JPH075101A - 光散乱媒体の吸光計測装置 - Google Patents
光散乱媒体の吸光計測装置Info
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- JPH075101A JPH075101A JP14741293A JP14741293A JPH075101A JP H075101 A JPH075101 A JP H075101A JP 14741293 A JP14741293 A JP 14741293A JP 14741293 A JP14741293 A JP 14741293A JP H075101 A JPH075101 A JP H075101A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 媒体から出射する直進透過光と散乱光とを分
離して、媒体の吸光情報を高Ｓ／Ｎで検出し得る光散乱
媒体の吸光計測装置を提供する。 【構成】 周波数の等しい同期した２つのＳＬＤ光
ａ3 ，ａ4 がそれぞれ進行する、長さのほぼ等しい２つ
の光路Ａ，Ｂのうち、一方の光路Ｂ上に光路差制御器1
7、この光路Ｂを進行する光ａ4 の周波数を時間的に鋸
歯状波状に掃引するピエゾ素子32、およびこのピエゾ素
子32を駆動する鋸歯状波発生ドライブ回路33を設ける。
光路Ａを進行する光ａ3 を光散乱性の媒体10に入射さ
せ、媒体10内部を最短距離で出射する直進透過光ａ10お
よび媒体10内部で余分な長さの光路を通過して出射する
クロストーク光ａ21を、周波数掃引された光ａ5 と干渉
させる。直進透過光ａ10が干渉するときの光ａ5 の周波
数とクロストーク光ａ21が干渉するときの光ａ5 の周波
数とが異なり干渉光の周波数が異なるため、これを検出
する。
離して、媒体の吸光情報を高Ｓ／Ｎで検出し得る光散乱
媒体の吸光計測装置を提供する。 【構成】 周波数の等しい同期した２つのＳＬＤ光
ａ3 ，ａ4 がそれぞれ進行する、長さのほぼ等しい２つ
の光路Ａ，Ｂのうち、一方の光路Ｂ上に光路差制御器1
7、この光路Ｂを進行する光ａ4 の周波数を時間的に鋸
歯状波状に掃引するピエゾ素子32、およびこのピエゾ素
子32を駆動する鋸歯状波発生ドライブ回路33を設ける。
光路Ａを進行する光ａ3 を光散乱性の媒体10に入射さ
せ、媒体10内部を最短距離で出射する直進透過光ａ10お
よび媒体10内部で余分な長さの光路を通過して出射する
クロストーク光ａ21を、周波数掃引された光ａ5 と干渉
させる。直進透過光ａ10が干渉するときの光ａ5 の周波
数とクロストーク光ａ21が干渉するときの光ａ5 の周波
数とが異なり干渉光の周波数が異なるため、これを検出
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光散乱媒体の吸光計測装
置に関し、詳細には光ヘテロダイン検出方式による吸光
計測装置を光散乱媒体に対して適用可能にした吸光計測
装置に関するものである。
置に関し、詳細には光ヘテロダイン検出方式による吸光
計測装置を光散乱媒体に対して適用可能にした吸光計測
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】生体等の光散乱性の媒体（以下、光散乱
媒体という）の透過吸光情報を検出する方法の１つとし
て光ヘテロダイン検出法が知られている（特開平 2-110
345 号，同 2-110346 号公報参照）。この光ヘテロダイ
ン検出方式は、波長の僅かに異なる２つの光束をそれら
の進行方向が一致するように重ね合わせ、波長の差によ
って生じる光の干渉現象を利用するものであって、重ね
合わされる２つの光束の進行方向が完全に一致しない
と、その光束の垂直な面において時間的に強弱を繰返す
ビート信号を検出することができないため、極めて高精
度な方向弁別性能を有した検出方式ということができ
る。
媒体という）の透過吸光情報を検出する方法の１つとし
て光ヘテロダイン検出法が知られている（特開平 2-110
345 号，同 2-110346 号公報参照）。この光ヘテロダイ
ン検出方式は、波長の僅かに異なる２つの光束をそれら
の進行方向が一致するように重ね合わせ、波長の差によ
って生じる光の干渉現象を利用するものであって、重ね
合わされる２つの光束の進行方向が完全に一致しない
と、その光束の垂直な面において時間的に強弱を繰返す
ビート信号を検出することができないため、極めて高精
度な方向弁別性能を有した検出方式ということができ
る。
【０００３】このように高精度な方向弁別性能を有する
光ヘテロダイン検出方式によれば、光散乱媒体に入射し
た光は、この光散乱媒体の内部で多重散乱や拡散あるい
は反射、透過によって種々の方向に出射するが、これら
の光の中から直進透過光のみを容易に検出することがで
き、得られた直進透過光を分光分析することによってこ
の媒体の吸光情報を得ることができる。
光ヘテロダイン検出方式によれば、光散乱媒体に入射し
た光は、この光散乱媒体の内部で多重散乱や拡散あるい
は反射、透過によって種々の方向に出射するが、これら
の光の中から直進透過光のみを容易に検出することがで
き、得られた直進透過光を分光分析することによってこ
の媒体の吸光情報を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記光ヘテロ
ダイン検出方式を用いた吸光計測装置において、媒体に
ある程度大きなビーム径の光束を入射して媒体の吸光情
報を２次元的に検出しようとすると、媒体の内部で何回
も散乱し、媒体の表面より種々の方向に向って出射する
散乱光のうち、直進透過光と同一進行方向に向う散乱光
（クロストーク光）が直進透過光に混入し、そのため光
検出器はこの散乱光の混入した直進透過光を検出するこ
とになり、検出信号のＳ／Ｎが劣化するという難点があ
る。
ダイン検出方式を用いた吸光計測装置において、媒体に
ある程度大きなビーム径の光束を入射して媒体の吸光情
報を２次元的に検出しようとすると、媒体の内部で何回
も散乱し、媒体の表面より種々の方向に向って出射する
散乱光のうち、直進透過光と同一進行方向に向う散乱光
（クロストーク光）が直進透過光に混入し、そのため光
検出器はこの散乱光の混入した直進透過光を検出するこ
とになり、検出信号のＳ／Ｎが劣化するという難点があ
る。
【０００５】これを解決するため従来は、媒体の吸光情
報を２次元的に検出しようとする場合、散乱光が直進透
過光に極力混入しないように光束を小さいビーム径とし
て、媒体の小さい領域の吸光情報を検出し、この光束を
媒体に走査することによって小さい領域毎の吸光情報を
２次元的に再構成している。
報を２次元的に検出しようとする場合、散乱光が直進透
過光に極力混入しないように光束を小さいビーム径とし
て、媒体の小さい領域の吸光情報を検出し、この光束を
媒体に走査することによって小さい領域毎の吸光情報を
２次元的に再構成している。
【０００６】しかしこのように小さいビーム径の光束を
媒体に走査して吸光情報を細分化して検出するのは非常
に時間がかかり、また光束のビーム径を限りなく小さく
したとしても散乱光を完全に除去することはできない。
媒体に走査して吸光情報を細分化して検出するのは非常
に時間がかかり、また光束のビーム径を限りなく小さく
したとしても散乱光を完全に除去することはできない。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
媒体から出射する直進透過光と散乱光とを分離して、媒
体の吸光情報を高Ｓ／Ｎで検出し得る光散乱媒体の吸光
計測装置を提供することを目的とするものである。
