(57)【要約】【課題】光遅延機構により光遅延量が高速に変化せしめられる参照光の強度を、被検体の深い位置から反射される被検光の強度低下を補うように、その光遅延量の変化に対して高精度に変化させることが可能な断層映像装置を得る。【解決手段】光遅延機構４０は、フーリエ変換レンズ４２と、このフーリエ変換レンズ４２の一方の焦平面位置に配された回折格子４１と、フーリエ変換レンズ４２の他方の焦平面位置に揺動可能に配された走査ミラー４３とを有してなる。そして、走査ミラー４３の揺動角度δを変化させることにより、この光遅延機構４０を経由する第２光束の光遅延量を変化させるとともに、第２光束の光遅延量が小となるのに従い、第２光束が光遅延機構４０において損失する光量が大となるように構成されている。【選択図】          図２
2006078436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低可干渉光源からの出射光束を第１光束と第２光束とに２分するとともに、該第１光束を被検体に照射し該被検体から反射された被検光を、前記第２光束と合波して光検出器に入射せしめる干渉光学系と、前記第２光束の光路中に配置された光遅延機構とを備え、
分波されてから合波されるまでの前記第２光束の光遅延量を前記光遅延機構により変化させることによって、前記被検体の深さ方向の各位置より反射された各々の前記被検光に対応した干渉信号を前記光検出器において検出し、該干渉信号に基づき前記被検体の断層映像を得る断層映像装置において、
前記光遅延機構は、
フーリエ変換レンズと、該フーリエ変換レンズの一方の焦平面位置に配された回折格子と、該フーリエ変換レンズの他方の焦平面位置に揺動可能に配された走査ミラーとを有してなり、
該光遅延機構に入射した前記第２光束が該光遅延機構から出射されるまでに少なくとも１回は辿る、前記回折格子から前記フーリエ変換レンズを経て前記走査ミラーに至り該走査ミラーから前記フーリエ変換レンズを経て前記回折格子に戻るまでの光遅延量調整用の経路の長さを、前記走査ミラーの揺動により時間的に変化させることによって、該光遅延機構を通過する前記第２光束の前記光遅延量が時間的に変化するように、
かつ前記第２光束の前記光遅延量が小となるのに従い、該光遅延機構において該第２光束が損失する光量が大となるように構成されていることを特徴とする断層映像装置。
【請求項２】
前記光遅延機構は、前記走査ミラーの揺動において前記他方の焦平面に対する該走査ミラーの傾斜角度が大となるのに従い、前記第２光束の前記光遅延量が小となるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の断層映像装置。
【請求項３】
前記走査ミラーの揺動中心が、前記フーリエ変換レンズの光軸から外れた位置に設定されていることを特徴とする請求項２記載の断層映像装置。
【請求項４】
前記光遅延量調整用の経路を前記第２光束が２回通過するように、前記回折格子から出射された該第２光束を該回折格子に向けて逆進するように反射する複光路ミラーが、該複光路ミラーの光軸方向に移動可能に配されていることを特徴とする請求項１〜３までのうちいずれか１項記載の断層映像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可干渉距離の短い低コヒーレンス光を利用する光コヒーレンストモグラフィ（Optical  Coherence  Tomography：ＯＣＴ）と称される手法を適用して、医療または工業等の分野において被検体の断層映像を得る際に用いられる断層映像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＣＴによる断層映像装置は、低コヒーレンス干渉計（低可干渉光源を備えたマイケルソン型等の等光路長型干渉計）を用いて構成されており、近年、医療用や工業用等の被検体を撮像する分野、特に電子内視鏡の分野において、幅広い利用を目指した研究開発が進められている（下記非特許文献１参照）。
【０００３】
