(57)【要約】【課題】接触式のプローブでは計測困難な観察対象の表面粗さ等を精度よく測定しつつ、表面状態を観察することを可能とする。【解決手段】プローブ２と、低コヒーレント光源７を備える光源装置３と、プローブ２と光源装置４とを接続する単一の光ファイバ４とを備え、光源装置３に、低コヒーレント光Ｌ０を参照光Ｌ２と計測光Ｌ３とに分岐する第１の低コヒーレント光分岐部１３と、参照光Ｌ２の光路長を調節する光路長調節部２０と、光路長を調節された参照光Ｌ２と計測光Ｌ３とを合波して光ファイバ４に入射させる光合波部１５とが備えられ、プローブ２に、参照光Ｌ２を分岐する第２の低コヒーレント光分岐部と、観察対象Ａから戻る計測光Ｌ３と参照光Ｌ２とを合波する低コヒーレント光合波部と、合波された参照光Ｌ２および計測光Ｌ３を撮像する撮像素子とが備えられている計測内視鏡１を提供する。【選択図】    図１
2007205918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低コヒーレント光を出射する低コヒーレント光源を備える光源装置と、
該光源装置から発せられた低コヒーレント光を観察対象に照射し、観察対象における反射光を集光するプローブと、
該プローブと光源装置とを接続する単一の光ファイバとを備え、
前記光源装置に、前記低コヒーレント光源から出射された低コヒーレント光を第１の低コヒーレント光と第２の低コヒーレント光とに分岐する第１の低コヒーレント光分岐部と、第１の低コヒーレント光の光路長を調節する光路長調節部と、該光路長調節部により光路長を調節された第１の低コヒーレント光と第２の低コヒーレント光とを合波して前記光ファイバに入射させる光合波部とが備えられ、
前記プローブに、前記光ファイバを介して伝播されてきた光から第１の低コヒーレント光を分岐する第２の低コヒーレント光分岐部と、観察対象において反射されて戻る第２の低コヒーレント光と、前記第２の低コヒーレント光分岐部により分岐された前記第１の低コヒーレント光とを合波する低コヒーレント光合波部と、合波された低コヒーレント光を撮像する撮像素子とが備えられている計測内視鏡。
【請求項２】
照明光を出射する照明光源を備え、
前記プローブが、低コヒーレント光とともに照明光を観察対象に照射し、
前記撮像素子が、合波された低コヒーレント光および照明光の観察対象における反射光を撮像する請求項１に記載の計測内視鏡。
【請求項３】
前記低コヒーレント光源から発せられる低コヒーレント光が、直線偏光光であり、
前記光路調節部が、第１の低コヒーレント光の光路に沿う方向に移動可能に配置され、光路を折り返すように第１の低コヒーレント光を反射する可動ミラーと、該可動ミラーによって反射されて戻る第１の低コヒーレント光の偏光方向を９０°回転させる偏光部材とを備え、
前記第２の低コヒーレント光分岐部が、前記第１の低コヒーレント光または第２の低コヒーレント光のいずれか一方を反射し、他方を透過させる偏光ビームスプリッタにより構成されている請求項１または請求項２に記載の計測内視鏡。
【請求項４】
前記低コヒーレント光合波部が、前記第２の低コヒーレント光分岐部を構成する偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタにより分岐された一方の低コヒーレント光を反射するミラーと、該ミラーと前記ビームスプリッタとの間に配置され、前記一方の低コヒーレント光の偏光方向を９０°回転させる第２の偏光部材と、前記低コヒーレント光合波部により合波された第１、第２の低コヒーレント光の偏光方向を揃える第３の偏光部材とを備える請求項３に記載の計測内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察対象の表面粗さ等を計測するとともに、表面の状態を撮影して観察可能な計測内視鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、計測対象物の表面粗さや輪郭形状等の表面の情報を計測する装置として、接触式のプローブを有する表面性状測定機が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
