光学探头和光学测量方法技术

本发明专利技术提供一种光学测量方法以及适用于该方法的光学探头，其中，即使光学探头弯曲，仍然能够抑制检测灵敏度的波动。光学探头（10）设置有：光纤（11），其在近端（11a）与远端（11b）之间传送光；光学连接器（12），其与光纤（11）的近端（11a）侧耦合；聚焦光学系统（13）和偏转光学系统（14），其与光纤（11）的远端（11b）侧光学地耦合；以及支撑管（15）和护套管（16），其围绕光纤（11）并沿着光纤（11）延伸。光纤（11）以光纤的轴线为中心在1-50圈/m的圈数范围内扭转，由此固定到支撑管（15）上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用光学相干断层扫描(OCT)的方法来测量诸如血管等具有管腔形状的对象的管腔的断层构造的光学探头。
技术介绍
美国专利N0.6，445，939描述了 OCT作为用于测量具有管腔形状的对象的管腔的断层构造的方法并且描述了插入所述对象的管腔中并用于OCT测量的光学探头。关于OCT测量，与单模光纤的末端(远端)相连的渐变折射率光纤起到透镜的作用，并且构造成具有大于Imm的作业距离和小于100 μ m的光斑尺寸。因此，能够以小于100 μ m的空间分辨率来光学地测量内径大于Imm的对象。在OCT测量中，从光源输出的光被分成两路:照明光和基准光。光学探头用照明光来照射对象，将对象处因为照射而产生的向后反射光引导到光学检测器，并且将基准光引导到光学检测器。然后，光学检测器检测向后反射光与基准光的干涉光。分析部分析向后反射光的光谱并且获取对象内物质的分布信息作为图像信息。
技术实现思路
〈技术问题〉本专利技术旨在提供一种光学测量方法和适用于该光学测量方法的光学探头，该光学测量方法即使在光学探头发生弯曲的情况下仍然能够抑制检测灵敏度的变化。<技术方案>—种根据本专利技术的光学探头包括:(1)光纤,其在近端与远端之间传送光；(2)光学连接器，其与所述光纤的近端侧相连；(3)聚焦光学系统，其一端与所述光纤的远端相连，所述聚焦光学系统使从所述光纤的远端发出的光聚焦；(4)偏转光学系统，其与所述光纤的远端侧光学地相连，所述偏转光学系统使从所述光纤的远端发出的光偏转；(5)支撑管，其围绕所述光纤，沿着所述光纤延伸，在所述近端侧相对于所述光学连接器固定，并在所述远端侧相对于所述光纤、所述聚焦光学系统和所述偏转光学系统中的任意一者固定；以及(6)护套管，其围绕所述支撑管，沿着所述支撑管延伸，并能相对于所述光纤、所述光学连接器、所述聚焦光学系统、所述偏转光学系统和所述支撑管旋转。此外，所述光纤以所述光纤的轴线为中心在I圈/m至50圈/m的圈数(节距)范围内扭转，并固定于所述支撑管。所述偏转光学系统的一端可以与所述聚焦光学系统的另一端相连。可选地，一端被倾斜地切除的渐变折射率(GI)透镜可以形成所述聚焦光学系统和所述偏转光学系统两者。在本专利技术的光学探头中，所述支撑管可以具有多根线状体相绞合并扭转的构造，并且在没有从所述光学连接器导入旋转的自由状态下，所述光纤的扭转方向与所述支撑管的扭转方向可以彼此相反。一种采用上述光学探头、光源、偏振调节部、光分支部、光学检测器和分析部实施的根据本专利技术的光学测量方法，所述光源发射近红外光，所述偏振调节部将所述光源所发射的近红外光转换成圆偏振状态的近红外光并输出近红外光，所述光分支部将所述偏振调节部所输出的所述近红外光分成照明光和基准光这两路光并输出所述照明光和所述基准光，所述光学检测器检测所述近红外光，所述分析部分析所述近红外光的衰减光谱并获取分析结果作为图像信息；所述方法包括:利用照明光来照射对象，所述照明光从所述光分支部输出，进入所述光纤的近端并从所述光纤的远端射出；通过使照射所述对象而产生的向后反射光进入所述光纤的远端并从所述光纤的近端射出来把所述向后反射光引导到所述光学检测器，同时把从所述光分支部输出的所述基准光引导到所述光学检测器；利用所述光学检测器来检测所述向后反射光和所述基准光的干涉光；以及利用所述分析部来分析所述向后反射光的光谱，并获取所述对象中的物质的分布信息作为所述图像信息。在本专利技术的光学测量方法中，所述支撑管可以具有多根线状体相绞合并扭转而成的构造，在没有从所述光学连接器导入旋转的自由状态下，所述光纤的扭转方向与所述支撑管的扭转方向可以彼此相反，并且在所述光纤、所述光学连接器、所述聚焦光学系统、所述偏转光学系统和所述支撑管沿与所述支撑管的扭转方向相反的方向一起旋转的同时，可以利用所述照明光来扫描所述对象的内部。另外，可以通过使所述光纤、所述光学连接器、所述聚焦光学系统、所述偏转光学系统和所述支撑管一起旋转，使所述光纤在5圈/m至50圈/m的圈数范围内扭转。〈本专利技术的有益效果〉利用本专利技术，即使在光学探头发生弯曲的情况下仍然能够抑制检测灵敏度的变化。【附图说明】图1是根据本专利技术实施例的包括光学探头的OCT装置的概念图。图2是示出根据实施例的光学探头的内部构造的概念图。图3是根据实施例的光学探头中的支撑管的概念图。图4是示出基准扭转率和弯曲半径之间的关系的曲线图。【具体实施方式】下面参考附图来描述本专利技术的实施例。附图是出于解释的目的，而不意图限制本专利技术的范围。在附图中，相同的附图标记表示相同的部件，以避免重复的描述。