光イメージング用プローブ
【課題】 安定した観察画像を得ることができる光イメージング用プローブを提供する。
【解決手段】 中心軸回りに回転するロータ２を有する回転駆動源と、前記ロータ２を該ロータの軸方向の両側で回転自在に支持する回転支持部材３，４と、前記ロータ２及び前記回転支持部材３，４に対し軸方向へ挿通された光ファイバ５と、前記光ファイバ５により導かれる光の方向を前記軸方向に対して略交差方向へ変換するように、前記ロータ２の一端側に支持された光路変換素子８と、を具備した。
【解決手段】 中心軸回りに回転するロータ２を有する回転駆動源と、前記ロータ２を該ロータの軸方向の両側で回転自在に支持する回転支持部材３，４と、前記ロータ２及び前記回転支持部材３，４に対し軸方向へ挿通された光ファイバ５と、前記光ファイバ５により導かれる光の方向を前記軸方向に対して略交差方向へ変換するように、前記ロータ２の一端側に支持された光路変換素子８と、を具備した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を照射して被検体を観察する光イメージング用プローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像診断技術（光イメージング技術）は、装置機械・半導体・医療などのあらゆる現場において広く利用されている技術である。例えば、精密機器や半導体などの製造現場や医療現場において、一般的な顕微観察に加えて断層画像を撮影することが可能なＸ線ＣＴ、核磁気共鳴、超音波観察などがその一例として挙げられる。
【０００３】
特に、医療現場における画像診断技術は、患者の病態を外科的手法を用いることなく診断する目的で広く利用されている。例えば、Ｘ線ＣＴでは患者の体内を輪切りにしたような断層画像が得られるため、患者の負担を小さく抑えつつ、より正確な診断を可能にしてきた。
【０００４】
しかし、Ｘ線を用いる以上、放射線による被曝は避けて通れない問題であることから、詳細な断層画像を撮影するには限界があり、その空間分解能は数１００μｍ程度に留まる。故に、微細な病態や患部の詳細を得ることができず、見落としなどの原因となってしまう。
【０００５】
放射線による影響のない断層画像診断技術としては、超音波診断による手法が挙げられる。しかしながら、その空間分解能はやはり数１００μｍ程度に留まることから、微細な病態や患部の詳細を得ることができず、見落としなどの原因となってしまう。
【０００６】
微細な病態や患部の詳細を得るためには、医師の先見性に基づいた外科的手法に頼らざるを得ない。以上のことから、より空間分解能が高い画像診断技術を用いた、患者への負担が少ない診断技術が求められている。
【０００７】
そこで近年、画像診断の手法に光の干渉性を利用したＯＣＴ（光干渉断層撮影）技術が注目されている。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、特に医療現場での活躍が期待されている。ＯＣＴ技術を用いた内視鏡（以下ＯＣＴ内視鏡とする）の一例として、以下の特許文献を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８８５１１４号公報
【特許文献２】ＵＳ２００５／０１４３６６４号公報
【特許文献３】特許第４４６１２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に示すＯＣＴ内視鏡では、モータの回転力を、ベルトを介して回転シャフトに伝達し、さらにフレキシブルシャフトを介してレンズユニットへ伝達するようにしている。そのため、前記フレキシブルシャフトのねじれ弾性や、前記ベルトの弾性等に起因して回転伝達遅れやトルク損失等を生じたり、フレキシブルシャフトの撓みによりレンズユニットが偏心して回転するなど、安定した観察画像を得られないおそれがある。
【００１０】
前記のような問題点を解決する従来技術として、特許文献２や特許文献３に記載される発明では、モータの回転軸の先端に反射鏡を直結するようにしている。しかしながら、この発明では、前記モータの本体部が、前記反射鏡よりも前方側に位置するため、モータ用の給電配線が光ファイバ側へ折れ曲がったり、前記給電配線が前記反射鏡の側部に位置して、反射鏡によって反射された光を遮ってしまい、３６０度全周のうちの一部が影となり画角制限が生じてしまったり、反射鏡よりも前方側に突出する部分（モータ本体部を内在する部分）が、被検体に当接してしまい、プローブ軸方向の撮像範囲が制限されたり等の不具合を生じる場合がある。
【００１１】
本発明は、このような問題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、回転伝達遅れやトルク損失等の発生を軽減すること、光学変換素子が回転中に偏心するのを低減すること、安定した観察画像を得ること、給電配線の取り回しを簡素化すること、プローブ周方向及び軸方向の撮像範囲が制限されるのを防ぐこと等が、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための技術的手段は、中心軸回りに回転するロータを有する回転駆動源と、前記ロータを該ロータの軸方向の少なくとも一端側で回転自在に支持する回転支持部材と、前記ロータ及び前記回転支持部材に対し軸方向へ挿通された光ファイバと、前記光ファイバにより導かれる光の方向を前記軸方向に対して略交差方向へ変換するように、前記ロータの一端側に支持された光路変換素子と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ロータの一端側に光路変換素子を支持する構造としているため、フレキシブルシャフトやベルト等を介在するようにした従来技術（特許文献１）と比較し、回転伝達遅れやトルク損失等の発生を軽減することができる。しかも、光路変換素子と一体的なロータを、該ロータの軸方向の両側で支持するようにすれば、光学変換素子が偏心して回転するようなことを一層低減することができ、ひいては、安定した観察画像を得ることができる。
【００１４】
また、ロータの一端側に光路変換素子を配置する構造であるため、従来技術（特許文献２及び３）のように光路変換素子よりも前方側に回転駆動源を具備する必要がなく、ひいては、給電配線の取り回しを簡素化できる上、給電配線によってプローブ周方向の撮像範囲が制限されたり、光路変換素子よりも前方側の部分により撮像範囲が制限されたりすること等を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る光イメージング用プローブの実施例１を示す断面図である。
【図２】本発明に係る光イメージング用プローブの実施例２を示す断面図である。
【図３】本発明に係る光イメージング用プローブの実施例３を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための一形態として、中心軸回りに回転するロータを有する回転駆動源と、前記ロータを該ロータの軸方向の少なくとも一端側で回転自在に支持する回転支持部材と、前記ロータ及び前記回転支持部材に対し軸方向へ挿通された光ファイバと、前記光ファイバにより導かれる光の方向を前記軸方向に対して略交差方向へ変換するように、前記ロータの一端側に支持された光路変換素子と、を具備した。
【００１７】
さらに好ましい形態として、前記ロータの中心側に貫通孔を設け、該ロータの少なくとも一端側を前記回転支持部材によって回転自在に支持し、この貫通孔内に前記光ファイバを挿通して、前記光ファイバの一端から軸方向へ光が出射されるようにし、前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端から軸方向へ間隔を置くようにして、前記ロータの一端側に固定した。
さらに、前記回転駆動源を、ステータ内に前記ロータを有するインナーロータモータとすると、より好ましい。
【００１８】
また、他の好ましい形態として、前記ロータの中心側に、前記ロータから軸方向の少なくとも一端側へ突出するように前記光ファイバを固定し、この光ファイバの少なくとも一端側を前記回転支持部材によって回転自在に支持し、前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端側に固定した。
さらに、前記回転駆動源を、ステータ内に前記ロータを有するインナーロータモータとするとより好ましい。
【００１９】
また、他の好ましい形態として、前記回転支持部材の中心側に前記光ファイバを回転不能に支持するとともに、同回転支持部材の外周側には前記ロータの少なくとも一端側を回転自在に支持し、前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端から軸方向へ間隔を置くようにして、前記ロータの一端側に固定した。
さらに、前記回転駆動源が、前記光ファイバを回転不能に挿通するステータと、該ステータの周囲で回転する前記ロータとを具備するアウターロータモータとすると、より好ましい。
【００２０】
