JP2017096884A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な構成を有する周波数倍化回路を用いることで、波長掃引光源を用いた撮像装置のコストを軽減する。【解決手段】光の周波数を掃引し、光を射出する光源部と、光源部からの光を参照光と被検体へ照射する照射光とに分岐し、参照光と被検体から反射された反射光とによる干渉光を発生させる干渉部と、光源部からの光に基づいてクロック信号を生成するクロック信号生成部と、光源部からの光をクロック信号生成部に入射する光及び干渉部に入射する光に分岐する分岐部と、干渉光を検出しクロック信号と同期して干渉信号を生成する検出部と、干渉信号に基づいて被検体の情報を取得する情報取得部とを備え、クロック信号生成部は、抵抗とコンデンサを含む遅延回路を有し、光源部からの光に基づくクロック信号と、クロック信号を遅延回路により遅延させた信号との排他的論理和をとることでクロック信号の周波数を倍化する周波数倍化回路を含む、撮像装置。【選択図】 図３

Description

本発明は、撮像装置に関する。

現在、光干渉断層撮像法（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下、ＯＣＴという。）を用いる撮像装置（以下、ＯＣＴ装置という。）が開発されている。ＯＣＴ装置は、物体へ光を照射し、照射光の波長に応じて物体の異なる深さから戻ってくる反射光と参照光とを干渉させる。ＯＣＴ装置は、干渉光の強度の時間波形（以下、干渉スペクトルという。）に含まれる周波数成分を分析することによって物体の断層に関する情報、具体的には断層像を得ることができる。ＯＣＴ装置は、例えば眼科用の撮像装置として眼底検査等に用いられる。

ＯＣＴ装置を用いた検査では、正確な画像を得るために、検査の間、被検者の行動が制限される。そのため、ＯＣＴ装置の測定速度が遅いと被検者の行動を制限する期間が長くなり、被検者の身体的負担が増加する。このことから、ＯＣＴ装置では、測定速度を向上させ、検査にかかる被検者の身体的負担を低減することが望まれている。

そこで、測定速度を向上させたＯＣＴ装置として、波長掃引光源を用いたＯＣＴ装置（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ ＯＣＴ装置、以下、ＳＳ−ＯＣＴ装置という。）が盛んに開発されている。特許文献１は、ＳＳ−ＯＣＴ装置の一例を開示しており、波長可変光源として、ファイバーリング共振器及び波長選択フィルタを用いた光源を例示している。

ＳＳ−ＯＣＴ装置では、測定速度をさらに向上させるため、一度の撮像でより広範囲の断層情報を取得することが好ましい。そのため、ＳＳ−ＯＣＴ装置を用いた検査の被検体となる生体組織の深さ方向の撮像範囲をより広くする手法が検討されてきている。なお、被検体となる生体組織の深さ方向は、一般にＡ−スキャン方向と呼ばれる。

ここで、ＳＳ−ＯＣＴ装置では、被検体からの反射光と参照光との干渉光をサンプリングする回数、すなわち干渉光のサンプリング数を増やすことで、Ａ−スキャン方向の撮像範囲をより広くできることが知られている。このため、干渉光のサンプリング数を増やすために、サンプリングのタイミングを示すクロック信号（以下、ｋクロック信号という。）の周波数を増加させることが行われる。

一般に、光源からの光を用いて高周波数のｋクロック信号を生成するためには、コヒーレント長の長い光源を用いる必要がある。しかしながら、コヒーレント長の長い光源は高価であるため、そのような光源を用いる場合にはＳＳ−ＯＣＴ装置にかかるコストが高くなる。そのため、コヒーレント長の長い光源を用いずにｋクロック周波数を増加させる手法が提案されている。

特許文献２は、乗算器を用いてＳＳ−ＯＣＴ装置のサンプルクロックの周波数を倍化する方法を開示している。

また、非特許文献１は、元の波形と、９０°位相シフト回路を用いて元波形の位相を９０°シフトさせた波形の排他的論理和を取ることにより周波数を倍化する方法を開示している。

特開２０１２−１１５５７８号 米国特許第７９１６３８７号明細書

Ｊ．Ｘｉ、Ｌ．Ｈｕｏ、Ｊ．Ｌｉ、Ｘ．Ｌｉ、「Ｇｅｎｅｒｉｃ ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ ｕｎｉｆｏｒｍ Ｋ−ｓｐａｃｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ ｓｗｅｐｔ−Ｓｏｕｒｃｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ」、ＯＰＴＩＣＳ ＥＸＰＲＥＳＳ、（米国）、Ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、２０１０年４月、Ｖｏｌ．１８、Ｎｏ．９、ｐ．９５１１−９５１７

しかしながら、特許文献２に記載される乗算器や非特許文献１に記載される９０°位相シフト回路もまた高価であり、これらはＳＳ−ＯＣＴ装置のコストアップに繋がる。

そこで、本発明では、安価な構成を有する周波数倍化回路を用いてｋクロック信号の周波数を倍化することで、波長掃引光源を用いた撮像装置のコストを軽減する。

本発明の一実施態様によれば、光の周波数を掃引するとともに、該光を放射する光源部と、前記光源部からの光を参照光と被検体へ照射する照射光とに分岐するとともに、該参照光と該被検体から反射された該照射光の反射光とによる干渉光を発生させる干渉部と、前記光源部からの光に基づいてクロック信号を生成するクロック信号生成部と、前記光源部からの光を前記クロック信号生成部に入射する光と前記干渉部に入射する光に分岐する分岐部と、前記干渉光を検出し、前記クロック信号と同期して干渉信号を生成する検出部と、前記干渉信号に基づいて、前記被検体の情報を取得する情報取得部とを備え、前記クロック信号生成部は、抵抗とコンデンサを含む遅延回路を有する周波数倍化回路を含み、前記周波数倍化回路は、前記光源部からの光に基づくクロック信号と、該クロック信号を該遅延回路により遅延させた信号との排他的論理和をとることで該クロック信号の周波数を倍化する周波数倍化回路を含む、撮像装置が提供される。

本発明による撮像装置は、上記構成を有することから、安価にｋクロックの周波数を倍化することができ、波長掃引光源を用いた撮像装置のコストを軽減することができる。

本発明の実施例１によるＯＣＴ装置の構成例を概略的に示す。 本発明の実施例１によるＯＣＴ装置におけるｋクロック生成部の構成例を概略的に示す。 本発明の実施例１によるＯＣＴ装置における周波数倍化回路の構成例を概略的に示す。 本発明の実施例１によるＯＣＴ装置における周波数倍化回路内を伝播する各信号の波形を示す。 本発明の実施例１の変形例によるＯＣＴ装置の構成例を概略的に示す。 遅延回路から出力される信号の周波数変化の一例を示す。 本発明の実施例２によるＯＣＴ装置における周波数倍化回路の構成例を概略的に示す。 本発明の実施例２の変形例によるＯＣＴ装置における周波数倍化回路の構成例を概略的に示す。 本発明の実施例２の別の変形例によるＯＣＴ装置における周波数倍化回路の構成例を概略的に示す。

