JP2013017768A

JP2013017768A - プローブ及び測定システム

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Publication number: JP2013017768A
Application number: JP2011155607A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Tao; 祥一田尾
Original assignee: Konica Minolta Advanced Layers Inc
Current assignee: Konica Minolta Advanced Layers Inc
Priority date: 2011-07-14
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2013-01-31

Abstract

【課題】レンズやホルダー等の光学ユニットによって反射された反射光が測定光の測定に悪影響を及ぼさないプローブ及び測定システムを得る。
【解決手段】線状に形成され、照射光が照射された測定対象物から発せられる測定光を先端部で受光するプローブ１０は、可撓性チューブ１１と、可撓性チューブ１１の先端部に設けられたホルダー１５と、可撓性チューブ１１の先端部に設けられた振動アクチュエータ１３と、ホルダー１５により相対位置が固定された光ファイバー１７の先端面１７ａ及び光学系１６と、を備え、振動アクチュエータ１３によりホルダー１５を振動させるプローブとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、プローブ及び測定システムに関する。

電子内視鏡による体内管腔の観察・診断は、現在広く普及している診断方法である。この診断方法は、内視鏡によって体内管腔を直接観察するため、管腔の検査部位を切除する必要がなく、被験者の負担が小さいことが特徴である。一方で、このように管腔を直接観察する方法は、生検後の病理検査に比べて確度や精度が低いと考えられており、撮像画質の向上の努力が継続的に行われている。

また、最近ではいわゆるビデオスコープ以外に、様々な光学原理を活用した診断装置や超音波診断装置といったものが提案され、一部は実用化されている。これらの分野でも、その診断確度の改善のために、新しい測定原理を導入したり、複数の測定原理を組み合わせたりすることが行われている。特に、組織又はそれに塗布された蛍光物質から発した蛍光を観察・測定することで、単に組織の画像を見るだけでは得られない情報を得られることが知られている。蛍光画像を取得し、通常の可視画像にオーバーラップさせて表示するといった蛍光画像内視鏡システムも提案されている。このようなシステムは、悪性腫瘍の早期発見につながるため、非常に期待されている。

また、蛍光画像を構成せずとも、蛍光の強度情報を取得することで組織の状態を判断する方法も知られている。このような方法では、電子内視鏡に搭載されている撮像素子を使用せずに蛍光を取得するものが多い。このような蛍光診断をするための診断子、すなわちプローブは、内視鏡の鉗子チャンネル経由で体内にいたるもの、あるいは内視鏡と一体になっているものなどがある。特許文献１、２に記載の蛍光観察用プローブにあっては、内視鏡の鉗子チャンネルに挿入されることで、体内に導かれる。

特許文献１の蛍光観察用プローブは、照射光（例えば、紫外線、可視光）をプローブの先端部に導光する投光用導光路を備えているものの、照射光によって体内管腔から発した蛍光を取得するための受光用導光路を備えず、蛍光の受光は内視鏡の撮像素子によって行い蛍光画像を取得する。従って、プローブ単独での蛍光観察機能を完結できていない。

特許文献２の蛍光観察用プローブは、照射光の導光と蛍光の導光を同一の光ファイバーで行っており、ベースユニットに設置されたダイクロイックミラーで照射光と蛍光を分けている。蛍光のみの測定を対象としている場合は、このような構成はその簡便性から有用であるといえる。しかし、診断確度の改善を目指すためには、多様な測定を同一のプローブで行えることが求められ、蛍光測定のみを対象としたこの構成は、汎用性に欠ける。

従って、汎用性が高く、多様な測定を単独で行えるプローブが、光学原理を活用した診断法の改善のために要望されている。多様な光学測定を行う上で必要な点に、蛍光以外の測定光の測定が行えることが挙げられ、更に照射光と測定光の波長が同じ場合と、照射光と測定光の波長が異なる場合の両方に対応していることが挙げられる。特許文献２の蛍光観察用プローブは、ダイクロイックミラーで照射光と測定光（蛍光）を分離しており、照射光と測定光の波長が同じ又は十分近い場合は両者を分離することができない。

特開２０１０−１０４３９１号公報特開２０１０−８８９２９号公報

ところで、一般的に、プローブの先端部には、レンズやそれを保持するホルダー等からなる光学ユニットが内蔵されている。また、光学ユニットには、照射光を投光するための投光用光ファイバーと、測定光を受光するための受光用光ファイバー又は光センサーとが固定されている。レンズは、投光用光ファイバーの先端面から発した照射光を体内管腔に入射させるとともに、照射光によって管腔から発した測定光を受光用光ファイバーの先端面又は光センサーに入射させる。

このとき、照射光の一部はレンズの表面やホルダー等によって反射され、その反射光が受光用光ファイバーの先端面又は光センサーに受光される。そのため、いわゆるゴーストが発生し、反射光が測定光の測定に悪影響を及ぼす問題がある。特に、測定光の波長が照射光の波長と同じである場合、特許文献２に記載のようなダイクロイックミラーを用いても、反射光と測定光を分離することができないから、反射光の悪影響を排除することができない。

本発明が解決しようとする課題は、レンズやホルダー等の光学ユニットによって反射された反射光が測定光の測定に悪影響を及ぼさないプローブ及び測定システムを得ることである。

以上の課題を解決するための請求項１に係る発明は、線状に形成され、光が照射された測定対象物から発せられる測定光を先端部で受光するためのプローブにおいて、可撓性チューブと、前記測定対象物へ照射光を出射させる光出射部と、前記測定対象物から発せられる測定光を受光する受光部と、前記光射出部及び前記受光部と前記測定対象物との間に配置された光学系と、前記光射出部、前記受光部及び前記光学系の相対位置関係を変化させずに振動させる振動機構と、を有することを特徴とするプローブである。

請求項２に係る発明は、前記光射出部、前記受光部及び前記光学系の相対位置がホルダーにより固定されている、請求項１に記載のプローブである。

請求項３に係る発明は、前記振動機構が、前記可撓性チューブの長手方向に沿って直進的に前記ホルダーを振動させる、請求項２に記載のプローブである。

請求項４に係る発明は、前記振動機構が、基端側が前記可撓性チューブの先端部に固定され、先端側が前記ホルダーに固定され、前記可撓性チューブの長手方向に沿って伸縮する圧電アクチュエータである、請求項２又は３に記載のプローブである。

請求項５に係る発明は、前記振動機構が、前記可撓性チューブの長手方向に交差する方向に振り子状に前記ホルダーを振動させる、請求項２に記載のプローブである。

請求項６に係る発明は、前記振動機構が、基端側が前記可撓性チューブの先端部に固定され、先端側が前記ホルダーに固定され、前記可撓性チューブの長手方向に沿って伸縮する第一圧電アクチュエータと、前記第一圧電アクチュエータと並列され、基端側が前記可撓性チューブの先端部に固定され、先端側が前記ホルダーに固定され、前記第一圧電アクチュエータの伸縮に対して逆相的に前記可撓性チューブの長手方向に沿って伸縮する第二圧電アクチュエータと、を有する、請求項２又は５に記載のプローブである。

請求項７に係る発明は、前記振動機構が、前記可撓性チューブの長手方向の軸線周りに前記ホルダーを旋回させるよう振動させる、請求項２に記載のプローブである。

請求項８に係る発明は、前記振動機構が、基端側が前記可撓性チューブの先端部に固定され、先端側が前記ホルダーに固定され、前記可撓性チューブの周方向に配列された３つ以上の圧電アクチュエータを有し、これら圧電アクチュエータの数をｎとした場合、これら圧電アクチュエータは周方向の順に位相がｎ分の３６０°ずつ遅れるよう伸縮する、請求項２又は７に記載のプローブである。

請求項９に係る発明は、前記振動機構が、基端側が前記可撓性チューブの先端部に固定され、先端側が前記ホルダーに固定された弾性部材であり、前記弾性部材が外力により振動することで、前記ホルダーを振動させる、請求項２に記載のプローブである。

請求項１０に係る発明は、前記ホルダー又は前記弾性部材に設けられ、前記ホルダー又は前記弾性部材の変位を検出する変位センサーを備える、請求項９に記載のプローブである。

請求項１１に係る発明は、前記振動機構が前記可撓性チューブの中間部に設けられ、前記可撓性チューブの先端部側の繰り出し・引き込みを行うことで前記ホルダーを振動させる、請求項２に記載のプローブである。

請求項１２に係る発明は、前記可撓性チューブに通された光ファイバーを備え、前記光ファイバーの先端部が、前記ホルダーに固定され、前記受光部が、前記光ファイバーの先端面であり、前記光ファイバーの先端面が、前記測定対象物から発せられる測定光を受光し、前記光ファイバーが、前記先端面で受光した測定光を基端部へガイドする、請求項２から１１の何れか一項に記載のプローブである。

請求項１３に係る発明は、前記可撓性チューブに通された配線を備え、前記受光部が、前記測定対象物から発せられる測定光の強度を電気信号に変換する光センサーであり、前記配線が前記光センサーに接続されている、請求項２から１１の何れか一項に記載のプローブである。

請求項１４に係る発明は、請求項１２に記載のプローブと、前記光ファイバーの基端部に接続され、前記光ファイバーによってガイドされた測定光の強度を電気信号に変換する光センサーと、前記光センサーによって変換された電気信号を濾波する濾波部と、を備える、測定システムである。

請求項１５に係る発明は、請求項１３に記載のプローブと、前記配線に接続され、前記光センサーによって変換されて前記配線を通じて入力された電気信号を濾波する濾波部と、を備える測定システムである。

請求項１６に係る発明は、請求項４に記載のプローブと、光センサーと、濾波部と、駆動電源と、を備える測定システムであって、前記プローブが、前記可撓性チューブに通された光ファイバーを有し、前記駆動電源が、交流電圧を前記圧電アクチュエータに印加し、前記光ファイバーの先端部が、前記ホルダーに固定され、前記受光部が、前記光ファイバーの先端面であり、前記光ファイバーの先端面が、前記測定対象物から発せられる測定光を受光し、前記光ファイバーが、前記先端面で受光した測定光を基端部へガイドし、前記光センサーが、前記光ファイバーの基端部に接続され、前記光ファイバーによってガイドされた測定光の強度を電気信号に変換し、前記濾波部が、前記光センサーによって変換された電気信号を濾波する、測定システムである。