この表面性状測定機は、接触式のプローブを計測対象物の表面に接触させて、相対的に移動させることにより、計測対象物の表面形状に倣って接触式のプローブが移動する移動量を検出することにより、計測対象物の輪郭形状等を計測するものである。
【非特許文献１】株式会社ミツトヨ、商品情報、［online］、［平成１７年５月３１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.mitutoyo.co.jp/products/keijyou_hyomen/hyomen_01.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、接触式のプローブによる表面形状の測定には限界がある。例えば、孔の内面形状を測定する場合、孔の断面積が比較的大きく、かつ、孔の内径寸法が孔の奥行き方向にほとんど変化しない場合には、小型のプローブを接触させることにより測定可能である。しかし、孔の断面積が比較的小さく、かつ、孔の内径寸法が孔の入口では小さく、孔の奥行き方向に進行するに従って広がる場合、入口を通過可能な小型のプローブでは、孔の奥側の内壁面に接触させることができず、測定が困難であるという不都合がある。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、接触式のプローブでは計測困難な観察対象の表面粗さ等を精度よく測定することが可能な計測内視鏡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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、低コヒーレント光を出射する低コヒーレント光源を備える光源装置と、該光源装置から発せられた低コヒーレント光を観察対象に照射し、観察対象における反射光を集光するプローブと、該プローブと光源装置とを接続する単一の光ファイバとを備え、前記光源装置に、前記低コヒーレント光源から出射された低コヒーレント光を第１の低コヒーレント光と第２の低コヒーレント光とに分岐する第１の低コヒーレント光分岐部と、第１の低コヒーレント光の光路長を調節する光路長調節部と、該光路長調節部により光路長を調節された第１の低コヒーレント光と第２の低コヒーレント光とを合波して前記光ファイバに入射させる光合波部とが備えられ、前記プローブに、前記光ファイバを介して伝播されてきた光から第１の低コヒーレント光を分岐する第２の低コヒーレント光分岐部と、観察対象において反射されて戻る第２の低コヒーレント光と、前記第２の低コヒーレント光分岐部により分岐された前記第１の低コヒーレント光とを合波する低コヒーレント光合波部と、合波された低コヒーレント光を撮像する撮像素子とが備えられている計測内視鏡を提供する。
【０００６】
本発明によれば、低コヒーレント光源から発せられた低コヒーレント光は、光源装置に備えられた第１の低コヒーレント光分岐部において第１、第２の低コヒーレント光に分岐される。分岐された第１の低コヒーレント光は、光路調節部により光路長を調節された後に、第２の低コヒーレント光および照明光源から発せられた照明光と合波され、光ファイバに入射される。光ファイバにより伝播された第１，第２の低コヒーレント光の内、第２の低コヒーレント光が、プローブに設けられた第２の低コヒーレント光分岐部において第１の低コヒーレント光から分岐された後、観察対象に照射される。
【０００７】
観察対象に照射された第２の低コヒーレント光は、観察対象において反射して戻り、低コヒーレント光合波部において第１の低コヒーレント光と合波され、撮像素子において撮像される。
この場合において、光路調節部の作動により、第１の低コヒーレント光分岐部において分岐されてから低コヒーレント光合波部において合波されるまでの第１の低コヒーレント光の光路長と第２の低コヒーレント光の光路長とが精度よく一致したとき、両低コヒーレント光が干渉することになるので、撮像素子により取得された画像上に干渉縞が現れる。したがって、観察対象の各点に対して干渉縞を監視することにより、プローブと観察対象の各点との距離を正確に計測することができる。
【０００８】
