(57)【要約】      （修正有）【課題】後方散乱光を利用して散乱体内部の観察対象の情報を取得する際に複数の画素で撮像される２次元画像において所望の深度に対応する適切な画素領域を選択可能にする。【解決手段】散乱媒質６の内部に観察対象７を含んでなる散乱体８の表面に観察対象と散乱媒質とで光学特性の異なる光を照射する手段と光照射手段１０により散乱体表面の任意の光照射位置に照射された光の後方散乱光を複数の画素を含んでなる撮像面を用いて２次元画像として撮像する手段１１と、散乱体の表面において光照射位置から一定の位置関係にある後方散乱光を検出するために、入射する撮像面上の画素で構成される画素領域を２次元画像において決定する画素領域決定手段と、画素領域を構成する各画素からの光強度情報から、散乱体内部の断層画像を構築する画像構築手段とを備える。【選択図】図１
2010060330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
散乱媒質の内部に観察対象を含んでなる散乱体の表面に、観察対象と散乱媒質とで光学特性の異なる光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段により前記散乱体表面の任意の光照射位置に照射された光の後方散乱光を、複数の画素を含んでなる撮像面を用いて２次元画像として撮像する撮像手段と、
前記散乱体の表面において前記光照射位置から一定の位置関係にある後方散乱光検出領域から放出される後方散乱光を前記撮像手段により検出するために、前記後方散乱光検出領域から放出された散乱光が入射する前記撮像面上の画素で構成される画素領域を、前記２次元画像において決定する画素領域決定手段と、
前記画素領域を構成する各画素からの光強度情報から、前記散乱体内部の断層画像を構築する画像構築手段とを備える散乱体内部観察装置。
【請求項２】
前記画素領域決定手段は、撮像素子先端から散乱体までの距離を測定する測距手段により測定された距離に基づいて画素領域が決定されることを特徴とする、請求項１に記載の散乱体内部観察装置。
【請求項３】
前記画素領域決定手段は、前記撮像手段で撮像される範囲内に配置された指標の像の大きさに基づいて画素領域が決定されることを特徴とする、請求項１に記載の散乱体内部観察装置。
【請求項４】
前記指標は処置具の一部である、請求項３に記載の散乱体内部観察装置。
【請求項５】
前記画素領域決定手段は、照射される光の画像内での強度分布の情報に基づいて前記画素領域が決定されることを特徴とする、請求項１に記載の散乱体内部観察装置。
【請求項６】
散乱媒質の内部に観察対象を含んでなる散乱体の表面に、観察対象と散乱媒質とで光学特性の異なる光を照射する工程と、
前記光照射手段により前記散乱体表面の任意の光照射位置に照射された光の後方散乱光を、複数の画素を含んでなる撮像面を用いて２次元画像として撮像する工程と、
前記散乱体の表面において前記光照射位置から一定の位置関係にある後方散乱光検出領域から放出される後方散乱光を前記撮像手段により検出するために、前記後方散乱光検出領域から放出された散乱光が入射する前記撮像面上の画素で構成される画素領域を、前記２次元画像において決定する工程と、
前記画素領域を構成する各画素からの光強度情報から、前記散乱体内部の断層画像を構築する工程とを含む散乱体内部観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いる非侵襲方法で散乱体内部を観察する散乱体内部観察装置および観察方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体等の散乱体の内部を観察するには様々な手法がある。その１つである光を用いた観察は、用いる光の波長を選択することにより特定の対象を観察できるという利点を有している。この手法では、観察対象に吸収される波長の光を散乱体に照射し、その後方散乱光強度を計測することにより、散乱体内部にある観察対象の位置と深度情報が得られる。後方散乱光は、照射位置と検出位置との距離が大きくなるほど、散乱体のより深部を通ってきた光を多く含むことが知られている。
【０００３】
特許文献１には、光照射手段の位置から順次遠ざかる位置に複数の光検出手段を備えた構成を有する生体光計測装置が開示されている。また、該装置による計測結果に基づいて、生体の断層画像を再構成する手段も開示されている。
