JPH11148897A - 光イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光プローブを交換して使用した場合にも、確
実に断層像を得ることができる光イメージング装置を提
供する。 【解決手段】 低干渉性光源２からの低干渉性光は第１
のシングルモードファイバ３により、一方はその先端か
ら着脱自在のコネクタ部９により光走査プローブ８を介
して生体組織１１に出射され、他方は途中の光カップラ
部４から第２のシングルモードファイバ５により光路長
の可変機構１４に導光される。光路長の可変機構１４は
走査範囲に対応した光路長を変化するガルバノメータミ
ラー１９と、光走査プローブ８の個々の長さのバラツキ
を吸収するために光路長を変化する１軸ステージ１８と
を有し、この１軸ステージ１８により、光路長を調整し
て走査範囲で干渉光が検出できる状態に設定することに
より、確実に断層像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体に低干渉性
光を照射し、被検体において散乱した光の情報から被検
体の断層像を構築する光イメージング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、生体組織を診断する場合、その組
織の表面状態の光学的情報を得るイメージング装置の他
に、組織内部の光学的情報を得ることのできる光ＣＴ装
置が提案されている。

【０００３】この光ＣＴ装置としてはピコ秒パルスを用
いて、生体内部の情報を検出し、断層像を得る。しかし
ながら、ピコ秒パルスオーダの極短パルス光を発生する
レーザ光源は高価で大型となり、取扱いも面倒である。

【０００４】最近になって、低干渉性光を用いて被検体
に対する断層像を得る干渉型のＯＣＴ（オプティカル・
コヒーレンス・トモグラフィ）が例えば特表平６ー５１
１３１２号公報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この従来例等では光プ
ローブを交換して使用した場合における個々の光プロー
ブの長さのバラツキを考慮していないので、長さのバラ
ツキのために、断層像を得る範囲が狭くなったり、さら
には断層像を得ることができなくなる欠点があった。

【０００６】また、体腔内で使用場合には、内視鏡の観
察下で使用できるようにすることが望まれ、その場合に
は内視鏡の鉗子チャンネル内を挿通して使用するが便利
であるが、従来例では内視鏡の鉗子チャンネルの長さに
応じて交換使用できるものを提案していなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した点
に鑑みてなされたもので、光プローブを交換して使用し
た場合にも、確実に断層像を得ることができる光イメー
ジング装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】被検体に低干渉性光を照
射し、被検体において散乱した光の情報から被検体の断
層像を構築する光イメージング装置であって、低干渉性
光を被検体に伝送するためのシングルモードファイバが
内蔵された交換可能な光コネクタ部を持つ光プローブ部
と、前記光プローブ部と接続し、被検体から戻ってきた
低干渉性光と基準光とを干渉させるとともに、前記干渉
位置を光軸に対し軸方向に走査するため、その走査範囲
に対応した伝搬時間を変化する第１の伝搬時間変化手段
と、前記交換可能な光コネクタ部の光路長に対応して伝
搬時間を変化する第２の伝搬時間変化手段と、を設ける
ことにより、光プローブ部を交換して使用する場合に
も、その光プローブ部の光路長がバラツキ等で異なる場
合にも、第２の伝搬時間変化手段による伝搬時間の調整
により、バラツキ等による影響を吸収でき、所定の走査
範囲に対する断層像を確実に得ることができる。

【０００９】

【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構成を示し、図２は第１の実施の
形態が挿通される内視鏡を示し、図３は第１の実施の形
態を構成する光走査プローブ装置の後端側部分を示し、
図４は光走査プローブ装置の全体構成を示し、図５は光
路長の変化手段の変形例の構成を示す。

【００１０】図１に示す光イメージング装置（光断層画
像装置）１Ａは超高輝度発光ダイオード（以下、ＳＬＤ
と略記）等の低干渉性光源２を有する。この低干渉性光
源２はその波長が例えば１３００ｎｍで、その可干渉距
離が例えば１７μｍ程度であるような短い距離範囲のみ
で干渉性を示す低干渉性光の特徴を備えている。つま
り、この光を例えば２つに分岐した後、再び混合した場
合には分岐した点から混合した点までの２つの光路長の
差が１７μｍ程度の短い距離範囲内の場合には干渉した
光として検出され、それより光路長が大きい場合には干
渉しない特性を示す。

【００１１】この低干渉性光源２の光は第１のシングル
モードファイバ３の一端に入射され、他方の端面（先端
面）側に伝送される。この第１のシングルモードファイ
バ３は途中の光カップラ部４で第２のシングルモードフ
ァイバ５と光学的に結合されている。従って、この光カ
ップラ４部分で２つに分岐されて伝送される。

【００１２】第１のシングルモードファイバ３の（光カ
ップラ部４より）先端側には、非回転部と回転部とで光
を伝送可能な結合を行う光ロータリジョイント６が介挿
され、この光ロータリジョイント６内の第３のシングル
モードファイバ７の先端に光走査プローブ８のコネクタ
部９が着脱自在で接続され、この光走査プローブ８内に
挿通され、回転駆動される第４のシングルモードファイ
バ１０に低干渉性光源２の光が伝送（導光）される。

【００１３】そして、伝送された光は光走査プローブ８
の先端側から被検体としての生体組織１１側に走査され
ながら照射される。また、生体組織１１側での表面或い
は内部での散乱などした反射光の一部が取り込まれ、逆
の光路を経て第１のシングルモードファイバ３側に戻
り、光カップラ部４によりその一部が第２のシングルモ
ードファイバ５側に移り、第２のシングルモードファイ
バ５の一端から光検出器としての例えばフォトダイオー
ド１２に入射される。なお、光ロータリジョイント６の
ロータ側は回転駆動装置１３によって回転駆動される。

