JP2003199701A - 光走査型観察装置、走査型観察装置の設定方法及び光走査プローブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学性能が良好な状態に容易に設定できる光
走査型観察装置を提供する。 【解決手段】 低可干渉光源１１の光を用いて光走査プ
ローブ２により観察を行う前に、参照光側の光路にシャ
ッタ２７を挿入して干渉光が起こらない状態で光走査プ
ローブ２による観察光路側で駆動装置５により基準部材
５を移動して、光検出手段１８の出力が極大となるよう
に基準部材５を集光光学系１７の焦点位置に設定し、そ
の後シャッタ２７を開にして、光検出手段１８の出力が
極大となるように参照光側のミラー２２の位置を移動設
定することにより、光走査型観察装置１を良好な光学特
性の状態に簡単かつスムーズに設定できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光走査型観察装
置、走査型観察装置の設定方法及び光走査プローブ装置
に関し、特に、被検体に低可干渉性の光を照射し、被検
体において散乱した光の情報から被検体の断層像を構築
する光走査型観察装置、走査型観察装置の設定方法、及
び光プローブの先端から被検部に集光し照射される光を
伝達し、焦点位置からの戻り光を検出して光学画像情報
を得る光走査プローブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、生体組織を診断するために、低干
渉性光を用いて被検体に対する断層像を得る干渉型の光
走査型観察装置が例えば特開平１１−１４８８９７号公
報に開示されている。この従来例では、着脱自在の光走
査プローブを使用して、生体組織の断層像を得るように
している。

【０００３】着脱自在の光走査プローブを低可干渉光源
側の装置に装着した場合には、干渉系の調整を行わない
と、焦点がずれた状態の画像を得るようになってしまう
ので、焦点位置の状態で干渉光の検出をできるようにす
る等、光学性能を良好な状態に設定することが必要とな
る。

【０００４】また、近年、生体組織を診断する場合、そ
の組織の表面状態の光学的情報を得るイメージング装置
の他に、組織内部の光学的情報を得ることのできる光断
層イメージング装置が提案されている。

【０００５】特開２０００−１２６１１５号公報には、
光走査プローブ装置が開示されている。特開２０００−
１２６１１５号公報には、プローブの先端部に光走査手
段を有し、深さ方向において焦点の位置を可変とするこ
とによって、深さ方向に沿った観察画像を得ることがで
きるプローブが開示されている。

【０００６】また、特表平６−５１１３１２号（ＵＳＰ
５３２１５０１号に対応する）公報には、低コヒーレン
ス干渉法を用いて、生体の深さ方向の断層像を得られる
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａ
ｐｈｙ（ＯＣＴ）の技術が開示されている。

【０００７】さらに、特開平１１−７２４３１号（ＵＳ
Ｐ６０６９６９８号に対応する）公報には、特開２００
０−１２６１１５号公報に開示の光プローブと、低コヒ
ーレンス干渉法を組み合わせて、高分解能の光断層像を
得ることができる光断層イメージング装置が開示されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
では、光学性能を良好な状態に設定する技術が開示され
ていなかった。なお、光走査プローブが着脱自在でない
場合にも、温度変化で光伝送系の光路長等が変化したよ
うな場合にも光学性能を良好な状態に設定することが望
まれる。

【０００９】また、光走査プローブの先端側の集光する
光学系の焦点深度が浅いような場合にも良好な光学特性
の状態に設定することが望まれる。

【００１０】しかし、特開２０００−１２６１１５号公
報に示されたプローブは、深さ方向における焦点の位置
を可変するために、圧電素子による焦点可変機構を設け
たものが開示されているが、その焦点可変機構のサイズ
が大きいものである。そのため、プローブ先端の硬質部
の長さが長くなってしまい、生体内部での走査や位置決
めが難しいという問題がある。

【００１１】また、特開２０００−１２６１１５号公報
の図１５には、プッシュプルロッドにより焦点を可変す
る方法が開示されている。しかし、この方法では内視鏡
に挿通または組み込み可能なフレキシブルでかつ長いプ
ローブにおいては、実現することができない。

【００１２】さらに、特開２０００−１２６１１５号公
報には、焦点位置可変機構として、被検体との接触部材
を進退させる実施例が開示されている。しかし、この実
施例では被検体またはプローブ自身を移動させる力の量
が必要なため、アクチュエータが大きくなり小型化しに
くいという問題点がある。また、柔かい対象である被検
体そのものに力を加えるため、微小な変位の制御が難し
いという問題点がある。

【００１３】さらにまた、集光手段のみを進退させる実
施例も開示されているが、低コヒーレンス干渉と組み合
わせて用いる場合、低コヒーレンス干渉による検出位置
と集光位置がずれて検出効率が著しく低下するという問
題点がある。

【００１４】また、特開２０００−１２６１１５号公報
には、焦点移動可変機構として被検体との接触部材を進
退させるものや、集光手段を進退させる構成が開示され
ているが、負荷や質量の大きな対象を移動させる必要が
あるので、高速な焦点位置の可変を行うことが難しかっ
た特開平１１−７２４３１号公報には、低コヒーレンス
光の干渉とマイクロ光スキャナを用いた高分解能光学系
を組み合わせた装置が開示されている。また、マイクロ
光スキャナを有するスキャンヘッドを揺動させ、深さ方
向に集光位置を走査する構成が開示されている。しか
し、低コヒーレンス干渉と組み合わせて用いる場合、低
コヒーレンス干渉による検出位置と集光位置がずれて検
出効率が著しく低下するという問題点がある。

【００１５】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
ので、光学性能が良好な状態に容易に設定できる光走査
型観察装置及び走査型観察装置の設定方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】また、本発明は、先端硬質部が短く、精密
な制御の可能な焦点可変機構を有する光走査プローブを
提供することを目的とする。

【００１７】さらに、本発明は、高速な焦点位置の可変
を実現する光走査プローブを提供することを目的とす
る。

【００１８】さらにまた、本発明は、低コヒーレンス干
渉との組み合わせにおいて、焦点位置を可変しても低コ
ヒーレンス干渉による検出位置と集光位置が一致するよ
うにする光走査プローブを提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光走査型観
察装置は、低可干渉光源と、前記低可干渉光源から出射
した光を、観察光光路と、参照光光路に分離する光分離
手段と、観察光光路と参照光光路の少なくとも一方に設
けられた光路長可変手段と、前記観察光光路の前記分離
手段とは他端側に設けられた集光手段と、前記集光手段
より出射した光が測定対象物に照射され、反射もしくは
散乱した光を受光する受光光学系と、受光光学系で受け
た光を伝送する観察光戻り光路と、前記観察光戻り光路
と、前記参照光光路を結合する光結合手段と、前記光結
合手段よりの光を電気信号に変換する光検出手段と、光
検出手段で検出した信号より、観察対象物の画像を生成
する画像化手段と、画像を表示する表示手段と、前記測
定対象物に対し光を走査する光走査手段を有し、前記参
照光光路に設けられ、前記光結合手段での干渉状態を変
化させる光伝達状態変化手段と、前記集光手段から光の
照射を受ける位置で、前記集光手段に対する距離を可変
できる基準部材と、前記光伝達状態変化手段を操作し前
記参照光光路の伝達効率を落とした状態で、前記光検出
手段で検出した信号を元に、前記基準部材と前記集光手
段に対する位置を特定する焦点位置検出手段と、前記光
伝達状態変化手段を操作し前記光結合手段で干渉がおこ
る状態で前記光分離手段から前記観察光光路、前記集光
手段、前記焦点位置検出手段で特定された前記基準部材
位置、前記受光光学系、前記観察光戻り光路、前記光結
合手段と経由される光路と、前記参照光光路との光学的
長さが略一致する様、前記光検出手段で検出した信号を
元に、前記光路長可変手段を操作する光路長調整手段
と、を有する。

【００２０】従って、まず、参照光光路の伝達効率を落
とした状態での焦点位置検出手段により、集光手段の焦
点位置に基準部材を設定し、さらにこの状態で干渉光が
検出される状態に設定して参照光側の光路と集光手段側
の光路とが一致するように光路長を設定することで、光
学特性を良好な状態に容易かつ円滑に設定でき、その後
の観察モードで画質の良い光走査観察画像が得られるよ
うにしている。

【００２１】本発明に係る走査型観察装置の設定方法
は、低可干渉光源と、前記低可干渉光源から出射した光
を、観察光光路と、参照光光路に分離する光分離手段
と、観察光光路と参照光光路の少なくとも一方に設けら
れた光路長可変手段と、前記観察光光路の前記分離手段
とは他端側に設けられた集光手段と、前記集光手段より
出射した光が測定対象物に照射され、反射もしくは散乱
した光を受光する受光光学系と、受光光学系で受けた光
を伝送する観察光戻り光路と、前記観察光戻り光路と、
前記参照光光路を結合する光結合手段と、前記光結合手
段よりの光を電気信号に変換する光検出手段と、光検出
手段で検出した信号より、観察対象物の画像を生成する
画像化手段と、画像を表示する表示手段と、前記測定対
象物に対し光を走査する光走査手段とを有する走査型観
察装置により、前記参照光光路の伝達効率を低下させる
第１ステップと、基準部材を前記光検出手段の出力を参
照し、前記集光手段の焦点位置近傍に、基準部材を位置
決めする第２ステップと、前記参照光光路の伝達効率を
回復させる第３のステップと、前記基準部材を第２ステ
ップで位置決めした状態で、前記光分離手段から前記観
察光光路、前記集光手段、前記焦点位置検出手段で特定
された前記基準部材位置、前記受光光学系、前記観察光
戻り光路、前記光結合手段と経由される光路Ａとし、前
記光検出手段で検出した信号を参照し、前記光路長可変
手段を操作し、前記光路Ａと、前記参照光光路との光学
的長さを略一致させる第４のステップとを有する。

【００２２】本発明に係る光走査プローブ装置は、体腔
内に挿入される光プローブと、被検部に光を照射するた
めの光を発生する光源と、前記光を前記被検部に集光し
て照射する集光手段と、前記集光手段によって前記被検
部を前記集光手段の光軸方向と直交する方向に走査する
光走査手段と、前記被検部に集光された焦点の位置を前
記集光手段の光軸方向に沿って変更可能とする焦点移動
手段と、前記被検部からの戻り光を検出する光検出手段
と、前記光プローブの軸方向に設けられたフレキシブル
な動力伝達手段とを有し、前記動力伝達手段によって前
記焦点移動手段が駆動される。

【００２３】本発明に係る光走査プローブ装置は、体腔
内に挿入される光プローブと、被検部に光を照射するた
めの光を発生する光源と、前記光を前記被検部に集光し
て照射する集光手段と、前記集光手段によって前記被検
部を前記集光手段の光軸方向と直交する方向に走査する
光走査手段と、前記被検部に集光された焦点の位置を前
記集光手段の光軸方向に沿って変更可能とする焦点移動
手段と、前記被検部からの戻り光を検出する光検出手段
とを有し、前記焦点移動手段は、前記集光手段と前記被
検体の間に設けられた可動ミラーを有する。

【００２４】本発明に係る光走査プローブ装置は、体腔
内に挿入される光プローブと、被検部に光を照射するた
めの低コヒーレンス光を発生する光源と、前記光を前記
被検部に集光して照射する集光手段と、前記集光手段に
よって前記被検部を前記集光手段の光軸方向と直交する
方向に走査する光走査手段と、前記被検部に集光された
焦点の位置を前記集光手段の光軸方向に沿って変更可能
とする焦点移動手段と、 前記被検部からの戻り光を検
出する光検出手段と、前記集光手段と前記被検体の間に
前記集光手段と前記被検体の間隔を変更可能であって、
前記被検体と略同一の屈折率を有する屈折率整合物質を
有する屈折率整合手段とを有する。

【００２５】

【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７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
光走査型観察装置の全体構成を示し、図２は光走査プロ
ーブが挿通される内視鏡を示し、図３は光走査プローブ
の先端側の構成を示し、図４は光検出手段の構成を示
し、図５は第１の実施の形態を光学特性が良好な状態に
設定する処理手順を示し、図６は図５のステップＳ４の
シャッタ閉の状態での光路長調整治具を移動した場合に
おけるＤＣ成分検出回路の出力特性を示し、図７は低可
干渉光のコヒーレンス長と集光光学系の被写界深度が異
なる場合における許容される調整精度の説明図を示す。

【００２６】図１に示すように本発明の第１の実施の形
態の光走査型観察装置１は、光走査手段を内蔵し、生体
組織に低可干渉性の光を集光照射すると共に、その反射
光を受光する光走査プローブ２と、この光走査プローブ
２の後端の光コネクタ４ａが着脱自在に接続され、光走
査プローブ２に低可干渉性の光を供給すると共に、光走
査プローブ２からの戻り光を受光して画像化する光走査
型観察装置本体（観察装置本体と略記）３とを有する。

【００２７】また、本実施の形態では光走査プローブ２
の前端には駆動装置５により基準部材６が駆動（移動）
自在となる光路長調整治具７が着脱自在に装着されるよ
うになっている。

【００２８】観察装置本体３内部には超高輝度発光ダイ
オード（以下、ＳＬＤと略記）等の低可干渉光源１１が
設けてある。この低可干渉光源１１はその波長が例えば
１３００ｎｍ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が起こる低可干渉
光の特徴を備えている。つまり、この光を例えば２つに
分岐した後、再び混合した場合には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
離範囲内の場合には干渉した光として検出され、それよ
り光路長差が大きい場合には干渉しない特性を示す。

【００２９】この低可干渉光源１１の光は（第１の）シ
ングルモードファイバ１２の一端に入射され、他方の端
面（先端面）側に伝送される。このシングルモードファ
イバ１２は途中の光カプラ部１３で（第２の）シングル
モードファイバ１４と光学的に結合されている。従っ
て、この光カプラ１３部分で２つに分岐（分離）されて
伝送されると共に、分離されていた光をこのカプラ部１
３で結合させる機能も持つ。

【００３０】シングルモードファイバ１２の（光カプラ
部１３より）先端側には、光コネクタ受け４ｂが設けて
あり、光走査プローブ２の光コネクタ部４ａが着脱自在
で接続され、この光走査プローブ２内に挿通されたシン
グルモードファイバ１５に低可干渉性光源１１の光が伝
送（導光）される。

【００３１】そして、伝送された光は光走査プローブ２
の先端部のスキャナ部１６に設けた（集光手段を構成す
る）集光光学系１７を経て被検体（生体組織）側に２次
元走査されながら集光照射される。

【００３２】また、生体組織側の表面或いは内部で散乱
などした反射光の一部が取り込まれ、逆の光路を経てシ
ングルモードファイバ１２側に戻り、光カプラ部１３に
よりその一部がシングルモードファイバ１４側に移り、
そのシングルモードファイバ１４の一端から光検出手段
１８で受光され、光電変換される。

【００３３】また、シングルモードファイバ１４の光カ
プラ部１３より先端側には偏光調整機１９を介して基準
光（参照光）の光路長を変える光路長可変機構２０が設
けてある。この光路長可変機構２０は光走査プローブ２
により集光光学系１７の焦点位置で反射された光と光路
長が一致するように調整設定して、その部分の光とのみ
干渉して検出できるように基準光の光路長を可変設定で
きるようにするためのものである。

【００３４】この光路長可変機構２０はシングルモード
ファイバ１４の先端にその焦点距離だけ離して対向する
コリメータレンズ２１と、このコリメータレンズ２１に
より平行光束にされた光に対向して配置された（コヒー
レンスゲートとしての）ミラー２２と、このミラー２２
を光軸方向に移動設定する移動ステージ等の移動装置２
３とからなる。

【００３５】上記光検出手段１８は画像化する機能を備
えたコンピュータ２４と接続され、このコンピュータ２
４で画像化された画像信号は表示装置２５に送られ、画
像表示される。

【００３６】また、このコンピュータ２４にはインタフ
ェース２６が接続され、キーボード等からコンピュータ
２４に指示入力等を行うことができる。このコンピュー
タ２４は光プローブ２のスキャナ１６の駆動を制御、偏
光調整機１９の偏光方向を調整制御、光路長可変機構２
０（の移動装置２３）の制御を行う。

【００３７】また、本実施の形態では光走査プローブ２
を観察装置本体３に接続して光走査画像を得る観察モー
ドにする場合、その前の設定モードにおいて後述する調
整機構により予め良好な光学特性の状態に設定する、つ
まり調整機構により光走査プローブ２の集光光学系１７
の焦点位置の部分での反射光を干渉光として検出できる
ように調整設定する。

【００３８】このため、光路長可変機構２０には挿脱自
在にシャッタ２７が設けてある。このシャッタ２７は使
用開始時に実線で示すように光路内に挿入され、調整が
終了後には２点鎖線で示すように光路外に（コンピュー
タ２４の制御で）退避される。

【００３９】シャッタ２７が光路内に挿入された状態で
は、シングルモードファイバ１４の先端から出射された
光はシャッタ２７で遮光され、シングルモードファイバ
１４の先端には入射されない状態となる。なお、図１
（図８等でも同様）ではシャッタ２７を光路内に入れた
状態と外した状態とを分かり易く示しているが、実際に
はシャッタ２７を開閉することにより光路から挿脱した
のと同様の機能を持たせることができる。

