(57)【要約】【課題】複数の受光ユニットの感度較正が容易な光計測装置及び較正装置。【解決手段】光計測装置では、複数の受光ユニット４２が同一の円周上で、それぞれの光軸が軸心へ向けられて取り付けられている。この機枠の軸心部には、異方性散乱媒質により円柱状に形成された較正用基準部材８２が配置され、また、較正用基準部材の基準面に対向されて基準光源ユニット８４が配置される。基準光源ユニットは、受光ユニットが検出する蛍光に応じた波長の光を較正用基準部材へ照射する。較正用基準部材に照射された光は、等方散乱を繰り返しながら伝搬して、較正用基準部材の周面から放出される。これにより受光ユニットには、同等の光量の光が入射され、この光に応じて出力される計測値に基づいた較正が行われる。【選択図】図１
2011179864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが受光素子により所定波長の光を受光する複数の受光ユニットと、
前記受光ユニットのそれぞれが所定位置を軸心とする同一円周上に、光軸が軸心へ向けられて取り付けられ、該円周に対する軸心部に計測対象が配置される機枠と、
前記円周に対する軸心部に配置された前記計測対象から放出される光を前記複数の受光ユニットのそれぞれの前記受光素子で受光して、受光量に応じた計測値を出力する計測手段と、
光学特性として光の等方散乱が生じる材質で所定の断面形状の柱状に形成され、前記複数の受光ユニットの感度の較正を行う場合に、前記計測対象に換えて前記円周の前記軸心部に、長手方向が前記円周の軸線に沿うように配置される基準試料と、
前記円周に対する前記軸心部に配置された前記基準試料の前記長手方向の一方の面に対向されて前記円周に対する軸線上に配置されて、該基準試料へ向けて前記所定波長の光を照射する基準光源と、
前記基準光源から前記基準試料に照射された光に応じて該基準試料の外周面から放出される光を前記受光ユニットのそれぞれで受光することにより前記計測手段が出力する較正用の計測値に基づいて、前記計測対象を計測するときの前記複数の受光ユニットの感度を較正する較正手段と、
を含む光計測装置。
【請求項２】
前記計測対象と前記受光ユニットが設けられた前記機枠とを前記軸線に沿って相対移動する移動手段を含み、
前記計測手段が、前記移動手段により前記基準試料と前記受光ユニットとを前記軸線方向に沿って相対移動し、複数の移動位置で前記較正用の計測値を出力する、
請求項１に記載の光計測装置。
【請求項３】
前記計測対象に対して前記受光ユニットが設けられた前記機枠を前記円周方向に相対回転する回転手段を含み、
前記計測手段が、前記回転手段により前記基準試料に対して前記受光ユニットを周方向に相対回転し、複数の回転位置で前記較正用の計測値を出力する、
請求項１又は請求項２に記載の光計測装置。
【請求項４】
前記較正手段が、前記計測手段が出力した前記較正用の計測値から、前記受光ユニットごとの前記較正用の計測値が一致するように前記受光ユニットのそれぞれに対する較正係数を設定する較正設定手段を含む、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の光計測装置。
【請求項５】
前記較正設定手段により設定された前記較正係数に基づいて、前記計測手段から出力される前記受光ユニットごとの前記計測値の較正を行う較正処理手段を含む、
請求項４に記載の光計測装置。
【請求項６】
前記機枠に設けられて、前記軸心部へ向けて前記計測対象に含まれる蛍光標識剤に対する励起光を照射する光源を含み、
前記計測手段が、前記光源から照射される前記励起光に応じて前記計測対象の前記蛍光標識剤から発せられる蛍光を前記複数の受光ユニットのそれぞれで計測する、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の光計測装置。
【請求項７】
所定位置を軸心とする同一円周上に光軸が該円周に対する軸心へ向けられて機枠に取り付けられ、それぞれが受光素子により所定波長の光を受光して受光量に応じた計測値を出力する複数の受光ユニットを較正する較正装置であって、
光学特性として光の等方散乱が生じる材質で所定の断面形状の柱状に形成され、前記円周の前記軸心部に、長手方向が前記円周の軸線に沿うように配置された基準試料と、
前記基準試料の前記長手方向の一方の面に対向されて前記円周に対する軸線上に配置され、該基準試料へ向けて前記所定波長の光を照射する基準光源と、
前記基準光源から前記基準試料に照射された光に応じて該基準試料の外周面から放出される光を前記受光ユニットのそれぞれで受光し、受光量に応じた較正用の計測値を出力する計測手段と、
前記計測手段から出力される前記較正用の計測値に基づいて、前記複数の受光ユニットの感度を較正する較正手段と、
を含む較正装置。
【請求項８】
前記基準試料と前記受光ユニットが設けられた前記機枠とを前記円周の軸線に沿って相対移動する移動手段を含み、
前記計測手段が、前記移動手段により前記基準試料と前記受光ユニットとを前記軸線に沿って相対移動し、複数の移動位置で前記較正用の計測値を出力する、
請求項７に記載の較正装置。
【請求項９】
前記受光ユニットが設けられた前記機枠に対して前記計測対象を前記円周の周方向に相対回転する回転手段を含み、
前記計測手段が、前記回転手段により前記基準試料に対して前記受光ユニットを相対回転し、複数の回転位置で前記較正用の計測値を出力する、
請求項７又は請求項８に記載の較正装置。
【請求項１０】
前記較正手段が、前記計測手段が出力した前記較正用の計測値から、前記受光ユニットごとの前記較正用の計測値が一致するように前記受光ユニットのそれぞれに対する較正係数を設定する較正設定手段を含む、請求項７から請求項９の何れか１項に記載の較正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光トモグラフィー（Tomography）を適用して、生体を計測対象とした断層画像の再構成に用いられる光計測装置及び較正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体組織は、近赤外線などの所定波長の光に対して透過性を有する。ここから、生体内を伝搬して放出される光を、受光素子及び受光素子へ所定波長の光を導入する光学系などを備えた受光ユニットで受光することにより、光を用いた生体内の観察を行うことができる（光トモグラフィー）。例えば、特許文献１では、光の透過、散乱を用いて試料の濃度測定を行う光散乱計測装置が提案されている。この光散乱計測装置では、液体試料中の粒子に対してコヒーレント光を照射する。また、この光散乱計測装置では、液体試料を保持した試料セルを中心とした円周上に受光ユニットとする複数の光検出器を配置し、試料セルを透過したインコヒーレント光及び、液体試料中を散乱して試料セルの周囲に発せられるコヒーレント光を検出するようにしている。
【０００３】
一方、光を用いた生体観察には、生体の体内の特定部位に特異的に付着する抗体に蛍光物質などを付与した蛍光標識剤を計測対象に投与し、蛍光標識剤から発せられて蛍光を計測することにより、生体内での蛍光標識剤（蛍光の濃度）の分布状態などを得る蛍光トモグラフィーが提案されている。
【０００４】
蛍光トモグラフィーでは、生体の表面の一点へ向けて励起光を照射し、この励起光によって体内の蛍光標識剤から発せられて、体内を散乱しながら伝搬して体外に射出される蛍光を同一平面（計測面）上の複数箇所に設けた受光ユニットのそれぞれで計測する。これにより、計測面を切断面とした蛍光の濃度分布を示す断層画像の再構成を行うことができる。また、計測対象とする生体の周囲に多数の受光ユニットを配置することにより、生体から発せられる蛍光を計測するときの計測作業の短縮を図ることができる。
【０００５】
ところで、複数の受光ユニットを用いて光の強度等を検出する場合、感度が同等と見なせるように受光ユニットが出力する計測データを較正することが必要となる。
【０００６】
一般に、受光ユニットが適正な感度となるように感度の較正を行う場合、特許文献１、特許文献２、特許文献３等に提案されるように、基準とする光源を用いるか、基準とする試料が用いられる。また、引用文献５等で提案されるように、励起光を照射することにより発せられる蛍光を検出するときに、予め定めた種類の溶液を用いて、該溶液から発せられる蛍光強度が指標として用いられる。