請求項１７に係る発明は、請求項４に記載のプローブと、濾波部と、駆動電源と、を備える測定システムであって、前記プローブが、前記可撓性チューブに通された配線を有し、前記駆動電源が、交流電圧を前記圧電アクチュエータに印加し、前記受光部が、前記測定対象物から発せられる測定光の強度を電気信号に変換する光センサーであり、前記配線が、前記光センサーに接続されているとともに、前記濾波部に接続され、前記濾波部が、前記光センサーによって変換されて前記配線を通じて入力された電気信号を濾波する、測定システムである。

請求項１８に係る発明は、請求項６に記載のプローブと、光センサーと、濾波部と、駆動電源と、を備える測定システムであって、前記プローブが、前記可撓性チューブに通された光ファイバーを有し、前記駆動電源が、交流電圧を前記第一圧電アクチュエータに印加するとともに、前記第一圧電アクチュエータに印加する交流電圧の逆相となる交流電圧を前記第二圧電アクチュエータに印加し、前記光ファイバーの先端部が、前記ホルダーに固定され、前記受光部が、前記光ファイバーの先端面であり、前記光ファイバーの先端面が、前記測定対象物から発せられる測定光を受光し、前記光ファイバーが、前記先端面で受光した測定光を基端部へガイドし、前記光センサーが、前記光ファイバーの基端部に接続され、前記光ファイバーによってガイドされた測定光の強度を電気信号に変換し、前記濾波部が、前記光センサーによって変換された電気信号を濾波する、測定システムである。

請求項１９に係る発明は、請求項６に記載のプローブと、濾波部と、駆動電源と、を備える測定システムであって、前記プローブが、前記可撓性チューブに通された配線を有し、前記駆動電源が、交流電圧を前記第一圧電アクチュエータに印加するとともに、前記第一圧電アクチュエータに印加する交流電圧の逆相となる交流電圧を前記第二圧電アクチュエータに印加し、前記受光部が、前記測定対象物から発せられる測定光の強度を電気信号に変換する光センサーであり、前記配線が、前記光センサーに接続されているとともに、前記濾波部に接続され、前記濾波部が、前記光センサーによって変換されて前記配線を通じて入力された電気信号を濾波する、測定システムである。

請求項２０に係る発明は、請求項８に記載のプローブと、光センサーと、濾波部と、駆動電源と、を備える測定システムであって、前記プローブが、前記可撓性チューブに通された光ファイバーを有し、前記駆動電源が、前記圧電アクチュエータに交流電圧を印加するとともに、前記圧電アクチュエータに印加する交流電圧の位相を周方向の順にｎ分の３６０°ずつ遅らせ、前記光ファイバーの先端部が、前記ホルダーに固定され、前記受光部が、前記光ファイバーの先端面であり、前記光ファイバーの先端面が、前記測定対象物から発せられる測定光を受光し、前記光ファイバーが、前記先端面で受光した測定光を基端部へガイドし、前記光センサーが、前記光ファイバーの基端部に接続され、前記光ファイバーによってガイドされた測定光の強度を電気信号に変換し、前記濾波部が、前記光センサーによって変換された電気信号を濾波する、測定システムである。

請求項２１に係る発明は、請求項８に記載のプローブと、濾波部と、駆動電源と、を備える測定システムであって、前記プローブが、前記可撓性チューブに通された配線を有し、前記駆動電源が、前記圧電アクチュエータに交流電圧を印加するとともに、前記圧電アクチュエータに印加する交流電圧の位相を周方向の順にｎ分の３６０°ずつ遅らせ、前記受光部が、前記測定対象物から発せられる測定光の強度を電気信号に変換する光センサーであり、前記配線が、前記光センサーに接続されているとともに、前記濾波部に接続され、前記濾波部が、前記光センサーによって変換されて前記配線を通じて入力された電気信号を濾波する、測定システムである。

請求項２２に係る発明は、前記濾波部が、前記電気信号のうち、前記振動機構の振動周波数又はその整数倍を中心とした周波数帯域の成分を通過させる、請求項１４から２１の何れか一項に記載の測定システムである。

請求項２３に係る発明は、請求項１２に記載のプローブと、前記光ファイバーの基端部に接続され、前記光ファイバーによってガイドされた測定光の強度を電気信号に変換する光センサーと、前記光センサーによって変換された電気信号の周波数解析を高速フーリエ変換により行うことによって、前記電気信号の周波数ごとの強度を算出するコンピューターと、を備える、測定システムである。

請求項２４に係る発明は、請求項１３に記載のプローブと、前記配線に接続され、前記光センサーによって変換されて前記配線を通じて入力された電気信号の周波数解析を高速フーリエ変換により行うことによって、前記電気信号の周波数ごとの強度を算出するコンピューターと、を備える、測定システムである。

本発明によれば、プローブの先端部が振動されるのでプローブの先端部と測定対象物との相対位置関係が変化し、測定対象物からの測定光の受光強度が変動する。一方、照射光の一部はプローブの先端部の内部で反射されて、その反射光も受光されるが、プローブの先端部の内部の相対位置関係は変化しないので、受光強度は一定である。従って、受光強度は変動する測定光の強度と一定の反射光の強度が重畳されたものとなる。この重畳された受光強度を電気信号に変換し、その電気信号を周波数の相違によって測定光の成分と反射光の成分に分離し、測定光の成分のみを取り出すことにより、内部で反射された反射光が測定光の測定に悪影響を及ぼさないプローブ及び測定システムを得ることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る測定システムの構成図である。同実施形態に係るプローブの先端部の断面図である。同実施形態に係るプローブの先端部の断面図である。同実施形態の変形例に係るプローブの先端部の構成図である。同実施形態の変形例に係るプローブの先端部の構成図である。同実施形態の変形例に係るプローブの先端部の構成図である。同実施形態の変形例に係るプローブの先端部の構成図である。電気信号の各成分を示したチャートである。各成分を重畳してなる電気信号のチャートである。濾波処理された電気信号のチャートである。シミュレーション結果を示したグラフである。シミュレーション結果を示したグラフである。本発明の第２実施形態に係るプローブの先端部の断面図である。同実施形態に係るプローブの先端部の断面図である。シミュレーション結果を示したグラフである。本発明の第３実施形態に係るプローブの先端部の斜視図である。本発明の第４実施形態に係るプローブの先端部の断面図である。同実施形態に係る測定システムの構成図である。本発明の第５実施形態に係るプローブの先端部の断面図である。同実施形態に係る測定システムの構成図である。本発明の第６実施形態に係る測定システムの構成図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

〔第１の実施の形態〕
図１は、測定システム１の概略構成図である。図１に示すように、この測定システム１は、内視鏡診断システムとプローブ診断システムを組み合わせたものである。つまり、この測定システム１は、内視鏡２、内視鏡プロセッサ３、内視鏡表示モニタ４、プローブ１０、ベースユニット６、出力装置７及び入力装置８を備える。

内視鏡２の挿入部２ａは、内視鏡２の操作部２ｂから延び出て形成されている。測定システム１の使用時には、挿入部２ａが管腔に挿入される。挿入部２ａの先端部には、電子カメラ等が設けられている。内視鏡２は、伝送ケーブル２ｄの一端部が内視鏡プロセッサ３に接続されており、操作部２ｂを介して挿入部２ａの長手方向に沿って挿入部２ａの内部に設けられ、伝送ケーブル２ｄの他端部が電子カメラ等に接続されている。伝送ケーブル２ｄは、電子カメラによって撮像された画像の信号を電子カメラから内視鏡プロセッサ３に伝送する。内視鏡プロセッサ３は、伝送された画像信号を内視鏡表示モニタ４に出力する。内視鏡表示モニタ４は、内視鏡プロセッサ３から画像信号を入力するとともに、その画像信号に従った画像を表示する。

挿入部２ａには、チャネル２ｇが挿入部２ａの長手方向に沿って設けられている。チャネル２ｇの一端２ｊが挿入部２ａの先端面で開口し、チャネル２ｇの他端２ｈが操作部２ｂで開口している。例えば、チャネル２ｇは、鉗子等の処置具を通す処置具用チャネルである。

挿入部２ａの先端部には、照明部が設けられている。照明部が発光素子等からなる場合、挿入部２ａの長手方向に沿って挿入部２ａの内部に設けられた配線を通じて照明部に電力が供給されることで、照明部が点灯する。照明部がライトガイドの先端部である場合には、そのライトガイドが挿入部２ａの長手方向に沿って挿入部２ａの内部に設けられ、そのライトガイドの基端部が光源に接続される。

プローブ１０は、線状（ケーブル状）に形成されており、経内視鏡的に使用される。プローブ１０は内視鏡２のチャネル２ｇの他端２ｈの開口からチャネル２ｇに挿入され、プローブ１０の先端部１０ａがチャネル２ｇの反対の一端２ｊから体腔内へ突出する。プローブ１０は、その基端部にコネクタ１０ｂを有し、そのコネクタ１０ｂがベースユニット６に接続されている。コネクタ１０ｂは、ベースユニット６に対して着脱可能である。

ベースユニット６は、光源６ａ、駆動電源６ｂ、分光器６ｃ、複数の光センサー６ｄ、複数の濾波部６ｅ及びコンピューター６ｆを備える。光源６ａ、駆動電源６ｂ、分光器６ｃ、光センサー６ｄ、濾波部６ｅ及びコンピューター６ｆがベースユニット６の筐体内に取り付けられている。

プローブ１０のコネクタ１０ｂがベースユニット６に接続されると、プローブ１０の基端部がコネクタ１０ｂを介して光源６ａ、駆動電源６ｂ及び分光器６ｃに接続される。

駆動電源６ｂは、プローブ１０の先端部１０ａを振動させるための交流電圧を発生させ、その交流電圧をプローブ１０の先端部１０ａに印加する。交流電圧がプローブ１０の先端部１０ａに供給されると、プローブ１０の先端部１０ａが振動する。プローブ１０の先端部１０ａの構造については後に詳述する。

光源６ａは、照射光（例えば、可視光、紫外線、赤外線）を発するものである。光源６ａから発せられる光は、単色光又は多色光である。光源６ａが点灯すると、光源６ａから発せられた光はコネクタ１０ｂを介してプローブ１０の基端部に導光されプローブ１０によって基端部から先端部１０ａまでガイドされて測定対象物（例えば、管腔の壁等の生体組織）に照射光として投射される。

照射光が測定対象物に入射すると、測定光が測定対象物から発せられる。測定対象物から発せられる測定光は指向性が低く、全方位に放射される。測定対象物から発せられる測定光とは、測定対象物によって反射された反射光、測定対象物によって弾性散乱された弾性散乱光若しくは測定対象物に入射した照射光に起因して測定対象物から発せられた放射光（蛍光、ラマン散乱光）又はこれらを混合した光をいう。測定光は、単色光の場合もあるし、多色光の場合もある。また、測定光の波長と照射光の波長は同じの場合もあるし、異なる場合もある。

測定対象物から発せられた測定光は、プローブ１０の先端部１０ａに入射し、プローブ１０の先端部１０ａ内に取り込まれる。そして、取り込まれた測定光がプローブ１０によって先端部１０ａから基端部までガイドされ、ガイドされた測定光がプローブ１０の基端部からコネクタ１０ｂを介して分光器６ｃに取り込まれる。

分光器６ｃは、例えば回折格子、プリズム又は光学フィルターである。分光器６ｃは、プローブ１０によってガイドされた測定光を分光する。
光センサー６ｄは、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトマルその他の光電変換素子である。光センサー６ｄは、分光器６ｃによって分光された光の強度を検出して、光強度を電気信号（例えば、電圧信号）に変換する。

濾波部６ｅは、例えばバンドパスフィルター又はロックインアンプである。濾波部６ｅは、光センサー６ｄによって変換された電気信号を濾波する。つまり、濾波部６ｅは、光センサー６ｄによって変換された電気信号のうち所定周波数帯域の成分を通過させ、その所定周波数帯域以外の成分を遮断する。具体的には、濾波部６ｅは、光センサー６ｄによって変換された電気信号のうち、駆動電源６ｂによって発生された交流電圧の周波数を中心とした周波数帯域の成分を通過させる。従って、濾波部６ｅを通過した成分の中心周波数（下側のカットオフ周波数と上側のカットオフ周波数の平均値）は、駆動電源６ｂによって生成された交流電圧の周波数に等しい。

なお、必ずしも、濾波部６ｅの中心周波数を駆動電源６ｂの交流電圧の周波数に等しくする必要はない。駆動電源６ｂの交流電圧の波形が正弦波でない場合（例えば、駆動電源６ｂの交流電圧の波形が三角波、矩形波又は台形波である場合）、濾波部６ｅの中心周波数が駆動電源６ｂの交流電圧の周波数の整数倍であってもよい。駆動電源６ｂの交流電圧の波形が正弦波である場合は、濾波部６ｅの中心周波数が駆動電源６ｂの交流電圧の周波数の１倍である。

濾波部６ｅは、濾波部６ｅを通過する成分の周波数を変更することができる。なお、濾波部６ｅが周波数可変型ではなく、周波数固定型であってもよい。その場合、駆動電源６ｂによって発生される交流電圧の周波数も固定であることが好ましい。
濾波部６ｅを通過した信号は、コンピューター６ｆに入力される。

光センサー６ｄの数及び濾波部６ｅの数が１であってもよい。その場合、分光器６ｃによって分光された単一波長の光強度が光センサー６ｄによって検出される。

分光器６ｃが無く、光センサー６ｄの数及び濾波部６ｅの数が１であってもよい。その場合、プローブ１０によってガイドされた測定光が分光されず、その測定光の強度が光センサー６ｄによって電気信号に変換され、変換された電気信号が濾波部６ｅによって濾波される。

コンピューター６ｆは、ＣＰＵ６ｇ、メモリー６ｈ及び信号処理回路等を備える。コンピューター６ｆは、光源６ａ及び駆動電源６ｂの制御を行う。例えば、コンピューター６ｆは、予め定められたプログラムに従って、光源６ａの点灯・消灯をしたり、光源６ａの発光強度を調整したり、駆動電源６ｂをオン・オフしたり、駆動電源６ｂの交流電圧の実効値・周波数を調整したりする。また、コンピューター６ｆは、濾波部６ｅによって濾波された信号を処理して、その信号の最大値、平均値等を算出したり、その信号の時間積分を算出したりする。コンピューター６ｆは、その演算結果をメモリー６ｈに記憶したり、演算結果を表すデータを出力装置７に出力したりする。

出力装置７は、ディスプレイ又はプリンターである。出力装置７には、コンピューター６ｆによって出力されたデータが入力され、そのデータに従った表示又は印刷が出力装置７によって行われる。

入力装置８は、キーボード、マウス若しくはスイッチ又はこれらの組み合わせである。入力装置８が操作されると、入力装置８が操作内容に応じた信号をコンピューター６ｆに出力する。

図２及び図３は、プローブ１０の先端部１０ａの断面図である。

図２及び図３に示すように、プローブ１０は、可撓性チューブ１１、ベース１２、振動アクチュエータ１３、配線１４、ホルダー１５、光学系１６及び複数本の光ファイバー１７等を備える。

可撓性チューブ１１の基端部がコネクタ１０ｂに取り付けられている。複数本の光ファイバー１７が可撓性チューブ１１の基端部から先端部まで可撓性チューブ１１に通され、光ファイバー１７の基端部がコネクタ１０ｂの表面において露出している。

コネクタ１０ｂがベースユニット６に接続されると、これら光ファイバー１７のうち一本又は複数本の基端部が光源６ａに接続され、残りの一本又は複数本の基端部が分光器６ｃ（分光器６ｃが無い場合には、光センサー６ｄ）に接続される。以下、光源６ａに接続される光ファイバー１７を投光用光ファイバーということもあり、分光器６ｃ（分光器６ｃが無い場合には、光センサー６ｄ）に接続される光ファイバー１７を受光用光ファイバー１７ということもある。

配線１４は、可撓性チューブ１１の基端から先端まで可撓性チューブ１１内に通されており、配線１４の基端部に接続された電極がコネクタ１０ｂに設けられている。コネクタ１０ｂがベースユニット６に接続されると、配線１４の基端部が電極を介して駆動電源６ｂに接続される。

ベース１２は、可撓性チューブ１１に嵌め込まれて、可撓性チューブ１１に固定されている。ベース１２の位置は、可撓性チューブ１１の先端寄りである。ベース１２はリング状又は筒状に形成されており、光ファイバー１７はベース１２に対し摺動可能、好ましくは隙間を有して貫通している。すなわち、光ファイバー１７とベース１２は固定されていない。また、配線１４は、ベース１２を貫通している。なお、配線１４もベース１２に対し摺動可能に隙間を有して貫通していることが好ましい。すなわち、配線１４とベース１２は固定されていないことが好ましい。

振動機構としての振動アクチュエータ１３は、ベース１２の先端側に取り付けられているとともに、ベース１２から先端側へ可撓性チューブ１１の長手方向に沿って延在している。振動アクチュエータ１３は、本例では圧電アクチュエータであり、特に、可撓性チューブ１１の長手方向に沿って伸縮する伸縮型の圧電アクチュエータである。つまり、振動アクチュエータ１３の基端側がベース１２に固定されることで固定端とされ、振動アクチュエータ１３の先端側が伸縮変位する自由端とされている。配線１４の先端部は振動アクチュエータ１３に接続されており、駆動電源６ｂの交流電圧が配線１４によって振動アクチュエータ１３に印加されることで、振動アクチュエータ１３が交流電圧に同期して伸縮する。図２では、振動アクチュエータ１３が収縮した状態であり、図３では、振動アクチュエータ１３が伸張した状態である。

振動アクチュエータ１３は、筒状又はリング状に形作られており、光ファイバー１７は振動アクチュエータ１３に対し摺動可能、好ましくは隙間を有して貫通している。すなわち、光ファイバー１７と振動アクチュエータ１３は固定されていない。

なお、振動アクチュエータ１３は、可撓性チューブ１１の長手方向に沿って伸縮するものでなくてもよい。具体的には、振動アクチュエータ１３が環状の振動板であり、振動アクチュエータ１３が可撓性チューブ１１に嵌め込まれ、振動アクチュエータ１３の周縁部が可撓性チューブ１１の内面に固定されているようなものであってもよい。この場合、振動アクチュエータ１３に交流電圧が印加されると、振動アクチュエータ１３が先端側に撓んだ状態と基端側に撓んだ状態に交互に変形することで、振動アクチュエータ１３が振動する。この場合、ベース１２は省略される。

ホルダー１５は、振動アクチュエータ１３の先端側に取り付けられている。ホルダー１５は、基端側及び先端側が開口した筒状に形作られている。光ファイバー１７の先端部がホルダー１５の基端側開口に挿入されて、光ファイバー１７の先端部がホルダー１５に固定されている。より具体的には、不図示であるが、光ファイバー１７の先端部が可撓性チューブ１１の長手方向に沿ってフェルールを貫通して固定され、そのフェルールがホルダー１５の基端側開口に嵌め込まれてホルダー１５に固定されることで、光ファイバー１７がホルダー１５に固定されている。

また、図４に示すように、ホルダー１５及び振動アクチュエータ１３が可撓性チューブ１１の先端側開口から突き出るよう構成してもよい。図示を省略するが、ホルダー１５の一部又は全体が可撓性チューブ１１の先端側開口から突き出ていて、振動アクチュエータ１３の一部又は全体が可撓性チューブ１１の先端側開口から突き出ずに可撓性チューブ１１内に配置されてもよい。

なお、図３に示すように、振動アクチュエータ１３が伸張した状態でも、ホルダー１５及び振動アクチュエータ１３が可撓性チューブ１１内に配置され、ホルダー１５の最先端部が可撓性チューブ１１の先端側開口から突き出ないよう構成すると、プローブ１０の先端部が突出している場合よりも衝撃等による破損の可能性を抑制でき、保守安全性の高いものとすることができる。

図２〜図４に示す光学系１６は、レンズで構成されている。図２〜図４では、光学系１６が単レンズとして図示されているが、複数枚のレンズ、レンズと平板、レンズと光学フィルター等、各種の光学素子の組み合わせであってもよい。光学系１６がホルダー１５の内側に嵌め込まれて、ホルダー１５に支持されている。光学系１６は、光ファイバー１７の先端面１７ａに対向する。光ファイバー１７のうち、光源６ａに接続された投光用光ファイバー１７の先端面１７ａから出射する照射光は、光学系１６を介して、測定対象物へ投射される。すなわち、光源６ａに接続された投光用光ファイバー１７の先端面１７ａが、測定対象物へ照射光を出射させる光出射部である。また、測定対象物から発せられた測定光は、光学系１６を介して、分光器６ｃ（分光器６ｃが無い場合には、光センサー６ｄ）に接続された受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに入射し、分光器６ｃ（分光器６ｃが無い場合には、光センサー６ｄ）へガイドされる。すなわち、分光器６ｃに接続された受光用光ファイバー１７の先端面１７ａが、測定対象物から発せられて光学系１６により入射した測定光を受光する受光部である。

