(57)【要約】  【課題】  光コヒーレンストモグラフィー計測において、複数のプローブを取り替えて使用する場合であっても、各プローブの長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止する。  【解決手段】  光断層画像化装置１において、測定対象Ｓの深さ方向へ測定位置を変更するために参照光Ｌ２の光路長を変更する第１光路長変更手段５０とともに、本体１Ａに取り付けられたプローブ１０の長さの誤差を補正するために、交換可能なプローブ１０の取付時に第１光路長変更手段５０での光路長の変更による測定可能領域ＭＲが予め設定された設定測定領域ＭＲｒｅｆになるように、参照光の光路長を変更する第２光路長変更手段と６０を備える。【選択図】          図２
2006215005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の光断層画像を取得する本体に、測定光を測定対象まで導波するプローブを着脱可能に取り付けて測定を行う光断層画像化装置であって、
前記本体が、
低コヒーレンス光を射出する光源と、
該光源から射出された前記低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、
前記光分割手段により分割された前記参照光の光路長を変更する光路長変更手段と、
前記プローブから前記測定光が前記測定対象に照射されたときの該測定対象からの反射光と、前記光路長変更手段により光路長が変更された前記参照光とを合波する合波手段と、
該合波手段により合波された前記反射光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段と
を有するものであり、
前記光路長変更手段が、
前記測定対象内の測定位置を深さ方向に変化させるために、前記参照光の光路長を変える第１光路長変更手段と、
前記本体に取り付けられた前記プローブの長さの誤差を補正するために、該プローブの取付時に前記第１光路長変更手段での前記光路長の変化により測定が可能となる領域が予め設定された設定測定領域になるように、前記参照光の光路長を変更する第２光路長変更手段と
を備えたものであることを特徴とする光断層画像化装置。
【請求項２】
前記第２光路長変更手段にける光路長の変更量を制御する駆動制御手段をさらに有し、前記プローブが、該プローブ毎に固有のＩＤ番号が付されているものであって、前記駆動制御手段が、前記各ＩＤ番号毎に前記第２光路長変更手段による光路長の変更量を記憶したテーブルを備え、前記本体に取り付けられた前記プローブの前記ＩＤ番号が入力されたときに、該ＩＤ番号に関連付けて記憶された光路長の変更量だけ光路長の変更が行われるように第２光路長変更手段を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の光断層画像化装置。
【請求項３】
前記第１光路長変更手段が、前記参照光を分散した後、群遅延もしくは位相遅延を与える走査ミラーとフーリエ変換レンズを備えた光学遅延手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の光断層画像化装置。
【請求項４】
前記第２光路長変更手段が、前記参照光を反射するミラーが該参照光の光軸方向に移動することにより前記参照光の光路長を変更するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項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、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）計測による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】
従来、生体の体腔内を観察する内視鏡装置として、照明光が照射された生体から反射した反射光を用いて生体の像を撮像し、モニタ等に表示する電子内視鏡装置が広く普及され様々な分野で利用されている。また多くの内視鏡は鉗子口を備え、この鉗子口から鉗子チャンネルを介して体腔内に導入されたプローブにより、体腔内の組織の生検や治療を行なうことができる。
【０００３】
上述した内視鏡装置として超音波を用いた超音波断層画像取得装置等が知られているが、その他に例えば低コヒーレンス光による光干渉を用いた光断層画像取得装置が用いられることが考えられている。（たとえば特許文献１参照。）特許文献１の光断層画像化装置においては、光源から射出された低コヒーレンス光が測定光と参照光とに分割された後、測定光は測定対象に照射され、測定対象からの反射光が合波手段に導波される。一方、参照光は、測定対象内の測定深さを変更するために、光路長の変更が施された後に合波手段に導波される。そして、合波手段により反射光と参照光とが合波され、合波されたことによる干渉光がヘテロダイン検波等により測定される。
