JP5140396B2 - 光コネクタおよびこれを用いる光断層画像化装置 - Google Patents

Description

本発明は、一方の光ファイバから他方の光ファイバに光を導波する光コネクタ、およびこれを用いる光断層画像化装置に係り、詳しくは、光を導波する光ファイバ間を非接触で接続し、一方の光ファイバから他方の光ファイバに光を導波する光コネクタ、および測定対象に光を照射し、その反射による戻り光から測定対象の光断層画像を取得する光断層画像化装置に関するものである。

生体組織等の測定対象を切断せずに断面画像を取得する方法として、光干渉断層（ＯＣＴ：Optical Coherence Tomography）計測法を利用した光断層画像化装置がある。
このＯＣＴ計測法は、光干渉計測法の一種であり、光源から射出された光を測定光と参照光との２つに分け、測定光と参照光との光路長が光源のコヒーレンス長以内の範囲で一致したときにのみ光干渉が検出されることを利用した計測方法である。

このＯＣＴ計測法を利用した光断層画像化装置としては、例えば、特許文献１に、光源と、光源から射出された光を測定光と基準光に分ける第１の光カップラ部と、測定光を測定対象たる被検体に照射し、その反射による戻り光を検出する測定部、測定光および戻り光を伝達する光ファイバおよび光ファイバと測定部を被覆する透明部なシースを備える光走査プローブと、測定光と同じ光路長を導光された基準光と戻り光とを干渉させる第２のカップラ部と、干渉結果から断層画像を検出する演算部を有する光断層画像化装置が開示されている。そして、特許文献１に開示の光断層画像化装置は、測定部の光ファイバが、光ロータリージョイントで回転自在に接続されており、光走査プローブの先端の測定部を所定の測定部位まで挿入し、光ファイバを回転させて測定部を回転させつつ、回転する測定部によって測定対象の複数点の断層画像を取得することによって２次元の断層像を取得している。

ここで、光断層画像化装置の測定光や基準光を導波する光ファイバは、複数本の光ファイバで構成されている。この光ファイバと光ファイバ（例えば、光源側の光ファイバと光カプラ側の光ファイバや、光カプラ側の光ファイバと光プローブ側の光ファイバ）とは、光コネクタにより光学的に接続されている。この光コネクタは、光ファイバの端面同士を接触させて接続することで、高い伝達効率で光を導波することができる。

特開２０００−１３１２２２号公報

ここで、光コネクタは、光ファイバの端面同士を間に空間が形成されないように密着させることでより高い伝達効率で光を導波することができる。特に、端面を所定角度傾斜させたＡＰＣ方式の光ファイバ同士を密着させる光コネクタは、光ファイバ同士の接触面で光が反射することにより生じる光の減衰（つまり、リターンロス）も少なくすることができる。

しかしながら、光ファイバの端面同士を接触もしくは密着させる光コネクタにおいては、伝達効率は高くすることができるが、両光ファイバの対向する両端面における光の反射や屈折により、測定対象からの戻り光が減衰したり、光ファイバの端面で反射した光が戻り光とともに検出部に導波したりすることで、Ｓ／Ｎ比が低下するという問題がある。特に、光断層画像化装置においては、両光ファイバの対向する両端面における測定光の減衰は許容できる場合であっても、測定光に対する測定対象からの戻り光の光量の割合（つまり、（戻り光の光量）／（測定光の光量））は、１０^−６〜１０^−１０程度であるため、両光ファイバの対向する両端面における端面反射による戻り光の減衰やＳ／Ｎ比の低下は極めて重大である。また、測定光に対する戻り光の光量が少ないため、戻り光ではない光ファイバの端面で反射した光が戻り光とともに検出部に導波されるとＳ／Ｎ比が低下する。
また、上述したように光コネクタとしてＡＰＣ方式の光コネクタを用いる場合は、他の方式の光コネクタを用いた場合よりもリターンロスを少なくすることはできる。しかしながら、上述したように光断層化装置では、測定光に対する戻り光の量が少ないため、ＡＰＣ方式の光コネクタを用いた場合でもリターンロス等によりＳ／Ｎ比が低下する。
また、光プローブの交換、光源の交換等により、光ファイバを着脱する際に、光ファイバ同士が接触し、光ファイバの先端が損傷、破損する可能性もあるという問題もある。

本発明の第１の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、接続される両光ファイバの対向する両端面における端面反射による、Ｓ／Ｎ比の低下を防止することができる光コネクタを提供することにある。
本発明の第２の目的は、光を導波する光ファイバ間を着脱可能に接続し、着脱した際にも接続された両光ファイバの先端の損傷や破損などを防止することができるとともに、接続される両光ファイバの対向する両端面における端面反射による、Ｓ／Ｎ比の低下を防止することができる光コネクタを提供することにある。
本発明の第３の目的は、上記第１の目的を達成することができる光コネクタを用いることにより、効率よく分解能の高い、測定対象の光断層画像を取得することができる光断層画像化装置を提供することにある。

上記第１の目的を達成するために、本発明の第１の態様は、測定対象の光断層画像を取得する光断層画像化装置に用いられる光コネクタであって、固定部と、前記固定部に固定的に支持され、その一方にその光軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する端面を持つ第１光ファイバと、この第１光ファイバの傾斜する端面と所定間隔離間して配置される第１コリメータレンズと、前記固定部に対して支持されている取付部と、この取付部に固定的に取り付けられ、前記第１コリメータレンズに対向して配置され、その光軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する端面を持つ第２光ファイバと、前記取付部に固定的に取り付けられ、前記第１コリメータレンズと前記第２光ファイバとの間に、前記第２光ファイバの傾斜する端面と所定間隔離間して配置される第２コリメータレンズとを有し、前記第１光ファイバおよび前記第２光ファイバは、それぞれフェルールによって支持され、それぞれのフェルールは、前記第１光ファイバおよび前記第２光ファイバの各傾斜端面と同じ平面をなす傾斜端面を有し、前記固定部は、外周面が先端に向かうに従って径が小さくなるテーパ形状である円筒形状の凸部を有し、且つ、前記取付部は、内周面が前記凸部の外周面と当接するテーパ形状である円筒形状の凹部を有し、前記取付部の前記凹部と前記固定部の前記凸部とが嵌合されることで、前記取付部が前記固定部に対して着脱可能に支持されると共に、前記第１光ファイバおよび前記第１コリメータレンズと、前記第２光ファイバおよび前記第２コリメータレンズとは、光軸に垂直な平面を対称面として対称に配置され、前記固定部の外周面に形成されたキーと前記取付部の内周面に沿って形成されたキー溝とから構成され、または、前記固定部の外周面に沿って形成されたキー溝と前記取付部の内周面に形成されたキーとから構成され、前記キーを前記キー溝に沿って移動させて前記凸部と前記凹部を嵌合させることにより前記固定部に対する前記取付部の光軸周り方向における位置を位置決めし、前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバの傾斜端面の光軸周り方向における相対的な位置を位置決めする位置決め機構と、前記取付部の外周面に形成されたネジ部と螺合することにより前記固定部を前記取付部に対して支持し、前記位置決め機構により位置決めされた前記固定部と前記取付部の嵌合を締結させる締結ネジとを有することを特徴とする光コネクタを提供するものである。

また、上記課題を解決し、上記第３の目的を達成するために、本発明の第２の態様は、光源と、前記光源から射出された光を前記測定光と参照光に分岐する分岐手段と、前記測定光を前記測定対象まで導波するとともに前記測定対象からの戻り光を導波し、先端部に配置された測定部で前記測定対象に前記測定光を照射し、その戻り光を取得する光プローブと、前記光プローブの測定部を回転させる回転駆動部と、前記光プローブの前記測定部で検出された前記戻り光と、前記参照光を合波して干渉光を生成する合波部と、前記干渉光を干渉信号として検出する干渉光検出部と、前記干渉光検出部によって検出された前記干渉信号から前記光断層画像を取得する断層画像取得部と、前記光源と前記分岐手段、前記分岐手段と前記回転駆動部、前記回転駆動部と前記合波部、前記合波部と前記干渉光検出部のそれぞれを光学的に接続する接続手段とを有し、前記接続手段の少なくとも１つは、複数の光ファイバと、光ファイバと光ファイバとを接続する上記に記載された光コネクタとで構成されていることを特徴とする光断層画像化装置を提供するものである。

