(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の光断層画像を取得する装置本体と、
この装置本体からの測定光を前記測定対象まで導波すると共に前記測定対象からの戻り光を前記装置本体に導波するための回転自在な第１光ファイバ、その先端部に配置され、前記測定対象に前記測定光を照射し、その戻り光を取得する測定部、前記第１光ファイバおよび前記測定部を回転自在に保持するように、それらの外周を覆い、少なくとも、前記測定部からの前記測定光および前記測定対象からの前記戻り光が透過する領域が透明な材料で形成されているプローブ外筒を備える所定長の光プローブと、
前記装置本体に接続され、前記測定光を前記第１光ファイバまで導波するとともに前記第１光ファイバによって導波された前記戻り光を前記装置本体まで導波する固定された第２光ファイバと、
前記光プローブと前記第２光ファイバとの間に設けられ、前記光プローブ内の前記測定部およびこれに続く前記第１光ファイバを、前記第２光ファイバに対して回転自在に接続し、前記測定光および前記戻り光を伝送する回転駆動部と、
前記光プローブを前記回転駆動部側において所定の直径以上の円状ループに巻回して保持する余長処理機構と、
前記回転駆動部または前記回転駆動部と前記余長処理機構との間において、前記光プローブを着脱する着脱機構とを備え、
前記装置本体は、導波された前記戻り光を用いて前記測定対象の前記光断層画像を取得し、
前記余長処理機構は、前記光プローブを、前記円状ループと直交する方向から前記円状ループの中心を通って前記円状ループに巻回し、前記測定対象に応じて前記光プローブの余長を巻回処理することで前記余長処理機構から前記光プローブの先端までの長さを設定することを特徴とする光断層画像化装置。
【請求項２】
前記余長処理機構は、前記光プローブを、前記所定の直径以上の円状ループに巻回するための規制ガイドを備える請求項１に記載の光断層画像化装置。
【請求項３】
前記余長処理機構は、前記所定の直径以上の円状ループに巻回された前記光プローブを格納するための格納部を備える請求項１または２に記載の光断層画像化装置。
【請求項４】
前記余長処理機構は、前記光プローブの余長を、前記光プローブの前記プローブ外筒内における前記第１光ファイバの回転変動に影響を与えない直径１００ｍｍ以上の円状ループに巻回する機構を備える請求項１〜３のいずれかに記載の光断層画像化装置。
【請求項５】
前記回転駆動部は、前記光プローブの前記第１光ファイバを前記第２光ファイバに対して所定間隔離間させて回転自在に接続し、前記測定光および前記戻り光を伝送する光ロータリアダプタまたは光ロータリジョイントである請求項１〜４のいずれかに記載の光断層画像化装置。
【請求項６】
前記着脱機構は、前記回転駆動部内に設けられ、前記光プローブの前記第１光ファイバを前記第２光ファイバに対して着脱する機構である請求項１〜５のいずれかに記載の光断層画像化装置。
【請求項７】
前記着脱機構は、前記余長処理機構と前記回転駆動部との間において設けられ、前記光プローブの前記第１光ファイバを着脱可能に接続する光コネクタ接続部または光アダプタの接続機構である請求項１〜５のいずれかに記載の光断層画像化装置。
【請求項８】
前記光プローブは、診断部位まで挿入される内視鏡内に挿入されて、前記測定部のある先端部分を前記診断部位の前記測定対象に接触させて前記測定対象を測定するためのものであり、前記内視鏡が挿入される前記診断部位までの挿入長さに応じて、前記余長処理機構に巻回され、前記余長処理機構から先の前記第１光ファイバの長さが設定される請求項１〜７のいずれかに記載の光断層画像化装置。
【請求項９】
前記装置本体は、
光源と、
前記光源から射出された光を前記測定光と参照光に分岐する分岐手段と、
前記光プローブの前記測定部で検出され、前記第１光ファイバ、前記回転駆動部および前記第２光ファイバを導波された前記戻り光と、前記参照光を合波して干渉光を生成する合波部と、
前記干渉光を干渉信号として検出する干渉光検出部と、
前記干渉光検出部によって検出された前記干渉信号から前記光断層画像を取得する断層画像取得部とを有する請求項１〜８のいずれかに記載の光断層画像化装置。
【請求項１０】
前記光源は、一定の周期で波長を掃引しながら光を射出するものである請求項１〜９のいずれかに記載の光断層画像化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象の光断層画像を取得する光断層画像化装置に係り、詳しくは、測定対象の光断層画像を取得するために、測定光を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光を導波する光ファイバを回転自在に保持する光プローブの余長を診断部位の測定対象までの長さに応じて処理して、測定対象までの長さに応じた光プローブの使用長さを調節可能な光断層画像化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生体組織等の測定対象を切断せずに断面画像を取得する方法として、光干渉断層（ＯＣＴ：Optical  Coherence  Tomography）計測法を利用した光断層画像化装置がある。
このＯＣＴ計測法は、光干渉計測法の一種であり、光源から射出された光を測定光と参照光との２つに分け、測定光と参照光との光路長が光源のコヒーレンス長以内の範囲で一致したときにのみ光干渉が検出されることを利用した計測方法である。
【０００３】
このＯＣＴ計測法を利用した光断層画像化装置としては、例えば、本出願人らの一人の出願に係る特許文献１に、光源と、光源から射出された光を測定光と参照光に分ける光分割手段と、測定光を測定対象に照射し、その反射光を検出する測定部、測定光および反射光を伝達する光ファイバおよび光ファイバと測定部を被覆する透明部なチューブを備えるプローブと、参照光の光路長を測定光と反射光との光路長の和に等しくなるように変更する光路長変更手段と、光路長が変更された参照光と反射光とを合波する合波手段と、合波された参照光と反射光との干渉光を検出する干渉光検出手段とを有し、検出された干渉光から断層画像を生成する光断層画像化装置が開示されている。そして、特許文献１に開示の光断層画像化装置は、プローブの先端の測定部を所定の測定部位まで挿入し、光ファイバを回転させて測定部を回転させつつ、回転する測定部によって測定部位の測定対象の複数点の断層画像を取得することによって２次元の断層像を取得している。
【０００４】
特許文献１に開示の光路長変更手段は、測定対象内の測定位置を深さ方向に変化させるために変化する測定光と反射光との光路長の和に応じて参照光の光路長を変える第１光路長変更手段と、本体に取り付けられたプローブの長さの製造誤差を補正するために、参照光の光路長を変更する第２光路長変更手段とを備えたものである。このため、特許文献１に開示の光断層画像化装置では、複数のプローブを取り替えて使用するとき、各プローブ毎の長さの製造誤差に起因するばらつきによる測定光および反射光の光路長にばらつきが生じた場合であっても、第２光路長変更手段によりそのばらつきに合わせて参照光の光路長の長さを調整することができるため、各プローブの長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することができ、特に、２つの光路長変更手段を用いて各プローブの長さのばらつきによる測定範囲の変動を防止することにより、正確に測定可能領域と設定測定領域とを一致させることができるとしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１５００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示の光断層画像化装置は、測定対象内の測定位置を深さ方向に変化させるために必要な第１光路長変更手段に加えて、第２光路長変更手段を備えているため、複数のプローブを取り替えて使用するとき、各プローブ毎の長さの製造誤差程度のばらつきによる測定光および反射光の光路長のばらつきに対しては、このばらつき合わせて参照光の光路長の長さを調整することができ、正確な測定が可能である。しかしながら、このような第２光路長変更手段は、高価な光学素子や光学機器を用いる必要があるため、高価なものとなり、光断層画像化装置のコストをアップさせる原因となるという問題があった。
【０００７】
なお、通常、光断層画像化装置のプローブは、診断したい部位に挿入された内視鏡の鉗子口などに挿入され、診断部位の測定対象に接触させて測定対象を測定するためのものであるので、診断部位毎に内視鏡の長さが大きく異なり、その結果、使用されるプローブの長さが大きく異なるため、診断部位、例えば食道、気管支、肺、胃、十二指腸、小腸および大腸など毎に長さの異なる内視鏡に対応して、長さの異なる複数の光断層画像測定用プローブ、例えば食道測定用プローブ、気管支測定用プローブ、肺測定用プローブ、胃測定用プローブ、十二指腸測定用プローブ、小腸測定用プローブおよび大腸測定用プローブなどが用意され、光断層画像測定に際し、診断部位に応じて適切なプローブが光断層画像化装置に付け替えられて用いられている。
このような従来の光断層画像化装置においては、診断部位毎にプローブの長さが大きく異なるため、診断部位毎に複数種類のプローブを揃えておく必要がある問題がある。このため、製造や販売をする側においては、診断部位に応じた複数種類のプローブを多数用意しておかなければならず、多数のプローブの在庫管理が必要となるばかりか、多くの開発工数や製造用図面が必要となり、また、多くの部品管理をする必要があり、結果的に装置全体のコストをアップさせるという問題がある。一方、使用する側、例えば、病院等においては、診断部位に応じた複数種類のプローブを用意しておかなければならず、多種類で多数のプローブの管理が必要であるという問題がある。
【０００８】
また、従来の光断層画像化装置においては、診断部位毎にプローブの長さが大きく異なるため、参照光の光路長も大きく変わり、参照光の導波経路となる光ファイバとして、長さの異なる複数のプローブ毎に、プローブの長さに応じた長さを持つ参照光用光ファイバを用意しておく必要があるばかりか、長さの異なるプローブが使用される毎に、異なる長さの参照光用光ファイバに取り替える等の面倒な装置構成を変更する必要があるという問題がある。しかも、このような装置構成の変更は、熟練者やメンテナンスの専業者等が行う必要があり、簡単に内視鏡や光断層画像化装置などのオペレータや、これらを取り扱う医師が行うことができないという問題があった。
なお、プローブの長さの変化に応じた参照光の光路長の変化に対応するために、特許文献１に開示された第２光路長変更手段を用いることが考えられるが、プローブ毎の長さの製造誤差程度のばらつきを調整する第２光路長変更手段では、参照光の光路長の大きな変化には、対処が困難であるという問題がある。仮に、プローブの長さの違いが、このような第２光路長変更手段で調整可能な長さの違いであっても、第２光路長変更手段は高価であり、装置全体のコストアップを招くという問題があるのは、上述した通りである。
【０００９】
ところで、本出願人らは、特願２００６−３３５５６８号明細書において、診断部位毎に長さの異なるプローブに応じて、参照光の光路長を変更するために、参照光の導波経路となる光ファイバの一部を着脱可能として、適切な長さの光ファイバに付け替えることができる光断層画像化システムを開示している。