【００４０】また、光走査プローブ２の先端にはその先
端に嵌合する光路長調整治具７が取り付けられ、この光
路長調整治具７の内側には集光光学系１７に対向して、
光軸方向に移動自在の基準部材６が配置されている。こ
の基準部材６はモータ２８を用いた送りネジ機構２９に
より集光光学系１７の光軸方向に移動される。このモー
タ２８はコンピュータ２４により回転駆動が制御され
る。

【００４１】そして、後述するように（図１に示すよう
に）シャッタ２７を光路内に配置し、光走査プローブ２
に光路長調整治具７を装着して、モータ２８を回転さ
せ、その場合に光検出手段１８で検出される光の強度が
最大となる状態に基準部材６を設定する。また、その状
態でシャッタ２７を光路から退避させ、干渉光が最大
（極大）となる状態となるように移動装置２３によりコ
ヒーレンスゲートとして機能するミラー２２の位置の調
整（設定）を行う。

【００４２】図２に示すように光走査プローブ２は細長
で可撓性を有するシース３１で覆われており、内視鏡３
２のチャンネル内に挿入可能である。内視鏡３２は細長
の挿入部３３と、この挿入部３３の後端に設けられた操
作部３４とを有し、操作部３４の前端付近には挿入部３
３に設けられたチャンネルに連通する処置具挿入口３５
が設けてあり、光走査プローブ２を挿入することができ
る。

【００４３】そして、内視鏡３２による観察下で、病変
組織か否かを調べたいような場合には、チャンネル先端
から光走査プローブ２の先端側を突出し、調べたい対象
組織の表面近くに先端面を設定して光走査プローブ２に
よる画像を得ることができるようにしている。

【００４４】シース３１の内側にはシングルモードファ
イバ１５が挿通されており、その先端側の構成を図３に
示す。なお、図３では光路長調整治具７を取り付けた状
態で示している。シース３１の先端は硬質のベース部材
３６により円筒状で硬質の先端カバー３７と連結されて
いる。

【００４５】また、このベース部材３６には、スキャナ
１６を構成する変形可能な第１の薄板３８ａが取り付け
られ、この第１の薄板３８ａの途中には中継部材３９を
介して変形自在の第２の薄板３８ｂの後端が第１の薄板
３８ａと直交するようにして取り付けられている。

【００４６】この第２の薄板３８ｂの先端には集光光学
系１７を取り付けたホルダ４０が連結部材４１を介して
保持されている。

【００４７】また、第１の薄板３８ａの板面には板状の
第１の圧電素子（図２では紙面の裏側））が取り付けら
れ、また第２の薄板３８ｂの板面には板状の第２の圧電
素子４２ｂが取り付けられている。そして、第１の圧電
素子及び第２の圧電素子４２ｂ（の板面にそれぞれ取り
付けた電極）は駆動ケーブル４３を介してコンピュータ
２４と接続され、交流の駆動信号を印加することにより
第１の圧電素子及び第２の圧電素子４２ｂを駆動して集
光光学系１７を直交する方向に駆動できるようにしてい
る。

【００４８】図３において、例えば第２の圧電素子４２
ｂを駆動した場合には、ホルダ４０と共に、集光光学系
１７を上下方向（図３で示す座標系の場合にはＸ方向）
に駆動する。また、第１の圧電素子を駆動した場合に
は、中継部材３９を図３の紙面に垂直な方向に駆動し、
この駆動により集光光学系１７も紙面に垂直な方向（図
３で示す座標系の場合にはＹ方向）に駆動する。つま
り、集光光学系１７により出射される光をＸＹ平面で２
次元的に走査できるようにしている。なお、このスキャ
ナ１６の構成は図３に示すものに限らず、例えば特願２
０００−２９２５４６で図示された各種の構成のものを
使用できる。

【００４９】また、カバー３７の先端面における集光光
学系１７に対向して設けた開口部分には保護用のカバー
ガラス４４で覆われている。また、本実施の形態では、
光走査プローブ２にはその光走査プローブ２に固有の識
別情報（ＩＤと略記）を発生するＩＤ部４５（図１参
照）が設けてあり、このＩＤ部４５のＩＤはコンピュー
タ２４により読み取られる。

【００５０】そして、コンピュータ２４はＩＤにより、
その光走査プローブ２の光学特性を参照することによ
り、最適な光学特性の状態に設定するのに必要な調整範
囲等を予め決め、ＩＤを参照しない場合よりも最適な光
学特性の状態に速やかに設定することができるようにし
ている。

【００５１】図４（Ａ）は光検出手段１８の構成を示
す。光検出手段１８は、シングルモードファイバ１４の
端面から出射される光を受ける光検出素子１８−１と、
この光検出素子１８−１で光電変換された信号を増幅す
るプリアンプ１８−２と、このプリアンプ１８−２で増
幅された信号のＤＣ成分を検出するＤＣ成分検出回路１
８−３と、ＡＣ成分を検出するＡＣ成分検出回路１８−
４と、ＤＣ成分検出回路１８−３及びＡＣ成分検出回路
１８−４からの出力信号を選択するスイッチ１８−５
と、スイッチ１８−５で選択された信号をＡ／Ｄ変換す
るＡ／Ｄ変換器１８−６とを有し、Ａ／Ｄ変換器１８−
６から出力されるデジタル信号はコンピュータ２４に入
力される。

【００５２】なお、スイッチ１８−５はコンピュータ２
４により切り換えられる。設定モードでは最初はＤＣ成
分検出回路１８−３側に、その後観察モードの場合と同
様にＡＣ成分検出回路１８−４側に切り換えられる。図
４（Ａ）の構成の代わりに、図４（Ｂ）に示す第１変形
例の構成のようにしても良い。

【００５３】図４（Ｂ）では、図４（Ａ）の構成におい
て、スイッチ１８−５を設けないで、ＤＣ成分検出回路
１８−３の出力をＡ／Ｄ変換器１８−６ａでＡ／Ｄ変換
して信号処理回路１８−７に入力すると共に、ＡＣ成分
検出回路１８−４の出力をＡ／Ｄ変換器１８−６ｂでＡ
／Ｄ変換して信号処理回路１８−９に入力するようにし
ている。さらに、信号処理回路１８−９は入力された信
号レベルに応じてゲインコントロール回路１８−７を介
してプリアンプ１８−２のゲインを調整するようにして
いる。

【００５４】また、図４（Ｂ）の構成の代わりに、図４
（Ｃ）に示す第２変形例の構成のようにしても良い。図
４（Ｃ）では、図４（Ｂ）の構成において、信号処理回
路１８−９は入力された信号レベルに応じてゲインコン
トロール回路１８−７の代わりにゲイン・周波数調整回
路１８−８を介してＤＣ成分検出回路１８−３とＡＣ成
分検出回路１８−４のゲインとＡＣ成分を検出する際の
周波数を調整するようにしている。

【００５５】次に本実施の形態の作用を図５のフローチ
ャートを参照して説明する。なず、図１に示すように光
走査プローブ２を観察装置本体３に接続する。そして電
源を投入すると、ステップＳ１に示すようにコンピュー
タ２４は光走査プローブ２に設けたＩＤ部４５のＩＤを
読み込む。

【００５６】次にステップＳ２に示すように光走査プロ
ーブ２に光路長調整治具７を取り付ける。その後、ステ
ップＳ３に示すようにキーボード等からコンピュータ２
４に光路調整開始の指示入力を行う。

【００５７】すると、コンピュータ２４はステップＳ４
に示すようにシャッタ２７を光路長可変機構２０の光路
内に挿入する。つまり、シャッタ２７を閉じる。これに
より、シングルモードファイバ１４の先端から出射され
た光はシャッタ２７により遮光され、シングルモードフ
ァイバ１４の先端から出た光は、再びその先端には戻ら
ない状態になる。つまり、干渉が起こらない状態に設定
される。

【００５８】その後、コンピュータ２４はモータ２８に
駆動信号を送り、モータ２８を回転させることにより基
準部材６を集光光学系１７の光軸方向に移動すると共
に、その状態での光検出手段１８のＤＣ成分検出回路１
８−３により検出される信号強度の最大（極大）となる
状態に基準部材６を設定する処理を行う。

【００５９】ＤＣ成分検出回路１８−３により検出され
る信号強度は図６に示すように光路長調整治具７の基準
部材６が集光光学系１７の焦点位置Ｐｆに設定された
時、最大となる。図６において、横軸は集光光学系１７
からの調整治具７の基準部材６表面までの距離Ｌを示し
縦軸はＤＣ成分検出回路１８−３の出力を示す。つま
り、ステップＳ５に示すように集光光学系１７の焦点位
置Ｐｆに光路長調整治具７の基準部材６の表面の位置を
一致させるようにする。

【００６０】このように、光路長調整治具７の基準部材
６の表面の位置を集光光学系１７の焦点位置Ｐｆに設定
した後、ステップＳ６に示すようにシャッタ２７を開、
つまりシャッタ２７を光路外に設定する。これにより、
シングルモードファイバ１４の先端から出た光は、再び
その先端に戻る状態になる。つまり、干渉が起こる状態
に設定される。

【００６１】次にコンピュータ２４は光路長可変機構２
０の移動装置２３に制御信号を送り、ミラー２０を光軸
方向に移動させ、その状態における光検出手段１８のＡ
Ｃ成分検出回路１８−４の検出出力が最大（極大）とな
る位置にミラー２０を設定する。

【００６２】光路長可変機構２０側の光路長を変化させ
ると、光走査プローブ２側でその集光光学系１７の焦点
位置に基準部材６の表面を設定した状態における光走査
プローブ２側による往路及び復路の光路長と、参照光が
光路長変機構２０側でミラー２２で反射されて戻る往路
及び復路の光路長とが低可干渉性の光で干渉する距離
（コヒーレンス長）の範囲内になると干渉光となり、干
渉光を検出するＡＣ成分検出回路１８−４により検出さ
れるようになる。ＡＣ成分検出回路１８−４ではフィル
タ等を通したＡＣ成分を検波するなどしてそのＡＣ成分
を検出する。

【００６３】つまり、ステップＳ７に示すように光路長
可変機構２０側による参照光の光路長を、光走査プロー
ブ２の集光光学系１７が焦点位置Ｐｆの状態での光路長
と一致して干渉光として検出できるように参照光の光路
長を決定するミラー位置の設定を行う（光走査プローブ
２側の光路長と一致させる）。

【００６４】カバーガラス４４と生体組織を接触させて
観察する場合には基準部材６，カバーガラス４４の間の
空間に、生体の屈折率に近い物体を満たして調整を行う
と、よりよい調整が行える。屈折率の近い物体とは、水
やオイルやゲルなどが考えられ、屈折率１．３〜１．５
程度のものが望ましい。この様に、測定対象物に対して
基準部材６、カバーガラス４４の間の空間の屈折率を合
わせた上で調整することにより、正確に調整が行える。

【００６５】その後、この設定モードを終了し、観察モ
ードに移る。つまり、光路長調整治具７を外し、光走査
プローブ２を内視鏡３２のチャンネル内に挿通して使用
する。

【００６６】この場合には、スキャナ１６により集光光
学系１７は２次元的に走査され、集光光学系１７の焦点
位置で反射された光のみがその焦点位置と共焦点関係の
位置に設定されたシングルモードファイバ１５の小さな
サイズの先端面に入射され、その光は光検出手段１８の
ＡＣ成分検出回路１８−４により光路長可変機構２０側
の参照光と干渉した干渉光の信号として検出される。

【００６７】この信号はコンピュータ２４のメモリ等に
走査の情報と関連付けられて格納される。そして、走査
された各部に対応した干渉光の信号が、コンピュータ２
４で画像化され、表示装置２５に画像として表示され
る。

【００６８】本実施の形態によれば、実際に観察を行う
観察モードに移る前に、上述して設定モードにより良好
な光学特性の状態に簡単かつ円滑に設定することができ
る。つまり、設定モードにより光走査プローブ２がその
集光光学系１７の焦点位置Ｐｆの状態での往復の光路長
（観察光側の光路長）と、参照光側の往復の光路長とを
その光のコヒーレンス長の範囲内で一致させるように簡
単かつ円滑に設定することができる。従って、観察モー
ドでは、良好な光学性能の状態、つまり焦点位置Ｐｆで
高い分解能の状態で観察像を得ることができる。

【００６９】上述の説明では、光路長調整治具７の基準
部材６の表面位置を集光光学系１７の焦点位置Ｐｆに設
定すると共に、光路長可変機構２０側の光路長を集光光
学系１７の焦点位置Ｐｆの状態での光路長と一致させる
ように説明したが、実際には図７に示す場合が考えられ
る。

【００７０】図７（Ａ）では、コヒーレンス長は短く、
これに対して集光光学系１７の被写界深度が長い場合に
は、集光光学系１７の被写界深度の距離範囲内の程度で
コヒーレンス長（光路長可変機構２０側でのミラー２２
の位置設定による光路長）が設定されれば良い。

【００７１】また、図７（Ｂ）では、図７（Ａ）と反対
のケースであり、コヒーレンス長は長く、これに対して
集光光学系１７の被写界深度が短い場合には、コヒーレ
ンス長の距離範囲内の程度で光路長調整治具７側の基準
部材６の位置設定が行われれば良い。勿論、上述のよう
にそれぞれがピークとなる位置に精度良く設定するに越
したことがない。

【００７２】なお、上述では設定モードにおいて、シャ
ッタ２７により干渉光が発生しないように遮光して基準
部材６の設定を行うように説明したが、減光する手段に
して行うようにすることもできる。

【００７３】なお、上述では例えば図２において、シン
グルモードファイバ１４の小さな先端面から出た光は集
光光学系１７によりこの先端面と共焦点関係となる焦点
位置（Ｐｆ）の部分で反射された光のみが先端面に戻る
ことができるように説明したが、この共焦点関係に近い
状態に設定して観察像を得るようにしても良い。

【００７４】つまり、厳密に共焦点関係を満たす条件に
設定すると、得られる光強度が弱くなり、Ｓ／Ｎが低下
する可能性もあり、この共焦点関係に近い条件（例えば
シングルモードファイバ１４の先端面のサイズを少し広
くし、共焦点関係の条件を僅かに外れた場合の光も検出
できるようにする）に設定することにより、実質的にＳ
／Ｎの良い観察像を得ることができる場合がある。

【００７５】また、光走査プローブ２に採用したファイ
バとしてはシングルモードファイバ１４で説明したが、
これに限らず、マルチモードファイバでも良い。また、
光走査プローブ２を内視鏡３２のチャンネル内に挿通可
能として説明したが、内視鏡３２に光走査プローブ２を
設けるようにしても良い。

【００７６】また、上述の説明では設定モードにおい
て、集光光学系１７の焦点位置Ｐｆに基準部材６の表面
を一致させるように設定する場合、基準部材６の表面は
光を反射するミラー面としてその反射光の強度が最大
（極大）となるように基準部材６の表面位置を設定する
ように説明したが、この表面に反射部と無反射部を繰り
返し設けた縞模様等にして、スキャナ１６で光を走査し
て、その反射光を検出する状態にして、光検出手段１８
による検出出力が反射部と無反射部によるコントラスト
信号の振幅が最大（極大）となる状態に基準部材６の表
面位置を設定するようにしても良い。

【００７７】また、同様に光路長可変機構２０側のミラ
ー２２の位置を設定する場合にもスキャナ１６で光を走
査し、その状態でコントラスト信号の振幅が最大（極
大）となる状態の位置にミラー２２を設定するようにし
ても良い。

【００７８】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態を図８ないし図１１を参照して説明する。図
８は第２の実施の形態の光走査観察装置１Ｂの構成を示
す。この光走査観察装置１Ｂは、図１の光走査観察装置
１において、光路長調整治具７及び駆動装置５を必要と
しない構造にしたものである。この光走査観察装置１Ｂ
はは光走査プローブ２Ｂと観察装置本体３Ｂとからな
り、観察装置本体３Ｂには光路長調整治具７及び駆動装
置５を設けていない。

【００７９】その代わりに光走査プローブ２Ｂにはその
先端側を集光光学系１７の光軸方向に移動自在とする機
能を持つ圧電素子５１を設け、この圧電素子５１はケー
ブル５２によりコンピュータ２４に接続され、設定モー
ドにおいてこの圧電素子５１をコンピュータ２４により
駆動できるようにしている。

【００８０】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は光走査プロー
ブ２Ｂの先端側の構成を示し、図９（Ａ）は例えば圧電
素子５１を駆動しない状態、図９（Ｂ）は圧電素子５１
を駆動して、この圧電素子５１部分を収縮させた状態を
示す。

【００８１】この光走査プローブ２Ｂは基本的に図３に
示す光走査プローブ２の先端側を２重にして、その内側
の部分を圧電素子５１で集光光学系１７の光軸方向に移
動可能にしている。

