JP2008128926A - 光断層画像化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光断層画像化装置において、偏光方向の調整をすることなく良好な画質の断層画像を低コストで取得する。
【解決手段】光断層画像化装置１００は、測定光Ｌ１を測定対象Ｓに照射させて所定の走査周波数で走査させて測定対象Ｓの断層画像を取得する。光断層画像化装置１００における、光源ユニット１０内または光源ユニット１０から合波手段４までの光Ｌ、測定光Ｌ１、参照光Ｌ２、反射光Ｌ３の光路の少なくとも１つに、時間的に平均したときに出力光が無偏光となるように入力光の偏光状態を走査周波数と同等もしくはそれ以上に高い周波数で変化させる無偏光化手段７０を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）計測により光断層画像を取得する光断層画像化装置に関するものである。

従来、生体組織の光断層画像を取得する際に、ＯＣＴ計測を利用した光断層画像取得装置が用いられることがある。この光断層画像取得装置は、光源から射出された低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割した後、該測定光が測定対象に照射されたときの測定対象からの反射光、もしくは後方散乱光と参照光とを合波し、該反射光と参照光との干渉光の強度に基づいて光断層画像を取得するものである。以下、測定対象からの反射光、後方散乱光をまとめて反射光と標記する。（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。

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

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

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

一方、ＳＳ−ＯＣＴ装置は、波長を時間的に掃引させるレーザを光源に用い、反射光と参照光とを各波長において干渉させ、波長の時間変化に対応した信号の時間波形を測定し、これにより得られたスペクトル干渉強度信号を計算機でフーリエ変換することにより光断層画像を構成するようにしたものである。
特開２０００−２６２４６１号公報 特開２００４−２０９２６８号公報 特開２００４−２２３２６９号公報 特開２００１−２６４２４６号公報

以上説明したような各方式の光断層画像化装置では、通常は光源としてレーザを用い、導波手段として光ファイバを用いることが多い。特に、光断層画像化装置を内視鏡に適用する際には、体腔内への導波手段として光ファイバを用いるのが一般的である。

体腔内へファイバを挿入するときや測定対象を走査するときには、ファイバの曲げやねじりが必然的に起こる。また、体腔内挿入に伴う温度変化も必然的に起こる。通常内視鏡に用いられているシングルモードファイバは、導波する光の偏光方向の保存ができないため、このような曲げやねじりによる応力、または温度変化や振動等の変動要因に応じてファイバの複屈折性が不規則に変化する。

一方、ＯＣＴ計測においては測定対象からの反射光と参照光とが合波されて干渉光が生ずるが、これら反射光と参照光の偏光方向に応じて干渉光の強度は変化し、両者の偏光方向が一致したとき、干渉光の強度は最大になる。上記のように、ファイバの複屈折性が変化すると、反射光または参照光の偏光方向が変化し、干渉光の強度が変化することになる。このような干渉光の強度変化は、干渉光を検出したときの干渉信号レベルの揺らぎとなり、断層画像に濃淡のムラを発生させ、画質を低下させる。画質低下の程度によっては、本来ならば識別できるものができなくなるという不具合が生じる。

特許文献１〜３に記載の装置では、ファイバの湾曲による複屈折性の変化で生じる干渉光の強度変化を補償するために、プローブ先端に、結晶自身に磁性を有する磁性ガーネット単結晶からなるファラデーローテータを設けている。しかし、このようなファラデーローテータは、用いる磁性体の屈折率が高いため、反射によるゴーストが出やすいという問題がある。そのため、屈折率整合水を入れた水密シールを設ける、接合面を非直角にして反射光が戻るのを防止する、等の反射防止対策が必要となり、コストアップの要因となる。

また、特許文献１〜３には、偏波面コントローラを用いて、反射光と参照光の偏光方向が一致するように偏光方向を調整して干渉光の強度変化を抑制する方法が記載されている。特許文献４には、最大の干渉強度を得るために反射光と参照光との偏光方向を偏波面コントローラを用いて一致させることが重要との記載がある。しかしながら、偏波面コントローラは、機械式であるために動作速度が遅く即時に対応しにくい、調整箇所が３箇所あるため最適な組合せを見つけるのに時間がかかる、等の短所がある。偏波面コントローラによる調整では、例えばＯＣＴ計測を利用して診断を行っている間に偏光方向が大きくずれると、診断が中断してしまう虞もある。

そこで、本発明は、偏光方向の調整をすることなく良好な画質の断層画像を低コストで取得可能な光断層画像化装置を提供することを目的とする。

本発明の光断層画像化装置は、光を射出する光源ユニットと、前記光源ユニットから射出された光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、前記測定光を測定対象に照射させて該測定対象を所定の走査周波数で走査させる走査手段と、前記測定光が前記測定対象を走査したときの該測定対象からの反射光と前記参照光とを合波する合波手段と、前記合波手段により合波された前記反射光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段と、前記干渉光検出手段により検出された前記干渉光の波長および強度に基づいて、前記測定対象の複数の深さ位置における前記反射光の強度を検出し、これらの各深さ位置における前記反射光の強度に基づいて前記測定対象の断層画像を取得する画像取得手段とを備えた光断層画像化装置において、前記光源ユニット内または前記光源ユニットから前記合波手段までの前記各光の光路の少なくとも１つに、時間的に平均したときに出力光が無偏光となるように入力光の偏光状態を前記走査周波数と同等もしくはそれ以上に高い周波数で変化させる無偏光化手段を設けたことを特徴とするものである。

なお、上記の「各光」とは、光源ユニットから射出された光、参照光、測定光、反射光のことである。

ここで、「走査周波数」とは、１秒間に１フレームの断層画像を取得する回数に基づくものであり、例えば１秒間に１フレームの断層画像をｆ回取得するときの走査周波数はｆである。また、「走査周波数と同等」の周波数とは、概ね走査周波数±１０％以内の周波数である。

