JP2001027565A - 積分球 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定位置に被測定光ファイバを配置すること
ができる被測定光ファイバ光測定用の積分球を提供す
る。 【解決手段】 本発明に係る積分球は、従来の積分球本
体１に設けられているリブ状の案内突部２に基端が配置
され、被測定光ファイバ４および出射部５を積分空間内
に案内するファイバガイド１０を備えていることを特徴
としており、これにより、被測定光ファイバ４および出
射部５がファイバガイド１０に沿って積分球内部に挿入
されるため、被測定光ファイバ４および出射部５が確実
に所定の位置に配置される。また、設けられたファイバ
ガイド１０が挿抜自在であることから、繰り返し透明ガ
イド１０の滅菌処理を行うことが可能であり、そのた
め、たとえ滅菌処理された被測定光ファイバ４および出
射部５が透明ガイド１０と接触しても、光ファイバ４お
よび出射部５の滅菌処理を崩すことなく出力光強度の測
定を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積分球に関し、特
に詳細には被測定光ファイバから出射された光の光強度
を測定する場合に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】癌の光線力学的治療（ＰＤＴ）装置にお
いて、使用するレーザ光は光ファイバにより患部に導入
される。ここで使用する光ファイバには、出射部から光
ファイバ軸方向に光が出射されるタイプ以外に、放射線
状に横方向にも光が出射するタイプがある。放射線状に
光が出射するタイプの光ファイバ出射光強度の測定に
は、パワーメータが使用できないため、一般的には積分
球が用いられる。

【０００３】図４を用いて、従来の積分球についてその
構造を説明する。従来の積分球は図４に示すように、内
部が空洞の球からなる積分球本体１を備えており、その
側面には被測定光ファイバ４を挿入する案内突部２、底
部には光強度を検出する光検出器３ａが設けられ、積分
球本体１の内部には挿入された被測定光ファイバ４の出
射部５と光検出器３ａの間を遮るようにバッフル６が備
えられている。

【０００４】被測定光ファイバ４の出射部５から光が放
射状に出射されると、その光は積分球本体１の内壁に塗
布された高拡散反射粉末より多重拡散反射される。この
拡散反射された光は光検出器３ａに入射され、その出力
信号は光強度計３ｂに導かれ出射部５から出射された光
の強度が測定される。なお、光強度は積分球本体１の球
面内のどの部分で測定しても同一となり、光源である出
射部５の放射光束に比例する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の積分球
では被測定光ファイバ４の出射部５を所定位置に配置す
るのが難しく、被測定光ファイバ４の出射部５の位置が
正規の位置からずれ、出射部５からの出力が直接光検出
器３ａに入射してしまうという問題があった。また、出
射部５がバッフル６に接触したり、積分球本体１の内壁
に接触することによりバッフル６や内壁が傷いたり、出
射部５が損傷したりするという問題があった。

【０００６】そこで本発明は、積分球内部の所定位置に
被測定光ファイバを配置することができる積分球を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の積分球は、拡散
反射性の内壁に囲まれた球状の積分空間を内部に形成す
る積分球本体と、積分球本体に形成された被測定光ファ
イバ挿入部と、積分球本体に設けられた光検出部と、挿
入された被測定光ファイバの出射部と光検出部との間を
遮るように設けられたバッフルと、被測定光ファイバ挿
入部に基端部が設置され、被測定光ファイバの出射部を
積分空間内に案内するように内面が平滑にされた透明ガ
イドとを備えることを特徴とする。本発明によれば、被
測定光ファイバは内面が平滑な透明ガイドに沿って積分
球に挿入されるため、被測定光ファイバが損傷すること
なく所定の位置に配置することができる。

【０００８】また、本発明は、透明ガイドに被測定光フ
ァイバの挿入長を制限するストッパが設けられているこ
とを特徴としてもよい。本発明によれば、透明ガイドに
ストッパが設けられているので、被測定光ファイバの挿
入しすぎによる出射部の積分球内壁への衝突を防ぐこと
ができる。

【０００９】また、本発明の積分球は透明ガイドの内部
空間と積分空間が遮蔽されていることを特徴としてもよ
い。本発明によれば、被測定光ファイバが透明ガイドの
内部空間に沿って挿入されるため、積分空間が汚染され
ることはない。

【００１０】また、本発明の積分球は、透明ガイドが被
測定光ファイバ挿入部に対して挿抜自在であることを特
徴としてもよい。本発明によれば、透明ガイドを抜き出
して随時滅菌処理あるいは交換することができ、且つそ
の透明ガイドに沿って滅菌処理した被測定光ファイバが
挿入されるため、被測定光ファイバの滅菌処理が崩れる
ことはない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。なお、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し重複する説明を省略
する。

【００１２】図１は本発明に係る積分球の実施形態を示
しており、図１（ａ）は積分球本体１に被測定光ファイ
バ４を挿入する前の状態の斜視図、図１（ｂ）は積分球
本体１に被測定光ファイバ４を挿入した状態の縦断面
図、図１（ｃ）は同図（ｂ）の状態での底面図であり、
内部の状態は点線で示されている。