この光断層画像化システムは、参照光の導波経路となる光ファイバ自体を取り替えるのに比べれば、診断部位毎に長さの異なるプローブに応じて準備する光プローブの長さは短くて済むし、付け替えも極めて簡単であるという特徴を有するものであるが、用意しておかなければならない異なる長さの複数種類の光ファイバは、長さの異なるプローブの種類毎に必要であるし、一部とはいえ、参照光用光ファイバの付け替えを行う必要があることには変わりはなく、やはり、未熟なオペレータには、難しいという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、診察部位毎に長さの異なる複数の光断層画像測定用光プローブを用意する必要がなく、また、診察部位に応じて異なる光プローブを付け替える必要がなく、従って、診察部位に応じて長さの異なる光プローブを付け替えるという光プローブ交換作業が不要であり、その結果、長さの異なる光プローブの交換作業に伴う参照光の光路長合わせする必要がなく、したがって参照光の光路長合わせのための複数の参照光用光ファイバ（全長またはその一部）を用意する必要がなく、また、その交換作業が不要であり、さらに、参照光の光路長合わせのための高価な光路長変更手段が不要で、装置コストをアップさせることのなく、作業性が良く、効率よく分解能の高い、測定対象の光断層画像を取得することができる光断層画像化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、測定対象の光断層画像を取得する装置本体と、この装置本体からの測定光を前記測定対象まで導波すると共に前記測定対象からの戻り光を前記装置本体に導波するための回転自在な第１光ファイバ、その先端部に配置され、前記測定対象に前記測定光を照射し、その戻り光を取得する測定部、前記第１光ファイバおよび前記測定部を回転自在に保持するように、それらの外周を覆い、少なくとも、前記測定部からの前記測定光および前記測定対象からの前記戻り光が透過する領域が透明な材料で形成されているプローブ外筒を備える所定長の光プローブと、前記装置本体に接続され、前記測定光を前記第１光ファイバまで導波するとともに前記第１光ファイバによって導波された前記戻り光を前記装置本体まで導波する固定された第２光ファイバと、前記光プローブと前記第２光ファイバとの間に設けられ、前記光プローブ内の前記測定部およびこれに続く前記第１光ファイバを、前記第２光ファイバに対して回転自在に接続し、前記測定光および前記戻り光を伝送する回転駆動部と、前記光プローブを前記回転駆動部側において所定の直径以上の円状ループに巻回して保持する余長処理機構と、前記回転駆動部または前記回転駆動部と前記余長処理機構との間において、前記光プローブを着脱する着脱機構とを備え、前記装置本体は、導波された前記戻り光を用いて前記測定対象の前記光断層画像を取得し、前記余長処理機構は、前記光プローブを、前記円状ループと直交する方向から前記円状ループの中心を通って前記円状ループに巻回し、前記測定対象に応じて前記光プローブの余長を巻回処理することで前記余長処理機構から前記光プローブの先端までの長さを設定することを特徴とする光断層画像化装置を提供するものである。
【００１２】
ここで、前記余長処理機構は、前記光プローブを、前記所定の直径以上の円状ループに巻回するための規制ガイドを備えるのが好ましい。
また、前記余長処理機構は、前記所定の直径以上の円状ループに巻回された前記光プローブを格納するための格納部を備えるのが好ましい。
また、前記余長処理機構は、前記光プローブの余長を、前記光プローブの前記プローブ外筒内における前記第１光ファイバの回転変動に影響を与えない直径１００ｍｍ以上の円状ループに巻回する機構を備えるのが好ましい。
また、前記回転駆動部は、前記光プローブの前記第１光ファイバを前記第２光ファイバに対して所定間隔離間させて回転自在に接続し、前記測定光および前記戻り光を伝送する光ロータリアダプタまたは光ロータリジョイントであるのが好ましい。
【００１３】
また、前記着脱機構は、前記回転駆動部内に設けられ、前記光プローブの前記第１光ファイバを前記第２光ファイバに対して着脱する機構であるのが好ましい。
また、前記着脱機構は、前記余長処理機構と前記回転駆動部との間において設けられ、前記光プローブの前記第１光ファイバを着脱可能に接続する光コネクタ接続部または光アダプタの接続機構であるのが好ましい。
また、前記光プローブは、診断部位まで挿入される内視鏡内に挿入されて、前記測定部のある先端部分を前記診断部位の前記測定対象に接触させて前記測定対象を測定するためのものであり、前記内視鏡が挿入される前記診断部位までの挿入長さに応じて、前記余長処理機構に巻回され、前記余長処理機構から先の前記第１光ファイバの長さが設定されるのが好ましい。
【００１４】
また、前記装置本体は、光源と、前記光源から射出された光を前記測定光と参照光に分岐する分岐手段と、前記光源から射出された光を前記測定光と参照光に分岐する分岐手段と、前記光プローブの前記測定部で検出され、前記第１光ファイバ、前記回転駆動部および前記第２光ファイバを導波された前記戻り光と、前記参照光を合波して干渉光を生成する合波部と、前記干渉光を干渉信号として検出する干渉光検出部と、前記干渉光検出部によって検出された前記干渉信号から前記光断層画像を取得する断層画像取得部とを有するのが好ましい。
また、前記光源は、一定の周期で波長を掃引しながら光を射出するものであるのが好ましい。
【００１５】
また、回転駆動部は、固定スリーブと、この固定スリーブに固定的に支持され、その一方にその光軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する端面を持つ前記第２光ファイバと、この第２光ファイバの傾斜する端面と所定間隔離間して配置される固定側の第２コリメータレンズと、前記固定スリーブに対して回転自在に支持される取付筒と、この取付筒の略中心に固定的に取り付けられ、前記第２コリメータレンズに対向して配置され、その光軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する端面を持つ第１光ファイバと、前記取付筒に固定的に取り付けられ、前記第２コリメータレンズと前記第１光ファイバとの間に、前記第１光ファイバの傾斜する端面と所定間隔離間して配置される回転側の第１コリメータレンズと、前記取付筒を回転駆動する回転駆動手段とを有し、前記第２光ファイバおよび前記第１光ファイバの光軸を、前記戻り光の減衰を小さくするように、前記取付筒の回転中心軸に対して、オフセットさせた光ロータリアダプタであるのが好ましい。
【００１６】
ここで、前記第２光ファイバおよび前記第１光ファイバの各々の光軸と前記取付筒の回転中心軸との各々のオフセット量δ１およびδ２は、前記第２光ファイバおよび前記第１光ファイバの各々の前記傾斜端面のそれらの光軸に垂直な平面に対する傾斜角度をそれぞれθ１およびθ２、前記第２光ファイバおよび前記第１光ファイバの各々の屈折率ををそれぞれｎ１およびｎ２、前記第２光ファイバと前記第１光ファイバとの間の光を伝播させる媒質の屈折率をｎ３、前記第２光ファイバ内および前記第１光ファイバ内の各々をそれらの光軸に平行に進行し、各々の傾斜端面と前記媒質との界面で屈折した光の各々の傾斜端面の法線とのなす角をそれぞれθ３およびθ４とし、前記第２コリメータレンズおよび前記第１コリメータレンズをそれぞれ薄板レンズとしたときの前記第２光ファイバおよび前記第１光ファイバの各々の傾斜端面の中心と前記第２コリメータレンズおよび前記第１コリメータレンズの各々の中心との光軸間距離に等しい前記第２コリメータレンズおよび前記第１コリメータレンズの各々の焦点距離をそれぞれｆ１およびｆ２とするとき、下記式（１）、（２）、（３）および（４）を満足するものであるのが好ましい。
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ３×ｓｉｎθ３  …（１）
δ１＝ｆ１×ｔａｎ（θ３−θ１）    …（２）
ｎ２×ｓｉｎθ２＝ｎ３×ｓｉｎθ４  …（３）
δ２＝ｆ２×ｔａｎ（θ４−θ２）    …（４）
【００１７】
また、前記第２光ファイバおよび前記第２コリメータレンズと、前記第１光ファイバおよび第１コリメータレンズとは、対称に配置されるのが好ましい。
また、前記第２光ファイバおよび前記第１光ファイバは、それぞれフェルールによって支持され、それぞれのフェルールは、前記第２光ファイバおよび前記第１光ファイバの各傾斜端面と同じ平面をなす傾斜端面を持つのが好ましい。
また、前記第１光ファイバおよび前記第１コリメータレンズを固定的に支持する前記取付筒は、前記第２光ファイバおよび前記第２コリメータレンズを固定的に支持する前記固定スリーブから着脱可能であるのが好ましい。
【００１８】
また、前記光ロータリアダプタは、さらに、一方の端部が前記取付筒に取り付けられ、前記取付筒と一体的に前記回転中心軸周りに回転する回転筒を有し、前記第１光ファイバの一方の前記傾斜端面は、その光軸が前記取付筒の回転中心軸に対してオフセットするように前記取付筒に取り付けられ、前記第１光ファイバは、前記回転筒の他方の端部において、前記回転筒に支持されるのが好ましい。
また、前記回転筒の他方の端部において、前記第１光ファイバは、その光軸と前記取付筒の回転中心軸とが一致するように前記回転筒の中心に支持されるのが好ましい。
また、前記第１光ファイバは、前記回転筒の他方の端部において、他方の端面を有し、前記回転筒の他方の端部は、固定型の光コネクタの端子を構成するのが好ましく、また、前記第１光ファイバの他方の端面は、その光軸と前記取付筒の回転中心軸とが一致するように前記回転筒の中心に取り付けられるのが好ましい。
または、前記第１光ファイバは、前記回転筒の他方の端部から延在し、その先端部は、前記測定対象に前記測定光を照射し、その戻り光を取得する測定部に接続され、透明なプローブ外筒に回転自在に保持され、光プローブを構成するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、診察部位毎に長さの異なる複数の内視鏡に対しても、１種類のみの光断層画像測定用光プローブを用意しておけば良いので、診察部位毎に長さの異なる複数の光プローブを用意する必要がなく、開発工数や製造用図面や部品管理を低減でき、多種多数の光プローブの在庫や管理をする必要がなく、結果的に装置全体のコストを低減させることができる。
また、本発明によれば、診察部位に応じて異なる光プローブを付け替える光プローブ交換作業が不要であり、その結果、長さの異なる光プローブの交換作業に伴う参照光の光路長合わせするための機能や作業が必要がなく、したがって参照光の光路長合わせのための複数の参照光用光ファイバ（全長またはその一部）を用意する必要がないし、また、参照光用光ファイバの交換作業も不要であり、作業性の良い光断層画像化装置を提供できる。その結果、本発明によれば、光プローブ交換や光ファイバの交換に伴う、光ファイバ端面の劣化を防ぐことができ、性能の劣化や性能の信頼性の低下を防止することができる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、光プローブ交換に伴う参照光の光路長合わせのための機能を実現するための、高価な光路長変更手段が不要であり、装置コストをアップさせることがない。
その結果、本発明によれば、作業性が良く、効率よく分解能の高い、測定対象の光断層画像を取得することができる光断層画像化装置を提供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】
【００２１】
以下に、本発明に係る光断層画像化装置を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の光断層画像化装置の一実施形態の概略構成を示す説明図であり、図２は、図１に示す光断層画像化装置の装置本体の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１に示す本発明の光断層画像化装置１０は、光干渉断層（ＯＣＴ:Optical Coherence Tomography）計測法による測定対象の光断層画像を取得するためのもので、測定対象の光断層画像を取得し、生成する装置本体１１と、内視鏡１３に挿入して用いられ、装置本体１１からの測定光および測定対象からの戻り光を伝送する回転側光ファイバＦＢ１を備える所定長の光プローブ１６と、装置本体１１に接続され、測定光および戻り光を伝送する固定側光ファイバＦＢ２を備える光ファイバコード１７と、光プローブ１６と光ファイバコード１７との間に設けられ、回転側光ファイバＦＢ１を固定側光ファイバＦＢ２に対して回転自在に接続し、測定光および戻り光を伝送するための回転駆動部として用いられる光ロータリアダプタ１８と、光プローブ１６を光ロータリアダプタ１８側において所定の直径以上の円状ループ１６ａに券回して保持する余長処理機構１５とを有する。
【００２３】