また、前記光源は、一定の周期で波長を掃引しながら光を射出するものであることが好ましい。

本発明の第１の態様の光コネクタによれば、接続される両光ファイバの対向する両端面における端面反射により導波されている光と反射光との合波を防止でき、さらに、導波される光、特に測定対象からの戻り光の減衰や、Ｓ／Ｎ比の低下を防止することができる。
さらに、光ファイバ間を光ファイバ同士が非接触の状態で着脱可能に接続することができ、着脱した際にも接続された両光ファイバの先端の損傷や破損などを防止することができる。
また、本発明の第２の態様の光断層画像化装置によれば、上記効果を奏する第１の態様の光コネクタを用いることにより、効率よく分解能の高い、測定対象の光断層画像を取得することができる。

以下に、本発明に係る光コネクタおよびこれを用いる光断層画像化装置を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の光コネクタを用いる本発明の光断層画像化装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。

同図に示す本発明の光断層画像化装置１０は、光干渉断層（ＯＣＴ：Optical Coherence Tomography）計測法による測定対象の光断層画像を取得するためのもので、光Ｌａを射出する光源ユニット１２と、光源ユニット１２から射出された光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分岐する分岐部２５、被検体である測定対象からの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２ａを合波して干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂを生成する合波部２６、及び、合波部２６で生成された干渉光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂに基づいて干渉信号を検出する干渉光検出部２０を備える干渉計１４と、干渉計１４の分岐部２５で分岐された測定光Ｌ１を測定対象まで導波するとともに測定対象からの戻り光Ｌ３を導波する回転側光ファイバＦＢ１を備える光プローブ１６と、測定光Ｌ１を回転側光ファイバＦＢ１まで導波するとともに回転側光ファイバＦＢ１によって導波された戻り光Ｌ３を導波する固定側光ファイバＦＢ２に対して回転側光ファイバＦＢ１を回転自在に接続し、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３を伝送しつつ、光ファイバＦＢ１を回転させる回転駆動部１８と、干渉計１４の干渉光検出部２０によって検出された干渉信号を処理して光断層画像（以下単に「断層画像」ともいう）を取得する処理部２２と、処理部２２で取得された光断層画像を表示する表示部２４と、処理部２２や表示部２４等への各種条件の入力、設定の変更等を行う操作制御部３２とを有する。

また、光断層画像化装置１０の干渉計１４は、上述した分岐部２５、合波部２６、干渉光検出部２０に加え、分岐部２５から導波される参照光Ｌ２を光路長調整部２８に導波し、光路長調整部２８から導波される参照光Ｌ２ａを偏波コントローラ２９ａに導波するサーキュレータ２７ａと、分岐部２５から導波される測定光Ｌ１を回転駆動部１８に導波し、回転駆動部１８から導波される戻り光Ｌ３を偏波コントローラ２９ｂに導波するサーキュレータ２７ｂと、参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整部２８と、参照光Ｌ２ａの偏波方向を回転させる偏波コントローラ２９ａ、戻り光Ｌ３の偏波方向を回転させる偏波コントローラ２９ｂと、干渉光Ｌ４ａを検出する検出部３０ａと干渉光Ｌ４ｂを検出する検出部３０ｂとを有する。

ここで、図１に示す光断層画像化装置１０においては、上述した射出光Ｌａ、測定光Ｌ１、参照光Ｌ２および戻り光Ｌ３などを含む種々の光を各光デバイスなどの構成要素間で導波し、伝送するための光の経路として、回転側光ファイバＦＢ１および固定側光ファイバＦＢ２を含め種々の光ファイバＦＢ（ＦＢ３、ＦＢ４、ＦＢ５、ＦＢ６、ＦＢ７、ＦＢ８、ＦＢ９など）が用いられている。
ここで、干渉計１４（のサーキュレータ２７ｂ）と回転駆動部１８とを接続する光ファイバＦＢ２は、干渉計側の光ファイバＦＢ２ａと回転駆動部１８側の光ファイバＦＢ２ｂとで構成され、光ファイバＦＢ２ａと光ファイバＦＢ２ｂとは、本発明の光コネクタ３４を介して接続されている。
また、光源１２と干渉計１４（の分岐部２５）とを接続する光ファイバＦＢ３も同様に、光源１２側の光ファイバＦＢ３ａと干渉計１４側の光ファイバＦＢ３ｂとで構成され、光ファイバＦＢ３ａと光ファイバＦＢ３ｂとは、本発明の光コネクタ３４を介して接続されている。
さらに、干渉計１４内の、サーキュレータ２７ａと光路長調整部２８とを接続する光ファイバＦＢ５、合波部２６と干渉光検出部２０とを接続する光ファイバＦＢ８、ＦＢ９も、それぞれ光ファイバＦＢ５ａ、ＦＢ５Ｂ、ＦＢ８ａ、ＦＢ８ｂ、ＦＢ９ａ、ＦＢ９ｂで構成され、それぞれの光ファイバは本発明の光コネクタ３４を介して接続されている。

まず、図１に示す光断層画像化装置１０に用いられる本発明の光コネクタ３４について説明する。
図２は、図１に示す本発明の光コネクタの概略断面図であり、図３は、図２に示す光コネクタのオスコネクタとメスコネクタの概略構成を拡大して示す拡大斜視図であり、図４は、図２に示す光コネクタと光ファイバおよびコリメータレンズの位置関係を説明するための説明図である。
図２に示す光コネクタ３４は、オスコネクタ３８、オスコネクタ３８の一端面に固定的に取り付けられるホルダ４０ａおよび４０ｂで構成される固定部３５と、ホルダ４０ａを介して取り付けられる光ファイバＦＢａと、ホルダ４０ｂを介して取り付けられるコリメータレンズ４２と、オスコネクタ３８に支持されるメスコネクタ４６、メスコネクタ４６の一端面の略中心に固定的に取り付けられるホルダ４８ａおよび４８ｂで構成される取付部３６と、ホルダ４８ａ介して取り付けられる光ファイバＦＢｂと、ホルダ４８ｂを介して取り付けられるコリメータレンズ５０と、オスコネクタ３８とメスコネクタ４８と固定する締結ネジ５２とを有する。

固定部３５は、オスコネクタ３８及びホルダ４０ａ、４０ｂで構成され、光ファイバＦＢａおよびコリメータレンズ４２を所定位置に支持するともに、取付部３６のメスコネクタ４６を支持するための部材である。

オスコネクタ３８は、図２及び図３に示すように、外周面が取付部３６に向うに従って径が小さくなるテーパで、内周面の径が一定の円筒形状の凸部３８ａと、凸部３８ａの底面（つまり、取付部３６側とは反対側の面）の外周面に形成された鍔部３８ｂとで構成される。
このオスコネクタ３８の凸部３８ａの外周面の一部には溝が形成されており、この溝には、後述するメスコネクタとの位置決め機構となるネジ３８ｃが配置されている。

ホルダ４０ａは、その中心に円筒状フェルール４１に保持された光ファイバＦＢａを保持するためのフランジ付き円管状部材である。フェルール４１に保持された光ファイバＦＢａは、その先端面がホルダ４０ａのフランジ側端面から所定距離だけ離れて位置するようにホルダ４０ａに保持される。なお、ホルダ４０ａは、保持する光ファイバＦＢａの中心光軸がオスコネクタ３８の円形状の中央開口の略中心位置に来るように、オスコネクタ３８の鍔部３８ｂの外側の中央開口の周辺部に外側に向けて取り付けられる。
ここで、フェルール４１は、芯部に光ファイバＦＢａが挿通され、光ファイバＦＢ２を保持するとともに保護する機能を持ち、通常、ジルコニアフェルールやニッケル合金などの金属を用いたメタルフェルールなどを用いることができる。

