(57)【要約】      （修正有）【課題】SS-OCTにおいて、正確なサンプリングクロックを発生する装置により、長い計測可能距離を実現するとともに、サンプリングクロックの精度が悪いためにOCT画像に現れるゴーストを除去する。【解決手段】サンプリングクロック発生装置は、サンプリングクロックとして正弦波が生成され、クロック信号中の低周波ノイズを除去するために、低周波ノイズ低減フィルタを用いている。また、低周波ノイズ低減フィルタの透過後のノイズのスペクトル強度の最大値が、信号のスペクトル強度の最大値の略60％以下になるような低周波ノイズ低減フィルタを用いている。また、ハイパスフィルタ使用前のサンプリングクロックの強度スペクトルにおいて、信号のスペクトル強度の略60％以上のスペクトル強度になるノイズが、信号の周波数帯域よりも低周波側にあり、信号の周波数帯域とノイズの周波数帯域が略5MHz以上離れている周波数走査光源を使用している。【選択図】図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数走査光源を用いたオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー（OCT）におけるサンプリングクロックを発生する周波数走査型OCT用サンプリングクロック発生装置の使用方法であって、
前記サンプリングクロックとして正弦波が生成され、生成されたサンプリングクロック信号中の低周波ノイズを除去するために、低周波ノイズ低減フィルタを用いた周波数走査型OCT用サンプリングクロック発生装置の使用方法。
【請求項２】
請求項１において、前記低周波ノイズ低減フィルタの透過後のノイズのスペクトル強度の最大値が、信号のスペクトル強度の最大値の略60％以下になるような低周波ノイズ低減フィルタを用いた周波数走査型OCT用サンプリングクロック発生装置の使用方法。
【請求項３】
請求項１において、ハイパスフィルタ使用前のサンプリングクロックの強度スペクトルにおいて、信号のスペクトル強度の略60％以上のスペクトル強度になるノイズが、信号の周波数帯域よりも低周波側にあり、信号の周波数帯域とノイズの周波数帯域が略5MHz以上離れている周波数走査光源を使用した周波数走査型OCT用サンプリングクロック発生装置の使用方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかの方法を用いた周波数走査型OCT用サンプリングクロック発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数走査型オプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー（OCT）用サンプリングクロック発生装置の使用方法及び当該装置に関し、特に、サンプリングクロックの精度を高め、画質の改善や測定可能深度を深めるものである。
【背景技術】
【０００２】
オプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー（Optical Coherence Tomography: OCT）は、光の干渉現象を利用した高分解能の断層画像撮影技術である。この技術は光の干渉を利用するため、光の波長に近い分解能（10μｍ程度）を容易に実現することができる。この分解能は、生体を対象とした場合、超音波を用いた断層画像法の約10倍の分解能である。また、光を用いるので、X線CT（Computed Tomography）のようにX線被爆が問題になることはない。この、高分解能且つ無侵襲という技術を活かして、眼や心臓血管を高分解能で観察する診断装置がOCTによって実現されている。
【０００３】
OCTには、大きく分けて２つの方法がある。一つはタイム・ドメイン（Time Domain: TD）方式で、最初に開発されたOCTの方法である。もう一つはフーリエ・ドメイン（Fourier Domain: FD）方式で、TD-OCTの後で実用化された。FD-OCTには、スペクトル・ドメイン（Spectral Domain: SD）方式（非特許文献１）とスウェプト・ソース（Swept Source：  SS）方式がある（特許文献１；非特許文献２）。SS-OCTは、開発当初はOFDR（Optical Frequency Domain Reflectometry）-OCTとも呼ばれたが、現在は、光源の光の周波数を走査するという意味でSS-OCTと呼ばれる。
【０００４】
FD-OCTは、TD-OCTに比べ、同じ計測速度なら、数百倍以上感度を良くすることができることが知られている（非特許文献３，４）。従って、最近の開発の主流は、FD-OCTに重点が置かれている。２つのFD-OCTの方式を比べると、SS-OCTの方がSD-OCTより長い計測可能距離が実現できる。このため、SS-OCTの実用化が盛んになってきている。
【０００５】
SS-OCTの測定装置の一例を図１に示す。SS-OCT装置では、周波数走査光源１０１を用いる。周波数走査光源１０１の周波数は、グラフ１２１のように時間とともに出力される光の周波数が変化する。周波数走査光源１０１の出力光は、光ファイバで符号１０２のカプラ１に導かれ、カプラ１によって例えば９９：１の割合で分割される。この分割比率は一例であって、これに限定されるものではない。カプラ１の99％側の出力は、点線で囲んで示すOCT干渉計１０３に導かれる。OCT干渉計に入力した光は、符号１０５のカプラ２で、例えば９０：１０に分割される。この分割比は一例であって、この値に限られるものではない。カプラ２の出力の90％の光は、試料光路に導かれる。試料光路の光は、サーキュレータ１０６、コリメータ１０７、ガルバノミラー１０８、対物レンズ１０９を介して試料１１０に照射される。試料から後方反射または散乱された光（以後まとめて「後方反射」とする）は、照射光学系を戻りサーキュレータ１０６のポート２に導かれ、ポート３から出力される。ポート３から出力された光は符号１１１のカプラ３に導かれる。
【０００６】
カプラ２からの10％の出力光は参照光路に導かれる。参照光路の光はサーキュレータ１１２のポート１に入り、ポート２から出力される。ポート２から出力された光は、コリメータ１１３、対物レンズ１１４を介して反射ミラー１１５に照射される。反射ミラーから反射された光は、対物レンズ１１４、コリメータ１１３を介してサーキュレータ１１２のポート２に導かれる。サーキュレータのポート２に入った光は、ポート３から出力され、カプラ３に導かれる。
【０００７】
カプラ３に導かれた試料光路からの光と参照光路からの光は、カプラ３で干渉し、干渉光は２つのポートから出力される。カプラ３からの出力光は、差動光検出器１１６で検出される。差動光検出器の出力電気信号は、A/D変換器１１７でアナログ・デジタル変換され、コンピュータ１１８に取り込まれ、高速フーリエ変換（FFT）などの数値処理がなされ、OCT断層画像信号１１９が構成される。構成された断層画像信号は、表示器１２０で表示される。
