JPH1156751A

JPH1156751A - 内視鏡

Info

Publication number: JPH1156751A
Application number: JP9232998A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ueno; 仁士上野; Mamoru Kaneko; 守金子; Tsuyoshi Ozawa; 剛志小澤; Hiroyuki Yamamiya; 広之山宮; Akihiro Horii; 章弘堀井; Hitoshi Mizuno; 均水野; Jun Hiroya; 純広谷; Katsuichi Imaizumi; 克一今泉; Hidemichi Aoki; 秀道青木; Masahiro Ono; 正弘大野
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-03-02
Anticipated expiration: 2017-08-28
Also published as: JP3947275B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低干渉光による断層像が得られる距離範囲に
保って内視鏡像を得るのに適した内視鏡を提供する。【解決手段】ＳＬＤ２４からの低干渉光は第２のシン
グルモードファイバ２８により内視鏡２の先端側に導光
され、スキャニング機構３５、第１レンズ１５を経て生
体組織１３側に出射され、その反射光は逆の光路などを
経て基準光と混合して光検出手段で受光され、干渉光成
分が抽出されてモニタ６には生体組織１３の深さ方向の
走査に対応する断層像が表示される。また、通常観察用
の対物光学系１４はズームレンズ１６を有し、このズー
ムレンズ１６で拡大することにより、その被写界深度は
断層像の深さ方向の表示範囲と略一致するように設定す
ることにより、内視鏡２の先端が低干渉光による断層像
が得られる距離範囲から逸脱すると、対物光学系１４を
用いた撮像手段による内視鏡画像がぼけるので、断層像
が得られる距離範囲で内視鏡像も得る状態に保持し易
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体組織の光断層
像を得る機能を備えた内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】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ＣＴ装
置が提案されている。

【０００３】この光ＣＴ装置としてはピコ秒パルスを用
いて、生体内部の情報を検出し、断層像を得る。しかし
ながら、ピコ秒パルスオーダの極短パルス光を発生する
レーザ光源は高価で大型となり、取扱いも面倒である。

【０００４】最近になって、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ＯＣＴ（オプティカル・
コヒーレンス・トモグラフィ）が例えばＵＳパテント
５，３２１，５０１号に開示されている。

【０００５】この従来例では消化管内等の体腔を観察す
る際に、ＯＣＴのプローブを内視鏡のチャンネルに挿通
して観察するため、内視鏡とＯＣＴとの位置関係が不定
となり、内視鏡の観察像と、ＯＣＴによる生体組織の断
層像との位置関係が分かりにくいという問題があった。

【０００６】このため、本出願人は例えば特開平６−１
５４２２８号公報に開示されているように、体腔内部の
組織に対してＯＣＴによる断層像を得られる内視鏡を提
案した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の内視鏡では通常
の内視鏡像を得る観察光学系の被写界深度はＯＣＴによ
る断層像の深さよりもはるかに広いため、観察光学系の
観察の下ではＯＣＴにより得られる深さ以上に外れてし
まい易いし、外れてしまった場合、診断を行うのに十分
な分解能を持った断層像を得ることができないという問
題があった。

【０００８】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
ので、ＯＣＴによる断層像が得られる距離範囲に保って
内視鏡像を得るのに適した内視鏡を提供することを目的
としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】被検体の特定部位を照明
するためのライトガイドと、前記特定部位を観察するた
めの固体撮像素子と、対物光学系とが設けられ、被検体
内に挿通可能な挿入部を持つ内視鏡において、低干渉光
を被検体に照射し、反射、散乱光より被検体内部を画像
化する手段を併せ持つため、前記低干渉光を被検体に照
射すると共に、被検体より反射された反射光を検出する
ための導光手段と、前記導光手段からの低干渉光を前記
被検体に集光させる集光レンズと、前記集光レンズより
出射される光を走査させるスキャン手段と、スキャンさ
れた光を前記対物光学系の観察範囲内に走査させるた
め、前記スキャン手段と対物光学系との間に配置され、
これらを光学的に結合する結合手段と前記内視鏡に内蔵
され、前記低干渉光により画像化できる深部側の範囲
と、前記固体撮像素子で観察できる被写界深度の範囲と
が略一致するようにすることにより、低干渉光により画
像化できる深部側の範囲から逸脱した場合には固体撮像
素子による画像がぼけるので、両画像を共に鮮明に観察
出来る状態に保持し易い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。（第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施の形態
を備えた内視鏡装置１を示す。この内視鏡装置１は撮像
手段を内蔵した第１の実施の形態の内視鏡２と、この内
視鏡２に可視光による照明光を供給する光源装置３と、
低干渉光による低干渉断層像を得る低干渉型のＯＣＴ部
４と、撮像手段及びＯＣＴ部４の出力信号に対する信号
処理を行う信号処理部５と、信号処理部５から出力され
る映像信号を表示するモニタ６とを有する。

【００１１】内視鏡２は体腔内に挿入される細長の挿入
部７を有し、この挿入部７内には可視光を伝送するライ
トガイド８が挿通され、その基端側の入射端部は光源装
置３に接続される。そして、光源装置３のランプ９で発
生した白色照明光がコンデンサレンズ１０を介してライ
トガイド８の入射端に入射され、挿入部７の先端部１１
の照明窓に固定された先端面からさらに照明レンズ１２
を経て前方の患部等の生体組織（被検体）１３側に照射
され、生体組織１３側を照明する。

