JPH0836138A

JPH0836138A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH0836138A
Application number: JP6169653A
Authority: JP
Inventors: Kimihiko Nishioka; 公彦西岡
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-07-21
Filing date: 1994-07-21
Publication date: 1996-02-06

Abstract

(57)【要約】【目的】特性が均一でない像伝送用の光学素子を用い
た場合にも高い解像力を実現しうる撮像装置を提供する
こと。【構成】内視鏡２にはマルチモードで像を伝送する機
能を有するマルチモードファイバ１１が配置され、光源
装置３からのＲ，Ｇ，Ｂの照明光を伝送し、先端面から
ハーフミラー２４、ミラー２５、ハーフミラー２６を経
て位相共役鏡２１に入射し、この入射光と位相共役な光
はハーフミラー２６を経て物体２７に照射され、物体２
７での反射光はハーフミラー２６、２４を経てマルチモ
ードファイバ１１の先端面から手元側の端面に伝送さ
れ、マルチモードファイバ１１の波面の歪みを補正し、
撮像部４の個体撮像素子３３で撮像され、さらに信号処
理回路５で信号処理され、カラーＴＶモニタ６に表示さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、細い光学像の伝送部材
を用いて画質の良い撮像を可能とする撮像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、細径のファイバを束ねたファイバ
束で形成され、可撓性を有し、光学像を伝送する機能を
備えたファイバスコープは医療用、工業用各種用途に広
く用いられるようになった。しかしマイクロマシンの
眼、血管内観察用等に用いる場合には、その外径の小さ
いことが要求される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのため、光学像を伝
送するイメージファイバ束のファイバ本数が充分で無
く、解像力が低くなってしまう。これを解消するために
ファイバの径を細くすることが考えられるが、加工精度
上から均一なサイズ及び特性のものを製造することが困
難になる。また、可撓性が必要でない場合には、ファイ
バ束をリジッドにしたものとか、リレーレンズ系等にし
た光学像伝送部材を用いることができるが、この場合に
も径が細いものが要求されるため、加工精度上特に均一
な特性のものを製造することが困難になる。

【０００４】このように加工精度上、特に均一な特性の
ものでないと、像伝送特性が伝送部材の局所的な場所等
により異なり、伝送された像が歪んだ像となったり、解
像力が低くなってしまう等の欠点があった。

【０００５】本発明は上記欠点に鑑みてなされたもの
で、径の細いイメージファイバ等、特性が均一でない像
伝送用の光学素子を用いた場合にも高い解像力を実現し
うる撮像装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】請求項１では
マルチモードの光波を伝送しうる光学素子と、前記光学
素子の手元側に配置され、物体を照明する照明光を発生
する光源装置と、前記光学素子の物体側端面近傍に配置
され、入射光を透過すると共に、位相共役な反射光を発
生する位相共役半透光学素子とにより、照明光を光学素
子で伝送し、位相共役半透光学素子を介して物体を照明
し、かつ位相共役半透光学素子からの反射光により光学
素子での波面の歪みを補正して高い解像力の画像を得ら
れるようにしている。

【０００７】請求項２ではマルチモードの光波を伝送し
うる光学素子と、前記光学素子の手元側に配置され、物
体を照明する照明光を発生する光源装置と、前記光学素
子の物体側端近傍に配置され、入射光と位相共役な位相
共役光を発生する位相共役光学素子と、前記光学素子の
手元側に配設され、入射光と位相共役な反射光を発生す
る位相共役鏡とを設けることにより、照明光を光学素子
で伝送し、位相共役光学素子を介して物体を照明し、か
つ位相共役光学素子からの反射光により光学素子での波
面の歪みを補正して高い解像力の画像を得られるように
している。

【０００８】請求項３ではマルチモードの光波を伝送し
うる第１の光学素子と、前記第１の光学素子の手元側に
配置され、物体を照明する光を発生する光源装置と、前
記第１の光学素子に入射する参照光と物体光の光学的近
軸関係が同じになるように前記第１の光学素子の物体側
に配設された第２の光学素子と、前記光源装置から撮像
素子に至る光路中に配設され、入射光と位相共役な反射
光を発生する位相共役光学素子とを設けることにより、
第２の光学素子により第１の光学素子に入射する参照光
と物体光の光学的近軸関係が同じになるように設定でき
るので、視野の周辺まで鮮明な画像が得られる。

【０００９】請求項４ではマルチモードの光波を伝送し
うる光学素子と、前記光学素子の手元側に配置され、照
明用の３つの色光を発生する光源装置と、前記３つの色
光で物体を時分割で照明する照明機構と、光路中に配設
され、入射光と位相共役な反射光を発生する位相共役光
学素子と、前記位相共役光学素子に入射する参照光を伝
送する参照光用光ファイバと、前記光学素子の手元側に
配置され、光電変換機能を有する撮像素子と、前記３つ
の色光による照明と同期して、各色の画像をフレームメ
モリに取込み、画像としてＴＶモニタ上に表示する信号
処理回路とを設けているので、３つの色光を光学素子を
介して時分割で伝送し、位相共役光学素子を介して物体
を照明し、かつ位相共役光学素子からの反射光により光
学素子での波面の歪みを補正して、撮像素子に導き、各
色光での光電変換信号をフレームメモリに格納し、フレ
ームメモリに格納された色成分画像を信号処理してカラ
ーの映像信号に変換して高い解像力のカラー画像をＴＶ
モニタに表示できるようにしている。

【００１０】請求項５ではマルチモードの光波を伝送し
うる光学素子と、前記光学素子の手元側に配置され、前
記光学素子を介して伝送されたレーザ光を物体側に出射
するレーザ光源と、前記光学素子の物体側端面近傍に配
置され、入射光と位相共役な反射光を発生する位相共役
鏡と、前記光学素子の手元側に配置され、光電変換機能
を有する撮像素子とを設けることにより、レーザ光によ
って他の光の場合より必要とされる視野範囲の物体側を
より均一に照明でき、周辺側まで鮮明な画像が得られ
る。

【００１１】請求項６では入射光と位相共役な反射光を
発生する少なくとも３つの位相共役光学素子と、マルチ
モードの光波を伝送しうる光学素子と、３色以上の色光
を発生する光源と、前記光学素子の手元側に配置され、
光電変換機能を有する撮像素子とを備えることにより時
間分解能の良いカラー撮像を可能にする。

【００１２】また、位相共役光学素子を用いた干渉計と
して請求項７では基準となる第１の光学素子と検査され
る第２の光学素子とが第１の光路上に配置され、その光
路中に位相共役光を発生する位相共役鏡を配置し、第１
の光学素子を経た光に対し位相共役鏡で位相共役光を発
生させ、この光を検査される第２の光学素子に導いてこ
の第２の光学素子を透過した光を干渉させて前記第２の
光学素子を計測する。請求項８では２つ以上の位相共役
鏡を備え、２つの光路の光がそれぞれ一回ずつ基準とな
る第１の光学素子と検査される第２の光学素子との両方
を通過し、前記位相共役鏡は２つの光路のそれぞれに配
置され、２つの光路の光の干渉縞で前記第２の光学素子
を計測することにより高い精度で第２の光学素子を検査
できるようにしている。

【００１３】請求項９では基準となる第１の光学素子と
検査される第２の光学素子とが同一の光路上に配置さ
れ、その光路中における両光学素子の間に位相共役鏡を
配置し、前記第１及び第２の光学素子を出射後の波面を
分割後に干渉させて干渉縞で前記第２の光学素子を計測
することにより、高い精度で検査できるようにしてい
る。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１及び図２は本発明の第１実施例に係り、図１
は第１実施例の内視鏡撮像装置を示し、図２は回転フィ
ルタを示す。

