WO2012057151A1 - 光学測定装置およびプローブ装置 - Google Patents

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秀行 高岡
裕基 庄野
遼佑 伊藤
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オリンパス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical measuring device for measuring optical characteristics of a scatterer and a probe device for measurement.
  • Such an optical measurement device can perform optical measurement of an object such as a living tissue that is a scatterer by being combined with an endoscope that observes an organ such as a digestive organ.
  • the spatial coherence length of illumination light is determined by the size of the light exit region of the optical fiber and the distance from the exit end face to the object.
  • a probe having an irradiation fiber corresponding to a spatial coherence length corresponding to an object is selected from a plurality of probes each having an irradiation fiber having a different core diameter, and the probe is measured during the measurement. It is necessary to replace the system, and complicated operations are burdened on the operator.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical measurement device and a probe device capable of performing irradiation with a plurality of spatial coherence lengths with a single probe.
  • an optical measurement apparatus includes a light source that supplies irradiation light having at least one spectral component in an optical measurement apparatus that measures optical characteristics of a scatterer.
  • An irradiation fiber that conducts the light supplied by the light source and emits the light to the scatterer; a light-receiving fiber that receives the return light from the scatterer at the tip and conducts it toward the base end; and a base of the light-receiving fiber
  • a detection unit that detects light output from the end, a measurement unit that measures characteristics of the scatterer based on a detection result by the detection unit, and an emission region in which light is emitted from the distal end surface of the irradiation fiber.
  • a switching unit for switching the total area.
  • the irradiation fiber has a first light guide path and a second light guide path, each of which has different exit areas from which light is emitted on the distal end surface
  • the switching unit includes: The region where the light supplied from the light source is incident is switched between the first light guide path and the second light guide path at the base end of the irradiation fiber.
  • the irradiation fiber is a plurality of clad fibers formed of a clad of two or more layers formed around a core, and the switching unit is arranged at the proximal end of the irradiation fiber. A region in which light supplied by a light source is incident is switched between the core and the core and the clad in contact with the core.
  • the irradiation fiber is a multi-core fiber having a plurality of cores
  • the switching unit receives light supplied from the light source at a base end of the irradiation fiber.
  • the region is configured by one core of the irradiation fiber or a plurality of adjacent cores, and the combination of the cores is switched to one of a plurality of core groups different from each other.
  • the switching unit switches the region where the light supplied by the light source is incident to one of the core groups configured by the plurality of cores
  • the plurality of cores At least a part of each irradiation range of light emitted from the light receiving fiber is included, and the light receiving range in the light receiving fiber is included in a region where the irradiation range overlaps.
  • the irradiation fiber is an irradiation fiber bundle composed of a plurality of fibers, and the switching unit receives light supplied from the light source at a base end of the irradiation fiber.
  • the incident fiber is configured by one of the plurality of fibers or a plurality of adjacent fibers, and the combination of the fibers is switched to any one of a plurality of fiber groups different from each other.
  • Each of the irradiation ranges is at least partially overlapped, and the light receiving range in the light receiving fiber is included in a region where the irradiation ranges overlap.
  • the irradiation fiber and the light receiving fiber are configured by a plurality of shared fibers having different areas of incident / exit areas where light is emitted or incident on a distal end surface, and the switching unit is
  • the fiber to which the light supplied from the light source is incident is switched to one of the plurality of shared fibers, and the output destination of the return light of the other shared fiber is switched to the detection unit. It is characterized by.
  • An optical measurement device includes a main body device having the light source, the detection unit, and the measurement unit, an irradiation fiber, and a light receiving fiber, and is detachably connected to the main body device.
  • the probe is further provided.
  • the optical measuring device is characterized in that the main body device includes the switching unit.
  • the optical measuring device is characterized in that the probe includes the switching unit.
  • the optical measurement apparatus further includes a cap that covers the tip of the irradiation fiber and the tip of the light receiving fiber.
  • the optical measurement apparatus is characterized in that the detection unit is a spectrometer.
  • the optical measuring device is characterized in that the light source is an incoherent light source.
  • the optical measurement device is an optical measurement device that measures the optical characteristics of a scatterer, and includes a main body device and a probe for insertion into the body that is detachably connected to the main body device. Includes a light source that supplies irradiation light having at least one spectral component, a detection unit that detects light output from the probe, and a measurement that measures the characteristics of the scatterer based on the detection result of the detection unit And the probe is inserted into an insertion port of the main body device by inserting a plurality of shared fibers having different areas of incident / exit areas where light is emitted or incident on the distal end surface thereof.
  • the light output from the light source is connected to the base end of any one of the shared fibers, and the base end of the other shared fiber is connected to the main unit.
  • a connecting portion that connects a light input portion to the detecting portion, and the direction of the contact surface of the connecting portion that contacts the light output portion and the light input portion of the main body device is changed.
  • the optical measuring device according to the present invention is further characterized by further comprising a single cap covering the tip of the shared fiber.
  • the optical measurement apparatus is characterized in that the detection unit is a spectrometer.
  • the optical measuring device is characterized in that the light source is an incoherent light source.
  • the probe device is a measurement probe device that is detachably connected to an optical measurement device that measures the characteristics of a scatterer.
  • the irradiation fiber includes a first light guide path and a second light guide path, each of which has a different area of an emission region from which light is emitted on the distal end surface
  • the switching unit includes: A region where light supplied by the light source is incident is switched between the first light guide path and the second light guide path at a base end of the irradiation fiber.
  • the irradiation fiber is a plurality of clad fibers formed of two or more layers of clads formed around a core
  • the switching unit includes the light source at the proximal end of the irradiation fiber. The region in which the light supplied by is incident is switched between the core and the core and the clad in contact with the core.
  • the irradiation fiber is a multi-core fiber having a plurality of cores
  • the switching unit receives light supplied from the light source at a proximal end of the irradiation fiber.
  • the region is formed by one core of the irradiation fiber or a plurality of adjacent cores, and the combination of the cores is switched to one of a plurality of core groups different from each other.
  • the switching unit may be configured such that, at a proximal end of the irradiation fiber, a fiber on which light supplied by the light source is incident is one of the plurality of fibers or a plurality of adjacent fibers. It is constituted by a fiber, and the combination of the fibers is switched to any one of a plurality of fiber groups different from each other.
  • the irradiation fiber is an irradiation fiber bundle composed of a plurality of fibers, and the switching unit receives light supplied from the light source at a proximal end of the irradiation fiber.
  • the fiber to be switched is configured by one of the plurality of fibers or a plurality of adjacent fibers, and the combination of the fibers is switched to one of a plurality of fiber groups different from each other.
  • the switching unit switches the region where the light supplied by the light source is incident to any one of the plurality of fiber groups, the light emitted from the plurality of fibers is transmitted.
  • Each irradiation range is at least partially overlapped, and the light receiving range in the light receiving fiber is included in a region where the irradiation ranges overlap.
  • the irradiation fiber and the light receiving fiber are configured by a plurality of shared fibers having different areas of incident / exit areas where light is emitted or incident on a distal end surface
  • the switching unit includes: At the base end of the shared fiber, the fiber to which the light supplied from the light source is incident is switched to one of the plurality of shared fibers, and the output destination of the return light of the other shared fiber is switched to the detection unit.
  • the probe apparatus according to the present invention further includes a cap that covers the tip of the irradiation fiber and the tip of the light receiving fiber.
  • the switching unit that switches the total area of the emission region from which light is emitted from the tip surface of the irradiation fiber.
  • any one of the plurality of shared fibers having different light input / output areas and the light output unit from the light source in the main body device is inserted into the insertion port of the main body device. And connecting the base ends of the two shared fibers, and connecting the base ends of the other shared fibers and the light input section to the detection section of the main body apparatus, the light output section of the main body apparatus and By changing the direction of the contact surface of the connection portion that contacts the light input portion, the common fiber connected to the light output portion from the light source in the main body device and the light input portion to the detection portion in the main body device are connected. Since the shared fiber is switched, irradiation with a plurality of spatial coherence lengths can be performed with one probe.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical measurement apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining insertion of the probe shown in FIG. 1 into the subject.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an irradiation fiber of the switching unit and the probe shown in FIG.
  • FIG. 4 is a view showing a tip surface of the irradiation fiber shown in FIG.
  • FIG. 5 is another diagram illustrating the irradiation fiber of the switching unit and the probe shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the switching unit and the irradiation fiber of the probe according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a view showing a tip surface of the irradiation fiber shown in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing the magnitude relationship among the refractive indexes of the core, the first clad, and the second clad shown in FIG.
  • FIG. 9 is another diagram illustrating the switching unit shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the switching unit illustrated in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another example of the switching unit illustrated in FIG.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating another schematic configuration of the optical measurement apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the switching unit and the irradiation fiber of the probe according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a view showing a tip surface of the irradiation fiber shown in FIG.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating the switching unit illustrated in FIG. FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of the probe according to Embodiment 3 cut along the optical axis.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating another example of the irradiation fiber in the third embodiment.
  • FIG. 18 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical measurement apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 19 is a view showing a tip surface of the irradiation fiber shown in FIG.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining scattered light acquired by the optical measurement device according to the embodiment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the probe shown in FIG. 18 cut along the optical axis.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating the switching unit illustrated in FIG.
  • FIG. 23 is a diagram showing another example of a cross section of the probe shown in FIG.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating the switching unit illustrated in FIG.
  • FIG. 25 is a schematic diagram illustrating another schematic configuration of the optical measuring device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 26 is a diagram showing a tip surface of the probe shown in FIG.
  • FIG. 27 is a diagram for explaining the fiber switching of the optical measuring device shown in FIG.
  • FIG. 28 is a schematic diagram illustrating another schematic configuration of the optical measurement apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 29 is a schematic diagram illustrating another schematic configuration of the optical measuring apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 30 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical measurement apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 31 is a view showing the distal end surface of the probe shown in FIG. FIG.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating the wavelength switching unit illustrated in FIG.
  • FIG. 33 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical measurement apparatus according to the sixth embodiment.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating the time dependency of the light intensity output from the first light source unit illustrated in FIG. 33.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating the time dependency of the light intensity output from the second light source unit illustrated in FIG. 33.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical measurement apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • an optical measurement apparatus 1 according to a first embodiment includes a main body device 2 that performs optical measurement on a target object 6 such as a biological tissue that is a scatterer to detect the property of the target object, and a subject. And a measurement probe 3 inserted therein.
  • the probe 3 is detachably connected at the base end to the main body device 2, and the light supplied from the base end by the main body device 2 to be connected is emitted from the tip toward the object 6 and is incident from the tip portion 33. Scattered light from the object 6 is output from the base end to the main unit 2.
  • the main unit 2 includes a power source 21, a light source unit 22, a detection unit 24, an input unit 25, an output unit 26, and a control unit 27.
  • the power source 21 supplies power to each component of the main device 2.
  • the light source unit 22 emits light that irradiates the object 6.
  • the light source unit 22 is realized by using an incoherent light source such as a white LED (Light Emitting Diode), a xenon lamp or a halogen lamp, and one or a plurality of lenses.
  • the light source unit 22 supplies the probe 3 with incoherence light that irradiates the object.
  • the detection unit 24 detects light output from the probe 3 and scattered light from the object 6 as detection light.
  • the detection unit 24 is realized using a spectroscope.
  • the detection unit 24 measures the spectral component and intensity of the scattered light output from the probe 3 and performs measurement for each wavelength.
  • the detection unit 24 outputs the measurement result to the control unit 27.
  • the input unit 25 is realized by using a push-type switch or the like. When the switch or the like is operated, the input unit 25 receives instruction information for instructing activation of the main body device 2 or other various instruction information and inputs the instruction information to the control unit 27. .
  • the output unit 26 outputs information related to various processes in the optical measurement apparatus 1.
  • the output unit 26 is realized using a display, a speaker, a motor, and the like, and outputs information related to various processes in the optical measurement device 1 by outputting image information, audio information, or vibration.
  • the control unit 27 controls the processing operation of each component of the main device 2.
  • the control unit 27 is realized using a semiconductor memory such as a CPU (Central Processing Unit) and a RAM (Random Access Memory).
  • the control unit 27 controls the operation of the main device 2 by transferring instruction information and data to each component of the main device 2.
  • the control unit 27 includes an analysis unit 27 a that analyzes the properties of the target object 6 based on the detection result by the detection unit 24. In other words, the analysis unit 27a functions as a measurement unit.
  • the probe 3 is realized using one or a plurality of optical fibers.
  • the probe 3 includes an irradiation fiber 5 that conducts light supplied from a light source and emits the light to the object 6, and a light receiving fiber 7 that receives the return light from the object 6 at the tip and conducts the light toward the base end. 8.
  • a plurality of light receiving fibers 7 and 8 are provided to receive at least two scattered lights having different scattering angles.
  • the main body device 2 further includes a switching unit 4 that switches the total area of the emission region from which the light exits from the tip surface of the irradiation fiber 5, and sets the total area of the emission region from which the light exits from the tip surface of the irradiation fiber 5. By switching, the spatial coherence length of the illumination light is set according to the object 6.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the inspection system and the attachment of the probe 3.
  • a flexible universal cord 14 extending from a side portion of the operation unit 13 is connected to the light source device 18 and also processes a subject image captured at the distal end portion 16 of the endoscope 10. 19 is connected.
  • the probe 3 is inserted from a probe channel insertion port 15 in the vicinity of the operation unit 13 outside the body of the endoscope 10 inserted into the subject.
  • the probe 3 has a distal end portion 33 protruding from the opening portion 17 of the distal end portion 16 connected to the probe channel through the insertion portion 12. As a result, the probe 3 is inserted into the subject, and the optical measurement apparatus 1 starts optical measurement.
  • FIG. 3 is a view in which the switching unit 4 and the irradiation fiber 5 of the probe 3 shown in FIG. 1 are cut along the optical axis.
  • FIG. 4 is a view showing the distal end face 56 of the irradiation fiber 5 shown in FIG.
  • the irradiation fiber 5 includes a first core 51 functioning as a first light guide path, a second core 52 functioning as a second light guide path, and a cladding 53 surrounding the periphery thereof. And have. Unlike the core diameter of the first core 51 and the core diameter of the second core 52, as shown in FIG. 4, the area of the emission region from which light is emitted at the tip surface 56 is the same as that of the first core 51 and the second core 52. Each of the cores 52 is different. For example, in the example shown in FIGS. 3 and 4, the area of the emission region of the second core 52 is larger in the tip surface 56 than in the first core 51.
