measurement light. At this time, the modulation mirror 21 is moved back and forth in the optical axis direction by an optical path length interlocking adjusting unit described later so that the optical path length of the reflected reference light is almost equal to the optical path length of the measurement light. ing.
[0021]
Then, the reference light and the measurement light having almost the same optical path length interfere with each other in the optical path from the half mirror 13 side. The interference light is collected by the light receiving side lens 23 and is received by the light receiving element 25 as the light detecting means through the pinhole 24.
The light receiving element 25 photoelectrically converts the interference light into an interference electric signal. The photoelectrically converted interference electric signal is amplified by an amplifier 26 and transmitted to the apparatus main body 3 through a signal line inserted through the connection cable 5.
[0022]
The interference electric signal received by the apparatus main body 3 is input to the signal processing circuit 31, and the signal processing circuit 31 performs signal processing on the interference electric signal. The output from the signal processing circuit 31 is converted into a digital signal by the digital circuit 32 and then input to the CPU board 33. The CPU board 33 generates image data corresponding to the tomographic image based on the input digital signal. The generated image data is output to the monitor 4 and displayed on the display surface as a three-dimensional tomographic image (OCT tomographic image) of the subject.
An image signal picked up by the surface observation CCD 18 is also input to the apparatus main body 3 via a signal line inserted through the connection cable 5, and is subjected to signal processing as a surface observation image on the display surface of the monitor 4. It is displayed.
[0023]
The apparatus body 3 is provided with a power supply 34 and a drive circuit 35.
The power source 34 is connected to the low coherent light source 11a in the optical probe 2, the light receiving element 25, the piezoelectric element 22, the drive unit of the XY reflection mirror scan 14, and the surface via a power line that passes through the connection cable 5. Driving power is supplied to the observation CCD 18.
[0024]
The drive circuit 35 is connected to the low-coherent light source 11a, the light receiving element 25, the piezoelectric element 22, the XY reflection mirror scan 14 in the optical probe 2 via the signal line that passes through the connection cable 5, and the CCD 18 for surface observation. Is controlled and driven.
[0025]
The apparatus main body 3 has a storage unit 36 such as a hard disk, and the storage unit 36 is controlled by the drive circuit 35 for drive control conditions, etc., a three-dimensional tomographic image, a surface observation image, and the like. Image data can be stored.
[0026]
In this embodiment, the modulation mirror 21 and the objective lens 16 are integrally provided on the optical path length interlocking adjustment base 41a as well as the reflection side lens 20 as the optical path length interlocking adjustment means, and the optical path length interlocking adjustment base 41a. Is provided with an advancing / retreating drive part 41b for advancing and retreating in the optical axis direction (Z-axis direction).
[0027]
The forward / backward drive unit 41b is controlled and driven by the drive circuit 35 of the apparatus body 3 in synchronization with an interference electric signal output from the light receiving element 25 via a signal line that passes through the connection cable 5. The optical path length interlocking adjustment base 41a is moved forward and backward in the optical axis direction (Z-axis direction).
[0028]
Thereby, the optical probe 2 of the present embodiment can move the modulation mirror 21 and the objective lens 16 in parallel with the reflection side lens 20 at the same distance, and the objective lens 16 can be moved from the low coherent light source 11a. The focal point condensed by the lens 16, the measurement optical path length from the focal point to the light receiving element 25, the reference optical path length from the low coherent light source 11a to the light modulating mirror 21 and the light modulating mirror 21 to the light receiving element 25 And can be matched.
[0029]
Therefore, since the optical probe 2 of the present embodiment can drive the objective lens 16 and the modulation mirror 21 simultaneously with only one drive system, the optical system can be miniaturized and the control drive system can be simplified. The effect is obtained.
[0030]
The optical probe 2 is provided with a transparent cap 42 at a portion facing the subject side. The transparent cap 42 is detachable and removable. For example, the bottom of the transparent cap 42 is an ordinary transparent member, and the periphery is formed of an ND (Neutral Density) filter or an infrared cut filter. The transparent cap 42 positions the examination site of the subject with the optical probe 2 and can confirm the positioning position and the state of the examination site of the subject when scanning with the optical probe 2. It has become. Further, the transparent cap 42 can suppress camera shake by positioning the examination site of the subject with the optical probe 2.
