(57)【要約】【課題】ＯＣＴ計測よって得られた干渉信号の劣化を補償し、周波数解析によって得られる断層情報の品質を向上させる【解決手段】干渉信号検出器２より、光源より射出した所定の波長帯域の光を測定光と参照光とに分割し、分割した前記測定光が測定対象から反射した反射光と前記参照光とを合波し、合波した前記反射光と前記参照光との干渉光の強度を干渉信号として検出する。測定対象の代わりに前記測定対象に近い特性を有す物質を用いて、該物質の所定の深さ位置から前記測定光が反射した反射光と前記参照光とを合波した干渉光の強度を予め計測して得られた減衰率と屈折率とを補償用データＣとして補償データ記憶手段５１に記憶する。補償手段５２により補償用データＣを用いて干渉信号Ｉの強度の減衰補償と分散補償を行ない、断層情報取得手段５３により、補償された干渉信号Ｉｃを周波数解析することにより測定対象の断層情報r(z)を取得する。【選択図】図３
2008151697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源より射出した所定の波長帯域の光を測定光と参照光とに分割し、分割した前記測定光が測定対象から反射した反射光と前記参照光とを合波し、合波した前記反射光と前記参照光との干渉光の強度を干渉信号として検出する干渉信号検出器と、
前記測定対象に近い特性を有す物質の、前記測定光が所定の深さ位置に伝搬する際の波数に応じて変化する減衰率、および、屈折率の少なくとも１つを補償用データとして記憶する補償データ記憶手段と、
前記補償用データを用いて、前記干渉信号の強度の減衰補償および前記干渉信号の屈折率に応じた分散補償の少なくとも一方の補償を行う補償手段と、
前記補償手段により補償された干渉信号を周波数解析することにより、前記測定対象の断層情報を取得する断層情報取得手段と、
前記断層情報を用いて断層画像を生成する断層画像生成手段とを備えたことを特徴とする光断層画像化装置。
【請求項２】
前記補償データが、前記測定対象の代わりに前記測定対象に近い特性を有す物質を用いて予め計測して得られたものであることを特徴とする請求項１記載の光断層画像化装置。
【請求項３】
前記補償データ記憶手段が、前記測定対象に近い特性を有す複数の物質の補償用データを記憶するものであり、
前記検出された干渉信号から測定対象の特性に近い前記物質を推定する測定対象推定手段をさらに備え、
前記補償手段が前記推定した物質の前記補償用データを用いるものであることを特徴とする請求項１または２記載の光断層画像化装置。
【請求項４】
前記干渉信号が、前記測定光の強度の成分と、前記反射光の強度の成分と、前記測定光及び前記反射光の干渉成分とからなるものであり、
前記補償用データが、前記減衰率を含むものであり、
前記測定対象推定手段が、
予め測定された前記測定光の強度を記憶する測定光強度記憶手段と、
前記干渉信号上の大きい周期の波の成分上に載った細かい振動成分を平滑化することにより干渉成分を除去する干渉成分除去手段と、
該干渉成分除去手段より干渉成分を除去した干渉信号より前記測定光の強度を除いて反射光の強度を抽出する反射光強度抽出手段と、
前記反射光強度抽出手段により抽出された反射光の強度が前記測定光の強度より減衰した減衰量を前記複数の物質の補償用データの減衰率と比較することにより、前記測定対象の物質を推定するものであることを特徴とする請求項３記載の光断層画像化装置。
【請求項５】
前記補償データ記憶手段が、前記物質の異なる深さ位置から前記測定光が反射したときの補償用データをそれぞれ記憶するものであり、
前記補償手段が、各深さ位置における補償用データを用いてそれぞれ干渉信号を補償するものであり、
前記断層情報取得手段が、補償された干渉信号をそれぞれ周波数解析して複数の断層情報を取得するものであり、
該断層情報を取得した干渉信号を補償した深さ位置での影響の度合が他の断層情報より大きくなるように前記複数の断層情報を合成した断層情報を取得する合成断層情報取得手段をさらに備え、
前記断層画像生成手段が、前記合成断層情報取得手段により合成された断層情報から前記断層画像を生成するものであることを特徴とする請求項１または２記載の光断層画像化装置。
【請求項６】
光源より射出した所定の波長帯域の光を測定光と参照光とに分割し、分割した前記測定光が測定対象から反射した反射光と前記参照光とを合波し、合波した前記反射光と前記参照光との干渉光の強度を干渉信号として検出する干渉信号検出器と、
前記測定光が前記測定対象に近い特性を有す物質の異なる深さ位置に伝搬する際の波数に応じて変化する減衰率を各深さ位置ごとに記憶する減衰率記憶手段と、
前記干渉信号を複数の周波数帯域の成分に分離する周波数成分分離手段と、
前記各周波数帯域の干渉信号を周波数解析して得られる断層情報の深さ位置に対応する前記減衰率記憶手段に記憶されている減衰率を用いて、前記各周波数帯域の成分の強度の減衰補償を行う強度補償手段と、
該強度補償手段より減衰補償された前記各周波数帯域の成分を合成して全周波数帯域の干渉信号を取得する周波数成分合成手段と、
前記全周波数帯域の干渉信号を周波数解析することにより、前記測定対象の断層情報を取得する断層情報取得手段と、
前記断層情報を用いて断層画像を生成する断層画像生成手段とを備えたことを特徴とする光断層画像化装置。
【請求項７】
前記測定対象に近い特性を有する物質の前記測定光が所定の深さ位置に伝搬する際の波数に応じて変化する屈折率を記憶する屈折率記憶手段と、
前記屈折率記憶手段に記憶されている屈折率を用いて前記合成した全周波数帯域の干渉信号の分散補償を行う分散補償手段とをさらに備え、
前記断層情報取得手段が、前記分散補償手段により分散補償した全周波数帯域の干渉信号を周波数解析するものであることを特徴とする請求項６記載の光断層画像化装置。
【請求項８】
前記測定対象に近い特性を有する物質の前記測定光が所定の深さ位置に伝搬する際の波数に応じて変化する屈折率を記憶する屈折率記憶手段と、
前記屈折率記憶手段に記憶されている屈折率を用いて前記干渉信号検出器が検出した干渉信号の分散補償を行う分散補償手段とをさらに備え、
前記周波数成分分離手段が、前記分散補償手段により分散補償した干渉信号を複数の周波数帯域の成分に分離するものであることを特徴とする請求項６記載の光断層画像化装置。
【請求項９】
前記減衰率が、前記測定対象の代わりに前記測定対象に近い特性を有す物質を用いて予め計測して得られたものであることを特徴とする請求項６〜８いずれか記載の光断層画像化装置。
【請求項１０】