光学系１６によって投射される照射光や測定光は、光学系１６が凸レンズの場合、集光又はコリメートされる。光学系１６は、レンズのような屈折力を有するものでも、平板の屈折力を有しないものでもよい。

図５に示すように、光学系１６が素通しの透明板若しくは光学フィルター又はこれらの組み合わせであってもよい。図示を省略するが、光学系１６が透明板とレンズの組み合わせでもよいし、光学フィルターとレンズの組み合わせでもよいし、透明板と光学フィルターとレンズの組み合わせでもよい。

図６及び図７に示すように、光学系１６が反射光学系であってもよい。図６に示す場合には、光学系１６が鏡面ミラーからなり、図７に示す場合には、光学系１６がプリズムミラーからなる。投光用光ファイバー１７の先端面１７ａから出射する照射光が光学系１６によって可撓性チューブ１１の径方向外方に反射される。ホルダー１５の側面であって光学系１６の反射方向には、透明な窓１６ｂが設けられ、光学系１６によって反射された照射光が窓１６ｂを通過する。測定対象物から発せられた測定光が窓１６ｂを通過し、その測定光が光学系１６によって受光用光ファイバー１７の先端面１７ａへ投射される。光学系１６の反射面は平面であってもよいし、曲面であってもよい。

光学系１６が反射光学系であり、窓１６ｂが可撓性チューブ１１の内側に配置されている場合には、可撓性チューブ１１が透明であるか、可撓性チューブ１１のうち窓１６ｂに対向する部分に透明な窓が設けられている。なお、ホルダー１５が可撓性チューブ１１の先端側開口から突出し（図４参考）、窓１６ｂが可撓性チューブ１１の外に配置されている場合は、可撓性チューブ１１が透明である必要は無く、また、可撓性チューブ１１に窓が設けられている必要も無い。

続いて、測定システム１及びプローブ１０の動作について説明する。

コンピューター６ｆが光源６ａを点灯させる。
コンピューター６ｆが駆動電源６ｂの交流電圧の周波数を設定し、駆動電源６ｂを作動させる。そうすると、駆動電源６ｂが、設定された周波数の交流電圧を振動アクチュエータ１３に印加する。
濾波部６ｅによって通過される周波数帯域の中心周波数は、駆動電源６ｂによって印加される交流電圧の周波数に設定される。

交流電圧が振動アクチュエータ１３に印加されると、振動アクチュエータ１３が振動する。光ファイバー１７の先端部及び光学系１６がホルダー１５に固定されているから、振動アクチュエータ１３が振動すると、ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面１７ａがその相対位置を変化させずに一体的に振動する。つまり、ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面１７ａは一体で、可撓性チューブ１１の長手方向に沿った往復移動を繰り返す。

光源６ａに接続された１本又は複数の投光用光ファイバー１７によって照射光が投光用光ファイバー１７の基端部から先端部へガイドされ、その照射光が投光用光ファイバー１７の先端面１７ａから出射する。投光用光ファイバー１７の先端面１７ａから出射した照射光は、光学系１６を介して測定対象物に投射される。一方、光照射により測定対象物から発せられる測定光は、光学系１６を介して、分光器６ｃに接続された受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに入射する。

このとき、ゴーストが発生する。つまり、投光用光ファイバー１７の先端面１７ａから出射する照射光が光学系１６やホルダー１５の内面によって反射され、その反射光が受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに入射する。

ゴーストの反射光と測定対象物からの測定光は、受光用光ファイバー１７によって基端部までガイドされる。受光用光ファイバー１７によってガイドされた光が分光器６ｃによって波長毎に分光され、分光された光の強度が光センサー６ｄによって検出される。光センサー６ｄによって検出される強度は、ゴーストの反射光の強度と測定対象物からの測定光の強度を重畳したものである。

図８は、光センサー６ｄによって光電変換された電気信号を成分ごとに分解して示したチャートである。図９は、光センサー６ｄによって光電変換された電気信号の成分を重畳して示したチャートである。図９に示すように、光センサー６ｄによって光電変換された電気信号Ａは、図８に示す低周波成分ａと直流成分ｂと高周波ノイズ成分ｃを重畳したものである。

ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面１７ａが一体的に振動するから、光学系１６と測定対象物の距離が変動する。そのため、受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに入射した測定光の強度は変動する。具体的には、光学系１６が測定対象物に近づけば、測定光の強度が高くなり、光学系１６が測定対象物から離れれば、測定光の強度が低くなり、測定光の強度変動の周波数はホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面１７ａの振動周波数にほぼ等しい。従って、光センサー６ｄによって光電変換された電気信号Ａのうち低周波成分ａが測定光の強度に相当する。

ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面１７ａの相対的な位置関係は変化しないから、ゴーストの反射光の強度は変動しない。従って、光センサー６ｄによって光電変換された電気信号Ａのうち直流成分ｂがゴーストの反射光の強度に相当する。

光センサー６ｄによって光電変換された電気信号Ａが濾波部６ｅによって濾波される。具体的には、電気信号Ａのうち直流成分ｂと高周波ノイズ成分ｃが濾波部６ｅによって除去され、低周波成分ａが濾波部６ｅによって通過される（図１０参照）。

低周波成分ａがコンピューター６ｆに入力される。そして、コンピューター６ｆは低周波成分ａを信号処理して、その低周波成分ａの最大値、平均値等を算出したり、低周波成分ａの時間積分を算出したりする。コンピューター６ｆは、その演算結果をメモリー６ｈに記憶したり、演算結果を表すデータを出力装置７に出力したり、低周波成分ａの波形画像を出力装置７に出力したりする。低周波成分ａの波形画像や演算結果が出力装置７によって出力される。

なお、光センサー６ｄによって光電変換された電気信号Ａが濾波部６ｅによって濾波されずに、コンピューター６ｆに入力されてもよい。その場合、コンピューター６ｆは、電気信号ＡをＡＤ変換して、電気信号Ａの値と時間を対応付けてメモリー６ｈに記録する。そして、コンピューター６ｆは、メモリー６ｈに記録された電気信号Ａの値についての周波数解析を高速フーリエ変換により行うことによって、電気信号Ａの周波数ごとの強度を算出する。そうすると、周波数がゼロで強度のピークが表れるとともに、交流電圧の周波数に等しい周波数で強度のピーク、更に高周波数でピークが表れる。周波数がゼロでの強度のピークは、直流成分ｂの強度、つまり、ゴーストの反射光の強度を表す。交流電圧の周波数に等しい周波数での強度のピークは、低周波成分ａの強度、つまり、測定光の強度を表す。また、高周波での強度のピークはノイズ成分ｃを表す。このようにして、低周波成分ａのみを取り出すようにしてもよい。

本実施の形態によれば、以下のような効果を生じる。

(1) ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面１７ａが振動アクチュエータ１３によって、その相対位置関係を変えずに一体的に加振されることで、受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに入射する測定光の強度を変動させることができるとともに、その変動周波数を振動アクチュエータ１３の振動周波数に等しくすることができる。ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面１７ａが一体的に振動するから、ゴースト由来の反射光の強度をほぼ一定にすることができる。

(2) 光センサー６ｄによって光電変換された電気信号Ａには、測定光由来の低周波成分ａと、ゴースト由来の直流成分ｂが含まれている。振動アクチュエータ１３の振動周波数に同期した低周波成分ａを濾波部６ｅによって抽出することができ、直流成分ｂを濾波部６ｅによって除去することができる。よって、ゴーストが測定光の強度の測定に影響を与えない。

(3) 光学系１６、光ファイバー１７の配置等によってゴーストの影響を低減するわけではないので、光学系１６や光ファイバー１７の設計自由度が高い。

(4) 濾波部６ｅの中心周波数が駆動電源６ｂの交流電圧の周波数に設定されるから、低周波成分ａよりも低周な直流成分ｂのみならず、低周波成分ａよりも高周波のノイズ成分ｃも除去することができる。そのため、測定光の検出感度を高めることができる。これにより、例えば、設計公差を大きく取ることができ、照射光の強度を低くでき省電化や、測定時間の短縮化も図ることができる。

〔シミュレーション１〕
プローブ１０の先端部１０ａが図５に示すように構成されている場合、光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５を一体的に振動アクチュエータ１３によって振動させると、受光部である受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに受光される光の強度が変動することをシミュレーションで確認した。

シミュレーションの条件は、以下の通りである。
(1) 照射光を導光する投光用光ファイバー１７は可撓性チューブ１１及びホルダー１５の中心線に沿って配置され、その光ファイバー１７の中心線と光学系１６の中心線が一致する。測定光を導光する受光用光ファイバー１７と照射光を導光する投光用光ファイバー１７は、接するとともに互いに平行に配置されている。
(2) 光学系１６は、石英製の円形平板（直径２ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）である。
(3) 照射光及び測定光の波長は、６３３ｎｍである。
(4) 測定光を導光する受光用光ファイバー１７と照射光を導光する投光用光ファイバー１７は、コア径が０．２ｍｍ、クラッド径が０．２２ｍｍ、開口数ＮＡが０．２２である。
(5) 測定光を導光する受光用光ファイバー１７及び照射光を導光する投光用光ファイバー１７の先端面１７ａから光学系１６（石英平板）までの距離は、０．５ｍｍである。
(6) 光学系１６に対向する測定対象物は１００％拡散板である。
(7) 測定光を導光する受光用光ファイバー１７及び照射光を導光する投光用光ファイバー１７の先端面１７ａから測定対象物までの距離が２ｍｍであり、投光用や受光用の光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５はその位置を中心にして振動する。振幅は０．５ｍｍである。

シミュレーション結果を図１１に示す。横軸は、一体的に構成された光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の振動による位置を表し、振動の中心を原点とする。縦軸は、測定光を導光する受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに入射する光の強度を表す。図１１に示すように、一体的に構成された投光用や受光用の光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の位置が測定対象物に近くなる程（横軸の＋方向）、受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに入射する測定光の強度が高くなり、投光用や受光用の光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の位置と測定光の強度は、ほぼ線形一次関数の関係にある。よって、測定光の強度が、投光用や受光用の光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の振動周期に同期して変動することが分かった。一方、一体的に構成された投光用や受光用の光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の振動位置に関わらず、ゴースト由来の光（光学系１６等によって反射された光）の強度は一定である。

