(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体に集光し、前記被検体からの戻り光を取り込む光プローブ及び、前記光プローブを着脱自在に接続し、取り込んだ戻り光から前記被検体の断層像を構築する装置本体を有する光イメージング装置において、
前記光プローブ及び前記装置本体を接続する接続部と、
前記装置本体の内部に配置され、前記低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分岐する光分岐手段と、
分岐した前記信号光を前記光プローブの先端側に伝達して前記被検体に集光する信号光伝達手段と、
前記光分岐手段で分岐した参照光と前記被検体からの戻り信号光とを干渉させるために、前記参照光を干渉手段へ伝達する参照光伝達手段と、
を具備し、
前記参照光伝達手段の参照光路の少なくとも一部が前記光プローブに設けられ、前記装置本体内に設けられた前記参照光伝達手段の参照光路と、前記光プローブ内に設けられた前記参照光伝達手段の参照光路と、が前記接続部を介して接続されていることを特徴とする光イメージング装置。
【請求項２】
前記光プローブ内の信号光路と前記光プローブ内の参照光路とが略同一の光路長を有することを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項３】
前記光プローブ内の信号光路と前記光プローブ内の参照光路とに所定の差を有し、前記信号光伝達手段の信号光路と前記参照光伝達手段の参照光路との光路長が略同一の値を有することを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項４】
前記信号光伝達手段の信号光路と前記参照光伝達手段の参照光路との光路長を等しくするための光路長調整手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項５】
前記光プローブの特徴情報を保持する情報保持手段と、この情報保持手段に保持された特徴情報を検知する情報検知手段とを前記装置本体に設け、
前記光プローブが前記装置本体に接続された際に、前記情報検知手段が検知した前記情報保持手段からの特徴情報に基づき、前記光路長調整手段を制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項４に記載の光イメージング装置。
【請求項６】
前記参照光伝達手段は、先端部が前記参照光を反射する光ファイバであることを特徴とする請求項２または３に記載の光イメージング装置。
【請求項７】
前記光プローブ内に設けられた前記参照光伝達手段の参照光路は、少なくとも１回折り返して配され、前記接続部に接続されることを特徴とする請求項３に記載の光イメージング装置。
【請求項８】
前記接続部に光ロータリジョイントが配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の光イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体に低コヒーレンス光を集光し、その被検体からの戻り光の情報から被検体の断層像を構築する光イメージング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＣＴ（ Optical Coherence Tomography ）と呼ばれる光イメージング装置は、広く用いられている。上記光イメージング装置は、光源で発生した低コヒーレンスの光を被検体に集光し、その際焦点位置を走査することで、その被検体からの戻り光の情報から被検体内部の断層像を構築するものである。
【０００３】
このような光イメージング装置は、例えば、特開平１１−１４８８９７号公報に記載されているように、低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体に集光し、この被検体からの戻り光を取り込む光プローブ及び、この光プローブを着脱自在に接続し、取り込んだ戻り光から被検体の断層像を構築する装置本体を有するものが提案されている。
【０００４】
従来の光イメージング装置の光学系は、低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を光分岐手段で信号光と参照光とに分岐し、分岐した信号光を被検体に対して走査して被検体に集光する。そして、その焦点からの被検体の反射光及び散乱光の一部は、戻り信号光として上記光路を通り、再び光分岐手段側に戻るようになっている。一方、光分岐手段で分岐した参照光は、参照光伝達手段を経由し、再び光分岐手段側に戻される。このとき、参照光は、光路長調整手段により信号光の光路長に対して殆ど等しくなるように光路長を調整される。
【０００５】
そして、これら光路長が殆ど等しい戻り参照光と被検体側からの戻り信号光とは干渉し、光検出手段である光検出器で検出されるようになっている。この検出器の出力は、復調されて干渉した光の信号が抽出される。抽出された光の信号は、デジタル信号に変換された後、信号処理されて断層像に対応した画像データが生成される。そして、生成された画像データは、モニタにて被検体の断層画像として表示されるようになっている。
【０００６】