以下、本発明を実施するための例示的な実施例を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施例で説明する寸法、材料、形状、構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、図面において、同一であるか又は機能的に類似している要素を示すために図面間で同じ参照符号を用いる。

以下、図１乃至４を参照して、本発明の実施例１による光干渉断層撮像法を用いた撮像装置（ＯＣＴ装置）について説明する。図１は、本発明の実施例１によるＯＣＴ装置の構成例を概略的に示す。なお、以下、本発明によるＯＣＴ装置を、被検体の眼底を検査するために用いられるＯＣＴ装置として説明する。しかしながら、本発明によるＯＣＴ装置は、眼底検査以外の用途に用いられることができ、例えば臓器等の任意の物体の検査等に用いられてもよい。なお、本発明によるＯＣＴ装置は、波長掃引光源を用いたＳＳ−ＯＣＴ装置であるが、簡略化のため以下では単にＯＣＴ装置という。

図１に示すように、ＯＣＴ装置１には、光を射出する光源部１０と、干渉光を生成する干渉部２０と、干渉光を検出する検出部３０と、被検体１００である眼の眼底の情報を取得する情報取得部４０と、取得した情報を表示する表示部７０とが設けられている。さらに、ＯＣＴ装置１には、被検体１００に照射光を照射し、被検体１００からの反射光を干渉部２０へ出射する測定アーム５０と、測定アーム５０から出射される反射光と干渉させる参照光を出射する参照アーム６０が設けられている。また、ＯＣＴ装置１には、ｋクロック信号を生成するｋクロック生成部（クロック信号生成部）８０と、光源部１０からの光をｋクロック生成部８０に入射する光及び干渉部２０に入射する光に分岐する光ファイバカプラ（分岐部）９０とが設けられている。

光源部１０は、射出される光の波長を掃引し、光周波数を掃引する波長掃引光源１１を含む。波長掃引光源１１としては、射出される光の波長を掃引し、光周波数を掃引することができる光源であれば、任意の光源を用いることができる。そのため、波長掃引光源１１は、例えば、特許文献１に記載されるファイバーリング共振器及び波長選択フィルタを用いた光源であってもよいし、その他の市販の波長掃引レーザー等であってもよい。光源部１０は、光ファイバを介して光ファイバカプラ９０に接続される。

光ファイバカプラ９０は、光ファイバを介して光源部１０、干渉部２０及びｋクロック生成部８０に接続される。光ファイバカプラ９０は、光源部１０からの光をｋクロック生成部８０に入射する光と干渉部２０に入射する光に分岐する。なお、光ファイバカプラ９０の代わりにビームスプリッタ等を用いてもよい。

ｋクロック生成部８０は、光ファイバカプラ９０を経由した光源部１０から射出された光に基づいてｋクロック信号を生成する。また、ｋクロック生成部８０は生成したｋクロック信号を検出部３０に送り、検出部３０は干渉光の検出を行い、ｋクロック生成部８０から受け取ったｋクロック信号と同期して干渉光に基づく干渉信号を生成する。

干渉部２０には、光ファイバカプラ２１，２２が設けられている。光ファイバカプラ２１は、光ファイバを介して光ファイバカプラ９０，２２、測定アーム５０、及び参照アーム６０に接続される。光ファイバカプラ２１は、光ファイバカプラ９０を経由した光源部１０から射出された光を、測定アーム５０を経由して眼底へ照射される照射光と参照アーム６０を経由する参照光とに分岐する。

照射光は、測定アーム５０を経由して被検体１００に照射され、被検体１００によって反射された反射光として測定アーム５０及び光ファイバカプラ２１を経由し、光ファイバカプラ２２に入射する。一方、参照光は、参照アーム６０を経由し光ファイバカプラ２２に入射する。反射光と参照光は、光ファイバカプラ２２で互いに干渉し、干渉光として光ファイバカプラ２２から出射する。

光ファイバカプラ２２は、光路長の異なる２つの光ファイバを介して、検出部３０に接続される。なお、干渉部２０は、光ファイバカプラの代わりにビームスプリッタ等を用いて構成されてもよい。

測定アーム５０には、偏光コントローラ５１と、コリメータ５２と、Ｘ軸スキャナ５３と、Ｙ軸スキャナ５４と、フォーカスレンズ５５とが設けられている。偏光コントローラ５１は、光ファイバカプラ２１から測定アーム５０に接続される光ファイバに設けられ、測定アーム５０を通る照射光及び反射光の偏光状態を整える。コリメータ５２は、光ファイバを介して光ファイバカプラ２１と接続されており、偏光コントローラ５１で偏光状態を整えられた照射光を、空間光として照射する。空間光として照射された照射光は、Ｘ軸スキャナ５３、Ｙ軸スキャナ５４、及びフォーカスレンズ５５を経由して被検体１００の眼底に照射される。

Ｘ軸スキャナ５３及びＹ軸スキャナ５４は、それぞれ回転軸が互いに直交するよう配置された偏向ミラーで構成される。Ｘ軸スキャナ５３及びＹ軸スキャナ５４は、眼底を照射光で走査する機能を有する走査部を構成し、眼底に対する照射光の照射位置を変更することができる。ここで、Ｘ軸スキャナ５３は、Ｘ軸方向の走査を行い、Ｙ軸スキャナ５４は、Ｙ軸方向の走査を行う。なお、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各方向は、被検体１００である眼の眼軸方向に対して直交する方向であり、且つ、互いに直交する方向である。

眼底に照射された照射光は、眼底において後方散乱光（反射光）として反射される。眼底からの反射光は、再びフォーカスレンズ５５、Ｙ軸スキャナ５４、Ｘ軸スキャナ５３、コリメータ５２、及び偏光コントローラ５１を経由して測定アーム５０から出射される。そして、光ファイバを伝播し、光ファイバカプラ２１を経由して光ファイバカプラ２２に入射する。

一方、参照アーム６０には、偏光コントローラ６１と、コリメータ６２と、分散補償ガラス６３と、光路長調整光学系６４と、分散調整プリズムペア６５と、コリメータ６６とが設けられている。偏光コントローラ６１は、光ファイバカプラ２１から参照アーム６０に接続される光ファイバに設けられ、参照アーム６０を通る参照光の偏光状態を整える。コリメータ６２は、光ファイバを介して光ファイバカプラ２１と接続されており、偏光コントローラ６１で偏光状態を整えられた参照光を、空間光として出射する。空間光として出射された参照光は、分散補償ガラス６３、光路長調整光学系６４、及び分散調整プリズムペア６５を経由してコリメータ６６に入射する。

分散補償ガラス６３及び分散調整プリズムペア６５は、参照光の分散を調整することができる。そのため、分散補償ガラス６３及び分散調整プリズムペア６５を用いることで、測定アーム５０を経由する反射光の分散に対応するように参照光の分散を調整することができる。また、光路長調整光学系６４は、図１の矢印Ａ１で示すように、コリメータ６２，６６に対し近づく又は遠ざかる方向に移動することができ、参照アーム６０の光路長を調整することができる。そのため、光路長調整光学系６４によって、照射光が経由する眼底までの光路長に応じて、参照アーム６０の光路長を調整することができる。

