(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色波長の低コヒーレント光、緑色波長の低コヒーレント光および青色波長の低コヒーレント光を同時に射出する光源部と、
該光源部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する光分割部と、
前記測定光を測定対象に照射する測定光照射光学系と、
前記測定光が前記測定対象に照射されたときの該測定対象からの反射光と前記参照光とを重ね合わせる合波部と、
該合波部により合波された前記反射光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光検出部と、
該干渉光検出部により検出された前記干渉光から前記測定対象の光干渉断層画像を生成する画像生成部とを有し、
前記干渉光検出部が、前記赤色波長の干渉光を検出する光検出器と、前記緑色波長の干渉光を検出する光検出器と、前記青色波長の干渉光を検出する光検出器をそれぞれ別個に備え、
該画像生成部が、前記赤色波長、前記緑色波長および前記青色波長の前記干渉光の信号強度の、第１の深さ領域での信号減衰に関する減衰関連値を算出し、前記第１の深さ領域よりも深い第２の深さ領域の前記信号強度を前記減衰関連値に応じて補正して前記干渉光の補正信号を求め、前記赤色波長、前記緑色波長および前記青色波長についてそれぞれ求められた補正信号を用いてフルカラーの光干渉断層画像を生成する光干渉断層画像撮像装置。
【請求項２】
前記画像生成部が、前記赤色波長、前記緑色波長および前記青色波長の前記干渉光の前記信号強度の、前記第１の深さ領域における減衰定数を前記減衰関連値として算出する減衰定数算出部と、該減衰定数算出部で得られた前記減衰定数を用いて、前記第２の深さ領域における前記信号強度を補正して前記補正信号を求める信号補正演算部を備えている請求項１記載の光干渉断層画像撮像装置。
【請求項３】
前記測定対象の表面における分光反射率を測定する分光反射率測定部をさらに備え、
前記画像生成部が、前記分光反射率から前記第１の深さ領域に含まれる色素の濃度を求める色素濃度算出部と、該色素濃度算出部において得られた前記色素の濃度に基づいて、該色素による光の減衰量を前記減衰関連値として求め、前記第２の深さ領域における前記信号強度を補正して前記補正信号を求める信号補正演算部を備えている請求項１記載の光干渉断層画像撮像装置。
【請求項４】
前記色素濃度算出部が、前記色素としてメラニンの濃度を求める請求項３記載の光干渉断層画像撮像装置。
【請求項５】
前記赤色波長が６１２ｎｍであり、前記緑色波長が５３７ｎｍであり、前記青色波長が４４８ｎｍである請求項１から４のいずれか１項に記載の光干渉断層画像撮像装置。
【請求項６】
前記測定光照射光学系として前記測定対象に前記測定光をライン状に照射する第１のシリンドリカルレンズを備え、
前記合波部と前記干渉光検出部との間に、前記第１のシリンドリカルレンズと互いの円筒軸が直交配置された第２のシリンドリカルレンズを備え、
前記干渉光検出部が、前記干渉光を分光検出するものであり、
前記画像生成部が、前記干渉光検出部により分光検出された前記干渉光に基づく信号を、フーリエ変換により深さ情報に変換する請求項１から５のいずれか１項に記載の光干渉断層画像撮像装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の光干渉断層画像撮像装置を用い、
測定対象に対して、前記測定光を照射し、
前記干渉光を検出し、
前記測定対象の光干渉断層画像を生成し、
該光干渉断層画像を画像表示装置に表示し、前記干渉光から前記測定対象の表面もしくは内部の光学的特長を求めて前記画像表示装置に表示する計測方法。
【請求項８】
前記光学的特長として、前記測定対象の表面もしくは内部の任意箇所における反射光強度、反射光強度の深さ方向プロファイル、あるいは減衰定数を求める請求項７記載の計測方法。
【請求項９】
前記測定対象が塗膜である請求項７または８記載の計測方法。
【請求項１０】
前記測定対象がヒト肌である請求項７または８記載の計測方法。
【請求項１１】
前記ヒト肌に対する任意の化粧品もしくは医薬品の塗布前、および塗布後のそれぞれの場合の前記ヒト肌についての前記光干渉断層画像を生成し、前記光学的特長を求め、
前記塗布前および前記塗布後の前記光干渉断層画像および前記光学的特長をそれぞれ前記画像表示装置に表示する請求項１０に記載の計測方法。 
【請求項１２】
前記画像生成部の前記色素濃度算出部が、前記分光反射率と、前記測定対象について既知の構造および含有色素に関する情報に基づいてモンテカルロ計算を実施し、前記第１の深さ領域に含まれる前記色素の濃度を求める請求項３に記載の光干渉断層画像撮像装置。
【請求項１３】
前記合波部と前記干渉光検出部との間に、前記干渉光を、前記赤色波長の干渉光、前記緑色波長の干渉光、及び前記青色波長の干渉光に分離するダイクロイックフィルタを備える請求項１から６及び１２のいずれか１項に記載の光干渉断層画像撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉断層画像撮像装置に関し、特にはフルカラーの光干渉断層画像を取得可能な光干渉断層画像撮像装置に関するものである。また、本発明は光干渉断層画像撮像装置を用いた計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化粧品や医薬品の開発、および医療において、皮膚内部の状態を観察することは重要である。欧州では、２０１３年春に動物実験した化粧品の販売が全面禁止となっているため、ヒト肌を非破壊かつ非侵襲で観察する手法の必要性が増している。【０００３】
非破壊、非侵襲な断層画像撮像法の一つとして、光干渉断層画像撮像装置（以下において、ＯＣＴ(Optical Coherence Tomography)装置という場合がある。）が知られている。これは、光干渉を利用した断層撮像法で、１９９０年代より開発が進み、主に眼底検査などに適用されており、一般に近赤外の光 (１．３μｍ、または１．５μｍ）が使用されている。【０００４】
実用化されている近赤外ＯＣＴ装置は深さ分解能が約２０μｍ程度であるため、肌の高分解能な観測には適さない。肌の層構造は、表面側から角質（厚み１０〜３０μｍ）、表皮（厚み１００〜３００μｍ）、真皮（厚み１ｍｍ以上）となっており、分解能２０μｍでは十分でなかった。【０００５】
これに対し、紫外〜可視光域を利用し分解能を向上させた可視分光ＯＣＴ装置の開発が進められており、可視光の皮膚内での散乱の様子が観察可能な装置が特開２０１３−１０８７６６号公報、特開２０１５−１６３８６２号公報および特表２００７−５２３３８６号公報などにおいて提案されている。【０００６】
