(57)【要約】【課題】撮像可能範囲が制限されることなく、コヒーレンスリバイバルアーチファクトを抑制できる光干渉断層撮像装置を提供する。【解決手段】光源１１０からの光を測定光と参照光とに分岐する光分岐要素１２１と、光分岐要素１２１から光ファイバ１５２を介して入射した測定光を被検眼Ｅに導く測定光学系１３０と、光分岐要素１２１から光ファイバ１５４を介して入射した参照光を伝搬させる参照光学系１４０と、測定光学系１３０を伝搬した測定光の被検眼Ｅからの戻り光と参照光学系１４０を伝搬した参照光とを重畳する光結合要素１２３とを備え、光ファイバ１５２における測定光学系１３０の側の第１の端面及び光ファイバ１５４における参照光学系１４０の側の第２の端面のうちの少なくとも１つの端面は、当該端面を有する光ファイバ１５２または光ファイバ１５４の内部を伝搬する光の反射率が−８０ｄＢ以下である。【選択図】図１
2020146203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間的に異なる波長の光を射出する共振器を備えた光源と、
前記光源からの前記光を測定光と参照光とに分岐する光分岐要素と、
前記光分岐要素から第１の光ファイバを介して入射した前記測定光を被検査物に導く測定光学系と、
前記光分岐要素から第２の光ファイバを介して入射した前記参照光を伝搬させる参照光学系と、
前記測定光学系を伝搬した前記測定光の前記被検査物からの戻り光と前記参照光学系を伝搬した前記参照光とを重畳する光結合要素と、
を有し、
前記第１の光ファイバにおける前記測定光学系の側の第１の端面および前記第２の光ファイバにおける前記参照光学系の側の第２の端面のうちの少なくとも１つの端面は、当該端面を有する前記第１の光ファイバまたは前記第２の光ファイバの内部を伝搬する光の反射率が−８０ｄＢ以下であることを特徴とする光干渉断層撮像装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの端面は、当該端面を有する前記第１の光ファイバまたは前記第２の光ファイバの中心軸に対して直交する面とのなす角度が１０°以上であることによって、前記反射率が−８０ｄＢ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの端面は、前記第１の端面および前記第２の端面であることを特徴とする請求項２に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項４】
前記なす角度が１２°以上であることを特徴とする請求項２または３に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項５】
前記なす角度が１５°以上であることを特徴とする請求項２または３に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項６】
前記測定光学系は、前記被検査物に対して前記測定光をラスタースキャンするスキャナを含み構成されており、
前記少なくとも１つの端面の向きは、前記ラスタースキャンにおける主走査方向および副走査方向に対して略４５°の角度となっていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項７】
前記被検査物の断層画像を撮像する際に、コヒーレンスゲートの移動範囲をＣとし、前記被検査物における撮像深さをＳとし、前記共振器における共振器長をＫとした場合に、
Ｃ＋２Ｓ＞Ｋ
であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物の検査を行う光干渉断層撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体などの被検査物の断層画像を非破壊、非侵襲で取得する装置として、光干渉断層撮像（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）装置が実用化されている。このＯＣＴ装置は、特に眼科領域で被検眼の眼底における網膜の断層画像を取得し、網膜の眼科診断等において広く利用されている。
【０００３】
このＯＣＴ装置は、例えば、測定光学系を伝搬した測定光の被検査物からの戻り光と参照光学系を伝搬した参照光とを干渉させて、その干渉光の光強度の時間依存性または波数依存性を解析することにより、被検査物の断層画像を得ている。このようなＯＣＴ装置として、発振する光の波長を変えることができる波長掃引光源を使用した波長掃引光コヒーレンストモグラフィー（Ｓｗｅｐｔ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＳＳ−ＯＣＴ）装置が知られている。
【０００４】
波長掃引光源は、光源の内部または外部にミラー（更にはフィルタ）を組み合わせた共振器により光を共振させている。このような波長掃引光源からの光を２つの光に分岐し合波させた場合、２つの光の光路長差が共振器の長さの整数倍となる場合に干渉が起こる。このような干渉をコヒーレンスリバイバルと呼ぶ。ＯＣＴ装置では、測定光と参照光との光路長が等しくなるときの干渉を利用して断層画像を得ている。共振器を備えた波長掃引光源を使用するＳＳ−ＯＣＴ装置では、合波する２つの光の光路長差が、共振器の長さの整数倍となる場合でも、コヒーレンスリバイバルにより干渉が発生する。そして、測定光と参照光との所定の組合せ以外で干渉が発生するとノイズとなる。このノイズをコヒーレンスリバイバルアーチファクトと呼ぶ。測定光と参照光以外の光としては、例えば光路中の空気と光学素子との界面による反射光が挙げられる。
