(57)【要約】【課題】  波長掃引型の光源装置を用いて往復掃引により撮像する際、往掃引と復掃引とで光源特性が異なっても高画質な断層画像が可能となる撮像装置を提供する。【解決手段】  波長掃引型の光源装置と、光源装置から照射された光を測定光と参照光に分岐させ、測定光による被測定物からの戻り光と、測定光に対応する前記参照光とを合波する分岐結合部と、合波した光に基づいて被測定物の断層画像を取得する画像処理部と、を備える撮像装置であって、  光源装置は、短波長から長波長への第１の波長掃引と、長波長から短波長への第２の波長掃引を交互に行う往復掃引型の光源装置であり、画像処理部は、被測定物の同一場所における、第１の波長掃引で取得した信号を基に生成された第１の断層画像と、第２の波長掃引で取得した信号を基に生成された第２の断層画像を取得し、第１の断層画像と第２の断層画像とを合成して被測定物の断層画像を取得する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長掃引型の光源装置と、
前記光源装置から照射された光を測定光と参照光に分岐させ、前記測定光による被測定物からの戻り光と、前記測定光に対応する前記参照光とを合波する分岐結合部と、
前記合波した光に基づいて画像処理を行い、前記被測定物の断層画像を取得する画像処理部と、を備える撮像装置であって、
前記光源装置は、短波長から長波長への第１の波長掃引と、長波長から短波長への第２の波長掃引を交互に行う往復掃引型の光源装置であり、
前記画像処理部は、前記被測定物の同一場所における、前記第１の波長掃引で取得した信号を基に生成された第１の断層画像と、前記第２の波長掃引で取得した信号を基に生成された第２の断層画像を取得し、
前記第１の断層画像と前記第２の断層画像と、を合成して前記被測定物の断層画像を取得することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記光源装置が、波長掃引型の面発光レーザーであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光源装置が、端面発光型のゲイン媒体を用いて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、前記第１の断層画像の重みを前記第２の断層画像の重みよりも大きくして、前記第１の断層画像と前記第２の断層画像とを重み付け平均化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光源装置は、前記第１の断層画像と前記第２の断層画像を取得する前に、少なくとも１回の予備掃引を行うことが可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記被測定物が、被検眼であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
波長掃引型の光源装置から照射された光を測定光と参照光に分岐させ、
前記測定光による被測定物からの戻り光と、前記測定光に対応する前記参照光とを合波した光に基づいて、前記被測定物の断層画像を取得する撮像方法であって、
前記光源装置が光の波長を短波長から長波長へと一方向に波長掃引する第１の波長掃引工程と、
前記光源装置が光の波長を長波長から短波長へと一方向に波長掃引し、前記第１の波長掃引と交互に行われる第２の波長掃引工程と、
前記第１の波長掃引工程において取得した信号から第１の断層画像を生成する工程と、前記第２の波長掃引工程において取得した信号から第２の断層画像を生成する工程と、前記第１の断層画像と前記第２の断層画像とを用いて合成処理し、前記被測定物の断層画像を取得する工程と、
を有し、
前記被測定物の同一場所において、前記第１の波長掃引工程と前記第２の波長掃引工程とが行われることを特徴とする撮像方法。
【請求項８】
前記第１の断層画像と前記第２の断層画像を取得する工程の前に、少なくとも１回の予備掃引を行う工程を有することを特徴とする請求項７に記載の撮像方法。
【請求項９】
前記光源装置として、波長掃引型の面発光レーザーを用いることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の撮像方法。
【請求項１０】
前記光源装置として、端面発光型のゲイン媒体を用いた波長掃引型の光源装置を用いることを特徴とする請求項７に記載の撮像方法。
【請求項１１】