また、上述すべてに適用可能な好ましい形態として、前記一端側に対して他端側に位置するとともに前記光ファイバの端部に対し光学的に接続される他の光ファイバと、前記他の光ファイバを支持する固定支持部材とを備え、かつ前記固定支持部材を、前記他端側の回転不能部位に固定し、前記他の光ファイバを支持した。
【００２１】
さらに、上述すべてに適用可能な好ましい形態として、前記回転支持部材を、前記ロータの軸方向の両側に設けた。
【００２２】
ここで、前記回転駆動源には、電動モータや、超音波モータ、あるいは空圧式や油圧式等の流体式モータをはじめとした、中心軸回りに回転可能なあらゆるアクチュエータを適用することが可能である。また、前記光路変換素子には、反射鏡や、プリズム、レンズ等をはじめとした、光路を変換しうるすべての素子を適用することが可能である。
【００２３】
また、上述した形態の一部は、先の形態の構成要件を一部含まない独立した発明とすることが可能である。
この独立した発明の一つは、中心軸回りに回転するロータを有する回転駆動源と、前記ロータを回転自在に支持する回転支持部材と、前記ロータ及び前記回転支持部材に対し軸方向へ挿通された光ファイバと、前記光ファイバにより導かれる光の方向を前記軸方向に対して略交差方向へ変換するように、前記ロータの一端側に支持された光路変換素子とを具備した光イメージング用プローブであって、前記ロータの回転軸方向へ貫通孔を設け、該ロータの少なくとも一端側を前記回転支持部材によって回転自在に支持し、この貫通孔内に前記光ファイバを挿通して、前記光ファイバの一端から軸方向へ光が出射されるようにし、前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端から軸方向へ間隔を置くようにして、前記ロータの一端側に固定したことを特徴とする。
【００２４】
この独立した発明によれば、光路変換素子を回転させる際に、貫通孔内の光ファイバを回転させなくてもよいため、回転伝達遅れやトルク損失等の発生をより効果的に軽減することができ、ひいてはより安定した観察画像を得ることができ、さらには、給電配線の取り回しを簡素化すること、プローブ周方向及び軸方向の撮像範囲が制限されるのを防ぐこと等の作用効果を得ることができる。
【００２５】
また、他の独立した発明としては、中心軸回りに回転するロータを有する回転駆動源と、前記ロータを回転自在に支持する回転支持部材と、前記ロータ及び前記回転支持部材に対し軸方向へ挿通された光ファイバと、前記光ファイバにより導かれる光の方向を前記軸方向に対して略交差方向へ変換するように、前記ロータの一端側に支持された光路変換素子とを具備した光イメージング用プローブであって、前記回転支持部材の中心側に前記光ファイバを回転不能に支持するとともに、同回転支持部材の外周側には前記ロータの少なくとも一端側を回転自在に支持し、前記光路変換素子は、前記光ファイバの一端から軸方向へ間隔を置くようにして、前記ロータの一端側に固定したことを特徴とする。
【００２６】
この独立した発明においても、光路変換素子を回転させる際に光ファイバが回転しないため、回転伝達遅れやトルク損失等の発生をより効果的に軽減することができ、ひいてはより安定した観察画像を得ることができ、さらには、給電配線の取り回しを簡素化すること、プローブ周方向及び軸方向の撮像範囲が制限されるのを防ぐこと等の作用効果を得ることができる。
【００２７】
以下、上記形態を具体化した好ましい実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明に係る光イメージング用プローブの実施例１を示す。
この光イメージング用プローブＡは、回転不能なステータ１と、該ステータ１の中心軸回りで回転するロータ２と、該ロータ２から軸方向の両側へ突出するように固定された中空シャフト１１で構成されたロータアセンブリ（本発明におけるロータに相当）と、中空シャフト１１を介して前記ロータ２の軸方向の両側で回転自在に支持する複数（図示例によれば二つ）の回転支持部材３，４と、前記ロータ２及び前記回転支持部材３，４に対し軸方向へ挿通された光ファイバ５と、前記光ファイバ５により導かれる光の方向を前記軸方向に対する交差方向へ変換するように、前記ロータ２の一端側に中空シャフト１１及びブラケット１５等を介して支持された光路変換素子８とを具備している。そして、この光イメージング用プローブＡは、可撓性を有する長尺筒状のシース（図示せず）の前端側に収納され、前記シースの基端側（図１によれば左端側）が光源を有するＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置（図示せず）に接続される。
【００２９】
なお、図１におけるステータ１及びロータ２は、磁気作用によってロータ２を回転させるインナーロータタイプの回転駆動源（電動機）を構成した場合の構造例として示している。
【００３０】
ステータ１は、円筒状の電磁コイルからなり、その外周部が積層鋼板やパーマロイなど磁気回路を形成する材料を用いた管状ケース９の内周面に固定される。該ステータ１は、円環状のスペーサ１２に設けられた接続端子（図示せず）を介して給電配線１０に接続される。給電配線１０は、前記スペーサ１２の外周側から後方へ延設され、シース（図示せず）内を通ってＯＣＴ装置（図示せず）に接続される。また、管状ケース９はステータ１よりも一回り程大きく、且つステータ１よりも軸方向へ長い円筒状に形成される。
【００３１】
ロータ２は、ステータ１の内周面に対し所定のエアギャップを空けて配置された円筒状の部材であり、ステータ１の磁気作用によって回転するように永久磁石を装着している。なお、ロータ２を構成する中空シャフト１１は、剛性を有する長尺円筒状の部材であり、例えば、金属製の管体等により形成される。この中空シャフト１１の内径は、光ファイバ５を遊びを有する状態で挿入可能な程度、すなわち光ファイバ５の外径よりも若干大きい寸法に設定される。そして、この中空シャフト１１の前後端側の部分は、それぞれ、回転支持部材３，４によって回転自在に支持される。
【００３２】
回転支持部材３，４は、その内周面側の部材（図１の一例では中空シャフト１１）を回転自在に支持する円筒状の部材であり、例えば、ボールベアリングやスリーブベアリング等が用いられる。一端側（図１によれば右端側）の回転支持部材３は、管状ケース９の内周面に嵌合固定される。また、他端側（図１によれば左端側）の回転支持部材４は、後端キャップ１３の内周面に嵌合固定されている。後端キャップ１３は、管状ケース９の後端に接続された有底筒状の部材であり、その中心部に、光ファイバ５を挿通している。
【００３３】
光ファイバ５は、例えば石英ガラスやプラスチックによって細い繊維状に形成された周知構造のものであり、基端側をＯＣＴ装置の光源（図示せず）に接続するとともに、先端側を中空シャフト１１内に挿通しており、その最先端部には、軸方向へ光を導くレンズ部５ａが設けられる。
【００３４】
また、中空シャフト１１の一端側（図１によれば右端部）は、回転支持部材３及び管状ケース９の一端から軸方向の前方へ突出しており、その外周部には、ブラケット１５を介して光路変換素子８が固定支持される。
【００３５】
ブラケット１５は、中空シャフト１１の外周面に固定される円形状の基板部１５ａと、該基板部１５ａの外周縁から軸方向の前方（図１によれば右方）へ突出する筒部１５ｂとから一体に構成される。基板部１５ａは、管状ケース９の前端部に対し、スラストベアリング等の軸受部材１４を介して当接することで、ブラケット１５及び光路変換素子８の回転が軸方向へ振れるのを防いでいる。筒部１５ｂは、その周方向の一部分に、光路変換素子８を傾斜状に固定するとともに、中心軸を挟んで光路変換素子８と逆側となる部分に、光路変換素子８によって光路を変換された光ｘを通過する窓部１５ｂ１を有する。
【００３６】
なお、中空シャフト１１の両端に存在する部材１６は、中空シャフト１１の外周面に固定される円環状の係止部材であり、回転支持部材３，４に接触又は近接させることで、中空シャフト１１及び光路変換素子８が軸方向へ移動しないように保持している。
【００３７】
光路変換素子８は、略平板状の反射鏡であり、光ファイバ５先端のレンズ部５ａから軸方向へ間隔を置いて傾斜状に配置され、前記レンズ部５ａから軸方向へ放出される光ｘの光路を略直角に曲げる。なお、光路の変換については、光路変換素子８を取り付ける角度に応じて自在に変更することも可能である。
また、光ｘを通過する窓部１５ｂ１は、光路を妨げないように貫通させるか、あるいは、透明または透光性を有する板材を配置する。
【００３８】
次に、上記構成の光イメージング用プローブＡについて、その作用効果を詳細に説明する。
図示しないＯＣＴ装置から光ファイバ５の基端部に供給される光ｘ（詳細には近赤外線光）は、光ファイバ５内を通り、該光ファイバ５先端のレンズ部５ａから軸方向の前方へ放出され、光路変換素子８により略直交方向へ導かれて、被検体ｐに照射される。そして、被検体ｐにより反射した光ｘは、前記と逆の経路を通り、先ず光路変換素子８により反射されてレンズ部５ａから光ファイバ５内に入り、光ファイバ５を伝ってＯＣＴ装置に戻される。ＯＣＴ装置は、戻された反射光ｘを解析して画像化する。
【００３９】
