JP2017040565A - Probe for optical imaging, and shape measuring apparatus using the probe for optical imaging - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a probe for optical imaging and shape measuring apparatus capable of measuring changes of an optical path length by a simple structure, and correcting a measured value corresponding to the changes of the optical path length.SOLUTION: A probe for optical imaging comprising: a motor which is designed to rotate hollow rotary shafts 13, 24, 25 at a central part; and an optical fiber F2 inserted into the hollow rotary shafts 13, 24, 25 irradiates a subject X with light having passed through the optical fiber F2, allows light having been reflected by the subject X to pass through the optical fiber F2 in an opposite route, and changes an irradiation direction by rotation of the hollow rotary shafts 13, 24, 25, in which a diffraction grating 61 is disposed in the optical fiber F2 to constitute an FBG sensor 60.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被検体に反射させた光を取得する光イメージング用プローブ、及び光イメージング用プローブにより取得した光の情報に基づき被検体の形状測定を行う形状測定装置に関するものである。   The present invention relates to an optical imaging probe that acquires light reflected by a subject, and a shape measuring device that measures the shape of a subject based on information on the light acquired by the optical imaging probe.

近年、画像診断の手法に光の干渉性を利用したＯＣＴ（Optical coherence tomography:光干渉断層撮影）技術が注目されている。このＯＣＴ技術では、光源として波長１３００ｎｍ程度の近赤外線を用いることが多いが、近赤外線は生体に対して非侵襲性であり、また超音波よりも波長が短いために空間分解能に優れており、おおよそ１０〜２０μｍの識別が可能となることから、これまでは特に医療現場で用いられることが多かった。   In recent years, OCT (Optical coherence tomography) technology using optical coherence has attracted attention as a diagnostic imaging technique. In this OCT technology, near-infrared light having a wavelength of about 1300 nm is often used as a light source, but near-infrared light is non-invasive to a living body and has a superior spatial resolution due to its shorter wavelength than ultrasound. Since identification of approximately 10 to 20 μm is possible, it has been often used in the medical field so far.

ところで、ＯＣＴ技術を医療用途から工業用途に展開し、例えば、平坦状部品の表面粗さや、円筒状部品の内面形状測定等を高精度に行う形状測定装置として用いる場合には、被測定面に交差する深さ方向（奥行き方向）の分解能をより向上させることが望ましい。
このＯＣＴ技術を用いた従来の形状測定装置には、例えば、ＴＤ−ＯＣＴ（Time domain OCT）やＳＤ−ＯＣＴ（Spectral-domain OCT）等、数種類の方式が知られている（例えば特許文献１参照）。ＴＤ−ＯＣＴでは、光源から出射する光を分割してミラーと被検体にそれぞれ反射させるとともに、このミラーを走査し、これら反射光の干渉信号に基づき、例えば被検体の断面画像等、深さ方向の情報を取得するようにしている。また、ＳＤ−ＯＣＴでは、広帯域光源から多くの波長を含んだ光を出射し、この光を固定ミラーと被検体にそれぞれ反射させ、これら反射光を分光器を通して波長分解した後にラインセンサにより検出し、さらにこの検出情報をフーリエ変換することによってＴＤ−ＯＣＴと同様の情報を得るようにしている。 By the way, when OCT technology is developed from medical use to industrial use, for example, when used as a shape measuring device that performs high-precision surface roughness measurement of a flat part, inner surface shape of a cylindrical part, etc. It is desirable to further improve the resolution in the intersecting depth direction (depth direction).
As a conventional shape measuring apparatus using the OCT technique, several types of methods such as TD-OCT (Time domain OCT) and SD-OCT (Spectral-domain OCT) are known (see, for example, Patent Document 1). ). In TD-OCT, the light emitted from the light source is divided and reflected by the mirror and the subject, and the mirror is scanned. Based on the interference signal of the reflected light, for example, a cross-sectional image of the subject, the depth direction I want to get the information. In SD-OCT, light containing many wavelengths is emitted from a broadband light source, and this light is reflected by a fixed mirror and a subject, respectively, and the reflected light is wavelength-resolved through a spectrometer and detected by a line sensor. Further, the detection information is subjected to Fourier transform to obtain information similar to that of TD-OCT.

しかしながら、何れの方式の形状測定装置においても、光の照射方向を変化させるモータ等の温度変化に起因して、光を導いている部材（例えば光ファイバー等）が熱膨張し、その光路長が変化するため、測定値にばらつきを生じたり、測定精度が低下したりするおそれがある。   However, in any type of shape measuring apparatus, due to a temperature change of a motor or the like that changes the direction of light irradiation, the light guiding member (such as an optical fiber) thermally expands, and the optical path length changes. For this reason, there is a risk that the measurement values may vary and the measurement accuracy may be reduced.

特開２０１３−８８４１６号公報JP 2013-88416 A

本発明は、上記従来事情に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、光路長の変化を簡素な構造で測定すること、光路長の変化に応じて測定値を補正すること等、が本発明の目的である。   This invention makes it an example of a subject to cope with the said conventional situation. That is, an object of the present invention is to measure a change in the optical path length with a simple structure, correct a measured value in accordance with the change in the optical path length, and the like.

上記課題を解決するための一手段は、中空回転軸に挿通された光ファイバーに通過させた光を被検体に照射し、反射光を逆の経路で光ファイバーに通過させるとともに中空回転軸の回転により照射方向を変化させる光イメージング用プローブにおいて、光ファイバー中に回折格子を配設してＦＢＧセンサを構成したことを特徴とする。   One means for solving the above problem is to irradiate the subject with the light passed through the optical fiber inserted through the hollow rotating shaft, and to pass the reflected light through the optical fiber through the reverse path and to irradiate by rotating the hollow rotating shaft. In the optical imaging probe for changing the direction, an FBG sensor is configured by disposing a diffraction grating in an optical fiber.

本発明は、以上説明したように構成されているので、光路長の変化を簡素な構造で測定することができ、さらには、光路長の変化に応じて測定値を補正することも可能になる。   Since the present invention is configured as described above, the change in the optical path length can be measured with a simple structure, and further, the measurement value can be corrected according to the change in the optical path length. .

本発明に係る光イメージング用プローブの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the probe for optical imaging which concerns on this invention. 同光イメージング装置の動作を示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows operation | movement of the optical imaging apparatus. 同光イメージング用プローブを用いた形状測定装置の一例を示す光学系統図である。It is an optical systematic diagram which shows an example of the shape measuring apparatus using the probe for the same optical imaging. フラッグ波長の変化量と温度変化量との関係を示す数式及びグラフである。It is the numerical formula and graph which show the relationship between the variation | change_quantity of flag wavelength, and the amount of temperature variation. 本発明に係る光イメージング用プローブの他例について動作を示す要部拡大断面である。It is a principal part expanded section which shows operation | movement about the other example of the probe for optical imaging which concerns on this invention.

