CN103596487B - 探头 - Google Patents

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Abstract

本发明的探头（3）的特征在于，包括：照射光纤（5）和接收光纤（7、8）这多条光纤，该多条光纤的至少顶端部分相互平行排列；以及杆状透镜（34），该杆状透镜（34）以该杆状透镜（34）的基端面紧贴于多条光纤的顶端面的方式配置，并且该杆状透镜（34）的顶端面暴露于外部；杆状透镜（34）的顶端面（34a）与该探头（3）的长度方向正交，并且与多条光纤的顶端部分的长度方向呈锐角相交。

Description

探头
技术领域
本发明涉及一种探头，该探头包括至少顶端部分相互平行地排列的多条光纤和以基端面紧贴于上述多条光纤的顶端面的方式配置并且顶端面暴露于外部的光学构件。
背景技术
近年来，公知有一种通过使探头贯穿用于对消化器官等脏器进行观察的内窥镜的钳子通道、并使探头顶端自内窥镜突出、从而在使探头顶端直接接触生物体组织的状态下测量生物体组织的光学特性的测量方法。
例如，提出了一种采用了LEBS（Low－CoherenceEnhancedBackscattering：低相干增强背散射）技术的光学测量装置，该LEBS技术是通过从探头的照射光纤顶端向生物体组织照射空间相干长度较短的低相干的白色光，并使用多条接收光纤对多个角度的散射光的强度分布进行测量，从而检测生物体组织的性质状态（例如，参照专利文献1、2）。在这种光学测量装置中，在探头顶端设置透明的杆状透镜，使各条光纤的顶端面与作为测量对象物的生物体组织之间的距离恒定，从而谋求测量的稳定（例如，参照专利文献3）。而且，专利文献3所记载的探头成为如下结构：通过相对于探头的长度方向倾斜地对杆状透镜的顶端面实施切口，以避免仅是由杆状透镜顶端面反射的不需要的光在到达生物体组织之前到达接收光纤，从而能够仅对获取对象的散射光进行测量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2007/133684号
专利文献2：美国专利申请公开第2008/0037024号说明书
专利文献3：日本特表2002－535027号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，若探头顶端的杆状透镜的顶端面倾斜，则会存在以下情况：在将探头顶端推压于生物体组织时探头顶端在生物体组织表面发生打滑，无法使探头位置稳定。
本发明是鉴于上述内容而做成的，其目的在于提供一种能够适当地仅接收获取对象的散射光、并且能够防止在推压于生物体组织时发生打滑的探头。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，并达到目的，本发明的探头的特征在于，包括：多条光纤，该多条光纤的至少顶端部分相互平行排列；以及光学构件，该光学构件以该光学构件的基端面紧贴于上述多条光纤的顶端面的方式配置，并且该光学构件的顶端面暴露于外部；上述光学构件的顶端面与该探头的长度方向正交，并且与上述多条光纤的顶端部分的长度方向呈锐角相交。
另外，在上述发明中，本发明的探头的特征在于，上述光学构件的基端面与上述光学构件的顶端面平行，上述多条光纤的各个顶端面与上述光学构件的顶端面平行。
另外，在上述发明中，本发明的探头的特征在于，上述光学构件的折射率和上述多条光纤的芯体的折射率大致相同。
另外，在上述发明中，本发明的探头的特征在于，上述光学构件的基端面与上述光学构件的顶端面不平行，上述多条光纤的各个顶端面与上述光学构件的基端面平行。
另外，在上述发明中，本发明的探头的特征在于，利用上述多条光纤的各自的数值孔径和上述光学构件的折射率来确定上述多条光纤的顶端部分的长度方向的相对于上述光学构件的顶端面的垂线的倾斜角度。
发明的效果
在本发明的探头中，由于以基端面紧贴于多条光纤的顶端面的方式配置的光学构件的顶端面与该探头的长度方向垂直，因此能够防止探头在推压于生物体组织时发生打滑，并且由于多条光纤的顶端部分的长度方向与光学构件的顶端面的垂线不平行，不需要的光不会到达探头顶端，因此能够适当地仅接收获取对象的散射光。
附图说明
图1是表示实施方式1的光学测量装置的概略结构的示意图。
图2是表示内窥镜系统的结构与光学测量装置中的探头的安装方式的图。
图3是将图1所示的探头的顶端部分沿着该探头的长度方向的中心轴线剖切而得到的剖视图。
图4是图3的A向视图。
图5是将以往技术的探头的顶端部分沿着该探头的长度方向的中心轴线剖切而得到的剖视图。
图6是图3的A向视图的其他例。
图7是图3的A向视图的其他例。
