(57)【要約】【課題】複数の測定光からなる光を用いて被検査物における異なる部位に照射し、光学系の特性をこれらの部位に適合するように設定して、断層像を撮像する光断層画像撮像装置を提供する。  【解決手段】複数の測定光の被検査物への照射による複数の戻り光のそれぞれと、参照光とを干渉させた合波光を用いて、断層画像を撮像するＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置であって、  複数の測定光を走査する走査手段と、  走査手段により走査された複数の測定光を、被検査物の異なる照射領域に照射する照射手段と、  照射手段により照射される複数の測定光の被検査物の照射位置を調整する調整手段と、  複数の測定光の照射による複数の戻り光のそれぞれと、参照光とを光干渉させた合波光のそれぞれを検出する検出手段とを備え、  検出手段は、複数の分光手段とセンサーから構成され、複数の分光手段は、センサーで取得する合波光の分光幅が、少なくとも１つは異なっている。【選択図】            図１
2010249584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測定光の被検査物への照射による複数の戻り光のそれぞれと、参照光とを干渉させた合波光を用いて、被検査物の断層画像を撮像するＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置であって、
前記複数の測定光を走査する走査手段と、
前記走査手段により走査された前記複数の測定光を、前記被検査物の異なる照射領域に照射する照射手段と、
前記照射手段により照射される前記複数の測定光の被検査物の照射位置を調整する調整手段と、
前記複数の測定光の照射による複数の戻り光のそれぞれと、前記参照光とを光干渉させた合波光のそれぞれを検出する検出手段とを備え、
前記検出手段は、複数の分光手段とセンサーから構成され、
前記複数の分光手段は、前記センサーで取得する前記合波光の分光幅が、少なくとも１つは異なる分光幅であることを特徴とする光断層画像撮像装置。
【請求項２】
前記複数の分光手段は、結像レンズの焦点距離あるいは回折格子のピッチが異なり、少なくとも１つは異なる分光幅に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項３】
前記結像レンズの焦点距離が可変となるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項４】
前記調整手段は、倍率変更手段あるいは物点位置変更手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項５】
前記被検査物が眼球であり、前記複数の測定光が第１の測定光と第２の測定光からなり、
前記第１の測定光による合波光により前記眼球における眼底部の黄斑部の断層画像を撮像し、
前記第２の測定光による合波光により前記眼球における眼底部の視神経乳頭の断層画像を撮像することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項６】
前記被検査物が眼球であり、前記複数の測定光が第１の測定光と第２の測定光と第３の測定光から成り、
前記第１の測定光又は前記第３の測定光による合波光により前記眼球における眼底部の黄斑部の断層画像を撮像し、
前記第２の測定光による合波光により前記眼球における眼底部の視神経乳頭の断層画像を撮像することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項７】
前記被検査物が眼球であり、前記複数の測定光が第１の測定光と第２の測定光と第３の測定光から成り、
前記第１の測定光又は前記第３の測定光による合波光により前記眼球における眼底部の視神経乳頭の断層画像を撮像し、
前記第２の測定光による合波光により前記眼球における眼底部の黄斑部の断層画像を撮像することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項８】
前記黄斑部に対する前記合波光を検出する検出手段は、ラインカメラに入射させるための合波光の分光幅が、視神経乳頭に対する分光幅よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項５または請求項６または請求項７に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項９】
複数の測定光を被検査物に照射することによる複数の戻り光のそれぞれと、参照光とを干渉させた合波光を用いて、被検査物の断層画像を撮像するＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置の制御方法であって、
前記複数の測定光の照射位置を調整し、
前記複数の測定光を走査する走査手段により走査された前記複数の測定光を、前記被検査物の異なる照射領域に照射することによる複数の戻り光のそれぞれと、前記参照光とを光干渉させた合波光を検出する際の制御において、
前記合波光の検出手段として、複数の分光手段とセンサーから構成された検出手段を用い、
