JP7211497B2 - 光干渉断層撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、光干渉断層撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラムに関する。
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）技術がある。当該ＯＣＴ技術では、光ビームを測定対象物に照射した際の測定対象物の内部からの散乱光（以下、「後方散乱光」とも称する。）と参照光との干渉を利用して、測定対象物の表面近傍の断層撮像を行う。近年、当該ＯＣＴ技術の医療診断や工業製品検査への適用が拡大している。
ＯＣＴ技術では、測定対象物に照射され散乱されてくる物体光と参照光との干渉を利用して、測定対象物において物体光が散乱される部分（光散乱点）の光軸方向すなわち深さ方向における位置を特定する。これにより、測定対象物の深さ方向に空間分解した構造データを得る。物体光は、多くの場合、測定対象物の表面だけで１００％反射されることはなくある程度内部まで伝搬してから後方に散乱される。このため、測定対象部の内部の深さ方向に空間分解した構造データを得ることが可能になる。ＯＣＴ技術には、Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ（ＴＤ－ＯＣＴ）方式、Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｄｏｍａｉｎ（ＦＤ－ＯＣＴ）方式があるが、高速・高感度という点でＦＤ－ＯＣＴ方式の方が有望である。ＦＤ－ＯＣＴ方式では、物体光と参照光とを干渉させる際に、広い波長帯域の干渉光スペクトルを測定し、これをフーリエ変換することで深さ方向の構造データを得る。干渉光スペクトルを得る方式として、分光器を用いるＳｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ（ＳＤ－ＯＣＴ）方式と、波長を掃引する光源を用いるＳｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ（ＳＳ－ＯＣＴ）方式がある。
さらに、物体光ビームを当該測定対象物の深さ方向に垂直な面内方向にスキャンすることにより、当該面内方向に空間分解し、且つ、深さ方向に空間分解した断層構造データを得ることできる。これにより、測定対象物の三次元の断層構造データを得ることが可能になる。通常は、ガルバノミラー等によって物体光ビームのスキャンが行われ、１本の物体光ビームの照射位置が移動される。
ＯＣＴ技術は、これまでに、眼科診断における眼底の断層撮像装置として実用化されると共に、生体の様々な部位に対する非侵襲の断層撮像装置として適用検討が進められている。
図８に、ＳＳ－ＯＣＴ方式の光干渉断層撮像装置５００の典型的な構成を示す。波長掃引レーザ光源５０１から、波長掃引された光パルスが生成される。レーザ光源５０１から出射された光は、サーキュレータ５０２を経由して分岐合流器５０３において物体光Ｒ１と参照光Ｒ２に分岐される。物体光Ｒ１はファイバコリメータ５０４、ガルバノスキャナ等の走査ミラーとレンズから成る照射光学系５０５を経て、測定対象物２００に照射される。そして、測定対象物２００において散乱された物体光Ｒ３は、分岐合流器５０３へ戻る。他方、参照光Ｒ２は参照光ミラー５０６を経て、分岐合流器５０３へ戻る。したがって、分岐合流器５０３では、測定対象物２００から散乱された物体光Ｒ３と参照光ミラー５０６から反射された参照光Ｒ４とが干渉し、干渉光Ｒ５，Ｒ６が得られる。そのため、物体光Ｒ３と参照光Ｒ４との位相差によって干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度比が決定される。干渉光Ｒ５はサーキュレータ５０２を経て、干渉光Ｒ６は直接に、二入力のバランス型受光器５０７へ入力される。
波長掃引レーザ光源５０１から出射される光の波長変化に伴って干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度比が変化する。これにより、バランス型受光器５０７における光電変換出力の波長依存性を干渉光スペクトルとして測定することができる。この干渉光スペクトルを測定しフーリエ変換することによって、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ことができる（以下、測定対象物２００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）。
また、照射光学系５０５によって物体光ビームＲ１の照射位置が移動され、測定対象物２００がスキャンされる。照射光学系５０５によって物体光ビームＲ１の照射位置を走査線方向（Ｘ方向）に移動させながら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５０５によって物体光ビームＲ１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って、その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）。
Ａスキャンにおいて中心波長λ０、波長範囲Δλの標本点数Ｎの干渉光スペクトルを取得し、当該干渉光スペクトルに対して離散フーリエ変換を行うことにより、λ０
２／Δλを長さの単位とする、深さ方向の構造データが得られる。また、Ａスキャンの周期をΔＴ、Ｂスキャンにおける物体光ビームＲ１の走査線方向の速さをＶとすると、Ｖ／ΔＴを長さの単位とする走査線方向の構造データ（断層構造データ）が得られる。すなわち、ＯＣＴによる測定で得られた三次元の断層構造データにおける位置精度は、波長掃引レーザ光源やガルバノスキャナなどの動作条件によって決まる。
測定対象物が生体である場合には、通常、測定対象物を完全に固定して測定することは困難であるため、測定を高速で行うことが望ましい。しかし、波長掃引レーザ光源５０１の波長掃引に伴うＡスキャンに要する時間や、照射光学系５０５の制御に伴うＢスキャン及びＣスキャンに要する時間に応じた測定時間を必要とする。さらに、スキャンを高速化すると測定精度が低下するため、高速化には限界があった。
従って、生体等の静止していない測定対象物を測定する場合には、測定対象物が測定可能な範囲に位置するタイミングで測定を行うことが望ましい。測定対象物の位置を検出する方法として、カメラ等の他のセンサを用いる方法が考えられるが、そのセンサの分だけ装置のサイズやコストが増加するという問題があった。
そこで、特許文献１には、比較的速いスキャンレート（比較的粗い画像を取得するレート）でＢスキャンを実施して測定対象物の位置を検出することが記載されている。
また、特許文献２には、Ｂスキャン中に全体的に位置や形状を確認したい部位について広範囲で低解像度の画像を取得することが記載されている。具体的には、特許文献２には、実際の測定における掃引範囲より広い掃引範囲において、実際の測定における掃引間隔より広い（粗い）掃引間隔で波長掃引された光を用いてＢスキャンを行って、全体的に位置や形状を確認したい部位についての画像を取得することが記載されている。
しかしながら、特許文献１に記載した光干渉断層撮像装置では、測定対象物の位置を検出するＢスキャンにおいて、波長掃引範囲は実際の波長掃引範囲と同じであるため、測定対象物の位置を検出するための測定時間が十分に低減されていない。
また、特許文献２に記載した光干渉断層撮像装置では、全体的に位置や形状を確認したい部位についての画像を取得するためのＢスキャンにおいて、波長掃引範囲は実際の波長掃引範囲よりも広くなっている。そのため、全体的に位置や形状を確認したい部位についての画像を取得するための測定時間が十分に低減されていない。
そのため、特許文献１及び特許文献２では、迅速に測定対象物の位置を検出することができないため、測定対象物が測定に適した位置にあるタイミングを検出し損なう場合がある。そのため、測定対象物が測定可能な範囲に位置するタイミングで測定を行うことができない場合がある。
