(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波された戻り光を用いて測定対象の光断層画像を取得する光断層画像化装置であって、
測定対象の光断層画像を取得する装置本体と、
前記装置本体からの測定光を前記測定対象まで導波するとともに前記測定対象からの戻り光を導波する回転側光ファイバ、その先端部に配置され、前記測定対象に前記測定光を照射し、その戻り光を取得する測定部、前記回転側光ファイバおよび前記測定部を回転自在に保持するように、それらの外周を覆い、少なくとも、前記測定部からの前記測定光および前記測定対象からの前記戻り光が透過する領域が透明な材料で形成されているプローブ外筒を備える光プローブと、
前記装置本体に接続され、前記測定光を前記回転側光ファイバまで導波するとともに前記回転側光ファイバによって導波された前記戻り光を前記装置本体まで導波する固定側光ファイバと、
前記回転側光ファイバを前記固定側光ファイバに対して回転自在に接続し、前記測定光および前記戻り光を伝送する光ロータリアダプタとを有し、
前記装置本体は、
光源と、
前記光源から射出された光を前記測定光と参照光に分岐する分岐手段と、
前記光プローブの前記測定部で検出され、前記回転側光ファイバ、前記光ロータリアダプタおよび前記固定側光ファイバを導波された前記戻り光と、前記参照光を合波して干渉光を生成する合波部と、
前記干渉光を干渉信号として検出する干渉光検出部と、
前記干渉光検出部によって検出された前記干渉信号から前記光断層画像を取得する断層画像取得部とを備え、
前記光ロータリアダプタは、
測定光を前記測定対象まで導波するとともに前記測定対象からの反射による戻り光を導波する光ファイバ間を回転自在に接続する光ロータリアダプタであって、
固定スリーブと、
この固定スリーブに固定的に支持され、その一方にその中心軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する端面を持つ固定側光ファイバと、
この固定側光ファイバの傾斜する端面と所定間隔離間して配置される固定側コリメータレンズと、
前記固定スリーブに対して回転自在に支持される取付筒と、
この取付筒に固定的に取り付けられ、前記固定側コリメータレンズに対向して配置され、その中心軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する端面を持つ回転側光ファイバと、
前記取付筒に固定的に取り付けられ、前記固定側コリメータレンズと前記回転側光ファイバとの間に、前記回転側光ファイバの傾斜する端面と所定間隔離間して配置される回転側コリメータレンズと、
前記取付筒を回転駆動させ、前記回転側光ファイバと前記回転側コリメータレンズを回転させる回転駆動手段とを備え、
前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの中心軸を、前記戻り光の減衰を小さくするように、前記取付筒の回転中心軸に対して、オフセットまたは傾斜させてあり、
前記干渉光検出部は、
入力された光を光電変換して値を検出する２つの検出部と２つの前記検出部で検出された値から差分を検出する差分アンプとからなり、２つの前記検出された値をバランス検波することにより、前記干渉信号を増幅して出力しながら干渉信号以外の同相光雑音を除去することで光断層画像の画質の向上を図ることを特徴とする光断層画像化装置。
【請求項２】
前記固定側光ファイバは、前記固定スリーブの略中心に固定的に支持され、
前記回転側光ファイバは、前記取付筒の略中心に固定的に取り付けられ、
前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの前記中心軸は、前記戻り光の減衰を小さくするように、前記取付筒の回転中心軸に対して、平行であり、かつ、オフセットしている光ロータリアダプタを備える請求項１に記載の光断層画像化装置。
【請求項３】
前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の中心軸と前記取付筒の回転中心軸との各々のオフセット量δ１およびδ２は、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の前記傾斜端面のそれらの中心軸に垂直な平面に対する傾斜角度をそれぞれθ１およびθ２、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の屈折率をそれぞれｎ１およびｎ２、前記固定側光ファイバと前記回転側光ファイバとの間の光を伝播させる媒質の屈折率をｎ３、前記固定側光ファイバ内および前記回転側光ファイバ内の各々をそれらの中心軸に平行に進行し、各々の傾斜端面と前記媒質との界面で屈折した光の各々の傾斜端面の法線とのなす角をそれぞれθ３およびθ４とし、前記固定側コリメータレンズおよび前記回転側コリメータレンズをそれぞれ薄板レンズとしたときの前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の傾斜端面の中心と前記固定側コリメータレンズおよび前記回転側コリメータレンズの各々の中心との光軸間距離に等しい前記固定側コリメータレンズおよび前記回転側コリメータレンズの各々の焦点距離をそれぞれｆ１およびｆ２とするとき、下記式（１）、（２）、（３）および（４）を満足する光ロータリアダプタを備える請求項１または２に記載の光断層画像化装置。
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ３×ｓｉｎθ３  …（１）
δ１＝ｆ１×ｔａｎ（θ３−θ１）    …（２）
ｎ２×ｓｉｎθ２＝ｎ３×ｓｉｎθ４  …（３）
δ２＝ｆ２×ｔａｎ（θ４−θ２）    …（４）
【請求項４】
前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバは、それぞれフェルールによって支持され、それぞれのフェルールは、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各傾斜端面と同じ平面をなす傾斜端面を持つ光ロータリアダプタを備える請求項１〜３のいずれかに記載の光断層画像化装置。
【請求項５】
前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバは、それぞれフェルールの中心に支持され、各フェルールは、それぞれホルダに支持され、各ホルダは、前記固定スリーブおよび前記取付筒に固定的に取り付けられ、
前記取付筒の回転中心軸に対して、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバを支持するそれぞれのフェルール自体をオフセットさせて、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバのそれぞれの中心軸をオフセットさせる光ロータリアダプタを備える請求項４に記載の光断層画像化装置。
【請求項６】
前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバは、各々の傾斜端面の中心が前記回転中心軸上に位置するように配置され、
前記固定側コリメータレンズおよび前記回転側コリメータレンズは、各々の中心が前記回転中心軸上に位置するように配置され、
前記固定側光ファイバは、前記固定スリーブに所定角度傾斜して固定的に支持され、
前記回転側光ファイバは、前記取付筒に所定角度傾斜して固定的に取り付けられ、
前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの前記中心軸は、前記戻り光の減衰を小さくするように、前記取付筒の回転中心軸に対して、それぞれ傾斜する光ロータリアダプタを備える請求項１の光断層画像化装置。
【請求項７】
前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の中心軸と前記取付筒の回転中心軸に対する各々の傾斜角度φ１およびφ２は、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の前記傾斜端面のそれらの中心軸に垂直な平面に対する傾斜角度をそれぞれθ１およびθ２、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の屈折率をそれぞれｎ１およびｎ２、前記固定側光ファイバと前記回転側光ファイバとの間の光を伝播させる媒質の屈折率をｎ３、前記固定側光ファイバ内および前記回転側光ファイバ内の各々をそれらの中心軸に平行に進行し、各々の傾斜端面と前記媒質との界面で屈折した光の各々の傾斜端面の法線とのなす角をそれぞれθ３およびθ４とするとき、下記式（５）、（６）、（７）および（８）を満足するものである光ロータリアダプタを備える請求項１または６に記載の光断層画像化装置。
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ３×ｓｉｎθ３  …（５）
φ１＝θ３−θ１                    …（６）
ｎ２×ｓｉｎθ２＝ｎ３×ｓｉｎθ４  …（７）
φ２＝θ４−θ２                    …（８）
【請求項８】
前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバは、それぞれフェルールによって支持され、それぞれのフェルールは、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各傾斜端面と同じ平面をなす傾斜端面を持つ光ロータリアダプタを備える請求項１、６または７に記載の光断層画像化装置。
【請求項９】
前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバは、それぞれフェルールの中心に支持され、各フェルールは、それぞれホルダに支持され、各ホルダは、前記固定スリーブおよび前記取付筒に固定的に取り付けられ、
前記取付筒の回転中心軸に対して、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバを支持するそれぞれのフェルール自体を傾斜させて、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバのそれぞれの中心軸を傾斜させる光ロータリアダプタを備える請求項８に記載の光断層画像化装置。
【請求項１０】
前記固定側光ファイバおよび前記固定側コリメータレンズと、前記回転側光ファイバおよび回転側コリメータレンズとは、対称となる位置が取れるように配置される光ロータリアダプタを備える請求項１〜９のいずれかに記載の光断層画像化装置。
【請求項１１】
前記回転側光ファイバおよび前記回転側コリメータレンズを固定的に支持する前記取付筒は、前記固定側光ファイバおよび前記固定側コリメータレンズを固定的に支持する前記固定スリーブから着脱可能である光ロータリアダプタを備える請求項１〜１０のいずれかに記載の光断層画像化装置。
【請求項１２】
さらに、一方の端部が前記取付筒に取り付けられ、前記取付筒と一体的に前記回転中心軸周りに回転する回転筒を有し、
前記回転側光ファイバの一方の前記傾斜端面の側は、その中心軸が前記取付筒の回転中心軸に対してオフセットまたは傾斜するように前記取付筒に取り付けられ、
前記回転側光ファイバは、前記回転筒の他方の端部において、前記回転筒に支持される光ロータリアダプタを備える請求項１〜１１のいずれかに記載の光断層画像化装置。
【請求項１３】
前記回転筒の他方の端部において、前記回転側光ファイバは、その中心軸と前記取付筒の回転中心軸とが一致するように前記回転筒の中心に支持される光ロータリアダプタを備える請求項１２に記載の光断層画像化装置。
【請求項１４】
前記回転側光ファイバは、前記回転筒の他方の端部において、他方の端面を有し、
前記回転筒の他方の端部は、固定型の光コネクタの端子を構成する光ロータリアダプタを備える請求項１２または１３に記載の光断層画像化装置。
【請求項１５】
前記回転側光ファイバの他方の端面は、その中心軸と前記取付筒の回転中心軸とが一致するように前記回転筒の中心に取り付けられる光ロータリアダプタを備える請求項１４に記載の光断層画像化装置。
【請求項１６】
前記回転側光ファイバは、前記回転筒の他方の端部から延在し、その先端部は、前記測定対象に前記測定光を照射し、その戻り光を取得する測定部に接続され、透明なプローブ外筒に回転自在に保持され、光プローブを構成する光ロータリアダプタを備える請求項１２または１３に記載の光断層画像化装置。
【請求項１７】
前記光源は、一定の周期で波長を掃引しながら光を射出するものである請求項１〜１６のいずれかに記載の光断層画像化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ロータリアダプタ、およびこれを用いる光断層画像化装置に係り、詳しくは、測定対象の光断層画像を取得するために、測定光を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光を導波する光ファイバ間を回転自在に接続する光ロータリアダプタ、および測定対象に光を照射し、その反射による戻り光から測定対象の光断層画像を取得する光断層画像化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生体組織等の測定対象を切断せずに断面画像を取得する方法として、光干渉断層（ＯＣＴ：Optical  Coherence  Tomography）計測法を利用した光断層画像化装置がある。
このＯＣＴ計測法は、光干渉計測法の一種であり、光源から射出された光を測定光と参照光との２つに分け、測定光と参照光との光路長が光源のコヒーレンス長以内の範囲で一致したときにのみ光干渉が検出されることを利用した計測方法である。
【０００３】
このＯＣＴ計測法を利用した光断層画像化装置としては、例えば、特許文献１に、光源と、光源から射出された光を測定光と基準光に分ける第１の光カップラ部と、測定光を測定対象たる被検体に照射し、その反射による戻り光を検出する測定部、測定光および戻り光を伝達する光ファイバおよび光ファイバと測定部を被覆する透明部なシースを備える光走査プローブと、測定光と同じ光路長を導光された基準光と戻り光とを干渉させる第２のカップラ部と、干渉結果から断層画像を検出する演算部を有する光断層画像化装置が開示されている。そして、特許文献１に開示の光断層画像化装置は、測定部の光ファイバが、光ロータリージョイントで回転自在に接続されており、光走査プローブの先端の測定部を所定の測定部位まで挿入し、光ファイバを回転させて測定部を回転させつつ、回転する測定部によって測定対象の複数点の断層画像を取得することによって２次元の断層像を取得している。