〔シミュレーション２〕
プローブ１０の先端部１０ａが図２，図３に示すように構成されている場合、光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５を一体的に振動アクチュエータ１３によって振動させると、受光部である受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに受光される光の強度が変動することをシミュレーションで確認した。

シミュレーションの条件は、以下の通りである。
(1) 照射光を導光する投光用光ファイバー１７は可撓性チューブ１１及びホルダー１５の中心線に沿って配置され、その投光用光ファイバー１７の中心線と光学系１６の中心線が一致する。測定光を導光する受光用光ファイバー１７と照射光を導光する投光用光ファイバー１７とが、接するとともに互いに平行に配置されている。
(2) 光学系１６は、凸面が投光用や受光用の光ファイバー１７の先端面１７ａに向いた硝材S-BSL7製の平凸レンズ（直径１．６６ｍｍ、厚さ０．８３ｍｍ、凸面の曲率半径０．８３ｍｍ）である。
(3) 照射光及び測定光の波長は、６３３ｎｍである。
(4) 測定光を導光する受光用光ファイバー１７と照射光を導光する投光用光ファイバー１７は、コア径が０．２ｍｍ、クラッド径が０．２２ｍｍ、開口数ＮＡが０．２２である。
(5) 測定光を導光する受光用光ファイバー１７及び照射光を導光する投光用光ファイバー１７の先端面１７ａから光学系１６（平凸レンズ）までの軸上距離は、１．８７ｍｍである。
(6) 光学系１６に対向する測定対象物は１００％拡散板である。
(7) 測定光を導光する受光用光ファイバー１７及び照射光を導光する投光用光ファイバー１７の先端面１７ａから測定対象物までの距離が５ｍｍであり、光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５はその位置を中心にして振動する。振幅は０．５ｍｍである。

シミュレーション結果を図１２に示す。横軸及び縦軸は、図１１の場合と同様である。図１２に示すように、一体的に構成された光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の位置が測定対象物に近くなる程（横軸の＋方向）、受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに入射する測定光の強度が高くなる。一方、一体的に構成された光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の振動位置に関わらず、ゴースト由来の光の強度は一定である。

〔第２の実施の形態〕
図１３及び図１４は、第２の実施の形態に係るプローブ１０Ａの先端部の断面図である。第２実施形態に係るプローブ１０Ａと第１実施形態に係るプローブ１０の間で互いに対応する部分には、同一の符号を付す。以下、第２実施形態に係るプローブ１０Ａと第１実施形態に係るプローブ１０の相違点について説明する。以下に説明する相違点を除いて、第２実施形態に係るプローブ１０Ａと第１実施形態に係るプローブ１０の間で互いに対応する部分は同様に構成されている。

第１実施形態では、振動アクチュエータ１３が可撓性チューブ１１の長手方向に沿ってホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面１７ａを一体的に振動させる（図２及び図３参照）。それに対して、第２実施形態では、振動アクチュエータ１３Ａが、ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面１７ａの相対位置関係を変えずに、ホルダー１５の基端側を支点として一体的に振り子式で振動させる。

第２実施形態に係るプローブ１０Ａの振動アクチュエータ１３Ａについて具体的に説明する。
図１３及び図１４に示すように、振動アクチュエータ１３Ａは、第一圧電アクチュエータ１３ａ及び第二圧電アクチュエータ１３ｂを有する。

第一圧電アクチュエータ１３ａ及び第二圧電アクチュエータ１３ｂは、半円筒状に形作られている。第一圧電アクチュエータ１３ａと第二圧電アクチュエータ１３ｂは、可撓性チューブ１１の長手方向に対して直交する方向に並列されている。第一圧電アクチュエータ１３ａと第二圧電アクチュエータ１３ｂを組み合わせることによって第一圧電アクチュエータ１３ａ及び第二圧電アクチュエータ１３ｂが円筒を形作り、その円筒の中心線が可撓性チューブ１１の軸線に対して平行となっている。

第一圧電アクチュエータ１３ａ及び第二圧電アクチュエータ１３ｂは、ベース１２の先端側に取り付けられているとともに、ベース１２から先端側へ可撓性チューブ１１の長手方向に沿って延在している。第一圧電アクチュエータ１３ａ及び第二圧電アクチュエータ１３ｂの基端側がベース１２に固定されることで固定端とされ、第一圧電アクチュエータ１３ａ及び第二圧電アクチュエータ１３ｂの先端側がベース１２に固定されずに自由端とされ、第一圧電アクチュエータ１３ａ及び第二圧電アクチュエータ１３ｂが可撓性チューブ１１の長手方向に沿って伸縮する。

ホルダー１５は、第一圧電アクチュエータ１３ａ及び第二圧電アクチュエータ１３ｂの先端側に取り付けられている。
光ファイバー１７が第一圧電アクチュエータ１３ａと第二圧電アクチュエータ１３ｂの間を可撓性チューブ１１の長手方向に沿って通されており、光ファイバー１７の先端部がフェルールを介してホルダー１５に固定されている。

配線１４ａ，１４ｂが可撓性チューブ１１の基端から先端まで可撓性チューブ１１に通され、配線１４ａ，１４ｂの先端部が圧電アクチュエータ１３ａ，１３ｂにそれぞれ接続されている。コネクタ１０ｂがベースユニット６に接続されると（図１参照）、配線１４ａ，１４ｂの基端部が電極を介して駆動電源６ｂに接続される。

駆動電源６ｂ（図１参照）は、配線１４ａを通じて第一圧電アクチュエータ１３ａに交流電圧を印加するとともに、その交流電圧の逆相の交流電圧を配線１４ｂを通じて第二圧電アクチュエータ１３ｂに印加する。従って、第一圧電アクチュエータ１３ａが伸張する時は、第二圧電アクチュエータ１３ｂが収縮し（図１３参照）、第一圧電アクチュエータ１３ａが収縮する時は、第二圧電アクチュエータ１３ｂが伸張する（図１４参照）。これにより、振動アクチュエータ１３Ａが、可撓性チューブの長手方向に交差する方向に振り子式で曲がるよう振動する。振動アクチュエータ１３Ａの振動によって、ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面１７ａは、その相対位置関係を変えずに、一体的にホルダー１５の基端側を支点として振り子式に振動する。

駆動電源６ｂの交流電圧の位相が０°（３６０°）又は１８０°である場合、第一圧電アクチュエータ１３ａ及び第二圧電アクチュエータ１３ｂのどちらも伸張・収縮しておらず、ホルダー１５が振動の中心に位置するから、光学系１６に対向した測定対象物と光学系１６の距離が最も近くなる。一方、駆動電源６ｂの交流電圧の位相が９０°又は２７０°である場合、ホルダー１５が最も振れているから、光学系１６に対向した測定対象物と光学系１６の距離が最も離れている。従って、光学系１６によって受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに投射される測定光の強度の変動周波数は、駆動電源６ｂによって印加される交流電圧の周波数の２倍である。

濾波部６ｅ（図１参照）によって通過される周波数帯域の中心周波数は、駆動電源６ｂによって印加される交流電圧の周波数の２倍に設定される。従って、濾波部６ｅは、光センサー６ｄ（図１参照）によって変換された電気信号のうち、駆動電源６ｂによって発生された交流電圧の周波数の２倍を中心とした周波数帯域の成分を通過させる。

図４〜図７を参照して説明した変形例を第２実施形態に係るプローブ１０Ａに適用してもよい。

図６及び図７に示すような変形例を第２実施形態に係るプローブ１０Ａに適用した場合、駆動電源６ｂの交流電圧の位相が９０°であるときに、窓１６ｂに対向した測定対象物と窓１６ｂの距離が最も離れ、駆動電源６ｂの交流電圧の位相が２７０°であるときに、窓１６ｂに対向した測定対象物と窓１６ｂの距離が最も近づいている。又は、駆動電源６ｂの交流電圧の位相が９０°であるときに、窓１６ｂに対向した測定対象物と窓１６ｂの距離が最も近づき、駆動電源６ｂの交流電圧の位相が２７０°であるときに、窓１６ｂに対向した測定対象物と窓１６ｂの距離が最も離れている。そのため、光学系１６によって受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに投射される測定光の強度の変動周波数は、駆動電源６ｂによって印加される交流電圧の周波数に等しい。従って、濾波部６ｅ（図１参照）によって通過される周波数帯域の中心周波数は、駆動電源６ｂによって印加される交流電圧の周波数と等しく設定される。

光センサー６ｄ（図１参照）によって光電変換された電気信号がコンピューター６ｆ（図１参照）に入力されて、コンピューター６ｆがその電気信号を高速フーリエ変換による周波数解析してもよい。コンピューター６ｆによる周波数解析については第１実施形態と同様である。

本実施形態においても、ゴースト由来の誤差やノイズの影響を抑えることができる。

〔シミュレーション３〕
プローブ１０Ａの先端部１０ａが図１３，図１４に示すように構成されている場合、光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５を、その相対位置関係を変化させずに一体的に振動アクチュエータ１３Ａによって振動させると、受光部である受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに受光される光の強度が変動することをシミュレーションで確認した。

シミュレーションの条件は、以下の通りである。
(1) 照射光を導光する投光用光ファイバー１７は可撓性チューブ１１の中心線に沿って配置される。測定光を導光する受光用光ファイバー１７と照射光を導光する投光用光ファイバー１７とが、接するとともに互いに平行に配置されている。
(2) 光学系１６は、凸面が投光用や受光用の光ファイバー１７の先端面１７ａに向いた硝材S-BSL7製の平凸レンズ（直径１．６６ｍｍ、厚さ０．８３ｍｍ、凸面の曲率半径０．８３ｍｍ）である。
(3) 照射光及び測定光の波長は、６３３ｎｍである。
(4) 測定光を導光する受光用光ファイバー１７と照射光を導光する投光用光ファイバー１７は、コア径が０．２ｍｍ、クラッド径が０．２２ｍｍ、開口数ＮＡが０．２２である。
(5) 測定対象物は１００％拡散板である。
(6) 投光用や受光用の光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５は振動アクチュエータ１３Ａによって振り子式で振動される。振幅は１５°である。
(7) 光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の振り角度が０°である場合、光学系１６の中心線が、測定光を導光する受光用光ファイバー１７の光軸と一致する。
(8) 光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の振り角度が０°である場合、測定光を導光する受光用光ファイバー１７及び照射光を導光する投光用光ファイバー１７の先端面１７ａから光学系１６（平凸レンズ）までの軸上距離が１．８７ｍｍである。
(9) 光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の振り角度が０°である場合、測定光を導光する受光用光ファイバー１７及び照射光を導光する投光用光ファイバー１７の先端面１７ａから測定対象物までの距離が５ｍｍである。