上記特開平１１−１４８８９７号公報に記載の光イメージング装置は、２つの光路長調整手段を装置本体側に設けて、光プローブを交換したときの光路長変化に対応可能な構成としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１１−１４８８９７号公報に記載の光イメージング装置は、装置本体側にのみ参照光路を設け、光路長調整手段を装置本体側にのみ設けている。このため、上記光イメージング装置は、装置本体が大型化してしまう。更に、この場合、上記光イメージング装置は、１つの装置本体に対して極端に長さの異なる光プローブを交換して使用すると、信号光路の光路長変化に応じた光路長調整手段による参照光の光路長調整に限界があり、信号光路と参照光路との光路長を一致させることが困難であった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、極端に長さの異なる光プローブを交換して使用した場合にも、確実に断層像を得ることが可能な光イメージング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光イメージング装置は、低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体に集光し、前記被検体からの戻り光を取り込む光プローブ及び、前記光プローブを着脱自在に接続し、取り込んだ戻り光から前記被検体の断層像を構築する装置本体を有する光イメージング装置において、前記光プローブ及び前記装置本体を接続する接続部と、前記装置本体の内部に配置され、前記低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を信号光と参照光とに分岐する光分岐手段と、分岐した前記信号光を前記光プローブの先端側に伝達して前記被検体に集光する信号光伝達手段と、前記光分岐手段で分岐した参照光と前記被検体からの戻り信号光とを干渉させるために、前記参照光を干渉手段へ伝達する参照光伝達手段と、を具備し、前記参照光伝達手段の参照光路の少なくとも一部が前記光プローブに設けられ、前記装置本体内に設けられた前記参照光伝達手段の参照光路と、前記光プローブ内に設けられた前記参照光伝達手段の参照光路と、が前記接続部を介して接続されていることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態の光イメージング装置を示す構成図、図２ないし図５は図１の光プローブの変形例を示し、図２は図１の第１の変形例を示す光プローブの構成図、図３は図１の第２の変形例を示す光プローブの構成図、図４は図１の第３の変形例を示す光プローブの構成図、図５は図１の第４の変形例を示す光プローブの構成図である。
尚、本実施の形態では、光イメージング装置は、生体内に挿入して患部等の目的部位に対して直視で観察可能な構成のものに本発明を適用する。
【００１１】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態の光イメージング装置１は、生体内に挿入可能な可撓性を有し、後述の低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体２の目的部位に対し集光する光プローブ３と、この光プローブ３を着脱自在に接続し、被検体２の目的部位からの戻り光から被検体２の断層像を構築する装置本体４とから主に構成される。
【００１２】
光プローブ３は、プローブ側光コネクタ部５ｂが装置本体４の本体側光コネクタ部５ａに着脱自在に接続可能であり、装置本体４に対して交換可能な構成となっている。装置本体４は、超高輝度発光ダイオード（スーパールミネッセントダイオード以下、ＳＬＤと略記）等の低コヒーレンス光源１１を有する。この低コヒーレンス光源で発生する低コヒーレンス光は、その波長が例えば１３１０ｎｍで、その可干渉距離が例えば１７μｍ程度であるような短い距離範囲のみで干渉性を示す低干渉性の特徴を備えている。つまり、この低コヒーレンス光は、例えば２つに分岐された後、再び混合された場合、分岐した点から混合した点までの２つの光路長の差が１７μｍ程度の短い距離範囲内にあるとき、干渉した光として検出され、それより光路長の差が大きいとき干渉しない特性を示す。
【００１３】
この低コヒーレンス光は、低コヒーレンス光源１１からシングルモードファイバ（以下、単に光ファイバ）１２の一端に入射され、他方の端面（先端面）側に伝達される。この光ファイバ１２は、途中の２×２光カップラ部（以下、単に光カップラ部）１３で光ファイバ１４と光学的に結合されている。従って、この光カップラ部１３で低コヒーレンス光は、信号光と参照光との２つに分岐されて伝達される。
【００１４】
光ファイバ１２の（光カップラ部１３より）先端側に伝達された信号光は、平行レンズ１５で平行光にされ、ヘテロダイン干渉として音響光学変調素子（ＡＯＤ；Acousto-Optic Device ；又は音響光学変調器（ＡＯＭ；Acousto-Optic Modulator ）とも呼ばれる）１６で光変調される。
【００１５】
光変調された信号光は、本体側光路長調整手段として光軸方向に進退動可能なステージ１７ａに設けた本体側光路長調整レンズ１７により光路長を調整されるようになっている。このステージ１７ａは、図示しないステッピングモータにより駆動される。また、このステッピングモータは、装置本体４の後述する制御部３３で制御駆動されるようになっている。
【００１６】
このことにより、本実施の形態では、本体側光路長調整手段を設けることで、装置本体４内（低コヒーレンス光源１１〜本体側光コネクタ部５ａ端面〜後述の検出部３１）での信号光路と参照光路との光路長を完全に一致するように構成される。尚、この調整は、予め、図示しないリフレクトメータで測定し、装置本体４内で合わせ込むようになっている。
【００１７】
