(57)【要約】  イメージファイバの一端にレーザ光を入射すると共に、前記イメージファイバを介して伝送されたレーザ照射対象物の二次元画像を受像する光学装置。前記イメージファイバの一端側に配置され、前記レーザ光を反射すると共に前記二次元画像を透過させるミラーと、前記ミラーの反射により前記イメージファイバの一端にレーザ光を入射させるレーザ光源と、前記ミラーの透過により前記イメージファイバの一端から前記二次元画像を受像する撮像装置と、前記イメージファイバの一端において、前記レーザ光を前記多数のコアのうち一部のコアに入射させ、かつその入射させるコアが変更可能である入射制御手段とを備える。
2010143402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素を構成する多数のコアと共通のクラッドとからなるイメージファイバの一端に、そのイメージファイバの他端側のレーザ照射対象物に向けて出射するためのレーザ光を入射すると共に、前記イメージファイバを介して伝送された前記レーザ照射対象物の二次元画像を受像する光学装置であって、
前記イメージファイバの一端側に配置され、前記レーザ光を反射すると共に前記二次元画像を透過させるミラーと、
前記ミラーの反射により前記イメージファイバの一端にレーザ光を入射させるレーザ光源と、
前記ミラーの透過により前記イメージファイバの一端から前記二次元画像を受像する撮像装置と、
前記イメージファイバの一端において、前記レーザ光を前記多数のコアのうち一部のコアに入射させ、かつその入射させるコアが変更可能である入射制御手段と
を備える光学装置。
【請求項２】
前記入射制御手段は、前記レーザ光を透過する透過部を有するマスクであり、前記マスクを前記レーザ光源と前記イメージファイバの一端の間の光路内に設置する請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記入射制御手段は、前記ミラーの角度調整によりレーザ光の照射位置または形状を制御可能である請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
前記マスクは、前記透過部の位置または形状が異なる複数のなかから選択使用可能である請求項２に記載の光学装置。
【請求項５】
画素を構成する多数のコアと共通のクラッドとからなるイメージファイバ本体を有し、一端から入射されたレーザ光を他端からレーザ照射対象物に向けて出射すると共に、前記レーザ照射対象物の二次元画像を表す画像信号を前記他端から前記一端に伝送するイメージファイバと、
前記イメージファイバの一端側に配置され、前記レーザ光を反射すると共に前記二次元画像を透過させるミラーと、
前記ミラーの反射により前記イメージファイバの一端にレーザ光を入射させるレーザ光源と、
前記ミラーの透過により前記イメージファイバの一端から前記二次元画像を受像する撮像装置と、
前記イメージファイバの一端において、前記レーザ光を前記多数のコアのうち一部のコアに入射させ、かつその入射させるコアが変更可能である入射制御手段と
照明用光ファイバと
を備えるレーザ照射装置。
【請求項６】
前記入射制御手段は、前記レーザ光を透過する透過部を有するマスクであり、前記マスクを前記レーザ光源と前記イメージファイバの一端の間の光路内に設置する請求項５に記載のレーザ照射装置。
【請求項７】
前記入射制御手段は、前記ミラーの角度調整によりレーザ光の照射位置または形状を制御可能である請求項５に記載のレーザ照射装置。
【請求項８】
前記マスクは、前記透過部の位置または形状が異なる複数のなかから選択使用可能である請求項６に記載のレーザ照射装置。
【請求項９】
前記ミラーが波長選択ミラーであり、
前記入射制御手段が入射位置制御手段である請求項５に記載のレーザ照射装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のレーザ照射装置からなるレーザ治療装置であって、前記イメージファイバは、外径が２０Ｇ以下のパイプ内に挿入されてプローブを構成しているレーザ治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光伝送と共に画像伝送を行うことが可能な光学装置、レーザ照射装置およびこれを用いたレーザ治療装置に関する。
