(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的に光の発振波長が変化する複数の波長掃引光源を備えた光源部と、
前記光源部より射出された光を検体への照射光と、参照光に分岐すると共に、前記検体からの反射光と、前記参照光と、の干渉光を発生させる干渉光学系と、
前記干渉光を検出する光検出部と、該光検出部で検出された干渉光の強度に基づいて、前記検体の断層像を得る演算処理部と、を備えた光干渉断層撮像装置であって、
前記光源部が、中心波長が異なり、且つ出力スペクトル帯域が一部重複する複数の波長掃引光源より、各出力スペクトル帯域の光を時間的に分離して射出するものであり、
前記光源部に接続され、該光源部より射出された光を分岐させる分岐部と、
前記分岐部に接続され、前記重複する出力スペクトル帯域より所定の波長の光を選択する波長選択部と、
前記波長選択部に接続され、前記複数の波長掃引光源が、前記所定の波長で発振する時間を検出する時間検出部と、
前記分岐部に接続され、前記複数の波長掃引光源より射出された光同士が同じ波数となる時間を検出する波数検出部と、を有することを特徴とする光干渉断層撮像装置。
【請求項２】
前記波長選択部は、波長選択フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項３】
前記波長選択フィルタは、エタロンフィルタであることを特徴とする請求項２に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項４】
前記時間検出部は、前記波長選択部に接続された光検出器と前記演算処理部とを用いて構成されたことを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項５】
前記波数検出部は、干渉計と前記演算処理部とを用いて構成されたことを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項６】
前記干渉計は、マイケルソン型干渉計、フィゾー型干渉計、マッハツェンダー型干渉計のいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項７】
前記干渉計は、波数クロック干渉計であることを特徴とする請求項６に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項８】
前記波数クロック干渉計は、更にパルス発生器を含んで構成されたことを特徴とする請求項７に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項９】
前記波数検出部は、前記複数の波長掃引光源より射出された前記所定の波長の近傍の光同士が同じ波数となる時間を検出するものであることを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項１０】
前記光源部は、前記複数の波長掃引光源より射出された光を結合する結合器を有することを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項１１】
前記時間検出部で検出された前記所定の波長で発振する時間を基準として、前記波数検出部で前記同じ波数となる時間が検出され、前記各出力スペクトル帯域の光に依拠して前記光検出部で得られる干渉信号同士を、前記同じ波数となる時間に前記演算処理部でつなぎ合わせて、演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項１２】
周期的に光の発振波長が変化する複数の波長掃引光源を備えた光源部と、
前記光源部より射出された光を検体への照射光と、参照光に分岐すると共に、前記検体からの反射光と、前記参照光と、の干渉光を発生させる干渉光学系と、
前記干渉光を検出する光検出部と、該光検出部で検出された干渉光の強度に基づいて、前記検体の断層像を得る演算処理部と、を備えた光干渉断層撮像装置であって、
前記光源部が、中心波長が異なり、且つ出力スペクトル帯域が一部重複する複数の波長掃引光源より、各出力スペクトル帯域の光を時間的に分離して射出するものであり、
前記光源部に接続され、該光源部より射出された光を分岐させる分岐部と、
前記分岐部に接続され、前記重複する出力スペクトル帯域より所定の波長の光を選択する波長選択フィルタと、
前記波長選択フィルタに接続され、前記複数の波長掃引光源が、前記所定の波長で発振する時間を検出する時間検出部と、
前記分岐部に接続され、前記複数の波長掃引光源より射出された光同士が同じ波数となる時間を検出するマッハツェンダー型干渉計を用いた波数検出部と、を有することを特徴とする光干渉断層撮像装置。
【請求項１３】
周期的に光の発振波長が変化する複数の波長掃引光源を備えた光源部より射出された光を検体への照射光と、参照光に分岐させた後、前記検体からの反射光と、前記参照光と、の干渉光を検出することで得られる干渉信号に基づき、演算を行うことで前記検体の断層像を得る光干渉断層撮像方法であって、
前記光源部より射出された前記光は、中心波長が異なり、且つ出力スペクトル帯域が一部重複する複数の波長掃引光源より、各出力スペクトル帯域の光を時間的に分離して射出されたものであり、
前記重複する出力スペクトル帯域より所定の波長の光を選択する工程と、
前記複数の波長掃引光源が、前記所定の波長で発振する時間を検出する工程と、
前記複数の波長掃引光源より射出され、前記所定の波長の近傍の光同士が同じ波数となる時間を検出する工程と、
前記光同士が同じ波数となる時間に、前記各出力スペクトル帯域の光に依拠して得られる前記干渉信号同士をつなぎ合わせて、前記演算を行う工程と、を有することを特徴とする光干渉断層撮像方法。
【請求項１４】
前記光同士が同じ波数となる時間の検出は、前記光源部に接続された、前記反射光と、前記参照光と、の前記干渉光を発生させる光学系とは、別の干渉計を用いて、検出されることを特徴とする請求項１３に記載の光干渉断層撮像方法。
【請求項１５】
前記別の干渉計によって取得された干渉信号が０となる時間を検出することで、前記光同士が同じ波数となる時間とすることを特徴とする請求項１３に記載の光干渉断層撮像方法。
【請求項１６】