そして、光路長を調整された信号光は、光ファイバ１８の一端に入射され、本体側光コネクタ部５ａの端部まで伝達されるようになっている。この本体側光コネクタ部５ａにプローブ側光コネクタ部５ｂが接続されていると、これら光コネクタ部５を介して信号光は、光プローブ３へ伝達される。
【００１８】
光プローブ３へ伝達された信号光は、プローブ側光コネクタ部５ｂから延設する光ファイバ１９の他方の端面（先端面）側に伝達される。
この光ファイバ１９の先端側に伝達された信号光は、光プローブ３の先端側に配設された対物レンズ２０に伝達され、この対物レンズ２０によりその焦点で被検体２の目的部位に集光される。そして、その焦点からの被検体２の目的部位の反射光及び散乱光の一部は、戻り信号光として上記光路を通り、再び装置本体４の光カップラ部１３側に戻るようになっている。
【００１９】
対物レンズ２０及び光ファイバ１９の先端面１９ａは、水平走査手段としてＸＹ方向へ変位されるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）素子２１に一体的に設けられ、このＰＺＴ素子２１で被検体２の目的部位に対して二次元走査（ＸＹ走査）が行われるようになっている。
【００２０】
また、このＰＺＴ素子２１は、垂直走査手段として光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動されるステージ２２に一体的に設けられ、このステージ２２が図示しないステッピングモータによりＺ軸方向（光軸方向）に進退動されることで、被検体２の目的部位に対して深部方向に垂直走査が行われるようになっている。
【００２１】
これらステージを駆動するステッピングモータ及びＰＺＴ素子２１は、本体側光路長調整レンズ１７と同様に装置本体４の制御部３３で制御駆動されるようになっている。尚、この場合、垂直走査に応じて、制御部３３は、本体側光路長調整レンズ１７を光軸方向（Ｚ軸方向）に進退動させ、被検体２の目的部位に対する信号光の集光位置と、後述の干渉光の干渉位置とを一致させるようにしても良い。また、この垂直走査終了後に、制御部３３は、本体側光路長調整レンズ１７を原点復帰させるように構成しても良い。
【００２２】
一方、光カップラ部１３で分岐された参照光は、光ファイバ１４の先端側へ至る途中に偏光調整部として捩じれを加えたループ部２３で偏光調整される。
【００２３】
そして、参照光は、本体側光コネクタ部５ａからプローブ側光コネクタ部５ｂを介して光プローブ３へ伝達されるようになっている。
【００２４】
本実施の形態では、参照光路の少なくとも一部を光プローブ３に設け、この光プローブ３内での信号光路と参照光路との光路長を低コヒーレンス光の可干渉距離範囲内でほぼ一致させるように構成している。
【００２５】
光プローブ３へ伝達された参照光は、プローブ側光コネクタ部５ｂに延設された光ファイバ２４の他方の端面（先端面）側に伝達される。この光ファイバ２４の先端側に伝達された参照光は、平行レンズ２５で平行光にされ、プローブ側光路長調整手段として光軸方向に進退動可能なステージ２６ａに設けたプローブ側光路長調整レンズ２６により光路長を調整されるようになっている。このステージ２６ａは、本体側光路長調整レンズ１７と同様に図示しないステッピングモータにより駆動され、装置本体４の制御部３３で制御駆動されるようになっている。
【００２６】
このことにより、本実施の形態では、光プローブ３内の全信号光路の光路長（プローブ側光コネクタ部５ｂ〜被検体２の目的部位の集光位置〜プローブ側光コネクタ部５ｂ）と、光プローブ３に配設された全参照光路の光路長（プローブ側光コネクタ部５ｂ〜ファイバ端面〜プローブ側光コネクタ部５ｂ）とが低コヒーレンス光の可干渉距離範囲内でほぼ一致するように構成される。
【００２７】
尚、この調整は、装置本体４と同様に予めリフレクトメータで測定し、光プローブ３内で合わせ込むようになっている。更に具体的に説明すると、この調整は、対物レンズ２０の焦点に図示しない反射ミラーを設置し、信号光路の光路長としてプローブ側光コネクタ部５ｂ〜反射ミラー（被検体２の目的部位の集光位置）〜プローブ側光コネクタ部５ｂと、参照光路の光路長としてプローブ側光コネクタ部５ｂ〜光ファイバ先端側端面２８ａ〜プローブ側光コネクタ部５ｂとを測定し、合わせ込む。
【００２８】
また、プローブ側光路長調整レンズ２６は、対物レンズ２０による信号光の垂直走査に応じて、参照光の光路長を調整するディレイラインを兼用するように構成しても良い。この場合、制御部３３は、この垂直走査に応じて、プローブ側光路長調整レンズ２６を光軸方向に進退動させ、被検体２の目的部位に対する信号光の集光位置と、後述の干渉光の干渉位置とを一致させ、垂直走査終了後に、原点復帰させるようになっている。
【００２９】
そして、光路長を調整された参照光は、光ファイバ２８の一端に入射される。この光ファイバ２８の先端側端面２８ａまで伝達された参照光は、その一部が参照光伝達手段として先端側端面２８ａで反射されて、戻り参照光として上記光路を通り、再び装置本体４の光カップラ部１３側に戻るようになっている。そして、光カップラ部１３側に戻った光路長が殆ど等しい戻り信号光と戻り参照光とは、この光カップラ部１３で干渉され、フォトダイオード等の光検出部３１で受光されるようになっている。
【００３０】
光検出部３１は、干渉光を干渉電気信号に光電変換し、この光電変換された干渉電気信号は、アンプ等で増幅されて信号処理部３２に入力される。信号処理部３２は、入力された干渉電気信号を信号光の信号部分のみを抽出する復調処理を行い、Ａ／Ｄ変換して、デジタル信号を制御部３３へ出力する。
【００３１】