【０００４】
特許文献２には、光照射部から同心円状等のような所定の間隔で配置された複数の光検出部を備えた構成を有する生体光計測装置が開示されている。
【０００５】
上記のような従来の装置では、光照射手段と光検出手段が一体に構成されているために、照射位置と検出位置との距離が固定されている。従って、照射位置から任意の距離の位置で検出を行うことができないという問題がある。
【０００６】
また、所望の深度での断層画像を得るためには、多くの測定点で測定を行わなければならず、断層画像を取得するのに多くの時間を要するという問題点がある。
【０００７】
また、より深部の情報を取得するためには照射位置と検出位置との距離をより大きくしなければならないが、上記のような従来装置でそのような構成をとると、装置のサイズが大きくなるという問題がある。
【０００８】
またさらに、計測される後方散乱光は、照射位置と検出位置との間の中点の位置において最も深部を通る。即ち、観察される情報のうち最深部の情報は、照射位置と検出位置との中点の位置におけるものである。そのため、特許文献２のように検出部が光照射部から順次離れた位置に配置された装置では、計測される最深部のｘ、ｙ方向の位置が、光照射部と検出部の距離が大きくなるにつれて、照射位置から遠くなってゆく。従って、ある特定の位置において、深度（ｚ方向）を変化させた情報を得ることができないという問題がある。
【０００９】
上記問題を解決する装置として、特許文献３には、散乱体内部の観察対象の情報を取得するための散乱体内部計測装置が開示されている。特許文献３に記載の装置は、後方散乱光を２次元画像として検出することにより、照射位置から所望の距離に位置するデータを任意に解析できることを特徴とする。
【００１０】
光走査および検出により深部情報画像を得る場合には、所望の深度に対応する適切な画素領域を選択する必要がある。しかしながら、特許文献３に記載の装置では、撮像されている範囲または散乱体までの距離が通常の画像からでは判断困難であり、常に最適な画素領域を用いて画像を構築することが難しいという問題が新たに生じる。
【特許文献１】特開２００６−２００９４３号公報
【特許文献２】特開２００７−２０７３５号公報
【特許文献３】特願２００８−１６９４５９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、後方散乱光を利用して散乱体内部の観察対象の情報を取得する際に複数の画素で撮像される２次元画像において、所望の深度に対応する適切な画素領域を選択できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１側面によると、散乱媒質の内部に観察対象を含んでなる散乱体の表面に、観察対象と散乱媒質とで光学特性の異なる光を照射する光照射手段と、前記光照射手段により前記散乱体表面の任意の光照射位置に照射された光の後方散乱光を、複数の画素を含んでなる撮像面を用いて２次元画像として撮像する撮像手段と、前記散乱体の表面において前記光照射位置から一定の位置関係にある後方散乱光検出領域から放出される後方散乱光を前記撮像手段により検出するために、前記後方散乱光検出領域から放出された散乱光が入射する前記撮像面上の画素で構成される画素領域を、前記２次元画像において決定する画素領域決定手段と、前記画素領域を構成する各画素からの光強度情報から、前記散乱体内部の断層画像を構築する画像構築手段とを備える散乱体内部観察装置が提供される。
【００１３】
本発明の第２側面によると、散乱媒質の内部に観察対象を含んでなる散乱体の表面に、観察対象と散乱媒質とで光学特性の異なる光を照射する工程と、前記光照射手段により前記散乱体表面の任意の光照射位置に照射された光の後方散乱光を、複数の画素を含んでなる撮像面を用いて２次元画像として撮像する工程と、前記散乱体の表面において前記光照射位置から一定の位置関係にある後方散乱光検出領域から放出される後方散乱光を前記撮像手段により検出するために、前記後方散乱光検出領域から放出された散乱光が入射する前記撮像面上の画素で構成される画素領域を、前記２次元画像において決定する工程と、前記画素領域を構成する各画素からの光強度情報から、前記散乱体内部の断層画像を構築する工程とを含む散乱体内部観察方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、後方散乱光を利用して散乱体内部の観察対象の情報を取得する際に複数の画素で撮像される２次元画像において、所望の深度に対応する適切な画素領域を選択することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の散乱体内部観察装置について説明する。