(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に挿入されるシース内にあって、光源から光ファイバを通して伝搬した光を反射面により曲げてから前記シースの透明部分を透過させて前記被検体に照射するとともに、該被検体からの反射光を前記反射面により反射して前記光ファイバに導入する光学系を備えたOCTプローブにおいて、
前記光学系が、前記反射面からの光を前記シースの内面に斜めに向けて出射させる出射面を有するレンズ体を有し、
前記レンズ体が、前記シースの内面で反射された光が前記光ファイバに入射するのを防止するように、前記シースの内面で反射された光の光路上に該当するレンズ体の一部がカットされたカット部を有することを特徴とするOCTプローブ。
【請求項２】
前記反射面が、前記光ファイバからの光を略直角に曲げるように全反射させ、かつ前記レンズ体に設けられたものであり、
前記出射面が、前記反射面からの光を集光して出射させる凸状球面であることを特徴とする請求項１記載のOCTプローブ。
【請求項３】
前記光ファイバが、シングルモード型の第一の光ファイバ、およびそれと端部同士が接続された単一屈折率構造を有する第二の光ファイバから構成され、
第一の光ファイバに接続する側と反対側の前記第二の光ファイバの端部が溶融されて溶融部が形成され、前記レンズ体が前記溶融部と一体的に形成されるかもしくは前記溶融部に接合されて、前記レンズ体が前記第二の光ファイバに取り付けられたものであり、
前記第二の光ファイバの屈折率が、前記第一の光ファイバのコアの屈折率と等価に設定され、
前記溶融部の屈折率が前記第二の光ファイバの屈折率と等価に設定され、
前記レンズ体の屈折率が前記第二の光ファイバの屈折率と等価に設定され、
前記溶融部並びに前記レンズ体が、それぞれ一部に球形状部分を有する形状を有し、
前記反射面が前記レンズ体に形成されたものであり、
r2: 溶融部の球形状部分の半径、rl: レンズ体の球形状部分の半径、ωO:第一の光ファイバのコア半径、λ:光ファイバを伝搬する光の真空中での波長、ｎ:波長λに対する第二の光ファイバの屈折率、dO:第二の光ファイバ端部から前記レンズの出射端までの伝搬長、φcoreless:第二の光ファイバの外径、ωcoreless:第二の光ファイバの溶融部側端部におけるビーム半径としたとき、
【数１】
0005192247.tif 000009
かつ、r2＞ωcorelessの関係が満足されていることを特徴とする請求項１記載のOCTプローブ。
【請求項４】
前記第一の光ファイバと前記第二の光ファイバの各外径が、互いに略同一とされていることを特徴とする請求項３記載のOCTプローブ。
【請求項５】
前記光ファイバを内部に挿通させた上で前記シース内に挿入されるスリーブが設けられ、
このスリーブの内周と前記光ファイバの外周とを接着する接着剤として光吸収性の接着剤が用いられていることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載のOCTプローブ。
【請求項６】
前記出射面に、前記光に対するＡＲコートが形成されていることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載のOCTプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いて断層構造を観察する装置に関し、特に生体内部の断層構造を観察するためのプローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、診療における画像利用が普及し、被検体の内部情報を無侵襲的、非接触的に計測する技術の重要性がますます高くなっている。
【０００３】
従来、生体などの被検体内部の情報の無侵襲的、非接触的な計測は、主としてＸ線によって行われていたが、このＸ線の使用は、放射線被爆の問題や生体機能の画像化が困難であるという問題があり、体腔内組織の観察には超音波内視鏡プローブも広く適用されている。しかしながら、超音波内視鏡プローブは空間分解能があまり高くなく、形態以外の生理的組成などの情報を知ることが出来なかった。さらに、超音波内視鏡プローブの使用に際しては水などの媒体が必要であるため、被検体の観察に対しての処置が繁雑であるという問題がある。
