WO2023275929A1 - 光干渉断層撮像装置、光干渉断層撮像方法、及び記録媒体 - Google Patents

光干渉断層撮像装置、光干渉断層撮像方法、及び記録媒体 Download PDF

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WO2023275929A1
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滋 中村
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日本電気株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/0209—Low-coherence interferometers
    • G01B9/02091—Tomographic interferometers, e.g. based on optical coherence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated

Definitions

  • This disclosure relates to the technical field of an optical coherence tomography apparatus, an optical coherence tomography method, and a recording medium that perform optical coherence tomography.
  • OCT Optical Coherence Tomography
  • Patent Literature 1 discloses a technique for calculating three-dimensional shape data of the cornea using OCT technology.
  • Patent Literature 2 discloses a technique for performing OCT scanning with a probe for ophthalmic surgery to generate an electronic image of tissue.
  • Patent Document 3 discloses that light from a light source may be split by two fiber couplers when creating a tomographic image showing the layer structure of the retina using OCT technology.
  • the purpose of this disclosure is to improve the technology disclosed in prior art documents.
  • One aspect of the optical coherence tomographic imaging apparatus of this disclosure includes a wavelength-swept laser light source, a branching unit that branches light emitted from the wavelength-swept laser light source into a plurality of lights, and a plurality of light beams output from the branching unit. and a plurality of units for acquiring tomographic structure information for different measurement objects using each of the lights, and each of the plurality of units splits the light output from the splitter to obtain object light and reference light.
  • a light beam scanning unit that irradiates the object light onto the measurement object; and an intensity of interference light resulting from interference between the object light scattered by the measurement object and the reference light.
  • an information generator for generating tomographic structure information of the measurement object based on the electrical signal.
  • One aspect of the optical coherence tomographic imaging method of this disclosure is that a computer emits light from a wavelength-swept laser light source, branches the light emitted from the wavelength-swept laser light source into a plurality of lights, and divides the plurality of lights.
  • An optical coherence tomography method for obtaining tomographic structure information for a different object to be measured using each of a plurality of units, wherein each of the plurality of units further splits the plurality of lights into object light and generating a reference light, irradiating the object light onto the object to be measured, and generating an electrical signal according to the intensity of interference light resulting from interference between the object light scattered by the object to be measured and the reference light; and generates tomographic structure information of the object to be measured based on the electric signal.
  • a computer emits light from a wavelength-swept laser light source, splits the light emitted from the wavelength-swept laser light source into a plurality of lights, and uses each of the plurality of lights.
  • an optical coherence tomography method for acquiring tomographic structure information for different measurement objects in each of a plurality of units, wherein each of the plurality of units further splits the plurality of lights into object light and reference light and irradiating the object light onto the object to be measured, and generating an electrical signal according to the intensity of interference light resulting from interference between the object light scattered by the object to be measured and the reference light
  • a computer program for executing an optical coherence tomographic imaging method for generating tomographic structure information of the object to be measured based on the electrical signal is recorded.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the hardware configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to a first embodiment
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to a second embodiment
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to a third embodiment
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to a fourth embodiment
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to a fifth embodiment
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to a sixth embodiment
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to a seventh embodiment
  • FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to an eighth embodiment
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing a configuration when the optical coherence tomographic imaging apparatus according to the ninth embodiment is applied to a contact fingerprint scanner
  • FIG. 21 is a schematic diagram (Part 1) showing the configuration when the optical coherence tomographic imaging apparatus according to the ninth embodiment is applied to a non-contact fingerprint scanner
  • FIG. 20 is a schematic diagram (part 2) showing the configuration when the optical coherence tomographic imaging apparatus according to the ninth embodiment is applied to a non-contact fingerprint scanner;
  • FIG. 1 is a block diagram showing the hardware configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to the first embodiment.
  • an optical coherence tomographic imaging apparatus 100 includes a processor 11, a RAM (Random Access Memory) 12, a ROM (Read Only Memory) 13, and a storage device 14. there is The optical coherence tomographic imaging apparatus 100 may further include an input device 15 and an output device 16 . Also, the optical coherence tomographic imaging apparatus 100 according to the first embodiment includes a wavelength swept laser light source 101 and a plurality of optical system units 20 .
  • the above-described processor 11, RAM 12, ROM 13, storage device 14, input device 15, output device 16, wavelength swept laser light source 101, and a plurality of optical system units 20 are connected via data bus 17. may be connected.
  • the processor 11 reads a computer program.
  • processor 11 is configured to read a computer program stored in at least one of RAM 12, ROM 13 and storage device .
  • the processor 11 may read a computer program stored in a computer-readable recording medium using a recording medium reader (not shown).
  • the processor 11 may acquire (that is, read) a computer program from a device (not shown) arranged outside the optical coherence tomography apparatus 100 via a network interface.
  • the processor 11 controls the RAM 12, the storage device 14, the input device 15 and the output device 16 by executing the read computer program.
  • the processor 11 may be configured as, for example, a CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), FPGA (Field-Programmable Gate Array), DSP (Demand-Side Platform), and ASIC (Application Specific Integrate).
  • the processor 11 may be configured with one of these, or may be configured to use a plurality of them in parallel.
  • the RAM 12 temporarily stores computer programs executed by the processor 11.
  • the RAM 12 temporarily stores data temporarily used by the processor 11 while the processor 11 is executing the computer program.
  • the RAM 12 may be, for example, a D-RAM (Dynamic RAM).
  • the ROM 13 stores computer programs executed by the processor 11 .
  • the ROM 13 may also store other fixed data.
  • the ROM 13 may be, for example, a P-ROM (Programmable ROM).
  • the storage device 14 stores data that the optical coherence tomographic imaging apparatus 100 stores for a long period of time.
  • Storage device 14 may act as a temporary storage device for processor 11 .
  • the storage device 14 may include, for example, at least one of a hard disk device, a magneto-optical disk device, an SSD (Solid State Drive), and a disk array device.
  • the input device 15 is a device that receives input instructions from the user of the optical coherence tomographic imaging apparatus 100 .
  • Input device 15 may include, for example, at least one of a keyboard, mouse, and touch panel.
  • the input device 15 may be configured as a mobile terminal such as a smart phone or a tablet terminal.
  • the output device 16 is a device that outputs information about the optical coherence tomographic imaging apparatus 100 to the outside.
  • the output device 16 may be a display device (for example, display) capable of displaying information about the optical coherence tomography apparatus 10 .
  • the output device 16 may be a device (for example, a speaker) capable of outputting information about the optical coherence tomographic imaging apparatus 10 by voice.
  • the input device 15 may be configured as a mobile terminal such as a smart phone or a tablet terminal.
  • the wavelength swept laser light source 101 is a light source capable of generating laser light whose wavelength is continuously changed.
  • the optical coherence tomographic imaging apparatus 100 according to this embodiment is configured to be able to take a tomographic image of a measurement target using the coherence of laser light emitted from a wavelength-swept laser light source 101 .
  • the optical system unit 20 is configured as a unit including a plurality of optical members.
  • the optical system unit 20 guides the light emitted from the wavelength-swept laser light source 101 to the measurement target, and is configured to interfere light scattered by the measurement target to generate interference light.
  • a more specific configuration of the optical system unit 20 will be described later.
  • a plurality of optical system units 20 are provided for one wavelength swept laser light source 101 .
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the optical coherence tomographic imaging apparatus according to the first embodiment.
  • an optical coherence tomographic imaging apparatus 100 is configured as an apparatus capable of imaging tomographic images of measurement objects 108 and 109 using light emitted from a wavelength-swept laser light source 101.
  • the optical coherence tomographic imaging apparatus 100 branches one wavelength-swept laser light source 101 and outputs it to a plurality of units, and different measurement objects (here, measurement objects 108 and 109) in each unit. tomographic image can be captured.
  • the optical pulse emitted from the wavelength-swept laser light source 101 is branched by the optical branching device 131, and then divided by the first optical interference/receiving unit 102, the optical beam scanning unit 104, and the signal processing unit 106. and a second unit including the optical interference/light receiving unit 103, the light beam scanning unit 105, and the signal processing unit 107, respectively.
  • a tomographic image of the measurement object 108 is obtained in the first unit, and a tomographic image of the measurement object 109 is obtained in the second unit.
  • the wavelength-swept laser light source 101 generates a light pulse whose wavelength increases from 1250 nm to 1350 nm for a duration of 10 ⁇ s, for example, and generates this light pulse at a repetition rate of 50 kHz every 20 ⁇ s.
  • the light emitted from the wavelength-swept laser light source 101 and supplied to the light interference/light receiving unit 102 of the first unit via the light splitter 131 passes through the light beam scanning unit 104, is irradiated onto the measurement object 108, and is scattered. . Part of this scattered light is returned to the light interference/light receiving unit 102 and photoelectrically converted. An electrical signal output from the optical interference/light receiving unit 102 is converted into tomographic image data by the signal processing unit 106, and a tomographic image of the measurement object 108 is obtained.
  • the light emitted from the wavelength swept laser light source 101 and supplied to the light interference/light receiving unit 103 of the second unit via the light splitter 131 passes through the light beam scanning unit 105, is irradiated onto the measurement object 109, and is scattered. be done. Part of this scattered light is returned to the light interference/light receiving unit 103 and photoelectrically converted. An electrical signal output from the optical interference/light receiving unit 103 is converted into tomographic image data by the signal processing unit 107, and a tomographic image of the measurement object 109 is obtained.
  • the light supplied to the optical interference/light-receiving unit 102 of the first unit is input to the splitter/merger 112 via the circulator 111 .
  • the light input to splitter/merger 112 is split into object light R11 and reference light R21.
  • the object light R11 passes through a fiber collimator 115, an irradiation optical system 116 consisting of a scanning mirror and a lens, and irradiates an object 108 to be measured.
  • the object light R31 scattered by the measurement object 108 returns to the splitter/merger 112 .
  • the reference beam R21 passes through the reference beam mirror 113 and returns to the splitter/merger 112 .
  • object light R31 scattered from measurement object 108 and reference light R41 reflected from reference light mirror 113 interfere with each other to generate interference light R51 and R61. That is, the intensity ratio between the interference light R51 and the interference light R61 is determined by the phase difference between the object light R31 and the reference light R41.
  • the interference light R51 passes through the circulator 111, and the interference light R61 is directly input to the two-input balanced photodetector 114.