【０００７】
一方、受光素子の間では、感度にばらつきが生じることがあり、それぞれに受光素子が設けられた複数の受光ユニットを用いる場合、受光ユニットの間で感度を揃える必要がある。ここで、特許文献６では、光吸収係数が均等な物質で構成し、表面の中央に送光スポットを設けると共に、同一面で送光スポットを軸心とする同一円周上に複数の受光スポットを設けたホルダを用いる提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−０３２５４８号公報
【特許文献２】特開昭６０−１５４１４２号公報
【特許文献３】特開昭６３−２５５３３号公報
【特許文献４】特開平０２−１４１６４６号公報
【特許文献５】特開２００８−１９６８９０号公報
【特許文献６】特開２００９−１０１０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、受光ユニットにより検出される光量は、計測対象との間の距離によっても変化する。このために、複数の受光ユニットのそれぞれを光計測装置から取り外して感度の較正を行なう場合、取り外した受光ユニットのそれぞれを高精度で取り付けなければならないという作業が生じる。
【００１０】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、複数の受光ユニットの感度の較正が容易な光計測装置及び、光計測装置に設けられる複数の受光ユニットの感度較正が容易な較正装置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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の光計測装置は、それぞれが受光素子により所定波長の光を受光する複数の受光ユニットと、前記受光ユニットのそれぞれが所定位置を軸心とする同一円周上に、光軸が軸心へ向けられて取り付けられ、該円周に対する軸心部に計測対象が配置される機枠と、前記円周に対する軸心部に配置された前記計測対象から放出される光を前記複数の受光ユニットのそれぞれの前記受光素子で受光して、受光量に応じた計測値を出力する計測手段と、光学特性として光の等方散乱が生じる材質で所定の断面形状の柱状に形成され、前記複数の受光ユニットの感度の較正を行う場合に、前記計測対象に換えて前記円周の前記軸心部に、長手方向が前記円周の軸線に沿うように配置される基準試料と、前記円周に対する前記軸心部に配置された前記基準試料の前記長手方向の一方の面に対向されて前記円周に対する軸線上に配置されて、該基準試料へ向けて前記所定波長の光を照射する基準光源と、前記基準光源から前記基準試料に照射された光に応じて該基準試料の外周面から放出される光を前記受光ユニットのそれぞれで受光することにより前記計測手段が出力する較正用の計測値に基づいて、前記計測対象を計測するときの前記複数の受光ユニットの感度を較正する較正手段と、を含む。
【００１２】
また、本発明の較正装置は、所定位置を軸心とする同一円周上に光軸が該円周に対する軸心へ向けられて機枠に取り付けられ、それぞれが受光素子により所定波長の光を受光して受光量に応じた計測値を出力する複数の受光ユニットを較正する較正装置であって、光学特性として光の等方散乱が生じる材質で所定の断面形状の柱状に形成され、前記円周の前記軸心部に、長手方向が前記円周の軸線に沿うように配置された基準試料と、前記基準試料の前記長手方向の一方の面に対向されて前記円周に対する軸線上に配置され、該基準試料へ向けて前記所定波長の光を照射する基準光源と、前記基準光源から前記基準試料に照射された光に応じて該基準試料の外周面から放出される光を前記受光ユニットのそれぞれで受光し、受光量に応じた較正用の計測値を出力する計測手段と、前記計測手段から出力される前記較正用の計測値に基づいて、前記複数の受光ユニットの感度を較正する較正手段と、を含む。
【００１３】
この発明によれば、複数の受光ユニットが同一円周上となるように機枠に取り付けられ、この円周に対する軸心部に配置した計測対象などから放出される所定波長の光を、複数の受光ユニットにより並行して計測する。この受光ユニットの較正を行うときに、異方性散乱媒質により柱状に形成した基準試料を、軸心部に配置して、基準試料の一方の端面に対向して設けた基準光源の光を照射する。
【００１４】
これにより、基準試料の外周面から受光ユニットのそれぞれへ向けて放出される光の光量が等しくなるので、このときの計測値を較正用の計測値として用いることにより、複数の受光ユニットの感度較正を行うことができる。
【００１５】
このときに、本発明では、受光ユニットのそれぞれを機枠から取り外す必要がないので、感度較正のための作業が極めて容易となる。
【００１６】
本発明の光計測装置は、前記計測対象と前記受光ユニットが設けられた前記機枠とを前記軸線に沿って相対移動する移動手段を含み、前記計測手段が、前記移動手段により前記基準試料と前記受光ユニットとを前記軸線方向に沿って相対移動し、複数の移動位置で前記較正用の計測値を出力する。
【００１７】
また、本発明の較正装置は、前記基準試料と前記受光ユニットが設けられた前記機枠とを前記円周の軸線に沿って相対移動する移動手段を含み、前記計測手段が、前記移動手段により前記基準試料と前記受光ユニットとを前記軸線に沿って相対移動し、複数の移動位置で前記較正用の計測値を出力する。
【００１８】
この発明によれば、基準試料と受光ユニットとを相対移動する。これにより、受光ユニットで受光される光が基準試料内で伝搬する距離を変えることができるので、光源の光量を変えることなく、受光ユニットで受光される光量を変えることができるので、較正されるダイナミックレンジを広くできる。
【００１９】
さらに、本発明の光計測装置は、前記計測対象に対して前記受光ユニットが設けられた前記機枠を前記円周方向に相対回転する回転手段を含み、前記計測手段が、前記回転手段により前記基準試料に対して前記受光ユニットを周方向に相対回転し、複数の回転位置で前記較正用の計測値を出力する。
【００２０】
また、本発明の較正装置は、前記受光ユニットが設けられた前記機枠に対して前記計測対象を前記円周の周方向に相対回転する回転手段を含み、前記計測手段が、前記回転手段により前記基準試料に対して前記受光ユニットを相対回転し、複数の回転位置で前記較正用の計測値を出力する。
【００２１】
この発明によれば、受光ユニットと基準試料とを相対回転して、基準試料から放出される光をそれぞれの受光ユニットで計測し、この計測により得られる計測値を用いて較正を行う。これにより、基準試料の外形形状に起因する誤差が生じるのを抑えることができる。
【００２２】
本発明の光計測装置は、前記較正手段が、前記計測手段が出力した前記較正用の計測値から、前記受光ユニットごとの前記較正用の計測値が一致するように前記受光ユニットのそれぞれに対する較正係数を設定する較正設定手段を含む。
【００２３】
また、本発明の較正装置は、前記較正手段が、前記計測手段が出力した前記較正用の計測値から、前記受光ユニットごとの前記較正用の計測値が一致するように前記受光ユニットのそれぞれに対する較正係数を設定する較正設定手段を含む。
【００２４】
この発明によれば、基準光源及び基準試料を用いて得られる計測値に基づいて、受光ユニットのそれぞれの計測値を較正するための較正係数が設定される。これにより、計測対象に対する計測を行ったときに、高精度の計測値が得られる。
【００２５】
このような本発明が適用される光計測装置は、前記較正設定手段により設定された前記較正係数に基づいて、前記計測手段から出力される前記受光ユニットごとの前記計測値の較正を行う較正処理手段を含むことができる。
【００２６】
また、光計測装置は、前記機枠に設けられて、前記軸心部へ向けて前記計測対象に含まれる蛍光標識剤に対する励起光を照射する光源を含み、前記計測手段が、前記光源から照射される前記励起光に応じて前記計測対象の前記蛍光標識剤から発せられる蛍光を前記複数の受光ユニットのそれぞれで計測する構成に適用することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によれば、複数の受光ユニットを機枠から取り外すことなく、感度較正を行うことができるので、感度較正作業が容易となると共に、受光ユニットの再取り付けが不要であるので、較正した感度に狂いが生じることがないという効果を有する。