装置本体１１は、図２に示すように、光Ｌａを射出する光源ユニット１２と、光源ユニット１２から射出された光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分岐し、かつ、被検体である測定対象からの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２を合波して干渉光Ｌ４を生成する分岐合波部１４と、分岐合波部１４で生成された干渉光Ｌ４を干渉信号として検出する干渉光検出部２０と、この干渉光検出部２０によって検出された干渉信号を処理して光断層画像（以下単に「断層画像」ともいう）を取得する処理部２２と、処理部２２で取得された光断層画像を表示する表示部２４とを有する。
【００２４】
また、装置本体１１は、さらに、参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整部２６と、光源ユニット１２から射出された光Ｌａを分光する光ファイバカプラ２８と、参照光Ｌ２を検出する検出部３０ａと戻り光Ｌ３を検出する検出部３０ｂと、処理部２２や表示部２４等への各種条件の入力、設定の変更等を行う操作制御部３２とを有する。なお、後述するが、図２に示す光断層画像化装置１０においては、上述した射出光Ｌａ、測定光Ｌ１、参照光Ｌ２および戻り光Ｌ３などを含む種々の光を各光デバイスなどの構成要素間で導波し、伝送するための光の経路として、回転側光ファイバＦＢ１および固定側光ファイバＦＢ２を含め種々の光ファイバＦＢ（ＦＢ３、ＦＢ４、ＦＢ５、ＦＢ６など）が用いられている。
【００２５】
まず、図１および図２に示す光断層画像化装置１０に用いられる光ロータリアダプタ１８について説明する。
図３は、図２に示す光ロータリアダプタの概略断面図であり、図４は、図３に示す光ロータリアダプタの回転中心と光ファイバおよびコリメータレンズの位置関係を説明するための説明図である。
図３に示す光ロータリアダプタ１６は、筐体３４と、筐体３４の外側に取り付けられるモータ３６と、筐体３４内に固定される固定スリーブ３８と、固定スリーブ３８の一端面に固定的に取り付けられるホルダ４０ａおよび４０ｂを介して取り付けられる固定側光ファイバＦＢ２および固定側コリメータレンズ４２と、固定スリーブ３８に軸受け４４を介して回転自在に支持される取付筒４６ａおよびこれに一体的に組み立てられた回転筒４６ｂからなる回転組立体４６と、取付筒４６ａの一端面の略中心に固定的に取り付けられるホルダ４８ａおよび４８ｂを介して取り付けられる回転側光ファイバＦＢ１および回転側コリメータレンズ５０と、回転組立体４６の回転筒４６ｂの外周に取り付けられた歯車５２と、モータ３６の回転軸３６ａに取り付けられ、回転筒４６ｂの歯車５２と噛合する歯車５４とを有する。
【００２６】
筐体３４は、モータ３６、ホルダ４０ａおよび固定側光ファイバＦＢ２などを除き、光ロータリアダプタ１６の各構成要素を収納するものである。筐体３４には、モータ３６の回転軸３６ａが挿通される開口３４ａが設けられ、また、光ファイバＦＢ２を保持するホルダ４０ａを取り付ける固定スリーブ３８を取り付けるための開口３４ｂおよび光ファイバＦＢ１を回転自在に通すための開口３４ｃが互いに対向する位置に設けられている。
モータ３６は、回転筒４６ｂを回転させることにより、回転組立体４６の取付筒４６ａを回転させ、取付筒４６ａおよび回転筒４６ｂの略中心に支持されるＦＢ１を回転させるためのものである。モータ３６は、自身の回転軸３６ａを回転させることにより、回転軸３６ａの先端に取り付けられた歯車５４を回転させ、歯車５４と噛合する回転筒４６ｂの歯車５２を回転させて、回転筒４６ｂを回転させることにより、回転組立体４６の取付筒４６ａを回転させる。その結果、回転組立体４６の取付筒４６ａおよび回転筒４６ｂの略中心に支持されるＦＢ１は回転する。
【００２７】
固定スリーブ３８は、固定側光ファイバＦＢ２および固定側コリメータレンズ４２を所定位置に支持するともに、回転組立体４６の取付筒４６ａを回転自在に支持するためのものである。固定スリーブ３８は、円筒形状をなし、一方が開放する円管部３８ａと、他方に中央開口３８ｂを持つ円板部３８ｃを備え、円板部３８ｃの外側の環状突起３８ｄが、筐体３４の開口３４ｂに嵌合するように、円板部３８ｃが筐体３４の内壁に取り付けられる。
このように筐体３４に固定された固定スリーブ３８の円板部３８ｃの外側には、その中央開口３８ｂを覆うようにホルダ４０ａのフランジ部が取り付けられる。
一方、固定スリーブ３８の円管部３８ａには開放側から回転組立体４６の取付筒４６ａが嵌め込まれ、固定スリーブ３８の円管部３８ａの内周と、回転組立体４６の円筒状取付筒４６ａの外周との間には、２個の軸受け４４が介在する。２個の軸受け４４は、固定スリーブ３８の円管部３８ａの内周の段部に押し当てられ、円管部３８ａの内周から開放側に抜けないように、円管部３８ａの開放端の内周面に形成された雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を持つリング３９によって止められている。
【００２８】
ホルダ４０ａは、その中心に円筒状フェルール４１に保持された光ファイバＦＢ２を保持するためのフランジ付き円管状部材である。フェルール４１に保持された光ファイバＦＢ２は、その先端面がホルダ４０ａのフランジ側端面から所定距離だけ離れて位置するようにホルダ４０ａに保持される。なお、ホルダ４０ａは、保持する固定側光ファイバＦＢ２の中心光軸が固定スリーブ３８の円形状の中央開口３８ｂの略中心、具体的には、中央開口３８ｂに対して所定量（わずかに）偏心した位置に来るように、固定スリーブ３８の円板部３８ｃの外側の中央開口３８ｂの周辺部に外側に向けて取り付けられる。
なお、光ファイバＦＢ２は、光ファイバコード１７に内蔵されているもので、光ファイバコード１７としては、従来公知の光ファイバコードを用いれば良い。
【００２９】
ここで、フェルール４１は、芯部に光ファイバＦＢ２が挿通され、光ファイバＦＢ２を保持するとともに保護する機能を持ち、通常、ジルコニアフェルールやニッケル合金などの金属を用いたメタルフェルールなどを用いることができる。
一方、ホルダ４０ｂは、コリメータレンズ４２を保持するためのフランジ付き円管状部材であり、そのフランジ部がホルダ４０ａのフランジ部に、光ファイバＦＢ２の先端中心とコリメータレンズ４２の中心とが光軸に沿って所定距離、具体的には、コリメータレンズ４２の焦点距離だけ離間するように取り付けられる。
なお、光ファイバＦＢ２の光軸と、コリメータレンズ４２の中心とは、光線を水平に射出させる位置にオフセットさせて取り付けられている。
【００３０】
固定側光ファイバＦＢ２は、分岐合波部１４で分岐された測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１に伝送するとともに光ファイバＦＢ１によって導波された戻り光Ｌ３を伝送するものであり、光ファイバＦＢ２の先端面および芯部に光ファイバＦＢ２が挿通されたフェルール４１の先端面は、光ファイバＦＢ２の光軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する同一平面をなす傾斜端面である。
固定側コリメータレンズ４２は、光ファイバＦＢ２の先端から射出された測定光Ｌ１をコリメートして回転側コリメータレンズ５０に入射させるとともに、コリメータレンズ５０からのコリメートされた戻り光Ｌ３を集光して光ファイバＦＢ２に入射させるためのものであり、光ファイバＦＢ２の先端面とコリメータレンズ４２とは、光ファイバＦＢ２の傾斜端面の中心とコリメータレンズ４２の中心との間の（光軸上の）距離がコリメータレンズ４２の焦点距離に等しくなるように配置される。
【００３１】
回転組立体４６は、その先端側（図３中左側をいう）の取付筒４６ａとその後端側（図３中右側をいう）の回転筒４６ｂとが同一回転中心軸周りを一体的に回転するように、一体的に組み立てられたものであって、その先端側の取付筒４６ａが固定スリーブ３８の円管部３８ａに嵌め込まれ、固定スリーブ３８に２個の軸受け４４を介して回転自在に支持され、取付筒４６ａおよび回転筒４６ｂの内部の略中心に保持される回転側光ファイバＦＢ１を回転自在に支持し、光ファイバＦＢ１を回転させるための部材である。
回転組立体４６の取付筒４６ａは、その後端側にフランジ状端面４６ｅを持つ円筒状部材であって、その先端側の端面が固定スリーブ３８の円板部３８ｃに対向し、その外周部に２個の軸受け４４が配置され、その後端側のフランジ状端面４６ｅの中心側に光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０を取り付けるためのもので、ファイバコリメータ取付筒として機能し、その周辺側には回転筒４６ｂの端面が取り付けられている。
回転組立体４６においては、２個の軸受け４４は、取付筒４６ａの外周に圧入され、その段部に押し当てられ、取付筒４６ａの外周から開放側に抜けないように、取付筒４６ａの開放端の外周面に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を持つリング４７によって止められている。
【００３２】
また、回転筒４６ｂは、取付筒４６ａの内径より大きい内径の内周面を持ち、取付筒４６ａのフランジ状端面４６ｅの外径より小さい外径を持つ円筒状部材であって、その先端側の端面が、取付筒４６ａの後端側のフランジ状端面４６ｅの周辺側に、同一回転中心軸を持つように取り付けられて、取付筒４６ａと一体的に組み立てられた回転組立体４６を構成するものである。
また、回転組立体４６の取付筒４６ａと回転筒４６ｂとの間には、取付筒４６ａのフランジ状端面４６ｅによって段部が形成され、この段部に押し当てて回転筒４６ｂの先端側の外周には歯車５２が取り付けられ、歯車５２の回転に伴って回転筒４６ｂが回転して、回転組立体４６が回転し、回転組立体４６を構成する取付筒４６ａが回転するように構成されている。
回転筒４６ｂの後端側には、その略中心軸上に、取付筒４６ａの略中心軸上に取り付けられた光ファイバＦＢ１の他端（後端）側の傾斜端面を支持するとともに、このようにして回転筒４６ｂ内に保持される光ファイバＦＢ１を光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１に接続するための接続部４６ｃが取り付けられている。
なお、回転組立体４６は、回転筒４６ｂの先端側の端面を取付筒４６ａの後端側のフランジ状端面４６ｅから取り外すことにより、取付筒４６ａと回転筒４６ｂに分解するように構成することもできる。
【００３３】
回転組立体４６の取付筒４６ａの後端側のフランジ状端面４６ｅの中心側には、その中央開口４６ｄを覆うようにホルダ４８ａのフランジ部が取り付けられる。
ホルダ４８ａは、ホルダ４０ａと同様に、その中心に円筒状フェルール４９に保持された光ファイバＦＢ１を保持するためのフランジ付き円管状部材である。フェルール４９に保持された光ファイバＦＢ１は、その先端面がホルダ４８ａのフランジ側端面から所定距離だけ離れて位置するようにホルダ４８ａに保持される。なお、ホルダ４８ａは、保持する固定側光ファイバＦＢ１の中心光軸が取付筒４６ａの中央開口４６ｄの略中心、具体的には、取付筒４６ａ（回転組立体４６）の回転中心に対して、所定量（わずかに）オフセット（偏心）した位置に来るように、フランジ状端面４６ｅの中央開口４６ｄの周辺部に外側に向けて取り付けられる。
【００３４】
ここで、フェルール４９は、芯部に光ファイバＦＢ１が挿通され、光ファイバＦＢ１を保持するとともに保護する機能を持ち、フェルール４１と同様に、通常、ジルコニアフェルールやニッケル合金などの金属を用いたメタルフェルールなどを用いることができる。
一方、ホルダ４８ｂは、ホルダ４０ｂと同様に、コリメータレンズ５０を保持するためのフランジ付き円管状部材であり、そのフランジ部がホルダ４８ａのフランジ部に、光ファイバＦＢ１の先端中心とコリメータレンズ５０の中心とが光軸に沿って所定距離、具体的には、コリメータレンズ５０の焦点距離だけ離間するように取り付けられる。
なお、光ファイバＦＢ１の光軸と、コリメータレンズ５０の中心とは、光線を水平に射出させる位置にオフセットさせて取り付けられている。
【００３５】