  • a voltage corresponding to the intensity difference between the interference light R51 and the interference light R61 is output from the balanced photodetector 114 and input to the optical spectrum data generation/A-scan waveform generation section 117 forming the signal processing section 106 .
  • the balanced photodetector 114 is a photodetector in which two photodiodes are connected in series and the connection serves as an output (differential output). Also, the band of the balanced photodetector 114 is 1 GHz or less.
  • the optical spectrum data generation/A-scan waveform generation unit 117 generates an interference light spectrum based on the information on the wavelength change of the emitted light from the wavelength swept laser light source 101 and the information on the change in the intensity ratio between the interference lights R51 and R61. Generate data.
  • the optical spectrum data generation/A-scan waveform generation unit 117 Fourier-transforms the generated interference light spectrum data to obtain data indicating the intensity of backscattered light (object light) at different positions in the depth direction (Z direction). (Hereinafter, the operation of obtaining data indicating the intensity of backscattered light (object light) in the depth direction (Z direction) at a certain position on the measurement object 108 is referred to as "A scan").
  • an electrical signal with a repetition frequency of 50 kHz is supplied as a trigger signal from the wavelength-swept laser light source 101 to the signal processing unit 106 through the tomographic image generation unit 118 .
  • the trigger signal is branched by the trigger signal splitter 132 after being output from the wavelength swept laser light source 101 and supplied to the tomographic image generator 118 and the tomographic image generator 128 .
  • the intensity difference between the interference light R51 and the interference light R61 is given by the following equation (1).
  • the interference light spectrum data I(k) obtained by measuring from wavenumber k 0 ⁇ k/2 to k 0 + ⁇ k/2 shows modulation with a period of 2 ⁇ /z 0 .
  • the object to be measured is a mirror
  • the object light irradiated to the object to be measured propagates to the inside while being attenuated to some extent and is sequentially backscattered, and the light scattering points of the object light are distributed in a range from the surface to a certain depth.
  • the interference light spectrum has a modulation period of 2 ⁇ /(z 0 ⁇ z) to 2 ⁇ /(z 0 + ⁇ z). appear overlapping.
  • the irradiation position of the object light R31 is scanned on the measurement object 108 by the irradiation optical system 116 .
  • the beam position setting unit 119 controls the irradiation optical system 116 according to the trigger signal supplied through the tomographic image generation unit 118 to move the irradiation position of the object light R31 in the scanning line direction (X direction).
  • a two-dimensional map of the intensity of the backscattered light (object light) in the scanning line direction and the depth direction is generated as tomographic structure data.
  • B-scan the operation of repeatedly performing the A-scan operation in the scanning line direction (X direction) and connecting the measurement results.
  • the irradiation optical system 116 moves the irradiation position of the object light R31 not only in the direction of the scanning line but also in the direction perpendicular to the scanning line (Y direction) while repeatedly performing the B-scanning operation. By connecting the measurement results, three-dimensional tomographic structure data can be obtained. scan”).
  • the tomographic structure data of the object 109 to be measured can be obtained by the same procedure (that is, the same procedure as in the first unit described above).
  • the optical coherence tomographic imaging apparatus 100 As described with reference to FIGS. 1 and 2, in the optical coherence tomographic imaging apparatus 100 according to the first embodiment, light emitted from one wavelength-swept laser light source 101 is distributed to a plurality of units for measurement. will be In this way, it is possible to acquire the tomographic structure data of the object to be measured in each unit while sharing the high-cost wavelength swept laser light source among a plurality of units. As a result, it becomes possible to suppress the device cost.
  • ⁇ Second embodiment> An optical coherence tomographic imaging apparatus 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the second embodiment may differ from the above-described first embodiment only in a part of configuration and operation, and the other parts may be the same as those of the first embodiment. For this reason, in the following, portions different from the already described first embodiment will be described in detail, and descriptions of overlapping portions will be omitted as appropriate.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to the second embodiment. Note that FIG. 3 omits illustration of detailed components included in the light interference/light receiving unit, the light beam scanning unit, and the signal processing unit shown in FIG. 2 .
  • an optical coherence tomographic imaging apparatus 200 includes four units 210, 220, 230, and 240 as input destinations of light emitted from a wavelength-swept laser light source 201. ing.
  • the number of units into which a plurality of branched lights are input is not particularly limited.
  • the number of units may be, for example, 5, 6 or more.
  • the light emitted from the wavelength-swept laser light source 201 is split into four lights by the light splitter 202 . Then, each branched light is transmitted to the optical interference/light receiving section 211 of the first unit 210, the optical interference/light receiving section 221 of the second unit 220, the optical interference/light receiving section 231 of the third unit 230, and It is supplied to the optical interference/light receiving section 241 of the fourth unit 240 .
  • the light input to the light interference/light receiving section 211 of the first unit 210 is used for scanning by the light beam scanning section 212 .
  • the light input to the optical interference/light receiving section 221 of the second unit 220 is used for scanning by the light beam scanning section 222 .
  • the light input to the light interference/light receiving section 231 of the third unit 230 is used for scanning by the light beam scanning section 232 .
  • the light input to the light interference/light receiving section 241 of the fourth unit 240 is used for scanning by the light beam scanning section 242 .
  • each unit can acquire tomographic structure data of mutually different measurement objects (here, four measurement objects).
  • the trigger signal output from the wavelength swept laser light source 201 is also split by the trigger signal splitter 203, and the signal processing section 213 of the unit 210, the signal processing section 223 of the unit 220, the signal processing section 233 of the unit 230, and the It is supplied to the signal processing section 243 of the unit 240 .
  • the optical coherence tomographic imaging apparatus 200 As described with reference to FIG. 3, in the optical coherence tomographic imaging apparatus 200 according to the second embodiment, light emitted from one wavelength-swept laser light source 101 is distributed to a larger number of units than in the first embodiment. measurements are taken. In this way, the high-cost wavelength swept laser light source can be shared by a larger number of units, so that the device cost can be further reduced.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to the third embodiment.
  • the same symbols are assigned to the same components as those shown in FIG.
  • an optical coherence tomographic imaging apparatus 300 includes an optical amplifier 204 that amplifies light pulses emitted from a wavelength-swept laser light source 201.
  • the optical pulse emitted from the wavelength swept laser light source 201 is first amplified by the optical amplifier 204 .
  • the amplified light is split into two by the optical splitter 205 .
  • Each light branched by the optical splitter 205 is supplied to the optical interference/light receiving section 211 of the first unit 210 and the optical interference/light receiving section 221 of the second unit 220 .
  • the light pulse emitted from the wavelength swept laser light source 201 is amplified before being split.
  • the reduction in optical pulse power due to branching can be compensated for by amplification. Therefore, for example, even if the number of branches is large and the power of the optical pulse after branching is insufficient as it is, the power is compensated for by amplification, and a tomographic image can be captured appropriately.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to the fourth embodiment.
  • the same symbols are attached to the same components as those shown in FIGS.
  • an optical coherence tomographic imaging apparatus 400 includes a first optical branching device 206 that branches an optical pulse emitted from a wavelength-swept laser light source 201, and a first optical branching device. It has two optical amplifiers 207 that amplify each of the amplified lights, and a second optical splitter 208 that further splits each of the lights amplified by each of the optical amplifiers 207 .
  • the light pulse emitted from the wavelength-swept laser light source 201 is first split into two lights by the first optical splitter 206 .
  • the two split lights are supplied to two optical amplifiers 207, respectively.
  • the optical amplifier 207 amplifies each of the two lights split by the first optical splitter 206 .
  • the two lights amplified by the optical amplifier 207 are supplied to the second optical splitter 208, respectively.
  • the second optical splitter 208 splits the input light into two.
  • the optical pulse emitted from the wavelength swept laser light source 201 passes through the first optical splitter 206, the optical amplifier 207, and the second optical splitter 208 and is split into four lights.
  • the four lights emitted from the second optical splitter 208 are the optical interference/light receiving section 211 of the first unit 210, the optical interference/light receiving section 221 of the second unit 220, the It is supplied to the optical interference/light receiving section 231 of the third unit 230 and the optical interference/light receiving section 241 of the fourth unit 240 .
  • optical pulses are branched in stages with amplification interposed therebetween. In this way, when optical pulses are branched into a relatively large number, branching and amplification can be performed appropriately.
  • the optical pulse is branched in two steps, but the optical pulse may be branched in three or more steps. In that case, amplification may be performed before branching at each stage (that is, amplification may be performed multiple times in stages).
  • ⁇ Fifth Embodiment> An optical coherence tomographic imaging apparatus 500 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. It should be noted that the fifth embodiment may differ from the first to fourth embodiments described above only in a part of the configuration and operation, and the other parts may be the same as those of the first to fourth embodiments. Therefore, in the following, portions different from the respective embodiments already described will be described in detail, and descriptions of other overlapping portions will be omitted as appropriate.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to the fifth embodiment.
  • the same reference numerals are assigned to the same components as those shown in FIGS.
  • an optical coherence tomographic imaging apparatus 500 is configured with an optical switch 209 as an element for branching the light pulse emitted from the wavelength swept laser light source 201.
  • the optical switch 209 is configured to be able to time-divisionally split the wavelength-swept laser light source 201 (that is, switch the optical path depending on the timing).
  • the optical switch 209 switches so that the light pulses emitted from the wavelength swept laser light source 201 are sequentially supplied to the units 210 and 220.
  • the optical switch 209 is switched so that the optical pulse is first supplied to the optical interference/light receiving section 211 of the first unit 210 .
  • the optical switch 209 is switched so that the optical pulse is supplied to the optical interference/light receiving section 221 of the second unit 220 .
  • the optical pulse emitted from the wavelength swept laser light source 201 is split by the optical switch 209 .
  • the optical switch 209 it is possible to suppress a decrease in the power of the optical pulse due to branching. Therefore, it is possible to maintain the power of the optical pulse after branching without providing an optical amplifier as in the above-described third and fourth embodiments.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to the sixth embodiment.
  • an optical coherence tomographic imaging apparatus 600 is configured as one integrated unit 310 in which the optical interference/light receiving units and signal processing units in a plurality of units are common.
  • the aggregation unit 310 includes optical interference/light receiving units 311 and 321 and signal processing units 313 and 323 .
  • the optical pulses branched by the optical branching unit 302 are supplied to each of the optical interference/light receiving units 311 and 321 included in the aggregation unit 310 . Further, the signal processing units 313 and 323 included in the aggregation unit 310 are supplied with the trigger signal split by the trigger signal splitter 303 .
