(57)【要約】【課題】  ボールレンズにおいて、ボール部端面において反射され、光ファイバのコア部に到達する光の量を低減させることを目的とする。【解決手段】  ボールレンズ２１３であって、シングルモードの光ファイバ３０１に接続され、シングルモードの光ファイバ３０１から最大広がり角２θｍａｘで出射される光ビームを透過させるスペーサストレート部４１０と、スペーサストレート部４１０に結合され、スペーサストレート部４１０を透過した光ビームが、所定の焦点位置において集光されるように出射するボール部４００と、を備え、スペーサストレート部４１０の長さをＬ、外径をＤとした場合に、２×Ｌ×ｔａｎθｍａｘ＜Ｄ＜２×ｋ×Ｌ×ｔａｎθ  （ただし、ｋ＝１．１、０．０６≦θｍａｘ≦０．１４）の関係が成立することを特徴とする。【選択図】  図４
2010237587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シングルモードの光ファイバに接続され、該シングルモードの光ファイバから最大広がり角２θｍａｘで出射される光ビームを透過させるスペーサストレート部と、
前記スペーサストレート部に結合され、該スペーサストレート部を透過した光ビームが、所定の焦点位置において集光されるように出射するボール部と、を備え、
前記スペーサストレート部の長さをＬ、外径をＤとした場合に、
２×Ｌ×ｔａｎθｍａｘ＜Ｄ＜２×ｋ×Ｌ×ｔａｎθ  （ただし、ｋ＝１．１、０．０６≦θｍａｘ≦０．１４）
の関係が成立することを特徴とするボールレンズ。
【請求項２】
前記ボールレンズの屈折率をｎ、前記ボール部から前記光ビームが出射された媒質の屈折率をｎ’、前記ボール部から焦点位置までの距離をｓ’とした場合、前記ボール部の半径ｒと、前記スペーサストレート部の長さＬとの間には、
ｎ×（１／ｒ−１／（Ｌ＋２ｒ））＝ｎ’×（１／ｒ−１／ｓ’）
の関係が成立することを特徴とする請求項１に記載のボールレンズ。
【請求項３】
前記ボール部は、前記シングルモードの光ファイバより出射され、前記スペーサストレート部を透過した光ビームを、該出射の方向と略直交する方向の前記焦点位置において集光させるように出射するための反射表面を有することを特徴とする請求項１または２に記載のボールレンズ。
【請求項４】
前記ボールレンズは、溶融石英材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のボールレンズ。
【請求項５】
請求項４に記載のボールレンズが前記シングルモードの光ファイバに接続され、駆動シャフト内に内蔵されていることを特徴とする光プローブ。
【請求項６】
請求項５に記載の光プローブを備えることを特徴とする光画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールレンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光干渉断層画像診断装置（ＯＣＴ）や波長掃引利用の光干渉断層診断装置（ＯＦＤＩ）等の光画像診断装置では、対象物に測定光を照射するプローブとして、先端に光学レンズが取り付けられた送受信部と光ファイバとが内蔵された光プローブが用いられている。
【０００３】
図９は、かかる光プローブに内蔵される、従来の光学レンズ（送受信部）と光ファイバとを示す図である。図９において、９００は、ボール部９０１とスペーサストレート部９０２とを備える光学レンズ（ボールレンズ）であり、９１０は、クラッド部９１１とコア部９１２とを備える光ファイバである。
【０００４】
図９に示すように、ボールレンズ９００のボール部９０１は、シングルモードの光ファイバ９１０の先端部に溶融接続した石英ガラスロッドの一部を、抵抗加熱、アーク放電などの手段で局所的により加熱することで溶融し、石英ガラスの表面張力により球状に成形させることで生成される。
【０００５】
具体的には、設計されたスペーサストレート部９０２にボール部９０１の体積をあらかじめ加えた体積のスペーサ（元スペーサ）を用意しておき、光ファイバ溶融接続機などを用いて光ファイバ９１０に溶融接続された元スペーサの先端側を溶融させ、石英ガラスの表面張力により所定のサイズになるまで球状に成長させることで生成される。