前記センサーで取得する前記合波光の分光幅を、少なくとも１つは異なる分光幅とすることを特徴とする光断層画像撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光断層画像撮像装置及びその制御方法に関し、特に眼科診療等に用いられる光断層画像撮像装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）によると、被測定物（特に眼底）の断層像を高解像度に撮像することができる。
特に、フーリエドメイン方式のＯＣＴは、深さ方向に関して一括スキャンが可能な構成を備えている。
以下において、このような光コヒーレンストモグラフィによる光断層画像撮像装置を、ＯＣＴ装置と記す。
【０００３】
眼科用ＯＣＴ装置において、重要な測定部位として黄斑部と視神経乳頭が挙げられる。従来においては、この２つの部位をシングルビームによるＯＣＴ装置で測定することによって、眼の疾患を診断している装置が多くを占める。
このような従来におけるシングルビームによる眼科用ＯＣＴ装置の測定においては、上記黄斑部と視神経乳頭の両者が含まれるように、広い画角で測定することが望まれている。これらの測定においては、広い画角で測定しておき、後から黄斑部と視神経乳頭の画像情報を取得する操作が行われている。
また、特許文献１では、複数の光源、複数の光源に共通した物体光結像光学系を持ち、共通の参照光結像光源系と光源に対応した位置に離散配置された複数の光センサを有するＯＣＴ装置が開示されている。
ここでは、同時に多数点でデータを取得し、リファレンス光をずらすことで多点データを取得し、高速データの取得を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８７５１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来におけるシングルビームによる眼科用ＯＣＴ装置の測定においては、上記したように黄斑部と視神経乳頭の両者が含まれるように、広い画角で測定される。
このように広い画角で測定すると測定に時間がかかり、固視微動に代表される眼球運動による画像の位置ずれや欠落が生じる。
また、上記特許文献１では複数の光源によるＯＣＴ装置を用い、同時に多数点でデータを取得することで、高速データの取得を可能にしているが、断層像の取得に際して光学系の特性を撮像部位に適合するように設定すること等について考慮されていない。
特に、被検査物が眼球等である場合、眼底の黄斑部と視神経乳頭との断層像の撮像の取得に際し、光学系の特性をこれらの部位に適合するように設定すること等については、全く考慮されていない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、複数の測定光からなる光を用いて被検査物における異なる部位に照射し、光学系の特性をこれらの部位に適合するように設定して、被検査物の断層像の撮像が可能となる光断層画像撮像装置及びその制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、つぎのように構成した光断層画像撮像装置を提供するものである。
本発明の光断層画像撮像装置は、複数の測定光の被検査物への照射による複数の戻り光のそれぞれと、参照光とを干渉させた合波光を用いて、被検査物の断層画像を撮像するＯＣＴシステムを備えた光断層画像撮像装置であって、
前記複数の測定光を走査する走査手段と、
前記走査手段により走査された前記複数の測定光を、前記被検査物の異なる照射領域に照射する照射手段と、
前記照射手段により照射される前記複数の測定光の被検査物の照射位置を調整する調整手段と、
前記複数の測定光の照射による複数の戻り光のそれぞれと、前記参照光とを光干渉させた合波光のそれぞれを検出する検出手段とを備え、
前記検出手段は、複数の分光手段とセンサーから構成され、
前記複数の分光手段は、前記センサーで取得する前記合波光の分光幅が、少なくとも１つは異なる分光幅であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の測定光からなる光を用いて被検査物における異なる部位に照射し、光学系の特性をこれらの部位に適合するように設定して、被検査物の断層像の撮像が可能となる光断層画像撮像装置及びその制御方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１、２における光断層画像撮像装置の構成を説明する図。
【図２】本発明の実施例１における眼底上の黄斑部と視神経乳頭を説明する模式図。
【図３】本発明の実施例１における異なる分光幅に設定した場合について説明する模式図。
【図４】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の断層像の取得について説明する図。
【図５】本発明の実施例２における透過型回折格子を異なるピッチにすることで、異なる分光幅に結像する構成例を説明する図。
【図６】本発明の実施例３における光断層画像撮像装置の構成を説明する図。
【図７】本発明の実施例３における眼底上での照射パターンを示す図。
【図８】本発明の実施例３における分光手段を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。