【００１５】図１に示す本発明の第１実施例の内視鏡撮
像装置１は、光非線型媒質からなる位相共役鏡を用い
て、マルチモードファイバで生ずる波面の歪を補正し、
高解像の内視鏡画像が得られる内視鏡撮像装置を実現す
るものである。

【００１６】この内視鏡撮像装置１は、体腔内等に挿入
される挿入部７を有する内視鏡２と、この内視鏡２の手
元側が接続され、照明光を供給する光源装置３と、内視
鏡２の手元側に接続（或は装着）され、撮像する機能を
備えた撮像部４と、この撮像部４に対する信号処理を行
う信号処理回路５と、この信号処理回路５から出力され
る映像信号を表示するカラーＴＶモニタ６とから構成さ
れる。

【００１７】内視鏡３は細長の挿入部７と、この挿入部
７の後端に太幅に形成され、術者等が把持する把持部８
とを有する。この挿入部７内及び（一部の）把持部８内
にはマルチモードの光波を伝送する光学素子としての機
能を有するマルチモードファイバ１１が挿通されてい
る。

【００１８】光源装置３内には赤（Ｒ），緑（Ｇ），青
（Ｂ）の３つの各波長の光（色光とも記す）でそれぞれ
発光する赤色，緑色，青色レーザ（Ｒ，Ｇ，Ｂレーザと
略記）１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが収納され、Ｒレーザ１
３Ｒからでた赤の光（Ｒ光と記す）は、このＲ光に対す
るダイクロイックミラー１４Ｒ（Ｒ光を反射し、他の波
長の光を透過する特性のミラー）で反射され、モータ１
５で回転駆動されるＲＧＢの回転フィルタ１６を通り、
把持部８内に配置したミラー１７，２２で反射され、さ
らにハーフミラー２３で一部が反射されてマルチモード
で光を伝送する機能と像を伝送する機能マルチモードフ
ァイバ１１の後端面（手元側端面）に、そのマルチモー
ドの伝送特性に対応した角度範囲で（垂直ないし斜め
で）照明光が入射される。

【００１９】図２は回転フィルタ１６を示し、赤，緑，
青の３色のフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが円周上に
配置されている。この回転フィルタ１６は毎秒０．０５
〜４０回転し、赤、緑、青の照明光を時分割で透過す
る。

【００２０】同様にＧレーザ１３Ｇで発光された緑の光
（Ｇ光と記す）はＧ光に対するダイクロイックミラー１
４Ｇで反射され、ダイクロイックミラー１４Ｒ、ＲＧＢ
フィルタ１６を通り、ミラー１７，２２で反射され、さ
らにハーフミラー２３で反射されてマルチモードファイ
バ１１の後端面に入射される。

【００２１】同様にＢレーザ１３Ｂで発光された青の光
（Ｂ光と記す）はミラー１４Ｂで反射され、ダイクロイ
ックミラー１４Ｇ，１４Ｒ、回転フィルタ１６を通り、
ミラー１７，２２、ハーフミラー２３を経てマルチモー
ドファイバ１１の後端面に入射される。

【００２２】マルチモードファイバ１１の後端面に入射
されたＲ（又はＧ又はＢ）光は、このマルチモードファ
イバ１１によりマルチモードで先端側（物体側）の端面
に伝送され、先端面からほぼ前方に広がって出射され、
対向するように配置されたハーフミラー２４を透過した
光成分はさらに前方に配置したミラー２５で反射され、
このミラーで反射された光路中に配置されたハーフミラ
ー２６を透過した光成分は位相共役鏡２１に入射され
る。

【００２３】つまり、マルチモードファイバ１１によっ
て伝送された照明光となるＲ（又はＧ又はＢ）光は先端
面から、例えば符号Ｉ→Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄで示す光経路Ｐ
ＡＴＨ（ＩＡＢＣＤ）を経て位相共役鏡２１にプローブ
光として入射する。

【００２４】そして、位相共役鏡２１から、この入射光
としてのプローブ光と位相共役な光、つまり位相共役光
（波面の形はそのままで時間軸だけが反転されているの
で、時間反転光とも呼ぶ）が発せられ、入射される光経
路Ｃ→Ｄを逆にたどり（図１では少しずらして示してい
る）、この位相共役光は符号Ｄ→Ｃ→Ｅ（物体２７面上
の点）→Ｃ→Ａ→Ｉで示す光経路ＰＡＴＨ（ＤＣＥＣＡ
Ｉ）でマルチモードファイバ１１の先端面に入射され、
伝送されて手元側端面から出射される。

【００２５】この場合、物体２７面で反射された位相共
役光は物体情報（例えば符号Ｅでの反射率情報及びＣ−
Ｅ間の距離情報）を持ち、マルチモードファイバ１１を
通過中に、このマルチモードファイバ１１で生ずる波面
の歪を補正する。これは、位相共役光がマルチモードフ
ァイバ１１を手元側から先端側に伝送された伝送経路を
逆にたどることにより、手元側端面を出た戻り光は、丁
度この手元側端面に入射される光の波面を先端側での光
路長に対応する値だけ位相をシフトしたものに相当する
（ただし、一般に光量は大きく異なる）。

【００２６】図１では光源装置３からの光はハーフミラ
ー２３で反射されたものが１本で示しているが、実際に
はマルチモードファイバ１１のマルチモードの伝送特性
に対応した角度範囲でマルチモードファイバ１１の手元
側端面に入射される。また、マルチモードファイバ１１
の先端面から出射される光の出射角度範囲もマルチモー
ドファイバ１１のマルチモードの伝送特性に対応した角
度範囲となり、この角度範囲で物体２７側を観察するこ
とになる。

【００２７】マルチモードファイバ１１の手元側端面か
ら出射された光は第１の結像レンズ２８を経て、モータ
２９で回転されるスリガラス３１上に高精細の物体像
（内視鏡像）を結像する。このスリガラス３１上の像は
第２の結像レンズ３２により固体撮像素子３３上に結像
される。

【００２８】なお、モータ２９及びスリガラス３１は無
くても良いが、モータ２９及びスリガラス３１を設ける
ことにより、スペックルパターン（斑点状の干渉パター
ン）を除去でき、品位の高い画像が得られる。

【００２９】ここで大切なことはマルチモードファイバ
１１の物体２７の位置Ｉから位相共役鏡２１の位置Ｄに
至るプローブ光の光経路ＰＡＴＨ（ＩＡＢＣＤ）と、位
相共役鏡２１から物体面２７上の位置Ｅを経てファイバ
物体側端面の位置Ｉにもどる位相共役光の光経路ＰＡＴ
Ｈ（ＤＣＥＡＩ）とがほぼ等しいことである。

【００３０】つまり、ＰＡＴＨ（ＩＡＢＣＤ）〜ＰＡＴＨ（ＤＣＥＡＩ）（１）が成り立つことが望ましい。ここで、記号〜は近似的に
等しいことを表し、近似度が高い程良い。式（１）が成
り立たないと、位相共役鏡２１で生ずる波面の歪が正し
く補正されず解像度のよい画像が得られないことがあ
る。

【００３１】上記固体撮像素子３３で光電変換された画
像信号は、アンプ３４を通り、マルチプレクサ３５へ入
力される。このマルチプレクサ３５は回転フィルタ１６
のエンコーダ３６からの回転位置信号が入力されるコン
トローラ３７により、回転位置信号に同期して、３つの
スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３がサイクリックにＯＮ
され、例えばＲ光の照明で撮像を行った期間では、スイ
ッチＳＷ１がＯＮになり、少なくともカラー画像１フレ
ーム分の画像データを記憶する記憶容量を有するフレー
ムメモリ３８のＲフレームメモリ３８Ｒに赤の画像成分
データが記憶される。

