(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象をイメージングするための装置であって、
光学干渉計に光学的に結合された低干渉性光学放射源と、データ処理及び表示ブロックに接続された少なくとも一つの光受信器を備え、
前記干渉計が、測定腕及び対照腕に光学的に結合された光ビームスプリッターを含み、
前記測定腕に低干渉性光学放射を届けるための装置が提供されていて、
前記低干渉性光学放射を届けるための装置が、光学システムに光学的に結合された光ファイバと、低干渉性光学放射のための横方向走査システムとを備え、
前記光ファイバが、前記低干渉性光学放射を届けるための装置の近接先から離れた先に前記低干渉性光学放射を通過させるように配置されていて、
前記光学システムが、前記対象に前記低干渉性光学放射の焦点を合わせることを確保し、また、少なくとも一つの第一の正レンズ構成部分を含み、
前記光ファイバが前記横方向走査システムの成分となっていて、
前記横方向走査システムが、光ファイバの端表面を、横方向走査表面に対して、前記光ファイバの軸に垂直である方向に移動できるように配置されていて、
前記低干渉性光学放射を届けるための装置の光学システムが、前記第一の正レンズ構成部分の後ろに配置された少なくとも一つの第二の正レンズ構成部分を備え、
前記第一の正レンズ構成部分及び前記第二の正レンズ構成部分が、前記横方向走査表面の指定した点からイメージの表面の対応する共役点までの低干渉性光学放射の一定の伝播時間を提供することによって、横方向走査に関係する前記測定腕の光学長の収差を補整し、
前記横方向走査表面が零ではない曲率を有し、
前記光学システムの前記第一の正レンズ構成部分が、横方向走査表面から前記第一の正レンズ構成部分の焦点距離に等しい距離に配置され、
前記光学システムの前記第一の正レンズ構成部分と前記第二の正レンズ構成部分との間の距離が、これらの正レンズ構成部分の共焦点的な位置に対応する距離からδ１だけ違っていて、
前記δ１が前記第一の正レンズ構成部分の焦点距離Ｆ１及び前記横方向走査表面の曲率半径Ｒと
【数１】
0004555074.tif 000008
となるように前記光学システムの前記第一の正レンズ構成部及び前記第二の正レンズ構成部分が配置される、対象をイメージングするための装置。
【請求項２】
対象をイメージングするための装置であって、
光学干渉計に光学的に結合された低干渉性光学放射源と、データ処理及び表示ブロックに接続された少なくとも一つの光受信器を備え、
前記干渉計が、測定腕及び対照腕に光学的に結合された光ビームスプリッターを含み、
前記測定腕に低干渉性光学放射を届けるための装置が提供されていて、
前記低干渉性光学放射を届けるための装置が、光学システムに光学的に結合された光ファイバと、低干渉性光学放射のための横方向走査システムとを備え、
前記光ファイバが、前記低干渉性光学放射を届けるための装置の近接先から離れた先に前記低干渉性光学放射を通過させるように配置されていて、
前記光学システムが、前記対象に前記低干渉性光学放射の焦点を合わせることを確保し、また、少なくとも一つの第一の正レンズ構成部分を含み、
前記光ファイバが前記横方向走査システムの成分となっていて、
前記横方向走査システムが、光ファイバの端表面を、横方向走査表面に対して、前記光ファイバの軸に垂直である方向に移動できるように配置されていて、
前記低干渉性光学放射を届けるための装置の光学システムが、前記第一の正レンズ構成部分の後ろに配置された少なくとも一つの第二の正レンズ構成部分を備え、
前記第一の正レンズ構成部分及び前記第二の正レンズ構成部分が、前記横方向走査表面の指定した点からイメージの表面の対応する共役点までの低干渉性光学放射の一定の伝播時間を提供することによって、横方向走査に関係する前記測定腕の光学長の収差を補整し、
前記横方向走査表面が零ではない曲率を有し、
前記光学システムの前記第一の正レンズ構成部分が、前記第一の正レンズ構成部分から前記横方向走査表面までの距離が前記第一の正レンズ構成部分の焦点距離Ｆ１と等しい配置からδ２だけ偏移していて、
前記光学システムの前記第一の正レンズ構成部と前記第二の正レンズ構成部分との間の距離が、これらの正レンズ構成部分の共焦点的な位置に対応する距離からδ３だけ違っていて、前記δ３が、
【数２】
0004555074.tif 000009
となるように前記光学システムの前記第一の正レンズ構成部及び前記第二の正レンズ構成部分が配置される、対象をイメージングするための装置。
【請求項３】
前記光ファイバが、弾性コンソールの機能を行い、前記低干渉性光学放射を届けるための装置の成分となる支持素子に固定されている、請求項１又は２に記載の対象をイメージングするための装置。
【請求項４】
前記低放射性光学放射を届けるための装置が光ファイバ探針の形に作られている、請求項１から３のいずれか一項に記載の対象をイメージングするための装置。
【請求項５】
前記干渉計の腕の少なくとも一つに、補足として縦方向走査用の装置がある、請求項１から４のいずれか一項に記載の対象をイメージングするための装置。
【請求項６】
前記縦方向走査用の装置が前記干渉計の前記測定腕に配置され、前記横方向走査表面から前記光学システムまでの前記測定腕の区分の光学長の変化を確保するように作られている、請求項５に記載の対象をイメージングするための装置。
【請求項７】
前記縦方向走査用の装置が前記低干渉性光学放射を届けるための装置の中に配置されている、請求項５又は６に記載の対象をイメージングするための装置。
【請求項８】
前記光ファイバの端表面には、前記光ファイバに固定されたマイクロレンズがある、請求項６又は７に記載の対象をイメージングするための装置。
【請求項９】
低干渉性光学放射を届けるための装置であって、
光学システムに光学的に結合された光ファイバと、低干渉性光学放射のための横方向走査システムとを備え、
前記光ファイバが、前記低干渉性光学放射を届けるための装置の近接先から離れた先に前記低干渉性光学放射を通過させるように配置されていて、
前記光学システムが、前記対象に前記低干渉性光学放射の焦点を合わせることを確保し、また、少なくとも一つの第一の正レンズ構成部分を含み、
前記光ファイバが前記横方向走査システムの成分となっていて、
前記横方向走査システムが、光ファイバの端表面を、横方向走査表面に対して、前記光ファイバの軸に垂直である方向に移動できるように配置されていて、
前記光学システムが、前記第一の正レンズ構成部分の後ろに配置された少なくとも一つの第二の正レンズ構成部分を備え、
前記第一の正レンズ構成部分及び前記第二の正レンズ構成部分が、前記横方向走査表面の指定した点からイメージの表面の対応する共役点までの低干渉性光学放射の一定の伝播時間を提供することによって、横方向走査に関係する光学長の収差を補整し、
前記横方向走査表面が零ではない曲率を有し、
前記光学システムの前記第一の正レンズ構成部分が、横方向走査表面から前記第一の正レンズ構成部分の焦点距離に等しい距離に配置され、
前記光学システムの前記第一の正レンズ構成部分と前記第二の正レンズ構成部分との間の距離が、これらの正レンズ構成部分の共焦点的な位置に対応する距離からδ１だけ違っていて、
前記δ１が前記第一の正レンズ構成部分の焦点距離Ｆ１及び前記横方向走査表面の曲率半径Ｒと
【数３】
0004555074.tif 000010
となるように前記光学システムの前記第一の正レンズ構成部及び前記第二の正レンズ構成部分が配置される、低干渉性光学放射を届けるための装置。
【請求項１０】
低干渉性光学放射を届けるための装置であって、
光学システムに光学的に結合された光ファイバと、低干渉性光学放射のための横方向走査システムとを備え、
前記光ファイバが、前記低干渉性光学放射を届けるための装置の近接先から離れた先に前記低干渉性光学放射を通過させるように配置されていて、
前記光学システムが、前記対象に前記低干渉性光学放射の焦点を合わせることを確保し、また、少なくとも一つの第一の正レンズ構成部分を含み、
前記光ファイバが前記横方向走査システムの成分となっていて、
前記横方向走査システムが、光ファイバの端表面を、横方向走査表面に対して、前記光ファイバの軸に垂直である方向に移動できるように配置されていて、
前記光学システムが、前記第一の正レンズ構成部分の後ろに配置された少なくとも一つの第二の正レンズ構成部分を備え、
前記第一の正レンズ構成部分及び前記第二の正レンズ構成部分が、前記横方向走査表面の指定した点からイメージの表面の対応する共役点までの低干渉性光学放射の一定の伝播時間を提供することによって、横方向走査に関係する光学長の収差を補整し、
前記横方向走査表面が零ではない曲率を有し、