【０００５】
コヒーレンスリバイバルアーチファクトの対策としては、例えば、特許文献１に示すように、ノイズ信号を取得して干渉信号を補正することにより、断層画像からアーチファクトを除去する方法がある。また、コヒーレンスリバイバルアーチファクトが撮像範囲外となるように光路長を調整する方法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１５６２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、光干渉断層撮像装置（ＯＣＴ装置）の高感度化や撮像範囲の拡大、高速化の要請により、コヒーレンスリバイバルアーチファクトの更なる対策が必要となってきた。例えば、高感度化の観点でいうと、光干渉断層撮像装置がＳＮ比で９０ｄＢを超える感度となると、例えば被検眼の眼底における反射率（１０-6程度（−６０ｄＢ程度））に対し、同程度等のアーチファクトも目立つようになる。また、撮像範囲の拡大に伴い、撮像可能範囲が光源の共振器長よりも広くなると、光路長の調整でコヒーレンスリバイバルアーチファクトが撮像可能範囲外となるようにすることができなくなる。即ち、コヒーレンスリバイバルアーチファクトを避けるために撮像可能範囲が制限される場合があった。また、高速化のためには、信号処理の負荷が軽いことが望ましい。信号処理によるコヒーレンスリバイバルアーチファクトの除去は、画像の表示の律速となる場合があり、また、信号処理でコヒーレンスリバイバルアーチファクトを除去すること自体が難しい場合もあった。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、撮像可能範囲が制限されることなく、コヒーレンスリバイバルアーチファクトを抑制できる光干渉断層撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光干渉断層撮像装置は、時間的に異なる波長の光を射出する共振器を備えた光源と、前記光源からの前記光を測定光と参照光とに分岐する光分岐要素と、前記光分岐要素から第１の光ファイバを介して入射した前記測定光を被検査物に導く測定光学系と、前記光分岐要素から第２の光ファイバを介して入射した前記参照光を伝搬させる参照光学系と、前記測定光学系を伝搬した前記測定光の前記被検査物からの戻り光と前記参照光学系を伝搬した前記参照光とを重畳する光結合要素と、を有し、前記第１の光ファイバにおける前記測定光学系の側の第１の端面および前記第２の光ファイバにおける前記参照光学系の側の第２の端面のうちの少なくとも１つの端面は、当該端面を有する前記第１の光ファイバまたは前記第２の光ファイバの内部を伝搬する光の反射率が−８０ｄＢ以下である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像可能範囲が制限されることなく、コヒーレンスリバイバルアーチファクトを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光干渉断層撮像装置の概略構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示す信号処理部で生成される被検眼の眼底における断層画像の一例を示す図である。
【図３】図１に示す光ファイバのファイバ端に適用可能な端面の一例を示す図である。
【図４】図３（ｂ）に示す光ファイバの端面における基準面とのなす角度が大きくなることによって、当該光ファイバの内部を伝搬する光の反射が抑制される原因を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施形態を示し、光ファイバの端面角度と光ファイバの端面反射率との関係の一例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示し、図１に示す光源の共振器長と、図１に示すコヒーレンスゲートステージの移動範囲及び撮像深さに基づき定められる撮像可能範囲との関係の一例を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を示し、光ファイバの端面角度と光ファイバの端面反射率との関係の一例を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態を示し、光ファイバの端面の向きを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光干渉断層撮像装置１００の概略構成の一例を示す図である。光干渉断層撮像装置１００は、図１に示すように、ＯＣＴ光学系１０１、及び、制御部１０２を有して構成されている。
【００１５】
始めに、ＯＣＴ光学系１０１の概略構成について説明する。
ＯＣＴ光学系１０１は、図１に示すように、光源１１０、光分岐要素１２１、偏光制御器１２２、光結合要素１２３、ディテクタ１２４、測定光学系１３０、参照光学系１４０、及び、光ファイバ１５１〜１５８を有して構成されている。本実施形態においては、ＯＣＴ光学系１０１は、一例として、被検眼Ｅの眼底Ｅｒの断層画像を取得するための光学系である。また、図１では、被検眼Ｅの前眼部から眼底Ｅｒに向かう被検眼Ｅの深さ方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向と直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とするＸＹＺ座標系を記載している。
