(57)【要約】【課題】媒質による光損失が介在する場合であっても高分解能で計測を実行可能なＯＣＴ技術を提供する。【解決手段】実施形態に係る光画像形成装置は、光源ユニットから出力された光を信号光と参照光とに分割し、対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出し、この検出結果に基づいて対象物の断層像を形成する。光源ユニットは、代表波長を示す第１座標軸と代表波長を含む波長範囲を示す第２座標軸とにより張られる空間において予め定義された媒質による吸収に伴う光損失量の分布情報における、所定の光損失量を示す等高線を境界とする領域に位置する座標に対応する波長範囲を有する光を出力する。【選択図】図３
2014095686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源ユニットから出力された光を信号光と参照光とに分割し、対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出し、当該検出結果に基づいて対象物の断層像を形成する光画像形成装置であって、
前記光源ユニットは、代表波長を示す第１座標軸および前記代表波長を含む波長範囲を示す第２座標軸により張られる空間において予め定義された媒質による吸収に伴う光損失量の分布情報における、所定の光損失量を示す等高線を境界とする領域に位置する座標に対応する波長範囲を有する光を出力することを特徴とする光画像形成装置。
【請求項２】
前記媒質は実質的に水であり、
前記座標は、基準損失量に対する超過損失量が４デシベルとなる領域を示す等高線であって前記第１座標軸上の値１１２４ｎｍ近傍の座標を通過する等高線上の座標、または当該等高線よりも前記第１座標軸の負方向に位置する座標である
ことを特徴とする請求項１に記載の光画像形成装置。
【請求項３】
前記第１座標軸に対応する前記座標の成分は実質的に１０５０ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載の光画像形成装置。
【請求項４】
代表波長を示す第１座標軸および前記代表波長を含む波長範囲を示す第２座標軸により張られる空間において予め定義された媒質による吸収に伴う光損失量の分布情報における、所定の光損失量を示す等高線を境界とする領域に位置する座標に対応する波長範囲を有する光を出力するステップと、
出力された光を信号光と参照光とに分割するステップと、
対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて干渉光を生成するステップと、
生成された干渉光を検出するステップと、
干渉光の検出結果に基づいて対象物の断層像を形成するステップと
を含む光画像形成方法。
【請求項５】
光源ユニットから出力された光を信号光と参照光とに分割し、対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出し、当該検出結果に基づいて対象物の断層像を形成する光画像形成装置であって、
代表波長と前記代表波長を含む波長範囲と媒質による吸収に伴う光損失量とが関連付けられた関連情報を予め記憶した記憶部を有し、
前記光源ユニットは、前記関連情報に基づき予め決定された波長範囲を含む光を出力する
ことを特徴とする光画像形成装置。
【請求項６】
代表波長と前記代表波長を含む波長範囲と媒質による吸収に伴う光損失量とが関連付けられた関連情報に基づいて、代表波長および当該代表波長を含む波長範囲を決定するステップと、
決定された波長範囲を含む光を出力するステップと、
出力された光を信号光と参照光とに分割するステップと、
対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて干渉光を生成するステップと、
生成された干渉光を検出するステップと、
干渉光の検出結果に基づいて対象物の断層像を形成するステップと
を含む光画像形成方法。
【請求項７】
光源ユニットから出力された光を信号光と参照光とに分割し、対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出し、当該検出結果に基づいて対象物の断層像を形成する光画像形成装置であって、
媒質を経由した信号光に基づく干渉光が所定のスペクトル分布を有するように参照光のスペクトル分布を変換する光学部材を有することを特徴とする光画像形成装置。
【請求項８】
光を出力するステップと、
出力された光を信号光と参照光とに分割するステップと、
媒質を経由した信号光に基づく干渉光が所定のスペクトル分布を有するように参照光のスペクトル分布を変換するステップと、
対象物を経由した信号光とスペクトル分布が変更された参照光とを重ね合わせて干渉光を生成するステップと、
生成された干渉光を検出するステップと、
干渉光の検出結果に基づいて対象物の断層像を形成するステップと
を含む光画像形成方法。
【請求項９】
光コヒーレンストモグラフィ用の光源ユニットから出力される光の代表波長および前記代表波長を含む波長範囲、並びに媒質による吸収に伴う光損失量が関連付けられた関連情報を予め記憶した記憶部と、
代表波長、波長範囲および光損失量のうちの第１パラメータおよび第２パラメータのそれぞれの値を設定する設定部と、
前記設定部により設定された２つの値および前記関連情報に基づいて、代表波長、波長範囲および光損失量のうち前記第１パラメータおよび前記第２パラメータ以外の第３パラメータの値を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記第３パラメータの値を出力する出力部と
を有する光源特性設定装置。
【請求項１０】
コンピュータを用いて光コヒーレンストモグラフィ用の光源ユニットから出力される光の特性を設定する光源特性設定方法であって、
代表波長と前記代表波長を含む波長範囲と媒質による吸収に伴う光損失量とが関連付けられた関連情報を、前記コンピュータに記憶させるステップと、
代表波長、波長範囲および光損失量のうちの第１パラメータおよび第２パラメータのそれぞれの値を設定するステップと、
設定された２つの値および前記関連情報に基づいて、代表波長、波長範囲および光損失量のうち前記第１パラメータおよび前記第２パラメータ以外の第３パラメータの値を取得するステップと、
取得された前記第３パラメータの値を出力するステップと
を含む光源特性設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光コヒーレンストモグラフィ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＣＴは、光源から出力された光を信号光と参照光とに分割し、対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出し、この検出結果に基づいて対象物の断層像を形成する画像化技術である。ＯＣＴには、タイムドメイン（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ）方式、スペクトラルドメイン（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｏｍａｉｎ）方式、スウェプトソース（Ｓｗｅｐｔ  Ｓｏｕｒｃｅ）方式などがある。タイムドメイン方式は、対象物の深さ方向上の一点一点を順次にスキャンしてＡラインを取得する断層画像化技術である。スペクトラルドメイン方式は、広帯域光を用いて対象物のＡラインを一度にスキャンし、干渉光を分光してスペクトル分布を検出することで断層像を取得する断層画像化技術である。スウェプトソース方式は、波長掃引光源から順次に出力される多数の波長の光でＡラインをスキャンし、順次に検出される干渉光に基づいてＡラインに対応する干渉スペクトル分布を求め、この干渉スペクトル分布に基づいて断層像を取得する断層画像化技術である。
【０００３】
ＯＣＴにおいては、使用される光の波長帯が重要である。たとえば、波長の長さは対象物への光の深達度に影響し、波長帯の広さ（波長範囲）は軸分解能（深さ分解能）に影響する。なお、波長の長さは、使用される波長範囲における代表的な波長の値（代表波長）によって表される。また、代表波長や波長範囲は、ＯＣＴの方式によって定義が異なる。たとえばタイムドメイン方式やスペクトラルドメイン方式のＯＣＴでは、スーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ）などの広帯域光源が使用されるので、代表波長として中心波長が用いられ、波長範囲として半値幅（半値全幅、ＦＷＨＭ）が用いられるのが一般的である。一方、スウェプトソース方式においては、波長掃引光源が使用される。よって、波長範囲としては、光源による波長掃引範囲、検出器により検出される光のスペクトルの範囲、または画像化処理に供される信号のスペクトルの範囲などが用いられる。また、スウェプトソース方式の代表波長としては、波長範囲において強度が最大の波長が用いられるのが一般的である。