前記光学システムの前記第一の正レンズ構成部分が、前記第一の正レンズ構成部分から前記横方向走査表面までの距離が前記第一の正レンズ構成部分の焦点距離Ｆ１と等しい配置からδ２だけ偏移していて、
前記光学システムの前記第一の正レンズ構成部と前記第二の正レンズ構成部分との間の距離が、これらの正レンズ構成部分の共焦点的な位置に対応する距離からδ３だけ違っていて、前記δ３が、
【数４】
0004555074.tif 000011
となるように前記光学システムの前記第一の正レンズ構成部及び前記第二の正レンズ構成部分が配置される、低干渉性光学放射を届けるための装置。
【請求項１１】
前記光ファイバが、弾性コンソールの機能を行い、前記低干渉性光学放射を届けるための装置の成分となる支持素子に固定されている、請求項９又は１０に記載の低干渉性光学放射を届けるための装置。
【請求項１２】
該低干渉性光学放射を届けるための装置が光ファイバ探針の形に作られていて、
前記光ファイバと前記光学システムと前記低干渉性光学放射のための横方向走査システムとが貫通縦口を有する長く伸ばしたボディに配置され、
前記光ファイバが縦口方向に前記貫通縦口に配置されている、請求項９から１１のいずれか一項に記載の低干渉性光学放射を届けるための装置。
【請求項１３】
該低干渉性光学放射を届けるための装置の出力窓口が、前記光ファイバの離れた部分の端表面のイメージの表面の近くに配置されている、請求項９から１２のいずれか一項に記載の低干渉性光学放射を届けるための装置。
【請求項１４】
前記光学システムの前記第二の正レンズ構成部分が、該低干渉性光学放射を届けるための装置の出力窓口の機能を行う、請求項１３に記載の低干渉性光学放射を届けるための装置。
【請求項１５】
該該低干渉性光学放射を届けるための装置に、補足として縦方向走査用の装置があり、前記横方向走査表面から前記光学システムまでの光学長を変化させるための装置として作られている、請求項９から１４のいずれか一項に記載の低干渉性光学放射を届けるための装置。
【請求項１６】
前記光ファイバの端表面には、前記光ファイバに固定されたマイクロレンズがある、請求項９から１５のいずれか一項に記載の低干渉性光学放射を届けるための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は物理工学に関する。特に光学装置で行う対象となる内部構造の研究、そして低干渉性光学放射を利用して対象のイメージングのために「ＩＮ  ＶＩＶＯ」あるいは「ＩＮ  ＶＩＴＲＯ」における人間身体の器官の診断、技術診断、例えば技術的な工程の制御のために利用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術
低干渉性光学放射を利用して対象のイメージングのための装置はよく知られており、（例えば、米国特許Ｎｏ．５３２１５０１，５３８３４６７，５４５９５７０，５５８２１７１，６１３４００３、国際申請Ｎｏ．ＷＯ  ００／１６０３４、その他を参照）光学的に結ばれた低干渉性光学放射線源、光学干渉計、そして処理と表示ブロックと結ばれた光受信器を含有する装置である。普通、光学干渉計はマイケルソン光ファイバ干渉計の形に作られる（例えば、Ｘ．Ｃｌｉｖａｚ  ｅｔ  ａｌ．  “Ｈｉｇｈ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ  ｉｎ  ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｔｉｓｓｕｅｓ”，Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．／Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．１／Ｊａｎｕａｒｙ  １，  １９９２；  Ｊ．Ａ．Ｉｚａｔｔ，  Ｊ．  Ｇ．Ｆｕｊｉｍｏｔｏ  ｅｔ  ａｌ，“Ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ｉｎ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｍｅｄｉａ”，  Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．／Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．８／Ａｐｒｉｌ  １５，  １９９４，ｐ．５９０−５９２を参照）、あるいはマッハ・ゼンデル光ファイバ干渉計の形に作られる（例えば、Ｊ．Ａ．Ｉｚａｔｔ，  Ｊ．Ｇ．Ｆｕｊｉｍｏｔｏ  ｅｔ  ａｌ．  “Ｍｉｃｒｏｎ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ”，  Ｏｐｔｉｃｓ  ＆  Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｎｅｗｓ，Ｏｃｔｏｂｅｒ  １９９３，Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．１０，ｐ．１４−１９；  米国パテントＮｏ．５５８２１７１、国際申請Ｎｏ．ＷＯ  ００／１６０３４）。具体的な配線図によらず、光学干渉計は恒例的に一つあるいは二つの光ビームスプリッター、そして測定腕と支持腕を含有する。測定腕には普通、測定探針があり、大抵光ファイバである。測定探針は低干渉性光学放射を研究する対象へ届ける機能を実行し、支持腕の先に対照ミラーが設置される（例えば、Ａ．Ｓｅｒｇｅｅｖ  ｅｔ  ａｌ，  “Ｉｎ  ｖｉｖｏ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ｏｆ  ｈｕｍａｎ  ｓｋｉｎ  ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ”，  Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ，  ｖ．２３２８，１９９４，ｐ．１４４；  Ｘ．Ｊ．Ｗａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｕｍａｎ  ｓｃａｌｐ  ｈａｉｒｓ  ｂｙ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｌｏｗ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ．  Ｏｐｔ．  Ｌｅｔｔ．  ／Ｖｏｌ．２０，  Ｎｏ．５，１９９５，ｐｐ．５２４−５２６）。研究する対象の縦方向走査を確保するように対照ミラーをその機械的移動を確保する素子に結ぶ（米国特許Ｎｏ．Ｎｏ．５３２１５０１，５４５９５７０を参照）、あるいは対照ミラーの位置を固定して、縦方向走査を、圧電走査素子を利用して（ロシア特許Ｎｏ．２１００７８７，１９９７を参照）、あるいは分散・格子遅延線を利用して実行する（Ｋ．Ｆ．Ｋｗｏｎｇ，  Ｄ．Ｙａｎｋｅｌｅｖｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ．  ４００−Ｈｚ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｅｌａｙ  ｌｉｎｅ，  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．７，Ａｐｒｉｌ  １，  １９９３を参照）。時々干渉計の光学図式は完全にあるいは部分的に集中したパラメーター光学素子を利���して実現される（米国特許Ｎｏ．５３８３４６７を参照）、普通もっと頻繁には、このような用途の光学干渉計は光ファイバ形に作られる（米国特許Ｎｏ．５３２１５０１，５４５９５７０，５５８２１７１を参照）。
【０００３】
低干渉性光学放射を利用した対象のイメージングのための装置の利点は高空間的分解能のある混濁的媒体の像が出来、そして医療検査および様々な設備の技術診断を行う時、非侵襲的診断および非破壊的コントロールが出来るようになる。
【０００４】