本実施の形態における光イメージング用プローブの第１の特徴は、中心部の中空回転軸を回転させるようにしたモータと、中空回転軸に挿通された光ファイバーとを備える。そして、光ファイバーに通過させた光を被検体に照射し、被検体により反射した光を逆の経路で光ファイバーに通過させるとともに中空回転軸の回転により照射方向を変化させる。そして、光ファイバー中に、回折格子を配設してＦＢＧセンサを構成した（図１参照）。
ここで、「ＦＢＧセンサ」とは、ＦＢＧ（Fiber Bragg Gratings）の回折格子に反射させた光の波長の変化を読み取ることで、温度や歪等の変化を検出するようにしたセンサである。
この構成によれば、ＦＢＧセンサによりモータ近傍の光路長や、光路温度等の変化を測定することができる。このため、例えば、光路長や光路温度に応じて、測定値の補正や、各種設定値の変更等を容易に行うことが可能になる。 The first feature of the optical imaging probe in the present embodiment includes a motor configured to rotate a hollow rotation shaft at the center and an optical fiber inserted through the hollow rotation shaft. Then, the light passed through the optical fiber is irradiated onto the subject, the light reflected by the subject is passed through the optical fiber through the reverse path, and the irradiation direction is changed by the rotation of the hollow rotating shaft. Then, an FBG sensor was configured by arranging a diffraction grating in the optical fiber (see FIG. 1).
Here, the “FBG sensor” is a sensor that detects a change in temperature, strain, or the like by reading a change in wavelength of light reflected by a diffraction grating of FBG (Fiber Bragg Gratings).
According to this configuration, the FBG sensor can measure changes in the optical path length near the motor, the optical path temperature, and the like. For this reason, for example, it is possible to easily correct the measurement value, change various setting values, and the like according to the optical path length and the optical path temperature.

第２の特徴としては、モータ温度や外気温の影響を受けても測定精度を維持するために、中空回転軸及び光ファイバーをモータから照射方向側へ突出させるとともに、この突出部分における光ファイバー中に、回折格子を配置した。   As a second feature, in order to maintain the measurement accuracy even under the influence of the motor temperature and the outside air temperature, the hollow rotating shaft and the optical fiber protrude from the motor to the irradiation direction side, A diffraction grating was placed.

第３の特徴としては、所定の波長帯の第１の光を発する第１の光源と、第１の光とは異なる波長帯の第２の光を発する第２の光源とを備え、第１の光源から発せられる第１の光を光ファイバーに通して被検体に反射させ、この反射光を分析することで被検体の形状測定を行う。そして、第２の光源から発せられる第２の光を、同光ファイバーに通して回折格子に反射させ、この反射光を分析することで温度測定を行うようにした（図３参照）。
この構成によれば、被検体の形状測定と、光路の温度とを同時に測定することができ、このため、例えば、形状測定の測定値を光路温度に応じてリアルタイムに補正することが可能になる。 The third feature includes a first light source that emits first light in a predetermined wavelength band, and a second light source that emits second light in a wavelength band different from the first light. The first light emitted from the light source is reflected by the subject through the optical fiber, and the shape of the subject is measured by analyzing the reflected light. Then, the second light emitted from the second light source is reflected on the diffraction grating through the optical fiber, and the temperature is measured by analyzing the reflected light (see FIG. 3).
According to this configuration, the shape measurement of the subject and the temperature of the optical path can be simultaneously measured. For this reason, for example, the measurement value of the shape measurement can be corrected in real time according to the optical path temperature. .

第４の特徴としては、被検体の形状測定と光路の温度測定とをそれぞれを高精度に行うために、第１の光源が発する第１の光の波長帯を、第２の光源が発する第２の光の波長帯よりも短くした。   As a fourth feature, the second light source emits the wavelength band of the first light emitted by the first light source in order to perform the shape measurement of the subject and the temperature measurement of the optical path with high accuracy. It was made shorter than the wavelength band of 2.

第５の特徴としては、高精度な形状測定を可能にするために、第１の光による形状測定値を、第２の光による温度測定値を用いて補正するようにした。   As a fifth feature, in order to enable highly accurate shape measurement, the shape measurement value by the first light is corrected using the temperature measurement value by the second light.

次に、上記特徴を有する好ましい実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る光イメージング用プローブ１を示す。 Next, a preferred embodiment having the above features will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an optical imaging probe 1 according to the present invention.

光イメージング用プローブ１は、中心部の中空回転軸１３，２４，２５を回転させるようにした第１のモータ３０及び第２のモータ４０と、中空回転軸１３，２４，２５に挿通され固定された光ファイバーＦ２と、この光ファイバーＦ２の光源側の端部に対し隙間を置いて回転不能に設けられた光ファイバーＦ１とを備える。そして、光ファイバーＦ１，Ｆ２に通過させた光を被検体Ｘに照射し、該被検体Ｘにより反射した光を逆の経路で光ファイバーＦ２，Ｆ１に通過させるとともに、中空回転軸１３，２４，２５の回転により照射方向を変化させるように構成する。また、光ファイバーＦ２中に、回折格子６１を配設してＦＢＧセンサ６０を構成している（図１参照）。   The optical imaging probe 1 is inserted into and fixed to the first and second motors 30 and 40 and the hollow rotary shafts 13, 24, and 25 that rotate the hollow rotary shafts 13, 24, and 25 at the center. The optical fiber F2 and the optical fiber F1 provided so as not to rotate with a gap with respect to the light source side end of the optical fiber F2. Then, the subject X is irradiated with the light passed through the optical fibers F1 and F2, and the light reflected by the subject X is passed through the optical fibers F2 and F1 through the reverse path. The irradiation direction is changed by rotation. Further, a diffraction grating 61 is disposed in the optical fiber F2 to constitute the FBG sensor 60 (see FIG. 1).

そして、この光イメージング用プローブ１により光ファイバーＦ１に戻される光は、後述する形状測定装置２により解析され、被検体Ｘの表面形状等の情報が画像化される。この際、被検体Ｘの表面形状等の情報は、ＦＢＧセンサ６０により測定される光路の温度に応じてリアルタイムに補正される。   Then, the light returned to the optical fiber F1 by the optical imaging probe 1 is analyzed by the shape measuring device 2 described later, and information such as the surface shape of the subject X is imaged. At this time, information such as the surface shape of the subject X is corrected in real time according to the temperature of the optical path measured by the FBG sensor 60.