【０００４】
ここで、測定光を測定対象に照射する際に、内視鏡の鉗子口から鉗子チャンネルを介して体腔内に挿入されるプローブが用いられている。プローブは、測定光を導光する光ファイバと、光ファイバの先端に配置された、測定光を直角に反射するミラーとを備えている。そして、このプローブから体腔内の測定対象に対し測定光を照射し、測定対象からの反射光を再びプローブの光ファイバを介して合波手段へ導波する。
【特許文献１】特開２００２−２０００３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したＯＣＴ計測は、測定光および反射光と参照光との光路長が一致したときに干渉光が検出されることを利用した計測方法であり、参照光の光路長を変更することにより、測定対象に対する測定位置（測定深さ）が変更されるようになっている。
【０００６】
ところで、特許文献１に示すように体腔内にプローブを挿入してＯＣＴ計測を行う場合、プローブを使用後に消毒・洗浄等する必要があるため、プローブは光断層画像化装置の本体に対し着脱可能に設けられている。つまり、光断層画像化装置に用いられるプローブは複数用意されており、測定毎にプローブを付け替えることができるようになっている。
【０００７】
しかし、上述した複数のプローブの長さ、特に光ファイバの長さは製造誤差によるばらつきが生じているため、測定光および反射光の光路長が各プローブ毎に変わってしまうが、参照光の変更幅は一定の範囲に制限されている。結果として各プローブ毎に測定領域がずれてしまい、プローブを取り替える毎に測定領域がずれた状態で光断層画像が取得されてしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、複数のプローブを取り替えて使用する場合であっても、各プローブの長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができる光断層画像化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光断層画像化装置は、測定対象の光断層画像を取得する本体に、測定光を測定対象まで導波するプローブを着脱可能に取り付けた光断層画像化装置であって、本体が、低コヒーレンス光を射出する光源と、光源から射出された低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、光分割手段により分割された参照光の光路長を変更する光路長変更手段と、プローブから測定光が測定対象に照射されたときの測定対象からの反射光と、光路長変更手段により光路長が変更された参照光とを合波する合波手段と、合波手段により合波された反射光と参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段とを有するものであり、光路長変更手段が、測定対象の深さ方向へ測定位置を変化させるために、参照光の光路長を変える第１光路長変更手段と、本体に取り付けられたプローブの長さの誤差を補正するために、プローブの取付時に第１光路長変更手段での前記光路長の変更により測定が可能となる領域が予め設定された設定測定領域になるように、参照光の光路長を変更する第２光路長変更手段とを備えたものであることを特徴とするものである。
【００１０】
また、プローブは、測定光を測定対象まで導波するものであればよいが、プローブ毎に固有のＩＤ番号が付されているものであってもよい。
【００１１】
さらに、光断層画像化装置は、第２光路長変更手段にける光路長の変更量を制御する駆動制御手段をさらに有するものであってもよい。このとき、駆動制御手段は、各ＩＤ番号毎に第２光路長変更手段による光路長の変更量を記憶したテーブルを備え、本体に取り付けられたプローブのＩＤ番号が入力されたときに、ＩＤ番号に関連付けて記憶された光路長の変更量だけ光路長の変更が行われるように第２光路長変更手段を制御するものであってもよい。
【００１２】
なお、第１光路長変更手段は、測定対象の深さ方向に測定位置を変更するために、参照光の光路長の変更を行うものであればその構成を問わず、たとえば参照光を分散した後、群遅延もしくは位相遅延を与える走査ミラーとフーリエ変換レンズを備えた光学遅延手段であってもよい。
【００１３】