前記屈折率が、前記測定対象の代わりに前記測定対象に近い特性を有す物質を用いて予め計測して得られたものであることを特徴とする請求項７〜９いずれか記載の光断層画像化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）計測により光断層画像を取得する光断層画像化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体組織の光断層画像を生成する際に、ＯＣＴ計測を利用した光断層画像取得装置が用いられることがある。この光断層画像取得装置では、光源から射出された低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割した後、該測定光が測定対象に照射されたときの測定対象からの反射光と参照光とを合波し、該反射光と参照光との干渉光の強度に基づいて光断層画像を生成する。上記のような光断層画像取得装置では、参照光の光路長を変更することにより、測定対象に対する深さ方向の位置（以下、深さ位置という）を変更し光断層画像を生成するＴＤ−ＯＣＴ（Ｔｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ）計測を利用した装置がある。
【０００３】
また、近年では、上述した参照光の光路長を変更することなく高速に光断層画像を生成するＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ）計測を利用したＳＤ−ＯＣＴ装置が提案されている（特許文献１参照）。このＳＤ−ＯＣＴ装置は、広帯域の低コヒーレント光をマイケルソン型干渉計等を用いて測定光と参照光とに分割した後、測定光を測定対象に照射させ、そのとき戻って来た反射光と参照光とを干渉させ、この干渉光を各周波数成分に分解したチャンネルドスペクトルをフーリエ変換することにより、深さ方向の走査を行わずに光断層画像を構成するようにしたものである。さらに、特許文献１においては、干渉光の検出精度を高めるため、干渉光を各スペクトル帯域毎に分光し、分光した干渉光を別々の光検出器で検出する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献１においては、参照光の光路長の変更を行うことなく高速に光断層画像を生成する装置として、ＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ  ｓｏｕｒｃｅ  ＯＣＴ）計測による光断層画像化装置も提案されている。このＳＳ−ＯＣＴ装置は、光源から射出されるレーザ光の周波数を掃引させて反射光と参照光とを各波長において干渉させ、一連の波長に対する干渉スペクトルをフーリエ変換することにより測定対象の深さ位置における反射光強度を検出し、これを用いて光断層画像を構成するようにしたものである。
【０００５】
上述したＴＤ−ＯＣＴ計測、ＳＳ−ＯＣＴ計測、ＳＤ−ＯＣＴ計測において空間分解能の向上を図る方法として、広帯域なスペクトル幅を有する測定光を用いることが知られている（特許文献２参照）。この広帯域なスペクトル幅を有する光を射出する光源として、特許文献２にはそれぞれ異なるスペクトル帯域の光を射出する複数の光源と、各光源から射出された光を光結合器により結合し、単一光波の光を射出するものが開示されている。
【０００６】
また、生体組織に到達した測定光は、生体組織に到達して屈折率が変わるところで反射され、試料の奥行き（光軸）方向に反射面が複数あれば、それらの複数の反射面の位置が観測される。しかしながら、屈折率は波長に依存して変わり、反射光は屈折率による分散に影響されるため、物理的には波長によって変わることのない反射面の位置が、光を用いた測定では光の波長によって実際の位置とは異なった反射面が観測される。分散がなければ、低コヒーレンス光源のスペクトル幅が広いほど分解能が上がることが知られている。しかし、分散があると、物理的には同じ参照光と反射光との光路差が、光学的には波長によって差が生じるので、分解能が低下する。この分散の要因として、光学部品や観測対象の生体組織の屈折率がある。そこで、使用する光学部品や生体組織の屈折率の波長依存性波長依存性データとして記憶しておき、波長依存性データに基づいて屈折率の波長依存性を補正する方法を提案したものがある（特許文献３参照）。
【特許文献１】特表２００５−５１６１８７号公報
【特許文献２】特開２００２−２１４１２５号公報
【特許文献３】特開２００５−２８３１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＯＣＴ計測が、光学部品や生体組織の屈折率が影響を及ぼさない理想的な状態では、ある深さの反射面から反射された反射光の強度は，分光された干渉信号における特定振動数の成分の強度に対応するはずである。
【０００８】
しかしながら、実際には，光源の光が光学部品や測定対象を伝播する過程で，光源波長に依存して光学的光路長が変化したり、強度の減衰が生じるという問題がある。特許文献３では、分散の影響を考慮した変換を行う方法を開示しているが、強度の減衰は考慮されていない。画質のよい断層画像を得るためには、分散の影響のみでなく強度の減衰も補償することができるシステムの実現が望まれている。
【０００９】
そこで、本発明は，ＯＣＴ計測よって得られた干渉信号の劣化を補償して、周波数解析によって得られる断層情報の品質を向上させ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】
【００１０】
本発明の光断層画像化装置は、光源より射出した所定の波長帯域の光を測定光と参照光とに分割し、分割した前記測定光が測定対象から反射した反射光と前記参照光とを合波し、合波した前記反射光と前記参照光との干渉光の強度を干渉信号として検出する干渉信号検出器と、
前記測定対象に近い特性を有す物質の、前記測定光が所定の深さ位置に伝搬する際の波数に応じて変化する減衰率、および、屈折率の少なくとも１つを補償用データとして記憶する補償データ記憶手段と、
前記補償用データを用いて、前記干渉信号の強度の減衰補償および前記干渉信号の屈折率に応じた分散補償の少なくとも一方の補償を行う補償手段と、
前記補償手段により補償された干渉信号を周波数解析することにより、前記測定対象の断層情報を取得する断層情報取得手段と、
前記断層情報を用いて断層画像を生成する断層画像生成手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
「補償手段」は、「干渉信号の強度の減衰補償」は補償用データのうち減衰率を用いて行い、「干渉信号の屈折率に応じた分散補償」は補償用データのうち屈折率を用いて行う。また、補償用データに減衰率と屈折率のうちいずれか一方しか記憶されていない場合には、それに対応した補償のみを行う。
【００１２】
前記補償データが、前記測定対象の代わりに前記測定対象に近い特性を有す物質を用いて予め計測して得られたものが望ましい。
【００１３】
「測定対象に近い特性を有す物質」とは、屈折率や干渉光の強度の減衰率が近いものをいう。例えば、生体を測定対象とする場合には、特性を有す物質として水があげられる。
【００１４】
また、前記補償データ記憶手段が、前記測定対象に近い特性を有す複数の物質の補償用データを記憶するものであり、
前記検出された干渉信号から測定対象の特性に近い前記物質を推定する測定対象推定手段をさらに備え、
前記補償手段が前記推定した物質の前記補償用データを用いるものであってもよい。