【００３２】Ｇ光レーザ１３Ｇから出た光線はダイクロ
イックミラー１４Ｇを経て、ダイクロイックミラー１４
Ｒを透過し、Ｒ光レーザ１３Ｒから出た光線の場合と同
様に作用する。この場合にはフレームメモリ３８のＧフ
レームメモリ３８Ｇに緑の画像が記憶される。又、Ｂ光
レーザ１３Ｂから出た光線はダイクロイックミラー１４
Ｂを経て、ダイクロイックミラー１４Ｇ，１４Ｒを透過
し、Ｒ光レーザ１３Ｒから出た光線の場合と同様に作用
し、この場合にはフレームメモリ３８のＢフレームメモ
リ３８Ｂに青の画像が記憶される。

【００３３】つまり、Ｇ光レーザ１３Ｇ、Ｂ光レーザー
１３Ｂについても位相共役鏡２１の働きは赤色の場合と
ほぼ同じである。ダイクロイックミラー１４Ｇ又は１４
Ｂで反射された後、回転フィルタ１６で、それぞれ３色
のレーザ光は時分割で一色ずつ、マルチモードファイバ
１１を経て伝送される。そして、位相共役鏡２１を経て
物体２７に照射され、反射光はマルチモードファイバ１
１の手元側端面からレンズ２８を経て固体撮像素子３３
上に結像される。

【００３４】その後、エンコーダ３６、マルチプレッサ
３５によりそれと同期して、フレームメモリ３８に各色
の画像が蓄えられ、面順次式カラー画像をえる。フレー
ムメモリ３８の情報はビデオレートで読み出され、ＲＧ
Ｂ方式のカラーＴＶモニタ６にカラー画像が表示される
わけである。

【００３５】なお、Ｒ，Ｇ，Ｂでそれぞれ発光する３つ
のレーザ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂのかわりに、１本のレ
ーザを用い、回転フィルタ１６、マルチプレクサ３５、
エンコーダ３６、フレームメモリ３８を除去して、単色
の画像を得ることも可能である。また、符号ＣとＥとの
間にレンズ又は反射鏡を置いて、物体像を拡大又は縮小
してもよい。

【００３６】また、マルチモードファイバ１１としては
可撓牲で像を伝送する機能を有するファイババンドルと
してのイメージガイドとか、リジッドにしたイメージフ
ァイバ等の像伝送機能を有するマルチモードの光学素子
を用いてもよいし、あるいは硬性内視鏡等に用いられる
リレーレンズ系、不均質媒質レンズ等のマルチモードの
リジッドな光学素子を用いてもよい。つまり、マルチモ
ードファイバ１１はマルチモードの光波を伝送しうるか
つ像伝送の機能を有する光学素子であればよい。

【００３７】また、シングルモードで光波を伝送するシ
ングルモードファイバでもそれらをバンドル（束）にし
て像を伝送する機能を有するようにしたシングルモード
ファイババンドルを用いても良い。ただし、この場合に
はシングルモードで伝送を行うので、照明範囲及び観察
範囲が狭くなる。これを解消するためにレンズを併用す
るようにしても良い。位相共役鏡２１の材質としては自
己励起型のチタン酸バリウムＢａＴｉＯ3 等を用いると
励起光がいらないので良い。

【００３８】ＯｐｌｕｓＥ（Ｎｏ．１５３（１９９２
年８月号Ｐ．５１〜T２）の先行例が単色光画像しか得
られないのに対し、この実施例によればカラー画像が得
られること、先行例では通常の光による照明のもとで被
写体を撮像するため、人間の体内などでは利用できない
のに対し、本実施例によれば、手元側の光源装置からの
照明光を伝送して先端側から出射するようにしているの
で、人間の体内等の反射物体の撮像ができることですぐ
れている。

【００３９】また、挿入部７内には、照明光及び像伝送
の光学素子としてマルチモードファイバ１１を挿通すれ
ば良いので、挿入部７を細径にできる。また、挿入部７
の先端側の光学部品の構成が簡単であり、細径化でき
る。なお、図１において、位相共役鏡２１をさらにマル
チモードファイバ１１側に近づけて配置することによ
り、さらに細径化できる。

【００４０】また、マルチモードファイバ１１として細
径なものを用いた場合には、局所的に屈折率が不均一と
か、像伝送の際のモードによる位相ずれとか、波長依存
牲等のために分散が生じ、伝送された像の劣化を少なく
することが困難であるが、この実施例では位相共役光を
発生する位相共役光学素子を用いて伝送に伴う局所的に
屈折率が不均一であるとか、位相ずれ、波長依存牲等の
影響を解消（キャンセル）できるので、質の良い像伝送
特性を維持できる。

【００４１】従って、位相ずれ等の伝送特性をあまり考
慮することなく、マルチモードファイバを細いファイバ
で構成できるので、挿入部７を細径化できる。また、細
いファイバを束ねる本数を多くすることにより高解像化
できる。また、画像伝送特性などにバラツキのあるファ
イバを束ねてマルチモードファイバ１１として使用する
こともできるので、低コスト化することもできる。又、
マルチモードファイバ１１としてリジッドな光学素子を
用いた場合にも、位相共役光により、質の良い画像が得
られる。

【００４２】なお、物体側に置かれた位相共役鏡２１，
ハーフミラー２４，２６，ミラー２５等の素子は光ＩＣ
化することによって小型化しうるものである。なお、光
源装置３からのＲ，Ｇ，Ｂの照明光はレーザ光に限定さ
れるものでなく、白色ランプの光を色フィルタを介して
生成したもの等でも良い。もっともレーザ光を用いる
と、他の光の場合より必要とされる視野範囲の物体側を
より均一に照明でき、周辺側まで鮮明な画像が得られる
メリットがある。なお、図１の第１実施例で、プローブ
光の光路と位相共役光の光路を入れ換え、図３に示す変
形例のようにしてもよい。

【００４３】この変形例ではプローブ光はＩ→Ａ→Ｃ→
Ｅ→Ｄの光経路ＰＡＴＨ（ＩＡＣＥＤ）を経て位相共役
鏡２１に入射する。位相共役光はＤ→Ｃ→Ｂ→Ａ→Ｉの
光経路ＰＡＴＨ（ＤＣＢＡＩ）を通り、マルチモードフ
ァイバ１１に入射する。従って、ＰＡＴＨ（ＩＡＣＥＤ）〜ＰＡＴＨ（ＤＣＢＡＩ）（２）が成り立つことが望ましいのは図１の実施例と同じ理由
である。

【００４４】図３又は図１のいずれか１方向の光だけを
取り出したい時には、たとえば図３のアイソレーター３
９をＢＡの間に置けばよい。この変形例の作用及び効果
は第１実施例とほぼ同様である。

【００４５】図４は本発明の第２実施例の内視鏡撮像装
置４１を示す。この内視鏡撮像装置４１は内視鏡４２
と、この内視鏡４２の後端に装着されるアダプタ４３
と、このアダプタ４３に接続される光源装置３と、この
アダプタ４３に接続される撮像部４５とこの撮像部４５
と電気的に接続される信号処理回路５と、この信号処理
回路５から出力されるカラーの映像信号を表示するカラ
ーＴＶモニタ６とから構成される。

【００４６】内視鏡４２は体腔内等に挿入される挿入部
４５を有し、この挿入部４５の後端にアダプタ４３を着
脱自在で接続することができる。このアダプタ４３には
光源装置３が着脱自在で接続される。