【００１４】また、第２のシングルモードファイバ５の
光カップラ部４より先端側には基準光の光路長を変える
光路長の可変機構１４が設けてある。この光路長の可変
機構１４は光走査プローブ８により生体組織１１の深さ
方向に所定の走査範囲だけ走査する光路長に対応してこ
の走査範囲の光路長だけ高速に変化する第１の光路長変
化手段と、光走査プローブ８を交換して使用した場合の
個々の光走査プローブ８の長さのバラツキを吸収できる
ようにその長さのバラツキ程度の光路長を変化できる第
２の光路長の変化手段とを備えている。

【００１５】第２のシングルモードファイバ５の先端に
対向するレンズ１５を介してグレーティング１６が配置
され、このグレーティング（回折格子）１６と対向する
レンズ１７を介してその光軸方向に符号ａで示すように
移動自在で光路長を変える１軸ステージ１８が第２の光
路長の変化手段として設けられ、この１軸ステージ１８
上には微小角度回動可能なガルバノメータミラー１９が
第１の光路長の変化手段として取付けられており、この
ガルバノメータミラー１９はガルバノメータコントロー
ラ２０により、符号ｂで示すように高速に回転的に振動
される。

【００１６】このガルバノメータミラー１９はガルバノ
メータのミラーにより反射させるもので、ガルバノメー
タに交流の駆動信号を印加してその可動部分に取り付け
たミラーを高速に回転的に振動させるものである。

【００１７】つまり、光走査プローブ８により、生体組
織１１の深さ方向に所定の距離だけ高速に走査できるよ
うにガルバノメータコントローラ２０により、駆動信号
が印加され、この駆動信号により符号ｂで示すように高
速に回転的に振動する。

【００１８】そして、この回転的振動により第２のシン
グルモードファイバ５の端面から出射され、ガルバノメ
ータミラー１９で反射されて戻る光の光路長は生体組織
１１の深さ方向に走査する所定の距離の走査範囲だけ変
化する。

【００１９】つまり、ガルバノメータミラー１９によ
り、深さ方向の断層像を得るための第１の光路長の変化
手段を形成している。このガルバノメータミラー１９に
よる光路長の変化手段はＳＣＩＥＮＣＥ ＶＯＬ．２７
６、１９９７、ｐｐ２０３７−２０３９に開示されてい
る。

【００２０】一方、１軸ステージ１８は光走査プローブ
８を交換した場合に対し、光走査プローブ８の光路長の
バラツキを吸収できるだけの光路長の可変範囲を有する
第２の光路長の可変手段を形成すると共に、ガルバノメ
ータミラー１９による光路長を変えて深さ方向の画像を
得る場合に所望とする位置（例えば、光走査プローブ８
の先端が生体組織１１の表面に密着していない場合で
も、１軸ステージ１８による光路長を変化させることに
より、生体組織１１の表面位置から干渉する状態に設定
することにより、その表面位置）から画像化することが
できるようにオフセットを調整するオフセット調整手段
の機能も備えているようにしている。

【００２１】この１軸ステージ１８はステージ移動用の
モータを備え、位置制御装置２１によりそのモータに駆
動信号を印加することにより１軸ステージ１８は符号ａ
で示す方向に移動する。

【００２２】この光路長の可変機構１４で光路長が変え
られた光は第２のシングルモードファイバ５の途中に設
けたカップラ部４で第１のシングルモードファイバ３側
から漏れた光と混合されて、共にフォトダイオード１２
で受光される。

【００２３】なお、例えば第２のシングルモードファイ
バ５は１軸ステージ１８をその可変範囲の中間位置付近
に設定した状態では光カップラ部４から第４のシングル
モードファイバ９等を経て光走査プローブ８の先端から
生体組織１１に至る光路長と、第２のシングルモードフ
ァイバ５を経て１軸ステージ１８上のガルバノメータミ
ラー１９で反射される光路長とがほぼ等しい長さとなる
ように設定されている。

【００２４】そして、実際に接続して使用される光走査
プローブ８に応じて１軸ステージ１８の位置を可変設定
することにより、個々の光走査プローブ８の長さのバラ
ツキを吸収し、かつガルバノメータミラー１９を高速で
回転的振動或いは高速振動させてその基準光側の光路長
を周期的に変化することにより、この光路長と等しい値
となる生体組織１１の深さ位置での反射光とを干渉さ
せ、他の深さ部分での反射光は非干渉にすることができ
るようにしている。

【００２５】上記フォトダイオード１２で光電変換され
た信号はアンプ２２により増幅された後、復調器２３に
入力される。この復調器２３では干渉した光の信号部分
のみを抽出する復調処理を行い、その出力はＡ／Ｄ変換
器２４を経てコンピュータ２５に入力される。このコン
ピュータ２５では断層像に対応した画像データを生成
し、モニタ２６に出力し、その表示面にＯＣＴ像２７を
表示する。

【００２６】このコンピュータ２５は位置制御装置２１
と接続され、コンピュータ２５は位置制御装置２１を介
して１軸ステージ１８の位置の制御を行う。また、コン
ピュータ２５はビデオ同期回路２８と接続され、画像化
する際のビデオ同期信号に同期して内部のメモリに断層
像データを格納する。

【００２７】また、このビデオ同期回路２８のビデオ同
期信号はそれぞれガルバノメータコントローラ２０と回
転駆動装置１３にも送られ、例えばガルバノメータコン
トローラ２０はビデオ同期信号（より具体的には高速及
び低速の２つのビデオ同期信号における高速の第１のビ
デオ同期信号）に同期した周期で駆動信号を出力し、回
転駆動装置１３はビデオ同期信号（より具体的には低速
の第２のビデオ同期信号）に同期した周期で第１のビデ
オ同期信号に同期した駆動信号を出力し、回転駆動装置
１３による回転により周方向に光を走査するようにして
いる。

【００２８】第１の実施の形態における光走査プローブ
８は図２に示すように内視鏡３１の鉗子挿通口３２から
鉗子挿通用チャンネルを経てその先端開口から光走査プ
ローブ８の先端側を突出させることができる。

