(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、前記レーザ光源からの光を伝送する偏波面保持ファイバと、前記レーザ光源から出射し、前記偏波面保持ファイバを経た光を用いて干渉縞を形成する投影用干渉縞形成手段を備え、前記投影用干渉縞形成手段により形成された干渉縞を物体面に投影する内視鏡において、
前記レーザ光源と前記偏波面保持ファイバとの間に配置された光合波・分波手段と、
前記レーザ光源から出射して前記偏波面保持ファイバに入射し、前記投影用干渉縞形成手段の入射面までの光路上に配置された所定の光学面で反射し、前記光合波・分波手段を経た戻り光の情報を検出する戻り光情報検出手段と、
を有することを特徴とする縞走査位置の変化補償構造。
【請求項２】
さらに、前記レーザ光源と前記偏波面保持ファイバとの間に配置された位相シフタを有することを特徴とする請求項１に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項３】
さらに、前記戻り光情報検出手段により検出された戻り光の情報を用いて、前記投影用干渉縞形成手段により形成される干渉縞の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、前記位相シフタの駆動量を制御するフィードバック制御器を有することを特徴とする請求項２に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項４】
前記戻り光情報検出手段が、
前記戻り光を用いて干渉縞を形成するモニタ用干渉縞形成手段と、
前記モニタ用干渉縞形成手段により形成された干渉縞を検出する干渉縞検出素子と、
からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項５】
さらに、前記干渉縞検出素子により検出された干渉縞の位相情報を用いて、前記投影用干渉縞形成手段により形成される干渉縞の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、前記位相シフタの駆動量を制御するフィードバック制御器を有することを特徴とする請求項２に従属する請求項４に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項６】
前記位相シフタが、前記レーザ光源と前記光合波・分波手段との間に配置されていることを特徴とする請求項２又は５に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項７】
前記位相シフタが、前記光合波・分波手段と前記偏波面保持ファイバとの間に配置されていることを特徴とする請求項２又は５に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項８】
さらに、
前記レーザ光源が出射する波長の光よりも長い波長の光を出射する第２のレーザ光源と、
前記レーザ光源及び前記第２のレーザ光源と前記光合波・分波手段との間に配置された第２の光合波・分波手段
を有することを特徴とする請求項７に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項９】
前記フィードバック制御器は、前記第２のレーザ光源から出射し、前記第２の光合波・分波手段、前記光合波・分波手段、前記位相シフタを経て、前記偏波面保持ファイバに入射した光が、前記所定の光学面で反射し、前記位相シフタ、前記光合波・分波手段を経て、前記モニタ用干渉縞形成手段により干渉縞を形成されて前記干渉縞検出素子により検出された干渉縞の位相情報を用いて、前記投影用干渉縞形成手段により形成される干渉縞の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、前記位相シフタの駆動量を制御することを特徴とする請求項５に従属する請求項８に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項１０】
さらに、
前記レーザ光源が出射する波長の光よりも長い波長を出射する第２のレーザ光源と、
前記第２のレーザ光源及び前記モニタ用干渉縞形成手段と前記光合波・分波手段との間に配置された第２の光合波・分波手段と、
前記レーザ光源と前記光合波・分波手段との間に配置された第２の位相シフタと
を有することを特徴とする請求項４に従属する請求項７に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項１１】
前記フィードバック制御器は、前記第２のレーザ光源から出射し、前記第２の光合波・分波手段、前記光合波・分波手段、前記位相シフタを経て、前記偏波面保持ファイバに入射した光が、前記所定の光学面で反射し、前記位相シフタ、前記光合波・分波手段、前記第２の光合波・分波手段を通り、前記モニタ用干渉縞形成手段により干渉縞を形成されて前記干渉縞検出素子により検出された干渉縞の位相情報を用いて、前記投影用干渉縞形成手段により形成される干渉縞の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、前記位相シフタの駆動量を制御することを特徴とする請求項５に従属する請求項１０に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項１２】
前記戻り光情報検出手段が、
前記光合波・分波手段を経た戻り光の光路上に配置された偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタで分割された夫々の光路上に配置された、夫々の偏光の強度を検出する２つの光検出器と、
からなることを特徴とする請求項１に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項１３】
さらに、前記光合波・分波手段と前記偏波面保持ファイバとの間に配置された位相シフタを有することを特徴とする請求項１２に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項１４】
さらに、前記２つの光検出器により検出された２つの偏光の強度情報を用いて、前記投影用干渉縞形成手段により形成される干渉縞の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、前記位相シフタの駆動量を制御するフィードバック制御器を有することを特徴とする請求項１３に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項１５】
さらに、前記光合波・分波手段と前記偏波面保持ファイバとの間に配置された位相シフタと、前記レーザ光源と前記光合波・分波手段との間に配置された第２の位相シフタを有し、
前記戻り光情報検出手段が、
前記レーザ光源から出射し前記第２の位相シフタを経て前記光合波・分波手段に入射した光が該光合波・分波手段により分岐させられて出射する２つの端部のうち、出射した光が前記位相シフタに入射しない端部に接続する第１の光伝送ファイバと、
前記レーザ光源から出射し、前記第２の位相シフタ、前記光合波・分波手段、前記位相シフタを経て、前記偏波面保持ファイバに入射し、前記所定の光学面で反射し、前記位相シフタを経て前記光合波・分波手段に入射した戻り光が該光合波・分波手段により分岐させられて出射する２つの端部のうち、出射した戻り光が前記第２の位相シフタに入射しない端部に接続する第２の光伝送ファイバと、
前記第１の光伝送ファイバを通る光の光路と前記第２の光伝送ファイバを通る戻り光の光路を合成する光路合成部材と、
前記光路合成部材により合成された光路上に配置され、該合成された光路を通る２つの光を用いて形成された干渉縞を検出する干渉縞検出器と、
からなることを特徴とする請求項１に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項１６】
さらに、前記干渉縞検出器により検出された干渉縞の位相情報を用いて、前記投影用干渉縞形成手段により形成される干渉縞の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、前記位相シフタの駆動量を制御するフィードバック制御器を有することを特徴とする請求項１５に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項１７】
前記光合波・分波手段が、ファイバカプラよりなることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項１８】