前記別の干渉計によって取得された干渉信号の微分値の正負の符号を考慮して前記光同士が同じ波数となる時間を検出することを特徴とする請求項１３に記載の光干渉断層撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力波長帯域が異なる複数の光源を用いた光干渉断層撮像装置及び撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光スペクトル干渉信号をフーリエ変換することによって被測定対象の断層情報信号を取得するフーリエ領域光干渉断層撮像装置（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｄｏｍａｉｎ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＦＤ−ＯＣＴ装置）がある。ＦＤ−ＯＣＴ装置では、光源出力を二つ以上に分け、一つを参照光とし他の光を検体への照射光として検体に照射する。
【０００３】
照射光が照射された検体から散乱光あるいは反射光が戻り、前述の参照光との光スペクトル干渉信号を取得する。この干渉信号は波数空間軸上で観測され、参照光路と測定光路との光路長差に応じて波数空間軸上で振動した信号が得られる。そのため、取得された光スペクトル干渉信号をフーリエ変換することで、光路長差に応じてピークを示す断層情報信号が得られる。
【０００４】
近年、ＦＤ−ＯＣＴの一つの手法として、波長掃引光源（Ｓｗｅｐｔ  Ｓｏｕｒｃｅ）を用いた波長掃引光源光断層撮像装置（Ｓｗｅｐｔ  Ｓｏｕｒｃｅ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＳＳ−ＯＣＴ装置）が着目されている。
【０００５】
この手法では、出力される波長が時間的に変化する波長掃引光源を用い、時間軸上に展開された光スペクトル干渉信号を取得する。このことにより、差動検出が可能となる。また、別の手法であるスペクトル領域光干渉断層撮像装置（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ）で必須となるラインセンサーの素子数に制限を受けない光スペクトル干渉信号の検出が可能となる。
【０００６】
光スペクトル干渉信号の強度は参照光と測定対象からの戻り光の強度の積に比例するため、測定対象からの戻り光が吸収や散乱、あるいは透過によって減衰しても、高強度な参照光との干渉によって高感度に断層情報信号を得ることができる。
【０００７】
そして、光スペクトル干渉信号をフーリエ変換した断層情報信号は、光路長差に応じた周波数を有する正弦波のフーリエ変換信号とスペクトル形状をフーリエ変換した形状の畳みこみ演算となる。そのため、スペクトル帯域が広ければ広いほど奥行き方向に高い分解能（層構造を分解表示できる能力）を有した断層情報信号が得られる。
【０００８】
しかし、一般にスペクトルの帯域は光源に用いる利得媒体が有する利得帯域で決定されている。そのため、断層情報の奥行き方向の分解能は、利得帯域で決定される。
【０００９】
奥行き方向により高分解能な断層情報信号を取得するために、より広帯域なスペクトル帯域を有する光源が求められる。
【００１０】
こうした中、非特許文献１では、中心波長が異なり且つ出力スペクトル帯域が一部重複する複数の光源より射出された光を合波した光源が提案されている。この文献では、単一のポリゴンミラーと、これと２つの半導体光増幅器（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）とを組み合わせて、２つの半導体光増幅器から発生する２種の光を合わせて射出させることを開示する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｗ．Ｙ．Ｏｈ，ｅｔ  ａｌ．“Ｗｉｄｅ  Ｔｕｎｉｎｇ  Ｒａｎｇｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｓｗｅｐｔ  Ｌａｓｅｒ  Ｗｉｔｈ  Ｔｗｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ”，ＭＡＲＣＨ  ２００５／Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．３／ＩＥＥＥ  ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ＬＥＴＴＥＲＳ  ｐｐ．６７８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述した非特許文献１は、中心波長が異なり且つ出力スペクトル帯域が一部重複する複数の光源より射出された光を単に合波して射出する光源を開示する。しかしながら、発明者が着目した如何にしてノイズを低減させた断層画像を得るか、また、複数光源に基づく干渉信号の演算処理の仕方については、何等、検討されていない。
【００１３】
本発明は、ノイズが低く抑制され、高精細な画像が得られる光干渉断層撮像装置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】
【００１４】
本発明により提供される光干渉断層撮像装置は、周期的に光の発振波長が変化する複数の波長掃引光源を備えた光源部と、前記光源部より射出された光を検体への照射光と、参照光に分岐すると共に、前記検体からの反射光と、前記参照光と、の干渉光を発生させる干渉光学系と、前記干渉光を検出する光検出部と、該光検出部で検出された干渉光の強度に基づいて、前記検体の断層像を得る演算処理部と、を備えた光干渉断層撮像装置であって、
前記光源部が、中心波長が異なり、且つ出力スペクトル帯域が一部重複する複数の波長掃引光源より、各出力スペクトル帯域の光を時間的に分離して射出するものであり、
前記光源部に接続され、該光源部より射出された光を分岐させる分岐部と、
前記分岐部に接続され、前記重複する出力スペクトル帯域より所定の波長の光を選択する波長選択部と、
前記波長選択部に接続され、前記複数の波長掃引光源が、前記所定の波長で発振する時間を検出する時間検出部と、
前記分岐部に接続され、前記複数の波長掃引光源より射出された光同士が同じ波数となる時間を検出する波数検出部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光干渉断層撮像装置は、中心波長が異なり、且つ出力スペクトル帯域が一部重複する複数の波長掃引光源より、各出力スペクトル帯域の光を時間的に分離して射出する光源部を備えている。
【００１６】
そして、重複する出力スペクトル帯域より所定の波長の光を選択する波長選択部と、複数の波長掃引光源が、前記所定の波長で発振する時間を検出する時間検出部と、複数の波長掃引光源より射出された光同士が同じ波数となる時間を検出する波数検出部と、を有する。
【００１７】
波長選択部と時間検出部を有することで、複数光源の重複するスペクトル帯域より所定の光が発振される時間を検出し、波数検出部により複数光源より射出された光同士が同じ波数となる時間を検出することができる。
【００１８】