【００１２】照明窓に隣接して形成した観察窓には対物
光学系１４を形成する第１レンズ１５が固定され、その
後方にハーフミラー１７を介してズームレンズ１６がア
クチュエータ１８により、光軸Ｏ方向に移動自在に配置
されており、第１レンズ１５及びズームレンズ１６の結
像位置には固体撮像素子として例えば電荷結合素子（Ｃ
ＣＤと略記）１９が配置されている。

【００１３】なお、アクチュエータ１８によるズームレ
ンズ１６の移動は、図示しないズームスイッチを操作す
ることにより、その指示信号により制御回路３４から対
応する駆動信号がアクチュエータ１８に出力され、ズー
ムレンズ１６を拡大側などに移動する。

【００１４】上記ＣＣＤ１９で光電変換された撮像信号
は信号処理部５内のＣＣＵ２１に入力され、このＣＣＵ
２１によりデジタルの映像信号に変換された後、スキャ
ンコンバータ２２を介してモニタ６の内視鏡画像表示領
域２３に内視鏡画像を表示する。

【００１５】低干渉型のＯＣＴ部４は低干渉光を発生す
る光源として例えば波長が１３００ｎｍのＳＬＤ（Supe
r Luminescence Diode)２４を有し、このＳＬＤ２４の
可干渉距離は例えば１７μｍ程度であるような短い距離
範囲のみで干渉性を示す低干渉性光の特徴を備えてい
る。

【００１６】このＳＬＤ２４の光はレンズ２５を介して
第１のシングルモードファイバ２６の一端に入射され、
他方の端面（先端面）側に伝送される。この第１のシン
グルモードファイバ２６の途中には光カップラ部２７が
設けてあり、第２のシングルモードファイバ２８と光学
的に結合されている。従って、この光カップラ部２７で
２つに分岐されて伝送される。

【００１７】第１のシングルモードファイバ２６の（光
カップラ部２７より）他端寄りとなる途中部分にはルー
プ部２９が設けてあり、さらにその先端側の他端に対向
して光路長の可変機構が設けてある。

【００１８】つまり第１のシングルモードファイバ２６
の先端面に対向してレンズ３１及びミラー３２が配置さ
れ、このミラー３２はアクチュエータ３３によって矢印
ａで示すように移動自在にして光路長を変更できるよう
にしている。

【００１９】ループ部２９は第２のシングルモードファ
イバ２８における内視鏡２内に挿通される部分の長さと
ほぼ等しい長さとなるように設定され、また第１のシン
グルモードファイバ２６の先端面からミラー３２で反射
されて第１のシングルモードファイバ２６の先端面に戻
る光路長は第２のシングルモードファイバ２８の先端面
からレンズ３６等を介して生体組織１３側に照射され、
生体組織１３の表面付近の内部で反射されて第２のシン
グルモードファイバ２８の先端面に戻る光路長と等しく
できるようにしている。

【００２０】アクチュエータ３３を介してミラー３２の
位置を矢印ａの方向にずらすことにより、基準光側（参
照光側）での光路長を変化して、これに干渉する測定光
側での光路長（より具体的には生体組織１３の深さ方向
となる光路長）を変化させることができるようにしてい
る。

【００２１】そしてこの光路長の設定により、生体組織
１３側に出射されて表面近くで反射されて戻る光におけ
るこの光路長と等しい深さからの戻り光を干渉光として
検出できるようにしている。つまり、光路長を変化する
ことにより、生体組織１３で反射されて戻る光における
深さが異なる部分での成分を干渉光として検出できるよ
うにして深さ方向の断層像を得られるようにしている。
なお、ミラー３２を移動するアクチュエータ３３はＣＰ
Ｕ等で構成される制御回路３４により制御される。

【００２２】また、光カップラ部２７での光結合によ
り、ＳＬＤ２４からの低干渉光を導光する第２のシング
ルモードファイバ２８の先端側は内視鏡２の挿入部７内
を挿通され、低干渉光を導光してスキャニング機構３５
等を介して生体組織１３側に出射できるようにしてい
る。

【００２３】つまり、挿入部７内に配置された第２のシ
ングルモードファイバ２８はその先端が挿入部７の先端
部１１付近に固定され、この先端面に対向して配置され
たレンズ３６により、その前方位置に配置した固定ミラ
ー３７により直角方向に反射され、第１のスキャニング
ミラー３８で前方側に反射され、その前方側に配置され
た第２のスキャニングミラー３９で直角方側に反射され
て、ハーフミラー１７に入射され、このハーフミラー１
７で前方側に反射され、集光する第１レンズ１５を介し
て生体組織１３側に照射される。

