JP2009031156A - 広ダイナミックレンジ・オプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 矩形窓を用いた場合に匹敵する高分解能を有し且つハニング窓を用いた場合に迫る広ダイナミックレンジを備えたＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置を提供することができる。
【解決手段】 本発明は、ＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置の演算制御装置において、矩形窓に匹敵する半値全幅を有し且つハニング窓と同じように余弦関数によって両端がナダラカに零になる両端余弦窓を用いてフーリエ変換を行って、反射率分布を導出する。この両端余弦窓は、両端が余弦関数によってナダラカに零になる一方、両端以外の領域は矩形窓と同様く１である。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、オプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置に関し、特に、窓関数を利用してダイナミックレンジを広くしたオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置に関する。

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光断層撮影技術である。光の干渉現象を利用するので、光の波長に近い高分解能（10μｍ程度）が、OCTでは容易に実現できる。また、断層像撮影のためのプローブが光なので、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特徴を活かして、眼底や前眼部を顕微鏡レベルの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。

ＯＣＴには、実用化済みのＴＤ−ＯＣＴと、研究開発段階のＳＤ−ＯＣＴ及びＯＦＤＲ−ＯＣＴの３方式がある。但し、これらの名称は必ずしも一般化しておらず、夫々の技術はしばしば異なった名称で呼ばれる。

ＴＤ−ＯＣＴとは、タイム・ドメイン・ＯＣＴ（Time Domain OCT）のことであり、最初に開発された方式である。この技術は、スーパー・ルミネッセント・ダイオード（Super Luminescent Diode：SLD）のような広帯域光源を光源として使用し、この広帯域光源の出射光を干渉計に入射させ、その参照ミラーを移動させて断層像を構築することを特徴とする（特許文献１）。

ＳＤ−ＯＣＴとは、スペクトル・ドメイン・ＯＣＴ（Spectral domain OCT）のことであり、比較的古くから研究されている。この技術は、光源として広帯域光源を用いる点ではＴＤ−ＯＣＴと一致する。しかし、干渉計の参照ミラーを固定して断層像を撮影する点でＴＤ−ＯＣＴは相違する。また、ＳＤ−ＯＣＴは、広帯域光源を光源とする干渉計によって発生した干渉光を分光して光スペクトルを計測し、この光スペクトルをデータ処理（フーリエ変換）して断層像を構築する（非特許文献１）。この点でも、データ処理を必要としないＴＤ−ＯＣＴと相違する。

ＯＦＤＲ−ＯＣＴとは、オプティカル・フリーケンシ・ドメイン・リフレクトメトリ-ＯＣＴ（Optical frequency domain reflectometry OCT）のことであり、最近開発された技術である（非特許文献２,３）。

ＯＦＤＲ−ＯＣＴは、干渉計の参照ミラーを固定する点及び干渉光の光スペクトルをデータ処理（フーリエ変換）して断層像を構築する点でＳＤ−ＯＣＴと一致する。しかし、ＯＦＤＲ−ＯＣＴは、広帯域光からなる干渉光を分光して光スペクトルを計測するのではなく、可変波長光源を光源とし、可変波長光源の出射光（可変波長光）の波数を変化させて光スペクトルを計測する点でＳＤ−ＯＣＴと相違する。

上記３種類のＯＣＴには、夫々得失がある。ＴＤ−ＯＣＴは、装置構成が簡単ではあるが、参照ミラーを機械的に移動させて断層像を測定するので、測定の高速化に限界がある。一方、ＳＤ−ＯＣＴ及びＯＦＤＲ−ＯＣＴは、参照ミラーを固定して計測するので高速測定が可能である。ただし、ＳＤ−ＯＣＴには、測定対象が測定中に動いた場合、断層像が不鮮明になり易いという問題がある。このためＯＦＤＲ-ＯＣＴが、現在研究開発の中心になっている。
特許第３７９６５５０号. 特開２００５−１５６５４０号 S.H.Yun, G.J.Tearnery, J.F.de Boer, and B.E.Bouma, OPTICS EXPRESS, Vol.11, p.2977, 2004. T.Amano, H.Hiro-oka, D.Choi, H.Furukawa, F.Kano, M.Takeda, M.Nakanishi, K.Shimizu, and K.Obayashi, Proceeding of SPIE, Vol.5531, p.375, 2004. T.Amano, H.Hiro-oka, D.Choi, H.Furukawa, F.Kano, M.Takeda, M.Nakanishi, K.Shimizu, and K.Obayashi, APPLIED OPTICS, Vol.44, p.808, 2005. 吉國 裕三，「波長可変レーザーの開発動向とそのシステム応用への期待」，応用物理，応用物理学会，２００２年，第７１巻，第１１号，p.１３６２−１３６６. S.H.Yun, C.Boudoux, G.J.Tearney, and B.E.Bouma, Optics Express, No.28, p.1981, 2003.

しかし、ＯＦＤＲ−ＯＣＴには、ダイナミックレンジ（識別可能な信号の最小値と最大値の比率）がＴＤ−ＯＣＴに比べて狭いとい問題点がある。ＴＤ-ＯＣＴのダイナミックレンジは１００ｄＢに及ぶが、ＯＦＤＲ−ＯＣＴのダイナミックレンジは高々５０ｄＢ程度である。このようにダイナミックレンジが狭い原因は、断層像を得るための信号処理過程にその原因がある。以下、その原因について説明する。

まず、本発明に関連するＯＦＤＲ−ＯＣＴの装置構成について説明し、続いてＯＦＤＲ−ＯＣＴの動作と信号処理について説明する。最後に、信号処理の問題点について説明する。

（１）ＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置の構成
図２３は、ＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置（関連技術）の構成を説明する図である。

超周期構造回折格子分布反射型半導体レーザ光発生装置（非特許文献４）のような、出射光の波数を、所定の波数の範囲内で変化させることのできる可変波長光発生装置２の光出射口が、光を測定光と参照光に分割（例えば９０：１０）する方向性結合器からなる光分岐器４の光受入口に光学的に接続されている。光学的接続は、実線で示された光ファイバによって行われる。

測定光を出射する光分岐器４の一方側（分割割合９０％側）の光送出口は、第１のオプティカルサーキュレータ６の光受入口６ａに光学的に接続されている。第１のオプティカルサーキュレータ６の光出射口兼光受入口６ｂは、測定光を測定対象８に照射する共に測定光が測定対象８によって反射又は後方散乱された信号光を捕捉する第１の光照射兼捕捉装置１０に接続されている。第１のオプティカルサーキュレータ６の光出射口６ｃは、方向性結合器（分割比５０：５０）からなる光結合器１２の一方側の光受入口に接続されている。

尚、測定光とは、光分岐器４で分割された可変波長光発生装置２の出射光のうち、測定対象８に照射されるものを言う。また、光分岐器４で分割された可変波長光発生装置２の出射光の他方側は、参照光と呼ばれる。測定光が測定対象８によって後方散乱され、再度干渉計（光分岐器４、光結合器１２、第１及び第２のサーキュレータ６,２０、及び参照ミラー２１からなる光学系）に入射した光は信号光と呼ばれる。

第１の光照射兼捕捉装置１０は、オプティカルサーキュレー６の光出射口兼光受入口６ｂから出射された測定光を平行ビームに整形するコリメートレンズ１４と、この平行ビームを測定対象８に集光するフォーカシングレンズ１６と、測定光を偏向することによって測定対象８の表面で直線状に測定光を走査するガルバノミラー１８とを備えている。

参照光を出射する光分岐器４の他方側（分割割合１０％側）の光送出口は、第２のオプティカルサーキュレータ２０の光受入口２０ａに光学的に接続されている。第２のオプティカルサーキュレータ２０の光出射口兼光受入口２０ｂは、参照ミラー２１に参照光を照射する共に参照ミラー２１によって反射された参照光を捕捉する第２の光照射兼捕捉装置２２に接続されている。参照ミラー２１は、前後に移動可能な支持体に担持され、参照光路３２と試料光路３４の光路長が略等しくなるようにその位置が調整されている。

そして、第２のオプティカルサーキュレータ２０の光出射口２０ｃは、方向性結合器（分割比５０：５０）からなる光結合器１２の他方側の光受入口に光学的に接続されている。従って、光結合器１２は、同一周波数を有する信号光と参照光とを結合し干渉光を出射する。

光結合器１２の一方側及び他方側の光送出口は、量子効率が同一の第１及び第２の光検出装置２４，２６に光学的に接続されている。第１及び第２の光検出装置２４,２６の出力は、差動増幅器２８に電気的に接続されている。

差動増幅器２８の出力部は、反射光又は後方散乱光の深さ方向の強度分布を合成する演算制御装置３０の入力部に図示しないアナログデジタル変換器を介して電気的に接続されている。演算制御装置３０の出力部は、演算結果を表示するモニタやプリンタ等の表示装置（図示せず）の入力部に電気的に接続されている。この演算制御装置３０は、入力された情報に基づいて、可変波長光発生装置２及び第１の光照射兼捕捉装置１０のガルバノミラー１８を制御する。