  • the irradiation fiber 5 is branched at the proximal end, the proximal end of the first core 51 is located at one branched proximal end 54, and the proximal end of the second core 52 is located at the other proximal end 55. To position.
  • the switching unit 4 includes a first core 51 at the proximal end 54 and a second core at the proximal end 55 of the irradiation fiber 5 in the region where the light supplied from the light source 22b of the light source unit 22 through the lens 22a is incident. Switch to 52.
  • the switching unit 4 switches the path of the light supplied from the light source unit 22 between a path Ca reaching the base end 54 of the irradiation fiber 5 and a path Cb reaching the base end 55 (see FIG. 5).
  • the switching unit 4 includes a mirror 43 and a moving mechanism 44 that moves the mirror 43 to a position Pa outside the path Ca or a position Pb in the path Ca.
  • the moving mechanism 44 is a slide mechanism that can position the mirror 43 at either the position Pa or the position Pb, and slides and moves the mirror 43 by an external force.
  • the moving mechanism 44 moves the mirror 43 to the position Pa
  • the light supplied from the light source unit 22 passes through the path Ca as it is, via the lens 41, and the proximal end of the irradiation fiber 5. 54 is reached.
  • the light La is emitted from the first core 51 at the distal end surface 56 of the irradiation fiber 5.
  • the moving mechanism 44 moves the mirror 43 to the position Pb
  • the light supplied from the light source unit 22 is reflected by the mirror 45 at the mirror 43 at the position Pb and then the lens at the mirror 45. 42, and reaches the proximal end 55 of the irradiation fiber 5 through the lens 42.
  • the light Lb is emitted from the second core 52 having an emission area larger than that of the first core 51 at the distal end surface 56 of the irradiation fiber 5.
  • the spatial coherence length of the illumination light is ( ⁇ ⁇ S) / ( ⁇ when the wavelength of the light is ⁇ , the distance from the light exit surface of the irradiation fiber to the object is S, and the core diameter of the fiber is D. -D).
  • the path Cb Irradiation can be performed with a longer spatial coherence length than when switching to.
  • the path Ca Irradiation can be performed with a shorter spatial coherence length than when switching to.
  • the half mirror when the half mirror is positioned at the position Pb instead of the mirror 43, the light supplied from the light source unit 22 is guided to both the path Ca and the path Cb, and the first core of the base end 54 51 and the second core 52 of the base end 55 are incident. As a result, light is emitted from both the first core 51 and the second core 52 at the distal end surface 56 of the irradiation fiber 5.
  • the spatial coherence length of the light irradiated to the object is the second core. It becomes shorter than the spatial coherence length of the light emitted from 52.
  • three types of spatial coherence lengths can be selected as the spatial coherence length of the light irradiating the object 6 by switching the light path by the switching unit 4 and selecting the type of the mirror 43 constituting the switching unit 4. .
  • Embodiment 1 irradiation with a plurality of spatial coherence lengths can be performed with one probe. For this reason, in the first embodiment, irradiation is performed simply by switching the position of the mirror 43 of the switching unit 4 without replacing the probe having the irradiation fiber having a different core diameter during measurement in correspondence with the object.
  • the spatial coherence length of light can be changed.
  • the moving mechanism 44 includes a motor for moving the mirror.
  • the moving mechanism 44 is a slide mechanism that can move the mirror 43 by controlling the motor, and can position the mirror at either the position Pa or the position Pb.
  • the mirror 43 may be moved by sliding with an external force.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the switching unit and the irradiation fiber of the probe according to the second embodiment. Note that the components in the optical measurement apparatus according to the second embodiment are the same as those in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram in which the switching unit and the irradiation fiber of the probe according to the second embodiment are cut along the optical axis.
  • FIG. 7 is a view showing a tip surface of the irradiation fiber shown in FIG.
  • the irradiation fiber 5A includes a core 51A located in the central region Sa, and a first cladding 52A formed in the region Sb around the core 51A.
  • the proximal end 54A of the irradiation fiber 5A is configured such that the entire diameter of the irradiation fiber 5A is larger at the proximal end 54A than at the distal end with the distal end surface 56A.
  • FIG. 8 is a view showing the magnitude relationship of the refractive indexes of the core 51A, the first clad 52A, and the second clad 53A shown in FIG.
  • the refractive index of the core 51A in the region Sa is the highest, and gradually decreases toward the outer periphery of the irradiation fiber in the order of the first cladding 52A in the region Sb and the second cladding 53A in the region Sc. ing.
  • light that has entered only the core 51A at the proximal end 54A of the irradiation fiber 5A propagates only through the core 51A.
  • the light incident on the core 51A and the first cladding 52A at the proximal end 54A of the irradiation fiber 5A propagates in both the core 51A and the first cladding 52A.
  • the switching unit 4A has a region where light supplied from the light source 22b via the lens 22a is incident at the base end of the irradiation fiber 5A, the core 51A of the base end 54A of the irradiation fiber 5A, the first core 51A, and Switching between the first cladding 52A and the first cladding 52A.
  • the switching unit 4A condenses the light emitted from the light source 22b via the lens 22a in both the core 51A and the first cladding 52A at the proximal end 54A of the irradiation fiber 5A.
  • a diaphragm 47 that is detachable.
  • the aperture 47 is provided with an opening having a diameter substantially the same as or slightly smaller than that of the direct system of the core 51A at the base end 54A so as to emit light only to the core 51A at the base end 54A of the irradiation fiber 5A.
  • the diaphragm 47 when the diaphragm 47 is attached to the switching unit 4A, the light supplied from the light source unit 22 is collected by the lens 46, and the light quantity is further adjusted by the diaphragm 47. It enters only the core 51A of the base end 54A. As a result, the light incident on the core 51A propagates through the core 51A, and is emitted as light Lc from the region Sa occupied by the core 51 on the tip surface 56A.
  • the diaphragm 47 when the diaphragm 47 is removed from the switching unit 4A, the light supplied from the light source unit 22 is collected by the lens 46 and is directly core 51A of the proximal end 54A of the irradiation fiber 5A. And it injects into the 1st clad
  • the light incident on the core 51A and the first clad 52A propagates through both the core 51A and the first clad 52A, and the region Sa occupied by the core 51A and the first clad 52A on the front end surface 56A. And it radiates
  • irradiation with a longer spatial coherence length can be performed than when the diaphragm 47 is removed from the switching unit 4A.
  • irradiation is performed with a shorter spatial coherence length than when the diaphragm 47 is attached to the switching unit 4A. Can do.
  • a double clad fiber is used as an irradiation fiber and the region where light supplied to the irradiation fiber is incident is switched, a plurality of spatial coherences can be obtained with one probe as in the first embodiment. Long irradiation can be performed.
  • a switching unit 4B further including a moving mechanism 48B that can move the lens 46 along the optical axis as shown by an arrow may be used. Good. By adjusting the position of the lens 46 on the optical axis so that the moving mechanism 48B collects light on the core 51A with the diaphragm 47 attached, the light use efficiency can be improved.
  • a moving mechanism 48C capable of moving the base end 54A of the irradiation fiber 5A along the optical axis as shown in FIG. It may be provided.
  • the moving mechanism 48B of the switching unit 4C adjusts the position on the optical axis of the lens 46 as indicated by the arrow Y1, and the moving mechanism 48C further detects the light at the proximal end 54A of the irradiation lens 5A as indicated by the arrow Y2. Adjust the position on the axis.
  • the diaphragm 47 can be omitted. Further, if the relative distance between the lens 46 and the base end 54A of the irradiation fiber 5A can be changed, the incident area of the light supplied from the light source unit 22 to the base end 54A can be selected. Any one of the moving mechanism 48B and the moving mechanism 48C is sufficient.
  • the switching unit 4 shown in FIG. 3 may be used instead of the switching units 4A, 4B, and 4C.
  • the path Ca and the core 51A are connected by the connection fiber 91
  • the path Cb and the first cladding 52A are connected by the connection fiber 92.
  • the switching unit 4 switches the optical path between the path Ca and the path Cb by the movement of the mirror 43, and switches the incident area of the light supplied from the light source unit 22 to the base end 54A.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the switching unit and the irradiation fiber of the probe according to the third embodiment. Note that the components in the optical measurement apparatus according to the third embodiment are the same as those in the first embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram of the switching unit and the irradiation fiber of the probe according to the third embodiment cut along the optical axis.
  • FIG. 14 is a view showing the distal end surface 56D of the irradiation fiber 5D shown in FIG.
  • the irradiation fiber 5D in the third embodiment is a multi-core fiber in which a plurality of cores 57 are provided in a clad 53D.
  • the switching unit 4D in the third embodiment has a configuration including a variable diaphragm 47D instead of the diaphragm 47, as compared with the switching unit 4B shown in FIG.
  • the switching unit 4D is configured by a single core 57 of the irradiation fiber 5D or a plurality of adjacent cores 57 in the region where the light supplied by the light source unit 22 is incident at the proximal end 54D of the irradiation fiber 5D.
  • the combination of the cores 57 to be configured is switched to one of a plurality of core groups different from each other. For example, as shown in FIG.
  • the core 57 used for irradiation is composed of a core region Ga composed of only one core 57, a core region Gb composed of a plurality of cores 57 around the core region Ga, and a core
  • region Gb is set is demonstrated to an example.
  • the moving mechanism 48B When performing irradiation with the longest spatial coherence length, the moving mechanism 48B sets the position on the optical axis of the lens 46 as shown in FIG. 13 so that the light condensing region of the lens 46 is only the core region Ga. Move to 22 side. Then, by changing the opening of the variable diaphragm 47D corresponding to the core region Ga, it is ensured that light does not enter the core 57 that is not used. As a result, light is emitted from only one core 57 located in the core region Ga from the end face 56D of the irradiation fiber 5D.
  • the moving mechanism 48B When shortening the spatial coherence length of the illumination light, the moving mechanism 48B is positioned on the optical axis of the lens 46 as indicated by an arrow Y3 in FIG. Is moved to the irradiation fiber 5D side. Then, as indicated by an arrow Y4 in FIG. 15, the opening of the variable diaphragm 47D is changed in correspondence with the core regions Ga and Gb. As a result, light is emitted from the plurality of cores 57 located in the core regions Ga and Gb from the end face 56D of the irradiation fiber 5D.
  • the position on the optical axis of the lens 46 and the opening area of the variable stop 47D are set so that the light condensing area of the lens 46 becomes the core areas Ga to Gc. Adjust it.
  • a single probe has a plurality of spatial coherence lengths. Can be irradiated.
  • each core diameter of each core 57 does not have to be the same, and may be different. Further, when the switching unit 4D switches the region where the light supplied from the light source unit 22 is incident to one of the core regions Ga and Gb and the core regions Ga to Gc, which are configured by a plurality of cores 57, as shown in FIG. As described above, each irradiation range of light emitted from the plurality of cores 57a to 57c of the irradiation fiber 5D is at least partially overlapped as in the region Ai, and the light reception range Am in the light reception fiber 7 provided in the same probe 3D is: It is included in the area Ai where the irradiation areas overlap.
  • the region Ai is a region where the effect of reducing the spatial coherence length by all of the plurality of irradiation fibers 57a to 57c is obtained, and in the other irradiation regions, the effect of reducing the spatial coherence length by all of the plurality of irradiation fibers 57a to 57c does not appear. Because. Therefore, by appropriately setting the distance between the probe 3D and the object, the light receiving range Am is included in the region Ai where the irradiation regions overlap. Or you may comprise at the front-end
  • the light receiving fiber 7 includes a core 71 and a clad 72.
  • an irradiation fiber 5E that is an irradiation fiber bundle composed of a plurality of fibers 50 each formed by a core 57E and a clad 53E is used. It may be used.
  • FIG. 17 is the figure which looked at the irradiation fiber 5E from the front-end
  • the switching unit 4D is configured by one of a plurality of fibers or a plurality of adjacent fibers at which the light supplied by the light source unit 22 is incident at the proximal end of the irradiation fiber 5E, and the combination of the fibers is mutually Switch to one of a plurality of different fiber groups.
  • the fiber 50 used for irradiation includes a fiber region Gd composed of only one fiber 50, a fiber region Ge around the fiber region Gd composed of a plurality of fibers 50, and a plurality of fibers around the fiber region Ge.
  • a fiber region Gf composed of the fiber 50 is set.
  • the condensing region on the irradiation fiber 5E may be switched to a fiber region corresponding to a desired spatial coherence length. Also in this case, each irradiation range of the light emitted from the plurality of fibers 50 of the irradiation fiber 5E is at least partially overlapped, and the light reception range in the light receiving fiber provided in the same probe is included in the region where the irradiation regions overlap. Is desirable.
  • FIG. 18 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical measurement apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 19 is a view showing a tip surface of the irradiation fiber shown in FIG.
  • the optical measurement device 1F includes a main body device 2F having a switching unit 4F instead of the main body device 2 as compared with the optical measurement device illustrated in FIG. Instead of the probe 3, a probe 3F having shared fibers 58a and 58b and a light receiving dedicated fiber 58c is provided.
  • the shared fibers 58a and 58b and the light receiving dedicated fiber 58c are constituted by cores 57a to 57c and claddings 53a to 53c, respectively.
  • the shared fibers 58a and 58b have both functions of an irradiation fiber and a light receiving fiber.
  • the core diameter of the shared fiber 58a is smaller than the core diameter of the shared fiber 58b.
  • Each fiber is covered on its side by the protective member 9.
  • the peak value As of the interference component of the scattered light and the base value Ab of the baseline that does not contribute to the interference are acquired and analyzed. It is necessary to receive each of the two scattered lights. For example, in order to obtain the peak value As of the interference component of scattered light, scattered light having a scattering angle ⁇ 1 with a scattering angle ⁇ close to 0 ° is received. The scattered light having the scattering angle ⁇ 1 is received by a fiber adjacent to the irradiation fiber. In order to acquire the base value Ab of the baseline, scattered light having a scattering angle ⁇ 2 greater than at least 1 ° is received. The scattered light having the scattering angle ⁇ 2 is received by a fiber separated from the irradiation fiber.
  • one of the shared fibers 58a and 58b is switched by switching the output destination of the light supplied from the light source unit 22 to one base end of the shared fibers 58a and 58b having different core diameters. Used as an irradiation fiber. Then, in the switching unit 4F, the output destination of the light output from the base end of the other shared fiber is switched to the detection unit 24, and the other shared fiber is used as the light receiving fiber together with the light receiving dedicated fiber 58c, thereby scattering angle. The two scattered lights having different values are received. As shown in FIG.
  • the switching unit 4F connects the connection destination of the path Ri from which light is output from the light source unit 22 to the path Ra that connects the base end of the shared fiber 58a or the base end of the shared fiber 58b.
  • the connection destination of the route Rm connected to the first detection unit 24a of the detection unit 24 is switched to one of the routes Ra and Rb not connected to the route Ri.
  • the switching unit 4F switches the connection destination of the path Ri from which the light is output from the light source unit 22 to the path Ra that is connected to the proximal end of the shared fiber 58a.
  • the connection destination of the path Rm connected to the unit 24a is switched to the path Rb connected to the base end of the shared fiber 58b will be described.
  • the light supplied from the light source unit 22 is incident on the proximal end of the shared fiber 58a via the path Ra.
  • the shared fiber 58a functions as an irradiation fiber, and light incident on the proximal end of the shared fiber 58a propagates through the core 57a of the shared fiber 58a and is emitted as light Li from the distal end of the shared fiber 58a on the distal end surface 36F.
  • the core diameter of the shared fiber 58a is smaller than the core diameter of the shared fiber 58b, the light Li emission region is smaller than when light is emitted from the shared fiber 58b. Therefore, the spatial coherence length of the light applied to the object 6 is longer than the spatial coherence length of the light emitted from the shared fiber 58b.
  • the scattered light Lms at the scattering angle ⁇ 1 with respect to the light Li emitted from the shared fiber 58a is incident on the distal end of the light receiving dedicated fiber 58c in contact with the shared fiber 58a.
  • the light output from the base end of the light receiving dedicated fiber 58c is output to the second detection unit 24b through the path Rc and detected by the second detection unit 24b.
  • the scattering angle Lmb of the scattering angle ⁇ 2 is incident on the shared fiber 58b that is separated from the shared fiber 58a.
  • the light output from the base end of the shared fiber 58b is output to the first detection unit 24a through the route Rb and the route Rm connected to the route Rb by the switching unit 4F, and is detected by the first detection unit 24a.
  • the switching unit 4F switches the connection destination of the path Ri from which the light is output from the light source unit 22 to the path Rb that connects to the base end of the shared fiber 58b, and A case where the connection destination of the route Rm connected to the detection unit 24a is switched to the route Ra connected to the base end of the shared fiber 58a will be described.
  • the light supplied from the light source unit 22 is incident on the proximal end of the shared fiber 58b via the path Rb.
  • the shared fiber 58b functions as an irradiation fiber, and light incident on the proximal end of the shared fiber 58b propagates through the core 57b of the shared fiber 58b and is emitted as light Li from the distal end of the shared fiber 58b on the distal end surface 36F.
  • the core diameter of the shared fiber 58b is larger than the core diameter of the shared fiber 58a, the emission region of the light Li becomes larger than when light is emitted from the shared fiber 58a. Therefore, the spatial coherence length of the light irradiated on the object 6 is shorter than the spatial coherence length of the light emitted from the shared fiber 58a.
  • the scattered light Lms at the scattering angle ⁇ 1 with respect to the light Li emitted from the shared fiber 58b is incident on the distal end of the light receiving dedicated fiber 58c in contact with the shared fiber 58b.
  • the light output from the base end of the light receiving dedicated fiber 58c is output to the second detection unit 24b through the path Rc and detected by the second detection unit 24b.
  • the scattering angle Lmb of the scattering angle ⁇ 2 is incident on the shared fiber 58a that is separated from the shared fiber 58b.
  • the light output from the proximal end of the shared fiber 58a is output to the first detection unit 24a through the route Ra and the route Rm connected to the route Ra by the switching unit 4F, and is detected by the first detection unit 24a.
  • the base end 93a of the connection fiber 93A constituting the path Ra and the first detection unit 24a are arranged to face each other, and the light source unit 22 and the connection fiber 93B constituting the path Rb are arranged.
  • the base end 93b and the second detection unit 24b are arranged to face each other.
  • the path between the base end 93a of the connection fiber 93A and the first detection unit 24a and the path between the base end 93b of the connection fiber 93B and the light source unit 22 intersect each other.
  • the light output from the connection fiber 93C configuring the path Rc is output to the second detection unit 24b via the lens 24d.
  • illustration of other components of the main body device 2F is omitted.
  • the switching unit 4F includes a double-sided mirror 43F and a moving mechanism 44F having an actuator or the like that moves the double-sided mirror 43F.
  • the moving mechanism 44F includes a path between the base end 93a of the connection fiber 93A and the first detection unit 24a, an intersection position Pd of a path between the base end 93b of the connection fiber 93B and the light source unit 22, and each path.
  • the double-sided mirror 43F is moved to any one of the outside retreat positions Pc.
  • the scattered light Lsb having the scattering angle ⁇ 2 corresponding to the baseline value out of the scattered light of the light Li emitted from the shared fiber 58b is incident from the distal end of the shared fiber 58a, and is connected to the connection fiber 93A and the lens.
  • the light enters the first detection unit 24a via 41a and 24c.
  • the moving mechanism 44F moves the double-sided mirror 43F to the intersection position Pd
  • the light supplied from the light source 22b via the lens 22a is reflected by one reflecting surface of the double-sided mirror 43F, and the base end of the connection fiber 93A. Incident at 93a.
  • the light supplied from the connection fiber 93A to the shared fiber 58a is emitted as light Li from the shared fiber 58a having a core diameter smaller than that of the shared fiber 58b at the distal end surface 36F of the probe 3F.
  • the scattered light Lsb having a scattering angle ⁇ 2 corresponding to the baseline value out of the scattered light Li emitted from the shared fiber 58a is incident from the distal end of the shared fiber 58b, and is connected to the connection fiber 93B and the lens.
  • the light is reflected by the other reflecting surface of the double-sided mirror 43F via 41b and enters the first detection unit 24a.
  • the optical measurement apparatus 1F uses the shared fibers 58a and 58b having different areas of the incident / exit areas where light is emitted or incident on the distal end surface 36F.
  • the optical measurement apparatus 1F switches the fiber on which light supplied from the light source unit 22 is incident to one of the shared fibers 58a and 58b at the base ends of the shared fibers 58a and 58b in the switching unit 4F, The output destination of the return light is switched to the detection unit 24.
  • irradiation with a plurality of coherence lengths can be performed with one probe.
  • the switching unit 4F in the main unit 2F is used to switch the fiber on which light supplied from the light source unit 22 is incident to one of the shared fibers 58a and 58b, and to return the other shared fiber.
  • the light output destination is switched to the detection unit 24, the present invention is not limited to this.
  • the probe 3G in FIG. 25 will be described as an example.
  • the base ends of the shared fibers 58a and 58b and the light receiving dedicated fiber 58c are supplied to the output unit of the light supplied from the light source unit 22 of the main unit 2, the first detection unit 24a, and the second detection unit 24b.
  • a connection connector 59 that can be connected to an optical input unit is provided.
  • the fibers are arranged in the order of the shared fiber 58a, the light receiving dedicated fiber 58c, and the shared fiber 58b from the left in the drawing.
  • connection connector 59 is inserted into the insertion port of the main device 2G, thereby connecting the light output portion from the light source unit 22 in the main device 2 and the base ends of any one of the shared fibers 58a and 58b on the contact surface. To do. At the same time, the connection connector 59 connects the proximal end of another shared fiber and the light input unit to the detection unit 24 in the main body device 2G on the contact surface.
  • the connection connector 59 can be inserted into the main unit 2G with the contact surface that contacts the light input / output unit of the main unit 2G turned upside down from the state shown in FIG.
  • the connection connector 59 when the connection connector 59 is inserted into the main unit 2G as shown in FIG. 25, the light output from the light source 22b enters the base end of the shared fiber 58a via the lenses 22a and 41d.
  • the shared fiber 58a functions as an irradiation fiber, and irradiates the light Li from the distal end surface 36G of the probe 3G.
  • the scattered light Lms having the scattering angle ⁇ 1 is incident on the distal end of the light receiving dedicated fiber 58c in contact with the shared fiber 58a, and is output from the base end of the light receiving dedicated fiber 58c to the main body device 2G.
  • the data is output to the first detection unit 24a via 24c.
  • the scattering angle Lmb of the scattering angle ⁇ 2 is incident on the shared fiber 58b that is separated from the shared fiber 58a, is output from the proximal end of the shared fiber 58b to the main body device 2G, and passes through the lenses 41f and 24d to the second detection unit 24b. Is output.
  • connection connector 59 A case will be described in which the contact surface of the connection connector 59 is turned upside down from the state shown in FIG. 25 as shown by the arrow in FIG. 27 and the connection connector 59 is inserted into the main unit 2G.
  • the light output from the light source 22b is incident on the proximal end of the shared fiber 58b via the lenses 22a and 41d.
  • the shared fiber 58b functions as an irradiation fiber, and irradiates the light Li from the distal end surface 36G of the probe 3G.
  • the scattered light Lms having a scattering angle ⁇ 1 is incident on the distal end of the light receiving dedicated fiber 58c in contact with the shared fiber 58b, and is output from the base end of the light receiving dedicated fiber 58c to the main body device 2G. It is output to the first detector 24a via 24c.
  • the scattering angle Lmb of the scattering angle ⁇ 2 is incident on the shared fiber 58a that is separated from the shared fiber 58b, is output from the proximal end of the shared fiber 58a to the main body device 2G, and passes through the lenses 41f and 24d to the second detection unit 24b. Is output.
  • the distal end portion 33 of the probe 3 is covered with the distal end of the irradiation fiber 5 and the distal ends of the light receiving fibers 7 and 8.
  • One cap 100 may be further provided.
  • the contact surface of the cap 100 with the object 6 is configured to be transparent.
  • the switching units 4, 4A to 4D, 4F are provided in the main body devices 2, 2F, 2G has been described as an example.
  • the optical measuring device 1b in FIG. It may be provided on the probe 3 side.
  • the switching unit 4 is provided at the proximal end portion 31 of the probe 3 b that is detachably connected to the connection unit 23 of the main body device 2.
  • the case where the irradiation fiber is switched on the proximal end side of the probe has been described.
  • a variable aperture is provided on the distal end side of the probe, and one aperture is changed by changing the aperture amount of the variable aperture.
  • the light emission area of the irradiation fiber may be switched.
  • FIG. 30 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical measurement apparatus according to the fifth embodiment.
  • the optical measurement device 201 includes a main body device 202 instead of the main body device 2 illustrated in FIG. 1, and includes a probe 203 instead of the probe 3.
  • the main body device 202 emits light having a wavelength ⁇ 2 having a wavelength different from the first light source portion 221 that emits light having the wavelength ⁇ 1 and the wavelength ⁇ 1 instead of the light source portion 22.
  • Two light source units 222 are provided.
  • the first light source unit 221 and the second light source unit 222 may have a configuration in which a corresponding wavelength filter is inserted immediately after the white light source, or LEDs that emit the respective wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 2 may be used.
  • the light source unit 221 and the light source unit 222 always emit illumination light.
  • the main body device 202 deletes the switching unit 4 in the main body device 2, and has a wavelength switching unit 204 upstream of the first detection unit 24a and the second detection unit 24b.
  • the control unit 227 has the same function as that of the control unit 27 illustrated in FIG. 1 and controls the first light source unit 221, the second light source unit 222, and the wavelength switching unit 204.
  • the first light source unit 221 and the second light source unit 222 are incoherent light sources.
  • the probe 203 has irradiation fibers 251 and 252 having different core diameters instead of the irradiation fiber 5 shown in FIG.
  • the irradiation fibers 251 and 252 extend from the proximal end of the probe 203 to the distal end 233.
  • FIG. 31 is a view showing the distal end surface of the probe 203 shown in FIG.
  • the irradiation fiber 251 has a larger emission area at the tip 233 than the irradiation fiber 252. Accordingly, the area of the emission region from which light is emitted at the tip 233 differs between the irradiation fiber 251 and the irradiation fiber 252.
  • Each fiber is covered with a protective member 209 on its side surface.
  • the irradiation fiber 251 is connected to the first light source unit 221 at the proximal end, and emits light Lia having a wavelength ⁇ 1 from the distal end 233 of the probe 203.
  • the irradiation fiber 252 is connected to the second light source unit 222 at the proximal end and is connected to the second light source unit 222 at the proximal end, and emits the light Lib of wavelength ⁇ 2 from the distal end 233 of the probe 203.
  • the light Lia having the wavelength ⁇ 1 from the irradiation fiber 251 connected to the first light source unit 221 has a relatively small spatial coherence length.
  • the light Lib having the wavelength ⁇ 2 from the irradiation fiber 252 connected to the second light source unit 222 generates a relatively large spatial coherence length.
  • the light receiving fiber 7 is close to both of the irradiation fibers 251 and 252 and receives the scattered light having the scattering angle ⁇ 1 corresponding to the peak value As of the interference component of the scattered light.
  • the light receiving fiber 8 is separated from both of the irradiation fibers 251 and 252 and receives scattered light having a scattering angle ⁇ 2 corresponding to the base value Ab of the scattered light base line. Any scattered light includes light of wavelength ⁇ 1 and wavelength ⁇ 2.
  • the wavelength switching unit 204 has a function of switching and selecting either the wavelength ⁇ 1 or the wavelength ⁇ 2 among the light of the wavelength ⁇ 1 and the wavelength ⁇ 2 incident on both the first detection unit 24a and the second detection unit 24b. As shown in FIG. 32, the wavelength switching unit 204 is configured to replace a wavelength filter 241 that transmits only light of wavelength ⁇ 1 and a wavelength filter 242 that transmits only wavelength ⁇ 2.
  • the wavelength filter 241 is attached to the wavelength switching unit 204.
  • the light Lms having the scattering angle ⁇ 1 is output from the light receiving fiber 7 and is input to the wavelength switching unit 204 via the path Rms.
  • the light Lms having the scattering angle ⁇ 1 only the light having the wavelength ⁇ 1 is output from the wavelength switching unit 204 through the wavelength filter 241 and detected by the first detection unit 24a.
  • the light Lmb having the scattering angle ⁇ 2 is output from the light receiving fiber 8 and is input to the wavelength switching unit 204 via the path Rmb.
  • the light Lmb having the scattering angle ⁇ 2 only the light having the wavelength ⁇ 1 is output from the wavelength switching unit 204 through the wavelength filter 241 and detected by the second detection unit 24b.
  • the wavelength filter 242 is attached to the wavelength switching unit 204.
  • the light Lms of the scattering angle ⁇ 1 output from the light receiving fiber 7 passes through the wavelength filter 242, and only the light of wavelength ⁇ 2 is output from the wavelength switching unit 204 and detected by the first detection unit 24a.
  • the light Lmb of the scattering angle ⁇ 2 output from the light receiving fiber 8 passes through the wavelength filter 242, and only the light of wavelength ⁇ 2 is output from the wavelength switching unit 204 and detected by the second detection unit 24b.
  • wavelength The switching unit 204 may be replaced with the wavelength filter 241.
  • the core diameter of the irradiation fiber 252 that emits the light Lib having the wavelength ⁇ 2 is smaller than the core diameter of the irradiation fiber 251, when acquiring scattered light according to light having a relatively large spatial coherence length, The switching unit 204 may be replaced with the wavelength filter 242.
  • the wavelength switching unit 204 may be configured to switch the wavelengths electrically as in a liquid crystal tunable filter, in addition to the configuration in which the wavelength filters 241 and 242 are interchanged as illustrated in FIG.
  • FIG. 33 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the optical measurement apparatus according to the sixth embodiment.
  • the optical measurement apparatus 301 according to the sixth embodiment has a main body apparatus 302 instead of the main body apparatus 202 shown in FIG.
  • the main device 202 includes a first light source unit 321 connected to the proximal end of the irradiation fiber 251, a second light source unit 322 connected to the proximal end of the irradiation fiber 252, and a first light source.
  • a first intensity modulation unit 328 connected to the unit 321; a second intensity modulation unit 329 connected to the second light source unit 322; and a demodulation unit 304.
  • the scattered light output from the base ends of the light receiving fibers 7 and 8 is directly output to the first detection unit 24a and the second detection unit 24b in the detection unit 24, respectively.
  • the demodulation unit 304 demodulates the detection signals output from the first detection unit 24a and the second detection unit 24b of the detection unit 24 at the selected frequency, and outputs the demodulation signals to the analysis unit 27a as output signals.
  • the control unit 327 has the same function as that of the control unit 27 shown in FIG. 1, and includes a first light source unit 321, a second light source unit 222, a first intensity modulation unit 328, a second intensity modulation unit 329, and a demodulation unit. 304 is controlled.
  • the first light source unit 321 and the second light source unit 322 use a white light source that is an incoherent light source.
  • the intensity of light output from the first light source unit 321 is intensity-modulated by the first intensity modulation unit 328.
  • the first intensity modulation unit 328 sets the frequency fa as a modulation frequency, and sets the intensity of the light output from the first light source unit 321 according to the frequency fa to the curve Kfa indicating the time dependence of the output light intensity shown in FIG. Modulate like this.
  • the intensity of the light output from the second light source unit 322 is intensity-modulated by the second intensity modulation unit 329.
  • the second intensity modulation unit 329 sets the frequency fb as a modulation frequency different from the frequency fa, and sets the intensity of the light output from the second light source unit 322 according to the frequency fb to the time dependence of the output light intensity shown in FIG. Is modulated as shown by a curve Kfb.
  • the irradiation fiber 251 has a larger area of the emission region at the tip 233 than the irradiation fiber 252, the light Lia of the frequency fa from the irradiation fiber 251 connected to the first light source unit 321 is relatively Small spatial coherence.
  • the light Lib having the frequency fb from the irradiation fiber 252 connected to the second light source unit 322 causes relatively large spatial coherence.
  • the demodulation unit 304 selects either the frequency fa or fb on which the intensity modulation of each light source unit has been performed, and extracts and outputs only the signal of the selected frequency component. For example, when the frequency fa is selected in the demodulator 304, the output signal of the demodulator 304 is scattered light when the object 6 is illuminated by the irradiation fiber 251 with light having a relatively small spatial coherence length. It will be extracted. On the other hand, when the frequency fb is selected in the demodulator 304, the scattered light when the object 6 is illuminated by the irradiation fiber 252 with light having a relatively large spatial coherence length is extracted.
  • the spatial coherence length of the light to be irradiated can be switched by selecting the frequency extracted by the demodulation unit 304 from either f1 or f2. Irradiation with a spatial coherence length of
  • the optical measurement apparatus uses the detection unit 24, various detections are possible.
  • the first to sixth embodiments are not limited to the case where the LEBS technique is used, but can be applied to any measuring apparatus based on two types of spatial coherence lengths.

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Abstract

　光学測定装置１は、少なくとも一つのスペクトル成分を有する照射光を供給する光源と、光源によって供給された光を伝導して散乱体へ出射する照射ファイバ５と、散乱体からの戻り光を先端で受光して基端側へ伝導する受光ファイバ７，８と、受光ファイバの基端から出力された光を検出する検出部２４と、検出部による検出結果をもとに散乱体の特性を分析する分析部２７ａと、照射ファイバの先端面のうち光が出射する出射領域の合計面積を切り替える切替部４と、を備える。

Description

光学測定装置およびプローブ装置
　この発明は、散乱体の光学特性を測定する光学測定装置および測定用のプローブ装置に関する。
　近年、空間コヒーレンス長の短いインコヒーレント光をプローブ先端から散乱体に照射し、その散乱光を測定することによって、散乱体の性状を検出するＬＥＢＳ（Ｌｏｗ－Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ　Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）技術を用いた光学測定装置が提案されている（たとえば、例えば特許文献１～４参照）。このような光学測定装置は、消化器等の臓器を観察する内視鏡と組み合わせることによって、散乱体である生体組織等の対象物の光学測定を行なうことができる。
国際公開ＷＯ２００７／１３３６８４ 米国特許出願公開第２００８／００３７０２４号 米国特許第７６５２８８１号 米国特許出願公開第２００９／０００３７５９号
　ところで、ＬＥＢＳ技術を用いる場合、照射光の空間コヒーレンス長を対象物に応じて変更する必要があった。光ファイバを用いてインコヒーレント光を照射する場合、照明光の空間コヒーレンス長は、光ファイバの光出射領域の大きさと出射端面からの対象物までの距離によって決定する。従来においては、コア径の異なる照射ファイバをそれぞれ有する複数のプローブの中から、対象物に応じた空間コヒーレンス長に対応する照射ファイバを有するプローブを選択して測定を行なっており、測定中にプローブを入れ替える必要があり、煩雑な作業が操作者の負担となっていた。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、１本のプローブで複数の空間コヒーレンス長での照射を行なうことができる光学測定装置およびプローブ装置を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光学測定装置は、散乱体の光学特性を測定する光学測定装置において、少なくとも一つのスペクトル成分を有する照射光を供給する光源と、前記光源によって供給された光を伝導して前記散乱体へ出射する照射ファイバと、前記散乱体からの戻り光を先端で受光して基端側へ伝導する受光ファイバと、前記受光ファイバの基端から出力された光を検出する検出部と、前記検出部による検出結果をもとに前記散乱体の特性を測定する測定部と、前記照射ファイバの先端面のうち光が出射する出射領域の合計面積を切り替える切替部と、を備えることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記照射ファイバは、前記先端面において光が出射する出射領域の面積がそれぞれ異なる第１の導光路および第２の導光路を有し、前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射する領域を前記第１の導光路と前記第２の導光路との間で切り替えることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記照射ファイバは、コアの周囲に形成された２層以上のクラッドからなる複数クラッドファイバであり、前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射する領域を、前記コアと、前記コアおよび前記コアに接する前記クラッドとの間で切り替えることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記照射ファイバは、複数のコアを有する複数コアファイバであり、前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射される領域を、前記照射ファイバの一つのコア、または、隣接する複数のコアによって構成され、前記コアの組み合わせが互いに異なる複数のコア群のうちのいずれかに切り替えることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記切替部が前記光源によって供給された光が入射される領域を前記複数のコアによって構成されるコア群のいずれかに切り替えた場合、前記複数のコアから出射される光の各照射範囲は、少なくとも一部が重なり、前記受光ファイバにおける受光範囲は、前記照射範囲が重なる領域に含まれることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記照射ファイバは、複数のファイバによって構成される照射ファイバ束であり、前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射するファイバを、前記複数のファイバの一つ、または、隣接する複数のファイバによって構成され、前記ファイバの組み合わせが互いに異なる複数のファイバ群のうちのいずれかに切り替えることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記切替部が前記光源によって供給された光が入射される領域を前記複数のファイバ群のいずれかに切り替えた場合、前記複数のファイバから出射される光の各照射範囲は、少なくとも一部が重なり、前記受光ファイバにおける受光範囲は、前記照射範囲が重なる領域に含まれることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記照射ファイバと前記受光ファイバとは、先端面において光が出射または入射する入出射領域の面積がそれぞれ異なる複数の共用ファイバによって構成され、前記切替部は、前記共用ファイバの基端において、前記光源から供給される光が入射するファイバを前記複数の共用ファイバのいずれかに切り替えるとともに、他の共用ファイバの戻り光の出力先を前記検出部に切り替えることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記光源、前記検出部および前記測定部を有する本体装置と、前記照射ファイバおよび前記受光ファイバを有し、前記本体装置と着脱自在に接続する体内挿入用のプローブと、をさらに備えることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記本体装置は、前記切替部を有することを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記プローブは、前記切替部を有することを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記照射ファイバの先端および前記受光ファイバの前記先端を被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記検出部は、分光器であることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記光源は、インコヒーレント光源であることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、散乱体の光学特性を測定する光学測定装置において、本体装置と、前記本体装置と着脱自在に接続する体内挿入用のプローブと、を備え、前記本体装置は、少なくとも一つのスペクトル成分を有する照射光を供給する光源と、前記プローブから出力された光を検出する検出部と、前記検出部による検出結果をもとに前記散乱体の特性を測定する測定部と、を備え、前記プローブは、先端面において光が出射または入射する入出射領域の面積がそれぞれ異なる複数の共用ファイバと、前記本体装置の差込口に差し込まれることによって、前記本体装置における前記光源からの光の出力部といずれか一つの前記共用ファイバの基端とを接続するとともに、他の前記共用ファイバの基端と前記本体装置における前記検出部への光の入力部とを接続する接続部と、を備え、前記本体装置の前記光の出力部および前記光の入力部と接触する前記接続部の接触面の向きが変わることによって、前記本体装置における光源からの光の出力部と接続する前記共用ファイバと、前記本体装置における前記検出部への光の入力部と接続する前記共用ファイバとが切り替わることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記共用ファイバの先端を被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記検出部は、分光器であることを特徴とする。
　また、本発明にかかる光学測定装置は、前記光源は、インコヒーレント光源であることを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブ装置は、散乱体の特性を測定する光学測定装置に着脱自在に接続する測定用のプローブ装置において、外部から供給された光を伝導して前記散乱体へ出射する照射ファイバと、前記散乱体からの戻り光を先端で受光して基端側へ伝導する受光ファイバと、前記照射ファイバの先端面のうち光が出射する出射領域の合計面積を切り替える切替部と、を備えることを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブ装置は、前記照射ファイバは、前記先端面において光が出射する出射領域の面積がそれぞれ異なる第１の導光路および第２の導光路を有し、前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射する領域を前記第１の導光路と前記第２の導光路との間で切り替えることを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブ装置は、前記照射ファイバは、コアの周囲に形成された２層以上のクラッドからなる複数クラッドファイバであり、前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射する領域を、前記コアと、前記コアおよび前記コアに接する前記クラッドとの間で切り替えることを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブ装置は、前記照射ファイバは、複数のコアを有する複数コアファイバであり、前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射される領域を、前記照射ファイバの一つのコア、または、隣接する複数のコアによって構成され、前記コアの組み合わせが互いに異なる複数のコア群のうちのいずれかに切り替えることを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブ装置は、前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射するファイバを、前記複数のファイバの一つ、または、隣接する複数のファイバによって構成され、前記ファイバの組み合わせが互いに異なる複数のファイバ群のうちのいずれかに切り替えることを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブ装置は、前記照射ファイバは、複数のファイバによって構成される照射ファイバ束であり、前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射するファイバを、前記複数のファイバの一つ、または、隣接する複数のファイバによって構成され、前記ファイバの組み合わせが互いに異なる複数のファイバ群のうちのいずれかに切り替えることを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブ装置は、前記切替部が前記光源によって供給された光が入射される領域を前記複数のファイバ群のいずれかに切り替えた場合、前記複数のファイバから出射される光の各照射範囲は、少なくとも一部が重なり、前記受光ファイバにおける受光範囲は、前記照射範囲が重なる領域に含まれることを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブ装置は、前記照射ファイバと前記受光ファイバとは、先端面において光が出射または入射する入出射領域の面積がそれぞれ異なる複数の共用ファイバによって構成され、前記切替部は、前記共用ファイバの基端において、前記光源から供給される光が入射するファイバを前記複数の共用ファイバのいずれかに切り替えるとともに、他の共用ファイバの戻り光の出力先を前記検出部に切り替えることを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブ装置は、前記照射ファイバの先端と前記受光ファイバの前記先端とを被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする。
　本発明によれば、照射ファイバの先端面のうち光が出射する出射領域の合計面積を切り替える切替部を備えることによって、１本のプローブで複数の空間コヒーレンス長での照射を行なうことができる。
　また、本発明によれば、光の入出射領域の面積がそれぞれ異なる複数の共用ファイバと、本体装置の差込口に差し込まれることによって、本体装置における光源からの光の出力部といずれか一つの共用ファイバの基端とを接続するとともに、他の共用ファイバの基端と本体装置における検出部への光の入力部とを接続する接続部と、を備え、本体装置の光の出力部および光の入力部と接触する接続部の接触面の向きが変わることによって、本体装置における光源からの光の出力部と接続する共用ファイバと、本体装置における検出部への光の入力部と接続する共用ファイバとが切り替わるため、１本のプローブで複数の空間コヒーレンス長での照射を行なうことができる。
図１は、実施の形態１にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、図１に示すプローブの被検体内への挿入を説明する図である。 図３は、図１に示す切替部およびプローブの照射ファイバを説明する図である。 図４は、図３に示す照射ファイバの先端面を示す図である。 図５は、図１に示す切替部およびプローブの照射ファイバを説明する他の図である。 図６は、実施の形態２にかかる切替部およびプローブの照射ファイバを説明する図である。 図７は、図６に示す照射ファイバの先端面を示す図である。 図８は、図６に示すコア、第１のクラッドおよび第２のクラッドの屈折率の大小関係を示す図である。 図９は、図７に示す切替部を説明する他の図である。 図１０は、図７に示す切替部の他の例を説明する図である。 図１１は、図７に示す切替部の他の例を説明する図である。 図１２は、実施の形態２にかかる光学測定装置の他の概略構成を示す模式図である。 図１３は、実施の形態３にかかる切替部およびプローブの照射ファイバを説明する図である。 図１４は、図１３に示す照射ファイバの先端面を示す図である。 図１５は、図１３に示す切替部を説明する図である。 図１６は、実施の形態３におけるプローブを光軸に沿って切断した断面図である。 図１７は、実施の形態３における照射ファイバの他の例を示す図である。 図１８は、実施の形態４にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。 図１９は、図１８に示す照射ファイバの先端面を示す図である。 図２０は、実施の形態にかかる光学測定装置が取得する散乱光を説明する図である。 図２１は、図１８に示すプローブを光軸に沿って切断した断面図である。 図２２は、図１８に示す切替部を説明する図である。 図２３は、図１８に示すプローブを光軸に沿って切断した断面の他の例を示す図である。 図２４は、図１８に示す切替部を説明する図である。 図２５は、実施の形態４にかかるに光学測定装置の他の概略構成を示す模式図である。 図２６は、図２５に示すプローブの先端面を示す図である。 図２７は、図２５に示す光学測定装置のファイバの切り替えを説明する図である。 図２８は、実施の形態１にかかる光学測定装置の他の概略構成を示す模式図である。 図２９は、実施の形態１にかかる光学測定装置の他の概略構成を示す模式図である。 図３０は、実施の形態５にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。 図３１は、図３０に示すプローブの先端面を示す図である。 図３２は、図３０に示す波長切替部を説明する図である。 図３３は、実施の形態６にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。 図３４は、図３３に示す第１光源部が出力する光強度の時間依存性を示す図である。 図３５は、図３３に示す第２光源部が出力する光強度の時間依存性を示す図である。
　以下、図面を参照して、この発明にかかる光学測定装置およびプローブの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各部材の厚みと幅との関係、各部材の比率などは、現実と異なることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる光学測定装置１は、散乱体である生体組織等の対象物６に対する光学測定を行って対象物の性状を検出する本体装置２と、被検体内に挿入される測定用のプローブ３とを備える。プローブ３は、基端が本体装置２に着脱自在に接続し、接続する本体装置２によって基端から供給された光を先端から対象物６に対して出射するとともに、先端部３３から入射した対象物６からの散乱光を、基端から本体装置２に出力する。
　本体装置２は、電源２１、光源部２２、検出部２４、入力部２５、出力部２６および制御部２７を備える。
　電源２１は、本体装置２の各構成要素に電力を供給する。
　光源部２２は、対象物６に照射する光を発する。光源部２２は、白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、キセノンランプまたはハロゲンランプ等のインコヒーレント光源と、一または複数のレンズとを用いて実現される。光源部２２は、対象物へ照射するインコヒーレンス光をプローブ３に供給する。
　検出部２４は、プローブ３から出力された光であって対象物６からの散乱光を検出光として検出する。検出部２４は、分光器を用いて実現される。検出部２４は、プローブ３から出力された散乱光のスペクトル成分および強度等を測定して、波長ごとの測定を行なう。検出部２４は、測定結果を制御部２７に出力する。
　入力部２５は、プッシュ式のスイッチ等を用いて実現され、スイッチ等が操作されることによって、本体装置２の起動を指示する指示情報や他の各種指示情報を受け付けて制御部２７に入力する。
　出力部２６は、光学測定装置１における各種処理に関する情報を出力する。出力部２６は、ディスプレイ、スピーカおよびモータ等を用いて実現され、画像情報、音声情報または振動を出力することによって、光学測定装置１における各種処理に関する情報を出力する。
　制御部２７は、本体装置２の各構成要素の処理動作を制御する。制御部２７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリを用いて実現される。制御部２７は、本体装置２の各構成要素に対する指示情報やデータの転送等を行うことによって、本体装置２の動作を制御する。制御部２７は、検出部２４による検出結果をもとに対象物６の性状を分析する分析部２７ａを有する。換言すれば、分析部２７ａは、測定部として機能する。
　プローブ３は、一または複数の光ファイバを用いて実現される。たとえば、プローブ３は、光源によって供給された光を伝導して対象物６へ出射する照射ファイバ５と、対象物６からの戻り光を先端で受光して基端側へ伝導する受光ファイバ７，８とを有する。ＬＥＢＳ技術を用いる場合には、散乱角度の異なる少なくとも２つの散乱光をそれぞれ受光するため、複数の受光ファイバ７，８が設けられる。
　本体装置２は、照射ファイバ５の先端面のうち光が出射する出射領域の合計面積を切り替える切替部４をさらに有し、照射ファイバ５の先端面のうち光が出射する出射領域の合計面積を切り替えることによって、照明光の空間コヒーレンス長を対象物６に応じて設定している。
　この光学測定装置１は、消化器等の臓器を観察する内視鏡と組み合わせることによって、光学測定を行なう。図２は、検査システムの構成と、プローブ３の取り付けを示す図である。図２において、操作部１３の側部より延伸する可撓性のユニバーサルコード１４は、光源装置１８に接続するとともに、内視鏡１０の先端部１６において撮像された被写体画像を処理する信号処理装置１９に接続する。プローブ３は、被検体内に挿入された内視鏡１０の体外部の操作部１３近傍のプローブ用チャネル挿入口１５から挿入される。プローブ３は、挿入部１２内部を通ってプローブ用チャネルと接続する先端部１６の開口部１７から先端部３３が突出する。これによって、プローブ３が被検体内部に挿入され、光学測定装置１は、光学測定を開始する。
