JP2935388B2 - 光断層像測定装置 - Google Patents
光断層像測定装置Info
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- JP2935388B2 JP2935388B2 JP4139920A JP13992092A JP2935388B2 JP 2935388 B2 JP2935388 B2 JP 2935388B2 JP 4139920 A JP4139920 A JP 4139920A JP 13992092 A JP13992092 A JP 13992092A JP 2935388 B2 JP2935388 B2 JP 2935388B2
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 28
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 11
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 36
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は脳外科などの医療の現場
における診断や、食品などの分析に用いられる光断層像
測定装置に関するものである。
における診断や、食品などの分析に用いられる光断層像
測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】生体などに対する透過率の大きい可視光
又は近赤外光を被測定対象に照射し、その被測定対象か
らの測定光の透過散乱光を検出することによって被測定
対象の内部情報を得る装置が開発されている。光断層像
測定装置の一例を図１に示す。被測定対象２に対して光
源４から測定光が照射される。その測定光の透過散乱光
を受光するために、被測定対象２の周囲の一円周上に受
光端として光ファイバのプローブ６が複数個配置され、
プローブ６で受光された測定光は光ファイバ８を経てそ
れぞれの検出器１０に導かれて検出される。プローブ６
は光ファイバの端面である場合のほかに、フォトダイオ
ードなどの光検出器であることもあり、その場合は光フ
ァイバで導く必要はない。プローブ６は一平面内の同一
円周上に配置されて固定され、測定光の一入射方向から
の測定が終わると、測定光の入射方向と各プローブ６と
の相対的な位置関係を保った状態で、光源４とプローブ
が被測定対象２のまわりに順次回転させられながら測定
が繰り返されていく。
又は近赤外光を被測定対象に照射し、その被測定対象か
らの測定光の透過散乱光を検出することによって被測定
対象の内部情報を得る装置が開発されている。光断層像
測定装置の一例を図１に示す。被測定対象２に対して光
源４から測定光が照射される。その測定光の透過散乱光
を受光するために、被測定対象２の周囲の一円周上に受
光端として光ファイバのプローブ６が複数個配置され、
プローブ６で受光された測定光は光ファイバ８を経てそ
れぞれの検出器１０に導かれて検出される。プローブ６
は光ファイバの端面である場合のほかに、フォトダイオ
ードなどの光検出器であることもあり、その場合は光フ
ァイバで導く必要はない。プローブ６は一平面内の同一
円周上に配置されて固定され、測定光の一入射方向から
の測定が終わると、測定光の入射方向と各プローブ６と
の相対的な位置関係を保った状態で、光源４とプローブ
が被測定対象２のまわりに順次回転させられながら測定
が繰り返されていく。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の測定装置ではプ
ローブ６が一円周上に固定されているため、被測定対象
２の大きさがプローブ６が配置されている円周よりも小
さい場合や、外形に凹凸がある場合には、被測定対象２
とプローブ６の間にはすき間ができる。プローブ６が図
２で６ａとして示されるように被測定対象２に密着して
いるときは、測定しようとする点Ａの近傍の光のみを検
出することができるのに対して、プローブが６ｂで示さ
れるように被測定対象２から離れているときは、目的と
する測定点Ａ以外の他の点でプローブ６の開口角θに入
るＢ点やＢ’点からの光ｂ，ｂ’も受光してしまい、ま
た測定点Ａからの広がった光ａ’はプローブ６ｂでは受
光されないという問題が生じ、測定精度が低くなる。ま
た、例えば時間分解を行なって測定する方式の測定装置
においては、測定光が被測定対象２内を通過する速度と
空気中を通過する速度が異なることから、断層像を再構
成する上で誤差を生じる。そこで、本発明は図１のよう
に被測定対象の周囲に受光端が配置される光断層像測定
装置において、測定精度を高め、断層像を再構成する際
の誤差を少なくすることを目的とするものである。
ローブ６が一円周上に固定されているため、被測定対象
２の大きさがプローブ６が配置されている円周よりも小
さい場合や、外形に凹凸がある場合には、被測定対象２
とプローブ６の間にはすき間ができる。プローブ６が図
