CN103961056B - 光测量装置 - Google Patents

Abstract

提供一种不需要进行反射镜的扫描、且不使用波长扫描型光源和分光器而能够获取测定对象的像的小型且廉价的光测量装置。将从光源(401)出射的激光分支为第1光束和第2光束，将第1光束作为信号光通过透镜(406)向测定对象(409)聚光照射，将第2光束不向测定对象照射而作为参照光在反射镜(411)上反射，将通过测定对象反射或散射的信号光与参照光合波后入射到干涉光学系统(412)，生成相位关系互不相同的三个以上的干涉光并由光检测器(417、422)进行检测，由信号处理部(424)运算检测信号。在测定时至少在光轴方向上扫描透镜(406)的第1光束的聚光位置。

Description

光测量装置

技术领域

本发明涉及一种光断层观察装置和光断层观察方法。

背景技术

近年来，使用光获取反映了测定对象的表面构造、内部构造的图像的光学相干断层摄像术(OCT：OpticalCoherenceTomography)受到关注(专利文献1)。OCT不具有对人体的侵袭性，因此特别期待在医疗领域、生物学领域中应用，在眼科领域中形成眼底、角膜等的图像的装置已进入实用化阶段。在OCT中，将来自光源的光二分支为向测定对象照射的信号光和不向测定对象照射而通过参照光反射镜反射的参照光，使从测定对象反射的信号光与参照光合波并发生干涉，由此得到信号。

OCT根据测定位置的在光轴方向上的扫描方法(以下称为z扫描)，大体分为时域OCT和傅里叶域OCT。在图1中示出时域OCT的光学系统的示意图。在本方式中，将低相干光源用作光源，在测定时通过扫描参照光反射镜来进行z扫描。由此，仅是信号光中包含的与参照光光路长度一致的分量发生干涉，能够得到如图2所示的检测信号。通过对图2所示的信号进行包络检波，解调出如图3所示的期望的信号。

另一方面，傅里叶域OCT进一步分为波长扫描型OCT和光谱域OCT。在波长扫描型OCT中，使用能够扫描出射光的波长的波长扫描型光源，在测定时通过扫描波长来进行z扫描，对检测出的干涉光强度的波长依赖性(干涉光谱)进行傅里叶变换，由此解调出期望的信号。

在光谱域OCT中，光源使用宽频带光源，通过分光器将所生成的干涉光分光，对每个波长分量的干涉光强度(干涉光谱)进行检测对应于进行z扫描。通过对得到的干涉光谱进行傅里叶变换来解调出期望的信号。

在如上所述的以往的OCT装置中，深度方向的空间分辨率由光源的光谱宽度决定，通过扩大光谱宽度来实现高分辨率化。

专利文献1：日本特开2011-218155号公报

发明内容

在如上所述的以往的OCT装置中存在如下课题。在时域OCT中，为了进行z扫描而以机械方式移动参照光反射镜，因此在参照光反射镜中会产生角度偏移。由此存在如下问题：参照光的光轴方向偏移而干涉振幅降低，结果，SN比减少。并且，如果为了提高光轴方向的空间分辨率而使用相干长度更短的光源，则在如图2所示的干涉波形中包络线所包含的波的数量减少。即，干涉信号的振幅变化的频率(包络线的频率)与干涉信号振动的频率接近，因此存在基于包络检波的信号解调困难这样的问题。另外，在傅里叶域OCT中，为了进行z扫描而需要以高速扫描波长的光源或分光器，这些均为高价且大型，因此存在OCT装置本身高价且大型的问题。

本发明为了解决上述课题，设为如下结构：将从光源出射的激光二分支来得到第1光束和第2光束，将第1光束作为信号光向测定对象聚光照射，将第2光束不向测定对象照射而作为参照光，然后，将通过测定对象反射或散射的信号光与参照光合波来生成相位关系互不相同的三个以上的干涉光，对它们进行检测。通过透镜的扫描等来在光轴方向上扫描第1光束的聚光位置。