【０００６】
図１０は、このようにして生成されたボールレンズ９００を用いて対象物１００２に光を照射する場合の光路を示す図である。図１０に示すように、光ファイバ９１０の端面から出射された光ビーム１００１は、スペーサストレート部９０２内を一定の広がり角を持って透過し、ボール部で集光された後に対象物１００２に照射される。
【０００７】
さらに、光画像診断装置のように血管等の管腔内に挿入される光プローブに用いられる場合にあっては、光ファイバ９１０の端面から出射された光ビームを光軸に対して法線方向に屈折させる場合があるため、ボールレンズ９００のボール部９０１は側方照射型に加工される。
【０００８】
図１１は、ボールレンズのボール部を側方照射型に加工したボールレンズ（側方照射型のボールレンズ）の一例を示す図である。図１１に示すように、ボール部の一部を研磨することで斜面を形成し、当該斜面に反射コートを施し、全反射ミラーとなる反射表面を設けることで側方照射型のボールレンズ１１００が生成される。この場合、図１２に示すように、光ビームは、光ファイバ９１０に対して側方の対象物１２０１に、集光された状態で照射されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−３３３４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、光画像診断装置の光プローブに用いられる側方照射型のボールレンズの場合、径方向の解像度を上げるため、ビームスポットのサイズは出来るだけ小さくなるように光学設計されることが望ましい。つまり、ボール部１１０１のサイズはできるだけ大きくすることが望ましい。
【００１１】
そのため、従来は、元スペーサの外径をシングルモードの光ファイバ９１０に対して十分大きいサイズにしていた。サイズの大きいボール部１１０１を生成するのに、元スペーサの外径を大きくしておくことで、溶融する元スペーサの長さを短くすることができるからである。
【００１２】
しかしながら、元スペーサの外径サイズが大きいと、ボール部１１０１表面で反射した光ビームの一部が光ファイバのコア部９１２に入射されることとなり、光画像診断装置における画像上のノイズの原因となる。
【００１３】
図１３は、従来の側方照射型のボールレンズにおいて、ノイズの原因となる光ビームの光路イメージを示した図である。図１３において、線１３０１は、光ビームが対象物１２０１に照射され、反射した光ビームをボール部１１０１で受光した場合の光線の最大ひろがりを示している。
【００１４】
一方、線１３０２はボール部１１０１端面で反射された光がボール部１１０１内のＡ点を通る軌跡で側方照射型のボールレンズ１１００内において反射され、光ファイバのコア部９１２に到達した様子を示している。
【００１５】
上述したように、ボール部１１０１端面で反射され、光ファイバのコア部９１２に到達する光は、光画像診断装置において画像上のノイズの原因となることから、光画像診断装置において画質を向上させるためには、ボール部１１０１端面で反射され、光ファイバのコア部９１２に到達する光の量を低減させるようにボールレンズを構成することが望ましい。
【００１６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光ファイバの先端に接続され、光ファイバより出射される光を対象物に照射するボールレンズにおいて、ボール部端面において反射され、光ファイバのコア部に到達する光の量を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するために本発明に係るボールレンズは以下のような構成を備える。即ち、
シングルモードの光ファイバに接続され、該シングルモードの光ファイバから最大広がり角２θｍａｘで出射される光ビームを透過させるスペーサストレート部と、
前記スペーサストレート部に結合され、該スペーサストレート部を透過した光ビームが、所定の焦点位置において集光されるように出射するボール部と、を備え、
前記スペーサストレート部の長さをＬ、外径をＤとした場合に、