【００２８】
また、本発明では、基準光源の光量を変えることなく、受光ユニットで受光される光量を変えることができるので、較正されるダイナミックレンジを広くできるという効果を有する。
【００２９】
さらに、本発明では、基準試料の外形形状に起因する誤差が生じてしまうのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る較正用基準部材、基準光源ユニット及び複数の受光ユニットの相対位置を示す概略斜視図である。
【図２】光計測装置に較正用基準部材を装填した状態を示す要部の概略構成図である。
【図３】本実施の形態に係る光断層計測システムの要部の概略構成図である。
【図４】光計測装置の要部の概略構成を示す斜視図である。
【図５】光計測装置の要部を機枠の軸方向と交差する一方から見た概略構成図である。
【図６】計測対象とするマウス及び検体ホルダの一例を示す概略斜視図である。
【図７】光計測装置にマウスを収容した検体ホルダを装填した状態を示す要部の概略構成図である。
【図８】光断層計測システムの制御部を示すブロック図である。
【図９】データ処理装置の要部の機能ブロック図である。
【図１０】計測面の移動位置に対する規格化した計測データの一例を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図３及び図８には、本実施の形態に係る光断層計測システム１０の概略構成が示されている。光断層計測システム１０は、本発明に係る光計測装置１４及び、光計測装置１４で得られる計測データに対して所定のデータ処理を行うデータ処理装置１６を備えている。なお、光断層計測システム１０は、光計測装置１４の機能とデータ処理装置１６の機能を一体化した構成であっても良い。
【００３２】
この光断層計測システム１０では、例えば、ヌードマウスなどの小動物等の生体を計測対象として、この計測対象に蛍光標識剤を投与し、投与した蛍光標識剤（蛍光物質）の体内における濃度分布を示す断層画像を生成する（光断層画像の再構成）。再構成された光断層画像は、例えば、モニタ１８等に表示される。なお、以下では、計測対象をマウス１２（図６、図７参照）として説明するが、光計測装置１４は、これに限らず、任意の生体を計測対象とすることができる。
【００３３】
計測対象とされるマウス１２には、予め腫瘍細胞などの病変細胞などを注入するなどして、腫瘍などの病変部位を生じさせる（発現させる）。マウス１２に投与する蛍光標識剤は、例えば、病変部位などの特定部位に特異的に付着する抗体に蛍光物質を含ませたものが適用され、発現させたマウス１２に蛍光標識剤を投与すると、この蛍光標識剤が血液循環によりマウス１２の体内に分散された後、蛍光標識剤が抗原抗体反応によって病変部位に付着する。
【００３４】
光断層計測システム１０では、例えば、マウス１２に投与した蛍光標識剤がマウス１２の病変部位に付着するタイミングで、該マウス１２を光計測装置１４へ装填する。光計測装置１４は、蛍光標識剤に対する励起光をマウス１２へ照射し、マウス１２の体内の蛍光標識剤から発せられる蛍光強度を計測する。データ処理装置１６では、光計測装置１４から出力される蛍光強度に応じた計測データに基づいてマウス１２内の蛍光（蛍光標識剤）の濃度分布を演算する。
【００３５】
図６及び図７に示されように、本実施の形態に適用した光計測装置１４では、マウス１２が検体ホルダ３０に収容されて装填される。図６に示されるように、検体ホルダ３０は、上型ブロック３２と下型ブロック３４とによって構成されている。検体ホルダ３０は、この上型ブロック３２と下型ブロック３４とが重ね合わせられることにより、所定の外径の略円柱形状となる。
【００３６】
上型ブロック３２には、マウス１２の背側の体型（外形形状や大きさ）に合わせた凹部３２Ａが形成され、下型ブロック３４には、マウス１２の腹側の体型に合わせた凹部３４Ａが形成されている。マウス１２は、腹部側が下型ブロック３４の凹部３４Ａ内に収容された状態で上型ブロック３２が被せされることにより、体長方向が検体ホルダ３０の軸方向に沿うように配置され、表皮が内面に密接されて検体ブロック３０内に収容される。なお、検体ホルダ３０では、例えば、下型ブロック３４に一対の係合突部３６Ａが、上型ブロック３２の係合凹部３６Ｂに嵌め込まれることにより、上型ブロック３２と下型ブロック３４との間の位置決めがなされる。
【００３７】
ここで、本実施の形態では、主としてマウス１２の胴部（胸部から腰部）を計測部位としており、検体ホルダ３０は、内面に少なくともマウス１２の胴部の表皮が緊密に接した状態で保定する。また、検体ホルダ３０では、例えば、マウス１２の頭部側の端面が基準面３８とされており、マウス１２は、検体ホルダ３０に収容されたときに、体型（大きさ）に応じて各臓器の基準面３８に対する位置が定まるようにされている。
【００３８】
図４及び図５に示されるように、光計測装置１４には、図示しないケーシングにより遮光された内部に基台２０が配置され、この基台２０にベース板２４が立設されている。ベース板２４には、一方の面に計測ヘッド部２２が設けられている。図３から図５に示されるように、計測ヘッド部２２は、リング状に形成された機枠２６を備え、この機枠２６がベース板２４に形成されている図示しない円孔と同軸となるように配置されている。
【００３９】
図５に示されるように、ベース板２４には、一方の面にロータリーアクチュエータ２８が取り付けられ、このロータリーアクチュエータ２８に機枠２６が取り付けられている。ロータリーアクチュエータ２８には、ベース板２４の円孔に対応した図示しない空洞部が形成され、この空洞部が円孔に同軸となるようにベース板２４に取り付けられ、機枠２６は、この空洞部と同軸となるようにロータリーアクチュエータ２８に取り付けられている。
【００４０】
ロータリーアクチュエータ２８は、例えば、ステッピングモータ、パルスモータなどの図示しないモータの駆動力によって回転駆動される。これにより、光計測装置１４では、機枠２６がその軸心を軸に回動される。なお、ロータリーアクチュエータ２８は、モータに限らずエアにより駆動されるなど任意の構成の駆動源を適用することができる。
【００４１】
図４及び図５に示されるように、光計測装置１４には、ベース板２４を挟んでアーム４４、４６が対で設けられている。アーム４６は、支柱４８の先端部にブラケット５０が取り付けられ、このブラケット５０の先端が機枠２６の開口を通してアーム４６側へ向けられている。また、アーム４６は、支柱５２の先端部にブラケット５４が取り付けられ、このブラケット５４の先端が機枠２６の開口を通してアーム４４側へ向けられている。
【００４２】
基台２０上には、長尺のスライダ５６及びスライドベース５８が配置されている。スライダ５６は、長手方向が機枠２６の軸線方向（図４及び図５の紙面左右方向）に沿って配置され、ベース板２４の下端部に形成された開口部２４Ａ（図４参照）に挿通されて基台２０上に取り付けられている。スライドベース５８は、長手方向がスライダ５６の長手方向に沿うように配置され、スライダ５６のブロック５６Ａに取り付けられている。また、スライドベース５８には、長手方向の一端側にアーム４４の支柱４８が立設され、他端側にアーム４６の支柱５２が立設されている。
【００４３】
スライダ５６は、その内部に、ステッピングモータなどを駆動源とする送りねじ機構（図示省略）が設けられ、ステッピングモータが駆動されることによりブロック５６Ａが長手方向（図５の紙面左右方向）に沿って移動する。これにより、光計測装置１４では、一対のアーム４４、４６が一体で、機枠２６の軸線方向に移動される。なお、ここでは、アーム４４、４６を移動するが、これに限らず、機枠２６（計測ヘッド部２２）が移動する構成であっても良い。
【００４４】
光計測装置１４では、アーム４４のブラケット５０とアーム４６のブラケット５４との間に、検体ホルダ３０が掛け渡されて装着される。このとき、検体ホルダ３０は、軸線が機枠２６の軸心に沿いかつ軸心と重なるように配置される。また、検体ホルダ３０は、基準面３８が、ブラケット５０に設定している基準面５０Ａに突き当てられることにより位置決めされる。