一方、ホルダ４０ｂは、コリメータレンズ４２を保持するためのフランジ付き円管状部材であり、そのフランジ部がホルダ４０ａのフランジ部に、光ファイバＦＢａの先端中心とコリメータレンズ４２の中心とが光軸に沿って所定距離、具体的には、コリメータレンズ４２の焦点距離だけ離間するように取り付けられる。
なお、光ファイバＦＢａの光軸と、コリメータレンズ４２の中心とは、光線を水平に射出させる位置にオフセットさせて取り付けられている。

光ファイバＦＢａは、導波された光を光ファイバＦＢｂに伝送し、光コネクタ３４の配置位置によっては、さらに光ファイバＦＢｂによって導波された光を伝送するものであり、光ファイバＦＢａの先端面および芯部に光ファイバＦＢａが挿通されたフェルール４１の先端面は、光ファイバＦＢｂの光軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する同一平面をなす傾斜端面である。
コリメータレンズ４２は、光ファイバＦＢａの先端から射出された光をコリメートしてコリメータレンズ５０に入射させ、光コネクタ３４の配置位置によっては、さらにコリメータレンズ５０からのコリメートされた光を集光して光ファイバＦＢ２にも入射させるためのものであり、光ファイバＦＢ２の先端面とコリメータレンズ４２とは、光ファイバＦＢ２の傾斜端面の中心とコリメータレンズ４２の中心との間の（光軸上の）距離がコリメータレンズ４２の焦点距離に等しくなるように配置される。

取付部３６は、メスコネクタ４６及びホルダ４８ａ、４８ｂで構成され、その先端側のメスコネクタ４６がオスコネクタ３８の凸部３８ａに嵌め込まれ、固定部３５に対して支持され、メスコネクタ４６の内部の略中心に保持される光ファイバＦＢｂ及びコリメータレンズ５０を支持するための部材である。

メスコネクタ４６は、図２及び図３に示すように、円筒形状をなし、一方が開放する円管部４６ａと、他方に中央開口４６ｂを持つ円板部４６ｃとで構成される。また、円管部４６ａは、内周面がオスコネクタ３８の凸部３８ａの外周面に沿ったテーパを有し、さらに、内周面には凸部３８ａのネジ３８ｃに対応したキー溝４６ｄが形成されている。また、円管部４６ａは、外周面にネジ部が形成されている。このようにメスコネクタ４６は、オスコネクタ３８の凸部３８ａと嵌合する凹部を有する。

ホルダ４８ａは、ホルダ４０ａと同様に、その中心に円筒状フェルール４９に保持された光ファイバＦＢｂを保持するためのフランジ付き円管状部材である。
フェルール４９に保持された光ファイバＦＢｂは、その先端面がホルダ４８ａのフランジ側端面から所定距離だけ離れて位置するようにホルダ４８ａに保持される。なお、ホルダ４８ａは、保持する固定側光ファイバＦＢｂの中心光軸が円板部４６ｃの中央開口４６ｂの略中心位置に来るように、円板部４６ｃの中央開口４６ｂの周辺部に外側に向けて取り付けられる。

ここで、フェルール４９は、芯部に光ファイバＦＢｂが挿通され、光ファイバＦＢｂを保持するとともに保護する機能を持ち、フェルール４１と同様に、通常、ジルコニアフェルールやニッケル合金などの金属を用いたメタルフェルールなどを用いることができる。
一方、ホルダ４８ｂは、ホルダ４０ｂと同様に、コリメータレンズ５０を保持するためのフランジ付き円管状部材であり、そのフランジ部がホルダ４８ａのフランジ部に、光ファイバＦＢｂの先端中心とコリメータレンズ５０の中心とが光軸に沿って所定距離、具体的には、コリメータレンズ５０の焦点距離だけ離間するように取り付けられる。
なお、光ファイバＦＢｂの光軸と、コリメータレンズ５０の中心とは、光線を水平に射出させる位置にオフセットさせて取り付けられている。

光ファイバＦＢｂは、光ファイバＦＢａから伝送された光を導波し、光コネクタ３４の配置位置によっては、さらに、光を導波して光ファイバＦＢａに伝送するためのものであり、光ファイバＦＢｂの先端面および芯部に光ファイバＦＢｂが挿通されたフェルール４９の先端面は、光ファイバＦＢｂの光軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する同一平面をなす傾斜端面である。
コリメータレンズ５０は、コリメータレンズ４２からのコリメートされた光を集光して光ファイバＦＢｂに入射させ、光コネクタ３４の配置位置によっては、さらに、光ファイバＦＢｂの先端から射出された光をコリメートしてコリメータレンズ４２に入射させるためのものであり、光ファイバＦＢｂの先端面とコリメータレンズ５０とは、光ファイバＦＢｂの傾斜端面の中心とコリメータレンズ５０の中心との間の（光軸上の）距離がコリメータレンズ５０の焦点距離に等しくなるように配置される。

締結ネジ５２は、オスコネクタ３８とメスコネクタ４６とを締結させる部材であり、円筒形状をなし、メスコネクタ４６側が開放する円管部５２ａと、オスコネクタ３８側に中央開口５２ｂを持つ円板部５２ｃとで構成される。この円管部５２ａは、内面にメスコネクタ４６の円管部４６ａの外周面に形成されているネジ部と螺合するネジ部が形成されている。締結ネジ５２は、円管部５２ａの内面がメスコネクタ４６のネジ部と螺合し、さらに、円板部５２ｃがオスコネクタ３８の鍔部３８ｂを底面側（つまり光コネクタＦＢａ側）から支持している。

また、本発明の光コネクタは、固定部３５と取付部３６とを着脱でき、光ファイバＦＢａと光ファイバＦＢｂとを着脱できることが好ましい。
本実施形態の光コネクタ３４は、締結ネジ５２を回転させて、メスコネクタ４６から締結ネジ５２を取り外し、オスコネクタ３６とメスコネクタ４６とを分離することで、固定部３５から取付部３６を取り外すことができる。
また、コネクタ３４の固定部３５と取付部３６とが分離できることで、装置を部品毎に交換することが可能となる。例えば、使用用途に応じて、必要な長さの光プローブを付け替えることが可能となり、また、光源や光路長調整部を交換することができる。
また、光ファイバＦＢａおよびＦＢｂの先端には、コリメータレンズ４２および５０が取り付けられているため、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の先端を誤って損傷し、あるいは破損することを防止することができる。
なお、オスコネクタとメスコネクタとは、スナップフィット方式で取り付ける機構とすることが好ましい。スナップフィット方式で取り付けることで、取付、取り外しを簡単にすることができ、また、単に嵌合させるよりも位置ずれを発生しにくくすることができる。

また、オスコネクタとメスコネクタの位置決め機構として、オスコネクタにキーとなるネジを設け、メスコネクタにキー溝を形成することで、交換した場合も、光ファイバＦＢａと光ファイバＦＢｂとの先端面の位置関係を一定にすることができる、つまり、光ファイバＦＢａの先端面と光ファイバＦＢｂの先端面とを対称にすることができる。
また、オスコネクタとメスコネクタとの接触面をテーパ形状とすることで、オスコネクタとメスコネクタとの位置決めをより正確にすることができ、コリメータレンズ間の距離も一定にすることができる。
また、このように位置決めを正確にできることにより、オスコネクタとメスコネクタとに互換性を持たせた場合でも（つまり異なるメスコネクタと取り付ける場合でも）、オスコネクタとメスコネクタとを正確に位置決めできるため、光ファイバＦＢａと光ファイバＦＢｂとを簡単に対称に配置することができる。

また、オスコネクタ及びメスコネクタは、互いに接触する面、つまりオスコネクタの凸部の外周面とメスコネクタの凹部（円管部）の内周面にローレットを形成することが好ましい。
オスコネクタとメスコネクタの互いに接触する面にローレットを形成することで、嵌合時にオスコネクタとメスコネクタの接触面に一定の空間が形成されることを防止でき、コリメータレンズとコリメータレンズとの間にゴミが混入することを防止できる。