由此，与以往的时域OCT不同，不对参照光反射镜的位置进行扫描而能够进行z扫描，因此能够防止随着参照光反射镜的机械运动产生的参照光反射镜的倾斜。并且，不使用波长扫描型光源、分光器而能够进行z扫描，因此能够提供比以往的傅里叶域OCT小型且廉价的OCT装置。另外，由于对相位关系不同的三个以上的干涉光进行检测，因此能够对这些检测信号进行运算来获取不依赖于干涉相位的稳定的信号。即，不使用包络检波而能够正确地获取图2所示的干涉波形的包络线。由此，还能够解调出通过时域OCT中使用的包络检波无法解调的信号。

作为一例，设将第1光束向测定对象聚光的透镜的数值孔径为0.4以上。

由此，不使用宽频带光源或波长扫描型光源而能够达到与以往的OCT装置同等或其以上高的光轴方向的空间分辨率。

作为一例，设激光的相干长度为通过透镜的光轴方向的扫描等来产生的信号光的光路长度变化以上。

由此，即使在通过透镜的光轴方向扫描等进行的聚光位置的扫描中在信号光与参照光之间产生光路长度差，也能够抑制干涉振幅的降低，因此不需要为了调整光路长度差而移动参照光反射镜的位置。

作为一例，设通过干涉光学系统生成的干涉光为四个，四个干涉光相互之间的干涉相位各相差大约90度，由电流差动型的检测器检测相位各相差大约180度的干涉光的对。

由此，通过对检测信号实施运算来能够获取不依赖于干涉相位的信号，因此还能够解调出通过以往的时域OCT中使用的包络检波无法解调的信号。

作为一例，设在光轴方向上反复进行通过透镜的扫描等进行的第1光束的聚光位置的扫描。

由此，在为了进行测定而使测定对象接近透镜时，能够根据来自测定对象的表面反射光的有无，容易地判断测定对象是否接近到通过透镜的扫描等进行的第1光束的聚光位置的扫描所能够测定的范围内。

作为一例，设在透镜与测定对象之间设置罩玻璃，在光轴方向上反复进行第1光束的聚光位置的扫描，在被测定区域内包括罩玻璃的表面。

由此，能够以罩玻璃的表面位置为基准来对因测定时的测定对象的微动、透镜的扫描路径的变形等产生的像的弯曲进行校正。并且，能够防止透镜与测定对象接触而损伤透镜。

作为一例，设在第1光束的聚光位置的在光轴方向上的反复扫描中的折返位置的附近，与聚光位置处于折返位置的附近以外的区域的情况相比，使激光的强度小。或者，在聚光位置的在光轴方向上的反复扫描中的折返位置，将激光的功率设为零。

由此，能够抑制测定区域的光轴方向上的端的附近的、激光的曝光对测定对象的损伤。

作为一例，设将激光脉冲调制成与信号获取的定时同步地发光。

由此，能够抑制激光的曝光对测定对象的损伤。

作为一例，设为如下结构：在一个壳体中收容将信号光与参照光合波来产生合成光的光学系统来作为光观察单元，在另一个壳体中收容生成相位关系互不相同的三个以上的干涉光的干涉仪、光检测器以及信号处理部来作为光检测单元，将光观察单元与光检测单元通过偏振波保持光纤相连接。

由此，仅使小型的光观察单元接近测定对象就能够简易地进行测定，在某一个单元发生了故障时只更换该单元即可，因此装置的维持管理变得容易。

另外，作为一例，设将参照光的光路长度以比通过第1光束的聚光位置的扫描所产生的信号光的光路长度的变化速度更高的速度调制，根据所检测的干涉信号通过包络检波解调出信号。