低干渉性光学放射を利用した対象のイメージングのための装置の知られている改良は特に装置の分解能の上昇に向けられ（例えば、Ｗ．Ｄｒｅｘｌｅｒ  ａｔ  ａｌ．  “Ｉｎ  ｖｉｖｏ  ｕｌｔｒａｈｉｇｈ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ”，  Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．／Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１７／Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １，１９９９の記事を参照）、研究する対象の縦方向走査の慣性効果の減少に向けられ（ロシア特許Ｎｏ．２１００７８７を参照）、最適信号対雑音比の確保に、放射線源パワーの利用の有効性の上昇に向けられている（例えば、国際申請Ｎｏ．ＷＯ  ００／１６０３４、ロシア特許Ｎｏ．２１６９３４７，２００１を参照）。測定腕の成分となる測定探針は低干渉性光学放射を研究する対象へ届ける機能を実行し、大抵、光ファイバ探針の形に作られる。光ファイバ探針は光ファイバおよび光学システム、そして横方向走査システムを含有する（例えば、米国特許Ｎｏ．５３２１５０１，５３８３４６７，５４５９５７０，５５８２１７１）。光ファイバは探針の近接先から離れた先へ低干渉性光学放射が通過するように配置される。光学システムは低干渉性光学放射を研究する対象に焦点をあわせることを確保し、少なくとも一つの正レンズ構成部分を含有する。測定探針は普通、貫通縦口がある長く伸ばしたボディを含有する。光ファイバは縦口方向にその貫通縦口に配置されている。横方向走査システムは実行機械を含む。実行機械は圧電素子、ステップ・モータ、電磁システムあるいは静電システムの形に作ることが可能である（米国特許Ｎｏ．５３２１５０１，５３８３４６７，５４５９５７０，５５８２１７１）。
【０００５】
低干渉性光学放射を利用した対象のイメージングのための装置の成分となる測定探針の知られている改良は特に細い血管のイメージング（米国特許Ｎｏ．５５８２１７２１）を可能にすることに向けられ、ボディの限定したサイズを持ち、光学放射ビームの偏光の最高振幅のために探針構成を最適化することに向けられている（ロシア特許Ｎｏ．２１４８３７８，２０００年）。知られている低干渉性光学放射を利用した対象のイメージングのための装置は実際には同じような対象のイメージング方法を実現する。例えば、米国特許Ｎｏ．５３２１５０１，５３８３４６７，５４５９５７０，５５８２１７１、ロシア特許Ｎｏ．２１４８３７８を参照。その方法によって低干渉性光学放射は同時に研究する対象に向けられ、対照光路を伝わって向けられる。それに上記した光学放射は研究する対象に低干渉性光学放射の焦点をあわせることを確保する光学システムを通して研究する対象に向けられる。同時に上記した光学放射の伝播方向に対してほとんど直交である表面に上記した光学放射の横方向走査を実施する。そして、研究している対象から戻ってきた光学放射は対照光路を伝わって通過した光学放射と混合し、研究している対象から戻ってきた光学放射の強度を写像する。そのために上記の混合の結果である光学放射を利用する。更に、研究している対象の縦方向走査を実施する。それに研究している対象および対照光路に向ける低干渉性光学放射光路の光学長の差を少なくとも低干渉性光学放射の波長の数十倍ほど指定法則で変化させる。
【０００６】
上記した方法を実現するロシア特許Ｎｏ．２１４８３７８から知られている装置は光学的に結合された低干渉性光学放射線源、光学干渉計、そして少なくとも一つの光受信器を含有する。光受信器の出力は処理と表示ブロックと結合される。光学干渉計は光学的に結合された光ビームスプリッター、測定腕と対照腕を含む。それに測定腕には光ファイバ探針の形に作った低干渉性光学放射の届け用の装置がある。
【０００７】
上記した低干渉性光学放射の届け用の装置は光ファイバ探針の形に作られている。ロシア特許Ｎｏ．２１４８３７８から知られている装置において、光ファイバ探針は光学的に結合された光ファイバおよび光学システム、そして横方向走査システムを含有する。光ファイバは光ファイバを通じて、探針の近接先から離れた先へ低干渉性光学放射が通過するように配置される。光学システムは低干渉性光学放射を研究する対象に焦点をあわせることを確保する。光学システムは少なくとも一つの正レンズ構成部分を含有する。光ファイバは上記した横方向走査システムの成分となる。横方向走査システムは光ファイバの離れた部分の端表面が光ファイバの軸に対してほとんど垂直である方向に横方向走査の表面に移動できるように作られている。
【０００８】
知られている方法の欠陥、その方法を実現するロシア特許Ｎｏ．２１４８３７８の装置の欠陥、そして光ファイバ探針の欠陥、低干渉性光学放射を利用した対象のイメージングのための別の知られている技術的解決の欠陥は、平たい対象のできたイメージが歪んだように見えることである。光ファイバ探針は低干渉性光学放射を研究する対象へ届ける機能を実行し、そしてロシア特許Ｎｏ．２１４８３７８での装置の成分となる。その歪みは、研究する対象から戻ってきた放射および対照光路を伝わって通過した光学放射の混合の結果である干渉信号でイメージングの特徴に関係する。知られているのは上記した干渉信号は研究する対象へ向けたおよび対照光路に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長が等しいという条件で起こる。けれども、横方向走査の平たい表面における装置の光学軸から様々なディスタンスに離れた点からイメージの表面にある相応な共役点までの低干渉性光学放射の伝播時間は異なっている。それゆえ、対照光路を伝播する低干渉性光学放射の光路の光学長は不変である一方で、対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長は横方向走査の場合、一定ではないで、それは形成するイメージの歪みに導く。それを、知られている方法によってできたイメージの例の図１９に示す。また、知られている技術解決によってイメージングを図解する図８、９、１０に示す。図８は光学システム（２９）が一つの正レンズ構成部分（３０）の形に作られる場合、知られている装置の横方向走査の平たい表面（２８）のために知られている方法によるイメージングを図解する。図ではイメージ表面にあるライン３１も示した。横方向走査の時、平たい表面（２８）に低干渉性光学放射は光学軸から様々なディスタンスに離れた点から伝播する。それに研究する対象（１１）に向けた低干渉性光学放射光路の光学長はライン（３１）での相応な共役点まで同じ値である。図９および図１０は光学システム（２９）が二つの正レンズ構成部分（３２、３３）の形に作られる場合、知られている装置に横方向走査の平たい表面（２８）のために知られている方法によるイメージングを図解する。二つの正レンズ構成部分（３２、３３）は互いに共焦点距離に比べ、もっと大きなあるいはもっと小さな距離にある。図９では二つの正レンズ構成部分（３２、３３）は互いに共焦点距離に比べ、もっと大きな距離にある。図１０では二つの正レンズ構成部分（３２、３３）は互いに共焦点距離に比べ、もっと小さな距離にある。図９、１０ではライン（３４，３５）も示した。ライン（３４）は図９に関し、ライン（３５）は図１０に関する。横方向走査の時、平たい表面（２８）に低干渉性光学放射は光学軸から様々なディスタンスに離れた点から伝播する。それに研究する対象（１１）に向けた低干渉性光学放射光路の光学長はライン（３４、３５）での相応な共役点まで同じ値である。図から見るようにライン（３１，３４，３５）には曲率がある。尚、横方向走査の表面に曲率がある場合、例えば光ファイバ探針においての光ファイバが弾性コンソールの機能を行う場合、補足の収差が起こる。その収差も形成するイメージの曲率に寄与する。知られている技術的解決の別の欠陥は研究する対象に向ける低干渉性光学放射の焦点は固定した位置であるに反して、縦方向走査する時に干渉性の窓口の位置は変化する。それによって、特に走査の深さが大きな場合、方法の横方向解像度およびその方法の実現する装置が限定される。その理由は鋭角に焦点を合わせた放射の強い回折発散であり、その結果としての小さな焦点深度である。従って、ガウス焦点を合わせたビームのための焦点深度はｄ＝πａ２／４λであり、ａはビームウェスト直径であり、λは波長であり、π＝３．１４１６。従って、代表的なパラメーターのためにａ＝０．００５ミリメートル、λ＝１３００ナノメートルとすると、焦点深度はたった０．０１５ミリメートル（１５μｍ）である。高横方向解像度を確保するように縦方向走査の大きな深さを守るために、焦点ウェストの位置および干渉性の窓口の位置を同期走査する。焦点ウェストの位置は光学システムの一つのレンズおよび干渉性の窓口の位置の移動で走査する。干渉性の窓口の位置は干渉計の測定腕と支持腕の長さの差を変化させることによって走査する。このようなアプローチは初めて「Ｉｚａｔｔ，ＪＡ，  Ｈｅｅ，ＭＲ，  Ｏｗｅｎ，ＧＭ，  Ｓｗａｎｓｏｎ，ＥＡ  ａｎｄ  Ｆｕｊｉｍｏｔｏ，ＪＧ，１９９４，Ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ｉｎ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｍｅｄｉａ，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｓ．１９，５９０−５９２」という記事で説明された。このようなアプローチは光学干渉性検鏡法（ＯＫＭ）と名づけられている。全ての知られているＯＫＭの実現は上記した二つの走査（焦点の位置および干渉性の窓口の位置）の時に、二つの独立の同期に作動する装置によって、実現した。その装置の同期化は別の、そしてかなり複雑な技術的な問題であり、複雑さはイメージの入力速度を早めるにつれて増加する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の説明