图8是将实施方式2的探头的顶端部分沿着该探头的长度方向的中心轴线而剖切得到的剖视图。
图9是从主体装置的连接部面观察到的立体图。
图10是从主体装置的连接部面观察到的立体图。
图11是主体装置的连接部形成部的横截面图。
图12是探头基端的连接器部的立体图。
图13是连接图12所示的探头时图10所示的主体装置的连接部形成部的纵剖视图。
图14是使用前的探头基端的连接器部的立体图。
图15是实施方式4中的探头基端的连接器部连接时的主体装置的连接部形成部的纵剖视图。
图16是实施方式4中的探头基端的连接器部连接时的主体装置的连接部形成部的其他例的纵剖视图。
图17是实施方式4中的探头基端的连接器部连接时的主体装置的连接部形成部的其他例的纵剖视图。
图18是实施方式4中的探头基端的连接器部连接时的主体装置的连接部形成部的其他例的纵剖视图。
图19是从实施方式5中的主体装置的连接部面观察到的立体图。
图20是实施方式5中的探头基端的连接器部的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，作为本发明的光学测量装置的优选实施方式，以采用了LEBS技术的光学测量装置为例详细地进行说明。另外，本发明并不被该实施方式限定。另外，在附图记载中，对相同的部分标注相同的附图标记。另外，附图是示意性的，需要注意各个构件的厚度与宽度之间的关系、各个构件的比例等与实际情况不同。即使在附图彼此之间，也包含彼此的尺寸关系、比例不同的部分。
（实施方式1）
图1是表示本发明的实施方式1的光学测量装置的概略结构的示意图。如图1所示，本实施方式1的光学测量装置1包括：主体装置2，其用于对作为测量对象物的生物体组织6进行光学测量并检测生物体组织6的性质状态；以及测量用的探头3，其插入被检体内。探头3具有挠性，探头3的基端32以装卸自如的方式连接于主体装置2，利用所连接的主体装置2，从探头3的顶端33向生物体组织6射出从基端32供给的光，并且将从顶端33入射的、作为来自生物体组织6的返回光的反射光、散射光从基端32向主体装置2输出。
主体装置2包括：电源21、光源部22、连接部23、测量部24、输入部25、输出部26、控制部27以及存储部28。
电源21向主体装置2的各个构成要素供给电力。
光源部22产生并输出用于照射生物体组织6的光。光源部22使用发出白色光的白色LED（LightEmittingDiode：发光二极管）、氙气灯、卤素灯或作为LED等低相干光源的光源以及一个或多个透镜（未图示）来实现。光源部22将用于照射对象物的低相干光供给到后述的探头3的照射光纤5。
连接部23将探头3的基端32以拆卸自如的方式连接于主体装置2。连接部23将光源部22发出的光供给到探头3，并且将从探头3输出的返回光输出到测量部24。
测量部24对从探头3输出的光、并且是来自生物体组织6的返回光进行分光测量。测量部24使用多个分光测量器来实现。测量部24对从探头3输出的返回光的光谱成分和强度等进行测量，按波长进行测量。测量部24将测量结果输出到控制部27。
输入部25使用按钮（push）式的开关等来实现，通过对开关等进行操作，输入部25接收指示主体装置2启动的指示信息、其他各种指示信息并向控制部27输入。
输出部26输出关于光学测量装置1中的各种处理的信息。输出部26使用显示器、扬声器以及电机等来实现，通过输出图像信息、声音信息或振动，从而输出关于光学测量装置1中的各种处理的信息。
控制部27控制主体装置2的各个构成要素的处理动作。控制部27使用CPU和RAM等半导体存储器来实现。控制部27通过对主体装置2的各个构成要素进行指示信息、数据的传送等来控制主体装置2的动作。控制部27将由具有多个测量器的测量部24测量出的各个测量结果存储于后述的存储部28中。控制部27具有运算部27a。
运算部27a根据测量部24的测量结果进行多种运算处理，并运算出关于生物体组织6的性质状态的特性值。运算部27a运算出的特性值、并且是成为获取对象的特性值的类别例如根据通过操作者的操作从输入部25输入的指示信息来设定。
存储部28存储使主体装置2执行光学测量处理的光学测量程序，并且存储关于光学测量处理的各种信息。存储部28存储测量部24测量出的各个测量结果。另外，存储部28存储运算部27a运算出的特性值。
