(57)【要約】【課題】参照ミラーを移動させる駆動機構が不要で、構成が極めて簡易でありながら、干渉信号の振幅検出を正確に行なうことのできる断層映像装置を得る。【解決手段】干渉計装置部は、被検体231と参照ミラー242に対する光照射光学系部と、分波した信号光および参照光の２系統の導光部と、２つのヤング干渉計部と、２つの多画素撮像素子252A,Bと、両多画素撮像素子により得られた光強度分布信号の差分を求める光強度分布差分手段282とからなり、バランス検波の手法を導入し光源の揺らぎも含めたバイアス成分を相殺する。【選択図】図３
2010025943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低可干渉性を有する光を出射する光源と、
該光源から出射された光を２分し、一方を被検体に照射するとともに、他方を参照ミラーに照射するように構成されてなる光照射光学系と、
該光照射光学系からの光照射に基づく前記被検体からの信号光を分波し、分波された第１の信号光に対して第２の信号光が所定の位相ずれを生じるようにして、それぞれを互いに異なる光出射端に導く第１の導光部材と、
該光照射に基づく前記参照ミラーからの参照光を分波し、分波された第１の参照光に対して第２の参照光が所定の位相ずれを生じるようにして、それぞれを互いに異なる光出射端に導く第２の導光部材と、
前記第１の導光部材の光出射端から出射された前記第１の信号光と、前記第２の導光部材の光出射端から出射された前記第１の参照光とによる干渉光の光強度分布信号を得る第１の多画素撮像素子と、
前記第１の導光部材の光出射端から出射された前記第２の信号光と、前記第２の導光部材の光出射端から出射された前記第２の参照光とによる干渉光の光強度分布信号を得る第２の多画素撮像素子と、
前記第１の多画素撮像素子により得られた光強度分布信号と、前記第２の多画素撮像素子により得られた光強度分布信号との差分を求める光強度分布差分手段と、
を備えてなることを特徴とする断層映像装置。
【請求項２】
前記第１の導光部材および前記第２の導光部材の各出射端が点光源として機能し、前記第１の多画素撮像素子に対応する前記出射端と、該第１の多画素撮像素子との位置関係、および前記第２の多画素撮像素子に対応する前記出射端と、該第２の多画素撮像素子との位置関係が、各々ヤングの干渉計を構成するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の断層映像装置。
【請求項３】
前記第１の導光部材および前記第２の導光部材が光ファイバからなることを特徴とする請求項１または２記載の断層映像装置。
【請求項４】
前記第１の導光部材および前記第２の導光部材の各出射端と、前記多画素撮像素子との間に対物レンズを挿置し、該対物レンズは、前記多画素撮像素子上において、前記各出射端からの、対応する前記信号光と前記参照光との重複領域が大となるように位置設定されていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の断層映像装置。
【請求項５】
前記被検体の表面に沿った所定方向に前記光源からの光を走査するための光走査手段を備えていることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の断層映像装置。
【請求項６】
前記参照ミラーが該参照ミラーの光軸方向に移動可能とされていることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載の断層映像装置。
【請求項７】
前記多画素撮像素子が該多画素撮像素子の光軸方向に移動可能とされていることを特徴とする請求項１から６のうちいずれか１項記載の断層映像装置。
【請求項８】
前記多画素撮像素子からの出力信号と前記光走査手段の走査タイミングに基づき前記被検体の断層映像情報を解析演算する断層映像情報演算手段と、該断層映像情報演算手段により得られた断層映像情報を表示する断層映像表示手段を備えたことを特徴とする請求項５から７のうちいずれか１項記載の断層映像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コヒーレンス長の短い光を出力する光源とマイケルソン干渉計等の等光路長型干渉計を組み合わせて構成されるOptical Coherence Tomography (以下、ＯＣＴと称す)による手法を適用して、医療または工業等の分野において被検体の断層映像を得る際に用いられる断層映像装置に関するものであり、特に、被検体深さ方向の画像データを得るための参照面走査機構を要しない断層映像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療用や工業用等の被検体を撮像する分野、特に電子内視鏡の分野において、ＯＣＴの手法を用いて被検体の断層映像を撮影する装置が知られている。