前記合成処理は、前記第１の断層画像と前記第２の断層画像とを、前記第１の断層画像の重みを前記第２の断層画像の重みよりも大きくして、重み付け平均化処理を行う工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の撮像方法。
【請求項１２】
前記第１の断層画像を生成する工程は、前記第２の波長掃引工程が行われる間に行われ、
前記第２の断層画像を生成する工程は、前記第１の波長掃引工程が行われる間に行われることを特徴とする請求項７に記載の撮像方法。
【請求項１３】
前記被測定物が、被検眼であることを特徴とする請求項７に記載の撮像方法。
【請求項１４】
波長掃引型の光源部と、
前記光源部からの光を参照光と測定物に照射する照射光とに分岐させ、前記測定物に照射された照射光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、
前記干渉光に基づき、前記測定物の表面の測定点に対応する深さ方向の情報を取得する取得部と、
を備える撮像装置であって、
前記光源部は、短波長から長波長へ向かう第１の波長掃引と、長波長から短波長へ向かう第２の波長掃引とを交互に行う光源部であり、
前記取得部は、前記測定点に対応する深さ方向の情報を、前記第１の波長掃引に対応する干渉光及び前記第２の波長掃引に対応する干渉光に基づき取得することを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
前記光源部は、前記第１の波長掃引が始まる時から次の前記第１の波長掃引が始まる時までの間中、または、前記第２の波長掃引が始まる時から次の前記第２の波長掃引が始まる時までの間中、発光することを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記干渉光を受光し、電気信号に変換する受光部を有することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記取得部が、前記第１の波長掃引に対応する干渉光を基に取得された深さ方向の情報を表す第１のデータと、前記第２の波長掃引に対応する干渉光を基に取得された深さ方向の情報を表す第２のデータと、を加算処理あるいは平均化処理して、前記測定物の深さ方向の情報を取得することを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記第１のデータの重みを、前記第２のデータの重みよりも大きくして、前記第１のデータと前記第２のデータとを加重加算処理あるいは加重平均化処理して、前記測定物の深さ方向の情報を取得することを特徴とする請求項１７に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記光源部が、波長掃引型の面発光レーザーであることを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記光源部が、端面発光型のゲイン媒体を用いて構成されていることを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉断層計を用いた撮像装置および撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
検査装置における波長可変（掃引）光源の用途として、レーザー分光器、分散測定器、膜厚測定器、波長掃引型光トモグラフィー（Ｓｗｅｐｔ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下、これをＳＳ−ＯＣＴと記す。）装置がある。ＳＳ−ＯＣＴは、光干渉を用いて検体の断層像を撮像するものであり、ミクロンオーダーの空間分解能が得られることや無侵襲性等の理由から医用分野における研究が近年、盛んになってきている撮像技術である。特許文献１には、ＳＳ−ＯＣＴについて開示されている。
【０００３】
上記ＳＳ−ＯＣＴ技術を適用した医用画像撮像装置を構成する場合には、波長の掃引速度が速いほど画像取得時間を短縮できるため、波長の掃引速度は重要なパラメータである。一方、ＳＳ−ＯＣＴ装置においては検体の奥深い構造まで検出できること、すなわち長い可干渉距離を実現できることが望まれる。
【０００４】
このため、ＳＳ−ＯＣＴ装置の光源の性能としては、発振スペクトル線幅がより狭いほうが望ましい。具体的には発振スペクトル線幅δλ、発振波長λ０、検体の屈折率をｎとするとき、可干渉距離（コヒーレンス長）Ｌは、
Ｌ＝λｏ２／ｎδλ（式１）
で表わされる。したがって、検体の奥行き方向の測定範囲を広げるためには発振スペクトル線幅の狭小化が必要であり、狭い線幅の波長掃引光源が求められている。