なお、本発明の光コネクタ１８においては、光ファイバＦＢａから光ファイバＦＢｂに伝送される若しくは光ファイバＦＢｂから光ファイバＦＢｂに伝送される光の減衰を小さくし、さらに光ファイバの端面で反射した光が伝送される光と合波されることを防止し、光ファイバＦＢａ、ＦＢｂを伝送される光のＳ／Ｎ比を向上させるように、光ファイバＦＢ１およびＦＢ２の先端面は所定角度傾斜されている。図４は、このような光ファイバＦＢａおよびコリメータレンズ４２からなる光伝送系と、光ファイバＦＢｂおよびコリメータレンズ５０からなる光伝送系との位置関係について示す模式図である。

図４に示す固定側光ファイバＦＢａおよびコリメータレンズ４２からなる光伝送系と、光ファイバＦＢｂおよびコリメータレンズ５０からなる光伝送系とは、光軸に垂直な平面（より正確には、光ファイバＦＢａと光ファイバＦＢｂとの中点を通り、かつ、光軸に垂直な平面）を対称面として対称、すなわち線対称に配置される。

具体的には、図４に示すように、固定側光ファイバＦＢ２の先端の傾斜端面の光軸に垂直な平面に対する傾斜角度をθ１、光ファイバＦＢ２の屈折率をｎ１、光ファイバＦＢ２とＦＢ１との間のコリメータレンズ４２および５０を除く光を伝播させる媒質の屈折率をｎ３、光ファイバＦＢ２内をその光軸に平行に進行し、その傾斜端面と媒質との界面で屈折した光の傾斜端面の法線とのなす角（屈折角度）をθ３とし、コリメータレンズ４２を薄板レンズとした時の光ファイバＦＢ２の傾斜端面の中心とコリメータレンズ４２の中心との光軸間距離をコリメータレンズ４２の焦点距離ｆ１に等しいとする。

同様に、図４に示すように、回転側光ファイバＦＢ１の先端の傾斜端面の光軸に垂直な平面に対する傾斜角度をθ２、光ファイバＦＢ１の屈折率をｎ２、上述した光を伝播させる媒質の屈折率をｎ３、光ファイバＦＢ１内をその光軸に平行に進行し、その傾斜端面と媒質との界面で屈折した光の傾斜端面の法線とのなす角（屈折角度）をθ４とし、コリメータレンズ５０を薄板レンズとした時の光ファイバＦＢ１の傾斜端面の中心とコリメータレンズ５０の中心との光軸間距離をコリメータレンズ５０の焦点距離ｆ２に等しいとする。
この場合、両伝送系における屈折率（ｎ１＝ｎ２）、傾斜角度（θ１＝θ２）、屈折角度（θ３＝θ４）、焦点距離（ｆ１＝ｆ２）は、等しくなる。

以上のように、図４に示す光ファイバＦＢａおよびコリメータレンズ４２からなる光伝送系と、光ファイバＦＢｂおよびコリメータレンズ５０からなる光伝送系とを配置することにより、測定対象からの戻り光Ｌ３の減衰を小さくして、ホワイトノイズを減らし、戻り光Ｌ３のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

なお、例えば、図４において、光ファイバＦＢ２の屈折率ｎ１をガラスとして１．５、その傾斜角度θ１を８°、媒質の屈折率ｎ３を空気として１．０とすると、上記式（１）から、屈折角度θ３は１２°となる。
本発明の光コネクタは、基本的に以上のように構成される。

次に、本発明の光コネクタ１８が適用される図１に示す光断層画像化装置１０を構成する各構成要素について説明する。
図１に示すように、光源ユニット１２は、半導体光増幅器６０と、光分岐器６２と、コリメータレンズ６４と、回折格子素子６６と、光学系６７と、回転多面鏡６８とを有し、周波数を一定の周期で掃引させたレーザ光Ｌａを射出する。

半導体光増幅器（半導体利得媒質）６０は、駆動電流が印加されることで、微弱な放出光を射出し、また、入射された光を増幅する。この半導体光増幅器６０には、光ファイバＦＢ１０が接続されている。具体的には、光ファイバＦＢ１０の一端は、半導体光増幅器６０から光が射出される部分に接続され、光ファイバＦＢ１０の他端は、半導体光増幅器６０に光を入射する部分に接続されており、半導体光増幅器６０から射出された光は、光ファイバＦＢ１０に射出され、再び半導体光増幅器６０に入射する。
このように、半導体光増幅器６０および光ファイバＦＢ１０で光路のループを形成することで、半導体光増幅器６０および光ファイバＦＢ１０が光共振器となり、半導体光増幅器６０に駆動電流が印加されることで、パルス状のレーザ光が生成される。

光分岐器６２は、光ファイバＦＢ１０の光路上に設けられ、光ファイバＦＢ１１とも接続している。光分岐器６２は、光ファイバＦＢ１０内を導波する光の一部を光ファイバＦＢ１１に分岐させる。
コリメータレンズ６４は、光ファイバＦＢ１１の他端、つまり光ファイバＦＢ１０と接続していない端部に配置され、光ファイバＦＢ１１から射出された光を平行光にする。
回折格子素子６６は、コリメータレンズ６４で生成された平行光の光路上に所定角度傾斜して配置されている。回折格子素子６６は、コリメータレンズ６４から射出される平行光を分光する。
光学系６７は、回折格子素子６６で分光された光の光路上に配置されている。光学系６７は、複数のレンズで構成されており、回折格子素子６６で分光された光を屈折させ、屈折させた光を平行光にする。
回転多面鏡６８は、光学系６７で生成された平行光の光路上に配置され、平行光を反射する。回転多面鏡６８は、図１中Ｒ１方向に等速で回転する回転体であり、回転軸に垂直な面が正八角形であり、平行光が照射される側面（八角形の各辺を構成する面）が照射された光を反射する反射面で構成されている。
回転多面鏡６８は、回転することで、各反射面の角度を光学系６７の光軸に対して変化させる。

光ファイバＦＢ１１から射出された光は、コリメータレンズ６４、回折格子素子６６、光学系６７を通り、回転多面鏡６８で反射される。反射された光は、光学系６７、回折格子素子６６、コリメータレンズ６４を通り、光ファイバＦＢ１１に入射する。
ここで、上述したように、回転多面鏡６８の反射面の角度が光学系６７の光軸に対して変化するため、回転多面鏡６８が光を反射する角度は時間により変化する。このため、回折格子素子６６により分光された光のうち、特定の周波数域の光だけが再び光ファイバＦＢ１１に入射する。ここで、光ファイバＦＢ１１に入射する特定の周波数域の光は、光学系６７の光軸と回転多面鏡６８の反射面との角度により決まるため、光ファイバＦＢ１１に入射する光の周波数域は、光学系６７の光軸と回転多面鏡６８の反射面との角度により変化する。

光ファイバＦＢ１１に入射した特定の周波数域の光は、光分岐器６２から光ファイバＦＢ１０に入射され、光ファイバＦＢ１０の光と合波される。これにより、光ファイバＦＢ１０に導光されるパルス状のレーザ光は、特定の周波数域のレーザ光となり、この特定周波数域のレーザ光Ｌａが光ファイバＦＢ３に射出される。
ここで、回転多面鏡６８が矢印Ｒ１方向に等速で回転しているため、再び光ファイバＦＢ１１に入射される光の波長λは、時間の経過に伴って一定の周期で変化する。これにより、光ファイバＦＢ３に射出されるレーザ光Ｌａの周波数も、時間の経過に伴った一定の周期で変化する。
光源ユニット１２は、このような構成であり、波長掃引されたレーザ光Ｌaを光ファイバＦＢ３側に射出する。

次に、干渉計１４は、分岐部２５と、合波部２６と、サーキュレータ２７ａ、２７ｂと、光路長調整部２８と、偏波コントローラ２９ａ、２９ｂと、干渉光検出部２０とを有する。
分岐部２５は、例えば２×２の光ファイバカプラで構成されており、光ファイバＦＢ３（ＦＢ３ｂ）、光ファイバＦＢ４、光ファイバＦＢ４’とそれぞれ光学的に接続されている。
分岐部２５は、光源ユニット１２から光ファイバＦＢ３（ＦＢ３ａおよびＦＢ３ｂ）を介して入射した光Ｌａを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割し、測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ４’に入射させ、参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ４に入射させる。

