(57)【要約】【課題】  被測定部の光透過性等に基づいた、適切な発光波長の光で光計測を行う。【解決手段】  半導体レーザ102 から射出された励起光を、半径が5.75nm〜7.1nmに制御された硫化鉛ナノ粒子群が均等にコアに分散された光ファイバ101 へ入射する。ナノ粒子群が光励起され蛍光が発せられ、光ファイバ101の一端から、生体等の計測に最適な1μm〜1.2μmの広帯域低コヒーレンス光L1が射出され、ファイバ結合光学系20のファイバ204 へ導入される。ナノ粒子群の半径を制御することにより、光源10から、所望の波長帯域およびスペクトル幅の光を射出させることが可能である。ファイバカプラ201 において、低コヒーレンス光L1を被測定部１に照射する測定光L3と参照光L2とに分割し、また、被測定部１の所定の深部で反射された測定光L4と参照光L2とを合波し、干渉光の光強度をバランス差分検出部50で検出し、画像処理を行って光断層画像を取得する。【選択図】          図１
2006275913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出される光により、被測定部の特性を計測する光計測装置において、
前記光源が、蛍光エネルギー順位を粒子径で制御可能な多数の蛍光性無機ナノ粒子を分散した光学部材と、
前記蛍光性無機ナノ粒子の蛍光エネルギー準位を光励起する波長帯域の励起光を射出する励起光源とを有することを特徴とする光計測装置。
【請求項２】
前記光学部材が、蛍光エネルギー順位の異なる複数の蛍光性無機ナノ粒子が分散されたものであり、
前記光源から射出される光の発光スペクトル幅（半値全幅）が１００nm以上であることを特徴とする請求項１記載の光計測装置。
【請求項３】
前記光学部材が、光導波路であることを特徴とする請求項１または２記載の光計測装置。
【請求項４】
前記光導波路が、ポリマー又はガラスをコア部材とする光ファイバであることを特徴とする請求項３記載の光計測装置。
【請求項５】
前記光源から射出された光を測定光と参照光に分割し、前記測定光を被測定部へ照射し、前記測定光の前記被測定部の所定の深部からの反射光と前記参照光とを干渉させる分波・合波手段と、
前記反射光と前記参照光の干渉光の光強度を測定する測定手段と、
該測定手段により測定された前記干渉光の光強度に基づいて、前記被測定部の光断層画像を取得する画像生成手段とを有することを特長とする請求項１から４いずれか１項記載の光計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から射出された光により、被測定部の特性を計測する光計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から射出される光により、被測定部の特性を計測する光計測装置としては、種々の装置が知られている。光計測を行うことにより、半導体やディスク、あるいは生体等の非破壊検査が可能となる。例えば、生体等の被測定部へ照射された光の反射光あるいは透過光を用いて、被測定部の光断層画像を取得するOptical Coherence Tomography（以下ＯＣＴ装置と記載）はすでに実用化され、医療分野等で用いられている。
【０００３】
上記のＯＣＴ装置としては、さまざまなタイプの装置が開発されている。眼科等においては、光源としてＳＬＤ(super-luminescent diode)を用いたＯＴＤＲ（optical time domain reflectometry）が用いられている。このＯＴＤＲは、ＳＬＤ光源より出射された低コヒーレンス光をビームスプリッタで測定光および参照光に２分割し、参照光はPZTで周期駆動される参照光ミラーに入射させ、測定光は被測定物に照射する。参照光ミラーで反射された参照光および被測定物に入射して、所定の深度で反射した測定光は、ビームスプリッタで合波されて単一モード光ファイバに入射される。即ち、光路はマイケルソン干渉計で構成されている。ここで、参照光の光路長と、測定光の光路長とが、低コヒーレンス光のコヒーレンス長の範囲内で一致するときは、双方の光による干渉が観測され、一致しない場合は干渉が観測されない。
【０００４】
