CN104619233B - 散射光测量装置 - Google Patents

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Abstract

一种散射光测量装置，具有光学测量装置(1)和散射光测量探头(101)，其中，光学测量装置(1)具有：光源(10)，其射出至少包含测量对象波长的光的光；光检测器(12)，其检测由散射光测量探头(101)接收到的光；分支部(11)，其将来自光源(10)的光引导至散射光测量探头(101)，并且将来自散射光测量探头(101)的光引导至光检测器(12)；以及控制部(13)，其基于由光检测器(12)检测出的光来评价被检查物的表层的散射特性，该散射光测量探头(101)具有光纤(102)，该光纤(102)在一端与光学测量装置(1)进行连接，传播来自光源的光并对被检查物进行照射，并且在另一端与被检查物接触，接收照射到被检查物的光在被检查物的内部进行传播并返回来的光，将该光作为光信号而向光检测器(12)引导，光纤(102)传播光，具有大致棒状的芯部(1020)，该芯部(1020)具有根据被检查物的检测深度来确定的直径。

Description

散射光测量装置
技术领域
本发明涉及一种测量与测量对象的内部构造有关的信息来作为光的散射和吸收量的散射光测量装置。
背景技术
以往，已知从生物体组织等比较弱的散射介质散射返回到后方的散射返回光根据其照明光的空间相干度(空间相干性)而被检测为干涉增强光(参照非专利文献1)。利用了该现象的分光信息测量技术被称为LEBS(Low-Enhanced Backscattering Spectroscopy：低相干增强反向散射光谱)，还认真地研究了相对于散射介质内的散射平均自由程(散射系数的倒数)ls*的干涉图案的特性(参照非专利文献2)。该散射平均自由程ls*与散射介质的内部构造变化具有相关性，该散射平均自由程ls*用于检测如能在早期的癌中观察到那样的微小的组织构造变化。另外，还已知能够利用散射返回光的干涉图案来辨别大肠癌(参照非专利文献3)。
在上述LEBS中，已知一种应用于通过被***到内窥镜的细径探头在体内进行非侵入测量的技术(参照专利文献1)。在该技术中，为了获取干涉图案，在形成干涉图案的面内的多个不同位置(相当于不同散射角度的位置)处配置检测光纤，并且利用对应的检测器来检测信号。
另外，LEBS的特征在于对散射体表层进行限定性的后方散射光的检测，以空间相干长度来控制散射体表层的检测深度。图13是表示作为以往的细径探头的散射光测量探头的主要部分的示意图。图13所示的散射光测量探头200具备：照明光纤201，其向测量对象物(散射体表层300)射出照明光；多个检测光纤202a～202c，在测量对象物上反射和/或散射的照明光的返回光以不同的角度入射到这些检测光纤202a～202c；以及光学元件210，其设置在照明光纤201和检测光纤202a～202c的前端。
光学元件210呈圆柱状，利用具有规定的折射率的透过性的玻璃来构成。在测量时，光学元件210的前端接触散射体表层300，由此将从照明光纤201和检测光纤202a～202c到测量对象物的距离固定。
此时，散射体300的检测深度D100由空间相干长度Lsc限定。当将光学元件210的圆柱中心轴方向的距离设为R、将光学元件210的折射率设为n、将照明光纤201的直径设为ρ、将从照明光纤201(光源)射出的光的波长设为λ时，空间相干长度Lsc满足以下式(1)的关系。
Lsc＝λR/πρn···(1)
在散射光测量探头200中，以使空间相干长度Lsc成为与散射平均自由程ls*相比足够小的值的方式设定R、ρ。
专利文献1：美国专利申请公开第2009/0009759号说明书
非专利文献1：Young L.Kim，et.al，“Low-coherence enhanced backscattering：review of principles and applications for colon cancer screening”Journal of Biomedical Optics，11(4)，0411252006年