[0031]
The transparent cap 42 may be configured as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the transparent cap 42 may be configured by providing an optical member 43 such as a magnifying lens in order to perform focal length adjustment, spot adjustment of measurement light, or resolution adjustment.
[0032]
Further, the optical probe may be configured with an observation window as shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the optical probe 2 </ b> B is integrally provided with a transparent member 44 at a portion facing the subject side, and an observation window capable of observing the subject portion of the subject at the portion facing the transparent member 44. 45 is integrally provided.
[0033]
The observation window 45 includes a Fresnel lens 45a such as a magnifying lens exposed on the outer peripheral surface, and a reticle 45b as marker means provided on the back side of the Fresnel lens 45a. The reticle 45b is formed of an ND filter or an infrared cut filter. Since the optical probe 2B can observe the surface of the subject through the observation window 45 described above, the wavelength separation mirror 15, the CCD side lens 17, and the surface observation CCD 18 are not provided, but these may be provided. . Thereby, the optical probe 2B can be configured to be as short as the transparent cap 42 does not exist.
[0034]
Further, the optical probe may be configured by providing a contact detection switch in a portion facing the subject as shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the optical probe 2 </ b> C is configured by providing a contact detection switch 46 in a portion facing the subject side and in a portion in contact with the examination site of the subject.
The contact detection switch 46 is connected to an on / off switch 47 for turning on / off the low-coherent light source 11a, and is configured to turn on / off the low-coherent light source 11a by being in non-contact with the examination region of the subject.
[0035]
In the optical probe 2C, the optical system is changed as described below.
The optical probe 2C uses a corner cube (Coner-Cube or Coner-Cube Reflector) 48 in place of the modulation mirror 21 as a reference light reflecting means, and an electro-optic modulator (instead of the piezoelectric element 22 as a light modulating means). EOM (Eelectro-Optic Modulator) 49 is used. In place of the EOM 49, an acousto-optic modulator (AOM) not shown may be used.
[0036]
Further, the optical probe 2C is provided with a transparent irradiation window 50 at a portion facing the subject side. Further, the optical probe 2C is provided with a CCD illumination light source 51 for the surface observation CCD 18. The CCD illumination light source 51 is connected to the on / off switch 47, and, like the low-coherent light source 11a, the contact detection switch 46 is brought into contact with and non-contact with the examination site of the subject to turn on / off. Yes.
[0037]
(Second Embodiment)
6 and 7 relate to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the internal configuration of the optical probe and the apparatus main body of the optical imaging apparatus of the second embodiment. FIG. FIGS. 7A and 7B are explanatory views showing the drive unit and the horizontal holding unit. FIG. 7A is an explanatory view of the rotation drive unit and the horizontal holding unit when the rotation drive unit is not driven, and FIG. It is explanatory drawing of a rotation drive part and a horizontal holding part when a rotation drive part drives from the state of (a).
[0038]
In the first embodiment, the modulation mirror 21 and the objective lens 16 are integrally provided on the optical path length interlocking adjustment base 41a together with the reflection side lens 20 as the optical path length interlocking adjusting means, and the optical path length interlocking is provided. Although the advancing / retreating drive unit 41b for advancing / retreating the adjustment table 41a in the optical axis direction (Z-axis direction) is provided, the second embodiment is configured such that the optical path length interlocking adjustment table 41a is moved in the optical axis direction ( A rotation drive unit for rotating in the Z-axis direction) is provided. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof will be omitted, and the same components will be described with the same reference numerals.
[0039]
That is, as shown in FIG. 6, the optical probe 61 according to the second embodiment includes the modulation mirror 21 and the objective lens 16 together with the reflection side lens 20 as an optical path length interlocking adjustment unit. In addition to being provided integrally with 41a, a rotation drive unit 63 is provided for rotating the optical path length interlocking adjustment base 41a in the optical axis direction (Z-axis direction) with a rotatable rotation shaft 62 as a central axis. ing. In the same manner as described in the first embodiment, the rotation driving unit 63 is synchronized with an interference electric signal output from the light receiving element 25 through a signal line that passes through the connection cable 5. The drive circuit 35 of the main body 3 is controlled and driven.