【０００３】
このＯＣＴによる断層映像装置は、光を検出プローブとして用いていることから、従来のＸ線撮影装置の如く被検体がＸ線照射により被爆するという問題がなく、特に、被検体が人体であるような場合には極めて好ましい。また、ＣＴやＭＲＩ等のように大型な装置を要さず、簡易に被検体の検査を行なうことができるので、被検者のコスト的な負担や体力的な負担を軽減でき、この面でも好ましい。
【０００４】
また、このＯＣＴを用いた断層映像装置は、広帯域なスペクトル幅を有する光の低コヒーレンス性を利用して、被検体の深さ方向の各位置における干渉波情報を得るようにしているので、被検体内部からの反射光をμｍオーダーの空間分解能で検出することができ、従来のＸ線撮影装置に比べて測定分解能を大幅に向上させることができる。
このような多くの優れた特性を有するＯＣＴを用いた断層映像装置は、例えば下記非特許文献１等に開示されている。
【０００５】
図５は、従来の断層映像装置の概略を示すものである。すなわち、低可干渉光源３１０からの出力を光ファイバ３２１に入射せしめる。光ファイバ３２１内を進行する光束は、２×２カプラ３２５により２光束に分離され、その一方は光ファイバ３２２により被検体３３１側に導かれ、その他方は光ファイバ３２３により参照ミラー３４２側に導かれる。
光ファイバ３２２の光出射端の後段には、対物集光レンズ３３２が設けられており、このレンズ３３２により、光束が被検体３３１に集光されるようになっている。
【０００６】
一方、光ファイバ３２３の光出射端から射出された光はコリメータレンズ３４１を介して参照ミラー３４２に照射されるが、この参照ミラー３４２は、光軸方向に移動可能とされており、光ファイバ３２２の光出射端から被検体３３１の深さ方向の観察位置までの光路長と、光ファイバ３２３の光出射端から参照ミラー３４２までの光路長とが互いに等しくなるような位置にこの参照ミラー３４２が移動されるようになっている。これにより、低可干渉光によっても光干渉させることができる、いわゆるマイケルソン型の干渉計が構築され、被検体３３１の深さ方向各位置の干渉波情報が得られることになる。
【０００７】
被検体３３１の上記観察位置からの反射光と、参照ミラー３４２からの反射光は各々その照射経路を逆進し、２×２カプラ３２５で合波されて互いに干渉し、その干渉光は光ファイバ３２４を介して光検出器３５２に到達し、その干渉波情報がこの光検出器３５２により検出されることになる。この後、光検出器３５２により検出された干渉波情報は電気信号に変換されて、増幅器３６２、バンドパスフィルタ３６３、Ａ／Ｄコンバータ３６４を介してコンピュータ３６５に入力され、所定の画像処理がなされることになる。
【０００８】
このようなＯＣＴ技術は一般に、ＴＤＯＣＴ（Time Domain OCT）と称されているが、参照ミラーを、その光軸方向に繰り返し移動させる駆動機構が必要となり、装置が大型化するとともに複雑化する。
【０００９】
そこで、参照ミラーを移動させる駆動機構が不要な、ＳＤＯＣＴ（Spectral Domain OCT）とも称される技術が開発されている。このＳＤＯＣＴは、上記被検体からの反射光（信号光）と参照ミラーからの反射光（参照光）を重畳させる面上に、例えば回折格子とフーリエ変換光学系を配し、得られた干渉波情報に対して、さらにフーリエ変換演算を施すことにより、参照ミラーを駆動させることなく被検体の断層映像を得ることができる。
【００１０】
このようなＳＤＯＣＴ技術としては、下記特許文献１に記載されたものが知られている。
なお、この特許文献１に記載された技術は、さらに干渉信号の包絡線を直接検出し得る角分散イメージング法を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２７２３３２号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】光学３２巻４号（２００３）：佐藤学、丹野直弘著
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述した特許文献１記載の技術では、光検出器により得られた干渉光の光強度分布を表す干渉信号において、信号光と参照光の位相差Δｌを変数とするcosine関数をweightとして乗じているため、該関数の角度θがπ/２、３π/２等となる場合には正確な振幅検出が不可能となる。