【００２９】この内視鏡３１は体腔内に挿入し易いよう
に細長の挿入部３３を有し、この挿入部３３の後端には
太幅の操作部３４が設けてある。この挿入部３３の後端
付近には鉗子挿通口３２が設けてあり、この鉗子挿通口
３２はその内部で鉗子挿通用チャンネルと連通してい
る。

【００３０】挿入部３３内には図示しないライトガイド
が挿通され、このライトガイドの入射端を光源装置に接
続し、照明光を伝送して挿入部３３の先端部に設けた照
明窓から出射し、患部等を照明する。また、照明窓に隣
接して観察窓が設けられ、この観察窓には対物光学系が
取り付けられ、照明された患部等を光学系に観察できる
ようにしている。

【００３１】そして、内視鏡３１の先端部の観察光学系
の観察の下で、患部等の注目する部分の生体組織１１側
に光走査プローブ８により、低干渉性光を照射し、その
生体組織１１の内部の断層画像データを得て、モニタ２
６の表示面にＯＣＴ像２７を表示できるようにしてい
る。

【００３２】この光走査プローブ８の構成を図３及び図
４を参照して以下に説明する。第１のシングルモードフ
ァイバ３の先端側は図３に示す光ロータリジョイント６
内の第３のシングルモードファイバ７を介して光走査プ
ローブ８内に挿通される第４のシングルモードファイバ
１０と光学的に結合される。

【００３３】第１のシングルモードファイバ３の先端に
は回転子受け３６が設けてあり、この回転子受け３６の
凹部に回転子３７が嵌合し、両者の間に介挿した２箇所
の軸受け３８により回転子３７は（回転されない回転子
受け３６側に対して）回転自在に支持されている。

【００３４】回転子受け３６及び回転子３７の中心に沿
ってそれぞれ第１のシングルモードファイバ３及び第３
のシングルモードファイバ７が挿通され、両ファイバ
３、７が対向する端面にはそれぞれ凸レンズ３９、４０
を配置して、回転されないファイバ３と回転されるファ
イバ７との間で効率良く光の伝送できるようにしてい
る。

【００３５】また、回転子３７は例えばベルト４１を介
して回転駆動装置１３を構成するモータ４２のプーリ４
３と連結されている。モータ４２の回転により、矢印ｃ
で示すように回転子３７も回転され、従って第３のシン
グルモードファイバ７も共に回転される。モータ４２は
回転制御部４４からのモータ駆動信号により、一定速度
で回転駆動する。

【００３６】この回転子３７の先端には光走査プローブ
８の後端に設けたコネクタ部９が着脱自在で接続され
る。図４に示すように光走査プローブ８は外套チューブ
となる細長で円管形状のシース４７の中心軸に沿って第
４のシングルモードファイバ１０を配置し、この第４の
シングルモードファイバ１０の後端及び先端をコネクタ
本体４８及び先端本体４９にそれぞれ固定し、この第４
のシングルモードファイバ１０を中空で柔軟な回転力伝
達部材としてのフレキシブルシャフト５０で覆うように
している。このフレキシブルシャフト５０の内径は第４
のシングルモードファイバ１０の外径より僅かに大き
い。なお、第４のシングルモードファイバ１０は例えば
そのコア径が９μｍ程度である。

【００３７】シース４７は例えばポリメチルペンテン製
等、（低干渉性光に対して）透明で光透過性が良いチュ
ーブで形成されている。また、フレキシブルシャフト５
０は密巻きのコイルを２重或いは３重にして、柔軟性を
有し、一端に加えられた回転を他端に効率良く伝達する
機能を有する。このフレキシブルシャフト５０の後端及
び先端もコネクタ本体４８及び先端本体４９に固定され
ている。

【００３８】シース４７の後端にはコネクタ部９を形成
する円筒状のコネクタカバー５１に固着され、このコネ
クタカバー５１の内側に円柱状のコネクタ本体４８が２
箇所に設けた軸受け５２を介挿して回転自在に支持され
ている。そして、このコネクタ本体４８の中心軸に設け
た孔に第４のシングルモードファイバ１０の後端が挿入
されて接着剤等で固着されている。

【００３９】このコネクタ本体４８の後端面には凸部５
３が設けられ、一方回転子３７の先端面にはこの凸部５
３に嵌合する凹部５４が設けてあり、これらは互いに嵌
合する。そして、両者を突き当てた状態で回転子３７を
回転した場合にはコネクタ本体４８も回転する。この回
転力がフレキシブルシャフト５０の後端に付与され、こ
のフレキシブルシャフト５０によりその先端に伝達し、
その先端に取り付けた先端本体４９を回転させるように
している。

【００４０】図４に示すように第４のシングルモードフ
ァイバ１０の先端は先端本体４９の中心軸に設けた孔に
挿入して接着剤等で固着され、第４のシングルモードフ
ァイバ１０の先端面の前側の孔径を拡げて第４のシング
ルモードファイバ１０の先端から出射される光を所定の
位置に集光するセルフォックレンズ（ＧＲＩＮレンズ）
５６を固着している。このＧＲＩＮレンズ５６の先端面
には光路を反射により変更するマイクロプリズム５７を
接着剤等で固着している。

【００４１】そして、第４のシングルモードファイバ１
０で導光され、先端面に所定距離離間して配置された光
をＧＲＩＮレンズ５６で集光し、マイクロプリズム５７
で直角方向に反射して、透明のシース４７を透過させて
外部に集光した（低干渉性光による）出射光５８を出射
できるようにしている。そして、所定の距離で集光され
る集光点では例えば１０μｍないし３０μｍ程度の光束
径となるようにしている。

【００４２】なお、第４のシングルモードファイバ１０
の先端面は斜めにカットされ、ＧＲＩＮレンズ５６の後
面で直接反射された光がこの先端面に入射するのを低減
している。また、ＧＲＩＮレンズ５６の後面及びマイク
ロプリズム５７の前面に反射防止部材をコーティングす
るなどして反射防止膜５９を設け、反射光が生じるのを
低減している。

