光学相干层析成像装置
阅读：808发布：2020-05-11
专利汇可以提供光学相干层析成像装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种光学相干 层析成像 装置，具有 光源 、测量光生成部、参照光生成部、干涉光生成部、干涉光检测部和根据干涉 信号 生成层析图像的运算部。干涉光检测部具有：第1检测器和第2检测器，其将干涉光转换为干涉信号；第1 信号处理 部，其对从第1检测器输出的干涉信号进行 采样 ；和第2信号处理部，其对从第2检测器输出的干涉信号进行采样。第1信号处理部和第2信号处理部分别按从外部输入该信号处理部的采样时间对所述干涉信号进行采样。在由测量光生成部生成的光中包括第1校正光和第2校正光。运算部使用基于第1校正光的第1校正信号和基于所述第2校正光的第2校正信号来校正第1信号处理部和第2信号处理部的采样时间的偏移。据此，能够高 精度 地对多个信号处理部的采样时间的偏移进行校正。，下面是光学相干层析成像装置专利的具体信息内容。
1.一种光学相干层析成像装置，其特征在于，
具有光源、测量光生成部、参照光生成部、干涉光生成部、干涉光检测部和运算部，其中，
所述测量光生成部用所述光源的光来生成测量光，并且将生成的所述测量光向被测物照射而生成来自所述被测物的反射光；
所述参照光生成部用所述光源的光来生成参照光；
所述干涉光生成部对由所述测量光生成部生成的来自所述被测物的所述反射光和由所述参照光生成部生成的所述参照光进行合波来生成干涉光；
所述干涉光检测部用由所述干涉光生成部生成的所述干涉光来检测干涉信号；
所述运算部用由所述干涉光检测部检测到的干涉信号来生成所述被测物的层析图像，所述干涉光检测部具有：第1检测器和第2检测器；第1信号处理部；和第2信号处理部，其中，
所述第1检测器和第2检测器将所述干涉光转换为干涉信号；
所述第1信号处理部对从所述第1检测器输出的所述干涉信号进行采样；
所述第2信号处理部对从所述第2检测器输出的所述干涉信号进行采样，
所述第1信号处理部和第2信号处理部分别按从外部输入到该信号处理部的时间对所述干涉信号进行采样，
所述运算部使用由所述第1信号处理部和第2信号处理部分别采样得到的所述干涉信号来生成所述层析图像，
在由所述测量光生成部生成的所述反射光中至少包含有第1校正光和第2校正光，其中：所述第1校正光具有第1光程；所述第2校正光具有与所述第1光程不同的第2光程，所述运算部使用由所述第1信号处理部和第2信号处理部分别采样得到的所述干涉信号中包含的基于所述第1校正光的第1校正信号和基于所述第2校正光的第2校正信号，来对所述第1信号处理部和第2信号处理部的采样时间的偏移进行校正。
2.根据权利要求1所述的光学相干层析成像装置，其特征在于，
所述测量光生成部具有分支机构和光程调整机构，其中，
所述分支机构对所述测量光的光路进行分支；
所述光程调整机构被配置在由所述分支机构分支出的一方的光路上，
所述测量光生成部用由所述分支机构分支出的另一方的光路上的光来生成向所述被测物照射的测量光，并且生成由所述光程调整机构调整了光程的所述第1校正光和所述第2校正光。
3.根据权利要求2所述的光学相干层析成像装置，其特征在于，
所述光程调整机构具有被配置在由所述分支机构分支出的一方的光路上且使所述测量光的一部分通过的光学元件，
所述测量光生成部用通过所述光学元件的光来生成所述第1校正光，且用没有通过所述光学元件的光生成所述第2校正光。
4.根据权利要求2所述的光学相干层析成像装置，其特征在于，
所述光程调整机构具有被配置在由所述分支机构分支出的一方的光路上且使所述测量光的一部分通过的光学元件，
所述测量光生成部用通过所述光学元件的次数为第一次数的光来生成所述第1校正光，且用通过所述光学元件的次数为第二次数的光来生成所述第2校正光，其中所述第二次数与所述第一次数不同。
光学相干层析成像装置
技术领域
[0001] 本说明书所公开的技术涉及一种光学相干层析成像装置(optical coherence tomographic device)，该光学相干层析成像装置具有对干涉信号(interference signals)进行采样的多个信号处理部。
背景技术
[0002] 开发出具有对干涉信号进行采样的多个信号处理部的光学相干层析成像装置。这种光学相干层析成像装置具有将干涉光转换为干涉信号的多个检测器，针对多个检测器中的各检测器设置有信号处理部。即，光学相干层析成像装置具有多个信号处理部。多个检测器分别根据干涉光来生成干涉信号。多个信号处理部中的各信号处理部对从多个检测器中的对应的1个检测器输出的干涉信号进行采样。多个信号处理部在基于从外部输入的触发信号的时间(timing)对干涉信号进行采样。然后，使用由多个信号处理部分别采样得到的干涉信号生成层析图像(tomographic image)。例如，在专利文献1中公开了具有多个信号处理部的光学相干层析成像装置一例。【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献】
发明内容
[0004] 在这种光学相干层析成像装置中，多个信号处理部在基于从外部输入的触发信号的时间(采样时间)分别对干涉信号进行采样。然后，多个信号处理部分别对干涉信号进行处理，根据这些处理结果生成层析图像。因此，当各信号处理部没有在正确的时间(采样时间)对干涉信号进行采样时，无法生成准确的层析图像。然而，根据光学系统或电气布线的尺寸误差等，有时各个信号处理部获取触发信号的时间发生偏移。在这样的情况下，存在由多个信号处理部采样得到的干涉信号不同步，因此，无法生成准确的层析图像的问题。本说明书公开了高精度地校正多个信号处理部的采样时间的偏移的技术。
[0005] 本说明书所公开的光学相干层析成像装置具有光源、测量光生成部(measurement light generator)、参照光生成部(reference light generator)、干涉光生成部(interference light generator)、干涉光检测部(interference light detector)和运算部，其中，所述测量光生成部用光源的光来生成测量光，并且将生成的测量光向被测物照射而生成来自被测物的反射光；所述参照光生成部用光源的光来生成参照光；所述干涉光生成部对由测量光生成部生成的来自被测物的反射光和由参照光生成部生成的参照光进行合波来生成干涉光；所述干涉光检测部用由干涉光生成部生成的干涉光来检测干涉信号；所述运算部用由干涉光检测部检测到的干涉信号来生成被测物的层析图像。干涉光检测部具有：第1检测器和第2检测器；第1信号处理部；和第2信号处理部，其中，所述第1检测器和第2检测器将干涉光转换为干涉信号；所述第1信号处理部对从第1检测器输出的干涉信号进行采样；所述第2信号处理部对从第2检测器输出的干涉信号进行采样。第1信号处理部和第2信号处理部分别按从外部输入到该信号处理部的时间(采样时间)对所述干涉信号进行采样。运算部使用由第1信号处理部和第2信号处理部分别采样得到的干涉信号来生成层析图像。在由测量光生成部生成的反射光中至少包含有第1校正光和第2校正光，其中：所述第1校正光具有第1光程；所述第2校正光具有与第1光程不同的第2光程。运算部使用由第1信号处理部和第2信号处理部分别采样得到的干涉信号中包含的基于第1校正光的第1校正信号和基于所述第2校正光的第2校正信号，来对第1信号处理部和第2信号处理部的采样时间的偏移进行校正。