　次に、切替部４およびプローブ３の照射ファイバ５について説明する。図３は、図１に示す切替部４およびプローブ３の照射ファイバ５を光軸に沿って切断した図である。図４は、図３に示す照射ファイバ５の先端面５６を示す図である。
　図３および図４に示すように、照射ファイバ５は、第１の導光路として機能する第１のコア５１および第２の導光路として機能する第２のコア５２と、その周囲を取り囲むクラッド５３とを有する。第１のコア５１のコア径と第２のコア５２のコア径とは異なり、図４に示すように、先端面５６において光が出射する出射領域の面積が第１のコア５１と第２のコア５２とでそれぞれ異なる。たとえば、図３および図４に示す例では、第２のコア５２の方が第１のコア５１よりも先端面５６における出射領域の面積が大きい。照射ファイバ５は、基端において分岐しており、分岐した一方の基端５４には第１のコア５１の基端が位置し、他方の基端５５には第２のコア５２の基端が位置する。
　切替部４は、光源部２２の光源２２ｂからレンズ２２ａを経由して供給された光が入射する領域を、照射ファイバ５の基端５４の第１のコア５１と基端５５の第２のコア５２との間で切り替える。切替部４は、光源部２２から供給された光の経路を、照射ファイバ５の基端５４に到達する経路Ｃａと基端５５に到達する経路Ｃｂ（図５参照）との間で切り替える。
　切替部４は、ミラー４３と、経路Ｃａ外の位置Ｐａまたは経路Ｃａ中の位置Ｐｂにミラー４３を移動する移動機構４４とを備える。移動機構４４は、位置Ｐａまたは位置Ｐｂのいずれかにミラー４３を位置決めできるスライド機構であって、外力によってスライドしミラー４３を移動させる。
　図３に示すように、移動機構４４がミラー４３を位置Ｐａに移動した場合、光源部２２から供給された光は、経路Ｃａをそのまま経由し、レンズ４１を介して、照射ファイバ５の基端５４に到達する。この結果、照射ファイバ５の先端面５６においては、第１のコア５１から光Ｌａが出射する。
　一方、図５に示すように、移動機構４４がミラー４３を位置Ｐｂに移動した場合、光源部２２から供給された光は、位置Ｐｂのミラー４３においてミラー４５に反射した後、ミラー４５においてレンズ４２に反射し、レンズ４２を介して、照射ファイバ５の基端５５に到達する。この結果、照射ファイバ５の先端面５６においては、第１のコア５１よりも出射領域の面積が大きい第２のコア５２から光Ｌｂが出射する。
　ここで、照明光の空間コヒーレンス長は、光の波長をλ、照射ファイバの光出射面から対象物までの距離をＳ、ファイバのコア直径をＤとした場合、（λ・Ｓ）／（π・Ｄ）となる。
　このため、切替部４が光源部２２から供給された光の経路を経路Ｃａに切り替えて第２のコア５２よりもコア径の小さい第１のコア５１から光を出射させた場合は、経路Ｃｂに切り替えた場合よりも長い空間コヒーレンス長での照射を行なうことができる。言い換えると、切替部４が光源部２２から供給された光の経路を経路Ｃｂに切り替えて第１のコア径よりもコア径が大きい第２のコア５２から光を出射させた場合は、経路Ｃａに切り替えた場合よりも短い空間コヒーレンス長での照射を行なうことができる。
　さらに、ミラー４３に代えて、ハーフミラーを位置Ｐｂに位置させた場合には、光源部２２から供給された光は、経路Ｃａおよび経路Ｃｂの双方に導かれ、基端５４の第１のコア５１および基端５５の第２のコア５２の双方に入射する。この結果、照射ファイバ５の先端面５６においては、第１のコア５１と第２のコア５２の双方から光が出射する。この場合、光の出射領域は、第１のコア５１または第２のコア５２から光を出射させた場合よりも大きくなるため、対象物に照射される光の空間コヒーレンス長は、第２のコア５２から出射する光の空間コヒーレンス長よりも短くなる。
　したがって、切替部４による光の経路切り替えと、切替部４を構成するミラー４３の種別選択によって、対象物６に照射する光の空間コヒーレンス長として、３種類の空間コヒーレンス長を選択することができる。
　このように、実施の形態１では、１本のプローブで複数の空間コヒーレンス長での照射を行なうことができる。このため、実施の形態１では、対象物に対応させて測定中にコア径の異なる照射ファイバを有するプローブを被検体内に入れ替えずとも、切替部４のミラー４３の位置を切り替えるだけで、照射光の空間コヒーレンス長を変更できる。
　なお、移動機構４４は、ミラー移動のためのモータを備え、制御部２７がモータを制御することによってミラー４３を移動させるほか、位置Ｐａまたは位置Ｐｂのいずれかにミラーを位置決めできるスライド機構であって、外力によってスライドしミラー４３を移動させてもよい。
（実施の形態２）
　次に、実施の形態２について説明する。図６は、実施の形態２にかかる切替部およびプローブの照射ファイバを説明する図である。なお、実施の形態２にかかる光学測定装置における構成要素は、実施の形態１と同様である。図６は、実施の形態２にかかる切替部およびプローブの照射ファイバを光軸に沿って切断した図である。図７は、図６に示す照射ファイバの先端面を示す図である。
　図６および図７に示すように、実施の形態２においては、照射ファイバ５Ａは、中央の領域Ｓａに位置するコア５１Ａと、コア５１Ａの周囲の領域Ｓｂに形成された第１のクラッド５２Ａと、第１のクラッド５２Ａの周囲の領域Ｓｃに形成された第２のクラッド５３Ａを有するダブルクラッドファイバである。照射ファイバ５Ａの基端５４Ａにおいては、先端面５６Ａがある先端よりも基端５４Ａの方が照射ファイバ５Ａの径全体が太くなるように構成される。
　図８は、図６に示すコア５１Ａ、第１のクラッド５２Ａおよび第２のクラッド５３Ａの屈折率の大小関係を示す図である。図８に示すように、領域Ｓａのコア５１Ａの屈折率が最も高く、領域Ｓｂの第１のクラッド５２Ａおよび領域Ｓｃの第２のクラッド５３Ａの順に照射ファイバの外周に向かって段階的に低くなっている。このため、照射ファイバ５Ａの基端５４Ａにおいてコア５１Ａのみに入射した光は、コア５１Ａのみを伝播する。照射ファイバ５Ａの基端５４Ａにおいてコア５１Ａおよび第１のクラッド５２Ａに入射した光は、コア５１Ａおよび第１のクラッド５２Ａの双方の領域を伝播する。
　切替部４Ａは、照射ファイバ５Ａの基端において、光源２２ｂからレンズ２２ａを経由して供給された光が入射する領域を、照射ファイバ５Ａの基端５４Ａのコア５１Ａと、第１のコア５１Ａおよび第１のクラッド５２Ａと間で切り替える。
　図６に示すように、切替部４Ａは、レンズ２２ａを経由して光源２２ｂから発せられた光を、照射ファイバ５Ａの基端５４Ａのコア５１Ａおよび第１のクラッド５２Ａの双方の領域に集光するレンズ４６と、脱着可能である絞り４７とを有する。絞り４７は、照射ファイバ５Ａの基端５４Ａのコア５１Ａのみに光を出射するように、基端５４Ａのコア５１Ａの直系とほぼ同径あるいは若干小さい径の開口が設けられる。
　図６に示すように、絞り４７が切替部４Ａに取り付けられている場合、光源部２２から供給された光は、レンズ４６によって集光され、さらに絞り４７によって光量が調整され、照射ファイバ５Ａの基端５４Ａのコア５１Ａのみに入射する。この結果、コア５１Ａに入射した光は、コア５１Ａを伝播し、先端面５６Ａにおいては、コア５１が占める領域Ｓａから光Ｌｃとして出射する。
　一方、図９に示すように、切替部４Ａから絞り４７が取り外されている場合、光源部２２から供給された光は、レンズ４６によって集光され、そのまま照射ファイバ５Ａの基端５４Ａのコア５１Ａおよび第１のクラッド５２Ａに入射する。この結果、コア５１Ａおよび第１のクラッド５２Ａに入射した光は、コア５１Ａと第１のクラッド５２Ａとの双方を伝播し、先端面５６Ａにおいては、コア５１Ａおよび第１のクラッド５２Ａが占める領域Ｓａおよび領域Ｓｂから光Ｌｄとして出射する。
　このため、切替部４Ａに絞り４７を取り付けてコア５１Ａのみから光を出射させた場合、切替部４Ａから絞り４７を取り外した場合よりも長い空間コヒーレンス長での照射を行なうことができる。言い換えると、切替部４Ａから絞り４７を取り外してコア５１Ａおよび第１のクラッド５２Ａから光を出射させた場合、切替部４Ａに絞り４７を取り付けた場合よりも短い空間コヒーレンス長での照射を行なうことができる。
　この実施の形態２のように、ダブルクラッドファイバを照射ファイバとして用い、照射ファイバに供給する光が入射する領域を切り替える場合も、実施の形態１と同様に、１本のプローブで複数の空間コヒーレンス長での照射を行なうことができる。
　なお、実施の形態２においては、切替部４Ａに代えて、図１０に示すように、矢印のようにレンズ４６を光軸に沿って移動できる移動機構４８Ｂをさらに有する切替部４Ｂを用いてもよい。移動機構４８Ｂが絞り４７を取り付けた状態で、コア５１Ａに集光するように、レンズ４６の光軸上の位置を調整することによって、光の利用効率を高めることができる。
　また、レンズ４６と照射ファイバ５Ａの基端５４Ａとの相対的な距離を変更できればよいため、図１１に示すように、光軸に沿って照射ファイバ５Ａの基端５４Ａを移動できる移動機構４８Ｃを設けてもよい。この場合には、切替部４Ｃの移動機構４８Ｂが矢印Ｙ１のようにレンズ４６の光軸上の位置を調整し、さらに、移動機構４８Ｃが矢印Ｙ２のように照射レンズ５Ａの基端５４Ａの光軸上の位置を調整する。これによって、所望の空間コヒーレンス長に対応させて、光源部２２から供給される光の基端５４Ａへの入射領域を選択することができる。この場合には、絞り４７を省略することができる。また、レンズ４６と照射ファイバ５Ａの基端５４Ａとの相対的な距離を変更できれば光源部２２から供給される光の基端５４Ａへの入射領域を選択できるため、切替部４Ｃは、絞り４７、移動機構４８Ｂあるいは移動機構４８Ｃのいずれか一つを有すれば足りる。
　また、実施の形態２では、切替部４Ａ，４Ｂ，４Ｃに代えて、図３に示す切替部４を用いてもよい。この場合には、図１２に示すように、照射ファイバ５Ａの基端５４Ａにおいて、経路Ｃａとコア５１Ａとを接続ファイバ９１で接続し、経路Ｃｂと第１のクラッド５２Ａとを接続ファイバ９２で接続する。切替部４がミラー４３の移動によって経路Ｃａと経路Ｃｂとの間で光路を切り替えて、光源部２２から供給される光の基端５４Ａへの入射領域を切り替える。
（実施の形態３）
　次に、実施の形態３について説明する。図１３は、実施の形態３にかかる切替部およびプローブの照射ファイバを説明する図である。なお、実施の形態３にかかる光学測定装置における構成要素は、実施の形態１と同様である。図１３は、実施の形態３にかかる切替部およびプローブの照射ファイバを光軸に沿って切断した図である。図１４は、図１３に示す照射ファイバ５Ｄの先端面５６Ｄを示す図である。
　図１３および図１４に示すように、実施の形態３における照射ファイバ５Ｄは、複数のコア５７がクラッド５３Ｄの中に設けられた複数コアファイバである。また、実施の形態３における切替部４Ｄは、図１０に示す切替部４Ｂと比較し、絞り４７に代えて、可変絞り４７Ｄを備えた構成を有する。
　切替部４Ｄは、照射ファイバ５Ｄの基端５４Ｄにおいて、光源部２２によって供給された光が入射される領域を、照射ファイバ５Ｄの一つのコア５７、または、隣接する複数のコア５７によって構成され、構成するコア５７の組み合わせが互いに異なる複数のコア群のうちのいずれかに切り替える。たとえば、図１４に示すように、照射に使用するコア５７を、一つだけのコア５７で構成されるコア領域Ｇａ、コア領域Ｇａの周囲の複数のコア５７で構成されるコア領域Ｇｂ、コア領域Ｇｂの周囲の複数のコア５７で構成される周囲のコア領域Ｇｃを設定した場合を例に説明する。
　最も長い空間コヒーレンス長での照射を行なう場合、レンズ４６による光の集光領域がコア領域Ｇａのみになるように、図１３のように移動機構４８Ｂがレンズ４６の光軸上の位置を光源部２２側に移動する。そして、可変絞り４７Ｄの開口を、コア領域Ｇａに対応させて変更することによって、使用されないコア５７には確実に光が入らないようにする。この結果、照射ファイバ５Ｄの先端面５６Ｄからは、コア領域Ｇａに位置する一つのコア５７のみから光が出射する。
　そして、照明光の空間コヒーレンス長を短くする場合、レンズ４６による光の集光領域がコア領域Ｇａ，Ｇｂになるように、図１３の矢印Ｙ３のように移動機構４８Ｂがレンズ４６の光軸上の位置を照射ファイバ５Ｄ側に移動する。そして、図１５の矢印Ｙ４に示すように、可変絞り４７Ｄの開口を、コア領域Ｇａ，Ｇｂに対応させて変更する。この結果、照射ファイバ５Ｄの先端面５６Ｄからは、コア領域Ｇａ，Ｇｂに位置する複数のコア５７から光が出射する。さらに、照明光の空間コヒーレンス長を短くする場合には、レンズ４６による光の集光領域がコア領域Ｇａ～Ｇｃになるように、レンズ４６の光軸上の位置および可変絞り４７Ｄの開口領域を調節すればよい。
　この実施の形態３のように、複数コアファイバを照射ファイバとして用い、照射ファイバへの集光領域を調節する場合も、実施の形態１と同様に、１本のプローブで複数の空間コヒーレンス長での照射を行なうことができる。
　なお、実施の形態３においては、各コア５７のコア径は、同径である必要はなく、それぞれ異なっていてもよい。また、切替部４Ｄが光源部２２によって供給された光が入射される領域を複数のコア５７によって構成されコア領域Ｇａ，Ｇｂ，コア領域Ｇａ～Ｇｃのいずれかに切り替えた場合、図１６に示すように、照射ファイバ５Ｄの複数のコア５７ａ～５７ｃから出射される光の各照射範囲は、領域Ａｉのように少なくとも一部が重なり、同じプローブ３Ｄに設けられる受光ファイバ７における受光範囲Ａｍは、照射領域が重なる領域Ａｉに含まれる。領域Ａｉは、複数の照射ファイバ５７ａ～５７ｃ全てによる空間コヒーレンス長低下の効果が得られる領域であり、それ以外の照射領域では複数の照射ファイバ５７ａ～５７ｃ全てによる空間コヒーレンス長低下の効果は現れないためである。このため、プローブ３Ｄと対象物までの距離を適切に設定することによって、受光範囲Ａｍが、照射領域が重なる領域Ａｉに含まれる構成にする。または、プローブ３Ｄの先端において、レンズなどの光学系を用いて、対象物面上での照射領域の重なり領域と受光領域とが重なるように構成してもよい。なお、受光ファイバ７は、コア７１およびクラッド７２によって構成される。
　また、実施の形態３においては、照射ファイバ５Ｄに代えて、図１７に示すように、コア５７Ｅとクラッド５３Ｅによってそれぞれ形成される複数のファイバ５０によって構成される照射ファイバ束である照射ファイバ５Ｅを用いてもよい。なお、図１７は、照射ファイバ５Ｅを先端から見た図である。
　切替部４Ｄは、照射ファイバ５Ｅの基端において、光源部２２によって供給された光が入射するファイバを、複数のファイバの一つ、または、隣接する複数のファイバによって構成され、ファイバの組み合わせが互いに異なる複数のファイバ群のうちのいずれかに切り替える。たとえば、照射に使用するファイバ５０を、一つだけのファイバ５０で構成されるファイバ領域Ｇｄ、複数のファイバ５０で構成されるファイバ領域Ｇｄの周囲のファイバ領域Ｇｅ、ファイバ領域Ｇｅの周囲の複数のファイバ５０で構成されるファイバ領域Ｇｆを設定する。そして、切替部４Ｄにおいて、照射ファイバ５Ｅへの集光領域を所望の空間コヒーレンス長に対応するファイバ領域に切り替えればよい。この場合も、照射ファイバ５Ｅの複数のファイバ５０から出射される光の各照射範囲は、少なくとも一部が重なり、同じプローブに設けられる受光ファイバにおける受光範囲は、照射領域が重なる領域に含まれることが望ましい。
（実施の形態４）
　次に、実施の形態４について説明する。図１８は、実施の形態４にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。図１９は、図１８に示す照射ファイバの先端面を示す図である。
　図１８に示すように、実施の形態４にかかる光学測定装置１Ｆは、図１に示す光学測定装置と比して、本体装置２に代えて、切替部４Ｆを有する本体装置２Ｆを有し、プローブ３に代えて、共用ファイバ５８ａ，５８ｂおよび受光専用ファイバ５８ｃを備えたプローブ３Ｆを有する。
　図１９に示すように、共用ファイバ５８ａ，５８ｂおよび受光専用ファイバ５８ｃは、それぞれ、コア５７ａ～５７ｃおよびクラッド５３ａ～５３ｃによって構成される。共用ファイバ５８ａ，５８ｂは、照射ファイバおよび受光ファイバのいずれの機能も有している。共用ファイバ５８ａのコア径は、共用ファイバ５８ｂのコア径よりも小さい。なお、各ファイバは、保護部材９によって側面を被覆される。
　ＬＥＢＳ技術を用いる場合、図２０に示すように、散乱光の干渉成分のピーク値Ａｓおよび干渉に寄与していないベースラインのベース値Ａｂを取得して分析を行なうため、散乱角θの異なる少なくとも２つの散乱光をそれぞれ受光する必要がある。たとえば、散乱光の干渉成分のピーク値Ａｓを取得するには、散乱角θがほぼ０°に近い散乱角θ１の散乱光を受光する。この散乱角θ１の散乱光は、照射ファイバに隣接するファイバによって受光される。また、ベースラインのベース値Ａｂを取得するためには、少なくとも１°よりも大きい散乱角θ２の散乱光を受光する。この散乱角θ２の散乱光は、照射ファイバから離間したファイバによって受光される。