【０００４】
そこで最近では、光を用いて被検体内部の情報を可視化するOCT(Optical Coherence Tomography)に係る技術が種々提案されており、例えば特許文献１や特許文献２に先行技術が開示されている。この技術は、OCT内視鏡プローブを体腔器官に挿入してから、光走査を行って、器官管壁などの断層像を撮影するものである。
【０００５】
具体的に上記特許文献1には、OCT内視鏡プローブの一例として、図６に示すように、透明な円筒状のシース10内に、回転駆動されるシングルモード型光ファイバ11、その先端に固定されたレンズ12およびビーム・ディレクタ(折り返し鏡)13が収容されてなる構造を有するOCT内視鏡プローブが記載されている。なおこの例においては、ビーム・ディレクタ13はレンズ12から分離して配設され、光ファイバ11を伝搬した後レンズ12から収束光の状態で出射した光を反射させ、シース10の周外方に向けて出射させる。
【０００６】
さらに図７に示すように、特許文献２にもOCT内視鏡プローブの一例として、シングルモード型光ファイバ20の先端部およびレンズユニット21が、透明な円筒状のシース22内に収容された構造を有するものが記載されている。この例においてレンズユニット21は、シングルモード型光ファイバ20の先端から出射した光23を生体に集光させるための屈折率分布レンズ(Gradient Index lens:GRINレンズ)24、シングルモード型光ファイバ20の曲がりによる偏光の影響をキャンセルするためのファラデーローテーター25、および光の向きを変えるためのプリズム26から構成されている。そしてシングルモード型光ファイバ20およびレンズユニット21は、図中矢印27で示すように長手方向(シースの中心軸)を軸に回転して、光を円筒状に走査するように構成されており、それにより、測定対象を断面方向だけでなく円盤状に観察することが可能になっている。
【特許文献１】特表2005-533610号公報
【特許文献２】特開2004-223269号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、医療用および非医療用のOCT内視鏡プローブには、動脈、静脈、および肺気道などの細い曲がりくねった通路を探索するために、ワークディスタンス（光出射端から被検体までの距離）の伸長化とスポットサイズの小径化が必要であり、この要求は将来益々高くなることが予想される。しかしながら特許文献１に記載されたOCT内視鏡プローブ（図６参照）は、長いワークディスタンスおよび小さなスポットサイズを達成することが困難であるという問題があった。
【０００８】
また、全般的にOCT内視鏡プローブでは、OCTの原理上、光路上の反射強度と光路長の相関を検出するため、光を強く反射する２つの面が互いに近傍に存在すると、光がそれらの反射面間で多重反射することになる。このような多重反射は、実際には存在しない部分に反射面のゴースト像を発生させ、観察性能を著しく劣化させる。特に、組織と同じ場所にゴースト像が表示される場合は、実際の生体像とゴースト像とを区別することが不可能になるため、大きな問題となる。
【０００９】
他方、特許文献２に示されたOCT内視鏡プローブ（図７参照）は、シングルモード型光ファイバ20から出射した光23がファラデーローテーター25や屈折率分布レンズ24、プリズム26、シース22などの光学素子の境界面で数回反射した後、再びシングルモード型光ファイバ20に戻ってしまうので、生体の像とゴースト像が重なって写り、生体の像の画質が劣化するという問題があった。
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、光ファイバを通して伝搬した光をシースの透明部分を透過させて被検体に照射する構造を有して、内視鏡等に適用されるOCTプローブにおいて、前述した多重反射に起因するゴースト像の発生を防止することを目的とする。
【００１１】