特開２０１３−１０８７６６号公報では、可視光域の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の低コヒーレント光を各色のＳＬＤ(Super Luminescent Diode)光源でそれぞれ発生させ、肌のレプリカにファンデーションを塗布して表面凹凸やファンデーション層の厚さを評価する方法が考案されている。しかしながら、特開２０１３−１０８７６６号公報に開示されているＲＧＢ−ＯＣＴ装置は、可視光域の光源として、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のＳＬＤ光源を備える構成であるため、備えられている光源の波長での測定に限定され、任意色での測定はできない。
一方、特開２０１５−１６３８６２号公報に開示されているＯＣＴ装置は、光源部に白色光源と任意の波長域を切り出すスペクトル成形部を有するため、可視光域の任意の波長を用いた光干渉断層画像を取得することができる。【０００７】
さて、ヒト肌に関する分野では、加齢とともに人間の肌内部が黄色くくすむ「黄ぐすみ」と呼ばれる現象が知られている。紫外線が肌に照射されることで、真皮におけるタンパクの酸化反応などがきっかけで起こると考えられている。このような肌内部の色を観察可能な測定装置に対する要望がある。【０００８】
物体内部の色が知りたいというニーズは、肌だけでなく、車体など色材を多層に塗装した系や、絵画などの美術品、食品の腐食検査、内臓の医療診断などの分野においても広く存在している。したがって、深さ方向における構造内部の色味を非破壊で定量する方法としても応用可能な、測定対象内部のフルカラーの光干渉断層画像（以下において、ＯＣＴ画像という場合がある。）を取得することができる装置に対する強い需要が見込まれる。【０００９】
しかしながら、既述の特開２０１３−１０８７６６号公報および特開２０１５−１６３８６２号公報等においては、単色のＯＣＴ画像を比較等することにより内部構造の分析等を行うことを主に意図しており、フルカラー画像を取得することについては想定されていなかった。【００１０】
一方、Francisco E. Robles, Christy Wilson, Gerald Grant & Adam Wax, "Molecular imaging true-color spectroscopic optical coherence tomography", Nature Photonics 5, 744−747 (1 December 2011)においては、生きたマウスの皮膚に対して、色再現したＯＣＴ画像像を得ている。具体的には色素が非常に薄いアルビノマウスの背中の皮膚を薄く延ばしてチャンバーで挟んで固定した状態でＯＣＴ画像を測定しており、１３０μｍを超える比較的深くまでの情報を取得できている。【００１１】
また、特表２００７−５２３３８６号公報においては、フルカラーＯＣＴ画像を取得可能な装置が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
測定対象の表面に照射された測定光は、測定対象内部に侵入し、内部で散乱されて表面側に戻り、レンズ等などの光学部品を介して検出器で検出されることとなる。このとき、実際には、測定対象中に存在する色素による光の吸収や散乱による光の減衰が生じる。そのため、測定対象の内部からの散乱光に基づく信号（干渉光）を検出することができても、その散乱光の色は、光吸収等の影響を含む疑似色であり、真の色とは言えない。【００１３】
Francisco E. Robles, Christy Wilson, Gerald Grant & Adam Wax, "Molecular imaging true-color spectroscopic optical coherence tomography", Nature Photonics 5, 744−747 (1 December 2011)では、色素が薄く光が透過しやすいアルビノマウスを測定対象としており、マウスの背中の皮膚を伸ばして固定した状態で測定が行われているため良好な撮影が可能であったが、色素が濃いヒト肌や塗装膜などに対して、同様に深い領域まで測定することは困難であり、また、真の色を検出することはできないと考えられる。また、特表２００７−５２３３８６号公報においても、測定対象内部における色素による光の吸収の等の影響が考慮されていないため、フルカラーＯＣＴ画像が取得できても、あくまでも疑似色であり、真の色が観察できていない。【００１４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、測定対象内部の真の色を取得することができる光干渉断層画像撮像装置および光干渉断層画像撮像装置を用いた計測方法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】
【００１５】
本発明の光干渉断層画像撮像装置は、赤色波長の低コヒーレント光、緑色波長の低コヒーレント光および青色波長の低コヒーレント光を同時に射出する光源部と、
光源部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する光分割部と、
測定光を測定対象に照射する測定光照射光学系と、
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重ね合わせる合波部と、
合波部により合波された反射光と参照光との干渉光を検出する干渉光検出部と、
干渉光検出部により検出された干渉光から測定対象の光干渉断層画像を生成する画像生成部とを有し、
画像生成部が、赤色波長、緑色波長および青色波長の干渉光の信号強度の、第１の深さ領域での信号減衰に関する減衰関連値を算出し、第１の深さ領域よりも深い第２の深さ領域の信号強度を減衰関連値に応じて補正して干渉光の補正信号を求め、赤色波長、緑色波長および青色波長についてそれぞれ求められた補正信号を用いてフルカラーの光干渉断層画像を生成する光干渉断層画像撮像装置である。【００１６】
本発明の光干渉断層画像撮像装置においては、画像生成部を、赤色波長、緑色波長および青色波長の干渉光の信号強度の、第１の深さ領域における減衰定数を減衰関連値として算出する減衰定数算出部と、減衰定数算出部で得られた減衰定数を用いて、第２の深さ領域における信号強度を補正して補正信号を求める信号補正演算部を備えたものとすることができる。【００１７】
本発明の光干渉断層画像撮像装置においては、測定対象の表面における分光反射率を測定する分光反射率測定部をさらに備え、画像生成部を、分光反射率から第１の深さ領域に含まれる色素の濃度を求める色素濃度算出部と、色素濃度算出部において得られた色素の濃度に基づいて、色素による光の減衰量を減衰関連値として求め、第２の深さ領域における信号強度を補正して補正信号を求める信号補正演算部を備えたものとしてもよい。
ここで、色素濃度算出部においては、色素としてメラニンの濃度を求めるものとすることができる。【００１８】
本発明の光干渉断層画像撮像装置においては、赤色波長が６１２ｎｍであり、緑色波長が５３７ｎｍであり、青色波長が４４８ｎｍであることが好ましい。ここでいう波長は、光源部から射出される低コヒーレント光の各色におけるピーク波長である。
なお、光源部から射出される各色の低コヒーレント光はピーク波長を中心とする、概ねガウシアン分布形状のスペクトルを有する。【００１９】
