JP2009236614A - 光ロータリアダプタ及びこれを用いる光断層画像化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機能の異なる光を合波する際の信号損失を低減させる。
【解決手段】光ロータリアダプタにおいて、固定スリーブに固定的に支持され、光軸に垂直な平面に対して傾斜する端面を持つ固定側光ファイバと、その端面と所定間隔離間した固定側コリメータレンズと、回転可能に支持される回転筒の略中心に固定的に支持され、前記固定側コリメータレンズに対向しその光軸に垂直な平面に対して傾斜する端面を持つ回転側光ファイバと、前記回転筒に固定的に支持され固定側コリメータレンズと回転側光ファイバとの間に、前記回転側光ファイバの傾斜する端面と所定間隔離間した回転側コリメータレンズと、測定光である第１の光束とは機能の異なる第２の光束を前記固定スリーブ内に導波する第２光束用光ファイバと、前記固定側コリメータレンズと前記回転側コリメータレンズとの間に設けられ前記第１の光束と前記第２の光束とを合波する合波手段とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ロータリアダプタ及びこれを用いる光断層画像化装置に係り、特に、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間を回転可能に接続する光ロータリアダプタ、及び測定対象に光を照射し、その反射による戻り光から測定対象の光断層画像を取得する光断層画像化装置に関する。

従来、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知られている。

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。

ここでＯＣＴ計測法で用いられる光は近赤外の視認されない光であるため、実際の光が測定部位のどこにあたっているのか確認しにくいため、目印となる光であるエイミングビーム（エイミング光）を測定光（ＯＣＴ信号光）と一緒に入れるということが行われている。

例えば、光ファイバー干渉計外の光カプラーによりエイミング光をＯＣＴ信号光に合波するもの（例えば、特許文献１等参照）や、光ファイバー干渉計内の光カプラーによりエイミング光をＯＣＴ信号光に合波するもの（例えば、特許文献２等参照）が知られている。
特開２００２−２０００３７号公報 特開２００５−１５６５４０号公報

しかしながら、光カプラーの合波特性は、光ファイバーコアの近接距離によりカップリング効率を制御しているため、ＯＣＴ計測法で用いられる近赤外波長とエイミング光の可視波長とは波長域が離れていることから、その両波長に対して所望のカップリング特性を確保することは光カプラーでは困難であり、このためＯＣＴ信号光へのカップリング効率が低下するという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、例えばエイミング光とＯＣＴ信号光のように、波長の異なる光を合波する際の信号損失を低減させることのできる光ロータリアダプタ及びこれを用いる光断層画像化装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、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固定側光ファイバと、この固定側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コリメータレンズと、前記固定スリーブに対して回転可能に支持される回転筒と、この回転筒の略中心に固定的に支持され、前記固定側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回転側光ファイバと、前記回転筒に固定的に支持され、前記固定側コリメータレンズと前記回転側光ファイバとの間に、前記回転側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コリメータレンズと、前記回転筒を回転駆動する回転駆動手段と、前記測定光である第１の光束とは波長の異なる第２の光束を前記固定スリーブ内に導波する第２光束用光ファイバと、前記第２光束用光ファイバの端面と所定間隔離間して配置される第２光束用コリメータレンズと、前記固定スリーブ内の前記固定側コリメータレンズと前記回転側コリメータレンズとの間に設けられ、前記第１の光束と前記第２の光束とを合波する合波手段と、を備えたことを特徴とする光ロータリアダプタを提供する。

これにより、光ロータリアダプタにおいて波長の異なる光を合波するようにしたため、従来の光ファイバ干渉計内に組み込んでいた合波機能部で生じるＯＣＴ信号光の損失を回避することが可能となる。また、光ファイバの端面を光軸に垂直な平面に対して傾斜させることにより、ＯＣＴの光ロータリアダプタ部での不要反射光を低減し、Ｓ／Ｎの改善を計りつつ、正反射光が戻らないようにすることができる。

また、請求項２に示すように、前記合波手段は、前記第１の光束及び前記第２の光束のうち一方を透過させ、他方を反射するダイクロイックミラーを少なくとも一つ含んで構成されることを特徴とする。

これにより、従来光ファイバカプラを用いていた場合の光のロスを低減することができる。

また、請求項３に示すように、前記合波手段は、前記第１の光束と前記第２の光束とを合波する際、該合波後の光束の光軸が合波前の前記第１の光束の光軸と光軸のずれが発生しないように光軸ずれを補償する手段を有することを特徴とする。

これにより、光ロータリアダプタに入射する光と出射される光の光軸を同軸にすることができる。

また、請求項４に示すように、前記光軸ずれを補償する手段は、略前記第１の光束の光軸上に、互いに逆向きに同一の角をなして対向するように配置された２つの斜面で構成されることを特徴とする。