その上でさらに本発明は、上記構造を有するOCTプローブにおいて、ワークディスタンスの伸長化とスポットサイズの小径化を達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるOCTプローブは、
被検体に挿入されるシース内にあって、光源から光ファイバを通して伝搬した光を反射面により曲げてから前記シースの透明部分を透過させて前記被検体に照射するとともに、該被検体からの反射光を前記反射面により反射して前記光ファイバに導入する光学系を備えたOCTプローブにおいて、
前記光学系が、前記反射面からの光を前記シースの内面に斜めに向けて出射させる出射面（被検体からの反射光が入射することも考慮すれば、入出射面と言える）と、該シースの内面で反射された光が前記光ファイバに入射するのを防止するシース反射光逆入防止部とを備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
なお、上記シース反射光逆入防止部が「シースの内面で反射された光が前記光ファイバに入射するのを防止する」とは、反射光の大部分が光ファイバに入射するのを防止することを意味するものである。
【００１４】
またこのシース反射光逆入防止部は、具体的には例えば、前記出射面の一部を取り除いたカット部とされる。
【００１５】
あるいは、このシース反射光逆入防止部は、前記出射面上の一部に設けられた光透過防止部とされてもよい。そしてそのような光透過防止部はさらに具体的には、光吸収膜、光反射膜および光拡散面からなる群から選ばれた一つとされる。
【００１６】
さらに本発明のOCTプローブにおいて、前記光学系は、前記光ファイバからの光を略直角に曲げるように全反射させる反射面と、該反射面からの光を集光して出射させる凸状球面とを有するレンズ体を備えたものであることが望ましい。
【００１７】
さらに本発明のOCTプローブにおいて特に、
前記レンズの一部に前記反射面が形成され、
前記反射面とは別に、前記レンズの一部に前記シース反射光逆入防止部が形成され、
前記シース反射光逆入防止部の形成箇所が、前記シースの内面で反射された反射光の光路上に該当するレンズの一部とされた場合は、
前記光ファイバが、シングルモード型の第一の光ファイバ、およびそれと端部同士が接続された単一屈折率構造を有する第二の光ファイバから構成され、
前記第二の光ファイバの、第一の光ファイバに接続する側と反対側の端部が溶融されて溶融部が形成され、
この溶融部に、それと一体的に形成されるか、もしくはそこに接合されてなるレンズが取り付けられ、
前記第二の光ファイバの屈折率が、前記第一の光ファイバのコアの屈折率と等価に設定され、
前記溶融部の屈折率が前記第二の光ファイバの屈折率と等価に設定され、
前記レンズの屈折率が前記第二の光ファイバの屈折率と等価に設定され、
前記溶融部並びに前記レンズが、それぞれ一部に球形状部分を有する形状とされた上で、
r2: 溶融部の球形状部分の半径、rl: レンズの球形状部分の半径、ωO:第一の光ファイバのコア半径、λ:光ファイバを伝搬する光の真空中での波長、ｎ:波長λに対する第二の光ファイバの屈折率、dO:第二の光ファイバ端部から前記レンズの出射端までの伝搬長、φcoreless:第二の光ファイバの外径、ωcoreless:第二の光ファイバの溶融部側端部におけるビーム半径としたとき、
【数１】
0005192247.tif 000002
【００１８】
かつ、r2＞ωcorelessの関係が満足されていることが望ましい。
【００１９】
なお、上記第一の光ファイバと前記第二の光ファイバの各外径は、互いに略同一とされることが望ましい。
【００２０】
他方、本発明のOCTプローブにおいて特に、
前記光ファイバを内部に挿通させた上で前記シース内に挿入されるスリーブが設けられ、
このスリーブの内周と前記光ファイバの外周とが接着剤によって接着される場合は、
上記接着剤として光吸収性の接着剤を用いて、この接着剤を前記シース反射光逆入防止部とすることも可能である。
【００２１】
また、前記光学系の出射面には、そこに入射する光に対するＡＲコートが形成されていることが望ましい。
【００２２】