【実施例】
【００１１】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１では、本発明を適用した光断層画像撮像装置（ＯＣＴ装置）について、図１を用いて説明する。
本実施例のＯＣＴ装置１００は、図１に示されるように、全体としてマイケルソン干渉系を構成している。
すなわち、光源から出射された光を、測定光と参照光とに分割する。
そして、測定光は複数の測定光路を有し、複数の測定光による戻り光と参照光路を経由した参照光とを合波して光干渉させた複数の合波光を用い、被検査物の断層画像を撮像するＯＣＴシステムを備えた構成を備えている。
具体的には、図中、光源１０１から出射した光である出射光１０４はシングルモードファイバ１１０に導かれて光カプラー１５６に入射し、該光カプラー１５６にて第１の光路と第２の光路の２つの光路からなる出射光１０４−１〜２に分割される。
さらに、この２つの光路からなる出射光１０４−１〜２のそれぞれは、偏光コントローラ１５３−１を通過し、光カプラー１３１−１〜２にて参照光１０５−１〜２と測定光１０６−１〜２とに、５０：５０の強度比で分割する。
【００１２】
このように分割された２つの光路による測定光１０６−１（第１の測定光）と１０６−２（第２の測定光）は、観察対象である被検眼１０７における網膜１２７等によって反射あるいは散乱された戻り光１０８−１〜２となって戻される。そして、光カプラー１３１−１〜２によって、参照光路を経由してきた参照光１０５−１〜２と合波される。
参照光１０５−１〜２と戻り光１０８−１〜２とは合波された後、透過型回折格子１４１−１〜２によって波長毎に分光され、センサーとして機能するラインカメラ１３９−１〜２に入射される。
ラインカメラ１３９−１〜２は各位置（波長）毎に光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、被検眼１０７の断層像が構成される。
ただし、複数の光路に分岐する手段はこれに限定されず、光カプラー１３１−１と１３１−２の被検査物側、参照ミラー側に光カプラー１５６を配置してそれぞれ２つの測定光と２つの参照光に分岐してもよく、また参照ミラー側には光カプラー１５６を配置せずに参照光は１つの光路のみで構成されてもよい。
さらに、ここではラインカメラが複数ある場合について記載したが、１つで構成されていてもよい。
【００１３】
つぎに、光源１０１の周辺について説明する。
光源１０１は代表的な低コヒーレント光源であるＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ）である。波長は８３０ｎｍ、バンド幅５０ｎｍである。
ここで、バンド幅は、得られる断層像の光軸方向の分解能に影響するため、重要なパラメーターである。
また、光源の種類は、ここではＳＬＤを選択したが、低コヒーレント光が出射できればよく、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）等も用いることができる。
また、波長は眼を測定することを鑑みると、近赤外光が適する。さらに波長は、得られる断層像の横方向の分解能に影響するため、なるべく短波長であることが望ましく、ここでは８３０ｎｍとする。観察対象の測定部位によっては、他の波長を選んでも良い。
【００１４】
つぎに、参照光１０５の光路について説明する。
光カプラー１３１−１〜２によって分割された２つの光路による参照光１０５−１〜２は、偏光コントローラ１５３−２、ファイバ長可変装置１５５−１〜２を通過し、レンズ１３５−１にて、直径１ｍｍの略平行光となって、出射される。次に、参照光１０５−１〜２は分散補償用ガラス１１５を通過し、レンズ１３５−２にて、ミラー１１４−１〜２に集光される。
次に、参照光１０５−１〜２はミラー１１４−１〜２にて方向を変え、再び光カプラー１３１−１〜２に向かう。
次に、参照光１０５−１〜２は光カプラー１３１−１〜２を通過し、ラインカメラ１３９−１〜２に導かれる。
ここで、分散補償用ガラス１１５は被検眼１０７を測定光１０６が往復した時の分散を、参照光１０５に対して補償するものである。
ここでは、日本人の平均的な眼球の直径として代表的な値を想定し、Ｌ＝２３ｍｍとする。
さらに、１１７−１〜２は電動ステージであり、矢印で図示している方向に移動することができ、参照光１０５の光路長を、調整・制御することができる。
また、電動ステージ１１７−１〜２はパソコン１２５により高速に制御することができる。
参照光１０５−１と１０５−２にそれぞれ光路長を変化できるように、レンズ１３５−２およびミラー１１４は異なる電動ステージ１１７−１〜２により位置が制御される。
また、ファイバ長可変装置１５５−１〜２は各ファイバの長さの微調整を行う目的で設置され、測定光１０６−１〜２のそれぞれの測定部位に応じて、参照光１０５−１〜２の光路長を調整することができ、パソコン１２５から制御することができる。
【００１５】
次に、測定光１０６の光路について説明する。
光カプラー１３１−１〜２によって分割された測定光１０６−１〜２は、偏光コントローラ１５３−４を通過し、レンズ１２０−３にて、直径１ｍｍの略平行光となって出射され、走査手段を構成するＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