本発明の光干渉断層画像撮像装置においては、干渉光検出部が、赤色波長の干渉光を検出する光検出器と、緑色波長の干渉光を検出する光検出器と、青色波長の干渉光を検出する光検出器をそれぞれ別個に備えていることが好ましい。【００２０】
本発明の光干渉断層画像撮像装置は、スペクトラルドメイン型であっても、タイムドメイン型であってもよいが、測定時間が短縮される観点からはスペクトラルドメイン型が好ましい。
特には、測定光照射光学系として測定対象に測定光をライン状に照射する第１のシリンドリカルレンズを備え、合波部と干渉光検出部との間に、第１のシリンドリカルレンズと互いの円筒軸が直交配置された第２のシリンドリカルレンズを備え、干渉光検出部が、干渉光を分光検出するものであり、画像生成部が、干渉光検出部により分光検出された干渉光に基づく信号を、フーリエ変換により深さ情報に変換する構成のスペクトラルドメイン型の光干渉断層画像撮像装置であることが好ましい。【００２１】
本発明の計測方法は、本発明の光干渉断層画像撮像装置を用い、
測定対象に対して、測定光を照射し、
参照光と測定対象からの反射光との干渉光を検出し、
測定対象の光干渉断層画像を生成し、
光干渉断層画像を画像表示装置に表示し、干渉光から測定対象の表面もしくは内部の光学的特長を求めて画像表示装置に表示する計測方法である。【００２２】
光学的特長としては、測定対象の表面もしくは内部の任意箇所における反射光強度、反射光強度の深さ方向プロファイル、あるいは減衰定数などが挙げられる。ここで、反射光強度には、散乱光による光も含まれる。【００２３】
測定対象としては、塗膜やヒト肌、植物、印刷物、破壊できない絵画、貴重な古美術品などが挙げられる。【００２４】
測定対象がヒト肌であるとき、ヒト肌に対する任意の化粧品もしくは医薬品の塗布前、および塗布後のそれぞれの場合のヒト肌についての光干渉断層画像を生成し、光学的特長を求め、塗布前および塗布後の光干渉断層画像および光学的特長をそれぞれ画像表示装置に表示することが好ましい。また、測定時間内でヒト肌がミクロンオーダーで動かないように固定することは難しいため、ワンショットで測定することが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の光干渉断層画像撮像装置によれば、画像生成部が、赤色波長、緑色波長および青色波長の干渉光の信号強度の、第１の深さ領域での信号減衰に関する減衰関連値を算出し、第１の深さ領域よりも深い第２の深さ領域の信号強度を減衰関連値に応じて補正して干渉光の補正信号を求め、赤色波長、緑色波長および青色波長についてそれぞれ求められた補正信号を用いてフルカラーの光干渉断層画像を生成するので、測定対象内部の真の色を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る光干渉断層画像撮像装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】光源部に備えられているスペクトル形成部の透過率プロファイルを示す図である。
【図３Ａ】第１のダイクロイックフィルタの反射率プロファイルを示す図である。
【図３Ｂ】第２のダイクロイックフィルタの反射率プロファイルを示す図である。
【図３Ｃ】第２のダイクロイックフィルタの透過率プロファイルを示す図である。
【図４】画像生成部の具体的な構成例１を示すブロック図である。
【図５】画像生成部の具体的な構成例２を示すブロック図である。
【図６Ａ】第１および第２の深さ領域からなる肌の断面模式図である。
【図６Ｂ】第１〜第ｎの深さ領域からなる肌の断面模式図である。
【図７】３層構造の塗膜の断面模式図である。
【図８Ａ】カラー化の手順を説明するための図（その１）
【図８Ｂ】カラー化の手順を説明するための図（その２）
【図８Ｃ】カラー化の手順を説明するための図（その３）
【図９】モデル皮膚の概略図である。
【図１０】白い皮膚モデルの外観（Ａ）およびＯＣＴ画像（Ｂ）を示す図である。
【図１１】黄色味が強い皮膚モデルの外観（Ａ）およびＯＣＴ画像（Ｂ）を示す図である。
【図１２】本実施形態の光干渉断層画像撮像装置において、ヒト肌計測により取得された赤色、緑色および青色の各波長域で取得されたＯＣＴ画像である。
【図１３Ａ】第１の補正方法について説明するための図であり、緑色の波長域で取得されたＯＣＴ画像である。
【図１３Ｂ】第１の補正方法について説明するための図であり、図１３Ａの画像データから取得された信号強度の深さ方向における一次元プロファイルを示す図である。
【図１４】第１の補正方法による補正前および補正後のフルカラーＯＣＴ画像を示す図である。
【図１５】第２の補正方法について説明するための図であり、測定対象についての分光反射率を示す図である。
【図１６】第２の補正方法による補正前および補正後のフルカラーＯＣＴ画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の光干渉断層画像撮像装置（以下においてＯＣＴ装置という。）の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＯＣＴ装置１の全体構成を模式的に示した図である。
図１に示すように、本実施形態のＯＣＴ装置１は低コヒーレント光Ｌ０を射出する光源部１０と、光源部１０から射出された低コヒーレント光Ｌ０を測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する光分割部３と、測定光Ｌ１を測定対象Ｓ（ここでは、ヒト肌）にライン状に照射する測定光照射光学系２０と、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とを重ね合わせる合波部４と、合波部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Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光に分離するダイクロイックフィルタ４２、４４と、干渉光Ｌ４のうちのＢ光（Ｂ干渉光）Ｌ４Ｂを分光検出するＢ干渉光検出部３０Ｂと、Ｇ光（Ｇ干渉光）Ｌ４Ｇを分光検出するＧ干渉光検出部３０Ｇと、Ｒ光（Ｒ干渉光）Ｌ４Ｒを分光検出するＲ干渉光検出部３０Ｒと、各干渉光検出部３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにより検出された干渉光から測定対象の光干渉断層画像（以下においてＯＣＴ画像という。）を生成する画像生成部５０と、ＯＣＴ画像を表示する画像表示装置６０を有する。
【００２８】
光源部１０は、赤色波長の低コヒーレント光、緑色波長の低コヒーレント光および青色波長の低コヒーレント光を同時に射出するものであり、例えば、少なくとも４００ｎｍ〜８００ｎｍに亘る波長域を含む光を射出する単一の光源１１および光源１１から射出された光から赤色波長域、緑色波長域および青色波長域を切り出してスペクトル成形をするスペクトル成形部１２を有する。光源部１０は、スペクトル成形された赤色波長の低コヒーレント光、スペクトル成形された緑色波長の低コヒーレント光、スペクトル成形された青色波長の低コヒーレント光を含む低コヒーレント光Ｌ０を射出する。