また、特許文献２に記載した光干渉断層撮像装置では、全体的に位置や形状を確認したい部位についての画像を取得するためのＢスキャンにおいて、波長掃引範囲は実際の波長掃引範囲よりも広くなっている。そのため、全体的に位置や形状を確認したい部位についての画像を取得するための測定時間が十分に低減されていない。
そのため、特許文献１及び特許文献２では、迅速に測定対象物の位置を検出することができないため、測定対象物が測定に適した位置にあるタイミングを検出し損なう場合がある。そのため、測定対象物が測定可能な範囲に位置するタイミングで測定を行うことができない場合がある。
本発明の目的は、より迅速に測定対象物の位置を検出して適切なタイミングで測定することができる光干渉断層撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラムを提供することにある。
本発明の第１の態様に係る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物体光と参照光に分岐する分岐部と、前記分岐部から出力された前記物体光を測定対象物の表面の異なる位置に照射する照射部と、前記測定対象物から散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させ、複数の干渉光を生成する合流部と、前記合流部から出力された複数の前記干渉光の強度差の波長依存性に関する情報を生成する測定部と、前記測定部によって生成された複数の前記干渉光の強度差の波長依存性に関する情報に基づいて、前記測定対象物の深さ方向の構造データを取得し、前記照射部を制御して、前記測定対象物の前記深さ方向に直交する方向に沿って、複数の前記物体光の照射位置を移動させながら、前記深さ方向の構造データを複数取得し、取得した複数の前記深さ方向の構造データを接続する制御部と、を備え、前記波長掃引レーザ光源に、実際の測定における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射させて予備測定を行い、前記制御部が、前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定し、前記制御部が、前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、前記実際の測定を行う。
本発明の第２の態様に係る撮像方法では、光干渉断層撮像装置が、波長掃引レーザ光源に、実際の測定における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射させて予備測定を行い、前記予備測定の結果に基づいて、測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定し、前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、前記実際の測定を行う。
本発明の第３の態様に係る撮像プログラムは、光干渉断層撮像装置に、実際の測定における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射して予備測定を行う処理と、前記予備測定の結果に基づいて、測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定する処理と、前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、前記実際の測定を行う処理と、を実行させる。
より迅速に測定対象物の位置を検出して適切なタイミングで測定することができる光干渉断層撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラムを提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る光干渉断層撮像装置１００の一例を示す図である。図１に示すように、光干渉断層撮像装置１００は、波長掃引レーザ光源１０１、サーキュレータ１０２、分岐部及び合流部としての分岐合流器１０３、照射部としての照射光学系１０５、参照光ミラー１０６、測定部としてのバランス型受光器１０７、測定部としての光スペクトルデータ生成部１０８、制御部１０９等を備える。
図１は、本発明に係る光干渉断層撮像装置１００の一例を示す図である。図１に示すように、光干渉断層撮像装置１００は、波長掃引レーザ光源１０１、サーキュレータ１０２、分岐部及び合流部としての分岐合流器１０３、照射部としての照射光学系１０５、参照光ミラー１０６、測定部としてのバランス型受光器１０７、測定部としての光スペクトルデータ生成部１０８、制御部１０９等を備える。
波長掃引レーザ光源１０１から出射された光は、サーキュレータ１０２を経由して、分岐合流器１０３によって物体光Ｒ１と参照光Ｒ２とに分岐される。分岐合流器１０３から出力された物体光Ｒ１は、照射光学系１０５を経て、測定対象物２００に照射される。具体的には、照射光学系１０５は、物体光ビームＲ１を測定対象物２００のＸ－Ｙ平面においてそれぞれ異なる位置に照射させ、測定対象物２００の一定範囲を走査する。
測定対象物２００に照射された物体光ビームＲ１は、測定対象物２００から後方（物体光ビームＲ１の照射方向と反対の方向）に散乱される。そして、測定対象物２００から散乱された物体光（後方散乱光）Ｒ３は、照射光学系１０５を経て、分岐合流器１０３へ戻る。
分岐合流器１０３から出力された参照光Ｒ２は、参照光ミラー１０６によって反射され、分岐合流器１０３へ戻る。
そして、分岐合流器１０３において、物体光Ｒ３と参照光Ｒ４とが干渉し、干渉光Ｒ５及び干渉光Ｒ６が得られる。
干渉光Ｒ５はサーキュレータ１０２を経て、干渉光Ｒ６は直接に、バランス型受光器１０７へ入力される。そして、バランス型受光器１０７から、それぞれ、干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度差に関する情報が光スペクトルデータ生成部１０８に入力される。
そして、バランス型受光器１０７は、干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度差Ｉ（ｋ）を光電変換する。バランス型受光器１０７は、光電変換することによって得られた干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度差Ｉ（ｋ）に関する情報を光スペクトルデータ生成部１０８に入力する。
光スペクトルデータ生成部１０８は、波長掃引レーザ光源１０１から入力される信号と、バランス型受光器１０７から入力される信号に基づいて、干渉光スペクトルデータを生成する。具体的には、波長掃引レーザ光源１０１から光スペクトルデータ生成部１０８に、当該波長掃引レーザ光源１０１から出射される光の波長変化に関する情報が入力される。また、バランス型受光器１０７から光スペクトルデータ生成部１０８に、干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度差Ｉ（ｋ）に関する情報が入力される。そして、光スペクトルデータ生成部１０８は、波長掃引レーザ光源１０１から出射される光の波長変化に関する情報と、干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度差Ｉ（ｋ）に関する情報とに基づいて、干渉光スペクトルデータ（干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度差Ｉ（ｋ）の波長依存性）を生成する。
制御部１０９は、光スペクトルデータ生成部１０８によって生成された干渉光スペクトルデータに基づいて、測定対象物２００の深さ方向（Ｚ方向）の構造データを取得する。また、制御部１０９は、照射光学系１０５を制御して、測定対象物２００の深さ方向（Ｚ方向）に直交する方向（Ｘ方向及びＹ方向の少なくとも一方の方向）に沿って、複数の物体光Ｒ１の照射位置を移動させながら、深さ方向の構造データを複数取得する。換言すれば、制御部１０９は、測定対象物２００のＸ方向及びＹ方向の少なくとも一方の方向に沿った異なる位置における深さ方向の構造データを複数取得する。そして、制御部１０９は、取得した複数の深さ方向の構造データを接続して、二次元又は三次元の断層構造データを取得する。