また、この場合において、本発明によれば、撮像素子により撮像される時点で合波される２つの低コヒーレント光を同一の光ファイバを介してプローブに伝播させるので、プローブを移動させた際に発生する光ファイバの変動により２つの低コヒーレント光が受ける影響を等しくすることができる。その結果、２つの低コヒーレント光が異なる影響を受けることによる計測精度の低下を防止することができる。
【０００９】
上記発明においては、照明光を出射する照明光源を備え、前記プローブが、低コヒーレント光とともに照明光を観察対象に照射し、前記撮像素子が、合波された低コヒーレント光および照明光の観察対象における反射光を撮像することとしてもよい。
このようにすることで、第２の低コヒーレント光とともに照明光が観察対象に照射され、プローブに設けられた撮像素子により撮像されて、観察対象の距離計測位置近傍における画像を取得することができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記低コヒーレント光源から発せられる低コヒーレント光が、直線偏光光であり、前記光路調節部が、第１の低コヒーレント光の光路に沿う方向に移動可能に配置され、光路を折り返すように第１の低コヒーレント光を反射する可動ミラーと、該可動ミラーによって反射されて戻る第１の低コヒーレント光の偏光方向を９０°回転させる偏光部材とを備え、前記第２の低コヒーレント光分岐部が、前記第１の低コヒーレント光または第２の低コヒーレント光のいずれか一方を反射し、他方を透過させる偏光ビームスプリッタにより構成されていることとしてもよい。
【００１１】
このようにすることで、低コヒーレント光源から発せられた直線偏光光である低コヒーレント光は、第１の低コヒーレント光分岐部によって分岐された後、可動ミラーにより反射されて戻り、低コヒーレント光合波部において合波される。可動ミラーを第１の低コヒーレント光の光路に沿う方向に移動させることにより、第１の低コヒーレント光の光路長を容易に調節することができる。
【００１２】
可動ミラーによって反射されて戻る第１の低コヒーレント光は、偏光部材の作動により偏光方向を９０°回転させられるので、偏光方向の異なる２種類の低コヒーレント光が合波された状態で光ファイバ内を伝播させられる。プローブに伝播されてきた２種類の低コヒーレント光は、プローブに設けられている偏光ビームスプリッタにより分岐され、一方が観察対象に照射され、その反射光が他方の低コヒーレント光と合波されることにより干渉を生じさせ、これによって観察対象までの距離を精度よく計測することができる。これにより、相互に干渉させる２種類の低コヒーレント光を同一の光ファイバによってプローブまで伝播させることができ、プローブに設けられた撮像素子において干渉画像を取得することが可能となる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記低コヒーレント光合波部が、前記第２の低コヒーレント光分岐部を構成する偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタにより分岐された一方の低コヒーレント光を反射するミラーと、該ミラーと前記偏光ビームスプリッタとの間に配置され、前記一方の低コヒーレント光の偏光方向を９０°回転させる第２の偏光部材と、前記低コヒーレント光合波部により合波された低コヒーレント光の偏光方向を揃える第３の偏光部材とを備えることとしてもよい。
【００１４】
このようにすることで、偏光ビームスプリッタにおいて透過（あるいは反射）した一方の低コヒーレント光は、ミラーによって反射されて戻る間に第２の偏光部材によってその偏光方向を９０°回転させられるので、偏光ビームスプリッタにおいて反射（あるいは透過）させられる。偏光ビームスプリッタにおいて反射（あるいは透過）した他方の低コヒーレント光は、観察対象において反射されて戻り、その少なくとも一部が偏光ビームスプリッタにおいて透過（あるいは反射）させられる。
【００１５】