本発明において、散乱体とは、散乱媒質で構成される任意のものを意味し、その例として生体が挙げられる。散乱体は、散乱媒質の内部に観察対象を含んでなる。本発明の散乱体内部観察装置は、散乱体の表面に光を照射することにより、散乱体内部に存在する観察対象についての情報を得るためのものである。本発明における観察対象とは、観察装置の観察領域に分布する光散乱成分について異質の散乱特性を有するような成分から成る物質を指し、特に生体においては例えば血管などであってよいがこれに限定されない。ここで、散乱特性が異質である、という用語は、他の部分に対し光散乱度が有意に異なることを意味するので、観察対象の光散乱度がその周囲の部分と有意に異なるような光を用いる。特に生体内部は光散乱度が高いので、観察対象において光吸収度が大きい波長の光を用いることにより、観察対象における光散乱度を低くし、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。観察対象が血管の場合、ヘモグロビンに特異的な光吸収を示す近赤外領域の波長の光を用いるのが好ましい。
【００１６】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明に係る散乱体内部観察装置のブロック構成図である。同図に示すように、散乱体内部観察装置１は、光照射手段１０、検出部１１、制御／解析部１２、メモリ１３、表示部１４、入力部１５を具備している。
【００１８】
光照射手段１０は、散乱体８内部の観察対象７とその周囲の散乱媒質６とで光学特性の異なる光を照射する照明手段である。前記光照射手段１０には、例えばレーザーダイオード（ＬＤ）などを用いることができるが、これらに限定されない。この光照射手段１０から照射される光には、例えば、観察対象には吸収されるが散乱媒質には吸収されない波長の光を使用することができる。光照射手段１０は、制御／解析部１２からの制御信号に基づいて光を散乱体８に向けて照射する。光照射手段１０は、可動性であってよい。
【００１９】
検出部１１は、光照射手段１０によって照射された光が、散乱体８の散乱媒質６と観察対象７により、反射、散乱、吸収され、散乱体表面から出射された後方散乱光強度を検出するものである。検出部１１としては、光信号を２次元画像データとして検出できる撮像素子を用いることができる。例えばＣＣＤを用いることができるが、これに限定されない。検出部１１は、制御／解析部１２からの制御に基づいて後方散乱光を検出する。検出部１１は、可動性であってよい。
【００２０】
上記の光照射手段１０、検出部１１、表示部１４および入力部１５は、電気信号が伝送される信号回路によって制御／解析部１２に接続される。
【００２１】
制御／解析部１２は、光照射手段１０、検出部１１の動作を制御すると共に、検出部１１によって検出された２次元画像データを解析し、観察対象７が散乱体８の内部に存在しているか否かを確認する。また、制御／解析部１２は、検出されたデータを記憶するメモリ１３を備える。記憶された複数の２次元画像データを基に、所望の深度における断層画像を作成することができる。
【００２２】
本発明においては、検出部１１として２次元画像データを取得できる撮像素子を用いることができるが、撮像素子の光学系の画角の観点から、検出部１１が散乱体８に接触せずに離れている方が広い領域を計測できる。そこで、本発明における光照射手段１０および検出部１１は、散乱体８に接触せずに照射および検出を行う。これにより、検出部１１は散乱体８の広い領域を一度に計測することができる。
【００２３】
次に、本発明の散乱体内部観察装置の作用を説明する。
【００２４】
図２は、散乱体内部の光の伝播の様子を表す概念図である。一般的には散乱体に照射された光は、散乱体内部で散乱を繰り返すうちに散乱の異方性が失われて等方散乱に近づく。この結果、平均的な光経路の断面はバナナ状になることが知られている。