合波部２６は、例えば２×２の光ファイバカプラで構成されており、光ファイバＦＢ６、光ファイバＦＢ７、光ファイバＦＢ８（ＦＢ８ａ）、光ファイバＦＢ９（ＦＢ９ａ）とそれぞれ光学的に接続されている。
合波部２６は、光ファイバＦＢ６から入射された参照光Ｌ２ａと光ファイバＦＢ７から入射された戻り光を合波して第１干渉光４Ｌａおよび第２干渉光４Ｌｂを生成し、第１干渉光４Ｌａを光ファイバＦＢ８に入射させ、第２干渉光４Ｌｂを光ファイバＦＢ９に入射させる。

サーキュレータ２７ａは、光ファイバＦＢ４’、光ファイバＦＢ５（ＦＢ５ａ）、光ファイバＦＢ６と接続されており、所定の光ファイバから導波された光を所定の光ファイバに伝送する。具体的にはサーキュレータ２７ａは、分岐部２５から光ファイバＦＢ４’を介して導波される参照光Ｌ２を光ファイバＦＢ５に伝送し光路長調整部２８に導波し、また、光路長調整部２８で反射され、光ファイバＦＢ５を介して導波される参照光Ｌ２ａを光ファイバＦＢ６に伝送し偏波コントローラ２９ａに導波する。
サーキュレータ２７ｂは、光ファイバＦＢ４、光ファイバＦＢ２（ＦＢ２ａ）、光ファイバＦＢ７と接続されており、所定の光ファイバから導波された光を所定の光ファイバに伝送する。具体的には、サーキュレータ２７ｂは、分岐部２５から光ファイバＦＢ４を介して導波される測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ２に伝送し回転駆動部１８に導波し、また、回転駆動部１８から光ファイバＦＢ２を介して導波される戻り光Ｌ３を光ファイバ７に伝送し偏波コントローラ２９ｂに導波する。

光路長調整部２８は、光ファイバＦＢ５の参照光Ｌ２の射出側（すなわち、光ファイバＦＢ５の分岐部２５とは反対側の端部）に配置されている。
光路長調整部２８は、光ファイバＦＢ５から射出された光を平行光にする第１光学レンズ８０と、第１光学レンズ８０で平行光にされた光を集光する第２光学レンズ８２と、第２光学レンズ８２で集光された光を反射する反射ミラー８４と、第２光学レンズ８２および反射ミラー８４を支持する基台８６と、基台８６を光軸方向に平行な方向に移動させるミラー駆動機構８８とを有し、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変化させることで参照光Ｌ２、Ｌ２ａの光路長を調整する。

第１光学レンズ８０は、光ファイバＦＢ５のコアから射出された参照光Ｌ２を平行光にするとともに、反射ミラー８４で反射された参照光Ｌ２ａを光ファイバＦＢ５のコアに集光する。
また、第２光学レンズ８２は、第１光学レンズ８０により平行光にされた参照光Ｌ２を反射ミラー８４上に集光するとともに、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２ａを平行光にする。このように、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２とにより共焦点光学系が形成されている。

さらに、反射ミラー８４は、第２光学レンズ８２で集光される光の焦点に配置されており、第２光学レンズ８２で集光された参照光Ｌ２を反射する。
これにより、光ファイバＦＢ５から射出した参照光Ｌ２は、第１光学レンズ８０により平行光になり、第２光学レンズ８２により反射ミラー８４上に集光される。その後、反射ミラー８４により反射された参照光Ｌ２ａは、第２光学レンズ８２により平行光になり、第１光学レンズ８０により光ファイバＦＢ５のコアに集光される。

また、基台８６は、第２光学レンズ８２と反射ミラー８４とを固定し、ミラー移動機構８８は、基台８６を第１光学レンズ８０の光軸方向（図１矢印Ａ方向）に移動させる。
ミラー移動機構８８で、基台８６を矢印Ａ方向に移動させることで、第１光学レンズ８０と第２光学レンズ８２との距離を変更することができ、参照光Ｌ２、Ｌ２ａの光路長を調整することができる。
検出器３０ａは、光ファイバＦＢ８（ＦＢ８ａ）に設けられ、光ファイバＦＢ８を導波する第１干渉光Ｌ４ａの光強度を検出する。
また、検出器３０ｂは、光ファイバＦＢ９（ＦＢ９ａ）に設けられ、光ファイバＦＢ９を導波する第２干渉光Ｌ４ｂの光強度を検出する。

偏波コントローラ２９ａは、光ファイバＦＢ６に光学的に接続され、参照光Ｌ２ａの偏波方向を回転させる。また、偏波コントローラ２９ｂは、光ファイバＦＢ７に光学的に接続され、戻り光Ｌ３の偏波方向を回転させる。
ここで、偏波コントローラ２９ａ、２９ｂとしては、たとえば特開２００１−２６４２４６号公報等の公知の技術を用いることができる。
偏波コントローラ２９ａ、２９ｂにより、偏波方向を調整し、戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２とが合波部２６において合波されるときのそれぞれの偏波方向を一致させることにより、断層画像をより鮮明にすることができる。
ここで、偏波コントローラ２９ａ、２９ｂは、操作部により医師等が操作できるようにすることが好ましい。

干渉光検出部２０は、光ファイバＦＢ８、ＦＢ９と接続されており、第１検出部３０ａを通過した第１干渉光Ｌ４ａと第２検出部３０ｂを通過した第２干渉光Ｌ４ｂとの差分から干渉信号を検出（もしくは生成）する。
具体的には、干渉光検出部２０は、干渉光を光電変換して検出するフォトダイオード等の検出部と検出部で検出した値から差分を検出する差分アンプとからなっており、検出部で第１干渉光Ｌ４ａ、第２干渉光Ｌ４ｂを光電変換し、検出した値を差分アンプ７３に入力し、差分アンプ７３で差分を増幅することで干渉信号を生成する。
このように、第１干渉光Ｌ４ａと第２干渉光Ｌ４ｂの２つの干渉光をバランス検波することにより、干渉信号を増幅して出力しながら干渉信号以外の同相光雑音が除去することができ、断層画像の画質の向上を図ることができる。
また、干渉光検出部２０は、検出器３０ａおよび検出器３０ｂの検出結果に基づいて、検出する第１干渉光Ｌ４ａ及び第２干渉光Ｌ４ｂの光強度のバランスを調整する。
このように、検出器３０ａおよび検出器３０ｂの検出結果に基づいて、第１干渉光Ｌ４ａと第２干渉光Ｌ４ｂとの光強度のバランスを調整、具体敵意は強度を５０：５０とすることで、ホワイトノイズ成分を少なくし、Ｓ／Ｎ比を高くすることができる。

次に、光プローブ１６は、回転駆動部１８を介して、光ファイバＦＢ２と接続されており、光ファイバＦＢ２から、回転駆動部１８を介して、光ファイバＦＢ１に測定光Ｌ１が入射され、入射された測定光Ｌ１を光ファイバＦＢ１によって伝送して測定対象Ｓに照射し、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を取得し、取得した戻り光Ｌ３を光ファイバＦＢ１によって伝送して、回転駆動部１８を介して、光ファイバＦＢ２に射出するものである。
図５に示すように、この光プローブ１６は、プローブ外筒７０と、キャップ７２と、光ファイバＦＢ１と、バネ７４と、固定部材７６と、光学レンズ７８とを有する。

プローブ外筒（シース）７０は、可撓性を有する筒状の部材であり、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３が透過する材料からなっている。なお、プローブ外筒７０は、測定光Ｌ１および戻り光Ｌ３が通過する先端（回転駆動部１８と反対側の光ファイバＦＢ１の先端、以下、プローブ外筒７０の先端という）側の一部が全周に渡って光を透過する材料（透明な材料）で形成されていればよい。
キャップ７２は、プローブ外筒７０の先端に設けられ、プローブ外筒７０の先端を閉塞している。