光ファイバーＦ１及びＦ２の各々は、シングルモードの光ファイバーである。
一方の光ファイバーＦ１は、回転不能に支持され、後述する形状測定装置２の光路に接続されている。
他方の光ファイバーＦ２は、光ファイバーＦ１の前方側に同軸状に配設される。この光ファイバーＦ２は、第１の回転要素１０，第１のモータ３０及び第２のモータ４０の中心部に挿通された中空回転軸１３内に、一体回転可能に固定されている。
光ファイバーＦ１の前端には光矯正部材ｆ１が接続され、光ファイバーＦ２の後端には光矯正部材ｆ２が接続され、これら光矯正部材ｆ１，ｆ２の間には、隙間ｇが確保される。光矯正部材ｆ１，ｆ２は、隙間ｇへ向けて発する光を拡大しコリメート化するグレーデッドインデックス光ファイバーである。 Each of the optical fibers F1 and F2 is a single mode optical fiber.
One optical fiber F1 is supported so as not to rotate, and is connected to an optical path of a shape measuring apparatus 2 described later.
The other optical fiber F2 is coaxially disposed on the front side of the optical fiber F1. The optical fiber F <b> 2 is fixed to the hollow rotary shaft 13 inserted through the center of the first rotating element 10, the first motor 30, and the second motor 40 so as to be integrally rotatable.
A light correction member f1 is connected to the front end of the optical fiber F1, a light correction member f2 is connected to the rear end of the optical fiber F2, and a gap g is secured between the light correction members f1 and f2. The light correction members f1 and f2 are graded index optical fibers that expand and collimate light emitted toward the gap g.

第１回転要素１０は、中空状の支持体１１内に、スペーサ１２と、中空回転軸１３と、光中継部１４と、光路変換部１５と、レンズ１６とを具備し、これらと一体で回転可能に構成される。
尚、スペーサ１２は、支持体１１の後端側に嵌め合せられている。中空回転軸１３は、スペーサ１２内に固定されるとともに内部に光ファイバーＦ２を挿通している。光中継部１４は、光ファイバーＦ２の前端に直線状に接続されている。第１の光路変換部１５は、光中継部１４の前端に接続されている。レンズ１６は、第１の光路変換部１５の前端に接続されている。 The first rotating element 10 includes a spacer 12, a hollow rotating shaft 13, an optical relay unit 14, an optical path changing unit 15, and a lens 16 in a hollow support 11, and rotates together with these. Configured to be possible.
The spacer 12 is fitted on the rear end side of the support 11. The hollow rotary shaft 13 is fixed in the spacer 12 and has an optical fiber F2 inserted therein. The optical repeater 14 is linearly connected to the front end of the optical fiber F2. The first optical path conversion unit 15 is connected to the front end of the optical relay unit 14. The lens 16 is connected to the front end of the first optical path conversion unit 15.

スペーサ１２は、中心部に前後方向の貫通孔を有する円柱状の部材であり、例えば、金属や合成樹脂等の硬質材料から形成される。
このスペーサ１２は、後述する中空回転軸１３を圧入固定した状態で、支持体１１の後端側の内周面に圧入固定されている。 The spacer 12 is a columnar member having a through hole in the front-rear direction at the center, and is formed of a hard material such as metal or synthetic resin, for example.
The spacer 12 is press-fitted and fixed to the inner peripheral surface on the rear end side of the support 11 in a state where a hollow rotary shaft 13 described later is press-fitted and fixed.

中空回転軸１３は、硬質金属材料やセラミック等からなる一体の長尺円筒状の部材であり、その前端部が光中継部１４に接続されるとともに、その後側の部分が、後述する第１のモータ３０及び第２のモータ４０内に挿通され長尺状に延設されている。
この中空回転軸１３は、本実施の好ましい一例によれば、温度変化による伸縮を回折格子６１へ伝達し易いように、軸方向に連続する一体の円筒状部材から形成される。
この中空回転軸１３内には、光ファイバーＦ２及び光矯正部材ｆ２が挿入され固定されている。 The hollow rotary shaft 13 is an integral long cylindrical member made of a hard metal material, ceramic, or the like, and its front end is connected to the optical repeater 14, and its rear portion is a first described later. It is inserted into the motor 30 and the second motor 40 and extends in a long shape.
According to a preferred example of the present embodiment, the hollow rotary shaft 13 is formed of an integral cylindrical member that is continuous in the axial direction so that expansion and contraction due to a temperature change can be easily transmitted to the diffraction grating 61.
An optical fiber F2 and a light correction member f2 are inserted and fixed in the hollow rotary shaft 13.

光中継部１４は、内部の屈折率が一様（略均等）な断面多角形状（本実施の一例によれば断面正方形状）の透光性部材（例えば石英ガラス）であり、光ファイバーＦ２の前端部に同軸状の接合されるとともに前方へ長尺状に延設されている。   The optical repeater 14 is a translucent member (for example, quartz glass) having a uniform (substantially uniform) internal refractive index (in the present embodiment, a square cross section), and the front end of the optical fiber F2. It is coaxially joined to the part and is elongated in the forward direction.

また、第１の光路変換部１５は、光中継部１４側から入射される光を、その入射方向に交差する方向へ反射する第１の反射光学素子１５ａと、第１の反射光学素子側１５ａから入射される光を、その入射方向に交差する方向へ反射する第２の反射光学素子１５ｂとを接合してなる。第１の反射光学素子１５ａ及び第２の反射光学素子１５ｂには、例えば石英ガラス製のプリズムにより形成される。   Further, the first optical path conversion unit 15 reflects the light incident from the optical relay unit 14 side in a direction intersecting the incident direction, and the first reflective optical element side 15a. Is joined to a second reflective optical element 15b that reflects the light incident from the side in the direction intersecting the incident direction. The first reflective optical element 15a and the second reflective optical element 15b are formed by a prism made of, for example, quartz glass.

レンズ１６は、第２の反射光学素子１５ｂから入射される光を集光するレンズであり、例えば、石英ガラス製の円柱状のロッドレンズ等により構成される。   The lens 16 is a lens that condenses the light incident from the second reflective optical element 15b, and is composed of, for example, a cylindrical rod lens made of quartz glass.

また、第２の回転要素２０は、筒状ケース２１と、第２の光路変換部２２と、支持部材２３と、中空回転軸２４とを具備し、第１の回転要素１０とは独立して、一体に回転するように構成される。
尚、筒状ケース２１は、光中継部１４を回転可能に内在するとともに前端寄りの側方に切欠部２１ａを有する。第２の光路変換部２２は、筒状ケース２１の前端側に固定されている。支持部材２３は、筒状ケース２１の後端側を支持している。中空回転軸２４は、支持部材２３の中心部に挿通固定されている。
第２の光路変換部２２は、第１の光路変換部１５の出射方向側において、切欠部２１ａに対応するように配置され、筒状ケース２１の前端側の内壁面に固定されている。
この第２の光路変換部２２は、例えばガラス製の反射鏡であり、その反射面２２ａを、レンズ１６から前方へ出射される光の経路上に配置している。したがって、この第２の光路変換部２２に対しレンズ１６側から入射する光は、反射面２２ａによって反射されることで、レンズ１６の光軸に対し交差する方向へ出射される（図２参照）。 The second rotating element 20 includes a cylindrical case 21, a second optical path conversion unit 22, a support member 23, and a hollow rotating shaft 24, and is independent of the first rotating element 10. , Configured to rotate integrally.
The cylindrical case 21 includes the optical repeater 14 so as to be rotatable and has a notch 21a on the side near the front end. The second optical path conversion unit 22 is fixed to the front end side of the cylindrical case 21. The support member 23 supports the rear end side of the cylindrical case 21. The hollow rotary shaft 24 is inserted and fixed at the center of the support member 23.
The second optical path conversion unit 22 is disposed on the emission direction side of the first optical path conversion unit 15 so as to correspond to the notch 21 a and is fixed to the inner wall surface on the front end side of the cylindrical case 21.
The second optical path conversion unit 22 is, for example, a glass reflector, and the reflection surface 22a is disposed on the path of light emitted forward from the lens 16. Therefore, the light incident on the second optical path changing unit 22 from the lens 16 side is reflected by the reflecting surface 22a and is emitted in a direction intersecting the optical axis of the lens 16 (see FIG. 2). .

