(57)【要約】  光学測定装置は、少なくとも一つのスペクトル成分を有する照射光を供給する光源と、光源によって基端から供給された光を先端に伝播し、先端から散乱体に光を照射する照射ファイバ３５と、先端から入射した散乱体からの戻り光を基端からそれぞれ出力し、長手方向の先端位置が互いに異なる受光ファイバ３６および受光ファイバ３７と、第１の受光ファイバの基端および第２の受光ファイバの基端から出力された光を検出する検出部と、検出部による検出結果をもとに散乱体の特性を測定する測定部と、を備える。
2012057150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
散乱体の特性を測定する光学測定装置において、
少なくとも一つのスペクトル成分を有する照射光を供給する光源と、
前記光源によって基端から供給された光を先端に伝播し、先端から前記散乱体に光を照射する照射ファイバと、
先端から入射した前記散乱体からの戻り光を基端からそれぞれ出力し、長手方向の先端位置が互いに異なる第１の受光ファイバおよび第２の受光ファイバと、
前記第１の受光ファイバの前記基端および前記第２の受光ファイバの前記基端から出力された光を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果をもとに前記散乱体の特性を測定する測定部と、
を備えることを特徴とする光学測定装置。
【請求項２】
前記照射ファイバの前記先端と、前記第１の受光ファイバの前記先端と、前記第２の受光ファイバの前記先端と、を被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
【請求項３】
前記キャップは、前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバの側面から見て、前記散乱体との接触面が傾斜することを特徴とする請求項２に記載の光学測定装置。
【請求項４】
前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバは、互いの光軸が平行になるように配置することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
【請求項５】
前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうち前記照射ファイバからより遠くに位置する受光ファイバの先端は、他方の受光ファイバの先端よりも長手方向において前記散乱体に近いことを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
【請求項６】
前記照射ファイバは、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうちの一方と側面で接し、
前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうちの他方は、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうちの前記一方と側面で接することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
【請求項７】
前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバは、それぞれの側面で互いに接することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
【請求項８】
前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバは、それぞれ複数のファイバを有することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
【請求項９】
前記光源は、インコヒーレント光源であることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
【請求項１０】
着脱自在に接続する測定用のプローブをさらに備え、
前記プローブは、前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバを有することを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
【請求項１１】
散乱体の特性を測定する光学測定装置において、
少なくとも一つのスペクトル成分を有する照射光を供給する光源と、
前記光源によって基端から供給された光を先端に伝播し、先端から前記散乱体に光を照射する照射ファイバと、
長手方向に移動可能であり、先端から入射した前記散乱体からの戻り光を基端から出力する受光ファイバと、
前記受光ファイバの基端から出力された光を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果をもとに前記散乱体の特性を測定する測定部と、
前記受光ファイバを、前記照射ファイバに対して長手方向へ相対的に移動する移動部と、
を備えることを特徴とする光学測定装置。
【請求項１２】
前記移動部は、前記受光ファイバの前記先端が第１の位置と、該受光ファイバの長手方向において前記第１の位置とは異なる第２の位置とになるように前記受光ファイバを移動させることができ、
前記検出部は、前記第１の位置において前記受光ファイバの前記先端から入射した戻り光と前記第２の位置において前記受光ファイバの前記先端から入射した戻り光とをそれぞれ検出し、
前記測定部は、前記第１の位置および前記第２の位置に対応する検出部による検出結果をもとに前記散乱体の特性を測定することを特徴とする請求項１１に記載の光学測定装置。
【請求項１３】
前記移動部は、前記受光ファイバの前記先端が前記照射ファイバの前記先端と長手方向において同じ位置あるいは前記照射ファイバの前記先端よりも前記照射ファイバの前記基端側の位置となるように前記受光ファイバを移動し、前記受光ファイバの前記先端が前記照射ファイバの前記先端から長手方向において突出するように前記受光ファイバを移動することを特徴とする請求項１２に記載の光学測定装置。
【請求項１４】
前記照射ファイバの前記先端と、前記受光ファイバの前記先端とを被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の光学測定装置。
【請求項１５】
前記キャップは、前記照射ファイバおよび前記受光ファイバの側面から見て、前記散乱体との接触面が傾斜することを特徴とする請求項１４に記載の光学測定装置。
【請求項１６】