ここで、「時間的に平均したときに出力光が無偏光となるよう」な偏光状態の変化のさせ方としては、例えば、偏光方向が高速で掃引されて３６０度回転するような規則的なものでもよいし、あるいは短周期で毎回ランダムな偏光状態が生じるような不規則性を含むものでもよい。このように偏光状態を変化させることにより、無偏光化手段を用いないときよりも断層画像の濃淡のムラを軽減させることが可能になる。断層画像の濃淡のムラをより軽減させるためには、より高い周波数で偏光状態を変化させることが好ましく、特に、上記のように偏光方向を掃引して規則的に変化させるときには、走査周波数より著しく高い周波数で偏光状態を変化させることがより好ましく、例えば走査周波数の２０倍以上の周波数で偏光状態を変化させることが好ましい。

上記光断層画像化装置は、前記光源ユニットが、波長を所定の掃引周波数ｆ_λで掃引したレーザ光を射出するものであり、前記画像取得手段が、前記干渉光をスペクトル解析することにより前記測定対象の断層画像を取得するものであるように構成してもよく、そのときには、前記無偏光化手段が、前記掃引周波数ｆ_λと同等もしくはそれ以上に高い周波数で前記入力光の偏光状態を変化させるものであることが好ましい。ここで、「掃引周波数ｆ_λと同等」の周波数とは、概ね掃引周波数ｆ_λ±１０％以内の周波数である。

さらに、前記無偏光化手段が、前記反射光の強度が検出される前記深さ位置の数Ｎと前記掃引周波数ｆ_λとの積Ｎ×ｆ_λと同等もしくはそれ以上に高い周波数で前記入力光の偏光状態を変化させるものであることが好ましい。ここで、「積Ｎ×ｆ_λと同等」の周波数とは、概ねＮ×ｆ_λ±１０％以内の周波数である。

あるいは、上記光断層画像化装置は、前記光源ユニットが、低コヒーレント光を射出するものであり、前記画像取得手段が、前記干渉光をスペクトル解析することにより前記測定対象の断層画像を取得するものであるように構成してもよい。

上記無偏光化手段が、前記入力光の光路に配置された波長板と、該波長板を前記入力光の光軸の周りに回転または振動させる駆動手段とを有するものであるように構成してもよい。波長板としては例えば、直線偏光の入力光の偏光方向を回転させて出力可能な１／２波長板を用いることができる。

または、前記無偏光化手段が、前記光源ユニットから前記合波手段までの前記各光の光路の少なくとも一部を構成する光ファイバと、前記光ファイバに応力を付与する応力付与手段とを有するものであるように構成してもよい。このような応力付与手段としては、例えば光ファイバに接触するように配設されたピエゾ素子等の振動手段を用いることができる。

本発明の光断層画像化装置によれば、時間的に平均したときに出力光が無偏光となるように入力光の偏光状態を走査周波数と同等もしくはそれ以上に高い周波数で変化させる無偏光化手段を設けているため、該無偏光化手段を設けないときよりも無偏光状態に近づけることができ、画像濃度ムラを軽減することができ、偏光方向の調整をすることなく良好な画質の断層画像を取得できる。また、本発明の無偏光化手段は、プローブ先端に磁性体のファラデーローテータを設けた従来のものに比べ、配設箇所の自由度が高く簡易な構成で実現可能なため、低コストに装置を構成できる。

前記光源ユニットが、波長を所定の掃引周波数ｆ_λで掃引したレーザ光を射出するものであり、前記画像取得手段が、前記干渉光をスペクトル解析することにより前記測定対象の断層画像を取得するものであり、前記無偏光化手段が、前記掃引周波数ｆ_λと同等もしくはそれ以上に高い周波数で前記入力光の偏光状態を変化させるものであるときには、ＳＳ−ＯＣＴ計測の１掃引ごとの測定に関して、偏光方向の調整をすることなく良好な画質の断層画像を低コストで取得することができる。

前記無偏光化手段が、前記反射光の強度が検出される前記深さ位置の数Ｎと前記掃引周波数ｆ_λとの積Ｎ×ｆ_λと同等もしくはそれ以上に高い周波数で前記入力光の偏光状態を変化させるものであるときには、ＳＳ−ＯＣＴ計測の各深さ位置の測定に関して、偏光方向の調整をすることなく良好な画質の断層画像を低コストで取得することができる。

前記光源ユニットが、低コヒーレント光を射出するものであり、前記画像取得手段が、前記干渉光をスペクトル解析することにより前記測定対象の断層画像を取得するものであるときには、ＳＤ−ＯＣＴ計測において、偏光方向の調整をすることなく良好な画質の断層画像を低コストで取得することができる。

以下、図面を参照して本発明の光断層画像化装置の実施形態を詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施形態による光断層画像化装置１００の概略構成図である。光断層画像化装置１００は、例えば体腔内の生体組織や細胞等の測定対象の断層画像を前述のＳＳ−ＯＣＴ計測により取得するものである。

光断層画像化装置１００は、光Ｌを射出する光源ユニット１０と、光源ユニット１０から射出された光Ｌを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する光分割手段３と、光分割手段３により分割された参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整手段２０と、光分割手段３により分割された測定光Ｌ１を測定対象Ｓに照射させて測定対象Ｓを所定の走査周波数で走査させる走査手段であるプローブ３０と、プローブ３０から測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されたときの測定対象Ｓからの反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とを合波する合波手段４と、合波手段４により合波された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を検出する干渉光検出手段４０と、干渉光検出手段４０により検出された干渉光Ｌ４の波長および強度に基づいて、測定対象Ｓの複数の深さ位置における反射光Ｌ３の強度を検出し、これらの各深さ位置における反射光Ｌ３の強度に基づいて測定対象Ｓの断層画像を取得する画像取得手段５０と、時間的に平均したときに出力光が無偏光となるように入力光の偏光状態を前記走査周波数と同等もしくはそれ以上に高い周波数で変化させる無偏光化手段７０とを備えている。