コリメータ６６に入射した参照光は、コリメータ６６と光ファイバカプラ２２とを接続する光ファイバを伝播し、光ファイバカプラ２２に入射する。

上記のように、光ファイバカプラ２２に入射した反射光及び参照光は、互いに干渉し、干渉光として光ファイバカプラ２２から光路長の異なる２つの光ファイバ内に分岐して出射され、検出部３０に入射する。

検出部３０には、検出器３１とＡ／Ｄ変換器３２が設けられている。検出器３１は、光ファイバカプラ２２から２つの光ファイバを経由して入射したそれぞれの干渉光を検出する。ここで、光ファイバカプラ２２から検出器３１までの２つの光ファイバはそれぞれ異なる光路長を有するため、当該２つの光ファイバを経由した干渉光はそれぞれの光ファイバの光路長に応じて異なる位相を有する。

検出器３１は、検出した干渉光に基づく干渉信号をＡ／Ｄ変換器３２に送り、Ａ／Ｄ変換器３２は受け取った干渉信号をデジタル信号に変換する。なお、Ａ／Ｄ変換器３２にはｋクロック生成部８０が接続されており、Ａ／Ｄ変換器３２はｋクロック生成部８０から送られてくるｋクロック信号に同期して干渉信号をサンプリングし、デジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器３２は、デジタル信号に変換した干渉信号を、情報取得部４０に送る。そのため、検出部３０は、干渉光を検出し、ｋクロック信号に同期してデジタル化された干渉信号を生成し、情報取得部４０に当該干渉信号を送ることができる。

情報取得部４０は、検出部３０から受け取ったデジタル信号に対してフーリエ変換などの周波数分析を行い、眼底の情報を得る。なお、情報取得部４０は、検出器３１で検出した位相の異なる干渉光に基づく干渉信号の差を取ることで、干渉信号の差動を検出し、干渉信号の非干渉成分に基づくノイズを低減することができる。そのため、情報取得部４０は、当該差動検出を行うことで、干渉信号に基づく眼底の情報の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を改善することができる。情報取得部４０は、得られた眼底の情報を表示部７０に送り、表示部７０は受け取った情報を断層像として表示する。

なお、情報取得部４０は、ＣＰＵやＭＰＵなどを備えた任意の情報処理部としてＯＣＴ装置１内に構成してもよいし、汎用コンピュータを用いて構成してもよい。また表示部７０は、ＯＣＴ装置１に備えつけられたモニタであってもよいし、ＯＣＴ装置１に接続された個別のモニタであってもよい。

上記の一連の動作により、ＯＣＴ装置１は、被検体１００のある１点における断層に関する情報を取得することができる。このように、被検体１００の奥行き方向の断層に関する情報を取得することをＡ−スキャンと呼ぶ。また、ＯＣＴ装置１では、Ｘ軸スキャナ５３及びＹ軸スキャナ５４によって構成される走査部によって、被検体１００を走査することにより、被検体の２次元の断層像や３次元の断層像の情報を取得することができる。

ここで、Ａ−スキャンと直交する方向における被検体１００の断層に関する情報、すなわち２次元の断層像の情報を取得する方向に被検体１００を照射光で走査することをＢ−スキャンと呼ぶ。さらに、Ａ−スキャン、及びＢ−スキャンのいずれの走査方向とも直交する方向に被検体１００を照射光で走査することをＣ−スキャンと呼ぶ。特に、３次元の断層像の情報を取得する際に被検体１００の眼底面内に２次元ラスター走査する場合、高速に走査が行われる方向をＢ−スキャン方向と呼び、Ｂ−スキャン方向に直交し、低速に走査が行われる方向をＣ−スキャン方向と呼ぶ。

ＯＣＴ装置１は、Ａ−スキャン及びＢ−スキャンを行うことで被検体１００の２次元の断層像が得ることができ、Ａ−スキャン、Ｂ−スキャン及びＣ−スキャンを行うことで、被検体１００の３次元の断層像を得ることができる。Ｂ−スキャン及びＣ−スキャンは、上述したＸ軸スキャナ５３及びＹ軸スキャナ５４により構成される走査部によって行われる。なお、Ｂ−スキャン方向及びＣ−スキャン方向といったライン走査方向と、Ｘ軸方向又はＹ軸方向とは一致していなくてもよい。このため、Ｂ−スキャン及びＣ−スキャンのライン走査方向は、撮像したい２次元の断層像あるいは３次元の断層像に応じて、適宜決めることができる。

また、ＯＣＴ装置１では、検出部３０のＡ／Ｄ変換器３２による干渉信号のサンプリングは、ｋクロック生成部８０が生成したｋクロック信号に基づいて光源部１０からの光に対し等光周波数（等波数）間隔に行われる。

ここで、ＯＣＴ装置１の光源部１０からの光は波長掃引されるため、時間に応じて光周波数が変化する。これに対し、ｋクロック生成部８０は、光源部１０からの光に基づいてｋクロック信号を生成するため、ｋクロック信号は検出部３０で検出される干渉光に基づく干渉信号に対して等波数間隔でのサンプリングタイミングを示すことができる。

次に、図２を参照して、ｋクロック生成部８０についてより詳細に説明する。図２は、ｋクロック生成部８０の構成例を示す。

図２に示すように、ｋクロック生成部８０には、ｋクロック干渉部（クロック干渉部）８２と、光センサ（クロック検出部）８３と、周波数倍化回路８４とが設けられている。

ｋクロック干渉部８２は、光源部１０からの光を光路長の異なる２つの光路に入射する光に分岐するとともに、該２つの光路から出射された光によるクロック干渉光を発生させる。ｋクロック干渉部８２には、光ファイバカプラ８２１，８２８と、コネクタ８２２，８２４，８２５，８２７と、光ファイバ８２３，８２６とが設けられている。

光ファイバカプラ９０を経由した光源部１０からの光８１１は、光ファイバカプラ９０，８２１に接続される光ファイバを伝播し、光ファイバカプラ８２１に入射する。光ファイバカプラ８２１は、コネクタ８２２、光ファイバ８２３及びコネクタ８２４によって構成される第１の光路と、コネクタ８２５、光ファイバ８２６及びコネクタ８２７によって構成される第２の光路に、光源部１０からの光８１１を分岐して入射させる。ここで、光ファイバ８２３と光ファイバ８２６は所定の異なる光路長を有するため、第１の光路と第２の光路とは異なる光路長を有する。第１の光路を経由した光はコネクタ８２４から光ファイバを経由して光ファイバカプラ８２８に入射し、第２の光路を経由した光はコネクタ８２７から光ファイバを経由して光ファイバカプラ８２８に入射する。