前記照射ファイバおよび前記受光ファイバは、それぞれの光軸が平行になるように配置することを特徴とする請求項１１に記載の光学測定装置。
【請求項１７】
前記照射ファイバは、前記受光ファイバと側面で接することを特徴とする請求項１１に記載の光学測定装置。
【請求項１８】
前記光源は、インコヒーレント光源であることを特徴とする請求項１１に記載の光学測定装置。
【請求項１９】
着脱自在に接続する測定用のプローブをさらに備え、
前記プローブは、前記照射ファイバおよび前記受光ファイバを有することを特徴とする請求項１１に記載の光学測定装置。
【請求項２０】
散乱体の特性を測定する光学測定装置に着脱自在に接続する測定用のプローブにおいて、
前記光源によって基端から供給された光を先端に伝播し、先端から前記散乱体に光を照射する照射ファイバと、
先端から入射した前記散乱体からの戻り光を基端からそれぞれ出力し、長手方向の先端位置が互いに異なる第１の受光ファイバおよび第２の受光ファイバと、
を備えることを特徴とするプローブ。
【請求項２１】
前記照射ファイバの前記先端と、前記第１の受光ファイバの前記先端と、前記第２の受光ファイバの前記先端とを被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載のプローブ。
【請求項２２】
前記キャップは、前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバの側面から見て、前記散乱体との接触面が傾斜することを特徴とする請求項２１に記載のプローブ。
【請求項２３】
前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバは、互いの光軸が平行になるように配置することを特徴とする請求項２０に記載のプローブ。
【請求項２４】
前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうち前記照射ファイバからより遠くに位置する受光ファイバの先端は、他方の受光ファイバの先端よりも長手方向において前記散乱体に近いことを特徴とする請求項２０に記載のプローブ。
【請求項２５】
前記照射ファイバは、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうちの一方と側面で接し、
前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうちの他方は、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうちの前記一方と側面で接することを特徴とする請求項２０に記載のプローブ。
【請求項２６】
前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバは、それぞれの側面で互いに接することを特徴とする請求項２０に記載のプローブ。
【請求項２７】
前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバは、それぞれ複数のファイバを有することを特徴とする請求項２０に記載のプローブ。
【請求項２８】
散乱体の特性を測定する光学測定装置に着脱自在に接続する測定用のプローブにおいて、
基端から供給された光を先端に伝播し、先端から前記散乱体に光を照射する照射ファイバと、
長手方向に移動可能であり、先端から入射した前記散乱体からの戻り光を基端から出力する受光ファイバと、
を備えることを特徴とするプローブ。
【請求項２９】
前記照射ファイバの前記先端と前記受光ファイバの前記先端とを被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする請求項２８に記載のプローブ。
【請求項３０】
前記キャップは、前記照射ファイバおよび前記受光ファイバの側面から見て、前記散乱体との接触面が傾斜することを特徴とする請求項２９に記載のプローブ。
【請求項３１】
前記照射ファイバおよび前記受光ファイバは、それぞれの光軸が平行になるように配置することを特徴とする請求項２８に記載のプローブ。
【請求項３２】
前記照射ファイバは、前記受光ファイバと側面で接することを特徴とする請求項２８に記載のプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、散乱体の光学特性を測定する光学測定装置および測定用のプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空間コヒーレンス長の短いインコヒーレント光をプローブ先端から散乱体に照射し、その散乱光を測定することによって、散乱体の性状を検出するＬＥＢＳ（Ｌｏｗ−Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）技術を用いた光学測定装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。このような光学測定装置は、消化器等の臓器を観察する内視鏡と組み合わせることによって、散乱体である生体組織の光学測定を行なうことができる。このＬＥＢＳ技術を用いる場合には、散乱角度の異なる少なくとも２つの散乱光をそれぞれ受光する必要がある。【０００３】
従来においては、プローブの先端にレンズやビームスプリッタ等の光学素子を設けることによって所望の角度の散乱光を集光ファイバで取得する構成（たとえば、特許文献２参照）や、照明ファイバと集光ファイバとを一定距離離すことによって所望の角度の散乱光を取得する構成（たとえば、非特許文献１参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００７／１３３６８４号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／００３７０２４号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ  ２０１０  ＢｔｕＤ９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した光学測定装置は、内視鏡内部のチャネルを経由して被検体の体腔内に導入されることが多く、プローブの細径化が要求されている。