JP2009080132A - 光走査型観察装置 - Google Patents

Abstract

【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６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６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。
【選択図】図１

Description

本発明は、光走査型観察装置に関し、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に関する。

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。

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。

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。

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。

また、特表平６−５１１３１２号（ＵＳＰ５３２１５０１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 Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＯＣＴ）の技術が開示されている。

さらに、特開平１１−７２４３１号（ＵＳＰ６０６９６９８号に対応する）公報には、特開２０００−１２６１１５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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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を提供することを目的とする。

本発明の光走査型観察装置は、生体組織に照射するための光を生成する光源と、前記光源から出射した光を、生体組織に照射すると共に当該反射光を受光する光走査プローブと、前記光走査プローブを着脱自在に接続可能とし、当該光走査プローブに対して光を供給すると共に、当該光走査プローブ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と、を備えた光走査型観察装置において、前記光源から出射した光を、前記光走査プローブを含む観察光光路と、参照光光路とに分離する光分離手段と、前記観察光光路と前記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光分離手段とは他端側であって前記光走査プローブに設けられた集光手段と、前記光走査プローブに設けられ、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、前記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、前記光走査型観察装置本体に設けられ、前記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、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の位置、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。

本発明によれば、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。

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。

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。

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。

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。

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１３で結合させる機能も持つ。

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。

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。

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。

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。

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２３とからなる。

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２４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。

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２０（の移動装置２３）の制御を行う。

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。

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。

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。

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。

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。

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３２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３３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。

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。

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。

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。

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。

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。

図３において、例えば第２の圧電素子４２ｂ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２０００−２９２５４６で図示された各種の構成のものを使用できる。

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。

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。

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１８−３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。

なお、スイッチ１８−５はコンピュータ２４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。

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。

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。

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。

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２４に光路調整開始の指示入力を行う。

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。

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１８−３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。

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。

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。

次にコンピュータ２４は光路長可変機構２０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ＡＣ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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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２４で画像化され、表示装置２５に画像として表示される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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１７の焦点位置が後方に移動する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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１Ｃを示す。この光走査観察装置１Ｃは光走査プローブ２Ｃと観察装置本体３Ｃとからなる。

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６１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６２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。

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。

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。

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６７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。

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６８ａ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１８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。

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Ｓ２２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）。

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。

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。

（第４の実施の形態）
次に図１６及び図１７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。

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。

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７２−４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７２−５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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

図１９において、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、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。

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１１３の端部と集光レンズ１２７からなる対物ユニット１３０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。

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。

第４の光ファイバ１１０は周波数シフタ１１１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（ＥＯ）、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。

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１１６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。

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１０７、第３の光ファイバ１０９、第４の光ファイバ１１０、第５の光ファイバ１１３及び第６の光ファイバ１１４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。

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。

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。

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１１６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１１４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。

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１２６からの情報が干渉光として常に得られることになる。

この検出された干渉光は、光ディテクタ１０２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１２４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１２２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。

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。

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１２７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。

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１７４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。

同様に、Ｙ揺動板１６８は捩れ部１７０ａ、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１７２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１４１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。

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。

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１３７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１４７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。

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。

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１３８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１４４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１１３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１４２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。

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。

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。

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。

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１７７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、ＣＣＤ１７８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。

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１５４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。

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１５５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１６６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１４３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１５４を接続する電気コネクタ１６４ａ及び１６４ｂが設けられている。

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。

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２１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。

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。

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。

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Δｄｅｐｔｈとした場合、（１−１／ｎ_ｔ）×Δｄｅｐｔｈ分だけ浅くなっている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１２９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。

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。

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１５１との接触面（界面）にも設けることができる。

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。

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。

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。

（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。

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１２６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。

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。

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２０５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。

（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。

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２００端に設けられた曲面ミラー２０８によって観察光１２４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１１３端部より数ｍｍ基端側に設けられたピエゾ素子１１３ａ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。

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、２１１ｂ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。

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。

（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。

光走査ユニット２２１は、レンズ枠２１８、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２３４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。

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１３４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１４３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。

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。

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２２５を左右に、すなわち深さ方向に移動可能である。図４６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。

（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。

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２３２が設けられていることである。

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２３９に供給する送水バルブ２３６が設けられている。

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２５０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。

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。

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。

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２４２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。

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２４２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。

また送水バルブ２３６により送水パイプ２３５と第１の送水管２３７を接続すると、送水ノズル２４０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。

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。

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。

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。

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２６７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。

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。

図５０に示されるように光走査ユニット２２１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。

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。

（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。

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。

第５の光ファイバ１１３と、集光レンズ１２７及びレンズ枠２１８によって、レンズユニット２６５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２１１ｂ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２０７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。

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、ＬＥＤ２６０、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。

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２５３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。

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。

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２５２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。

また、電磁石２５６の設けられた中継台２５７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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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２７８を回転させると、光線の向きが２８４ａから２８４ｃ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２７７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。

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。

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２７７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、ＤＯＥ走査ミラー２７８と同様の作用を行うことができる。

（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。

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１０５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。

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２８９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。

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。

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２９１ｂ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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１−１１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。

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。

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１−１５、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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 光走査プローブが挿通される内視鏡を示す図である。 光走査プローブの先端側の構成を示す断面図である。 光検出手段の構成を示すブロック図である。 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。 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。 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。 光走査プローブの先端側の構成を示す断面図である。 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。 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。 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。 光走査プローブの先端側の構成を示す断面図である。 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。 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。 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。 光検出手段の構成を示すブロック図である。 変形例の光走査型観察装置の全体構成を示す図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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は図４１の光走査手段１２０の断面図である。 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。 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。 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。 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。 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。 第９の実施の形態に係るハウジングの断面図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 第１１の実施の形態に係るＤＯＥ走査ミラーの正面図である。 第１１の実施の形態に係る角錐ミラーの正面図である。 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 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、２８８、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

Claims (2)

1. 生体組織に照射するための光を生成する光源と、
   前記光源から出射した光を、生体組織に照射すると共に当該反射光を受光する光走査プローブと、
   前記光走査プローブを着脱自在に接続可能とし、当該光走査プローブに対して光を供給すると共に、当該光走査プローブ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と、
   を備えた光走査型観察装置において、
   前記光源から出射した光を、前記光走査プローブを含む観察光光路と、参照光光路とに分離する光分離手段と、
   前記観察光光路と前記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光分離手段とは他端側であって前記光走査プローブに設けられた集光手段と、
   前記光走査プローブに設けられ、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、
   前記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、
   前記光走査型観察装置本体に設けられ、前記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、
   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の位置、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光走査型観察装置。
2. 前記光走査プローブは、当該光走査プローブ固有の識別情報を有するＩＤ部を備え、
   前記光走査型観察装置本体は、接続された前記光走査プローブにおける前記ＩＤ部に格納された識別情報に基づいて、前記光路長調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の光走査型観察装置。

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