【００４３】なお、シース４７の先端は半球状にして先
端を閉じている。本実施の形態の光走査プローブ８はそ
の全長Ｌがほぼ２０００ｍｍ程度、シース径ｄが２．４
ｍｍにしている。

【００４４】次に本実施の形態の作用を説明する。図示
しない内視鏡光源装置からの照明光を内視鏡３１のライ
トガイドで導光することにより、挿入部３３の先端部の
照明窓から生体組織１１側を照明する。照明された生体
組織１１は観察窓の対物光学系により、固体撮像素子に
結像され、ビデオプロセッサで信号処理された後、表示
用モニタに内視鏡像を表示する。

【００４５】低干渉性光での断層像の表示を行う場合に
は、図２に示すように内視鏡３１の鉗子挿入口３２に光
走査プローブ８を通し、鉗子チャンネル内を経て先端開
口から光走査プローブ８の先端部を突出させる。

【００４６】また、この光走査プローブ８の後端のコネ
クタ部９を光ロータリジョイント６の前端の回転子３７
に接続して図１の光イメージング装置１を構成する。こ
の場合、接続される光走査プローブ８により光路長は少
し異なることがある。この状態でガルバノメータコント
ローラ２８からの駆動信号でガルバノメータミラー１８
を回転的に振動させてガルバノメータミラー１８で反射
された基準光の光路長を高速で周期的に変化させること
により、生体組織１１の深さ方向の断層像データを干渉
光の抽出により得られるが、光走査プローブ８側の光路
長と基準光側の光路長とが正しく設定されていないの
で、例えばガルバノメータミラー１８側で光路長を最も
短い状態から光路長を長くなるように変えた場合、途中
からからしか断層像データが得られない（つまり、浅い
表面側では干渉しない状態のために断層像データが得ら
れない）事態とかこれとは逆に深部側の断層像データが
得られないことが起こりえる。

【００４７】このために、本実施の形態ではコンピュー
タ２５により位置制御装置２１を介して１軸ステージ１
８を符号ａで示す方向に移動させる。具体的には例えば
最も光路長が短い状態から少しづつ光路長を長くするよ
うに移動させる（図１では左側から右側に移動させ
る）。この場合、ガルバノメータミラー１８は例えば通
常の使用状態と同様に高速に回転的に振動させる。

【００４８】この移動により、最初はモニタ２６にはＯ
ＣＴ像２７が表示されないが、基準光側の光路長が光走
査プローブ８側の光路長と一致する状態になると、干渉
光が発生し、その干渉光部分がモニタ２６にはＯＣＴ像
２７として表示され、次第に表示されるＯＣＴ像が広が
るようになる。

【００４９】そして、例えば注目する関心領域部分がそ
の生体組織表面から所定の走査範囲となる所定の深さま
で表示される状態に達したら、図示しないキーボードな
どからコンピュータ２５に移動停止のコマンドなどを入
力して１軸ステージ１８の移動を停止させる。

【００５０】このようにすると、モニタ２６には関心領
域部分の表面からその深部側まで所定の深さ範囲までＯ
ＣＴ像２７として確実に表示されるようになる。

【００５１】本実施の形態によれば、走査範囲の光路長
に対応して基準光側で高速に光路長を変化する手段と共
に、実際に使用される光走査プローブ８に応じて基準光
側での光路長を可変できるようにしているので、光走査
プローブ８を交換した場合にも一部しか或いは全く断層
像が得られないような事態を回避でき、確実に走査範囲
に対する断層像を得ることができる。

【００５２】また、本実施の形態における光走査プロー
ブ８では、その中心軸に沿って配置した第４のシングル
モードファイバ１０を回転駆動し、その先端側に設けた
ＧＲＩＮレンズ５６及びマイクロプリズム５７も回転駆
動することにより、光走査プローブ８の中心軸に垂直な
方向に対して低干渉光を安定して走査でき、従って周方
向に２次元的に広がり、深さ方向の断層像を安定して得
ることができる。

【００５３】具体的には、例えば狭い管腔内壁部分でこ
のように周方向の走査を行って周方向の断層像を得るこ
とにより、内視鏡３１による表面状態の観察と、断層像
による表面を含むその内部の病変部位の性状を検出する
などの診断を有効に行うことができる。

【００５４】また、他の使用例として例えば、内視鏡３
１により体腔内の生体組織１１において、患部等の注目
する部位を観察し、その内部の状態を主に観察したい場
合には、注目する部位に光走査プローブ８の先端の側面
を接近させて（例えば光走査プローブ８の先端の側面を
注目する部位の表面とほぼ平行にする）、同様に周方向
の走査により断層像を得る。

【００５５】そして、表示の際には全周方向の断層像を
表示しないで、注目する部位を含む狭い範囲をモニタ２
６に表示するようにしても良い。この場合には、広い管
腔内部でも適用できる。また、狭い管腔部位でもその一
部に対する詳細な断層像を得る場合にも適用できる。

【００５６】また、このように全周に対する断層像をを
得る場合と全周の一部の領域に対する断層像を得る場合
とで、回転速度（換言すると走査速度）を変更できるよ
うにしても良い。

【００５７】第１の実施の形態おける光路長の可変手段
は１軸ステージ１８とその１軸ステージ１８に設けたガ
ルバノメータミラー１９で構成したが、図５に示す変形
例の光路長の可変手段１４′のように１軸ステージ１８
を用いないで、レンズ１７とガルバノメータミラー１９
との間の光路上に、３角プリズム状のミラー６１を配置
し、このミラー６１の両斜面で反射された光路上にさら
に反射するミラー６２を配置し、このミラー６２を移動
手段としてのリニアアクチュエータ６３に取付け、この
リニアアクチュエータ６３に駆動信号を印加することに
よって対向するミラー６１との光路に沿って符号ｅで示
す方向にミラー６２を移動することによって、光走査プ
ローブ８を交換した場合等にその光路長のバラツキ等を
吸収できるようにしても良い。