【０００８】
周波数走査光源１０１からの出力光１２１は、繰り返し周波数が走査され、一つの周波数走査で、１つの奥行き方向の後方散乱の強度が奥行きの距離（深さ）の関数として求められる。１つの奥行き方向の走査をA-走査と呼ぶ。一つの周波数走査のたびに、サンプリングトリガー信号が周波数走査光源から出力され、このサンプリングトリガー信号でA/D変換機１１７は、一つのA-走査信号の取得を開始する。サンプリングトリガー信号が来るたびに、A/DコンバータはA-走査信号の取得を繰り返す。各A-走査毎に、ガルバノミラー１０８で試料への照射光を横方向に走査すれば、一連の横方向の操作で、１つの２次元断層画像を構成する信号を得ることができる。ガルバノミラーによる光の横走査をB-走査と呼ぶ。１つのB-走査で、一つの２次元断層画像が得られる。なお、試料光路の光の横走査は、ガルバノミラーに限られるものではなく、共鳴スキャナーやMEMSミラーなど様々な方法が用いられる。
【０００９】
周波数走査光源から出力される光の、時刻ｔにおける波数をk(t)とすると、差動増幅器で検出される干渉信号は、参照光路の光路長と試料光路の光路長との光路長差をzとすると、式（１）で与えられる（非特許文献２）。
【００１０】
【数１】
2013181790.tif 000003
【００１１】
差動光検出器で受光した場合、直流成分は差し引き零になる。後方反射されるとき、位相差はないものとした。差動増幅を用いるので、式（１）では、＋入力と−入力に共通的に検出される直流成分（DC成分）は差引されて零になるものとした。
【００１２】
光の波数k、波長λ、振動数v、光速cの間には、次の式（２）が成り立つ。
【００１３】
【数２】
2013181790.tif 000004
【００１４】
波数kは周波数vに比例する。従って、波数が等間隔ということは、周波数が等間隔ということと同等である。
【００１５】
式（１）において、コヒーレンス関数Γ(z)は、図１における周波数走査光源１０１の干渉可能距離lcの程度で減衰する。測定する距離zがlcに比べ十分短いとすると、Γ(z)は近似的に１とすることができる。この場合、式（１）は、測定される電気信号is(t)が、正弦波cos[2k(t)z]の重ね合わせであることを示している。このような正弦波が重ねあわされた信号に、関数cos[2k(t)Z]やsin[2k(t)Z]、あるいはそれらの複素結合exp[j2k(t)Z]を乗じてフーリエ変換を行うと、試料の位置Zにおける後方反射率r(Z)が求められる。ここでjは純虚数である（j2=-1）。コヒーレンス関数Γ(z)の影響が無視できない場合は、このようなフーリエ変換によって、コヒーレンス関数の重みのついた後方反射率Γ(Z)r(Z)が求められる。Zは、参照光路長と試料光路長との光路差が零の位置から測定した、試料の深さ方向の光学的距離である。Zを変化させて、フーリエ変換によって距離の関数として後方反射率r(Z)を求めれば、後方反射率の試料の奥行き方向の距離依存性が求められる。すなわち、A-走査の信号が得られる。
【００１６】
実際のフーリエ変換は、図１のA/D変換器１１７を用いて、離散的に取得した信号に対して、離散的なフーリエ変換である高速フーリエ変換（Fast Fourier transform: FFT）を用いて行われる。離散的に取得されるデータの番号をiとする。i番目に測定されるデータは、次式で与えられる。
【００１７】
【数３】
2013181790.tif 000005
【００１８】
一つのA-走査の間にNA個のデータ（i＝1,・・・,NA）をサンプリングし解析に用いる。サンプリングする波数kiの間隔が等間隔でないと、FFTされた結果から、正確なΓ(z)r(Z)の値は得られない。式（２）より、波数等間隔は周波数等間隔に対応する。もし、周波数走査光源から発振される光の周波数が、時間に対して正確に線形で変化すれば、時間等間隔でサンプリングを行えば、周波数等間隔、従って波数等間隔のサンプリングが行える。しかし、図１の周波数と時間の関係１２１に模式的に示すように、周波数走査光源から発振される光の周波数は、一般的には時間に対して線形でない。スペクトル干渉計において、周波数等間隔のサンプリングを行わない場合の分解能の劣化などの問題点と、ソフトウェア処理による補正については、文献で説明されている（非特許文献5）。周波数等間隔でないサンプリングを行ったデータを、内挿などの方法で周波数等間隔のサンプリングにする処理は、OCTの技術分野ではリスケーリング（re-scaling）と呼ばれる。リスケーリングはあくまでも近似的な方法であり、データ取得の段階で、周波数等間隔のデータが得られることが望ましい。
【００１９】
式（３）の信号を、一定の周波数間隔δvsc（波数間隔にしてδksc）でサンプリングした場合、OCTの測定可能Δzは次式で与えられることが知られている（非特許文献２）。
【００２０】
【数４】
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【００２１】
サンプリングする周波数の間隔が狭いほど、深い測定可能距離が得られることになる。この関係は、離散的にサンプリングされた信号をFFT処理する場合に一般的なことである。測定可能距離から外れた領域外の信号は、アライアシング（折り返し）されて、測定可能範囲の信号と重なって観測される。OCT測定において、測定可能距離を増大させることは、OCTの適用範囲を広げるために重要である。このためには、サンプリングクロックの周波数間隔ができるだけ狭い計測を実現する必要がある。
【００２２】
リスケーリングを行うための信号を発生したり、周波数（波数）等間隔のサンプリングを行うためのサンプリングクロック信号を発生するために、SS-OCTでは、図１において破線で囲ったサンプリングクロック発生器１２２に、周波数走査光源からの出力光の一部を導き、光干渉計１２３を通して光検出器１２４で干渉信号を検出することが行われている（非特許文献２、６）。
【００２３】
図２（ｂ）は、マイケルソン干渉計を用いたサンプリングクロック信号器の例である。入力光を、カプラなどの光合波・光分割器２１４に入れる。分割された光の一方は、コリメータ２１６を介してミラー２１５に照射され、反射された光は光合波・分割器２１４に戻る。分割された他方の光は、コリメータ２１８を介してミラー２１７に照射され、反射された光は光合波・分割器２１４に戻る。光合波・分割器に戻った光は干渉し、入力光の周波数の時間変化に伴って、正弦波を出力する。入力光の周波数が、非線形に時間変化するため、この正弦波の周期は時間変化する。しかし、周波数で見た周期は、等間隔である。すなわち、図２（ｂ）に示すように、２つの光路の光路長差が往復で2d2とすると、出力光は次式に比例する信号になる。
【００２４】
【数５】
2013181790.tif 000007
【００２５】