また、光源ユニット１０から光分割手段３までには光Ｌを導波するための光ファイバＦＢ１が設けられ、光分割手段３からプローブ３０までには測定光Ｌ１および反射光Ｌ３を導波するための光ファイバＦＢ２が設けられ、プローブ３０内には測定光Ｌ１および反射光Ｌ３を導波するための光ファイバＦＢ２１が設けられ、合波手段４から干渉光検出手段４０までには干渉光Ｌ４を導波するための光ファイバＦＢ４が設けられている。また、光分割手段３からサーキュレータ５まで、サーキュレータ５から無偏光化手段７０まで、無偏光化手段７０から光路長調整手段２０まで、光路長調整手段２０からサーキュレータ５までにはそれぞれ、参照光Ｌ２を導波するための光ファイバＦＢ３、ＦＢ３１、ＦＢ３２、ＦＢ３３が設けられている。これらの光ファイバＦＢ１、ＦＢ２、ＦＢ２１、ＦＢ３、ＦＢ３１、ＦＢ３２、ＦＢ３３、ＦＢ４は偏波無依存性のシングルモードファイバである。

光源ユニット１０は、波長を所定の掃引周波数ｆ_λで掃引させながらレーザ光Ｌを射出するものであり、レーザ媒質としては、半導体レーザに使用される半導体レーザ媒質が使用されている。具体的には、光源ユニット１０は、光結合用のレンズ１１ａおよび１１ｂと、半導体レーザ媒質１２と、コリメートレンズ１３と、回折光学素子１４と、リレーレンズ１５と、ポリゴンミラー１６とを備えている。

半導体レーザ媒質１２から射出した光は、コリメートレンズ１３により平行光に変換され、回折光学素子１４により空間的に波長分散され、リレーレンズ１５を通りポリゴンミラー１６により反射される。この反射光の一部は戻り光として同経路を逆向きに進行して半導体レーザ媒質１２に帰還する。

ここで、ポリゴンミラー１６は図１の矢印Ｒ１の方向に回転するものであり、各反射面の角度がリレーレンズ１５の光軸に対して変化する。これにより、回折光学素子１４において波長分散された光のうち、特定の波長の光のみが戻り光として半導体レーザ媒質１２に帰還する。半導体レーザ媒質１２のコリメートレンズ１３側の射出端面およびポリゴンミラー１６により、共振器が構成され、半導体レーザ媒質１２の光結合用のレンズ１１ａ側の射出端面からレーザ光Ｌが射出される。なお、このレーザ光Ｌの波長は、戻り光の波長である。そして半導体レーザ媒質１２から射出されたレーザ光Ｌはレンズ１１ａにより平行光にされレンズ１１ｂにより集光されて光ファイバＦＢ１に入射する。

戻り光の波長は光学系１５の光軸と反射面との角度によって決まるものであるから、ポリゴンミラー１６が矢印方向に等速で回転したとき、ポリゴンミラー１６から再び半導体レーザ媒質１２に入射する光の波長は時間の経過に伴って一定の周期で変化することになる。結果として、光源ユニット１０から波長を一定の周期で掃引したレーザ光Ｌが光ファイバＦＢ１側に射出されることになる。

光分割手段３は、たとえば２×２の光ファイバカプラから構成されており、光源ユニット１０から光ファイバＦＢ１を介して導波された光Ｌを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分割する。光分割手段３は、２本の光ファイバＦＢ２、ＦＢ３にそれぞれ光学的に接続されており、測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ２により導波され、参照光Ｌ２は光ファイバＦＢ３により導波される。なお、本実施形態における光分割手段３は、合波手段４としても機能するものである。

光ファイバＦＢ２には光学ロータリコネクタＯＣを介してプローブ３０が光学的に接続されており、測定光Ｌ１は光ファイバＦＢ２からプローブ３０へ導波される。プローブ３０は、光断層画像化装置１００が内視鏡に適用された場合には、たとえば鉗子口から鉗子チャンネルを介して体腔内に挿入されるものである。プローブ３０は、先端が閉じられた円筒状のプローブ外筒の内部空間に、該外筒の軸方向に延びるように配設されて測定光Ｌ１および反射光Ｌ３を導波する光ファイバＦＢ２１と、光ファイバＦＢ２１の先端から射出した光Ｌ１を測定対象Ｓ内で収束するように集光する屈折率分布レンズ３１と、この屈折率分布レンズ３１から出射した測定光Ｌ１を測定対象Ｓへの方向へ反射させる反射プリズム３２とから概略構成されている。

プローブ３０は、光学ロータリコネクタＯＣに対し、不図示の駆動手段により、光学ロータリコネクタＯＣから先の光ファイバＦＢ２１と屈折率分布レンズ３１と反射プリズム３２とが周方向に回転可能となるように構成されている。この回転により、プローブ３０から射出された測定光Ｌ１をプローブの外筒の周方向に偏向させ、測定光Ｌ１により測定対象Ｓを所定の走査周波数で走査して、２次元断層画像を取得することができる。さらに、不図示の駆動手段により、光ファイバＦＢ２１の長軸方向に測定光Ｌ１を走査させることにより、３次元断層画像を取得することができる。

なお、上記の周方向の回転による光学ロータリコネクタＯＣにおける光量損失はほとんど０となるように構成されている。また、プローブ３０は、図示しない光コネクタにより光ファイバＦＢ２に対して着脱可能に取り付けられている。勿論、プローブ先端の構成や走査方向はこれに限る物ではなく、例えば、ファイバ先端に高速走査ミラーを配置して２次元走査を行うような構成でもよい。

一方、光ファイバＦＢ３における参照光Ｌ２の射出側の光路には順に、サーキュレータ５と、無偏光化手段７０と、光路長調整手段２０とが配置されている。無偏光化手段７０は、高速で参照光Ｌ２の偏光方向を回転させることにより、無偏光の参照光を用いたのと同様の状況を作り出し、断層画像の濃淡ムラを軽減させるためのものである。

無偏光化手段７０は、参照光Ｌ２の光路に配置された１／２波長板７１と、１／２波長板７１の光軸方向の両側に配置された光結合用のレンズ７２ａ、７２ｂと、１／２波長板７１を参照光Ｌ２の光軸の周りに回転させる駆動手段７３とを有する。なお、本実施形態では、駆動手段７３は１／２波長板７１を回転させるようにしているが、回転ではなく１／２波長板７１を振動させるようにしてもよい。