このようなＯＣＴによる断層映像装置の測定原理を、従来の断層映像装置を示す図４を用いて簡単に説明する。図示された断層映像装置では、光ファイバにより光路が構成されたマイケルソン型干渉計が用いられており、低可干渉光源３１０から光ファイバ３２１に入射された光束が２×２カプラ３２５により第１光束と第２光束とに２分され、第１光束は光ファイバ３２２により被検体３３１側に導かれ、第２光束は光ファイバ３２３により参照ミラー３４２側に導かれる。
【０００４】
光ファイバ３２２の光出射端の後段には対物集光レンズ３３２が設けられており、この対物集光レンズ３３２により第１光束が被検体３３１に照射されるようになっている。被検体３３１が生体等の高吸収・高多重散乱物体である場合、被検体３３１に照射された第１光束は、被検体３３１の内部に侵入し、主に屈折率分布が不連続となる各断層境界部において後方散乱光を生じさせる。各断層境界部で生じた各々の後方散乱光は、僅かにコヒーレンス性を有しており、被検光として照射経路を逆進する。
【０００５】
一方、光ファイバ３２３の光出射端から射出された第２光束はコリメータレンズ３４１を介して参照ミラー３４２に照射され、該参照ミラー３４２より照射経路を逆進するように反射される。この参照ミラー３４２から反射された第２光束は、参照光として、２×２カプラ３２５において被検光と合波され、合波された光束は光ファイバ３２４を介して光検出器３５２に到達する。
【０００６】
被検体３３１の各断層境界部で生じた後方散乱光からなる被検光は、被検体３３１の深さ方向の各発生位置に対応する（時間的、空間的な）光遅延量を伴っており、一方、参照ミラー３４２からの第２光束は、参照ミラー３４２の位置に対応する光遅延量を伴っている。被検光は被検体３３１の表面や内部の各層境界部より、異なる光遅延量を伴って光検出器３５２に到達するが、そのコヒーレンス時間の短さから、第２光束との光遅延量が略等しい（参照光との光路長差が数μｍ程度の）光波（波束）だけが第２光束と干渉して、光検出器３５２により干渉信号として検出され得る。光検出器３５２により検出された干渉信号は、増幅器３６２、バンドパスフィルタ３６３、Ａ／Ｄコンバータ３６４を介してコンピュータ３６５に入力され、所定の画像処理がなされる。
【０００７】
上述のように図４に示す断層映像装置では、参照ミラー３４２の位置に応じて、被検体３３１の深さ方向の所定位置からの被検光のみを干渉信号として検出することが可能となっている。被検体３３１の断層映像を得るためには、被検体３３１の深さ方向各位置からの被検光による干渉信号を検出する必要がある。そこで、図示された断層映像装置では、参照ミラー３４２が光軸方向に移動可能に構成されており、この参照ミラー３４２を光軸方向に移動させることにより第２光束の光遅延量を変え、これにより被検体３３１の深さ方向各位置からの被検光による干渉信号を検出し得るように構成されている。
【０００８】
従来、第２光束（参照光）の光遅延量を可変とする機構（以下「光遅延機構」と称する）としては、上述のような参照ミラーを光軸方向に移動させるものが一般的に知られているが、近年では、第２光束の光遅延量をより高速に変化させるための各種の光遅延機構が提案されている（下記特許文献１、下記非特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３２９５７７号公報
【非特許文献１】光学３２巻４号（２００３）：佐藤学、丹野直弘著
【非特許文献２】Andrew  M.Rollins,et.al,"In  vivo  video  rate  optical  coherence  tomography",OPTICS  EXPRESS,Vol.３,No.614,219-229,14  September,1998．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したようなＯＣＴによる断層映像装置は、被検体の深さ方向各位置から反射される被検光の強度が、その反射位置の深さに応じて指数関数的に減衰するので、被検体の表面や極めて浅い部分からの被検光により得られる干渉信号と、被検体の深い部分からの被検光により得られる干渉信号との間に、大きな強度差が生じてしまうという特性を有している。このような特性が原因となって従来公知の断層映像装置は、被検体の浅い部分についてはコントラストの高い映像が得られても、被検体の深い部分についてはコントラストの高い映像が得られないなど、被検体の深さによって断層映像のコントラストが大きく変動するという問題を有している。