非专利文献2：V，Turzhitsky，et.al，“Characterization of Light transport in Scattering Media at Subdiffusion Length Scales with Low-CoherenceEnhanced Backscattering”IEEE journal of selected topics in quantum electronics，Vol.16，No.3，619(2010)
非专利文献3：Hemant K.Roy，et.al，“Association between Rectal Optical Signatures and Colonic Neoplasia：Potential Applications for Screening”Cancer Research，69(10)，4476(2009)
发明内容
发明要解决的问题
另外，在LEBS中，如式(1)所示，空间相干长度Lsc需要控制距离R和直径ρ这两个参数。然而，在对散射体表层进行深度限定性的散射光的检测时，在如LEBS那样不需要散射角度信息的情况下，需求更加简单的装置结构。即，对于LEBS存在以下问题：在简单的散射体表层的散射光检测中装置结构是复杂的。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够以简单的结构对散射体表层进行深度限定性的散射光检测的散射光测量装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题并实现目的，本发明所涉及的散射光测量装置具备：光学测量装置，其被输入光并将光输出，并且进行所输入的光的测量；以及散射光测量探头，其向被检查物照射来自该光学测量装置的光，并且接收来自该被检查物的光并向上述光学测量装置输出，该散射光测量装置的特征在于，上述光学测量装置具有：光源，其射出至少包含测量对象波长的光的光；光检测器，其检测由上述散射光测量探头接收到的光；分支部，其将来自上述光源的光引导至上述散射光测量探头，并且将来自上述散射光测量探头的光引导至上述光检测器；以及控制部，其基于由上述光检测器检测出的光来评价上述被检查物的表层的散射特性，上述散射光测量探头具有光纤，该光纤在一端与上述光学测量装置进行连接，传播来自上述光源的光并向上述被检查物进行照射，并且在另一端与上述被检查物接触，接收照射到该被检查物的光在上述被检查物的内部进行传播并返回来的光，将该光作为光信号而引导至上述光检测器，上述光纤传播光，具有大致棒状的芯部，该芯部具有根据上述被检查物的检测深度来确定的直径。
另外，本发明所涉及的散射光测量装置的特征在于，在上述发明中，上述光学测量装置还具有检测由上述散射光测量探头接收到的光的第二光检测器，上述散射光测量探头具有：多个上述光纤；以及校正光纤，其接收由上述光纤照射的光在上述被检查物的内部进行传播并返回来的光，并引导至上述第二光检测器，上述控制部根据由上述光检测器和上述第二光检测器检测出的光的信号强度来评价上述被检查物的散射特性。
另外，本发明所涉及的散射光测量装置的特征在于，在上述发明中，设置有两个以上的上述光纤并且设置有两个以上的上述校正光纤，上述光检测器按每个上述光纤检测上述信号强度，上述第二光检测器按每个上述校正光纤检测上述信号强度，上述控制部根据比所设定的阈值大的信号强度来评价上述被检查物的散射特性。
另外，本发明所涉及的散射光测量装置的特征在于，在上述发明中，设置有两个以上的上述光纤并且设置有两个以上的上述校正光纤，上述光检测器按每个上述光纤检测上述信号强度，上述第二光检测器按每个上述校正光纤检测上述信号强度，上述控制部对各信号强度附加位置信息，上述光学测量装置具有基于上述信号强度来实施图像处理的图像处理部。
发明的效果