  • a plurality of light beam scanners 312 and 322 are remotely located in the aggregation unit 310 .
  • Each of the plurality of light beam scanning units 312 and 322 is configured to operate via different optical interference/light receiving units and signal processing units included in the aggregation unit 310 .
  • Each of the light beam scanning units 312 and 322 is capable of scanning a plurality of different objects to be measured.
  • a plurality of optical interference/light receiving units and signal processing units are configured as one integrated unit 310 in common.
  • the device configuration can be simplified, and the cost is reduced. It is also possible to suppress the increase in
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to the seventh embodiment.
  • an optical coherence tomographic imaging apparatus 700 includes an optical combiner 721 and an optical splitter 722 .
  • the optical combiner 721 is configured to combine the wavelength-swept first optical pulse and the second optical pulse to output.
  • the optical splitter 722 is configured to split and output the light combined by the optical combiner 721 .
  • a wavelength-swept first optical pulse and a second optical pulse synchronized with repetition of this optical pulse are emitted from a wavelength-swept laser light source 701 .
  • a first wavelength-swept optical pulse is generated with a 50 kHz repetition every 20 ⁇ s, increasing in wavelength from 1250 nm to 1350 nm for a duration of 10 ⁇ s.
  • the second optical pulse is generated with a wavelength band of 1550 nm and a repetition rate of 50 kHz.
  • the first optical pulse and the second optical pulse are combined at the optical combiner 721 and split at the optical splitter 723 .
  • the optical combiner 721 can suppress optical loss during combining using a wavelength combiner.
  • the light branched by the optical splitter 723 is sent to the first unit consisting of the light interference/light receiving unit 702, the light beam scanning unit 104, and the signal processing unit 106, the light interference/light receiving unit 703, the light beam scanning unit 105, It is fed to a second unit consisting of signal processing section 107 .
  • the light emitted from the wavelength swept laser light source 701 and supplied to the optical interference/light receiving section 702 via the optical combiner 721 and optical splitter 722 is input to the trigger signal separation section 724 .
  • the first light pulse is guided to the circulator 111, and the second light pulse is photoelectrically converted by the light receiver.
  • the first light pulse is used to acquire tomographic structure data of the measurement object 108 in the same procedure as in the first embodiment (see FIG. 2).
  • An electrical signal obtained by photoelectrically converting the second light pulse is input to the tomographic image generation unit 118 of the signal processing unit 106 as in the first embodiment.
  • the tomographic structure data of the object 109 to be measured can be obtained by the same procedure (that is, the same procedure as in the first unit described above).
  • the first pulse and the second pulse are generated in each unit (specifically, the trigger signal separator 724 and 725).
  • the trigger signal separator 724 and 725 it is not necessary to separately supply the light pulses for generating the object light and the reference light and the light pulses for the trigger signal to each unit. Therefore, it is not necessary to separately provide an optical splitter and a trigger signal splitter, for example, in front of each unit.
  • FIG. 8 An optical coherence tomographic imaging apparatus 800 according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG. It should be noted that the eighth embodiment may differ from the first to seventh embodiments described above only in part of the operation, and may be the same as the first to seventh embodiments in other respects. Therefore, in the following, portions different from the respective embodiments already described will be described in detail, and descriptions of other overlapping portions will be omitted as appropriate.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of an optical coherence tomographic imaging apparatus according to the eighth embodiment.
  • each unit of the optical coherence tomographic imaging apparatus 800 includes trigger signal extractors 822 and 823 .
  • the trigger signal extraction units 822 and 823 are configured to be capable of generating an electrical signal synchronized with the optical pulse by branching and photoelectrically converting a portion of the power of the optical pulse.
  • a light pulse is emitted from the wavelength-swept laser light source 801, and a first unit consisting of a light interference/light receiving unit 802, a light beam scanning unit 104, a signal processing unit 106, and , the light interference/light receiving unit 803 , the light beam scanning unit 105 and the signal processing unit 107 .
  • one of the lights split by the optical splitter 821 is supplied to the optical interference/light receiving section 802 .
  • the optical pulse supplied to the optical interference/light receiving unit 802 is input to the trigger signal extraction unit 822 .
  • the trigger signal extractor 822 splits a portion of the power of the optical pulse and photoelectrically converts it to generate an electrical signal synchronized with the optical pulse. Most of the remaining power of the optical pulse is used to acquire tomographic structure data of the measurement object 108 in the same procedure as in the first embodiment (see FIG. 2).
  • the electrical signal obtained by the trigger signal extraction unit 822 is input to the tomographic image generation unit 118 of the signal processing unit 106 as a trigger signal.
  • the tomographic structure data of the object 109 to be measured can be obtained by the same procedure (that is, the same procedure as in the first unit described above).
  • each unit specifically, the trigger signal extraction units 822 and 823 of each unit.
  • FIG. 10 to 12 An optical coherence tomographic imaging apparatus according to the ninth embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 12.
  • FIG. The ninth embodiment describes specific application examples of the optical coherence tomographic imaging apparatuses according to the above-described first to eighth embodiments, and the basic configuration and operation of the apparatus are described in the first to eighth embodiments. It may be the same as the eighth embodiment. Therefore, in the following, portions different from the respective embodiments already described will be described in detail, and descriptions of other overlapping portions will be omitted as appropriate.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration when the optical coherence tomographic imaging apparatus according to the ninth embodiment is applied to a contact fingerprint scanner.
  • symbol is attached
  • the optical coherence tomography apparatus may be applied to a contact fingerprint scanner (that is, a device that reads fingerprints by touching a finger to the device).
  • the scanning unit 910 with which the living finger 50 comes into contact may be configured with the irradiation optical system 116 .
  • the irradiation optical system 116 irradiates the finger 50 of the living body in contact with the scanning unit 910 with a light beam. Scattered light scattered by finger 50 of the living body enters irradiation optical system 116 . Based on this scattered light, a fingerprint image is generated in a contact fingerprint scanner.
  • the irradiation optical system 116 is supplied with the laser light emitted from the wavelength-swept laser light source 101 in a branched state. Therefore, although illustration is omitted here, a plurality of scanning units 910 may be provided for one wavelength swept laser light source 101 .
  • FIG. 11 is a schematic diagram (Part 1) showing the configuration when the optical coherence tomographic imaging apparatus according to the ninth embodiment is applied to a non-contact fingerprint scanner.
  • FIG. 12 is a schematic diagram (part 2) showing the configuration when the optical coherence tomographic imaging apparatus according to the ninth embodiment is applied to a non-contact fingerprint scanner.
  • FIGS. 11 and 12 the same symbols are attached to the same elements as those shown in FIG.
  • the optical coherence tomography apparatus may be applied to a non-contact fingerprint scanner (that is, a device that reads fingerprints without touching the finger to the device).
  • the scanning unit 920 over which the living finger 50 is held may be configured with the irradiation optical system 116 .
  • the irradiation optical system 116 irradiates a light beam to the living finger 50 that is not in contact with the scanning unit 920 .
  • Scattered light scattered by finger 50 of the living body enters irradiation optical system 116 . Based on this scattered light, a fingerprint image is generated in a contactless fingerprint scanner.
  • the optical coherence tomography apparatus may be applied to a non-contact fingerprint scanner with a guide.
  • the scanning unit 930 over which the finger 50 of the living organism is held is provided with guide units 931 and 932 on which the finger 50 of the living organism is placed. In this way, even if the finger 50 of the living body is brought into contact with the guide parts 931 and 932, the scanner part 930 and the finger 50 of the living body do not contact each other (that is, the non-contact state can be maintained).
  • the irradiation optical system 116 in the non-contact scanner is also supplied with the laser light emitted from the wavelength swept laser light source 101 in a branched state. Therefore, although illustration is omitted here, a plurality of scanning units 920 or 930 may be provided for one wavelength swept laser light source 101 .
  • the optical coherence tomographic imaging apparatus is applied to contact fingerprint scanners or non-contact fingerprint scanners.
  • the high-cost wavelength swept laser light source 101 is shared by a plurality of units, each unit can obtain a fingerprint image of the living finger 50 . Therefore, even if there is only one wavelength swept laser light source 101, for example, fingerprint images of a plurality of living bodies can be obtained at the same time.
  • a processing method of recording a program for operating the configuration of each embodiment so as to realize the functions of each embodiment described above on a recording medium, reading the program recorded on the recording medium as a code, and executing it on a computer is also implemented. Included in the category of form. That is, a computer-readable recording medium is also included in the scope of each embodiment. In addition to the recording medium on which the above program is recorded, the program itself is also included in each embodiment.
  • a floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, magnetic tape, non-volatile memory card, and ROM can be used as recording media.
  • the program recorded on the recording medium alone executes the process, but also the one that operates on the OS and executes the process in cooperation with other software and functions of the expansion board. included in the category of
  • the optical coherence tomographic imaging apparatus includes a wavelength-swept laser light source, a branching section that branches light emitted from the wavelength-swept laser light source into a plurality of lights, and a plurality of lights output from the branching section. and a plurality of units for acquiring tomographic structure information for different measurement objects using each of the plurality of units, each of the plurality of units branching the light output from the branching unit into object light and reference light.
  • a branch generating unit that generates a branch, a light beam scanning unit that irradiates the object light onto the measurement object, and the object light scattered by the measurement object and the reference light according to the intensity of the interference light that interferes an optical coherence tomographic imaging apparatus comprising: a signal generation unit that generates an electric signal by using a signal; and an information generation unit that generates tomographic structure information of the object to be measured based on the electric signal.
  • the branching unit branches light emitted from the wavelength-swept laser light source, amplifies the branched light, further branches the amplified light, and divides the plurality of lights. It is an optical coherence tomographic imaging apparatus according to Supplementary Note 1, which outputs as .
  • (Appendix 4) 4. The optical coherence tomographic imaging apparatus according to any one of appendices 1 to 3, wherein the branching unit time-divides the light emitted from the wavelength-swept laser light source and outputs the light as the plurality of lights. It is an optical coherence tomographic imaging apparatus of description.
  • the wavelength-swept laser light source emits a first optical pulse and a second optical pulse
  • the branching unit emits the first optical pulse and the second optical pulse.
  • the light pulses are combined and output as the plurality of lights, and each of the plurality of units divides the light output from the branching section into the first light pulse and the second light
  • the first optical pulse is output as light for generating the object light and the reference light
  • the second optical pulse is used as a trigger for the signal generator to generate the tomographic structure information.