[0040]
As shown in FIG. 7A, the optical path length interlocking adjustment base 41a is provided with a horizontal holding portion 64 in which two horizontal rod-like portions 64a are pivotally supported by a fixing portion 64b. The horizontal holding portion 64 is configured such that the reflection side lens 20 and the fixing portion 64b of the modulation mirror 21 are pivotally supported on the distal end side of the two horizontal rod-like portions 64a, and the two rod-like portions are supported. A fixed holding portion 66 of the objective lens 16 is pivotally supported at a predetermined position of the portion 64a.
[0041]
The positions of the fixed holding portion 65 of the reflection side lens 20 and the modulation mirror 21 and the fixed holding portion 66 of the objective lens 16 are set so that the movement distance (movement amount) has a predetermined ratio. Furthermore, in the present embodiment, this predetermined ratio is such that the moving distance (moving amount) of the fixed holding portion 65 of the reflection side lens 20 and the modulation mirror 21 is larger than the moving distance (moving amount) of the objective lens 16. It is set to such a ratio.
[0042]
When the rotation shaft 62 is rotated by the rotation of the rotation drive unit 63, the two rod-shaped portions 64a of the horizontal holding unit 64 are arranged in the optical axis direction (Z) as shown in FIG. By rotating in the axial direction), the reflecting lens 20 and the fixed holding portion 65 of the modulation mirror 21 and the fixed holding portion 66 of the objective lens 16 rotate in the optical axis direction (Z-axis direction). It has come to be.
[0043]
At this time, the direction of the fixed holding portion 65 of the reflection side lens 20 and the modulation mirror 21 and the fixed holding portion 66 of the objective lens 16 are directed in the optical axis direction (Z-axis direction), and accordingly, the optical axis. It moves forward and backward in the direction (Z-axis direction). Further, the movement distance L1 of the reflection side lens 20 and the modulation mirror 21 in the optical axis direction (Z-axis direction) is set larger than the movement distance L0 of the objective lens 16 in the optical axis direction (Z-axis direction). Has been.
[0044]
Here, for example, when the depth direction of the subject is scanned deeper, the refractive index of the subject is higher than the refractive index of air, so that the focal length of the objective lens 16 becomes longer. Therefore, the movement distance L0 of the objective lens 16 in the optical axis direction (Z-axis direction) and the movement distance L1 of the reflection side lens 20 and the modulation mirror 21 in the optical axis direction (Z-axis direction) are the same. Even in the setting, the optical path length of the measurement light is longer than the optical path length of the reference light.
[0045]
Accordingly, in order to make the optical path length of the measurement light and the optical path length of the reference light coincide with each other according to the focal length due to the difference in refractive index, the optical axis direction (Z-axis direction) of the reflection side lens 20 and the modulation mirror 21 is used. ) Must be larger than the movement distance L0 of the objective lens 16 in the optical axis direction (Z-axis direction).
[0046]
In the present embodiment, with the above-described configuration, the movement distance L1 in the optical axis direction (Z-axis direction) of the reflection side lens 20 and the modulation mirror 21 is set according to the focal length due to the difference in refractive index. It is set larger than the moving distance L0 of the objective lens 16 in the optical axis direction (Z-axis direction). Therefore, in the present embodiment, the optical path length of the measurement light and the optical path length of the reference light can be substantially matched.
As a result, in addition to obtaining the same effects as those of the first embodiment, the second embodiment can obtain an image with higher efficiency and higher resolution.
[0047]
(Third embodiment)
8 and 9 relate to the third embodiment of the present invention, FIG. 8 is an explanatory view showing the internal configuration of the optical probe of the third embodiment, FIG. 9 shows a modification of FIG. 2 is an explanatory diagram showing an internal configuration of an optical tomogram signal detection unit. FIG.
[0048]
In the first embodiment, the optical path length of the measurement light and the optical path length of the reference light are made to coincide with each other, and the optical path length is changed. However, in the third embodiment, the optical path length of the measurement light is changed. The objective lens 16 is configured to scan in the optical axis direction (Z-axis direction) without changing the optical path length and the optical path length of the reference light. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof will be omitted, and the same components will be described with the same reference numerals.