また、制御部１０９は、予備測定としての第１の測定、及び、実際の測定としての第２の測定を含む測定処理が行われるように、光干渉断層撮像装置１００の各部を制御する。ここで、第１の測定は、測定対象物２００の位置を検出するために行われる。また、第２の測定は、所望の精度で測定対象物２００の三次元の断層構造データを得るために行われる。
具体的には、第１の測定（予備測定）では、制御部１０９は、第２の測定（実際の測定）における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射するように、波長掃引レーザ光源１０１を制御する。これにより、第１の測定におけるＡスキャンに係わる時間が短くなり、第１の測定を第２の測定よりも高速化することができる。そのため、より迅速に想定対象物２００の位置を検出することができる。
具体的には、第１の測定（予備測定）では、制御部１０９は、第２の測定（実際の測定）における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射するように、波長掃引レーザ光源１０１を制御する。これにより、第１の測定におけるＡスキャンに係わる時間が短くなり、第１の測定を第２の測定よりも高速化することができる。そのため、より迅速に想定対象物２００の位置を検出することができる。
波長掃引レーザ光源１０１の波長掃引の範囲を狭くすると、深さ方向（Ｚ方向）の測定精度が低下する。しかし、第１の測定は、測定対象物２００の位置を検出することが目的であるため、位置の検出に必要な測定精度まで、波長掃引の範囲を狭くすることができる。
そして、制御部１０９は、第１の測定の結果に基づいて、測定対象物２００が第２の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定する。また、制御部１０９は、第１の測定の結果に基づいて、測定対象物２００が第２の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、第２の測定が行われるように、光干渉断層撮像装置１００の各部を制御する。
以上に説明した本発明に係る光干渉断層撮像装置１００によれば、第１の測定（予備測定）において、測定対象物２００の位置の検出に必要な測定精度まで波長掃引レーザ光源１０１の波長掃引の範囲を狭くすることにより、第１の測定におけるＡスキャンに係わる時間を短くすることができる。そのため、より迅速に測定対象物２００の位置を検出することができ、測定対象物２００が測定に適した位置にあるタイミングを検出し損なわずに済む。これにより、より迅速に測定対象物２００の位置を検出して適切なタイミングで測定することができる光干渉断層撮像装置１００を提供することができる。
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る光干渉断層撮像装置１００について説明する。図２は、実施の形態１に係る光干渉断層撮像装置１００の一例を示す図である。図２に示すように、光干渉断層撮像装置１００は、波長掃引レーザ光源１０１、サーキュレータ１０２、分岐部及び合流部としての分岐合流器１０３、ファイバコリメータ１０４、照射部としての照射光学系１０５、参照光ミラー１０６、測定部としてのバランス型受光器１０７、測定部としての光スペクトルデータ生成部１０８、制御部１０９等を備える。
本発明の実施の形態１に係る光干渉断層撮像装置１００について説明する。図２は、実施の形態１に係る光干渉断層撮像装置１００の一例を示す図である。図２に示すように、光干渉断層撮像装置１００は、波長掃引レーザ光源１０１、サーキュレータ１０２、分岐部及び合流部としての分岐合流器１０３、ファイバコリメータ１０４、照射部としての照射光学系１０５、参照光ミラー１０６、測定部としてのバランス型受光器１０７、測定部としての光スペクトルデータ生成部１０８、制御部１０９等を備える。
波長掃引レーザ光源１０１は、制御部１０９から入力される波長掃引制御信号Ｃ１に従って波長掃引された光パルスを生成する。具体的には、波長掃引レーザ光源１０１は、波長掃引制御信号Ｃ１に従って、第１の動作モード又は第２の動作モードで動作する。ここで、第１の動作モードは、第２の動作モードよりも波長掃引の範囲が狭い動作モードである。逆に、第２の動作モードは、第１の動作モードよりも波長掃引の範囲が広い動作モードである。
波長掃引レーザ光源１０１から出射された光は、サーキュレータ１０２を経由して、分岐合流器１０３によって物体光Ｒ１と参照光Ｒ２とに分岐される。分岐合流器１０３から出力された第１の物体光Ｒ１は、ファイバコリメータ１０４、照射光学系１０５を経て、測定対象物２００に照射される。
具体的には、照射光学系１０５は、制御部１０９から入力されるスキャン制御信号Ｃ２に従って、物体光ビームＲ１を測定対象物２００のＸ－Ｙ平面において異なる位置に照射させ、測定対象物２００の一定範囲を走査する。より具体的には、照射光学系１０５は、スキャン制御信号Ｃ２に従って、第１の動作モード又は第２の動作モードで動作する。ここで、第１の動作モードは、第２の動作モードよりも走査時間が短い動作モードである。逆に、第２の動作モードは、第１の動作モードよりも走査時間が長い動作モードである。
測定対象物２００に照射された物体光ビームＲ１は、測定対象物２００から後方（物体光ビームＲ１の照射方向と反対の方向）に散乱される。そして、測定対象物２００から散乱された物体光（後方散乱光）Ｒ３は、照射光学系１０５、ファイバコリメータ１０４を経て、分岐合流器１０３へ戻る。
分岐合流器１０３から出力された参照光Ｒ２は、参照光ミラー１０６によって反射され、分岐合流器１０３へ戻る。
そして、分岐合流器１０３において、測定対象物２００から散乱された物体光Ｒ３と、参照光ミラー１０６から反射された参照光Ｒ４とが干渉し、干渉光Ｒ５及び干渉光Ｒ６が得られる。
干渉光Ｒ５はサーキュレータ１０２を経て、干渉光Ｒ６は直接に、対応するバランス型受光器１０７へ入力される。そして、バランス型受光器１０７から、それぞれ、干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度差に関する情報が光スペクトルデータ生成部１０８に入力される。なお、バランス型受光器１０７は、例えば、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１０７の帯域は１ＧＨｚ以下である。
ここで、波長λ、波数ｋ（＝２π／λ）の物体光Ｒ３と参照光Ｒ４との干渉について説明する。参照光Ｒ２が分岐合流器１０３で分岐されてから参照光ミラー１０６で反射されて分岐合流器１０３へ戻るまでの光路長をＬＲとする。これに対し、物体光Ｒ１が分岐合流器１０３で分岐されてから測定対象物２００の光散乱点１ヶ所で後方散乱されて分岐合流器１０３へ戻るまでの光路長をＬＳ＝ＬＲ＋ｚ０とする。ここで、ｚ０は、物体光Ｒ１が測定対象物２００において散乱される深さ方向（Ｚ方向）の位置を意味する。分岐合流器１０３において、物体光Ｒ３と参照光Ｒ４とは、位相差ｋｚ０＋φで重ね合わせられ干渉する。ここでφはｋやｚ０に依存しない定数である。分岐合流器１０３で干渉する物体光Ｒ３の振幅をＥＳ、参照光Ｒ４の振幅をＥＲとすると、干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度差は
で表される。
そして、バランス型受光器１０７は、干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度差Ｉ（ｋ）を光電変換する。バランス型受光器１０７は、光電変換することによって得られた干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度差Ｉ（ｋ）に関する情報を光スペクトルデータ生成部１０８に入力する。