探头3包括以拆卸自如的方式连接于主体装置2的预定的连接部的基端32和直接接触生物体组织6的顶端33。顶端33供从光源部22供给的光射出并且供来自测量对象的散射光入射。在采用了LEBS技术的情况下，将用于分别接收散射角度不同的至少两道散射光的多条接收光纤设置于探头3。具体地说，探头3包括：照射光纤5，其将从基端32供给的来自光源部22的光传导并从顶端33向生物体组织6照射；以及两条接收光纤7、8，其分别将从顶端33入射的来自生物体组织6的散射光、反射光传导并从基端32输出。照射光纤5和接收光纤7、8以至少顶端部分相互平行排列的方式构成为光纤单元9。在照射光纤5和接收光纤7、8的顶端，设有具有透过性的杆状透镜34作为光学构件。杆状透镜34形成为圆柱形状，以使生物体组织6表面与照射光纤5的顶端以及生物体组织6表面与接收光纤7、8的顶端之间的距离恒定。另外，在图1中，以具有两条接收光纤7、8的探头3为例进行了说明，但是只要能够接收散射角度不同的至少两种以上的散射光即可，因此接收光纤也可以是3条以上。
光学测量装置1大多组合于对消化器官等脏器进行观察的内窥镜系统。图2是表示内窥镜系统的结构与光学测量装置1中的探头3的安装形态的图。在图2中，自操作部13的侧部延伸的挠性的通用线缆14与光源装置18相连接，并且与对在内窥镜10的顶端部16拍摄到的被摄体图像进行处理的信号处理装置19相连接。信号处理装置19与显示器20相连接。显示器20显示包括信号处理装置19处理后的被摄体图像在内的与检查相关的各种信息。
探头3如箭头那样从插入到被检体内的内窥镜10的体外部的操作部13附近的探头用通道插入口15插入。然后，探头3的顶端33穿过插入部12内部并如箭头那样自与探头用通道相连接的顶端部16的开口部17突出。由此，探头3插入被检体内部，开始进行光学测量。
在主体装置2的预定面构成用于显示输出运算部27a所运算出的特性值等的显示画面26a、构成输入部25的一部分的开关等。另外，如图2所示，也可以设为如下结构：将光学测量装置1的主体装置2与信号处理装置19之间相连接，在光学测量装置1中处理的各种信息输出到信号处理装置19并显示于显示器20。
接着，详细说明探头3的顶端33的形状。图3是将图1所示的探头3的顶端部分沿着该探头的长度方向的中心轴线剖切而得到的剖视图。图4是图3的A向视图。
如图3所示，图1所示的探头3的顶端33部分具有将照射光纤5和接收光纤7、8捆束而一体形成的光纤单元9以及杆状透镜34被顶端壳体35和与顶端壳体35的基端部相嵌合的管36覆盖的结构。
杆状透镜34由具有透过性的玻璃材料形成。杆状透镜34的顶端面34a在探头3的顶端33端部以暴露而位于外部的方式被定位，并与生物体组织6相对。杆状透镜34的顶端面34a与探头3的长度方向正交。杆状透镜34的基端面34b形成为与顶端面34a平行，与顶端面34a相同地垂直于探头3的长度方向。杆状透镜34的基端面34b以紧贴于光纤单元9的顶端面的方式配置。杆状透镜34的外径与顶端壳体35的内径大致相同，并嵌合于顶端壳体35内部。杆状透镜34的材质例如选择株式会社小原制的S－BSL7。
光纤单元9配置为光纤单元9的顶端部分的长度方向与杆状透镜34的顶端面34a的垂线Lc不平行。换言之，杆状透镜34的顶端面34a与由多条光纤构成的光纤单元9的顶端部分的长度方向呈锐角相交。光纤单元9内的多条光纤的各个顶端面以与杆状透镜34的顶端面34a和基端面34b平行的方式被研磨为相对于长轴倾斜，并以紧贴于杆状透镜34的基端面34b的状态配置。如路径直线Le所示，从光纤单元9射出的光通过相对于杆状透镜34的顶端面34a和基端面34b的垂线Lc倾斜了角度α的路径，从杆状透镜34的中心Q向外部射出。将光纤单元9的各条光纤的芯体的折射率与杆状透镜34的折射率设定为大致相同，以便避免向光纤单元9射入、自光纤单元9射出的光在光纤单元9的顶端面与杆状透镜34之间的交界发生折射。
构成光纤单元9的照射光纤5和接收光纤7、8配置为，杆状透镜34的顶端面34a与照射光纤5之间以及顶端面34a与接收光纤7、8之间的距离同光纤单元9相对于杆状透镜34的倾斜配置无关而大致相同。具体地说，在从来自光纤单元9的光的射出方向、即路径直线Le的延伸方向观察光纤单元9的顶端面的情况下，如图4所示，照射光纤5和接收光纤7、8以各条光纤的中心位于同一直线上的方式呈横向单列地配置。在照射光纤5左右，靠近照射光纤5配置有接收光纤7A、7B，在比接收光纤7B更靠右侧配置有接收光纤8。接收光纤7A、7B是散射角度大致为0°的散射光接收用光纤，照射光纤5的中心与各条接收光纤7A、7B的各个中心之间隔开间隔Da。另外，接收光纤8是散射角度充分大于0°的散射光接收用光纤，照射光纤5的中心与各条接收光纤8的各个中心隔开间隔Db（Db＞Da）。