[0049]
That is, as shown in FIG. 8, the optical probe 71 of the third embodiment includes an optical system other than the irradiation window 50, the XY reflection mirror scan 14, the wavelength separation mirror 15, the CCD side lens 17, and the surface observation CCD 18. The optical path length interlocking adjustment base 72a is provided integrally with one optical path length interlocking adjustment base 72a, and an advancing / retreating drive unit 72b for advancing and retracting the optical path length interlocking adjustment base 72a in the optical axis direction (Z-axis direction) is provided.
[0050]
The advancing / retreating drive unit 72b is synchronized with an interference electric signal output from the light receiving element 25 via a signal line inserted through the connection cable 5 as described in the first embodiment. The drive circuit 35 of the main body 3 is controlled and driven.
[0051]
Then, the objective lens 16 is moved in the optical axis direction (Z-axis direction) by the optical path length interlocking adjustment base 72a being advanced and retracted in the optical axis direction (Z-axis direction) by driving of the advance / retreat driving unit 72b. It is possible to scan the focal position of the objective lens 16 in the depth direction of the subject as it is moved forward and backward.
[0052]
However, since the distance from the half mirror 13 to the XY reflection mirror scan 14 is reduced by the moving distance of the objective lens 16 in the optical axis direction (Z-axis direction), the optical path length of the measurement light changes as a whole. do not do. Further, since the optical system of the reference light is all provided on the optical path length interlocking adjustment base 72a, the optical path length of the reference light does not change.
[0053]
Accordingly, as in the first embodiment, the focal point condensed by the objective lens 16 from the low coherent light source 11a, the measurement optical path length from the focal point to the light receiving element 25, and the low coherent light source 11a to the The light modulation mirror 21 and the reference optical path length from the light modulation mirror 21 to the light receiving element 25 can be matched.
As a result, the third embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment.
[0054]
The optical probe may be configured to be supplied with low coherent light using an optical fiber as shown in FIG.
As shown in FIG. 9, in the optical probe 71B, the distal end surface 81a of the optical fiber 81 as the light emitting means extending from the optical tomogram signal detection unit 80 is provided on the optical path length interlocking adjustment base 72a together with the objective lens 16. It is configured. The optical tomogram signal detection unit 80 may be provided in the apparatus main body 3 or may be provided separately from the apparatus main body 3.
[0055]
In the present modification, the optical path length interlocking adjustment means is configured to move the distal end surface 81a of the optical fiber 81 together with the objective lens 16 in the optical axis direction.
[0056]
The optical tomogram signal detection unit 80 is adapted to receive low-coherent light generated by the low-coherent light source 11b from the base end surface of the optical fiber 81 and transmit it to the front end surface 81a side.
[0057]
The optical fiber 81 is optically coupled to the optical fiber 83 by an intermediate optical coupler 82. Accordingly, the low-coherent light generated by the low-coherent light source 11b is branched into two light beams, that is, the measurement light and the reference light, and transmitted by the optical coupler 82 portion.
[0058]
Then, the measurement light supplied from the distal end surface 81a of the optical fiber 81 is collimated by the light source side lens 84 of the optical probe 71B, scanned in the horizontal direction by the XY reflection mirror scan 14, and the wavelength separation mirror 15 To the objective lens 16. Then, the measurement light is condensed on the subject at the focal point by the objective lens 16. The reflected light and scattered light of the subject from the focal point pass through the same optical path as the irradiation light, pass only the measurement light having the same wavelength as the irradiation light by the wavelength separation mirror 15, and return to the optical fiber 81 side again. It has become. The light having a wavelength other than the measurement light reflected by the wavelength separation mirror 15 is collected by the CCD side lens 17 and received by the light receiving surface of the surface observation CCD 18 so as to be imaged. .
[0059]
Then, the measurement light returned to the optical fiber 81 side is transmitted through the optical fiber 81 and is incident on the optical coupler 82 side.
Further, the reference light branched from the optical coupler 82 is transmitted through the optical fiber 83, and is reflected from the front end face of the optical fiber 83 by the reflection mirror 85 through the reflection side lens 20. Then, the reflected reference light is transmitted again through the optical fiber 83 and is incident on the optical coupler 82 side in the same manner as the measurement light. These reference light and measurement light interfere with each other by the optical coupler 82, and the interference light is received by the light receiving element 25.