【００１５】
また、前記干渉信号が、前記測定光の強度の成分と、前記反射光の強度の成分と、前記測定光及び前記反射光の干渉成分とからなるものであり、
前記補償用データが、前記減衰率を含むものであり、
前記測定対象推定手段が、
予め測定された前記測定光の強度を記憶する測定光強度記憶手段と、
前記干渉信号上の大きい周期の波の成分上に載った細かい振動成分を平滑化することにより干渉成分を除去する干渉成分除去手段と、
該干渉成分除去手段より干渉成分を除去した干渉信号より前記測定光の強度を除いて反射光の強度を抽出する反射光強度抽出手段と、
前記反射光強度抽出手段により抽出された反射光の強度が前記測定光の強度より減衰した減衰量を前記複数の物質の補償用データの減衰率と比較することにより、前記測定対象の物質を推定するものであってもよい。
【００１６】
また、前記補償データ記憶手段が、前記物質の異なる深さ位置から前記測定光が反射したときの補償用データをそれぞれ記憶するものであり、
前記補償手段が、各深さ位置における補償用データを用いてそれぞれ干渉信号を補償するものであり、
前記断層情報取得手段が、補償された干渉信号をそれぞれ周波数解析して複数の断層情報を取得するものであり、
該断層情報を取得した干渉信号を補償した深さ位置での影響の度合が他の断層情報より大きくなるように前記複数の断層情報を合成した断層情報を取得する合成断層情報取得手段をさらに備え、
前記断層画像生成手段が、前記合成断層情報取得手段により合成された断層情報から前記断層画像を生成するものであってもよい。
【００１７】
また、本発明の他の光断層画像化装置は、光源より射出した所定の波長帯域の光を測定光と参照光とに分割し、分割した前記測定光が測定対象から反射した反射光と前記参照光とを合波し、合波した前記反射光と前記参照光との干渉光の強度を干渉信号として検出する干渉信号検出器と、
前記測定光が前記測定対象に近い特性を有す物質の異なる深さ位置に伝搬する際の波数に応じて変化する減衰率を各深さ位置ごとに記憶する減衰率記憶手段と、
前記干渉信号を複数の周波数帯域の成分に分離する周波数成分分離手段と、
前記各周波数帯域の干渉信号を周波数解析して得られる断層情報の深さ位置に対応する前記減衰率記憶手段に記憶されている減衰率を用いて、前記各周波数帯域の成分の強度の減衰補償を行う強度補償手段と、
該強度補償手段より減衰補償された前記各周波数帯域の成分を合成して全周波数帯域の干渉信号を取得する周波数成分合成手段と、
前記全周波数帯域の干渉信号を周波数解析することにより、前記測定対象の断層情報を取得する断層情報取得手段と、
前記断層情報を用いて断層画像を生成する断層画像生成手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
前記他の光断層画像化装置が、前記測定対象に近い特性を有する物質の前記測定光が所定の深さ位置に伝搬する際の波数に応じて変化する屈折率を記憶する屈折率記憶手段と、
前記屈折率記憶手段に記憶されている屈折率を用いて前記合成した全周波数帯域の干渉信号の分散補償を行う分散補償手段とをさらに備え、
前記断層情報取得手段が、前記分散補償手段により分散補償した全周波数帯域の干渉信号を周波数解析するものであってもよい。
【００１９】
あるいは、前記他の光断層画像化装置が、前記測定対象に近い特性を有する物質の前記測定光が所定の深さ位置に伝搬する際の波数に応じて変化する屈折率を記憶する屈折率記憶手段と、
前記屈折率記憶手段に記憶されている屈折率を用いて前記干渉信号検出器が検出した干渉信号の分散補償を行う分散補償手段とをさらに備え、
前記周波数成分分離手段が、前記分散補償手段により分散補償した干渉信号を複数の周波数帯域の成分に分離するものが望ましい。
【００２０】
また、前記減衰率が、前記測定対象の代わりに前記測定対象に近い特性を有す物質を用いて予め計測して得られたものであってもよい。
【００２１】
また、前記屈折率が、前記測定対象の代わりに前記測定対象に近い特性を有す物質を用いて予め計測して得られたものが望ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、測定対象に近い特性の物質を用いて、その物質のある特定の深さから反射したときに干渉信号の強度が減衰する減衰率や屈折率などの補償用データを予め用意しておき、干渉信号の強度の減衰補償や分散補償を行った後に周波数解析して断層情報を取得することにより、ある特定の深さ位置付近の断層情報の精度を向上させることができる。
【００２３】
測定対象に近い特性を有す物質をサンプルとして用いて、予め干渉信号検出器の減衰率や屈折率などの保障データを計測しておけば、干渉信号検出器に対応した正確な補償を行うことができる。
【００２４】
また、検出された干渉信号から算出した反射光の減衰量から測定対象の特性に近い物質を推定して、測定対象に近い特性の物質の補償用データを用いることにより、断層情報の精度をより向上させることができる。
【００２５】
あるいは、異なる深さ位置から前記測定光が反射したときの補償用データをそれぞれ用意しておき、それぞれの深さで干渉信号の強度の減衰補償や分散補償を行ったものを周波数解析して断層情報を複数生成して、各断層情報元の干渉信号を補償した深さ位置での影響の度合が他の断層情報より大きくなるように合成することにより、特定の深さ位置に限られることなく断層画像の精度を上げることができる。
【００２６】
さらに、干渉信号を複数の周波数帯域の成分に分離して、各周波数帯域の干渉信号を周波数解析して得られる断層情報の深さ位置に対応する減衰率を用いて、各周波数帯域の成分の強度の減衰補償を行った後に、周波数解析して断層情報を取得することにより、分散による影響が深さによって変化しない場合には、特定の深さ位置に限られることなく断層情報の精度を向上させることができる。
【００２７】
また、屈折率の変化が深さによって大きく変化しない場合であれば、深さ位置に対応する減衰率を用いて強度の減衰補償をした後に、さらに一定の深さにおける屈折率を用いて分散補償することにより、断層情報の精度をさらに向上させることができる。
【００２８】
あるいは、屈折率の変化が深さによって大きく変化しない場合であれば、干渉信号検出器から検出された干渉信号を一定の深さにおける屈折率を用いて分散補償をした後に、深さ位置に対応する減衰率を用いて強度の減衰補償をすることにより、断層情報の精度をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の光断層画像化装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の光断層画像化装置の好ましい実施の形態を示す模式図である。光断層画像化装置１は、たとえば体腔内の生体組織や細胞等の測定対象の断層画像をマッハツェンダ型干渉計を用いたＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ）計測により取得するものであって、干渉信号検出器２と、干渉光検出器２により検出された干渉光Ｌ４を周波数解析することにより測定対象の各深さ位置における断層情報（反射率）を検出し測定対象Ｓの断層画像を生成する断層画像処理手段５０と断層画像を表示する表示装置６０を備える。