【００２４】スキャニング機構３５を形成する第１のス
キャニングミラー３８は図１の矢印ｂで示すように図１
の紙面内で反射角を変更し、第２のスキャニングミラー
３９は図１の矢記ｃで示すように回動することにより低
干渉光をスキャンするようにしている。このスキャニン
グ機構３５も例えば制御回路３４によりその駆動が制御
される。なお、スキャニング機構３５によるスキャン方
向は、図示しない走査指示スイッチなどにより、制御回
路３４を介して選択設定できるようにしている。また、
ＣＣＵ２１に接続されたマウス４９によって内視鏡像上
からカーソル４８により制御回路３４を介して走査方向
及び走査範囲を選択設定したりできるようにしている。
図１では走査方向及び走査範囲の一端を選択設定した状
態を示している。

【００２５】生体組織１３の表面或いは内部で反射或い
は散乱された光は（生体組織１３側への照射時とは）逆
の光路をたどり第２のシングルモードファイバ２８の先
端面に入射され、その光は光カップラ部２７で第１のシ
ングルモードファイバ２６の先端側で反射された光と混
合されて第２のシングルモードファイバ２８の基端から
出射される。

【００２６】この第２のシングルモードファイバ２５の
基端側には光検出手段として例えばフォトダイオード４
１が配置され、このフォトダイオード４１で光電変換さ
れた後、増幅器４２で増幅された後、信号処理部５内の
画像処理装置４３に入力される。

【００２７】この画像処理装置４３は干渉光の信号成分
を抽出する画像処理手段を有し、制御回路３４を介して
スキャニング機構３５による低干渉光を走査させる等し
てその走査等に応じたアドレスにより、画像処理装置４
３内部の画像メモリに画像データとして一旦記憶する。

【００２８】また、術者が制御回路３４を制御して例え
ば走査方向を設定した場合には、その走査に対応した信
号が制御回路３４から画像処理装置４３に入力され、そ
の走査に対応したアドレスで画像メモリに記憶する。そ
して、画像処理装置４３の画像メモリに格納された画像
データはスキャンコンバータ２２を介してモニタ６のＯ
ＣＴ像表示領域４４に断層像或いはＯＣＴ像が表示され
る。

【００２９】また、ＣＣＵ２１の出力信号は計測処理装
置４５に入力され、計測処理装置４５はＣＣＤ１９によ
り撮像された画像からＳＬＤ２４の照射位置及びその走
査範囲を計測する処理を行う。

【００３０】なお、ＣＣＤ１９はＳＬＤ２４の低干渉光
の波長に対する光電変換特性（この波長の光に感度）を
有し、生体組織１３に低干渉光が投影された点、又は
線、面の位置又は形状を求めることができる。

【００３１】そして、モニタ６に表示される内視鏡画像
とＯＣＴ像とを同時に表示する場合には、ＯＣＴ像にお
ける走査方向を例えば縦にし、深さ方向を横に表示し、
これに隣接して表示される内視鏡像の縦方向を走査方向
と一致させ、かつその表示単位も一致させるようにスキ
ャンコンバータ２２に制御信号を送り、スキャンコンバ
ータ２２を経てモニタ６に表示される内視鏡像とＯＣＴ
像との比較或いは診断等が容易にできるように計測処理
する。

【００３２】本実施の形態では、通常の内視鏡観察側、
或いは内視鏡撮像側の光学系にズームレンズ１６を設け
ることにより、この光学系による被写界深度と、低干渉
光により画像化可能となる断層像の深さ方向の範囲とを
略一致させることができるようにしていることが特徴と
なっている。

【００３３】次に本実施の形態の作用を説明する。光源
装置３からの照明光をライトガイド８で導光することに
より、照明レンズ１２を介して生体組織１３側を照明す
る。照明された生体組織１３は対物光学系１４により、
ＣＣＤ１９に結像され、ＣＣＵ２１で信号処理された
後、スキャンコンバータ２２等を介してモニタ６に内視
鏡像を表示する。

【００３４】一方、ＳＬＤ２４の低干渉光は光カップラ
部２７により第１のシングルモードファイバ２６から第
２のシングルモードファイバ２８に一部が移り、先端部
１１に配置したスキャニング機構及び第１レンズ１５を
経て生体組織１３側に照射される。

【００３５】そして、生体組織１３の表面及びその表面
近くの内部組織の光学的な特性が異なる部分（屈折率の
変化部分）で反射され、一部は照射時とは逆の光路を経
て第２のシングルモードファイバ２８の先端面に入射さ
れ、光カップラ部２７によって基準光側の光（ミラー３
２で反射された光）と混合されてフォトダイオード４１
で受光され、光電変換されて電気信号となる。

【００３６】この信号は画像処理装置４３に入力され、
この画像処理装置４３内の復調回路により、干渉光成分
のみが抽出されて検波される。この画像処理装置４３は
制御回路３４を介してスキャニング機構３５による走査
方向を変化させたり、ミラー３２の移動による光路長を
変化させる等して、生体組織１３の２次元領域における
任意の方向に走査し、その際に深さ方向の断層像を得る
ことができる。

【００３７】例えば、内視鏡像で患部等の注目する部位
を観察し、その内部の状態を観察したい場合には、ズー
ムスイッチなどの操作によりズームレンズ１６を拡大状
態に設定した後、例えばマウス４９で内視鏡画像上でカ
ーソル４７で走査方向及び走査範囲を図１のように指示
する。