媒体から出射する直進透過光と散乱光とを分離して、媒
体の吸光情報を高Ｓ／Ｎで検出し得る光散乱媒体の吸光
計測装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光散乱媒体の吸
光計測装置は、直進透過光の進行方向と同一方向に出射
する散乱光が、その方向に出射する直進透過光よりも媒
体内部において長い光路長を有する光路を通過するとい
う特性を利用し、媒体を通過せず他の光路を進行した光
（参照光）と直進透過光とが干渉して発生する光のビー
ト信号と、参照光とクロストーク光とが干渉して発生す
る光のビート信号とを分離して、直進透過光を選別し、
この選別された直進透過光に基づいて光散乱媒体の吸光
情報を計測することを特徴とするものである。
光計測装置は、直進透過光の進行方向と同一方向に出射
する散乱光が、その方向に出射する直進透過光よりも媒
体内部において長い光路長を有する光路を通過するとい
う特性を利用し、媒体を通過せず他の光路を進行した光
（参照光）と直進透過光とが干渉して発生する光のビー
ト信号と、参照光とクロストーク光とが干渉して発生す
る光のビート信号とを分離して、直進透過光を選別し、
この選別された直進透過光に基づいて光散乱媒体の吸光
情報を計測することを特徴とするものである。
【０００９】すなわち本発明の第１の光散乱媒体の吸光
計測装置は、請求項１に記載したように、可干渉距離の
短い低コヒーレンスな光を出射する光源と、この光源よ
り出射された前記低コヒーレンスな光を２つの光束に分
割し、それぞれ光路長の略等しい２つの異なる光路に沿
って進行させた後合成する光学系と、該２つの光路のう
ち少なくとも一方の光路上に設けられた、前記２つの光
路をそれぞれ各別に進行する２つの光束の周波数が互い
に異なるように該少なくとも一方の光路を進行する光束
の周波数をシフトせしめる周波数シフタと、前記２つの
光路のうち少なくとも一方の光路上に設けられた、該少
なくとも一方の光路の長さを変調せしめて前記２つの光
路の光路差を変調せしめる光路差変調手段と、前記２つ
の光路のうち一方の光路上に配された光散乱性の媒体を
直進透過した光束と他方の光路を進行した光束とが前記
光学系により合成されたのちの光束の強度を検出する光
検出器と、前記光検出器により検出された光強度を示す
信号のうち、前記光学系により合成される際の２つの光
束の周波数差に応じた周波数で強弱を繰り返すビート信
号を検出し前記媒体を直進透過した光の成分を検出する
光ヘテロダイン検波手段と、該光ヘテロダイン検波手段
により得られた前記媒体を直進透過した光の成分に基づ
いて該媒体の吸光情報を計測する吸光情報計測手段とを
備え、前記光路差変調手段により光路差を変調し、該光
路差に応じて特徴的に立ち上がる前記ビート信号を光ヘ
テロダイン検波することにより、前記媒体の吸光情報を
計測するようにしたことを特徴とするものである。
計測装置は、請求項１に記載したように、可干渉距離の
短い低コヒーレンスな光を出射する光源と、この光源よ
り出射された前記低コヒーレンスな光を２つの光束に分
割し、それぞれ光路長の略等しい２つの異なる光路に沿
って進行させた後合成する光学系と、該２つの光路のう
ち少なくとも一方の光路上に設けられた、前記２つの光
路をそれぞれ各別に進行する２つの光束の周波数が互い
に異なるように該少なくとも一方の光路を進行する光束
の周波数をシフトせしめる周波数シフタと、前記２つの
光路のうち少なくとも一方の光路上に設けられた、該少
なくとも一方の光路の長さを変調せしめて前記２つの光
路の光路差を変調せしめる光路差変調手段と、前記２つ
の光路のうち一方の光路上に配された光散乱性の媒体を
直進透過した光束と他方の光路を進行した光束とが前記
光学系により合成されたのちの光束の強度を検出する光
検出器と、前記光検出器により検出された光強度を示す
信号のうち、前記光学系により合成される際の２つの光
束の周波数差に応じた周波数で強弱を繰り返すビート信
号を検出し前記媒体を直進透過した光の成分を検出する
光ヘテロダイン検波手段と、該光ヘテロダイン検波手段
により得られた前記媒体を直進透過した光の成分に基づ
いて該媒体の吸光情報を計測する吸光情報計測手段とを
備え、前記光路差変調手段により光路差を変調し、該光
路差に応じて特徴的に立ち上がる前記ビート信号を光ヘ
テロダイン検波することにより、前記媒体の吸光情報を
計測するようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】ここで上記可干渉距離の短い低コヒーレン
スな光としては、例えば可干渉距離４０〜５０μｍのＳ
ＬＤ（Super Luminescent Diode ）や可干渉距離〜２０
μｍのＬＥＤを用いることができるが、指向性の点で優
れるＳＬＤを使用することが望ましい。
スな光としては、例えば可干渉距離４０〜５０μｍのＳ
ＬＤ（Super Luminescent Diode ）や可干渉距離〜２０
μｍのＬＥＤを用いることができるが、指向性の点で優
れるＳＬＤを使用することが望ましい。
【００１１】また上記周波数シフタとは周波数をもとの
周波数とは異なる周波数にシフトせしめる手段を意味
し、例えば音響光学素子に光を通過せしめてこの回折光
を利用して周波数をシフトする方式や、時間的に位相を
鋸歯状に掃引するシフト方式を採用してもよい。
周波数とは異なる周波数にシフトせしめる手段を意味
し、例えば音響光学素子に光を通過せしめてこの回折光
を利用して周波数をシフトする方式や、時間的に位相を
鋸歯状に掃引するシフト方式を採用してもよい。
【００１２】また本発明の第２の光散乱媒体の吸光計測
装置は、請求項２に記載したように、コヒーレント光を
出射する光源と、該光源より出射されたコヒーレント光
を時間的に周波数掃引する変調手段と、該変調されたコ
ヒーレント光を２つの光束に分割し、それぞれ光路長の
異なる２つの光路に沿って進行させた後合成する光学系
と、該２つの光路のうち一方の光路上に配された光散乱
性の媒体を直進透過した光束と他方の光路を進行した光
束とが合成されたのちの光束の強度を検出する光検出器
と、前記コヒーレント光に対してなされる周波数掃引の
特性と前記２つの光路の光路差とに応じた所定の周波数
で強弱を繰り返すビート信号を検出し前記媒体を直進透
過した光の成分を検出する光ヘテロダイン検波手段と、
該光ヘテロダイン検波手段により得られた前記媒体を直
進透過した光の成分に基づいて該媒体の吸光情報を計測
する吸光情報計測手段とを備え、前記光路差に応じて特
徴的に立ち上がる前記ビート信号を光ヘテロダイン検波
することにより、前記媒体の吸光情報を計測するように
したことを特徴とするものである。
装置は、請求項２に記載したように、コヒーレント光を
出射する光源と、該光源より出射されたコヒーレント光
を時間的に周波数掃引する変調手段と、該変調されたコ
ヒーレント光を２つの光束に分割し、それぞれ光路長の
異なる２つの光路に沿って進行させた後合成する光学系
と、該２つの光路のうち一方の光路上に配された光散乱
性の媒体を直進透過した光束と他方の光路を進行した光
束とが合成されたのちの光束の強度を検出する光検出器
と、前記コヒーレント光に対してなされる周波数掃引の
特性と前記２つの光路の光路差とに応じた所定の周波数
で強弱を繰り返すビート信号を検出し前記媒体を直進透
過した光の成分を検出する光ヘテロダイン検波手段と、
該光ヘテロダイン検波手段により得られた前記媒体を直
進透過した光の成分に基づいて該媒体の吸光情報を計測
する吸光情報計測手段とを備え、前記光路差に応じて特
徴的に立ち上がる前記ビート信号を光ヘテロダイン検波
することにより、前記媒体の吸光情報を計測するように
したことを特徴とするものである。
【００１３】ここで上記コヒーレント光を出射する光源
は、上記光源より出射されたコヒーレント光を時間的に
周波数掃引する変調手段を兼用するものであってもよ
い。
は、上記光源より出射されたコヒーレント光を時間的に
周波数掃引する変調手段を兼用するものであってもよ
い。
【００１４】なお上記光路上に配された光散乱性の媒体
の表面形状が曲面であったり、また凹凸を有している場
合は、この媒体に光束が入射する際にその媒体の界面で
屈折し、また媒体から直進透過光が出射する際にその界
面で屈折して、媒体に入射した光束の進行方向と媒体か
ら出射した直進透過光の進行方向とが一致しない場合が
ある。そこでこのような場合は媒体を、この媒体の屈折
率とほぼ同一の屈折率を有し、媒体に入射する光束の進
行方向に対して垂直に仕上げられた光入射面と光出射面
を有する光透過性の媒体によって覆うようにしてもよ
い。
の表面形状が曲面であったり、また凹凸を有している場
合は、この媒体に光束が入射する際にその媒体の界面で
屈折し、また媒体から直進透過光が出射する際にその界
面で屈折して、媒体に入射した光束の進行方向と媒体か
ら出射した直進透過光の進行方向とが一致しない場合が
ある。そこでこのような場合は媒体を、この媒体の屈折
率とほぼ同一の屈折率を有し、媒体に入射する光束の進
行方向に対して垂直に仕上げられた光入射面と光出射面
を有する光透過性の媒体によって覆うようにしてもよ
い。
【００１５】
【作用および発明の効果】本発明の第１の光散乱媒体の
吸光計測装置においては、光源よりＳＬＤ等の可干渉距
離の短い低コヒーレンスな光が出射され、この光が例え
ばビームスプリッタ等の光学系により第１の光束と第２
の光束とに分割され、それぞれ光路長のほぼ等しい第１
の光路、第２の光路に沿って進行した後ビームスプリッ
タ等の光学系によって合成され干渉せしめられる。
吸光計測装置においては、光源よりＳＬＤ等の可干渉距
離の短い低コヒーレンスな光が出射され、この光が例え
ばビームスプリッタ等の光学系により第１の光束と第２
の光束とに分割され、それぞれ光路長のほぼ等しい第１
の光路、第２の光路に沿って進行した後ビームスプリッ
タ等の光学系によって合成され干渉せしめられる。
【００１６】ここで上記２つの光束のうち少なくとも一
方は、その光路上に配された周波数シフタによりその周
波数がシフトされ、それによりこれら２つの光束の周波
数は互いに異なる値となる。また第１の光路に沿って進
行する第１の光束は、その光路上に配された光散乱性の
媒質に入射し、直進透過光および散乱光が媒質より出射
する。
方は、その光路上に配された周波数シフタによりその周
波数がシフトされ、それによりこれら２つの光束の周波
数は互いに異なる値となる。また第１の光路に沿って進
行する第１の光束は、その光路上に配された光散乱性の
媒質に入射し、直進透過光および散乱光が媒質より出射
する。
【００１７】この際、散乱光のうち直進透過光と同一の
進行方向成分の光（クロストーク光）も生じる。しかし
直進透過光は媒質内を入射光の進行方向に沿って最短距
離で進行するが、クロストーク光は媒質内部の散乱媒質
により少なくとも１回散乱されたのち出射するため、ク
ロストーク光が媒質内部において通過する光路長は、直
進透過光の光路長に対して長くなる。
進行方向成分の光（クロストーク光）も生じる。しかし
直進透過光は媒質内を入射光の進行方向に沿って最短距
離で進行するが、クロストーク光は媒質内部の散乱媒質
により少なくとも１回散乱されたのち出射するため、ク
ロストーク光が媒質内部において通過する光路長は、直
進透過光の光路長に対して長くなる。
【００１８】ここで光源より出射した光は可干渉距離が
短いため、ビームスプリッタ等の光学系上において、上
記第２の光と、直進透過光またはクロストーク光とが干
渉し得る長さとなるように、第１の光路上にあるいは第
２の光路上に設けられた光路差変調手段によって、その
光路長が調整される。
短いため、ビームスプリッタ等の光学系上において、上
記第２の光と、直進透過光またはクロストーク光とが干
渉し得る長さとなるように、第１の光路上にあるいは第
２の光路上に設けられた光路差変調手段によって、その
光路長が調整される。
【００１９】上記光路差変調手段により光路長を変調し
つつ、これら干渉された光の強度を光検出器により検出
し、光ヘテロダイン検波手段により、この検出された光
強度の信号のうち上記２つの光束の周波数の差の周波数
で強弱を繰り返すビート信号を検出するとともに直進透
過光の光強度あるいはクロストーク光の光強度を光ヘテ
ロダイン検波し、また光路差に基づいて直進透過光の光
強度とクロストーク光の光強度とを弁別し、吸光情報計
測手段により、この弁別された直進透過光の光強度に基
づいて光散乱媒体の吸光情報が計測される。
つつ、これら干渉された光の強度を光検出器により検出
し、光ヘテロダイン検波手段により、この検出された光
強度の信号のうち上記２つの光束の周波数の差の周波数
で強弱を繰り返すビート信号を検出するとともに直進透
過光の光強度あるいはクロストーク光の光強度を光ヘテ
ロダイン検波し、また光路差に基づいて直進透過光の光
強度とクロストーク光の光強度とを弁別し、吸光情報計
測手段により、この弁別された直進透過光の光強度に基
づいて光散乱媒体の吸光情報が計測される。
【００２０】このように本発明の第１の光散乱媒体の吸
光計測装置によれば、媒体から出射する直進透過光と散
乱光とを分離することができ、その結果、光散乱性の媒
体の吸光情報を有する直進透過光からその吸光情報を高
Ｓ／Ｎで検出することができる。
光計測装置によれば、媒体から出射する直進透過光と散
乱光とを分離することができ、その結果、光散乱性の媒
体の吸光情報を有する直進透過光からその吸光情報を高
Ｓ／Ｎで検出することができる。
【００２１】また本発明の第２の光散乱媒体の吸光計測
装置は、光源より出射されたコヒーレント光が、変調手
段により時間的に周波数掃引され、その後、光学系によ
り第１の光束と第２の光束とに分割され、それぞれ光路
長のわずかに異なる第１の光路、第２の光路に沿って進
行した後合成され干渉される。この２つの光路は光路長
がわずかに異なるため、各光束が各光路を通過するのに
要する時間は異なる。光源より出射された光は時間的に
周波数掃引されているため、２つの光路をそれぞれ通過
した２つの光束が合成される際の各光束の周波数は異な
った値を示す。
装置は、光源より出射されたコヒーレント光が、変調手
段により時間的に周波数掃引され、その後、光学系によ
り第１の光束と第２の光束とに分割され、それぞれ光路
長のわずかに異なる第１の光路、第２の光路に沿って進
行した後合成され干渉される。この２つの光路は光路長
がわずかに異なるため、各光束が各光路を通過するのに
要する時間は異なる。光源より出射された光は時間的に
周波数掃引されているため、２つの光路をそれぞれ通過
した２つの光束が合成される際の各光束の周波数は異な
った値を示す。
【００２２】ここで上記２つの光路のうち第２の光路に
沿って進行する光束は、単にその光路に沿って進行する
だけであるが、第１の光路に沿って進行する光束は、そ
の光路上に配された光散乱性の媒質に入射し、直進透過
光および散乱光が媒質より出射する。
沿って進行する光束は、単にその光路に沿って進行する
だけであるが、第１の光路に沿って進行する光束は、そ
の光路上に配された光散乱性の媒質に入射し、直進透過
光および散乱光が媒質より出射する。
【００２３】この際、散乱光のうち直進透過光と同一の
進行方向成分の光（クロストーク光）も生じる。しかし
直進透過光は媒質内を入射光の進行方向に沿って最短距
離で進行するが、クロストーク光は媒質内部の散乱媒質
により少なくとも１回散乱されたのち出射するため、ク
ロストーク光が媒質内部において通過する光路長は、直
進透過光の光路長に対して長くなる。
進行方向成分の光（クロストーク光）も生じる。しかし
直進透過光は媒質内を入射光の進行方向に沿って最短距
離で進行するが、クロストーク光は媒質内部の散乱媒質
により少なくとも１回散乱されたのち出射するため、ク
ロストーク光が媒質内部において通過する光路長は、直
進透過光の光路長に対して長くなる。
【００２４】このため、第１の光路の長さより第２の光
路の長さ（第２の光路長）の方が長い場合、直進透過光
の光路を通過する第１の光路長と第２の光路長との差
は、クロストーク光の光路を通過する第１の光路長と第
２の光路長との差より大きい値となり、したがってこの
光学系上で干渉される直進透過光の周波数と第２の光路
を通過した第２の光束の周波数との差は、クロストーク
光の周波数と第２の光路を通過した第２の光束の周波数
との差より大きい値を示す。干渉した光は、干渉する以
前の２つの光の差周波数で強弱を繰り返すビート信号を
生じるため、直進透過光と第２の光束とが干渉した光の
周波数は、クロストーク光と第２の光束とが干渉した光
の周波数より高い値を示す。
路の長さ（第２の光路長）の方が長い場合、直進透過光
の光路を通過する第１の光路長と第２の光路長との差
は、クロストーク光の光路を通過する第１の光路長と第
２の光路長との差より大きい値となり、したがってこの
光学系上で干渉される直進透過光の周波数と第２の光路
を通過した第２の光束の周波数との差は、クロストーク
光の周波数と第２の光路を通過した第２の光束の周波数
との差より大きい値を示す。干渉した光は、干渉する以
前の２つの光の差周波数で強弱を繰り返すビート信号を
生じるため、直進透過光と第２の光束とが干渉した光の
周波数は、クロストーク光と第２の光束とが干渉した光
の周波数より高い値を示す。
【００２５】一方、第２の光路の長さ（第２の光路長）
より第１の光路の長さの方が長い場合、直進透過光の光
路を通過する第１の光路長と第２の光路長との差は、ク
ロストーク光の光路を通過する第１の光路長と第２の光
路長との差より小さい値となり、したがってこの光学系
上で干渉される直進透過光の周波数と第２の光路を通過
した第２の光束の周波数との差は、クロストーク光の周
波数と第２の光路を通過した第２の光束の周波数との差
より小さい値を示す。その結果、直進透過光と第２の光
束とが干渉した光の周波数は、クロストーク光と第２の
光束とが干渉した光の周波数より低いものとなる。
より第１の光路の長さの方が長い場合、直進透過光の光
路を通過する第１の光路長と第２の光路長との差は、ク
ロストーク光の光路を通過する第１の光路長と第２の光
路長との差より小さい値となり、したがってこの光学系
上で干渉される直進透過光の周波数と第２の光路を通過
した第２の光束の周波数との差は、クロストーク光の周
波数と第２の光路を通過した第２の光束の周波数との差
より小さい値を示す。その結果、直進透過光と第２の光
束とが干渉した光の周波数は、クロストーク光と第２の
光束とが干渉した光の周波数より低いものとなる。
【００２６】上述のように干渉された光強度を光検出器
により検出し、この検出された光強度と２つの光路の光
路差と光源の変調周波数とに基づいて光ヘテロダイン検
波手段により、上記２つの光束の周波数の差の周波数で
強弱を繰り返すビート信号を検出するとともに直進透過
光の光強度あるいはクロストーク光の光強度を光ヘテロ
ダイン検波し、また光路差に基づいて直進透過光の光強
度とクロストーク光の光強度とを弁別し、吸光情報計測
手段により、この弁別された直進透過光の光強度に基づ
いて光散乱媒体の吸光情報が計測される。
により検出し、この検出された光強度と２つの光路の光
路差と光源の変調周波数とに基づいて光ヘテロダイン検
波手段により、上記２つの光束の周波数の差の周波数で
強弱を繰り返すビート信号を検出するとともに直進透過
光の光強度あるいはクロストーク光の光強度を光ヘテロ
ダイン検波し、また光路差に基づいて直進透過光の光強
度とクロストーク光の光強度とを弁別し、吸光情報計測
手段により、この弁別された直進透過光の光強度に基づ
いて光散乱媒体の吸光情報が計測される。
【００２７】このように本発明の第２の光散乱媒体の吸
光計測装置によれば、媒体から出射する直進透過光と散
乱光とを分離することができ、その結果、光散乱性の媒
体の吸光情報を有する直進透過光からその吸光情報を高
Ｓ／Ｎで検出することができる。
光計測装置によれば、媒体から出射する直進透過光と散
乱光とを分離することができ、その結果、光散乱性の媒
体の吸光情報を有する直進透過光からその吸光情報を高
Ｓ／Ｎで検出することができる。
【００２８】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２９】図１は本発明にかかる光散乱媒体の吸光計
測装置の第１の実施例の概略を示すブロック図である。
図示の吸光計測装置は、ＳＬＤ（Super Luminescent Di
ode)光を出射するＳＬＤ光源20と、この光源20より出射
された光ａ1 を平行光ａ2 とするコリメータレンズ21
と、該平行光ａ2 を２つの光束ａ3 およびａ4 に分割
し、それぞれ光路長の略等しい２つの光路Ａ，Ｂに沿っ
て進行させた後重ね合わせるビームスプリッタ22，23お
よびミラー24，25と、この２つの光路Ａ，Ｂのうち一方
の光路Ｂを進行する光束ａ4 の周波数を図２に示す鋸歯
状波に変調するピエゾ素子32およびこのピエゾ素子32を
駆動する信号を発生する鋸歯状波発生ドライブ回路33
と、ビームスプリッタ23により重ね合わせられた光ａ6
の光強度を検出し光電変換して電気信号を出力する光検
出器30と、該光検出器30により検出された光強度を示す
信号を光ヘテロダイン検波するデータ処理装置31と、光
ヘテロダイン検波された光強度信号に基づいて所定の帯
域の光強度信号を抽出するバンドパイフィルタ34と、こ
の抽出された光強度信号より媒体10の吸光強度を算出す
るレベル検出器35とを備えた構成である。
測装置の第１の実施例の概略を示すブロック図である。
図示の吸光計測装置は、ＳＬＤ（Super Luminescent Di
ode)光を出射するＳＬＤ光源20と、この光源20より出射
された光ａ1 を平行光ａ2 とするコリメータレンズ21
と、該平行光ａ2 を２つの光束ａ3 およびａ4 に分割
し、それぞれ光路長の略等しい２つの光路Ａ，Ｂに沿っ
て進行させた後重ね合わせるビームスプリッタ22，23お
よびミラー24，25と、この２つの光路Ａ，Ｂのうち一方
の光路Ｂを進行する光束ａ4 の周波数を図２に示す鋸歯
状波に変調するピエゾ素子32およびこのピエゾ素子32を
駆動する信号を発生する鋸歯状波発生ドライブ回路33
と、ビームスプリッタ23により重ね合わせられた光ａ6
の光強度を検出し光電変換して電気信号を出力する光検
出器30と、該光検出器30により検出された光強度を示す
信号を光ヘテロダイン検波するデータ処理装置31と、光
ヘテロダイン検波された光強度信号に基づいて所定の帯
域の光強度信号を抽出するバンドパイフィルタ34と、こ
の抽出された光強度信号より媒体10の吸光強度を算出す
るレベル検出器35とを備えた構成である。
【００３０】ここで上記ビームスプリッタ22により２つ
の光路Ａ，Ｂに沿ってそれぞれ進行する２つの光束