また、信号光や参照光の出射面と光検出面との間には回折格子を始めとする種々の光学部材が配置されており、より簡易な構成の装置が望まれていた。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、参照ミラーを移動させる駆動機構が不要で、構成が極めて簡易でありながら、干渉信号の振幅検出を正確に行ないうる断層映像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の断層映像装置は、低可干渉性を有する光を出射する光源と、
該光源から出射された光を２分し、一方を被検体に照射するとともに、他方を参照ミラーに照射するように構成されてなる光照射光学系と、
該光照射光学系からの光照射に基づく前記被検体からの信号光を分波し、分波された第１の信号光に対して第２の信号光が所定の位相ずれを生じるようにして、それぞれを互いに異なる光出射端に導く第１の導光部材と、
該光照射に基づく前記参照ミラーからの参照光を分波し、分波された第１の参照光に対して第２の参照光が所定の位相ずれを生じるようにして、それぞれを互いに異なる光出射端に導く第２の導光部材と、
前記第１の導光部材の光出射端から出射された前記第１の信号光と、前記第２の導光部材の光出射端から出射された前記第１の参照光とによる干渉光の光強度分布信号を得る第１の多画素撮像素子と、
前記第１の導光部材の光出射端から出射された前記第２の信号光と、前記第２の導光部材の光出射端から出射された前記第２の参照光とによる干渉光の光強度分布信号を得る第２の多画素撮像素子と、
前記第１の多画素撮像素子により得られた光強度分布信号と、前記第２の多画素撮像素子により得られた光強度分布信号との差分を求める光強度分布差分手段と、
を備えてなることを特徴とするものである。
【００１６】
この場合において、前記第１の導光部材および前記第２の導光部材の各出射端が点光源として機能し、前記第１の多画素撮像素子に対応する前記出射端と、該第１の多画素撮像素子との位置関係、および前記第２の多画素撮像素子に対応する前記出射端と、該第２の多画素撮像素子との位置関係が、各々ヤングの干渉計を構成するように配置する。
【００１７】
また、前記第１の導光部材および前記第２の導光部材は、例えば光ファイバから構成する。
【００１８】
また、前記第１の導光部材および前記第２の導光部材の各出射端と、前記多画素撮像素子との間に対物レンズを挿置し、該対物レンズは、前記多画素撮像素子上において、前記各出射端からの、対応する前記信号光と前記参照光との重複領域が大となるように位置設定するように構成することが好ましい。
【００１９】
また、前記被検体の表面に沿った所定方向に前記光源からの光を走査するための光走査手段を備えていることが好ましい。
【００２０】
また、前記参照ミラーを該参照ミラーの光軸方向に移動可能とし、被検体深さ方向の測定範囲を可変とすることが好ましい。
【００２１】
また、前記多画素撮像素子を該多画素撮像素子の光軸方向に移動可能とし、被検体深さ方向のサンプリングピッチを可変とすることが好ましい。
【００２２】
また、前記多画素撮像素子からの出力信号と前記光走査手段の走査タイミングに基づき前記被検体の断層映像情報を解析演算する断層映像情報演算手段と、該断層映像情報演算手段により得られた断層映像情報を表示する断層映像表示手段を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の断層映像装置では、基本的には被検体からの信号光と参照ミラーからの参照光を導光する導光部材の出射端を点光源とみなしたヤングの干渉計（もしくはコモンパス干渉計）により信号光と干渉光を干渉せしめ、干渉信号を多画素撮像素子により検出することで、被検体の深さ方向の断層映像情報を取得する。
一般に、ヤングの干渉計（もしくはコモンパス干渉計）は、時間遅延が発生していない同一光源からの２つの光を干渉させるものとして知られており、コヒーレンス長の十分に長い光源の場合、その干渉信号は正弦波となる。
【００２４】
しかして、本発明者は、低可干渉光源を必須の要素とし、干渉せしめる２つの光の間に時間遅延が生じるＯＣＴに、このヤングの干渉計（もしくはコモンパス干渉計）の概念を適用すると、極めて簡便な断層映像装置を構成し得ることを見出し、本発明をなすに至ったものである。
【００２５】