提案する発明は低干渉性光学放射およびそれを実現する装置を利用した対象のイメージングのための方法の開発に向けられ、そして対象のイメージングのための装置の成分となる低干渉性光学放射の届け用装置の開発に向けられている。上記した方法および装置によって、平たい研究する対象の歪んでいない平たいイメージを形成できる。本発明によって、対象のイメージングのための方法の横方向解像度、それを実現する装置および低干渉性光学放射を届けるための装置を得ることができるようになる。
【００１０】
開発した対象のイメージングのための方法によって、ロシア特許Ｎｏ．２１４８３７８に説明される方法と同じように低干渉性光学放射は同時に研究する対象に向けられ、対照光路を伝わって向けられる。それに上記した光学放射は研究する対象に低干渉性光学放射の焦点をあわせることを確保する光学システムを通して研究する対象に向けられる。同時に上記した光学放射の伝播方向に対してほとんど直交である表面に上記した光学放射の横方向走査を実施する。そして、研究している対象から戻ってきた光学放射は対照光路を伝わって通過した光学放射と混合し、研究している対象から戻ってきた光学放射の強度を写像する。そのために上記の混合の結果である光学放射を利用する。
【００１１】
知られている方法と違って、発明に従って、横方向走査と関係した対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長の収差を補整する。補整は、横方向走査の表面の指定した点からイメージの表面の対応する共役点までの低干渉性光学放射の伝播時間の不変性を確保することによって実現する。
【００１２】
横方向走査の表面の指定した座標に対して、補足として縦方向走査を実施するのは適当である。縦方向走査は研究している対象および対照光路に向ける低干渉性光学放射光路の光学長の差を指定法則で変化させることによって実施する。
【００１３】
具体的な場合に研究している対象および対照光路に向ける低干渉性光学放射光路の光学長の差を少なくとも低干渉性光学放射の波長の数十倍ほど変化させる。
【００１４】
別の具体的な場合に研究している対象および対照光路に向ける低干渉性光学放射光路の光学長の差を横方向走査の表面から光学システムまでの低干渉性光学放射光路の光学長を変化させることによって実施する。
【００１５】
別の具体的な場合に生きた有機体の生物組織が研究している対象である。
【００１６】
その具体的な場合の具体的な実施例において生きた有機体の内部の空洞が研究している対象である。
【００１７】
具体的な実施例において上記した低干渉性光学放射として、見える或いは近い波長の周波数の赤外線光学放射を利用する。
【００１８】
開発された対象のイメージングのための装置はロシア特許Ｎｏ．２１４８３７８から知られている装置と同じように光学的に結合された低干渉性光学放射線源、干渉計、そして少なくとも一つの光受信器を含有する。光受信器の出力は処理及び表示ブロックと結合されている。光学干渉計は光学的に結合された光ビームスプリッター、測定腕と対照腕を含む。それに測定腕には低干渉性光学放射を届けるための装置がある。届けるための装置は光学的に結合された光ファイバおよび光学システム、そして低干渉性光学放射の横方向走査システムを含有する。光ファイバは光ファイバを通じて、届けるための装置の近接先からその離れた先へ低干渉性光学放射を通過させるように配置される。光学システムは低干渉性光学放射を研究する対象に焦点をあわせることを確保する。光学システムは少なくとも一つの正レンズ構成部分を含有し、光ファイバは上記した横方向走査システムの成分となる。横方向走査システムは光ファイバの離れた部分の端表面が光ファイバの軸に対してほとんど垂直である方向に横方向走査の表面に移動できるように作られる。
【００１９】
知られている装置と違って、発明に従って、届けるための装置の光学システムは測定腕の光学長の横方向走査と関係した収差を補整できるように作られる。光学システムは上記した一つの正レンズ構成部分の後ろに設備した少なくとも二つの正レンズ構成部分を含有する。
【００２０】
具体的な場合に横方向走査の表面には零と違う曲率がある。
【００２１】
その具体的な場合の具体的な実施例において上記した光ファイバは弾性コンソールの機能を行い、届けるための装置の成分となる支持素子に固定する。
【００２２】
別の具体的な場合に光学システムの第一および第二の正レンズ構成部分はほとんど共焦点的に配置された。
【００２３】
別の具体的な場合に光学システムの第一の正レンズ構成部分は横方向走査の表面からその正レンズ構成部分の焦点距離とほとんど等しい距離に配置された。それに光学システムの第一および第二の正レンズ構成部分の間の距離は上記した光学システムの正レンズ構成部分の共焦点的な配置に対応する距離と違う差はδ１量である。δ１量は光学システムの第一の正レンズ構成部分の焦点距離（Ｆ１）および横方向走査の表面の曲率半径（Ｒ）と以下の関係式で関係する。
【００２４】
【数１】
0004555074.tif 000002
【００２５】
別の具体的な場合に光学システムの第一の正レンズ構成部分はその正レンズ構成部分から横方向走査の表面までの距離がその正レンズ構成部分の焦点距離（Ｆ１）とほとんど等しい配置からδ２と言う量に偏移した。それに光学システムの第一および第二の正レンズ構成部分の間の距離は上記した光学システムの正レンズ構成部分の共焦点的な配置に対応する距離と違う（差はδ３量である）。δ３量は以下の関係式で定まる。
【００２６】
【数２】
0004555074.tif 000003
【００２７】
別の具体的な場合に低干渉性光学放射の届け用の装置は光ファイバ探針の形に作られる。
【００２８】
別の具体的な場合に干渉計のすくなくとも一つの腕には補足として研究する対象の縦方向走査用の装置がある。
【００２９】
その具体的な場合の具体的な実施例において縦方向走査用の装置は干渉計の測定腕に配置され、横方向走査の表面から光学システムまでの測定腕の区分の光学長の変化を確保するように作られる。
【００３０】
具体的な場合において研究する対象の表面下部分をイメージングのとき、Ｍという光学システムの倍率はＮ１という研究する対象の屈折率と以下のように関係する。Ｍ＝１／Ｎ１。
【００３１】
別の具体的な場合において研究する対象の側面をイメージングのとき、Ｍという光学システムの倍率はＮ２という研究する対象の表面と接する媒体の屈折率と以下のように関係する。Ｍ＝１／Ｎ２。
【００３２】
別の具体的な実施例において縦方向走査用の装置は低干渉性光学放射を届けるための装置の中に配置される。
【００３３】
別の具体的な場合に光ファイバの端表面は光ファイバに固定されたマイクロレンズがある。
【００３４】
開発された低干渉性光学放射を届けるための装置はロシア特許Ｎｏ．２１４８３７８から知られている届けるための装置と同じように光学的に結合された光ファイバおよび光学システム、そして低干渉性光学放射の横方向走査システムを含有する。光ファイバは光ファイバを通じて、届けるための装置の近接先からその離れた先へ低干渉性光学放射を通過するように配置される。光学システムは低干渉性光学放射を研究する対象に焦点をあわせることを確保する。光学システムは少なくとも一つの正レンズ構成部分を含有する。光ファイバは上記した横方向走査システムの成分となる。横方向走査システムは光ファイバの離れた部分の端表面が光ファイバの軸に対してほとんど垂直である方向に横方向走査の表面に移動できるように作られる。
【００３５】
知られている低干渉性光学放射を届けるための装置と違って、発明に従って、上記した光学システムは届けるための装置を通過する低干渉性光学放射光路の光学長の収差を補整できるように作られる。低干渉性光学放射光路の光学長の収差は横方向走査に関係する。それに光学システムは上記した第一の正レンズ構成部分の後ろに設備した少なくとも二つの正レンズ構成部分を含有する。
【００３６】
具体的な場合に横方向走査の表面には零と違う曲率がある。
【００３７】
具体的な実施例において上記した光ファイバは弾性コンソールの機能を行い、届けるための装置の成分となる支持素子に固定する。