また、必要に応じて、給電配線１０への供給電力を制御すれば、ロータ２、中空シャフト１１、ブラケット１５及び光路変換素子８が回転するため、当該光イメージング用プローブＡの周方向の全周にわたって被検体ｐを撮像することができる。また、光イメージング用プローブＡ全体を進退させる操作を行えば、当該光イメージング用プローブＡの軸方向へわたる範囲において被検体ｐを撮像することができる。
【００４０】
前記のようにして、光路変換素子８を回転させる際、ロータ２の回転力が直接的に光路変換素子８に伝達されるため、回転伝達遅れやトルク損失等の発生を軽減することができる。しかも、光路変換素子８と一体のロータ２及び中空シャフト１１を、軸方向の両側で支持するようにしているため、光学変換素子８が偏心して回転するようなことを低減することができ、ひいては、安定した観察画像を得ることができる。
【００４１】
また、光路変換素子８よりも前方側に、回転駆動源等の主要な構成を配置しない構造となっているため、給電配線１０の取り回しを簡素化できる上、給電配線１０によってプローブ周方向の撮像範囲が制限されたり、光路変換素子８よりも前方側の部分が被検体ｐに当接して撮像範囲が制限されたりすること等を防ぐことができる。
【００４２】
なお、上記実施例１の光イメージング用プローブＡでは、特に好ましい態様として、ロータ２と一体の中空シャフト１１をその両側の二つの回転支持部材３，４によって回転自在に支持するようにしたが、他例として、中空シャフト１１の剛性を、材質や肉厚等の設定により高めたり、回転支持部材３あるいは４の軸方向の長さを調整したりすれば、二つの回転支持部材３，４のうち、何れか一方を省くことも可能である。
【００４３】
次に、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説明する。
以下に示す光イメージング用プローブの他例は、上記した光イメージング用プローブＡの一部を変更したものであるため、主にその変更部分について詳細に説明し、上記光イメージング用プローブＡと略同様の部分については、同一の符号を付けることで重複する詳細説明を省略する。
【実施例２】
【００４４】
図２は、本発明に係る光イメージング用プローブの実施例２を示す。
この光イメージング用プローブＢは、回転不能なステータ１と、該ステータ１内の中心軸回りで回転するロータ２と、該ロータ２の中心側に挿通され、かつ該ロータ２に固定されてロータ２の両端から軸方向の両側へ突出する第１の光ファイバ１７と、この第１の光ファイバ１７の両端側を回転自在に支持する複数（図示例によれば二つ）の回転支持部材３，４と、第１の光ファイバ１７の一端側に対する他端側（図２によれば左端側）に位置するとともに第１の光ファイバ１７の端部に対し光学的に接続される第２の光ファイバ１８と、前記第２の光ファイバ１８を支持する固定支持部材１９とを具備し、前記第１の光ファイバ１７の先端部に、第１の光ファイバ１７により導かれる光の方向を前記軸方向に対する交差方向（図示例によれば直交方向）へ変換する光路変換素子１７ａを有する。そして、この光イメージング用プローブＢは、上記光イメージング用プローブＡと略同様に、可撓性を有する長尺筒状のシース（図示せず）の前端側に収納され、前記シースの基端側（図２によれば左端側）が光源を有するＯＣＴ装置（図示せず）に接続される。
【００４５】
なお、図２におけるステータ１及びロータ２は、磁気作用によってロータ２を回転させるインナーロータタイプの回転駆動源（電動機）を構成した場合の構造例として示している。
【００４６】
第１の光ファイバ１７は、ロータ２よりも長い所定長さの光ファイバであり、ロータ２に挿入され固定されている。この第１の光ファイバ１７の両端側は、複数（図示例によれば３つ）の回転支持部材３，４，２０によって支持される。特に、最も後端側（図２の左端側）を支持する回転支持部材２０は、第１の光ファイバ１７が回転した際の後端部の偏心を抑制し、第２の光ファイバ１８に対する光伝達性を良好にする。
【００４７】
第１の光ファイバ１７の材質は、第１の光ファイバ１７が回転中に撓んで偏心を生じないように、比較的剛性の高い材料とするのが好ましい。他例としては、金属やセラミック等の剛性材料からなる管体に、前記第１の光ファイバ１７を挿入し、一体回転するようにしてもよい。
【００４８】
第１の光ファイバ１７の最先端部には、光路変換素子１７ａが設けられている。この光路変換素子１７ａは、第１の光ファイバ１７に沿う軸方向の光路を、該軸方向に略直角な方向へ変換するプリズム又はレンズ等から構成される。
【００４９】
また、第２の光ファイバ１８は、可撓性を有する長尺状の光ファイバであり、その基端側をＯＣＴ装置（図示せず）の光源に接続するとともに、第１の光ファイバ１７に対し光を伝達するように、最先端部を第１の光ファイバ１７の後端部に近接させて、固定支持部材１９によって固定されている。
【００５０】
固定支持部材１９は、底部１９ａと筒部１９ｂとからなる有底筒状の部材であり、筒部１９ｂの前端部を、後端キャップ１３（回転不能部位）の後端部に接続固定している。
この固定支持部材１９は、その底部１９ａに、第２の光ファイバ１８の先端側を挿通し固定するとともに、筒部１９ｂの前端側内周面に回転支持部材２０を介して第１の光ファイバ１７の後端部を回転自在に支持している。この固定支持部材１９によれば、回転することのない第２の光ファイバ１８と、回転自在な第１の光ファイバ１７とを、これらの軸心が略一致するように近接させ対向させることができ、ひいては、両光ファイバ間の光の伝達性を良好に維持することができる。
【００５１】
なお、部材２１は、第１の光ファイバ１７の先端側の外周面に固定されるとともに、回転支持部材３の前端面に近接又は摺接する円環状の係止部材である。また、部材２２は、第１の光ファイバ１７の後端側の外周面に固定されるとともに、後端キャップ１３の後端面に近接又は摺接する円環状の係止部材である。これら係止部材２１，２２は、第１の光ファイバ１７が軸方向へ移動しないように保持している。
【００５２】
よって、上記構成の光イメージング用プローブＢによれば、図示しないＯＣＴ装置から第２の光ファイバ１８に供給される光ｘ（詳細には近赤外線光）は、第２の光ファイバ１８内を通り、該第２の光ファイバ１８の先端部から回転する第１の光ファイバ１７へ伝達され、第１の光ファイバ１７前端の光路変換素子１７ａにより略直交方向へ導かれて、被検体ｐに照射される。そして、被検体ｐにより反射した光ｘは、前記と逆の経路を通り、先ず光路変換素子１７ａに反射されることで、第１の光ファイバ１７の軸方向へ光路が変換され、第１の光ファイバ１７から第２の光ファイバ１８へ伝達されてＯＣＴ装置に戻される。ＯＣＴ装置は、戻された反射光ｘを解析して画像化する。
【００５３】
また、必要に応じて、給電配線１０への供給電力を制御すれば、ロータ２、第１の光ファイバ１７及び光路変換素子１７ａが回転するため、当該光イメージング用プローブＢの全周にわたる範囲において被検体ｐを撮像することができる。また、光イメージング用プローブＢ全体を進退させる操作を行えば、当該光イメージング用プローブＢの軸方向へわたる範囲において被検体ｐを撮像することができる。
【００５４】
前記のようにして、光路変換素子１７ａを回転させる際、ロータ２の回転力が直接的に光路変換素子１７ａに伝達されるため、回転伝達遅れやトルク損失等の発生を軽減することができる。しかも、光路変換素子１７ａと一体のロータ２及び第１の光ファイバ１７を、軸方向の両側で支持するようにしているため、光路変換素子１７ａが偏心して回転するようなことを低減することができ、ひいては、安定した観察画像を得ることができる。
【００５５】
また、光路変換素子１７ａよりも先端側に、回転駆動源等の主要な構成を配置しない構造となっているため、給電配線１０の取り回しを簡素化できる上、給電配線１０によってプローブ周方向の撮像範囲が制限されたり、光路変換素子１７ａよりも先端側の部分が被検体ｐに当接して撮像範囲が制限されたりすること等を防ぐことができる。
【００５６】
なお、上記実施例２の光イメージング用プローブＢでは、特に好ましい態様として、ロータ２と一体の第１の光ファイバ１７をその両側の複数（図示例によれば三つ）の回転支持部材３，４，２０によって回転自在に支持するようにしたが、他例として、第１の光ファイバ１７の材質を剛性のより高いものにした場合や、第１の光ファイバ１７の外周に剛性の比較的高い補強管（例えば金属やセラミック等の管体）を設けた場合等には、複数の回転支持部材３，４，２０のうち、何れか一つ又は二つを省くことも可能である。
【実施例３】
【００５７】
図３は、本発明に係る光イメージング用プローブの実施例３を示す。
この光イメージング用プローブＣは、中心軸側に回転不能に配置されたステータ３０と、該ステータ３０の周囲で回転する略筒状のロータ３１と、該ロータ３１を回転自在に支持する複数（図示例によれば二つ）の回転支持部材３，４と、ステータ３０に挿通されるとともに回転支持部材３，４の中心側に回転不能に支持された光ファイバ３２と、該光ファイバ３２の一端から軸方向へ間隔を置くとともに、ロータ３１の一端側に管状ケース９及びブラケット３３を介して固定される光路変換素子３４とを備える。そして、この光イメージング用プローブＣは、上記光イメージング用プローブＡ及びＢと略同様に、可撓性を有する長尺筒状のシース（図示せず）の前端側に収納され、前記シースの基端側（図３によれば左端側）が光源を有するＯＣＴ装置（図示せず）に接続される。