この信号を振動数の関数としてみれば、周期は一定で、次式で与えられる。
【００２６】
【数６】
2013181790.tif 000008
【００２７】
図２（ｃ）は、マッハツェンダ干渉計を用いたサンプルクロック発生器の例である。入力光をカプラなどの光分割器２２０に導く。光分割器からの光は、光路長差がd3の、異なる２つの光路を通り、カプラなどの光合波器２２２で合波される。光路長差は、光遅延器２２１などで発生させる。合波された光は、位相が互いに１８０度異なる正弦波となる出力光＋と出力光−となる。これら２つの光を差動光検出増幅器で検出すると、次式（７）に比例する正弦波信号が得られる。
【００２８】
【数７】
2013181790.tif 000009
【００２９】
この信号を周波数の関数としてみれば、周期は一定で、次式で与えられる。
【００３０】
【数８】
2013181790.tif 000010
【００３１】
式（５）や式（７）のような正弦波を、外部からのサンプリングクロック信号として用い、周波数等間隔のサンプリングをすることができるA/Dコンバータも市販されている。これらの正弦波が零になる点は、周波数でみれば等間隔であり、この瞬間でA/Dコンバータのサンプリングを行えば、外部サンプリングクロック信号による周波数等間隔のサンプリングができる。また、式（５）や式（７）の正弦波を、A/Dコンバータの内部クロックを用いて時間等間隔でサンプリングし、リスケーリングを行って周波数等間隔のサンプリングにOCT干渉信号を変換し、フーリエ変換する方法も行われている。
【００３２】
図２（ｂ）のマイケルソン干渉計や、図２（ｃ）のマッハツェンダ干渉計は、光ファイバで構成される例が示してある。これらの干渉計は、他の光学部品を用いて構成することもできる。図２（ｄ）は、入射光をハーフミラー２４０で２分割し、透過光を全反射プリズム２４１で反射し、ハーフミラー２４２に入射する。ハーフミラー２４０で分割され反射した光は、ハーフミラー２４２に入射し、ハーフミラー２４２に入射した２つの光は合波され干渉する。干渉光の一方を光検出器２４３で、他方を光検出器２４４で検出する。検出された光は、電気的な差動検出器２４５で検出される。これはほんの一例であって、光学の当業者の間では、様々な類似の干渉計が知られている。
【００３３】
図２では、マイケルソン干渉計やマッハツェンダ干渉計のサンプリングクロック信号が正弦波で示してあるが、これを矩形波に変換してA/Dコンバータのサンプリングクロックとして用いることは当業者にはよく知られた技術である。当該発明でサンプリングクロック信号は、このような、アナログのサンプリングクロック信号をデジタルのサンプリングクロック信号に変換した信号も含む。
【００３４】
これらサンプリングクロック発生器からの周波数等間隔のクロック信号を用いることができれば、FFTを行うための周波数等間隔の信号が得られる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００３５】
【非特許文献１】S.H.Yun, G.J.Tearney, B.E.Bouma, B.H.Park, and J. F. deBoer, OPTICS EXPRESS, Vol.11, p.3598-3604, 2003
【非特許文献２】S.H.Yun, G.J.Tearney, J.F.de Boer, N.Iftima, and B.E.Bouma, OPTICS EXPRESS vol.11, p.2953-2963, 2003.
【非特許文献３】J.F.deBoer, B.Cense, B.H.Park, M.C.Pierce, G.J.Tearney, and B.E.Bouma, OPTICS LETTERS Vol.28, p.2067-2069, 2003.
【非特許文献４】R.Leitgeb, C.K.Hitzenberger, and A.F.Fercher, OPTICS EXPRESS Vol.11, p.889-894, 2003.
【非特許文献５】C.Dorrer, N.Belabas, J.P.Likforman and M.Joffre, JOURNAL OF OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B, Vol.17, p.1795-1802, 2000.
【非特許文献６】H.Huber, M.Wojtkowski, K.Taira and J.G.Fujimoto, OPTICS EXPRESS vol.13, p.3513-3528,2005.
【非特許文献７】M.Kuznetsov, W.Atia, B.Johnson and D.Flanders, PROCEEDINGS OF SPIE vol.7554, p.75541F-1, 2010.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
発明が解決しようとする課題は、SS-OCTに一般的であるが、課題を明確に分かり易く説明するために具体例を示す。最近、非特許文献７で発表されているMEMSミラーを用いた高速で干渉距離の長い、高性能の周波数走査光源が市販されるようになった。Axsun社から販売されている、中心波長1310nmの発振波長帯で、計測可能距離5mm用のサンプリングクロック信号を出力する周波数走査光源を例とする。この光源を、図１のSS-OCTに適用する例を示す。この光源は、光出力とサンプリングトリガー信号出力を持つ。また、装置内部に、d3＝10mmに設定した図２（ｄ）に示すマッハツェンダ―型のサンプリングクロック発生装置を持ち、信号をデジタル形式に整形して出力している。この信号を用いると、計測可能距離5mmの測定が、実質的にノイズなしでできる。
【００３７】
式（３）のコヒーレンス関数Γ(z)が1/2になる距離を可干渉距離（コヒーレンス長）と呼ぶ。Axsun社の光源のコヒーレンス長は12mm程度であり、この距離を少し超えた距離までOCTの計測は可能である。この光源は、コヒーレンス距離が12mm程度あるにも関わらず、その半分ほどの5mmが測定限界として提供されている。そこで、この光源から出力されているサンプリングクロック信号を用いずに、図１に示すようにサンプリングクロック発生器を光源の外部に付けて測定を試みた。サンプリングクロック発生器内の光干渉計には図２（ｄ）に示すマッハツェンダ型を用い、光遅延器２２１の距離をd3＝12mmに設定した。この場合、OCT装置の計測可能距離は6mmとなり、限界とされている5mmよりも長い計測が可能な設定になる。この条件で、図３（ａ）に示すプラスチック製のフタの側面の部分の断層画像を測定したところ、図３（ｂ）の画像が得られた。明るい部分の断層画像は鮮明に計測できているが、その上下にゴーストが見られる。OCTを医用診断に用いた場合、このようなゴーストは誤った診断に導く可能性があり、ゴーストのないOCT装置が求められている。
【００３８】