由此，以少的检测器能够得到OCT信号。

另外，作为一例，设在信号光的光路中设置球面像差校正部。

由此，能够抑制测定对象的深部中的信号强度的降低、空间分辨率的劣化，因此能够至测定对象的深部为止得到清晰的像。

根据本发明，能够提供一种不需要进行参照光反射镜的扫描、且不使用波长扫描型光源或分光器而能够获取测定对象的断层像的光测量装置。

上述以外的课题、结构以及效果通过以下实施方式的说明会变得明确。

附图说明

图1是表示以往的OCT装置的结构的示意图。

图2是由以往的OCT装置检测的干涉信号的说明图。

图3是以往的OCT装置中的解调信号的说明图。

图4是表示本发明的光测量装置的结构例的示意图。

图5是表示聚光位置的理想的扫描路径的示意图。

图6是表示聚光位置的实际的扫描路径的例子的示意图。

图7是表示本发明的光测量装置中的聚光位置的扫描路径的例子的示意图。

图8是表示本发明的光测量装置的其它结构例的示意图。

图9是表示本发明的光测量装置中的干涉光学系统的例子的图。

图10是表示基于本发明的光测量装置的其它结构例的示意图。

图11是表示基于本发明的光测量装置的其它结构例的示意图。

图12是表示基于本发明的光测量装置的其它结构例的示意图。

附图标记说明

401：光源；403、414：λ/2波片；404：偏振光分束器；405、410、419：λ/4波片；406：透镜；407：透镜致动器；408：罩玻璃；409：测定对象；412、801、901、1002：干涉光学系统；413：半分束器；416、421：沃拉斯顿棱镜；417、422：电流差动型的光检测器；424：信号处理部；802：衍射光栅；1001：压电元件；1101：光观察单元；1103：偏振波保持光纤；1104：光检测单元；1204：球面像差校正部。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。

〔实施例1〕

图4是表示基于本发明的光测量装置的基本实施方式的示意图。

从光源401出射的由单一波长分量构成的激光通过准直透镜402被变换为平行光，在通过能够调整光学轴方向的λ/2波片403使偏振光旋转之后，通过偏振光分束器404被二分支为信号光和参照光。信号光在透过光学轴方向相对于水平方向设定为约22.5度的λ/4波片405而偏振状态从s偏振光被变换为圆偏振光之后，通过数值孔径为0.4以上的透镜406被聚光并透过罩玻璃408后被照射到测定对象409。在此，透镜406在控制部430的控制下通过透镜致动器407至少在z方向上被扫描，由此扫描基于透镜406的信号光的聚光位置(测定位置)。从测定对象反射或散射的信号光通过透镜406被变换为平行光，在通过λ/4波片405而偏振状态从圆偏振光被变换为p偏振光之后入射到偏振光分束器404。

另一方面，参照光透过λ/4波片410而偏振状态从p偏振光变换为圆偏振光，在入射到位置固定的反射镜411而被反射之后，偏振状态从圆偏振光被变换为s偏振光并入射到偏振光分束器404。

信号光和参照光在偏振光分束器404中合波而生成合成光。合成光被导入由半分束器413、λ/2波片414、λ/4波片419、聚光透镜415、420、沃拉斯顿棱镜416、421构成的干涉光学系统412。

入射到干涉光学系统412的合成光通过半分束器413被二分支为透过光和反射光。透过光在透过光学轴相对于水平方向设定为约22.5度的λ/2波片414之后通过聚光透镜415被聚光，通过沃拉斯顿棱镜416被二分支而生成相位关系相差180度的第一干涉光和第二干涉光。第一干涉光和第二干涉光通过电流差动型的光检测器417被检测，输出与它们的强度之差成比例的信号418。

另一方面，反射光在透过光学轴相对于水平方向设定为约45度的λ/4波片419之后通过聚光透镜420被聚光，通过沃拉斯顿棱镜421被二分支而生成相位关系相差180度的第三干涉光和第四干涉光。第三干涉光和第四干涉光通过电流差动型的光检测器422被检测，输出与它们的强度之差成比例的信号423。通过这样生成的信号418、423输入到信号处理部424并被运算，由此能够得到与信号光的振幅成比例的信号。

在此，使用公式详细说明如上所述的动作原理。当将入射到干涉光学系统412的时间点的合成光的琼斯矢量(Jonesvector)表示为

$\left(\begin{array}{c}{E}_{\mathrm{sig}}\\ E_{\mathrm{ref}}\end{array}\right)---\left(1\right)$