【０００４】
特許文献１に開示の光ロータリージョイントは、中心に沿って回転側光ファイバが挿通された回転子を、中心に沿って固定側光ファイバが挿通された回転子受けの凹部に嵌合して、回転子を軸受けを介して回転子受けに回転自在に支持し、回転子をベルトを介して一定速度で回転駆動し、対向する回転側光ファイバおよび固定側光ファイバの両先端には凸レンズを配置して回転されない固定側光ファイバと回転される回転側光ファイバとの間で効率良く光伝送できるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１３１２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示の光断層画像化装置に用いられている光ロータリージョイントは、対向する回転側光ファイバおよび固定側光ファイバの両先端に凸レンズを配置することにより、光ファイバ先端同士を非接触として、一方の光ファイバを回転自在にするとともに、体腔部などの体内に挿入された光走査プローブを洗浄するために、光走査プローブ側の回転側光ファイバが挿通された回転子と固定側光ファイバが挿通された回転子受けとを着脱可能とし、かつ、回転子と回転子受けとを着脱する際にも、両光ファイバの先端の損傷や破損などを防止することができるし、凸レンズを介して一方の光ファイバ内を伝播された光を集光して他方の光ファイバに入射させることができるので、ある程度の効率良い光伝送は可能である。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示の光ロータリージョイントにおいては、両光ファイバの対向する両端面における光の反射や屈折による測定対象からの戻り光の減衰によるＳ／Ｎ比の低下については全く考慮されていないという問題があった。特に、光断層画像化装置においては、両光ファイバの対向する両端面における測定光の減衰は許容できる場合であっても、測定光に対する測定対象からの戻り光の光量は、１０−６〜１０−１０程度であるため、両光ファイバの対向する両端面における端面反射による戻り光の減衰やＳ／Ｎ比の低下は極めて重大であるにもかかわらず、特許文献１に開示の光ロータリージョイントでは全く考慮されていないという問題があった。
【０００８】
本発明の第１の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、測定光を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光を導波する光ファイバ間を回転自在かつ着脱可能に接続し、着脱した際にも接続された両光ファイバの先端の損傷や破損などを防止することができるとともに、接続される両光ファイバの対向する両端面における端面反射による、測定対象からの戻り光の減衰やＳ／Ｎ比の低下を防止することができる光ロータリアダプタを提供することにある。
本発明の第２の目的は、上記第１の目的を達成することができる光ロータリアダプタを用いることにより、効率よく分解能の高い、測定対象の光断層画像を取得することができる光断層画像化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、導波された戻り光を用いて測定対象の光断層画像を取得する光断層画像化装置であって、測定対象の光断層画像を取得する装置本体と、前記装置本体からの測定光を前記測定対象まで導波するとともに前記測定対象からの戻り光を導波する回転側光ファイバ、その先端部に配置され、前記測定対象に前記測定光を照射し、その戻り光を取得する測定部、前記回転側光ファイバおよび前記測定部を回転自在に保持するように、それらの外周を覆い、少なくとも、前記測定部からの前記測定光および前記測定対象からの前記戻り光が透過する領域が透明な材料で形成されているプローブ外筒を備える光プローブと、前記装置本体に接続され、前記測定光を前記回転側光ファイバまで導波するとともに前記回転側光ファイバによって導波された前記戻り光を前記装置本体まで導波する固定側光ファイバと、前記回転側光ファイバを前記固定側光ファイバに対して回転自在に接続し、前記測定光および前記戻り光を伝送する光ロータリアダプタとを有し、前記装置本体は、光源と、前記光源から射出された光を前記測定光と参照光に分岐する分岐手段と、前記光プローブの前記測定部で検出され、前記回転側光ファイバ、前記光ロータリアダプタおよび前記固定側光ファイバを導波された前記戻り光と、前記参照光を合波して干渉光を生成する合波部と、前記干渉光を干渉信号として検出する干渉光検出部と、前記干渉光検出部によって検出された前記干渉信号から前記光断層画像を取得する断層画像取得部とを備え、前記光ロータリアダプタは、測定光を前記測定対象まで導波するとともに前記測定対象からの反射による戻り光を導波する光ファイバ間を回転自在に接続する光ロータリアダプタであって、固定スリーブと、この固定スリーブに固定的に支持され、その一方にその中心軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する端面を持つ固定側光ファイバと、この固定側光ファイバの傾斜する端面と所定間隔離間して配置される固定側コリメータレンズと、前記固定スリーブに対して回転自在に支持される取付筒と、この取付筒に固定的に取り付けられ、前記固定側コリメータレンズに対向して配置され、その中心軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する端面を持つ回転側光ファイバと、前記取付筒に固定的に取り付けられ、前記固定側コリメータレンズと前記回転側光ファイバとの間に、前記回転側光ファイバの傾斜する端面と所定間隔離間して配置される回転側コリメータレンズと、前記取付筒を回転駆動させ、前記回転側光ファイバと前記回転側コリメータレンズを回転させる回転駆動手段とを有し、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの中心軸を、前記戻り光の減衰を小さくするように、前記取付筒の回転中心軸に対して、オフセットまたは傾斜させ、前記干渉光検出部は、入力された光を光電変換して値を検出する２つの検出部と２つの前記検出部で検出された値から差分を検出する差分アンプとからなり、２つの前記検出された値をバランス検波することにより、前記干渉信号を増幅して出力しながら干渉信号以外の同相光雑音を除去することで光断層画像の画質の向上を図ることを特徴とする光断層画像化装置を提供するものである。
【００１０】
ここで、前記固定側光ファイバは、前記固定スリーブの略中心に固定的に支持され、前記回転側光ファイバは、前記取付筒の略中心に固定的に取り付けられ、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの前記中心軸は、前記戻り光の減衰を小さくするように、前記取付筒の回転中心軸に対して、平行であり、かつ、オフセットしているのが好ましい。
また、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の中心軸と前記取付筒の回転中心軸との各々のオフセット量δ１およびδ２は、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の前記傾斜端面のそれらの中心軸に垂直な平面に対する傾斜角度をそれぞれθ１およびθ２、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の屈折率をそれぞれｎ１およびｎ２、前記固定側光ファイバと前記回転側光ファイバとの間の光を伝播させる媒質の屈折率をｎ３、前記固定側光ファイバ内および前記回転側光ファイバ内の各々をそれらの中心軸に平行に進行し、各々の傾斜端面と前記媒質との界面で屈折した光の各々の傾斜端面の法線とのなす角をそれぞれθ３およびθ４とし、前記固定側コリメータレンズおよび前記回転側コリメータレンズをそれぞれ薄板レンズとしたときの前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の傾斜端面の中心と前記固定側コリメータレンズおよび前記回転側コリメータレンズの各々の中心との光軸間距離に等しい前記固定側コリメータレンズおよび前記回転側コリメータレンズの各々の焦点距離をそれぞれｆ１およびｆ２とするとき、下記式（１）、（２）、（３）および（４）を満足するものであるのが好ましい。
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ３×ｓｉｎθ３  …（１）
δ１＝ｆ１×ｔａｎ（θ３−θ１）    …（２）
ｎ２×ｓｉｎθ２＝ｎ３×ｓｉｎθ４  …（３）
δ２＝ｆ２×ｔａｎ（θ４−θ２）    …（４）
【００１１】
また、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバは、それぞれフェルールによって支持され、それぞれのフェルールは、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各傾斜端面と同じ平面をなす傾斜端面を持つのが好ましい。
また、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバは、それぞれフェルールの中心に支持され、各フェルールは、それぞれホルダに支持され、各ホルダは、前記固定スリーブおよび前記取付筒に固定的に取り付けられ、前記取付筒の回転中心軸に対して、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバを支持するそれぞれのフェルール自体をオフセットさせて、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバのそれぞれの中心軸をオフセットさせるのが好ましい。
【００１２】
また、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバは、各々の傾斜端面の中心が前記回転中心軸上に位置するように配置され、前記固定側コリメータレンズおよび前記回転側コリメータレンズは、各々の中心が前記回転中心軸上に位置するように配置され、前記固定側光ファイバは、前記固定スリーブに所定角度傾斜して固定的に支持され、前記回転側光ファイバは、前記取付筒に所定角度傾斜して固定的に取り付けられ、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの前記中心軸は、前記戻り光の減衰を小さくするように、前記取付筒の回転中心軸に対して、それぞれ傾斜しているのが好ましい。
また、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の中心軸と前記取付筒の回転中心軸に対する各々の傾斜角度φ１およびφ２は、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の前記傾斜端面のそれらの中心軸に垂直な平面に対する傾斜角度をそれぞれθ１およびθ２、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各々の屈折率をそれぞれｎ１およびｎ２、前記固定側光ファイバと前記回転側光ファイバとの間の光を伝播させる媒質の屈折率をｎ３、前記固定側光ファイバ内および前記回転側光ファイバ内の各々をそれらの中心軸に平行に進行し、各々の傾斜端面と前記媒質との界面で屈折した光の各々の傾斜端面の法線とのなす角をそれぞれθ３およびθ４とするとき、下記式（５）、（６）、（７）および（８）を満足するものであるのが好ましい。
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ３×ｓｉｎθ３  …（５）
φ１＝θ３−θ１                    …（６）
ｎ２×ｓｉｎθ２＝ｎ３×ｓｉｎθ４  …（７）
φ２＝θ４−θ２                    …（８）
【００１３】
また、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバは、それぞれフェルールによって支持され、それぞれのフェルールは、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバの各傾斜端面と同じ平面をなす傾斜端面を持つのが好ましい。
また、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバは、それぞれフェルールの中心に支持され、各フェルールは、それぞれホルダに支持され、各ホルダは、前記固定スリーブおよび前記取付筒に固定的に取り付けられ、前記取付筒の回転中心軸に対して、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバを支持するそれぞれのフェルール自体を傾斜させて、前記固定側光ファイバおよび前記回転側光ファイバのそれぞれの中心軸を傾斜させるのが好ましい。
【００１４】
また、前記固定側光ファイバおよび前記固定側コリメータレンズと、前記回転側光ファイバおよび回転側コリメータレンズとは、対称となる位置が取れるように配置されるのが好ましい。
また、前記回転側光ファイバおよび前記回転側コリメータレンズを固定的に支持する前記取付筒は、前記固定側光ファイバおよび前記固定側コリメータレンズを固定的に支持する前記固定スリーブから着脱可能であるのが好ましい。
【００１５】
また、前記光ロータリアダプタは、さらに、一方の端部が前記取付筒に取り付けられ、前記取付筒と一体的に前記回転中心軸周りに回転する回転筒を有し、前記回転側光ファイバの一方の前記傾斜端面の側は、その中心軸が前記取付筒の回転中心軸に対してオフセットまたは傾斜するように前記取付筒に取り付けられ、前記回転側光ファイバは、前記回転筒の他方の端部において、前記回転筒に支持されるのが好ましい。
また、前記回転筒の他方の端部において、前記回転側光ファイバは、その中心軸と前記取付筒の回転中心軸とが一致するように前記回転筒の中心に支持されるのが好ましい。
さらに、前記回転側光ファイバは、前記回転筒の他方の端部において、他方の端面を有し、前記回転筒の他方の端部は、固定型の光コネクタの端子を構成するのが好ましく、また、前記回転側光ファイバの他方の端面は、その中心軸と前記取付筒の回転中心軸とが一致するように前記回転筒の中心に取り付けられるのが好ましい。