これにより射出された光源の各出力スペクトル帯域の光に依拠して光検出部で得られる干渉信号同士を、上記同じ波数となる時間に演算処理部でつなぎ合わせて、演算を行うことが可能となる。即ち、複数の波長掃引光源より出力された光の波数が同一となる時間を高精度に検出することが可能となり、干渉信号同士を高精度に同一波数でつなぎ合わせることが可能となる。
【００１９】
これにより得られる検体の断層画像は、ノイズが低く抑制されると共に、波長掃引帯域の向上により深さ方向の分解能が向上し、高精細なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の光干渉断層撮像装置の一例を示す模式図
【図２】本発明の装置により干渉信号同士をつなぎ合わせる手法を説明する説明図
【図３】本発明の光干渉断層装置の一例を示す模式図
【図４】本発明の光干渉断層装置の一例を示す模式図
【図５】本発明の光干渉断層装置の一例を示す模式図
【図６】数値計算に用いたｓｉｎ波のグラフである。
【図７】数値計算で得られたフーリエ変換後のスペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、中心波長が異なり且つ出力スペクトル帯域が一部重複する複数の波長掃引光源より射出された光を合波して出力する光源を用いて、光干渉断層撮像装置（ＳＳ−ＯＣＴ装置）を構成するに際して本発明者が得た次の知見に基づいている。
【００２２】
即ち、複数の波長掃引光源より射出される各スペクトル帯域の光に依拠して光検出部で得られる干渉信号同士のつなぎ合わせ方により、得られる断層像に差がでるといる知見である。更に、各スペクトル帯域の光に依拠する干渉信号同士を、複数光源より射出された光が同じ波数となる時間につなぎ合わせて演算処理することで、ノイズが抑制され、高精細な断層像が得られるという知見である。
【００２３】
これらの知見は、本発明者が行った以下の検討により得られたものである。
【００２４】
発明者は、干渉信号同士をつなぎ合わせる際につなぎ合わせる波数が異なっている場合の断層像について数値計算を行った。これについて、図６及び図７を参照して説明する。
【００２５】
計算では、理想的に反射面が一つである鏡面を考えた。この場合、波長掃引光源が波長によって強度が異ならなければ、光スペクトル干渉信号は一定のｓｉｎ波となる。
【００２６】
したがって、一定のｓｉｎ波となる光スペクトル干渉信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）するため、断層信号は、ある一つの点にピークを持つ信号となる。
【００２７】
また、複数の波長掃引光源から射出された光のそれぞれの光スペクトル干渉信号は、波数軸に対して同一のｓｉｎ波上にのる。
【００２８】
したがって、つなぎ合わせる波数が異なることは、つなぎ合わせる部分でｓｉｎ波の位相がずれた状態でつなぎ合わされることに相当する。
【００２９】
これを実際に計算するために、横軸に波数に見立てた２０００点を用意した。そして、１００個の単位ｓｉｎ波が前記２０００点で生成されることとした。
【００３０】
この信号を１０００点ずつの二つの領域に分割し、片方に位相ずれを与えた同じ周波数のｓｉｎ波を与え、つなぎ合わせてＦＦＴを行った。
【００３１】
図６に、位相ずれ量を０，１×１０−１，１×１０−４，１×１０−８，及び１×１０−１２とし、波数１０００の部分で、これらの位相ずれを有するｓｉｎ波をつなぎ合わせた、グラフを示す。図６（ａ）における波数９８０〜１０２０の領域を拡大して示したグラフが図６（ｂ）である。
【００３２】
図６（ｂ）では、位相ずれ量を１×１０−１とした以外は、ずれ量が小さいため、ずれ量０のｓｉｎ波と重なってしまって波形が見えていない。
【００３３】
図７は、位相ずれ量を与えてつなぎ合わせたｓｉｎ波をフーリエ変換した結果を示すグラフである。図７（ａ）における所定の光学遅延の領域を拡大したのが図７（ｂ）である。
【００３４】
図７（ａ）より、位相ずれ量が大きくなるに従い、ノイズレベルが大きくなっておりＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）が劣化していることが理解される。また、図７（ｂ）より、ピーク周辺で信号が広がり、分解能が低下していることが理解される。
【００３５】
したがって、複数の光源を用いてＦＤ−ＯＣＴ装置を構成するに際しては、それぞれの光源による光スペクトル干渉信号を正確に同一の波数軸上で取得することが必要であり、同一波数の個所で干渉信号同士をつなぎ合わせることが断層像のノイズ抑制と、高精細化に寄与する。
【００３６】
以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００３７】
図１は、本発明の光干渉断層撮像装置の一例を示す模式図である。
【００３８】
図１（Ａ）は、装置の全体図を示しており、この装置は、大まかにいうと、光源部１１０、光源部より射出された光を分岐させる分岐部１１５、干渉光学系１５０、光検出部１７０、演算処理部１８０、波長選択部１２０、時間検出部１３０及び波数検出部１４０を備えて構成されている。
【００３９】
本発明の特徴部の一つである光源部１１０は、中心波長が異なり、且つ出力スペクトル帯域が一部重複する複数の波長掃引光源１０１及び１０２を備えており、各出力スペクトル帯域の光を時間的に分離して射出する。１０４は必要に応じて設けられる光結合器（光ファイバーカプラ等）である。
【００４０】
分岐部１１５は、光源部より射出された光を分岐させるもので、ここでは、光カプラ１０６及び１０７（共に光分岐器として機能する）を用いて構成してある。
【００４１】
図１（Ａ）では、光結合器１０４を経て導波される光源の射出光１０５は、光分岐器１０６で２つに分岐し、分岐した一方が、Ｄ３として干渉光学系１５０に接続されている。光分岐器１０６で分岐した他方の光は、光分岐器１０７で更に分岐され、一方がＤ１として波長選択部１２０に接続され、他方がＤ２として波数検出部１４０に接続されている。
【００４２】
干渉光学系１５０は、光源部１０６より射出された光を測定対象である検体１６５への照射光と、参照光に分岐すると共に、検体１６５からの反射光と、参照光と、の干渉光を発生させる。
【００４３】
干渉光学系１５０では、光源部１１０より射出された光を光ファイバー等の導波路を介して光カプラ１５８（光結合器及び光分岐器として機能する）に取り込み、該カプラで分岐させて一方の光を検体１６５に照射して得られる反射光と、分岐した他方の光の参照ミラー１５５からの反射光と、を光カプラ１５８（干渉部）に導波させて干渉光を得る。
【００４４】