すなわち、ＯＣＴでは低可干渉光を用いているので、このヤングの干渉計（もしくはコモンパス干渉計）の概念を導入した場合、２つの光の光路差が０となる撮像素子面位置を中心に極めて狭い範囲にのみ干渉縞を発生させることができる。したがって、信号光は参照光に対して、被検体の深さ位置に応じた時間遅延量を有していることから、撮像素子からは、その深さ位置に応じた映像情報を、上記低可干渉光源自身の干渉波情報で畳み込み積分した信号が得られることになる。この信号にフィルタリング処理およびlogアンプ等による信号処理を施し、整波することで、従来のＴＤＯＣＴと同様の被検体断層映像情報を得ることができる。
【００２６】
したがって、従来のＴＤＯＣＴにおいては必須であった参照ミラーの光軸方向の移動走査機構が不要となり、また、従来のＳＤＯＣＴにおいて用いられていた、回折格子等の光分散素子が不要となり、高速かつ簡便で干渉信号の振幅検出を正確に行ない得るＯＣＴ装置を得ることができる。
【００２７】
さらに、本発明の断層映像装置は、これに加え、バランス検波の手法を導入することにより、光源の揺らぎも含めたバイアス成分を相殺することができ、干渉信号成分のみを理論上２倍とし得る、という効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明には含まれない基本的な参考例に係る断層映像装置を示す概略図である。
【図２】本発明には含まれない他の参考例に係る断層映像装置を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る断層映像装置を示す概略図である。
【図４】図３の一部の作用を説明するための模式図である。
【図５】従来技術に係る断層映像装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態に係る断層映像装置について図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
図１は本発明には含まれない基本的な参考例に係る断層映像装置を示す概略図である。
本参考例に係る断層映像装置は、医療用の内視鏡に適用されたものであって、光源部と干渉計装置部と信号処理部とからなる。
【００３１】
光源部は低可干渉光源１１１からなる。また、干渉計装置部は、光照射光学系部と、信号光および参照光の導光部と、ヤングの干渉計部とからなり、全体として、いわゆるアンバランス型のマイケルソン干渉計装置を構成している。光照射光学系部は、４つの光ファイバ１２１、１２２、１２３、１２４と、光カプラ（２×２カプラ）１２５と、第１および第２の光サーキュレータ１３２、１４３と、被検体１３１の前段に配される導光部材１３３と、コリメータレンズ１４１と、参照ミラー１４２とからなる。また、信号光および参照光の導光部は、２つの光ファイバ１２６、１２７からなる。さらに、ヤングの干渉計部は、各々が点光源とみなせる、該２つの光ファイバ１２６、１２７の出射端１２６Ａ、１２７Ａと、被検体情報を担持した干渉縞を撮像して干渉信号を得るマルチチャネル検出器１５２を備えている。
【００３２】
また、信号処理部は、増幅器１６２と、バンドパスフィルタ１６３と、Ａ／Ｄコンバータ１６４と、画像処理部１６５と、画像表示部１６６とを備えてなる。
【００３３】
以下、上記参考例に係る基本的な断層映像装置の作用を説明する。
低可干渉光源１１１は、近赤外域に広いスペクトル幅（広波長帯域）を有する光（以下、低可干渉光とも称する）を出射する光源であって、例えばＳＬＤ（Super-luminescent diode）やＡＳＥ(Amplified
Spontaneous Emission)光源等からなる。この低可干渉光源１１１から出射された光は図示されない集光レンズにより光ファイバ１２１の入射端面に集光され、光ファイバ１２１により光カプラ（２×２カプラ）１２５に伝送される。
【００３４】
伝送された低可干渉光は、この光カプラ１２５において２分割され、一方は光ファイバ１２２に他方は光ファイバ１２３により伝送される。なお、光カプラ（２×２カプラ）１２５には低可干渉光源１１１の光強度を検出するための光検出器１１２が光ファイバ１２４を介して接続されている。
【００３５】
光ファイバ１２２により伝送された低可干渉光は、第１の光サーキュレータ１３２および導光部材１３３を介して被検体１３１（人体）に集光照射される。
被検体１３１に照射された低可干渉光は、被検体１３１の深さ方向の各位置から反射されて信号光とされ、その照射経路を逆に進み、第１の光ファイバ１２６によってヤングの干渉計部に導かれる。
【００３６】