（２）ＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置の動作
断層像の構築は、以下のように行われる。

演算制御装置３０の指令を受けた可変波長光発生装置２は、波数を、所定の波数の範囲内で、微小波数間隔ずつ逐次変化させながら光を出射する。

可変波長光発生装置２の出射光は、干渉計（光分岐器４、光結合器１２、第１及び第２のサーキュレータ６,２０、及び参照ミラー２１からなる光学系）に入射し、測定光と参照光に分割される。測定光は、測定対象８によって散乱され信号光となる。

同一周波数を有する信号光と参照光は、光結合器１２で結合されて干渉光になる。干渉光の強度は第１及び第２の光検出装置２４,２６で検出され、干渉光に含まれる直流成分（参照光強度と信号光強度の和）が差動増幅器２８によって除去される。その結果、信号光と参照光の干渉に起因する信号（以下、干渉信号電流と呼ぶ）のみが演算制御装置３０に入力される。

演算制御装置３０は、可変波長光発生装置２の出射するレーザ光の波数と、そのレーザ光に対する干渉信号電流の強度を全ての波数に対して記録する。可変波長光発生装置２の波数走査が終わると、演算制御装置３０は記録した干渉信号電流の強度を波数に対してフーリエ変換する。すなわち、演算制御装置３０は、光検出装置２４,２６によって波数毎に測定される干渉光の光強度（干渉信号電流）を、波数に対してフーリエ変換する。フーリエ変換された結果は、測定光が測定対象８によって反射又は後方散乱された位置とその反射光又は後方散乱光の強度の関数になる。

すなわち、演算制御装置３０は、検出器２４,２６によって波数毎に測定される（干渉信号電流が相当する）干渉光の光強度を、波数に対してフーリエ変換して、測定対象８に関する反射率分布を特定する。

更に、演算制御装置３０は、ガルバノミラー１８を制御して、測定光の照射位置を測定対象８の表面で直線に沿って少しずつ移動させながら、後方散乱率分布を計測して行く。

そして、演算制御装置３０は、このようにして測定対象８の表面上の直線に沿って測定した後方散乱率分布を平面上に配列して、測定対象８の断層像を構築する。

（３）ＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置の信号処理
測定対象８は、多数の光反射面（又は後方散乱面；以下、単に反射面と呼ぶ）の集合体と考えることができる。そこで、説明を簡単にするため、一つの反射面からなる測定対象８を例として、ＯＦＤＲ−ＯＣＴにおける信号処理について説明する。

今、測定光の照射方向に沿った位置座標をｚとする。そして、反射率ｒ^２を有する反射面が位置ｚ_０に存在しているとする。尚、試料光路３４の光路長Ｌｓと参照光路３２の光路長Ｌｒが一致する点が、位置座標ｚの原点である。すなわち、図２４のような位置に反射面３６が存在している場合を考える。

ここで、可変波長光発生装置２は、波数間隔δｋで一定強度の光を出射するものとする。また、可変波長光発生装置２が出射する光の波数範囲３８の始点をｋ_ｓ、その終点をｋ_ｅ、その幅をΔｋ（＝ｋ_ｅ-ｋ_ｓ）とする（図２５参照）。従って、可変波長光発生装置２は、波数ｋ_ｉ（＝ｋ_０+δｋ・ｉ）の光を順次出射する（但し、ｋ_０＝ｋｓ−δｋ；ｉ＝１，２，３,・・・,Ｎ；Ｎ＝Δｋ/δｋ+１）。

可変波長光発生装置２が波数ｋ_ｉの光を出射している間、差動増幅器２８は次式で表される干渉信号電流（interference signal current）Ｉ_ｓ,ｉを増幅し（電圧として）出力する。尚、干渉信号電流とは、上述したように、光検出装置２４,２６が検出する光電流のうち直流成分（参照光強度Ｐ_ｒに相当する光電流と信号光強度Ｐ_ｓに相当する光電流の和）を除去したものである。

尚、Ｐ_ｓは信号光の強度である。また、Ｐ_ｒは、参照光の強度である。ここで、測定光の強度をＰ_０とすると、Ｐ_ｓ＝ｒ^２Ｐ_０である（但し、干渉計による光の損失はないものとする。）。また、Ａは差動増幅器２８の増幅率、ηは光検出装置２４,２６の量子効率、ｑは電子の電荷、ｈはプランク定数、νは可変波長光発生装置２の出射する光（可変波長光）の周波数である。

式（１）は、ｚ＝ｚ_０に位置する反射面からの干渉信号電流Ｉ_ｓ,iは、波数ｋに対してｚ_０/πの周波数で振動することを示している。すなわち、干渉信号電流の波数に対する周波数を測定すれば、反射面の位置を知ることできる。

実際の測定対象は多数の反射面によって構成されているので、ＯＦＤＲ−ＯＣＴでは干渉信号電流を波数に対してフーリエ変換して、反射面（又は後方散乱面）の位置と反射光強度（又は後方散乱光強度）を特定している。

なお、干渉信号電流は波数に対して離散的に測定されるので、干渉信号電流は離散フーリエ変換ＤＦＴによって信号処理される。具体的には、次式によってフーリエ余弦変換Ｆ_ｃ（ｚ）とフーリエ正弦変換Ｆ_ｓ（ｚ）を離散的に求め、その絶対値の二乗Ｆ_ｔ（ｚ）^２を求める（非特許文献３）。

ここで、Ｉ（ｋ_ｉ）は、一又は複数の反射面を有する一般的な測定対象に対する干渉信号電流を表すものとする。

以後、特に断らない限りフーリエ変換と言った場合、この絶対値の二乗Ｆ_ｔ（ｚ）^２を求めることを言うものとする。

（４）問題点
フーリエ変換は、任意の関数ｆ（ｘ）を三角関数の線形結合で表すものである。フーリエ変換では、関数ｆ（ｘ）も三角関数も無限区間（-∞,∞）で定義される関数として取り扱われる。

しかし、実際のデータを数値的にフーリエ変換する場合には、無限区間は扱えないので、有限区間[ａ,b]でフーリエ変化を行い区間外は無視することになる。

有限区間で関数ｆ（ｘ）をフーリエ変換した結果は、当然、無限区間で関数ｆ（ｘ）をフーリエ変換した結果とは異なっている。

例えば、図２６（ａ）及び（ｂ）は、一の反射面で構成された測定対象に対する干渉信号電流を表すＩ_ｓ,ｉ（式（１））を有限区間、例えば[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]でフーリエ変換した結果の一例を表したものである。但し、Ｐ_ｒ及びＰ_ｓは定数と仮定した。すなわち、可変波長光発生装置２の出射する光の強度は、波数によらず一定と仮定した。また、ｚ_０＝１．０ｍｍとした。

図２６（ａ）及び（ｂ）の横軸は座標ｚ（測定光の照射方向に沿った位置座標）である。また、縦軸は、干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉを有限区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]でフーリエ変換したデータの絶対値の二乗Ｆ_ｔ（ｚ）^２である。図２６（ａ）の縦軸は線形表示であり、一方図２６（ｂ）の縦軸は対数表示である。ここで、図２６（ａ）は、ｚ＝ｚ_０（＝１．０ｍｍ）の近傍のみを表したものである。一方、図２６（ｂ）は、より広い範囲を表したものである。

比較のため、図２７(ａ)及び（ｂ）に、式（１）で表される干渉信号電流を表すＩ_ｓ,ｉを無限区間でフーリエ変換した結果の一例を示す。

式（１）で表されるＩ_ｓ,ｉ（ｋ_ｉ）を有限区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]でフーリエ変換すると、図２６（ａ）のように反射面の存在する位置ｚ＝ｚ₀（＝１．０ｍｍ）に反射光強度に比例するピーク４０が現れる。この点では、図２７（ａ）に示す無限区間でＩ_ｓ,ｉ（ｋ_ｉ）をフーリエ変換した結果は同じである。

しかし、無限区間でフーリエ変換した場合ｚ＝ｚ_０（＝１．０ｍｍ）に現れるピークの幅は零であるが、有限区間でフーリエ変換した場合、このピークは一定の幅を有する。

更に、図２７（ｂ）に示すように、無限区間でＩ_ｓ,ｉ（ｋ_ｉ）をフーリエ変換して得られる関数Ｆ_ｔ（ｚ）^２は、ｚ＝ｚ_０（＝１．０ｍｍ）以外の点では零である。しかし、有限区間でフーリエ変換した場合、Ｆ_ｔ（ｚ）^２は、ｚ＝ｚ_０（＝１．０ｍｍ）以外の点でも図２６（ｂ）に示すように零にならない。

すなわち、式（１）のような三角関数（すなわち、単一周波数成分からなる関数）を有限区間でフーリエ変換すると、本来は単一であるはずの周波数（位置座標ｚ/π）の幅が広がる。更に、無限区間（-∞,∞）でフーリエ変換した場合にはダイナミックレンジは無限大であるが、有限区間でフーリエ変換した場合にはダイナミックレンジ（ピーク４０の強度とピーク４０から十分に離れた点４４の強度の比）が有限の値になる。