ここで、検体に照射して得られる反射光は、検体からの反射光の他、散乱光をも含めて標記している（以下、本願明細書において同様）。１５１、１５２は検体に光を走査して照射するためのガルバノミラーである。
【００４５】
図１（Ａ）では干渉光学系の一例を示すが、本発明における干渉光学系は、一般的なＯＣＴ装置に採用される干渉光学系で構成できる。光源１１０からの光は、第２の光分岐部１０７（光カプラ等）で更に分岐され、分岐された一方の光が波長選択部１２０に、他方の光が位相検出部１４０に導波される。
【００４６】
本発明の特徴部の一つである波長選択部１２０は、複数の波長掃引光源１０１及び１０２の重複する出力スペクトル帯域より所定の波長の光を選択する機能を有する。
【００４７】
図１では、波長選択フィルタとしてエタロンフィルタ（ファブリーペローエタロン）１２１を用いた例を示しており、コリメータレンズ１２２及び１２３が配置されている。波長選択部１２０は、この他、回折格子やプリズムとスリットを用いたフィルタ等で構成することができる。
【００４８】
時間検出部１３０は、光検出器で構成され、波長選択部１２０で選択された光を検出し、光検出器に接続された演算処理部１８０（コンピュータ等で構成）で光検出時間が検知される。
【００４９】
本発明の特徴部の一つである波数検出部１４０は、干渉計を用いて構成できる。具体的には、マイケルソン型干渉計や、フィゾー型干渉計、マッハツェンダー型干渉計等で構成でき、これらを波数クロック干渉計として用いることができる。１４７及び１４８は、光ファイバーカプラであり、１４２及び１４３は、コリメータレンズである。１４５は、差動型の光検出器である。光検出器１４５は、演算処理部１８０に接続され該処理部で光検出時間が検知される。
【００５０】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）における光分岐部１１５の取り得る形態例を示している。
【００５１】
ｂ１及びｂ２には、２つの光カプラ１０６及び１０７を用いて、光源からの射出光１０５をＤ１（波長選択部１２０に接続）、Ｄ２（波数検出部１４０に接続）及びＤ３（干渉光学系１５０に接続）に分岐させる例を示している。ｂ３及びｂ４には、１０６を導波路型の光カプラで構成した例を示している。ｂ４に示すように光源からの光１０５は、必ずしも３つに分岐される必要はなく、Ｄｘとして３を超える数の分岐がなされても構わない。
【００５２】
以下、図１及び図２を参照して本発明の特徴点を中心に実施の形態を詳細に説明する。
【００５３】
＜光源部＞
光源部は、周期的に光の発振波長が変化する複数の波長掃引光源を用いて構成される。複数の波長掃引光源は、中心波長が異なり、且つ出力スペクトル帯域が一部重複するもので構成され、光源部は、各出力スペクトル帯域の光を時間的に分離して射出するものである。図１では、光結合器１０４により光を合波して射出する形態の光源部を示しているが、複数の波長掃引光源の光を時間的に分離して射出するものであれば、これに限られない。図１の装置では、波長掃引光源を二個としたが、数は得ようとする波長掃引帯域、用途等を考慮して適宜選択できる。一般的には２〜６個の範囲から選択できる。
【００５４】
波長掃引光源の例としては、広帯域の利得媒体から出力された光をファブリーペローチューナブルフィルタや回折格子、リングキャビティ、ファイバブラッググレーティング等のスペクトルフィルタを用いて切出して出力する光源や、回折格子により空間的に広げた光をポリゴンやスリット状のミラーを移動させることで切出して出力する光源、広帯域光を分散媒質によって時間的に広げた光源が挙げられる。
【００５５】
ここで、図２を参照すると、図２（ａ）、図２（ｃ）は、光源部１１０より射出される光の時間変化を示す説明図である。図２（ｂ）は、波長選択部１２０により２つの波長掃引光源より射出される重複する出力スペクトル帯域から所定の波長の光が選択されるのを説明する説明図である。
【００５６】
図２（ｄ）は、時間検出部１３０を構成する光検出器を用いて、上記選択された所定の波長の光が検出され、時間が検出されるのを説明する説明図である。
【００５７】
図２（ｅ）は、波数検出部１４０を構成する干渉計により干渉信号が測定され、複数の波長掃引光源より射出された光同士が同じ波数となる時間が検出されるのを説明する説明図である。
【００５８】
図２（ｆ）は、２つの波長掃引光源より射出される光に依拠して光検出部１７０で検出される２種の干渉信号を説明する説明図である。
【００５９】
図２（ｇ）は、２種の干渉信号を、光源より射出された光が同じ波数となる時間に、つなぎ合わせることを説明する説明図である。
【００６０】
光源部光源部１１０より射出される光の時間変化を示す図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）を参照すると、波長掃引光源１０１より２０１の光出力が２０３のスペクトル帯域で、２０８の時間になされる。波長掃引光源１０２からは２０２の光出力が、２０４のスペクトル帯域で、２０９の時間になされる。
【００６１】
＜ＯＣＴ撮像干渉計と干渉信号の生成＞
複数の波長掃引光源１０１及び１０２（図１（Ａ））の出力２０１及び２０２（図２（ａ））を結合器１０４によって合波した光源の出力を光分岐器１０６によって分岐させ、分岐した光の一方を干渉光学系１５０へ導波する。
【００６２】
干渉光学系１５０では、導波された光が、光結合器及び光分岐器として機能する光カプラ１５８で参照光と検体への照射光とに分岐され、検体１６５に照射されると共に参照ミラー１５５に照射される。検体１６５からの反射光（散乱光を含む）と参照光との干渉光が、光カプラ１５８で生成し、該干渉光を検出する光検出器１７０によって光スペクトル干渉信号２１６及び２１７（図２（ｆ））が取得される。光スペクトル干渉信号２１６及び２１７（図２（ｆ））はＡ／Ｄボードを介してＰＣ（パーソナルコンピュータ）等で構成された演算処理部１８０に取込まれる。ここで干渉光学系１５０は、ビームスプリッタとミラーを用いた空間型干渉計、あるいは光ファイバカプラを用いたファイバ型干渉計で構成できる。
【００６３】
＜所定の波長が出力された時間の検出＞
光源部１１０より射出された光を光分岐器１０６及び１０７により分岐させ、分岐器１０７により分岐した光の一方を所定の波長２０５（図２（ｂ））を透過する波長フィルタ１２１と光検出器１３０を用いて、光強度信号２１０及び２１１（図２（ｄ））を取得する。
【００６４】
光強度信号２１０及び２１１（図２（ｄ））より、光源部から出力された光が所定の発振波長２０５となる時間２０６及び２０７を検出する。
【００６５】
所定の波長２０５は、複数の波長掃引光源の一部重複しているスペクトル帯域中の波長である。
【００６６】
＜波数クロック干渉信号の取得と同一波数となる時間の決定＞