本発明は、SS-OCTにおいて、正確なサンプリングクロックを発生する装置により、従来できないとされていた長い計測可能距離を実現するとともに、図３（ｂ）にみられるような、サンプリングクロックの精度が悪いためにOCT画像に現れるゴーストを除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
上記目的を達成するために本発明の周波数走査型OCT用サンプリングクロック発生装置の使用方法及び当該装置では、サンプリングクロックとして正弦波が生成され、生成されたサンプリングクロック信号中の低周波ノイズを除去するために、低周波ノイズ低減フィルタを用いている。また、前記低周波ノイズ低減フィルタの透過後のノイズのスペクトル強度の最大値が、信号のスペクトル強度の最大値の略60％以下になるような低周波ノイズ低減フィルタを用いている。また、ハイパスフィルタ使用前のサンプリングクロックの強度スペクトルにおいて、信号のスペクトル強度の略60％以上のスペクトル強度になるノイズが、信号の周波数帯域よりも低周波側にあり、信号の周波数帯域とノイズの周波数帯域が略5MHz以上離れている周波数走査光源を使用している。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、サンプリングクロックの精度を高めることで、サンプリングクロックの精度が悪いためにOCT画像に現れるゴーストを除去し得、画質の改善や測定可能深度を深めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】SS-OCTの測定装置の一例を示す図である。
【図２】各種干渉計を用いたサンプルクロック発生器の例を示す図である。
【図３】OCT画像にゴーストが現れる場合のサンプリングクロックの乱れについて説明するための図である。
【図４】サンプリングクロック信号に低周波のノイズが重なって変調していることを説明するための図である。
【図５】図３（ｂ）のOCT画像を撮像するときに用いた周波数走査光源のレーザーの特性を示す図である。
【図６】サンプリングクロック信号によるスペクトルとノイズのスペクトルとの関係を示す図である。
【図７】本発明に基づくサンプリングクロック信号生成器の例を示す図である。
【図８】ハイパスフィルタを用いない前のサンプリングクロック用の干渉信号が、ハイパスフィルタを用いた後どのように変化をしたかを説明するための図である。
【図９】図７（ａ）に示すサンプリングクロック発生装置で得られた、図８に示すサンプリングクロック信号を、図１のSS-OCT測定装置のサンプリングクロック信号として測定したOCTの画像を示す図である。
【図１０】ディレイ距離d3を変化させてスペクトル解析を行った結果を示す図である。
【図１１】ディレイ距離d3を変化させてスペクトル解析を行った結果を示す図である。
【図１２】周波数走査光源の構造に基づいて説明するための図である。
【図１３】図１２に示すレーザーにおいて、光路長が合えば互いに干渉することを説明するための図である。
【図１４】サンプリングクロック信号のスペクトルの高周波側のピークの強度とノイズの強度をプロットした図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係る周波数走査型OCT用サンプリングクロック発生装置の使用について説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、OCT画像にゴーストが現れる場合の、サンプリングクロックの乱れについて説明する。図４（ａ）は、図３（ｂ）のOCT画像を撮像する際に用いたサンプリングクロック信号を、サンプリングトリガー開始時刻から8μｓの間、0.5nsのサンプリング時間間隔で16000点測定した結果を示す。データの間隔が密であるため、振動する信号の詳細はこの図からは分からない。そこで、データの一部を切り出して示す。例として、時間3.5μｓから3.6μｓの100ns間のデータを取り出して図示すると、図４（ｂ）が得られる。早く振動する正弦波が、ゆっくり変動する正弦波の変調を受けていることが分かる。早く振動する正弦波が、サンプリングクロックの信号である。この信号をサンプリングクロックとして用い、立ち上がりの零電圧付近でデータをサンプリングすると、サンプリング時刻は塗りつぶした黒丸で示した点になる。早く振動する正弦波が本来のサンプリングクロック信号であるから、ゆっくり変動する変調がかからない場合は、白抜きの丸で示した時刻でサンプリングが行われなければならない。実際の黒丸点でのサンプリング時刻は、本来のサンプリング時刻の前後に変動することになる。すなわち、低周波のノイズの変調により、実際のサンプリング時刻はジッターを示すことになる。サンプリングクロック信号の変調が規則的な正弦波に近いので、図３（ｂ）のOCT画像には、本来の画像から奥行き方向に一定距離ずれたゴーストが現れる。
【００４３】
本来のサンプリングクロック信号に対して、ノイズとなる低周波の変調を調べるため、サンプリングクロック信号のスペクトル分析を行った。スペクトルは広い幅を持っているが、この理由を、光源の性質に基づいて説明する。図５は、図３（ｂ）のOCT画像を撮像するときに用いた、周波数走査光源であるAxsun社のレーザーの特性を示したものである。図５（ａ）に示すように20μｓの周期でサンプリングトリガー信号が出力される。図５（ｂ）に示すように、レーザーの出力強度は、サンプリングトリガー信号の前から出力され、サンプリングトリガー信号から10μｓまでの時間出力される。図５（ｃ）に示すように、出力されるレーザー光の周波数は、時間に対して非線形で増加する。このようなレーザー出力光の周波数の時間に対する非線形な変化が、図１の挿入図周波数と時間の関係１２１で示したものに対応する。図２に示すサンプリングクロック２１３の周波数は、周波数走査光源（図５の場合はレーザー）の出力周波数が時間に比例して変化するときは一定であるが、出力周波数の時間変化が遅くなると、サンプリングクロック信号の周波数は減少する。従って、図５（ｃ）のレーザー出力光の周波数の時間依存性に対応して、図５（ｄ）に示すように、サンプリングクロックの周波数は、サンプリングトリガー信号の立ち上がり時点から見ると、しばらく増加し、やがて約2μｓ近くでほぼ一定となり、約6μｓを過ぎた時刻から減少する。従って、サンプリングクロック信号の周波数のスペクトルは広がりをもつことになる。図５で、縦の点線から点線の間で、太い実線で示した部分が測定に使用する部分で、このレーザーの場合は、各サンプリングトリガー信号の立ち上がりから8.2μｓの時間が使用可能である。
【００４４】
図５（ｄ）に示すサンプリングクロック信号の周波数は、図２（ｃ）に示すサンプリングクロック発生装置に用いる干渉計の距離d3に依存して変化する。これらの距離が増大すると、サンプリングクロック信号の周波数は増大する。サンプリングクロック信号の周波数が増大すると、サンプリング周波数間隔δvscが狭くなり、式（４）に従って、計測可能距離が長くなる。