なお、上述した好ましい実施形態のOCTプローブは、例えば以下に説明する方法によって作製することができる。すなわちその方法は、
前記第一の光ファイバと、初期長Lが
【数２】
0005192247.tif 000003
【００２３】
と設定された前記第二の光ファイバとをそれぞれの端部で接続し、
その後、第一の光ファイバが接続されている側と反対側の第二の光ファイバの端部を溶融することで、前記半径r2の値に設定された球状の溶融部を形成し、
次に、前記溶融部をさらに溶融することによって、あるいは別体のレンズを接合することによって前記レンズを形成し、
次に、前記レンズの一部に平面状の反射面を形成すると共に、さらに前記反射面とは別に、前記レンズの一部をカットして前記シース反射光逆入防止部を形成するものである。
【００２４】
この方法においては、前記第二の光ファイバの端部の溶融を放電により行い、その放電部を第一の光ファイバ側へと移動させることで前記溶融部を形成することが望ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のOCTプローブによれば、光学系が、反射面からの光をシースの内面に斜めに向けて出射させる出射面と、該シースの内面で反射された光が該出射面を通して反射面に到達するのを防止するシース反射光逆入防止部とを備えているので、シース内面で反射した光がプローブ内部で多重反射することが防止され、よってその多重反射に起因するゴースト像の発生を確実に防止可能となる。
【００２６】
また本発明のOCTプローブが、特に前述の好ましい実施形態とされた場合は、溶融部内部で伝搬光を第二の光ファイバの外径以上に拡大し、さらにレンズで拡大する作用が得られるので、レンズの出射面におけるビーム半径ωdOを大幅に拡大することが可能となる。これにより、伝搬光のビームウエスト（これが、被検体に照射される光のスポットサイズとなる）と、レンズ出射面からビームウエストまでの距離(ワークディスタンス)との関係の制限が解消され、ビームウエストつまりはスポットサイズの細径化と、ワークディスタンスの伸長化が達成される。
【００２７】
またこの好ましい実施形態においては、第一の光ファイバのコア、第二の光ファイバ、溶融部、およびレンズのそれぞれの屈折率が等価に設定されたことにより、それらの光学素子の界面での多重反射を防止できるので、この点からも、多重反射に起因するゴースト像の発生が防止される。
【００２８】
さらにこの好ましい実施形態においては、第一の光ファイバの外径と第二の光ファイバの外径とが同一とされたことにより、それらの光ファイバどうしの光軸調整が容易となる。
【００２９】
また、溶融部内部で伝搬光を第二の光ファイバの外径以上に拡大する構造となっているので、第二の光ファイバの外径を必要以上に大きく設定する必要がなくなり、OCT内視鏡プローブの光ファイバを収容している部分の細径化が可能となる。
【００３０】
また本発明のOCTプローブにおいて特に、前記光学系の出射面に、そこに入射する光に対するＡＲコートが形成されている場合は、その出射面での伝搬光の反射が防止されるので、なお一層多重反射を抑制して、ゴースト像の発生を確実に防止可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３２】
図１〜図５は、本発明の一実施形態によるOCTプローブを示すものである。まず図１(a)に示すように、本実施形態のOCTプローブを構成するレンズ付き光ファイバ1は、例えばシングルモード型光ファイバ(Single Mode Fiber:SMF)である第一の光ファイバ2と、例えば非ドープシリカファイバである第二の光ファイバ3と、溶融部4と、非ドープシリカから構成されるレンズ5とから構成されている。なお図１(b)は、同図(a)に示す構成の具体的寸法を示すものであり、煩雑化を避けるために各要素の付番は省略してある。
【００３３】