时，透过半分束器413并进一步透过λ/2波片414之后的合成光的琼斯矢量为如下。

$\left(\begin{array}{cc}1/\sqrt{2}& -1/\sqrt{2}\\ 1/\sqrt{2}& 1/\sqrt{2}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{E}_{\mathrm{sig}}/\sqrt{2}\\ E_{\mathrm{ref}}/\sqrt{2}\end{array}\right)=\frac{1}{2}\left(\begin{array}{c}{E}_{\mathrm{sig}}-E_{\mathrm{ref}}\\ E_{\mathrm{sig}}+E_{\mathrm{ref}}\end{array}\right)---\left(2\right)$

式(2)所示的合成光通过沃拉斯顿棱镜416被二分支为p偏振光分量和s偏振光分量之后通过电流差动型的光检测器417被差动检测，因此检测信号418如下表示。

$\begin{array}{c}I=\frac{1}{4}{|E_{\mathrm{sig}}+E_{\mathrm{ref}}|}^2-\frac{1}{4}{|E_{\mathrm{sig}}-E_{\mathrm{ref}}|}^2\\ =\left|E_{\mathrm{sig}}\right|\left|E_{\mathrm{ref}}\right|\mathrm{soc}({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sig}}-{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ref}})\end{array}---\left(3\right)$

在此，θ_sig、θ_ref分别是以极坐标表示来表示复数E_sig、E_ref时的相位。为了简单而将检测器的变换效率设为1。

另一方面，被半分束器413反射并进一步透过λ/4波片419之后的合成光的琼斯矢量如下。

$\left(\begin{array}{cc}i/\sqrt{2}& 1/\sqrt{2}\\ 1/\sqrt{2}& i/\sqrt{2}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{E}_{\mathrm{sig}}/\sqrt{2}\\ E_{\mathrm{ref}}/\sqrt{2}\end{array}\right)=\frac{1}{2}\left(\begin{array}{c}i(E_{\mathrm{sig}}-{\mathrm{iE}}_{\mathrm{ref}})\\ E_{\mathrm{sig}}+{\mathrm{iE}}_{\mathrm{ref}}\end{array}\right)----\left(4\right)$

式(4)所示的合成光通过沃拉斯顿棱镜421被二分支为p偏振光分量和s偏振光分量之后通过电流差动型的光检测器422被差动检测，因此检测信号423如下表示。

$\begin{array}{c}Q=\frac{1}{4}{|E_{\mathrm{sig}}+{\mathrm{iE}}_{\mathrm{ref}}|}^2-\frac{1}{4}{|E_{\mathrm{sig}}-{\mathrm{iE}}_{\mathrm{ref}}|}^2\\ =\left|E_{\mathrm{sig}}\right|\left|E_{\mathrm{ref}}\right|\sin ({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sig}}-{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{rfe}})\end{array}---\left(5\right)$

通过信号处理部424对这些输出进行以下的运算，由此能够得到不依赖于相位的与信号光的振幅的绝对值成比例的信号。

$\left|E_{\mathrm{sig}}\right|\left|E_{\mathrm{ref}}\right|=\sqrt{r^2+Q^2}---\left(6\right)$

接着，说明透镜的扫描方法和激光强度的控制方法。下面，将光轴方向设为z方向，将与纸面平行的方向设为x方向，将与纸面垂直的方向设为y方向。

例如通过如下方式能够得到测定对象的二维像(zx像)：通过控制部430控制构成扫描部的透镜致动器407来将透镜406在z方向上反复扫描，并且在每次透镜406到达折返位置时使透镜406在x方向上移动规定的量(被聚光的信号光的光点直径左右)。在图5中示出此时的信号光的聚光位置的理想的扫描路径。但是，透镜致动器未必在直线上移动，因此有时导致在冲程的xy方向上的端产生透镜的倾斜，实际的扫描路径如图6那样发生变形。在这样扫描路径发生变形的情况下，所获取的像弯曲，无法得到正确的像。因此，在本实施例中，如图7所示那样设为在测定区域内(光轴方向的扫描范围)包括罩玻璃408的表面。由此，在每次反复进行z方向的扫描时获取来自罩玻璃408的表面的信号，以罩玻璃408的表面变平坦的方式对弯曲的像进行校正，由此能够获取正确的像。