もしくは、前記回転側光ファイバは、前記回転筒の他方の端部から延在し、その先端部は、前記測定対象に前記測定光を照射し、その戻り光を取得する測定部に接続され、透明なプローブ外筒に回転自在に保持され、光プローブを構成するのが好ましい。
【００１７】
また、前記光源は、一定の周期で波長を掃引しながら光を射出するものであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の態様の光ロータリアダプタによれば、測定光を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光を導波する光ファイバ間を回転自在、好ましくは着脱可能に接続し、着脱した際にも接続された両光ファイバの先端の損傷や破損などを防止することができるとともに、接続される両光ファイバの対向する両端面における端面反射による、測定対象からの戻り光の減衰やＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。
また、本発明の第２の態様の光断層画像化装置によれば、上記効果を奏する第１の態様の光ロータリアダプタを用いることにより、効率よく分解能の高い、測定対象の光断層画像を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る光ロータリアダプタおよびこれを用いる光断層画像化装置を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の光ロータリアダプタを用いる本発明の光断層画像化装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【００２０】
同図に示す本発明の光断層画像化装置１０は、光干渉断層（ＯＣＴ:Optical Coherence Tomography）計測法による測定対象の光断層画像を取得するためのもので、光Ｌａを射出する光源ユニット１２と、光源ユニット１２から射出された光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分岐し、かつ、被検体である測定対象からの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２を合波して干渉光Ｌ４を生成する分岐合波部１４と、分岐合波部１４で生成された干渉光Ｌ４を干渉信号として検出する干渉光検出部２０と、この干渉光検出部２０によって検出された干渉信号を処理して光断層画像（以下単に「断層画像」ともいう）を取得する処理部２２と、処理部２２で取得された光断層画像を表示する表示部２４とを備える装置本体１１と、装置本体１１の分岐合波部１４で分岐された測定光Ｌ１を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光Ｌ３を導波する回転側光ファイバＦＢ１を備える光プローブ１６と、測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１まで導波するとともに回転側光ファイバＦＢ１によって導波された戻り光Ｌ３を導波する固定側光ファイバＦＢ２と、回転側光ファイバＦＢ１を固定側光ファイバＦＢ２に対して回転自在に接続し、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３を伝送する本発明の光ロータリアダプタ１８とを有する。
【００２１】
また、光断層画像化装置１０は、装置本体１１に、さらに、参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整部２６と、光源ユニット１２から射出された光Ｌａを分光する光ファイバカプラ２８と、参照光Ｌ２を検出する検出部３０ａと戻り光Ｌ３を検出する検出部３０ｂと、処理部２２や表示部２４等への各種条件の入力、設定の変更等を行う操作制御部３２とを有する。なお、後述するが、図１に示す光断層画像化装置１０においては、上述した射出光Ｌａ、測定光Ｌ１、参照光Ｌ２および戻り光Ｌ３などを含む種々の光を各光デバイスなどの構成要素間で導波し、伝送するための光の経路として、回転側光ファイバＦＢ１および固定側光ファイバＦＢ２を含め種々の光ファイバＦＢ（ＦＢ３、ＦＢ４、ＦＢ５、ＦＢ６など）が用いられている。
ここで、分岐合波部１４、干渉光検出部２０、光路長調整部２６、光ファイバカプラ２８および検出部３０ａ、３０ｂは、干渉計を構成する。
【００２２】
まず、図１に示す光断層画像化装置１０に用いられる本発明の光ロータリアダプタについて説明する。
図２は、図１に示す本発明の光ロータリアダプタの一実施形態の概略断面図であり、図３は、図２に示す光ロータリアダプタの回転中心と光ファイバおよびコリメータレンズの位置関係を説明するための説明図である。
図２に示す光ロータリアダプタ１８は、筐体３４と、筐体３４の外側に取り付けられるモータ３６と、筐体３４内に固定される固定スリーブ３８と、固定スリーブ３８の一端面に固定的に取り付けられるホルダ４０ａおよび４０ｂを介して取り付けられる固定側光ファイバＦＢ２および固定側コリメータレンズ４２と、固定スリーブ３８に軸受け４４を介して回転自在に支持される取付筒４６ａおよびこれに一体的に組み立てられた回転筒４６ｂからなる回転組立体４６と、取付筒４６ａの一端面の略中心に固定的に取り付けられるホルダ４８ａおよび４８ｂを介して取り付けられる回転側光ファイバＦＢ１および回転側コリメータレンズ５０と、回転組立体４６の回転筒４６ｂの外周に取り付けられた歯車５２と、モータ３６の回転軸３６ａに取り付けられ、回転筒４６ｂの歯車５２と噛合する歯車５４とを有する。
【００２３】
筐体３４は、モータ３６、ホルダ４０ａおよび固定側光ファイバＦＢ２などを除き、光ロータリアダプタ１６の各構成要素を収納するものである。筐体３４には、モータ３６の回転軸３６ａが挿通される開口３４ａが設けられ、また、光ファイバＦＢ２を保持するホルダ４０ａを取り付ける固定スリーブ３８を取り付けるための開口３４ｂおよび光ファイバＦＢ１を回転自在に通すための開口３４ｃが互いに対向する位置に設けられている。
モータ３６は、回転筒４６ｂを回転させることにより、回転組立体４６の取付筒４６ａを回転させ、取付筒４６ａおよび回転筒４６ｂの略中心に支持されるＦＢ１を回転させるためのものである。モータ３６は、自身の回転軸３６ａを回転させることにより、回転軸３６ａの先端に取り付けられた歯車５４を回転させ、歯車５４と噛合する回転筒４６ｂの歯車５２を回転させて、回転筒４６ｂを回転させることにより、回転組立体４６の取付筒４６ａを回転させる。その結果、回転組立体４６の取付筒４６ａおよび回転筒４６ｂの略中心に支持されるＦＢ１は回転する。
【００２４】
固定スリーブ３８は、固定側光ファイバＦＢ２および固定側コリメータレンズ４２を所定位置に支持するともに、回転組立体４６の取付筒４６ａを回転自在に支持するためのものである。固定スリーブ３８は、円筒形状をなし、一方が開放する円管部３８ａと、他方に中央開口３８ｂを持つ円板部３８ｃを備え、円板部３８ｃの外側の環状突起３８ｄが、筐体３４の開口３４ｂに嵌合するように、円板部３８ｃが筐体３４の内壁に取り付けられる。
このように筐体３４に固定された固定スリーブ３８の円板部３８ｃの外側には、その中央開口３８ｂを覆うようにホルダ４０ａのフランジ部が取り付けられる。
一方、固定スリーブ３８の円管部３８ａには開放側から回転組立体４６の取付筒４６ａが嵌め込まれ、固定スリーブ３８の円管部３８ａの内周と、回転組立体４６の円筒状取付筒４６ａの外周との間には、２個の軸受け４４が介在する。２個の軸受け４４は、固定スリーブ３８の円管部３８ａの内周の段部に押し当てられ、円管部３８ａの内周から開放側に抜けないように、円管部３８ａの開放端の内周面に形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を持つリング３９によって止められている。
【００２５】
ホルダ４０ａは、その中心に円筒状フェルール４１に保持された光ファイバＦＢ２を保持するためのフランジ付き円管状部材である。フェルール４１に保持された光ファイバＦＢ２は、その先端面がホルダ４０ａのフランジ側端面から所定距離だけ離れて位置する（ホルダ４０ａ直管部の貫通孔内に入り込んだ位置となる）ようにホルダ４０ａに保持される。なお、ホルダ４０ａは、保持する固定側光ファイバＦＢ２の中心軸が固定スリーブ３８の円形状の中央開口３８ｂの略中心、具体的には、中央開口３８ｂに対して所定量（わずかに）偏心した位置に来るように、固定スリーブ３８の円板部３８ｃの外側の中央開口３８ｂの周辺部に外側に向けて取り付けられる。
【００２６】
ここで、フェルール４１は、芯部に光ファイバＦＢ２が挿通され、光ファイバＦＢ２を保持するとともに保護する機能を持ち、通常、ジルコニアフェルールやニッケル合金などの金属を用いたメタルフェルールなどを用いることができる。
一方、ホルダ４０ｂは、コリメータレンズ４２を保持するためのフランジ付き円管状部材であり、そのフランジ部がホルダ４０ａのフランジ部に、光ファイバＦＢ２の先端中心とコリメータレンズ４２の中心とがその光軸に沿って所定距離、具体的には、コリメータレンズ４２の焦点距離だけ離間するように取り付けられる。
なお、光ファイバＦＢ２の中心軸と、コリメータレンズ４２の中心とは、光線を水平に射出させる位置にオフセットさせて取り付けられている。
【００２７】
固定側光ファイバＦＢ２は、分岐合波部１４で分岐された測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１に伝送するとともに光ファイバＦＢ１によって導波された戻り光Ｌ３を伝送するものであり、光ファイバＦＢ２の先端面および芯部に光ファイバＦＢ２が挿通されたフェルール４１の先端面は、光ファイバＦＢ２の中心軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する同一平面をなす傾斜端面である。
固定側コリメータレンズ４２は、光ファイバＦＢ２の先端から射出された測定光Ｌ１をコリメートして回転側コリメータレンズ５０に入射させるとともに、コリメータレンズ５０からのコリメートされた戻り光Ｌ３を集光して光ファイバＦＢ２に入射させるためのものであり、光ファイバＦＢ２の先端面とコリメータレンズ４２とは、光ファイバＦＢ２の傾斜端面の中心とコリメータレンズ４２の中心との間の（光軸上の）距離がコリメータレンズ４２の焦点距離に等しくなるように配置される。
【００２８】
回転組立体４６は、その先端側（図２中左側をいう）の取付筒４６ａとその後端側（図２中右側をいう）の回転筒４６ｂとが同一回転中心軸周りを一体的に回転するように、一体的に組み立てられたものであって、その先端側の取付筒４６ａが固定スリーブ３８の円管部３８ａに嵌め込まれ、固定スリーブ３８に２個の軸受け４４を介して回転自在に支持され、取付筒４６ａおよび回転筒４６ｂの内部の略中心に保持される回転側光ファイバＦＢ１を回転自在に支持し、光ファイバＦＢ１を回転させるための部材である。
回転組立体４６の取付筒４６ａは、その後端側にフランジ状端面４６ｅを持つ円筒状部材であって、その先端側の端面が固定スリーブ３８の円板部３８ｃに対向し、その外周部に２個の軸受け４４が配置され、その後端側のフランジ状端面４６ｅの中心側に光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０を取り付けるためのもので、ファイバコリメータ取付筒として機能し、その周辺側には回転筒４６ｂの端面が取り付けられている。
回転組立体４６においては、２個の軸受け４４は、取付筒４６aの外周に圧入され、その段部に押し当てられ、取付筒４６aの外周から開放側に抜けないように、取付筒４６aの開放端の外周面に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を持つリング４７によって止められている。
【００２９】
また、回転筒４６ｂは、取付筒４６ａの内径より大きい内径の内周面を持ち、取付筒４６ａのフランジ状端面４６ｅの外径より小さい外径を持つ円筒状部材であって、その先端側の端面が、取付筒４６ａの後端側のフランジ状端面４６ｅの周辺側に、同一回転中心軸を持つように取り付けられて、取付筒４６ａと一体的に組み立てられた回転組立体４６を構成するものである。
また、回転組立体４６の取付筒４６ａと回転筒４６ｂとの間には、取付筒４６ａのフランジ状端面４６ｅによって段部が形成され、この段部に押し当てて回転筒４６ｂの先端側の外周には歯車５２が取り付けられ、歯車５２の回転に伴って回転筒４６ｂが回転して、回転組立体４６が回転し、回転組立体４６を構成する取付筒４６ａが回転するように構成されている。
回転筒４６ｂの後端側には、その略中心軸上に、取付筒４６ａの略中心軸上に取り付けられた光ファイバＦＢ１の他端（後端）側の傾斜端面を支持するとともに、このようにして回転筒４６ｂ内に保持される光ファイバＦＢ１を光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１に接続するための接続部４６ｃが取り付けられている。
なお、回転組立体４６は、回転筒４６ｂの先端側の端面を取付筒４６ａの後端側のフランジ状端面４６ｅから取り外すことにより、取付筒４６ａと回転筒４６ｂに分解するように構成することもできる。
【００３０】
回転組立体４６の取付筒４６ａの後端側のフランジ状端面４６ｅの中心側には、その中央開口４６ｄを覆うようにホルダ４８ａのフランジ部が取り付けられる。
ホルダ４８ａは、ホルダ４０ａと同様に、その中心に円筒状フェルール４９に保持された光ファイバＦＢ１を保持するためのフランジ付き円管状部材である。フェルール４９に保持された光ファイバＦＢ１は、その先端面がホルダ４８ａのフランジ側端面から所定距離だけ離れて位置する（ホルダ４８ａ直管部の貫通孔内に入り込んだ位置となる）ようにホルダ４８ａに保持される。なお、ホルダ４８ａは、保持する固定側光ファイバＦＢ１の中心軸が取付筒４６ａの中央開口４６ｄの略中心、具体的には、取付筒４６ａ（回転組立体４６）の回転中心に対して、所定量（わずかに）オフセット（偏心）した位置に来るように、フランジ状端面４６ｅの中央開口４６ｄの周辺部に外側に向けて取り付けられる。
【００３１】
ここで、フェルール４９は、芯部に光ファイバＦＢ１が挿通され、光ファイバＦＢ１を保持するとともに保護する機能を持ち、フェルール４１と同様に、通常、ジルコニアフェルールやニッケル合金などの金属を用いたメタルフェルールなどを用いることができる。