[0060]
In this modification, the distal end surface 81a of the optical fiber 81, which is a light emitting means, the light source side lens 84, and the objective lens 16 are integrally provided on one optical path length interlocking adjustment base 72a. . Then, the objective lens 16 is moved in the optical axis direction (Z-axis direction) by the optical path length interlocking adjustment base 72a being advanced and retracted in the optical axis direction (Z-axis direction) by driving of the advance / retreat driving unit 72b. It is possible to scan the focal position of the objective lens 16 in the depth direction of the subject as it is moved forward and backward.
[0061]
Here, since the distance from the light source side lens 84 to the XY reflection mirror scan 14 is reduced by the moving distance of the objective lens 16 in the optical axis direction (Z-axis direction), the optical path length of the measurement light is as a whole. Does not change. Further, since the optical system of the reference light is all provided in the optical tomographic image signal detector 80, the optical path length of the reference light does not change.
As a result, in addition to obtaining the same effect as that of the third embodiment, this modification can further reduce the size of the optical system in the optical probe.
[0062]
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the internal configuration of the optical probe and the optical tomographic image signal detection unit according to the fourth embodiment of the present invention.
The fourth embodiment is different from the modification of the third embodiment in that a rotation drive unit is provided instead of the advance / retreat drive unit 72b, and a position adjustment unit is provided in the rotation drive unit. It is provided and configured. Since other configurations are the same as the modification of the third embodiment, description thereof will be omitted, and the same components will be described with the same reference numerals.
[0063]
As shown in FIG. 10, the optical probe 90 of the fourth embodiment is provided with a distal end surface 81a of the optical fiber 81 which is a light emitting means and the light source side lens 84 on a light source side adjustment table 91, and the objective. The lens 16 is provided on the objective side adjustment base 92. The light source side adjustment base 91 and the objective side adjustment base 92 are pivotally supported on the tip side of the L-shaped portion 93, respectively. The base end side of the L-shaped portion 93 is pivotally supported by a rotation drive unit 95 so as to be rotatable about a rotation shaft 94 as a central axis.
[0064]
The distal end side of the L-shaped portion 93 can be extended in the axial direction, and the length in the axial direction can be set by a position adjusting portion 96 provided on the proximal end side.
In other words, in the present embodiment, as described in the second embodiment, the end face 81a of the optical fiber 81 and the light source side are arranged in order to make the optical path length of the measurement light coincide with the optical path length of the reference light. The moving distance of the lens 84 in the optical axis direction is set to be larger than the moving distance of the objective lens 16 in the optical axis direction (Z-axis direction). Reference numerals 97 and 98 are restricting portions for restricting the directions of the light source side adjusting base 91 and the objective side adjusting base 92 in the optical axis direction associated with the L-shaped rotation, and are provided with rollers. It has been.
[0065]
In the optical probe 90 configured as described above, when the rotation shaft 94 is rotated by the rotation drive unit 95, the light source side adjustment table 91 is rotated in the optical axis direction, and the objective side adjustment table is also rotated. 92 is rotated in the optical axis direction (Z-axis direction).
[0066]
At this time, in order to make the optical path length of the measurement light coincide with the optical path length of the reference light, the movement distance of the light source side adjustment base 91 in the optical axis direction is set to the optical axis direction (Z axis direction) of the objective side adjustment base 92. The leading end portions of the L-shaped portion 93 are extended by the position adjusting portion 96 so as to be larger than the moving distance. The light source side adjustment base 91 and the objective side adjustment base 92 are regulated in the direction of the optical axis by the restricting portions 97 and 98, and the light source side adjustment base 91 is directed in the optical axis direction and is advanced and retracted in the optical axis direction. At the same time, the objective adjustment base 92 is also moved in the direction of the optical axis (Z-axis direction) and moved back and forth in the direction of the optical axis (Z-axis direction).
[0067]
Here, in the present embodiment, the moving distance L2 of the light source side adjusting table 91 in the optical axis direction is set to be larger than the moving distance L0 of the objective side adjusting table 92 in the optical axis direction (Z-axis direction). is doing. That is, in the fourth embodiment, the movement distance L2 in the optical axis direction of the distal end surface 81a of the optical fiber 81 as the light emitting means and the light source side lens 84 is set in the optical axis direction (Z It is set to be larger than the movement distance L0 in the axial direction).
