(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの励起ビーム（１１）を放出する手段を含む照明モジュール（１）と；２つのそれぞれの近位端部（３ａ）及び遠位端部（３ｂ）が複数の光ファイバーによって連結されているイメージガイド（３）を含む走査／注入モジュール（２）と； 
前記イメージガイドの遠位端部（３ｂ）で集められる光束（１４）を検出する手段（１５〜１８、１１７、１１８）を含む検出モジュール（４）と；
を含み、
前記照明モジュール（１）又は前記検出モジュール（４）のうちの少なくとも一方が、共役光ファイバー（５、７、２５）によって前記走査及び注入モジュール（２）と光学的に共役する撮像デバイス（１０１〜１０５）であって、
前記走査／注入モジュール（２）は、更に、走査及び注入手段（６）を含み、
前記走査及び注入手段（６）は、イメージガイドの近位端部の入力面の平面内での２次元走査を可能にし、そして少なくとも１つの前記励起ビームを、イメージガイド（３）の近位端部（３ａ）から前記イメージガイドの１つのファイバーの中へかわるがわる注入するようにされるものであること；
前記走査及び注入手段が、イメージガイドの遠位端部で集められる光束（１４）を前記検出モジュール（４）へ案内するようにされること； 
撮像デバイスが分割手段（２０、２１）を含み、前記分割手段は、少なくとも１つの励起ビーム（１１）を、前記走査及び注入手段（６）へ向けるようにされ、そして、前記走査及び注入手段（６）から来る集められた光束（１４）を前記検出モジュール（４）へ向けるようにされること；そして、
前記共役光ファイバー（５、７、２５）が、前記走査及び注入手段（６）の所定の位置に対し、前記イメージガイド（３）の単一のファイバーと、光学的に共役すること
を特徴とする、前記撮像デバイス。
【請求項２】
共役光ファイバー（５、７、２５）を介して、共役を切断又は再接続する手段を含むことを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
照明モジュール（１）が、照明光ファイバー（５）によって、走査及び注入モジュール（２）と光学的に共役することを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
照明光ファイバー（５）が、少なくとも１つの励起ビームの、モードフィルタリングを実行するようにされていることを特徴とする、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
照明光ファイバー（５）が、シングルモード光ファイバーであることを特徴とする、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
放出手段が複数のソース（８〜１０）を含み、前記ソースの各々が励起ビームを放出すること；そして、
照明モジュールが、照明光ファイバー（５）の中の励起ビーム（１１）を多重化する手段（１２）を含むこと；
を特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項７】
各々のソース（８〜１０）が、ソース光ファイバー（１０８〜１１０）によって、多重化手段（１２）と光学的に共役すること；そして、
前記多重化手段が、前記ソース光ファイバー（１０８〜１１０）のコアを融合させるファイバーマルチプレクサー（１２）を含むこと；
を特徴とする、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
検出モジュール（４）が、検出光ファイバー（７）によって、走査及び注入モジュール（２）と光学的に共役することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項９】
走査及び注入手段（６）が、集められた光束（１４）を、検出モジュール（４）へ案内するようにされることを特徴とする、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
検出光ファイバー（７）が、集められた光束（１４）の空間フィルタリングを実行するようにされることを特徴とする、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
検出光ファイバー（７）が、
走査及び注入手段（６）の所定の位置に対して、イメージガイド（３）のファイバーと光学的に共役し、ここで、前記走査及び注入手段（６）は、イメージガイド（３）の前記ファイバーへ、少なくとも１つの励起ビーム（１１）を注入するようにされるものとし；そして、
イメージガイド（３）の他のファイバーから来る光を遮るようにされるものとする；
ことを特徴とする、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
検出光ファイバー（７）が、マルチモード光ファイバーであることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１３】
検出モジュール（４）が、集められた光束（１４）を波長逆多重化する手段（１５）を含むことを特徴とする、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１４】
検出モジュール（４）が複数の検出器（１７、１８）を含み、各々の検出器は逆多重化された光束（１４）の所定の分光帯域幅を検出するようにされることを特徴とする、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
分割手段が、ダイクロイックフィルタ（２０）を含むことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１６】
分割手段が、マルチバンドフィルタを含むことを特徴とする、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
分割手段が、ビーム分割キューブ（２１）を含むことを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１８】
照明モジュール（１）及び検出モジュールが、反射撮像のために提供されていることを特徴とする、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
分割手段（２０、２１）が、走査及び注入モジュール（２）の一部であることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２０】
分割手段（２０、２１）が分割モジュール（２３）の一部であり、そして、
分割モジュール（２３）と、前記分割モジュール（２３）を走査及び注入モジュール（２）に共役させる分割光ファイバー（２５）とによって、検出モジュール（４）及び照明モジュール（１）が、前記走査及び注入モジュール（２）と光学的に共役することを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２１】
分割光ファイバー（２５）が、２つの実質的に同心のファイバーコアを含み、第１のコアがシングルモードであって、少なくとも１つの励起ビーム（１１）を運び、そして、第２のコアがマルチモードであって、集められた光束（１４）を運ぶことを特徴とする、請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２２】
複数の光ファイバーによって連結される２つのそれぞれの近位端部（３ａ）及び遠位端部（３ｂ）を含むイメージガイド（３）と；
少なくとも１つの励起ビーム（１１）を放出する手段を含む照明モジュール（１）と、イメージガイドの遠位端部（３ｂ）で集められる光束（１４）を検出する手段を含む検出モジュール（４）とを含む走査及び注入モジュールを光学的に共役させるために設けた共役手段と；
を含み、
照明モジュール（１）又は検出モジュール（４）の少なくとも一方が、共役光ファイバー（５、７、２５）によって、走査及び注入モジュール（２）と光学的に共役するように、前記共役手段を配置されている走査及び注入モジュールであって、
前記走査及び注入モジュールは、更に、走査及び注入手段（６）を含み、
前記走査及び注入手段（６）は、イメージガイドの近位端部の入力面の平面内での２次元走査を可能にし、そして少なくとも１つの前記励起ビームを、イメージガイド（３）の近位端部（３ａ）から前記イメージガイドの１つのファイバーの中へかわるがわる注入するようにされるものであること；
前記走査及び注入手段が、イメージガイドの遠位端部（３ｂ）で集められる光束（１４）を前記検出モジュール（４）へ案内するようにされること；