一方、ホルダ４８ｂは、ホルダ４０ｂと同様に、コリメータレンズ５０を保持するためのフランジ付き円管状部材であり、そのフランジ部がホルダ４８ａのフランジ部に、光ファイバＦＢ１の先端中心とコリメータレンズ５０の中心とが光軸に沿って所定距離、具体的には、コリメータレンズ５０の焦点距離だけ離間するように取り付けられる。
なお、光ファイバＦＢ１の中心軸と、コリメータレンズ５０の中心とは、光線を水平に射出させる位置にオフセットさせて取り付けられている。
【００３２】
回転側光ファイバＦＢ１は、固定側光ファイバＦＢ２から伝送された測定光Ｌ１を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光Ｌ３を導波して固定側光ファイバＦＢ２に伝送するためのものであり、光ファイバＦＢ１の先端面および芯部に光ファイバＦＢ１が挿通されたフェルール４９の先端面は、光ファイバＦＢ１の中心軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する同一平面をなす傾斜端面である。
回転側コリメータレンズ５０は、コリメータレンズ４２からのコリメートされた測定光Ｌ１を集光して光ファイバＦＢ１に入射させるとともに、光ファイバＦＢ１の先端から射出された戻り光Ｌ３をコリメートして固定側コリメータレンズ４２に入射させるためのものであり、光ファイバＦＢ１の先端面とコリメータレンズ５０とは、光ファイバＦＢ１の傾斜端面の中心とコリメータレンズ５０の中心との間の（光軸上の）距離がコリメータレンズ５０の焦点距離に等しくなるように配置される。
【００３３】
上述したように、回転組立体４６の回転筒４６ｂの後端面に取り付けられる接続部４６ｃは、取付筒４６ａの略中心軸上に取り付けられ、回転筒４６ｂの略中心軸上に保持される光ファイバＦＢ１の他端（後端）側の傾斜端面を支持するとともに、回転筒４６ｂ内に保持される光ファイバＦＢ１を光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１に接続するための部材である。
接続部４６ｃは、回転筒４６ｂの後端面に嵌め込まれ、その内周に設けられた段部に当接して取り付けられるフランジ部５６ａと、その両側に設けられた雄ねじ部５６ｂおよび５６ｃと、取付筒４６ａの略中心にホルダ４８ａによってフェルール４９を介して保持される光ファイバＦＢ１が略回転中心軸上に挿通されて割りスリーブ５７を介して保持される中央貫通孔５６ｄとを持つ端面部材５６と、光ファイバＦＢ１挿通する中央開口および端面部材５６の雄ねじ部５６ｂに螺合する雌ねじ部を持ち、中央貫通孔５６ｄに挿通された光ファイバＦＢ１を通す貫通孔を備える袋ナット５８とを備える。ここで、接続部４６ｃの端面部材５６、特に、雄ねじ部５６ｃは、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１をロータリアダプタ１８に取り付けるためのファイバコネクタとして機能する。
【００３４】
なお、図示例においては、光ファイバＦＢ１は、ホルダ４８ａで保持されている先端側の傾斜端面の位置では、その中心軸と取付筒４６ａの回転中心軸とは所定量オフセットするように取付筒４６ａおよび回転筒４６ｂの略中心に配置されるが、回転筒４６ｂの後端側の接続部４６ｃにおいては、その中心軸と回転筒４６ｂの回転中心軸とが一致するように端面部材５６と袋ナット５８とによって回転筒４６ｂの中心に支持されるのが好ましい。
ここで、回転筒４６ｂの接続部４６ｃの雄ねじ部５６ｃは、筐体３４の開口３４ｃに臨んでおり、光プローブ１６の光ファイバＦＢ１を、回転組立体４６内のファイバＦＢ１とを光学的に接続するコネクタとして機能し、通常の光コネクタ、例えば、ＳＣコネクタやＦＣコネクタなどや、フィジカルコンタクト用光コネクタなどをも含め、種々の光コネクタを接続することができる。
したがって、本発明の光断層画像化装置１０においては、本発明の光ロータリアダプタ１８の回転組立体４６の接続部４６ｃを光コネクタ接続部とし、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１の末端部を光コネクタを取り付けておき、これらの接続部４６ｃと光ファイバＦＢ１の末端部の光コネクタとを着脱することにより、装置本体１１に直接ＦＣコネクタなどの光コネクタによって接続された固定側の光ファイバＦＢ２と、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１とを着脱するのが好ましい。
なお、後述するが、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１をある程度の可撓性を持たせた状態で保護しつつ回転自在に保持するために、バネ等で被覆されている。
【００３５】
本発明の光ロータリアダプタ１８においては、軸受４４が圧入状態であるので容易ではないが、例えば、回転組立体４６の回転筒４６ｂや歯車５２を取り外して、リング３９を取り外すことにより、光ファイバＦＢ２を保持するホルダ４０ａを取り付けたままの固定スリーブ３８から光ファイバＦＢ１を保持するホルダ４８ａを取り付けたままの回転組立体４６を抜き出して取り外すこともできる。この場合には、２個の軸受け４４は、回転組立体４６の取付筒４６ａとともに固定スリーブ３８の内周から抜き出されることになる。
このとき、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の先端には、コリメータレンズ５０および４２が取り付けられているため、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の先端を誤って損傷し、あるいは破損することを防止することができる。
なお、図示例では、回転組立体４６の回転筒４６ｂの接続部４６ｃは、光ファイバのコネクタとして機能するように構成されているが、取付筒４６ａに取り付けられたホルダ４８ａによって保持される光ファイバＦＢ１を保持し、保持された光ファイバＦＢ１がそのまま光プローブ１６の先端まで延在する構成することもできる。
【００３６】
なお、本発明の光ロータリアダプタ１８においては、測定対象からの戻り光Ｌ３の減衰を小さくして、戻り光Ｌ３のＳ／Ｎ比を向上させるように、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の中心軸と、光ファイバＦＢ１の回転中心、すなわち回転組立体４６（取付筒４６ａ）の回転中心とをオフセットさせている。ここで、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の中心軸と、取付筒４６ａの回転中心軸とは、一致するのが好ましい。
図３は、このような固定側光ファイバＦＢ２およびコリメータレンズ４２からなる固定側光伝送系と、回転側光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０からなる回転側光伝送系との位置関係について示す模式図である。
【００３７】
図３に示すように、固定側光ファイバＦＢ２の先端の傾斜端面の中心軸に垂直な平面に対する傾斜角度をθ１、光ファイバＦＢ２の屈折率をｎ１、光ファイバＦＢ２とＦＢ１との間のコリメータレンズ４２および５０を除く光を伝播させる媒質の屈折率をｎ３、光ファイバＦＢ２内をその中心軸に平行に進行し、その傾斜端面と媒質との界面で屈折した光の傾斜端面の法線とのなす角（屈折角度）をθ３とし、コリメータレンズ４２を薄板レンズとした時の光ファイバＦＢ２の傾斜端面の中心とコリメータレンズ４２の中心との光軸間距離をコリメータレンズ４２の焦点距離ｆ１に等しいとする時、光ファイバＦＢ２の中心軸と回転組立体４６（取付筒４６ａ）の回転中心軸とのオフセット量δ１が、下記式（１）および（２）を満足するように、固定側光ファイバＦＢ２およびコリメータレンズ４２を取付筒４６ａに対して取り付けるのが良い。
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ３×ｓｉｎθ３  …（１）
δ１＝ｆ１×ｔａｎ（θ３−θ１）    …（２）
【００３８】
同様に、図３に示すように、回転側光ファイバＦＢ１の先端の傾斜端面の中心軸に垂直な平面に対する傾斜角度をθ２、光ファイバＦＢ１の屈折率をｎ２、上述した光を伝播させる媒質の屈折率をｎ３、光ファイバＦＢ１内をその中心軸に平行に進行し、その傾斜端面と媒質との界面で屈折した光の傾斜端面の法線とのなす角（屈折角度）をθ４とし、コリメータレンズ５０を薄板レンズとした時の光ファイバＦＢ１の傾斜端面の中心とコリメータレンズ５０の中心との光軸間距離をコリメータレンズ５０の焦点距離ｆ２に等しいとする時、光ファイバＦＢ１の中心軸と回転組立体４６（取付筒４６ａ）の回転中心軸とのオフセット量δ２が、下記式（３）および（４）を満足するように、回転側光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０を取付筒４６ａに対して取り付けるのが良い。
ｎ２×ｓｉｎθ２＝ｎ３×ｓｉｎθ４  …（３）
δ２＝ｆ２×ｔａｎ（θ４−θ２）    …（４）
【００３９】
以上のように、図３に示す固定側光ファイバＦＢ２およびコリメータレンズ４２からなる固定側光伝送系と、回転側光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０からなる回転側光伝送系とを配置することにより、測定対象からの戻り光Ｌ３の減衰を小さくして、ホワイトノイズを減らし、戻り光Ｌ３のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
ここで、図３に示す固定側光ファイバＦＢ２およびコリメータレンズ４２からなる固定側光伝送系と、回転側光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０からなる回転側光伝送系とは、対称、すなわち線対称となる位置が取れるように配置されるのが好ましい。
この場合、両伝送系における屈折率（ｎ１＝ｎ２）、傾斜角度（θ１＝θ２）、屈折角度（θ３＝θ４）、焦点距離（ｆ１＝ｆ２）、オフセット量（δ１＝δ２）は、等しくなる。
【００４０】
なお、例えば、図３において、光ファイバＦＢ２の屈折率ｎ１をガラスとして１．５、その傾斜角度θ１を８°、媒質の屈折率ｎ３を空気として１．０とすると、上記式（１）から、屈折角度θ３は１２°となるので、コリメータレンズ４２の焦点距離ｆ１を２ｍｍとするとき、上記式（２）から、光ファイバＦＢ２の中心軸と回転中心軸のオフセット量δ１は、０．１４ｍｍとなる。したがって、上述した両伝送系が対称に配置されている場合には、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の中心軸と、回転中心軸とが０．１４ｍｍだけオフセットするように、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２を保持するホルダ４０ａおよび４８ａをそれぞれ固定スリーブ３８および取付筒４６ａに配置すれば良い。
本発明の光ロータリアダプタは、基本的に以上のように構成される。
【００４１】
次に、本発明の光ロータリアダプタ１８が適用される図１に示す光断層画像化装置１０を構成する各構成要素について説明する。
図１に示すように、光源ユニット１２は、半導体光増幅器６０と、光分岐器６２と、コリメータレンズ６４と、回折格子素子６６と、光学系６７と、回転多面鏡６８とを有し、周波数を一定の周期で掃引させたレーザ光Ｌａを射出する。
【００４２】
半導体光増幅器（半導体利得媒質）６０は、駆動電流が印加されることで、微弱な放出光を射出し、また、入射された光を増幅する。この半導体光増幅器６０には、光ファイバＦＢ１０が接続されている。具体的には、光ファイバＦＢ１０の一端は、半導体光増幅器６０から光が射出される部分に接続され、光ファイバＦＢ１０の他端は、半導体光増幅器６０に光を入射する部分に接続されており、半導体光増幅器６０から射出された光は、光ファイバＦＢ１０に射出され、再び半導体光増幅器６０に入射する。
このように、半導体光増幅器６０および光ファイバＦＢ１０で光路のループを形成することで、半導体光増幅器６０および光ファイバＦＢ１０が光共振器となり、半導体光増幅器６０に駆動電流が印加されることで、パルス状のレーザ光が生成される。
【００４３】
光分岐器６２は、光ファイバＦＢ１０の光路上に設けられ、光ファイバＦＢ１１とも接続している。光分岐器６２は、光ファイバＦＢ１０内を導波する光の一部を光ファイバＦＢ１１に分岐させる。
コリメータレンズ６４は、光ファイバＦＢ１１の他端、つまり光ファイバＦＢ１０と接続していない端部に配置され、光ファイバＦＢ１１から射出された光を平行光にする。
回折格子素子６６は、コリメータレンズ６４で生成された平行光の光路上に所定角度傾斜して配置されている。回折格子素子６６は、コリメータレンズ６４から射出される平行光を分光する。
光学系６７は、回折格子素子６６で分光された光の光路上に配置されている。光学系６７は、複数のレンズで構成されており、回折格子素子６６で分光された光を屈折させ、屈折させた光を平行光にする。
回転多面鏡６８は、光学系６７で生成された平行光の光路上に配置され、平行光を反射する。回転多面鏡６８は、図１中Ｒ１方向に等速で回転する回転体であり、回転軸に垂直な面が正八角形であり、平行光が照射される側面（八角形の各辺を構成する面）が照射された光を反射する反射面で構成されている。
回転多面鏡６８は、回転することで、各反射面の角度を光学系６７の光軸に対して変化させる。
【００４４】
光ファイバＦＢ１１から射出された光は、コリメータレンズ６４、回折格子素子６６、光学系６７を通り、回転多面鏡６８で反射される。反射された光は、光学系６７、回折格子素子６６、コリメータレンズ６４を通り、光ファイバＦＢ１１に入射する。
ここで、上述したように、回転多面鏡６８の反射面の角度が光学系６７の光軸に対して変化するため、回転多面鏡６８が光を反射する角度は時間により変化する。このため、回折格子素子６６により分光された光のうち、特定の周波数域の光だけが再び光ファイバＦＢ１１に入射する。ここで、光ファイバＦＢ１１に入射する特定の周波数域の光は、光学系６７の光軸と回転多面鏡６８の反射面との角度により決まるため、光ファイバＦＢ１１に入射する光の周波数域は、光学系６７の光軸と回転多面鏡６８の反射面との角度により変化する。