【００４５】
光計測装置１４では、一対のアーム４４のブラケット５０が、ベース板２４を挟んで機枠２６と反対側となる位置へ移動した状態で、ブラケット４４、４６の間に検体ホルダ３０が装着される。光計測装置１４では、スライダ５６の駆動により、検体ホルダ３０が機枠２６の軸心部を通過するように矢印Ａ方向へ移動する。また、光計測装置１４では、検体ホルダ３０が矢印Ａ方向と反対方向へ移動されて、装着された位置にもどされることにより、アーム４４、４６からの検体ホルダ３０の取り出しが行われる。
【００４６】
一方、図３及び図４に示されるように、計測ヘッド部２２には、発光素子としてＬＥＤや半導体レーザなどが設けられ、励起光とする所定波長の光を発する発光素子を備えた光源ユニット４０及び、それぞれがマウス１２から発せられる蛍光を受光する受光素子を備えた複数の受光ユニット４２が設けられている。
【００４７】
図３に示されるように、光源ユニット４０及び受光ユニット４２は、それぞれの光軸が機枠２６の軸心へ向けられ、機枠２６の軸線方向と交差する平面（図７参照。以下、計測面２２Ａとする）上となるように配置されている。また、光源ユニット４０及び受光ユニット４２は、互いの光軸の間の角度が所定の角度θとなるように機枠２６の軸心から放射状となるように配置されている。
【００４８】
光計測装置１４では、光源ユニット４０及び複数の受光ユニット４２が、所定位置を軸心とする同一円周上となるように機枠２６に取り付けられている。このような機枠２６としては、リング状に限らず、少なくとも複数の受光ユニット４２が、同一円周上となり、かつ、それぞれの受光ユニット４２の光軸が該円周の軸心へ向けられて取り付けられるものであれば、任意の形状とすることができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、一例として１基の光源ユニット４０と、１１基の受光ユニット４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆ、４２Ｇ、４２Ｈ、４２Ｉ、４２Ｊ、４２Ｋとを設け、角度θが３０°となるように１基の光源ユニット４０及び１１基の受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋを機枠２６に取り付けているが、受光ユニット４２の数及び配置間隔（取り付け角度）は、これに限るものではない。
【００５０】
光計測装置１４は、アーム４４、４６に装着された検体ホルダ３０を、機枠２６の軸心部に配置した状態で、光源ユニット４０から発する励起光を検体ホルダ３０の周面に照射する。また、光計測装置１４では、励起光が照射されることによりマウス１２の体内の蛍光標識剤から発せられて検体ホルダ３０の外周面から放出される光（蛍光）を、受光ユニット４２のそれぞれで検出する。
【００５１】
このとき、光計測装置１４では、ロータリーアクチュエータ２８の駆動により計測ヘッド部２２（光源ユニット４０及び受光ユニット４２）を、検体ホルダ３０の周方向に回転し、励起光の照射位置及び蛍光の受光位置を変え、それぞれの位置で蛍光の計測を行う。また、光計測装置１４では、スライダ５６によって検体ホルダ３０を機枠２６の軸線方向に沿って移動し、検体ホルダ３０の軸線方向に沿った所定の位置または所定の間隔で蛍光の計測を行う。
【００５２】
これにより、光計測装置１４では、マウス１２の体長方向に沿った任意の位置で、マウス１２の体内の蛍光標識剤から発せられる蛍光を計測し、計測された蛍光の強度に応じた計測データが得られる。
【００５３】
一方、図８に示されるように、光計測装置１４には、制御部６０が設けられている。制御部６０には、図示しないマイクロコンピュータを備えたコントローラ６２が設けられている。
【００５４】
制御部６０には、ロータリーアクチュエータ２８の図示しないモータを駆動する駆動回路６４及び、スライダ５６の図示しないモータを駆動する駆動回路６６が設けられ、これらがコントローラ６２に接続されている。これにより、光計測装置１４では、検体ホルダ３０の移動及び、計測ヘッド部２２の回動が制御される。
【００５５】
また、光源ユニット４０は発光素子６８を備え、受光ユニット４２は受光素子７２及び図示しない光学フィルタを備えている。受光ユニット４２では、光学フィルタにより蛍光の波長の光が受光素子７２に案内される。制御部６０には、発光素子６８を駆動する発光駆動回路７０、受光素子７２から出力される電気信号を増幅する増幅器（amp）７４、増幅器７４から出力される電気信号（アナログ信号）に対してＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器７６を備えている。
【００５６】
制御部６０は、光源ユニット４０の発光素子６８の発光を制御しながら、各受光ユニット４２の受光素子７２によって検出された計測データをデジタル信号として出力する。なお、光計測装置１４は、コントローラ６２によって装置の作動状態等が表示される表示パネルを備えても良い。
【００５７】
データ処理装置１６は、ＣＰＵ７８Ａ、ＲＯＭ７８Ｂ、ＲＡＭ７８Ｃ、記憶手段とされるＨＤＤ７８Ｄ、キーボード７８Ｅ（図３参照）やマウスなどの入力デバイス７８Ｇ、モニタ１８等がバス７８Ｆに接続された一般的構成のコンピュータが形成されている。
【００５８】
また、データ処理装置１６には、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ  ＩＦ）８０Ａが設けられており、この入出力インターフェイス８０Ａが、光計測装置１４の制御部６０に設けている入出力インターフェイス８０Ｂに接続されている。これにより、データ処理装置１６には、光計測装置１４で計測された計測データが入力される。なお、光計測装置１４とデータ処理装置１６との接続は、ＵＳＢインターフェイスなどの公知の任意の規格を適用することができる。
【００５９】
データ処理装置１６は、ＣＰＵ７８Ａが、ＲＡＭ７８Ｃをワークメモリとして用い、ＲＯＭ７８Ｂ又はＨＤＤ７８Ｄに記憶されたプログラムを実行することにより、光計測装置１４の作動を制御し、マウス１２から発せられる蛍光の強度を計測する。また、データ処理装置１６では、光計測装置１４において計測により得られた計測データを読み込み、この計測データに基づいて蛍光の強度分布を示す断層画像の再構築が行われる。なお、光断層計測システム１０では、データ処理装置１６が、光計測装置１４の作動を制御する構成に限らず、光計測装置１４が単独で動作して、計測データを出力する構成であっても良い。
【００６０】
マウス１２等の生体では、光に対して異方性散乱媒質となっている。異方性散乱媒質は、入射された光が光浸達長（等価散乱長）に達するまでは、前方散乱が支配的な領域となっているが、光浸達長を超えた領域では、光の偏向がランダムな多重散乱（等方散乱）が生じ、光の散乱が等方的となる（等方散乱領域）。この前方散乱が支配的な領域は数ｍｍ程度と狭いため、異方性散乱媒質同士が接している場合、一方の異方性散乱媒質と他方の異方性散乱媒質とを一体の異方性散乱媒質と見なすことができる。
【００６１】
本実施の形態では、マウス１２を収容した検体ホルダ３０（上型ブロック３２と下型ブロック３４）内が実質的に等方散乱領域と見なされるように、検体ホルダ３０を異方性散乱媒質となる材質を用いて形成している。このような検体ホルダ３０の材質としては、ポリエチレン（ＰＥ）や、光の等価散乱係数μｓ’が１．０５ｍｍ−１のポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）などを用いることができる。なお、検体ホルダ３０を形成する材質は、これに限らず、異方性散乱媒質であれば任意の材質を適用することができる。
【００６２】
マウス１２が収容された検体ホルダ３０内を実質的に等方散乱領域とみなすことができれば、マウス１２の体内での光の散乱を等方散乱に近似することができる。
【００６３】