【００５８】なお、第２の光路長の変化手段としての１
軸ステージ１８或いはリニアアクチュエータ６３は電気
的な駆動信号の印加によりガルバノメータミラー１９或
いはミラー６２を移動すると説明したが、手動で移動す
るようにしても良い。

【００５９】（第２の実施の形態）次に図６及び図７を
参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。図６は
本発明の第２の実施の形態の光イメージング装置の構成
を示し、図７は光路長の可変手段を示し、図７（Ａ）は
そのの平面図を示し、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＡ−
Ａ′断面図でその構成を示す。

【００６０】図６に示す第２の実施の形態の光イメージ
ング装置１Ｂは図１の光イメージング装置１Ａにおける
基準光側での光路長の可変手段とは異なる構成の光路長
の可変手段或いはより広義の伝搬時間の可変機構６４を
用いている。

【００６１】つまり、第２のシングルモードファイバ５
の先端側は第１の伝搬時間の変化手段を構成する円板状
のピエゾ素子６５に巻回した後に、このピエゾ素子６５
から端部を延出し、その端部に対向してレンズ６６が配
置され、このレンズ６６に対向して第２の伝搬時間の変
化手段を構成する１軸ステージ１８に取り付けられたミ
ラー６７が配置されている。

【００６２】１軸ステージ１８は光走査プローブ８の光
路長の違い等を吸収するためのものであり、位置制御装
置２１によりその移動量を設定でき、ピエゾ素子６５は
駆動装置６８から交流の駆動信号が印加される。第２の
シングルモードファイバ５の先端側が巻回されたピエゾ
素子６５は図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、円板状
のピエゾ板６９の両面に電極７０ａ，７０ｂが設けら
れ、両電極７０ａ，７０ｂの上に第２のシングルモード
ファイバ５が同心状に巻回された状態で図示しない接着
剤等で電極７０ａ，７０ｂ面に固着されている。

【００６３】両電極７０ａ，７０ｂ間には駆動装置６８
から交流の駆動信号が印加され、この駆動信号の印加に
よりピエジ板６９は半径方向に伸縮し、この伸縮に引き
ずられるようにして巻回された第２のシングルモードフ
ァイバ５も伸縮し、この伸縮に応じてその光路長も変化
するし、また、第２のシングルモードファイバ５が伸縮
した場合に、その内部を伝搬する光の伝搬速度もドップ
ラ現象で変化する。

【００６４】そして、この場合の伝搬時間の変化幅が走
査範囲の光路長を伝搬する時間と一致するように駆動信
号の振幅を設定できるようにしている。

【００６５】その他は第１の実施の形態と同様である。

【００６６】また、本実施の形態は基本的に、第１の実
施の形態と同様の作用を有する。また、第１の実施の形
態と同様の効果を有する。

【００６７】（第３の実施の形態）次に図８及び図９を
参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。図８は
本発明の第３の実施の形態の光イメージング装置の構成
を示し、図９は光ディレイラインの構造を示す。第１及
び第２の実施の形態では光路長に個体差がある１種類の
光走査プローブに対応できるようにしたものであるが、
本実施の形態は長さが異なる光走査プローブを用いた場
合にも対処できるようにしたものである。

【００６８】図８に示す第３の実施の形態の光イメージ
ング装置１Ｃは図１の光イメージング装置１Ａにおい
て、光走査プローブ８の代わりに長さが異なる２種類の
光走査プローブ８Ａ，８Ｂが選択使用できるようにする
と共に、使用する光走査プローブ８Ａ又は８Ｂに応じて
光路長を変更するために、例えば第２のシングルモード
ファイバ５の先端側には光ディレイライン７１が設けて
ある。この光ディレイライン７１はコンピュータ２５に
より、内部の光路長を変更できるようにしている。

【００６９】光走査プローブ８Ａ及び８Ｂはそれぞれ使
用される内視鏡のチャンネルに挿通して使用され、例え
ば気管支の検査に使用される気管支用内視鏡が使用され
る場合にはプローブの全長が１．５ｍの光走査プローブ
８Ａが使用され、大腸検査に使用される大腸用内視鏡が
使用される場合にはプローブの全長が３．０ｍの光走査
プローブ８Ｂが使用される。

【００７０】図９は光ディレイライン７１の構造を示
す。第２のシングルモードファイバ５における光カップ
ラ部４側の端部とレンズ１５側の端部との間にはそれぞ
れ光スイッチ７２Ａ，７２Ｂが配置され、各端部がレセ
プタクル７３を介して接続される。これらの光スイッチ
７２Ａ，７２Ｂの間には光路長が異なる２本のシングル
モードファイバ７４Ａ，７４Ｂが配置されている。例え
ば、シングルモードファイバ７４Ｂはシングルモードフ
ァイバ７４Ａよりも長く、その光路長の差は光走査プロ
ーブ８Ａと８Ｂとの光路長の差に殆ど一致するように設
定してある。

【００７１】また、シングルモードファイバ７４Ａの長
さは、光カップラ部４で分岐して光走査プローブ８Ａを
経て生体組織１１の表面付近で反射されて光カップラ部
４に戻るまでの光路長と、このシングルモードファイバ
７４Ａを経て光路長の可変機構１４で反射されて光カッ
プラ部４に戻るまでの光路長とが殆ど一致する光路長と
なるように設定されている。

【００７２】光スイッチ７２Ｉ（Ｉ＝Ａ又はＢ）は、第
２のシングルモードファイバ５の端部に対向してロッド
レンズ７５が配置され、このロッドレンズ７５に対向す
る駆動機構７６Ｉにはプリズム７７Ｉが設けてあり、コ
ンピュータ２５からの駆動信号を端子７８Ｉを介して印
加することにより、プリズム７７Ｉの位置を実線で示す
位置と点線で示す位置に移動させることができるように
している。