１／２波長板７１は、入射した直線偏光の偏光方向を回転させて射出する機能を有する。より詳しくは、１／２波長板を角度θだけ回転させると、入射した直線偏光に対し偏光方向が２θ回転した直線偏光が射出される。

光ファイバ３１から射出された参照光Ｌ２は、無偏光化手段７０に入力され、レンズ７２ａにより平行光化された後、１／２波長板７１を通過するときに偏光方向が高速に回転する光に変換され、レンズ７２ｂにより集光されて出力され、光ファイバ３２に入射する。

このとき、駆動手段７３は、走査周波数と同等もしくはそれ以上に高い周波数、好ましくは走査周波数よりも著しく高い周波数、例えば走査周波数の２０倍以上の周波数で参照光Ｌ２の偏光方向が回転して出力されるようにする。上記構成の光断層画像化装置１００では、プローブ３０内の光ファイバＦＢ２１の１回転で取得される画像が１フレームの画像に相当し、一般的な光断層画像化装置では、光ファイバＦＢ２１は１秒間に１０〜２０回転するので走査周波数は１０Ｈｚ〜２０Ｈｚとなる。

そこで、具体的には例えば、走査周波数が１０Ｈｚ〜２０Ｈｚである場合には、１／２波長板７１を１０Ｈｚ〜２０Ｈｚ以上、より好ましくは１００Ｈｚ〜１ｋＨｚで回転させる。簡単のために直線偏光が無偏光化手段７０に入力されたとすると、上述したように１／２波長板を角度θ回転させると射出光は２θ回転するので、１００Ｈｚ〜１ｋＨｚで回転させた場合には、無偏光化手段７０からは２００Ｈｚ〜２ｋＨｚで偏光方向が回転する光が出力される。つまり、１フレームの断層画像を取得する間に２００回〜２０００回、参照光Ｌ２の偏光方向が掃引されて回転することになる。このように走査周波数より著しく高い周波数で偏光方向を変化させた場合には、時間的に平均したときには無偏光の光を用いたのと実質的に同様となり、断層画像の濃度ムラを大きく軽減することができる。なお、偏光方向を走査周波数と同等の周波数で変化させたときには、無偏光の効果は、走査周波数より著しく高い周波数で変化させたときよりも低いものとなるが、無偏光化手段を設けない場合に比べると、断層画像の濃度ムラを軽減することができる。

光路長調整手段２０は、測定対象Ｓに対する断層画像の取得を開始する位置を調整するために、参照光Ｌ２の光路長を変更するものであって、図１に示す例では、透過型の光路長調整手段を採用している。透過型の光路長調整手段としては、特許文献４に記載されているように、くさび型プリズムと回折光学素子を利用したもの等、公知のものを使用することができる。

なお、本実施形態では、１／２波長板を用いた無偏光化手段と透過型の光路長調整手段を備えた光断層画像化装置を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の種類の波長板を用いた無偏光化手段も使用可能であり、また使用する波長板の種類によっては反射型の光路長調整手段も使用可能である。

合波手段４は、前述のとおり２×２の光ファイバカプラからなり、無偏光化手段７０および光路長調整手段２０を経由した参照光Ｌ２と、測定対象Ｓからの反射光Ｌ３とを合波し、これらの干渉光Ｌ４を導波手段である光ファイバＦＢ４を介して干渉光検出手段４０側に射出するように構成されている。

干渉光検出手段４０は、合波手段４により合波された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を検出する。上記干渉光検出手段４０は、例えばパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムからなる画像取得手段５０に接続され、画像取得手段５０はＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）や液晶表示装置等からなる表示装置６０に接続されている。画像取得手段５０は、干渉光検出手段４０により検出された干渉光Ｌ４をスペクトル解析することにより測定対象Ｓの各深さ位置における反射光Ｌ３の強度を検出し測定対象Ｓの断層画像を取得する。この断層画像は表示装置６０により表示される。

ここで、干渉光検出手段４０および画像取得手段５０における干渉光Ｌ４の検出および画像の生成について簡単に説明する。なお、この点の詳細については「武田 光夫、「光周波数走査スペクトル干渉顕微鏡」、光技術コンタクト、２００３、Ｖｏｌ４１、Ｎｏ７、ｐ４２６−ｐ４３２」に詳しい記載がなされている。

測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されたとき、測定対象Ｓの各深さ位置からの反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とがいろいろな光路長差をもって干渉しあう際の各光路長差ｌに対する干渉縞の光強度をＳ（ｌ）とすると、干渉光検出手段４０において検出される光強度Ｉ（ｋ）は、
Ｉ（ｋ）＝∫_０ ^∞Ｓ（ｌ）［１＋ｃｏｓ（ｋｌ）］ｄｌ ・・・（１）
で表される。ここで、ｋは波数、ｌは光路長差である。式（１）は波数ｋを変数とする光周波数領域のインターフェログラムとして与えられていると考えることができる。このため、画像取得手段５０において、干渉光検出手段４０が検出した干渉光Ｌ４をフーリエ変換にかけてスペクトル解析を行い、干渉光Ｌ４の光強度Ｓ（ｌ）を決定することにより、測定対象Ｓの各深さ位置における反射情報を取得し、断層画像を生成することができる。そして、生成された断層画像は、表示装置６０において表示される。

次に、上記構成を有する光断層画像化装置１００の動作例について説明する。まず、光路長調整手段２０により、測定可能領域内に測定対象Ｓが位置するように光路長の調整が行われる。無偏光化手段７０において、駆動手段７３により１／２波長板７１が高速回転される。その後、光源ユニット１０から光Ｌが射出され、光Ｌは光分割手段３により測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割される。測定光Ｌ１はプローブ３０により体腔内に導波され測定対象Ｓに照射され、所定の走査周波数で測定対象Ｓを走査する。そして、測定対象Ｓからの反射光Ｌ３は測定光Ｌ１と逆の光路を辿り、合波手段４に入射する。