【００４５】
図４（ｂ）に示すように、サンプリングクロック信号には、本来のサンプリングクロック信号に対しより低周波のノイズが重なって変調している。この低周波の変調の様子を調べるために、図４（ａ）に示す信号に対して、フーリエ変換によるスペクトル解析をした結果を図６（ａ）に示す。この図では、縦軸は任意スケールのスペクトル強度ISを対数スケール10log(IS)で表している。70MHzから145MHzに広がるスペクトルが、サンプリングクロック信号のスペクトルである。幅が広いのは、図５（ｄ）に示すように、サンプリングクロック周波数が一定ではないからである。図６（ａ）で22MHz以下に広がったスペクトルが、図４（ｂ）でサンプリングクロック信号を変調する低周波ノイズの成分である。図６（ａ）において、サンプリングクロック信号によるスペクトルとノイズのスペクトルは分離されているので、電気信号の低周波成分をカットするハイパスフィルタで低周波成分を低減させることができる。
【００４６】
本発明に基づくサンプリングクロック信号生成器として図７（ａ）のシステムを用いた。光分割カプラ３１０、光ディレイ３１１、カプラ３１２、差動光検出増幅器３１３の部分は、図２（ｄ）に示すマッハツェンダ干渉計を用いたサンプリングクロック生成光学系と同じで、光のディレイの長さはd3＝12mmとした。式（４）及び式（８）に従って、測定可能距6 mmに対応するサンプリングクロック信号を発生する。マッハツェンダ干渉計の出力を、差動光検出増幅器３１３で検出・増幅し、電気信号を出力する。ここまでのシステムは、図４、図６（ａ）のデータを取得した場合と同じである。この後に、ハイパスフィルタ３１４を挿入したのち、OCT装置のサンプリングクロック信号として用いた。用いたフィルタの減衰率特性を図７（ｂ）に示す。3dB減衰率（2分の1減衰率）で定義したカットオフ周波数fcは、80MHzである。このフィルタの構造は、図７（ｃ）に示すようなコンデンサ３１５，３１６とインダクタ３１７，３１８を、点線で示すように多段で組み合わせた典型的なハイパスフィルタである。ハイパスフィルタ透過後の電気信号のフーリエ変換によりスペクトル特性を求めたところ、図６（ｂ）の結果が得られた。高周波側のサンプリングクロック信号はそのまま残り、サンプリングクロック信号に乱れを生む低周波側のノイズのスペクトルは消滅した。
【００４７】
ハイパスフィルタを用いない前のサンプリングクロック用の干渉信号が、ハイパスフィルタを用いた後どのように変化をしたかを図８に示す。時間0から8μｓの間の信号を図８（ａ）に示す。図４（ａ）に対応するフィルタ後の信号であるが、揺らぎが減少し、一様な濃度の信号が得られている。図４（ａ）は、データ点が密で正弦波の起伏が判別できないので、一つの例として時間3.5μｓから3.6μｓの間の信号を図８（ｂ）に示す。この図は、フィルタを用いない前の図４（ｂ）に対応する図である。低周波の変調がなく、整った正弦波で、負から正への零クロス点をサンプリング点とすれば、図８（ｂ）では、図４（ｂ）の場合にみられるようなジッターは見られない。
【００４８】
図７（ａ）に示すサンプリングクロック発生装置で得られた、図８に示すサンプリングクロック信号を、図１のSS-OCT測定装置のサンプリングクロック信号として測定したOCTの画像を図９（ａ）に示す。図３（ｂ）に示すOCT画像にみられるゴーストは消滅している。すなわち、5mmの深さ計測用として販売されているOCT用光源でも、装置にあらかじめ付属しているサンプリングクロック発生装置ではなく、図７（ａ）に示すようなサンプリングクロック発生装置を用いたサンプリングクロック信号を用いることにより、ゴーストを除去して6mmまで計測可能にすることができた。
【００４９】
また、図７（ａ）の光学ディレイ３１１の長さを長くしていって、d3＝26mmに設定し、OCT画像の計測可能距離13mmとして、カットオフ周波数がより高周波の200MHzのハイパスフィルタを用いて、図７（ａ）に示すサンプリングクロック発生装置から出力されるサンプリングクロック信号を、図１に示すSS-OCTのサンプリングクロック信号として用いてOCT画像を測定したところ、図９（ｂ）に示すように、画像が繰り返されるゴーストが無いOCT画像が得られた。すなわち、5mmの深さ計測用として販売されているOCT用光源でも、装置にあらかじめ付属しているサンプリングクロック発生装置ではなく、図７（ａ）に示すようなサンプリングクロック発生装置を用いたサンプリングクロックを用いることにより、計測可能距離13mmのOCT画像の取得が可能であることが実証された。OCTの測定可能距離が13mmであると、人眼の角膜から水晶体後面に及ぶ、前眼部全体の測定が可能になる。また、歯科に適用した場合、顔の前方から、複数の歯を同時に測定することができる。
【００５０】
ハイパスフィルタをサンプリングクロック発生装置に用いて、ノイズを取り除いて測定することにより、測定可能距離を長くできることが実証できた。（なお、図９（ａ）と図９（ｂ）は、図３（ａ）の場合とは、試料であるプラスチックのふたの異なる部位を測定しており、OCT画像のから測定されるふたの肉厚は互いに異なっている。）
【００５１】
本来のサンプリングクロック信号と、それを変調するノイズの振る舞いを調べ、原因を特定するため、図５に特性を示す、図３、図４、図６、図９の結果を測定するのに用いた周波数走査光源を用い、図２（ｄ）に示すマッハツェンダ型のサンプリングクロック信号発生装置の出力信号のスペクトルを計測した。図２（ｃ）の光遅延器２２１のディレイ距離d3を変化させ、ハイパスフィルタは用いずに、サンプリングクロック信号を高速のシンクロスコープで測定し、測定したデータをコンピュータに移して、FFTのソフトウェアを用いてスペクトル解析を行った。
【００５２】
図１０（ａ）は、d3＝1.5mmのときに得られたスペクトルである。強度が強く、サンプリングクロック信号のスペクトル（Sで示す）の幅もせまい。ノイズによるスペクトルは信号に比べて無視できる。図１０（ｂ）は、d3＝2.5mmのときに得られたスペクトルである。サンプリングクロック信号Sのスペクトルの幅は広がり、強度は図１０（ａ）の場合に比べて落ち、位置は周波数高い方にシフトしている。ノイズは、サンプリングクロック信号のスペクトルに比べ、無視できる。図１０（ｃ）は、d3＝7.5mmのときに得られたスペクトルである。サンプリングクロック信号Sのスペクトルの幅は広がり、強度は図１０（ｂ）の場合に比べ、更に落ちている。位置は周波数の高い方にシフトしている。ノイズが信号の低周波側に現れているが、サンプリングクロック信号のスペクトルに比べて無視できる程度である。信号の各周波数でのスペクトル強度は、スペクトルの広がりとともに減少する。
【００５３】