さらに、
前記レーザ光源と前記光合波・分波手段との間に配置された偏光板及び回転可能な第１の波長板と、
前記光合波・分波手段と前記偏波面保持ファイバとの間に配置された回転可能な第２の波長板を有し、
前記光合波・分波手段が、
前記レーザ光源から出射し、前記偏光板及び前記第１の波長板を経た光を二方向の光に分離する第１のビームスプリッタと、
前記レーザ光源から出射し、前記偏光板、前記第１の波長板、前記光合波・分波手段及び前記第２の波長板を経て前記偏波面保持ファイバに入射し、前記所定の光学面で反射し前記第２の波長板を経た戻り光を二方向の光に分離する第２のビームスプリッタと、
前記第２のビームスプリッタを反射した戻り光を偏向するミラーと、
該ミラーで偏向させられた戻り光の光路及び前記第１のビームスプリッタを反射した光の光路を合成する第３のビームスプリッタと、
からなり、
前記戻り光情報検出手段が、
前記第３のビームスプリッタにより合成された光路上に配置され、該合成された光路を通る２つの光を用いて形成された干渉縞を検出する干渉縞検出器からなることを特徴とする請求項１に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項１９】
さらに、前記干渉縞検出器により検出された干渉縞の位相情報を用いて、前記投影用干渉縞形成手段により形成される干渉縞の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、前記第２の波長板の回転方向及び回転量を制御するフィードバック制御器を有することを特徴とする請求項１８に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項２０】
前記所定の光学面は、前記第２のレーザ光源から出射する光の波長に対する反射率が高い透過・反射特性を有する波長選択性膜を備えていることを特徴とする請求項８〜１１、請求項８〜１１のいずれかに従属する請求項１７に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項２１】
前記波長選択性膜は、さらに、前記第２のレーザ光源から出射する光の波長に対する透過性がなく、前記第１のレーザ光源から出射する光の波長に対する透過率が高い透過・反射特性を有することを特徴とする請求項２０に記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項２２】
前記所定の光学面が、前記偏波面保持ファイバの出射端面であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項２３】
前記所定の光学面が、前記投影用干渉縞形成手段の入射面であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項２４】
前記所定の光学面が、前記偏波面保持ファイバの出射端面と前記投影用干渉縞形成手段の入射面との間に配置された光学部材の入射面であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項２５】
前記所定の光学面が、前記偏波面保持ファイバの出射端面と前記投影用干渉縞形成手段の入射面との間に配置された光学部材の出射面であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の縞走査位置の変化補償構造。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれかの縞走査位置の変化補償構造を備えた内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はファイバ伝送経路を経て干渉縞形成手段により形成された干渉縞を物体面に投影し、また干渉縞を走査する内視鏡における、外乱による干渉縞の位置のズレを検出し、補正するための縞走査位置の補償構造及びそれを備えた内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファイバ伝送経路を介在させて干渉縞を投影する内視鏡として、例えば、次の特許文献１に記載の内視鏡がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２１１９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような内視鏡装置は、温度、湿度などの外部環境の変化や、内視鏡の向きを変化させたときにファイバ伝送経路が受ける物理的なストレスにより、偏波面の回転が生じて干渉縞の位相（明暗の位置）が変化するため、干渉縞を用いた測定値の精度保証ができない。しかし、従来の内視鏡装置は、上記のような外部環境の変化や物理的ストレスによる干渉縞の位相の変化を正確に把握して、測定値にフィードバックすることや、上記干渉縞の位相を所望の位置に固定させることができなかった。
【０００５】
本発明の幾つかの態様によれば、上記従来の課題を解決するために提案されたものであり、温度、湿度などの外部環境の変化や、内視鏡の向きを変化させたときのファイバ伝送経路が受ける物理的なストレスに対する、干渉縞の位相（明暗の位置）のズレをモニタリングでき、さらには、所望の位置に干渉縞の位置を固定することの可能な縞走査位置の補償構造及びそれを備えた内視鏡装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様による縞走査位置の補償構造は、レーザ光源と、前記レーザ光源からの光を伝送する偏波面保持ファイバと、前記レーザ光源から出射し、前記偏波面保持ファイバを経た光を用いて干渉縞を形成する投影用干渉縞形成手段を備え、前記投影用干渉縞形成手段により形成された干渉縞を物体面に投影する内視鏡において、前記レーザ光源と前記偏波面保持ファイバとの間に配置された光合波・分波手段と、前記レーザ光源から出射して前記偏波面保持ファイバに入射し、前記投影用干渉縞形成手段の入射面までの光路上に配置された所定の光学面で反射し、前記光合波・分波手段を経た戻り光の情報を検出する戻り光情報検出手段と、を有する。
【０００７】
また、本発明の一態様による内視鏡装置は、本発明の一態様による縞走査位置の補償構造を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、温度、湿度などの外部環境の変化や、内視鏡の向きを変化させたときのファイバ伝送経路が受ける物理的なストレスに対する、干渉縞の位相（明暗の位置）のズレをモニタリングでき、さらには、所望の位置に干渉縞の位置を固定することの可能な縞走査位置の補償構造及びそれを備えた内視鏡装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図である。
【図４】本発明の第４実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図である。
【図５】本発明の第５実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図である。
【図６】本発明の第４実施形態及び第５実施形態の変形例にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図で、(a)は第４実施形態の変形例を示す図、(b)は第５実施形態の変形例を示す図である。
【図７】本発明の第６実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図である。
【図８】本発明の第７実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図である。
【図９】本発明の第８実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、説明する。なお、以下に説明する実施の形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下の実施形態で説明する構成の全てが、本発明における必須の構成要件であるとは限らない。
【００１１】