【００３８】制御回路３４はズームレンズ１６の倍率情
報（或いは移動情報）を参照して指示された走査範囲及
び走査方向に対応してスキャニング機構３５を駆動する
（ズームレンズ１６の倍率などが決まっている場合には
その画角（撮像範囲）が決まり、その画角における任意
の指示画角を走査するのに必要な情報は制御回路３４内
部などの図示しない記憶手段（ＲＯＭ等）に記憶されて
いる）。図１の場合には、第１のスキャニングミラー３
８のみを所定角度駆動することにより、指示された上下
範囲を走査する。

【００３９】そして、その指示に対応した走査範囲が低
干渉光でスキャンされる。この場合、例えばミラー３２
を移動して基準光側の光路長を変化して深さ方向に対す
る断層像データを得たら順次スキャン角度をずらすよう
に第１のスキャニングミラー３８を駆動する（任意の走
査方向の場合には、第１のスキャニングミラー３８と第
２のスキャニングミラー３９両方を駆動する）。

【００４０】そして、指示された範囲を走査することに
より、画像処理装置４３内の画像メモリにはその走査範
囲に対する断層像データが格納され、スキャンコンバー
タ２２を介してモニタ６に断層像が表示される。

【００４１】モニタ６に内視鏡像と断層像とを同時に表
示する場合には、対比し易いように表示する指示を行う
と、計測処理装置４５はＣＣＤ１９で撮像された画像か
ら低干渉光の走査範囲を検出し、さらに制御回路３４か
らのズームレンズ１６の倍率情報などを参照して、内視
鏡像における低干渉光の走査方向を縦軸に、深さ方向を
横軸にして表示すると共に、縦方向の単位長さが両者で
一致するようにして図１に示すように表示する。

【００４２】例えば図１の状態では内視鏡像中での符号
ａの位置の高さでの断層像はその横方向の線ｂに沿った
ものとなる。この状態では内視鏡像上の走査範囲を示す
縦線の断面が断層像として表示されるので、対比し易
く、患部等の表面内部がどのようになっているかを断層
像から診断し易い。

【００４３】また、本実施の形態では生体組織１３に対
し、所定の深さ範囲を断層像として得られる距離付近に
内視鏡２の先端側を設定した状態においては、ズームレ
ンズ１６により生体組織１３の表面をフォーカス状態で
観察できるように被写界深度が設定されている。

【００４４】従って、この状態では内視鏡像が鮮明に表
示されると共に、フォーカス状態に近い状態で断層像も
得られる。そして、この状態から（つまり、深さ方向に
所定の範囲の断層像が得られる状態から）生体組織１３
に対して内視鏡２の先端を（生体組織１３との距離が変
化する方向に）移動して断層像が得られる範囲から逸脱
する方向側に移動した場合には、内視鏡像はぼけてしま
うので、この観察状態から不用意にずらしてしまうこと
を防止できる。つまり、両画像が鮮明に得られる状態を
保持し易い。また、ズームレンズ１６により、患部等を
拡大表示できるので、患部等の形状を詳細に知ることが
でき、例えば患部が良性の組織であるか悪性の組織であ
るか等の判断がし易いし、この場合に断層像による内部
の詳細な情報を有効に利用できる。

【００４５】これに対し、従来例では内視鏡側の被写界
深度が断層像を得る深さ方向の範囲よりもはるかに大き
かったので、距離を変更しても内視鏡像は不鮮明になら
ないので、内視鏡像は鮮明に表示されているが、フォー
カス状態に近い状態での断層像は得られない状態になっ
てしまっている等の断層像が診断に利用できないような
状態になってしまっていることがしばしばあった。

【００４６】このように本実施の形態によれば、内視鏡
像と断層像とを鮮明な状態で診断に利用し易い状態に維
持し易いし、両画像を対比し易い状態で表示できる。つ
まり、内視鏡像と断層像の分解能を略一致して表示され
るので、両画像を対比し易い。この場合の分解能として
は少なくとも縦方向の分解能が等しくできる。また、縦
と横とを等しい尺度で等方的に表示したり、深さ方向に
も同じ尺度で表示しても良い。

【００４７】従って、本実施の形態によれば、診断し易
い画像を容易に得るのに適した内視鏡２を提供できる
し、診断し易い観察状態に保ち易い。さらに、内視鏡像
の分解能も断層像の分解能と同様に高くできるので、術
者に対して診断に適した画像を提供できる。

【００４８】なお、図１のモニタ６での表示において、
縦方向の断層像の表示範囲と内視鏡像の縦方向の表示範
囲を一致するように表示しても良い。なお、上述の実施
の形態ではズームレンズ１６を設け、アクチュエータ１
８で移動させることにより、撮像手段の被写界深度と低
干渉光による深さ方向の断層像を得る範囲とを略一致さ
せるようにしているが、例えばワイヤを用いて手元側か
らズームレンズ１６を移動させるようにしても良い。

【００４９】また、ズームレンズ１６に限らず、例えば
対物光学系に拡大レンズを設け、この拡大レンズを通常
状態から拡大側の所定の位置に移動した拡大状態ではそ
の被写界深度が低干渉光による深さ方向の断層像を得る
範囲と略一致するものでも良い。