【００１６】
光源１１０は、時間的に異なる波長の光を射出する共振器１１１を備えた波長掃引（Ｓｗｅｐｔ  Ｓｏｕｒｃｅ：ＳＳ）光源であり、例えば、掃引波長が１０００ｎｍから１１００ｎｍの１０５０ｎｍを中心とした範囲の光を射出する。本実施形態においては、光源１１０に含まれる共振器１１１は、例えば図１に示すように、共振器１１１の四隅に全反射ミラー１１１１〜１１１３と部分反射ミラー１１１４とが所定の方向を向いて配置されている。そして、図１に示す例では、共振器１１１において、光が部分反射ミラー１１１４を通過するまで全反射ミラー１１１１、全反射ミラー１１１２、全反射ミラー１１１３及び部分反射ミラー１１１４の周回を繰り返し、特定の周波数の光だけが出力されるようになっている。ここで、本実施形態においては、図１において点線で示した、全反射ミラー１１１１〜１１１３及び部分反射ミラー１１１４において光の１周分の経路の長さを、「共振器長Ｋ」とする。本実施形態においては、共振器長Ｋは、例えば５０ｍｍである。そして、共振器１１１の部分反射ミラー１１１４を通過した光１１１５は、光源１１０から射出され、光ファイバ１５１を介して光分岐要素１２１に導かれる。
【００１７】
光分岐要素１２１は、光源１１０からの光１１１５を、所定の分岐比で測定光と参照光とに分岐する。例えば、光分岐要素１２１は、所定の分岐比として、３０（測定光）：７０（参照光）を用いる。
【００１８】
光分岐要素１２１で分岐された測定光は、光ファイバ１５２を介して、測定光学系１３０に入射する。ここで、図１では、光ファイバ１５２（第１の光ファイバ）における測定光学系１３０の側の端部をファイバ端１５２１として図示している。測定光学系１３０は、光分岐要素１２１から光ファイバ１５２（第１の光ファイバ）を介して入射した測定光を被検査物である被検眼Ｅに導く光学系である。この測定光学系１３０は、図１に示すように、コリメータレンズ１３１、ガルバノスキャナ１３２、スキャンレンズ１３３、フォーカスレンズ１３４、及び、ステージ１３５を有して構成されている。
【００１９】
コリメータレンズ１３１は、光ファイバ１５２のファイバ端１５２１から射出した測定光を平行光にする。コリメータレンズ１３１によって平行光となった測定光は、被検眼Ｅの眼底Ｅｒにおいて測定光を走査するガルバノスキャナ１３２、更には、スキャンレンズ１３３及びフォーカスレンズ１３４を介して、被検眼Ｅに入射する。ここで、図１に示す例では、ガルバノスキャナ１３２は、単一のミラーを図示しているが、実際には被検眼Ｅの眼底Ｅｒをラスタースキャンするように２つのガルバノスキャナ（Ｘ軸スキャナ１３２Ｘ及びＹ軸スキャナ１３２Ｙ）によって構成されている。また、フォーカスレンズ１３４は、ステージ１３５に固定されており、ステージ１３５がフォーカスレンズ１３４の光軸方向に動くことで、フォーカス調整を行うことができる。ガルバノスキャナ１３２とステージ１３５は、信号取得制御部１７０によって制御され、被検眼Ｅの眼底Ｅｒの所望の範囲（断層画像の取得範囲、断層画像の取得位置、測定光の照射位置ともいう）で測定光を走査することができる。
【００２０】
なお、本実施形態においては、被検眼Ｅの眼底Ｅｒの動きを検出してガルバノスキャナ１３２のミラーを眼底Ｅｒの動きに追従させながら走査させるトラッキング機能が付与されていることが望ましい。トラッキング方法については、一般的な技術を用いて行うことが可能であり、リアルタイムで行うことも、ポストプロセッシングで行うことも可能である。リアルタイムの場合では、例えば、走査型レーザー検眼鏡（Ｓｃａｎｉｎｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：ＳＬＯ）装置を用いる方法がある。これは、例えば信号取得制御部１７０において、被検眼Ｅの眼底ＥｒについてＳＬＯ装置を用いて眼底Ｅｒの２次元画像を経時的に取得し、画像中の血管部等の特徴個所を抽出する。そして、例えば信号取得制御部１７０において、この抽出した特徴箇所の動きから、眼底Ｅｒの移動量を算出し、その結果に応じてガルバノスキャナ１３２にフィードバックする。その結果、リアルタイムトラッキングを行うことができる。また、その他のトラッキング手法を用いることも当然ながら可能であり、これに限定されるものではない。
【００２１】
測定光は、ステージ１３５上に載置されたフォーカスレンズ１３４により、被検眼Ｅに入射し、眼底Ｅｒにフォーカスされる。眼底Ｅｒを照射した測定光は、被検眼Ｅの各網膜層で反射・散乱して、測定光の被検眼Ｅからの戻り光として上述した測定光学系１３０の光路を逆に辿り、光分岐要素１２１に戻る。光分岐要素１２１に入射した測定光の戻り光は、光ファイバ１５６を経由し、光結合要素１２３に入射する。
【００２２】
一方、光分岐要素１２１で分岐された参照光は、光ファイバ１５３、偏光制御器１２２、光ファイバ１５４を介して、参照光学系１４０に入射する。偏光制御器１２２では、参照光の偏光を所望の偏光状態へと変化させることができる。ここで、図１では、光ファイバ１５４（第２の光ファイバ）における参照光学系１４０の側の端部をファイバ端１５４１として図示している。参照光学系１４０は、光分岐要素１２１から光ファイバ１５４（第２の光ファイバ）を介して入射した参照光を伝搬させる光学系である。この参照光学系１４０は、図１に示すように、コリメータレンズ１４１、分散補償ガラス１４２、ＮＤフィルタ１４３、コリメータレンズ１４４、及び、コヒーレンスゲートステージ１４５を有して構成されている。
【００２３】