【００３８】
別の具体的な場合に光学システムの第一および第二の正レンズ構成部分はほとんど共焦点的に配置された。
【００３９】
別の具体的な場合に光学システムの第一の正レンズ構成部分は横方向走査の表面からその正レンズ構成部分の焦点距離とほとんど等しい距離に配置された。それに光学システムの第一および第二の正レンズ構成部分の間の距離は上記した光学システムの正レンズ構成部分の共焦点的な配置に対応する距離と違う。差はδ１量である。δ１量は光学システムの第一の正レンズ構成部分の焦点距離（Ｆ１）および横方向走査の表面の曲率半径（Ｒ）と以下の関係式で関係する。
【００４０】
【数３】
0004555074.tif 000004
【００４１】
別の具体的な場合に光学システムの第一の正レンズ構成部分はその正レンズ構成部分から横方向走査の表面までの距離がその正レンズ構成部分の焦点距離（Ｆ１）とほとんど等しい配置からδ２と言う量に偏移した。それに光学システムの第一および第二の正レンズ構成部分の間の距離は上記した光学システムの正レンズ構成部分の共焦点的な配置に対応する距離と違う（差はδ３量である）。δ３量は以下の関係式で定まる。
【００４２】
【数４】
0004555074.tif 000005
【００４３】
別の具体的な場合に低干渉性光学放射を届けるための装置は光ファイバ探針の形に作られる。それに光ファイバ、光学システムおよび低干渉性光学放射の横方向走査システムは貫通縦口がある長く伸ばしたボディに配置されている。光ファイバは縦口方向にその貫通縦口に配置されている。
【００４４】
別の具体的な場合に光ファイバの離れた部分の端表面のイメージの表面の近くに低干渉性光学放射を届けるための装置の出力窓口が配置された。
【００４５】
具体的な実施例において低干渉性光学放射を届けるための装置の出力窓口の機能は光学システムの第二の正レンズ構成部分で行われる。
【００４６】
別の具体的な実施例において低干渉性光学放射を届けるための装置の出力窓口の外面への法線は低干渉性光学放射の上記した外面への入射方向に対する角度で向かう。その角度は上記した外面と上記した低干渉性光学放射の交差点の発散角を超過する。
【００４７】
具体的な場合に横方向走査の一次座標の近似線軌線を用いるときに、第二の正レンズ構成部分は横方向走査方向に対して直交である方向に偏移し、そして低干渉性光学放射の伝播方向に対して直交である方向に偏移した。
【００４８】
別の具体的な場合に低干渉性光学放射を届けるための用の装置には補足として縦方向走査用の装置があり、横方向走査の表面から光学システムまでの低干渉性光学放射光路の光学長の変化用の装置の形に作られる。
【００４９】
具体的な実施例において研究する対象の表面下部分をイメージングするとき、Ｍという光学システムの倍率はＮ１という研究する対象の屈折率と以下のように関係する。Ｍ＝１／Ｎ１。
【００５０】
別の具体的な実施例において研究する対象の側面をイメージングするとき、Ｍという光学システムの倍率はＮ２という研究する対象の表面と接する媒体の屈折率と以下のように関係する。Ｍ＝１／Ｎ２。
【００５１】
別の具体的な場合に光ファイバの端表面には光ファイバに固定したマイクロレンズがある。
【００５２】
本発明において対象のイメージング中に横方向走査の表面の指定した点から（つまり、横方向走査の表面と接する光ファイバの離れた部分の端表面から）イメージの表面の対応する共役点までの低干渉性光学放射の伝播時間の不変性を確保する。それによって、横方向走査と関係した対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長の収差を補整できるようになる。そのため、光学システムがほとんど共焦点的に配置されたすくなくとも二つの正レンズ構成部分の形に作られる。それに平たい横方向走査の表面の場合に、曲率がある横方向走査の表面の場合にも、第一の正レンズ構成部分は横方向走査の表面からその正レンズ構成部分の焦点距離に等しい距離に、そして上記した焦点距離よりもっと大きなあるいはもっと小さな距離に配置されることが可能である。横方向走査の表面に曲率がある場合、横方向走査の表面の曲率と関係した補足の収差の補償は対応する逆極性の挿入収差によって確保される。尚、横方向走査の表面から光学システムまで、従って、研究している対象まで、低干渉性光学放射光路の光学長を変化させることによって、縦方向走査の実現は研究する対象の縦方向走査のとき、低干渉性光学放射の焦点の位置の対応する移動を確保する。本発明において、横方向走査の表面の指定した点から（つまり、横方向走査の表面と接する光ファイバの離れた部分の端表面から）イメージの表面の対応する共役点までの低干渉性光学放射の伝播時間の不変性を確保することおよび上記した縦方向走査の方法を共同して実現することは、低干渉性光学放射の焦点の位置および干渉性の窓口の位置を合わせることができ、従って、その同時的な移動ができるようになる。それによって、知られている技術的解決に要する補足の同期装置を利用する必要がない。上記した実現は方法の高横方向解像度およびその方法の実現する装置を確保する。光ファイバ探針の出力窓口の外面への法線は低干渉性光学放射の上記した外面への入射方向に対する角度で向かう。その角度は上記した外面と上記した低干渉性光学放射の交差点の発散角を超過する。それは反射した放射が逆に光ファイバへ戻ることを妨害する。第二の正レンズ構成部分の具体的な形状は具体的な実施例において説明される。
【００５３】
従って、提案した対象イメージング方法、それを実現する装置および対象のイメージングのための装置の成分となる低干渉性光学放射を届けるための装置は平たい研究する対象の歪んでいない平たいイメージを形成でき、高横方向解像度がある。
【００５４】
簡単な図の説明
本発明の本質は以下の発明の実施例の変型において詳細に図解する。
図１は開発した対象のイメージングのための装置の構成上の図の変型である。その変型によって開発した方法を実現することが可能である。
図２は光ファイバ探針の構成の変型（横断面）。
図３は光ファイバ探針の光学システムの実施例の変型である（横断面）。
図４は光ファイバ探針の光学システムの別の実施例の変型である（横断面）。
図５は光ファイバ探針の光学システムの別の実施例の変型である（横断面）。
図６は光ファイバ探針の光学システムの別の実施例の変型である（横断面）。
図７は光ファイバ探針の光学システムの別の実施例の変型である（横断面）。
図８は知られている技術解決によるイメージングを図解する。
図９は別の知られている技術解決によるイメージングを図解する。
図１０は別の知られている技術解決によるイメージングを図解する。
図１１は横方向走査の平たい表面の場合に、開発した技術解決の一つの変形によって、対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長の収差を補整する手続きを図解する。
図１２は横方向走査の平たい表面の場合に、開発した技術解決の別の変形によって、対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長の収差を補整する手続きを図解する。
図１３は横方向走査の平たい表面の場合に、開発した技術解決の別の変形によって、対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長の収差を補整する手続きを図解する。
図１４は横方向走査の表面は屈曲がある場合に、開発した技術解決の別の変形によって、対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長の収差を補整する手続きを図解する。
図１５は横方向走査の表面は屈曲がある場合に、開発した技術解決の別の変形によって、対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長の収差を補整する手続きを図解する。
図１６は開発した対象のイメージングのための装置の構成上の図の別の変型である。その変型によって開発した方法を実現することが可能である。
図１７は光ファイバ探針の中に研究する対象の深部走査用の装置を配置した、一つの実施例の変型を図解する。その装置は光ファイバの端表面から光学システムまで低干渉性光学放射光路の光学長の変化用の装置の形に作られる。
図１８は光ファイバ探針の中に研究する対象の深部走査用の装置を配置した、別の実施例の変型を図解する。その装置は光ファイバの端表面から光学システムまで低干渉性光学放射光路の光学長の変化用の装置の形に作られる。
図１９では知られている技術解決によってできたイメージの例を示した。