本願は、２００９年６月９日に日本に出願された特願２００９−１３８３４２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いてレーザ光を伝送するレーザ照射装置は、医療用、工業用など種々の用途に用いられている。
従来のレーザ治療システムは、レーザ光伝送用光ファイバが、観察を行うための画像伝送用光ファイバとは別体で構成されている。この従来システムによれば、画像伝送用光ファイバを通して患部の画像を確認し、画像情報を元にレーザ光伝送用光ファイバの先端部を患部への照射に適した位置に導き、レーザ光の照射を行うことができる。
例えば特許文献１には、光ファイバの一端から光凝固用レーザ光を入射させ、該レーザ光を患部に照射して患部を光凝固させる手術装置において、照明用光源と手術用光源を一つに統合した構成が記載されている。【０００３】
従来のレーザ治療システムでは、レーザ光照射用光ファイバの先端部を患部に向ける際の位置あわせの精度は、術者の技能および判断に大きく依存しており、レーザ治療の効果が不安定となるおそれがある。
このため、画像伝送用光ファイバと、レーザ光伝送用光ファイバとが組み合わされた複合型光ファイバを有する内視鏡システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１１７８９号公報
【特許文献２】特開２００５−２３７４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の複合型光ファイバを有する内視鏡システムの場合、複合型光ファイバの内部に、画像伝送に関与しないレーザ光伝送用光ファイバが組み込まれているため、画像伝送用光ファイバで得られる画像の中央にブランク部分が生じてしまう。
また、レーザ光伝送用光ファイバの位置が画像伝送用光ファイバの中央に固定されているため、レーザ照射が可能な範囲は、画像を観察可能な範囲の中央部に限られる。レーザ光伝送用光ファイバの位置や本数を変更すれば、画像を観察可能な範囲内でレーザ照射の位置およびポイント数（照射箇所の個数）を変更することは可能であるが、位置およびポイント数が異なるごとに別々の複合型光ファイバを用いるのは極めて煩雑である。【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、画像の観察範囲内でレーザ照射の位置およびポイント数を容易に変更することが可能な光学装置、レーザ照射装置およびこれを用いたレーザ治療装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の光学装置は、画素を構成する多数のコアと共通のクラッドとからなるイメージファイバの一端に、そのイメージファイバの他端側のレーザ照射対象物に向けて出射するためのレーザ光を入射すると共に、前記イメージファイバを介して伝送された前記レーザ照射対象物の二次元画像を受像する光学装置であって、前記イメージファイバの一端側に配置され、前記レーザ光を反射すると共に前記二次元画像を透過させるミラーと、前記ミラーの反射により前記イメージファイバの一端にレーザ光を入射させるレーザ光源と、前記ミラーの透過により前記イメージファイバの一端から前記二次元画像を受像する撮像装置と、前記イメージファイバの一端において、前記レーザ光を前記多数のコアのうち一部のコアに入射させ、かつその入射させるコアが変更可能である入射制御手段とを備える。
前記入射制御手段としては、前記レーザ光を透過する透過部を有するマスクを使用でき、前記マスクは前記レーザ光源と前記イメージファイバの一端の間の光路内に設置することができる。
前記入射制御手段は、前記ミラーの角度調整によりレーザ光の照射位置または形状を制御可能である構成とすることができる。
前記マスクは、前記透過部の位置または形状が異なる複数のなかから選択使用可能であることが好ましい。
本発明のレーザ照射装置は、画素を構成する多数のコアと共通のクラッドとからなるイメージファイバ本体を有し、一端から入射されたレーザ光を他端からレーザ照射対象物に向けて出射すると共に、前記レーザ照射対象物の二次元画像を表す画像信号を前記他端から前記一端に伝送するイメージファイバと、前記イメージファイバの一端側に配置され、前記レーザ光を反射すると共に前記二次元画像を透過させるミラーと、前記ミラーの反射により前記イメージファイバの一端にレーザ光を入射させるレーザ光源と、前記ミラーの透過により前記イメージファイバの一端から前記二次元画像を受像する撮像装置と、前記イメージファイバの一端において、前記レーザ光を前記多数のコアのうち一部のコアに入射させ、かつその入射させるコアが変更可能である入射制御手段と、照明用光ファイバとを備える。