一方、光ファイバ１２３により伝送された低可干渉光は、第２の光サーキュレータ１４３およびコリメータ１４１を介して参照ミラー１４２に照射される。
参照ミラー１４２から反射された低可干渉光（参照光）は、その照射経路を逆に進み、第２の光ファイバ１２７によってヤングの干渉計部に導かれる。
【００３７】
ヤングの干渉計部に導かれた信号光および参照光は、このヤングの干渉計部において互いに干渉し、被検体深さ方向の映像情報が光強度の変化（光強度分布）として、マルチチャネル検出器１５２により検出されることになる。
この後、マルチチャネル検出器１５２により検出された光強度分布は電気信号に変換されて、増幅器１６２、バンドパスフィルタ１６３、Ａ／Ｄコンバータ１６４を介して画像処理部１６５に入力されて被検体１３１の深さ方向の映像情報が生成され、生成された深さ方向の映像情報は画像表示部１６６において表示される。
【００３８】
なお、上記画像処理部１６５においては、マルチチャネル検出器１５２から出力された、被検体１３１の深さ方向の情報を担持した１次元の光強度信号に対し、包絡線処理を施すようにしている。すなわち、上記光強度信号は交流信号の形態で現れるため、マイナス成分を折り返してプラス成分のみを有する信号に変換し、その後、その包絡線を抽出して連続的な光強度信号を得るようにしている。
この後、連続的な光強度信号は画像表示部１６６に出力されて被検体１３１の断層映像が表示される。
【００３９】
なお、一般には、被検体１３１の表面に沿った所定方向に照明光を走査するための光走査手段により、該走査点毎に深さ方向の光強度分布を得るようになっており、画像処理部１６５においては、これら各点の深さ方向の光強度分布を繋げる画像信号処理を施して２次元断層映像信号を生成する。
【００４０】
以下、上記ヤングの干渉計部について、詳細に説明する。
【００４１】
上述したようにしてヤングの干渉計部に導かれた信号光および参照光は、第１の光ファイバ１２６の出射端１２６Ａおよび第２の光ファイバ１２７の出射端１２７Ａから出射される。ここで、各光ファイバ１２６、１２７の出射端１２６Ａ、１２７Ａでのファイバコア径は通常9〜10μmであるから、各々点光源とみなして差し支えない。ここで、各出射端１２６Ａ、１２７Ａの中心間距離をlに設定し、各出射端１２６Ａ、１２７Ａを結ぶ線分から、この線分に平行（この方向をＸ方向とする）に配置されたマルチチャネル検出器１５２までの距離をbに設定すると、このマルチチャネル検出器１５２上では、Ｘ方向の位置ｘに応じて、出射端１２６Ａからの参照光の光路長Ｓ１と、出射端１２６Ａからの信号光の光路長Ｓ２との間に下式（１）に示すような光路差を生じる。
【００４２】
【数１】
2010025943.tif 000003
【００４３】
ところで、一般に知られているヤングの干渉計では、光源からの光が、短波長でコヒーレンス長が十分長いものとして取り扱っているため、同一光源からの同位相の波面を2つに分波した場合、評価面（撮像素子面）での強度分布ｆ（ｘ）は、下式（２）で表されるように正弦波となる。ここで、λは使用波長である。
【００４４】
【数２】
2010025943.tif 000004
【００４５】
これに対し、光源が、ＯＣＴで用いられる低可干渉光源である場合、各光ファイバ１２６、１２７の出射端１２６Ａ、１２７Ａでの光波の位相が互いに一致しているとすれば、評価面（撮像素子面）での強度分布ｇ（ｘ）は、下式（３）で表されるようになる。
【００４６】
【数３】
2010025943.tif 000005
【００４７】
すなわち、マルチチャネル検出器１５２上において、光路差０を中心としたわずかな領域でのみ干渉縞が生じることになる。
【００４８】
さらに、参照光に対して、信号光が時間遅延量を有している場合、上式（３）の展開から明らかなように、干渉縞の発生位置は光路差０の位置より、その時間遅延量（深さ量）に応じた、Ｘ方向に所定量ずれた位置に出現する。これにより、被検体１３１の深さに応じた映像情報を１次元のマルチチャネル検出器１５２上に展開することが可能となる。
【００４９】
なお、上記参考例において、参照ミラー１４２を、その光軸方向に移動可能に構成してもよく、これにより被検体１３１の深さ方向の検出範囲を変更することができる。
【００５０】
また、上記参考例において、マルチチャネル検出器１５２を、その光軸方向に移動可能に構成してもよく、これにより検出時のサンプリングピッチを可変とすることができる。
【００５１】