[0006] 在上述的光学相干层析成像装置中，在测量光生成部中生成的被测物的反射光中包括第1校正光和光程与第1校正光不同的第2校正光。因此，由第1信号处理部和第2信号处理部分别采样得到的干涉信号均包括基于第1校正光的第1校正信号和基于第2校正光的第2校正信号。运算部通过使用这些校正信号，来校正由多个信号处理部分别采样得到的干涉信号的采样时间的偏移。因此，即使在第1信号处理部和第2信号处理部之间采样时间发生偏移的情况下，也能够使采样时间同步。据此，能够生成准确的层析图像。
附图说明
附图说明
[0007] 图1是表示实施例所涉及的光学相干层析成像装置的光学系统的概略结构的图。图2是图1的主要部分II的放大图。
图3是表示实施例所涉及的光学相干层析成像装置的控制系统的框图。
图4是表示采样触发/时钟发生器的结构的框图。
图5是表示校正多个信号处理部的采样时间的偏移的处理一例的流程图。
图6是表示检测第1信号处理部与第j信号处理部之间的采样的偏移量的处理一例的流程图。
图7是表示图6的步骤S38的处理的细节的流程图。
图8是表示图6的步骤S42的处理的细节的流程图。
图9是表示图6的步骤S44的处理的细节的流程图。
图10是表示校正多个信号处理部的采样时间的偏移时的、波长板的旋转角与相位延迟量的关系的图。
图11是表示校正多个信号处理部的采样时间的偏移时的、波长板的旋转角与测量到的波长板的角度的关系的图。
图3是表示实施例所涉及的光学相干层析成像装置的控制系统的框图。
图4是表示采样触发/时钟发生器的结构的框图。
图5是表示校正多个信号处理部的采样时间的偏移的处理一例的流程图。
图6是表示检测第1信号处理部与第j信号处理部之间的采样的偏移量的处理一例的流程图。
图7是表示图6的步骤S38的处理的细节的流程图。
图8是表示图6的步骤S42的处理的细节的流程图。
图9是表示图6的步骤S44的处理的细节的流程图。
图10是表示校正多个信号处理部的采样时间的偏移时的、波长板的旋转角与相位延迟量的关系的图。
图11是表示校正多个信号处理部的采样时间的偏移时的、波长板的旋转角与测量到的波长板的角度的关系的图。
具体实施方式
[0009] (特征1)在本说明书所公开的光学相干层析成像装置中，测量光生成部也可以具有分支机构和光程调整机构，其中，所述分支机构对测量光的光路进行分支；所述光程调整机构配置于由分支机构分支出的一方的光路上。也可以用由分支机构分支出的另一方的光路上的光来生成向被测物照射的测量光。也可以生成由光程调整机构调整了光程的第1校正光和第2校正光。根据这样的结构，通过分支机构分支出用于生成被测物的反射光的光路与用于生成第1校正光和第2校正光的光路。因此，在与用于生成被测物的反射光的光路不同的光路上生成第1校正光和第2校正光，由此能够适宜地生成第1校正光和第2校正光。
[0010] (特征2)在本说明书所公开的光学相干层析成像装置中，光程调整机构也可以具有配置在由分支机构分支出的一方的光路上，且使测量光的一部分通过的光学元件。测量光生成部也可以使用通过光学元件的光生成第1校正光，使用没有通过光学元件的光来生成第2校正光。根据这样的结构，通过设置使测量光的一部分通过的光学元件，能够不增加使光路分支的数量而在同一光路上生成光程不同的多束光。因此，能够不增加零部件数量而生成第1校正光和第2校正光。
[0011] (特征3)在本说明书所公开的光学相干层析成像装置中，测量光程调整机构也可以具有配置在由分支机构分支出的一方的光路上，且使测量光的一部分通过的光学元件。测量光生成部也可以使用通过光学元件的次数为第一次数的光来生成第1校正光，使用通过光学元件的次数为不同于第一次数的第二次数的光来生成第2校正光。根据这样的结构，能够在同一光路上生成光程不同的多束光，能够不增加零部件数量而生成第1校正光和第2校正光。
【实施例】
【实施例】
[0012] 以下，对实施例所涉及的光学相干层析成像装置进行说明。本实施例的光学相干层析成像装置是能够以使用波长扫描型的光源的波长扫描型傅立叶域方式(swept-source optical coherence tomography：SS-OCT)，捕捉被测物的偏振光特性的偏振光敏感型OCT(polarization-sensitive OCT：PS-OCT)的装置。另外，本说明书所公开的技术并不限定于偏振光敏感型OCT(polarization sensitive OCT)，还能够适用于通常的OCT、例如眼底OCT或前眼部OCT。另外，OCT的方式也并不限定于SS-OCT，还能够适用于使用傅立叶域方式的其他方式、例如谱域OCT(spectral-domain OCT：SD-OCT)，还能够适用于傅立叶域方式以外的方式(例如，时域方式等)。
[0013] 如图1所示，本实施例的光学相干层析成像装置具有：光源11；测量光生成部(21～32、401～404)，其用光源11的光来生成测量光；参照光生成部(41～46、51)，其用光源11的光来生成参照光；干涉光生成部60、70，其对由测量光生成部生成的来自被测物500的反射光和由参照光生成部生成的参照光进行合波来生成干涉光；和干涉光检测部80、90，其检测由干涉光生成部60、70生成的干涉光。
[0014] (光源)光源11是波长扫描型(wavelength sweeping type)的光源，其射出的光的波长(波数：
wavenumber)以规定的周期发生变化。由于向被测物500照射的光的波长发生变化(扫描：
sweeps)，因此，通过对由干涉光得到的信号进行傅里叶分析，能够获得从被测物500的深度方向上的各部位反射的光的强度分布，其中，所述干涉光是来自被测物500的反射光与参照光的干涉光。
wavenumber)以规定的周期发生变化。由于向被测物500照射的光的波长发生变化(扫描：
sweeps)，因此，通过对由干涉光得到的信号进行傅里叶分析，能够获得从被测物500的深度方向上的各部位反射的光的强度分布，其中，所述干涉光是来自被测物500的反射光与参照光的干涉光。
[0015] 另外，在光源11上连接有偏振光控制装置12和光纤耦合器13，在光纤耦合器13上连接有PMFC(保偏光纤耦合器)14和采样触发/时钟发生器(sampling trigger/clock generator)100。因此，从光源11输出的光经由偏振光控制装置12和光纤耦合器13而分别输入PMFC14和采样触发/时钟发生器100。采样触发/时钟发生器100使用光源11的光，生成后述的信号处理器83、93各自的采样触发和采样时钟。
[0016] (测量光生成部)测量光生成部(21～32、401～404)具有连接于PMFC14的PMFC21、从PMFC21分支出的2条测量光路S1、S2、连接2条测量光路S1、S2的偏振光合束器/分束器25、连接于偏振光合束器/分束器25的SMFC(单模光纤耦合器)26、从SMFC26分支出的2条测量光路S3、S4、连接于测量光路S3的透镜27、电流计镜(galvanometer mirrors)28、29和透镜30、连接于测量光路S4的透镜401、402、反射镜403和玻璃块404(参照图2)。在测量光路S1上配置有光程差生成部22和环形器(circulator)23。在测量光路S2上只配置有环形器24。因此，测量光路S1与测量光路S2的光程差ΔL由光程差生成部22来生成。光程差ΔL也可以设定得比被测物500的深度方向的测量范围长。据此，能够防止光程差不同的干涉光叠加。光程差生成部22中例如可以使用光纤，也可以使用反射镜或棱镜等光学系统。在本实施例中，光程差生成部22使用1m的PM光纤。另外，测量光生成部还具有PMFC31、32。PMFC31连接于环形器23。PMFC32连接于环形器24。