これにより、一方の低コヒーレント光の反射（あるいは透過）方向と、他方の低コヒーレント光の透過（あるいは反射）方向とを一致させておくことにより、両低コヒーレント光を合波されるので、第３の偏光部材により２つの低コヒーレント光の偏光方向を揃えることにより干渉させ、撮像素子において干渉画像を取得することができる。このように構成することで、偏光ビームスプリッタを第２の低コヒーレント光分岐部と低コヒーレント光合波部とで共用することができ、構造の簡素化およびプローブの小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、接触式のプローブでは計測困難な観察対象の表面粗さ等を精度よく測定しつつ、表面状態を観察することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の第１の実施形態に係る計測内視鏡１について、図１および図２を参照して説明する。
本実施形態に係る計測内視鏡１は、図１に示されるように、観察対象Ａに近接配置されるプローブ２と、該プローブ２に低コヒーレント光Ｌ０および照明光Ｌ１を供給する光源装置３と、該光源装置３とプローブ２とを接続し、光源装置３からの低コヒーレント光Ｌ０および照明光Ｌ１をプローブ２まで伝播する単一の光ファイバ４と、光源装置３を制御するとともに、プローブ２により取得された画像情報を処理する制御装置５とを備えている。図中、符号６は、制御装置５により処理された画像を表示するモニタである。
【００１８】
光源装置３は、図１に示されるように、一方向に偏光方向を設定された低コヒーレント光（例えば、Ｐ偏光光）Ｌ０を出射する低コヒーレント光源７と、不可視（後述する撮像素子が感度を有しない波長帯域）の励起光（照明光）Ｌ１を出射する照明光源８と、これらの光源７，８から出射された低コヒーレント光Ｌ０および励起光Ｌ１を集光する集光レンズ９，１０とを備えている。該集光レンズ９，１０により集光された低コヒーレント光Ｌ０および励起光Ｌ１は、それぞれ、光ファイバ４，１１に入射されて伝播されていくようになっている。これらの光ファイバ４，１１は第１のカプラ（光合波部）１２により接続され、低コヒーレント光Ｌ０と励起光Ｌ１とが合波されるようになっている。
【００１９】
また、低コヒーレント光Ｌ０を伝播する光ファイバ４には、低コヒーレント光Ｌ０を参照光Ｌ２と計測光Ｌ３の２つに分岐する第１の低コヒーレント光分岐部１３が設けられている。該第１の低コヒーレント光分岐部１３は、光ファイバ４に他の光ファイバ１４を接続する第２のカプラ１５と、該第２のカプラ１５を介して光ファイバ４から分岐された参照光（第１の低コヒーレント光）Ｌ２を反射する反射部１６とを備えている。また、光ファイバ１４の端面には、コリメートレンズ１７、１／４波長板１８および可動ミラー１９が対向配置されている。可動ミラー１９にはミラー移動機構２０が設けられ、該ミラー移動機構２０は制御装置５からの指令信号に応じて、可動ミラー１９を光軸方向に移動させるようになっている。
【００２０】
これにより、低コヒーレント光源７から出射された低コヒーレント光Ｌ０は、集光レンズ９によって光ファイバ４に入射され、第２のカプラ１５によって分岐された計測光（第２の低コヒーレント光）Ｌ３がそのまま光ファイバ４内を進行させられる一方、第２のカプラ１５によって分岐された参照光Ｌ２は、光ファイバ１４内を伝播して、反射部１６および可動ミラー１９で反射された後に、再度第２のカプラ１５において計測光Ｌ３と合波され、光ファイバ４内を伝播させられるようになっている。
【００２１】
この場合に、参照光Ｌ２は、光ファイバ１４の端面から出射され、コリメートレンズ１７によって平行光とされた後、１／４波長板１８を２回通過させられることにより、その偏光方向を９０°回転させられる（例えば、Ｓ偏光光となる。）ようになっている。したがって、光ファイバ４内には偏光方向が９０°異なる２種類の低コヒーレント光である参照光Ｌ２と計測光Ｌ３とが合波され、さらに、励起光Ｌ１が合波された形態でプローブ２まで伝播されるようになっている。
【００２２】
前記プローブ２は、細い孔にも挿入可能な細長の棒状に形成され、図２に示されるように、内部に、後端側に入射された励起光Ｌ１および計測光Ｌ３を長手方向に沿って先端側までリレーする不均質媒質レンズ２１と、先端までリレーされた励起光Ｌ１を９０°偏向させて半径方向に出射させるプリズム２２とを備えている。プリズム２２の半径方向の外面には、励起光Ｌ１により励起されることで蛍光Ｌ４を発生する蛍光物質２３が配置されている。また、プローブ２の先端には、計測光Ｌ３を９０°偏向させて半径方向外方に出射させ、かつ、観察対象Ａにおいて反射されて戻る蛍光Ｌ４をプローブ２の計測光Ｌ３の光路に合流させる蛍光合波プリズム２４が配置されている。図中、符号２５は、励起光Ｌ１を透過し、蛍光Ｌ４を反射する蛍光反射膜である。