光分岐器１０７により分岐させた光源部から光は、波数検出部１４０を構成する波数クロック信号を取得するための波数クロック干渉計に導かれる（Ｄ２）。波数クロック干渉計（１４７、１４２、１４３、１４８）より得られる干渉光を検出する光検出器１４５により波数クロック干渉信号２１２及び２１３（図２（ｅ））を得る。ここで、波数クロック干渉計はマイケルソン型干渉計や、フィゾー型干渉計、マッハツェンダー型干渉計等で構成でき、ビームスプリッタとミラーを用いた空間型干渉計や光ファイバカプラを用いたファイバ型干渉計を採用することができる。
【００６７】
マッハツェンダー型干渉計を用いて差動検出された前記波数クロック干渉信号２１２及び２１３（図２（ｅ））は、次の式（１）の関係を満たす。
【００６８】
【数１】
0005939866.tif 000002
【００６９】
ここで、Ｉ（ｋ）は前記波数クロック干渉信号２１２及び２１３の強度、Ｉｏ（ｋ）は光源から出力された光の強度、ｋは光源から出力された光の波数、Δｌは波数クロック干渉計の二つのアームの光路長差である。
【００７０】
式（１）より、前記波数クロック干渉信号２１２及び２１３は、干渉計の二つのアームの光路長差Δｌに応じて、所定の波数間隔で同位相となることが理解される。
【００７１】
そこで、波数クロック干渉信号（図２（ｅ））をＡ／Ｄボードを介してＰＣ１８０に取込み、光源から出力された光が所定の発振波長となる時間２１０及び２１１（図２（ｄ））に基づいて、波数クロック干渉信号が同位相となる時間を検出する。
【００７２】
これにより、異なる光源（１０１及び１０２）から別々の時間（２０８、２０９図２（ｃ））に出力された光の波数が同一となる時間を、それぞれの光源に応じて決定する。
【００７３】
一般に検出する位相は、波数クロック干渉信号２１２及び２１３が最初に０となる時間２１４及び２１５（図２（ｅ））を検出する。ここで、時間２１４及び２１５の時点で２つの光源１０１及び１０２で発振される光の波長は、波長フィルタ１２１により切り出された所定の波長２０５の近傍の波長となる。ここでいう近傍の波長とは、所定の波長２０５と正確に一致する波長をも含む。
【００７４】
これにより、光源から出力された光の強度Ｉの影響を排除することが可能となる。あるいは、前記波数クロック干渉信号２１２及び２１３の極大値または極小値となる時間を検出する。これにより、光ファイバカプラの分岐比の波長依存や差動光検出器１４５の差動ズレにより波数クロック干渉信号２１２及び２１３のオフセット値が０とならない場合にも、波数クロック干渉信号２１２及び２１３が同位相となる時間を検出することが可能となる。
【００７５】
また、前記波数クロック干渉信号が０となる時間の検出、あるいは極大値と極小値の両方の時間の検出によって位相がπの間隔で取得され、他の位相では２π間隔でのデータ点数の取得であるのに対し、２倍の点数を得ることが可能となる。
【００７６】
また、取得された干渉信号の微分値の正負の符号を考慮して前記光同士が同じ波数となる時間を検出することも可能である。
【００７７】
＜ＯＣＴ撮像干渉計による干渉信号の等波数間隔への変換＞
波数クロック干渉信号２１２及び２１３（図２（ｅ））が所定の位相となる時間（２１４、２１５）を基準にして、光スペクトル干渉信号を等波数間隔のデータに変換する。
【００７８】
その際、波数クロック干渉信号をＡ／Ｄボードの外部クロックチャネルに入力し、Ａ／Ｄボードのデータ取得タイミングを制御することで、前記光スペクトル干渉信号を等波数間隔のデータに変換する。あるいは、波数クロック干渉信号をＡ／Ｄボードにデータとして取得した後、所定の位相となる時間を算出し、前記光スペクトル干渉信号を該所定の位相となる時間でデータ補間することで、前記光スペクトル干渉信号を等波数間隔のデータに変換する。
【００７９】
＜同一波数となる時間の検出＞
光の発振が、複数の波長掃引光源の一部重複しているスペクトル帯域中の所定の波長となる時間２０６及び２０７（図２（ａ））の精度（時間２０６の長さ、時間２０７の長さ）が、波数クロック干渉信号２１２及び２１３（図２（ｅ））の周期の１／２以上である場合、波数クロック干渉信号２１２及び２１３が最初に０となる時間がずれる可能性がある。また、検出される所定の波長となる時間２０６及び２０７の精度が、波数クロック干渉信号２１２及び２１３の周期の１／２以上１以下である場合、波数クロック干渉信号２１２及び２１３が０と交わる時の傾きが同一であるかを検出しなければならない。
【００８０】
そのため、波数クロック干渉信号２１２及び２１３が最初に０となる時間２１４及び２１５を正確に検出するためには、検出される所定の波長となる時間２０６及び２０７の精度が、前記波数クロック干渉信号２１２及び２１３の周期の１／２以下とするのが好適である。
【００８１】
一方で、光スペクトル干渉信号を等波数間隔に変換したデータのデータ数を多くするためには、波長掃引光源が一回波長掃引する間に波数クロック干渉信号２１２及び２１３が所定の位相となる点数を多くする必要がある。そのために、波数検出部１４０を構成する干渉計の二つのアームの光路長差Δｌを大きくする。
【００８２】
しかし、二つのアームの光路長差Δｌを大きくすることにより、波数クロック干渉信号２１２及び２１３の周期が短くなってしまう。
【００８３】
そのため、所定の波長となる時間２０６及び２０７の精度を波数クロック干渉信号２１２及び２１３の周期の１／２以下となるように、波長選択フィルタ１２１を高精度なものにする必要がある。
【００８４】
例えば、ファブリーペローエタロンを用いた場合には、エタロンの両端面の反射率と面精度を高める必要があり、高価なものとなってしまう。
【００８５】
そこで、波長フィルタ１２１の精度を下げるために、複数の波長掃引光源の出力を合波した光源の出力を更に分岐し、干渉計の二つのアームの光路長差Δｌが小さい波数クロック信号を取得するための短Δｌ波数クロック干渉計に導波させることが可能である。短Δｌ波数クロック干渉計より得られる干渉光を検出する光検出器によって短Δｌ波数クロック干渉信号を得る。
【００８６】
そして、短Δｌ波数クロック干渉信号をＡ／Ｄボードを介してＰＣ１８０に取り込み、検出された光源から出力された光が所定の発振波長となる時間に基づいて、短Δｌ波数クロック干渉信号が同位相となる時間を検出する。
【００８７】
これにより、異なる光源から別々の時間に出力された光の波数が同一となる時間２１４及び２１５（図２（ｅ））を、それぞれの光源に応じて正確に決定することが可能となる。
【００８８】
＜ＯＣＴ撮像干渉計により得られた干渉信号の連結＞
等波数間隔の光スペクトル干渉信号２１６及び２１７（図２（ｆ））は、異なる複数光源のそれぞれに応じて異なる時間に取得されている。しかし、前述のように異なる光源から別々の時間に出力された光の波数が同一となる時間２１４及び２１５（図２（ｅ））が決定されている。