本発明の実施形態の縞走査位置の補償構造は、レーザ光源と、前記レーザ光源からの光を伝送する偏波面保持ファイバと、前記レーザ光源から出射し、前記偏波面保持ファイバを経た光を用いて干渉縞を形成する投影用干渉縞形成手段を備え、前記投影用干渉縞形成手段により形成された干渉縞を物体面に投影する内視鏡において、前記レーザ光源と前記偏波面保持ファイバとの間に配置された光合波・分波手段と、前記レーザ光源から出射して前記偏波面保持ファイバに入射し、前記投影用干渉縞形成手段の入射面までの光路上に配置された所定の光学面で反射し、前記光合波・分波手段を経た戻り光の情報を検出する戻り光情報検出手段と、を有する。
【００１２】
本件発明者は、試行錯誤検討を重ねた結果、レーザ光源から出射し、前記偏波面保持ファイバを経た光を用いて干渉縞を形成する投影用干渉縞形成手段を備えた内視鏡において、レーザ光源から出射し、偏波面保持ファイバを通る光のすべてが偏波面保持ファイバから投影用干渉縞形成手段に向けて出射するのではなく、一部の光が投影用干渉縞形成手段の入射面までの光路上に配置された所定の光学面（例えば、偏波面保持ファイバの出射面等）で反射し、反対方向に戻ることに着目し、この戻り光の情報を検出する本発明の実施形態の縞走査位置の補償構造を着想した。
【００１３】
本発明の実施形態の縞走査位置の補償構造のように、レーザ光源と偏波面保持ファイバとの間に配置された光合波・分波手段と、レーザ光源から出射して偏波面保持ファイバに入射し、投影用干渉縞形成手段の入射面までの光路上に配置された所定の光学面で反射し、光合波・分波手段を経た戻り光の情報を検出する戻り光情報検出手段とを有すれば、例えば、戻り光情報検出手段を、戻り光を用いて干渉縞を形成するモニタ用干渉縞形成手段と、モニタ用干渉縞形成手段により形成された干渉縞を検出する干渉縞検出素子とで構成することで、レーザ光源から出射し、偏波面保持ファイバを経て投影用干渉縞形成手段を介して形成される干渉縞の位相ズレを、偏波面保持ファイバからの戻り光を用いて形成された干渉縞の位相の基準位置からのズレ量に基づいて把握することができる。しかも、戻り光は、偏波面保持ファイバを通る外乱の影響を二倍受けるため、戻り光を用いて形成された干渉縞の位相の基準位置からのズレ量を明確に把握し易くなる。さらに、偏波面保持ファイバからの戻り光の情報（例えば、戻り光を用いて形成された干渉縞）を検出するようにすれば、戻り光の情報を、内視鏡の先端部ではなく内視鏡の手元側で把握できる。そして、例えば、レーザ光源と偏波面保持ファイバとの間に配置された位相シフタを有し、戻り光を用いて形成された干渉縞の位相の基準位置からのズレ量に基づいて、例えば、内視鏡の手元側にて位相シフタ等を介して位相のズレ量を調整することで、投影用干渉縞形成手段を介して物体面に投影される干渉縞の位相を所望の位置に調整することが可能になる。さらに、例えば、戻り光情報検出手段により検出された戻り光の情報を用いて、投影用干渉縞形成手段により形成される干渉縞の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、位相シフタの駆動量を制御するフィードバック制御器を有することで、投影用干渉縞形成手段を介して物体面に投影される干渉縞の位相を所望の位置に固定することが可能になる。
【００１４】
このため、本発明の実施形態の縞走査位置の補償構造のようにすれば、外部環境の変化や物理的ストレスによる、投影用干渉縞形成手段を介して物体面に投影される干渉縞の位相の変化を正確に把握して、内視鏡に備わる計測光学系を介して取得した、物体面に投影された干渉縞の測定値にフィードバックすることができ、上記干渉縞の位相を所望の位置に固定することが可能になる。
【００１５】
また、本発明の実施形態の縞走査位置の補償構造においては、好ましくは、さらに、前記レーザ光源と前記偏波面保持ファイバとの間に配置された位相シフタを有する。
また、本発明の実施形態の縞走査位置の補償構造においては、好ましくは、さらに、前記戻り光情報検出手段により検出された戻り光の情報を用いて、前記投影用干渉縞形成手段により形成される干渉縞の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、前記位相シフタの駆動量を制御するフィードバック制御器を有する。
このようにすれば、外部環境の変化や物理的ストレスによる、投影用干渉縞形成手段を介して物体面に投影される干渉縞の位相の変化をリアルタイムに把握でき、駆動量が制御される位相シフタによって、該干渉縞の位相が所望の位置に固定されるように、リアルタイムで自動調整できる。
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
本発明の第１実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図である。
第１実施形態の縞走査位置の補償構造１−１を備える内視鏡は、レーザ光源１１と、偏波面保持ファイバ１２と、投影用干渉縞形成手段１３と、投影レンズ１４を有している。
偏波面保持ファイバ１２は、例えば、いわゆるＰＡＮＤＡファイバ等、外力によって偏波面が回転しないように保持する、垂直方向と水平方向の屈折率を異ならせたファイバで構成されていて、レーザ光源１１からの光を伝送する。
投影用干渉縞形成手段１３は、複屈折板１３ａと、偏光板１３ｂとで構成されている。
複屈折板１３ａは、偏波面保持ファイバ１２の出射端側に配置されていて、入射した光を偏光方向の異なる２つの直線偏光成分の光に分けて出射させる。
偏光板１３ｂは、複屈折板１３ａの出射端側に配置されていて、入射した光のうち、特定方向に偏波した直線偏光成分の光のみを透過させる。
そして、投影用干渉縞形成手段１３は、レーザ光源１１から出射し、偏波面保持ファイバ１２を経た光を用いて干渉縞を形成する。
投影レンズ１４は、投影用干渉縞形成手段１３により形成された干渉縞５０を物体面に投影する。
また、図示は省略したが、内視鏡は従来公知の計測光学系を備えている。計測光学系は、物体面に投影された干渉縞５０を取得し、取得した干渉縞５０の情報に基づき、物体面の計測を行うように構成されている。
なお、レーザ光源１１は、ペルチェ素子温度コントローラ付きのレーザダイオードで構成するのが好ましい。レーザ光源１１をペルチェ素子温度コントローラ付きのレーザダーオードで構成すれば、温度変化の影響が低減されて安定した一定状態のレーザ光を出射できる。
【００１８】
第１実施形態の縞走査位置の補償構造１−１は、光合波・分波手段としての光合波・分波器１５と、戻り光情報検出手段としてのモニタ用干渉縞形成手段１６及び干渉縞検出素子１７を有して構成されている。
光合波・分波器１５は、ファイバカプラで構成され、レーザ光源１１と、偏波面保持ファイバ１２との間に配置されている。
モニタ用干渉縞形成手段１６は、複屈折素子１６ａと、偏光板１６ｂとで構成されている。
複屈折板１６ａは、光合波・分波器１５におけるレーザ光源１１側であって、レーザ光源１１と光学的に接続していない他方の光路上に配置されていて、入射した光を偏光方向の異なる２つの直線偏光成分の光に分けて出射させる。
なお、図１の例では、レーザ光源１１は、ファイバ２０を介して光合波・分波器１５の一端に光学的に接続し、複屈折板１６ａは、ファイバ２１を介して光合波・分波器１５のレーザ光源１１側他端に光学的に接続している。
偏光板１６ｂは、複屈折板１６ａの出射端側に配置されていて、入射した光のうち、特定方向に偏波した直線偏光成分の光のみを透過させる。
そして、モニタ用干渉縞形成手段１６は、レーザ光源１１から出射して偏波面保持ファイバ１２に入射し、偏波面保持ファイバ１２から出射せずに出射端面で反射し、光合波・分波器１５を経た光を用いて干渉縞を形成する。
干渉縞検出素子１７は、ラインセンサで構成されている。そして、干渉縞検出素子１７は、モニタ用干渉縞形成手段１６により形成された干渉縞５１を検出する。
その他、第１実施形態の縞走査位置の補償構造では、干渉縞検出素子１７は、例えば、図示しない表示装置と接続されており、干渉縞検出素子１７が検出した干渉縞５１は、図示しない表示装置に表示するように構成されている。
【００１９】
このように構成された第１実施形態の縞走査位置の補償構造を備えた内視鏡を用いた、物体面への干渉縞の投影及び干渉縞の位相の変化の把握は、次のようにして行われる。
レーザ光源１１から出射した光は、ファイバ２１、光合波・分波器１５を経て、偏波面保持ファイバ１２に入射する。偏波面保持ファイバ１２に入射した光は、偏波面が回転しないように保持されながら内部を通り、その殆どの光が出射端から出射し、複屈折板１３ａに入射する。複屈折板１３ａに入射した光は、偏光方向の異なる２つの直線偏光成分の光に分けられて出射し、偏光板１３ｂに入射する。偏光板１３ｂに入射した光のうち、特定方向に偏波した直線偏光成分の光のみが、偏光板１３ｂを透過する。このとき、干渉縞５０が形成される。