高密度媒質内で光が散乱を受けながら伝播するときに、光強度の分布は、光子のエネルギーの流れを記述する基本的な方程式である光（光子）の輸送方程式で表されるが、光の散乱が等方散乱に近似されることにより、拡散方程式を用いて光強度の分布を表すことができる。データ処理装置１６では、光計測装置１４の計測結果（計測データ）を用いて拡散方程式の解を演算することにより光（蛍光）の濃度分布を取得する。また、データ処理装置１６は、演算された濃度分布に基づいたマウス１２の光断層画像（再構成された光断層画像）をモニタ１８等に表示する。
【００６４】
一方、図３及び図７に示されるように、光計測装置１４では、検体ホルダ３０の基準面３８が、アーム４４のブラケット５０に設定されている基準面５０Ａに当接されることにより、検体ホルダ３０内に収容されているマウス１２の位置決めがなされる。これにより、例えば、図７に示されるように、光計測装置１４では、この基準面５０Ａに基づいて設定している原点ｘｓからマウス１２の体長方向（検体ホルダ３０の軸方向）に沿って検体ホルダ３０を移動する。このとき、光計測装置１４では、原点ｘｓに対して予め設定されている位置（マウス１２の予め設定されている部位に対応する計測位置ｘ）へ検体ホルダ３０を相対移動し、この位置から所定間隔Δｘ（例えば、Δｘ＝３mm）毎に蛍光の計測を行なう。
【００６５】
また、光計測装置１４では、光源ユニット４０を予め設定された原位置から所定の角度θずつ回転し（例えば、原位置θ１から回転位置θ２、θ３、・・・、θ１２）、それぞれの回転位置θで、受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋの出力信号である計測データＤ（ｍ）を読み込む。なお、ｍは、ｍ＝１〜１１として、受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋを特定する変数としている。
【００６６】
これにより、光計測装置１４では、計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）が得られる。このときに、計測位置ｘが同じであれば、その計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）は、検体ホルダ３０の移動方向に対して交差する同一平面（計測面２２Ａ）上のデータとなる。なお、計測位置ｘは、計測面２２Ａの移動位置でもあることから、移動位置ｘとも表記する。
【００６７】
ところで、複数の受光ユニット４２（４２Ａ〜４２Ｋ）を用い、検体ホルダ３０内のマウス１２から発せられる蛍光を並行して計測する場合、各受光ユニット４２の感度を揃える必要がある。すなわち、同じ強度の蛍光を計測した場合、受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋが出力する計測データが揃うように感度較正が行われている必要がある。
【００６８】
光計測装置１４では、受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋの感度較正を行うときに、検体ホルダ３０に換えて、基準試料とする較正用基準部材８２が用いられる。図１及び図２に示されるように、この較正用基準部材８２は、所定径の円柱状とされている。この較正用基準部材８２の径（半径）は、検体ホルダ３０と同じでも良いが、検体ホルダ３０より小さくとも良く、また、機枠２６の軸心部に配置したときに、光源ユニット４０及び受光ユニット４２に接触しない範囲であれば、検体ホルダ３０より大きくとも良い。
【００６９】
この較正用基準部材８２は、ＰＯＭやＰＥ（ポリエチレン）などの異方性散乱媒質が用いられ、この異方性散乱媒質により中実となるように形成されている。光計測装置１４では、較正用基準部材８２が、ブラケット５０、５４の間に掛け渡されて装着される。このときに、較正用基準部材８２は、一方の端面が基準面８２Ａとされ、この基準面８２Ａがブラケット５０の基準面５０Ａに当接されて位置決めされる。
【００７０】
図２及び図４に示されるように、光計測装置１４には、アーム４４のブラケット５０に基準光源ユニット８４が設けられている。この基準光源ユニット８４は、ブラケット５０、５４に較正用基準部材８２が装着されたときに、較正用基準部材８２の基準面８２Ａの軸心部に対向されるように取り付けられている。
【００７１】
図８に示されるように、基準光源ユニット８４は、所定波長の光を発する発光素子８６を備えている。制御部６０には、発光駆動回路８８が設けられている。コントローラ６２は、発光駆動回路８８の動作を制御することにより、基準光源ユニット８４の発光を制御する。
【００７２】
ここで、光計測装置１４では、発光素子８６が発する光の波長を、マウス１２に投与される蛍光標識剤の発する蛍光の波長に合わせている。例えば、マウス１２に投与する蛍光標識剤が、約７３０ｎｍの波長の励起光が照射されることにより約７７０ｎｍの蛍光を発するものであるとき、光計測装置１４では、この波長（約７７０ｎｍ）の光が受光されるように受光ユニット４２の光学特性（例えば、光学フィルタの帯域）が設定されている。ここから、光計測装置１４に設ける基準光源ユニット８４には、受光ユニット４２の光学特性に合わせた約７７０ｎｍの波長の光を発する発光素子８６が用いられている。
【００７３】
図２に示されるように、較正用基準部材８２は、基準光源ユニット８４から光が照射されることにより、照射された光が内部を伝搬し、伝搬した光が周面及び他方の端面から放出される。光計測装置１４では、較正用基準部材８２の周面から放出される光を、受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋのそれぞれで受光し、受光した光の強度（光量）に応じたデータを較正用の計測データとして出力する。
【００７４】
このときに、較正用基準部材８２が異方性散乱媒質で形成されていることにより、較正用基準部材８２に入射された光は、等方散乱を繰り返しながら伝搬する。これにより、基準面８２Ａからの距離が同じ位置（計測面２２Ａ上）では、周面から放出される光の強度が同じとなる。ここから、光断層計測システム１０では、光計測装置１４の受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋのそれぞれから得られる計測データが同等の値となるように、受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋのそれぞれに対して較正係数Ｋ（ｍ）を設定する。
【００７５】
データ処理装置１６では、較正係数Ｋ（ｍ）を用いることにより、受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋの感度を同等とする計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）が得られる。なお、較正係数Ｋ（ｍ）は、１１基の受光ユニット４２のそれぞれに対応するようにｍ＝１〜１１について設定される。
【００７６】
光計測装置１４では、ロータリーアクチュエータ２８を作動することにより、較正用基準部材８２の周方向に沿った受光ユニット４２の回転位置θを変えることができる。これにより、光計測装置１４では、基準光源ユニット８４から照射された光を受光ユニット４２で検出するときに、同一の計測面２２Ａに対して、機枠２６を所定の角度（例えば、３０°）ずつ回転させて、それぞれの回転位置θで検出を行うことができる。
【００７７】
光計測装置１４では、スライダ５６を作動させることにより、較正用基準部材８２に対する計測ヘッド部２２の計測面２２Ａを、較正用基準部材８２の軸方向に相対移動して、複数の移動位置ｘでの計測を行うことができる。
【００７８】
これにより、光計測装置１４では、例えば、ブラケット５０の基準面５０Ａ（または較正用基準部材８２の基準面８２Ａ）に設定されている原点ｘｓからの距離（移動位置ｘ）、回転位置θのそれぞれで、受光ユニット４２ごとの較正用の計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ）が得られる。光断層計測システム１０では、光計測装置１４で得られた計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ）がデータ処理装置１６へ出力される。
【００７９】