走査及び注入モジュールが分割手段（２０、２１）を含み、前記分割手段は、少なくとも１つの励起ビーム（１１）を、前記走査及び注入手段（６）へ向けるようにされ、そして、前記走査及び注入手段（６）から来る集められた光束（１４）を前記検出モジュール（４）へ向けるようにされること；そして、
前記共役ファイバー（５、７、２５）が、前記走査及び注入手段の所定の位置に対し、前記イメージガイド（３）の単一のファイバーと光学的に共役するように、前記共役手段が配置されていること
を特徴とする、前記走査及び注入モジュール。
【請求項２３】
共役手段が、走査及び注入モジュールと一体化している共役ファイバー（５、７、２５）を含むことを特徴とする、請求項２２に記載の前記モジュール。
【請求項２４】
共役手段が、共役ファイバー（５、７、２５）を走査及び注入モジュールから切断し、そして、前記共役ファイバーを前記走査及び注入モジュールに再接続する手段を含むことを特徴とする、請求項２２に記載のモジュール。
【請求項２５】
共役手段が、照明光ファイバー（５）を介して、走査及び注入モジュールを照明モジュール（１）と光学的に共役させる手段を含むこと；そして、
前記照明光ファイバーが、走査及び注入手段（６）の所定の位置に対し、イメージガイドのファイバーと光学的に共役するように、前記共役手段がされていること、ここで、前記走査及び注入手段は、少なくとも１つの励起ビーム（１１）を、イメージガイドの前記ファイバーへ注入するようにされるものとすること；
を特徴とする、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の走査及び注入モジュール。
【請求項２６】
共役手段が、検出光ファイバー（７）を介して、走査及び注入モジュールを検出モジュールと光学的に共役させる手段を含むこと；
走査及び注入手段が、集められた光束（１４）を検出モジュール（４）へ案内するようにされること；そして、
検出ファイバーが、走査及び注入手段（６）の所定の位置に対し、イメージガイドのファイバーと光学的に共役するように、前記共役手段が配置されていること、
ここで、前記走査及び注入手段は、少なくとも１つの励起ビーム（１１）を、イメージガイドの前記ファイバーへ注入するようにされるものとすること；
を特徴とする、請求項２２〜２５のいずれか１項に記載の走査及び注入モジュール。
【請求項２７】
照明モジュール（１）と、走査及び注入モジュール（２）と、検出モジュール（４）と、共役光ファイバー（５、７、２５）とを含む撮像デバイスの作動方法であって、
照明モジュール（１）によって、少なくとも１つの励起ビーム（１１）を放出すること；
走査及び注入モジュール（２）によって、複数の光ファイバーによって連結される２つのそれぞれの近位端部（３ａ）及び遠位端部（３ｂ）を含むイメージガイド（３）の近位端部（３ａ）から、少なくとも１つの励起ビーム（１１）を、前記イメージガイドの１つのファイバーの中へかわるがわる注入すること；
検出モジュール（４）によって、イメージガイドの遠位端部（３ｂ）で集められる光束（１４）を検出すること；そして、
共役光ファイバー（５、７、２５）によって、照明モジュール（１）及び／又は検出モジュール（４）を、走査及び注入モジュール（２）と光学的に共役させること；
を含む前記作動方法において、
走査／注入モジュール（２）によって、イメージガイドの近位端部の入力面の平面内での２次元走査を行い、少なくとも１つの前記励起ビームを、イメージガイド（３）の近位端部（３ａ）から前記イメージガイドの１つのファイバーの中へかわるがわる注入するようにされること、
前記走査／注入モジュール（２）が、走査及び注入手段を含み、その走査及び注入手段が、イメージガイドの遠位端部で集められる光束（１４）を前記検出モジュール（４）へ案内すること、
分割手段が、少なくとも１つの励起ビーム（１１）を、前記走査及び注入手段（６）へ向かわせ、そして、前記走査及び注入手段（６）から来る集められた光束（１４）を前記検出モジュール（４）へ向かわせること；及び
前記走査及び注入モジュール（２）と光学的に共役させることが、前記共役光ファイバー（５、７、２５）を前記イメージガイド（３）の単一のファイバーと光学的に共役させることを含むこと
を特徴とする、前記作動方法。
【請求項２８】
走査及び注入モジュールと光学的に共役させることが、少なくとも１つの励起ビーム（１１）を、照明光ファイバー（５）に沿って、照明モジュール（１）から走査及び注入モジュール（２）へ案内することを含む、ことを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
照明ファイバー（５）による、少なくとも１つの励起ビーム（１１）の、モードフィルタリングを含むことを特徴とする、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記照明光ファイバー（５）中の複数の励起ビーム（１１）の空間的な重ね合わせを含むことを特徴とする、請求項２８又は２９に記載の方法。
【請求項３１】
走査及び注入モジュールと光学的に共役させることが、検出光ファイバー（７）に沿って、集められた光束（１４）を、走査及び注入モジュール（２）から検出モジュール（４）へ案内することを含むことを特徴とする、請求項２７〜３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
検出光ファイバー（７）が、少なくとも１つの励起ビーム（１１）がかわるがわる注入されるイメージガイド（３）のファイバーと、かわるがわる光学的に共役するように、検出ファイバーによって、集められた光束（１４）を空間的にフィルタリングすることを含むことを特徴とする、請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
《技術分野》
本発明は、光ファイバーの束の近位走査による撮像用のデバイスに関する。本発明は、更に、このデバイス用のモジュールと、このデバイスによって実施される方法とに関する。
【０００２】
本発明の分野は、特に、内視鏡及びファイバー式共焦点顕微鏡の分野である。
【０００３】
《背景技術》
光ファイバーの束の近位走査による蛍光顕微鏡撮像用のシステムを開示する公知の文献ＷＯ０６０００７０４Ａ１が存在する。
【０００４】
前記システムは、励起ビームを放出するレーザーと、走査手段へ励起ビームを案内するダイクロイックフィルタ、ビームスプリッタ、及び、レンズのアレイとを含み、前記走査手段は、励起ビームをイメージガイドの近位端部からイメージガイドの１つのファイバーにかわるがわる注入する。ガイドは、励起ビームをガイドの遠位端部へ案内するようにされ、前記遠位端部は、サンプルと接触するか、又は、サンプルに近接するように置かれる。励起ビームに応答して、サンプルは応答光束を放出し、これは、ガイドの遠位端部によって集められる。集められた光束は、ガイドに沿って案内され、次に、走査及び注入手段と、フィルタ、ビームスプリッタ、及び、レンズのアレイとを介して、検出器へ案内される。検出器の前方にあるフィルタリングホールは、励起ビームを運ぶファイバーと隣接するガイドのファイバーの中に結合されたかもしれない光を遮ることを可能にする。従って、励起ビームを運ぶファイバーに沿って案内されて、集められた光束の部分だけが、検出器においてイメージ化される。
【０００５】
ガイドの近位端部上でのガイドのファイバーの位置に対する、フィルタリングホールの光学的位置合わせは、システムの共焦点性を確保するので重要である。ガイドのファイバーの通常の直径は数マイクロメートルであるので、この位置合わせは達成するのが困難である。この位置合わせは、特に、フィルタリングホールとイメージガイドとの間に位置している光学部品のすべてに依存する。
【０００６】
システムの特定の光学部品の技術的特性（特に、ダイクロイックフィルタの特性）は、使用する励起ビームの波長に強く依存する。このシステムに伴う第１の課題は、励起ビームの波長を変化させるために、レーザー源及びダイクロイックフィルタへアクセスすることが難しく、一般的にシステムを完全に取り替えることが好ましいことである。
【０００７】
このシステムに伴う第２の課題は、システム全体を再編成せずに、システムの光学部品を取り替える又は再位置決めすること、あるいは、新しい光学部品をシステムに付け加えることが殆ど不可能であることである。特に、システムが再編成されない場合には、システムは、その共焦点性を失う危険性がある。
【０００８】
本発明の目的は、前記の問題のすべて又はいくつかを解決することを可能にするデバイスと、このようなデバイスによって実施される方法とを提案することである。