尚、図２６（ｂ）及び図２７（ｂ）には、ｚ＝ｚ_０（＝１．０ｍｍ）以外の点にもピーク４２が現れているが、これは離散フーリエ変換を行うことによって本来の信号（ｚ＝ｚ_０におけるピーク）に付随して表れる信号（折り返し信号）である。

ところで、ＯＦＤＲ−ＯＣＴの分解能は、位置座標（周波数）の広がりによって決定される。また、ＯＦＤＲ−ＯＣＴのダイナミックレンジは、最終的には、上述したフーリエ変換のダイナミックレンジによって決定される。

上記関連技術におけるＯＦＤＲ−ＯＣＴの分解能は１０μｍ前後と、ＴＤ−ＯＣＴの分解能と同程度である。この点では、ＯＦＤＲ−ＯＣＴはＴＤ−ＯＣＴと比肩できる。しかし、ＴＤ−ＯＣＴのダイナミックレンジが１００ｄＢ程度であるに対して、ＯＦＤＲ−ＯＣＴのダイナミックレンジは高々５０ｄＢ程度とかなり狭い。

このように、ＯＦＤＲ−ＯＣＴのダイナミックレンジが狭い理由としては、干渉信号電流に含まれる雑音に起因するバックグラウンド（ピーク４０から十分に離れた点４４の強度）の上昇と、フーリエ変換に起因するバックグラウンドの上昇が考えられる。

図２６（ｂ）に示されているように、式（１）で示される一の反射面からの理論上の干渉信号電流Ｉ_ｓ，ｉをフーリエ変換した信号Ｆ_ｔ（ｚ）^２における、ピーク４０の強度とこのピークから十分離れた点４４での強度比は〜５０ｄＢになる。この値は、実際のＯＦＤＲ−ＯＣＴに於けるダイナミックレンジとよく一致している。

このことは、ＯＦＤＲ−ＯＣＴのダイナミックレンジは、干渉信号電流の雑音ではなく、その信号処理すなわち有限区間で行われるフーリエ変換によって決定されることを示している。

ところで、後述するように、一般的には、有限区間で行われるフーリエ変換の分解能とダイナミックレンジはトレードオフの関係になる。即ち、一方を改善すると他方が劣化する。

そこで、発明の目的は、高い分解能と広いダイナミックレンジの達成を同時に可能する（有限区間における）フーリエ変換を実現し、このようなフーリエ変換を用いて断層像を構築するＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置を提供することである。

（第１の発明）
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、出射光の波数を、所定の波数の範囲内で変化させる可変波長光発生装置と、前記出射光を、測定光と参照光とに分割する光分岐器と、
前記測定光を測定対象に照射すると共に、前記測定光が前記測定対象によって反射又は後方散乱されてなる信号光を捕捉する光照射兼光捕捉装置と、前記信号光と前記参照光とを結合する光結合器と、前記光結合器が出射する干渉光の光強度を測定する光検出装置と、前記光検出装置によって前記波数毎に測定される前記干渉光の前記光強度を、前記波数に対してフーリエ変換し、前記測定対象に於ける、前記測定光の照射方向に対する前記測定光の反射位置又は後方散乱位置と反射光の強度又は後方散乱光の強度とを特定する演算制御装置とを具備するオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置において、前記演算制御装置が、前記干渉光の前記光強度に代え、前記光強度に窓関数を乗じて得られる修正値を、前記波数に対してフーリエ変換する演算制御装置であって、
前記窓関数Ｗ（ｋ）が、式

但し、式中、０＜α＜０．５且つ０＜β＜０．５であり、ｋは前記波数を表し、Δｋは前記所定の波数範囲の幅を表し、ｋ_ｓは前記所定の波数範囲の始点を表し、ｋ_ｅは前記所定の波数範囲の終点を表す、
であることを特徴とする。

（第２の発明）
第１の側面において、前記演算制御装置が、前記修正値を前記波数に対してフーリエ変換して得られる、フーリエ余弦変換とフーリエ正弦変換からなるフーリエ変換データの絶対値の２乗を算出することを特徴とする。

（第３の発明）
第１又は２の側面において、前記演算制御装置が、前記干渉光の前記光強度を、前記波数が同一の前記出射光の強度で除して規格化光強度を算出し、前記干渉光の前記光強度に代え、前記規格化光強度に前記窓関数を乗じて得られる修正値を、前記波数に対してフーリエ変換する演算制御装置であることを特徴とする。

（第４の発明）
第１乃至３の側面において、前記α及び前記βが、０．０２以上且つ０．１２以下であることを
特徴とする。

（第５の発明）
第１乃至４の側面において、前記可変波長光発生装置が、波数を階段状に変化させることを特徴とする。

（第６の発明）
第１乃至４の側面において、前記可変波長光発生装置が、波数を連続的に変化させることを特徴とする。

本発明では、波数に対して後述する矩形窓に匹敵する広い半値全幅を有し、同じく波数に対して後述するハニング窓と同じように余弦関数によって両端がナダラカに零になる窓関数を用いて、干渉信号電流をフーリエ変換する。従って、本発明によれば、矩形窓を用いた場合に匹敵する高分解能を有し、且つハニング窓を用いた場合に迫る広ダイナミックレンジを備えたＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置を提供することができる。

以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。なお、図面が異なっても対応する部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施の形態におけるオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置によれば、両端が余弦関数からなる窓関数（両端余弦窓）を干渉光の強度に乗じてフーリエ変換を行うので、分解能を低化させることなく、ＯＦＤＲ−ＯＣＴのダイナミックレンジを広くすることができる。更に、ハニング窓を用いた場合と同程度の広いダイナミックレンジを保持しつつ、分解能を高くすることができる。

（１）実施の形態例１
（ｉ）構成
本実施の形態例１は、両端余弦窓を干渉光強度に乗じてフーリエ変換を行う演算制御装置３０を備えたＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置に係るものである。

本実施の形態に係るＯＦＤＲ−ＯＣＴの装置の構成は、基本的には図２３に示すＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置（関連技術）と同じである。但し、演算制御装置３０が、光検出装置２４,２６によって検出される干渉光の光強度に、両端が余弦関数によってナダラカに零になる窓関数を乗じてフーリエ変換を行う点で相違する。

図１は、本実施の形態例に係るＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置の構成を説明する図である。

本実施の形態例に係るＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置５０は、出射光の波数を、所定の波数の範囲内で変化させる可変波長光発生装置２を有している。

また、ＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置５０は、可変波長光発生装置２の出射光を、測定光と参照光とに分割する光分岐器４を有している。

また、ＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置５０は、測定光を測定対象８に照射すると共に、測定光が測定対象８によって反射又は後方散乱されてなる信号光を捕捉する光照射兼光捕捉装置１０を有している。

また、ＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置５０は、信号光と参照光とを結合する光結合器１２を有している。

また、ＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置５０は、光結合器１２が出射する干渉光の光強度を測定する光検出装置２４,２６を有している。

そして、ＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置５０は、光検出装置２４,２６によって波数毎に測定される干渉光の光強度を、波数に対してフーリエ変換して、測定対象８に於ける、測定光の照射方向に対する測定光の反射位置（又は後方散乱位置）と反射光の強度（又は後方散乱光）の強度とを特定する演算制御装置３０を具備している。

但し、演算制御装置３０は、干渉光の光強度を単にフーリエ変換するのではなく、光検出装置２４,２６によって波数毎に測定される干渉光の光強度に、下記窓関数Ｗ（ｋ）を乗じて得られる修正値を、波数に対してフーリエ変換する。

ここで、窓関数Ｗ（ｋ）は、次式で表される。

但し、式中、０＜α＜０．５且つ０＜β＜０．５であり、ｋは上記波数を表し、Δｋは上記所定の波数範囲の幅を表し、ｋ_ｓは上記所定の波数範囲の始点を表し、ｋ_ｅは上記所定の波数範囲の終点を表す。

式（３）で表される窓関数を、以後両端余弦窓と呼ぶ。

図２は、この両端余弦窓５２の一例を波数に対して示した図である。図２から明らかなように、両端余弦窓は、矩形窓５４（有限区間[ｋ_ｓ,ｋ_ｅ]内では１、その外で０）の両端が余弦関数によってナダラカに零になる関数である。

このような構成により、本実施の形態例に係るＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置は、計測される反射率分布の分解能を劣化させることなく、そのダイナミックレンジを広くすることができる。

（ｉｉ）原理
次に、式（３）で表される両端余弦窓を用いることによって、分解能を低化させずにダイナミックレンジを広くすることができる理由について説明する。

（ａ）窓関数
上述した関連技術では、干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉを有限な波数区間[ｋ_ｓ,ｋ_ｅ]でフーリエ変換する。