回転側光ファイバＦＢ１は、固定側光ファイバＦＢ２から伝送された測定光Ｌ１を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光Ｌ３を導波して固定側光ファイバＦＢ２に伝送するためのものであり、光ファイバＦＢ１の先端面および芯部に光ファイバＦＢ１が挿通されたフェルール４９の先端面は、光ファイバＦＢ１の光軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する同一平面をなす傾斜端面である。
回転側コリメータレンズ５０は、コリメータレンズ４２からのコリメートされた測定光Ｌ１を集光して光ファイバＦＢ１に入射させるとともに、光ファイバＦＢ１の先端から射出された戻り光Ｌ３をコリメートして固定側コリメータレンズ４２に入射させるためのものであり、光ファイバＦＢ１の先端面とコリメータレンズ５０とは、光ファイバＦＢ１の傾斜端面の中心とコリメータレンズ５０の中心との間の（光軸上の）距離がコリメータレンズ５０の焦点距離に等しくなるように配置される。
【００３６】
上述したように、回転組立体４６の回転筒４６ｂの後端面に取り付けられる接続部４６ｃは、取付筒４６ａの略中心軸上に取り付けられ、回転筒４６ｂの略中心軸上に保持される光ファイバＦＢ１の他端（後端）側の傾斜端面を支持するとともに、回転筒４６ｂ内に保持される光ファイバＦＢ１を光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１に接続するための部材である。
接続部４６ｃは、回転筒４６ｂの後端面に嵌め込まれ、その内周に設けられた段部に当接して取り付けられるフランジ部５６ａと、その両側に設けられた雄ねじ部５６ｂおよび５６ｃと、取付筒４６ａの略中心にホルダ４８ａによってフェルール４９を介して保持される光ファイバＦＢ１が略回転中心軸上に挿通されて割りスリーブ５７を介して保持される中央貫通孔５６ｄとを持つ端面部材５６と、光ファイバＦＢ１挿通する中央開口および端面部材５６の雄ねじ部５６ｂに螺合する雌ねじ部を持ち、中央貫通孔５６ｄに挿通された光ファイバＦＢ１を通す貫通孔を備える袋ナット５８とを備える。ここで、接続部４６ｃの端面部材５６、特に、雄ねじ部５６ｃは、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１をロータリアダプタ１８に取り付けるためのファイバコネクタとして機能する。
【００３７】
なお、図示例においては、光ファイバＦＢ１は、ホルダ４８ａで保持されている先端側の傾斜端面の位置では、その光軸と取付筒４６ａの回転中心軸とは所定量オフセットするように取付筒４６ａおよび回転筒４６ｂの略中心に配置されるが、回転筒４６ｂの後端側の接続部４６ｃにおいては、その光軸と回転筒４６ｂの回転中心軸とが一致するように端面部材５６と袋ナット５８とによって回転筒４６ｂの中心に支持されるのが好ましい。
ここで、回転筒４６ｂの接続部４６ｃの雄ねじ部５６ｃは、筐体３４の開口３４ｃに臨んでおり、光プローブ１６の光ファイバＦＢ１を、回転組立体４６内のファイバＦＢ１とを光学的に接続するコネクタとして機能し、通常の光コネクタ、例えば、ＳＣコネクタやＦＣコネクタなどや、フィジカルコンタクト用光コネクタなどをも含め、種々の光コネクタを接続することができる。
したがって、本発明の光断層画像化装置１０においては、光ロータリアダプタ１８の回転組立体４６の接続部４６ｃを光コネクタ接続部とし、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１の末端部に光コネクタを取り付けておき、これらの接続部４６ｃと光ファイバＦＢ１の末端部の光コネクタとを着脱することにより、装置本体１１に直接ＦＣコネクタなどの光コネクタによって接続された固定側の光ファイバＦＢ２と、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１とを着脱するのが好ましい。
なお、後述するが、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１をある程度の可撓性を持たせた状態で保護しつつ回転自在に保持するために、バネ等で被覆されている。
【００３８】
光ロータリアダプタ１８においては、軸受４４が圧入状態であるので容易ではないが、例えば、回転組立体４６の回転筒４６ｂや歯車５２を取り外して、リング３９を取り外すことにより、光ファイバＦＢ２を保持するホルダ４０ａを取り付けたままの固定スリーブ３８から光ファイバＦＢ１を保持するホルダ４８ａを取り付けたままの回転組立体４６を抜き出して取り外すこともできる。この場合には、２個の軸受け４４は、回転組立体４６の取付筒４６ａとともに固定スリーブ３８の内周から抜き出されることになる。
このとき、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の先端には、コリメータレンズ５０および４２が取り付けられているため、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の先端を誤って損傷し、あるいは破損することを防止することができる。
なお、図示例では、回転組立体４６の回転筒４６ｂの接続部４６ｃは、光ファイバのコネクタとして機能するように構成されているが、取付筒４６ａに取り付けられたホルダ４８ａによって保持される光ファイバＦＢ１を保持し、保持された光ファイバＦＢ１がそのまま光プローブ１６の先端まで延在する構成することもできる。
【００３９】
なお、光ロータリアダプタ１８においては、測定対象からの戻り光Ｌ３の減衰を小さくして、戻り光Ｌ３のＳ／Ｎ比を向上させるように、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の光軸と、光ファイバＦＢ１の回転中心、すなわち、回転組立体４６（取付筒４６ａ）の回転中心とをオフセットさせている。
図４は、このような固定側光ファイバＦＢ２およびコリメータレンズ４２からなる固定側光伝送系と、回転側光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０からなる回転側光伝送系との位置関係について示す模式図である。
【００４０】
図４に示すように、固定側光ファイバＦＢ２の先端の傾斜端面の光軸に垂直な平面に対する傾斜角度をθ１、光ファイバＦＢ２の屈折率をｎ１、光ファイバＦＢ２とＦＢ１との間のコリメータレンズ４２および５０を除く光を伝播させる媒質の屈折率をｎ３、光ファイバＦＢ２内をその光軸に平行に進行し、その傾斜端面と媒質との界面で屈折した光の傾斜端面の法線とのなす角（屈折角度）をθ３とし、コリメータレンズ４２を薄板レンズとした時の光ファイバＦＢ２の傾斜端面の中心とコリメータレンズ４２の中心との光軸間距離をコリメータレンズ４２の焦点距離ｆ１に等しいとする時、光ファイバＦＢ２の光軸と回転組立体４６（取付筒４６ａ）の回転中心軸とのオフセット量δ１が、下記式（１）および（２）を満足するように、固定側光ファイバＦＢ２およびコリメータレンズ４２を取付筒４６ａに対して取り付けるのが良い。
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ３×ｓｉｎθ３  …（１）
δ１＝ｆ１×ｔａｎ（θ３−θ１）    …（２）
【００４１】
同様に、図４に示すように、回転側光ファイバＦＢ１の先端の傾斜端面の光軸に垂直な平面に対する傾斜角度をθ２、光ファイバＦＢ１の屈折率をｎ２、上述した光を伝播させる媒質の屈折率をｎ３、光ファイバＦＢ１内をその光軸に平行に進行し、その傾斜端面と媒質との界面で屈折した光の傾斜端面の法線とのなす角（屈折角度）をθ４とし、コリメータレンズ５０を薄板レンズとした時の光ファイバＦＢ１の傾斜端面の中心とコリメータレンズ５０の中心との光軸間距離をコリメータレンズ５０の焦点距離ｆ２に等しいとする時、光ファイバＦＢ１の光軸と回転組立体４６（取付筒４６ａ）の回転中心軸とのオフセット量δ２が、下記式（３）および（４）を満足するように、固定側光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０を取付筒４６ａに対して取り付けるのが良い。
ｎ２×ｓｉｎθ２＝ｎ３×ｓｉｎθ４  …（３）
δ２＝ｆ２×ｔａｎ（θ４−θ２）    …（４）
【００４２】
以上のように、図４に示す固定側光ファイバＦＢ２およびコリメータレンズ４２からなる固定側光伝送系と、回転側光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０からなる回転側光伝送系とを配置することにより、測定対象からの戻り光Ｌ３の減衰を小さくして、ホワイトノイズを減らし、戻り光Ｌ３のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
ここで、図４に示す固定側光ファイバＦＢ２およびコリメータレンズ４２からなる固定側光伝送系と、回転側光ファイバＦＢ１およびコリメータレンズ５０からなる回転側光伝送系とは、対称、すなわち線対称に配置されるのが好ましい。
この場合、両伝送系における屈折率（ｎ１＝ｎ２）、傾斜角度（θ１＝θ２）、屈折角度（θ３＝θ４）、焦点距離（ｆ１＝ｆ２）、オフセット量（δ１＝δ２）は、等しくなる。
【００４３】
なお、例えば、図４において、光ファイバＦＢ２の屈折率ｎ１をガラスとして１．５、その傾斜角度θ１を８°、媒質の屈折率ｎ３を空気として１．０とすると、上記式（１）から、屈折角度θ３は１２°となるので、コリメータレンズ４２の焦点距離ｆ１を２ｍｍとするとき、上記式（２）から、光ファイバＦＢ２の光軸と回転中心のオフセット量δ１は、０．１４ｍｍとなる。したがって、上述した両伝送系が対称に配置されている場合には、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の光軸と、回転中心とが０．１４ｍｍだけオフセットするように、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２を保持するホルダ４０ａおよび４８ａをそれぞれ固定スリーブ３８および取付筒４６ａに配置すれば良い。
光ロータリアダプタ１８は、基本的に以上のように構成される。
【００４４】
なお、図示例においては、光断層画像化装置１０の回転駆動部として、光ロータリアダプタ１８を用いているが、本発明はこれに限定されず、光断層画像化装置に用いられ、光プローブ内の回転側光ファイバを、光ファイバコードの固定側光ファイバに対して、回転自在にかつ取外可能に接続し、測定光および戻り光を伝送することができれば、従来公知のどのような回転駆動部を用いても良い。例えば、本出願人らの一人の出願に係る特許文献１に開示された光プローブの光学コネクタと回転駆動ユニット（ロータリコネクタ）とを組み合わせて用いることもできるし、特開２０００−１３１２２２号公報に開示された光ロータリジョイントなどを用いることもできる。
【００４５】
次に、光プローブ１６について説明する。
ここで、光プローブ１６は、図１および図２に示すように、光ロータリアダプタ１８（回転組立体４６の接続部４６ｃ、図３参照）に接続されており、光ロータリアダプタ１８に接続されている側で、余長処理機構１５内において、所定の直径以上の円状ループ１６ａに巻回されて保持されている。なお、余長処理機構１５および光プローブ１６の円状ループ１６ａの詳細については後述する。
また、光ファイバＦＢ１を内蔵する光プローブ１６は、光ロータリアダプタ１８を介して、光ファイバＦＢ２を内蔵する光ファイバコード１７と接続され、光ファイバＦＢ２から、光ロータリアダプタ１８を介して、光ファイバＦＢ１に測定光Ｌ１が入射され、入射された測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ１によって伝送して測定対象Ｓに照射し、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を取得し、取得した戻り光Ｌ３を光ファイバＦＢ１によって伝送して、光ロータリアダプタ１８を介して、光ファイバＦＢ２に射出するものである。
【００４６】