【００８９】
そこで、波数が同一となる時間２１４及び２１５に、複数の波長掃引光源に依拠して光検出器で検出される光スペクトル干渉信号２１６及び２１７（図２（ｆ））をＰＣ１８０によりつなぎ合わせる。このことにより、異なる時間に出力された光によって得られた光スペクトル干渉信号を同一の波数でつなぎ合わせることが可能となる。
【００９０】
＜フーリエ変換による断層情報の取得＞
同一波数でつなぎ合わされた光スペクトル干渉信号２１８（図２（ｇ））をＰＣ１８０を用いてフーリエ変換することで、検体について照射光の照射方向に沿った断層信号を取得する。ここで、フーリエ変換は高速フーリエ変換でも良い。
【００９１】
波数が同一となる時間は、前記等波数間隔の光スペクトル干渉信号のサンプリング間隔の１／１００以上の精度であることが望ましい。それ以下の精度でつなぎ合わされた光スペクトル干渉信号をフーリエ変換して得られる断層信号は、ノイズの増大あるいは分解能の劣化が生じる可能性がある。
【００９２】
＜断層画像の取得＞
撮像光学干渉系１５０におけるガルバノミラー１５１、１５２を可動させて照射光の照射方向を走査し、各照射方向について上述の動作を繰返し、演算処理部１８０において断層信号を取得する。各照射方向について得られた断層信号を並べて再構成することで画像化を行う。
【００９３】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００９４】
本実施例の光干渉断層撮像装置の模式図を図３に示す。本例の装置は、波数クロック干渉計を二つ設けて、波長検出精度を緩めた形態の例である。
【００９５】
＜光源部＞
光源部には、周期的に光の発振波長が変化する二つの波長掃引光源３０１及び３０２を光ファイバカプラ３０３により合波して射出する光源を用いる。
【００９６】
波長掃引光源３０１からは、周期的な発振波長の走査に合わせてＡ／Ｄボードがデータ取得を開始する時間を同期するための同期信号３３３が出力され、演算処理部を構成するＰＣ３４０に入力される。
【００９７】
ここで、波長掃引光源は、回折格子により空間的に広げた光をスリット状のミラーを移動させることで切出した光源とした。
【００９８】
二つの波長掃引光源３０１及び３０２の出力スペクトル帯域は、それぞれ９８０ｎｍ〜１０３５ｎｍと１０２５ｎｍ〜１０８０ｎｍであり、短波長から長波長となるように５μｓｅｃの間に波長掃引される。更に、二つの波長掃引光源の出力は１μｓｅｃ離れて出力される。
【００９９】
＜ＯＣＴ撮像干渉計と干渉信号の生成＞
前記二つの波長掃引光源３０１及び３０２の出力を合波した光源の出力を光ファイバカプラ３０３、３０４及び３２３により四つに分岐させる。
【０１００】
分岐した光の一方をＯＣＴ撮像干渉計に導波する。
【０１０１】
ＯＣＴ撮像干渉計では、光源より導波された光が光ファイバカプラ３０５によって参照光と検体３１０への照射光とに分岐される。
【０１０２】
参照光は検体３１０に照射される光の光路に対して波長分散を調整する分散補償部３１２と光路長を調整する光ディレイライン３１３を伝搬し、再び光ファイバに結合され、光ファイバ偏波コントローラ３１５を伝搬し光ファイバカプラ３１６へと導波される。
【０１０３】
一方、検体３１０への照射光は、レンズ３０６により平行光束に変換され、直交するように配置された２枚のガルバノミラー３０７及び３０８で構成された照射方向を走査する光学系を伝搬し、検体３１０に応じたビーム伝搬プロファイルとなるよう検体照射用光学系３０９を通って検体へ照射される。
【０１０４】
検体３１０に照射され散乱あるいは反射して戻ってきた光は、再び光ファイバへと伝搬し、光ファイバカプラ３０５を伝搬して光ファイバカプラ３１６へと伝搬する。光ファイバカプラ３１６において、検体３１０からの散乱光あるいは反射光と参照光とが重ねあわされ干渉光を発生させる。
【０１０５】
光ディレイライン３１３により、参照光と照射光に分岐した光ファイバカプラ３０５から干渉光を発生させる光ファイバカプラ３１６までの参照光の光路長と、検体３１０に照射されて戻ってきた光の光路長がほぼ一致するように調整される。
【０１０６】
また照射光の方向は前記２枚のガルバノミラー３０７及び３０８によって制御され、１１．３ｍｓｅｃの間に検体上の一つのライン上を走査される。このことにより、およそ１０２４方向の断層情報信号が得られる。
【０１０７】
干渉光学系より得られる干渉光は差動光検出器３１７によって検出される。差動光検出器３１７を用いることで、検出される光スペクトル干渉信号は光源の強度揺らぎによるノイズ成分を減じられる。差動光検出器３１７の応答速度は３５０ＭＨｚである。
【０１０８】
光スペクトル干渉信号をＡ／Ｄボードを介してＰＣ３４０に取込む。Ａ／Ｄボードのサンプリング速度は５００ＭＨｚである。
【０１０９】
＜波数クロック干渉信号の取得と等波数間隔でのデータ取得＞
四つに分岐した光の一つを、波数クロック干渉信号を取得するための波数クロック干渉光学系に導波し、該波数クロック干渉光学系より得られる干渉光を検出する光検出器３２２によって波数クロック干渉信号３３６を得る。
【０１１０】
ここで、波数クロック干渉光学系は光ファイバカプラ３１８及び３２１で構成されたマッハツェンダー型干渉計である。前記四つに分岐した光の一方は光ファイバカプラ３１８によって分岐され、一方は直接光ファイバカプラ３２１に導波する。もう一方はレンズ３１９によって平行光とし光路長を調整される光ディレイラインを伝搬してレンズ３２０により光ファイバカプラ３２１へと結合され、光ファイバカプラ３２１において干渉光を発生する。
【０１１１】
干渉光は差動光検出器３２２を用いて差動検出される。差動光検出器３２２の応答速度は３５０ＭＨｚである。
【０１１２】
ここで、光ディレイラインの光路長を１５．９ｍｍとすると、波数クロック干渉信号３３６の周波数は１５０ＭＨｚとなる。
【０１１３】
パルス発生器３３７によって前記波数クロック干渉信号が０と交差する全ての時間にＡ／ＤボードのＴＴＬ（Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  Ｌｏｇｉｃ）レベルを超える信号を発生させる。
【０１１４】
ＴＴＬレベルを超える波数クロック干渉信号３３８をＡ／Ｄボードの外部クロックチャネルに入力し、Ａ／Ｄボードのデータ取得タイミングを制御することで、３００ＭＨｚのクロック速度で前記光スペクトル干渉信号３３９を等波数間隔でＰＣ３４０に取込む。
【０１１５】
したがって、それぞれの波長掃引光源は５μｓｅｃ中に一波長掃引であるため、得られる光スペクトル干渉信号のデータ点数はそれぞれ１５００点となる。全体では、３３００点となる。