【００１１】
このような問題点を解決するためには、被検光の強度（光量）が小さくなるのに従い、これと干渉する第２光束の強度が増大するようにして、被検体の深い位置から反射される被検光の強度低下を補うようにすればよいことが知られている。しかし、光遅延機構を用いた断層映像装置において、光遅延機構により光遅延量が高速に変化せしめられる第２光束の強度を、被検光の強度変化すなわち第２光束の光遅延量の変化に対してタイムラグ無く高精度に対応するように変化させることは非常に困難である。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、被検光の強度が小さくなるのに従い、この被検光と干渉する第２光束の強度が増大するように、第２光束の光遅延量の変化に高精度に対応させて第２光束の強度を変化させることが可能な断層映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】
【００１３】
上記課題を解決するため本発明では、断層映像装置に組み込まれる光遅延機構として、回折格子、フーリエ変換レンズ、および走査ミラーが参照光としての第２光束の入射側よりこの順で配されたものを用いるとともに、この光遅延機構を通過する第２光束の光遅延量が小さくなるのに従い、該光遅延機構において第２光束が損失する光量が大きくなるようにしている。
【００１４】
すなわち、本発明に係る断層映像装置は、低可干渉光源からの出射光束を第１光束と第２光束とに２分するとともに、該第１光束を被検体に照射し該被検体から反射された被検光を、前記第２光束と合波して光検出器に入射せしめる干渉光学系と、前記第２光束の光路中に配置された光遅延機構とを備え、分波されてから合波されるまでの前記第２光束の光遅延量を前記光遅延機構により変化させることによって、前記被検体の深さ方向の各位置より反射された各々の前記被検光に対応した干渉信号を前記光検出器において検出し、該干渉信号に基づき前記被検体の断層映像を得る断層映像装置において、
前記光遅延機構は、フーリエ変換レンズと、該フーリエ変換レンズの一方の焦平面位置に配された回折格子と、該フーリエ変換レンズの他方の焦平面位置に揺動可能に配された走査ミラーとを有してなり、該光遅延機構に入射した前記第２光束が該光遅延機構から出射されるまでに少なくとも１回は辿る、前記回折格子から前記フーリエ変換レンズを経て前記走査ミラーに至り該走査ミラーから前記フーリエ変換レンズを経て前記回折格子に戻るまでの光遅延量調整用の経路の長さを、前記走査ミラーの揺動により時間的に変化させることによって、該光遅延機構を通過する前記第２光束の前記光遅延量が時間的に変化するように、かつ前記第２光束の前記光遅延量が小となるのに従い、該光遅延機構において該第２光束が損失する光量が大となるように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
前記光遅延機構は、前記走査ミラーの揺動において前記他方の焦平面に対する該走査ミラーの傾斜角度が大となるのに従い、前記第２光束の前記光遅延量が小となるように構成することができる。その際、走査ミラーの揺動中心を、前記フーリエ変換レンズの光軸から外れた位置に設定してもよい。
【００１６】