偏光板１３ｂを透過することによって形成された干渉縞５０は、投影レンズ１４により図示しない物体面に投影される。
【００２０】
また、偏波面保持ファイバ１２に入射し、偏波面が回転しないように保持されながら内部を通り出射端に到達した光のうち、僅かな量の光が偏波面保持ファイバ１２の出射端から複屈折板１３ａに向けて出射せずに出射端面で反射する。
偏波面保持ファイバ１２の出射端面で反射した戻り光は、逆向きに光路を辿り、光合波・分波器１５側の端面から出射し、光合波・分波器１５に入射する。光合波・分波器１５に入射した戻り光のうち、複屈折板１６ａと光学的に接続する側の端部から出射した戻り光は、ファイバ２２を経て、複屈折板１６ａに入射する。複屈折板１６ａに入射した戻り光は、偏光方向の異なる２つの直線偏光成分の光に分けられて出射し、偏光板１６ｂに入射する。偏光板１６ｂに入射した光のうち、特定方向に偏波した直線偏光成分の光のみが、偏光板１６ｂを透過する。このとき、干渉縞５１が形成される。形成された干渉縞５１は、干渉縞検出素子１７により検出され、図示しない表示装置に表示される。
【００２１】
第１実施形態の縞走査位置の補償構造１−１によれば、レーザ光源１１と偏波面保持ファイバ１２との間に配置された光合波・分波器１５と、レーザ光源から出射して偏波面保持ファイバ１２に入射し、偏波面保持ファイバ１２から出射せずに出射端面で反射し、光合波・分波器１５を経た戻り光の情報を検出する戻り光情報検出手段（モニタ用干渉縞形成手段１６、干渉縞検出素子１７）とを有した構成としたので、レーザ光源１１から出射し、偏波面保持ファイバ１２を経て投影用干渉縞形成手段１３を介して形成される干渉縞５０の位相ズレを、図示しない表示装置に表示された、偏波面保持ファイバ１２からの戻り光を用いて形成された干渉縞５１の位相の基準位置からのズレ量に基づいて把握することができる。しかも、戻り光は、偏波面保持ファイバ１２を通る外乱の影響を二倍受けるため、戻り光を用いて形成された干渉縞５１の位相の基準位置からのズレ量を明確に把握し易くなる。さらに、偏波面保持ファイバ１２からの戻り光の情報として、戻り光を用いて形成された干渉縞５１を検出するようにしたので、戻り光の情報を、内視鏡の先端部ではなく内視鏡の手元側で把握できる。そして、例えば、レーザ光源と偏波面保持ファイバとの間に配置された位相シフタを有することで、戻り光を用いて形成された干渉縞５１の位相の基準位置からのズレ量に基づいて、例えば、内視鏡の手元側にて位相シフタ等を介して位相のズレ量を調整することで、投影用干渉縞形成手段１３を介して物体面に投影される干渉縞５０の位相を所望の位置に調整することが可能になる。さらに、例えば、戻り光情報検出手段により検出された戻り光の情報を用いて、投影用干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、位相シフタの駆動量を制御するフィードバック制御器を有することで、投影用干渉縞形成手段１３を介して物体面に投影される干渉縞５０の位相を所望の位置に固定することが可能になる。
【００２２】
このため、第１実施形態の縞走査位置の補償構造１−１によれば、外部環境の変化や物理的ストレスによる、投影用干渉縞形成手段１３を介して物体面に投影される干渉縞５０の位相の変化を正確に把握して、内視鏡に備わる図示していない計測光学系を介して取得した、物体面に投影された干渉縞５０の測定値にフィードバックすることができ、上記干渉縞５０の位相を所望の位置に固定することが可能になる。
【００２３】
なお、上記の例では、戻り光情報検出手段におけるモニタ用干渉縞形成手段１６による、干渉縞５１の形成対象となる戻り光に、偏波面保持ファイバ１２から出射せずに出射端面で反射した光を用いたが、モニタ用干渉縞形成手段１６による、干渉縞５１の形成対象となる戻り光は、投影用干渉縞形成手段１３の入射面までの光路上に配置された所定の光学面で反射した光であれば、どのような光学面で反射した光でも適用可能である。
例えば、投影用干渉縞形成手段１３の入射面（ここでは、複屈折板１３ａの入射面）で反射した光を、モニタ用干渉縞形成手段１６による、干渉縞５１の形成対象となる戻り光に用いてもよい。また、例えば、偏波面保持ファイバ１２の出射端面と投影用干渉縞形成手段１３の入射面との間に光学部材を配置した場合には、その光学部材の入射面又は出射面で反射した光を、モニタ用干渉縞形成手段１６による、干渉縞５１の形成対象となる戻り光に用いてもよい。
【００２４】
第２実施形態
本発明の第２実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、構成部材に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図２(a)の例の縞走査位置の補償構造１−２は、図１の構成に加えて、さらに、位相シフタ１８を有して構成されている。
位相シフタ１８は、レーザ光源１１と、光合波・分波器１５との間に配置されている。
その他の構成は、図１に示した第１実施形態の縞走査位置の補償構造１−１と略同じである。
図２(b)の例の縞走査位置の補償構造１−２’は、図２(a)の構成に加えて、さらに、フィードバック制御器１９を有している。
フィードバック制御器１９は、戻り光情報検出手段（モニタ用干渉縞形成手段１６、干渉縞検出素子１７）により検出された戻り光の情報としての干渉縞５１の位置情報を用いて、投影用干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、位相シフタ１８の駆動量を制御するように構成されている。
【００２５】
図２(a)の縞走査位置の補償構造１−２によれば、レーザ光源１１と、光合波・分波器１５との間に配置された位相シフタ１８を有して構成したので、戻り光情報検出手段（モニタ用干渉縞形成手段１６、干渉縞検出素子１７）によって検出された戻り光の情報としての干渉縞５１の位相の基準位置からのズレ量に応じて、位相シフタ１８を駆動させて干渉縞５１の位相の基準位置からのズレを補正することができ、それにより、投影用干渉縞形成手段１３を介して物体面に投影される干渉縞５０の位相を所望の位置に調整できる。
図２(b)の縞走査位置の補償構造１−２'によれば、外部環境の変化や物理的ストレスによる、投影用干渉縞形成手段１３を介して物体面に投影される干渉縞５０の位相の変化をリアルタイムに把握でき、駆動量が制御される位相シフタ１８によって、干渉縞５０の位相が所望の位置に固定されるように、リアルタイムで自動調整できる。
なお、位相シフタ１８は、上述したような干渉縞５１の位相の基準位置からのズレを補正するために駆動する他にも、物体面に投影する干渉縞５０の位相を、例えば、９０度ずつシフトして物体面を走査するためにも用いることができる。
しかるに、図２(b)の縞走査位置の補償構造１−２'によれば、位相シフタ１８を介して物体面を走査する際において、干渉縞５１の位相の基準位置からのズレを補正しながら、干渉縞５０の位相を所望の位置にシフトすることができる。
その他の作用効果は、図１に示した第１実施形態の縞走査位置の補償構造１−１と略同じである。
【００２６】
第３実施形態
本発明の第３実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、構成部材に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図３(a)の例の縞走査位置の補償構造１−３は、図１の構成に加えて、さらに、位相シフタ１８’を有して構成されている。
位相シフタ１８’は、光合波・分波器１５と、偏波面保持ファイバ１２との間に配置されている。
図３(b)の例の縞走査位置の補償構造１−３’は、図３(a)の構成に加えて、さらに、フィードバック制御器１９’を有している。
フィードバック制御器１９’は、戻り光情報検出手段（モニタ用干渉縞形成手段１６、干渉縞検出素子１７）により検出された戻り光の情報としての干渉縞５１の位置情報を用いて、投影用干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、位相シフタ１８’の駆動量を制御するように構成されている。
その他の構成は、図１に示した第１実施形態の縞走査位置の補償構造１−１と略同じである。
【００２７】
図３(a)の縞走査位置の補償構造１−３によれば、光合波・分波器１５と、偏波面保持ファイバ１２との間に配置された位相シフタ１８’を有して構成したので、戻り光情報検出手段（モニタ用干渉縞形成手段１６、干渉縞検出素子１７）によって検出された戻り光の情報としての干渉縞５１の位相の基準位置からのズレ量に応じて、位相シフタ１８’を駆動させて干渉縞５１の位相の基準位置からのズレを補正することができ、それにより、投影用干渉縞形成手段１３を介して物体面に投影される干渉縞５０の位相を所望の位置に調整できる。