干渉縞は、その包絡線をフォトダイオードでヘテロダイン検波することにより観測される。参照光ミラーの光軸方向の位置を周期的に走査することで、非測定物の参照光ミラーに対する相対的な位置が測定できる。参照光ミラーの光軸方向の位置を周期的に走査すると同時に被測定物を光軸と直交する方向に走査することにより、被測定物の断層画像を取得することができる。
【０００５】
このＯＴＤＲは、光軸方向の機械的な走査を必要とするが、近年光軸方向の走査が不要なＯＣＴ装置であるＯＦＤＲ（optical frequency domain reflectometry）の開発も進められている。ＯＦＤＲにも種々のタイプがあるが、例えば広帯域光スペクトル干渉法を用いたＯＦＤＲでは、干渉計からの出力である干渉光を光学的に各波数成分に分解したチャンネルドスペクトルとして検出し、これをフーリエ解析することにより、深さ方向の走査を行わずに被測定部の断層画像を取得することができる（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】“Optical coherence tomography”J.Biomed.Opt.1 1996 P157-173 by A.F.Fercher
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、被測定部の内部構造等の特性を計測する場合には、計測に用いる光の波長を、被測定部の光透過特性に適した波長、すなわち被測定部における光透過率が最も高くなるような波長とすることが好ましい。また、光計測の手法が異なる場合等にも、その手法に適した波長の光を用いることが好ましい。
【０００７】
しかしながら、レーザやＳＬＤ等の従来の光源においては、射出される光の波長は利得媒体の組成で決定されるため、発振波長を任意に設定することが困難である。このため、これらの光源を用いた光計測装置では、被測定部の光透過特性や、計測手法等に基づいた、適切な波長の光を用いて計測を行うことが出来ないという問題がある。
【０００８】
本発明はこうした事情を鑑みなされたもので、被測定部の光透過性や、計測手法等に基づいた、適切な発光波長の光で計測を行うことのできる光計測装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光計測装置は、光源から射出される光により、被測定部の特性を計測する光計測装置において、
前記光源が、蛍光エネルギー順位を粒子径で制御可能な多数の蛍光性無機ナノ粒子を分散した光学部材と、
前記蛍光性無機ナノ粒子の蛍光エネルギー準位を光励起する波長帯域の励起光を射出する励起光源とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
なお、ここで「ナノ粒子」とは、半径２０nm以下の粒子を意味している。また、蛍光性無機ナノ粒子としては、材料および粒子径が１種類の粒子を用いてもよいし、材料が同一で、粒子径の異なる複数種類の粒子が混合された粒子群、材料が異なり粒子径が同一の複数種類の粒子が混合された粒子群、あるいは材料も粒子径も異なる複数種類の粒子が混合された粒子群を用いてもよい。材料および粒子径が１種類の粒子を用いた場合には、光源からは単色光が射出され、複数種類の粒子が混合された粒子群を用いた場合には、多色光が射出される。また粒子径をほぼ連続的に変化させた複数種類の粒子群を用いた場合には、広帯域光が射出される。
【００１１】
前記光学部材が、蛍光エネルギー順位の異なる複数の蛍光性無機ナノ粒子が分散されたものであれば、
前記光源から射出される光の発光スペクトル幅（半値全幅）が１００nm以上であってもよい。
【００１２】
前記光学部材は、光導波路であってもよい。また前記光導波路は、ポリマー又はガラスをコア部材とする光ファイバであってもよい。
【００１３】
本発明の光計測装置は、前記光源から射出された光を測定光と参照光に分割し、前記測定光を被測定部へ照射し、前記測定光の前記被測定部の所定の深部からの反射光と前記参照光とを干渉させる分波・合波手段と、
前記反射光と前記参照光の干渉光の光強度を測定する測定手段と、
