(57)【要約】【課題】複雑な装置を用いることなく、ＯＣＴ像の高画質化とＳＮＲの改善を図るＯＣＴ装置を提供する。【解決手段】出射する光の波長を変化させる第一の光源部と、第一の光源部の波長範囲とは異なり、かつ、一部重複する波長範囲にわたって出射する光の波長を変化させる第二の光源部と、第一と第二の光源部から出射される光を受光し、等波数間隔で信号を発信する信号生成部と、  第一と第二の光源部から出射される光を物体へ照射する照射光と参照光とに分岐して干渉光を発生させる干渉光学系と、  第一と第二の光源部によって得られる第一と第二の干渉光を受光する光検出部と、第一と二の干渉光の強度の時間波形を接続することで、物体の断層像を取得する情報取得部と、を有し、  情報取得部は、信号生成部から生成された信号に基づいて、第一と第二の干渉光の強度の時間波形とを接続する。【選択図】            図４
2014115280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出射する光の波長を変化させる第一の光源部と、前記第一の光源部の波長範囲とは異なり、かつ、一部重複する波長範囲にわたって出射する光の波長を変化させる第二の光源部と、
前記第一の光源部及び前記第二の光源部から出射される光を受光し、等波数間隔で信号を発信する信号生成部と、
前記第一の光源部および前記第二の光源部から出射される光を物体へ照射する照射光と参照光とに分岐し、前記物体に照射された光の反射光と前記参照光による干渉光を発生させる干渉光学系と、
前記第一の光源部から出射される光によって得られる第一の干渉光および前記第二の光源部から出射される光によって得られる第二の干渉光を受光する光検出部と、
前記第一の干渉光の強度の時間波形と前記第二の干渉光の強度の時間波形とを接続することで、前記物体の断層像を取得する情報取得部と、
を有する光干渉断層撮像装置であって、
前記情報取得部は、前記信号生成部から生成された信号に基づいて、前記第一の干渉光の強度の時間波形と、前記第二の干渉光の強度の時間波形とを接続することを特徴とするＯＣＴ装置。
【請求項２】
前記情報取得部は、前記第一の干渉光の強度の時間波形と、前記第二の干渉光の強度の時間波形とを接続して得られた断層像のＳＮ比が極大となるように接続することを特徴とする請求項１に記載のＯＣＴ装置。
【請求項３】
前記情報取得部は、前記ＳＮ比が極大となるように接続したときの接続波数から、等波数間隔で接続する波数を変化させ、前記ＳＮ比が最も大きくなるように、前記第一の干渉光の強度の時間波形と、前記第二の干渉光の強度の時間波形とを接続することを特徴とする請求項２に記載のＯＣＴ装置。
【請求項４】
複数の波長掃引光源と、該複数の波長掃引光源の光を等波数間隔に検知するｋ−ｃｌｏｃｋ光学系と、を備えた光源手段と、
前記光源手段から出射される光を物体に照射し干渉信号を得る干渉光学系を備えた干渉測定手段と、
前記干渉測定手段で得られた干渉信号により画像処理を含む信号処理を行う信号処理手段と、
を有するＳＳ−ＯＣＴ装置であって、
前記光源手段は、前記複数の波長掃引光源として互いに異なる波長範囲を有し且つ該波長範囲の一部は互いに重複している、少なくとも第一の波長掃引光源と第二の波長掃引光源とによる波長掃引光源を備え、
前記信号処理手段は、
前記干渉測定手段により得られた、前記第一の波長掃引光源による第一の干渉信号と前記第二の波長掃引光源による第二の干渉信号とを、
前記第一と第二の干渉信号に含まれる各周波数成分の位相が不連続に接続されることにより発生するノイズを抑制するため、前記ｋ−ｃｌｏｃｋ光学系で得られる信号を用いて見出された接続光周波数により接続し、
前記接続光周波数により接続された前記第一と第二の干渉信号によりＯＣＴ像を作成することが可能に構成されていることを特徴とするＳＳ−ＯＣＴ装置。
【請求項５】
前記信号処理手段は、
前記ｋ−ｃｌｏｃｋ光学系で得られる信号を用いて決定された前記接続光周波数で接続された前記第一と第二の干渉信号により作成されたＯＣＴ像である第一のＯＣＴ像と、
前記ｋ−ｃｌｏｃｋ光学系で得られる信号を用いて決定された前記接続光周波数の周期をずらし、該周期をずらして接続された前記第一と第二の干渉信号により作成された第二のＯＣＴ像と、
におけるＯＣＴ像のＳＮ比を比較し、
前記周期を更に順次ずらして接続された前記第一と第二の干渉信号により取得されたＯＣＴ像の比較を、ＳＮ比の極大値が得られるまで繰り返し、
該繰り返しにより前記第一と第二の干渉信号との接続光周波数を見出すことが可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載のＳＳ−ＯＣＴ装置。
【請求項６】
前記ＳＮ比の比較によりＳＮ比の極大値が得られない際、前記光源手段を構成する複数の波長掃引光源を制御する光源制御部によって、前記第一と第二の波長掃引光源における少なくとも一方の波長掃引範囲を拡大し、
前記光源手段から照射される光によって、再度、前記第一と第二の干渉信号を取得することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のＳＳ−ＯＣＴ装置。
【請求項７】
複数の波長掃引光源と、該波長掃引光源の波長掃引速度を計測するｋ−ｃｌｏｃｋ光学系と、を備えた光源手段から出射される光を物体に照射し、得られた干渉信号を画像処理を含む信号処理を行う信号処理手段によって画像処理してＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法であって、
前記複数の波長掃引光源として、互いに異なる波長範囲を有し且つ該波長範囲の一部は互いに重複している、少なくとも第一の波長掃引光源と第二の波長掃引光源とによる二つの波長掃引光源を用い、
前記第一の波長掃引光源による第一の干渉信号と、前記第二の波長掃引光源による第二の干渉信号と、を取得する第一の工程と、
前記ｋ−ｃｌｏｃｋ光学系で得られる信号を用い、前記第一と第二の干渉信号を接続する際、前記第一と第二の干渉信号に含まれる各周波数成分の位相が不連続に接続されることにより発生するノイズを抑制するための接続光周波数を決定する第二の工程と、
前記ｋ−ｃｌｏｃｋ光学系で決定された前記接続光周波数により前記第一と第二の干渉信号を接続し、該接続された前記第一と第二の干渉信号によってＯＣＴ像を作成する第三の工程と、
を有することを特徴とするＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法。
【請求項８】
前記第三の工程に引き続き、前記ｋ−ｃｌｏｃｋ光学系で決定された前記接続光周波数の周期をずらし、該周期をずらして接続された前記第一と第二の干渉信号により第二のＯＣＴ像を作成する第四の工程と、
前記第三の工程で前記ｋ−ｃｌｏｃｋ光学系を用いて決定された前記接続光周波数で接続された前記第一と第二の干渉信号により作成されたＯＣＴ像である第一のＯＣＴ像と、前記第四の工程で作成された第二のＯＣＴ像と、
におけるＯＣＴ像のＳＮ比を比較する第五の工程と、
前記周期を更に順次ずらせて接続された前記第一と第二の干渉信号により取得されたＯＣＴ像の比較を、ＳＮ比の極大値が得られるまで繰り返し、該繰り返しにより前記第一と第二の干渉信号を接続する接続光周波数を見出す第六の工程と、
を有することを特徴とする請求項７に記載のＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法。
【請求項９】