一方、参照光Ｌ２は無偏光化手段７０により偏光状態が高速に変化する光となるよう変換され、光路長調整手段２０を経て、合波手段４に入射する。合波手段４において、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とが合波され、この合波により生じた干渉光Ｌ４が干渉光検出手段４０により検出される。この検出された干渉光Ｌ４の信号が画像取得手段５０においてスペクトル解析されることにより断層画像が取得される。

以上説明したように、光断層画像化装置１００では、無偏光化手段７０を設けているため、無偏光化手段７０を設けない場合よりも無偏光状態に近づけることができ、画像の濃淡ムラを軽減し、良好な画質の断層画像を取得することができる。特に、無偏光化手段７０により走査周波数よりも著しく高い周波数で偏光状態を変化させたときには、断層画像においては非常に高周波の濃淡としてしか表れず、見た目上濃淡ムラとしては認識されず、実質的には画質が向上する。

参照光と反射光の偏光方向が合うように調整していた従来の方法と比べて、本実施形態の光断層画像化装置１００では干渉に寄与する光が減少するので干渉信号の出力強度は低くなるが、調整が不要であることから、調整のために測定が中断されることがなく、継続的に良好な画質の断層画像を取得することができる。また、無偏光化手段７０は上記のような簡易な構成でよく、精密な調整機構が不要であるため、低コストで装置を構成できる。

また一般に、ミラーやファイバカプラ等の光学部品は、偏光特性をもち、入射光の偏光方向により透過率や反射率、分岐比等が異なる。光断層画像化装置１００では、時間的に平均したときに無偏光となるようにしているため、このような光学部品の偏光特性による影響も抑制することができる。

なお、本実施形態に限らず、ＳＳ−ＯＣＴ計測においては、無偏光化手段による偏光状態の変化は、レーザ光の波長の掃引周波数ｆ_λと同等もしくはそれ以上、例えば掃引周波数ｆ_λの１０倍以上の周波数で行うことが好ましい。一般的なＳＳ−ＯＣＴ計測における波長の掃引周波数ｆ_λは、数Ｈｚ〜数１０ｋＨｚであり、この掃引周期の間に偏光の揺らぎが生じる場合は、断層画像上の濃淡のムラを減らすためには、これと同等もしくはそれ以上に高い周波数で偏光状態を変化させることが好ましい。

さらに、本実施形態に限らず、ＳＳ−ＯＣＴ計測においては、一度の走査において反射光の強度が検出される測定対象Ｓの深さ位置の数Ｎを考慮すると、ｆ_λ×Ｎと同等もしくはそれ以上、例えば２×ｆ_λ×Ｎ以上の周波数で偏光状態を変化させることが好ましい。深さ方向の画像解像点数以上に細かい揺らぎは画質として観測されにくいため、２×ｆ_λ×Ｎ以上の周波数で変化させれば十分な効果が確認できると考えられる。具体的には例えば、掃引周波数ｆ_λが数Ｈｚ〜数１０ｋＨｚであり、Ｎが１０００点の場合には、断層画像上の濃淡のムラを減らすためには、数ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚと同等もしくはそれ以上に高い周波数で偏光状態を変化させることが好ましい。

また、以下に説明する全ての実施形態において、無偏光化手段による偏光状態の変化は、走査周波数と同等もしくはそれ以上に高い周波数で変化するものとする。

次に、本発明の第２の実施形態による光断層画像化装置について図２を参照して説明する。なお、第２の実施形態である光断層画像化装置２００は、いわゆるＳＤ−ＯＣＴ計測により断層画像を取得するＳＤ−ＯＣＴ装置であって、図１の光断層画像化装置１００と異なる点は光源ユニットおよび干渉光検出手段の構成である。図２の光断層画像化装置２００において図１の光断層画像化装置１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

光断層画像化装置２００が有する光源ユニット２１０は、たとえばＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）やＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）等の低コヒーレンス光を射出する光源２１１と、光源２１１から射出された光を光ファイバＦＢ１内に入射するための光学系２１２とを有している。なお、光断層画像化装置２００により体腔内の生体を測定対象Ｓとしてその断層画像を取得する場合には、測定対象Ｓ内を透過するときの散乱・吸収による光の減衰を最小限に抑えることができる、たとえば広スペクトル帯域の超短パルスレーザ光源等を用いることが好ましい。

一方、光断層画像化装置２００が有する干渉光検出手段２４０は、合波手段４により合波された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を検出するものであって、複数の波長帯域を有する干渉光Ｌ４を各波長帯域毎に分光する分光手段２４２と、分光手段２４２により分光された各波長帯域の干渉光Ｌ４毎に設けられた光検出手段２４４とを有している。この分光手段２４２はたとえば回折光学素子等により構成されており、光ファイバＦＢ４からコリメータレンズ２４１を介して入射される干渉光Ｌ４を分光し、光検出手段２４４側に射出するようになっている。

また、光検出手段２４４は、たとえば１次元もしくは２次元にＣＣＤ等の複数の光センサを配列した構造を有し、各光センサが光学レンズ２４３を介して入射される干渉光Ｌ４を波長帯域毎にそれぞれ検出するようになっている。ここで、干渉光検出手段２４０において、光源ユニット２１０のスペクトルに反射情報の関数をフーリエ変換したものを加えた干渉光Ｌ４が観測される。そして、干渉光検出手段２４０において検出された干渉光Ｌ４を画像取得手段５０においてスペクトル解析することにより、測定対象Ｓの各深さ位置における反射情報を取得し、断層画像を生成する。生成された断層画像は、表示装置６０において表示される。

なお、第２の実施形態の光断層画像化装置２００においても、第１の実施形態の光断層画像化装置１００と同様に、参照光Ｌ２の光路に無偏光化手段７０が設けられているため、第１の実施形態の光断層画像化装置１００と同様の効果が得られ、偏光方向の調整をすることなく良好な画質の断層画像を低コストで取得することができる。