該測定手段により測定された前記干渉光の光強度に基づいて、前記被測定部の光断層画像を取得する画像生成手段とを有するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
光源が、蛍光エネルギー順位を粒子径で制御可能な多数の蛍光性無機ナノ粒子を分散した光学部材と、前記蛍光性無機ナノ粒子の蛍光エネルギー準位を光励起する波長帯域の励起光を射出する励起光源とを有しているため、励起光により光学部材に分散させた蛍光性無機ナノ粒子を励起することにより、所望の波長の蛍光を発光せしめ、この蛍光を光学部材の一端から射出せしめることにより、所望の波長の光で計測を行う光計測装置を実現することができる。
【００１５】
蛍光性無機ナノ粒子の材料としては、バルクでのバンドギャップエネルギーが所望の波長より低エネルギー（長波長）側にある最適な半導体材料又は誘電体材料等を用いることができる。蛍光性無機ナノ粒子は、特有の量子閉じ込め効果により、ほぼその粒子径で決定されるエネルギー順位が形成され、粒子径を小さくするほど各順位のエネルギーが大きくなるという特徴を有している。
【００１６】
次式は、半径Ｒの蛍光性無機ナノ粒子における最下位の励起子エネルギーＥexを近似的に表す式である。
【数１】
2006275913.tif 000003
【００１７】
したがって、蛍光性無機ナノ粒子から発光される蛍光の波長は、上記（１）式のエネルギーから次の（２）式により概略求めることができる。
【数２】
2006275913.tif 000004
【００１８】
上記（１）式より、蛍光性無機ナノ粒子の最下位のエネルギーは、バルク結晶のバンドギャップエネルギーより大きくなり、更に粒子径を小さくすればするほど大きくなるという性質を有していることがわかる。
【００１９】
上記（１）式および（２）式より、所望の波長の蛍光を発光させるのに必要な無機ナノ粒子の粒子径を決めることが出来る。従って、無機ナノ粒子の粒子径を制御することにより、その蛍光エネルギー順位をバルクでのエネルギーギャップより高エネルギー側にある所望の波長に対応するエネルギー順位へ制御することが可能となる。
【００２０】
一方、ＯＣＴ装置等に用いる低コヒーレンス広帯域光源としては、ＳＬＤが持いられることが多い。ＳＬＤは、半導体レーザを流用することが可能なため、簡便、小型、低価格な光源として汎用性が高いが、光スペクトル幅は半導体レーザの利得媒質の利得幅でほぼ決まるため、通常の半導体レーザの利得幅３０〜４０ｎｍ程度が光スペクトル幅の限界となる。
【００２１】
ところで光源のコヒーレンス長Ｌｃは、光源の光スペクトル幅に半比例し、次の（３）式から導くことが出来る。
【数３】
2006275913.tif 000005
【００２２】
これより、光断層画像の奥行き方向の分解能は光源の光スペクトル幅でほぼ決まり、光源の光スペクトル幅が大きいほど高分解能の測定が可能である。
【００２３】
更に高い奥行き分解能が必要な場合は、より発光スペクトル幅の広い（広帯域の）低コヒーレンス光源が求められるが、上記のように、ＳＬＤを光源として用いる場合は半導体レーザの利得幅で発光スペクトル幅が決まってしまうため、これにより奥行き分解能が制限される。従って、更に高い奥行き分解能が求められる装置においては、半導体レーザを流用するSLD光源では十分な発光スペクトル幅が得られず、適用が困難という問題があった。
【００２４】
一方、広帯域低コヒーレンス光を射出するモードロックチタンサファイアレーザを光源として用い、奥行き分解能を数μｍまで高分解能化したＯＣＴ装置が報告されている。しかし、モードロックチタンサファイアレーザは、高価で、かつ扱い難い光源であり、実用的であるとは言い難い。
【００２５】
本発明による光計測装置では、光源として、蛍光エネルギー順位の異なる複数の蛍光性無機ナノ粒子が分散された光学部材を備え、光スペクトル幅（半値全幅）が１００nm以上の光を射出する光源を用いることにより、安価でかつ扱い易い光計測装置を実現することができる。
【００２６】