【００３０】
干渉信号検出器２は、複数の光束Ｌを射出する光源ユニット１０と、光源ユニット１０から射出された光束Ｌをそれぞれ測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する光分割手段３と、光分割手段３により分割された測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されたときの測定対象Ｓからの反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とを合波する合波手段４と、合波手段４により合波された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を検出する干渉光検出手段４０とを備える。
【００３１】
光源ユニット１０は、図２に示すように波長帯域λ内において連続したスペクトルを有する。例えば、希土類ドープファイバアンプレーザ等のＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission：自然放出光）光源を用いて構成することができる。
【００３２】
図１の光分割手段３は、たとえば２×２の光ファイバカプラからなっており、光源ユニット１０から光ファイバＦＢ１を導波した光束Ｌをそれぞれ測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割するようになっている。このとき、光分割手段３は、たとえば測定光Ｌ１：参照光Ｌ２＝９０：１０の割合で分割するようになっている。光分割手段３は、２つの光ファイバＦＢ２、ＦＢ３にそれぞれ光学的に接続されており、分割された測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ２側に入射され、参照光Ｌ２は光ファイバＦＢ３側に入射されるようになっている。
【００３３】
光ファイバＦＢ２には光サーキュレータ１１が接続されており、光サーキュレータ１１には光ファイバＦＢ４、ＦＢ５がそれぞれ接続されている。光ファイバＦＢ４には測定光Ｌ１を測定対象Ｓまで導波するプローブ３０が接続されている。プローブ３０はたとえば鉗子口から鉗子チャンネルを介して体腔内に挿入可能になっており、プローブ３０から射出した測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ２からプローブ３０へ導波され、測定対象Ｓの同一部位に同時に照射されることになる。また、測定対象Ｓを反射した反射光Ｌ３は光ファイバＦＢ４を介して光サーキュレータ１１に入射され、光サーキュレータ１１から光ファイバＦＢ５側に射出されるようになっている。
【００３４】
合波手段４は、２×２の光ファイバカプラからなり、光ファイバＦＢ５内を導波した反射光Ｌ３と光ファイバＦＢ３内を導波した参照光Ｌ２を合波するものである。そして、合波手段４は、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を光ファイバＦＢ６側に射出するようになっている。なお、光ファイバＦＢ３の長さは、光分割手段３から測定対象Ｓの測定開始位置を通り合波手段４に至るまでの測定光Ｌ１の光路長が参照光Ｌ２の光路長と等しくなるように設定されている。
【００３５】
干渉光検出手段４０は、光ファイバＦＢ６を導波した干渉光Ｌ４を光電変換し干渉信号Ｉを検出する機能を有している。具体的には、干渉光検出手段４０はそれぞれ波長帯域λを有する干渉光Ｌ４を分光する分光素子４２と、分光素子４２により分光された干渉光Ｌ４を検出する光検出部４４とを有している。この分光素子４２はたとえば回折光学素子等により構成されており、光ファイバＦＢ６からコリメータレンズ４１を介して入射される干渉光Ｌ４を分光し、光学レンズ４３を介して光検出部４４側に射出するようになっている。
【００３６】
光検出部４４は、たとえばＩｎＧａＡｓフォトダイオードアレイやＳｉフォトダイオードアレイ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device） イメージセンサ等のような複数の光検出素子４４ａを１次元もしくは２次元に配列した構造を有し、各光検出素子４４ａが分光素子４２により各波長毎に分光され光学レンズ４３を介して入射された干渉光Ｌ４をそれぞれ検出するようになっている。そして、光検出部４４は干渉光Ｌ４から干渉信号Ｉを検出する。
【００３７】
図３は本実施の形態の断層画像処理装置（断層画像処理手段）の好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図３を参照して断層画像処理装置（断層画像処理手段）５０について説明する。なお、図３のような断層画像処理装置５０の構成は、補助記憶装置に読み込まれた断層画像処理プログラムをコンピュータ（たとえばパーソナルコンピュータ等）上で実行することにより実現される。このとき、この断層画像処理プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の情報記憶媒体に記憶され、もしくはインターネット等のネットワークを介して配布され、コンピュータにインストールされることになる。なお、上述したコンピュータ上で実現する場合に限らず断層画像化装置１自体に断層画像処理装置５０の構成を組み込み、内視鏡による撮影と処理画像の表示とがリアルタイム処理されるようなものであってもよい。
【００３８】
断層画像処理装置５０は、測定対象に近い特性を有す特定の物質の所定の深さ位置ｚ＝Ｌに伝搬する際、前記測定光Ｌ１がその波数ｋに応じて変化する減衰率ｇ（ｋ）と屈折率ｎ（ｋ）とを補償用データＣとして予め記憶する補償データ記憶手段５１と、補償用データを用いて干渉信号Ｉを波数ｋと屈折率ｎ（ｋ）に応じて補償する補償手段５２と、補償した干渉信号Ｉｃを周波数解析することにより断層情報ｒ（ｚ）を取得する断層情報取得手段５３と、周波数解析手段５３により生成された断層情報ｒ（ｚ）を用いて断層画像を生成する断層画像生成手段５４とを備える。
【００３９】
補償データ記憶手段５１には、測定対象の物質に近い特性を有する既知の物質のサンプルを用いて、干渉信号検出器２で測定した減衰率ｇ（ｋ）や屈折率ｎ（ｋ）などのテーブルを補償用データＣとして記憶する。具体的には、図４に示すように、測定対象を模した物質（厚さｚ）を透過した光が全反射ミラーＭで反射させて減衰率ｇ（ｋ）や屈折率ｎ（ｋ）などの計測を行う。測定対象が生体である場合には、生体の多くは水が占めることから、水を計測した補償用データを用いることができる。
【００４０】