また、前記光遅延量調整用の経路を前記第２光束が２回通過するように、前記回折格子から出射された該第２光束を該回折格子に向けて逆進するように反射する複光路ミラーが、該複光路ミラーの光軸方向に移動可能に配された構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の断層映像装置では、フーリエ変換レンズと、フーリエ変換レンズの一方の焦平面位置に配された回折格子と、フーリエ変換レンズの他方の焦平面位置に揺動可能に配された走査ミラーとを有してなる光遅延機構を用いている。この光遅延機構は、走査ミラーを僅かに揺動させることによって、光遅延機構を通過する第２光束（参照光）の光遅延量を大きく変化させることができる。しかし、走査ミラーの反射面の位置がフーリエ変換面の位置（他の焦平面位置）から離れた状態のときに第２光束が光遅延機構を通過する場合と、走査ミラーの反射面の位置がフーリエ変換面の位置に近い状態のときに第２光束が通過する場合とを比較すると、後者の場合の方が、光遅延機構における第２光束の光量損失が大きくなるという特性を有している。
【００１８】
一方、光遅延機構を通過する第２光束の光遅延量は、第２光束が最初に回折格子に入射するときの入射位置と、第２光束が回折格子からフーリエ変換レンズを経て走査ミラーに到達した後、走査ミラーからフーリエ変換レンズを経て回折格子に再び入射するときの入射位置との距離の差に略依存しており、この差は第２光束が最初に回折格子に入射するときの入射位置と走査ミラーの揺動範囲を決めることにより確定することができる。
【００１９】
すなわち、本発明で用いる光遅延機構では、光遅延機構を通過する第２光束の光遅延量と、光遅延機構において第２光束が損失する光量とを別個に調整することが可能であり、このため、光遅延量が小さくなるのに従い損失する光量が大きくなるように構成することが可能となる。また、一旦そのように構成すれば、第２光束の光遅延量と光量は、走査ミラーの揺動により同時に変化するので、光遅延量の変化と光量の変化との間にタイムラグが生じる虞がない。
【００２０】
したがって、本発明の断層映像装置によれば、光遅延機構を通過する第２光束の光遅延量が小さくなるのに従い、光遅延機構において第２光束が損失する光量が大きくなるように構成されていることにより、被検光の強度が小さくなるのに従い、この被検光と干渉する第２光束の強度が増大するように、第２光束の光遅延量の変化に高精度に対応させて第２光束の強度を変化させることができ、被検体の深さ位置に拘らずコントラストの高い断層映像を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係る断層映像装置について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施形態に係る断層映像装置を示す概念図であり、図２は図１に示す光遅延機構の構成および作用を概略的に示す図である。
【００２２】
〈装置構成〉
図１に示すように本実施形態に係る断層映像装置は、医療用の内視鏡（特に気管支内視鏡）に適用されたものであって、光源部と測定部と信号処理部とに区分される。
【００２３】
これらのうち、光源部は低可干渉光源１０で構成される。この低可干渉光源１０は、近赤外域に広いスペクトル幅（広波長帯域）を有する光（以下、低可干渉光とも称する）を出射する光源であって、例えばＳＬＤ（Super-luminescent diode）やASE (Amplified Spontaneous Emission)光源等からなる。
【００２４】
また、信号処理部は、増幅器６２と、バンドパスフィルタ６３と、Ａ／Ｄコンバータ６４と、画像処理部６５と、画像表示部６６とを備えてなる。
【００２５】
一方、測定部は、全体としていわゆるバランス型のマイケルソン干渉光学系を構成しており、導光路としての光ファイバ（図中、黒太線で示す）で導光される光束を分波および／または合波する３つの２×２カプラ２１，２３，２９と、被検体８０からの映像情報を得るための測定プローブ３０と、参照光の光遅延量を変化させる光遅延機構４０と、光遅延機構４０内の経路（詳しくは後述する）を参照光が２回通過するようにするための複光路ミラー２８と、被検体情報をバランス検波する２つの光検出器５２Ａ，５２Ｂとを備えている。
【００２６】