図９に示されるように、データ処理装置１６には、読込部１００及び計測データ格納部１０２が形成されている。データ処理装置１６では、光計測装置１４から出力される計測データ（計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）及び較正用の計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ））を読込部１００で読み込むと、計測データ格納部１０２で例えば、ＨＤＤ７８Ｄ等に格納する。
【００８０】
また、データ処理装置１６には、評価部１０４、更新処理部１０６、演算処理部１０８、断層情報生成部１１０及び断層画像再構成部１２４が形成されている。演算処理部１０８では、マウス１２の体内に投与した蛍光識別剤の光に対する吸収係数を含む予め設定されている光学的特性値に基づいて光拡散方程式を用いた順問題計算によって蛍光の強度を演算する。
【００８１】
評価部１０４では、演算された蛍光の強度と計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）から得られる蛍光の強度の差分を評価する。なお、光断層画像の再構成は、一つの計測面２２Ａ又は任意に選択された計測面２２Ａに対して行う（例えば、複数の移動位置ｘから得られる計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）、または、何れかの移動位置ｘに対する計測データＤ（θ、ｍ）を用いて行う）。
【００８２】
更新処理部１０６では、光拡散方程式の逆問題計算を行うことにより、評価部１０４の評価結果から得られる差分を減少させるように蛍光の強度から蛍光体の濃度分布に基づく吸収係数を設定する。さらに、演算処理部１０８では、更新処理部１０６で蛍光標識剤の濃度分布に基づく吸収係数の更新が行われると、更新された蛍光標識剤の濃度分布に基づく吸収係数を用いて蛍光の強度の演算が行われる。
【００８３】
このようにして蛍光の強度の更新と評価が繰り返され、例えば、演算された蛍光の強度と計測データとが一致したと評価されると、断層情報生成部１１０では、そのときの蛍光標識剤の濃度分布に基づく吸収係数から光断層情報である蛍光の濃度分布（強度分布）を生成し、断層画像再構成部１１２では、この光断層情報に基づいて光断層画像の再構成を行う。なお、光断層画像の再構成は、蛍光標識剤の蛍光強度を計測し、これにより得られる計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）又は計測データＤ（θ、ｍ）に基づいて光輸送方程式ないし光拡散方程式に基づいた演算結果を用いる構成であれば任意の構成を適用することができ、ここでは詳細な説明を省略する。
【００８４】
一方、データ処理装置１６には、較正係数設定部１１４及び較正処理部１１６が形成されている。較正係数設定部１１４では、較正用基準部材８２を用いて得られた較正用の計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ）が計測データ格納部１０２に格納されると、この計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ）を用いて、各受光ユニット４２が同等の感度とみなせるようにする較正係数Ｋ（ｍ）を設定する。
【００８５】
ここで、較正係数設定部１１４での較正係数Ｋ（ｍ）の設定は、例えば、計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ）から受光ユニット４２ごとに、位置ｘに対応するθ１〜θ１２を平均化して、受光ユニット４２ごとに設定しても良く、また、較正用基準部材８２を軸方向に移動して複数の移動位置ｘで得られる計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ）に基づき、統計的手法を用いて設定しても良い。
【００８６】
較正処理部１１６では、計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）を用いた断層画像の再構成に先立って、較正係数Ｋ（ｍ）を用いて計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）の較正を行う。例えば、受光ユニット４２を特定する変数ｍをパラメータとした較正係数Ｋ（ｍ）から、較正計測データＤｃ（x、θ、ｍ）を、
Ｄｃ（x、θ、ｍ）＝Ｄ（ｘ、θ、ｍ）・Ｋ（ｍ）
として取得する。この較正計測データＤｃ（x、θ、ｍ）を計測データ（較正された計測データ）Ｄ（ｘ、θ、ｍ）として出力する。データ処理装置１６では、この較正された計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）（＝Ｄｃ（ｘ、θ、ｍ））に基づいて断層画像の再構成を行う。
【００８７】
以下に、本実施の形態の作用として、光断層計測システム１０における光計測装置１４の受光ユニット４２の較正を説明する。
【００８８】
光計測装置１４では、受光ユニット４２の較正を行うときに、マウス１２を収容した検体ホルダ３０に換えて、較正用基準部材８２が装填される。光計測装置１４では、この較正用基準部材８２の所定の位置が計測ヘッド部２２の計測面２２Ａとなるように移動し、基準光源ユニット８４から較正用基準部材８２へ照射することにより、較正用基準部材８２の周面から放出される光を、受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋのそれぞれで計測する。
【００８９】
計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ）を用いて較正係数Ｋ（ｍ）を設定する方法としては、予め設定されている移動位置ｘ０及び角度（回転位置θ１）における計測データＤｓ（ｘ０、θ１、ｍ）を用いる方法、予め設定されている移動位置ｘ０で角度（回転位置θ）をθ１〜θ１２などに変化させて得られる計測データＤｓ（ｘ０、θ、ｍ）を用いる方法、並びに移動位置ｘ及び回転位置θを変化させて得られる計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ）を用いる方法があり、これらを第１、第２及び第３の実施例として説明する。
【００９０】
〔第１の実施例〕
光断層計測システム１０では、例えば、光計測装置１４及びデータ処理装置１６の動作モードとして較正設定モードが設けられている。光計測装置１４では、この較正設定モードによる動作が指示されることにより、較正用基準部材８２を用いて計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ）を取得する。
【００９１】
第１の実施例において光計測装置１４は、スライダ５６を作動することより、較正用基準部材８２の所定位置（例えば、図２の移動位置ｘ０）が、計測面２２Ａとなるように配置する。また、光計測装置１４は、計測ヘッド部２２の機枠２６を予め設定された回転位置（例えば、回転位置θ１）に配置する。すなわち、光計測装置１４は、較正用基準部材８２に対して受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋのそれぞれを予め設定された移動位置ｘ０及び回転位置θ１に配置する。
【００９２】
この後、光計測装置１４は、基準光源ユニット８４を作動させて較正用基準部材８２の軸方向に沿った一端（基準面８２Ａ）から軸心へ向けて光を照射し、計測面２２Ａに沿って放出される光を受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋのそれぞれで受光する。これにより、光計測装置１４では、計測データＤｓ（ｘ０、θ１、ｍ）が得られる。
【００９３】
ここで、較正用基準部材８２は、異方性散乱媒質を用いて、等価散乱係数が均一となるように形成されており、較正用基準部材８２の軸心部に照射された光は、等方散乱を繰り返しながら伝搬する。等方散乱しながら伝搬する光は、伝搬距離に応じて減衰するが、伝搬する距離が同じであれば、光量も同じと見なすことができる。なお、較正用基準部材８２に入射された光は、光浸達長に達するまで前方散乱により伝播するが、この前方散乱領域が数ｍｍ程度であることから、実質的に等方散乱しながら伝搬していると見なすことができる。
