JPH0644510U - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被検体がどのような形状であろうとも、光フ
ァイバーを被検体に密着させるさせるようにすることに
より、画像再構成領域を把握する。 【構成】 被検体の周囲に配列してなる光ファイバー群
の各々の光ファイバーを被検体の形状に合わせて移動さ
せ、その移動量より画像再構成領域を把握する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、可視又は近赤外光を生体などの被検体に照射し、その透過光や反射 光（散乱光を含む）を検出して被検体内の情報を非破壊的に得る光走査装置に関 するものである。

【０００２】

【従来の技術】

被検体に測定光束を照射し、その透過光や反射光から被検体内の情報を得るた めには、測定光束を被検体の周囲から順次照射し、各照射位置についての情報を 得る必要がある。その方法の１つは、被検体の一方向から測定光束を扇形に走査 して照射し、その測定光束の位置を被検体の周囲で移動させていく方法である。 他の方法は、測定光束を被検体を含む範囲で平行移動させ、その光束を被検体の 周囲で移動させていく方法である。

【０００３】 さらに他の光走査方法として、図１に示されるように被検体２の周囲に一群の 光ファイバーの各一端を被検体側ファイバーリング１でリング状に配置し、光フ ァイバー群４のうちの１本の光ファイバー４−１を光源からの測定光束を導く送 光用光ファイバーとし、他の光ファイバーは被検体２からの光をそれぞれの検出 器へ導く受光用光ファイバーとして、光ファイバー４−１からの測定光束による 被検体２の透過光や反射光を受光用光ファイバーで受光し、かつ光ファイバー群 ４を被検体２の周囲で回転させる方式が考えられている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図１の方式では、光ファイバーは被検体側ファイバーリング１ で固定されているため、被検体２の大きさにかかわらず、画像再構成領域は図２ （Ａ）に示す如くファイバーリング１の大きさに固定されてしまう。 そのため、被検体２が小さいときには、実際には入射光は図２（Ｂ）のように 被検体２に当っているのに、画像再構成領域がファイバーリング１の円の領域で あるので、画像が汚くなってしまう問題がある。 そこで、本考案は被検体の大きさに応じた画像再構成領域が得られる光走査装 置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の光ファイバーの各一 端を被検体の周囲に配列してなる光ファイバー群と、この光ファイバー群のそれ ぞれの光ファイバーを被検体の方向に移動させる移動機構と、この移動機構によ る各光ファイバーの移動量から画像再構成領域を把握する把握手段とを備えてい る。 本考案の好ましい態様では、各光ファイバーの被検体側の先端部が可撓性を備 えている。

【０００６】 ここで、光ファイバーの移動機構とは、例えばラック・ピニオン機構やエアー シリンダなどを挙げることができるが、これらに限定されない。また、光ファイ バーは、全てを一体に動かしても、それぞれを個別に動かしてもよい。 画像再構成領域把握手段とは、移動機構による移動量から被検体の大きさを判 定し、画像再構成領域を認識する手段で、移動機構の移動量は例えばポテンショ メータやステッピングモータのパルス数などで計測するが、これらに限定されな い。

【０００７】

【作用】

本考案では、被検体がどのような形状であろうとも、光ファイバーを被検体に 密着させるようにすることにより、画像再構成領域を把握することができる。 各光ファイバーの被検体側の先端部に可撓性をもたせると、被検体が円形でな くても光ファイバー先端の導光路面が被検体に直角に当り、正確な測光が可能に なる。

【０００８】

【実施例】 本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図３（Ａ）は本考案の装置の縦断面図を示しており、図１と同じものには同じ 符号を付してある。１０は光ファイバー群で、各光ファイバー１０ａの一端は被 検体２の周囲を取り巻く形状に形成された被検体側ファイバーリング１２により 、各光ファイバー１０ａの端面が被検体２の方向を向くようにリング１２に挿入 されている。各光ファイバー１０ａの端面は、リング１２の端面に露出し、リン グ１２の端面に沿って等間隔に配置されている。リング１２は光走査装置本体に 固定されており、被検体２は静止した状態で測定される。

【０００９】 各光ファイバー１０ａのリング１２への装着は、図３（Ｂ）に示すように、リ ング１２に孔をあけ、そこに出し入れ可能に光ファイバー１０ａが挿入されてい る。光ファイバー１０ａにはタッチセンサ１１が付設してあり、タッチセンサ１ １も光ファイバー１０ａとともにリング１２を貫通して移動する。

【００１０】 光ファイバー１０ａ及びタッチセンサ１１を移動させるために、光ファイバー １０ａにはラック１３が切ってあり、ラック１３にはピニオン１５が噛み合って いる。ピニオン１５はモータ１７により回転させられ、これにより光ファイバー １０ａ及びタッチセンサ１１は図３（Ｂ）の左右方向に移動する。モータ１７の 回転の制御は、タッチセンサ１１の信号によってなされ、タッチセンサ１１が被 検体２と接触し、信号を発するとモータ１７は停止するように制御される。また 、モータ１７にはポテンショメータ１９が付いており、モータ１７の回転数を検 出する。 光ファイバー１０ａは被検体方向の移動量を検出する必要があることから、例 えば金属製などのチューブ内に光ファイバー束が収納されたものである。

