WO2014045581A1 - 光学測定装置およびプローブシステム - Google Patents

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WO2014045581A1
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optical
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probe
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勇介 三村
夏野　靖幸
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コニカミノルタ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical measurement device and a probe system, and in particular, emits measurement light to a measurement target part of a body lumen (hereinafter abbreviated as “lumen”), and obtains radiation emitted from the measurement target part.
  • a measurement target part of a body lumen hereinafter abbreviated as “lumen”
  • it is suitable for use in a probe system for examining the presence or absence of a lesion such as cancer and the degree of progression thereof.
  • Fluorescent diagnosis probes include those that reach the body via the forceps channel of the endoscope or those that are integrated with the endoscope.
  • Such a probe is connected to a measuring apparatus having a spectroscope and a light source, propagates excitation light emitted from the light source, and emits it as measurement light to a body tissue. From the body tissue from which the measurement light is emitted, reflected light including fluorescence is emitted as emitted light. After receiving the radiated light by the probe, the presence or absence of a lesion such as cancer and the degree of progression thereof are inspected by measuring the intensity of the radiated light for each wavelength component with a measuring device.
  • the amount of radiated light (fluorescence) emitted from the body tissue is very weak, and it is necessary to increase the amount of radiated light received by the measuring device as much as possible in order to enable accurate diagnosis based on the radiated light. is there.
  • Patent Document 1 describes an endoscope apparatus in which a maximum amount of incident light is always obtained with maximum efficiency for various light guides.
  • a light quantity photometric unit having a light receiving portion is provided on the incident end face of the light guide, and based on the output of the light quantity photometric means, the condensing position of the emitted light (illumination light) and the incident end face of the light guide Adjust the relative position.
  • Patent Document 2 an adapter having a detachable light amount measuring unit is inserted between the light source and the light guide of the endoscope apparatus having no light amount measuring unit of Patent Document 1, and the measurement result of the light amount measuring unit is obtained. Based on this, a light source device that adjusts the condensing position of illumination light from a light source is described.
  • Patent Documents 1 and 2 are intended to maximize the amount of light incident from the light source with respect to the light guide that guides the illumination light in the endoscope.
  • Patent Documents 1 and 2 describe that a subject to which illumination light is applied is directly observed through an eyepiece of an endoscope, but fluorescence emitted from a body tissue, etc. There is no description about detecting the radiation of the light. That is, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 are not intended to increase the received light amount of the radiated light in the diagnostic apparatus as much as possible, and thus do not have a configuration for that purpose.
  • An object of the present invention is to provide an optical measurement device capable of performing high-efficiency optical connection without burdening the user, that is, increasing the amount of light received in the measurement device of the emitted light emitted from the measurement target portion of the lumen. And providing a probe system.
  • the optical measuring device is An optical measurement device that can be connected to a probe that emits measurement light to a measurement object and receives radiation emitted from the measurement object, A light source of the measurement light; A spectroscope, A first adjusting optical element that condenses the emitted light received by the probe and emits the emitted light toward a spectroscope that separates the emitted light; A detection unit for detecting the light intensity distribution of the emitted light; A moving unit that moves the first adjustment optical element on a plane perpendicular to the optical axis direction of the emitted light and the optical axis direction of the emitted light; A control unit for controlling the moving unit, Based on the detection result of the detection unit, the first adjustment optical element is moved on a plane perpendicular to the optical axis direction of the radiated light and the optical axis direction of the radiated light so that the amount of received light of the radiated light increases.
  • the probe system comprises: A probe that emits measurement light to a measurement object
  • the present invention it is possible to increase the amount of received light in the measuring device for the emitted light emitted from the measurement target portion of the lumen without giving a burden to the user.
  • the endoscope system 1 shown in FIG. 1 emits measurement light to a measurement target site (for example, a lesioned part) of a lumen, and obtains radiated light emitted from the measurement target part. It comprises a probe system 200 for inspecting presence / absence and its progress, an endoscope main body 2 inserted into a lumen, and an endoscope control device 3.
  • the probe system 200 includes a probe 11 and a measuring device 4 that can be connected to the probe 11.
  • the measuring device 4 includes an adjustment mechanism for performing optical adjustment.
  • the endoscope main body 2 includes a flexible long introduction portion 21 formed so as to be able to be introduced into a lumen, an operation portion 22 provided at a proximal end portion 21a of the introduction portion 21, and an operation portion 22. And a cable 23 that connects the introduction unit 21 and the endoscope control device 3 in a communicable manner.
  • the introduction part 21 has flexibility over its substantially entire length that can be easily bent according to the curve of the lumen when entering the inside of the lumen.
  • the introduction unit 21 has a mechanism (not shown) that can bend a certain range (operable unit 21c) on the distal end 21b side at an arbitrary angle in accordance with the operation of the knob 22a of the operation unit 22.
  • the distal end portion 21b of the endoscope body 2 includes a camera CA, a forceps channel CH, an air / water supply nozzle (not shown) and the like as shown in FIG.
  • the camera CA is an electronic camera equipped with a solid-state imaging device, images an area illuminated with illumination light, and transmits the imaging signal to the endoscope control device 3.
  • the forceps channel CH is a lumen having a diameter of, for example, 2.6 [mm] formed in the introduction part 21 so as to communicate with the introduction port 22b formed in the operation part 22.
  • Various devices for observing the lesion, diagnosing the lesion, performing surgery on the lesion, and the like can be inserted into the forceps channel CH.
  • the presence or absence of a lesion such as cancer is detected by optical measurement that emits light to a measurement target site in a lumen and obtains radiated light emitted from the measurement target site.
  • a probe 11 that can be inspected for its progress can be inserted. At the time of optical measurement, the probe 11 protrudes from the forceps channel CH by about 30 [mm] at the maximum.
  • the probe 11 is a single use, and is a long flexible tubular member extending from the probe base end portion 11a to the probe tip end portion 11b as shown in FIG.
  • the probe 11 is connected to the measuring device 4 via a probe connector 46 provided at the probe base end portion 11a.
  • a probe system 200 is configured by the probe 11 and the measuring device 4.
  • the probe 11 includes therein a measurement optical fiber that guides measurement light, a radiation optical fiber that receives radiation, and an illumination fiber that guides illumination light.
  • the illumination fiber of the probe 11 guides the illumination light (visible light) emitted from the illumination light source 41 of the measuring device 4 to the probe tip 11b, and emits the illumination light from the probe tip 11b.
  • the measurement optical fiber of the probe 11 guides the measurement light emitted from the measurement light source 42 of the measurement device 4 to the probe tip 11b and emits the illumination light from the probe tip 11b.
  • the receiving optical fiber of the probe 11 receives the radiated light emitted from the measurement target site by the emission of the measurement light and guides it to the measuring device 4.
  • the measurement apparatus 4 includes an illumination light source 41 such as an LED that generates illumination light for observation, a measurement light source 42 that generates measurement light for measurement, a spectrometer 43, and a control unit 44.
  • the control unit 44 controls the operation of each block of the measuring device 4.
  • An input device 5 and a monitor 7 are connected to the measuring device 4.
  • the input device 5 inputs a user instruction to the measuring device 4.
  • the input device 5 is configured by, for example, a keyboard, a mouse, a switch, or the like.
  • the monitor 7 receives the image data output from the measuring device 4 and displays various images.
  • the illumination light source 41 emits illumination light for observation and supplies it to the illumination fiber of the probe 11 when an instruction to execute processing for illuminating the observation target site in the lumen is input to the input device 5.
  • the probe 11 When the probe 11 is introduced into the lumen by being inserted into the forceps channel CH, the probe 11 guides the illumination light emitted from the illumination light source 41 and emits it to the observation target site.
  • the measurement light source 42 emits excitation light such as xenon light and supplies it to the measurement optical fiber of the probe 11 when an execution instruction for processing for inspecting a measurement target site (biological tissue) in the lumen is input to the input device 5. To do.
  • the probe 11 When the probe 11 is introduced into the lumen by insertion into the forceps channel CH, the probe 11 guides the excitation light emitted from the measurement light source 42 and emits the measurement light to the measurement target site.
  • the probe 11 receives light from the measurement target part as biological information of the measurement target part and guides it to the spectroscope 43 of the measurement device 4.
  • the method for measuring the measurement target part includes a laser beam having a predetermined wavelength emitted as excitation light to the measurement target part, and fluorescence or Raman scattering emitted from the measurement target part as a result of emitting the excitation light. Fluorescence spectroscopy or Raman spectroscopy that receives light as radiant light and obtains a spectral spectrum necessary for diagnosis is applied.
  • the spectroscope 43 measures the intensity of several wavelengths from the radiated light from the measurement target portion guided through the receiving optical fiber of the probe 11 (hereinafter referred to as “spectral measurement”), and the measurement result is a spectral signal. Output as.
  • the control unit 44 analyzes the spectral signal output from the spectroscope 43 and diagnoses the presence / absence and type of a lesion in the measurement target site in the lumen. And the control part 44 displays a diagnostic result image on the monitor 7 by outputting the diagnostic result image data which shows a diagnostic result to the monitor 7.
  • FIG. The user can evaluate the extent of the lesion and the degree of illness by looking at the diagnosis result image displayed on the monitor 7.
  • the endoscope control device 3 is a device for controlling photographing of the endoscope body 2 in response to an operation from a user, and includes an image processing unit 32 and a control unit 33. An input device 6 and a monitor 8 are connected to the endoscope control device 3.
  • the input device 6 inputs a user instruction to the endoscope control device 3.
  • the input device 6 is configured by a keyboard, a mouse, a switch, or the like, for example.
  • the monitor 8 receives the image data output from the endoscope control device 3 and displays various images.
  • the video processing unit 32 receives an imaging signal from the endoscope main body 2, performs predetermined signal processing on the imaging signal, and outputs the processed signal to the monitor 8 as an endoscope video signal. Thereby, an endoscopic video based on the endoscopic video signal is displayed on the screen of the monitor 8. That is, when an observation target region in the lumen is imaged, the image is displayed on the monitor 8.
  • the control unit 33 controls the operation of the video processing unit 32.
  • FIG. 3 shows a state in which the probe 11 is connected to the connector 55 of the measuring device 4 via the probe connector 46.
  • FIG. 3B shows a state in which the probe 11 is separated from the connector 55 of the measuring device 4.
  • connector pins 50, 52, and 54 as connection terminals for the measuring device 4 are arranged to constitute a male connector.
  • the connector 55 of the measuring device 4 is a female connector configured to receive the connector pins 50, 52, 54.
  • the measurement light source unit 56, the illumination light source unit 58 and the light receiving unit 60 are arranged so as to face the connector pins 50, 52 and 54, respectively. It is arranged inside the measuring device 4.
  • the connector pin 50 is connected to the end of the measurement optical fiber inside the probe 11 and has a glass fiber inside. Then, the measurement light emitted from the measurement light source 42 of the measurement device 4 is guided to the measurement optical fiber inside the probe 11 through the measurement light source unit 56.