【００５８】
なお、図３におけるステータ３０及びロータ３１は、磁気作用によって外周側の筒状のロータ３１を回転させるアウターロータタイプの回転駆動源（電動機）を構成した場合の構造例として示している。
【００５９】
ステータ３０は、円筒状の電磁コイルからなり、その内周部に光ファイバ３２を挿通させ固定し、回転不能に保持されている。このステータ３０の後端側（図３によれば左端側）は、円環状のスペーサ３５に設けられた接続端子（図示せず）を介して給電配線１０に接続される。
【００６０】
ロータ３１は、ステータ３０の外周面に対して所定のエアギャップを空けて配置された円筒状の部材であり、ステータ３０の磁気作用によって回転するように永久磁石を装着している。このロータ３１の外周面には、該ロータ３１と一体的に回転するように管状ケース９が固定される。この管状ケース９は、ロータ３１よりも軸方向へ長く形成され、その先端側が回転支持部材３の外周部に回転自在に支持されるとともに、後端キャップ３６を介して後側の回転支持部材４の外周部に回転自在に支持される。
【００６１】
光ファイバ３２は、ステータ３０及びその前後の回転支持部材３，４内に回転不能に挿通され、その基端側を図示しないＯＣＴ装置の光源に接続するとともに、先端側を回転支持部材３よりも前方へ突出させている。この光ファイバ３２の最先端部には、該先端部に入出する光を軸方向へ導くためのレンズ部３２ａが設けられる。
【００６２】
なお、回転支持部材３，４、ステータ３０、スペーサ３５、及び光ファイバ３２は、該光ファイバ３２の両端側外周面に圧入や接着等により固定される二つの円環状の係止部材３７によって、回転支持部材３，４に近接又は接触させて挟み込まれることにより、軸方向に固定されている。また、ブラケット３３及び後端キャップ３６のそれぞれ一端面を回転支持部材３，４に近接又は摺接させることで、光路変換素子８が軸方向へ移動しないように保持している。
【００６３】
また、ブラケット３３は、管状ケース９の前端部に嵌合固定された円筒状の部材であり、その周方向の一部分に、光路変換素子３４を傾斜状に固定するとともに、中心軸を挟んで光路変換素子３４と逆側となる部分に、光路変換素子３４によって光路を変換された光ｘを通過する窓部３３ａを有する。
【００６４】
光路変換素子３４は、略平板状の反射鏡であり、前記レンズ部３２ａから軸方向へ放出される光ｘの光路を略直角に曲げるように、光ファイバ３２先端のレンズ部３２ａから軸方向へ間隔を置いて傾斜状に固定される。
また、光ｘを通過する窓部３３ａは、光路を妨げないように貫通させるか、あるいは、透明または透光性を有する板材を配置する。
【００６５】
よって、上記構成の光イメージング用プローブＣによれば、図示しないＯＣＴ装置から光ファイバ３２の基端部に供給される光ｘ（詳細には近赤外線光）は、光ファイバ３２内を通り、該光ファイバ３２先端のレンズ部３２ａから軸方向へ放出され、光路変換素子３４により略直交方向へ導かれて、被検体ｐに照射される。そして、被検体ｐにより反射した光ｘは、前記と逆の経路を通り、先ず光路変換素子３４により反射されてレンズ部３２ａから光ファイバ３２内に入り、光ファイバ３２を伝ってＯＣＴ装置に戻される。ＯＣＴ装置は、戻された反射光ｘを解析して画像化する。
【００６６】
回転支持部材３，４は、その内周面側の部材（図１の一例では中空シャフト１１）を回転自在に支持する円筒状の部材であり、例えば、ボールベアリングやスリーブベアリング等が用いられる。一端側（図１によれば右端側）の回転支持部材３は、管状ケース９の内周面に嵌合固定される。また、他端側（図１によれば左端側）の回転支持部材４は、後端キャップ１３の内周面に嵌合固定されている。後端キャップ１３は、管状ケース９の後端に接続された有底筒状の部材であり、その中心部に、光ファイバ５を挿通している。
【００６７】
また、必要に応じて、給電配線１０への供給電力を制御すれば、ロータ３１、管状ケース９、ブラケット３３、光路変換素子３４及び後端キャップ３６が回転するため、当該光イメージング用プローブＣの全周にわたる範囲において被検体ｐを撮像することができる。また、光イメージング用プローブＣ全体を進退させる操作を行えば、当該光イメージング用プローブＣの軸方向へわたる範囲において被検体ｐを撮像することができる。
【００６８】
前記のようにして、光路変換素子３４を回転させる際、ロータ３１の回転力が直接的に光路変換素子３４に伝達されるため、回転伝達遅れやトルク損失等の発生を軽減することができる。しかも、光路変換素子３４と一体に回転するロータ３１及び管状ケース９等を、軸方向の両側で支持するようにしているため、光路変換素子３４が偏心して回転するようなことを低減することができ、ひいては、安定した観察画像を得ることができる。
【００６９】
また、光路変換素子３４よりも前方側に、回転駆動源等の主要な構成を配置しない構造となっているため、給電配線１０の取り回しを簡素化できる上、給電配線１０によってプローブ周方向の撮像範囲が制限されたり、光路変換素子３４よりも前方側の部分が被検体ｐに当接して撮像範囲が制限されたりすること等を防ぐことができる。
【００７０】
なお、上記記載によれば、実施例２の光イメージング用プローブＢのみ、二つの光ファイバ１７，１８を、固定支持部材１９内で光学的に接続するようにしたが、実施例１及び３においても、同様の接続構造を採用し、光ファイバ５（又は３２）を複数の光ファイバから構成することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１，３０：ステータ ２，３１：ロータ
３，４，２０：回転支持部材 ５，３２：光ファイバ
５ａ，３２ａ：レンズ部 ８，１７ａ，３４：光路変換素子
９：管状ケース １０：給電配線
１１：中空シャフト １２，３５：スペーサ
１３，３６：後端キャップ １４：軸受部材
１５，３３：ブラケット １５ａ：ブラケット基板部
１５ｂ：ブラケット筒部 １５ｂ１，３３ａ：窓部
１６，２１，２２，３７：係止部材 １７：第１の光ファイバ
１８：第２の光ファイバ １９：光ファイバ固定支持部材
１９ａ：光ファイバ固定支持部材底部 １９ｂ：光ファイバ固定支持部材筒部
Ａ，Ｂ，Ｃ：光イメージング用プローブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を照射して被検体を観察する光イメージング用プローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像診断技術（光イメージング技術）は、装置機械・半導体・医療などのあらゆる現場において広く利用されている技術である。例えば、精密機器や半導体などの製造現場や医療現場において、一般的な顕微観察に加えて断層画像を撮影することが可能なＸ線ＣＴ、核磁気共鳴、超音波観察などがその一例として挙げられる。
【０００３】
特に、医療現場における画像診断技術は、患者の病態を外科的手法を用いることなく診断する目的で広く利用されている。例えば、Ｘ線ＣＴでは患者の体内を輪切りにしたような断層画像が得られるため、患者の負担を小さく抑えつつ、より正確な診断を可能にしてきた。
【０００４】
しかし、Ｘ線を用いる以上、放射線による被曝は避けて通れない問題であることから、詳細な断層画像を撮影するには限界があり、その空間分解能は数１００μｍ程度に留まる。故に、微細な病態や患部の詳細を得ることができず、見落としなどの原因となってしまう。
【０００５】
放射線による影響のない断層画像診断技術としては、超音波診断による手法が挙げられる。しかしながら、その空間分解能はやはり数１００μｍ程度に留まることから、微細な病態や患部の詳細を得ることができず、見落としなどの原因となってしまう。
【０００６】
微細な病態や患部の詳細を得るためには、医師の先見性に基づいた外科的手法に頼らざるを得ない。以上のことから、より空間分解能が高い画像診断技術を用いた、患者への負担が少ない診断技術が求められている。
【０００７】
そこで近年、画像診断の手法に光の干渉性を利用したＯＣＴ（光干渉断層撮影）技術が注目されている。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、特に医療現場での活躍が期待されている。ＯＣＴ技術を用いた内視鏡（以下ＯＣＴ内視鏡とする）の一例として、以下の特許文献を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３８８５１１４号公報
【特許文献２】ＵＳ２００５／０１４３６６４号公報
【特許文献３】特許第４４６１２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に示すＯＣＴ内視鏡では、モータの回転力を、ベルトを介して回転シャフトに伝達し、さらにフレキシブルシャフトを介してレンズユニットへ伝達するようにしている。そのため、前記フレキシブルシャフトのねじれ弾性や、前記ベルトの弾性等に起因して回転伝達遅れやトルク損失等を生じたり、フレキシブルシャフトの撓みによりレンズユニットが偏心して回転するなど、安定した観察画像を得られないおそれがある。