また、第２光路長変更手段は、第１光路長変更手段による測定可能領域を変更するために、参照光の光路長の変更を行うものであればその構成は問わず、たとえば測定対象の深さ方向に測定位置を変更するために、参照光の光路長の変更を行うものであればその構成を問わず、参照光を反射するミラーが参照光の光軸方向に移動することにより参照光の光路長を変更するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光断層画像化装置によれば、光路長変更手段が、測定対象の深さ方向へ測定位置を変化させるために、参照光の光路長を変える第１光路長変更手段と、本体に取り付けられたプローブの長さの誤差を補正するために、プローブの取付時に第１光路長変更手段での光路長の変化により測定が可能となる領域が予め設定された設定測定領域になるように、参照光の光路長を変更する第２光路長変更手段とを備えることにより、光断層画像化装置に複数のプローブを取り替えて使用するとき、各プローブ毎の長さのばらつきによる測定光および反射光の光路長にばらつきが生じた場合であっても、第２光路長変更手段によりそのばらつきに合わせて参照光の光路長の長さを調整することができるため、各プローブの長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができる。特に、２つの光路長変更手段を用いて各プローブの長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することにより、正確に測定可能領域と設定測定領域とを一致させることができる。
【００１５】
なお、駆動制御手段が、本体に取り付けられたプローブのＩＤ番号が入力されたときに、ＩＤ番号に関連付けて記憶された光路長の変更量だけ光路長の変更が行われるように第２光路長変更手段を制御するようにすれば、参照光の光路長の調整を自動的に行うことができるため、効率的に各プローブの長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができる。
【００１６】
なお、第１光路長変更手段が、参照光を分散した後、群遅延もしくは位相遅延を与える走査ミラーとフーリエ変換レンズを備えた光学遅延手段であれば、位相遅延による周波数シフトと群遅延による光路長変化とを独立して制御することができるとともに、光路長変化の高速化を図ることができる。
【００１７】
また、第２光路長変更手段が、参照光を反射するミラーが参照光の光軸方向に移動することにより参照光の光路長を変更するものであれば、簡単な構成により参照光の光路長の変更を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の光断層画像化装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の光断層画像化装置の好ましい実施の形態を示す外観模式図である。光断層画像化装置１は、光コヒーレンストモグラフィー計測により測定対象の断層画像を取得する本体１Ａと、該本体に着脱可能に取り付けられる、測定光を測定対象まで導波するプローブ１０とを備えている。この本体１Ａに用いられるプローブ１０は複数用意されており、プローブ１０を取り外して洗浄・消毒等をおこなうことができるようになっている。
【００１９】
図２は、本発明の光断層画像化装置の好ましい実施の形態を示す構成図である。光断層画像化装置１の本体１Ａは、低コヒーレント光Ｌを射出する光源２と、光源２から射出された低コヒーレント光Ｌを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する光分割手段３と、光分割手段３により分割された測定光Ｌ１を測定対象Ｓまで導波するプローブ１０と、光分割手段３により分割された参照光Ｌ２の光路長を変更する光路長変更手段４０と、プローブ１０から測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されたときの測定対象からの反射光Ｌ３と、光路長変更手段４０により光路長が変更された参照光Ｌ２ａとを合波する合波手段７と、合波手段７により合波された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光を検出する干渉光検出手段７０とを有している。
【００２０】
ここで、光源２は、たとえばＳＬＤ（Super Luminescent Diode）やＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）等の低コヒーレント光を射出するレーザ光源からなっている。なお、光断層画像化装置１は体腔内の生体を測定対象Ｓとしたときの断層画像を取得するものであるため、測定対象Ｓ内を透過するときの散乱・吸収による光の減衰を最小限に抑えることができる、たとえば広スペクトル帯域の超短パルスレーザ光源等を用いるのが好ましい。
【００２１】
光分割手段３は、たとえば２×２の光ファイバカプラからなっており、光源２から光ファイバＦＢ１を介して導波された低コヒーレント光Ｌを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分割するようになっている。光分割手段３は、２つの光ファイバＦＢ２、ＦＢ３にそれぞれ光学的に接続されており、測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ２側により導波され、参照光Ｌ２は光ファイバＦＢ３側に導波されるようになっている。
【００２２】
