JP6570343B2 - 光干渉断層計、面発光レーザ - Google Patents

光干渉断層計、面発光レーザ Download PDF

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Description

本発明は、プルイン検出ができる光干渉断層計および面発光レーザに関するものである。
近年、医用分野をはじめ様々な分野で光干渉断層計（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下ＯＣＴと略すことがある）が盛んに研究、開発されている。
波長可変光源を用いたＯＣＴは、ＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ−ＯＣＴ）と呼ばれ、他方式に比べ高速、高Ｓ／Ｎ比などの優位点を持ち、今後の発展が期待されている。
波長可変光源として、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）が知られており、以下、波長可変ＶＣＳＥＬと呼ぶことがある。
波長可変ＶＣＳＥＬとして、波長可変のための可動部をＭＥＭＳで構成し、共振器を構成しているミラーを備えた可動部を、静電気力を用いて変位させることにより共振器長を変え、出射波長を変えるようにしたものがある（非特許文献１）。ここで、ＭＥＭＳはＭｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｏｒｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓの略である。
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．８２１３，８２１３０Ｍ−１−Ｍ−８（２０１２）
上記静電駆動のＭＥＭＳ機構による波長光源は、ＭＥＭＳにある一定以上の駆動電圧をかけると、ＭＥＭＳを駆動させるための電極が、もう一方の駆動電極の方に一気に引き寄せられ密着してしまう現象（プルイン）が知られている。以下、ＭＥＭＳを駆動させるための電極をＭＥＭＳ電極ということがある。波長可変光源を用いたＯＣＴでこのような現象が起こると、波長掃引途中に光源の波長が急激に変化し、測定対象のデータの取得に支障をきたすおそれがある。さらに、光源が電流を注入することで発光させるレーザである場合、ＭＥＭＳ電極からレーザの発光部に大電流が流れ、高強度の発光が生じることも考えられる。
また、経時劣化によってＭＥＭＳ電極が変形し、初期設計の駆動電圧を印加してプルインが生じてしまう可能性がある。
本発明に係る光干渉断層計によれば、出射する光の波長を変化させる光源部と、前記光源部からの光を物体へ照射する照射光と、参照光とに分波し、前記物体に照射された光の反射光と前記参照光による干渉光を発生させる干渉光学系と、前記干渉光を受光する光検出部と、前記光検出部で受光した干渉光に基づいて前記物体の情報を取得する情報取得部とを有する光干渉断層計であって、前記光源部は、電圧の印加によって生じる静電力を用いて可動部を変位させることで波長掃引を行う光源であり、前記光干渉断層計は、前記光源部の前記可動部のプルインの発生を検出するプルイン検出部を有する、光干渉断層計。
本発明に係る光干渉断層計によれば、光源にプルインが発生したことを検出できる。プルインを検出した後、プルインである状態をプルインでない状態に変えたり、プルインによって生じるＯＣＴへの影響を抑えるといった対応をとることができる。
本発明の実施形態１における、光干渉断層計のシステムを表す模式図である。 本発明の実施形態１における、光源部の構成を表す模式図である。 可動部（上部反射鏡）の変位量と、クロック生成部で得られる干渉信号の例を示す図である。 本発明の実施形態２における光干渉断層計のシステムを表す模式図である。 本発明の実施形態２におけるプルイン発生時の対応フロー手順を表す図である。 本発明の実施形態２における、ＭＥＭＳミラー駆動１周期分の、ミラー変位とクロック生成部において得られるデータの概念図である。 本発明の実施形態３における、プルイン判定に用いるクロック生成部において得られるデータの読み取り方法を表す概念図である。 本発明の実施形態５における、光干渉断層計のシステムを表す図である。 本発明の実施形態５における、プルイン判定に用いるクロック生成部より出力されるデータの読み取り方法を表す概念図である。 本発明の実施形態６における、プルインであると判定された場合の、プルインから復旧する工程のフローを表す図である。
（実施形態１）
本発明の実施形態１に係る光干渉断層計について説明する。
（光干渉断層計（ＯＣＴ））
実施形態１に係るＯＣＴ１００について図１を用いて説明する。なお、図中の矢印は光の進む方向を示している。
実施形態１に係るＯＣＴ１００は、光源部１０１、干渉光学系１０２、光検出部１０３、情報取得部１０４、を少なくとも有する構成である。情報取得部１０４は測定対象物体の情報を取得する。また、情報取得部１０４はフーリエ変換器を有する。ここで、情報取得部１０４がフーリエ変換器を有するとは、情報取得部が入力されたデータに対してフーリエ変換する機能を有していれば形態は特に限定されない。一例は、情報取得部１０４が演算部を有し、該演算部がフーリエ変換する機能を有する場合である。具体的には、該演算部がＣＰＵを有するコンピュータであり、このコンピュータが、フーリエ変換機能を有するアプリケーションを内蔵する場合である。他の例は、情報取得部１０４がフーリエ変換機能を有するフーリエ変換回路を有する場合である。
光源部１０１から出た光は干渉光学系１０２を経て測定対象の物体１１３の情報を有する干渉光となって出力される。該干渉光は、光検出部１０３において受光される。なお光検出部１０３は差動検出型でも良いし単純な強度モニタ型でも良い。等波数間隔で受光された干渉光の強度の時間波形の情報は光検出部１０３から情報取得部１０４に送られる。
また、本実施形態では、情報取得部１０４が干渉光を等波数間隔にサンプリングするために、等波数間隔のタイミングを検出するクロック生成部１２０を有する。クロック生成部１２０は、光源部１０１から出射された光の一部を取得し、それに基づいて等波数間隔にピークを有する干渉信号を取得する。そして、干渉信号に基づいて等波数間隔のタイミングでクロック信号を出し、情報取得部１０４に伝える。
情報取得部１０４では、干渉光の強度のデータを取得してフーリエ変換をし、物体１１３の情報（例えば断層像の情報）を取得する。なお、本発明の目的を達成する範囲において、ここで挙げた光源部１０１、干渉光学系１０２、光検出部１０３、情報取得部１０４、プルイン検出部１３０以外のものを任意に設けることができる。また、情報取得部１０４がフーリエ変換器を有しない場合、最大エントロピー原理（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｅｎｔｒｏｐｙ Ｍｅｔｈｏｄ、ＭＥＭ）を用いて物体の情報を取得してもよい。
以下、光源部１０１にて光が発生してから、測定対象の物体の断層像の情報を得るまでについて詳細に説明する。
光の波長を変化させる光源部１０１から出た光は、ファイバ１０６を通って、カップラ１０７に入り、照射光用のファイバ１０８を通る照射光と、参照光用のファイバ１０９を通る参照光とに分波される。照射光はコリメーター１１０を通って平行光になり、ミラー１１１で反射される。ミラー１１１で反射された光はレンズ１１２を通って物体１１３に照射され、物体１１３の奥行き方向の各層から反射される。一方、参照光はコリメーター１１４を通ってミラー１１５で反射される。カップラ１０７では、物体１１３からの反射光とミラー１１５からの反射光を干渉させる。干渉した光はファイバ１１６を通り、レンズ１１８を通って光検出部１０３に集光され、情報取得部１０４でフーリエ変換されることによって、物体１１３の断層像の情報を得る。フーリエ変換して得られる値は、カップラ１０７から物体１１３の表面で反射されカップラ１０７へ到達する光路の長さと、カップラ１０７からミラー１１５で反射されてカップラ１０７に到達する光路の長さとの差に対応する。したがって、物体１１３断層像の情報として、例えば、物体１１３の表面からの奥行き方向の長さ（ｄ１、ｄ２、ｄ３）と、物体１１３の各層からの反射光の強度との関係についての情報を得ることができる。
断層像の情報は、情報取得部１０４から画像表示部１１９に送って画像として表示させてもよい。なお、ミラー１１１を操作し、照射光を入射方向と垂直な平面内で走査することで、測定対象の物体１１３の３次元の断層像を得ることができる。
本実施形態に係るＯＣＴ１００は、光源１０１のプルインの発生を検出するプルイン検出部１３０を有する。本実施形態では、プルイン検出部１３０は、クロック生成部１２０のクロック信号に基づいてプルインを検出する。
（プルインについて）
本実施形態におけるプルインの具体的な検出方法の一例について、光源部１０１が図２で示すＭＥＭＳ機構を用いた波長可変ＶＣＳＥＬ（以下、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬと略すことがある）である場合を例に説明する。
（プルイン現象）
まず、プルイン現象について詳細を説明する。
本実施形態に係るＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬは、下部電極２０１、基板２０２、下部反射鏡２０３、下部クラッド層２０４、活性層２０５、上部クラッド層２０６をこの順に有してなるハーフＶＣＳＥＬ２１０を有する。
そして、上部クラッド層２０６上には絶縁層２０７、上部反射鏡２０８、上部電極２０９がこの順に形成されている。また、上部クラッド層２０６上にはコモン電極２１１が形成されている。コモン電極２１１と下部電極２０１とで活性層２０５に電流を注入することにより発光し、上部反射鏡２０８と下部反射鏡２０３とで構成される共振器で共振してレーザ発振する。本実施形態では、上部反射鏡２０８より、出射する光を、ＯＣＴ計測に用いる。
また、２１２は空隙部であり、上部クラッド層２０６と空隙部２１２との界面から、上部反射鏡２０８と空隙部２１２との界面までの距離（Ｄ）（エアギャップ長ということもある）が変化することにより、共振器長が変化する。共振器長が変化する結果、出射する光の波長が変化する。なお、上部反射鏡に限らず、上部反射鏡、下部反射鏡の少なくともいずれか一方の光軸方向の位置を変化させることで、発振波長を変化させることができる。
本例では、図２に示すように、上部反射鏡２０８がカンチレバーをなすＭＥＭＳ機構である。すなわち、上部電極２０９とコモン電極２１１との間に電圧が印加されると可動部である上部反射鏡２０８と上部クラッド層２０６との間に静電力が生じ、上部反射鏡２０８が、上部クラッド層２０６に引き寄せられるように変位する（矢印ｄの方向）。なお、本例のように、上部反射鏡そのものがカンチレバーとなっているもの以外にも、半導体のカンチレバーの上に上部反射鏡が形成されているものなどがある。また本例では、ＭＥＭＳ機構を梁の一方が支持されているカンチレバータイプとしたが、梁の両方が支持されている両持ち梁のＭＥＭＳ機構を用いることもできる。この場合にも、本発明におけるプルインの課題は同様に発生する。
ここで、静電力を用いて可動部を変位させる形態においては次のような問題が生じうる。すなわち、距離Ｄがある一定以下の距離になるような電圧が、可動部（上部反射鏡２０８）と上部クラッド層２０６との間に印加されると、可動部が一気に上部クラッド層２０６に引き寄せられ、接触、密着してしまう。このような現象をプルインと呼ぶ。この一定以下の距離（臨界ギャップと呼ぶ）は、ＭＥＭＳ構造の形状などにより異なるが、例えば単純な平行平板型の部材で、変調のない静電圧を印加した時、印加電圧無しの時の２／３であることが知られている（この時の電圧をプルイン電圧と呼ぶ）。すなわち、電圧を印加していないとき、距離ＤがＸである場合、電圧を印加することで２Ｘ／３以下という状態になると、プルインが生じる。
プルインが起こると結果としていくつかの好ましくない状況を招く可能性がある。例えば上部反射鏡が急激に引き寄せられると急激に波長が変化し、その後上部反射鏡が密着すると波長が変化しなくなる。これにより、ＯＣＴの光源として用いた際に、測定対象のデータ取得が途切れる可能性がある。結果として取得できる波長範囲が狭まり、ＯＣＴ画像の分解能が低下するなどの事態が起こる可能性がある。また、本例のように、活性層に電流を注入することによって発光させる場合、上部反射鏡が上部クラッド層に密着すると電気的なショートが起こる。それにより、活性層２０５に大きな電流が注入されるおそれがある。その結果、本例に示すＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬから高い強度の光出力がなされる可能性がある。そして、その高い強度の光がＯＣＴを通じ被験者に照射されるなどの事態が起こる可能性がある。本実施形態では、プルインを検出することができ、プルインを検出した後、プルインである状態をプルインでない状態に変えたり、プルインによって生じるＯＣＴへの影響を抑えるといった対応をとることができる。
また、経時劣化によってＭＥＭＳ電極が変形することによって、初期設計の駆動電圧でプルインが生じてしまう可能性がある。そこで、光干渉断層計によって物体の情報を得る前に、光源を駆動して、プルインが生じるかどうか検出する。もしプルインが生じた場合は、可動部を変位させる電圧の範囲を変えるなどのキャリブレーションを行ってプルインが生じないようにする。そしてキャリブレーションをしてプルインが生じないようにした上で、物体の情報を得る。詳細は実施形態６で述べる。
（プルイン検出の原理）
図３に、上部反射鏡の通常可動時（プルインが生じていない時）と、プルインが生じた時の、可動部（上部反射鏡）の変位量と時間との関係（図３（ａ）、（ｃ））と、その時にクロック生成部で得られる干渉信号を表す模式図（図３（ｂ）、（ｃ））を示す。本実施形態におけるクロック生成部は、例えば光源部から出た光をファブリーペロー干渉計で干渉させることで干渉信号を得る。その干渉信号のピーク同士は、等波数間隔である。クロック生成部では、上記干渉信号を変換し、干渉信号のピークが得られるタイミングを表すクロック信号を送信することで、等波数間隔のタイミングを表すクロック信号を送信できる。また、図３（ａ）（ｃ）のグラフの縦軸は、上部反射鏡が変位していないときの初期位置を０とし、電圧印加して上部反射鏡が上部クラッド層の方に変位する場合の変位量をｄ軸上に示す。なお、本実施形態では、等波数間隔の点を干渉信号のピークが得られるタイミングとして説明しているが、干渉信号の振幅（強度）がゼロとなる点が得られるタイミングでも、同じく等波数間隔の点が得られる。
ここでは、上部反射鏡を共振周波数より低い周波数で正弦波駆動させた場合を考える。
通常可動時は図３（ａ）のように、上部反射鏡は印加した正弦波の電圧に追随し、変位も３０１のように正弦波の形になる。このとき干渉信号は３０２のような波形で得られ、上部反射鏡の変位速度が速い（３０１の傾きが大きい）時は周期が狭く、遅いと広くなる。そして、変位速度が最も遅い３０１（振幅の極大値および極小値）の山谷の部分では、最も周期が大きくなる。
それに対しプルインが生じた場合は図３（ｃ）のように、上部反射鏡は途中まで正弦波状に変位するが、ハーフＶＣＳＥＬとの距離が臨界ギャップより大きく変位すると、プルインが起こり、一気に上部反射鏡がハーフＶＣＳＥＬに引き寄せられる。そして一度引き寄せられた上部反射鏡（または上部反射鏡を含んだカンチレバー。今後は上部反射鏡と記述する）は、理論的にはＭＥＭＳを駆動するための電極間に印加される電圧が０となるまで密着して離れない。
ここで、上部反射鏡の変位が３０３のような場合には、それに応じて得られる干渉信号は図３（ｄ）の３０４のようになる。干渉信号３０４の信号周期は、正弦波で変位している時は通常駆動の場合と同様だが、プルインが生じると上部反射鏡の変位速度が速くなるため、信号周期が早くなる。そして、上部反射鏡がハーフＶＣＳＥＬに密着してしまった時には、レーザ出射光の波長が変化しないため、干渉信号は一定になる。そして印加電圧が切れると、またもとに戻って正弦波振動を始める。従って、干渉信号の通常駆動よりも長時間、信号強度が一定になっていることを検出することで、プルインが起こっていることを検出することができる。また、クロック信号も同様に、プルインが生じると、信号強度が一定になっていることを検出することで、プルインの発生を検出できる。
なお、共振周波数以上の周波数で駆動する場合は、印加する電圧に対する可動部の変位や印加する電圧の位相が異なってくるため、プルイン電圧や臨界ギャップは異なってくる。従って、プルインが生じる条件や干渉信号は図３とは異なってくるが、上記と同様の手法で、干渉信号やクロック信号が一定時間、一定であることを検出することで、プルインを検出できる。
また、ＭＥＭＳの正弦波駆動電圧に加え一定のバイアス電圧がかかっている場合には、本実施形態とは異なり、上部反射鏡は途中で離れずプルインは解消しない。ただし、この場合でも上記と同様の手法で、干渉信号やクロック信号が一定時間、一定であることを検出することでプルインを検出できる。
プルインが生じた時、上記の干渉信号やクロック信号が一定期間、一定値であることを検出する方法はいくつかある。まず、干渉信号の強度が一定値となることを利用して、干渉信号の強度を表す数値が所定時間以上、一定値になることを検出する方法がある。また、干渉信号を周期可変の周期信号ととらえた時、その振幅が一定時間以上、所定の値以下、例えば０（ゼロ）になることを検出する方法もある。さらに、クロック信号の間隔が所定時間よりも大きくなることを検出する方法もある。
また、クロック生成部の干渉信号の値が変化しなくなることから、干渉信号の微分値が一定時間、０である場合に、プルインが発生したことを検出してもよい。
また、上記の干渉信号強度やクロック信号強度が一定の時間を検出する以外に、一定になる前に信号周期が早くなることを検出する方法もある。さらに信号周期が早くなった後に信号が一定になる二つの状態の組み合わせを検出する方法もある。
なお、上記のプルイン検出方法は、単独で行ってもよいし、複数の方法を組み合わせて行ってもよい。また、上記の「一定時間」や「一定値」とは、厳密に同じ値でなくてもよく、本発明の効果を奏する程度に多少幅をもっていても良い。また、本実施形態では、プルイン検出部１３０はクロック生成部１２０に基づいてプルインを検出しているが、それに限られない。
（プルイン検出部）
本実施形態において、プルイン検出部はプルインを検出し、検出した場合に信号を送信できるものであれば特に限定されない。例えば、上記の通り干渉信号またはクロック信号を検出する、フォトディテクター（ＰＤ）と、フォトディクタで検出された光の強度に基づいて信号を送信する信号送信部を有する構成が考えられる。
また、プルイン検出部は、プルインが発生したことを検出した場合、後述するプルイン対応部に信号を送信してもよい。
（プルイン対応部）
本実施形態において、プルイン検出部からプルインが発生したことを知らせる信号を受信して、プルインでない状態に変えたり、ＯＣＴ像を得る上で好ましくない状態を変えるための制御をするプルイン対応部を有していてもよい。
本実施形態において、プルイン対応部の対応パターンはいくつかある。
まず、プルインを解消するために、ＭＥＭＳを駆動する電極への電圧印加を０にするなどの制御をすることが考えられる。これは根本的にプルインを解消するため有効である。印加する電圧を０にした後には、プルインが生じる前の通常駆動時に印加していた電圧よりも低い電圧を印加するなどの対策を行い、プルインが生じにくい範囲の電圧でＭＥＭＳを駆動できる。