[0017] 向上述的测量光生成部(21～32、401～404)输入由PMFC14分支出的一方的光(即，测量光)。PMFC21将从PMFC14输入的测量光分割为第1测量光和第2测量光。由PMFC21分割出的第1测量光被导入测量光路S1，第2测量光被导入测量光路S2。被导入测量光路S1的第1测量光通过光程差生成部22和环形器23而被输入偏振光合束器/分束器25。被导入测量光路S2的第2测量光通过环形器24而被输入偏振光合束器/分束器25。PM光纤304以相对于PM光纤302在圆周方向上旋转90度的状态连接于偏振光合束器/分束器25。据此，被输入偏振光合束器/分束器25的第2测量光成为具有与第1测量光正交的偏振光分量的光。在测量光路S1上设置有光程差生成部22，因此，第1测量光相对于第2测量光延迟光程差生成部22的距离(即，产生光程差ΔL)。偏振光合束器/分束器25使被输入的第1测量光和第2测量光叠加。
[0018] 从偏振光合束器/分束器25输出的光(第1测量光与第2测量光叠加而成的光)被输入SMFC26，SMFC26将被输入的光分割为第3测量光和第4测量光。由SMFC26分割出的第3测量光被导入测量光路S3，第4测量光被导入测量光路S4。被导入测量光路S3的第3测量光通过透镜27、电流计镜28、29和透镜30而向被测物500照射。向被测物500照射的光由电流计镜28、29沿x-y方向进行扫描。照射到被测物500的光在被测物500的表面或内部发生反射。来自被测物500的反射光与射入路径相反，通过透镜30、电流计镜29、28和透镜27而被输入SMFC26，且被输入偏振光合束器/分束器25。
[0019] 如图2所示，被导入测量光路S4的第4测量光向透镜401照射。在透镜401、402之间配置有玻璃块404。玻璃块404以使从透镜401照射的第4测量光的一部分通过的方式来配置。例如，在图2中，玻璃块404以从透镜401照射的第4测量光中、下方的大致一半的光通过并且上方的大致一半的光不通过的方式来配置。据此，从透镜401照射的第4测量光的一部分(在图2中在下方通过的光)通过玻璃块404，经由透镜402而被向反射镜403照射。另一方面，从透镜401照射的第4测量光的其他部分(在图2中在上方通过的光)不通过玻璃块404而经由透镜402被向反射镜403照射。来自反射镜403的反射光通过透镜402，其一部分通过玻璃块404而被向透镜401照射，其他部分不通过玻璃块404而被向透镜401照射。然后，通过透镜401而被输入SMFC26。因此，向SMFC26输入通过玻璃块404的光和没有通过玻璃块404的光。另外，通过玻璃块404的光可以是通过玻璃块404一次的光(即，在透镜401、402之间往复时只有往路和复路中的任一方通过玻璃块404的光)，也可以是通过玻璃块404两次的光(即，在透镜401、402之间往复时在往路和复路双方中都通过玻璃块404的光)，也可以是二者。反射镜403和玻璃块404以在测量范围的奈奎斯特频率附近测量通过测量光路S4的测量光的方式来配置。被输入SMFC26的光被向偏振光合束器/分束器25输入。
[0020] 被输入偏振光合束器/分束器25的被测物500的反射光和反射镜403的反射光由偏振光合束器/分束器25分割为相互正交的2个偏振光分量。在此，为了便于说明，将这2个偏振光分量称为水平偏振光反射光(水平偏振光分量)和垂直偏振光反射光(垂直偏振光分量)。然后，水平偏振光反射光被导入测量光路S1，垂直偏振光反射光被导入测量光路S2。水平偏振光反射光由环形器23改变光路，且被输入PMFC31。PMFC31对被输入的水平偏振光反射光进行分支，且将其分别输入PMFC61、71。因此，在被输入PMFC61、71的水平偏振光反射光中包括基于第1测量光的反射光分量和基于第2测量光的反射光分量。垂直偏振光反射光由环形器24改变光路，且被输入PMFC32。PMFC32对被输入的垂直偏振光反射光进行分支，且被输入PMFC62、72。因此，在被输入PMFC62、72的垂直偏振光反射光中包括基于第1测量光的反射光分量和基于第2测量光的反射光分量。
[0021] (参照光生成部)参照光生成部(41～46、51)具有连接于PMFC14的环形器41、连接于环形器41的参照延迟线(42、43)、连接于环形器41的PMFC44、从PMFC44分支出的2条参照光路R1、R2、连接于参照光路R1的PMFC46和连接于参照光路R2的PMFC51。在参照光路R1上配置有光程差生成部
45。在参照光路R2上没有设置光程差生成部。因此，参照光路R1与参照光路R2的光程差ΔL’由光程差生成部45来生成。光程差生成部45例如使用光纤。光程差生成部45的光程ΔL’也可以与光程差生成部22的光程ΔL相同。通过使光程差ΔL和ΔL’相同，后述的多束干涉光相对于被测物500的深度位置相同。即，不需要对获取的多个层析图像进行位置对准。
45。在参照光路R2上没有设置光程差生成部。因此，参照光路R1与参照光路R2的光程差ΔL’由光程差生成部45来生成。光程差生成部45例如使用光纤。光程差生成部45的光程ΔL’也可以与光程差生成部22的光程ΔL相同。通过使光程差ΔL和ΔL’相同，后述的多束干涉光相对于被测物500的深度位置相同。即，不需要对获取的多个层析图像进行位置对准。
[0022] 向上述的参照光生成部(41～46、51)输入由PMFC14分支出的另一方的光(即，参照光)。从PMFC14输入的参照光通过环形器41而被输入参照延迟线(42、43)。参照延迟线(42、43)由准直镜42和参照反射镜43构成。被输入参照延迟线(42、43)的参照光经由准直镜42而向参照反射镜43照射。由参照反射镜43反射的参照光经由准直镜42而被输入环形器41。在此，参照反射镜43能够向靠近或远离准直镜42的方向进行移动。在本实施例中，在开始测量之前，以来自被测物500的信号处于OCT的深度方向的测量范围内的方式来调整参照反射镜
43的位置。
43的位置。
[0023] 由参照反射镜43反射的参照光由环形器41来改变光路，且被输入PMFC44。PMFC44将被输入的参照光分支为第1参照光和第2参照光。第1参照光被导入参照光路R1，第2参照光被导入参照光路R2。第1参照光通过光程差生成部45而被输入PMFC46。输入PMFC46的参照光被分支为第1分支参照光和第2分支参照光。第1分支参照光通过准直镜47、透镜48而被输入PMFC61。第2分支参照光通过准直镜49、透镜50而被输入PMFC62。第2参照光被输入PMFC51，且被分割为第3分支参照光和第4分支参照光。第3分支参照光通过准直镜52、透镜53而被输入PMFC71。第4分支参照光通过准直镜54、透镜55而被输入PMFC72。
[0024] (干涉光生成部)干涉光生成部60、70具有第1干涉光生成部60和第2干涉光生成部70。第1干涉光生成部
60具有PMFC61、62。如上所述，由测量光生成部向PMFC61输入水平偏振光反射光，由参照光生成部向PMFC61输入第1分支参照光(具有光程差ΔL’的光)。在此，在水平偏振光反射光中包括基于第1测量光的反射光分量(具有光程差ΔL的光)和基于第2测量光的反射光分量(不具有光程差ΔL的光)。因此，在PMFC61中，对水平偏振光反射光中的基于第1测量光的反射光分量(具有光程差ΔL的光)和第1分支参照光进行合波来生成第1干涉光(水平偏振光分量)。
60具有PMFC61、62。如上所述，由测量光生成部向PMFC61输入水平偏振光反射光，由参照光生成部向PMFC61输入第1分支参照光(具有光程差ΔL’的光)。在此，在水平偏振光反射光中包括基于第1测量光的反射光分量(具有光程差ΔL的光)和基于第2测量光的反射光分量(不具有光程差ΔL的光)。因此，在PMFC61中，对水平偏振光反射光中的基于第1测量光的反射光分量(具有光程差ΔL的光)和第1分支参照光进行合波来生成第1干涉光(水平偏振光分量)。