光ファイバＦＢ２はプローブ１０に光学的に接続されており、測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ２からプローブ１０へ導波されるようになっている。ここで、図３はプローブの先端部分１０Ａを示す断面図であり、図１と図３を参照してプローブ１０について説明する。
【００２３】
プローブ１０は、たとえば鉗子口から鉗子チャンネルを介して体腔内に挿入されるものであって、光学コネクタ１８により回転駆動ユニット３０に対して着脱可能に取り付けられている。図３はプローブ１０の先端部分１０Ａの一例を示す模式図である。図３において、プローブ１０は、チューブ１１と、チューブ１１内に収容された光ファイバＦＢ１０と、光ファイバＦＢ１０を導波した測定光Ｌ１を測定対象Ｓに向かって射出するためのプリズム１７と備えている。チューブ１１はたとえば樹脂等の可撓性を有し、かつ光透過性を有する物質からなっており、チューブ１１の先端部分にはチューブ１１内を封止するためのキャップ１２が固定されている。
【００２４】
チューブ１１内にはフレキシブルシャフト１３が収容されており、このフレキシブルシャフト１３内に光ファイバＦＢ１０が収容されている。フレキシブルシャフト１３は、たとえば金属線材を螺旋状に巻回した２重の密着コイルからなるものであって、各密着コイルはそれぞれ巻回方向が反対なるように巻回されている。
【００２５】
フレキシブルシャフト１３の先端および光ファイバＦＢ１０の先端は基台１４の一端側１４ａにそれぞれ固定されており、基台１４の他端側１４ｂにはプリズム１７が固定されている。また、基台１４内にはフェルール１５および屈折率分散レンズ（Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｉｎｄｅｘ  Ｌｅｎｓ）１６が収容されている。よって、光ファイバＦＢ１０から射出した参照光Ｌ２はフェルール１５および屈折率分散レンズ１６に導波されてプリズム１７に入射されることになる。
【００２６】
プリズム１７は光ファイバＦＢ１０内において導波された測定光Ｌ１をチューブ１１の側壁面１１ａ側に射出し、測定光Ｌ１はチューブ１１を透過して測定対象に照射されるようになっている。同時に、プリズム１７は測定光Ｌ１の照射による測定対象Ｓからの反射光Ｌ３を受光し、光ファイバＦＢ１０側に射出するようになっている。
【００２７】
ここで、フレキシブルシャフト１３および光ファイバＦＢ１０はチューブ１１に対し矢印Ｒ方向に回転可能に設けられており、フレキシブルシャフト１３および光ファイバＦＢ１０の回転に伴い基台１４およびプリズム１７も矢印Ｒ方向に回転するようになっている。したがって、プリズム１７から射出される測定光Ｌ１は矢印Ｒ方向に回転しながら測定対象Ｓに対し照射されることになる。これにより、体腔内において回転方向（ラジアル方向）の光断層画像の取得が可能となる。
【００２８】
図４はプローブ１０の光学コネクタ１８の一例を示す断面図である。光学コネクタ１８は、プローブ１０を回転駆動ユニット３０に対し着脱可能に取り付けるものであって、回転駆動ユニット３０に固定されるカバー１９と、カバー１９内に収容された固定スリーブ２０と、固定スリーブ２０に対して回転可能に設けられた回転筒２２と、回転筒２２と回転駆動ユニット３０のロータリコネクタ３２とを固定するための接続リング２３とを備えている。カバー１９は、回転駆動ユニット３０の筐体３１に固定されるものであって、固定スリーブ２０に対してスライドするように設けられている。一方、固定スリーブ２０は、固定部材２１によりカバー１９に固定されるようになっている。
【００２９】
回転筒２２は固定スリーブ２０に対しベアリング２２ａを介して回転可能に保持されている。また回転筒２２はフレキシブルシャフト１３と固定されており、回転筒２２が回転することによりフレキシブルシャフト１３が回転するようになっている。また回転筒２２には接続リング２３が接続されており、接続リング２３の内側にはねじ山が形成されている。そして、接続リング２３がロータリコネクタ３２に固定されることにより、回転筒２２がロータリコネクタ３２に同期して回転するようになっている。回転筒２２内にはフェルール２４が収容されており、フェルール２４を介して光ファイバＦＢ１０と回転駆動ユニット３０側の光ファイバＦＢ２とが光学的に接続されるようになっている（図示せず）。
【００３０】
図５は回転駆動ユニット３０の一例を示す断面図である。図５の回転駆動ユニット３０は、チューブ１１内の光ファイバＦＢ１０およびプリズム１７を矢印Ｒ方向に回転させるものであって、光学コネクタ１８が挿入されるコネクタ挿入口３１ａが形成された筐体３１と、コネクタ挿入口３１ａから突出した、光学コネクタ１８に接続されるロータリコネクタ３２と、ロータリコネクタ３２を回転させるモータ３５とを有している。ロータリコネクタ３２はギア３３と同期して回転するものであって、ギア３３はモータ３５の回転軸に固定されたギア３４に接続されている。そしてモータ３５が駆動することによりギア３３、３４を介してロータリコネクタ３２が回転するようになっている。また、回転駆動ユニット３０にはストッパ３６が設けられており、ストッパ３６が押されてギア３３に接触することにより、ロータリコネクタ３２が回転するのを抑止できるようになっている。