図３(b)の縞走査位置の補償構造１−３'によれば、外部環境の変化や物理的ストレスによる、投影用干渉縞形成手段１３を介して物体面に投影される干渉縞５０の位相の変化をリアルタイムに把握でき、駆動量が制御される位相シフタ１８’によって、干渉縞５０の位相が所望の位置に固定されるようにリアルタイムで自動調整できる。
なお、位相シフタ１８'は、上述したような干渉縞５１の位相の基準位置からのズレを補正するために駆動する他にも、物体面に投影する干渉縞５０の位相を、例えば、９０度ずつシフトして物体面を走査するためにも用いることができる。
しかるに、図３(b)の縞走査位置の補償構造１−３'によれば、位相シフタ１８'を介して物体面を走査する際において、干渉縞５１の位相の基準位置からのズレを補正しながら、干渉縞５０の位相を所望の位置にシフトすることができる。
その他の作用効果は、図１に示した第１実施形態の縞走査位置の補償構造１−１と略同じである。
【００２８】
第４実施形態
図４は本発明の第４実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図で、(a)はその一例を示す図、(b)は他の例を示す図である。なお、第３実施形態と同様の構成については、構成部材に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図４(a)の例の縞走査位置の補償構造１−４は、図３(a)の構成に加えて、さらに、第２のレーザ光源２３と、第２の光合波・分波手段としての第２の光合波・分波器２４を有して構成されている。
第２のレーザ光源２３は、レーザ光源１１が出射する波長λ１の光よりも長い波長λ２の光を出射するように構成されている。
第２の光合波・分波器２４は、レーザ光源１１及び第２のレーザ光源２３と、光合波・分波器１５との間に配置されている。そして、レーザ光源１１及び第２のレーザ光源２３は、夫々、第２の光合波・分波器２４における同じ側の夫々別の端部に光学的に接続されている。
図４(b)の例の縞走査位置の補償構造１−４’は、図４(a)の構成に加えて、さらに、フィードバック制御器１９”を有している。
フィードバック制御器１９”は、第２のレーザ光源２３から出射し、第２の光合波・分波器２４、光合波・分波器１５、位相シフタ１８’を経て、偏波面保持ファイバ１２に入射した光が、偏波面保持ファイバ１２から出射せずに出射端面で反射し、位相シフタ１８’、光合波・分波器１５を経て、モニタ用干渉縞形成手段１６により干渉縞５１を形成されて干渉縞検出素子１７により検出された干渉縞５１の位相情報を用いて、投影用干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、位相シフタ１８’の駆動量を制御するように構成されている。
その他の構成は、図３(a)、図３(b)に示した第３実施形態の縞走査位置の補償構造１−３，１−３’と略同じである。
【００２９】
このように構成された第４実施形態の縞走査位置の補償構造１−４，１−４’では、物体面へ投影される干渉縞５０の位相の変化を把握する際には、第２のレーザ光源２３をＯＮ、レーザ光源１１をＯＦＦにする。
第２のレーザ光源２３から出射した光は、第２の光合波・分波器２４、光合波・分波器１５、位相シフタ１８’を経て、偏波面保持ファイバ１２に入射する。偏波面保持ファイバ１２に入射し、偏波面が回転しないように保持されながら内部を通り出射端に到達した光のうち、僅かな量の光が偏波面保持ファイバ１２の出射端から複屈折板１３ａに向けて出射せずに出射端面で反射する。
偏波面保持ファイバ１２の出射端面で反射した戻り光は、逆向きに光路を辿り、位相シフタ１８’側の端面から出射し、位相シフタ１８’を経て光合波・分波器１５に入射する。光合波・分波器１５に入射した戻り光のうち、複屈折板１６ａ側の端部から出射した戻り光は、ファイバ２２、複屈折板１６ａ、偏光板１６ｂを経ることにより、干渉縞５１を形成する。形成された干渉縞５１は、干渉縞検出素子１７により検出され、図示しない表示装置に表示される。
さらに、図４(b)の縞走査位置の補償構造１−４’では、フィードバック制御器１９”は、干渉縞検出素子１７により検出された干渉縞５１の位相情報を用いて、投影用干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、位相シフタ１８’の駆動量を制御する。これにより、物体面へ干渉縞５０を投影したときの位相の位置ズレがリアルタイムで補正される。
【００３０】
また、物体面へ干渉縞５０を投影する際には、第２のレーザ光源２３をＯＦＦ、レーザ光源１１をＯＮにする。
レーザ光源１１から出射した光は、光合波・分波器２４、光合波・分波器１５、位相シフタ１８’を経て、偏波面保持ファイバ１２に入射する。偏波面保持ファイバ１２に入射した光は、偏波面が回転しないように保持されながら内部を通り、その殆どの光が出射端から出射する。出射した光は、複屈折板１３ａ、偏光板１３ｂを経ることにより、干渉縞５０を形成する。形成された干渉縞５０は、投影レンズ１４により図示しない物体面に投影される。
【００３１】
一般的に、２つの波長のうち長い波長のほうが、外乱に対する位相変化が緩やかであり、位相の変化を把握し易い。
しかるに、第４実施形態の縞走査位置の補償１−４，１−４’によれば、レーザ光源１１が出射する波長λ１の光よりも長い波長λ２の光を出射する第２のレーザ光源２３と、レーザ光源１１及び第２のレーザ光源２３と、光合波・分波器１５との間に配置された第２の光合波・分波器２４を有したので、第２のレーザ光源２３から出射し、第２の光合波・分波器２４、光合波・分波器１５、位相シフタ１８’を経て、偏波面保持ファイバ１２に入射し、偏波面保持ファイバ１２から出射せずに出射端面で反射し、位相シフタ１８’、光合波・分波器１５を経た波長λ１の光よりも長い波長λ２の戻り光を用いて形成された干渉縞５１を検出することができる。その結果、波長λ１の光よりも長い波長λ２の戻り光を用いて形成された干渉縞５１の位相の基準位置からのズレ量をより正確に把握できる。そして、波長λ２の戻り光を用いて形成された干渉縞５１の位相の基準位置からのズレ量に基づいて、位相シフタ１８’を介して位相のズレ量を調整することで、投影用干渉縞形成手段を介して物体面に投影される干渉縞の位相を所望の位置により正確に固定し易くなる。
その他の作用効果は、図３(a)、図３(b)に示した第３実施形態の縞走査位置の補償構造１−３，１−３’と略同じである。
【００３２】
第５実施形態
図５は本発明の第５実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図である。なお、第３実施形態と同様の構成については、構成部材に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
第５実施形態の縞走査位置の補償構造１−５は、図３(a)の構成に加えて、さらに、第２のレーザ光源２３と、第２の光合波・分波手段としての第２の光合波・分波器２４’と、第２の位相シフタ２５と、フィードバック制御器１９”’を有している。
第２のレーザ光源２３は、レーザ光源１１が出射する波長の光よりも長い波長の光を出射するように構成されている。
第２の光合波・分波器２４’は、第２のレーザ光源２３及びモニタ用干渉縞形成手段１６（における複屈折板１６ａ）と、光合波・分波器１５との間に配置されている。そして、第２のレーザ光源２３及びモニタ用干渉縞形成手段１６（における複屈折板１６ａ）は、夫々、第２の光合波・分波器２４’における同じ側の夫々別の端部に光学的に接続されている。
第２の位相シフタ２５は、レーザ光源１１と、光合波・分波器１５との間に配置されている。第２の位相シフタ２５は、物体面に投影する干渉縞の位相を、例えば、９０度ずつシフトして物体面を走査するために用いられる。
フィードバック制御器１９”’は、第２のレーザ光源２３から出射し、第２の光合波・分波器２４’、光合波・分波器１５、位相シフタ１８’を経て、偏波面保持ファイバ１２に入射した光が、偏波面保持ファイバ１２から出射せずに出射端面で反射し、位相シフタ１８’、光合波・分波器１５、第２の光合波・分波器２４’を経て、モニタ用干渉縞形成手段１６により干渉縞５１を形成されて干渉縞検出素子１７により検出された干渉縞５１の位相情報を用いて、投影用干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、位相シフタ１８’の駆動量を制御するように構成されている。