【０１１６】
＜所定の波長が出力された時間の検出＞
四つに分岐した光の一つから、波長１０３０ｎｍを透過させるファブリーペローエタロン３２５と光検出器３２７を用いて光強度信号３３４を取得し、光源から出力された光が波長１０３０ｎｍとなる時間を検出する。
【０１１７】
ここで、ファブリーペローエタロン３２５の厚さを１００μｍ、両端面の反射率を５４％とし、波長切出し幅を半値全幅で１ｎｍとなるようにした。
【０１１８】
＜同一波数となる時間の決定＞
四つに分岐した光の一つを、短光路長差波数クロック干渉信号を取得するための波数クロック干渉光学系に導波し、短光路長差波数クロック干渉光学系より得られる干渉光を検出する光検出器３３２によって短光路長差波数クロック干渉信号を得る。
【０１１９】
ここで、短光路長差波数クロック干渉光学系は光ファイバカプラ３２８及び３３１で構成されたマッハツェンダー型干渉計である。
【０１２０】
四つに分岐した光の一つは光ファイバカプラ３２８によって分岐され、一方は直接光ファイバカプラ３３１に導波し、もう一方は光路長を調整される光ディレイラインを伝搬して光ファイバカプラ３３１へと伝搬され、光ファイバカプラ３３１において干渉光を発生する。
【０１２１】
干渉光は差動光検出器３３２を用いて差動検出される。差動光検出器３３２の応答速度は３５０ＭＨｚである。
【０１２２】
差動検出された短光路長差波数クロック干渉信号３３５は前記Ａ／Ｄボードを介してＰＣ３４０に取込まれる。
【０１２３】
ここで、光ディレイラインの光路長を０．５３ｍｍとすると、短光路長差波数クロック干渉信号３３５はおよそ２ｎｍ間隔で１周期となる。したがって、前記ファブリーペローエタロン３２５の波長切出し幅１ｎｍの２倍となり、１０３０ｎｍの波長が検出された時間の直後に、短光路長差波数クロック干渉３３５が０レベルと交差する時間を、異なる二つの光源で同一の波数が出力された時間として決定することが可能となる。
【０１２４】
＜ＯＣＴ撮像干渉計により得られた干渉信号の連結＞
上記の等波数間隔の光スペクトル干渉信号は、異なる二つの光源のそれぞれに応じて異なる時間に取得されている。一方で、決定された時間は異なる二つの光源で同一の波数が出力された時間である。そのため、該同一の波数が出力されたそれぞれの時間に依拠して前記光スペクトル干渉信号をつなぎ合わせることで、異なる時間に出力された光によって得られた前記光スペクトル干渉信号を同一の波数でつなぎ合わせることが可能となる。
【０１２５】
＜フーリエ変換による断層情報の取得＞
上記の同一波数でつなぎ合わされた光スペクトル干渉信号を高速フーリエ変換することで、前記検体について照射光の照射方向に沿った断層信号を取得する。
【０１２６】
＜断層画像の取得＞
一波長掃引で一つの断層信号を取得できる。２枚のガルバノミラー３０７及び３０８を１１．３ｍｓｅｃの間に検体上の一つのライン上を走査することで、およそ１０２４方向の断層情報信号が得られ、該１０２４方向の断層情報信号を並べることで一枚の断層画像が得られる。
【実施例２】
【０１２７】
本実施例の光干渉断層撮像装置の模式図を図４に示す。
【０１２８】
＜光源部＞
光源部及びＯＣＴ撮像干渉計は、実施例１と同様の構成とした。そこで、図４においては、図３で説明したこれら部材と同一の部材には同じ番号を付すこととし、重複した説明は省略する。
【０１２９】
＜ＯＣＴ撮像干渉計と干渉信号の生成＞
二つの波長掃引光源３０１及び３０１２の出力を合波した光源の出力を光ファイバカプラ４０３により分岐させる。分岐した光の一方をＯＣＴ撮像干渉計に導波する。ＯＣＴ撮像干渉計によって、光スペクトル干渉信号３３９を取得し、ＰＣ３４０に取込む。
【０１３０】
＜所定の波長が出力された時間の検出＞
分岐した光の別の一方を、光ファイバカプラ４１７を用いて更に分岐させ、更に分岐した光の一方を波長１０３０ｎｍが透過するファブリーペローエタロン４１９と光検出器４２１を用いて、光源から出力された光が波長１０３０ｎｍとなる時間を検出する。
【０１３１】
ここで、ファブリーペローエタロン４１９の厚さを１００μｍ、両端面の反射率を９９％とすることで、波長切出し幅を半値全幅で０．０１６ｎｍ以下となるようにした。
【０１３２】
このことは、波数クロック干渉信号４２９は後述するようにクロック速度３００ＭＨｚであるため、波長がおよそ０．０３３ｎｍ間隔で一つのデータをサンプリングし、また、別々の光源から出力された光の波数が同一となる時間を正確に検出するために、１０３０ｎｍを検出する時間の精度が、前記波数クロック干渉信号の周期の１／２以下でなければならないためである。
【０１３３】
＜波数クロック干渉信号の取得と等波数間隔でのデータ取得＞
更に分岐した光の別の一方は、波数クロック干渉信号４２９を取得するための波数クロック干渉計に導波し、該波数クロック干渉計より得られる干渉光を検出する光検出器４２６によって波数クロック干渉信号４２９を得る。
【０１３４】
ここで、波数クロック干渉光学系は光ファイバカプラ４２２及び４２５で構成されたマッハツェンダー型干渉計である。
【０１３５】
更に分岐した光の別の一方は光ファイバカプラ４２２によって分岐され、一方は直接光ファイバカプラ４２５に導波し、もう一方はレンズ４２３によって平行光とされ光路長を調整される光ディレイラインを伝搬してレンズ４２４によって光ファイバカプラ４２５へと結合され、光ファイバカプラ４２５において干渉光を発生する。
【０１３６】
干渉光は差動光検出器４２６を用いて差動検出される。差動光検出器４２６の応答速度は３５０ＭＨｚである。
【０１３７】
ここで、光ディレイラインの光路長を１５．９ｍｍとすると、波数クロック干渉信号４２９の周波数は１５０ＭＨｚとなる。
【０１３８】
パルス発生器４３０によって波数クロック干渉信号４２９が０と交差する全ての時間にＡ／ＤボードのＴＴＬレベルを超える信号４３１を発生させる。
【０１３９】
ＴＴＬレベルを超えた波数クロック干渉信号４３１をＡ／Ｄボードの外部クロックチャネルに入力し、Ａ／Ｄボードのデータ取得タイミングを制御することで、３００ＭＨｚのクロック速度で光スペクトル干渉信号４３２を等波数間隔でＰＣ４３３に取込む。
【０１４０】
したがって、それぞれの波長掃引光源は５μｓｅｃ中に一波長掃引であるため、得られる光スペクトル干渉信号のデータ点数はそれぞれ１５００点となる。全体では、３３００点となる。
【０１４１】
＜ＯＣＴ撮像干渉計により得られた干渉信号の連結＞