【００２９】
光源１１は少なくとも４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光域を含む白色光源であり、特には、スーパーコンティニューム光を射出する白色光源が好適である。
【００３０】
スペクトル成形部１２は、光源１１から射出される可視光全域を含む帯域の光から任意の波長域を切り出し、ガウシアン分布にスペクトル成形をするガウシアンフィルタである。フルカラーの画像を実現するため、少なくとも赤、緑、青の３原色を個々にスペクトル成形して同時に透過させる複数ピークを有する、例えば図２に示すような透過スペクトルを有するガウシアンフィルタが好ましい。図２に示すように、複数ピークの透過スペクトルを有するフィルタは、個々のピークがガウシアン分布を有する。
【００３１】
なお、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの波長域は、フルカラーを再現可能な組み合わせであればよいが、特には、青色のピーク波長として４４８ｎｍ、緑色のピーク波長として５３７ｎｍ、赤色のピーク波長として６１２ｎｍを用いることが好ましい。W.A. Thornton(1973)は、コンピュータプログラムを用いて、多数の条件等色対を発生させ、同じ白色の交差波長の頻度分布を計算し、それらの交差波長が４４８ｎｍ、５３７ｎｍおよび６１２ｎｍ近傍に集中することを見出している。これらの波長を用いることにより、白色の再現性能が非常によい。
【００３２】
なお、光源部は、上記のような白色光源とスペクトル成形部とからなる構成に代えて、Ｒ光を射出する光源、Ｇ光を射出する光源およびＢ光を射出する光源をそれぞれ備えてもよい。このような光源としては、Ｒ，ＧおよびＢの各色のＳＬＤが好適である。
【００３３】
本実施形態において、光源部１０から射出された低コヒーレント光Ｌ０を測定光Ｌ１、参照光Ｌ２に分離する光分割部３は、石英板により構成されており（以下において石英板３と言う場合がある。）これは、測定対象Ｓに照射された測定光Ｌ１の反射光Ｌ３と参照光Ｌ２を合波する合波部４としても機能するものである。石英板３（４）は、低コヒーレント光Ｌ０がその入射面に０°でない所定の入射角度（例えば、４５°）で入射し、石英板３（４）の入射面に入射した低コヒーレント光Ｌ０のうち入射面で反射した光を測定光Ｌ１として測定対象Ｓに照射し、入射面に入射した低コヒーレント光Ｌ０のうち石英板３（４）を透過した光を参照光Ｌ２として反射部材６に入射させるように構成されている。
【００３４】
光分割部３および合波部４としては、一般的なビームスプリッター、ハーフミラー等を用いることも可能であるが、石英板は安価であり、かつ、反射光が４％程度と非常に低いので、この反射光を測定光として用いることによりヒト肌への刺激を抑制することができ、非常に好ましい。
【００３５】
なお、光路長などの光学系の対称性を向上させるため、石英板５が測定光Ｌ１の光路上に配置されている。分散補償用の石英板５は、光分割部である石英板３と同一形状であり、石英板３とほぼ平行に配置されている。
【００３６】
石英板３（４）と測定対象Ｓとの間には、測定光照射光学系２０が備えられている。測定光照射光学系２０には第１のシリンドリカルレンズ２１が備えられており、この第１のシリンドリカルレンズ２１により、測定対象Ｓの表面上の一軸（図１中紙面奥行方向）方向ｙに延びるライン状に測定光Ｌ１を照射するよう構成されている。第１のシリンドリカルレンズ２１としては、例えば焦点距離ｆ＝７５ｍｍのものを備える。測定光Ｌ１をライン状に照射することにより、二次元断層画像を短時間の一回の露光により取得することができる。
なお、測定光照射光学系２０には、図示していない偏光子、ズームレンズ等の他の光学系を備えていてもよい。
【００３７】
反射部材６は例えばミラーからなり、光分割部３で分離された参照光Ｌ２を合波部４側に反射するように配置されている。
合波部４は、反射部材６により反射された参照光Ｌ２と測定対象Ｓからの反射光Ｌ３とを合波し干渉光検出部側に射出するものであり、既述の通り、本実施形態において、合波部４は光分割部３を兼ねる石英板により構成されている。
【００３８】
参照光Ｌ２と反射光Ｌ３との干渉性を良好なものとするためには、参照光Ｌ２と反射光Ｌ３が通過した光路長や、波長分散特性が同一であることを要する。そこで、本実施形態においては、参照光Ｌ２の光路上には測定光Ｌ１（およびその反射光Ｌ３）の光路上に配される第１のシリンドリカルレンズ２１と同じ、例えばｆ＝７５ｍｍのシリンドリカルレンズ２５を備えている。また、測定対象Ｓに照射された測定光Ｌ１のうち、測定対象Ｓから反射して合波部４に戻る反射光Ｌ３は非常に小さいので、参照光Ｌ２と反射光Ｌ３との対称性を担保するために、参照光Ｌ２の強度を低減されるための減光フィルタ（ＮＤフィルタ）２７を参照光Ｌ２の光路上に備えている。さらには、減光フィルタ２７により生じる光路差を補償するために測定光Ｌ１の光路上には光路調整機構２８を備えている。光路調整機構２８は、減光フィルタ２７により生じる光路差を補償できる構成であれば特に制限はないが、具体的には、厚みを調整した石英板を用いることができる。このように、参照光Ｌ２の光路長が、測定対象Ｓの基準点（ここでは、測定対象Ｓの表面）に照射される測定光Ｌ１の光路長に等しくなるように光学系を構成することが好ましい。
【００３９】
３つの干渉光検出部３０Ｂ、３０Ｇ、３０Ｒは、それぞれ合波部４により合波された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４のうちのＢ成分、Ｇ成分およびＲ成分をさらに分光して波長成分毎に検出するものであって、干渉光Ｌ４を分光する分光器３１と、二次元光検出器３２を備えている。
【００４０】
第１のダイクロイックフィルタ４２はＢ光を反射し、他の色を透過する。そして、第２のダイクロイックフィルタ４４はＧ光を反射し、他の色を透過する。光源部１０が、図２に示すプロファイルのガウシアンフィルタを備えている場合、ダイクロイックフィルタ４２の反射率プロファイルは図３Ａに示す通りであり、Ｂ光を反射する。また、ダイクロイックフィルタ４４の反射率プロファイルは図３Ｂに示す通りであり、Ｇ光を反射し、ダイクロイックフィルタ４４の透過率プロファイルは図３Ｃに示すように、Ｒ光を透過する。
【００４１】
Ｂ干渉光検出部３０Ｂは第１のダイクロイックフィルタ４２により反射されるＢ干渉光Ｌ４Ｂを受光する位置に配置され、Ｇ干渉光検出部３０Ｇは第２のダイクロイックフィルタ４４により反射されるＧ干渉光Ｌ４Ｇを受光する位置に配置され、Ｒ干渉光検出部３０Ｒは、第２のダイクロイックフィルタ４４を透過するＲ干渉光Ｌ４Ｒを受光する位置に配置されている。
【００４２】
分光器３１としては様々な公知の技術を用いることができ、例えば、回折格子等により構成することができる。光検出器３２は、例えばＣＣＤあるいはフォトダイオード等の受光素子が二次元状に配列した二次元光センサから構成することができる。
【００４３】