　実施の形態４では、切替部４Ｆにおいて、光源部２２から供給される光の出力先をコア径の異なる共用ファイバ５８ａ，５８ｂの一方の基端に切り替えることによって、共用ファイバ５８ａ，５８ｂの一方を照射ファイバとして使用する。そして、切替部４Ｆにおいて、他方の共用ファイバの基端から出力される光の出力先を検出部２４に切り替えて、他方の共用ファイバを受光専用ファイバ５８ｃとともに受光ファイバとして使用することによって、散乱角の異なる２つの散乱光をそれぞれ受光する。図１９に示すように、受光専用ファイバ５８ｃは、照射ファイバとして使用される共用ファイバ５８ａ，５８ｂのいずれとも接するため、共用ファイバ５８ａまたは共用ファイバ５８ｂが照明ファイバとして使用されるいずれの場合においても、散乱光の干渉成分のピーク値Ａｓに対応する散乱角θ１の散乱光を受光する。
　切替部４Ｆは、図１８に示すように、光源部２２から光が出力される経路Ｒｉの接続先を、共用ファイバ５８ａの基端と接続する経路Ｒａまたは共用ファイバ５８ｂの基端と接続する経路Ｒｂに切り替えるとともに、検出部２４の第１検出部２４ａに接続する経路Ｒｍの接続先を、経路Ｒｉと接続していない経路Ｒａ，Ｒｂのいずれかにそれぞれ切り替える。
　たとえば、図１８に示すように、切替部４Ｆが、光源部２２から光が出力される経路Ｒｉの接続先を共用ファイバ５８ａの基端に接続する経路Ｒａに切り替え、検出部２４の第１検出部２４ａに接続する経路Ｒｍの接続先を共用ファイバ５８ｂの基端と接続する経路Ｒｂに切り替えた場合について説明する。
　この場合、光源部２２から供給された光は、経路Ｒａを介して、共用ファイバ５８ａの基端に入射する。これによって、共用ファイバ５８ａは照射ファイバとして機能し、共用ファイバ５８ａの基端に入射した光は、共用ファイバ５８ａのコア５７ａを伝播し、先端面３６Ｆにおいて、共用ファイバ５８ａの先端から光Ｌｉとして出射する。共用ファイバ５８ａのコア径は共用ファイバ５８ｂのコア径よりも小さいため、光Ｌｉの出射領域は、共用ファイバ５８ｂから光を出射させた場合よりも小さくなる。したがって、対象物６に照射される光の空間コヒーレンス長は、共用ファイバ５８ｂから出射する光の空間コヒーレンス長よりも長くなる。
　図２１に示すように、プローブ３Ｆの先端面３６Ｆにおいて、共用ファイバ５８ａから出射した光Ｌｉに対する散乱角θ１の散乱光Ｌｍｓは、共用ファイバ５８ａに接する受光専用ファイバ５８ｃの先端に入射する。受光専用ファイバ５８ｃの基端から出力した光は、経路Ｒｃを通って第２検出部２４ｂに出力され、第２検出部２４ｂにおいて検出される。一方、散乱角θ２の散乱角Ｌｍｂは、共用ファイバ５８ａと離間する共用ファイバ５８ｂに入射する。共用ファイバ５８ｂの基端から出力した光は、経路Ｒｂおよび切替部４Ｆによって経路Ｒｂと接続された経路Ｒｍを通って、第１検出部２４ａに出力され、第１検出部２４ａにおいて検出される。
　次に、図２２に示すように、切替部４Ｆが、光源部２２から光が出力される経路Ｒｉの接続先を共用ファイバ５８ｂの基端に接続する経路Ｒｂに切り替え、検出部２４の第１検出部２４ａに接続する経路Ｒｍの接続先を共用ファイバ５８ａの基端と接続する経路Ｒａに切り替えた場合について説明する。
　この場合、光源部２２から供給された光は、経路Ｒｂを介して、共用ファイバ５８ｂの基端に入射する。これによって、共用ファイバ５８ｂは照射ファイバとして機能し、共用ファイバ５８ｂの基端に入射した光は、共用ファイバ５８ｂのコア５７ｂを伝播し、先端面３６Ｆにおいて、共用ファイバ５８ｂの先端から光Ｌｉとして出射する。共用ファイバ５８ｂのコア径は共用ファイバ５８ａのコア径よりも大きいため、光Ｌｉの出射領域は、共用ファイバ５８ａから光を出射させた場合よりも大きくなる。したがって、対象物６に照射される光の空間コヒーレンス長は、共用ファイバ５８ａから出射する光の空間コヒーレンス長よりも短くなる。
　図２３に示すように、プローブ３Ｆの先端面３６Ｆにおいて、共用ファイバ５８ｂから出射した光Ｌｉに対する散乱角θ１の散乱光Ｌｍｓは、共用ファイバ５８ｂに接する受光専用ファイバ５８ｃの先端に入射する。受光専用ファイバ５８ｃの基端から出力した光は、経路Ｒｃを通って第２検出部２４ｂに出力され、第２検出部２４ｂにおいて検出される。一方、散乱角θ２の散乱角Ｌｍｂは、共用ファイバ５８ｂと離間する共用ファイバ５８ａに入射する。共用ファイバ５８ａの基端から出力した光は、経路Ｒａおよび切替部４Ｆによって経路Ｒａと接続された経路Ｒｍを通って、第１検出部２４ａに出力され、第１検出部２４ａにおいて検出される。
　次に、切替部４Ｆについて説明する。図２４に示すように、経路Ｒａを構成する接続ファイバ９３Ａの基端９３ａと第１検出部２４ａとは対向するように配置されており、光源部２２と、経路Ｒｂを構成する接続ファイバ９３Ｂの基端９３ｂと第２検出部２４ｂとは対向するように配置される。接続ファイバ９３Ａの基端９３ａと第１検出部２４ａとの間の経路、および、接続ファイバ９３Ｂの基端９３ｂと光源部２２との間の経路は、交差している。なお、経路Ｒｃを構成する接続ファイバ９３Ｃから出力される光は、レンズ２４ｄを介して第２検出部２４ｂに出力される。図２４においては、本体装置２Ｆの他の構成要素の図示を省略する。
　切替部４Ｆは、両面ミラー４３Ｆと、両面ミラー４３Ｆを移動するアクチュエータ等を有する移動機構４４Ｆとを備える。移動機構４４Ｆは、接続ファイバ９３Ａの基端９３ａと第１検出部２４ａとの間の経路、および、接続ファイバ９３Ｂの基端９３ｂと光源部２２との間の経路の交差位置Ｐｄと、各経路外の退避位置Ｐｃとのいずれかに両面ミラー４３Ｆを移動する。
　移動機構４４Ｆが両面ミラー４３Ｆを退避位置Ｐｃに退避している場合、光源２２ｂから供給された光は、レンズ２２ａ，４１ｂを介して、対向する接続ファイバ９３Ｂの基端９３ｂに入射し、接続ファイバ９３Ｂから共用ファイバ５８ｂに供給される。これによって、プローブ３Ｆの先端面３６Ｆにおいて、共用ファイバ５８ａよりもコア径が大きい共用ファイバ５８ｂから光Ｌｉが出射する。プローブ３Ｆの先端面３６Ｆにおいて、共用ファイバ５８ｂから出射した光Ｌｉの散乱光のうちベースライン値に対応する散乱角θ２の散乱光Ｌｓｂは、共用ファイバ５８ａの先端から入射し、接続ファイバ９３Ａおよびレンズ４１ａ，２４ｃを経由して、第１検出部２４ａに入射する。
　一方、移動機構４４Ｆが両面ミラー４３Ｆを交差位置Ｐｄに移動した場合、レンズ２２ａを介して光源２２ｂから供給された光は、両面ミラー４３Ｆの一方の反射面で反射し、接続ファイバ９３Ａの基端９３ａに入射する。接続ファイバ９３Ａから共用ファイバ５８ａに供給された光は、プローブ３Ｆの先端面３６Ｆにおいて、共用ファイバ５８ｂよりもコア径が小さい共用ファイバ５８ａから光Ｌｉとして出射する。プローブ３Ｆの先端面３６Ｆにおいて、共用ファイバ５８ａから出射した光Ｌｉの散乱光のうちベースライン値に対応する散乱角θ２の散乱光Ｌｓｂは、共用ファイバ５８ｂの先端から入射し、接続ファイバ９３Ｂおよびレンズ４１ｂを経由して、両面ミラー４３Ｆの他方の反射面で反射し、第１検出部２４ａに入射する。
　このように、実施の形態４にかかる光学測定装置１Ｆは、先端面３６Ｆにおいて光が出射または入射する入出射領域の面積がそれぞれ異なる共用ファイバ５８ａ，５８ｂを用いる。光学測定装置１Ｆは、切替部４Ｆにおいて、共用ファイバ５８ａ，５８ｂの基端において、光源部２２から供給される光が入射するファイバを共用ファイバ５８ａ，５８ｂの一方に切り替えるとともに、他方の共用ファイバの戻り光の出力先を検出部２４に切り替える。これによって、実施の形態４では、実施の形態１と同様に、１本のプローブで複数のコヒーレンス長での照射を行なうことができる。
　なお、実施の形態４では、本体装置２Ｆ内の切替部４Ｆを用いて、光源部２２から供給される光が入射するファイバを共用ファイバ５８ａ，５８ｂの一方に切り替えるとともに、他方の共用ファイバの戻り光の出力先を検出部２４に切り替えたが、これに限らない。
　たとえば、図２５のプローブ３Ｇを例に説明する。図２５のプローブ３Ｇは、共用ファイバ５８ａ，５８ｂおよび受光専用ファイバ５８ｃの基端を本体装置２の光源部２２から供給される光の出力部、第１検出部２４ａおよび第２検出部２４ｂへの光の入力部に接続可能である接続コネクタ５９を有する。図２６に示すように、プローブ３Ｇの先端面３６Ｇにおいて、図中左から共用ファイバ５８ａ、受光専用ファイバ５８ｃ、共用ファイバ５８ｂの順で各ファイバが配列する。
　接続コネクタ５９は、本体装置２Ｇの差込口に差し込まれることによって、接触面において本体装置２における光源部２２からの光の出力部といずれか一つの共用ファイバ５８ａ，５８ｂの基端とを接続する。これとともに、接続コネクタ５９は、接触面において、他の共用ファイバの基端と本体装置２Ｇにおける検出部２４への光の入力部とを接続する。接続コネクタ５９は、本体装置２Ｇの光の入出力部と接触する接触面が図２５に示す状態から上下反転された状態で本体装置２Ｇに差し込まれることが可能である。
　たとえば、図２５に示すように接続コネクタ５９を本体装置２Ｇに差し込んだ場合、光源２２ｂから出力される光は、レンズ２２ａ，４１ｄを介して共用ファイバ５８ａの基端に入射する。このため、共用ファイバ５８ａは、照射ファイバとして機能し、プローブ３Ｇの先端面３６Ｇから光Ｌｉを照射する。プローブ３Ｇの先端面３６Ｇにおいて、散乱角θ１の散乱光Ｌｍｓは、共用ファイバ５８ａに接する受光専用ファイバ５８ｃの先端に入射し、受光専用ファイバ５８ｃの基端から本体装置２Ｇに出力され、レンズ４１ｅ，２４ｃを経由して第１検出部２４ａに出力される。散乱角θ２の散乱角Ｌｍｂは、共用ファイバ５８ａと離間する共用ファイバ５８ｂに入射し、共用ファイバ５８ｂの基端から本体装置２Ｇに出力され、レンズ４１ｆ，２４ｄを経由して第２検出部２４ｂに出力される。
　図２７の矢印に示すように接続コネクタ５９の接触面を図２５に示す状態から上下反転させて接続コネクタ５９を本体装置２Ｇに差し込んだ場合について説明する。この場合、光源２２ｂから出力される光は、レンズ２２ａ，４１ｄを介して共用ファイバ５８ｂの基端に入射する。このため、共用ファイバ５８ｂは、照射ファイバとして機能し、プローブ３Ｇの先端面３６Ｇから光Ｌｉを照射する。プローブ３Ｇの先端面３６Ｇにおいて、散乱角θ１の散乱光Ｌｍｓは、共用ファイバ５８ｂに接する受光専用ファイバ５８ｃの先端に入射し、受光専用ファイバ５８ｃの基端から本体装置２Ｇに出力され、レンズ４１ｅ，２４ｃを経由して第１検出部２４ａに出力される。散乱角θ２の散乱角Ｌｍｂは、共用ファイバ５８ｂと離間する共用ファイバ５８ａに入射し、共用ファイバ５８ａの基端から本体装置２Ｇに出力され、レンズ４１ｆ，２４ｄを経由して第２検出部２４ｂに出力される。
　したがって、本体装置２Ｇの光の出力部および光の入力部と接触する接続コネクタ５９の接触面の向きが変わることによって、本体装置２Ｇにおける光源部２２からの光の出力部と接続する共用ファイバと、本体装置２Ｇにおける検出部２４への光の入力部と接続する共用ファイバとが切り替わる。なお、図２５および図２７においては、本体装置２Ｇの他の構成要素の図示を省略する。
　また、実施の形態１～４におけるプローブにおいては、図２８の光学測定装置１ａに示すように、プローブ３の先端部３３に、照射ファイバ５の先端と受光ファイバ７，８の先端とを被覆する１つのキャップ１００をさらに設けてもよい。キャップ１００の対象物６との接触面は透明であるように構成されている。キャップ１００を対象物６に接触させて測定を行なうことによって、キャップ１００により照射ファイバ５と対象物との距離Ｄが固定し、照射光の空間コヒーレンス長を確実に一定化させた状態で測定を行える。また、キャップ１００の底面で対象物６表面を平坦化させているため、対象物６の表面の凹凸形状の影響もない状態で測定できる。
　また、実施の形態１～４においては、本体装置２，２Ｆ，２Ｇに切替部４，４Ａ～４Ｄ，４Ｆを設けた場合を例に説明したが、図２９の光学測定装置１ｂに示すように、プローブ３側に設けてもよい。たとえば、図２９に示す例では、本体装置２の接続部２３に着脱自在に接続されるプローブ３ｂの基端部３１に切替部４を設ける。
　また、実施の形態１～４においては、プローブの基端側で照射ファイバを切り替える場合について説明したが、プローブの先端側に可変絞りを設け、可変絞りの絞り量を変更することによって１本の照射ファイバの光出射領域を切り替えてもよい。
（実施の形態５）
　次に、実施の形態５について説明する。実施の形態５においては、プローブと検出部との間に切替部を設ける場合について説明する。図３０は、実施の形態５にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。
　図３０に示すように、実施の形態５にかかる光学測定装置２０１は、図１に示す本体装置２に代えて本体装置２０２を有し、プローブ３に代えてプローブ２０３を有する。本体装置２０２は、図１に示す本体装置２と比して、光源部２２の代わりに、波長λ１の光を発する第１光源部２２１および波長λ１とは異なる波長の波長λ２の光を発する第２光源部２２２を備える。第１光源部２２１および第２光源部２２２は、白色光源の直後に対応する波長フィルタを挿入した構成でもよいし、それぞれの波長λ１，λ２を発するようなＬＥＤなどを用いてもよい。光源部２２１と光源部２２２は、常に照明光を射出している。本体装置２０２は、本体装置２における切替部４を削除し、第１検出部２４ａおよび第２検出部２４ｂの前段に波長切替部２０４を有する。制御部２２７は、図１に示す制御部２７と同様の機能を有するとともに、第１光源部２２１、第２光源部２２２および波長切替部２０４を制御する。第１光源部２２１、第２光源部２２２は、インコヒーレント光源である。
　プローブ２０３は、図１に示す照射ファイバ５に代えて、コア径がそれぞれ異なる照射ファイバ２５１，２５２を有する。照射ファイバ２５１，２５２は、プローブ２０３の基端から先端２３３まで延伸する。
　図３１は、図３０に示すプローブ２０３の先端面を示す図である。図３１に示す例では、照射ファイバ２５１の方が照射ファイバ２５２よりも先端２３３における出射領域の面積が大きい。したがって、先端２３３において光が出射する出射領域の面積が照射ファイバ２５１と照射ファイバ２５２とでそれぞれ異なる。なお、各ファイバは、保護部材２０９によって側面を被覆される。
　照射ファイバ２５１は、第１光源部２２１と基端において接続し、プローブ２０３の先端２３３から波長λ１の光Ｌｉａを出射する。照射ファイバ２５２は、第２光源部２２２と基端において、第２光源部２２２と基端において接続し、プローブ２０３の先端２３３から波長λ２の光Ｌｉｂを出射する。照射ファイバ２５１の方が照射ファイバ２５２よりも先端２３３における出射領域の面積が大きいため、第１光源部２２１と接続する照射ファイバ２５１から波長λ１の光Ｌｉａは、相対的に小さな空間コヒーレンス長となる。一方、第２光源部２２２と接続する照射ファイバ２５２からの波長λ２の光Ｌｉｂは、相対的に大きな空間コヒーレンス長を生じることになる。
　受光ファイバ７は、照射ファイバ２５１，２５２のいずれにも近接し、散乱光の干渉成分のピーク値Ａｓに対応する散乱角θ１の散乱光を受光する。受光ファイバ８は、照射ファイバ２５１，２５２のいずれからも離間し、散乱光のベースラインのベース値Ａｂに対応する散乱角θ２の散乱光を受光する。いずれの散乱光も、波長λ１および波長λ２の光を含むものである。
　波長切替部２０４は、第１検出部２４ａおよび第２検出部２４ｂの双方に入射する波長λ１および波長λ２の光のうち、波長λ１と波長λ２のいずれかを切り替えて選択する機能を有する。波長切替部２０４は、図３２のように、波長λ１の光のみを透過させる波長フィルタ２４１と波長λ２のみを透過させる波長フィルタ２４２とを入れ替えるように構成される。
　まず、波長切替部２０４に波長フィルタ２４１が取り付けられる場合について説明する。この場合、散乱角θ１の光Ｌｍｓは、受光ファイバ７から出力され、経路Ｒｍｓを経由して波長切替部２０４に入力する。そして、散乱角θ１の光Ｌｍｓのうち、波長フィルタ２４１を介することによって、波長λ１の光のみが波長切替部２０４から出力され、第１検出部２４ａにおいて検出される。一方、散乱角θ２の光Ｌｍｂは、受光ファイバ８から出力され、経路Ｒｍｂを経由して波長切替部２０４に入力する。そして、散乱角θ２の光Ｌｍｂのうち、波長フィルタ２４１を介することによって、波長λ１の光のみが波長切替部２０４から出力され、第２検出部２４ｂにおいて検出される。
　波長切替部２０４に波長フィルタ２４２が取り付けられる場合について説明する。この場合、受光ファイバ７から出力された散乱角θ１の光Ｌｍｓは、波長フィルタ２４２を介することによって、波長λ２の光のみが波長切替部２０４から出力され、第１検出部２４ａにおいて検出される。一方、受光ファイバ８から出力された散乱角θ２の光Ｌｍｂは、波長フィルタ２４２を介することによって、波長λ２の光のみが波長切替部２０４から出力され、第２検出部２４ｂにおいて検出される。