根据本发明，发挥以下效果：根据被检查物的检测深度来确定光纤的芯直径，因此能够以简单的结构对散射体表层进行深度限定性的散射光检测，该光纤向被检查物至少照射测量对照波长的光，并且接收所照射的光在被检查物内部进行传播并返回来的散射光，将该散射光作为光信号而引导至光检测器。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的光学测量装置和散射光测量探头的概念图。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的光学测量装置的主要部分的结构的示意图。
图3是表示本发明的实施方式1所涉及的散射光测量探头的主要部分的示意图。
图4是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的散射光测量探头的光纤的配置的俯视图。
图5是表示本发明的实施方式2所涉及的光学测量装置和散射光测量探头的概念图。
图6是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的散射光测量探头的光纤的配置的俯视图。
图7是示意性地表示本发明的实施方式2的变形例1所涉及的散射光测量探头的光纤的配置的俯视图。
图8是示意性地表示本发明的实施方式2的变形例2所涉及的散射光测量探头的光纤的配置的俯视图。
图9是表示本发明的实施方式3所涉及的光学测量装置和散射光测量探头的概念图。
图10是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的散射光测量探头的光纤的配置的图。
图11是表示本发明的实施方式4所涉及的光学测量装置和散射光测量探头的概念图。
图12是示意性地表示本发明的实施方式4所涉及的散射光测量探头的光纤的配置的图。
图13是表示以往的散射光测量探头的主要部分的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式(以下，称为“实施方式”)进行说明。本发明并不限定于该实施方式。另外，在附图的记载中，对相同的部分附加相同的附图标记。另外，需要注意的是，附图是示意性的，各构件的厚度与宽度的关系、各构件的比率等与现实存在差异。附图相互间还包括彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。
(实施方式1)
图1是表示本实施方式1所涉及的光学测量装置1和散射光测量探头101的结构的概要图。图2是表示本实施方式1所涉及的光学测量装置1的主要部分的结构的示意图。此外，由光学测量装置1和散射光测量探头101构成散射光测量装置。
如图1所示，由光学测量装置1和散射光测量探头101构成的散射光测量装置非侵入地检测从生物体组织等比较弱的散射介质散射返回到后方的散射返回光，来作为信息。
光学测量装置1具备：光源10，其射出至少包含测量对照波长的光的光；分支部11，其使来自光源10和散射光测量探头101的光集中或者折射来分别向规定方向引导；光检测器12，其经由分支部11检测由散射光测量探头101接收到的光；以及控制部13，其进行光学测量装置1整体的控制，并且基于由光检测器12检测出的光来评价被检查物的散射特性。
利用白色LED(Light Emitting Diode：发光二极管)、氙气灯、钨丝灯以及卤素灯之类的非相干光源、激光之类的相干光源来实现光源10。
分支部11具有光学***111，该光学***111用于使来自光源10的光集中或者折射来引导至散射光测量探头101，并且将来自被检查物的光引导至光检测器12。利用一个或者多个透镜，例如聚光透镜、准直透镜等来实现光学***111。
具体地说，如图2所示，具有：透镜111a，其使来自光源10的光成为平行光；半透半反镜111b，其使来自透镜111a的平行光的至少一部分透过，并且向光检测器12侧反射来自散射光测量探头101的光纤102的光的至少一部分；反射镜111c，其会聚透过半透半反镜111b的来自光源10的光并引导至光纤102；以及反射镜111d，其会聚由半透半反镜111b反射的来自光纤102的光并引导至光检测器12。通过光源10和光学***111输出要向被检查物照射的至少具有一个光谱成分的光。此外，作为光学***111，也可以利用循环器。
光检测器12接收并检测从散射光测量探头101射出的照明光在被检查物内部进行传播并返回来的散射光。利用分光光度计、光接收传感器等来实现光检测器12。由光检测器12检测出的光信号被保存为在控制部13中进行测量所需的信号(信号强度)。