ここで、補償手段５２により干渉信号Ｉを補償する方法について説明する。干渉光検出手段４０において検出される干渉信号Ｉは、図２に示すような、スペクトル強度分布を持つ測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されると、それぞれのスペクトル成分による干渉光縞強度を重ね合わせた図５に示すようなインターフェログラムとして表れる。干渉光検出手段４０が検出したインターフェログラムをフーリエ変換による周波数解析を行うことにより干渉光Ｌ４の分光スペクトルを求めて、図６に示すような測定対象Ｓの深さ位置ｚの情報と断層情報ｒ（ｚ）とを取得する。
【００４１】
しかし、干渉光検出器２において検出された干渉信号Ｉは測定対象Ｓの物質の吸収特性や散乱特性に影響されるので、そのまま周波数解析を行った場合には正確な深さ位置ｚや断層情報ｒ（ｚ）を取得することができない。
【００４２】
ここで、まず、参照光Ｌ２と反射光Ｌ３とが干渉した干渉光Ｌ４の強度（干渉信号）Ｉと、屈折率ｎと減衰率ｇの影響について検討する。波数ｋの参照光Ｌ２をＥｒ(k)とし、測定光Ｌ１をＥｏ(k)とし、測定光Ｌ１が測定対象Ｓの深さｚから反射した反射光Ｌ３をＥｏ(k、z)としたとき、測定対象Ｓの複数の深さｚの位置から反射した反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とが干渉した干渉光Ｌ４の強度Ｉ（ｋ）は、下式（１）で表される。式（１）の第３項が反射光Ｌ３と参照光Ｌ２の干渉成分である。
【数１】
2008151697.tif 000003
【００４３】
強度Ｉ（ｋ）は、測定対象Ｓの物質の吸収特性や散乱特性に影響されて減衰する。これらの吸収特性や散乱特性は波数（波長）に依存して変わることが知られており、各層の深さｚが深くなるほど強度は減衰量が多くなるので減衰率はｇ(k、z)と表わすことができる。また、屈折率ｎは、測定光Ｌ１が伝播する層が単一の物質の場合には波数ｋにのみ依存するが、測定対象Ｓは一般には複数の層から構成されるので各層の深さｚにも依存して屈折率は変化する。そこで、屈折率をｎ(k、z)と表わす。従って、式（１）は、下式（２）のようになる。
【数２】
2008151697.tif 000004
【００４４】
式（２）の第３項が干渉成分であるが、波数に依存して強度が減衰するため、干渉信号全体の形状が変形して、分解能の低下やサイドローブ等の擬似信号が生じる原因となる。特に式（２）の第３項に注目すると下式（３）のようになり、波数ｋと深さｚに依存した式となっている。
【数３】
2008151697.tif 000005
【００４５】
しかし、測定対象が生体であって、深さ位置がｚ＝Ｌの付近の断層画像にのみ注目すれば、測定対象の物質を水であると仮定した時のｚ＝Ｌにおける屈折率と強度の減衰率を用いて補償を行えばｚ＝Ｌの付近の断層画像の品質を向上することができると考えられる。
【００４６】
そこで、観察する深さをＬに固定する場合について考えると、屈折率は波数ｋにのみ依存するので、ｎ(k、L) ＝ｎ(k)と表され、強度の減衰率も波数ｋにのみ依存するので、ｇ(k、L) ＝ｇ(k)と表される。つまり、式（３）は、下式（４）のように書き換えられる。
【数４】
2008151697.tif 000006
【００４７】
式（４）から分かるように、強度減衰の補償を行うには、補償用データＣの減衰率のテーブルを用いて、干渉信号Iに対して1/ｇ(k)を乗じることによって補償をすることができる（ここでは、深さＬはｚ＝０からある程度離れている場合を想定し、主にｚ＝０付近の断層情報に影響を与える第１項、第２項については無視して考える。なお、参照光のみ、反射光のみを検出する手段を別途設けて検出された各信号を、干渉光検出器で検出した信号から第１項、第２項を差し引いて第３項のみを抽出するようにしてもよい。）。
【００４８】
また、観測される干渉信号の強度は、図７(a)に示すようにｋ×ｎ(k)に応じた変化が観察されるので、補償用データＣのテーブル用いて図７(c)に示すようなｋ×ｎ(k)とｋとの対応を求めておき、図７(a)を図７(b) に変換することで干渉信号の分散補償をすることができる。
【００４９】
断層情報取得手段５３は、強度減衰の補償と分散の補償が行われた干渉信号Ｉｃを周波数解析して断層情報ｒ（ｚ）を取得する。干渉信号Ｉを深さ位置Ｌでの減衰率ｇ（ｋ）と屈折率ｎ（ｋ）を用いて補償した補償済みの干渉信号ＩｃをＦＦＴや最大エントロピー法を用いて周波数解析を行うことにより、深さＬ付近では正確な断層情報ｒ（ｚ）を求めることができる。
【００５０】
次に、図１〜図８を参照して光断層画像化装置１の動作例について説明する。まず、光源ユニット１０から波長帯域λ内において連続したスペクトルを有する光束Ｌが射出され光分割手段３に入射される。光分割手段３において光束Ｌは測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに光分割される。測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ２側に射出され、参照光Ｌ２は光ファイバＦＢ３側に射出される。
【００５１】
測定光Ｌ１は光サーキュレータ１１、光ファイバＦＢ４およびプローブ３０を導波し測定対象Ｓに照射される。そして、測定対象Ｓの各深さ位置ｚにおいて反射した反射光Ｌ３および後方散乱した光が再びプローブ３０に入射される。この反射光Ｌ３はプローブ３０、光サーキュレータ１１および光ファイバＦＢ５を介して合波手段４に入射される。一方、参照光Ｌ２は光ファイバＦＢ３に導波し合波手段４に入射される。
【００５２】
合波手段４において、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とが干渉した干渉光Ｌ４が光ファイバＦＢ６に射出される。干渉光Ｌ４は干渉光検出手段４０の光検出部４４において光電変換され、干渉信号Ｉが検出される（Ｓ１００）。
【００５３】
補償手段５２で、補償データ記憶手段５１に記憶されている深さ位置ｚ＝Ｌの時の1/g(k)のテーブルの値を干渉信号Ｉに乗じて強度の減衰補償をし、n(k)*kとｋの対応を表すテーブルを参照して図７に示すように横軸を変換して分散補償した干渉信号Ｉｃを取得する（Ｓ１０１）。
【００５４】
補償した干渉信号Ｉｃを断層情報取得手段５３で周波数解析して、断層情報ｒ（ｚ）を取得する（Ｓ１０２）。さらに、断層画像生成手段５４で、深さＬの近くの断層情報ｒ（ｚ）を用いて２次元の光断層画像を生成して表示装置６０に表示する（Ｓ１０３）。
【００５５】
上述のように、サンプルを用いて、干渉信号検出器２で実際に測定した補償用データを用いるのが好ましいが、別の方法で得られたデータがあれば、それを補償用データとして用いてもよい。
【００５６】
また、上述の補償手段では、強度の減衰補償をした後に分散補償を行う場合について説明したが、分散補償を行った後に強度の減衰補償をしてもよい。
【００５７】
以上、詳細に説明したように、測定対象の物質に近い特性を有する既知の物質のサンプルを用いて特定の深さの補償用データを測定し、測定した結果を用いて干渉信号を補償することにより、その深さの断層情報の精度を上げることができる。