光スペクトルデータ生成部１０８は、波長掃引レーザ光源１０１から出射される光の波長変化に関する情報と、干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度差Ｉ（ｋ）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。当該波長掃引レーザ光源１０１から出射される光の波長変化に関する情報は、波長掃引レーザ光源１０１から光スペクトルデータ生成部１０８に入力される。また、当該干渉光Ｒ５と干渉光Ｒ６との強度差Ｉ（ｋ）に関する情報は、バランス型受光器１０７から光スペクトルデータ生成部１０８に入力される。そして、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。
より具体的には、測定対象物２００がミラーの場合、物体光Ｒ１の光散乱点位置は１ヶ所である。しかし、測定対象物２００がミラーではない場合、測定対象物２００に照射された物体光Ｒ１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るため、物体光Ｒ１の光散乱点は、通常、表面からある深さまでの範囲に分布する。物体光Ｒ１の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、干渉光スペクトルＩ（ｋ）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。
光スペクトルデータ生成部１０８は、生成した干渉光スペクトルＩ（ｋ）を制御部１０９に入力する。
光スペクトルデータ生成部１０８は、生成した干渉光スペクトルＩ（ｋ）を制御部１０９に入力する。
制御部１０９は、干渉光スペクトルデータＩ（ｋ）に対するフーリエ変換を行う。干渉光スペクトルデータＩ（ｋ）をフーリエ変換して得られる振幅Ｊ（ｚ）は
となる。当該振幅Ｊ（ｚ）は、物体光Ｒ３の散乱点位置ｚ０を反映したｚ＝ｚ０（及びｚ＝－ｚ０）において、δ関数（デルタ関数）において観察されるピーク（以下、「δ関数状のピーク」と称する。）を示す。
以上の手順により、測定対象物２００の深さ方向（Ｚ方向）の異なる位置で後方散乱された物体光Ｒ３の強度（振幅Ｊ（ｚ））を示すデータが、当該物体光Ｒ３に共通の参照光Ｒ４を干渉させることにより得られる（以下、測定対象物２００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）。
また、制御部１０９は、光干渉断層撮像装置１００の各部を制御する。
例えば、制御部１０９は、物体光Ｒ１を測定対象物２００のＸ－Ｙ平面において異なる位置に照射させるように、照射光学系１０５を制御する。また、制御部１０９は、照射光学系１０５が測定対象物２００をスキャンする周期及び速度を制御する。
例えば、制御部１０９は、物体光Ｒ１を測定対象物２００のＸ－Ｙ平面において異なる位置に照射させるように、照射光学系１０５を制御する。また、制御部１０９は、照射光学系１０５が測定対象物２００をスキャンする周期及び速度を制御する。
また、制御部１０９は、照射光学系１０５を制御して、物体光ビームＲ１の照射位置を走査線方向（Ｘ方向及びＹ方向の少なくとも一方の方向）に移動させながらＡスキャン動作を繰り返し行わせる。そして、制御部１０９は、物体光ビームＲ１の照射位置を走査線方向に移動させながらＡスキャン動作を繰り返し行うことによって得られた複数の測定結果を接続する。これにより、制御部１０９は、二次元の断層構造データを生成する（以下、走査線方向（Ｘ方向及びＹ方向の少なくとも一方の方向）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）。
また、制御部１０９は、照射光学系１０５を制御して、物体光ビームＲ１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にも移動させながらＢスキャン動作を繰り返し行わせる。そして、制御部１０９は、物体光ビームＲ１の照射位置を走査線方向及び走査線に垂直な方向に移動させながらＢスキャン動作を繰り返し行うことによって得られた複数の測定結果を接続する。これにより、制御部１０９は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の三次元の断層構造データを生成する（以下、走査線方向及び走査線に垂直な方向に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）。
また、制御部１０９は、物体光ビームＲ１を走査することによって得られた複数の三次元の断層構造データを接続する処理を行う。
また、制御部１０９は、物体光ビームＲ１を走査することによって得られた複数の三次元の断層構造データを接続する処理を行う。
さらに、制御部１０９は、第１の測定及び第２の測定を含む測定処理が行われるように、光干渉断層撮像装置１００の各部を制御する。ここで、第１の測定は、測定対象物２００の位置を検出するために行われる。また、第２の測定は、所望の精度で測定対象物２００の三次元の断層構造データを得るために行われる。
具体的には、第１の測定では、制御部１０９は、第１の動作モードで動作するように、波長掃引レーザ光源１０１及び照射光学系１０５を制御する。
また、第２の測定では、制御部１０９は、第２の動作モードで動作するように、波長掃引レーザ光源１０１及び照射光学系１０５を制御する。
具体的には、第１の測定では、制御部１０９は、第１の動作モードで動作するように、波長掃引レーザ光源１０１及び照射光学系１０５を制御する。
また、第２の測定では、制御部１０９は、第２の動作モードで動作するように、波長掃引レーザ光源１０１及び照射光学系１０５を制御する。
より具体的には、第１の動作モードは、第２の動作モードよりも波長掃引レーザ光源１０１の波長掃引の範囲が狭い動作モードである。これにより、第１の測定におけるＡスキャンに係わる時間が短くなり、第１の測定を第２の測定よりも高速化することができる。そのため、より迅速に測定対象物２００の位置を検出することができる。
波長掃引レーザ光源１０１の波長掃引の範囲を狭くすると、深さ方向（Ｚ方向）の測定精度が低下する。しかし、第１の測定は、測定対象物２００の位置を検出することが目的であるため、位置の検出に必要な測定精度まで、波長掃引の範囲を狭くすることができる。
また、第１の動作モードは、第２の動作モードよりも照射光学系１０５が物体光ビームＲ１を走査する時間が短い動作モードである。これにより、Ｂスキャン及びＣスキャンに係わる時間が短くなり、第１の測定を第２の測定よりも高速化することができる。
具体的には、第２の動作モードよりも第１の動作モードにおける照射光学系１０５の走査時間を短くするため、制御部１０９は、以下の（１）～（３）の少なくとも１つを実現するように照射光学系１０５を制御する。
（１）照射光学系１０５の走査の速度を第２の動作モードよりも速くする。
（２）照射光学系１０５の走査の範囲を第２の動作モードよりも狭くする。
（３）照射光学系１０５における走査をリサージュ曲線に沿って行う（以下、リサージュスキャンと称する。）。
具体的には、第２の動作モードよりも第１の動作モードにおける照射光学系１０５の走査時間を短くするため、制御部１０９は、以下の（１）～（３）の少なくとも１つを実現するように照射光学系１０５を制御する。
（１）照射光学系１０５の走査の速度を第２の動作モードよりも速くする。
（２）照射光学系１０５の走査の範囲を第２の動作モードよりも狭くする。
（３）照射光学系１０５における走査をリサージュ曲線に沿って行う（以下、リサージュスキャンと称する。）。
上記（１）に関して、照射光学系１０５の走査の速度を速くすると測定精度が劣化する。しかし、第１の測定は測定対象物２００の位置の検出が目的である。そのため、第１の測定において位置の検出に必要な測定精度まで、走査の速度を速くすることにより、Ｂスキャン及びＣスキャンに係わる時間を短くすることができる。これにより、さらに迅速に測定対象物２００の位置を検出することができる。