【０００４】
また、光を吸収する性質を持つ媒質がＯＣＴ計測に影響を与える場合がある。たとえば、ヒト眼底のＯＣＴ計測を行なう場合、眼内に存在する媒質（特に水）により光が吸収されて計測効率が低下するとともに、媒質による光の吸収特性によってスペクトルが変形される。従来のＯＣＴ技術では、計測に使用される光の波長範囲を、媒質による吸収が少ない波長帯に制限することで、この悪影響を回避していた。たとえば特許文献１には、水による吸収に伴う光損失（図１参照）を考慮して、波長１μｍ近傍における吸収係数の２つのピークの間の波長帯０．９８〜１．２０μｍに波長範囲（波長掃引範囲）を制限する技術が開示されている。また、非特許文献１では、同様の理由により、中心波長１０５０ｎｍおよび半値全幅１６５ｎｍの光を使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７４５０２４２号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】B. Povazay et al., Enhanced visualization of choroidal vessels using ultrahigh resolution ophthalmic OCT at 1050 nm, 25 August 2003 / Vol. 11, No. 17 / OPTICS EXPRESS pp.1980-1986
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来のＯＣＴ技術は、媒質による光損失を回避するために波長範囲を制限するものである。したがって、軸分解能を向上させるために波長範囲を任意に拡大することができない。一方、ＯＣＴは対象物の微細構造を画像化するものであるから、軸分解能は極めて重要なファクタである。
【０００８】
また、単純に波長範囲を広げた場合、媒質による光損失の影響によってスペクトル分布が変形し、その結果として画質が大きく劣化してしまう。このスペクトル分布の変形によるＯＣＴ画質の劣化は主にサイドローブアーティファクトとして表れる。従来のＯＣＴ技術では、このようなスペクトル分布の変形による画質劣化に対処することができなかった。
【０００９】
この発明の目的は、媒質による光損失が介在する場合であっても高分解能で計測を実行可能なＯＣＴ技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光源ユニットから出力された光を信号光と参照光とに分割し、対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出し、当該検出結果に基づいて対象物の断層像を形成する光画像形成装置であって、前記光源ユニットは、代表波長を示す第１座標軸および前記代表波長を含む波長範囲を示す第２座標軸により張られる空間において予め定義された媒質による吸収に伴う光損失量の分布情報における、所定の光損失量を示す等高線を境界とする領域に位置する座標に対応する波長範囲を有する光を出力することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光画像形成装置であって、前記媒質は実質的に水であり、前記座標は、基準損失量に対する超過損失量が４デシベルとなる領域を示す等高線であって前記第１座標軸上の値１１２４ｎｍ近傍の座標を通過する等高線上の座標、または当該等高線よりも前記第１座標軸の負方向に位置する座標であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光画像形成装置であって、前記第１座標軸に対応する前記座標の成分は実質的に１０５０ｎｍであることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、代表波長を示す第１座標軸および前記代表波長を含む波長範囲を示す第２座標軸により張られる空間において予め定義された媒質による吸収に伴う光損失量の分布情報における、所定の光損失量を示す等高線を境界とする領域に位置する座標に対応する波長範囲を有する光を出力するステップと、出力された光を信号光と参照光とに分割するステップと、対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて干渉光を生成するステップと、生成された干渉光を検出するステップと、干渉光の検出結果に基づいて対象物の断層像を形成するステップとを含む光画像形成方法である。
請求項５に記載の発明は、光源ユニットから出力された光を信号光と参照光とに分割し、対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出し、当該検出結果に基づいて対象物の断層像を形成する光画像形成装置であって、代表波長と前記代表波長を含む波長範囲と媒質による吸収に伴う光損失量とが関連付けられた関連情報を予め記憶した記憶部を有し、前記光源ユニットは、前記関連情報に基づき予め決定された波長範囲を含む光を出力することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、代表波長と前記代表波長を含む波長範囲と媒質による吸収に伴う光損失量とが関連付けられた関連情報に基づいて、代表波長および当該代表波長を含む波長範囲を決定するステップと、決定された波長範囲を含む光を出力するステップと、出力された光を信号光と参照光とに分割するステップと、対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて干渉光を生成するステップと、生成された干渉光を検出するステップと、干渉光の検出結果に基づいて対象物の断層像を形成するステップとを含む光画像形成方法である。
請求項７に記載の発明は、光源ユニットから出力された光を信号光と参照光とに分割し、対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出し、当該検出結果に基づいて対象物の断層像を形成する光画像形成装置であって、媒質を経由した信号光に基づく干渉光が所定のスペクトル分布を有するように参照光のスペクトル分布を変換する光学部材を有することを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、光を出力するステップと、出力された光を信号光と参照光とに分割するステップと、媒質を経由した信号光に基づく干渉光が所定のスペクトル分布を有するように参照光のスペクトル分布を変換するステップと、対象物を経由した信号光とスペクトル分布が変更された参照光とを重ね合わせて干渉光を生成するステップと、生成された干渉光を検出するステップと、干渉光の検出結果に基づいて対象物の断層像を形成するステップとを含む光画像形成方法である。
請求項９に記載の発明は、光コヒーレンストモグラフィ用の光源ユニットから出力される光の代表波長および前記代表波長を含む波長範囲、並びに媒質による吸収に伴う光損失量が関連付けられた関連情報を予め記憶した記憶部と、代表波長、波長範囲および光損失量のうちの第１パラメータおよび第２パラメータのそれぞれの値を設定する設定部と、前記設定部により設定された２つの値および前記関連情報に基づいて、代表波長、波長範囲および光損失量のうち前記第１パラメータおよび前記第２パラメータ以外の第３パラメータの値を取得する取得部と、前記取得部により取得された前記第３パラメータの値を出力する出力部とを有する光源特性設定装置である。
請求項１０に記載の発明は、コンピュータを用いて光コヒーレンストモグラフィ用の光源ユニットから出力される光の特性を設定する光源特性設定方法であって、代表波長と前記代表波長を含む波長範囲と媒質による吸収に伴う光損失量とが関連付けられた関連情報を、前記コンピュータに記憶させるステップと、代表波長、波長範囲および光損失量のうちの第１パラメータおよび第２パラメータのそれぞれの値を設定するステップと、設定された２つの値および前記関連情報に基づいて、代表波長、波長範囲および光損失量のうち前記第１パラメータおよび前記第２パラメータ以外の第３パラメータの値を取得するステップと、取得された前記第３パラメータの値を出力するステップとを含む光源特性設定方法である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係るＯＣＴ技術によれば、媒質による光損失が介在する場合であっても高分解能で計測を行なうことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】水の光吸収特性を示すグラフである。
【図２】水による吸収に伴う所定波長の光の損失量を示すグラフである。
【図３】水による吸収に伴う超過損失量の分布を示すグラフである。
【図４Ａ】分布情報に基づく波長帯の設定例を示すグラフである。
【図４Ｂ】分布情報に基づく波長帯の設定例を示すグラフである。
【図５Ａ】分布情報に基づく波長帯の設定例を示すグラフである。
【図５Ｂ】分布情報に基づく波長帯の設定例を示すグラフである。
【図６】実施形態に係る方法を説明するための概略図である。
【図７Ａ】実施形態に係る方法の効果を説明するためのグラフである。
【図７Ｂ】実施形態に係る方法の効果を説明するためのグラフである。
【図７Ｃ】実施形態に係る方法の効果を説明するためのグラフである。
【図８Ａ】実施形態に係る方法の効果を説明するためのグラフである。
【図８Ｂ】実施形態に係る方法の効果を説明するためのグラフである。
【図８Ｃ】実施形態に係る方法の効果を説明するためのグラフである。
【図９】光画像形成装置の実施例の構成の一例を表す概略図である。
【図１０Ａ】光画像形成装置の実施例の構成の一例を表す概略図である。
【図１０Ｂ】光画像形成装置の実施例の構成の一例を表す概略図である。
【図１１】光源特定設定装置の実施例の構成の一例を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
この発明では、媒質による吸収に伴う光損失を最小化することを目的とする従来技術と異なり、装置の構成や対象物の特性に応じてどの程度の光損失が許容されるかを考慮する。この発明は、このような新規の観点に基づいてなされたものである。以下、この観点から得られる原理を説明し、この原理に基づく実施形態を説明する。
【００１５】
〈原理〉
以下、媒質が水である場合について詳しく説明するが、他の媒質についても同様である。なお、他の媒質としては、血液等の液体の所定の成分、各種の混合物、計測対象となる対象物（生体眼等）などがある。
【００１６】
図１に示す水の光吸収特性から分かるように、波長１０７０ｎｍ近傍において光損失量が最小となる。この波長における光損失量を求めた結果を図２に示す。図２は、中心波長１０７０ｎｍおよび半値全幅約２ｎｍの光（ほぼ単色光）が、水中を５０ｍｍ進行したときの光損失量を示す。５０ｍｍは、人眼の標準的な眼軸長の約２倍の値であり、眼底を計測する場合に信号光が進行する眼内距離に相当する。図２の横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は光強度（ａｒｂｉｔｒａｒｙ  ｕｎｉｔ  ａ．ｕ．）を示す。また、破線で示すグラフは、水に対する入射光のスペクトル分布を示し、実線で示すグラフは、この入射光が水中を５０ｍｍ進行した後のスペクトル分布を示す。
【００１７】
図２に示す２つのグラフの比較から分かるように、この条件における最大透過効率は０．３５（実線で示すグラフのピーク値）であり、これは−４．６ｄＢに相当する。なお、説明は省略するが、他の波長帯（中心波長および／または半値全幅）の光の透過効率がこれを超えるものではないことも確認された。なお、この検討において、光検出器（ＩｎＧａＡｓ検出器を用いた）の量子効率も考慮した。
【００１８】
この最大透過効率は、波長１０７０ｎｍを含む波長範囲を用いるＯＣＴ計測において避けられない光損失量（基準損失量）に相当する。発明者らは、代表波長（中心波長）および波長範囲（半値全幅）の様々な値について、上記基準損失量に加算される光損失量（超過損失量）を求めた。その結果を図３に示す。
【００１９】
図３は、代表波長と波長範囲に対する超過損失量の分布を示す分布情報である。より具体的には、図３に示す横軸（第１座標軸）は代表波長（中心波長（ｎｍ））を示し、縦軸（第２座標軸）は波長範囲（スペクトル幅、半値全幅（ｎｍ））を示す。超過損失量の分布は、横軸および縦軸により張られる空間における等高線として示されている。等高線Ａ１およびＢ１は超過損失量１デシベルの領域を示す。等高線Ａ２およびＢ２は超過損失量２デシベルの領域を示す。等高線Ａ３およびＢ３は超過損失量３デシベルの領域を示す。等高線Ａ４およびＢ４は超過損失量４デシベルの領域を示す。なお、超過損失量３デシベルの等高線と超過損失量４デシベルの等高線との間については、損失量０．２デシベルごとに等高線が示されている。
【００２０】
図３は分布情報の一例である。分布情報は、代表波長と波長範囲と媒質による吸収に伴う光損失量とが関連付けられた関連情報の一例である。関連情報は、分布情報のような連続的な情報である必要はなく、たとえばテーブル情報のような離散的な情報であってもよい。
【００２１】
図３から分かるように、代表波長の値が同じであっても波長範囲によって超過損失量が変わる。同様に、波長範囲の値が同じであっても代表波長の値によって超過損失量が変わる。また、超過損失量の値が等しい領域（等高線）はそれぞれ固有の形状で分布している。このような知見は、従来と異なる観点で検討を行った結果として新規に得られたものである。
【００２２】
なお、従来技術は、光損失量が小さくなるような波長帯（代表波長、波長範囲）の範囲を示すのみであるが、図３に示すような関連情報によれば、代表波長、波長範囲および（超過）光損失量のうちの２つのパラメータを任意に設定することにより、３つ目のパラメータの値を取得することができる。また、関連情報全体を観察することにより、これらパラメータをどのように設定すべきかを把握することができる。たとえば、所望の代表波長が適用される場合に、どの程度の光損失量が生じるか、あるいは、所望の光損失量を達成するにはどの程度の波長範囲を適用できるか、などを知ることができる。また、所望の波長範囲（軸分解能）を得るためには、どの程度の代表波長を採用しうるかなどを知ることができる。また、所望の光損失量を達成するには、どの程度の代表波長や波長範囲を採用しうるかなどを知ることができる。これらのことは、上記のような関連情報を参照することにより初めて可能となる。少なくともこの点において、この発明は従来技術とは全く異なるものと言える。
【００２３】
図３に示す分布情報に基づく波長帯の設定例を以下に示す。第１の例を図４Ａおよび図４Ｂに示す。第１の例は、図３の座標Ｃ１（代表波長、波長範囲）＝（１０５０、１１７）が適用された場合を示す。図４Ａにおける横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は光強度（ａ．ｕ．）を示す。また、この座標Ｃ１に対応する超過損失量は２デシベルである。符号Ｄ１は水に対する入射光のスペクトル分布を示し、符号Ｄ２はこの入射光が水中を５０ｍｍ進行した後のスペクトル分布を示す。グラフＤ２から分かるように、この光（透過光）の波長範囲（半値全幅）は７４．６ｎｍであり、軸分解能は４．９２μｍとなる。なお、軸分解能ｌｃは、代表波長λ０および波長範囲Δλに基づいて次式により算出される:ｌｃ＝（２ｌｎ２／π）×（λ０２／Δλ）。
【００２４】
図４Ｂは、図４Ａに示すスペクトル分布Ｄ１およびＤ２に対応する点拡がり関数（Ｐｏｉｎｔ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を示す。幅が狭い側のグラフＥ１は、入射光に対応する点拡がり関数であり、幅が広い側のグラフＥ２は、透過光に対応する点拡がり関数である。入射光に基づく軸分解能は４．０２μｍであり、透過光に基づく軸分解能は４．９２μｍに劣化している。透過光の点拡がり関数Ｅ２には、−４０デシベルを超えるサイドローブｅ２が生じている。
【００２５】
第２の例を図５Ａおよび図５Ｂに示す。第１の例は、図３の座標Ｃ２（代表波長、波長範囲）＝（１０５０、２５３）が適用された場合を示す。この座標Ｃ２に対応する超過損失量は３デシベルである。符号Ｆ１は水に対する入射光のスペクトル分布を示し、符号Ｆ２はこの入射光が水中を５０ｍｍ進行した後のスペクトル分布を示す。グラフＦ２から分かるように、透過光の波長範囲（半値全幅）は９０．７ｎｍであり、軸分解能は２．３９μｍとなる。
【００２６】
図５Ｂは、図５Ａに示すスペクトル分布Ｆ１およびＦ２に対応する点拡がり関数を示す。幅が狭い側のグラフＧ１は、入射光に対応する点拡がり関数であり、幅が広い側のグラフＧ２は、透過光に対応する点拡がり関数である。入射光に基づく軸分解能は２．０１μｍであり、透過光に基づく軸分解能は２．３９μｍである。透過光の点拡がり関数Ｇ２には、−３０デシベルに迫るサイドローブｇ２が生じている。
【００２７】