第一の光ファイバ2は、光を伝搬させるコア2aと、コア2aの周囲に形成されたコアよりも低屈折率のクラッド層2bとを備えたシングルモード型の光ファイバである。一方、第二の光ファイバ3は、単一屈折率を有するコアレス構造の非ドープシリカ材料から構成され、その屈折率は第一の光ファイバ2のコア2aの屈折率と等価に設定されている。またその外径φcoreless(図１(b)参照)は、第一の光ファイバ2の外径以上に設定されている。第一の光ファイバ2と第二の光ファイバ3とはそれぞれの端部で、例えば融着により接続されている。なお、一例として第二の光ファイバ3は、例えば外径φcorelessが125μｍから200μｍの円柱形シリカガラスから構成される。
【００３４】
第二の光ファイバ3の、第一の光ファイバ2と反対側の端部には、その端部を溶融することによって溶融部4が形成されている。この溶融部4の形状は、その一部に半径r2の球形状部分を有するものとされており、半径r2は、第二の光ファイバ3の溶融部側端部におけるビーム半径ωcorelessを超える値に設定されている。この溶融部4の屈折率は、第二の光ファイバ3の屈折率と等価である。
【００３５】
さらに溶融部4には、第二の光ファイバ3と反対側において、第二の光ファイバ3の半径(φcoreless/2)よりも大きな半径rlを有するレンズ5が形成されている。後述する通りこのレンズ5は、溶融部4と一体的に形成されるか、あるいは別体のものが接合される。このレンズ5の屈折率は、第二の光ファイバ3の屈折率と等価に設定されている。したがって、第一の光ファイバ2のコア2a、第二の光ファイバ3およびレンズ5は、等価の屈折率を有することになる。
【００３６】
レンズ5は、最初の形は半径rlが500μｍの球状レンズであるが、その一部に例えば光学研磨を施して球体の中心を通る平面状の反射面5aが形成されると共に、さらにそれとは別に、同様に光学研磨等によって平面5bが形成されている。したがってレンズ5の最終的な形状は、その一部に半径rlの球形状部分を有するものとなっている。
【００３７】
上記反射面5aには、図示しない反射膜が成膜されるか、または鏡面研磨が施される。鏡面研磨を行う場合、レンズ5の一部を平面状に切断し、その切断面をさらに機械的に研磨することによって鏡面仕上げを行う。他方、反射膜を形成する場合は、反射率の高いアルミニウム、ニッケル、金、銀などの金属膜、または誘電体多層膜を前記切断面の面上に成膜する。成膜方法には、蒸着、スパッタリング、CVD、メッキ、コーティング等を適用すればよい。さらに、レンズ5の光の光入出射面（伝搬光の出射面）5cの面上には、AR(Anti-Reflection)コートが成膜されている。
【００３８】
以上のように構成されたレンズ付き光ファイバ1は、図示外の他の部品と組み合わされてOCT内視鏡プローブを構成する。図２は、OCT内視鏡プローブを構成するその他の部品であるシース7とレンズ付き光ファイバ1とを示すものである。シース7は先端が閉じた光透過性の円筒状部材であり、その内部にレンズ付き光ファイバ1が収容される。なお図２では、シース7の周壁部分を示してある。また同図では、伝搬光を一点鎖線で概念的に示す。
【００３９】
以下、この図２を参照して、OCT内視鏡プローブの動作について説明する。図示しない光源から出射されて第一の光ファイバ2を伝搬した後、第一の光ファイバ2から出射した伝搬光8は、第二の光ファイバ3内部に入射することで広がりながら伝搬し、溶融部4に入射する。溶融部4に入射した伝搬光8は、前述のr2>ωcorelessの関係により、溶融部4内部でさらに拡大し、第二の光ファイバ3の外径φcoreless以上に拡大される。
【００４０】
さらにレンズ5に入射した伝搬光8は、反射面5aで反射してその光路が変換され、レンズ5の光入出射面（伝搬光8に対しては出射面）5cで集光され、収束光として光入出射面5cから出射する。出射した光8はOCT内視鏡プローブの先端部分を構成しているシース7から出射し、被検体としての生体組織を照射する。このとき、図示外の駆動装置によりレンズ付き光ファイバ1がファイバ軸回りに回転され、それにより、シース7から出射した光8が生体組織を円筒状に走査する。
【００４１】
生体組織の表面あるいは内部で反射または散乱した光の一部は、逆光路を辿ってレンズ5に取り込まれ、第一のファイバ2側に戻る。第一のファイバ2を伝搬した光は図示外のフォトダイオード等の光検出器に受光され、その光検出信号に所定の処理が施されて、生体組織の断層像を示す画像信号が得られる。