また、請求項５に示すように、前記光軸ずれを補償する手段は、略前記第１の光束の光軸上に配置さた台形プリズムで構成されることを特徴とする。

これらにより、第１の光束の正反射光が第１の光束伝播経路上へ戻ることなく合波を行うことができる。

また、請求項６に示すように、予め前記固定側光ファイバの位置をオフセットすることによって、合波後の光束の光軸が合波前の前記第１の光束の光軸と光軸のずれが発生しないように光軸ずれを補償することを特徴とする。

これにより、光ロータリアダプタに入射する光と出射される光の光軸を同軸にすることができる。

また、請求項７に示すように、前記第２の光束は、測定の目印となるエイミング光であることを特徴とする。

これにより、エイミング光を合波することにで、ＯＣＴ計測する部位の視認性を向上させることができ、測定部位を容易に確認しながら正確な測定を行うことができる。

また、請求項８に示すように、前記第２の光束は、治療用のレーザ光であることを特徴とする。

これにより、ＯＣＴモニタ機能付きの治療装置への発展が可能となる。

また、請求項９に示すように、前記第２の光束は、第１の光束とは波長の異なる測定光であることを特徴とする。

これにより、波長帯域を広げて多波長のＯＣＴ装置への発展が可能となる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、測定対象の光断層画像を取得する光断層画像化装置であって、測定のための光を射出する第１の光源と、前記測定のための光とは波長の異なる第２の光束を射出する第２の光源と、前記第１の光源から射出された光を測定光と参照光に分岐する分岐手段と、前記測定光を前記測定対象まで導波するとともに前記測定対象からの戻り光を導波する回転側光ファイバ、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、前記回転側光ファイバおよび前記測定部を回転可能に保持するように、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光プローブと、前記測定光を前記回転側光ファイバまで導波するとともに前記回転側光ファイバによって導波された前記戻り光を導波する固定側光ファイバと、前記回転側光ファイバを前記固定側光ファイバに対して回転可能に接続し、前記第２の光源から射出され第２光束用光ファイバによって導波された前記第２の光束と前記測定光である第１の光束とを合波するとともに、該合波した光束および前記戻り光を伝送する請求項１〜９のいずれかに記載の光ロータリアダプタと、前記測定部で検出され、前記光ロータリアダプタを介して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ことを特徴とする光断層画像化装置を提供する。

これにより、ＯＣＴの光ロータリアダプタ部での不要反射光を低減し、Ｓ／Ｎの改善を計りつつ、正反射光が戻らない機能を活かして、エイミング光を合波することにより、従来の光ファイバ干渉計内に組み込んでいたエイミング光の合波機能部で生じるＯＣＴ信号光の損失を回避し、ＯＣＴ計測する部位の視認性を向上させることが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、光ロータリアダプタにおいて波長の異なる光を合波するようにしたため、従来の光ファイバ干渉計内に組み込んでいた合波機能部で生じるＯＣＴ信号光の損失を回避することが可能となった。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る光ロータリアダプタ及びこれを用いる光断層画像化装置について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る光ロータリアダプタおよびこれを用いる光断層画像化装置の第１実施形態の概略構成を示すブロック図である。

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、測定のための光Ｌａを射出する第１の光源（第１の光源ユニット）１２と、第１の光源１２から射出された光Ｌａを測定光（第１の光束）Ｌ１と参照光Ｌ２に分岐するとともに、被検体である測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２を合波して干渉光Ｌ４を生成する光ファイバカプラ（分岐合波部）１４と、光ファイバカプラ１４で分岐された測定光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を導波する回転側光ファイバＦＢ１を備える光プローブ１６と、測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１まで導波するとともに回転側光ファイバＦＢ１によって導波された戻り光Ｌ３を導波する固定側光ファイバＦＢ２と、回転側光ファイバＦＢ１を固定側光ファイバＦＢ２に対して回転可能に接続し、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３を伝送する光ロータリアダプタ１８と、光ファイバカプラ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検出部２０と、この干渉検出部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」とも言う）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。

また、光断層画像化装置１０は、測定の目印を示すためのエイミング光（第２の光束）Ｌｅを射出する第２の光源（第２の光源ユニット）１３と、参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整部２６と、第１の光源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、光ファイバカプラ１４で合波された戻り光Ｌ４およびＬ５を検出する検出部３０ａおよび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１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、エイミング光Ｌｅ、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、ＦＢ７、ＦＢ８など）が用いられている。

