JP2009047429A - Light measuring device - Google Patents

Light measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP2009047429A
JP2009047429A JP2007210824A JP2007210824A JP2009047429A JP 2009047429 A JP2009047429 A JP 2009047429A JP 2007210824 A JP2007210824 A JP 2007210824A JP 2007210824 A JP2007210824 A JP 2007210824A JP 2009047429 A JP2009047429 A JP 2009047429A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
unit
optical
scattered
optical system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007210824A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruo Nakaji
晴雄 中路
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2007210824A priority Critical patent/JP2009047429A/en
Publication of JP2009047429A publication Critical patent/JP2009047429A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform measurement, with relatively simple configuration and with relatively high accuracy, for specifying an optical path length and a depth of the optical path of scattered light in an object. <P>SOLUTION: A light measuring device 1 includes a low coherence light source 2 which emits a low coherence light; a branching section 3 which branches the low coherence light into a reference light and an irradiating light; an optical control section 4 which can vary the optical path length of the reference light; a first optical system 51 which irradidates an object 9 with the irradiating light; a second optical system 52 which condenses and guides a scattered light from the depths of the object 9 from a position different from an irradiating position of the irradiating light to the object 9 by the first optical system 51; a combining section 6 which combines the light guided by the second optical system 52 and the reference light; a light detecting section 7 which detects intensity of the light combined by the combining section 6; and a controlling section 8 (information processing section 81) which acquires information on depths of the object based on the optical path length of the reference light or iradiating light and the intensity of the light detected by the light detecting section. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光測定装置に関する。   The present invention relates to an optical measurement device.

例えば、生体透過性の高い800nm近傍の近赤外光を被計測物である頭部に照射し、頭部の約20mm程度の深部に位置する大脳皮質等の灰白質や白質などで散乱された光を、照射位置から頭部表面に沿って位置をずらして受光し、その得られた光の強度により、血液量(ヘモグロビン濃度)に関する情報を取得する光トポグラフィ法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この光トポグラフィ法では、頭部内の血流量の変化を示すマップを作成することができる。   For example, near-infrared light near 800 nm with high biological permeability was irradiated to the head to be measured, and was scattered by gray matter or white matter such as cerebral cortex located about 20 mm deep in the head. An optical topography method is known in which light is received by shifting the position from the irradiation position along the head surface, and information on the blood volume (hemoglobin concentration) is obtained from the intensity of the obtained light (for example, Patent Document 1). In this optical topography method, a map showing a change in blood flow in the head can be created.

しかし、一般的な光トポグラフィ法を採用した測定装置では、検出された散乱光が伝搬した距離や、被計測物内の散乱光の光路の深度が不明確である。   However, in a measuring apparatus employing a general optical topography method, the distance that the detected scattered light has propagated and the depth of the optical path of the scattered light in the measurement object are unclear.

また、例えば、ピコ秒パルスレーザー装置から出射された短パルスレーザーを被計測物に照射し、その被計測物からの散乱光を高速光検出器などで受光して、時間分解計測を行うことにより光路長を特定する測定装置が知られている(例えば、非特許文献1)。
特開平9−19408号公報 H.Edaetal.,「Multichannel time-resolved optical tomographic imaging system」,Review of Scientific Instruments,1999,vol.70,Issue9,p.3595-3602
In addition, for example, by irradiating an object to be measured with a short pulse laser emitted from a picosecond pulse laser device, and receiving scattered light from the object to be measured with a high-speed photodetector or the like, and performing time-resolved measurement A measuring device for specifying an optical path length is known (for example, Non-Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 9-19408 H. Edaetal., `` Multichannel time-resolved optical tomographic imaging system '', Review of Scientific Instruments, 1999, vol. 70, Issue 9, p. 3595-3602

しかし、上記時間分解計測を行うことにより光路長を特定する測定装置では、比較的高価なピコ秒パルスレーザー装置や高速光検出器を要し、それらを比較的高精度に構成することを要する。   However, the measurement apparatus that specifies the optical path length by performing the time-resolved measurement requires a relatively expensive picosecond pulse laser apparatus and a high-speed photodetector, and it is necessary to configure them with relatively high accuracy.

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、比較的簡単な構成で、比較的高精度に光路長や被計測物内の散乱光の光路の深度を特定した光計測を行うことができる光測定装置を提供すること、比較的安価な光測定装置を提供すること、等が本発明の目的である。   This invention makes it an example of a subject to cope with such a problem. In other words, it is possible to provide a light measurement device capable of performing optical measurement with a relatively simple configuration and with relatively high accuracy specifying the optical path length and the optical path depth of the scattered light in the object to be measured. It is an object of the present invention to provide a light measuring device and the like.

このような目的を達成するために、本発明は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。
本発明に係る光測定装置は、低コヒーレンス光を出射する低コヒーレンス光源と、前記低コヒーレンス光源から出射された低コヒーレンス光を参照光と照射光に分離する分波部と、前記参照光の光路長を可変する光制御部と、前記照射光を被計測物に照射する第1の光学系と、前記被計測物の深部からの散乱光を、前記第1の光学系による前記被計測物への前記照射光の照射位置と異なる位置から集光して導波する第2の光学系と、前記第2の光学系により導波された光と前記参照光とを合波する合波部と、前記合波部により合波された光の強度を検出する光検出部とを有することを特徴とする。
In order to achieve such an object, the present invention comprises at least the configurations according to the following independent claims.
An optical measurement device according to the present invention includes a low-coherence light source that emits low-coherence light, a demultiplexing unit that separates the low-coherence light emitted from the low-coherence light source into reference light and irradiation light, and an optical path of the reference light A light control unit that varies the length, a first optical system that irradiates the object to be measured with the irradiation light, and scattered light from a deep part of the object to be measured to the object to be measured by the first optical system. A second optical system that collects and guides light from a position different from the irradiation position of the irradiation light, and a combining unit that combines the light guided by the second optical system and the reference light And a light detection unit for detecting the intensity of the light combined by the multiplexing unit.

好適には、前記光測定装置は、前記参照光の光路長と、前記光検出部により検出された光の強度とに基づいて、前記被計測物の深部に関する情報を取得する情報処理部を有する。   Preferably, the light measurement device includes an information processing unit that acquires information on a deep portion of the measurement object based on the optical path length of the reference light and the intensity of light detected by the light detection unit. .

上記構成の光測定装置では、第1の光学系により被計測物に照射光が照射され、第2の光学系により被計測物の深部からの散乱光を、第1の光学系による被計測物への照射光の照射位置と異なる位置から導波する。そして、光測定装置の合波部が、第2の光学系により導波された光と参照光とを合波し、光検出部により合波部により合波された光の強度を検出する。そして、情報処理部が、参照光の光路長と、光検出部により検出された光の強度とに基づいて、被計測物の深部に関する情報を取得する。   In the light measurement device having the above configuration, the object to be measured is irradiated by the first optical system, and the scattered light from the deep part of the object to be measured is converted to the object to be measured by the first optical system by the second optical system. The light is guided from a position different from the irradiation position of the irradiation light. Then, the multiplexing unit of the light measurement device combines the light guided by the second optical system and the reference light, and detects the intensity of the light combined by the multiplexing unit by the light detection unit. Then, the information processing unit acquires information on the deep part of the measurement object based on the optical path length of the reference light and the intensity of the light detected by the light detection unit.

本発明の一実施形態に係る光測定装置は、低コヒーレンス光を出射する低コヒーレンス光源と、低コヒーレンス光源から出射された低コヒーレンス光を参照光と照射光に分離する分波部と、参照光の光路長を可変する光制御部と、照射光を被計測物に照射する第1の光学系と、被計測物の深部からの散乱光を、第1の光学系による被計測物への照射光の照射位置と異なる位置から集光して導波する第2の光学系と、第2の光学系により導波された光と参照光とを合波する合波部と、合波部により合波された光の強度を検出する光検出部と、参照光の光路長と、光検出部により検出された光の強度とに基づいて、被計測物の深部に関する情報を取得する情報処理部を有する。   An optical measurement device according to an embodiment of the present invention includes a low-coherence light source that emits low-coherence light, a demultiplexing unit that separates low-coherence light emitted from the low-coherence light source into reference light and irradiation light, and reference light A light control unit that varies the optical path length of the light source, a first optical system that irradiates the object to be measured with irradiation light, and irradiation of the scattered light from the deep part of the object to be measured to the object to be measured by the first optical system. A second optical system that condenses and guides light from a position different from the irradiation position of the light, a combining unit that combines the light guided by the second optical system and the reference light, and a combining unit A light detection unit that detects the intensity of the combined light, an information processing unit that acquires information about the depth of the object to be measured based on the optical path length of the reference light and the light intensity detected by the light detection unit Have

上記構成の光測定装置では、第1の光学系により被計測物に照射光が入射され、第2の光学系により、被計測物の深部からの散乱光を、第1の光学系による被計測物への照射光の入射位置と異なる位置から導波する。そして、光測定装置の合波部が、第2の光学系により導波された光と参照光とを合波し、光検出部により合波部により合波された光の強度を検出し、光制御部により参照光の光路長を変化させて、情報処理部が、参照光の光路長と、照射光の光路長と、光検出部により検出された光の強度とに基づいて、被計測物の深部に関する情報を取得する。
また、被計測物としては、例えば生体、水分が比較的多い物質、光散乱体を内在する物質などを挙げることができる。
In the light measuring apparatus having the above configuration, the irradiation light is incident on the object to be measured by the first optical system, and the scattered light from the deep part of the object to be measured is measured by the first optical system by the second optical system. The light is guided from a position different from the incident position of the irradiation light to the object. Then, the multiplexing unit of the light measurement device combines the light guided by the second optical system and the reference light, detects the intensity of the light combined by the multiplexing unit by the light detection unit, The light control unit changes the optical path length of the reference light, and the information processing unit measures based on the optical path length of the reference light, the optical path length of the irradiation light, and the light intensity detected by the light detection unit. Get information about the depth of an object.
Examples of the measurement object include a living body, a substance having a relatively high water content, a substance containing a light scatterer, and the like.