【００１０】
前記のような問題点を解決する従来技術として、特許文献２や特許文献３に記載される発明では、モータの回転軸の先端に反射鏡を直結するようにしている。しかしながら、この発明では、前記モータの本体部が、前記反射鏡よりも前方側に位置するため、モータ用の給電配線が光ファイバ側へ折れ曲がったり、前記給電配線が前記反射鏡の側部に位置して、反射鏡によって反射された光を遮ってしまい、３６０度全周のうちの一部が影となり画角制限が生じてしまったり、反射鏡よりも前方側に突出する部分（モータ本体部を内在する部分）が、被検体に当接してしまい、プローブ軸方向の撮像範囲が制限されたり等の不具合を生じる場合がある。
【００１１】
本発明は、このような問題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、回転伝達遅れやトルク損失等の発生を軽減すること、光学変換素子が回転中に偏心するのを低減すること、安定した観察画像を得ること、給電配線の取り回しを簡素化すること、プローブ周方向及び軸方向の撮像範囲が制限されるのを防ぐこと等が、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための技術的手段は、中心軸回りに回転するロータを有する回転駆動源と、前記ロータを該ロータの軸方向の少なくとも一端側で回転自在に支持する回転支持部材と、前記ロータ及び前記回転支持部材に対し軸方向へ挿通された光ファイバと、前記光ファイバにより導かれる光の方向を前記軸方向に対して略交差方向へ変換するように、前記ロータの一端側に支持された光路変換素子と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ロータの一端側に光路変換素子を支持する構造としているため、フレキシブルシャフトやベルト等を介在するようにした従来技術（特許文献１）と比較し、回転伝達遅れやトルク損失等の発生を軽減することができる。しかも、光路変換素子と一体的なロータを、該ロータの軸方向の両側で支持するようにすれば、光学変換素子が偏心して回転するようなことを一層低減することができ、ひいては、安定した観察画像を得ることができる。
【００１４】
また、ロータの一端側に光路変換素子を配置する構造であるため、従来技術（特許文献２及び３）のように光路変換素子よりも前方側に回転駆動源を具備する必要がなく、ひいては、給電配線の取り回しを簡素化できる上、給電配線によってプローブ周方向の撮像範囲が制限されたり、光路変換素子よりも前方側の部分により撮像範囲が制限されたりすること等を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る光イメージング用プローブの実施例１を示す断面図である。
【図２】本発明に係る光イメージング用プローブの実施例２を示す断面図である。
【図３】本発明に係る光イメージング用プローブの実施例３を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための一形態として、中心軸回りに回転するロータを有する回転駆動源と、前記ロータを該ロータの軸方向の少なくとも一端側で回転自在に支持する回転支持部材と、前記ロータ及び前記回転支持部材に対し軸方向へ挿通された光ファイバと、前記光ファイバにより導かれる光の方向を前記軸方向に対して略交差方向へ変換するように、前記ロータの一端側に支持された光路変換素子と、を具備した。
【００１７】
さらに好ましい形態として、前記ロータの中心側に貫通孔を設け、該ロータの少なくとも一端側を前記回転支持部材によって回転自在に支持し、この貫通孔内に前記光ファイバを挿通して、前記光ファイバの一端から軸方向へ光が出射されるようにし、前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端から軸方向へ間隔を置くようにして、前記ロータの一端側に固定した。
さらに、前記回転駆動源を、ステータ内に前記ロータを有するインナーロータモータとすると、より好ましい。
【００１８】
また、他の好ましい形態として、前記ロータの中心側に、前記ロータから軸方向の少なくとも一端側へ突出するように前記光ファイバを固定し、この光ファイバの少なくとも一端側を前記回転支持部材によって回転自在に支持し、前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端側に固定した。
さらに、前記回転駆動源を、ステータ内に前記ロータを有するインナーロータモータとするとより好ましい。
【００１９】
また、他の好ましい形態として、前記回転支持部材の中心側に前記光ファイバを回転不能に支持するとともに、同回転支持部材の外周側には前記ロータの少なくとも一端側を回転自在に支持し、前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端から軸方向へ間隔を置くようにして、前記ロータの一端側に固定した。
さらに、前記回転駆動源が、前記光ファイバを回転不能に挿通するステータと、該ステータの周囲で回転する前記ロータとを具備するアウターロータモータとすると、より好ましい。
【００２０】
また、上述すべてに適用可能な好ましい形態として、前記一端側に対して他端側に位置するとともに前記光ファイバの端部に対し光学的に接続される他の光ファイバと、前記他の光ファイバを支持する固定支持部材とを備え、かつ前記固定支持部材を、前記他端側の回転不能部位に固定し、前記他の光ファイバを支持した。
【００２１】
さらに、上述すべてに適用可能な好ましい形態として、前記回転支持部材を、前記ロータの軸方向の両側に設けた。
【００２２】
ここで、前記回転駆動源には、電動モータや、超音波モータ、あるいは空圧式や油圧式等の流体式モータをはじめとした、中心軸回りに回転可能なあらゆるアクチュエータを適用することが可能である。また、前記光路変換素子には、反射鏡や、プリズム、レンズ等をはじめとした、光路を変換しうるすべての素子を適用することが可能である。
【００２３】
また、上述した形態の一部は、先の形態の構成要件を一部含まない独立した発明とすることが可能である。
この独立した発明の一つは、中心軸回りに回転するロータを有する回転駆動源と、前記ロータを回転自在に支持する回転支持部材と、前記ロータ及び前記回転支持部材に対し軸方向へ挿通された光ファイバと、前記光ファイバにより導かれる光の方向を前記軸方向に対して略交差方向へ変換するように、前記ロータの一端側に支持された光路変換素子とを具備した光イメージング用プローブであって、前記ロータの回転軸方向へ貫通孔を設け、該ロータの少なくとも一端側を前記回転支持部材によって回転自在に支持し、この貫通孔内に前記光ファイバを挿通して、前記光ファイバの一端から軸方向へ光が出射されるようにし、前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端から軸方向へ間隔を置くようにして、前記ロータの一端側に固定したことを特徴とする。
【００２４】
この独立した発明によれば、光路変換素子を回転させる際に、貫通孔内の光ファイバを回転させなくてもよいため、回転伝達遅れやトルク損失等の発生をより効果的に軽減することができ、ひいてはより安定した観察画像を得ることができ、さらには、給電配線の取り回しを簡素化すること、プローブ周方向及び軸方向の撮像範囲が制限されるのを防ぐこと等の作用効果を得ることができる。
【００２５】
また、他の独立した発明としては、中心軸回りに回転するロータを有する回転駆動源と、前記ロータを回転自在に支持する回転支持部材と、前記ロータ及び前記回転支持部材に対し軸方向へ挿通された光ファイバと、前記光ファイバにより導かれる光の方向を前記軸方向に対して略交差方向へ変換するように、前記ロータの一端側に支持された光路変換素子とを具備した光イメージング用プローブであって、前記回転支持部材の中心側に前記光ファイバを回転不能に支持するとともに、同回転支持部材の外周側には前記ロータの少なくとも一端側を回転自在に支持し、前記光路変換素子は、前記光ファイバの一端から軸方向へ間隔を置くようにして、前記ロータの一端側に固定したことを特徴とする。
【００２６】
この独立した発明においても、光路変換素子を回転させる際に光ファイバが回転しないため、回転伝達遅れやトルク損失等の発生をより効果的に軽減することができ、ひいてはより安定した観察画像を得ることができ、さらには、給電配線の取り回しを簡素化すること、プローブ周方向及び軸方向の撮像範囲が制限されるのを防ぐこと等の作用効果を得ることができる。
【００２７】
以下、上記形態を具体化した好ましい実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明に係る光イメージング用プローブの実施例１を示す。