しかしながら、特許文献２の構成では、所望の角度の散乱光を取得するためにプローブの先端にレンズやビームスプリッタ等の光学素子を設ける必要があったため、プローブ先端径が太くなり、プローブの細径化が困難になるという問題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、プローブの細径化を可能とする光学測定装置およびプローブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光学測定装置は、散乱体の特性を測定する光学測定装置において、少なくとも一つのスペクトル成分を有する照射光を供給する光源と、前記光源によって基端から供給された光を先端に伝播し、先端から前記散乱体に光を照射する照射ファイバと、先端から入射した前記散乱体からの戻り光を基端からそれぞれ出力し、長手方向の先端位置が互いに異なる第１の受光ファイバおよび第２の受光ファイバと、前記第１の受光ファイバの前記基端および前記第２の受光ファイバの前記基端から出力された光を検出する検出部と、前記検出部による検出結果をもとに前記散乱体の特性を測定する測定部と、を備えることを特徴とする。【０００９】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記照射ファイバの前記先端と、前記第１の受光ファイバの前記先端と、前記第２の受光ファイバの前記先端と、を被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする。【００１０】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記キャップは、前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバの側面から見て、前記散乱体との接触面が傾斜することを特徴とする。【００１１】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバは、互いの光軸が平行になるように配置することを特徴とする。【００１２】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうち前記照射ファイバからより遠くに位置する受光ファイバの先端は、他方の受光ファイバの先端よりも長手方向において前記散乱体に近いことを特徴とする。【００１３】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記照射ファイバは、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうちの一方と側面で接し、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうちの他方は、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうちの前記一方と側面で接することを特徴とする。【００１４】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバは、それぞれの側面で互いに接することを特徴とする。【００１５】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバは、それぞれ複数のファイバを有することを特徴とする。【００１６】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記光源は、インコヒーレント光源であることを特徴とする。【００１７】
また、本発明にかかる光学測定装置は、着脱自在に接続する測定用のプローブをさらに備え、前記プローブは、前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバを有することを特徴とする。【００１８】
また、本発明にかかる光学測定装置は、散乱体の特性を測定する光学測定装置において、少なくとも一つのスペクトル成分を有する照射光を供給する光源と、前記光源によって基端から供給された光を先端に伝播し、先端から前記散乱体に光を照射する照射ファイバと、長手方向に移動可能であり、先端から入射した前記散乱体からの戻り光を基端から出力する受光ファイバと、前記受光ファイバの基端から出力された光を検出する検出部と、前記検出部による検出結果をもとに前記散乱体の特性を測定する測定部と、前記受光ファイバを、前記照射ファイバに対して長手方向へ相対的に移動する移動部と、を備えることを特徴とする。【００１９】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記移動部は、前記受光ファイバの前記先端が第１の位置と、該受光ファイバの長手方向において前記第１の位置とは異なる第２の位置とになるように前記受光ファイバを移動させることができ、前記検出部は、前記第１の位置において前記受光ファイバの前記先端から入射した戻り光と前記第２の位置において前記受光ファイバの前記先端から入射した戻り光とをそれぞれ検出し、前記測定部は、前記第１の位置および前記第２の位置に対応する検出部による検出結果をもとに前記散乱体の特性を測定することを特徴とする。【００２０】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記移動部は、前記受光ファイバの前記先端が前記照射ファイバの前記先端と長手方向において同じ位置あるいは前記照射ファイバの前記先端よりも前記照射ファイバの前記基端側の位置となるように前記受光ファイバを移動し、前記受光ファイバの前記先端が前記照射ファイバの前記先端から長手方向において突出するように前記受光ファイバを移動することを特徴とする。【００２１】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記照射ファイバの前記先端と、前記受光ファイバの前記先端とを被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする。【００２２】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記キャップは、前記照射ファイバおよび前記受光ファイバの側面から見て、前記散乱体との接触面が傾斜することを特徴とする。【００２３】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記照射ファイバおよび前記受光ファイバは、それぞれの光軸が平行になるように配置することを特徴とする。【００２４】
また、本発明にかかる光学測定装置は、前記照射ファイバは、前記受光ファイバと側面で接することを特徴とする。【００２５】
また、本発明にかかる光学測定装置は、着脱自在に接続する測定用のプローブをさらに備え、前記プローブは、前記照射ファイバおよび前記受光ファイバを有することを特徴とする。【００２６】