通过反复进行如下步骤来能够获取测定对象的三维像：在通过上述的扫描方法获取zx像之后使透镜在y方向上移动规定量(被聚光的信号光的光点直径左右)。或者，也可以反复进行如下步骤：在通过透镜的扫描来获取zx像之后，通过电动台等使测定对象物或OCT装置整体向y方向移动。此外，在本实施例中通过扫描透镜406来进行z扫描，但是例如也可以在透镜406的跟前插入至少一片透镜，通过扫描该透镜来对聚光位置进行扫描。

另外，在上述透镜扫描中，聚光位置的扫描速度在扫描的折返位置的附近相对变慢，因此曝光量有可能增加而对测定对象的损伤变大。为了抑制该情形，在本实施例中设为在扫描的折返位置使激光的强度相对变小。也可以在扫描的折返位置将激光的功率设为零。在此，作为抑制曝光对测定对象的损伤的其它手段，还能够以与信号获取的定时同步地发光的方式对激光进行脉冲调制。由此，获取信号以外的时间不进行曝光，因此能够降低平均的曝光量。

在本实施例中，通过扫描透镜来在光轴方向上扫描测定位置，因此不需要如时域OCT那样的参照光反射镜的扫描。由此，能够防止由于参照光反射镜的机械运动而产生的参照光反射镜的倾斜。并且，也不是如傅里叶域OCT那样需要波长扫描光源、分光器，因此能够提供小型且廉价的装置。

另外，使用出射的激光的相干长度比通过透镜的光轴方向的扫描来产生的信号光的光路长度变化长的激光光源。由此，通过由于在光轴方向上扫描透镜而在信号光与参照光之间产生光路长度差，也能够抑制干涉振幅的降低。

并且，在本实施例中，生成信号光与参照光的干涉相位相差约90度的整数倍的四个干涉光并进行检测，对这些检测信号实施运算来获取式(6)所示的不依赖于干涉相位的信号，因此还能够解调出通过以往的时域OCT中使用的包络检波无法解调的信号。

〔实施例2〕

图8是表示基于本发明的光测量装置的其它实施方式的示意图。此外，对与图4所示的构件相同的构件附加相同的标记并省略其说明。

从光源401出射的激光被二分支为信号光和参照光并再次合波而生成合成光为止的结构与实施例1相同。所生成的合成光首先通过衍射光栅802被分支为±1级的衍射光，生成第一分支合成光和第二分支合成光。这些合成光通过相位板803，该相位板803被配置成第一分支合成光的s偏振光分量与p偏振光分量的相位差和第二分支合成光的s偏振光分量与p偏振光分量的相位差相差90度。之后，通过光学轴相对于水平方向设定为约22.5度的λ/2波片804而偏振方向被旋转，通过沃拉斯顿棱镜805被偏振分离，由此生成干涉的相位各相差大约90度的四个干涉光。这些干涉光通过聚光透镜806被聚光，通过检测器807对相位关系相差180度的干涉光的对进行差动检测。检测信号通过信号处理部424被运算，能够得到不依赖于相位的与信号光的振幅的绝对值成比例的信号。干涉光学系统801的功能与实施例1的干涉光学系统412相同，因此在此省略说明。在本实施例中，与实施例1相比干涉光学系统为小型，因此能够提供更小型的OCT装置。

另外，在实施例1和图8的实施例中根据四个干涉光的强度获取了信号光的各偏振光分量的振幅和相位的信息，而由于决定干涉光强度的参数有(1)信号光强度、(2)参照光强度、(3)信号光与参照光的相位差这三个，因此原理上通过检测三个以上的不同相位的干涉光强度来能够获取振幅和相位的信息。