その他の構成は、図３(a)に示した第３実施形態の縞走査位置の補償構造１−３と略同じである。
【００３３】
このように構成された第５実施形態の縞走査位置の補償構造１−５では、物体面へ投影される干渉縞５０の位相の変化を把握する際には、第２のレーザ光源２３をＯＮ、レーザ光源１１をＯＦＦにする。
第２のレーザ光源２３から出射した光は、第２の光合波・分波器２４’、光合波・分波器１５、位相シフタ１８’を経て、偏波面保持ファイバ１２に入射する。偏波面保持ファイバ１２に入射し、偏波面が回転しないように保持されながら内部を通り出射端に到達した光のうち、僅かな量の光が偏波面保持ファイバ１２の出射端から複屈折板１３ａに向けて出射せずに出射端面で反射する。
偏波面保持ファイバ１２の出射端面で反射した戻り光は、逆向きに光路を辿り、位相シフタ１８’側の端面から出射し、位相シフタ１８’を経て光合波・分波器１５に入射する。光合波・分波器１５に入射した戻り光のうち、第２の光合波・分波器２４’側の端部から出射した戻り光は、第２の光合波・分波器２４’、ファイバ２２、複屈折板１６ａ、偏光板１６ｂを経ることにより、干渉縞５１を形成する。形成された干渉縞５１は、干渉縞検出素子１７により検出され、図示しない表示装置に表示される。
フィードバック制御器１９”’は、干渉縞検出素子１７により検出された干渉縞５１の位相情報を用いて、投影用干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、位相シフタ１８’の駆動量を制御する。これにより、物体面へ干渉縞５０を投影したときの位相の位置ズレがリアルタイムで補正される。
【００３４】
また、物体面へ干渉縞５０を投影する際には、第２のレーザ光源２３をＯＦＦ、レーザ光源１１をＯＮにする。
レーザ光源１１から出射した光は、第２の位相シフタ２５、光合波・分波器２４、光合波・分波器１５、位相シフタ１８’を経て、偏波面保持ファイバ１２に入射する。偏波面保持ファイバ１２に入射した光は、偏波面が回転しないように保持されながら内部を通り、その殆どの光が出射端から出射する。出射した光は、複屈折板１３ａ、偏光板１３ｂを経ることにより、干渉縞５０を形成する。形成された干渉縞５０は、投影レンズ１４により図示しない物体面に投影される。
【００３５】
本発明においては、位相シフタは、物体面に投影する干渉縞の位相の位置ズレを補正するために用いている。また、上述したように、位相シフタは、物体面に投影する干渉縞の位相を、例えば、９０度ずつシフトして物体面を走査するためにも用いられる。
ところで、一つの位相シフタで、物体面に投影する干渉縞の位相の位置ズレの補正と、物体面を走査するための位相のシフトとを兼ねるように構成した場合、物体面を走査するための位相のシフトを行う都度、その際の物体面に投影された干渉縞の位相の位置ズレの補正を行ために、位相シフタの駆動量の微調整が必要となり、操作が煩雑となる。
しかるに、第５実施形態の縞走査位置の補償構造１−５によれば、位相シフタ１８’の他に、第２の位相シフタ２５を備え、位相シフタ１８’により物体面に投影する干渉縞５０の位相の位置ズレの補正を行い、第２の位相シフタ２５により物体面を走査するための位相のシフトを、位相シフタ１８’による干渉縞５０の位相の位置ズレの補正とは独立して行うことができるようにしたので、物体面を走査するための位相のシフトを行うための位相シフタ２５の駆動量の微調整が不要となり、操作がし易くなる。
【００３６】
また、第５実施形態の縞走査位置の補償１−５によれば、レーザ光源１１が出射する波長λ１の光よりも長い波長λ２の光を出射する第２のレーザ光源２３と、第２のレーザ光源２３及びモニタ用干渉縞形成手段１６（における複屈折板１６ａ）と、光合波・分波器１５との間に配置された第２の光合波・分波器２４’を有したので、第２のレーザ光源２３から出射し、第２の光合波・分波器２４’、光合波・分波器１５、位相シフタ１８’を経て、偏波面保持ファイバ１２に入射し、偏波面保持ファイバ１２から出射せずに出射端面で反射し、位相シフタ１８’、光合波・分波器１５、第２の光合波・分波器２４’を経た、波長λ１の光よりも長い波長λ２の戻り光を用いて形成された干渉縞５１を検出することができる。
しかるに、一般的に、２つの波長のうち長い波長のほうが、外乱に対する位相変化が緩やかであり、位相の変化を把握し易い。
その結果、波長λ１の光よりも長い波長λ２の戻り光を用いて形成された干渉縞５１の位相の基準位置からのズレ量をより正確に把握できる。そして、波長λ２の戻り光を用いて形成された干渉縞５１の位相の基準位置からのズレ量に基づいて、位相シフタ１８’を介して位相のズレ量を調整することで、投影用干渉縞形成手段を介して物体面に投影される干渉縞の位相を所望の位置により正確に固定し易くなる。
その他の作用効果は、図３(b)に示した第３実施形態の縞走査位置の補償構造１−３’と略同じである。
【００３７】
第４実施形態及び第５実施形態の変形例
図６は第４実施形態及び第５実施形態の変形例にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図で、(a)は第４実施形態の変形例を示す図、(b)は第５実施形態の変形例を示す図である。なお、第４実施形態又は第５実施形態と同様の構成については、構成部材に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図６(a)に示す、第４実施形態の変形例の縞走査位置の補償構造１−４”は、図４(b)に示した縞走査位置の補償構造１−４’における偏波面保持ファイバ１２の出射端面に波長選択性膜４０を取り付けて構成されている。
波長選択性膜４０は、第２のレーザ光源２３から出射する光の波長λ２に対する反射率が高い透過・反射特性を有している。
なお、波長選択性膜４０は、さらに、第２のレーザ光源２３から出射する光の波長λ２に対する透過性がなく、第１のレーザ光源１１から出射する光の波長λ１に対する透過率が高い透過・反射特性を有するのが好ましい。
その他の構成は、図４(b)に示した第４実施形態の縞走査位置の補償構造１−４’と略同じである。
【００３８】
図６(b)に示す、第５実施形態の変形例の縞走査位置の補償構造１−５’は、図５に示した縞走査位置の補償構造１−５における偏波面保持ファイバ１２の出射端面に波長選択性膜４０を取り付けて構成されている。
波長選択性膜４０は、第２のレーザ光源２３から出射する光の波長λ２に対する反射率が高い透過・反射特性を有している。
なお、波長選択性膜４０は、さらに、第２のレーザ光源２３から出射する光の波長λ２に対する透過性がなく、第１のレーザ光源１１から出射する光の波長λ１に対する透過率が高い透過・反射特性を有するのが好ましい。
その他の構成は、図５に示した第５実施形態の縞走査位置の補償構造１−５と略同じである。
【００３９】
このように構成された第４実施形態及び第５実施形態の変形例の縞走査位置の補償構造１−４”、１−５’によれば、偏波面保持ファイバ１２の出射端面に、第２のレーザ光源２３から出射する光の波長に対する反射率が高い透過・反射特性を有する波長選択性膜４０を取り付けて構成したので、戻り光の光量を増やすことができ、戻り光情報検出手段（ここでは、モニタ用干渉縞形成手段１６、干渉縞検出素子１７）を介して得られる戻り光の情報（ここでは、干渉縞５１の位相情報）をより明確に把握できる。そして、その結果、投影用干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量をより明確に把握して、ズレをより正確に補正することができる。
【００４０】
また、第４実施形態及び第５実施形態の変形例の縞走査位置の補償構造１−４”、１−５’において、波長選択性膜４０を、さらに、第２のレーザ光源２３から出射する光の波長λ２に対する透過性がなく、第１のレーザ光源１１から出射する光の波長λ１に対する透過率が高い透過・反射特性を有するように構成すれば、第１のレーザ光源１１と第２のレーザ光源２３のＯＮ、ＯＦＦの切り替え操作を行なうことなく、両方の光源をＯＮにした状態で、物体面への干渉縞５０の投影と、戻り光情報検出手段（ここでは、モニタ用干渉縞形成手段１６、干渉縞検出素子１７）を介して得られる戻り光の情報（ここでは、干渉縞５１の位相情報）に基づく、物体面へ投影される干渉縞５０の位相の変化の把握を同時に行うことができる。その結果、フィードバック制御器１９”，１９"'、位相シフタ１８’を介した干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量の把握及びズレの補正をリアルタイムに行うことができる。