【００７３】このプリズム７７Ｉがロッドレンズ７５に
対向する位置に設定された場合には、第２のシングルモ
ードファイバ５の端部に対向するロッドレンズ７５を経
た光はこのプリズム７７Ａにより反射されて、この反射
された側の光路上に配置されたロッドレンズ８０を介し
てレセプタクル７３に接続される一方のシングルモード
ファイバ７４Ａの端部に導光される。

【００７４】また、このプリズム７７Ｉがロッドレンズ
７５に対向する位置から退避した位置に設定された場合
には、第２のシングルモードファイバ５の端部に対向す
るロッドレンズ７５を経た光は駆動機構７６Ｉを素通り
して、プリズム７９に入射し、このプリズム７９により
反射され、さらにロッドレンズ８０を介して他方のシン
グルモードファイバ７４Ｂの端部に導光される。

【００７５】このようにして、プローブ全長が短い光走
査プローブ８Ａが接続された場合には、光ディレイライ
ン７１のシングルモードファイバ７４Ａを選択し、プロ
ーブ全長が長い光走査プローブ８Ｂが接続された場合に
は、光ディレイライン７１のシングルモードファイバ７
４Ｂを選択することにより長さが異なる光走査プローブ
８Ａ，８Ｂの場合にも同種類の光走査プローブでバラツ
キで長さが異なる場合と同様に使用できる。なお、本実
施の形態では２つの光走査プローブ８Ａ，８Ｂの場合で
説明したが、３つ以上の場合にも適用できることは明ら
かである。

【００７６】（第４の実施の形態）次に図１０及び図１
１を参照して本発明の第４の実施の形態を説明する。図
１０は本発明の第４の実施の形態の光イメージング装置
の構成を示し、図１１は変形例におけるプローブ把持部
の構造を示す。

【００７７】第１ないし第３の実施の形態までは、光走
査プローブの光路長のバラツキ等を吸収ための第２の光
路長の可変手段或いはより広義には伝搬時間の変化手段
を基準光側に設けているが、本実施の形態では光走査プ
ローブ側に設けたものである。

【００７８】図１０に示す第４の実施の形態の光イメー
ジング装置１Ｄは図１の光イメージング装置１Ａにおい
て、第１のシングルモードファイバ３の先端側の端部に
光走査プローブ８１のレンズ８２ａを内蔵したコネクタ
部８２が接続され、第２のシングルモードファイバ５の
先端側には途中にループ部３ａを設け、端部に対向して
光路長の可変手段８３が設けてある。

【００７９】この光路長の可変手段８３は例えばレンズ
８４とこのレンズ８４に対向配置されたミラー８５と、
このミラー８５を符号ｆで示す方向に移動するアクチュ
エータ８６とを有する。このアクチュエータ８６には駆
動装置８７からの駆動信号が印加され、ミラー８５を高
速で移動する。つまり、この光路長の可変手段８３は第
１の光路長の可変手段を形成している。

【００８０】光走査プローブ８１は体腔内８８に挿入さ
れる挿入部８９を有し、この挿入部８９の後端には術者
が把持する把持部９０が設けられ、この把持部９０から
ケーブル９１が延出され、このケーブル９１の端部のコ
ネクタ部８２を第１のシングルモードファイバ３の端部
に接続することにより、このケーブル９１内に挿通され
たシングルモードファイバ９２ａは第１のシングルモー
ドファイバ３と光結合する。

【００８１】このシングルモードファイバ９２ａで伝送
された光は把持部９０内のレンズ９３ａ，９３ｂにより
挿入部８９内に挿通されたシングルモードファイバ９２
ｂに伝送される。

【００８２】このシングルモードファイバ９２ｂはフレ
キシブルシャフト９４内に配置されてその後端と先端と
でフレキシブルシャフト９４に固着されている。このフ
レキシブルシャフト９４の後端側と先端側はそれぞれ軸
受け９５ａ，９５ｂで回転自在に支持されている。

【００８３】また、フレキシブルシャフト９４の後端は
ギヤ９６ａに固着され、このギヤ９６ａは回転支持部材
９７で回転自在に支持されている。このギヤ９６ａはス
テッピングモータ９８に取り付けたギヤ９６ｂと噛合
し、回転駆動される。このステッピングモータ９８はモ
ータ９９に取り付けたピニオンギヤ９９ａに噛合するリ
ニア状のギヤ部１００ａを下面に設けたラック１００の
上に固着されており、図１０の符号ｇで示す方向に移動
自在にして、第２の光路長の可変手段を形成している。
なお、回転支持部材９７もその下端がラック１００に固
着されている。

【００８４】フレキシブルシャフト９４の先端にはプリ
ズム１０１が固着され、シングルモードファイバ９２ｂ
で伝送した光を直角方向に反射して、先端部８９ａの透
明シース１０２を透過して体腔内８８の壁面１０３側に
伝送した光を照射する。

【００８５】上記駆動装置８７はビデオ同期回路２８に
接続され、ステッピングモータ９８及びモータ９９は位
置制御装置２１に接続される。

【００８６】その他の構成は図１と同様である。本実施
の形態では、モータ９９によって、光走査プローブ８１
内のシングルモードファイバ９２ｂ及びプリズム１０１
をシングルモードファイバ９２ｂの軸方向に移動できる
ようにしているので、実際に使用する光走査プローブ８
１の光路長などが異なる場合にも、それに応じてモータ
９９を回転させて移動することにより、深さ方向の断層
像を得ることができる。

【００８７】なお、図１０において、さらに基準光側に
第２の光路長可変手段を設けた場合には、モータ９９に
よりラック１００を移動することにより、３次元断層像
を得ることができるようにすることもできる。