前記入射制御手段としては、前記レーザ光を透過する透過部を有するマスクを使用でき、前記マスクは前記レーザ光源と前記イメージファイバの一端の間の光路内に設置することができる。
前記入射制御手段は、前記ミラーの角度調整によりレーザ光の照射位置または形状を制御可能である構成とすることができる。
前記マスクは、前記透過部の位置または形状が異なる複数のなかから選択使用可能であることが好ましい。
本発明のレーザ照射装置は、前記ミラーが波長選択ミラーであり、前記入射制御手段が、入射位置制御手段である構成としてよい。
本発明のレーザ治療装置は、前記レーザ照射装置からなるレーザ治療装置であって、前記イメージファイバは、外径が２０Ｇ以下のパイプ内に挿入されてプローブを構成しているレーザ治療装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、１本のイメージファイバを用いて、レーザ光伝送と共に画像伝送を行うことができる上、画像の観察範囲内でレーザ照射の位置およびポイント数を容易に変更することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のレーザ照射装置の動作を説明する概要図である。
【図２】本発明のレーザ照射装置に用いられるイメージファイバの一例を示す断面図である。
【図３】本発明のレーザ照射装置の一例を説明する模式図である。
【図４】画像の観察範囲内で多点照射を行う例を示す説明図である。
【図５】マスクの例を示す平面図である。
【図６】マスクの例を示す平面図である。
【図７】マスクの例を示す平面図である。
【図８】マスクの例を示す平面図である。
【図９】マスクの例を示す平面図である。
【図１０】マスクの例を示す平面図である。
【図１１】レーザ光源の出射部の構造を示す構成図である。
【図１２】本発明のレーザ照射装置の別の形態例を説明する概要図である。
【図１３】前図に示すレーザ照射装置の変形例の要部を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１に示すように、本形態例のレーザ照射装置１０は、一端１１から入射されたレーザ光３を他端１２からレーザ照射対象物１３に向けて出射すると共に、レーザ照射対象物１３の二次元画像を他端１２から一端１１に伝送するイメージファイバ２０と、イメージファイバ２０の一端１１側に配置され、レーザ光３を反射すると共にレーザ照射対象物１３の二次元画像を透過させるミラー１４と、ミラー１４の反射によりイメージファイバ２０の一端１１にレーザ光３を入射させるレーザ光源１５と、ミラー１４の透過によりイメージファイバ２０の一端１１からレーザ照射対象物１３の二次元画像を受像する撮像装置１６と、レーザ照射対象物１３に照明光を伝送するための照明用光ファイバ（図示せず。）を備える。
【００１１】
このレーザ照射装置１０においては、図示しない入射制御手段により、レーザ光源１５から出射されたレーザ光３はイメージファイバ２０の一端１１において、レーザ光３が多数のコア２１，２１，…のうち一部のコア２１（１本または複数本）に入射される。また、そのレーザ光３がどのコア２１に入射されるかは、変更可能である。
【００１２】
ミラー１４と、レーザ光源１５と、撮像装置１６と、入射制御手段と、照明用光ファイバとは、光学装置３０を構成する。光学装置３０は、イメージファイバ２０の一端１１にレーザ光３を入射すると共に、イメージファイバ２０を介して伝送された二次元画像を受像するものである。
【００１３】
イメージファイバ２０は、図２に示すように、画素を構成する多数のコア２１，２１，…と共通のクラッド２２とからなるイメージファイバ本体２３を有するマルチコアファイバである。
本発明では、イメージファイバ２０は、レーザ照射対象物１３に照射されるレーザ光の波長帯と、レーザ照射対象物１３の二次元画像を表す光（画像情報の光）の波長帯との両方を伝送することが可能なものが用いられる。イメージファイバ本体２３の材質は、石英系ガラス、多成分系ガラス、プラスチックなどから選択することができる。
【００１４】
石英系イメージファイバの場合、コア２１は、純粋石英ガラス、あるいはリン（Ｐ）やゲルマニウム（Ｇｅ）などがドープ（添加）された石英系ガラスなどで形成されている。