【００４５】
光ファイバＦＢ１１に入射した特定の周波数域の光は、光分岐器６２から光ファイバＦＢ１０に入射され、光ファイバＦＢ１０の光と合波される。これにより、光ファイバＦＢ１０に導光されるパルス状のレーザ光は、特定の周波数域のレーザ光となり、この特定周波数域のレーザ光Ｌａが光ファイバＦＢ３に射出される。
ここで、回転多面鏡６８が矢印Ｒ１方向に等速で回転しているため、再び光ファイバＦＢ１１に入射される光の波長λは、時間の経過に伴って一定の周期で変化する。これにより、光ファイバＦＢ３に射出されるレーザ光Ｌａの周波数も、時間の経過に伴った一定の周期で変化する。
光源ユニット１２は、このような構成であり、波長掃引されたレーザ光Ｌaを光ファイバＦＢ３側に射出する。
【００４６】
次に、分岐合波部１４は、例えば２×２の光ファイバカプラで構成されており、光ファイバＦＢ２、光ファイバＦＢ３、光ファイバＦＢ４、光ファイバＦＢ５とそれぞれ光学的に接続されている。
分岐合波部１４は、光源ユニット１２から光ファイバＦＢ３を介して入射した光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割し、測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ２に入射させ、参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５に入射させる。
さらに、分岐合波部１４は、光ファイバＦＢ５に入射され、後述する光路長調整部２６により周波数シフトおよび光路長の変更が施された後、光ファイバＦＢ５を戻り、分岐合波部１４に入射した参照光Ｌ２と、後述する光プローブで取得され、光ファイバＦＢ２から分岐合波部１４に入射した測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３とを合波し、光ファイバＦＢ４に射出する。
【００４７】
光プローブ１６は、光ロータリアダプタ１８を介して、光ファイバＦＢ２と接続されており、光ファイバＦＢ２から、光ロータリアダプタ１８を介して、光ファイバＦＢ１に測定光Ｌ１が入射され、入射された測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ１によって伝送して測定対象Ｓに照射し、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を取得し、取得した戻り光Ｌ３を光ファイバＦＢ１によって伝送して、光ロータリアダプタ１８を介して、光ファイバＦＢ２に射出するものである。
図４に示すように、この光プローブ１６は、プローブ外筒７０と、キャップ７２と、光ファイバＦＢ１と、バネ７４と、固定部材７６と、光学レンズ７８とを有する。
【００４８】
プローブ外筒（シース）７０は、可撓性を有する筒状の部材であり、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３が透過する材料からなっている。なお、プローブ外筒７０は、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３が通過する先端（光ロータリアダプタ１８と反対側の光ファイバＦＢ１の先端、以下、プローブ外筒７０の先端という）側の一部が全周に渡って光を透過する材料（透明な材料）で形成されていればよい。
キャップ７２は、プローブ外筒７０の先端に設けられ、プローブ外筒７０の先端を閉塞している。
【００４９】
光ファイバＦＢ１は、線状部材であり、プローブ外筒７０内にプローブ外筒７０に沿って収容されており、光ファイバＦＢ２から光ロータリアダプタ１８を介して射出された測定光Ｌ１を光学レンズ７８まで導波するとともに、測定光Ｌ１を測定対象Ｓに照射して光学レンズ７８で取得した測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を光ロータリアダプタ１８まで導波し、光ファイバＦＢ２に入射する。
ここで、光ファイバＦＢ１と光ファイバＦＢ２とは、光ロータリアダプタ１８によって接続されており、光ファイバＦＢ１の回転が光ファイバＦＢ２に伝達しない状態で、光学的に接続されている。また、光ファイバＦＢ１は、プローブ外筒７０に対して回転自在な状態で配置されている。
バネ７４は、光ファイバＦＢ１の外周に固定されている。また、光ファイバＦＢ１およびバネ７４は、光ロータリアダプタ１８に接続されている。
【００５０】
光学レンズ７８は、光ファイバＦＢ１の測定側先端（光ロータリアダプタ１８と反対側の光ファイバＦＢ１の先端）に配置されており、先端部が、光ファイバＦＢ１から射出された測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し集光するために略球状の形状で形成されている。
光学レンズ７８は、光ファイバＦＢ１から射出した測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し照射し、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を集光し光ファイバＦＢ１に入射する。
固定部材７６は、光ファイバＦＢ１と光学レンズ７８との接続部の外周に配置されており、光学レンズ７８を光ファイバＦＢ１の端部に固定する。ここで、固定部材７６による光ファイバＦＢ１と光学レンズ７８の固定方法は、特に限定されず、接着剤により、固定部材７６と光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８を接着させて固定させても、ボルト等を用い機械的構造で固定してもよい。なお、固定部材７６は、上述したフェルール４１および４９と同様に、ジルコニアフェルールやメタルフェルールなど光ファイバの固定や保持や保護のために用いられるものであれば、如何なるものを用いても良い。
【００５１】
また、上述したように、光ファイバＦＢ１およびバネ７４は、光ロータリアダプタ１８の回転組立体４６（回転筒４６ｂの接続部４６ｃ）に接続されており、回転筒４６ｂによって光ファイバＦＢ１およびバネ７４を回転させることで、光学レンズ７８をプローブ外筒１１に対し、矢印Ｒ２方向に回転させる。また、光ロータリアダプタ１８は、回転エンコーダを備え（図示せず）、回転エンコーダからの信号に基づいて光学レンズ７８の位置情報（角度情報）から測定光Ｌ１の照射位置を検出する。つまり、回転している光学レンズ７８の回転方向における基準位置に対する角度を検出して、測定位置を検出する。
【００５２】
光プローブ１６は、以上のような構成であり、光ロータリアダプタ１８により光ファイバＦＢ１およびバネ７４が、図４中矢印Ｒ２方向に回転されることで、光学レンズ７８から射出される測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し、矢印Ｒ２方向（プローブ外筒７０の円周方向）に対し走査しながら照射し、戻り光Ｌ３を取得する。
これにより、プローブ外筒７０の円周方向の全周において、測定対象Ｓを反射した戻り光Ｌ３を取得することができる。
【００５３】
光路長調整部２６は、光ファイバＦＢ５の参照光Ｌ２の射出側（すなわち、光ファイバＦＢ５の分岐合波部１４とは反対側の端部）に配置されている。
光路長調整部２６は、光ファイバＦＢ５から射出された光を平行光にする第１光学レンズ８０と、第１光学レンズ８０で平行光にされた光を集光する第２光学レンズ８２と、第２光学レンズ８２で集光された光を反射する反射ミラー８４と、第２光学レンズ８２および反射ミラー８４を支持する基台８６と、基台８６を光軸方向に平行な方向に移動させるミラー駆動機構８８とを有し、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変化させることで参照光Ｌ２の光路長を調整する。
【００５４】
第１光学レンズ８０は、光ファイバＦＢ５のコアから射出された参照光Ｌ２を平行光にするとともに、反射ミラー８４で反射された参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５のコアに集光する。
また、第２光学レンズ８２は、第１光学レンズ８０により平行光にされた参照光Ｌ２を反射ミラー８４上に集光するとともに、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２を平行光にする。このように、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２とにより共焦点光学系が形成されている。
【００５５】
さらに、反射ミラー８４は、第２光学レンズ８２で集光される光の焦点に配置されており、第２光学レンズ８２で集光された参照光Ｌ２を反射する。
これにより、光ファイバＦＢ５から射出した参照光Ｌ２は、第１光学レンズ８０により平行光になり、第２光学レンズ８２により反射ミラー８４上に集光される。その後、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２は、第２光学レンズ８２により平行光になり、第１光学レンズ８０により光ファイバＦＢ５のコアに集光される。
【００５６】
また、基台８６は、第２光学レンズ８２と反射ミラー８４とを固定し、ミラー移動機構８８は、基台８６を第１光学レンズ８０の光軸方向（図１矢印Ａ方向）に移動させる。
ミラー移動機構８８で、基台８６を矢印Ａ方向に移動させることで、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変更することができ、参照光Ｌ２の光路長を調整することができる。
【００５７】
干渉光検出部２０は、光ファイバＦＢ４と接続されており、分岐合波部１４で参照光Ｌ２と戻り光Ｌ３とを合波して生成された干渉光Ｌ４を干渉信号として検出する。
ここで、光断層画像化装置１０は、光ファイバＦＢ３から光ファイバＦＢ６にレーザ光Ｌａを分岐する光ファイバカプラ２８と、光ファイバカプラ２８から分岐させた光ファイバＦＢ６に設けられ、分岐されたレーザ光Ｌａの光強度を検出する検出器３０ａと、光ファイバＦＢ４の光路上に干渉光Ｌ４の光強度を検出する検出器３０ｂとを有する。
干渉光検出部２０は、検出器３０ａおよび検出器３０ｂの検出結果に基づいて、光ファイバＦＢ４から検出する干渉光Ｌ４の光強度のバランスを調整する。
【００５８】
処理部２２は、干渉光検出部２０で検出した干渉信号から、測定位置における光プローブ１６と測定対象Ｓとの接触している領域、より正確には、光プローブ１６のプローブ外筒７０の表面と測定対象Ｓの表面とが接触しているとみなせる領域を検出し、さらに、干渉光検出部２０で検出した干渉信号から、断層画像を取得する。
図５に示すように、処理部２２は、干渉信号取得部９０と、Ａ／Ｄ変換部９２と、接触領域検出部９４と、断層画像生成部９６と、画像補正部９８とを有する。
【００５９】
干渉信号取得部９０は、干渉光検出部２０で検出された干渉信号を取得し、さらに、光ロータリアダプタ１８で検出された測定位置の情報、具体的には、回転方向における光学レンズ７８の位置情報から検出された測定位置の位置情報を取得し、干渉信号と測定位置の位置情報を対応付ける。
測定位置の位置情報が対応付けられた干渉信号は、Ａ／Ｄ変換部９２に送られる。
Ａ／Ｄ変換部９２は、干渉信号取得部９０で測定位置の位置情報と対応つけられたアナログ信号として出力されている干渉信号をデジタル信号に変換する。
測定位置の位置情報が対応付けられ、デジタル変換された干渉信号は、接触領域検出部９４および断層情報精生成部９６に送られる。
【００６０】
接触領域検出部９４は、Ａ／Ｄ変換部９２でデジタル信号に変換された干渉信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）にかけ干渉信号の周波数成分と強度との関係を取得し、検出した周波数成分と強度との関係の周波数成分と、深さ方向（回転中心から離れる方向）とを対応つけることで、深さ方向と強度との関係の情報を取得する。接触領域検出部９４は、深さ方向と強度との関係の情報から、測定光Ｌ１が透過する位置におけるプローブ外筒７０の表面の位置および測定光Ｌ１が透過する位置におけるプローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域を検出する。
このようにして接触領域検出部９４によって検出されたプローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域は、断層情報生成部９６に送られる。
【００６１】
断層情報取得部９６は、Ａ／Ｄ変換部９２でデジタル信号に変換された干渉信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）にかけて取得した周波数成分と強度との関係の情報を処理することで深さ方向の断層画像を取得する。
ここで、断層情報取得部９６は、接触領域検出部９８から送られた接触領域情報から、接触領域と判断された位置情報の干渉信号のみの断層画像を取得し、接触領域以外の位置情報の干渉信号は断層画像の取得を行わず、つまりＦＦＴやＦＦＴをかけた結果からの画像取得処理を行わず、マスク処理をする。
【００６２】
ここで、断層情報取得部９６における画像の生成について簡単に説明する。
測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されたとき、測定対象Ｓの各深さからの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２とがいろいろな光路長差をもって干渉しあう際の各光路長差ｌに対する干渉縞の光強度をＳ（ｌ）とすると、干渉光検出部２０において検出される干渉信号の光強度Ｉ（ｋ）は、
Ｉ（ｋ）＝∫０∞Ｓ（ｌ）［１＋ｃｏｓ（ｋｌ）］ｄｌ
で表される。ここで、ｋは波数、ｌは光路長差である。上式は波数ｋ＝ω／ｃを変数とする光周波数領域のインターフェログラムとして与えられていると考えることができる。このため、断層情報取得部９６において、干渉光検出部２０で検出したスペクトル干渉縞に高速フーリエ変換を施し、干渉光Ｌ４の光強度Ｓ（ｌ）を決定することにより、測定対象Ｓの測定開始位置からの距離情報と反射強度情報とを取得し、断層画像を生成することができる。
【００６３】
画像補正部９８は、断層画像生成部９６により生成された断層画像に対し、対数変換、ラジアル変換を施し、光学レンズ７８の回転中心を中心とした円形の画像とする。