以上のように、ユーザは、図３に示す分布情報（関連情報）を制約条件として、代表波長、波長範囲および光損失量を任意に選択することが可能である。特に、従来技術が考慮していた媒質に起因する光吸収損失の制限を超えて波長範囲を選択することも可能である。これは、波長範囲と他のパラメータ（特に光損失量）との関係を把握できるようになったことによる。また、上記の例では、１０００ｎｍ付近の波長帯について説明したが、たとえば８００ｎｍ帯や１３００ｎｍ帯などの他の波長帯についても同様の原理を適用することができる。
【００２８】
検出効率やサイドローブを考慮すると、媒質による光吸収損失は、ＯＣＴ画像の高分解能化に悪影響を及ぼす。高画質を達成するには、１つのＡラインに対応するデータ（Ａ−プロファイル）が４５デシベル程度のダイナミックレンジを有することが望ましい。そのためには、同程度のサイドローブの抑制が必要である。
【００２９】
しかしながら、入射光のスペクトル全体にわたる吸収特性の定量化はなされていない。発明者らが行ったシミュレーションによれば、波長１０７０付近の最良の透過窓において、２デシベルを超える検出効率の犠牲を伴うことなく、スペクトル幅を１２３ｎｍ程度まで拡大できることが確認された。（空気中における）軸分解能の最高値として約５．２μｍが得られた。軸分解能の更なる向上を図るには、水による更なる吸収が検出感度に悪影響を与えるおそれがある。
【００３０】
発明者らは、生体眼の画像化において、追加的な感度の損失を所定値（たとえば３デシベル）以下に抑えつつ、超高分解能（軸分解能２〜３μｍ）の１μｍ帯ＯＣＴを実現可能なことを見出した。これは、９８０ｎｍ以下の波長が含まれていても同様である。
【００３１】
水による吸収に伴うスペクトル分布の歪みを補償する処理について説明する。上記の説明から分かるように、望ましい検出効率と軸分解能を達成するには、スペクトル帯と波長幅が最適化された光源を用いることが重要である。また、水による吸収に伴うスペクトル分布の歪みは、ＯＣＴシステムの性能に悪影響を与える。特に、軸分解能を劣化させるとともに、点拡がり関数のサイドローブなどのアーティファクトを引き起こす。したがって、水による吸収の影響を補償する方法を適用して、システムの性能および画質を向上させることが望ましい。
【００３２】
水による吸収の影響を補償する方法としてスペクトル整形が知られている。スペクトル整形には、ソフトウェアを用いてデジタル的に（数値的に）整形を行なう技術、ハードウェアを用いて光源スペクトルを整形する技術、参照光のスペクトル分布を調整することで目的のスペクトル形状の干渉光を得る技術（クロススペクトル整形と呼ぶ）などがある。
【００３３】
ソフトウェアによるスペクトル整形は、計測されたスペクトル濃度（クロススペクトル）を、ガウシアン形状やハミング窓などの理想的な形状に整形するためのデジタル整形フィルタを求める手法である。この手法は、たとえば次の文献に記載されている。
・RenuTripathi et al., Spectral shaping for non-Gaussian source spectra in optical coherence tomography, March 15, 2002 / Vol. 27, No. 6 / OPTICS LETTERS pp.406-408
・Jianmin Gong et al., Optimal spectral reshaping for resolution improvement in optical coherence tomography, 26 June 2006 / Vol. 14, No. 13 / OPTICS EXPRESS pp.5909-5915
【００３４】
ハードウェアによるスペクトル整形では、光源から出力された光のスペクトルを整形するデバイス（整形フィルタ）が設けられる。このデバイスは、たとえばプログラマブルスペクトルプロセッサである。この手法は、たとえば次の文献に記載されている。
・A. CeyhunAkcay et al., Spectral shaping to improve the point spread function in optical coherence tomography, October 15, 2003 / Vol. 28, No. 20 / OPTICS LETTERS pp.1921-1923
【００３５】
クロススペクトル整形においては、参照光のスペクトル分布を変形するためのフィルタが用いられる。この手法は、たとえば以下の文献に記載されている。なお、後述する実施形態でも参照光のスペクトル分布を変形するが、媒質による吸収の影響を考慮する点において従来技術と異なる。吸収の影響の考慮は、図３に示すような関連情報を用いることにより初めて可能となる。したがって、実施形態は従来のクロススペクトル整形と実質的に異なるものである。
・Ying T. Pan et al.,Subcellular imaging ofepithelium with time-lapseoptical coherencetomography, September/October 2007 Vol. 125 Journal of Biomedical Optics pp.050504-1 - 050504-3
・Zhijia Yuan et al., On the possibility oftime-lapseultrahigh-resolutionoptical coherencetomography for bladdercancer grading, September/October 2009 Vol. 145Journal of Biomedical Optics pp.050502-1 - 050502-3
【００３６】
以上のように、従来技術では、スペクトル整形を最適化するためのキーファクターとして、対象物の特性を考慮していない。
【００３７】
ソフトウェアを用いた従来のスペクトル整形では、信号光のスペクトル分布の変化を深さの関数として補正することができない（つまり、深さ位置ごとに補正することができない）。更に、この手法はデータ収集の後に実行されるので、光電変換やデジタル化処理において読み出しノイズが増大する可能性がある。
【００３８】
ハードウェアを用いた従来のスペクトル整形は、光源のスペクトル分布を変形する必要があるので、実用的とは言えない。
【００３９】
従来のクロススペクトル整形は、色収差の補正を目的とするものである。また、最適化の基準は、光スペクトルアナライザーにより検出されるクロススペクトルの半値全幅の最大化である。更に、最適化は、参照光のスペクトル分布と信号光のスペクトル分布を独立に調整することにより行なう必要がある。加えて、従来のクロススペクトル整形は、装置光学系の特性のみを考慮しており、計測に大きな影響を与える対象物の特性を考慮したものではない。
【００４０】
〈実施形態の概要〉
この実施形態では、以下に記載する事項によって従来技術の問題を改善する。
【００４１】
この実施形態では、対象物の特性（媒質による光吸収特性）を考慮することにより、クロススペクトル整形の最適化を図る。
【００４２】
この実施形態では、干渉光学系の参照アームに物理的なフィルタを設けることにより、クロススペクトル整形の最適化を図る。従来のようなデジタル的な（数値的な）フィルタを用いる場合と異なり、物理的なフィルタは、光電変換の前にクロススペクトルを変化させる。よって、光電変換に介在する誤差やノイズの発生を回避することができる。
【００４３】
この実施形態の最適化プロセスは、水を含有する対象物の光透過率の定性的な解析と、所望のクロススペクトル（たとえばガウシアン形状のスペクトル）に基づいて行われる。
【００４４】
この実施形態において、上記した光電変換前のフィルタ処理に加えて、データ収集後のデジタル的な（数値的な）クロススペクトルの整形を追加的に行なってもよい。この追加的なスペクトル整形は、前述した従来技術と同様にして実行される。
【００４５】
実施形態に係る処理の内容を説明する。処理内容の例を図６に示す。対象物（Sample）を経由した信号光１００１のスペクトル分布は、対象物の媒質（たとえば眼内の水）による吸収の影響によって歪められている。一方、参照光１００２は、フィルタ１００３を経由することにより、そのスペクトル分布が整形される。スペクトル整形された参照光１００４は、信号光１００１と重ね合わされて干渉光を生成する。この干渉光のスペクトルインターフェログラム１００５は、光検出器により検出されてアナログ電気信号に変換され、更に、このアナログ電気信号はデジタル化される（１００６）。このようにして得られたデジタルのインターフェログラム１００７に基づいて画像データが形成される。なお、図６に示すように、数値的な（デジタル的な）スペクトル整形１００８、つまりソフトウェアによるスペクトル整形を付加的に行ない、それにより得られる最適化されたインターフェログラム１００９に基づき画像データを形成するようにしてもよい。
【００４６】
このような処理を実現するには、参照光１００２を好適にスペクトル整形するためのフィルタ１００３の透過特性（透過関数）Ｔｒ（λ）を求める必要がある。この実施形態では、次式により透過関数Ｔｒ（λ）を求める。
【００４７】
Ｔｒ（λ）＝Ｓｃ（λ）２／［Ｓｓ（λ）２・Ａｗ（λ）］
【００４８】
ここで、Ｓｃ（λ）は目的のクロススペクトルのスペクトル分布を示し、Ｓｓ（λ）は光源からの出力光のスペクトル分布を示し、Ａｗ（λ）は対象物（媒質）の透過特性（透過比）を示す。なお、Ａｗ（λ）は、図１に示す水による吸収に伴う光損失のグラフα（λ）と、信号光が媒質中を進む距離Ｌ（たとえば５ｍｍ）に基づき、ｅｘｐ（−α（λ）・Ｌ）として定義される。また、Ｓｓ（λ）は、たとえばガウシアン分布やハミング窓に基づいて任意に設定される。
【００４９】
この実施形態では、参照光のスペクトル整形のみによって補正が行われる。参照光の最適なスペクトル分布を適用して参照光を調整することにより、望ましい軸分解能が得られ、かつ点拡がり関数のサイドローブが効果的に抑制されるような、理想的なクロススペクトル（たとえばガウシアン形状）を得ることができる。
【００５０】
参照光のスペクトル分布を変更する方法は、以下に例示する手法のいずれかを含んでいてもよい。まず、参照アームに設けられるフィルタとして、相対距離を変更可能なフォーカシングレンズと参照ミラーとを設けることができる。フォーカシングレンズは色収差を有するので、これら部材の間の距離を変更することにより、参照ミラーにより反射される光のスペクトル分布を変更することができる。
【００５１】
前述の手法により得られた透過特性を有するようにカスタマイズされた光学フィルタを、参照アームに配置することができる。この光学フィルタにより、参照光のスペクトル分布を変更することができる。
【００５２】
偏光依存型の透過特性を有する光学素子を参照アームに配置して、参照光の偏光状態を調整することにより、参照光のスペクトル分布を変更することができる。その代替手段として、光源のスペクトル特性と偏光依存型ビームスプリッタとの組み合わせにより、望ましいスペクトル分布を取得することができる。
【００５３】
以下、上記処理の例を示すことにより、その効果を説明する。
【００５４】
図７Ａ、ＢおよびＣを参照して第１の例を説明する。本例では、代表波長１０５０ｎｍおよび波長範囲（半値全幅）１００ｎｍが適用される。図７Ａには、３つのグラフＨ１、Ｈ２およびＨ３が示されている。実線のグラフＨ１は、ガウシアン形状の光源のスペクトル分布を示す。一点鎖線のグラフＨ２は、水による吸収の影響を受けた対象物からの戻り光（信号光）のスペクトル分布を示す。破線のグラフＨ３は、水による吸収によって歪められたクロススペクトルを示す。
【００５５】
図７Ｂには、２つのグラフＪ１およびＪ２が示されている。破線のグラフＪ１は、水による吸収によって歪められたクロススペクトルを示す。実線のグラフＪ２は、実施形態に係る方法により補正されたクロススペクトルを示す。図７Ｂから明らかなように、実施形態に係る方法により、歪みを伴うクロススペクトルＪ１が、実質的にガウシアン形状のクロススペクトルＪ２に補正されている。
【００５６】
２つのクロススペクトルＪ１およびＪ２に対応する点拡がり関数を図７Ｃに示す。点拡がり関数Ｋ１およびＫ２は、それぞれ、歪みが補正されていないクロススペクトルＪ１、および、歪みが補正されたクロススペクトルＪ２に対応する。補正後の点拡がり関数Ｋ２においては、補正前の点拡がり関数Ｋ１に生じているサイドローブｋ１が抑制されている。本例に示す補正によれば、軸分解能が３．７μｍから４．３μｍにわずかに劣化するが、サイドローブが約１８デシベル抑制される。
【００５７】
図８Ａ、ＢおよびＣを参照して第１の例を説明する。本例では、代表波長１０５０ｎｍおよび波長範囲（半値全幅）２００ｎｍが適用される。図８Ａには、３つのグラフＬ１、Ｌ２およびＬ３が示されている。実線のグラフＬ１は、ガウシアン形状の光源のスペクトル分布を示す。一点鎖線のグラフＬ２は、水による吸収の影響を受けた対象物からの戻り光（信号光）のスペクトル分布を示す。破線のグラフＬ３は、水による吸収によって歪められたクロススペクトルを示す。
【００５８】
図８Ｂには、２つのグラフＭ１およびＭ２が示されている。破線のグラフＭ１は、水による吸収によって歪められたクロススペクトルを示す。実線のグラフＭ２は、実施形態に係る方法により補正されたクロススペクトルを示す。図８Ｂから明らかなように、実施形態に係る方法により、歪みを伴うクロススペクトルＭ１が、実質的にガウシアン形状のクロススペクトルＭ２に補正されている。
【００５９】
２つのクロススペクトルＭ１およびＭ２に対応する点拡がり関数を図８Ｃに示す。点拡がり関数Ｎ１およびＮ２は、それぞれ、歪みが補正されていないクロススペクトルＭ１、および、歪みが補正されたクロススペクトルＭ２に対応する。補正後の点拡がり関数Ｎ２においては、補正前の点拡がり関数Ｎ１に生じているサイドローブｎ１が抑制されている。本例に示す補正によれば、サイドローブが約１８デシベル抑制される。
【００６０】
〈実施形態の特徴〉
実施形態の特徴について説明する。なお、以下に示す事項は、実施形態の特徴の全てではない。また、実施形態は、以下に示す事項の少なくとも１つを特徴として有するものであればよい。
【００６１】
実施形態に係る技術は、任意の方式のＯＣＴに対して適用可能である。たとえば、実施形態に係る技術を、タイムドメイン方式、スペクトラルドメイン方式、またはスウェプトソース方式のＯＣＴに適用することができる。
【００６２】
実施形態に係る技術は、任意のタイプの干渉光学系に適用可能である。たとえば、信号光や参照光の導波路として光ファイバーを用いる干渉光学系（ファイバー光学系）に対して、実施形態に係る技術を適用することができる。また、光ファイバーを用いずに自由空間に光学素子を配置して構成された干渉光学系に対して、実施形態に係る技術を適用することも可能である。
【００６３】
光増幅器のゲインに関する実施形態に係る技術によれば、０．９２程度にまで至るスペクトルを含む光源を用いた１μｍ帯のＯＣＴを実現することができる。
【００６４】
実施形態に係る技術において、対象物により信号光に付与されるスペクトル分布の歪みを補償するための光学フィルタ機能を参照アームに設けることができる。それにより、信号光の付加的な損失を伴うことなく、サイドローブの抑制および軸分解能の向上を図ることができる。このような処理は、たとえば、参照アームに物理的な光学フィルタを設けるだけで実現可能である。あるいは、データ処理としての数値的なフィルタ処理若しくはウィンドウ処理を、当該光学フィルタに組み合わせることも可能である。
【００６５】
参照光が各波長において十分な強度を有する場合、数値的なスペクトル整形のみでも十分な性能を実現できる。
【００６６】
眼科用のＯＣＴでは、究極的には戻り光の強度によって感度が決定される。したがって、有効な帯域幅や、サイドローブに関する成像能力（imaging capability）について妥協することなく、水による吸収損失を最小化するように、入射光のスペクトルを最適化することが望ましい。透過効率を向上させるために、眼に対する入射光のスペクトルを変化させることも可能である。
【００６７】
〈実施例〉
上記のような技術を適用した実施例を説明する。
【００６８】
［構成］
この実施形態に係る光画像形成装置の構成例を図９に示す。ここではスウェプトソース方式のＯＣＴを用いた装置について説明するが、タイムドメイン方式やスペクトラルドメイン方式のＯＣＴを用いた装置に対しても同様の構成を適用することが可能である。実施形態において、スウェプトソース方式のＯＣＴを用いた装置と、他の方式のＯＣＴを用いた装置との相違は、方式の相違に伴う一般的なものに過ぎない。たとえば、タイムドメイン方式やスペクトラルドメイン方式では、ＳＬＤなどの広帯域光源が用いられる。また、スペクトラルドメイン方式では、干渉光のスペクトル分布を検出する検出器が用いられる。この検出器としては、たとえばスペクトラルレーダーが用いられる。スペクトラルレーダーはラインスキャンカメラ等を含む。また、検出されたデータに対する演算処理についても、適用される方式に応じた一般的な演算処理が実行される。また、ここでは眼科用のＯＣＴについて説明するが、他の用途のＯＣＴについても実質的な相違なく構成できる。
【００６９】
図９に示す光画像形成装置１００は、波長可変レーザー等の波長掃引光源を含む光源ユニット１０１を有する。波長掃引光源は、高速で連続的に波長を変えながら光を出力する。波長範囲が広く設定される場合などにおいて、光源ユニット１０１は、波長帯の異なる複数の波長掃引光源を有していてもよい。複数の光源を連動させてＯＣＴを実行する方法は周知である。また、複数の波長掃引光源を設ける場合、各光源に対応する干渉光学系を設けることができる。たとえば、長波長側の波長掃引光源と短波長側の波長掃引光源とを設ける場合、長波長側と短波長側とで別々の干渉光学系を設けることができる。また、光源ユニット１０１は、波長掃引光源から出力された光のスペクトル分布を変更するフィルタを含んでいてもよい。このフィルタは、波長掃引光源からの出力光のスペクトル分布を、たとえばガウシアン形状に変形するように設計される。
【００７０】
光源ユニット１０１から出力された光は、光ファイバー１０２を経由してファイバーカプラ１０３に導かれる。ファイバーカプラ１０３は、４本の光ファイバー１０２、１０４、１１０および１１２を接続している。光ファイバー１０２により導かれた光は、ファイバーカプラ１０３により信号光と参照光とに分割される。信号光は、所定の経路を介して対象物に照射される光であり、測定光、サンプル光などとも呼ばれる。参照光は、所定の経路を介して信号光に合成される。
【００７１】
信号光は、光ファイバー１０４に導かれてそのファイバー端から出射し、コリメーター１０５により平行光束となる。平行光束となった信号光は、スキャナー１０６を経由し、レンズ１０７および１０８により被検眼Ｅの眼底Ｅｆに集束される。スキャナー１０６は、眼底Ｅｆに対する信号光の照射位置を変更する。スキャナー１０６としては、ガルバノスキャナー、ポリゴンミラー、共振スキャナー、音響光学変調器、回転プリズム、振動プリズムなどが用いられる。光ファイバー１０４、コリメーター１０５、スキャナー１０６、レンズ１０７および１０８が形成する光路は、信号光路あるいはサンプルアームなどと呼ばれる。
【００７２】
眼底Ｅｆに照射された信号光は、眼底Ｅｆの様々な組織により散乱される。この散乱光のうちの後方散乱光は、信号光路を介してファイバーカプラ１０３に戻ってくる。更に、この戻り光は、光ファイバー１１２によりファイバーカプラ１１３に導かれる。この戻り光は、眼底Ｅｆの深さ方向の情報を含んでいる。
【００７３】
一方、ファイバーカプラ１０３により生成された参照光は、光ファイバー１１０ａによってフィルタ部１１１に導かれる。詳細については後述するが、フィルタ部１１１は、参照光のスペクトル分布を変形するように機能する。フィルタ部１１１によりスペクトル分布が変形された参照光は、光ファイバー１１０ｂによりファイバーカプラ１１３に導かれる。このような参照光の経路は、参照光路あるいは参照アームなどと呼ばれる。
【００７４】
ファイバーカプラ１１３は、４本の光ファイバー１１０ｂ、１１２、１１４ａおよび１１４ｂを接続している。ファイバーカプラ１１３の分岐比はたとえば１：１である。信号光と参照光は、ファイバーカプラ１１３により重ね合わされて干渉光を生成する。この干渉光は、信号光に含まれる眼底Ｅｆの深さ方向の情報と、フィルタ部１１１により変形された参照光のスペクトル分布の情報とを引き継いでいる。検出器１１５は、光ファイバー１１４ａおよび１１４ｂにより導かれた干渉光を検出する。検出器１１５は、たとえば、２つのフォトディテクタを有し、これらによる検出結果の差分を出力するバランスド検出器（balanced photo detector、平衡検出器）である。
【００７５】
検出器１１５は、干渉光を検出する度に、その検出結果（検出信号）をデータ収集部１１６に送る。データ収集部１１６は、検出器１１５から順次に入力される検出信号を収集する。データ収集部１１６は、これら検出信号を、たとえば一連の波長掃引毎に、つまりＡライン毎にまとめて演算制御部１２０に送る。
【００７６】
演算制御部１２０は、前述した原理を用いることで、データ収集部１１６から入力されるデータに基づき各Ａラインプロファイル（Ａライン像）を再構成する。更に、演算制御部１２０は、信号光のスキャンパターンに応じて複数のＡラインプロファイルを一列に配列させることによりＢスキャン像（断層像）を形成する。また、演算制御部１２０は、信号光のスキャンパターンに応じて複数のＢスキャン像を配列させてスタックデータを生成し、このスタックデータに補間処理等の画像処理を施すことにより、ボリュームデータを生成することができる。
【００７７】
ユーザインターフェイス（マンマシンインターフェイス）１３０は、表示デバイス、入力デバイス、操作デバイス等を含む。表示デバイスとしては、ＬＣＤなどが用いられる。入力デバイスや操作デバイスとしては、光画像形成装置１００に設けられた各種ハードウェアキー（スイッチ、ボタン、ノブ、ジョイスティック等）がある。また、光画像形成装置１００に接続された装置に設けられたハードウェアキー（たとえばコンピュータに設けられたキーボード、ポインティングデバイス等）を、入力デバイスや操作デバイスとして用いることもできる。また、上記表示デバイスや上記コンピュータに表示されるソフトウェアキーを入力デバイスや操作デバイスとして用いることも可能である。
【００７８】
（フィルタ部１１１について）
フィルタ部１１１について説明する。前述したように、フィルタ部１１１は、参照光のスペクトル分布を変形するように機能する。フィルタ部１１１は、前述したフィルタ１００３の透過関数Ｔｒ（λ）を実現するように構成（および／または制御）される。フィルタ部１１１の構成例を以下に説明する。
【００７９】
フィルタ部１１１の第１の例を図１０Ａに示す。図１０Ａに示すフィルタ部１１１Ａは、コリメーター１１１１と、フォーカシングレンズ１１１２と、参照ミラー１１１３と、駆動機構１１１４とを有する。
【００８０】
コリメーター１１１１は、光ファイバー１１０ａの出射端（光ファイバー１１０ｂの入射端）の近傍位置に配置されている。コリメーター１１１１は、光ファイバー１１０ａから出射された参照光ＬＲを平行光束に変換する。また、コリメーター１１１１は、参照ミラー１１１３による参照光ＬＲの反射光を光ファイバー１１０ｂに入射させる。
【００８１】
フォーカシングレンズ１１１２は、コリメーター１１１１により平行光束に変換された参照光ＬＲを集束光束に変換する。
【００８２】
参照ミラー１１１３は、フォーカシングレンズ１１１２により集束光束に変換された参照光ＬＲを反射する。駆動機構１１１４は、フィルタ部１１１Ａの光軸方向（参照光ＬＲの進行方向）に沿って参照ミラー１１１３を移動させる。それにより、フォーカシングレンズ１１１２と参照ミラー１１１３との間の距離が変更される。駆動機構１１１４は、パルスモータ等のアクチュエータと、このアクチュエータにより発生された駆動力を伝達する部材とを含んで構成される。また、駆動機構１１１４は、演算制御部１２０による制御を受けて動作する。
【００８３】
フォーカシングレンズ１１１２と参照ミラー１１１３とを一体的に、フィルタ部１１１Ａの光軸方向に沿って移動させる手段を設けてもよい。それにより、信号アームと参照アームとの光路長差が変更され、画像化される対象物の深度位置が変更される。
【００８４】
フィルタ部１１１Ａによれば、参照ミラー１１１３の位置を調整することにより、参照ミラー１１１３による参照光ＬＲの反射光のスペクトル分布を変更することができる。これは、フォーカシングレンズ１１１２が有する色収差を利用した構成である。すなわち、フォーカシングレンズ１１１２により集束光束とされた参照光ＬＲは、色収差の影響により、波長が長い成分ほどフォーカシングレンズ１１１２から遠い位置に結像する。よって、フォーカシングレンズ１１１２からより近い位置に参照ミラー１１１３を配置させると、参照光ＬＲの短い波長の成分を多く含む反射光ＬＲ１（実線）が得られる。逆に、フォーカシングレンズ１１１２からより遠い位置に参照ミラー１１１３を配置させると、参照光ＬＲの長い波長の成分を多く含む反射光ＬＲ２（破線）が得られる。反射光ＬＲ１およびＬＲ２のスペクトル分布を図１０Ａのグラフに示す。ＯＣＴ計測を行なう際には、前述したフィルタ１００３の透過関数Ｔｒ（λ）を実質的に実現する位置に参照ミラー１１１３が配置されることで、干渉光の生成に寄与する参照光のスペクトル分布を最適化することができる。
【００８５】
フィルタ部１１１の第２の例を図１０Ｂに示す。図１０Ｂに示すフィルタ部１１１Ｂは、コリメーター１１１５と、光学フィルタ１１１６と、フォーカシングレンズ１１１７と、参照ミラー１１１８とを有する。コリメーター１１１５は、第１の例のコリメーター１１１１と同様である。フォーカシングレンズ１１１７は、第１の例のフォーカシングレンズ１１１２と同様である。参照ミラー１１１８は、第１の例の参照ミラー１１１３と同様であるが、移動可能である必要はない。
【００８６】
光学フィルタ１１１６は、前述したフィルタ１００３の透過関数Ｔｒ（λ）を実質的に実現するようにカスタマイズされている。光学フィルタ１１１６を経由する前の参照光ＬＲ３スペクトル分布と、光学フィルタ１１１６を経由した後の参照光ＬＲ４のスペクトル分布を図１０Ｂのグラフに示す。このような光学フィルタ１１１６を用いることで、干渉光の生成に寄与する参照光のスペクトル分布を最適化することができる。
【００８７】
フィルタ部１１１の構成は上記のものに限定されるものではなく、干渉光の生成に寄与する参照光のスペクトル分布を最適化する機能を有するものであれば、その具体的構成は任意である。たとえば、参照光のスペクトル分布を最適化する形状の反射面を有する回折格子を用いることが可能である。そのための構成例として、当該形状を有するように反射面が成形された回折格子を用いることができる。また、反射面の形状を変更可能に構成することも可能である。この構成は、たとえばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いることができる。
【００８８】
〈光画像形成装置および光画像形成方法〉
以上に説明した装置および方法の特徴は次のようにまとめられる。
【００８９】
光画像形成装置の第１の構成例について説明する。この光画像形成装置は、光源ユニットから出力された光を信号光と参照光とに分割し、対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出し、当該検出結果に基づいて対象物の断層像を形成する装置である。光源ユニット（１０１）は、代表波長を示す第１座標軸（図３の横軸）および代表波長を含む波長範囲を示す第２座標軸（図３の縦軸）により張られる空間において予め定義された媒質による吸収に伴う光損失量の分布情報における、所定の光損失量を示す等高線を境界とする領域に位置する座標に対応する波長範囲を有する光を出力する。
【００９０】
この光画像形成装置に適用される方法（光画像形成方法）は、次のステップを含む：
・代表波長を示す第１座標軸および代表波長を含む波長範囲を示す第２座標軸により張られる空間において予め定義された媒質による吸収に伴う光損失量の分布情報における、所定の光損失量を示す等高線を境界とする領域に位置する座標に対応する波長範囲を有する光を出力するステップ；
・出力された光を信号光と参照光とに分割するステップ；
・対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて干渉光を生成するステップ；
・生成された干渉光を検出するステップ；
・干渉光の検出結果に基づいて対象物の断層像を形成するステップ。
【００９１】
このような光画像形成装置および光画像形成方法において、境界とされる等高線は、任意に設定される。たとえば、媒質が実質的に水である場合において、座標は、図２に示す基準損失量に対する超過損失量が４デシベルとなる領域を示す等高線であって第１座標軸上の値１１２４ｎｍ近傍の座標を通過する等高線Ｂ４（図３参照）上の座標、または当該等高線Ｂ４よりも第１座標軸の負方向（短波長側）に位置する座標であってよい。
【００９２】
また、第１座標軸に対応する座標の成分は実質的に１０５０ｎｍであってよい。つまり、図３において破線で示す直線上の任意の座標（代表波長、波長範囲）＝（１０５０，Δλ）を適用することができる。代表波長として１０５０ｎｍを適用する場合、超過損失量の制限をさほど受けることなく、波長範囲（軸分解能）を任意に設定することができる。つまり、波長範囲を任意に拡大しても超過損失量を３デシベル以下の範囲に抑えることが可能である。よって、代表波長を１０５０ｎｍに設定することにより、波長範囲の設定自由度を高めることができる。
【００９３】
光画像形成装置の第２の構成例について説明する。この光画像形成装置は、光源ユニット（１０１）から出力された光を信号光と参照光とに分割し、対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出し、当該検出結果に基づいて対象物の断層像を形成する装置である。更に、この光画像形成装置は、代表波長と、代表波長を含む波長範囲と、媒質による吸収に伴う光損失量とが関連付けられた関連情報を予め記憶した記憶部を有する。この記憶部は、たとえば演算制御部１２０に設けられた記憶装置（ハードディスクドライブ、ＲＯＭ等）により構成される。関連情報は、図３に示す分布情報のような連続的な情報でもよいし、テーブル情報のような離散的な情報でもよい。光源ユニット（１０１）は、関連情報に基づき予め決定された波長範囲を含む光を出力する。
【００９４】
この光画像形成装置に適用される方法（光画像形成方法）は、次のステップを含む：
・代表波長と、代表波長を含む波長範囲と、媒質による吸収に伴う光損失量とが関連付けられた関連情報に基づいて、代表波長および当該代表波長を含む波長範囲を決定するステップ；
・決定された波長範囲を含む光を出力するステップ；
・出力された光を信号光と参照光とに分割するステップ；
・対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて干渉光を生成するステップ；
・生成された干渉光を検出するステップ；
・干渉光の検出結果に基づいて対象物の断層像を形成するステップ。
【００９５】
代表波長および波長範囲を決定するステップは、たとえば図３に示すような分布情報（関連情報の一例である）を参照し、代表波長、波長範囲および光損失量を全体的に考慮することにより、または代表波長、波長範囲および光損失量を所望の優先順位にしたがって考慮することにより、実行される。演算制御部１２０は、この決定操作を行なうためのインターフェイスを、ユーザインターフェイス１３０の表示デバイスに表示させる。ユーザは、操作デバイスや入力デバイスを用いることで、パラメータの値を入力する。表示されるインターフェイスの例として、図３に示すような分布情報がある。ユーザは、ポインティングデバイスを用いて分布情報中の所望の座標を指定することができる。また、パラメータを入力するための入力スペースを表示デバイスに表示させ、キーボード等を用いて所望の値を入力できるように構成してもよい。また、パラメータの値の選択肢を呈示可能なインターフェイス（プルダウンメニュー等）を表示させ、ポインティングデバイス等を用いて所望の値を指定できるように構成することも可能である。なお、関連情報は、上記３つのパラメータを関連付けているので、これらのうちの任意の２つのパラメータの値をユーザが決定すれば、３つ目のパラメータの値については演算制御部１２０によって決定される。演算制御部１２０は、決定された値を表示デバイスに表示させることができる。それにより、ユーザは３つのパラメータの値を勘案しながら代表波長および波長範囲の決定操作を行なうことができる。
【００９６】
光画像形成装置の第３の構成例について説明する。この光画像形成装置は、光源ユニット（１０１）から出力された光を信号光と参照光とに分割し、対象物を経由した信号光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出し、当該検出結果に基づいて対象物の断層像を形成する装置である。更に、この光画像形成装置は、媒質を経由した信号光に基づく干渉光が所定のスペクトル分布を有するように参照光のスペクトル分布を変換する光学部材を有する。この光学部材は、図９に示すフィルタ部１１１に相当する。
【００９７】
この光画像形成装置に適用される方法（光画像形成方法）は、次のステップを含む：
・光を出力するステップ；
・出力された光を信号光と参照光とに分割するステップ；
・媒質を経由した信号光に基づく干渉光が所定のスペクトル分布を有するように参照光のスペクトル分布を変換するステップ；
・対象物を経由した信号光とスペクトル分布が変更された参照光とを重ね合わせて干渉光を生成するステップ；
・生成された干渉光を検出するステップ；
・干渉光の検出結果に基づいて対象物の断層像を形成するステップ。
【００９８】
〈光源特性設定装置および光源特性設定方法〉
光画像形成装置や光画像形成方法において使用される光源ユニットの特性を設定するために、実施形態に係る技術を用いることが可能である。具体的には、以下のような装置および方法が実現される。なお、光源ユニットの特性とは、代表波長と波長範囲を示す。
【００９９】