また、上記（２）に関して、照射光学系１０５の走査の範囲を狭くすると、測定対象物２００の全体を測定できない場合が発生する。しかし、第１の測定は測定対象物２００の位置の検出が目的であるため、必ずしも全体を測定する必要はない。そのため、第１の測定において照射光学系１０５の走査の範囲を測定対象物２００の位置の検出に必要な範囲まで狭くすることにより、Ｂスキャン及びＣスキャンに係わる時間を短くすることができる。これにより、さらに迅速に測定対象物２００の位置を検出することができる。
また、上記（３）に関して、照射光学系１０５におけるビームの走査は、通常、ガルバノスキャナ等の走査ミラーが用いられる。しかし、物理的にミラーの角度を制御する必要があるため、その速度変化には物理的な限界がある。リサージュスキャンはラスタースキャンに比べて、走査の速度変化が小さいという特徴があり、その結果、走査の速度を速くすることができる。換言すれば、第１の測定において走査の速度変化がより小さい軌跡に沿って走査することにより、Ｂスキャン及びＣスキャンに係わる時間を短くすることができる。これにより、さらに迅速に測定対象物２００の位置を検出することができる。
また、上記（２）に関して、照射光学系１０５の走査の範囲を狭くすると、測定対象物２００の全体を測定できない場合が発生する。しかし、第１の測定は測定対象物２００の位置の検出が目的であるため、必ずしも全体を測定する必要はない。そのため、第１の測定において照射光学系１０５の走査の範囲を測定対象物２００の位置の検出に必要な範囲まで狭くすることにより、Ｂスキャン及びＣスキャンに係わる時間を短くすることができる。これにより、さらに迅速に測定対象物２００の位置を検出することができる。
また、上記（３）に関して、照射光学系１０５におけるビームの走査は、通常、ガルバノスキャナ等の走査ミラーが用いられる。しかし、物理的にミラーの角度を制御する必要があるため、その速度変化には物理的な限界がある。リサージュスキャンはラスタースキャンに比べて、走査の速度変化が小さいという特徴があり、その結果、走査の速度を速くすることができる。換言すれば、第１の測定において走査の速度変化がより小さい軌跡に沿って走査することにより、Ｂスキャン及びＣスキャンに係わる時間を短くすることができる。これにより、さらに迅速に測定対象物２００の位置を検出することができる。
そして、制御部１０９は、第１の測定の結果に基づいて、測定対象物２００が第２の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定する。また、制御部１０９は、第１の測定の結果に基づいて、測定対象物２００が第２の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、第２の測定が行われるように、光干渉断層撮像装置１００の各部を制御する。
また、制御部１０９は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及び図示しない記憶部等を備える。そして、ＣＰＵが記憶部に格納されたプログラムを実行することにより、制御部１０９における全ての処理が実現する。
また、制御部１０９のそれぞれの記憶部に格納されるプログラムは、ＣＰＵに実行されることにより、制御部１０９のそれぞれにおける処理を実現するためのコードを含む。なお、記憶部は、例えば、このプログラムや、制御部１０９における処理に利用される各種情報を格納することができる任意の記憶装置を含んで構成される。記憶装置は、例えば、メモリ等である。
また、制御部１０９のそれぞれの記憶部に格納されるプログラムは、ＣＰＵに実行されることにより、制御部１０９のそれぞれにおける処理を実現するためのコードを含む。なお、記憶部は、例えば、このプログラムや、制御部１０９における処理に利用される各種情報を格納することができる任意の記憶装置を含んで構成される。記憶装置は、例えば、メモリ等である。
また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
次に、図３を参照しながら、本実施の形態１に係る撮像方法について説明する。図３は、本実施の形態１に係る撮像方法の一例について説明するフローチャートである。図３に示すように、本実施の形態１に係る撮像方法は、測定対象物２００の位置を検出するために光干渉断層撮像装置１００が第１の測定を行うステップＳ１と、測定対象物２００が第２の測定を行うのに適した位置にあるか否かを制御部１０９が判定するステップＳ２と、光干渉断層撮像装置１００が所望の精度で測定対象物２００の三次元断層構造データを得る第２の測定を行うステップＳ３とを含む。
まず、図３に示すように、制御部１０９は、第１の測定が行われるように、光干渉断層撮像装置１００の各部を制御する（ステップＳ１）。第１の測定は、測定対象物２００の位置を検出ための測定であり、第２の測定より高速に測定することを特徴とする。
具体的には、制御部１０９は、波長掃引制御信号Ｃ１を波長掃引レーザ光源１０１に入力し、第１の動作モードで動作するように波長掃引レーザ光源１０１を制御する。第１の動作モードは、第２の動作モードよりも波長掃引の範囲が狭い動作モードである。したがって、第１の動作モードでは、第２の動作モードよりも早く波長掃引が完了する。その結果、Ａスキャンに係わる時間が短くなるので、その分だけ測定を高速化することができる。
また、制御部１０９は、スキャン制御信号Ｃ２を照射光学系１０５に入力し、第１の動作モードで動作するように照射光学系１０５を制御する。第１の動作モードは、第２の動作モードよりも物体光ビームＲ１を走査する時間が短い動作モードである。したがって、第１の動作モードでは、第２の動作モードよりも早く走査が完了する。その結果、Ｂスキャン及びＣスキャンに係わる時間が短くなるので、その分だけ測定を高速化することができる。
図４に、第１の動作モードにおける照射光学系１０５のビーム走査の一例を示す。図４では、第２の動作モードにおけるＸ－Ｙ平面上の測定範囲Ｚ１よりも狭い、第１の動作モードにおける測定範囲Ｚ２に対して、
Ｘ＝ＣＯＳ（３θ）
Ｙ＝ＳＩＮ（４θ）
で表されるリサージュ曲線に沿って走査を行ったリサージュスキャンの軌跡を示している。
なお、第１の動作モードにおけるビーム走査は、リサージュスキャンに限定されず、走査時間が短く、測定対象物２００の位置の検出が可能であれば、他の方法であってもよい。例えば、図５に示すうずまき状の軌跡や、図６に示す円状の軌跡に沿って走査を行ってもよい。
Ｘ＝ＣＯＳ（３θ）
Ｙ＝ＳＩＮ（４θ）
で表されるリサージュ曲線に沿って走査を行ったリサージュスキャンの軌跡を示している。
なお、第１の動作モードにおけるビーム走査は、リサージュスキャンに限定されず、走査時間が短く、測定対象物２００の位置の検出が可能であれば、他の方法であってもよい。例えば、図５に示すうずまき状の軌跡や、図６に示す円状の軌跡に沿って走査を行ってもよい。
次に、制御部１０９は、第１の測定で生成した測定対象物２００の三次元断層構造データを参照して、測定対象物２００が第２の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、測定対象物２００の三次元断層構造データの特定の深さ（例えば、ｚ＝ｚ１）におけるＸ－Ｙ平面において、測定対象物２００が特定の割合以上で存在する場合、制御部１０９は、測定対象物２００が第２の測定を行うのに適した位置にあると判定する。例えば、Ｘ－Ｙ平面上の第１の動作モードにおける測定範囲Ｚ２の全体を１００％とした場合、測定対象物２００が当該測定範囲Ｚ２において存在する割合が７０％以上であるとき、制御部１０９は、測定対象物２００が第２の測定を行うのに適した位置にあると判定する。
ステップＳ２において、測定対象物２００が第２の測定を行うのに適した位置にない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、制御部１０９は、ステップＳ１の処理に戻る。
ステップＳ２において、測定対象物２００が第２の測定を行うのに適した位置にある場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、制御部１０９は、第２の測定が行われるように、光干渉断層撮像装置１００の各部を制御する（ステップＳ３）。第２の測定は、所望の精度で測定対象物２００の三次元断層構造データを得るための測定であり、第１の測定より高い測定精度で測定することを特徴とする。