  • the connector pin 52 is connected to the end of the illumination fiber inside the probe 11 and has a plastic fiber or glass fiber inside. Then, the illumination light emitted from the illumination light source 41 of the measuring device 4 is guided to the illumination optical fiber inside the probe 11 via the illumination light source unit 58.
  • the connector pin 54 is connected to the end of the receiving optical fiber inside the probe 11 and has a glass fiber inside. Then, the radiated light received by the receiving optical fiber inside the probe 11 is guided to the light receiving unit 60.
  • the measurement light source unit 56 has a measurement light source 42 and a measurement light optical system for guiding the measurement light emitted from the measurement light source 42 to the connector pins 50.
  • the measurement light optical system is provided with a configuration for performing measurement light adjustment operation that maximizes the amount of measurement light passing through the measurement light source unit 56 in a state where the probe 11 and the measurement device 4 are connected. .
  • the illumination light source unit 58 includes an illumination light source 41 and an illumination light optical system for guiding illumination light emitted from the illumination light source 41 to the connector pins 52.
  • the illumination light optical system is provided with a configuration for performing an illumination light adjustment operation that maximizes the amount of illumination light that passes through the illumination light source unit 58 in a state where the probe 11 and the measurement device 4 are connected. .
  • the light receiving unit 60 has a light receiving optical system for guiding the radiated light guided from the connector pin 54 to the spectroscope 43 of the measuring device 4.
  • the light receiving optical system is provided with a configuration for performing a light receiving adjustment operation that maximizes the amount of radiated light passing through the light receiving unit 60 in a state where the probe 11 and the measuring device 4 are connected.
  • the measurement light source unit 56, the illumination light source unit 58, and the light receiving unit 60 are illustrated in a simplified manner.
  • the reflection member tool 70 includes a first reflection member tool 70a and a second reflection member tool 70b.
  • a black sheet is provided inside the first reflecting member tool 70a so that the light emitted from the probe 11 is not reflected.
  • the measurement light adjustment operation, the illumination light adjustment operation, and the light reception adjustment operation are performed by detecting the light received by the probe 11.
  • unnecessary light hereinafter referred to as “unnecessary light”.
  • the unnecessary light is, for example, reflected light from a lens provided inside the probe 11 or external light.
  • the unnecessary light detected here is used when performing the measurement light adjustment operation, the illumination light adjustment operation, and the light reception adjustment operation.
  • a sheet having a known reflectance for example, a Munsell sheet
  • the light emitted from the probe 11 is reflected by the sheet and received by the probe 11.
  • a measurement light adjustment operation, an illumination light adjustment operation, and a light reception adjustment operation are performed.
  • the light received by the probe 11 includes unnecessary light and may adversely affect the result of each adjustment operation. Therefore, each adjustment operation is performed after subtracting the unnecessary light from the received light. .
  • the following description is based on the assumption that unnecessary light is detected and each adjustment operation is performed after the detected unnecessary light is subtracted.
  • the measurement light is emitted to the inside of the second reflection member tool 70 b via the measurement light source unit 56, and the reflected light (measurement light) is received by the probe 11.
  • the reflected light received by the probe 11 is detected by the light receiving unit 60, and optical adjustment is performed on the measurement light optical system of the measurement light source unit 56 based on the detection result.
  • the illumination light is emitted into the second reflecting member tool 70b via the illumination light source unit 58, and the reflected light (illumination light) is received by the probe 11.
  • Reflected light received by the probe 11 is detected by the light receiving unit 60, and optical adjustment is performed on the illumination light optical system of the illumination light source unit 58 based on the detection result.
  • the measurement light is emitted to the inside of the second reflection member tool 70b via the measurement light source unit 56, and the reflected light (illumination light) is received by the probe 11.
  • the reflected light received by the probe 11 is detected by the light receiving unit 60, and optical adjustment is performed on the light receiving optical system of the light receiving unit 60 based on the detection result.
  • the light receiving unit 60 includes a condenser lens 80 that functions as a first adjustment optical element, a half mirror 82 that functions as a first branching optical element, a half mirror 84 that functions as a second branching optical element, and a cylindrical structure.
  • a lens 86, a quadrant photodetector 88 functioning as a first detection sensor (hereinafter referred to as “four-segment PD”), a position sensitive detector 90 functioning as a second detection sensor (hereinafter referred to as “PSD”), and a motor 92 are provided.
  • the motor 92 functions as a first moving unit, a second moving unit, and a rotating unit.
  • the condensing lens 80 is a biconvex lens, condenses the radiated light guided by the connector pin 54 and emits it toward the half mirror 82.
  • the half mirror 82 transmits a part of the radiated light emitted from the condensing lens 80, reflects the radiated light other than the part to the cylindrical lens 86 side, and branches it from the optical path of the radiated light.
  • the half mirror 84 transmits a part of the radiated light that has passed through the half mirror 82, reflects the radiated light other than the part to the PSD 90 side, and branches it from the optical path of the radiated light.
  • the cylindrical lens 86 constitutes an astigmatism optical system together with the 4-split PD 88, and the radiated light reflected by the half mirror 82 has astigmatism and is incident on the 4-split PD 88.
  • the quadrant PD 88 receives the radiated light from the cylindrical lens 86, detects the light intensity distribution of the radiated light on a plane perpendicular to the optical axis direction of the received radiated light, and outputs the detection signal to the control unit 44. To do.
  • the PSD 90 receives the radiated light reflected by the half mirror 84, detects the light intensity distribution of the radiated light in one direction on a plane perpendicular to the optical axis direction of the received radiated light, and sends the detection signal to the control unit. 44. From the detection result of the PSD 90, the barycentric position of the emitted light can be calculated.
  • the motor 92 is composed of five stepping motors. Under the control of the control unit 44, the condensing lens 80 is moved along the optical axis direction of the emitted light (Z-axis direction in the figure) and a plane perpendicular to the optical axis direction (in the figure). On the plane composed of the X-axis direction and the Y-axis direction). In addition, the motor 92 rotates the condensing lens 80 around directions (X-axis direction and Y-axis direction in the drawing) perpendicular to the optical axis direction of the radiated light under the control of the control unit 44.
  • the radiated light transmitted through the half mirror 84 is guided to the spectroscope 43 by the spectroscope fiber 94.
  • a dichroic mirror may be used in place of the half mirrors 82 and 84.
  • the efficiency of spectroscopic measurement in the spectroscope 43 can be improved by selecting a mirror that reflects light in a wavelength region that is not spectroscopically measured by the spectroscope 43.
  • the measurement light source unit 56 includes a condenser lens 100 that functions as a second adjustment optical element, and a motor 102 that functions as a third moving unit and a fourth moving unit.
  • the condensing lens 100 is a biconvex lens, and condenses the measurement light emitted from the measurement light source 42 and emits it toward the connector pin 50.
  • the motor 102 includes five stepping motors. Under the control of the control unit 44, the condensing lens 100 is moved along the optical axis direction of the measurement light (Z-axis direction in the figure) and a plane perpendicular to the optical axis direction (in the figure). On the plane composed of the X-axis direction and the Y-axis direction). Further, the motor 102 rotates the condensing lens 100 around directions (X-axis direction and Y-axis direction in the drawing) perpendicular to the optical axis direction of the measurement light under the control of the control unit 44.
  • the illumination light source unit 58 includes a condensing lens 110 that functions as a third adjustment optical element, and a motor 112 that functions as a fifth moving unit and a sixth moving unit.
  • the condensing lens 110 is a biconvex lens, condenses the illumination light emitted by the illumination light source 41 and emits it toward the connector pin 52.
  • the motor 112 includes five stepping motors. Under the control of the control unit 44, the condensing lens 110 is moved along the optical axis direction of the illumination light (Z-axis direction in the figure) and a plane perpendicular to the optical axis direction (in the figure). On the plane composed of the X-axis direction and the Y-axis direction). Further, the motor 112 rotates the condensing lens 110 around directions (X-axis direction and Y-axis direction in the drawing) perpendicular to the optical axis direction of the illumination light under the control of the control unit 44.
  • the motors 92, 102, and 112 of the light receiving unit 60, the measurement light source unit 56, and the illumination light source unit 58 are replaced with a DC motor, a servo motor, a voice coil motor (VCM), and a piezoelectric ultrasonic linear actuator (instead of a stepping motor). SIDM) or the like may be used.
  • the driving amount of the condenser lenses 80, 100, and 110 via the motors 92, 102, and 112 may be controlled using a position detection sensor such as a linear sensor or an encoder.
  • a position detection sensor such as a linear sensor or an encoder.
  • the optical adjustment operation is an operation in which the light reception adjustment operation, the measurement light adjustment operation, and the illumination light adjustment operation are successively performed in this order.
  • the user connects the probe 11 to the measuring device 4 (step S100).
  • the user puts the second reflecting member tool 70b on the probe tip 11b (step S120).
  • the control unit 44 controls the measurement light source 42 to emit measurement light (step S140).
  • the probe 11 guides the measurement light emitted from the measurement light source 42 and emits it to the inside of the second reflecting member tool 70b.
  • the probe 11 receives radiated light from a sheet provided inside the second reflecting member tool 70 b and guides it to the light receiving unit 60.
  • control unit 44 controls the motor 92 based on the detection result of the radiated light by the quadrant PD 88 of the light receiving unit 60, and adjusts the position of the condenser lens 80 in the Z direction (see FIG. 5). (Step S160).
  • an astigmatism method is used for position adjustment of the condenser lens 80 in the Z direction in the drawing.
  • the radiated light emitted from the condenser lens 80 is divided by the half mirror 82, and a part of the radiated light is incident on the quadrant PD 88 through the cylindrical lens 86. Since the cylindrical lens 86 has a lens effect only with respect to light in one direction (polarization direction), a shift occurs in the focal position in the vertical axis direction and the horizontal axis direction on the light receiving surface of the quadrant PD 88.
  • the shape of the radiated light passing through the cylindrical lens 86 changes into a vertically long ellipse, a circle, and a horizontally long ellipse depending on the position of the condenser lens 80 on the optical axis of the radiated light.
  • the amount of light FE used for position adjustment in the Z direction in the figure is represented by the following equation (1).
  • Amount of light FE (A + C) ⁇ (B + D) (1)
  • the light quantity FE is obtained by calculating the sum of output signals from a pair of photodiodes arranged diagonally and calculating the difference between them.
  • the value of the light amount FE becomes zero.
  • control unit 44 controls the motor 92 based on the detection result of the radiated light by the PSD 90 of the light receiving unit 60, and moves the condenser lens 80 to a plane perpendicular to the optical axis direction of the radiated light (X-axis in the figure). On the plane composed of the direction and the Y-axis direction) (step S180).
  • the radiated light transmitted through the half mirror 82 is divided by the half mirror 84, and a part of the radiated light is incident on the PSD 90.