【００２３】
また、プローブ２には、光ファイバ４内を伝播されてきた光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の内、Ｓ偏光光からなる参照光Ｌ２のみを透過させる偏光ビームスプリッタ２６と、該偏光ビームスプリッタ２６を透過した参照光Ｌ２を反射するミラー２７と、該ミラー２７と偏光ビームスプリッタ２６との間に配置された１／４波長板２８とが備えられている。また、プローブ２には、偏光ビームスプリッタ２６に近接してポーラライザ２９と撮像素子３０とが配置されている。撮像素子３０は、例えば、ＣＣＤ（荷電結合素子）である。図中、符号３１は光ファイバ４により伝播されてきた光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を９０°偏向させるプリズム、符号３２は、コリメートレンズである。
【００２４】
このように構成された本実施形態に係る計測内視鏡１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る計測内視鏡１により、プローブ２先端面から観察対象Ａ表面までの距離を計測しつつ、観察対象Ａ表面の状態を観察するには、図１に示されるように、低コヒーレント光源７および照明光源８を作動させ、低コヒーレント光Ｌ０および励起光Ｌ１を出射させる。
【００２５】
これら、低コヒーレント光源７および照明光源８から出射された低コヒーレント光Ｌ０および励起光Ｌ１は、それぞれ、集光レンズ９，１０によって光ファイバ４，１１の端面に入射される。低コヒーレント光源７から出射された低コヒーレント光Ｌ０は、光ファイバ４の途中位置に配置されている第２のカプラ１５によって２つに分岐され、一方の計測光Ｌ３がそのまま進行し、他方の参照光Ｌ２が他の光ファイバ１４内を進行する。
【００２６】
参照光Ｌ２は、反射部１６において反射されて光ファイバ１４内を他端まで戻り、他端から出射されてコリメートレンズ１７により平行光に変換され、１／４波長板１８を通過させられた後、可動ミラー１９により反射され、再度１／４波長板１８を通過させられる。そして、コリメートレンズ１７によって光ファイバ１４の端面に集光され、再度光ファイバ１４内を伝播させられる途中で、第２のカプラ１５によって光ファイバ４内に戻る。参照光Ｌ２は、１／４波長板１８を２回通過させられることで、計測光Ｌ３に対して偏光方向を９０°回転させられるとともに、ミラー移動機構２０の作動により可動ミラー１９の位置を調節することで、光路長を適宜調節される。これにより、偏光方向の直交する２種類の低コヒーレント光である参照光Ｌ２と計測光Ｌ３が合波された形態で光ファイバ４内を伝播させられる。
【００２７】
また、照明光源８から発せられた励起光Ｌ１は、光ファイバ１１内を伝播した後、第１のカプラ１２によって光ファイバ４内を伝播されている参照光Ｌ２および計測光Ｌ３と合波される。したがって、光ファイバ４を介して、励起光Ｌ１、参照光Ｌ２および計測光Ｌ３がプローブ２まで伝播させられることになる。
【００２８】
プローブ２内に伝播されてきた３種類の光は、プリズム３１およびコリメートレンズ３２によって略平行光とされた後、偏光ビームスプリッタ２６に入射される。偏光ビームスプリッタ２６においては、Ｓ偏光光である参照光Ｌ２が通過させられ、Ｐ偏光光である励起光Ｌ１および計測光Ｌ３は反射される。偏光ビームスプリッタ２６を透過した参照光Ｌ２は、１／４波長板２８を透過した後、ミラー２７により反射されて再度１／４波長板２８を透過させられる。これにより、参照光Ｌ２は偏光方向を９０°回転させられるので、偏光ビームスプリッタ２６により反射され、ポーラライザ２９方向に指向される。
【００２９】