【００５８】
図９は本発明の光断層画像化装置の第２の実施形態を示す模式図である。なお、図９の光断層画像化装置１ａにおいて、図１の光断層画像化装置１と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図９の光断層画像化装置１ａが図１の光断層画像化装置１と異なる点は、断層画像処理手段５０ａである。前述の実施の形態では、測定対象の物質が特定の物質であるものと仮定して補償用データを用意する場合について説明したが、本実施の形態では複数の物質の補償用データを予め用意しておき、検出した干渉信号Ｉから測定対象の物質を推定して、推定した物質に対応する補償用データを用いて干渉信号の補償を行う場合について説明する。
【００５９】
図１０は本実施の形態の断層画像処理装置の好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図１０を参照して断層画像処理装置５０ａについて説明する。
【００６０】
断層画像処理装置５０ａは、複数の物質のそれぞれについて、深さＬの位置に伝搬する際、測定光Ｌ１がその波数ｋに応じて変化する減衰率ｇ（ｋ）と屈折率ｎ（ｋ）とを含む補償用データＣを予め記憶する補償データ記憶手段５１ａと、干渉信号Ｉより測定対象の物質を推定する測定対象推定手段５５と、推定された物質の補償用データＣを用いて干渉信号Ｉを波数ｋと屈折率ｎ（ｋ）に応じて補償する補償手段５２と、補償した干渉信号Ｉｃを周波数解析することにより断層情報ｒ（ｚ）を取得する断層情報取得手段５３と、断層情報取得手段５３により生成された断層情報ｒ（ｚ）を用いて断層画像を生成する断層画像生成手段５４とを備える。
【００６１】
測定対象推定手段５５は、干渉信号検出器２の参照光Ｌ２の強度を記憶する参照光強度記憶手段５５１と、渉信号検出器２の測定光Ｌ１の強度を予め記憶する測定光強度記憶手段５５２とを備える。参照光Ｌ２の強度｜Ｅｒ(k)｜と測定光Ｌ１の強度｜Ｅｏ(k)｜は干渉信号検出器２によって固定となるので、予め干渉信号検出器２を用いて計測して参照光強度記憶手段５５１と測定光強度記憶手段５５２に記憶する。
【００６２】
ここで、測定対象推定手段５５により測定対象の物質を推定する推定方法について説明する。干渉信号Ｉは、式（１）に示すように、測定光の強度の成分（第１項）と反射光の強度の成分（第２項）と測定光及び反射光の干渉成分（第３項）とからなる。干渉信号Ｉの形状は、図１１に示すように、大きい周期の波の成分上に小さい振動成分が載った形状となるが、小さい振動成分は式（１）の第３項の振動成分によるものであってし、第３項の振動成分を除去した信号Ｉ１は大きい周期の波の形状となる。そこで、例えば、平均値フィルタを施した値や、最大値フィルタを施した値と最小値フィルタを施した値の平均値を用いて、小さい山の振動成分を平滑化して、図１１の大きい周期の波の成分を抽出する。
【００６３】
式（１）の第１項は参照光Ｌ２の強度｜Ｅｒ(k)｜は、干渉信号検出器２に応じた固定値であり、測定光Ｌ１の強度｜Ｅｏ(k)｜も、干渉信号検出器２に応じた固定値である。そこで、第３項の振動成分を除去した信号Ｉ１から、参照光強度記憶手段５５１に記憶している参照光Ｌ２の強度を用いて、式（１）の第１項の成分（｜Ｅｒ(k)｜２）を除去した信号Ｉ２を求める。この信号Ｉ２は、式（１）の第２項の成分｜ΣＥｏ(k)×ｒ（ｚ）｜２に略一致する。さらに、測定光強度記憶手段５５２に記憶している測定光Ｌ１の強度｜Ｅｏ(k)｜と信号Ｉ２から測定光Ｌ１の減衰量を求める。求めた減衰量と、補償データ記憶手段５１ａに記憶されている複数の物質の補償用データＣの減衰率ｇとを照合して、測定対象の物質を推定する。
【００６４】
次に、図１２を参照して光断層画像化装置１aの動作例について説明する。干渉信号検出器２の動作は前述の第１の実施の形態と同じであるので省略し、断層画像処理装置５０ａの動作についてのみ説明する。
【００６５】
干渉信号検出器２で干渉信号Ｉを検出し（Ｓ２００）、検出した干渉信号Ｉから測定対象推定手段５５で測定対象の物質を推定する（Ｓ２０１）。
【００６６】
推定した物質に対応する補償用データＣを補償データ記憶手段５１から検索し、補償手段５２で、検索した補償用データＣの1/g(k)のテーブルの値を干渉信号Ｉに乗じて強度の減衰補償をし、n(k)*kテーブルを参照して横軸を変換して分散補償をした干渉信号Ｉｃを取得する（Ｓ２０２）。
【００６７】
断層情報取得手段５３で、補償した干渉信号Ｉｃを周波数解析して断層情報ｒ（ｚ）を取得し（Ｓ２０３）、断層画像生成手段５４で、深さＬの近くの断層情報ｒ（ｚ）を用いて２次元の光断層画像を生成して表示装置６０に表示する（Ｓ２０４）。
【００６８】
以上詳細に説明したように、測定対象の物質に近い特性を有する既知の複数の物質のサンプルを用いて特定の深さの補償用データを用意し、干渉信号より測定対象を構成する物質を推定して、推定した物質に対応する補償用データを用いて干渉信号の補償を行うことにより、ある深さの断層情報の精度をより向上させることができる。
【００６９】
また、上述の第１、第２の実施例において、補償する深さと測定系の焦点位置を合わせることにより、測定対象の深さ方向の品質とともにプローブが測定対象をスキャンするスキャン方向の品質もよい画像を得ることができる。
【００７０】
図１３は本発明の光断層画像化装置の第３の実施形態を示す模式図である。なお、図１２の光断層画像化装置１ｂにおいて、図１の光断層画像化装置１と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図１３の光断層画像化装置１ｂが図１の光断層画像化装置１と異なる点は、断層画像処理手段である。図１の光断層画像化装置１は特定の深さの補償用データを用意して、その特定の深さの断層画像の品質を向上させる方法について説明したが、その深さからずれた位置から反射する場合には上手く補償することができない。そこで、本実施の形態では、複数の深さの補償用データを用意して、複数の深さの位置について補償を行った結果を合成して適切な補償が行えるようにする方法について説明する。
【００７１】
図１４は本実施の形態の断層画像処理装置の好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図１４を参照して断層画像処理装置５０ｂについて説明する。
【００７２】