【００５０】また、内視鏡２の先端にアダプタなどを装
着することにより、アダプタを装着しない状態に対し、
アダプタの光学系により内視鏡撮像手段側を拡大状態に
設定してその被写界深度が低干渉光による深さ方向の断
層像を得る範囲と略一致するようにしたものでも良い。
また、図１では同時に内視鏡像と断層像とを同時に表示
しているが、両画像を交互に表示したり、切り換えて表
示させるようにしても良い。

【００５１】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態を図２ないし図４を参照して説明する。図２
は光断層画像装置の全体構成を示し、図３はプローブの
先端側の構造を示し、図４は光スキャンの様子を示す。
本実施の形態はプローブ前方から側方の広範囲の領域を
簡単に光走査してその範囲内の断層像を得られるように
したものであり、プローブを交換することなく、広範囲
を走査できるようにした。

【００５２】図２に示す光断層画像装置５１はＳＬＤ５
２を有し、このＳＬＤ５２からの低干渉光は光混合する
ハーフミラー５３に入射され、このハーフミラー５３を
透過した光は光スキャニング機構５４を形成する第１及
び第２のスキャニングミラー５５ａ，５５ｂを経て導光
プローブ５６に入射される。なお、第１及び第２のスキ
ャニングミラー５５ａ，５５ｂは符号ｄ，ｅで示すよう
に図示しない駆動手段で駆動され、その駆動手段の駆動
は制御部５７により制御される。

【００５３】上記導光プローブ５６は細長のチューブに
より形成されるプローブ挿入部内に多数のシングルモー
ドファイバを同心円状に束ねてバンドル化したファイバ
バンドル５８がその長手方向に収納配置され、手元側の
一端に光スキャニング機構５４を経て光が入射され、他
端となる先端からさらに広角レンズ系５９を経て前方側
に出射される。そして、前方の被検体で反射された光は
（出射された場合とは）逆の光路をたどって、ハーフミ
ラー５３側に戻り、このハーフミラー５３で反射された
光は光検出手段を形成するフォトダイオード６０に入射
され、光電変換される。

【００５４】また、ハーフミラー５３で反射された光は
３つの固定ミラー６１ａ，６１ｂ，６１ｃを経てアクチ
ュエータ６３により矢印ｆで示す方向に移動自在のリフ
レクタ６２に入射される。なお、アクチュエータ６３に
よる駆動は制御部５７により制御される。

【００５５】リフレクタ６２で反射されて逆の光路をた
どって、ハーフミラー５３側に戻り、このハーフミラー
５３を透過した光はフォトダイオード６０に入射され、
光電変換される。つまり、フォトダイオード６０には導
光プローブ５６側からの光と、参照光側となるリフレク
タ６２で反射された光とがハーフミラー５３で混合され
て入射されることになる。

【００５６】フォトダイオード６０で光電変換された信
号はアンプ６５で増幅された後、画像処理部６６に入力
され、光干渉した信号成分を抽出する処理を行うと共
に、制御部５７を介してアクチュエータ６３及び光スキ
ャニング機構５４を駆動して断層像の画像データを得る
処理を行う。

【００５７】この画像処理部６６で得られた画像データ
は一旦、内部の画像メモリ６６ａに格納され、この画像
メモリ６６ａに格納された画像データはモニタ６７に出
力され、モニタ６７の表示面には１つの断層像或いは図
２に示すように同時に２つの断層像６７ａ、６７ｂを表
示できるようにしている。

【００５８】第１のスキャニングミラー５５ａを駆動し
た場合にはファイババンドル５８に入射される入射光の
位置が変化することにより、その先端側から出射される
位置も異なる。図３はこの場合におけるファイババンド
ル５８の先端からさらに広角レンズ系５９を経て前方側
に出射される様子を示す。

【００５９】例えば第１のスキャニングミラー５５ａに
よりファイババンドル５８の基端面における中心より周
辺側、例えば下方側に入射された光は、その光が入射さ
れたファイバにより伝送され、ファイババンドル５８の
先端面における下方側の位置から出射され、この場合に
は細線で示すように広角レンズ系５９を形成する凸レン
ズ５９ａ、２つの凹レンズ５９ｂ，５９ｃを経て上方側
に出射される。

【００６０】また、ファイババンドル５８の基端面にお
ける中心に入射された光は、その光が入射されたファイ
バにより伝送され、ファイババンドル５８の先端面にお
ける中心の位置から出射され、この場合には光軸に沿っ
て前方側に出射される。

【００６１】さらに、上記下方側とは反対側の周辺側、
つまり上方側の位置に入射された光は伝送されて、ファ
イババンドル５８の先端面から点線で示すような光路を
経て下方側に出射される。

【００６２】つまり、第１のスキャニングミラー５５ａ
によりファイババンドル５８の基端面を下方から順次上
方にスキャンすることにより、広角レンズ系５９を経て
より広角度で上方側から下方側へとスキャンすることが
できる。

【００６３】一方、第２のスキャニングミラー５５ｂを
駆動した場合には、低干渉光は第１のスキャニングミラ
ーに対して垂直方向にファイババンドル５８を走査す
る。従って、光スキャニング機構５４を駆動する場合、
例えば第１のスキャニングミラー５５ａを駆動するのに
合わせて第２のスキャニングミラー５５ｂを駆動した場
合には、ファイババンドル５８には図４に示すように同
心状に配置されたファイバを指定の半径で円周方向に走
査することができる。