第１の光源１２は、ＯＣＴの信号光（例えば、波長１．３μｍのレーザ光あるいは低コヒーレンス光）を射出するものであり、レーザ光あるいは低コヒーレンス光Ｌａを射出する光源１２ａと、光源１２ａから射出された光Ｌａを集光するレンズ１２ｂとを備えている。詳しくは後述するが、第１の光源１２から射出された光Ｌａは、光ファイバＦＢ４、ＦＢ３を介して光ファイバカプラ１４で測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分割され、測定光Ｌ１は光ロータリアダプタ１８に入力される。

また、第２の光源１３は、エイミング光Ｌｅとして測定部位を確認しやすくするために視認性のある着色された光を射出するものである。例えば、波長０．６６μｍの赤半導体レーザ光、波長０．６３μｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光、波長０．４０５μｍの青半導体レーザ光などを用いることができる。そこで、第２の光源１３としては、例えば赤色あるいは青色あるいは緑色のレーザ光を射出する半導体レーザ１３ａと、半導体１３ａから射出されたエイミング光Ｌｅを集光するレンズ１３ｂを備えている。第２の光源１３から射出されたエイミング光Ｌｅは、光ファイバＦＢ８を介して光ロータリアダプタ１８に入力される。

光ロータリアダプタ１８では、測定光Ｌ１とエイミング光Ｌｅとが合波され、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１に導波される。この光ロータリアダプタ１８における合波については後で詳しく述べる。

光ファイバカプラ（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ＦＢ５、光ファイバＦＢ７とそれぞれ光学的に接続されている。

光ファイバカプラ１４は、第１の光源１２から光ファイバＦＢ４および ＦＢ３を介して入射した光Ｌａを測定光（第１の光束）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、光ファイバカプラ１４は、光ファイバＦＢ５に入射され後述する光路長調整部２６によって周波数シフトおよび光路長の変更が施されて光ファイバＦＢ５を戻った光Ｌ２と、後述する光プローブ１６で取得され光ファイバＦＢ２から導波された光Ｌ３とを合波し、光ファイバＦＢ３（ＦＢ６）および光ファイバＦＢ７に射出する。

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と接続されており、光ファイバＦＢ２から、光ロータリアダプタ１８を介して、エイミング光Ｌｅと合波された測定光Ｌ１が光ファイバＦＢ１に入射される。入射されたこのエイミング光Ｌｅと合波された測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ１によって伝送して測定対象Ｓに照射する。そして測定対象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に射出するようになっている。

光ロータリアダプタ１８は、回転側光ファイバＦＢ１および固定側光ファイバＦＢ２を回転可能に接続するとともに、測定光（第１の光束）Ｌ１とエイミング光（第２の光束）Ｌｅとを合波するものである。なお、光ロータリアダプタ１８については、後で詳しく述べることとする。

干渉光検出部２０は、光ファイバＦＢ６および光ファイバＦＢ７と接続されており、光ファイバカプラ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およびＬ５を干渉信号として検出するものである。

ここで、光断層画像化装置１０は、光ファイバカプラ２８から分岐させた光ファイバＦＢ６上に設けられ、レーザ光Ｌ４の光強度を検出する検出器３０ａと、光ファイバＦＢ７の光路上に干渉光Ｌ５の光強度を検出する検出器３０ｂとを有している。

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ＦＢ６から検出する干渉光Ｌ４と光ファイバＦＢ７から検出する干渉光Ｌ５の強度のバランスを調整する。

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（後述）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。

表示部２４は、ＣＲＴあるいは液晶表示装置等で構成され、処理部２２から送信された断層画像を表示する。

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の光ファイバカプラ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移動機構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。

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。

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１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。

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、入力手段から入力されたオペレータの指示に基づいて、処理部２２における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、第１の光源１２、第２の光源１３、光ロータリアダプタ１８、干渉光検出部２０、光路長ならびに検出部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。

次に、光プローブ１６について説明する。

図２は、光プローブ１６の先端部を拡大して示す部分断面図である。

図２に示すように、本実施形態の光プローブ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とを有している。

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、光ロータリアダプタ１８においてエイミング光Ｌｅが合波された測定光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（エイミング光Ｌｅ）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の先端と言う）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。

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から射出され、光ロータリアダプタ１８で光ファイバＦＢ８から射出されたエイミング光Ｌｅと合波された測定光Ｌ１を光学レンズ７８まで導波するとともに、測定光Ｌ１（エイミング光Ｌｅ）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。

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（エイミング光Ｌｅ）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（エイミング光Ｌｅ）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れても、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、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あるいは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。

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の回転筒（後述）に接続されており、回転筒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７０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、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２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（エイミング光Ｌｅ）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。エイミング光Ｌｅは、測定対象Ｓに、例えば青色、赤色あるいは緑色のスポット光として照射され、このエイミング光Ｌｅの反射光は、表示部２４に表示された観察画像に輝点としても表示される。