また、上記導光部材１３３の先端には、被検体１３１に照明光を集光照射する対物集光レンズが設けられているので、少なくともその一部のレンズを光軸方向に移動可能として、観察位置にフォーカシングし得るように構成すれば、観察位置における被検体画像のピンボケを防止することができる。
【００５２】
また、図２は本発明には含まれない他の参考例に係る断層映像装置を示す概略構成図である。本参考例は、ヤングの干渉計部以外は上記図１の参考例と同一の構成とされているので、図２において、図１のものと同一の部材については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５３】
本参考例においては、ヤングの干渉計部に対物レンズ１５１が配設されている。
また、各光ファイバ１２６、１２７の出射端１２６Ａ、１２７Ａは、対物レンズ１５１の光軸に対して、互いに対称となる位置に配されており、各出射端１２６Ａ、１２７Ａから出射された信号光と参照光の拡散・収束状態が、対物レンズ１５１により調整される。
【００５４】
これにより、信号光と参照光のマルチチャネル検出器１５２上での照射位置を、マルチチャネル検出器１５２の大きさおよびその分解能（画素数）の仕様に応じた最適な位置とすることができるとともに、上記図１の参考例に比して、マルチチャネル検出器１５２上における信号光と参照光の重なり合う領域（干渉領域：図中の斜線領域）の光量を大幅に増大することができる。
【００５５】
また、特に、マルチチャネル検出器１５２の素子面を対物レンズ１５１の焦点面位置（図２中のｆは例えば50mm）に配置した場合には、信号光と参照光の干渉領域が対物レンズ１５１の光軸に対して対称な形状となり、マルチチャネル検出器１５２の位置設定等が容易となる。
【００５６】
また、図３は本発明の実施形態に係る断層映像装置を示す概略構成図である。本実施形態は、上記図１の参考例と対応する構成を数多く有しているので、図３において、図１のものと対応する部材については図１の符号に１００を加えた符号を付し（ただし、１６２〜１６６については同一の符号を付す）、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
本実施形態における、上述した２つの参考例との相違点は、バランス検波の手法を導入することにより、光源の揺らぎも含めたバイアス成分を相殺していることにある。
【００５８】
すなわち、図３に示すように、第１の光ファイバ２２６により導光された信号光を第２の光カプラ（3dBカップラ）２６１によって、第１の信号光と、この第１の信号光に対して±π/２の位相変調を受けた第２の信号光に分波し、前者は光ファイバ２６２によって第１の出射端２６２Ａに導き、後者は光ファイバ２６３によって第２の出射端２６３Ａに導く。一方、第２の光ファイバ２２７により導光された参照光を第３の光カプラ（3dBカップラ）２７１によって、第１の参照光と、この第１の参照光に対して±π/２の位相変調を受けた第２の参照光に分波し、前者は光ファイバ２７２によって第３の出射端２７２Ａに導き、後者は光ファイバ２７３によって第４の出射端２７３Ａに導く。なお、各光カプラ２６１、２７１には、アイソレータ２６４、２７４が接続されている。
【００５９】
第１の出射端２６２Ａと第３の出射端２７２Ａ、および第１のマルチチャネル検出器２５２Ａとは、上記図１の参考例のヤングの干渉計と同様に機能する第１のヤングの干渉計を構成する。一方、第２の出射端２６３Ａと第４の出射端２７３Ａ、および第２のマルチチャネル検出器２５２Ｂとは、上記図１の参考例のヤングの干渉計と同様に機能する第２のヤングの干渉計を構成する。
【００６０】
第１のマルチチャネル検出器２５２Ａおよび第２のマルチチャネル検出器２５２Ｂにおいて検出された各干渉波情報は電気信号に変換された後、差分演算器２８２において互いに差分され、上記２つの参考例と同様に、増幅器１６２、バンドパスフィルタ１６３、Ａ／Ｄコンバータ１６４を介して画像処理部１６５に入力されて被検体２３１の断層映像が生成される。生成された断層映像は画像表示部１６６において表示される。
【００６１】
本実施形態においては、このようにバランス検波の手法を導入することにより、干渉波中のバイアス成分（光源の揺らぎも含む）を除去することができ、干渉波成分のみを抽出できる。すなわち、本実施形態における特徴部分は、図４の如く表され、信号光および参照光は、各光カプラ２６１、２７１により、図示の如き強度分布を有する信号光および参照光に分波される。
【００６２】