【００３１】
ここで、図２から図５を参照してプローブ１０および回転駆動ユニット３０の動作例について説明する。まず、回転駆動ユニット３０においてモータ３５が駆動するとロータリコネクタ３２が回転し、これに接続されているプローブ１０の回転筒２２が回転する。さらに、回転筒２２に固定されているフレキシブルシャフト１３が回転することにより、光ファイバＦＢ１０およびプリズム１７が矢印Ｒ方向に回転する。これにより、プリズム１７から射出される測定光Ｌ１が矢印Ｒ方向に回転しながら測定対象Ｓに照射されるようになる。ここで、上述したように、フレキシブルシャフト１３はそれぞれ巻回方向が逆の２つの密着コイルからなっているため、いずれの方向に回転させたときであっても、その回転力を先端の基台１４まで伝達することができる（図４参照）。
【００３２】
図２の光路長変更手段４０は、後述するように、測定対象Ｓ内の測定位置を深さ方向に変化させるために、参照光Ｌ２の光路長を変えるとともに参照光Ｌ２にわずかな周波数シフトを与える第１光路長変更手段５０とは別に、参照光Ｌ２の光路長を変更する第２光路長変更手段６０とを有している。そして、光路長変更手段４０により光路長の変更および周波数シフトがなされた参照光Ｌ２ａが光ファイバＦＢ４、ＦＢ５を介して合波手段７に導波されるようになっている。
【００３３】
合波手段７は、２×２の光ファイバカプラからなり、光路長変更手段４０により周波数シフトおよび光路長の変更が施された参照光Ｌ２と測定対象Ｓからの反射光Ｌ３とを合波し干渉光検出手段７０側に射出するようになっている。
【００３４】
干渉光検出手段７０は、たとえばヘテロダイン干渉計等からなっており、干渉光の光強度を検出するようになっている。具体的には、測定光Ｌ１の全光路長と反射光Ｌ３の全光路長との合計が、参照光Ｌ２の全光路長と等しいときに、参照光Ｌ２と反射光Ｌ３との差周波数で強弱を繰り返すビート信号が発生する。第１光路長変更手段５０により光路長が変更されていくにつれて、測定対象Ｓの測定位置（深さ）が変わっていくため、干渉光検出手段７０は各測定位置における複数のビート信号を検出する。なお、測定位置の情報は光路長変更手段４０の動作を制御している駆動制御手段１００から出力されるようになっている。そして、干渉光検出手段７０により検出されたビート信号と、駆動制御手段１００における測定位置の情報とに基づいて光断層画像が生成されるようになっている。
【００３５】
上述したようにプローブ１０は光ファイバＦＢ１０を有しており、回転駆動ユニット３０に対して着脱可能な構成を有している。この光ファイバＦＢ１０の長さＦＢＬはどのプローブ１０であって規定の長さを有するように製造されているが、光ファイバＦＢ１０の長さにはたとえば数ｍｍ単位の製造誤差によるばらつきが生じている。もしくは光学コネクタ１８の長さについても同様に数ｍｍ単位の製造誤差によるばらつきが生じている場合もある。
【００３６】
一方、ＯＣＴ計測においては、数μｍ単位での計測を行うものであり、光ファイバＦＢ１０の製造誤差はＯＣＴ測定装置にとっては大きいものになってしまう。１つのプローブ１０が１つの光断層画像化装置１のみに使用されるものであれば、光断層画像化装置１の組立時に光ファイバＦＢ１０の製造誤差を含めて光路長を管理することができる。しかし、実際には診察毎にプローブ１０を洗浄等する必要が生じるために、複数のプローブ１０を使用する必要があり、プローブ１０が取り換えられる度に測定光Ｌ１および反射光Ｌ３の光路長がずれてしまう。その結果、プローブ１０が取り替えられる毎に測定領域の異なる光断層画像が取得されてしまうことになる。
【００３７】
具体的には、図６に示すように、プローブ１０の取付時に第１光路長変更手段５０での光路長の変化により測定が可能となるべき設定測定領域ＭＲｒｅｆが図６のようにプローブ１０から距離Ｄ１までの範囲に設定されているものとする。ここで、プローブ１０の光ファイバＦＢ１０の長さが製造誤差によりＤｅだけ長い場合、測定光Ｌ１および反射光Ｌ３の光路長がそれぞれＤｅだけ長くなってしまう。よって、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光を検出することができる測定可能領域ＭＲはＤｅ分だけ設定測定領域ＭＲｒｅｆからずれた状態になってしまい、この状態で測定を行うと、実際の深さ方向とＤｅ分の誤差を持った断層画像が表示されてしまうことになる。
【００３８】
そこで、光路長変更手段４０において、参照光Ｌ２の光路長を変更する第１光路長変更手段５０の他に、本体１Ａに取り付けられたプローブ１０の長さの誤差を補正するために、プローブ１０の取付時に第１光路長変更手段５０での光路長の変更による測定可能領域ＭＲが予め設定された設定測定領域ＭＲｒｅｆになるように、参照光Ｌ２の光路長を変更する第２光路長変更手段６０が設けられている。