【０００９】
《発明の簡単な説明》
前記目的は：
−  励起ビーム少なくとも１つを放出する手段を含む照明モジュールと；
−  イメージガイド及び走査及び注入手段を含む走査／注入モジュールであって、ここで、前記イメージガイドの２つのそれぞれの近位端部及び遠位端部が、複数の光ファイバーによって連結されるものとし、そして、前記走査及び注入手段は、少なくとも１つの前記励起ビームを、イメージガイドの近位端部から前記ガイドの１つのファイバーの中へかわるがわる注入するようにされるものとする、前記走査／注入モジュールと；そして、
−  ガイドの遠位端部に集められる光束を検出する手段を含む検出モジュールと；
を含む撮像デバイスであって、
照明モジュール又は検出モジュールのうちの少なくとも一方が、共役光ファイバーによって、走査及び注入モジュールと光学的に共役する、前記撮像デバイスによって達成される。
【００１０】
本明細書中、２つの物体が光学的に結合されている、又は、共役であるといわれるのは、少なくとも１つの光束、信号又はビームが、一方の物体からもう一方の物体へ案内され得る場合である。これらの物体のうちの一方は、例えば、本発明によるデバイスのモジュールのうちの１つ、又は、ファイバーのうちの１つからなることがある。
【００１１】
本明細書中、２つの物体が主要な光学要素（この主要要素は、通常、光ファイバーを含む）によって光学的に共役する場合は、これらの物体を主要な光学要素と共役させる他の中間的な光学要素が存在することがある。共役ファイバーは、すべてが後述される照明ファイバー、検出ファイバー、又は、分割ファイバーを含むことができる。
【００１２】
共役光ファイバーは、走査及び注入手段の所定の位置に対し、ガイドの単一のファイバーと光学的に共役することができる。
【００１３】
本発明によるデバイスは、共役光ファイバー（例えば、コネクタ）を介して共役を切断又は再接続する手段を含むことができる。
【００１４】
照明モジュールは、照明光ファイバーによって、走査及び注入モジュールと光学的に共役することができる。照明光ファイバーは、少なくとも１つの励起ビームのモードフィルタリングを実行するようにされることができ、好ましくは、シングルモード光ファイバーである。放出手段は、各々が励起ビームを放出する複数のソースを含むことができ、照明モジュールは、照明光ファイバーの中で励起ビームを多重化する手段を含むことができる。各ソースは、ソース光ファイバーによって、多重化手段と光学的に共役することができ、前記多重化手段は、例えば、ソースファイバーのコアを融合するファイバーマルチプレクサーを含むことができるか、あるいは、例えば、音響光学多重化システム又はフェーザ型マルチプレクサーを含む非ファイバー多重化手段を含むことができる。好ましくは、照明光ファイバーは、ガイドの単一のファイバー（走査及び注入手段によって、少なくとも１つの励起ビームが注入される）とかわるがわる光学的に共役するようにされる。
【００１５】
同様に、検出モジュールは、検出光ファイバーによって、走査及び注入モジュールと光学的に共役することができる。走査及び注入手段は、集められた光束を検出モジュールへ案内するようにされることができる。検出光ファイバーは、集められた光束の空間フィルタリングを実行するようにされることができる。検出光ファイバーは、走査及び注入手段の所定の位置に対し、ガイドのファイバー（このガイドのファイバーへ、走査及び注入手段が、少なくとも１つの励起ビームを注入するようにされている）と光学的に共役することができ、そして、ガイドの他のファイバーから来る光を遮るようにされることができる。検出光ファイバーは、好ましくは、マルチモード光ファイバーである。好ましくは、検出光ファイバーは、ガイドの単一のファイバー（このファイバーへ、走査及び注入手段によって、少なくとも１つの励起ビームがかわるがわる注入される）とかわるがわる光学的に共役するようにされる。
【００１６】
一般に、検出モジュールは、集められた光束を波長逆多重化する手段を含むことができる。検出手段は、複数の検出器を含むことができ、各検出器は、逆多重化された光束の所定の波長帯域を検出するようにされる。
【００１７】
走査及び注入手段は、ガイドの遠位端部で集められる光束を、検出モジュールへ案内するようにされることができ、そして、従来方式によるデバイスは、分割手段を含むことができ、前記分割手段は、少なくとも１つの励起ビームを走査及び注入手段へ向けるようにされて、そして、走査及び注入手段から来る集められた光束を検出モジュールへ向けるようにされる。分割手段は、ダイクロイックフィルタ（好ましくは、マルチバンドフィルタ）を含むことができる。分割手段は、好ましくは、ビーム分割キューブ（例えば、偏向キューブ）を更に含むことができ、その場合、照明モジュール及び検出モジュールは、好ましくは、特に、サンプルの反射撮像のため設けられる。或る変形では、分割手段は、走査及び注入モジュールの一部分である。別の変形では、分割手段は、分割モジュールの一部分であり、検出モジュール及び照明モジュールは、分割モジュール及び分割光ファイバーによって、走査及び注入モジュールと光学的に共役する。ここで、分割ファイバーが、分割モジュールを走査及び注入モジュールと共役させるのに対して、照明ファイバー又は検出ファイバーは、照明モジュール又は検出モジュールを分割モジュールとそれぞれ共役させることができる。或る実施態様では、励起ビームの品質又は集められた光束の品質のそれぞれを最適化することを目標とするかどうかによって、分割光ファイバーは、シングルモードファイバー又はマルチモードファイバーだけを含むことができる。別の実施態様では、分割光ファイバーは、２つの実質的に同心のファイバーコアを含む２芯ファイバーを含むことができ、ここで、２芯のうちの第１のコアは２芯のうちの第２のコアより小さい直径を有し、そして、各々のコアはシングルモード又はマルチモードのいずれかである。好ましくは、第１のコアがシングルモードであって、少なくとも１つの励起ビームを運ぶようにされ、第２のコアがマルチモードであって、集められた光束を運ぶようにされている。
【００１８】
本発明の更に別の観点によれば、本発明によるデバイスのために走査及び注入モジュールが提案され、前記モジュールは、
−  複数の光ファイバーによって連結される２つのそれぞれの近位端部及び遠位端部の端部を含むイメージガイドと；
−  走査及び注入モジュールと照明モジュールとを光学的に共役させ、そして、走査及び注入モジュールと検出モジュールとを光学的に共役させるために設置される共役手段であって、ここで、前記照明モジュールが、励起ビーム少なくとも１つを放出する手段を含むものとし、そして、前記検出モジュールが、ガイドの遠位端部で集められる光束を検出する手段を含むものとする、前記共役手段と；そして、
−  励起ビーム少なくとも１つを、イメージガイドの近位端部から前記ガイドの１つのファイバーの中へかわるがわる注入するようにされる走査及び注入手段と；
を含む走査及び注入モジュールであって、
照明モジュール又は検出モジュールの少なくとも一方が、共役光ファイバーによって、走査及び注入モジュールと光学的に共役するように、前記共役手段がされている、前記走査及び注入モジュールである。
【００１９】
共役手段は、共役ファイバーが、走査及び注入手段の所定の位置に対し、ガイドの単一のファイバーと光学的に共役するように、されることができる。
【００２０】
変形では、共役ファイバーはモジュールと一体化されることができる。従って、共役手段は、共役光ファイバーを含む。
【００２１】
別の変形では、共役手段は、手段（例えば、コネクタ）を含むことができ、前記手段によって、走査及び注入モジュールから共役ファイバーを切断し、共役ファイバーを走査及び注入モジュールに再接続する。
【００２２】
共役手段は、照明光ファイバーを介して、走査及び注入モジュールを照明モジュールと光学的に共役させる手段を含むことができる。この共役手段は、照明ファイバーが、走査及び注入手段の所定の位置に対し、ガイドのファイバー（このガイドのファイバーへ、走査及び注入手段が、少なくとも１つの励起ビームを注入するようにされている）と光学的に共役するようにされていることができ、そして、イメージガイドの他のファイバーと光学的に共役しないようにされることができる。
【００２３】
更に、共役手段は、検出光ファイバーを介して、走査及び注入モジュールを検出モジュールと光学的に共役させる手段を含むことができる。走査及び注入手段は、集められた光束を検出モジュールへ案内するようにされることができる。これらの共役手段は、検出ファイバーが、走査及び注入手段の所定の位置に対し、ガイドのファイバー（このガイドのファイバーへ、走査及び注入手段が、少なくとも１つの励起ビームを注入するようにされている）と光学的に共役するようにされることができ、そして、イメージガイドの他のファイバーと光学的に共役しないようにされることができる。