【００９４】
ここで、図１に示されるように、較正用基準部材８２は、円柱状に形成されている。したがって、較正用基準部材８２の外周面で計測面２２Ａと交差する位置から放出される光の強度は同等となる。
【００９５】
また、受光ユニット４２のそれぞれが、較正用基準部材８２の軸心を中心とした円周上に配置されていることにより、各受光ユニット４２から出力される計測データＤｓ（ｍ）は同等となる。光計測装置１４では、この計測データＤｓ（ｍ）をデータ処理装置１６へ出力し、較正設定モードでの動作を終了する。
【００９６】
データ処理装置１６は、較正設定モードにおいて、光計測装置１４から計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ）（ここでは、計測データＤｓ（ｍ））が出力されると、この計測データＤｓ（ｍ）を読み込む。この後に、データ処理装置１６では、較正係数設定部１１４において、この計測データＤｓ（ｍ）に基づき、受光ユニット４２ごとの較正係数Ｋ（ｍ）を設定する。
【００９７】
較正係数設定部１１４では、基準とする計測データＤｓ（ｍ）の最小値（計測データＤminとする）を選択し、較正係数Ｋ（ｍ）＝Ｄmin／Ｄｓ（ｍ）として、各受光ユニット４２の較正係数Ｋ（ｍ）を設定する。このような較正係数Ｋ（ｍ）はＫ（ｍ）≦１となる。
【００９８】
ここで、例えば、表１に示されるごとき計測データＤｓ（ｍ）から、ｍ＝２の受光ユニット４２で得られた計測データＤｓ（２）が最小値Ｄminであれば、この計測データを基準として、各受光ユニット４２の較正係数Ｋ（ｍ）が設定される。
【００９９】
【表１】
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【０１００】
これにより、ｍ＝２の受光ユニット４２では較正係数Ｋ（ｍ）が、Ｋ（２）＝１となり、ｍ＝１の受光ユニット４２では較正係数Ｋ（１）＝０．９３５、ｍ＝１１の受光ユニット４２では較正係数Ｋ（１１）＝０．９００となる。データ処理装置１６では、このように設定された較正係数Ｋ（ｍ）が記憶されて較正設定モードでの処理を終了する。
【０１０１】
このように設定された較正係数Ｋ（ｍ）を用いることにより、受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋの感度の相違が除かれた計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）が得られ、この計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）に基づいて、光断層画像の再構成を行うことにより、精度の高い画像が得られる。
【０１０２】
また、光計測装置１４では、基準光源ユニット８４が発する光としてマウスに投与する蛍光標識剤が発する蛍光と同等の波長の光を用いるので、基準とする光を、受光ユニット４２のそれぞれで的確に受光することができる。すなわち、基準光源ユニット８４の発する波長が、受光ユニット４２で設定されている光学特性から外れると、受光ユニット４２で減衰されてしまうために、効率が低下する。また、蛍光の波長から外れた帯域で受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋの間で光学特性に差があると、同等の光量を受光しても出力されるデータが異なり、適正な較正ができなくなるが、このような問題が生じるのを防止することができる。
【０１０３】
なお、ここでは、最小値の計測データＤminを基準として較正係数Ｋ（ｍ）を設定したがこれに限らず、計測データＤｓ（ｍ）の平均値又は平均化した値を基準値するなど、任意の構成を適用することができる。
【０１０４】
〔第２の実施例〕
第２の実施例において光計測装置１４は、較正設定モードでの動作が指示されると、スライダ５６を作動することより、較正用基準部材８２の所定位置（例えば、図２の移動位置ｘ０）が、計測面２２Ａとなるように配置する。
【０１０５】
この後、光計測装置１４では、ロータリーアクチュエータ２８を作動させることにより、受光ユニット４２の回転位置θを変えながら、それぞれの回転位置θにおける各受光ユニット４２の計測データを取得する。ここで、例えば、受光ユニット４２を３０°ずつ回転し、θ１〜θ１２のそれぞれで、較正用基準部材８２の周面から発せられる光を受光することにより計測データＤｓ（θ、ｍ）が得られる。
【０１０６】
すなわち、光計測装置１４では、較正用基準部材８２を予め設定している移動位置ｘ０となるように移動すると、ロータリーアクチュエータ２８により受光ユニット４２の回転位置θを、位置θ１〜θ１２まで順に変更し、それぞれの回転位置θにおいて、較正用基準部材８２から放出される光を受光ユニット４２により計測する。これにより、光計測装置１４では、計測データＤｓ（ｘ０、θ、ｍ）＝Ｄｓ（θ、ｍ）が得られる。
【０１０７】
データ処理装置１６では、この計測データＤｓ（θ、ｍ）を読み込むと、較正係数設定部１１４において、較正係数Ｋ（ｍ）を設定する。
【０１０８】
このとき、較正係数設定部１１４では、計測データＤｓ（θ、ｍ）から、受光ユニット４２ごとの計測データＤｓ（θ）（ただしθ＝θ１〜θ１２）を用いて、例えば、受光ユニット４２ごとに計測データの平均値Ｄａ（ｍ）を算出する。なお、受光ユニット４２ごとの計測データＤｓ（ｍ）は、計測データＤ（ｍ）を平均化したものに限らず、任意の統計的手法により正規化した値を用いるようにしても良い。
【０１０９】
この後、較正係数設定部１１４では、平均値Ｄａ（ｍ）の最小値（計測データＤａminとする）を設定し、この最小値を基準にして、較正係数Ｋ（ｍ）＝Ｄａmin／Ｄａ（ｍ）から各受光ユニット４２の較正係数Ｋ（ｍ）を設定する。このときに設定される較正係数Ｋ（ｍ）はＫ（ｍ）≦１となる。
【０１１０】
このようにして較正係数Ｋ（ｍ）を設定することにより、計測面２２Ａでの較正用基準部材８２の断面形状や、軸心のズレ等に起因する較正係数Ｋ（ｍ）の誤差を抑制することができる。すなわち、較正用基準部材８２の断面形状や機枠２６の回転中心に対する軸心のズレにより周面から放出される光の強度に相違が生じる。また、機枠２６の回転中心と較正用基準部材８２の軸心がずれるなどしていると、受光ユニット４２ごとに較正用基準部材８２の周面との間隔に相違が生じ、この相違により受光ユニット４２で受光される光の強度にも相違する。
【０１１１】
これに対して、光計測装置１４では、複数の受光ユニット４２のそれぞれが、較正用基準部材８２の同一位置から放出される光を計測することにより、同等の強度の光を受光したときの計測データＤｓ（ｘ０、θ、ｍ）が得られる。
【０１１２】
このような計測データＤｓ（ｘ０、θ、ｍ）を用いて較正係数Ｋ（ｍ）を設定することにより、較正用基準部材８２の形状や受光ユニット４２ごとの取り付け位置に起因する誤差が抑制された較正係数Ｋ（ｍ）が得られる。したがって、較正用基準部材８２の形状としては、円柱状に限らず、角柱状など断面形状が一定であれば、任意の形状とすることができる。
【０１１３】
また、この較正係数Ｋ（ｍ）を用いることにより、受光ユニット４２Ａ〜４２Ｋの感度の相違が除かれた計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）が得られ、この計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）に基づいて、光断層画像の再構成を行うことにより、精度の高い画像が得られる。
【０１１４】
〔第３の実施例〕
第３の実施例では、受光ユニット４２の回転位置θに加え、基準光源ユニット８４の光の照射位置に対する計測面２２Ａの距離（移動位置ｘ）を変化させた計測データ（計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ））を取得する。
【０１１５】
光計測装置１４では、較正設定モードでの動作が指示されると、スライダ５６を作動させて、較正用基準部材８２を予め設定された移動位置（以下、移動位置ｘ０とする）へ移動する。この後に、光計測装置１４では、計測ヘッド部２２（受光ユニット４２）の回転、較正用基準部材８２の移動を繰返しながら、基準光源ユニット８４から発せられた光の計測を行う。