【００２５】
図２において、光の照射位置から近い位置Ｉ１では散乱体の表面近くを伝播してきた光が多く検出される。一方、照射位置から離れた位置Ｉ２では散乱体のより深部を伝播してきた光が多く検出される。このように、光の照射位置から検出位置までの距離に応じて、検出された光が伝播してきた深度が変化する。
【００２６】
例えば、図２（a）において、観察対象は検出位置Ｉ１とＩ２の間の表面近くにある。この場合、検出位置Ｉ１とＩ２における検出光にはほとんど変化が見られない。一方、図２（b）においては、観察対象は検出位置Ｉ１とＩ２の間のより深い位置にある。このとき、検出位置Ｉ１における検出光にはほとんど変化が見られないが、検出位置Ｉ２における検出光は減弱する。
【００２７】
この性質を利用して、２次元画像データ上で後方散乱光強度の弱いポイントが見出された場合、そのポイントと光照射位置との距離から観察対象の深度と位置を算出することができる。また、得られた２次元画像データから、一定深度での断層画像を作成することもできる。
【００２８】
図３は、本発明の散乱体内部観察装置により検出される後方散乱光および得られる２次元画像データの模式図である。光照射手段１０から散乱体８上に光が照射された位置をバツ印で示し、撮像素子１１０によって撮像される撮像領域３０を点線で示した。ここで、撮像領域３０とは、撮像素子１１０により一度に撮像される散乱体８上の領域を意味する。散乱体８によって反射、散乱、吸収され、散乱体表面から出射された後方散乱光は、通常、図に示すように照射位置を中心とする同心円状になる。本明細書において、光照射位置から一定の位置関係にある後方散乱光が検出される領域を後方散乱光検出領域と表す。前記領域は、必ずしも同心円状でなくてよい。
【００２９】
ここで、図３（a）に示すように、後方散乱光検出領域の同心円の直径が大きくなるほど、散乱体８のより深部を通ってきた光を多く検出する。図３（b）においては、後方散乱光検出領域３１、３２および３３で検出される光は、それぞれの領域において略同じ深度の情報を有するとみなすことができる。またその深度は照射位置からその後方散乱光検出領域までの距離に対応するため、後方散乱光検出領域３１、３２および３３の順に深度が深い。よって、２次元画像データから所定の後方散乱光検出領域の画像データを抽出することにより、一定の深度における画像データを選択的に取り出すことができ、選択されたデータから該深度での断層画像を作成することができる。
【００３０】
以下、本発明の具体的な態様について説明する。
【００３１】
図４は、本発明の第１態様に係る散乱体内部観察装置のブロック構成図である。同図に示すように、本散乱体内部観察装置４は測距手段４１を具備することを特徴とする。
【００３２】
測距手段４１は、撮像素子１１０先端から散乱体８表面までの距離ｚを測定するためのものである。撮像素子１１０の画角θは一定であるため、撮像素子１１０先端から散乱体８表面までの距離ｚを測定することにより、前記画角θとの関係から撮像領域４０を算出することが可能となる。
【００３３】
測距手段４１としては、当該分野で使用される種々の手段を用いることができるが、例えば、三角法を用いる方法、超音波の反射を用いる方法等が挙げられる。三角法を用いる方法は、発光素子からの光を投射レンズ系に通して散乱体に照射し、前記散乱体からの反射光を受光レンズ系に通して前記受光素子にスポット状に集光させることにより測定する方法である。前記集光位置と前記受光レンズ系の光軸との間の距離をｄ、前記受光レンズ系の焦点距離をｆ、前記受光レンズ系と前記投射レンズ系の光軸間距離をＬとすると、距離ｚ＝Ｌｆ／ｄである。超音波の反射を用いる方法は、散乱体に超音波信号を照射し、戻ってくる超音波信号を受信して距離を演算する方法である。
【００３４】
検出部としては、撮像素子１１０を使用する。撮像素子１１０は、光照射手段により散乱体表面の任意の光照射位置に照射された光の後方散乱光を、複数の画素を含んでなる撮像面を用いて２次元画像として撮像する。
【００３５】