また、２×２カプラ２１，２３の間の光ファイバには光学アイソレータ２２が配されており、２×２カプラ２３と光遅延機構４０との間の光ファイバには第１のコネクタ２４が配されている。また、光遅延機構４０と複光路ミラー２８との間の光ファイバには第２のコネクタ２６およびコリメータ２７が配されており、２×２カプラ２３に接続される一方のファイバの他端部側には無反射端として機能するアッテネータ２５が配されている。
【００２７】
上記測定プローブ３０は、図１に示すように、回転ジョイント３１を介して軸線回りに（図中矢線Ａ方向に）回転可能に構成された回転シャフト３２と、この回転シャフト３２の先端部に設けられた照射部３３とを、図示せぬ外筒（シース）内に備えており、気管支等の筒状の被検体８０内に挿通されるように構成されている。この照射部３３は、回転シャフト３２内に挿通された光ファイバにより導光された光束を収束する対物レンズと、この対物レンズからの光束を直角に反射するプリズムとからなり、回転シャフト３２と共に回転しながら、測定用の光束を被検体８０の内周面に沿って照射するように構成されている。
【００２８】
また、本実施形態に係る断層映像装置は、測定プローブ３０における被検体８０の周方向走査を行なうための回転シャフト３２への回転指示や、後述する、参照光の光路長調整のための複光路ミラー２８への移動指示、および同じく後述する、光遅延機構４０における参照光の光遅延量を変化させるための走査ミラー４３（図２参照）への揺動指示等を行なう制御部７２を備えている。
【００２９】
〈装置の作用〉
以下、本実施形態に係る断層映像装置の全体的な作用を説明する。
【００３０】
低可干渉光源１０から出射された光は図示されない集光レンズにより光ファイバの入射端面に集光され、この光ファイバにより２×２カプラ２１に伝送される。伝送された低可干渉光は、この２×２カプラ２１において第１光束と第２光束とに２分され、第１光束は光ファイバにより測定プローブ３０に伝送され、第２光束は他の光ファイバにより光学アイソレータ２２を介して２×２カプラ２３に伝送される。
【００３１】
測定プローブ３０に伝送された第１光束は、測定用の光束として、回転する照射部３３より被検体８０の内周面に沿って集光照射される。被検体８０に照射された第１光束は、被検体８０の内部に侵入し、主に屈折率分布が不連続となる各断層境界部において後方散乱光を生じさせる。被検体８０の深さ方向の各断層境界部で生じた各々の後方散乱光は、僅かにコヒーレンス性を有しており、各々が深さ方向に応じた光遅延量を伴いながら被検光として照射経路を逆に進み２×２カプラ２１に到達し、さらに光ファイバにより２×２カプラ２９に伝送される。
【００３２】
一方、２×２カプラ２３に伝送された第２光束は、この２×２カプラ２３において分岐され、一方は第１のコネクタ２４を介して光遅延機構４０に伝送され、他方はアッテネータ２５に伝送される。光遅延機構４０に伝送された第２光束は、光遅延機構４０内の経路を経由した後、光遅延機構４０から第２のコネクタ２６を介してコリメータ２７に伝送され、このコリメータ２７より複光路ミラー２８に照射される。
【００３３】
複光路ミラー２８に照射された第２光束は、反射面において入射方向とは逆向きに反射されて経路を逆に進み、コリメータ２７および第２のコネクタ２６を介して光遅延機構４０に再入射する。光遅延機構４０に再入射した第２光束は、光遅延機構４０内の経路を先程とは逆向きに経由した後、所定の光遅延量を伴った参照光として光遅延機構４０より出射され、第１のコネクタ２４を介して２×２カプラ２３に送出された後、さらに光ファイバにより２×２カプラ２９に伝送される。なお、２×２カプラ２３と２×２カプラ２１との間には光学アイソレータ２２が配されているので、２×２カプラ２１へ第２光束が伝送されることはない。
【００３４】
２×２カプラ２９に伝送された被検光および参照光（第２光束）は、２×２カプラ２９において互いに合波されるが、合波された両光はコヒーレンス長が極めて短いものであるため、各々の光遅延量が略等しい場合のみ干渉する。したがって、参照光の光遅延量（光路長）を光遅延機構４０において逐次変化させることにより、被検体８０の深さ方向の各位置の干渉波情報（断層映像情）が時系列的に得られることになる。