次に、本発明の第３の実施形態による光断層画像化装置について図３を参照して説明する。なお、第３の実施形態である光断層画像化装置３００は、いわゆるＴＤ−ＯＣＴ計測により断層画像を取得するＴＤ−ＯＣＴ装置であって、図２の光断層画像化装置２００と基本的に異なる点は光路長調整手段２０の機能と干渉光検出手段の構成である。図３の光断層画像化装置３００において図２の光断層画像化装置２００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

光断層画像化装置３００においては、光路長調整手段２０は、測定対象Ｓ内の測定位置を深さ方向に変化させるために、参照光Ｌ２の光路長を変える機能を有している。なおここで、参照光Ｌ２の光路中にさらに参照光Ｌ２に対しわずかな周波数シフトを与える位相変調器を配置して、光路長の変更および周波数シフトを行うようにしてもよい。

光断層画像化装置３００が有する干渉光検出手段３４０は、たとえばヘテロダイン検波により干渉光Ｌ４の光強度を検出するようになっている。具体的には、測定光Ｌ１の全光路長と反射光Ｌ３の全光路長との合計が、参照光Ｌ２の全光路長と等しいときに、参照光Ｌ２と反射光Ｌ３との差周波数で強弱を繰り返すビート信号が発生する。光路長調整手段２０により光路長が変更されていくにつれて、測定対象Ｓの測定位置（深さ）が変わっていき、干渉光検出手段３４０は各測定位置における複数のビート信号を検出するようになっている。なお、測定位置の情報は光路長調整手段２０から画像取得手段５０へ出力される。そして、干渉光検出手段３４０により検出されたビート信号と、この測定位置の情報とに基づいて断層画像が生成される。生成された断層画像は、表示装置６０において表示される。

なお、第３の実施形態の光断層画像化装置３００においても、第１の実施形態の光断層画像化装置１００と同様に、参照光Ｌ２の光路に無偏光化手段７０が設けられているため、第１の実施形態の光断層画像化装置１００と同様の効果が得られ、偏光方向の調整をすることなく良好な画質の断層画像を低コストで取得することができる。

以上説明した第１〜第３の実施形態では、参照光Ｌ２の光路に無偏光化手段７０が設けられていたが、無偏光化手段７０を設置する箇所は上記例に限定されず、光源ユニット内、光源ユニットから合波手段までの光Ｌの光路、測定光Ｌ１の光路、参照光Ｌ２の光路、反射光Ｌ３の光路の少なくとも１つに設けられていればよい。また、無偏光化手段７０を光路長調整手段の内部に設けてもよい。

次に図４を参照して、本発明の第４の実施形態による光断層画像化装置４００について説明する。この光断層画像化装置４００は、ＳＳ−ＯＣＴ計測により断層画像を取得する装置であって、図１の光断層画像化装置１００と比べると、無偏光化手段を光源ユニット内に設けた点が基本的に異なる。図４の光断層画像化装置４００において図１の光断層画像化装置１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

光断層画像化装置４００が備える光源ユニット４１０は、図１に示す光源ユニット１０のレンズ１１ａとレンズ１１ｂの間に１／２波長板７１を配置し、１／２波長板７１を回転させる駆動手段７３を備えた構成を有する。１／２波長板７１と駆動手段７３とは無偏光化手段を構成するものである。光断層画像化装置４００では、測定光Ｌ１および参照光Ｌ２の両方とも、無偏光化手段により偏光状態を変化させることができる。

光断層画像化装置４００では、光源ユニット４１０内に無偏光化手段を設けているため、参照光Ｌ２の光路をループ状にする必要がなくなり、光路長を調整する手段として、反射型の光路長調整手段４２０を採用している。光路長調整手段４２０としては、例えばコリメートレンズと光軸方向に移動可能な反射ミラーとを組み合わせたもの等を使用することができる。

次に図５を参照して、本発明の第５の実施形態による光断層画像化装置５００について説明する。この光断層画像化装置５００は、ＳＳ−ＯＣＴ計測により断層画像を取得する装置であって、図１の光断層画像化装置１００と比べると、無偏光化手段を光Ｌの光路に設けた点が基本的に異なる。図５の光断層画像化装置５００において図１の光断層画像化装置１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

光断層画像化装置５００は、光源ユニット１０から射出された光Ｌを導波する光ファイバＦＢ１の途中に配置された１／２波長板７１と、１／２波長板７１の光軸方向の両側に配置された光結合用のレンズ７２ａ、７２ｂと、１／２波長板７１を参照光Ｌ２の光軸の周りに回転させる駆動手段７３とを有する。１／２波長板７１と、レンズ７２ａ、７２ｂと、駆動手段７３とは無偏光化手段を構成するものである。

また、光断層画像化装置５００においても、参照光Ｌ２の光路をループ状にする必要がないため、光断層画像化装置４００と同様に、光路長を調整する手段として、反射型の光路長調整手段４２０を採用している。

なお、無偏光化手段は上記構成のものに限定されず、様々な構成が可能である。無偏光化手段の別の構成例として、以下の第６〜第８の実施形態を挙げて説明する。

次に図６を参照して、本発明の第６の実施形態について説明する。この第６の実施形態の光断層画像化装置６００は、図１の光断層画像化装置１００と比較して、無偏光化手段の構成が異なる。なお、図６の光断層画像化装置６００において図１の光断層画像化装置１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

光断層画像化装置６００が備える無偏光化手段６７０は、図１に示す無偏光化手段７０のレンズ７２ａと１／２波長板７１の間に、さらに１／４波長板６７４を追加した構成を有する。１／４波長板６７４は、１／２波長板７１と同軸上に配置されており、本実施形態では１／４波長板６７４は固定されている。

１／４波長板６７４は、互いに垂直な方向に振動する直線偏光に１／４波長の位相差を与える複屈折板である。１／４波長板６７４は、固有の偏光軸と入射する直線偏光の偏光方向を所定の関係に設定することにより、入射した直線偏光を円偏光に変換する機能を有する。

したがって、無偏光化手段６７０に直線偏光が入力された場合は、１／４波長板６７４により円偏光に変換され、さらに高速回転する１／２波長板７１により時間的に平均すると無偏光になるように変換できる。１つの円偏光は直交する２つの直線偏光に分解して考えることができるから、無偏光化手段６７０によれば、無偏光化手段７０よりもさらに無偏光性を高めることができる。