シミュレーション結果を図１５に示す。横軸は、光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の振り角度を表し、振動の中心を原点とする。測定光を導光する受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに入射する光の強度を表す。図１５に示すように、光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の相対位置関係を維持したまま、振り角度０°から大きく振れる程、受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに入射する測定光の強度が低くなる。一方、光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の振り角度に関わらず、ゴースト由来の光の強度は一定である。また、測定光の強度の変動周期は光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の振動周期の半分となるため、光ファイバー１７の先端面１７ａ、光学系１６及びホルダー１５の振動周波数の２倍の周波数の成分を濾波部６ｅによって通過させることとで、測定光由来の強度を取り出すことが可能である。

〔第３の実施の形態〕
図１６は、第３の実施の形態に係るプローブ１０Ｂの先端部の斜視図である。第３実施形態に係るプローブ１０Ｂと第１実施形態に係るプローブ１０の間で互いに対応する部分には、同一の符号を付す。以下、第３実施形態に係るプローブ１０Ｂと第１実施形態に係るプローブ１０の相違点について説明する。以下に説明する相違点を除いて、第３実施形態に係るプローブ１０Ｂと第１実施形態に係るプローブ１０の間で互いに対応する部分は同様に構成されている。

第３実施形態に係るプローブ１０Ｂでは、振動アクチュエータ１３Ｂが、ホルダー１５の基端側を支点として、ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端部を可撓性チューブ１１の長手方向の軸線周りに旋回させるよう振動させる。

第３実施形態に係るプローブ１０Ｂの振動アクチュエータ１３Ｂについて具体的に説明する。
振動アクチュエータ１３Ｂは、圧電アクチュエータ１３ｃ〜１３ｆを有する。圧電アクチュエータ１３ｃ〜１３ｆは、四半筒状に形作られている。圧電アクチュエータ１３ｃ〜１３ｆは、可撓性チューブ１１の内周面に沿って周方向に並列されている。圧電アクチュエータ１３ｃ〜１３ｆを組み合わせることによって圧電アクチュエータ１３ｃ〜１３ｆが円筒を形作り、その円筒の中心線が可撓性チューブ１１の軸線に対して平行となっている。

圧電アクチュエータ１３ｃ〜１３ｆは、ベース１２の先端側に取り付けられているとともに、ベース１２から先端側へ可撓性チューブ１１の長手方向に沿って延在している。圧電アクチュエータ１３ｃ〜１３ｆの基端側がベース１２に固定されることで固定端とされ、圧電アクチュエータ１３ｃ〜１３ｆの先端側がベース１２に固定されずに自由端とされ、圧電アクチュエータ１３ｃ〜１３ｆが個々に独立して可撓性チューブ１１の軸線方向に沿って伸縮する。

ホルダー１５は、圧電アクチュエータ１３ｃ〜１３ｆの先端側に取り付けられている。
複数の光ファイバーからなる光ファイバーバンドル１７Ｂが圧電アクチュエータ１３ｃ〜１３ｆの間を可撓性チューブ１１の長手方向に沿って通されており、光ファイバーバンドル１７Ｂの先端部がフェルールを介してホルダー１５に固定されている。光ファイバーバンドル１７Ｂの光ファイバーは、第１実施形態における光ファイバー１７と同じように設けられている。

光ファイバーバンドル１７Ｂは、ホルダー１５の中心線（軸線）から偏心している。ホルダー１５の先端側開口に設けられた光学系１６もホルダー１５の中心線（軸線）から偏心している。

ホルダー１５及び圧電アクチュエータ１３ｃ〜１３ｆは、可撓性チューブ１１の先端側開口から突き出ていてもよいし（図１６参照）、図２の場合と同様に可撓性チューブ１１内に配置されていてもよい。

駆動電源６ｂ（図１参照）は、配線を通じて圧電アクチュエータ１３ｃ〜１３ｆに交流電圧を印加する。第一圧電アクチュエータ１３ｃに印加される交流電圧の位相は、それと対となる第三圧電アクチュエータ１３ｅに印加される交流電圧の逆相である。第二圧電アクチュエータ１３ｄに印加される交流電圧の位相は、第一圧電アクチュエータ１３ｃに印加される交流電圧の位相に対して９０°遅れ、第四圧電アクチュエータ１３ｆに印加される交流電圧の位相は、第一圧電アクチュエータ１３ｃに印加される交流電圧の位相に対して９０°進んでいる。なお、逆に、第二圧電アクチュエータ１３ｄに印加される交流電圧の位相は、第一圧電アクチュエータ１３ｃに印加される交流電圧の位相に対して９０°進み、第四圧電アクチュエータ１３ｆに印加される交流電圧の位相は、第一圧電アクチュエータ１３ｃに印加される交流電圧の位相に対して９０°遅れていてもよい。これにより、振動アクチュエータ１３Ｂは、振動アクチュエータ１３Ｂの基端側を支点として可撓性チューブ１１の長手方向の軸線周りに旋回する。振動アクチュエータ１３Ｂによって、ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７は一体的に、ホルダー１５の基端側を支点として可撓性チューブ１１の長手方向の軸線周りに旋回するように振動される。光学系１６によって受光用光ファイバー１７の先端面１７ａに投射される測定光の強度の変動周波数は、駆動電源６ｂによって印加される交流電圧の周波数の１倍である。

濾波部６ｅ（図１参照）によって通過される周波数帯域の中心周波数は、駆動電源６ｂによって印加される交流電圧の周波数の１倍に設定される。従って、濾波部６ｅは、光センサー６ｄ（図１参照）によって変換された電気信号のうち、駆動電源６ｂによって発生された交流電圧の周波数に等しい周波数を中心とした周波数帯域の成分を通過させる。そのため、ゴースト由来の誤差やノイズの影響を抑えることができる。

上述の説明では、周方向に並列された圧電アクチュエータの数が４であった。それに対して、圧電アクチュエータの数が４である必要はなく、３つ以上の圧電アクチュエータが周方向に等間隔で配列されていればよい。圧電アクチュエータの数をｎ（ｎは３以上の整数である。）とした場合、これら圧電アクチュエータに印加される交流電圧の位相は周方向の順にｎ分の３６０°ずつ遅れ、これら圧電アクチュエータは周方向の順に位相がｎ分の３６０°ずつ遅れるよう伸縮する。

なお、図５〜図７を参照して説明した光学系１６に関する変形例を第３実施形態に係るプローブ１０Ａに適用してもよい。また、本実施形態においても、光センサー６ｄ（図１参照）によって光電変換された電気信号がコンピューター６ｆ（図１参照）に入力されて、コンピューター６ｆがその電気信号を高速フーリエ変換による周波数解析してもよい。

〔第４の実施の形態〕
図１７は、第４の実施の形態に係るプローブ１０Ｃの先端部の断面図である。図１８は、このプローブ１０Ｃを用いた測定システム１Ｃの概略構成図である。第４実施形態に係るプローブ１０Ｃと第１実施形態に係るプローブ１０の間で互いに対応する部分には、同一の符号を付す。第４実施形態に係る測定システム１Ｃと第１実施形態に係る測定システム１の間で互いに対応する部分には、同一の符号を付す。以下、第４実施形態に係るプローブ１０Ｃと第１実施形態に係るプローブ１０の相違点について説明するとともに、第４実施形態に係る測定システム１Ｃと第１実施形態に係る測定システム１の相違点について説明する。以下に説明する相違点を除いて、第４実施形態に係るプローブ１０Ｃや測定システム１Ｃと第１実施形態に係るプローブ１０や測定システム１の間で互いに対応する部分は同様に構成されている。

第１実施形態では、振動アクチュエータ１３が交流電圧によって振動することで、振動アクチュエータ１３が能動的にホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７を一体的に振動させる。それに対して、第４実施形態は、外力により、振動機構１３Ｃがホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７を一体的に受動的に振動させるものである。本例では、内視鏡２の変位による外力により振動する。

具体的には、振動機構１３Ｃはバネ、ゴムその他の弾性部材で構成されている。振動機構１３Ｃは、振動アクチュエータ１３の代わりにホルダー１５とベース１２の間に配置されて、振動機構１３Ｃのホルダー１５側の端部がホルダー１５に固定され、振動機構１３Ｃのベース１２側の端部がベース１２に固定されている。

ホルダー１５には、例えば圧電素子、電歪素子又は光学的変位センサー等からなる変位センサー１８Ｃが設けられている。変位センサー１８Ｃは、ホルダー１５の変位を検出して、検出した変位を電気信号に変換する。なお、変位センサー１８Ｃが振動機構１３Ｃに設けられ、振動機構１３Ｃの変位が変位センサー１８Ｃによって電気信号に変換されてもよい。

内視鏡２の先端部が操作部２ｂの操作により例えば振り子のように揺動変位させられると、内視鏡２のチャネルに挿入されているプローブ１０Ｃの先端部には同様に揺動による外力が与えられ、弾性部材で構成された振動機構１３Ｃが振動する。このとき、ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面１７ａが一体となって振動する。なお、振動機構１３Ｃによるホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の振動は、第１実施形態のように直進的な振動でもよい。

振動機構１３Ｃにより、ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面１７ａが一体的に振動すると、変位センサー１８Ｃによって出力される電気信号も振動し、その電気信号の周波数は振動機構１３Ｃ、ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面１７ａの振動周波数の１倍又は２倍である。

配線１９Ｃが変位センサー１８Ｃに接続されている。配線１９Ｃが可撓性チューブ１１の基端部から先端部まで可撓性チューブ１１に通され、配線１９Ｃの端部に接続された電極がコネクタ１０ｂ（図１８参照）に設けられている。図１８に示すように、コネクタ１０ｂがベースユニット６に接続されると、変位センサー１８Ｃが配線１９Ｃ等を介して濾波部６ｅに接続され、変位センサー１８Ｃから出力された電気信号が参照信号として濾波部６ｅに入力される。濾波部６ｅの中心周波数が、変位センサー１８Ｃから出力された電気信号の周波数の１倍又は２倍に設定される。従って、濾波部６ｅは、光センサー６ｄによって変換された電気信号のうち、変位センサー１８Ｃから出力された電気信号の周波数の１倍又は２倍の周波数を中心とした周波数帯域の成分を通過させる。変位センサー１８Ｃによって出力される電気信号の周波数が振動機構１３Ｃ、ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の振動周波数の１倍であるから、濾波部６ｅを通過した成分は測定光由来の成分である。そのため、ゴースト由来の誤差やノイズの影響を抑えることができる。