利用CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等构成控制部13。控制部13控制光学测量装置1的各部的处理动作。控制部13通过进行与光学测量装置1的各部对应的指示信息、数据的传送等，来控制光学测量装置1的动作。另外，控制部13基于由光检测器12检测出的光来评价被检查物的散射特性。
此外，光学测量装置1也可以具有记录部，该记录部记录用于使光学测量装置1进行动作的各种程序、在光学测量处理中使用的各种数据、各种参数。此外，利用设置于光学测量装置1的内部的易失性存储器、非易失性存储器、相对于光学测量装置1装卸自如的存储卡等来实现记录部。
图3是表示本实施方式1所涉及的散射光测量探头101的主要部分的示意图。图4是示意性地表示本实施方式1所涉及的散射光测量探头101的光纤102的端面的俯视图。散射光测量探头101呈具有可挠性的管状，接触被检查物表层2(散射体表层)并照射光，接收来自被检查物表层2的光(后方散射光)。
散射光测量探头101具备光纤102，该光纤102设置在管状的内部，在远端的端部120处与光学测量装置1进行连接，从近端的端部110向被检查物至少照射测量对照波长的光，并且在近端的端部110处接收所照射的光在被检查物内部进行传播并返回来的散射光，将该散射光作为光信号而引导至光检测器12。例如利用阶跃指数型多模光纤来构成光纤102。即，光纤102兼用于照明光的传播和检测光的传播。
另外，如图4所示，光纤102具有：光传播部102a，其包括传播光的大致棒状的芯部1020(芯)和覆盖芯部1020的外周且折射率比芯部1020的折射率小的外层部1021(包层)；以及覆盖部102b，其覆盖外层部1021的侧面。此外，在图4中，D_core表示芯部1020的芯直径，D_clad表示外层部1021的包层直径。
在此，由于是射出要照射到被检查物的光的部分和接收散射光的部分共用的光纤，且光纤的前端与被检查物接触，因此能够基于上述芯直径D_core来限制被检查物表层2的深度(检测深度)D。
基于芯直径D_core，与通过式(1)求出的空间相干长度Lsc相对应地设计检测深度D。
由此，不需要控制如上述式(1)所示的距离R和直径ρ这两个参数就能够控制检测深度D。在此，芯直径D_core作为光纤102的芯部1020的直径而成为固有的值，因此不会产生如以往那样的基于光纤的配置误差的检测深度偏差。因而，能够根据由光检测器12检测出的光来正确地评价被检查物的散射特性。
根据以上说明的本实施方式1，根据被检查物的检测深度D来确定光纤102的芯直径D_core，因此能够以简单的结构对散射体表层进行深度限定性的散射光检测，该光纤102向被检查物至少照射测量对照波长的光，并且接收所照射的光在被检查物内部进行传播并返回来的散射光，将该散射光作为光信号而引导至光检测器12。由此，即使没有像以往那样进行使用了多个光纤的干涉信号的测量，也能够基于与利用空间相干长度进行控制的检测深度相等的检测深度进行散射光测量。特别是在如LEBS那样在散射体表层的检测深度中不需要散射角度信息的情况下有用。
另外，在以往的干涉信号测量中，在光纤的配置上要求高精度，但本实施方式所涉及的散射光测量探头101不要求以往那样的配置精度，因此能够削减制造成本。
另外，在上述实施方式1中，所谓光，主要针对生物体组织的信息获取而假定了从可见到近红外的光，但无论是针对生物体组织还是针对其它应用目标，并不限定于可见光、近红外光。所谓测量对象波长的光，是为了获取生物体组织的信息而要优化的光，能够根据应用目标任意地选择，假定通过如下方式来进行设定：在分光信息有用的情况下广阔地设定其波长范围或者离散地设定多个频带，或者在分光信息并非有用的情况下某种程度地限定频带。从光源产生包含测量对象波长的光的光并向光纤引导。关于从光源至光束光纤的连接，如果利用组合有透镜的光学***使光会聚到光纤的远端的端部，则预计会增加照射光量而提高测量品质。