【００２４】
本発明の更に別の態様によれば、本発明によるデバイスにおいて実施される撮像方法であって、
−  照明モジュールによって、少なくとも１つの励起ビームを放出すること；
−  走査及び注入モジュールによって、少なくとも１つの励起ビームを、イメージガイドの近位端部から前記ガイドの１つのファイバーの中へかわるがわる注入すること、ここで、前記イメージガイドは複数の光ファイバーによって連結される２つのそれぞれの近位端部及び遠位端部を含むものとする；
−  検出モジュールによって、ガイドの遠位端部で集められる光束を検出すること；そして、
−  共役光ファイバーによって、照明モジュール及び／又は検出モジュールを、走査及び注入モジュールと光学的に共役させること； 
を含む前記方法が提案される。
【００２５】
本明細書中、２つの物体を光学的に連結又は共役にすることは、少なくとも１つの光束、信号又はビームを一方の物体からもう一方の物体へ案内することを含む。これらの物体のうちの１つは、例えば、本発明によるデバイスのモジュールのうちの１つ又はファイバーのうちの１つからなることができる。
【００２６】
走査及び注入モジュールと光学的に共役させることは、共役光ファイバーをガイドの単一のファイバーと光学的に共役させることを含むことができる。
【００２７】
走査及び注入モジュールと光学的に共役させることは、少なくとも１つの励起ビームを、照明光ファイバーに沿って、照明モジュールから走査及び注入モジュールへ案内することを含むことができる。本発明による方法は、照明ファイバーによって、少なくとも１つの励起ビームをモードフィルタリングすることを含むことができる。本発明による方法は、照明ファイバーの中の複数の励起ビームを空間的に重ね合わせるか、又は、多重化することも含むことができる。
【００２８】
走査及び注入モジュールと光学的に共役させることは、集められた光束を、検出光ファイバーに沿って、走査及び注入モジュールから検出モジュールへ案内することを含むことができる。本発明による方法は、検出ファイバーによって、集められた光束を空間的にフィルタリングすることを含むことができ、その結果、検出光ファイバーが、ガイドのファイバー（少なくとも１つの励起ビームがかわるがわる注入される）とかわるがわる光学的に共役する。
【００２９】
本発明による方法は、検出モジュールによって、集められた光束を波長逆多重化することを更に含むことができる。
【００３０】
本発明による方法は、走査及び注入手段によって、集められた光束を検出モジュールへ案内すること；分割手段によって、少なくとも１つの励起ビームを走査及び注入手段へ案内すること；分割手段によって、走査及び注入手段から来る集められた光束を、検出モジュールへ案内すること；を更に含むことができる。
【００３１】
イメージガイドのファイバー間での結合は、ガイドの第１のファイバーと、第１のファイバーに隣接するガイドの第２のファイバーとの間の、ガイドに沿った光の伝送を意味することを意図している。一般に、イメージガイドのファイバー間での任意の結合効果は、特に、共役光ファイバーがガイドの単一のファイバーと光学的に共役すると言われる場合に、本発明の説明から省かれ、そして、この単一のファイバーとこの単一のファイバーに隣接するガイドのファイバーとの間の結合は考慮されない。好ましくは、本発明によるデバイス、方法、又は、モジュールのイメージガイドは、このガイドのファイバー間で顕著な結合が存在しないようにされている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本発明のその他の特徴及び利点は、限定的でない実施態様及び実施についての詳細な説明、並びに、添付図面を参照することによって明らかになるであろう。
【図１】本発明によるデバイスの模式図である。
【図２】本発明によるデバイスの第１の実施態様の詳細図である。
【図３】本発明によるデバイスの第２の好ましい実施態様の図である。
【図４】本発明によるデバイスの第３の実施態様の図である。
【図５】本発明によるデバイスの第４の実施態様の図である。
【図６】本発明によるデバイスの第５の実施態様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１を参照しながら、本発明によるデバイスを最初に説明する。前記デバイスの特徴は種々の実施態様に共通しており、前記実施態様は後述され、本発明による方法を実施するものである。
【００３４】
デバイスは、照明モジュール１と、走査及び注入モジュール２と、検出モジュール４とを備えている。通常、ガイドは数千のファイバーを含み、各々のファイバーは数マイクロメートルの直径を有する。
【００３５】
照明モジュール１は、励起ビーム少なくとも１つを放出する手段を含み、そして、照明光ファイバー５によって、走査及び注入モジュール２と光学的に共役する。照明モジュール１が少なくとも１つの励起ビームを放出する場合、この励起ビームは、照明ファイバー５に沿って走査及び注入モジュール２へ案内される。
【００３６】
走査及び注入モジュールはイメージガイド３を含み、前記イメージガイド３は、複数のマルチモード光ファイバーによって連結される２つのそれぞれの近位端部３ａ及び遠位端部３ｂを含む。走査及び注入モジュール２は手段６を更に含み、前記手段６は、少なくとも１つの励起ビームを、イメージガイド３の近位端部３ａから前記ガイドの１つのファイバーの中へかわるがわる走査及び注入する。本明細書中で、「走査及び注入手段の位置」は、走査及び注入手段６の状態を指すことを意図しており、前記走査及び注入手段は、少なくとも１つの励起ビームをガイド３の所定のファイバーの中へ注入するようにされるものであって、ガイドのすべてのファイバーを周期的に走査するように逐次的にいくつかの位置を取るものである。この少なくとも１つの励起ビームは、次に、ガイドの前記ファイバーを通ってガイド３の遠位端部３ｂへ案内される。遠位端部３ｂを提供して、サンプルの中に置くか又はサンプルと接触させて、前記サンプルによって放出される光束を集める。集められた光束は、例えば、反射信号及び／又は蛍光信号を含み、前記反射信号及び／又は蛍光信号のそれぞれは、サンプルが受信した少なくとも１つの励起ビームに応答する反射及び／又は蛍光によって、前記サンプルにより放出される。反射は、拡散又は逆拡散による光の放出を指す。従って、ガイド３は、通常、内視鏡プローブを形成し、ガイドの遠位端部３ｂは光学ヘッドを装備するか、又は、装備しないことがある。
【００３７】
走査及び注入モジュール２は、検出光ファイバー７によって、検出モジュール４と光学的に共役する。遠位端部３ｂによって集められる光束は、近位端部３ａへ案内され、次に、検出光ファイバー７の入力へ案内される。集められた光束は、その後、検出ファイバー７に沿って検出モジュール４へ案内される。
【００３８】
検出モジュール４は、遠位端部３ｂで集められる光束を検出する手段を含む。
【００３９】
モジュール１、２、４を共役させる照明ファイバー５及び検出ファイバー７の第１の機能は、これらのモジュールの間のブリッジとして機能することであり、従って、デバイスの主要な内部機能（すなわち、照明機能、走査及び注入機能、並びに、検出機能）を、これらの内部機能のそれぞれをモジュール１、２、４のうちの１つと関連付けることによって、分離することである。従って、これらの個々の機能はより簡単に修理することができる。ファイバー５、７の使用によりデバイスの部品へ容易にアクセスすることができるので、例えば、デバイス全体を光学的位置合わせから外す危険性を伴うことなく、モジュール１、２、４のうちの１つの内部の光学部品を取り替えるか、又は、モジュールのうちの１つの内側の光学部品を互いに位置合わせすることができる。
【００４０】
更に、ファイバー５、７の端部は、コネクタに着脱式に取り付けられているので、その結果、照明ファイバー５による照明モジュール１と走査及び注入モジュール２との間の共役、及び、検出ファイバー７による検出モジュール４と走査及び注入モジュール２との間の共役を切断し、そして、再接続することができる。本発明によるデバイスの種々のモジュール１、２、４は、従って、デバイスの残りの部分から分離されることができる。これによって、個々の機能をより簡単に取り替えることが可能となる。モジュール１、２、４のうちのいずれもが、デバイス全体を取り替えることなく、素早く取り替えられることができ、それによって、費用面で優位であり、そして、モジュールを互いに光学的に位置合わせする必要がない。