クラッド２２は、コア２１よりも低屈折率の材料からなるもので、純粋石英ガラス、あるいはフッ素（Ｆ）などがドープ（添加）された石英系ガラスなどで形成されている。
特に、細径で画素数が多い石英系イメージファイバの場合、コア２１はゲルマニウムが添加された石英系ガラスからなり、クラッド２２はフッ素が添加された石英系ガラスからなるものが好ましい。
【００１５】
コア２１は、イメージファイバ本体２３の断面（イメージサークル）において全体にほぼ均一に配置されている。「均一に配置」とは、イメージファイバ本体２３の断面の一部領域に偏らず、全領域にわたって配置されていることをいう。
イメージファイバ２０の各コア２１，２１，…は、イメージファイバ本体２３の断面内でほぼ均一に配列されている。このため、レーザ光３を多数のコア２１，２１，…から選択されるいずれのコア２１にも入射させて、レーザ照射対象物１３へと伝送することができる。イメージファイバ２０の各コア２１，２１，…の材質および寸法は均等とすることができるが、必ずしもこれに限定されない。すなわち、イメージファイバ２０のコア２１の材質や寸法を個別に変化させることもできる。
レーザ光３を入射させるコア２１の数は、１個でも複数個でも良い。
イメージファイバ２０の断面内でコア２１，２１，…が配置された範囲は、二次元画像が伝送される範囲４およびレーザ光３が伝送可能な範囲５と相似的に対応する。
【００１６】
イメージファイバ２０のコア２１，２１，…の断面形状（長手方向と垂直な断面形状）は、一般的には円形や六角形状などの等方形状である。このほか、コア２１の断面形状としては、楕円形、長方形、矩形、菱形などの異方性を有する形状が挙げられる。
コア２１の数（画素数）は、１０００〜１０００００程度とするのが好ましい。コア２１は、互いに同じ外径を有することができるが、必ずしもこれに限定されない。すなわち、コア２１は、個別に異なる外径を有していてもよい。コア２１の外径は例えば１〜２０μｍとすることができる。
隣り合うコア２１の間隔（画素間隔）は、ほぼ一定とすることができるが、一定でなくてもよい。コア２１の間隔は、例えばコア２１の外径の１．１〜４倍とすることができる。コア２１の間隔は、コア２１とクラッド２２の屈折率差に基づいて設定される。この屈折率差は２〜５％、好ましくは３．５〜４％とすることができる。
【００１７】
図２に示すイメージファイバ２０の場合、イメージファイバ本体２３の外周にはジャケット管２４が設けられ、このジャケット管２４の外周は被覆層２５で覆われている。
ジャケット管２４は、純粋石英ガラスよりなるものの他に、例えば、石英ガラスに酸化チタンや酸化銅などが添加されたものなどを使用することができる。ジャケット管２４は、単一のコアを有する光ファイバを複数本束ねて溶融一体化してイメージファイバ本体２３を製造する際に、多数の光ファイバを保持するために用いられる。これらの光ファイバが互いに溶融一体化する際に、各光ファイバのクラッドが連続することによって共通のクラッド２２が形成されると共に、共通のクラッド２２とジャケット管２４とが固着される。
【００１８】
被覆層２５は、エポキシ、アクリル系、ポリイミド、シリコーンなどの樹脂、あるいは金属等で形成されている。被覆層２５は１層でも複数積層されたものでも良い。被覆層２５の厚さは、好ましくは、２０〜１００μｍ程度である。
体内（器官内）にレーザ照射を行う医療用途では、皮膚や体内の膜に開口を開けてプロープを挿入する必要がある。このプローブは、金属などのパイプ（保護パイプ）内にイメージファイバ２０を挿通した構造を有する。
本形態例のレーザ照射装置１０の場合、イメージファイバ２０が画像伝送用光ファイバとレーザ光伝送用光ファイバを兼ねているので、体内の患部にレーザを照射する際にプロープを挿通するための開口を小さくすることができる。
なお、本形態例において、照明用光ファイバは、本形態例のレーザ照射装置１０のプローブとは別に、プローブを構成する。この場合、プロープを挿通するための開口の数は、画像伝送用およびレーザ光伝送用プローブのための開口と、照明用のプローブのための開口の、合わせて２個となる。
【００１９】
従来、プローブ径（保護パイプの外径）が２０Ｇ（外径０．８９ｍｍ）、２１Ｇ（外径０．８１ｍｍ）、２３Ｇ（外径０．６４ｍｍ）、２５Ｇ（外径０．５１ｍｍ）等のものが使用されている。このため、プローブ径は２０Ｇ以下が好ましく、２３Ｇ以下がより好ましい。