[0025] 另外，由测量光生成部向PMFC62输入垂直偏振光反射光，由参照光生成部向PMFC62输入第2分支参照光(具有光程差ΔL’的光)。在此，在垂直偏振光反射光中包括基于第1测量光的反射光分量(具有光程差ΔL的光)和基于第2测量光的反射光分量(不具有光程差ΔL的光)。因此，在PMFC62中，对垂直偏振光反射光中的基于第1测量光的反射光分量(具有光程差ΔL的光)和第2分支参照光进行合波来生成第2干涉光(垂直偏振光分量)。
[0026] 第2干涉光生成部70具有PMFC71、72。如上所述，由测量光生成部向PMFC71输入水平偏振光反射光，由参照光生成部向PMFC71输入第3分支参照光(不具有光程差ΔL’的光)。因此，在PMFC71中，对水平偏振光反射光中的基于第2测量光的反射光分量(不具有光程差ΔL的光)和第3分支参照光进行合波来生成第3干涉光(水平偏振光分量)。
[0027] 另外，由测量光生成部向PMFC72输入垂直偏振光反射光，由参照光生成部向PMFC72输入第4分支参照光(不具有光程差ΔL’的光)。因此，在PMFC72中，对垂直偏振光反射光中的基于第2测量光的反射光分量(不具有光程差ΔL的光)和第4分支参照光进行合波来生成第4干涉光(垂直偏振光分量)。第1干涉光和第2干涉光与经由测量光路S1的测量光对应，第3干涉光和第4干涉光与经由测量光路S2的测量光对应。
[0028] (干涉光检测部)干涉光检测部80、90具有：第1干涉光检测部80，其检测由第1干涉光生成部60生成的干涉光(第1干涉光和第2干涉光)；和第2干涉光检测部90，其检测由第2干涉光生成部70生成的干涉光(第3干涉光和第4干涉光)。
[0029] 第1干涉光检测部80具有平衡型光检测器81、82(以下还简称为“检测器81、82”)和连接于检测器81、82的信号处理器83。在检测器81上连接有PMFC61，在检测器81的输出端子上连接有信号处理器83。PMFC61将第1干涉光分支为相位相差180度的2束干涉光且将其输入检测器81。检测器81对从PMFC61输入的相位相差180度的2束干涉光实施差分放大和噪音降低处理，将其转换为电气信号(第1干涉信号)，且将第1干涉信号输出给信号处理器83。即，第1干涉信号是基于水平偏振光测量光的来自被测物500和反射镜403的水平偏振光反射光和参照光的干涉信号HH。同样，在检测器82上连接有PMFC62，在检测器82的输出端子连接有信号处理器83。PMFC62将第2干涉光分支为相位相差180度的2束干涉光，且将其输入检测器82。检测器82对相位相差180度的2束干涉光实施差分放大和噪音降低处理，将其转换为电气信号(第2干涉信号)，且将第2干涉信号输出给信号处理器83。即，第2干涉信号是基于水平偏振光测量光的来自被测物500和反射镜403的垂直偏振光反射光和参照光的干涉信号HV。
[0030] 信号处理器83具有被输入第1干涉信号的第1信号处理部84和被输入第2干涉信号的第2信号处理部85。第1信号处理部84根据从采样触发/时钟发生器100输入信号处理器83的采样触发和采样时钟来对第1干涉信号进行采样。另外，第2信号处理部85根据从采样触发/时钟发生器100输入信号处理器83的采样触发和采样时钟来对第2干涉信号进行采样。由第1信号处理部84和第2信号处理部85采样得到的第1干涉信号和第2干涉信号被输入后述的运算部202。信号处理器83能够使用公知的数据收集装置(所谓的DAQ)。
[0031] 第2干涉光检测部90与第1干涉光检测部80同样，具有平衡型光检测器91、92(以下还简称为“检测器91、92”)和连接于检测器91、92的信号处理器93。在检测器91上连接有PMFC71，在检测器91的输出端子上连接有信号处理器93。PMFC71将第3干涉光分支为相位相差180度的2束干涉光，且将其输入检测器91。检测器91对相位相差180度的2束干涉光实施差分放大和噪音降低处理，且将其转换为电气信号(第3干涉信号)，并将第3干涉信号输出给信号处理器93。即，第3干涉信号是基于垂直偏振光测量光的来自被测物500和反射镜403的水平偏振光反射光和参照光的干涉信号VH。同样，在检测器92上连接有PMFC72，在检测器92的输出端子上连接有信号处理器93。PMFC72将第4干涉光分支为相位相差180度的2束干涉光，且将其输入检测器92。检测器92对相位相差180度的2束干涉光实施差分放大和噪音降低处理，且将其转换为电气信号(第4干涉信号)，并将第4干涉信号输出给信号处理器93。
即，第4干涉信号是基于垂直偏振光测量光的来自被测物500和反射镜403的垂直偏振光反射光和参照光的干涉信号VV。
即，第4干涉信号是基于垂直偏振光测量光的来自被测物500和反射镜403的垂直偏振光反射光和参照光的干涉信号VV。
[0032] 信号处理器93具备被输入第3干涉信号的第3信号处理部94和被输入第4干涉信号的第4信号处理部95。第3信号处理部94根据从采样触发/时钟发生器100输入信号处理器93的采样触发和采样时钟来对第3干涉信号进行采样。另外，第4信号处理部95根据从采样触发/时钟发生器100输入信号处理器93的采样触发和采样时钟来对第4干涉信号进行采样。由第3信号处理部94和第4信号处理部95采样得到的第3干涉信号和第4干涉信号被输入后述的运算部202。信号处理器93也能够使用公知的数据收集装置(所谓的DAQ)。根据这样的结构，能够获取到表示被测物500的4个偏振光特性的干涉信号。另外，在本实施例中，使用具有2个信号处理部的信号处理器83、93，但并不限定于这样的结构。例如，可以使用具有4个信号处理部的1个信号处理器，也可以使用4个具有1个信号处理部的信号处理器。
[0033] 接着，说明本实施例所涉及的光学相干层析成像装置的控制系统的结构。如图3所示，光学相干层析成像装置由运算装置200进行控制。运算装置200由运算部202、第1干涉光检测部80和第2干涉光检测部90构成。第1干涉光检测部80、第2干涉光检测部90和运算部202连接于测量部10。运算部202向测量部10输出控制信号，驱动电流计镜28、29，据此对向被测物500射入测量光的射入位置进行扫描。第1干涉光检测部80以采样触发1为触发，根据从测量部10输入的采样时钟1，针对从测量部10输入的干涉信号(干涉信号HH和干涉信号HV)获取第1采样数据，且将第1采样数据输出给运算部202。运算部202对第1采样数据进行傅里叶变换处理等运算处理，生成HH层析图像和HV层析图像。第2干涉光检测部90以采样触发2为触发，根据从测量部10输入的采样时钟2，针对从测量部10输入的干涉信号(干涉信号VH和干涉信号VV)来获取第2采样数据，且将第2采样数据输出给运算部202。运算部202对第
2采样数据进行傅里叶变换处理等运算处理，生成VH层析图像和VV层析图像。在此，HH层析图像、VH层析图像、HV层析图像和VV层析图像是同一位置的层析图像。因此，运算部202能够生成被测物500的表示琼斯矩阵的4个偏振光特性(HH、HV、VH、VV)的层析图像。
2采样数据进行傅里叶变换处理等运算处理，生成VH层析图像和VV层析图像。在此，HH层析图像、VH层析图像、HV层析图像和VV层析图像是同一位置的层析图像。因此，运算部202能够生成被测物500的表示琼斯矩阵的4个偏振光特性(HH、HV、VH、VV)的层析图像。
[0034] 如图4所示，采样触发/时钟发生器100具有光纤耦合器102、采样触发发生器(140～152)和采样时钟发生器(160～174)。来自光源11的光经由光纤耦合器13和光纤耦合器102被分别输入采样触发发生器140和采样时钟发生器160。