【００４１】
モジュール１、２、４の間のファイバー共役５、７は、他のモジュールを本発明によるデバイスに付け加えること、又は、より一般的には、デバイスをそっくりそのまま取り替える必要無しに、デバイスをアップグレードすることを更に可能にする。例えば、１つの光ファイバーにより照明モジュール１と光学的に共役し、そして、別の光ファイバーにより走査及び注入モジュール２と光学的に共役する光学部品のアレイと、照明ファイバー５を取り替えることも可能である。或いは、１つの光ファイバーにより検出モジュール４と光学的に共役し、そして、別の光ファイバーにより走査及び注入モジュール２と光学的に共役する光学部品のアレイと、検出ファイバー７を取り替えることも可能である。
【００４２】
従って、別個の機能と関連付けられ、そして、光ファイバーによって光学的に共役されるモジュールの形態の構造は、本発明によるデバイスのコスト及びリードタイムを短縮し、そして、本発明によるデバイスの保守、修理及びアップグレードを改善することを可能にする。
【００４３】
更に、照明光ファイバー５は、シングルモード（好ましくは、ガウス光ファイバー）であり、シングルモードファイバー５のモードは、ガイド３の１つ以上のモードを効率的に励起させるように選択される。従って、ファイバー５は、少なくとも１つの励起ビームに高いシングルモード・ガウス品質を与える。更に、少なくとも１つの励起ビームをイメージガイド３へ注入する速度は、最適である。なぜなら、ガイドの中への注入時のＰＳＦ（「点像強度分布関数」）が、ガイドの光ファイバーの基本モードに正確に対応するように設けられているからである。従って、照明ファイバーの別の機能は、励起ビーム少なくとも１つのモードフィルタリングである。
【００４４】
最終的に、照明光ファイバー５は、走査及び注入手段の所定の位置に対し、ガイド３の単一のファイバー（より具体的には、走査及び注入手段が少なくとも１つの励起ビームを注入するようにされたガイドのファイバー）と光学的に共役するようにされる。走査及び注入手段６の所定の位置に対し、照明ファイバー５によって運ばれる少なくとも１つの励起ビームは、ガイドの１つのファイバーだけに注入される。特に、照明ファイバー５の直径と、走査及び注入モジュール２の方へ向けられる照明ファイバー５の端部の位置とは、ガイド３のファイバーの直径、ガイドの近位端部３ａの位置、並びに、照明ファイバー５と走査及び注入手段６との間に配置される光学部品の特性に依存する。
【００４５】
検出光ファイバー７はマルチモード光ファイバーである。本質的に、例えば、反射又は蛍光によって放出され、遠位端部３ｂによって集められる光束は、一般に、ガイドのファイバーの多数のモードを励起する。従って、検出ファイバー７は、ガイド３によって集められた光束を殆ど信号損失無しで運ぶ。従って、検出ファイバー７の別の機能は、ガイド３によって集められる光束にモードフィルタリングを実行することではない。
【００４６】
更に、検出光ファイバー７は、走査及び注入手段の所定の位置に対し、ガイド３の単一のファイバーと光学的に共役するようにされている。換言すると、走査及び注入手段６の所定の位置に対し、検出ファイバー７は、ガイド３の前記単一のファイバーに沿って案内されて遠位端部３ｂで集められる光束の一部分だけを、検出モジュールへ運ぶ。検出ファイバー７は、ガイドの他のファイバーに沿って案内されて集められる光束の一部分を遮ることを可能にする。照明ファイバー５と同様に、走査及び注入モジュールの方へ向けられる検出ファイバー７の端部の直径及び位置は、しかるべく調整する必要がある。好ましくは、検出光ファイバーは、走査及び注入手段の所定の位置に対し、走査及び注入手段が少なくとも１つの励起ビームを注入するガイドのファイバーと、光学的に共役する。従って、検出ファイバー７は、走査及び注入手段の所定の位置に対し、励起ビームを案内するファイバー以外のファイバーに沿って案内されて集められた光束の一部分を、遮ることを可能にする。従って、検出ファイバー７は、フィルタリングホールとして機能する。従って、検出ファイバー７は、遠位端部３ｂで集められる光束を、空間的にフィルタリングする機能を有する。検出ファイバー７は、照明のため（すなわち、少なくとも１つの励起ビームの輸送のため）に使用されるガイド３のファイバーを選択することを可能にし、それによって、本発明によるデバイスが、デバイスの共焦点性（confocality）を維持することが可能になる。この共焦点性は、初期的には、サンプルの点と、サンプル上の前記点を励起させる励起ビームを案内するガイドのファイバーだけとの光学的な共役に起因する。
【００４７】
走査及び注入手段６は、ガイドのすべてのファイバーを周期的に走査するように、少なくとも１つの励起ビームをイメージガイド３の１つのファイバーの中へかわるがわる注入するようにされている。励起ビームをガイド３の１つのファイバーの中へかわるがわる注入することにより、検出モジュール４の検出手段は、サンプルのソース点から来て遠位端部３ｂによって集められる光束であって、ガイドのこのファイバーに沿って案内される前記光束をかわるがわる検出する。走査及び注入手段がガイドのすべてのファイバーを走査した際には、検出手段は、サンプルの一連のソース点（すなわち、サンプルの視野全体）を走査している。検出手段は、この視野の走査によってサンプルの画像を構築する手段へ連結している。構築手段は、集められた光束の信号の性質に依存して、サンプルの反射画像又は蛍光画像を構築することができる。検出手段は、構築された画像を表示する手段へも連結している。視野のサイズは、イメージガイドの中のファイバー数、これらのファイバーの直径、及び、場合によっては、ガイドの遠位端部に配置される光学ヘッド（存在する場合）の特性に依存する。通常、ガイドは、数マイクロメートルの直径を有する数千のファイバーを含む。従って、視野は、通常、１面当たり１から数百マイクロメートルに達する。従って、本発明によるデバイスは、特に、ファイバー式共焦点蛍光顕微鏡法及び／又は反射顕微鏡法に適合している。
【００４８】
図２を参照しながら、特に、蛍光検出、定量化、又は撮像に適用される、本発明によるデバイス１０１の第１の実施態様を説明する。本実施態様は、図１を参照しながらこれまでに説明されたデバイスの特性の全てを有しているので、参照符号１〜７については重ねて説明しない。
【００４９】
照明モジュール１の放出手段は、複数の励起ソース８、９、１０を含む。これらの励起ソースはレーザー源であって、前記ソースの各々は、それぞれが他の励起ビームと異なる波長又は波長帯域を有する励起ビームを放出する。デバイス１０１は、照明光ファイバー５の内部にソース８、９、１０を多重化する手段を更に含む。従って、照明光ファイバー５は、走査及び注入モジュール２の入力で、励起ビーム１１のすべてを空間的に重ね合わせることを可能にする。
【００５０】
各ソース８、９、１０は、それぞれのソースファイバー１０８、１０９又は１１０によってマルチプレクサー１２と光学的に共役しており、前記ソースファイバー１０８、１０９又は１１０は、前記ソースによって放出された励起ビームを運ぶ。マルチプレクサー１２は、ファイバーマルチプレクサーであって、前記ファイバーマルチプレクサーは、ソースファイバー１０８〜１１０のコアを、単一のファイバー（照明ファイバー５がその延長である）の中へ融合するようにされる。走査及び注入モジュール２の入力で、励起ビーム１１は光学系１３によってコリメートされる。
【００５１】
照明ファイバー５と同じ理由から、ソースファイバー１０８〜１１０は、シングルモードファイバーである。従って、ファイバー１０８〜１１０は、各励起ビームに高いシングルモード・ガウス品質を与え、各励起ビームをイメージガイド３の中へ注入する最適速度を提供する。従って、各ソースファイバーは、励起ビームのモードフィルタリングを可能にする。
【００５２】
照明モジュール１は、ソース８〜１９と、ソースファイバー１０８〜１１０と、マルチプレクサー１２とがグループ化されているパッケージを含む。照明ファイバー５を、コネクタによって、照明モジュール１のパッケージと切断及び再接続させることができる。同様に、ソースファイバー１０８〜１１０は、それぞれのソース８〜１０と切断及び再接続させて、このソースを取り替えることができ、その結果、このソースによって放出される励起ビームの波長又は波長帯域を変更することが可能になる。
【００５３】