光源特定設定装置は、記憶部と、設定部と、取得部と、出力部とを有する。記憶部は、光コヒーレンストモグラフィ用の光源ユニットから出力される光の代表波長および代表波長を含む波長範囲、並びに媒質による吸収に伴う光損失量が関連付けられた関連情報を予め記憶する。設定部は、代表波長、波長範囲および光損失量のうちの第１パラメータおよび第２パラメータのそれぞれの値を設定する。第１パラメータおよび第２パラメータは、これら３つのパラメータのうちの任意の２つを示す。取得部は、設定部により設定された２つの値および関連情報に基づいて、第３パラメータの値を取得する。第３のパラメータは、代表波長、波長範囲および光損失量のうち、設定部により値が設定された第１パラメータおよび第２パラメータ以外のパラメータを示す。出力部は、取得部により取得された第３パラメータの値を出力する。出力部による出力態様は任意である。出力態様の例として、表示出力、印刷出力、送信出力、記憶出力などがある。表示出力は、表示デバイスによる情報表示処理である。印刷出力は、用紙に対する情報の固定化処理である。送信出力は、有線通信または無線通信を用いた情報の伝送処理である。記憶出力は、装置の内部または外部に設けられた記憶装置に対する情報の格納処理である。
【０１００】
この光源特定設定装置に適用される方法（光源特性設定方法）は、コンピュータを用いて光コヒーレンストモグラフィ用の光源ユニットから出力される光の特性を設定する方法であって、次のステップを含む：
・代表波長と、代表波長を含む波長範囲と、媒質による吸収に伴う光損失量とが関連付けられた関連情報を、コンピュータに記憶させるステップ：
・代表波長、波長範囲および光損失量のうちの第１パラメータおよび第２パラメータのそれぞれの値を設定するステップ；
・設定された２つの値および関連情報に基づいて、代表波長、波長範囲および光損失量のうち第１パラメータおよび第２パラメータ以外の第３パラメータの値を取得するステップ；
・取得された第３パラメータの値を出力するステップ。
【０１０１】
光源特定設定装置の実施例を図１１に示す。光源特定設定装置２００は、記憶部２０１と、設定部２０３と、取得部２０４と、制御部２０５と、表示部２０６とを有する。光源特定設定装置２００においては、出力部の出力態様として表示出力が適用されている。なお、他の出力態様が適用される場合にはそれに応じた構成が設けられる。たとえば、印刷出力の場合には印刷部（プリンタ）が設けられ、送信出力の場合には通信部（通信インターフェイス）が設けられ、記憶出力の場合には記憶部または通信部が設けられる。また、制御部は、適用される出力態様に応じて出力部を制御する。
【０１０２】
記憶部２０１には関連情報２０２が予め記憶されている。関連情報２０２は、たとえば図３に示すような分布情報、またはテーブル情報のような離散的な情報である。
【０１０３】
設定部２０３は、たとえば表示デバイスや操作デバイスを含んで構成される。表示デバイスには、制御部２０５によって所定のインターフェイス（ＧＵＩ等）が表示される。このインターフェイスおよびパラメータ設定方法は、たとえば前述したものと同様である。ユーザは、設定部２０３を用いて、代表波長、波長範囲および光損失量のうちの第１パラメータおよび第２パラメータのそれぞれの値を設定する。
【０１０４】
取得部２０４は、記憶部２０１から関連情報２０２を読み出す。更に、取得部２０４には、設定部２０３による設定内容、つまり第１パラメータおよび第２パラメータのそれぞれの設定値が入力される。取得部２０４は、関連情報２０２を参照することで、これら設定値に関連付けられた第３パラメータの値を取得する。たとえば、代表波長１０５０ｎｍおよび波長範囲１１７ｎｍが設定された場合、取得部２０４は、これらに対応する（超過）光損失量２デシベルを取得する。また、代表波長１０５０ｎｍおよび（超過）光損失量２デシベルが設定された場合、取得部２０４は、これらに対応する波長範囲１１７ｎｍを取得する。また、波長範囲１１７ｎｍおよび（超過）光損失量２デシベルが設定された場合、取得部２０４は、これらに対応する代表波長１０５０ｎｍを取得する。
【０１０５】
制御部２０５には、取得部２０４により取得された第３パラメータの値（並びに第１パラメータおよび第２パラメータのそれぞれの値）が入力される。制御部２０５は、この第３パラメータの値（並びに第１パラメータおよび第２パラメータのそれぞれの値）を、表示部２０６に表示させる。ここで、表示出力の場合、第１パラメータおよび第２パラメータのそれぞれの値は既に表示されているのが一般的であるから、この出力制御段階では第３パラメータの値の表示制御のみが実行される。これに対し、他の出力態様の場合には、３つのパラメータの値を出力させることが可能である。
【０１０６】
なお、光源特定設定装置２００がサーバであり、このサーバと通信可能なクライアントを用いてユーザがパラメータ設定操作を行なう場合がある。その場合、設定部２０３は、表示デバイスや操作デバイスを含む必要はなく、クライアントからの設定情報を受け付ける通信インターフェイスを含んでいる。更に、この場合の出力部は送信出力を行なう通信インターフェイスを含んで構成される。クライアントには第１パラメータおよび第２パラメータのそれぞれの設定値が既に表示されているのが一般的であるから、制御部２０５は、取得部２０４により取得された第３パラメータの値のみをクライアントに送信させるように出力部を制御することが可能である。
【０１０７】
このような光源特定設定装置および光源特性設定方法によれば、光コヒーレンストモグラフィ用の光源ユニットの特性を好適にかつ容易に設定することができる。なお、当該装置および方法は、光画像形成装置の設計を行なうために使用することが可能である。
【０１０８】
また、このような光源特性設定機能を光画像形成装置に設けることも可能である。その場合、対象物の特性や測定モードなどに応じて光源ユニットから出力される光の特性を設定することができる。更に、光画像形成装置は、参照光のスペクトル分布の変形内容を、特性の設定内容に応じて切り替えられるように構成される。このスペクトル分布の変形内容の切り替えは、たとえば、図１０Ａに示す参照ミラー１１１３の位置の切り替え、図１０Ｂに示す光学フィルタ１１１６の切り替え配置、ＭＥＭＳによる回折格子の反射面の形状の切り替えなどによって実現可能である。なお、光学フィルタ１１１６の切り替え配置は、たとえば、透過特性が異なる複数の光学フィルタが設けられたターレット板と、このターレット板を回転させるフィルタ駆動機構とにより実現できる。
【０１０９】
このような切り替えを自動で行なえるように構成することが可能である。たとえば、光源特性のパラメータ（代表波長および波長範囲）と、スペクトル分布の変形内容（参照ミラー１１１３の位置、参照アームに選択的に配置される光学フィルタ１１１６、回折格子の反射面の形状など）とを対応付ける対応情報を、記憶部２０１に予め記憶させておく。代表波長および波長範囲が設定されると、制御部２０５は、対応情報を参照することにより、当該設定内容に対応する変形内容を特定する。そして、制御部２０５は、特定された変形内容に基づいて、参照ミラー１１１３（駆動機構１１１４）、光学フィルタ１１１６（フィルタ駆動機構）、回折格子の反射面の形状（ＭＥＭＳ）などを制御する。
【０１１０】
以上に説明した内容は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形（省略、置換、付加等）を適宜に施すことが可能である。
【０１１１】
上記の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、たとえば、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＡＭ／ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＭＯ等）、磁気記憶媒体（ハードディスク／フロッピー（登録商標）ディスク／ＺＩＰ等）などを用いることが可能である。
【０１１２】
また、インターネットやＬＡＮ等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１００  光画像形成装置
１０１  光源ユニット
１０２  光ファイバー
１０３  ファイバーカプラ
１０４  光ファイバー
１０５  コリメーター
１０６  スキャナー
１０７  レンズ
１０８  レンズ
１１０  光ファイバー
１１１  フィルタ部
１１１Ａ  フィルタ部
１１１１  コリメーター
１１１２  フォーカシングレンズ
１１１３  参照ミラー
１１１４  駆動機構
１１１Ｂ  フィルタ部
１１１５  コリメーター
１１１６  光学フィルタ
１１１７  フォーカシングレンズ
１１１８  参照ミラー
１１２  光ファイバー
１１３  ファイバーカプラ
１１４ａ、１１４ｂ  光ファイバー
１１５  検出器
１１６  データ収集部
１２０  演算制御部
１３０  ユーザインターフェイス
Ｅ  被検眼
Ｅｆ  眼底
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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