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の所望の部位を正確にとらえることができ、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。

次に、本発明の光ロータリアダプタ１８について説明する。

図３に、本発明の第１実施形態に係る光ロータリアダプタ１８の概略断面図を示す。

図３に示すように、光ロータリアダプタ１８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を介して回転可能に支持される回転筒４６と、回転筒４６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、回転筒４６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４６の歯車５２と噛合する歯車５４とを有する。

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１８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を回転可能に通すための開口３４ｃが互いに対向する位置に設けられている。また、筐体３４には、さらに、エイミング光Ｌｅを導波するための光ファイバＦＢ８を保持するためのホルダ１０８、１０９を取り付けるための開口３４ｄが設けられている。

モータ３６は、回転筒４６を回転させることにより、回転筒４６の略中心に支持される光ファイバ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４６の歯車５２を回転させて、回転筒４６を回転させる。その結果、回転筒４６の略中心に支持される光ファイバＦＢ１は回転する。

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ともに、回転筒４６を回転可能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に勘合するように、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筒４６の先端部４６ａが嵌め込まれ、固定スリーブ３８の円管部３８ａの内周と、回転筒４６の円筒状先端部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。

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。

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。

固定側光ファイバＦＢ２は、光ファイバカプラ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。

回転筒４６は、その先端部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を介して回転可能に支持され、その内部の略中心に保持される回転側光ファイバＦＢ１を保持し、光ファイバＦＢ１を回転させるための部材である。

回転筒４６は、その先端が固定スリーブ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、その後端に光ファイバＦＢ１が取り付けられる円筒状の先端部４６ａと、先端部４６ａから続く、先端部４６ａより内径の大きい内周面を持つ円管部４６ｂと、円管部４６ｂから続く、内部の光ファイバＦＢ１を光プローブ３８内の光ファイバＦＢ１に接続するための接続部４６ｃとを備える。

回転筒４６においては、２個の軸受け４４は、先端部４６ａの外周の段部に押し当てられ、先端部４６ａの外周から開放側に抜けないように、先端部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。

また、回転筒４６の外周の先端部４６ａと円管部４６ｂの間にはフランジ状の段部を有し、この段部に押し当てて回転筒４６の外周に歯車５２が取り付けられている。

回転筒４６の拡径円管部４６ｂに続く先端部４６ａの後端４６ｄには、その中央開口４６ｅを覆うにようにホルダ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。

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持用いることきができる。

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ている。

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、後述するように光ファイバＦＢ８から伝送されたエイミング光Ｌｅと合波された測定光Ｌ１を測定対象Ｓまで導波するとともに測定対象Ｓ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。

回転筒４６の接続部４６ｃは、円管部４６ｂの他方の開放端に嵌め込まれ、その内周に設けられた段部に当接するフランジ部５６ａと、その両側に設けられた雄ねじ部５６ｂおよび５６ｃと、回転筒４６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が挿通される中央貫通孔５６ｄとを持つ端面部材５６と、光ファイバＦＢ１を挿通する中央開口および雄ねじ部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を保持するキャップ５８とを備える。

ここで、回転筒４６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のコネクタとして機能し、通常のフィジカルコンタクト用のＳＣコネクタやＦＣコネクタなどの光コネクタを接続することができる。
同様に、ＦＢ２とＦＢ３も光コネクタを介して接続することもできる。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保持するために、バネ等で被覆される。

本発明の光ロータリアダプタ１８においては、例えば、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筒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または、回転筒４６の先端部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、回転筒４６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、回転筒４６内のホルダ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とすることもできる。

次に、本発明の合波手段について説明する。

図３に示すように、合波手段１１０は、固定側コリメータレンズ４２と回転側コリメータレンズ５０の間に設けられている。合波手段１１０は、光軸補償板１０１ａ、ダイクロイックミラー１０１ｂ、および光ファイバＦＢ８から射出されたエイミング光Ｌｅをダイクロイックミラー１０１ｂに入射させるように反射する反射ミラー１０５から構成されている。

ダイクロイックミラー１０１ｂは、ＯＣＴ信号光（例えば、波長１．３μｍ）に対しては透過特性を有し、エイミング光（例えば、可視光の波長０．６５μｍ）に対しては反射特性を有するものである。また、光軸補償板１０１ａは、もしダイクロイックミラー１０１ｂだけの場合に、光ファイバＦＢ２から射出された測定光Ｌ１（ＯＣＴ信号光）がダイクロイックミラー１０１ｂの厚みにより、ミラーを透過する前と後で光軸がずれてしまうのを補正するためのものであり、ダイクロイックミラー１０１ｂと互いに９０°の角度をもって対向配置される。