また、本発明にかかるプローブは、散乱体の特性を測定する光学測定装置に着脱自在に接続する測定用のプローブにおいて、前記光源によって基端から供給された光を先端に伝播し、先端から前記散乱体に光を照射する照射ファイバと、先端から入射した前記散乱体からの戻り光を基端からそれぞれ出力し、長手方向の先端位置が互いに異なる第１の受光ファイバおよび第２の受光ファイバと、を備えることを特徴とする。【００２７】
また、本発明にかかるプローブは、前記照射ファイバの前記先端と、前記第１の受光ファイバの前記先端と、前記第２の受光ファイバの前記先端とを被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする。【００２８】
また、本発明にかかるプローブは、前記キャップは、前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバの側面から見て、前記散乱体との接触面が傾斜することを特徴とする。【００２９】
また、本発明にかかるプローブは、前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバは、互いの光軸が平行になるように配置することを特徴とする。【００３０】
また、本発明にかかるプローブは、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうち前記照射ファイバからより遠くに位置する受光ファイバの先端は、他方の受光ファイバの先端よりも長手方向において前記散乱体に近いことを特徴とする。【００３１】
また、本発明にかかるプローブは、前記照射ファイバは、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうちの一方と側面で接し、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうちの他方は、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバのうちの前記一方と側面で接することを特徴とする。【００３２】
また、本発明にかかるプローブは、前記照射ファイバ、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバは、それぞれの側面で互いに接することを特徴とする。【００３３】
また、本発明にかかるプローブは、前記第１の受光ファイバおよび前記第２の受光ファイバは、それぞれ複数のファイバを有することを特徴とする。【００３４】
また、本発明にかかるプローブは、散乱体の特性を測定する光学測定装置に着脱自在に接続する測定用のプローブにおいて、基端から供給された光を先端に伝播し、先端から前記散乱体に光を照射する照射ファイバと、長手方向に移動可能であり、先端から入射した前記散乱体からの戻り光を基端から出力する受光ファイバと、を備えることを特徴とする。【００３５】
また、本発明にかかるプローブは、前記照射ファイバの前記先端と前記受光ファイバの前記先端とを被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする。【００３６】
また、本発明にかかるプローブは、前記キャップは、前記照射ファイバおよび前記受光ファイバの側面から見て、前記散乱体との接触面が傾斜することを特徴とする。【００３７】
また、本発明にかかるプローブは、前記照射ファイバおよび前記受光ファイバは、それぞれの光軸が平行になるように配置することを特徴とする。【００３８】
また、本発明にかかるプローブは、前記照射ファイバは、前記受光ファイバと側面で接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、第１の受光ファイバおよび第２の受光ファイバとで長手方向の先端位置が互いに異なるため、照射ファイバと第１の受光ファイバおよび第２の受光ファイバとが近接した状態でも所望の散乱角の散乱光を取得でき、プローブの細径化を図ることができる。【００４０】
本発明によれば、受光ファイバが長手方向に移動可能であるため、照射ファイバに対して長手方向へ相対的に移動することによって、照射ファイバと受光ファイバとが近接した状態でも所望の散乱角の散乱光を取得でき、プローブの細径化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示すプローブの被検体内への挿入を説明する図である。
【図３】図３は、図１に示すプローブの先端部を長手方向に沿って切断した図である。
【図４】図４は、図３に示すプローブの先端面を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１にかかる光学測定装置が取得する散乱光を説明する図である。
【図６】図６は、従来技術にかかるプローブの先端部を長手方向に沿って切断した図である。
【図７】図７は、図６に示すプローブの先端面を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１の変形例１におけるプローブの先端部を説明する図である。
【図９】図９は、実施の形態１の変形例２におけるプローブの先端部を長手方向に沿って切断した図である。
【図１０】図１０は、図９に示すプローブの先端面を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１の変形例３におけるプローブの先端部を長手方向に沿って切断した図である。
【図１２】図１２は、図１１に示すプローブの先端面を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１の変形例４におけるプローブの先端部を長手方向に沿って切断した図である。
【図１４】図１４は、図１３に示すプローブをＡ−Ａ線で切断した切断面を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。
【図１６】図１６は、図１５に示すプローブの先端部を長手方向に沿って切断した図である。
【図１７】図１７は、図１６に示すプローブの先端面を示す図である。
【図１８】図１８は、図１６に示す受光ファイバの移動を説明する図である。
【図１９】図１９は、図１６に示す受光ファイバの移動を説明する図である。
【図２０】図２０は、実施の形態にかかる光学測定装置が取得する散乱光の角度分布を説明する図である。
【図２１】図２１は、図１５に示すプローブの先端部を長手方向に沿って切断した他の例を示す図である。
【図２２】図２２は、図２１に示す受光ファイバの移動を説明する図である。
【図２３】図２３は、図２１に示す受光ファイバの移動を説明する図である。
【図２４】図２４は、図１５に示す移動部を説明する斜視図である。
【図２５】図２５は、図１５に示す移動部の他の例を説明する斜視図である。