２×Ｌ×ｔａｎθｍａｘ＜Ｄ＜２×ｋ×Ｌ×ｔａｎθ  （ただし、ｋ＝１．１、０．０６≦θｍａｘ≦０．１４）
の関係が成立することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光ファイバの先端に接続され、光ファイバより出射される光を、その出射方向と略直交する方向に位置する対象物に照射する側方照射型のボールレンズにおいて、ボール部端面において反射され、光ファイバのコア部に到達する光の量を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる側方照射型のボールレンズが内蔵された光プローブ部が利用される光画像診断装置の外観構成を示す図である。
【図２】光プローブ部の先端部の構成を示す図である。
【図３】イメージングコアの断面構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る側方照射型のボールレンズの詳細構成を示す図である。
【図５】ワーキングディスタンス（ｓ’）と、ボール部４００の半径（ｒ）と、スペーサストレート部の長さ（Ｌ）との関係を説明するための図である。
【図６】光ファイバから出射される光の最大広がり角を説明するための図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る側方照射型のボールレンズにおけるノイズ低減効果を説明するための図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる前方照射型のボールレンズにおけるノイズ低減効果を示す図である。
【図９】従来の光学レンズと光ファイバとを示す図である。
【図１０】従来のボールレンズを用いて光を照射する場合の光路を示す図である。
【図１１】従来のボールレンズのボール部を側方照射型に加工したボールレンズ（側方照射型のボールレンズ）の一例を示す図である。
【図１２】従来の側方照射型のボールレンズにおける、光ファイバから出射された光の光路を示す図である。
【図１３】従来の側方照射型のボールレンズにおいて、ノイズの原因となる光ビームの光路イメージを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、必要に応じて添付図面を参照しながら本発明の各実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
［第１の実施形態］
１．光画像診断装置の外観構成
図１は本発明の第１の実施形態にかかる側方照射型のボールレンズが内蔵された光プローブ部を備える光画像診断装置（光干渉断層画像診断装置または波長掃引利用の光干渉断層画像診断装置）１００の外観構成を示す図である。
【００２２】
図１に示すように、光画像診断装置１００は、光プローブ部１０１と、スキャナ／プルバック部１０２と、操作制御装置１０３とを備え、スキャナ／プルバック部１０２と操作制御装置１０３とは、信号線１０４（光ファイバケーブル）により接続されている。
【００２３】
光プローブ部１０１は、直接血管内に挿入され、後述するイメージングコア２１０を用いて血管内部の状態を測定する。スキャナ／プルバック部１０２は、光プローブ部１０１と特別な工具を用いることなく着脱することが可能で、モータを内蔵し、光プローブ部１０１内のイメージングコア２１０のラジアル動作を規定する。
【００２４】
操作制御装置１０３は、血管内光干渉断層診断を行うにあたり、各種設定値を入力するための機能や、測定により得られたデータを処理し、断面画像として表示するための機能を備える。
【００２５】
操作制御装置１０３において、１１１は本体制御部であり、測定により得られたデータを処理したり、処理結果を出力したりする。１１１−１はプリンタ／ＤＶＤレコーダであり、本体制御部１１１における処理結果を印刷したり、データとして記憶したりする。
【００２６】
１１２は操作パネル（インタフェース）であり、ユーザは該操作パネル１１２を介して、各種設定値の入力を行う。１１３は表示装置としてのＬＣＤモニタであり、本体制御部１１１における処理結果を表示する。
【００２７】
２．光プローブ部の先端部の構成
次に、光プローブ部１０１の先端部の構成について図２を用いて説明する。図２において、カテーテルシース２０１の管腔内部には、測定光を送受信する送受信部２１３が配されたハウジング２１１と、それを回転させるための駆動力を伝達する駆動シャフト２１２とを備えるイメージングコア２１０がほぼ全長にわたって挿通されており、光プローブ部１０１を形成している。
【００２８】
送受信部２１３は駆動シャフト２１２を挿通する光ファイバによって送られた測定光の光軸を側方に反射させる側方照射型のボールレンズにより構成されている（詳細は後述する）。
【００２９】
送受信部２１３では、体腔内組織に向けて測定光を送信するとともに、体腔内組織からの反射光を受信する。
【００３０】
駆動シャフト２１２はコイル状に形成され、その内部には信号線（シングルモードの光ファイバ）が配されている。
【００３１】
ハウジング２１１は、短い円筒状の金属パイプの一部に切り欠き部を有した形状をしており、金属塊からの削りだしやＭＩＭ（金属粉末射出成形）等により成形される。ハウジング２１１は、内部に送受信部２１３を有し、基端側は駆動シャフト２１２と接続されている。また、先端側には短いコイル状の弾性部材２０３が設けられている。
【００３２】
弾性部材２０３はステンレス鋼線材をコイル状に形成したものであり、弾性部材２０３が先端側に配されることで、イメージングコア２１０の回転時の安定性が向上する。
【００３３】
２０４は補強コイルであり、カテーテルシース２０１の先端部分の急激な折れ曲がりを防止する目的で設けられている。
【００３４】
ガイドワイヤルーメン用チューブ２０２は、ガイドワイヤが挿入可能なガイドワイヤ用ルーメンを有する。ガイドワイヤルーメン用チューブ２０２は、予め体腔内に挿入されたガイドワイヤを受け入れ、ガイドワイヤによってカテーテルシース２０１が患部まで導かれるのに使用される。
【００３５】
イメージングコア２１０は、カテーテルシース２０１に対して回転動作及び軸方向動作することが可能であり、それを覆う駆動シャフト２１２は、柔軟で、かつ回転をよく伝達できる特性をもつ、例えば、ステンレス等の金属線からなる多重多層密着コイル等により構成されている。
【００３６】
３．イメージングコアの断面構成
次に、イメージングコア２１０の断面構成について説明する。図３は、イメージングコア２１０の断面構成を示す図である。図３に示すように、ハウジング２１１内には、本発明の第１の実施形態に係る側方照射型のボールレンズ（送受信部）２１３が配され、駆動シャフト２１２内には、クラッド部３０３とコア部３０２とから構成される光ファイバ３０１が配されている。
【００３７】
側方照射型のボールレンズ２１３は光ファイバ３０１の先端に溶融接続されており、光ファイバ３０１の先端より出射された光を、その出射方向と略直交する方向に位置する不図示の対象物に向けて集光させた状態で照射する。
【００３８】
４．側方照射型のボールレンズの詳細構成
次に、本実施形態に係る側方照射型のボールレンズ２１３の詳細構成について図４を用いて説明する。図４は、側方照射型のボールレンズ２１３の詳細構成を示す図である。図４に示すように、側方照射型のボールレンズ２１３は、ボール部４００と該ボール部が結合されたスペーサストレート部４１０とを備えている。光ファイバ３０１の先端から照射された光は、スペーサストレート部４１０において所定の広がり角（２θｍａｘ）をもって透過し、ボール部４００の全反射面４０１にて略垂直方向に全反射して、ボール部４００の端面より、測定対象物４２０に照射される。
【００３９】
本実施形態に係る側方照射型のボールレンズ２１３は、スペーサストレート部４１０の外径Ｄが、前述した従来の側方照射型のボールレンズのスペーサストレート部よりも小さく設計されていることを特徴とする。スペーサストレート部４１０の外径を小さくすることにより、ボール部４００の端面において反射した光のうち、スペーサストレート部４１０内に入射する光の量を低減させることが可能となる。この結果、光ファイバ３０１のコア部３０２に到達する光の量を低減させることが可能となり、光画像診断装置の光プローブ部１０１に用いられた場合に、画質を向上させることが可能となる。