干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉは特定の波数区間[ｋ_ｓ,ｋ_ｅ]だけで発生するものではなく、本来は無限の波数区間（-∞,∞）のどこでも発生し得るものである。しかし、実際には、可変波長光発生装置２が出射する光の波数範囲が限られている等の理由により、特定の有限波数区間[ｋ_ｓ,ｋ_ｅ]でしか干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉが得られない。このため、干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉのフーリエ変換は、特定の有限波数区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]で行われる。

このように有限波数区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]でフーリエ変換することは、無限波数区間（-∞,∞）で計測した本来の干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉに、有限波数区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]内では１であり有限波数区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]の外では０となる関数を乗じてからフーリエ変換することに等しい。

フーリエ変換される関数（例えば、干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉ）に乗ぜられる関数としては、ある有限区間[ａ,ｂ]の外で０となる関数であれば他の関数あってもよい。このような関数は、窓関数と呼ばれている。窓関数としては、今日まで色々なものが提案されている。

例えば、有限区間[ｋ_ｓ,ｋ_ｅ]では１でありその外では０となる上記窓関数は、矩形窓と呼ばれている。矩形窓以外にも、窓関数には、ガウス窓やハニング窓等がある。

上記関連技術に係るＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置は、矩形窓を用いて（すなわち、乗じて）干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉをフーリエ変換するものと考えることができる。そして、ダイナミックレンジが狭いという、関連技術に係るＯＦＤＲ−ＯＣＴの問題点は、まさしく矩形窓を用いたフーリエ変換の問題点に他ならない。

矩形窓以外の窓関数を用いれば、ダイナミックレンジを広くすることも可能である。しかし、ダイナミックレンジと分解能はトレードオフの関係にあり、他の窓関数を用いると分解能が低化してしまう。

本実施の形態例では、窓関数として最も広く用いられているハニング窓を改良した新しい窓関数（両端余弦窓）を用いて、高い分解能と広いダイナミックレンジの達成を同時に可能とする（有限区間における）フーリエ変換を実現し、このようなフーリエ変換を用いて断層像を構築するＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置を開示する。

（ｂ）矩形窓とハニング窓
（ｂ１）矩形窓
図３は、式（１）で表されるような単一周波数成分ｚ_０/πで振動する関数に矩形窓を乗じてからフーリエ変換した場合に得られるスペクトルの概略を表した図である。横軸は位置座標ｚ（周波数に相当する）であり、縦軸は夫々の周波数（位置座標）における周波数成分の強度（離散フーリエ変換の絶対値の二乗Ｆ_ｔ（ｚ）^２）である。但し、縦軸は、周波数成分の強度の対数をとって、更に１０を乗じた値である（即ち、デシベルである。）。尚、縦軸は、メインピーク５８の高さで規格されている（即ち、メインピーク５８で０ｄＢ）。

図３に示すように、矩形窓を用いてフーリエ変換をすると、上記単一周波数ｚ_０/πに相当する位置座標ｚ_０に大きなメインピーク５８が現れる。更に、メインピーク５８の両側には、多数の小さな山（サイドロブ５９）が発生する。

メインピーク５８の裾野にサイドロブが形成さえる理由は、離散フーリエ変換を行うからである。しかし、離散フーリエ変換でなく、有限区間で通常のフーリエ変換を行っても、メインピーク５８は有限の幅と裾野を備えた関数になる。すなわち、有限区間でフーリエ変換を行う限り、ダイナミックレンジは有限の値になり、分解能は０にはならない。

このメインピークの半値全幅５６が分解能であり、メインピークから十分離れた位置（サイド・ロブの高さが最小になる位置）に於けるサイド・ロブの高さとメインピークの高さの比がダイナミックレンジの理論値である。

このような一定の幅を備えたメインピークとサイド・ロブは、他の窓関数を用いても発生する。どのような窓関数を用いるかによって、分解能とダイナミックレンジの広さが決まる。そして両者は、トレードオフの関係にある。

尚、図２８は、下記式（４）で表される干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉをフーリエ変換したスペクトルである。ｚを１０ｍｍ/１０２４づつ増加させながらフーリエ変換を実行したので、図３のようにピーク間の谷は十分には落ちきってはいない。

図４は、関連技術に於けるＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置で干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉに乗じられていると見做される矩形窓の一例を示す図である。横軸は波数であり、縦軸は窓関数の値である。この窓関数は、有限波数区間[１．６×１０^６π ｍ^-1,１．７×１０^６π ｍ^-1]で１になり、この区間の外で０になる。尚、この有限区間の始点の正確な値は１．６×１０^６π+１００π ｍ^-1であり、終点の正確な値は１．６×１０^６π+１００π×１０２４ ｍ^-1である。また、フーリエ変換（離散フーリエ変換）を行う波数間隔δｋは、１００π ｍ^-1である。

図５は、次式で表される干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉに、図４に示す矩形窓を乗じてフーリエ変換した例である。縦軸は、フーリエ変換の絶対値の二乗Ｆ_ｔ（ｚ）^２（ｄＢ）である。横軸は、位置座標ｚである。

図５の横軸の始点は０ｍｍであり、終点は１０ｍｍである。図５には、区間［０ ｍｍ,１０ ｍｍ］だけを示してある。この範囲の外では、図５に示したスペクトルと同じスペクトルが１０ｍｍの周期で繰り返される。この周期Ｌは、離散フーリエ変換に於ける波数間隔δｋに反比例し次式で表される。

上記区間［０ ｍｍ,１０ ｍｍ］の中央６２を中心として、メインピーク５８とは対称な位置にも同じ形のピーク６０が現れている。これは、メインピークに付随して現れる折り返しピークである。尚、パワー密度（Ｆ_ｔ（ｚ）^２）は、図３に示したようにサイドロブ５９の間で一旦零になる。しかし、図面が見にくくならないよう、図５では、サイドロブ５９とメインピーク５９の頂上だけをプロットしてある。

図５から明らかなように、サイドローブの高さは、区間［０ ｍｍ,１０ ｍｍ］の中央６２で最も低くなっている。従って、ダイナミックレンジは、この点に於けるサイドロブの高さとメインピークの高さの比になる。図５の例では、ダイナミックレンジは５２ｄＢである。

図６は、メインピークの近傍を線形プロットで示した図である。この図からメインピークの幅６４（半値全幅）すなわち分解能が分かる。図６の例では、分解能は８．４μｍである。

（ｂ２）ハニング窓
ハニング窓は、ダイナミックレンジを広くするために有効な窓関数である。このため、最もよく用いられる窓関数である。

波数区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]に対するハニング窓Ｗ_ｈ（ｋ）は、次式で表される。尚、Δｋ＝ｋ_ｅ-ｋ_ｓである。

図７は、このハニング窓Ｗ_ｈ（ｋ）を表した図である。ここでフーリエ変換区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]は、図４の矩形窓と同じである。即ち、ｋ_ｓ＝１．６×１０^６π+１００π ｍ^-1であり、ｋ_ｅ＝１．６×１０^６π+１００π×１０２４ｍ^-1である。また、Δｋ＝１０２４×１００πｍ^-1である。尚、縦軸及び横軸は、図４と同じである。

図８は、このハニング窓Ｗ_ｈ（ｋ）を用いて、式（４）で表される干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉをフーリエ変換（離散フーリエ変換）して得た信号である。縦軸及び横軸は、図５と同じである。図９は、図８のメインピーク５８の近傍を線形プロットで示した図である。

図８では、図５と同様、メインピーク５８とサイドロブの頂上だけをプロットしてある。図５に示す矩形窓をフーリエ変換した場合と同様、サイドロブの高さは位置座標ｚの中央６２で最低となる。しかし、その値は、矩形窓の場合より１００ｄＢ以上低い。図８に示した例では、ダイナミックレンジは１６３ｄＢに及ぶ。

しかし、メインピーク５８の近傍を線形表示で示す図９から明らかなように、メインピークの幅６４（半値全幅）すなわち分解能は、１４．３μｍと矩形窓を用いた場合の分解能８．４μｍより５．９μｍ（約７０％）も大きくなっている。

（ｃ）両端余弦窓
以上、説明したように、ハニング窓を用いると矩形窓を用いた場合に比べて、ダイナミックレンジは格段に向上する。一方、ハニング窓を用いると分解能が、矩形窓を用いた場合より大きくなってしまう。

矩形窓でダイナミックレンジが狭くなる理由は、有限区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]の両端で急激に窓関数が１から０になるからである。これに対して、ハニング窓は、図７に示すように、有限区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]の両端が余弦関数によってナダラカに０になっている。このため、ハニング窓のダイナミックレンジは広くなる。

一方、本発明者が種々の窓関数について検討したところによると、フーリエ変換して得られるピークの分解能は、窓関数の幅６６に略反比例する。従って、窓の幅６６が最大になる矩形窓で、分解能が最高になる。一方、幅６６の狭いハニング窓では、分解能が低下する（図６及ぶ図９参照）。

このような知見に基づいて、本発明者は、フーリエ変換を実行する区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]の両端は、ハニング窓と同じように余弦関数によってナダラカに０になり、且つ窓の幅を矩形窓と略同じにすることのできる上記両端窓関数Ｗ（ｋ）（式（３）参照）を発明した。