【図２６】図２６は、図１５に示す移動部の他の例を説明する斜視図である。
【図２７】図２７は、図２６に示す受光ファイバの移動を説明する図である。
【図２８】図２８は、図２６に示す受光ファイバの移動を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照して、この発明にかかる光学測定装置およびプローブの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率などは、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００４３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる光学測定装置１は、散乱体である生体組織等の測定対象物に対する光学測定を行って測定対象物の性状を検出する本体装置２と、被検体内に挿入される測定用のプローブ３とを備える。プローブ３は、基端から供給された光を先端から測定対象物に対して出射するとともに、先端から入射した測定対象物からの散乱光を、基端から本体装置２に出力する。
【００４４】
本体装置２は、電源２１、光源部２２、接続部２３、検出部２４、入力部２５、出力部２６および制御部２７を備える。
【００４５】
電源２１は、本体装置２の各構成要素に電力を供給する。
【００４６】
光源部２２は、測定対象物に照射する光を発する。光源部２２は、白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）またはキセノンランプ等のインコヒーレント光源と、一または複数のレンズを用いて実現される。光源部２２は、接続部２３を介して、測定対象物へ照射する少なくとも一つのスペクトル成分を有するインコヒーレント光をプローブ３に供給する。
【００４７】
接続部２３は、プローブ３の基端を本体装置２に着脱自在に接続する。接続部２３は、光源部２２が発する光をプローブ３に供給するとともに、プローブ３から出力された散乱光を検出部２４に出力する。接続部２３は、プローブ３の接続の有無に関する情報を制御部２７に出力する。
【００４８】
検出部２４は、プローブ３から出力された光であって測定対象物からの散乱光を検出光として検出する。検出部２４は、光検出器および分光器等を用いて実現される。検出部２４は、プローブ３から出力された散乱光を、接続部２３を介して検出し、検出した散乱光のスペクトル成分および強度等を測定する。検出部２４は、測定結果を制御部２７に出力する。
【００４９】
入力部２５は、プッシュ式のスイッチ等を用いて実現され、スイッチ等が操作されることによって、本体装置２の起動を指示する指示情報や他の各種指示情報を受け付けて制御部２７に入力する。
【００５０】
出力部２６は、光学測定装置１における各種処理に関する情報を出力する。出力部２６は、ディスプレイ、スピーカおよびモータ等を用いて実現され、画像情報、音声情報または振動を出力することによって、光学測定装置１における各種処理に関する情報を出力する。
【００５１】
制御部２７は、本体装置２の各構成要素の処理動作を制御する。制御部２７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリを用いて実現される。制御部２７は、本体装置２の各構成要素に対する指示情報やデータの転送等を行うことによって、本体装置２の動作を制御する。制御部２７は、検出部２４による検出結果をもとに測定対象物の性状を分析する分析部２７ａを有する。換言すれば、分析部２７ａは、測定部として機能する。
【００５２】
プローブ３は、複数の光ファイバを用いて実現される。プローブ３は、本体装置２の接続部２３に着脱自在に接続される基端部３１と、可撓性を有する可撓部３２と、光源部２２から供給された光が出射するとともに測定対象物からの散乱光が入射する先端部３３とを有する。
【００５３】
この光学測定装置１は、消化器等の臓器を観察する内視鏡と組み合わせることによって、光学測定を行なう。図２は、検査システムの構成と、プローブ３の取り付けを示す図である。図２において、操作部１３の側部より延伸する可撓性のユニバーサルコード１４は、光源装置５に接続するとともに、内視鏡４の先端部１６において撮像された被写体画像を処理する信号処理装置６に接続する。プローブ３は、被検体内に挿入された内視鏡４の体外部の操作部１３近傍のプローブ用チャネル挿入口１５から挿入される。プローブ３は、挿入部１２内部を通ってプローブ用チャネルと接続する先端部１６の開口部１７から先端部３３が突出する。これによって、プローブ３が被検体内部に挿入され、光学測定装置１は、光学測定を開始する。
【００５４】
次に、図１に示すプローブ３について説明する。図３は、図１に示すプローブ３の先端部３３を説明する図である。図３は、図１に示すプローブ３の先端部３３を長手方向に沿って切断した図である。図４は、図３に示すプローブ３の先端面３４を示す図である。
【００５５】
図３および図４に示すように、プローブ３は、照射ファイバ３５、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７を有する。これら照射ファイバ３５、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７は、それぞれファイバ側面が遮光と傷防止のための被服層で覆われているものとする。
【００５６】
照射ファイバ３５は、光源部２２によって基端から供給された光を先端に伝播し、先端から対象物３９に光Ｌｉを照射する。第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７は、それぞれの先端から入射した対象物３９からの戻り光である散乱光を基端からそれぞれ出力する。検出部２４は、第１の受光ファイバ３６の基端および第２の受光ファイバ３７の基端から出力された光を検出する。
【００５７】
図３に示すように、照射ファイバ３５、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７は、それぞれの光軸が平行になるように長手方向に沿って互いに平行に配置する。図４に示すように、照射ファイバ３５は、第１の受光ファイバ３６と側面で接し、第２の受光ファイバ３７は、第１の受光ファイバ３６と側面で接する。すなわち、照射ファイバ３５は、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７のうちの一方と側面で接し、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７のうちの他方は、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７のうちの一方と側面で接する。