各色を個別の干渉光検出部３０Ｂ、３０Ｇ、３０Ｒの各光検出器３２により検出するので波長分解能を高くすることができ、結果として表面から１３０２００μｍを超える深さに至る範囲のＯＣＴ画像を取得することができる。
なお、１つの干渉光検出部で３色の干渉光を検出する構成であっても、二次元光センサの画素数が３つの光検出器を備えた場合と同等であれば、同程度の深さのＯＣＴ画像を取得することができる。
【００４４】
また、合波部４と干渉光検出部３０Ｂ，３０Ｇ，３０Ｒとの間には、第２のシリンドリカルレンズ（本例では焦点距離ｆ＝１５０ｍｍ）２６および、結像レンズ（焦点距離ｆ＝５０ｍｍ）３５、３６および３７を備えている。
第２のシリンドリカルレンズ２６は、測定光照射光学系２０中に配置されたライン状照射を行うための第１のシリンドリカルレンズ２１に対して円筒の長さ方向の軸（円筒軸）が互いに直交するように配置される。
【００４５】
光検出器３２を構成するＸＹ軸二次元光センサの受光素子は図１中光検出器３２中に模式的に示す二次元ＸＹ方向に配列されており、分光器３１は干渉光Ｌ４を分光して二次元光センサ上においてＸ軸方向に配列される受光素子により波長毎の光量が検出されるように配置される。二次元光センサにおいて、Ｙ軸方向に配列される受光素子には測定面におけるライン状の測定光のライン方向（ｙ方向）位置毎の反射光に起因する干渉光が入射されることとなる。第１のシリンドリカルレンズ２１により圧縮されたｘ方向の光をフーリエ変換することで、深さ方向（ｚ方向）の情報をえることができる。すなわち、本ＯＣＴ装置１においては、二次元光センサに測定対象の面方向（ｙ方向）および深さ方向（ｚ方向）の情報を有する光が同時に入射するため、ｙ方向およびｚ方向の二次元光干渉断層画像を一回の露光（ワンショット）で取得できる。
【００４６】
画像生成部５０は、例えば、パーソナルコンピュータおよびそのコンピュータに画像生成処理を実行させるための、コンピュータに組み込まれたプログラムにより構成することができる。図４および図５は、画像生成部５０の第１の構成例および第２の構成例のブロック図である。
図４および図５に示すように、画像生成部５０は、干渉光検出部３０Ｂ、３０Ｇ、３０Ｒで検出された各色の干渉光から各色の光干渉断層画像データ（ＯＣＴ画像データ）を生成するオリジナル信号処理部５１と、各色のＯＣＴ画像データから、赤色波長、緑色波長および青色波長の干渉光の信号強度の、第１の深さ領域での信号減衰に関する減衰関連値を算出し、第１の深さ領域よりも深い第２の深さ領域の信号強度を減衰関連値に応じて補正して干渉光の補正信号を求める補正処理部５２および、赤色波長、緑色波長および青色波長についてそれぞれ求められた補正信号を用いてフルカラーの光干渉断層画像を生成するカラー画像生成部５８を備えている。
【００４７】
オリジナル信号処理部５１では、干渉光検出部３０Ｂ、３０Ｇ、３０Ｒにおいて検出された干渉光Ｌ４を周波数解析することにより、具体的には、二次元光センサのＸ軸方向に配列された受光素子から検出された波長毎の強度スペクトルにおいて波長を波数に変換し、フーリエ変換（ＦＴ）することにより、測定対象Ｓの深さ位置ｚにおける反射情報を取得して、各色のＯＣＴ画像データを生成する（図８Ａ参照）。
【００４８】
補正処理部５２は、各色のＯＣＴ画像データから、測定対象の深さ方向における第１の深さ領域の信号減衰に関する減衰関連値を求める。ここで、減衰関連値とは、測定対象内部における測定光および反射光（散乱光）の減衰に関わり、第２の深さ領域からの検出信号の補正の信号強度補正に適用可能なファクタであれば特に限定はされない。具体的には、例えば、第１の深さ領域における減衰関数、第１の深さ領域における色素濃度などである。
【００４９】
なお、ここでは、測定対象を、その表面からの深さ方向において第１の深さ領域とそれよりも深い第２の深さ領域から構成するものと見做し、第１の深さ領域から取得した減衰関連値を用いて第２の深さ領域の信号を補正するものとして説明するが、測定対象の深さ方向を細分化して表面側から第ｎの領域までのｎ層構成からなるものと見做し、ｉ番目の領域の信号を（ｉ−１）番目の領域から得られた減衰関連値を用いて補正するようにしてもよい。このｉ番目の領域の信号は表面から（ｉ−１）番目までの領域における光の減衰の影響を受けているので、信号の補正演算の場合には、表面から（ｉ−１）番目までの補正分を含めて算出すればよい。
【００５０】
具体的な測定対象における第１および第２の深さ領域について図６Ａ，６Ｂおよび７を参照して説明する。
【００５１】
まず、測定対象が肌である場合について、図６Ａおよび図６Ｂに肌の断層模式図を示して説明する。
図６Ａに示すように、肌は測定光Ｌ１が照射される肌表面８０から角質８２、表皮８４および真皮８６の構成を有するが、例えば、肌表面８０から表皮８４を第１の深さ領域ｄ１、真皮８６を第２の深さ領域ｄ２と見做す。ここでは、角質８２は他の層に比べて薄く、透明であり、光の減衰が小さいため表皮と一体として扱っている。そして、第１の深さ領域ｄ１における減衰関連値を用いて第２の深さ領域ｄ２の信号を補正する。第１の深さ領域ｄ１、第２の深さ領域ｄ２の範囲および／または両者の境界は、ＯＣＴ画像あるいは、測定光の深さ方向の一次元プロファイルから適宜定めればよい。また、平均的な肌表面から真皮８６までの厚み等から領域を定めても構わない。
【００５２】
また、図６Ｂに示すように、肌表面８０から深さ方向に３以上の複数の領域に細分化してもよく、この場合、表皮と真皮の境界などには無関係に深さ方向において各深さ領域を定めても構わない。第１の深さ領域ｄ１の領域から得られた減衰関連値を用いて第２の深さ領域ｄ２の領域の信号を補正し、既述の通り、ｉ番目の領域の信号を（ｉ−１）番目の領域から得られた減衰関連値を用いて補正すればよい。各深さ領域は、深さ方向に一定の間隔で定めてもよいし、深いほど、間隔が広くなるように定めるなどしてもよい。
【００５３】
測定対象が塗膜である場合について、図７に塗膜の断層模式図を示して説明する。
図７は、基体（例えば自動車の車体）９０の表面に、下地層９２、着色層９４およびクリアコーティング層９６からなる塗膜９８が基体９０側から設けられた構成を示している。厚みは、例えば、各層１００μｍ程度である。クリアコーティング層９６が透明であり光の減衰はほとんどない場合には、図７に示すように、塗膜９８の測定光Ｌ１が照射される表面側からクリアコーティング層９６は無視して、着色層９４を第１の深さ領域ｄ１、下地層９２を第２の深さ領域ｄ２としてもよい。図７に示すような複数層からなる塗膜の場合には、取得されるＯＣＴ画像からその層境界は認識可能であり、各領域は観察者が指定してもよいし、画像における境界を画像処理により求めて自動的に定めるようにしてもよい。
【００５４】
なお、測定対象が、図６Ａおよび図６Ｂに示す表皮と真皮からなる肌、図７に示す複数層からなる塗膜のように境界が明確に判断できるものではなく、測定深さ方向において、層境界が観察できないものであっても、観測者にとって関心のある深さ領域（第２の深さ領域）がそれよりも浅い深さ領域（第１の深さ領域）における光の減衰等の影響を受けている場合には、測定対象が第１の深さ領域と第２の深さ領域から構成されているものと看做せばよい。