【００８２】つまり、図３に示す光走査プローブ２で
は、シース３１とカバー３７を固定しているベース部材
３６にスキャナ１６の後端を取り付けていたが、図９に
示す光走査プローブ２Ｂでは、シース３１とカバー３７
を固定しているベース部材３６に中空にし（てシングル
モードファイバ１５や駆動ケーブル４３を通し）た圧電
素子５１を取り付け、この圧電素子５１に第２のベース
部材３６ｂを介してホルダ４０をスキャンするスキャナ
１６の後端を取り付けている。

【００８３】この圧電素子５１の（集光光学系１７の光
軸方向で対向する）両面の電極にはケーブル５２の端部
が接続され、例えばコンピュータ２４から駆動信号が印
加され、そのレベルに応じて圧電素子５１は集光光学系
１７の光軸方向に収縮し、その収縮により集光光学系１
７の焦点位置が後方に移動する。

【００８４】また、この第２のベース部材３６ｂには第
２のカバー３７ｂを取り付け、そのカバー３７ｂの前端
の開口には第２のカバーガラス４４ｂを取り付けてい
る。このカバー３７ｂで覆われた部分が可動部５３とな
っている。なお、第２のカバー３７ｂは必ず必要なもの
ではない。

【００８５】次に本実施の形態の作用を図１０のフロー
チャートを参照して説明する。図１０のフローチャート
における処理は図５の処理においてステップＳ２の処理
を省略し、ステップＳ５の代わりに圧電素子５１を駆動
して集光光学系１７の焦点位置を光走査プローブ２Ｂ先
端のカバーガラス４４表面の位置に設定する処理（ステ
ップＳ１４）を行うものとなっている。

【００８６】このため、簡単にその作用を説明する。光
走査プローブ２Ｂを観察装置本体３Ｂに接続して電源を
投入すると、図５で説明したのと同様にステップＳ１１
のプローブのＩＤ読込を行い、次にステップＳ１２の光
路調整開始の指示を行う。すると、ステップＳ１３に示
すようにコンピュータ２４はシャッタ２７を閉じ、干渉
光が検出されない状態にする。

【００８７】そして、コンピュータ２４は圧電素子５１
に駆動信号を送り、この圧電素子５１を徐々に収縮さ
せ、集光光学系１７の焦点位置をその光軸上で集光光学
系１７側に移動させ、その際に光検出手段１８のＤＣ成
分検出回路１８−３の出力が最大となる状態にする。

【００８８】集光光学系１７が移動されてその焦点位置
が（光走査プローブ２Ｂの）先端のカバーガラス４４の
表面の位置に設定されると、その表面での反射光が検出
される状態となり、この状態で光検出手段１８のＤＣ成
分検出回路１８−３の出力が最大となる。

【００８９】つまり、この処理はステップＳ１４に示す
ように集光光学系１７の焦点位置を光走査プローブ２Ｂ
先端のカバーガラス４４表面の位置に設定する処理とな
る。この処理が行われた後、ステップＳ１５に示すよう
にシャッタ２７を開にして、干渉光が検出される状態に
する。

【００９０】そして、ステップＳ１６に示すようにカバ
ーガラス４４の表面位置に集光光学系１７の焦点位置を
設定して、この焦点位置からの反射光が戻る光路長の状
態で、光路長可変機構側の光路長が一致するようにミラ
ー２２の位置を設定する。

【００９１】つまり、ミラー２２を移動させながら光検
出手段１８のＡＣ成分検出回路１８−４の出力が最大と
なる状態にミラー２２の位置を設定する。この処理が終
了したら、設定モードの処理が終了し、観察モードに移
ることができる。

【００９２】なお、この場合には、カバーガラス４４の
表面が焦点位置となっているので、観察モードではカバ
ーガラス４４の表面から所望とする距離に焦点位置を設
定するには、圧電素子５１に対応するレベルの信号を印
加し、またその距離に等しい距離だけミラー２２を離す
方向に移動設定すれば良い。

【００９３】この説明から分かるように、本実施の形態
では光路長調整治具７を不必要にできると共に、集光光
学系１７の深さ方向に対して焦点位置を可変設定すると
共に、光路長可変機構２０側の光路長もそれに同期して
可変設定することにより深さ方向の光走査画像を得るこ
ともできる。

【００９４】つまり、本実施の形態によれば、集光光学
系１７をスキャナ１６でスキャンすることにより２次元
画像を得ることもできるし、圧電素子５１を駆動して深
さ方向にも走査させると３次元画像を得ることも可能と
なる。

【００９５】上述の説明では、圧電素子５１を収縮させ
ることにより、集光光学系１７の焦点位置をカバーガラ
ス４４の表面位置に設定できるとして説明したが、圧電
素子５１による可変範囲が狭いような場合には、図１１
に示すように光走査プローブ２Ｂの先端面にキャップ状
の調整治具５５を取り付け、この調整治具５５の凹部の
基準面５５ａに集光光学系１７の焦点位置を設定するよ
うにしても良い。この場合には光走査プローブ２Ｂの先
端面から離間した基準面５５ａの位置が焦点位置となっ
た状態での光走査画像を得ることになる。

【００９６】（第３の実施の形態）次に図１２ないし図
１５を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。
図１２は本発明の第３の実施の形態の光走査観察装置１
Ｃを示す。この光走査観察装置１Ｃは光走査プローブ２
Ｃと観察装置本体３Ｃとからなる。

【００９７】この光走査プローブ２Ｃは図８の光走査プ
ローブ２Ｂにおける圧電素子５１の代わりにＺ駆動カム
６１を設けて集光光学系１７を含む先端側を移動自在と
し、その手元側に設けたモータ６２でこのＺ駆動カム６
１を駆動するようにしている。また、このモータ６２の
回転軸にはエンコーダ６３に接続されている。モータ６
２及びエンコーダ６３はモータドライバ６４を介してコ
ンピュータ２４に接続されている。

【００９８】モータ６２はコンピュータ２４の制御によ
りモータドライバ６４を介して駆動され、かつその回転
位置を検出するエンコーダ６３の出力信号はモータドラ
イバ６４を介してコンピュータ２４に入力される。

【００９９】図１３は光走査プローブ２Ｃの先端側の構
成を示す。図９で説明した可動部５３がこの光走査プロ
ーブ２Ｃの先端側に設けられ、その可動部５３の先端面
がバネ６５により後方側に付勢されており、この可動部
５３の後端面から後方側にピン６６が突出するように設
けてある。

【０１００】また、シース３１内にはモータ６２の回転
軸に連結され、回転駆動されるフレキシブルシャフト６
７が挿通され、このフレキシブルシャフト６７の先端に
は先端面を斜めに切り欠いた斜面部６８ａを設けた回転
部材６８が取り付けられ、この回転部材６８はベース部
材３６で回転自在に支持されている。

【０１０１】可動部５３はバネ６５により後方側に付勢
されているので、ピン６６は回転部材６８の斜面部６８
ａを押圧する状態を維持する。そして、モータ６２によ
りフレキシブルシャフト６７を介して回転部材６８が回
転されることにより、ピン６６が回転部材６８の斜面部
６８ａで押圧されて可動部５３は集光光学系１７の光軸
方向、つまり（図３の座標系でＺ軸方向、つまり被検体
に対する深さ方向）に進退移動を行う。

【０１０２】可動部５３が集光光学系１７の光軸方向に
進退移動を繰り返すことにより、集光光学系１７の焦点
位置もその可動部５３の進退移動量だけ光軸方向に移動
する。その移動の際に集光光学系１７の焦点位置はカバ
ーガラス４４の先端表面より後方側にまで移動できるよ
うに設定してある。

【０１０３】その移動範囲が狭い場合には、図１３の２
点鎖線で示すように治具５５を取り付けることで、焦点
位置が治具５５の表面、つまり基準面５５ａ位置を含む
範囲移動できるようにすれば良い。

【０１０４】図１４は本実施の形態の作用のフローチャ
ートを示す。光走査プローブ２Ｃを観察装置本体３Ｃに
接続し、電源を投入することによりステップＳ２１に示
すように光走査プローブ２ＣのＩＤ読込が行われる。次
にステップＳ２２の光路調整開始の指示を行う。

【０１０５】この指示により、モータ６２が回転し、ス
テップＳ２３に示すように可動部５３と共に、集光光学
系１７はその光軸方向（深さ方向ともいう）にスキャン
を開始する。また、ステップＳ２４に示すようにコンピ
ュータ２４の制御によりシャッタ２７は閉となり、干渉
光が検出されない状態になる。

【０１０６】この状態で光検出手段１８のＤＣ成分検出
回路１８−３の出力が最大となる状態の深さ或いはその
深さのタイミングをエンコーダ６３の出力で検出する。
つまり、集光光学系１７の焦点位置がカバーガラス４４
の表面位置に一致した時に、ＤＣ成分検出回路１８−３
の出力が最大となり、その時のタイミングはエンコーダ
６３の出力から検出できる。

【０１０７】つまりステップＳ２５に示すように、集光
光学系１７の焦点位置が光走査プローブ２Ｃの先端のカ
バーガラス４４の表面位置に一致する深さ（又はその深
さ情報のデータの取込タイミング）を観測したデータの
取込タイミングに設定する処理を行う。

【０１０８】その後、ステップＳ２６に示すようにシャ
ッタ２７を開にし、その後ステップＳ２７に示すように
集光光学系１７の焦点位置がカバーガラス表面位置に一
致したデータ取込タイミングの時における光検出手段１
８のＡＣ成分検出回路１８−４の出力（つまり干渉光の
検出出力）が最大となるようにミラー２２の位置を設定
する。その後、観察モードに移る。

【０１０９】一方、移動範囲が狭くて調整治具５５を用
いる場合には、図１５に示す処理を行うことになる。図
１５に示す処理は図１４におけるステップＳ２１とＳ２
２との間に調整治具５５を取り付ける処理を行う（ステ
ップＳ２８）。

【０１１０】また、図１４のステップＳ２５の代わりに
ステップＳ２５′を行う。このステップＳ２５′は、ス
テップＳ２５におけるプローブ先端のカバーガラス４４
の表面位置の代わりに調整治具５５の基準面５５ａ位置
と置き換えたものに相当する。また、同様に図１４のス
テップＳ２７を図１５のステップＳ２７′に示すように
変更する。ここでも、カバーガラス４４の表面位置を調
整治具５５の基準面５５ａ位置に置き換えたものとな
る。

【０１１１】本実施の形態によれば、エンコーダ６３の
出力により、最適な光学特性になった状態のタイミング
で光検出手段１８の出力を取り込むことにより、第２の
実施の形態と同様に焦点状態で被検体に対する２次元画
像を得ることができるし、光路長可変機構２０によるミ
ラー２２の位置を変えることにより、第２の実施の形態
で説明したのと同様に３次元画像を得ることも可能とな
る。

【０１１２】（第４の実施の形態）次に図１６及び図１
７を参照して本発明の第４の実施の形態を説明する。図
１６は本発明の第４の実施の形態の光走査観察装置１Ｄ
を示す。この光走査観察装置１Ｄは光走査プローブ２と
観察装置本体３Ｄとからなる。

【０１１３】本実施の形態における観察装置本体３Ｄ
は、図１においてシングルモードファイバ１４の先端と
光路長可変機構２０との間に変調を行う変調手段７１を
設け、観察モード或いは光路可変機構２０側の参照光を
用いる場合にはコンピュータ２４により変調動作を行う
ように制御する構成にしている。そして、この場合にお
ける光検出手段７２は、図１７に示す構成となってい
る。

【０１１４】図１７に示すように光検出手段７２は、シ
ングルモードファイバ１４の端面から出射される光を受
ける光検出素子７２−１と、この光検出素子７２−１で
光電変換された信号を増幅するプリアンプ７２−２と、
このプリアンプ７２−２で増幅された信号における変調
手段７１の変調周波数以下の周波数成分を通すバンドパ
スフィルタ（ＢＰＦと略記）７２−３と、このバンドパ
スフィルタ７２−３を通過した成分における包絡線信号
成分、つまり低域周波数成分を検出するローパスフィル
タ７２−４と、プリアンプ７２−２の出力、バンドパス
フィルタ７２−３を通過した出力、ローパスフィルタ７
２−４を通過した出力とがそれぞれ接続された接点ａ、
ｂ、ｃを選択するスイッチ７２−５と、このスイッチ７
２−５で選択された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器
７２−６と、このＡ／Ｄ変換器７２−６の出力が入力さ
れる信号処理回路７２ー８と、この信号処理回路７２ー
８の出力によりプリアンプ７２−２、バンドパスフィル
タ７２−３、ローパスフィルタ７２−４のゲインを制御
するゲイン・周波数調整回路７２ー７とから構成され
る。

【０１１５】上記バンドパスフィルタ７２−３とローパ
スフィルタ７２−４とは変調手段７１を復調する手段を
形成している。そして、変調手段７１を用いた場合に
は、スイッチ７２ー５のａ，ｂを適宜に切り換える。シ
ャッタ２７を閉にして光路調整を行う場合には接点ｃに
設定してその出力が最大となるように調整する。なお、
スイッチ７２ー５はコンピュータ２４によりその切り換
えの制御が行われる。その他は図１と同様の構成であ
る。

【０１１６】本実施の形態では、変調手段７１により参
照光側を変調するようにしているので、その変調された
参照光と干渉する光成分をよりＳ／Ｎの良い状態で参照
光の光路長の設定や、観察モードにおける干渉光の検出
ができる。

【０１１７】図１８は変形例の光走査観察装置１Ｅを示
す。この光走査観察装置１Ｅは例えば図８において、光
路長可変機構２０のシャッタ２７を開閉自在にしていた
が、光路長可変機構２０自体をシングルモードファイバ
１４の先端の光路から挿脱自在にしてシャッタ２７を不
要とした装置本体３Ｅにしたものである。

【０１１８】つまり図８では設定モードにおいてはコン
ピュータ２４によりシャッタ２７は光路から退避（及び
介挿）されるが、図１８では光路長可変機構２０が光路
から退避（及び介挿）される。図１８では光路長可変機
構２０が光路中に介挿されている状態を実線で、退避さ
れた状態を２点鎖線で示している。

【０１１９】なお、図１８の変形例では図８の装置の場
合に適用したが、他の装置の場合に適用しても良い。ま
た、シャッタ２７の代わりに反射光が戻る強度を小さく
した減光フィルタ等を採用しても良い。

【０１２０】以下、図面を参照して本発明に係る光断層
イメージング装置の複数の実施の形態を説明する。

【０１２１】（第５の実施の形態）まず、図１９及び図
２０に基づき、第５の実施の形態に係わる光断層イメー
ジング装置の構成を説明する。図１９は、第５の実施の
形態に係わる光断層イメージング装置の構成を示す構成
図である。図２０は、光走査プローブ１０５の先端の構
成を説明するための図である。

【０１２２】図１９において、低コヒーレンス光源１０
１から出射した近赤外の低コヒーレンス光は、第１の光
ファイバ１０６に導光され、４つの入出力を有する光カ
プラ１０８によって第３の光ファイバ１０９と第４の光
ファイバ１１０に分岐される。第３の光ファイバ１０９
にはエイミングビームレーザ１０３からの出射した可視
レーザ光が光カプラ１１２により合波される。第３の光
ファイバ１０９は、光コネクタ１０４により第５の光フ
ァイバ１１３に接続され、光走査プローブ１０５に低コ
ヒーレンス光を伝送する。

【０１２３】光走査プローブ１０５の先端部の構成は、
図２０に示される。第５の光ファイバ１１３端部から出
射された低コヒーレンス光は、集光レンズ１２７によっ
て観察光（観察ビーム）１２４として観察対象１２５内
部の観察点１２６に集光される。第５の光ファイバ１１
３の端部と集光レンズ１２７からなる対物ユニット１３
０は、光走査手段１２８を有し、観察光１２４および観
察点１２６を２次元方向に動かしながら、被検体である
観察対象１２５を走査する。また、対物ユニット１３０
は、焦点移動手段としての深さ方向走査手段１２９に接
続され、観察点１２６を観察対象の深さ方向に走査する
ことができる。光走査手段１２８および深さ方向走査手
段１２９は、図１９の走査駆動手段１２２により駆動さ
れる。すなわち、焦点移動手段は、集光レンズ１２７と
光走査手段１２９を一体として光軸方向に移動する。

【０１２４】光走査プローブ１０５は、細い柔軟な管状
であるので、直接または径内視鏡的に、さらには径脈管
的に体腔内に容易に挿入可能である。また、観察光学系
を有する内視鏡そのものとして構成することも可能であ
る。

【０１２５】第４の光ファイバ１１０は周波数シフタ１
１１に接続され、周波数シフタ１１１の出力は、第６の
光ファイバ１１４に導光される。周波数シフタ１１１と
しては、音響光学素子（ＡＯＭ）や、電気光学素子（Ｅ
Ｏ）、ピエゾ素子にファイバループを設けたもの等の位
相変調手段を用いることができる。

【０１２６】第６の光ファイバ１１４端部から出射した
光は、コリメータレンズ１１５を介して可動ミラー１１
６に導光される。可動ミラー１１６は、ミラー駆動手段
１１７によって出射光の光軸方向に移動することができ
る。第６の光ファイバ１１４の端部、コリメータレンズ
１１５、可動ミラー１１６及びミラー駆動手段１１７に
より、光路長調節手段１１８が構成されている。