Therefore, in the fourth embodiment, as described in the second embodiment, the optical path length of the measurement light and the optical path length of the reference light coincide with each other according to the focal length due to the difference in refractive index. Can be made.
[0068]
By the way, the above-described optical imaging apparatus may be configured by providing an endoscope with an optical system in the optical probe. FIG. 11 is an explanatory diagram of an endoscope in which the optical system in the optical probe is provided at the distal end portion of the insertion portion.
[0069]
As shown in FIG. 11, the endoscope 100 is configured by providing an optical system 101 at the insertion portion distal end portion 101 a of the endoscope 100. The optical system 101 shown in FIG. 11 is the same as that described in the first embodiment, but the present invention is not limited to this, and the one described in the second to fourth embodiments. The same optical system may be provided at the distal end portion 101a of the insertion portion of the endoscope 100.
[0070]
Further, as shown in FIGS. 12 to 14, the three-dimensional tomographic image (OCT tomographic image) and the surface observation image (CCD image) obtained by the optical imaging apparatus are switched and displayed on the display surface of the monitor 4. Also good.
FIG. 12 is an explanatory diagram when a three-dimensional tomographic image (OCT tomographic image) and a surface observation image (CCD image) are switched and displayed on the display surface of the monitor, and FIG. 13 is a monitor display example of FIG. 13A is a display example of an OCT tomographic image and a CCD image, FIG. 13B is a display example in which the OCT tomographic image of FIG. c) is a display example of an OCT tomogram and a recorded OCT tomogram, FIG. 13D is a display example of a CCD image and a recorded CCD image, and FIG. 14 is a display example of an OCT tomogram. .
[0071]
As shown in FIG. 12, the three-dimensional tomographic image (OCT tomographic image) and the surface observation image (CCD image) obtained by the optical imaging apparatus described above are switched and displayed on the display surface of the monitor 4. Yes.
As shown in FIG. 13A, the OCT tomographic image and the CCD image may be simultaneously displayed on the display surface of the monitor 4 with the same size. Further, as shown in FIG. 13B, the OCT tomographic image may be displayed large and the CCD image may be displayed small.
[0072]
Further, as shown in FIGS. 13C and 13D, the currently obtained image and the recorded image may be simultaneously displayed, compared, or searched.
As shown in FIG. 13C, the currently obtained OCT tomographic image and the recorded OCT tomographic image may be simultaneously displayed on the display surface of the monitor 4 with the same size. As shown in FIG. 13D, the currently obtained CCD image and the recorded CCD image may be simultaneously displayed on the display surface of the monitor 4 in the same size.
[0073]
Further, as shown in FIG. 14, the OCT tomogram can measure and display the distance or measure and display the area with respect to a specific part in the subject.