ａ3 ，ａ4 のうちピエゾ素子32により周波数の変調され
る光束ａ4 を以下、参照光ａ4 といい、この参照光ａ4
の光路Ｂ上には光路Ｂの長さを所定の長さに変調し得る
光路差制御器37およびこの光路差制御器37を駆動する信
号を発生するドライブ回路36が設けられている。
の光路Ａ，Ｂに沿ってそれぞれ進行する２つの光束
ａ3 ，ａ4 のうちピエゾ素子32により周波数の変調され
る光束ａ4 を以下、参照光ａ4 といい、この参照光ａ4
の光路Ｂ上には光路Ｂの長さを所定の長さに変調し得る
光路差制御器37およびこの光路差制御器37を駆動する信
号を発生するドライブ回路36が設けられている。
【００３１】ここで光路差制御器37としては、例えば図
６（Ａ）に示すように光透過性のプレート38，38を対向
せしめ、これらの各中心点Ｏ，Ｏ′を中心として逆方向
に同角度だけ回転させるように構成したものや、図６
（Ｂ）に示すように入射光に対してわずかに傾斜して対
向する２枚のミラー39をそれらの間の距離が変化するよ
うに平行に移動し得るように構成したものなどを採用す
ることができる。
６（Ａ）に示すように光透過性のプレート38，38を対向
せしめ、これらの各中心点Ｏ，Ｏ′を中心として逆方向
に同角度だけ回転させるように構成したものや、図６
（Ｂ）に示すように入射光に対してわずかに傾斜して対
向する２枚のミラー39をそれらの間の距離が変化するよ
うに平行に移動し得るように構成したものなどを採用す
ることができる。
【００３２】一方、他方の光路Ａ上には、吸光強度を計
測しようとする光散乱性の媒体10が配置される。この媒
体10は図３（Ａ）に示すようにその表面形状が曲面によ
って形成されており、そのため光ビームが媒体10に入出
射する際、その界面において屈折して光の主ビームの進
行方向が変わり、アーチファクトの原因となる。そこで
図３（Ｂ）に示すように、媒体10とぼ同一の屈折率を有
する光透過性のマッチング媒体11を媒体10に密着させて
主ビームの進行方向を変えないようにする。なお、この
マッチング媒体10への光の入出射面は光の進行方向に対
してほぼ垂直に仕上げられている。このマッチング媒体
10は例えば図３（Ｃ）に示すように、媒体10と同一屈折
率の液状媒体14が充填されたポリエチレン等の極薄の可
撓性袋体13を、平行平板ガラス12に密着させたものによ
って構成することができ、これを媒体10に光の入出射方
向よりそれぞれ押し付けてサンドイッチ構造を構成する
ことによって実現することができる。
測しようとする光散乱性の媒体10が配置される。この媒
体10は図３（Ａ）に示すようにその表面形状が曲面によ
って形成されており、そのため光ビームが媒体10に入出
射する際、その界面において屈折して光の主ビームの進
行方向が変わり、アーチファクトの原因となる。そこで
図３（Ｂ）に示すように、媒体10とぼ同一の屈折率を有
する光透過性のマッチング媒体11を媒体10に密着させて
主ビームの進行方向を変えないようにする。なお、この
マッチング媒体10への光の入出射面は光の進行方向に対
してほぼ垂直に仕上げられている。このマッチング媒体
10は例えば図３（Ｃ）に示すように、媒体10と同一屈折
率の液状媒体14が充填されたポリエチレン等の極薄の可
撓性袋体13を、平行平板ガラス12に密着させたものによ
って構成することができ、これを媒体10に光の入出射方
向よりそれぞれ押し付けてサンドイッチ構造を構成する
ことによって実現することができる。
【００３３】以下説明簡略化のため媒体10とこのマッチ
ング媒体11との全体を媒体10とみなして記述する。
ング媒体11との全体を媒体10とみなして記述する。
【００３４】次の本実施例の作用について説明する。
【００３５】光源20より出射されたＳＬＤ光ａ1 はコリ
メータレンズ21により平行光ａ2 とされ、ビームスプリ
ッタ22によって２つの光路Ａ，Ｂに沿って進む２つの光
束ａ3 およひびａ4 に分割される。光路Ａに沿って進む
光束ａ3 は媒体10に入射し、この媒体10内部の光散乱媒
質により種々の方向に散乱されて出射する散乱光ａ
20と、この媒体10に特徴的に吸光されてこの媒体10の吸
光情報を担持し入射方向と同一方向に出射される直進透
過光ａ10とに分けられるが、図４に示すように、散乱光
ａ20の一部は多重散乱されるなどにより、直進透過光ａ
10が出射する方向と同一方向に出射する光があり、これ
はクロストーク光と呼ばれる。
メータレンズ21により平行光ａ2 とされ、ビームスプリ
ッタ22によって２つの光路Ａ，Ｂに沿って進む２つの光
束ａ3 およひびａ4 に分割される。光路Ａに沿って進む
光束ａ3 は媒体10に入射し、この媒体10内部の光散乱媒
質により種々の方向に散乱されて出射する散乱光ａ
20と、この媒体10に特徴的に吸光されてこの媒体10の吸
光情報を担持し入射方向と同一方向に出射される直進透
過光ａ10とに分けられるが、図４に示すように、散乱光
ａ20の一部は多重散乱されるなどにより、直進透過光ａ
10が出射する方向と同一方向に出射する光があり、これ
はクロストーク光と呼ばれる。
【００３６】このクロストーク光ａ21は媒体10内部で多
重散乱されることにより、直進透過光ａ10が媒体10内部
で通過する光路長よりも長い光路長の光路を通過するこ
とになる。
重散乱されることにより、直進透過光ａ10が媒体10内部
で通過する光路長よりも長い光路長の光路を通過するこ
とになる。
【００３７】一方、光路Ｂを通過する参照光ａ4 は、鋸
歯状波発生ドライブ回路33により駆動されるピエゾ素子
32と一体的に駆動されるミラー25により、図２に示すよ
うに時間的に位相が鋸歯状に掃引されて一定の周波数だ
けシフトした参照光ａ5 となる。
歯状波発生ドライブ回路33により駆動されるピエゾ素子
32と一体的に駆動されるミラー25により、図２に示すよ
うに時間的に位相が鋸歯状に掃引されて一定の周波数だ
けシフトした参照光ａ5 となる。
【００３８】この参照光ａ5 と媒体10より出射した光束
ａ10，ａ21とは、ビームスプリッタ23により合成され、
その光強度が光検出器30により検出されて光電変換され
光強度に応じた電気信号としてデータ処理装置31へ出力
される。
ａ10，ａ21とは、ビームスプリッタ23により合成され、
その光強度が光検出器30により検出されて光電変換され
光強度に応じた電気信号としてデータ処理装置31へ出力
される。
【００３９】ここでＳＬＤ光は可干渉距離が40〜50μｍ
と非常に短いため、ドライブ回路36により駆動される光
路差制御器37により上記２つの光路Ａ，Ｂの光路長がほ
ぼ等しくされることによって、その光路差に応じて、参
照光ａ5 と直進透過光ａ10とが干渉され、あるいは参照
光ａ5 とクロストーク光ａ21とが干渉される。
と非常に短いため、ドライブ回路36により駆動される光
路差制御器37により上記２つの光路Ａ，Ｂの光路長がほ
ぼ等しくされることによって、その光路差に応じて、参
照光ａ5 と直進透過光ａ10とが干渉され、あるいは参照
光ａ5 とクロストーク光ａ21とが干渉される。
【００４０】干渉された光ａ6 は光検出器30によりその
強度が検出される。ここでこの干渉光ａ6 は、もとの２
つの光の差周波数に応じた周波数で強弱を繰り返すビー
ト信号を生じる。光検出器30により検出された干渉光ａ
6 の強度変化からデータ処理装置31により、このビート
信号が検出され、検出されたビート信号より光路Ａを直
進して通過した光が光ヘテロダイン検波される。図５
は、光路Ａを直進して通過した光と光路Ｂを通過した光
ａ4 （ａ5 ）との光路差と、光検出器30により検出され
る光強度との関係を示すグラフであり、光路差がゼロと
なる位置を原点に設定したものである。この図５は光路
Ａを直進して通過した光、すなわち直進透過光ａ10およ
びクロストーク光ａ21の強度分布を示すものであるか
ら、斜線を付した特徴的に立ち上る検出光強度スペクト
ラムは、直進透過光ａ10の強度を示す。バンドパスフィ
ルタ34は、得られた検出光強度スペクラムのうちこの斜
線を付した特徴的に立ち上る検出光強度（光路差がゼロ
である原点における検出光強度）を検出し、検出された
上記帯域の検出光強度スペクトラムに基づいてレベル検
出器30により、媒体10を透過した直進透過光ａ10の強度
を算出して媒体10の吸光情報を得る。
強度が検出される。ここでこの干渉光ａ6 は、もとの２
つの光の差周波数に応じた周波数で強弱を繰り返すビー
ト信号を生じる。光検出器30により検出された干渉光ａ
6 の強度変化からデータ処理装置31により、このビート
信号が検出され、検出されたビート信号より光路Ａを直
進して通過した光が光ヘテロダイン検波される。図５
は、光路Ａを直進して通過した光と光路Ｂを通過した光
ａ4 （ａ5 ）との光路差と、光検出器30により検出され
る光強度との関係を示すグラフであり、光路差がゼロと
なる位置を原点に設定したものである。この図５は光路
Ａを直進して通過した光、すなわち直進透過光ａ10およ
びクロストーク光ａ21の強度分布を示すものであるか
ら、斜線を付した特徴的に立ち上る検出光強度スペクト
ラムは、直進透過光ａ10の強度を示す。バンドパスフィ
ルタ34は、得られた検出光強度スペクラムのうちこの斜
線を付した特徴的に立ち上る検出光強度（光路差がゼロ
である原点における検出光強度）を検出し、検出された
上記帯域の検出光強度スペクトラムに基づいてレベル検
出器30により、媒体10を透過した直進透過光ａ10の強度
を算出して媒体10の吸光情報を得る。
【００４１】上述のように本発明の光散乱媒体の吸光計
測装置によれば、光散乱性の媒体より出射する直進透過
光と散乱光とを分離することができ、その結果、高Ｓ／
Ｎで媒体の吸光情報を得ることができる。
測装置によれば、光散乱性の媒体より出射する直進透過
光と散乱光とを分離することができ、その結果、高Ｓ／
Ｎで媒体の吸光情報を得ることができる。
【００４２】なお本実施例において、光路差制御器37お
よび周波数シフタとしてのピエゾ素子32，鋸歯状波発生
ドライブ回路33が、媒体10の配されていない側の光路Ｂ
上に配されている構成であるが、本発明の吸光計測装置
は本実施例の態様に限るものではなく、上記光路差制御
器37および周波数シフタがいずれも媒体10の配されてい
る側の光路Ａ上に配された構成や、それぞれ各別に光路
Ａ上，光路Ｂ上に配された構成をも採用することができ
る。
よび周波数シフタとしてのピエゾ素子32，鋸歯状波発生
ドライブ回路33が、媒体10の配されていない側の光路Ｂ
上に配されている構成であるが、本発明の吸光計測装置
は本実施例の態様に限るものではなく、上記光路差制御
器37および周波数シフタがいずれも媒体10の配されてい
る側の光路Ａ上に配された構成や、それぞれ各別に光路
Ａ上，光路Ｂ上に配された構成をも採用することができ
る。
【００４３】図７は本発明にかかる光散乱媒体の吸光計
測装置の第２の実施例の概略を示すブロック図である。
図示の吸光計測装置は、レーザ光源50と、この光源50か
ら出射されるレーザ光を図８に示すように鋸歯波状に時
間的に周波数掃引する周波数掃引ドライブ回路66と、こ
のドライブ回路によって周波数掃引されて光源50より出
射されるレーザ光ａ1 を平行光ａ2 とするコリメータレ
ンズ51と、この平行光ａ2 を２つの光束ａ3 ，ａ4 に分
割し、光路長がわずかに異なる２つの光路Ａ，Ｂに沿っ
て進行させたのち重ね合わせるビームスプリッタ52，53
およびミラー54，55と、この重ね合わされたのちの光ａ
5 の光強度を検出した光電変換して電気信号を出力する
光検出器60と、光ヘテロダイン検波された光強度信号に
基づいて所定の帯域の光強度信号を抽出するバンドパス
フィルタ64と、この抽出された光信号より媒体10の吸光
強度を算出するレベル検出器65とを備えた構成である。
測装置の第２の実施例の概略を示すブロック図である。
図示の吸光計測装置は、レーザ光源50と、この光源50か
ら出射されるレーザ光を図８に示すように鋸歯波状に時
間的に周波数掃引する周波数掃引ドライブ回路66と、こ
のドライブ回路によって周波数掃引されて光源50より出
射されるレーザ光ａ1 を平行光ａ2 とするコリメータレ
ンズ51と、この平行光ａ2 を２つの光束ａ3 ，ａ4 に分
割し、光路長がわずかに異なる２つの光路Ａ，Ｂに沿っ
て進行させたのち重ね合わせるビームスプリッタ52，53
およびミラー54，55と、この重ね合わされたのちの光ａ
5 の光強度を検出した光電変換して電気信号を出力する
光検出器60と、光ヘテロダイン検波された光強度信号に
基づいて所定の帯域の光強度信号を抽出するバンドパス
フィルタ64と、この抽出された光信号より媒体10の吸光
強度を算出するレベル検出器65とを備えた構成である。
【００４４】ここで上記ビームスプリッタ52により２つ
の光路Ａ，Ｂに沿ってそれぞれ進行する２つの光束
ａ3 ，ａ4 のうち一方の光路Ａ上には、吸光強度を計測
しようとする光散乱性の媒体10が、前記第１の実施例の
場合と同様マッチング媒体11に覆われて配置されてい
る。
の光路Ａ，Ｂに沿ってそれぞれ進行する２つの光束
ａ3 ，ａ4 のうち一方の光路Ａ上には、吸光強度を計測
しようとする光散乱性の媒体10が、前記第１の実施例の
場合と同様マッチング媒体11に覆われて配置されてい
る。
【００４５】次に本実施例の作用について説明する。
【００４６】光源50より出射される光は前述のとおり周
波数掃引ドライブ回路66により図８に示す如く時間的に
周波数掃引される。この周波数掃引されて光源50より出
射した光ａ1 はコリメータレンズ51により平行光ａ2 と
され、ビームスプリッタ52によって２つの光路Ａ，Ｂに
沿って進む２つの光束ａ3 およびａ4 に分割される。光
路Ａに沿って進む光束ａ3 は媒体10に入射し、前記第１
の実施例において説明したように、この媒体の最短距離
を通って直線的に透過する直進透過光ａ10、およびこの
直進透過光ａ10よりも長い光路長の光路を通過するクロ
ストーク光ａ21として媒体10より出射される。
波数掃引ドライブ回路66により図８に示す如く時間的に
周波数掃引される。この周波数掃引されて光源50より出
射した光ａ1 はコリメータレンズ51により平行光ａ2 と
され、ビームスプリッタ52によって２つの光路Ａ，Ｂに
沿って進む２つの光束ａ3 およびａ4 に分割される。光
路Ａに沿って進む光束ａ3 は媒体10に入射し、前記第１
の実施例において説明したように、この媒体の最短距離
を通って直線的に透過する直進透過光ａ10、およびこの
直進透過光ａ10よりも長い光路長の光路を通過するクロ
ストーク光ａ21として媒体10より出射される。
【００４７】このように光路Ａを通過した光束ａ3 のう
ち媒体10より出射する直進透過光ａ10とクロストーク光
ａ21とが、ビームスプリッタ53により、他方の光路Ｂを
通過した光束ａ4 とそれぞれ合成されて干渉を生じる。
ち媒体10より出射する直進透過光ａ10とクロストーク光
ａ21とが、ビームスプリッタ53により、他方の光路Ｂを
通過した光束ａ4 とそれぞれ合成されて干渉を生じる。
【００４８】ここで直進透過光ａ10がビームスプリッタ
53に到達するのに要する時間は、クロストーク光ａ21が
ビームスプリッタ53に到達するのに要する場間よりも短