【００８８】図１１は図１０の光走査プローブ８１の変
形例における把持部内の駆動部１１１の構成を示す。図
１１ではフレキシブルシャフト９４の後端は駆動部１１
１内のラジアル回転部１１２を構成するモータ１１３の
軸に固着され、この軸に固着したギヤ１１４はギヤ１１
５を介してロータリエンコーダ１１６に固着したギヤ１
１７に噛合している。モータ１１３とロータリエンコー
ダ１１６とはラジアル回転部支持部材１１８に固着さ
れ、このラジアル回転部支持部材１１８は駆動力伝達部
材１１９に固着され、この駆動力伝達部材１１９のネジ
孔にはボールネジ軸１２０が螺合し、このボールネジ軸
１２０はステッピングモータ１２１に連結されている。
そして、ステッピングモータ１２１が回転することによ
り、駆動力伝達部材１１９と共にラジアル回転部１１２
をボールネジ軸１２０の軸方向、つまり符号ｈで示す方
向に移動することができるようにしている。

【００８９】なお、フレキシブルシャフト９４内を挿通
されたシングルモードファイバ９２ｂはモータ１１３内
も挿通され、この端部に対向するラジアル回転部支持部
材１１８の孔を経てレンズ９３ｂ，９３ａと対向し、レ
ンズ９３ａに対向するシングルモードファイバ９２ａと
光を伝送できるようにしている。

【００９０】また、図１２は光走査プローブ８１の第２
の変形例の先端側の構成を示す。図１２に示す第２の変
形例の光走査プローブ１３１では挿入部１３２の先端部
１３３が透明シース１３４で形成され、この挿入部１３
２内にはシングルモードファイバ１３５が挿通されたフ
レキシブルシャフト１３６が挿通され、このシングルモ
ードファイバ１３５はフレキシブルシャフト１３６の先
端で固着され、このフレキシブルシャフト１３６の先端
に固着したプリズム１３７の斜面にした反射面により直
角方向に反射されて出射面から体腔内１３８の内壁１３
９側に低干渉性光を出射すると共に、反射光を逆方向に
伝送する。

【００９１】透明シース１３４の基端付近にはＯリング
１４１が介挿され、透明シース１３４内に充満したグリ
セリン或いはフロリナート等の液体１４２が漏れるのを
防止するシール手段を形成している。グリセリン或いは
フロリナート等の液体１４２はプリズム１３７とほぼ同
じ屈折率を有するので、プリズム１３７の光出射及び光
入射の端面の周囲に充満することにより、プリズム１３
７のこの端面での反射による光伝送効率が低下するのを
防止のを防止できる。

【００９２】また、プリズム１３７の反射面に隣接する
部分には空気１４３が充満された空気室１４４が形成さ
れている。

【００９３】従って、このプリズム１３７の斜面の反射
面に接する部分にプリズム１３７の屈折率より小さい空
気１４３の層が形成されるので、プリズム１３７の斜面
の反射面で光を全反射させることができ、やはり光の伝
送効率を向上できる。

【００９４】その他は図１０の光走査プローブ８１と同
様の構成である。なお、低干渉性光は生体組織への透過
性が良い赤外の波長域でも良いし、浅い走査範囲で良い
場合には可視の波長域でも良い。

【００９５】図１３は第３の変形例における光路長の可
変機構１４１を示す。この光路長の可変機構１４１は図
１において、第２のシングルモードファイバ５の先端に
配置され、第２のシングルモードファイバ５の先端に対
向配置された平行光束にするレンズ１４２と、１軸ステ
ージ１８上に配置され、平行光束で入射される光を音波
により、透明媒質中に周期的な屈折率分布を空間的に作
ることにより偏向させで出射する音響光学偏向器１４３
と、この音響光学偏向器１４３の出射端側に配置された
平行光束にするレンズ１４４と、このレンズ１４４を経
た光を反射するミラー１４５と、音響光学偏向器１４３
に駆動信号を印加する駆動装置１４６とを有する。

【００９６】駆動装置１４６は音響光学偏向器１４３を
構成する例えばピエゾ素子に印加周波数を変えるスイー
プ発振器からの駆動信号を印加することにより、空気な
どの透明媒質中に周期的な屈折率分布、つまり回折格子
のピッチを変えて偏向角度を変えるようにする。この偏
向により、ミラー１４５で反射されて戻る光路長或いは
伝搬時間は変化する。これを高速で周期的に行うことに
より、走査範囲に対する光路長或いは伝搬時間だけ変化
させる。

【００９７】なお、駆動装置１４６はビデオ同期回路２
８に接続され、ビデオ同期信号と同期して印加周波数を
スイープする。

【００９８】なお、上述した各実施の形態等を部分的に
組み合わせて構成される実施の形態等も本発明に属す
る。

【００９９】［付記］ １．被検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱
した光の情報から被検体の断層像を構築する光イメージ
ング装置であって、 低干渉性光を被検体に伝送するためのシングルモードフ
ァイバーが内蔵された交換可能な光コネクタ部を持つ光
プローブ部と、 前記光プローブ部と接続し、被検体から戻ってきた低干
渉性光と基準光とを干渉させるとともに、前記干渉位置
を光軸に対し軸方向に走査するため、その走査範囲に対
応した伝搬時間を変化する第１の伝搬時間変化手段と、 前記交換可能な光コネクタ部の光路長に対応して伝搬時
間を変化する第２の伝搬時間変化手段と、を有する光イ
メージング装置。

【０１００】２．付記１において、前記第１及び第２の
伝搬時間変化手段はガルバノメータミラーと１軸ステー
ジの組み合わせである。 ３．付記１において、前記第１の伝搬時間変化手段はピ
エゾ素子とシングルモードファイバの組み合わせであ
り、第２の伝搬時間変化手段は１軸ステージである。

【０１０１】４．付記１において、前記第１の伝搬時間
変化手段はガルバノメータミラーであり、第２の伝搬時
間変化手段は複数の光反射部材と１軸ステージの組み合
わせである。 ５．付記１において、前記光プローブ部は内視鏡の鉗子
チャンネル内に挿通可能な細長く柔軟な筒状のシースで
ある。