すなわち、上記のように、蛍光エネルギー順位の異なる複数の蛍光性無機ナノ粒子が分散された光学部材を備えた光源では、粒子径を所望の分布とすることにより所望の蛍光スペクトル幅を得ることが可能で、発光スペクトル幅は半導体レーザのように利得幅で制限されることがなく、また、発光帯域を制限されることもない。従って、ほぼ任意の発光スペクトル幅と発光帯域の光を光源から射出させることが可能である。なお、この際、所望の発光スペクトル幅を得るために、ナノ粒子の材料を１種類に限定する必要はなく、必要に応じて、２種類以上の材料のナノ粒子を混合して用いてもよい。
【００２７】
前記光学部材として、光導波路を用いれば、簡易な構成の光源を作成することができる。また、前記光導波路としてポリマー又はガラスをコア部材とする光ファイバを用いれば、容易に長尺の光導波路を形成でき、大強度の光を光源から射出することが可能となる。
【００２８】
本発明の光計測装置が、前記光源から射出された光を測定光と参照光に分割し、前記測定光を被測定部へ照射し、前記測定光の前記被測定部の所定の深部からの反射光と前記参照光とを干渉させる分波・合波手段と、前記反射光と前記参照光の干渉光の光強度を測定する測定手段と、該測定手段により測定された前記干渉光の光強度に基づいて、前記被測定部の光断層画像を取得する画像生成手段とを有するものであれば、安価でかつ取り扱いの容易な装置により、光断層画像を取得することができる。
【００２９】
また、蛍光エネルギー順位の異なる複数の蛍光性無機ナノ粒子が分散された光学部材を有する光源であれば、１００nm以上の光スペクトル幅を容易に実現できる。光断層画像を取得する光計測装置へこのような光源を用いれば、高い分解能化を安価に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の具体的な第１の実施形態である光断層画像化装置について図１を参照して説明する。図１は本発明による光断層画像化装置の概略構成図である。本光断層画像化装置は、生体組織である被測定部１の光断層画像を取得するものである。
【００３１】
この光断層画像化装置は、１０００nm〜１２００ｎｍの発光スペクトルを有するスペクトル幅２００nmの広帯域低コヒーレンス光L1を出射する光源部10と、この光源部10から出射された低コヒーレンス光L1を参照光L2および測定光L3への分割および合波を行うファイバ結合光学系20と、参照光L2の光路上に配され、参照光L2の光路長を変化させる光路遅延部30と、測定光L3で水分を含む物質２により覆われた生体組織の被測定部１を走査する光走査部40と、被測定部１の所定の深度で反射された反射光L4と参照光L2との干渉光L5の強度を検出するバランス差分検出部50と、バランス差分検出部50で検出された干渉光L5の光強度から被測定部１の所定の深度で反射された反射光L4の光強度を求めるヘテロダイン検出を行い、画像信号に変換する信号処理部60と、信号処理部60で得られた画像信号を断層画像として表示する画像表示部70とから構成されるものである。なお、ファイバ結合光学系20、光路遅延部30および光走査部40は、本発明における分波・合波手段を構成し、バランス差分検出部50および信号処理部60は画像検出手段を構成するものである。
【００３２】
光源部10は、励起子最下位エネルギーが、生体等の計測に最適な１０００〜１２００ｎｍ内に一様に分布するように、粒子径が連続的に制御された蛍光性無機ナノ粒子群を均一にコア部材に分散した光ファイバ101 と、波長９５０ｎｍの励起光を射出する半導体レーザ102 と、該半導体レーザ102 を駆動する電源103 と、半導体レーザ102 から射出された励起光を光ファイバ101 へ入射するレンズ104と、光ファイバ101 から射出された広帯域コヒーレンス光L1を後段のファイバ結合光学系20へ導入する光コネクタ105 とで構成されている。
【００３３】
なお、蛍光性無機ナノ粒子群を励起する励起光の波長は、ナノ粒子群から発せられる蛍光の波長より短波長であることが好ましい。
【００３４】
