[发明专利]光学层析装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用光的干涉来观察测量对象的光学层析装置(光学断层观察装置)。

背景技术

近年来，使用光的干涉来获取测量对象的表面结构和内部结构的图像的光学相干层析术(OCT：Optical Coherence Tomography)受到了关注。OCT对人体不具有侵袭性，所以在医疗领域和生物学领域的应用尤其受到期待，并且在眼科领域中，用来形成眼底和角膜等的图像的装置已进入实用化阶段。例如，OCT技术如专利文献1中所记载的那样，使来自光源的光分束为对测量对象照射的信号光和不对测量对象照射而是在参考光反射镜上反射的参考光这2束光，通过使从测量对象反射的信号光与参考光合束(合波)干涉而获得信号。

按测量位置在光轴方向上的扫描方法(以下称为z扫描)，OCT大致分为时域OCT和傅立叶域OCT。时域OCT中，作为光源使用低相干光源，在测量时通过使参考光反射镜扫描而进行z扫描。由此，仅信号光中包含的与参考光的光程一致的成分发生干涉，通过对得到的干涉信号进行包络检波而解调出期望的信号。另一方面，傅立叶域OCT还进一步分为波长扫描型OCT和谱域OCT。波长扫描型OCT使用能够进行出射光的波长扫描的波长扫描型光源，在测量时通过波长扫描而进行z扫描，通过对检测出的干涉光强度的波长依赖性(干涉谱)进行傅立叶变换而解调出期望的信号。而在谱域OCT中，光源使用宽谱光源(宽带光源)，对生成的干涉光用分光器分光来检测各波长成分的干涉光强度(干涉谱)，这样的处理就相当于进行z扫描。通过对得到的干涉谱进行傅立叶变换而解调出期望的信号。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：US2012/0300217号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在利用OCT测量生物体的情况下，一般而言，来自测量对象内部的反射光与来自测量对象表面的反射光(或者来自盖玻片或细胞的培养容器等测量对象保持部与测量对象间的界面上的反射光)相比非常小。例如考虑如图1所示对充满了培养液的培养容器内的细胞进行测量的情况。典型的培养容器(聚苯乙烯制)的折射率是1.59，细胞的折射率是1.37左右，根据这些值估算培养容器与细胞的界面上的反射率约为0.55％。而相对地，细胞与培养液的界面上的反射率在设培养液的折射率为1.33左右时为0.022％左右。并且，不同的细胞彼此之间的界面以及细胞内部的反射率应当比这样的值更小。因而，来自测量对象内部的反射光会被非常强的表面反射光所淹没，无法使测量对象的表面附近的内部结构清晰地可视化。

为了验证表面反射光的影响，考虑如图2所示的在反射率10％的表面的内侧按5μm间隔存在2个反射率1％的界面的测量对象。图3的实线是使用垂直分辨率为约3μm的OCT装置，沿着图2所示的z扫描轴获取图像化信号的情况下的信号波形。根据图示可知，第二界面位置的峰能够清晰地识别，而第一界面位置的峰由于与表面反射光成分干涉而几乎消失，难以识别第一界面的存在。

作为用于抑制上述表面反射的影响的技术，可以考虑从图像化信号中减去表面反射光成分的方法。

图4是从图3所示的图像化信号(实线)中减去表面反射信号成分(虚线)后的结果。根据图示可知，在不存在界面的位置(深度2μm)出现了峰，而第一界面的峰位置也从本来的深度5μm偏移至深度约6μm，无法得到正确反映测量对象结构的信号。这种单纯从图像化信号中减去表面反射信号成分的方法没有考虑光的干涉效应，所以不能够充分抑制表面反射光的影响，无法正确地拍摄测量对象的结构。

如上所述，在现有的OCT装置中，存在着由于测量对象的较强的表面反射光的影响而不能够使表面附近的结构清晰地可视化这一技术问题。

解决问题的技术手段