[0035] (采样触发发生器)采样触发发生器140例如也可以使用FBG(Fiber Bragg Grating)144来生成采样触发。
如图4所示，FBG144只反射从光源11射入的光中的特定波长的光，生成采样触发。生成的采样触发被输入分配器150。分配器150将采样触发分配为采样触发1和采样触发2。采样触发1经由信号延迟电路152被输入运算部202。采样触发2被直接输入运算部202。采样触发1成为从第1干涉光检测部80输入运算部202的干涉信号(第1干涉信号和第2干涉信号)的触发信号。采样触发2成为从第2干涉光检测部90输入运算部202的干涉信号(第3干涉信号和第4干涉信号)的触发信号。信号延迟电路152被设计为，采样触发1相对于采样触发2，时间延迟与光程差生成部22的光程差ΔL相应的量。据此，能够使开始对从第1干涉光检测部80输入的干涉信号进行采样的频率和开始对从第2干涉光检测部90输入的干涉信号进行采样的频率相同。在此，也可以只生成采样触发1。由于光程差ΔL是已知的，因此，在对从第2干涉光检测部90输入的干涉信号进行采样时，将时间从采样触发1开始延迟与光程差ΔL相应的量而开始采样即可。
如图4所示，FBG144只反射从光源11射入的光中的特定波长的光，生成采样触发。生成的采样触发被输入分配器150。分配器150将采样触发分配为采样触发1和采样触发2。采样触发1经由信号延迟电路152被输入运算部202。采样触发2被直接输入运算部202。采样触发1成为从第1干涉光检测部80输入运算部202的干涉信号(第1干涉信号和第2干涉信号)的触发信号。采样触发2成为从第2干涉光检测部90输入运算部202的干涉信号(第3干涉信号和第4干涉信号)的触发信号。信号延迟电路152被设计为，采样触发1相对于采样触发2，时间延迟与光程差生成部22的光程差ΔL相应的量。据此，能够使开始对从第1干涉光检测部80输入的干涉信号进行采样的频率和开始对从第2干涉光检测部90输入的干涉信号进行采样的频率相同。在此，也可以只生成采样触发1。由于光程差ΔL是已知的，因此，在对从第2干涉光检测部90输入的干涉信号进行采样时，将时间从采样触发1开始延迟与光程差ΔL相应的量而开始采样即可。
[0036] (采样时钟发生器)采样时钟发生器例如也可以由马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer)来构成。如图4所示，采样时钟发生器使用马赫-曾德尔干涉仪来生成等频率的采样时钟。由马赫-曾德尔干涉仪生成的采样时钟被输入分配器172。分配器172将采样时钟分配为采样时钟1和采样时钟2。采样时钟1通过信号延迟电路174被输入第1干涉光检测部80。采样时钟
2被直接输入第2干涉光检测部90。信号延迟电路174被设计为，时间延迟与光程差生成部22的光程差ΔL相应的量。据此，即使对延迟了与光程差生成部22相应的量的干涉光，也能够在相同的时间进行采样。据此，能够防止所获取的多个层析图像的位置偏移。在本实施例中，为了生成采样时钟而使用马赫-曾德尔干涉仪。然而，为了生成采样时钟也可以使用迈克耳孙干涉仪，也可以使用电路。另外，也可以使用具有采样时钟发生器的光源来生成采样时钟。
2被直接输入第2干涉光检测部90。信号延迟电路174被设计为，时间延迟与光程差生成部22的光程差ΔL相应的量。据此，即使对延迟了与光程差生成部22相应的量的干涉光，也能够在相同的时间进行采样。据此，能够防止所获取的多个层析图像的位置偏移。在本实施例中，为了生成采样时钟而使用马赫-曾德尔干涉仪。然而，为了生成采样时钟也可以使用迈克耳孙干涉仪，也可以使用电路。另外，也可以使用具有采样时钟发生器的光源来生成采样时钟。
[0037] 接着，对校正在4个信号处理部84、85、94、95之间产生的采样时间的偏移的处理进行说明。如上所述，以4个信号处理部84、85、94、95同步地开始采样的方式向干涉光检测部80、90输入触发信号。然而，由于采样触发/时钟发生器100的误差等，触发信号到达4个信号处理部84、85、94、95中的各信号处理部的时间(采样时间)有时发生偏移。另外，由于分别由单独的干涉仪来生成输入干涉光检测部80、90的4束干涉光，因此，各个干涉仪的光程产生制造上的误差。因此，4个信号处理部84、85、94、95的采样时间产生偏移。为了校正这样的采样时间的偏移，运算部202执行以下的处理。
[0038] 如图5所示，首先，作为前处理，运算部202校正由于被输入干涉光检测部80、90的光的波长色散量的差异而产生的偏移(S12)。如上所述，通过单独并列配置的干涉仪来生成被输入各检测器81、82、91、92的干涉光，因此，各干涉仪的光程(例如，光纤长)分别不同。据此，被输入各检测器81、82、91、92的干涉光的波长色散量产生差异。使用由反射镜403反射的光(以下，还称为校正光)来校正该差异。
[0039] 步骤S12按以下步骤来进行。另外，下面，将第1信号处理部84、第2信号处理部85、第3信号处理部94和第4信号处理部95作为第j信号处理部(j＝1～4)，设由各信号处理部84、85、94、95采样得到的干涉信号沿深度方向有1～nall个。
[0040] 首先，运算部202通过窗函数从由第j信号处理部采样得到的干涉信号中提取作为校正光的干涉信号中的一个的第n个干涉信号。由以下的数学公式1来表示通过对提取出的干涉信号进行傅里叶反变换而得到的校正光的复数光谱信号。另外，k表示波数。【数学公式1】
Ej_mirror(k,n)
此时，使用以下的数学公式2来计算校正光的复数光谱信号，据此，能够从校正光的复数光谱信号中有效地减小噪音。另外，i是虚数单位。
【数学公式2】
由以下的数学公式3来表示上述的数学公式2的相位分量。
【数学公式3】
arg(E′j_mirror(k))
运算部202对由数学公式3表示的相位分量进行相位展开，进行多项式拟合。多项式拟合的次数可以是任意的次数，例如可以使其为2次。据此，从复数光谱信号中有效地减小相位噪音。在此，由以下的数学公式4来表示通过该拟合而得到的相位。
【数学公式4】
θj(k)
此时，如以下那样对由第j信号处理部采样得到的第n个复数光谱信号进行校正。
【数学公式5】
并且，通过对数学公式5进行傅里叶变换，来计算第n个复数的A扫描信号(以下的数学公式6)。另外，A扫描表示深度方向的信号强度的分布，z表示深度方向的位置。
【数学公式6】
Ej_mirror(k,n)
此时，使用以下的数学公式2来计算校正光的复数光谱信号，据此，能够从校正光的复数光谱信号中有效地减小噪音。另外，i是虚数单位。
【数学公式2】
由以下的数学公式3来表示上述的数学公式2的相位分量。
【数学公式3】
arg(E′j_mirror(k))
运算部202对由数学公式3表示的相位分量进行相位展开，进行多项式拟合。多项式拟合的次数可以是任意的次数，例如可以使其为2次。据此，从复数光谱信号中有效地减小相位噪音。在此，由以下的数学公式4来表示通过该拟合而得到的相位。
【数学公式4】
θj(k)
此时，如以下那样对由第j信号处理部采样得到的第n个复数光谱信号进行校正。
【数学公式5】
并且，通过对数学公式5进行傅里叶变换，来计算第n个复数的A扫描信号(以下的数学公式6)。另外，A扫描表示深度方向的信号强度的分布，z表示深度方向的位置。
【数学公式6】
[0041] 接着，运算部202检测光谱数据的整数漂移的绝对值(S14)。各信号处理部84、85、94、95中的采样的时间由触发信号来确定。即，各信号处理部84、85、94、95根据被输入干涉光检测部80、90的触发信号来开始采样。如上所述，有时向各信号处理器83、93输入触发信号的时间发生偏移。另外，有时在1个信号处理器所具有的多个信号处理部(例如，信号处理器83所具有的信号处理部84、85和/或信号处理器93所具有的信号处理部94、95)之间，触发信号到达的时间发生偏移。在这样的情况下发生的偏移只是稍微的偏移，具体而言，采样时间偏移1个像素。使用校正光来校正这样的偏移(以下，还称为光谱数据的整数漂移)。