図１０は、この両端余弦窓を表した図である。両端余弦窓５２では、フーリエ変換を実行する区間（以下、フーリエ変換区間６８と呼ぶ）の両端７０が、ハニング窓と同じように余弦関数によってナダラカに０になる。一方、両端を除くフーリエ変換区間７２は、矩形窓と同じく１になる。従って、両端余弦窓５２によれば、ダイナミックレンジを広くし且つ高分解能を実現することができる。

図１０に示す両端余弦窓５２のパラメータα及びβは、共に５０/１０２４（＝４．８％）である。また、フーリエ変換区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]は、図４の矩形窓と同じである。即ち、ｋ_ｓ＝１．６×１０^６π+１００π ｍ^-1であり、ｋ_ｅ＝１．６×１０^６π+１００π×１０２４ｍ^-1である。また、Δｋ＝１０２４×１００πｍ^-1である。尚、縦軸及び横軸は、図４と同じである。

図１１は、この両端窓関数Ｗ（ｋ）を用いて、式（４）で表される干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉをフーリエ変換（離散フーリエ変換）して得た信号である。縦軸及び横軸は、図５と同じである。図１２は、このメインピーク５８の近傍を線形プロットで示した図である。縦軸及び横軸は、図６と同じである。

図１１は、９．８μｍ（＝１０ｍｍ/１０２４）毎に、フーリエ変換の信号（Ｆ_ｔ（ｚ）^２）をプロットした点を曲線で結んだ図である。図１１から明らかように、サイドロブの高さは位置座標ｚの中央６２で最低となる。しかし、その値は、矩形窓の場合（図５参照）より８０ｄＢ以上低い。すなわち、図１１に示した例では、ダイナミックレンジは１２８ｄＢに及ぶ。この値は、ハニング窓を用いた場合よりは狭いが、ＴＤ−ＯＣＴのダイナミックレンジ１００ｄＢより３０ｄＢ近くも広い。従って、当然、この値は、矩形窓を用いた場合より格段に広い。

更に、図１２に示すように、メインピークの幅６４（半値全幅）すなわち分解能は、８．６μｍと矩形窓を用いた場合の分解能８．４μｍと殆ど変わらない。

即ち、両端余弦窓を用いる本実施の形態例では、分解能は矩形窓を用いる場合（関連技術）と殆ど同じであり、一方ダイナミックレンジはハニング窓を用いる場合に迫るほど広くなる。

（ｉｉｉ）効果
（ａ）α＝βの場合
図１３は、パラメータαとβが等しい場合に、これらの値γ（＝α＝β）に対して、分解能とダイナミックレンジがどのように変わるかを示したものである。干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉ、フーリエ変換区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]、及びフーリエ変換を行う波数間隔δｋは、図１１及び図１２に示した例と同じである。

横軸は、フーリエ変換後の信号のダイナミックレンジであり、縦軸はその分解能である。図中に描いた曲線７４は、両側余弦窓に対するダイナミックレンジと分解能を表す曲線である。この曲線の左端７６は、矩形窓を用いた場合のダイナミックレンジ及び分解能を表すプロット「□」に一致している。一方、右端７８は、ハニング窓を用いた場合のダイナミックレンジ及び分解能を表すプロット「○」に一致している。また、両端以外のプロット「●」は、夫々、γ＝０．００２, ０．００５， ０．０１， ０．０５，０．１， ０．１２， ０．４９の各値に於けるダイナミックレンジと分解能を示している。

曲線７４は二つの領域からなっている。

第１の領域ａは、０＜γ≦０．１２の領域である。この領域では、矩形窓と同程度の高分解を保ったまま、僅かなγの増加でダイナミックレンジが急速に広くなるという効果が奏される。

第２の領域ｂは、０．１２＜γ＜０．５の領域である。この領域では、ハニング窓と同程度の広いダイナミックレンジを保ったまま、僅かなγの減少で分解能が急速に高くなるという効果が奏される。

尚、参考として、ガウス窓を用いたフーリエ変換によって得られる信号（Ｆ_ｔ（ｚ）^２）のダイナミックレンジ及び分解能を、図１３に示す。ガウス窓は次式で表され、フーリエ変換後のダイナミックレンジ及び分解能は破線８０のようになる。

ここで、σはガウス窓の幅を表すパラメータである。

この曲線８０上のプロット「▲」は、σを１００πで規格した値Σ（＝σ/１００π）が、１０２４、５００、３００、及び２００の場合のダイナミックレンジと分解能を表している。

Σ＝１０２４の場合には、ダイナミックレンジ及び分解能が矩形窓「□」と殆ど一致している。Σが小さくなるに従って、ダイナミックレンジは次第に広くなる。しかし、分解能が急激に低化してしまう。干渉信号電流の関数形が完全なガウス関数である場合には、ダイナミックレンジは最も広くなる。このため、ガウス関数は窓関数として好ましいようにも思われる。しかし、ガウス窓は完全なガウス関数ではなく、フーリエ変換区間の両端で突然零になる。この不連続性によってダイナミックレンジが狭くなるので、ガウス窓は窓関数には適していない。

（ｂ）αとβが独立の場合
図１４は、α及ぶβが独立に変化した場合の分解能を表した図である。図１５は、α及ぶβが独立に変化した場合のダイナミックレンジを表した図である。横軸は、図１４及び図１５共にαを対数表示したものである。図１４の縦軸は分解能（線形表示）である。一方、図１５の縦軸は、ダイナミックレンジ（対数表示）である。

図１４及び図１５には、分解能及びダイナミックレンジを表す曲線がβをパラメータとして示されている。図１４及び図１５には、式（４）で表される干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉに矩形窓及びハニング窓を作用させた場合の分解能とダイナミックレンジが夫々破線で示されている。

図１４及び図１５に示された領域８２は、０＜α＜０．５且つ０＜β＜０．５である両側余弦窓を式（４）で表される干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉに乗じた後、フーリエ変換して得られる信号（Ｆ_ｔ（ｚ）^２）の分解能とダイナミックレンジである。

図１４及び図１５から明らかなように、この領域８２では、分解能及びダイナミックレンジとも矩形窓とハニング窓の間にある。すなわち、両側余弦窓を乗じてフーリエ変換すると、その結果得られる信号（Ｆ_ｔ（ｚ）^２）は、ダイナミックレンジは矩形窓より広く、分解能はハニングの窓より高くなる。

ところで、領域８２は、４つの領域に分けることができる。第１の領域Iは、０＜α≦０．１２且つ０＜β≦０．１２の領域である。尚、図１４及び図１５には、α＝βの場合を示す曲線８４を破線で示した。図１４から明らかように、この領域Iでは、分解能は、矩形窓を用いた場合と同程度に高い。一方、ダイナミックレンジは、例えば図１５のβ＝０．１２に対する曲線を見れば明らかように、α又はβの僅かな増加で急激に広くなる（効果１）。

第２の領域IIは、０．１２＜α＜０．５且つ０．１２＜β＜０．５の領域である。この領域IIでは、ハニング窓と同程度の広いダイナミックレンジを保ったまま、僅かなα又はβの減少で分解能が急速に高くなる（効果２）。

第３の領域IIIは、０＜α≦０．１２且つ０．１２＜β≦０．５の領域である。また、第４の領域IVは、０．１２＜α≦０．５且つ０＜β≦０．１２の領域である。

第１及ぶ第２の領域I，IIでは、α≒βである。しかし、第３の領域III及び第４の領域IVでは、α＜β又はα＞βである。すなわち、第３及び第４の領域では、両端余弦窓の右端８６及び左端８８の非対称性が大きくなっている。

第３び第４の領域に於ける効果は、第１及ぶ第２の領域ほど顕著ではない。しかし、第３の領域では、αの増加に対して第１の領域と同様ダイナミックレンジが拡大する。一方、第４の領域では、αの減少に対して分解能が高くなる（効果２）を奏する。尚、第３の領域では、βの減少に対して分解能が高くなる。第４の領域では、βの増加に対してダイナミックレンジが広くなるに類似した効果が奏される。

（２）実施の形態例２
本実施の形態例は、実施の形態例１のオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置において、パラメータα及びβを、０．００２以上且つ０．１２以下（又は０．００５以上且つ０．０５以下）としたオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置に係るものである。

図１６及び図１７は、０．００２＜α≦０．１２且つ０．００２＜β≦０．１２の場合に於ける分解能とダイナミックレンジを夫々示したものである。干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉ、フーリエ変換区間[ｋ_ｓ, ｋ_ｅ]、及びフーリエ変換を行う波数間隔δｋは、実施の形態例１と同じである。

図１６及び図１７に示された例は、図１４及び図１５の第１の領域Iを、狭くした領域である。従って、第１の領域Iの領域と同じ効果（分解能は矩形窓を用いた場合と同程度に高く一方、ダイナミックレンジはα又はβの僅かな増加で急激に広くなる）を奏するが、第１の領域Iよりα及びβが狭い。このような範囲（０．００２＜α≦０．１２且つ０．００２＜β≦０．１２）は、実施の形態例１の範囲より好ましい。