ダイクロイックミラー１０１ｂおよび光軸補償板１０１ａは、ミラーホルダ１０２とミラー固定リング１０３により、固定スリーブ３８内の平行光ビーム形成部内に、ハウジング固定リング１０４によって固定される。ハウジング固定リング１０４は、軸受け４４とリング（軸受け固定ねじ）３９によって固定スリーブ３８の円管部３８ａに固定される。

光ファイバＦＢ２から射出された測定光Ｌ１は、固定側コリメータレンズ４２により平行光に形成され、ダイクロイックミラー１０１ｂに入射する。このとき、予め光軸補償板１０１ａによる（ダイクロイックミラー１０１ｂによる光軸のずれとは逆の）光軸のずれをもってダイクロイックミラー１０１ｂに入射し、ダイクロイックミラー１０１ｂを透過して元の光軸上に射出されるようになっている。

一方、エイミング光Ｌｅを射出する光ファイバＦＢ８の前にはコリメータレンズ１０７が図示を省略した固定部材によって配置されており、エイミング光Ｌｅをダイクロイックミラー１０１ｂに向けて反射する反射ミラー１０５の位置を調整するミラー調整機構１０６が設けられている。また、反射ミラー１０５で反射されたエイミング光Ｌｅを固定スリーブ３８内のダイクロイックミラー１０１ｂに導くための開口３８ｅが設けられている。

光ファイバＦＢ８から射出されたエイミング光Ｌｅは、コリメータレンズ１０７で平行光に形成され、反射ミラー１０５により、ダイクロイックミラー１０１ｂに入射される。このとき、反射ミラー１０５は、ミラー調整機構１０６により、図に矢印で示したように煽り、首振り、平行移動の調整が可能である。

これにより、ダイクロイックミラー１０１ｂの表面上で固定側コリメータレンズ４２側からダイクロイックミラー１０１ｂに入射される測定光Ｌ１と同一軸上に合波される。エイミング光Ｌｅと合波された測定光Ｌ１は、回転可能な光ファイバＦＢ１へ回転側コリメータレンズ５０により導光されるようになっている。

以下、本実施形態における光断層画像化装置１０および光ロータリアダプタ１８の作用について説明する。

まず、図１に示した光路長調整部２６のミラー移動機構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、第１の光源１２からレーザ光Ｌａを、また第２の光源１３からエイミング光Ｌｅを射出する。射出されたレーザ光Ｌａは、光ファイバカプラ（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から光ロータリアダプタ１８に導波される。一方、射出されたエイミング光Ｌｅも光ファイバＦＢ８から光ロータリアダプタ１８に導波される。

光ロータリアダプタ１８において、測定光Ｌ１とエイミング光Ｌｅとが合波される。合波されたエイミング光Ｌｅおよび測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ１により光プローブ１６に導波されて測定対象Ｓに照射される。エイミング光Ｌｅは視認することができ、測定の目印となる。

このとき、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回転筒４６が回転し、回転筒４６の略中央にホルダ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、回転筒４６内に保持されている光ファイバＦＢ１は、回転筒４６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４６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４６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。

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、回転している回転筒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、集光された後、回転筒４６内のホルダ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、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。

このとき、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を全周に亙って測定光Ｌ１が照射されることになる。この時、エイミング光Ｌｅも照射され、表示部２４に表示された輝点により測定位置が目視で確認できる。また、正確な位置は、光ロータリアダプタ１８に設けられたロータリエンコーダ（図示省略）などにより測定対象Ｓの測定位置の情報を検出することができる。

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１６に入射する。このときも、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を介して光ファイバカプラ１４に入射される。

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の回転筒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、回転している回転筒４６内のホルダ４８ｂに保持された回転側コリメータレンズ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に保持された固定側コリメータレンズ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、光ファイバカプラ１４に入射される。

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を導波して光ファイバカプラ１４に入射される。

そして、光ファイバカプラ１４で測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を光路長調整部２６により光路長が調整された参照光Ｌ２と合波される。戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４、Ｌ５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。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、送られた干渉信号を取得すると、光ロータリアダプタ１８で検出し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。

処理部２２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、接触領域についての深さ方向の断層画像が生成される。そして、画質補正処理が施された断層画像は表示部２４に表示される。

このように、本実施形態においては、ＯＣＴの光ロータリアダプタ部での不要反射光を低減し、Ｓ／Ｎの改善を計りつつ、正反射光が戻らない機能を活かして、エイミング光を合波することにより、従来の光ファイバ干渉計内に組み込んでいたエイミング光の合波機能部で生じるＯＣＴ信号光の損失を回避し、ＯＣＴ計測する部位の視認性を向上させることが可能となった。