【００３９】
図７は第１光路長変更手段５０の一例を示す模式図、図８は第２光路長変更手段６０の一例を示す模式図であり、図７と図８とを参照して第１光路長変更手段５０、第２光路長変更手段６０についてそれぞれ説明する。
【００４０】
まず図７を参照して第１光路長変更手段５０について説明する。第１光路長変更手段５０は、いわゆる「ＲＳＯＤ：Ｒａｐｉｄ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｌａｙ  ｌｉｎｅ」と呼ばれている光遅延手段であって、このＲＳＯＤの詳細な原理については、「Andrew M.Rollins,Manish D.Kulkarni,Siavash Yazdanfar,Rujchai Ung-arunyawee and Joseph A.Izatt,”IN vivo video rate optical coherence tomography”Opt.Express 6,219-229(1998)」および特表２００１−５２７６５９号公報に記載されている。
【００４１】
第１光路長変更手段５０は、光ファイバＦＢ４０からコリメータレンズ５１を介して入射される参照光Ｌ２を回折格子からなる分散性素子５２を用いて分散した後、群遅延もしくは位相遅延を与えるフーリエ変換レンズ５３および走査ミラー５４を備えた光学遅延手段からなっている。
【００４２】
参照光Ｌ２は、分散性素子５２にから一定の角度で入射されるようになっている。その後、参照光Ｌ２は、フーリエ変換レンズ５３を透過した後走査ミラー５４により反射され、再びフーリエ変換レンズ５３を透過して分散性素子５２に入射される。そして、参照光Ｌ２は分散性素子５２からリフレクター５５側に反射され、再びリフレクター５５から分散性素子５２、フーリエ変換レンズ５３、走査ミラー５４、フーリエ変換レンズ５３、分散性素子５２を経て、光ファイバＦＢ４０に入射される。
【００４３】
ここで、走査ミラー５４は、フーリエ変換レンズ５３の焦点距離ｆだけ離れた位置に配置されており、フーリエ変換レンズ５３の光軸ＬＬから外れた位置を回転中心として矢印σ方向に高速に揺動するようになっている。走査ミラー５４の傾き量を変化させることにより、フーリエ変換レンズ５３を透過した参照光Ｌ２に光遅延が生じ、光路長が変化するようにしている。なお、第１光路長変更手段５０により変化する光路長はたとえば約２ｍｍであって、その光路長の変化する範囲が測定対象Ｓの深さ方向に対し測定が可能な領域となる。
【００４４】
また、この走査ミラー５４の回転中心を変えることにより位相遅延量を変えて周波数シフトの量を調整することができる。よって、周波数シフトされた参照光Ｌ２ａが光ファイバＦＢ４０を介して第２光路長変更手段６０に再び入射されることになる。
【００４５】
このような第１光路長変更手段５０を用いることにより、位相遅延による周波数シフトと群遅延による光路長の変更とを独立して制御することができるとともに、光路長の変更の高速化を図ることができる。
【００４６】
次に、図８を参照して第２光路長変更手段６０について説明する。第２光路長変更手段６０は、光ファイバＦＢ４により導波された参照光Ｌ２を平行光にするコリメータレンズ６１と、コリメータレンズ６１により平行光にされた参照光Ｌ２を反射させるコーナーキューブ６２と、コーナーキューブ６２により反射された参照光Ｌ２を平行光にした後、光ファイバＦＢ４０側に射出するコリメータレンズ６３とを有している。コーナーキューブ６２は、矢印Ａ方向に移動可能に設けられており、この移動は第１駆動制御手段１００により制御されている。そして、コーナーキューブ６２が矢印Ａ方向に移動することにより、参照光Ｌ２の光路長が変化するようになっている。
【００４７】
よって、光路長変更手段４０に入射された参照光Ｌ２は、まず第２光路長変更手段６０に入射された後、光ファイバＦＢ４０を介して第１光路長変更手段５０に入射される。第１光路長変更手段５０において周波数シフトおよび光路長の変更が行われた後、周波数シフトされた参照光Ｌ２ａが光ファイバＦＢ４０を介して再び第２光路長変更手段６０に入射され、光ファイバＦＢ４を介して合波手段７に入射されるようになっている。
【００４８】
プローブ１０が製造誤差により長くなってしまっている場合（図６参照）、第２光路長変更手段６０のコーナーキューブ６２が矢印Ａ２方向に移動することにより参照光Ｌ２の光路長を短くする。なお、図８の第２光路長変更手段６０において、コリメータレンズ６１、６３とコーナーキューブ６２との距離がΔＡだけ変化したとき、第１光路長変更手段５０に入射する際に参照光Ｌ２を２ΔＡだけ遅延し、第１光路長変更手段５０から第２光路長変更手段６０を介して合波手段７に導波される際に２ΔＡだけ遅延するため、結果として参照光Ｌ２の光路長が４ΔＡだけ変化する。よって、Ｄｅ＝２ΔＡの関係をもとにしてコーナーキューブ６２が矢印Ａ２方向に移動することにより、少ない移動量で測定可能領域ＭＲと設定測定領域ＭＲｒｅｆとを一致させることができる。なお、プローブ１０の光ファイバＦＢ２の長さが所定の長さよりも長い場合について例示しているが、短い場合についても同様にコーナーキューブ６２を矢印Ａ１方向に移動させればよい。