図１８及び図１９は、０．００５＜α≦０．０５且つ０．００５＜β≦０．０５の場合に於ける分解能とダイナミックレンジを示したものである。図１８及び図１９に示された例は、図１６及び図１７に示されたα及びβの範囲を、更に狭くした例である。

図１８及び図１９に示された範囲（０．００５＜α≦０．０５且つ０．００５＜β≦０．０５）は、図１６及び図１７に示された範囲（０．００２＜α≦０．１２且つ０．００２＜β≦０．１２）より更に好ましい。

（３）変形例
以上の例では、演算制御装置３０は、干渉信号電流Ｉ（ｋ_ｉ）に両端窓関数を乗じて離散フーリエ変換し得られた信号の絶対値の二乗Ｆ_ｔ（ｚ）^２を求める。しかし、必ずしも、Ｆ_ｔ（ｚ）^２を求める必要はない。

演算制御装置３０は、干渉信号電流Ｉ（ｋ_ｉ）（干渉光の光強度に相当する）に両端窓関数を乗じて得られる修正値を、フーリエ変換するものであればよい。

例えば、演算制御装置３０は、干渉信号電流Ｉ（ｋ_ｉ）に両端窓関数を乗じて得られる修正値をフーリエ変換して得られたフーリエ余弦変換Ｆ_ｃ（ｚ）（又は、フーリエ正弦変換Ｆ_ｓ（ｚ））の包落線を検出するものであってもよい。

フーリエ余弦変換Ｆ_ｃ（ｚ）（又は、フーリエ正弦変換Ｆ_ｓ（ｚ））は、測定に用いた可変波長光発生装置３０の出射する光の波数（正確には、波数範囲の中央値）の２倍の周期で激しく振動する。そして、その包落線はフーリエ変換の絶対値Ｆ_ｔ（ｚ）になっている（特許文献２）。

従って、フーリエ余弦変換Ｆ_ｃ（ｚ）（又は、フーリエ正弦変換Ｆ_ｓ（ｚ））の包落線を検出すれば反射率分布を得ることができる。

本実施例におけるオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置は、出射光の波数を階段状に変化させる可変波長光発生装置２と、両端余弦窓を干渉光強度に乗じてフーリエ変換を行う演算制御装置３０を備えたＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置に係るものである。

（１）装置構成
図１は、本実施例に係るＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置５０の構成を説明する図である。

本実施例に係るＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置５０の構成は、実施の形態例１で述べたＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置５０と同じである。以下、装置構成を実施の形態例１より詳しく説明する。

超周期構造回折格子分布反射型半導体レーザ光発生装置（非特許文献４）のような、出射光の波数を、所定の波数の範囲内で変化させることのできる可変波長光発生装置２の光出射口が、光を測定光と参照光に分割（例えば９０：１０）する方向性結合器からなる光分岐器４の光受入口に光学的に接続されている。光学的接続は、実線で示された光ファイバによって行われる。

ここで、可変波長光発生装置２は、出射光の波数を図２０のように階段状に変化させる。図２０の横軸は時間であり、縦軸は波数である。出射光の波数は、１．６００１×１０^６π ｍ^-1に始まり１．７０２４×１０^６π ｍ^-1で終わる。波数間隔δｋは、１００πｍ^-1である。可変波長光発生装置２は、出射光の波数を５００ｎｓ保持し、その後即座に出射光の波数を次の値に切換える。本実施例では、可変波長光発生装置２が出射する波数は、全部で１０２４通りである。従って、全ての光を出射するために要する時間は、５１２μｓである。また、出射光の強度は、波数に依らず一定に制御されている。

測定光を出射する光分岐器４の一方側（分割割合９０％側）の光送出口は、第１のオプティカルサーキュレータ６の光受入口６ａに光学的に接続されている。第１のオプティカルサーキュレータ６の光出射口兼光受入口６ｂは、測定光を測定対象８に照射する共に測定光が測定対象８によって反射又は後方散乱されてなる信号光を捕捉する第１の光照射兼捕捉装置１０に接続されている。第１のオプティカルサーキュレータ６の光出射口６ｃは、方向性結合器（分割比５０：５０）からなる光結合器１２の一方側の光受入口に接続されている。

尚、測定光とは、光分岐器４で分割された可変波長光発生装置２の出射光のうち、測定対象８に照射されるものを言う。また、光分岐器４で分割された可変波長光発生装置２の出射光の他方側は、参照光と呼ばれる。測定光が測定対象８によって反射又は後方散乱され、再度干渉計（光分岐器４、光結合器１２、第１及び第２のサーキュレータ６,２０、及び参照ミラー２１からなる光学系）に入射した光は信号光と呼ばれる。

第１の光照射兼捕捉装置１０は、オプティカルサーキュレー６の光出射口兼光受入口６ｂから出射された測定光を平行ビームに整形するコリメートレンズ１４と、この平行ビームを測定対象８に集光するフォーカシングレンズ１６と、測定光を偏向することによって測定対象８の表面で直線状に測定光を走査するガルバノミラー１８とを備えている。

参照光を出射する光分岐器４の他方側（分割割合１０％側）の光送出口は、第２のオプティカルサーキュレータ２０の光受入口２０ａに光学的に接続されている。第２のオプティカルサーキュレータ２０の光出射口兼光受入口２０ｂは、参照ミラー２１に参照光を照射する共に参照ミラー２１によって反射された参照光を捕捉する第２の光照射兼捕捉装置２２に接続されている。参照ミラー２１は、前後に移動可能な支持体に担持され、参照光路３２と試料光路３４の光路長が略等しくなるようにその位置が調整されている。

そして、第２のオプティカルサーキュレータ２０の光出射口２０ｃは、方向性結合器（分割比５０：５０）からなる光結合器１２の他方側の光受入口に光学的に接続されている。従って、光結合器１２は、同一周波数を有する信号光と参照光とを結合し干渉光を出射する。

光結合器１２の一方側及び他方側の光送出口は、量子効率が同一の第１及び第２の光検出装置２４，２６に光学的に接続されている。第１及び第２の光検出装置２４,２６の出力は、差動増幅器２８に電気的に接続されている。

差動増幅器２８の出力部は、反射光又は後方散乱光の深さ方向の強度分布（反射率分布又は後方散乱率分布に相当する；以後、反射率分布（reflectivity profile）と呼ぶ）を合成する演算制御装置３０の入力部に図示しないアナログデジタル変換器を介して電気的に接続されている。

演算制御装置３０の出力部は、演算結果を表示するモニタやプリンタ等の表示装置（図示せず）の入力部に電気的に接続されている。この演算制御装置３０は、入力された情報に基づいて可変波長光発生装置２及び第１の光照射兼捕捉装置１０のガルバノミラー１８を制御する。

（２）動作
断層像の構築は、演算制御装置３０によって以下のように行われる。

演算制御装置３０の指令を受けた可変波長光発生装置２は、波数(＝２π/波長)を、所定の波数の範囲内［１．６００１×１０^６π ｍ^-1, １．７０２４×１０^６π ｍ^-1］で微小波数間隔δｋ（＝１００π）ずつ変化させながらレーザ光を出射する。各波数の保持時間は、５００ｎｓである。また、可変波長光発生装置２の出射する光の強度は波数に依らず一定である。

可変波長光発生装置２の出射光は、干渉計（光分岐器４、光結合器１２、第１及び第２のサーキュレータ６,２０、及び参照ミラー２１からなる光学系）に入射し、測定光と参照光に分割される。測定光は、測定対象８によって反射または散乱され信号光となる。

同一周波数を有する信号光と参照光は、光結合器１２で結合されて干渉光になる。干渉光の強度は第１及び第２の光検出装置２４,２６で検出され、干渉光に含まれる直流成分（参照光強度と信号光強度の和）が差動増幅器２８によって除去される。その結果、干渉成分（以下、干渉信号電流と呼ぶ）のみが演算制御装置３０に入力される。

演算制御装置３０は、可変波長光発生装置２の出射するレーザ光の波数と、そのレーザ光に対する干渉信号電流の強度を全ての波数に対して記録する。可変波長光発生装置２の波数走査が終わると、演算制御装置３０は記録した干渉信号電流の強度を波数に対してフーリエ変換する（式（２）参照）。すなわち、演算制御装置３０は、光検出装置２４,２６によって波数毎に測定される干渉信号電流の強度（干渉光の光強度に相当する）を、波数に対してフーリエ変換する。干渉信号電流をフーリエ変換して得られる信号（Ｆ_ｔ（ｚ）^２）は、測定光が測定対象８によって反射又は後方散乱された位置とその反射光又は後方散乱光の強度の関数になる。尚、信号処理する波数の総数は、１０２４（＝（１．７０２４×１０^６π-１．６００１×１０^６π）/１００π）である。