図５に示すように、この光プローブ１６は、プローブ外筒７０と、キャップ７２と、光ファイバＦＢ１と、バネ７４と、固定部材７６と、光学レンズ７８とを有する。
プローブ外筒（シース）７０は、可撓性を有する筒状の部材であり、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３が透過する材料からなっている。なお、プローブ外筒７０は、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３が通過する先端（光ロータリアダプタ１８と反対側の光ファイバＦＢ１の先端、以下、プローブ外筒７０の先端という）側の一部が全周に渡って光を透過する材料（透明な材料）で形成されていればよい。
キャップ７２は、プローブ外筒７０の先端に設けられ、プローブ外筒７０の先端を閉塞している。
【００４７】
光ファイバＦＢ１は、線状部材であり、プローブ外筒７０内にプローブ外筒７０に沿って収容されており、光ファイバＦＢ２から光ロータリアダプタ１８を介して射出された測定光Ｌ１を光学レンズ７８まで導波するとともに、測定光Ｌ１を測定対象Ｓに照射して光学レンズ７８で取得した測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を光ロータリアダプタ１８まで導波し、光ファイバＦＢ２に入射する。
ここで、光ファイバＦＢ１と光ファイバＦＢ２とは、光ロータリアダプタ１８によって接続されており、光ファイバＦＢ１の回転が光ファイバＦＢ２に伝達しない状態で、光学的に接続されている。また、光ファイバＦＢ１は、プローブ外筒７０に対して回転自在な状態で配置されている。
バネ７４は、光ファイバＦＢ１の外周に固定されている。また、光ファイバＦＢ１およびバネ７４は、光ロータリアダプタ１８に接続されている。
【００４８】
光学レンズ７８は、光ファイバＦＢ１の測定側先端（光ロータリアダプタ１８と反対側の光ファイバＦＢ１の先端）に配置されており、先端部が、光ファイバＦＢ１から射出された測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し集光するために略球状の形状で形成されている。
光学レンズ７８は、光ファイバＦＢ１から射出した測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し照射し、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を集光し光ファイバＦＢ１に入射する。
固定部材７６は、光ファイバＦＢ１と光学レンズ７８との接続部の外周に配置されており、光学レンズ７８を光ファイバＦＢ１の端部に固定する。ここで、固定部材７６による光ファイバＦＢ１と光学レンズ７８の固定方法は、特に限定されず、接着剤により、固定部材７６と光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８を接着させて固定させても、ボルト等を用い機械的構造で固定してもよい。なお、固定部材７６は、上述したフェルール４１および４９と同様に、ジルコニアフェルールやメタルフェルールなど光ファイバの固定や保持や保護のために用いられるものであれば、如何なるものを用いても良い。
【００４９】
また、上述したように、光ファイバＦＢ１およびバネ７４は、光ロータリアダプタ１８の回転組立体４６（回転筒４６ｂの接続部４６ｃ）に接続されており、回転筒４６ｂによって光ファイバＦＢ１およびバネ７４を回転させることで、光学レンズ７８をプローブ外筒１１に対し、矢印Ｒ２方向に回転させる。また、光ロータリアダプタ１８は、回転エンコーダを備え（図示せず）、回転エンコーダからの信号に基づいて光学レンズ７８の位置情報（角度情報）から測定光Ｌ１の照射位置を検出する。つまり、回転している光学レンズ７８の回転方向における基準位置に対する角度を検出して、測定位置を検出する。
光プローブ１６は、以上のような構成であり、光ロータリアダプタ１８により光ファイバＦＢ１およびバネ７４が、図５中矢印Ｒ２方向に回転されることで、光学レンズ７８から射出される測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し、矢印Ｒ２方向（プローブ外筒７０の円周方向）に対し走査しながら照射し、戻り光Ｌ３を取得する。
これにより、プローブ外筒７０の円周方向の全周において、測定対象Ｓを反射した戻り光Ｌ３を取得することができる。
【００５０】
次に、図２に示す光断層画像化装置１０の装置本体１１を構成する各構成要素について説明する。
図２に示すように、光源ユニット１２は、半導体光増幅器６０と、光分岐器６２と、コリメータレンズ６４と、回折格子素子６６と、光学系６７と、回転多面鏡６８とを有し、周波数を一定の周期で掃引させたレーザ光Ｌａを射出する。
【００５１】
半導体光増幅器（半導体利得媒質）６０は、駆動電流が印加されることで、微弱な放出光を射出し、また、入射された光を増幅する。この半導体光増幅器６０には、光ファイバＦＢ１０が接続されている。具体的には、光ファイバＦＢ１０の一端は、半導体光増幅器６０から光が射出される部分に接続され、光ファイバＦＢ１０の他端は、半導体光増幅器６０に光を入射する部分に接続されており、半導体光増幅器６０から射出された光は、光ファイバＦＢ１０に射出され、再び半導体光増幅器６０に入射する。
このように、半導体光増幅器６０および光ファイバＦＢ１０で光路のループを形成することで、半導体光増幅器６０および光ファイバＦＢ１０が光共振器となり、半導体光増幅器６０に駆動電流が印加されることで、パルス状のレーザ光が生成される。
【００５２】
光分岐器６２は、光ファイバＦＢ１０の光路上に設けられ、光ファイバＦＢ１１とも接続している。光分岐器６２は、光ファイバＦＢ１０内を導波する光の一部を光ファイバＦＢ１１に分岐させる。
コリメータレンズ６４は、光ファイバＦＢ１１の他端、つまり光ファイバＦＢ１０と接続していない端部に配置され、光ファイバＦＢ１１から射出された光を平行光にする。
回折格子素子６６は、コリメータレンズ６４で生成された平行光の光路上に所定角度傾斜して配置されている。回折格子素子６６は、コリメータレンズ６４から射出される平行光を分光する。
光学系６７は、回折格子素子６６で分光された光の光路上に配置されている。光学系６７は、複数のレンズで構成されており、回折格子素子６６で分光された光を屈折させ、屈折させた光を平行光にする。
回転多面鏡６８は、光学系６７で生成された平行光の光路上に配置され、平行光を反射する。回転多面鏡６８は、図２中Ｒ１方向に等速で回転する回転体であり、回転軸に垂直な面が正八角形であり、平行光が照射される側面（八角形の各辺を構成する面）が照射された光を反射する反射面で構成されている。
回転多面鏡６８は、回転することで、各反射面の角度を光学系６７の光軸に対して変化させる。
【００５３】
光ファイバＦＢ１１から射出された光は、コリメータレンズ６４、回折格子素子６６、光学系６７を通り、回転多面鏡６８で反射される。反射された光は、光学系６７、回折格子素子６６、コリメータレンズ６４を通り、光ファイバＦＢ１１に入射する。
ここで、上述したように、回転多面鏡６８の反射面の角度が光学系６７の光軸に対して変化するため、回転多面鏡６８が光を反射する角度は時間により変化する。このため、回折格子素子６６により分光された光のうち、特定の周波数域の光だけが再び光ファイバＦＢ１１に入射する。ここで、光ファイバＦＢ１１に入射する特定の周波数域の光は、光学系６７の光軸と回転多面鏡６８の反射面との角度により決まるため、光ファイバＦＢ１１に入射する光の周波数域は、光学系６７の光軸と回転多面鏡６８の反射面との角度により変化する。
【００５４】
光ファイバＦＢ１１に入射した特定の周波数域の光は、光分岐器６２から光ファイバＦＢ１０に入射され、光ファイバＦＢ１０の光と合波される。これにより、光ファイバＦＢ１０に導光されるパルス状のレーザ光は、特定の周波数域のレーザ光となり、この特定周波数域のレーザ光Ｌａが光ファイバＦＢ３に射出される。
ここで、回転多面鏡６８が矢印Ｒ１方向に等速で回転しているため、再び光ファイバＦＢ１１に入射される光の波長λは、時間の経過に伴って一定の周期で変化する。これにより、光ファイバＦＢ３に射出されるレーザ光Ｌａの周波数も、時間の経過に伴った一定の周期で変化する。
光源ユニット１２は、このような構成であり、波長掃引されたレーザ光Ｌａを光ファイバＦＢ３側に射出する。
【００５５】
次に、分岐合波部１４は、例えば２×２の光ファイバカプラで構成されており、光ファイバＦＢ２、光ファイバＦＢ３、光ファイバＦＢ４、光ファイバＦＢ５とそれぞれ光学的に接続されている。
分岐合波部１４は、光源ユニット１２から光ファイバＦＢ３を介して入射した光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割し、測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ２に入射させ、参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５に入射させる。
さらに、分岐合波部１４は、光ファイバＦＢ５に入射され、後述する光路長調整部２６により周波数シフトおよび光路長の変更が施された後、光ファイバＦＢ５を戻り、分岐合波部１４に入射した参照光Ｌ２と、光プローブ１６で取得され、光ファイバＦＢ２から分岐合波部１４に入射した測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３とを合波し、光ファイバＦＢ４に射出する。
【００５６】
光路長調整部２６は、光ファイバＦＢ５の参照光Ｌ２の射出側（すなわち、光ファイバＦＢ５の分岐合波部１４とは反対側の端部）に配置されている。
光路長調整部２６は、光ファイバＦＢ５から射出された光を平行光にする第１光学レンズ８０と、第１光学レンズ８０で平行光にされた光を集光する第２光学レンズ８２と、第２光学レンズ８２で集光された光を反射する反射ミラー８４と、第２光学レンズ８２および反射ミラー８４を支持する基台８６と、基台８６を光軸方向に平行な方向に移動させるミラー駆動機構８８とを有し、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変化させることで参照光Ｌ２の光路長を調整する。
【００５７】
第１光学レンズ８０は、光ファイバＦＢ５のコアから射出された参照光Ｌ２を平行光にするとともに、反射ミラー８４で反射された参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５のコアに集光する。
また、第２光学レンズ８２は、第１光学レンズ８０により平行光にされた参照光Ｌ２を反射ミラー８４上に集光するとともに、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２を平行光にする。このように、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２とにより共焦点光学系が形成されている。
【００５８】
さらに、反射ミラー８４は、第２光学レンズ８２で集光される光の焦点に配置されており、第２光学レンズ８２で集光された参照光Ｌ２を反射する。
これにより、光ファイバＦＢ５から射出した参照光Ｌ２は、第１光学レンズ８０により平行光になり、第２光学レンズ８２により反射ミラー８４上に集光される。その後、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２は、第２光学レンズ８２により平行光になり、第１光学レンズ８０により光ファイバＦＢ５のコアに集光される。
また、基台８６は、第２光学レンズ８２と反射ミラー８４とを固定し、ミラー移動機構８８は、基台８６を第１光学レンズ８０の光軸方向（図２矢印Ａ方向）に移動させる。
ミラー移動機構８８で、基台８６を矢印Ａ方向に移動させることで、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変更することができ、参照光Ｌ２の光路長を調整することができる。
【００５９】
干渉光検出部２０は、光ファイバＦＢ４と接続されており、分岐合波部１４で参照光Ｌ２と戻り光Ｌ３とを合波して生成された干渉光Ｌ４を干渉信号として検出する。