【０００５】
こうした中、早い波長掃引速度と長い可干渉距離を両立できる光源として、面発光レーザー光源とＭＥＭＳミラーを組み合わせた波長掃引型の面発光レーザーが注目されている。特許文献２には、波長掃引型の面発光レーザーについて開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−４７７３０号公報
【特許文献２】特開２００４−２８１７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２のような波長掃引型の面発光レーザーにおいては、つぎのような課題を有している。すなわち、このような波長掃引型の面発光レーザーにおいては、駆動停止状態から駆動を開始した時、安定な光出力が出射されず、光出力の立ち上がりに遅延が生じる。面発光レーザーは駆動時の内部温度上昇が大きく、また素子特性が温度に敏感で、同一の電流を注入しても温度によって光出力が変化するため、駆動電流だけで立ち上がり時の光出力を制御することができないという課題を有している。
【０００８】
このような波長掃引型の面発光レーザーを眼科用ＳＳ−ＯＣＴ装置に利用する場合について更に説明する。面発光レーザー光源とＭＥＭＳミラーを組み合わせた波長可変型の面発光レーザーをＳＳ−ＯＣＴ装置に利用する場合、往復掃引で眼底を走査して撮像すると画質が悪化する恐れがある。これは、活性層内部での非線形光学効果により、短波長から長波長に掃引する場合と、長波長から短波長に掃引する場合で出力が異なるためである。この出力差の影響で、往復掃引で眼底走査して撮像すると１撮像点置きにコントラストの異なった断層画像となり、画質が悪化する。
【０００９】
また、波長掃引光源を使用したＳＳ−ＯＣＴ装置では、高画質な断層画像を得るためには一方向の掃引のみで撮像する方法が考えられる。しかし、一方向の掃引のみで撮像する方法では、眼科用ＳＳ−ＯＣＴ装置ではおよそ半分の時間は光源が消灯していることになる。これは、眼科用のＳＳ−ＯＣＴ装置では、レーザー光による眼への障害を避けるため、不要なレーザー光の眼内への照射を避けるためである。面発光レーザー光源とＭＥＭＳミラーを組み合わせた波長可変型面発光レーザーでは、この消灯時間は、例えばＭＥＭＳミラーの駆動周波数が１００ｋＨｚの場合およそ５μｓとなる。面発光レーザーの温度変化の時定数は、サブμｓから数μｓであるから、前記消灯時間は内部温度変化による出力変化を生じるのに十分な時間となる。このため、波長掃引型の面発光レーザーで一方向の波長掃引のみで撮像する方法を実行すると、波長掃引光出力の立ち上がりが遅延するという別の課題が生じる。
【００１０】
従来からＳＳ−ＯＣＴ装置に利用されていた端面発光型のゲイン媒体を用いた波長掃引型の光源装置の場合は、端面発光型のゲイン媒体の発光による温度変化の時定数が消灯時間に比べて十分長いため、上記の課題はないが往復掃引による画質悪化の問題は残る。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み、波長掃引型の光源装置を用いて往復掃引により撮像する際、往掃引と復掃引とで光源特性が異なっても高画質な断層画像を撮像することが可能となる撮像装置および撮像方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の撮像装置は、波長掃引型の光源装置と、前記光源装置から照射された光を測定光と参照光に分岐させ、前記測定光による被測定物からの戻り光と、前記測定光に対応する前記参照光とを合波する分岐結合部と、前記合波した光に基づいて画像処理を行い、前記被測定物の断層画像を取得する画像処理部と、を備える撮像装置であって、前記光源装置は、短波長から長波長への第１の波長掃引と、長波長から短波長への第２の波長掃引を交互に行う往復掃引型の光源装置であり、前記画像処理部は、前記被測定物の同一場所における、前記第１の波長掃引で取得した信号を基に生成された第１の断層画像と、前記第２の波長掃引で取得した信号を基に生成された第２の断層画像を取得し、前記第１の断層画像と前記第２の断層画像と、を合成して前記被測定物の断層画像を取得することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の撮像方法は、波長掃引型の光源装置から照射された光を測定光と参照光に分岐させ、前記測定光による被測定物からの戻り光と、前記測定光に対応する前記参照光とを合波した光に基づいて、前記被測定物の断層画像を取得