【００１１】 図４は他の実施例を表わしたものであり、光ファイバー１０ａは外側が金属製 などの硬い被覆をもち、その被検体側の先端部４０が柔らかい樹脂などの被覆に なっており、その先端部４０は可撓性を備えている。光ファイバー１０ａの先端 部４０に可撓性をもたせることによって、被検体２が球状ではない場合でも、光 光ファイバー端面の導光路面が被検体に直角に当り、外乱光の影響が少なくなっ て正確な測定を行なうことができるようになる。

【００１２】 図５は更に他の実施例における光ファイバー１０ａの例を表わしたものである 。その光ファイバー１０ａの被覆は先端部４２を除いて金属製被覆であり、先端 部４２はスパイラルコイルの被覆にすることによって可撓性をもたせている。

【００１３】 図３の実施例に戻って説明すると、光ファイバー群１０のうちの１２本の光フ ァイバーは送光用の光ファイバーとなり、検体側と反対の端面（図示せず）にお いて光源部（図示せず）と接続され、残りの光ファイバーは受光用の光ファイバ ーとなり、検体側と反対の端面（図示せず）において光電子増倍管などの光検出 部（図示せず）へ導かれる。送光用の光ファイバーと受光用の光ファイバーとの 選択は、例えば図６と図７により示される装置や、図８と図９により示される装 置などにより行なうことができる。

【００１４】 図６と図７により示される装置では、光ファイバー群１０の各光ファイバーの 一端は、図３に示されるように、被検体２の周囲を取り巻く形状に形成されたリ ング１２に被検体２の方向に移動可能に取りつけられている。各光ファイバーの 他端はリング１４に固定され、各光ファイバーの他端の端面はリング１４の端面 に露出し、リング１４の端面に沿って等間隔に配置されている。

【００１５】 光ファイバー群１０と同数の光ファイバーをもつ光ファイバー群１６の各光フ ァイバーの一端はリング１４と同じ大きさをもつリング１８に固定され、光ファ イバー群１６の各光ファイバーの一端の端面はリング１８の端面に露出し、リン グ１８の端面に沿って等間隔に配置されている。リング１４と１８を対向させた とき光ファイバー群１０の各光ファイバーの端面と光ファイバー群１６の各光フ ァイバーの端面とが一体一に対応して対向する。光ファイバー群１６のうちの１ 本の光ファイバー１６ａは光源部に延び、光源からの光を導く送光用光ファイバ ーであり、残りの光ファイバー１６ｂはそれぞれの他端が光電子増倍管などの各 光検出器へ導かれる受光用光ファイバーである。

【００１６】 リング１４は固定されている。リング１８は図７に示されるように、回転軸２ ０によってリング１４と対向しながら回転するように支持されている。回転軸２ ０はギヤ２２と２４を介してパルスモータ２６により、リング１４と１８で光フ ァイバーの端面どうしが対向する関係を保ちながら回転させられる。

【００１７】 図６と図７の例ではリング１４と１８での光ファイバー端面の対向により、光 ファイバー群１０のうち送光用光ファイバー１６ａと対向した１本の光ファイバ ーの一端から被検体２に測定光束が照射され、リング１２に配列された残りの光 ファイバー端面でその測定光束の透過光や反射光が受光され、再びリング１４と １８での光ファイバー端面どうしの結合を経て各光検出器へ導かれて検出される 。

【００１８】 リング１８を送光用光ファイバー１６ａの端面がリング１４に配列された光フ ァイバー群１０の光ファイバーの端面と順次結合するように回転させながら透過 光や反射光を受光していくことによって、被検体２の周囲に順次測定光束を移動 させながら被検体内部の情報を得ることができる。

【００１９】 図６，７の装置において、リング１４と１８のファイバー端面の対向は、リン グ１４と１８の端面で対向するものに限らず、一方のリングを他方のリングの外 側に嵌め込まれるように大きさを異ならせ、小さい方のリングの外側面と大きい 方のリングの内側面にそれぞれの光ファイバー群の端面を露出させて光ファイバ ー端面間を光学的に結合するようにしてもよい。また、リング１４と１８のどち らを回転可能にしてもよく、また両方のリング１４，１８を回転可能にすること によって各リング１４，１８の回転範囲が１８０度ですむようにしてもよい。

【００２０】 図８と図９は送光用光ファイバーと受光用光ファイバーとを選択する装置の他 の例を表わしたものである。 被検体２のまわりに配置された光ファイバー群３０の各光ファイバーの一端は 被検体２の周りに配列され、図３に示されているように被検体２の方向に移動可 能に取りつけられ、各光ファイバーの他端は一直線上に配列されている。各光フ ァイバーの他端に対向して光電子増倍管３２が配列されており、各光ファイバー からの光がそれぞれの光電子増倍管３２に導かれて検出される。各光ファイバー と光電子増倍管３２の間には、光学系により光ファイバーの他端の配列方向に入 射する測定光束３４を反射して光ファイバーに導く一群の反射鏡３６が配置され ている。