中空回転軸２４は、硬質金属材料やセラミック等からなる長尺円筒状の部材であり、上述した中空回転軸１３よりも一回りほど大きく形成される。この中空回転軸２４の中心部には、中空回転軸１３が径方向の隙間を有する状態で貫通状に挿入される。
そして、中空回転軸２４の後端側は、支持部材２３の後端面よりも後方へ長尺状に延設され、中空回転軸２５と共に第１のモータ３０の回転軸として機能する。 The hollow rotary shaft 24 is a long cylindrical member made of a hard metal material, ceramic, or the like, and is formed to be slightly larger than the hollow rotary shaft 13 described above. The hollow rotary shaft 13 is inserted through the central portion of the hollow rotary shaft 24 in a state of having a radial gap.
The rear end side of the hollow rotary shaft 24 is elongated rearward from the rear end surface of the support member 23 and functions as the rotary shaft of the first motor 30 together with the hollow rotary shaft 25.

第１のモータ３０は、回転自在な回転子３１と、回転子３１の周囲を覆う電磁コイル３２と、この電磁コイル３２の周囲を覆う円筒状のハウジング３３（パーマロイ等からなる固定子）と、ハウジング３３内の前側と後側に設けられた軸受部材３４，３５とを備える。そして、電磁コイル３２への電力供給により回転子３１を回転させるインナーロータタイプの回転式電動機を構成している。   The first motor 30 includes a rotatable rotor 31, an electromagnetic coil 32 that covers the periphery of the rotor 31, a cylindrical housing 33 (stator made of permalloy or the like) that covers the periphery of the electromagnetic coil 32, Bearing members 34 and 35 provided on the front side and the rear side in the housing 33 are provided. And the inner rotor type rotary electric motor which rotates the rotor 31 by the electric power supply to the electromagnetic coil 32 is comprised.

回転子３１は、永久磁石を有する円筒状に構成され、電磁コイル１２との間の磁気作用によって連続回転する。この回転子３１の中心部には、軸方向へ連続する貫通孔３１ａが設けられる。
また、回転子３１の前部側と後部側には、貫通孔３１ａに連通するように、中空回転軸２４，２５が接続される。なお、これら前後の中空回転軸２４，２５は、回転子３１の中心側に挿通された一体の管体とすることも可能である。
そして、これら中空回転軸２４，２５及び貫通孔３１ａ内には、径方向に隙間を有するようにして、中空回転軸１３が貫通状に挿通されている。 The rotor 31 is configured in a cylindrical shape having a permanent magnet, and continuously rotates by a magnetic action with the electromagnetic coil 12. A through hole 31 a that is continuous in the axial direction is provided at the center of the rotor 31.
Further, the hollow rotary shafts 24 and 25 are connected to the front side and the rear side of the rotor 31 so as to communicate with the through hole 31a. The front and rear hollow rotary shafts 24 and 25 can be formed as an integral tube inserted through the center of the rotor 31.
The hollow rotary shaft 13 is inserted through the hollow rotary shafts 24 and 25 and the through hole 31a so as to have a gap in the radial direction.

第２のモータ４０は、回転自在な回転子４１と、該回転子４１の周囲を覆う電磁コイル（図示せず）と、この電磁コイルの周囲を覆う円筒状のハウジング４２（固定子）と、ハウジング４２内の前側と後側に設けられた軸受部材４３，４４とを備える（図１参照）。そして、第１のモータ３０と略同様に、電磁コイルへの電力供給により回転子４１を回転させるインナーロータタイプの回転式電動機を構成している。
この第２のモータ４０は、ハウジング４２及び軸受部材４３の後端側部分を、接続部材４５を介して第１のモータ３０の軸受部材３５に接続することで、第１のモータ３０の後方側に同軸状に連結されている。 The second motor 40 includes a rotatable rotor 41, an electromagnetic coil (not shown) that covers the periphery of the rotor 41, a cylindrical housing 42 (stator) that covers the periphery of the electromagnetic coil, Bearing members 43 and 44 provided on the front side and the rear side in the housing 42 are provided (see FIG. 1). In the same manner as the first motor 30, an inner rotor type rotary electric motor that rotates the rotor 41 by supplying electric power to the electromagnetic coil is configured.
The second motor 40 is configured such that the rear end side portion of the housing 42 and the bearing member 43 is connected to the bearing member 35 of the first motor 30 via the connection member 45, thereby the rear side of the first motor 30. Are coaxially connected to each other.

回転子４１の中心部には、軸方向へ連続する貫通孔が設けられ、この貫通孔には、上述した中空回転軸１３の後部側が貫通状に挿通され固定されている。   A through hole continuous in the axial direction is provided at the center of the rotor 41, and the rear side of the hollow rotary shaft 13 described above is inserted and fixed in this through hole.

前側の軸受部材４３は、中空回転軸１３を挿通して回転自在に支持している。同様に、後側の軸受部材４４は、中空回転軸１３を挿通して回転自在に支持している。この軸受部材４４は、ハウジング４２よりも後方へ突出しており、この突出部分には、筒状の接続部材等を介して、光ファイバーＦ１及び光矯正部材ｆ１が、回転不能に接続される。   The front bearing member 43 is rotatably supported through the hollow rotary shaft 13. Similarly, the rear bearing member 44 is rotatably supported by being inserted through the hollow rotary shaft 13. The bearing member 44 projects rearward from the housing 42, and the optical fiber F1 and the light correction member f1 are connected to the projecting portion through a cylindrical connection member or the like so as not to rotate.

そして、上記構成の第１のモータ３０と第２のモータ４０は、第１の回転要素１０と第２の回転要素２０とが異なる速度で回転するように、図示しない制御回路によってそれぞれ制御されている。好ましくは、第１の回転要素１０の回転数と第２の回転要素２０の回転数との比が整数倍とならないように、第１の回転駆動源３０及び第２の回転駆動源４０が制御される。   The first motor 30 and the second motor 40 configured as described above are respectively controlled by a control circuit (not shown) so that the first rotating element 10 and the second rotating element 20 rotate at different speeds. Yes. Preferably, the first rotation drive source 30 and the second rotation drive source 40 are controlled so that the ratio of the rotation speed of the first rotation element 10 and the rotation speed of the second rotation element 20 does not become an integral multiple. Is done.