前記第二の工程は、前記ｋ−ｃｌｏｃｋ光学系で得られる信号の振幅が最大となる周波数を発光強度最大の周波数とし、該周波数から前記第一と第二の干渉信号の接続光周波数を決定する工程を含み、
前記第四の工程は、前記第二の工程でのｋ−ｃｌｏｃｋ光学系を用いて決定された前記接続光周波数を１周期分ずらし、該１周期分ずらして接続された前記第一と第二の干渉信号により第二のＯＣＴ像を作成する工程を含み、
前記第六の工程は、前記第一と第二のＯＣＴ像とのＳＮ比を比較し、該第一および第二のＯＣＴ像のうちのＳＮ比が高くなる方向に前記ｋ−ｃｌｏｃｋ光学系を用いて決定された前記接続光周波数を１周期分ずらし、
該１周期分ずらして接続された前記第一と第二の干渉信号により作成されたＯＣＴ像との比較をするに際し、前記周期を更に順次ずらして接続された前記第一と第二の干渉信号により取得されたＯＣＴ像の比較を、ＳＮ比の極大値が得られるまで繰り返し、
該繰り返しにより前記第一と第二の干渉信号との接続光周波数を見出す工程を含み、構成されていることを特徴とする請求項８に記載のＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法。
【請求項１０】
前記第六の工程に引き続き、ＯＣＴ像のＳＮ比が極大値をとるまで繰り返した後、
さらに、前記接続光周波数を一定周波数分ずつ変化させていき、該光周波数で接続された前記第一と第二の干渉信号により作成されたＯＣＴ像との比較を、ＳＮ比の最大値が得られるまで繰り返し、
該繰り返しにより前記第一と第二の干渉信号との接続光周波数を見出す工程を有することを特徴とする請求項９に記載のＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法。
【請求項１１】
前記ＳＮ比の比較によりＳＮ比の極大値が得られない際、前記光源手段を構成する複数の波長掃引光源を制御する光源制御部によって、前記第一と第二の波長掃引光源とにおける少なくとも一方の波長掃引範囲を拡大し、
前記光源手段から照射される光によって、再度、前記第一と第二の干渉信号を取得する工程を有することを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載のＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法。
【請求項１２】
出射する光の波長を等周波数間隔で変化させる第一の光源部と、前記第一の光源部の波長範囲とは異なり、かつ、一部重複する波長範囲にわたって出射する光の波長を等周波数間隔で変化させる第二の光源部と、
前記第一の光源部および前記第二の光源部から出射される光を物体へ照射する照射光と参照光とに分岐し、前記物体に照射された光の反射光と前記参照光による干渉光を発生させる干渉光学系と、
前記第一の光源部から出射される光によって得られる第一の干渉光および前記第二の光源部から出射される光によって得られる第二の干渉光を受光する光検出部と、
前記第一の干渉光の強度の時間波形と前記第二の干渉光の強度の時間波形とを接続することで、前記物体の断層像を取得する情報取得部と、
を有する光干渉断層撮像装置であって、
前記情報取得部は、前記第一の光源部及び第二の光源部から生成された信号あるいは前記第一の干渉光及び前記第二の干渉光に基づいて、前記第一の干渉光の強度の時間波形と、前記第二の干渉光の強度の時間波形とを接続することを特徴とするＯＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＣＴ装置、波長掃引光コヒーレンストモグラフィー装置（ＳＳ−ＯＣＴ装置）、及びＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源、特にレーザ光源の発振波長を可変とする技術において、波長掃引の高速性と狭線幅の両立が切望されている。
【０００３】
このような波長可変（掃引）光源の利用例の一つとして、波長掃引光コヒーレンストモグラフィー（ＳＳ−ＯＣＴ：Ｓｗｅｐｔ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置が知られている。
このＳＳ−ＯＣＴ装置では、特許文献１にも開示されているように深さ情報を得るためにスペクトル干渉を用いる。分光器を用いないことから光量のロスが少なく、高い信号雑音比（以下、ＳＮ比又はＳＮＲと記す。）の像の取得も期待されている。
【０００４】
ＳＳ−ＯＣＴ技術を適用した医用画像撮像装置を構成する場合には、掃引速度が速いほど画像取得時間を短縮でき、生体組織を生きたまま観察することにも好適である。
また、波長掃引幅が広いほど断層像の空間解像度を高めることが可能なためこれらのパラメータは重要である。
具体的には、波長掃引幅Δλ、発振波長λ０、とするとき、深さ分解能は次の式で表すことができる。
2014115280.tif 000003
【０００５】
したがって、深さ分解能を高めるためには波長掃引幅の拡大が必要であり、波長掃引幅が広帯域である波長掃引光源が求められている。
【０００６】
ＯＣＴ技術は、深さ方向の解像度を数ミクロンとし、且つ数ｍｍの深さまで断層像を得ることができる技術であり、眼底撮影などに用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２４４２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したように広帯域な波長領域で撮像するためには、波長掃引幅が広帯域である波長掃引光源が必要であるが、開発は容易ではない。
そこで、掃引される波長帯域が異なりその一部が重複するような複数の光源を用いて干渉信号を各々の波長帯域で取得し、干渉信号を取得した後にこれらの干渉信号を所定の波長（対応する光周波数）で接続、合成することで干渉信号取得帯域を広帯域化することが考えられる。
【０００９】
しかし、このような手法により広帯域な発光波長を有する光源を得ようとする場合、つぎのような課題が生じる。
複数の波長掃引光源を用いた広帯域ＳＳ−ＯＣＴを構成する場合、前述のように複数の波長掃引光源のおのおので取得した干渉信号を、同じ発光波長に対応する光周波数にて接続する必要がある。仮に接続する光周波数が複数の光源それぞれを用いて取得した干渉信号同士で異なると、取得した干渉信号に含まれる各周波数成分（ＯＣＴ信号は反射物体の距離に応じて異なる周波数成分を持つ干渉スペクトルとして取得される）の位相が不連続に接続される。このため、ＯＣＴ像にノイズが発生し、ＯＣＴ像のＳＮ比が低下する。
【００１０】
また、発光波長が所定の周波数になった事を分光器等の波長モニタで検知し、そのタイミングで光源を切り替える、あるいは干渉信号を接続する等の制御は可能である。
しかし、そのためには高精度な絶対波長モニタを装置内に別途保持しておく必要があることから、装置構成が煩雑になる。
【００１１】
さらに、最終的なＯＣＴ像の評価を行わない信号処理であるため、得られたＯＣＴ像に更なるＳＮＲの改善の余地がある場合でも、それを検知できないという問題を生じる。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑み、複雑な装置を用いることなく、ＯＣＴ像の高分解能化とＳＮＲの改善を図ることが可能となるＯＣＴ装置、ＳＳ−ＯＣＴ装置及びＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のＯＣＴ装置は、