いため、ビームスプリッタ53上で直進透過光ａ10が干渉
される光ａ4 の周波数は、クロストーク光ａ21が干渉さ
れる光ａ4 の周波数に対して低い。そのため例えば光路
Ａの長さよりも光路Ｂの長さが短い場合は、直進透過光
ａ10と干渉される光ａ4 の周波数を直進透過光ａ10の周
波数との差は、クロストーク光ａ21と干渉される光ａ4
の周波数とクロストーク光ａ21の周波数との差よりも小
さく、干渉によって生じるビート信号の周波数は、直進
透過光ａ10による干渉ａ51の方がクロストーク光ａ21に
よる干渉光ａ52よりも低いものとなる。
53に到達するのに要する時間は、クロストーク光ａ21が
ビームスプリッタ53に到達するのに要する場間よりも短
いため、ビームスプリッタ53上で直進透過光ａ10が干渉
される光ａ4 の周波数は、クロストーク光ａ21が干渉さ
れる光ａ4 の周波数に対して低い。そのため例えば光路
Ａの長さよりも光路Ｂの長さが短い場合は、直進透過光
ａ10と干渉される光ａ4 の周波数を直進透過光ａ10の周
波数との差は、クロストーク光ａ21と干渉される光ａ4
の周波数とクロストーク光ａ21の周波数との差よりも小
さく、干渉によって生じるビート信号の周波数は、直進
透過光ａ10による干渉ａ51の方がクロストーク光ａ21に
よる干渉光ａ52よりも低いものとなる。
【００４９】一方、光路Ａの長さよりも光路Ｂの長さが
長い場合は、直進透過光ａ10と干渉される光ａ4 の周波
数と直進透過光ａ10の周波数との差は、クロストーク光
ａ21と干渉される光ａ4 の周波数とクロストーク光ａ21
の周波数との差よりも小さく、従って干渉によって生じ
るビート信号の周波数は、直進透過光ａ10による干渉光
ａ51の方がクロストーク光ａ21による干渉光ａ52よりも
高いものとなる。
長い場合は、直進透過光ａ10と干渉される光ａ4 の周波
数と直進透過光ａ10の周波数との差は、クロストーク光
ａ21と干渉される光ａ4 の周波数とクロストーク光ａ21
の周波数との差よりも小さく、従って干渉によって生じ
るビート信号の周波数は、直進透過光ａ10による干渉光
ａ51の方がクロストーク光ａ21による干渉光ａ52よりも
高いものとなる。
【００５０】上述のとおり干渉によって生じるビート信
号の周波数差から、直進透過光ａ10とクロストーク光ａ
21とを弁別することが可能である。
号の周波数差から、直進透過光ａ10とクロストーク光ａ
21とを弁別することが可能である。
【００５１】光検出器60により検出された干渉光ａ
5 （直進透過光ａ10と光ａ4 とが干渉された干渉光ａ51
およびクロストーク光ａ21と光ａ4 とが干渉された干渉
光ａ52の総称）は、その光強度に応じた大きさの電気信
号に光電変換されてデータ処理装置61により光ヘテロダ
イン検波され、前記干渉光ａ51，ａ52のビート信号の周
波数差に応じた検出信号の強度スペクトラムが得られる
（図９参照）。この図９（Ａ）は光路Ａの長さよりも光
路Ｂの長さが短い場合についてのものであり、図９
（Ｂ）は光路Ａの長さよりも光路Ｂの長さが長い場合に
ついてのものである。
5 （直進透過光ａ10と光ａ4 とが干渉された干渉光ａ51
およびクロストーク光ａ21と光ａ4 とが干渉された干渉
光ａ52の総称）は、その光強度に応じた大きさの電気信
号に光電変換されてデータ処理装置61により光ヘテロダ
イン検波され、前記干渉光ａ51，ａ52のビート信号の周
波数差に応じた検出信号の強度スペクトラムが得られる
（図９参照）。この図９（Ａ）は光路Ａの長さよりも光
路Ｂの長さが短い場合についてのものであり、図９
（Ｂ）は光路Ａの長さよりも光路Ｂの長さが長い場合に
ついてのものである。
【００５２】図９（Ａ）に示した検出信号の強度スペク
トラムにおいて斜線を付した、特徴的に立上る検出光強
度スペクトラムは、通過光ａ10の強度を示すものである
から、この得られた検出光強度スペクトラム全体をバン
ドパスフィルタ64を通すことにより、この特徴的に立上
る帯域の検出光強度スペクトラムだけを検出し、検出さ
れた上記帯域の検出光強度スペクトラムに基づいてレベ
ル検出器65により、媒体10を透過した直進透過光ａ10の
強度を算出して媒体10の吸光情報を得る。
トラムにおいて斜線を付した、特徴的に立上る検出光強
度スペクトラムは、通過光ａ10の強度を示すものである
から、この得られた検出光強度スペクトラム全体をバン
ドパスフィルタ64を通すことにより、この特徴的に立上
る帯域の検出光強度スペクトラムだけを検出し、検出さ
れた上記帯域の検出光強度スペクトラムに基づいてレベ
ル検出器65により、媒体10を透過した直進透過光ａ10の
強度を算出して媒体10の吸光情報を得る。
【００５３】上述のように本発明の光散乱媒体の吸光計
測装置によれば、光散乱性の媒体より出射する直進透過
光と散乱光とを分離することができ、その結果、高Ｓ／
Ｎで媒体の吸光情報を得ることができる。
測装置によれば、光散乱性の媒体より出射する直進透過
光と散乱光とを分離することができ、その結果、高Ｓ／
Ｎで媒体の吸光情報を得ることができる。
【図１】本発明にかかる光散乱媒体の吸光計測装置の第
１の実施例を示す概略ブロック図
１の実施例を示す概略ブロック図
【図２】参照光の掃引周波数波形を示すグラフ
【図３】光散乱媒体への入出射光の界面における屈折の
補正について説明するための説明図
補正について説明するための説明図
【図４】直進透過光とクロストーク光との関係を説明す
るための概念図
るための概念図
【図５】光路差と検出光強度スペクトラムとの関係を示
すグラフ
すグラフ
【図６】光路差制御器の具体例を示す概略図
【図７】本発明にかかる光散乱媒体の吸光計測装置の第
２の実施例を示す概略ブロック図
２の実施例を示す概略ブロック図
【図８】光源より出射されるレーザ光の掃引周波数波形
を示すグラフ
を示すグラフ
【図９】ビート信号の周波数と検出光強度スペクトラム
との関係を示すグラフ
との関係を示すグラフ
10 光散乱性の媒体 11 マッチング媒体 12 ガラス板 13 可撓性袋体 14 液状媒体 20 ＳＬＤ光源 21，51 コリメータレンズ 22，23，52，53 ビームスプリッタ 24，25，39，40，54，55 ミラー 30，60 光検出器 31，61 データ処理装置 32 ピエゾ素子 33 鋸歯状波発生ドライブ回路 34，64 バンドパスフィルタ 35，65 レベル検出器 36 ドライブ回路 37 光路差制御器 38 光透過性のプレート 50 レーザ光源 66 周波数掃引ドライブ回路
Claims (2)
- 【請求項１】 可干渉距離の短い低コヒーレンスな光を
出射する光源と、該光源より出射された前記低コヒーレ
ンスな光を２つの光束に分割し、それぞれ光路長の略等
しい２つの異なる光路に沿って進行させた後合成する光
学系と、該２つの光路のうち少なくとも一方の光路上に
設けられた、前記２つの光路をそれぞれ各別に進行する
２つの光束の周波数が互いに異なるように該少なくとも
一方の光路を進行する光束の周波数をシフトせしめる周
波数シフタと、前記２つの光路のうち少なくとも一方の
光路上に設けられた、該少なくとも一方の光路の長さを
変調せしめて前記２つの光路の光路差を変調せしめる光
路差変調手段と、前記２つの光路のうち一方の光路上に
配された光散乱性の媒体を直進透過した光束と他方の光
路を進行した光束とが前記光学系により合成されたのち
の光束の強度を検出する光検出器と、前記光検出器によ
り検出された光強度を示す信号のうち、前記光学系によ
り合成される際の２つの光束の周波数差に応じた周波数
で強弱を繰り返すビート信号を検出し前記媒体を直進透