保護パイプは、通常は肉厚が５０μｍ以上であるので、２３Ｇのプローブを構成する場合、パイプの内径は０．５４ｍｍ以下となる。よって、イメージファイバ２０の被覆層２５における外径（被覆径）は、挿入に必要なクリアランスを確保するため、パイプの内径より小さくする必要がある。
なお、本発明においては特許文献２と同様に、レーザ照射対象物に照明光を伝送するための照明用光ファイバを、イメージファイバ２０と共に、本形態例のレーザ照射装置１０のプローブ内に設けても良い。この場合、プロープを挿通するための開口の数は、１個で済む。照明用光ファイバとして、多成分ガラス等からなる外径３０〜７０μｍの光ファイバが数本程度プローブのパイプ内に収容される。
【００２０】
イメージファイバ２０の他端１２には、対物レンズ１２ａが設けられる。対物レンズ１２ａの構成例としては、凸レンズや円柱形レンズ等をエポキシ系接着剤等の光学（透光性）接着剤で接着することが挙げられる。なお、レンズとイメージファイバの端面同士を直接接着することもできるが、必ずしも直接接着しなくてもよい。つまり、金属製などのスリーブに、レンズとイメージファイバを挿入し、レンズとスリーブ、レンズとイメージファイバをそれぞれ接着することで、レンズとイメージファイバの位置関係を固定することができる。これにより、接着剤が、イメージファイバ２０を伝送される光によって変質して劣化するといったことを防ぐことができる。
対物レンズ１２ａを構成する凸レンズや円柱形レンズ等の材質は、石英系ガラス、多成分ガラス、プラスチック等が挙げられる。また、この対物レンズ１２ａとしては、GRINロッドレンズを用いることができる。このGRINロッドレンズは、グレーデッドインデックス型の屈折率分布を有する円柱形のレンズである。GRINロッドレンズの端面は鏡面研磨されることが好ましい。イメージファイバ２０の被覆層２５を除いた部分（イメージファイバ本体２３およびジャケット管２４）が石英系ガラスから構成されている場合は、石英系ロッドレンズを融着接続して対物レンズ１２ａとすることもできる。
【００２１】
ミラー１４は、イメージファイバ２０の一端１１側に配置され、レーザ光３を反射すると共にレーザ照射対象物１３の二次元画像を透過させる光学素子である。このような機能を有する光学素子としては、波長選択ミラー、すなわち、特定の波長の光を反射し、その他の波長の光を透過する素子（ダイクロイックミラー）や、入射光をその偏光成分により分離して反射又は透過させる素子（偏光ビームスプリッタ）などが挙げられる。
ミラー１４は、レーザ光３の一部がイメージファイバ２０の一端１１で反射してもその反射光が撮像装置１６に入射しないよう、レーザ光３の波長およびその付近における透過率が十分に低いことが望ましい。
【００２２】
レーザ光３の波長が例えば近赤外線など可視光の波長範囲外にある場合、ミラー１４は、可視光の全域を透過するものであれば、画像の色再現性に優れるものとなるので、好ましい。このようなミラー１４としては、少なくともレーザ光３の波長帯を含む長波長側の光を反射し、可視光の波長帯を含む短波長側の光を透過するものが好ましい。
レーザ光３の波長が可視光の波長範囲にある場合、ミラー１４は、レーザ光３の波長およびその付近の狭帯域を反射するものであると、画像の色合いの変化を最小限にすることができるので、好ましい。
また、ミラー１４が適切に選択された三原色に対応する３つの波長帯を選択的に透過し、それ以外の波長を反射するものである場合、レーザ光３の波長を、広い反射帯域の中から選択することができる。
【００２３】
レーザ光源１５は、該レーザ光源１５から出射されるレーザ光３がミラー１４で反射されることにより、その反射したレーザ光３をイメージファイバ２０の一端１１に入射させることができる位置に配置される。
レーザ光源１５の種類は、レーザ光３をレーザ照射対象物１３に照射する目的に応じて選択することができる。例えば、色素レーザ、アルゴンイオンレーザ、半導体レーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｈｏ：ＹＡＧレーザなど、可視域から近赤外域までの波長を有するレーザ光を発するものが使用可能である。また、ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、ＡｒＦなどのエキシマレーザを用いることも可能である。なかでも、近赤外線光であるレーザ光を発するもの、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長１．０６μｍ）、Ｈｏ：ＹＡＧレーザ（波長２．１μｍ）が好ましい。また、Ｎｄ：ＹＶＯ（波長５３２ｎｍ）やＮｄ：ＹＡＧレーザの２倍波（波長０．５３μｍ）などの緑色レーザ（グリーンレーザ）も好ましい。その他、希土類添加ファイバーを増幅器として用い、光路がすべて光ファイバーで構成されるファイバレーザを用いてもよい。例えば、波長１０６４ｎｍのファイバーレーザを用い、これをＳＨＧ結晶を用いて波長変換した５３２ｎｍの緑色光源とすることができる。ファイバレーザは、出射光の光径を小さくできるという利点を有している。