なお、図４〜図７を参照して説明した変形例を第４実施形態に係るプローブ１０Ｃに適用してもよい。また、本実施形態においても、光センサー６ｄ（図１８参照）によって光電変換された電気信号がコンピューター６ｆ（図１８参照）に入力されて、コンピューター６ｆがその電気信号を高速フーリエ変換による周波数解析してもよい。

〔第５の実施の形態〕
図１９は、第５の実施の形態に係るプローブ１０Ｄの先端部の断面図である。図２０は、このプローブ１０Ｄを用いた測定システム１Ｄの概略構成図である。第５実施形態に係るプローブ１０Ｄと第１実施形態に係るプローブ１０の間で互いに対応する部分には、同一の符号を付す。第５実施形態に係る測定システム１Ｄと第１実施形態に係る測定システム１の間で互いに対応する部分には、同一の符号を付す。以下、第５実施形態に係るプローブ１０Ｄと第１実施形態に係るプローブ１０の相違点について説明するとともに、第５実施形態に係る測定システム１Ｄと第１実施形態に係る測定システム１の相違点について説明する。以下に説明する相違点を除いて、第５実施形態に係るプローブ１０Ｄや測定システム１Ｄと第１実施形態に係るプローブ１０や測定システム１の間で互いに対応する部分は同様に構成されている。

第１実施形態では、分光器６ｃ（分光器６ｃが無い場合には、光センサー６ｄ）に接続された受光用光ファイバー１７の先端面１７ａが、測定対象物から発せられ光学系１６を介して入射する測定光を受光する受光部である。それに対して第５実施形態では、図１９に示すように、光センサー３０Ｄが受光部である。

光センサー３０Ｄがホルダー１５内において光学系１６に対向配置され、光センサー３０Ｄとホルダー１５が固定されている。光センサー３０Ｄは、フォトダイオード、フォトトランジスタその他の光電変換素子である。

配線３１Ｄが光センサー３０Ｄに接続されている。配線３１Ｄは、振動アクチュエータ１３及びベース１２を貫通し、可撓性チューブ１１の基端から先端まで可撓性チューブ１１に通されている。配線３１Ｄの端部に接続された電極がコネクタ１０ｂ（図２０参照）に設けられている。図２０に示すように、コネクタ１０ｂがベースユニット６に接続されると、光センサー３０Ｄが配線３１Ｄ等を介して濾波部６ｅに接続され、光センサー３０Ｄから出力された電気信号が濾波部６ｅに入力される。なお、ベースユニット６には、分光器が設けられていない。

また、全ての光ファイバー１７が投光用光ファイバーであり、コネクタ１０ｂがベースユニット６に接続されると、全ての光ファイバー１７の端部が光源６ａに接続される。

光源６ａが点灯すると、投光用光ファイバー１７の先端面１７ａから出射した照射光が光学系１６によって測定対象物に投射される。これにより、測定対象物から測定光が発せられ、その測定光が光学系１６によって光センサー３０Ｄに入射する。そして、測定光の強度が光センサー３０Ｄによって電気信号に光電変換され、測定光強度を表す電気信号が濾波部６ｅに入力される。この際、ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面がその相対位置を変えることなく一体的に振動アクチュエータ１３によって加振されるから、光センサー３０Ｄから出力される電気信号には、振動アクチュエータ１３の振動周期に同期した成分が含まれ、濾波部６ｅがその成分を通過させる。一方、光センサー３０Ｄから出力される電気信号には、ゴーストに由来した成分や高周波ノイズ成分が含まれており、それらの成分は濾波部６ｅによって除去される。そのため、ゴースト由来の誤差やノイズの影響を抑えることができる。

ホルダー１５、光学系１６、光ファイバー１７の先端面及び光センサー３０Ｄを一体的に振動させる振動機構は、第１実施形態における振動アクチュエータ１３（図２、図３参照）と同じものを採用しているが、第２実施形態又は第３実施形態における振動アクチュエータ１３Ａ，１３Ｂ（図１３、図１４、図１６参照）と同じものを採用してもよいし、第４実施形態における振動機構１３Ｃ（図１７参照）を採用してもよい。第４実施形態における振動機構１３Ｃを採用した場合には、変位センサー１８Ｃがホルダー１５又は振動機構１３Ｃに設けられる。

何れの振動機構を用いた場合でも、図４〜図７を参照して説明した変形例を第５実施形態に係るプローブ１０Ｄに適用してもよい。また、本実施形態においても、コネクタ１０ｂ（図２０参照）がベースユニット６に接続された場合、光センサー３０Ｄが配線３１Ｄ等を介してコンピューター６ｆに接続され、光センサー３０Ｄから出力された電気信号がコンピューター６ｆに入力されて、コンピューター６ｆがその電気信号を高速フーリエ変換による周波数解析してもよい。

〔第６の実施の形態〕
図２１は、第６実施形態に係る測定システム１Ｅの概略構成図である。第６実施形態に係る測定システム１Ｅと第１実施形態に係る測定システム１の間で互いに対応する部分には、同一の符号を付す。以下、第６実施形態に係る測定システム１Ｅと第１実施形態に係る測定システム１の相違点について説明する。以下に説明する相違点を除いて、第６実施形態に係る測定システム１Ｅと第１実施形態に係る測定システム１の間で互いに対応する部分は同様に構成されている。

第１実施形態では、プローブ１０の先端部に振動アクチュエータ１３を有し、ホルダー１５、光学系１６及び光ファイバー１７の先端面がその相対位置関係を変えずに一体的に振動アクチュエータ１３によって振動される。それに対して、第６実施形態では、図２１に示すように、プローブ１０Ｅが振動機構１３Ｅを中間部に有し、プローブ１０Ｅのうち振動機構１３Ｅよりも先端側の部分が一体で振動機構１３Ｅによって振動される。

振動機構１３Ｅは、取付治具１３ｇ、駆動ローラ１３ｈ、従動ローラ１３i及びアクチュエータ１３ｊを有する。
取付治具１３ｇは、内視鏡２の操作部２ｂに取り付けられて固定される。取付治具１３ｇは、内視鏡２の操作部２ｂに対して着脱可能とされている。駆動ローラ１３ｈ及び従動ローラ１３ｉは、取付治具１３ｇに取り付けられている。駆動ローラ１３ｈ及び従動ローラ１３ｉは、それぞれの軸心を中心として回転可能に設けられている。駆動ローラ１３ｈは、アクチュエータ１３ｊに連結されている。アクチュエータ１３ｊは、取付治具１３ｇに取り付けられ、駆動ローラ１３ｈを回転させる。

プローブ１０Ｅの可撓性チューブ１１が、駆動ローラ１３ｈと従動ローラ１３ｉの間に挟まれている。また、可撓性チューブ１１は、緩められた状態で駆動ローラ１３ｈに一回巻かれている。そのため、可撓性チューブ１１のうち駆動ローラ１３ｈとコネクタ１０ｂの間の部分は、弛みを持っている。

駆動電源６ｂによって交流電圧がアクチュエータ１３ｊに供給されると、アクチュエータ１３ｊが駆動ローラ１３ｈを所定回転角度の範囲で正逆に回転させる。駆動ローラ１３ｈが一方向（図示では反時計回り方向）に回転すると、可撓性チューブ１１の先端部側が繰り出され、駆動ローラ１３ｈが逆方向（図示では時計回り方向）に回転すると、可撓性チューブ１１の先端部側が引き込まれる。これにより、可撓性チューブ１１の先端部（プローブ１０Ｅの先端部１０ａ）が長手方向に振動する。

プローブ１０Ｅの先端部１０ａには、振動機構を有しない構成でよいが、図２〜図７、図１３、図１４、図１６、図１７、図１９に示すものであってもよい。この場合、振動アクチュエータ１３，１３Ａ，１３Ｂには、交流電圧を印加せず、振動アクチュエータ１３，１３Ａ，１３Ｂを動作させなければよい。

図１８に示すベースユニット６の構成は、受光部が可撓性チューブ１１に通された受光用光ファイバー１７の先端面１７ａである場合（図２〜図７、図１３、図１４、図１６、図１７）の構成である。図１９に示したような、受光部がホルダー１５に固定された光センサー３０Ｄである場合、図２０に示したベースユニット６の構成を図２１に示す測定システム１Ｅのベースユニット６に採用し、駆動電源６ｂの交流電圧がアクチュエータ１３ｊに印加されることで、アクチュエータ１３ｊが動作するよう構成してもよい。

本例においては、振動機構１３Ｅによって可撓性チューブ１１の先端部が長手方向に振動されるから、振動アクチュエータ１３，１３Ａ，１３Ｂ、振動機構１３Ｃ及びベース１２をプローブ１０Ｅの先端部１０ａに設けなくてもよい。この場合、光ファイバー１７の先端部（又は、光センサー３０Ｄ）及び光学系１６（必要に応じて、変位センサー１８Ｃも）がホルダー１５に固定され（図２〜図７、図１３、図１４、図１６、図１７、図１９参照）、ホルダー１５が可撓性チューブ１１の先端部に嵌め込まれて可撓性チューブ１１に固定されている。そのため、光ファイバー１７の先端部（又は、光センサー３０Ｄ）及び光学系１６（必要に応じて、変位センサー１８Ｃも）も可撓性チューブ１１の先端部と一体的に長手方向に振動する。

また、本実施形態においても、光センサー６ｄ（図２１参照）又は光センサー３０Ｄ（図１９参照）から出力された電気信号がコンピューター６ｆに入力されて、コンピューター６ｆがその電気信号を高速フーリエ変換による周波数解析してもよい。

本実施形態によれば、ゴースト由来の誤差やノイズの影響を抑えることができる。

〔その他の変形例〕
以上に説明した実施形態や変形例では、光源６ａに接続された投光用光ファイバー１７の先端面１７ａが光出射部である。それに対して、発光素子が光出射部でもよい。その発光素子は、投光用光ファイバー１７の先端面１７ａの代わりに、ホルダー１５内において光学系１６に対向配置されて、そのホルダー１５に固定されている。そして、配線が可撓性チューブ１１の基端から先端まで可撓性チューブ１１に通されて、その配線が発光素子に接続されている。コネクタ１０ｂがベースユニット６に接続されると、その発光素子が配線や発光制御回路等を介してコンピューター６ｆに接続され、コンピューター６ｆによって発光素子の点灯・消灯・発光強度調整が行われる。発光素子が投光用光ファイバー１７の先端部の代わりにホルダー１５に固定されることは、以上に説明した実施形態や変形例の何れにも適用することができる。