第１の光路を経由した光と第２の光路を経由した光は光ファイバカプラ８２８において、互いに干渉し、干渉光として光ファイバを経由して光センサ８３に入射する。

光センサ８３は、入射した干渉光を検出し、干渉信号（ｋクロック信号）８１２を生成する。光センサ８３は、生成した干渉信号８１２を周波数倍化回路８４に送る。

周波数倍化回路８４は、受け取った干渉信号８１２に基づいて、干渉信号８１２の周波数を倍化したｋクロック信号８１３を生成し、ＯＣＴ装置１のＡ／Ｄ変換器３２に周波数を倍加したｋクロック信号８１３を送る。

これにより、Ａ／Ｄ変換器３２は、周波数が倍化されたｋクロック信号８１３に同期して、測定光及び参照光に基づく干渉信号をサンプリングすることができる。

次に、本発明の実施例１によるＯＣＴ装置１における周波数倍化回路８４について、図３及び４を参照して説明する。図３は干渉信号の周波数を倍にする周波数倍化回路８４の構成例を概略的に示す。図４は、周波数倍化回路８４内を伝播する各信号の波形を示す。なお、図４における各グラフにおける横軸は時間を示し、縦軸は電位を示す。

図３に示すように、周波数倍化回路８４には、遅延回路８４１と、比較器８４４（第１の比較器）と、比較器８４５（第２の比較器）と、排他的論理和回路８４６が設けられている。

遅延回路８４１は、ＲＣ回路とも呼ばれ、直列に接続された抵抗８４２及びコンデンサ８４３から構成される。コンデンサ８４３の抵抗８４２に接続されていない端子はＧＮＤに接続されており、遅延回路８４１に入力される信号は抵抗８４２のコンデンサ８４３に接続されていない端子に入力され、直列に接続された抵抗８４２とコンデンサ８４３との間から出力される。遅延回路８４１は、入力された信号を遅延させて出力することができる。そのため、周波数倍化回路８４では、遅延回路８４１は、遅延回路８４１に入力される干渉信号８１２を所定の時間だけ位相が遅れた信号４０３として出力する。なお、遅延回路８４１によって遅延される時間は、抵抗８４２の抵抗値Ｒとコンデンサ８４３の電気容量Ｃを乗算して求められる時定数τに応じて決まる。

比較器８４４，８４５は、入力された信号を比較し、比較結果に応じて出力を切り替える。比較器８４４，８４５の−側入力端子はＧＮＤに接続され、０Ｖ電位となっている。また、比較器８４４の＋側入力端子には干渉信号８１２（信号４０１）が入力され、比較器８４５の＋側入力端子には遅延回路８４１を通った位相の遅れた信号４０３が入力される。

排他的論理和回路８４６の入力端子は、比較器８４４，８４５の出力端子に接続されており、排他的論理和回路８４６は比較器８４４の出力信号４０２と比較器８４５の出力信号４０４の排他的論理和を出力する。

次に、周波数倍化回路８４における、信号の流れについて説明する。

光センサ８３から出力された干渉信号８１２は、周波数倍化回路８４に入力され、比較器８４４の＋側入力端子に入力される信号４０１と、遅延回路８４１を経由して比較器８４５の＋側入力端子に入力される信号４０３とに分かれる。

比較器８４４は、入力された信号４０１を０Ｖ電位と比較し、図４に示すように、信号４０１が＋の電位を有する場合にＨｉｇｈを示し、それ以外の場合Ｌｏｗを示す、信号４０２を出力する。また、比較器８４５は、入力された遅延された信号４０３を０Ｖ電位と比較し、信号４０３が＋の電位を有する場合にＨｉｇｈを示し、それ以外の場合Ｌｏｗを示す、信号４０４を出力する。

排他的論理和回路８４６は、入力された信号４０２，４０４の排他的論理和を取り、信号４０５を出力する。信号４０５は、図４に示すように、信号４０２，４０４の位相のずれ、特に信号４０２，４０４の立ち上がり及び立ち下がりのずれに基づいてＨｉｇｈを示すパルスを含む。そのため、信号４０５は、干渉信号４０１の１周期の間に信号４０２と比べてＨｉｇｈを示すパルスの数が倍化される。従って、信号４０５の周波数は干渉信号８１２に基づく信号４０２の周波数に比べ倍化される。排他的論理和回路８４６から出力された信号４０５は、周波数が倍加されたｋクロック信号８１３としてＡ／Ｄ変換器３２に送られる。そのため、Ａ／Ｄ変換器３２は、周波数が倍化されたｋクロック信号８１３に同期して、測定光及び参照光に基づく干渉信号のサンプリングを行うことができる。

従って、本実施例による周波数倍化回路８４では、高価な乗算器や９０°位相シフト回路などを用いずに、安価な抵抗とコンデンサを用いて周波数が倍加されたｋクロック信号８１３を生成することができる。

上記のように、本実施例によるＯＣＴ装置１は、光の光周波数を掃引するとともに、該光を射出する光源部１０を備える。さらに、ＯＣＴ装置１は、光源部１０からの光を参照光と被検体１００へ照射する照射光とに分岐するとともに、参照光と該被検体１００から反射された照射光の反射光とによる干渉光を発生させる干渉部２０を備える。また、ＯＣＴ装置１は、光源部１０からの光に基づいてｋクロック信号を生成するｋクロック生成部８０と、光源部１０からの光をｋクロック生成部８０に入射する光と干渉部２０に入射する光に分岐する光ファイバカプラ９０とを備える。さらに、ＯＣＴ装置１は、干渉部２０で発生した干渉光を検出し、ｋクロック信号と同期して干渉信号を生成する検出部３０と、干渉信号に基づいて、被検体１００の情報を取得する情報取得部４０とを備える。ｋクロック生成部８０は、抵抗８４２とコンデンサ８４３を含む遅延回路８４１を有する周波数倍化回路８４を含む。周波数倍化回路８４は、光源部１０からの光に基づくｋクロック信号と、ｋクロック信号を遅延回路８４１により遅延させた信号との排他的論理和をとることでｋクロック信号の周波数を倍化する。これにより、本実施例によるＯＣＴ装置１では、高価な乗算器や９０°位相シフト回路などを用いずに、安価な抵抗とコンデンサを用いて周波数が倍加されたｋクロック信号を生成することができ、ＯＣＴ装置１のコストアップを抑制することができる。

また、干渉光を生じさせる際には、２つの光路の光路差を大きくすることに応じて、干渉光の周波数が高くなることが知られている。これに関し、本実施例によるＯＣＴ装置１では、周波数倍化回路８４で干渉信号８１２の周波数を倍にすることができる。そのため、ＯＣＴ装置１では、高い周波数を有するｋクロック信号を生成するに当たり、より長い光路差を有する光路を経由した光を干渉させる必要がなくなるため、コヒーレント長の短い光源を用いて安定したｋクロック信号を生成することができる。

なお、Ａ／Ｄ変換器３２による干渉信号のサンプリングに関しては、サンプリング定理に基づき、干渉信号の周波数の２倍以上の周波数でサンプリングされることが知られている。さらに、ＯＣＴ装置では、被検体の測定に用いられる光は、測定アームと被検体の眼底との間を往復する。そのため、通常のＯＣＴ装置では、ｋクロック生成部の第１の光路及び第２の光路間の光路差は、取得する画像の深さ方向の距離の少なくとも４倍必要とされることが知られている。