【００５５】
光干渉断層画像を取得する際には、測定対象の表面に測定光を照射する。その測定光が測定対象内部に侵入する際に深さ方向に進むにつれて、すなわち、深度が深くなるに連れて、内部に存在する色素による吸収、内部構造における散乱により光量は減衰する。すなわち、深い領域ほど光の到達量は減少する。そして、深い領域からの戻り光に対しても測定対象の表面までの光路において再度色素による吸収、内部構造における散乱が生じるため、検出される光強度にはさらなる減衰が生じる。例えば、特定の色素の吸収により、特定の色のみが吸収されると、オリジナルデータにおける特定の色についての情報が抜けてしまうこととなる。すなわち、オリジナルデータにより再現したフルカラーＯＣＴ画像は、測定対象の深部の色味は、その上の層（領域）における光の減衰の影響を受けたものとなる。本ＯＣＴ装置１の画像生成部５０は補正処理部５２を備え、補正処理部５２において減衰関連値および補正信号を算出し、補正信号を用いてフルカラー画像を生成するように構成されているので、測定対象の内部における真の色を再現することができる。
【００５６】
なお、既述の通り、画像生成部５０のオリジナル信号処理部５１において、波数をフーリエ変換することで深さｚが得られるが、任意の深さ位置ｚにおける反射情報には、測定対象の光学的特長が含まれている。たとえば、光学的特長としては、測定対象の表面での反射光強度、任意の深さにおける散乱光を含む反射光強度、深さ方向の一次元プロファイルおよび後述の減衰定数等が挙げられる。画像生成部５０は、ＯＣＴ画像の生成と併せて、このような任意の光学的特長を求めるように構成されていることが望ましい。
【００５７】
画像表示装置６０は、上記のようにして画像生成部５０において生成されたフルカラーＯＣＴ画像や測定対象の光学的特長を表示する。画像表示装置６０は液晶ディスプレイなどで構成でき、画像表示装置６０に測定対象のＯＣＴ画像および光学的特長を表示させることにより、観察者は画像化あるいは数値化された測定対象を見て、測定対象を評価することができる。画像表示装置６０へのＯＣＴ画像の表示と光学的特長の表示とは、同時であってもよいし、逐次であってもよい。
【００５８】
画像生成部５０における補正処理部５２の具体的な構成例を説明する。図４は第１の構成例を示すものである。図４の画像生成部５０の補正処理部５２は、ＲＧＢ各色の干渉光の信号強度の、第１の深さ領域における減衰定数を減衰関連値として算出する減衰定数算出部５３と、減衰定数算出部５３で得られた減衰定数を用いて、第２の深さ領域における信号強度を補正して補正信号を求める信号補正演算部５４を備えている。
【００５９】
図５は補正処理部５２の第２の構成例を示すものである。図５の画像生成部５０は、測定対象Ｓの表面（ＯＣＴ画像取得する箇所と同一箇所）において測定された分光反射率から第１の深さ領域に含まれる色素の濃度を求める色素濃度算出部５５と、色素濃度算出部５５において得られた色素の濃度に基づいて、色素による光の減衰量を減衰関連値として求め、第２の深さ領域における信号強度を補正して補正信号を求める信号補正演算部５６を備えている。この第２の構成例の補正処理部５２を備えた構成においては、ＯＣＴ装置が、測定対象の表面における分光反射率を取得する分光反射率測定部５９をさらに備えている。なお、分光反射率測定部５９は別途に備えてもよいが、図１に示すＯＣＴ装置１におけるいずれかの干渉光検出部３０Ｂ、３０Ｇまたは３０Ｒの分光器３１が分光反射率測定部５９を兼ねてもよい。
【００６０】
いずれの構成においても、オリジナル信号処理部５１において得られた各色のＯＣＴ画像データ（オリジナルデータ）から、減衰関連値を求め、この各色のオリジナルデータに対して補正処理を行い、補正済み画像データを作成した上で、各色の補正済み画像データを用いてカラー画像生成部５８においてフルカラーＯＣＴ画像を生成することができる。あるいは、オリジナル信号処理部５１において得られたオリジナルデータを用いて、カラー画像生成部５８においてフルカラーＯＣＴ画像を生成した上で、このフルカラーＯＣＴ画像に対して、補正処理部５２において得られた信号補正データによる補正処理を施してもよい。すなわち、信号補正演算部５４あるいは５６において求められる補正信号とは、上記のような各色の補正済み画像データであっても良いし、フルカラーＯＣＴ画像に対して適用される信号補正データであってもよい。
【００６１】
Ｒ、Ｇ、ＢのＯＣＴ画像データからフルカラー画像を生成する手順は以下の通りである。
ここでは、オリジナル信号処理部５１において得られた、図８Ａに示すような各色の光干渉断層画像データを用いてカラー化する場合について説明するが、各色の補正済み画像データを用いたフルカラー画像を生成する場合も同様の手順で実施可能である。
【００６２】
各色のＯＣＴデータの対応する位置から散乱光スペクトルＩ（λ）を求める。図８Ａの各画像において対応する各位置（ａ、ｂ）の散乱光スペクトルＩ（λ）を求める（図８Ｂ）。
各位置の散乱光スペクトルＩ（λ）に等色関数ｘ(λ）,ｙ（λ），ｚ（λ）をかけて積分する（図８Ｃ、下記数式１）。これにより、ＣＩＥ（国際照明委員会）−ＸＹＺ表色系における刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚが得られる。
【数１】
0006745349.tif 000002
下記数式２で示す演算により、上記刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを、ＲＧＢ表色系に変換し、２５６階調化してフルカラー断層画像データを算出する。
【数２】
0006745349.tif 000003
【００６３】
なお、測定対象からの散乱強度（干渉光強度）が弱いときには、数ピクセル分のデータをマージして平均化処理を行えばよい。また、数式２において、３×３行列の中身はＤ６５光源の場合の換算式であり、ここは光学系や色再現したい条件によってきまるため、任意性がある。さらに、ここでは、Ｒｗ、Ｇｗ、Ｂｗの値は８００００としているが、この値も測定系や白色の標準試料によって変えることができる値である。
【００６４】
本発明者らは、上記手法により市販のカラーチェッカのフルカラーＯＣＴ画像を取得し、カラーチェッカの白および黄色を正確に再現できることを確認した。
以下に、モデル皮膚に対するフルカラーＯＣＴ画像の撮像結果について説明する。
【００６５】
図９は、モデル皮膚の概略構成を示す図である。底面厚みｔが約１７０μｍのガラス容器１０１にポリスチレン粒子（粒径２００ｎｍ、濃度０．８wt％）および黄色顔料を０wt％または０．３wt％含むゼラチン１０２を入れたものをモデル皮膚とした。皮膚は表皮と真皮の多層構造となっていることから、ガラス容器１０１を表皮、容器１０１内のゼラチン１０２を真皮に見立てた。図１０および図１１は、図９のガラス容器１０１の底面の下方Ａから撮影した外観図ＡおよびフルカラーＯＣＴ画像Ｂである（ここでは補正処理は施していない）。
【００６６】
