光成像用探头的制作方法_2

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并对第一或第二光路转换机构进行旋转驱动,所以,能够得到获得紧凑且空间分辨率高 的三维观察图像的内窥镜探头。
[0054] 作为第五特征,通过上述第一电动机被旋转驱动的第一光路转换机构由相对于旋 转中心具有倾斜角的大致平面的反射镜构成。
[0055] 根据该构成,能够构成小型的第一光路转换机构,并能够充分地发挥高反射率,获 得紧凑且空间分辨率高的三维观察图像。
[0056] 作为第六特征,上述第一光路转换机构为可旋转的反射镜,反射面为圆筒面。
[0057] 根据该构成,能够在轴向获得更大范围的三维观察图像。
[0058] 作为第七特征,通过上述第二电动机被旋转驱动的第二光路转换机构由具有相对 于旋转中心微小倾斜的大致平面的棱镜构成。
[0059] 根据该构成,能够构成小型的第二光路转换机构,并能够充分地发挥高的光线透 射率和聚光性能,能够获得紧凑且空间分辨率高的三维观察图像。
[0060] 作为第八特征,上述第二光路转换机构采用在顶端具有倾斜的大致球面的棱镜、 或者在大致半球形状的一部分具有大致平面的反射面的球透镜。
[0061] 根据该构成,第二光路转换机构能够发挥足够高的光线透射率和聚光性能,并能 够获得紧凑且空间分辨率高的三维观察图像。
[0062] 作为第九特征,上述旋转光连接器(光旋转连接器)具有隔着微小间隙覆盖于固定 侧光纤与旋转侧光纤的至少任一个的外周的第一罩体和隔着微小间隙覆盖于第一罩体的 第二罩体,在与第一罩体和第二罩体的至少任一个的上述微小间隙相切的圆筒面具有螺纹 槽,向上述微小间隙注入透明的光学流体。
[0063] 根据该构成,防止透明流体的流出、泄漏、渗出,在旋转光连接器,将光线的衰减抑 制得很少,获得空间分辨率高的三维观察图像。
[0064] 作为第十特征,上述旋转光连接器构成为:在上述固定侧光纤与上述旋转侧光纤 的端面设置微小距离地使二者对置,向由上述固定侧光纤、上述旋转侧光纤、上述第二电动 机的轴承、上述第二电动机的旋转轴构成的间隙注入透明流体。
[0065] 根据该构成,能够将旋转光连接器部的光损失抑制得极小,获得良好的三维图像。
[0066] 作为第十一特征,构成为:具有第一脉冲产生机构和第二脉冲产生机构,上述第一 脉冲产生机构根据上述第一电动机的旋转角,至少旋转一次产生一次以上的脉冲,上述第 二脉冲产生机构根据上述第二电动机的旋转角,至少旋转一次产生一次以上的脉冲;具有 控制机构,该控制机构通过来自上述第一脉冲产生机构以及上述第二脉冲产生机构的脉 冲,来调整上述第一电动机以及上述第二电动机的转速;以上述第一电动机的转速Nl与上 述第二电动机的转速N2的关系为N2 = N1-X[转/秒]的方式来进行旋转,由此使光线从上述 第一光路转换机构以Nl[转/秒]的转速向大致半径方向放出,并以X[往返/秒]的速度使光 线的放出角在轴向上变化。
[0067] 根据该构成,光线的放射一边以Nl的速度(例如30转/秒)高速旋转,一边以每秒X 往返的慢速(例如1往返/秒)在轴向变更放射角,能够螺旋状地放射光线,并能够高效地收 集三维数据,得到获得空间分辨率高的三维观察图像的内窥镜探头。
[0068] 作为第十二特征,构成为:接收来自上述第一脉冲产生机构以及上述第二脉冲产 生机构的脉冲,通过上述控制机构,使上述第一电动机与上述第二电动机的转速以相同的 转速旋转并设为待机状态,通过开始信号的产生,以上述第一电动机的转速Nl与上述第二 电动机的转速N2的关系为N2 = NI -X [转/秒]的方式使转速变化。
[0069]根据该构成,能够与开始信号同时地即刻开始三维扫描。
[0070]接下来,参照附图对本发明的优选实施方式加以说明。
[0071] 实施例1
[0072] 图1~图8表示本发明的光成像用探头的实施方式1。
[0073] 图1为本发明的第一实施方式的三维扫描型光成像用探头的剖面图。将光线从探 头的后端侧向顶端侧引导的固定侧光纤1插通于足够长的管状探针6的孔中,并通过光纤固 定件4固定。
[0074] 在固定侧光纤1的顶端侧旋转自如地设有旋转侧光纤2。在旋转侧光纤2的顶端,与 旋转侧光纤2相对独立且旋转自如地装配有由大致平面状的反射镜等构成的第一光路转换 机构3a、3b,构成为通过旋转而在整个周向放射光线。
[0075]此外,在旋转侧光纤2的顶端装配有第二光路转换机构20,该第二光路转换机构20 对从固定侧光纤1透射来的光线进行聚光,一边旋转一边在顶端方向附加少许角度地朝向 第一光路转换机构3a、3b放射光线。
[0076] 上述旋转侧光纤2和固定侧光纤1隔着5μπι(微米)左右的微小距离对置,包含旋转 的遮光板5和光纤固定件4而构成旋转光连接器22,旋转侧光纤2与固定侧光纤1之间能够维 持高透射率,几乎无损失地进行光学连接。