由此，能够将例如图9所示的干涉光学系统901用作干涉光学系统。下面说明干涉光学系统901的功能。入射到干涉光学系统901的合成光通过无偏振光分束器902、903被3分割为第一分支合成光、第二分支合成光以及第三分支合成光，其中第一分支合成光通过s偏振光相对于p偏振光产生120度的相位差的相位板904，第二分支合成光通过s偏振光相对于p偏振光产生240度的相位差的相位板905，三个分支合成光均透过仅使45度直线偏振光透过的偏振片906、907、908，通过聚光透镜909、910、911被聚光，通过检测器912、913、914被检测。这些检测器的输出915、916、917如下表示。

$\begin{array}{c}{I}_1=|\frac{1}{\sqrt{3}}{E}_{\mathrm{sig}}+\frac{1}{\sqrt{3}}{E}_{\mathrm{ref}}|\\ =\frac{1}{3}{\left|E_{\mathrm{sig}}\right|}^2+\frac{1}{3}{\left|E_{\mathrm{ref}}\right|}^2+\frac{2}{3}\left|E_s\right|\left|E_r\right|\cos ({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sig}}-{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ref}})\end{array}---\left(7\right)$

$\begin{array}{c}{I}_2=|\frac{1}{\sqrt{3}}{E}_{\mathrm{sig}}+\frac{1}{\sqrt{3}}{e}^{\frac{\mathrm{\π}}{3}i}{E}_{\mathrm{ref}}|\\ =\frac{1}{3}{\left|E_{\mathrm{sig}}\right|}^2+\frac{1}{3}{\left|E_{\mathrm{ref}}\right|}^2+\frac{2}{3}\left|E_s\right|\left|E_r\right|\cos ({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sig}}-{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ref}}-\frac{\mathrm{\π}}{3})\end{array}---\left(8\right)$

$\begin{array}{c}{I}_3=|\frac{1}{\sqrt{3}}{E}_{\mathrm{sig}}+\frac{1}{\sqrt{3}}{e}^{\frac{2\mathrm{\π}}{3}1}{E}_{\mathrm{ref}}|\\ =\frac{1}{3}{\left|E_{\mathrm{sig}}\right|}^2+\frac{1}{3}{\left|E_{\mathrm{ref}}\right|}^2+\frac{2}{3}\left|E_s\right|\left|E_r\right|\cos ({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sig}}-{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ref}}-\frac{2\mathrm{\π}}{3})\end{array}---\left(9\right)$

通过对这些信号进行下式的运算来能够得到不依赖于干涉相位的信号。

$\left|E_s\right|\left|E_r\right|=\sqrt{{(I_1-\frac{I_2-I_3}{2})}^2+3{\left(\frac{I_2-I_3}{2}\right)}^2}---\left(10\right)$

〔实施例3〕

图10是表示本发明的其它实施方式的示意图。此外，对与图4所示的构件相同的构件附加相同的标记并省略其说明。

从光源401出射的激光通过准直透镜402被变换为平行光，在通过λ/2波片403使偏振光旋转之后，通过偏振光分束器404被二分支为信号光和参照光。信号光在透过λ/4波片405而偏振状态从s偏振光被变换为圆偏振光之后，通过数值孔径为0.4以上的透镜406被聚光并透过罩玻璃408后照射到测定对象409。从测定对象409反射或散射的信号光通过透镜406被变换为平行光，在通过λ/4波片405而偏振状态从圆偏振光被变换为p偏振光之后入射到偏振光分束器404。

另一方面，参照光透过λ/4波片410而偏振状态从p偏振光被变换为圆偏振光，在入射到粘接固定于压电元件1001的反射镜411而反射之后，透过λ/4波片410而偏振状态从圆偏振光被变换为s偏振光并入射到偏振光分束器404。