撮像領域４０内で光を走査することにより、多数の２次元画像データを一度に得ることができる。これらのデータはメモリ１３に記憶される。制御／解析部１２は、測距手段４１と協働することにより、所望の後方散乱光検出領域に対応する画素領域を２次元画像において決定する。ここで、画素領域とは、散乱体の表面において光照射位置から一定の位置関係にある後方散乱光検出領域から放出される後方散乱光が入射する撮像面上の画素で構成される２次元画像上の領域をいう。前記画素領域を構成する各画素からの光強度情報に基づいて、散乱体内部の断層画像を構築することができる。
【００３６】
図５は、本発明の第１態様に係る散乱体内部観察装置により得られる２次元画像を示す概念図である。２次元画像５０を解析するためには、散乱体上の所望の後方散乱光検出領域に対応する２次元画像５０上の画素領域５１を決定する必要がある。上述したように、本発明の第１態様に係る散乱体内部観察装置は測距手段を具備するため、撮像領域を算出することが可能である。算出された撮像領域と得られた２次元画像を比較することにより、散乱体上の所望の後方散乱光検出領域に対応した適切な画素領域５１を２次元画像において選択することが可能になる。すなわち、撮像素子先端から散乱体表面までの距離ｚから散乱体上での撮像領域を決定し、その撮像領域中の光照射位置および所望の後方散乱光検出領域の位置に基づいて、その後方散乱光検出領域に対応する画素領域５１を２次元画像上で決定することができる。図５において、前記画素領域５１はｒ１およびｒ２により特定される。
【００３７】
上記解析方法を利用することにより、撮像範囲内で光を走査して複数の２次元画像を得た場合、異なる撮影距離で撮像された画像であっても、一定の深度における画像データをそれぞれ選択的に取り出すことが可能になる。結果として、撮影距離に合わせた画像処理が可能となる。従って、撮影距離が同一でなくても、一定深度における断層画像を作成することができる。
【００３８】
上記方法を逆に利用することにより、着目した画素領域から散乱体における後方散乱光検出領域を決定することもできる。決定された後方散乱光検出領域と光照射位置との距離から、観察対象の深度を含めた位置情報を解析することができる。
【００３９】
図６は、本発明の第１態様に係る散乱体内部観察装置の変形例のブロック構成図である。図６に示すように、撮像素子１１０先端から散乱体８表面までの距離ｚを固定して光照射を行ってもよい。距離を固定する手段としては、例えば、本発明の第１態様に係る散乱体内部観察装置に棒部材６１を具備させることが考えられる。散乱体８に棒部材６１の先端が接触するようにして検出を行うことにより、撮像素子１１０先端から散乱体８表面までの距離ｚを固定して複数の画像データを得ることができる。棒部材６１を移動可能に設置することにより、目的に応じて距離ｚを調節することも可能である。
【００４０】
このように撮像素子先端から散乱体表面までの距離ｚを固定した場合、所望の後方散乱光検出領域に対応する画素領域の大きさも固定される。すなわち、上述した解析方法により決定される撮像領域が常に一定の大きさになるため、前記撮像領域中の光照射位置および後方散乱光検出領域から決定されるｒ１およびｒ２の大きさも固定される。ｒ１およびｒ２が一度決定されれば、同一の手段で撮像する限り、他の画像においても同一のｒ１およびｒ２を利用して同一深度の情報が得られるという利点を有する。
【００４１】
図７は、光照射位置を変化させて測定したときの２次元画像データの模式図を示す。散乱体内部の深さ方向の断層画像を得たい場合、光を走査して複数の２次元画像を得る必要がある。図７の場合、撮像素子１１０先端から散乱体表面までの距離は固定されており、撮像領域７０も移動しない。しかし、光照射手段１０によって照射する位置を変動させることにより、後方散乱光検出領域が移動する。この様子を図８に示す。
【００４２】
図８は、光照射位置を変えて測定したときの等深度データの奇跡を示す模式図である。図８（a）〜（c）は、後方散乱光検出領域７１、７２および７３のそれぞれが移動した軌跡を示す。それぞれの後方散乱光検出領域は、同じ深度の情報を有している。従って、複数の検出結果を図８に示すように重ね合わせることにより、その深度での断層画像を作成することができる。なお、データを重ね合わせる際に重複する部分が生じるが、重複するデータから任意のデータを選択的に用いるか、重複するデータの平均値を用いればよい。
【００４３】