過した光の成分を検出する光ヘテロダイン検波手段と、
該光ヘテロダイン検波手段により得られた前記媒体を直
進透過した光の成分に基づいて該媒体の吸光情報を計測
する吸光情報計測手段とを備え、 前記光路差変調手段により光路差を変調し、該光路差に
応じて特徴的に立ち上がる前記ビート信号を光ヘテロダ
イン検波することにより、前記媒体の吸光情報を計測す
るようにしたことを特徴とする光散乱媒体の吸光計測装
置。 - 【請求項２】 コヒーレント光を出射する光源と、該光
源より出射されたコヒーレント光を時間的に周波数掃引
する変調手段と、該変調されたコヒーレント光を２つの
光束に分割し、それぞれ光路長の異なる２つの光路に沿
って進行させた後合成する光学系と、該２つの光路のう
ち一方の光路上に配された光散乱性の媒体を直進透過し
た光束と他方の光路を進行した光束とが合成されたのち
の光束の強度を検出する光検出器と、前記コヒーレント
光に対してなされる周波数掃引の特性と前記２つの光路
の光路差とに応じた所定の周波数で強弱を繰り返すビー
ト信号を検出し前記媒体を直進透過した光の成分を検出
する光ヘテロダイン検波手段と、該光ヘテロダイン検波
手段により得られた前記媒体を直進透過した光の成分に
基づいて該媒体の吸光情報を計測する吸光情報計測手段
とを備え、 前記光路差に応じて特徴的に立ち上がる前記ビート信号
を光ヘテロダイン検波することにより、前記媒体の吸光
情報を計測するようにしたことを特徴とする光散乱媒体
の吸光計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14741293A JP3264463B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 光散乱媒体の吸光計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14741293A JP3264463B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 光散乱媒体の吸光計測装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001273317A Division JP3502076B2 (ja) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | 光散乱媒体の吸光計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075101A true JPH075101A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3264463B2 JP3264463B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=15429722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14741293A Expired - Fee Related JP3264463B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 光散乱媒体の吸光計測装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3264463B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000075633A1 (fr) * | 1997-12-12 | 2000-12-14 | Hamamatsu Photonics K.K. | Dispositif optique ct et procede de reformation d'images |
| US6687532B2 (en) | 1997-12-12 | 2004-02-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical CT apparatus and image reconstructing method |
| JP2008168137A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Tianjin Sunshine Optics Technologies Co Ltd | 光学距離が選択可能な無侵襲にて人体の成分を測定する方法と測定装置 |
| JP4912504B1 (ja) * | 2010-09-16 | 2012-04-11 | キヤノン株式会社 | 屈折率の計測方法および計測装置 |
| WO2012127880A1 (ja) * | 2011-03-24 | 2012-09-27 | 株式会社ニコン | 観察装置および観察方法 |
| WO2019131298A1 (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-04 | 日本電気株式会社 | 光ビーム制御器およびこれを用いた光干渉断層撮像器 |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP14741293A patent/JP3264463B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6687532B2 (en) | 1997-12-12 | 2004-02-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical CT apparatus and image reconstructing method |
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| JP2013009963A (ja) * | 2007-01-12 | 2013-01-17 | Tianjin Senyo Kagi Hatten Yugenkoshi | 光学距離が選択可能な無侵襲にて人体の成分を測定する方法 |
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| WO2019131298A1 (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-04 | 日本電気株式会社 | 光ビーム制御器およびこれを用いた光干渉断層撮像器 |
| JPWO2019131298A1 (ja) * | 2017-12-25 | 2020-11-26 | 日本電気株式会社 | 光ビーム制御器およびこれを用いた光干渉断層撮像器 |
| JP2021165747A (ja) * | 2017-12-25 | 2021-10-14 | 日本電気株式会社 | 光ビーム制御器およびこれを用いた光干渉断層撮像器 |
| US11703450B2 (en) | 2017-12-25 | 2023-07-18 | Nec Corporation | Optical beam controller and optical interference tomographic imaging device using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3264463B2 (ja) | 2002-03-11 |
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