光ファイバＦＢ１は、線状部材であり、プローブ外筒７０内にプローブ外筒７０に沿って収容されており、光ファイバＦＢ２から回転駆動部１８を介して射出された測定光Ｌ１を光学レンズ７８まで導波するとともに、測定光Ｌ１を測定対象Ｓに照射して光学レンズ７８で取得した測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を回転駆動部１８まで導波し、光ファイバＦＢ２に入射する。
ここで、光ファイバＦＢ１と光ファイバＦＢ２とは、回転駆動部１８によって接続されており、光ファイバＦＢ１の回転が光ファイバＦＢ２に伝達しない状態で、光学的に接続されている。また、光ファイバＦＢ１は、プローブ外筒７０に対して回転自在な状態で配置されている。
バネ７４は、光ファイバＦＢ１の外周に固定されている。また、光ファイバＦＢ１およびバネ７４は、回転駆動部１８に接続されている。

光学レンズ７８は、光ファイバＦＢ１の測定側先端（回転駆動部１８と反対側の光ファイバＦＢ１の先端）に配置されており、先端部が、光ファイバＦＢ１から射出された測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し集光するために略球状の形状で形成されている。
光学レンズ７８は、光ファイバＦＢ１から射出した測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し照射し、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３を集光し光ファイバＦＢ１に入射する。
固定部材７６は、光ファイバＦＢ１と光学レンズ７８との接続部の外周に配置されており、光学レンズ７８を光ファイバＦＢ１の端部に固定する。ここで、固定部材７６による光ファイバＦＢ１と光学レンズ７８の固定方法は、特に限定されず、接着剤により、固定部材７６と光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８を接着させて固定させても、ボルト等を用い機械的構造で固定してもよい。なお、固定部材７６は、上述したフェルール４１および４９と同様に、ジルコニアフェルールやメタルフェルールなど光ファイバの固定や保持や保護のために用いられるものであれば、如何なるものを用いても良い。

回転駆動部１８は、ロータリージョイント等であり、光ファイバＦＢ１を光ファイバＦＢ２に対して回転自在に保持し、光ファイバＦＢ１と光ファイバＦＢ２とを光学的に接続している。また、回転駆動部１８は、光ファイバＦＢ１及びバネ７４と接続されており、光ファイバＦＢ１及びバネ７４を回転させることで、光学レンズ７８をプローブ外筒１１に対し矢印Ｒ２方向に回転させる。また、回転駆動部１８は、回転エンコーダを備え（図示せず）、回転エンコーダからの信号に基づいて光学レンズ７８の位置情報（角度情報）から測定光Ｌ１の照射位置を検出する。つまり、回転している光学レンズ７８の回転方向における基準位置に対する角度を検出して、測定位置を検出する。

光プローブ１６及び回転駆動部１８は、以上のような構成であり、回転駆動部１８により光ファイバＦＢ１およびバネ７４が、図５中矢印Ｒ２方向に回転されることで、光学レンズ７８から射出される測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対し、矢印Ｒ２方向（プローブ外筒７０の円周方向）に対し走査しながら照射し、戻り光Ｌ３を取得する。
これにより、プローブ外筒７０の円周方向の全周において、測定対象Ｓを反射した戻り光Ｌ３を取得することができる。

次に、処理部２２は、干渉光検出部２０で検出した干渉信号から、測定位置における光プローブ１６と測定対象Ｓとの接触している領域、より正確には、光プローブ１６のプローブ外筒７０の表面と測定対象Ｓの表面とが接触しているとみなせる領域を検出し、さらに、干渉光検出部２０で検出した干渉信号から、断層画像を取得する。
図６に示すように、処理部２２は、干渉信号取得部９０と、Ａ／Ｄ変換部９２と、接触領域検出部９４と、断層画像生成部９６と、画像補正部９８とを有する。

干渉信号取得部９０は、干渉光検出部２０で検出された干渉信号を取得し、さらに、回転駆動部１８で検出された測定位置の情報、具体的には、回転方向における光学レンズ７８の位置情報から検出された測定位置の位置情報を取得し、干渉信号と測定位置の位置情報を対応付ける。
測定位置の位置情報が対応付けられた干渉信号は、Ａ／Ｄ変換部９２に送られる。
Ａ／Ｄ変換部９２は、干渉信号取得部９０で測定位置の位置情報と対応つけられたアナログ信号として出力されている干渉信号をデジタル信号に変換する。
測定位置の位置情報が対応付けられ、デジタル変換された干渉信号は、接触領域検出部９４および断層情報精生成部９６に送られる。

接触領域検出部９４は、Ａ／Ｄ変換部９２でデジタル信号に変換された干渉信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）にかけ干渉信号の周波数成分と強度との関係を取得し、検出した周波数成分と強度との関係の周波数成分と、深さ方向（回転中心から離れる方向）とを対応つけることで、深さ方向と強度との関係の情報を取得する。接触領域検出部９４は、深さ方向と強度との関係の情報から、測定光Ｌ１が透過する位置におけるプローブ外筒７０の表面の位置および測定光Ｌ１が透過する位置におけるプローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域を検出する。
このようにして接触領域検出部９４によって検出されたプローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域は、断層情報生成部９６に送られる。

断層情報取得部９６は、Ａ／Ｄ変換部９２でデジタル信号に変換された干渉信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）にかけて取得した周波数成分と強度との関係の情報を処理することで深さ方向の断層画像を取得する。
ここで、断層情報取得部９６は、接触領域検出部９８から送られた接触領域情報から、接触領域と判断された位置情報の干渉信号のみの断層画像を取得し、接触領域以外の位置情報の干渉信号は断層画像の取得を行わず、つまりＦＦＴやＦＦＴをかけた結果からの画像取得処理を行わず、マスク処理をする。

ここで、断層情報取得部９６における画像の生成について簡単に説明する。
測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されたとき、測定対象Ｓの各深さからの戻り光Ｌ３と参照光Ｌ２とがいろいろな光路長差をもって干渉しあう際の各光路長差ｌに対する干渉縞の光強度をＳ（ｌ）とすると、干渉光検出部２０において検出される干渉信号の光強度Ｉ（ｋ）は、
Ｉ（ｋ）＝∫_０ ^∞Ｓ（ｌ）［１＋ｃｏｓ（ｋｌ）］ｄｌ
で表される。ここで、ｋは波数、ｌは光路長差である。上式は波数ｋ＝ω／ｃを変数とする光周波数領域のインターフェログラムとして与えられていると考えることができる。このため、断層情報取得部９６において、干渉光検出部２０で検出したスペクトル干渉縞に高速フーリエ変換を施し、干渉光Ｌ４の光強度Ｓ（ｌ）を決定することにより、測定対象Ｓの測定開始位置からの距離情報と反射強度情報とを取得し、断層画像を生成することができる。

画像補正部９８は、断層画像生成部９６により生成された断層画像に対し、対数変換、ラジアル変換を施し、光学レンズ７８の回転中心を中心とした円形の画像とする。
さらに、画像補正部９８は、断層画像に対し、鮮鋭化処理、平滑化処理等を施すことにより画質を補正する。
画像補正部９８は、画質補正が施された断層画像を表示部２４に送信する。
ここで、断層画像の送信タイミングは特に限定されず、１ラインの処理が終わる毎に表示部に送信し、１ライン毎に書き換えて表示させてもよく、全ラインの処理（つまり、光学レンズを１周させて取得した画像の処置）が終了し１枚の円形の断層画像を形成した段階で送信してもよい。

表示部２４は、ＣＲＴや液晶表示装置等であり、画像補正部９８から送信された断層画像を表示する。
操作制御部３２は、キーボード、マウス等の入力手段と、入力された情報に基づいて各種条件を管理する制御手段とを有し、処理部２２および表示部２４に接続されている。操作制御部３２は、入力力手段からの入力されたオペレータの指示に基づいて、処理部２２の上述した閾値や各種処理条件等の入力、設定、変更や、表示部２４の表示設定の変更等を行う。なお、操作制御部３２は、操作画面を表示部２４に表示させてもよいし、別途表示部を設けて、操作画面を表示させてもよい。また、操作制御部３２で、光源ユニット１２、回転駆動部１８、干渉光検出部２０、光路長調整部２８ならびに検出部３０ａおよび３０ｂの動作制御や、各種条件の設定を行うようにしてもよい。
本発明の光断層画像化装置１０は、基本的に以上のように構成される。