ここで、光断層画像化装置１０は、光ファイバＦＢ３から光ファイバＦＢ６にレーザ光Ｌａを分岐する光ファイバカプラ２８と、光ファイバカプラ２８から分岐させた光ファイバＦＢ６に設けられ、分岐されたレーザ光Ｌａの光強度を検出する検出器３０ａと、光ファイバＦＢ４の光路上に干渉光Ｌ４の光強度を検出する検出器３０ｂとを有する。
干渉光検出部２０は、検出器３０ａおよび検出器３０ｂの検出結果に基づいて、光ファイバＦＢ４から検出する干渉光Ｌ４の光強度のバランスを調整する。
【００６０】
処理部２２は、干渉光検出部２０で検出した干渉信号から、測定位置における光プローブ１６と測定対象Ｓとの接触している領域、より正確には、光プローブ１６のプローブ外筒７０の表面と測定対象Ｓの表面とが接触しているとみなせる領域を検出し、さらに、干渉光検出部２０で検出した干渉信号から、断層画像を取得する。
図６に示すように、処理部２２は、干渉信号取得部９０と、Ａ／Ｄ変換部９２と、接触領域検出部９４と、断層画像生成部９６と、画像補正部９８とを有する。
干渉信号取得部９０は、干渉光検出部２０で検出された干渉信号を取得し、さらに、光ロータリアダプタ１８で検出された測定位置の情報、具体的には、回転方向における光学レンズ７８の位置情報から検出された測定位置の位置情報を取得し、干渉信号と測定位置の位置情報を対応付ける。
測定位置の位置情報が対応付けられた干渉信号は、Ａ／Ｄ変換部９２に送られる。
Ａ／Ｄ変換部９２は、干渉信号取得部９０で測定位置の位置情報と対応つけられたアナログ信号として出力されている干渉信号をデジタル信号に変換する。
測定位置の位置情報が対応付けられ、デジタル変換された干渉信号は、接触領域検出部９４および断層情報精生成部９６に送られる。
【００６１】
接触領域検出部９４は、Ａ／Ｄ変換部９２でデジタル信号に変換された干渉信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）にかけ干渉信号の周波数成分と強度との関係を取得し、検出した周波数成分と強度との関係の周波数成分と、深さ方向（回転中心から離れる方向）とを対応つけることで、深さ方向と強度との関係の情報を取得する。接触領域検出部９４は、深さ方向と強度との関係の情報から、測定光Ｌ１が透過する位置におけるプローブ外筒７０の表面の位置および測定光Ｌ１が透過する位置におけるプローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域を検出する。
このようにして接触領域検出部９４によって検出されたプローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域は、断層情報生成部９６に送られる。
【００６２】
断層情報取得部９６は、Ａ／Ｄ変換部９２でデジタル信号に変換された干渉信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）にかけて取得した周波数成分と強度との関係の情報を処理することで深さ方向の断層画像を取得する。
ここで、断層情報取得部９６は、接触領域検出部９８から送られた接触領域情報から、接触領域と判断された位置情報の干渉信号のみの断層画像を取得し、接触領域以外の位置情報の干渉信号は断層画像の取得を行わず、つまりＦＦＴやＦＦＴをかけた結果からの画像取得処理を行わず、マスク処理をする。
【００６３】
ここで、断層情報取得部９６における画像の生成について簡単に説明する。
測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されたとき、測定対象Ｓの各深さからの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２とがいろいろな光路長差をもって干渉しあう際の各光路長差ｌに対する干渉縞の光強度をＳ（ｌ）とすると、干渉光検出部２０において検出される干渉信号の光強度Ｉ（ｋ）は、
Ｉ（ｋ）＝∫０∞Ｓ（ｌ）［１＋ｃｏｓ（ｋｌ）］ｄｌ
で表される。ここで、ｋは波数、ｌは光路長差である。上式は波数ｋ＝ω／ｃを変数とする光周波数領域のインターフェログラムとして与えられていると考えることができる。このため、断層情報取得部９６において、干渉光検出部２０で検出したスペクトル干渉縞に高速フーリエ変換を施し、干渉光Ｌ４の光強度Ｓ（ｌ）を決定することにより、測定対象Ｓの測定開始位置からの距離情報と反射強度情報とを取得し、断層画像を生成することができる。
【００６４】
画像補正部９８は、断層画像生成部９６により生成された断層画像に対し、対数変換、ラジアル変換を施し、光学レンズ７８の回転中心を中心とした円形の画像とする。
さらに、画像補正部９８は、断層画像に対し、鮮鋭化処理、平滑化処理等を施すことにより画質を補正する。
画像補正部９８は、画質補正が施された断層画像を表示部２４に送信する。
ここで、断層画像の送信タイミングは特に限定されず、１ラインの処理が終わる毎に表示部に送信し、１ライン毎に書き換えて表示させてもよく、全ラインの処理（つまり、光学レンズを１周させて取得した画像の処置）が終了し１枚の円形の断層画像を形成した段階で送信してもよい。
【００６５】
表示部２４は、ＣＲＴや液晶表示装置等であり、画像補正部９８から送信された断層画像を表示する。
操作制御部３２は、キーボード、マウス等の入力手段と、入力された情報に基づいて各種条件を管理する制御手段とを有し、処理部２２および表示部２４に接続されている。操作制御部３２は、入力力手段からの入力されたオペレータの指示に基づいて、処理部２２の上述した閾値や各種処理条件等の入力、設定、変更や、表示部２４の表示設定の変更等を行う。なお、操作制御部３２は、操作画面を表示部２４に表示させてもよいし、別途表示部を設けて、操作画面を表示させてもよい。また、操作制御部３２で、光源ユニット１２、光ロータリアダプタ１８、干渉光検出部２０、光路長調整部２６ならびに検出部３０ａおよび３０ｂの動作制御や、各種条件の設定を行うようにしてもよい。
本発明の光断層画像化装置１０の装置本体１１は、基本的に以上のように構成される。
【００６６】
次に、本発明の最も特徴とする余長処理機構１５について説明する。
図７は、図１および図２に示す光断層画像化装置１０の余長処理機構１５の一実施形態の概略構成を示す断面図であり、余長処理機構１５内に光プローブ１６を円状ループ１６ａに巻き取る時の状態を示し、図８は、この余長処理機構１５の上面図であり、図９は、余長処理機構１５の異なる使用形態を示す断面図であり、余長処理機構１５から光プローブ１６の円状ループ１６ａを解き、光プローブ１６を取り出す時の状態を示す。また、図１０は、光プローブ１６の円状ループ１６ａの直径と先端部分の速度変動との相関関係の一例を示すグラフである。
【００６７】
余長処理機構１５は、図１に示すように、診断部位、例えば、食道、気管支、肺、胃、十二指腸、小腸および大腸など応じて長さの異なる内視鏡１３が用いられる場合であっても、内視鏡１３の鉗子口などに挿入して用いられる光プローブ１６を、１種類の長さの光プローブで全ての場合に使用できるように、光プローブ１６の長さを調整可能とするものである。すなわち、余長処理機構１５は、光プローブ１６の長さを種々の診察部位に応じた長さの内視鏡１３に対応する適切な長さに調節するために、光ロータリアダプタ１８（回転組立体４６）側において、光プローブ１６の余長を所定の直径以上の円状ループ１６ａに巻回処理して保持し、円状ループ１６ａから先端までの光プローブ１６の長さを適切な長さに設定するためのものである。
図７〜図９に示すように、余長処理機構１５は、光プローブ１６を所定の直径以上の円状ループ１６ａに巻回するための規制ガイド１０２と、光プローブ１６の円状ループ１６ａを規制ガイド１０２ごと格納する筐体１０４と、規制ガイド１０２と筐体１０４との間に介在する付勢ばね１０６とを有する。
【００６８】
規制ガイド１０２は、光ロータリアダプタ１８側において、末端部が光ロータリアダプタ１８（回転組立体４６の取付筒４９ａ）に接続された光プローブ１６を挿入するための内径の小さい中央貫通孔１０８ａを持つ中央円管部１０８と、中央円管部１０８の末端の外周に垂直に設けられる円板状ばね受け部１１０と、中央円管部１０８に続く周囲に同心的に配置され、外周に光プローブ１６が巻回される断面半円状の円環殻部１１２と、円環殻部１１２の外側基部１１２ａの外周側に中央円管部１０８に直交して設けられる鍔部１１４と、円環殻部１１２の内周側の下側に設けられ、その内側基部１１２ｂと外側基部１１２ａとを接続するように放射状に設けられる複数本のリブ１１６とを有する。
ここで、中央円管部１０８は、上方の円周面の一部が、挿入された光プローブ１６を円環殻部１１２の内側基部１１２ｂから、直ぐに円環殻部１１２の円環状の上側周面に沿って、かつ、図８に示すように、回転方向に滑らかな円弧を描くように巻きつけられるように削り取られた形状をしている。
【００６９】
なお、円環殻部１１２の円環状の上側周面には、図８に示すように、光プローブ１６が円環殻部１１２の円環状の上側周面に回転方向に滑らかな円弧を描くように巻きつけられるように、図７中の円環殻部１１２の右側の半円状断面の上側周面に沿って形成された、光プローブ１６が入る半円状の溝１１２ｅを形成しておくのが好ましい。なお、溝１１２ｅは、光プローブ１６の通る場所を規制するために設けられる。なお、溝１１２ｅは、図８に示す曲線のように形成されているが、このような曲線に沿った断面を、図７においては、一方向からの断面として示している。
こうして、光プローブ１６は、図７に示すように、円環殻部１１２の円環状の上側周面の所定位置に巻きつけられるように、円環殻部１１２の右側の半円状断面の上側周面に形成された溝１１２ｅに埋められるので、容易に、位置ずれすることなく、円環殻部１１２の円環状の上側周面の所定位置に巻きつけられることができる。
なお、円環殻部１１２は、半円状の尾根が丸く円状に繋がった形状を有し、円環殻部１１２の左右の半円状断面は、対称形状を有するが、図７においては、円環殻部１１２の右側の半円状断面の上側周面には半円状の溝１１２ｅが形成されているため、その厚みは、
円環殻部１１２の右側の半円状断面の厚みより薄くなっているが、この半円状の溝１１２ｅに光プローブ１６が埋められることにより、光プローブ１６の包絡線が、円環殻部１１２の左側の円状断面と対称形を成すように形成されている。
【００７０】
このため、円環殻部１１２は、内側において断面半円状の上側周面の円弧が中央円管部１０８の内面につながるように内側基部１１２ｂが形成され、外側基部１１２ａは、断面半円状の上側周面の円弧から直線状伸びる円筒部１１２ｃを持ち、この円筒部１１２ｃに光プローブ１６が容易に巻回されるようになっている。円環殻部１１２の外側基部１１２ａの円筒部１１２ｃの直径は、光プローブ１６の円状ループ１６ａに必要なループ直径以上としておくのが好ましい。すなわち、円環殻部１１２の円筒部１１２ｃの直径は、光プローブ１６の円状ループ１６ａが、光プローブ１６のプローブ外筒７０内における光ファイバＦＢ１の回転変動に影響を与えない最小直径以上、例えば、１００ｍｍ以上となるようにしておくのが好ましい。すなわち、円状ループ１６ａは、この回転変動に影響を与えない最小直径、例えば、１００ｍｍ以上の直径としておくのが好ましい。
【００７１】
ここで、本発明において、光プローブ１６の円状ループ１６ａの直径を、この回転変動に影響を与えない最小直径、例えば１００ｍｍ以上の直径とする理由は、本発明者らが、図１０に示すように、光プローブ１６の円状ループ１６ａの直径が大きい場合には、光ファイバＦＢ１は、プローブ外筒７０内において容易に回転するが、その直径を小さくしていくと、徐々に抵抗が大きくなり、その抵抗による回転変動、特に測定部の光学レンズ７８などがある先端部分に回転の速度変動が生じ、所定の直径より小さくすると、急激に抵抗が大きくなり、その抵抗による先端部分の回転の速度変動が大きくなることを見出したからである。プローブ外筒７０内における光ファイバＦＢ１の回転変動は、プローブ外筒７０内の測定部の光学レンズ７８の回転速度変動となるので、回転速度変動が大きいと、光学レンズ７８の回転速度変動が大きくなり、撮影される測定対象の撮影速度が変動してしまい、診察部位の画像診断に適切な画像を取得することができないからである。