具体的には、制御部１０９は、波長掃引制御信号Ｃ１を波長掃引レーザ光源１０１に入力し、第２の動作モードで動作するように波長掃引レーザ光源１０１を制御する。第２の動作モードは、第１の動作モードよりも波長掃引の範囲が広い動作モードである。これにより、第２の動作モードの深さ方向（Ｚ方向）の測定精度を第１の動作モードよりも高くすることができる。
また、制御部１０９は、スキャン制御信号Ｃ２を照射光学系１０５に入力し、第２の動作モードで動作するように照射光学系１０５を制御する。第２の動作モードでは、所望の三次元断層構造データを得るのに必要な測定精度、及び測定範囲で測定を行う。具体的には、必要な測定精度を達成できる走査速度、かつ必要な測定範囲を達成できる走査範囲で、物体光ビームＲ１を走査する。換言すれば、第２の動作モードは、第１の動作モードよりも物体光ビームＲ１を走査する時間が長い動作モードである。
図７に、第２の動作モードにおける照射光学系１０５のビーム走査の一例を示す。図７では、第２の動作モードにおけるＸ－Ｙ平面上の測定範囲Ｚ１の全体に対して、ラスタースキャンによりビーム走査を行っている。ラスタースキャンでは、測定範囲に対して、均一に物体光ビームＲ１を照射することができるため、第１の動作モードにおけるリサージュスキャン等に比べて、高い精度で測定を行うことができる。
以上説明したように、本実施の形態１に係る光干渉断層撮像装置１００は、測定対象物２００が第２の測定を行うのに適した位置にあると判定するまでは、第１の測定を高速に繰り返し行う。そして、光干渉断層撮像装置１００は、測定対象物２００が第２の測定を行うのに適した位置にあると判定した後、第２の測定を行い、所望の三次元断層構造データを得ることを特徴とする。
以下に、第１の測定及び第２の測定における具体的な数値例を示す。
波長掃引レーザ光源１０１は、第１の動作モードでは、持続時間５μｓの間に波長が１２７５ｎｍから１３２５ｎｍまで増加する光パルスを生成し、当該光パルスを、５μｓ毎に２００ｋＨｚ繰り返しで生成する。
また、波長掃引レーザ光源１０１は、第２の動作モードでは、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、当該光パルスを、１０μｓ毎に１００ｋＨｚ繰り返しで生成する。
波長掃引レーザ光源１０１は、第１の動作モードでは、持続時間５μｓの間に波長が１２７５ｎｍから１３２５ｎｍまで増加する光パルスを生成し、当該光パルスを、５μｓ毎に２００ｋＨｚ繰り返しで生成する。
また、波長掃引レーザ光源１０１は、第２の動作モードでは、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、当該光パルスを、１０μｓ毎に１００ｋＨｚ繰り返しで生成する。
また、照射光学系１０５は、第１の動作モードでは、１０ｍｍ×１０ｍｍの測定範囲Ｚ２に対して、１周期５０ｍｓの速度で、図４に示すリサージュスキャンを行う。
また、照射光学系１０５は、第２の動作モードでは、１５ｍｍ×１５ｍｍの測定範囲Ｚ２に対して、５ｍ／ｓの速度で、図６に示すラスタースキャンを行う。
また、照射光学系１０５は、第２の動作モードでは、１５ｍｍ×１５ｍｍの測定範囲Ｚ２に対して、５ｍ／ｓの速度で、図６に示すラスタースキャンを行う。
従って、第１の測定では、１回の測定（１回のリサージュスキャン）が５０ｍｓで完了し、毎秒２０回の速度で繰り返し測定（リサージュスキャン）が行われることになる。第１の測定における１回の測定（１回のリサージュスキャン）では、１０ｍｍ×１０ｍｍの測定範囲に対して、１００００（５０ｍｓ／５μｓ＝１００００）回のＡスキャンが行われ、その結果、１００００点の深さ方向のデータを得ることができる。
一方、第２の測定では、１回のＢスキャンが３ｍｓ(１５ｍｍ／（５ｍ／ｓ)＝３ｍｓ）で完了し、１５ｍｍのスキャン範囲に対して、３００（３ｍｓ／１０μｓ＝３００）回のＡスキャンが行われる。ＢスキャンとＣスキャンを同等の測定精度で行うとすると、第２の測定における１回の測定では、１５ｍｍ×１５ｍｍの測定範囲に対して、９００００（３００×３００＝９００００）回のＡスキャンが行わる。その結果、０．９ｓ（１０μｓ（波長掃引レーザ光源１０１の光パルス生成周期＝Ａスキャン１回の時間）×９００００回＝０．９ｓ）で第２の測定が完了し、９００００点の深さ方向のデータを得ることができる。
すなわち、第１の測定は第２の測定に比べて測定が１８倍高速であり、第２の測定は第１の測定に比べて測定精度が９倍高いといえる。
一方、第２の測定では、１回のＢスキャンが３ｍｓ(１５ｍｍ／（５ｍ／ｓ)＝３ｍｓ）で完了し、１５ｍｍのスキャン範囲に対して、３００（３ｍｓ／１０μｓ＝３００）回のＡスキャンが行われる。ＢスキャンとＣスキャンを同等の測定精度で行うとすると、第２の測定における１回の測定では、１５ｍｍ×１５ｍｍの測定範囲に対して、９００００（３００×３００＝９００００）回のＡスキャンが行わる。その結果、０．９ｓ（１０μｓ（波長掃引レーザ光源１０１の光パルス生成周期＝Ａスキャン１回の時間）×９００００回＝０．９ｓ）で第２の測定が完了し、９００００点の深さ方向のデータを得ることができる。
すなわち、第１の測定は第２の測定に比べて測定が１８倍高速であり、第２の測定は第１の測定に比べて測定精度が９倍高いといえる。
以上に説明した実施の形態１に係る光干渉断層撮像装置１００によれば、第１の測定（予備測定）において、測定対象物２００の位置の検出に必要な測定精度まで波長掃引レーザ光源１０１の波長掃引の範囲を狭くすることにより、第１の測定におけるＡスキャンに係わる時間を短くすることができる。そのため、より迅速に測定対象物２００の位置を検出することができ、測定対象物２００が測定に適した位置にあるタイミングを検出し損なわずに済む。これにより、より迅速に測定対象物２００の位置を検出して適切なタイミングで測定することができる光干渉断層撮像装置１００、撮像方法、撮像プログラムを提供することができる。
また、第１の測定（予備測定）において照射光学系１０５は、第２の測定（実際の測定）における走査の範囲よりも狭い範囲を走査する。照射光学系１０５の走査の範囲を狭くすると、測定対象物２００の全体を測定できない場合が発生する。しかし、第１の測定は測定対象物２００の位置の検出が目的であるため、必ずしも全体を測定する必要はない。そのため、第１の測定において照射光学系１０５の走査の範囲を測定対象物２００の位置の検出に必要な範囲まで狭くすることにより、Ｂスキャン及びＣスキャンに係わる時間を短くすることができる。これにより、さらに迅速に測定対象物２００の位置を検出することができる。
また、第１の測定において照射光学系１０５は、第２の測定における走査の速度よりも速い速度で走査する。照射光学系１０５の走査の速度を速くすると測定精度が劣化する。しかし、第１の測定は測定対象物２００の位置の検出が目的である。そのため、第１の測定において位置の検出に必要な測定精度まで走査の速度を速くすることにより、Ｂスキャン及びＣスキャンに係わる時間を短くすることができる。これにより、さらに迅速に測定対象物２００の位置を検出することができる。
また、第１の測定において照射光学系１０５は、第２の測定における走査の速度変化よりも小さい速度変化を有する軌跡に沿って走査する。照射光学系１０５におけるビームの走査は、通常、ガルバノスキャナ等の走査ミラーが用いられる。しかし、物理的にミラーの角度を制御する必要があるため、その速度変化には物理的な限界がある。第１の測定において走査の速度変化がより小さい軌跡に沿って走査することにより、Ｂスキャン及びＣスキャンに係わる時間を短くすることができる。これにより、さらに迅速に測定対象物２００の位置を検出することができる。
上記の実施形態の一部又は全部は、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）
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物体光と参照光に分岐する分岐部と、