この光イメージング用プローブＡは、回転不能なステータ１と、該ステータ１の中心軸回りで回転するロータ２と、該ロータ２から軸方向の両側へ突出するように固定された中空シャフト１１で構成されたロータアセンブリ（本発明におけるロータに相当）と、中空シャフト１１を介して前記ロータ２の軸方向の両側で回転自在に支持する複数（図示例によれば二つ）の回転支持部材３，４と、前記ロータ２及び前記回転支持部材３，４に対し軸方向へ挿通された光ファイバ５と、前記光ファイバ５により導かれる光の方向を前記軸方向に対する交差方向へ変換するように、前記ロータ２の一端側に中空シャフト１１及びブラケット１５等を介して支持された光路変換素子８とを具備している。そして、この光イメージング用プローブＡは、可撓性を有する長尺筒状のシース（図示せず）の前端側に収納され、前記シースの基端側（図１によれば左端側）が光源を有するＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置（図示せず）に接続される。
【００２９】
なお、図１におけるステータ１及びロータ２は、磁気作用によってロータ２を回転させるインナーロータタイプの回転駆動源（電動機）を構成した場合の構造例として示している。
【００３０】
ステータ１は、円筒状の電磁コイルからなり、その外周部が積層鋼板やパーマロイなど磁気回路を形成する材料を用いた管状ケース９の内周面に固定される。該ステータ１は、円環状のスペーサ１２に設けられた接続端子（図示せず）を介して給電配線１０に接続される。給電配線１０は、前記スペーサ１２の外周側から後方へ延設され、シース（図示せず）内を通ってＯＣＴ装置（図示せず）に接続される。また、管状ケース９はステータ１よりも一回り程大きく、且つステータ１よりも軸方向へ長い円筒状に形成される。
【００３１】
ロータ２は、ステータ１の内周面に対し所定のエアギャップを空けて配置された円筒状の部材であり、ステータ１の磁気作用によって回転するように永久磁石を装着している。なお、ロータ２を構成する中空シャフト１１は、剛性を有する長尺円筒状の部材であり、例えば、金属製の管体等により形成される。この中空シャフト１１の内径は、光ファイバ５を遊びを有する状態で挿入可能な程度、すなわち光ファイバ５の外径よりも若干大きい寸法に設定される。そして、この中空シャフト１１の前後端側の部分は、それぞれ、回転支持部材３，４によって回転自在に支持される。
【００３２】
回転支持部材３，４は、その内周面側の部材（図１の一例では中空シャフト１１）を回転自在に支持する円筒状の部材であり、例えば、ボールベアリングやスリーブベアリング等が用いられる。一端側（図１によれば右端側）の回転支持部材３は、管状ケース９の内周面に嵌合固定される。また、他端側（図１によれば左端側）の回転支持部材４は、後端キャップ１３の内周面に嵌合固定されている。後端キャップ１３は、管状ケース９の後端に接続された有底筒状の部材であり、その中心部に、光ファイバ５を挿通している。
【００３３】
光ファイバ５は、例えば石英ガラスやプラスチックによって細い繊維状に形成された周知構造のものであり、基端側をＯＣＴ装置の光源（図示せず）に接続するとともに、先端側を中空シャフト１１内に挿通しており、その最先端部には、軸方向へ光を導くレンズ部５ａが設けられる。
【００３４】
また、中空シャフト１１の一端側（図１によれば右端部）は、回転支持部材３及び管状ケース９の一端から軸方向の前方へ突出しており、その外周部には、ブラケット１５を介して光路変換素子８が固定支持される。
【００３５】
ブラケット１５は、中空シャフト１１の外周面に固定される円形状の基板部１５ａと、該基板部１５ａの外周縁から軸方向の前方（図１によれば右方）へ突出する筒部１５ｂとから一体に構成される。基板部１５ａは、管状ケース９の前端部に対し、スラストベアリング等の軸受部材１４を介して当接することで、ブラケット１５及び光路変換素子８の回転が軸方向へ振れるのを防いでいる。筒部１５ｂは、その周方向の一部分に、光路変換素子８を傾斜状に固定するとともに、中心軸を挟んで光路変換素子８と逆側となる部分に、光路変換素子８によって光路を変換された光ｘを通過する窓部１５ｂ１を有する。
【００３６】
なお、中空シャフト１１の両端に存在する部材１６は、中空シャフト１１の外周面に固定される円環状の係止部材であり、回転支持部材３，４に接触又は近接させることで、中空シャフト１１及び光路変換素子８が軸方向へ移動しないように保持している。
【００３７】
光路変換素子８は、略平板状の反射鏡であり、光ファイバ５先端のレンズ部５ａから軸方向へ間隔を置いて傾斜状に配置され、前記レンズ部５ａから軸方向へ放出される光ｘの光路を略直角に曲げる。なお、光路の変換については、光路変換素子８を取り付ける角度に応じて自在に変更することも可能である。
また、光ｘを通過する窓部１５ｂ１は、光路を妨げないように貫通させるか、あるいは、透明または透光性を有する板材を配置する。
【００３８】
次に、上記構成の光イメージング用プローブＡについて、その作用効果を詳細に説明する。
図示しないＯＣＴ装置から光ファイバ５の基端部に供給される光ｘ（詳細には近赤外線光）は、光ファイバ５内を通り、該光ファイバ５先端のレンズ部５ａから軸方向の前方へ放出され、光路変換素子８により略直交方向へ導かれて、被検体ｐに照射される。そして、被検体ｐにより反射した光ｘは、前記と逆の経路を通り、先ず光路変換素子８により反射されてレンズ部５ａから光ファイバ５内に入り、光ファイバ５を伝ってＯＣＴ装置に戻される。ＯＣＴ装置は、戻された反射光ｘを解析して画像化する。
【００３９】
また、必要に応じて、給電配線１０への供給電力を制御すれば、ロータ２、中空シャフト１１、ブラケット１５及び光路変換素子８が回転するため、当該光イメージング用プローブＡの周方向の全周にわたって被検体ｐを撮像することができる。また、光イメージング用プローブＡ全体を進退させる操作を行えば、当該光イメージング用プローブＡの軸方向へわたる範囲において被検体ｐを撮像することができる。
【００４０】
前記のようにして、光路変換素子８を回転させる際、ロータ２の回転力が直接的に光路変換素子８に伝達されるため、回転伝達遅れやトルク損失等の発生を軽減することができる。しかも、光路変換素子８と一体のロータ２及び中空シャフト１１を、軸方向の両側で支持するようにしているため、光学変換素子８が偏心して回転するようなことを低減することができ、ひいては、安定した観察画像を得ることができる。
【００４１】
また、光路変換素子８よりも前方側に、回転駆動源等の主要な構成を配置しない構造となっているため、給電配線１０の取り回しを簡素化できる上、給電配線１０によってプローブ周方向の撮像範囲が制限されたり、光路変換素子８よりも前方側の部分が被検体ｐに当接して撮像範囲が制限されたりすること等を防ぐことができる。
【００４２】
なお、上記実施例１の光イメージング用プローブＡでは、特に好ましい態様として、ロータ２と一体の中空シャフト１１をその両側の二つの回転支持部材３，４によって回転自在に支持するようにしたが、他例として、中空シャフト１１の剛性を、材質や肉厚等の設定により高めたり、回転支持部材３あるいは４の軸方向の長さを調整したりすれば、二つの回転支持部材３，４のうち、何れか一方を省くことも可能である。
【００４３】
次に、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説明する。
以下に示す光イメージング用プローブの他例は、上記した光イメージング用プローブＡの一部を変更したものであるため、主にその変更部分について詳細に説明し、上記光イメージング用プローブＡと略同様の部分については、同一の符号を付けることで重複する詳細説明を省略する。
【実施例２】
【００４４】
図２は、本発明に係る光イメージング用プローブの実施例２を示す。
この光イメージング用プローブＢは、回転不能なステータ１と、該ステータ１内の中心軸回りで回転するロータ２と、該ロータ２の中心側に挿通され、かつ該ロータ２に固定されてロータ２の両端から軸方向の両側へ突出する第１の光ファイバ１７と、この第１の光ファイバ１７の両端側を回転自在に支持する複数（図示例によれば二つ）の回転支持部材３，４と、第１の光ファイバ１７の一端側に対する他端側（図２によれば左端側）に位置するとともに第１の光ファイバ１７の端部に対し光学的に接続される第２の光ファイバ１８と、前記第２の光ファイバ１８を支持する固定支持部材１９とを具備し、前記第１の光ファイバ１７の先端部に、第１の光ファイバ１７により導かれる光の方向を前記軸方向に対する交差方向（図示例によれば直交方向）へ変換する光路変換素子１７ａを有する。そして、この光イメージング用プローブＢは、上記光イメージング用プローブＡと略同様に、可撓性を有する長尺筒状のシース（図示せず）の前端側に収納され、前記シースの基端側（図２によれば左端側）が光源を有するＯＣＴ装置（図示せず）に接続される。
【００４５】
なお、図２におけるステータ１及びロータ２は、磁気作用によってロータ２を回転させるインナーロータタイプの回転駆動源（電動機）を構成した場合の構造例として示している。
【００４６】
第１の光ファイバ１７は、ロータ２よりも長い所定長さの光ファイバであり、ロータ２に挿入され固定されている。この第１の光ファイバ１７の両端側は、複数（図示例によれば３つ）の回転支持部材３，４，２０によって支持される。特に、最も後端側（図２の左端側）を支持する回転支持部材２０は、第１の光ファイバ１７が回転した際の後端部の偏心を抑制し、第２の光ファイバ１８に対する光伝達性を良好にする。