する撮像方法であって、前記光源装置が光の波長を短波長から長波長へと一方向に波長掃引する第１の波長掃引工程と、前記光源装置が光の波長を長波長から短波長へと一方向に波長掃引し、前記第１の波長掃引と交互に行われる第２の波長掃引工程と、前記第１の波長掃引工程において取得した信号から第１の断層画像を取得する工程と、前記第２の波長掃引工程において取得した信号から第２の断層画像を取得する工程と、前記第１の断層画像と前記第２の断層画像とを用いて合成処理し、前記被測定物の断層画像を取得する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、波長掃引型の光源装置を用いて往復掃引により撮像する際、往掃引と復掃引とで光源特性が異なっても高画質な断層画像を撮像することが可能となる撮像装置および撮像方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態における光断層画像撮像装置の動作を説明する図。
【図２】本発明の実施形態における光断層画像撮像装置の構成を説明する図。
【図３】本発明の実施例１における光断層画像撮像装置の構成例を説明する図。
【図４】比較例の断層画像撮像手順を説明する図。
【図５】本発明の実施例１における波長掃引スペクトルを説明する図。
【図６】比較例の波長掃引スペクトルを説明する図。
【図７】本発明の実施例２で利用した波長掃引光源を説明する図。
【図８】本発明の実施例２における光断層画像撮像装置の構成例を説明する図。
【図９】波長可変型の面発光レーザーの一例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態におけるＯＣＴ装置（光断層画像撮像装置）および光断層画像撮像方法の構成例について、図２を用いて説明する。
【００１７】
本実施形態の光断層画像撮像装置（光干渉断層計）は、波長掃引型の光源装置（光源部）を備えている。そして、光断層画像撮像装置は、光源装置から照射された光を測定光と参照光に分岐させ、前記測定光による被測定物からの反射光と前記測定光に対応する参照光とを合波した光（干渉光）に基づいて、前記被測定物の断層画像を取得するように構成されている。
【００１８】
光断層画像撮像装置は、波長掃引型の光源部と、光源部からの光を参照光と測定物に照射する照射光とに分岐させ、測定物に照射された照射光の反射光と参照光との干渉光を発生させる干渉光学系を有する。さらに、光断層画像撮像装置は、干渉光に基づき、前記測定物の表面の測定点に対応する深さ方向の情報を取得する取得部を備える。そして、取得部は、測定点に対応する深さ方向の情報を、第１の波長掃引に対応する干渉光及び第２の波長掃引に対応する干渉光の両方に基づき取得する。より具体的には、取得部は同一測定点に対応する深さ方向の情報を、第１の波長掃引に対応する干渉光と第２の波長掃引に対応する干渉光それぞれから取得し、得られた同一測定点に対応する深さ方向の情報を合成する。なお、深さ方向の情報は、断層像の形で取得してもよく、取得部は第１の波長掃引に対応する干渉光から第１の断層像を取得し、第２の波長掃引に対応する干渉光から第２の断層像を取得し。第１の断層像と第２の断層像とを合成するような構成でもよい。合成処理は、値や画素値の単純な加算処理でも加重加算処理でもよい。また、合成処理は、値や画素値の単純な平均化処理でもよいし、加重平均化処理でもよい。
【００１９】
また、光断層画像撮像装置は、干渉光を受光し、電気信号に変換する受光部を有する。
【００２０】
図２は、本発明に係る光断層画像撮像装置の一例を示している。２０１は波長掃引光源である。波長掃引光源２０１は、短波長から長波長へ向かう第１の波長掃引と長波長から短波長へ向かう第２の波長掃引を交互に行う往復掃引型の波長掃引光源が使用できる。例えば、垂直共振器型面発光レーザーの一方の共振器ミラーをＭＥＭＳで可動させるＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ型の波長掃引光源を利用することができる。あるいは、回折格子とガルバノミラーを用いて波長掃引する波長掃引光源、回折格子とＭＥＭＳミラーを用いて波長掃引する光源、ＭＥＭＳファブリペローフィルターを用いて波長掃引する光源、ゲイン媒体と外部共振器を含むレーザー等を利用することができる。
【００２１】
また、光源装置は、第１の波長掃引が始まる時から次の第１の波長掃引が始まる時までの間中、または、第２の波長掃引が始まる時から次の第２の波長掃引が始まる時までの間中、発光している。
【００２２】