コリメータレンズ１４１は、光ファイバ１５４のファイバ端１５４１から射出した参照光を平行光にする。その後、参照光は、分散補償ガラス１４２、ＮＤフィルタ１４３及びコリメータレンズ１４４を介して、光ファイバ１５５のファイバ端１５５１へ結合される。ここで、コリメータレンズ１４４と光ファイバ１５５のファイバ端１５５１は、コヒーレンスゲートステージ１４５に固定されている。このコヒーレンスゲートステージ１４５は、信号取得制御部１７０によって、被検者の被検眼Ｅにおける眼軸長の相違等に対応してコリメータレンズ１４４の光軸方向に駆動するように制御される。なお、図１に示す例では、コヒーレンスゲートステージ１４５の駆動によって参照光の光路長を変更しているが、本実施形態においては、測定光の光路と参照光の光路との光路長差を変更できれば他の態様であってもよい。また、図１に示す例では、光ファイバ１５３及び１５４と光ファイバ１５５が直線で対向している例を説明したが、光路にミラーを配置し光路を曲げてもよい。
【００２４】
光ファイバ１５５を通過した参照光は、光結合要素１２３に入射する。光結合要素１２３は、測定光学系１３０を伝搬した測定光の被検眼Ｅからの戻り光と参照光学系１４０を伝搬した参照光とを重畳する。具体的に、光結合要素１２３は、測定光学系１３０を伝搬した測定光の被検眼Ｅからの戻り光と参照光学系１４０を伝搬した参照光とを合波するとともに分岐する。より詳細に、光結合要素１２３は、当該分岐に関しては、入射した測定光の戻り光を光ファイバ１５７及び光ファイバ１５８に分岐し、また、入射した参照光を光ファイバ１５７及び光ファイバ１５８に分岐する。光結合要素１２３で分岐した光は、互いに位相が反転する関係を有する光となる。そして、光結合要素１２３で分岐した一方の光（測定光の戻り光及び参照光）は、光ファイバ１５７を通ってディテクタ１２４の一方の入力ポートに入射する。また、光結合要素１２３で分岐した他方の光（測定光の戻り光及び参照光）は、光ファイバ１５８を通ってディテクタ１２４の他方の入力ポートに入射する。このとき、ディテクタ１２４の異なる入力ポートに入射した測定光の戻り光は、互いの位相が反転している。また、測定光の戻り光と同様に、ディテクタ１２４の異なる入力ポートに入射した参照光も互いの位相が反転している。その結果、ディテクタ１２４において観測される干渉光は、異なる入力ポートによって、干渉縞（波長方向に沿って信号強度に強弱が現れた信号）の位相が反転することになる。このディテクタ１２４は、差動検出器となっており、位相が反転した２つの干渉信号が入力されると、直流成分を除去し干渉成分のみを干渉信号として出力することができる。
【００２５】
続いて、制御部１０２の概略構成について説明する。
制御部１０２は、図１に示すように、信号処理部１６０、信号取得制御部１７０、表示制御部１８０、及び、表示部１９０を有して構成されている。
【００２６】
信号処理部１６０は、画像生成部１６１及びマップ生成部１６２を含み構成されている。この画像生成部１６１及びマップ生成部１６２を含み構成された信号処理部１６０は、被検眼Ｅの眼底Ｅｒにおける断層画像等を生成する機能を有する構成部である。ディテクタ１２４で検出された直流成分が除去された電気信号となった干渉信号は、信号処理部１６０に入力する。信号処理部１６０の画像生成部１６１は、ディテクタ１２４から送られてくる電気信号（干渉信号）から輝度画像を生成する機能を有する。また、信号処理部１６０のマップ生成部１６２は、画像生成部１６１で生成された輝度画像から層情報（網膜のセグメンテーション）を生成する機能を有する。信号処理部１６０は、ディテクタ１２４から出力される電気信号（干渉信号）に基づき、各種の画像の生成、生成された画像の解析、及び、解析結果の可視情報の生成を行う。
【００２７】
信号取得制御部１７０は、ＯＣＴ光学系１０１の各構成部（ガルバノスキャナ１３２、ステージ１３５、コヒーレンスゲートステージ１４５等）を制御する。
【００２８】
表示制御部１８０は、信号処理部１６０で生成される各種の画像や解析結果を表示部１９０の表示画面に表示する制御を行う。表示部１９０は、例えば、液晶ディスプレイである。なお、信号処理部１６０で生成された画像のデータは、表示制御部１８０に送信された後、表示部１９０に有線で送信されてもよいし、無線で送信されてもよい。また、図１に示す例では、表示部１９０は、制御部１０２に含まれているが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではなく、制御部１０２とは別に設けられてもよく、例えばユーザが持ち運び可能な装置の一例であるタブレットであってもよい。この場合、表示部１９０にタッチパネル機能を搭載させ、タッチパネル上で画像の表示位置の移動、拡大縮小、表示される画像の変更等を操作可能に構成することが好ましい。
【００２９】