制御部３３は、入力されたデジタル信号から断層像に対応した画像データを生成する。そして、生成された画像データは、表示部３４に出力され、その表示画面に被検体２の３次元断層像画像（ＯＣＴ断層像）として表示されるようになっている。
【００３２】
尚、光イメージング装置１は、光プローブ３の特徴情報を保持する情報保持手段と、この情報保持手段に保持された特徴情報を検知する情報検知手段とを装置本体４に設け、光プローブ３が装置本体４に接続された際に、情報検知手段が検知した情報保持手段からの特徴情報に基づき、制御部３３が光路長調整手段である本体側光路長調整レンズ１７及びプローブ側光路長調整レンズ２６のステッピングモータを制御するように構成しても良い。
【００３３】
このように構成される光イメージング装置１は、例えば、光プローブ３を体腔内等に挿入されて用いられる。尚、光イメージング装置１は、図示しない内視鏡やレーザ内視鏡等を用いて、処置具挿通用チャンネル等に光プローブ３を挿通させて用いても良いし、上記内視鏡等に一体化させて構成しても良い。また、光イメージング装置１は、他の観察手段や処置手段と併用して用いても良い。
【００３４】
そして、光イメージング装置１は、被検体２の生体組織に対し、光プローブ３から低コヒーレンス光を集光し、その生体組織の内部の断層画像データを得て、表示部３４の表示面にＯＣＴ像を表示する。
【００３５】
ここで、光イメージング装置１は、被検体２や観察目的部位が異なるために、極端に長さの異なる光プローブ３を交換して使用する場合がある。
光イメージング装置１は、予め、装置本体４内での信号光路と参照光路との光路長が完全に一致している。また、光イメージング装置１は、予め、光プローブ３内に配設された全信号光路の光路長と、全参照光路の光路長とが低コヒーレンス光の可干渉距離範囲内でほぼ一致している。
【００３６】
この結果、光イメージング装置１は、信号光路と参照光路との光路長が低コヒーレンス光の可干渉距離範囲内でほぼ一致するので、極端に長さの異なる光プローブ３を交換して使用した場合にも、確実に断層像を得ることができる。
【００３７】
尚、光プローブ３は、被検体２の異なる部位を観察するときに、この部位による屈折率の差異から対物レンズ２０の集光位置が異なってくる。目的部位の概略は、事前に知ることができるので、その値を用いることにより、プローブ内の信号光路の光路長を決定でき、これに合わせてプローブ内の参照光路の光路長を予め設定しても良い。
【００３８】
図２に示すように光プローブ３Ｂは、予めプローブ内の信号光路の光路長に合わせて光ファイバ２４Ｂの長さを設定して配設する。このことにより、光プローブ３は、プローブ側光路長調整レンズ２６及びこのステッピングモータ等を設けることなく、プローブ先端部を細径化することが可能となる。また、光プローブ３Ｂは、プローブ側光コネクタ部５ｂの基端側に光ファイバ収納部４１を設け、この光ファイバ収納部４１に光ファイバ２４の途中を所定回数巻いて収納することで、更なるプローブ先端部の細径化が可能となる。
【００３９】
また、図３に示すように光プローブ３Ｃは、プローブ側光コネクタ部５ｂの基端側で光ファイバ２４Ｃの途中を例えば１回巻いてループさせた後、このファイバ先端側の位置を光ファイバ１９に対して平行に配設する。このことにより、光プローブ３は、図２の光プローブ３よりも若干プローブ先端部が太くなるが、信号光路に参照光路を沿わせているので、環境変化（温度、曲げによる歪み）の影響によるノイズを除去することが可能となる。
【００４０】
また、図４に示すように光プローブ３Ｄは、光サーキュレータ４２を用いて光ファイバ２４Ｄを円環状に閉じるように構成しても良い。このことにより、光プローブ３Ｄは、光ファイバ２４Ｄの端面から余計な光が入射することによるノイズを除去することが可能となる。
また、同様な理由で、図５に示すように光プローブ３Ｅは、１×２光カップラ部４３を用いて光ファイバ２４Ｅを閉じるように構成しても良い。
【００４１】
尚、図２〜図５で説明した変形例は、用いられる光ファイバがシングルモードファイバでなくマルチモードファイバであっても良く、また、低コヒーレンス光源１１がＳＬＤでなくとも、ＬＥＤであっても良い。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図６ないし図１０は本発明の第２の実施の形態に係り、図６は本発明の第２の実施の形態の光イメージング装置を示す構成図、図７ないし図９は図６の光イメージング装置の変形例を示し、図７は図６の第１の変形例を示す光イメージング装置の構成図、図８は図６の第２の変形例を示す光イメージング装置の構成図、図９は図６の第３の変形例を示す光イメージング装置の構成図、図１０は図６の光プローブの変形例を示す構成図である。
【００４３】
上記第１の実施の形態は、参照光路の少なくとも一部を光プローブ３に設け、この光プローブ３内での信号光路と参照光路との光路長を低コヒーレンス光の可干渉距離範囲内でほぼ一致させるように構成しているが、本第２の実施の形態は光プローブ内での信号光路と参照光路との光路長に所定の差を有し、全信号光路の光路長と全参照光路の光路長とが略同一の値を有するように構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
尚、本実施の形態では、光イメージング装置は、体腔内等や工業用途の配管内部に挿入し、目的部位に対して側視で観察可能な構成のものに本発明を適用する。
【００４４】
図６に示すように本発明の第２の実施の形態の光イメージング装置５１は、体腔内等や工業用途の配管内部に挿入可能な硬性の光プローブ５２と装置本体５３とを着脱自在に接続する光コネクタ部５４に光ロータリジョイント５５を設け、この光ロータリジョイント５５により被検体２の目的部位に対してθ方向に走査されるように構成している。光ロータリジョイント５５は、非回転部と回転部とで光が伝達可能な結合を行うものである。