可是，利用照射光纤5和接收光纤7、8的数值孔径NA以及杆状透镜34的折射率来确定光纤单元9顶端面的相对于顶端面34a的垂线Lc的倾斜角度即角度α，以使从照射光纤5射出并在杆状透镜34的顶端面34a反射的光不会原样地入射到接收光纤7、8。为了使从照射光纤5向相对于垂线Lc倾斜了角度α的方向射出并在杆状透镜34的顶端面34a反射的光不会原样地入射到接收光纤7、8，只要设定为从照射光纤5射出的光不向杆状透镜34的顶端面34a垂直入射即可。即，只要使角度α比在杆状透镜34内部的射出光的扩张角度（相当于在杆状透镜34内的光纤数值孔径）大即可。若将来自数值孔径NA的光纤的光向折射率n的杆状透镜34入射时的扩张角度设为θ，则数值孔径NA、折射率n以及角度θ之间的关系满足
NA/n=Sinθ
因此，只要角度α、数值孔径NA以及折射率n具有
NA/n＜Sinα…（1）
的关系即可。
顶端壳体35由硬质材料形成，以使得探头3的顶端33不会因探头3向生物体组织6的按压而变形。对顶端壳体35的顶端角部35a进行了R倒角加工，以使得在探头3的顶端33向生物体组织6按压时不会伤害生物体组织6。另外，也可以对顶端壳体35的顶端角部35a进行C倒角加工。在顶端壳体35的基端，，以外径比顶端壳体35主体部的外径小的方式设有缺口来作为与管36内侧面相嵌合的卡合部35b。利用顶端壳体35的内侧面顶端的爪等防止杆状透镜34自探头3的顶端33脱落，并且以顶端面34a准确地位于探头3的顶端33的方式对杆状透镜34进行定位。
管36由柔软的材料形成，并延伸至探头3的基端32。通过在将管36的顶端压入到顶端壳体35基端的卡合部35b内之后利用粘接剂等将卡合部35b侧面与管36顶端的内壁之间粘接，从而使管36的顶端与顶端壳体35相卡合。管36的外径与顶端壳体35的外径大致相同，顶端壳体35与管36的卡合部表面以不存在高度差的方式平稳地相连续。
固定框37由涂为黑色的遮光材料形成。固定框37的顶端面37a和基端面均与杆状透镜34的顶端面34a平行。固定框37在内部形成有光纤单元贯穿用的通孔，以使光纤单元9的顶端面能够以角度α紧贴于杆状透镜34的基端面34b。在光纤单元9贯穿于固定框37的通孔的状态下，固定框37通过顶端面37a紧贴配置于杆状透镜34的基端面34b来进行光纤单元9顶端面的相对于杆状透镜34的基端面34b的定位。固定框37的外径与顶端壳体35的内径大致相同，嵌合于顶端壳体35内部。
在将接收光纤7A、7B所接收的散射光的散射角度设定为0.45°±0.22°、将接收光纤8所接收的散射光的散射角度设定为1.20°±0.22°的情况下，如表T1所示，根据各条光纤的数值孔径NA设定作为光纤单元9的倾斜角度的角度α。
[表1]
在表T1中，示出了将构成杆状透镜34的玻璃平板的折射率n设为1.5时的角度α。另外，表T1所示的角度α设定得比使用（1）式求出的角度α的值稍大。如该表T1所示，在各条光纤的数值孔径NA为0.22的规格A的情况下，作为光纤单元9的倾斜角度的角度α被设定为10°。另外，在使光纤直径比规格A的光纤直径大并提高了光的SN的、各条光纤的数值孔径NA为0.12的规格B的情况下，光纤单元9的角度α被设定为6.5°。另外，各条光纤的芯体直径和包层直径、照射光纤5的中心与各条接收光纤7A、7B的各个中心之间的间隔Da、照射光纤5的中心与各条接收光纤8的各个中心之间的间隔Db、构成杆状透镜34的玻璃平板的厚度T、构成杆状透镜34的玻璃平板的外径φ分别被设定为例如表T1的规格A、B那样。另外，由于构成杆状透镜34的玻璃平板的厚度T根据设计来确定，因此以避免从照射光纤5射出的光到达玻璃平板的侧面的方式根据厚度T来设定杆状透镜34的外径φ。
可是，如图5的探头103所示，以往，为了避免来自光纤单元109的照射光纤的射出光Li在杆状透镜134的顶端面反射后而成的不需要的光Lo到达接收光纤，倾斜地切割杆状透镜134的顶端面。另外，光纤单元109以在覆盖材料136内部的固定框137紧贴于杆状透镜134的基端面的方式被定位。在该以往结构的情况下，存在如下情况：由于杆状透镜134的顶端面倾斜，因此在将探头103的顶端133推压到生物体组织6时探头103的顶端133在生物体组织6表面像箭头那样发生打滑，而无法使探头103的位置稳定。
与此相对，在本实施方式1中，由于杆状透镜34的顶端面34a与探头3的长度方向垂直，因此在将探头3的顶端推压到生物体组织6时不会发生打滑，在测量时也能够使探头3稳定地接触生物体组织6。
另外，在实施方式1中，光纤单元9配置为光纤单元9的顶端部分的长度方向与杆状透镜34的顶端面34a的垂线Lc不平行，而且，利用照射光纤5和接收光纤7、8的数值孔径NA以及杆状透镜34的折射率来确定作为光纤单元9的顶端面的倾斜角度的角度α，以避免从照射光纤5射出并在杆状透镜34的顶端面34a反射的光原样地入射到接收光纤7、8。因而，根据实施方式1的探头3，来自照射光纤5的射出光中的、仅是在杆状透镜34的顶端面34a反射的不需要的光不会叠加到测量值中，因此能够准确地仅获取与生物体组织6的性质状态对应的散射光，能够提高测量精度。