光ファイバ101 に分散する蛍光性無機ナノ粒子の材料としては、バンドギャップエネルギーが波長１２００ｎｍに対応するエネルギーより若干低いエネルギーを有する材料とであればよく、硫化鉄（ＦｅＳ２）、鉄シリサイド（β-ＦｅＳｉ２）、硫化鉛（ＰｂＳ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の半導体結晶を選択することが出来る。硫化鉄、硫化鉛はホットソープ法等により高品位なナノ結晶が実現されており、鉄シリサイドのナノ結晶は真空電子ビーム蒸着等で形成することが出来る。また、ゲルマニウムのナノ結晶は超臨界流体法等により形成することが可能である。特にホットソープ法等の化学的方法により製作したナノ結晶の励起光に対する蛍光への変換効率は非常に高く、数％〜数１０％程度の変換効率が実現可能である。本実施の形態においては、硫化鉛を蛍光性無機ナノ粒子の材料として使用する。
【００３５】
また、このようなナノ粒子を分散するコア素材としては、ポリマーあるいはガラスを用いることができる。ナノ粒子をポリマーへ分散する手法は、「From Water-Soluble CdTe Nanocrystals to Fluorescent Nanicrystal-Polymer Transparent Composites Using Polymerizable Surfactants」by Hao Zhang et al. Advanced Materials. 2003.15. No. 10. May 16に記載され、またナノ粒子をガラスへ分散する手法は,「High-Performance, Quantum Dot Nanocomposites for Nonlinear Optical and Optical Gain Applications」by Melissa A. et al. Advanced Materials. 2003.15. No. 7-8. April 17 に記載されている。
【００３６】
前記（１）式および（２）式に、下記の硫化鉛からなる蛍光性無機ナノ粒子におけるバルク結晶のバンドギャップエネルギーＥｇおよび有効質量μを代入する。
【数４】
2006275913.tif 000006
【００３７】
図２は、上記（１）式におけるナノ粒子半径Ｒとナノ粒子における最下位の励起子エネルギーＥexとの関係を示す図である。また、図３は、上記（２）式におけるナノ粒子半径Ｒとナノ粒子から発せられる蛍光波長の関係を示す図である。
【００３８】
図３から硫化鉛ナノ粒子の半径が５．７５ｎｍの場合に蛍光波長が１０００ｎｍとなり、半径が大きくなるにしたがって、蛍光波長も長くなり、半径が７．１ｎｍの場合に蛍光波長が１２００ｎｍとなることがわかる。すなわち、即ち、硫化鉛ナノ粒子の半径Ｒを５．７５ｎｍ〜７．１ｎｍに制御することにより、略１０００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長帯域の広帯域コヒーレンス光を射出させることができる。
【００３９】
硫化鉛ナノ粒子はポリマーに透明且つ均一に分散されている。このため、励起光により励起されたナノ粒子からその粒子径で決まるエネルギーに対応する波長で放出された蛍光は、光ファイバのコア内をその出射端面方向に伝播していく。これを光ファイバの一端より出射させることにより、所望の波長帯域および発光スペクトル幅の低コヒーレンス光源を実現することが可能となる。
【００４０】
なお、光ファイバはシングル横モードのみが伝播する構造とすることにより、その出射光を点光源とすることが可能である。また、無機ナノ粒子をポリマー、ガラス等の硝材に透明性を維持して均一に分散することは、無機ナノ粒子の表面にポリマー、ガラス等と相溶性の高い配位子を配位させることにより実現可能である。
【００４１】
さらに、本実施の形態においては、励起光を光ファイバの端面より入射させる端面入射形式の光源を用いたが、励起光を側面より入射させる側面入射形式の光源を用いてもよい。
【００４２】
ファイバ結合光学系20は、光源部10から出射された低コヒーレンス光L1を測定光L3と参照光L2とに分割し、また、測定光L3の被測定部１の所定の深部からの反射である反射光L4と参照光L2を合波し、干渉光L5を得るファイバカプラ201 と、光源部10とファイバカプラ201 の間に設けられるファイバカプラ202 と、参照光L2に僅かな周波数シフトを生じさせるピエゾ素子203 と、光源部10とファイバカプラ202 を繋ぐファイバ204 と、ファイバカプラ201 および202 を介して光路遅延部30とバランス差分検出部50を繋ぐファイバ205 と、ファイバカプラ201 を介して光走査部40とバランス差分検出部50を繋ぐファイバ206 とを備えている。なお、ファイバ204 、205 および206 はシングルモード光ファイバである。