【００４５】
装置本体５３は、本体側光コネクタ部５４ａに光ロータリジョイント５５の非回転部が設けられ、この非回転部に光ファイバ１８の先端側が接続される。尚、それ以外の装置本体５３の構成は、上記第１の実施の形態で説明した装置本体４と同じ構成であるので説明を省略する。
【００４６】
一方、光プローブ５２は、プローブ側光コネクタ部５４ｂに光ロータリジョイント５５の回転部が設けられ、光ロータリジョイント５５の非回転部に着脱自在に接続可能であり、装置本体５３に対して交換可能な構成となっている。
【００４７】
また、光プローブ５２は、光ロータリジョイント５５の回転部に光ファイバ１９の基端側が延設されると共に、この光ファイバ１９の先端側にロッドレンズ５６及びプリズム５７が回動自在に接続される。即ち、光プローブ５２は、光ロータリジョイント５５により、光ファイバ１９とロッドレンズ５６及びプリズム５７が被検体２の目的部位に対してθ方向に走査されるようになっている。
【００４８】
装置本体５３の光ファイバ１８から伝達される信号光は、光ロータリジョイント５５を介して光ファイバ１９へ伝達される。この光ファイバ１９へ伝達された信号光は、ロッドレンズ５６を介してプリズム５７によりその焦点で被検体２に集光され、その焦点からの被検体２の反射光及び散乱光の一部は、戻り信号光として上記光路を通り、再び装置本体５３側に戻るようになっている。
【００４９】
一方、参照光路は、光プローブ５２のプローブ側光コネクタ部５４ｂから延設する光ファイバ２４が折り返されてプローブ側光コネクタ部５４ｂに接続されるようになっている。この光ファイバ２４は、プローブ側光コネクタ部５４ｂ間において、光プローブ５２内での信号光路の光路長（プローブ側光コネクタ部５４ｂ〜被検体２の目的部位の集光位置〜プローブ側光コネクタ部５４ｂ）に対し所定の差を有し、この所定差分短く形成されている。
【００５０】
この所定差を解消するために、装置本体５３は、光ファイバ５８を設けると共に、このファイバ先端側に参照光路のディレイラインとして、光軸方向に進退動可能なステージ５９ａに設けた平行レンズ５９と、反射ミラー６０が配置されている。尚、ステージ５９ａは、本体側光路長調整レンズ１７と同様に図示しないステッピングモータによりＺ軸方向（光軸方向）に進退動されることで、被検体２の目的部位に対して深部方向に垂直走査（Ｒ方向走査）が行われるようになっている。
【００５１】
光ファイバ１４の先端側から伝達される参照光は、光プローブ５２内の光ファイバ２４を介して再び装置本体５３側へ伝達されるようになっている。参照光は、装置本体５３側の光ファイバ５８の先端端面側から平行レンズ１５で平行光にされて反射ミラー６０で反射されて上記光路を通り、再び装置本体５３側に戻るようになっている。
【００５２】
そして、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に、装置本体５３側へ戻った戻り信号光と戻り参照光とは光カップラ部１３で干渉されて光検出部３１で検出される。
【００５３】
このように構成される光イメージング装置５１は、例えば、光プローブ５２を体腔内等や工業用途の配管内部に挿入されて用いられる。
そして、光イメージング装置５１は、患部等の被検体２の生体組織や工業用途の配管内部に対しθ方向に走査され、表示部３４の表示面に側視断面のＯＣＴ像を表示できるようにしている。
【００５４】
ここで、光イメージング装置５１は、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に極端に長さの異なる光プローブ５２を交換して使用する場合がある。
【００５５】
光イメージング装置５１は、光プローブ５２内で全信号光路（プローブ側光コネクタ部５４ｂ〜被検体２の目的部位の集光位置〜プローブ側光コネクタ部５４ｂ）と、全参照光路（プローブ側光コネクタ部５４ｂ〜光ファイバ２４〜プローブ側光コネクタ部５４ｂ）との光路長に所定差が有る。
【００５６】
しかしながら、光イメージング装置５１は、装置本体５３が光ファイバ５８と参照光路のディレイライン（平行レンズ５９及び反射ミラー６０）を配置しているので、信号光路と参照光路との光路長が完全に一致するように、参照光路のディレイライン（平行レンズ５９及び反射ミラー６０）のステッピングモータが制御部３３で制御される。
【００５７】
この結果、光イメージング装置５１は、上記第１の実施の形態と同様に信号光路と参照光路との光路長が完全に一致するので、極端に長さの異なる光プローブ３を交換して使用した場合にも、確実に断層像を得ることができる。
【００５８】
また、図７に示すように光イメージング装置５１Ｂは、信号光路の本体側光路長調整レンズ１７をディレイラインとして兼用すると共に、参照光路の光ファイバ５８の先端側を１×２光カップラ部６１で光ファイバ１４の基端側に接続して構成しても良い。
【００５９】
また、図６で説明した光イメージング装置５１に対して、図８に示すように光イメージング装置５１Ｃは、光ファイバ２４の途中にプローブ側光路長調整レンズ２６を設け、光ファイバ２４ｂを介して光ファイバ５８に伝達するように構成しても良い。
【００６０】
更に、図７及び図８で説明した構成を組み合わせて、図９に示すように光イメージング装置５１Ｄは、光ファイバ２４の途中にプローブ側光路長調整レンズ２６を設け、光ファイバ２４ｂを介して光ファイバ５８に伝達するように構成し、信号光路の本体側光路長調整レンズ１７をディレイラインとして兼用すると共に、参照光路の光ファイバ５８の先端側を１×２光カップラ部６１で光ファイバ１４の基端側に接続して構成しても良い。