さらに、画像補正部９８は、断層画像に対し、鮮鋭化処理、平滑化処理等を施すことにより画質を補正する。
画像補正部９８は、画質補正が施された断層画像を表示部２４に送信する。
ここで、断層画像の送信タイミングは特に限定されず、１ラインの処理が終わる毎に表示部に送信し、１ライン毎に書き換えて表示させてもよく、全ラインの処理（つまり、光学レンズを１周させて取得した画像の処置）が終了し１枚の円形の断層画像を形成した段階で送信してもよい。
【００６４】
表示部２４は、ＣＲＴや液晶表示装置等であり、画像補正部９８から送信された断層画像を表示する。
操作制御部３２は、キーボード、マウス等の入力手段と、入力された情報に基づいて各種条件を管理する制御手段とを有し、処理部２２および表示部２４に接続されている。操作制御部３２は、入力力手段からの入力されたオペレータの指示に基づいて、処理部２２の上述した閾値や各種処理条件等の入力、設定、変更や、表示部２４の表示設定の変更等を行う。なお、操作制御部３２は、操作画面を表示部２４に表示させてもよいし、別途表示部を設けて、操作画面を表示させてもよい。また、操作制御部３２で、光源ユニット１２、光ロータリアダプタ１８、干渉光検出部２０、光路長調整部２６ならびに検出部３０ａおよび３０ｂの動作制御や、各種条件の設定を行うようにしてもよい。
本発明の光断層画像化装置１０は、基本的に以上のように構成される。
【００６５】
次に、本発明の光断層画像化装置１０および本発明の光ロータリプローブ１８の作用について説明する。
まず、測定対象Ｓを測定した干渉光および干渉信号の取得方法について説明する。
まず、ミラー駆動機構８８で基台８６を矢印Ａ方向に移動させることにより、測定可能領域内に測定対象Ｓが位置するように光路長を調整し、設定する。
その後、光源ユニット１２からレーザ光Ｌａを射出する。射出されたレーザ光Ｌａは、分岐合波部１４により測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割される。この測定光Ｌ１は、光ファイバＦＢ２、本発明の光ロータリアダプタ１８および光プローブ１６（光ファイバＦＢ１）を導波されて、測定対象Ｓに照射される。
【００６６】
この時、本発明の光ロータリアダプタ１８によって、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８は回転されている。すなわち、本発明の光ロータリアダプタ１８においては、モータ３６が駆動され、回転軸３６ａが回転し、その先端に取り付けられた歯車５４が回転し、歯車５４と螺合する歯車５２が回転する。歯車５２の回転により、回転組立体４６の回転筒４６ｂの回転を介して、固定スリーブ３８に軸受け４４を介して回転自在に支持されている取付筒４６ａが回転し、取付筒４６ａの略中心にホルダ４８ａなどによって保持されている光ファイバＦＢ１が回転する。なお、回転組立体４６（回転筒４６ｂ）内に保持されている光ファイバＦＢ１は、回転筒４６ｂの接続部４６ｃにおいて光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１と接続されている、または回転筒４６ｂの接続部４６ｃを経て光プローブ１６に延在しているので、回転筒４６ｂ内の光ファイバＦＢ１の回転により、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１も回転し、その先端に取り付けられた光学レンズ７８も回転する。
【００６７】
一方、固定スリーブ３８のホルダ４０ａに保持された光ファイバＦＢ２によって光伝送され、光ファイバＦＢ２の傾斜端面から射出された測定光Ｌ１は、固定スリーブ３８のホルダ４０ｂに保持されたコリメータレンズ４２に入射し、コリメートされた後、回転している取付筒４６ａに取り付けられたホルダ４８ｂに保持されたコリメータレンズ５０に入射し、集光された後、ホルダ４８ｂに取り付けられたホルダ４８ａに保持されている光ファイバＦＢ１の傾斜端面に入射し、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１内に光伝送されて、光学レンズ７８内に入射し、光学レンズ７８からプローブ外筒７０を透過して、測定対象Ｓに照射される。
この時、本発明の光ロータリアダプタ１８によって、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８は回転されているので、回転する光学レンズ７８によって体腔などの測定対象Ｓを全周に亘って測定光Ｌ１が照射されることになる。この時、光ロータリアダプタ１８では、ロータリエンコーダ（図示せず）などにより測定対称Ｓの測定位置の情報を検出する。
【００６８】
そして、測定対象Ｓの各深さ位置で反射された光が、戻り光Ｌ３として光プローブ１０に入射する。この時にも、光ロータリアダプタ１８によって、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８は回転されているので、測定対象Ｓの全周からの戻り光Ｌ３が、回転している光学レンズ７８に入射することになる。この戻り光Ｌ３は、光プローブ１６（光ファイバＦＢ１）、光ロータリアダプタ１８および光ファイバＦＢ２を介して分岐合波部１４に入射される。
【００６９】
ここで、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３は、光プローブ１６のプローブ外筒７０を透過して、回転している光学レンズ７８に入射され、光学レンズ７８から光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１内に光伝送され、光ロータリアダプタ１８の回転組立体４６内のホルダ４８ａに保持されている光ファイバＦＢ１に入射される。光ロータリアダプタ１８においては、回転している光ファイバＦＢ１の傾斜端面から射出された戻り光Ｌ３は、回転している回転組立体４６内のホルダ４８ｂに保持されたコリメータレンズ５０に入射し、コリメートされた後、静止している固定スリーブ３８のホルダ４０ｂに保持されたコリメータレンズ４２に入射し、集光された後、固定スリーブ３８のホルダ４０ａに保持された光ファイバＦＢ２の傾斜端面に入射し、光ファイバＦＢ２を光伝送されて、分岐合波部１４に入射される。
この時、光ロータリアダプタ１８においては、回転側光ファイバＦＢ１および固定側光ファイバＦＢ２の各中心軸と、回転中心、すなわち回転組立体４６（取付筒４６ａ）の回転中心とは、所定量オフセットしているので、戻り光Ｌ３の減衰を小さくして、ホワイトノイズを減らし、戻り光Ｌ３のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００７０】
一方、参照光Ｌ２は、光ファイバＦＢ５を介して光路長調整部２６に入射される。そして、光路長調整部２６により光路長が調整された参照光Ｌ２が、再び光ファイバＦＢ５を導波し分岐合波部１４に入射される。
そして、分岐合波部１４で測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を光路長調整手段４０により光路長が調整された参照光Ｌ２と合波する。戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４が生成される。干渉光は、干渉光検出部２０によって干渉信号として検出される。
【００７１】
次に、干渉光検出部２０で検出された干渉信号は、処理部２２に送られる。
処理部２２では、干渉信号取得部９０が、送られた干渉信号を取得するとともに、光ロータリアダプタ１８で検出された測定位置の情報を取得し、干渉信号と測定位置の位置情報を対応付ける。
次に、Ａ／Ｄ変換部９２では、干渉信号取得部９０で取得され、測定位置の位置情報と対応付けられた干渉信号をＡ／Ｄ変換し、アナログ信号の干渉信号をデジタル信号に変換する。測定位置の位置情報が対応付けられ、デジタル変換された干渉信号は、Ａ／Ｄ変換部９２から接触領域検出部９４および断層情報精生成部９６に送られる。
【００７２】
接触領域検出部９４では、プローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域が検出され、検出されたプローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域の情報は、断層情報生成部９６に送られる。
一方、断層情報取得部９６では、Ａ／Ｄ変換部９２でデジタル信号に変換された干渉信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）にかけて取得した周波数成分と強度との関係の情報を、接触領域検出部９８から送られた接触領域情報から、接触領域と判断された位置情報の干渉信号のみについて処理することにより、接触領域についての深さ方向の断層画像を取得する。断層情報取得部９６で取得された断層画像は、画像補正部９８に送られる。
【００７３】
画像補正部９８では、断層画像生成部９６で生成された断層画像に対し、対数変換やラジアル変換が施され、光学レンズ７８の回転中心を中心とした円形の断層画像とされるるとともに、鮮鋭化処理や平滑化処理等が施され、画質が補正される。
画像補正部９８で画質補正が施された断層画像は、表示部２４に送信される。
表示部２４では、画像補正部９８から送信された画質補正後の断層画像が表示される。
【００７４】
なお、上述した図２および図３に示す光ロータリアダプタ１８は、回転側光ファイバＦＢ１および固定側光ファイバＦＢ２の中心軸を、回転組立体４６の取付筒４６ａの回転中心軸に対して所定量オフセットさせたものであるが、本発明はこれに限定されず、回転側光ファイバＦＢ１および固定側光ファイバＦＢ２の中心軸を、回転組立体４６の取付筒４６ａの回転中心軸に対して所定角度傾斜させるものであっても良い。
図６は、このような本発明の光ロータリアダプタの他の実施形態の概略断面図であり、図７は、図６に示す光ロータリアダプタの回転中心と光ファイバおよびコリメータレンズの位置関係を説明するための説明図である。
【００７５】
図６に示す光ロータリアダプタ１８ａは、図２に示す光ロータリアダプタ１８の代わりに、図１に示す光断層画像化装置１０に用いられるものであって、図２に示す光ロータリアダプタ１８と、固定側光ファイバＦＢ２およびフェルール４１がホルダ４０ａによって固定スリーブ３８に、かつ回転側光ファイバＦＢ１およびフェルール４９がホルダ４８ａによって回転組立体４６の取付筒４６ａに、取付筒４６ａの回転中心軸に対して所定量（例えば、δ１（図３参照））オフセットするように取り付けられているのに対し、固定側光ファイバＦＢ２およびフェルール４１がホルダ４３ａによって固定スリーブ３８に、かつ回転側光ファイバＦＢ１およびフェルール４９がホルダ５１ａによって回転組立体４６の取付筒４６ａに、取付筒４６ａの回転中心軸に対して所定角度（例えば、φ１（図７参照））傾斜するように取り付けられている点で相違する以外は、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７６】
図６に示す光ロータリアダプタ１８ａは、筐体３４と、モータ３６と、固定スリーブ３８と、固定スリーブ３８の一端面の中心に固定的に取り付けられるホルダ４３ａおよび４０ｂを介して取り付けられる固定側光ファイバＦＢ２および固定側コリメータレンズ４２と、取付筒４６ａおよび回転筒４６ｂからなる回転組立体４６と、取付筒４６ａの一端面の中心に固定的に取り付けられるホルダ５１ａおよび４８ｂを介して取り付けられる回転側光ファイバＦＢ１および回転側コリメータレンズ５０と、歯車５２と、歯車５４とを有する。
【００７７】
ホルダ４３ａは、その中心に光ファイバＦＢ２を保持する円筒状フェルール４１を保持するためのフランジ付き円管状部材であり、外側端面が所定角度（例えば、φ１（図７参照））傾斜するフランジ部４３ｂとその中心に円筒状フェルール４１を保持する貫通孔４３ｄを持つ直管部４３ｃとを有する。
ホルダ４３ａは、そのフランジ部４３ｂの外側端面が所定角度（例えば、φ１（図７参照））傾斜している、すなわちフランジ部４３ｂの外側端面が直管部４３ｃの中心軸に垂直な面に対して傾斜しているのに対し、図２に示すホルダ４０ａは、そのフランジ部の外側端面が直管部の中心軸に対して垂直であり、傾斜していない点のみで両者は異なる。
なお、ホルダ４３ａは、図２に示すホルダ４０ａと同様に、光ファイバＦＢ２およびフェルール４１を、その先端の傾斜端面（その傾斜角度は、例えば、θ１（図７参照）である）がフランジ４３ｂ部の端面から所定距離だけ直管部４３ｃの貫通孔４３ｄ内に入り込んだ位置となるように保持する。
【００７８】
ホルダ４３ａは、そのフランジ部４３ｂの傾斜する外側端面が固定スリーブ３８の円板部３８ｃの外側の中央開口３８ｂの周辺部に密着するように、外側に向けて取り付けられる。ここで、固定スリーブ３８の円板部３８ｃの外側の中央開口３８ｂの周辺部は、その中心軸（回転組立体４６の取付筒４６ａの回転中心軸に一致する）に垂直な面を形成している。その結果、ホルダ４３ａの中心軸、すなわちホルダ４３ａ内のファイバＦＢ２に中心軸は、取付筒４６ａの回転中心軸に対して所定角度（例えば、φ１（図７参照））傾斜し、ホルダ４３ａのフランジ部４３ｂの傾斜する外側端面は、取付筒４６ａの回転中心軸に対して直交する面となる。
なお、ホルダ４３ａのフランジ部４３ｂは、円板部３８ｃの外側の中央開口３８ｂの周辺部に、ホルダ４３ａにフェルール４１を介して保持された光ファイバＦＢ２の先端の傾斜端面の中心の位置が回転組立体４６の取付筒４６ａの回転中心軸上に存在し、回転中心軸と一致する位置となるように取り付けられる。
【００７９】
ホルダ４０ｂは、コリメータレンズ４２を保持するためのフランジ付き円管状部材であり、そのフランジ部がホルダ４３ａのフランジ部４３ｂの外側端面の中央側の貫通孔４３ｄの周辺部に密着し、光ファイバＦＢ２の先端中心とコリメータレンズ４２の中心とがその光軸に沿って所定距離、具体的には、コリメータレンズ４２の焦点距離だけ離間するように、外側に向けて取り付けられる。
ここで、ホルダ４３ａのフランジ部４３ｂの傾斜する外側端面は、固定スリーブ３８の円板部３８ｃの外側の中央開口３８ｂの周辺部の端面と密着しているので、ホルダ４０ｂの中心軸、すなわちこれに一致するコリメータ４２の中心光軸が、取付筒４６ａの回転中心軸と一致するように、ホルダ４０ｂは、ホルダ４３ａに取り付けられる。したがって、光ファイバＦＢ２の先端の傾斜端面の中心とコリメータ４２の中心光軸とは、取付筒４６ａの回転中心軸に一致する。
このようにしてホルダ４３ａおよび４０ｂは、固定スリーブ３８に固定的に取り付けられる。