図１０（ｄ）は、d3＝9.5mmのときに得られたスペクトルである。図１０（ｃ）の場合に比べ、サンプリングクロック信号Sのスペクトルの幅は広がり、位置は高周波側に広がり、強度は更に落ちている。ノイズ（N1とラベルしてある）が信号の低周波側に現れていて、サンプリングクロック信号のスペクトルに比べて無視できない強さである。ただし、この条件のサンプリングクロック信号を図１に示すSS-OCT装置のサンプリングクロック信号として用いてOCT画像計測を行うと、ゴーストは観測されない。サンプリングクロック信号のスペクトル計測では無視できない強度のノイズがあっても、OCT計測では問題ないわけである。この時のノイズN1のスペクトル強度は、サンプリングクロック信号Sのスペクトル強度の約6割（60％）以下である。ノイズとサンプリングクロック信号のこの強度比が、OCT画像をゴーストなしに計測するための判定基準となる。d3＝9.5mmは、OCTの計測可能距離4.25mmに対応する。
【００５４】
図１１（ｅ）は、d3＝13.5mのときに得られたスペクトルである。図１０（ｄ）の場合に比べ、サンプリングクロック信号Sのスペクトルの幅は広がり、位置は高周波側に広がり、強度は更に落ちている。ノイズ（N1とラベルしてある）が低周波側に現れていて、サンプリングクロック信号のスペクトルに比べて３倍ほどの強さである。d3＝13.5mmは、OCT画像の計測可能距離6.75mmに対応する。この条件でOCT計測を行うと、強いゴーストが現れた。
【００５５】
これより計測可能距離が短い6mmの場合（d3＝12mmに対応）のスペクトルを図６（ａ）に示した。図６（ａ）では、サンプリングクロック信号のスペクトルとノイズのスペクトルの強度はほぼ同じ大きさ（割合にして100％）で、図３（ｂ）に示すようにOCT画像に弱いけれども明らかにゴーストが見られる。スペクトル強度でみてノイズのスペクトル強度とサンプリングクロックのスペクトル強度が同程度の場合は、ゴーストの出ないOCT計測ができないという判定基準になる。上述のように、通常の測定条件で、OCT画像がゴーストなしに測定できるのは、ノイズのスペクトル強度がサンプリングクロック信号のスペクトル強度に比して60％以下の場合である。
【００５６】
図１１（ｆ）は、d3＝17.5mmのときに得られたスペクトルである。図１１（ｅ）の場合に比べ、サンプリングクロック信号Sのスペクトルの幅は広がり、位置は高周波側に広がり、強度は更に落ちている。ノイズは、N1とラベルしたものに加えて、明らかにN2とラベルしたものも加わっている。ノイズN2はノイズN1の低周波側に現れていて、強度は、低周波側で強くなっている。この条件のサンプリングクロック信号を用いてOCT計測しようとしたが、図１に示すA/D変換器１１７が頻繁に誤動作し、安定なOCT計測ができなかった。相対的に強度が強い低周波側のノイズによりA/Dコンバータの外部クロック受信回路が誤動作するためと判断される。サンプリングクロック信号のスペクトルが図１１（ｆ），（ｇ），（ｈ）の場合は、安定なOCT計測はできない。
【００５７】
図１１（ｇ）は、d3＝21.5mmのときに得られたスペクトルである。図１１（ｅ）の場合に比べ、サンプリングクロック信号Sのスペクトルの幅は広がり、位置は高周波側に広がり、強度は更に落ちている。N1とラベルしたノイズもN2とラベルしたノイズも現れている。サンプリングクロック信号Sのスペクトル強度はノイズN1、N2よりも弱い。図１１（ｈ）は、d3＝25.5mmのときに得られたスペクトルである。図１１（ｇ）の場合に比べ、サンプリングクロック信号Sのスペクトルの幅は更に広がり、位置は高周波側に広がり、強度は更に落ちている。ノイズN2の方が、ノイズN1よりも強度が強くなっている。図１１（ｇ），（ｈ）のいずれのサンプリングクロックを用いても、OCT画像の安定な取得はできなかった。
【００５８】
図１０、図１１で示されたノイズの発生原因について、現状OCTに用いられている市販された周波数走査光源の構造に基づいて説明する。図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す市販されている周波数走査光源はいずれもレーザーである。
【００５９】
図１２（ａ）は、反射型のファブリ・ペロー４１１を周波数走査のフィルタとして用いたレーザーである（非特許文献７）。レンズ４１２とレンズ４１４を用いて、光を集光して半導体光増幅（SOA）４１３により増幅する。コリメータ４１５により光ファイバに光を導き、両端が光ファイバ結合の反射器４１６を通して、出力光をファイバ出力する。レーザーのキャビティー長は、４１１と４１６の間隔できまる。反射型のファブリ・ペロー４１１にはMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーが用いられ、全体が小型に作られている。
【００６０】
図１２（ｂ）は、回折格子４２１を周波数走査のフィルタとして用いたレーザーである。MEMSミラー４２２を高速で振動回転させて周波数を走査する。レンズ４２３、SOA４２４、レンズ４２５、コリメータ４２６、光ファイバ結合の反射器４２７の役割は図１２（ａ）の場合と同様である。このレーザーも、MEMSミラーを用いることにより、極めて小型にできている。キャビティー長は４５１と４２７の間隔で決まる。
【００６１】
図１２（ｃ）は、ファイバ型のファブリ・ペロー４３４を周波数走査のフィルタに用い、全体をファイバ結合し、ファイバ光路内を、光をリング状に回してレーザー発振させる。光の増幅はSOA４３２で行い、光の進行方向はアイソレータ４３１と４３３で決める。レーザー出力光は、カプラ４３５を用いて出力する。キャビティー長は、一周のファイバの長さである。
【００６２】
図１２（ａ）や図１２（ｂ）のレーザーにおいて、後方の反射点４５０や４５１からは強い光が反射されている。また、図１２に示す３つのレーザーすべてにおいて、レーザーを構成する部品の表面では、弱いけれども光が反射される。これらの光は、光路長が合えば、互いに干渉する。このことが図１３で説明してある。図１３（ａ）は、レーザーにサンプリングクロック発生器のマッハツェンダ―干渉計を接続した図である。５１０はレーザーの後方の反射面、５１１はレンズ、５１２は半導体光増幅器、５１３はレンズ、５１４はコリメータ、５１５はレーザー前方の出力側のミラーである。出力レーザー光は光ファイバで接続され、マッハツェンダ―干渉計のカプラ５１６で分割される。分割された光の一方は、光ディレイ５１７を通る光路１を通り、もう一方の光は光路２を通り、カプラ５１８で合波され干渉する。
【００６３】