図２０では開発した技術解決によってできたイメージの例を示した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
発明実施の変型
開発した対象イメージング方法、それを実現する装置および低干渉性光学放射を届けるための装置を光学干渉性トモグラフィー装置の成分となる光ファイバ干渉計および光ファイバ探針の例によって図解する。けれども、イメージング方法、それを実現する装置および低干渉性光学放射を届けるための装置は集中したパラメーター光学素子を利用して実現できることは明らかである。
【００５６】
開発した対象イメージング装置および低干渉性光学放射を届けるための装置の作動は以下に述べた、対象イメージング方法の実現の説明から分かる。低干渉性光学放射を届けるための装置は具体的な実施例において光ファイバ探針の形に作った。
【００５７】
対象イメージング方法は図１の装置によって、そして図２の光ファイバ探針によって実現する。光ファイバ探針の光学システムの変型は図３、図４、図５、図６、そして図７に示した。その方法は以下のように実現する。
【００５８】
光ファイバ探針（８）（図２）は低干渉性光学放射が研究する対象（１１）に焦点をあわせることを確保するように配置される。光ファイバ探針（８）は長く伸ばしたボディ（１２）を含有する。それに光ファイバ探針（８）は小型に作ることが可能であり、（図２を参照）内視鏡の器具チャネルの離れた先に配置することが可能である（図で示さない）。内視鏡検査法のための具体的な実施例においてボディ（１２）の長さは２７ｍｍ、そしてその直径は２．７ｍｍを過ぎない。便利な利用のために、光ファイバ探針（８）の離れた部分は取り換えできる先端の形に作ることが可能である。
【００５９】
ステンレススチールで作った可能であるボディ（１２）には貫通縦口（１３）があり、その貫通縦口（１３）に光ファイバ（１４）、光学システム（１５）、そして制御電流線源（図で示さない）と結合した横方向走査システム（１６）が配置された。光ファイバ（１４）としてシングルモード偏光保存的ファイバを利用することが適当である。例えば、ＰＡＮＤＡという光ファイバを使うことが可能である。光ファイバ（１４）の離れた部分（１８）の端表面（１７）は光学システム（１５）と光学的に結合されている。
【００６０】
少なくとも二つの正レンズ構成部分を含有する光学システム（１５）は低干渉性光学放射を研究する対象（１１）に焦点をあわせることを確保する。図２での具体的な実施例において光学システム（１５）は光軸に順次に設備されている第一の正レンズ構成部分（１９）と第二の正レンズ構成部分（２０）を含有する。図２での光ファイバ探針の変型において光ファイバ（１４）の離れた部分（１８）の端表面（１７）のイメージの表面（２２）の近くに光ファイバ探針（８）の出力窓口（２３）が配置された。それに光ファイバ探針（８）の出力窓口（２３）の機能は光学システム（１５）の第二の正レンズ構成部分（２０）が行う。
【００６１】
光ファイバ探針（８）の光学システム（１５）は出力窓口を含有しないことも可能である。その光学システム（１５）の変型は図３に示した。
【００６２】
光学システム（１５）は図４に示したように作ることも可能である。その場合、光ファイバ探針（８）の出力窓口（２３）の外面（２５）への法線（２４）は低干渉性光学放射の外面（２５）への入射方向に対してα１という角度で向かう。そのα１角度は外面（２５）と低干渉性光学放射の交差点のα２という発散角を超過する。その変型において第二の正レンズ構成部分（２０）は横方向走査方向に対して直交である方向に偏移し、そして低干渉性光学放射の普及方向に対して直交である方向に偏移した。この具体的な実施例において第二の正レンズ構成部分（２０）は球レンズの形に作られ、それゆえ、上記した偏移はレンズの中心の曲率の偏移によって実現した。
【００６３】
図５は第二の正レンズ構成部分（２０）の上記した偏移の別の変型を図解する。上記した条件、即ち、法線（２４）が低干渉性光学放射の出力窓口（２３）の外面（２５）への入射方向に対して向かうことが果たされる。この実施例において出力窓口（２３）は平たい平行した平板（２６）の形に作られる。
【００６４】
図６に示した光学システム（１５）の実現において第二の正レンズ構成部分（２０）は出力窓口（２３）の機能を果たす。それに正レンズ構成部分（２０）の外面（２５）を上記した条件、即ち、法線（２４）が低干渉性光学放射の出力窓口（２３）の外面（２５）への入射方向に対して向かうことを果たすように傾斜させた。
【００６５】
光学システム（１５）は複合レンズ（２７）の形に（図７）作ることが可能である。複合レンズ（２７）の成分となるのは第一（１９）および第二の正レンズ構成部分（２０）である。
【００６６】
第一の正レンズ構成部分（１９）も、第二の正レンズ構成部分（２０）も、傾度レンズの形で作ることが可能である。光ファイバ探針（８）の光学システム（１５）も傾度レンズの形で作ることが可能である。傾度レンズの成分となるのは第一（１９）第二の正レンズ構成部分（２０）（図に示さない）である。第一の正レンズ構成部分（１９）も、第二の正レンズ構成部分（２０）も、光学システム（１５）の様々な実施例において複合レンズの形に作ることが可能である。その変型は図に示さない。
【００６７】
第一（１９）および第二の正レンズ構成部分（２０）は色々な光学素子を含有することが可能である。その光学素子は様々な本質の収差を補整するために必要である。できたイメージの質の高めるように第一（１９）および第二の正レンズ構成部分（２０）は非球面で作ることが適当である。
【００６８】
光ファイバ探針（８）の全部の実施例において第二の正レンズ構成部分（２０）とイメージの表面（２２）の間の距離は表面（２２）に研究する対象（１１）に向けた低干渉性光学放射の焦点をあわせることが確保されるという条件で定める。
【００６９】
具体的な実施例において光ファイバ探針（８）は内視鏡的であり、光ファイバ探針（８）の出力窓口（２３）の外面（２５）は研究する対象（１１）と接触する。研究する対象（１１）は具体的な実施例において生きた有機体の生物組織である。特に生きた有機体の内部の空洞である。
【００７０】
線源（１）によって低干渉性光学放射は同時に研究する対象（１１）に向けられ、対照光路を伝わって向けられる。具体的な実施例において見える或いは近い波長の周波数の赤外線低干渉性光学放射を形成する。線源（１）として例えば、レーザあるいはスーパールミネセンス・ダイオードを利用することが可能である。そのため、低干渉性光学放射を線源（１）と光学的に結合された光ファイバ干渉計（２）の成分となる光ビームスプリッター（５）によって、二つの部分に分ける。干渉計（２）として任意のタイプの光学干渉計を利用することが可能であり、例えば、マイケルソン干渉計、マッハ・ゼンデル干渉計、そしてその干渉計の組み合わせを利用することが可能である、特に国際申請Ｎｏ．ＷＯ  ００／１６０３４を参照。具体的な図１での実施例において光ファイバ干渉計（２）はマイケルソン干渉計の形に作られている。光ビームスプリッター（５）の出力から低干渉性光学放射の部分は光ファイバ測定腕（６）および低干渉性光学放射を届けるための装置によって研究する対象（１１）に向けられる。光ファイバ測定腕（６）は光ビームスプリッター（５）と光学的に結合されている。具体的な実施例において低干渉性光学放射を届けるための装置は光ファイバ探針（８）の形に作った。それに光学放射は光ファイバの一部（１４）を通じて、近接先からその離れた先（１８）へ通過する（図２）。
【００７１】
光ファイバ干渉計（２）の測定腕（６）の部分は伸縮性に作ることが可能であり、内視鏡の器具チャネルに配置される（図に示さない）。干渉計（２）の測定腕（６）の内視鏡の器具チャネルに配置される部分を含む部分は、取り換えできるように作ることが可能であり、そして測定腕（６）の基本的な部分とコネクタによって結合することが可能である。それに干渉計（２）の測定腕（６）の取り換えできる部分は使い捨てできるように作ることが可能である。
【００７２】
研究する対象（１１）へ光学放射の部分を届ける時、光ファイバ（１４）の離れた部分（１８）の移動を利用して、光学放射のその部分の横方向走査を実行する。上記した移動は横方向走査システム（１６）（図２）によって、光ファイバ（１４）の軸に対してほとんど垂直である方向に実行される。そのため、横方向走査システム（１６）は光ファイバ（１４）の離れた部分（１８）の光ファイバ（１４）の軸に対してほとんど垂直である方向に移動できるように作られている。図２に示した具体的な実施例において、光ファイバ（１４）は弾性コンソールの機能を行い、光ファイバ探針（８）の成分となる支持素子（２１）に固定する。横方向走査システム（１６）はロシア特許Ｎｏ．２１４８３７８で説明した装置と同じように実現することが可能である。横方向走査をするとき、対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長の横方向走査と関係した収差を補整する。補整は、横方向走査の表面の指定した点からイメージの表面の相応な共役点までの低干渉性光学放射の伝播時間の不変性を確保することによって実現する。それは光学システム（１５）の適切な幾何学構造によってできるようになる。