  • the correlation between the gravity center position of the radiated light calculated from the detection result of the PSD 90 and the light reception position of the radiated light in the spectroscope 43 is obtained in advance when the measuring apparatus 4 is manufactured. Therefore, the condenser lens 80 is moved on a plane perpendicular to the optical axis direction of the radiated light so that the centroid position obtained in advance matches the centroid position of the radiated light calculated from the detection result of the PSD 90. Accordingly, the light receiving position of the radiated light in the spectroscope 43 and the spot position of the condenser lens 80 can be matched.
  • control unit 44 controls the motor 92 to rotate the condensing lens 80 about directions perpendicular to the optical axis direction of the emitted light (X-axis direction and Y-axis direction in the drawing) (step S200).
  • the condenser lens 80 When the condenser lens 80 is moved on a plane perpendicular to the optical axis direction of the emitted light, the condenser lens 80 moves out of the optical axis with respect to the measurement light source 42 and the spectroscope 43. Therefore, it has an image height, and the shape of the light spot of the condenser lens 80 is not a perfect circle. Further, it has an aberration that deteriorates the shape of the light spot, such as coma aberration and trapezoidal aberration. Such aberration is preferably eliminated as much as possible, and the aberration can be eliminated by rotating (tilting) the condenser lens 80 around a direction perpendicular to the optical axis direction of the emitted light. Through the processing in steps S160 to S200, the amount of radiated light that passes through the light receiving unit 60 and enters the spectroscope 43 can be maximized.
  • the amount of aberration generated according to the amount of movement and the aberration are eliminated.
  • a necessary rotation angle (lens tilt amount) of the condenser lens 80 is calculated and stored in advance. Then, after the condenser lens 80 is moved on a plane perpendicular to the optical axis direction of the radiated light, a lens tilt amount for eliminating an aberration amount generated according to the movement amount is read, and the condenser lens 80 is read. Is tilted by the lens tilt amount.
  • the condensing lens 80 is adjusted in the steps S160 to S200, but the radiated light guided by the connector pin 54 in the step S160 cannot be detected by the quadrant PD 88, the following (i) to (iii)
  • the condensing lens 100 of the measurement light source unit 56 is moved until the radiated light can be detected by the quadrant PD 88 using the procedure shown in FIG. In the first place, when no radiated light is incident on the light receiving unit 60 of the probe 11, it is impossible to adjust the condenser lens 80 by applying servo control. In this case, it is estimated that some problem has occurred in the measurement light optical system of the measurement light source unit 56.
  • the condenser lens 100 is moved on a plane perpendicular to the optical axis direction. At this time, the angle of the condenser lens 100 is fixed.
  • the condenser lens 100 is rotated within the movable range at each coordinate where the condenser lens 100 moves.
  • step S160 If the radiated light can be detected by the quadrant PD 88 by the movement and rotation of the condenser lens 100, the process returns to step S160 at that time. On the other hand, when the radiated light cannot be detected by the quadrant PD 88 due to the movement and rotation of the condensing lens 100, the control unit 44 determines that an error that does not occur in normal specifications, such as a malfunction of the probe 11, has occurred. Returning, the optical adjustment operation in the probe system 200 is completed.
  • the measurement light source unit 56 performs the measurement light adjustment operation. That is, the measurement light source unit 56 having higher importance is adjusted first, and then the illumination light source unit 58 is adjusted.
  • the measurement light source 42 continues to emit measurement light after the position adjustment of the condenser lens 80 in the light receiving unit 60 is completed.
  • the spectroscope 43 provided in the measurement device 4 is used for the measurement of the amount of measurement light performed to adjust the position of the condenser lens 100 in the measurement light source unit 56.
  • the exposure time of the spectroscope 43 is made constant, and the total value of the light intensity of each wavelength of the measured light (radiated light) is handled as the light amount.
  • step S220 the control unit 44 controls the motor 102 to move the position of the condenser lens 100 in the measurement light source unit 56 while the spectroscope 43 is measuring the amount of measurement light. Specifically, as shown in FIG. 9, first, the condenser lens 100 is moved to the origin on a plane perpendicular to the optical axis direction of the measurement light (a plane composed of the X-axis direction and the Y-axis direction in the drawing). Thereafter, the condenser lens 100 is moved to a predetermined position in the Z-axis direction.
  • the size (diameter: a) of the spot emitted from the position of the condensing lens 100 is obtained in advance, and along the direction of the arrow in the figure for each spot size, that is, in a mesh shape (lattice shape). Move.
  • the size of the spot is determined as follows. That is, when the probe 11 emits measurement light and receives radiated light, the condenser lens 100 is moved in the optical axis direction of the measurement light, and the light intensity in the radiated light incident on the spectroscope 43 is a predetermined value. Is specified as the spot size (hereinafter referred to as “first spot diameter”). The first spot diameter is stored as data and is read during the measurement light adjustment operation.
  • the predetermined value is 1 / e 2 of the peak of the light intensity in the measurement light calculated based on the reflectance of the sheet provided inside the second reflecting member tool 70b, and more preferably 1/2.
  • the condenser lens 100 While the condenser lens 100 is moved at intervals of the first spot diameter on a plane perpendicular to the optical axis of the measuring light, the light intensity of the radiated light incident on the spectroscope 43 is highest. Identify the location. Then, an area where the end face of the connector pin 50 is likely to be located (hereinafter referred to as “important area”) is set based on the size of the end face of the connector pin 50 around the specified position, and light is condensed in the important area. The lens 100 is moved at intervals smaller than the first spot diameter including the Z-axis direction (step S240).
  • the position of the condensing lens 100 where the light intensity of the radiated light incident on the spectroscope 43 is highest is specified, and the condensing lens 100 is fixed at the specified position (step S260).
  • the condensing lens 100 moves on a plane perpendicular to the optical axis direction of the measuring light, the condensing lens 100 is measured so as to cancel off-axis aberrations such as coma and astigmatism caused by the movement. Rotate around a direction perpendicular to the optical axis direction.
  • the position where the measurement light enters the connector pin 50 (fiber) can be detected with a small number of measurement points, and high-precision adjustment can be performed in a short time. it can.
  • the spectroscope 43 cannot detect the measurement light while the condenser lens 100 is moving, an error may be displayed on the monitor 7 to prompt the user to reconnect the probe 11 and the measurement device 4. Furthermore, if the spectrometer 43 cannot detect the measurement light even after reconnection, an image instructing the user to replace the probe 11 may be displayed on the monitor 7. If an error is displayed even after replacement, a failure of the device body is assumed, so an instruction for contacting a service person may be displayed.
  • control unit 44 controls the measurement light source 42 to end emission of the measurement light (step S280).
  • the control unit 44 controls the illumination light source 41 to emit illumination light (step S300).
  • the control unit 44 controls the motor 112 to move the position of the condensing lens 110 in the illumination light source unit 58 while the spectroscope 43 is measuring the amount of illumination light (step S320). Specifically, as shown in FIG. 9, first, the condenser lens 110 is moved to the origin on a plane perpendicular to the optical axis direction of the illumination light (a plane composed of the X-axis direction and the Y-axis direction in the drawing). Thereafter, the condenser lens 110 is moved to a predetermined position in the Z-axis direction. At that time, the size (diameter: a) of the spot emitted from the position of the condensing lens 110 is obtained in advance, and is moved along the arrow direction in the figure for each size of the spot.
  • the size of the spot is determined as follows. That is, when the probe 11 emits illumination light and receives illumination light, the condenser lens 110 is moved in the optical axis direction of the illumination light, and the light intensity in the illumination light incident on the spectroscope 43 is a predetermined value. Is specified as the spot size (hereinafter referred to as “second spot diameter”). The second spot diameter is stored as data and is read out during the illumination light adjustment operation.
  • the predetermined value is 1 / e 2 of the peak of the light intensity in the illumination light calculated based on the reflectance of the sheet provided inside the second reflecting member tool 70b, and more preferably 1/2.
  • the condenser lens 110 While the condenser lens 110 is moved at intervals of the second spot diameter on a plane perpendicular to the optical axis of the illumination light, the light intensity of the illumination light incident on the spectroscope 43 is highest. Identify the location. Then, an area where the end face of the connector pin 52 may be located (hereinafter referred to as “important area”) is set from the size of the end face of the connector pin 52 around the specified position, and light is condensed in the emphasized area. The lens 110 is moved at intervals smaller than the second spot diameter including the Z-axis direction (step S340).
  • step S360 the position of the condensing lens 110 where the light intensity in the illumination light incident on the spectroscope 43 is highest is specified, and the condensing lens 110 is fixed at the specified position (step S360).
  • the condenser lens 110 moves on a plane perpendicular to the optical axis direction of the illumination light, the condenser lens 110 is rotated around the direction perpendicular to the optical axis direction of the illumination light so as to cancel coma aberration caused by the movement. Rotate to
  • the position where the illumination light enters the connector pin 52 (fiber) can be detected with a small number of measurement points, and high-precision adjustment can be performed in a short time. it can.
  • the spectroscope 43 cannot detect illumination light while the condenser lens 110 is moving, an error may be displayed on the monitor 7 to prompt the user to reconnect the probe 11 and the measuring device 4. Furthermore, if the spectrometer 43 cannot detect the measurement light even after reconnection, an image instructing the user to replace the probe 11 may be displayed on the monitor 7.
  • control unit 44 controls the illumination light source 41 to end emission of illumination light (step S380).
  • the optical adjustment operation in FIG. 7 ends.
  • the optical measurement apparatus emits measurement light to a measurement object (Munsell sheet) whose reflectance is known, and receives the radiated light emitted from the measurement object.
  • a first adjusting optical element condenses the radiated light received by the light and emits the radiated light toward the spectroscope 43 that divides the radiated light, and a plane perpendicular to the optical axis direction of the radiated light.
  • the second detection unit for detecting the light intensity distribution of the emitted light in one direction on the plane, and the first detection unit
  • a first moving unit (motor 92) that moves the first adjusting optical element in the optical axis direction
  • a second moving unit that moves the first adjusting optical element on the plane based on the detection result of the second detecting unit.
  • a control unit 44 for controlling the first moving portion and the second moving portion. Therefore, the position of the condensing lens 80 is automatically adjusted based on the detection results of the first detection unit and the second detection unit so that the amount of radiation light incident on the spectroscope 43 is maximized.
  • the probe 11 and the measuring device 4 are connected via a plurality of connection terminals.
  • the probe 11 and the measuring device 4 are connected via a plurality of connection terminals.
  • play is provided at some joint locations. In such a case, play is a cause, and a solid difference occurs in the connection state between the connector of the probe 11 and the connector of the measuring device 4. In such a case, the configuration of the present embodiment that can automatically adjust the light reception becomes more useful.
  • the PSD 90 detects the light intensity distribution of the emitted light in one direction on the plane perpendicular to the optical axis direction of the emitted light, but the present invention is not limited to this.
  • a two-dimensional image sensor 43a for example, a CCD
  • a spectroscope 43 having (Charge-Coupled Device) or CMOS (Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor) may be used.
