(57)【要約】【課題】複数の波長の異なる光源を同時に照射するようにした波長可変光源装置を備えた光断層画像取得装置を構成するに当たり、光断層画像の取得速度の高速化を図ることができると共に、ＳＮ比の低下を抑制することが可能となる波長可変光源装置を提供する。【解決手段】複数の波長の異なる光源を同時に照射する波長可変光源を備えた波長可変光源装置であって、  前記波長可変光源を構成する複数の可変波長光発生手段と、  前記可変波長光発生手段により発生する複数の波長の光を合波して一つの導波路に合わせる合波手段と、  前記可変波長光発生手段により発生する複数の波長の光を少なくとも一部の時間において同時に発生させ、前記複数の可変波長光発生手段から発生した光強度の波長依存性が単峰性となるように光強度を制御する制御手段と、を有している。【選択図】            図１
2014149242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長の異なる光源を同時に照射する波長可変光源を備えた波長可変光源装置であって、
前記波長可変光源を構成する複数の可変波長光発生手段と、
前記可変波長光発生手段により発生する複数の波長の光を合波して一つの導波路に合わせる合波手段と、
前記可変波長光発生手段により発生する複数の波長の光を少なくとも一部の時間において同時に発生させ、前記複数の可変波長光発生手段から発生した光強度の波長依存性が単峰性となるように光強度を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする波長可変光源装置。
【請求項２】
前記複数の可変波長光発生手段で発生する光の強度のうち、最も強度の大きい第１の強度と、最も小さい第３の強度と、前記第１および第３との中間の第２の強度において、
前記第２の強度と第３の強度との間における波長領域の少なくとも一部で、複数の波長の光を同時に発生させることを特徴とする請求項１に記載の波長可変光源装置。
【請求項３】
前記可変波長光発生手段が、第１の可変波長光発生手段と、第２の可変波長光発生手段及び第３の可変波長光発生手段による３つの可変波長光発生手段で構成され、
前記第１の可変波長光発生手段が最も短波長な波長領域の光を発生させ、
前記第３の可変波長光発生手段が最も長波長な波長領域の光を発生させ、
前記第２の可変波長光発生手段が前記第１および第３との中間の波長領域の光を発生させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の波長可変光源装置。
【請求項４】
前記第１から第３の可変波長光発生手段の波長の掃引方向が、短波長側から長波長側、または長波長側から短波長側のいずれかであることを特徴とする請求項３に記載の波長可変光源装置。
【請求項５】
前記可変波長光発生手段が、第４の可変波長光発生手段及び第５の可変波長光発生手段による２つの可変波長光発生手段で構成され、
前記第４および第５の可変波長光発生手段の波長の掃引方向が、短波長側から長波長側、または長波長側から短波長側のいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の波長可変光源装置。
【請求項６】
前記可変波長光発生手段が、波長可変レーザダイオードで構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の波長可変光源装置。
【請求項７】
前記可変波長光発生手段が、半導体光増幅手段とその外部に波長機構の光学系を備えた波長可変光源によって構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の波長可変光源装置。
【請求項８】
複数の波長の異なる光源を同時に照射する波長可変光源を備えた波長可変光源装置を駆動する駆動方法であって、
前記波長可変光源を構成する複数の可変波長光発生手段と、
前記可変波長光発生手段により発生する複数の波長の光を合波して一つの導波路に合わせる合波手段とを有し、