【００７２】
本発明者らの検討によれば、食道、気管支、肺、胃、十二指腸、小腸および大腸などの診察部位に挿入される内視鏡１３の鉗子口に挿入して、光断層画像を取得するために、光断層画像化装置１０に用いられる光プローブ１６の場合、図１０に示すように、光プローブ１６の円状ループ１６ａの直径が、１００ｍｍを下回ると、回転の速度変動が急激に増大するので、本発明では、１００ｍｍ以上に限定するのが好ましいのである。
なお、図１０に示す回転の速度変動は、光ファイバＦＢ１の先端部分の回転速度変動が回転駆動源に回転速度変動として影響するので、光プローブ１６の円状ループ１６ａの所定の直径とし、回転駆動部である光ロータリジョイント１８のモータ３６で回転組立体４６を介して光ファイバＦＢ１を回転させた時に、モータ３６に取り付けられたロータリエンコーダによって計測することができる。この理由は、光プローブ１６内のばね７４は、ねじり剛性が高く、モータ３６の回転速度と、光ファイバＦＢ１の先端部分の回転速度とは等しいとみなすことができるからである。しかしながら、ここでは、さらに、正確さを期するために、モータ３６に取り付けられたロータリエンコーダによる計測に加え、光ファイバＦＢ１の先端部分の回転速度は、その先端部分から出る光をフォトディテクタで計測した。このとき、光プローブ１６の円状ループ１６ａの直径は、２５０ｍｍ、２００ｍｍ、１５０ｍｍ、１００ｍｍ、９０ｍｍとした。
図１０に示す光プローブ１６の円状ループ１６ａの直径と先端部分の速度変動との相関関係の一例を示すグラフから、所定直径以上では、光プローブ１６のプローブ外筒７０内における光ファイバＦＢ１の回転変動に影響を与えないことが分かり、本発明の光断層画像化装置１０に用いられる光プローブ１６の場合、その直径は、１００ｍｍ以上であることが分かる。
【００７３】
なお、光プローブ１６は、円環殻部１１２の内側基部１１２ｂから外側基部１１２ａに至る曲線状の溝１１２ｅに沿って配置されるが、この場合にも、光プローブ１６が形成するループは、３次元的に最小直径以上の直径を有するのが好ましい。
こうすることにより、光プローブ１６が券回されて、円状ループ１６ａを形成している場合に、光プローブ１６の円状ループ１６ａの直径が上記最小直径を下回ることがないので、光プローブ１６のプローブ外筒７０内において光ファイバＦＢ１を回転変動に影響を与えることがないし、誤って、光プローブ１６の光ファイバＦＢ１を損傷したり、破損したりすることがない。
また、円環殻部１１２の内側基部１１２ｂには、筐体１０４の中央円管部１２０の円管上部１２０ｂが挿入される円環状の凹部１１２ｄが形成されている。
【００７４】
一方、筐体１０４は、規制ガイド１０２の円環殻部１１２の上側を覆う、平鍋状の山部１１８ａと円状縁部１１８ｂからなる帽子（ハット）状の蓋部１１８と、規制ガイド１０２の中央円管部１０８を挿通させる中央貫通孔１２０ａを持つ中央円管部１２０と、中央円管部１２０が形成され、底面をなす円板状部材１２２と、円板状部材１２２の所定円周上に立設される複数のストッパ１２４と、蓋部１１８の円状縁部１１８ｂの外周と、円板状部材１２２の外周との間に介在する側面板１２６とを有する。
蓋部１１８の山部１１８ａは、中央部分が平坦で、周辺部分の断面形状が四分円である平鍋状をなし、規制ガイド１０２の円環殻部１１２およびその上側周面に沿って巻回された光プローブ１６をぴったり覆うことができる。蓋部１１８の円状縁部１１８ｂには、規制ガイド１０２の円環殻部１１２に巻回された光プローブ１６を巻き出し、また、円環殻部１１２に光プローブ１６を巻回するために光プローブ１６が通過する開口１２８が形成されている。
【００７５】
中央円管部１２０は、円板状部材１２２の上側に突出する円管上部１２０ｂと、円板状部材１２２の下側に突出する円管下部１２０ｃとを有し、円管下部１２０ｃの先端部分１２０ｄは内側に折れ曲がり、規制ガイド１０２の中央円管部１０８の外周と摺接しながら中央円管部１０８を相対的に移動させることにより、規制ガイド１０２と筐体１０４を相対的に移動させることができるように構成されている。
また、中央円管部１２０の円管下部１２０ｃおよび中央円管部１２０の中央貫通孔１２０ａに移動可能に挿通された規制ガイド１０２の中央円管部１０８の外周には、付勢ばね１０６が、取り付けられ、筐体１０４の円板状部材１２２の裏面側と規制ガイド１０２の中央円管部１０８の末端の円板状ばね受け部１１０との間で支持される。
ここで、図７に示す余長処理機構１５の状態では、規制ガイド１０２のばね受け部１１０が、筐体１０４の円板状部材１２２に向かって押され、付勢ばね１０６が最も縮み、規制ガイド１０２が筐体１０４に最も入り、規制ガイド１０２の円環殻部１１２が筐体１０４の蓋部１１８に接近し、少しの隙間を空けるまで入り込んだ状態を示し、図示しないロック機構によって、規制ガイド１０２と筐体１０４とは上下方向に相対的に動かないようにロックされる。
【００７６】
なお、図７に示す余長処理機構１５の状態においては、筐体１０４の円板状部材１２２上に立設される複数のストッパ１２４は、規制ガイド１０２の円環殻部１１２の内周側の下側に放射状に設けられた複数本のリブ１１６間に入り込んで係合しておらず、ストッパ１２４の頂部とリブ１１６の下端との間には隙間が存在する。
このため、図７に示す余長処理機構１５においては、このように、規制ガイド１０２と筐体１０４とが上下方向に相対的に動かないように上下動ロックがされた状態で、筐体１０４の中央円管部１２０の円管上部１２０ｂの内周面と規制ガイド１０２の中央円管部１０８の外周面との間には、ブッシュ１３０が介在し、中央円管部１０８が中央円管部１２０内を相対的に回転でき、その結果、規制ガイド１０２と筐体１０４とが相対的に回転することができるように構成されている。
【００７７】
このように、図７に示す状態にある余長処理機構１５では、規制ガイド１０２と筐体１０４とが相対的に回転させることにより、例えば、筐体１０４を固定しておいて、ばね受け部１１０によって規制ガイド１０２を回転させることにより、光プローブ１６を、筐体１０４の蓋部１１８の円状縁部１１８ｂの開口１２８から導入し、規制ガイド１０２の円環殻部１１２に巻回し、円状ループ１６ａを形成することができる。
こうして、光プローブ１６を、円状ループ１６ａの直径が、光プローブ１６のプローブ外筒７０内における光ファイバＦＢ１の回転変動に影響を与えない最小直径以上となるように巻回することができる。
【００７８】
一方、図９に示す余長処理機構１５の状態は、上述した上下動ロックが解除され、付勢ばね１０６が規制ガイド１０２のばね受け部１１０を筐体１０４の円板状部材１２２から離れる方向に付勢し、筐体１０４の中央円管部１２０の円管上部１２０ｂの上端が規制ガイド１０２の円環殻部１１２の凹部１１２ｄに当接し、付勢ばね１０６が最も伸び、規制ガイド１０２の円環殻部１１２が筐体１０４の蓋部１１８から最も離れた状態を示す。
この図９に示す余長処理機構１５の状態においては、筐体１０４の円板状部材１２２上に立設される複数のストッパ１２４は、規制ガイド１０２の円環殻部１１２の内周側の下側に放射状に設けられた複数本のリブ１１６間に入り込んで係合しているため、規制ガイド１０２と筐体１０４とが相対的に回転することができない。
【００７９】
この図９に示す状態の余長処理機構１５においては、規制ガイド１０２の円環殻部１１２の頂部（尾根の頂部）と、光プローブ１６が通過する開口１２８が形成された筐体１０４の蓋部１１８の円状縁部１１８ｂとの間には、光プローブ１６の太さより大きい隙間が存在するので、円環殻部１１２に巻回された円状ループ１６ａの光プローブ１６は、自然に、円環殻部１１２から巻き出され、３次元的にループの最小直径以上の直径を維持したまま、開口１２８から取り出されることができる。なお、この場合には、光プローブ１６の円状ループ１６ａは、光プローブ１６の弾性や剛性のために、規制ガイド１０２の円環殻部１１２の円筒部１１２ｃに巻回された状態から筐体１０４の側面板１２６に当接する位置まで拡径する。すなわち、光プローブ１６は、その内部のばね７４の腰（弾性）によって、筐体１０４の側面板１２６の内周面に張り付く。光プローブ１６は、その内部のばね７４およびプローブ外筒７０などの剛性等により、自由状態では、円形に丸めた場合、自然に直径１００ｍｍ以上の円形に保たれるものである。
上述したように、本発明の余長処理機構１５においては、光プローブ１６の余長を規制ガイド１０２に巻回することにより、所定の直径以上の円状ループ１６ａとすることができるので、診察部位が、例えば食道、気管支、肺、胃、十二指腸、小腸および大腸など、使用する内視鏡の長さ、従って、光プローブ１６の長さの異なる診察部位であっても、１本の光プローブを用いて、診察に使用する光プローブ１６の長さを診察部位に応じた適切な長さにすることができる。
本発明に用いられる余長処理機構１５および本発明の光断層画像化装置１０は、基本的に以上のように構成される。
【００８０】
次に、本発明の光断層画像化装置１０の作用について説明する。
まず、撮影前において、光ロータリアダプタ１８において、固定スリーブ３８から、光プローブ１６が取り付けられている回転組立体４６から取り外された状態で、光プローブ１６は洗浄されたものとする。
この状態において、光プローブ１６を、図７に示す状態の余長処理機構１５において、規制ガイド１０２の中央円管部１０８の中央貫通孔１０８ａに挿入し、円環殻部１１２の溝１１２ｅに埋め、筐体１０４に対して規制ガイド１０２を回転させ、円筒部１１２ｃに巻回し、光プローブ１６の余長を円状ループ１６ａとし、光プローブ１６を十分に、例えば、最も短い長さに巻き取っておく。次いで、光ロータリアダプタ１８の固定スリーブ３８に光プローブ１６が取り付けられた回転組立体４６を回転可能に取り付ける。
【００８１】
次に、光断層画像化装置１０による診察部位の測定対象Ｓの光断層画像の撮影に際し、余長処理機構１５を図９に示す状態にして、光プローブ１６を診察部位に応じた測定対象Ｓまでの適切な長さになるまで巻き出す。こうして、光プローブ１６の長さを診察部位に応じた測定対象Ｓまでの適切な長さとすることができる。
なお、光ロータリアダプタ１８を固定スリーブ３８と回転組立体４６とを一体化する前に、診察部位に応じた測定対象Ｓまでの長さが分かっている場合には、光プローブ１６の長さを診察部位に応じた測定対象Ｓまでの適切な長さとしておいても良い。また、光ロータリアダプタ１８自体を分解するのではなく、光プローブ１６を、光ロータリアダプタ１８の回転組立体４６の接続部４６ｃから取り外したり、取り付けたりしても良い。
【００８２】
次いで、光断層画像化装置１０によって、診察部位の測定対象Ｓの光断層画像を撮影する。
まず、測定対象Ｓを測定した干渉光および干渉信号の取得方法について説明する。
まず、ミラー駆動機構８８で基台８６を矢印Ａ方向に移動させることにより、測定可能領域内に測定対象Ｓが位置するように光路長を調整し、設定する。
その後、光源ユニット１２からレーザ光Ｌａを射出する。射出されたレーザ光Ｌａは、分岐合波部１４により測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割される。この測定光Ｌ１は、光ファイバＦＢ２、光ロータリアダプタ１８および光プローブ１６（光ファイバＦＢ１）を導波されて、測定対象Ｓに照射される。
【００８３】
この時、光ロータリアダプタ１８によって、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８は回転されている。すなわち、光ロータリアダプタ１８においては、モータ３６が駆動され、回転軸３６ａが回転し、その先端に取り付けられた歯車５４が回転し、歯車５４と螺合する歯車５２が回転する。歯車５２の回転により、回転組立体４６の回転筒４６ｂの回転を介して、固定スリーブ３８に軸受け４４を介して回転自在に支持されている取付筒４６ａが回転し、取付筒４６ａの略中心にホルダ４８ａなどによって保持されている光ファイバＦＢ１が回転する。なお、回転組立体４６（回転筒４６ｂ）内に保持されている光ファイバＦＢ１は、回転筒４６ｂの接続部４６ｃにおいて光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１と接続されている、または回転筒４６ｂの接続部４６ｃを経て光プローブ１６に延在しているので、回転筒４６ｂ内の光ファイバＦＢ１の回転により、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１も回転し、その先端に取り付けられた光学レンズ７８も回転する。