【００６１】
また、図１０に示すように光プローブ５２Ｂは、上記第１の実施の形態で説明したのとほぼ同様に、プローブ側光コネクタ部５４ｂの基端側に光ファイバ収納部４１を設け、この光ファイバ収納部４１に光ファイバ２４Ｂの途中を所定回数巻いて収納することで、更なるプローブ先端部の細径化が可能となる。
【００６２】
（第３の実施の形態）
図１１は本発明の第３の実施の形態に係る光イメージング装置を示す構成図である。
上記第１，第２の実施の形態は、光プローブを体腔内等や工業用途の配管内部に挿入されて用いられるものに本発明を適用して構成しているが、本第３の実施の形態は、光プローブで例えば積層フィルム等の層状物質を観察するものに本発明を適用して構成する。それ以外の構成は、上記第１の実施の形態とほぼ同様なので説明を省略し、同じ構成には同じ符号を付して説明する。
【００６３】
図１１に示すように本第３の実施の形態の光イメージング装置７１は、例えば積層フィルム等の層状物質２Ｂを観察可能な光プローブ７２と、この光プローブ７２を着脱自在に接続し、被検体２からの戻り光から被検体２の断層像を構築する装置本体７３とから主に構成される。
【００６４】
光プローブ７２は、プローブ側光コネクタ部７４ｂが装置本体７３の本体側光コネクタ部７４ａに着脱自在に接続可能であり、装置本体７３に対して交換可能な構成となっている。
【００６５】
装置本体７３は、低コヒーレンス光源１１で発生した低コヒーレンス光が光源側レンズ８１で平行光にされ、ハーフミラー８２を通過して光分岐手段である光分岐ハーフミラー８３に入射される。光分岐ハーフミラー８３に入射された低コヒーレンス光は、この光分岐ハーフミラー８３で信号光と参照光とに分岐される。尚、光分岐手段として光分岐ハーフミラー８３の代わりに光カップラを用いても良い。
【００６６】
光分岐ハーフミラー８３で分岐された信号光は、本体側光コネクタ部７４ａに伝達され、この本体側光コネクタ部７４ａにプローブ側光コネクタ部７４ｂが接続されていると、これら光コネクタ部７４を介して光プローブ７２へ伝達される。
光プローブ７２へ伝達された信号光は、光路長調整手段として楔型プリズム８４ａ，８４ｂを２つ組み合わせた光路長調整プリズム８４により、全信号光路と全参照光路との光路長が低コヒーレンス光の可干渉距離範囲内でほぼ一致するように調整される。
【００６７】
尚、この調整は、上記第１の実施の形態と同様に予め、図示しないリフレクトメータで測定し、手動又は制御部３３の制御により図示しないステッピングモータを駆動することで、装置全体（光プローブ７２及び装置本体７３）内で合わせ込むようになっている。
【００６８】
そして、光路長を調整された信号光は、ヘテロダイン干渉として電気光学変調素子（ＥＯＤ；Eelectro-Optic Device ；又は電気光学変調器ＥＯＭ；Eelectro-Optic Modulator とも呼ばれる）８５で光変調される。
光変調された信号光は、光プローブ７２の先端側に配設された対物レンズ８６に伝達され、この対物レンズ８６によりその焦点で被検体２に集光される。そして、その焦点からの被検体２の反射光及び散乱光の一部は、戻り信号光として上記光路を通り、再び装置本体７３の光分岐ハーフミラー８３側に戻るようになっている。
【００６９】
対物レンズ８６は、垂直走査手段として光軸方向に進退動されるステージ８６ａに一体的に設けられ、このステージが図示しないステッピングモータによりＺ軸方向（光軸方向）に進退動されることで、被検体２の目的部位に対して深部方向に垂直走査が行われるようになっている。このステージを駆動するステッピングモータ８６ａは、装置本体７３の制御部３３で制御駆動されるようになっている。
【００７０】
一方、光分岐ハーフミラー８３で分岐された参照光は、反射ミラー８７で反射されて本体側光コネクタ部７４ａに伝達され、プローブ側光コネクタ部７４ｂを介して光プローブ７２へ伝達される。光プローブ７２へ伝達された参照光は、参照光伝達手段としての平面ミラー８８で反射されて、再び装置本体７３の光分岐ハーフミラー８３側に戻るようになっている。
【００７１】
尚、光イメージング装置７１は、装置本体７３内で参照光路の光路長が光分岐ハーフミラー８３〜反射ミラー８７分、信号光路の光路長より長くなっているが、光プローブ７２内でその分、信号光路が長く設けられている。
また、平面ミラー８８は、ディレイラインとして光軸方向へ変位されるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）素子８９がステージ９０に一体的に設けられ、このＰＺＴ素子８９で被検体２の目的部位に対する信号光の集光位置と、干渉光の干渉位置とを一致させるようになっている。
【００７２】
そして、これら光路長が殆ど等しい参照光と信号光とは、光分岐ハーフミラー８３側からの光路で干渉する。即ち、光分岐ハーフミラー８３は、参照光と信号光とを結合する光結合手段を兼ねている。
そして、干渉光は、受光側レンズ９１で集光されて、光検出部３１で受光されるようになっている。
【００７３】
このように構成される光イメージング装置７１は、積層フィルム等の層状物質２Ｂに対し、光プローブ７２から低コヒーレンス光を集光し、その内部の断層画像データを得て、表示部３４の表示面にＯＣＴ像を表示できるようにしている。
ここで、光イメージング装置７１は、被検体２Ｂや観察目的部位が異なるために、極端に長さの異なる光プローブ７２を交換して使用する場合がある。
【００７４】