２で６ａとして示されるように被測定対象２に密着して
いるときは、測定しようとする点Ａの近傍の光のみを検
出することができるのに対して、プローブが６ｂで示さ
れるように被測定対象２から離れているときは、目的と
する測定点Ａ以外の他の点でプローブ６の開口角θに入
るＢ点やＢ’点からの光ｂ，ｂ’も受光してしまい、ま
た測定点Ａからの広がった光ａ’はプローブ６ｂでは受
光されないという問題が生じ、測定精度が低くなる。ま
た、例えば時間分解を行なって測定する方式の測定装置
においては、測定光が被測定対象２内を通過する速度と
空気中を通過する速度が異なることから、断層像を再構
成する上で誤差を生じる。そこで、本発明は図１のよう
に被測定対象の周囲に受光端が配置される光断層像測定
装置において、測定精度を高め、断層像を再構成する際
の誤差を少なくすることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、被測定対象
を取り囲んで測定光を被測定対象に照射する１つの照射
端と複数の受光端とが配置され、前記各受光端は被測定
対象方向に直線的に移動可能に支持され、各受光端を被
測定対象に接触するまで個別に移動させる移動機構と、
前記移動機構に備えられ、各受光端自体の直線移動距離
を直接検出する移動量検出手段とを備え、前記各受光端
が受光した光情報とともに前記移動量検出手段によって
検出される各受光端の基準となる位置から被測定対象に
接触するまでの直線移動距離情報も用いて被測定対象の
断層像が再構成される。受光端は光ファイバの端面のよ
うに測定光を受光するもののほかに、フォトダイオード
やフォトトランジスタなどの光検出素子である場合も含
んでいる。
を取り囲んで測定光を被測定対象に照射する１つの照射
端と複数の受光端とが配置され、前記各受光端は被測定
対象方向に直線的に移動可能に支持され、各受光端を被
測定対象に接触するまで個別に移動させる移動機構と、
前記移動機構に備えられ、各受光端自体の直線移動距離
を直接検出する移動量検出手段とを備え、前記各受光端
が受光した光情報とともに前記移動量検出手段によって
検出される各受光端の基準となる位置から被測定対象に
接触するまでの直線移動距離情報も用いて被測定対象の
断層像が再構成される。受光端は光ファイバの端面のよ
うに測定光を受光するもののほかに、フォトダイオード
やフォトトランジスタなどの光検出素子である場合も含
んでいる。
【０００５】
【作用】受光端で測定光を受光して測定を行なう際、プ
ローブを移動機構によって被測定対象に接するところま
で移動させることにより、受光端が被測定対象に密着し
た状態で測定が行なわれて各受光端の目的とする測定点
からの光を正確に受光するようになる。また、各受光端
が基準となる位置から被測定対象に接触するまでに移動
した移動量は移動量検出手段で検出されるので、各受光
端の移動量から被測定対象の外形に関する情報が得ら
れ、その情報は断層像を再構成するときの情報の１つと
して利用される。
ローブを移動機構によって被測定対象に接するところま
で移動させることにより、受光端が被測定対象に密着し
た状態で測定が行なわれて各受光端の目的とする測定点
からの光を正確に受光するようになる。また、各受光端
が基準となる位置から被測定対象に接触するまでに移動
した移動量は移動量検出手段で検出されるので、各受光
端の移動量から被測定対象の外形に関する情報が得ら
れ、その情報は断層像を再構成するときの情報の１つと
して利用される。
【０００６】
【実施例】図３は１つのプローブ６についての移動機構
と、移動量検出手段の一例を示したものである。図３で
は、プローブ６は支持部材１２に支持され、支持部材１
２は被測定対象２に対して接近したり遠ざかったりする
方向（被測定対象方向；Ｚ方向）に移動できるように、
被測定対象方向に延びるガイド１４に案内されている。
支持部材１２には雌ねじが形成されており、その雌ねじ
には送りねじ１６がねじ込まれて、送りねじ１６の回転
により支持部材１２を介してプローブ６がＺ方向に被測
定対象に近づいたり遠ざかったりするように直進移動す
る。送りねじ１６を回転させるために駆動源としてステ
ッピングモータ１８が設けられており、送りねじ１６は
ステッピングモータ１８の回転軸に取りつけられてい
る。ステッピングモータ１８の回転軸にはまたその回転
数（回転角）を検出するためのロータリエンコーダ２０
が設けられており、その回転数からプローブ６の移動量
が検出される。
と、移動量検出手段の一例を示したものである。図３で
は、プローブ６は支持部材１２に支持され、支持部材１
２は被測定対象２に対して接近したり遠ざかったりする
方向（被測定対象方向；Ｚ方向）に移動できるように、
被測定対象方向に延びるガイド１４に案内されている。
支持部材１２には雌ねじが形成されており、その雌ねじ
には送りねじ１６がねじ込まれて、送りねじ１６の回転
により支持部材１２を介してプローブ６がＺ方向に被測
定対象に近づいたり遠ざかったりするように直進移動す