次に、本発明の光断層画像化装置１０および本発明の光コネクタの作用について説明する。
まず、測定対象Ｓを測定した干渉光および干渉信号の取得方法について説明する。
まず、ミラー駆動機構８８で基台８６を矢印Ａ方向に移動させることにより、測定可能領域内に測定対象Ｓが位置するように光路長を調整し、設定する。
その後、光源ユニット１２からレーザ光Ｌａを射出する。射出されたレーザ光Ｌａは、分岐部２５により測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割される。この測定光Ｌ１は、光ファイバＦＢ４、サーキュレータ２７ｂ、光ファイバＦＢ２、回転駆動部１８及び光プローブ１６（光ファイバＦＢ１）を導波されて、測定対象Ｓに照射される。

この時、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８は、回転駆動部１８によって回転されているので、回転する光学レンズ７８によって体腔などの測定対象Ｓを全周に亘って測定光Ｌ１が照射されることになる。この時、回転駆動部１８では、ロータリエンコーダ（図示せず）などにより測定対称Ｓの測定位置の情報を検出する。

そして、測定対象Ｓの各深さ位置で反射された光が、戻り光Ｌ３として光プローブ１０に入射する。この時にも、回転駆動部１８によって、光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１および光学レンズ７８は回転されているので、測定対象Ｓの全周からの戻り光Ｌ３が、回転している光学レンズ７８に入射することになる。この戻り光Ｌ３は、光プローブ１６（光ファイバＦＢ１）、回転駆動部１８、光ファイバＦＢ２、サーキュレータ２７ｂおよび偏波コントローラ２９ｂを導波されて、合波部２６に入射される。

一方、参照光Ｌ２は、光ファイバＦＢ４’、サーキュレータ２７ａ及び光ファイバＦＢ５を導波されて光路長調整部２８に入射される。そして、光路長調整部２８により光路長が調整された参照光Ｌ２ａは、光ファイバＦＢ５、サーキュレータ２７ａ、光ファイバＦＢ７及び偏波コントローラ２９ａを導波されて、合波部２６に入射される。
そして、合波部２６に入射された、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３と光路長調整手段４０により光路長が調整された参照光Ｌ２ａとは合波され、第１干渉光Ｌ４ａ、第２干渉光Ｌ４ｂが生成される。
生成された第１干渉光Ｌ４ａ及び第２干渉光Ｌ４ｂは、干渉光検出部２０によって干渉信号として検出される。

ここで、上述したように、光コネクタ３４は、光ファイバＦＢ２の光ファイバＦＢ２ａと光ファイバＦＢ２ｂとの間、光ファイバＦＢ３の光ファイバＦＢ３ａと光ファイバＦＢ３ｂとの間、光ファイバＦＢ５の光ファイバＦＢ５ａと光ファイバＦＢ５ｂとの間、光ファイバＦＢ８の光ファイバＦＢ８ａと光ファイバＦＢ８ｂとの間、光ファイバＦＢ９の光ファイバＦＢ９ａと光ファイバＦＢ９ｂとの間に配置され、各光ファイバＦＢａと光ファイバＦＢｂとを光学的に接続させている。
光ファイバＦＢ２に配置された光コネクタ３４は、測定光Ｌ１と戻り光Ｌ３を導波し、光ファイバＦＢ３に配置された光コネクタ３４は、光Ｌａを導波し、光ファイバＦＢ５に配置された光コネクタ３４は、参照光Ｌ２、Ｌ２ａを導波し、光ファイバＦＢ８に配置された光コネクタ３４は、干渉光Ｌ４ａを導波し、光ファイバＦＢ９に配置された光コネクタ３４は、干渉光Ｌ４ｂを導波する。

以下、代表して、光ファイバＦＢ２の光ファイバＦＢ２ａと光ファイバＦＢ２ｂとの間に配置された光コネクタ３４を伝送される測定光Ｌ１及び戻り光Ｌ３について説明する。
まず、光ファイバＦＢ２ａによって光伝送され、光ファイバＦＢ２ａの傾斜端面から射出された測定光Ｌ１は、オスコネクタ３８のホルダ４０ｂに保持されたコリメータレンズ４２に入射し、コリメートされた後、メスコネクタ４６に取り付けられたホルダ４８ｂに保持されたコリメータレンズ５０に入射し、集光された後、メスコネクタ４６に取り付けられたホルダ４８ａに保持されている光ファイバＦＢ１の傾斜端面に入射し、光ファイバＦＢ２ｂ内に光伝送され、その後回転駆動部１８及び光プローブ１６に導波される。

ここで、測定対象Ｓからの戻り光Ｌ３は、光プローブ１６のプローブ外筒７０を透過して、回転している光学レンズ７８に入射され、光学レンズ７８から光プローブ１６内の光ファイバＦＢ１、回転駆動部１８を光伝送され、光ファイバＦＢ２ｂに入射される。
光コネクタ３４においては、光ファイバＦＢ２ｂの傾斜端面から射出された戻り光Ｌ３は、取付部３６のホルダ４８ｂに保持されたコリメータレンズ５０に入射し、コリメートされた後、固定部３５のホルダ４０ｂに保持されたコリメータレンズ４２に入射し、集光された後、固定部３５のホルダ４０ａに保持された光ファイバＦＢ２の傾斜端面に入射し、光ファイバＦＢ２ａを光伝送されて、その後サーキュレータ２７ｂに入射される。
この時、光コネクタ３４においては、光ファイバＦＢ２ａおよび光ファイバＦＢ２ｂの光を射出する端面が互いに、光軸に垂直な平面を対称軸として対称であり、且つ光軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜しているので、端面で反射した光が戻り光Ｌ３と共に導波されることを防止でき、戻り光Ｌ３の減衰を小さくして、ホワイトノイズを減らし、戻り光Ｌ３のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
また、他の位置に配置された光コネクタも同様に、端面で反射した光が本来伝送されている光と共に導波されることを防止でき、光の減衰を小さくして、ホワイトノイズを減らし、伝送されている光のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

次に、干渉光検出部２０で検出された干渉信号は、処理部２２に送られる。
処理部２２では、干渉信号取得部９０が、送られた干渉信号を取得するとともに、回転駆動部１８で検出された測定位置の情報を取得し、干渉信号と測定位置の位置情報を対応付ける。
次に、Ａ／Ｄ変換部９２では、干渉信号取得部９０で取得され、測定位置の位置情報と対応付けられた干渉信号をＡ／Ｄ変換し、アナログ信号の干渉信号をデジタル信号に変換する。測定位置の位置情報が対応付けられ、デジタル変換された干渉信号は、Ａ／Ｄ変換部９２から接触領域検出部９４および断層情報生成部９６に送られる。

接触領域検出部９４では、プローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域が検出され、検出されたプローブ外筒７０と測定対象Ｓとの接触領域の情報は、断層情報生成部９６に送られる。
一方、断層情報取得部９６では、Ａ／Ｄ変換部９２でデジタル信号に変換された干渉信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）にかけて取得した周波数成分と強度との関係の情報を、接触領域検出部９８から送られた接触領域情報から、接触領域と判断された位置情報の干渉信号のみについて処理することにより、接触領域についての深さ方向の断層画像を取得する。断層情報取得部９６で取得された断層画像は、画像補正部９８に送られる。

画像補正部９８では、断層画像生成部９６で生成された断層画像に対し、対数変換やラジアル変換が施され、光学レンズ７８の回転中心を中心とした円形の断層画像とされるるとともに、鮮鋭化処理や平滑化処理等が施され、画質が補正される。
画像補正部９８で画質補正が施された断層画像は、表示部２４に送信される。
表示部２４では、画像補正部９８から送信された画質補正後の断層画像が表示される。