以下、本発明の一実施形態に係る光測定装置を、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an optical measurement device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る光測定装置1の構成図である。図2は、被計測物9の深部の散乱光の光路を説明するための図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a configuration diagram of a light measurement apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining the optical path of scattered light in the deep part of the measurement object 9.

本発明の第1実施形態に係る光測定装置1は、低コヒーレンス光源2と干渉計を有する。本実施形態では、マイケルソン型干渉計を採用する。詳細には、図1に示すように、光測定装置1は、低コヒーレンス光源2、分波部3、光制御部4、第1の光学系51、第2の光学系52、合波部6、光検出部7、制御部8、および表示部85を有する。   The light measurement device 1 according to the first embodiment of the present invention includes a low coherence light source 2 and an interferometer. In this embodiment, a Michelson interferometer is employed. Specifically, as shown in FIG. 1, the light measurement apparatus 1 includes a low coherence light source 2, a demultiplexing unit 3, a light control unit 4, a first optical system 51, a second optical system 52, and a multiplexing unit 6. , A light detection unit 7, a control unit 8, and a display unit 85.

低コヒーレンス光源2は、コヒーレンス長の比較的短い光、いわゆる低コヒーレンス光を出射する。本実施形態に係る低コヒーレンス光源2は、例えば、波長が1347nm、コヒーレンス長が16μm程度である。本実施形態では、低コヒーレンス光源2から出力された低コヒーレンス光は、例えば参照光と照射光に分波されたのち再び合波された場合、分波された位置から合波された位置までの参照光の光路と、分波された位置から合波された位置までの照射光の光路の差が、コヒーレンス長に相当する約16μm程度の短い距離範囲内のときに干渉した光として検出され、それより光路差が大きいときに干渉しない特性を有する。
低コヒーレンス光源2としては、例えば、LED(Light Emitting Diode)やSLD(Super Luminescent Diode)等の低コヒーレンス光を放射する発光装置を採用することができる。
The low coherence light source 2 emits light having a relatively short coherence length, that is, so-called low coherence light. The low coherence light source 2 according to the present embodiment has, for example, a wavelength of 1347 nm and a coherence length of about 16 μm. In the present embodiment, when the low coherence light output from the low coherence light source 2 is demultiplexed into, for example, reference light and irradiation light, and then recombined, the low coherence light from the demultiplexed position to the combined position is obtained. The difference between the optical path of the reference light and the optical path of the irradiation light from the demultiplexed position to the combined position is detected as interfering light when it is within a short distance range of about 16 μm corresponding to the coherence length, It has a characteristic that it does not interfere when the optical path difference is larger than that.
As the low-coherence light source 2, for example, a light-emitting device that emits low-coherence light such as an LED (Light Emitting Diode) or an SLD (Super Luminescent Diode) can be used.

レンズ201は、低コヒーレンス光源2と分波部3の間に配置され、低コヒーレンス光源2から出力された光を平行光に変換して分波部3に出力する。   The lens 201 is disposed between the low coherence light source 2 and the demultiplexing unit 3, converts the light output from the low coherence light source 2 into parallel light, and outputs the parallel light to the demultiplexing unit 3.

分波部3は、低コヒーレンス光源2からレンズ201を介して出力された低コヒーレンス光を、光制御部4に向かう参照光と、被計測物9に照射される照射光に分離する(パワー分岐)。本実施形態に係る分波部3は、ビームスプリッター301を有する。ビームスプリッター301は、図1に示すように、低コヒーレンス光源2から入射された低コヒーレンス光に対して直角方向に配置された光制御部4に向かう参照光と、照射光に分波する。ビームスプリッターとしては、例えばハーフミラーを採用することができる。   The demultiplexing unit 3 separates the low-coherence light output from the low-coherence light source 2 through the lens 201 into reference light that is directed to the light control unit 4 and irradiation light that is irradiated to the measurement target 9 (power branching). ). The demultiplexing unit 3 according to this embodiment includes a beam splitter 301. As shown in FIG. 1, the beam splitter 301 demultiplexes the reference light toward the light control unit 4 arranged in the direction perpendicular to the low coherence light incident from the low coherence light source 2 and the irradiation light. For example, a half mirror can be adopted as the beam splitter.

光制御部4は、参照光の光路長を可変する。詳細には、光制御部4は、参照光の光路長を規定する。   The light control unit 4 varies the optical path length of the reference light. Specifically, the light control unit 4 defines the optical path length of the reference light.

本実施形態では、図1に示すように、光制御部4は、分波部3からの参照光の光路長を変化させて、その参照光を合波部6に出力する。具体的には、光制御部4は、図1に示すように、可動ミラー(ミラー)41、および駆動部42を有する。
ミラー41は、分波部3からの参照光を反射して合波部6に入射させる。本実施形態に係るミラー41は、ビームスプリッター301からの参照光を反射して、ビームスプリッター301を介して、合波部6に出力する。
駆動部42は、例えば制御部8から出力された制御信号を受けて、その制御信号を基に、ミラー41を規定の速度で光軸に沿って移動させる。駆動部42は、例えば、駆動モータ、圧電素子、等の駆動装置により構成される。
駆動部42は、例えば、制御部8から出力された三角波、のこぎり波などの制御信号を受けて、その制御信号の信号レベルに応じてミラー41を光軸に沿って平行移動させる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the light control unit 4 changes the optical path length of the reference light from the demultiplexing unit 3 and outputs the reference light to the multiplexing unit 6. Specifically, the light control unit 4 includes a movable mirror (mirror) 41 and a drive unit 42 as shown in FIG.
The mirror 41 reflects the reference light from the demultiplexing unit 3 and makes it incident on the multiplexing unit 6. The mirror 41 according to the present embodiment reflects the reference light from the beam splitter 301 and outputs it to the multiplexing unit 6 via the beam splitter 301.
For example, the drive unit 42 receives a control signal output from the control unit 8 and moves the mirror 41 along the optical axis at a specified speed based on the control signal. The drive part 42 is comprised by drive devices, such as a drive motor and a piezoelectric element, for example.
For example, the drive unit 42 receives a control signal such as a triangular wave or a sawtooth wave output from the control unit 8 and translates the mirror 41 along the optical axis according to the signal level of the control signal.

上述した構成の光制御部4では、ミラー41がビームスプリッター301に対して規定速度で光軸に沿って移動するので、光のドップラー効果により、参照光の周波数がシフトする。この周波数がシフトした参照光と、照射光が被計測物に入射したのち散乱された光とを合波して、光検出部7で受光すると、光検出部7では、周波数の差に応じたビートを有する干渉信号が得られる。このように干渉信号を生成することにより、S/N比を上げて、被計測物9の深部での散乱光による信号の検出感度を上げている。   In the light control unit 4 configured as described above, since the mirror 41 moves along the optical axis at a specified speed with respect to the beam splitter 301, the frequency of the reference light shifts due to the Doppler effect of light. When the reference light whose frequency is shifted and the light scattered after the irradiation light enters the object to be measured are combined and received by the light detection unit 7, the light detection unit 7 responds to the frequency difference. An interference signal having a beat is obtained. By generating the interference signal in this way, the S / N ratio is increased, and the detection sensitivity of the signal by the scattered light in the deep part of the measurement object 9 is increased.

また、光制御部4は、上述した実施形態に限られるものではない。例えば、光制御部4は、ピエゾ素子、光ファイバーなどを用いて、分波部3からの参照光の光路長を変化させて、その参照光を合波部6に出力してもよい。   The light control unit 4 is not limited to the above-described embodiment. For example, the light control unit 4 may change the optical path length of the reference light from the demultiplexing unit 3 using a piezo element, an optical fiber, or the like, and output the reference light to the multiplexing unit 6.

第1の光学系51は、分波部3から出力された照射光を被計測物9に入射する。本実施形態に係る第1の光学系51は、図1に示すように、光学レンズ511を有する。光学レンズ511は、ビームスプリッター301と被計測物9の間に配置され、ビームスプリッター301から出力された照射光を、被計測物9の規定位置(入射位置)に照射する。
第1の光学系51は、上述した実施形態に限られるものではない。例えば、分波部3から出力された参照光を、例えば光ファイバー等の導光路を介して、被計測物9の規定位置に照射してもよい。
The first optical system 51 makes the irradiation light output from the demultiplexing unit 3 incident on the object to be measured 9. The first optical system 51 according to the present embodiment includes an optical lens 511 as shown in FIG. The optical lens 511 is disposed between the beam splitter 301 and the measurement object 9 and irradiates the specified position (incident position) of the measurement object 9 with the irradiation light output from the beam splitter 301.
The first optical system 51 is not limited to the above-described embodiment. For example, the reference light output from the demultiplexing unit 3 may be applied to the specified position of the measurement object 9 via a light guide such as an optical fiber.

図2に示すように、第1の光学系51により照射光が被計測物9の照射位置(入射位置ともいう)9Aに照射されると、被計測物9の内部でその構造に応じて光の散乱または反射が生じる。被計測物9の深部にて散乱された光のうち、例えば入射光の光軸方向に沿って散乱された光は、光学レンズ511、およびビームスプリッター301を介して合波部6に入力される。   As shown in FIG. 2, when the irradiation light is irradiated onto the irradiation position (also referred to as an incident position) 9 </ b> A of the object 9 to be measured by the first optical system 51, the light is emitted according to the structure inside the object 9. Scattering or reflection occurs. Of the light scattered in the deep part of the measurement object 9, for example, the light scattered along the optical axis direction of the incident light is input to the multiplexing unit 6 via the optical lens 511 and the beam splitter 301. .

第2の光学系52は、被計測物9の深部からの散乱光を、第1の光学系による被計測物9への照射光の入射位置(位置9A)と異なる位置9Bからレンズ521を介して集光して導波し、合波部6に出力する。
詳細には、第2の光学系52は、図1,2に示すように、第1の光学系による被計測物9への照射光の入射位置(位置9A)に対して、被計測物9の表面に沿って規定距離(例えば30mm程度)だけ離れた位置9Bから集光して導波し、合波部6に出力する。
The second optical system 52 transmits the scattered light from the deep part of the measurement object 9 from the position 9B different from the incident position (position 9A) of the irradiation light to the measurement object 9 by the first optical system via the lens 521. Then, the light is condensed and guided, and output to the multiplexing unit 6.
Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the second optical system 52 is configured to measure the object 9 with respect to the incident position (position 9 </ b> A) of the irradiation light on the object 9 to be measured by the first optical system. The light is condensed and guided from a position 9 </ b> B that is separated by a specified distance (for example, about 30 mm) along the surface, and is output to the multiplexing unit 6.