【０１２７】光カプラ１０８の残りの端子である第２の
光ファイバ１０７は光ディテクタ１０２に接続されてい
る。第１の光ファイバ１０６、第２の光ファイバ１０
７、第３の光ファイバ１０９、第４の光ファイバ１１
０、第５の光ファイバ１１３及び第６の光ファイバ１１
４としては、好ましくはシングルモードファイバまた
は、コヒーレンス性を十分に維持することの可能な低次
マルチモードファイバ、偏波保持ファイバなどを用いる
ことができる。

【０１２８】低コヒーレンス光源１０１から出射した近
赤外の低コヒーレンス光は、第１の光ファイバ１０６に
導光され、光カプラ１０８より第３の光ファイバ１０９
と第４の光ファイバ１１０に分岐される。第３の光ファ
イバ１０９に導光された光は、光コネクタ１０４、第５
の光ファイバ１１３を介して光走査プローブ１０５に導
光され、観察対象１２５に観察光１２４として出射され
る。

【０１２９】観察光１２４および観察点１２６による走
査は、光走査手段１２８及び深さ方向走査手段１２９に
よって観察対象１２５に対して行われる。観察点１２６
における観察対象１２５からの反射光あるいは散乱光
は、集光レンズ１２７を介して第５の光ファイバ１１３
に戻り、経路を逆に辿るように第３の光ファイバ１０９
に戻る。この光の経路を物体側１３２とする。

【０１３０】同様に、第４の光ファイバ１１０に分岐し
た低コヒーレンス光は、周波数シフタ１１１で周波数遷
移が行われ、第６の光ファイバ１１４を介してコリメー
タレンズ１１５に出射される、コリメータレンズ１１５
に入射した光は、略平行光に変換され、可動ミラー１１
６へ導かれる。可動ミラー１１６で反射した光は、再び
コリメータレンズ１１５によって第６の光ファイバ１１
４に導かれ、第４の光ファイバ１１０に戻る。この光の
経路を参照側１３３とする。

【０１３１】物体側１３２と参照側１３３の２つの光
が、光カプラ１０８により混合される。光物体側１３２
の光路長と参照側１３３の光路長が低コヒーレンス光源
１０１のコヒーレンス長の範囲で一致した場合には、第
２の光ファイバ１０７を通った、周波数シフタ１１１の
周波数遷移量の等倍または２倍の周波数の変動を有する
干渉光が、光ディテクタ１０２によって検出される。こ
こで、参照側１３３の光路長を物体側の観察点１２６ま
での光路長に一致するように、光路長調節手段１１８の
ミラー駆動手段１１７により可動ミラー１１６の光軸方
向の位置を予め調整しておくことによって、観察点１２
６からの情報が干渉光として常に得られることになる。

【０１３２】この検出された干渉光は、光ディテクタ１
０２により電気信号に変換される。その電気信号は、復
調器１１９へ供給される。周波数シフタ１１１の周波数
遷移量の等倍、２倍又は高次倍の周波数近傍の信号だけ
を復調器１１９によって取り出すことによって、観察点
１２６からの信号を光ヘテロダイン検出により高Ｓ／Ｎ
比で検出できる。走査駆動手段１２２により観察光１２
４の観察点１２６を略垂直および深さ方向に２次元に動
かすことによって走査が行われる。その走査の制御信号
と同期して、アナログディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ
１２０を介して復調器１１９の信号は、走査駆動手段１
２２からの観察点１２６の走査位置信号に対応してパー
ソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略す）１２１に取り
込まれる。観察点１２６の走査位置信号に対応して復調
信号を輝度によってＰＣ１２１のディスプレイ１２３に
表示することにより、観察対象１２５の深さ方向の２次
元の断層像を得ることができる。

【０１３３】次に、図２１から図２７を用いて光走査プ
ローブ１０５の詳細を説明する。

【０１３４】図２１は、光走査プローブ１０５の先端部
の構成を示す断面図である。図２０で説明された対物ユ
ニット１３０は、集光レンズ１２７、第５の光ファイバ
１１３およびその端部を固定するフェルール１３９、走
査ミラー１４０、マグネット１４１、レンズ枠１３８に
より構成される。フェルール１３９によって固定された
第５の光ファイバ１１３の端部から出射された光は、走
査ミラー１４０によって方向が変えられ、集光レンズ１
２７により集光されて観察光２４となり、観察点１２６
に集光される。走査ミラー１４０、マグネット１４１お
よび集光レンズ１２７は、図２０で示された光走査手段
１２８を構成している。走査ミラー１４０は、駆動ケー
ブル１５３を介して駆動電流によって揺動され、観察光
１２４を偏向し、観察点１２６が移動して、図示される
光軸に対し略垂直な方向に観察対象１２５を走査するこ
とができる。

【０１３５】図２３は、走査ミラー１４０の詳細構成を
説明するための図である。走査ミラー１４０は好ましく
はシリコン製であり、半導体製造プロセスと同様のプロ
セスで製造することができる。走査ミラー１４０におい
て、実際に光を反射させるＸ軸揺動ミラー１６９が捩れ
部１７１ａ、１７１ｂによりＹ軸揺動板１６８に弾性的
に保持されている。Ｘ軸揺動ミラー１６９は、Ｙ軸揺動
板１６８に対してＸ軸方向の走査ができるように入射光
を揺動する。Ｘ揺動ミラー１６９は表面が反射面となっ
ており、裏面には、点線で示すようにＸ軸駆動コイル１
７４およびＸ軸検出コイル１７５が設けられている。Ｘ
軸駆動コイル１７４を通電することにより、マグネット
１４１により発生する静磁界に対して回転力が生じ、Ｘ
軸揺動ミラー１６９が揺動する。またマグネット１４１
により発生する静磁界に対してＸ軸検出コイル１７５が
揺動することにより起電力が発生し、この起電力を検出
することによって揺動の速度をモニタすることができ
る。

【０１３６】同様に、Ｙ揺動板１６８は捩れ部１７０
ａ、１７０ｂにより支持枠１８２に弾性的に保持されて
いる。Ｙ軸揺動板１６８は、表面にＹ軸駆動コイル１７
２およびＹ軸検出コイル１７３が設けられている。Ｙ軸
駆動コイル１７２を通電することにより、マグネット１
４１により発生する静磁界に対して回転力が生じ、Ｙ軸
揺動板１６８が揺動する。またマグネット１４１により
発生する静磁界に対してＹ軸検出コイル１７３が揺動す
ることにより起電力が発生し、この起電力を検出するこ
とによって揺動の速度をモニタすることができる。

【０１３７】従って、Ｘ軸駆動コイル１７４およびＹ軸
駆動コイル１７２を通電し、通電によって発生した起電
力をＸ軸検出コイル１７５およびＹ軸検出コイル１７３
によってモニタしながら制御し、Ｘ軸揺動ミラー１６９
をＸとＹの２つ自由度において揺動することによって、
観察光１２４および観察点１２６を偏向し、２次元方向
に観察対象１２５を走査することができる。

【０１３８】光走査プローブ１０５の先端は硬性のハウ
ジング１３４に覆われており、観察光１２４が透過する
部分にガラスなどの透明体で構成された観察窓１３５が
設けられている。ハウジング１３４は、柔軟性のチュー
ブで構成される樹脂製のシース１３６に糸巻き接着部１
３７で接続されている。シース１３６は、プローブの略
全長に設けられたフレキシブルな外筒である。対物ユニ
ット１３０が、ピポット１４７を支点として揺動可能に
保持されることによって、焦点移動手段が構成されてい
る。板バネ１４８は、レンズ枠１３８を接触面１４９に
おいて回転カム１４５に押し付けると共に、ピポット１
４７においてハウジング１３４とレンズ枠１３８を接す
るように押圧する。

【０１３９】回転カム１４５は、回転軸１４４に固定接
続され、回転軸１４４は、ハウジング１３４に設けられ
たベアリング１５２により回転自在に保持されている。
回転カム１４５と回転軸１４４は、変位変換機構を構成
する。回転軸１４４は、動力伝達手段としてのフレキシ
ブルシャフト１４３に接続されている。フレキシブルシ
ャフト１４３は、光走査プローブ５の軸方向に設けられ
ている。従って、フレキシブルシャフト１４３の回転
が、観察対象１２５の深さ方向の動きに変換され、対物
ユニット１３０が移動する。

【０１４０】図２４は、図２１のＶＩで示す点線部にお
いて矢印の方向から見た、回転カム１４５とレンズ枠１
３８が接触面１４９で接触している部分の断面図を示
す。図２４に示すように、回転カム１４５は、回転軸１
４４に対して偏心している。レンズ枠１３８は、板バネ
１４８により、回転カム１４５側に付勢されているため
に、回転軸１４４が回転すると、回転カム１４５によっ
てレンズ枠１３８が上下、すなわち第５の光ファイバ１
１３の光軸に対して略直交する方向に揺動する。この上
下方向の動きは、ピポット１４７を支点とするテコの原
理を利用して拡大され、対物ユニット１３０は、矢印１
４２で示す上下方向に動く。これにより観察点１２６も
上下方向の動きを行う。

【０１４１】上述した観察点１２６の光軸に対する２次
元走査と、その２次元平面に鉛直な上下方向の動きを組
み合わせることによって、観察対象を３次元的に走査す
ることができる。その結果、その走査に対応して低コヒ
ーレンス干渉により観察点からの反射光または散乱光の
情報を得ることで３次元的な像を得ることができる。も
ちろん、例えば走査ミラー１４０の駆動を１次元に制限
し、その１次元方向と上下方向の２つの方向の走査によ
って、２次元断層像を得るように構成することも可能で
ある。

【０１４２】また、ハウジング１３４の内部には生体と
略同一の屈折率を有する屈折率整合液１５１が封入され
ている。走査ミラー１４０の液浸を防止するために、レ
ンズ枠１３８、フェルール１３９、マグネット１４１、
駆動ケーブル１５３及び集光レンズ１２７は液密になる
ように接着封止されている。また、回転軸１４４にはＯ
リング１４６による液密シールが設けられ、屈折率整合
液１５１をハウジング１３４内に封止している。

【０１４３】図２５は、図２１のＶＩＩで示す点線部に
おいて矢印の方向から見た、光走査プローブ１０５の観
察点１２６を含む断面図を示す。対物ユニット１３０と
略平行に撮像ユニット１７６が設けられている。

【０１４４】図２６は、撮像ユニット１７６の断面図で
ある。撮像ユニット１７６は、レンズ群１７９、プリズ
ム１８０、ＣＣＤ１７８、ＣＣＤ信号ケーブル１８１、
撮像ユニット枠１８３より構成されている。観察範囲１
７７の内の光が、レンズ群１７９及びプリズム１８０に
よりＣＣＤ１７８に結像され、観察範囲１７７の視野範
囲が観察される。図２５に示されるように撮像ユニット
１７６の観察範囲１７７に観察点１２６が含まれるよう
に、対物ユニット１３０と撮像ユニット１７６は設けら
れ、観察光１２４と撮像ユニット１７６の視野範囲は、
共通の観察窓１３５の範囲内に含まれる。言い換える
と、観察光１２４と撮像ユニット１７６の視野範囲の光
のために、共通の観察窓１２５が使用される。この場
合、図１９に示されるように観察光１２４には可視光で
あるエイミングビームが導入されているので、内視鏡視
野と、光断層像観察範囲の位置を対応付けて理解するこ
とが可能になる。すなわち、内視鏡の撮像手段による観
察範囲内に、光走査手段による光走査範囲が含まれる。
また、ＣＣＤ１７８が可視領域以外の近赤外光にも感度
を有するので、エイミングビームとして非可視光のエイ
ミングビームを利用してもよい。さらにまた、ＣＣＤ１
７８の感度領域の波長の低コヒーレンス光源を用いるこ
とで、エイミングビームレーザ１０３を使わずに光断層
像観察範囲を確認することが可能である。

【０１４５】図２７は、光走査プローブ１０５のシース
１３６の断面図である。シース１３６内部には、シース
内腔と略同一の径のマルチルーメンチューブ１５０が設
けられている。マルチルーメンチューブ１５０は、３つ
の貫通穴を有する。第１の貫通穴１８４には第５の光フ
ァイバ１１３が挿通されている。第２の貫通穴１８５に
はフレキシブルシャフト１４３が挿通されている。第３
の貫通穴１８６には、ＣＣＤ信号ケーブル１８１と、走
査ミラー駆動ケーブル１５３を束ねた信号ケーブル１５
４が挿通されている。マルチルーメンチューブ１５０を
用いると組立性の向上、実装密度の向上が可能であると
いう利点がある。また、マルチルーメンチューブ１５０
の代わりに複数の単チューブを用いてもよい。

【０１４６】図２２は、光走査プローブ１０５の基端部
の断面図である。シース１３６とマルチルーメンチュー
ブ１５０がコネクタハウジング１５５に接続されてい
る。コネクタハウジング１５５は、取り付け用ネジ部を
有する取付部材１５６により着脱自在に観測装置ハウジ
ング１５７に接続される。ベアリング１６２によって回
転自在に回転伝達受け１５８が、コネクタハウジング１
５５に設けられ、回転伝達受け１５８の軸がフレキシブ
ルシャフト１４３に接続されている。観測装置ハウジン
グ１５７には、モータ１６６と、モータ回転角および速
度を検出するエンコーダ１６７が設けられ、モータ１６
６軸に回転伝達シャフト１５９が接続されている。回転
伝達シャフト１５９にはピン受け部１６１が設けられ、
回転伝達受け１５８にはピン１６０が設けられている。
モータ１６６の回転が、回転伝達シャフト１５９へ、ピ
ン受け部１６１へ、ピン１６０へ、回転伝達受け１５８
へ、そしてフレキシブルシャフト１４３へと伝達され
る。その結果、前述のように、フレキシブルシャフト１
４３に伝達された回転によって対物ユニット１３０が上
下動し、観察点１２６が観察対象１２５の深さ方向に移
動することによって、深さ方向の走査が行われる。ま
た、コネクタハウジング１５５及び観測装置ハウジング
１５７に、第５の光ファイバ１１３と第３の光ファイバ
１０９を接続する光コネクタ１６３ｂ及び１６３ａが設
けられている。また、ケーブル１６５と信号ケーブル１
５４を接続する電気コネクタ１６４ａ及び１６４ｂが設
けられている。

【０１４７】また、この光走査プローブ１０５は内視鏡
も兼ねており、通常の内視鏡と同様に図示しない処置具
挿通チャンネル、観察窓１３５を清掃するための送気・
送水機構、湾曲機構等を有している。

【０１４８】図２８は、深さ方向走査手段２９の別の構
成例を説明するための図である。図１０は、図２１との
相違点を説明するために、その相違点のみを示す。図２
１のレンズ枠１３８と板バネ１４８の代わりに、板バネ
１８７に上に対物ユニット１３０が設けられている。そ
の他は、図２１と同様にフレキシブルシャフト１４３に
より回転カム１４５を回転させ対物ユニット１３０を、
図２８の紙面において上下方向に、すなわちフレキシブ
ルシャフト１４３に鉛直な方向に動かすことによって、
深さ方向の走査が行われる。

【０１４９】図２９から図３４は、低コヒーレンス干渉
による干渉位置と集光位置の関係を説明するための図で
ある。例えば、図２９に示すように、集光レンズ１２７
は、空気中１９０（屈折率ｎ＝１）中に設けられてお
り、生体組織９１（屈折率ｎ＝ｎ_ｔ）の表面付近を観察
しているものとする。このとき、集光レンズ１２７によ
る集光点である観察点１２６と、光路長１８９で規定さ
れる低コヒーレンス干渉による干渉位置１８８とは一致
している。これにより観察点１２６の情報を高分解能で
得ることができる。これを深さと検出能の関係を示した
のが図３０のグラフである。図３０において、横軸は深
さを、縦軸は検出能を表している。１９２ａは低コヒー
レンス干渉による検出効率を表しており、１９３ａは集
光レンズ１２７の集光力による検出効率を表している。
この２つのを掛け合わせたものが全体の検出効率となる
ので、干渉位置１８８における観察点１２６の検出能が
高いことが分かる。

【０１５０】ところが、図３１に示すように、図２０に
示す深さ方向走査手段１２９を用いて観察点１２６を生
体組織１９１中深くに走査した場合、観察点１２６の位
置は空気中での観察点の位置１９４より深い位置とな
る。走査量をΔｄｅｐｔｈとした場合、（ｎ_ｔ−１）×
Δｄｅｐｔｈ分だけ深い走査量となる。

【０１５１】一方、低コヒーレンス干渉位置１８８は空
気中での観察点の位置１９４に対し、走査量をΔｄｅｐ
ｔｈとした場合、（１−１／ｎ_ｔ）×Δｄｅｐｔｈ分だ
け浅くなっている。

【０１５２】従って観察点１２６と低コヒーレンス干渉
位置１８８の深さ位置には差１９５が生じている。その
差は、（ｎ_ｔ−１）×Δｄｅｐｔｈ＋（１−１／ｎ_ｔ）
×Δｄｅｐｔｈである。