また、上述した光断層画像化装置１０は、ＳＳ−ＯＣＴ（swept source−OCT）計測法により、測定対象との接触領域を検出し、測定対象の断層画像を取得しているが、本発明はこれに限定されず、他のＯＣＴ計測法を適用するものであっても良い。適用可能な他のＯＣＴ計測法として、例えば、ＳＤ−ＯＣＴ（spectral domain−OCT）計測法、ＴＤ−ＯＣＴ（time domain−OCT）計測法などをあげることができる。
また、光断層画像化装置１０のように、測定対象との接触領域を検出することで、検出した断層画像を診断等に好適に用いることができ、また、接触領域と非接触領域で異なる画像処理をし、接触領域の画質を維持しつつ処理する情報量を少なくすることができるが、本発明はこれに限定されず、接触領域を検出することなく、断層画像を取得してもよい。

以上、本発明に係る光コネクタおよびこれを用いる光断層画像化装置について種々の実施形態を揚げて詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。

例えば、上記実施形態では、光コネクタの固定部や取付部を一体として構成しているが、固定部側光ファイバと固定部側コリメータレンズとからなる固定部側光伝送系を一体として、また、取付部側光ファイバと取付部側コリメータレンズとからなる取付部側光伝送系を一体として構成でき、固定部側光伝送系を取付部側光伝送系に対して支持でき、固定部側光ファイバの端面と、取付部側光ファイバの端面とを光軸に垂直な平面を対称軸として対称形状とし、端面での反射光が本来伝送される光と合波されることを防止し、かつ、光の減衰を小さくして、ホワイトノイズを減らし、光（特に戻り光）のＳ／Ｎ比を向上させることができれば、どのような構成としても良いし、例えば、固定部のオスコネクタや取付部のメスコネクタなどの円板部や円管部や円筒部などの各構成要素を別々の部品として構成してもよい。
また、固定部と取付部との接続方法、接続機構も特に限定されず、種々の方法を用いることができる。さらに、固定部と取付部を確実に接続できるため締結ネジにより固定部と取付部とを固定することが好ましいが、本発明はこれに限定されず、締結ネジは必ずしも設けなくてもよい。
また、本実施形態では、光コネクタの光ファイバ及びフェルールとを、各部材が延在する方向（各部材の軸）が光軸と平行となるように光ファイバ及びフェルールを配置したが、これに限定されず、各部材の軸が光軸に対して所定角度傾斜するように光ファイバ及びフェルールを配置してもよい。

本発明の光コネクタを用いる本発明の光断層画像化装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す光コネクタの一実施形態の概略断面図である。 図２に示す光コネクタのオスコネクタとメスコネクタの概略構成を拡大して示す拡大斜視図である。 図２に示す光コネクタと光ファイバおよびコリメータレンズの位置関係の一例を説明するための説明図である。 図１に示す光断層画像化装置の光プローブの一実施形態の先端部を拡大して示す部分断面図である。 図１に示す光断層画像化装置の処理部の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 光断層画像化装置
１２ 光源ユニット
１４ 干渉計
１６ 光プローブ
１８ 回転駆動部
２０ 干渉光検出部
２２ 処理部
２４ 表示部
２５ 分岐部
２６ 合波部
２７ａ、２７ｂ サーキュレータ
２８ 光路長調整部
２９ａ、２９ｂ 偏波コントローラ
３０ａ，３０ｂ 検出部
３２ 制御操作部
３４ 光コネクタ
３５ 固定部
３６ 取付部
３８ オスコネクタ
４０ａ，４０ｂ，４８ａ，４８ｂ ホルダ
４１，４９ フェルール
４２，５０ コリメータレンズ
４６ メスコネクタ
５２ 締結ネジ
６０ 半導体光増幅器
６２ 光分岐器
６４ コリメータレンズ
６６ 回折格子素子
６７ 光学系
６８ 回転多面鏡（ポリゴンミラー）
７０ プローブ外筒
７２ キャップ
７４ バネ
７６ 固定部材
７８ 光学レンズ
８０ 第１光学レンズ
８２ 第２光学レンズ
８４ 反射ミラー
８６ 基台
８８ ミラー駆動機構
９０ 干渉信号取得部
９２ Ａ／Ｄ変換部
９４ 接触状態検出部
９６ 断層情報生成部
９８ 画像補正部
ＦＢ１，ＦＢ２，ＦＢ３，ＦＢ４，ＦＢ５，ＦＢ６，ＦＢ７，ＦＢ８，ＦＢ９ 光ファイバ
Ｓ 測定対象
θ１，θ２ 傾斜角度
θ３，θ４ 屈折角度
ｎ１，ｎ２，ｎ３ 屈折率
ｆ１，ｆ２ 焦点距離

Claims (3)

1. 測定対象の光断層画像を取得する光断層画像化装置に用いられる光コネクタであって、
   固定部と、
   前記固定部に固定的に支持され、その一方にその光軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する端面を持つ第１光ファイバと、
   この第１光ファイバの傾斜する端面と所定間隔離間して配置される第１コリメータレンズと、
   前記固定部に対して支持されている取付部と、
   この取付部に固定的に取り付けられ、前記第１コリメータレンズに対向して配置され、その光軸に垂直な平面に対して所定角度傾斜する端面を持つ第２光ファイバと、
   前記取付部に固定的に取り付けられ、前記第１コリメータレンズと前記第２光ファイバとの間に、前記第２光ファイバの傾斜する端面と所定間隔離間して配置される第２コリメータレンズとを有し、
   前記第１光ファイバおよび前記第２光ファイバは、それぞれフェルールによって支持され、それぞれのフェルールは、前記第１光ファイバおよび前記第２光ファイバの各傾斜端面と同じ平面をなす傾斜端面を有し、
   前記固定部は、外周面が先端に向かうに従って径が小さくなるテーパ形状である円筒形状の凸部を有し、且つ、前記取付部は、内周面が前記凸部の外周面と当接するテーパ形状である円筒形状の凹部を有し、前記取付部の前記凹部と前記固定部の前記凸部とが嵌合されることで、前記取付部が前記固定部に対して着脱可能に支持されると共に、前記第１光ファイバおよび前記第１コリメータレンズと、前記第２光ファイバおよび前記第２コリメータレンズとは、光軸に垂直な平面を対称面として対称に配置され、
   前記固定部の外周面に形成されたキーと前記取付部の内周面に沿って形成されたキー溝とから構成され、または、前記固定部の外周面に沿って形成されたキー溝と前記取付部の内周面に形成されたキーとから構成され、前記キーを前記キー溝に沿って移動させて前記凸部と前記凹部を嵌合させることにより前記固定部に対する前記取付部の光軸周り方向における位置を位置決めし、前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバの傾斜端面の光軸周り方向における相対的な位置を位置決めする位置決め機構と、
   前記取付部の外周面に形成されたネジ部と螺合することにより前記固定部を前記取付部に対して支持し、前記位置決め機構により位置決めされた前記固定部と前記取付部の嵌合を締結させる締結ネジとを有することを特徴とする光コネクタ。
2. 光源と、
   前記光源から射出された光を前記測定光と参照光に分岐する分岐手段と、
   前記測定光を前記測定対象まで導波するとともに前記測定対象からの戻り光を導波し、先端部に配置された測定部で前記測定対象に前記測定光を照射し、その戻り光を取得する光プローブと、
   前記光プローブの測定部を回転させる回転駆動部と、
   前記光プローブの前記測定部で検出された前記戻り光と、前記参照光を合波して干渉光を生成する合波部と、
   前記干渉光を干渉信号として検出する干渉光検出部と、
   前記干渉光検出部によって検出された前記干渉信号から前記光断層画像を取得する断層画像取得部と、
   前記光源と前記分岐手段、前記分岐手段と前記回転駆動部、前記回転駆動部と前記合波部、前記合波部と前記干渉光検出部のそれぞれを光学的に接続する接続手段とを有し、
   前記接続手段の少なくとも１つは、複数の光ファイバと、光ファイバと光ファイバとを接続する請求項１に記載された光コネクタとで構成されていることを特徴とする光断層画像化装置。
3. 前記光源は、一定の周期で波長を掃引しながら光を射出するものである請求項２に記載の光断層画像化装置。

Images