[0042] 步骤S14按以下的步骤来进行。首先，如以下的数学公式7那样定义第n个A扫描信号来作为用于步骤S14中的计算的暂时性的变量。【数学公式7】
ε′j(z,n)＝E′j(z,n)
另外，测量到的光谱数据漂移采样的整数倍的量，因此由以下的数学公式8来表示发生的相移，由以下的数学公式9来表示由于干涉仪的摆动而造成的相对相位波动。
【数学公式8】
ηj(z,Δn,n+1)
【数学公式9】
于是，第n个A扫描信号与第n+1个A扫描信号之间的信号相位差由以下的数学公式10来表示。
【数学公式10】
在此，在A扫描信号中包含有光谱数据的整数漂移以外的偏移，例如，在由各信号处理部84、85、94、95采样的数据中发生不同的相移。第n个A扫描信号和第n+1个A扫描信号的检测时间差小，因此，相移的影响也小。因此，在第n个A扫描信号与第n+1个A扫描信号之间有信号相位差的情况下，认为该相位差不是由于相移等的影响而产生，而是由于光谱数据的整数漂移的影响而产生的。因此，通过使用数学公式10能够判定是否发生光谱数据的整数漂移。
ε′j(z,n)＝E′j(z,n)
另外，测量到的光谱数据漂移采样的整数倍的量，因此由以下的数学公式8来表示发生的相移，由以下的数学公式9来表示由于干涉仪的摆动而造成的相对相位波动。
【数学公式8】
ηj(z,Δn,n+1)
【数学公式9】
于是，第n个A扫描信号与第n+1个A扫描信号之间的信号相位差由以下的数学公式10来表示。
【数学公式10】
在此，在A扫描信号中包含有光谱数据的整数漂移以外的偏移，例如，在由各信号处理部84、85、94、95采样的数据中发生不同的相移。第n个A扫描信号和第n+1个A扫描信号的检测时间差小，因此，相移的影响也小。因此，在第n个A扫描信号与第n+1个A扫描信号之间有信号相位差的情况下，认为该相位差不是由于相移等的影响而产生，而是由于光谱数据的整数漂移的影响而产生的。因此，通过使用数学公式10能够判定是否发生光谱数据的整数漂移。
[0043] 在此，设校正光的深度方向的位置为zm1，设相当于奈奎斯特频率的深度方向的位置为zmax。在测量出的A扫描信号的光谱数据偏移+1个像素或者-1个像素的情况下，运算部202能够使用傅里叶变换的漂移规则通过以下的数学公式11来计算在A扫描信号的位置zm1的相移量。
【数学公式11】
因此，通过监视上述的数学公式11，能够判别A扫描信号的光谱数据是否偏移1个像素。
【数学公式11】
因此，通过监视上述的数学公式11，能够判别A扫描信号的光谱数据是否偏移1个像素。
[0044] 接着，由以下的数学公式12来表示在测量出的第n个A扫描信号与第n+1个A扫描信号之间的位置zm1的相移量。【数学公式12】
ηj(zm1,Δn,n+1)
运算部202按照数学公式12所示的相移量的值，如以下的数学公式13那样来置换第n+1个A扫描信号。
【数学公式13】
运算部202使用上述的数学公式13，同样地计算第n+1个A扫描信号和第n+2个A扫描信号。这样，当从n＝1开始来重复上述计算时，能够以校正了原始光谱相对于第1个A扫描信号的整数倍的偏移的状态来表示所有的A扫描信号。
ηj(zm1,Δn,n+1)
运算部202按照数学公式12所示的相移量的值，如以下的数学公式13那样来置换第n+1个A扫描信号。
【数学公式13】
运算部202使用上述的数学公式13，同样地计算第n+1个A扫描信号和第n+2个A扫描信号。这样，当从n＝1开始来重复上述计算时，能够以校正了原始光谱相对于第1个A扫描信号的整数倍的偏移的状态来表示所有的A扫描信号。
[0045] 当如上述那样进行计算时，在采样时间发生偏移的情况下，能够在原理上判别该偏移是+1个像素还是-1个像素。然而，由于校正光的深度方向的位置zm1在奈奎斯特频率的深度方向的位置zmax附近，因此，当由于噪音的影响，在上述数学公式8所示的相移量发生混叠时，有时无法判别符号。因此，在步骤S14中不对符号进行判别，而检测偏移量的绝对值，判别以+1和-1中的任一种发生1个像素的量的偏移，还是偏移量为0。因此，如以下的数学公式14所示的那样来确定第n个A扫描信号相对于第1个A扫描信号的相对的采样偏移量的绝对值。【数学公式14】
即，运算部202将由上述的数学公式11所示的A扫描信号的位置zm1的相移量的1/2作为阈值，在上述的数学公式12所示的测量到的第n个A扫描信号与第n+1个A扫描信号之间的位置zm1的相移量在该阈值以上的情况下，确定光谱数据的整数漂移的绝对值为1，在该相移量比该阈值小的情况下，确定光谱数据的整数漂移的绝对值为0。
即，运算部202将由上述的数学公式11所示的A扫描信号的位置zm1的相移量的1/2作为阈值，在上述的数学公式12所示的测量到的第n个A扫描信号与第n+1个A扫描信号之间的位置zm1的相移量在该阈值以上的情况下，确定光谱数据的整数漂移的绝对值为1，在该相移量比该阈值小的情况下，确定光谱数据的整数漂移的绝对值为0。
[0046] 接着，运算部202检测由步骤S14检测到的采样的偏移量的绝对值的符号(S16)。由上述的数学公式14确定的偏移量的绝对值是各信号处理部84、85、94、95中的第1个A扫描信号与第n个A扫描信号的相对关系，在4个信号处理部84、85、94、95之间是否发生偏移不明。为了求出在4个信号处理部84、85、94、95之间是否发生偏移，使用在深度方向的不同位置测量到的2个校正光的信号。
[0047] 步骤S16按以下的步骤来进行。首先，设2束校正光的深度方向的位置为zm1、zm2。其中，假定zmax＞zm1＞zm2＞0。2束校正光是分支到测量光路S4的光中的、没有通过玻璃块404的光和通过玻璃块404的光。另外，如上所述，2束校正光也可以是通过玻璃块404一次的光和通过玻璃块404两次的光。由以下的数学公式15、数学公式16来表示2个校正光的信号。【数学公式15】
【数学公式16】
在此，由以下的数学公式17来表示上述的数学公式15的一部分，由以下的数学公式18来表示数学公式16的一部分。
【数学公式17】
【数学公式18】
在步骤S16中，为了计算第1信号处理部与第j信号处理部之间的采样的偏移量，即使以第1信号处理部的2个校正光的信号的相位均成为0的方式来定义数学公式17和数学公式
18，也不会损失一般性。因此，如以下的数学公式19那样来定义。
【数学公式19】
arg(E″1(zm1,n))＝arg(E″1(zm2,n))＝0
运算部202计算2束校正光的位置zm1、zm2之间的相对值，并且，如以下的数学公式20那样来计算这2个校正光的各信号处理部84、85、94、95之间的相对值。
【数学公式20】
并且，运算部202按照在步骤S14中使用数学公式14确定的采样的偏移量的绝对值，计算由数学公式20计算出的相对值的平均值。由以下的数学公式21来表示确定采样的偏移量的绝对值为0的情况下的相对值的平均值，由以下的数学公式22来表示确定采样的偏移量的绝对值为1的情况下的相对值的平均值。
【数学公式21】
【数学公式22】
通过使用上述的数学公式21、数学公式22的参数，能够判别第1信号处理部与第j信号处理部之间的采样的偏移量是1个像素、-1个像素和0个像素中的哪一个。
【数学公式16】
在此，由以下的数学公式17来表示上述的数学公式15的一部分，由以下的数学公式18来表示数学公式16的一部分。
【数学公式17】