出射する光の波長を変化させる第一の光源部と、前記第一の光源部の波長範囲とは異なり、かつ、一部重複する波長範囲にわたって出射する光の波長を変化させる第二の光源部と、
前記第一の光源部及び前記第二の光源部から出射される光を受光し、等波数間隔で信号を発信する信号生成部と、
前記第一の光源部および前記第二の光源部から出射される光を物体へ照射する照射光と参照光とに分岐し、前記物体に照射された光の反射光と前記参照光による干渉光を発生させる干渉光学系と、
前記第一の光源部から出射される光によって得られる第一の干渉光および前記第二の光源部から出射される光によって得られる第二の干渉光を受光する光検出部と、
前記第一の干渉光の強度の時間波形と前記第二の干渉光の強度の時間波形とを接続することで、前記物体の断層像を取得する情報取得部と、
を有する光干渉断層撮像装置であって、
前記情報取得部は、前記信号生成部から生成された信号に基づいて、前記第一の干渉光の強度の時間波形と、前記第二の干渉光の強度の時間波形とを接続することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のＳＳ−ＯＣＴ装置は、
複数の波長掃引光源と、該複数の波長掃引光源の波長掃引速度を計測するｋ−ｃｌｏｃｋ光学系と、を備えた光源手段と、
前記光源手段から出射される光を物体に照射し干渉信号を得る干渉光学系を備えた干渉測定手段と、
前記干渉測定手段で得られた干渉信号により画像処理を含む信号処理を行う信号処理手段と、
を有するＳＳ−ＯＣＴ装置であって、
前記光源手段は、前記複数の波長掃引光源として互いに異なる波長範囲を有し且つ該波長範囲の一部は互いに重複している、少なくとも第一の波長掃引光源と第二の波長掃引光源とによる波長掃引光源を備え、
前記信号処理手段は、
前記干渉測定手段により得られた、前記第一の波長掃引光源による第一の干渉信号と前記第二の波長掃引光源による第二の干渉信号とを、前記第一と第二の干渉信号に含まれる各周波数成分の位相が不連続に接続されることにより発生するノイズを抑制するため、前記ｋ−ｃｌｏｃｋ光学系で得られる信号を用いて見出された接続光周波数により接続し、
前記接続光周波数により接続された前記第一と第二の干渉信号によりＯＣＴ像を作成することが可能に構成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法は、
複数の波長掃引光源と、該波長掃引光源の光を等波数間隔に検知するｋ−ｃｌｏｃｋ光学系と、を備えた光源手段から出射される光を物体に照射し、得られた干渉信号を画像処理を含む信号処理を行う信号処理手段によって画像処理してＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法であって、
前記複数の波長掃引光源として、互いに異なる波長範囲を有し且つ該波長範囲の一部は互いに重複している、少なくとも第一の波長掃引光源と第二の波長掃引光源とによる二つの波長掃引光源を用い、
前記第一の波長掃引光源による第一の干渉信号と、前記第二の波長掃引光源による第二の干渉信号と、を取得する第一の工程と、
前記ｋ−ｃｌｏｃｋ光学系で得られる信号を用い、前記第一と第二の干渉信号を接続する際、前記第一と第二の干渉信号に含まれる各周波数成分の位相が不連続に接続されることにより発生するノイズを抑制するための接続光周波数を決定する第二の工程と、
前記ｋ−ｃｌｏｃｋ光学系で決定された前記接続光周波数により前記第一と第二の干渉信号を接続し、該接続された前記第一と第二の干渉信号によってＯＣＴ像を作成する第三の工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複雑な装置を用いることなく、ＯＣＴ像の高分解能化とＳＮＲの改善を図ることが可能となるＯＣＴ装置、ＳＳ−ＯＣＴ装置、及びＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態におけるＳＳ−ＯＣＴ装置、及びＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法の構成例について説明する図。
【図２】本発明の実施形態のＳＳ−ＯＣＴ装置、及びＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法における波長掃引光源について説明する図。
【図３】本発明の実施形態のＳＳ−ＯＣＴ装置、及びＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法における波長掃引光源を用いて、物体１０８に光を照射した場合の干渉信号、対応するｋ−ｃｌｏｃｋ信号、光源強度の時間波形について説明する図。
【図４】本発明の実施形態のＳＳ−ＯＣＴ装置、及びＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法における異なる光源による干渉信号を同一の光周波数で接続する手法について説明する図。
【図５】本発明の実施形態のＳＳ−ＯＣＴ装置、及びＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法における異なる光源による干渉信号を同一の光周波数で接続する具体的な構成例について説明する図。
【図６】本発明の実施例におけるＳＳ−ＯＣＴ装置、及びＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法の構成例について説明する図。
【図７】本発明の実施例のＳＳ−ＯＣＴ装置、及びＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法における波長掃引の周期について説明する図。
【図８】本発明の実施例における別の形態のＳＳ−ＯＣＴ装置、及びＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法の構成例について説明する図。
【図９】本発明の実施形態におけるｋ−ｃｌｏｃｋ信号を干渉計により生成し、干渉計の二つの出力ポートからの信号を用いて差動検出した場合の信号波形を示す図。
【図１０】本発明の実施形態における、ＳＳＧ−ＤＢＲレーザから射出される光の光周波数の時間変化の一例を示す図。
【図１１】本発明の実施形態における、ＳＳＧ−ＤＢＲレーザを用いて得られる干渉信号の一例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態に係る光干渉断層撮像装置（ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置）は、
出射する光の波長を変化させる第一の光源部と、前記第一の光源部の波長範囲とは異なり、かつ、一部重複する波長範囲にわたって出射する光の波長を変化させる第二の光源部を備える。また、前記第一の光源部及び前記第二の光源部から出射される光を受光し、等波数間隔で信号を送信する信号生成部を備える。
また、前記第一の光源部および前記第二の光源部から出射される光を物体へ照射する照射光と参照光とに分岐し、前記物体に照射された光の反射光と前記参照光による干渉光を発生させる干渉光学系を備える。
また、前記第一の光源部から出射される光によって得られる第一の干渉光および前記第二の光源部から出射される光によって得られる第二の干渉光を受光する光検出部を備える。また、前記第一の干渉光の強度の時間波形と前記第二の干渉光の強度の時間波形とを接続することで、前記物体の情報、典型的には断層像を取得する情報取得部を備える。