前記可変波長光発生手段により発生する複数の波長の光を少なくとも一部の時間において同時に発生させ、前記複数の可変波長光発生手段から発生した光強度の波長依存性が単峰性となるように光強度を制御することを特徴とする波長可変光源装置の駆動方法。
【請求項９】
前記複数の可変波長光発生手段で発生する光の強度のうち、最も強度の大きい第１の強度と、最も小さい第３の強度と、前記第１および第３との中間の第２の強度において、
前記第２の強度と第３の強度との間における波長領域の少なくとも一部で、複数の波長の光を同時に発生させて駆動することを特徴とする請求項８に記載の波長可変光源装置の駆動方法。
【請求項１０】
前記可変波長光発生手段が、第１の可変波長光発生手段と、第２の可変波長光発生手段及び第３の可変波長光発生手段による３つの可変波長光発生手段からなり、
前記第１の可変波長光発生手段が最も短波長な波長領域の光を発生させ、
前記第３の可変波長光発生手段が最も長波長な波長領域の光を発生させ、
前記第２の可変波長光発生手段が前記第１および第３との中間の波長領域の光を発生させて駆動することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の波長可変光源装置の駆動方法。
【請求項１１】
前記第１から第３の可変波長光発生手段の波長の掃引方向が、短波長側から長波長側、または長波長側から短波長側のいずれかとして駆動することを特徴とする請求項１０に記載の波長可変光源装置の駆動方法。
【請求項１２】
前記可変波長光発生手段が、第４の可変波長光発生手段及び第５の可変波長光発生手段による２つの可変波長光発生手段からなり、
前記第４および第５の可変波長光発生手段の波長の掃引方向が、短波長側から長波長側、または長波長側から短波長側のいずれかとして駆動することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の波長可変光源装置の駆動方法。
【請求項１３】
前記可変波長光発生手段が、波長可変レーザダイオードで構成されていることを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の波長可変光源装置の駆動方法。
【請求項１４】
前記可変波長光発生手段が、半導体光増幅手段とその外部に波長機構の光学系を備えた波長可変光源によって構成されていることを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の波長可変光源装置。
【請求項１５】
光断層画像取得装置であって、
請求項１から７のいずれか１項に記載の波長可変光源装置と、
前記波長可変光源装置からの光を測定光と参照光とに分岐し、前記測定光を測定対象物に導くと共に前記参照光を参照ミラーに導き、前記測定対象物によって反射された戻り光と、前記参照ミラーによって反射された参照光とによる干渉光を発生させる光学系と、
前記光学系からの干渉光を受光する受光手段と、
前記受光手段で受光された光に基づいて前記測定対象物の断層像を得る画像処理手段と、
を有することを特徴とする光断層画像取得装置。
【請求項１６】
光断層画像取得方法であって、
請求項１から７のいずれか１項に記載の波長可変光源装置を用い、
前記波長可変光源装置からの光を測定光と参照光とに分岐し、前記測定光を測定対象物に導くと共に前記参照光を参照ミラーに導き、前記測定対象物によって反射された戻り光と、前記参照ミラーによって反射された参照光とによる干渉光を発生させて受光部で受光し、
前記受光部で受光した光に基づいて前記測定対象物の断層像を取得することを特徴とする光断層画像取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長可変光源装置とその駆動方法、及び該波長可変光源装置を備える光断層画像取得装置と光断層画像取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体などの断層像を非破壊、非侵襲で取得する光断層画像取得装置として、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）と呼ばれる光断層画像取得装置が知られている。
ＯＣＴでは、光を使用して断層像を取得する。より具体的には、測定対象より反射した光と参照鏡からの光を干渉させ、その干渉した光強度の波長依存性（より正確には波数依存性）のデータをフーリエ変換することで、断層像を得ている。このような光断層画像取得装置として種々の方式のものがあるが、発振波長を変えることができる波長可変光源装置を光源として使用した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、光源の波長が掃引することによる受光側の光強度の変化を記録することで、干渉後の光強度の波長依存性を取得する方式が採られている。
【０００３】
ところで、生体の断層像を取得することを目的としたＯＣＴなどにおいては、断層像の取得速度は速い方が好ましい。
それは、同じ時間でより多くの像を取れるという利点と共に、測定対象が動くことによるずれの影響を最小限に抑えることが理由である。
例えば、上記ＳＳ−ＯＣＴにおいて断層像の取得速度を上げるには、光源の波長掃引速度を高速化し、あるいは特許文献１のように波長の異なる複数の光源で同時にデータの取得をし、干渉波形の取得時間の短縮化を図るようにすることによって実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６７７６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＯＣＴでは、対象物に照射できる光強度には制限がある場合が多い。例えば、生体ではＯＣＴに限らず、照射できる光強度に安全基準があり、眼球内への照射量には特に制限が厳しい。
そのため、特許文献１などに示されているような複数の波長の異なる光源を同時に照射する場合においては、各光源当たりの光強度は光源の数だけ下げる必要がある。
そして、受光手段やその後の電気回路で一定レベルのノイズが載るため、このような複数光源で同時に照射する場合には、光源の光強度が低下するため信号強度が低下し、結果としてＳＮ比が低下する。そのため断層像取得速度の高速化はできるが、ＳＮ比は悪化してしまう。つまり、高速化とＳＮ比の維持は両立できないという課題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、複数の波長の異なる光源を同時に照射するようにした波長可変光源装置を備えた光断層画像取得装置を構成するに当たり、
光断層画像の取得速度の高速化を図ることができると共に、ＳＮ比の低下を抑制するこ
とが可能となる波長可変光源装置とその駆動方法、及び該波長可変光源装置を備える光断層画像取得装置と光断層画像取得方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の波長可変光源装置は、複数の波長の異なる光源を同時に照射する波長可変光源を備えた波長可変光源装置であって、
前記波長可変光源を構成する複数の可変波長光発生手段と、
前記可変波長光発生手段により発生する複数の波長の光を合波して一つの導波路に合わせる合波手段と、
前記可変波長光発生手段により発生する複数の波長の光を少なくとも一部の時間において同時に発生させ、前記複数の可変波長光発生手段から発生した光強度の波長依存性が単峰性となるように光強度を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の波長可変光源装置の駆動方法は、複数の波長の異なる光源を同時に照射する波長可変光源を備えた波長可変光源装置を駆動する駆動方法であって、
前記波長可変光源を構成する複数の可変波長光発生手段と、
前記可変波長光発生手段により発生する複数の波長の光を合波して一つの導波路に合わせる合波手段とを有し、
前記可変波長光発生手段により発生する複数の波長の光を少なくとも一部の時間において同時に発生させ、前記複数の可変波長光発生手段から発生した光強度の波長依存性が単峰性となるように光強度を制御することを特徴とする。
また、本発明の光断層画像取得装置は、上記した波長可変光源装置と、
前記波長可変光源装置からの光を測定光と参照光とに分岐し、前記測定光を測定対象物に導くと共に前記参照光を参照ミラーに導き、前記測定対象物によって反射された戻り光と、前記参照ミラーによって反射された参照光とによる干渉光を発生させる光学系と、
前記光学系からの干渉光を受光する受光手段と、
前記受光手段で受光された光に基づいて前記測定対象物の断層像を得る画像処理手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明の光断層画像取得方法は、上記した波長可変光源装置を用い、
前記波長可変光源装置からの光を測定光と参照光とに分岐し、前記測定光を測定対象物に導くと共に前記参照光を参照ミラーに導き、前記測定対象物によって反射された戻り光と、前記参照ミラーによって反射された参照光とによる干渉光を発生させて受光部で受光し、
前記受光部で受光した光に基づいて前記測定対象物の断層像を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の波長の異なる光源を同時に照射するようにした波長可変光源装置を備えた光断層画像取得装置を構成するに当たり、
光断層画像の取得速度の高速化を図ることができると共に、ＳＮ比の低下を抑制することが可能となる波長可変光源装置とその駆動方法、及び該波長可変光源装置を備える光断層画像取得装置と光断層画像取得方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１における波長可変光源装置を備える光断層画像取得装置と光断層画像取得方法の構成例について説明する図。
【図２】本発明の実施例１における複数の各可変波長光発生手段から発生した光強度の波長依存性が単峰性となるように光強度を制御する光断層画像取得装置と光断層画像取得方法の構成例について説明する図。
【図３】本発明の実施例２における波長可変光源装置を備える光断層画像取得装置と光断層画像取得方法の構成例について説明する図。
【図４】本発明の実施例２における複数の各可変波長光発生手段から発生した光強度の波長依存性が単峰性となるように光強度を制御する光断層画像取得装置と光断層画像取得方法の構成例について説明する図。
【図５】本発明の実施形態における想定する３種類の駆動条件での取得される信号波形のもとでの計算結果について説明する図。
【図６】本発明の実施形態におけるフーリエ変換後のデータの例について説明する図。
【図７】本発明の実施形態における図５の各信号をフーリエ変換した後のノイズレベルの比較について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態における波長可変光源装置とその駆動方法、及び該波長可変光源装置を備える光断層画像取得装置と光断層画像取得方法の構成例について説明する。
図１に示すように、本実施形態の波長可変光源装置（１０１）は、
複数の可変波長光発生手段（第１の可変波長光発生手段１０１１、第２の可変波長光発生手段１０１２、第３の可変波長光発生手段１０１３）と、該複数の波長の光を合波して一つの導波路に合わせる合波手段（１０１４）と、を備える。
また、前記複数の可変波長光発生手段を少なくとも一部の時間において同時に発生させて前記複数の可変波長光発生手段から発生した光強度の波長依存性が単峰性となるように光強度を制御する制御手段（不図示）を備える。
このような構成のもとで、干渉波形の取得周期のなかで、少なくとも一部の時間において複数の波長可変光源を同時に点灯する。そして、各光源で出射した光強度を波長軸で並べた場合に、光強度の波長（波数）依存性が単峰性の形状、より好ましくはガウス関数状の光強度依存性となるように、波長掃引中の光源から出射される光強度を変化させる。
具体的には、前記複数の可変波長光発生手段で発生する光の強度のうち、最も強度の大きい第１の強度と、最も小さい第３の強度と、前記第１および第３との中間の第２の強度において、
前記第２の強度と第３の強度との間における波長領域の少なくとも一部で、複数の波長の光を同時に発生させるようにする。
このようにすることにより、掃引時間を短縮しつつ、ＳＮ比の悪化の低減を図ることができる。
【００１１】
以下に、このように光源の光強度を単峰性にすることで、掃引時間の短縮をしつつＳＮ比の悪化を抑えられる理由について説明する。
以下では、まず定性的な説明を行い、その後に計算例でその効果について具体的に説明する。
まず、定性的な説明を行う。
ここで、ＳＳ−ＯＣＴでの光源から出射される光の強度について考える。通常の一つの光源のみを動作する駆動方法の場合、光出力は制限値ぎりぎりの一定値を維持する方法が取られている。
このような場合、光強度の波長依存性は一定となり、横軸に波長、縦軸に光強度のグラフで表わすと、ｘ軸に平行な、ある一定値を持った直線となる。
なお、ここでは、複数の光源を持っているが、同時には１つの光源のみが発光する場合においても同じである。
そして、干渉波形（干渉した光強度の波長依存性）を取得した後、ＯＣＴシステムではフーリエ変換を利用して断層像を求める。
ここで、本発明者らは、このフーリエ変換における次の点に注目した。
すなわち、フーリエ変換においては、その特性上、ｘの範囲（この場合は波長範囲、より正確には波数）の中心付近に乗ったノイズによるフーリエ変換後のデータの変動は、波長
範囲の端の方に乗ったノイズによるフーリエ変換後のデータの変動に比べて大きいことに着目した。
【００１２】
光源装置における光源の光強度を弱くした場合、電気回路で生じるノイズ強度は一定のため、波長に関係なく光源の光強度によって干渉信号のＳＮ比は決まる。
しかしながら、それをフーリエ変換する場合、窓関数を乗算する関係で、フーリエ変換後は状況が異なる。
具体的には、使用する窓関数は、波長帯域の中心付近は大きく、端の方は小さい。そのため、中央付近のデータに対して、端の方は圧縮される。
そのため、信号のＳＮ比は一定であっても、窓関数によって圧縮された後のノイズの大きさの絶対値は中央付近のノイズが大きく、周辺部は小さくなる。
そして、周辺部のノイズの絶対値が小さくなっても、あるレベル以下であれば、フーリエ変換後の断層像への影響は、中心付近の強度の強いノイズが支配的であり、周辺部のノイズレベルには影響しなくなってくる。
裏を返せば、周辺部は光強度を小さくした場合のＳＮ比の悪化による断層像への影響は、掃引帯域の中央部の光強度を小さくした場合と比較して小さいことになる。
【００１３】
以上をまとめると、光源の光強度を下げたことでのＳＮ比の悪化による断層像への影響は、波数、より正確には掃引帯域の中心からの位置に依存しており、掃引範囲の端の方の波数領域では、中心付近と比較してその影響が小さいこととなる。
そこで、本発明では、断層像に大きな影響を与える波数範囲の中心付近では、光源の出力を照射可能な制限値付近で発光させる。
一方、波長範囲の端の方では、より低い光量で発光させ、光量の波長依存性を単峰性、例えば波数に対してガウス関数状にする。これにより、光量低下によるＳＮ比の悪化を最小限に抑えることができる。
そして、光出力の制限値に対して余裕ができた波長の端の方の部分で、もう一つの波長の異なる光源からの光を同時に照射し、異なる波長の位置の干渉信号を同時に取得する。
これにより、ＳＮ比の悪化を抑えつつ、同時に異なる波長の干渉波形を取得するため、必要な波長範囲全体の干渉波形を取得するのに必要な時間を短縮することができる。
【００１４】
以上で定性的に説明した光強度の形状とＳＮ比の関係について、以下に計算例を示す。本計算では、３つの条件で計算結果の比較を行った。
１つめは、光強度を１．０の一定値（強度１．０を光強度制限値とする）で波長掃引した場合である。
２つめは、２つの光源での同時掃引を想定し、発光強度０．５の一定値で掃引した場合である。
そして、３つめは、本発明の特長であるガウス関数状に強度変化させた場合である。
この場合、実施例で具体的に示すように、同時掃引する場合でも発光強度の最大値は光出力制限値にすることができるため、最大値は１．０となっている。
【００１５】
図５にそれぞれの条件で波長掃引し、その後取得した信号に必要な窓関数を掛けた後の信号の形状を示す。
これはフーリエ変換直前の状態である。図５（ａ）は光強度を１．０の一定値（強度１．０を光強度制限値とする）で波長掃引した場合、図５（ｂ）は２つの光源での同時掃引を想定し、発光強度０．５の一定値で掃引した場合、図５（ｃ）は本発明の特長であるガウス関数状に強度変化させた場合の信号のグラフである。
なお、本計算のノイズの大きさは、それぞれの条件での違いがグラフ上でも理解できるように、通常よりも大きなノイズを載せている。
図５（ａ）および図５（ｂ）より、強度が一定のノイズが掃引範囲全体にのっている場合でも、窓関数を掛けた影響で、帯域の端のノイズの絶対値は小さくなっていることが分か
る。
一方、図５（ｃ）の本発明の場合では、もともとガウス状の光強度であり窓関数を掛けずにフーリエ変換を行うため、帯域の端のノイズの強度も圧縮されず、そのままの大きさで載っている。
図５（ｂ）と図５（ｃ）を比較すると、掃引帯域の中心付近のノイズ強度はどちらも同じであるが、図５（ｂ）は信号強度が０．５に低下しているため、ＳＮ比としては大きくなっている。
【００１６】
図６にフーリエ変換後の波形の例を示す。
図６（ａ）は比較的ｘの値が小さい領域を示しており、図６（ｂ）は全体を示している。図６（ａ）において、ｘ＝０の値が１になっており、そこからｘの増加とともに急激に減少する。この図では、横軸が断層像の深さ方向位置に対応しており、この減少部分の半値が、ＯＣＴ断層像の分解能に対応している。
そして、この急激な減少領域よりｘが大きくなると、あるレベルのノイズが存在する領域となる。
図６（ｂ）より、断層像全体にわたってノイズが広がっていることが分かる。今回の計算では、このノイズ領域のノイズレベルについて、上記３条件でどのように変わるかを比較した。
【００１７】
図７に、それぞれの条件でのノイズレベルの比較を行った図を示す。
図７（ａ）は光強度を１．０の一定値（強度１．０を光強度制限値とする）で波長掃引した場合、図７（ｂ）は２つの光源での同時掃引を想定し、発光強度０．５の一定値で掃引した場合、図７（ｃ）は本発明の特長であるガウス関数状に強度変化させた場合である。これより、図７（ｂ）は図７（ａ）と比較して、ノイズレベルが上がっていることが分かる。
これより、光強度が半分になると、掃引波形が同じでもＳＮ比が悪化することが分かる。一方、ガウス関数状の光強度で掃引した図７（ｃ）も図７（ａ）と比較するとノイズレベルが高い。つまり、全体を光強度１．０の一定値で掃引する場合と比較すると、ＳＮ比は悪化している。
しかし、図７（ａ）は全領域にわたって光強度の制限値まで使用しているため、複数の光源を同時に掃引する余地はなく、それによる高速化は不可能である。
複数光源で異なる波長を同時に掃引できる場合の図７（ｂ）と図７（ｃ）で比較すると、全体を一定値０．５で掃引した場合である図７（ｂ）と比較して、本発明のガウス関数状の掃引波形で掃引した図７（ｃ）の方がノイズレベルが低いことが分かる。
つまり、複数の光源を同時に掃引する場合においては、本発明の掃引方法により、ＳＮ比の低下を抑えられることが分かる。
以上のように、本実施形態の構成によれば、ＳＮ比の低下を抑制することが可能となる光断層画像取得装置と光断層画像取得方法を実現することができる。
なお、光源数および発光のタイミングについては、以下の実施例で具体的に示す。
【実施例】
【００１８】
以下に、本発明の実施例の光断層画像取得装置と光断層画像取得方法における光源数や発光のタイミング等についての具体的な構成例について説明する。
［実施例１］
実施例１として、本発明の波長可変光源装置を備える光断層画像取得装置と光断層画像取得方法の構成例について、図１、図２を用いて説明する。
図１に本実施例１における光断層画像取得装置（ＯＣＴシステム）の構造を示す。
本実施例のＯＣＴシステムは、波長可変光源装置１０１からの光を測定光と参照光とに分岐し、測定光を測定対象物１０２１に導くと共に参照光を参照ミラー１０２２に導く。
そして、測定対象物によって反射された戻り光と、参照ミラーによって反射された参照光
とによる干渉光を発生させる光学系を介して、この干渉光を受光手段１０３で受光し、この受光された光に基づいて測定対象物の断層像を得るように構成されている。
具体的には、波長可変光源装置１０１を構成する３つの独立した可変波長光発生手段であるレーザダイオード（以下、ＬＤと記す）１０１１、ＬＤ１０１２、ＬＤ１０１３と、それら３つのＬＤから出射した光を合わせる合波手段１０１４で構成されている。
そしてＯＣＴ光学系１０２で、それらの光を測定対象物１０２１および参照反射鏡（参照ミラー）１０２２へ照射し、それらからの反射光を干渉させる。そして、その干渉光を受光手段１０３へ入射させる。
受光部手段１０３では、まず波長フィルタ１０３４で各ＬＤの掃引波長帯域ごと、つまり各ＬＤの光ごとに分波する。
その後、それぞれの光を光受手段を構成する干渉信号受光手段であるＰＤ１０３１、ＰＤ１０３２、ＰＤ１０３３でそれぞれの干渉信号を取得する。
そして、それぞれのＰＤが受光した波形が信号処理手段（画像処理手段）１０４に送られ、波長軸に対して足し合わせ、掃引範囲全体の干渉波形を生成する。その後、フーリエ変換により断層像に変換する。
【００１９】
図２（ａ）に最終的に取得する波長に対する光源の強度変化（光源３つ分を波長軸に対して並べたグラフ）を示す。
このように、波長可変光源装置を構成する３つのＬＤにより波長掃引するが、最終的に３つのＬＤの光強度を一つのグラフに並べた場合に、３つのＬＤから発生した光強度の波長依存性が単峰性となるように、光強度を制御する制御手段（不図示）により各ＬＤの光強度を変化させる。
なお、図１の波長可変光源装置を構成するＬＤの波長可変範囲は、ＬＤ１０１１がλ１からλ２、ＬＤ１０１２がλ２からλ３、ＬＤ１０１３がλ３からλ４である。
【００２０】
図２（ｂ）に波長可変光源装置１０１を構成する３つの波長可変ＬＤの発光強度の時間軸でのタイミング、および開始点及び終了点での波長を示す。
本実施例では、まずＬＤ１０１２が時刻ｔ１から発光を始め、ｔ４まで図に示す強度変化で発光する。この時波長はλ２からλ３まで掃引する。
ＬＤ１０１２と同時に、ＬＤ１０１３も時刻ｔ１から掃引を開始する。ＬＤ１０１３は時刻ｔ１から時刻ｔ２まで発光する。発光強度は徐々に減少する強度変化である。また、波長はλ３からλ４へと掃引している。そのため、ｔ１からｔ２までは、ＬＤ１０１２とＬＤ１０１１が同時に発光し、別々の波長領域を掃引している。
一方、ＬＤ１０１１は、図２（ｂ）に示すように、初めのうちは発光せず、ｔ３の時点で発光を開始する。そしてｔ４まで発光する。この時、ＬＤ１０１２およびＬＤ１０１１が同時に発光している。ＬＤ１０１１の掃引波長は、λ１から始まり、λ２まで掃引し、強度は徐々に増加する。
【００２１】
このように掃引することで、３つの波長可変ＬＤで掃引した信号を最終的に波長軸で並べた際に、図２（ａ）に示すような単峰性の強度変化で掃引した結果の信号と等価な信号が得られる。
そして、それぞれのＬＤが分担して掃引し、かつ一部の時間領域で同時に掃引することで、各ＬＤの波長に対する掃引速度（波長変化速度）を同じにしつつ、信号を取得する時間を短くすることができる。
また、光強度は各ＬＤごとの足し合わせた合計値が超えないように、ＬＤ１０１２が中心付近の波長を掃引する時間を避けて他のＬＤが掃引しているため、制限値を超えることなく、掃引することができる。
結果として、ＳＮ比の低下を抑えつつ、より高速に断層像を取得することができる。
【００２２】
なお、本実施例において波長掃引の時間的なタイミングとして、時刻ｔ１の時点でＬＤ
１０１２と同時にＬＤ１０１１ではなく、ＬＤ１０１３を掃引している。
この理由は、同じタイミングで異なるＬＤから近い波長の光が出射されないようにすることがより好ましいためである。