【００４７】
第１の光ファイバ１７の材質は、第１の光ファイバ１７が回転中に撓んで偏心を生じないように、比較的剛性の高い材料とするのが好ましい。他例としては、金属やセラミック等の剛性材料からなる管体に、前記第１の光ファイバ１７を挿入し、一体回転するようにしてもよい。
【００４８】
第１の光ファイバ１７の最先端部には、光路変換素子１７ａが設けられている。この光路変換素子１７ａは、第１の光ファイバ１７に沿う軸方向の光路を、該軸方向に略直角な方向へ変換するプリズム又はレンズ等から構成される。
【００４９】
また、第２の光ファイバ１８は、可撓性を有する長尺状の光ファイバであり、その基端側をＯＣＴ装置（図示せず）の光源に接続するとともに、第１の光ファイバ１７に対し光を伝達するように、最先端部を第１の光ファイバ１７の後端部に近接させて、固定支持部材１９によって固定されている。
【００５０】
固定支持部材１９は、底部１９ａと筒部１９ｂとからなる有底筒状の部材であり、筒部１９ｂの前端部を、後端キャップ１３（回転不能部位）の後端部に接続固定している。
この固定支持部材１９は、その底部１９ａに、第２の光ファイバ１８の先端側を挿通し固定するとともに、筒部１９ｂの前端側内周面に回転支持部材２０を介して第１の光ファイバ１７の後端部を回転自在に支持している。この固定支持部材１９によれば、回転することのない第２の光ファイバ１８と、回転自在な第１の光ファイバ１７とを、これらの軸心が略一致するように近接させ対向させることができ、ひいては、両光ファイバ間の光の伝達性を良好に維持することができる。
【００５１】
なお、部材２１は、第１の光ファイバ１７の先端側の外周面に固定されるとともに、回転支持部材３の前端面に近接又は摺接する円環状の係止部材である。また、部材２２は、第１の光ファイバ１７の後端側の外周面に固定されるとともに、後端キャップ１３の後端面に近接又は摺接する円環状の係止部材である。これら係止部材２１，２２は、第１の光ファイバ１７が軸方向へ移動しないように保持している。
【００５２】
よって、上記構成の光イメージング用プローブＢによれば、図示しないＯＣＴ装置から第２の光ファイバ１８に供給される光ｘ（詳細には近赤外線光）は、第２の光ファイバ１８内を通り、該第２の光ファイバ１８の先端部から回転する第１の光ファイバ１７へ伝達され、第１の光ファイバ１７前端の光路変換素子１７ａにより略直交方向へ導かれて、被検体ｐに照射される。そして、被検体ｐにより反射した光ｘは、前記と逆の経路を通り、先ず光路変換素子１７ａに反射されることで、第１の光ファイバ１７の軸方向へ光路が変換され、第１の光ファイバ１７から第２の光ファイバ１８へ伝達されてＯＣＴ装置に戻される。ＯＣＴ装置は、戻された反射光ｘを解析して画像化する。
【００５３】
また、必要に応じて、給電配線１０への供給電力を制御すれば、ロータ２、第１の光ファイバ１７及び光路変換素子１７ａが回転するため、当該光イメージング用プローブＢの全周にわたる範囲において被検体ｐを撮像することができる。また、光イメージング用プローブＢ全体を進退させる操作を行えば、当該光イメージング用プローブＢの軸方向へわたる範囲において被検体ｐを撮像することができる。
【００５４】
前記のようにして、光路変換素子１７ａを回転させる際、ロータ２の回転力が直接的に光路変換素子１７ａに伝達されるため、回転伝達遅れやトルク損失等の発生を軽減することができる。しかも、光路変換素子１７ａと一体のロータ２及び第１の光ファイバ１７を、軸方向の両側で支持するようにしているため、光路変換素子１７ａが偏心して回転するようなことを低減することができ、ひいては、安定した観察画像を得ることができる。
【００５５】
また、光路変換素子１７ａよりも先端側に、回転駆動源等の主要な構成を配置しない構造となっているため、給電配線１０の取り回しを簡素化できる上、給電配線１０によってプローブ周方向の撮像範囲が制限されたり、光路変換素子１７ａよりも先端側の部分が被検体ｐに当接して撮像範囲が制限されたりすること等を防ぐことができる。
【００５６】
なお、上記実施例２の光イメージング用プローブＢでは、特に好ましい態様として、ロータ２と一体の第１の光ファイバ１７をその両側の複数（図示例によれば三つ）の回転支持部材３，４，２０によって回転自在に支持するようにしたが、他例として、第１の光ファイバ１７の材質を剛性のより高いものにした場合や、第１の光ファイバ１７の外周に剛性の比較的高い補強管（例えば金属やセラミック等の管体）を設けた場合等には、複数の回転支持部材３，４，２０のうち、何れか一つ又は二つを省くことも可能である。
【実施例３】
【００５７】
図３は、本発明に係る光イメージング用プローブの実施例３を示す。
この光イメージング用プローブＣは、中心軸側に回転不能に配置されたステータ３０と、該ステータ３０の周囲で回転する略筒状のロータ３１と、該ロータ３１を回転自在に支持する複数（図示例によれば二つ）の回転支持部材３，４と、ステータ３０に挿通されるとともに回転支持部材３，４の中心側に回転不能に支持された光ファイバ３２と、該光ファイバ３２の一端から軸方向へ間隔を置くとともに、ロータ３１の一端側に管状ケース９及びブラケット３３を介して固定される光路変換素子３４とを備える。そして、この光イメージング用プローブＣは、上記光イメージング用プローブＡ及びＢと略同様に、可撓性を有する長尺筒状のシース（図示せず）の前端側に収納され、前記シースの基端側（図３によれば左端側）が光源を有するＯＣＴ装置（図示せず）に接続される。
【００５８】
なお、図３におけるステータ３０及びロータ３１は、磁気作用によって外周側の筒状のロータ３１を回転させるアウターロータタイプの回転駆動源（電動機）を構成した場合の構造例として示している。
【００５９】
ステータ３０は、円筒状の電磁コイルからなり、その内周部に光ファイバ３２を挿通させ固定し、回転不能に保持されている。このステータ３０の後端側（図３によれば左端側）は、円環状のスペーサ３５に設けられた接続端子（図示せず）を介して給電配線１０に接続される。
【００６０】
ロータ３１は、ステータ３０の外周面に対して所定のエアギャップを空けて配置された円筒状の部材であり、ステータ３０の磁気作用によって回転するように永久磁石を装着している。このロータ３１の外周面には、該ロータ３１と一体的に回転するように管状ケース９が固定される。この管状ケース９は、ロータ３１よりも軸方向へ長く形成され、その先端側が回転支持部材３の外周部に回転自在に支持されるとともに、後端キャップ３６を介して後側の回転支持部材４の外周部に回転自在に支持される。
【００６１】
光ファイバ３２は、ステータ３０及びその前後の回転支持部材３，４内に回転不能に挿通され、その基端側を図示しないＯＣＴ装置の光源に接続するとともに、先端側を回転支持部材３よりも前方へ突出させている。この光ファイバ３２の最先端部には、該先端部に入出する光を軸方向へ導くためのレンズ部３２ａが設けられる。
【００６２】
なお、回転支持部材３，４、ステータ３０、スペーサ３５、及び光ファイバ３２は、該光ファイバ３２の両端側外周面に圧入や接着等により固定される二つの円環状の係止部材３７によって、回転支持部材３，４に近接又は接触させて挟み込まれることにより、軸方向に固定されている。また、ブラケット３３及び後端キャップ３６のそれぞれ一端面を回転支持部材３，４に近接又は摺接させることで、光路変換素子８が軸方向へ移動しないように保持している。
【００６３】
また、ブラケット３３は、管状ケース９の前端部に嵌合固定された円筒状の部材であり、その周方向の一部分に、光路変換素子３４を傾斜状に固定するとともに、中心軸を挟んで光路変換素子３４と逆側となる部分に、光路変換素子３４によって光路を変換された光ｘを通過する窓部３３ａを有する。
【００６４】
光路変換素子３４は、略平板状の反射鏡であり、前記レンズ部３２ａから軸方向へ放出される光ｘの光路を略直角に曲げるように、光ファイバ３２先端のレンズ部３２ａから軸方向へ間隔を置いて傾斜状に固定される。
また、光ｘを通過する窓部３３ａは、光路を妨げないように貫通させるか、あるいは、透明または透光性を有する板材を配置する。
【００６５】
よって、上記構成の光イメージング用プローブＣによれば、図示しないＯＣＴ装置から光ファイバ３２の基端部に供給される光ｘ（詳細には近赤外線光）は、光ファイバ３２内を通り、該光ファイバ３２先端のレンズ部３２ａから軸方向へ放出され、光路変換素子３４により略直交方向へ導かれて、被検体ｐに照射される。そして、被検体ｐにより反射した光ｘは、前記と逆の経路を通り、先ず光路変換素子３４により反射されてレンズ部３２ａから光ファイバ３２内に入り、光ファイバ３２を伝ってＯＣＴ装置に戻される。ＯＣＴ装置は、戻された反射光ｘを解析して画像化する。
【００６６】
回転支持部材３，４は、その内周面側の部材（図１の一例では中空シャフト１１）を回転自在に支持する円筒状の部材であり、例えば、ボールベアリングやスリーブベアリング等が用いられる。一端側（図１によれば右端側）の回転支持部材３は、管状ケース９の内周面に嵌合固定される。また、他端側（図１によれば左端側）の回転支持部材４は、後端キャップ１３の内周面に嵌合固定されている。後端キャップ１３は、管状ケース９の後端に接続された有底筒状の部材であり、その中心部に、光ファイバ５を挿通している。