【０１５３】図３２は、この差を説明するための図であ
る。低コヒーレンス干渉の検出効率１９２ａのカーブは
浅い側に１９２ｂのように移動し、集光力による検出効
率１９３ａのカーブは深い側に１９３ｂのように移動し
ている。ここで低コヒーレンス干渉の検出効率１９２ｂ
と集光力による検出効率１９３ｂを掛け合わせたものが
全体の検出効率なので、系全体としては低い検出効率に
なり、深さ方向の情報が得られないことがわかる。

【０１５４】そこで図３３に示すように、図１９の光路
長調整手段１１８によって、光路長を差１９５だけ増し
て、低コヒーレンス干渉の検出効率１９２ｂのカーブを
１９２ｃのように深さ方向に移動し、観察点１２６の深
さ位置と低コヒーレンスの干渉位置１８８を一致させ
る。これによって、観察点１２６の情報を高い検出効率
で得ることができる。最初から生体内部の定まった範囲
を観察する場合は、生体内部のある深さに対して高い検
出効率を有するように、光路長調整手段１１８により光
路長を調節することによって、生体内部を高効率でかつ
高い水平分解能で観察することが可能になる。

【０１５５】図３５及び図３６は、観察点１２６の位置
と低コヒーレンス干渉位置１８８を一致させる別の方法
を説明するための図である。

【０１５６】屈折率がｎ_ｓの透明な素材で構成されたハ
ウジング１９６の内部には、生体の屈折率ｎ_ｔと略同じ
の屈折率を有する屈折率整合液１９７が満たされてい
る。屈折率整合液１９７の中に防液ハウジング１９８と
その内部に集光レンズ１２７が設けられている。

【０１５７】ここで、防液ハウジング１９８先端から観
察点１２６までの光路長は次の通りである。

【０１５８】光路長１＝（ｎ_ｔＬ１＋ｎ_ｓＬ２＋Ｌ３＋
ｎ_ｔＬ４＝ｎ_ｔ（Ｌ１＋Ｌ４）＋ｎ_ｓＬ２＋Ｌ３） ここで、図２０に示されたような深さ方向走査手段１２
９を用いて集光レンズ１２７と防液ハウジング１９８を
深さ方向に走査量Δｄｅｐｔｈ分だけ走査した場合、図
３６に示すように、 Ｌ１’＝Ｌ１−Δｄｅｐｔｈ Ｌ４’＝Ｌ４＋Δｄｅｐｔｈ となるので、 光路長２＝（ｎ_ｔＬ１’＋ｎ_ｓＬ２＋Ｌ３＋ｎ_ｔＬ４’） ＝ｎ_ｔ（Ｌ１−Δｄｅｐｔｈ＋Ｌ４＋Δｄｅｐｔｈ）＋ｎ_ｓＬ２＋Ｌ３ ＝ｎ_ｔ（Ｌ１＋Ｌ４）＋ｎ_ｓＬ＋Ｌ３＝光路長１ と光路長の変化はない。

【０１５９】また，それぞれの屈折率（ｎ_ｔ，ｎ_ｓ，
１）を通過する距離が走査後も同じなので観察点１２６
もΔｄｅｐｔｈだけ移動する。従って、観察点１２６の
位置と、低コヒーレンス干渉の干渉位置１８８は深さ方
向の走査全域に渡って一致し、高い検出効率と高い水平
方向の分解能を維持できる。

【０１６０】また、図２１における観察窓１３５の被検
体側の部分の表面（界面）に、被検体の屈折率に対して
反射防止になるような、屈折率の整合層としての反射防
止膜を設けると、観察窓の材質の屈折率と被検体の屈折
率差から生じるフレネル反射を防ぎ、ノイズ光を減ら
し、Ｓ／Ｎ比を向上させることが出来る。同様のことを
観察窓１３５および集光レンズ１２７の屈折率整合液１
５１との接触面（界面）にも設けることができる。

【０１６１】以上のように、本実施の形態によれば、光
プローブの軸方向に設けられたフレキスブルな動力伝達
手段によって、焦点移動手段が駆動されるので、先端硬
質部の寸法が短く、かつ精密な制御の可能な焦点可変機
構を有する光走査プローブ装置を実現することができ
る。

【０１６２】また、動力伝達手段に伝達される力量と変
位が一意的な関係にある変位変換機構を用いることで、
変位でなく力量により焦点位置の移動量を制御でき、変
位がプローブの湾曲等で変動する場合にも制御しやす
い。

【０１６３】さらに、集光手段と被検体の間に、集光手
段と被検体の間隔を変更可能で、透明な軟性の被検体と
略同一の屈折率を有する屈折率整合物質を有する屈折率
整合手段が設けられているので、界面からの反射を抑制
し、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。

【０１６４】（第６の実施の形態）図３７に第６の実施
の形態を示す。第５の実施の形態と異なる部分のみを図
面を用いて説明し、その他の部分は第５の実施の形態と
同じ番号で示し、説明は省略する。

【０１６５】第５の光ファイバ１１３より出射した光は
集光レンズ１２７により集光される。その光線２０４ａ
は、図２３に示された走査ミラー１４０によって走査さ
れ光線２０４ｂとなり、板バネ２００に設けられた反射
ミラー１９９によって反射され、観察光１２４となり、
生体組織１２５に照射される。板バネ２００は、図２８
と同様なフレキシブルシャフト１４３と回転カム１４５
を用いた機構や、図示されない板バネ２００を吸着する
電磁石や板バネ２００に設けられたピエゾ素子、または
板バネをＳＭＡ（形状記憶合金）で構成し、それに電流
を流すことで湾曲させるアクチュエータなどの公知のア
クチュエータによって上下に走査するように動かされ
る。上下に走査するように動かされることによって、観
察点１２６が深さ方向に走査される。図２０の光走査手
段１２８と深さ方向走査手段１２９を用いて、観察点１
２６を水平方向および深さ方向に走査することにより２
次元または３次元の断層像を得ることができる。

【０１６６】また、図３８に走査ミラー１４０を保持す
る走査ミラーユニット２０１を示す。走査ミラーユニッ
ト２０１には走査ミラー１４０の近傍に観察光１２４の
通過するための穴２０２が設けられている。走査ミラー
ユニット２０１は好ましくは半導体製造プロセスにより
走査ミラー１４０と同時に作成され、穴２０２を走査ミ
ラーユニット２０１に設けることにより観察光１２４を
生体組織１２５に対しより垂直に近く入射させることが
でき、より効率の高い観察が可能である。

【０１６７】図３９に第６の実施の形態の変形例を示
す。反射ミラー１９９の代わりに、上面に反射面２０６
が設けられているくさび型プリズム２０３をロッド２０
５により図の水平方向に移動、すなわちチューブ状のシ
ース１３６の軸方向に沿って動かすことにより、図３７
の反射ミラー１９９を上下に走査するのと同様に生体組
織１２５に対し深さ方向に走査することができる。くさ
び型プリズム２０３は生体組織と略同一の屈折率を有し
ており、図３５と図３６の屈折率整合液１９７と同様
に、観察点１２６と、低コヒーレンス干渉の干渉位を深
さ方向の走査全域に渡って一致させ、高い検出率と高い
水平方向の分解能を維持できるという効果を有する。

【０１６８】（第７の実施の形態）図４０に第７の実施
の形態を示す。第５の実施の形態と異なる部分のみを図
面を用いて説明し、その他の部分は第５の実施の形態と
同じ番号で示し、説明は省略する。

【０１６９】第５の光ファイバ１１３より出射した光は
集光レンズ１２７により光線２０９ｂとなり板バネ２０
０端に設けられた曲面ミラー２０８によって観察光１２
４となり、被検体の観察点１２６に集光する。第５の光
ファイバ１１３の出射端２０７は第５の光ファイバ１１
３端部より数ｍｍ基端側に設けられたピエゾ素子１１３
ａにより紙面に垂直な方向に振動する。それにより集光
レンズ１２７に入射する光線２０９ａの角度が変化し光
線２０９ｂが紙面に垂直な方向に走査される。曲面ミラ
ー２０８は、集光レンズ１２７と被検体の間に設けられ
ている。可動ミラーである曲面ミラー２０８が第６の実
施の形態で示された図示しないアクチュエータにより上
下により駆動され、観察点１２６は近似的に、光走査プ
ローブ１０５の軸方向に垂直な方向に走査される。曲面
ミラー２０８の移動によって、焦点位置は、略直線状に
移動する。従って、ピエゾ素子１１３ａによる水平方向
の走査と曲面ミラー２０８による観察深さ方向の走査に
よって断層像を得ることができる。

【０１７０】図４１および図４２に第７の実施の形態の
変形例を示す。曲面ミラー２０８の代わりに曲面回転ミ
ラー２１０が設けられ、曲面回転ミラー２１０はフレキ
シブルシャフト１４３により駆動される偏心軸を有して
いる。図４２は図４１の光走査手段１２０の断面図であ
る。第５の光ファイバ１１３出射端２０７から出射した
光は集光レンズ１２７によって光線２０９ｂとして出射
する。集光レンズ１２７および第５の光ファイバ１１３
の出射端２０７はバイモルフピエゾ素子２１１ａ、２１
１ｂによって上下に走査され、光線２０９ｂも上下（図
４１では紙面に垂直）に走査される。深さ方向走査手段
としての曲面回転ミラー２１０は、フレキシブルシャフ
ト１４３の駆動により回転し、可動ミラーである曲面ミ
ラー２０８を上下走査したのと同様に、観察点１２６を
上下に、すなわち光走査プローブ１０５の軸方向に垂直
な方向に走査することができる。

【０１７１】焦点移動手段に、集光手段と被検体の間に
設けられた可動ミラーを用いたので、高速な焦点位置の
変更をすることができる。

【０１７２】（第８の実施の形態）図４３に第８の実施
の形態を示す。第５の実施の形態と異なる部分のみを図
面を用いて説明し、その他の部分は第５実施例と同じ番
号で示し、説明は省略する。

【０１７３】光走査ユニット２２１は、レンズ枠２１
８、集光レンズ２１３、光導波路基材２２０、走査ミラ
ー１４０より構成される。第５の光ファイバ１１３を伝
送された光は光導波路２１９を経由して、出射端２１７
より出射し、走査ミラー１４０中央に設けられた穴２３
４を通して集光レンズ２１３上に設けられた反射ミラー
２１４を介して走査ミラー１４０に導光される。走査ミ
ラー１４０は第５の実施の形態の図２３のような電磁式
のものでも、特開平１１−８４２５０号公報に示された
静電式のものでも良い。

【０１７４】走査ミラー１４０により方向を変えた光は
集光レンズ２１３により観察点１２６に集光される。走
査ミラー１４０の揺動により観察点は光軸に略垂直な方
向に走査される。光走査ユニット２２１はハウジング１
３４内において集光レンズ２１３の光軸方向に可動であ
り、回転カム２１２と光導波路基材２２０に設けられた
突起２１７で接触している。フレキシブルシャフト１４
３の回転が回転軸１４４により回転カム２１２に伝達さ
れる。透明弾性部材２１５は、屈折率整合液を充填した
樹脂の袋であり、被検体側に設けられた透明板である観
察窓１３５と、集光レンズ２１３の間に設けられてい
る。光走査ユニット２２１は透明ゴムやゲルなどの透明
弾性部材２１５により付勢されており、回転カム２１２
の回転によって突起２１７が右方向に押され、光走査ユ
ニット２２１は図の左右方向に移動し、観察点１２６が
フレキシブルシャフト１４３の回転に応じて左右に、す
なわち観察対象の深さ方向に走査される。また、第５の
光ファイバ１１３と駆動ケーブル１５３は一本のケーブ
ル２１６に構成されている。透明弾性部材２１５は生体
組織と略同一の屈折率を有するため、観察点１２６と低
コヒーレンス干渉の干渉位置１８８は深さ方向の走査全
域に渡って一致し、高い検出効率と高い水平方向の分解
能を維持できる。

【０１７５】図４４から図４６は第８の実施の形態の深
さ方向走査手段の変形例を示す。

【０１７６】図４４では、フレキシブルシャフト１４３
の回転が回転軸１４４を介しておねじ２２２に伝達され
る。図４３の光走査ユニット２２１に固定されためねじ
２２３を左右に、すなわち深さ方向に移動させることが
できる。この実施の場合、フレキシブルシャフトの回転
力に対して負荷が大きくとも駆動可能という特徴を有す
る。図４５は、フレキシブルシャフト１４３により回転
カム２２４を回転し、回転カム２２４に設けられたカム
溝２３０上を光走査ユニット２２１上に固定されたロッ
ド２２５の突起２３１が移動することによりロッド２２
５を左右に、すなわち深さ方向に移動可能である。図４
６は図４５の回転カム２２４の代わりにフレキシブルシ
ャフト１４３に直結して回転するギア２２６とハウジン
グ１３４に設けられた軸２２７に回転自在に設けられた
回転カム２２８で構成するもので、フレキシブルシャフ
ト１３４の回転ギア部２２９で減速され回転カム２２８
に伝達され、図４５よりも大きな駆動力を得ることがで
きる。

【０１７７】（第９の実施の形態）図４７および図４８
に第９の実施の形態を示す。第５の実施の形態と異なる
部分のみ図面を用いて説明し、その他の部分は第５の実
施の形態と同じ番号で示し、説明は省略する。図４７
は、第９の実施の形態に係る光走査プローブの先端部の
構成を示す断面図であり、図４８は、ハウジングの断面
図である。

【０１７８】光走査ユニット２２１は、第５の実施の形
態および第８の実施の形態の構成と同様であるが、第５
の光ファイバ１１３からの出射端２０７から出射した光
が反射ミラー２３３を介して走査ミラー１４０に導かれ
ることである。またレンズ枠２１８に液密パッキン２３
２が設けられていることである。

【０１７９】ハウジング１３４には、送水パイプ２３５
が接続され、送水ノズル２４０に接続される第１の送水
管２３７、第１のシリンダ２４６まで貫通する第２の送
水管２３８、第２のシリンダ２４７まで貫通する第３の
送水管２３９、送水パイプ２３５に送られた液体を駆動
ケーブル２５０に伝達された駆動信号に基づいて第１の
送水管２３７、第２の送水管２３８及び第３の送水管２
３９に供給する送水バルブ２３６が設けられている。

【０１８０】また、同様にハウジング１３４には、吸引
パイプ２４１が接続され、吸引口２４８に接続される第
１の吸引管２４３、第１のシリンダ２４６まで貫通する
第２の吸引管２４４、第２のシリンダ２４７まで貫通す
る第３の吸引管２４５、図示されない駆動ケーブル２５
０と同様の駆動ケーブルに伝達された駆動信号に基づい
て第１の吸引管２４３、第２の吸引管２４４及び第３の
吸引管２４５のいずれかと吸引パイプ２４１を接続する
吸引バルブ２４２が設けられている。

【０１８１】送水パイプ２３５と吸引パイプ２４１には
図示されない観測装置の有する送水手段と吸引手段と流
体コネクタを介して着脱可能に接続されており、それぞ
れに常時加圧された水および陰圧が加えられている。

【０１８２】この送水バルブ２３６と吸引バルブ２４２
を駆動することにより光走査ユニット２２１を一体とし
て、左右に、すなわち観察対象１２５の深さ方向に移動
し、観察点１２６の深さ方向の走査を実現する。

【０１８３】送水バルブ２３６により送水パイプ２３５
と第２の送水管２３８を接続し、同時に吸引バルブ２４
２により吸引バルブ２４２と第３の吸引管２４７を接続
する。すると、第１のシリンダ２４６に水が注入され、
第２のシリンダ２４７の水が除去される。第１と第２の
シリンダの圧力の差で光走査ユニット２２１が左方向へ
移動し、観察点１２６は浅い方向に移動する。

【０１８４】送水バルブ２３６により送水パイプ２３５
と第３の送水管２３９を接続し、同時に吸引バルブ２４
２により吸引パイプ２４１と第２の吸引管２４４を接続
すると反対に光走査ユニット２２１が右方向へ移動し、
観察点１２６は深い方向に移動する。

【０１８５】また送水バルブ２３６により送水パイプ２
３５と第１の送水管２３７を接続すると、送水ノズル２
４０から水を噴出することができ、観察窓１３５を洗浄
することができる。また吸引バルブ２４２により吸引パ
イプ２４１と第１の吸引管２４３を接続すると、吸引口
から過剰な水を吸引することができる。

【０１８６】また、光走査ユニット２２１の走査は、第
２の送水管２３８と第２の吸引管２４４、または第３の
送水管２３９と第３の吸引管２４５のみでも行うことが
できる。

【０１８７】ここでは深さ方向の走査に用いられる液体
を水としたが、生体と近い屈折率を有する液体（ｎ＝
１．３〜１．５）であれば他の液体（例えば生理食塩水
やグリセリンなど）を用いることも当然可能である。