信号光和参照光通过偏振光分束器404合波而生成合成光。合成光被导入具备λ/2波片1003、聚光透镜1004、沃拉斯顿棱镜1005的干涉光学系统1002。合成光在透过光学轴相对于水平方向设定为约22.5度的λ/2波片1003之后通过聚光透镜1004被聚光，通过沃拉斯顿棱镜1005被二分支而生成相位关系相差180度的第一干涉光和第二干涉光。第一干涉光和第二干涉光通过电流差动型的光检测器417被检测，输出与它们的强度之差成比例的信号418。在此，所输出的信号以下式表示。

$i=4\left|E_{\mathrm{sig}}\right|\left|E_{\mathrm{ref}}\right|\cos ({\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sig}}-{\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ref}})---\left(11\right)$

在本实施例中，在测定时驱动压电元件1001来调制反射镜411的位置，由此将参照光的光路长度以比通过透镜406的扫描所产生的信号光的光路长度的变化速度更高的速度调制。由此，能够根据所检测的干涉信号通过包络检波解调出期望的信号，因此能够以比实施例1少的检测器来实现同样的功能。

〔实施例4〕

图11是表示本发明的其它实施方式的示意图。此外，对与图4所示的构件相同的构件附加相同的标记并省略其说明。

本实施例的光测量装置具备光观察单元1101、光检测单元1104以及将它们连接的偏振波保持光纤1103。偏振波保持光纤1103装卸自如地固定于光观察单元1101的光纤连接部1107和光检测单元1104的光纤连接部1108。从光源401出射的激光被二分支并再次合波而生成合成光为止的结构和功能与实施例1相同。所生成的合成光通过聚光透镜1102耦合到偏振波保持光纤1103。通过偏振波保持光纤1103传送到光检测单元1104的合成光在通过准直透镜1105被变换为平行光之后入射到干涉光学系统412。之后的结构和功能与实施例1相同，因此省略说明。

在本实施例中，光检测单元1104与光观察单元1101通过偏振波保持光纤1103被连接，因此在对人体等的大的测定对象进行测定的情况下，仅使光观察单元1101接近测定对象409就能够测定，测定变得容易。另外，能够容易地装卸偏振波保持光纤1103，因此例如在光检测单元发生了故障时能够只更换光检测单元，不需要更换装置整体。

〔实施例5〕

图12是表示本发明的其它实施方式的示意图。此外，对与图4所示的构件相同的构件附加相同的标记并省略其说明。

本实施例在信号光的光路中具备由第一和第二校正用透镜1201、1202、校正用电动机1203构成的球面像差校正部1204，在这一点上不同于实施例1。球面像差校正部1204用于对在测定对象内部产生的信号光的球面像差进行校正。具体地说，通过由控制部430控制的校正用电动机1203变更第一校正用透镜1201在光轴方向上的位置，与第二校正用透镜1202的相对位置关系发生变化，由此校正球面像差。在本实施例中，将2片透镜用作球面像差校正的手段，但是也能够使用液晶光学元件等。球面像差校正部1204以外的结构和功能与实施例1相同，因此在此省略说明。

在本实施例中，能够进行球面像差的校正，因此在测定对象的深部也能够抑制因信号的强度降低引起的S/N的劣化以及空间分辨率的降低。因而，能够抑制测定对象物的深部中的像的劣化。

此外，本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了容易理解地说明本发明而详细说明的，未必限定于具备所说明的所有结构。另外，能够使某实施例的结构的一部分置换为其它实施例的结构，另外，还能够对某实施例的结构追加其它实施例的结构。另外，关于各实施例的结构的一部分，能够进行其它结构的追加、删除、置换。

Claims (15)