また、プルイン検出部によってプルインが発生したことが検出された場合に、前記光源部から出射される強度の大きな光が前記物体（被検者の目など）に照射されないようにする照射光制御部を有していてもよい。また、プルイン検出部によってプルインが発生したことが検出された場合に、光源部から出射される光の光量を制御するキャリブレーションを行っても良い。光源部から出射される光の光量を変える方法としては、光源によって異なる。光源がＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬの場合は、ＶＣＳＥＬを構成する活性層に注入する電流量を変える。
（クロック生成部）
本実施形態におけるクロック生成部は、干渉光学系１０２からの干渉信号のサンプリングが等波数間隔となるように、クロック信号を送信する。クロック生成部１２０は例えば、光干渉計と、該干渉計からの光を光検出器または差動光検出器で検出してクロック信号を送信する信号送信部とを有する。以下では、クロック生成部１２０をｋクロック（ｋ−ｃｌｏｃｋ）系と呼ぶことがある。
光源部１０１から出た光の一部をｋクロック系１２０に導くと、光源部１０１から出る光の波長変化に伴い、ｋクロック系固有の一定の波数間隔でクロック信号（Ｓ１）が生成される。なお、クロック信号は厳密に等波数間隔でなくてもよい。
光検出部１０３から情報取得部１０４に送られる干渉信号をこのクロック信号に基づいてサンプリングすることにより、干渉信号を等波数間隔で取得することが可能である。
（光検出部）
本実施形態における光検出部では、干渉光の強度を電圧などの電気信号の強度に変換するものであれば特に限定されない。干渉信号の情報は、この光検出部で受光電圧の時間波形の情報へと変換される。
（情報取得部）
情報取得部１０４では、光検出部１０３で受光した干渉光の強度の時間波形に基づいて被検体１１３の情報を取得する。具体的には情報取得部１０４の有する演算部でフーリエ変換など周波数分析が行われることで被検体１１３の情報を取得する。干渉光の強度の時間波形におけるサンプリングのタイミングは、先のクロック生成部１２０から送信されるクロック信号に基づいて等周波数（等波数）間隔に行われる。
（光源部）
本実施形態に係る光干渉断層計における光源部は、電圧の印加によって生じる静電力を用いて可動部を変位させることで波長掃引を行う光源であれば特に限定されず、同様の課題を有している光源であればよい。本実施形態における光源部としては、上記ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ以外にも、外部共振器型の光源であってもよい。外部共振器型の光源の例として、２つの反射鏡で構成される共振器内に光利得媒体を備え、ファブリーペロー（ＦＰ）共振器を形成する２つの反射鏡のうちの一方がハーフミラーであり、該ハーフミラーを静電力によって振動させる波長掃引光源がある。
また、本実施形態では、光干渉断層計がプルイン検出部を備えた構成について説明したが、光源部がプルイン検出部を備えた構成であってもよい。
また、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬが上記のように、活性層に電流注入して発光させる面発光レーザである場合、上部反射鏡と上部クラッド層の電気的なショートによる大きな電流の発生を検出することで、プルインが生じたことを検出してもよい。該大電流の検出は、ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬを駆動している電流制御部に付随の電流計などを用いて行う事ができる。さらに、大電流を検知した場合それへの対応として、該電流制御部を用いて電流注入量を制御してもよい。
また、本実施形態における光源部は、活性層に光を照射して発光させる光励起型の面発光レーザであってもよい。この場合、上記プルイン検出部は、上部反射鏡及び下部反射鏡のうち位置を変化させる反射鏡からの反射光を検出し、反射光の状態が所定範囲外である場合にプルインの発生を検出する構成を用いることができる。なぜなら、プルインが発生しているときは、上部反射鏡及び下部反射鏡のうち位置を変化させる反射鏡が、通常駆動時よりも大きく変位していると考えられる。それにより、例えば励起光を該反射鏡に対して斜め方向から入射させた場合、励起光の該反射鏡による反射光の光路が変化することが考えられる。そこで反射光路の変化を検出する方法としては、例えばカメラなどの撮像機器で光路変化を直接検出し、変化量が所定の範囲外である場合にプルインが発生したことを検出する方法がある。または固定位置に設置したフォトダイオードなどの受光素子に反射鏡からの反射光を入射させ、その強度を検出して所定範囲外である場合に、プルインが発生したことを検出する方法も適用できる。
また例えば励起光を該反射鏡に対して垂直上方から入射させた場合、励起光が該反射鏡により反射され、同様の光路を逆行してくる際の時間差を計測する方法などがある。上述したように、プルイン時には反射鏡が大きく変位しているため、反射光は通常駆動時よりも逆行してくる時間が遅れる。その時間差を検出し、時間差が所定の範囲外である場合に、プルインが発生したことを検出する。
上述したような場合における所定の範囲に関して説明する。例えば通常駆動時における信号（上記の反射光の光路変化、反射光の時間差）をａ、一定時間内における測定信号のばらつきをσとすると、≧ａ＋３σ、≧ａ＋５σ、≧ａ＋７σという範囲を設定することができる。この範囲は、検出の感度を上げたい場合にはａに近い方が好ましく、通常駆動時に生じるノイズなどによる誤信号を減らしたい場合には、ａから離れている方が好ましいため、適宜目的に応じ設定する必要がある。
（物体）
本実施形態において物体とは、本実施形態に係るＯＣＴによる測定の対象となるものであり種類は特に限定されない。例えば、眼球、皮膚、血管、歯などの生体が挙げられる。
（表示部）
本実施形態に係るＯＣＴは、情報取得部で取得した物体の情報が断層像であり、取得した断層像を表示する表示部を有していてもよい。
（用途）
実施形態に係るＯＣＴ装置は、眼科、歯科、皮膚科等の分野において、動物や人のような生体の断層像を取得する際に有用である。生体の断層像に関する情報とは、生体の断層像のみならず、断層像を得るために必要な数値データをも含む。
特に測定対象を人体の眼底とし、眼底の断層像に関する情報を取得するために用いることが好適である。
本発明の実施形態による面発光レーザは、上記のＯＣＴ以外にも、光通信用光源や光計測用光源として利用できる。
（実施形態２）
実施形態２に係る光干渉断層計について説明するが、ここでは、実施形態１と異なる点についてのみ記載し、共通点は記載を省略する。図４は、本実施形態に係るＯＣＴを表すブロック図である。
４０１は光源部としての静電力によって駆動するＭＥＭＳ機構を備えた波長掃引光源であり、出射光はファイバ（図４中の太実線）を伝搬し、光カップラ−４０２に入る。光カップラ−４０２で分岐された出射光は、一方は計測光としてＯＣＴ計測系へ入射、もう一方は波数取得干渉計４０３に入射する。
計測系に入射した計測光は、光カップラ−４０５に入射しさらに被検体計測光と参照光とに分岐される。
被検体計測光は偏波コントローラ４０６を通過し、ファイバカップリングレンズ４０７により被検体４０８に照射される。ファイバカップリングレンズ４０７と被検体４０８とを結ぶ以降の点線は、光が空間を伝搬することを表している。被検体４０８からの反射光（＝信号光）は再びカップリングレンズ４０７に入射しファイバ系に戻され、行きと同じ経路を戻りファイバカップラ４０５で分岐され、一方はファイバカップラ４１４に入射する。もう一方はファイバカップラ４０２を経て光源への戻り光となるが、このような戻り光は光源に届く前に光アイソレータ（不図示）により大部分吸収される。
一方、参照光はやはり偏波コントローラ４０９を通過し、ファイバカップリングレンズ４１０より空間系に戻され、参照ミラー部４１１に入射する。参照ミラー部４１１は、４５°キューブミラー４１２を４つ用いて構成されており、光路長を調整できるようになっている。参照ミラー部４１１を通過した光は、ファイバカップリングレンズ４１３を経て再びファイバ系に戻され、ファイバカップラ４１４に入射する。
ファイバカップラ４１４で、信号光と参照ミラーからの参照光が合波され、干渉信号となり差動検出器４１５に入射し検出される。そして電気信号に変換され（電気信号の流れは細い矢印つきの実線で表す）測定信号用ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）４１６に送られる。そこでデジタルデータに変換された電気信号はコンピュータ４１７に送られデータ処理される。
また、波数取得干渉計４０３に入射した光源からの出射光は、干渉計により波数取得用干渉光となり、差動検出器４０４にて検出され電気信号に変換される。上記波数取得干渉計の種類としては、マイケルソン干渉計、マッハツェンダー干渉計など、既存の干渉計を用いることができる。その後電気信号は、物体の情報を有する干渉信号のＡＤ変換時に使用する外部クロック用信号と、プルインを判定するためのプルイン判定用信号に分岐される。
外部クロック用信号は、外部クロック生成部４１８にて処理されクロック信号となり、測定信号用ＡＤＣ４１６を経て外部クロック信号として用いられる。なお、実施形態１のクロック生成部は、実施形態２の波数取得干渉計４０３、作動検出器４０４、外部クロック生成部４１８を含む部分を指している。
プルイン判定用信号はまず信号成形部４１９に送られ、ここで判定に適した形に信号成形される。信号成形部４１９は、種々のアナログ電気回路などによって構成されている。成形された信号はプルイン判定信号用のＡＤＣ４２０を経て、コンピュータ４１７へ送られる。そしてコンピュータ４１７内で信号処理され、プルインが起こっているかどうかを判定される。そこでプルインと判定された場合には、プルイン対応部としての対処機構４２１へ指令を送り機構を作動させ、対応処理を行う。なお、プルイン判定の方法によっては、信号成形部４１９は省略し、直接プルイン判定信号用ＡＤＣ４２０に信号を送ることも可能である。実施形態１のプルイン検出部の機能は、実施形態２のコンピュータ４１７によって担われる。
本実施形態において、差動検出器４０４からの電気信号が分岐され、プルイン判定用信号となる部分から、プルイン判定用ＡＤＣ４２０を経て、判定処理を行うコンピュータ４１７までを、プルイン検出機構とする。また、判定結果に基づき命令を送るコンピュータ４１７から、実際に処理を行う対処機構４２１までを、プルイン対処機構とする。
上記ＯＣＴ装置において、波数取得干渉計４０３は複数あっても良い。その際、光路差の異なる干渉計を付加することで、後述するプルインの検出信号も複数取得することができる。また、波数取得干渉計の光路差を可変にしておき、２種類の波数取得用干渉光を得ることもできる。
また、光源部は複数あっても良い。
図５に本実施例におけるプルイン発生の有無の判定のフローを示す。まず一定回数のＡスキャン（被検体の奥行き方向の計測に対応するスキャン）毎に、信号強度と時間との関係を出力する（５０１）。Ａスキャンの回数は、ここでは１回の往復掃引毎に２回行う（ミラーの往掃引、復掃引がそれぞれ１回のＡスキャンに対応）。そして一定回数スキャンの中で、プルインの判定基準を、ある一定時間以上プルイン判定用信号の強度が一定になっている箇所がある場合とし、そのある／なしを判定する（５０２）。Ａスキャンの回数は、１回の往復掃引毎に１回でもよい（往掃引または復掃引のみ）。
上記プルインの判定基準を構成する要素は、ある一定時間以上という時間の要素と、信号強度が一定になっているという信号出力の要素の２つである。まず時間に関して、図６を用いて説明する。図６は、通常駆動時の反射鏡（可動部）の往復掃引１周期における変位６０１に対する、プルイン判定用信号６０２の波形の一例を表す模式図である。図６のように、反射鏡の通常駆動時にもプルイン判定用信号６０２は山または谷の部分で値が一定値になる。特に、反射鏡の変位が緩やかになる（６０１の傾きが小さくなる）時ほど、値が一定値になる（山または谷の）時間が長くなりやすい。中でも、図の変位６０１の頂点と両端の部分では、最も一定値の時間が長くなりやすい。尚、通常駆動時の信号強度一定という場合の基準は、次に述べるプルイン判定用の信号強度一定の基準と同様である。
プルイン判定のための信号強度が一定となる時間の基準については、通常駆動時において信号一定となる時間間隔の中で最も長い時間以上に設定することができる。また、所定の測定時間内における複数回の波長掃引毎にその信号強度が一定となる時間のばらつきσ（ｓｅｃ）を考慮し、（最も長い時間）＋３σ（ｓｅｃ）程度に設定できる。また、（最も長い時間）＋５σ程度とするとその分プルイン発生有無の判定の精度も上げることができる。
次に、信号強度一定の基準に関して説明する。信号にはノイズ成分も乗っているため、強度一定という場合にも基準が必要である。ここでは、所定の測定時間内における信号のノイズ振幅のばらつきをσとした場合に、好ましくは信号の中央値±５σに収まっている場合、更に好ましくは±３σに収まっている場合を信号一定と定義する。
なお、上記基準は例示的なものであり、それ以外の基準を定めてもよい。
上記のような基準を参照し、プルインが起こっているかどうかを判定する（５０３）。そしてプルインが生じている場合には、本実施形態においては、光源部の電源に信号を送信し、可動部を変位させるためのＭＥＭＳを構成する電極への電圧印加を停止させる（５０４）。
本実施形態においては、反射鏡の駆動波形は正弦波駆動を用いたが、それ以外のノコギリ型など、あらゆる形の駆動波形を採用することが可能である。