そして、前記情報取得部は、前記信号生成部から送信された信号に基づいて、前記第一の干渉光の強度の時間波形と、前記第二の干渉光の強度の時間波形とを接続することを特徴とする。
【００１９】
第一の光源部は、出射する光の波長を時間的に変化させる光源である。
第二の光源部は、第一の光源部と異なる波長範囲、すなわち第一の光源部から出射されない波長範囲の光を出射する。また、第二の光源部は第一の光源部と一部重複する波長範囲の光も出射する。
【００２０】
信号生成部は、第一の光源部および第二の光源部から出射される、波長が変化する光を受光し、受光した光の波数が等波数間隔となるタイミングごとに信号を発信する。
信号生成部は具体的には、等波数間隔の波長選択特性を有する光学系と、この光学系を透過した光を受光して電気信号に変換して信号を発信する素子を有する。上記信号生成部を波数クロック（ｋ−ｃｌｏｃｋ）光学系とよぶことがある。
【００２１】
また、第一の干渉光と第二の干渉光とを１つの光検出部を用いて検出してもよいし、別々の光検出部を用いて検出しても良い。
【００２２】
第一の干渉光の強度の時間波形と第二の干渉光の強度の時間波形とを接続してフーリエ変換することで、第一の光源部から出射される光の波長範囲と第二の光源部から出射される光の波長範囲とを合わせた波長範囲の光を照射した場合と同じ物体の情報、典型的には断層像が得られる。ただ、第一の干渉光の強度の時間波形と第二の干渉光の強度の時間波形とを接続する波数（周波数）を適切に選ばないと、ＳＮ比の高い断層像が得られない。
【００２３】
原理上、第一の干渉光の強度の時間波形と第二の干渉光の強度の時間波形とを接続する波数は同一に近いほどＳＮ比の高い断層像が得られると期待できる。
【００２４】
そこで、信号生成部から発信される、等波数間隔のタイミングの信号に基づいて、時間波形を接続する。例えば、第一および第二の干渉光の時間波形において、信号生成部から
信号が発信されるタイミングに対応するデータに基づいて接続する波数の候補を決定し、候補となった波数で時間波形を接続して断層像を得てＳＮ比を算出する。接続する波数が同一に近いほどＳＮ比が大きいと考えられるため、接続する波数を変化させていくと、ＳＮ比が大きくなり、極大となる点を経た後小さくなると考えられる。このＳＮ比が極大となる点で時間波形を接続することで、ＳＮ比が大きい断層像が得られる。
【００２５】
さらに、ＳＮ比が極大となるように接続したときの接続波数（接続光周波数と言い換えてもよい）から、第一及び第二の干渉光に対して同じ波数だけ接続する波数を変化させ、ＳＮ比が最大となるように、第一の干渉光の強度の時間波形と、第二の干渉光の強度の時間波形とを接続することができる。
なお、ＳＮ比が最大となるように接続したときの接続波数は、第一の干渉光の強度の時間波形と第二の干渉光の強度の時間波形とで、同一になっていると考えられる。そこで、上述のように接続する波数が同一になっている状態を実現した上で、さらに前記接続する波数を、断層像のＳＮ比が最大となるように選択することも好適である。
【００２６】
信号生成部から発信される、等波数間隔のタイミングの信号に基づいて接続する方法としては様々な方法がある。例えば、信号生成部から発信される信号の中で強度が最も大きい信号に基づいて、接続する波数の第一の候補を決定することができる。
また、第一の候補の波数からｋ−ｃｌｏｃｋ信号において、一周期分ずれた波数を第二の候補とすることができる。
ここで第一の候補の波数と第二の候補の波数で接続して得られた断層像のＳ／Ｎ比を比較して、Ｓ／Ｎ比が大きい方の波数を、接続する波数の次の第一の候補とする。以上の作業を繰り返すことで、Ｓ／Ｎ比が最も大きい断層像を得るための接続波数を見出すことができる。
なお、接続する波数の第一の候補は、第一の光源部の波長掃引範囲と第二の光源部の波長掃引範囲から重複する波長範囲を算出し、接続波数を見積もっておき、見積もった接続波数から、決めることができる。
【００２７】
また、接続する波数の第二の候補は、接続する波数の第一の候補よりも大きい波数を選択してもよいし、小さい波数を選択してもよい。
【００２８】
本実施形態に係るＯＣＴ装置は以下のように説明することもできる。
本実施形態に係るＯＣＴ装置は、上記した干渉信号に含まれる各周波数成分の位相が不連続に接続されることによって発生するノイズを抑制するため、干渉信号を同一光周波数で接続し、各周波数成分の位相を連続して接続させるようにする。これにより、複雑な装置を用いることなく、ＯＣＴ像の高画質化とＳＮＲの改善を図るようにしたものである。
【００２９】
つぎに、本発明の実施形態におけるＳＳ−ＯＣＴ装置、及びＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法の構成例を、図１を用いて説明する。
なお、本発明は、以下に説明する本実施形態及び実施例の構成によって、何ら限定されるものではない。
【００３０】
まず、本実施形態におけるＳＳ−ＯＣＴ装置（以下、ＯＣＴ装置と記す。）の基本構成について説明する。
本実施形態のＯＣＴ装置は、互いに異なる波長帯域を有し且つ該波長帯域の一部は互いに重複している複数の波長掃引光源と、該波長掃引光源の波長掃引速度を計測するｋ−ｃｌｏｃｋ光学系と、を備えた光源手段と、
前記光源手段からの光を物体に照射し干渉信号を得る干渉光学系を備えた干渉測定手段と、
前記干渉測定手段で得られた干渉信号により画像処理を含む信号処理を行う信号処理手段
と、を有する。
【００３１】
具体的には、上記光源手段を構成する光源部１０４は、上記複数の波長掃引光源である第一の波長掃引光源１０１及び第二の波長掃引光源１０２と、ｋ−ｃｌｏｃｋ生成部（ｋ−ｃｌｏｃｋ光学系）１０３と、光源強度計測部１１０と、を備える。図１ではｋ−ｃｌｏｃｋ生成部は１つだが、第一の波長掃引光源１０１の光を等波数間隔に検知するｋ−ｃｌｏｃｋ生成部と、第二の波長掃引光源１０２光を等波数間隔に検知するｋ−ｃｌｏｃｋ生成部とが別々であってもよい。
【００３２】
干渉測定部１１１は、光源部１０４から出射された光がカップラ１０５で分岐され、一方が参照ミラー１０６に照射され、他方が物体１０８に照射されるように構成されている。ここでは、参照ミラー１０６に照射される光を参照光、物体１０８に照射される光を照射光と呼ぶ。
そして、参照ミラー１０６で反射された参照光がカップラ１０５に導かれるように構成され、物体１０８に反射された照射光は、カップラ１０５にて上記参照光と干渉し、光検出部１０７に導かれるように構成されている。
【００３３】
そして、上記信号処理手段を構成する演算処理部１０９において、光検出部において検出した干渉信号を演算し、物体１０８の深さ方向（物体１０８に照射される光の光軸方向）の断層構造に関する情報が得られる。
【００３４】
第一の波長掃引光源１０１および第二の波長掃引光源１０２は、時間的に周期的に光の周波数を掃引する光源である。図２に、第一の波長掃引光源１０１および第二の波長掃引光源１０２から出射される光の周波数（光周波数）の時間変化の例を示す。
【００３５】
波長掃引光源１０１の掃引のグラフ２０１と、波長掃引光源１０２の掃引のグラフ２０２とを示す。
波長掃引光源１０１はｔ０からｔ１までの時間Ｔ１’の間発光し、中心周波数をν１１からν１２まで掃引する。同様に波長掃引光源１０２は時間Ｔ２’の間に中心周波数をν２１からν２２まで掃引する。
第一の波長掃引光源１０１の発光開始時間から第二の波長掃引光源１０２の発光開始時間までの時間をＴ１とする。同様に第二の波長掃引光源１０２の発光開始時間から第一の波長掃引光源１０１の発光開始時間までの時間をＴ２とする。非発光時間を含めたトータルの周期をＴ１＋Ｔ２とする。