[0074]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
[0075]
[Appendix]
(Additional Item 1) A light source that generates low-coherent light;
A light separating means for separating the low-coherent light into measurement light and reference light;
Horizontal scanning means for horizontally scanning the measurement light with respect to the subject;
An objective lens for collecting measurement light scanned by the horizontal scanning means;
Reference light reflecting means for reflecting the reference light and returning it to the light separating means side again;
Light detection means for detecting return measurement light from the subject and return reference light from the reference light reflecting means;
At least the objective lens and the reference light reflecting means are integrally held, the objective lens is moved forward and backward along the optical axis direction of the measurement light, and the reference light reflecting means is moved along the optical axis direction of the reference light. Optical path length interlocking adjustment means for moving forward and backward,
An optical imaging apparatus comprising:
[0076]
(Additional Item 2) a light source that generates low-coherent light;
A light separating means for separating the low-coherent light into measurement light and reference light;
The light emitting means for emitting the measurement light;
Horizontal scanning means for scanning the measurement light emitted from the light emitting means with respect to the subject in a horizontal direction;
An objective lens for collecting measurement light scanned by the horizontal scanning means;
Reference light reflecting means for reflecting the reference light and returning it to the light separating means side again;
Light detection means for detecting return measurement light from the subject and return reference light from the reference light reflecting means;
At least the objective lens and the light emitting means are integrally held, and the optical path length interlocking adjusting means for moving the objective lens and the light emitting means forward and backward along the optical axis direction of the measurement light;
An optical imaging apparatus comprising:
[0077]
(Additional Item 3) a light source that generates low-coherent light;
A light separating means for separating the low-coherent light into measurement light and reference light;
Horizontal scanning means for horizontally scanning the measurement light with respect to the subject;
An objective lens for collecting measurement light scanned by the horizontal scanning means;
Reference light reflecting means for reflecting the reference light and returning it to the light separating means side again;
Light detection means for detecting return measurement light from the subject and return reference light from the reference light reflecting means;
The light emitting means for emitting the measuring light to the horizontal scanning means and the reference light reflecting means are integrally held with the objective lens, and the objective lens and the light emitting means are moved along the optical axis direction of the measuring light. An optical path length interlocking adjusting means for advancing and retreating the reference light reflecting means along the optical axis direction of the reference light,
An optical imaging apparatus comprising:
[0078]
(Additional Item 4) The optical imaging apparatus according to Additional Items 1 to 3, wherein the optical path length interlocking adjusting unit moves the objective lens and the reference light reflecting unit or the light emitting unit in parallel.
[0079]
(Supplementary Item 5) The supplementary items 1 to 3, wherein the optical path length interlocking adjusting unit rotates the objective lens and the reference light reflecting unit or the light emitting unit about the same central axis. Optical imaging device.
[0080]
(Additional Item 6) In the vicinity of the objective lens, there is provided positioning means for limiting the distance between the objective lens and the subject, and a transmission portion through which at least a part of the positioning means transmits light. The optical imaging apparatus of 1-3.
[0081]
(Additional Item 7) A second light separation means is provided between the horizontal scanning means and the objective lens, and an imaging means for imaging the subject surface is provided on the optical axis of the second light separation means. Item 3. The optical imaging apparatus according to items 1 to 3, wherein:
[0082]
(Supplementary Item 8) The supplementary item 4, wherein the optical path length interlocking adjusting unit moves the reference light reflecting unit and the objective lens so that the movement amount is a predetermined ratio. Optical imaging device.
[0083]
(Additional Item 9) The optical path length interlocking adjusting unit rotates so that a distance between the objective lens and the central axis is different from a distance between the central axis and the reference light reflecting unit or the light emitting unit. Item 6. The optical imaging apparatus according to Item 5, wherein:
[0084]
(Additional Item 10) The optical imaging apparatus according to Additional Item 6, wherein the positioning means is a cap that is fixed or removable.
[0085]
(Additional Item 11) The optical imaging apparatus according to Additional Item 6, wherein the positioning unit includes an observation window having a lens.
[0086]
(Additional Item 12) The optical imaging apparatus according to Additional Item 6, wherein the positioning unit includes an optical member that changes a numerical aperture of the objective lens.
[0087]
(Additional Item 13) The optical imaging apparatus according to Additional Item 7, wherein the second light separation unit is a wavelength separation unit.
[0088]
(Additional Item 14) The optical imaging according to Additional Item 9, wherein the predetermined ratio makes the movement amount of the reference light reflecting means or the light emitting means larger than the movement amount of the objective lens. apparatus.
[0089]
(Additional Item 15) The optical imaging apparatus according to Additional Item 11, wherein marker means for indicating a measurement site of the subject is provided in a field of view of the observation window.
[0090]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize an optical imaging apparatus in which the optical system can be downsized and the control system can be easily configured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external configuration diagram showing an overall configuration of an optical imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the internal configuration of the optical probe and the apparatus main body of FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an internal configuration of an optical probe in which an optical member is provided on a transparent cap.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the internal configuration of an optical probe provided with an observation window.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the internal configuration of an optical probe provided with a contact detection switch.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an internal configuration of an optical probe and an apparatus main body of an optical imaging apparatus according to a second embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a rotation driving unit and a horizontal holding unit, and FIG. 7A is an explanatory diagram of the rotation driving unit and the horizontal holding unit when the rotation driving unit is not driven, FIG. (B) is explanatory drawing of a rotation drive part and a horizontal holding part when a rotation drive part drives from the state of the same figure (a).