【００４７】図１と同じ構成の光源装置３から出射され
るＲ（又はＧ又はＢ）光はハーフミラー４６ａ，４６ｂ
でそれぞれ反射された後、内視鏡４２の挿入部４５内を
挿通されたマルチモードの伝送機能を有し、かつ偏波面
を保存して伝送する機能を有する光学素子としてのマル
チモード偏波面保存ファイバ４７に、その後端面から入
射する。

【００４８】この偏波面保存ファイバ４７により偏波面
が保存されて伝送され、その先端面からの出射光Ｓ2 ＋
Ｔ2 は、入射光を透過する機能と、入射光と位相共役な
反射光を発生する位相共役半透光学素子としての位相共
役ハーフミラー４８に当たり、一部は位相共役な反射光
Ｓ1 ＋Ｔ1 として偏波面保存ファイバ４７に戻る。

【００４９】なお、偏光の方向は光Ｓ1 ，Ｓ2 が↑↓
（図４で↑↓方向が電場の振動方向で表しており、紙面
に平行である）、Ｔ1 ，Ｔ2 はＳ1 ，Ｓ2 と垂直な偏光
方向で、この場合には◎（紙面に垂直）である。

【００５０】位相共役ハーフミラー４８はプリズム形状
でもよく、位相共役ハーフミラー，位相共役ハーフプリ
ズム等をまとめて、位相共役半透光学素子という用語を
用いる。

【００５１】この偏波面保存ファイバ４７を通過した光
は偏光板４９入射し、この偏光板４９の偏光方向と平行
な光成分、この場合には例えばＳ方向の偏光Ｓ２が透
過し、さらにレンズ５０を透過し、広がって物体２７に
当たった後、上述と逆の経路をレンズ５０→偏光板４９
→位相共役ハーフミラー４８とたどり、偏波面保存ファ
イバ４７に入る。

【００５２】光源装置３の動作は図１の実施例と同じな
ので省略する。レンズ５０は撮像装置４１における撮像
の画角を広げるために設けられた凹レンズ又は凸レンズ
又はこれらの組合わせレンズで構成でき、このレンズ５
０は無くても撮像は可能である。

【００５３】偏波面保存ファイバ４７からの出射光Ｓ2
，Ｓ1 ，Ｔ1 の動作について以下に述べる。偏波面保
存ファイバ４７からの出射光Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｔ1 はハーフ
ミラー４６ｂを通り、偏光方向に応じて反射光及び透過
光に分ける偏光ハーフミラー５１で２つの偏光成分の光
Ｓ1 ，Ｓ2 とＴ1 に分けられる。光Ｓ1 ，Ｓ2 は光量調
整フィルタ（例えばＮＤフィルタ）５２で弱められ、ミ
ラー５３で反射し、ハーフミラー５４に入る。

【００５４】一方、光Ｔ1 はハーフミラー５５で２つに
分けられ、反射成分は１／２波長板（λ／２板と略記）
５６で偏光方向を光Ｓ1 ，Ｓ2 と同じ偏光方向に揃えら
れ（変換され）、ハーフミラー５４に入射する。

【００５５】ハーフミラー５４を通過した後、光Ｔ1 と
Ｓ1 とが干渉して、キャンセルするように、ハーフミラ
ー５１→ハーフミラー５５→ミラー５３→ハーフミラー
５４の光路長と、ハーフミラー５１→ハーフミラ→５５
→λ／２板５６→ハーフミラー５４の光路長との差が
（２ｎ＋１）波長／２となるように揃えておく（ここで
ｎは０以上の整数）。

【００５６】また光量調整フィルタ５２によってハーフ
ミラー５４に入る光Ｔ1 とＳ1 との光量を揃えておく。
するとハーフミラー５４を出射した光は減衰した光Ｓ2
のみになる。

【００５７】ハーフミラー５５を透過した光Ｔ1 はλ／
２板５７で偏光方向を光Ｓ2 の偏光方向と一致するよう
に変換され、ミラー５８で反射されて（例えばフォトリ
フラクティブ結晶からなる）位相共役鏡５９に入射す
る。一方、ハーフミラー５４を出た光Ｓ2 もハーフミラ
ー６０で反射し、位相共役鏡５９にプローブ光として入
射する。

【００５８】また、レーザ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂから
の光で、ハーフミラー４６ａを透過したものはレンズ６
１によって平面波とされ、ミラー６２で反射されて位相
共役鏡５９に入射される。つまり、この位相共役鏡５９
はＲ，Ｇ，Ｂ光で順次照射されており、光Ｔ1 とＳ2 に
よって位相共役鏡５９に書き込まれたホログラムを平面
波で読み出すので、位相共役光Ｐは偏波面保存ファイバ
４７によって生じた波面の歪みが補正された物体の画像
情報の波面となる。

【００５９】位相共役光Ｐはハーフミラー６０を透過
し、例えばミラー６３、６４、６５で反射された後、図
１の第１実施例と同様に撮像部４に入射され、第１の結
像レンズ２８、回転フィルタ３１，第２の結像レンズ３
２，固体撮像素子３３に結像される。

【００６０】この固体撮像素子３３に結像された像は光
電変換され、アンプ３４で増幅された後、図１と同じ構
成の信号処理回路５に入力され、信号処理されてカラー
の映像信号に変換され、カラー画像がカラーＴＶモニタ
６に表示される。

【００６１】この第２実施例によれば、第１実施例と比
べると、撮像装置４１を構成する内視鏡４２の挿入部４
５の先端部に配置した位相共役ハーフミラー４８によっ
て、参照光Ｔ1 と物体光Ｓ2 とが光軸上，光軸外ともに
殆ど同一の近軸の光学条件で偏波面保存ファイバ４７の
中を伝達されるため、得られる画像はどの物体距離でも
視野の周辺までボケることなく高解像になるメリットが
ある。その他は第１実施例と同様の効果を有する。な
お、位相共役ハーフミラー４８の材料としてはチタン酸
バリウムがポンピング光等も不要ですぐれている。

【００６２】また、位相共役鏡５９の材料としてもチタ
ン酸バリウム、ニオブ酸リチウムＬｉＮｂＯ3 を用いる
ことができる。

【００６３】なお、位相共役鏡５９に入射する光は、よ
り高精細な画像を得るために平面波のかわりに、本撮像
装置で生ずる波面の歪みを補正するために、平面波以外
の光波を入射させてもよい。

【００６４】このためには位相共役鏡５９と光源装置３
のダイクロイックミラー１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂとの間
にホログラム６７等を置き、波面に収差を付与すればよ
い。このホログラム６７は撮像部４の点線で示す位置と
かレンズ２８，３１，３２，３３の間に配置してもよ
い。

【００６５】図５は本発明の第３実施例における内視鏡
６８を示す。この実施例では照明用の光ファイバ６９を
偏波面保存ファイバ４７とは別に設けたものである。ハ
ーフミラ７０によって光ファイバ６９からの光は位相共
役鏡４８→偏光板４９→レンズ５０と順次透過した後、
物体２７に当たる。一方、位相共役鏡４８で照明光の一
部は反射され、位相共役光となり偏波面保存ファイバ４
７に戻ってきてその先端面から入射する。

【００６６】その他の構成及び動作は図４の第２実施例
と同じであるが、照明用の光ファイバ６９を別に設けた
ので、フレア光の影響を少なくでき、コントラストの良
い画像が得られる。

【００６７】物体光Ｓ2 と参照光Ｔ1 とが光軸上，光軸
外ともに同じ幾何光学的な近軸条件で偏波面保存ファイ
バ４７に入射するのは図４と同じであり、視野周辺まで
ボケの少ない画像が得られる。その他の効果は第２実施
例と同様である。

【００６８】図６は本発明の第４実施例で図１の第１実
施例を改良したものである。この撮像装置７１は図１と
は異なる構成の内視鏡７２を有する。この内視鏡７２以
外の構成は図１と同じである。