【００４２】
次に図５も参照して、特にレンズ5の形状について詳しく説明する。レンズ5の光入出射面5cから出射する光の角度θoutを、第二の光ファイバ3のファイバ軸に垂直な面に対する角度で規定すると、この出射角θoutは以下の様に定義される。
【数３】
0005192247.tif 000004
【００４３】
この数３式において、θcutは第二の光ファイバ3のファイバ軸に対する反射面5aの形成角度である。この数３式に基づいて、出射角θoutを形成角度θcutにより決定する。なお本実施形態では一例として、出射角θoutを約7度に設定する。
【００４４】
また、レンズ5の光入出射面5cにおける光のビーム半径ωdO（図２参照）は、ωO:第一の光ファイバ2のコア半径、λ:光の波長、n:波長λにおける第二の光ファイバ3の屈折率、dO:第二の光ファイバ端部からレンズ5の出射端までの伝搬長、と定義すると、以下の数４式に従って求められる。
【数４】
0005192247.tif 000005
【００４５】
したがって、レンズ5における平面5bの形成箇所は、最も好ましくは、レンズ5の光入出射面5cにおけるビーム半径ωdOにかからない箇所とする。しかし、その最も好ましい形態に限らず、光入出射面5cから出射しようとする光8が、平面5bが形成されていることによって僅かにケラレるようなことが有っても構わない。
【００４６】
さらに、第二の光ファイバ3の長さdcoreless（図１(b)参照）は、rl:レンズ5の半径、φcoreless:第二の光ファイバ3の外径と定義すると、以下の数５式に従って導出される。
【数５】
0005192247.tif 000006
【００４７】
前述の数１式および数２式から、溶融部4の半径r2は、
【数６】
0005192247.tif 000007
【００４８】
と定義されるωcorelessの値を超えて設定する必要性が有る。
【００４９】
ここで、レンズ5の光入出射面5cから出射した光の一部は、図２に示すようにシース7の内面で反射される。この反射光8Rを同図中では実線で示す。この反射された光8Rはレンズ5側に向かうが、本実施形態では反射光8Rの光路上に該当するレンズ5の一部を（より詳しくは、光入出射面5cの一部を取り除くように）カットして平面5bを形成している。このようにレンズ5がカットされて、平面5bの外側のカット部がシース反射光逆入防止部とされていることにより、反射光8Rのレンズ付き光ファイバ1内部への入射が防止されるため、OCT内視鏡プローブ内部での伝搬光の多重反射が防止され、前述したゴースト像の発生も防止される。一般的には、平面5bの形成角度α(図１(b)参照)を10度に設定することで、より効果的に多重反射を抑える事ができる。
【００５０】
さらに本実施形態では、第一の光ファイバ2のコア2aと、第二の光ファイバ3と、溶融部4と、レンズ5のそれぞれの屈折率を等価に設定しているので、レンズ付き光ファイバ1内部での伝搬光の反射が反射面5aでの反射のみに抑えられ、それ以外の光学素子界面での多重反射を防止できる。したがって、この点からも多重反射に起因するゴースト像の発生が防止される。
【００５１】
さらに本実施形態では、レンズ5の光入出射面5cにARコートを成膜したことにより、光入出射面5cでの伝搬光の反射が防止され、なお一層多重反射を抑制可能となる。
【００５２】
また本実施形態では、溶融部4を光導入部である第二の光ファイバ3に形成し、溶融部4内部で伝搬光を第二の光ファイバ3の外径φcoreless以上に拡大し、さらにレンズ5で拡大するように構成しているので、レンズ5の光入出射面5cにおけるビーム半径ωdOを大幅に拡大することが可能となる。これにより、図２に示す伝搬光8のビームウエストBWと、レンズ5の出射面からビームウエスト位置までの距離(ワークディスタンス)WDとの関係の制限が解消され、それによりビームウエストBWの細径化と、ワークディスタンスWDの伸長化が達成される。
【００５３】