另外，在实施方式1中，通过将各条光纤一体形成为光纤单元9，从而能够提高光纤顶端之间的位置精度，并且能够谋求提高光纤单元9向探头3的安装性。另外，在将各条光纤一体形成为光纤单元9的状态下对各条光纤的顶端面进行研磨，从而不必一条光纤一条光纤地进行对光纤端面的研磨工序，能够谋求简化对光纤端面的研磨工序，并且也能够使光纤单元9向杆状透镜34的基端面34b的接合变容易。另外，由于固定框37由遮光材料形成，因此也能够防止从照明光纤5侧面漏出的光入射到接收光纤7、8。
而且，在实施方式1中，由于对探头3顶端的顶端壳体35的顶端角部35a进行了倒角加工，因此能够减少对供探头3插入的内窥镜的通道侧壁、生物体组织6造成损伤的可能性。
另外，构成光纤单元9的照射光纤5和接收光纤7、8并不限于图4所示的配置，例如如图6所示，在从路径直线Le的延伸方向观察光纤单元9的顶端面的情况下，也可以是，照射光纤5和接收光纤7A、7B、8以各条光纤的中心位于同一直线上的方式呈纵向单列地配置。另外，如图7所示，与图4的结构相比，也可以设为在照射光纤5的上下也配置接收光纤7C、7D，将接收光纤8B与接收光纤8A一起配置于接收光纤7D的下方，能够追加获取对各个散射角的散射光的接收量。
（实施方式2）
接着，说明实施方式2。在实施方式2中，说明将杆状透镜的基端面而非各条光纤的顶端面设为与杆状透镜的顶端面不平行的情况。
图8是将实施方式2的探头的顶端部分沿着该探头的长度方向的中心轴线剖切而得到的剖视图。如图8所示，实施方式2的探头203的顶端233部分具有将照射光纤5和接收光纤7、8捆束而一体形成的光纤单元209以及杆状透镜234被顶端壳体35和管36覆盖的结构。
杆状透镜234由与实施方式1中的杆状透镜34相同的材料形成，并且以顶端面234a位于探头203的顶端233端部的方式对杆状透镜234进行定位。杆状透镜234的顶端面234a与杆状透镜34相同地垂直于探头203的长度方向。与此相对，杆状透镜234的基端面234b形成为与顶端面234a不平行。
光纤单元209以光纤单元209内的多条光纤的各个顶端面与杆状透镜234的基端面234b平行的方式被研磨为铅垂于长轴，并以紧贴于杆状透镜234的基端面234b的状态进行配置。在该情况下，由于杆状透镜234的基端面234b与顶端面234a不平行，因此与实施方式1相同地配置为光纤单元209的顶端部分的长度方向与杆状透镜234的顶端面234a的垂线Lc不平行。如直线Le所示，从光纤单元209射出的光通过相对于杆状透镜234的顶端面234a的垂线Lc倾斜了角度α的路径而从杆状透镜234的中心Q向外部射出。另外，构成光纤单元209的照射光纤5和接收光纤7、8以在实施方式1中说明的图4、图6或图7所示的任意结构配置。
在该情况下，也按照实施方式1所示的式（1）的关系利用照射光纤5和接收光纤7、8的数值孔径NA以及杆状透镜234的折射率来确定作为光纤单元209顶端面的相对于顶端面234a的垂线Lc的倾斜角度的角度α，防止从照射光纤5射出的光中的、仅是在杆状透镜234的顶端面234a反射的光按原样地入射到接收光纤7、8。例如，在将接收光纤7所接收的散射光的散射角度设定为0.45°±0.22°、将接收光纤8所接收的散射光的散射角度设定为1.20°±0.22°的情况下，在与实施方式1相同地各条光纤的数值孔径NA为0.22的情况下，光纤单元209的倾斜角度α与表T1的规格A相同地被设定为10°。另外，该情况下的各条光纤的芯体直径和包层直径、间隔Da、Db、构成杆状透镜234的玻璃平板的厚度T、玻璃平板的外径φ分别被设定为与表T1的规格A相同。
固定框237由涂为黑色的遮光材料形成。固定框237的顶端面237a与杆状透镜234的基端面234b平行。固定框237在内部形成有光纤单元贯穿用的通孔，以使得光纤单元209的顶端面能够以与基端面234b正交的状态紧贴。在光纤单元209贯穿于固定框237的通孔的状态下，固定框237通过顶端面237a紧贴配置于杆状透镜234的基端面234b来进行光纤单元209顶端面的相对于杆状透镜234的基端面234b的定位。为了避免固定框237绕轴旋转，在固定框237的外侧面、杆状透镜234的外侧面分别标有定位用的标记。