【００１３】図１に示す積分球本体１は、相互に着脱自
在な上半球と下半球から構成され、内壁には例えばＭｇ
ＯやＡｌ₂Ｏ₃のような高拡散反射性粉末が塗布されてい
る。そして、上、下半球が互いに突き合わせて締結手段
（図示せず）で固定されることにより、内部には拡散反
射性の内壁に囲まれた球状の積分空間が形成される。更
に、積分球本体１の下半球の外側面にはリブ状の案内突
起２が形成されており、案内突起２の中央部に形成され
た貫通穴を介してファイバガイド１０が挿入可能になっ
ている。

【００１４】ファイバガイド１０は硝子のような透明素
材で略円筒状に成型され、先端は閉鎖されると共に内面
は平滑に仕上げられている。そして、基端部には口金１
０ａが固定され、この口金１０ａと案内突起２が嵌まり
合うことで、ファイバガイド１０は積分球本体１の内部
空間、すなわち積分空間に突出する状態で片持ち支持さ
れることになる。

【００１５】積分球本体１で形成される積分空間内に
は、長尺かつ板形状のバッフル板１２がファイバガイド
１０に沿うように配置されている。すなわち、このバッ
フル板１２は外面に高拡散反射性粉末が塗布されると共
に基端部が肉厚とされ、この肉厚部分が口金１０ａの形
成位置の下方において下半球の内壁に固定され、これに
よりバッフル板１２はファイバガイド１０と平行な位置
関係で片持ち支持されている。（図１（ｂ）、（ｃ）参
照） 積分球本体１の下半球中央部（すなわち底部）には、光
検出用のフォトダイオード１１が取り付けられており、
その出力信号は図示しない光強度計に導かれている。こ
こで、フォトダイオード１１の受光面のサイズはバッフ
ル板１２の幅と同程度になっており、かつ、バッフル板
１２の幅はファイバガイド１０の外径と同等または大き
くなっており（図１（ｃ）参照）、したがってファイバ
ガイド１０内の被測定光ファイバ４からの光がフォトダ
イオード１１に直接入射することが無いように設計され
ている。

【００１６】被測定光ファイバ４は先端部に光の出射部
５を有しており、伝送してきた光をこの出射部５からあ
らゆる方向に放射する。そして、被測定光ファイバ４の
先端部から所定距離の位置には、横断面が円形状の支持
ツマミ４ａが着脱自在に取り付けられており、被測定光
ファイバ４をファイバガイド１０に挿入した状態で支持
ツマミ４ａを口金１０ａに固定した時に、光の出射部５
がフォトダイオード１１と積分空間の中心とを結ぶ線上
あるいは被測定光ファイバ４および出射部５がファイバ
ガイド１０と平行に位置するようになっている。

【００１７】なお、支持ツマミ４ａは、被測定光ファイ
バ４が内視鏡（図示せず）に挿入された状態（光ファイ
バを医療現場で用いる場合）では取り外されており、取
り外された状態で被測定光ファイバ４の出力を積分球に
て測定する場合もある。その場合、被測定光ファイバ４
がファイバガイド１０に挿入された際に、光の出射部５
がフォトダイオード１１と積分空間の中心とを結ぶ線上
から外れる可能性がある。しかし、この場合でもファイ
バガイド１０は略円筒形状をなしており、出射部５はフ
ァイバガイドの内部空間内に配置されるので、上記の
「線上」から大きく外れることはない。

【００１８】次に、上記実施形態の作用について述べ
る。図１（ａ）の様に、被測定光ファイバ４および放射
状に光を出射する出射部５は図中の矢印Ａ方向から積分
球本体１の内部に挿入される。このときすでに、挿抜自
在のファイバガイド１０が積分空間内に設置されている
ため、挿入された被測定光ファイバ４および出射部５
は、図１（ｂ）および同図（ｃ）に示すように、ガイド
となるファイバガイド１０に沿って所定位置に配置され
る。

【００１９】これに対し、ファイバガイド１０を有しな
い積分球に被測定光ファイバ４および出射部５を挿入す
る場合、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、出射部５を
所定位置に配置するには、被測定光ファイバ４および出
射部５が案内突部２およびバッフル板１２に接触しない
ように挿入しなければならない。また、被測定光ファイ
バ４の挿入のしすぎにより、出射部５が積分球本体１の
内壁に衝突しないようにしなければならず細心の注意が
必要となる。。

【００２０】しかし、実際の医療現場で治療用光ファイ
バ（被測定光ファイバ４）の出力を積分球にて測定する
場合、被測定光ファイバ４を所定位置に配置するような
微妙な調整をすることは難しく、図３（ａ）、図３
（ｂ）に示すように、被測定光ファイバ４および出射部
５が正常に挿入されない場合が多い。図３（ａ）では、
出射部５がバッフル板１２に接触しており、この場合、
バッフル板１２や出射部５が損傷する可能性やバッフル
板１２を汚染してしまう可能性がある。図３（ｂ）で
は、バッフル板１２の外に出射部５がはみ出てしまって
おり、出射部５の出力が正常に測定できない。更に、被
測定光ファイバ４および出射部５に滅菌処理をし、滅菌
処理を崩さぬように出射部５を所定位置に配置するには
更なる注意が必要となることは言うまでもない。