  • the spectroscope 43 having the two-dimensional image sensor 43a can determine the position information of where the radiation is incident on the image sensor 43a and the position of the center of gravity of the incident radiation. Therefore, if it is determined in advance where the radiation light is to be incident on the two-dimensional image sensor 43a, the light is condensed so that the incident position of the radiation position moves to a predetermined position only by the information from the two-dimensional image sensor 43a.
  • the lens 80 can be moved.
  • a one-dimensional image sensor may be used instead of the two-dimensional image sensor 43a.
  • a galvanometer mirror 120 may be provided between the half mirror 82 and the half mirror 84 of the light receiving unit 60 as shown in FIG.
  • a MEMES (micro electro mechanical system) mirror may be provided instead of the galvanometer mirror 120.
  • the galvanometer mirror 120 is moved around the Y-axis direction in the figure. Rotate to
  • a galvanometer is provided between the condensing lens 100 (condensing lens 110) and the connector pin 50 (connector pin 52) of the measurement light source unit 56 (illumination light source unit 58).
  • a mirror 130 may be provided.
  • a MEMES mirror may be provided instead of the galvanometer mirror 130. In this case, instead of moving the condenser lenses 100 and 110 on a plane perpendicular to the optical axis direction of the measurement light (illumination light) (a plane composed of the X-axis direction and the Y-axis direction in the drawing), the galvanometer mirror 130 is moved. Rotate around the Y axis in the figure.
  • the present invention is not limited to this.
  • the importance of the adjustment operation is highest in the light reception adjustment operation, followed by the measurement light adjustment operation, and then the illumination light adjustment operation. Therefore, it is possible to adopt a mode in which the light receiving adjustment operation is emphasized, and specifically, it is possible to perform only the most important light receiving adjustment operation and not perform the measurement light adjusting operation and the illumination light adjusting operation.
  • all of the connector pins 50, 52, and 54 may have a plastic fiber as long as the minimum amount of light required for the measurement light, illumination light, and radiation light can be secured.
  • optical adjustment such as light receiving adjustment operation is first performed. After that, the half mirrors 82 and 84 may be moved to a place that does not affect the spectroscopic measurement, which is obtained by a prior simulation, by an actuator such as a stepping motor. At this time, if the half mirrors 82 and 84 are moved, the optical path of the radiated light changes, and therefore it is necessary to apply correction corresponding to the change to the condenser lens 80.
  • the region where the luminance is highest in the light spot is also known. Therefore, the connector pins 50 and 52 are arranged in the region. Then, the measurement light adjustment operation and the illumination light adjustment operation may be performed. With this configuration, the amount of movement of the condenser lenses 100 and 110 in the measurement light adjustment operation and the illumination light adjustment operation can be reduced, and the operation can be performed in a short time.

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Abstract

　測定対象に測定光を出射し、測定対象から放射された放射光を受光するプローブにより受光された放射光を集光して、放射光を分光する分光器に向けて出射する第１調整光学素子と、当該放射光の光強度分布を検出する検出部と、第１調整光学素子を放射光の光軸方向及び放射光の光軸方向に垂直な平面上に移動させる移動部と、移動部を制御する制御部と、を備え、検出部の検出結果に基づいて、放射光の受光光量が増えるように、第１調整光学素子を放射光の光軸方向及び放射光の光軸に垂直な平面上に移動させる光学測定装置。

Description

光学測定装置およびプローブシステム
　本発明は、光学測定装置およびプローブシステムに関し、特に、体内管腔（以下、「管腔」と略記する）の測定対象部位に測定光を出射し、測定対象部位から放射される放射光を取得することによって、癌等の病変部の有無やその進行度を検査するプローブシステムに用いて好適なものである。
　近年、電子内視鏡により管腔の観察を行う方法が、広く普及している。この観察方法は、体内組織を直接観察するため、病変部を切除する必要がなく、被験者の負担が小さいという利点を有する。また最近では、いわゆるビデオスコープ以外に、様々な光学原理を活用した診断装置や超音波装置といったものが提案され、一部は実用化されている。このように、新しい測定原理を導入したり、複数の測定原理を組み合わせたりすることが行われている。
　また、体内組織からの蛍光や当該体内組織に塗布あるいは注入された蛍光物質からの蛍光を観察し、測定することで、単に体内組織の画像を見るだけでは得られない情報を得られることが知られている。この手法を応用して蛍光画像を取得し、通常の可視画像にオーバーラップさせて表示する蛍光画像内視鏡システムも提案されている。このようなシステムは、悪性腫瘍の早期発見につながるため、非常に期待されている。
　他方、蛍光画像を構成せずとも、蛍光の強度情報を取得することで体内組織の状態を判断する方法も知られている。このような方法では、電子内視鏡に搭載されている撮像素子を使用せずに蛍光を取得するものが多い。
　蛍光診断をするためのプローブ（診断子）には、内視鏡の鉗子チャンネル経由で体内に至るもの、あるいは内視鏡と一体になっているもの等がある。
　このようなプローブは、分光器および光源を有する測定装置に接続され、光源から出射された励起光を伝播し、体内組織に測定光として出射する。測定光を出射された体内組織からは、蛍光を含む反射光が放射光として放射される。プローブにおいて放射光を受光した後に、測定装置で当該放射光の強度を波長成分毎に測定することによって、癌等の病変部の有無やその進行度を検査する。
　しかしながら、体内組織から放射される放射光（蛍光）の光量は非常に弱く、その放射光に基づいて正確に診断できるようにするためには、測定装置における放射光の受光量をなるべく増やす必要がある。
　特許文献１には、様々なライトガイドに対して常に最大の効率で最大の入射光量が得られるようにした内視鏡装置が記載されている。この内視鏡装置では、ライトガイドの入射端面に受光部を有する光量測光手段を設け、光量測光手段の出力に基づいて出射光（照明光）の集光位置と、ライトガイドの入射端面との相対的な位置を調整する。
　特許文献２には、特許文献１の光量測定手段を持たない内視鏡装置の光源とライトガイドとの間に、着脱式の光量測定手段を有するアダプターを挿入し、光量測定手段の測定結果に基づいて光源からの照明光の集光位置を調整する光源装置が記載されている。
特開平４－７０７１０号公報 特開平７－１８１３９９号公報
　しかしながら、上記特許文献１，２に記載の技術は、内視鏡において照明光を導くライトガイドに対して光源から入射する光量を最大化させることを目的としている。また、上記特許文献１，２には、照明光が当てられた被検体を、内視鏡の接眼部から覗いて直接観察することが記載されているが、体内組織から放射される蛍光などの放射光を検出することについては記載されていない。つまり、上記特許文献１，２に記載の技術は、診断装置における放射光の受光量をなるべく多くすることを目的としたものではなく、したがってそのための構成を有していない。
　さらに言えば、プローブには、測定装置との接続状態に製造時のばらつきから生じる個体差がある。そのため、診断装置においては、プローブ毎に、当該プローブから受光する放射光の光量が異なってしまうおそれがある。そこで、プローブを用いて診断を行う前に、プローブと測定装置との接続状態を調整して、診断装置において最大の光量を得られるようにする必要がある。しかし、この調整に関する作業は複雑かつ面倒であり、医療現場のユーザーにそのような調整作業を強いることは出来る限り避ける必要がある。