以上が、被検眼Ｅ（より詳細には、被検眼Ｅの眼底Ｅｒ）のある１点における断層に関する情報の取得プロセスの説明である。このように被検眼Ｅの奥行方向（深さ方向（Ｚ軸方向））の断層に関する情報を取得することをＡ−ｓｃａｎと呼ぶ。また、Ａ−ｓｃａｎと直交する方向で被検眼Ｅの断層に関する情報、即ち２次元画像を取得するための走査方向をＢ−ｓｃａｎと呼ぶ。さらにＡ−ｓｃａｎ、Ｂ−ｓｃａｎの両者の方向に対して直交する方向に操作することをＣ−ｓｃａｎと呼ぶ。３次元断層画像を取得する際に眼底Ｅｒの面内で２次元ラスタースキャンをする場合、高速な走査方向がＢ−ｓｃａｎと呼ばれる。そして、Ａ−ｓｃａｎ及びＢ−ｓｃａｎを行うことで２次元の断層画像が得られ、Ａ−ｓｃａｎ、Ｂ−ｓｃａｎ及びＣ−ｓｃａｎを行うことで３次元の断層画像を得ることができる。Ｂ−ｓｃａｎ及びＣ−ｓｃａｎは、上述したガルバノスキャナ１３２により行われる。なお、ガルバノスキャナ１３２を構成するＸ軸スキャナ１３２Ｘ及びＹ軸スキャナ１３２Ｙ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ている。Ｘ軸スキャナ１３２Ｘは、Ｘ軸方向に走査を行い、Ｙ軸スキャナ１３２Ｙは、Ｙ軸方向に走査を行う。また、Ｂ−ｓｃａｎ及びＣ−ｓｃａｎのラスタースキャンの方向と、ガルバノスキャナ１３２のＸ軸及びＹ軸が一致している必要はない。Ｘ軸スキャナ１３２ＸとＹ軸スキャナ１３２Ｙの動作の組み合わせにより、Ｂ−ｓｃａｎ（それに応じてＣ−ｓｃａｎ）方向を自由にとることができる。そのため、Ｂ−ｓｃａｎ及びＣ−ｓｃａｎのライン走査方向は、撮像したい２次元の断層画像或いは３次元断層画像に応じて、適宜決めることができる。ただし、一般的にラスタースキャンを行う場合は、鼻耳方向、及びそれに直交する方向でラスタースキャンを行うことが多い。
【００３０】
次に、コヒーレンスリバイバルアーチファクトについて説明する。
図２は、図１に示す信号処理部１６０で生成される被検眼Ｅの眼底Ｅｒにおける断層画像の一例を示す図である。この図２には、図１に示すＸＹＺ座標系に対応するＸＹＺ座標系も図示している。図２（ａ）に示す断層画像２０１は、コヒーレンスリバイバルアーチファクト２１２がある場合を示し、図２（ｂ）に示す断層画像２０２は、コヒーレンスリバイバルアーチファクト２１２が無い場合を示している。図２（ａ）に示す断層画像２０１には、被検眼Ｅの網膜の各層から反射信号２１１に対し、コヒーレンスリバイバルアーチファクト２１２が帯状に重なる様子が示されている。このコヒーレンスリバイバルアーチファクト２１２の位置は、コヒーレンスゲートステージ１４５の移動に伴い変化するため、コヒーレンスリバイバルアーチファクト２１２の位置によっては、被検眼Ｅの網膜の各層における観察の妨げとなる。図６を用いて後述するが、コヒーレンスゲートステージ１４５の移動範囲と撮像深さを含めた撮像可能範囲が光源１１０の共振器長Ｋよりも大きい場合、この撮像可能範囲にコヒーレンスリバイバルアーチファクト２１２がかかる。
【００３１】
本発明者らは、鋭意検討した結果、このコヒーレンスリバイバルアーチファクト２１２は、測定光が光ファイバ１５２のファイバ端１５２１で反射して光分岐要素１２１及び光ファイバ１５６を介して光結合要素１２３に入射した反射測定光並びに参照光が光ファイバ１５４のファイバ端１５４１で反射して光分岐要素１２１及び光ファイバ１５６を介して光結合要素１２３に入射した反射参照光と、参照光学系１４０及び光ファイバ１５５を介して光結合要素１２３に入射した参照光とが、干渉することにより発生するという知見を得た。それぞれのファイバ端で反射した反射測定光及び反射参照光は、ガルバノスキャナ１３２を介していない光のため、アーチファクト生成条件が整うとガルバノスキャナ１３２の動作に影響を受けず、帯状のアーチファクトとして断層画像に現れる。
【００３２】
ここで、光ファイバ１５２のファイバ端１５２１及び光ファイバ１５４のファイバ端１５４１が当該光ファイバを伝搬する光の反射部となる理由について説明する。
空気中に光を射出する際に、媒質の異なる界面が存在するため、フレネル反射が起こることがそもそもの原因である。そのため、光通信の発達に伴ってこの反射を低減させる手法として端面を斜めに研磨を施すことがよく知られ、従来においては、その端面に研磨を施す角度を８°（８度）とすることで十分な反射抑制効果があるとされてきた。この時の反射抑制効果（反射率）は、おおよそ−６０ｄＢ程度と知られている。
【００３３】
本実施形態のＯＣＴ光学系１０１には、測定光を測定光学系１３０に入射する際に光ファイバ１５２のファイバ端１５２１及び参照光を参照光学系１４０に入射する際に光ファイバ１５４のファイバ端１５４１が存在する。測定光が光ファイバ１５２のファイバ端１５２１で反射する場合、その反射測定光は、光ファイバ１５２、光分岐要素１２１及び光ファイバ１５６を経由して、光結合要素１２３で、光ファイバ１５５からの参照光と合波する。同様に、参照光が光ファイバ１５４のファイバ端１５４１で反射する場合、その反射参照光は、光ファイバ１５４、偏光制御器１２２、光ファイバ１５３、光分岐要素１２１及び光ファイバ１５６を経由して、光結合要素１２３で、光ファイバ１５５からの参照光と合波する。検査対象の眼底Ｅｒにおける反射率（１０-6程度（−６０ｄＢ程度））に対して、一般的なファイバ端における反射率は−５０ｄＢから−６０ｄＢであり、コヒーレンスリバイバルアーチファクトの観点で無視できない強度である。コヒーレンスゲートステージ１４５の移動により、ファイバ端での反射光と光ファイバ１５５を経由した参照光との光路長差が光源１１０の共振器長Ｋの整数倍となるときに干渉（コヒーレンスリバイバルアーチファクト）が発生する。図２（ａ）に示す例では、コヒーレンスリバイバルアーチファクト２１２を１カ所だけ図示しているが、光源１１０の共振器長Ｋと光路長差の関係及び撮像可能範囲によっては複数カ所に現れる場合もある。
【００３４】
そこで、本発明者らは、上述した知見に基づき、コヒーレンスリバイバルアーチファクト２１２を抑制するという観点から、光ファイバ１５２のファイバ端１５２１の端面（第１の端面）、及び、光ファイバ１５４のファイバ端１５４１の端面（第２の端面）のうちの少なくとも１つの端面を、当該端面を有する光ファイバ１５２または光ファイバ１５４の内部を伝搬する光の反射率が−８０ｄＢ以下とすることを想到した。より好適な実施形態では、コヒーレンスリバイバルアーチファクト２１２を更に抑制するという観点から、光ファイバ１５２のファイバ端１５２１の端面を、光ファイバ１５２の内部を伝搬する測定光の反射率が−８０ｄＢ以下とすること、及び、光ファイバ１５４のファイバ端１５４１の端面を、光ファイバ１５４の内部を伝搬する参照光の反射率が−８０ｄＢ以下とすることである。
【００３５】
図３は、図１に示す光ファイバ１５２のファイバ端１５２１及び光ファイバ１５４のファイバ端１５４１に適用可能な端面の一例を示す図である。
【００３６】
例えば、図３（ａ）の領域３０１には、光ファイバの断面構造を示しており、その光ファイバの外側から順に、被覆層３１０、クラッド層３２０及びコア３３０が構成されている。ここで、図３（ａ）の領域３０１では、光ファイバの端面３４２は、当該光ファイバの内部の中心軸３３１に対して直交する基準面３４１とのなす角度が、通常の反射抑制機構である８°であることに加えて、その端面３４２に当該光ファイバの内部を伝搬する光の反射を抑制する反射防止膜ＡＲを更に設けて、上述した反射率が−８０ｄＢ以下を実現するようにした例である。また、図３（ａ）の領域３０２には、領域３０１に図示した光ファイバの端面３４２を正面視した図を示している。
【００３７】
図３（ｂ）の領域３０３には、図３（ａ）の領域３０１と同様に、光ファイバの断面構造を示しており、その光ファイバの外側から順に、被覆層３１０、クラッド層３２０及びコア３３０が構成されている。ここで、図３（ｂ）の領域３０３では、光ファイバの端面３４３は、当該光ファイバの内部の中心軸３３１に対して直交する基準面３４１とのなす角度が、通常の反射抑制機構よりも大きい１０°（１０度）以上であることによって、上述した反射率が−８０ｄＢ以下を実現するようにした例である。また、図３（ｂ）の領域３０４には、領域３０３に図示した光ファイバの端面３４３を正面視した図を示している。
【００３８】
次に、図３（ｂ）に示す光ファイバの端面３４３における基準面３４１とのなす角度が大きくなることで、当該光ファイバの内部を伝搬する光の反射が抑制される原因について、以下に説明する。
【００３９】
図４は、図３（ｂ）に示す光ファイバの端面３４３における基準面３４１とのなす角度が大きくなることによって、当該光ファイバの内部を伝搬する光の反射が抑制される原因を説明するための図である。この図４において、図３に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
光ファイバの端面３４３における基準面３４１とのなす角度が大きくなると、光の反射が抑制される原因としては、当該光ファイバを伝搬してきた光のモードと、当該光ファイバと空気界面にて反射するモードとの結合効率が悪くなるからである。これについて、図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて説明する。
【００４１】
図４（ａ）の領域４０１では、光ファイバの端面３４４は、当該光ファイバの内部の中心軸３３１に対して直交する基準面３４１とのなす角度が０°である場合を示している。また、図４（ａ）の領域４０２には、領域４０１に図示した光ファイバの端面３４４を正面視した図を示している。図４（ａ）の領域４０１に示すように、光ファイバの端面３４４と基準面３４１とのなす角度が０°である場合には、当該光ファイバーと空気との界面において光が正反射する。このため、図４（ａ）の領域４０１に示す例の場合には、光の進行方向が１８０度変化するだけなので、光ファイバの軸方向で見た光の分布４１０及び分布４２０は変化しない。そのため、この図４（ａ）の領域４０１に示す端面角度が０°の場合が光の最大の反射率の場合となる。
【００４２】
図４（ｂ）の領域４０３には、図３（ｂ）の領域３０３に記載した場合と同様に、本実施形態を示し、具体的には、光ファイバの端面３４３は、基準面３４１とのなす角度が１０°以上である場合を示している。また、図４（ｂ）の領域４０４には、領域４０３に図示した光ファイバの端面３４３を正面視した図を示している。領域４０３に示すように、光ファイバの端面３４４と基準面３４１とのなす角度が大きくなると、光ファイバを通ってきた光は、光ファイバと空気との界面において光ファイバの軸方向に対して角度がついて反射し、光の進行方向と光の反射方向が異なることになる。光の進行方向から見ると、光の分布４３０は変化していないが、ファイバの軸方向から見ると光の分布４４０は異なって光が進むことになる。そのため、導波路である光ファイバの導波モードに結合しなくなることから、光ファイバの端面３４３での反射光が光ファイバを通って戻ってくることが低減されることになる。
【００４３】
図５は、本発明の第１の実施形態を示し、光ファイバの端面角度と光ファイバの端面反射率との関係の一例を示す図である。ここで、図５では、光ファイバの端面と基準面３４１とのなす角度を光ファイバの端面角度として横軸に記載している。具体的に、図５では、光ファイバの端面角度が０°（０度）から１２°（１２度）までの光ファイバの端面反射率の計算結果を示している。
【００４４】
この図５において、通常の反射抑制機構である端面角度が８°の場合には、光ファイバの端面反射率は、おおよそ−６０ｄＢ程度である。それに対して、本実施形態が想定する端面角度が１０°の場合には、光ファイバの端面反射率は、−８０ｄＢ程度（−８０ｄＢ以下）となり、上述した眼底Ｅｒの反射率と比較しておおよそ２桁の大きな反射減衰量となる。このような形態を採ることにより、光ファイバの端面での反射に起因するコヒーレンスリバイバルアーチファクトを、検査対象である眼底Ｅｒの断層画像と比較し強度を２桁小さくすることができ、断層画像で気づきにくくすることができる。