断層画像処理装置５０ｂは、特定の物質の異なる深さ位置ｚ=Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎの補償用データＣＬ１，ＣＬ２，・・・，ＣＬｎを複数記憶する補償データ記憶手段５１ｂと、各深さ位置ｚ=Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎの補償用データＣＬ１，ＣＬ２，・・・，ＣＬｎをそれぞれ用いて干渉信号Ｉを補償する補償手段５２と、補償した干渉信号ＩｃＬ１，ＩｃＬ２，・・・，ＩｃＬｎをそれぞれ周波数解析することにより複数の断層情報ｒ（ｚ）Ｌ１，ｒ（ｚ）Ｌ２，・・・ｒ（ｚ）Ｌｎを取得する断層情報取得手段５３と、複数の断層情報ｒ（ｚ）Ｌ１，ｒ（ｚ）Ｌ２，・・・ｒ（ｚ）Ｌｎをその断層情報を取得した干渉信号を補償した深さ位置ｚ=Ｌi（i=1,2,・・・,n）での影響度合が断層情報ｒ（ｚ）Ｌｉを除いた他の断層情報より大きくなるように前記複数の断層情報を合成した断層情報Ｒ(ｚ)を取得する合成断層情報取得手段５７と、断層情報Ｒ(ｚ)を用いて断層画像を生成する断層画像生成手段５４とを備える。
【００７３】
合成断層情報取得手段５７は、断層情報取得手段５３を用いて、補償した信号ＩｃＬ１，ＩｃＬ２，・・・，ＩｃＬｎのそれぞれから得た断層情報ｒ（ｚ）Ｌ１，ｒ（ｚ）Ｌ２，・・・，ｒ（ｚ）Ｌｎを合成する。深さｚ＝Ｌ１の補償用データを用いて補償した信号ＩｃＬ１から得られた断層情報ｒ（ｚ）Ｌ１は、深さｚ＝Ｌ１付近の情報の信頼性が最も高いものと予測され、深さｚ＝Ｌ２の補償用データを用いて補償した信号ＩｃＬ２から得られた断層情報ｒ（ｚ）Ｌ２は、深さｚ＝Ｌ２付近の情報の信頼性が最も高いものと予測される。そこで、各断層情報ｒ（ｚ）Ｌ１，ｒ（ｚ）Ｌ２，・・・ｒ（ｚ）Ｌｎを取得した干渉信号を補償した深さ位置ｚ=Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎでの影響度合が、他の断層情報より大きくなるように前記複数の断層情報を合成する。例えば、図１５に示すようなｚ＝Ｌ１の位置で１と成るようなガウス関数δＬ１を断層情報ｒ（ｚ）Ｌ１に掛け、ｚ＝Ｌ２の位置で１と成るようなガウス関数δＬ２を断層情報ｒ（ｚ）Ｌ２に掛け、・・・、ｚ＝Ｌｎの位置で１と成るようなガウス関数δＬｎを断層情報ｒ（ｚ）Ｌｎに掛けて加算して、下式（５）のような合成した断層情報Ｒ（ｚ）を生成する。
【数５】
2008151697.tif 000007
【００７４】
次に、図１６を参照して光断層画像化装置１ｂの動作例について説明する。干渉信号検出器２の動作は前述の第１の実施の形態と同じであるので省略し、断層画像処理装置５０ｂの動作についてのみ説明する。
【００７５】
干渉信号検出器２で干渉信号Ｉを検出する（Ｓ３００）。補償信号取得手段５６で、補償データ記憶手段５１ｂに記憶されている各深さ位置ｚ=Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎの補償用データＣＬ１，ＣＬ２，・・・，ＣＬｎを補償手段５２で用いて、強度減衰の補償と分散を補償した干渉信号ＩｃＬ１，ＩｃＬ２，・・・，ＩｃＬｎを取得する（Ｓ３０１）。
【００７６】
断層情報取得手段５３で、補償した干渉信号ＩｃＬ１，ＩｃＬ２，・・・，ＩｃＬｎを周波数解析して（Ｓ３０２）、断層情報ｒ（ｚ）Ｌ１，ｒ（ｚ）Ｌ２，・・・，ｒ（ｚ）Ｌｎを取得する（Ｓ３０３）。さらに、合成断層情報取得手段５７で、断層情報ｒ（ｚ）Ｌ１，ｒ（ｚ）Ｌ２，・・・，ｒ（ｚ）Ｌｎのそれぞれが、各断層情報を取得した干渉信号を補償した深さ位置ｚ=Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎでの影響度合が他の断層情報より大きくなるような重みδＬ１，δＬ２，・・・，δＬｎを乗じる（Ｓ３０４）。各重みを乗じた断層情報ｒ（ｚ）Ｌ１，ｒ（ｚ）Ｌ２，・・・，ｒ（ｚ）Ｌｎ  を加算してＲ（ｚ）を求める（Ｓ３０５）。断層画像生成手段５４で、断層情報Ｒ（ｚ）を用いて２次元の光断層画像を生成して表示装置６０に表示する（Ｓ３０６）。
【００７７】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、様々な深さ位置で反射する場合を考慮して補償を行うことで、特定の深さの断層画像の品質のみを向上させるのではなく、いろんな深さの断層画像の品質を向上させることができる。
【００７８】
図１７は本発明の光断層画像化装置の第４の実施形態を示す模式図である。なお、図１６の光断層画像化装置１ｃにおいて、図１の光断層画像化装置１と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図１７の光断層画像化装置１ｃが図１の光断層画像化装置１と異なる点は、断層画像処理手段である。前述の第２，３の実施の形態では、屈折率が測定対象を構成する層を構成する物質によって変わることを前提に検討したが、本実施の形態では、層間で屈折率が大きく変化しない場合に用いることができる方法について検討する。
【００７９】
図１８は本実施の形態の断層画像処理装置の好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図１８を参照して断層画像処理装置５０ｃについて説明する。
【００８０】
断層画像処理手段５０ｃは、補償用データを記憶する補償データ記憶手段５１ｃと、干渉信号を複数の周波数帯域に分離する周波数成分分離手段５８と、各周波数帯域の干渉信号Ｉ１，Ｉ２，・・・，Ｉｎそれぞれを周波数解析して得られる断層情報の深さ位置に対応する減衰率を用いて、各周波数帯域の干渉信号の強度の減衰補償をする強度補償手段５２２と、強度補償手段５２２により補償した各周波数帯域の干渉信号Ｉｃ１１，Ｉｃ１２，・・・，Ｉｃ１ｎを合成して全周波数帯域を含む補償した干渉信号Ｉｃ１を取得する周波数成分合成手段５９と、特定の深さ位置から測定光Ｌ１が反射したときの屈折率を用いて全周波数帯域を含む補償した干渉信号Ｉｃ１の分散を補償する分散補償手段５２１と、分散補償した干渉信号Ｉｃ２を周波数解析することにより、前記測定対象の断層情報を取得する断層情報取得手段５３と、断層情報を用いて断層画像を生成する断層画像生成手段５４とを備える。
【００８１】
さらに、補償データ記憶手段５１ｃは、測定対象の物質が特定の物質である場合に、測定対象の所定の深さに測定光Ｌ１が伝搬する際、測定光Ｌ１がその波数ｋに応じて変化する屈折率ｎを予め記憶する屈折率記憶手段５１１と、測定対象の物質が特定の物質である場合に、測定対象の異なる深さに測定光Ｌ１が伝搬する際、測定光Ｌ１がその波数ｋに応じて減衰する減衰率ｇを記憶する減衰率記憶手段５１２とを備える。
【００８２】
周波数成分分離手段５８は、干渉信号Ｉをラプラシアンピラミッドなどのアルゴリズムを用いて、複数の周波数帯域に分離する。図６に示すように、干渉信号の周波数と断層情報の深さ位置ｚは対応関係があるので、特定の周波数帯域の成分から得られる断層情報の深さ位置ｚを推定することができる。そこで、強度補償手段５２２は、干渉信号Ｉから分離した各周波数帯域の成分Ｉ１，Ｉ２，・・・，Ｉｎから得られる断層情報の深さ位置ｚ=Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎに対応する補償用データを用いて、各周波数帯域の成分Ｉ１，Ｉ２，・・・，Ｉｎの強度の減衰の影響を補償した各周波数帯域の成分Ｉｃ１１，Ｉｃ１２，・・・，Ｉｃ１ｎを求める。
【００８３】