【００８０】
一方、回転組立体４６の取付筒４６ａの後端側のフランジ状端面４６ｅの中心側には、その中央開口４６ｄを覆うようにホルダ５１ａのフランジ部が取り付けられる。
ホルダ５１ａは、その中心に光ファイバＦＢ１を保持する円筒状フェルール４９を保持するためのフランジ付き円管状部材であり、外側端面が所定角度（例えば、φ２（図７参照））傾斜するフランジ部５１ｂとその中心に円筒状フェルール４９を保持する貫通孔５１ｄを持つ直管部５１ｃとを有する。
ホルダ５１ａは、そのフランジ部５１ｂの外側端面が所定角度（例えば、φ２（図７参照））傾斜している、すなわちフランジ部５１ｂの外側端面が直管部５１ｃの中心軸に垂直な面に対して傾斜しているのに対し、図２に示すホルダ４８ａは、そのフランジ部の外側端面が直管部の中心軸に対して垂直であり、傾斜していない点のみで両者は異なる。
なお、ホルダ５１ａは、図２に示すホルダ４８ａと同様に、光ファイバＦＢ１およびフェルール４９を、その先端の傾斜端面（その傾斜角度は、例えば、θ２（図７参照）である）がフランジ５１ｂ部の端面から所定距離だけ直管部５１ｃの貫通孔５１ｄ内に入り込んだ位置となるように保持する。
【００８１】
ホルダ５１ａは、そのフランジ部５１ｂの傾斜する外側端面が回転組立体４６の取付筒４６ａのフランジ状端面４６ｅの中央開口４６ｄの周辺部に密着するように、取付筒４６ａに外側に向けて取り付けられる。ここで、取付筒４６ａのフランジ状端面４６ｅの中央開口４６ｄの周辺部は、その中心軸（取付筒４６ａの回転中心軸に一致する）に垂直な面を形成している。その結果、ホルダ５１ａの中心軸、すなわち、少なくともホルダ５１ａ内のファイバＦＢ１の中心軸は、取付筒４６ａの回転中心軸に対して所定角度（例えば、φ２（図７参照））傾斜し、ホルダ５１ａのフランジ部５１ｂの傾斜する外側端面は、取付筒４６ａの回転中心軸に対して直交する面となる。
なお、ホルダ５１ａのフランジ部５１ｂは、取付筒４６ａのフランジ状端面４６ｅの中央開口４６ｄの周辺部に、ホルダ５１ａにフェルール４９を介して保持された光ファイバＦＢ１の先端の傾斜端面の中心が取付筒４６ａの回転中心軸に一致する位置となるように取り付けられる。
【００８２】
ホルダ４８ｂは、ホルダ４０ｂと同様に、コリメータレンズ５０を保持するためのフランジ付き円管状部材であり、そのフランジ部がホルダ５１ａのフランジ部５１ｂの外側端面の中央側の貫通孔５１ｄの周辺部に密着し、光ファイバＦＢ１の先端中心とコリメータレンズ５０の中心とがその光軸に沿って所定距離、具体的には、コリメータレンズ５０の焦点距離だけ離間するように、外側に向けて取り付けられる。
なお、ホルダ５１ａのフランジ部５１ｂの傾斜する外側端面は、取付筒４６ａのフランジ状端面４６ｅの中央開口４６ｄの周辺部と密着しているので、ホルダ４８ｂの中心軸、すなわちこれに一致するコリメータ５０の中心光軸が、取付筒４６ａの回転中心軸と一致するように、ホルダ４８ｂは、ホルダ５１ａに取り付けられる。したがって、光ファイバＦＢ１の先端の傾斜端面の中心とコリメータ５０の中心光軸とは、取付筒４６ａの回転中心軸に一致する。
【００８３】
なお、図６に示す実施例においては、光ファイバＦＢ１は、ホルダ５１ａで保持されている光ファイバＦＢ１の先端側、すなわちコリメータレンズ５０の近傍では、その傾斜端面の中心の位置が取付筒４６ａの回転中心軸上に存在し、回転中心軸と一致し、光ファイバＦＢ１の中心軸が取付筒４６ａの回転中心軸に対して所定角度（図７に示す例では、φ２）傾斜するように、ホルダ５１ａを介して取付筒４６ａに取り付けられるが、回転筒４６ｂの後端側の接続部４６ｃにおいては、光ファイバＦＢ１の中心軸と回転筒４６ｂの回転中心軸とが一致するように端面部材５６と袋ナット５８とによって回転筒４６ｂの中心に支持されるのが好ましい。
【００８４】
図６に示す光ロータリアダプタ１８ａにおいても、軸受４４が圧入状態であるので容易ではないが、例えば、回転組立体４６の回転筒４６ｂや歯車５２を取り外して、リング３９を取り外すことにより、光ファイバＦＢ２を保持するホルダ４３ａを取り付けたままの固定スリーブ３８から光ファイバＦＢ１を保持するホルダ５１ａを取り付けたままの回転組立体４６を抜き出して取り外すこともできる。
なお、図示例では、回転組立体４６の回転筒４６ｂの接続部４６ｃは、光ファイバのコネクタとして機能するように構成されているが、光ロータリアダプタ１８と同様に、取付筒４６ａに取り付けられたホルダ５１ａによって保持される光ファイバＦＢ１を保持し、保持された光ファイバＦＢ１がそのまま光プローブ１６の先端まで延在する構成することもできる。
【００８５】
なお、図示例の光ロータリアダプタ１８ａにおいては、測定対象からの戻り光Ｌ３の減衰を小さくして、戻り光Ｌ３のＳ／Ｎ比を向上させるように、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の中心軸を、それぞれ、固定側コリメータレンズ４２および回転側コリメータレンズ５０の近傍において、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の各傾斜端面の中心およびコリメータレンズ４２および５０の各光軸を結ぶ線、すなわち回転組立体４６（取付筒４６ａ）の回転中心軸に対して傾斜させている。
図７は、このような固定側光ファイバＦＢ２およびコリメータレンズ４２からなる固定側光伝送系と、回転側光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０からなる回転側光伝送系との位置関係について示す模式図である。
【００８６】
図７に示すように、固定側光ファイバＦＢ２の中心軸に垂直な平面に対するその先端の傾斜端面の傾斜角度をθ１、光ファイバＦＢ２の屈折率をｎ１、光ファイバＦＢ２とＦＢ１との間のコリメータレンズ４２および５０を除く光を伝播させる媒質の屈折率をｎ３、光ファイバＦＢ２内をその中心軸に平行に進行し、その傾斜端面と媒質との界面で屈折した光の傾斜端面の法線とのなす角（屈折角度）をθ３とする時、光ファイバＦＢ２の中心軸と回転組立体４６（取付筒４６ａ）の回転中心軸に対する傾斜角度φ１が、下記式（５）および（６）を満足するように、固定側光ファイバＦＢ２およびコリメータレンズ４２を取付筒４６ａに対して取り付けるのが良い。
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ３×ｓｉｎθ３  …（５）
φ１＝θ３−θ１                    …（６）
【００８７】
同様に、図７に示すように、回転側光ファイバＦＢ１の中心軸に垂直な平面に対するその先端の傾斜端面の傾斜角度をθ２、光ファイバＦＢ１の屈折率をｎ２、上述した光を伝播させる媒質の屈折率をｎ３、光ファイバＦＢ１内をその中心軸に平行に進行し、その傾斜端面と媒質との界面で屈折した光の傾斜端面の法線とのなす角（屈折角度）をθ４とする時、光ファイバＦＢ１の中心軸と取付筒４６ａの回転中心軸に対する傾斜角度φ２が、下記式（７）および（８）を満足するように、回転定側光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０を取付筒４６ａに対して取り付けるのが良い。
ｎ２×ｓｉｎθ２＝ｎ３×ｓｉｎθ４  …（７）
φ２＝θ４−θ２                    …（８）
なお、図７において、参照符号ｆ１およびｆ２は、それぞれコリメータレンズ４２および５０の焦点距離であり、コリメータレンズ４２を薄板レンズとした時の光ファイバＦＢ２の傾斜端面の中心とコリメータレンズ４２の中心との光軸間距離は、コリメータレンズ４２の焦点距離ｆ１に等しいのが好ましく、コリメータレンズ５０を薄板レンズとした時の光ファイバＦＢ１の傾斜端面の中心とコリメータレンズ５０の中心との光軸間距離は、コリメータレンズ５０の焦点距離ｆ２に等しいのが好ましい。
【００８８】
以上のように、図７に示す固定側光ファイバＦＢ２およびコリメータレンズ４２からなる固定側光伝送系と、回転側光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０からなる回転側光伝送系と、を配置することによっても、測定対象からの戻り光Ｌ３の減衰を小さくして、ホワイトノイズを減らし、戻り光Ｌ３のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
ここで、図７に示す固定側光ファイバＦＢ２およびコリメータレンズ４２からなる固定側光伝送系と、回転側光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０からなる回転側光伝送系とは、上記式（５）〜（８）を満足すればどのような位置関係でも良いが、例えば、対称、すなわち線対称となる位置が取れるように配置されるのが好ましい。
この場合、両伝送系における屈折率（ｎ１＝ｎ２）、傾斜角度（θ１＝θ２）、屈折角度（θ３＝θ４）、焦点距離（ｆ１＝ｆ２）、傾斜角度（φ１＝φ２）は、等しくなる。
【００８９】
なお、例えば、図７において、光ファイバＦＢ２の屈折率ｎ１をガラスとして１．５、その傾斜角度θ１を８°、媒質の屈折率ｎ３を空気として１．０とすると、上記式（１）から、屈折角度θ３は１２°となるので、上記式（６）から、光ファイバＦＢ２の中心軸と取付筒の回転中心軸に対する傾斜角度φ１は、４°となる。したがって、上述した両伝送系が対称になるように配置されている場合には、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の中心軸が、それぞれ回転中心軸に対して４°傾斜するように、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２を保持するホルダ４３ａおよび５１ａをそれぞれ固定スリーブ３８および取付筒４６ａに配置すれば良い。
以上に説明したように、図６および図７に示す光ロータリアダプタ１８ａも、図２および図３に示す光ロータリアダプタ１８と同様に、接続される両光ファイバＦＢ１およびＦｂ２の先端の損傷や破損などを防止することができるとともに、接続される両光ファイバＦＢ１およびＦｂ２の対向する両端面における端面反射による、測定対象からの戻り光の減衰やＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。
【００９０】
なお、図６に示す例では、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２をそれぞれ保持するホルダ４３ａおよび５１ａの各フランジ４３ｂおよび５１ｂの外側端面を各直管部４３ｃおよび５１ｃの中心軸に垂直な面に対して所定角度傾斜させた傾斜端面とし、これらの傾斜端面をそれぞれ固定スリーブ３８の円板部３８ｃの外側の中央開口３８ｂの周辺部および回転組立体４６の取付筒４６ａのフランジ状端面４６ｅの中央開口４６ｄの周辺部に密着させて取り付けることにより、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の中心軸がそれぞれ取付筒４６ａの回転中心軸に対して所定角度傾斜するように構成しているが、本発明はこれに限定されず、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の中心軸をそれぞれ取付筒４６ａの回転中心軸に対して所定角度傾斜させるように構成できれば特に制限的ではなく、例えば、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２をそれぞれ保持するホルダのフランジの外側端面は傾斜させずに、各ホルダの管部の貫通孔を所定角度傾斜するように穿孔し、各傾斜貫通孔内に、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２をそれぞれ芯部に保持するフェルール４１および４９を保持することにより、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の中心軸がそれぞれ取付筒４６ａの回転中心軸に対して所定角度傾斜するように構成しても良い。
【００９１】
なお、上述した図１に示す光断層画像化装置１０では、一体化された分岐合波部１４によって、光源ユニット１２から射出された光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分岐し、かつ、被検体である測定対象からの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２を合波して干渉光Ｌ４を生成しているが、本発明はこれに限定されず、分岐部と合波部と別々に設け、分岐部で射出光Ｌａから測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とへの分岐を行い、測定対象からの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２との合波および干渉光Ｌ４の生成を行うようにしても良い。
【００９２】
図８は、このような本発明の光断層画像化装置の他の実施形態の概略断面図である。なお、同図に示す光断層画像化装置１０ａは、図１に示す光断層画像化装置１０と同様に、図２および図３に示す光ロータリアダプタ１８および図５および図６に示す光ロータリアダプタ１８ａをいずれも適用することができるものであるが、以下では、代表例として、図２および図３に示す光ロータリアダプタ１８が適用されたものとして説明する。
図８に示す光断層画像化装置１０ａは、図１に示す光断層画像化装置１０と、装置本体１１内に分岐合波部１４および光ファイバカプラ２８を備えている代わりに、装置本体１１ａ内に分岐部１４ａ、合波部１４ｂ、光サーキュレータ２５ａ，２５ｂおよび偏波コントローラ２７ａ，２７ｂを備えている点で相違する以外は、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には同一の番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９３】