【００３５】
２×２カプラ２９で合波された光は光ファイバを介して２つの光検出器５２Ａ，５２Ｂに到達して互いに異なる信号Ｉ−，Ｉ＋として光電変換され、これら２つの光検出器５２Ａ，５２Ｂにより検出された各信号Ｉ−，Ｉ＋の差分信号が図示されないコンパレータ等を用いて得られ、いわゆるバランス検波が終了する。
【００３６】
すなわち、上述した２×２カプラ２９からの２つの光出力同士では、各信号Ｉ＋，Ｉ−において、干渉波成分が正負逆符号となっている一方、バイアス成分は同符号となっている。したがって、光検出器５２Ａ，５２Ｂからの両出力信号強度に対し、両者の差分をとることにより、光源の揺らぎも含めたバイアス成分が相殺され、干渉波信号成分のみを理論上２倍として得ることができる。
【００３７】
この後この差分信号は、干渉信号として、増幅器６２、バンドパスフィルタ６３、Ａ／Ｄコンバータ６４を介して画像処理部６５に入力され、画像処理部６５において、被検体８０の深さ方向および周方向の２次元断層映像が生成されて、画像表示部６６において表示される。
【００３８】
ところで、被検体８０が生体であるような場合、被検体８０の深さ方向各位置から反射される被検光の強度は、その反射位置の深さに応じて指数関数的に減衰するので、参照光の強度が一定の場合、被検体８０の表面や極めて浅い部分からの被検光により得られる干渉信号（上記差分信号）と、被検体８０の深い部分からの被検光により得られる干渉信号との間に大きな強度差が生じ、このため、得られる断層映像は、被検体８０の深さによってコントラストが大きく変動したものになる。
【００３９】
本実施形態に係る断層映像装置は、上記光遅延機構４０を用いて、被検光の強度が小さくなるのに従い、被検光と干渉する第２光束の強度が増大するようにした点に特徴を有するものであり、以下、この光遅延機構４０の構成および作用について詳細に説明する。
【００４０】
〈光遅延機構の構成および作用〉
図２に示すように光遅延機構４０は、フーリエ変換レンズ４２と、このフーリエ変換レンズ４２の一方（図中左方）の焦平面位置（フーリエ変換レンズ４２の焦点距離を図中ｆで示す）に配された回折格子４１と、フーリエ変換レンズ４２の他方（図中右方）の焦平面位置に揺動可能に配され、この他方の焦平面に対する傾斜角度（δ）を変化させることにより、光遅延機構４０を経由する第２光束の光遅延量を変化させる走査ミラー４３とを有してなる。また、光遅延機構４０は、回折格子４１、フーリエ変換レンズ４２、および走査ミラー４３が、第１のコネクタ２４側から伝送される第２光束の入射側よりこの順で配されており、後述するように、第２光束の光遅延量が小となるのに従い、光遅延機構４０において第２光束が損失する光量が大となるように構成されている。
【００４１】
すなわち、この光遅延機構４０においては、第１のコネクタ２４側から伝送された第２光束が、図示せぬコリメータレンズを介して平行光とされて回折格子４１に入射するが、この入射位置がフーリエ変換レンズ４２の光軸Ｃと重なるようになっている。回折格子４１に入射した第２光束は、回折格子４１により回折され、各周波数成分（図２では、簡便的に、低周波数成分の光束を点線で示し、中心周波数成分の光束を実線で、高周波数成分の光束を破線でそれぞれ示している）に分散して、フーリエ変換レンズ４２に入射する。
【００４２】
フーリエ変換レンズ４２に入射した周波数成分毎の第２光束は、フーリエ変換レンズ４２により屈折され、上記他方の焦平面（フーリエ変換面）の位置に配された走査ミラー４３の反射面上にスペクトル別に収束する。そして、走査ミラー４３の揺動角度（他方の焦平面に対する反射面の傾斜角度）に対応して所定方向に反射され、フーリエ変換レンズ４２に再び入射する。
【００４３】