【数学公式18】
在步骤S16中，为了计算第1信号处理部与第j信号处理部之间的采样的偏移量，即使以第1信号处理部的2个校正光的信号的相位均成为0的方式来定义数学公式17和数学公式
18，也不会损失一般性。因此，如以下的数学公式19那样来定义。
【数学公式19】
arg(E″1(zm1,n))＝arg(E″1(zm2,n))＝0
运算部202计算2束校正光的位置zm1、zm2之间的相对值，并且，如以下的数学公式20那样来计算这2个校正光的各信号处理部84、85、94、95之间的相对值。
【数学公式20】
并且，运算部202按照在步骤S14中使用数学公式14确定的采样的偏移量的绝对值，计算由数学公式20计算出的相对值的平均值。由以下的数学公式21来表示确定采样的偏移量的绝对值为0的情况下的相对值的平均值，由以下的数学公式22来表示确定采样的偏移量的绝对值为1的情况下的相对值的平均值。
【数学公式21】
【数学公式22】
通过使用上述的数学公式21、数学公式22的参数，能够判别第1信号处理部与第j信号处理部之间的采样的偏移量是1个像素、-1个像素和0个像素中的哪一个。
[0048] 参照图6～图9对检测第1信号处理部与第j信号处理部之间的采样的偏移量的处理进一步进行说明。在此，由以下的数学公式23来表示由第j信号处理部采样得到的第n个A扫描信号中的采样的偏移量。【数学公式23】
χj(n)
图6是表示由数学公式23所示的值(以下，还简称为“采样的偏移量”)的检测方法的流程图。
χj(n)
图6是表示由数学公式23所示的值(以下，还简称为“采样的偏移量”)的检测方法的流程图。
[0049] 如图6所示，首先，运算部202对第1信号处理部的第1个A扫描信号进行检测，因此，设定为j＝1(S32)，接着，设定为n＝1(S34)。
[0050] 接着，运算部202判定上述的数学公式22所示的采样的偏移量的相对值的平均值是否不是0(S36)。在数学公式22所示的值是0的情况下(步骤S36为否的情况下)进入步骤S38，在数学公式22所示的值不是0的情况下(步骤S36为是的情况下)进入步骤S40。
[0051] 在此，参照图7对步骤S38所示的、数学公式22所示的值为0的情况下(步骤S36为否的情况下)的处理进行说明。在步骤S38中，数学公式22所示的值为0，因此不适用数学公式22而适用数学公式21。如图7所示，首先，运算部202判定数学公式21的相位分量的绝对值是否比阈值大(S52)。在此的阈值是A扫描信号的位置zm1、zm2之间的相移量的1/2。在数学公式
21的相位分量的绝对值在阈值以下的情况下(步骤S52为否的情况下)，确定为采样的偏移量为0(S54)。另一方面，在数学公式21的相位分量的绝对值比阈值大的情况下(步骤S52为是的情况下)，确定为采样的偏移量的绝对值为1。
21的相位分量的绝对值在阈值以下的情况下(步骤S52为否的情况下)，确定为采样的偏移量为0(S54)。另一方面，在数学公式21的相位分量的绝对值比阈值大的情况下(步骤S52为是的情况下)，确定为采样的偏移量的绝对值为1。
[0052] 当确定为采样的偏移量的绝对值为1时(步骤S52为是的情况下)，运算部202判定数学公式21的相位分量是否在0以上(S56)。在数学公式21的相位分量在0以上的情况下(步骤S56为是的情况下)，确定为采样的偏移量为1(S58)。另一方面，在数学公式21的相位分量比0小的情况下(步骤S56为否的情况下)，确定为采样的偏移量为-1(S60)。当通过步骤S54～步骤S60中的任一步骤，采样的偏移量被确定时，进入图6的步骤S46。
[0053] 另一方面，在数学公式22所示的值不是0的情况下(步骤S36为是的情况下)，运算部202判定数学公式21的相位分量的绝对值是否在数学公式22的相位分量的绝对值以上(S40)。在数学公式22所示的值不是0的情况下，无法确定适用数学公式21和数学公式22中的哪一个。因此，将数学公式21的相位分量的绝对值和数学公式22的相位分量的绝对值进行比较，在数学公式21的相位分量的绝对值在数学公式22的相位分量的绝对值以上的情况下，适用数学公式21，在数学公式21的相位分量的绝对值比数学公式22的相位分量的绝对值小的情况下，适用数学公式22。在数学公式21的相位分量的绝对值在数学公式22的相位分量的绝对值以上的情况下(步骤S40为是的情况下)进入步骤S42，在数学公式21的相位分量的绝对值比数学公式22的相位分量的绝对值小的情况下(步骤S40为否的情况下)进入步骤S44。
[0054] 在此，参照图8对步骤S42所示的、数学公式21的相位分量的绝对值在数学公式22的相位分量的绝对值以上的情况下(步骤S40为是的情况下)的处理进行说明。如图8所示，首先，运算部202判定由数学公式14确定的采样的偏移量的绝对值是否为0(S62)。通过使用数学公式14，能够判定采样的偏移量的绝对值是1(即，+1或者-1)还是0。在采样的偏移量的绝对值不是0的情况下(步骤S62为否的情况下)，确定为采样的偏移量为0(S64)。另一方面，在采样的偏移量的绝对值为0的情况下(步骤S62为是的情况下)，确定采样的偏移量的绝对值为1。
[0055] 当确定采样的偏移量的绝对值为1时(步骤S62为是的情况下)，运算部202判定数学公式21的相位分量是否在0以上(S66)。在数学公式21的相位分量在0以上的情况下(步骤S66为是的情况下)，确定为采样的偏移量为1(S68)。另一方面，在数学公式21的相位分量比0小的情况下(步骤S66为否的情况下)，确定为采样的偏移量为-1(S70)。当通过步骤S64～步骤S70中的任一个步骤，采样的偏移量被确定时，进入图6的步骤S46。
[0056] 另外，参照图9对步骤S44所示的、数学公式21的相位分量的绝对值比数学公式22的相位分量的绝对值小的情况下的处理进行说明。如图9所示，首先，运算部202判定由数学公式14确定的采样的偏移量的绝对值是否为0(S72)。在采样的偏移量的绝对值为0的情况下(步骤S72为是的情况下)，确定为采样的偏移量为0(S74)。另一方面，在采样的偏移量的绝对值不为0的情况下(步骤S72为否的情况下)，确定采样的偏移量的绝对值为1。另外，在上述的步骤S62(参照图8)中，在由数学公式14确定的采样的偏移量的绝对值不为0的情况下，确定为采样的偏移量为0，在采样的偏移量的绝对值为0的情况下，确定为采样的偏移量的绝对值为1，分支与步骤S72相反。这是由于，在向步骤S62(即，步骤S42)和步骤S72(即，步骤S44)分支的步骤S40(参照图6)中，判定由数学公式14确定的采样的偏移量的绝对值的意思是否相反。
[0057] 在确定为采样的偏移量的绝对值为1的情况下(步骤S72为否的情况下)，运算部202判定数学公式22的相位分量是否在0以上(S76)。在数学公式22的相位分量在0以上的情况下(步骤S76为是的情况下)，确定为采样的偏移量为1(S78)。另一方面，在数学公式22的相位分量比0小的情况下(步骤S76为否的情况下)，确定为采样的偏移量为-1(S80)。当通过步骤S74～步骤S80中的任一个步骤，采样的偏移量被确定时，进入图6的步骤S46。
[0058] 当步骤S38、步骤S42或者步骤S44的处理结束时，运算部202判定是否对所有的A扫描信号(n＝1～nall)确定了采样的偏移量(即，是否执行了步骤S54～步骤S60、步骤S64～步骤S70或者步骤S74～步骤S80的处理)(S46)。在没有对所有的A扫描信号确定采样的偏移量的情况下(步骤S46为否的情况下)，返回步骤S36，重复步骤S36～步骤S44的处理。并且，如果对所有的A扫描信号确定了采样的偏移量(步骤S46为是的情况下)，则运算部202判定是否对所有的信号处理部(j＝1～4)确定了采样的偏移量(S48)。在没有对所有的信号处理部确定采样的偏移量的情况下(步骤S48为否的情况下)，返回步骤S34，重复步骤S34～步骤S46的处理。并且，如果对所有的信号处理部确定了采样的偏移量(步骤S48为是的情况下)，则结束采样的偏移量的检测。