【００４９】
このように、複数のプローブ１０を取り替えて使用するとき、各プローブ１０毎の長さのばらつきによる測定光Ｌ１および反射光Ｌ３の光路長にばらつきが生じた場合であっても、第２光路長変更手段６０によりそのばらつきに合わせて参照光Ｌ２、Ｌ２ａの光路長の長さを調整することができるため、複数のプローブ１０を取り替えて使用する場合であっても、各プローブ１０の長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができる。
【００５０】
特に、２つの光路長変更手段５０、６０を用いることにより、正確に各プローブ１０の長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができる。すなわち、通常のＯＣＴ装置のように、１つの光路長変更手段のみを有し、この光路長変更手段と光分割手段・合波手段との距離を変更することにより各プローブ１０の長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することも考えられる。しかし、この場合には光路長変更手段全体を移動させなければならない。ＯＣＴ計測はμｍ単位での測定を行うものであるため、この移動量もまたμｍ単位の精度が要求されるものであり、光路長変更手段全体を移動させてばらつきを抑えるのは困難である。一方、２つの光路長変更手段５０、６０を用いることにより、コーナーキューブ６２の移動はμｍ単位の高精度での移動が可能であるため、正確に各プローブ１０の長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができる。
【００５１】
上述した第２光路長変更手段６０による光路長の変更は、たとえばユーザが取得した断層画像を見たユーザが図示しない入力手段を介して駆動制御手段１００に指示を与えるようにしてもよいが、以下に示すような駆動制御手段１００がプローブのＩＤ番号に応じて自動的に光路長の変更を行うようにしてもよい。
【００５２】
すなわち、各プローブ１０には固有のＩＤ番号が付されており、図１の本体１Ａにプローブ１０が取り付けられたときに、駆動制御手段１００にＩＤ番号が入力されるようになっている。ここでＩＤ番号の入力は、ユーザが図示しない入力手段を用いて駆動制御手段１００に入力されるようにしてもよいし、プローブ１０がＩＤ番号を記憶した記憶手段を有しており、プローブ１０が回転駆動ユニット３０に接続されたときに、記憶手段から回転駆動ユニット３０を介して駆動制御手段１００にＩＤ番号が入力されるようにしてもよい。
【００５３】
一方、駆動制御手段１００は、各プローブ１０毎に予め長さのばらつきを補正するための光路長の変更量がＩＤ番号に関連付けされた状態で記憶されている。そして、駆動制御手段１００は、ＩＤ番号が入力されたときに、そのＩＤ番号に関連付けされた光路長の変更量を読み出し、読み出した変更量だけ光路長の変更が行われるように第２光路長変更手段６０を制御する。これにより、測定可能領域ＭＲと設定測定領域ＭＲｒｅｆとを一致させる作業を自動的に行うことができるため、効率的に各プローブ１０の長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができる。
【００５４】
上記実施の形態によれば、光路長変更手段４０が、測定対象Ｓの深さ方向へ測定位置を変更するために、参照光Ｌ２の光路長を変更する第１光路長変更手段５０の他に、本体１Ａに取り付けられたプローブ１０の長さの誤差を補正するために、プローブ１０の取付時に第１光路長変更手段５０での光路長の変更による測定可能領域ＭＲが予め設定された設定測定領域ＭＲｒｅｆになるように、参照光の光路長を変更する第２光路長変更手段を設けることにより、光断層画像化装置１に複数のプローブ１０を取り替えて使用するとき、各プローブ１０毎の長さのばらつきによる測定光Ｌ１および反射光Ｌ３の光路長にばらつきが生じた場合であっても、第２光路長変更手段６０によりそのばらつきに合わせて参照光Ｌ２の光路長の長さを調整することができるため、複数のプローブ１０を取り替えて使用する場合であっても、各プローブ１０の長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができる。
【００５５】
また、図７に示すように第１光路長変更手段５０が、参照光Ｌ２を分散した後、群遅延もしくは位相遅延を与えるフーリエ変換レンズ５３と走査ミラー５４とを備えた光学遅延手段であれば、周波数シフトと光路長の変更とを独立して制御することができるとともに、光路長の変更の高速化を図ることができる。
【００５６】