また、第１のマルチチャネル検出器２５２Ａにおいて得られた干渉信号Ａの強度分布および第２のマルチチャネル検出器２５２Ｂにおいて得られた干渉信号Ｂの強度分布は、下式（４）および下式（５）により表される。なお、以下の式において、Ｅｓは信号光の光強度を表し、Ｅｒは参照光の光強度を表し、ωは光波の振動数を表し、*は虚数であることを表す。
【００６３】
【数４】
2010025943.tif 000006
【００６４】
【数５】
2010025943.tif 000007
【００６５】
したがって、差分演算器２８２から出力される干渉信号は下式（６）により表される。
【００６６】
【数６】
2010025943.tif 000008
【００６７】
上式（６）により、干渉信号において、バイアス成分が相殺され、干渉信号成分のみが２倍とされていることが明らかである。
【００６８】
なお、上記本発明の実施形態においても、上記図１および図２の参考例と同様に、被検体２３１の表面に沿った所定方向に照明光を走査するための光走査手段を設け、該走査に応じて得られた各点の深さ方向の光強度分布を得、画像処理部１６５においては、これら各点の深さ方向の光強度分布を繋げる画像信号処理を施して２次元断層映像信号を生成するようにしている。
【００６９】
なお、上記本発明の実施形態のヤングの干渉計において、上述した図２の参考例の特徴である対物レンズ１５１と同様のレンズを配置することにより、上述した図２の参考例の効果も奏することができる。
【００７０】
また、この本発明の実施形態においても、上記図１および図２の参考例と同様に、参照ミラー２４２を、その光軸方向に移動可能に構成して被検体２３１の深さ方向の検出範囲を変更したり、各マルチチャネル検出器２５２Ａ、２５２Ｂを、その光軸方向に移動可能に構成して検出時のサンプリングピッチを可変とすることも可能である。
【００７１】
また、上記図１および図２の参考例と同様に、導光部材２３３の先端に設けられた、被検体２３１に照明光を集光照射する対物集光レンズを光軸方向に移動可能として、観察位置における被検体画像のピンボケを防止するようにしてもよい。
【００７２】
なお、本発明の断層映像装置としては、その他の形態の変更が可能であり、例えば低可干渉光源としても上述した光源に替えて、通常のダイオードや高圧水銀ランプ等の周知の低可干渉光源を使用することが可能である。
【００７３】
また、上記実施形態のマルチチャネル検出器は１次元のものを想定しているが、本発明の断層映像装置における多画素撮像素子はこれに限られるものではなく、例えば２次元的に光検出を行なう面センサであってもよい。面センサを使用する断層映像装置は、例えば、Optics Japan 2003  予稿集  pp.102-103  「角分散イメージング法を用いた非走査ＯＣＴ計測」（梅津、秋葉、陳、丹野）等に記載されている。
【００７４】
また、上記実施形態においては、等光路長型干渉計としてマイケルソンタイプのものを用いているが、これに替えてマッハ−ツェンダタイプ等の他の等光路長型干渉計を用いるようにしてもよい。
【００７５】
また、被検体としては人体に限られず、光が内部に侵入して、内部の各位置から反射光が得られるその他の種々の組織とすることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１１１、２１１、３１０      低可干渉光源
１２１、１２２、１２３、１２４、１２６、１２７、２２１、２２２、２２３、２２４、２２６、２２７、２６２、２６３、２７２、２７３、３２１、３２２、３２３、３２４
光ファイバ
１２５、２２５、２６１、２７１、３２５      光カプラ
１２６Ａ、１２７Ａ、２６２Ａ、２６３Ａ、２７２Ａ、２７３Ａ      出射端
１３１、２３１、３３１      被検体
１３２、１４３、２３２、２４３      光サーキュレータ
１３３、２３３      導光部材
１４１、２４１、３４１      コリメータレンズ
１４２、２４２、３４２      参照ミラー
１５１      対物レンズ
１５２、２５２Ａ、２５２Ｂ      マルチチャネル検出器
１６２、３６２      増幅器
１６３、３６３      バンドパスフィルタ
１６４、３６４      Ａ／Ｄコンバータ
１６５      画像処理部
１６６、３６６      画像表示部
２８２      差分演算器
３３２      対物集光レンズ
３５２      光検出器
【図１】
2010025943.tif 000009
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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