検出モジュール４は、ガイド３の遠位端部で集められる光束１４を波長逆多重化（demultiplex）する手段を含む。逆多重化手段１５は、複数のダイクロイックフィルタ１６ａ、１６ｂを含む。各ダイクロイックフィルタ１６ａ又は１６ｂは、光束１４の異なる波長を検出器１７又は１８に戻す。従って、各検出器１７又は１８は、光束１４の異なる波長帯域を検出するようにされ、波長がこの帯域に含まれる蛍光信号であって、遠位端部３ｂによって集められる前記蛍光信号を用いてサンプルをイメージ化することが可能になる。
【００５４】
検出手段は、ソース８〜１０の１つ当たり（従って、励起ビーム波長帯域１つ当たり）に少なくとも１個の検出器１７又は１８を含む。各検出器１７又は１８は、励起ビームと関連付けられている。本質的に、各検出器１７又は１８の波長帯域は、好ましくは、前記検出器と関連付けられる励起ビームの波長又は波長帯域で励起される蛍光プローブ（fluorophore）の放出帯域に対応する。図２に示される実施例では、デバイス１０１が、３つのソース８〜１０と、４つの検出器１７及び１８とを含む。それによって、光束１４の複数の波長帯域が、同じ励起ビーム波長又は波長帯域と結び付けられることができ、前記励起ビームは、複数のフルオロフォアを励起するように適合させられることができる。
【００５５】
各ダイクロイックフィルタ１６ａ又は１６ｂは、逆多重化ファイバー１１７又は１１８と関連付けられており、前記逆多重化ファイバー１１７又は１１８は、ダイクロイックフィルタによって戻される波長帯域を、検出器１７及び１８へ案内するようにされる。検出ファイバー７と同じ理由から、逆多重化ファイバーはマルチモード光ファイバーである。測光的な理由のため、各逆多重化ファイバーを検出ファイバー７と光学的に連結させる光学部品のアレイ中の１に等しい光学的増幅に対して、逆多重化ファイバーのそれぞれは、検出ファイバー７の直径以上である直径（好ましくは、検出ファイバー７の直径より大きい）を有する。それによって、より良好な光学的位置合わせ許容範囲が可能になり、更に、最大光束を集めること、すなわち、測光的な損失を制限することも可能になる。光学的倍率（optical magnification）が１とは異なる場合、逆多重化ファイバーのそれぞれは、この光学的倍率によって調整される検出ファイバー７の直径以上である直径（好ましくは、検出ファイバー７の直径より大きい）を有する。
【００５６】
検出ファイバー７は、コネクタによって、検出モジュール４と接続すること及び検出モジュール４から切断することができる。同様に、検出モジュールは、各多重化ファイバー１１７、１１８を切断及び再接続する手段を含み、従って、検出器１７及び１８を簡単に取り替えることが可能となる。
【００５７】
走査及び注入モジュール２は、ハウジングを含む。前記ハウジングにおいて、種々の光学系１３、１９と、走査及び注入手段６と、集められた光束１４の光路から励起ビーム１１の光路を分離する手段と、がグループ化されている。イメージガイド３は、走査及び注入モジュール２のハウジングから切断されることができ、それによって、走査及び注入モジュール２のハウジングに接続されるガイド３のタイプを変更することが可能となる。種々のタイプのガイド３の中には、例えば、ファイバーがシングルモードであるガイド、ファイバーがマルチモードであるガイド、遠位端部に光学ヘッドを有するガイド、遠位端部に光学ヘッドを有さないガイド、所定の数のファイバーを有するガイド、所定のファイバー径を有するガイド、又は、近位端部と遠位端部との間に所定の長さを有するガイドがある。
【００５８】
分割手段はダイクロイックフィルタ２０を含む。フィルタ２０はマルチバンドフィルタであり、すなわち、前記フィルタは、いくつかの異なる波長帯域を反射し、そして、いくつかの他の波長帯域を透過させることが可能である。図２に示される実施例では、フィルタ２０は励起ビーム１１に対応する帯域を反射し、フィルタ１６ａ、１６ｂによって反射され、検出器１７及び１８によって検出される帯域と、集められた光束１４の波長とに対応する帯域を透過させる。照明ファイバー５及び照明モジュール１の位置が、検出ファイバー７及び検出モジュール４の位置と交換され、そして、光学系１３及び１９が逆転する場合には、フィルタ１６ａ、１６ｂによって反射され、検出器１７及び１８によって検出される帯域と、集められた光束１４の波長とに対応する帯域を反射して、励起ビームの波長に対応する帯域を透過させるフィルタ２０を含むデバイス１０１を具現化することも可能である。
【００５９】
照明ファイバー５に沿って案内され、光学系１３によってコリメートされる光励起ビーム１１は、分割手段によって、走査及び注入手段６へ向けられる。走査及び注入手段６は、２つの可動ミラー６ａと、１つの光学系６ｂとを含み、前記可動ミラー６ａは、ガイドの近位端部の入力面の平面内での２次元走査を可能にする。可動ミラー６ａは、励起ビームを、イメージガイドの１つのファイバーの中へかわるがわる注入する。ガイド３に入る前に、励起ビームは、励起ビームをガイド３の近位端部で集中させる光学系６ｂを通過する。
【００６０】
反対方向において、集められた光束１４は光学系６ｂによってコリメートされ、そして、可動ミラー６ａによって検出モジュール４へ向けられる。可動ミラー６ａと検出モジュール４との間で、集められた光束１４は、分割手段を通過し、光学系１９によって検出ファイバー７の入力に集中させられ、その後、検出ファイバー７に沿って検出モジュール４へ案内される。
【００６１】
照明ファイバー５は、コネクタによって、走査及び注入モジュール２をハウジングから切断すること及びハウジングへ再接続することができる。同様に、検出ファイバー７は、コネクタによって、走査及び注入モジュール２をハウジングから切断すること及びハウジングへ再接続することができる。
【００６２】
デバイス１０１についての或る問題は、走査及び注入モジュール２のハウジングの内部に設置されるダイクロイックフィルタ２０のスペクトル特性（特に、ダイクロイックフィルタが透過させる又は反射する必要のある波長帯域）が、励起ビームの波長及び集められた光束の波長に依存することである。励起ビームのうちの１つの波長の変化は、マルチバンドフィルタ２０を変更させる必要を生じさせ、更に、マルチバンドフィルタは、走査及び注入モジュールの仕様を定め、製造し、そして、前記走査及び注入モジュールの内部で光学的に位置合わせするのには複雑である。
【００６３】
図３を参照しながら、前記問題を解決することを可能にする本発明によるデバイス１０２の第２の実施態様を説明する。デバイス１０２は、本発明による方法の好ましい実施態様を実施する本発明によるデバイスの好ましい実施態様である。デバイス１０２は、図２を参照しながら説明されたデバイス１０１との相違点だけに関して説明される。特に、参照符号１〜１９、１０８〜１１０、１１７及び１１８は重ねて説明しない。デバイス１０２は、特に、ガイドの遠位端部で集められる蛍光信号又は反射信号を検出することを可能にし、そして、これらの信号を定量化すること、及び／又は、蛍光及び反射によってこれらの信号からサンプルの画像を構築することを可能にする。
【００６４】
デバイス１０２では、走査及び注入モジュール２の分割手段は、偏向キューブ２１であり、前記偏光キューブ２１は、マルチバンドダイクロイックフィルタと置き換わる。偏向キューブ２１は、第１の偏向を有するビームを反射し、そして、第１の偏向と直交する偏向を有するビームを透過させる。励起ビーム１１のすべてが同じ偏向を有する。励起ビームの寄生反射は、例えば、走査及び注入手段６又はガイド３のレベルで、励起ビームと同じ偏向を維持する。これに反して、ガイド３の遠位部分から来て集められる光束１４は、励起ビームの偏向状態を失っているので、１つ以上の時間的にランダムな偏向を有する信号を含む。偏向キューブ２１は、励起ビーム１１を走査及び注入手段６へ向けるようにされ、そして、集められた光束１４を検出モジュール４へ向けるようにされている。図３の実施例において、キューブ２１は、励起ビーム１１及び寄生反射を反射し、そして、集められた光束１４の少なくとも一部分を透過させる。照明ファイバー５及び照明モジュール１の位置が、検出ファイバー７及び検出モジュール４の位置と交換される場合には、集められた光束１４の少なくとも一部分を反射し、そして、励起ビームを透過させるキューブ２１を有するデバイス１０２を具現化することも可能である。従って、キューブ２１は、ガイド３の遠位部分から来て集められる光束１４から、励起ビームと、励起ビームの偏向を維持している寄生反射とを分割することを可能にする。
【００６５】