【００６７】
また、必要に応じて、給電配線１０への供給電力を制御すれば、ロータ３１、管状ケース９、ブラケット３３、光路変換素子３４及び後端キャップ３６が回転するため、当該光イメージング用プローブＣの全周にわたる範囲において被検体ｐを撮像することができる。また、光イメージング用プローブＣ全体を進退させる操作を行えば、当該光イメージング用プローブＣの軸方向へわたる範囲において被検体ｐを撮像することができる。
【００６８】
前記のようにして、光路変換素子３４を回転させる際、ロータ３１の回転力が直接的に光路変換素子３４に伝達されるため、回転伝達遅れやトルク損失等の発生を軽減することができる。しかも、光路変換素子３４と一体に回転するロータ３１及び管状ケース９等を、軸方向の両側で支持するようにしているため、光路変換素子３４が偏心して回転するようなことを低減することができ、ひいては、安定した観察画像を得ることができる。
【００６９】
また、光路変換素子３４よりも前方側に、回転駆動源等の主要な構成を配置しない構造となっているため、給電配線１０の取り回しを簡素化できる上、給電配線１０によってプローブ周方向の撮像範囲が制限されたり、光路変換素子３４よりも前方側の部分が被検体ｐに当接して撮像範囲が制限されたりすること等を防ぐことができる。
【００７０】
なお、上記記載によれば、実施例２の光イメージング用プローブＢのみ、二つの光ファイバ１７，１８を、固定支持部材１９内で光学的に接続するようにしたが、実施例１及び３においても、同様の接続構造を採用し、光ファイバ５（又は３２）を複数の光ファイバから構成することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１，３０：ステータ ２，３１：ロータ
３，４，２０：回転支持部材 ５，３２：光ファイバ
５ａ，３２ａ：レンズ部 ８，１７ａ，３４：光路変換素子
９：管状ケース １０：給電配線
１１：中空シャフト １２，３５：スペーサ
１３，３６：後端キャップ １４：軸受部材
１５，３３：ブラケット １５ａ：ブラケット基板部
１５ｂ：ブラケット筒部 １５ｂ１，３３ａ：窓部
１６，２１，２２，３７：係止部材 １７：第１の光ファイバ
１８：第２の光ファイバ １９：光ファイバ固定支持部材
１９ａ：光ファイバ固定支持部材底部 １９ｂ：光ファイバ固定支持部材筒部
Ａ，Ｂ，Ｃ：光イメージング用プローブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸回りに回転するロータを有する回転駆動源と、
前記ロータを該ロータの軸方向の少なくとも一端側で回転自在に支持する回転支持部材と、
前記ロータ及び前記回転支持部材に対し軸方向へ挿通された光ファイバと、
前記光ファイバにより導かれる光の方向を前記軸方向に対して略交差方向へ変換するように、前記ロータの一端側に支持された光路変換素子と、を具備したことを特徴とする光イメージング用プローブ。
【請求項２】
前記ロータの中心側に貫通孔を設け、該ロータの少なくとも一端側を前記回転支持部材によって回転自在に支持し、この貫通孔内に前記光ファイバを挿通して、前記光ファイバの一端から軸方向へ光が出射されるようにし、
前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端から軸方向へ間隔を置くようにして、前記ロータの一端側に固定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。
【請求項３】
前記ロータの中心側に、前記ロータから軸方向の両側へ突出するように前記光ファイバを固定し、この光ファイバの少なくとも一端側を前記回転支持部材によって回転自在に支持し、
前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端側に固定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。
【請求項４】
前記回転駆動源を、ステータ内に前記ロータを有するインナーロータモータとしたことを特徴とする請求項１乃至３記載の光イメージング用プローブ。
【請求項５】
前記回転支持部材の中心側に前記光ファイバを回転不能に支持するとともに、同回転支持部材の外周側には前記ロータの少なくとも一端側を回転自在に支持し、
前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端から軸方向へ間隔を置くようにして、前記ロータの一端側に固定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。
【請求項６】
前記回転駆動源を、前記光ファイバを回転不能に挿通するステータと、該ステータの周囲で回転する前記ロータとを具備するアウターロータモータとしたことを特徴とする請求項５記載の光イメージング用プローブ。
【請求項７】
前記一端側に対する他端側に位置するとともに前記光ファイバの端部に対し光学的に接続される他の光ファイバと、前記他の光ファイバを支持する固定支持部材とを備え、
前記固定支持部材を、前記他端側の回転不能部位に固定し、前記他の光ファイバを支持したことを特徴とする請求項１乃至６何れか１項記載の光イメージング用プローブ。
【請求項８】
前記回転支持部材を、前記ロータの軸方向の両側に設けたことを特徴とする請求項１乃至７何れか１項記載の光イメージング用プローブ。
【請求項１】
中心軸回りに回転するロータを有する回転駆動源と、
前記ロータを該ロータの軸方向の少なくとも一端側で回転自在に支持する回転支持部材と、
前記ロータ及び前記回転支持部材に対し軸方向へ挿通された光ファイバと、
前記光ファイバにより導かれる光の方向を前記軸方向に対して略交差方向へ変換するように、前記ロータの一端側に支持された光路変換素子と、を具備したことを特徴とする光イメージング用プローブ。
【請求項２】
前記ロータの中心側に貫通孔を設け、該ロータの少なくとも一端側を前記回転支持部材によって回転自在に支持し、この貫通孔内に前記光ファイバを挿通して、前記光ファイバの一端から軸方向へ光が出射されるようにし、
前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端から軸方向へ間隔を置くようにして、前記ロータの一端側に固定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。
【請求項３】
前記ロータの中心側に、前記ロータから軸方向の両側へ突出するように前記光ファイバを固定し、この光ファイバの少なくとも一端側を前記回転支持部材によって回転自在に支持し、
前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端側に固定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。
【請求項４】
前記回転駆動源を、ステータ内に前記ロータを有するインナーロータモータとしたことを特徴とする請求項１乃至３記載の光イメージング用プローブ。
【請求項５】
前記回転支持部材の中心側に前記光ファイバを回転不能に支持するとともに、同回転支持部材の外周側には前記ロータの少なくとも一端側を回転自在に支持し、
前記光路変換素子を、前記光ファイバの一端から軸方向へ間隔を置くようにして、前記ロータの一端側に固定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。
【請求項６】
前記回転駆動源を、前記光ファイバを回転不能に挿通するステータと、該ステータの周囲で回転する前記ロータとを具備するアウターロータモータとしたことを特徴とする請求項５記載の光イメージング用プローブ。
【請求項７】
前記一端側に対する他端側に位置するとともに前記光ファイバの端部に対し光学的に接続される他の光ファイバと、前記他の光ファイバを支持する固定支持部材とを備え、
前記固定支持部材を、前記他端側の回転不能部位に固定し、前記他の光ファイバを支持したことを特徴とする請求項１乃至６何れか１項記載の光イメージング用プローブ。
【請求項８】
前記回転支持部材を、前記ロータの軸方向の両側に設けたことを特徴とする請求項１乃至７何れか１項記載の光イメージング用プローブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−２２４１４（Ｐ２０１３−２２４１４Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６３１０４（Ｐ２０１１−１６３１０４）
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００２４０４７７）並木精密宝石株式会社 (210)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００２４０４７７）並木精密宝石株式会社 (210)
【Ｆターム（参考）】
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