【０１１６】
ここで、基準光源ユニット８４から照射された光は、較正用基準部材８２内を伝搬する距離に応じて強度（光量）が変化する。ここから、光計測装置１４では、受光ユニット４２で受光される光の光量が、所定値に減少する範囲まで較正用基準部材８２を移動することにより、基準光源ユニット８４と計測面２２Ａ又は受光ユニット４２との距離を変化させる。
【０１１７】
ここで、光計測装置１４では、移動位置ｘ０から光量（受光ユニット４２の出力）が、１／１０−４まで減少する範囲で較正用基準部材８２を移動する。このときの移動量が１０ｍｍであれば、この移動範囲で移動量Δｘ＝１ｍｍとして、較正用基準部材８２及び基準光源ユニット８４を移動（例えば、位置ｘ０、ｘ１、・・・、ｘ９）して１０回の計測を行う。また、それぞれの移動位置ｘで受光ユニット４２を回転位置θ１〜θ１２まで順次回転することにより１２回の計測を行う。これにより、計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ）（ただし、ｍ＝１〜１１、ｘ＝ｘ０〜ｘ９、θ＝θ１〜θ１２）が得られる。データ処理装置１６では、この計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）に基づいて較正係数Ｋ（ｍ）の設定を行う。
【０１１８】
計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ）は、受光ユニット４２ごとの計測データＤｓ（ｍ）（Ｄｓ（ｍ）＝Ｄｓ（ｘ、θ））を含む。これにより、例えば、ｍ＝１で特定される受光ユニット４２に対しては、表２に示されるごとき計測データＤｓ（１）＝Ｄｓ（ｘ、θ）が得られる。
【０１１９】
【表２】
2011179864.tif 000004
【０１２０】
ここで、較正係数設定部１１４では、受光ユニット４２ごとに各移動位置ｘ（ｘ０、ｘ１、・・、ｘ９）における計測データの平均値Ｄａ（ｍ）を算出する。これにより、受光ユニット４２のそれぞれに対して、移動位置ｘごとの計測データの平均値Ｄａ（ｍ）が得られる（第２の実施例参照）。この平均値Ｄａ（ｍ）に対して、最大値が１となるように正規化することにより、表３に示されるようなデータが得られる。
【０１２１】
【表３】
2011179864.tif 000005
【０１２２】
例えば、ｍ＝１で特定される受光ユニット４２において、移動位置ｘ０の平均値Ｄａ（ｘ、ｍ）＝Ｄａ（ｘ０、１）が最大値であれば、規格化したデータＤｓ（ｍ）は、Ｄｓ（ｍ）＝Ｄａ（ｘ、ｍ）／Ｄａ（ｘ０、１）となる。このときには、例えば、ｍ＝１で特定される受光ユニット４２では、Ｄｓ（１）＝１．０００となり、ｍ＝２で特定される受光ユニット４２では、Ｄｓ（２）＝０．９００となる。
【０１２３】
図１０には、このようにして得られるデータをプロットしてグラフ化している。このグラフでは、縦軸（Ｙ軸）を対数軸として、横軸に距離となる較正用基準部材８２に対する軸線方向に沿った移動位置ｘとした片対数グラフとしている。なお、このグラフは、ｍ＝１、ｍ＝２で特定される受光ユニット４２を例としている。
【０１２４】
図１０に示されるように、規格化したデータは、一定の傾きで距離に応じて計測データＤａ（ｍ）が減少する回帰直線（傾き−１の直線）となることが好ましい。
【０１２５】
ここで、表３で規格化したデータには、ばらつきが含まれていることがある。例えば、表３において、Ｄｓ（１）＝１．０００、Ｄｓ（２）＝０．９００は、図１０のグラフ上でＹ切片となる。表３では、このＹ切片の対数値ｚ（ｍ）がｚ（１）＝log（Ｄａ（ｘ０、ｍ）＝０．０、ｚ（２）＝log（Ｄａ（ｘ０、ｍ）＝−０．０４５８となる。
【０１２６】
これに対して、表３に示されるデータからｍ＝１〜１１のそれぞれについて、ｘ軸となる位置ｘを説明変数、ｙ軸となる受光ユニット４２ごとの計測値を目的変数として回帰直線を求める。このときに、それぞれの回帰直線上でのＹ切片の対数値Ｌ（ｍ）（Ｌ（ｍ）＝Ｄｓ（ｘ０、m））が表４に示されるデータであるとする。
【０１２７】
【表４】
2011179864.tif 000006
【０１２８】
ここで、対数値Ｌ（ｍ）の１０のべき乗値とする規格値Ｃ（ｍ）（Ｃ（ｍ）＝１０Ｌ（ｍ））を求める。このとき、例えば、ｍ＝１に対する規格値Ｃ（１）＝０．９９４２、ｍ＝２に対する規格値Ｃ（２）＝０．８９４２となる。この規格値Ｃ（ｍ）は、表３に示される正規化したデータＤｓ（ｍ）からばらつきを排除したものとなっており、この規格値Ｃ（ｍ）から選ばれた最小値Ｃminを基準として較正係数Ｋ（ｍ）を求める（Ｋ（ｍ）＝Ｃmin／Ｃ（ｍ））。
【０１２９】
このような統計的手法の一つである回帰直線法に基づいて得られる較正係数Ｋ（ｍ）を用いることにより、ダイナミックレンジを広げた較正係数Ｋ（ｍ）が得られ、受光ユニット４２で受光される光量に差が生じても、適正に較正された計測データＤ（ｘ、θ、ｍ）を得ることができる。
【０１３０】
なお、以上説明した本実施の形態は本発明の構成を限定するものではない。例えば、本実施の形態では、データ処理装置１６で計測データを較正するようにしたが、これに限らず、光計測装置１４で、計測データの較正を行い、較正した計測データをデータ処理装置１６へ出力するようにしても良い。
【０１３１】
また、光計測装置１４では、較正用基準部材８２及び基準光源ユニット８４を用いることにより、複数の受光ユニット４２の感度較正を適切に行うことができる。このときに、較正用基準部材８２から得られる計測データＤｓ（ｘ、θ、ｍ）に基づいて較正係数Ｋ（ｍ）を設定し、設定した較正係数Ｋ（ｍ）を用いて、受光ユニット４２のそれぞれの計測データに対する較正を行う。これにより、光断層計測システム１０では、受光ユニット４２の感度のばらつきが起因する画質低下を確実に防止し、高精度の光断層画像の再構成が可能となる。
【０１３２】
また、光計測装置１４では、複数の受光ユニット４２を機枠２６に取り付けた状態で、受光ユニット４２の感度較正を簡単に行うことができる。
【０１３３】
なお、本実施の形態では、光計測装置１４を例に説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、本発明は、同一の円周上で光軸が軸心に向けられて取り付けられた複数の受光ユニットの感度の較正に適用することができる。この場合、軸心部に較正用基準部材８２を配置して、較正用基準部材８２の軸方向の一端側から基準光源ユニット８４の光を照射する。これにより、複数の受光ユニットのそれぞれが検出する光の光量を一定にできるので、この計測結果を用いることにより、感度較正を行うことができる。
【０１３４】
また、本実施の形態では、基準試料として中実の円柱状に形成した較正用基準部材８２を用いたが、基準試料はこれに限らず、断面形状が正十二角形などの断面が一定の形状を有する柱状であれば、任意の外形形状とすることができる。
【０１３５】
さらに、本実施の形態では、計測試料としてマウス１２を例に説明したが、本発明は、計測対象から放出される光を複数の受光ユニットで計測する任意の構成の光計測装置及び該光計測装置に対する較正装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１０    光断層計測システム
１２    マウス（計測対象）
１４    光計測装置
１６    データ処理装置
２２    計測ヘッド部
２６    機枠
２８    ロータリーアクチュエータ（回転手段）
３０    検体ホルダ
４０    光源ユニット（光源）
４２    受光ユニット
６０    制御部
７２    受光素子
８２    較正用基準部材（基準試料）
８４    基準光源ユニット（基準光源）
８６    発光素子（基準光源）
１１４    較正係数設定部（較正手段、較正設定手段）
１１６    較正処理部（較正処理手段）
【図１】
2011179864.tif 000007
【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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