レーザ光３は、連続的なレーザビームでも良く、パルスレーザでも良い。レーザ光源１５またはレーザ光３の光路の途中にシャッターを設けて、照射のオンオフや時間を制御可能にしても良い。
【００２４】
撮像装置１６は、イメージファイバ２０の一端１１から出射したレーザ照射対象物１３の二次元画像がミラー１４を透過することにより、その透過した二次元画像を受像できる位置に配置される。この撮像装置１６は、イメージファイバ２０を介して伝送された画像を、該イメージファイバ２０の一端１１から受像する。
撮像装置１６としては、ＣＣＤカメラや画像センサなどが挙げられる。撮像装置１６で受像した画像を信号に変換して表示装置（図示せず）に送信することにより、術者が目視で画像を観察することができる。術者は、表示装置に映し出された画像を観察しながら、レーザ照射装置１０を操作することができる。
表示装置としては、液晶表示装置、ＣＲＴなどの各種モニタが使用できる。
【００２５】
また、本形態例のレーザ照射装置１０は、イメージファイバ２０の一端１１において、レーザ光３を入射させるコア２１が変更可能である入射制御手段を備え、図１に示すように、これにより、レーザ照射対象物１３上における二次元画像の観察範囲１において、レーザ光３の照射位置２を任意に選択することができる。
イメージファイバ２０の一端１１における位置とレーザ照射対象物１３における位置は共役であるので、対物レンズ１２ａによるレーザ照射対象物１３の像はイメージファイバ２０の一端１１における端面上にある。したがって、イメージファイバ２０の一端１１でレーザ光３の入射位置を制御することにより、レーザ照射対象物１３におけるレーザ光３の照射位置２を制御することができる。これにより、二次元画像の観察範囲１におけるレーザ光３の照射位置２の制御が容易になる。
レーザ光３の照射位置２は、二次元画像の観察範囲１の中央部でも周縁部でも選択することが可能である。
【００２６】
本形態例の場合、イメージファイバ２０の一端１１とミラー１４との間には第１のコリメートレンズ１１ａが設けられ、レーザ光源１５とミラー１４との間には第２のコリメートレンズ１５ａが設けられ、撮像装置１６とミラー１４との間には第３のコリメートレンズ１６ａが設けられている。
これらのコリメートレンズ１１ａ，１５ａ，１６ａは必須の構成ではないが、第１のコリメートレンズ１１ａを用いてイメージファイバ２０の一端１１に入射されるレーザ光３を集光することにより、レーザ光３が入射されるコア２１の選択が容易になる。
また、第１のコリメートレンズ１１ａを用いてイメージファイバ２０の一端１１から出射する画像情報の光４を平行化してから、ミラー１４を透過させるようにすることで、ミラー１４を通過する際の画像の乱れを抑制することができる。
第２のコリメートレンズ１５ａを用いてレーザ光源１５から出射するレーザ光３を平行化することにより、レーザ光３がミラー１４に反射される際のビーム形状の乱れを抑制することができる。
第３のコリメートレンズ１６ａを用いて撮像装置１６に入射する画像情報の光４を集光することにより、撮像装置１６への入射が容易になる。
入射制御手段の一例としては、レーザ光３のビーム径をイメージファイバ２０のサークル径（イメージファイバ本体２３の径）より小さく集光して、イメージファイバ２０の一端１１に入射させる位置を制御する手段が挙げられる。より具体的には、レーザ光源１５を動かしてレーザ光３が出射される位置や方向を制御したり、レンズ１１ａ，１５ａやミラー１４を動かしてその位置や角度を制御したりする機構などを用いることができる。
【００２７】
入射制御手段の別の一例としては、図３に示すようにレーザ光３を透過する透過部１７ａを一部に有し、レーザ光源１５から出射されたレーザビームの断面の一部分のみを透過させるマスク１７が挙げられる。