フーリエ変換レンズ４２に再入射した周波数成分毎の第２光束は、フーリエ変換レンズ４２により屈折されて回折格子４１に入射し、回折格子４１により回折され平行光束として、第１のコネクタ２４側からの入射方向と平行な方向へ出射される。この出射された第２光束は、図１に示す第２のコネクタ２６およびコリメータ２７を介して複光路ミラー２８に入射され、その反射面において入射方向とは逆向きに反射されて経路を逆に進み、回折格子４１に再び入射する。そして、回折格子４１からフーリエ変換レンズ４２、走査ミラー４３、再度フーリエ変換レンズ４２を介して回折格子４１へと、上述した経路を逆進した後、光遅延機構４０から光ファイバを介して第１のコネクタ２４へと伝送される。
【００４４】
上述のように、この光遅延機構４０においては、走査ミラー４３の揺動角度に対応して第２光束が辿る経路の位置および経路長が変化し、その各経路間の経路長差に応じて第２光束の光遅延量が変化する。この各経路の基準経路（走査ミラー４３の揺動角度が０度、すなわち、その反射面がフーリエ変換レンズ４２の光軸Ｃと直交する場合の経路）に対する経路長差（Ｌ）は、図２に示すように走査ミラー４３の揺動中心Ｄがフーリエ変換レンズ４２の光軸Ｃ上にあり、かつ第２光束の中心周波数成分がこの揺動中心Ｄの位置に入射する場合には、回折格子４１上における、第２光束の第１のコネクタ２４側からの入射位置と第２のコネクタ２６側への出射位置との距離の差に依存し、それは走査ミラー４３の揺動角度δ（図２において時計回りの方向を正とする）の関数として、下式（１）で表される。
【００４５】
Ｌ（δ）＝−（４・δ・ｆ・λ）／（ｐ・ｃｏｓ（θｄ））……  （１）
【００４６】
ここで、δは走査ミラー４３の揺動角度、ｆはフーリエ変換レンズ４２の焦点距離、λは第２光束の中心波長、ｐは回折格子４１の格子定数（格子ピッチ）、θｄは回折格子４１の回折角を、それぞれ示す。また、この式（１）の導出に際しては、走査ミラー４３の揺動角度δが微小であり、ｔａｎ（２δ）≒２δが成立すること、および回折格子４３において、ｐ（ｃｏｓ（θｄ）＋ｓｉｎ（θｉ））＝λの関係（θｉは第２光束の回折格子４１への入射角度）があることを用いている。
【００４７】
なお、この光遅延機構４０における第２光束の光遅延量の変化範囲（変域）は、被検体８０（図１参照）の観察対象範囲内の深さ方向各位置から反射される各被検光の光遅延量の変化範囲（変域）をカバーし得るように設定される。また、図１に示す複光路ミラー２８は、その反射面の光軸方向（図中矢線Ｂ方向に）に移動し得るように構成されており、この反射面の位置を変えることにより第２光束が辿る経路長を変化させ、これにより上記測定プローブ３０の照射部３３の光出射端面から被検体８０の表面までの距離の変化を補償し得るようになっている。
【００４８】
上式（１）からも明らかなように、この光遅延機構４０においては、走査ミラー４３の揺動角度が増大するのに従って、第２光束が辿る光遅延機構４０内の経路長が短くなるように、すなわち第２光束の光遅延量が減少するように構成されている。一方、この光遅延機構４０においては、走査ミラー４３の揺動角度が増大するに従って、走査ミラー４３の反射面の位置がフーリエ変換レンズ４２のフーリエ変換面（上記他方の焦平面）位置から外れることにより、第２光束が光遅延機構４０において損失する光量（特に、第２光束が光遅延機構４０から出射される際に通過する不図示のコリメータレンズとのカップリングの際に損失する光量）が大きくなるように構成されている。
【００４９】
すなわち、本実施形態の断層映像装置によれば、被検体８０のより深い位置から反射される強度が低い被検光と干渉する第２光束すなわち光遅延量が大きい第２光束ほど、その強度が増大するように構成されており、このため、被検体の深さ位置に拘らずコントラストの高い断層映像を得ることが可能となっている。
【００５０】
＜態様の変更＞
以上、本発明に係る断層映像装置の一実施形態を説明したが、本発明の断層映像装置は、かかる実施形態に限定されるものではなく、種々に態様を変更することが可能である。
【００５１】