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an optical probe of an optical imaging apparatus according to a third embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating the internal configuration of the optical probe and the optical tomogram signal detection unit, showing a modification of FIG. 8;
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an internal configuration of an optical probe and an optical tomogram signal detection unit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of an endoscope in which the optical system of FIG. 2 is provided at the distal end of the insertion portion.
FIG. 12 is an explanatory diagram when a three-dimensional tomographic image (OCT tomographic image) and a surface observation image (CCD image) are switched and displayed on the display surface of the monitor.
13 is a monitor display example of FIG. 12, FIG. 13 (a) is a display example of an OCT tomogram and a CCD image, FIG. 13 (b) is a large display of the OCT tomogram of FIG. A display example in which a CCD image is displayed small, FIG. 13C is a display example of an OCT tomogram and a recorded OCT tomogram, and FIG. 13D is a display example of a CCD image and a recorded CCD image.
FIG. 14 is a display example of an OCT tomogram.
[Explanation of symbols]
1 ... Optical imaging device
2 ... Optical probe (optical scanning probe)
3 ... Main unit
11a: Low coherent light source
13 ... Half mirror (light separation means)
14 XY reflection mirror scan (horizontal scanning means)
16 ... Objective lens
20 ... Reflection side lens
21 ... Modulation mirror (reference light reflecting means)
25. Light receiving element (light detection means)
31 ... Signal processing circuit
32 ... Digital circuit
33 ... CPU board
35 ... Drive circuit
41a ... Optical path length interlocking adjustment table (optical path length interlocking adjusting means)
41b ... Advancing / retreating drive unit (optical path length interlocking adjusting means)

Claims

A light source that generates low coherent light;
A light separating means for separating the low-coherent light into measurement light and reference light;
Horizontal scanning means for horizontally scanning the measurement light with respect to the subject;
An objective lens for collecting measurement light scanned by the horizontal scanning means;
Reference light reflecting means for reflecting the reference light and returning it to the light separating means side again;
Light detection means for detecting return measurement light from the subject and return reference light from the reference light reflecting means;
Holding at least the objective lens and the reference beam reflecting means integrally, in a state where the optical path length matches the measuring light optical path length and the reference light, along the objective lens in the optical axis direction of the measuring light as an optical path length interlocking adjustment means for advancing and retreating the so Rutotomoni, the reference light reflecting means is moved back and forth along the optical axis direction of the reference light Te,
An optical imaging apparatus comprising:

A light source that generates low coherent light;
A light separating means for separating the low-coherent light into measurement light and reference light;
A light emitting unit that shines out the measuring light,
Horizontal scanning means for scanning the measurement light emitted from the light emitting means with respect to the subject in a horizontal direction;
An objective lens for collecting measurement light scanned by the horizontal scanning means;
Reference light reflecting means for reflecting the reference light and returning it to the light separating means side again;
Light detection means for detecting return measurement light from the subject and return reference light from the reference light reflecting means;
At least the integrally holds the objective lens and the light emitting unit, wherein in a state where the optical path length matches the optical path length of the measuring light and the reference light, the objective lens and the light of the measuring light the light emitting means One optical path length interlocking adjusting means for moving forward and backward along the axial direction;
An optical imaging apparatus comprising:

A light source that generates low coherent light;
A light separating means for separating the low-coherent light into measurement light and reference light;
Horizontal scanning means for horizontally scanning the measurement light with respect to the subject;
An objective lens for collecting measurement light scanned by the horizontal scanning means;
Reference light reflecting means for reflecting the reference light and returning it to the light separating means side again;
Light detection means for detecting return measurement light from the subject and return reference light from the reference light reflecting means;
The light emitting means for emitting the measurement light to the horizontal scanning means and the reference light reflecting means are integrally held with the objective lens, and the optical path length of the measurement light and the optical path length of the reference light are matched. in the objective lens and the light emitting means is moved back and forth along the optical axis direction of the measuring light Rutotomoni, one optical path for advancing and retreating movement of the reference light reflecting means along an optical axis direction of the reference light Interlocking adjustment means,
An optical imaging apparatus comprising: