(57)【要約】  本発明は、より実際に近い断層画像を得ることができる光断層画像形成方法を提供する。  入力手段ＩＤを介して、第１層Ｓ１〜Ｓ３の屈折率ｎ１〜ｎ３を入力し、パソコンＰＣ内で、断層信号から得られた光断層画像に対して、第１層Ｓ１を通過する測定光Ｌ１の光路長を（ｎ０／ｎ１）倍とし、また第２層Ｓ２を通過する測定光Ｌ１の光路長を（ｎ０／ｎ２）倍とし、第３層Ｓ３を通過する測定光Ｌ１の光路長を（ｎ０／ｎ３）倍とするように補正する。第１層Ｓ１〜Ｓ３の屈折率ｎ１〜ｎ３に関しては、手術で取り出された組織等において実際に測定した屈折率を用いたり、成分等から類似する物質の屈折率を用いたりすることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分割し、前記測定光が集光レンズを介して測定対象に照射されたときの該測定対象からの反射光と、前記参照光が分割位置より所定の光路長だけ離れた参照ミラーに照射されたときの該参照ミラーからの反射光とを合波して得られた干渉光を検出することにより、前記測定対象の光断層画像を形成する光断層画像形成方法であって、
前記測定対象の屈折率を入力し、入力された前記測定対象の屈折率に応じて、前記光断層画像の画像補正を行い出力することを特徴とする光断層画像形成方法。
【請求項２】
前記測定対象の屈折率として、既知データを入力することを特徴とする請求項１に記載の光断層画像形成方法。
【請求項３】
前記測定光が前記測定対象の第１反射面に対して斜入射した場合、前記第１反射面で屈折した後に前記測定対象の第２反射面で反射した時の前記測定光の通る光路長を、前記測定対象の第１反射面における前記測定光の入射角に関わらず前記測定光が前記測定対象の内部へ直進するものとして前記第１反射面から前記第２反射面までの光路長とし、前記第１反射面と前記第２反射面との間の屈折率に基づいて、前記光路長分を補正して前記光断層画像の画像補正を行い出力することを特徴とする請求項１または２に記載の光断層画像形成方法。
【請求項４】
前記測定光が前記測定対象の第１反射面に対して斜入射した場合、前記第１反射面で屈折した後に前記測定対象の第２反射面で反射した時の前記測定光の通る光路長を、前記第１反射面における前記測定光の入射角と、前記第１反射面に対して入射側の屈折率と前記第１反射面と前記第２反射面との間の屈折率とに基づいて決定し、前記第１反射面と前記第２反射面との間の屈折率分並びに前記光路長分を補正して前記光断層画像の画像補正を行い出力することを特徴とする請求項１または２に記載の光断層画像形成方法。
【請求項５】
前記第１反射面から反射された反射光と、前記参照ミラーからの反射光との干渉光強度が最大になるように、前記測定対象又は前記集光レンズ及び前記参照ミラーを移動させた第１の位置と、前記第２反射面から反射された反射光と、前記参照ミラーからの反射光との干渉光強度が最大になるように、前記測定対象又は前記集光レンズ及び前記参照ミラーを移動させた第２の位置との差により、前記測定対象の屈折率を求めることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光断層画像形成方法。
【請求項６】
以下の式で表される前記低コヒーレンス光の可干渉距離Δｌは、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光断層画像形成方法。
Δｌ＝（２ｌｎ（２λ０２））／（πΔλ）
但し
λ０：前記低コヒーレンス光の中心波長
Δλ：前記低コヒーレンス光の帯域（最大強度の半分以上の強度の範囲）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）計測による光断層画像を形成する光断層画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体の体腔内を観察する内視鏡装置として、照明光が照射された生体から反射した反射光を用いて生体の像を撮像し、モニタ等に表示する電子内視鏡装置が広く普及され様々な分野で利用されている。また多くの内視鏡は鉗子口を備え、この鉗子口から鉗子チャンネルを介して体腔内に導入されたプローブにより、体腔内の組織の生検や治療を行うことができる。【０００３】
上述した内視鏡装置として超音波を用いた超音波断層画像取得装置等が知られているが、その他に例えば低コヒーレンス光による光干渉を用いた光断層画像化装置が用いられることがある。このような光断層画像化装置においては、光源から射出された低コヒーレンス光が測定光と参照光とに分割された後、測定光は測定対象に照射され、測定対象からの反射光が合波手段に導波される。一方、参照光は、測定対象内の測定深さを変更するために、光路長の変更が施された後に合波手段に導波される。そして、合波手段により反射光と参照光とが合波され、合波されたことによる干渉光がヘテロダイン検波等により測定される。【０００４】
更に、測定光を測定対象に照射する際に、内視鏡の鉗子口から鉗子チャンネルを介して体腔内に挿入されるプローブが用いられている。プローブは、測定光を導波する光ファイバと、光ファイバの先端に配置された、測定光を直角に反射するミラーとを備えている。そして、このプローブから体腔内の測定対象に対し測定光を照射し、測定対象からの反射光を再びプローブの光ファイバを介して合波手段へ導波する。このとき、測定光および反射光と参照光との光路長が一致したときに干渉光が検出されることを利用して、参照光の光路長を変更することにより、測定対象に対する測定位置（測定深さ）が変更されるようになっている。これをＯＣＴ計測と呼ぶ（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８５９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなＯＣＴ計測は、測定光の光路長と参照光の光路長との光路長差で、測定対象の深さ方向の情報を求めている。しかるに、ＯＣＴ計測の測定対象となる人体組織等は、一般的に空気とは屈折率が異なるので、測定光が測定対象の内部を通過する際に、その屈折率に応じて光路長が変化するという問題がある。従って、ＯＣＴ測定値そのものを用いて断層画像を形成すると、屈折率の差により光路長と実距離が一致せず、形成された断層画像が実際の組織に対して歪みが生じてしまうこととなる。【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、より実際に近い断層画像を得ることができる光断層画像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の光断層画像形成方法は、光源から出射された低コヒーレンス光を測定光と参照光とに分割し、前記測定光が集光レンズを介して測定対象に照射されたときの該測定対象からの反射光と、前記参照光が分割位置より所定の光路長だけ離れた参照ミラーに照射されたときの該参照ミラーからの反射光とを合波して得られた干渉光を検出することにより、前記測定対象の光断層画像を形成する光断層画像形成方法であって、
前記測定対象の屈折率を入力し、入力された前記測定対象の屈折率に応じて、前記光断層画像の画像補正を行い出力することを特徴とする。【０００９】
本発明によれば、前記測定対象の屈折率を入力し、入力された前記測定対象の屈折率に応じて、前記光断層画像の画像補正を行い出力することで、歪みが少なく、より実際に近い光断層画像を得ることができる。【００１０】
請求項２に記載の光断層画像形成方法は、請求項１に記載の発明において、前記測定対象の屈折率として、既知データを入力することを特徴とする。「既知データ」とは、測定対象に近い組織の屈折率や、実験等を通じて得られた屈折率のデータをいう。【００１１】
請求項３に記載の光断層画像形成方法は、請求項１又は２に記載の発明において、前記測定光が前記測定対象の第１反射面に対して斜入射した場合、前記第１反射面で屈折した後に前記測定対象の第２反射面で反射した時の前記測定光の通る光路長を、前記測定対象の第１反射面における前記測定光の入射角に関わらず前記測定光が前記測定対象の内部を直進するものとして前記第１反射面から前記第２反射面までの光路長とし、前記第１反射面と前記第２反射面との間の屈折率に基づいて、前記光断層画像の画像補正を行い出力することを特徴とする。尚、本明細書中、「第２反射面」は、「第１反射面」より測定対象の奥側に位置するものとし、測定対象の表面を含むものである。【００１２】
請求項４に記載の光断層画像形成方法は、請求項１又は２に記載の発明において、前記測定光が前記測定対象の第１反射面に対して斜入射した場合、前記第１反射面で屈折した後に前記測定対象の第２反射面で反射した時の前記測定光の通る光路長を、前記第１反射面における前記測定光の入射角と、前記第１反射面に対して入射側の屈折率と前記第１反射面と前記第２反射面との間の屈折率とに基づいて決定し、前記光断層画像の画像補正を行い出力することを特徴とする。【００１３】
請求項５に記載の光断層画像形成方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記第１反射面から反射された反射光と、前記参照ミラーからの反射光との干渉光強度が最大になるように、前記測定対象又は前記集光レンズ及び前記参照ミラーを移動させた第１の位置と、前記第２反射面から反射された反射光と、前記参照ミラーからの反射光との干渉光強度が最大になるように、前記測定対象又は前記集光レンズ及び前記参照ミラーを移動させた第２の位置との差により、前記測定対象の屈折率を求めることを特徴とする。【００１４】
請求項６に記載の光断層画像形成方法は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、以下の式で表される前記低コヒーレンス光の可干渉距離Δｌは、３０μｍ以下であることを特徴とする。【００１５】
Δｌ＝（２ｌｎ（２λ０２））／（πΔλ）
但し
λ０：前記低コヒーレンス光の中心波長
Δλ：前記低コヒーレンス光の帯域（最大強度の半分以上の強度の範囲）
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、より実際に近い断層画像を得ることができる光断層画像形成方法を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態にかかる光断層画像形成方法を用いることができる光断層画像測定装置の概略図である。
【図２】図１に示す干渉光検出手段ＤＴで得られた断層信号を示す図である。
【図３】図３（ａ）は、測定対象Ｓの実際の組織断面を概略的に示し、図３（ｂ）は、断層信号から得られた測定対象Ｓの光断層画像を示す図である。
【図４】測定対象Ｓの表面が曲面である場合の第１の補正方法を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、測定対象の実際の組織断面を概略的に示し、図５（ｂ）は、断層信号から得られた測定対象Ｓの光断層画像を示す図である。
【図６】測定対象Ｓの表面が曲面である場合の第２の補正方法を示す図である。
【図７】測定対象Ｓの屈折率を求める方法の概要を説明する概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる光断層画像形成方法を用いることができる光断層画像測定装置の概略図である。光断層画像測定装置は、低コヒーレント光Ｌを射出する光源ＳＬＤと、光源ＳＬＤから射出された低コヒーレント光Ｌを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する光分割手段ＢＳと、光分割手段ＢＳにより分割された測定光Ｌ１を平行光束に変換する第１コリメータＣＬ１と、第１コリメータＣＬ１から出射された測定光Ｌ１を反射するガルバノミラーＧＭと、ガルバノミラーＧＭで反射した測定光Ｌ１を測定対象Ｓに対して集光する集光レンズＣＮＬと、光分割手段ＢＳにより分割された参照光Ｌ２を平行光束に変換する第２コリメータＣＬ２と、第２コリメータＣＬ２から出射された参照光Ｌ２を全反射する参照ミラーＲＡＭと、測定対象Ｓからの測定光Ｌ１の反射光と、参照ミラーＲＡＭの反射光とが再度光分割手段ＢＳに戻り合波され、合波された干渉光を検出する干渉光検出手段ＤＴと、入力手段ＩＤからのデータと干渉光検出手段ＤＴからの情報とに基づいて、モニタＭＴに光断層画像を形成するパソコンＰＣとを有している。尚、光源ＳＬＤ、第１コリメータＣＬ１，第２コリメータＣＬ２、干渉光検出手段ＤＴの間は、光ファイバＦＢで連結され、光はその内部を伝播するようになっている。
【００１９】
ここで、光源ＳＬＤは、たとえばＳＬＤ（Super Luminescent Diode）やＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）等の低コヒーレント光を射出するレーザ光源からなっている。なお、光断層画像測定装置は、体腔内などの生体を測定対象Ｓとしたときの断層画像を取得するものであるため、測定対象Ｓ内を透過するときの散乱・吸収による光の減衰を最小限に抑えることができる光源を用いる。たとえば広スペクトル帯域であり、生体内を透過する中心波長１．３μｍの超短パルスレーザ光源等を用いるのが好ましい。又、生体の測定においては、測定の空間分解能は３０μｍ以下が好適であることから、低コヒーレンス光の可干渉距離Δｌは、３０μｍ以下であることが望ましい。
【００２０】
Δｌ＝（２ｌｎ（２λ０２））／（πΔλ）
但し
λ０：低コヒーレンス光の中心波長
Δλ：低コヒーレンス光の帯域（最大強度の半分以上の強度の範囲）
光分割手段ＢＳは、たとえば２×２の光ファイバカプラからなっており、光源ＳＬＤから光ファイバＦＢを介して導波された低コヒーレント光Ｌを、測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分割するようになっている。
【００２１】
参照光Ｌ２が参照ミラーＲＡＭで反射され、反射光Ｌ４として再度光分割手段ＢＳに入射する。また測定光Ｌ１が測定対象Ｓの内部組織の屈折率境界面から反射してきた反射光Ｌ３も再度光分割手段ＢＳに入射する。測定光Ｌ１と反射光Ｌ３の合計光路長と、参照光Ｌ２と反射光Ｌ４の合計光路長がほぼ等しいとき、光分割手段ＢＳに入射した反射光Ｌ３とＬ４は合波され干渉する。合波された合波光Ｌ５は検出器ＤＴに入射して電気信号に変換され検出される。
【００２２】
光断層画像測定装置１の動作につて説明する。図１において、光源ＳＬＤから射出された低コヒーレント光Ｌは、光ファイバＦＢの内部を伝播し、光分割手段ＢＳで測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割される。光分割手段ＢＳにより分割された測定光Ｌ１は、光ファイバＦＢの内部を伝播し、ファイバ端面から第１コリメータＣＬ１に向かって出射し、ガルバノミラーＧＭで反射して、集光レンズＣＮＬから測定対象Ｓに向かって集光される。測定対象Ｓの内部組織で反射した測定光Ｌ３は、再び、集光レンズＣＮＬを通過し、ガルバノミラーＧＭで反射して、第１コリメータＣＬ１を介して光ファイバＦＢの端面からその内部に進入し、干渉光検出手段ＤＴに至る。一方、光分割手段ＢＳにより分割された参照光Ｌ２は、光ファイバＦＢの内部を伝播し、ファイバ端面から第２コリメータＣＬ２に向かって出射し、参照ミラーＲＡＭで反射され、再び第２コリメータＣＬ２を介して光ファイバＦＢの端面からその内部へ導波し、干渉光検出手段ＤＴに至る。光分割手段ＢＳで合波された測定光の反射光Ｌ３と参照光の反射光Ｌ４とは、干渉光検出手段ＤＴで検出され、それに応じた断層信号を生じさせることとなる。尚、ガルバノミラーＧＭを回転走査することで、測定対象Ｓの所定範囲内における断層情報を取得することができる。
【００２３】
図２は、図１に示す干渉光検出手段ＤＴで得られ信号処理を行った後の断層信号を示す図である。ここで、測定光Ｌ１は、測定対象Ｓの内部組織の屈折率境界面に従い、異なる位置で反射光を生じる。即ち、測定光Ｌ１の反射光は、異なる光路長で伝播した複数の光を含んでいることとなりこれが測定対象Ｓの断層情報となる。
【００２４】
ここで、図３（ａ）に、測定対象Ｓの実際の組織断面を概略的に示し、図３（ｂ）に、ＯＣＴ装置などから得られた測定対象Ｓの光断層画像を示す。図３（ａ）に示すように、測定対象Ｓが３層の組織Ｓ１〜Ｓ３から構成されているとした場合、測定光Ｌ１を測定対象Ｓに照射すると、空気と第１層Ｓ１の境界面、第１層Ｓ１と第２層Ｓ２の境界面、第２層Ｓ２と第３層Ｓ３の境界面、第３層Ｓ３の裏面の４カ所で反射が生じることとなる。
【００２５】
よって、図２に示す断層信号のピーク値の間隔から、直接、各層の厚さｔ１〜ｔ３を求めてガルバノミラーＧＭを回転させて測定対象の光断層画像を形成すると、図３（ｂ）に示すようになるが、光断層画像における各層の厚さｔ１〜ｔ３は実際の値とは異なるので、かかる光断層画像は実際の組織とは異なり、深さ方向に長くなるように歪んだものとなってしまう。ここで、空気の屈折率をｎ０とし、第１層Ｓ１の屈折率をｎ１（≠ｎ０、ｎ２）とし、第２層Ｓ２の屈折率をｎ２（≠ｎ０、ｎ１、ｎ３）とし、第３層Ｓ３の屈折率をｎ３（≠ｎ０、ｎ２）とすると、第１層Ｓ１を通過する測定光Ｌ１の光路長は、空気中を測定光Ｌ１が通過する光路長の（ｎ１／ｎ０）倍となり、また第２層Ｓ２を通過する測定光Ｌ１の光路長は、空気中を測定光Ｌ１が通過する光路長の（ｎ２／ｎ０）倍となり、第３層Ｓ３を通過する測定光Ｌ１の光路長は、空気中を測定光Ｌ１が通過する光路長の（ｎ３／ｎ０）倍となる。そこで本実施の形態では、得られた光断層画像に補正を加え、実際の組織に近づくようにしている（即ち、測定対象中を通過した光の光路長と実距離の長さ補正を行い、光断層画像を実距離に換算して出力する）。より具体的には、入力手段ＩＤを介して、第１層Ｓ１〜Ｓ３の屈折率ｎ１〜ｎ３を入力し、パソコンＰＣ内で、断層信号から得られた光断層画像に対して、第１層Ｓ１を通過する測定光Ｌ１の光路長を（ｎ０／ｎ１）倍とし、また第２層Ｓ２を通過する測定光Ｌ１の光路長を（ｎ０／ｎ２）倍とし、第３層Ｓ３を通過する測定光Ｌ１の光路長を（ｎ０／ｎ３）倍とするように補正する。第１層Ｓ１〜Ｓ３の屈折率ｎ１〜ｎ３に関しては、手術で取り出された組織等において実際に測定した屈折率を用いたり、成分等が類似する物質の屈折率を用いたりすることができる。
【００２６】
特に、図５（ａ）に示すように、屈折率ｎ１の第１層Ｓ１と屈折率ｎ２の第２層Ｓ２とからなる組織の中に屈折率ｎＸの小さな異物Ｘが存在し、組織の表面から深度３ｍｍの位置に異物Ｘと第１層Ｓ１の境界面がある場合、３×（ｎＸ−ｎ１）ｍｍの歪みが断層画像に生じることとなる。ここで、ＯＣＴ計測の分解能を１０μｍ＝０．０１ｍｍとすると、層間の屈折率差（ｎＸ−ｎ１）が、３／０．０１＝０．００３以上ある場合、その歪みが断層画像に影響を与える恐れがある。具体例で説明すると、実際の組織では図５（ａ）に示すように、第１層Ｓ１と第２層Ｓ２との境界面が滑らかに連続していたとしても、歪みの影響により、図５（ｂ）に示す断層画像のように、異物Ｘの奥側において第１層Ｓ１と第２層Ｓ２との境界面がシフトしているがごとく表示されてしまう恐れがある。これに対し、本発明によれば、上述の補正を用いることで、実際に近い組織の断層画像を表示できることとなる。
【００２７】
更に別な変形例としては、測定対象Ｓの少なくとも奥行き方向に２つの反射面（第１反射面及び第２反射面）を持つ場合において、測定対象Ｓの第１反射面から反射された反射光Ｌ３と、参照光Ｌ２との干渉光強度が最大になるように、前記測定対象又は前記集光レンズ及び前記参照ミラーを移動させた第１の位置と、前記測定対象の第２反射面から反射された前記測定光と、前記参照光との干渉光強度が最大になるように、前記測定対象又は前記集光レンズ及び前記参照ミラーを移動させた第２の位置との差により、測定対象Ｓの屈折率を求めることもできる。この場合、ＯＣＴ装置で屈折率を測定しながら断層画像も測定し、屈折率画像補正も同時に可能となる。
【００２８】
測定対象Ｓの屈折率の求める方法を、より具体的に説明する。図７は、測定対象Ｓの屈折率を求める方法の概要を説明する概要図である。測定対象Ｓの屈折率を求める方法は第１ステップと第２ステップの二つのステップからなる。
【００２９】
最初に第１ステップについて説明する。同図に一点鎖線で示すように、集光レンズＣＮＬからの出射光を、第１層と空気との界面の地点Ａに集光させるように、集光レンズＣＮＬの位置または、測定対象Ｓの位置を、図示しないアクチュエータを用いて制御する。集光レンズＣＮＬからの出射光が地点Ａで集光すると、光ファイバＦＢに戻る反射光Ｌ３の光強度が最大になるので、光ファイバＦＢに戻る反射光Ｌ３の光強度をモニタしながら、集光レンズＣＮＬの位置または、測定対象Ｓの位置をパソコンＰＣが制御する。
【００３０】
次に、同図に実線で示すように、集光レンズＣＮＬからの出射光を、第１層と第２層との界面の地点Ｂに集光させるように、集光レンズＣＮＬの位置または、測定対象Ｓの位置を、図示しないアクチュエータを用いて制御する。集光レンズＣＮＬからの出射光が地点Ｂで集光すると、光ファイバＦＢに戻る反射光Ｌ３の光強度が最大になるので、光ファイバＦＢに戻る反射光Ｌ３の光強度をモニタしながら、集光レンズＣＮＬの位置または、測定対象Ｓの位置をパソコンＰＣが制御する。このように、地点Ａと地点Ｂに集光レンズＣＮＬからの出射光を集光させた後、パソコンＰＣはΔｄを求める。
【００３１】
ここで、集光レンズＣＮＬを出射する光の集光角をθ、第１層Ｓ１の屈折率をｎ、第１層Ｓ１の厚みをΔｘとする。第一層Ｓ１と空気との界面と、第一層Ｓ１の屈折率が１の場合に、光レンズＣＮＬを出射する光の集光点との距離をΔｄとする。第一層Ｓ１と空気との界面における集光レンズＣＮＬを出射する光の光径の半径をΔｙとする。θは十分小さい値であるとし、第１層Ｓ１内での集光角を、同図で示すように、θ／ｎで表す。以上の前提を基にすると、Δｘ＝Δｙ／ｔａｎ（θ／ｎ）≒Δｙ／（θ／ｎ）、および、Δｙ＝Δｄ×ｔａｎθ≒Δｄ×θなる式が成立する。この２式から、Δｘ＝ｎ×Δｄなる式を得ることができる。なお、Δｄは、上記のようにパソコンＰＣが求めることができる既知の量である。
【００３２】
次に、第２ステップについて説明する。集光レンズＣＮＬからの出射光を例えば地点Ａに集光させておく。次に、この状態で、合波光Ｌ５の光強度が最大になるように、参照ミラーＲＡＭを移動させる。参照ミラーＲＡＭの位置をパソコンＰＣの記憶部に記憶させておく。光源ＳＬＤからの出射光は低コヒーレント光であるので、反射光Ｌ３とＬ４の光路長が一致した場合にのみ合波光Ｌ５の光強度が最大になる。
【００３３】
次に、集光レンズＣＮＬからの出射光を地点Ｂに集光させる。この状態で、合波光Ｌ５の光強度が最大になるように、参照ミラーＲＡＭを移動させてパソコンＰＣの記憶部にこの位置を記憶させる。この記憶させた二つの位置の距離Δｄ’をパソコンＰＣが求める。このΔｄ’については、Δｄ’＝ｎ×Δｘなる関係が成立する。Δｄ’＝ｎ×Δｘなる式と、上記で求めたΔｘ＝ｎ×Δｄなる式とから、ｎ＝（Δｄ’／Δｄ）１／２なる式が成立する。
【００３４】
従って、Δｄ’とΔｄとを求めることで、屈折率ｎを算出することができる。
【００３５】
次に、測定対象Ｓの表面が曲面等であって、測定光が表面に斜入射する場合の断層画像の補正について説明する。図４は、測定対象Ｓの表面が曲面である場合の第１の補正方法を示す図である。測定対象Ｓの第１層Ｓ１の表面が曲面である場合、集光レンズＣＮＬから出射された光束は、測定対象Ｓの第１層Ｓ１の表面（第１反射面）の法線に対して角度θで斜入射すると、第１層Ｓ１の屈折率ｎ１と空気の屈折率ｎ０との差に基づく角度θ’で屈折することとなる。この場合、測定光Ｌ１が直進して第２層Ｓ２の表面（第２反射面）で反射した場合に比べて光路長が変化する。そこで、変化した光路長を補正する。
【００３６】