図１０はゼラチンに黄色顔料が含まれていない（顔料０wt％）白い皮膚のモデルであり、図１１はゼラチンに黄色顔料が０．３wt％含まれた黄色みが強い皮膚のモデルである。図１０および図１１のいずれのＯＣＴ画像においても表皮を模擬したガラスの表面において信号（後方散乱光）が観察され、その下の透明な領域では暗くなることを確認した。さらに深い領域からは真皮を模擬したゼラチンからの信号が観測された。
【００６７】
グレースケールで示す図１０および図１１において色味は明らかでないが、図１０および図１１に相当するカラー画像においては、白い皮膚のモデルでは真皮相当のゼラチン領域が白く、黄色みが強い皮膚のモデルでは真皮相当のゼラチン領域が黄色く表示され、モデル皮膚の真皮相当の深い位置にある色味の違いをカラー画像で示すことができることを確認した。
【００６８】
一方、本発明者らは、図１に示す構成のＯＣＴ装置１において、ヒト肌に対してワンショット撮影を行い、ＲＧＢ各色のＯＣＴ画像を取得した。画像生成部５０のオリジナル信号処理部５１における周波数解析により、図１２に示すような赤色ＯＣＴ画像、緑色ＯＣＴ画像、青色ＯＣＴ画像を得ることができることを確認した。図１２において、縦軸１００μｍ近傍がヒト肌の表面であり、それより深い領域が肌内部である。表面位置から深さ０〜３０μｍ付近の信号は角質であり、深さ３０〜１００μｍの暗い領域は表皮、深さ１００μｍ以上の領域は真皮である。表皮は比較的透明で散乱光は小さく、真皮はコラーゲンが存在するため、表皮と比べて散乱光が強い。ＲＧＢ各色において、真皮からの信号を観察することができ、かつ同一箇所の測定が実現できていることが明らかである。また、深さ４００μｍと非常に深い範囲までの観察が可能となっている。
【００６９】
これらの３色のＯＣＴ画像データ（オリジナルデータ）を用い、ＣＩＥ−ＸＹＺ表色系における刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求め、ＲＧＢ変換することによりフルカラー画像を得ることができるが、既に述べた通り、色相等による光減衰の影響を含むオリジナルデータを用いては真の色を表示することができない。そこで、画像生成部５０においては、各色のＯＣＴ画像データに対して補正処理を行い、補正データを生成する。
【００７０】
図４に示した画像生成部５０における第１の構成の補正処理部５２を備えた場合の、具体的な補正データの算出方法を説明する。
図１３Ａは、ヒト肌の緑色ＯＣＴ画像であり、図１３Ｂは、図１３ＡのＯＣＴ画像データから抜き出した深さに対するＯＣＴ信号強度を示している。図１３Ａに示すように、縦軸１００μｍ近傍の白く光る領域が角質であり、縦軸１２０〜１９０μｍ辺りが表皮である。この画像に対応する図１３ＢのＯＣＴ信号プロファイルの表皮領域（第１の深さ領域）に対して、ｅｘｐ（−αＤ）＋Ｃの直線（図の破線）で最小二乗法にてフィッティングを行い、表皮領域の減衰定数αを求める。上記フィッティング直線においてＤは深さ、Ｃは装置定数（装置に依存して定まる値）である。Ｌａｍｂｅｒｔ−ｂｅｅｒの法則に則り、光の強度Ｉは、減衰していない表面での強度Ｉ０に対し、深さ方向Ｄに伴ってＩ＝Ｉ０×ｅｘｐ（−αＤ）で減衰する。したがって、表皮よりも深い領域（第２の深さ領域）の信号強度をＩ０／Ｉ＝ｅｘｐ（αＤ）倍すれば、表皮の影響を受けなかった際の真のＯＣＴシグナル強度を求めることができる。なお、ＯＣＴ信号における減衰量は厳密には往復光路２×Ｄによって減衰するが、本補正計算においてはこの定数２がαの中に組み込まれているとして扱えば問題ない。また、光の強度Ｉの代わりに電場Ｅを用いて、√(ｅｘｐ（−αＤ）)＋Ｃの直線にのるとして計算しても同じことである。
【００７１】
上記の方法により、減衰定数算出部５３では、各色の画像データにおける第１の深さ領域の減衰定数を算出する。そして、信号補正演算部５４において、求めた減衰定数を用いて第２の深さ領域のデータを補正した補正済データを算出する。
カラー画像生成部５８においては、この補正済みデータに基づいてフルカラー画像データを生成する。
【００７２】
図１４は、補正処理をしていないＲＧＢ各色のオリジナルデータから生成されたフルカラーＯＣＴ画像（補正前）と上記処理により補正された補正済データから生成されたフルカラーＯＣＴ画像（補正後）を示している。図１４に示す補正前後のＯＣＴ画像の比較から、補正後においては、内部における光強度の減衰分が補正され、光強度が増したため、真皮領域における白色の散乱光の割合が増加していることが確認できる。なお、図１３Ａは、補正方法を説明するために示した例であり、図１４は、同様の補正方法を用いて補正したフルカラーＯＣＴ画像の例であり、両者の測定対象は一致していない。
【００７３】
図５に示した画像生成部５０における第２の構成の補正処理部５２を備えた場合の、具体的な補正データの算出方法を説明する。
まず、分光反射率測定部５９により、測定対象のＯＣＴ画像測定位置と同一箇所の表面における分光反射率を測定する。そして、その分光反射率から表皮（第１の深さ領域）におけるメラニン濃度の推定を行う。具体的には、ヒト肌を、表皮（ここでは角質を表皮に含む）と真皮からなり、その真皮を２層構造とする計３層構造からなるものと想定し、この３層構造に対してモンテカルロ計算を実施し、公知文献に記載されている肌の散乱係数、およびメラニン、ヘモグロビンの吸収スペクトルを元にして、メラニン、およびヘモグロビン濃度を算出する。なお、表皮にはメラニンが含まれ、２層構造の真皮のうち、上層には色素が含まれず、より深い領域である下層にはヘモグロビンが含まれているものと仮定する。ここでは、真皮を構成する２層のうちの上層を第２の深さ領域とする。なお、真皮の下層はＯＣＴ画像では取得できない深い領域である。本計算では、表皮の厚みを１００μｍとし、真皮中の上層、とくに乳頭層付近に相当する厚み２００μｍの領域を色素が存在しない領域と、さらに真皮中の下層の厚みを２．８ｍｍと仮定して計算を行った。なお、表皮、真皮の散乱係数は同一とした。また、血液中のヘモグロビンについては、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの濃度比が１：１であると仮定した。以上の条件下にて、メラニン濃度とヘモグロビンの濃度をふってモンテカルロ法で可視域の分光反射率の計算を行い、実測と最も近くなったときのメラニン濃度とヘモグロビン濃度を求めた。
【００７４】
図１５は、日本分光製反射率測定機Ｖ−７２００を用いて測定したヒト肌の分光反射率および、その実測値に対して上記の手法により求めた最も近い分光反射率（メラニン濃度１．９％）および表皮（第１の深さ領域）におけるメラニン濃度以外のファクタは共通とし、メラニン濃度を０％とした場合の分光反射率を示している。
【００７５】
図１５に示すように、メラニン濃度１．９％としてシミュレーションにより得られた分光反射率は実測の分光反射率の振る舞いと高い精度で一致し、表皮におけるメラニン濃度は１．９％であることが求められる。このように表皮中のメラニン濃度から求めることができる表皮のメラニンによる光の減衰分を真皮（第２の深さ領域）からの信号強度に対して補正する。これにより、表皮の色の影響を受けない真皮のカラー断層像が得られる。