ここでは、簡単のため、ＸＹスキャナ１１９は一つのミラーとして記したが、実際にはＸスキャン用ミラーとＹスキャン用ミラーとの２枚のミラーが近接して配置され、網膜１２７上を光軸に垂直な方向にラスタースキャンするものである。また、測定光１０６−１〜２のそれぞれの中心はＸＹスキャナ１１９のミラーの回転中心と一致するようにレンズ１２０−１、３等が調整されている。
レンズ１２０−１、１２０−２は測定光１０６−１〜２が網膜１２７を走査するための光学系であり、測定光１０６を角膜１２６の付近を支点として、網膜１２７をスキャンする役割がある。
測定光１０６−１〜２はそれぞれ所望の異なる照射領域である眼底の黄斑部、視神経乳頭に結像するように構成されている。
両者は角度にしてΔω＝約２０°の角度差があるため、約２０°の角度がつくようにファイバ端１１８−１〜２およびレンズ１２０−１〜３を構成しておく。
【００１６】
Δωの角度差を持った測定光１０６−１〜２は、それぞれ黄斑部と視神経乳頭に結像される。
Δωは個体差があるため、レンズ１２０−１〜３およびファイバ端１１８−１〜２は調整することが可能となっている。
具体的には、レンズ１２０−１および１２０−３が複数のレンズで構成される。これらの複数のレンズのうち、いずれかが光軸方向に移動することで倍率を変更するようにする。あるいは、ファイバ端１１８−１〜２と角膜１２６の間に不図示の上記同様の複数のレンズで構成され、光軸方向にレンズが移動することで倍率を変更する倍率変更機構を設けるようにしてもよい。
また、ファイバ端１１８の位置を光軸に垂直な面内で移動できるような物点位置変更手段を設けてもよい。
以上のように、第１の光路と第２の光路による測定光の照射位置を調整する調整機構を設けることで、測定光１０６−１〜２をそれぞれ眼底部における黄斑部、視神経乳頭に結像するように構成されている。
【００１７】
Δωずれた黄斑部、視神経乳頭の中心をそれぞれのスキャンの中心に、ＸＹスキャナ１１９を駆動し、両者のスキャン像を得る。例えば、±５°の範囲をスキャンできるように、ＸＹスキャナ１１９を駆動する。
また、１１７−３は電動ステージであり、矢印で図示している方向に移動することができ、付随するレンズ１２０−２の位置を、調整・制御することができる。レンズ１２０−２の位置を調整することで、被検眼１０７の網膜１２７の所望の層に測定光１０６を集光し、観察することが可能になる。
また、被検眼１０７が屈折異常を有している場合にも対応できる。測定光１０６−１〜２は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８−１〜２となり、光カプラー１３１−１〜２を通過し、ラインカメラ１３９に導かれる。
ここで、電動ステージ１１７−３はパソコン１２５により、倍率変更機構と比較して高速に制御することができる。
【００１８】
本実施例では、１１８−１と１１８−２が同一平面状（ＸＺ平面）に配置された構成となっているが、それに限るものではなく、紙面垂直方向（ｙ方向）にあっても、また両方の方向の成分を持って配置されていてもよい。
調整機構の調整もまた同様である。
以上の構成を採ることにより、黄斑部と視神経乳頭を同時にスキャンすることが可能となり、またスキャン範囲を黄斑部と視神経乳頭に限定するため、測定時間を大幅に短縮しながら、診断に必要な画像を取得することができる。
【００１９】
次に、本実施例のＯＣＴ装置における測定系の構成（分光手段の構成）について説明する。
網膜１２７にて反射や散乱された第１の光路と第２の光路による戻り光１０８−１〜２と参照光１０５−１〜２とは光カプラー１３１−１〜２により合波される。
そして、合波された光１４２はファイバ端から射出され、レンズ１３５−３によって略平行な光にされる。
この略平行光は、第１検出手段と第２検出手段を構成する透過型回折格子１４１−１〜２（第１分光手段と第２分光手段）に照射され、波長毎に分光される。
分光された光は結像レンズ１４３−１〜２で集光され、ラインカメラ１３９−１〜２（第１と第２ラインカメラ）にて光の強度が各位置（波長）毎に電圧に変換される。
ラインカメラ１３９−１〜２上には波長軸上のスペクトル領域の干渉縞が観察されることになる。
【００２０】
つぎに、分光部について、更に具体的に説明する。
ＯＣＴ装置の一般的な特性として、分光幅を大きくするとＯＣＴの解像度が上がり、分光における波長分解能を上げると深さ方向の測定可能幅が広くなることが知られている。
それらは次の（数式１）、（数式２）で表すことができる。
Ｒ＝１／（２ΔＫ）    （数式１）
Ｄ＝Ｎ／（２ΔＫ）    （数式２）
ここで、ＲはＯＣＴの解像度、ΔＫはラインカメラで取得する波数幅、ＤはＯＣＴにおける深さ方向の測定可能幅、Ｎは撮像に使用するラインカメラの画素数である。
但し、分光幅とは、ラインカメラのＮ画素に入射する光の波長の範囲であり、最大波長λｍａｘと最小波長λｍｉｎの差λｍａｘ−λｍｉｎである。
波数幅ΔＫは、ΔＫ＝１／λｍｉｎ−１／λｍａｘで表される。
また、ＯＣＴの解像度は、一般的にコヒーレンス長の半分と定義される。
これからΔＫが大きくなるとＲは小さくなり（ＯＣＴの解像度が上がり）、Ｎを一定とするとΔＫを小さくするほど（分光における波長分解能を上げるほど）Ｄが大きくなる（深さ方向の測定可能幅が広くなる）。
ここで言う波長分解能とは、分光幅を撮像に使用するラインカメラの画素数で割った、１画素あたりに取得する波長幅のことである。
但し、レンズの光学的収差により、実際の波長分解能はここでの定義によれば、波長分解能よりも大きくなるのが一般的である。
図１のように、複数の測定光で測定する場合においては、各測定光の測定スピードは同一であることが望ましく、そのためには撮像に使用するラインカメラの画素数Ｎを同一にしておくことが必要である。
このような場合、各光路における各合成光において異なるΔＫを設定することで、以下の２つの測定を行うことができる。
測定１．ΔＫ大：狭い奥行き範囲を高解像度で測定
測定２．ΔＫ小：広い奥行き範囲を比較的低解像度で測定
この２つの測定を上述の黄斑部、視神経乳頭での測定に用いることで、それらの特性に合った測定を行うことができるため、効率良く測定することができる。
【００２１】
図２に黄斑部と視神経乳頭の模式図を示す。
図２（ａ）に図１の光軸方向から見た図、図２（ｂ）にその断面図を示す。
黄斑部と比較すると、視神経乳頭は内境界膜が奥深くまで落ち込んでおり、ＯＣＴで測定する際には広い範囲を測定しなければならない。
そのため、上記した一方の測定１を奥行きが狭い黄斑部に適用し、他方の測定２を奥行きが深い視神経乳頭に適用することで、光学系の特性を部位に合ったものにすることができる。
異なるΔＫを設定して、測定１と２を行う手段について以下で述べる。
ｆを結像レンズ１４３−１〜２の焦点距離とし、Δθを光源１０１の波長幅を透過型回折格子１４１−１〜２によって回折される分光角の幅、Δｙをラインカメラ１３９−１〜２における像の分光幅としたときに、次の（数式３）が成り立つ。
Δｙ＝ｆｔａｎ（Δθ）    （数式３）
分光角とは、ある単波長の光が回折格子に入射し回折される角度のことである。
【００２２】
Δθを一定とした場合（透過型回折格子１４１−１〜２を同じピッチにした場合）には、結像レンズ１４３−１〜２を異なる焦点距離にすることにより、異なるΔｙを設定することができる。
Δθは光源の波長幅と回折格子のピッチによって決定される。ピッチとは、回折格子に周期的に刻まれているパターンの幅に関係する量であり、１ｍｍあたり何本のパターンが刻まれているか（本／ｍｍ）で表される。
ここで、回折格子への入射角をα、回折角をβ、ピッチをｐＮ、波長をλとすると、次の（数式４）で表される。
ｓｉｎα＋ｓｉｎβ＝ｐλ    （数式４）
α＝βのときに回折効率が最大となるような回折格子を用いると、Δθと光源の波長幅、回折格子のピッチの関係は、次の（数式５）式で表される。
α＝β＝ｓｉｎ-1（ｐλ／２）    （数式５）
ｐ＝１２００本／ｍｍ、λ＝８４０ｎｍとすると、α＝β＝３０．２６°となる。
このとき、λ＝８６５ｎｍの回折角βは３２．２７°、λ＝８１５ｎｍの回折角βは２８．２９°となる。ゆえに、Δθ＝３２．２７−２８．２９＝３．９８°となる。
【００２３】
図３に、異なるΔｙに設定して、ラインカメラに結像させた模式図を示す。
矢印でラインカメラ上での分光幅を示し、色づけしてある部分がラインカメラである。
また、図３（ａ）と図３（ｂ）はそれぞれ焦点距離を短く設定した場合と長く設定した場合である。
図３（ａ）の結像レンズの焦点距離はｆ１であり、図３（ｂ）の結像レンズの焦点距離はｆ２である。但し、ｆ１＜ｆ２である。
焦点距離が異なることで、ΔｙはそれぞれΔｙ１、Δｙ２とΔｙの幅を変えることにより、ラインカメラに取り込まれる波長幅が変わり、数式１〜２におけるΔＫを変えることができる。
例えば、ｆ１を１４７ｍｍとし、ｆ２を２００ｍｍとすると、Δθが３．９８°から、数
式３に代入すると、Δｙ１＝１０．２４ｍｍ、Δｙ２＝１３．９ｍｍとなる。
ラインカメラの画素ピッチを１０μｍ、撮像に使用するラインカメラの画素数Ｎを１０２４画素とすると、ラインカメラで取得できるΔｙの長さは１０．２４ｍｍとなる。
すなわち、ｆ１＝１４７ｍｍの焦点距離の場合は８４０±２５ｎｍの分光幅を得ることができるが、ｆ２＝２００ｍｍの焦点距離の場合は８４０±１８．４ｎｍの分光幅を得ることしかできない。すなわち、
ｆ１＝１４７ｍｍ：ΔＫ１＝７．０９×１０−２［１／μｍ］
Ｒ１＝７．０５μｍ、Ｄ１＝７．２２ｍｍ
ｆ２＝２００ｍｍ：ΔＫ２＝５．２２×１０−２［１／μｍ］
Ｒ２＝９．５８μｍ、Ｄ２＝９．８１ｍｍ
となる。
【００２４】
したがって、結像レンズ１４３−１〜２の焦点距離を短くした場合には、ΔＫが大きくなるので黄斑部の測定に、
また、結像レンズ１４３−１〜２の焦点距離を長くした場合には、ΔＫが小さくなるので視神経乳頭の測定を行うことにより、光学系の特性を部位に合ったものにすることができる。
このように、本実施例の構成によれば、複数の測定光からなる光を用いて被検査物における異なる部位に照射し、断層像の取得に際して光学系の特性をこれらの部位に適合するように設定することにより、効率の良い撮像が可能となる。
特に、被検査物が眼球等である場合、眼底部の黄斑部と視神経乳頭との断層像の撮像の取得に際し、光学系の特性をこれらの部位に適合するように設定することにより、効率のよい撮像を行うことが可能となる。
【００２５】