より具体的には、ｎ０・ｓｉｎθ＝ｎ１・ｓｉｎθ’が成立するので、図４において、光軸方向をｚ方向、光軸に直交する方向をｘ方向とし、集光レンズＣＮＬから出射された光束の第１層Ｓ１の表面から第２層Ｓ２の表面までを通過する長さ（光路長ではなく実距離）がｄであるとしたときに、−ｘ方向にｄ・ｓｉｎ（θ−θ’）、−ｙ方向にｎ１・ｄ−ｄ・ｃｏｓ（θ−θ’）だけ、第２層Ｓ２の表面の反射点が変化することから、それに応じて光路長が変わるようにパソコンＰＣ上で補正を行うと良い。本例では、より精度良く断層画像を形成できるが、屈折率差の他、測定光Ｌ１の入射角を求めなくてはならないため処理に時間がかかる。一方、以下の画像処理によれば、屈折率差のみにより短時間で補正が可能である。
【００３７】
図６は、測定対象Ｓの第１層Ｓ１の表面（第１反射面）ＳＳ１上に測定光Ｌ１が入射角θで斜入射し表面ＳＳ１で屈折し、第１層Ｓ１を通過し、第１層Ｓ１と第２層Ｓ２の境界面（第２反射面）ＳＳ２で反射もしくは散乱するまでの構成図を示している。点ＳＰ１は測定光Ｌ１と表面ＳＳ１との交点、点ＳＰ２は測定光Ｌ１と境界面ＳＳ２との交点である。点ＳＰ１と点ＳＰ２までの測定光Ｌ１が通過する光路長をＤ１とする。つまりＤ１＝ｄ１×ｎ１（但しｄ１は測定光Ｌ１が第１層Ｓ１を通過する長さ）となる。ここで、表面ＳＳ１に入射した光が屈折せずに直進し、点ＳＰ１から光路長Ｄ１移動した点を点ＳＡＰ２とする。また測定対象Ｓの表面ＳＳ１を測定光Ｌ１で走査した場合において、点ＳＡＰ２の集まりをイメージ面ＳＳＡ２とする。例えば、ＯＣＴ装置で測定を行った場合、表面の屈折や媒質の屈折率に関わらず、測定光から媒質中の反射面から反射もしくは散乱してきた光は、測定光が媒質中を直進しかつ媒質の屈折率が空間屈折率と同じとみなして観測される。つまり境界面ＳＳ２がイメージ面ＳＳＡ２のように観測されてしまう。これが実際の測定物と観測した断層画像との歪み誤差になる。
【００３８】
本実施の形態によれば、点ＳＰ１と点ＳＡＰ２の位置を、表面ＳＳ１の入射側である空気の屈折率ｎ０と、第１層Ｓ１の屈折率ｎ１に基づいて画像補正する。より具体的には、点ＳＰ１から測定光が直進する方向に進んだ距離ｄ１’の位置（Ｘ）を点ＳＰ２で反射したものとしてパソコンＰＣ上で画像補正する。ここで距離ｄ１’は実際の測定対象の形状により近い長さとなりｄ１’＝Ｄ１×（ｎ０／ｎ１）と計算される。このように、実際の測定対象により近い光路長ｄ１’を求め、走査範囲全体にわたってイメージ面ＳＳＡ２をより境界面ＳＳ２に近づけることで、実際の組織に近い断層画像を表示することができる。尚、以上の補正は、組織の表面と第１層のみに限らず、第２層と第３層との境界面についても同様に行える。
【００３９】
尚、本発明は、ＴＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ）−ＯＣＴ測定、ＦＤ（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｄｏｍａｉｎ）−ＯＣＴ測定のいずれにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
ＢＳ  光分割手段
ＣＬ１  第１コリメータ
ＣＬ２  第２コリメータ
ＣＮＬ  集光レンズ
ＤＴ  干渉光検出手段
ＦＢ  光ファイバ
ＧＭ  ガルバノミラー
ＩＤ  入力手段
Ｌ  低コヒーレント光
Ｌ１  測定光
Ｌ２  参照光
ＭＴ  モニタ
ＰＣ  パソコン
ＲＡＭ  参照ミラー
Ｓ  測定対象
Ｓ１〜Ｓ３  層
ＳＡＰ２  点
ＳＰ１  点
ＳＰ２  点
ＳＳ１  表面
ＳＳ２  境界面
ＳＳＡ２  イメージ面
ＳＬＤ  光源
ＷＳ１，ＷＳ２  波形
ｔ１〜ｔ３  厚さ
【図７】
2010050296.tif 000003
【図１】
2010050296.tif 000004
【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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【国際調査報告】
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