【００６９】光源装置３からの光はミラー１７、２２、
で反射された後、さらにハーフミラー２３で反射されて
マルチモードファイバ１１に入射され、伝送されて先端
面から出射される。この先端面から出射された照明光
は、ハーフミラー７５を透過し、このハーフミラー７５
とほぼ直交するように配置された位相共役鏡２１に入射
する。この入射により、位相共役鏡２１から位相共役光
Ｐが放射され、ハーフミラー７５で反射されて物体２７
に当たる。

【００７０】物体２７からの反射光Ｓはハーフミラー７
５を透過し、位相共役鏡２１に当たる。位相共役鏡２１
からの反射光はハーフミラー７５で反射され、マルチモ
ードファイバ１１に入射する。このマルチモードファイ
バ１１で伝送され、手元側の端面から出た光の動作は図
１の第１実施例と同じである。

【００７１】この実施例でもハーフミラー７５に向かう
位相共役光Ｐと、マルチモードファイバ１１に向かう反
射光Ｓとの近軸条件が光軸上，光軸外とも同一であるた
め、視野の周辺まで鮮明な画像が得られること、図１の
第１実施例より構成が簡単なこと、図４の第２実施例よ
り内視鏡の手元側の構成が単純なこと等ですぐれてい
る。その他は第１実施例と同様の効果を有する。

【００７２】また、この実施例は挿入部７の先端部の側
方（挿入部７の長手方向と直交する方向）を観察する側
視タイプに適する。位相共役光Ｐはマルチモードファイ
バ１１の波面を補償する能力があるため鮮明な画像が得
られる。なお、位相共役鏡２１はハーフミラー７５の近
傍で２つに分割してもよい。

【００７３】図７は本発明の第５実施例の一部を示し、
この実施例は図４の第２実施例とは先端側の構成が少し
異なる内視鏡７６が採用されている。ハーフミラー４６
ｂで反射された（光源装置３側からの）光Ｓ２，Ｔ２は
ハーフミラー４６ｂで反射されて偏波面保存ファイバ４
７を通り、レンズ７７でほぼ平行光になった後、絞り７
８近傍に配置された光学素子としての位相共役ハーフミ
ラー７９に入射する。この位相共役ハーフミラー７９で
反射されて参照光成分Ｓ1 ，Ｔ1 が偏波面保存ファイバ
４７に入る。

【００７４】ハーフミラー７９を透過した光Ｓ2 ，Ｔ2
のうち、Ｓ2 は偏光板４９を透過し、物体２７に当た
り、反射されて反射光（物体光）Ｓ2 となり、偏光板４
９を再度通過して、ハーフミラー７９→レンズ７７→偏
波面保存ファイバ４７の順に進行する。偏波面保存ファ
イバ４７を通過して手元側端面から出射された後の光の
処理は図４の第２実施例と同じである。

【００７５】この実施例は図４とほぼ同様の効果を有す
る。

【００７６】この第５実施例或いは第２の変形例とし
て、図７における位相共役ハーフミラー７９を、単なる
ハーフミラーにしたものでも良い。このようにすると、
位相共役光を発生する位相共役光学素子を偏波面保存フ
ァイバ４７の先端側に設けないで済むこと、構造が簡単
なこと等の利点がある。もっとも、参照光Ｔ1 と物体光
Ｓ2 とは光軸上では近軸条件が同一であるが、光軸外で
は近軸条件が異なるため、やや画像の解像度が低下す
る。なお、絞り７８は無くてもよい。物体２７と偏波面
保存ファイバ４７の出射端面が共役で、かつレンズ７７
の近傍にハーフミラー７９があれば、より鮮明な画像が
得られる。

【００７７】また、図８に示す（図７の）変形例のよう
に偏波面保存ファイバ４７の代わりに偏波像保存イメー
ジコンジット，イメージガイド４７′を採用した内視鏡
７６′場合、光量調整フィルタ５２の後方にミラー５３
の代わりにハーフミラー５３′を配置し、レンズ８０で
偏波面保存ファイバ４７の出射端面の像を固体撮像素子
８１上に結像させるアダプタ４３′にすると、通常の内
視鏡テレビ観察ができる。ただし、物体２７と偏光板４
９との距離はレンズ７７の焦点距離に比べて大きいこと
を仮定した。

【００７８】上述の実施例等ではカラー画像を得るため
に時分割方式でＲ，Ｇ，Ｂ光の画像を得るようにした
が、位相共役鏡としてフォトリフラクティブな結晶を用
いると時間応答が遅い欠点がある。この場合、１枚の写
真のような静止画像を撮影する装置として用いればよ
い。

【００７９】またカラー画像を得る別の構成として図９
のような撮像装置８５にしても良い。図６の撮像装置７
１における各色光を時分割で共通のマルチモードファイ
バ１１で伝送する構成としないで、各色光をそれぞれマ
ルチモードファイバ１１Ｊ（Ｊ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ）で伝送す
る構成とすると共に、それぞれの戻り光をそれぞれ撮像
部４Ｊで撮像する構成とし、各色光を用いて得られた画
像をビデオ信号生成回路８６で合成してカラー映像信号
を生成し、カラーＴＶモニタ６にカラー画像を表示す
る。

【００８０】例えばＲレーザ１３Ｒの光はミラー８７
Ｒ，ハーフミラー２３Ｒで反射されてマルチモードファ
イバ１１Ｒの手元側端面から入射され、伝送されて先端
面から出射され、ハーフミラー７５Ｒ、位相共役鏡２１
Ｒを経て物体に照射される。物体からの反射光はハーフ
ミラー７５Ｒ、位相共役鏡２１Ｒを経て、マルチモード
ファイバ１１Ｒの先端面に入射され、伝送されて手元側
端面から出射され、ハーフミラー２３Ｒを透過した光は
撮像部４Ｒに入射され、固体撮像素子３３で撮像され
る。アンプ３４で増幅された赤（Ｒ）の画像信号はビデ
オ信号生成回路８６に入力される。

【００８１】他のＧ，Ｂレーザ１３Ｇ，１３Ｂでも同様
の動作により、それぞれＧ，Ｂの画像信号がビデオ信号
生成器８６に入力される。このビデオ信号生成回路８６
で合成されてカラー映像信号にされ、カラーＴＶモニタ
６にカラー画像を表示する。この第６実施例によれば、
各色成分毎で位相共役鏡２１Ｊを用いて画像を生成する
ようにしているので、図６の実施例よりも時間分解能の
良いカラー画像が得られる。その他は図６と同様の効果
を有する。

【００８２】なお、マルチモードファイバ１１Ｊは必ず
しも３本必要ではなく、位相共役鏡２１Ｊが３つ必要な
のである。なぜなら位相共役鏡２１Ｊはどの色光に対し
てもフォトリフラクティブ効果により、位相共役鏡２１
Ｊ中に屈折率の分布を生成してしまうため、３つの色光
で生ずるそれぞれの屈折率分布の和が位相共役鏡２１Ｊ
内に形成されてしまうからである。

【００８３】さらに１つあるいは複数の色光に対して２
つ以上の位相共役鏡２１Ｊを用いる構成（つまり４以上
の位相共役鏡を用いる構成）にして、より時間分解能の
良いカラー画像を得られるようにしても良い。３つの位
相共役鏡２１Ｊは手元側に置いてもよく、図４の実施例
も図９のような構成で同時化してカラー画像を得るよう
にできる。さらに、少なくとも１つの色光に対して複数
の位相共役鏡を用いる構成を他の実施例に適用しても良
い。