その他の作用効果は、図４(b)に示した第４実施形態の縞操作位置の補償構造１−４’及び図５に示した第５実施形態の縞操作位置の補償構造１−５と略同じである。
【００４１】
第６実施形態
図７は本発明の第６実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図である。なお、第３実施形態と同様の構成については、構成部材に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
第６実施形態の縞走査位置の補償構造１−６は、戻り光情報検出手段が、偏光ビームスプリッタ２６ａと、光検出器２６ｂ，２６ｃとからなる光検出装置２６で構成されている。
偏光ビームスプリッタ２６ａは、光合波・分波器１５、ファイバ２２を経た戻り光の光路上に配置されている。
光検出器２６ｂ，２６ｃは、偏光ビームスプリッタ２６ａで分割された夫々の光路上に配置されている。そして、光検出器２６ｂ，２６ｃは、偏光ビームスプリッタ２６ａで分割された夫々の偏光の強度を検出する。
また、第６実施形態の縞走査位置の補償構造１−６は、フィードバック制御器１９”"と、表示装置２７を有している。
フィードバック制御器１９”"は、２つの光検出器２６ｂ，２６ｃにより検出された２つの偏光の強度情報を用いて、干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、位相シフタ１８’の駆動量を制御するように構成されている。
表示装置２７は、２つの光検出器２６ｂ，２６ｃにより検出された夫々の偏光の強度を、例えば二次元座標上に表示する表示画面を備えて構成されている。
その他の構成は、図３(a)に示した第３実施形態の縞走査位置の補償構造１−３と略同じである。
【００４２】
このように構成された第６実施形態の縞走査位置の補償構造１−６では、偏波面保持ファイバ１２の出射端面で反射した戻り光は、逆向きに光路を辿り、位相シフタ１８’側の端面から出射し、位相シフタ１８’を経て光合波・分波器１５に入射する。光合波・分波器１５に入射した戻り光のうち、複屈折板１６ａ側の端部から出射した戻り光は、ファイバ２２を経て、偏光ビームスプリッタ２６ａに入射し、２つの偏光に分割される。偏光ビームスプリッタ２６ａで分割された夫々の偏光は、光検出器２６ｂ，２６ｃにより検出される。そして、２つの光検出器２６ｂ，２６ｃにより検出された夫々の偏光の強度が、表示装置２７の表示画面における二次元座標上に表示される。
フィードバック制御器１９”"は、２つの光検出器２６ｂ，２６ｃにより検出された２つの偏光の強度情報を用いて、干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、位相シフタ１８’の駆動量を制御する。これにより、物体面へ干渉縞５０を投影したときの位相の位置ズレがリアルタイムで補正される。
その他の作用は、図３(a)に示した第３実施形態の縞走査位置の補償構造１−３と略同じである。
【００４３】
第６実施形態の縞走査位置の補償１−６によれば、図３(b)に示した第３実施形態の縞走査位置の補償構造１−３’と略同じ効果が得られる。
【００４４】
第７実施形態
図８は本発明の第７実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図である。なお、第３実施形態と同様の構成については、構成部材に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
第７実施形態の縞走査位置の補償構造１−７は、図３(a)の構成に加えて、さらに、レーザ光源１１と光合波・分波器１５との間に配置された、第２の位相シフタ２５を有している。
また、第７実施形態の縞走査位置の補償構造１−７は、戻り光検出手段が、第１の光伝送ファイバとしてのファイバ２８と、第２の光伝送ファイバとしてのファイバ２２と、光路合成部材２９と、干渉縞検出器３０を有してなる干渉計で構成されている。
ファイバ２８は、レーザ光源１１から出射し第２の位相シフタ２５を経て光合波・分波器１５に入射した光が光合波・分波器１５により分岐させられて出射する２つの端部のうち、出射した光が位相シフタ１８’に入射しない端部に接続している。
ファイバ２２は、レーザ光源１１から出射し、第２の位相シフタ２５、光合波・分波器１５、位相シフタ１８'を経て、偏波面保持ファイバ１２に入射し、偏波面保持ファイバ１２から出射せずに出射端面で反射し、位相シフタ１８’を経て光合波・分波器１５に入射した戻り光が光合波・分波器１５により分岐させられて出射する２つの端部のうち、出射した戻り光が第２の位相シフタ２５に入射しない端部に接続している。
光路合成部材２９は、ファイバ２８を通る光の光路とファイバ２２を通る戻り光の光路を合成するように配置された、ビームスプリッタで構成されている。
干渉縞検出器３０は、光路合成部材２９により合成された光路上に配置され、合成された光路を通る２つの光を用いて形成された干渉縞を検出する。
また、第７実施形態の縞走査位置の補償構造１−７は、フィードバック制御器１９"”’有している。
フィードバック制御器１９"”’は、干渉縞検出器３０により検出された干渉縞の位相情報を用いて、投影用干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、位相シフタ１８’の駆動量を制御するように構成されている。
その他の構成は、図３(a)に示した第３実施形態の縞走査位置の補償構造１−３と略同じである。
【００４５】
このように構成された第７実施形態の縞走査位置の補償構造１−７では、レーザ光源１１から出射した光は、第２の位相シフタ２５、光合波・分波器１５、位相シフタ１８’を経て、偏波面保持ファイバ１２に入射する。偏波面保持ファイバ１２に入射した光は、偏波面が回転しないように保持されながら内部を通り、その殆どの光が出射端から出射する。出射した光は、複屈折板１３ａ、偏光板１３ｂを経ることにより、干渉縞５０を形成する。形成された干渉縞５０は、投影レンズ１４により図示しない物体面に投影される。
【００４６】
偏波面保持ファイバ１２に入射し、偏波面が回転しないように保持されながら内部を通り出射端に到達した光のうち、僅かな量の光が偏波面保持ファイバ１２の出射端から複屈折板１３ａに向けて出射せずに出射端面で反射する。偏波面保持ファイバ１２の出射端面で反射した戻り光は、逆向きに光路を辿り、位相シフタ１８’側の端面から出射し、位相シフタ１８’を経て光合波・分波器１５に入射する。
光合波・分波器１５に入射した戻り光は、２つの光路に分岐させられる。そして、第２の位相シフタ２５に入射しない端部から出射した戻り光が、ファイバ２２を経て、光路合成部材２９に入射する。
また、レーザ光源１１から出射し、第２の位相シフタ２５を経て、光合波・分波器１５に入射した光のうち、光合波・分波器１５により分岐させられて、位相シフタ１８’に入射しない端部から出射した光は、ファイバ２８を経て、光路合成部材２９に入射する。
ファイバ２８を通り光路合成部材２９に入射した光と、ファイバ２２を通り光路合成部材２９に入射した戻り光は、光路合成部材２９により光路を合成され、干渉縞を形成する。形成された干渉縞は、干渉縞検出器３０により検出され、図示しない表示装置に表示される。
フィードバック制御器１９"”’は、干渉縞検出器３０により検出された干渉縞の位相情報を用いて、投影用干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、位相シフタ１８’の駆動量を制御する。これにより、物体面へ干渉縞５０を投影したときの位相の位置ズレがリアルタイムで補正される。
【００４７】
第７実施形態の縞走査位置の補償構造１−７によれば、位相シフタ１８’の他に、第２の位相シフタ２５を備え、位相シフタ１８’により物体面に投影する干渉縞５０の位相の位置ズレの補正を行い、第２の位相シフタ２５により物体面を走査するための位相のシフトを、位相シフタ１８’による干渉縞５０の位相の位置ズレの補正とは独立して行うことができるようにしたので、物体面を走査するための位相のシフトを行うための位相シフタ２５の駆動量の微調整が不要となり、操作がし易くなる。
その他の作用効果は、図３(b)に示した第３実施形態の縞走査位置の補償構造１−３’と略同じである。
【００４８】
第８実施形態