なお、本実施形態において、ダイクロイックミラー１０１ｂに対して、これと同じミラーを互いに９０°の角度をなすように対向して配置し、光軸補償板１０１ａとしたが、合波後の光束の光軸が合波前の第１の光束（測定光Ｌ１）の光軸と光軸のずれが発生しないように光軸ずれを補償する手段はこれに限定されるものではない。

例えば、ダイクロイックミラー１０１ｂを透過した後の光束の光軸が回転側コリメータレンズ５０および回転側光ファイバＦＢ１の中心と一致するようにするため、ダイクロイックミラー１０１ｂによって光軸がずれる分を相殺するように、予めダイクロイックミラー１０１ｂに入射する光束の光軸をずらしておくように、固定側光ファイバＦＢ２および固定側コリメータレンズ４２をずらして配置するようにしても良い。

次に、本発明の第２実施形態に係る、光ロータリアダプタについて説明する。

図４に、第２実施形態に係る光ロータリアダプタの概略断面図を示す。

図４に示すように、第２実施形態の光ロータリアダプタ２１８は、前述した第１実施形態の光ロータリアダプタ１８における合波手段１１０のダイクロイックミラー１０１ｂと光軸補償板１０１ａの位置を光の進行方向に対して入れ替えて、その配置を逆にしたものである。

すなわち、本実施形態の固定スリーブ３８内の平行光ビーム形成部に配置される合波手段２１０においては、ダイクロイックミラー１０１ｂを固定側コリメータレンズ４２に近い側に配置し、光軸補償板１０１ａを回転側コリメータレンズ５０に近い側に配置し、さらに互いに９０°の角度をなすように対向して配置するようにしている。

そして、ダイクロイックミラー１０１ｂにエイミング光Ｌｅを入射させるための反射ミラー１０５の位置、および反射ミラー１０５の反射光がダイクロイックミラー１０１ｂに到達するための光路を確保するために固定スリーブ３８に設けられた開口３８ｅの位置も、これに対応させてその配置を変更している。

なお、これら合波手段２１０を構成するミラーの配置を変更した以外の構成は、前述した第１実施形態と同様である。

このようにダイクロイックミラー１０１ｂと光軸補償板１０１ａの配置を逆にしても、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。

図５に、第３実施形態に係る光ロータリアダプタの概略断面図を示す。

図５に示すように、第３実施形態の光ロータリアダプタ３１８においては、合波手段３１０を、前述した第１実施形態の光ロータリアダプタ１８における合波手段１１０のダイクロイックミラー１０１ｂおよび光軸補償板１０１ａに変えて、互いに逆向きに同一の角度をなして対向する２つの面を有する台形プリズム２０１を用いるようにしたものである。

台形プリズム２０１は、プリズムホルダ２０２とプリズム固定リング２０３によって固定スリーブ３８内に固定される。台形プリズム２０１の光進行方向に位置した２つの対向する面２０１ａおよび２０１ｂは、互いに逆向きに同一の角度をなすように形成されている。そして、固定側光ファイバＦＢ２から射出され固定側コリメータレンズ４２を介して平行光束とされた測定光Ｌ１は台形プリズム２０１の面２０１ａに入射した後台形プリズム２０１内で反射した後、面２０１ｂから出射される。

この台形プリズム２０１の面２０１ｂに対して、光ファイバＦＢ８から射出されコリメータレンズ１０７で平行光とされたエイミング光Ｌｅを反射ミラー１０５で反射して入射させて、測定光Ｌ１とエイミング光Ｌｅとを合波するようにする。

このとき、台形プリズム２０１の面２０１ｂ上で測定光Ｌ１と同一軸上に合波するように、ミラー調整機構１０６で反射ミラー１０６の煽り、首振り、平行移動の調整を行う。また、固定スリーブ３８に設けられるエイミング光Ｌｅの光路となる開口３８ｅもこの場合は少し大きめに形成される。

本実施形態においても、合波手段３１０以外の構成については、前述した第１実施形態と同様である。本実施形態においても、第１実施形態あるいは第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

以下、プリズム２０１の具体的寸法条件について説明する。

図６に、プリズム２０１の拡大断面図を示す。図６に示すように、プリズム２０１は、互いに対向する２つの斜面２０１ａ及び２０１ｂを有し、これらの面は互いに逆向きに同一の角θをなして対向している。