上述したように、本発明の第１態様に係る散乱体内部観察装置は測距手段を備えている。従って、撮像素子先端から散乱体表面までの距離が固定されておらず、撮像領域が異なる場合であっても、複数の画像データの中から同じ深度のデータを選択的に用いることが可能になる。得られたデータを図７および図８に示すように利用して、散乱体内の断層画像を構築することができる。
【００４４】
このように、照射位置を移動させることにより、より多くの情報を簡便に取得することができる。なお、光照射手段１０は、移動可能に設置されてよい。光照射手段１０は、それ自体が自由に移動できる構成であってもよく、あるいは光を照射する角度を変動させて照射位置を移動させる構成であってもよい。
【００４５】
なお、上述した各解析方法においては、照射位置と検出位置との距離を求める際、検出部の光学系の焦点距離や倍率などを考慮に入れる。さらに、内視鏡などの検出手段で用いられる撮像系の場合、歪曲収差が起こることがある。この場合は、予め格子チャートなどで歪曲収差の影響の大きさを求めておき、照射位置と検出位置との距離を求める際に考慮に入れる。
【００４６】
図９は、本発明の第２態様に係る散乱体内部観察装置のブロック構成図である。本態様では、撮像領域内に指標９１を配置し、その像の大きさに基づいて画素領域が決定されることを特徴とする。
【００４７】
指標９１は、実際の指標の大きさと撮像された２次元画像中での指標の大きさとの関係に基づいて、散乱体８上の所望の後方散乱光検出領域に対応した適切な画素領域を２次元画像上で選択できるようにするために使用される。従って、指標９１は、後方散乱光検出領域と共に同一の２次元画像に撮像される必要があり、そのためには撮像領域内に配置される必要がある。指標としては、例えば、予め大きさが測定された処置具の一部または測距用の治具を使用することができる。
【００４８】
図１０は、本発明の第２態様に係る散乱体内部観察装置により得られる２次元画像を示す概念図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）よりも撮像素子と散乱体との距離が短く、撮像領域が狭い場合の図である。図１０（ｂ）のように撮像領域が狭い場合、指標は大きく写され、同一の後方散乱光検出領域を示す画素領域も大きくなる。このように撮像素子と散乱体との距離が一定でない画像が得られた場合であっても、指標の実際の大きさと画像中の像の大きさとの関係に基づいて、所望の後方散乱光検出領域に対応する適切な画素領域を２次元画像上で選択することができる。また、画像間の指標の大きさを比較することにより、撮像領域が異なる複数の画像が得られた場合であっても、同一深度の情報を示す画素領域を選択することができる。結果として、撮影距離に合わせた画像処理が可能となる。すなわち、異なる撮影距離で撮像された画像であっても、一定の深度における画像データをそれぞれ選択的に取り出すことができ、一定深度における断層画像を作成することができる。
【００４９】
また、予め大きさが測定された指標を使用することにより、２次元画像データ上の特定の画素領域を基に、対応する散乱体上の後方散乱光検出領域を解析することも可能である。その後方散乱光検出領域と光照射位置との距離から、観察対象の位置情報を解析することができる。
【００５０】
他の解析手段として、照射される光の画像内での強度分布の情報に基づいて画素領域を決定することもできる。
【００５１】
例えば、レーザー光をある一定の対象に照射した場合、図１１に示すような強度プロファイルを示すことが既知である。図１１において、グラフの縦軸はレーザー光の強度を示す。すなわち、光の強さはビーム中心で最も高く、外側に移動するにつれて弱くなり、裾野が広がった釣り鐘状の強度分布をなす。このような分布は、ガウシアン分布と呼ばれ、レーザーの空間強度分布として標準的なものである。
【００５２】
本態様においては、図１１のように、予めビーム強度が分かっている光源を利用して点照射画像の強度プロファイルを作成しておく。ｉ１／ｉ０およびｉ２／ｉ０が常に一定になるようにｒ１およびｒ２を決定して画素領域を定めることにより、複数の画像を解析する場合であっても同じ深度の画像を切り出すことができる。この手法を用いることで、撮影距離が不明であっても適切な画素領域を選択することができ、一定深度における断層画像を作成することが可能になる。