【００２１】 各反射鏡３６は、図９に示されるようにソレノイド３８に支持され、測定光束 ３４の光路に挿入可能になっている。反射鏡３６は１つだけが測定光束３４の光 路に挿入され、残りの反射鏡３６は測定光束３４の光路から外れた位置に位置決 めされる。

【００２２】 図８，９の装置では、測定光束３４の光路に挿入された反射鏡３６によって測 定光束３４がその反射鏡３６に対応した光ファイバーに導かれ、その光ファイバ ーが送光用光ファイバーとなってその一端から被検体２２に測定光束３４が照射 される。残りの光ファイバーが受光用光ファイバーとなり、受光用光ファイバー の他端からの光がそれぞれの光電子増倍管３２に導かれて検出される。反射鏡３ ６を測定光束３４の光路に挿入する位置を順次切り換えていくことによって、測 定光束３４が被検体２２の周囲を順次移動しながら測定がなされる。

【００２３】 図８，９の装置では、被検体２のまわりに配置される光ファイバー群を被検体 の大きさ及び分解能に合わせて複数種類作成しておき、反射鏡３６と光電子増倍 管３２は光ファイバー群のうちの光ファイバーの数が最も多いものに合わせて用 意しておき、被検体２に応じて光ファイバー群３０を交換可能にすることができ る。

【００２４】 次に、図３の実施例の動作を図３と図１０により説明する。 まず、被検体２を図３（Ａ）に示すように、被検体側光ファイバーリング１２ 内に固定し、モータ１７を駆動して各光ファイバー１０ａを被検体側へ移動させ る。各光ファイバー１０ａに付いているタッチセンサ１１が被検体２と接触しオ ンになった時点でその光ファイバー１０ａのモータ１７が停止し、光ファイバー １０ａの移動が停止する。そのときの移動距離がポテンショメータ１９で求めら れる。この動作を各光ファイバー１０ａについて行ない、最終的に図１０の状態 にして各光ファイバー１０ａの移動距離により画像再構成領域を把握する。

【００２５】 図１０の状態で光ファイバー群１０の１本の光ファイバー１０−１を送光用光 ファイバーとし、他を受光用光ファイバーとして、被検体２の透過光や反射光を 測定する。そして、送光用光ファイバー１０−１の位置を順次切り換えることに より、被検体２の周囲に順次測定光束を移動させ、被検体２からの信号を得るこ とができる。被検体２からの信号と先に把握した画像再構成領域とにより、被検 体２内部の情報をディスプレイ（図示略）に写し出す。 以上の説明では光ファイバーの移動量をポテンショメータにより求めているが 、本考案ではこれに限定されず、モータ１７にステッピングモータを使用すれば 、駆動パルス数により移動量を算出することができる。

【００２６】

【考案の効果】

本考案によれば、被検体がどのような形状であろうとも、光ファイバーを被検 体に密着させるようにすることにより、画像再構成領域をいつも把握でき、これ により画質が向上する。 また、各光ファイバーの被検体側先端部に可撓性をもたせることによって、光 ファイバー先端の導光路面と被検体との密着が更によくなり、画質が更に向上す る。

【図面の簡単な説明】

【図１】リングに光ファイバーを固定した光走査装置を
示す斜視図である。

【図２】図１の光走査装置による画像再構成領域を示す
図である。

【図３】一実施例を示す図であり、（Ａ）は光走査装置
の縦断面図、（Ｂ）は光ファイバーのリングへの装着状
態を示す概略図である。

【図４】他の実施例における光ファイバーと被検体を示
す正面図である。

【図５】更に他の実施例における光ファイバーを示す正
面図である。

【図６】送光用光ファイバーと受光用光ファイバーの選
択機構の一例を示す斜視図である。

【図７】図６の選択機構における光ファイバー群の結合
部分を示す概略側面図である。

【図８】送光用光ファイバーと受光用光ファイバーを選
択する他の機構を示す概略正面図である。

【図９】図８の選択機構における反射鏡の移動機構を示
す側面図である。

【図１０】図３の実施例により光ファイバーを被検体に
密着させた状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

２ 被検体 １０ 光ファイバー群 １０ａ 光ファイバー １１ タッチセンサ １２ 光ファイバーリング １３ ラック １５ ピニオン １７ モータ １９ ポテンショメータ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光ファイバーの各一端を被検体の
   周囲に配列してなる光ファイバー群と、この光ファイバ
   ー群のそれぞれの光ファイバーを被検体の方向に移動さ
   せる移動機構と、この移動機構による各光ファイバーの
   移動量から画像再構成領域を把握する把握手段とを備え
   た光走査装置。
2. 【請求項２】 前記各光ファイバーの被検体側の先端部
   が可撓性を備えている請求項１に記載の光走査装置。