【００５８】
そして、第１の受光ファイバ３６と第２の受光ファイバ３７とは、長手方向の先端位置が互いに異なる。図３に示す例では、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７のうち照射ファイバ３５より遠くに位置する第２の受光ファイバ３７の先端は、他方の第１の受光ファイバ３６の先端よりも、長手方向において対象物３９に近い。言い換えると、第１の受光ファイバ３６の先端と対象物３９との距離Ｓｓは、第２の受光ファイバ３７の先端と対象物３９との距離Ｓｂよりも大きくなるように、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７の先端位置は設定されている。すなわち、第２の受光ファイバ３７の先端は、第１の受光ファイバ３６の先端よりも、長手方向において、対象物３９側に突出している。なお、図３に示す例では、第１の受光ファイバ３６の先端は、照射ファイバ３５の先端と揃うように設定されている。
【００５９】
ここで、ＬＥＢＳ技術を用いる場合、図５の散乱光強度の散乱角依存性を示す曲線Ｐｓのように、散乱光の干渉成分のピーク値Ａｓおよび干渉に寄与していないベースラインのベース値Ａｂを取得して分析を行なう。このため、ＬＥＢＳ技術を用いて対象物の特性を測定する光学測定装置においては、散乱角θの異なる少なくとも２つの散乱光をそれぞれ受光する必要がある。たとえば、散乱光の干渉成分のピーク値Ａｓを取得するには、散乱角θがほぼ０°に近い散乱角θ１の散乱光を受光する。また、ベースラインのベース値Ａｂを取得するためには、少なくとも１°よりも大きい散乱角θ２の散乱光を受光する。
【００６０】
実施の形態１では、第１の受光ファイバ３６は、照射ファイバ３５に接し、照射ファイバ３５から照射された光に限りなく近い角度で散乱反射した光が入射する。このため、第１の受光ファイバ３６は、散乱光の干渉成分のピーク値Ａｓに対応する散乱角θ１の散乱光Ｌｓが、先端に入射する。
【００６１】
そして、第２の受光ファイバ３７の先端は、第１の受光ファイバ３６の先端よりも、長手方向において、対象物３９側に突出しているため、散乱角θ１よりも散乱角の大きいベース値Ａｂに対応する散乱角θ２の散乱光Ｌｂが入射する。このように、各受光ファイバに入射する散乱光の散乱角θは、受光ファイバ先端と対象物３９との距離によって決めることができる。
【００６２】
図６は、従来技術にかかるプローブ１０３の先端部１３３を長手方向に沿って切断した図である。図７は、図６に示すプローブ１０３の先端面１３４を示す図である。従来においては、図６および図７のプローブ１０３に示すように、対象物３９への照射光Ｌｉを発する照射ファイバ１３５側面で近接する第１の受光ファイバ１３６を設けて、散乱角θ１の散乱光Ｌｓを取得していた。そして、従来においては、照射ファイバ１３５の側面と一定距離Ｗだけ離れるように第２の受光ファイバ１３７を設けることによって、散乱角θ２の散乱光Ｌｂを取得していた。
【００６３】
したがって、従来においては、所望の角度の散乱光を取得するため、照射ファイバ１３５と第２の受光ファイバ１３７とを一定距離離さなくてはいけなかったため、プローブ１０３の細径化にも限界があった。
【００６４】
これに対し、実施の形態１においては、第２の受光ファイバ３７の先端が、第１の受光ファイバ３６の先端よりも、長手方向へ対象物３９側に突出させた状態で各ファイバを配置している。これによって、照射ファイバ３５と第２の受光ファイバ３７とが近接した状態でも散乱角θ２の散乱光Ｌｂを取得可能である。このため、実施の形態１によれば、散乱角θ２の散乱光Ｌｂを取得する第２の受光ファイバ３７を照射ファイバ３５に近接して配置できるため、プローブ３の細径化を図ることができる。
【００６５】
なお、実施の形態１では、照射ファイバ３５の先端位置と第１の受光ファイバ３６の先端位置とを揃えた場合を例に説明したが、これに限らない。受光ファイバ３６の先端位置が照射ファイバ３５の先端位置よりも長手方向においてプローブ３の基端側に位置するように第１の受光ファイバ３６を配置して、０°にさらに近い散乱角の散乱光を取得できるようにしてもよい。
【００６６】
（実施の形態１の変形例１）
次に、実施の形態１の変形例１について説明する。図８は、実施の形態１の変形例１におけるプローブの先端部を説明する図である。図８は、実施の形態１の変形例１におけるプローブの先端部を長手方向に沿って切断した図である。
【００６７】
図８に示すように、実施の形態１の変形例１におけるプローブ３Ａは、照射ファイバ３５の先端、第１の受光ファイバ３６の先端、および、第２の受光ファイバ３７の先端を被覆する１つのキャップ４０をさらに備える。
【００６８】
ここで、照明光の空間コヒーレンス長は、光の波長をλ、照射ファイバの光出射面から対象物までの距離をＳ、ファイバのコア直径をＤとした場合、（λ・Ｓ）／（π・Ｄ）となる。照射ファイバ３５の先端面と対象物３８との距離は、安定した空間コヒーレンス長での光照射を行うため一定化させることが望ましい。
【００６９】
このキャップ４０は、照射ファイバ３５と対象物との距離を固定させて、空間コヒーレンス長を確実に一定化させた状態で光を照射できるようにしている。さらに、キャップ４０は、第１の受光ファイバ３６と対象物３９との距離Ｓｓおよび第２の受光ファイバ３７と対象物３９との距離Ｓｂも固定させて、所定の散乱角度の光を安定して受光できるようにしている。また、キャップ４０底面で対象物３９表面を平坦化させているため、対象物３９の表面の凹凸形状の影響もない状態で測定できる。
【００７０】
さらに、図８に示すように、キャップ４０は、照射ファイバ３５、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７の側面から見た場合、対象物３９との接触面である底面が傾斜する。この底面の傾斜によって、照射ファイバ３５から照射した光に対するキャップ４０底面表面での反射光は、経路Ｌｒのように、第１の受光ファイバ３６の先端に対する方向および第２の受光ファイバ３７の先端に対する方向とは異なる方向に反射する。このため、取得対象の散乱光以外の光であってゴーストやフレアの起因となる反射光が第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７に入射することを抑制することができる。
【００７１】
（実施の形態１の変形例２）
図９は、実施の形態１の変形例２におけるプローブの先端部を説明する図である。図９は、実施の形態１の変形例２におけるプローブ３Ｂの先端部３３Ｂを長手方向に沿って切断した図である。図１０は、図９に示すプローブ３Ｂの先端面３４Ｂを示す図である。