[0077] 第一电动机12中,在电动机外壳8固定有电动机线圈7、第一轴承9b,9a,装配有转 子磁铁11的中空旋转轴10旋转。通过电线23对电动机线圈7施加电压,在中空旋转轴10装配 有上述第一光路转换机构3。
[0078] 第二电动机19中,在电动机外壳8装配有第二轴承18a,18b,第二轴承18a,18b旋转 自如地支承第二旋转轴13。在图2中,第二旋转轴13被轻压入开在可振动件14的大致中心的 孔14a,由于与孔14a连续地设有狭缝14b,因此在可振动件14与第二旋转轴13之间,通过可 振动件14的弹性,产生稳定的摩擦力。
[0079] 在可振动件14的外周贴附有电致伸缩元件15a,15b,15c,15d,15e,15f,15g,15h, 在这些电致伸缩元件形成有电极16a,16b,16c,16d,16e,16f,16g,16h。这些各个电极通过 图I所示的电线17进行配线,并被施加电压。可振动件14相对于第二轴承18a,18b被制动,简 单的是电线17有时也发挥制动的功能。
[0080] 图1中,在放射光线的第一光路转换机构3的外周附近,光线能够透射的透光部21 装配于探针6。透光部21由透明的树脂或玻璃等制成,根据需要而施加用于减少表面反射、 提尚光线的透射率的涂层等。
[0081] 图7为使用了三维扫描型光成像用探头的引导探针82的说明图。引导探针82以能 够插入人体的胃部、小肠、支气管内等的方式,被制成为其直径在大约9毫米以下,具有氟素 树脂等的适度强度和柔软性。
[0082] 此外探针6的直径为IOmm(毫米)以下,同样是以不开针孔的方式,通过结实且具有 柔软性的氟素树脂管等构成。此外,在其顶端观察部84具有CCD摄像部83,遍及引导探针82 的全长地开有称为钳子管道81的连通孔,本发明的光成像用探头的探针6构成为自如地插 入该钳子管道内以及自如地从其中取出。
[0083] 图8为使用了三维扫描型光成像用探头的内窥镜装置的构成图,探针6与引导探针 82-同装配于OCT内窥镜装置的主体85。在主体内置有电动机12的驱动电路86、第二电动机 19的驱动电路87、光干渉解析部88、图像解析计算机89,在监视器90显示CCD摄像83的图像 和通过计算机89进行解析并制作的OCT三维图像。
[0084] 从图8的电动机驱动电路86向图1的第一电动机12供给电力而旋转驱动第一电动 机12,从第二电动机驱动电路87对第二电动机19施加电压而旋转驱动第二电动机19。
[0085] 贯通于图1所示的探针6内部的固定侧光纤1和旋转侧光纤2为弯曲自如的玻璃纤 维,使用的直径为〇.〇8mm~0.4mm(毫米)左右。
[0086]图1所示的第二光路转换机构20由对光线进行反射并具有大致平面部24的圆锥状 或圆筒状棱镜等构成,为了提高反射率,表面粗糙度和形状精度被磨制为与一般的光学零 部件精度相同或比其高。
[0087]图1所示的中空旋转轴10的孔的直径为0 · 2mm~0 · 5mm(毫米),而中空旋转轴10的 材质为金属或陶瓷材料,通过由熔融金属的模具实现的拉拔加工或由烧成前的陶瓷模具实 现的挤压加工而成形为中空,在硬化处理后,外周面通过研磨加工法等进行精加工。
[0088] 接下来,对于上述图1~图8的三维扫描型的光成像用探头,详细说明其特征性的 作用效果。
[0089] 图8中,从主体85内的光源发出的近红外等光线从引导探针82内的探针6中的固定 侧光纤1通过并前进。
[0090] 图1中,从电线23供给电力,第一电动机12以大约1800~20000rpm范围的固定速度 旋转,而被引导的光线从旋转光连接器22和旋转侧光纤2通过,从第二光路转换机构20a放 出,在第一光路转换机构3a的大致平面部24反射并将方向改变至一定的角度方向(图1中为 Θ1的角度),进行旋转放射。
[0091 ] 近红外线的光线进一步从透光部21通过,从人体表皮透射至2mm~5mm(毫米)左 右,使从此处反射的光线沿着与上述同一光路相反的方向通过透光部214第一光路转换 机构3a〇第二光路转换机构20a#旋转侧光纤2__=>_旋转光连接器220固定侧光纤1,并 被引导至光干渉解析部88。
[0092]此时的光线的放射范围、即光干渉内窥镜的扫描范围如图3所示,光纤二维地透射 至半径约2mm~5mm(毫米)的距离。在图1中,第一光路转换机构3a和3b是由实线和虚线表示 的旋转中的代表性的两个位置。
[0093]接下来,从图8所示的第二电动机驱动电路87将电线17通至图2的第二电动机12的 电极16,以所排列的电极16a-16b4l6c-16d的顺序施加电压,此外,与此同时,若以排列 于狭缝14b的相反侧的电极16e-16f4l6g-16h的顺序施加电压,则可振动件44向图2的箭 头方向A和箭头B同时产生两个旋转行波。
[0094] 该旋转行波以从两方向夹住的方式向第二旋转轴13的表面赋予旋转力,旋转侧光 纤2、遮光板5、第二光路转换机构20缓慢旋转。第二电动机为此种超声波振动电动机,进行 数秒钟完成一次旋转的程度的缓慢
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