【０１８８】第９の実施の形態の変形例を図４９及び図
５０に示す。第９の実施の形態と異なる部分のみ説明
し、その他の部分は第９の実施の形態と同じ番号で示
す。

【０１８９】光走査ユニット２２１の先端側に生体とお
およそ等しい屈折率を持った液体を封入した、透明な樹
脂、好ましくはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
やポリウレタンで構成されたダイヤフラム２６６が設け
られている。ダイヤフラム２６６には一体に構成された
管２６７が設けられている。ダイヤフラム２６６に管２
６７を経由して液体を導入、あるいは吸引することで、
ダイヤフラム２６６内の屈折率整合液の体積を増加ある
いは減少させ、光走査ユニット２２１を左右に移動さ
せ、上述した第９の実施の形態と同様に深さ方向の走査
を行うことが可能である。光走査ユニット２２１は右端
部はダイヤフラム２６６に接着されているが、接着せず
に光走査ユニット２２１をダイヤフラム２６６に図示し
ない付勢手段により圧接させても良い。

【０１９０】第５の光ファイバ１１３には、光走査ユニ
ット２２１の進退によるたるみを吸収するためにループ
状に形成されたファイバたるみ吸収部２６８が設けられ
ている。このようなファイバたるみ機構は、上述した第
８の実施の形態及び第９の実施の形態に示す構成に設け
ても有効である。

【０１９１】図５０に示されるように光走査ユニット２
２１のレンズ枠２１８には、図４９のハウジング１３４
に設けられたガイド２６９とそれに対向して設けられた
ガイド溝２７０が設けられ、光走査ユニット２２１が回
転せずに進退させることができる。

【０１９２】この変形例の構成により流体駆動機構であ
っても水密機構を単純にでき、小型に構成することが可
能となる。

【０１９３】（第１０の実施の形態）図５１から図５３
に第１０の実施の形態を示す。第５の実施の形態と異な
る部分のみ図面を用いて説明し、その他の部分は第５の
実施の形態と同じ番号で示し、説明は省略する。

【０１９４】図５１は、第１０の実施の形態に係る光走
査プローブの先端部の構成を示す断面図である。図５２
は、第１０の実施の形態に係る中空バネの構造の例を説
明するための図である。図５３は、第１０の実施の形態
に係る中空バネの構造の他の例を説明するための図であ
る。

【０１９５】第５の光ファイバ１１３と、集光レンズ１
２７及びレンズ枠２１８によって、レンズユニット２６
５が構成される。レンズユニット２６５に接続されたバ
イモルフ型ピエゾ素子２１１ａ、接続部材２６３、及び
取付台２５３に接続されたバイモルフ型ピエゾ素子２１
１ｂによって、図２０の光走査手段１２８が構成され
る。レンズユニット２６５と光走査手段１２８によっ
て、対物ユニット１３０が構成される。第５の光ファイ
バ１１３からの出射端２０７から出射した光は集光レン
ズ１２７により観察点１２６に導かれ、再び出射端２０
７に戻るが、その観察光１２４は、バイモルフ型ピエゾ
素子２１１ａにより上下方向に、バイモルフ型ピエゾ素
子２１１ｂにより紙面の垂直方向、すなわち上下方向に
垂直な方向に走査され、両者を合わせる事により、第５
の実施の形態と同様に２次元的な走査が可能である。

【０１９６】取付台２５３、中空バネ２５２、駆動シャ
フト２５４、永久磁石２５５、電磁石２５６、ＬＥＤ２
６０、フォトダイオード２６１、反射体２６２、ディテ
クタ台２５９、中継シース２５８及び中継台２５７によ
って深さ方向走査手段１２９が構成されている。

【０１９７】電磁石２５６に駆動電流を与えると、駆動
電流に比例した駆動力が永久磁石２５５に生じるので、
駆動シャフト２５４により取付台２５３に伝達される。
その結果、観察対象１２５の深さ方向に焦点の観察点が
移動する。取付台２５３には前述のバイモルフ型ピエゾ
素子２１１ｂの端部が固定されている。また、取付台２
５３は、中空バネ２５２のバネ部２５２ａの途中に設け
られた固定部２５２ｂに固定されている。また、中空バ
ネ２５２の両端はハウジング部材１３４に固定されてい
る。

【０１９８】中空バネ２５２の構造の例を図５２及び図
５３に示す。中空バネ２５２の１例として、図５２に
は、超弾性合金（ＳＥＡ）のパイプに切り込み２６３を
設けたものが、図５３には、バネ部２５２ａを線バネで
構成し、それに固定部２５２ｂを接合したものが示され
ている。前述の通り永久磁石２５５と電磁石２５６によ
って電磁力アクチュエータが構成され、電磁力アクチュ
エータによる駆動力により取付台２５３が左右に、すな
わち光りプローブ１０５の軸方向に移動し、対物ユニッ
ト１３０に設けられたレンズユニット２６５を深さ方向
に移動させ、観察点１２６が深さ方向に移動する。永久
磁石２５５と電磁石２５６による駆動力が無くなると中
空バネ２５２の復元力により取付台２５３は元の位置に
復元する。

【０１９９】取付台２５３の位置、すなわち深さ方向の
走査位置は、ハウジング１３４に固定されたディテクタ
台２５９に設けられた光源としてのＬＥＤ２６０から照
射した光が、反射体２６２で反射した光の強度または光
量を、検出器であるフォトダイオード２６１で検出する
ことで得ている。すなわち、焦点移動量の検出は、光走
査プローブ１０５の先端部において、焦点移動手段の固
定部と可動部間の距離を測定して行う。また、電磁石の
駆動電流は駆動力に比例し、その駆動力は中空バネ２５
２の弾性力とおおよそ釣り合う。弾性力は移動変位の関
数になるため、電磁石の駆動電流から取付台２５３の位
置を推定する事も可能である。なお、ＬＥＤ２６０とフ
ォトダイオード２６１の代わりに、磁気発生器と磁気検
出器を設けて、磁力の変化で走査位置を検出するように
してもよい。

【０２００】また、電磁石２５６の設けられた中継台２
５７は、アクチュエータ保持部材であり、シース１３６
と接続される。更に、軸方向の剛性が高く、軸に垂直な
方向には低剛性の材質で構成される中継シース１５８に
より、中継台２５７は、ハウジング１３４に接続され
る。また前述の駆動シャフト２５４も同様に軸方向の剛
性が高く、軸に垂直な方向には低剛性の材質で構成され
ている。焦点移動手段を有する硬質の先端光学部と、そ
の光学部とアクチュエータ保持部材の間にフレキシブル
な外筒すなわちシース１３６が設けられている。これに
より大きな駆動力を持つアクチュエータは一般的に大き
くなりがちであるが、アクチュエータ部と、光学部を分
離することによって、硬質長を短くし、体腔内での挿入
性や取扱い性、特に内視鏡の処置具チャンネル挿通使用
時の挿入性や取扱い性を向上させている。

【０２０１】また、第５の光ファイバ１１３のバイモル
フ型ピエゾ素子２１１ａおよびバイモルフ型ピエゾ素子
２１１ｂを駆動するための駆動ケーブル１５３を内蔵す
るケーブル２１６の剛性は高いので、ケーブル２１６と
駆動シャフト２５４を兼ねる構成が可能である。これに
よりプローブ内部の空間使用の効率を上げる事で、プロ
ーブを更に細径化する事が可能となる。

【０２０２】また、図５２に示すような構成で中空バネ
２５２を形状記憶合金（ＳＭＡ）により構成し、端部の
一方のみをハウジング１３４に固定する。そして、更に
図示しない加熱手段、例えばＳＭＡ自身に電流を通電す
ること、および好ましくは水などの冷却手段を設けるこ
とによってアクチュエータとバネ手段を兼ねる構成が可
能である。

【０２０３】また本構成に示されるような、アクチュエ
ータ部と光学部を分離し、駆動シャフト２５４と中継シ
ース２５８により駆動力を伝達する構成は、他の実施の
形態、例えば第８の実施の形態に適用することも可能で
ある。回転カム２１２と突起２１７による直動駆動力を
駆動シャフト２５４に伝達し、駆動シャフト２５４によ
り光走査ユニット２２１を進退させることも可能であ
る。

【０２０４】図５４に、第１０の実施の形態の変形例を
示す。第１０の実施の形態と異なる部分のみ説明し、そ
の他の部分は第１０の実施の形態と同じ番号で示す。

【０２０５】対物ユニット１３０はバネ座２７３に固定
されている。バネ座２７３とハウジング１３４の間に
は、第１０の実施の形態の中空バネ２５２の代わりにバ
ネ定数ｋ１の圧縮バネＡ２７１を設け、バネ座２７３と
駆動シャフト２５４の間はバネ定数ｋ２の引っ張りバネ
Ｂ２７２を設ける。対物ユニット１３０の進退量ｘは、
駆動シャフト２５４の進退量ｙとすると、ｘ＝（ｋ２／
ｋ１）ｙの関係にある。これらのバネ２７１と２７２に
よって、変位変換機構が構成される。ｋ２をｋ１に対し
小さく設定することで、永久磁石２５５、電磁石２５６
からなるアクチュエータの変位量を縮小して伝達するこ
とができる。これにより対物ユニット１３０を位置決め
するのが容易になる。

【０２０６】なお、ここでは、変位変換機構を、２種類
のバネによって構成したが、２種類以上のバネ定数を有
する複数のバネによって構成してもよい。また、ここで
は、変位を縮小する機構で説明したが、変位を拡大する
機構を用いてもよい。変位変換機構は、動力伝達手段に
伝達される力量と変位量が一意的な関係になるように構
成されている。

【０２０７】また、上述したような永久磁石２５５と電
磁石２５６からなるアクチュエータを設けず、駆動シャ
フト２５４を充分フレキシブルなワイヤとして、光走査
プローブの全長に渡って挿通し、プローブの手元でワイ
ヤを手動または図示しないアクチュエータにより引っ張
ることで、プローブ先端の対物ユニット１３０を、深さ
方向に、すなわちプローブの軸方向に動かして位置決め
することが可能である。

【０２０８】このとき、位置を第１０の実施の形態に示
されたＬＥＤ２６０、フォトダイオード２６１、照射反
射体２６２からなる位置検出手段によりモニタしながら
位置決めすることができる。

【０２０９】この構成では一般にはワイヤ駆動ではμｍ
オーダーの微小な位置決めを行うことは困難であるが、
バネＡ２７１、バネＢ２７２による変位縮小機構によ
り、ワイヤ駆動による位置決め機構を実現できる。この
構成ではアクチュエータをプローブ手元部または外部に
構成できるのでプローブ先端をより小型に構成できると
いう利点を有する。

【０２１０】ワイヤ駆動のためのアクチュエータとして
は、第８の実施の形態に係る図４４、４５、４６に示さ
れたネジやカムによる直動機構や、プーリによるワイヤ
巻取り機構を用いることもできる。また一般的な市販の
大型アクチュエータを用いることが出来、さらにはプロ
ーブ外部に設けることも可能なので、プローブを安価に
構成することが可能である。

【０２１１】（第１１の実施の形態）図５５から図５８
に第１１の実施の形態を示す。第５の実施の形態と異な
る部分のみ図面を用いて説明し、その他の部分は第５の
実施の形態と同じ番号で示し、説明は省略する。

【０２１２】光走査プローブ１０５の外装はフレキシブ
ルな樹脂から構成されるプローブシース２７５とそれに
接続された透明シース２７４よりなる。プローブシース
２７５の内部には直動シャフト２７６が設けられ、その
先端に対物ユニット２７９が設けられている。対物ユニ
ット２７９には第５の光ファイバ１１３の端部と集光レ
ンズ１２７が設けられている。透明シース２７４内部に
はモータ２７７とＤＯＥ（回折光学素子）ミラー２７８
が設けられている。

【０２１３】第５の光ファイバ１１３の端部から出射し
た観察光１２４は、ＤＯＥ走査ミラー２７８に反射さ
れ、観察点１２６に集光する。ＤＯＥ走査ミラー２７８
を図５６に示す。ＤＯＥミラーは２８１ａ〜ｆまで６つ
のＤＯＥミラーからなっている。ＤＯＥミラー２８１ａ
で説明すると、ＤＯＥミラー２８１ａには図５６から正
面から入射する光線を、２８４ｂで示す下方に反射する
ように回折格子が形成されている。ＤＯＥ回転ミラー２
７８を回転させると、光線の向きが２８４ａから２８４
ｃへ移動する。ＤＯＥミラー２８１ｂからｆも２８１ａ
と同様にＤＯＥミラーで構成されているため、モータ２
７７にＤＯＥ走査ミラー２７８を回転させると、光線は
２８４ａから２８４ｃへ繰り返し走査される。これによ
り観察点１２６が円弧状に走査される。これが第５の実
施の形態の光走査手段１２８に対応している。

【０２１４】また、直動シャフト２７６をプローブ先端
方向に移動することにより対物ユニット２７９を押し出
し、位置２８５に移動することで、集光点１２６を位置
２８６に移動できる。これが第５の実施の形態の深さ方
向走査手段１３０になっており、観察対象１２５内での
観察深さを変更できる。

【０２１５】また、ＤＯＥ走査ミラー２７８の代わり
に、図５７及び図５８に示すような角錐ミラー２８２を
用いることもできる。図５７は、角錐ミラー２８２の正
面図である。図５８は、角錐ミラー２８２とモータ２７
７の側面図である。角錐ミラー２８２は反射面２８３ａ
−ｄを持ち、角錐ミラー２８２を回転させることで、Ｄ
ＯＥ走査ミラー２７８と同様の作用を行うことができ
る。

【０２１６】（第１２の実施の形態）図５９に第１２の
実施の形態を示す。第５の実施の形態と異なる部分のみ
図面を用いて説明し、その他の部分は第５の実施の形態
と同じ番号で示し、説明は省略する。

【０２１７】本発明は、図１９と異なった構成の干渉計
を用いても実施可能である。第３の光ファイバ１０９に
導光された光は光サーキュレータ２９３により光ファイ
バ２８７に導かれ、光コネクタ１０４を介して第５の光
ファイバ１１３に導かれる。その光は光走査プローブ１
０５に導かれ、観察対象より戻ってきた光は再び光ファ
イバ２８７に導かれるが、光サーキュレータ２９３によ
り光ファイバ２８８に導かれる。

【０２１８】また第４の光ファイバ１１０に導かれた光
はコリメータ２９４ａにより周波数シフタ１１１に導か
れ、コリメータ２９４ｂにより光ファイバ２８９に導か
れる。光ファイバ２８８に導かれた光と光ファイバ２８
９に導かれた光は光カプラ２９０によって混合され、光
カプラ２９０からの光はディテクタ２９１ａと２９１ｂ
に導かれる。ここで、第３の光ファイバ１０９から光サ
ーキュレータ２９３を経由し、光走査プローブ１０５に
導光され、観察対象に対し出射し、反射された光が光サ
ーキュレータ２９３を経由し、光ファイバ２８８を通し
て光カプラ２９０に導かれる光路の光路長を物体側の光
路長とする。また、第４の光ファイバ１１０から周波数
シフタ１１１を経由し、光ファイバ２８９を通して光カ
プラ２９０に導かれる光路の光路長を参照側の光路長と
する。

【０２１９】すると、第５の実施の形態と同様に、物体
側の光路長と参照光の光路長が低コヒーレンス光源のコ
ヒーレンス長の範囲内で一致した場合に干渉光が得られ
る。

【０２２０】ここで、ディテクタ２９１ａと２９１ｂで
受けられる干渉光から生じる信号は位相が反対であり、
それ以外の定常光、雑音光により生じる信号は同相であ
るため、差分増幅器２９２でディテクタ２９１ａと２９
１ｂの信号の差分を増幅すると、干渉信号は倍になり、
雑音成分は抑制するため、Ｓ／Ｎ比を大きく向上させる
ことが出来る。

【０２２１】また、低コヒーレンス光源１の代わりにコ
ヒーレンス長の長いレーザ光源を用いると、干渉顕微鏡
と同等の性能を得ることが可能である。また、第５の実
施の形態における図１９に示される参照側１３３の構成
を用いず、第４の光ファイバ１１０を屈折率整合物質等
で終端すると、レーザ光走査型顕微鏡が構成できる。こ
のとき、図２０に示される第５の光ファイバ１１３の光
学径、集光レンズ１２７の入射ＮＡ（開口数）及び出射
ＮＡが、共焦点条件を満たせば、走査型共焦点顕微鏡に
なる。この場合には、光ディテクタ１０２として好まし
くは、光電子倍増管や、アバランシェフォトダイオード
など、光電子変換時に増幅特性を有する検出素子が用い
られる。この場合には周波数シフタ１１１による変調は
なされないので、復調器１１９は不要である。

【０２２２】上記第５から第１２の実施の形態における
各構成要素を組み合わせて、光断層イメージング装置を
構成することができ、またそれぞれの効果を得られるこ
とは自明である。例えば、第１０の実施の形態に係る図
５１の永久磁石２５５と電磁石２５６によりアクチュエ
ータの代わりに、第５の実施の形態に係る図４７に示さ
れる流体アクチュエータを用いることが出来る。この場
合、流体ではなく、気体を用いることも出来る。

【０２２３】さらにまた、光走査プローブ内にアクチュ
エータを設け、アクチュエータがフレキシブルな動力伝
達手段を駆動するように構成した場合、そのアクチュエ
ータは、電磁力アクチュエータのようなプローブの軸方
向に動きを与えるもの、回転駆動を与えるものなどであ
ってもよい。そして、アクチュエータと焦点可変機構を
フレキシブルな動力伝達手段で接続し、動力伝達手段が
ある部分はフレキシブルに構成する。