【００７２】
図９および図１０のプローブ３Ｂのように、照射ファイバ３５、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７は、側面がそれぞれ離間した状態で配置する。このように、照射ファイバ３５、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７は、必ずしもいずれかと側面で接していなくともよく、散乱角θ１の散乱光Ｌｓが第１の受光ファイバ３６先端に入射し、散乱角θ２の散乱光Ｌｂが第２の受光ファイバ３７の先端に入射するように、照射ファイバ３５、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７の配置を調整すればよい。
【００７３】
（実施の形態１の変形例３）
図１１は、実施の形態１の変形例３におけるプローブの先端部を説明する図である。図１１は、実施の形態１の変形例３におけるプローブ３Ｃの先端部３３Ｃを長手方向に沿って切断した図である。図１２は、図１１に示すプローブ３Ｃの先端面３４Ｃを示す図である。
【００７４】
図１１および図１２に示すように、照射ファイバ３５、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７は、それぞれの側面で互いに接する。すなわち、各ファイバの光軸が同一平面上になくともよい。
【００７５】
このように照射ファイバ３５、第１の受光ファイバ３６および第２の受光ファイバ３７を配置した場合には、さらにプローブ３Ｃの細径化を図ることができる。
【００７６】
（実施の形態１の変形例４）
図１３は、実施の形態１の変形例４におけるプローブの先端部を説明する図である。図１３は、実施の形態１の変形例４におけるプローブ３Ｄの先端部３３Ｄを長手方向に沿って切断した図である。図１４は、図１３に示すプローブ３ＤをＡ−Ａ線で切断した切断面を示す図である。
【００７７】
図１３および図１４に示すように、実施の形態１の変形例４におけるプローブ３Ｄは、散乱角θ１の散乱光Ｌｓが入射する位置に先端が位置するように、複数の第１の受光ファイバ３６を配置する。そして、プローブ３Ｄは、散乱角θ２の散乱光Ｌｂが入射する位置に先端が位置するように、複数の第２の受光ファイバ３７を配置する。
【００７８】
このように、複数のファイバによって構成されるファイバ群を用いることによって、同じ角度の散乱光をより多く取得することができる。
【００７９】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。１本の受光ファイバの先端位置を移動することによって、異なる散乱角の散乱光を取得する。図１５は、実施の形態２にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。
【００８０】
図１５に示すように、実施の形態２にかかる光学測定装置２０１は、図１に示す本体装置２に代えて、本体装置２０２を有し、図１に示すプローブ３に代えて、プローブ２０３を有する。
【００８１】
本体装置２０２は、プローブ２０３から出力された散乱光を検出部２４に出力する接続部２２３を有し、制御部２７と同様の機能を有する制御部２２７を有する。プローブ２０３は、プローブ３と同様に、本体装置２０２の接続部２２３に着脱自在に接続される基端部２３１と、可撓性を有する可撓部２３２と、光源部２２から供給された光が出射するとともに測定対象物からの散乱光が入射する先端部２３３とを有する。プローブ２０３は、照射ファイバ３５とともに、長手方向に移動可能であり、先端から入射した対象物からの散乱光を基端から出力する受光ファイバ２３６（図１６参照）を有する。そして、プローブ２０３は、受光ファイバ２３６を、照射ファイバ３５に対して長手方向へ相対的に移動する移動部３５０を有する。
【００８２】
図１６は、図１５に示すプローブ２０３の先端部２３３を説明する図である。図１６は、図１５に示すプローブ２０３の先端部２３３を長手方向に沿って切断した図である。図１７は、図１６に示すプローブ２０３の先端面２３４を示す図である。
【００８３】
図１６および図１７に示すように、照射ファイバ３５および受光ファイバ２３６は、それぞれの光軸が平行になるように長手方向に沿って互いに平行に配置する。図１７に示すように、照射ファイバ３５は、受光ファイバ２３６と側面で接する。
【００８４】
受光ファイバ２３６は、図１６の矢印Ｙ２０のように、移動部３５０の移動処理によって、プローブ２０３内の光軸方向に相当する長手方向に沿って進退双方向に移動可能である。図１８の矢印Ｙ２１のように、移動部３５０の移動処理によって、受光ファイバ２３６は、受光ファイバ２３６の先端が照射ファイバ３５の先端よりも照射ファイバ３５の基端側の位置となるように受光ファイバを移動する。この場合、受光ファイバ２３６の先端には、散乱角θがほぼ０°に近い散乱角θ１の散乱光Ｌｓｓが入射する。検出部２４は、受光ファイバ２３６の基端から出力された散乱角θ１の散乱光Ｌｓｓを検出し、分析部２７ａは、散乱光の干渉成分のピーク値Ａｓを取得する。なお、受光ファイバ２３６は、散乱角θ１の散乱光Ｌｓｓが入射するのであれば、移動部３５０は、受光ファイバ２３６の先端が照射ファイバの先端と長手方向において同じ位置となるように受光ファイバ２３６を移動してもよい。
【００８５】
次に、図１９の矢印Ｙ２２のように、受光ファイバ２３６は、移動部３５０の移動処理によって、受光ファイバ２３６の光軸方向の先端が照射ファイバ３５の先端から長手方向へ突出するように移動する。この場合、受光ファイバ２３６の先端には、散乱角θがほぼ１°よりも大きい散乱角θ２の散乱光Ｌｓｂが入射する。検出部２４は、受光ファイバ２３６の基端から出力された散乱角θ２の散乱光Ｌｓｂを検出し、分析部２７ａは、干渉に寄与していないベースラインのベース値Ａｂを取得する。分析部２７ａは、このように取得した、干渉に寄与していないベースラインのベース値Ａｂと、散乱光Ｌｓｂの干渉成分のピーク値Ａｓとをもとに、対象物３９の性状を分析する。
【００８６】
このように、実施の形態２においては、移動部３５０は、受光ファイバ２３６の先端が第１の位置と、該受光ファイバ２３６の長手方向において第１の位置とは異なる第２の位置とになるように受光ファイバ２３６を移動させることができる。検出部２４は、第１の位置において受光ファイバ２３６の先端から入射した戻り光と第２の位置において受光ファイバ２３６の先端から入射した戻り光とをそれぞれ検出する。分析部２７ａは、第１の位置および第２の位置に対応する検出部２４による検出結果をもとに対象物の特性を測定する。