【０１０２】６．付記５において、光をシースの長手方
向に回転走査するため、前記シース内に回転自在なフレ
キシブルシャフトとシングルモードファイバで形成さ
れ、その基端部は取り外し可能な光コネクタを合わせ持
っている。 ７．付記６において、前記光コネクタはシングルモード
ファイバ同士の突き当てとなっている。

【０１０３】８．被検体に低干渉性光の照射し、被検体
において散乱した光の情報から被検体の断層像を構築す
る光イメージング装置であって、低干渉性光を被検体に
伝送するためのシングルモードファイバが内蔵された交
換可能な光コネクタ部を持つ光路の異なる複数の種類を
持つ光プローブ部と、前記光プローブ部と接続し、被検
体から戻ってきた低干渉光と基準光とを干渉させるとと
もに、前記干渉位置を光軸に対し軸方向に走査するため
の第１の伝搬時間変化手段と、前記光プローブ部の種類
に応じた異なる光路を持ち、前記光プローブ部の種類に
合わせ光路長を切換可能な光ディレイ部を持つ光イメー
ジング装置。

【０１０４】９．付記８において、光ディレイ部は光ス
イッチと複数の長さの異なるシングルモードファイバの
組み合わせである。 １０．付記１において、前記第１の伝搬時間変化手段は
前記走査範囲に対応した伝搬時間を高速に変化させる。

【０１０５】１１．付記１において、前記第１の伝搬時
間変化手段は前記走査範囲に対応した伝搬時間を高速か
つ周期的に変化させる。 １２．付記１において、前記第２の伝搬時間変化手段は
被検体の注目する部分で設定した前記走査範囲で断層像
が得られるように伝搬時間を可変設定する。

【０１０６】１３．可視から赤外の波長域の低干渉性光
源と、該光源からの光を伝送する光導波路と、周方向へ
反射させ回転するプリズムミラーと生体からの散乱光等
を検出する検出部と、表示する表示部からなる光イメー
ジング装置に於いて、上記プリズムミラー周囲に満たさ
れた上記プリズムミラーと略同屈折率の光透過性流体
と、上記プリズムミラーの反射面の裏側に設けられた流
体収納部と、上記流体収納部に収納された低屈折率流体
と、を備えたことを特徴とする光イメージング装置。 １４．付記１３において、上記低屈折率流体が空気であ
る。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
検体に低干渉性光を照射し、被検体において散乱した光
の情報から被検体の断層像を構築する光イメージング装
置であって、低干渉性光を被検体に伝送するためのシン
グルモードファイバが内蔵された交換可能な光コネクタ
部を持つ光プローブ部と、前記光プローブ部と接続し、
被検体から戻ってきた低干渉性光と基準光とを干渉させ
るとともに、前記干渉位置を光軸に対し軸方向に走査す
るため、その走査範囲に対応した伝搬時間を変化する第
１の伝搬時間変化手段と、前記交換可能な光コネクタ部
の光路長に対応して伝搬時間を変化する第２の伝搬時間
変化手段と、を設けているので、光プローブ部を交換し
て使用する場合にも、その光プローブ部の光路長がバラ
ツキ等で異なる場合にも、第２の伝搬時間変化手段によ
る伝搬時間の調整により、バラツキ等による影響を吸収
でき、所定の走査範囲に対する断層像を確実に得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の光イメージング装
置の構成を示すブロック図。

【図２】第１の実施の形態が挿通される内視鏡を示す
図。

【図３】第１の実施の形態を構成する光走査プローブ装
置の後端側部分を示す断面図。

【図４】光走査プローブ装置の全体構成を示す断面図。

【図５】光路長の変化手段の変形例の構成を示す図。

【図６】本発明の第２の実施の形態の光イメージング装
置の構成を示すブロック図。

【図７】光路長の可変手段を示し、図７（Ａ）はその平
面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＡ−Ａ′断面図。

【図８】本発明の第３の実施の形態の光イメージング装
置の構成を示すブロック図。

【図９】光ディレイラインの構造を示す図。

【図１０】本発明の第４の実施の形態の光イメージング
装置の構成を示すブロック図。

【図１１】第４の実施の形態の第１の変形例における光
走査プローブの駆動部の構成を示す図。

【図１２】第４の実施の形態の第２の変形例における光
走査プローブの先端側の構成を示す図。

【図１３】第３の変形例における光路長の可変機構を示
す図。

【符号の説明】

１…光イメージング装置 ２…低干渉性光源 ３…第１のシングルモードファイバ ４…光カップラ部 ５…第２のシングルモードファイバ ６…光ロータリジョイント ７…第３のシングルモードファイバ ８…光走査プローブ ９…コネクタ部 １０…第４のシングルモードファイバ １１…生体組織 １２…フォトダイオード（ＰＤ） １３…回転駆動装置 １４…光路長の可変機構 １６…グレーティング １８…１軸ステージ １９…ガルバノメータミラー ２０…ガルバノメータミラーコントローラ ２１…位置制御装置 ２５…コンピュータ ２６…モニタ ３１…内視鏡 ４７…シース ５０…フレキシブルシャフト ５６…ＧＲＩＮレンズ ５７…マイクロプリズム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀧澤 寛伸 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に低干渉性光を照射し、被検体に
   おいて散乱した光の情報から被検体の断層像を構築する
   光イメージング装置であって、 低干渉性光を被検体に伝送するためのシングルモードフ
   ァイバが内蔵された交換可能な光コネクタ部を持つ光プ
   ローブ部と、 前記光プローブ部と接続し、被検体から戻ってきた低干
   渉性光と基準光とを干渉させるとともに、前記干渉位置
   を光軸に対し軸方向に走査するため、その走査範囲に対
   応した伝搬時間を変化する第１の伝搬時間変化手段と、 前記交換可能な光コネクタ部の光路長に対応して伝搬時
   間を変化する第２の伝搬時間変化手段と、を有する光イ
   メージング装置。