　本発明の目的は、ユーザーに負担を与えることなく、高効率の光接続を行う、すなわち管腔の測定対象部位から放出された放射光の測定装置における受光量を増やすことが可能な光学測定装置およびプローブシステムを提供することである。
　本発明に係る光学測定装置は、
　測定対象に測定光を出射し、当該測定対象から放射された放射光を受光するプローブと接続可能な光学測定装置であって、
　前記測定光の光源と、
　分光器と、
　前記プローブにより受光された前記放射光を集光して、当該放射光を分光する分光器に向けて出射する第１調整光学素子と、
　当該放射光の光強度分布を検出する検出部と、
　前記第１調整光学素子を前記放射光の光軸方向及び前記放射光の光軸方向に垂直な平面上に移動させる移動部と、
　前記移動部を制御する制御部と、を備え、
　前記検出部の検出結果に基づいて、前記放射光の受光光量が増えるように、前記第１調整光学素子を前記放射光の光軸方向および前記放射光の光軸方向に垂直な平面上に移動させる。
　本発明に係るプローブシステムは、
　測定対象に測定光を出射し、当該測定対象から放射された放射光を受光するプローブと、
　上記光学測定装置と、
　を備える。
　本発明によれば、ユーザーに負担を与えることなく、管腔の測定対象部位から放出された放射光の測定装置における受光量を増やすことができる。
本実施の形態における内視鏡システムの構成を示す図である。 本実施の形態における内視鏡本体の先端部の斜視図である。 本実施の形態におけるプローブと測定装置との接続部の構成を示す図である。 本実施の形態におけるプローブと測定装置との接続部の構成を示す図である。 本実施の形態における光学調整を行う様子を示す図である。 本実施の形態における受光ユニットの構成を示す図である。 本実施の形態における測定光源ユニット、照明光源ユニットの構成を示す図である。 本実施の形態における測定光源ユニット、照明光源ユニットの構成を示す図である。 本実施の形態における光学調整動作を示すフローチャートである。 本実施の形態における非点収差法を説明する図である。 本実施の形態における測定光源ユニット、照明光源ユニットの集光レンズの移動方法を説明する図である。 本実施の形態における受光ユニットの構成の変形例を示す図である。 本実施の形態における受光ユニットの構成の変形例を示す図である。 本実施の形態における測定光源ユニット、照明光源ユニットの構成の変形例を示す図である。
　以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　［内視鏡システム１の構成］
　図１に示す内視鏡システム１は、管腔の測定対象部位（例えば病変部）に測定光を出射し、測定対象部位から放射される放射光を取得することによって、癌等の病変部の有無やその進行度を検査するためのプローブシステム２００、管腔に挿入される内視鏡本体２、および、内視鏡制御装置３から構成される。プローブシステム２００は、プローブ１１、および、プローブ１１と接続可能な測定装置４を備える。測定装置４は、後述するように光学的な調整を行うための調整機構を内蔵している。内視鏡本体２は、管腔に導入可能に形成された可撓性を有する長尺の導入部２１と、導入部２１の基端部２１ａに設けられた操作部２２と、操作部２２を介して導入部２１と内視鏡制御装置３とを通信可能に接続するケーブル２３とを備える。
　導入部２１は、管腔内部を進入する際に管腔の湾曲に応じて容易に湾曲可能な可撓性を、その略全長にわたって有する。また、導入部２１は、操作部２２のノブ２２ａの操作にしたがって先端部２１ｂ側の一定範囲（操作可能部２１ｃ）を任意の角度で湾曲させることができる機構（図示せず）を有する。
　内視鏡本体２の先端部２１ｂは、図２に示すように、カメラＣＡ、鉗子チャンネルＣＨおよび送気送水ノズル（図示せず）等を有する。
　カメラＣＡは、固体撮像素子を備えた電子カメラであり、照明光で照明された領域を撮像し、その撮像信号を内視鏡制御装置３に伝送する。
　鉗子チャンネルＣＨは、操作部２２に形成された導入口２２ｂと連通するように導入部２１に形成された例えば２．６［ｍｍ］径の内腔である。鉗子チャンネルＣＨには、病変部の観察、病変部の診断および病変部の手術等を行うための様々な機器を挿通することができる。本実施の形態では、図１に示すように、管腔内の測定対象部位に光を出射し、測定対象部位から放射された放射光を取得する光学測定によって、癌等の病変部の有無やその進行度を検査することが可能なプローブ１１を挿通可能である。光学測定時には、プローブ１１は、鉗子チャンネルＣＨから最大３０［ｍｍ］程度突出して使用される。
　プローブ１１は、単回使用であり、図１に示すように、プローブ基端部１１ａからプローブ先端部１１ｂまで延在する長尺の可撓性管状部材である。プローブ１１は、プローブ基端部１１ａに設けられたプローブコネクター４６を介して測定装置４に接続されている。プローブ１１及び測定装置４によってプローブシステム２００が構成される。
　プローブ１１は、その内部に、測定光を導光する測定光ファイバー、放射光を受光する放射光ファイバー、照明光を導光する照明ファイバーを備える。
　プローブ１１の照明ファイバーは、測定装置４の照明光源４１により発光された照明光（可視光）をプローブ先端部１１ｂまで導光し、その照明光をプローブ先端部１１ｂから出射する。
　プローブ１１の測定光ファイバーは、測定装置４の測定光源４２により発光された測定光をプローブ先端部１１ｂまで導光し、その照明光をプローブ先端部１１ｂから出射する。
　プローブ１１の受光ファイバーは、測定光の出射によって測定対象部位から放射された放射光を受光して測定装置４まで導光する。
［測定装置４の構成］
　次に、測定装置４の構成について説明する。測定装置４は、観察用の照明光を発生するＬＥＤ等の照明光源４１、測定用の測定光を発生する測定光源４２、分光器４３および制御部４４を備える。制御部４４は、測定装置４の各ブロックの動作を制御する。測定装置４には、入力装置５およびモニター７が接続されている。
　入力装置５は、測定装置４に対するユーザーの指示を入力する。本実施の形態では、入力装置５は、例えば、キーボード、マウスまたはスイッチ等により構成される。モニター７は、測定装置４から出力された画像データを入力して各種画像を表示する。
　照明光源４１は、管腔内の観察対象部位を照らす処理の実行指示が入力装置５に入力された場合、観察用の照明光を発光してプローブ１１の照明ファイバーに供給する。プローブ１１は、鉗子チャンネルＣＨへの挿通により管腔内に導入されている場合、照明光源４１から発光された照明光を導光し、観察対象部位へ出射する。
　測定光源４２は、管腔内の測定対象部位（生体組織）を検査する処理の実行指示が入力装置５に入力された場合、キセノン光等の励起光を発光してプローブ１１の測定光ファイバーに供給する。プローブ１１は、鉗子チャンネルＣＨへの挿通により管腔内に導入されている場合、測定光源４２から発光された励起光を導光し、測定対象部位への測定光として出射する。また、プローブ１１は、測定対象部位からの光を測定対象部位の生体情報として受光し、測定装置４の分光器４３へ導光する。
　本実施の形態では、測定対象部位を測定する手法には、所定波長のレーザー光を励起光として測定対象部位に出射し、励起光を出射した結果として測定対象部位から放射される蛍光またはラマン散乱光を放射光として受光し、診断に必要な分光スペクトル等を得る蛍光分光法またはラマン分光法を適用している。
　分光器４３は、プローブ１１の受光ファイバーを介して導光された測定対象部位からの放射光から幾つかの波長の強度を測定し（以下、「分光測定」という）、測定結果を分光スペクトル信号として出力する。
　制御部４４は、分光器４３から出力された分光スペクトル信号を解析して、管腔内の測定対象部位における病変の有無や種類について診断する。そして、制御部４４は、診断結果を示す診断結果画像データをモニター７に出力することによって、診断結果画像をモニター７に表示させる。ユーザーは、モニター７に表示された診断結果画像を見ることによって、病変部の広がりや病気の程度を評価することができる。
［内視鏡制御装置３の構成］
　次に、内視鏡制御装置３の構成について説明する。内視鏡制御装置３は、ユーザーからの操作を受けて、内視鏡本体２の撮影を制御するための装置であり、映像処理部３２および制御部３３を備える。内視鏡制御装置３には、入力装置６およびモニター８が接続されている。
　入力装置６は、内視鏡制御装置３に対するユーザーの指示を入力する。本実施の形態では、入力装置６は、例えば、キーボード、マウスまたはスイッチ等により構成される。モニター８は、内視鏡制御装置３から出力された画像データを入力して各種画像を表示する。
　映像処理部３２は、内視鏡本体２から撮像信号を受信し、この撮像信号に対して所定の信号処理を行い、処理後の信号を内視鏡映像信号としてモニター８に出力する。これにより、内視鏡映像信号に基づく内視鏡映像がモニター８の画面上に表示される。すなわち、管腔内の観察対象部位が撮像されると、その映像がモニター８に表示される。制御部３３は、映像処理部３２の動作を制御する。
［プローブ１１と測定装置４との接続部の構成］
　次に、プローブ１１と測定装置４との接続部の構成について説明する。図３に示すように、プローブ１１は、プローブ基端部１１ａに設けられたプローブコネクター４６を介して測定装置４のコネクター５５に接続されている。図３Ａは、プローブ１１が、プローブコネクター４６を介して測定装置４のコネクター５５に接続された状態を示す。図３Ｂは、プローブ１１が、測定装置４のコネクター５５と離間した状態を示す。プローブコネクター４６の端部には、測定装置４との接続端子としてのコネクタピン５０，５２，５４が配置されており、雄型のコネクターを構成している。測定装置４のコネクター５５は、上記コネクタピン５０，５２，５４を受け入れるように構成された雌型のコネクターである。測定装置４のコネクター５５に隣接して、プローブコネクター４６をコネクター５５に接続したときに、コネクタピン５０，５２，５４にそれぞれ向き合うように、測定光源ユニット５６、照明光源ユニット５８および受光ユニット６０が測定装置４の内部に配置されている。
　コネクタピン５０は、プローブ１１内部の測定光ファイバーの端部に接続されており、その内部にガラス製ファイバーを有している。そして、測定装置４の測定光源４２により発光された測定光を、測定光源ユニット５６を介してプローブ１１内部の測定光ファイバーに導光する。
　コネクタピン５２は、プローブ１１内部の照明ファイバーの端部に接続されており、その内部にプラスチックファイバーまたはガラス製ファイバーを有している。そして、測定装置４の照明光源４１により発光された照明光を、照明光源ユニット５８を介してプローブ１１内部の照明光ファイバーに導光する。
　コネクタピン５４は、プローブ１１内部の受光ファイバーの端部に接続されており、その内部にガラス製ファイバーを有している。そして、プローブ１１内部の受光ファイバーに受光された放射光を、受光ユニット６０に導光する。
　測定光源ユニット５６は、測定光源４２、および、測定光源４２により発光された測定光をコネクタピン５０に導光するための測定光光学系を有する。測定光光学系には、プローブ１１と測定装置４とが接続された状態において、測定光源ユニット５６を通過する測定光の光量を最大にする測定光調整動作を行うための構成が設けられている。
　照明光源ユニット５８は、照明光源４１、および、照明光源４１により発光された照明光をコネクタピン５２に導光するための照明光光学系を有する。照明光光学系には、プローブ１１と測定装置４とが接続された状態において、照明光源ユニット５８を通過する照明光の光量を最大にする照明光調整動作を行うための構成が設けられている。
　受光ユニット６０は、コネクタピン５４から導光された放射光を測定装置４の分光器４３に導光するための受光光学系を有する。受光光学系には、プローブ１１と測定装置４とが接続された状態において、受光ユニット６０を通過する放射光の光量を最大にする受光調整動作を行うための構成が設けられている。
　なお、図３では、測定光源ユニット５６、照明光源ユニット５８、受光ユニット６０は簡略化して図示してある。
［反射部材ツール７０の構成］