【００８７】
したがって、実施の形態２においては、受光ファイバ２３６を長手方向に移動させることによって、１本の受光ファイバ２３６および１つの光検出器で複数角の散乱光を取得可能であるため、実施の形態１よりも受光ファイバの本数を減らせる。したがって、実施の形態２によれば、プローブ２０３の細径化をさらに図ることができる。
【００８８】
また、実施の形態２においては、受光ファイバ２３６先端の長手方向への移動位置を調整することによって、図２０に示すように、散乱角θ１から、対象物３９に近接した位置に対応する散乱角θｎまでの角度範囲Ｓｎであれば、いずれの散乱角の散乱光も取得できる。したがって、実施の形態２によれば、複数の散乱光強度プロファイルの取得が可能である。
【００８９】
なお、実施の形態２においても、図２１に示すプローブ２０３Ａのように、照射ファイバ３５の先端と受光ファイバ２３６の先端とを被覆する１つのキャップ４０をさらに備えてもよい。図２２の矢印のように受光ファイバ２３６が基端側に移動したときは、キャップ４０によって、対象物３９の表面の凹凸形状の影響をなくせるとともに、受光ファイバ２３６の先端と対象物３９との距離も安定化できる。このため、散乱角θ１の散乱光Ｌｓｓを安定して受光できる。また、図２３の矢印のように受光ファイバ２３６が照射ファイバ３５の先端よりも突出するように移動したときも同様に、キャップ４０によって、対象物３９の表面形状の影響もなくせるとともに受光ファイバ２３６の先端と対象物３９との距離も安定化できる。この場合にも、散乱角θ２の散乱光Ｌｓｂを安定して受光できる。
【００９０】
次に、移動部３５０について説明する。図２４は、図１５に示す移動部３５０を説明する斜視図である。図２４に示すように、移動部３５０は、内部において、受光ファイバ２３６の基端側の一部を固定部材３５３で固定接続して固定端とし、先端を自由端として、回転軸３５１に受光ファイバ２３６を巻き取る構成を有する。この回転軸３５１は、モータ等によって構成される回転駆動部３５２の駆動によって矢印Ｙ３０のように回転する。回転駆動部３５２は、たとえば、図示しない入力スイッチを有し、この入力スイッチが操作されることによって、受光ファイバ２３６を巻き取る方向に回転軸３５１を回転させ、または、受光ファイバ２３６の巻き取りを緩める方向に回転軸３５１を回転させる。プローブ２０３の先端において、照射ファイバ３５の先端位置と受光ファイバ２３６の先端位置とが揃っている場合を基準とする。そして、そこから、受光ファイバ２３６を回転軸３５１の回転によって、巻き取ったり、巻き取りを緩めたりすることによって、受光ファイバ２３６を矢印Ｙ３１のように長手方向に移動させる。また、図２５の移動部３５０Ｂのように、矢印Ｙ３２に示すハンドル３５４の回転に連動して回転軸３５１が回転する構成としてもよい。回転駆動部３５２の駆動は、操作部１３または入力部２５からの指示に基づいて、所望の角度での散乱光を受光できるような位置に駆動するよう、制御部２７により制御される構成になっている。
【００９１】
また、受光ファイバ２３６を移動させるには、受光ファイバ２３６が接続する検出部２４ごと移動させてもよい。図２６に示すように、本体装置２０２Ｃに、検出部２４を移動させるアクチュエータなどによって構成される移動機構３５０Ｃを設ける。この移動機構３５０Ｃの駆動は、操作部１３または入力部２５からの指示に基づいて、所望の角度での散乱光を受光できるような位置に駆動するよう、制御部２７により制御される構成になっている。そして、図２７の矢印Ｙ４１のように、移動機構３５０Ｃの移動処理によって検出部２４を本体装置２０２ｃの接続部から遠ざけた場合、この移動に連動して受光ファイバ２３６の先端も矢印Ｙ４２のように基端側に移動する。これによって、受光ファイバ２３６は、先端において散乱角θ１の散乱光Ｌｓｓを受光できる。また、図２８の矢印Ｙ４３のように、移動機構３５０Ｃの移動処理によって検出部２４を本体装置２０２Ｃの接続部側に近づけた場合、この移動に連動して受光ファイバ２３６の先端も矢印Ｙ４４のように照射ファイバ３５の先端位置よりも対象物３９側に突出する。これによって、受光ファイバ２３６は、先端において散乱角θ２の散乱光Ｌｓｂを受光できる。この場合においても、プローブ２０３Ａ先端にキャップ４０を設けて、対象物３９の表面の凹凸形状の影響をなくすとともに、受光ファイバ２３６の先端と対象物３９との距離を安定化してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１，２０１  光学測定装置
２，２０２，２０２C  本体装置
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，１０３，２０３，２０３Ａ  プローブ
４  内視鏡
５  光源装置
６  信号処理装置
１２  挿入部
１３  操作部
１４  ユニバーサルコード
１５  プローブ用チャネル挿入口
１６  先端部
１７  開口部
２１  電源
２２  光源部
２３，２２３  接続部
２４  検出部
２５  入力部
２６  出力部
２７，２２７  制御部
２７ａ  分析部
３１，２３１  基端部
３２，２３２  可撓部
３３，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，１３３，２３３  先端部
３４，３４Ｂ，３４Ｃ，１３４，２３４  先端面
３５，１３５  照射ファイバ
３６，３７，１３６，１３７，２３６  受光ファイバ
３９  対象物
４０  キャップ
３５０，３５０Ｂ  移動部
３５０Ｃ  移動機構
３５１  回転軸
３５２  回転駆動部
３５３  固定部材
３５４  ハンドル
【図１】
2012057150.tif 000003
【図２】
2012057150.tif 000004
【図３】
2012057150.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012057150.tif 000007
【図６】
2012057150.tif 000008
【図７】
2012057150.tif 000009
【図８】
2012057150.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2012057150.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2012057150.tif 000030
【国際調査報告】
2012057150.tif 000031
2012057150.tif 000032
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