図９は本発明の第８実施形態にかかる縞走査位置の補償構造の概略構成を示す説明図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、構成部材に同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
第８実施形態の縞走査位置の補償方法１−８は、レーザ光源１１と、偏波面保持ファイバ１２との間に配置された、偏光板３１と、第１の波長板３２と、光合波・分波手段３４と、第２の波長板３３を有している。
第１の波長板３２、第２の波長板３３は、夫々、回転可能に設けられたλ／４板で構成されている。
光合波・分波手段３４は、第１のビームスプリッタ３４ａと、第２のビームスプリッタ３４ｂと、ミラー３４ｃと、第３のビームスプリッタ３４ｄとで構成されている。
第１のビームスプリッタ３４ａは、レーザ光源１１から出射し、偏光板３１及び第１の波長板３２を経た光を二方向の光路を通る光に分離する。
第２のビームスプリッタ３４ｂは、レーザ光源１１から出射し、偏光板３１、第１の波長板３２、第１のビームスプリッタ３４ａ、第２のビームスプリッタ３４ｂ及び第２の波長板３３を経て偏波面保持ファイバ１２に入射し、偏波面保持ファイバ１２から出射せずに出射端面で反射し第２の波長板３３を経た戻り光を二方向の光路を通る光に分離する。
ミラー３４ｃは、第２のビームスプリッタ３４ｂを反射した戻り光を偏向する。
第３のビームスプリッタ３４ｄは、ミラー３４ｃで偏向させられた戻り光の光路及び第１のビームスプリッタ３４ａを反射した光の光路を合成する。
【００４９】
また、第８実施形態の縞走査位置の補償方法１−８は、さらに、戻り光検出手段としての干渉縞検出器３０'と、フィードバック制御器１９"""を有している。
干渉縞検出器３０'は、第３のビームスプリッタ３４ｄにより合成された光路上に配置され、合成された光路を通る２つの光（ミラー３４ｃで偏向させられた戻り光と、第１のビームスプリッタ３４ａを反射した光）を用いて形成された干渉縞を検出する。
フィードバック制御器１９"""は、干渉縞検出器３０’により検出された干渉縞の位相情報を用いて、投影用干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、第２の波長板３３の回転方向及び回転量を制御するように構成されている。
【００５０】
このように構成された第８実施形態の縞走査位置の補償構造１−８では、レーザ光源１１から出射した光は、偏光板３１、第１の波長板３２を経て、第１のビームスプリッタ３４ａに入射する。第１のビームスプリッタ３４ａに入射した光のうち、第１のビームスプリッタ３４ａを透過した光は、第２のビームスプリッタ３４ｂ、第２の波長板３３を経て偏波面保持ファイバ１２に入射する。偏波面保持ファイバ１２に入射した光は、偏波面が回転しないように保持されながら内部を通り、その殆どの光が出射端から出射する。出射した光は、複屈折板１３ａ、偏光板１３ｂを経ることにより、干渉縞５０を形成する。形成された干渉縞５０は、投影レンズ１４により図示しない物体面に投影される。
【００５１】
偏波面保持ファイバ１２に入射し、偏波面が回転しないように保持されながら内部を通り出射端に到達した光のうち、僅かな量の光が偏波面保持ファイバ１２の出射端から複屈折板１３ａに向けて出射せずに出射端面で反射する。
偏波面保持ファイバ１２の出射端面で反射した戻り光は、逆向きに光路を辿り、第２の波長板３３側の端面から出射し、第２の波長板３３を経て第２のビームスプリッタ３４ｂに入射する。第２のビームスプリッタ３４ｂに入射した戻り光のうち、第２のビームスプリッタ３４ｂを反射した戻り光は、ミラー３４ｃで偏向されて、第３のビームスプリッタ３４ｄに入射する。
また、レーザ光源１１から出射し、偏光板３１、第１の波長板３２を経て、第１のビームスプリッタ３４ａに入射した光のうち、第１のビームスプリッタ３４ａを反射した光は、第３のビームスプリッタ３４ｄに入射する。
第１のビームスプリッタ３４ａを反射した光と、ミラー３４ｃで偏向させられた戻り光は、第３のビームスプリッタ３４ｄにより光路を合成され、干渉縞を形成する。形成された干渉縞は、干渉縞検出器３０’により検出され、図示しない表示装置に表示される。
フィードバック制御器１９"""は、干渉縞検出器３０’により検出された干渉縞の位相情報を用いて、投影用干渉縞形成手段１３により形成される干渉縞５０の位相の基準位置からのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて、第２の波長板３３の回転方向及び回転量を制御する。これにより、物体面へ干渉縞５０を投影したときの位相の位置ズレがリアルタイムで補正される。
【００５２】
第８実施形態の縞走査位置の補償構造１−８によれば、第１の波長板３２、第２の波長板３３を備え、第２の波長板３３により物体面に投影する干渉縞５０の位相の位置ズレの補正を行い、第１の波長板３２により物体面を走査するための位相のシフトを、第２の波長板３３による干渉縞５０の位相の位置ズレの補正とは独立して行うことができるようにしたので、物体面を走査するための位相のシフトを行うための第１の波長板３２の駆動量の微調整が不要となり、操作がし易くなる。
その他の作用効果は、図３(b)に示した第３実施形態の縞走査位置の補償構造１−３’と略同じである。
【００５３】
以上、本発明の実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態およびその変形例に記載のとおりの構成に限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を変更しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、各実施形態やその変形例に記載した複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を導出することができる。例えば、各実施形態やその変形例に記載した全ての構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態やその変形例に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の要旨を変更しない範囲で、種々の変形や応用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の縞走査位置の補償構造及びそれを備えた内視鏡装置は、内視鏡を用いて物体に干渉縞を投影して計測を行うことが求められる分野に有用である。
【符号の説明】
【００５５】
１−１、１−２、１−２’、１−３、１−３’、１−４、１−４’、１−４”、１−５、１−５’、１−６、１−７、１−８      縞走査位置の補償構造
１１          レーザ光源
１２          偏波面保持ファイバ
１３          投影用干渉縞形成手段
１３ａ        複屈折板
１３ｂ        偏光板
１４          投影レンズ
１５          光合波・分波器
１６          モニタ用干渉縞形成手段
１６ａ        複屈折素子
１６ｂ        偏光板
１７          干渉縞検出素子
１８、１８'   位相シフタ
１９、１９'、１９"、 １９”’、１９”"、 １９"”’、１９"""      フィードバック制御器
２１、２２、２８      ファイバ
２３          第２のレーザ光源
２４、２４’  第２の光合波・分波器
２５          第２の位相シフタ
２６          光検出装置
２６ａ        偏光ビームスプリッタ
２６ｂ、２６ｃ      光検出器
２７          表示装置
２９          光路合成部材
３０、３０’  干渉縞検出器
３１          偏光板
３２          第１の波長板
３３          第２の波長板
３４          光合波・分波手段
３４ａ        第１のビームスプリッタ
３４ｂ        第２のビームスプリッタ
３４ｃ        ミラー
３４ｄ        第３のビームスプリッタ
４０          波長選択性膜
５０          投影用干渉縞
５１          モニタ用干渉縞
【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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