導波手段にシングルモードファイバを用いていても、光源ユニット１０から無偏光化手段６７０までの光ファイバの伝播距離が短く、かつ光ファイバに大きな応力がかかっていない場合は、光の偏光状態がほぼ保存されて伝播される。このような場合は、光源ユニット１０から直線偏光が射出されれば、そのまま無偏光化手段６７０に直線偏光が入射すると考えられるため、光断層画像化装置６００の構成が有効である。

なお、上記の第６の実施形態では、１／４波長板６７４を用いた例について説明したが、例えば、１／８波長板や５／８波長板等を用いても、直線偏光を楕円偏光に変換できるため、このような１／４波長以外の位相差を持たせる波長板も使用可能である。

また、上記の第６の実施形態では、１／４波長板６７４は固定されているものとしたが、１／４波長板６７４を参照光Ｌ２の光軸の周りに回転または振動させてもよい。このときの１／４波長板６７４を回転または振動させる速度は１／２波長板７１と同じでもよく、異なっていてもよい。

次に、本発明の第７の実施形態による光断層画像化装置７００について図７および図８を参照して説明する。光断層画像化装置７００は、光源ユニットから射出された光Ｌの光路に無偏光化手段７７０が設けられているが、図５の光断層画像化装置５００と比較すると、無偏光化手段の構成と、光源ユニットの構成が異なる。図７の光断層画像化装置７００において図５の光断層画像化装置５００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。

光断層画像化装置７００が備える無偏光化手段７７０の拡大構成図を図８に示す。無偏光化手段７７０は、光Ｌの光路を構成する光ファイバＦＢ１の一部と、この光ファイバＦＢ１の一部に応力を付与する応力付与手段であるアクチュエータ７７１とを有する。より詳しくは、無偏光化手段７７０は、円筒形状のアクチュエータ７７１の外周に上記光ファイバＦＢ１の一部が巻回された構成を有する。アクチュエータ７７１は例えばピエゾ素子により構成できる。

アクチュエータ７７１は不図示の制御手段により駆動され、図８の矢印で示すように円筒の長軸方向に伸縮する。アクチュエータ７７１の伸縮により、外周に巻回された光ファイバＦＢ１が応力を受け、これにより光ファイバＦＢ１の複屈折性が変化し、内部を伝播する光Ｌの偏光状態が変化する。この場合も、走査周波数と同等もしくはそれ以上に高い周波数でアクチュエータ７７１を駆動させるようにする。なお、アクチュエータ７７１を駆動させる周波数は、前述の掃引周波数ｆ_λと同等もしくはそれ以上に高いことが好ましく、さらには、ｆ_λ×Ｎと同等もしくはそれ以上に高いことが好ましい。

実際に、直径２０ｍｍの円筒形状のアクチュエータ外周に光ファイバを１００ｍ巻き付けて、アクチュエータを１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚの３通りの駆動周波数で駆動させる実験を行った。このとき、この光ファイバを伝播した光の偏光状態は複雑に変化し、駆動周波数より高周波の干渉光の強度変化が観測された。これは、１００ｍと長い光ファイバ全域にわたって応力を付与したため、１カ所に応力を付与した場合とは異なり、光ファイバ内で偏光状態が複雑に変化したことによると推測する。この実験で取得された断層画像の濃淡のムラは、無偏光化手段７７０を用いない場合よりも低減した。

なお、巻き付けるファイバ長は１００ｍに限定されず、１００ｍ以上でも、１００ｍ以下でもよく、例えば１０ｍでもよい。アクチュエータの駆動電力を低くしたい場合は、巻き付けるファイバ長を長くして無偏光化の効果を得るようにしてもよく、あるいは、干渉計の設計によっては短くしてもよい。

光断層画像化装置７００が備える光源ユニット７１０は、ＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：半導体光増幅器）５１１と、ＦＦＰ−ＴＦ（Ｆｉｂｅｒ Ｆａｂｒｙ Ｐｅｒｏｔ − Ｔｕｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ）５１２と、ＦＦＰ−ＴＦ５１２を制御する制御手段５１３と、ＳＯＡ５１１およびＦＦＰ−ＴＦ５１２の両端に接続されてリング状の共振器を構成する光ファイバ５１４と、光ファイバ５１４の途中に設けられ光ファイバＦＢ１と接続された光カプラ５１５と、光ファイバ５１４の途中に設けられ光ファイバ５１４を伝播する光の進行方向を決定する２つのアイソレータ５１ａ、５１６ｂとから主に構成されている。

ＳＯＡ５１１は、駆動電流の注入により微弱な放出光を一端側に接続された光ファイバに射出するとともに、他端側の光ファイバから入射された光を増幅する機能を有している。ＳＯＡ５１１により、リング状の共振器においてレーザ光が発振し、このレーザ光が光カプラ５１５により分岐され、光ファイバＦＢ１により光源ユニット７１０の外部へ射出される。

ＦＦＰ−ＴＦ５１２は特定波長の光のみ透過させるものであり、その特定波長の設定は制御手段５１３により制御される。このようにＦＦＰ−ＴＦ５１２および制御手段５１３は波長選択手段として機能し、これらにより、リング状の共振器内で発振するレーザ光の波長が選択可能となり、光源ユニット７１０は一定の周期で波長掃引することができる。

なお、光源ユニット７１０は、本実施形態に限るものではなく、前述の第１、第４〜第６の実施形態にも適用可能である。また、ＳＳ−ＯＣＴ計測で使用可能な光源ユニットは、図１や図７に示すものに限定されず、その他の構成の波長掃引光源ユニットを用いてもよい。

次に図９を参照して、本発明の第８の実施形態について説明する。この第８の実施形態は、無偏光化手段の構成のみ第７の実施形態と異なるため、以下ではこの点のみ説明して、他の部分の説明は省略する。