波長掃引光源２０１の出力は光サーキュレータ２０４を通り、光カプラー２０６（分岐結合部）で参照光学系２０７と測定光学系２０８に分岐される。参照光学系２０７からの反射光と測定光学系２０８からの反射光または後方散乱光は再び光カプラー２０６に入射し、互いに干渉して、合波する。２１３で示した部分が、ＯＣＴ信号取得用干渉計である。光カプラー２０６で干渉した干渉光は、一方は光サーキュレータ２０４を通り、もう一方は直接、差動検出器２０９に入力されて差動検出される。差動検出器２０９で差動検出された光は、差動検出器２０９で電気信号に変換され、その電気信号はＡＤ（アナログ・デジタル）変換器２１０でデジタル信号に変換される。前記デジタル信号を信号処理装置（画像処理部）２１１でフーリエ変換および各種補正処理を行って断層画像を取得する。ここで、前記波長掃引光源２０１とＡＤ変換器２１０、信号処理装置２１１、測定光学系内の光ビーム走査機構２１４、２１５は、制御装置２１２からの信号により同期して動作する。
【００２３】
次に、図１を用いて、本実施形態における被測定物が被検眼である場合のＯＣＴ装置の動作を更に詳しく説明する。
【００２４】
断層画像の撮像を開始するために、まず波長掃引光源を起動する（Ａ１）。波長掃引光源がＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ型の場合は、まず波長掃引光源２０１内のＭＥＭＳミラー駆動を開始し、次いでＶＣＳＥＬ（面発光レーザー）への電流注入を開始し波長掃引光源２０１を起動する。
【００２５】
ここで、波長掃引光源２０１の出力安定化のために、ＯＣＴ信号を取得開始する前に少なくとも１回の予備掃引を行う（Ａ２）。
【００２６】
次に、波長掃引光源２０１が短波長から長波長へ、または、長波長から短波長への一方向に波長掃引する間に差動検出器２０９で検出した、干渉光に対応した電気信号をＡＤ変換器２１０で取得し、ＯＣＴ信号に変換する（Ａ３）。
【００２７】
取得したＯＣＴ信号は信号処理装置２１１で波数リニアに補正する処理、断層画像への変換処理を行い、断層画像１を生成する（Ａ６）。なお、断層画像１の生成は、波長掃引光源２０１がＡ３とは逆方向へ掃引する間に行われてもよい。つまり、波長掃引光源２０１が短波長から長波長へ掃引して取得したＯＣＴ信号から断層画像１を生成する工程が、波長掃引光源２０１が長波長から短波長へ掃引してＯＣＴ信号を取得する工程の間に行われるようにしてもよい。また、反対に、波長掃引光源２０１が長波長から短波長へ掃引して取得したＯＣＴ信号から断層画像１を生成する工程が、波長掃引光源２０１が短波長から長波長へ掃引してＯＣＴ信号を取得する工程の間に行われるようにしてもよい。
【００２８】
引き続き、波長掃引光源２０１がＡ３で波長掃引したのとは逆方向へ波長掃引する間に、断層画像１と同じようにして、断層画像１と同じ場所の断層画像２を生成する（Ａ４、Ａ７）。
【００２９】
Ａ３とＡ４の２回のＯＣＴ信号取得を行う間、眼底走査用の走査ミラー２１４、２１５は停止しており、断層画像撮像用の光ビームは静止しているので、同一場所の断層画像１と断層画像２を得る事が出来る。
【００３０】
断層画像１、断層画像２の２画像を合成処理し、画質を改善した断層画像をその撮像位置の断層画像とする（Ａ８）。合成処理の一例としては、断層画像１と断層画像２とを平均化する処理が挙げられる。平均化処理は、単純な平均化処理もよいし、重み付け平均化処理でもよい。後者の場合には、ＳＮ比の高い、短波長から長波長への波長掃引する際に検出した信号を基に生成した断層画像１の重みを、断層画像２の重みより、大きくして重み付け平均化処理を行うことが好ましい。
【００３１】
この合成処理は、画像のＳＮ比の改善や画像のダイナミックレンジの改善など、画質を改善する画像処理であれば他の方法でもよい。このとき、取得したＯＣＴ信号の状態で２つの信号を信号処理して信号ＳＮ比を改善する手法もあるが、その手法は信号間の位相ずれが生じやすく難しい。これに対して、上記した本実施形態のように、２つの断層画像を生成してから画像処理する方法の方が、処理が容易である。
【００３２】
上記のようにして１撮像点の断層画像を取得した後、その位置での撮像は終了し（Ａ９）、測定光学系２０８内の走査ミラー２１４、２１５を駆動して次の撮像位置に測定光ビームを移動し（Ａ５）、同様に断層画像の取得を行う。これを繰り返して眼底の３Ｄ断層画像が撮像する。そして、波長掃引光源を停止する（Ａ１０）。
【実施例】
【００３３】
以下に、本発明の実施例について説明する。
【００３４】
［実施例１］