合波部6は、第2の光学系52により導波された光と、光制御部4からの参照光とを合波して光検出部7に出力する。
本実施形態に係る合波部6は、図1に示すように、ビームスプリッター601を有する。詳細には、図1に示すように、ビームスプリッター601は、光制御部4からの参照光の光軸と、第2の光学系52の光の光軸の交差する位置に配置されている。ビームスプリッター601は、光制御部4からの参照光と、第2の光学系52からの光とを合波して光検出部7に出力する。
The combining unit 6 combines the light guided by the second optical system 52 and the reference light from the light control unit 4 and outputs the combined light to the light detection unit 7.
The multiplexing unit 6 according to the present embodiment includes a beam splitter 601 as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 1, the beam splitter 601 is disposed at a position where the optical axis of the reference light from the light control unit 4 intersects the optical axis of the light of the second optical system 52. The beam splitter 601 combines the reference light from the light control unit 4 and the light from the second optical system 52 and outputs the combined light to the light detection unit 7.

また、本実施形態に係るビームスプリッター601は、光制御部4からビームスプリッター301を介して入力された参照光と、第2の光学系52からの光とを合波して光検出部7に出力する。また、光測定装置1は、第1の光学系51により集光された散乱光が、ビームスプリッター301を介して、ビームスプリッター601に入力されたのち光検出部7に出力される構造を有する。上記構成により光測定装置1の設置スペースが比較的小さい。   In addition, the beam splitter 601 according to the present embodiment combines the reference light input from the light control unit 4 via the beam splitter 301 and the light from the second optical system 52 to the light detection unit 7. Output. The light measurement device 1 has a structure in which the scattered light collected by the first optical system 51 is input to the beam splitter 601 via the beam splitter 301 and then output to the light detection unit 7. With the above configuration, the installation space of the light measurement device 1 is relatively small.

光検出部7は、合波部6により合波された光の強度を検出する。詳細には、光検出部7は、入力された光の強度に応じたレベルの電気信号を出力する。光検出部7としては、例えば、フォトダイオード、光電子増倍管、等の光検出装置を採用することができる。また、光検出部7は、検出した信号を制御部8に出力する。   The light detection unit 7 detects the intensity of the light combined by the combining unit 6. Specifically, the light detection unit 7 outputs an electric signal having a level corresponding to the intensity of the input light. As the light detection unit 7, for example, a light detection device such as a photodiode or a photomultiplier tube can be employed. Further, the light detection unit 7 outputs the detected signal to the control unit 8.

制御部8は、光測定装置1の各構成要素を統括的に制御して、本発明に係る機能を実現する。制御部8は、一般的なコンピュータの構成要素を有し、例えば、CPU(Central Processing Unit)、記憶部、キーボードやマウス等の操作入力装置、表示部85等を備える。制御部8は、例えば、記憶部に記憶されているプログラムを実行することにより、本発明に係る機能を実現する。また、制御部8は、本発明に係る被計測物の深部に関する情報を示す画像を表示部85に表示する処理を行う。   The control unit 8 comprehensively controls each component of the light measurement device 1 to realize the function according to the present invention. The control unit 8 includes general computer components, and includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a storage unit, an operation input device such as a keyboard and a mouse, a display unit 85, and the like. The control part 8 implement | achieves the function which concerns on this invention by running the program memorize | stored in the memory | storage part, for example. Moreover, the control part 8 performs the process which displays the image which shows the information regarding the deep part of the to-be-measured object based on this invention on the display part 85. FIG.

図1に示すように、本実施形態に係る制御部8は、情報処理部81、および駆動系制御部82等を有する。
情報処理部81は、参照光の光路長と、光検出部7により検出された光の強度に基づいて、被計測物9の深部に関する情報を取得する。より具体的には、制御部8は、ミラー41の位置の情報と、光検出部7にて検出された光の強度に基づいて、被計測物9の深部に関する情報を取得する。
As shown in FIG. 1, the control unit 8 according to the present embodiment includes an information processing unit 81, a drive system control unit 82, and the like.
The information processing unit 81 acquires information related to the deep part of the measurement object 9 based on the optical path length of the reference light and the intensity of the light detected by the light detection unit 7. More specifically, the control unit 8 acquires information about the deep part of the measurement object 9 based on the position information of the mirror 41 and the intensity of the light detected by the light detection unit 7.

次に、情報処理部81の機能の一具体例を説明する。
本実施形態に係る光測定装置1では、低コヒーレンス光により計測を行っているので、分波部3から合波部6までの参照光の光路長が規定されると、分波部3から合波部6までの照射光の光路長が規定される。分波部3から合波部6までの照射光の光路長は、図1,2に示すように、ビームスプリッター301から光測定装置1の被計測物9表面の入射位置9Aまでの光路長、被計測物9内部の散乱光の光路長、および被計測物9の表面の集光位置9Bからビームスプリッター601までの光路長を加算した距離である。
Next, a specific example of the function of the information processing unit 81 will be described.
In the optical measurement device 1 according to the present embodiment, since measurement is performed with low coherence light, when the optical path length of the reference light from the demultiplexing unit 3 to the multiplexing unit 6 is defined, the demultiplexing unit 3 The optical path length of the irradiation light to the wave part 6 is defined. As shown in FIGS. 1 and 2, the optical path length of the irradiation light from the demultiplexing unit 3 to the multiplexing unit 6 is the optical path length from the beam splitter 301 to the incident position 9A on the surface of the measurement object 9 of the optical measurement device 1, This is the distance obtained by adding the optical path length of the scattered light inside the object to be measured 9 and the optical path length from the condensing position 9B on the surface of the object to be measured 9 to the beam splitter 601.

また、ビームスプリッター301から光測定装置1の被計測物9表面の入射位置9Aまでの光路長、および被計測物9の表面の位置9Bからビームスプリッター601までの光路長は、例えば光測定装置1の光学的な構成要素の位置により規定されているので、参照光の光路長から、これらの光路長を引算すると、被計測物9内の散乱光の光路長を算出することができる。
また、上述したように、被計測物9の内部の散乱光の光路を、図2に示すように、略半円弧状の光路と仮定すると、被計測物9内部の散乱光の光路の深度(深さ)を算出することができる。
Further, the optical path length from the beam splitter 301 to the incident position 9A on the surface of the object 9 to be measured and the optical path length from the position 9B on the surface of the object 9 to the beam splitter 601 are, for example, the light measuring apparatus 1. Therefore, the optical path length of the scattered light in the object to be measured 9 can be calculated by subtracting these optical path lengths from the optical path length of the reference light.
Further, as described above, assuming that the optical path of the scattered light inside the object to be measured 9 is a substantially semicircular arc optical path as shown in FIG. 2, the depth of the optical path of the scattered light inside the object to be measured 9 ( Depth) can be calculated.

また、制御部8は、ミラー41を移動駆動することにより、分波部3から合波部6までの参照光の光路長を、所定の光路長に規定することができるので、被計測物9内の散乱光の所望の光路を特定することができる。また、制御部8は、被計測物9中の所望の光路を通った散乱光の強度を検出することができる。   Further, since the control unit 8 can move and drive the mirror 41, the optical path length of the reference light from the demultiplexing unit 3 to the multiplexing unit 6 can be defined as a predetermined optical path length. The desired optical path of the scattered light can be specified. In addition, the control unit 8 can detect the intensity of scattered light that has passed through a desired optical path in the measurement object 9.

また、制御部8は、例えば、ミラー41の位置と、参照光の光路長、および被計測物9内の散乱光の光路長、被計測物9内の散乱光の光路の平均深度(深さ)などを関連付けたテーブルを予め記憶部に記憶しておき、制御部8は、計測時に、そのテーブルと、ミラー41の位置、駆動信号などにより、被計測物9内の散乱光の光路の光路長や、光路の平均深度などを特定するとともに、被計測物9中の所望の光路を通った散乱光の強度を検出してもよい。   Further, the control unit 8, for example, the position of the mirror 41, the optical path length of the reference light, the optical path length of the scattered light in the measurement object 9, and the average depth (depth) of the optical path of the scattered light in the measurement object 9 ) And the like are stored in advance in the storage unit, and the control unit 8 uses the table, the position of the mirror 41, the drive signal, and the like in the optical path of the scattered light in the measurement object 9 during measurement. While specifying the length, the average depth of the optical path, and the like, the intensity of the scattered light passing through the desired optical path in the measurement target 9 may be detected.

また、上述した実施形態では、被計測物9の散乱光の光路は、例えば図2に示すように略半円弧状としたが、この形態に限られるものではない。
例えば、被計測物9内部の散乱光の光路やその光路の深度などの情報は、モンテカルロ法などのコンピュータシミュレーションにより算出された結果を用いてもよいし、短パルスレーザー光を被計測物9に照射して、その被計測物からの散乱光を高速光検出器などで受光して時間分解計測を行うことにより得られた結果を用いてもよい。
In the embodiment described above, the optical path of the scattered light of the object 9 to be measured has a substantially semicircular arc shape as shown in FIG. 2, for example, but is not limited to this form.
For example, information such as the optical path of scattered light inside the object to be measured 9 and the depth of the optical path may be a result calculated by computer simulation such as the Monte Carlo method, or a short pulse laser beam may be applied to the object 9 to be measured. A result obtained by performing time-resolved measurement by irradiating and receiving scattered light from the object to be measured by a high-speed photodetector or the like may be used.