光イメージング装置７１は、予め、装置全体（光プローブ７２及び装置本体７３）内で全信号光路の光路長と、全参照光路の光路長とが低コヒーレンス光の可干渉距離範囲内でほぼ一致している。
【００７５】
この結果、光イメージング装置７１は、信号光路と参照光路との光路長が低コヒーレンス光の可干渉距離範囲内でほぼ一致するので、極端に長さの異なる光プローブ７２を交換して使用した場合にも、確実に断層像を得ることができる。
【００７６】
尚、光イメージング装置７１は、予め、各層の屈折率が分っていれば、制御部３３により対物レンズ８６の光軸方向への移動量から各層の厚さを算出し、この算出結果により厚さ測定や内部の欠陥観察を行う。
この結果、本実施の形態の光イメージング装置７１は、上記第１の実施の形態と同様な効果を得ることが可能となる。
【００７７】
尚、光イメージング装置７１は、図示しないガルバノミラーを用いることで、層状物質２Ｂに対してＸ走査，ＸＹ走査等の二次元走査が可能なように構成しても良い。
また、光イメージング装置７１は、透明で散乱の少ない積層フィルム等を測定する場合、ヘテロダイン検出法を必ずしも用いなくとも良い。この場合、光イメージング装置７１は、その分簡単な構成となる。
【００７８】
尚、本発明は、以上述べた実施の形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００７９】
［付記］
（付記項１）  低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体に集光し、この被検体からの戻り光を取り込む光プローブ及び、この光プローブを着脱自在に接続し、取り込んだ戻り光から被検体の断層像を構築する装置本体を有する光イメージング装置において、
前記低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を光分岐手段で信号光と参照光とに分岐し、分岐した信号光を前記光プローブの先端側に伝達して被検体に集光する信号光伝達手段と、
前記光分岐手段で分岐した参照光と前記被検体からの戻り信号光とを干渉させるために、前記参照光を干渉手段へ伝達する参照光伝達手段と、
を具備し、前記参照光伝達手段の参照光路の少なくとも一部を前記光プローブに設けたことを特徴とする光イメージング装置。
【００８０】
（付記項２）  前記光プローブ内の信号光路と前記光プローブ内の参照光路とが略同一の光路長を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【００８１】
（付記項３）  前記光プローブ内の信号光路と前記光プローブ内の参照光路とに所定の差を有し、前記信号光伝達手段の信号光路と前記参照光伝達手段の参照光路との光路長が略同一の値を有することを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【００８２】
（付記項４）  前記信号光伝達手段の信号光路と前記参照光伝達手段の参照光路との光路長を等しくするための光路長調整手段を設けたことを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【００８３】
（付記項５）  前記信号光伝達手段の信号光路と前記参照光伝達手段の参照光路との少なくとも一方に、周波数を変調する光変調手段を設け、この光検出手段からの出力にヘテロダイン検出法を用いて被検体の情報を得ることを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
【００８４】
（付記項６）    被検体に集光される信号光の光軸方向における干渉位置を変化させるためのディレイラインを設けたことを特徴とする付記項１に記載の光イメージング装置。
（付記項７）  前記参照光伝達手段と前記信号光伝達手段とを略同一の光学部材で構成することを特徴とする付記項２又は３に記載の光イメージング装置。
【００８５】
（付記項８）  前記装置本体に着脱自在に交換可能な複数の光プローブを有し、これら全ての光プローブで信号光路と参照光路との光路差が前記所定量に等しいことを特徴とする付記項３に記載の光イメージング装置。
【００８６】
（付記項９）  前記光路長調整手段を前記光プローブに設けることを特徴とする付記項４に記載の光イメージング装置。
（付記項１０）  前記光路長調整手段を前記装置本体に設けることを特徴とする付記項４に記載の光イメージング装置。
（付記項１１）  前記光路長調整手段を前記光プローブと前記装置本体とのそれぞれに設けることを特徴とする付記項４に記載の光イメージング装置。
【００８７】
（付記項１２）  前記光プローブの特徴情報を保持する情報保持手段と、この情報保持手段に保時された特徴情報を検知する情報検知手段とを前記装置本体に設け、
前記光プローブが前記装置本体に接続された際に、前記情報検知手段が検知した前記情報保持手段からの特徴情報に基づき、前記光路長調整手段を制御する制御手段を設けたことを特徴とする付記項４に記載の光イメージング装置。
【００８８】
（付記項１３）  前記光変調手段を前記信号光路と前記参照光路とのそれぞれに設けることを特徴とする付記項５に記載の光イメージング装置。
（付記項１４）  前記信号光を走査する信号光走査手段を設けることを特徴とする付記項１又は６に記載の光イメージング装置。
（付記項１５）  前記参照光伝達手段及び前記信号光伝達手段に光ファイバを用いることを特徴とする付記項７に記載の光イメージング装置。
【００８９】
（付記項１６）  前記光路長調整手段を前記光プローブの参照光路に設けることを特徴とする付記項９に記載の光イメージング装置。