例えば、上記実施形態においては、光遅延機構４０における走査ミラー４３の揺動中心Ｄが、フーリエ変換レンズ４２の光軸Ｃ上に位置するように構成されているが、図３に示す走査ミラー４３Ａのように、揺動中心Ｄの位置を光軸Ｃから外れる位置に設定してもよい。図３に示す例では、揺動中心Ｄの位置が光軸Ｃの図中下方に位置し、周波数成分毎の第２光束は走査ミラー４３Ａの、揺動中心Ｄよりも上側の領域に入射するようになっている。これにより、走査ミラー４３Ａの揺動角度（δ´）が小さい場合でも、走査ミラー４３Ａの反射面がフーリエ変換面の位置からから大きく外れることとなるので、上記実施形態の場合と比べて、走査ミラー４３Ａの揺動角度の変化に対する第２光束の強度の変化量を大きくすることができる。
【００５２】
なお、図３に示す例では、第２光束の中心波長成分が走査ミラー４３Ａの揺動中心Ｄから外れた位置に入射するようになっている。この場合、第２光束の光遅延量（群遅延）は、走査ミラー４３Ａの揺動角度に応じて生じる、第２光束の各周波数成分に比例する位相遅延にも依存することになる（上記非特許文献２参照）ので、この位相遅延の影響も考慮した上で、走査ミラー４３Ａの揺動範囲を設定することが好ましい。
【００５３】
また、上記実施形態においては、複光路ミラー２８を配することにより、第２光束が光遅延機構４０内の経路を２回通過するように構成されているが、第２光束が回折格子４１と走査ミラー４３との間の往復光路を１回のみ通過するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態においては、測定プローブ３０の照射部３３が測定プローブ３０の軸線回りに回転しながら、第１光束を被検体８０の内周面に沿って照射し得るように構成されているが、測定プローブとして、その軸線方向に第１光束を照射する周知のタイプのもの（図４に示すタイプのもの）を用いることも可能である。
【００５５】
また、上述した低可干渉光源に替えて、通常のダイオードや高圧水銀ランプ等の周知の低可干渉光源を使用することも可能である。
【００５６】
また、図１に示す装置においては、バランス型のマイケルソン干渉光学系を用いているが、これに替えて、アンバランス型のマイケルソン干渉光学系を用いてもよいし、図１に示すマイケルソンタイプに替えて、マッハツェンダタイプ等の他の等光路長型干渉光学系を用いるようにしてもよい。
【００５７】
また、被検体としては人体に限られず、光が内部に侵入して、内部の各位置から反射光が得られるその他の種々の組織とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る断層映像装置を示す概念図
【図２】図１に示す光遅延機構の構成および作用を概略的に示す図
【図３】光遅延機構の走査ミラーの他の態様を示す図
【図４】従来技術に係る断層映像装置を示す概念図
【符号の説明】
【００５９】
１０，３１０      低可干渉光源
２１，２３，２９，３２５      ２×２カプラ
２２      光学アイソレータ
２４      第１のコネクタ
２６      第２のコネクタ
２５      アッテネータ
２７      コリメータ
２８      複光路ミラー
３０      測定プローブ
３１      回転ジョイント
３２      回転シャフト
３３      照射部
４０      光遅延機構
４１      回折格子
４２      フーリエ変換レンズ
４３，４３Ａ      走査ミラー
５２Ａ，５２Ｂ，３５２      光検出器
６２，３６２      増幅器
６３，３６３      バンドパスフィルタ
６４，３６４      Ａ／Ｄコンバータ
６５，３６５      画像処理部
６６，３６６      画像表示部
７２      制御部
８０，３３１      被検体
３２１、３２２、３２３、３２４      光ファイバ
３４１      コリメータレンズ
３４２      参照ミラー
Ｃ      （フーリエ変換レンズの）光軸
Ｄ      （回折格子の）揺動中心
【図１】
2006078436.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006078436.tif 000006