如该实施方式2这样，在将杆状透镜的基端面而非各条光纤的顶端面设为与杆状透镜的顶端面不平行、将多条光纤的各个顶端面设为与杆状透镜234的基端面234b平行的情况下，也能够防止探头203的顶端在被推压于生物体组织6时发生打滑，并且从照射光纤5射出并在杆状透镜234的顶端面234a反射的不需要的光不会叠加到测量值中。另外，由于以使光纤单元209的顶端面铅垂于长轴的方式对光纤单元209的顶端面进行研磨，因此能够简化对光纤单元209顶端面的研磨工序。
（实施方式3）
接着，说明实施方式3。在实施方式3中，说明主体装置2的连接部23的结构和探头的基端侧连接部分的结构。
图9和图10是从主体装置2的连接部23面观察到的立体图。如图9所示，连接部形成部340形成有供探头3基端的连接器部插入的长方形的孔部341，在孔部341底面设有来自构成光源部22的LED的光的光射出面22a、向构成测量部24的分光测量器入射的光的光入射面24Ai、24Bi。例如，光入射面24Ai供从构成探头3的接收光纤7的基端输出的光入射，光入射面24Bi供从构成探头3的接收光纤8的基端输出的光入射。
如图10所示，在未连接有探头3的情况下，孔部341的开口被门342覆盖，避免灰尘进入孔部341，防止灰尘附着于光射出面22a和光入射面24Ai、24Bi、装置故障，确保准确的测量。
图11是主体装置2的连接部形成部340的横截面图。在主体装置2的壳体302形成有孔部341，孔部341的开口被能够开闭的门342覆盖。门342的一端借助铰链343安装于孔部341的开口附近的侧面。门342被安装于孔部341侧面的弹簧344如箭头Y11那样施加从孔部341侧面朝向开口去的力，在未施加有外力的情况下门342不会打开。门342成为如下结构：在门342被探头3基端的连接器部如箭头Y12那样从外侧推压的情况下，弹簧344收缩，门342如箭头Y13那样打开。
接着，参照图12～图14，说明探头3基端的连接器部。图12是探头3基端的连接器部的立体图。图13是连接探头时的主体装置2的连接部形成部340的纵剖视图。图14是使用前的探头3基端的连接器部的立体图。
如图12和图13所示，设置于探头3的基端32的连接器部332在端面332A形成有孔部332B，在孔部332B底面设有构成光源部22的、照射光纤5的基端5b、接收光纤7的基端7b以及接收光纤8的基端8b的各个端面。在向主体装置2连接探头3时，照射光纤5的基端5b、接收光纤7的基端7b以及接收光纤8的基端8b的各个端面以照射光纤5的基端5b的端面与主体装置2的光射出面22a相对地配置、接收光纤7的基端7b的端面与构成测量部24的分光测量器24A的光入射面24Ai相对地配置、接收光纤8的基端8b的端面与构成测量部24的分光测量器24B的光入射面24Bi相对地配置的方式配置于孔部332B底面。由于在连接器部332的孔部332B底面设有各条光纤的端面，因此在向主体装置2连接探头3时，主体装置2的壳体302的光射出面22a及光入射面24Ai、24Bi与探头3的照射光纤5的端面及接收光纤7、8的端面不相接触，能够避免光纤端面破损。
探头3在每一次检查时更换为新的探头。各条光纤的芯体直径为50μm左右，因此即使仅是被较小的灰尘、污物附着，也会阻碍准确的测量。因此，通过设为以在探头3的连接器部332的端面332A粘贴了封缄（日文：シール）351的状态从工厂出货、且操作者在光学测量前剥掉封缄351、之后将探头3的连接器部332连接于主体装置2的结构，从而防止了灰尘向各条光纤的端面附着。
主体装置2中的光源部22的光射出面22a的直径比探头3的连接器部332的照射光纤5的基端5b端面的光接收区域直径小。因此，即使照射光纤5的基端5b偏心，也不会存在光量损失，不必使抑制照射光纤5的基端5b偏心的精度高精度化。
另外，接收光纤7、8端面的光射出区域直径比测量部24的光入射面24Ai、24Bi的直径小。因此，即使接收光纤7、8的基端7b、8b偏心，也不会存在光量损失，不必使抑制接收光纤7、8的基端7b、8b偏心的精度高精度化。
在向主体装置2连接探头3时，由于主体装置2的壳体302的光射出面22a及光入射面24Ai、24Bi与探头3的照射光纤5的端面及接收光纤7、8的端面不相接触，光源部22的光射出面22a的直径比探头3的连接器部332的照射光纤5的基端5b端面的光接收区域直径小，接收光纤7、8端面的光射出区域直径比测量部24的光入射面24Ai、24Bi的直径小，因此需要满足以下式（2）～式（5）。
φ1＞φ2＋2×D1×tan（θ1）…（2）
D1＞0.1mm…（3）
φ3＞φ4＋2×D2×tan（θ2）…（4）
D2＞0.1mm…（5）