另外，当然对作为测量对象的被检查物照射由光纤引导来的光束，而在此所说的被检查物并不限于生物体组织，只要是如细胞的菌落、某些物质的浑浊液那样使光发生散射和扩散的物质，就可以成为测量对象。照射光与被检查物相互作用而发生散射之后沿原来的方向返回。通过利用检测器检测其散射返回光来获取散射光的强度信息。
(实施方式2)
接着，对本发明的实施方式2进行说明。图5是表示本实施方式2所涉及的光学测量装置1a和散射光测量探头101a的概念图。图6是示意性地表示本实施方式2所涉及的散射光测量探头101a的光纤的配置的俯视图。此外，对与在图1等中说明的上述构成要素相同的构成要素附加相同的附图标记。在上述实施方式1中说明了光纤仅为一根的情况，但为了增大所要检测的光量，也可以设置多个光纤。在以下的实施方式2中对使用多个光纤的情况进行说明。
如图5所示，由光学测量装置1a和散射光测量探头101a构成的散射光测量装置非侵入地检测从生物体组织等比较弱的散射介质散射返回到后方的散射返回光来作为信息。
光学测量装置1a具备：光源10，其射出至少包含测量对照波长的光的光；分支部11，其使来自光源10和散射光测量探头101a的光集中或者折射来分别向规定方向引导；光检测器12a，其经由分支部11检测由散射光测量探头101a接收到的光；光检测器12b(第二光检测器)，其检测由散射光测量探头101a接收到的光；以及控制部13a，其进行光学测量装置1a整体的控制，并且基于由检测器12a、12b检测出的光来评价被检查物的散射特性。
散射光测量探头101a具备多根与上述实施方式1的光纤相同的光纤102，并且具备一个或多个光纤103(校正光纤)，该光纤103设置在管状的内部，在远端的端部120处与光学测量装置1a进行连接，在近端的端部110处接收由光纤102照射的光在被检查物内部进行传播并返回来的散射光，将该散射光作为光信号而引导至光检测器12b。例如利用阶跃指数型单模光纤来构成光纤103。此外，在本实施方式2中，设为具有两根用于传播照明光和检测光的光纤102并且具有一根光纤103(校正光纤)的情况来进行说明。另外，两根光纤102所接收到的光通过分支部11而被集中，并被引导至光检测器12a。另外，如上所述那样根据被检查物的检测深度D来确定光纤102的芯直径D_core。
在此，光纤102、103被配置为各中心P1～P3互相为相等距离。优选配置为使光纤102与光纤103互相接触。
控制部13a在评价被检查物的散射特性时，基于从光检测器12a获取的来自光纤102的信号和从光检测器12b获取的来自光纤103的信号来求出检测强度ID。在本实施方式2中，当将由光检测器12a检测出的信号强度设为IA、将由光检测器12b检测出的信号强度设为IB时，通过ID＝IA-IB来求出检测强度ID。
在此，两根光纤102相邻地设置，因此有可能发生其中一个光纤102所照射的光的成分入射到另一个光纤102的串扰。由此，信号强度IA相对于原来获得的信号强度，串扰部分的强度增大。另外，光纤103接收从两个光纤102分别照射并在被检查物内部进行传播并返回来的散射光，来获得信号强度IB。即，信号强度IB为与在信号强度IA中增大的串扰部分相当的强度。
因而，如上所述，通过ID＝IA-IB来求出检测强度ID，由此能够获得将在信号强度IA中由于串扰而增大的部分排除后的信号强度。控制部13a基于该检测强度ID来评价被检查物的散射特性。
根据以上说明的本实施方式2，与实施方式1同样地，根据被检查物的检测深度D来确定光纤102的芯直径D_core，因此能够以简单的结构对散射体表层进行深度限定性的散射光检测，该光纤102向被检查物至少照射测量对照波长的光，并且接收所照射的光在被检查物内部进行传播并返回来的散射光，将该散射光作为光信号而引导至光检测器12a。由此，即使没有像以往那样进行干涉信号的测量，也能够以与利用空间相干长度进行控制的检测深度相等的深度进行散射光测量。
另外，根据本实施方式2，设置多个光纤102，并且设置用于排除串扰的光纤103，因此能够使信号的检测强度增大，并且能够不受串扰的影响地正确地获得针对散射体表层的深度限定性的检测强度。