駆動系制御部82は、例えば、光制御部4の駆動部42に制御信号を出力して、ミラー41を移動制御する。本実施形態では、制御部8は、ミラー41を移動させて光路長を変化させながら、光計測を行う。
制御部8は、この制御信号によってミラー41の位置に関する情報を取得してもよいし、ミラー41の位置検出を行うセンサ(不図示)によりミラー41の位置に関する情報を取得してもよい。
For example, the drive system control unit 82 outputs a control signal to the drive unit 42 of the light control unit 4 to control the movement of the mirror 41. In the present embodiment, the control unit 8 performs optical measurement while moving the mirror 41 and changing the optical path length.
The control unit 8 may acquire information related to the position of the mirror 41 by this control signal, or may acquire information related to the position of the mirror 41 by a sensor (not shown) that detects the position of the mirror 41.

また、第2の光学系52に、被計測物9で反射又は散乱された光の集光位置を規定距離だけ移動させる移動手段525を設けておき、駆動系制御部82が、被計測物9で反射又は散乱された光の集光位置を規定距離だけ移動させる等の位置制御を行ってもよい。駆動系制御部82は、本発明に係る位置制御部の一実施形態に相当する。   The second optical system 52 is provided with moving means 525 for moving the light collection position of the light reflected or scattered by the object 9 to be measured by a specified distance, and the drive system controller 82 causes the object 9 to be measured to move. Position control such as moving the light collection position of the light reflected or scattered by a predetermined distance may be performed. The drive system controller 82 corresponds to an embodiment of the position controller according to the present invention.

[光測定装置1の動作]
次に、上記構成の光測定装置1の動作を図面を参照しながら参照しながら説明する。
先ず、低コヒーレンス光源2から低コヒーレンス光を出射させる。
低コヒーレンス光源2から出射された光は、レンズ201で平行光に変換された後、分波部3のビームスプリッター301に入力され、参照光と照射光に分離される(パワー分岐)。一方の光(参照光)は、ミラー41で反射され、再びビームスプリッター301を介して、合波部6のビームスプリッター601に入力される。ビームスプリッター301で分岐されたもう一方の光(照射光)は、第1の光学系51の光学レンズ511により集光され、被計測物9に照射される。
[Operation of Light Measuring Device 1]
Next, the operation of the light measuring apparatus 1 having the above configuration will be described with reference to the drawings.
First, low-coherence light is emitted from the low-coherence light source 2.
The light emitted from the low-coherence light source 2 is converted into parallel light by the lens 201 and then input to the beam splitter 301 of the demultiplexing unit 3 to be separated into reference light and irradiation light (power branching). One light (reference light) is reflected by the mirror 41 and is input again to the beam splitter 601 of the multiplexing unit 6 via the beam splitter 301. The other light (irradiation light) branched by the beam splitter 301 is collected by the optical lens 511 of the first optical system 51 and irradiated onto the object 9 to be measured.

被計測物9に照射された光は、様々な方向に反射又は散乱されるが、その中で、入射方向に対して略逆方向に反射又は散乱された光は、光学レンズ511を経由してビームスプリッター301に入力され、参照光と合波されて、合波部6のビームスプリッター601に入力される。   The light irradiated on the measurement object 9 is reflected or scattered in various directions. Among them, the light reflected or scattered in a direction substantially opposite to the incident direction passes through the optical lens 511. It is input to the beam splitter 301, combined with the reference light, and input to the beam splitter 601 of the multiplexing unit 6.

また、図2に示すように、被計測物9で反射された光又は被計測物9の深部で散乱した光は、第1の光学系51による被計測物9への照射光の照射位置9Aと異なる位置9Bから光学レンズ521により集光されて、合波部6のビームスプリッター601に導波される。そして、合波部6のビームスプリッター601では、第2の光学系52により導波された光と、参照光とが合波される。   As shown in FIG. 2, the light reflected by the measurement object 9 or the light scattered in the deep part of the measurement object 9 is irradiated with the irradiation position 9 </ b> A of the irradiation light to the measurement object 9 by the first optical system 51. Are condensed by the optical lens 521 from the position 9B different from the above and guided to the beam splitter 601 of the multiplexing unit 6. Then, in the beam splitter 601 of the multiplexing unit 6, the light guided by the second optical system 52 and the reference light are multiplexed.

この第2の光学系52の光学レンズ521には、被計測物9の深部で、例えば図2に示すような光路を伝播した散乱光が入力される。そして、ビームスプリッター601から光検出部7に散乱光が入力され、光検出部7では入力された光の強度に応じたレベルの電気信号が出力される。   The optical lens 521 of the second optical system 52 receives, for example, scattered light that has propagated through the optical path as shown in FIG. Then, scattered light is input from the beam splitter 601 to the light detection unit 7, and the light detection unit 7 outputs an electrical signal having a level corresponding to the intensity of the input light.

また、制御部8の駆動系制御部82は、駆動部42に制御信号を出力してミラー41を走査する。ミラー41が走査すると、参照光の周波数がドップラーシフトするとともに、参照光の光路長が変化して、光検出部7にて干渉信号が検出される。そして、制御部8の情報処理部81は、干渉信号に、例えば包絡線検波などの所定の検波処理を施すことにより、散乱光の強度を取得する。この検波処理としては、一般的なOCT(Optical coherence tomography)の公知技術を用いてもよい。   Further, the drive system control unit 82 of the control unit 8 outputs a control signal to the drive unit 42 to scan the mirror 41. When the mirror 41 scans, the frequency of the reference light is Doppler shifted, the optical path length of the reference light is changed, and the light detection unit 7 detects an interference signal. And the information processing part 81 of the control part 8 acquires the intensity | strength of scattered light by performing predetermined | prescribed detection processes, such as an envelope detection, for example to an interference signal. As this detection processing, a known technique of general OCT (Optical coherence tomography) may be used.

制御部8の情報処理部81は、上述したように、ミラー41の位置と、光検出部7により検出された干渉信号に基づいて、被計測物9で反射または散乱された光が伝播した光路長や、被計測物内の散乱光の光路の深度を特定した測定を行うことができる。   As described above, the information processing unit 81 of the control unit 8 is an optical path through which the light reflected or scattered by the measurement object 9 propagates based on the position of the mirror 41 and the interference signal detected by the light detection unit 7. The measurement which specified length and the depth of the optical path of the scattered light in a to-be-measured object can be performed.

また、制御部8は、ミラー41を走査して光測定を行うことで、被計測物9内の規定深度の光の強度のマップを生成することができる。
また、制御部8は、第2の光学系52の集光位置をずらして上記光測定を行うことにより、被計測物9内の光の強度の3次元マップを生成することができる。また、制御部8は、その生成したマップを表示部85に表示することができる。
Further, the control unit 8 can generate a light intensity map at a specified depth in the measurement target 9 by scanning the mirror 41 and performing light measurement.
Further, the control unit 8 can generate a three-dimensional map of the light intensity in the measurement object 9 by performing the light measurement while shifting the condensing position of the second optical system 52. In addition, the control unit 8 can display the generated map on the display unit 85.

また、制御部8は、光学レンズ511を通る光路の光路長と、光学レンズ521を通る光路の光路長を調整する(例えば、これらの長さを異なるように調整する)ことで、第1の光学系51の光学レンズ511レンズ2で集光された反射/散乱光と参照光により生じる干渉信号と、第2の光学系52の光学レンズ521で集光された反射/散乱光と参照光により生じる干渉信号を、高精度に分離する。   In addition, the control unit 8 adjusts the optical path length of the optical path passing through the optical lens 511 and the optical path length of the optical path passing through the optical lens 521 (for example, adjusting these lengths differently), thereby The interference signal generated by the reflected / scattered light and the reference light collected by the optical lens 511 lens 2 of the optical system 51, and the reflected / scattered light and the reference light collected by the optical lens 521 of the second optical system 52. The resulting interference signal is separated with high accuracy.

また、制御部8は、被計測物内の屈折率を考慮して光路長を規定することで、より高精度な光測定を行うことができる。   Moreover, the control part 8 can perform a more accurate optical measurement by prescribing | regulating an optical path length in consideration of the refractive index in a to-be-measured object.

[第2実施形態]
図3は、本発明の第2実施形態に係る光測定装置1Aの構成図である。図4は、図3に示した光測定装置1Aによる照射光、被計測物9の深部の散乱光の光路を説明するための図である。第1実施形態と第2実施形態と同じ構成、作用効果等については、説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a configuration diagram of an optical measurement device 1A according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram for explaining the optical paths of the light irradiated by the light measurement device 1A shown in FIG. 3 and the scattered light in the deep part of the measurement object 9. In FIG. The description of the same configuration, effects, and the like as in the first and second embodiments is omitted.

本発明に係る光測定装置は、被計測物9で反射又は散乱された光を異なる位置それぞれから集光して合波部6に導波する複数の光学系を有してもよい。   The light measurement apparatus according to the present invention may include a plurality of optical systems that collect light reflected or scattered by the measurement object 9 from different positions and guide the light to the multiplexing unit 6.

詳細には、図3,4に示すように、本実施形態に係る光測定装置1Aは、ビームスプリッター601およびビームスプリッター602を備える合波部6と、被計測物9で反射又は散乱された光を、第1の光学系51の入射位置9Aと異なる集光位置9Cから集光して合波部6に導波する第3の光学系53を有する。   Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the light measurement apparatus 1 </ b> A according to the present embodiment includes light that is reflected or scattered by the multiplexing unit 6 including the beam splitter 601 and the beam splitter 602, and the measurement target 9. Is collected from a condensing position 9C different from the incident position 9A of the first optical system 51 and guided to the multiplexing unit 6.

ビームスプリッター602は、光検出部7と、ビームスプリッター601の間に配置される。詳細には、ビームスプリッター602は、光検出部7と、ビームスプリッター601の光軸と、第3の光学系53の光軸の交差する位置に配置されている。   The beam splitter 602 is disposed between the light detection unit 7 and the beam splitter 601. Specifically, the beam splitter 602 is disposed at a position where the optical detector 7, the optical axis of the beam splitter 601, and the optical axis of the third optical system 53 intersect.