検出モジュール４のフィルタ１６ａのうちの１つは、集められた光束１４（１つのレーザー源８の波長又は波長帯域を含む）の波長帯域を、検出器１８へ向けるように具現化される。従って、検出器１８及びレーザー源８は、ガイドの遠位端部に位置しているサンプルの反射撮像のために使用されることができる。このことは、寄生反射が、キューブ２１によって遮られる場合に限り可能である。検出モジュール４の他のフィルタ１６ｂ及び関連付けられた検出器１７は、第１の実施態様の場合と同様に、サンプルから来る蛍光信号を定量化すること、又は、サンプルの蛍光撮像を実行することを可能にする。
【００６６】
キューブ２１の使用は、本発明によるデバイスの第１の実施態様と比べて１つの不利点がある。本質的に、キューブ２１の使用は、集められた光束１４の強度の損失、特に、蛍光信号の強度の損失をもたらす。本質的に、キューブは、励起ビーム１１のすべてをそれらの偏向のために走査及び注入手段６へ向けるが、集められた光束１４は、唯一の偏向をもたないので、キューブ２１によって部分的に反射し、部分的に透過する。通常、集められた光束１４（検出モジュール４へ向けられる）の強度のうちの５０％が失われる。従って、デバイス１０２の感度が低下される。
【００６７】
更に、走査及び注入手段へ向けられる励起ビーム１１の強度を失わないためには、励起ビーム１１を走査及び注入手段６へ案内するファイバー（すなわち、ソースファイバー１０８〜１１０及び照明ファイバー５）の全てが、偏波保持（polarization maintaining）ファイバーであり、このことは、余分な製造コスト及び特定の調整をもたらす。
【００６８】
図４を参照しながら、本発明によるデバイス１０３の第３の実施態様を説明する。デバイス１０３は、図２を参照して説明されたデバイス１０１との相違点だけに関して説明される。特に、参照符号１〜２０、１０８〜１１０、１１７、及び１１８は重ねて説明しない。デバイス１０３は、特に、ガイドの遠位端部で集められる蛍光信号及び／又は反射信号を検出することを可能にし、そして、これらの信号を定量化し、これらの信号から、蛍光及び反射によってサンプルの画像を構築することを可能にする。
【００６９】
デバイス１０３は、第２の照明モジュール２０１及び第２の検出モジュール２０４を更に含む。第２の照明モジュール２０１は、励起ビームを放出する唯一のソースを含み、多重化手段を含まない点で照明モジュール１と相違する。第２の検出モジュール２０４は、唯一の検出器を含み、フィルタと逆多重化手段とを備えていない点で検出モジュール４と相違する。
【００７０】
第２の照明モジュール２０１及び検出モジュール２０４は、図３に示される第２の実施態様１０２中の照明モジュール及び検出モジュールと同じように、走査及び注入手段６と光学的に共役する。本質的に、第２の照明モジュール２０１は、偏波保持型である第２のシングルモード照明光ファイバー２０５によって、走査及び注入モジュール２と光学的に共役し、第２の検出モジュール２０４は、第２のマルチモード検出光ファイバー２０７によって、走査及び注入モジュール２と光学的に共役し、そして、走査及び注入モジュール２は、図３を参照して既に説明されたように、偏向キューブ２１を含む。キューブ２１は、第２の照明モジュール２０１から走査及び注入手段６へ、励起ビームの一部分を向けるようにされ、そして、集められた光束１４の一部分を第２の検出モジュール２０４へ向けるようにされている。
【００７１】
ダイクロイックフィルタ２０及び偏向キューブ２１は、同じビームスプリッタ２２によって、走査及び注入手段６と光学的に共役する。ビームスプリッタ２２は、第１又は第２の照明モジュールから来る励起ビームを、走査及び注入手段６へ向けるようにされている。ビームスプリッタ２２は、更に、集められた光束１４を部分的に第１の検出モジュール４へ向け、そして、部分的に第２の検出モジュール２０４へ向けるようにされている。第１の検出モジュール４へ向けられる光束１４の一部分は、フィルタ１６ａ、１６ｂによって検出器１７、１８へ向けられる光束１４の波長帯域を含む。第２の検出モジュール２０４へ向けられる光束１４の一部分は、第２の照明モジュール２０１によって放出される励起ビームの波長又は波長帯域を含む。その結果、第２の検出モジュール２０４の検出器は、第２の照明モジュール２０１からの励起ビームに応答して、サンプルによって放出された反射信号を、集められた光束１４の中で検出するようにされている。従って、第２の検出モジュール２０４は、サンプルの反射撮像を実行することを可能にする。本質的に、第２の照明モジュール２０１からの励起ビームの寄生反射が、特に、走査及び注入手段の中で発生するが、これらの寄生反射は偏向キューブ２１によって遮られる。従って、デバイス１０３は、ガイド３の遠位端部の近くに位置しているか、又は、前記遠位端部と接触しているサンプルを、ファイバー式共焦点顕微鏡を使用して、第２の照明モジュール及び第２の検出モジュールによって反射撮像（従って、形態撮像）することを可能にし、そして、第１の照明モジュール及び第１の検出モジュールによって蛍光撮像（従って、機能撮像）することを可能にする。
【００７２】
第１の変形では、走査及び注入手段６が、種々の一連の位置の途中で、第１の照明光ファイバー５、第１の検出光ファイバー７、第２の照明光ファイバー２０５、及び第２の検出光ファイバー２０７を、イメージガイド３の単一のファイバーと周期的に光学的に共役するようにされて、それによって、ガイドのすべてのファイバーを周期的に走査する：
−  第１の照明光ファイバー５は、走査及び注入手段の所定の位置（すなわち、所定の時点）に対し、ガイド３の第１の単一のファイバーと光学的に共役するようにされ；
−  第１の検出光ファイバー７は、この走査及び注入手段の同じ所定の位置に対し、ガイド３の前記第１の単一のファイバーと光学的に共役するようにされ；
−  第２の照明光ファイバー２０５は、この走査及び注入手段の同じ所定の位置に対し、ガイド３の前記第１の単一のファイバーと光学的に共役するようにされ；そして、
−  第２の検出光ファイバー２０７は、この走査及び注入手段の同じ所定の位置に対し、ガイド３の前記第１の単一のファイバーと光学的に共役するようにされる。
【００７３】
この第１の変形は、反射画像及び蛍光画像の構築を単純化することを可能にする。
【００７４】
第２の変形では、走査及び注入手段６は、種々の一連の位置の途中で、第１の照明光ファイバー５及び第１の検出光ファイバー７を、イメージガイドの単一のファイバーとかわるがわる光学的に共役にさせるようにされて、ガイドのすべてのファイバーを周期的に走査し、そして、第２の照明光ファイバー２０５及び第２の検出光ファイバー２０７を、イメージガイド３の別の単一のファイバーとかわるがわる光学的に共役にさせるようにされて、ガイドのすべてのファイバーを周期的に走査する：
−  第１の照明光ファイバー５は、走査及び注入手段の所定の位置（すなわち、所定の時点）に対し、ガイド３の第１の単一のファイバーと光学的に共役するようにされ；
−  第１の検出光ファイバー７は、この走査及び注入手段の同じ所定の位置に対し、ガイド３の前記第１の単一のファイバーと光学的に共役するようにされ；
−  第２の照明光ファイバー２０５は、この走査及び注入手段の同じ所定の位置に対し、好ましくは第１の単一のファイバーと隣接するガイド３の第２の単一のファイバーと光学的に共役するようにされ；そして、
−  第２の検出光ファイバー２０７は、この走査及び注入手段の同じ所定の位置に対し、ガイド３の前記第２の単一のファイバーと光学的に共役するようにされる。
【００７５】
第２の変形は、反射信号と蛍光信号との間の寄生反射を更に低減することを可能にするが、構築される反射画像及び蛍光画像の時間的なレジストレーション（registration）を必要とする。
【００７６】
図５を参照しながら、特に、サンプルの蛍光検出、定量化、又は撮像に適用される、本発明によるデバイス１０４の第４の実施態様を説明する。デバイス１０４は、図２を参照して説明されたデバイス１０１との相違点だけに関して説明される。特に、参照符号１〜２０、１０８〜１１０、１１７、及び１１８は重ねて説明しない。
【００７７】
図２を参照して説明された第１の実施態様１０１の場合と異なり、集められた光束１４の光路から励起ビーム１１の光路を分割する手段２０と、光学系１３及び１９とは、走査及び注入モジュール２の外部に配置される。従って、走査及び注入モジュールは、励起ビーム１１及び集められた光束１４の波長と完全に独立する。
【００７８】
実際に、デバイス１０４は分割モジュール２３を含む。分割モジュール２３は、ハウジングを含み、前記ハウジングの内部では、光学系１３及び１９と、別の光学系２４と、ダイクロイックフィルタ２０とがグループ化されている。
【００７９】