レーザーの出力光は、レーザー後面の反射面５１０上の点aで反射され、出力され、マッハツェンダ―干渉計で、光路１と光路２の光路長差d3に従って式（７）に従って干渉する。これに加えて、もし、例えばレンズ５１１の前面の点bで光の一部が反射されると、aに戻り反射されてレーザーから出力される。この様子が、図１３（ｂ）に示してある。光１は、aで反射されてそのままレーザーから出力される光である。光２は、bで反射されaに戻ったあとaで反射されてレーザーから出力される光である。光１と光２は同一光路上を進むが、光路長の差を分かり易く示すため、位置をずらして描いてある。光１がマッハツェンダ―干渉計に入射し、光路１を経てfに到達した場合と、光２が光路２を通ってfに到達した場合の光路長差は、aとbの間の光路長差をlとおくと、|2l-d3|である。従って、これらの光がfで干渉した場合、差動光検出増幅器の出力で測定される干渉信号は、式（７）ではなく、式（９）に従って時間変化する。
【００６４】
【数９】
2013181790.tif 000011
【００６５】
この信号は、d3＝2lのとき、時間変化が零になり、図１０、図１１に示すようなスペクトル測定をした場合、この近傍でスペクトル分布の幅が狭くなり、強度が増大する。
【００６６】
図１３（ｂ）に示す反射点bをレンズ５１１の前面としたのは、可能性の一例として述べたわけであって、SOA５１２後面上の点ｃ、前面の上の点ｄ、レンズ５１３の前後面上の点、コリメータ５１４を構成するレンズ上の点でも起きうる。一番強度の強い反射面は、レーザー光の出力のためのミラー５１５の反射面である。
【００６７】
また、例えばSOAの前面と後面での反射光どうしが、図１３（ｃ）に示すように干渉し、２つの反射点間の光路長差をとすれば、これらの光の干渉光も、式（９）に従って変化する。
【００６８】
上記の考察を実験結果と比較する。図１０、図１１にみられるサンプリングクロック信号Sのスペクトル分布の高周波側の端の周波数を、マッハツェンダ―干渉計の光路差d3の関数としてプロットすると、図１４（ａ）の黒丸のデータ点が得られる。周波数が光路差d3に比例して変化する、式（７）、式（８）に従った変化である。これに対し、ノイズN1のスペクトル分布の、高周波側の端の周波数をプロットすると、図１４（ａ）の×印のように変化する。d3＝13.5mmよりも大きい光路長差の点は直線に乗り、外挿するとd3＝12.3mmの値で周波数零となる。d3がこれより小さい点d3＝9.5mmで有限の周波数の点が得られている。この振る舞いは、lの値がl＝13.5÷2＝6.75mmとし、干渉信号が式（９）に従うとすると説明できる。光路長間隔l＝6.75mmの反射点がレーザー内に、図１３（Ｂ）又は（ｃ）のような関係であり、この光路長差の２倍と、レーザーの後に接続するマッハツェンダ―干渉計の光路長差d3が小さくなるのに比例して、式（９）に従って周波数が小さくなるわけである。この考えに従えば、d3がd3＝12.3mmより小さくなると周波数はd3の減少ともに増大するはずであるが、d3＝9.5mmの一点しか測定されていない。これはスペクトルの強度に関係する。
【００６９】
サンプリングクロック信号のスペクトルSの高周波側のピークの強度をマッハツェンダ―干渉計の光路長差d3の関数としてプロットすると、図１４（ｂ）の黒丸で示す結果が得られる。d3が小さいところ（周波数が小さいところ）からd3が増大（周波数が増大）するに従って、信号強度は急激に小さくなる。この主な原因は、スペクトル分布の幅が広がると強度が分散されるので、周波数幅に逆比例して強度が弱まるからである。
【００７０】
ノイズN1の強度をプロットすると、図１４（ｂ）に示す×印の点が得られる。d3がd3＝12.3mmより大きい値では、サンプリングクロックSの信号強度よりもわずかに強い。N1の強度変化が分かり易いように縦軸を拡大してプロットすると、図１４（ｃ）が得られる。d3＝12.3mmに向かって増大している。d3が、d3＝12.3mmより小さい点はd3＝9.5mmの１点しか測定できていない。N1が、式（９）に従えば、d3＝12.3mmよりd3が減少すると、図１４(c)に示す点線のように強度が変化するはずである。この場合、N1の強度は弱く、Sの裾野に隠れてしまう。これが、N1がd3が小さい値では観測できない理由である。
【００７１】
図１３に示すノイズの原因の考察によれば、レーザー内の反射面は単一ではなく、いくつかの反射面があるはずである。実際、図１１（ｆ）に示すように、ノイズN1の低周波側にノイズN2が現れてきている。また、周波数零の近くに強い別のスペクトルも見られる。図１１（ｈ）では、ノイズN2の強度は、ノイズN1の強度を凌いでいる。また、この図では、サンプリングクロック信号Sよりも高周波側に小さなノイズも現れている。このようにたくさんのノイズが現れるのは、図１３に示す考え方で説明できる。複数の反射点がレーザー内にあり、マッハツェンダ―干渉計の光路差d3の増大とともに、様々な反射点間の光路長差lの値でノイズが観測されるようになるからである。
【００７２】
発明の実施形態を図１５に示す。周波数走査光源の出力の一部を、正弦波出力サンプリングクロック発生装置に導く。図２（ｂ）のマイケルソン干渉計を用いたサンプリングクロック信号発生装置と、図２（ｃ）と図２（ｄ）に示すマッハツェンダ干渉計を用いたサンプリングクロック信号発生装置は、入力光の周波数が変化した時、正弦波状のサンプリングクロック信号を発生するので、正弦波出力サンプリングクロック発生装置である。図２（ｂ）と図２（ｃ）は、典型的な構成の干渉計を示すが、これらを組み合わせたり一部修正したりした干渉計で、実質的に正弦波状のサンプリングクロック信号を発生するサンプリングクロック発生装置は、すべて正弦波出力サンプリングクロック発生装置に含まれるものとする。
【００７３】
正弦波出力サンプリングクロック発生装置からの出力される電気信号のうち、測定に使用する範囲に限定した信号のスペクトル分析を行うと図１５（ａ）にみられるような強度スペクトルが観測される。この図で信号と示す測定に用いるサンプリングクロック信号に加えて、光源の中の部品からの内部反射に基づくノイズも観測される。また、マイケルソン干渉計や、マッハツェンダ干渉計で差動検出を行わず片側の出力のみ検出して信号として用いた場合、信号全体の平均値が、正か負の方にずれているので、強度スペクトルには直流成分（DC成分）が観測される。通常の条件で強度スペクトルを観測すると、図１５（ａ）のように、周波数走査光源からの光の干渉による強度スペクトルが観測される。しかし、十分な光の強度を検出しなかったり、電気計測システムに雑音があったりしたときは、図１５（ａ）に示すように、光の干渉に基づかないノイズによるスペクトルが観測されることがあるが、ここでは、そのようなノイズのスペクトルは除外して考えるものとする。従って、図１５（ａ）に示すノイズは、光の干渉に基づくノイズのみである。
【００７４】