　本実施の形態では、測定光調整動作、照明光調整動作および受光調整動作を行う前、図４に示すように、プローブ先端部１１ｂを、キャップ形状の反射部材ツール７０に被せる。そして、プローブ１１から光（測定光または照明光）を反射部材ツール７０の内部に出射し、その反射光をプローブ１１で受光する。なお、反射部材ツール７０は、単体でも良く、測定装置４に設けられていても良い。
　反射部材ツール７０は、第１反射部材ツール７０ａおよび第２反射部材ツール７０ｂを備える。第１反射部材ツール７０ａの内部には黒色のシートが設けられ、プローブ１１から出射された光が反射しないように構成されている。プローブ先端部１１ｂを第１反射部材ツール７０ａの内部に挿入した状態で光を出射した場合、プローブ１１で受光した光を検出することによって、測定光調整動作、照明光調整動作および受光調整動作を行う際に不要な光（以下、「不要光」という）を検出する。不要光は、例えば、プローブ１１の内部に設けられたレンズからの反射光、外光等である。ここで検出された不要光は、測定光調整動作、照明光調整動作および受光調整動作を行う際に用いられる。
　第２反射部材ツール７０ｂの内部には、反射率が既知であるシート（例えば、マンセルシート）が設けられている。つまり、プローブ１１から出射された光は、当該シートで反射し、プローブ１１により受光される。この受光された光を用いて、測定光調整動作、照明光調整動作および受光調整動作を行う。なお、プローブ１１により受光された光には不要光が含まれ、各調整動作の結果に悪影響を与えるおそれがあるため、当該受光された光から当該不要光を差し引いた上で各調整動作を行う。以下では、不要光を検出し、その検出した不要光を差し引いた上で各調整動作を行うことを前提として説明する。
　測定光調整動作を行う場合、測定光源ユニット５６を介して、測定光を第２反射部材ツール７０ｂの内部に出射し、その反射光（測定光）をプローブ１１で受光する。プローブ１１で受光された反射光を受光ユニット６０にて検出し、その検出結果に基づいて測定光源ユニット５６の測定光光学系に対して光学調整を行う。
　照明光調整動作を行う場合、照明光源ユニット５８を介して、照明光を第２反射部材ツール７０ｂの内部に出射し、その反射光（照明光）をプローブ１１で受光する。プローブ１１で受光された反射光を受光ユニット６０にて検出し、その検出結果に基づいて照明光源ユニット５８の照明光光学系に対して光学調整を行う。
　受光調整動作を行う場合、測定光源ユニット５６を介して、測定光を第２反射部材ツール７０ｂの内部に出射し、その反射光（照明光）をプローブ１１で受光する。プローブ１１で受光された反射光を受光ユニット６０にて検出し、その検出結果に基づいて受光ユニット６０の受光光学系に対して光学調整を行う。
［受光ユニット６０の構成］
　次に、受光ユニット６０の構成について説明する。受光ユニット６０は、図５に示すように、第１調整光学素子として機能する集光レンズ８０、第１分岐光学素子として機能するハーフミラー８２、第２分岐光学素子として機能するハーフミラー８４、シリンドリカルレンズ８６、第１検出センサーとして機能する４分割フォトディテクター８８（以下、「４分割ＰＤ」という）、第２検出センサーとして機能するポジションセンシティブディテクター９０（以下、「ＰＳＤ」という）およびモーター９２を備える。モーター９２は、第１移動部、第２移動部および回転部として機能する。
　集光レンズ８０は、両凸レンズであり、コネクタピン５４により導光された放射光を集光してハーフミラー８２に向けて出射する。
　ハーフミラー８２は、集光レンズ８０から出射された放射光の一部を透過し、当該一部以外の放射光をシリンドリカルレンズ８６側に反射させて放射光の光路から分岐させる。
　ハーフミラー８４は、ハーフミラー８２を透過した放射光の一部を透過し、当該一部以外の放射光をＰＳＤ９０側に反射させて放射光の光路から分岐させる。
　シリンドリカルレンズ８６は、４分割ＰＤ８８とともに非点収差光学系を構成し、ハーフミラー８２で反射された放射光に非点収差を持たせて４分割ＰＤ８８上に入射させる。
　４分割ＰＤ８８は、シリンドリカルレンズ８６からの放射光を受光し、受光した放射光の光軸方向に垂直な平面上における当該放射光の光強度分布を検出し、その検出信号を制御部４４に出力する。
　ＰＳＤ９０は、ハーフミラー８４で反射された放射光を受光し、受光した放射光の光軸方向に垂直な平面上の１つの方向における放射光の光強度分布を検出し、その検出信号を制御部４４に出力する。ＰＳＤ９０の検出結果から、放射光の重心位置を算出することができる。
　モーター９２は、５つのステッピングモーターからなり、制御部４４の制御下で、集光レンズ８０を、放射光の光軸方向（図中Ｚ軸方向）および当該光軸方向に垂直な平面（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向からなる平面）上において移動させる。また、モーター９２は、制御部４４の制御下で、集光レンズ８０を、放射光の光軸方向に垂直な方向（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向）周りに回転させる。
　ハーフミラー８４を透過した放射光は、分光器用ファイバー９４により分光器４３まで導光される。
　なお、ハーフミラー８２，８４の代わりにダイクロイックミラーを用いても良い。ダイクロイックミラーを用いる場合、分光器４３において分光測定されない波長領域の光を反射するミラーを選定することにより、分光器４３における分光測定の効率を向上させることができる。
［測定光源ユニット５６の構成］
　次に、測定光源ユニット５６の構成について説明する。測定光源ユニット５６は、図６Ａに示すように、第２調整光学素子として機能する集光レンズ１００、第３移動部および第４移動部として機能するモーター１０２を備えている。
　集光レンズ１００は、両凸レンズであり、測定光源４２により発光された測定光を集光してコネクタピン５０に向けて出射する。
　モーター１０２は、５つのステッピングモーターからなり、制御部４４の制御下で、集光レンズ１００を、測定光の光軸方向（図中Ｚ軸方向）および当該光軸方向に垂直な平面（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向からなる平面）上において移動させる。また、モーター１０２は、制御部４４の制御下で、集光レンズ１００を、測定光の光軸方向に垂直な方向（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向）周りに回転させる。
［照明光源ユニット５８の構成］
　次に、照明光源ユニット５８の構成について説明する。照明光源ユニット５８は、図６Ｂに示すように、第３調整光学素子として機能する集光レンズ１１０、第５移動部および第６移動部として機能するモーター１１２を備えている。
　集光レンズ１１０は、両凸レンズであり、照明光源４１により発光された照明光を集光してコネクタピン５２に向けて出射する。
　モーター１１２は、５つのステッピングモーターからなり、制御部４４の制御下で、集光レンズ１１０を、照明光の光軸方向（図中Ｚ軸方向）および当該光軸方向に垂直な平面（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向からなる平面）上において移動させる。また、モーター１１２は、制御部４４の制御下で、集光レンズ１１０を、照明光の光軸方向に垂直な方向（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向）周りに回転させる。
　なお、受光ユニット６０、測定光源ユニット５６、照明光源ユニット５８のモーター９２，１０２，１１２には、ステッピングモーターの代わりに、ＤＣモーター、サーボモーター、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）、圧電超音波リニアアクチュエーター（ＳＩＤＭ）等を用いても良い。また、モーター９２，１０２，１１２を介した集光レンズ８０，１００，１１０の駆動量を、リニアセンサーやエンコーダー等の位置検出センサーを用いて制御しても良い。特に、集光レンズ８０，１００，１１０の駆動量が［μｍ］以下の微少量である場合には、測長器等の光学系を有する位置検出センサーを用いて制御することが好ましい。
［プローブシステム２００における光学調整動作］
　次に、図７のフローチャートを参照し、プローブシステム２００における光学調整動作について説明する。本実施の形態では、光学調整動作は、受光調整動作、測定光調整動作および照明光調整動作をこの順で連続して行う動作である。
　まず、ユーザーは、プローブ１１を測定装置４に接続する（ステップＳ１００）。次に、ユーザーは、プローブ先端部１１ｂに第２反射部材ツール７０ｂを被せる（ステップＳ１２０）。
　次に、光学調整動作の実行指示が測定装置４の入力装置５に入力された場合、制御部４４は、測定光源４２を制御し、測定光を出射させる（ステップＳ１４０）。プローブ１１は、測定光源４２から発光された測定光を導光し、第２反射部材ツール７０ｂの内部へ出射する。また、プローブ１１は、第２反射部材ツール７０ｂの内部に設けられたシートからの放射光を受光し、受光ユニット６０へ導光する。
　次に、制御部４４は、受光ユニット６０の４分割ＰＤ８８による放射光の検出結果に基づいて、モーター９２を制御し、集光レンズ８０の図中Ｚ方向（図５を参照）における位置を調整する（ステップＳ１６０）。
　本実施の形態では、集光レンズ８０の図中Ｚ方向における位置調整に、非点収差法を用いる。まず、集光レンズ８０から出射された放射光をハーフミラー８２で分け、一部の放射光を、シリンドリカルレンズ８６を介して４分割ＰＤ８８に入射させる。シリンドリカルレンズ８６はある１方向（偏光方向）の光に対してのみレンズ効果を有するため、４分割ＰＤ８８の受光面上における縦軸方向および横軸方向の焦点位置にずれが生じる。そのため、シリンドリカルレンズ８６を通った放射光の形状は、当該放射光の光軸上における集光レンズ８０の位置によって縦長の楕円、円形、横長の楕円に変化する。
　図８に示すように、４分割ＰＤ８８において分割された４つのフォトダイオードをそれぞれ９０ａ、９０ｂ、９０ｃおよび９０ｄとし、それぞれから出力される信号をＡ、Ｂ、ＣおよびＤとした場合、集光レンズ８０の図中Ｚ方向における位置調整に用いられる光量ＦＥは、次式（１）で示される。
　光量ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）－（Ｂ＋Ｄ）・・・（１）
　式（１）に示すように、光量ＦＥは、対角上に配置された一対のフォトダイオードからの出力信号の和をそれぞれ計算して、それらの差を計算することにより得られる。
　シリンドリカルレンズ８６を通った放射光の形状が円形になったときに、光量ＦＥの値は０となる。光量ＦＥの値が０となる位置に集光レンズ８０を移動させることによって、分光器用ファイバー９４の位置に集光レンズ８０のスポット位置を一致させることができる。
　次に、制御部４４は、受光ユニット６０のＰＳＤ９０による放射光の検出結果に基づいて、モーター９２を制御し、集光レンズ８０を、放射光の光軸方向に垂直な平面（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向からなる平面）上において移動させる（ステップＳ１８０）。
　具体的には、ハーフミラー８２を透過した放射光をハーフミラー８４で分け、一部の放射光をＰＳＤ９０に入射させる。本実施の形態では、ＰＳＤ９０の検出結果により算出される放射光の重心位置と、分光器４３における放射光の受光位置との相関関係を測定装置４の製造時にあらかじめ求めている。したがって、あらかじめ求めた重心位置と、ＰＳＤ９０の検出結果により算出される放射光の重心位置とが一致するように、集光レンズ８０を、放射光の光軸方向に垂直な平面上において移動させることにより、分光器４３における放射光の受光位置と集光レンズ８０のスポット位置とを一致させることができる。
　次に、制御部４４は、モーター９２を制御し、集光レンズ８０を、放射光の光軸方向に垂直な方向（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向）周りに回転させる（ステップＳ２００）。