さらに、図８に示すように、第２光路長変更手段６０が、参照光Ｌ２を反射するコーナーキューブ６２が参照光Ｌ２の光軸方向に移動することにより参照光Ｌ２の光路長を変更するものであれば、簡単な構成により参照光Ｌ２の光路長の変更を行うことができる。
【００５７】
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。たとえば図２において、光ファイバＦＢ１〜ＦＢ６を用いて光の伝送を行っているが、空気中を導波させるようにしてもよい。この場合であっても、プローブ１０において光ファイバＦＢ１０が用いられるため、第２光路長変更手段６０における光路長の変更により、測定可能範囲と設定測定範囲とを一致させることができる。
【００５８】
さらに、第１光路長変更手段５０が分散性素子５２およびフーリエ変換レンズ５３を用いて光路長の変更を行う構成について例示しているが、たとえば特開２００３−３２９５７７号公報に開示された構成からなるものであってもよい。具体的には、図９に示すように、第１光路長変更手段１５０が、複数の反射体を有する回転可能な回転反射体１５１と固定ミラー１５２とを有しており、第２光路長変更手段６０から光ファイバＦＢ４０を介して導波された参照光Ｌ２が回転反射体１５１および固定ミラー１５２により反射されることにより、周波数シフトおよび光路長の変更が行われる。
【００５９】
また、上記実施の形態において、図８の第２光路長変更手段６０がコーナーキューブ６２を参照光Ｌ２の光軸方向に移動させることにより光路長の変更を行う場合について例示しているが、光路長の変更を行うものであれば公知の技術を用いてもよい。たとえば図１０の第２光路長変更手段１６０は２つのミラー１６１、１６２を有し、参照光Ｌ２が２つのミラー１６１、１６２の間で反射を繰り返すようになっている。そして、ミラー１６１が矢印α方向に移動することにより光路長の変更が行われるようになっている。
【００６０】
また、図１１の第２光路長変更手段２６０において、コリメータレンズ６１、６３とコーナーキューブ６２との間に屈折率可変素子２６１を設け、屈折率可変素子２６１に電圧を印加することにより屈折率を変えることにより、屈折率可変素子２６１内を導波する参照光Ｌ２の光路長を変更するようにしてもよい。
【００６１】
さらに、図１２に示すように、第２光路長変更手段３６０が、コリメータレンズ３６１と、コリメータレンズ３６１により平行光にされた参照光Ｌ２を反射するミラー３６２とを有する構成にしてもよい。このとき、ミラー３６２により反射した参照光Ｌ２は光カプラ２７０により第１光路長変更手段５０に導波され、第１光路長変更手段５０により周波数シフトおよび光路長の変更が施された参照光Ｌ２ａが光カプラ２７０を介して光ファイバＦＢ４（合波手段７側）に導波されるようになる。なお、図１３に示すように、光カプラ２７０の代わりにビームスプリッタ２８０を用いるようにし、第１光路長変更手段５０からの参照光Ｌ２をコリメータレンズ２９０を介して光ファイバＦＢ４０に入射するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１の光断層画像化装置の好ましい実施の形態を示す外観模式図
【図２】本発明の光断層画像化装置の好ましい実施の形態を示すブロック図
【図３】図１の光断層画像化装置におけるプローブの先端部分の一例を示す断面図
【図４】図１の光断層画像化装置におけるプローブのコネクタの一例を示す断面図
【図５】図１の光断層画像化装置における回転駆動ユニットの一例を示す断面図
【図６】プローブの長さのばらつきにより測定可能領域が変化する様子を示す模式図
【図７】図２の第１光路長変更手段の一例を示す模式図
【図８】図２の第２光路長変更手段の一例を示す模式図
【図９】図２の第１光路長変更手段の別の一例を示す模式図
【図１０】図２の第２光路長変更手段の別の一例を示す模式図
【図１１】図２の第２光路長変更手段の別の一例を示す模式図
【図１２】図２の第２光路長変更手段の別の一例を示す模式図
【図１３】図２の第２光路長変更手段の別の一例を示す模式図
【符号の説明】
【００６３】
１     光断層画像化装置
１Ａ   本体
２     光源
３     光分割手段
６     光路長変更手段
７     合波手段
１０   プローブ
４０   光路長変更手段
５０、１５０   第１光路長変更手段
５１   コリメータレンズ
５２   分散性素子
５３   フーリエ変換レンズ
５４   走査ミラー
５５   リフレクター
６０、１６０、２６０、３６０  第２光路長変更手段
７０   干渉光検出手段
１００ 駆動制御手段
１５０ 光路長変更手段
ＦＢ１０       光ファイバ
Ｌ     低コヒーレント光
Ｌ１   測定光
Ｌ２、Ｌ２ａ   参照光
Ｌ３   反射光
ＭＲ   測定可能領域
ＭＲｒｅｆ     設定測定領域
【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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