実施例１として、本発明を適用した光断層画像撮像装置（ＯＣＴ装置）および光断層画像撮像方法の構成例を、図３を用いて説明する。
【００３５】
図３において、３０１は垂直共振器型レーザーの一方の共振器ミラーをＭＥＭＳで可動させる、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ型の波長掃引光源である。
【００３６】
使用した光源は、中心波長８５０ｎｍで波長掃引幅６０ｎｍである。このような波長可変型の面発光レーザーとして、図９に示すような構成である。図９において、９０１は面発光レーザー素子であり、９０２はＧａＡｓ基板、９０３はＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）層、９０４は活性層、９０７と９０９が電荷注入のための電極である。９１１はＳｉ基板、９１２はミラー駆動用のギャップ形成層、９１３は導電層兼可動梁、９１５が可動鏡で、９１６と９１７が可動鏡９１５を駆動するための電極である。９１８は面発光レーザー素子９０１とＭＥＭＳ可動鏡を接合する接合層である。
【００３７】
次に、このような面発光レーザーの動作について説明する。上部電極９０９と下部電極９０７との間に電圧が印加されると、下部電極９０７から、活性層９０４に正孔が注入される。また、逆に上部電極９０９からＧａＡｓ基板９０２、ＤＢＲ層９０３を介して活性層９０４に電子が注入される。そして、バンドギャップの最も狭い活性層９０４において正孔と電子の結合が生じて光が発光し、ＤＢＲ層９０３と可動鏡９１５との間に形成される光共振器によって所望の波長の光が増幅され、ＤＢＲ層９０３側から出射される。
【００３８】
この場合、出射されるレーザー光の波長は、可動鏡９１５と活性層９０４との間に形成されるエアギャップｇの大きさに対応するので、このエアギャップｇの大きさを変化させることによりレーザー光の波長を変化させることができる。なお、９１４もＳｉ基板９１１と導電層９１３との間に形成されたエアギャップである。
【００３９】
次に、レーザー光の波長を変化させる動作について説明する。電極９１６と９１７の間に駆動電圧を印加すると、導電層９１３とＳｉ基板９１１の間に静電気力が働き、可動梁９１３上の可動鏡９１５はＳｉ基板９１１側に変位し、エアギャップｇの大きさは大きくなる。従って、駆動電圧を制御してエアギャップｇの大きさを制御することにより、任意所望のレーザー光の波長を得ることができる。
【００４０】
図３のＯＣＴ装置において、波長掃引光源３０１の出力は光アイソレータ３１９、光カプラー３０４を通り、光カプラー２０６で参照光学系２０７と測定光学系２０８に分岐される。ここでは、光サーキュレータの代わりに光カプラー３０４を使用した。
【００４１】
参照光学系２０７からの反射光と測定光学系２０８からの後方散乱光はカプラー２０６で干渉する。２１３で示した部分がＯＣＴ信号取得用干渉計である。光カプラー２０６で干渉した干渉光は、光カプラー３０４と光カプラー３０５に分配され、それぞれの出力光が差動検出器２０９で差動検出される。
【００４２】
ここで、光カプラー３０５は光カプラー３０４と分岐して差動検出器２０９に入力される干渉光と光強度を揃えるために配置したものである。光カプラー３０５の代わりに、光減衰器を用いてもよい。または、差動検出器２０９に差動入力のバランス調整機能を有する物を用いてもよい。差動検出され、光の干渉信号から電気信号に変換された信号は、ＡＤ（アナログ・デジタル）変換器２１０でデジタル信号に変換される。前記デジタル信号を信号処理装置２１１でフーリエ変換および各種補正処理を行って断層画像を取得する。
【００４３】
また、光カプラー３０４の干渉計２１３に接続されない側の出力は、波数クロック生成装置３２０に接続されている。波数クロック生成装置３２０は、マッハツェンダー干渉計と差動検出器で構成されている。ここでは、前記干渉計の光路長差は、深達長２ｍｍを実現するために必要な波数クロックを得るため４ｍｍとした。波数クロック生成装置３２０で生成した波数クロックは、データサンプリングクロックとして制御装置２１２に入力する。そして、前記波長掃引光源３０１とＡＤ変換器２１０、信号処理装置２１１、測定光学系内の光ビーム走査機構２１４、２１５は制御装置２１２からの信号により同期して動作する。
【００４４】
図３に示した光断層画像撮像装置（ＯＣＴ装置）を用い、測定光学系２０８に被測定物として銀ミラーを配置して、装置の画像ＳＮ比を調べた。
【００４５】