プリズム２０１の屈折率をｎとし、斜面２０１ａに対する入射光の斜面２０１ａにおける屈折光が斜面２０１ａの法線に対してなす角をαとする。すると、
sin(π/２−θ）＝ｎ・sinα
より、cosθ＝ｎ・sinα となり、また、(d/2)／ｘ＝tanθ より、ｘ＝d／２tanθ
となり、また、(d/2)／ｙ＝tan｛π／２−（θ＋α）｝より、斜面２０１ａでの入射光がプリズム２０１の上面で反射する位置までの水平距離ｙは、次のようになる。

ｙ＝ｄ／２tan｛π/２−（θ＋α）｝
このとき、プリズム２０１の上面で反射した光が他方の斜面２０１ｂから出ていく光の光軸が最初に斜面２０１ａに入射する前の光軸と同じになるためには、プリズム２０１の上面の長さをｌとすると、ｌ＝２（ｘ＋ｙ）でなければならないので、
ｌ＝ｄ［（１／tanθ）＋（１／tan｛π/２−（θ＋α）｝］
＝ｄ｛tan（π/２−θ）＋tan（θ＋α）｝
となる。

よって、台形プリズム２０１のパラメータは、ｌ、ｄ及びθを用いて、次の式（１）及び（２）で規定される。

ｌ＝ｄ｛tan（π/２−θ）＋tan（θ＋α）｝ ・・・（１）
α＝sin^−１｛（１／ｎ）cosθ｝ ・・・（２）
なお、以上の実施形態においては、光ファイバＦＢ８から射出されたエイミング光Ｌｅを反射ミラー１０５を用いて反射して固定スリーブ３８内に導くようにしているが、このように反射ミラー１０５を用いずに、直接光ファイバＦＢ８からコリメータレンズ１０７を介して固定スリーブ３８にエイミング光を入射するようにしても良い。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。

図７に、第４実施形態に係る光断層画像化装置の概略構成を示す。

図７に示すように、本実施形態の光断層画像化装置４１０は、ＯＣＴ信号光と熱凝固治療あるいる光化学治療を行うためのレーザ光を合波するものである。

すなわち、本実施形態の光断層画像化装置４１０は、ＯＣＴ信号光を射出する第１の光源１２に対して、第２の光源１１３は、治療用のレーザ光を射出するものである。

第１の光源１２が射出するレーザ光は、例えば前述した第１実施形態と同様の波長１．３μｍのレーザ光であるのに対して、第２の光源１１３が射出するレーザ光は、例えば、波長１．０６μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザ光、波長０．８μｍの高出力半導体レーザ光、あるいは波長０．６６μｍの光化学治療用の赤半導体レーザ光などが例示される。

このように、第２の光源１１３から射出された治療用のレーザ光Ｌｔは、光ファイバＦＢ８を介して光ロータリアダプタ１８に入射され、第１の光源１２から射出されたＯＣＴ信号光Ｌａから分割された測定光Ｌ１と、光ロータリアダプタ１８において合波される。

この合波の方法は特に限定はされず、上述したいずれかの実施形態の方法を用いれば良い。なお、ＯＣＴ信号光と治療用レーザ光を合波すること以外に関しては、前述した第１実施形態と同様である。

このように、ＯＣＴ信号光と治療用のレーザ光を合波することにより、治療と診断の両方を構成することが可能となる。

次に、本発明の第５実施形態について説明する。

図８に、第５実施形態に係る光断層画像化装置の概略構成を示す。

図８に示すように、本実施形態の光断層画像化装置５１０は、ＯＣＴ信号光を射出して測定を行うシステムを２つ備えたものである。

これにより、波長の異なる２つのＯＣＴ信号光を合波することにより、測定する際の帯域を広げ、多波長のＯＣＴ装置を実現するものである。

異なる２つのＯＣＴ波長としては、例えば、一つはいままで通り波長１．３μｍに対して、これと合波する波長としては１．０６μｍあるいは０．８μｍなどの波長が考えられる。

図８に示すように、２つの光源１２、１２’からそれぞれ波長の異なるＯＣＴ信号光を射出し、これを光ロータリアダプタ１８で合波して、光プローブ１６に導光して測定を行う。図８に示す実施形態では、戻り光はそれぞれの干渉光検出部２０、２０’において干渉が検出され、その結果を処理部２２で処理して一つの画像として表示部２４に表示するようにしているが、装置構成はこれに限定されるものではない。また合波する波長は２つに限定されるものではない。

以上、説明したように、合波する光をファイバコネクタで光ロータリジョイント部で接続する構成が可能であるため、合波する光を簡便に切り替えることができる。従って、本発明の適用範囲は、エイミング光だけでなく、例えば治療用の光を合波することでＯＣＴ画像計測のみにとどまらず、ＯＣＴモニタ機能付きの治療装置への発展も考えられる。