  • each of the plurality of units separates and photoelectrically converts a portion of the power of the light output from the branching unit, so that the signal generating unit is the tomographic structure.
  • a computer emits light from a wavelength-swept laser light source, branches the light emitted from the wavelength-swept laser light source into a plurality of lights, and divides each of the plurality of lights into an optical coherence tomography method for acquiring tomographic structure information for different measurement objects in each of a plurality of units, wherein each of the plurality of units further splits the plurality of lights into object light and reference and irradiating the object light onto the object to be measured, and generating an electric signal according to the intensity of the interference light resulting from interference between the object light scattered by the object to be measured and the reference light. and an optical coherence tomographic imaging method for generating tomographic structural information of the object to be measured based on the electrical signal.
  • the recording medium according to appendix 9 emits light from a wavelength-swept laser light source to a computer, branches the light emitted from the wavelength-swept laser light source into a plurality of lights, and uses each of the plurality of lights to An optical coherence tomography method for obtaining tomographic structure information for different measurement objects in each of a plurality of units, wherein each of the plurality of units further splits the plurality of lights into object light and reference light.
  • the recording medium stores a computer program for executing an optical coherence tomographic imaging method for generating tomographic structure information of the object to be measured based on the signal.
  • Appendix 10 causes a computer to emit light from a wavelength-swept laser light source, split the light emitted from the wavelength-swept laser light source into a plurality of lights, and use each of the plurality of lights to An optical coherence tomography method for obtaining tomographic structure information for different measurement objects in each of a plurality of units, wherein each of the plurality of units further splits the plurality of lights into object light and reference light.
  • a computer program for executing an optical coherence tomography method for generating tomographic structure information of the measurement object based on a signal.
  • optical coherence tomographic imaging apparatus 101 wavelength sweeping laser light source 102 optical interference/light receiving unit 104 light beam scanning unit 108 measurement object 111 circulator 112 branching/combining unit 113 reference light mirror 115 fiber collimator 116 irradiation optical system 117 optical spectrum data generation A Scan waveform generation unit 118 Tomographic image generation unit 119 Beam position setting unit 131 Optical splitter 132 Trigger signal splitter 204 Optical amplifier 205 Optical splitter 206 First optical splitter 207 Optical amplifier 208 Second optical splitter 209 Optical switch 310 Aggregation Unit 721 Optical Combiner 722 Optical Splitter 724 Trigger Signal Separating Section 822 Trigger Signal Extracting Section 910, 920, 930 Scanning Section 931, 932 Guide Section

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Abstract

光干渉断層撮像装置（１００）は、波長掃引レーザ光源（１０１）と、波長掃引レーザ光源から出射された光を複数の光に分岐する分岐部（１３１）と、分岐部から出力された複数の光を用いて、異なる測定対象物（１０８，１０９）に対する断層構造情報を取得する複数のユニット（２００）と、を備える。複数のユニットは、光を分岐させて物体光と参照光とを生成する分岐生成部（１１２）と、物体光を測定対象物に照射する光ビーム走査部（１０４）と、測定対象物で散乱された物体光と参照光とを干渉させた干渉光の強度に応じて電気信号を生成する信号生成部（１１４）と、電気信号に基づいて測定対象物の断層構造情報を生成する情報生成部（１０７）と、を備える。

Description

光干渉断層撮像装置、光干渉断層撮像方法、及び記録媒体
　この開示は、光干渉断層撮像を行う光干渉断層撮像装置、光干渉断層撮像方法、及び記録媒体の技術分野に関する。
　測定対象物の表面近傍の断層撮像を行う技術として、光コヒーレンス・トモグラフィー（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）技術が知られている。例えば特許文献１では、ＯＣＴ技術を用いて角膜の３次元形状データを演算する技術が開示されている。特許文献２では、眼科手術用のプローブにおいてＯＣＴ走査を行い、組織の電子画像を生成する技術が開示されている。特許文献３では、ＯＣＴ技術を用いて網膜の層構造を示す断層画像を作成する際に、光源からの光を２つのファイバーカプラーで分岐させてもよいことが開示されている。
特開２００６－０５１１０１号公報 特表２０１４－５０３２６８号公報 特開２０１５－２２１０９１号公報
　この開示は、先行技術文献に開示された技術を改善することを目的とする。
　この開示の光干渉断層撮像装置の一の態様は、波長掃引レーザ光源と、前記波長掃引レーザ光源から出射された光を複数の光に分岐する分岐部と、前記分岐部から出力された複数の光の各々を用いて、異なる測定対象物に対する断層構造情報を取得する複数のユニットと、を備え、前記複数のユニット各々は、前記分岐部から出力された光を分岐させて物体光と参照光とを生成する分岐生成部と、前記物体光を前記測定対象物に照射する光ビーム走査部と、前記測定対象物で散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させた干渉光の強度に応じて電気信号を生成する信号生成部と、前記電気信号に基づいて前記測定対象物の断層構造情報を生成する情報生成部と、を備える。
　この開示の光干渉断層撮像方法の一の態様は、コンピュータによって、波長掃引レーザ光源から光を出射し、前記波長掃引レーザ光源から出射された光を複数の光に分岐し、前記複数の光の各々を用いて、異なる測定対象物に対する断層構造情報を複数のユニットの各々で取得する光干渉断層撮像方法であって、前記複数のユニット各々は、前記複数の光を更に分岐させて物体光と参照光とを生成し、前記物体光を前記測定対象物に照射し、前記測定対象物で散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させた干渉光の強度に応じて電気信号を生成し、前記電気信号に基づいて前記測定対象物の断層構造情報を生成する。
　この開示の記録媒体の一の態様は、コンピュータに、波長掃引レーザ光源から光を出射し、前記波長掃引レーザ光源から出射された光を複数の光に分岐し、前記複数の光の各々を用いて、異なる測定対象物に対する断層構造情報を複数のユニットの各々で取得する、光干渉断層撮像方法であって、前記複数のユニット各々は、前記複数の光を更に分岐させて物体光と参照光とを生成し、前記物体光を前記測定対象物に照射し、前記測定対象物で散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させた干渉光の強度に応じて電気信号を生成し、前記電気信号に基づいて前記測定対象物の断層構造情報を生成する、光干渉断層撮像方法を実行させるコンピュータプログラムが記録されている。
第１実施形態に係る光干渉断層撮像装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。 第３実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。 第４実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。 第５実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。 第６実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。 第７実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。 第８実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。 第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置を接触型指紋スキャナに適用した場合の構成を示す概略図である。 第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置を非接触型指紋スキャナに適用した場合の構成を示す概略図（その１）である。 第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置を非接触型指紋スキャナに適用した場合の構成を示す概略図（その２）である。
　以下、図面を参照しながら、光干渉断層撮像装置、光干渉断層撮像方法、及び記録媒体の実施形態について説明する。
　＜第１実施形態＞
　第１実施形態に係る光干渉断層撮像装置について、図１及び図２を参照して説明する。
　（ハードウェア構成）
　まず、図１を参照しながら、第１実施形態に係る光干渉断層撮像装置１００のハードウェア構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る光干渉断層撮像装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
　図１に示すように、第１実施形態に係る光干渉断層撮像装置１００は、プロセッサ１１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、記憶装置１４とを備えている。光干渉断層撮像装置１００は更に、入力装置１５と、出力装置１６と、を備えていてもよい。また、第１実施形態に係る光干渉断層撮像装置１００は、波長掃引レーザ光源１０１と、複数の光学系ユニット２０とを備えている。上述した、プロセッサ１１と、ＲＡＭ１２と、ＲＯＭ１３と、記憶装置１４と、入力装置１５と、出力装置１６と、波長掃引レーザ光源１０１と、複数の光学系ユニット２０とは、データバス１７を介して接続されていてよい。
　プロセッサ１１は、コンピュータプログラムを読み込む。例えば、プロセッサ１１は、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３及び記憶装置１４のうちの少なくとも一つが記憶しているコンピュータプログラムを読み込むように構成されている。或いは、プロセッサ１１は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体が記憶しているコンピュータプログラムを、図示しない記録媒体読み取り装置を用いて読み込んでもよい。プロセッサ１１は、ネットワークインタフェースを介して、光干渉断層撮像装置１００の外部に配置される不図示の装置からコンピュータプログラムを取得してもよい（つまり、読み込んでもよい）。プロセッサ１１は、読み込んだコンピュータプログラムを実行することで、ＲＡＭ１２、記憶装置１４、入力装置１５及び出力装置１６を制御する。
　プロセッサ１１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｇａｔｅ　ａｒｒａｙ）、ＤＳＰ（Ｄｅｍａｎｄ－Ｓｉｄｅ　Ｐｌａｔｆｏｒｍ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）として構成されてよい。プロセッサ１１は、これらのうち一つで構成されてもよいし、複数を並列で用いるように構成されてもよい。
　ＲＡＭ１２は、プロセッサ１１が実行するコンピュータプログラムを一時的に記憶する。ＲＡＭ１２は、プロセッサ１１がコンピュータプログラムを実行している際にプロセッサ１１が一時的に使用するデータを一時的に記憶する。ＲＡＭ１２は、例えば、Ｄ－ＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　ＲＡＭ）であってもよい。
　ＲＯＭ１３は、プロセッサ１１が実行するコンピュータプログラムを記憶する。ＲＯＭ１３は、その他に固定的なデータを記憶していてもよい。ＲＯＭ１３は、例えば、Ｐ－ＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ＲＯＭ）であってもよい。
　記憶装置１４は、光干渉断層撮像装置１００が長期的に保存するデータを記憶する。記憶装置１４は、プロセッサ１１の一時記憶装置として動作してもよい。記憶装置１４は、例えば、ハードディスク装置、光磁気ディスク装置、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）及びディスクアレイ装置のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
　入力装置１５は、光干渉断層撮像装置１００のユーザからの入力指示を受け取る装置である。入力装置１５は、例えば、キーボード、マウス及びタッチパネルのうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。入力装置１５は、スマートフォンやタブレット端末等の携帯端末として構成されてもよい。
　出力装置１６は、光干渉断層撮像装置１００に関する情報を外部に対して出力する装置である。例えば、出力装置１６は、光干渉断層撮像装置１０に関する情報を表示可能な表示装置（例えば、ディスプレイ）であってもよい。また、出力装置１６は、光干渉断層撮像装置１０に関する情報を音声出力可能な装置（例えば、スピーカ）であってもよい。入力装置１５は、スマートフォンやタブレット端末等の携帯端末として構成されてもよい。
　波長掃引レーザ光源１０１は、波長を連続的に変化させたレーザ光を発生させることが可能な光源である。本実施形態に係る光干渉断層撮像装置１００は、波長掃引レーザ光源１０１から出射されるレーザ光のコヒーレンス性を利用して、測定対象物の断層画像を行うことが可能に構成されている。
　光学系ユニット２０は、複数の光学部材を備えるユニットとして構成されている。光学系ユニット２０は、波長掃引レーザ光源１０１から出射される光を測定対象物まで導く他、測定対象物で散乱された光を干渉させて干渉光を生成可能に構成されている。なお、光学系ユニット２０のより具体的な構成については後述する。本実施形態では特に、１つの波長掃引レーザ光源１０１に対して、複数の光学系ユニット２０が備えられている。
　（具体的構成及び各部の動作）
　次に、図２を参照しながら、第１実施形態に係る光干渉断層撮像装置１００の具体的な構成及び各部の動作について説明する。図２は、第１実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。
　図２において、第１実施形態に係る光干渉断層撮像装置１００は、波長掃引レーザ光源１０１から出射される光を用いて、測定対象物１０８及び１０９の断層画像を撮像可能な装置として構成されている。本実施形態に係る光干渉断層撮像装置１００は特に、１つの波長掃引レーザ光源１０１を分岐して複数のユニットに出力し、各ユニットで異なる測定対象物（ここでは、測定対象物１０８及び１０９）の断層画像を撮像可能に構成されている。
　具体的には、波長掃引レーザ光源１０１から出射される光パルスは、光分岐器１３１で分岐された後、光干渉・受光部１０２、光ビーム走査部１０４、及び信号処理部１０６を備える第一のユニットと、光干渉・受光部１０３、光ビーム走査部１０５、信号処理部１０７を備える第二のユニットと、にそれぞれ供給される。第一のユニットでは測定対象物１０８の断層画像が得られ、第二のユニットでは測定対象物１０９の断層画像が得られる。
　波長掃引レーザ光源１０１は、例えば持続時間１０μｓの間に波長が１２５０ｎｍから１３５０ｎｍまで増加する光パルスを生成し、この光パルスを２０μｓ毎に５０ｋＨｚ繰り返しで生成する。
　波長掃引レーザ光源１０１から出射され、光分岐器１３１を経て第一のユニットの光干渉・受光部１０２に供給された光は、光ビーム走査部１０４を経て測定対象物１０８に照射され散乱される。この散乱光の一部が光干渉・受光部１０２に戻り光電変換される。光干渉・受光部１０２から出力される電気信号が信号処理部１０６で断層画像データに変換され、測定対象物１０８の断層画像が得られる。
　また、波長掃引レーザ光源１０１から出射され、光分岐器１３１を経て第二のユニットの光干渉・受光部１０３に供給された光は、光ビーム走査部１０５を経て測定対象物１０９に照射され散乱される。この散乱光の一部が光干渉・受光部１０３に戻り光電変換される。光干渉・受光部１０３から出力される電気信号が信号処理部１０７で断層画像データに変換され、測定対象物１０９の断層画像が得られる。
　より具体的には、第一のユニットの光干渉・受光部１０２に供給された光は、サーキュレータ１１１を経由して分岐合流器１１２に入力される。分岐合流器１１２入力された光は、物体光Ｒ１１と参照光Ｒ２１とに分岐される。物体光Ｒ１１はファイバコリメータ１１５、走査ミラー及びレンズから成る照射光学系１１６を経て、測定対象物１０８に照射される。そして、測定対象物１０８において散乱された物体光Ｒ３１は、分岐合流器１１２へ戻る。他方、参照光Ｒ２１は参照光ミラー１１３を経て、分岐合流器１１２へ戻る。したがって、分岐合流器１１２では、測定対象物１０８から散乱された物体光Ｒ３１と参照光ミラー１１３から反射された参照光Ｒ４１とが干渉し、干渉光Ｒ５１、Ｒ６１が生成される。すなわち、物体光Ｒ３１と参照光Ｒ４１との位相差によって干渉光Ｒ５１と干渉光Ｒ６１との強度比が決定される。
　干渉光Ｒ５１はサーキュレータ１１１を経て、干渉光Ｒ６１は直接に、二入力のバランス型受光器１１４へ入力される。バランス型受光器１１４からは干渉光Ｒ５１と干渉光Ｒ６１の強度差に応じた電圧が出力され、信号処理部１０６を成す光スペクトルデータ生成・Ａスキャン波形生成部１１７へ入力される。
　なお、バランス型受光器１１４は２つのフォトダイオードが直列に接続され、その接続が出力（差動出力）となっている受光器である。また、バランス型受光器１１４の帯域は１ＧＨｚ以下である。
　光スペクトルデータ生成・Ａスキャン波形生成部１１７では、波長掃引レーザ光源１０１からの出射光の波長変化に関する情報と、干渉光Ｒ５１とＲ６１との強度比の変化に関する情報とに基づいて、干渉光スペクトルデータを生成する。光スペクトルデータ生成・Ａスキャン波形生成部１１７は、生成した干渉光スペクトルデータをフーリエ変換して、深さ方向（Ｚ方向）の異なる位置における後方散乱光（物体光）の強度を示すデータを得る（以下、測定対象物１０８のある位置の深さ方向（Ｚ方向）の後方散乱光（物体光）の強度を示すデータを得る動作を、「Ａスキャン」と称する）。
　光パルスの繰り返し周期２０μｓ毎にＡスキャン波形を生成するため、波長掃引レーザ光源１０１から繰り返し周波数５０ｋＨｚの電気信号がトリガ信号として断層画像生成部１１８を通して信号処理部１０６へ供給されている。なお、トリガ信号は、波長掃引レーザ光源１０１から出力された後、トリガ信号分岐器１３２で分岐され、断層画像生成部１１８及び断層画像生成部１２８に供給されている。
　波長λ、波数ｋ（＝２π／λ）の物体光と参照光の干渉を考える。参照光が分岐合流器１１２で分岐されてから参照光ミラー１１３で反射されて分岐合流器１１２へ戻るまでの光路長がＰＲであり、物体光が分岐合流器１１２で分岐されてから測定対象物１０８の光散乱点１ケ所で後方散乱されて分岐合流器１１２へ戻るまでの光路長がＰＳ＝ＰＲ＋ｚ０である場合、分岐合流器１１２で干渉する物体光Ｒ３１と参照光Ｒ４１は、位相差ｋｚ０＋φで干渉する。ここでφはｋやｚ０に依存しない定数である。分岐合流器１１２で干渉する物体光Ｒ３１の振幅をＥＳ、参照光Ｒ４１の振幅をＥＲとすると、干渉光Ｒ５１と干渉光Ｒ６１の強度差は下記式（１）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　すなわち、波数ｋ０－Δｋ／２からｋ０＋Δｋ／２まで測定して得られた干渉光スペクトルデータＩ（ｋ）には、周期２π／ｚ０の変調が現れることになる。
　Ｉ（ｋ）のフーリエ変換の振幅Ｊ（ｚ）は、下記式（２）のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　これは、光散乱点位置ｚ０を反映してｚ＝ｚ０（およびｚ＝－ｚ０）でδ関数状のピークを示すことになる。
　測定対象物がミラーの場合には光散乱点位置は1ヶ所である。しかし、通常、測定対象物に照射された物体光はある程度内部まで減衰しながら伝搬しつつ順次後方散乱され、物体光の光散乱点は表面からある深さまでの範囲に分布することになる。光散乱点が深さ方向にｚ０－Δｚからｚ０＋Δｚまで分布している場合には、干渉光スペクトルにおいて周期２π／（ｚ０－Δｚ）から２π／（ｚ０＋Δｚ）までの変調が重なって現れる。