1.一种光测量装置，其特征在于，具有：

光源，出射激光；

光分支部，将所述激光分支为第1光束和第2光束；

透镜，将所述第1光束作为信号光向测定对象聚光照射；

光反射部，将所述第2光束不向测定对象照射而作为参照光反射；

扫描部，至少在光轴方向上通过至少对所述透镜进行扫描而扫描所述第1光束的聚光位置；

干涉光学系统，将通过测定对象反射或散射的信号光与所述参照光合波，生成相位关系互不相同的三个以上的干涉光；以及

多个光检测器，检测所述干涉光。

2.根据权利要求1所述的光测量装置，其特征在于，

所述透镜具有0.4以上的数值孔径。

3.根据权利要求1所述的光测量装置，其特征在于，

所述激光的相干长度为通过在光轴方向上扫描所述第1光束的聚光位置来产生的信号光的光路长度变化以上。

4.根据权利要求1所述的光测量装置，其特征在于，

所述光反射部的位置在测定过程中被固定。

5.根据权利要求1所述的光测量装置，其特征在于，

所述光检测器的个数为四个，

四个所述光检测器上的所述信号光与所述参照光的干涉相位相互相差约90度的整数倍，

由电流差动型的检测器检测所述信号光与所述参照光的干涉相位相互相差约180度的干涉光的对。

6.根据权利要求1所述的光测量装置，其特征在于，

具有控制所述扫描部的控制部，

所述控制部对所述扫描部进行控制使得在所述光轴方向上反复进行所述第1光束的聚光位置的扫描。

7.根据权利要求6所述的光测量装置，其特征在于，

所述控制部对所述扫描部进行控制使得所述聚光位置超过测定对象的被观察区域而向所述光轴方向折返。

8.根据权利要求6所述的光测量装置，其特征在于，

在所述透镜与测定对象之间设置有罩玻璃，

所述控制部对所述扫描部进行控制使得在所述聚光位置的所述光轴方向的扫描范围内包括所述罩玻璃的表面，

使用来自所述罩玻璃的表面的信号进行观察像的校正。

9.根据权利要求6所述的光测量装置，其特征在于，

在所述聚光位置的在光轴方向上的反复扫描中的折返位置的附近，与所述聚光位置处于所述折返位置的附近以外的区域的情况相比，使所述激光的强度小。

10.根据权利要求6所述的光测量装置，其特征在于，

在所述聚光位置的在光轴方向上的反复扫描中的折返位置的附近，将所述激光的功率设为零。

11.根据权利要求6所述的光测量装置，其特征在于，

所述激光被脉冲调制成与信号获取的定时同步地发光。

12.一种观察单元，其特征在于，具有：

光源，出射激光；

光分支部，将所述激光分支为第1光束和第2光束；

透镜，将所述第1光束作为信号光向测定对象聚光照射；

光反射部，将所述第2光束不向测定对象照射而作为参照光反射；

扫描部，至少在光轴方向上通过至少对所述透镜进行扫描而扫描所述第1光束的聚光位置；

光纤连接部，连接有光纤；以及

光学系统，将通过测定对象反射或散射的信号光与所述参照光合波，使所述信号光与所述参照光被合波而生成的合成光入射到连接于所述光纤连接部的光纤。

13.一种光测量装置，其特征在于，具有：

光源，出射激光；

光分支部，将所述激光分支为第1光束和第2光束；

透镜，将所述第1光束作为信号光向测定对象聚光照射；

光反射部，将所述第2光束不向测定对象照射而作为参照光反射；

扫描部，至少在光轴方向上通过至少对所述透镜进行扫描而扫描所述第1光束的聚光位置；

光路长度调制部，将所述参照光的光路长度以比通过所述第1光束的聚光位置的扫描所产生的信号光的光路长度的变化速度更高的速度调制；以及

光检测器，检测将通过测定对象反射或散射的信号光与所述参照光合波而成的光。

14.根据权利要求13所述的光测量装置，其特征在于，

所述光路长度调制部具备压电元件。

15.一种光测量装置，其特征在于，具有：

光源，出射激光；

光分支部，将所述激光分支为第1光束和第2光束；

透镜，将所述第1光束作为信号光向测定对象聚光照射；

球面像差校正部，配置于所述第1光束的光路中；

光反射部，将所述第2光束不向测定对象照射而作为参照光反射；

扫描部，至少在光轴方向上通过至少对所述透镜进行扫描而扫描所述第1光束的聚光位置；

干涉光学系统，将通过测定对象反射或散射的信号光与所述参照光合波，生成相位关系互不相同的三个以上的干涉光；以及

多个光检测器，检测所述干涉光。