【００７６】
色素濃度算出部５５では、上記のように測定対象の表面から得られた分光反射率と、測定対象について既知の構造および含有色素などからモンテカルロ計算を実施し、第１の深さ領域の色素濃度を算出する。そして、信号補正演算部５６において、色素濃度から得られた減衰量を用いて第２の深さ領域のデータを補正した補正済みデータを算出する。
カラー画像生成部５８においては、この補正済みデータに基づいてフルカラー画像データを生成する。
【００７７】
図１６は、補正処理をしていないＲＧＢ各色のオリジナルデータから生成されたフルカラーＯＣＴ画像（補正前）と上記処理により補正された補正済データから生成されたフルカラーＯＣＴ画像（補正後）を示している。図１６に示す補正前後のＯＣＴ画像の比較から、補正後においては、内部における光強度の減衰分が補正され、光強度が増したため、真皮領域における白色の散乱光の割合が増加し、補正により真皮が明るくなっていることが確認できる。
【００７８】
上記のように、上層の領域（第１の深さ領域）でその下層（第２の深さ領域）のデータを補正する処理を行うことにより、測定対象の真の色、少なくとも補正しない状態と比較してより真の色に近い色のＯＣＴが画像を再現することができる。
【００７９】
上記においては、測定対象がヒト肌である場合について説明したが、測定対象が塗膜（基体上に形成された塗膜）である場合であっても、同様にして深さ方向の真の色を非侵襲で測定する手段として利用できることは明らかである。
【００８０】
上記においては、広帯域な白色光源を使用し、干渉光のスペクトルから深さ分布を取得するＳＤ(スペクトラルドメイン)型のＯＣＴ装置について説明したが、本発明は、機械的に光路長を変化させるための機構を備えたＴＤ（タイムドメイン）型のＯＣＴ装置であっても構わない。測定対象が静的な物である場合にはＴＤであっても、ＳＤ型であっても特に問題なく、測定対象がヒトの肌、動物の皮膚などのブレが生じやすい物である場合には、ワンショットで撮影可能な上記構成のＳＤ型を用いることが好ましい。
【００８１】
本実施形態の光干渉断層画像撮像装置を用いた本発明の計測方法の実施形態について説明する。
ここでは、測定対象がヒト肌である場合について説明するが、測定対象が塗膜等である場合にも同様である。被験者の肌（ヒト肌）に対して、測定光を照射し、測定光と参照光との干渉光を分光検出し、干渉光を周波数解析して二次元画像データを生成し、さらに深さ方向における光減衰分を補正する補正処理を行い、ＲＧＢ３色の補正画像データからフルカラーのＯＣＴ画像を生成し、また、分光検出した干渉光からヒト肌の表面もしくは内部の光学的特長を求める。そして、フルカラーＯＣＴ画像および光学的特長を画像表示装置に表示させる。画像と光学的特長とを画像表示装置に同時に表示させてもよいし、逐次表示させてもよい。
【００８２】
光学的特長としては、特定の色（例えば、赤色）の画像データから取得されるヒトの肌の表面もしくは内部の任意箇所における反射光強度、反射光強度の深さ方向の一次元プロファイルおよび減衰定数などがあげられ、それぞれの数値あるいはグラフ等が表示される。
【００８３】
このように本発明の計測方法によりフルカラーＯＣＴ画像および光学的特長が表示されれば、この表示内容から測定者あるいは診断者等が肌の状態について容易に評価することができる。ＯＣＴ画像における輝度、深さ方向プロファイル等について多数の被験者からのサンプルを取得し、健常、異常とみなせる数値範囲を予めデータとして分析部に備えておき、それらの数値と測定値との比較により健常、異常などの評価を合わせて表示するようにしてもよい。
【００８４】
また、評価したい化粧品や医薬品について、ヒトの肌への塗布前および塗布後にそれぞれＯＣＴ画像を取得し、光学的特長を求め、塗布前後のＯＣＴ画像および光学的特長を画像表示装置に同時にあるいは逐次に表示させることにより、化粧品や医薬品の塗布前後の肌表面および肌内部の変化を視覚的に確認することができ、塗布した製品の効果等を評価することができる。なお、画像表示装置への表示は、比較したい画像あるいは数値などを同時に表示させた方が、より比較しやすいため好ましい。塗布前後のＯＣＴ画像の差分や、光学的特長の差分を求め、塗布前後の変化としてこれら差分を画像表示装置に表示させるようにしてもよい。
【００８５】
本発明の光干渉断層画像撮像装置を用いれば、白い肌や黒い肌（ここでは、黄色人種における色白もしくは色黒の肌を想定）、透明感のある肌、にごった肌など、それぞれの肌について内部の真の色を明らかにすることができ、肌内部の色素の存在分布や色の発現機構について新たな価値観を提示することが期待できる。
【００８６】
また、本発明の光干渉断層画像撮影装置を用いた計測方法を用いれば、化粧品・医薬部外品・医薬品等の有効成分が肌に与える影響を容易に評価することができる。具体的には、肌荒れ改善剤、保湿剤、美白剤、抗シワ剤、ニキビ改善剤、角質肥厚改善剤、ターンオーバー改善剤、毛穴収斂剤、育毛剤、抗酸化剤等の効果を評価することにも有用であるが、特に限定されない。
【００８７】
なお、本発明の光干渉断層画像撮影装置は高い時間分解能でリアルタイムにフルカラーのＯＣＴ画像を得ることができる装置であり、化粧品に関わらず、ケガ、病気を含む肌の診断および解析、フィルムの製造監視、あるいは各種基体表面に設けられている塗膜などの断層方向のカラーの画像解析にも用いることができ、測定対象は限定されるものではない。なお、上記においては二次元のＯＣＴ画像について説明したが、ＯＣＴ装置において、ライン状の測定光照射のラインに垂直な方向に走査させる走査部を設け、３次元のＯＣＴ画像を構築することも可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１    光干渉断層画像撮像装置（ＯＣＴ装置）
３    光分割部（石英板）
４    合波部
５    石英板
６    反射部材（ミラー）
１０    光源部
１１    光源
１２    スペクトル成形部
２０    測定光照射光学系
２１、２５、２６    シリンドリカルレンズ
２７    減光フィルタ
２８    光路調整機構
３０Ｂ，３０Ｇ，３０Ｒ    干渉光検出部
３１    分光器
３２    二次元光検出器
３５，３６，３７    結像レンズ
５０    画像生成部
５１    オリジナル信号処理部
５２    補正処理部
５３    減衰定数算出部
５４、５６    信号補正演算部
５５    色素濃度算出部
５８    カラー画像生成部
５９    分光反射率測定部
６０    画像表示装置
８０    肌表面
８２    角質
８４    表皮
８６    真皮
９０    基体
９２    下地層
９４    着色層
９６    クリアコーティング層
９８    塗膜
１０１    ガラス容器
１０２    ゼラチン
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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