前記分岐部から出力された前記物体光を測定対象物の表面の異なる位置に照射する照射部と、
前記測定対象物から散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させ、複数の干渉光を生成する合流部と、
前記合流部から出力された複数の前記干渉光の強度差の波長依存性に関する情報を生成する測定部と、
前記測定部によって生成された複数の前記干渉光の強度差の波長依存性に関する情報に基づいて、前記測定対象物の深さ方向の構造データを取得し、前記照射部を制御して、前記測定対象物の前記深さ方向に直交する方向に沿って、複数の前記物体光の照射位置を移動させながら、前記深さ方向の構造データを複数取得し、取得した複数の前記深さ方向の構造データを接続する制御部と、
を備え、
前記波長掃引レーザ光源に、実際の測定における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射させて予備測定を行い、
前記制御部が、前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定し、
前記制御部が、前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、前記実際の測定を行う、光干渉断層撮像装置。
（付記２）
前記予備測定において前記照射部は、前記実際の測定における走査の範囲よりも狭い範囲を走査する、付記１に記載の光干渉断層撮像装置。
（付記３）
前記予備測定において前記照射部は、前記実際の測定における走査の速度よりも速い速度で走査する、付記１又は２に記載の光干渉断層撮像装置。
（付記４）
前記予備測定において前記照射部は、前記実際の測定における走査の速度変化よりも小さい速度変化を有する軌跡に沿って走査する、付記１乃至３の何れか１つに記載の光干渉断層撮像装置。
（付記５）
光干渉断層撮像装置が、
波長掃引レーザ光源に、実際の測定における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射させて予備測定を行い、
前記予備測定の結果に基づいて、測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定し、
前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、前記実際の測定を行う、撮像方法。
（付記６）
前記光干渉断層撮像装置が、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の範囲よりも狭い範囲を走査する、付記５に記載の撮像方法。
（付記７）
前記光干渉断層撮像装置が、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の速度よりも速い速度で走査する、付記５又は６に記載の撮像方法。
（付記８）
前記光干渉断層撮像装置が、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の速度変化よりも小さい速度変化を有する軌跡に沿って走査する、付記５乃至７の何れか１つに記載の撮像方法。
（付記９）
光干渉断層撮像装置に、
実際の測定における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射して予備測定を行う処理と、
前記予備測定の結果に基づいて、測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定する処理と、
前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、前記実際の測定を行う処理と、を実行させる撮像プログラム。
（付記１０）
前記光干渉断層撮像装置に、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の範囲よりも狭い範囲を走査する処理を実行させる、付記９に記載の撮像プログラム。
（付記１１）
前記光干渉断層撮像装置に、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の速度よりも速い速度で走査する処理を実行させる、付記９又は１０に記載の撮像プログラム。
（付記１２）
前記光干渉断層撮像装置に、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の速度変化よりも小さい速度変化を有する軌跡に沿って走査する処理を実行させる、付記９乃至１１の何れか１つに記載の撮像プログラム。
（付記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物体光と参照光に分岐する分岐部と、
前記分岐部から出力された前記物体光を測定対象物の表面の異なる位置に照射する照射部と、
前記測定対象物から散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させ、複数の干渉光を生成する合流部と、
前記合流部から出力された複数の前記干渉光の強度差の波長依存性に関する情報を生成する測定部と、
前記測定部によって生成された複数の前記干渉光の強度差の波長依存性に関する情報に基づいて、前記測定対象物の深さ方向の構造データを取得し、前記照射部を制御して、前記測定対象物の前記深さ方向に直交する方向に沿って、複数の前記物体光の照射位置を移動させながら、前記深さ方向の構造データを複数取得し、取得した複数の前記深さ方向の構造データを接続する制御部と、
を備え、
前記波長掃引レーザ光源に、実際の測定における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射させて予備測定を行い、
前記制御部が、前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定し、
前記制御部が、前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、前記実際の測定を行う、光干渉断層撮像装置。
（付記２）
前記予備測定において前記照射部は、前記実際の測定における走査の範囲よりも狭い範囲を走査する、付記１に記載の光干渉断層撮像装置。
（付記３）
前記予備測定において前記照射部は、前記実際の測定における走査の速度よりも速い速度で走査する、付記１又は２に記載の光干渉断層撮像装置。
（付記４）
前記予備測定において前記照射部は、前記実際の測定における走査の速度変化よりも小さい速度変化を有する軌跡に沿って走査する、付記１乃至３の何れか１つに記載の光干渉断層撮像装置。
（付記５）
光干渉断層撮像装置が、
波長掃引レーザ光源に、実際の測定における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射させて予備測定を行い、
前記予備測定の結果に基づいて、測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定し、
前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、前記実際の測定を行う、撮像方法。
（付記６）
前記光干渉断層撮像装置が、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の範囲よりも狭い範囲を走査する、付記５に記載の撮像方法。
（付記７）
前記光干渉断層撮像装置が、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の速度よりも速い速度で走査する、付記５又は６に記載の撮像方法。
（付記８）
前記光干渉断層撮像装置が、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の速度変化よりも小さい速度変化を有する軌跡に沿って走査する、付記５乃至７の何れか１つに記載の撮像方法。
（付記９）
光干渉断層撮像装置に、
実際の測定における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射して予備測定を行う処理と、