【００２１】これに対し、本実施形態では内面が平滑に
されたファイバガイド１０は略円筒状に成形され、基端
とは逆の先端が封止されていると共に、被測定光ファイ
バ４の所定位置には支持ツマミ４ａが着脱自在に取り付
けられているため、支持ツマミ４ａを口金１０ａの貫通
穴に押し込むだけで被測定光ファイバ４や出射部５がフ
ァイバガイド１０の外部に突出することなく、所定位置
に配置することができる。また、ファイバガイド１０の
内部空間と積分空間が遮蔽されているため、挿入した被
測定光ファイバ４および出射部５により積分空間および
積分球内壁を汚染することがない。また、ファイバガイ
ド１０は挿抜自在であるため、ファイバガイド１０の滅
菌処理を随時行うことができ、そこに滅菌処理した被測
定光ファイバ４および出射部５を挿入することによっ
て、被測定光ファイバ４および出射部５の滅菌処理を崩
すことなく所定位置に配置することができる。

【００２２】なお、ＰＤＴ用のレーザ装置にはパルス光
ではなく連続光が用いられるようになってきており、そ
のため、被測定光ファイバ４の出射部５からの出射光も
連続光となる。このとき、フォトダイオード１１で発生
した電圧値は直流電圧計で簡単に測定することが可能で
あり、この電圧値に積分球の係数をかけて補正すれば、
出射部５の出力値に換算できる。

【００２３】本発明は上記の実施形態に限られるもので
はなく、種々の変形が可能である。例えば、ファイバガ
イド１０の材料は、出射部５から出射される光を吸収し
ない光学的に透明な材料であればよく、無機ガラスの他
に有機材料などを使用してもよい。また、バッフル板１
２は長方形の板でなくともよく、円形やバルク状のもの
でもよい。

【００２４】また、ファイバガイド１０の途中に被測定
光ファイバの挿入長を制限するストッパを設けたファイ
バガイド１０としてもよい。これにより、被測定光ファ
イバ４の挿入のしすぎによる出射部５の積分球内壁への
衝突を防ぐことができ、より確実に被測定光ファイバ４
および出射部５を所定位置に配置することができる。

【００２５】以上のように、従来の積分球では細心の注
意を払いながら被測定光ファイバ４および出射部５を挿
入し、出射部５を所定位置に配置する必要がある。これ
に対し、本発明に係る実施形態では、ファイバガイド１
０に沿って被測定光ファイバ４を挿入するため、簡易に
滅菌処理を崩すことなく出射部５を所定位置に配置する
ことが可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る積分球ではファイバガイドに沿って被測定光ファイ
バおよび出射部が挿入されるので、被測定光ファイバお
よび出射部を所定位置に配置することができる。また、
ファイバガイドに被測定光ファイバの挿入長を制限する
ストッパを設けてもよく、これによりより確実に被測定
光ファイバおよび出射部を所定位置に配置することがで
きる。また、ファイバガイドの内部空間と積分空間は遮
蔽されているため、被測定光ファイバや出射部によって
積分空間内を汚染することがない。また、ファイバガイ
ドは挿抜自在であるため、ファイバガイドの滅菌処理を
随時行うことができ、そこに滅菌処理した被測定光ファ
イバおよび出射部を挿入することによって、被測定光フ
ァイバおよび出射部の滅菌処理を崩すことなく所定位置
に配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態を示す図。

【図２】ファイバガイドを有しない積分球に被測定光フ
ァイバを挿入した図。

【図３】ファイバガイドを有しない積分球に被測定光フ
ァイバを挿入した図。

【図４】従来技術における積分球を示した図。

【符号の説明】

１…積分球本体、２…案内突部、３ａ…光検出器、３ｂ
…光強度計、４…被測定光ファイバ、４ａ…支持ツマ
ミ、５…出射部、６…バッフル、１０…ファイバガイ
ド、１０ａ…口金、１１…フォトダイオード、１２…バ
ッフル板、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 拡散反射性の内壁に囲まれた球状の積分
   空間を内部に形成する積分球本体と、 前記積分球本体に形成された被測定光ファイバ挿入部と
   前記積分球本体に設けられた光検出部と、 挿入された被測定光ファイバの出射部と前記光検出部と
   の間を遮るように設けられたバッフルと、 前記被測定光ファイバ挿入部に基端部が設置され、前記
   被測定光ファイバの出射部を前記積分空間内に案内する
   ように内面が平滑にされた透明ガイドと、 を備えることを特徴とする積分球。
2. 【請求項２】 前記透明ガイドに前記被測定光ファイバ
   の挿入長を制限するストッパが設けられていることを特
   徴とする請求項１記載の積分球。
3. 【請求項３】 前記透明ガイドの内部空間と前記積分空
   間が遮蔽されていることを特徴とする請求項１または請
   求項２記載の積分球。
4. 【請求項４】 前記透明ガイドが前記被測定光ファイバ
   挿入部に対して挿抜自在であることを特徴とする請求項
   １、請求項２および請求項３のいずれか一項に記載の積
   分球。