【００８４】これまでの説明で述べたハーフミラー、ハ
ーフプリズムは必ずしもその光量分割比が５０：５０の
ものに限らず、３０：７０など光学設計時に適宜値に選
ぶことができる。

【００８５】次に、位相共役鏡の別の応用例について述
べる。図１４は特開平５−１５７５１２号公報に開示さ
れた位相共役鏡を用いた従来のレンズ検査用干渉計１５
１を示す。レーザ光源１５２からの光束は第１のビーム
スプリッタ１５３を介して第２のビームスプリッタ１５
４に入射され、この第２のビームスプリッタ１５４を透
過した光束は位相共役鏡１５５に入射され、位相共役光
が出射される。

【００８６】この位相共役光は第２のビームスプリッタ
１５４により透過光と反射光に分けられる。透過光はさ
らに第１のビームスプリッタ１５３で反射されてテレビ
カメラ１５８で受光される。

【００８７】一方、第２のビームスプリッタ１５４での
反射光は被測定レンズ１５６の被測定面１５７に入射さ
れ、この被測定面１５７からの反射光束は第２のビーム
スプリッタ１５４で反射され、さらに位相共役鏡１５５
に入射されて位相共役光となり、第２のビームスプリッ
タ１５４を透過して第１のビームスプリッタ１５３で反
射されてテレビカメラ１５８で受光される。

【００８８】このテレビカメラ１５８には上記被測定レ
ンズ１５６側に向かわないで位相共役鏡１５５で反射さ
れた光も入射されるので、これらの光の干渉縞がテレブ
カメラ１５８で受光される。このテレビカメラ１５８で
撮像された干渉縞はテレビモニタ１５９に表示される。
この従来例では干渉計本体側に基準となるレンズが不要
であるメリットはあるものの、非球面レンズの両面を同
時に測定することは困難であった。

【００８９】この点を鑑みて以下の実施例の干渉計は非
球面で均質、或いは非球面で不均質媒質からなるレンズ
等の光学素子でも測定可能な位相共役光学素子を用いた
マッハツェンダー型等の干渉計を提供することを目的と
している。

【００９０】図１０に示すマッハツェンダー型干渉計１
０１はレーザー光源１０２から出た光はビームエクスパ
ンダ１０３でビーム径が広げられ、第１のビームスプリ
ッタ１０４ａに入る。このビームスプリッタ１０４ａで
透過光と反射光の２つに分けられ、透過光は、基準とな
る光学素子として例えば非球面を有する均質なレンズ、
つまり基準非球面レンズ１０５に入射し、この非球面レ
ンズ１０５を経た後、第２のビームスプリッタ１０４ｂ
に入る。

【００９１】この第２のビームスプリッタ１０４ｂを透
過した光は、レンズ１０６で集光された後、位相共役鏡
１０７に入射される。この位相共役鏡１０７からの位相
共役光は逆進し、レンズ１０６を経て第２のビームスプ
リッタ１０４ｂで、一部が上方に反射され、検査される
光学素子としての非球面を有する均質或いは不均質なレ
ンズ、つまり被検査非球面レンズ１０８に入る。この被
検査非球面レンズ１０８を経た光は上方に進み、第３の
ビームスプリッタ１０４ｃに入射する。

【００９２】一方、第１のビームスプリッタ１０４ａで
上方に反射された光は第１のミラー１０９ａで反射さ
れ、第３のビームスプリッタ１０４ｃでもう一方の光路
の光と干渉し、第２のミラー１０９ｂ、レンズ１１０を
通り、モータ１１１で回転される回転スクリーン１１２
上に結像する。

【００９３】この像は結像レンズ１１３により固体撮像
素子１１４の光電変換面に結像され、この固体撮像素子
１１４の出力信号は信号処理回路１１５で映像信号に変
換され、モニタ１１６の表示面に干渉縞が表示され、ユ
ーザはこの干渉縞を観察することにより、非球面レンズ
１０８の検査ができるようにしている。

【００９４】この干渉計１０１によれば、以下の効果が
ある。非球面レンズ１０８の形状，偏心，内部屈折率等
の基準となる非球面レンズ１０５に対する差が干渉縞と
して観察されるので、非球面レンズ１０８の検査が容易
にできる。従って、基準となる非球面レンズ１０５から
のずれが干渉縞として観測できるので、例えば製造され
た非球面レンズを被検査非球面レンズ１０８とすること
により、そのレンズ１０８が許容される範囲のものか否
かの検査或いは計測が基準の非球面レンズ１０５を用い
て容易にできる。

【００９５】なおレンズ１０６は無くてもよいが、レン
ズ１０６によって光束幅を絞ることによって位相共役鏡
１０７の大きさ（サイズ）を小さいもので済むようにで
きるので、コストを低減できるという点で有利である。

【００９６】なお、図中の点線で示すレンズ１１７は非
球面レンズ１０５，１０８が凹レンズの場合などに光路
中に挿入して用いる凸レンズで、無くても平面に近い非
球面，球面レンズに対しては測定できる。

【００９７】もちろんこの干渉計１０１は、球面レンズ
の検査にも使用できる。図１５に示す通常のマッハツェ
ンダー型干渉計１６１に比べて、分離光路ｌ1 ，ｌ2 に
入る同じ特性のレンズ１６４を殆ど必要としないため、
精度の高い検査を行うことができる。

【００９８】図１５の干渉計１６１では、レーザ光源１
０２のレーザ光はビームエクスパンダ１０３で広げら
れ、第１のビームスプリッタ１６２ａに入る。このビー
ムスプリッタ１６２ａで透過光と反射光の２つに分けら
れ、反射光は、さらに第１のミラー１６３ａで反射され
た後、基準となる非球面を有する基準非球面レンズ１０
５に入射し、この非球面レンズ１０５を経た後、さらに
第２のレンズ１６４を透過させてある程度のビーム径に
して第２のビームスプリッタ１６２ｂに入る。

【００９９】一方、第１のビームスプリッタ１６２ａを
透過した光は、第２のミラー１６３ｂで反射され、被測
定非球面レンズ１０８を透過させた後、第２のレンズ１
６４を経てビーム径が調整されて第２の第２のビームス
プリッタ１６２ｂに入射され、その一部が反射されて、
この第２のビームスプリッタ１６２ｂを透過した基準側
の光と混合され、レンズ１１０を経てスクリーン１１２
に干渉縞を作る。

【０１００】この干渉計１６１では光路ｌ1 ，ｌ2 を通
った２つの光を第２のビームスプリッタ１６２ｂで混合
して干渉させるようにしているので、第２のビームスプ
リッタ１６２ｂでのビーム径はある程度の大きさにしな
いと、必要とされる精度を維持できない。

【０１０１】これに対し、図１０の干渉計１０１では同
じ光路ｌ1 中に基準となる非球面レンズ１０５と検査さ
れる非球面レンズ１０８とが配置され、これら両レンズ
１０５、１０８の間に第２のビームスプリッタ１０４ｂ
を介して位相共役鏡１０７を配置した構成にしているの
で、仮に非球面レンズ１０５を経た光が第２のビームス
プリッタ１０４ｂ付近でそのビーム径が小さくなっても
なんら問題にならない。

【０１０２】さらに、位相共役鏡１０７により非球面レ
ンズ１０８に入射される光は、基準となる非球面レンズ
１０５を出射した光と等価な状態（ただし波面は位相共
役）で入射されるので、図１５では必要になる２つの特
性の揃ったレンズ１６４、１６４が原理的に不必要にな
る。このため、レンズ１６４の特性に影響されることな
く、非球面レンズ１０８の検査を行うことができ、高い
精度での検査が可能になる。

【０１０３】図１１は図１０の実施例と同じく、非球
面、不均質媒質レンズ等でも検査のできる位相共役光を
用いた干渉計１２１を示す。この実施例は図１０の実施
例に比べ２倍の精度で測定できるメリットを有するもの
である。