前記予備測定の結果に基づいて、測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定する処理と、
前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、前記実際の測定を行う処理と、を実行させる撮像プログラム。
（付記１０）
前記光干渉断層撮像装置に、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の範囲よりも狭い範囲を走査する処理を実行させる、付記９に記載の撮像プログラム。
（付記１１）
前記光干渉断層撮像装置に、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の速度よりも速い速度で走査する処理を実行させる、付記９又は１０に記載の撮像プログラム。
（付記１２）
前記光干渉断層撮像装置に、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の速度変化よりも小さい速度変化を有する軌跡に沿って走査する処理を実行させる、付記９乃至１１の何れか１つに記載の撮像プログラム。
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
より迅速に測定対象物の位置を検出して適切なタイミングで測定することができる光干渉断層撮像装置１００、撮像方法、撮像プログラムを提供することができる。
１００ 光干渉断層撮像装置
１０１ 波長掃引レーザ光源
１０２ サーキュレータ
１０３ 分岐合流器（分岐部、合流部）
１０４ ファイバコリメータ
１０５ 照射光学系（照射部）
１０６ 参照光ミラー
１０７ バランス型受光器（測定部）
１０８ 光スペクトルデータ生成部（測定部）
１０９ 制御部
Ｒ１，Ｒ３ 物体光
Ｒ２，Ｒ４ 参照光
Ｒ５，Ｒ６ 干渉光
Ｚ１，Ｚ２ 測定範囲
２００ 測定対象物
１０１ 波長掃引レーザ光源
１０２ サーキュレータ
１０３ 分岐合流器（分岐部、合流部）
１０４ ファイバコリメータ
１０５ 照射光学系（照射部）
１０６ 参照光ミラー
１０７ バランス型受光器（測定部）
１０８ 光スペクトルデータ生成部（測定部）
１０９ 制御部
Ｒ１，Ｒ３ 物体光
Ｒ２，Ｒ４ 参照光
Ｒ５，Ｒ６ 干渉光
Ｚ１，Ｚ２ 測定範囲
２００ 測定対象物
Claims (7)
- 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物体光と参照光に分岐する分岐部と、
前記分岐部から出力された前記物体光を測定対象物の表面の異なる位置に照射する照射部と、
前記測定対象物から散乱された前記物体光と前記参照光とを干渉させ、複数の干渉光を生成する合流部と、
前記合流部から出力された複数の前記干渉光の強度差の波長依存性に関する情報を生成する測定部と、
前記測定部によって生成された複数の前記干渉光の強度差の波長依存性に関する情報に基づいて、前記測定対象物の深さ方向の構造データを取得し、前記照射部を制御して、前記測定対象物の前記深さ方向に直交する方向に沿って、複数の前記物体光の照射位置を移動させながら、前記深さ方向の構造データを複数取得し、取得した複数の前記深さ方向の構造データを接続する制御部と、
を備え、
前記波長掃引レーザ光源に、実際の測定における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射させて予備測定を行い、
前記制御部が、前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定し、
前記制御部が、前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、前記実際の測定を行い、
前記予備測定において前記照射部は、前記実際の測定における走査の範囲よりも狭い範囲を走査する、光干渉断層撮像装置。 - 前記予備測定において前記照射部は、前記実際の測定における走査の速度よりも速い速度で走査する、請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
- 前記予備測定において前記照射部は、前記実際の測定における走査の速度変化よりも小さい速度変化を有する軌跡に沿って走査する、請求項１又は２に記載の光干渉断層撮像装置。
- 光干渉断層撮像装置が、
波長掃引レーザ光源に、実際の測定における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射させて予備測定を行い、
前記予備測定の結果に基づいて、測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定し、
前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、前記実際の測定を行い、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の範囲よりも狭い範囲を走査する、撮像方法。 - 前記光干渉断層撮像装置が、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の速度よりも速い速度で走査する、請求項４に記載の撮像方法。 - 光干渉断層撮像装置に、
実際の測定における波長掃引範囲よりも狭い波長掃引範囲で掃引された光を出射して予備測定を行う処理と、
前記予備測定の結果に基づいて、測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあるか否かを判定する処理と、
前記予備測定の結果に基づいて、前記測定対象物が前記実際の測定を行うのに適した位置にあると判定した場合に、前記実際の測定を行う処理と、を実行させ、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の範囲よりも狭い範囲を走査する処理を実行させる、撮像プログラム。 - 前記光干渉断層撮像装置に、
前記予備測定において、前記実際の測定における走査の速度よりも速い速度で走査する処理を実行させる、請求項６に記載の撮像プログラム。
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2019/019559 WO2020230329A1 (ja) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | 光干渉断層撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2020230329A1 JPWO2020230329A1 (ja) | 2020-11-19 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2021519238A Active JP7211497B2 (ja) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | 光干渉断層撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラム |
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2019
- 2019-05-16 JP JP2021519238A patent/JP7211497B2/ja active Active
- 2019-05-16 US US17/609,859 patent/US20220214156A1/en not_active Abandoned
- 2019-05-16 WO PCT/JP2019/019559 patent/WO2020230329A1/ja active Application Filing
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|---|---|
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