【０２２４】以上説明した第５から第１２の実施の形態
の夫々は、次のような効果を有する。

【０２２５】（１）先端硬質部が短く、精密な制御の可
能な焦点可変機構を有する光走査プローブを提供するこ
とができる。

【０２２６】（２）フレキシブルな直道の動力伝達手段
であっても精密な制御を可能にする光走査プローブを提
供することができる。

【０２２７】（３）先端硬質長を短縮しながら、精密な
制御を可能にするために先端部にアクチュエータを設け
た光走査プローブを提供することができる。

【０２２８】（４）フレキシブルな動力伝達手段により
精密な制御が行われなくても、焦点の位置を正確に検出
し、画像に正しく反映できる光走査プローブを提供する
ことができる。

【０２２９】（５）プローブの小型化、焦点の位置の微
小な制御を可能とする光走査プローブを提供することが
できる。

【０２３０】（６）低コヒーレンス干渉との組み合わせ
において、焦点位置を可変しても低コヒーレンス干渉に
よる検出位置と集光位置が一致するようにする光走査プ
ローブを提供することができる。

【０２３１】（７）先端光学ユニットを一体として光軸
方向に移動させた場合に、ファイバに移動による張力が
生じて、移動を阻害しないようにする光走査プローブを
提供することができる。

【０２３２】（８）高速な焦点位置の可変を実現する光
走査プローブを提供することができる。

【０２３３】（９）低コヒーレンス干渉との組み合わせ
において、焦点位置を可変しても低コヒーレンス干渉に
よる検出位置と集光位置が一致するようにする光走査プ
ローブを提供することができる。

【０２３４】（１０）界面から生じる反射を抑制し、Ｓ
／Ｎ比を向上させる光走査プローブを提供することがで
きる。

【０２３５】上述した第１から第４の実施の形態から付
記１の構成を導き出すことができる。

【０２３６】［付記１］ １．前記焦点位置検出手段が用いる前記光検出手段で検
出した信号が、光の強度情報であることを特徴とする請
求項１の走査型観察装置。 ２．前記焦点位置検出手段が用いる前記光検出手段で検
出した信号が、コントラスト情報であることを特徴とす
る請求項１の走査型観察装置。 ３．前記光路長調整手段が用いる前記光検出手段で検出
した信号が、光の強度情報であることを特徴とする請求
項１の走査型観察装置。 ４．前記光路長調整手段が用いる前記光検出手段で検出
した信号が、検波信号情報であることを特徴とする請求
項１の走査型観察装置。

【０２３７】５．前記焦点位置検出手段は、前記光検出
手段で検出した光の強度情報の値が極大となる位置に前
記基準部材の集光手段に対する位置を調整する手段であ
ることを特徴とする請求項１の走査型観察装置。 ６．前記焦点位置検出手段は、前記光検出手段で検出し
た光のコントラストの値が極大となる位置に前記基準部
材の集光手段に対する位置を調整する手段であることを
特徴とする請求項２の走査型観察装置。 ７．前記光路長調整手段は、前記光検出手段で検出した
光の強度情報の値が極大となる様に、前記光路長可変手
段を操作する手段であることを特徴とする付記３の走査
型観察装置。 ８．前記光路長調整手段は、前記光検出手段で検出した
光の強度情報の値が極大となる様に、前記光路長可変手
段を操作する手段であることを特徴とする付記３の走査
型観察装置。

【０２３８】９．前記光路長調整手段は、前記光検出手
段で検出した光のコントラスト情報が極大となる様に、
前記光路長可変手段を操作する手段であることを特徴と
する付記４の走査型観察装置。 １０．前記焦点位置検出手段が前記集光手段の焦点位置
の基準部材の表面位置を概一致させる手段であることを
特徴とする請求項１、付記１、２、５、６の走査型観察
装置。 １１．前記焦点位置検出手段が前記集光手段の焦点位置
の基準部材の表面位置を前記集光手段の被写界深度内に
一致させる手段であることを特徴とする付記１０の走査
型観察装置。 １２．前記光伝達状態変化手段を操作し前記光結合手段
で干渉がおこる状態で前記光分離手段から前記観察光光
路、前記集光手段、前記焦点位置検出手段で特定された
前記基準部材位置、前記受光光学系、前記観察光戻り光
路、前記光結合手段と経由されるＡ光路とし、前記光検
出手段で検出た信号を元に前記光路長可変手段を操作
し、前記Ａ光路と、前記参照光光路との光学的長さの差
を、前記集光手段の被写界深度の幅と、前記低可干渉光
源のコヒーレンス長のどちらか長い方より狭い範囲に収
める光路長調整手段とを有することを特徴とする請求項
１、付記３、４、７、８、９の走査型観察装置。

【０２３９】１−２．前記光伝達状態変化手段が、可動
の遮蔽手段であることを特徴とする請求項１、付記１か
ら１０の走査型観察装置。 １−３．前記光伝達状態変化手段が、可動の減光手段で
あることを特徴とする請求項１、付記１から１０の走査
型観察装置。 １−４．前記光伝達状態変化手段が、前記参照光光路
の、光軸をずらす手段であることを特徴とする請求項
１、付記１から１０の走査型観察装置。 １−５．前記観察光光路、前記集光手段、前記受光光学
系と、前記観察光戻り光路の少なくとも一部が前記光分
離手段に対し着脱自在に構成されたプローブ部を有する
ことを特徴とする請求項１、付記１〜９、１−２〜１−
４の走査型観察装置。

【０２４０】１−６．前記観察光光路、集光手段、受光
光学系、観察光戻り光路の少なくともいずれかの少なく
とも一部がフレキシブルな光伝達手段で構成されたプロ
ーブ部を有することを特徴とする請求項１、付記１から
９、１−２〜１−５の走査型観察装置。 １−７．前記プローブが内視鏡であることを特徴とする
付記１−６の走査型観察装置。 １−８．前記プローブが内視鏡に挿通可能であることを
特徴とする付記１−６の走査型観察装置。 １−９．前記観察光光路と前記観察光戻り光路が同一で
あることを特徴とする請求項１、付記１から９、１−２
から１−８の走査型観察装置。

【０２４１】１−１０．前記光分離手段と前記光結合手
段が同一であることを特徴とする請求項１、付記１から
９、１−２から１−９の走査型観察装置。 １−１１．前記集光手段と前記受光光学系が同一である
ことを特徴とする請求項１から４、付記１から９、１−
２から１−１０の走査型観察装置。 １−１２．前記観察光光路の少なくとも一部がシングル
モード光ファイバであることを特徴とする請求項１、付
記１から９、１−２から１−１１の走査型観察装置。 １−１３．前記観察光光路の少なくとも一部がマルチモ
ード光ファイバであることを特徴とする請求項１から
４、付記１から９、１−２から１−１１の走査型観察装
置。

【０２４２】１−１４．前記集光手段と前記受光光学系
が同一であり、共焦点光学系をなすことを特徴とする付
記１−１１の走査型観察装置。 １−１５．前記集光手段と前記受光光学系が同一であ
り、近共焦点光学系をなすことを特徴とする付記１−１
１の走査型観察装置。 ２−１．前記基準部材が、前記集光手段、前記受光光学
系の少なくとも一方に着脱自在に設けられた調整治具に
設けられていることを特徴とする請求項１、付記１から
９、１−２から１−１５の走査型観察装置。 ２−２．前記調整治具は、前記集光手段、前記受光光学
系と前記反射散乱体との距離を変化させる距離変更手段
を有することを特徴とする付記２−１の走査型観察装
置。

【０２４３】２−３．前記距離変更手段は、アクチュエ
ータが設けられ前記焦点位置検出手段で操作されること
を特徴とする付記２−２の走査型観察装置。 ２−４．前記基準部材が、前記プローブ部に一体に構成
されており、前記基準部材と前記集光手段の距離を可変
する深さ走査手段を有することを特徴とする付記１−５
から１−１５走査型観察装置。 ２−５．前記深さ走査手段は、アクチュエータが設けら
れ前記焦点位置検出手段で操作されることを特徴とする
付記２−４の走査型観察装置。 ４−１．前記光検出手段の出力が少なくとも２つ以上あ
ることを特徴とする請求項１、付記１から９、１−２か
ら１−１５、２−１から２−５の走査型観察装置。

【０２４４】４−２．前記光検出手段の出力が、直流成
分を出力する直流成分出力回路と、交流成分を出力する
交流成分出力回路と、検波信号出力回路の少なくともい
ずれか２つであることを特徴とする付記４−１の走査型
観察装置。 ４−３．前記光検出手段は増幅回路を有し、前記増幅回
路の増幅率を調整する増幅率調整手段を有することを特
徴とする請求項１、付記１から９、１−２から１−１
５、２−１から２−５、４−１、４−２の走査型観察装
置。 ４−４．前記増幅率調整回路は、前記光検出手段に入射
される光量情報を参照し増幅率を可変することを特徴と
する付記４−３の走査型観察装置。 ４−５．前記光検出手段の出力に選択手段があることを
特徴とする付記４−１から４−４の走査型観察装置。

【０２４５】５−１．前記焦点位置域検出手段を動作さ
せるときには、前記光検出手段の出力を直流成分出力回
路に設定する制御手段を有することを特徴とする付記４
−１から４−５の走査型観察装置。 ５−２．前記光路長調整手段を動作させるときは、前記
光検出回路の出力を交流成分出力回路に設定する制御手
段を有することを特徴とする付記４−１から４−５の走
査型観察装置。 ５−６．前記光路長調整手段を動作させるときは、前記
光検出回路の出力を検波信号出力回路に設定する制御手
段を有することを特徴とする付記４−１から４−５の走
査型観察装置。

【０２４６】上述した第５から第１２の実施の形態から
付記２の構成を導き出すことができる。

【０２４７】［付記２］ １．＜フレキシブルな動力伝達手段による焦点移動手段
＞体腔内に挿入される光プローブと、被検部に光を照射
するための光を発生する光源と、前記光を被検部に集光
照射する集光手段と、前記集光手段によって被検部側に
集光された焦点を該集光手段の光軸方向と直交する方向
に走査する光走査手段と、前記被検部側に集光された焦
点の位置を前記集光手段の光軸方向に沿って変更可能と
する焦点移動手段と、前記被検部からの戻り光を検出す
る光検出手段と、からなる光走査プローブ装置であっ
て、光プローブの軸方向に設けられたフレキシブルな動
力伝達手段によって焦点移動手段が駆動されることを特
徴とする光走査プローブ装置。

【０２４８】１．１前記フレキシブルな動力伝達手段が
直動の進退を伝達するもの １．１．１ 前記フレキシブルな動力伝達手段と焦点移
動手段の間に、変位変換機構が設けられているもの １．１．１．１ 前記変位変換機構が変位縮小機構であ
るもの １．１．１．２ 前記変位変換機構が変位拡大機構で
あるもの １．１．１．３ 前記変位変換機構が２種類以上のバ
ネ定数を有するバネによるもの １．１．１．４ 前記変位変換機構が動力伝達手段に伝
達される力量と変位が一意的な関係にあるもの １．２ 前記フレキシブルな動力伝達手段が回転を伝達
するもの １．２．１プローブ先端部に回転を直動に変換し、焦点
移動手段を駆動する変換手段が設けられているもの １．２．２ フレキシブルな動力伝達手段がプローブ略
全長に設けられたフレキシブルな外筒とフレキシブルシ
ャフトからなるもの １．３ アクチュエータがプローブの挿入部に設けら
れ、アクチュエータが前記フレキシブルな動力伝達手段
を駆動するもの １．３．１ 前記アクチュエータが直動アクチュエータ
であるもの １．３．１．１ 前記直動アクチュエータが電磁力アク
チュエータであるもの １．３．２ 前記アクチュエータが回転駆動アクチュエ
ータであるもの １．３．３ 前記アクチュエータが硬性部を有するアク
チュエータ保持部材により保持され、前記焦点移動手段
を有する硬質の先端光学部と、前記先端光学部とアクチ
ュエータ保持部材の間にフレキシブルな外筒を有する １．４ プローブ先端部に前記焦点移動手段による焦点
移動量の検出手段を有するもの １．４．１ 焦点移動量の検出手段が、前記焦点移動手
動手段の固定部と可動部の距離を測定するセンサである
もの １．４．１．１ 前記センサが、光源と検出器を有し、
光量の変化を捉えるもの１．４．１．２ 前記センサ
が、磁気発生器と磁気検出器を有し、磁力の変化を捉え
るもの １．５ 前記焦点移動手動手段に付勢手段が設けられて
いる １．６ 前記焦点移動手動手段が前記集光手段と前記走
査手段を有する先端光学ユニットを一体として光軸方向
に移動するもの １．６．１ 前記光源からの光を前記集光に導くための
光ファイバを有し、前記プローブ内に前記焦点移動手段
の移動による光ファイバ長のたるみを調整する光ファイ
バ長のたるみ吸収部を有すること １．７ 前記プローブの少なくとも一部分がフレキシブ
ルであること １．７．１ 前記プローブが、内視鏡の処置チャンネル
に挿通可能であること ２． ＜ミラーによる深さ方向の走査＞体腔内に挿入さ
れる光プローブと、被検部に光を照射するための光を発
生する光源と、前記光を被検部に集光照射する集光手段
と、前記集光手段によって被検部側に集光された焦点を
該集光手段の光軸方向と直交する方向に走査する光走査
手段と、前記被検部側に集光された焦点の位置を前記集
光手段の光軸方向に沿って変更可能とする焦点移動手段
と、前記被検部からの戻り光を検出する光検出手段と、
からなる光走査プローブ装置であって、集光手段と被検
体の間に可動ミラーが設けられ、前記焦点移動手段が前
記可動ミラーを有する２．１ 前記可動ミラーが曲面で
構成され、前記可動ミラーの移動により焦点位置が略直
線状に移動することを特徴とする。

【０２４９】２．２ 前記可動ミラーがプローブの略軸
方向に垂直な方向に揺動するように設けられており、前
記走査手段の光走査方向がプローブの軸方向に略垂直で
ある ３． ＜光イメージング装置＞付記項１ないし２に示さ
れる光プローブ装置と、光走査手段により走査される集
光点の位置の走査位置検出手段と、光検出手段から得ら
れた信号を処理する信号処理手段と、走査位置検出手段
からの信号と信号処理手段からの信号により２次元以上
の画像を生成する画像生成手段よりなる光イメージング
装置 ３．１ ＜光断層イメージング装置＞前記焦点移動手段
による集光点の移動位置の焦点位置検出手段と、前記走
査位置検出手段からの信号と前記信号処理手段からの信
号により深さ方向の２次元以上の断層像画像を生成する
画像生成手段を有することを特徴とする光断層イメージ
ング装置 ３．２ ＜共焦点顕微鏡である＞前記光源からの光を前
記集光手段に導くための光ファイバを有し、前記被検部
からの戻り光を光源からの光路と分離する分離手段を有
し、前記分離手段で分離された光を前記光検出手段で検
出し、前記光ファイバと前記集光手段が共焦点または近
共焦点(ｎｅａｒ−ｃｏｎｆｏｃａｌ）であることを特
徴とする付記項３に示される光イメージング装置 ３．３ ＜低コヒーレンス干渉系である＞前記光源が低
コヒーレンス光源であり、光源からの光を前記集光手段
への観察光と参照光に分離する分離手段と、前記被検部
からの戻り光と前記参照光を結合し干渉させる結合手段
とを有し、結合手段からの光を前記光検出手段が検出
し、前記信号処理手段が前記光検出手段より得られた信
号から干渉信号を抽出することを特徴とする付記項３の
光イメージング装置 ３．３．１＜共焦点とコヒーレンス干渉の位置の一致＞
前記集光手段による集光点の近傍に、前記観察光と前記
参照光の光路長が一致する点を設けた ４ ＜集光手段先端側に屈折率整合手段＞体腔内に挿入
される光プローブと、低コヒーレンス光源と、前記光を
被検部に集光照射する集光手段と、光源からの光を前記
集光手段への観察光と参照光に分離する分離手段と、前
記集光手段によって被検部側に集光された焦点を該集光
手段の光軸方向を直交する方向に走査する光走査手段
と、前記被検部側に集光された焦点の位置を前記集光手
段の光軸方向に沿って変更可能とする焦点移動手段と、
前記被検部からの戻り光と前記参照光を結合し干渉させ
る結合手段とを有し結合手段からの光を検出する光検出
手段と、を有する光プローブであって、集光手段と被検
体の間に前記集光手段と前記被検体の間隔を変更可能な
透明な軟性の被検体と略同一の屈折率を有する屈折率整
合物質を有する屈折率整合手段が設けられている光プロ
ーブ装置 ４．１ 前記屈折率整合手段が屈折率整合液を充填した
樹脂の袋であるもの ４．２ 前記屈折率整合手段が、被検体側に設けられた
固定された透明板と集光手段の間に屈折率整合液を充填
したもの ４．２．１ プローブ先端部に前記集光手段と前記被検
体の間隔の変更に応じて屈折率整合液の体積を吸収する
体積吸収部材を有する。