【００４０】
なお、スペーサストレート部４１０の外径Ｄは、光ファイバ３０１の先端から照射され、最大広がり角（２θｍａｘ）をもって透過する光ビームが、スペーサストレート部４１０の側面にあたることがないように、スペーサストレート部４１０の長さ（Ｌ）に応じて、適切に設計されているものとする。
【００４１】
また、スペーサストレート部４１０の長さ（Ｌ）は、ボール部４００端面から照射される光ビームが、所定の距離（ワーキングディスタンス）において集光されるように（所定の距離が焦点位置となるように）、ボール部４００の半径（ｒ）とともに適切に設計されているものとする。
【００４２】
なお、ワーキングディスタンスは、例えば本実施形態の装置を血管診断用に用いた場合、血管の半径をやや上回る長さとなる。
【００４３】
以下、本実施形態に係る側方照射型のボールレンズにおけるワーキングディスタンス（ｓ’）と、ボール部４００の半径（ｒ）と、スペーサストレート部４１０の長さ（Ｌ）との関係、ならびに、スペーサストレート部４１０の長さ（Ｌ）と、スペーサストレート部４１０の外径（Ｄ）と、最大広がり角（２θｍａｘ）との関係について説明する。
【００４４】
５．ワーキングディスタンス（ｓ’）と、ボール部４００の半径（ｒ）と、スペーサストレート部４１０の長さ（Ｌ）との関係
はじめに、ワーキングディスタンス（ｓ’）と、ボール部４００の半径（ｒ）と、スペーサストレート部４１０の長さ（Ｌ）との関係について図５を用いて説明する。図５は、ワーキングディスタンス（ｓ’）と、ボール部４００の半径（ｒ）と、スペーサストレート部４１０の長さ（Ｌ）との関係を説明するための図である。なお、ここでは説明を簡略化するために、側方照射型のボールレンズではなく、前方照射型のボールレンズ（光ファイバより出射される光を、出射方向に位置する対象物に照射するボールレンズ）について説明するものとする。ただし、側方照射型のボールレンズの場合も同様の関係が成立する。
【００４５】
図５に示す記号はそれぞれ以下の通りである。
・ｒ：ボールレンズの半径
・ｓ：ボールレンズ全長（≒スペーサストレート部の長さＬ＋ボール部の半径ｒ×２）
・ｓ’：ボール部端面から焦点までの距離（ワーキングディスタンス）
・ｈ：光線がボール部端面を横切る点の光軸からの高さ
・ｙ：シングルモードの光ファイバのコア端部
・ｙ’：ボールレンズから出射された光線の焦点
・φ：ボールレンズ法線が光軸となす角度
・ｕ：シングルモードの光ファイバのコア部から出射された光線と光軸とのなす角度
・ｕ’：ボール部で屈折した光線と光軸とのなす角度
・ｉ：ボールレンズ法線と光線とのなす角度
・ｉ'：ボールレンズで屈折した光線とボールレンズ法線とのなす角度
・ｎ：ボールレンズ媒質（溶融石英材料）の屈折率
・ｎ'：ボールレンズから出射された媒質（空気）の屈折率
ここで、上記前提のもとでは、下式が成り立つ。
φ＝ｕ＋ｉ＝ｕ’＋ｉ’                            （１）
したがって、下式が導き出される。
ｉ＝φ−ｕ，  ｉ’＝φ−ｕ’                      （２）
ここで、近軸領域で考えると、ｕ，ｕ’，ｉ，ｉ’は非常に小さいので、更に、下式が成り立つ。
φ＝ｈ／ｒ，  ｕ＝ｈ／ｓ                          （３）
ｓｉｎ（ｉ）≒ｉ,  ｓｉｎ（ｉ’）≒ｉ'            （４）
また、屈折の法則より、下式が成り立つ。
ｎｉ＝ｎ’ｉ’                                    （５）
したがって、式（２）、（３）、（４）に基づいて、下式が導き出される。
ｎ（ｈ／ｒ−ｈ／ｓ）＝ｎ’（ｈ／ｒ−ｈ／ｓ’）    （６）
つまり、所定の屈折率ｎ、ｎ’のもとでは、ワーキングディスタンス（ｓ’）と、ボール部４００の半径（ｒ）と、スペーサストレート部４１０の長さ（Ｌ）との間には、下式の関係が成り立つ。
ｎ（１／ｒ−１／ｓ）＝ｎ’（１／ｒ−１／ｓ’）    （７）
ただし、ｓ＝Ｌ＋２ｒ
つまり、所定の屈折率ｎ、ｎ’のもとでは、ワーキングディスタンス（ｓ’）が決まると、ボール部４００の半径（ｒ）と、スペーサストレート部４１０の長さ（Ｌ）との関係が決まる。