　さらに、照射光学系１１６によって物体光Ｒ３１の照射位置が測定対象物１０８上で走査される。断層画像生成部１１８を通して供給されるトリガ信号に応じてビーム位置設定部１１９が照射光学系１１６を制御して物体光Ｒ３１の照射位置を走査線方向（Ｘ方向）に移動させる。Ａスキャン動作を繰り返し行い、断層画像生成部１１８でＡスキャン測定結果を接続することにより、走査線方向と深さ方向との二次元の後方散乱光（物体光）の強度のマップが断層構造データとして得られる（以下、走査線方向（Ｘ方向）にＡスキャン動作を繰り返し行って、その測定結果を接続する動作を、「Ｂスキャン」と称する）。
　さらに、照射光学系１１６によって物体光Ｒ３１の照射位置を走査線方向だけでなく走査線に垂直な方向（Ｙ方向）にも移動させながらＢスキャン動作を繰り返し行い、断層画像生成部１１８でＡスキャン測定結果を接続することにより、三次元の断層構造データが得られる（以下、走査線に垂直な方向（Ｙ方向）にＢスキャン動作を繰り返し行って、その測定結果を接続する動作を、「Ｃスキャン」と称する）。
　なお、第二のユニットにおいても同様の手順（即ち、上述した第１ユニットと同様の手順）で測定対象物１０９の断層構造データが得られる。
　（技術的効果）
　次に、第１実施形態に係る光干渉断層撮像装置１００によって得られる技術的効果について説明する。
　図１及び図２で説明したように、第１実施形態に係る光干渉断層撮像装置１００では、１台の波長掃引レーザ光源１０１から出射される光が、複数のユニットに分配して測定が行われる。このようにすれば、高コストの波長掃引レーザ光源を複数台のユニットで共有しつつ、各々のユニットで測定対象物の断層構造データの取得が可能となる。その結果、装置コストを抑制することが可能となる。
　＜第２実施形態＞
　第２実施形態に係る光干渉断層撮像装置２００について、図３を参照して説明する。なお、第２実施形態は、上述した第１実施形態と一部の構成及び動作が異なるのみであり、その他の部分については第１実施形態と同一であってよい。このため、以下では、すでに説明した第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、重複する部分については適宜説明を省略するものとする。
　（具体的構成及び各部の動作）
　まず、図３を参照しながら、第２実施形態に係る光干渉断層撮像装置２００の具体的な構成及び各部の動作について説明する。図３は、第２実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。なお、図３では、図２で示した光干渉・受光部、光ビーム走査部、及び信号処理部に含まれる詳細な構成要素の図示を省略している。
　図３に示すように、第２実施形態に係る光干渉断層撮像装置２００は、波長掃引レーザ光源２０１から出射される光の入力先として、４台のユニット２１０、２２０、２３０、及び２４０を備えている。このように、分岐した複数の光が入力されるユニットの数は、特に制限されるものではない。よって、ユニットの数は、例えば５台、６台、あるいは、それ以上の数であってもよい。
　第２実施形態に係る光干渉断層撮像装置２００では、波長掃引レーザ光源２０１から出射された光は、光分岐器２０２で４つの光に分岐される。そして、分岐された各々の光は、第一のユニット２１０の光干渉・受光部２１１、第二のユニット２２０の光干渉・受光部２２１、第三のユニット２３０の光干渉・受光部２３１、及び第四のユニット２４０の光干渉・受光部２４１に供給される。
　第一のユニット２１０の光干渉・受光部２１１に入力された光は、光ビーム走査部２１２による走査に用いられる。第二のユニット２２０の光干渉・受光部２２１に入力された光は、光ビーム走査部２２２による走査に用いられる。第三のユニット２３０の光干渉・受光部２３１に入力された光は、光ビーム走査部２３２による走査に用いられる。第四のユニット２４０の光干渉・受光部２４１に入力された光は、光ビーム走査部２４２による走査に用いられる。これにより、各々のユニットで、互いに異なる測定対象物（ここでは４個の測定対象物）の断層構造データの取得が可能となる。
　なお、波長掃引レーザ光源２０１から出力されるトリガ信号についても、トリガ信号分岐器２０３で分岐され、ユニット２１０の信号処理部２１３、ユニット２２０の信号処理部２２３、ユニット２３０の信号処理部２３３、及びユニット２４０の信号処理部２４３に供給されている。
　（技術的効果）
　次に、第２実施形態に係る光干渉断層撮像装置２００によって得られる技術的効果について説明する。
　図３で説明したように、第２実施形態に係る光干渉断層撮像装置２００では、１台の波長掃引レーザ光源１０１から出射される光が、第１実施形態よりも多い台数のユニットに分配して測定が行われる。このようにすれば、高コストの波長掃引レーザ光源をより多くのユニットで共有できるようになるため、更に装置コストを抑制することが可能となる。
　＜第３実施形態＞
　第３実施形態に係る光干渉断層撮像装置３００について、図４を参照して説明する。なお、第３実施形態は、上述した第１及び第２実施形態と一部の構成及び動作が異なるのみであり、その他の部分については第１及び第２実施形態と同一であってよい。このため、以下では、すでに説明した各実施形態と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分について適宜説明を省略するものとする。
　（具体的構成及び各部の動作）
　まず、図４を参照しながら、第３実施形態に係る光干渉断層撮像装置３００の具体的な構成及び各部の動作について説明する。図４は、第３実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。なお、図４では、図３で示した構成要素と同様のものに同一の符号を付している。
　図４に示すように、第３実施形態に係る光干渉断層撮像装置３００は、波長掃引レーザ光源２０１から出射された光パルスを増幅する光増幅器２０４を備えている。光干渉断層撮像装置３００が動作する際には、波長掃引レーザ光源２０１から出射された光パルスが、まず光増幅器２０４で増幅される。そして、増幅された光が光分岐器２０５で２つに分岐される。光分岐器２０５で分岐された各々の光は、第一のユニット２１０の光干渉・受光部２１１、及び第二のユニット２２０の光干渉・受光部２２１に供給される。
　（技術的効果）
　次に、第３実施形態に係る光干渉断層撮像装置３００によって得られる技術的効果について説明する。
　図４で説明したように、第３実施形態に係る光干渉断層撮像装置３００では、波長掃引レーザ光源２０１から出射された光パルスが分岐前に増幅される。このようにすれば、分岐による光パルスのパワーの減少を、増幅によって補うことができる。よって、例えば分岐数が多く、そのままでは分岐後の光パルスのパワーが不足してしまうような場合であっても、増幅によってパワーを補い、適切に断層画像を撮像することが可能となる。
　＜第４実施形態＞
　第４実施形態に係る光干渉断層撮像装置４００について、図５を参照して説明する。なお、第４実施形態は、上述した第１から第３実施形態と一部の構成及び動作が異なるのみであり、その他の部分については第１から第３実施形態と同一であってよい。このため、以下では、すでに説明した各実施形態と重複する部分については適宜説明を省略するものとする。
　（具体的構成及び各部の動作）
　まず、図５を参照しながら、第４実施形態に係る光干渉断層撮像装置４００の具体的な構成及び各部の動作について説明する。図５は、第４実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。なお、図５では、図３及び図４で示した構成要素と同様のものに同一の符号を付している。
　図５に示すように、第４実施形態に係る光干渉断層撮像装置４００は、波長掃引レーザ光源２０１から出射された光パルスを分岐する第１光分岐器２０６と、第１光分岐器で分岐された光の各々を増幅する２つの光増幅器２０７と、光増幅器２０７の各々で増幅された光の各々を更に分岐する第２光分岐器２０８とを備えている。
　光干渉断層撮像装置３００が動作する際には、波長掃引レーザ光源２０１から出射された光パルスが、まず第１光分岐器２０６で２つの光に分岐される。そして、分岐された２つの光は、それぞれ２つの光増幅器２０７に供給される。光増幅器２０７では、第１光分岐器２０６分岐された２つの光の各々が増幅される。そして、光増幅器２０７で増幅された２つの光は、それぞれ第２光分岐器２０８に供給される。第２光分岐器２０８は、入力された光を更に２つに分岐する。
　上記の結果、波長掃引レーザ光源２０１から出射された光パルスは、第１光分岐器２０６、光増幅器２０７、及び第２光分岐器２０８を経て、４つの光に分岐される。第２光分岐器２０８から出射される４つの光は、第２実施形態と同様に、第一のユニット２１０の光干渉・受光部２１１、第二のユニット２２０の光干渉・受光部２２１、第三のユニット２３０の光干渉・受光部２３１、及び第四のユニット２４０の光干渉・受光部２４１に供給される。
　（技術的効果）
　次に、第４実施形態に係る光干渉断層撮像装置４００によって得られる技術的効果について説明する。
　図５で説明したように、第４実施形態に係る光干渉断層撮像装置４００では、増幅を挟んで段階的に光パルスが分岐される。このようにすれば、光パルスを比較的多い数に分岐する場合に、適切に分岐及び増幅が行える。なお、第４実施形態では２段階で光パルスを分岐する例を上げたが、３段階以上の段階で光パルスを分岐するようにしてもよい。その場合、各段階の分岐前に増幅を行うようにしてもよい（即ち、段階的に複数回の増幅を行うようにしてもよい）。
　＜第５実施形態＞
　第５実施形態に係る光干渉断層撮像装置５００について、図６を参照して説明する。なお、第５実施形態は、上述した第１から第４実施形態と比べて一部の構成及び動作が異なるのみで、その他の部分については第１から第４実施形態と同一であってよい。このため、以下では、すでに説明した各実施形態と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。
　（具体的構成及び各部の動作）
　まず、図６を参照しながら、第５実施形態に係る光干渉断層撮像装置５００の具体的な構成及び各部の動作について説明する。図６は、第５実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。なお、図６では、図３から図５で示した構成要素と同様のものに同一の符号を付している。
　図６に示すように、第５実施形態に係る光干渉断層撮像装置５００は、波長掃引レーザ光源２０１から出射された光パルスを分岐する要素として、光スイッチ２０９を備えて構成されている。光スイッチ２０９は、波長掃引レーザ光源２０１を時分割して分岐させる（即ち、タイミングによって光の経路を切り替える）ことが可能に構成されている。
　光干渉断層撮像装置４００が動作する際には、波長掃引レーザ光源２０１から出射された光パルスが、各ユニット２１０、及び２２０に順次供給されるように、光スイッチ２０９が切り替わる。例えば、最初に第一のユニット２１０の光干渉・受光部２１１に光パルスが供給されるように、光スイッチ２０９が切り替えられる。その後、第二のユニット２２０の光干渉・受光部２２１に光パルスが供給されるように、光スイッチ２０９が切り替えられる。このような一連の動作を繰り返せば、各ユニット２１０、及び２２０の各々に対して、波長掃引レーザ光源１０１から出射された光パルスを順次供給することが可能である。
　（技術的効果）
　次に、第５実施形態に係る光干渉断層撮像装置５００によって得られる技術的効果について説明する。
　図６で説明したように、第５実施形態に係る光干渉断層撮像装置５００では、波長掃引レーザ光源２０１から出射された光パルスが、光スイッチ２０９によって分岐される。このようにすれば、分岐による光パルスのパワーの減少を抑制することができる。よって、例えば上述した第３及び第４実施形態のように光増幅器を備えずとも、分岐後の光パルスのパワーを維持することが可能である。
　＜第６実施形態＞
　第６実施形態に係る光干渉断層撮像装置６００について、図７を参照して説明する。なお、第６実施形態は、上述した第１から第５実施形態と比べて一部の構成及び動作が異なるのみで、その他の部分については第１から第５実施形態と同一であってよい。このため、以下では、すでに説明した各実施形態と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。