【０２５０】４．２．２ 前記透明板の被検体との少な
くとも界面に、被検体との屈折率の整合層を有する。

【０２５１】４．２．３ 前記透明板と屈折率整合液の
少なくとも界面に、屈折率整合液との屈折率の整合層を
有する。

【０２５２】４．２．４ 前記屈折率整合液と集光手段
の少なくとも界面に、屈折率整合液との屈折率の整合層
を有する。

【０２５３】４．３ 前記屈折率整合手段が、屈折率整
合液への加圧および減圧を行うことで、前記焦点移動手
動手段を実現するもの ５ ＜内視鏡と一体化＞可視光の照射手段、可視光によ
る撮像手段を有する先端硬質部とフレキシブルな挿入部
を有する内視鏡に、前記光集光手段、前記光走査手段、
前記焦点移動手動手段が内視鏡の先端硬質部に設けられ
ていることを特徴とする付記項１ないし４を有する内視
鏡装置 ５．１ 前記撮像手段による観察範囲内に、前記光走査
手段による光走査範囲が含まれているもの 本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変
更、改変等が可能である。

【０２５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、参
照光光路の伝達効率を落とした状態での焦点位置検出手
段により、集光手段の焦点位置に基準部材を設定し、さ
らにこの状態で干渉光が検出される状態に設定して参照
光側の光路と集光手段側の光路とが一致するように光路
長を設定することで、光学特性を良好な状態に容易かつ
円滑に設定でき、その後の観察モードで画質の良い光走
査観察画像を得ることができる。

【０２５５】さらに、以上説明したように、本発明によ
れば、先端硬質部が短く、精密な制御の可能な焦点可変
機構を有する光走査プローブを実現することができる。
また、本発明によれば、高速な焦点位置の可変を実現す
る光走査プローブを実現することができる。さらに、本
発明によれば、低コヒーレンス干渉との組み合わせにお
いて、焦点位置を可変しても低コヒーレンス干渉による
検出位置と集光位置が一致するようにする光走査プロー
ブを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の光走査型観察装置
の全体構成を示す図である。

【図２】光走査プローブが挿通される内視鏡を示す図で
ある。

【図３】光走査プローブの先端側の構成を示す断面図で
ある。

【図４】光検出手段の構成を示すブロック図である。

【図５】第１の実施の形態を光学特性が良好な状態に設
定する処理手順を示すフローチャート図である。

【図６】図５のステップＳ４のシャッタ閉の状態での光
路長調整治具を移動した場合におけるＤＣ成分検出回路
の出力特性を示す図である。

【図７】低可干渉光のコヒーレンス長と集光光学系の被
写界深度が異なる場合における許容される調整精度の説
明図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態の光走査型観察装置
の全体構成を示す図である。

【図９】光走査プローブの先端側の構成を示す断面図で
ある。

【図１０】第２の実施の形態を光学特性が良好な状態に
設定する処理手順を示すフローチャート図である。

【図１１】調整治具を取り付けた状態の光走査プローブ
を示す断面図である。

【図１２】本発明の第３の実施の形態の光走査型観察装
置の全体構成を示す図である。

【図１３】光走査プローブの先端側の構成を示す断面図
である。

【図１４】第３の実施の形態を光学特性が良好な状態に
設定する処理手順を示すフローチャート図である。

【図１５】調整治具を用いて光学特性が良好な状態に設
定する処理手順を示すフローチャート図である。

【図１６】本発明の第４の実施の形態の光走査型観察装
置の全体構成を示す図である。

【図１７】光検出手段の構成を示すブロック図である。

【図１８】変形例の光走査型観察装置の全体構成を示す
図である。

【図１９】第５の実施の形態に係わる光断層イメージン
グ装置の構成を示す構成図である。

【図２０】第５の実施の形態に係わる光走査プローブの
先端の構成を説明するための図である。

【図２１】第５の実施の形態に係わる光走査プローブの
先端部の構成を示す断面図である。

【図２２】第５の実施の形態に係わる光走査プローブの
基端部の断面図である。

【図２３】第５の実施の形態に係わる走査ミラーの詳細
構成を説明するための図である。

【図２４】図２１のＶＩで示す点線部において矢印の方
向から見た、回転カムとレンズ枠が接触面で接触してい
る部分の断面図である。

【図２５】図２１のＶＩＩで示す点線部において矢印の
方向から見た、光走査プローブの観察点を含む断面図で
ある。

【図２６】第５の実施の形態に係わる撮像ユニットの断
面図である。

【図２７】第５の実施の形態に係わる光走査プローブの
シース部の断面図である。

【図２８】第５の実施の形態に係わる深さ方向走査手段
の別の構成例を説明するための図である。

【図２９】第５の実施の形態に係わる低コヒーレンス干
渉による干渉位置と集光位置の関係を説明するための図
である。

【図３０】第５の実施の形態に係わる低コヒーレンス干
渉における、深さと検出能の関係を説明するための図で
ある。

【図３１】第５の実施の形態に係わる低コヒーレンス干
渉による干渉位置と集光位置の関係を説明するための図
である。

【図３２】第５の実施の形態に係わる低コヒーレンス干
渉における、深さと検出能の関係を説明するための図で
ある。

【図３３】第５の実施の形態に係わる低コヒーレンス干
渉による干渉位置と集光位置の関係を説明するための図
である。

【図３４】第５の実施の形態に係わる低コヒーレンス干
渉における、深さと検出能の関係を説明するための図で
ある。

【図３５】第５の実施の形態に係わる、観察点の位置と
低コヒーレンス干渉位置を一致させる別の方法を説明す
るための図である。

【図３６】本発明の実施の形態に係わる、・・の処理の
流れの例を示すフローチャートである。

【図３７】第６の実施の形態に係わる深さ方向走査手段
の構成を説明するための図である。

【図３８】第６の実施の形態に係わる走査ミラーを保持
する走査ミラーユニットの構成を説明するための図であ
る。

【図３９】第６の実施の形態の変形例に係る、上面に反
射面が設けられているくさび型プリズムの構成を説明す
るための図である。

【図４０】第７の実施の形態に係わる深さ方向走査手段
の構成を説明するための図である。

【図４１】図４１は、第７の実施の形態の変形例に係る
深さ方向走査手段の構成を説明するための図である。

【図４２】図４２は図４１の光走査手段１２０の断面図
である。

【図４３】第８の実施の形態に係る光走査プローブの先
端部の構成を示す断面図である。

【図４４】第８の実施の形態に係る深さ方向走査手段の
変形例を示す図である。

【図４５】第８の実施の形態に係る深さ方向走査手段の
他の変形例を示す図である。

【図４６】第８の実施の形態に係る深さ方向走査手段の
さらに他の変形例を示す図である。

【図４７】第９の実施の形態に係る光走査プローブの先
端部の構成を示す断面図である。

【図４８】第９の実施の形態に係るハウジングの断面図
である。

【図４９】第９の実施の形態の変形例に係る光走査プロ
ーブの先端部の構成を示す断面図である。

【図５０】第９の実施の形態の変形例に係る光走査ユニ
ットのレンズ枠の断面図である。

【図５１】第１０の実施の形態に係る光走査プローブの
先端部の構成を示す断面図である。

【図５２】第１０の実施の形態に係る中空バネの構造の
例を説明するための図である。

【図５３】第１０の実施の形態に係る中空バネの構造の
他の例を説明するための図である。

【図５４】第１０の実施の形態の変形例に係る深さ方向
走査手段を示す図である。

【図５５】第１１の実施の形態に係る光走査プローブの
先端部の構成を示す断面図である。

【図５６】第１１の実施の形態に係るＤＯＥ走査ミラー
の正面図である。

【図５７】第１１の実施の形態に係る角錐ミラーの正面
図である。

【図５８】第１１の実施の形態に係るＤＯＥ走査ミラー
の代わりに、角錐ミラーを用いた場合における角錐ミラ
ーとモータの側面図である

【図５９】第１２の実施の形態に係わる光断層イメージ
ング装置の構成を示す構成図である。

【符号の説明】

１・・・光走査型観察装置 ２・・・光走査プローブ ３・・・観察装置本体 ４ａ・・・コネクタ ５・・・駆動装置 ６・・・基準部材 ７・・・光路長調整治具 １１・・・低可干渉光源 １２、１４、１５・・・シングルモードファイバ １３・・・カプラ部 １６・・・スキャナ １７・・・集光光学系 １８・・・光検出手段 ２０・・・光路長可変機構 ２１・・・コリメータレンズ ２２・・・ミラー ２３・・・移動装置 ２４・・・コンピュータ ２５・・・…表示装置 ２７・・・シャッタ ２８・・・モータ ３１・・・シース ３６・・・ベース部材 ３７・・・先端カバー ３８ａ、３８ｂ・・・薄板 ３９・・・中継部材 ４０・・・ホルダ ４２ｂ・・・圧電素子 ４３・・・駆動ケーブル ４４・・・…カバーガラス ４５・・・ＩＤ部 １０６、１０７、１０９、１１０、１１３、１１４、２
８８、２８９・・・光ファイバ １１６・・・可動ミラー １１７・・・ミラー駆動手段 １１８・・・光路長調整手段 １２４・・・観察光 １２５・・・観察対象 １２６・・・観察点 １２８・・・光走査手段 １２９・・・深さ方向走査手段 １３０・・・対物ユニット １３４・・・ハウジング １４０・・・走査ミラー １４３・・・フレキシブルシャフト １４５・・・回転カム １８８・・・低コフーレンス干渉位置 １９１・・・生体組織 １９９・・・反射ミラー ２００・・・板バネ ２０５・・・ロッド ２０８・・・曲面ミラー ２１０・・・曲面回転ミラー ２２１・・・光走査ユニット ２３６・・・送水バルブ ２４２・・・吸引バルブ ２５２・・・中空バネ ２５５・・・永久磁石 ２５６・・・電磁石 ２６５・・・レンズユニット ２９３・・・光サーキュレータ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１１月６日（２００２．１１．
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１７３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１７３】光走査ユニット２２１は、レンズ枠２１
８、集光レンズ２１３、光導波路基材２２０、走査ミラ
ー１４０より構成される。第５の光ファイバ１１３を伝
送された光は光導波路２１９を経由して、出射端２０７
より出射し、走査ミラー１４０中央に設けられた穴２３
４を通して集光レンズ２１３上に設けられた反射ミラー
２１４を介して走査ミラー１４０に導光される。走査ミ
ラー１４０は第５の実施の形態の図２３のような電磁式
のものでも、特開平１１−８４２５０号公報に示された
静電式のものでも良い。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２００

【補正方法】変更

【補正内容】

【０２００】また、電磁石２５６の設けられた中継台２
５７は、アクチュエータ保持部材であり、シース１３６
と接続される。更に、軸方向の剛性が高く、軸に垂直な
方向には低剛性の材質で構成される中継シース２５８に
より、中継台２５７は、ハウジング１３４に接続され
る。また前述の駆動シャフト２５４も同様に軸方向の剛
性が高く、軸に垂直な方向には低剛性の材質で構成され
ている。焦点移動手段を有する硬質の先端光学部と、そ
の光学部とアクチュエータ保持部材の間にフレキシブル
な外筒すなわちシース１３６が設けられている。これに
より大きな駆動力を持つアクチュエータは一般的に大き
くなりがちであるが、アクチュエータ部と、光学部を分
離することによって、硬質長を短くし、体腔内での挿入
性や取扱い性、特に内視鏡の処置具チャンネル挿通使用
時の挿入性や取扱い性を向上させている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯塚 修平 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 平田 唯史 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G059 AA05 AA06 BB12 EE02 EE09 FF02 GG10 JJ11 JJ13 JJ17 JJ23 JJ30 LL01 MM01 2H040 CA03 CA11 CA12 FA10 4C061 BB08 JJ20 MM09 NN10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低可干渉光源と、 前記低可干渉光源から出射した光を、観察光光路と、参
   照光光路に分離する光分離手段と、 観察光光路と参照光光路の少なくとも一方に設けられた
   光路長可変手段と、 前記観察光光路の前記分離手段とは他端側に設けられた
   集光手段と、 前記集光手段より出射した光が測定対象物に照射され、
   反射もしくは散乱した光を受光する受光光学系と、 受光光学系で受けた光を伝送する観察光戻り光路と、前
   記観察光戻り光路と、前記参照光光路を結合する光結合
   手段と、前記光結合手段よりの光を電気信号に変換する
   光検出手段と、 光検出手段で検出した信号より、観察対象物の画像を生
   成する画像化手段と、 画像を表示する表示手段と、 前記測定対象物に対し光を走査する光走査手段を有し、
   前記参照光光路に設けられ、前記光結合手段での干渉状
   態を変化させる光伝達状態変化手段と、 前記集光手段から光の照射を受ける位置で、前記集光手
   段に対する距離を可変できる基準部材と、 前記光伝達状態変化手段を操作し前記参照光光路の伝達
   効率を落とした状態で、前記光検出手段で検出した信号
   を元に、前記基準部材と前記集光手段に対する位置を特
   定する焦点位置検出手段と、 前記光伝達状態変化手段を操作し前記光結合手段で干渉
   がおこる状態で前記光分離手段から前記観察光光路、前
   記集光手段、前記焦点位置検出手段で特定された前記基
   準部材位置、前記受光光学系、前記観察光戻り光路、前
   記光結合手段と経由される光路と、前記参照光光路との
   光学的長さが略一致する様、前記光検出手段で検出した
   信号を元に、前記光路長可変手段を操作する光路長調整
   手段と、 を有することを特徴とする走査型観察装置。
2. 【請求項２】 低可干渉光源と、 前記低可干渉光源から出射した光を、観察光光路と、参
   照光光路に分離する光分離手段と、 観察光光路と参照光光路の少なくとも一方に設けられた
   光路長可変手段と、 前記観察光光路の前記分離手段とは他端側に設けられた
   集光手段と、 前記集光手段より出射した光が測定対象物に照射され、
   反射もしくは散乱した光を受光する受光光学系と、 受光光学系で受けた光を伝送する観察光戻り光路と、前
   記観察光戻り光路と、前記参照光光路を結合する光結合
   手段と、 前記光結合手段よりの光を電気信号に変換する光検出手
   段と、 光検出手段で検出した信号より、観察対象物の画像を生
   成する画像化手段と、 画像を表示する表示手段と、 前記測定対象物に対し光を走査する光走査手段とを有す
   る走査型観察装置により、 前記参照光光路の伝達効率を低下させる第１ステップ
   と、 基準部材を前記光検出手段の出力を参照し、前記集光手
   段の焦点位置近傍に、基準部材を位置決めする第２ステ
   ップと、 前記参照光光路の伝達効率を回復させる第３のステップ
   と、 前記基準部材を第２ステップで位置決めした状態で、前
   記光分離手段から前記観察光光路、前記集光手段、前記
   焦点位置検出手段で特定された前記基準部材位置、前記
   受光光学系、前記観察光戻り光路、前記光結合手段と経
   由される光路Ａとし、前記光検出手段で検出した信号を
   参照し、前記光路長可変手段を操作し、前記光路Ａと、
   前記参照光光路との光学的長さを略一致させる第４のス
   テップと、 からなる走査型観察装置の設定方法。
3. 【請求項３】体腔内に挿入される光プローブと、 被検部に光を照射するための光を発生する光源と、 前記光を前記被検部に集光して照射する集光手段と、 前記集光手段によって前記被検部を前記集光手段の光軸
   方向と直交する方向に走査する光走査手段と、 前記被検部に集光された焦点の位置を前記集光手段の光
   軸方向に沿って変更可能とする焦点移動手段と、 前記被検部からの戻り光を検出する光検出手段と、 前記光プローブの軸方向に設けられたフレキシブルな動
   力伝達手段とを有し、 前記動力伝達手段によって前記焦点移動手段が駆動され
   ることを特徴とする光走査プローブ装置。
4. 【請求項４】体腔内に挿入される光プローブと、 被検部に光を照射するための光を発生する光源と、 前記光を前記被検部に集光して照射する集光手段と、 前記集光手段によって前記被検部を前記集光手段の光軸
   方向と直交する方向に走査する光走査手段と、 前記被検部に集光された焦点の位置を前記集光手段の光
   軸方向に沿って変更可能とする焦点移動手段と、 前記被検部からの戻り光を検出する光検出手段とを有
   し、 前記焦点移動手段は、前記集光手段と前記被検体の間に
   設けられた可動ミラーを有することを特徴とする光走査
   プローブ装置。
5. 【請求項５】体腔内に挿入される光プローブと、 被検部に光を照射するための低コヒーレンス光を発生す
   る光源と、 前記光を前記被検部に集光して照射する集光手段と、 前記集光手段によって前記被検部を前記集光手段の光軸
   方向と直交する方向に走査する光走査手段と、 前記被検部に集光された焦点の位置を前記集光手段の光
   軸方向に沿って変更可能とする焦点移動手段と、 前記被検部からの戻り光を検出する光検出手段と、 前記集光手段と前記被検体の間に前記集光手段と前記被
   検体の間隔を変更可能であって、前記被検体と略同一の
   屈折率を有する屈折率整合物質を有する屈折率整合手段
   とを有することを特徴とする光走査プローブ装置。