第3の光学系53は、被計測物9で反射又は散乱された光を、集光位置9Cから集光して、合波部6のビームスプリッター602に入射する光学レンズ531を有する。光学レンズ531の集光位置9Cは、第2の光学系52の集光位置9Bと異なる位置に配置されている。
本実施形態では、図3,4に示すように、光学レンズ531の集光位置9Cと、光学レンズ521の集光位置9Bと、光学レンズ511による照射光の照射位置9Aは、直線状に配置されている。
The third optical system 53 includes an optical lens 531 that condenses the light reflected or scattered by the measurement target 9 from the condensing position 9C and enters the beam splitter 602 of the multiplexing unit 6. The condensing position 9C of the optical lens 531 is disposed at a position different from the condensing position 9B of the second optical system 52.
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the condensing position 9C of the optical lens 531, the condensing position 9B of the optical lens 521, and the irradiation position 9A of the irradiation light by the optical lens 511 are arranged linearly. Has been.

上記構成の光測定装置1Aの動作を簡単に説明する。
図4に示すように、被計測物9で反射又は散乱されて被計測物9の表面から出てくる光には、様々な深さまで浸達した光が存在する。
The operation of the light measuring apparatus 1A having the above configuration will be briefly described.
As shown in FIG. 4, light that has been reflected or scattered by the measurement object 9 and emerges from the surface of the measurement object 9 includes light that has reached various depths.

図4に示すように、被計測物9に照射された光は、様々な方向に反射又は散乱されるが、その中で入射方向に対して略反対方向に反射又は散乱された光は、光学レンズ511を経由してビームスプリッター301に入力され、参照光と合波されて、合波部6のビームスプリッター601に入力される。   As shown in FIG. 4, the light irradiated on the measurement object 9 is reflected or scattered in various directions, and the light reflected or scattered in a direction substantially opposite to the incident direction is optical. It is input to the beam splitter 301 via the lens 511, combined with the reference light, and input to the beam splitter 601 of the multiplexing unit 6.

また、図4に示すように、被計測物9で反射した光、又は被計測物9の深部で散乱した光は、第1の光学系51による被計測物9への照射光の照射位置9Aと異なる位置9Bから光学レンズ521により集光されて、合波部6のビームスプリッター601に導波される。そして、合波部6のビームスプリッター601では、第2の光学系52により導波された光と、参照光とが合波される。   As shown in FIG. 4, the light reflected by the measurement object 9 or the light scattered at the deep part of the measurement object 9 is irradiated with the irradiation position 9 </ b> A of the irradiation light to the measurement object 9 by the first optical system 51. The light is condensed by the optical lens 521 from a position 9B different from the above and guided to the beam splitter 601 of the multiplexing unit 6. Then, in the beam splitter 601 of the multiplexing unit 6, the light guided by the second optical system 52 and the reference light are multiplexed.

また、図4に示すように、被計測物9で反射した光、又は被計測物9の深部で散乱した光は、第1の光学系51による被計測物9への照射光の照射位置9Aと異なる位置9Cから光学レンズ531により集光されて、合波部6のビームスプリッター602に導波される。そして、合波部6のビームスプリッター602では、第3の光学系53により導波された光と、参照光とが合波される。   As shown in FIG. 4, the light reflected by the measurement object 9 or the light scattered at the deep part of the measurement object 9 is irradiated with the irradiation position 9 </ b> A of the irradiation light to the measurement object 9 by the first optical system 51. Are condensed by the optical lens 531 from the position 9C different from the above and guided to the beam splitter 602 of the multiplexing unit 6. Then, in the beam splitter 602 of the multiplexing unit 6, the light guided by the third optical system 53 and the reference light are multiplexed.

そして、合波部6のビームスプリッター602からの光は、光検出部7に入力され、光検出部7では入力された光の強度に応じたレベルの電気信号が出力される。   Then, the light from the beam splitter 602 of the multiplexing unit 6 is input to the light detection unit 7, and the light detection unit 7 outputs an electric signal having a level corresponding to the intensity of the input light.

この際、制御部8は、光制御部4を制御することにより参照光の光路長を規定して、被計測物9の表面の位置9A,9B,9Cそれぞれから、所望の光路を経由した散乱光を検出することができる。   At this time, the control unit 8 controls the light control unit 4 to define the optical path length of the reference light, and scatters from the positions 9A, 9B, and 9C on the surface of the measured object 9 via the desired optical path. Light can be detected.

また、上述したように第1実施形態に係る光測定装置1の第2の光学系52を走査する手段を設けることで、被計測物9の表面の所望の位置から散乱光を検出することができる。   Further, as described above, by providing means for scanning the second optical system 52 of the light measurement apparatus 1 according to the first embodiment, it is possible to detect scattered light from a desired position on the surface of the measurement object 9. it can.

[第3実施形態]
図5は、本発明の第3実施形態に係る光測定装置1Bの構成図である。第1〜第3実施形態で同じ構成、作用効果等については、説明を省略する。
例えば、被計測物9で反射又は散乱された光の偏光特性は、参照光の偏光特性から変化する場合がある。この参照光と照射光を合波部6にて合波して干渉させると、干渉信号の強度が低くなる場合がある。このため、本実施形態に係る光測定装置1Cは、散乱光の偏光状態を制御することで干渉信号のレベルを比較的大きくする。
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a configuration diagram of an optical measurement device 1B according to the third embodiment of the present invention. The description of the same configuration, effects, and the like in the first to third embodiments is omitted.
For example, the polarization characteristics of the light reflected or scattered by the measurement object 9 may change from the polarization characteristics of the reference light. When this reference light and irradiation light are combined and interfered by the combining unit 6, the intensity of the interference signal may be lowered. For this reason, the optical measurement device 1C according to the present embodiment relatively increases the level of the interference signal by controlling the polarization state of the scattered light.

詳細には、本実施形態に係る光測定装置1Bは、図5に示すように、被計測物9で反射又は散乱された光の偏光角度を制御する偏波コントローラー522を有する。
偏波コントローラー522は、図5に示すように、光学レンズ521と、合波部6のビームスプリッター601の間に配置され、例えば、制御部8の制御により、被計測物9で反射又は散乱した光の偏光状態を調整する。偏波コントローラー522としては、例えば1/2波長板や1/4波長板などを採用することができる。
制御部8は、例えば、光検出部7で検出される干渉信号の信号レベルが大きくなるように、偏波コントローラー522を制御して、散乱光の偏光状態を制御する。
Specifically, as shown in FIG. 5, the light measurement device 1 </ b> B according to the present embodiment includes a polarization controller 522 that controls the polarization angle of light reflected or scattered by the measurement object 9.
As shown in FIG. 5, the polarization controller 522 is disposed between the optical lens 521 and the beam splitter 601 of the multiplexing unit 6, and is reflected or scattered by the measured object 9 under the control of the control unit 8, for example. Adjust the polarization state of the light. As the polarization controller 522, for example, a ½ wavelength plate or a ¼ wavelength plate can be employed.
For example, the control unit 8 controls the polarization controller 522 so that the signal level of the interference signal detected by the light detection unit 7 is increased, thereby controlling the polarization state of the scattered light.

上記構成の光測定装置1Bでは、制御部8が、例えば光検出部7で検出される干渉信号の信号レベルが大きくなるように、具体的には最大となるように、偏波コントローラー522を制御して、偏光状態を制御する。そして、光検出部7では比較的大きな信号レベルの干渉信号が検出される。   In the optical measurement device 1B having the above-described configuration, the control unit 8 controls the polarization controller 522 so that the signal level of the interference signal detected by the light detection unit 7, for example, is maximized. Thus, the polarization state is controlled. The light detection unit 7 detects an interference signal having a relatively large signal level.

以上、説明したように、光測定装置1Bは、被計測物9で反射又は散乱された光の偏光状態を制御する偏波コントローラーを有するので、第1及び第2実施形態に係る光測定装置と比べて、比較的大きな信号レベルの干渉信号を得ることができる。   As described above, since the optical measurement device 1B includes the polarization controller that controls the polarization state of the light reflected or scattered by the measurement object 9, the optical measurement device according to the first and second embodiments In comparison, an interference signal having a relatively large signal level can be obtained.

[第4実施形態]
図6は、本発明の第4実施形態に係る光測定装置1Cの構成図である。第1〜第4実施形態で同じ構成、作用効果等については、説明を省略する。
本実施形態に係る光測定装置1Cは、例えば、中心波長の異なる複数の低コヒーレンス光源を用いることにより、波長の違いによる反射又は散乱光の強度の変化を測定する。例えば、中心波長780nmの低コヒーレンス光源2Aと中心波長830nmの低コヒーレンス光源2Bを用いれば、酸素化ヘモグロビン濃度、還元ヘモグロビン濃度、総ヘモグロビン濃度の変化を測定することができる。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a configuration diagram of an optical measurement device 1C according to the fourth embodiment of the present invention. The description of the same configuration, effects, and the like in the first to fourth embodiments is omitted.
The light measurement apparatus 1C according to the present embodiment measures a change in the intensity of reflected or scattered light due to a difference in wavelength by using, for example, a plurality of low coherence light sources having different center wavelengths. For example, if a low coherence light source 2A having a central wavelength of 780 nm and a low coherence light source 2B having a central wavelength of 830 nm are used, changes in oxygenated hemoglobin concentration, reduced hemoglobin concentration, and total hemoglobin concentration can be measured.

詳細には、例えば、人間の頭部は、外側から内側に向かって、頭皮(脂肪層を含む)、頭蓋骨、硬膜、脳脊髄液で満たされたクモ膜下腔、軟膜、大脳皮質(灰白質)、白質の順に層状構造を有する。
頭皮上から照射した近赤外光は、成人頭部で約20mm程度の深部にまで到達し、白質や灰白質(大脳皮質)で散乱したのち頭皮外に出射される。この散乱光を、例えば、照射位置9Aから所定距離、例えば30mm程度離れた表面位置9Bから集光し、検出された散乱光の強度変化から大脳皮質での脳活動に伴う血液量(ヘモグロビン濃度)変化を捉える。ヘモグロビンには、酸素化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンがあり、酸素化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸収スペクトルが異なる。波長780nmの分子吸収係数は還元ヘモグロビンの方が大きく、波長830nmの分子吸収係数は酸素化ヘモグロビンの方が大きい。
In detail, for example, the human head, from the outside to the inside, the scalp (including the fat layer), the skull, the dura mater, the subarachnoid space filled with cerebrospinal fluid, the buffy coat, the cerebral cortex (gray white) Quality) and white matter.
Near-infrared light irradiated from above the scalp reaches a depth of about 20 mm in the adult head, and is scattered by white matter or gray matter (cerebral cortex) and then emitted outside the scalp. For example, the scattered light is collected from a surface position 9B that is a predetermined distance, for example, about 30 mm away from the irradiation position 9A, and the blood volume (hemoglobin concentration) associated with the brain activity in the cerebral cortex from the detected intensity change of the scattered light. Capture changes. Hemoglobin includes oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin, and the oxygenated hemoglobin and the reduced hemoglobin have different absorption spectra. The molecular absorption coefficient at a wavelength of 780 nm is larger for reduced hemoglobin, and the molecular absorption coefficient at a wavelength of 830 nm is larger for oxygenated hemoglobin.