各幅附图中的尺寸的比例不一定精确。使用现有光学探头的OCT装置存在如下问题:如果光学探头发生弯曲，则经由光学探头传播的照明光的偏振状态以及向后反射光的偏振状态改变，由此导致检测灵敏度变化。可以利用如下方法来解决上述问题:例如，对向后反射光的各种偏振状态进行检测。然而，该方法需要附加的检测器，并且增加了装置成本。图1是根据本专利技术实施例的包括光学探头10的OCT装置I的概念图。OCT装置I包括光学探头10和测量单元30，并获取对象3的光学相干断层扫描图像。光学探头10包括:光纤11，其在近端Ila与远端Ilb之间传送光；光学连接器12，其与光纤11的近端Ila侧相连；聚焦光学系统13和偏转光学系统14,其与光纤11的远端Ilb侧相连；以及支撑管15和护套管16，其围绕光纤11并且沿着光纤11延伸。光学连接器12与测量单元30光学地相连。测量单元30包括:光源31，其发射近红外光；偏振调节部38，其将光源31所发射的近红外光转换成偏振状态的近红外光并输出该近红外光；光分支部32，其将从偏振调节部38输出的近红外光分成照明光和基准光这两路光，并输出照明光和基准光；光学检测器33，其检测来自光分支部32的光；光学终端34，其输出从光分支部32到达的基准光；反射镜35，其将从光学终端34输出的基准光反射到光学终端34 ;分析部36，其分析光学检测器33所检测到的光的光谱；以及输出口 37，其输出分析部36所做分析的分析结果。在测量单元30中，光源31输出线偏振状态的近红外光，偏振调节部38将上述近红外光转换成圆偏振状态的近红外光。从偏振调节部38输出的圆偏振状态的近红外光被光分支部32分成照明光和基准光这两路光，并输出为照明光和基准光。从光分支部32输出的照明光经由光学连接器12入射到光纤11的近端Ila上，由光纤11引导，从远端Ilb射出，并且经由聚焦光学系统13和偏转光学系统14照射到对象3上。照明光照射到对象3上，由此产生的向后反射光经由偏转光学系统14和聚焦光学系统13入射到光纤11的远端Ilb上。然后，上述光由光纤11引导，从近端Ila射出，并经由光学连接器12及光分支部32与光学检测器33耦合。从光分支部32输出的基准光从光学终端34射出，被反射镜35反射，穿过光学终端34及光分支部32,并与光学检测器33稱合。在光学检测器33中，来自对象3的向后反射光与基准光发生干涉。光学检测器33检测干涉光。将干涉光的光谱输出到分析部36。分析部36分析干涉光的光谱，由此计算出对象I中相应点处的向后反射率的分布。基于计算结果来计算对象3的断层扫描图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学探头，包括：光纤，其在近端与远端之间传送光；光学连接器，其与所述光纤的近端侧相连；聚焦光学系统，其一端与所述光纤的远端相连，所述聚焦光学系统使从所述光纤的远端发出的光聚焦；偏转光学系统，其与所述光纤的远端侧光学地相连，所述偏转光学系统使从所述光纤的远端发出的光偏转；支撑管，其围绕所述光纤，沿着所述光纤延伸，在所述近端侧相对于所述光学连接器固定，并在所述远端侧相对于所述光纤、所述聚焦光学系统和所述偏转光学系统中的任意一者固定；以及护套管，其围绕所述支撑管，沿着所述支撑管延伸，并能相对于所述光纤、所述光学连接器、所述聚焦光学系统、所述偏转光学系统和所述支撑管旋转，其中，所述光纤以所述光纤的轴线为中心在1圈/m至50圈/m的圈数范围内扭转，并相对于所述支撑管固定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.21 JP 2012-0639841.一种光学探头，包括: 光纤，其在近端与远端之间传送光； 光学连接器，其与所述光纤的近端侧相连； 聚焦光学系统，其一端与所述光纤的远端相连，所述聚焦光学系统使从所述光纤的远端发出的光聚焦； 偏转光学系统，其与所述光纤的远端侧光学地相连，所述偏转光学系统使从所述光纤的远端发出的光偏转； 支撑管，其围绕所述光纤，沿着所述光纤延伸，在所述近端侧相对于所述光学连接器固定，并在所述远端侧相对于所述光纤、所述聚焦光学系统和所述偏转光学系统中的任意一者固定；以及 护套管，其围绕所述支撑管，沿着所述支撑管延伸，并能相对于所述光纤、所述光学连接器、所述聚焦光学系统、所述偏转光学系统和所述支撑管旋转， 其中，所述光纤以所述光纤的轴线为中心在I圈/m至50圈/m的圈数范围内扭转，并相对于所述支撑管固定。2.根据权利要求1所述的光学探头，其中， 所述偏转光学系统的一端与所述聚焦光学系统的另一端相连。3.根据权利要求1所述的光学探头，其中， 所述支撑管具有多根线状体相绞合并扭转的构造，并且` 在没有从所述光学连接器导入旋转的自由状态下，所述光纤的扭转方向与所述支撑管的扭转方向彼此相反。4.一种采用根据权利要求1所述的光学探头、光源、偏振调节部、光分支部、光学检测器和分析部实施的光学测量方法，所述光源发射近红外光，所述偏振调节部将所述光源所发...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川健美，平野充遥，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP