JP5373485B2 - Ｏｃｔ装置及びその干渉信号レベル制御方法 - Google Patents

Description

本発明はＯＣＴ装置及びその干渉信号レベル制御方法に係り、特に測定対象からの干渉信号を適正レベルにて検出して光構造情報を生成するＯＣＴ装置及びその干渉信号レベル制御方法に関する。

従来、生体組織の光断層画像を取得する際に、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）計測を利用した光断層画像取得装置が用いられることがある。この光断層画像取得装置は、光源から射出された低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割した後、該測定光が測定対象に照射されたときの測定対象からの反射光、もしくは後方散乱光と参照光とを合波し、該反射光と参照光との干渉光の強度に基づいて光断層画像を取得するものである（特許文献１）。以下、測定対象からの反射光、後方散乱光をまとめて反射光と標記する。

上記のＯＣＴ計測には、大きくわけてＴＤ−ＯＣＴ（Ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）計測とＦＤ−ＯＣＴ（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）計測の２種類がある。ＴＤ−ＯＣＴ計測は、参照光の光路長を変更しながら干渉光強度を測定することにより、測定対象の深さ方向の位置（以下、深さ位置という）に対応した反射光強度分布を取得する方法である。

一方、ＦＤ−ＯＣＴ計測は、参照光と信号光の光路長は変えることなく、光のスペクトル成分毎に干渉光強度を測定し、ここで得られたスペクトル干渉強度信号を計算機にてフーリエ変換に代表される周波数解析を行うことで、深さ位置に対応した反射光強度分布を取得する方法である。ＴＤ−ＯＣＴに存在する機械的な走査が不要となることで、高速な測定が可能となる手法として、近年注目されている。

ＦＤ−ＯＣＴ計測を行う装置構成で代表的なものとしては、ＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）装置とＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ ＯＣＴ）の２種類が挙げられる。ＳＤ−ＯＣＴ装置は、ＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｏｄｅ）やＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光源、白色光といった広帯域の低コヒーレント光を光源に用い、マイケルソン型干渉計等を用いて、広帯域の低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割した後、測定光を測定対象に照射させ、そのとき戻って来た反射光と参照光とを干渉させ、この干渉光をスペクトロメータを用いて各周波数成分に分解し、フォトダイオード等の素子がアレイ状に配列されたディテクタアレイを用いて周波数成分毎の干渉光強度を測定し、これにより得られたスペクトル干渉強度信号を計算機でフーリエ変換することにより測定対象の光断層構造情報を取得し、該光断層構造情報より光断層画像を構築するようにしたものである。

一方、ＳＳ−ＯＣＴ装置は、光周波数を時間的に掃引させるレーザを光源に用い、反射光と参照光とを各波長において干渉させ、光周波数の時間変化に対応した信号の時間波形を測定し、これにより得られたスペクトル干渉強度信号を計算機でフーリエ変換することにより測定対象の光断層構造情報を取得し、該光断層構造情報より光断層画像を構築するようにしたものである。

ところで、ＯＣＴ計測は上述したように特定の領域の光断層像を取得する方法であるが、内視鏡下では、例えば癌病変部を通常照明光内視鏡や特殊光内視鏡の観察により発見し、その領域をＯＣＴ測定することで、癌病変部がどこまで浸潤しているかを見わけることが可能となる。また、測定光の光軸を２次元的に走査することで、ＯＣＴ計測による深さ情報と合わせて３次元的な情報を取得することができる。

ＯＣＴ計測と３次元コンピュータグラフィック技術の融合により、マイクロメートルオーダの分解能を持つ３次元構造モデルを表示することが可能となる事から、以下ではこのＯＣＴ計測による３次元構造モデルを光立体構造像（あるいは光立体構造情報）と呼ぶ。

従来のＯＣＴ計測装置においても、ＯＣＴ計測の自動化は様々行われており、例えば測定対象を超音波計測することで、測定対象が離れてもいいようにＯＣＴ計測における光路長を自動調整する技術が開示されている（特許文献２）。

特開２００８−１２８７０８号公報 特開２００６−１９２０５９号公報

しかしながら、ＯＣＴ計測において出力される干渉信号に関しては、従来技術においてはレーザ光源の光量が少ないこともあり光量の自動調整は行われていない。このため、例えばステントなどの金属処置具が留置された計測対象、あるいは反射強度の高い計測対象を計測した場合は、干渉信号を検出する検出器の出力信号が飽和してしまう可能性がある。また、このような飽和を避けるためにレーザ光源の光量（すなわち、測定光及び参照光の光量等）の初期値を小さく設定してしまうと、検出器が検出する干渉信号のＳＮの低下、測定光の測定対象における深達度が低下する等、の問題が生じる虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、干渉信号を飽和させることなく、かつＳＮを低下させることなく、適正なレベルの干渉信号を検出し、測定対象の光構造情報を生成することのできるＯＣＴ装置及びその干渉信号レベル制御方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の一態様のＯＣＴ装置は、低干渉光を測定光と参照光に分波して、前記測定光を計測対象の深さ方向に照射し、前記計測対象からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉信号を検出することにより、前記干渉信号に基づき前記計測対象の光構造情報を生成するＯＣＴ装置において、前記戻り光に関する戻り光情報を検出する戻り光情報検出手段と、前記戻り光情報に基づいて前記干渉信号の信号レベルを所定のレベル範囲内に制御する干渉信号レベル制御手段と、を備えて構成される。

本態様のＯＣＴ装置では、前記戻り光情報検出手段にて前記戻り光に関する戻り光情報を検出し、前記干渉信号レベル制御手段にて前記戻り光情報に基づいて前記干渉信号の信号レベルを所定のレベル範囲内に制御することで、干渉信号を飽和させることなく、かつＳＮを低下させることなく、適正なレベルの干渉信号を検出し、測定対象の光構造情報を生成することができる。

上記のＯＣＴ装置であって、前記戻り光情報検出手段は、前記戻り光の光量レベルを前記戻り光情報として検出することが好ましい。

上記のＯＣＴ装置であって、前記戻り光情報検出手段は、前記干渉信号の信号レベルを前記戻り光情報として検出することが好ましい。

上記のＯＣＴ装置であって、前記干渉信号レベル制御手段は、前記参照光の光量を調整する参照光光量調整手段を備え、前記戻り光情報に基づいて前記参照光の光量を調整することにより前記干渉信号の信号レベルを前記所定のレベル範囲内に制御することが好ましい。

上記のＯＣＴ装置であって、前記干渉信号レベル制御手段は、前記参照光の光量を調整する参照光光量調整手段と、前記戻り光の光量を調整する戻り光光量調整手段と、所定の参照光情報と前記戻り光情報検出手段が検出した前記戻り光情報を比較する光情報比較手段と、を備え、前記光情報比較手段の比較結果に基づき前記参照光光量調整手段または前記戻り光光量調整手段のいずれか一方により前記参照光または前記戻り光の光量を調整することで、前記参照光と前記戻り光の光量比を略１:１の関係に近づけて、前記干渉信号の信号レベルを所定のレベル範囲内に制御することが好ましい。

上記のＯＣＴ装置であって、前記所定の参照光情報は前記参照光の所定光量であり、前記戻り光情報検出手段が検出した前記戻り光情報は前記戻り光の光量であって、前記干渉信号レベル制御手段は、前記参照光の所定光量と前記戻り光の光量を比較し、参照光光量調整手段または戻り光光量調整手段により光量が高い前記参照光または前記戻り光のいずれか一方を減衰させ、前記参照光と前記戻り光の光量比を略１:１の関係に近づけることが好ましい。

上記のＯＣＴ装置であって、前記干渉信号レベル制御手段は、前記戻り光の光量を調整する戻り光光量調整手段を備え、前記戻り光情報に基づいて前記戻り光の光量を調整することにより前記干渉信号の信号レベルを前記所定のレベル範囲内に制御することが好ましい。

上記のＯＣＴ装置であって、前記干渉信号レベル制御手段は、前記低干渉光の光量を調整する低干渉光光量調整手段を備え、前記戻り光情報に基づいて前記低干渉光の光量を調整することにより前記干渉信号の信号レベルを前記所定のレベル範囲内に制御することが好ましい。

上記のＯＣＴ装置であって、前記測定光を、前記計測対象の深さ方向を含むスキャン面に沿って走査する測定光走査手段と、前記光構造情報より前記計測対象の光構造断層像を構築する光構造断層像構築手段と、を備えることが好ましい。

上記のＯＣＴ装置であって、前記スキャン面を該スキャン面に略直交する方向に走査するスキャン面走査手段と、前記光構造情報より前記計測対象の光立体構造像を構築する光立体構造像構築手段と、をさらに備えることが好ましい。

本発明の他の態様のＯＣＴ装置の干渉信号レベル制御方法は、低干渉光を測定光と参照光に分波して、前記測定光を計測対象の深さ方向に照射し、前記計測対象からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉信号を検出することにより、前記干渉信号に基づき前記計測対象の光構造情報を生成する光構造情報生成装置の干渉信号レベル制御方法において、前記戻り光に関する戻り光情報を検出する戻り光情報検出ステップと、前記戻り光情報に基づいて前記干渉信号の信号レベルを所定のレベル範囲内に制御する干渉信号レベル制御ステップと、を備えて構成される。

本態様のＯＣＴ装置の干渉信号レベル制御方法では、前記戻り光情報検出ステップにて前記戻り光に関する戻り光情報を検出し、前記干渉信号レベル制御ステップにて前記戻り光情報に基づいて前記干渉信号の信号レベルを所定のレベル範囲内に制御することで、干渉信号を飽和させることなく、かつＳＮを低下させることなく、適正なレベルの干渉信号を検出し、測定対象の光構造情報を生成することができる。

以上説明したように、本発明によれば、干渉信号を飽和させることなく、かつＳＮを低下させることなく、適正なレベルの干渉信号を検出し、測定対象の光構造情報を生成することができるという効果がある。

本発明の実施形態に係るＯＣＴ計測装置の構成を示すブロック図 図１のＯＣＴ計測装置において走査手段の変形例を示す図 図１の光量制御部の作用を説明するフローチャート 図３のフローチャートを説明するための第１の図 図３のフローチャートを説明するための第２の図 図３のフローチャートを説明するための第３の図 図１のＯＣＴ計測装置の変形例１の構成を示すブロック図 図１のＯＣＴ計測装置の変形例２の構成を示すブロック図 図１のＯＣＴ計測装置の変形例３の構成を示すブロック図 図１のＯＣＴ計測装置の変形例４の構成を示すブロック図 図１のＯＣＴ計測装置の変形例５の構成を示すブロック図

以下、添付図面を参照して、本発明に係るＯＣＴ装置としてのＯＣＴ計測装置の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係るＯＣＴ計測装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＯＣＴ装置であるＯＣＴ計測装置１は、例えば体腔内の生体組織や細胞等の測定対象の断層画像を例えば波長１．３μｍを中心とするＳＳ−ＯＣＴ計測により取得するものであって、ＯＣＴ光源１０、干渉情報検出部７０を有するＯＣＴ干渉計３０、プローブ４０、断層画像生成部９０及びモニタ１００を備えて構成される。

ＯＣＴ光源１０は周波数を一定の周期で掃引させながら赤外領域のレーザ光Ｌを射出する光源である。

ＯＣＴ光源１０から射出されたレーザ光Ｌは、ＯＣＴ干渉計３０内の光分波部３により測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分波される。光分波部３は、例えば、分岐比９０：１０の光カプラから構成され、測定光：参照光＝９０：１０の割合で分波する。

ＯＣＴ干渉計３０では、光分波部３により分波された参照光Ｌ２は、サーキュレータ５ａを介して参照光調整手段としての光路長調整部８０により光路長が調整されて反射される。

この光路長調整部８０は、断層画像の取得を開始する位置を調整するために参照光Ｌ２の光路長を変更するものであり、コリメータレンズ８１、８２および反射ミラー８３を有している。そして、サーキュレータ５ａからの参照光Ｌ２はコリメータレンズ８１、８２を透過した後に反射ミラー８３により反射され、参照光Ｌ２の戻り光Ｌ２ａは再びコリメータレンズ８１、８２を介してサーキュレータ５ａに入射される。

ここで、反射ミラー８３は可動ステージ８４上に配置されており、可動ステージ８４はミラー移動部８５により矢印Ａ方向に移動可能に設けられている。そして可動ステージ８４が矢印Ａ方向に移動することにより、参照光Ｌ２の光路長が変更するようになっている。そして、光路長調整部８０からの参照光Ｌ２の戻り光Ｌ２ａは、サーキュレータ５ａを介して光合分波部４に導光される。

一方、光分波部３により分波された測定光Ｌ１は、サーキュレータ５ｂ及び光ファイバＦＢを介してプローブ４０に導光される。プローブ４０の出射端から測定光Ｌ１が出射されて測定対象Ｔに照射され、その戻り光Ｌ３が再びプローブ４０に入射し、サーキュレータ５ｂに戻ってくる。

プローブ４０は、入射された測定光Ｌ１を光学ロータリコネクタ部４１を介して測定対象Ｔまで導光し、測定対象Ｔに照射する。また、プローブ４０は、測定光Ｌ１が測定対象Ｔに照射されたときの測定対象Ｔからの戻り光Ｌ３を導光する。

測定対象Ｔの深さ方向をＺ、プローブの長手軸方向をＸ、ＺＸ面に直角な方向をＹとすると、プローブ４０は、走査手段としての光走査部４２内の図示しないモータにより、光学ロータリコネクタ部４１から先のファイバ部が回転する構成となっている。ファイバ部の先端側には偏向ミラーが固定され、ファイバ部と共に偏向ミラーを回転させるようになっている。それにより測定対象Ｔ上において円周状に測定光Ｌ１を走査（ラジアル走査）するようになっており、これによりＺＹ平面の２次元断層画像が計測可能となっている。さらに、光走査部４２内の図示しないモータによりプローブ４０の先端が測定光Ｌ１の走査円が形成する平面に対して垂直な方向Ｘに進退走査することにより、ＸＹＺの３次元断層画像の計測が可能となっている。また、プローブ４０は、図示しない光コネクタにより光ファイバＦＢに対して着脱可能に取り付けられている。

なお、本実施形態では、図示はしないが、例えば、プローブ４０が内視鏡の鉗子チャンネル等に挿通可能になっており、内視鏡の挿入部を体腔内に挿入し、内視鏡画像の観察下で体腔内の組織、例えば、大腸、胃等の粘膜組織、気管支内の軟骨組織等を測定対象Ｔとして鉗子チャンネルを介してプローブ４０により測定対象ＴをＯＣＴ計測ができるようになっている。

図２は図１のＯＣＴ計測装置において走査手段の変形例を示す図である。

もちろん、プローブ先端形状や走査方向はこれに限るものではなく、例えば、ファイバ先端側に図２に示すように、レンズＬ及びガルバノミラー等の高速走査ミラーＭを配置した光送受部９００を設け、測定光Ｌ１を測定対象Ｔに照射し、測定光Ｌ１を高速走査ミラーＭにより走査を行って光断層構造情報を取得する構成でもよいし、さらに加えてステージＳによって高速走査ミラーＭによる走査方向に対して、例えば略直交する方向に測定対象Ｔを進退走査することで光立体構造情報を取得するように構成してもよい。あるいは高速走査ミラーＭを用いず、測定対象ＴをステージＳによって２次元的に走査してもよい。あるいは、これら光軸走査機構、および測定試料移動機構を組み合わせて構成してもよい。ＯＣＴ装置の光軸走査は、このように高速走査ミラーＭ（ガルバノミラー）を用いたものでも、ステージＳによって走査するタイプでも、どれでもよい。

なお、プローブ４０の場合、図示しないが、ファイバ部を回転させることなく、プローブ４０の先端内部に偏向ミラーを設け、この偏向ミラーのみをモータで回転させてラジアル走査を行うようにしてもよい。

また、測定光Ｌ１の走査はラジアル走査及びリニア走査（いわゆる、スパイラル走査）に限らず、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーをプローブ４０の先端内部に設け、このＭＥＭＳミラーを用いて測定光Ｌ１を２次元的に線形走査させてもよい。

測定対象Ｔからの反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３は、ＯＣＴ干渉計３０に導光され、ＯＣＴ干渉計３０にてサーキュレータ５ｂを介して光合分波部４に導光される。そして、この光合分波部４において測定光Ｌ１の反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３と参照光Ｌ２の戻り光Ｌ２ａとを合波し干渉情報検出部７０側に射出するようになっている。

干渉情報検出部７０は、光合分波部４により合波された測定光Ｌ１の反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３と参照光Ｌ２の戻り光Ｌ２ａとの干渉光Ｌ５を、所定のサンプリング周波数で検出するものであり、干渉光Ｌ５の光強度を測定するＩｎＧａＡｓフォトディテクタ７１ａおよび７１ｂと、ＩｎＧａＡｓフォトディテクタ７１ａの検出値とＩｎＧａＡｓフォトディテクタ７１ｂの検出値のバランス検波を行なう干渉光検出部７２とを備えている。なお、干渉光Ｌ５は、光合分波部４において２分され、ＩｎＧａＡｓフォトディテクタ７１ａおよび７１ｂにおいて検出され、干渉光検出部７２に出力される。干渉光検出部７２は、ＯＣＴ光源１０の掃引トリガ信号Ｓに同期して、干渉光Ｌ５をフーリエ変換することにより、測定対象Ｔの各深さ位置における反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の強度を検出する。

断層画像生成部９０は、干渉光検出部７２により検出された測定対象Ｔの各深さ位置における反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の強度を干渉情報の信号強度情報としてメモリ９１に格納する。断層画像生成部９０はメモリ９１のほかに、信号処理部９３、制御部９４を備えて構成される。信号処理部９３は、メモリ９１に格納された干渉情報の信号強度情報に基づいて測定対象Ｔの構造情報である断層画像を構築し、断層画像から光立体構造像を生成する。制御部９４は、信号処理部９３を制御すると共に、ＯＣＴ光源１０の発光制御を行うと共に、ミラー移動部８５を制御する。

また、本実施形態のＯＣＴ計測装置１は、さらに、干渉光検出部７２から出力される干渉情報の信号強度情報の信号レベルを検出する戻り光情報検出手段としてのレベル検出部２００と、参照光Ｌ２の戻り光Ｌ２ａの光量を調整する参照光光量調整手段としての可変光減衰器（以下、ＶＯＡ：Variable Optical Attenuator）２２０と、レベル検出部２００が検出した干渉情報の信号強度情報の信号レベルに基づいてＶＯＡ２２０を制御する光量制御部２１０を備えている。図１及び図２の場合、干渉信号レベル制御手段は、光量制御部２１０及びＶＯＡ２２０により構成される。

図３は図１の光量制御部の作用を説明するフローチャートであり、図４ないし図６は図３のフローチャートを説明するための図である。

図３に示すように、光量制御部２１０は、レベル検出部２００にて検出した干渉情報の信号強度情報の信号レベルをレベル検出部２００から読み出す（ステップＳ１）。

そして、光量制御部２１０は、読み出した干渉情報の信号強度情報の信号レベルが信号処理部９３において処理が適切に行えるダイナミックレンジ内、例えば所定の信号レベル範囲Ｌ１〜Ｌ２内のレベルであるかどうかを判断する（ステップＳ２）。光量制御部２１０は、図４に示すように、干渉情報の信号強度情報の信号レベルが所定の信号レベル範囲Ｌ１〜Ｌ２内にあると判断すると処理をステップＳ４に移行し、例えば図５のように干渉情報の信号強度情報の信号レベルが飽和している場合、あるいは飽和はしていないが、干渉情報の信号強度情報の信号レベルが所定の信号レベル範囲Ｌ１〜Ｌ２を超えている場合には処理をステップＳ３に移行する。

光量制御部２１０は、干渉情報の信号強度情報の信号レベルが所定の信号レベル範囲Ｌ１〜Ｌ２を超えていると判断すると、ＶＯＡ２２０を制御して参照光Ｌ２の戻り光Ｌ２ａの光量を所定量減衰させて、ステップＳ１に戻る（ステップＳ３）。

そして、光量制御部２１０は、干渉情報の信号強度情報の信号レベルが所定の信号レベル範囲Ｌ１〜Ｌ２内にあると判断すると、ＯＣＴ計測が終了するまで、上記ステップＳ１〜Ｓ３の処理を繰り返す（ステップＳ４）。

このように本実施形態のＯＣＴ計測装置１では、光量制御部２１０がレベル検出部２００にて検出した干渉情報の信号強度情報の信号レベルを読み出して、干渉情報の信号強度情報の信号レベルを所定の信号レベル範囲Ｌ１〜Ｌ２内とするように上記ステップＳ１〜Ｓ３の処理を行い、ＶＯＡ２２０を制御するので、干渉光検出部７２から出力される干渉情報の信号強度情報の信号レベルが所定の信号レベル範囲Ｌ１〜Ｌ２内となり、信号処理部９３においてダイナミックレンジ内の飽和していない信号レベルの干渉情報の信号強度情報に対してフーリエ変換等の処理を行い、測定対象Ｔの光構造情報を生成する。

すなわち、本実施形態のＯＣＴ計測装置１は、干渉信号を飽和させることなく、かつＳＮを低下させることなく、適正なレベルの干渉信号を検出し、測定対象の光構造情報を生成することができる。

なお、本実施形態のＯＣＴ計測装置１は、図１に示したように、戻り光情報検出手段を干渉光検出部７２から出力される干渉情報の信号強度情報の信号レベルを検出するレベル検出部２００により構成し、干渉信号レベル制御手段を光量制御部２１０及びＶＯＡ２２０により構成するとしたが、これに限らず、以下の変形例１〜５のように、戻り光情報検出手段、及び干渉信号レベル制御手段を構成してもよい。

＜変形例１＞
図７は図１のＯＣＴ計測装置の変形例１の構成を示すブロック図である。

ＯＣＴ計測装置の変形例１としては、図７に示すように、戻り光情報検出手段は、例えばサーキュレータ５ｂから光合分波部４に導光される反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量レベルを戻り光情報として検出するレベル検出部２００により構成し、上記本実施形態と同様に、干渉信号レベル制御手段は、光量制御部２１０及び参照光Ｌ２の戻り光Ｌ２ａの光量を所定量減衰させる参照光光量調整手段としてのＶＯＡ２２０により構成するようにしてもよい。

この変形例１の構成では、図３にて説明したフローチャートにおいて、光量制御部２１０は、ステップＳ１にて、レベル検出部２００が検出した反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量レベルを読み出す。そして、光量制御部２１０は、ステップＳ２にて、レベル検出部２００から読み出した反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量レベルが信号処理部９３において処理が適切に行えるダイナミックレンジ内、例えば所定の光量レベル範囲内のレベルであるかどうかを判断する。また、光量制御部２１０は、反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量レベルが所定の光量レベル範囲を超えていると判断すると、ステップＳ３にてＶＯＡ２２０を制御して参照光Ｌ２の戻り光Ｌ２ａの光量を所定量減衰させて、ステップＳ１に戻る。

＜変形例２＞
図８は図１のＯＣＴ計測装置の変形例２の構成を示すブロック図である。

ＯＣＴ計測装置の変形例２としては、図８に示すように、戻り光情報検出手段は、例えばサーキュレータ５ｂから光合分波部４に導光される反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量レベルを戻り光情報として検出するレベル検出部２００により構成し、干渉信号レベル制御手段は、光量制御部２１０及び反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量を所定量減衰させる戻り光光量調整手段としてのＶＯＡ２２０により構成するようにしてもよい。

この変形例２の構成では、図３にて説明したフローチャートにおいて、光量制御部２１０は、ステップＳ１にて、レベル検出部２００が検出した反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量レベルを読み出す。そして、光量制御部２１０は、ステップＳ２にて、レベル検出部２００から読み出した反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量レベルが信号処理部９３において処理が適切に行えるダイナミックレンジ内、例えば所定の光量レベル範囲内のレベルであるかどうかを判断する。また、光量制御部２１０は、反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量レベルが所定の光量レベル範囲を超えていると判断すると、ステップＳ３にてＶＯＡ２２０を制御して反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量を所定量減衰させて、ステップＳ１に戻る。

＜変形例３＞
図９は図１のＯＣＴ計測装置の変形例３の構成を示すブロック図である。

ＯＣＴ計測装置の変形例３としては、図９に示すように、戻り光情報検出手段は、上記本実施形態と同様に、戻り光情報検出手段を干渉光検出部７２から出力される干渉情報の信号強度情報の信号レベルを検出するレベル検出部２００により構成し、干渉信号レベル制御手段は、光量制御部２１０及び反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量を所定量減衰させる戻り光光量調整手段としてのＶＯＡ２２０により構成するようにしてもよい。

この変形例３の構成では、図３にて説明したフローチャートにおいて、光量制御部２１０は、ステップＳ１にて、レベル検出部２００が検出した干渉情報の信号強度情報の信号レベルを読み出す。そして、光量制御部２１０は、ステップＳ２にて、レベル検出部２００から干渉情報の信号強度情報の信号レベルが信号処理部９３において処理が適切に行えるダイナミックレンジ内、例えば所定の信号レベル範囲Ｌ１〜Ｌ２内のレベルであるかどうかを判断する。また、光量制御部２１０は、干渉情報の信号強度情報の信号レベルが所定の信号レベル範囲Ｌ１〜Ｌ２を超えていると判断すると、ステップＳ３にてＶＯＡ２２０を制御して制御して反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量を所定量減衰させて、ステップＳ１に戻る。

＜変形例４＞
図１０は図１のＯＣＴ計測装置の変形例４の構成を示すブロック図である。

ＯＣＴ計測装置の変形例４としては、図１０に示すように、戻り光情報検出手段は、上記本実施形態と同様に、戻り光情報検出手段を干渉光検出部７２から出力される干渉情報の信号強度情報の信号レベルを検出するレベル検出部２００により構成し、干渉信号レベル制御手段は、光量制御部２１０により構成し、光量制御部２１０がＯＣＴ光源１０を制御するようにしてもよい。この変形例４の場合、光量制御部２１０は、干渉信号レベル制御手段及びＯＣＴ光源１０からの低干渉光の光量を調整する低干渉光光量調整手段を構成する。

この変形例４の構成では、図３にて説明したフローチャートにおいて、光量制御部２１０は、ステップＳ１にて、レベル検出部２００が検出した干渉情報の信号強度情報の信号レベルを読み出す。そして、光量制御部２１０は、ステップＳ２にて、レベル検出部２００から干渉情報の信号強度情報の信号レベルが信号処理部９３において処理が適切に行えるダイナミックレンジ内、例えば所定の信号レベル範囲Ｌ１〜Ｌ２内のレベルであるかどうかを判断する。また、光量制御部２１０は、干渉情報の信号強度情報の信号レベルが所定の信号レベル範囲Ｌ１〜Ｌ２を超えていると判断すると、ステップＳ３にてＶＯＡ２２０を制御して制御してＯＣＴ光源１０からの低干渉光の光量を所定量減衰させて、ステップＳ１に戻る。

＜変形例５＞
図１１は図１のＯＣＴ計測装置の変形例５の構成を示すブロック図である。

ＯＣＴ計測装置の変形例５としては、図１１に示すように、戻り光情報検出手段は、例えばサーキュレータ５ｂから光合分波部４に導光される反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量レベルを戻り光情報として検出するレベル検出部２００により構成し、干渉信号レベル制御手段は、光量制御部２１０により構成し、光量制御部２１０がＯＣＴ光源１０を制御するようにしてもよい。この変形例５の場合、光量制御部２１０は、干渉信号レベル制御手段及びＯＣＴ光源１０からの低干渉光の光量を調整する低干渉光光量調整手段を構成する。

この変形例５の構成では、図３にて説明したフローチャートにおいて、光量制御部２１０は、ステップＳ１にて、レベル検出部２００が検出した反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量レベルを読み出す。そして、光量制御部２１０は、ステップＳ２にて、レベル検出部２００から読み出した反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量レベルが信号処理部９３において処理が適切に行えるダイナミックレンジ内、例えば所定の光量レベル範囲内のレベルであるかどうかを判断する。また、光量制御部２１０は、反射光（あるいは後方散乱光）Ｌ３の光量レベルが所定の光量レベル範囲を超えていると判断すると、ステップＳ３にてＶＯＡ２２０を制御して制御してＯＣＴ光源１０からの低干渉光の光量を所定量減衰させて、ステップＳ１に戻る。

なお、光量制御部２１０は、ステップＳ２（図３参照）において、レベル検出部２００から読み出した干渉情報の信号強度情報の信号レベルが信号処理部９３において処理が適切に行えるダイナミックレンジ内、例えば所定の信号レベル範囲Ｌ１〜Ｌ２の間のレベルであるかどうかを判断するとしたが、これに限らず、例えば信号レベルの所定の上限値を設定し、光量制御部２１０は、この上限値をレベル検出部２００から読み出した干渉情報の信号強度情報の信号レベルが超えたかどうかをステップＳ２にて判断し、この判断結果に基づいてステップＳ３，Ｓ４の処理を行うようにしてもよい。

なお、本実施形態では、光量制御部２１０は、所定の参照光情報とレベル検出部２００（例えば戻り光情報検出手段）が検出した前記戻り光情報を比較する光情報比較手段を備えることができ、該光情報比較手段の比較結果を基づきＶＯＡ２２０（参照光光量調整手段または戻り光光量調整手段のいずれか一方）により参照光または戻り光の光量を調整することで、参照光と戻り光の光量比を略１:１の関係に近づけて、干渉信号の信号レベルを所定のレベル範囲内に制御することができる。

ここで、所定の参照光情報とは、参照光光量測定の受光素子で測定した値でも良いし、最大光量が被検体に依存しない定数なので光量データ（テーブル）でも良い。また、参照光と戻り光の光量比を略１:１の関係に近づけることは、ＶＯＡ２２０を介さない場合の光量比に対して、ＶＯＡ２２０を介すことで１:１に近づけるという作用であり、厳密に１:１にする必要はない。これにより干渉信号で高いコントラストが得られる。

以上、本発明の光構造情報生成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

１…ＯＣＴ計測装置、１０…ＯＣＴ光源、３０…ＯＣＴ干渉計、４０…プローブ、７０…干渉情報検出部、９０…断層画像生成部、９１…メモリ、９３…信号処理部、９４…制御部、１００…モニタ、２００…レベル検出部、２１０…光量制御部、２２０…ＶＯＡ

Claims (10)

1. 低干渉光を測定光と参照光に分波して、前記測定光を計測対象の深さ方向に照射し、前記計測対象からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉信号を検出することにより、前記干渉信号に基づき前記計測対象の光構造情報を生成するＯＣＴ装置において、
   前記戻り光に関する戻り光情報を検出する戻り光情報検出手段と、
   前記干渉信号に基づき前記計測対象の前記光構造情報を生成する信号処理手段と、
   前記戻り光情報に基づいて前記干渉信号の信号レベルを、前記信号処理手段において前記光構造情報を生成可能なダイナミックレンジ内に制御する干渉信号レベル制御手段と、を備え、
   前記干渉信号レベル制御手段は、前記参照光の光量を調整する参照光光量調整手段を有し、前記戻り光情報に基づいて前記参照光の光量を調整することにより前記干渉信号の信号レベルを制御することを特徴とするＯＣＴ装置。
2. 前記戻り光情報検出手段は、前記戻り光の光量レベルを前記戻り光情報として検出することを特徴とする請求項１に記載のＯＣＴ装置。
3. 前記戻り光情報検出手段は、前記干渉信号の信号レベルを前記戻り光情報として検出することを特徴とする請求項１に記載のＯＣＴ装置。
4. 前記干渉信号レベル制御手段は、前記参照光の光量を調整する参照光光量調整手段と、前記戻り光の光量を調整する戻り光光量調整手段と、所定の参照光情報と前記戻り光情報検出手段が検出した前記戻り光情報を比較する光情報比較手段と、を備え、前記光情報比較手段の比較結果に基づき前記参照光光量調整手段または前記戻り光光量調整手段のいずれか一方により前記参照光または前記戻り光の光量を調整することで、前記参照光と前記戻り光の光量比を略１:１の関係に近づけて、前記干渉信号の信号レベルを、前記信号処理手段において前記光構造情報を生成可能なダイナミックレンジ内に制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＯＣＴ装置。
5. 前記所定の参照光情報は前記参照光の所定光量であり、前記戻り光情報検出手段が検出した前記戻り光情報は前記戻り光の光量であって、前記干渉信号レベル制御手段は、前記参照光の所定光量と前記戻り光の光量を比較し、参照光光量調整手段または戻り光光量調整手段により光量が高い前記参照光または前記戻り光のいずれか一方を減衰させ、前記参照光と前記戻り光の光量比を略１:１の関係に近づけることを特徴とする請求項４に記載のＯＣＴ装置。
6. 前記干渉信号レベル制御手段は、前記戻り光の光量を調整する戻り光光量調整手段を備え、前記戻り光情報に基づいて前記戻り光の光量を調整することにより前記干渉信号の信号レベルを、前記信号処理手段において前記光構造情報を生成可能なダイナミックレンジ内に制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＯＣＴ装置。
7. 前記干渉信号レベル制御手段は、前記低干渉光の光量を調整する低干渉光光量調整手段を備え、前記戻り光情報に基づいて前記低干渉光の光量を調整することにより前記干渉信号の信号レベルを、前記信号処理手段において前記光構造情報を生成可能なダイナミックレンジ内に制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＯＣＴ装置。
8. 前記測定光を、前記計測対象の深さ方向を含むスキャン面に沿って走査する測定光走査手段と、前記光構造情報より前記計測対象の光構造断層像を構築する光構造断層像構築手段と、を備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のＯＣＴ装置。
9. 前記スキャン面を該スキャン面に略直交する方向に走査するスキャン面走査手段と、前記光構造情報より前記計測対象の光立体構造像を構築する光立体構造像構築手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項８に記載のＯＣＴ装置。
10. 低干渉光を測定光と参照光に分波して、前記測定光を計測対象の深さ方向に照射し、前記計測対象からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉信号を検出することにより、前記干渉信号に基づき前記計測対象の光構造情報を生成するＯＣＴ装置の干渉信号レベル制御方法において、
    前記戻り光に関する戻り光情報を検出する戻り光情報検出ステップと、
    前記干渉信号に基づき前記計測対象の前記光構造情報を生成する信号処理ステップと、
    前記戻り光情報に基づいて前記干渉信号の信号レベルを、前記信号処理ステップにおいて前記光構造情報を生成可能なダイナミックレンジ内に制御する干渉信号レベル制御ステップと、を備え、
    前記干渉信号レベル制御ステップは、前記参照光の光量を調整する参照光光量調整ステップを含み、前記戻り光情報に基づいて前記参照光の光量を調整することにより前記干渉信号の信号レベルを制御することを特徴とするＯＣＴ装置の干渉信号レベル制御方法。

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