另外，在式（2）～（5）中，φ1是光源部22的光射出面22a的直径，φ2是照射光纤5的芯体直径，φ3是向测量部24的分光测量器24A、24B入射的光的光入射面24Ai、24Bi的直径。另外，在式（2）～式（5）中，φ4是接收光纤7、8的芯体直径，D1是光源部22的光射出面22a与照明光纤5端面之间的空气换算距离，D2是向分光测量器入射的光的光入射面24Ai、24Bi与接收光纤7、8端面之间的空气换算距离，θ1是照射光纤5的光接收角度，θ2是接收光纤7、8的光接收角度。
如此，在实施方式3中，在向主体装置2连接探头3时，由于主体装置2的壳体302的光射出面22a及光入射面24Ai、24Bi与探头3的照射光纤5的端面及接收光纤7、8的端面不相接触，因此能够避免光纤端面破损，并且通过以满足上述式（2）～式（5）的方式设定各个构成部位，从而能够实现减少了照射光纤5和接收光纤7、8的光量损失的、效率较好的光学测量。
（实施方式4）
接着，说明实施方式4。在实施方式4中，说明主体装置的连接部的结构与探头的基端侧连接部分的结构的其他例。
图15是实施方式4中的探头基端的连接器部连接时的主体装置的连接部形成部的纵剖视图。
如图15所示，实施方式4的探头403基端的连接器部432与探头3相同地在端面432A形成有孔部432B。孔部332B底面中的、与构成光源部22的照射光纤5的基端5b、接收光纤7的基端7b和接收光纤8的基端8b的各端面相对的相对区域被玻璃平板461a～玻璃平板461c密封。即，成为避免各个光纤基端的端面暴露而防止了灰尘、污物向各个光纤端面附着的结构。另外，各个光纤端面与玻璃平板461a～玻璃平板461c之间隔开恒定的距离，因此玻璃平板461a面的从照射光纤5射出的光的区域直径和玻璃平板461b、461c面的从接收光纤7、8入射的光的区域直径成为充分大于各条光纤的芯体直径的值。因而，即使在灰尘、污物附着于玻璃平板461a～玻璃平板461c的情况下，与灰尘、污物附着于各条光纤的端面的情况相比，也能够使灰尘、污物带来的影响特别小。
另外，如图15的壳体402所示，连接部形成部440的孔部441底面中的、与来自构成光源部22的LED的光的光射出面22a、向构成测量部24的分光测量器入射的光的光入射面24Ai、24Bi相对的相对区域被玻璃平板471a～玻璃平板471c密封。即，成为避免光射出面22a和光入射面24Ai、24Bi暴露而防止了灰尘、污物向光射出面22a和光入射面24Ai、24Bi附着的结构。
如此，在实施方式4中，能够起到与实施方式3相同的效果，并且能够进一步减少灰尘、污物带来的影响，能够谋求提高测量精度。
另外，如图16的壳体502所示，实施方式4中的主体装置也可以是如下结构：在连接部形成部540的孔部541底面，与来自构成光源部22的LED的光的光射出面22a和向构成测量部24的分光测量器入射的光的光入射面24Ai、24Bi相对应地分别设有光学锥形杆状透镜481a～光学锥形杆状透镜481c。
在图16所示的结构中，经由光学锥形杆状透镜481a向探头403射出来自光源部22的光射出面22a的光，因此能够使光从壳体502实际射出的区域直径比光射出面22a的直径大。因而，即使在灰尘、污物附着于光学锥形杆状透镜481a的探头403侧的端面的情况下，与灰尘、污物附着于光射出面22a的情况相比，也能够使灰尘、污物带来的影响特别小。另外，由于光实际射出的区域直径比光射出面22a的直径大，因此即使不使抑制照射光纤5的基端5b偏心的精度高精度化，光量损失也变小。另外，由于利用光学锥形杆状透镜481a能够使来自光源部22的射出光的强度分布均匀化，因此能够使向照射光纤5入射的入射光量稳定化。
在图16所示的结构中，经由光学锥形杆状透镜481b、481c向分光测量器的光入射面24Ai、24Bi入射光，因此能够使光从接收光纤7、8向壳体502实际入射的区域直径比光入射面24Ai、24Bi的直径大。即使在灰尘、污物附着于光学锥形杆状透镜481b、481c的情况下，与灰尘、污物附着于各个光入射面24Ai、24Bi表面的情况相比，也能够使灰尘、污物带来的影响特别小。另外，由于光实际入射的区域直径比光入射面24Ai、24Bi的直径大，因此即使不使抑制接收光纤7、8的基端7b、8b偏心的精度高精度化，光量损失也变小。
另外，如图16所示，通过在光射出面22a和光入射面24Ai、24Bi配置光学锥形杆状透镜481a～光学锥形杆状透镜481c，从而能够灵活地设定壳体502内的光源部22中的LED、测量部24中的各个分光测量器的位置，因此也能够谋求壳体502小型化。