此外，在本实施方式2中，分支部11既可以与各光纤102相应地设置半透半反镜等光学***111(参照图2)，也可以将来自光源10的光统一会聚并引导至各光纤102，并且利用一个半透半反镜使来自各光纤102的光折返并引导至光检测器12a。
另外，在本实施方式2中，设为配置为使光纤102和光纤103的中心间距离相等的情况来进行了说明，但只要能够与各中心间的距离和根数相应地调整信号强度并排除串扰在信号强度IA中的影响，就不限定于相等距离。在距离不相等的情况下，设为ID＝IA-cIB(c是系数)并除以串扰部分的强度。另外，光纤102和光纤103的配置数能够任意地设定。
图7是示意性地表示本实施方式2的变形例1所涉及的散射光测量探头的光纤102、103的配置的俯视图。图8是示意性地表示本实施方式2的变形例2所涉及的散射光测量探头的光纤102、103的配置的俯视图。
例如，如图7所示，可以将光纤102、103配置为网格状。此时，考虑到由光纤103获取光纤102彼此的串扰相应的信号强度，光纤102、103优选以互相相邻的方式进行配置。
另外，如图8所示，可以在配置于中心的光纤102的周围交替地配置三个光纤102和三个光纤103。由此，能够使相邻的各光纤102、103间的距离相等。
(实施方式3)
接着，对本发明的实施方式3进行说明。图9是表示本实施方式3所涉及的光学测量装置1b和散射光测量探头101b的概念图。图10是示意性地表示本实施方式3所涉及的散射光测量探头101b的光纤的俯视图。此外，对与在图1等中说明的上述构成要素相同的构成要素附加相同的附图标记。在上述实施方式2中，说明了为了增大所要检测的光量而设置多个光纤的情况，但还可以与各光纤的信号强度相应地变更信号强度的求法。
如图9所示，由光学测量装置1b和散射光测量探头101b构成的散射光测量装置非侵入地检测从生物体组织等比较弱的散射介质散射返回到后方的散射返回光来作为信息。
光学测量装置1b具备：光源10，其射出至少包含测量对照波长的光的光；分支部11，其使来自光源10和散射光测量探头101b的光集中或者折射来分别向规定方向引导；光检测器12c，其经由分支部11检测由散射光测量探头101b接收到的光；光检测器12d(第二光检测器)，其检测由散射光测量探头101b接收到的光；以及控制部13b，其进行光学测量装置1b整体的控制，并且基于由检测器12c、12d检测出的光来评价被检查物的散射特性。
散射光测量探头101b具备多个上述光纤102和多个上述光纤103。光纤102、103以彼此相邻的方式被配置为网格状。此外，在本实施方式3中，各光纤102所接收到的光经由分支部11被引导至光检测器12c。另外，如上所述那样根据被检查物的检测深度D来确定光纤102的芯直径D_core。
光检测器12c、12d检测由多个光纤102、103接收到的散射光。利用CCD等图像传感器、面传感器等二维传感器来实现光检测器12c、12d，按每个光纤检测由各光纤102、103分别接收到的光。由光检测器12c、12d检测出的光信号被保存为在控制部13b中进行测量所需的信号(信号强度)。
控制部13b在评价被检查物的散射特性时，基于从光检测器12c获取的来自光纤102的信号和从光检测器12d获取的来自光纤103的信号来求出检测强度ID’。此时，将由光检测器12c检测出的各光纤102的信号强度设为IA’，将由光检测器12d检测出的各光纤103的信号强度设为IB’。
在此，在被检查物的被检查物表层2上，在光纤102、103的配置区域内存在使检测强度降低的例如具有光吸收特性的血管V等的情况下，光纤102、103所接收的光量大幅降低。此时，能够通过光检测器12c、12d按每个光纤确认从各光纤102、103获取到的信号强度IA’、IB’，因此能够识别由于血管V使强度降低的光纤的存在。
控制部13b在从各光纤102获取到的信号强度IA’中排除从由于血管V使强度降低的光纤102获取到的信号强度，并计算从剩余的光纤102获取到的信号强度IA’之和。另外，控制部13b在从各光纤103获取到的信号强度IB’中排除从由于血管V使强度降低的光纤103获取到的信号强度，并计算从剩余的光纤103获取到的信号强度IB’之和。在此，将计算出的光纤102的信号强度之和设为IA”，将光纤103的信号强度之和设为IB”。