本実施形態に係る光測定装置1Cは、上述した吸収スペクトル特性を基に、酸素化ヘモグロビン濃度、還元ヘモグロビン濃度、総ヘモグロビン濃度の変化を測定する。   The optical measurement device 1C according to the present embodiment measures changes in the oxygenated hemoglobin concentration, the reduced hemoglobin concentration, and the total hemoglobin concentration based on the above-described absorption spectrum characteristics.

具体的には、図6に示すように、本実施形態に係る光測定装置1Cは、低コヒーレンス光源2と、それぞれ異なる中心波長の複数の低コヒーレンス光を出射する光源2A,2Bと、レンズ201,202を介して複数の光源2A,2Bから出力された光を波長の違いにより合波する波長合成部(ダイクロイックミラー203)と、光源2A,2Bからの光を分岐する分波部3(ビームスプリッター301)と、分波部3で分岐された参照光を反射する可動ミラー41と、ミラー41を可動させて光路長を変化させる駆動部42と、ビームスプリッター301で分岐された参照光を被計測物9に照射するとともに被計測物9で反射又は散乱された光を導波する第1の光学系51と、被計測物9で反射又は散乱された光のみを導波する第2の光学系52と、ミラー41で反射された参照光と第2の光学系52で導波された光を合波する合波部6(ビームスプリッター601)と、合波された光を波長に応じて分岐する波長分岐部(ダイクロイックミラー603)と、波長分岐された光を受光する複数の光検出器71,72と、光検出器71,72による検出結果に応じて干渉信号を検出する制御部8とを有する。   Specifically, as illustrated in FIG. 6, the light measurement device 1 </ b> C according to the present embodiment includes a low-coherence light source 2, light sources 2 </ b> A and 2 </ b> B that emit a plurality of low-coherence lights having different central wavelengths, and a lens 201. , 202, a wavelength synthesizing unit (dichroic mirror 203) for combining the light output from the plurality of light sources 2A, 2B according to the difference in wavelength, and a demultiplexing unit 3 (beam) for branching the light from the light sources 2A, 2B. A splitter 301), a movable mirror 41 that reflects the reference light branched by the demultiplexing unit 3, a drive unit 42 that moves the mirror 41 to change the optical path length, and a reference light branched by the beam splitter 301. A first optical system 51 that irradiates the measurement object 9 and guides the light reflected or scattered by the measurement object 9, and a second optical device that guides only the light reflected or scattered by the measurement object 9 52, a combining unit 6 (beam splitter 601) for combining the reference light reflected by the mirror 41 and the light guided by the second optical system 52, and branching the combined light according to the wavelength A wavelength branching unit (dichroic mirror 603) that receives light, a plurality of photodetectors 71 and 72 that receive the wavelength-branched light, and a control unit 8 that detects an interference signal according to the detection results of the photodetectors 71 and 72; Have

ダイクロイックミラー203,603は、特定の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過する特性を有する。   The dichroic mirrors 203 and 603 have characteristics of reflecting light of a specific wavelength and transmitting light of other wavelengths.

上記構成の光測定装置1Cの動作を簡単に説明する。
例えば、低コヒーレンス光源2A,2Bから出射された光は、レンズ201,202を介してダイクロイックミラー203により合波されて分波部3に出力される。そして、合波された光は、分波部3のビームスプリッター301に入力されて参照光と照射光に分離される。参照光は、ミラー41で反射され、再びビームスプリッター301を介して、合波部6のビームスプリッター601に入力される。ビームスプリッター301で分岐されたもう一方の光(照射光)は、第1の光学系51の光学レンズ511により集光され、被計測物9に照射される。
The operation of the light measuring apparatus 1C having the above configuration will be briefly described.
For example, light emitted from the low-coherence light sources 2A and 2B is multiplexed by the dichroic mirror 203 via the lenses 201 and 202 and output to the demultiplexing unit 3. The combined light is input to the beam splitter 301 of the demultiplexing unit 3 and separated into reference light and irradiation light. The reference light is reflected by the mirror 41 and is input to the beam splitter 601 of the multiplexing unit 6 via the beam splitter 301 again. The other light (irradiation light) branched by the beam splitter 301 is collected by the optical lens 511 of the first optical system 51 and irradiated onto the object 9 to be measured.

被計測物9に照射された光は、照射光の波長に応じて、様々な方向に反射又は散乱されるが、その中で入射方向に対して略反対方向に反射又は散乱された光は、光学レンズ511を経由してビームスプリッター301に入力され、参照光と合波されて、合波部6のビームスプリッター601に入力される。   The light irradiated to the measurement object 9 is reflected or scattered in various directions according to the wavelength of the irradiated light, but the light reflected or scattered in the direction substantially opposite to the incident direction is The light is input to the beam splitter 301 via the optical lens 511, combined with the reference light, and input to the beam splitter 601 of the combining unit 6.

また、図2に示すように、被計測物9で反射した光、又は被計測物9の深部で散乱した光は、第1の光学系51による被計測物9への照射光の照射位置9Aと異なる位置9Bから光学レンズ521により集光されて、合波部6のビームスプリッター601に導波される。そして、合波部6のビームスプリッター601では、第2の光学系52により導波された光と、参照光とが合波される。   As shown in FIG. 2, the light reflected by the measurement object 9 or the light scattered in the deep part of the measurement object 9 is irradiated with the irradiation position 9 </ b> A of the irradiation light to the measurement object 9 by the first optical system 51. The light is condensed by the optical lens 521 from a position 9B different from the above and guided to the beam splitter 601 of the multiplexing unit 6. Then, in the beam splitter 601 of the multiplexing unit 6, the light guided by the second optical system 52 and the reference light are multiplexed.

ビームスプリッター601から出力された光は、ダイクロイックミラー603により、光の波長に応じて反射又は透過して光検出部71,72に出力される。詳細には、例えばダイクロイックミラー603により、波長780nm程度の光が反射して光検出器72に出力され、それ以外の波長の光(例えば波長830nm程度の光)が透過して光検出部71に出力される。   The light output from the beam splitter 601 is reflected or transmitted by the dichroic mirror 603 according to the wavelength of the light, and is output to the light detection units 71 and 72. Specifically, for example, light having a wavelength of about 780 nm is reflected by the dichroic mirror 603 and output to the photodetector 72, and light of other wavelengths (for example, light having a wavelength of about 830 nm) is transmitted to the light detection unit 71. Is output.

制御部8では、複数の光検出器71,72で検出された結果により干渉信号を検出する。そして制御部8は、上記光測定を、ミラー41を走査しながら行う。   The control unit 8 detects an interference signal based on the results detected by the plurality of photodetectors 71 and 72. Then, the control unit 8 performs the light measurement while scanning the mirror 41.

以上、説明したように、本実施形態に係る光測定装置1Cは、例えば、中心波長の異なる複数の低コヒーレンス光源を用いることにより、波長の違いによる反射又は散乱光の強度の変化を測定することができる。例えば、中心波長780nmの低コヒーレンス光源2Aと中心波長830nmの低コヒーレンス光源2Bを用いれば、酸素化ヘモグロビン濃度、還元ヘモグロビン濃度、総ヘモグロビン濃度の変化を測定することができる。   As described above, the optical measurement device 1C according to the present embodiment measures changes in the intensity of reflected or scattered light due to wavelength differences by using, for example, a plurality of low-coherence light sources having different center wavelengths. Can do. For example, if a low coherence light source 2A having a central wavelength of 780 nm and a low coherence light source 2B having a central wavelength of 830 nm are used, changes in oxygenated hemoglobin concentration, reduced hemoglobin concentration, and total hemoglobin concentration can be measured.

[第5実施形態]
図7は、本発明の第5実施形態に係る光測定装置1Dの構成図である。第1〜第4実施形態で同じ構成、作用効果等については、説明を省略する。本実施形態に係る光測定装置1Dは、被計測物9で反射又は散乱した光の偏光状態の変化を検出することができる。
[Fifth Embodiment]
FIG. 7 is a configuration diagram of an optical measurement device 1D according to the fifth embodiment of the present invention. The description of the same configuration, effects, and the like in the first to fourth embodiments is omitted. The light measurement device 1D according to the present embodiment can detect a change in the polarization state of the light reflected or scattered by the object 9 to be measured.