ここでは簡単化のため、前記Ｔ１とＴ２、Ｔ１’とＴ２’はそれぞれ等しいものとする（図２）。波長掃引光源１０１の光をｋ−ｃｌｏｃｋ生成部１０３に導入し、ｋ−ｃｌｏｃｋ信号を生成する。
【００３６】
ｋ−ｃｌｏｃｋ生成部は、例えばマイケルソン干渉計にて構成する。
干渉計の形式はこれに限るものではない。マッハツェンダー干渉計やその他の干渉計でも良いし、あるいはファブリペローフィルタなどを用いても良い。
例えば、腕の長さの差がＬである干渉計を用いた場合、前記光量の増減は光の周波数の間隔でｃ／２Ｌ［Ｈｚ］ごとに生じる。ｃは光速である。
このｋ−ｃｌｏｃｋ信号を、ＯＣＴ像作成に必要な等周波数間隔のトリガー信号として用いることができる。
【００３７】
つぎに、本実施形態におけるＯＣＴ像作成の基本的な手順について説明する。図３に、波長掃引光源１０１を用いて、物体１０８に光を照射した場合の干渉信号３０１、対応するｋ−ｃｌｏｃｋ信号３０２、光源強度３０３の時間波形を示す。
同様に波長掃引光源１０２を用いて、物体１０８に光を照射した場合の干渉信号３０４、
対応するｋ−ｃｌｏｃｋ信号３０５、光源強度３０６の時間波形を図３に示す。
【００３８】
まず、第一の波長掃引光源１０１および第二の波長掃引光源１０２をそれぞれ用いて干渉信号（第一の干渉信号）３０１と３０４（第二の干渉信号）を取得する（第一の工程）。
【００３９】
掃引波長帯域が異なる二つの光源を用いて取得した干渉信号３０１および３０４を用いて単一の広帯域干渉信号を生成するためには、干渉信号３０１と３０４を、同じ光周波数の点にて接続する必要がある。
【００４０】
ここで、仮に、この接続する光周波数をνｃとする。この場合、νｃは図２に示すν１２からν２１の間に含まれる、ある光周波数に設定する。
【００４１】
本発明の本質は、上記接続する光周波数νｃがある特定の光周波数である必要はなく、複数の波長掃引光源の発光帯域が重複している光周波数の範囲内にあれば良いということである。つまり、複数の波長掃引光源から得られる干渉信号を接続するための光周波数νｃをそれぞれの干渉信号同士で同じ光周波数にそろえる事は重要であるが、そのνｃは基本的に上記光周波数範囲の光周波数で接続してもＯＣＴ像を生成することは可能である。以下、この点を踏まえて説明を続ける。
【００４２】
干渉信号３０１と干渉信号３０４を同じ光周波数νｃにて接続するためには、干渉信号３０１および３０４の時間波形の中から光周波数がνｃであるタイミングを見出す必要がある。
【００４３】
発光強度が最大の光周波数は予め光スペクトラムアナライザー（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ａｎａｌｙｚｅｒ）等で調べておくことができる。発光強度が最大の光周波数が既知であれば、そこから上記光周波数νｃまでの光周波数差もわかり、各干渉信号３０１あるいは３０４において光周波数νｃに相当すると考えられる点をｋ−ｃｌｏｃｋ信号３０２、３０５を用いて粗く見出せる。
【００４４】
ｋ−ｃｌｏｃｋ信号３０２、３０５における光周波数ｖｃに相当すると考えられる点をＰＫ１（３０７）、ＰＫ２（３０８）と決定する（第二の工程）。
そして、これらの点に対応する干渉信号３０１および３０４内の点を、ＰＳ１（３０９）およびＰＳ２（３１０）と呼ぶ事にする。
【００４５】
光源１０１にて得られるｋ−ｃｌｏｃｋ信号３０２の時間波形の振幅が最大となる光周波数をν１ｍａｘとする。
このν１ｍａｘが光源１０１の波長掃引スペクトルの中で発光強度が最大となる光周波数である。
【００４６】
次に、ｋ−ｃｌｏｃｋ信号３０２の振幅の山がｃ／２Ｌ［Ｈｚ］毎に存在することを勘案して、ｋ−ｃｌｏｃｋ信号３０２の中でどのピークあるいはどの部分がＰＫ１（３０７）であるのか粗く見積もる。
実際にはν１ｍａｘ近傍でｋ−ｃｌｏｃｋ信号の振幅変化が緩やかである場合もあり、常に正確にνｃが見つかるとは限らないが、後述のように本発明ではその点は問題にならない。同様にν１１に対応する点も見出しておく。
同様に光源１０２に対しても、ｋ−ｃｌｏｃｋ信号３０５の中からその振幅が最大となる光周波数ν２ｍａｘを見出し、このν２ｍａｘから同様にｋ−ｃｌｏｃｋ信号３０５の中からＰＫ２（３０８）に対応する点を見出すことが可能である。またν２２に対応する点も同時に見出しておく。
【００４７】
ここで、例えば光源強度計測部１１０にて計測された光源強度３０３の値を元に、光源１０１を用いて得られる干渉信号３０１のν１１からＰＳ１（３０９）までの信号の振幅を光源強度で規格化する。
そして、ｋ−ｃｌｏｃｋ信号３０２を用いて等周波数間隔でサンプリングしなおして図４（ａ）に示す干渉信号４０１を生成する。
同様に干渉信号３０４のＰＳ２（３１０）からν２２までの信号を元に等周波数間隔でサンプリングしなおした干渉信号４０２を生成する（図４（ａ））。
【００４８】
この干渉信号４０１と４０２を接続することで合成干渉信号４０３を生成する。そしてこの合成干渉信号４０３をフーリエ変換することで図４（ｂ）に示すＯＣＴ像（第一のＯＣＴ像）４０４を生成する（第三の工程）。
フーリエ変換の際、適切な窓関数などをかけても良い。
【００４９】
上記の手続きにおいて、ＰＳ１とＰＳ２がともに真にνｃである場合は、干渉信号３０１と３０４は同じ光周波数νｃにて接続できている。
【００５０】
しかし、たとえばｋ−ｃｌｏｃｋ信号の振幅変化が緩やかであるなどの理由で、ｋ−ｃｌｏｃｋが最大振幅をとる光周波数を正しく見積もれていないなどの原因からＰＳ１とＰＳ２における光周波数が異なり、同じ光周波数同士で接続できていない場合も想定される。
【００５１】
そこで、例えば下記に述べるように、接続する干渉信号の一方の接続する光周波数をｋ−ｃｌｏｃｋの１周期分ずらして干渉信号を接続し、図４（ｂ）に示すＯＣＴ像（第二のＯＣＴ像）４０７を生成する（第四の工程）。
そして、上記第三の工程で生成されたＯＣＴ像４０４と比較し、それらを評価する（第五の工程）。
例えば、ｋ−ｃｌｏｃｋ信号３０５に対しＰＫ２（３０８）からｋ−ｃｌｏｃｋ信号で１周期分遅れたＰＫ３（３１１）に対応するＰＳ３（３１２）を干渉信号３０４内に見出す。
【００５２】
そして、上述の手続きと同じようにして干渉信号４０５を作成し、上記干渉信号４０１と干渉信号４０５を接続し、図４（ａ）に示す合成干渉信号４０６を別途生成する。
そして、この合成干渉信号４０６をフーリエ変換してＯＣＴ像４０７を生成する。
ここで、ＯＣＴ像４０４とＯＣＴ像４０７のＳＮ比を比較する。
【００５３】
上述のように異なる波長帯域の干渉信号を接続して一つの連続した広帯域干渉信号を合成する際、ＰＳ１とＰＳ２での光周波数が異なる場合、干渉信号内に含まれる種々の周波数成分の位相が不連続に接続されることが原因でノイズがＯＣＴ像に発生する。
【００５４】
逆に、ＯＣＴ像内のノイズあるいはＳＮ比を評価し、ＳＮ比が極大になるように干渉信号４０１と４０２に対してＰＳ１およびＰＳ２を選ぶことで、両者を同一の光周波数で接続することができる。
【００５５】
ＯＣＴ像のＳＮ比は、たとえば眼底ＯＣＴなどであれば、眼底第一層目（網膜表面）などの信号強度が大きく、その手前にＯＣＴ像の生成要因がない部位に対して、評価することができる。
例えば、ＯＣＴ像４０４およびＯＣＴ像４０７が眼底像である場合、網膜像の信号強度のピーク値とその手前側のノイズ値の比からＳＮ比を評価し両者を比較する。
【００５６】
そして、ＳＮ比が良い方の干渉信号の接続の仕方がより、同一光周波数での接続に近い、と判断する。
【００５７】
例えば、ＯＣＴ像４０７のほうがＳＮ比が大きい場合、干渉信号３０４のＰＳ３をνｃから見て更にｋ−ｃｌｏｃｋの１周期分ずらした点にして、上記と同様の手続きにてＯＣＴ像を生成しそのＳＮ比を評価すればよい。
このように、周期を更に順次ずらして接続された前記第一と第二の干渉信号により取得されたＯＣＴ像の比較をする操作を、ＯＣＴ像のＳＮ比の極大値が見出されるまで繰り返すことで、接続光周波数として同一光周波数を見出すことができる。
【００５８】
これにより、光源１０１による干渉信号と光源１０２による干渉信号を同一の光周波数にて接続することができる（第六の工程）。
【００５９】
また、ＳＮ比の評価方法はＯＣＴ像にて評価する方法に限るものではない。例えば、上記眼底ＯＣＴの場合を例にとると、眼底の網膜像の手前に来る信号はノイズ成分が主体的であると考えられる。
そこで、ＯＣＴ像からこの部分だけを抜き出し逆フーリエ変換を施し、時間波形に戻した後、この時間波形の振幅が最小になる接続光周波数を探索する評価方法をとることもできる。
【００６０】
また、同様に、眼底ＯＣＴであれば、明らかに網膜像より手前の位置から生じる干渉信号に相当する低周波の干渉信号のみを使ってノイズ評価をする場合、取得した干渉信号を電気的なローパスフィルタに通した後、その振幅を評価するようにしてもよい。
【００６１】
また、上述のようにＳＮ比を極大とする接続光周波数を探索する評価方法の他に、例えばＯＣＴ像の信号強度が極大となる接続光周波数を探索する評価方法もとることができる。ＳＮ比が極大となる接続光周波数では、信号強度は極大となるからである。
【００６２】
あるいは、ＯＣＴ像から例えば網膜像などの信号成分だけを抜き出し逆フーリエ変換を施し、時間波形に戻した後、この時間波形の振幅が極大となる接続光周波数を探索する評価方法を取ることもできる。
また、同様に眼底ＯＣＴであれば、網膜像など信号強度が大きい部位からの干渉信号の周波数成分がおおよそ見当が付いている場合、取得した干渉信号を電気的なバンドパスフィルタに通した後、その振幅を評価するようにしても良い。
【００６３】
さらに、ＯＣＴ信号から一度対象領域（例えば眼底）の広い領域のＯＣＴ像を画像として構成してからＳＮ比評価を行う事もできる。
例えば眼底の場合、ＯＣＴ画像をまず構成し、このＯＣＴ像から眼底の網膜表面のうち最も信号強度が強そうな部位を予め見つけておき、この部位からの干渉信号を用いて、ＳＮ比を評価することが好ましい。ＳＮ比が最大となっていることを判断する為には特に信号強度が大きいほど好ましいため、予めＯＣＴ像から眼底の反射率等が高い領域を見出しておくこともできる。
【００６４】
また、干渉信号を取得している光周波数帯域内で上記操作を繰り返してもＳＮ比の極大値が見つからない場合には、干渉信号３０１と３０４の中に、互いに同じ光周波数に対応する信号が含まれていないことが考えられる。
それは、互いに同じ光周波数に対応する点にて接続した場合のＯＣＴ像のＳＮ比がもっとも良く、接続する光周波数が互いに異なると必ず合成干渉信号から得られるＯＣＴ像のＳＮ比は悪化するためである。
【００６５】
したがって、合成干渉信号から得られるＯＣＴ像に関し、上記のように接続する光周波数を変化させてもＳＮ比の極大値が見つからない場合には、光源１０１と光源１０２の発光周波数帯域が互いに重複するように、少なくとも一方の光源の波長掃引帯域を拡大する必要がある。
【００６６】
そのため、波長掃引帯域を拡大する制御を光源に対してフィードバックする。
そして、掃引帯域を拡大した上で干渉信号を取り直し再度接続すべき光周波数を探索することが必要である。
【００６７】
本発明の実施形態に係るＯＣＴ装置では、上記ＰＳ１とＰＳ２が等しい光周波数であれば、その値が必ずしも正確にνｃではなくてもよい。
このため、実際に波長フィルタや分光器などを用いて高精度にνｃの絶対周波数（あるいは波長）をモニタする必要はない。
得られる干渉信号やｋ−ｃｌｏｃｋ信号から、複数の光源による独立な干渉信号を接続して広帯域な干渉信号を生成することができる。
【００６８】
また、ｋ−ｃｌｏｃｋ信号を干渉計にて生成し、干渉計の二つの出力ポートからの信号を用いて差動検出することもできる。この場合ｋ−ｃｌｏｃｋ信号はＤＣ成分が除去され、図９に示すように、０を中心に上下に振れる信号波形となる。
ｋ−ｃｌｏｃｋが図９のように取得できる場合は、νｃ１  ９０３からνｃ２  ９０６の範囲内で、干渉信号強度が０になる点を用いて、光周波数が等しいポイントを探すこともできる。
それは、光源の発光強度が０になる光周波数以外では、ｋ−ｃｌｏｃｋ信号強度が０になる点は、光源自身の発光スペクトル形状に依存せず常に等しい光周波数間隔で存在するからである。
ただ、一般的には光源自身の発光スペクトル形状は緩やかであり急激な変化は含まないため、その場合には図５に示すようなｋ−ｃｌｏｃｋ信号の“山”や“谷”もまた、上記ｋ−ｃｌｏｃｋ信号強度が０になる点と同様に略等しい光周波数間隔で存在する。
したがって、差動検出器等を用いない簡易な構成のｋ−ｃｌｏｃｋ生成系を用いて図５のようなｋ−ｃｌｏｃｋを生成しＯＣＴ像を構成することもできる。
【００６９】
また、光源の掃引速度や発光帯域が安定で、一回の掃引ごとに大きく変動することがない安定な光源の場合には、毎回の波長掃引ごとに接続する光周波数を探索する必要はない。次回の波長掃引における上記の接続する光周波数での発光のタイミングは前回の発光タイミングからちょうど光源の掃引周期１回分過ぎた時刻であるとしてほぼ正しい。
そして、数回の波長掃引ごとに、接続する光周波数をチェックしなおせば安定な光源の場合は十分である。このような運用にすることで計算の負荷を軽減することができる。
【００７０】
また、下記に述べるように、既知のリファレンス信号を用いて、干渉信号を接続する光周波数を探索するようにすることもできる。
【００７１】
光源１０１、１０２の光を一部分岐し、リファレンス信号生成系へ導入する。
リファレンス信号生成系はたとえば狭ギャップで対向配置したハーフミラー対で構成されるファブリペローフィルタなどでも良いしマイケルソン型やその他の形式の干渉計でも良い。
また、リファレンス信号には周波数が既知の単一周波数の信号を用いる。
そして、接続する光周波数における、光源１０１の光によるリファレンス信号と光源１０２によるリファレンス信号の位相を検出する。両者の位相が接続する点で連続であるかモニタリングすることで、簡易的に接続する光周波数が揃っているか検知することができる。
接続する光周波数を決めたあとは、毎回の掃引ごとに上記リファレンス信号の接続周波数での位相をモニタリングし、不連続になった場合は接続する点をｋ−ｃｌｏｃｋ１周期分ずらして再度位相をモニタリングすればよい。
このように既知のリファレンス信号をモニタリングすることにより、毎回ＯＣＴ像を計算しなくても接続光周波数が正しく維持されている事を検知することが出来るため、計算負荷を軽くすることができる。
【００７２】
ここまでに述べた操作だけでも同一の光周波数にて干渉信号を接続できるが、さらに下記の操作を行うようにすることもできる。
【００７３】
光源１０１と１０２による干渉信号を接続すべき光周波数は同一であることが必要であるが、その光周波数は必ずしも上述の様にはじめに決めたνｃが最適かどうかはわからない。
あるいは、よりよいＳＮ比をもたらすことが可能な接続光周波数が存在している可能性がある。
例えば図４に示す干渉信号４０１と干渉信号４０５の中で同一の光周波数に対応する点ＰＳ１とＰＳ３を見つけた後、この両者を同時にｋ−ｃｌｏｃｋで１周期分ずつ増減させながら合成干渉信号を作成し、同様にＯＣＴ像のＳＮ比を評価していけばよい。
このような操作も、さらなるＯＣＴ像のＳＮ比向上を図ることが可能である。
また、この操作では周波数の増減は必ずしもｋ−ｃｌｏｃｋの整数倍である必要はない。
【００７４】
以下、図５を用いて具体的な構成例について説明する。
【００７５】
干渉信号５０１および５０２に対して、ｋ−ｃｌｏｃｋ信号５０３、５０４が得られているものとする。
このｋ−ｃｌｏｃｋ信号に対する光周波数の対応付けは上記手続きにて既に済んでいるものとする。
ｋ−ｃｌｏｃｋ信号５０３の中の点５０５とｋ−ｃｌｏｃｋ信号５０４の中の点５０６が同じ光周波数νｃ１であるものとする。
また、これらとは異なる光周波数である点５０７と点５０８は互いに同じ光周波数νｃ２であるとする。
【００７６】
干渉信号５０１と５０２は互いに同じ光周波数にて接続する必要があるが、一方でその接続する光周波数の値には制限がない。
つまり、複数の光源がともに発光をしており干渉信号が得られている光周波数であればどの光周波数でも良い。
つまり、上述のようにｋ−ｃｌｏｃｋ信号内に、複数の光源の対応する光周波数を見出しておけば、その中のどの光周波数同士で干渉信号５０１と５０２を接続するかは自由である。
【００７７】
そこで、これら点５０５と点５０６で接続するか、あるいは点５０７と点５０８で接続するかどの光周波数同士で接続する場合がＯＣＴ像のＳＮ比が良いかを検出する。
これにより、「同一の光周波数同士で干渉信号を接続する」条件を満たしつつ、最も干渉信号のＳＮ比が良い光周波数を探し出すこともできる。
このような操作を繰り返すことで、合成干渉信号から作られるＯＣＴ像を更に高ＳＮ化することができる。
このように、本実施形態の構成によれば、高精度な波長モニタなどの複雑な装置を別途用いることなく、ＯＣＴを高分解能化しＳＮ比も高い撮像をすることができる。
【００７８】
また、上記の説明では、波長掃引光源と、前記波長掃引光源の光に基づいて等周波数間
隔の信号を生成する信号生成部を有する構成で説明したが、本発明はこの構成に限るものではない。
例えば、Ｓｕｐｅｒ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ  ＤＢＲ  レーザ（ＳＳＧ−ＤＢＲレーザ）のように、波長掃引光源であって且つ発光波長がもともと等周波数間隔である光源を用いる事もできる。一般的な波長掃引光源では時間と共に連続的に発振波長が変化するが、ＳＳＧ−ＤＢＲレーザで時間的に波長掃引を行うと、発光波長が時間と共に離散的に変化する。
【００７９】
そして、この離散的な発光波長が等周波数間隔になっている。光源１０１及び光源１０２がＳＳＧ−ＤＢＲレーザである場合における、ＳＳＧ−ＤＢＲレーザから射出される光の光周波数の時間変化を図１０に示し、得られる干渉信号の一例を図１１に示す。図１０において、光源１０１の光周波数１００１及び光源１０２の光周波数１００２を示す。ＳＳＧ−ＤＢＲレーザで発光可能な光周波数の間隔が先述のｋ−ｃｌｏｃｋ信号の光周波数の間隔と近い場合には、信号生成部を用いずに、等周波数間隔で干渉信号を取得可能である。
【００８０】
図１１において、光源１０１にＳＳＧ−ＤＢＲレーザを用いた場合の干渉信号１１０１、光源１０１の光源強度１１０３を示す。同様に光源１０２にＳＳＧ−ＤＢＲレーザを用いた場合の干渉信号１１０４、光源１０２の光源強度１１０６を示めす。光源の光周波数が離散的に変化する為、干渉信号の波形も階段状になる。
【００８１】
そして、二つの光源からの干渉信号１１０１、１１０４を接続するべき光周波数νｃは、例えば先述と同様に光源強度が最大となる光周波数を予め光スペクトラムアナライザー等でしらべておくことにより、接続すべき光周波数νｃ１１０９を粗く予測する事ができる。干渉信号１１０４においても対応する光周波数νｃ１１１２を同様に予測することができる。あるいは、光源の周波数を変化させるためにＳＳＧ−ＤＢＲレーザのＤＢＲ部分等に対して印加する電流信号からも、ある時点での光源の発光波長を大まかに予測する事ができる。
【００８２】
そして、接続する光周波数を等周波数間隔でずらしてＯＣＴ像の作成を逐次作成する際にも、干渉信号１１０１あるいは光源強度１１０３を参照することで、接続する光周波数νｃを等周波数間隔でずらして行くことができる。
【００８３】
また、ＳＳＧ−ＤＢＲレーザの光周波数の間隔が、上記の説明で用いたｋ−ｃｌｏｃｋの光周波数間隔よりも十分に細かい場合、光源が通常の波長掃引光源である場合と同様にＳＳＧ−ＤＢＲレーザの光を信号生成部に通し所望の光周波数間隔のｋ−ｃｌｏｃｋ信号を生成する事もできる。
【実施例】
【００８４】
以下に、本発明の実施例について説明する。
本実施例では、本発明を適用したＳＳ−ＯＣＴ装置、及びＳＳ−ＯＣＴ像を取得する方法の構成例について説明する。
【００８５】
図６（ａ）にその構成図を示す。ここで、物体１０８に対応する検査対象物６１４は眼底であるとする。
光源部を構成する波長掃引光源部６０１と、参照部を構成する参照光光路用ファイバ６０２、コリメータレンズ６２１、干渉部を構成するファイバカップラ６０３、反射ミラー６０４を配置する。
さらに、検体測定部を構成する照射光光路用ファイバ６０５、コリメータレンズ６２０、照射集光光学系６０６、照射位置走査用ミラー６０７を接続する。
これに加え、光検出部を構成する受光用ファイバ６０８、フォトディテクタ６０９、照射用ファイバ６１０、画像処理部を構成する信号処理装置６１１、画像出力モニタ６１３を接続する。
そして、光源部を構成する光源制御装置（光源制御部）６１２を接続した構成により光断層撮像装置を構成できる。
なお、干渉光学系を構成するファイバは本実施例ではシングルモードファイバで構成し、各種ファイバカップラは３ｄＢカップラで構成するが本発明の構成はこの構成に限るものではない。
また、波長掃引光源部６０１は図６（ｂ）に示すように、波長掃引光源６１５、波長掃引光源６１６、ｋ−ｃｌｏｃｋ系６１７、光源強度検出器６１８、リファレンス干渉計６１９からなる。
【００８６】
本実施例では、ｋ−ｃｌｏｃｋ系として干渉計の両腕の長さの差が８ｍｍであるマイケルソン干渉計を用いる。
この干渉計から出力される干渉信号は、光周波数にして１８．７３７ＧＨｚ毎のｋ−ｃｌｏｃｋを生成する。
【００８７】
波長掃引光源６１５および６１６には、光源制御装置６１２から制御信号が入力される。波長掃引光源の発振波長や強度及びその時間変化は光源制御装置によって制御される。本実施例では、波長掃引光源６１５は発光波長が８００ｎｍ（３７４．７ＴＨｚ）から８４５ｎｍ（３５４．８ＴＨｚ）、発光強度最大の波長は８３０ｎｍ（３６１．２ＴＨｚ）である。波長掃引光源６１６は、発光波長が８３５ｎｍ（３５９．０ＴＨｚ）から８８０ｎｍ（３４０．７ＴＨｚ）、発光強度最大の波長は８６０ｎｍ（３４８．６ＴＨｚ）である。波長掃引の周期は両者共に５００ｕｓである（図７（ａ）参照）。
【００８８】
波長掃引光源６１５および６１６から出射された光はファイバカップラにおいて参照光光路用ファイバ６０２及び照射光光路用ファイバ６０５に分割されて導入される。
さらに、参照光光路用ファイバの先端には反射ミラーが配置され、光は反射ミラーで反射され受光用ファイバに導入されフォトディテクタに到達する。
同時に、ファイバカップラにて照射光光路用ファイバに導入された光は検査物体に照射され、後方散乱光が被験物体の内部及び表面から発生する。