例えば、時刻ｔ１の時点でＬＤ１０１１とＬＤ１０１２で波長掃引を開始した場合、光強度が制限値を超えないために、両方ともλ２から掃引を開始し、ＬＤ１０１２の掃引方向はλ３に向かって長波長側に、ＬＤ１０１１はλ１に向かって短波長側へ掃引することになる。
そうすると、時刻ｔ１で、２つのＬＤがλ２という同じ波長で発光することになり、受光手段１０３でのＬＤごとの分波および干渉信号の取得が難しくなる。
但し、このように異なる光源が同じタイミングで近い波長で発光する場合でも、受光部で分波できれば、本実施例と同様に本発明の効果を奏する。
そのため、例えば、偏光方向が異なるＬＤを使用し、偏光方向の違いを利用して受光手段１０３で分波する場合には、異なる光源が同じタイミングで近い波長で発光する駆動方法でも良い。
【００２３】
［実施例２］
実施例２として、実施例１と異なる形態による波長可変光源装置を備える光断層画像取得装置と光断層画像取得方法の構成例について、図３、図４を用いて説明する。
図３に本実施例の光断層画像取得装置（ＯＣＴシステム）を示す。
実施例１では、３つの波長可変光源を使用していたが、本実施例では、２つの波長可変ＬＤを使用している。
本実施例のＯＣＴシステムは、波長可変光源装置２０１、ＯＣＴ光学系１０２、受光手段２０３、そして信号処理手段２０４で構成される。
波長可変光源装置２０１は、第４の可変波長光発生手段と第５の可変波長光発生手段とによる２つのＬＤ２０１１（第４の可変波長光発生手段）とＬＤ２０１２（第５の可変波長光発生手段）、及び合波手段２０１４で構成される。
ＯＣＴ光学系１０２では、実施例１と同じ部材を使用しているため、同じ番号を付している。
受光手段２０３は波長フィルタ２０３４および分波した光を受光する２つのＰＤ２０３１およびＰＤ２０３２およびで構成される。
図４（ａ）に最終的に取得する波長に対する光源の強度変化（光源２つ分を波長軸に対して並べたグラフ）を示す。光源部を構成する２つのＬＤにより波長掃引するが、最終的に２つのＬＤの光強度を一つのグラフに並べた場合に、単峰性になるように各ＬＤの光強度を変化させる。
図４（ｂ）に波長可変光源装置２０１を構成する２つの波長可変ＬＤの発光強度の時間軸でのタイミング、および開始点及び終了点での波長を示す。
本実施例では、まずＬＤ２０１１が時刻ｔ１から発光を始め、ｔ３まで図に示す強度変化で発光する。この時波長はλ５からλ６まで掃引する。
ＬＤ２０１１から少し遅れてＬＤ２０１２が時刻ｔ２から掃引を開始する。ＬＤ２０１２は時刻ｔ２から時刻ｔ４まで発光する。
発光強度は徐々に減少する強度変化である。また、波長はλ６からλ７へと掃引している。そのため、ｔ１からｔ３までは、ＬＤ２０１１とＬＤ２０１２が同時に発光し、別々の波長領域を掃引している。
【００２４】
上記２つの実施例に示されるように、本発明は、取得する波長領域において、光源の光強度を単峰性、より好ましくはガウス関数状にして、光出力の制限値との差の大きいタイミングで他の光源を発光させ、異なる波長領域を同時に掃引する。これにより、断層像取得時間の短縮を図るものである。
そのため、本発明では、ＯＣＴシステムが有する光源の数は実施例中の２または３に制限されるものではない。
光出力を取得データの波長（より正確には波数）軸に対して単峰性に変化させ、光出力制限値を超えない範囲で複数の光源を同時に駆動するものであれば、４またはそれ以上であっても良い。
また、光源は実施例中の波長可変ＬＤ（波長可変レーザダイオード）以外にも、半導体光増幅手段とその外部に波長機構の光学系を備えた波長可変光源などでも良い。
【符号の説明】
【００２５】
１０１：波長可変光源装置
１０１１、１０１２、１０１３：可変波長光発生手段
１０１４：合波手段
１０２：ＯＣＴ光学系
１０２１：測定対象物
１０２２：参照反射鏡
１０３：受光手段
１０３１、１０３２、１０３３：干渉信号受光手段
１０３４：波長フィルタ
１０４：信号処理手段
【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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