【００８４】
一方、固定スリーブ３８のホルダ４０ａに保持された光ファイバＦＢ２によって光伝送され、光ファイバＦＢ２の傾斜端面から射出された測定光Ｌ１は、固定スリーブ３８のホルダ４０ｂに保持されたコリメータレンズ４２に入射し、コリメートされた後、回転している取付筒４６ａに取り付けられたホルダ４８ｂに保持されたコリメータレンズ５０に入射し、集光された後、ホルダ４８ｂに取り付けられたホルダ４８ａに保持されている光ファイバＦＢ１の傾斜端面に入射し、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１内に光伝送されて、光学レンズ７８内に入射し、光学レンズ７８からプローブ外筒７０を透過して、測定対象Ｓに照射される。
この時、光ロータリアダプタ１８によって、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８は回転されているので、回転する光学レンズ７８によって体腔などの測定対象Ｓを全周に亘って測定光Ｌ１が照射されることになる。この時、光ロータリアダプタ１８では、ロータリエンコーダ（図示せず）などにより測定対称Ｓの測定位置の情報を検出する。
【００８５】
そして、測定対象Ｓの各深さ位置で反射された光が、戻り光Ｌ３として光プローブ１０に入射する。この時にも、光ロータリアダプタ１８によって、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８は回転されているので、測定対象Ｓの全周からの戻り光Ｌ３が、回転している光学レンズ７８に入射することになる。この戻り光Ｌ３は、光プローブ１６（光ファイバＦＢ１）、光ロータリアダプタ１８および光ファイバＦＢ２を介して分岐合波部１４に入射される。
【００８６】
ここで、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３は、光プローブ１６のプローブ外筒７０を透過して、回転している光学レンズ７８に入射され、光学レンズ７８から光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１内に光伝送され、光ロータリアダプタ１８の回転組立体４６内のホルダ４８ａに保持されている光ファイバＦＢ１に入射される。光ロータリアダプタ１８においては、回転している光ファイバＦＢ１の傾斜端面から射出された戻り光Ｌ３は、回転している回転組立体４６内のホルダ４８ｂに保持されたコリメータレンズ５０に入射し、コリメートされた後、静止している固定スリーブ３８のホルダ４０ｂに保持されたコリメータレンズ４２に入射し、集光された後、固定スリーブ３８のホルダ４０ａに保持された光ファイバＦＢ２の傾斜端面に入射し、光ファイバＦＢ２を光伝送されて、分岐合波部１４に入射される。
この時、光ロータリアダプタ１８においては、回転側光ファイバＦＢ１および固定側光ファイバＦＢ２の各光軸と、回転中心、すなわち回転組立体４６（取付筒４６ａ）の回転中心とは、所定量オフセットしているので、戻り光Ｌ３の減衰を小さくして、ホワイトノイズを減らし、戻り光Ｌ３のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００８７】
一方、参照光Ｌ２は、光ファイバＦＢ５を介して光路長調整部２６に入射される。そして、光路長調整部２６により光路長が調整された参照光Ｌ２が、再び光ファイバＦＢ５を導波し分岐合波部１４に入射される。
そして、分岐合波部１４で測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を光路長調整手段４０により光路長が調整された参照光Ｌ２と合波する。戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４が生成される。干渉光は、干渉光検出部２０によって干渉信号として検出される。
【００８８】
次に、干渉光検出部２０で検出された干渉信号は、処理部２２に送られる。
処理部２２では、干渉信号取得部９０が、送られた干渉信号を取得するとともに、光ロータリアダプタ１８で検出された測定位置の情報を取得し、干渉信号と測定位置の位置情報を対応付ける。
次に、Ａ／Ｄ変換部９２では、干渉信号取得部９０で取得され、測定位置の位置情報と対応付けられた干渉信号をＡ／Ｄ変換し、アナログ信号の干渉信号をデジタル信号に変換する。測定位置の位置情報が対応付けられ、デジタル変換された干渉信号は、Ａ／Ｄ変換部９２から接触領域検出部９４および断層情報生成部９６に送られる。
【００８９】
接触領域検出部９４では、プローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域が検出され、検出されたプローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域の情報は、断層情報生成部９６に送られる。
一方、断層情報取得部９６では、Ａ／Ｄ変換部９２でデジタル信号に変換された干渉信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）にかけて取得した周波数成分と強度との関係の情報を、接触領域検出部９８から送られた接触領域情報から、接触領域と判断された位置情報の干渉信号のみについて処理することにより、接触領域についての深さ方向の断層画像を取得する。断層情報取得部９６で取得された断層画像は、画像補正部９８に送られる。
【００９０】
画像補正部９８では、断層画像生成部９６で生成された断層画像に対し、対数変換やラジアル変換が施され、光学レンズ７８の回転中心を中心とした円形の断層画像とされるとともに、鮮鋭化処理や平滑化処理等が施され、画質が補正される。
画像補正部９８で画質補正が施された断層画像は、表示部２４に送信される。
表示部２４では、画像補正部９８から送信された画質補正後の断層画像が表示される。
撮影終了後、図９に示す状態の余長処理機構１５において、光プローブ１６を全て巻き出して、余長処理機構１５から取り出すとともに、光ロータリアダプタ１８の固定スリーブ３８から、光プローブ１６とともに回転組立体４６を取り外し、光プローブ１６を洗浄する。
この後、次の撮影に備えるために、上述したように、洗浄済光プローブ１６を余長処理機構１５に円形ループ１６ａとして十分に巻回しておく。
【００９１】
また、上述した光断層画像化装置１０は、ＳＳ−ＯＣＴ（swept  source−OCT）計測法により、測定対象との接触領域を検出し、測定対象の断層画像を取得しているが、本発明はこれに限定されず、他のＯＣＴ計測法を適用するものであっても良い。適用可能な他のＯＣＴ計測法として、例えば、ＳＤ−ＯＣＴ（spectral  domain−OCT）計測法、ＴＤ−ＯＣＴ（time  domain−OCT）計測法などをあげることができる。
【００９２】
以上、本発明に係る光断層画像化装置について種々の実施形態を揚げて詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【００９３】
例えば、上記実施形態では、光ロータリアダプタの固定スリーブや回転組立体を一体として構成しているが、回転側光ファイバと回転側コリメータレンズとからなる回転側光伝送系を一体として、また、固定側光ファイバと固定側コリメータレンズとからなる固定側光伝送系を一体として構成でき、回転側光伝送系を固定側光伝送系に対して回転自在に支持でき、回転側光ファイバおよび固定側光ファイバの各光軸と、回転中心（例えば回転組立体、取付筒、回転筒の回転中心）とを、所定量オフセットさせて、測定対象からの戻り光の減衰を小さくして、ホワイトノイズを減らし、戻り光のＳ／Ｎ比を向上させることができれば、どのような構成としても良いしたとえば、固定スリーブや回転組立体の取付筒や回転筒などの円板部や円管部や円筒部や接続部などの各構成要素を別々の部品として構成しても良い。また、回転側光伝送系を固定側光伝送系に対して回転自在に支持できるとともに、かつ取り外すことができれば、どのような構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の光断層画像化装置の一実施形態の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す光断層画像化装置の装置本体の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す光ロータリアダプタの一実施形態の概略断面図である。
【図４】図３に示す光ロータリアダプタの回転中心と光ファイバおよびコリメータレンズの位置関係の一例を説明するための説明図である。
【図５】図２に示す光断層画像化装置の光プローブの一実施形態の先端部を拡大して示す部分断面図である。
【図６】図２に示す光断層画像化装置の処理部の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図１に示す光断層画像化装置の余長処理機構の一実施形態の概略構成を示す断面図である。
【図８】図７に示す余長処理機構の上面図である。
【図９】図７に示す余長処理機構の異なる使用形態を示す断面図である。
【図１０】図７に示す光プローブの円状ループ直径と先端部分の速度変動との相関関係の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９５】
１０  光断層画像化装置
１２  光源ユニット
１４  分岐合波部
１６  光プローブ
１６ａ  円状ループ
１８  光ロータリアダプタ
２０  干渉光検出部
２２  処理部
２４  表示部
２６  光路長調整部
２８  光ファイバカプラ
３０ａ，３０ｂ  検出部
３２  操作部
３４  筐体
３６  モータ
３８  固定スリーブ
４０ａ，４０ｂ，４８ａ，４８ｂ  ホルダ
４１，４９  フェルール
４２，５０  コリメータレンズ
４４  軸受け
４６  回転組立体
４６ａ  取付筒
４６ｂ  回転筒
４６ｃ  接続部
５２，５４  歯車（ギア）
５６  端面部材
５８  袋ナット
６０  半導体光増幅器
６２  光分岐器
６４  コリメータレンズ
６６  回折格子素子
６７  光学系
６８  回転多面鏡（ポリゴンミラー）
７０  プローブ外筒
７２  キャップ
７４  バネ
７６  固定部材
７８  光学レンズ
８０  第１光学レンズ
８２  第２光学レンズ
８４  反射ミラー
８６  基台
８８  ミラー駆動機構
９０  干渉信号取得部
９２  Ａ／Ｄ変換部
９４  接触状態検出部
９６  断層情報生成部
９８  画像補正部
１０２  規制ガイド
１０４  筐体
１０６  付勢ばね
１０８，１２０  中央円管部
１１０  ばね受け部
１１２  円環殻部
１１４  鍔部
１１６  リブ
１１８  蓋部
１２２  円板状部材
１２４  ストッパ
１２６  側面板
１２８  開口
１３０  ブッシュ
ＦＢ１，ＦＢ２，ＦＢ３，ＦＢ４，ＦＢ５，ＦＢ６  光ファイバ
Ｓ  測定対象
δ１，δ２  オフセット量
θ１，θ２  傾斜角度
θ３，θ４  屈折角度
ｎ１，ｎ２，ｎ３  屈折率
ｆ１，ｆ２  焦点距離
【図１】
0005052279.tif 000002
【図２】
0005052279.tif 000003
【図３】
0005052279.tif 000004
【図４】
0005052279.tif 000005
【図５】
0005052279.tif 000006
【図６】
0005052279.tif 000007
【図７】
0005052279.tif 000008
【図８】
0005052279.tif 000009
【図９】
0005052279.tif 000010
【図１０】
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