後方散乱光は照射集光光学系を通してファイバカップラからフォトディテクタに集光される。
フォトディテクタで受光された光を信号処理装置にてスペクトル信号に変換し、さらにフーリエ変換を施すことで被験物体の奥行き情報を取得する。
【００８９】
本実施例では、つぎのようにＯＣＴ像を形成する。
まず、波長掃引光源６１５を用いて得られる干渉信号と波長掃引光源６１６を用いて得られる干渉信号を波長８４０ｎｍ（３５６．９ＴＨｚ）にて接続する。
波長掃引光源６１５の発光強度最大の波長である８３０ｎｍ（３５９．０ＴＨｚ）から接続光周波数までは周波数差が約２．１ＴＨｚであるため、これはｋ−ｃｌｏｃｋ信号の１１２山分に相当する。
したがって、波長掃引光源６１５に対して生成されるｋ−ｃｌｏｃｋ信号において、ｋ−ｃｌｏｃｋ信号が最大振幅となる点から光周波数の低周波側に数えて１１２山目を接続周波数とみなす。
同様に、波長掃引光源６１６の発光強度最大の波長は８６０ｎｍ（３４８．６ＴＨｚ）であり、接続光周波数までは周波数差が８．３ＴＨｚである。したがってこれはｋ−ｃｌｏｃｋの約４４３山分に相当する。
したがって、波長掃引光源６１６に対して生成されるｋ−ｃｌｏｃｋ信号において、ｋ−ｃｌｏｃｋ信号が最大振幅となる点から光周波数の高周波側に数えて４４３山目を接続周
波数とみなす。
【００９０】
そして、波長掃引光源６１５を用いて得られる干渉信号と波長掃引光源６１６を用いて得られる各干渉信号の振幅を、あらかじめ光源強度検出器６１８にて測定してある光源強度スペクトルを用いて規格化する。
【００９１】
さらに、各干渉信号を前記ｋ−ｃｌｏｃｋ信号を用いて等周波数間隔にリサンプリングする。
リサンプリングの際には、必要であれば各干渉信号のデータを直線補間あるいはスプライン補間などを用いてもよい。
【００９２】
そして、等周波数間隔でリサンプリングした各干渉信号を波長８４０ｎｍ（３５６．９ＴＨｚ）にて接続する。
そして、接続後の干渉信号を用いてＯＣＴ像を作成する。
【００９３】
これと同時に、波長掃引光源６１６を用いて得られる干渉信号の接続位置を、ｋ−ｃｌｏｃｋ信号が最大振幅となる点から光周波数の高周波側に数えて４４４山目を接続周波数とみなした場合のＯＣＴ像も作成し、両者を比較する。例えば、ｋ−ｃｌｏｃｋ信号の４４４山目で接続した場合のＯＣＴ像の方がＳＮ比が大きければ、更にｋ−ｃｌｏｃｋ信号の高周波側に１山分ずらした、４４５山目で接続したＯＣＴ像とＳＮ比を比較する。この操作を繰り返しＯＣＴ像のＳＮ比が最も良くなる条件を探し出す。
【００９４】
ＯＣＴ像のＳＮ比評価は、最も信号強度が強く且つその手前の位置には大きな信号発生源が無い網膜の最前面の手前側の空間に発生するノイズを評価する事で行うことができる。この場合、網膜像の像強度とノイズ強度の比を以てＳＮ比とする。
【００９５】
上記のように接続光周波数をずらした像構成をしてもＳＮ比の極大値が見出されない場合には、波長掃引光源６１５と６１６の波長掃引帯域が実際には想定よりも小さく、その結果重複する帯域が存在していない可能性がある。
したがって、その場合には光源制御装置６１２から各波長掃引光源に対してその波長掃引範囲を拡大する制御信号を送出し、再度各光源にて干渉信号を取得する必要がある。
【００９６】
このようにして、ＯＣＴ信号のＳＮ比の極大値を見出すことで、複数の光源を用いた広帯域光源による高分解能ＯＣＴ像を、高精度な波長モニタなどを用いることなく作成する事が出来る。
【００９７】
また、ＯＣＴ信号のＳＮ比が極大となる接続条件が見いだされた場合には、次の操作を継続してもよい。
【００９８】
波長掃引光源６１５のｋ−ｃｌｏｃｋ信号の１１２山目と波長掃引光源６１６のｋ−ｃｌｏｃｋ信号の４４５山目で信号を接続した場合に干渉信号の接続位置での対応する光周波数が揃っているとする。
これは前述のＳＮ比極大値から見出してあるものとする。
ここで、接続光周波数を波長掃引光源６１５のｋ−ｃｌｏｃｋ信号の１１２山目から一つ高周波側の１１１山目にずらし、同時に波長掃引光源６１６のｋ−ｃｌｏｃｋの４４５山目から一つ高周波側である、４４６山目にずらしてもよい。
同じｋ−ｃｌｏｃｋ系を用いている限り、これらの接続光周波数自体はｋ−ｃｌｏｃｋの１山分ずれても、互いにその光周波数が同一である関係は保たれているからである。
このように接続する光周波数が等しい状態を維持しつつ、更にその接続する光周波数を前記ｋ−ｃｌｏｃｋ信号を元に１山分（１周期分）ずつ、あるいは１周期に限らず一定周波
数分ずつ変化させていき、ＯＣＴ像のＳＮ比が最も良くなる接続光周波数を探すこともできる。
【００９９】
更に、一度上記の手続きを経て接続する光周波数を見つけた後はリファレンス干渉計６１９を用いて、接続波長のずれを簡易的にモニタリングする事もできる。
リファレンス干渉計として、本実施例では厚さ１ｍｍのファブリペローエタロンを用いる。厚さ１ｍｍのエタロンで得られる干渉信号は１４９．９ＧＨｚである。
なお、リファレンス干渉計で作る干渉信号の周波数はこの値に限るものではない。
【０１００】
接続する光周波数が一致している場合には、図７（ｂ）に示すように、リファレンス干渉計に対して波長掃引光源６１５および６１６からの光をそれぞれ入射して得られる干渉信号７０１および７０２は連続する位相で接続される。これにより、合成干渉信号７０３のようになめらかな接続の信号が得られる。
しかし、光源の揺らぎ等で接続する光周波数が変動してしまう場合には合成干渉信号７０４のように位相が連続しない接続になる。
したがって、接続点７０５および７０６でのリファレンス信号の位相をモニタしておき位相が連続しているか確認することで簡易的に接続光周波数が干渉信号７０１と７０２で一致しているか検知可能であり、このような接続光周波数の制御も行うことができる。
位相ずれが検知されるばあいには、干渉信号の光接続周波数を変化させ、正しい光接続周波数を探索するように制御する。
【０１０１】
また、上記説明では干渉計測系として図６（ａ）に示す構成を用いたが、このような構成に限られるものではなく、例えば図８に示すように、干渉信号を差動検出器を用いて取得するように構成してもよい。
図８において、光源部８０１と、アイソレータ８０２、参照部を構成する参照光光路用ファイバ８０６、偏波コントローラ８１８、コリメータレンズ８２１、干渉部を構成するファイバカップラ８０５、反射ミラー８０７を配置する。
さらに、検体測定部を構成する照射光光路用ファイバ８１４、偏波コントローラ８１９、コリメータレンズ８２０、照射集光光学系８１５、照射位置走査用ミラー８０８を接続し、検査対象物８０９を配置する。
【０１０２】
これに加え、光検出部を構成するファイバカップラ８０３、ファイバカップラ８０４、受光用ファイバ８１６、受光用ファイバ８１７、バランスフォトディテクタ８１０、画像処理部を構成する信号処理装置８１１、画像出力モニタ８１３を接続する。
そして、光源部を構成する光源制御装置８１２を接続した構成により光断層撮像装置を構成できる。
【符号の説明】
【０１０３】
３０１：干渉信号
３０２：ｋ−ｃｌｏｃｋ信号
３０３：光源強度
３０４：干渉信号
３０５：ｋ−ｃｌｏｃｋ信号
３０６：光源強度
４０１：干渉信号
４０２：干渉信号
４０３：合成干渉信号
４０４：ＯＣＴ像
４０５：干渉信号
４０６：合成干渉信号
４０７：ＯＣＴ像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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