【００６４】その走査半径を順次変えて走査することに
より、円形領域を走査することができる。また、このフ
ァイババンドル５８の先端面に対向して広角レンズ系５
９が配置してあるので、この円形領域に対応して被検体
におけるより広範囲の円形領域を光走査できる。

【００６５】また、画像処理部６６にはキーボード、マ
ウスなどの表示指示手段６８が接続され、術者は所望と
する方向の断面などを指示することにより、画像処理部
６６は画像メモリ６６ａに格納された画像データから対
応する断面部分の画像データをモニタ６７側に出力し、
モニタ６７の表示面に指示された方向の断面に対応する
断層像６７ａ，６７ｂ等を表示できるようにしている。

【００６６】次に本実施の形態の作用を説明する。ＳＬ
Ｄ５２の光は、ハーフミラー５３を透過し、光スキャニ
ング機構５４を経てファイババンドル５８を構成するシ
ングルモードファイバで導光され、プローブ５６先端の
広角レンズ系５９を経て出射される。

【００６７】ファイババンドル５８の最外周をスキャン
した場合、広角レンズ系５９により光は大きく曲がり、
生体管腔の側方をスキャンする。また、ファイババンド
ル５８の中心付近をスキャンした場合、広角レンズ系５
９で光はあまり曲げられず、生体の前方付近をスキャン
する。

【００６８】このように、ファイババンドル５６のスキ
ャン半径を変えることによりスキャン方向を前方から側
方へ広範囲に変えることができる。また、これらの断層
像をメモリに格納し、組み合わせれば、容易に３次元の
断層像を構築する事も可能である。

【００６９】プローブ５６の先端にメカニカルな可変手
段が必要無いので、プローブ５６を細径化できる。ま
た、導光ファイバとしてのファイババンドル５６を回転
させずに円周スキャンができるので、ファイバの回転に
よる破壊或いは破損し易くなることを防ぐことができ
る。

【００７０】（第３の実施の形態）次に本発明の第３の
実施の形態を図５及び図６を参照して説明する。図５は
光断層画像装置の全体構成を示し、図６はニポウディス
クを示す。図５に示す光断層画像装置７１ＡはＳＬＤ７
２を有し、このＳＬＤ７２からの低干渉光はコリメート
レンズ７３を介して光混合するハーフミラー７４に入射
され、このハーフミラー７４を透過した光は集光レンズ
７５によりシングルモードファイバ７６の一端に入射さ
れる。

【００７１】このシングルモードファイバ７６の他端側
は導光プローブ７７内に配置されており、この導光プロ
ーブ７７の先端側に配置された光走査機構７８Ａを介し
て被検体７９側に照射され、その反射光は逆の光路をた
どり、シングルモードファイバ７６を経てハーフミラー
７４側に戻る。

【００７２】一方、ＳＬＤ７２からの低干渉光は一部が
ハーフミラー７４で反射されてアクチュエータ８２で符
号ｇで示すように移動自在のリフレクタ８１に導かれ、
このリフレクタ８１で反射されて逆の光路をたどり、ハ
ーフミラー７４を透過した光はシングルモードファイバ
７６側からの戻り光と共に光検出器８３で受光され、光
電変換される。

【００７３】光検出器８３の出力信号はアンプ８４で増
幅された後、画像処理部８５に入力され、光干渉した信
号成分を抽出する処理を行い、その信号データをコンピ
ュータ８６に出力する。

【００７４】コンピュータ８６は画像処理部８５からの
信号データを受け、制御装置８７を介して光走査機構７
８Ａの駆動部８８とアクチュエータ８２とを駆動して、
画像デーを生成する処理を行う。そして、生成した画像
データをモニタ８９に出力し、その表示面に断層像を表
示する。

【００７５】本実施の形態における光走査機構７８は以
下のような構成である。シングルモードファイバ７６の
先端面に対向してコリメートレンズ９１が配置され、こ
のコリメートレンズ９１に対向してモータ９３で回転駆
動されるニポウディスク９２が配置され、このニポウデ
ィスク９２の開口９４を通過した光はＧＲＩＮレンズ９
５を経て被検体７９側に照射される。

【００７６】このニポウディスク９２は図６に示すよう
に円板状の遮光部材にスパイラルに沿って小さな開口９
４が多数形成されており、このニポウディスク９２をそ
の中心の周りでモータ９３により回転駆動することによ
りニポウディスク９２に照射された光は各開口９４を通
ってそれぞれ小さな円弧を描くように走査し、開口全体
では円形領域を走査する。また、ＧＲＩＮレンズ９５を
経て被検体７９側の円形領域を走査しながら照射され
る。

【００７７】本実施の形態によれば、単にニポウディス
ク９２を回転駆動することにより、スキャニングミラー
の角度等を変化させるスキャン方法に対して、より高速
に円形の領域を低干渉光で光走査することができる。