また前述した通り、溶融部4の半径r2は、第二の光ファイバ3の溶融部側端部におけるビーム半径：ωcorelessよりも大きければ良いので、前記伝搬長dO（図１(b)参照）の調整は、溶融部4の形成(第二の光ファイバ3端部の加熱・溶融)とその半径r2の調整によって容易に行うことが可能となる。さらに、レンズ5の半径rlと伝搬長dOの制御も容易となる。
【００５４】
また、伝搬光8を拡大する上で、レンズ付き光ファイバ1以外の光学部品を必要としないため、部品点数の削減による低コスト化と歩留まりの向上が実現される。
【００５５】
また本実施形態では、第二の光ファイバ3の外径φcorelessを第一の光ファイバ2の外径と同一に設定していることにより、光ファイバどうしの光軸調整が容易化されるという効果も得られる。また、溶融部4内部で伝搬光を第二の光ファイバ3の外径以上に拡大する構成としているので、第二の光ファイバ3の外径φcorelessを必要以上に大きく設定する必要がなくなり、レンズ付き光ファイバ1とそれを搭載するOCT内視鏡プローブの細径化も可能となる。
【００５６】
次に、以上の構成を有するレンズ付き光ファイバ1の製造方法について、図３および図４を参照して説明する。まず、第二の光ファイバ3と第一の光ファイバ2とを融着接続し、その後、第一の光ファイバ2と反対側の第二の光ファイバ3の端部を、図３(a)に示すようにアーク放電部6の放電場内に挿入する。この放電により第二の光ファイバ3の端部が溶融し、自動的に溶融部4が形成される。前記数３式より、溶融前の第二の光ファイバ3の初期長Lは、以下の数7式のように求められる。
【数７】
0005192247.tif 000008
【００５７】
そして、アーク放電の際、溶融部4が所定の半径r2となるように、放電部6を第一の光ファイバ2側へと移動させることで球体形状の溶融部4が作製される。こうして第二の光ファイバ3側は固定した上で、放電部6側を移動させることにより、溶融部4の半径r2を所定の寸法に制御することが容易になる。前述した通り溶融部4の半径r2は、第二の光ファイバ3の溶融部側端部におけるビーム半径ωcorelessの値を超えるように設定する。なお、ここでは、第二の光ファイバ3の加熱溶融方式としてアーク放電を挙げたが、その他にイメージ加熱、抵抗加熱などを用いても良い。
【００５８】
図３(b)は、第二の光ファイバ3の端部に球状の溶融部4が形成された状態を示す概念図である。レンズ付き光ファイバ1の伝搬光路に応じて第二の光ファイバ3の初期長Lを調整することで、第二の光ファイバ3の外径φcorelessに関わらず、溶融部4の半径r2を任意の値に設定することが出来る。
【００５９】
次に、同図(b)に示すように球状レンズ5の頂部をアーク放電場内に挿入して加熱すると共に、同図(c)に示すようにさらにそのアーク放電場内に溶融部4の頂部を挿入して、溶融部4も加熱する。加熱された球状レンズ5と溶融部4のそれぞれの頂点を、図示のように点接触させることにより、頂点同士の1点で球状レンズ5と溶融部4が接合して、同図(d)に示すようにレンズ5と第二の光ファイバ3とが溶融部4によって接合される。このとき、溶融部4の体積が球状レンズ5に比べて小さいため、球状レンズ5の半径rlは変わらず、溶融部4のみが溶融して球状レンズ5と接合される。
【００６０】
なお、上述した方法に限らず、球体形状の溶融部4を作製したのち、その溶融部4をさらに溶融することによって球状のレンズ5を形成しても良い。
【００６１】
次に、図４(a)に示すように球状レンズ5の一部に平面状の反射面5aを形成すると共に、さらに、同図(b)に示すように反射面5aとは別に、レンズ5の一部に平面5bを形成する。さらに、光入出射面5cの面上にARコートを成膜する。
【００６２】
以上の方法においては、レンズ5を溶融部4によって第二の光ファイバ3と一体化するので、半径rlが大きいレンズ5でも、レンズ5の表面積に対する相対的な溶融部4の接合面積が大きく取れるため、第二の光ファイバ3とレンズ5の間で十分な接合強度を得ることができる。したがって、レンズ5をより大径化することが可能となる。さらに、レンズ5の光軸と、第一の光ファイバ2のコア中心軸との傾き制御も容易になる。
【００６３】