これに対し、上記のように、本実施例によるＯＣＴ装置１では、周波数倍化回路８４で干渉信号８１２の周波数を倍にすることができる。そのため、本実施例によるＯＣＴ装置１では、ｋクロック生成部８０の第１の光路及び第２の光路間の光路差を、取得する画像の深さ方向の距離の２倍程度にしてもよい。このように、本実施例によるＯＣＴ装置１は、ｋクロック生成部８０において、第１の光路及び第２の光路間の光路差を通常のＯＣＴ装置と比べ短くし、コヒーレント長の短い光源を用いて、通常のＯＣＴ装置と同程度の性能を発揮することもできる。この場合には、コヒーレント長の短い光源を用いることができるので、通常のＯＣＴ装置と比べコストを低減することができる。

なお、位相遅延回路の時定数τは、比較器８４４，８４５の各出力信号４０２，４０４が自身の周期における少なくとも或る時点で互いにＨｉｇｈを示すような値に設定することができる。また、時定数τは、排他的論理和回路の出力する信号４０５、すなわち周波数倍化回路から出力されるｋクロック信号８１３を後の処理において用いやすいように、ｋクロック信号８１３が所定のパルス幅を有するように設定することができる。さらに、時定数τは、周波数倍化回路８４から出力されるｋクロック信号８１３のデューティ比を勘案して設定することもできる。例としては、干渉信号８１２の周期時間をｔとした場合、周波数倍化回路８４から出力されるｋクロック信号８１３のデューティ比を約５０％とするために、τ＝ｔ／４程度にすることができる。

また、比較器８４４，８４５において、入力された信号と比較される、−側入力端子に入力される基準値は０Ｖに限られない。当該基準値は、比較器８４４，８４５がパルス信号を出力することができ、且つ、出力されたパルス信号同士の排他的論理和を取ることで、周波数倍化回路に入力される干渉信号の周波数を倍化することができるような任意の値とすることができる。

ここで、本実施例による周波数倍化回路８４は、比較器８４４、比較器８４５及び排他的論理和回路８４６を含む。比較器８４４は、入力される干渉信号（ｋクロック信号）８１２（信号４０１）と所定の基準値を比較し、比較結果となる信号４０２を出力する。比較器８４５は、入力される遅延回路８４１により遅延された信号４０３と所定の基準値を比較し、比較結果となる信号４０４を出力する。排他的論理和回路８４６は、比較器８４４及び８４５からの信号４０２及び４０４の排他的論理和を演算し、周波数が倍加されたｋクロック信号８１３を出力する。

本実施例による比較器８４４及び８４５では、入力された信号が所定の基準値よりも高い場合にＨｉｇｈを示す信号を出力するとしたが、比較器の構成はこれに限られない。比較器８４４及び８４５は、入力された信号が所定の基準値よりも低い場合にＨｉｇｈを示す信号を出力するように構成されてもよい。そのため、例えば、比較器８４４，８４５の＋側入力端子がＧＮＤに接続されて、所定の電位を有するようにされ、−側入力端子に比較対象となる信号４０１，４０３が入力されるように構成されてもよい。

なお、本実施例によるＯＣＴ装置１では、ｋクロック生成部８０及び光ファイバカプラ９０は、光源部１０の外部に設けられている。しかしながら、図５に示すようにｋクロック生成部８０及び光ファイバカプラ９０は光源部１０の内部に設けられてもよい。

次に実施例２によるＯＣＴ装置における周波数倍化回路について、図６及び７を参照して説明する。図６は、実施例１によるＯＣＴ装置１における、１回分のＡスキャンに用いられる光源部１０からの光に基づく、遅延回路８４１から出力される信号４０３の周波数変化の一例を示す。図６において、横軸は時間を示し、縦軸は信号の周波数を示す。

実施例１による周波数倍化回路８４では、遅延回路８４１の時定数τを一定の値としたが、実施例２による周波数倍化回路８５は、遅延回路８５１の時定数が可変であるように構成される。なお、本実施例によるＯＣＴ装置における、周波数倍化回路８５以外の構成は、実施例１によるＯＣＴ装置１の周波数倍化回路８４以外の構成と同様であるため、同一の参照符号を付して、説明を省略する。以下、実施例２による周波数倍化回路８５を、実施例１による周波数倍化回路８４との差を中心に説明する。

ＳＳ−ＯＣＴ装置では、光源として波長掃引光源が用いられることから、光源部から射出される光は時間に応じて波長が掃引される。このため、光源部からの光の周波数は時間に応じて変化する。ここで、実施例１によるｋクロック生成部８０では、光源部１０からの光に基づいて干渉信号８１２を生成し、ｋクロック信号８１３を生成する。従って、光源部１０からの光の周波数の変化に応じて、干渉信号８１２及びｋクロック信号８１３の周波数が変化する。そのため、ｋクロック生成部８０の周波数倍化回路８４において、遅延回路８４１から出力される信号４０３の周波数も、周波数倍化回路８４に入力される干渉信号８１２の周波数の変化に応じて変化する。この場合の、信号４０３の周波数変化の一例を図６に示す。

その一方で、周波数倍化回路８４の遅延回路８４１はＲＣ回路であるため、ローパスフィルタとしても機能する。

そのため、時間に応じた、遅延回路８４１に入力される干渉信号８１２の周波数、ひいては光源部１０から発せられる光の周波数の変化に基づいて、遅延回路８４１で出力する信号の振幅が変化する場合がある。特に、入力される干渉信号８１２が遅延回路８４１の通過域に対して高い周波数を有する場合には、遅延回路８４１から出力される信号４０３の振幅が小さくなることで、良好な出力が得られない場合が考えられる。

また、上記のように、遅延回路８４１によって遅延される時間は、抵抗８４２の抵抗値Ｒとコンデンサ８４３の電気容量Ｃの乗算によって求められる時定数τに応じて決まる。これに関して、より詳細には、遅延回路８４１による位相遅延量Ｄは、遅延回路８４１の合成インピーダンスＺの傾きの絶対値に対応する。ここで、虚数単位をｊとし、干渉信号の角周波数をωとすると、遅延回路８４１の合成インピーダンスはＺ＝Ｒ＋１／ｊωＣである。また、遅延回路８４１に入力される干渉信号の周波数をｆとすると、当該干渉信号の角周波数はω＝２πｆであり、位相遅延量はＤ＝｜（１／ｊωＣ）／Ｒ｜＝１／ωＣＲ、すなわち、１／２πｆτとなる。このため、光源部１０からの光の周波数が高くなると、遅延回路８４１に入力される干渉信号の周波数ｆが高くなり、遅延回路８４１による位相遅延量Ｄが少なくなることが考えられる。