【００７３】
特に、横方向走査の平たい表面（２８）の場合、光学システム（１５）の第一（１９）および第二（２０）の正レンズ構成部分はほとんど共焦点的に配置される（図１１、図１２および図１３）。図１１は第一の正レンズ構成部分（１９）が表面（２８）からその正レンズ構成部分の焦点距離（Ｆ１）とほとんど等しい距離に配置された場合を図解する。図１２は第一の正レンズ構成部分（１９）が表面（２８）から焦点距離（Ｆ１）より少し長い距離（ｄ１）に配置された場合を図解する。図１３では第一の正レンズ構成部分（１９）は表面（２８）から焦点距離（Ｆ１）より少し短い距離（ｄ２）に配置された。曲率がある走査の表面（３９）の場合に（図１４）、光学システム（１５）の第一の正レンズ構成部分（１９）は横方向走査の表面（３９）から焦点距離（Ｆ１）とほとんど等しい距離に配置された。その場合に光学システム（１５）の第一（１９）および第二（２０）の正レンズ構成部分の間の距離は上記した光学システム（１５）の正レンズ構成部分（１９，２０）の共焦点的な配置に対応する距離と違う（差はδ１量である）。δ１量は光学システムの第一の正レンズ構成部分（１９）の焦点距離（Ｆ１）および横方向走査の表面（３９）の曲率半径（Ｒ）と以下の関係式で関係する。
【数５】
0004555074.tif 000006
【００７４】
別の変形において、曲率がある走査の表面（３９）の場合に（図１５）、光学システム（１５）の第一の正レンズ構成部分（１９）はその正レンズ構成部分から横方向走査の表面（３９）までの距離がその正レンズ構成部分（１９）の焦点距離（Ｆ１）とほとんど等しい配置からδ２と言う量に偏移した。それに光学システム（１５）の第一（１９）および第二の正レンズ構成部分（２０）の間の距離は光学システム（１５）の上記した正レンズ構成部分（１９、２０）の共焦点的な配置に対応する距離と違う（差はδ３量である）。δ３量は以下の関係式で定まる。
【００７５】
【数６】
0004555074.tif 000007
【００７６】
低干渉性光学放射の別の部分は光ファイバ干渉計（２）の光ビームスプリッター（５）と光学的に結合された対照腕（７）によって対照光路を伝わって向けられる。具体的な実施例において対照腕（７）の先に対照ミラー（９）が設備された。対照腕（７）は研究している対象（１１）を縦方向走査のために干渉計（２）の腕の光学長の差を変化させるように装置（１０）を含有する。装置（１０）は制御電圧線源（図に示さない）と結合した。
【００７７】
図１での装置の実施例において対照ミラー（９）は不動に作り、装置（１０）はロシア特許Ｎｏ．２１００７８７によって光ファイバ圧電変換器の形に作った。光ファイバ圧電変換器はすくなくとも一つの圧電素子、圧電素子に固定した電極、そして電極に固定した光ファイバを含有する。圧電素子は圧電素子に電界を形成できるように作られ、高逆圧電効果の特徴がある。
【００７８】
電界ベクトルに対してほとんど直交である方向の圧電素子のサイズは電界ベクトルとほとんど合致する方向の圧電素子のサイズを著しく超過する。それに光ファイバの長さは圧電素子の直径を著しく超過する。
【００７９】
装置（１０）は米国特許Ｎｏ．５３２１５０１に説明されるスキャナーと同じように作ることが可能である。その場合に対照ミラー（９）は一定速度で移動できるように作り、対照ミラー（９）と結合した装置（１０）は上記した特許に説明した様々な機械の形に作ることが可能である。その機械は対照ミラー（９）の適当な移動を確保する。装置（１０）は「Ｋ．Ｆ．Ｋｗｏｎｇ，  Ｄ．Ｙａｎｋｅｌｅｖｉｃｈ  ｅｔ  ａｌ，４００−Ｈｚ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｅｌａｙ  ｌｉｎｅ，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．７，Ａｐｒｉｌ  １，１９９３」という記事によって分散・格子遅延線の形に作ることが可能である。
【００８０】
装置（１０）によって、横方向走査の表面（２８）の指定した座標（図１１、図１２、図１３）に対して、あるいは横方向走査の表面（３９）の指定した座標（図１４、図１５）に対して、干渉計（２）の腕（６，７）の光学長の差をＶという一定速度で変化させる。それによって、研究している対象（１１）および対照光路に向ける低干渉性光学放射光路の光学長の差を指定法則で変化させる。
【００８１】
光ビームスプリッター（５）によって、研究している対象（１１）から戻ってきた光学放射は対照光路を伝わって通過した光学放射と混合する。具体的な実施例において、対照光路を伝わって通過した光学放射は対照ミラー（９）から反射した放射である。
【００８２】
装置（１０）によって、干渉計の腕（６，７）の光学長の差を変化させる時、光ビームスプリッター（５）の出力の混合光学放射の干渉強度変調が行われる。干渉強度変調はドップラー周波数（ｆ＝２Ｖ／λ）で行われる。λというのは線源（１）の動作波長である。それに干渉変調の法則は研究している対象（１１）から戻ってきた光学放射の強度の変化に対応する。
【００８３】
それから研究する対象（１１）から戻ってきた光学放射の強度のイメージを示すことによって、研究している対象（１１）をイメージングする。そのため、上記した混合の結果である光学放射の干渉強度変調の信号を以下のように利用する。
【００８４】
光受信器（３）は、光ビームスプリッター（５）の出力からの混合光学放射を電気信号に変換することを確保する。光受信器（３）は干渉計（２）と結線し、光ダイオードの形に作ることが可能である。
【００８５】
具体的な実施例において、対象のイメージングのための装置は一つの光受信器を含有する。けれども、任意の他の受信図式を利用することが可能である。
【００８６】
電気信号は光受信器（３）の出力と結線した処理及び表示ブロック（４）に届く。処理及び表示ブロック（４）は逆に分散した低干渉性光学放射の強度のイメージを示すによって、研究している対象のイメージの形成するために利用される。ブロック（４）は例えば、「Ｖ．Ｍ．Ｇｅｌｉｋｏｎｏｖ  ｅｔ  ａｌ．，  ＜＜Ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ｏｆ  ｍｉｃｒｏ  ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｉｅｓ  ｉｎ  ｂｉｏｔｉｓｓｕｅ＞＞，Ｌｅｔｔｅｒｓ  ｉｎ  ＪＥＴＰ，ｖｏｌ．６１，Ｎｏ．２，ｐｐ．  １４９−１５３」という記事に記載した直列接続した帯域フィルタ、対数増幅器、振幅検波器、アナログデジタル変換器とコンピュータを含む処理及び表示ブロックと同じように作ることが可能である。
【００８７】
ブロック（４）の帯域フィルタはドップラー周波数で信号選択を行う。
【００８８】
それゆえ信号／雑音という比率を改良できるようになる。
【００８９】
増幅の後、信号はこの信号包絡線と比例する信号を選択する振幅検波器に届く。
【００９０】
ブロック（４）の振幅検波器で選択した信号は混合光学放射の干渉強度変調の信号と比例する。
【００９１】
ブロック（４）のアナログデジタル変換器は振幅検波器の出力からの信号をデジタル形式に変換する。
【００９２】
ブロック（４）のコンピュータはディスプレーでヂジタル信号の強度のイメージを示すように確保する。上述したイメージングは例えば、「Ｈ．Ｅ．Ｂｕｒｄｉｃｋ．  Ｄｉｇｉｔａｌ  ｉｍａｇｉｎｇ：  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，３０４ｐｐ．，Ｍｅ  Ｇｒａｗ  Ｈｉｌｌ，  １９９７」という本によって実現することが可能である。
【００９３】
なぜならデジタル信号は研究している対象（１１）から戻ってきた光学放射の強度の変化に対応するので、ディスプレーでのイメージは研究している対象（１１）のイメージに対応する。
【００９４】
図１１、図１２と図１３は横方向走査の平たい表面（２８）の場合に開発した技術的解決によるイメージングを図解する。図１１、図１２と図１３では対応するイメージ表面にライン３６、３７、３８を示した。横方向走査の時、平たい表面（２８）に低干渉性光学放射は光学軸から様々なディスタンスに離れた点から伝播する。それに研究する対象（１１）に向けた低干渉性光学放射光路の光学長はライン（３６、３７、３８）での対応する共役点まで同じ量がある。図から分かるように光学システム（１５）の第一（１９）および第二（２０）の正レンズ構成部分がほとんど共焦点的に配置される場合、ライン（３６，３７，３８）には曲率がない。