【０１０４】レーザ光源１０２から出た光はビームエク
スパンダ１０３でビーム径が広げられ、第１のビームス
プリッタ１２２ａに入る。このビームスプリッタ１２２
ａで透過光と反射光の２つに分けられ、点線で示す透過
光は、第２のビームスプリッタ１２２ｂで一部が反射さ
れ、基準レンズとなる非球面レンズ１０５を透過し、第
３のビームスプリッタ１２２ｃで一部が反射され、第１
の位相共役鏡１２３ａに入射される。

【０１０５】この第１の位相共役鏡１２３ａから出射さ
れた位相共役光は、この第３のビームスプリッタ１２２
ｃを一部が透過し、被測定非球面レンズ１０８を経てプ
リズム１２４に入射されて、光路が変更され、第１のビ
ームスプリッタ１２２ａを一部が透過し、さらに第４の
ビームスプリッタ１２２ｄに入射される。つまり、点線
で示す光は矢印で示すと１２２ａ→１２２ｂ→１０５→
１２２ｃ→１２３ａ→１２２ｃ→１０８→１２４→１２
２ａ→１２２ｄの光路を通る。

【０１０６】一方、レーザ光源１０２から出射され、ビ
ームエクスパンダ１０３を介した光は実線で示すように
第１のビームスプリッタ１２２ａで反射され、プリズム
１２４に入射されて、光路が変更され、被検査非球面レ
ンズ１０８を経て第３のビームスプリッタ１２２ｃに入
射され、一部が反射されて、第２の位相共役鏡１２３ｂ
に入射される。

【０１０７】この第２の位相共役鏡１２３ｂから出射さ
れた位相共役光は、第３のビームスプリッタ１２２ｃを
一部が透過し、非球面レンズ１０５を透過し、第２のビ
ームスプリッタ１２２ｂを一部が透過し、さらに第５の
ビームスプリッタ１２２ｅを一部が透過して第３の位相
共役鏡１２３ｃに入射される。

【０１０８】この第３の位相共役鏡１２３ｃから出射さ
れた位相共役光は、第５のビームスプリッタ１２２ｅで
一部が反射され、さらに第４のビームスプリッタ１２２
ｄで一部が反射されて、点線で示す光と混合される。

【０１０９】つまり、実線で示す光は矢印で示すと、１
２２ａ→１２４→１０８→１２２ｃ→１２３ｂ→１２２
ｃ→１０５→１２２ｂ→１２２ｅ→１２３ｃ→１２２ｅ
→１２２ｄの光路を通る。

【０１１０】第４のビームスプリッタ１２２ｄでの混合
による干渉縞はレンズ１１０を経てスクリーン１１２に
結像される。この像はさらにレンズ１１３を経て固体撮
像素子１１４の光電変換面に結像され、点線で示す光と
の干渉縞が撮像される。このように２つの光路を通った
光は第４のビームスプリッタ１２２ｄを出たところで干
渉し、スクリーン１１２上に干渉縞を作り、これを固体
撮像素子１１４で撮像し、モニタ１１６の干渉縞の映像
を観察することができる。

【０１１１】この実施例では非球面レンズ１０８を２方
向に通った光波が干渉するので図１０の実施例よりも２
倍の感度で測定或いは検査できる。図１０，図１１及び
後述する，図１２，図１３の実施例ともに非球面レンズ
１０５はホログラム，回折光学素子等で作られた基準レ
ンズでもよい。

【０１１２】図１２も図１１の実施例と同じ使用目的の
干渉計１３１であり、図１０の実施例の干渉計１０１に
比べ、やはり２倍の精度で測定でき、かつ図１１の実施
例と異なり、干渉する２つの波面の左右が反転しないメ
リットを有する構成のものである。

【０１１３】レーザ光源１０２のレーザ光は非球面レン
ズ１０５を透過し、ビームスプリッタ１３２を一部が透
過して第１の位相共役鏡１３３ａに入射される。この第
１の位相共役鏡１３３ａから出射された位相共役光は、
このビームスプリッタ１３２で一部が反射され、被検査
非球面レンズ１０８を透過し、第１のハーフミラー１３
４ａを透過する光と反射する光に分かれる。透過した光
は第２の位相共役鏡１３３ｂに入射される。

【０１１４】この第２の位相共役鏡１３３ｂから出射さ
れた位相共役光は、逆行し、第１のハーフミラー１３４
ａで一部が反射され、レンズ１１０側に向かう。つま
り、レーザ光源１０２→非球面レンズ１０５→ビームス
プリッタ１３２→第１の位相共役鏡１３３ａ→ビームス
プリッタ１３２→非球面レンズ１０８→第１のハーフミ
ラー１３４ａと進んだ光は、この第１のハーフミラー１
３４ａで２つに分けられる。そして、第１のハーフミラ
ー１３４ａを透過した光は、第２の位相共役鏡１３３ｂ
→第１のハーフミラー１３４ａ→レンズ１１０と進む。

【０１１５】一方、第１のハーフミラー１３４ａで反射
された光は第２のハーフミラー１３４ｂを一部が透過
し、ミラー１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃで順次反射さ
れて光路が変更され、再び第２のハーフミラー１３４ｂ
に戻り、このハーフミラー１３４ｂで一部が反射されて
第１のハーフミラー１３４ａに入射される。この第１の
ハーフミラー１３４ａを透過した光は、第１の位相共役
鏡１３３ｂからの光と混合され、レンズ１１０を経てス
クリーン１１２に像を結ぶ。

【０１１６】つまり、この光は、第１のハーフミラー１
３４ａ→第２のハーフミラー１３４ｂ→第１のミラー１
３５ａ→第２のミラー１３５ｂ→第３のミラー１３５ｃ
→第２のハーフミラー１３４ｂ→第１のハーフミラー１
３４ａと進み、２つの波面はこの第１のハーフミラー１
３４ａで混合されて干渉し、レンズ１１０を経てスクリ
ーン１１２上に干渉縞を作る。この実施例によれば、図
１１よりも簡単な構成で同様の作用及び効果を有する。

【０１１７】図１３も図１２の例と同じ目的、同じメリ
ットの干渉計１４１であり、図１２の干渉計１３１に比
べ、さらに干渉計を作る光学素子の数が少なく、製作精
度が高くコストが安いメリットを有するものである。

【０１１８】図１３と同様にレーザ光源１０２のレーザ
光は非球面レンズ１０５を透過し、ビームスプリッタ１
３２を一部が透過して位相共役鏡１３３ａに入射され
る。

【０１１９】この位相共役鏡１３３ａから出射された位
相共役光は、このビームスプリッタ１３２で一部が反射
され、非球面レンズ１０８を透過する。この非球面レン
ズ１０８を透過した光は第１のハーフミラー１４２ａを
一部が透過し、位相共役半透鏡１４３に入射され、透過
する光と、反射される光との２つに分かれる。

【０１２０】透過した一方の光はミラー１４４で反射さ
れ、さらに第２のハーフミラー１４２ｂを一部が透過し
てレンズ１１０側に進行する。

【０１２１】一方、位相共役半透鏡１４３で反射された
位相共役の光は第１のハーフミラー１４２ａで一部が反
射され、さらに第２のハーフミラー１４２ｂに入射さ
れ、この第２のハーフミラー１４２ｂで一部が反射され
て、ミラー１４４で反射された光と混合され、レンズ１
１０を経てスクリーン１１２に干渉縞を生成する。