また、ＦＢＧセンサ６０は、第１の回転要素１０のスペーサ１２内における光ファイバーＦ１中に、回折格子６１を配設することで構成される。
回折格子６１は、光ファイバーＦ１の前端側の内部に、紫外線照射によって周期的な屈折率変化を持たせるように形成される。この回折格子６１は、後述する１５５０ｎｍ帯の光のうち、屈折率変調の周期に比例したブラッグ波長と呼ばれる特定の波長を持つ光のみを反射する。 The FBG sensor 60 is configured by disposing a diffraction grating 61 in the optical fiber F <b> 1 in the spacer 12 of the first rotating element 10.
The diffraction grating 61 is formed inside the front end side of the optical fiber F1 so as to have a periodic refractive index change by ultraviolet irradiation. This diffraction grating 61 reflects only light having a specific wavelength called a Bragg wavelength that is proportional to the period of refractive index modulation among light in the 1550 nm band described later.

上述した回折格子６１の配置によれば、第１のモータ３０及び第２のモータ４０による温度上昇度を高精度に安定的に測定することができる。
すなわち、仮に、回折格子６１を第１のモータ３０や第２のモータ４０のハウジング内に対応して配置した場合には、発停や回転数制御に起因してモータ自体の温度変化が大きいため、温度測定値が不安定になり易い。また、仮に、回折格子６１を第２のモータ４０よりも光源側（図１の右側）に配置した場合には、外気等の影響により、モータの温度変化の正確な測定値を得られなくなるおそれがある。本実施例では、このような不具合を防ぐことができる。 According to the arrangement of the diffraction grating 61 described above, the temperature rise by the first motor 30 and the second motor 40 can be stably measured with high accuracy.
That is, if the diffraction grating 61 is disposed corresponding to the housing of the first motor 30 or the second motor 40, the temperature change of the motor itself is large due to start / stop and rotational speed control. The temperature measurement value tends to be unstable. In addition, if the diffraction grating 61 is disposed on the light source side (right side in FIG. 1) of the second motor 40, an accurate measurement value of the temperature change of the motor may not be obtained due to the influence of outside air or the like. There is. In the present embodiment, such a problem can be prevented.

次に、上記構成の光イメージング用プローブ１を用いた形状測定装置２の構成について説明する。
形状測定装置２は、図３に示すように、所定の波長帯の第１の光を発する第１の光源１１０と、第１の光とは異なる波長帯の第２の光を発する第２の光源１２０とを備える。そして、第１の光源１１０から発せられる第１の光を上記光イメージング用プローブ１によって被検体Ｘに反射させ、この反射光を分析することで被検体Ｘの形状測定を行う。そして、第２の光源１２０から発せられる第２の光を同光イメージング用プローブ１の回折格子６１に反射させ、この反射光を分析することで温度測定を行い、第１の光による形状測定値を、第２の光による温度測定値を用いて補正するように構成される。
なお、図３中の符号Ｆは、各光学要素間で光を伝達するシングルモードの光ファイバーである。 Next, the configuration of the shape measuring apparatus 2 using the optical imaging probe 1 having the above configuration will be described.
As shown in FIG. 3, the shape measuring apparatus 2 includes a first light source 110 that emits first light in a predetermined wavelength band, and a second light that emits second light in a wavelength band different from the first light. A light source 120. Then, the first light emitted from the first light source 110 is reflected on the subject X by the optical imaging probe 1, and the shape of the subject X is measured by analyzing the reflected light. Then, the second light emitted from the second light source 120 is reflected on the diffraction grating 61 of the same optical imaging probe 1, and the reflected light is analyzed to measure the temperature, and the shape measurement value by the first light is measured. Is corrected using the temperature measurement value by the second light.
In addition, the code | symbol F in FIG. 3 is a single mode optical fiber which transmits light between each optical element.

第１の光源１１０は、例えば、SLD（Super Luminescent Diode）等、低コヒーレンスな１３００ｎｍ帯（１２００〜１４００ｎｍ）の光を出射する光源である。この第１の光源１１０による出射光（第１の光）は、分割光学素子１１１へ伝達される。   The first light source 110 is a light source that emits low-coherence 1300 nm band (1200 to 1400 nm) light such as SLD (Super Luminescent Diode). Light emitted from the first light source 110 (first light) is transmitted to the split optical element 111.

分割光学素子１１１は、例えば、１×２の光ファイバカプラであり、第１の光源１１０による第１の光を、参照光Ｌ１と測定光Ｌ２に分割する。参照光Ｌ１は、第１の光サーキュレータ１１２のポートｐ１に入射される。また、測定光Ｌ２は、第２の光サーキュレータ１１３のポートｐ１に入射される。   The split optical element 111 is, for example, a 1 × 2 optical fiber coupler, and splits the first light from the first light source 110 into reference light L1 and measurement light L2. The reference light L1 is incident on the port p1 of the first optical circulator 112. The measurement light L2 is incident on the port p1 of the second optical circulator 113.

第１及び第２の光サーキュレータ１１２，１１３の各々は、ポートｐ１に入射される光をポートｐ２から出射し、ポートｐ２に入射される光をポートｐ３から出射するように構成された光学素子である。   Each of the first and second optical circulators 112 and 113 is an optical element configured to emit light incident on the port p1 from the port p2 and emit light incident on the port p2 from the port p3. is there.

第１の光サーキュレータ１１２のポートｐ２には、光ファイバーＦを介してコリメータ１１４が接続される。このコリメータ１１４は、光源側から入射する参照光Ｌ１が拡散するのを抑制して、該参照光Ｌ１を集光レンズ１１５の光源側面に照射する。このコリメータ１１４は、入射光の拡散を抑制して出射するものであればよく、例えば、凸レンズ等からなるコリメートレンズを用いる。   A collimator 114 is connected to the port p2 of the first optical circulator 112 via an optical fiber F. The collimator 114 suppresses the diffusion of the reference light L1 incident from the light source side and irradiates the side surface of the light source of the condenser lens 115 with the reference light L1. The collimator 114 only needs to emit light while suppressing diffusion of incident light. For example, a collimator lens including a convex lens is used.

また、集光レンズ１１５は、コリメータ１１４から入射した参照光Ｌ１を反射光学素子３０に照射する。この集光レンズ１１５には、凸レンズや、他の集光レンズ等を用いることが可能である。   Further, the condensing lens 115 irradiates the reflective optical element 30 with the reference light L1 incident from the collimator 114. As the condensing lens 115, a convex lens, another condensing lens, or the like can be used.

反射光学素子１１６は、反射ミラーであり、集光レンズ１１５側から入射した参照光Ｌ１を反射する。この反射光学素子１１６によって反射された参照光Ｌ１は、反射されるまでの経路とは逆に、集光レンズ１１５、コリメータ１１４等を経由して光サーキュレータ１１２のポートｐ２に入射され、さらに、同光サーキュレータ１１２のポートｐ３から出射され、合成光学素子１１７へ入射される。   The reflection optical element 116 is a reflection mirror and reflects the reference light L1 incident from the condenser lens 115 side. The reference light L1 reflected by the reflective optical element 116 is incident on the port p2 of the optical circulator 112 via the condenser lens 115, the collimator 114, and the like in the reverse direction to the reflected light. The light is emitted from the port p3 of the optical circulator 112 and enters the combining optical element 117.