一方、偏光ビームスプリッタ２６において反射された励起光Ｌ１は、プローブ２の不均質媒質レンズ２１内をリレーされて、蛍光合波プリズム２４を透過した後、先端のプリズム２２により９０°偏向させられる。プリズム２２には蛍光物質２３が塗布されているので、励起光Ｌ１によって励起された蛍光物質２３が蛍光Ｌ４を発生し、プローブ２の側方に配置されている観察対象Ａに照射される。蛍光物質２３から発せられた蛍光Ｌ４は、蛍光反射膜２５により反射されるのでプリズム２２側に戻ることなく観察対象Ａに効率的に照射され、観察対象Ａ表面における反射光Ｌ４が蛍光合波プリズム２４によってプローブ２内に戻る。
【００３０】
一方、計測光Ｌ３はプリズム２４を介して観察対象Ａに照射され、観察対象Ａ表面における反射光Ｌ３が蛍光反射膜２５により反射されることなくプリズム２４を介してプローブ２内に戻り、蛍光Ｌ４とともに不均質媒質レンズ２１を逆方向に進行させられる。
この場合において、Ｐ偏光光である計測光Ｌ３は観察対象Ａ表面において反射されることにより、散乱させられ、Ｓ偏光光を含むようになるので、不均質媒質レンズ２１内を戻った計測光Ｌ３の内、Ｓ偏光光成分のみが偏光ビームスプリッタ２６を撮像素子３０方向に透過させられる。また、計測光Ｌ３とともに戻った蛍光Ｌ４も偏光ビームスプリッタ２６を透過させられる。偏光ビームスプリッタ２６は、Ｐ偏光光となった参照光Ｌ２を撮像素子３０方向に反射しているので、これらＳ偏光光である計測光Ｌ３、Ｐ偏光光である参照光Ｌ２および観察対象Ａからの蛍光Ｌ４が偏光ビームスプリッタ２６によって合波される。
【００３１】
そして、これらの参照光Ｌ２および計測光Ｌ３は、ポーラライザ２９により、直交する２つの直線偏光光の偏光方向に対して４５°方位の直線偏光成分のみが通過させられる。したがって、ポーラライザ２９を透過した参照光Ｌ２および計測光Ｌ３はそれらの偏光方向が一致している。その結果、第２のカプラ１５により分岐されてから、偏光ビームスプリッタ２６により合波されるまでの参照光Ｌ２の光路長と計測光Ｌ３の光路長とが精度よく一致した場合には、これら参照光Ｌ２と計測光Ｌ３とが干渉して干渉縞が発生するために、撮像素子３０により取得される画像の特定点の光量が急激に増減することになる。
【００３２】
また、偏光ビームスプリッタ２６およびポーラライザ２９を透過した蛍光Ｌ４が撮像素子３０により撮像されることにより、画像情報が取得されることになる。
したがって、プローブ２を観察対象Ａに対して停止させておき、ミラー移動機構２０の作動により可動ミラー１９を移動させて参照光Ｌ２の光路長を変化させることにより、撮像素子３０により取得される画像の一部の光量が急激に増減する位置が移動する。これにより、その位置において参照光Ｌ２の光路長と計測光Ｌ３の光路長とが一致することがわかる。
【００３３】
低コヒーレント光源７からプローブ２の先端までの計測光Ｌ３の幾何学的な光路長は固定されている。したがって、制御装置５においては、参照光Ｌ２の光路長と計測光Ｌ３の光路長とが一致した位置における参照光Ｌ２の光路長からプローブ２先端までの計測光Ｌ３の光路長を差し引くことにより、プローブ２の先端から観察対象Ａ表面までの距離が正確に算出される。そして、可動ミラー１９を移動させて参照光Ｌ２と計測光Ｌ３とが干渉する位置を移動させることにより、画像中の各位置におけるプローブ２の先端から観察対象Ａ表面までの距離を正確に算出することができる。
【００３４】
次いで、観察対象Ａに対してプローブ２を軸方向およびそれに交差する方向に微小距離だけ移動させた状態で停止し、上記計測作業を繰り返すことによって、より広範囲にわたって距離の計測を行うことができる。
【００３５】
このように、本実施形態に係る計測内視鏡１によれば、光源装置３に対してプローブ２を移動させることにより観察対象Ａにプローブ２先端を近接させ、両者を固定した状態で観察対象ａ表面の各位置までの距離を計測すると同時に表面の状態を画像により観察することができる。観察対象Ａ表面の各位置までの距離を精度よく計測することにより、観察対象Ａの表面形状や表面粗さ等を精度よく計測することができる。
【００３６】
この場合において、本実施形態に係る計測内視鏡１では、プローブ２と光源装置３とを単一の光ファイバ４により接続しているので、光ファイバ４を湾曲させることにより、プローブ２の姿勢および位置を自由に変更でき、種々の観察対象Ａを観察することができる。