【００４３】
光路遅延部30は、ファイバ205 から射出された参照光L2を平行光に変換し、また反射された参照光L2をファイバ205 へ入射させるレンズ301 と、図１における水平方向への移動により参照光L2の光路長を変化させるプリズム302 とを備えている。
【００４４】
光走査部40は、測定光L3を図１における垂直方向に移動し、また被測定部１で反射した反射光L4をファイバ206 に入射させるレンズ401 およびレンズ402 を備えている。
【００４５】
バランス差分検出部50は、干渉光L5の光強度を測定する光検出器501 および502 と、光検出器501 の検出値と光検出器502 の検出値の入力バランスを調整し、ノイズ成分やドリフト成分を相殺した上で、差分を増幅する差動増幅器503 とを備えている。なお、光検出器501および光検出器502は、InGaAs系の光検出器であり、波長０．９８μｍ以上の光に対して検出感度を有するものである。
【００４６】
次に本実施の形態の光断層画像化装置の動作について説明する。まず、半導体レーザ102 から射出された波長９５０ｎｍの励起光は光ファイバ101 のコア内に入射される。これにより光ファイバ101 のコア内の硫化鉛ナノ粒子群は光励起され、ナノ粒子から波長１０００〜１２００ｎｍの蛍光が発光される。これが光ファイバ101の一端より出射することにより、広帯域低コヒーレンス光L1が、光源10から射出され、光コネクタ105 を介してファイバ結合光学系20のファイバ204 へ導入される。
【００４７】
ファイバ204 を透過した広帯域低コヒーレンス光L1は、ファイバカプラ202 で、ファイバ205 に導入され、さらに、ファイバカプラ201 で、ファイバ205 内を光路遅延部30の方向へ進行する参照光L2と、ファイバ206 内を光走査部40の方向へ進行する測定光L3とに分割される。
【００４８】
参照光L2は光路上に設けられたピエゾ素子203 により変調され、参照光L2と測定光L3には、僅かな周波数差△ｆが生じる。
【００４９】
測定光L3は光走査部40のレンズ401 および402 を経て被測定部１へ入射される。被測定部１に入射された測定光L3のうち被測定部１の所定の深度で反射された反射光L4は、レンズ402 および401 により、ファイバ206 に帰還せしめられる。ファイバ206 に帰還せしめられた反射光L4は、ファイバカプラ201 において、後述するファイバ205 に帰還せしめられた参照光L2と合波される。
【００５０】
一方、ピエゾ素子203 で変調された後の参照光L2は、ファイバ205 を通過し光路遅延部30のレンズ301 を介して、プリズム302に入射し、このプリズム302で反射され再度レンズ301 を透過して、ファイバ205 に帰還せしめられる。ファイバ205 に帰還せしめられた参照光L2はファイバカプラ201 で、上述した反射光L4と合波される。
【００５１】
ファイバカプラ201 で合波された反射光L4および参照光L2は、再び同軸上に重なることになり所定の条件の時に反射光L4と参照光L2が干渉し、干渉光L5となり、ビート信号を発生する。
【００５２】
参照光L2および反射光L4は、可干渉距離の短い低コヒーレンス光L1であるため、低コヒーレンス光L1が測定光L3と参照光L2に分割されたのち、測定光L3（反射光L4） がファイバカプラ201 に到達するまでの光路長が、参照光L2がファイバカプラ201 に到達するまでの光路長に略等しい場合に両光が干渉し、この干渉する両光の周波数差（△ｆ）で強弱を繰り返すビート信号が発生する。
【００５３】
干渉光L5は、ファイバカプラ201 で分割され、一方は、ファイバ205 を透過してバランス差分検出部50の光検出器501 に入力され、他方はファイバ206 を透過して光検出器502 に入力される。
【００５４】