合成光学素子１１７は、三つのポートを持つ光ファイバカプラであり、二つの光サーキュレータ１１２，１１３のポートｐ３，ｐ３から入射する光を合成して、その合成光を、分光光学系１３０へ供給する。   The combining optical element 117 is an optical fiber coupler having three ports. The combining optical element 117 combines lights incident from the ports p3 and p3 of the two optical circulators 112 and 113, and supplies the combined light to the spectroscopic optical system 130. .

また、第２の光サーキュレータ１１３のポートｐ２には、光ファイバーＦを介して合成光学素子１１８が接続される。
合成光学素子１１８は、三つのポートを持つ光ファイバカプラであり、第２の光サーキュレータ１１３のポートｐ２から入射する光と、第２の光源１２０から入射する光とを合成し、その合成光を、合波分波素子１１９へ供給する。 Further, the combining optical element 118 is connected to the port p2 of the second optical circulator 113 through the optical fiber F.
The combining optical element 118 is an optical fiber coupler having three ports. The combining optical element 118 combines light incident from the port p2 of the second optical circulator 113 and light incident from the second light source 120, and combines the combined light. , And supplied to the multiplexing / demultiplexing element 119.

第２の光源１２０は、広帯域で低コヒーレンスな光を発するASE(Amplified Spontaneous Emission)光源であり、第１の光源１１０による第１の光の波長帯（１３００ｎｍ帯）よりも長い波長帯の第２の光を発する。この第２の光の波長帯は、１５５０ｎｍ帯（１５２０〜１５７０ｎｍ）である。   The second light source 120 is an ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source that emits broadband and low-coherence light. The second light source 120 has a second wavelength band longer than the wavelength band of the first light (1300 nm band) by the first light source 110. Emits the light. The wavelength band of the second light is a 1550 nm band (1520 to 1570 nm).

合波分波素子１１９は、光波長多重通信（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplex）を行う合波・分波用ファイバカプラ（ＷＤＭカプラ）であり、合成光学素子１１８側から入る異なる波長帯の合成光（詳細には、１３００ｎｍ帯の光と１５５０ｎｍ帯の光との合成光）を光イメージング用プローブ１側へ出射する。
さらに、合波分波素子１１９は、光イメージング用プローブ１側から入る異なる波長の合成光（詳細には、１３００ｎｍ帯の光と１５５０ｎｍ帯の光（ブラッグ波長を持つ光を含む）との合成光）を、波長帯毎に分離して合成光学素子１１８とスペクトラムアナライザ１２１へ出射する。 The multiplexing / demultiplexing element 119 is a multiplexing / demultiplexing fiber coupler (WDM coupler) that performs optical wavelength division multiplexing (WDM), and combines light of different wavelength bands that enter from the synthesizing optical element 118 side. Specifically, the combined light of 1300 nm band light and 1550 nm band light is emitted to the optical imaging probe 1 side.
Further, the multiplexing / demultiplexing element 119 combines light of different wavelengths entering from the optical imaging probe 1 side (specifically, light of 1300 nm band and 1550 nm band (including light having a Bragg wavelength)). ) Are separated for each wavelength band and output to the synthesis optical element 118 and the spectrum analyzer 121.

すなわち、合成光学素子１１８側から合波分波素子１１９を経て光イメージング用プローブ１に入る合成光のうち、１３００ｎｍ帯の光については、回折格子６１に反射することなく該回折格子６１を透過し、被検体Ｘに照射され、該被検体Ｘによって反射される。この際、照射光は、第１回転要素１０と第２回転要素２０の回転により、被検体Ｘの内周面を、軸方向に往復移動しながら周方向へも移動する（図２参照）。
また、１５５０ｎｍ帯の光については、ブラッグ波長と呼ばれる特定の波長を持つ光のみが回折格子６１によって反射される。そして、これら二種類の反射光は、合成光となって合波分波素子１１９へ戻される。 That is, of the combined light that enters the optical imaging probe 1 from the combining optical element 118 side through the multiplexing / demultiplexing element 119, light in the 1300 nm band is transmitted through the diffraction grating 61 without being reflected by the diffraction grating 61. The subject X is irradiated and reflected by the subject X. At this time, the irradiation light moves in the circumferential direction while reciprocating in the axial direction on the inner circumferential surface of the subject X by the rotation of the first rotating element 10 and the second rotating element 20 (see FIG. 2).
For light in the 1550 nm band, only light having a specific wavelength called a Bragg wavelength is reflected by the diffraction grating 61. These two types of reflected light are combined and returned to the multiplexing / demultiplexing element 119.

そして、合波分波素子１１９は、光イメージング用プローブ１から戻される合成反射光を、１３００ｎｍ帯の光と、ブラッグ波長を含む１５５０ｎｍ帯の光とに分割する。その分割された一方である１３００ｎｍ帯の光は、合成光学素子１１８、第２の光サーキュレータ１１３へと順次に戻され、他方の１５５０ｎｍ帯の光は、スペクトラムアナライザ１２１に取り込まれる。   The multiplexing / demultiplexing element 119 divides the combined reflected light returned from the optical imaging probe 1 into 1300 nm band light and 1550 nm band light including the Bragg wavelength. The split 1300 nm band light is sequentially returned to the synthesis optical element 118 and the second optical circulator 113, and the other 1550 nm band light is taken into the spectrum analyzer 121.

また、第２の光サーキュレータ１１３に戻された１３００ｎｍ帯の光は、ポートｐ３を経て合成光学素子１１７へ供給される。合成光学素子１１７は、上述したように、二つの光サーキュレータ１１２，１１３から入射する光を合成して、その合成光を、分光光学系１３０へ供給する。   The 1300 nm band light returned to the second optical circulator 113 is supplied to the combining optical element 117 via the port p3. As described above, the combining optical element 117 combines the light incident from the two optical circulators 112 and 113 and supplies the combined light to the spectroscopic optical system 130.

分光光学系１３０は、合成光学素子１１７による合成光を受光するコリメータ１３１と、該コリメータ１３１から出射される合成光を波長帯域毎の光に分光して出射する分光素子１３２と、該分光素子１３２から出射される光を波長帯域毎にそれぞれ検出しその検出信号を出力する撮像部１３３とを具備する。   The spectroscopic optical system 130 includes a collimator 131 that receives the combined light from the combining optical element 117, a spectroscopic element 132 that splits the combined light emitted from the collimator 131 into light for each wavelength band, and the spectroscopic element 132. And an imaging unit 133 that detects the light emitted from each of the wavelength bands and outputs a detection signal thereof.

コリメータ１３３は、光ファイバーＦを介して合成分割光学素子５０側から入射する合成光が拡散するのを抑制して、該合成光を分光素子１３２に照射する。このコリメータ１３３は、入射光の拡散を抑制して出射するものであればよく、例えば、凸レンズ等からなるコリメートレンズを用いる。   The collimator 133 suppresses the diffusion of the combined light incident from the side of the combined split optical element 50 via the optical fiber F, and irradiates the spectroscopic element 132 with the combined light. The collimator 133 only needs to emit light while suppressing the diffusion of incident light. For example, a collimator lens made of a convex lens or the like is used.