此时，控制部13b针对信号强度IA’、IB’判断是否比设定的阈值大，将比阈值小的信号强度判断为由于血管V使强度降低的信号强度。在此，对于信号强度IA’、IB’的最大值，控制部13b例如将80％的信号强度设定为阈值。此外，控制部13b也可以获取信号强度IA’、IB’中的从最大值到规定数为止的信号强度。
由此，与实施方式2同样地，通过ID’＝IA”-IB”来求出检测强度ID’，由此能够获得在信号强度IA”中将由于串扰而增大的部分排除并且将由于血管V等而降低的信号强度排除后的检测强度。控制部13b基于该检测强度ID’来评价被检查物的散射特性。
根据以上说明的本实施方式3，与实施方式1同样地，根据被检查物的检测深度来确定光纤102的芯直径D_core，因此能够以简单的结构对散射体表层进行深度限定性的散射光检测，该光纤102向被检查物至少照射测量对照波长的光，并且接收所照射的光在被检查物内部进行传播并返回来的散射光，将该散射光作为光信号而引导至光检测器12c。由此，即使不像以往那样进行干涉信号的测量，也能够以与利用空间相干长度进行控制的检测深度相等的深度进行散射光的测量。
另外，根据本实施方式3，设置多个光纤102，并且设置用于排除串扰的光纤103，按每个光纤102、103检测信号强度，排除由于血管V等的吸收而降低的信号强度来获取检测强度，因此能够使信号的检测强度增大，并且能够不受串扰的影响地正确地获得针对散射体表层的深度限定性的检测强度。
(实施方式4)
接着，对本发明的实施方式4进行说明。图11是表示本实施方式4所涉及的光学测量装置1c和散射光测量探头101b的概念图。图12是示意性地表示本实施方式4所涉及的散射光测量探头101b的光纤的俯视图。此外，对与在图1等中说明的上述构成要素相同的构成要素附加相同的附图标记。在上述实施方式3中，说明了设置多个光纤来检测每个光纤的信号强度的情况，但还可以基于各光纤的信号强度来实施图像处理并进行显示。
如图11所示，由光学测量装置1c和上述散射光测量探头101b构成的散射光测量装置非侵入地检测从生物体组织等比较弱的散射介质散射返回到后方的散射返回光来作为信息。
光学测量装置1c具备：光源10，其射出至少包含测量对照波长的光的光；分支部11，其使来自光源10和散射光测量探头101b的光集中或者折射来分别向规定方向引导；光检测器12c，其经由分支部11检测由散射光测量探头101b接收到的光；光检测器12d，其检测由散射光测量探头101b接收到的光；控制部13c，其进行光学测量装置1c整体的控制，并且基于由检测器12c、12d检测出的光来评价被检查物的散射特性；图像处理部14，其根据由光检测器12c、12d检测出的信号强度对该信号实施图像处理；以及显示部15，其将由图像处理部14实施了处理而得到的图像信号显示为图像。例如通过监视器等来实现显示部15。
光检测器12c、12d分别检测由多个光纤102、103接收到的散射光。利用CCD等图像传感器、面传感器等二维传感器来实现光检测器12c、12d，按每个光纤检测由各光纤102、103分别接收到的光。由光检测器12c、12d检测出的光信号被保存为在控制部13c进行测量所需的信号(信号强度)。
控制部13c在评价被检查物的散射特性时，基于从光检测器12c获取的来自光纤102的信号和从光检测器12d获取的来自光纤103的信号来求出上述检测强度ID”，基于该检测强度ID”来评价被检查物的散射特性。
当将由光检测器12c检测出的各光纤102的信号强度设为IA’、将由光检测器12d检测出的各光纤103的信号强度设为IB’时，图像处理部14根据各信号强度IA’、IB’来实施图像处理。在此，各信号强度IA’、IB’分别被控制部13c附加光纤102、103的位置(x、y)的信息。即，各信号强度IA’、IB’能够置换为IA’＝A(x、y)、IB’＝B(x、y)，来作为与该位置(x、y)相应的信号强度。图像处理部14根据该坐标信息和信号强度来进行图像的构建，作为图像信号输出到显示部15。
在此，控制部13c基于下述式(2)来计算某个光纤102的检测强度ID”。