周波数成分合成手段５９は、補償された複数の周波数帯域の干渉信号Ｉｃ１１，Ｉｃ１２，・・・，Ｉｃ１ｎを合成して全ての帯域を含む干渉信号Ｉｃ１を求める。
【００８４】
分散補償手段５２１は、測定対象を構成する複数の層の層間で屈折率が大きく変化しないものとし、特定の深さ位置Ｌから測定光が反射したときの屈折率を用いて干渉信号Ｉｃ１の分散補償を行う。具体的には、第１の実施の形態で説明した場合と同様に、図７(c)に示すようにｋ×ｎ(k)とｋとの対応関係に基づいて、干渉信号Ｉが図７(a)から図７(b)になるように変換して分散補償した干渉信号Ｉｃ２を生成する。
【００８５】
断層情報取得手段５３は、干渉信号Ｉｃ２から断層情報ｒ（ｚ）を取得する。
【００８６】
断層画像生成手段５４は、断層情報ｒ（ｚ）から断層画像を生成して表示装置６０に表示する。
【００８７】
次に、図１９を参照して光断層画像化装置１ｃの動作例について説明する。干渉信号検出器２の動作は前述の第１の実施の形態と同じであるので省略し、断層画像処理装置５０ｃの動作についてのみ説明する。
【００８８】
干渉信号検出器２で干渉信号Ｉを検出する（Ｓ４００）。まず、干渉信号Ｉを周波数成分分離手段５８でラプラシアンピラミッドなどのアルゴリズムを用いて、複数の周波数帯域の成分Ｉ１，Ｉ２，・・・，Ｉｎに分離する（Ｓ４０１）。強度補償手段５２２で、干渉信号Ｉから分離した各周波数帯域の成分Ｉ１，Ｉ２，・・・，Ｉｎから得られる断層情報の深さ位置ｚ=Ｌ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎに対応する補償用データを用いて、強度の減衰の影響を補償した各周波数帯域の成分Ｉｃ１１，Ｉｃ１２，・・・，Ｉｃ１ｎを求める（Ｓ４０２）。
【００８９】
さらに、周波数成分合成手段５９で、補償された複数の周波数帯域の干渉信号Ｉｃ１１，Ｉｃ１２，・・・，Ｉｃ１ｎを合成して全ての帯域を含む干渉信号Ｉｃ１を求める（Ｓ４０３）。
【００９０】
次に、分散補償手段５２１で、特定の深さ位置Ｌから測定光が反射したときの屈折率を用いて強度の減衰の影響を補償した干渉信号Ｉｃ１の分散の影響を補償した干渉信号Ｉｃ２を生成する。（Ｓ４０４）。
【００９１】
断層情報取得手段５３で、干渉信号Ｉｃ２を周波数解析して断層情報ｒ（ｚ）を求める（Ｓ４０５）。断層画像生成手段５４で、断層情報ｒ（ｚ）を用いて２次元の光断層画像を生成する（Ｓ４０６）。
【００９２】
本実施の形態では、干渉光検出器２から検出した干渉信号を複数の周波数帯域の成分に分離して、各周波数帯域に対応するそれぞれの深さで強度の減衰の影響を補償した干渉信号を求めた後に、さらに、分散の影響を補償する場合について説明したが、干渉光検出器２から検出した干渉信号の分散の影響を補償した後に、複数の周波数帯域の成分に分離して、各周波数帯域に対応するそれぞれの深さで強度の減衰の影響を補償した干渉信号を求めるようにしてもよい。
【００９３】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、測定対象を構成する層層間で屈折率が大きく変化しない場合には、得られた干渉信号の分散の補償を一律に行い、干渉信号を周波数帯域に分けて強度の減衰補償を正確に行うようにすることで断層画像の品質を向上させることができる。
【００９４】
上述の各実施の形態では、ＳＤ−ＯＣＴ計測の場合について具体的に説明したが、ＳＳ−ＯＣＴでも同様に補償を行って断層情報の精度を向上させることができる。
【００９５】
また、上述の各実施の形態では説明の都合上、物体表面が光路長差0（z=0）に一致している場合について説明したが、物体表面がz=0と一致していない場合には、物体表面からの深さと周波数成分の関係を考慮する必要はあるが、同様の考え方を適用することができる。具体的には、例えば、光路長差aの位置に物体表面がある場合には、表面から深さLの情報は、Ｌ＋ａの周波数成分として表れることを考慮して求める必要がある。あるいは、aが負の場合は浅い位置からの反射成分が高周波成分になるので、位置と周波数の関係が反転することを考慮して求めなければならない。
【００９６】
また、上述の各実施の形態で説明したように、断層情報の精度を向上させには上述のように干渉信号の強度の減衰補償と分散補償の双方を行う方が望ましいが、いずれか一方を補償した干渉信号を用いて断層情報を得るようにしても断層情報の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１の実施形態による光断層画像化装置の概略構成図
【図２】光源ユニットから射出される光束の一例を示す模式図
【図３】図１の断層画像処理手段の一例を示すブロック図
【図４】測定対象を模した物質から補償用データを計測する方法を説明するための図
【図５】干渉光検出器において検出される干渉信号の一例を示す図
【図６】干渉光検出器において検出される干渉光を周波数解析したときの各深さ位置の断層情報を示す図
【図７】分散補償の方法を説明するための図
【図８】図１の断層画像処理手段の処理の流れを説明するための図
【図９】本発明の第２の実施形態による光断層画像化装置の概略構成図
【図１０】図９の断層画像処理手段の一例を示すブロック図
【図１１】干渉信号と測定対象物の物質の推定方法を説明するための図
【図１２】図９の断層画像処理手段の処理の流れを説明するための図
【図１３】本発明の第３の実施形態による光断層画像化装置の概略構成図
【図１４】図１３の断層画像処理手段の一例を示すブロック図
【図１５】各深さ位置の断層情報の重みの一例を示す図
【図１６】図１３の断層画像処理手段の処理の流れを説明するための図
【図１７】本発明の第４の実施形態による光断層画像化装置の概略構成図
【図１８】図１７の断層画像処理手段の一例を示すブロック図
【図１９】図１７の断層画像処理手段の処理の流れを説明するための図
【符号の説明】
【００９８】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ    光断層画像化装置
２    干渉信号検出器
３    光分割手段
４    合波手段
１０  光源ユニット
４０  干渉光検出手段
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ    断層画像処理手段
５１  補償データ記憶手段
５２  補償手段
５３  断層情報取得手段
５４  断層画像生成手段
５５  測定対象推定手段
５６  補償信号取得手段
５７  合成断層情報取得手段
５８  周波数成分分離手段
５９  周波数成分合成手段
６０  表示装置
【図１】
2008151697.tif 000008
【図２】
2008151697.tif 000009
【図３】
2008151697.tif 000010
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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