　（具体的構成及び各部の動作）
　まず、図７を参照しながら、第６実施形態に係る光干渉断層撮像装置６００の具体的な構成及び各部の動作について説明する。図７は、第６実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。
　図７に示すように、第６実施形態に係る光干渉断層撮像装置６００は、複数のユニットにおける光干渉・受光部及び信号処理部が、共通する１つの集約ユニット３１０として構成されている。具体的には、集約ユニット３１０は、光干渉・受光部３１１、及び３２１と、信号処理部３１３、及び３２３とを備えている。
　集約ユニット３１０に含まれる光干渉・受光部３１１、及び３２１の各々には、光分岐部３０２で分岐された光パルスが供給される。また、集約ユニット３１０に含まれる信号処理部３１３、及び３２３には、トリガ信号分岐器３０３で分岐されたトリガ信号が供給される。
　集約ユニット３１０には、複数の光ビーム走査部３１２、及び３２２が遠隔配置されている。これら複数の光ビーム走査部３１２、及び３２２の各々は、集約ユニット３１０に含まれる異なる光干渉・受光部及び信号処理部を介して動作するように構成されている。光ビーム走査部３１２、及び３２２の各々は、互いに異なる複数の対象測定物に対する走査を行うことが可能である。
　（技術的効果）
　次に、第６実施形態に係る光干渉断層撮像装置６００によって得られる技術的効果について説明する。
　図７で説明したように、第６実施形態に係る光干渉断層撮像装置６００では、複数の光干渉・受光部及び信号処理部が、共通する１つの集約ユニット３１０として構成されている。このようにすれば、光干渉・受光部及び信号処理部を別々のユニットとして構成する場合（例えば、第１から第５実施形態）と比較して、装置構成を簡単化することができ、コストの増加も抑制することが可能である。
　＜第７実施形態＞
　第７実施形態に係る光干渉断層撮像装置７００について、図８を参照して説明する。なお、第７実施形態は、上述した第１から第６実施形態と比べて一部の動作が異なるのみであり、その他の部分については第１から第６実施形態と同一であってよい。このため、以下では、すでに説明した各実施形態と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。
　（具体的構成及び各部の動作）
　まず、図８を参照しながら、第７実施形態に係る光干渉断層撮像装置７００の具体的な構成及び各部の動作について説明する。図８は、第７実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。
　図８に示すように、第７実施形態に係る光干渉断層撮像装置７００は、光合流器７２１と、光分岐器７２２とを備えている。光合流器７２１は、波長掃引された第一の光パルス
第二の光パルスを合流して出力可能に構成されている。光分岐器７２２は、光合流器７２１で合流した光を分岐して出力可能に構成されている。
　第７実施形態に係る光干渉断層撮像装置７００では、波長掃引レーザ光源７０１から、波長掃引された第一の光パルスと、この光パルスの繰り返しと同期した第二の光パルスが出射される。例えば、波長掃引された第一の光パルスは、持続時間１０μｓの間に波長が１２５０ｎｍから１３５０ｎｍまで増加し２０μｓ毎に５０ｋＨｚ繰り返しで生成される。これと同期して、第二の光パルスは、波長１５５０ｎｍ帯で、５０ｋＨｚ繰り返しで生成されている。
　光干渉断層撮像装置７００が動作する際には、第一の光パルスと第二の光パルスは、光合流器７２１で合流し、光分岐器７２３で分岐される。光合流器７２１は、第一の光パルスと第二の光パルスの波長帯が異なる場合、波長合波器を用いて合流時の光損失を抑制することができる。光分岐器７２３で分岐された光は、光干渉・受光部７０２、光ビーム走査部１０４、信号処理部１０６から成る第一のユニット、及び、光干渉・受光部７０３、光ビーム走査部１０５、信号処理部１０７から成る第二のユニットへ供給される。
　第一のユニットでは、波長掃引レーザ光源７０１から出射され光合流器７２１、光分岐器７２２を経て光干渉・受光部７０２に供給された光がトリガ信号分離部７２４に入力される。第一の光パルスと第二の光パルスの波長帯が異なる場合、波長分波器を用いて分離時の光損失を抑制しつつ、第一の光パルスと第二の光パルスを分離した後、第一の光パルスはサーキュレータ１１１へ導き、第二の光パルスは受光器で光電変換する。第一の光パルスは、第１実施形態（図２参照）と同様の手順で測定対象物１０８の断層構造データを取得するために用いられる。第二の光パルスを光電変換して得られた電気信号は、第１実施形態と同様に信号処理部１０６の断層画像生成部１１８に入力される。
　なお、第二のユニットにおいても同様の手順（即ち、上述した第１ユニットと同様の手順）で測定対象物１０９の断層構造データが得られる。
　（技術的効果）
　次に、第７実施形態に係る光干渉断層撮像装置７００によって得られる技術的効果について説明する。
　図８で説明したように、第７実施形態に係る光干渉断層撮像装置７００では、第１のパルス及び第２のパルスが、各ユニット（具体的には、各ユニットのトリガ信号分離部７２４及び７２５）において分離される。このようにすれば、各ユニットに物体光及び参照光を生成するための光パルスと、トリガ信号用の光パルスとを別々に供給せずに済む。よって、例えば各ユニットの前段に、光分岐器とトリガ信号分岐器とを別々に設ける必要がなくなる。
　＜第８実施形態＞
　第８実施形態に係る光干渉断層撮像装置８００について、図９を参照して説明する。なお、第８実施形態は、上述した第１から第７実施形態と比べて一部の動作が異なるのみであり、その他の部分については第１から第７実施形態と同一であってよい。このため、以下では、すでに説明した各実施形態と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。
　（具体的構成及び各部の動作）
　まず、図９を参照しながら、第８実施形態に係る光干渉断層撮像装置８００の具体的な構成及び各部の動作について説明する。図９は、第８実施形態に係る光干渉断層撮像装置の構成を示すブロック図である。
　図９に示すように、第８実施形態に係る光干渉断層撮像装置８００は、各ユニットがトリガ信号抽出部８２２及び８２３を備えている。トリガ信号抽出部８２２及び８２３は、光パルスのパワーの一部分を分岐して光電変換することにより、光パルスに同期した電気信号を生成することが可能に構成されている。
　光干渉断層撮像装置８００が動作する際には、波長掃引レーザ光源８０１から光パルスが出射され、光干渉・受光部８０２、光ビーム走査部１０４、信号処理部１０６から成る第一のユニット、および、光干渉・受光部８０３、光ビーム走査部１０５、信号処理部１０７から成る第二のユニットへ供給される。
　第一のユニットには、光分岐器８２１で分岐された光の一方が、光干渉・受光部８０２に供給される。光干渉・受光部８０２に供給された光パルスは、トリガ信号抽出部８２２に入力される。トリガ信号抽出部８２２は、光パルスのパワーの一部分を分岐して光電変換して、光パルスに同期した電気信号を生成する。光パルスのパワーの残りの大部分は、第１実施形態（図２参照）と同様の手順で測定対象物１０８の断層構造データを取得するために用いられる。トリガ信号抽出部８２２で得られた電気信号は、トリガ信号として信号処理部１０６の断層画像生成部１１８に入力される。
　なお、第二のユニットにおいても同様の手順（即ち、上述した第１ユニットと同様の手順）で測定対象物１０９の断層構造データが得られる。
　（技術的効果）
　次に、第８実施形態に係る光干渉断層撮像装置８００によって得られる技術的効果について説明する。
　図９で説明したように、第８実施形態に係る光干渉断層撮像装置８００では、各ユニット（具体的には、各ユニットのトリガ信号抽出部８２２及び８２３）において分離される。このようにすれば、各ユニットに物体光及び参照光を生成するための光パルスと、トリガ信号用の光パルスとを別々に供給せずに済む。よって、例えば各ユニットの前段に、光分岐器とトリガ信号分岐器とを別々に設ける必要がなくなる。
　＜第９実施形態＞
　第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置について、図１０から図１２を参照して説明する。なお、第９実施形態は、上述した第１から第８実施形態に係る光干渉断層撮像装置の具体的な適用例を説明するものであり、装置の基本的な構成や動作については第１から第８実施形態と同一であってよい。このため、以下では、すでに説明した各実施形態と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。
　（接触型指紋スキャナ）
　まず、図１０を参照しながら第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置を接触型指紋スキャナに適用する場合の構成について説明する。図１０は、第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置を接触型指紋スキャナに適用した場合の構成を示す概略図である。なお、図１０では、図２で示した構成要素と同様の要素に同一の符号を付している。
　図１０に示すように、第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置は、接触型指紋スキャナ（即ち、指を装置に接触させて指紋を読み取る装置）に適用されてよい。この場合、生体の指５０が触れることになるスキャン部９１０は、照射光学系１１６を備えて構成されてよい。照射光学系１１６は、スキャン部９１０に接触している生体の指５０に対して光ビームを照射する。そして、生体の指５０において散乱された散乱光は照射光学系１１６に入射する。この散乱光に基づいて、接触型指紋スキャナでは指紋の画像が生成される。
　なお、すでに説明したように、照射光学系１１６には波長掃引レーザ光源１０１から出射されたレーザ光が、分岐された状態で供給されている。よって、ここでの図示は省略しているが、１つの波長掃引レーザ光源１０１に対して、複数のスキャン部９１０が備えられていてよい。
　（非接触型指紋スキャナ）
　次に、図１１及び図１２を参照しながら第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置を非接触型指紋スキャナに適用する場合の構成について説明する。図１１は、第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置を非接触型指紋スキャナに適用した場合の構成を示す概略図（その１）である。図１２は、第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置を非接触型指紋スキャナに適用した場合の構成を示す概略図（その２）である。なお、図１１及び図１２では、図２で示した構成要素と同様の要素に同一の符号を付している。
　図１１に示すように、第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置は、非接触型指紋スキャナ（即ち、指を装置に接触させずに指紋を読み取る装置）に適用されてよい。この場合、生体の指５０をかざすことになるスキャン部９２０は、照射光学系１１６を備えて構成されてよい。照射光学系１１６は、スキャン部９２０とは接触していない生体の指５０に対して光ビームを照射する。そして、生体の指５０において散乱された散乱光は照射光学系１１６に入射する。この散乱光に基づいて、非接触型指紋スキャナでは指紋の画像が生成される。
　図１２に示すように、第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置は、ガイド付きの非接触型指紋スキャナに適用されてもよい。この場合、生体の指５０をかざすことになるスキャン部９３０には、生体の指５０を載せるためのガイド部９３１及び９３２が設けられる。このようにすれば、ガイド部９３１及び９３２に生体の指５０を接触させても、スキャナ部９３０と生体の指５０とが接触しない（即ち、非接触状態を維持できる）。
　なお、接触型スキャナの場合と同様に、非接触型スキャナにおける照射光学系１１６にも波長掃引レーザ光源１０１から出射されたレーザ光が、分岐された状態で供給されている。よって、ここでの図示は省略しているが、１つの波長掃引レーザ光源１０１に対して、複数のスキャン部９２０又は９３０が備えられていてよい。
　（技術的効果）
　次に、第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置によって得られる技術的効果について説明する。
　図１０から図１２で説明したように、第９実施形態に係る光干渉断層撮像装置は、接触型指紋スキャナ又は非接触型指紋スキャナに適用される。このようにすれば、、高コストの波長掃引レーザ光源１０１を複数台のユニットで共有しつつ、各々のユニットで生体の指５０の指紋画像を取得できる。よって、例えば波長掃引レーザ光源１０１が１つしかない場合であっても、同時に複数の生体の指紋画像を取得可能である。
　上述した各実施形態の機能を実現するように該実施形態の構成を動作させるプログラムを記録媒体に記録させ、該記録媒体に記録されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行する処理方法も各実施形態の範疇に含まれる。すなわち、コンピュータ読取可能な記録媒体も各実施形態の範囲に含まれる。また、上述のプログラムが記録された記録媒体はもちろん、そのプログラム自体も各実施形態に含まれる。
　記録媒体としては例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭを用いることができる。また該記録媒体に記録されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウェア、拡張ボードの機能と共同して、ＯＳ上で動作して処理を実行するものも各実施形態の範疇に含まれる。
　この開示は、請求の範囲及び明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う光干渉断層撮像装置、光干渉断層撮像方法、及び記録媒体もまたこの開示の技術思想に含まれる。
　＜付記＞
　以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
　（付記１）
　付記１に記載の光干渉断層撮像装置は、波長掃引レーザ光源と、前記波長掃引レーザ光源から出射された光を複数の光に分岐する分岐部と、前記分岐部から出力された複数の光の各々を用いて、異なる測定対象物に対する断層構造情報を取得する複数のユニットと、を備え、前記複数のユニット各々は、前記分岐部から出力された光を分岐させて物体光と参照光とを生成する分岐生成部と、前記物体光を前記測定対象物に照射する光ビーム走査部と、前記測定対象物で散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させた干渉光の強度に応じて電気信号を生成する信号生成部と、前記電気信号に基づいて前記測定対象物の断層構造情報を生成する情報生成部と、を備える光干渉断層撮像装置である。
　（付記２）
　付記２に記載の光干渉断層撮像装置は、前記分岐部は、前記波長掃引レーザ光源から出射された光を増幅し、増幅した光を複数の光に分岐する付記１に記載の光干渉断層撮像装置である。
　（付記３）
　付記３に記載の光干渉断層撮像装置は、前記分岐部は、前記波長掃引レーザ光源から出射された光を分岐し、分岐した光を増幅し、増幅した光を更に分岐して前記複数の光として出力する付記１に記載の光干渉断層撮像装置である。
　（付記４）
　付記４に記載の光干渉断層撮像装置は、前記分岐部は、前記波長掃引レーザ光源から出射された光を時分割して、前記複数の光として出力する付記１から３のいずれか一項に記載の光干渉断層撮像装置である。
　（付記５）
　付記５に記載の光干渉断層撮像装置は、前記分岐生成部、前記信号生成部、及び前記情報生成部が、前記複数のユニット間で共通する１つの集約ユニットとして構成されている付記１から４のいずれか一項に記載の光干渉断層撮像装置である。
　（付記６）
　付記６に記載の光干渉断層撮像装置は、前記波長掃引レーザ光源は、第１の光パルスと第２の光パルスとを出射し、前記分岐部は、前記第１の光パルスと前記第２の光パルスとを合流させた光を分岐して前記複数の光として出力し、前記複数のユニットの各々は、前記分岐部から出力された光を前記第１の光パルスと前記第２の光パルスとに分離して、前記第１の光パルスを前記物体光と前記参照光を生成する光として出力し、前記第２の光パルスを前記信号生成部が前記断層構造情報を生成するトリガとなるトリガ信号として出力する分離部を更に備える付記１から５のいずれか一項に記載の光干渉断層撮像装置である。
　（付記７）
　付記７に記載の光干渉断層撮像装置は、前記複数のユニットの各々は、前記分岐部から出力された光のパワーの一部分を分離して光電変換することで、前記信号生成部が前記断層構造情報を生成するトリガとなるトリガ信号を抽出する抽出部を更に備える付記１から５のいずれか一項に記載の光干渉断層撮像装置である。
　（付記８）
　付記８に記載の光干渉断層撮像方法は、コンピュータによって、波長掃引レーザ光源から光を出射し、前記波長掃引レーザ光源から出射された光を複数の光に分岐し、前記複数の光の各々を用いて、異なる測定対象物に対する断層構造情報を複数のユニットの各々で取得する、光干渉断層撮像方法であって、前記複数のユニット各々は、前記複数の光を更に分岐させて物体光と参照光とを生成し、前記物体光を前記測定対象物に照射し、前記測定対象物で散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させた干渉光の強度に応じて電気信号を生成し、前記電気信号に基づいて前記測定対象物の断層構造情報を生成する、光干渉断層撮像方法である。
　（付記９）
　付記９に記載の記録媒体は、コンピュータに、波長掃引レーザ光源から光を出射し、前記波長掃引レーザ光源から出射された光を複数の光に分岐し、前記複数の光の各々を用いて、異なる測定対象物に対する断層構造情報を複数のユニットの各々で取得する、光干渉断層撮像方法であって、前記複数のユニット各々は、前記複数の光を更に分岐させて物体光と参照光とを生成し、前記物体光を前記測定対象物に照射し、前記測定対象物で散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させた干渉光の強度に応じて電気信号を生成し、前記電気信号に基づいて前記測定対象物の断層構造情報を生成する、光干渉断層撮像方法を実行させるコンピュータプログラムが記録された記録媒体である。
　（付記１０）
　付記１０に記載のコンピュータプログラムは、コンピュータに、波長掃引レーザ光源から光を出射し、前記波長掃引レーザ光源から出射された光を複数の光に分岐し、前記複数の光の各々を用いて、異なる測定対象物に対する断層構造情報を複数のユニットの各々で取得する、光干渉断層撮像方法であって、前記複数のユニット各々は、前記複数の光を更に分岐させて物体光と参照光とを生成し、前記物体光を前記測定対象物に照射し、前記測定対象物で散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させた干渉光の強度に応じて電気信号を生成し、前記電気信号に基づいて前記測定対象物の断層構造情報を生成する、光干渉断層撮像方法を実行させるコンピュータプログラムである。
　１００　光干渉断層撮像装置
　１０１　波長掃引レーザ光源
　１０２　光干渉・受光部
　１０４　光ビーム走査部
　１０８　測定対象物
　１１１　サーキュレータ
　１１２　分岐合流器
　１１３　参照光ミラー
　１１５　ファイバコリメータ
　１１６　照射光学系
　１１７　光スペクトルデータ生成・Ａスキャン波形生成部
　１１８　断層画像生成部
　１１９　ビーム位置設定部
　１３１　光分岐器
　１３２　トリガ信号分岐器
　２０４　光増幅器
　２０５　光分岐器
　２０６　第１光分岐器
　２０７　光増幅器
　２０８　第２光分岐器
　２０９　光スイッチ
　３１０　集約ユニット
　７２１　光合流器
　７２２　光分岐器
　７２４　トリガ信号分離部
　８２２　トリガ信号抽出部
　９１０，９２０，９３０　スキャン部
　９３１，９３２　ガイド部

Claims (9)

  1. 　波長掃引レーザ光源と、
    　前記波長掃引レーザ光源から出射された光を複数の光に分岐する分岐部と、
    　前記分岐部から出力された複数の光の各々を用いて、異なる測定対象物に対する断層構造情報を取得する複数のユニットと、
    　を備え、
    　前記複数のユニット各々は、
    　前記分岐部から出力された光を分岐させて物体光と参照光とを生成する分岐生成部と、
    　前記物体光を前記測定対象物に照射する光ビーム走査部と、
    　前記測定対象物で散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させた干渉光の強度に応じて電気信号を生成する信号生成部と、
    　前記電気信号に基づいて前記測定対象物の断層構造情報を生成する情報生成部と、
    　を備える光干渉断層撮像装置。
  2. 　前記分岐部は、前記波長掃引レーザ光源から出射された光を増幅し、増幅した光を複数の光に分岐する請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
  3. 　前記分岐部は、前記波長掃引レーザ光源から出射された光を分岐し、分岐した光を増幅し、増幅した光を更に分岐して前記複数の光として出力する請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
  4. 　前記分岐部は、前記波長掃引レーザ光源から出射された光を時分割して、前記複数の光として出力する請求項１から３のいずれか一項に記載の光干渉断層撮像装置。
  5. 　前記分岐生成部、前記信号生成部、及び前記情報生成部が、前記複数のユニット間で共通する１つの集約ユニットとして構成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の光干渉断層撮像装置。
  6. 　前記波長掃引レーザ光源は、第１の光パルスと第２の光パルスとを出射し、
    　前記分岐部は、前記第１の光パルスと前記第２の光パルスとを合流させた光を分岐して前記複数の光として出力し、
    　前記複数のユニットの各々は、前記分岐部から出力された光を前記第１の光パルスと前記第２の光パルスとに分離して、前記第１の光パルスを前記物体光と前記参照光を生成する光として出力し、前記第２の光パルスを前記信号生成部が前記断層構造情報を生成するトリガとなるトリガ信号として出力する分離部を更に備える
    　請求項１から５のいずれか一項に記載の光干渉断層撮像装置。
  7. 　前記複数のユニットの各々は、前記分岐部から出力された光のパワーの一部分を分離して光電変換することで、前記信号生成部が前記断層構造情報を生成するトリガとなるトリガ信号を抽出する抽出部を更に備える請求項１から５のいずれか一項に記載の光干渉断層撮像装置。
  8. 　コンピュータによって、
    　波長掃引レーザ光源から光を出射し、
    　前記波長掃引レーザ光源から出射された光を複数の光に分岐し、
    　前記複数の光の各々を用いて、異なる測定対象物に対する断層構造情報を複数のユニットの各々で取得する、
    　光干渉断層撮像方法であって、
    　前記複数のユニット各々は、
    　前記複数の光を更に分岐させて物体光と参照光とを生成し、
    　前記物体光を前記測定対象物に照射し、
    　前記測定対象物で散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させた干渉光の強度に応じて電気信号を生成し、
    　前記電気信号に基づいて前記測定対象物の断層構造情報を生成する、
    　光干渉断層撮像方法。
  9. 　コンピュータに、
    　波長掃引レーザ光源から光を出射し、
    　前記波長掃引レーザ光源から出射された光を複数の光に分岐し、
    　前記複数の光の各々を用いて、異なる測定対象物に対する断層構造情報を複数のユニットの各々で取得する、
    　光干渉断層撮像方法であって、
    　前記複数のユニット各々は、
    　前記複数の光を更に分岐させて物体光と参照光とを生成し、
    　前記物体光を前記測定対象物に照射し、
    　前記測定対象物で散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させた干渉光の強度に応じて電気信号を生成し、
    　前記電気信号に基づいて前記測定対象物の断層構造情報を生成する、
    　光干渉断層撮像方法を実行させるコンピュータプログラムが記録された記録媒体。
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