【００７８】（第４の実施の形態）次に本発明の第４の
実施の形態を図７及び図８を参照して説明する。図７は
光断層画像装置の全体構成を示し、図８はスキャニング
ミラーの駆動機構を示す。図７に示す光断層画像装置７
１Ｂは図６の光断層画像装置７１Ａにおける導光プロー
ブ７７に設けた光走査機構７８Ａとは異なる光走査機構
７８Ｂを用いている。

【００７９】この実施の形態では導光プローブ７７はシ
ングルモードファイバ７６の先端面に対向してＧＲＩＮ
レンズ９６を配置し、このＧＲＩＮレンズ９６を介して
第１及び第２の固定ミラー９７ａ，９７ｂの間に配置し
たスキャニングミラー９８で反射し、ＧＲＩＮレンズ９
５を経て被検体側に照射するようにしている。

【００８０】このスキャニングミラー９８は符号ｈ，ｉ
で示す方向に駆動され、この駆動により、被検体側に照
射される光を上下方向及び水平方向に走査することがで
きるようにしている。

【００８１】本実施の形態では制御装置８７にはジョイ
スティック９９が接続してあり、このジョイスティック
９９を操作することにより、被検体側に照射される光の
走査方向を指示し、この指示に応じて制御装置８７は駆
動部８８を介してスキャニングミラー９８を駆動するよ
うにしている。

【００８２】このスキャニングミラー９８の駆動機構部
分を図８に示す。スキャニングミラー９８はその中央部
分が支持部材１０１にピン１０２によって符号ｈで示す
方向に回転自在に支持され、かつその一端がアクチュエ
ータ１０３により符号ｊで示す上下方向に移動自在の可
動軸１０４に取り付けられている。

【００８３】また、この支持部材１０１の底面にはギヤ
１０５が固着して設けてあり、このギヤ１０５はモータ
１０６の回転軸に取り付けたギヤ１０７と噛合してお
り、モータ１０６を回転させることによって、支持部材
１０１は符号ｉで示すように水平面内で回転自在とな
る。

【００８４】本実施の形態によれば、ジョイスティック
９９を操作することにより、プローブ本体を動かすこと
なく、術者が望む方向の断層像を得ることができる。な
お、上述した各実施の形態等を部分的に組み合わせる等
して構成される実施の形態等も本発明に属する。

【００８５】［付記］１．被検体の特定部位を照明するためのライトガイド
と、前記特定部位を観察するための固体撮像素子と、対
物光学系とが設けられ、被検体内に挿通可能な挿入部を
持つ内視鏡において、低干渉光を被検体に照射し、反
射、散乱光より被検体内部を画像化する手段を併せ持つ
ため、前記低干渉光を被検体に照射すると共に、被検体
より反射された反射光を検出するための導光手段と、前
記導光手段からの低干渉光を前記被検体に集光させる集
光レンズと、前記集光レンズより出射される光を走査さ
せるスキャン手段と、スキャンされた光を前記対物光学
系の観察範囲内に走査させるため、前記スキャン手段と
対物光学系との間に配置され、これらを光学的に結合す
る結合手段とが前記内視鏡に内蔵され、前記低干渉光に
より画像化できる深部側の範囲と、前記固体撮像素子で
観察できる被写界深度の範囲とが略一致するようにした
ことを特徴とする内視鏡。

【００８６】２．クレーム１において、前記固体撮像素
子で撮像された被検体の特定部位の撮像画像と、前記低
干渉光により画像化される被検体内部画像とを同時に、
または切り換え可能に表示することを特徴とする。３．クレーム１において、結合手段はハーフミラーであ
ることを特徴とする。

【００８７】４．クレーム１において、対物光学系はズ
ーム機構を備えることを特徴とする。５．クレーム１において、固体撮像素子は、前記低干渉
光を撮像できる波長感度特性を有し、前記低干渉光が被
検体の特性部位に投影される点、または線、面の位置ま
たは形状を求める計測手段を有することを特徴とする。

【００８８】６．クレーム５において、計測手段は、前
記撮像画像と、前記被検体内部画像の位置関係が対応す
るように同一表示することを特徴とする。７．クレーム１において、前記固体撮像素子で撮像され
た被検体の特定部位の撮像画像と、前記低干渉光により
画像化される被検体内部画像との分解能が略一致するこ
とを特徴とする。

【００８９】８．クレーム１において、固体撮像素子で
撮像された被検体の特定部位の撮像画像を得るステップ
と、その撮像画像を拡大するステップと、拡大した撮像
画像において、深さ方向の断面像を構成するステップ
と、撮像画像と断面像とを同時にまたは切換可能に表示
するステップを有する内視鏡装置。

【００９０】９．被検体内に挿通可能な細長の挿入部
と、低干渉光を発生する光源と、前記挿入部の先端面か
ら被検体に前記低干渉光を出射するとともに、被検体よ
り反射された反射光を検出するための導光手段と、前記
被検体からの反射光と前記光源より生成した基準光とを
干渉させて、干渉した干渉光に対応する干渉信号を抽出
する干渉光抽出手段と、前記干渉信号に対応する信号処
理を行い、前記被検体の深さ方向の断面像を構築する信
号処理手段と、を備えた光断層画像装置において、前記
低干渉光を被検体に出射する広画角のレンズ系と、前記
低干渉光を前記レンズ系を透過して、被検体上を円周状
にスキャンする円周スキャン手段と、を備えたことを特
徴とする光断層画像装置。