以上に幾つかの実施形態や変形例について説明した。本発明の範囲は上述した実施形態や変形例に限定されず、本発明を適用可能な実施形態は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ測定システム
６ａ光源
６ｂ駆動電源
６ｄ光センサー
６ｅ濾波部
６ｆコンピューター
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅプローブ
１１可撓性チューブ
１３振動アクチュエータ（振動機構、圧電アクチュエータ）
１３Ａ振動アクチュエータ（振動機構）
１３ａ第一圧電アクチュエータ
１３Ｂ振動アクチュエータ
１３ｂ第二圧電アクチュエータ
１３Ｃ振動機構（弾性部材）
１３ｃ第一圧電アクチュエータ
１３ｄ第二圧電アクチュエータ
１３Ｅ振動機構
１３ｅ第三圧電アクチュエータ
１３ｆ第四圧電アクチュエータ
１５ホルダー
１６光学系
１７光ファイバー
１７ａ光ファイバーの先端面（受光部、受光部）
１８Ｃ変位センサー
３０Ｄ光センサー（受光部）
３１Ｄ配線

Claims

線状に形成され、光が照射された測定対象物から発せられる測定光を先端部で受光するためのプローブにおいて、
可撓性チューブと、
前記測定対象物へ照射光を出射させる光出射部と、
前記測定対象物から発せられる測定光を受光する受光部と、
前記光射出部及び前記受光部と前記測定対象物との間に配置された光学系と、
前記光射出部、前記受光部及び前記光学系の相対位置関係を変化させずに振動させる振動機構と、
を有することを特徴とするプローブ。
前記光射出部、前記受光部及び前記光学系の相対位置がホルダーにより固定されている、請求項１に記載のプローブ。
前記振動機構が、前記可撓性チューブの長手方向に沿って直進的に前記ホルダーを振動させる、請求項２に記載のプローブ。
前記振動機構が、
基端側が前記可撓性チューブの先端部に固定され、先端側が前記ホルダーに固定され、前記可撓性チューブの長手方向に沿って伸縮する圧電アクチュエータである、請求項２又は３に記載のプローブ。
前記振動機構が、前記可撓性チューブの長手方向に交差する方向に振り子状に前記ホルダーを振動させる、請求項２に記載のプローブ。
前記振動機構が、
基端側が前記可撓性チューブの先端部に固定され、先端側が前記ホルダーに固定され、前記可撓性チューブの長手方向に沿って伸縮する第一圧電アクチュエータと、
前記第一圧電アクチュエータと並列され、基端側が前記可撓性チューブの先端部に固定され、先端側が前記ホルダーに固定され、前記第一圧電アクチュエータの伸縮に対して逆相的に前記可撓性チューブの長手方向に沿って伸縮する第二圧電アクチュエータと、を有する、請求項２又は５に記載のプローブ。
前記振動機構が、前記可撓性チューブの長手方向の軸線周りに前記ホルダーを旋回させるよう振動させる、請求項２に記載のプローブ。
前記振動機構が、
基端側が前記可撓性チューブの先端部に固定され、先端側が前記ホルダーに固定され、前記可撓性チューブの周方向に配列された３つ以上の圧電アクチュエータを有し、
これら圧電アクチュエータの数をｎとした場合、これら圧電アクチュエータは周方向の順に位相がｎ分の３６０°ずつ遅れるよう伸縮する、請求項２又は７に記載のプローブ。
前記振動機構が、
基端側が前記可撓性チューブの先端部に固定され、先端側が前記ホルダーに固定された弾性部材であり、
前記弾性部材が外力により振動することで、前記ホルダーを振動させる、請求項２に記載のプローブ。
前記ホルダー又は前記弾性部材に設けられ、前記ホルダー又は前記弾性部材の変位を検出する変位センサーを備える、請求項９に記載のプローブ。
前記振動機構が前記可撓性チューブの中間部に設けられ、前記可撓性チューブの先端部側の繰り出し・引き込みを行うことで前記ホルダーを振動させる、請求項２に記載のプローブ。
前記可撓性チューブに通された光ファイバーを備え、
前記光ファイバーの先端部が、前記ホルダーに固定され、
前記受光部が、前記光ファイバーの先端面であり、
前記光ファイバーの先端面が、前記測定対象物から発せられる測定光を受光し、
前記光ファイバーが、前記先端面で受光した測定光を基端部へガイドする、請求項２から１１の何れか一項に記載のプローブ。
前記可撓性チューブに通された配線を備え、
前記受光部が、前記測定対象物から発せられる測定光の強度を電気信号に変換する光センサーであり、
前記配線が前記光センサーに接続されている、請求項２から１１の何れか一項に記載のプローブ。
請求項１２に記載のプローブと、
前記光ファイバーの基端部に接続され、前記光ファイバーによってガイドされた測定光の強度を電気信号に変換する光センサーと、
前記光センサーによって変換された電気信号を濾波する濾波部と、を備える、測定システム。
請求項１３に記載のプローブと、
前記配線に接続され、前記光センサーによって変換されて前記配線を通じて入力された電気信号を濾波する濾波部と、を備える測定システム。
請求項４に記載のプローブと、光センサーと、濾波部と、駆動電源と、を備える測定システムであって、
前記プローブが、前記可撓性チューブに通された光ファイバーを有し、
前記駆動電源が、交流電圧を前記圧電アクチュエータに印加し、
前記光ファイバーの先端部が、前記ホルダーに固定され、
前記受光部が、前記光ファイバーの先端面であり、
前記光ファイバーの先端面が、前記測定対象物から発せられる測定光を受光し、
前記光ファイバーが、前記先端面で受光した測定光を基端部へガイドし、
前記光センサーが、前記光ファイバーの基端部に接続され、前記光ファイバーによってガイドされた測定光の強度を電気信号に変換し、
前記濾波部が、前記光センサーによって変換された電気信号を濾波する、測定システム。
請求項４に記載のプローブと、濾波部と、駆動電源と、を備える測定システムであって、
前記プローブが、前記可撓性チューブに通された配線を有し、
前記駆動電源が、交流電圧を前記圧電アクチュエータに印加し、
前記受光部が、前記測定対象物から発せられる測定光の強度を電気信号に変換する光センサーであり、
前記配線が、前記光センサーに接続されているとともに、前記濾波部に接続され、
前記濾波部が、前記光センサーによって変換されて前記配線を通じて入力された電気信号を濾波する、測定システム。
請求項６に記載のプローブと、光センサーと、濾波部と、駆動電源と、を備える測定システムであって、
前記プローブが、前記可撓性チューブに通された光ファイバーを有し、
前記駆動電源が、交流電圧を前記第一圧電アクチュエータに印加するとともに、前記第一圧電アクチュエータに印加する交流電圧の逆相となる交流電圧を前記第二圧電アクチュエータに印加し、
前記光ファイバーの先端部が、前記ホルダーに固定され、
前記受光部が、前記光ファイバーの先端面であり、
前記光ファイバーの先端面が、前記測定対象物から発せられる測定光を受光し、
前記光ファイバーが、前記先端面で受光した測定光を基端部へガイドし、
前記光センサーが、前記光ファイバーの基端部に接続され、前記光ファイバーによってガイドされた測定光の強度を電気信号に変換し、
前記濾波部が、前記光センサーによって変換された電気信号を濾波する、測定システム。
請求項６に記載のプローブと、濾波部と、駆動電源と、を備える測定システムであって、
前記プローブが、前記可撓性チューブに通された配線を有し、
前記駆動電源が、交流電圧を前記第一圧電アクチュエータに印加するとともに、前記第一圧電アクチュエータに印加する交流電圧の逆相となる交流電圧を前記第二圧電アクチュエータに印加し、
前記受光部が、前記測定対象物から発せられる測定光の強度を電気信号に変換する光センサーであり、
前記配線が、前記光センサーに接続されているとともに、前記濾波部に接続され、
前記濾波部が、前記光センサーによって変換されて前記配線を通じて入力された電気信号を濾波する、測定システム。
請求項８に記載のプローブと、光センサーと、濾波部と、駆動電源と、を備える測定システムであって、
前記プローブが、前記可撓性チューブに通された光ファイバーを有し、
前記駆動電源が、前記圧電アクチュエータに交流電圧を印加するとともに、前記圧電アクチュエータに印加する交流電圧の位相を周方向の順にｎ分の３６０°ずつ遅らせ、
前記光ファイバーの先端部が、前記ホルダーに固定され、
前記受光部が、前記光ファイバーの先端面であり、
前記光ファイバーの先端面が、前記測定対象物から発せられる測定光を受光し、
前記光ファイバーが、前記先端面で受光した測定光を基端部へガイドし、
前記光センサーが、前記光ファイバーの基端部に接続され、前記光ファイバーによってガイドされた測定光の強度を電気信号に変換し、
前記濾波部が、前記光センサーによって変換された電気信号を濾波する、測定システム。
請求項８に記載のプローブと、濾波部と、駆動電源と、を備える測定システムであって、
前記プローブが、前記可撓性チューブに通された配線を有し、
前記駆動電源が、前記圧電アクチュエータに交流電圧を印加するとともに、前記圧電アクチュエータに印加する交流電圧の位相を周方向の順にｎ分の３６０°ずつ遅らせ、
前記受光部が、前記測定対象物から発せられる測定光の強度を電気信号に変換する光センサーであり、
前記配線が、前記光センサーに接続されているとともに、前記濾波部に接続され、
前記濾波部が、前記光センサーによって変換されて前記配線を通じて入力された電気信号を濾波する、測定システム。
前記濾波部が、前記電気信号のうち、前記振動機構の振動周波数又はその整数倍を中心とした周波数帯域の成分を通過させる、請求項１４から２１の何れか一項に記載の測定システム。
請求項１２に記載のプローブと、
前記光ファイバーの基端部に接続され、前記光ファイバーによってガイドされた測定光の強度を電気信号に変換する光センサーと、
前記光センサーによって変換された電気信号の周波数解析を高速フーリエ変換により行うことによって、前記電気信号の周波数ごとの強度を算出するコンピューターと、を備える、測定システム。
請求項１３に記載のプローブと、
前記配線に接続され、前記光センサーによって変換されて前記配線を通じて入力された電気信号の周波数解析を高速フーリエ変換により行うことによって、前記電気信号の周波数ごとの強度を算出するコンピューターと、を備える、測定システム。