　集光レンズ８０を、放射光の光軸方向に垂直な平面上において移動させると、集光レンズ８０は、測定光源４２や分光器４３に対して光軸の外に移動する。そのため、像高を有し、集光レンズ８０の光スポットの形状は、正円ではなくなる。また、コマ収差、くら型収差等の光スポットの形状を劣化させる収差を有する。このような収差は出来る限り解消することが好ましく、集光レンズ８０を、放射光の光軸方向に垂直な方向周りに回転させる（チルトさせる）ことで当該収差を解消することができる。ステップＳ１６０～Ｓ２００の処理によって、受光ユニット６０を通過して分光器４３に入射する放射光の光量を最大にすることができる。
　光軸の外に集光レンズ８０が移動することによって生じる収差は、設計段階でシミュレーションすることができるため、本実施の形態では、移動量に応じて生じる収差量、その収差を解消するために必要な集光レンズ８０の回転角度（レンズチルト量）をあらかじめ演算して記憶しておく。そして、集光レンズ８０を、放射光の光軸方向に垂直な平面上において移動させた後、その移動量に応じて発生する収差量を解消するためのレンズチルト量を読み出し、集光レンズ８０をそのレンズチルト量だけチルトさせる。なお、集光レンズ８０の移動軌跡が円弧状になるように、放射光の光軸方向に垂直な平面上における移動と放射光の光軸方向に垂直な方向周りの回転とを同時に行っても良い。
　ステップＳ１６０～Ｓ２００の手順で集光レンズ８０の調整を行っているが、ステップＳ１６０の段階でコネクタピン５４により導光された放射光が４分割ＰＤ８８で検出できない場合、以下（ｉ）～（ｉｉｉ）に示す手順を用いて４分割ＰＤ８８で放射光を検出できるまで、測定光源ユニット５６の集光レンズ１００を移動させる。そもそもプローブ１１の受光ユニット６０に全く放射光が入射しない場合、サーボ制御をかけて集光レンズ８０の調整を行うことができない。この場合、測定光源ユニット５６の測定光光学系に何らかの問題が生じていることが推定される。そこで、受光ユニット６０における集光レンズ８０の調整を行う前、受光調整動作が最低限行える程度に、測定光源ユニット５６において粗い測定光調整動作を行う必要がある。
　（ｉ）集光レンズ１００を、光軸方向に垂直な平面上において移動させる。この際、集光レンズ１００の角度は固定である。
　（ｉｉ）集光レンズ１００の移動によって、４分割ＰＤ８８で放射光を検出できなかった場合、集光レンズ１００が移動する各座標において、集光レンズ１００を可動範囲内で回転させる。
　（ｉｉｉ）集光レンズ１００の移動および回転によって、４分割ＰＤ８８で放射光を検出できた場合、その時点でステップＳ１６０の処理に戻る。一方、集光レンズ１００の移動および回転によって、４分割ＰＤ８８で放射光を検出できなかった場合、制御部４４は、プローブ１１の不具合など、通常の仕様では起きないエラーが起きたと判断しエラーを返して、プローブシステム２００における光学調整動作を終了する。
　図７のフローチャートに戻り、ステップＳ２２０～Ｓ２６０では、測定光源ユニット５６における測定光調整動作を行う。すなわち、より重要度の高い測定光源ユニット５６の調整を先に行い、次に照明光源ユニット５８の調整を行う。測定光源ユニット５６における集光レンズ１００の位置を調整するため、測定光源４２は、受光ユニット６０における集光レンズ８０の位置調整が終わった後も測定光を出射し続ける。測定光源ユニット５６における集光レンズ１００の位置を調整するために行う測定光の光量の測定は、測定装置４が備える分光器４３を使用する。分光器４３を用いた測定光の光量の測定では、分光器４３の露光時間を一定にし、測定した光（放射光）の各波長の光強度の合計値を光量として取り扱う。
　ステップＳ２２０では、制御部４４は、モーター１０２を制御し、分光器４３にて測定光の光量の測定が行われている状態で、測定光源ユニット５６における集光レンズ１００の位置を移動させる。具体的には、図９に示すように、まず、集光レンズ１００を測定光の光軸方向に垂直な平面（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向からなる平面）上の原点に移動させる。その後、Ｚ軸方向の所定の位置に集光レンズ１００を移動させる。その際、集光レンズ１００の位置から出射されるスポットの大きさ（直径：ａ）はあらかじめ求めておき、スポットの大きさ毎に図中矢印方向に沿って、すなわちメッシュ状（格子状）に移動させる。
　スポットの大きさは以下のように決定する。すなわち、プローブ１１が測定光を出射して放射光を受光する際、集光レンズ１００を測定光の光軸方向に移動させ、分光器４３に入射した放射光における光強度が所定値となる領域の直径をスポットの大きさ（以下、「第１スポット径」という）として特定する。第１スポット径は、データとして保管しておき、測定光調整動作時に読み出す。所定値は、第２反射部材ツール７０ｂの内部に設けられたシートの反射率に基づいて算出される測定光における光強度のピークの１／ｅ２であり、さらに好ましくは１／２である。
　測定光の光軸に垂直な平面上において集光レンズ１００を第１スポット径の間隔で移動させている中で、分光器４３に入射した放射光における光強度が最も高くなる集光レンズ１００の位置を特定する。そして、特定した位置を中心に、コネクタピン５０の端面の大きさからコネクタピン５０の端面が位置する可能性のあるエリア（以下、「重点領域」という）を設定し、その重点領域において集光レンズ１００を、Ｚ軸方向も含めて第１スポット径より小さい径の間隔で移動させる（ステップＳ２４０）。
　次に、分光器４３に入射した放射光における光強度が最も高くなる集光レンズ１００の位置を特定し、その特定した位置に集光レンズ１００を固定する（ステップＳ２６０）。この際、測定光の光軸方向に垂直な平面上における集光レンズ１００の移動時、その移動により生じるコマ収差や非点収差などの軸外収差を打ち消すように、集光レンズ１００を測定光の光軸方向に垂直な方向周りに回転させる。
　ステップＳ２２０～Ｓ２６０の方法で測定光調整動作を行うことによって、少ない測定点数で測定光がコネクタピン５０（ファイバー）に入る位置を検出する事ができ、短時間で高精度な調整を行うことができる。
　なお、集光レンズ１００の移動中に分光器４３において測定光を検出できない場合、エラーをモニター７に表示し、ユーザーにプローブ１１と測定装置４との再接続を促しても良い。さらに、再接続しても分光器４３において測定光を検出できない場合には、ユーザーにプローブ１１を交換する旨を指示する画像をモニター７に表示しても良い。交換してもエラーが表示される場合は、機器本体の故障などが想定されるので、サービスマンに連絡させる指示を表示するようにしてもよい。
　次に、制御部４４は、測定光源４２を制御し、測定光の出射を終了させる（ステップＳ２８０）。制御部４４は、照明光源４１を制御し、照明光を出射させる（ステップＳ３００）。
　制御部４４は、モーター１１２を制御し、分光器４３にて照明光の光量の測定が行われている状態で、照明光源ユニット５８における集光レンズ１１０の位置を移動させる（ステップＳ３２０）。具体的には、図９に示すように、まず、集光レンズ１１０を照明光の光軸方向に垂直な平面（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向からなる平面）上の原点に移動させる。その後、Ｚ軸方向の所定の位置に集光レンズ１１０を移動させる。その際、集光レンズ１１０の位置から出射されるスポットの大きさ（直径：ａ）はあらかじめ求めておき、スポットの大きさ毎に図中矢印方向に沿って移動させる。
　スポットの大きさは以下のように決定する。すなわち、プローブ１１が照明光を出射して照明光を受光する際、集光レンズ１１０を照明光の光軸方向に移動させ、分光器４３に入射した照明光における光強度が所定値となる領域の直径をスポットの大きさ（以下、「第２スポット径」という）として特定する。第２スポット径は、データとして保管しておき、照明光調整動作時に読み出す。所定値は、第２反射部材ツール７０ｂの内部に設けられたシートの反射率に基づいて算出される照明光における光強度のピークの１／ｅ２であり、さらに好ましくは１／２である。
　照明光の光軸に垂直な平面上において集光レンズ１１０を第２スポット径の間隔で移動させている中で、分光器４３に入射した照明光における光強度が最も高くなる集光レンズ１１０の位置を特定する。そして、特定した位置を中心に、コネクタピン５２の端面の大きさからコネクタピン５２の端面が位置する可能性のあるエリア（以下、「重点領域」という）を設定し、その重点領域において集光レンズ１１０を、Ｚ軸方向も含めて第２スポット径より小さい径の間隔で移動させる（ステップＳ３４０）。
　次に、分光器４３に入射した照明光における光強度が最も高くなる集光レンズ１１０の位置を特定し、その特定した位置に集光レンズ１１０を固定する（ステップＳ３６０）。この際、照明光の光軸方向に垂直な平面上における集光レンズ１１０の移動時、その移動により生じるコマ収差を打ち消すように、集光レンズ１１０を照明光の光軸方向に垂直な方向周りに回転させる。
　ステップＳ３２０～Ｓ３６０の方法で照明光調整動作を行うことによって、少ない測定点数で照明光がコネクタピン５２（ファイバー）に入る位置を検出する事ができ、短時間で高精度な調整を行うことができる。
　なお、集光レンズ１１０の移動中に分光器４３において照明光を検出できない場合、エラーをモニター７に表示し、ユーザーにプローブ１１と測定装置４との再接続を促しても良い。さらに、再接続しても分光器４３において測定光を検出できない場合には、ユーザーにプローブ１１を交換する旨を指示する画像をモニター７に表示しても良い。
　最後に、制御部４４は、照明光源４１を制御し、照明光の出射を終了させる（ステップＳ３８０）。ステップＳ３８０の処理が完了することによって、図７における光学調整動作は終了する。
［本実施の形態における効果］
　以上詳しく説明したように、本実施の形態における光学測定装置は、反射率が既知である測定対象（マンセルシート）に測定光を出射し、当該測定対象から放射された放射光を受光するプローブ１１により受光された放射光を集光して、当該放射光を分光する分光器４３に向けて出射する第１調整光学素子（集光レンズ８０）と、放射光の光軸方向に垂直な平面上における当該放射光の光強度分布を検出する第１検出部と、当該平面上の１つの方向における放射光の光強度分布を検出する第２検出部と、第１検出部の検出結果に基づいて、第１調整光学素子を光軸方向において移動させる第１移動部（モーター９２）と、第２検出部の検出結果に基づいて、第１調整光学素子を上記平面上において移動させる第２移動部（モーター９２）と、第１移動部および第２移動部を制御する制御部４４とを備える。そのため、分光器４３に入射する放射光の光量が最大になるように、第１検出部および第２検出部の検出結果に基づいて、集光レンズ８０の位置が自動的に調整される。よって、ユーザーに負担を与えることなく、管腔の測定対象部位から放出された放射光の測定装置４における受光量を増やすことができる。また、受光調整動作、測定光調整動作および照明光調整動作をこの順で行っているため、効率良く自動調整を行うことができる。
　また、本実施の形態では、複数の接続端子を介してプローブ１１と測定装置４とが接続されている。一般に、複数の雄型構造を雌型構造に篏合させる場合、すべての篏合箇所において、隙間なくぴったりと嵌め合わせることは困難である。通常、製造誤差を考慮し、いくつかの篏合箇所において遊びを設け対処している。そのような場合、遊びが原因となり、プローブ１１のコネクターと測定装置４のコネクターとの接続状態に固体差が生じることとなる。このような場合において、受光調整を自動的に行うことのできる本実施の形態の構成はより有用となる。
　なお、上記実施の形態では、ＰＳＤ９０が、放射光の光軸方向に垂直な平面上の１つの方向における放射光の光強度分布を検出する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１０に示すように、放射光を受光して放射光の光軸方向に垂直な平面上の１つの方向における当該放射光の光強度分布を検出する２次元撮像素子４３ａ（例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等）を有する分光器４３を用いても良い。２次元撮像素子４３ａを有する分光器４３は、撮像素子４３ａのどこに放射が入射しているかの位置情報と、入射している放射光の重心位置まで判別することができる。よって、事前に２次元撮像素子４３ａのどこに放射光を入射させるのかについて決めておけば２次元撮像素子４３ａからの情報のみで、所定の位置に放射位置の入射位置が移動するように、集光レンズ８０を移動させることができる。なお、２次元撮像素子４３ａの代わりに、１次元撮像素子でも良い。