【００４６】
次に、その算出方法及びボールレンズ長さ係数γについて以下に説明する。
γ＝Ｓ／２ｒより、Ｓ＝γ×２ｒ                    （８）
Ｓ＝Ｌ＋２ｒ                                      （９）
上式（８）、（９）より、下式が成り立つ。
Ｌ＝２ｒ×（γー１）                                （１０）
ここで、
（ａ）γ＜１．６のとき、光ビームは発散光になる。
（ｂ）γ＝１．６のとき、光ビームはコリメート光（平行光）になる。
（ｃ）γ＝２．６のとき、図４においてＳ＝ｓ’（ボールレンズ全長とワーキングディスタンスが同じ長さ）になる。
（ｄ）１．６＜γ＜４のとき、ワーキングディスタンスの短い収束光になる。
【００４７】
本実施形態に係る側方照射型のボールレンズ２１３では、所定のワーキングディスタンス（ｓ’）を実現すべく、上式（７）の関係を満たすように、ボール部４００の半径（ｒ）と、スペーサストレート部４１０の長さ（Ｌ）が設計されるものとする。
【００４８】
６．スペーサストレート部４１０の長さ（Ｌ）と、スペーサストレート部４１０の外径（Ｄ）と、最大広がり角（２θｍａｘ）との関係
次に、スペーサストレート部４１０の長さ（Ｌ）と、スペーサストレート部４１０の外径（Ｄ）と、最大広がり角（２θｍａｘ）との関係について説明する。
【００４９】
はじめに、最大広がり角θｍａｘの導出方法及びその範囲について図６を用いて説明する。図６において、シングルモードの光ファイバ３０１のコア部３０２中の屈折率をｎ１、光線が光軸となす角をθ１、スペーサストレート部４１０の屈折率をｎ２、光線がスペーサストレート部４１０中に出射される際の光線が光軸となす角をθｍａｘとすると、下式が成り立つ。
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ２×ｓｉｎθｍａｘ            （１１）
同様に、光線がシングルモードの光ファイバ３０１から空気中に出射されるときに光軸とのなす角をθａｉｒとすると、空気の屈折率ｎａｉｒ＝１より、下式が成り立つ。
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎａｉｒ×ｓｉｎθａｉｒ＝ｓｉｎθａｉｒ≒ＮＡ    （１２）
したがって、上式（１１）、（１２）に基づいて、下式が導き出される。
ｎ２×ｓｉｎθｍａｘ＝ＮＡ                        （１３）
ｓｉｎθｍａｘ≒θｍａｘ＝ＮＡ／ｎ２              （１４）
一般的なシングルモードの光ファイバの場合、ＮＡ＝０．１４である。上式（１４）より、最大広がり角θｍａｘはスペーサストレート部４１０の材質によって異なってくる。例えば、
（ｉ）スペーサストレート部４１０が溶融石英材料の場合、ｎ２＝１．４４７でθｍａｘ＝０．０９７となる。
（ｉｉ）スペーサストレート部４１０が一般的な光学ガラス（ＳＦ６）の場合、ｎ２＝１．８でθｍａｘ＝０．０７８となる。
（ｉｉｉ）スペーサストレート部４１０が屈折率の大きいモールド用ガラスの場合、ｎ２＝２．２でθｍａｘ＝０．０６４となる。
（ｉｖ）スペーサストレート部４１０が水の場合、ｎ２＝１．３３でθｍａｘ＝０．１０５となる。
（ｖ）スペーサストレート部４１０が空気の場合、ｎ２＝１．０でθｍａｘ＝０．１４となる。
【００５０】
したがって、θｍａｘの範囲は、好ましくは、０．０６≦θｍａｘ≦０．１４であり、さらに好ましくは、０．０８≦θｍａｘ≦０．１０となる。
【００５１】
次に、スペーサストレート部４１０の外径（Ｄ）の算出方法について以下に説明する。
【００５２】
図４に示すように、光ファイバ３０１の先端から照射され、最大広がり角（２θｍａｘ）をもって透過する光ビームが、スペーサストレート部４１０の側面にあたることがないようにするためには、下式が成り立つことが必要となる。
Ｄ＝２×Ｌ×ｔａｎθｍａｘ                        （１５）
したがって、上式（１０）、（１５）より、下式が成り立つ。
Ｄ＝２×（γ−１）×ｔａｎθｍａｘ                （１６）