る。送りねじ１６を回転させるために駆動源としてステ
ッピングモータ１８が設けられており、送りねじ１６は
ステッピングモータ１８の回転軸に取りつけられてい
る。ステッピングモータ１８の回転軸にはまたその回転
数（回転角）を検出するためのロータリエンコーダ２０
が設けられており、その回転数からプローブ６の移動量
が検出される。
【０００７】プローブ６の先端には接触感知センサ２２
が設けられており、プローブ６を被測定対象に向けて移
動させたときプローブ６が被測定対象に接すると接触感
知センサ２２からの出力によりプローブが被測定対象に
接したことが検知される。ステッピングモータ１８の回
転を駆動し、接触感知センサ２２の出力信号からプロー
ブが被測定対象に接したときにステッピングモータ１８
の回転を停止させるコントローラ２４が設けられてい
る。接触感知センサ２２からの接触を示す出力を取り込
み、ロータリエンコーダ２０からの信号に基づいてプロ
ーブ６の移動量を検出し、またコントローラ２４の動作
を制御するＣＰＵ２６が設けられている。
が設けられており、プローブ６を被測定対象に向けて移
動させたときプローブ６が被測定対象に接すると接触感
知センサ２２からの出力によりプローブが被測定対象に
接したことが検知される。ステッピングモータ１８の回
転を駆動し、接触感知センサ２２の出力信号からプロー
ブが被測定対象に接したときにステッピングモータ１８
の回転を停止させるコントローラ２４が設けられてい
る。接触感知センサ２２からの接触を示す出力を取り込
み、ロータリエンコーダ２０からの信号に基づいてプロ
ーブ６の移動量を検出し、またコントローラ２４の動作
を制御するＣＰＵ２６が設けられている。
【０００８】次に、図３の実施例の動作を図４により説
明する。図４で、ステッピングモータ１８の回転がスタ
ートさせられると、接触感知センサ２２が被測定対象に
接触するまでステッピングモータ１８が回転させられ、
その間ロータリエンコーダ２０から出力されるパルス信
号のパルス数がカウントされ続ける。接触感知センサ２
２が被測定対象に接触すると、接触感知センサ２２の出
力信号によってコントローラ２４はステッピングモータ
１８の回転を停止させる。そこでロータリエンコーダ２
０の出力信号パルスのカウント数から移動距離がＣＰＵ
２６で算出される。
明する。図４で、ステッピングモータ１８の回転がスタ
ートさせられると、接触感知センサ２２が被測定対象に
接触するまでステッピングモータ１８が回転させられ、
その間ロータリエンコーダ２０から出力されるパルス信
号のパルス数がカウントされ続ける。接触感知センサ２
２が被測定対象に接触すると、接触感知センサ２２の出
力信号によってコントローラ２４はステッピングモータ
１８の回転を停止させる。そこでロータリエンコーダ２
０の出力信号パルスのカウント数から移動距離がＣＰＵ
２６で算出される。
【０００９】得られた移動距離によって被測定対象の外
形寸法の算出を行う。外形寸法は、例えば有限要素法に
よって断層像の再構成演算を行う場合の情報として利用
される。
形寸法の算出を行う。外形寸法は、例えば有限要素法に
よって断層像の再構成演算を行う場合の情報として利用
される。
【００１０】図５は他の移動機構と移動量検出手段の例
を表わしたものである。図５ではプローブ６が支持され
ている支持部材１２は空気圧や油圧によって駆動される
シリンダ３０のピストン３２に取りつけられてＺ方向
（被測定対象に近づいたり遠ざかったりする方向）に直
進する。シリンダ３０にはコンプレッサ３４からの圧縮
空気などの媒体がピストン３２の弁を挾む両側にそれぞ
れ開閉弁３６，３８の開閉動作により供給されてピスト
ン３２の動作が駆動される。
を表わしたものである。図５ではプローブ６が支持され
ている支持部材１２は空気圧や油圧によって駆動される
シリンダ３０のピストン３２に取りつけられてＺ方向
（被測定対象に近づいたり遠ざかったりする方向）に直
進する。シリンダ３０にはコンプレッサ３４からの圧縮
空気などの媒体がピストン３２の弁を挾む両側にそれぞ
れ開閉弁３６，３８の開閉動作により供給されてピスト
ン３２の動作が駆動される。
【００１１】移動量検出手段としてはプローブ６にリニ
アエンコーダを構成するフォトセンサ４０が取りつけら
れている。図５の実施例では複数のプローブ６の移動を
駆動源のコンプレッサ３４を共通にして行なうことがで
きる。また、被測定対象との接触を感知する接触感知セ
ンサは省略することができる。本発明では移動機構や移
動量検出手段は図３や図５の実施例で示されたものに限
定されることなく、既知の種々の機構や手段に置き換え
ることができる。
アエンコーダを構成するフォトセンサ４０が取りつけら
れている。図５の実施例では複数のプローブ６の移動を
駆動源のコンプレッサ３４を共通にして行なうことがで
きる。また、被測定対象との接触を感知する接触感知セ
ンサは省略することができる。本発明では移動機構や移
動量検出手段は図３や図５の実施例で示されたものに限
定されることなく、既知の種々の機構や手段に置き換え
ることができる。