またこの方法では、伝搬光を拡大する構造を形成する上で、レンズ付き光ファイバ1の作製以外の特別の工程を必要としないので、製造工程および製造時問の短縮による低コスト化が実現される。また、汎用の融着機でレンズ付き光ファイバ1を製作することが可能であるから、異径の融着機を使う必要がなく、よって設備投資を低く抑えることも可能となる。
【００６４】
なお、本発明のOCTプローブを作製する方法は上記のものに限らず、種々変更可能である。例えば、溶融部4を成形加工により作製し、溶融部4とレンズ5とを光学接着剤によって接合するように変更しても良い。その場合、光学接着剤の屈折率は第二の光ファイバ3の屈折率とほぼ等価のものを用いる。しかしながら実施形態で説明したように、等価な屈折率を有する第二の光ファイバ3とレンズ5とを溶融部4で直接一体化する方が、信頼性、耐候性、および伝搬光の損失特性の点で優れる。
【００６５】
さらに本発明のOCTプローブは、図１に示した球状のレンズ5を備えた構成に限らず、その他、例えば図７に示したような基本構造を前提として構成することも可能である。すなわちその場合は、プリズム26の一部にカット部を形成してシース反射光逆入防止部を設けることもできるし、さらにはプリズム26の一部に光吸収膜、光反射膜あるいは光拡散面等からなる光透過防止部を形成して、それをシース反射光逆入防止部とすることができる。なお、上記のような光透過防止部を形成してそれをシース反射光逆入防止部とすることは、勿論、図１に示した球状のレンズ5に対しても適用可能である。
【００６６】
次に図８を参照して、本発明のさらに別の実施形態について説明する。なおこの図８において、図１中の要素と同等のものには同番号を付してあり、それらについての説明は省略する。この実施形態のOCTプローブを構成するレンズ付き光ファイバ1は、基本的に図１に示したものと同じものであるが、第一の光ファイバ2、第二の光ファイバ3および溶融部4の部分は円筒状のスリーブ9の内部に挿通されている。そして第一の光ファイバ2、第二の光ファイバ3および溶融部4の外周部分とスリーブ9の内周部分は、接着剤10によって固定されている。なお、こうしてレンズ付き光ファイバ1を内部に保持したスリーブ9は、図２に示したようなシース7内に挿入される。
【００６７】
ここで上記接着剤10としては光吸収性の接着剤が用いられ、本実施形態ではこの接着剤10がシース反射光逆入防止部とされている。接着剤10に光吸収性を持たせるためには、例えばカーボンブラックを添加すれば良い。このような接着剤10によってレンズ付き光ファイバ1の外周が覆われていることにより、図８に示すようにシース内面7a（図７参照）で反射された反射光8Rがレンズ付き光ファイバ1の内部に入射しても、その外周と接着剤10との界面で吸収されるので、ゴースト像の発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施の形態によるOCTプローブを構成するレンズ付き光ファイバを示す側面図
【図２】図１のレンズ付き光ファイバ内での光の伝搬状態と、シースからの反射光の伝搬状態を示す概略図
【図３】図１のレンズ付き光ファイバを製造する工程の一部を示す概略図
【図４】図１のレンズ付き光ファイバを製造する別の工程を示す概略図
【図５】図１のレンズ付き光ファイバにおける光の出射状態を示す概略図
【図６】従来のOCTプローブの一例を示す斜視図
【図７】従来のOCTプローブの別の例を示す一部破断側面図
【図８】本発明の別の実施の形態によるOCTプローブを構成するレンズ付き光ファイバを示す側面図
【符号の説明】
【００６９】
1    レンズ付き光ファイバ
2    第一の光ファイバ
3    第二の光ファイバ
4    溶融部
5    レンズ
5a    レンズの反射面
5b    レンズの平面
5c    レンズの光入出射面（出射面）
7    シース
7a    シースの内面
8    伝搬光
8R    反射光
9    スリーブ
10    接着剤
【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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