また、被検眼を左右変えるときには、黄斑部と視神経乳頭が逆となるために、光学系もこれに応じて変える。
ここでは、結像レンズ１４３−１〜２の焦点距離を入れ換えることを行う。
その方法としては、結像レンズ１４３−１〜２をズームレンズとすることで焦点距離を変化させても良いし、１４３−１と１４３−２のレンズを入れ換えても良い。
これら焦点距離可変機構によって、被検眼を左右変えることを行う。その他、ファイバ端１１８−１〜２が入れ替わっても良い。
ラインカメラ１３９−１〜２で光の強度から電圧に変換された電圧信号群はフレームグラバー１４０にてデジタル値に変換されて、パソコン１２５にてデータ処理を行い、断層像を形成する。
ここでは、ラインカメラ１３９−１〜２は１０２４画素を有し、合波された光１４２−１〜２の波長毎の強度を得ることができる。
上記は測定スピードを同一にするために、黄斑部と視神経乳頭の両撮像ともに、撮像に使用する画素数Ｎを１０２４画素で撮像したが、両撮像で使用する画素数Ｎを変えても良い。
例えば、結像レンズ１４３−１〜２の焦点距離を同じｆ＝１４７ｍｍとすると、Δｙ＝１０．２４ｍｍとなる。
ラインカメラの画素ピッチを１０μｍ、撮像に使用するラインカメラの画素数Ｎを片方はＮ１＝１０２４画素、他方はＮ２＝５１２画素とすると、ラインカメラで取得できるΔｙの長さはそれぞれ１０．２４ｍｍ、５．１２ｍｍとなる。
すなわち、１０２４画素を撮像に用いる場合は８４０±２５ｎｍの分光幅を得ることができるが、５１２画素を撮像に用いる場合は８４０±１２．５ｎｍの分光幅を得ることしかできない。すなわち、
Ｎ１＝１０２４画素：ΔＫ１＝７．０９×１０−２［１／μｍ］
Ｒ１＝７．０５μｍ、Ｄ１＝７．２２ｍｍ
Ｎ２＝５１２画素：ΔＫ２＝７．０９×１０−２［１／μｍ］
Ｒ２＝１４．１μｍ、Ｄ２＝７．２２ｍｍ
となる。
この場合には、同じ深さ方向の測定可能幅であるが、ＯＣＴの解像度はＮ１＝１０２４画素とした方が良くなる。他方、測定スピードはＮ１＝１０２４画素とした方が遅くなる。したがってこの測定によると、解像度を良くしながら時間をかけて測定する部位と、解像度は悪いながらも速く測定する部位を分けることができ、光学系の特性をこれらの部位に適合するように設定することにより、効率のよい撮像を行うことが可能となる。
光の強度から電圧への変換や、データ処理は上述した通りである。
【００２６】
つぎに、ＯＣＴ装置を用いた断層像の取得について説明する。
ここでは、図４を用いて網膜１２７の断層像（光軸に平行な面）の取得について説明する。
図４（ａ）は被検眼１０７がＯＣＴ装置１００によって観察されている様子を示している。
図１に示した構成と同一または対応する構成には同一の符号が付されているから、重複する構成についての説明は省略する。
図４（ａ）に示すように、測定光１０６−１〜２は角膜１２６を通して、網膜１２７に入射すると様々な位置における反射や散乱により戻り光１０８−１〜２となり、それぞれの位置での時間遅延を伴って、ラインカメラ１３９−１〜２に到達する。
【００２７】
ここでは、光源１０１のバンド幅が広く、空間コヒーレンス長が短いために、参照光路の光路長と測定光路の光路長とが略等しい場合に、ラインカメラ１３９−１〜２にて、干渉縞が検出できる。
上述のように、ラインカメラ１３９−１〜２で取得されるのは波長軸上のスペクトル領域の干渉縞となる。
次に、波長軸上の情報である該干渉縞を、ラインカメラ１３９−１〜２と透過型回折格子１４１−１〜２との特性を考慮して、合波された光１４２−１〜２毎に、光周波数軸の干渉縞に変換する。
さらに、変換された光周波数軸の干渉縞を逆フーリエ変換することで、深さ方向の情報が得られる。
【００２８】
さらに、簡単のため、測定光のうち１０６−１だけを示した図４（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、該干渉縞を検知すれば、各Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られる。つまり、各Ｘ軸の位置毎の深さ方向の情報を得ることができる。
結果として、ＸＺ面での戻り光１０８−１の強度の２次元分布が得られ、それはすなわち断層像１３２である（図４（ｃ））。
本来は、断層像１３２は上記説明したように、該戻り光１０８の強度をアレイ状に並べたものであり、例えば該強度をグレースケールに当てはめて、表示されるものである。
ここでは得られた断層像の境界のみ強調して表示している。
【００２９】
また、図４（ｄ）に示す様に、ＸＹスキャナ１１９を制御して、測定光１０６−１〜２をそれぞれ黄斑部と視神経乳頭上にラスタースキャンすれば、黄斑部と視神経乳頭の２箇所の断層像を同時に、連続して取得することができる。
ここでは、ＸＹスキャナの主走査方向をＸ軸方向、副走査方法をＹ軸方向として、スキャンする場合を示し、結果として複数のＹＺ面の断層像を得ることができる。
【００３０】
［実施例２］
実施例１では結像レンズ１４３−１〜２の焦点距離を変えて左右の眼の測定を行ったのに対して、実施例２では透過型回折格子１４１−１〜２の格子ピッチを変えた構成例について説明する。
ピッチとは、回折格子に周期的に刻まれているパターンの幅に関係する量であり、１ｍｍあたり何本のパターンが刻まれているか（本／ｍｍ）で表される。