また、別波長のＯＣＴ信号光を合波することで、多波長のＯＣＴ装置への発展も可能である。またさらに合波する光の数も２つの光に限定されるものではなく、本発明は、３つ以上の光を合波する場合にも適用可能である。

以上、本発明の光ロータリアダプタ及びこれを用いる光断層画像化装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係る光ロータリアダプタおよびこれを用いる光断層画像化装置の第１実施形態の概略構成を示すブロック図である。 光プローブの先端部を拡大して示す部分断面図である。 本発明の第１実施形態に係る光ロータリアダプタの概略断面図である。 第２実施形態に係る光ロータリアダプタの概略断面図である。 第３実施形態に係る光ロータリアダプタの概略断面図である。 図５のプリズムを拡大して示す断面図である。 第４実施形態に係る光断層画像化装置の概略を示す構成図である。 第５実施形態に係る光断層画像化装置の概略を示す構成図である。

符号の説明

１０…光断層画像化装置、１２…第１の光源、１３…第２の光源、１４…光ファイバカプラ（分岐合波部）、１６…光プローブ、１８…光ロータリアダプタ、２０…干渉検出部、２２…処理部、２４…表示部、２６…光路長調整部、３２…操作制御部

Claims (10)

1. 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固定側光ファイバと、
   この固定側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コリメータレンズと、
   前記固定スリーブに対して回転可能に支持される回転筒と、
   この回転筒の略中心に固定的に支持され、前記固定側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回転側光ファイバと、
   前記回転筒に固定的に支持され、前記固定側コリメータレンズと前記回転側光ファイバとの間に、前記回転側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コリメータレンズと、
   前記回転筒を回転駆動する回転駆動手段と、
   前記測定光である第１の光束とは波長の異なる第２の光束を前記固定スリーブ内に導波する第２光束用光ファイバと、
   前記第２光束用光ファイバの端面と所定間隔離間して配置される第２光束用コリメータレンズと、
   前記固定スリーブ内の前記固定側コリメータレンズと前記回転側コリメータレンズとの間に設けられ、前記第１の光束と前記第２の光束とを合波する合波手段と、
   を備えたことを特徴とする光ロータリアダプタ。
2. 前記合波手段は、前記第１の光束及び前記第２の光束のうち一方を透過させ、他方を反射するダイクロイックミラーを少なくとも一つ含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の光ロータリアダプタ。
3. 前記合波手段は、前記第１の光束と前記第２の光束とを合波する際、該合波後の光束の光軸が合波前の前記第１の光束の光軸と光軸のずれが発生しないように光軸ずれを補償する手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光ロータリアダプタ。
4. 前記光軸ずれを補償する手段は、略前記第１の光束の光軸上に、互いに逆向きに同一の角をなして対向するように配置された２つの斜面で構成されることを特徴とする請求項３に記載の光ロータリアダプタ。
5. 前記光軸ずれを補償する手段は、略前記第１の光束の光軸上に配置さた台形プリズムで構成されることを特徴とする請求項３に記載の光ロータリアダプタ。
6. 予め前記固定側光ファイバの位置をオフセットすることによって、合波後の光束の光軸が合波前の前記第１の光束の光軸と光軸のずれが発生しないように光軸ずれを補償することを特徴とする請求項２に記載の光ロータリアダプタ。
7. 前記第２の光束は、測定の目印となるエイミング光であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ロータリアダプタ。
8. 前記第２の光束は、治療用のレーザ光であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ロータリアダプタ。
9. 前記第２の光束は、第１の光束とは波長の異なる測定光であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ロータリアダプタ。
10. 測定対象の光断層画像を取得する光断層画像化装置であって、
    測定のための光を射出する第１の光源と、前記測定のための光とは波長の異なる第２の光束を射出する第２の光源と、
    前記第１の光源から射出された光を測定光と参照光に分岐する分岐手段と、
    前記測定光を前記測定対象まで導波するとともに前記測定対象からの戻り光を導波する回転側光ファイバ、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、前記回転側光ファイバおよび前記測定部を回転可能に保持するように、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光プローブと、
    前記測定光を前記回転側光ファイバまで導波するとともに前記回転側光ファイバによって導波された前記戻り光を導波する固定側光ファイバと、
    前記回転側光ファイバを前記固定側光ファイバに対して回転可能に接続し、前記第２の光源から射出され第２光束用光ファイバによって導波された前記第２の光束と前記測定光である第１の光束とを合波するとともに、該合波した光束および前記戻り光を伝送する請求項１〜９のいずれかに記載の光ロータリアダプタと、
    前記測定部で検出され、前記光ロータリアダプタを介して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ことを特徴とする光断層画像化装置。

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