図１に示した本発明の断層画像の取得方法で断層画像を取得し、９６．１ｄＢのＳＮ比が得られた。また、図１の手順Ａ６で生成した断層画像１のＳＮ比は９４．７ｄＢ、同じく手順Ａ７で生成した断層画像２のＳＮ比は９４．５ｄＢで、本発明により断層画像のＳＮ比が改善することを確認した。
【００４６】
（比較例）
比較例として実施例１で用いたものと同じ図３に示した構成の波長掃引光源３０１を用い、従来から端面発光型の光源を利用した波長掃引光源で用いられていた断層画像撮像方法の手順と同様の、図４に示す動作手順で断層画像を撮像した。
【００４７】
本発明の効果を確認するため、比較例と実施例１の手順で動作中の波長掃引光源の波長掃引スペクトルを調べた。その結果、比較例の手順で動作中の波長掃引光源の波長掃引スペクトルは図６に示す結果であった。
【００４８】
これに対し、実施例１の手順で動作中の波長掃引光源が短波長から長波長へ波長掃引している時の波長掃引スペクトルは、図５に示す結果であった。
【００４９】
比較例の手順で動作させると短波長側、すなわち波長掃引を開始した波長側の光量が減少し、波長掃引帯域も減ってしまう事が確認でき、本発明の効果が確認できた。
【００５０】
比較例の手順で実施例１に示したのと同様に銀ミラーを撮像して画像のＳＮ比を調べると９３．０ｄＢで、実施例１で調べた断層画像１のＳＮ比９４．８ｄＢと比べて１．８ｄＢ悪化した。また、銀ミラー面を示す断層画像の幅が比較例の方が広くなっており、深さ分解能の悪化も見られた。これは、波長掃引を開始した側の光量減少により、波長掃引の実効幅が減少した影響である。
【００５１】
以上のように、従来から端面発光型の光源を利用した波長掃引光源で用いられていた断層像撮像手順を、垂直共振器型光源を利用した波長掃引光源で採用すると、画像ＳＮ比および深さ分解能の悪化を生じることが確認された。
【００５２】
［実施例２］
実施例２として、実施例１とは異なる形態の光断層画像撮像装置（ＯＣＴ装置）の構成例を、図８を用いて説明する。
【００５３】
本実施例では波長掃引光源７００として、図７に示すように、端面発光型のゲイン媒体を用いた波長掃引型の光源装置が用いられている点が実施例１と異なる。本実施例で用いた波長掃引光源７００を図７を用いて説明する。図７において、７０１は中心波長８４０ｎｍで発光帯域幅４０ｎｍの端面発光型のゲイン媒体である。７０２はＭＥＭＳミラーで、ミラーサイズ１．８ｍｍ角で、１００ｋＨｚ、振れ角８ｄｅｇで光ビームを振ることが可能なものを用いた。７０３は反射型回折格子で、２２００本／ｍｍ、ブレーズ波長８６０ｎｍのブレーズ回折格子を用いた。７０４は反射率１０％透過率９０％のハーフミラーで、反射型回折格子７０３と対で共振器を構成するミラーである。７０６、７０７はコリメートレンズで、コリメートビームの直径は１／ｅ＾２で１．５μｍとなるようにした。７０８はカップリングレンズ、７０５は出力用光ファイバーである。
【００５４】
ＭＥＭＳミラー７０２を±２ｄｅｇで振り、反射型回折格子７０３に６３．７５ｄｅｇ〜７１．７５ｄｅｇの角度で光ビームが入射するように配置し、中心波長８４０ｎｍ、波長掃引帯域幅４０ｎｍで波長掃引する波長掃引光源７００を構成した。
【００５５】
図８に示したＯＣＴ装置を用い、測定光学系２０８に被測定物として銀ミラー８００を配置して、装置の画像ＳＮ比を調べた。
【００５６】
図１に示した本発明の断層画像取得方法で断層画像を取得し、９５．８ｄＢの良好なＳＮ比が得られた。また、図１の手順Ａ６で生成した断層画像１のＳＮ比は９４．７ｄＢ、同じく手順Ａ７で生成した断層画像２のＳＮ比は９４．０ｄＢで、本発明により断層画像のＳＮ比が改善する事を確認した。
【００５７】
本実施例で示したように、本発明の断層画像取得方法は、端面発光型のゲイン媒体を用いた波長掃引光源をＳＳ−ＯＣＴに適用しても、断層画像のＳＮ比を改善する効果があることが確認できた。
【符号の説明】
【００５８】
２０１  波長掃引光源
２０９  差動検出器
２１０  ＡＤ変換器
２１１  信号処理装置
２１２  制御装置
２１３  オプティカル・コヒーレンス・トモグラフィ信号取得用干渉計
【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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【図８】
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【図９】
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