同図に示す光断層画像化装置１０ａは、光源ユニット１２と、光源ユニット１２から射出された光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分岐する分岐部１４ａと、被検体である測定対象からの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２ａを合波して干渉光Ｌ４ａ，Ｌ４ｂを生成する合波部１４ｂと、合波部１４ｂで生成された干渉光Ｌ４ａ，Ｌ４ｂに基づいて干渉信号を検出する干渉光検出部２０と、干渉信号を処理して光断層画像を取得する処理部２２と、光断層画像を表示する表示部２４とを備える装置本体１１ａと、装置本体１１ａの分岐部１４ａで分岐された測定光Ｌ１を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光Ｌ３を導波する回転側光ファイバＦＢ１を備える光プローブ１６と、測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１まで導波するとともに回転側光ファイバＦＢ１によって導波された戻り光Ｌ３を導波する固定側光ファイバＦＢ２と、回転側光ファイバＦＢ１を固定側光ファイバＦＢ２に対して回転自在に接続し、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３を伝送する光ロータリアダプタ１８とを有する。
【００９４】
また、光断層画像化装置１０ａは、装置本体１１ａに、さらに、参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整部２６と、参照光Ｌ２の偏波方向を回転させる偏波コントローラ２７ａ、戻り光Ｌ３の偏波方向を回転させる偏波コントローラ２７ｂと、分岐部１４ａから導波される参照光Ｌ２を光路長調整部２６に導波すると共に、光路長調整部２６から導波される光路長調整済参照光Ｌ２ａを偏波コントローラ２７ａに導波するサーキュレータ２５ａと、分岐部１４ａから導波される測定光Ｌ１を光ロータリアダプタ１８に導波すると共に、光ロータリアダプタ１８から導波される戻り光Ｌ３を偏波コントローラ２７ｂに導波するサーキュレータ２５ｂと、合波部１４ｂで生成された第１干渉光Ｌ４ａを検出する第１検出部３０ａと合波部１４ｂで生成された第２干渉光Ｌ４ｂを検出する第２検出部３０ｂと、処理部２２や表示部２４等への各種条件の入力、設定の変更等を行う操作制御部３２とを有する。
【００９５】
なお、後述するが、図８に示す光断層画像化装置１０ａにおいては、上述した射出光Ｌａ、測定光Ｌ１、参照光Ｌ２、光路長調整済参照光Ｌ２ａ、戻り光Ｌ３および干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂなどを含む種々の光を上述した各光デバイスなどの構成要素間で導波し、伝送するための光の経路として、回転側光ファイバＦＢ１および固定側光ファイバＦＢ２を含め種々の光ファイバＦＢ（ＦＢ２ａ、ＦＢ３、ＦＢ４ａ、ＦＢ４ｂ、ＦＢ５、ＦＢ５ａ、ＦＢ７、ＦＢ８など）が用いられている。
ここで、分岐部１４ａ、合波部１４ｂ、干渉光検出部２０、サーキュレータ２５ａ、２５ｂ、光路長調整部２６、偏波コントローラ２７ａ、２７ｂ、および検出部３０ａ、３０ｂ、ならびに上述した光ファイバＦＢ（ＦＢ１〜ＦＢ８）などは、干渉計を構成する。
【００９６】
次に、干渉計を構成する分岐部１４ａ、合波部１４ｂ、干渉光検出部２０、サーキュレータ２５ａ、２５ｂ、光路長調整部２６、偏波コントローラ２７ａ、２７ｂ、および検出部３０ａ、３０ｂについて説明する。
分岐部１４ａは、例えば、２×２の光ファイバカプラで構成されており、それぞれ、光ファイバＦＢ３、ＦＢ２ａおよびＦＢ５ａと光学的に接続されている。
分岐部１４ａは、光源ユニット１２から光ファイバＦＢ３を介して入射した光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割し、測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ２ａを介して光サーキュレータ２５ｂに入射させ、参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５ａを介して光サーキュレータ２５ａに入射させる。
【００９７】
合波部１４ｂは、例えば２×２の光ファイバカプラで構成されており、それぞれ、光ファイバＦＢ４ａ、ＦＢ４ｂ、ＦＢ７およびＦＢ８と光学的に接続されている。
合波部１４ｂは、偏波コントローラ２７ａから光ファイバＦＢ７を介して入射された参照光Ｌ２ａと偏波コントローラ２７ｂから光ファイバＦＢ８を介して入射された戻り光Ｌ３を合波して第１干渉光Ｌ４ａおよび第２干渉光Ｌ４ｂを生成し、第１干渉光Ｌ４ａを光ファイバＦＢ４ａを介して第１検出部３０ａに入射させ、第２干渉光Ｌ４ｂを光ファイバＦＢ４ｂを介して第２検出部３０ｂに入射させる。
【００９８】
光サーキュレータ２５ａは、光ファイバＦＢ５、ＦＢ５ａおよびＦＢ７と接続されており、所定の光ファイバから導波された光を所定の光ファイバに伝送する。具体的には、光サーキュレータ２５ａは、分岐部１４ａから光ファイバＦＢ５ａを介して導波される参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５に伝送し、光路長調整部２６に導波すると共に、光路長調整部２６で光路長が調整されて反射され、光ファイバＦＢ５を介して導波される参照光Ｌ２ａを光ファイバＦＢ７に伝送し、偏波コントローラ２７ａに導波する。
光サーキュレータ２５ｂは、光ファイバＦＢ２、ＦＢ２ａおよびＦＢ８と接続されており、所定の光ファイバから導波された光を所定の光ファイバに伝送する。具体的には、光サーキュレータ２５ｂは、分岐部１４ａから光ファイバＦＢ２ａを介して導波される測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ２に伝送して光ロータリアダプタ１８に導波すると共に、光ロータリアダプタ１８から光ファイバＦＢ２を介して導波される戻り光Ｌ３を光ファイバ８に伝送して偏波コントローラ２７ｂに導波する。
【００９９】
光路長調整部２８は、光ファイバＦＢ５の参照光Ｌ２の射出側（すなわち、光ファイバＦＢ５の分岐部１４ａとは反対側の端部）に配置されている。
光路長調整部２８は、分岐部１４ａによって分割され、光ファイバＦＢ５ａ、光サーキュレータ２７ａおよび光ファイバＦＢ５を介して導波された参照光Ｌ２の光路長を調整して、光路長調整済の参照光Ｌ２ａとして射出し、光ファイバＦＢ５を介して光サーキュレータ２７ａに戻すものである。
第１検出器３０ａは、光ファイバＦＢ４ａを介して合波部１４ｂに光学的に接続され、合波部１４ｂで生成され、光ファイバＦＢ４ａを導波された第１干渉光Ｌ４ａの光強度を検出し、その結果を干渉光検出部２０に出力する。また、第２検出器３０ｂは、光ファイバＦＢ４ｂを介して合波部１４ｂに光学的に接続され、合波部１４ｂで生成され、光ファイバＦＢ４ｂを導波される第２干渉光Ｌ４ｂの光強度を検出し、その結果を干渉光検出部２０に出力する。
【０１００】
偏波コントローラ２７ａは、光ファイバＦＢ７に光学的に接続され、参照光Ｌ２ａの偏波方向を回転させる。また、偏波コントローラ２７ｂは、光ファイバＦＢ８に光学的に接続され、戻り光Ｌ３の偏波方向を回転させる。
ここで、偏波コントローラ２７ａおよび２７ｂとしては、たとえば特開２００１−２６４２４６号公報等の公知の技術を用いることができる。
偏波コントローラ２７ａおよび２７ｂによって、合波部１４ｂで合波する前に、戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２ａのそれぞれの偏波方向を調整することにより、合波部１４ｂにおいては、偏波方向が一致するように調整された戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２ａとを合波することができるので、断層画像をより鮮明にすることができる。
ここで、偏波コントローラ２７ａおよび２７ｂは、操作部により医師等が操作できるようにすることが好ましい。
【０１０１】
干渉光検出部２０は、光ファイバＦＢ４ａおよびＦＢ４ｂを介してそれぞれ検出器３０ａおよび３０ｂと接続されており、第１検出部３０ａを通過した第１干渉光Ｌ４ａと第２検出部３０ｂを通過した第２干渉光Ｌ４ｂとの差分から干渉信号を検出（もしくは生成）する。
具体的には、干渉光検出部２０は、干渉光を光電変換して検出するフォトダイオード等の検出部と検出部で検出した値から差分を検出する差分アンプとからなっており、検出部で第１干渉光Ｌ４ａ、第２干渉光Ｌ４ｂを光電変換し、検出した値を差分アンプ７３に入力し、差分アンプ７３で差分を増幅することで干渉信号を生成する。
このように、第１干渉光Ｌ４ａと第２干渉光Ｌ４ｂの２つの干渉光をバランス検波することにより、干渉信号を増幅して出力しながら干渉信号以外の同相光雑音が除去することができ、断層画像の画質の向上を図ることができる。
【０１０２】
また、干渉光検出部２０は、検出器３０ａおよび検出器３０ｂの検出結果に基づいて、検出する第１干渉光Ｌ４ａおよび第２干渉光Ｌ４ｂの光強度のバランスを調整する。
このように、検出器３０ａおよび検出器３０ｂの検出結果に基づいて、第１干渉光Ｌ４ａと第２干渉光Ｌ４ｂとの光強度のバランスを調整、具体的には、強度を５０：５０とすることで、ホワイトノイズ成分を少なくし、Ｓ／Ｎ比を高くすることができる。
以上に説明したように、図８に示す光断層画像化装置１０ａも、図１に示す光断層画像化装置１０と同様に、効率よく分解能の高い、測定対象の光断層画像を取得することができる。
【０１０３】
また、上述した光断層画像化装置１０および１０ａは、ＳＳ−ＯＣＴ（swept  source−OCT）計測法により、測定対象との接触領域を検出し、測定対象の断層画像を取得しているが、本発明はこれに限定されず、他のＯＣＴ計測法を適用するものであっても良い。適用可能な他のＯＣＴ計測法として、例えば、ＳＤ−ＯＣＴ（spectral  domain−OCT）計測法、ＴＤ−ＯＣＴ（time  domain−OCT）計測法などをあげることができる。
【０１０４】
以上、本発明に係る光ロータリアダプタおよびこれを用いる光断層画像化装置について種々の実施形態を揚げて詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に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において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【０１０５】
例えば、上記実施形態では、光ロータリアダプタの固定スリーブや回転組立体を一体として構成しているが、回転側光ファイバと回転側コリメータレンズとからなる回転側光伝送系を一体として、また、固定側光ファイバと固定側コリメータレンズとからなる固定側光伝送系を一体として構成でき、回転側光伝送系を固定側光伝送系に対して回転自在に支持でき、回転側光ファイバおよび固定側光ファイバの各中心軸と、回転中心（例えば回転組立体、取付筒、回転筒の回転中心）とを、所定量オフセットさせて、測定対象からの戻り光の減衰を小さくして、ホワイトノイズを減らし、戻り光のＳ／Ｎ比を向上させることができれば、どのような構成としても良いし、例えば、固定スリーブや回転組立体の取付筒や回転筒などの円板部や円管部や円筒部や接続部などの各構成要素を別々の部品として構成しても良い。また、回転側光伝送系を固定側光伝送系に対して回転自在に支持できるとともに、かつ取り外すことができれば、どのような構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の光ロータリアダプタを用いる本発明の光断層画像化装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光ロータリアダプタの一実施形態の概略断面図である。
【図３】図２に示す光ロータリアダプタの回転中心と光ファイバおよびコリメータレンズの位置関係の一例を説明するための説明図である。
【図４】図１に示す光断層画像化装置の光プローブの一実施形態の先端部を拡大して示す部分断面図である。
【図５】図１に示す光断層画像化装置の処理部の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図１に示す光ロータリアダプタの他の実施形態の概略断面図である。
【図７】図６に示す光ロータリアダプタの回転中心と光ファイバおよびコリメータレンズの位置関係の一例を説明するための説明図である。
【図８】本発明の光ロータリアダプタを用いる本発明の光断層画像化装置の他の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，１０ａ  光断層画像化装置
１１，１１ａ  装置本体
１２  光源ユニット
１４  分岐合波部
１４ａ  分岐部
１４ｂ  合成部
１６  光プローブ
１８，１８ａ  光ロータリアダプタ
２０  干渉光検出部
２２  処理部
２４  表示部
２５ａ，２５ｂ  光サーキュレータ
２６  光路長調整部
２７ａ，２７ｂ  偏波コントローラ
２８  光ファイバカプラ
３０ａ，３０ｂ  検出部
３２  操作部
３４  筐体
３６  モータ
３８  固定スリーブ
４０ａ，４０ｂ，４３ａ，４８ａ，４８ｂ，５１ａ  ホルダ
４１，４９  フェルール
４２，５０  コリメータレンズ
４４  軸受け
４６  回転組立体
４６ａ  取付筒
４６ｂ  回転筒
４６ｃ  接続部
５２，５４  歯車（ギア）
５６  端面部材
５８  袋ナット
６０  半導体光増幅器
６２  光分岐器
６４  コリメータレンズ
６６  回折格子素子
６７  光学系
６８  回転多面鏡（ポリゴンミラー）
７０  プローブ外筒
７２  キャップ
７４  バネ
７６  固定部材
７８  光学レンズ
８０  第１光学レンズ
８２  第２光学レンズ
８４  反射ミラー
８６  基台
８８  ミラー駆動機構
９０  干渉信号取得部
９２  Ａ／Ｄ変換部
９４  接触状態検出部
９６  断層情報生成部
９８  画像補正部
ＦＢ１，ＦＢ２，ＦＢ３，ＦＢ４，ＦＢ５，ＦＢ６  光ファイバ
Ｓ  測定対象
δ１，δ２  オフセット量
θ１，θ２  傾斜角度
θ３，θ４  屈折角度
ｎ１，ｎ２，ｎ３  屈折率
ｆ１，ｆ２  焦点距離
【図１】
0005529384.tif 000002
【図２】
0005529384.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005529384.tif 000005
【図５】
0005529384.tif 000006
【図６】
0005529384.tif 000007
【図７】
0005529384.tif 000008
【図８】
0005529384.tif 000009