但し、演算制御装置３０は、干渉光の光強度を単にフーリエ変換するのではなく、光検出装置２４,２６によって波数毎に測定される干渉光の光強度（干渉信号電流）に、図１０に示すような下記両端余弦窓Ｗ（ｋ）を乗じて得られる修正値を、波数に対してフーリエ変換する。

ここで、窓関数Ｗ（ｋ）は、次式で表される。

但し、式中ｋは波数を表し、Δｋは上記所定の波数範囲の幅を表し、ｋ_ｓは所定の波数範囲の始点（すなわち、１．６００１×１０^６π ｍ^-1）を表し、ｋ_ｅは上記所定の波数範囲の終点（すなわち、１．７０２４×１０^６π ｍ^-1）を表す。また、α＝β＝５０/１０２４（＝４．８％）である。

図１１（縦軸対数表示）及び図１２（縦軸線形表示）は、位置座標ｚ＝１．０ｍｍに配置されたミラーによって生じる干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉ（式（４））に、上記両端余弦窓を乗じてフーリエ変換して得た信号（Ｆ_ｔ（ｚ）^２）を示したものである。

一方、両端余弦窓を用いない場合（すなわち、図４のような矩形窓を用いる場合）には、干渉信号電流Ｉ_ｓ,ｉをフーリエ変換して得られる信号（Ｆ_ｔ（ｚ）^２）は、図５（縦軸対数表示）及び図６（縦軸線形表示）のようになる。

両端余弦窓を用いた場合のダイナミックレンジは、１２８ｄＢである。これに対して、両端余弦窓を用いない場合（矩形窓を用いる場合）のダイナミックレンジ５２ｄＢである。すなわち、両端窓関数を用いることによって、ダイナミックレンジは顕著に広くなる。この点、図１１と図５を比較すると明白である。

一方、両端余弦窓を用いた場合の分解能は８．６μｍである。これに対して、両端余弦窓を用いない場合（矩形窓を用いる場合）の分解能は８．４μｍである。すなわち、両端余弦窓を用いた場合と用いない場合で、分解能に差は殆ど存在しない。この点は、図１２と図６を比較すると明らかである。

このように、本実施例に係るＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置を用いると、計測される反射率分布の分解能を低下させることなく、ダイナミックレンジを広くすることができる。

（変形例）
尚、本実施例では、方向性結合器からなる光結合器１２が出射する干渉光の光強度から、差動増幅器１８によって直流成分を除去した後に、両端余弦窓を用いて干渉光の光強度（すなわち、干渉信号電流）をフーリエ変換にしている。しかし、必ずしも直流成分を除去する必要はなく、干渉光の光強度を、両端余弦窓を用いて直接フーリエ変換にしてもよい。

本実施例におけるオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置は、可変波長光発生装置２の出射光の強度で干渉光の強度を除して当該出射光の強度の変動（波数に対する変動）を補正してから、両端余弦窓をこの補正値に乗じてフーリエ変換を行う演算制御装置３０を有するＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置に係る。

(１）装置構成
図２１は、本実施例に於けるＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置の構成を説明する図である。

本実施例に於けるＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置は、基本的には実施例１に於けるＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置と同じである。ただし、出射光の波数を階段状に変化させる可変波長光発生装置２に代えて、出射光の波数を連続的に変化させるスウェップトレーザ（非特許文献５）からなる可変波長光発生装置９２を用いる。更に、可変波長光発生装置９２の光出射口は、方向性結合器からなる第２の分岐器９４（分割比９０：１０）の光受入口に接続されている。

第２の光分岐器９４の一方側（分割割合９０％）の光送出口は、光を測定光と参照光に分割（分割比９０：１０）する方向性結合器からなる第１の光分岐器４の光受入口に接続されている。

一方、第２の光分岐器９４の他方側（分割割合１０％）の光送出口は、第３の光検出装置９６に光学的に接続されている。第３の光検出装置９６の出力は、反射率分布（reflectivity profile）を合成する演算制御装置３０の入力部に図示しない第１のアナログデジタル変換器を介して電気的に接続されている。ここで、第２のアナログデジタル変換器は、一定の時間間隔Δｔ毎に、第３の光検出装置９６の出力を平均化しその後数値化する。

また、演算制御装置９８には、図示しない第１のアナログデジタル変換器を介して差動増幅器２８が電気的に接続されている。第２のアナログデジタル変換器は、第１のアナログデジタル変換器と同様に、一定の時間間隔Δｔ毎に、差動増幅器２の出力を平均化しその後数値化する。

ここで、演算制御装置９８は、実施例１の演算制御装置３０とは異なり、（光結合器１２で信号光と（参照光が結合して発生する）干渉光の光強度を、可変波長光発生装置９２の出射光の強度をモニタする第３の光検出装置９６の出力で除してから、両側窓関数を乗じてフーリエ変換を行う。

すなわち、演算制御装置９８は、まず、干渉光の光強度を、波数が同一の可変波長光発生装置９２の出射光の強度で除して規格化光強度を算出する。次に、干渉光の光強度に代え、この規格化光強度に両端余弦窓を乗じて得られる補正値を、波数に対してフーリエ変換する。

以上の点を除き、本実施例に於けるＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置の構成は、実施例１のＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置と略同じである。

（２）動作
実施例１の可変波長光発生装置２（超周期構造回折格子分布反射型半導体レーザ光発生装置）は、光強度が一定になるよう制御された光を出射する。従って、干渉光の強度に所定の窓関数を乗じてフーリエ変換すれば、理論通りの分解能とダイナミックレンジを得ることができる。

しかし、本実施例の可変波長光発生装置９２（スウェップトレーザ）の出射光の光強度は、図２２のように波数に対して一定ではない。

このような場合、式（３）で表される両端余弦窓を乗じても期待通りの効果を得ることはできない。そこで、本実施例では、可変波長光発生装置９２（スウェップトレーザ）の出射光の光強度を光検検出器９６でモニタし、可変波長光発生装置９２の出射光が擬似的に一定になるように干渉光の強度を補正してから、両端余弦窓を利用したフーリエ変換を行う。

本実施例に於けるＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置の具体的動作は、以下の通りである。

可変波長光発生装置９２を出射した光は、第２の光分岐器９４（分割比９０：１０）によってその一部（１０％）が分岐され、その主たる部分（分割割合９０％）は光分岐器４に入射する。

光分岐器４に入射した光は、実施例１に於ける可変波長光発生装置２の出射光と同じ経路を辿り光検出装置２４、２６に入射し、干渉信号電流Ｉ（ｋ_ｉ）（差動増幅器２８の出力）に変換される。

この干渉信号電流Ｉ（ｋ_ｉ）は、第１のアナログデジタル変換器によって、一定の時間間隔Δｔ毎に平均化され、その後数値化される。可変波長光発生装置９２が出射する光の波数は、時間に対して略直線的に変化する。従って、時間間隔Δｔ毎に、干渉信号電流Ｉ（ｋ_ｉ）を平均化してから数値化すると、一定の波数間隔δｋ毎の干渉光の強度を測定することができる。但し、このような平均化によって、フーリエ変換して得られる信号（Ｆ_ｔ（ｚ）^２）の強度はｚ＝０から離れるに従って弱くなる。

一方、第２の光分岐器９４によって分岐された出射光（分割割合１０％）は、第３の光検出装置９６に入射する。第３の光検出装置９６の出力は、図示しない第２のデジタルアナログ変換器によって数値化（アナログデジタル変換）され、演算制御装置９８に入力される。第１のアナログデジタル変換器は、一定の時間間隔Δｔ毎に第３の光検出装置９６の出力を平均化し、その平均値をアナログデジタル変換する。ここで、第２のアナログデジタル変換器が第３の光検出装置９６の出力をアナログデジタル変換するタイミングは、第１のルアナログデジタ変換器が差動増幅器２８の出力をアナログデジタル変換するタイミングに同期している。

すなわち、一定の波数間隔δｋ毎に、夫々の波数に於ける可変波長光発生装置９２が出射する光の強度と干渉光の強度が演算制御装置９８に入力される。

演算制御装置９８は、夫々の波数に於いて、可変波長光発生装置９２の出射光の強度で干渉光の強度を除して、干渉光強度を規格化する。その後、演算制御装置９８は、この規格化した光強度（規格化光強度）に両端余弦窓を乗じて、フーリエ変換を行う。

すなわち、演算制御装置９８は、干渉光の上記光強度を、波数が同一の可変波長光発生装置９２の出射光の強度で除して規格化光強度を算出する。更に、演算制御装置９８は、干渉光の光強度に代え、この規格化光強度に両端余弦窓を乗じて得られる修正値を、波数に対してフーリエ変換する。但し、可変波長光発生装置９２の出射光の強度が弱い領域で、規格化光強度を算出すると誤差が大きくなるので、フーリエ変換は出射光の強度が十分に大きい領域で行うことが望ましい。

従って、本実施例に於けるＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置によれば、可変波長光発生装置９２の出射光の強度が波数に対して一定している実施例１と同様に、高分解能と広ダイナミックレンジを同時に得ることができる。