上記の等波数間隔の光スペクトル干渉信号は、異なる二つの光源４０１及び４０２のそれぞれに応じて異なる時間に取得されている。一方で、二つの光源の重複するスペクトル帯域中では、同一の波数でデータが取得されている。そこで、１０３０ｎｍが検出された時間の直後のデータは同一の波数であり、そのデータに依拠して前記光スペクトル干渉信号をつなぎ合わせることで、異なる時間に出力された光によって得られた前記光スペクトル干渉信号を同一の波数でつなぎ合わせることが可能となる。
【０１４２】
＜フーリエ変換による断層情報の取得＞
上記の同一波数でつなぎ合わされた光スペクトル干渉信号を高速フーリエ変換することで、検体について照射光の照射方向に沿った断層信号を取得する。
【０１４３】
＜断層画像の取得＞
一波長掃引で一つの断層信号を取得できる。ＯＣＴ撮像干渉計内の２枚のガルバノミラー４０６及び４０７を１１．３ｍｓｅｃの間に検体上の一つのライン上を走査することで、およそ１０２４方向の断層情報信号が得られ、１０２４方向の断層情報信号を並べることで一枚の断層画像が得られる。
【０１４４】
本実施例は、実施例１の装置に比べて波数を検出するための干渉計を一つ減らした形態となる。
【実施例３】
【０１４５】
本実施例では、３つの波長掃引光源を用いて光源部を構成した光干渉断層撮像装置について図５を参照して説明する。
【０１４６】
＜光源部＞
光源部には、周期的に光の発振波長を走査する三つの波長掃引光源５０１、５０２及び５０３を光合波器５０４により合波した光源を用いる。
【０１４７】
ここで、波長掃引光源は、回折格子により空間的に広げた光をスリット状のミラーを移動させることで切出した光源とした。
【０１４８】
三つの波長掃引光源の出力スペクトル帯域は、それぞれ８００ｎｍ〜８３５ｎｍ、８２５ｎｍ〜８６０ｎｍ、８５０ｎｍ〜８８５ｎｍであり、短波長から長波長となるようにそれぞれ３μｓｅｃの間に波長掃引される。更に、三つの波長掃引光源の出力は１μｓｅｃ離れて出力される。
【０１４９】
＜ＯＣＴ撮像干渉計と干渉信号の生成＞
ＯＣＴ撮像干渉計は、実施例１と同様の構成とした。そこで、図５においては、図３で説明したこれら部材と同一の部材には同じ番号を付すこととし、重複した説明は省略する。
【０１５０】
三つの波長掃引光源の出力を合波した光源の出力を光ファイバカプラ５０５により分岐させる。分岐した光の一方をＯＣＴ撮像干渉計に導波する。ＯＣＴ撮像干渉計によって、光スペクトル干渉信号３３９を取得し、ＰＣ３４０に取込む。
【０１５１】
＜所定の波長が出力された時間の検出＞
分岐した光の別の一方を、光ファイバカプラ５１９を用いて更に分岐させる。
【０１５２】
更に分岐した光の一方を、ハーフミラー５２１によって分岐し、ハーフミラーを透過した光を波長８３０ｎｍを透過するファブリーペローエタロン５２２を伝搬させる。
【０１５３】
ファブリーペローエタロン５２２によって反射された光をミラー５２３によって９０度反射させハーフミラー５２６へ伝搬させる。
【０１５４】
ハーフミラー５２１よって反射した光をミラー５２４によって９０度反射させ、８５５ｎｍの光を透過するファブリーペローエタロン５２５へと伝搬させる。
【０１５５】
ファブリーペローエタロン５２５を透過した８５５ｎｍの光は、ハーフミラー５２６へと伝搬する。
【０１５６】
透過した８３０ｎｍと８５５ｎｍの光はハーフミラー５２６において合波され、光源から出力された波長８３０ｎｍ、８５５ｎｍの光は、光検出器５２８を用いて検出される。
【０１５７】
ファブリーペローエタロン５２２及び５２５の両端面の反射率を９９．２％とし、波長切出し幅が半値全幅で０．０１４ｎｍ以下となるようにした。
【０１５８】
この理由は、以下による。即ち、波数クロック干渉信号５３６は後述するようにクロック速度３００ＭＨｚであるため、波長がおよそ０．０２８ｎｍ間隔で一つのデータをサンプリングする。また、別々の光源から出力された光の波数が同一となる時間を正確に検出するために、８３０ｎｍ、８５５ｎｍを検出する時間の精度が、前記波数クロック干渉信号の周期の１／２以下でなければならないためである。
【０１５９】
＜波数クロック干渉信号の取得と等波数間隔でのデータ取得＞
上記の更に分岐した光の別の一方は、波数クロック干渉信号５３６を取得するための波数クロック干渉計に導波し、該波数クロック干渉計より得られる干渉光を検出する光検出器５３３によって波数クロック干渉信号５３６を得る。
【０１６０】
ここで、波数クロック干渉光学系は実施例１と同様の構成とした。ただし、光ディレイラインの光路長を１２．５ｍｍとし、波数クロック干渉信号の周波数は１５０ＭＨｚとなるようにする。
【０１６１】
パルス発生器５３７によって波数クロック干渉信号５３６が０と交差する全ての時間にＡ／ＤボードのＴＴＬレベル超える信号５３８を発生させる。
【０１６２】
ＴＴＬレベルを超えた波数クロック干渉信号５３８をＡ／Ｄボードの外部クロックチャネルに入力し、Ａ／Ｄボードのデータ取得タイミングを制御することで、３００ＭＨｚのクロック速度で光スペクトル干渉信号３３９を等波数間隔でＰＣ３４０に取込む。
【０１６３】
したがって、それぞれの波長掃引光源は３μｓｅｃ中に一波長掃引であるため、得られる光スペクトル干渉信号のデータ点数はそれぞれ９００点となる。全体では、３３００点となる。
【０１６４】
＜ＯＣＴ撮像干渉計により得られた干渉信号の連結＞
上記の等波数間隔の光スペクトル干渉信号は、異なる三つの光源のそれぞれに応じて異なる時間に取得されている。一方で、二つの光源の重複するスペクトル帯域中では、同一の波数でデータが取得されている。
【０１６５】
そこで、８３０ｎｍ及び８５５ｎｍが検出された時間の直後のデータは同一の波数であり、そのデータに依拠して前記光スペクトル干渉信号をつなぎ合わせることで、異なる時間に出力された光によって得られた光スペクトル干渉信号を同一の波数でつなぎ合わせることが可能となる。
【０１６６】
＜フーリエ変換による断層情報の取得＞
上記の同一波数でつなぎ合わされた光スペクトル干渉信号を高速フーリエ変換することで、検体５１１について照射光の照射方向に沿った断層信号を取得する。
【０１６７】
＜断層画像の取得＞
一波長掃引で一つの断層信号を取得できる。２枚のガルバノミラーを１１．３ｍｓｅｃの間に検体上の一つのライン上を走査することで、およそ１０２４方向の断層情報信号が得られ、１０２４方向の断層情報信号を並べることで一枚の断層画像が得られる。
【符号の説明】
【０１６８】
１０１、１０２  波長掃引光源
１１０  光源部
１１５  分岐部
１２０  波長選択部
１３０  時間検出部
１４０  波数検出部
１５０  干渉光学系
１７０  光検出部
【図１】
0005939866.tif 000003
【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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