そのため、光源部１０からの光の周波数が高くなると、遅延回路８４１から出力される信号４０３に基づく、周波数の倍化されたｋクロック信号８１３のパルス幅が小さくなったり、ｋクロック信号の周波数が適切に倍化されなかったりすることが生じ得る。

これに対し、本実施例による周波数倍化回路８５では、遅延回路８５１の時定数τを切り替えることで、光源部１０からの光の周波数変化に基づく、遅延回路８５１から出力される信号の振幅の変化や位相遅延量の減少等を抑制する。

図７は本実施例による周波数倍化回路８５の構成例を概略的に示す。図７に示すように、本実施例による周波数倍化回路８５には、遅延回路８５１と、比較器８５４，８５５，８５８と、排他的論理和回路８５６と、カウンタ８５７と、スイッチ８５９とが設けられている。ここで、比較器８５４，８５５及び排他的論理和回路８５６は、実施例１による周波数倍化回路８４の比較器８４４，８４５及び排他的論理和回路８４６と同様の動作を行うため、説明を省略する。

遅延回路８５１は、それぞれ異なる抵抗値を有する３つの抵抗８５２１，８５２２，８５２３を含む抵抗群８５２と、コンデンサ８５３とから構成されるＲＣ回路である。抵抗群８５２の３つの抵抗８５２１，８５２２，８５２３は並列に並べられており、各抵抗８５２１，８５２２，８５２３はコンデンサ８５３に直列に接続される。各抵抗８５２１，８５２２，８５２３のコンデンサ８５３に接続されていない端子は、スイッチ８５９によって選択的に周波数倍化回路８５に接続される。このため、遅延回路８５１に入力される干渉信号８１２は、選択された抵抗８５２１，８５２２，８５２３のコンデンサ８５３に接続されていない端子に入力され、当該抵抗とコンデンサ８５３との間から出力される。

ここで、上記のように、遅延回路８５１による位相遅延量はＤ＝１／２πｆτであり、時定数はτ＝ＲＣである。そのため、異なる抵抗値を有する３つの抵抗８５２１，８５２２，８５２３を選択的に周波数倍化回路８５に接続することで、抵抗の切換えに応じて遅延回路８５１の時定数を切り替えることができる。特に、抵抗の値を小さくすることで、遅延回路８５１の時定数を低くし、遅延回路８５１による出力信号の位相遅延量を大きくすることができる。従って、遅延回路８５１の抵抗の値を低くすることで、高周波数の信号に対する位相遅延量を大きくすることができ、遅延回路８５１を通る高周波数の信号の位相遅延量の低下を補償することができる。

また、遅延回路８５１のようなＲＣ回路の高域遮断周波数ｆ_Ｈは、１／２πτによって求められることが知られている。そのため、遅延回路８５１の時定数を小さくすることで高域遮断周波数が高くなり、高周波数の信号を通過させ易くすることができる。

そのため、スイッチ８５９によって周波数倍化回路８５の遅延回路８５１を構成する抵抗８５２１，８５２２，８５２３を切り替えることで、遅延回路８５１の時定数を切り替え、遅延回路８５１を通過し易い信号の周波数帯域を調整することができる。従って、光源部１０から出射される光の周波数の掃引に応じて、遅延回路８５１を構成する抵抗の値を切り替えることで、光源部１０からの光の周波数変化に基づく、遅延回路８５１から出力される信号の位相遅延量や振幅の変化等を抑制することができる。

このため、例えば、光の波長が時間に応じて短くされる場合には、当該波長の変化に基づいて光の周波数が高くなることに応じて、遅延回路８５１を構成する抵抗の値を小さくする。これにより、高周波数の信号に対しても遅延回路８５１による位相遅延量が少なくなることを補償するとともに、高周波数の信号が遅延回路８５１を通過し易くすることができる。従って、周波数倍化回路８５に高周波数の信号が入力された場合であっても、周波数の倍化されたｋクロック信号のパルス幅が小さくなることを補償し、適切に倍化された信号を出力させることができる。なお、逆に、波長が時間に応じて長くされる場合には、光の周波数が低くなることに応じて、遅延回路８５１を構成する抵抗の値を高くする。この場合には、遅延回路８５１の位相遅延量が多くなるのを補償し、周波数倍化回路８５から適切に倍化された信号を出力させることができる。

カウンタ８５７は周波数倍化回路８５の入力側に接続され、干渉信号８１２を受け取る。カウンタ８５７は、受け取った干渉信号８１２の信号数、すなわち立ち上がりの数をカウントする。カウンタ８５７は比較器８５８に接続され、比較器８５８に対しカウントした値を送る。比較器８５８はスイッチ８５９に接続され、カウンタ８５７から受け取ったカウント値に基づいて、スイッチ８５９を操作し、遅延回路８５１を構成する抵抗を切り替える。なお、カウンタ８５７は干渉信号８１２の立ち下りの数をカウントしてもよい。

ここで、波長掃引光源を用いたＯＣＴ装置では、波長掃引光源１１における波長掃引、すなわち光周波数の掃引の開始を示すトリガ信号に基づいて、光周波数の掃引のタイミングを把握することが知られている。また、トリガ信号は波長掃引光源１１からの光を用いて生成されることが知られている。さらに、波長掃引光源１１において、光周波数の掃引は周波数が連続的により高く、又はより低くなるように行われる。そのため、波長掃引光源１１において、光の波長掃引、すなわち光周波数の掃引の開始を示すトリガ信号を生成する光から所与の周期目の光の周波数がどの程度であるかは、波長掃引光源１１の構成から既知である。なお、波長掃引光源１１における光周波数の掃引は、周波数がより高くなるように掃引された後により低くなるように折り返して行われてもよいし、逆により低くなるように掃引された後により高くなるように折り返して行われてもよい。

このことから、本実施例による周波数倍化回路８５では、カウンタ８５７が、光周波数の掃引の開始を示すトリガ信号を受け取った後に、入力される干渉信号をカウントすることで、周波数倍化回路８５に入力された信号の周波数を把握することができる。そのため、周波数倍化回路８５では、周波数倍化回路８５に入力される干渉信号の周波数に応じて、遅延回路８５１の抵抗の値を切り替えることができる。

すなわち、本実施例による周波数倍化回路８５では、カウンタ８５７は、不図示のトリガ信号生成部からトリガ信号を受け取った後に、周波数倍化回路８５に入力される信号数をカウントし、カウントしたカウント値を比較器８５８に送る。比較器８５８は、カウンタ８５７から受け取ったカウント値が所定の値に達した場合に、スイッチ８５９を操作し、遅延回路８５１を構成する抵抗を切り替え、遅延回路８５１の抵抗の値を切り替える。

また、カウンタ８５７は、トリガ信号を受け取ると、カウント値をリセットし、比較器８５８はリセットされたカウント値に応じて、遅延回路８５１の初期の抵抗として設定された抵抗を選択するようにスイッチ８５９を操作する。

ここで、例えば、光源部１０からの光の波長が時間に応じて短くなる場合には、カウンタ８５７は、トリガ信号を受け取るとカウント値をリセットし、比較器８５８は遅延回路８５１の初期の抵抗として最も抵抗値の高い抵抗８５２１を選択する。比較器８５８は、カウンタ値が所定の第１の値を超えた際に、抵抗８５２１よりも低い抵抗値を有する抵抗８５２２を選択するようにスイッチ８５９を操作する。また、さらにカウント値が、所定の第２の値を越えた際に、抵抗８５２２よりも低い抵抗値を有する抵抗８５２３を選択するようにスイッチ８５９を操作する。その後、カウンタ８５７がトリガ信号を再度受け取ると、カウンタ８５７及び比較器８５８は上記の動作を繰り返す。

これにより、波長掃引光源からの光周波数が時間に応じて高くなることに応じて、遅延回路８５１の抵抗を低い抵抗値を有する抵抗に切り替えることができる。これにより、高周波数の信号に対しても遅延回路８５１による位相遅延量が少なくなることを補償するとともに、高周波数の信号が遅延回路８５１を通過し易くすることができる。

なお、波長掃引光源からの光周波数が時間に応じて低くなるように波長掃引光源が構成される場合には、比較器８５８がカウンタの値に応じて、徐々により高い抵抗を選択するようにスイッチを操作するように構成することができる。これにより、光周波数が低くなるのに応じて遅延回路８５１の位相遅延量が多くなるのを補償し、周波数倍化回路８５から適切に倍化された信号を出力させることができる。

上記のように、本実施例によるＯＣＴ装置では、周波数倍化回路８５は、光源部１０における光の周波数の掃引に応じて、遅延回路８５１の抵抗の値を切り替えることで、遅延回路８５１の時定数を切り替える。特に、本実施例によるＯＣＴ装置では、ｋクロック生成部８０は、周波数倍化回路８５に入力される干渉信号の信号数をカウントするカウンタ８５７をさらに有し、カウントした信号数に応じて遅延回路８５１の抵抗の値を切り替えることで、時定数を切り替える。これにより、光源部１０からの光の周波数変化に基づく、遅延回路８５１から出力される信号の位相遅延量や振幅の変化等を抑制することができる。そのため、周波数倍化回路８５から出力されるｋクロック信号のパルス幅の減少を抑制するとともに、ｋクロック信号の周波数の倍化を適切に行うことができる。従って、本実施例によるＯＣＴ装置は、光源部１０からの光の広い周波数変化にわたって、安定した信号の周波数の倍化を行うことができる。

なお、本実施例による周波数倍化回路８５では、遅延回路８５１の抵抗群８５２として３つの抵抗８５２１，８５２２，８５２３を設けたが、抵抗群８５２を構成する抵抗の数はこれに限られない。例えば、抵抗の数は２つでもよいし、４つ以上であってもよい。この場合、比較器８５８及びスイッチ８５９は、抵抗の数に応じて段階的に遅延回路の抵抗の値を切り替えることができる。また、周波数倍化回路８５では、抵抗値の高い順に抵抗８５２１，８５２２，８５２３として並べたが、抵抗の並び順は任意であってよい。

また、抵抗群８５２の代わりに、可変抵抗を用いてもよい。この場合、比較器８５８は、カウンタ８５７からのカウント値に応じて可変抵抗の抵抗値を調整することで、遅延回路８５１の時定数を切り替えることができる。この場合も、上記と同様に、光源部１０からの光の周波数が時間に応じて高くなる場合には、可変抵抗の抵抗値を低くなるように可変抵抗の抵抗値を調整する。また、逆に光源部１０からの光の周波数が時間に応じて低くなる場合には、可変抵抗の抵抗値を高くなるように可変抵抗の抵抗値を調整する。これにより、光源部１０からの光の周波数変化に基づく、遅延回路８５１から出力される信号の位相遅延量や振幅の変化等を抑制することができる。

なお、周波数倍化回路８５では、カウンタ８５７は、波長掃引光源１１の周波数掃引の開始を示すトリガ信号に基づいて信号数のカウントを行っているが、トリガ信号は光周波数掃引の開始を示す信号に限られない。トリガ信号は、波長掃引光源１１の周波数掃引の任意のタイミングを示す信号であればよい。この場合であっても、カウンタ８５７がトリガ信号の受信から信号数をカウントすることで、周波数倍化回路８５は入力される干渉信号の周波数に応じて遅延回路８５１の抵抗値を切り替えることができる。一例では、トリガ信号は、波長掃引光源１１における光周波数掃引が開始してから所定の時間が経ったことを示す信号であってもよい。なお、トリガ信号生成部は、波長掃引光源１１における波長掃引、すなわち光周波数の掃引のタイミングを示すトリガ信号を生成し、カウンタ８５７に送ることができる任意のデバイスであってよい。例としては、トリガ信号生成部は、光源部１０からの特定の波長の光に基づいて信号を生成する、ファイバブラッググレーティング及び光センサ等で構成されるデバイスであってよい。

また、周波数倍化回路８５では、カウンタ８５７によって周波数倍化回路８５に入力される干渉信号の信号数をカウントし、カウント値に応じて遅延回路８５１の時定数を切り替える。しかしながら、周波数倍化回路は、波長掃引光源による光の周波数の掃引に応じて、遅延回路の時定数を切り替えることができればよい。

ここで、波長掃引光源の光は時間に応じて波長掃引、すなわち周波数掃引される。そのため、波長掃引光源の構成から、光周波数の掃引のタイミングを示すトリガ信号を受け取ってからの経過時間に応じて、光の波長がどの程度まで掃引されるかが既知である。そのため、トリガ信号を受け取ってからの経過時間を計時することで、周波数倍化回路に入力される干渉信号の周波数を求めることができる。

このことから、周波数倍化回路は、前記光源部における光周波数の掃引のタイミングを示すトリガ信号を受け取ってからの経過時間に応じて、遅延回路の時定数を切り替えてもよい。なお、トリガ信号は、例えば光周波数の掃引の開始を示すものであってよい。

このような構成を有する周波数倍化回路８６を図８に示す。図８では、周波数倍化回路８６は、タイマ以外は図７に示す周波数倍化回路８５と同様の構成を有するため、同様の構成に関しては同一の参照符号を付し、説明を省略する。

周波数倍化回路８６では、カウンタ８５７に代えてタイマ８６７が設けられている。タイマ８６７は、トリガ信号を受け取ってからの経過時間を計時し、計時した経過時間を比較器８５８に送る。また、タイマ８６７は、トリガ信号を受け取ると、それまでの計時した経過時間をリセットする。

比較器８５８はタイマ８６７から受け取った経過時間に基づいて、遅延回路８５１の抵抗として、適切な抵抗値を有する抵抗を選択するようにスイッチを操作する。なお、抵抗の選択に関しては、実施例２による周波数倍化回路８５における抵抗の選択と同様に、光源部１０からの光の周波数が時間に応じて高くなる場合には、遅延回路８５１の抵抗値がより低くなるように抵抗を切り替える。また、逆に光源部１０からの光の周波数が時間に応じて低くなる場合には、遅延回路８５１の抵抗値がより高くなるように抵抗を切り替える。