第８の実施形態で用いられる無偏光化手段８７０は、図９に示すように、略コイル状に形成した光ファイバＦＢ１の一部と、この光ファイバＦＢ１の略コイル状の外周の一部に応力を付与する応力付与手段である振動板８７１とを有する。振動板８７１は、光ファイバＦＢ１により形成される略コイルの中心軸方向とほぼ同方向に長軸方向を有し、その一端側の所定領域が光ファイバＦＢ１の略コイル状の外周に接触するように配設されている。不図示の制御手段により振動板８７１の他端側が駆動されて振動板８７１全体が振動し、これにより振動板８７１が光ファイバＦＢ１に応力を加える。この場合の振動板８７１を振動させる周波数、および振動させるのに好ましい周波数は第７の実施形態の駆動周波数と同様である。

以上、発明による光断層画像化装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない限りにおいて、種々変更することが可能である。

例えば、光断層画像化装置が備える無偏光化手段は、上記例に限定されず、種々のものが利用可能である。また、無偏光化手段として、１／２波長板を利用したものとアクチュエータを利用したもの等、構成の異なるものを複数組み合わせてもよく、あるいは同じ構成のものを複数組み合わせて用いてもよい。複数組み合わせる場合は、偏光状態を変化させる周波数は互いに異ならせるようにすることが好ましく、その場合には、断層画像の濃淡ムラをより低減することができる。

なお、上記説明では、第１の実施形態でＳＳ−ＯＣＴ装置を例示し、第１の実施形態の発明の特徴をＳＤ−ＯＣＴ装置、ＴＤ−ＯＣＴ装置に適用したものを第２、第３の実施形態として説明した。同様に、第４〜第８実施形態の特徴をＳＤ−ＯＣＴ装置、ＴＤ−ＯＣＴ装置に適用することも可能である。

また、上記例ではマイケルソン型干渉計を元にした構成の光断層画像化装置について説明したが、マッハツェンダー型干渉計やフィゾー型干渉計等、別の種類の干渉計を用いることもできる。

本発明の第１の実施形態による光断層画像化装置の概略構成図 本発明の第２の実施形態による光断層画像化装置の概略構成図 本発明の第３の実施形態による光断層画像化装置の概略構成図 本発明の第４の実施形態による光断層画像化装置の概略構成図 本発明の第５の実施形態による光断層画像化装置の概略構成図 本発明の第６の実施形態による光断層画像化装置の概略構成図 本発明の第７の実施形態による光断層画像化装置の概略構成図 図７の光断層画像化装置が備える無偏光化手段の構成を示す図 本発明の第８の実施形態にかかる無偏光化手段の構成を示す図

符号の説明

３ 光分割手段
４ 合波手段
１０、２１０、４１０、７１０ 光源ユニット
１２ 半導体レーザ媒質
１４ 回折光学素子
１６ ポリゴンミラー
２０ 光路長調整手段
３０ プローブ
４０、２４０ 干渉光検出手段
５０ 画像取得手段
６０ 表示装置
７０、６７０、７７０、８７０ 無偏光化手段
７１ １／２波長板
７２ａ、７２ｂ レンズ
７３ 駆動手段
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００ 光断層画像化装置
６７４ １／４波長板
７７１ アクチュエータ
８７１ 振動板
ＦＢ１、ＦＢ２、ＦＢ３、ＦＢ４、ＦＢ２１、ＦＢ３１、ＦＢ３２、ＦＢ３３ 光ファイバ
Ｌ 光
Ｌ１ 測定光
Ｌ２ 参照光
Ｌ３ 反射光
Ｌ４ 干渉光
ＯＣ 光学ロータリコネクタ
Ｓ 測定対象

Claims (6)

1. 光を射出する光源ユニットと、
   前記光源ユニットから射出された光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、
   前記測定光を測定対象に照射させて該測定対象を所定の走査周波数で走査させる走査手段と、
   前記測定光が前記測定対象を走査したときの該測定対象からの反射光と前記参照光とを合波する合波手段と、
   前記合波手段により合波された前記反射光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光検出手段と、
   前記干渉光検出手段により検出された前記干渉光の波長および強度に基づいて、前記測定対象の複数の深さ位置における前記反射光の強度を検出し、これらの各深さ位置における前記反射光の強度に基づいて前記測定対象の断層画像を取得する画像取得手段とを備えた光断層画像化装置において、
   前記光源ユニット内または前記光源ユニットから前記合波手段までの前記各光の光路の少なくとも１つに、時間的に平均したときに出力光が無偏光となるように入力光の偏光状態を前記走査周波数と同等もしくはそれ以上に高い周波数で変化させる無偏光化手段を設けたことを特徴とする光断層画像化装置。
2. 前記光源ユニットが、波長を所定の掃引周波数ｆ_λで掃引したレーザ光を射出するものであり、
   前記画像取得手段が、前記干渉光をスペクトル解析することにより前記測定対象の断層画像を取得するものであり、
   前記無偏光化手段が、前記掃引周波数ｆ_λと同等もしくはそれ以上に高い周波数で前記入力光の偏光状態を変化させるものであることを特徴とする請求項１記載の光断層画像化装置。
3. 前記無偏光化手段が、前記反射光の強度が検出される前記深さ位置の数Ｎと前記掃引周波数ｆ_λとの積Ｎ×ｆ_λと同等もしくはそれ以上に高い周波数で前記入力光の偏光状態を変化させるものであることを特徴とする請求項２記載の光断層画像化装置。
4. 前記光源ユニットが、低コヒーレント光を射出するものであり、
   前記画像取得手段が、前記干渉光をスペクトル解析することにより前記測定対象の断層画像を取得するものであることを特徴とする請求項１記載の光断層画像化装置。
5. 前記無偏光化手段が、前記入力光の光路に配置された波長板と、該波長板を前記入力光の光軸の周りに回転または振動させる駆動手段とを有するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の光断層画像化装置。
6. 前記無偏光化手段が、前記光源ユニットから前記合波手段までの前記各光の光路の少なくとも一部を構成する光ファイバと、前記光ファイバに応力を付与する応力付与手段とを有するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の光断層画像化装置。

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