【００４５】
本実施形態では、光ファイバ１５２のファイバ端１５２１の端面、及び、光ファイバ１５４のファイバ端１５４１の端面のうち、一方の端面に起因するコヒーレンスリバイバルアーチファクトが撮像可能範囲にかかる場合にも適用できる。図２（ｂ）は、本実施形態において得られる断層画像２０２を示す。図２（ａ）に示す断層画像２０１にはコヒーレンスリバイバルアーチファクト２１２があるのに対して、本実施形態では、図２（ｂ）に示すようにコヒーレンスリバイバルアーチファクト２１２がない断層画像２０２を得ることができる。また、当該一方の端面に端面３４３を適用する場合、他方の端面に起因するコヒーレンスリバイバルアーチファクトが撮像可能範囲にかかる場合であっても、当該一方の端面のアーチファクトを抑制することで、信号処理によりアーチファクトを除去する計算負荷を減らすことができる。
【００４６】
また、本実施形態においては、光ファイバ１５２のファイバ端１５２１の端面、及び、光ファイバ１５４のファイバ端１５４１の端面のうち、端面３４３を適用する端面は、一方だけではなく両方であってもよい。即ち、この場合、基準面３４１とのなす角度が１０°以上となる端面３４３を、光ファイバ１５２のファイバ端１５２１の端面及び光ファイバ１５４のファイバ端１５４１の端面の両方に適用する形態を採る。このような形態とすることで、光ファイバ１５２のファイバ端１５２１の端面及び光ファイバ１５４のファイバ端１５４１の端面での光の反射に起因するコヒーレンスリバイバルアーチファクトを抑制することができる。
【００４７】
上述したように、第１の実施形態に係る光干渉断層撮像装置１００では、光ファイバ１５２のファイバ端１５２１の端面（第１の端面）及び光ファイバ１５４のファイバ端１５４１の端面（第２の端面）のうちの少なくとも１つの端面は、当該端面を有する光ファイバ１５２または光ファイバ１５４の内部を伝搬する光の反射率が−８０ｄＢ以下である。具体的に、例えば、第１の端面及び第２の端面のうちの少なくとも１つの端面は、基準面３４１とのなす角度が１０°以上であることによって、反射率が−８０ｄＢ以下となるようにしている。
かかる構成によれば、撮像可能範囲が制限されることなく、断層画像内に生成され得る、光ファイバの端面での光の反射に起因するコヒーレンスリバイバルアーチファクトを抑制することができる。
【００４８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第２の実施形態の説明においては、上述した第１の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１の実施形態と異なる事項について説明を行う。
【００４９】
第２の実施形態に係る光干渉断層撮像装置の概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る光干渉断層撮像装置１００の概略構成と同様である。第２の実施形態では、より広い撮像可能範囲を想定した実施形態である。
【００５０】
図６は、本発明の第２の実施形態を示し、図１に示す光源１１０の共振器長と、図１に示すコヒーレンスゲートステージ１４５の移動範囲及び撮像深さに基づき定められる撮像可能範囲との関係の一例を示す図である。
【００５１】
図６に示すコヒーレンスリバイバルアーチファクト生成間隔６１０は、図１に示す光源１１０の共振器長Ｋで定まるものであって共振器長Ｋに相当するものであり、本実施形態では、例えば５０ｍｍである。
【００５２】
図６に示すコヒーレンスゲートステージ移動範囲６２０は、図１に示すコヒーレンスゲートステージ１４５の移動範囲に相当するものであり、本実施形態では、例えば４０ｍｍである。ここで、以下の説明では、コヒーレンスゲートステージ移動範囲６２０は、コヒーレンスゲートステージ１４５の移動範囲Ｃとする。
【００５３】
図６に示す撮像深さ６３０及び撮像深さ６４０は、断層画像の深さ方向（図１に示す例では、Ｚ軸方向）における撮像深さを示し、本実施形態では、ともに、例えば８ｍｍである。ここで、以下の説明では、撮像深さ６３０及び撮像深さ６４０は、撮像深さＳとする。
【００５４】
この場合、図６に示す撮像可能範囲は、Ｃ（４０ｍｍ）＋２×Ｓ（８ｍｍ）＝５６ｍｍとなる。また、共振器長Ｋは５０ｍｍであるため、本実施形態では、以下の（１）式に示す関係となっている。
Ｃ＋２Ｓ＞Ｋ      ・・・（１）
【００５５】
この（１）式の関係を満たす場合、図６に示すように、必ずどこかのコヒーレンスゲートの位置においてコヒーレンスリバイバルアーチファクトが撮像可能範囲に入ってしまう。しかしながら、本実施形態においても、上述した第１の実施形態の技術的特徴である光ファイバの端面による光の反射率を−８０ｄＢ以下とする構成を採用することによって、当該端面に起因するコヒーレンスリバイバルアーチファクトを抑制することができる。即ち、第２の実施形態においても、撮像可能範囲が制限されることなく、断層画像内に生成され得る、光ファイバの端面での光の反射に起因するコヒーレンスリバイバルアーチファクトを抑制することができる。
【００５６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第３の実施形態の説明においては、上述した第１及び第２の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１及び第２の実施形態と異なる事項について説明を行う。