【００９５】
しかも、上記に記載したことは、正レンズ構成部分（１９）がその正レンズ構成部分の表面（２８）からの正レンズ構成部分（１９）の焦点距離（Ｆ１）とほとんど等しい距離に配置（図１１）、あるいは表面（２８）からの焦点距離よりもっと大きな距離（ｄ１）に配置（図１２）、あるいは表面（２８）から焦点距離よりもっと小さい距離（ｄ２）に配置（図１３）された場合にも当てはまる。
【００９６】
それに第一の正レンズ構成部分（１９）位置によって、ライン３７，３８はライン３６の位置に関してある種の量（δ４）で偏移した。
【００９７】
図１４、図１５は開発した技術的解決によるイメージングを図解する。図１４、図１５では曲率がある横方向走査の表面（３９）の場合にライン４０を示した。横方向走査の時、表面（３９）に低干渉性光学放射は光学軸から様々なディスタンスに離れた点から伝播する。それに研究する対象（１１）に向けた低干渉性光学放射光路の光学長はライン（４０）での対応する共役点まで同じ量がある。
【００９８】
図から見るようにライン４０には曲率がない。
【００９９】
上記した条件の実現の場合（第一および第二の正レンズ構成部分（１９、２０）の相互的な位置）、上記したラインの曲率がないことは、正レンズ構成部分（１９）がその正レンズ構成部分の表面（３９）からの焦点距離（Ｆ１）とほとんど等しい距離に配置、あるいは表面（３９）からの焦点距離よりもっと大きな距離（ｄ１）に配置、あるいは表面（３９）からの焦点距離よりもっと小さい距離（ｄ２）に配置される場合にも関する。
【０１００】
構成上の図が図１６に示された装置による対象イメージング方法は図１での装置と同じように実現する。
【０１０１】
たった一つの違いであるのは研究している対象（１１）および対照光路に向ける低干渉性光学放射光路の光学長の差を変化させることは横方向走査の表面（２８）から低干渉性光学放射の光路の光学長を変化させるによって実行する点である。つまり、光ファイバ（１４）の離れた部分（１８）の端表面（１７）から光学システム（１５）まで、つまり、研究している対象（１１）まで。
【０１０２】
そのため、図１６での装置において、研究している対象（１１）を縦方向走査するための装置（１０）は光ファイバ探針（８）の中に配置する。装置（１０）は横方向走査の表面（２８）から光学システム（１５）まで低干渉性光学放射の光路の光学長の変化させることを確保する。
【０１０３】
それに光ファイバ探針（８）は例えば、図１７によって実現することが可能である。その場合に装置（１０）は光ファイバ（１４）の離れた部分（１８）と結合されている。
【０１０４】
別の光ファイバ探針（８）の実施例を図１８に示した。その場合に光ファイバ探針（８）には補足としてミラー（４１，４２）がある。それに装置（１０）はミラー（４２）と結合されている。
【０１０５】
図１７での実施例において、上記した光路の光学長の差の変化させることは走査装置（１０）を利用して、光ファイバ（１４）の離れた部分（１８）の適当な移動によって確保する。尚、図１８での実施例においては、走査装置（１０）を利用して、ミラー（４２）の適当な移動によって確保する。
【０１０６】
図１７、図１８ではイメージの表面に、ライン４３を示した。横方向走査の時、平たい表面（２８）に低干渉性光学放射は光学軸から様々なディスタンスに離れた点から伝播する。それに研究する対象（１１）に向けた低干渉性光学放射光路の光学長はライン（４３）での対応する共役点まで同じ量がある。
【０１０７】
図から分かるようにライン４３には曲率がない。
【０１０８】
ライン４３の空間的位置、つまり、低干渉性光学放射の焦点の位置は干渉性の窓口の空間的位置と合致する。しかも、上記した空間的位置の合致は対象（１１）の縦方向走査の時、保存している。
【０１０９】
図１７、１８の実施例において、研究する対象の表面下部分をイメージングするとき、Ｍという光学システム（１５）の倍率はＮ１という研究する対象（１１）の屈折率と以下のように関係する。Ｍ＝１／Ｎ１。そして、研究する対象の側面をイメージングするとき、Ｍという光学システム（１５）の倍率はＮ２という研究する対象（１１）の表面と接する媒体の屈折率と以下のように関係する。Ｍ＝１／Ｎ２。
【０１１０】
図１７、１８の実施例において、光ファイバの離れた部分（１８）の端表面（１７）には光ファイバ（１４）に固定したマイクロレンズがあることが可能である（図に示さない）。
【０１１１】
図２０では開発した技術的解決によってできた、歪んでいないイメージの例を示した。その場合、知られている技術的解決によってできたイメージ（図１９）と違って、研究する対象（１１）に向ける低干渉性光学放射の光路の光学長の収差は補整された。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
産業上の利用分野
本発明は光学装置の対象となる内部構造の研究、すなわち低干渉性反射計および光学干渉性トモグラフィー装置に利用できる。上記の低干渉性反射計および光学干渉性トモグラフィー装置は特に人間内臓器官医療診断、そのうち「ＩＮ  ＶＩＶＯ」あるいは「ＩＮ  ＶＩＴＲＯ」における人間身体器官の診断、産業技術診断、例えば技術的な工程の制御のために利用できる。指摘しておかなければならないのは本発明は標準的な手段によって実施できるということである。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】開発した対象のイメージングのための装置の構成上の図の変型である。その変型によって開発した方法を実現することが可能である。
【図２】光ファイバ探針の構成の変型（横断面）。
【図３】光ファイバ探針の光学システムの実施例の変型である（横断面）。
【図４】光ファイバ探針の光学システムの別の実施例の変型である（横断面）。
【図５】光ファイバ探針の光学システムの別の実施例の変型である（横断面）。
【図６】光ファイバ探針の光学システムの別の実施例の変型である（横断面）。
【図７】光ファイバ探針の光学システムの別の実施例の変型である（横断面）。
【図８】知られている技術解決によるイメージングを図解する。
【図９】別の知られている技術解決によるイメージングを図解する。
【図１０】別の知られている技術解決によるイメージングを図解する。
【図１１】横方向走査の平たい表面の場合に、開発した技術解決の一つの変形によって、対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長の収差を補整する手続きを図解する。
【図１２】横方向走査の平たい表面の場合に、開発した技術解決の別の変形によって、対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長の収差を補整する手続きを図解する。
【図１３】横方向走査の平たい表面の場合に、開発した技術解決の別の変形によって、対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長の収差を補整する手続きを図解する。
【図１４】横方向走査の表面は屈曲がある場合に、開発した技術解決の別の変形によって、対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長の収差を補整する手続きを図解する。
【図１５】横方向走査の表面は屈曲がある場合に、開発した技術解決の別の変形によって、対象に向けた低干渉性光学放射の光路の光学長の収差を補整する手続きを図解する。
【図１６】開発した対象のイメージングのための装置の構成上の図の別の変型である。その変型によって開発した方法を実現することが可能である。
【図１７】光ファイバ探針の中に研究する対象の深部走査用の装置を配置した、一つの実施例の変型を図解する。その装置は光ファイバの端表面から光学システムまで低干渉性光学放射光路の光学長の変化用の装置の形で作られる。
【図１８】光ファイバ探針の中に研究する対象の深部走査用の装置を配置した、別の実施例の変型を図解する。その装置は光ファイバの端表面から光学システムまで低干渉性光学放射光路の光学長の変化用の装置の形で作られる。
【図１９】知られている技術解決によってできたイメージの例を示した。
【図２０】開発した技術解決によってできたイメージの例を示した。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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