【００５３】
本発明の散乱体内部観察装置は、より効率的に検出を行うために、以下のように変形することも可能である。図１２〜１４においては省略するが、いずれの装置も、測距手段を備えるか、指標を使用するか、または光の強度分布を利用して解析を行うものとする。
【００５４】
図１２〜１４は、本発明に係る散乱体内部観察装置の変形例を表すブロック図である。図１２は、スポット状の照明光を発する光照射手段１２０が複数備えられた装置である。図１３は、ライン状の照明光を発する光照射手段１３０が備えられた装置である。図１４は、ライン上の照明光を発する光照射手段１４０が複数備えられた装置である。これらの変形例によれば、一度の測定で多くのデータを検出することができ、測定時間をより短縮することができる。なお、ライン状の照明光は光強度が均一であることが好ましい。あるいは、光の強度に応じて補正を行う手段を備えることが好ましい。また、光照射手段が複数備えられる場合、各光照射手段は、それぞれの光によって得られる検出データが互いに干渉しない程度離れた位置に配置される。
【００５５】
以上説明したように、本発明では検出されるデータが２次元画像データであるため、照射位置から任意の距離だけ離れた位置のデータを自由に選択することができる。それ故、照射位置および検出位置を設定する際の自由度が高い。また、一度の計測でより多くの情報を取得することができる。測距手段を備えている、指標を使用する、または光強度分布を利用することにより、得られた２次元画像データの中から、散乱体上の所望の後方散乱光検出領域に対応した適切な画素領域を選択することが可能である。その上、散乱体と非接触で計測を行うため、より広い領域を一度に計測することができ、深部の情報も簡便に取得することができる。そのため装置を大型化する必要がない。さらに、照射位置および検出位置の自由度が高いため、所望の位置の任意の深度における情報を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る散乱体内部観察装置のブロック構成図
【図２】散乱体内部の光の伝播の様子を表す概念図。
【図３】本発明の散乱体内部観察装置により検出される後方散乱光および得られる２次元画像データの模式図。
【図４】本発明の第１態様に係る散乱体内部観察装置のブロック構成図。
【図５】本発明の第１態様に係る散乱体内部観察装置により得られる２次元画像を示す概念図。
【図６】本発明の第１態様に係る散乱体内部観察装置の変形例のブロック構成図。
【図７】光照射位置を変化させて測定したときの２次元画像データの模式図。
【図８】光照射位置を変えて測定したときの等深度データの奇跡を示す模式図。
【図９】本発明の第２態様に係る散乱体内部観察装置のブロック構成図。
【図１０】本発明の第２態様に係る散乱体内部観察装置により得られる２次元画像を示す概念図。
【図１１】レーザービームの強度プロファイルを示す図。
【図１２】本発明の散乱体内部観察装置の変形例。
【図１３】本発明の散乱体内部観察装置の変形例。
【図１４】本発明の散乱体内部観察装置の変形例。
【符号の説明】
【００５７】
１…散乱体内部観察装置、４…散乱体内部観察装置、６…散乱媒質、７…観察対象、８…散乱体、９…散乱体内部観察装置、１０…光照射手段、１１…検出部、１２…制御／解析部、１３…メモリ、１４…表示部、１５…入力部、３０…撮像領域、３１…後方散乱光検出領域、３２…後方散乱光検出領域、３３…後方散乱光検出領域、４０…撮像領域、４１…測距手段、５０…２次元画像、５１…画素領域、５２…光照射位置、６０…散乱体内部観察装置、６１…棒部材、７０…撮像領域、７１…後方散乱光検出領域、７２…後方散乱光検出領域、７３…後方散乱光検出領域、９１…指標、１１０…撮像素子、１２０…光照射手段、１３０…光照射手段、１４０…光照射手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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】
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【図１４】
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