詳細には、図7に示すように、光測定装置1Dは、低コヒーレンス光源2と、低コヒーレンス光源2から出力される光を直線偏光に変換する直線偏光変換部(偏光子204)と、低コヒーレンス光を分岐する分波部3(ビームスプリッター301)と、分波部3で分岐された参照光を反射する可動ミラー41と、分波部3とミラー41の間に設置されるとともに、参照光の偏光状態を変化させる手段(例えば1/4波長板43)と、ミラー41を可動させて光路長を変化させる駆動部42と、ビームスプリッター301で分岐された参照光を被計測物9に照射するとともに被計測物9で反射又は散乱された光を導波する第1の光学系51と、被計測物9で反射又は散乱された光のみを導波する第2の光学系52と、ミラー41で反射された参照光と第2の光学系52で導波された光を合波する合波部6(ビームスプリッター601)と、合波部6により合波された光を、互いに直交する偏光成分を備える光に分離する光学素子(偏光ビームスプリッタ605)と、分離された光を受光する複数の光検出器71,72と、光検出器71,72による検出結果に応じて干渉信号を検出する制御部8とを有する。   Specifically, as illustrated in FIG. 7, the light measurement device 1D includes a low coherence light source 2, a linear polarization conversion unit (polarizer 204) that converts light output from the low coherence light source 2 into linear polarization, A demultiplexing unit 3 (beam splitter 301) that branches the coherence light, a movable mirror 41 that reflects the reference light branched by the demultiplexing unit 3, and a demultiplexing unit 3 and a mirror 41 are installed, Means for changing the polarization state of light (for example, a quarter-wave plate 43), a drive unit 42 for moving the mirror 41 to change the optical path length, and the reference light branched by the beam splitter 301 to the object 9 to be measured A first optical system 51 that irradiates and guides the light reflected or scattered by the measurement object 9; a second optical system 52 that guides only the light reflected or scattered by the measurement object 9; Participation reflected by mirror 41 The combining unit 6 (beam splitter 601) that combines the light and the light guided by the second optical system 52, and the light combined by the combining unit 6 into light having polarization components orthogonal to each other. An optical element to be separated (polarization beam splitter 605), a plurality of photodetectors 71 and 72 that receive the separated light, and a control unit 8 that detects an interference signal according to the detection results of the photodetectors 71 and 72; Have

上記構成の光測定装置1Dの動作を簡単に説明する。
低コヒーレンス光源2から出力された光は、レンズ201、偏光子204を経由して直線偏光にされた後、ビームスプリッター301に入力される。ビームスプリッター301では、入力された光を参照光と照射光に分岐する。
一方の光(参照光)は、1/4波長板43、可動ミラー41を経由して、再びビームスプリッター301に入力される。
The operation of the optical measurement apparatus 1D having the above configuration will be briefly described.
The light output from the low coherence light source 2 is converted into linearly polarized light via the lens 201 and the polarizer 204 and then input to the beam splitter 301. The beam splitter 301 branches the input light into reference light and irradiation light.
One light (reference light) is input again to the beam splitter 301 via the quarter-wave plate 43 and the movable mirror 41.

この際、1/4波長板43を直線偏光の偏光面に対する偏角を22.5°に配置する。こうすることにより、ミラー41から1/4波長板43を介して再びビームスプリッター301に入力される光の偏光面が、45°回転変換された直線偏光になる。   At this time, the ¼ wavelength plate 43 is arranged with a declination angle of 22.5 ° with respect to the plane of polarization of linearly polarized light. By doing so, the polarization plane of the light input again from the mirror 41 through the quarter wavelength plate 43 to the beam splitter 301 becomes linearly polarized light that has been subjected to 45 ° rotation conversion.

また、他方の光(照射光)は、光学レンズ511を経由して被計測物9に照射される。被計測物9で反射又は散乱した光のうち、入射方向に対して略反対方向に反射又は散乱した光は、光学レンズ511により集光され、ビームスプリッター301で参照光と合波される。   The other light (irradiation light) is applied to the object 9 via the optical lens 511. Of the light reflected or scattered by the measurement object 9, the light reflected or scattered in a direction substantially opposite to the incident direction is collected by the optical lens 511 and combined with the reference light by the beam splitter 301.

また、被計測物9で反射又は散乱した光の一部は、光学レンズ521により集光され、ビームスプリッター601で参照光と合波される。
ビームスプリッター601から出力される光は、偏光ビームスプリッター605により、直交する二つの偏光成分に分離された後、それぞれ光検出器71,72に入力され、光検出部71,72それぞれで干渉信号が検出される。
また、制御部8は、光制御部4のミラー41の位置を走査して、上記計測処理を行う。
Further, part of the light reflected or scattered by the measurement object 9 is collected by the optical lens 521 and combined with the reference light by the beam splitter 601.
The light output from the beam splitter 601 is separated into two orthogonal polarization components by the polarization beam splitter 605 and then input to the photodetectors 71 and 72, respectively. Detected.
The control unit 8 scans the position of the mirror 41 of the light control unit 4 and performs the measurement process.

以上、説明したように、本実施形態に係る光測定装置1Dでは、低コヒーレンス光源2と、低コヒーレンス光源2から出力される光を直線偏光に変換する直線偏光変換部(偏光子204)と、分波部3とミラー41の間に設置されるとともに、照射光に対する参照光の偏光角度をずらす偏光角度変換部(1/4波長板43)と、合波部6により合波された光を、互いに直交する偏光成分を備える光に分離する光学素子(偏光ビームスプリッタ605)と、分離された光を受光する複数の光検出器71,72と、光検出器71,72による検出結果に応じて干渉信号を検出する制御部8とを設けたので、被計測物9で反射又は散乱した光の偏光状態の変化を、比較的簡単に検出することができる。
また、直交する2つの直線偏光成分を検出しているため、被計測物9で反射又は散乱した光の偏光状態が変化しても、偏光状態の変化に対して無依存な干渉信号を得ることができる。
As described above, in the optical measurement device 1D according to the present embodiment, the low coherence light source 2, the linear polarization conversion unit (polarizer 204) that converts the light output from the low coherence light source 2 into linearly polarized light, The light that is installed between the demultiplexing unit 3 and the mirror 41 and shifts the polarization angle of the reference light with respect to the irradiation light, and the light combined by the combining unit 6 Depending on the detection results of the optical elements (polarization beam splitter 605) for separating light having polarized components orthogonal to each other, a plurality of photodetectors 71 and 72 for receiving the separated light, and the photodetectors 71 and 72 Since the control unit 8 for detecting the interference signal is provided, a change in the polarization state of the light reflected or scattered by the measurement object 9 can be detected relatively easily.
Moreover, since two orthogonal linearly polarized light components are detected, even if the polarization state of the light reflected or scattered by the measurement object 9 changes, an interference signal independent of the change in the polarization state can be obtained. Can do.

図8は、本発明の第5実施形態に係る光測定装置1Dの変形例を説明するための図である。第5実施形態と同じ構成、作用効果等については、説明を省略する。   FIG. 8 is a diagram for explaining a modification of the optical measurement device 1D according to the fifth embodiment of the present invention. The description of the same configuration, effects, and the like as in the fifth embodiment is omitted.

被計測物9に照射する光の偏光状態を変化させたい場合には、例えば図8に示すように、ビームスプリッター301と光学レンズ511の間に、光の偏光角度を変化させる波長板512を設け、さらに、ビームスプリッター601と光学レンズ521の間に、光の偏光角度を変化させる波長板521を設ける。
具体的には、例えば、照射する直線偏光の偏光面の角度を変えたい場合は、波長板512,521として1/2波長板を挿入すればよい。
また、照射する光を円偏光に設定する場合には、波長板512,521として1/4波長板を挿入すればよい。
When it is desired to change the polarization state of the light irradiated to the measurement object 9, for example, as shown in FIG. 8, a wave plate 512 for changing the polarization angle of the light is provided between the beam splitter 301 and the optical lens 511. Furthermore, a wave plate 521 that changes the polarization angle of light is provided between the beam splitter 601 and the optical lens 521.
Specifically, for example, in order to change the angle of the polarization plane of the linearly polarized light to be irradiated, half-wave plates may be inserted as the wave plates 512 and 521.
In addition, when the light to be irradiated is set to circularly polarized light, quarter wave plates may be inserted as the wave plates 512 and 521.

以上、説明したように、本発明に係る光測定装置1は、低コヒーレンス光を出射する低コヒーレンス光源2と、低コヒーレンス光源2から出射された低コヒーレンス光を参照光と照射光に分離する分波部3と、参照光の光路長を可変する光制御部4と、照射光を被計測物9に照射する第1の光学系51と、被計測物9の深部からの散乱光を、第1の光学系51による被計測物9への照射光の照射位置と異なる位置から集光して導波する第2の光学系52と、第2の光学系52により導波された光と参照光とを合波する合波部6と、合波部6により合波された光の強度を検出する光検出部7と、参照光の光路長と、光検出部により検出された光の強度とに基づいて、被計測物の深部に関する情報を取得する制御部8(情報処理部81)とを有するので、比較的簡単な構成で、比較的高精度に光路長や被計測物内の散乱光の光路の深度を特定した測定を行うことができる。
また、例えば、ピコ秒パルスレーザー装置や高速光検出器などの比較的高価な装置を用いていないので、本発明に係る光測定装置1は、比較的安価である。
As described above, the light measurement apparatus 1 according to the present invention includes a low-coherence light source 2 that emits low-coherence light, and a component that separates the low-coherence light emitted from the low-coherence light source 2 into reference light and irradiation light. The wave control unit 4, the light control unit 4 that changes the optical path length of the reference light, the first optical system 51 that irradiates the measurement object 9 with the irradiation light, and the scattered light from the deep part of the measurement target 9 A second optical system 52 that collects and guides light from a position different from the irradiation position of the irradiation light to the object 9 to be measured by the first optical system 51, and the light guided by the second optical system 52 A multiplexing unit 6 that combines the light, a light detection unit 7 that detects the intensity of the light combined by the multiplexing unit 6, the optical path length of the reference light, and the intensity of the light detected by the light detection unit And a control unit 8 (information processing unit 81) that acquires information on the deep part of the object to be measured. Since a relatively simple configuration, it is possible to measure identifying the depth of the optical path of the scattered light optical path length and the object to be measured to a relatively high accuracy.
In addition, since a relatively expensive device such as a picosecond pulse laser device or a high-speed photodetector is not used, the light measurement device 1 according to the present invention is relatively inexpensive.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではない。例えば本発明を上述した実施形態を組み合わせて実現してもよい。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the present invention may be realized by combining the above-described embodiments.

また、上述した実施形態では、光制御部4は、ミラー41、駆動部42により構成したが、この形態に限られるものではない。例えば、光制御部4は、ピエゾ素子により、光路長を変化させてもよい。
また、上述した実施形態では、分波部3としてビームスプリッター301を採用したが、この形態に限られるものではない。例えば、分波部3は、光ファイバー、光カプラ等により構成してもよい
また、合波部は、光ファイバー、光カプラ等により構成してもよい。
In the above-described embodiment, the light control unit 4 is configured by the mirror 41 and the drive unit 42, but is not limited to this mode. For example, the light control unit 4 may change the optical path length by a piezo element.
In the above-described embodiment, the beam splitter 301 is employed as the demultiplexing unit 3, but the present invention is not limited to this form. For example, the demultiplexing unit 3 may be configured with an optical fiber, an optical coupler, or the like. The multiplexing unit may be configured with an optical fiber, an optical coupler, or the like.