【０１２２】この実施例では、光の進路を矢印で示す
と、レーザ光源１０２→非球面レンズ１０５→ビームス
プリッタ１３２→位相共役鏡１３３ａ→ビームスプリッ
タ１３２の光路で基準非球面の波面が作られ、ビームス
プリッタ１３２→非球面レンズ１０８→第１のハーフミ
ラー１４２ａと進んだ光は位相共役半透鏡１４３で２つ
に分けられる。一つの波面は位相共役半透鏡１４３を通
過しミラー１４４→第２のハーフミラー１４２ｂと進
む。

【０１２３】もう一つの波面は位相共役光であり、第１
のハーフミラー１４２ａ→第２のハーフミラー１４２ｂ
に進む。２つの波面は第２のハーフミラー１４２ｂで一
つに混合されて干渉し、スクリーン１１２に干渉縞を作
ることになる。この実施例はさらに簡単な構成で図１３
と同様の効果を有する。

【０１２４】なお、例えば図１０ないし図１３におい
て、基準となる非球面レンズ１０５と検査される非球面
レンズ１０８とを入れ替えて配置しても良い。なお、上
述した実施例などを部分的などで組み合わせて異なる実
施例を構成することもでき、それらも本発明に属する。

【０１２５】［付記］（１）前記第１及び第２の光学素子は第１及び第２のレ
ンズであり、前記第１の光路中における前記第１及び第
２のレンズの間に前記位相共役鏡と光路分割手段とを配
置し、干渉縞で前記第２のレンズを計測する請求項７記
載の干渉計。

【０１２６】（２）前記第１及び第２の光学素子は第１
及び第２のレンズであり、前記第１の光路上に配された
前記第１及び第２のレンズの間に位相共役鏡と光路分割
手段を配置し、前記第２の光路を経た光の波面との干渉
縞で前記第２のレンズを計測する請求項７記載の干渉
計。

【０１２７】（３）前記２つの光路中にそれぞれ配置さ
れる前記位相共役鏡は一方の光路中には２つ以上配置さ
れ、２つの光路を経た光の干渉縞で前記第２の光学素子
を計測する請求項８記載の干渉計。

【０１２８】（４）前記第１及び第２の光学素子を出射
後の光路中に少なくとも１つの位相共役鏡又は位相共役
半透鏡を含む請求項９記載の干渉計。

【０１２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
ルチモードの光波を伝送しうる光学素子と、前記光学素
子の手元側に配置され、物体を照明する照明光を発生す
る光源装置と、前記光学素子の物体側端面近傍に配置さ
れ、入射光に対し、位相共役な反射光を発生する位相共
役光学素子と、前記光学素子の手元側に配置され、光電
変換機能を有する撮像素子とを設けているので、照明光
を光学素子で伝送し位相共役光学素子を介して物体から
の反射光を再び光学素子を伝送させることにより位相共
役な光で、光学素子伝送時の波面の歪みを補正できるの
で、光学素子として伝送特性に歪みが生じるものでも高
い解像力の画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の内視鏡撮像装置の概略構
成図。

【図２】回転フィルタを示す説明図。

【図３】第１実施例の変形例の先端側を示す構成図。

【図４】本発明の第２実施例の内視鏡撮像装置の全体構
成図。

【図５】本発明の第３実施例の内視鏡撮像装置の一部の
構成図。

【図６】本発明の第４実施例の内視鏡撮像装置の全体構
成図。

【図７】本発明の第５実施例の一部の構成図。

【図８】第５実施例の変形例における一部を示す構成
図。

【図９】本発明の第６実施例の内視鏡撮像装置の全体構
成図。

【図１０】本発明の第１実施例の干渉計の構成図。

【図１１】本発明の第２実施例の干渉計の構成図。

【図１２】本発明の第３実施例の干渉計の構成図。

【図１３】本発明の第４実施例の干渉計の構成図。

【図１４】従来例の干渉計の構成図。

【図１５】従来例の他の干渉計の構成図。

【符号の説明】

１…内視鏡撮像装置２…内視鏡３…光源装置４…撮像部５…信号処理回路６…カラーＴＶモニタ７…挿入部１１…マルチモードファイバ１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ…レーザ１７、２２…ミラー２１…位相共役鏡２３、２４、２６…ハーフミラー２８、３２…レンズ３５…マルチプレクサ３７…コントローラ３８…フレームメモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マルチモードの光波を伝送しうる光学素
子と、前記光学素子の手元側に配置され、物体を照明す
る照明光を発生する光源装置と、前記光学素子の物体側
端面近傍に配置され、入射光を透過すると共に、位相共
役な反射光を発生する位相共役半透光学素子と、から成
る撮像装置。
【請求項２】マルチモードの光波を伝送しうる光学素
子と、前記光学素子の手元側に配置され、物体を照明す
る照明光を発生する光源装置と、前記光学素子の物体側
端近傍に配置され、入射光と位相共役な位相共役光を発
生する位相共役光学素子と、前記光学素子の手元側に配
設され、入射光と位相共役な反射光を発生する位相共役
鏡と、から成る撮像装置。
【請求項３】マルチモードの光波を伝送しうる第１の
光学素子と、前記第１の光学素子の手元側に配置され、
物体を照明する光を発生する光源装置と、前記第１の光
学素子に入射する参照光と物体光の光学的近軸関係が同
じになるように前記第１の光学素子の物体側に配設され
た第２の光学素子と、前記光源装置から撮像素子に至る
光路中に配設され、入射光と位相共役な反射光を発生す
る位相共役光学素子とを設けたことを特徴とする撮像装
置。
【請求項４】マルチモードの光波を伝送しうる光学素
子と、前記光学素子の手元側に配置され、照明用の３つ
の色光を発生する光源装置と、前記３つの色光で物体を
時分割で照明する照明機構と、光路中に配設され、入射
光と位相共役な反射光を発生する位相共役光学素子と、
前記位相共役光学素子に入射する参照光を伝送する参照
光用光ファイバと、前記光学素子の手元側に配置され、
光電変換機能を有する撮像素子と、前記３つの色光によ
る照明と同期して、各色の画像をフレームメモリに取込
み、画像としてＴＶモニタ上に表示する信号処理回路と
からなるカラー撮像装置。
【請求項５】マルチモードの光波を伝送しうる光学素
子と、前記光学素子の手元側に配置され、前記光学素子
を介して伝送されたレーザ光を物体側に出射するレーザ
光源と、前記光学素子の物体側端面近傍に配置され、入
射光と位相共役な反射光を発生する位相共役鏡と、前記
光学素子の手元側に配置され、光電変換機能を有する撮
像素子とを設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】入射光と位相共役な反射光を発生する少
なくとも３つの位相共役光学素子と、マルチモードの光
波を伝送しうる光学素子と、３色以上の色光を発生する
光源と、前記光学素子の手元側に配置され、光電変換機
能を有する撮像素子とを備えたカラー撮像装置。
【請求項７】基準となる第１の光学素子と検査される
第２の光学素子とが第１の光路上に配置され、該第１の
光路中に位相共役光を発生する位相共役鏡を配置し、干
渉縞により第２の光学素子を計測することを特徴とする
干渉計。
【請求項８】２つ以上の位相共役鏡を備え、２つの光
路の光がそれぞれ一回ずつ基準となる第１の光学素子と
検査される第２の光学素子との両方を通過し、前記位相
共役鏡は２つの光路のそれぞれに配置され、２つの光路
の光の干渉縞で前記第２の光学素子を計測することを特
徴とする干渉計。
【請求項９】基準となる第１の光学素子と検査される
第２の光学素子とが同一の光路上に配置され、その光路
中における両光学素子の間に位相共役鏡を配置し、前記
第１及び第２の光学素子を出射後の波面を分割後に干渉
させて干渉縞で前記第２の光学素子を計測することを特
徴とする干渉計。