光検出器501 および502 では、干渉光L5から上記ビート信号の光強度を検出し、差動増幅器503 で、光検出器501 の検出値と光検出器502 の検出値の差分を求め、信号処理部60へ出力する。なお、差動増幅器503 は、その入力値の直流成分のバランスを調整する機能を備えているため、たとえ光源部10から出射された低コヒーレンス光L1にドリフトが生じている場合でも、直流成分のバランスを調整した上で差分を増幅することにより、ドリフト成分は相殺され、ビート信号成分のみが検出される。なお、光検出器501 に入力される干渉光L5には、ファイバカプラ202 において、光源部10から出射された低コヒーレンス光L1の一部が重畳されているため、差動増幅器503 においてドリフト成分が相殺される。
【００５５】
また、このときに、プリズム302 をその光軸方向（図中水平方向）に移動すると、参照光L2がファイバカプラ201 に到達するまでの光路長が変化する。このため参照光L2と干渉する測定光L3（反射光L4）の光路長も変化するため、断層情報を取得する被測定部１の深度も変化する。
【００５６】
上記の動作により、被測定部１の所定点における表面から所望の深度までの断層情報を取得したのち、光走査部40のレンズ401 およびレンズ402 により、測定光L3の入射点を図１の垂直方向に僅かに移動させ、同様に所定の深度までの断層情報を取得する。このような動作を繰り返すことにより、被測定部１の断層画像を得ることができる。
【００５７】
信号処理部60では、バランス差分検出部50で検出された干渉光L5の光強度から被測定部１の所定の深度で反射された反射光L4の強度を求めるヘテロダイン検出を行い、画像信号に変換し、断層画像として画像表示部70に表示する。
【００５８】
上記のように、本発明のよる光断層画像化装置では、光源として、半径Ｒが５．７５ｎｍ〜７．１ｎｍに制御された硫化鉛ナノ粒子群がコアに均等に分散された光ファイバを波長９５０ｎｍの励起光により励起して、生体組織の光断層画像の取得に適した、略１０００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長帯域の広帯域コヒーレンス光L1を射出させることができる光源１０を用いたため、安価でかつ扱い易い光断層画像化装置を実現することができる。
【００５９】
また、光源10が、蛍光エネルギー順位の異なる複数の蛍光性無機ナノ粒子が分散された光ファイバ101 を有する光源であるため、２００nmの光スペクトル幅を容易に実現できる。本発明の光断層画像化装置は、このような光源10を用いたため、高分解能化を安価に実現することができる。
【００６０】
また、ポリマーをコア部材とする光ファイバ101 を用いたため、容易に破損しにくい長尺の光導波路を形成でき、大強度の光を光源10から射出することが可能となる。
【００６１】
なお、本実施の形態においては、光源10を、ＯＴＤＲタイプのＯＣＴ装置に用いたがこれに限定されるものではなく、光源10は、ＯＦＤＲタイプのＯＣＴ装置、あるいは他の光計測装置に使用することができる。また、光源10から射出される光の波長帯域およびスペクトル幅は、光ファイバ101 に分散する蛍光性無機ナノ粒子の半径Ｒを予め制御して、用いられる光計測装置の種類あるいは被測定部の種類に応じて、適宜最適な値に設定されていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態による光断層画像化装置の概略構成図
【図２】ナノ粒子半径と励起子エネルギーとの関係の説明図
【図３】ナノ粒子半径とナノ粒子から発せられる蛍光波長との関係の説明図
【符号の説明】
【００６３】
１         被測定部
10         光源部
101        光ファイバ
102        半導体レーザ
20         ファイバ結合光学系
203        ピエゾ素子
30         光路遅延部
302        プリズム
40         光走査部
50         バランス差分検出部
501,502    光検出器
503        差動増幅器
60         信号処理部
【図１】
2006275913.tif 000007
【図２】
2006275913.tif 000008
【図３】
2006275913.tif 000009