正弦波出力サンプリングクロック発生装置から出力される信号は、高周波側の信号を透過し、低周波側の信号を減衰させる低周波ノイズ低減フィルタを用いて、信号に対するノイズの相対強度を減衰させる。低周波ノイズ低減フィルタの一例は図７に示したハイパスフィルタである。ハイパスフィルタを有効に使用するためには、図１５（ａ）において、信号スペクトルとノイズのスペクトルは分離できる周波数帯域にあることが望ましい。時分割して信号の一部の領域のみの強度スペクトルを観測すると、信号の低周波側が観測される場合はノイズも低周波側が観測されるため、全体の強度スペクトルが一部重なっていてもOCT測定に影響ない場合もある。しかし、ハイパスフィルタでノイズを減衰させたとき信号の一部が減衰されることになるので、信号とノイズの強度スペクトル領域は分離して観測されるよう、レーザーを構成する部品の性能と配置を制御するものとする。図７（ｂ）に市販品のハイパスフィルタの特性の例を示すが、減衰の立ち上がりで、30MHzで約60dB減衰させることができる。しかし、60dBのノイズの低減は必要でない。図１０、図１１の強度スペクトルの縦軸は線形スケールであり、どの図においても、ノイズを10dB以上（10分の1以上）減衰させるとノイズがサンプリングクロック信号の強度の60％以下であるという所望の性能が出せる。図７（ｂ）において、10dB減衰させるためには5MHzの周波数間隔があればよいので、ノイズと信号のスペクトル領域は5MH以上分離していることが望ましい。市販品の周波数走査光源であるレーザーにはそのように製造されているものが提供されている。
【００７５】
ハイパスフィルタの回路の一例を図７（ｃ）に示す。これは、能動的な素子を使わないパッシブな回路の例であるが、ハイパスフィルタには、このほかに半導体増幅器を用いたアクティブなフィルタもある。ハイパスフィルタ求められる要件は、結果としての機能であって、種類はどのようなものを用いてもよいものとする。ハイパスフィルタの特性の一例を図７（ｂ）に示す。このような特性は、ハイパスフィルタの種類と規格で変化する。この場合も、ハイパスフィルタの特性に求められる要件は、結果としての機能であって、結果の条件が満たされれば、どのような特性のハイパスフィルタを用いてもよいものとする。
【００７６】
ハイパスフィルタ透過後のノイズを含む信号の強度スペクトルを図１５（ｂ）に示す。前述したように、信号にノイズが混在していても、ノイズのスペクトル強度が信号のスペクトル強度60％以下であれば、通常の測定条件で、OCTがゴーストなしに測定できる。従って、ハイパスフィルタに求められる要件は、フィルタ透過後の信号の強度スペクトルにおいて、ノイズのスペクトル強度の最大値が信号のスペクトル強度の最大値の60％以下にすることである。
【００７７】
ハイパスフィルタされたサンプリングクロック信号を、A/Dコンバータ―に接続して用いる。もっとも望ましい使用形態は、アナログ信号を外部トリガーのサンプリングトリガー信号として受け付けるA/Dコンバータを用いることである。その場合は、ハイパスフィルタの出力信号を、電圧レベルを適切に調節して、そのままA/Dコンバータのサンプリングトリガー信号として用いることができる。別の場合として、A/Dコンバータがデジタル形式の信号を外部トリガーのサンプリング信号として受け付ける場合は、ハイパスフィルタを透過後のアナログ信号を、信号整形回路を用いてデジタル形式に変換してA/Dコンバータに接続する。また、A/Dコンバータでサンプリングクロック信号そのものを、A/Dコンバータ内部クロックを用いて時間等間隔でサンプリングし、リスケーリングの処理をし、周波数等間隔のサンプリングをする方式を取ることもできる。図１５に示す「A/Dコンバータに接続」という表現は、これらすべてのケースを含むものとする。
【００７８】
図１１（ｆ），（ｇ），（ｈ）では、弱いけれども信号Sの高周波側にノイズが表れている。これらの図に現れた程度の高周波ノイズは、OCT画像取得には問題とならない。しかし、高周波のノイズが無視できない場合、ローパスフィルタを用いて信号よりも高周波のノイズを減衰させる方法を取る場合もある。この場合、ハイパスフィルタとローパスフィルタの組み合わせはバンドパスフィルタになる。バンドパスフィルタは内部にハイパスフィルタを含んでおり、バンドパスフィルタを用いた場合も図１５の低周波ノイズ低減フィルタを用いるケースに含まれるものとする。
【００７９】
また、図１５（ａ）に示すような場合、単純なハイパスフィルタではなく、コンデンサなどでDCのスペクトル成分を除外し、ノイズスペクトル領域のみを選択的に減衰させる特定バンドリジェクションフィルタを用いることもできる。このような場合も、図１５に示す低周波ノイズ低減フィルタを用いるケースに含まれるものとする。
【００８０】
以上のように、低周波ノイズ低減フィルタは、機能として、図１５（ａ）に示すようなノイズの重なったスペクトルを、図１５（ｂ）に示すノイズレベルまで低減する機能を持ったフィルタはすべて含むものとする。
【符号の説明】
【００８１】
１０１  周波数走査光源
１０２  カプラ１
１０３  OCT干渉計
１０５  カプラ２
１０６，１１２  サーキュレータ
１０７，１１３  コリメータ
１０８  ガルバノミラー
１０９，１１４  対物レンズ
１１０  試料
１１１  カプラ３
１１５  反射ミラー
１１６  差動光検出器
１１７  A/D変換器
１１８  コンピュータ
１１９  OCT断層画像信号
１２０  表示器
２１５，２１７  ミラー
２１６，２１８  コリメータ
２２０  光分割器
２２１  光遅延器
２２２  光合波器
２４０，２４２  ハーフミラー
２４１  全反射プリズム
２４３，２４４  光検出器
２４５  差動検出器
３１０  光分割カプラ
３１１  光ディレイ
３１２  カプラ
３１３  差動光検出増幅器
３１４  ハイパスフィルタ
３１５，３１６  コンデンサ
３１７，３１８  インダクタ
４１１  ペロー
４１２，４１４，４２３，４２５  レンズ
４１３，４２４，４３２  半導体光増幅（SOA）
４１５，４２６  コリメータ
４１６，４２７  反射器
４２１  回折格子
４２２  MEMSミラー
４３１，４３３  アイソレータ
４３４  ファブリ・ペロー
４３５  カプラ
５１１，５１３  レンズ
５１２  半導体光増幅器（SOA）
５１４  コリメータ
５１５  ミラー
５１６，５１８  カプラ
５１７  光ディレイ（光遅延器）
【図１】
2013181790.tif 000012
【図２】
2013181790.tif 000013
【図４】
2013181790.tif 000014
【図５】
2013181790.tif 000015
【図６】
2013181790.tif 000016
【図７】
2013181790.tif 000017
【図８】
2013181790.tif 000018
【図１０】
2013181790.tif 000019
【図１１】
2013181790.tif 000020
【図１４】
2013181790.tif 000021
【図１５】
2013181790.tif 000022
【図３】
2013181790.tif 000023
【図９】
2013181790.tif 000024
【図１２】
2013181790.tif 000025
【図１３】
2013181790.tif 000026