【００５７】
第３の実施形態に係る光干渉断層撮像装置の概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る光干渉断層撮像装置１００の概略構成と同様である。
【００５８】
被検眼Ｅの眼底Ｅｒの断層を観察するための光干渉断層撮像装置は、一般的にシステムの感度が１００ｄＢ以上、望ましくは１０５ｄＢ程度以上の感度である。このようなシステム感度の光干渉断層撮像装置では、第１の実施形態で説明した反射率−８０ｄＢとなる光ファイバの端面に起因するコヒーレンスリバイバルアーチファクトは、眼底Ｅｒを観察した信号強度よりは著しく落ちるが、断層画像には存在し続けている。
【００５９】
図７は、本発明の第３の実施形態を示し、光ファイバの端面角度と光ファイバの端面反射率との関係の一例を示す図である。この図７は、第１の実施形態に係る図５に対応するものであるが、図５よりも、光ファイバの端面角度を更に大きくして、光ファイバの端面反射率を更に小さくすることを想定したものである。
【００６０】
具体的に、図７では、光ファイバの端面角度が１０°（１０度）から１５°（１５度）までの光ファイバの端面反射率の計算結果を示している。この図７によると、おおよそ光ファイバの端面角度が１２°から光干渉断層撮像装置のシステム感度に対して小さな反射率となっていることがわかる。そのため、眼底Ｅｒの断層画像から確実にコヒーレンスリバイバルアーチファクトを除去するために、本実施形態では、光ファイバの端面角度を１２°以上とすることが好ましいことがわかる。さらに、本実施形態では、光ファイバの端面３４３の研磨粗さによる反射率の増大を考慮して、光ファイバの端面角度を１５°以上とすることがより好適である。
【００６１】
このように、光ファイバの端面角度を大きくすることにより、光ファイバの端面反射率を十分に低減することが可能となるが、それに伴い、光ファイバの端面３４３から射出される光の分布が非対称になる。
【００６２】
図８は、本発明の第３の実施形態を示し、光ファイバの端面３４３の向きを説明するための図である。この図８において、図３（ｂ）に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する
【００６３】
図８（ａ）には、図３（ｂ）の領域３０３に対応する構成を図示している。図１に示す光干渉断層撮像装置１００では、光ファイバの端面３４３が検査対象である眼底Ｅｒと共役な位置となり、光ファイバの端面３４３での光の分布の通りに結像される。そして、光ファイバの端面３４３が傾くことにより、光は図８（ａ）の光線ＬＢのように斜めに射出する。この射出方向から見た光の分布は、光線ＬＢに対して直交し図８（ａ）の紙面の面内方向において、端面角度が０度である場合のモード径と比較し大きくなる。そのため、眼底Ｅｒに結像した場合でも光のビームスポットは大きくなる。それに対して、光線ＬＢに対して直交し図８（ａ）の紙面の垂直方向においては、端面角度が０度である場合のモード径と比較し変化はない。そのため、眼底Ｅｒに結像した場合でも、光のビームスポットは変化しない。
【００６４】
このことから、図８（ａ）に示す光ファイバの端面角度θを大きくすることにより、眼底Ｅｒでの光学的解像度が方向によって異なることがわかる。通常、被検眼Ｅの眼底Ｅｒにおける３次元断層画像を取得する場合、ガルバノスキャナ１３２によって測定光をラスタースキャン（Ｂ−ｓｃａｎとＣ−ｓｃａｎ）することによって取得を行う。図８（ｂ）に示すように、このラスタースキャンにおける主走査方向（Ｂ−ｓｃａｎ方向）８２０、及び、主走査方向８２０と直交する副走査方向（Ｃ−ｓｃａｎ方向）８３０に対して、ビーム８１０の長軸８１２及び短軸８１１が略４５度の角度となるように、光ファイバの軸方向の回転を調整する。即ち、端面３４３の向きを、ラスタースキャンにおける主走査方向８２０及び副走査方向８３０に対して略４５°の角度となるように調整する。
【００６５】
これにより、ラスタースキャンにおける主走査方向８２０及び副走査方向８３０のどちらの方向においても、光学的解像度を同じくすることができ、走査方向による光学的解像度の差異を生じさせることがなくなる。その結果、断層画像の横方向の解像力の安定化を図ることができる。
【００６６】
（その他の実施形態）
上述した本発明の実施形態では、被検査物として、被検眼Ｅ（より詳細には、被検眼Ｅの眼底Ｅｒ）を適用した例について説明を行ったが、本発明においてはこれに限定されるものではない。本発明においては、光干渉断層撮像装置を用いて断層画像を取得できる対象であれば、被検眼Ｅ（より詳細には、被検眼Ｅの眼底Ｅｒ）以外の他の被検査物にも適用可能である。
【００６７】
なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１００：光干渉断層撮像装置、１０１：ＯＣＴ光学系、１０２：制御部、１１０：光源、１１１：共振器、１２１：光分岐要素、１２２：偏光制御器、１２３：光結合要素、１２４：ディテクタ、１３０：測定光学系、１４０：参照光学系、１５１〜１５８：光ファイバ、１６０：信号処理部、１６１：画像生成部、１６２：マップ生成部、１７０：信号取得制御部、１８０：表示制御部、１９０：表示部、Ｅ：被検眼、Ｅｒ：眼底
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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