そして、この場合に、参照光Ｌ２と計測光Ｌ３とを同一の光ファイバ４で伝播させることにより、プローブ２の姿勢や位置の変更に伴う光ファイバ４の状態によって参照光Ｌ２および計測光Ｌ３が受ける影響を等しくすることができる。したがって、プローブ２の姿勢や位置を変更することにより、光ファイバ４の湾曲状態が変化しても、計測精度の低下を防止することができるという利点がある。
【００３７】
なお、本実施形態に係る計測内視鏡１においては、低コヒーレント光源７から発せられる低コヒーレント光Ｌ０がＰ偏光光である場合を例示して示したが、これに代えて、Ｓ偏光光であることとしてもよい。
また、プローブ２の先端にプリズム２２を設けてプローブ２の半径方向外方に配置される観察対象Ａの計測および観察を行う場合を例示して説明したが、図３に示されるように、プローブ２のプリズム２２をなくし、プローブ２の軸方向の先端に対向配置される観察対象Ａを計測および観察することとしてもよい。
【００３８】
また、図３に示すように、偏光ビームスプリッタ２６と不均質媒質レンズ２１との間に１／４波長板３３を配置することとしてもよい。このようにすることで、偏光ビームスプリッタ２６により反射され、観察対象Ａから戻る計測光Ｌ３の多くの部分が、偏光ビームスプリッタ２６を透過可能な偏光状態となるので、低コヒーレント光Ｌ０の利用効率を向上することができる。
【００３９】
また、図４に示されるように、偏光ビームスプリッタ２６，３４と通常のビームスプリッタ３５とを組合せることとしてもよい。この場合、参照光Ｌ２は偏光ビームスプリッタ２６，３４により反射されて撮像素子３０に導かれ、計測光Ｌ３は、偏光ビームスプリッタ２６を透過してプリズム３１およびビームスプリッタ３５によりプローブ２先端に指向され、観察対象Ａに照射される。観察対象Ａから戻る計測光Ｌ３は、ビームスプリッタ３５および偏光ビームスプリッタ３４を透過して参照光Ｌ２と合波され、ポーラライザ２９を通過させられた時点で、光路長が精度よく一致する場合に干渉することになる。
【００４０】
また、本実施形態においては偏光ビームスプリッタ２６を用いたが、これに代えて、低コヒーレント光源７が十分な光量の低コヒーレント光Ｌ０を出射可能な場合には、図５に示されるように、通常のビームスプリッタ３６により、参照光Ｌ２と計測光Ｌ３との分岐と合波とを行うこととしてもよい。ビームスプリッタ３６は、例えば、４個の３角プリズムを貼り合わせたものである。このようにすることで、プローブ２の構造を簡易なものとして、プローブ２の小型軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る計測内視鏡を模式的に示す全体構成図である。
【図２】図１の計測内視鏡のプローブの構造を模式的に示す拡大図である。
【図３】図１の計測内視鏡のプローブの第１の変形例を模式的に示す拡大図である。
【図４】図１の計測内視鏡のプローブの第２の変形例を模式的に示す拡大図である。
【図５】図１の計測内視鏡のプローブの第３の変形例を模式的に示す拡大図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ａ  観察対象
Ｌ０  低コヒーレント光
Ｌ１  励起光（照明光）
Ｌ２  参照光（第２の低コヒーレント光）
Ｌ３  計測光（第２の低コヒーレント光，反射光）
１  計測内視鏡
２  プローブ
３  光源装置
４  光ファイバ
７  低コヒーレント光源
８  照明光源
１２  第１のカプラ（合波部）
１３  第１の低コヒーレント光分岐部
１５  第２のカプラ（合波部）
１８  １／４波長板（偏光部材）
１９  可動ミラー（光路長調節部）
２０  ミラー移動機構（光路長調節部）
２６  偏光ビームスプリッタ（第２の低コヒーレント光分岐部：低コヒーレント光合波部）
２７  ミラー（低コヒーレント光合波部）
２８  １／４波長板（第２の偏光部材）
２９  ポーラライザ（第３の偏光部材）
３０  撮像素子
【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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