この場合、マスク１７においてレーザビームの透過する位置や個数を変更することにより、例えば図４に示すように、二次元画像の観察範囲１に多数のスポット状の照射位置２を設定し、これらの照射位置２に同時にレーザ照射を行うことが容易になる。
【００２８】
マスク１７は、透過部１７ａの個数や配置が複数異なるものを用意し、適宜交換して用いることができる。
図５〜図１０は、マスク１７の例を示す平面図であって、図５に示すマスク１７は、矩形状とされ、１つの円形の透過部１７ａが左上位置に形成されている。図６に示すマスク１７は、１つの円形の透過部１７ａが右下位置に形成されている。図７に示すマスク１７では、内縁１７ｂおよび外縁１７ｃが円弧形状とされた三日月形の透過部１７ａが左上位置に形成されている。図８に示すマスク１７では、１つの矩形の透過部１７ａが側方寄り（右寄り）の位置に形成されている。図９に示すマスク１７では、幅方向（左右方向）中央にあって上下に離間した一対の透過部１７ａ１、１７ａ２と、上下方向の中央にあって幅方向（左右方向）に離間した一対の透過部１７ａ３、１７ａ４とが形成されている。図１０に示すマスク１７では、左右方向に沿って直線的に配列された複数（図示例では３つ）の透過部１７ａ（１７ａ５〜１７ａ７）からなる列１７ｄが上下方向に間隔をおいて複数段（図示例では３段）に形成されている。
図５〜図１０に示すように、マスク１７としては、透過部１７ａの位置または形状が異なるものを複数用意しておき、必要に応じて選択使用できる。
【００２９】
また、レーザ光３の光路上でレーザ光３の進行方向に垂直な方向にマスク１７を動かし、レーザ光３が伝送可能な範囲５内における透過部１７ａの相対位置を変化させることにより、二次元画像の観察範囲１におけるレーザ光３の照射位置２を制御することも可能である。
【００３０】
マスク１７は、レーザ光３の光路上で、かつ他の光学素子と干渉しない位置であれば、いずれの箇所にも設置することができる。イメージファイバ２０を備えたプロープを体内等に挿入する際にプロープの径を増大させないよう、イメージファイバ２０の一端１１側に設置することが望ましい。
図３に示すように、マスク１７をレーザ光源１５の出射端面上に（接触または接近させて）配置すると、マスク１７とレーザ光源１５との位置関係がずれにくく、好ましい。
詳細には、レーザ光源１５の出射端面とマスク１７との間にコリメートレンズ（図示略）を設け、このレンズによって出射光を平行化し、平行化された光の一部がマスク１７の透過部１７ａを透過する構成を採用することができる。
また、図１１に示すように、レーザ光源１５とマスク１７との間にコリメートレンズ１８ａ、１８ｂを設けるとともにマスク１７の出射側にコリメートレンズ１８ｃを設け、出射光をコリメートレンズ１８ａで平行化し、コリメートレンズ１８ｂによって集光し、集光位置でマスク１７の透過部１７ａを透過させ、コリメートレンズ１８ｃで再び平行化する構成を採用することもできる。
【００３１】
また、レーザ光３の光路上にコリメートレンズ１１ａ，１５ａを配置する場合は、これらのコリメートレンズ１１ａ，１５ａ間でレーザ光３が平行化される範囲内にマスク１７を設置すると、レーザ光３の光路上においてレーザ光３の進行方向に沿ってマスク１７の位置に誤差が生じても、レーザ照射位置２のずれが生じにくくなるので、好ましい。
【００３２】
以上説明したように、本形態例のレーザ照射装置１０によれば、イメージファイバ２０を介して伝送された画像に基づいてレーザ照射対象物１３を観察することができる。また、イメージファイバ２０を通してレーザ照射対象物１３にレーザ光３を照射することができる。
イメージファイバ２０は、イメージファイバ本体２３の断面において全体にコア２１がほぼ均一に配置されているので、得られる画像にブランク部分は生じず、かつレーザ光３の照射位置に制限はない。従って、画像の観察範囲１内の必要な位置に確実にレーザ光３を照射することができる。
このため、例えば、イメージファイバ２０により得られた画像に基づいて患部を発見・診断し、患部にレーザ光を照射することによりレーザ治療を行うことができる。
この際、画像にブランク部分は生じず、かつレーザ光３の照射位置に制限はないため、必要な位置にレーザ光を照射することができ、治療効果を高めることができる。
【００３３】
図１２は、本発明の別の形態例を示すもので、本形態例のレーザ照射装置４０では、イメージファイバ２０とレーザ光源１５との間に、第１および第２のミラー１４Ａ、１４Ｂが設けられ、ミラー１４Ａ、１４Ｂには、ミラー１４Ａ、１４Ｂの角度を調整する入射制御手段６０が設けられている。ミラー１４Ａ、１４Ｂとしては、上述のレーザ照射装置１０におけるミラー１４と同様の構成を採用できる。その他の構成はレーザ照射装置１０と同様である。