ＯＣＴ装置１００のレイアウトに関しては、実施例１と同じであるため省略する。
【００３１】
図５に、異なるΔｙに設定して、ラインカメラに結像させた模式図を示す。
矢印でラインカメラ上での分光幅を示し、色づけしてある部分がラインカメラである。
また、図５（ａ）と図５（ｂ）はそれぞれ透過型回折格子１４１−１〜２のピッチを広い場合と狭い場合である。
図５（ａ）の透過型回折格子のピッチはｐ１であり、その際の回折される分光角の幅はΔθ１、図５（ａ）の透過型回折格子のピッチはｐ２であり、その際の回折される分光角の幅はΔθ２である。但し、Δθ１＜Δθ２である。
透過型回折格子１４１−１〜２のピッチが広い場合は、回折される分光角の幅Δθが小さくなり、逆にピッチが狭い場合は、Δθは大きくなる。
それにより、（数式３）で表されるΔｙが前者は小さくなり、後者は大きくなる。
すなわち、実施例１で結像レンズの焦点距離を変えたのと同等の効果が得られる。
焦点距離ｆ１を実施例１と同じく１４７ｍｍとし、ｐ１を１２００本／ｍｍ、ｐ２を１５００本／ｍｍとすると、実施例１と同様に数式３から数式５を用いることにより、ｐ１＝１２００本／ｍｍのピッチの場合は８４０±２５ｎｍの分光幅を得ることができる。
しかし、ｐ２を１５００本／ｍｍの焦点距離の場合は８４０±１８．０ｎｍの分光幅を得ることしかできない。すなわち
ｐ１＝１２００本／ｍｍ：ΔＫ１＝７．０９×１０-2［１／μｍ］
Ｒ１＝７．０５μｍ、Ｄ１＝７．２２ｍｍ
ｐ２＝１５００本／ｍｍ：ΔＫ２＝５．１０×１０-2［１／μｍ］
Ｒ２＝９．８１μｍ、Ｄ２＝１０．０ｍｍ
ΔｙはそれぞれΔｙ１、Δｙ２と、Δｙの幅を変えることにより、ラインカメラに取り込まれる波長幅が変わり、数式１〜２におけるΔＫを変えることができる。
図５の場合には、図５（ａ）はΔＫが大きい場合、図５（ｂ）はΔＫが小さい場合を示す。
したがって、透過型回折格子１４１−１〜２の格子ピッチを広くした場合には、ΔＫが大きくなるので黄斑部の測定に、
また、透過型回折格子１４１−１〜２の格子ピッチを狭くした場合には、ΔＫが小さくなるので視神経乳頭の測定を行うことにより、光学系の特性を部位に合ったものにすることができ、効率の良い測定を行うことができる。
【００３２】
［実施例３］
実施例１では左右の眼を変えるときに光学系もこれに応じて変えたのに対して、実施例３では予め変えるための光学系を用意しておく構成例について説明する。
すなわち、実施例３では、ＯＣＴ装置に第１の光路と第２の光路の他に第３の光路を含む３つの光路光（第１〜第３の測定光）を導くための３つの光路を用意しておき、それぞれの光路は以下に示すように構成される。
光路１：視神経乳頭（左眼用）
光路２：黄斑部（左眼、右眼用）
光路３：視神経乳頭（右眼用）
図６は、本実施例での測定システムの構成を示す図である。図１の測定システムの構成と比較すると、光路が２つから３つに増えていることに対応して各構成が増えている点が異なる。
２００はＯＣＴ装置である。光源部と参照光路は、図１の２つの光路が３つの光路となっている構成のみの変更であるので、重複する説明は省略する。
【００３３】
つぎに、本実施例の測定系による左眼の測定の構成について説明する。
測定系も基本的には図１の測定システムの構成と比較すると、２つの測定光が３つの測定光となっている構成となっている。
光カプラー１３１−１〜３によって分割された測定光１０６−１〜３は、偏光コントローラ１５３−４を通過し、レンズ１２０−３にて、直径１ｍｍの略平行光となって出射され、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
レンズ１２０−１、１２０−２は測定光１０６−１〜３が網膜１２７を走査するための光学系であり、測定光１０６を角膜１２６の付近を支点として、網膜１２７をスキャンする役割がある。
【００３４】
本実施例のように左眼を測定する場合、測定光１０６−１が視神経乳頭に結像し、測定光１０６−２が黄斑部に結像するように構成されている。測定光１０６−３は左眼測定の際には、光を照射しない。
一方、右眼を測定する際には、測定光１０６−１は光を照射せず、測定光１０６−２が黄斑部に結像し、測定光１０６−３が視神経乳頭に結像するように構成されている。
測定光１０６−２は左眼も右眼も測定の際には使用するが、測定光１０６−１および測定光１０６−３は、左眼と右眼の測定の際に入れ換える。これらのスイッチングは、光源部のシャッター１５７−１、１５７−３で行う。
【００３５】
図７に、左眼を測定するときと右眼を測定するときの構成図を示す。
図７（ａ）に本実施例の構成を示す。左眼と右眼で黄斑部と視神経乳頭の位置が逆になるため、予め３つの測定光路を上述したように用意しておく。
左眼は、第一の光路と第二の光路でそれぞれ視神経乳頭と黄斑部を測定し、右眼は、第三の光路と第二の光路でそれぞれ視神経乳頭と黄斑部を測定する。
左眼測定時の第三の光路と、右眼測定時の第一の光路はそれぞれの測定の際には使用しない。
【００３６】
また図７（ｂ）に逆の構成も示す。この構成について説明すると、左眼は、第二の光路と第三の光路でそれぞれ視神経乳頭と黄斑部を測定し、右眼は、第二の光路と第一の光路でそれぞれ視神経乳頭と黄斑部を測定する。すなわち、
光路１：黄斑部（右眼用）
光路２：視神経乳頭（左眼、右眼用）