【００１２】
【発明の効果】本発明ではプローブを被測定対象方向に
移動するようにしたので、プローブが被測定対象に接し
た状態で測定することができ、測定点近傍の情報（光強
度）を検出することができて測定精度が向上する。ま
た、プローブを移動させたときのプローブ自体の直線移
動距離を検出するようにしたので被測定対象の外形に関
する情報が正確に得られ、この外形情報も断層像を再構
成する上で利用することができるので断層像のより正確
な再構成が可能となる。
移動するようにしたので、プローブが被測定対象に接し
た状態で測定することができ、測定点近傍の情報（光強
度）を検出することができて測定精度が向上する。ま
た、プローブを移動させたときのプローブ自体の直線移
動距離を検出するようにしたので被測定対象の外形に関
する情報が正確に得られ、この外形情報も断層像を再構
成する上で利用することができるので断層像のより正確
な再構成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が対象とする光断層像測定装置に関する
従来の例を示す概略構成図である。
従来の例を示す概略構成図である。
【図２】プローブが被測定対象に接している場合と離れ
ている場合の受光状態を説明する概略正面図である。
ている場合の受光状態を説明する概略正面図である。
【図３】一実施例の１つのプローブに関する移動機構と
移動量検出手段の例を、制御系をブロックとして示す正
面図である。
移動量検出手段の例を、制御系をブロックとして示す正
面図である。
【図４】図３の実施例の動作を示すフローチャート図で
ある。
ある。
【図５】他の実施例における移動機構と移動量検出手段
を駆動源をブロックで示す概略正面断面図である。
を駆動源をブロックで示す概略正面断面図である。
２ 被測定対象 ４ 光源 ６ プローブ １２ 支持部材 １６ 送りねじ １８ ステッピングモータ ２０ ロータリエンコーダ ２２ 接触感知センサ ２４ ステッピングモータのコントローラ ２６ ＣＰＵ ３０ シリンダ ３２ ピストン ３４ コンプレッサ ３６，３８ 開閉弁 ４０ リニアエンコーダのフォトセンサ
Claims (1)
- 【請求項１】 被測定対象を取り囲んで測定光を被測定
対象に照射する１つの照射端と複数の受光端とが配置さ
れ、前記各受光端は被測定対象方向に直線的に移動可能
に支持され、各受光端を被測定対象に接触するまで個別
に移動させる移動機構と、前記移動機構に備えられ、各
受光端自体の直線移動距離を直接検出する移動量検出手
段とを備え、前記各受光端が受光した光情報とともに前
記移動量検出手段によって検出される各受光端の基準と
なる位置から被測定対象に接触するまでの直線移動距離
情報も用いて被測定対象の断層像が再構成されることを
特徴とする光断層像測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4139920A JP2935388B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 光断層像測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4139920A JP2935388B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 光断層像測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05306994A JPH05306994A (ja) | 1993-11-19 |
| JP2935388B2 true JP2935388B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=15256736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4139920A Expired - Lifetime JP2935388B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-04-30 | 光断層像測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2935388B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0454439A (ja) * | 1990-06-22 | 1992-02-21 | Hitachi Ltd | 生体計測方法および装置 |
-
1992
- 1992-04-30 JP JP4139920A patent/JP2935388B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05306994A (ja) | 1993-11-19 |
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