なお、前述の条件（ａ）〜（ｄ）における前方照射型ボールレンズの場合のノイズ低減効果をシミュレーションすると、それぞれ、−３０．０ｄＢ、−１５．９ｄＢ、−１５．７ｄＢ、−１５．３ｄＢとなる。
【００５３】
７．実施例
次に、本実施形態に係る側方照射型のボールレンズにおけるノイズ低減効果のシミュレーション結果について説明する。
【００５４】
従来の側方照射型のボールレンズ１１００（図１３）のスペーサストレート部１１０２の外径をＤ１、また、本実施形態に係る側方照射型のボールレンズ２１３（図７）のスペーサストレート部４１０の外径をＤ２とする。
【００５５】
図１３において、ボール部１１０１端面からの反射の割合をＸ１、光ファイバ９１０のコア部９１２に入射される光量の割合をＹ１とする。一方、図７において、ボール部４００端面からの反射の割合をＸ２、光ファイバ３０１のコア部３０２に入射される光量の割合をＹ２とする。
【００５６】
それぞれの側方照射型のボールレンズ（１１００、２１３）において、ボール部（１１０１、４００）端面から出射される光量に対して、ボール部（１１０１、４００）端面から反射した光が光ファイバ（９１０、３０１）のコア部（９１２、３０２）に入射される光量の割合を求める。
【００５７】
図１３の側方照射型のボールレンズ１１００においては、Ｘ１＝０．０３３、Ｙ１＝０．００４９１となり、光ファイバ９１０のコア部９１２に入射される光量は、
１０×ｌｏｇ１０（Ｘ１×Ｙ１）＝−３７．９（ｄＢ）    （１７）
一方、図７の側方照射型のボールレンズ２１３においては、Ｘ２＝０．０３３、Ｙ２＝０．１１２となり、光ファイバ３０１のコア部３０２に入射される光量は、
１０×ｌｏｇ１０（Ｘ２×Ｙ２）＝−２４．３（ｄＢ）    （１８）
これらの結果により、本実施形態に係る側方照射型のボールレンズ２１３は、従来の側方照射型のボールレンズ１１００に比べて、約−１３．６（ｄＢ）のノイズ低減効果が得られることがわかった（例えば、線７０１に示すように、ボール部４００から外部に出射されることとなる）。
【００５８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る側方照射型のボールレンズでは、スペーサストレート部の外径を、従来の側方照射型のボールレンズよりも、小さくし、かつ光ファイバからの出射光がスペーサ内面に当たらない構成とした。
【００５９】
この結果、ボール部の端面において反射した光のうち、スペーサストレート部内に入射する光の量を低減させることが可能となり、光画像診断装置に用いられた場合に、断層画像の画質を向上させることが可能となった。
【００６０】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、側方照射型のボールレンズを光画像診断装置の光プローブに適用する場合について説明したが、本発明に係る側方照射型のボールレンズの適用は、光画像診断装置の光プローブに限定されるものではない。
【００６１】
また、上記第１の実施形態では、側方照射型のボールレンズについて説明したが、本発明はこれに限定されず、前方照射型のボールレンズであっても同様である。
【００６２】
図８は、前方照射型のボールレンズの実施形態を示すものである。図８においては、光ファイバから発せられる光線を複数の直線で示している。ボール部４００の表面に達した光線８００は、その大半が収束光８０１として外部に出射されるが、一部がレンズ内表面で反射し、レンズの中心側に収束する光線８０２となる。光線８０２はそのまま直進し、ボールレンズの基端側に到達する。その際、スペーサストレート部４１０の直径が、適切な値であると、光線８０２はスペーサストレート部４１０内に進入することなく、ボールレンズ内表面に到達し、レンズ外部に出射する。
【００６３】
これにより、望ましくないレンズ表面からの反射光の光線８０２が、ノイズとして光ファイバ３０１のコア部３０２内に進入することがなくなる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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