另外，如图17的壳体602所示，也可以是如下结构：在连接部形成部640的孔部641底面，与光射出面22a和光入射面24Ai、24Bi相对应地设有透镜491a～透镜491c。在该情况下，也能够使光从壳体602实际射出的区域直径比光射出面22a的直径大，并且能够使光从接收光纤7、8实际入射到壳体602的区域直径比光入射面24Ai、24Bi的直径大。因此，即使在灰尘、污物附着于各个透镜491a～透镜491c的探头403侧的端面的情况下，与灰尘、污物附着于光射出面22a或光入射面24Ai、24Bi的情况相比，也能够使灰尘、污物带来的影响特别小。另外，即使不使抑制照射光纤5的基端5b和接收光纤7、8的基端7b、8b偏心的精度高精度化，光量损失也变小。另外，与壳体502相同，即使在壳体602中也能够灵活地设定壳体602内的光源部22中的LED、测量部24中的各个分光测量器的位置。
另外，如图18的壳体702所示，也可以是如下结构：在连接部形成部740的孔部741底面，与光射出面22a和光入射面24Ai、24Bi相对应地设有直角杆状透镜501a～直角杆状透镜501c。在该情况下，能够进一步灵活地设定壳体702内的光源部22中的LED、测量部24中的各个分光测量器的位置。
另外，在主体装置的壳体中，不必针对光射出面22a和光入射面24Ai、24Bi全部设置相同的光学构件，只要与壳体内的光源部22中的LED、测量部24中的各个分光测量器的各个位置相对应地从玻璃平板、光学锥形杆状透镜、透镜或直角杆状透镜中自由选择光学构件即可。另外，在实施方式4中，当然也通过以满足实施方式3中说明的式（2）～式（5）的方式设定各个构成部位，能够可靠地进行减少了照射光纤5和接收光纤7、8的光量损失的、效率较好的光学测量。
（实施方式5）
接着，说明实施方式5。在实施方式5中，说明主体装置的连接部的结构与探头的基端侧连接部分的结构的其他例。
图19是从实施方式5中的主体装置的连接部面观察到的立体图。图20是实施方式5中的探头基端的连接器部的立体图。
如图19所示，在实施方式5的主体装置802中，连接部形成部840的孔部841形成为梯形。而且，如图20所示，探头803基端的与该主体装置802相连接的连接器部832也与孔部841的形状相对应地形成为梯形。
这样，在实施方式5中，通过将主体装置802的孔部841和探头803的连接器部832的形状设为梯形，从而难以搞错探头803的连接器部832的插入方向。
附图标记说明
1光学测量装置；2、802主体装置；3、403、803探头；5照射光纤；6生物体组织；7、8接收光纤；10内窥镜；12插入部；13操作部；14通用线缆；15探头用通道插入口；16顶端部；17开口部；18光源装置；19信号处理装置；20显示器；21电源；22光源部；23连接部；24测量部；25输入部；26输出部；27控制部；27a运算部；28存储部；34、234杆状透镜（光学构件）；35顶端壳体；36管；37、237固定框；302、402、502、602壳体；332、432、832连接器部。

Claims (5)

1.一种探头，其特征在于，包括：多条光纤，该多条光纤包含照明光纤和接收光纤，该多条光纤的至少顶端部分相互平行排列；以及光学构件，该光学构件以该光学构件的基端面紧贴于上述多条光纤的顶端面的方式配置，并且该光学构件的顶端面暴露于外部；
上述光学构件的顶端面与该探头的长度方向正交，上述多条光纤配置为上述多条光纤的顶端部分的长度方向与上述光学构件的顶端面的垂线不平行；
自上述照明光纤的顶端部分沿上述照明光纤的顶端部分的长度方向射出的光通过相对于上述光学构件的顶端面的垂线倾斜的路径而入射到上述光学构件的顶端面。
2.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，
上述光学构件的基端面与上述光学构件的顶端面平行，
上述多条光纤的各个顶端面与上述光学构件的顶端面平行。
3.根据权利要求2所述的探头，其特征在于，
上述光学构件的折射率和上述多条光纤的芯体的折射率大致相同。
4.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，
上述光学构件的基端面与上述光学构件的顶端面不平行，
上述多条光纤的各个顶端面与上述光学构件的基端面平行。
5.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，
利用上述多条光纤的各自的数值孔径和上述光学构件的折射率以下述条件式来确定上述多条光纤的顶端部分的长度方向的相对于上述光学构件的顶端面的垂线的倾斜角度，
NA/n<Sinα
其中，NA表示上述数值孔径，n表示上述折射率，α表示上述倾斜角度。
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