また本実施形態においては、波長掃引するための可動部の変位の往復両方で光源が点灯している場合を挙げたが、どちらか一方の場合でも、また一部のみで点灯している場合でもよい。
また本実施形態においては、波数取得干渉計の光路差を可変とすることで、信号の干渉状態を変化させることができる。例えば、干渉信号の強度が０であった時、波長取得干渉計の光路差を変えることで信号一定部の信号値を変え有限値とする事ができる。こうすることで、光源が消光しているのか（消光している場合は干渉計の光路差を変えても信号一定部の値は０のまま）、それともプルインしているのか判定することができる。
また本実施形態においては、プルイン判定用ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇｕｅ Ｄｅｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を測定信号用のＡＤＣとしても用いることが可能である。この場合、被検体の測定信号とプルイン判定用信号を同一のＡＤＣが交互に処理するため、測定にかかる時間が長くなるが、物品点数が少なくなるというメリットがある。
（実施形態３）
実施形態３に係る光干渉断層計について説明するが、ここでは、実施形態１、２と異なる点についてのみ記載し、共通点は記載を省略する。
本実施形態においては、実施形態２の図５の５０２のプルイン判定の工程における、判定方式の別例について説明する。使用するＯＣＴシステム、プルイン検知機構、対処機構の構成は実施形態１のものと同様である。
実施形態２では、プルインの判定をプルイン判定用信号の強度が一定となる箇所を検出することで行い、直接信号データを読み取り判定した。本実施形態では、プルイン判定用信号のデータを、振幅を表すデータに置き換えることで、判定を行う。
図７に本実施形態におけるプルイン判定原理の概念図を示す。プルイン発生時のプルイン判定用信号７０１は、プルイン発生前は周期的な信号となるため、信号の振幅の値を取得することで振幅データ７０２のように読み替えることができる。図７の下のグラフの信号の振幅は、信号の山と谷の値の差をとることで評価する。この時、プルインが発生している時間帯は振幅が０となるため、７０２のようなデータとなる。この時は、振幅が０の部分でプルインが起こっているため、そこを検出することにより、プルインを検知することができる。
実際はノイズなどの影響により信号の振幅が一定時間０となることはないので、実施形態２と同様にプルインを判定するための所定の基準を設けることになる。本実施形態の場合は、振幅がある所定の値以下であるとともに、ノイズよりも大きい値であることが必要なため、振幅がある一定の範囲に入る場合にプルインであると判定する。例えば基準としては、信号の振幅をａ、所定の測定時間内における信号のノイズ振幅のばらつきをσとすると｜ａ｜≦３σ、｜ａ｜≦５σ、更に好ましくは｜ａ｜≦７σといった基準を採用できる（｜｜は絶対値を表す）。基準値は偶発的な雑音などが入った場合などの偽信号を区別する観点からは大きい方が好ましい。しかし大き過ぎる場合、通常駆動時の信号の振幅まで判定してしまう。そのため、通常駆動時の振幅の最小値をＡｍｉｎとし、そのばらつきをσとすると｜ａ｜≦Ａｍｉｎ−３σ、｜ａ｜≦Ａｍｉｎ−５σ、｜ａ｜≦Ａｍｉｎ−７σといった基準を採用できる。実際の基準値は、上記の原則を満たす範囲で個別に決定する必要がある。
本実施形態による検出方法では、信号の振幅値を評価するため、実施形態２の場合で行ったような、信号の時間成分に対する基準を設ける必要がない。そのため、判定のための条件を減らすことができる。信号の振幅（山−谷間の差の値）の評価は、例えば既存の電気回路による信号処理コンピュータプログラムなどによるソフト的な処理を利用することができる。
（実施形態４）
実施形態４に係る光干渉断層計について説明するが、ここでは、実施形態１〜３と異なる点についてのみ記載し、共通点は記載を省略する。
本実施形態においては、実施形態２の図５におけるプルイン判定の工程（５０２）の、判定方式の更に別の例について説明する。本実施形態におけるＯＣＴの構成は図４と同じであるため、図４を用いて説明する。
本実施形態においては、プルイン判定用信号を信号成形部１１９で前処理し微分することで、信号がコンピュ−タ１１７に送られる前に振幅０の箇所を評価できる形に変換しておく。このようにすることで、コンピュータ１１７内で、信号の振幅の値を評価することなく、すぐにプルインを判定する工程に移れるため、時間短縮することができる。信号成形部１１９は、微分回路などにより構成される。
コンピュータ内でのデータ処理は実施形態２の図５と同様であるが、５０１で呼び出されるデータは、上記のようにあらかじめ信号成形部で成形された信号となる。コンピュータ内でのプルインの判定方法に関しては実施形態２と同様であり、プルイン判定後の処理工程も実施形態２と同様である。
（実施形態５）
実施形態５に係る光干渉断層計について説明するが、ここでは、実施形態１〜４と異なる点についてのみ記載し、共通点は記載を省略する。
本実施形態においては、実施形態２の図５におけるプルイン判定の工程５０２の、判定方式のさらに別の例について説明する。さらに本実施形態においては、５０４のプルインが生じた時の対処方法も実施形態２と異なっているので、その点に関しても説明する。
図８は、本実施形態におけるＯＣＴの構成を示す模式図である。本実施形態のシステムでは、波数取得干渉計の信号は分岐されることなく、計測干渉信号取得用の外部クロック信号として用いられる。すなわち、一般的な波数取得干渉計を用いたＯＣＴシステムである。また、図１のプルイン検出時の対処機構は、本実施例では光が被検体に照射されることを防ぐシャッター８１９となっている。
図９を用いて、本実施形態におけるプルインの判定方式に関して説明する。本実施形態では、波数取得干渉計からの外部クロック用信号をプルイン判定用信号としても利用する。
図９の上の図（９０１）は波数取得干渉計からの信号を表し、この信号を用いて、外部クロック用の等波数間隔のクロック信号を得る。本実施形態では、９０１のように信号のゼロ交差の点を取得することで等波数間隔のクロック信号を得ている。９０２のように、干渉信号のうち、ゼロ交差する値のみを抜き出すとわかるように、プルインが生じている時（９０１の電圧一定の時間帯）は信号にゼロ交差点が観測されないため、通常信号にくらべ、点同士の時間間隔が大きく空いてしまう。これを検出することでプルインを検知することができる。本実施形態では、波数取得干渉計からの信号のゼロ交差点により、クロック信号を得ているが、極大値（山）、極小値（谷）の時間を特定することにより得ることも可能である。
本実施形態でも、プルインの判定基準を設ける必要がある。本実施形態における基準は、クロック信号の時間間隔のみで、所定の時間間隔よりも大きい場合にプルインと判定する。所定の時間間隔はプルインが起こっている時間であるため、実施形態２における、一定強度の信号が得られる時間間隔と同様の理由で、好ましくは、最長のクロック信号の時間間隔以上の場合である。また、所定の測定時間内における波長掃引毎のクロック信号の時間間隔のばらつきσを考慮し、（最長のクロック信号の時間間隔）＋３σや、（最長のクロック信号の時間間隔）＋５σに設定できる。
実際、コンピュータ８１７内で上記判定を行う際用いる信号は、上記外部クロック信号、またはそれを用いて得られる計測干渉信号どちらでもよく、それらの時系列のデータ間隔で判定する。
上記のようにプルインを判定した後、コンピュ−タより命令を出し、シャッター８１９を直ちに閉じることで、被検体（被験者）に大光量が照射される事態をより早く終息させることができる。尚、本実施例においては、シャッターは被検体の前に設置されているが、光源の光の出射部、例えば光源のパッケージ内部のチップ前などにシャッターを設けることも可能である。また、シャッターは機械シャッターであっても良いし、液晶などの透過率制御機構を有する電子シャッターでも良い。
本実施例におけるＯＣＴ装置では、波数取得干渉計の信号を分岐することなく、一般的なＯＣＴ装置の構成で判定を行う事ができ、システムを簡略化することが可能である。
またプルインの判定において、本実施例では外部クロック生成部８１８より出力されるクロック信号の時間間隔から判定していたが、８１８で外部クロック信号となる前の段階で判定に用いることも可能である。例えば、８１８でゼロ交差検出器によりゼロ点検出された直後の状態で、測定信号用ＡＤＣ８１６のクロック信号になる前にコンピュータ８１７に信号を送ることもできる。この時は、外部クロック生成部８１８より配線を分岐し、実施例１と同様に、外部クロックとは別のプルイン判定用信号としてコンピュータへ送り判定に用いることになる。
なお、図８の８０１〜８１５は、図４の４０１〜４１５とそれぞれ同じであるため、ここでは説明を省略する。
（実施形態６）
実施形態６に係る光干渉断層計について説明するが、ここでは、実施形態１〜５と異なる点についてのみ記載し、共通点は記載を省略する。
実施形態６では、プルインを検出しＭＥＭＳ電圧印加を停止する段階までは、実施形態２と同様の処理を行うが、その後に装置の復旧行程を設けたことが特徴である。具体的には、光源からの信号のチェックを行い、不具合があればそれを修正する工程を有する。本プルイン復旧行程によって、プルインにより変化してしまった光源の特性を、可能な限り自己診断、自己校正し、ＯＣＴ装置を使用可能な状態に復旧させる。
図１０は本実施形態に係るプルイン復旧行程を主に表したフローである。プルイン復旧行程前のプルイン発生判定および対処行程は、図５におけるフローと同様である。
図１０では、プルインが生じていることを判定しＭＥＭＳへの印加電圧を停止（１００４）した後、プルインの復旧行程に移る。まずは光源の光出力の有無を確認する工程（１００１）を実行する。プルインにより光源素子に大きな電流が流れる可能性があるため、素子自体が壊れている可能性がある。本工程ではまずそれをチェックする。確認作業は、光源素子の光出力をモニターするため、素子近傍に設けられた不図示の光検出器、もしくは信号光（ＯＣ光）より分岐した参照光（モニター光）をモニターするための不図示の検出器を用いて行う。尚、光源が光励起型の発光素子である場合には、本工程は省略可能である。図１０の工程１００１で光出力が得られない場合は、例えば、光源素子の交換が必要であることをＯＣＴの画像表示部に表示するなどする（１００２）。光出力が得られた場合は、光源を再び駆動し（１００３）、光干渉信号のチェック行程（１００５）を行う。プルインが生じると、ＭＥＭＳミラーの駆動電極がもう一方の駆動電極の方へ大きく引き寄せられるため、電極部の形状の歪みなどが生じ光源の駆動特性（スピード、駆動域、振幅等）の変化が生じる可能性がある。その場合ＯＣＴにより取得される干渉信号自体も変化し、取得される断層像の見え方（コントラスト、分解能等）が変わるなどの事象が生じる可能性がある。また、光源自体の発光特性も変化している可能性がある。本工程では所定の標準サンプル（参照用サンプル）を用い、プルイン前と同様の干渉信号が得られるかどうかをチェックする。使用する標準サンプル（参照用サンプル）には、反射ミラーや眼底を模した構造を有する擬眼サンプルなどがある。
ここで、プルイン前の信号（プルインしていないときに得られる信号）は、予めメモリに記憶しておく。１００５の工程において、記憶しておいたプルイン前の信号と同様の信号が得られれば、干渉信号は正常と判定し、プルイン前後で光源変化は生じなかったものとして、装置は通常稼働する事ができると判定する。プルイン前と信号が異なっている場合は、光源に変化が生じたと判定し、駆動条件校正（キャリブレーション）の工程（１００６）に移行する。駆動条件の行程（１００６）では、まずｋ−ｃｌｏｃｋ系から得られる信号のチェックを行う。チェックする項目はｋ−ｃｌｏｃｋ系から得られる信号点の個数および間隔である。これらの項目がプルイン前のデータと所定の精度で一致していなければ、ＭＥＭＳ駆動特性が変化していると判定し、ＭＥＭＳ駆動電圧の時間波形を上記項目がプルイン前のデータと一致するように校正する。ｋ−ｃｌｏｃｋ系の信号のデータの校正が終了したら、ＯＣＴの断層像の信号を用いて、ｋ−ｃｌｏｃｋ系の各サンプリング点における光源の基礎データの取得を行う。ｋ−ｃｌｏｃｋ系の信号のチェックにおいて、信号が変化していない場合は直接この作業に移る。取得するデータは、光源の電流−光出力特性（Ｉ−Ｌ特性）、電流−電圧特性であり、参照用サンプル内のある点において、ｋ−ｃｌｏｃｋ系の全てのサンプリング点に対してデータ取得を行う。そして、取得したデータをもとに、各サンプリング点における干渉信号の光強度がプルイン前と一致するよう、発光部に注入する電流（印加する電圧）の校正作業（キャリブレーション）を行う。本校正作業において、校正可能であれば、再度光干渉信号のチェック行程（１００５）に送り信号のチェックを行う。また本校正作業において、プルイン前のデータからの乖離が大きく、光源の駆動電圧（発光部、ＭＥＭＳ部）調整のみでは校正しきれない場合は、校正不可として光源の交換（１００２）が必要であることをＯＣＴの画像表示部に表示するなどする。
上記、ＭＥＭＳ駆動電圧のキャリブレーション、発光部に注入する電流（印加する電圧）のキャリブレーションは、それぞれ、ＭＥＭＳ駆動電圧を制御する制御部、発光部に注入する電流の制御部が行っても良いし、別途キャリブレーションを行う制御部を設けて行っても良い。
この光源の基礎データの校正は、参照用サンプル内の異なる複数の場所で行うことが好ましい。
以下に本発明の実施例について説明するが、本発明はこれに限られず、適宜設計、構成を変更することができる。
（実施例１）
本発明の実施例１に係る光干渉断層計について説明する。本実施例においては、ＯＣＴシステムは図４で示したものから信号成形部４１９を省いたものを用いる。
プルイン時の対処機構４２１としては、本実施例ではＭＥＭＳミラーへの印加電圧を０にする処理をするため、レーザの駆動電圧４２１が用いられている。
本実施例では、掃引波長域は１０３０ｎｍ〜１０９０ｎｍである。ＭＥＭＳ機構を有する反射鏡は、梁がそのまま半導体多層膜反射鏡となっているタイプで、掃引周波数は、計測時には通常１００ｋＨｚ、正弦波駆動となっている。多層膜反射鏡はＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ２種類の半導体で構成されている。掃引はＭＥＭＳミラーの共振周波数よりも低い周波数で行っている。ハーフＶＣＳＥＬとしてはＩｎＧａＡｓ活性層を用いたＧａＡｓ系の化合物半導レーザが用いられている。本実施例においては、ＭＥＭＳ ＶＣＳＥＬの後に光出力増幅用のＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を設置し、光源と組み合わせたものを１つの光源として取り扱う。光出力は２５ｍＷである。
光カップラ４０２、４０５、４１４の分岐比はそれぞれ９５：５（９５がＯＣＴ計測系側）、７０：３０（３０が被検体側）、５０：５０である。波数取得干渉計には、マッハツェンダー型の干渉計を使用している。測定信号用ＡＤＣ４１６のクロックは５００ＭＨｚ、プルイン判定用ＡＤＣ４２０は２．０ＧＨｚである。
分岐されたプルイン判定用信号は、プルイン判定用ＡＤＣ４２０でそのままＡＤ変換され、コンピュータ４１７でプルイン判定処理が行われる。
１００ ＯＣＴ
１０１ 光源部
１０２ 干渉光学系
１０３ 光検出部
１０４ 情報取得部
１３０ プルイン検出部

Claims (13)

  1. 出射する光の波長を変化させる光源部と、
    前記光源部からの光を、物体へ照射する照射光と参照光とに分波し、前記物体に照射された光の反射光と前記参照光による干渉光を発生させる干渉光学系と、
    前記干渉光を受光する光検出部と、
    前記光検出部で受光した干渉光に基づいて前記物体の情報を取得する情報取得部とを有する光干渉断層計であって、
    前記光源部は、静電力により変位する、波長掃引を行うための可動部を備え、
    前記光干渉断層計は、前記光源部の前記可動部のプルインの発生を検出するプルイン検出部と、前記光源部から出射された光に基づいて等波数間隔にピークを有する干渉信号を取得し、さらに前記干渉信号に基づいて等波数間隔のクロック信号を発生させるクロック生成部とを有し、
    前記プルイン検出部は、前記干渉信号または前記クロック信号に基づいてプルインを検出する、光干渉断層計。
  2. 前記プルイン検出部は、前記干渉信号または前記クロック信号の信号強度が一定時間、一定値である場合に、プルインが発生したことを検出する、請求項１に記載の光干渉断層計。
  3. 前記プルイン検出部は、前記干渉信号の振幅の大きさが所定の値以下である場合に、プルインが発生したことを検出することで行う請求項１または２に記載の光干渉断層計。
  4. 前記プルイン検出部は、前記クロック信号の間隔が所定時間より大きい場合に、プルインが発生したことを検出する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光干渉断層計。
  5. 前記プルイン検出部は、前記クロック生成部の干渉信号の微分値が一定時間、０である場合に、プルインが発生したことを検出する、請求項１に記載の光干渉断層計。
  6. 前記光源部は、下部反射鏡と、活性層と、上部反射鏡と、をこの順に有し、前記活性層と前記上部反射鏡との間に空隙部を備え、前記上部反射鏡、前記下部反射鏡の少なくともいずれか一方の光軸方向の位置を変化させることで、出射する光の波長を変化させる面発光レーザである、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光干渉断層計。
  7. 前記光源部は、前記活性層に光を照射して発光させる面発光レーザである、請求項６に記載の光干渉断層計。
  8. 前記プルイン検出部は、前記上部反射鏡及び前記下部反射鏡のうち変位させる反射鏡からの反射光に基づいてプルインの発生を検出する、請求項７に記載の光干渉断層計。
  9. 前記光源部は、前記活性層に電流注入する電流制御部を有し、前記電流制御部から前記活性層に電流を注入することで発光させる面発光レーザである、請求項６に記載の光干渉断層計。
  10. 前記光干渉断層計は、さらに、プルイン検出部から信号を受信した場合に、前記可動部を変位させるために印加する電圧を制御する請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光干渉断層計。
  11. 前記光干渉断層計は、さらに、プルイン検出部から信号を受信した場合に、前記光源部から出射される光が前記物体に照射されないようにする照射光制御部を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光干渉断層計。
  12. 前記光干渉断層計は、さらに、プルイン検出部から信号を受信した場合に、前記光源部から出射される光の光量を制御する照射光制御部を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光干渉断層計。
  13. 前記光干渉断層計は前記光源部の交換が必要であることを画像表示部に表示することが可能に構成されている請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の光干渉断層計。
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US9332369B2 (en) * 2013-10-22 2016-05-03 Infineon Technologies Ag System and method for automatic calibration of a transducer

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