照明ファイバー５は、コネクタによって、走査及び注入モジュールのハウジングだけでなく、分割モジュール２３のハウジングと、切断及び再接続することが可能である。同様に、検出ファイバー７は、コネクタによって、走査及び注入モジュールのハウジングだけでなく、分割モジュール２３のハウジングと、切断及び再接続することが可能である。分割モジュール２３と、走査及び注入モジュール２とは、２芯光ファイバー２５によって光学的に共役する。
【００８０】
２芯ファイバー２５は、２つの実質的に同心のファイバーコアを含み、第１のコアはシングルモードであって、励起ビーム１１を運ぶようにされ、そして、第２のコアはマルチモードであって、集められた光束１４を運ぶようにされる。２芯ファイバー２５の一方の端部は、コネクタによって、分割モジュール２３のハウジングから切断すること及び前記分割モジュール２３のハウジングへ再接続することができ、そして、２芯ファイバー２５のもう一方の端部は、コネクタによって、走査及び注入モジュール２のハウジングから切断すること及び前記走査及び注入モジュール２のハウジングへ再接続することができる。
【００８１】
第１の実施態様の場合と同様に、照明ファイバー５は、光励起ビーム１１を案内するようにされている。光学系１３は、照明ファイバー５によって案内される励起ビームをコリメートするようにされている。ダイクロイックフィルタ２０は、コリメートされた励起ビーム１１を走査及び注入手段６へ向けるようにされ、そして、集められた光束１４を検出モジュール４へ向けるようにされている。
【００８２】
第１の実施態様の場合と異なり、ダイクロイックフィルタ２０は、励起ビーム１１を、光学系２４及び２芯ファイバー２５へ向けるようにされている。光学系２４は、走査及び注入モジュール２に向かう２芯ファイバー２５の入力へ、励起ビーム１１を集中させるようにされている。２芯ファイバー２５は、その第１のコアに沿って、励起ビーム１１を走査及び注入モジュール２へ案内するようにされている。更に、２芯ファイバーは、その第２のコアに沿って、集められた光束１４を分割モジュール２３へ案内するようにされている。光学系２４は、集められた光束１４をコリメートするようにされ、そして、ダイクロイックフィルタ２０は、集められコリメートされた光束１４を、検出ファイバー７へ向けるようにされている。光学系１９は、フィルタ２０によって反射されて集められた光束１４を、検出モジュール４へ向かう検出ファイバー７の入力へ集中させるようにされている。
【００８３】
走査及び注入モジュール２は、光学系２６を更に含み、前記光学系２６は、分割モジュール２３から来て走査及び注入手段６へ向けられる励起ビーム１１をコリメートするようにされ、そして、集められた光束１４を、分割モジュール２３へ向かう２芯ファイバー２５の入力へ集中させるようにされる。
【００８４】
デバイス１０４では、照明モジュール１は、照明光ファイバー５及び２芯ファイバー２５によって、走査及び注入モジュール２と光学的に共役する。同様に、検出モジュール４は、検出光ファイバー７及び２芯ファイバー２５によって、走査及び注入モジュール２と光学的に共役する。
【００８５】
２芯ファイバー２５の第１のコアがシングルモード・ガウス・ファイバーである場合には、第１のコアは、励起ビームに高いシングルモード・ガウス品質を与え、そして、励起ビーム１１をイメージガイド３に注入する最適速度を提供する。従って、２芯は、励起ビームのモードフィルタリングを実行する機能を有する。更に、第２のコアがマルチモードである場合には、２芯ファイバーは、検出ファイバー７と同じ理由のため、集められた光束１４にモードフィルタリングを実行しない機能を有する。
【００８６】
最後に、２芯ファイバー２５は、走査及び注入手段の所定の位置に対し、ガイド３の単一のファイバーと光学的に共役するようにされている。本質的に、走査及び注入手段６の所定の位置に対し、２芯ファイバー２５によって運ばれる励起ビーム１１は、ガイドの１つのファイバーだけに注入され、そして、第２のコアの直径及び位置は、ガイドのこの１つのファイバーだけに沿って案内された集められた光束１４を第２のコアが運ぶように、計算される。従って、２芯ファイバー２５は、集められた光束１４の空間フィルタリングを実行する機能を有し、デバイス１０４に共焦点性を与える。
【００８７】
ダイクロイックフィルタ２０の技術的特性は、励起ビーム１１の波長及び集められた光束１４の波長に依存する。任意の励起ビームの波長の変更は、マルチバンドフィルタ２０の交換を必要とする。この変更は、分割モジュール２３を、新しいダイクロイックフィルタ２０を含む新しい分割モジュールと取り替えることによって容易に行うことができ、デバイス１０４又はデバイス１０４の任意のモジュールを光学的に再調整する必要がない。
【００８８】
最後に、図６を参照しながら、本発明によるデバイス１０５の第５の実施態様を説明する。デバイス１０５は、図５を参照して説明されたデバイス１０４との相違点だけに関して説明される。特に、参照符号１〜１９、２１、２３〜２６、１０８〜１１０、１１７、及び１１８は重ねて説明しない。デバイス１０５は、特に、ガイドの遠位端部で集められる蛍光信号又は反射信号を検出することを可能にし、そして、蛍光又は反射によってサンプルの画像を構築することを可能にする。
【００８９】
デバイス１０５では、分割モジュール２３のダイクロイックフィルタ２０は、図３を参照して説明された偏向キューブ２１によって置き換えられている。本発明によるデバイスの第２の実施態様の場合と同様に、偏向キューブ２１は、反射撮像のため検出器１８のうちの１つとレーザー源８のうちの１つとを使用することを可能にする。本質的に、図３及び４を参照して説明されているような偏向キューブ２１は、反射のため使用されるレーザー源８からの励起ビームの寄生反射を遮る。走査及び注入手段へ向けられる励起ビーム１１の強度を損失させないために、励起ビーム１１を走査及び注入手段６へ案内するファイバーの全て（すなわち、ソースファイバー１０８〜１１０、照明ファイバー５、及び２芯ファイバー２５の第１のコア）は、偏波保持ファイバーであり、製造コストの増加をもたらす。
【００９０】
種々の前記実施態様における要素の通常の寸法は：
−  検出ファイバー７のコア径：５０マイクロメートル；
−  逆多重化ファイバー１１７、１１８のコア径：６２．５マイクロメートル；
−  照明ファイバー５のコア径：４マイクロメートル；
−  ２芯ファイバー２５のシングルモードコアの径：４マイクロメートル；そして、
−  ２芯ファイバー２５のマルチモードコアの径：１０マイクロメートル；
である。
【００９１】
本発明は前記の実施例に限定されないこと、及び、本発明の範囲を逸脱することなく多数の変更がこれらの実施例になされ得ることを理解されたい。
【００９２】
特に、励起ビームのソースは、マルチ波長レーザー、すなわち、いくつかの波長又は波長帯域を同時に放出するレーザーであることができる。
【００９３】
同様に、励起ビームのソースは、波長可変レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ワイドスペクトルランプ、又は、スーパーコンティニウムであることができる。
【００９４】
更に、多重化手段は、例えば、位相多重化手段又はファイバー多重化手段であることもでき、そして、例えば、検出ファイバー７のコアの中で逆多重化ファイバー１１７、１１８のコアを融合する接合部であることもできる。照明モジュール１つ当たりのソースの数、及び、検出モジュール１つ当たりの検出器の数について、説明は限定されない。
【００９５】
本発明によるデバイスは、励起ソースと走査及び注入モジュールとの間に、直列及び／又は並列の複数のマルチプレクサーを含むことができる。
【００９６】
本発明によれば、イメージガイドのファイバーは、すべてがマルチモードファイバー又はシングルモードファイバーであることができるか、あるいは、マルチモードファイバーとシングルモードファイバーとの混合体であることができる。
【００９７】
最後に、検出モジュールのダイクロイックフィルタ、又は、分割モジュールのダイクロイックフィルタのうちの少なくとも１つは、動的ダイクロイックフィルタであることができ、前記ダイクロイックフィルタは、前記ダイクロイックフィルタが反射する又は透過させる波長帯域を動的に制御することができる。このような動的ダイクロイックフィルタは、例えば、音響光学変調器又は電気光学変調器を含むことができ、前記音響光学変調器又は電気光学変調器は、変調器に与えられたコマンドが波長帯域を制御することを可能にする。
【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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