　そして、波長λ１の光Ｌｉａを出射する照射ファイバ２５１のコア径は照射ファイバ２５２のコア径よりも大きいため、相対的に小さい空間コヒーレンス長の光に応じた散乱光を取得する場合には、波長切替部２０４において波長フィルタ２４１に入れ替えればよい。一方、波長λ２の光Ｌｉｂを出射する照射ファイバ２５２のコア径は照射ファイバ２５１のコア径よりも小さいため、相対的に大きい空間コヒーレンス長の光に応じた散乱光を取得する場合には、波長切替部２０４において波長フィルタ２４２に入れ替えればよい。
　このように、それぞれ異なる出射領域を有する複数の照射ファイバを用いて異なる波長で光を照射し、散乱光の出力経路中において、取得対象の空間コヒーレンス長の光に応じた波長を選択した場合も、１本のプローブで複数のコヒーレンス長での照射を行なうことができる。
　なお、波長切替部２０４は、図３２のように波長フィルタ２４１，２４２を入れ替える構成にするほか、液晶チューナブルフィルタのように電気的に波長を切り替える構成にしてもよい。
（実施の形態６）
　次に、実施の形態６について説明する。図３３は、実施の形態６にかかる光学測定装置の概略構成を示す模式図である。図３３に示すように、実施の形態６にかかる光学測定装置３０１は、図３０に示す本体装置２０２に代えて本体装置３０２を有する。
　本体装置２０２は、図３０に示す本体装置２０２と比して、照射ファイバ２５１の基端と接続する第１光源部３２１、照射ファイバ２５２の基端と接続する第２光源部３２２、第１光源部３２１に接続する第１強度変調部３２８、第２光源部３２２に接続する第２強度変調部３２９、および、復調部３０４をさらに備える。受光ファイバ７，８の基端から出力された散乱光は、それぞれ検出部２４における第１検出部２４ａおよび第２検出部２４ｂに直接出力される。復調部３０４は、検出部２４の第１検出部２４ａおよび第２検出部２４ｂからそれぞれ出力された検出信号を、選択された周波数で復調して、分析部２７ａに出力信号として出力する。制御部３２７は、図１に示す制御部２７と同様の機能を有するとともに、第１光源部３２１、第２光源部２２２、第１強度変調部３２８、第２強度変調部３２９、および、復調部３０４を制御する。第１光源部３２１および第２光源部３２２は、インコヒーレント光源である白色光源などを用いる。
　第１光源部３２１から出力される光の強度は、第１強度変調部３２８によって強度変調される。第１強度変調部３２８は、変調周波数として周波数ｆａを設定し、第１光源部３２１から出力される光の強度を周波数ｆａにしたがって、図３４に示す出力光強度の時間依存性を示す曲線Ｋｆａのように変調する。
　第２光源部３２２から出力される光の強度は、第２強度変調部３２９によって強度変調される。第２強度変調部３２９は、周波数ｆａと異なる変調周波数として周波数ｆｂを設定し、第２光源部３２２から出力される光の強度を周波数ｆｂにしたがって、図３５に示す出力光強度の時間依存性を示す曲線Ｋｆｂのように変調する。
　実施の形態５と同様に、照射ファイバ２５１の方が照射ファイバ２５２よりも先端２３３における出射領域の面積が大きいため、第１光源部３２１と接続する照射ファイバ２５１から周波数ｆａの光Ｌｉａは、相対的に小さな空間コヒーレンスとなる。一方、第２光源部３２２と接続する照射ファイバ２５２からの周波数ｆｂの光Ｌｉｂは、相対的に大きな空間コヒーレンスを生じることになる。
　復調部３０４は、制御部３２７の制御のもと、各光源部の強度変調を行った周波数ｆａまたはｆｂのいずれかを選択し、選択した周波数成分の信号だけを抽出して出力する。たとえば、復調部３０４において周波数ｆａが選択されたときは、復調部３０４の出力信号は、照射ファイバ２５１によって、空間コヒーレンス長が相対的に小さい光で対象物６が照明された場合の散乱光を抽出したものとなる。一方、復調部３０４において周波数ｆｂが選択されたときは、照射ファイバ２５２によって、空間コヒーレンス長が相対的に大きい光で対象物６が照明された場合の散乱光を抽出したものとなる。
　このように、実施の形態６では、復調部３０４で抽出する周波数をｆ１あるいはｆ２のいずれかから選択することによって、照射する光の空間コヒーレンス長を切り替えることができるため、１本のプローブで複数の空間コヒーレンス長での照射を行なうことができる。
　また、実施の形態１～６にかかる光学測定装置は、検出部２４を用いるため、多様な検出も可能である。また、実施の形態１～６は、ＬＥＢＳ技術を用いる場合に限らず、２種の空間コヒーレンス長に基づく測定装置であれば適用可能である。
　１，１ａ，２０１，３０１　光学測定装置
　２，２Ｆ，２Ｇ，２０２，３０２　本体装置
　３，３Ｄ，３Ｆ，３Ｇ，３ｂ，２０３　プローブ
　４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｆ　切替部
　５，５Ｄ，５Ｅ　照射ファイバ
　５Ａ　照射レンズ
　６　対象物
　７，８　受光ファイバ
　９　保護部材
　１０　内視鏡
　１２　挿入部
　１３　操作部
　１４　ユニバーサルコード
　１５　プローブ用チャネル挿入口
　１６　先端部
　１７　開口部
　１８　光源装置
　１９　信号処理装置
　２１　電源
　２２　光源部
　２２ａ，２４ｃ，２４ｄ，４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ，４２，４６　レンズ
　２２ｂ　光源
　２３　接続部
　２４　検出部
　２４ａ　第１検出部
　２４ｂ　第２検出部
　２５　入力部
　２６　出力部
　２７，２２７，３２７　制御部
　２７ａ　分析部
　３１　基端部
　３３　先端部
　３６Ｆ，３６Ｇ　先端面
　４３，４５　ミラー
　４３Ｆ　両面ミラー
　４４，４４Ｆ　移動機構
　４７　絞り
　４８Ｂ，４８Ｃ，４８Ｆ　移動機構
　５０　ファイバ
　５１，５１Ａ，５２，５７，５７ａ，５７ｂ，５７Ｅ，７１　コア
　５２Ａ，５３，５３Ａ，５３ａ，５３Ｄ，５３Ｅ，７２　クラッド
　５４，５４Ａ，５４Ｄ，５５，９３ａ，９３ｂ　基端
　５６，５６Ａ，５６Ｄ　先端面
　５７ａ　照射ファイバ
　５８ａ，５８ｂ　共用ファイバ
　５８ｃ　受光専用ファイバ
　５９　接続コネクタ
　９１，９２
　９３Ａ，９３Ｂ，９３Ｃ　接続ファイバ
　１００　キャップ
　２０４　波長切替部
　２０９　保護部材
　２２１，３２１　第１光源部
　２２２，３２２　第２光源部
　２３３　先端
　２４１，２４２　波長フィルタ
　２５１，２５２　照射ファイバ
　３０４　復調部
　３２８，３２９　強度変調部

Claims (27)

  1. 　散乱体の光学特性を測定する光学測定装置において、
    　少なくとも一つのスペクトル成分を有する照射光を供給する光源と、
    　前記光源によって供給された光を伝導して前記散乱体へ出射する照射ファイバと、
    　前記散乱体からの戻り光を先端で受光して基端側へ伝導する受光ファイバと、
    　前記受光ファイバの基端から出力された光を検出する検出部と、
    　前記検出部による検出結果をもとに前記散乱体の特性を測定する測定部と、
    　前記照射ファイバの先端面のうち光が出射する出射領域の合計面積を切り替える切替部と、
    　を備えることを特徴とする光学測定装置。
  2. 　前記照射ファイバは、前記先端面において光が出射する出射領域の面積がそれぞれ異なる第１の導光路および第２の導光路を有し、
    　前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射する領域を前記第１の導光路と前記第２の導光路との間で切り替えることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
  3. 　前記照射ファイバは、コアの周囲に形成された２層以上のクラッドからなる複数クラッドファイバであり、
    　前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射する領域を、前記コアと、前記コアおよび前記コアに接する前記クラッドとの間で切り替えることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
  4. 　前記照射ファイバは、複数のコアを有する複数コアファイバであり、
    　前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射される領域を、前記照射ファイバの一つのコア、または、隣接する複数のコアによって構成され、前記コアの組み合わせが互いに異なる複数のコア群のうちのいずれかに切り替えることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
  5. 　前記切替部が前記光源によって供給された光が入射される領域を前記複数のコアによって構成されるコア群のいずれかに切り替えた場合、前記複数のコアから出射される光の各照射範囲は、少なくとも一部が重なり、前記受光ファイバにおける受光範囲は、前記照射範囲が重なる領域に含まれることを特徴とする請求項４に記載の光学測定装置。
  6. 　前記照射ファイバは、複数のファイバによって構成される照射ファイバ束であり、
    　前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射するファイバを、前記複数のファイバの一つ、または、隣接する複数のファイバによって構成され、前記ファイバの組み合わせが互いに異なる複数のファイバ群のうちのいずれかに切り替えることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
  7. 　前記切替部が前記光源によって供給された光が入射される領域を前記複数のファイバ群のいずれかに切り替えた場合、前記複数のファイバから出射される光の各照射範囲は、少なくとも一部が重なり、前記受光ファイバにおける受光範囲は、前記照射範囲が重なる領域に含まれることを特徴とする請求項６に記載の光学測定装置。
  8. 　前記照射ファイバと前記受光ファイバとは、先端面において光が出射または入射する入出射領域の面積がそれぞれ異なる複数の共用ファイバによって構成され、
    　前記切替部は、前記共用ファイバの基端において、前記光源から供給される光が入射するファイバを前記複数の共用ファイバのいずれかに切り替えるとともに、他の共用ファイバの戻り光の出力先を前記検出部に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
  9. 　前記光源、前記検出部および前記測定部を有する本体装置と、
    　前記照射ファイバおよび前記受光ファイバを有し、前記本体装置と着脱自在に接続する体内挿入用のプローブと、
    　をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
  10. 　前記本体装置は、前記切替部を有することを特徴とする請求項９に記載の光学測定装置。
  11. 　前記プローブは、前記切替部を有することを特徴とする請求項９に記載の光学測定装置。
  12. 　前記照射ファイバの先端および前記受光ファイバの前記先端を被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
  13. 　前記検出部は、分光器であることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
  14. 　前記光源は、インコヒーレント光源であることを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。
  15. 　散乱体の光学特性を測定する光学測定装置において、
    　本体装置と、
    　前記本体装置と着脱自在に接続する体内挿入用のプローブと、
    を備え、
    　前記本体装置は、
    　少なくとも一つのスペクトル成分を有する照射光を供給する光源と、
    　前記プローブから出力された光を検出する検出部と、
    　前記検出部による検出結果をもとに前記散乱体の特性を測定する測定部と、
    　を備え、
    　前記プローブは、
    　先端面において光が出射または入射する入出射領域の面積がそれぞれ異なる複数の共用ファイバと、
    　前記本体装置の差込口に差し込まれることによって、前記本体装置における前記光源からの光の出力部といずれか一つの前記共用ファイバの基端とを接続するとともに、他の前記共用ファイバの基端と前記本体装置における前記検出部への光の入力部とを接続する接続部と、
    　を備え、
    　前記本体装置の前記光の出力部および前記光の入力部と接触する前記接続部の接触面の向きが変わることによって、前記本体装置における光源からの光の出力部と接続する前記共用ファイバと、前記本体装置における前記検出部への光の入力部と接続する前記共用ファイバとが切り替わることを特徴とする光学測定装置。
  16. 　前記共用ファイバの先端を被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の光学測定装置。
  17. 　前記検出部は、分光器であることを特徴とする請求項１５に記載の光学測定装置。
  18. 　前記光源は、インコヒーレント光源であることを特徴とする請求項１５に記載の光学測定装置。
  19. 　散乱体の特性を測定する光学測定装置に着脱自在に接続する測定用のプローブ装置において、
    　外部から供給された光を伝導して前記散乱体へ出射する照射ファイバと、
    　前記散乱体からの戻り光を先端で受光して基端側へ伝導する受光ファイバと、
    　前記照射ファイバの先端面のうち光が出射する出射領域の合計面積を切り替える切替部と、
    　を備えることを特徴とするプローブ装置。
  20. 　前記照射ファイバは、前記先端面において光が出射する出射領域の面積がそれぞれ異なる第１の導光路および第２の導光路を有し、
    　前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射する領域を前記第１の導光路と前記第２の導光路との間で切り替えることを特徴とする請求項１９に記載のプローブ装置。
  21. 　前記照射ファイバは、コアの周囲に形成された２層以上のクラッドからなる複数クラッドファイバであり、
    　前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射する領域を、前記コアと、前記コアおよび前記コアに接する前記クラッドとの間で切り替えることを特徴とする請求項１９に記載のプローブ装置。
  22. 　前記照射ファイバは、複数のコアを有する複数コアファイバであり、
    　前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射される領域を、前記照射ファイバの一つのコア、または、隣接する複数のコアによって構成され、前記コアの組み合わせが互いに異なる複数のコア群のうちのいずれかに切り替えることを特徴とする請求項１９に記載のプローブ装置。
  23. 　前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射するファイバを、前記複数のファイバの一つ、または、隣接する複数のファイバによって構成され、前記ファイバの組み合わせが互いに異なる複数のファイバ群のうちのいずれかに切り替えることを特徴とする請求項２２に記載のプローブ装置。
  24. 　前記照射ファイバは、複数のファイバによって構成される照射ファイバ束であり、
    　前記切替部は、前記照射ファイバの基端において、前記光源によって供給された光が入射するファイバを、前記複数のファイバの一つ、または、隣接する複数のファイバによって構成され、前記ファイバの組み合わせが互いに異なる複数のファイバ群のうちのいずれかに切り替えることを特徴とする請求項１９に記載のプローブ装置。
  25. 　前記切替部が前記光源によって供給された光が入射される領域を前記複数のファイバ群のいずれかに切り替えた場合、前記複数のファイバから出射される光の各照射範囲は、少なくとも一部が重なり、前記受光ファイバにおける受光範囲は、前記照射範囲が重なる領域に含まれることを特徴とする請求項２４に記載のプローブ装置。
  26. 　前記照射ファイバと前記受光ファイバとは、先端面において光が出射または入射する入出射領域の面積がそれぞれ異なる複数の共用ファイバによって構成され、
    　前記切替部は、前記共用ファイバの基端において、前記光源から供給される光が入射するファイバを前記複数の共用ファイバのいずれかに切り替えるとともに、他の共用ファイバの戻り光の出力先を前記検出部に切り替えることを特徴とする請求項１９に記載のプローブ装置。
  27. 　前記照射ファイバの先端と前記受光ファイバの前記先端とを被覆する１つのキャップをさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載のプローブ装置。
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