ID”＝A(x，y)-(B(x+Δ，y)+B(x-Δ，y)+B(x，y+Δ)+B(x，y-Δ))/4···(2)
根据该式(2)，能够获得将在信号强度IA’中由于串扰而增大的部分排除后的检测强度ID”。控制部13a基于该检测强度ID”来评价被检查物的散射特性。另外，控制部13a也可以基于各光纤102的检测强度ID”之和来评价被检查物的散射特性。
根据以上说明的本实施方式4，与实施方式1同样地，根据被检查物的检测深度来确定光纤102的芯直径D_core，因此能够以简单的结构对散射体表层进行深度限定性的散射光检测，该光纤102向被检查物至少照射测量对照波长的光，并且接收所照射的光在被检查物内部进行传播并返回来的散射光，将该散射光作为光信号而引导至光检测器12c。由此，即使不像以往那样进行干涉信号的测量，也能够以与利用空间相干长度进行控制的检测深度相等的深度进行散射光测量。
另外，根据本实施方式4，按每个光纤102、103检测信号强度，该信号强度分别具有坐标信息，由图像处理部14进行图像构建，因此能够获取用于评价被检查物的散射特性的检测强度，并且能够将来自光纤102、103的光信号显示为图像。
另外，根据本实施方式4，设置多个光纤102，并且设置用于排除串扰的光纤103，因此能够使信号的检测强度增大，并且能够不受串扰的影响地正确地获得针对散射体表层的深度限定性的检测强度。
产业上的可利用性
如上所述，本发明所涉及的散射光测量装置对于以简单的结构对散射体表层进行深度限定性的散射光检测的情况是有用的。
附图标记说明
1、1a、1b、1c：光学测量装置；10：光源；11：分支部；12、12a、12b、12c、12d：光检测器；13、13a、13b、13c：控制部；14：图像处理部；15：显示部；101、101a、101b：散射光测量探头；102、103：光纤；110、120：端部。

Claims (3)

1.一种散射光测量装置，具备：光学测量装置，其将光输出和被输入光，并且进行所输入的光的测量；以及散射光测量探头，其向被检查物照射来自该光学测量装置的光，并且接收来自该被检查物的光并向上述光学测量装置输出，该散射光测量装置的特征在于，
上述光学测量装置具有：
光源，其射出至少包含测量对象波长的光的光；
第一光检测器，其检测由上述散射光测量探头接收到的光；
第二光检测器，其检测由上述散射光测量探头接收到的光；
分支部，其将来自上述光源的光引导至上述散射光测量探头，并且将来自上述散射光测量探头的光引导至上述第一光检测器；以及
控制部，其基于由上述第一光检测器以及上述第二光检测器检测出的光来评价上述被检查物的表层的散射特性，
上述散射光测量探头具有：
第一光纤，其在一端与上述光学测量装置进行连接，传播来自上述光源的光并向上述被检查物进行照射，并且在另一端与上述被检查物接触，接收照射到该被检查物的光在上述被检查物的内部进行传播并返回来的光，将接收到的该光作为光信号而经由上述分支部引导至上述第一光检测器；以及
第二光纤，其接收由上述第一光纤照射的光在上述被检查物的内部进行传播并返回来的光，将接收到的该光作为光信号引导至上述第二光检测器，
上述第一光纤传播光，具有大致棒状的芯部，该芯部具有根据上述被检查物的检测深度来确定的直径，上述控制部根据由上述第一光检测器和上述第二光检测器检测出的光信号的信号强度来评价上述散射特性。
2.根据权利要求1所述的散射光测量装置，其特征在于，
设置有两个以上的上述第一光纤并且设置有两个以上的上述第二光纤，
上述第一光检测器按每个上述第一光纤检测上述信号强度，
上述第二光检测器按每个上述第二光纤检测上述信号强度，
上述控制部根据比所设定的阈值大的信号强度来评价上述散射特性。
3.根据权利要求1所述的散射光测量装置，其特征在于，
设置有两个以上的上述第一光纤并且设置有两个以上的上述第二光纤，
上述第一光检测器按每个上述第一光纤检测上述信号强度，
上述第二光检测器按每个上述第二光纤检测上述信号强度，
上述控制部对各信号强度附加位置信息，
上述光学测量装置还具有基于上述信号强度来实施图像处理的图像处理部。
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