本発明の第1実施形態に係る光測定装置1の構成図である。1 is a configuration diagram of a light measurement apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. 被計測物9の深部の散乱光の光路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical path of the scattered light of the deep part of the to-be-measured object. 本発明の第2実施形態に係る光測定装置1Aの構成図である。It is a block diagram of the optical measurement apparatus 1A which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図3に示した光測定装置1Aによる照射光、被計測物9の深部の散乱光の光路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical path of the irradiation light by the light measuring device 1A shown in FIG. 3, and the scattered light of the deep part of the to-be-measured object 9. FIG. 本発明の第3実施形態に係る光測定装置1Bの構成図である。It is a block diagram of the optical measurement apparatus 1B which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る光測定装置1Cの構成図である。It is a block diagram of the optical measurement apparatus 1C which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る光測定装置1Dの構成図である。It is a block diagram of optical measurement apparatus 1D which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る光測定装置1Dの変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of optical measurement apparatus 1D which concerns on 5th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,1A,1B,1C,1D 光測定装置
2 低コヒーレンス光源
3 分波部
4 光制御部
6 合波部
7 光検出部
8 制御部
9 被計測物(試料)
31 ビームスプリッター
41 ミラー(可動ミラー)
42 駆動部
43 波長板
51 第1の光学系
52 第2の光学系
71 光検出器
81 情報処理部
82 駆動系制御部
85 表示部
201 レンズ
203 ダイクロイックミラー
204 偏光子
511 光学レンズ
521 光学レンズ
1, 1A, 1B, 1C, 1D Optical measurement device 2 Low coherence light source 3 Demultiplexing unit 4 Optical control unit 6 Multiplexing unit 7 Optical detection unit 8 Control unit 9 Object to be measured (sample)
31 Beam splitter 41 Mirror (movable mirror)
42 driving unit 43 wave plate 51 first optical system 52 second optical system 71 photodetector 81 information processing unit 82 driving system control unit 85 display unit 201 lens 203 dichroic mirror 204 polarizer 511 optical lens 521 optical lens

Claims (9)

低コヒーレンス光を出射する低コヒーレンス光源と、
前記低コヒーレンス光源から出射された低コヒーレンス光を参照光と照射光に分離する分波部と、
前記参照光の光路長を可変する光制御部と、
前記照射光を被計測物に照射する第1の光学系と、
前記被計測物の深部からの散乱光を、前記第1の光学系による前記被計測物への前記照射光の照射位置と異なる位置から集光して導波する第2の光学系と、
前記第2の光学系により導波された光と前記参照光とを合波する合波部と、
前記合波部により合波された光の強度を検出する光検出部と
を有する光測定装置。
A low coherence light source that emits low coherence light;
A demultiplexing unit that separates low-coherence light emitted from the low-coherence light source into reference light and irradiation light;
A light control unit that varies an optical path length of the reference light;
A first optical system for irradiating the object to be measured with the irradiation light;
A second optical system for collecting and guiding the scattered light from the deep part of the object to be measured from a position different from the irradiation position of the irradiation light to the object to be measured by the first optical system;
A multiplexing unit that combines the light guided by the second optical system and the reference light;
And a light detection unit that detects the intensity of the light combined by the multiplexing unit.
前記参照光の光路長と、前記光検出部により検出された光の強度とに基づいて、前記被計測物の深部に関する情報を取得する情報処理部を有する請求項1に記載の光測定装置。   The optical measurement apparatus according to claim 1, further comprising: an information processing unit that acquires information related to a deep portion of the measurement target based on an optical path length of the reference light and an intensity of light detected by the light detection unit. 前記被計測物で反射又は散乱された光を異なる位置それぞれから集光して前記合波部に導波する複数の光学系を有する請求項1または請求項2に記載の光測定装置。   The light measurement apparatus according to claim 1, further comprising: a plurality of optical systems that collect light reflected or scattered by the measurement object from different positions and guide the light to the multiplexing unit. 前記被計測物で反射又は散乱された光の集光位置の制御を行う位置制御部を有する請求項1から請求項3のいずれかに記載の光測定装置。   The light measurement apparatus according to claim 1, further comprising a position control unit that controls a light collection position of light reflected or scattered by the object to be measured. 前記被計測物で反射又は散乱された光の偏光状態を制御する偏波コントローラーを有する請求項1から請求項3のいずれかに記載の光測定装置。   The optical measurement apparatus according to claim 1, further comprising a polarization controller that controls a polarization state of light reflected or scattered by the object to be measured. 前記低コヒーレンス光源は、それぞれ中心波長の異なる複数の低コヒーレンス光を出射する複数の光源を備え、
前記複数の光源から出力された中心波長の異なる低コヒーレンス光を合波して前記分波部に出力する波長合成部と、
前記合波部により合波された光を波長に応じて分岐する波長分岐部と、
前記波長分岐部により分岐された光それぞれを受光する複数の光検出部とをさらに有する
請求項1に記載の光測定装置。
The low-coherence light source includes a plurality of light sources that emit a plurality of low-coherence lights each having a different center wavelength,
A wavelength synthesizing unit that combines low-coherence lights having different center wavelengths output from the plurality of light sources and outputs the multiplexed light to the demultiplexing unit;
A wavelength branching unit that branches the light combined by the combining unit according to the wavelength;
The light measurement device according to claim 1, further comprising: a plurality of light detection units that receive each of the lights branched by the wavelength branching unit.
前記低コヒーレンス光源から出射された低コヒーレンス光を直線偏光に変換する直線偏光変換部と、
前記参照光の偏光状態を変化させる手段と、
前記合波部により合波された光を、互いに直交する偏光成分を備える光に分離する光学素子と、
前記光学素子により分離された光それぞれを受光する複数の光検出部とを有する
請求項1に記載の光測定装置。
A linear polarization converter that converts low coherence light emitted from the low coherence light source into linearly polarized light;
Means for changing the polarization state of the reference light;
An optical element that separates the light combined by the multiplexing unit into light having polarization components orthogonal to each other;
The light measurement device according to claim 1, further comprising: a plurality of light detection units that receive each of the lights separated by the optical element.
第1の光学系または第2の光学系に波長板が設けられている請求項7に記載の光測定装置。   The light measurement device according to claim 7, wherein a wavelength plate is provided in the first optical system or the second optical system. 前記光制御部は、前記分波部からの参照光を反射して、前記合波部に入射させる可動ミラーを有する請求項1から請求項8のいずれかに記載の光測定装置。   The light measurement device according to claim 1, wherein the light control unit includes a movable mirror that reflects the reference light from the demultiplexing unit and causes the light to enter the multiplexing unit.
JP2007210824A 2007-08-13 2007-08-13 Light measuring device Pending JP2009047429A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007210824A JP2009047429A (en) 2007-08-13 2007-08-13 Light measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007210824A JP2009047429A (en) 2007-08-13 2007-08-13 Light measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009047429A true JP2009047429A (en) 2009-03-05

Family

ID=40499801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007210824A Pending JP2009047429A (en) 2007-08-13 2007-08-13 Light measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009047429A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012047654A (en) * 2010-08-30 2012-03-08 Hitachi High-Technologies Corp Defect inspection device and defect inspection method
JP2013108766A (en) * 2011-11-17 2013-06-06 Kao Corp Method of evaluating cosmetic-applied skin
JP2014515298A (en) * 2011-06-01 2014-06-30 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ Determining the flow characteristics of an object movable in an element

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012047654A (en) * 2010-08-30 2012-03-08 Hitachi High-Technologies Corp Defect inspection device and defect inspection method
WO2012029222A1 (en) * 2010-08-30 2012-03-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ Defect inspecting apparatus and defect inspecting method
US8830465B2 (en) 2010-08-30 2014-09-09 Hitachi High-Technologies Corporation Defect inspecting apparatus and defect inspecting method
JP2014515298A (en) * 2011-06-01 2014-06-30 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ Determining the flow characteristics of an object movable in an element
JP2013108766A (en) * 2011-11-17 2013-06-06 Kao Corp Method of evaluating cosmetic-applied skin

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101336048B1 (en) Optical tomographic imaging method and optical tomographic imaging apparatus
US8830483B2 (en) Optical coherence tomography with refractive indexing of object
US8488126B2 (en) Optical image measurement device including an interference light generator
JP4973751B2 (en) Biological component measuring device
JP2007151631A (en) Optical tomographic imaging apparatus
KR101709272B1 (en) Stimulated photoacoustic molecular vibrational imaging system
JP2008509728A (en) Method and apparatus for monitoring blood glucose level in living tissue
US11660010B2 (en) Systems and methods for path length selected diffuse correlation spectroscopy
JP2008237775A (en) Blood component measuring apparatus
RU2561867C2 (en) Device and method for optical coherence tomography
KR102372083B1 (en) Biometric sensor and Biometric analysis system enclosing the same
KR101053222B1 (en) Optical Coherence Tomography Device Using Multi-line Camera
JP2013138720A (en) Measuring apparatus and measuring method
JP7217446B2 (en) Optical coherence tomography imaging system
KR20150043115A (en) Optical Coherence Tomography Device
JP5186791B2 (en) Pore inspection device
JP4935914B2 (en) Component measuring device
JP2009047429A (en) Light measuring device
JP4469977B2 (en) Teeth optical interference tomography device
JP2007212376A (en) Optical tomographic imaging device
JP2012202774A (en) Observation device and observation method
JPH10246697A (en) Optical inspection method and device
JP5453849B2 (en) Light emitting probe, light emitting device, biological information detecting device, and brain machine interface
KR100777002B1 (en) Complex-type optical coherence tomography system capable of using interference and polarized lights at the same time
JP2014100456A (en) Photoacoustic imaging apparatus