分光素子１３２は、例えば回折格子素子等から構成されており、入射した合成光を分光して、撮像部１３３へ向けて出射する。   The spectroscopic element 132 is composed of, for example, a diffraction grating element or the like, and splits the incident combined light and emits it toward the imaging unit 133.

撮像部１３３は、多数の撮像素子を線状に配設してなるラインセンサカメラである。この撮像部１３３は、分光素子１３２による分光方向に沿って多数の撮像素子を並べるように配置される。そして、この撮像部１３３は、撮像素子毎に、各波長帯域の光を受光し、その光強度を電気信号に変換して出力する。この出力信号は、波長帯域毎の干渉信号として情報処理装置１２２に取り込まれる。   The imaging unit 133 is a line sensor camera in which a large number of imaging elements are arranged in a line. The imaging unit 133 is arranged so that a large number of imaging elements are arranged along the spectral direction by the spectral element 132. And this imaging part 133 receives the light of each wavelength band for every image pick-up element, converts the light intensity into an electric signal, and outputs it. This output signal is taken into the information processing apparatus 122 as an interference signal for each wavelength band.

一方、スペクトラムアナライザ１２１は、合波分波素子１１９から取り込んだブラッグ波長を持つ光を、光強度に応じた電気信号に変換して出力する。この出力信号は、情報処理装置１２２に取り込まれる。   On the other hand, the spectrum analyzer 121 converts the light having the Bragg wavelength taken from the multiplexing / demultiplexing element 119 into an electrical signal corresponding to the light intensity and outputs the electrical signal. This output signal is taken into the information processing device 122.

情報処理装置１２２は、例えばコンピュータや専用マイコン等により構成される。この情報処理装置１２２は、スペクトラムアナライザ１２１から取り込んだ信号に基づき、光イメージング用プローブ１の光路温度を求める。
すなわち、ブラッグ波長の変化量と、ＦＢＧセンサ６０の回折格子６１部分の温度変化量とは、図４の数式及びグラフに示す相関関係を有している。情報処理装置１２２は、この相関関係に基づき、光路温度を算出する。 The information processing apparatus 122 is configured by, for example, a computer or a dedicated microcomputer. The information processing apparatus 122 obtains the optical path temperature of the optical imaging probe 1 based on the signal acquired from the spectrum analyzer 121.
That is, the change amount of the Bragg wavelength and the temperature change amount of the diffraction grating 61 portion of the FBG sensor 60 have a correlation shown in the mathematical expressions and graphs of FIG. The information processing device 122 calculates the optical path temperature based on this correlation.

さらに、情報処理装置１２２は、撮像部１３３から取り込んだ電気信号（干渉信号）に対しフーリエ変換等の処理を行い、被検体Ｘの形状測定値（具体的には各部における深さ方向の寸法値等）を取得し画像化する。この際、情報処理装置１２２は、形状測定値を、光路温度に応じて補正する。   Further, the information processing apparatus 122 performs processing such as Fourier transform on the electrical signal (interference signal) captured from the imaging unit 133, and the shape measurement value of the subject X (specifically, the dimension value in the depth direction in each unit). Etc.) and imaged. At this time, the information processing device 122 corrects the shape measurement value according to the optical path temperature.

よって、上記構成の形状測定装置２によれば、被検体Ｘの形状測定と、光路温度とを同時に測定することができ、さらには、形状測定値を光路温度に応じてリアルタイムに補正することができる。   Therefore, according to the shape measuring apparatus 2 having the above configuration, the shape measurement of the subject X and the optical path temperature can be simultaneously measured, and further, the shape measurement value can be corrected in real time according to the optical path temperature. it can.

なお、上記構成の光イメージング用プローブ１は、図５に示す光イメージング用プローブ３に置換することが可能である。
この光イメージング用プローブ３は、上述した光イメージング用プローブ１に対し、筒状ケース２１を筒状ケース２１’に置換し、第２の光路変換部２２を第２の光路変換部２２’に置換したものである。 The optical imaging probe 1 having the above configuration can be replaced with the optical imaging probe 3 shown in FIG.
The optical imaging probe 3 replaces the above-described optical imaging probe 1 by replacing the cylindrical case 21 with the cylindrical case 21 'and replacing the second optical path conversion unit 22 with the second optical path conversion unit 22'. It is a thing.

筒状ケース２１’は、上記筒状ケース２１から側方の切欠部２１ａを省いた略円筒状に形成される。
また、第２の光路変換部２２’は、円柱体の一端側をその中心軸に直交する平面で切断するとともにその他端側を同中心軸に傾斜する平面で切断した形状のガラスレンズである（図５参照）。この第２の光路変換部２２は、直交する平面を光源側に向けるようにして、筒状ケース２１’内の前端側に同軸状に固定される。 The cylindrical case 21 ′ is formed in a substantially cylindrical shape in which the side notch 21 a is omitted from the cylindrical case 21.
The second optical path conversion unit 22 ′ is a glass lens having a shape in which one end side of a cylindrical body is cut by a plane orthogonal to the central axis and the other end side is cut by a plane inclined to the central axis ( (See FIG. 5). The second optical path conversion unit 22 is coaxially fixed to the front end side in the cylindrical case 21 ′ so that the orthogonal plane faces the light source side.

この光イメージング用プローブ３においても、上記光イメージング用プローブ１と同様に、中空回転軸１３における前端側内部の光ファイバーＦ２内に、ＦＢＧセンサ６０を構成する回折格子６１が設けられる。   In the optical imaging probe 3, similarly to the optical imaging probe 1, the diffraction grating 61 constituting the FBG sensor 60 is provided in the optical fiber F <b> 2 inside the front end side of the hollow rotating shaft 13.

この光イメージング用プローブ２によれば、レンズ１６の前端面から出射される光は、図５に示すように第２の光路変換部２２’により屈折して、前方の被検知部Ｘ’の表面に照射される。
この照射光は、第１回転要素１０と第２回転要素２０の回転により、被検知部Ｘ’の表面を、円運動しながら径方向に往復運動する。
そして、被検知部Ｘ’の表面で反射した光は、上述した光イメージング用プローブ１と同様に、逆方向の経路を進み、上記分光光学系１３０に取り込まれる。また、回折格子６１によって反射したブラッグ波長を有する光は、逆方向の経路を進み、上記スペクトラムアナライザ１２１に取り込まれる。 According to this optical imaging probe 2, the light emitted from the front end surface of the lens 16 is refracted by the second optical path changing unit 22 ′ as shown in FIG. Is irradiated.
The irradiation light reciprocates in the radial direction while circularly moving on the surface of the detected part X ′ by the rotation of the first rotating element 10 and the second rotating element 20.
Then, the light reflected by the surface of the detected part X ′ travels in the reverse direction and is taken into the spectroscopic optical system 130 as in the optical imaging probe 1 described above. The light having the Bragg wavelength reflected by the diffraction grating 61 travels in the reverse direction and is taken into the spectrum analyzer 121.