上記のような構成を有する周波数倍化回路８６であっても、トリガ信号を受け取ってからの経過時間に応じて、遅延回路８５１の時定数を切り替えることができる。従って、光源部１０からの光の周波数変化に基づく、遅延回路８５１から出力される信号の位相遅延量や振幅の変化等を抑制することができる。そのため、周波数倍化回路８６から出力されるｋクロック信号のパルス幅の減少を抑制するとともに、ｋクロック信号の周波数の倍化を適切に行うことができる。

さらに、時定数はτ＝ＲＣであるため、周波数倍化回路は、遅延回路の抵抗の値を切り替えることに代えて、遅延回路のコンデンサの電気容量を切り替えることで遅延回路の時定数を切り替えてもよい。この場合の周波数倍化回路８７を図９に示す。図９では、周波数倍化回路８７は、遅延回路８７１及びスイッチ８７９以外は図７に示す周波数倍化回路８５と同様の構成を有するため、同様の構成に関しては同一の参照符号を付し、説明を省略する。

図９に示す周波数倍化回路８７では、遅延回路８７１に、抵抗８７２とコンデンサ群８７３が設けられている。コンデンサ群８７３には、異なる電気容量を有する３つのコンデンサ８７３１，８７３２，８７３３が設けられている。また、スイッチ８７９は抵抗８７２の出力側に接続される。コンデンサ８７３１，８７３２，８７３３は並列に並べられ、スイッチ８７９によって選択的に周波数倍化回路８７に接続される。コンデンサ８７３１，８７３２，８７３３は、スイッチ８７９によって選択的に接続されることで、抵抗８７２と直列に接続される。また、遅延回路８７１の出力信号は、抵抗８７２と接続されたコンデンサとの間から出力される。

この場合、比較器８５８は、スイッチ８７９に接続され、カウンタ８５７からのカウント値に応じてスイッチ８７９を操作し、遅延回路８７１を構成するコンデンサを切り替えることができる。

上記のような構成を有する周波数倍化回路８７であっても、遅延回路８７１のコンデンサの電気容量を切り替えることで、遅延回路８７１の時定数を切り替えることができる。従って、光源部１０からの光の周波数変化に基づく、遅延回路８７１から出力される信号の位相遅延量や振幅の変化等を抑制することができる。そのため、周波数倍化回路８７から出力されるｋクロック信号のパルス幅の減少を抑制するとともに、ｋクロック信号の周波数の倍化を適切に行うことができる。なお、コンデンサの選択に関しては、実施例２による周波数倍化回路８５における抵抗の選択と同様に、光源部１０からの光の周波数が時間に応じて高くなる場合には、遅延回路８５１のコンデンサがより低い電気容量を有するようにコンデンサを切り替える。逆に、光源部１０からの光の周波数が時間に応じて低くなる場合には、遅延回路８５１のコンデンサがより高い電気容量を有するようにコンデンサを切り替える。

また、周波数倍化回路８７では、遅延回路８７１のコンデンサ群８７３として３つのコンデンサ８７３１，８７３２，８７３３を設けた構成としたが、コンデンサ群８７３を構成するコンデンサの数はこれに限られない。例えば、コンデンサの数は２つでもよいし、４つ以上であってもよい。この場合、比較器８５８及びスイッチ８７９は、コンデンサの数に応じて段階的に遅延回路のコンデンサの電気容量の値を切り替えることができる。

なお、ｋクロック生成部８０以外のＯＣＴ装置の構成について、図１に記載したＯＣＴ装置の構成例に基づいて説明したが、ｋクロック生成部８０以外のＯＣＴ装置の構成はこれに限られない。例えば、光ファイバカプラを繋ぐ光ファイバに代えて、所定の空間を設け、空間光として光を伝播してもよいし、干渉光の差動検出を行わない構成としてもよい。

以上、実施例を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、上述の各実施例及び変形例は、本発明の趣旨に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。

１０：光源部、２０：干渉部、３０：検出部、４０：情報取得部、８０：ｋクロック生成部（クロック信号生成部）、９０：カプラ（分岐部）、１００：眼底（被検体）、８４：周波数倍化回路、８４１：遅延回路、８４２：抵抗、８４３：コンデンサ、８４６：排他的論理和回路

Claims (11)

1. 光の周波数を掃引するとともに、該光を射出する光源部と、
   前記光源部からの光を参照光と被検体へ照射する照射光とに分岐するとともに、該参照光と該被検体から反射された該照射光の反射光とによる干渉光を発生させる干渉部と、
   前記光源部からの光に基づいてクロック信号を生成するクロック信号生成部と、
   前記光源部からの光を前記クロック信号生成部に入射する光と前記干渉部に入射する光に分岐する分岐部と、
   前記干渉光を検出し、前記クロック信号と同期して干渉信号を生成する検出部と、
   前記干渉信号に基づいて、前記被検体の情報を取得する情報取得部と、
   を備え、
   前記クロック信号生成部は、抵抗とコンデンサを含む遅延回路を有する周波数倍化回路を含み、
   前記周波数倍化回路は、前記光源部からの光に基づくクロック信号と、該クロック信号を前記遅延回路により遅延させた信号との排他的論理和をとることで該クロック信号の周波数を倍化する、撮像装置。
2. 前記周波数倍化回路は、前記光源部における前記光の周波数の掃引に応じて前記遅延回路の時定数を切り替える、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記周波数倍化回路は、前記クロック信号の信号数をカウントするカウンタをさらに有し、カウントした該信号数に応じて前記遅延回路の時定数を切り替える、請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記周波数倍化回路は、前記光源部における前記光の周波数の掃引のタイミングを示すトリガ信号を受け取ってからの経過時間に応じて、前記遅延回路の時定数を切り替える、請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記周波数倍化回路は、前記抵抗の値を切り替えることで前記遅延回路の時定数を切り替える、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 前記周波数倍化回路は、前記コンデンサの電気容量を切り替えることで前記遅延回路の時定数を切り替える、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置。
7. 前記干渉信号の周期をｔとすると、前記遅延回路の時定数はｔ／４である、請求項１に記載の撮像装置。
8. 前記周波数倍化回路は、
   入力される前記クロック信号を所定の基準値と比較する第１の比較器と、
   入力される前記遅延回路により遅延された信号を所定の基準値と比較する第２の比較器と、
   前記第１及び第２の比較器からの信号の排他的論理和を演算する排他的論理和回路と、
   を備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の撮像装置。
9. 前記クロック信号生成部は、
   前記光源部からの光を光路長の異なる２つの光路に入射する光に分岐するとともに、該２つの光路から出射された光によるクロック干渉光を発生させるクロック干渉部と、
   前記クロック干渉光を検出し、前記クロック信号を生成するクロック検出部と、
   をさらに有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の撮像装置。
10. 前記クロック信号生成部は前記光源部の外部に設けられる、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の撮像装置。
11. 前記クロック信号生成部は前記光源部の内部に設けられる、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の撮像装置。

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