光路３：黄斑部（左眼用）
という構成をとる。
左眼測定時の第一の光路と、右眼測定時の第三の光路はそれぞれの測定の際には使用しない。このような構成でも測定を行うことができる。
黄斑部と視神経乳頭の角度差やスキャン範囲、調整手段については、実施例１と同様であるため省略する。
【００３７】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置における測定系の構成（分光手段の構成）について説明する。
網膜１２７にて反射や散乱された光である戻り光１０８−１〜３と参照光１０５−１〜３とは光カプラー１３１−１〜３により合波される。
そして、合波された光１４２はファイバ端から射出され、レンズ１３５−３によって略平行な光にされる。
この略平行光は透過型回折格子１４１−１〜３に照射され、波長毎に分光される。
分光された光は結像レンズ１４３−１〜３で集光され、ラインカメラ１３９−１〜３にて光の強度が各位置（波長）毎に電圧に変換される。ラインカメラ１３９−１〜３上には波長軸上のスペクトル領域の干渉縞が観察されることになる。
【００３８】
つぎに、分光部分について、更に具体的に説明する。
ΔＫの異なる分光器にそれぞれ入射させることで、測定光路の構成において述べた黄斑部と視神経乳頭の測定を行う。
実施例１と同様に、以下の測定１を黄斑部に適用し、測定２を視神経乳頭に適用する。
測定１．ΔＫ大：狭い奥行き範囲を高解像度で測定
測定２．ΔＫ小：広い奥行き範囲を比較的低解像度で測定
ΔＫの変更方法としては、実施例１と同様に、結像レンズ１４１−１〜３の焦点距離をそれぞれ異なる焦点距離にすることで、ΔｙはそれぞれΔｙ１、Δｙ２と、Δｙを変えることで行う。
その他、実施例２と同様に、透過型回折格子１４１−１〜３のピッチを変更してもよい。具体的な装置構成例は、実施例１、２と同じであるため、ここでは省略する。
【００３９】
図８に本実施例における分光手段の構成を示す。
図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）はそれぞれ、視神経乳頭（左眼用）、黄斑部（左眼、右眼用）、視神経乳頭（右眼用）を測定するための分光手段であり、それぞれ光路１４２−１、１４２−２、１４２−３の光を分光する。
視神経乳頭の測定用に計２本の光路があり、その２本（１４２−１および１４２−３）の光路においては、結像レンズの焦点距離を長くする（もしくは透過型回折格子のピッチを狭くする）ことでΔｙをΔｙ２と大きくし、ΔＫを小さくする。
また、黄斑部の測定においては、光路１４２−２における結像レンズ１の焦点距離を短くする（もしくは透過型回折格子のピッチを広くする）ことでΔｙ１とΔｙを小さくし、ΔＫを大きくする。以上のように分光手段を構成することで、黄斑部と視神経乳頭の測定を行う。
以上の構成においては、左眼の測定は視神経乳頭測定用の光路１４２−１と黄斑部測定用の光路１４２−２で行い、右眼の測定は視神経乳頭測定用の光路１４２−３と黄斑部測定用の光路１４２−２で行う。
【００４０】
以上のような構成とすることで、結像レンズ１４１−１〜３の焦点距離を変更したり、ファイバ端１１８が入れ替わったりすることなく、測定を行うことができる。
ラインカメラ１３９−１〜３で光の強度から電圧に変換された電圧信号群はフレームグラバー１４０にてデジタル値に変換されて、パソコン１２５にてデータ処理を行い、断層像を形成する。
ここでは、ラインカメラ１３９−１〜３は１０２４画素を有し、合波された光１４２−１〜３の波長毎の強度を得ることができる。
図７（ｂ）に示したような構成とするときには、黄斑部の測定用に計２本の光路となる。その２本（１４２−１および１４２−３）の光路においては、結像レンズ１４１−１および１４１−３の焦点距離を短くする（もしくは透過型回折格子１４１−１および１４１−３のピッチを広くする）ことでΔｙをΔｙ１と小さくし、ΔＫを大きくする。
また、視神経乳頭の測定においては、光路１４２−２における結像レンズ１４１−２の焦点距離を長くする（もしくは透過型回折格子１４１−２のピッチを狭くする）ことでΔｙをΔｙ２と大きくし、ΔＫを小さくする。それにより測定を行うことができる。
断層像の取得については、実施例１と同様であるため省略する。
【符号の説明】
【００４１】
１００：ＯＣＴ装置
１０１：光源
１０４：出射光
１０５：参照光
１０６：測定光
１０７：被検眼
１０８：戻り光
１１８：ファイバ端
１１９：ＸＹスキャナ
１２０、１３５：レンズ
１２５：パソコン
１３１、１５６：光カプラー
１３９：ラインカメラ
１４０：フレームグラバー
１４１：透過型回折格子
１４２：合波された光
１４３：結像レンズ
１５６：光カプラー
【図１】
2010249584.tif 000003
【図２】
2010249584.tif 000004
【図３】
2010249584.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010249584.tif 000007
【図６】
2010249584.tif 000008
【図７】
2010249584.tif 000009
【図８】
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