よって、この光イメージング用プローブ３を用いて形状測定を行った場合も、前方の被検体Ｘ’の形状測定値を、ＦＢＧセンサ６０によって測定される光路温度に応じて適宜に補正することができる。   Therefore, even when shape measurement is performed using the optical imaging probe 3, the shape measurement value of the front subject X ′ can be appropriately corrected according to the optical path temperature measured by the FBG sensor 60. .

なお、上記実施例によれば、ＦＢＧセンサ６０によって温度を測定する構成としたが、他例としては、ＦＢＧセンサ６０によって歪を測定し、この歪に応じて形状測定値を補正する態様とすることも可能である。   In addition, according to the said Example, although it was set as the structure which measures temperature with the FBG sensor 60, as another example, it is set as the aspect which measures distortion by the FBG sensor 60 and correct | amends a shape measurement value according to this distortion. It is also possible.

また、上記実施例によれば、良好な熱伝達性を得るために中空回転軸１３を連続する一体の部材から形成したが、他例としては、中空回転軸１３を複数の部材を接合してなる態様とすることも可能である。   Moreover, according to the said Example, in order to obtain favorable heat transfer property, although the hollow rotating shaft 13 was formed from the continuous integral member, as another example, the hollow rotating shaft 13 is joined to several members. It is also possible to adopt an embodiment.

また、上記実施例によれば、モータの局部的な温度変化の影響や外気の影響を受け難くするために、回折格子６１を第１のモータ３０及び第２のモータ４０よりも前側に配置したが、他例としては、回折格子６１を、第１のモータ３０又は第２のモータ４０内や、第１のモータ３０及び第２のモータ４０よりも光源側に配置することも可能である。   Moreover, according to the said Example, in order to make it difficult to receive the influence of the local temperature change of a motor, and the influence of external air, the diffraction grating 61 was arrange | positioned rather than the 1st motor 30 and the 2nd motor 40. However, as another example, the diffraction grating 61 can be arranged in the first motor 30 or the second motor 40 or on the light source side of the first motor 30 and the second motor 40.

また、上記実施例によれば、形状測定用として１３００ｎｍ帯の光を用い、温度補償用として１５５０ｎｍ帯の光を用いたが、他例としては、その波長帯を逆にした態様や、上記実施例以外の２種類の波長帯を用いた態様等とすることも可能である。なお、２種類の波長帯は、シングルモードの光ファイバーで扱える波長帯（例えば、１２００〜１６００ｎｍ帯）にする必要がある。   Further, according to the above embodiment, 1300 nm band light is used for shape measurement, and 1550 nm band light is used for temperature compensation. However, as other examples, an embodiment in which the wavelength band is reversed or the above embodiment is used. It is also possible to adopt an aspect using two types of wavelength bands other than the examples. The two types of wavelength bands need to be wavelength bands that can be handled by a single mode optical fiber (for example, 1200 to 1600 nm band).

また、上記実施例によれば、第１のモータ３０と第２のモータ４０の二つのモータを用いたが、他例としては、何れか一方のモータを省いて、より限定された走査範囲のみの形状測定を行う態様とすることも可能である。   Moreover, according to the said Example, although the two motors of the 1st motor 30 and the 2nd motor 40 were used, as an other example, either one motor is omitted and only a more limited scanning range is used. It is also possible to adopt a mode in which the shape measurement is performed.

１，３：光イメージング用プローブ
１０：第１の回転要素
２０：第２の回転要素
３０：第１のモータ
４０：第２のモータ
１３，２４，２５：中空回転軸
１５：第１の光路変換部
２２：第２の光路変換部
６０：ＦＢＧセンサ
６１：回折格子
１１０：第１の光源
１２０：第２の光源
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２：ファイバー
Ｘ：被検体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,3: Probe for optical imaging 10: 1st rotation element 20: 2nd rotation element 30: 1st motor 40: 2nd motor 13, 24, 25: Hollow rotating shaft 15: 1st optical path change Unit 22: Second optical path conversion unit 60: FBG sensor 61: Diffraction grating 110: First light source 120: Second light source F, F1, F2: Fiber X: Subject

Claims (5)

中心部の中空回転軸を回転させるようにしたモータと、前記中空回転軸に挿通された光ファイバーとを備え、前記光ファイバーに通過させた光を被検体に照射し、該被検体により反射した光を逆の経路で前記光ファイバーに通過させるとともに、前記中空回転軸の回転により照射方向を変化させるようにした光イメージング用プローブにおいて、前記光ファイバー中に、回折格子を配設してＦＢＧセンサを構成したことを特徴とする光イメージング用プローブ。   A motor configured to rotate a hollow rotation shaft in a central portion; and an optical fiber inserted through the hollow rotation shaft; and irradiating the subject with light passed through the optical fiber, and reflecting light reflected by the subject In the optical imaging probe in which the irradiation direction is changed by rotation of the hollow rotating shaft while passing through the optical fiber in the reverse path, an FBG sensor is configured by disposing a diffraction grating in the optical fiber. An optical imaging probe characterized by the above. 前記中空回転軸及び前記光ファイバーを前記モータから照射方向側へ突出させるとともに、この突出部分における前記光ファイバー中に、前記回折格子を配置したことを特徴とする請求項１記載の光イメージング用プローブ。   2. The optical imaging probe according to claim 1, wherein the hollow rotating shaft and the optical fiber are projected from the motor toward the irradiation direction, and the diffraction grating is disposed in the optical fiber at the projecting portion. 所定の波長帯の第１の光を発する第１の光源と、第１の光とは異なる波長帯の第２の光を発する第２の光源とを備え、第１の光源から発せられる第１の光を前記光ファイバーに通して前記被検体に反射させ、この反射光を分析することで前記被検体の形状測定を行い、第２の光源から発せられる第２の光を、同光ファイバーに通して前記回折格子に反射させ、この反射光を分析することで温度測定を行うようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の光イメージング用プローブを用いた形状測定装置。   A first light source that emits first light in a predetermined wavelength band; and a second light source that emits second light in a wavelength band different from the first light, and the first light source is emitted from the first light source. The light is reflected on the subject through the optical fiber, the shape of the subject is measured by analyzing the reflected light, and the second light emitted from the second light source is passed through the optical fiber. The shape measuring apparatus using the optical imaging probe according to claim 1 or 2, wherein the temperature is measured by reflecting the light on the diffraction grating and analyzing the reflected light. 第１の光源が発する第１の光の波長帯を、第２の光源が発する第２の光の波長帯よりも短くしたことを特徴とする請求項３記載の形状測定装置。   4. The shape measuring apparatus according to claim 3, wherein the wavelength band of the first light emitted from the first light source is shorter than the wavelength band of the second light emitted from the second light source. 第１の光による形状測定値を、第２の光による温度測定値を用いて補正するようにしたことを特徴とする請求項３又は４記載の形状測定装置。   The shape measuring apparatus according to claim 3 or 4, wherein the shape measurement value by the first light is corrected by using the temperature measurement value by the second light.

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