（付記項１７）  前記光路長調整手段を前記光プローブの信号光路に設けることを特徴とする付記項９に記載の光イメージング装置。
（付記項１８）  前記光路長調整手段を前記装置本体の参照光路に設けることを特徴とする付記項１１に記載の光イメージング装置。
（付記項１９）  前記光路長調整手段を前記装置本体の信号光路に設けることを特徴とする付記項１１に記載の光イメージング装置。
【００９０】
（付記項２０）  前記光ファイバは、シングルモードファイバであることを特徴とする付記項１５に記載の光イメージング装置。
（付記項２１）  前記光ファイバは、マルチモードファイバであることを特徴とする付記項１５に記載の光イメージング装置。
【００９１】
（付記項２２）  前記参照光伝達手段に用いられる参照光用光ファイバは、少なくとも１回折り返して配されることを特徴とする付記項１５に記載の光イメージング装置。
【００９２】
（付記項２３）  前記信号光伝達手段に用いられる信号光用光ファイバと前記参照光伝達手段に用いられる参照光用光ファイバとを略平行に配置することを特徴とする付記項１５に記載の光イメージング装置。
【００９３】
（付記項２４）  前記参照光伝達手段に用いられる参照光用光ファイバの先端部側の端面反射により、この参照光用光ファイバで伝達される参照光が折り返されることを特徴とする付記項１５に記載の光イメージング装置。
【００９４】
（付記項２５）  前記光プローブの参照光路を光ファイバと光サーキュレータとの組み合わせで構成することを特徴とする付記項１５に記載の光イメージング装置。
【００９５】
（付記項２６）  前記光プローブの参照光路を光ファイバと１×２の光カプラとの組み合わせで構成することを特徴とする付記項１５に記載の光イメージング装置。
【００９６】
（付記項２７）  前記光プローブと前記装置本体とが参照光の入出口を形成した光コネクタ部に着脱自在に接続し、この光プローブ内で参照光が往復するように前記参照光伝達手段を配置することを特徴とする付記項１５に記載の光イメージング装置。
【００９７】
（付記項２８）  前記光プローブの基端部に前記参照光用光ファイバの収納部を設けたことを特徴とする付記項２２に記載の光イメージング装置。
（付記項２９）  前記収納部に前記参照光用光ファイバを全て収納することを特徴とする付記項２８に記載の光イメージング装置。
【００９８】
（付記項３０）  低コヒーレンス光源からの低コヒーレンス光を被検体に集光し、この被検体からの戻り光を取り込む光プローブ及び、この光プローブを着脱自在に接続し、取り込んだ戻り光から被検体の断層像を構築する装置本体を有する光イメージング装置において、
前記低コヒーレンス光源で発生した低コヒーレンス光を光分岐手段で信号光と参照光とに分岐し、分岐した信号光を前記光プローブの先端側に伝達して被検体に集光する信号光伝達手段と、
前記光分岐手段で分岐した参照光と前記被検体からの戻り信号光とを干渉させるために、前記参照光を干渉手段へ伝達する参照光伝達手段と、
を具備し、前記信号光伝達手段の信号光路と前記参照光伝達手段の参照光路との光路長を一致させるために、前記参照光伝達手段の参照光路の少なくとも一部を前記光プローブに設けたことを特徴とする光イメージング装置。
【００９９】
（付記項３１）  前記信号光伝達手段の信号光路と前記参照光伝達手段の参照光路との光路長を更に等しくするための光路長調整手段を設けたことを特徴とする付記項３０に記載の光イメージング装置。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、極端に長さの異なる光プローブを交換して使用した場合にも、確実に断層像を得ることが可能な光イメージング装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光イメージング装置を示す構成図
【図２】図１の第１の変形例を示す光プローブの構成図
【図３】図１の第２の変形例を示す光プローブの構成図
【図４】図１の第３の変形例を示す光プローブの構成図
【図５】図１の第４の変形例を示す光プローブの構成図
【図６】本発明の第２の実施の形態の光イメージング装置を示す構成図
【図７】図６の第１の変形例を示す光イメージング装置の構成図
【図８】図６の第２の変形例を示す光イメージング装置の構成図
【図９】図６の第３の変形例を示す光イメージング装置の構成図
【図１０】図６の光プローブの変形例を示す構成図
【図１１】本発明の第３の実施の形態の光イメージング装置を示す構成図
【符号の説明】
１…光イメージング装置
３…光プローブ
４…装置本体
５…光コネクタ部
５ａ…本体側光コネクタ部
５ｂ…プローブ側光コネクタ部
１１…低コヒーレンス光源
１２，１４，１８，１９，２４…光ファイバ
１３…光カップラ部
１７…本体側光路長調整レンズ
２０…対物レンズ
２６…プローブ側光路長調整レンズ
３１…光検出部
３２…信号処理部
３３…制御部
３４…表示部
【図１】
0003869249.tif 000002
【図２】
0003869249.tif 000003
【図３】
0003869249.tif 000004
【図４】
0003869249.tif 000005
【図５】
0003869249.tif 000006
【図６】
0003869249.tif 000007
【図７】
0003869249.tif 000008
【図８】
0003869249.tif 000009
【図９】
0003869249.tif 000010
【図１０】
0003869249.tif 000011
【図１１】
0003869249.tif 000012