　また、上記実施の形態において、図１１に示すように、受光ユニット６０のハーフミラー８２とハーフミラー８４との間にガルバノミラー１２０を設けても良い。ガルバノミラー１２０の代わりに、ＭＥＭＥＳ(micro electro mechanical system)ミラーを設けても良い。この場合、集光レンズ８０を、放射光の光軸方向に垂直な平面（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向からなる平面）上において移動させる代わりに、ガルバノミラー１２０を図中Ｙ軸方向周りに回転させる。
　また、上記実施の形態において、図１２に示すように、測定光源ユニット５６（照明光源ユニット５８）の集光レンズ１００（集光レンズ１１０）とコネクタピン５０（コネクタピン５２）との間にガルバノミラー１３０を設けても良い。ガルバノミラー１３０の代わりに、ＭＥＭＥＳミラーを設けても良い。この場合、集光レンズ１００，１１０を、測定光（照明光）の光軸方向に垂直な平面（図中Ｘ軸方向およびＹ軸方向からなる平面）上において移動させる代わりに、ガルバノミラー１３０を図中Ｙ軸方向周りに回転させる。
　また、上記実施の形態では、測定光調整動作、照明光調整動作および受光調整動作の全てを行う例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、調整動作の重要度は、受光調整動作が最も高く、次に測定光調整動作、そして、照明光調整動作の順である。従って、受光調整動作を重視した態様とすることができ、具体的には、最も重要な受光調整動作のみを行い、測定光調整動作及び照明光調整動作を行わない態様とすることもできる。
　また、上記実施の形態において、測定光、照明光および放射光について最低限必要な光量を確保できるのであれば、コネクタピン５０，５２，５４の全ては、プラスチックファイバーを有しても良い。
　また、上記実施の形態において、受光ユニット６０を通過する放射光の光量がハーフミラー８２，８４によって減ることが分光測定に影響を与えるおそれがある場合、最初に受光調整動作等の光学調整を行った後、ハーフミラー８２，８４をステッピングモーター等のアクチュエーターによって、事前のシミュレーションにより求められた、分光測定に影響を与えない場所まで移動させるようにしても良い。その際、ハーフミラー８２，８４を移動させると放射光の光路が変化するため、集光レンズ８０に対してその変化分に対応する補正をかける必要がある。
　また、上記実施の形態において、測定光源４２および照明光源４１の輝度分布が既知である場合、光スポットの中で最も輝度が高くなる領域もわかるため、その領域にコネクタピン５０，５２を配置して測定光調整動作、照明光調整動作を行っても良い。この構成により、測定光調整動作、照明光調整動作における集光レンズ１００，１１０の移動量を減らすことができ、当該動作を短い時間で行うことができる。
　その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　２０１２年９月２４日出願の特願２０１２－２０９８４９の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、全て本願に援用される。
　１　内視鏡システム
　２　内視鏡本体
　３　内視鏡制御装置
　４　測定装置
　５，６　入力装置
　７，８　モニター
　１１　プローブ
　１１ａ　プローブ基端部
　１１ｂ　プローブ先端部
　２１　導入部
　２１ａ　基端部
　２１ｂ　先端部
　２１ｃ　操作可能部
　２２　操作部
　２２ａ　ノブ
　２２ｂ　導入口
　２３　ケーブル
　３２　映像処理部
　３３，４４　制御部
　４１　照明光源
　４２　測定光源
　４３　分光器
　４３ａ　２次元撮像素子
　４６　プローブコネクター
　５０，５２，５４　コネクタピン
　５５　コネクター
　５６　測定光源ユニット
　５８　照明光源ユニット
　６０　受光ユニット
　７０　反射部材ツール
　７０ａ　第１反射部材ツール
　７０ｂ　第２反射部材ツール
　８０，１００，１１０　集光レンズ
　８２，８４　ハーフミラー
　８６　シリンドリカルレンズ
　８８　４分割ＰＤ
　９０　ＰＳＤ
　９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ　フォトダイオード
　９２，１０２，１１２　モーター
　９４　分光器用ファイバー
　１２０，１３０　ガルバノミラー
　２００　プローブシステム
　ＣＨ　鉗子チャンネル
　ＣＡ　カメラ

Claims (16)

  1. 　測定対象に測定光を出射し、当該測定対象から放射された放射光を受光するプローブと接続可能な光学測定装置であって、
    　前記測定光の光源と、
    　分光器と、
    　前記プローブにより受光された前記放射光を集光して、当該放射光を分光する分光器に向けて出射する第１調整光学素子と、
    　当該放射光の光強度分布を検出する検出部と、
    　前記第１調整光学素子を前記放射光の光軸方向及び前記放射光の光軸方向に垂直な平面上に移動させる移動部と、
    　前記移動部を制御する制御部と、を備え、
    　前記検出部の検出結果に基づいて、前記放射光の受光光量が増えるように、前記第１調整光学素子を前記放射光の光軸方向および前記放射光の光軸方向に垂直な平面上に移動させる光学測定装置。
  2. 　前記検出部は、前記放射光の光軸方向に垂直な平面上における当該放射光の光強度分布を検出する第１検出部と、前記平面上の１つの方向における前記放射光の光強度分布を検出する第２検出部とを備え、
    　前記移動部は、前記第１検出部の検出結果に基づいて、前記第１調整光学素子を前記光軸方向において移動させる第１移動部と、前記第２検出部の検出結果に基づいて、前記第１調整光学素子を前記平面上において移動させる第２移動部とを備え、
    　前記制御部は、前記第１移動部および前記第２移動部を制御する請求項１に記載の光学測定装置。
  3. 　前記第１検出部は、
    　前記放射光の光路を分岐させる第１分岐光学素子と、
    　シリンドリカルレンズと、
    　前記第１分岐光学素子および前記シリンドリカルレンズを介して前記放射光を受光し、前記平面上における当該放射光の光強度分布を検出する第１検出センサーと、
    　を備える請求項２に記載の光学測定装置。
  4. 　前記第２検出部は、
    　前記放射光の光路を分岐させる第２分岐光学素子と、
    　前記第２分岐光学素子を介して前記放射光を受光し、前記平面上の１つの方向における当該放射光の光強度分布を検出する第２検出センサーと、
    　を備える請求項２または３に記載の光学測定装置。
  5. 　前記第２検出センサーは、
    　２次元的に配置された画素を有し、前記放射光を受光して、前記平面上における当該放射光の光強度分布を検出する撮像素子を、
    　備える請求項４に記載の光学測定装置。
  6. 　前記第２検出センサーは、
    　１次元的に配置された画素を有し、前記放射光を受光して、前記平面上の１つの方向における当該放射光の光強度分布を検出する撮像素子を、
    　備える請求項４に記載の光学測定装置。
  7. 　前記第１調整光学素子は、前記放射光の光軸に垂直な方向周りに回転可能に設けられており、
    　前記第１調整光学素子を、前記放射光の光軸方向に垂直な方向周りに回転させる回転部を備え、
    　前記制御部は、前記回転部を制御し、前記第２移動部による前記第１調整光学素子の移動量に応じて、前記第１調整光学素子を、前記放射光の光軸に垂直な方向周りに回転させる請求項１～６の何れか１項に記載の光学測定装置。
  8. 　前記測定光を集光して、当該測定光を前記プローブに向けて出射する第２調整光学素子と、
    　前記第２調整光学素子を前記測定光の光軸方向において移動させる第３移動部と、
    　前記第２調整光学素子を前記測定光の光軸方向に垂直な平面上で移動させる第４移動部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、前記プローブが前記測定対象に前記測定光を出射し、当該測定対象から放射された前記放射光を受光する際、前記第３移動部を制御して前記第２調整光学素子を前記測定光の光軸方向に移動させ、前記分光器に入射した前記放射光における光強度が所定値となる領域の直径を第１スポット径として特定し、
    　前記制御部は、前記第４移動部を制御し、前記測定光の光軸に垂直な平面上において前記第２調整光学素子を前記第１スポット径の間隔で移動させ、前記分光器に入射した前記放射光における光強度が最も高くなる前記第２調整光学素子の位置を特定し、
    　前記制御部は、特定した前記第２調整光学素子の位置を中心に、前記測定光の光軸に垂直な平面上において前記第２調整光学素子を前記第１スポット径より小さい径の間隔で移動させ、前記分光器に入射した前記放射光における光強度が最も高くなる前記第２調整光学素子の位置を特定する請求項１～７の何れか１項に記載の光学測定装置。
  9. 　前記所定値は、前記測定対象の反射率に基づいて算出される前記放射光における光強度のピークの１／ｅ２である請求項８に記載の光学測定装置。
  10. 　前記所定値は、前記測定対象の反射率に基づいて算出される前記放射光における光強度のピークの１／２である請求項８に記載の光学測定装置。
  11. 　前記プローブから前記測定対象に出射するための照明光を集光して、当該照明光を前記プローブに向けて出射する第３調整光学素子と、
    　前記第３調整光学素子を前記照明光の光軸方向において移動させる第５移動部と、
    　前記第３調整光学素子を前記照明光の光軸方向に垂直な平面上で移動させる第６移動部と、
    　を備え、
    　前記第３調整光学素子は、前記プローブが前記測定対象に前記照明光を出射し、当該測定対象から放射された前記照明光を受光する際、前記プローブにより受光された前記照明光を集光して前記分光器に向けて出射し、
    　前記制御部は、前記プローブが前記測定対象に前記照明光を出射し、当該測定対象から放射された前記照明光を受光する際、前記第５移動部を制御して前記第３調整光学素子を前記照明光の光軸方向に移動させ、前記分光器に入射した前記照明光における光強度が所定値となる領域の直径を第２スポット径として特定し、
    　前記制御部は、前記第６移動部を制御し、前記照明光の光軸に垂直な平面上において前記第３調整光学素子を前記第２スポット径の間隔で移動させ、前記分光器に入射した前記照明光における光強度が最も高くなる前記第３調整光学素子の位置を特定し、
    　前記制御部は、特定した前記第３調整光学素子の位置を中心に、前記照明光の光軸に垂直な平面上において前記第３調整光学素子を前記第２スポット径より小さい径の間隔で移動させ、前記分光器に入射した前記照明光における光強度が最も高くなる前記第３調整光学素子の位置を特定する請求項１～１０の何れか１項に記載の光学測定装置。
  12. 　前記所定値は、前記測定対象の反射率に基づいて算出される、当該測定対象から放射された前記照明光における光強度のピークの１／ｅ２である請求項１１に記載の光学測定装置。
  13. 　前記所定値は、前記測定対象の反射率に基づいて算出される、当該測定対象から放射された前記照明光における光強度のピークの１／２である請求項１１に記載の光学測定装置。
  14. 　測定対象に測定光を出射し、当該測定対象から放射された放射光を受光するプローブと、
    　請求項１～１３の何れか１項に記載の光学測定装置と、
    　を備えるプローブシステム。
  15. 　前記プローブは、反射率が既知である測定対象に測定光を出射し、当該測定対象から放射された放射光を受光する請求項１４に記載のプローブシステム。
  16. 　前記プローブは、複数の接続端子を有し、
    　前記複数の接続端子を介して、前記プローブと前記光学測定装置が接続され、
    　前記複数の接続端子は、測定光ファイバーと受光ファイバーとを有し、
    　前記光学測定装置は、測定光源ユニットと受光ユニットを有し、
    　前記プローブと前記光学測定装置が接続される際、前記測定光ファイバーと前記測定光源ユニットとが向き合い、前記受光ファイバーと前記受光ユニットとが向き合うように接続される請求項１４に記載のプローブシステム。
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