[0059] 通过执行图6～图9的流程图所示的处理，能够分别计算由各信号处理部84、85、94、95采样得到的第1～第nall个的所有的A扫描信号中的采样的偏移量。使用该偏移量，如以下的数学公式24所示的那样来校正由各信号处理部84、85、94、95采样得到的信号。
【数学公式24】
【数学公式24】
[0060] 接着，返回图5，运算部202校正按照由各信号处理部84、85、94、95采样得到的每一数据发生的相移(S18)。如上所述，按照由各信号处理部84、85、94、95采样得到的每一数据而发生不同的相移。在步骤S18中，对该相移进行校正。在此，由以下的数学公式25来表示深度方向的位置为zm1的校正光的信号。【数学公式25】
然后，运算部202使用数学公式26，对按照由各信号处理部84、85、94、95采样得到的每一数据发生的相移进行校正。
【数学公式26】
然后，运算部202使用数学公式26，对按照由各信号处理部84、85、94、95采样得到的每一数据发生的相移进行校正。
【数学公式26】
[0061] 接着，运算部202对按照每一光学相干层析成像装置产生的亚像素的量的漂移进行校正(S20)。如上所述，在由各信号处理部84、85、94、95采样的信号中包括由于采样时间的偏移而造成的误差(偏移)。该偏移量依赖于各光学相干层析成像装置的结构，如果是同一装置，则该偏移量通常是一定的。在步骤S20中，校正这样产生的偏移。
[0062] 在步骤S20中，使用未图示的多个反射镜(即，与反射镜403不同的反射镜)的信号来进行校正。该多个反射镜配置在深度方向的位置为从z＝0到z＝zmax的范围内。在此，设将多个反射镜沿深度方向配置于lall个位置。然后，针对在深度方向上配置为第l个的反射镜，由以下的数学公式27来表示第1信号处理部与第j信号处理部之间的相对相位。【数学公式27】
由该数学公式27表示的值能够使用以下的数学公式28来计算。
【数学公式28】
另外，第1信号处理部与第j信号处理部之间的相对相位和最接近z＝0的位置即l＝1时的相对相位的关系如以下的数学公式29那样来计算。
【数学公式29】
运算部202使用上述的数学公式29，计算与从l＝1到l＝lall的所有的l对应的值，通过线性拟合来计算与z之间的斜率aj。然后，运算部202将该斜率aj适用于以下的数学公式30，校正依赖于装置而产生的亚像素漂移。
【数学公式30】
E″″j(z,n)＝E″′j(z,n)·exp(-iajz)
由该数学公式27表示的值能够使用以下的数学公式28来计算。
【数学公式28】
另外，第1信号处理部与第j信号处理部之间的相对相位和最接近z＝0的位置即l＝1时的相对相位的关系如以下的数学公式29那样来计算。
【数学公式29】
运算部202使用上述的数学公式29，计算与从l＝1到l＝lall的所有的l对应的值，通过线性拟合来计算与z之间的斜率aj。然后，运算部202将该斜率aj适用于以下的数学公式30，校正依赖于装置而产生的亚像素漂移。
【数学公式30】
E″″j(z,n)＝E″′j(z,n)·exp(-iajz)
[0063] 接着，进行琼斯矩阵的重建(S22)。通过步骤S12～步骤S20，由4个信号处理部84、85、94、95采样得到的所有深度方向的信号相位以相对于深度方向的位置zm1的校正光的信号的相位的相对值来表示。另外，在本实施例的光学相干层析成像装置中，由4个信号处理部84、85、94、95获取琼斯矩阵的各要素。在该情况下，琼斯矩阵本来是酉矩阵，但通过步骤S12～步骤S20的操作其不再是酉矩阵。在此，由各信号处理部84、85、94、95采样得到的信号与琼斯矩阵的关系成为以下的数学公式31那样。
【数学公式31】
在该情况下，为了使数学公式31所示的式子为酉矩阵，运算部202如以下的数学公式32那样来对其进行重建。
【数学公式32】
据此，各信号处理部84、85、94、95的采样时间的同步校正完成，琼斯矩阵被重建。当琼斯矩阵被重建时，能够使用重建的琼斯矩阵来计算被测物500的偏振光特性，由此能够生成被测物500的层析图像。
【数学公式31】
在该情况下，为了使数学公式31所示的式子为酉矩阵，运算部202如以下的数学公式32那样来对其进行重建。
【数学公式32】
据此，各信号处理部84、85、94、95的采样时间的同步校正完成，琼斯矩阵被重建。当琼斯矩阵被重建时，能够使用重建的琼斯矩阵来计算被测物500的偏振光特性，由此能够生成被测物500的层析图像。
[0064] 另外，在本发明人进行的实验中已确认，在上述的光学相干层析成像装置中，能够校正各信号处理部84、85、94、95的采样时间的同步偏移。在实验中，使用相位延迟量已知的波长板。具体而言，使用具有往返为1.35弧度的相位延迟量的波长板。使该波长板在0度～180度之间10度10度地旋转，测量波长板的琼斯矩阵。然后，对测量到的琼斯矩阵进行特征值分解，来计算出波长板的相位延迟量和双折射轴。
[0065] 图10表示波长板的旋转角(横轴)与相位延迟量(纵轴)的关系。另外，曲线A表示执行上述的步骤S12和步骤S14的处理(更详细而言，适用到数学公式1～数学公式13所示的式子)，没有执行步骤S16～步骤S20的处理的情况。曲线B表示执行步骤S12～步骤S18的处理，没有执行步骤S20的处理的情况。曲线C表示执行了步骤S12～步骤S20的处理(即，所有的处理)的情况。另外，虚线表示理论值。
[0066] 如图10所示，曲线A的相位延迟量依赖于波长板的旋转角而发生变化，没有得到准确的相位延迟量。即没有实现对同步偏移的校正。另一方面，曲线B的与波长板的旋转角对应的相位延迟量的变化小，呈接近理论值(虚线)的状态。因此，可知在曲线B的情况下基本校正了同步偏移。另外，曲线C中，几乎观察不到与波长板的旋转角对应的相位延迟量的变化，与理论值大致一致。即，可知在曲线C的情况下校正了同步偏移。因此，确认了通过如上述那样执行使用校正光的校正处理能够校正同步偏移。
[0067] 另外，图11表示所设定的波长板的旋转角(横轴)与测量到的波长板的角度(纵轴)的关系。另外，由于曲线A～曲线C和虚线与图10同样，因此省略详细的说明。在图11中也能够确认与图10同样的结果。即，如图11所示，在曲线A中没有得到与理论值接近的结果。另一方面，曲线B中得到了与理论值接近的结果。并且，曲线C中得到了比曲线B更接近理论值的结果。根据这些结果，确认了通过如上述那样执行使用校正光的校正处理能够校正同步偏移。
[0068] 另外，本实施例的光学相干层析成像装置对测量光进行分支以构成测量光路S4，将反射镜403和玻璃块404配置在测量光路S4上，但并不限定于这样的结构。测量光以包括2束以上的校正光的方式构成即可，例如，也可以构成为，以构成更多的测量光路的方式对测量光进行分支，由单独的测量光路来生成2束以上的校正光。
[0069] 以上详细地说明了本说明书所公开的技术的具体例，但这些只不过是示例，并没有限定本发明的技术方案。在本发明技术方案所记载的技术中包括对以上所示例的具体例进行各种变形和变更后得到的变形例。另外，本说明书或者附图所说明的技术要素可以单独或者通过各种组合来发挥技术实用性，并不限定于申请时本发明的技术方案中记载的组合。
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