【００９１】１０．クレーム９において、円周スキャン
手段はシングルモードファイバからなるバンドルを含む
ことを特徴とする。１１．クレーム９において、円周スキャン手段は回転半
径を変化させながらスキャンすることを特徴とする。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
検体の特定部位を照明するためのライトガイドと、前記
特定部位を観察するための対物光学系及び固体撮像素子
を備えた撮像手段とを有し、被検体内に挿通可能な挿入
部を持つ内視鏡において、低干渉光を被検体に照射し、
反射、散乱光より被検体内部を画像化する手段を併せ持
つため、前記低干渉光を被検体に照射すると共に、被検
体より反射された反射光を検出するための導光手段と、
前記導光手段からの低干渉光を前記被検体に集光させる
集光レンズと、前記集光レンズより出射される光を走査
させるスキャン手段と、スキャンされた光を前記対物光
学系の観察範囲内に走査させるため、前記スキャン手段
と対物光学系との間に配置され、これらを光学的に結合
する結合手段とが前記内視鏡に内蔵され、前記低干渉光
により画像化できる深部側の範囲と、前記撮像手段で観
察できる被写界深度の範囲とが略一致するようにするこ
とにより、低干渉光により画像化できる深部側の範囲か
ら逸脱した場合には撮像手段による画像がぼけるので、
両画像を共に鮮明に観察出来る状態に保持し易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を備えた内視鏡装置
を示す構成図。

【図２】光断層画像装置の全体構成を示す図。

【図３】プローブの先端側の構造を示す図。

【図４】光スキャンの様子を示す図。

【図５】光断層画像装置の全体構成を示す図。

【図６】ニポウディスクを示す図。

【図７】光断層画像装置の全体構成を示す図。

【図８】スキャニングミラーの駆動機構を示す図。

【符号の説明】

１…内視鏡装置２…内視鏡３…光源装置４…ＯＣＴ部５…信号処理部６…モニタ７…挿入部８…ライトガイド１１…先端部１３…生体組織１４…対物光学系１５…第１レンズ１６…ズームレンズ１７…ハーフミラー１８…アクチュエータ１９…ＣＣＤ２１…ＣＣＵ２２…スキャンコンバータ２４…ＳＬＤ２６、２７…シングルモードファイバ３２…ミラー３３…アクチュエータ３８、３９…スキュアニングミラー４１…フォトダイオード４３…画像処理装置４５…計測処理装置

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

【手続補正書】

【提出日】平成９年１０月３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８６】２．付記１において、前記固体撮像素子で
撮像された被検体の特定部位の撮像画像と、前記低干渉
光により画像化される被検体内部画像とを同時に、また
は切り換え可能に表示することを特徴とする。３．付記１において、結合手段はハーフミラーであるこ
とを特徴とする。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８７】４．付記１において、対物光学系はズーム
機構を備えることを特徴とする。５．付記１において、固体撮像素子は、前記低干渉光を
撮像できる波長感度特性を有し、前記低干渉光が被検体
の特性部位に投影される点、または線、面の位置または
形状を求める計測手段を有することを特徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８８】６．付記５において、計測手段は、前記撮
像画像と、前記被検体内部画像の位置関係が対応するよ
うに同一表示することを特徴とする。７．付記１において、前記固体撮像素子で撮像された被
検体の特定部位の撮像画像と、前記低干渉光により画像
化される被検体内部画像との分解能が略一致することを
特徴とする。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８９】８．付記１において、固体撮像素子で撮像
された被検体の特定部位の撮像画像を得るステップと、
その撮像画像を拡大するステップと、拡大した撮像画像
において、深さ方向の断面像を構成するステップと、撮
像画像と断面像とを同時にまたは切換可能に表示するス
テップを有する内視鏡装置。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９１】１０．付記９において、円周スキャン手段
はシングルモードファイバからなるバンドルを含むこと
を特徴とする。１１．付記９において、円周スキャン手段は回転半径を
変化させながらスキャンすることを特徴とする。

フロントページの続き (72)発明者山宮広之東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者堀井章弘東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者水野均東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者広谷純東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者今泉克一東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者青木秀道東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者大野正弘東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者安田英治東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者大明義直東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者吉野謙二東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体の特定部位を照明するためのライ
トガイドと、前記特定部位を観察するための固体撮像素
子と、対物光学系とが設けられ、被検体内に挿通可能な
挿入部を持つ内視鏡において、低干渉光を被検体に照射し、反射、散乱光より被検体内
部を画像化する手段を併せ持つため、前記低干渉光を被
検体に照射すると共に、被検体より反射された反射光を
検出するための導光手段と、前記導光手段からの低干渉光を前記被検体に集光させる
集光レンズと、前記集光レンズより出射される光を走査させるスキャン
手段と、スキャンされた光を前記対物光学系の観察範囲内に走査
させるため、前記スキャン手段と対物光学系との間に配
置され、これらを光学的に結合する結合手段とが前記内
視鏡に内蔵され、前記低干渉光により画像化できる深部側の範囲と、前記
固体撮像素子で観察できる被写界深度の範囲とが略一致
するようにしたことを特徴とする内視鏡。