以下の説明において、図１に示すレーザ照射装置１０との共通構成についてはその説明を省略または簡略化する。
【００３４】
ミラー１４Ａ、１４Ｂと、レーザ光源１５と、撮像装置１６と、入射制御手段６０と、照明用光ファイバとは、光学装置５０を構成する。光学装置５０は、イメージファイバ２０の一端１１にレーザ光３を入射すると共に、イメージファイバ２０を介して伝送された二次元画像を受像するものである。
【００３５】
入射制御手段６０は、図示せぬ駆動手段によって、第１および第２のミラー１４Ａ、１４Ｂを、互いに異なる軸回りに回動させてその角度を任意に設定できるように構成される。例えば、第１のミラー１４ＡはＸ軸回りに回動可能であり、第２のミラー１４ＢはＸ軸に直交するＹ軸回りに回動可能である構成とすることができる。
この構成によれば、ミラー１４Ａ、１４Ｂの角度を調整することによって、イメージファイバ２０の一端１１に対するレーザ光３の照射位置を制御することができる。ミラー１４Ａ、１４Ｂの回動軸は互いに異なるため、レーザ光３の照射位置は任意に設定できる。
例えば図４に示すように、二次元画像の観察範囲１に多数のスポット状の照射位置２を設定する場合において、ミラー１４Ａ、１４Ｂの角度を順次調整しつつ、これらの照射位置２に順次レーザ照射を行うことができる。
なお、図１２に示すレーザ照射装置４０は、２つのミラーを備えた構成としたが、ミラーが１つのみである構成も可能である。この場合には、入射制御手段は、この１つのミラーをＸ軸回りおよびＹ軸回りのいずれにも回動させ、任意の角度に設定できるように構成する。
【００３６】
図１３に示すように、レーザ照射装置４０（図１２参照）において、レーザ光源１５からの光を、光ファイバ１９を通して出射させることもできる。光ファイバ１９の使用によって、イメージファイバ２０の一端１１上での光径を小さくできる。
【００３７】
本発明のレーザ治療装置は、脳外科手術における脳腫瘍の治療において、正常組織と腫瘍組織の境界部分にある腫瘍組織を正確に除去するために使用することができる。
従来、脳神経における腫瘍組織と正常組織との境界部を見分けるのは非常に難しく、患部を観察しながら施術することが必要であった。その際、過度に切り口を大きくしてしまうと、脳へのダメージが生じる危険性があるし、腫瘍が残らないように大きく切除してしまうと、脳の機能障害のおそれがある。そのために低侵襲で正確に施術する内視鏡手術とレーザ治療が必要であったが、現段階において内視鏡とレーザ治療プローブが別々に使用されるため、精確な施術が困難であった。
これに対して、本発明のレーザ治療装置は、内視鏡の機能とレーザ治療プローブの機能を兼ね備えるものであり、患部に合わせて部分的にレーザ照射による治療が実施可能なことから、効果的な治療が可能であり、患者に与える負担が少ない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のレーザ照射装置は、医療用、工業用など種々の用途に利用可能である。治療の目的としては、血管形成、血管縫合、結石破砕などが挙げられる。特に、脳外科における脳腫瘍、その他各部位の癌や悪性腫瘍に対するレーザ治療装置として好適である。
工業用途としては、原子力施設や細い配管内での作業等が挙げられる。
【符号の説明】
【００３９】
１    二次元画像の観察範囲
２    レーザ光の照射位置
３    レーザ光
１０    レーザ照射装置
１１    イメージファイバの一端
１２    イメージファイバの他端
１３    レーザ照射対象物
２０    イメージファイバ
１４、１４Ａ、１４Ｂ    ミラー
１５    レーザ光源
１６    撮像装置
１７    マスク（入射制御手段）
１７ａ  透過部
２１    コア
２２    共通のクラッド
２３    イメージファイバ本体
３０、５０    光学装置
６０    入射制御手段
【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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【国際調査報告】
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