本発明は、医療機器の製造業、特に眼科用断層撮影装置の製造業で利用可能である。

実施の形態例１に係るＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置の構成を説明する図である。 実施の形態例１に係る両端余弦窓を波数に対して示した図である。 単一周波数成分からなる関数に窓関数を乗じてフーリエ変換した場合に得られるスペクトルを説明する概略図である。 ＯＦＤＲ−ＯＣＴの干渉信号電流に対する矩形窓の一例を示す図である。 単一周波数成分からなる干渉信号電流に矩形窓を乗じてフーリエ変換した例を説明する図である（縦軸：ｄＢ）。 単一周波数成分からなる干渉信号電流に矩形窓を乗じてフーリエ変換した例を、線形プロットで示した図である。 ハニング窓を示した図である。 単一周波数成分からなる干渉信号電流にハニング窓を乗じてフーリエ変換した例を説明する図である（縦軸：ｄＢ）。 単一周波数成分からなる干渉信号電流にハニング窓を乗じてフーリエ変換した例を、線形プロットで示した図である。 両端余弦窓関数を示した図である。 単一周波数成分からなる干渉信号電流に両端余弦窓を乗じてフーリエ変換した例を説明する図である（縦軸：ｄＢ）。 単一周波数成分からなる干渉信号電流に両端余弦窓を乗じてフーリエ変換した例を、線形プロットで示した図である。 互いに等しいαとβが変化した場合の、干渉信号電流に両端余弦窓を乗じてフーリエ変換して得られる信号の分解能とダイナミックレンジを説明する図である。 α及ぶβが独立に変化した場合の、干渉信号電流に両端余弦窓を乗じてフーリエ変換して得られる信号の分解能を説明する図である。 α及ぶβが独立に変化した場合の、干渉信号電流に両端余弦窓を乗じてフーリエ変換して得られる信号のダイナミックレンジを説明する図である。 ０．００２＜α≦０．１２且つ０．００２＜β≦０．１２の場合に、干渉信号電流に両端余弦窓を乗じてフーリエ変換して得られる信号の分解能を説明する図である。 ０．００２＜α≦０．１２且つ０．００２＜β≦０．１２場合に、干渉信号電流に両端余弦窓を乗じてフーリエ変換して得られる信号のダイナミックレンジを説明する図である。 ０．００５＜α≦０．０５且つ０．００５＜β≦０．０５の場合に、干渉信号電流に両端余弦窓を乗じてフーリエ変換して得られる信号の分解能を説明する図である。 ０．００５＜α≦０．０５且つ０．００５＜β≦０．０５の場合に、干渉信号電流に両端余弦窓を乗じてフーリエ変換して得られる信号のダイナミックレンジを説明する図である。 実施例１における可変波長光発生装置が、出射する光の波数を時間に対して示した図である。 実施の形態例２に係るＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置の構成を説明する図である。 実施例１における可変波長光発生装置が、出射する光の強度を波数に対して示した図である。 関連技術に於けるＯＦＤＲ−ＯＣＴ装置の構成を説明する図である。 反射面（測定対象）の、測定光の照射方向に沿った位置座標ｚを説明する図である。 可変波長光発生装置の出射光の光スペクトルを説明する図である。 ＯＦＤＲ−ＯＣＴの干渉信号電流を有限区間でフーリエ変換した結果を説明する図である。 ＯＦＤＲ−ＯＣＴの干渉信号電流を無限区間（−∞、∞）でフーリエ変換した結果を説明する図である。 単一周波数成分からなる関数に窓関数を乗じてフーリエ変換した場合に得られるスペクトルを説明する図である。

符号の説明

２ ・・・ 可変波長光発生装置 ４ ・・・ 光分岐器
６ ・・・ 第１のオプティカルサーキュレータ
６ａ ・・・ 第１のオプティカルサーキュレータの光受入口
６ｂ ・・・ 第１のオプティカルサーキュレータの光出射口兼光受入口
６ｃ ・・・ 第１のオプティカルサーキュレータの光出射口
８ ・・・ 測定対象 １０ ・・・ 第１の光照射兼捕捉装置
１２ ・・・ 光結合器 １４ ・・・ コリメートレンズ
１６ ・・・ フォーカシングレンズ １８ ・・・ ガルバノミラー
２０ ・・・ 第２のオプティカルサーキュレータ ２１ ・・・ 参照ミラー
２０ａ ・・・ 第２のオプティカルサーキュレータの光受入口
２０ｂ ・・・ 第２のオプティカルサーキュレータの光出射口兼光受入口
２０ｃ ・・・ 第２のオプティカルサーキュレータの光出射口
２２ ・・・ 第２の光照射兼捕捉装置 ２４ ・・・ 第１の光検出装置
２６ ・・・ 第２の光検出装置 ２８ ・・・ 差動増幅器
３０ ・・・ 演算制御装置 ３２ ・・・ 参照光路
３４ ・・・ 試料光路 ３６ ・・・ 反射面
３８ ・・・ 可変波長光発生装置が出射する光の波数範囲
４０ ・・・ ピーク ４２ ・・・ 折り返し信号のピーク
５０ ・・・ 実施の形態例１に於けるオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置
５２ ・・・ 両端余弦窓関数 ５４ ・・・ 矩形窓 ５６ ・・・ 分解能
５８ ・・・ メインピーク ５９ ・・・ サイドロブ
６０ ・・・ 折り返しピーク ６２ ・・・ 区間の中央
６４ ・・・ メインピークの幅 ６６ ・・・ 窓関数の幅
６８ ・・・ フーリエ変換区間 ７０ ・・・ フーリエ変換区間の両端
７２ ・・・ 両端を除くフーリエ変換区間
７４ ・・・ 両側余弦窓に対するダイナミックレンジと分解能を示す曲線
７６ ・・・ 左端 ７８ ・・・ 右端
８０ ・・・ ガウス窓に対するダイナミックレンジと分解能
８２ ・・・ ０＜α＜０．５且つ０＜β＜０．５である領域
８４ ・・・ α＝βの場合を示す曲線
８６ ・・・ 両端余弦窓の左端 ８８ ・・・ 両端余弦窓の右端
９０ 実施例２に於けるオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置
９２ 実施例２に於ける可変波長光発生装置（スウェップトレーザ）
９４ ・・・ 第２の光分岐器 ９６ ・・・ 第３の光検出装置
９８ 実施例２に於ける演算制御装置

Claims (6)

1. 出射光の波数を、所定の波数の範囲内で変化させる可変波長光発生装置と、
   前記出射光を、測定光と参照光とに分割する光分岐器と、
   前記測定光を測定対象に照射すると共に、前記測定光が前記測定対象によって反射又は後方散乱されてなる信号光を捕捉する光照射兼光捕捉装置と、
   前記信号光と前記参照光とを結合する光結合器と、
   前記光結合器が出射する干渉光の光強度を測定する光検出装置と、
   前記光検出装置によって前記波数毎に測定される前記干渉光の前記光強度を、前記波数に対してフーリエ変換し、
   前記測定対象に於ける、前記測定光の照射方向に対する前記測定光の反射位置又は後方散乱位置と反射光の強度又は後方散乱光の強度とを特定する演算制御装置とを具備するオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置において、
   前記演算制御装置が、
   前記干渉光の前記光強度に代え、
   前記光強度に窓関数を乗じて得られる修正値を、前記波数に対してフーリエ変換する演算制御装置であって、
   
   前記窓関数Ｗ（ｋ）が、式
   

   

   但し、式中、０＜α＜０．５且つ０＜β＜０．５であり、ｋは前記波数を表し、Δｋは前記所定の波数範囲の幅を表し、ｋ_ｓは前記所定の波数範囲の始点を表し、ｋ_ｅは前記所定の波数範囲の終点を表す、
   であることを
   特徴とするオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置。
2. 請求項１に記載のオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置において、
   前記演算制御装置が、
   前記修正値を前記波数に対してフーリエ変換して得られる、フーリエ余弦変換とフーリエ正弦変換からなるフーリエ変換データの絶対値の２乗を算出することを
   特徴とするオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置。
3. 請求項１又は２に記載のオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置において、
   前記演算制御装置が、
   前記干渉光の前記光強度を、前記波数が同一の前記出射光の強度で除して規格化光強度を算出し、
   前記干渉光の前記光強度に代え、
   前記規格化光強度に前記窓関数を乗じて得られる修正値を、前記波数に対してフーリエ変換する演算制御装置であることを
   特徴とするオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置。
4. 請求項１乃至３に記載のオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置において、
   前記α及び前記βが、０．００２以上且つ０．１２以下であることを
   特徴とするオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置。
5. 請求項１乃至４に記載のオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置において、
   前記可変波長光発生装置が、波数を階段状に変化させることを特徴とするオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置。
6. 請求項１乃至４に記載のオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置において、
   前記可変波長光発生装置が、波数を連続的に変化させることを特徴とするオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィー装置。

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