(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）低コヒーレンス光源と、
（ｂ）該低コヒーレンス光源からの光を被検査物への物体光と参照光に２分割する２分割用ハーフミラーと、
（ｃ）前記参照光を回転角により２方向へ反射が連続して生じるように反射体を配置した回転反射体により遅延させる光遅延機構と、
（ｄ）該光遅延機構からの複数方向への反射をそれぞれ任意の光学距離で反射回帰する複数の固定ミラーと、
（ｅ）前記被検査物から回帰する物体光と前記光遅延機構から回帰する参照光とを合波する前記２分割用ハーフミラーと、
（ｆ）該２分割用ハーフミラーで合成されたヘテロダイン干渉ビート信号を含む干渉光を検出する光検出器とを具備することを特徴とする光コヒーレンストモグラフィー装置。
【請求項２】
（ａ）低コヒーレンス光源と、
（ｂ）該低コヒーレンス光源からの光を被検査物への物体光と参照光に２分割する２分割用ハーフミラーと、
（ｃ）前記参照光を回転角により２方向へ反射が連続して生じるように反射体を配置した回転反射体により遅延させる光遅延機構と、
（ｄ）該光遅延機構からの複数方向への反射をそれぞれ任意の光学距離で反射回帰するハーフミラーを含む複数の固定ミラーと、
（ｅ）前記物体光で被検査物の面内を走査する面走査機構と、
（ｆ）対物レンズと、
（ｇ）前記被検査物から回帰する物体光と前記光遅延機構から回帰する参照光とを合波する前記２分割用ハーフミラーと、
（ｈ）該２分割用ハーフミラーで合成されたヘテロダイン干渉ビート信号を含む干渉光を検出する光検出器とを具備することを特徴とする光コヒーレンストモグラフィー装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光コヒーレンストモグラフィー装置において、前記光遅延機構は、高速回転する回転体上に放射状に反射体を配置し、かつ該反射体は前記回転体の円周の法線に対し適度な入射角で入射する光を回帰反射するように、所定の回転角度範囲では第１のミラーに入射し第２のミラーで反射して所定の光路長に設定した第１の固定ミラーで回帰反射し、次なる回転角度範囲では逆に第２のミラーに入射し第１のミラーで反射して別途所定の光路長に設定した第２の固定ミラーで回帰反射するように、各第１のミラーと第２のミラーの対を前記回転体の表面に複数対配置し、ハーフミラーを含む複数の固定ミラーを所定の位置に配置することを特徴とする光コヒーレンストモグラフィー装置。
【請求項４】
請求項３記載の光コヒーレンストモグラフィー装置において、前記２分割ミラーを経た参照光を別途ハーフミラーで２分割し、該２分割した光を各々参照光とするように、前記光遅延機構は、高速回転する回転体上に放射状に反射体を配置し、かつ該反射体は前記回転体の円周の法線に対し適度な入射角で入射する該各参照光を独自に回帰反射するように、所定の角度範囲では第１のミラーに入射し第２のミラーで反射して所定の光路長に設定した第１の固定ミラーで回帰反射し、次なる回転角度範囲では逆に第２のミラーに入射し第１のミラーで反射して別途所定の光路長に設定した第２の固定ミラーで回帰反射するように、各第１のミラーと第２のミラーの対を前記回転体の表面に複数対配置し、複数の固定ミラーを所定の位置に配置することを特徴とする光コヒーレンストモグラフィー装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項記載の光コヒーレンストモグラフィー装置において、前記ハーフミラーを含む複数の固定ミラーは各々スキャン開始位置調整ミラーであり、前記物体光における光軸の奥行き方向であるＺ方向に一致させ、深さ方向の異なる所望の地点から走査開始をするよう各々独立に光路長を設定でき調整可能としたことを特徴とする光コヒーレンストモグラフィー装置。
【請求項６】
請求項３記載の光コヒーレンストモグラフィー装置において、前記光遅延機構のうち、第１のミラーと第２のミラーからなる１対の反射体を前記参照光の入射光軸と直交する法線の立つ円周の一点に配置し、大深度Ｚ方向走査を可能とする少なくとも１対の反射体を具備し、他の前記複数の反射体の走査位置を特定する役割を有することを特徴とする光コヒーレンストモグラフィー装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項記載の光コヒーレンストモグラフィー装置において、前記参照光と物体光に２分割する２分割用ハーフミラーを介してファイバー結合するレンズ系と、該レンズ系からの光を伝送する物体光用の光ファイバーと参照光用の光ファイバーと、これらの光ファイバーからのそれぞれの出射光をおよそ平行光束にするレンズ系とを具備したことを特徴とする光コヒーレンストモグラフィー装置。
【請求項８】
請求項２記載の光コヒーレンストモグラフィー装置において、前記面走査機構はＸ軸走査ミラー及びＹ軸走査ミラーを備え、前記複数の遅延参照光に対応した所定の位置において、前記被検査物に対する物体光で該被検査物の面（Ｘ−Ｙ）を高速に走査することを特徴とする光コヒーレンストモグラフィー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光コヒーレンストモグラフィー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光コヒーレンストモグラフィーにおける高速光遅延発生方法として、参照光路の経路をハーフミラー→高速回転する第１のミラー→同第２のミラー→固定ミラー→第２のミラー→第１のミラー→ハーフミラーとし、光経路を回帰遅延反射する方法が知られている。
【０００３】
図７は、従来の光コヒーレンストモグラフィー装置の概略構成図である。
【０００４】
この図において、１０１は低コヒーレンス光源〔例えばＳＬＤ（スーパールミネッセンスダイオード）光源〕、１０２はハーフミラー（２分割用ハーフミラー）、１０３は回転体、１０４は、第１のミラー１０４Ａ及び第２のミラー１０４Ｂから構成される光遅延用反射体、１０５は固定ミラー、１０６，１０７はミラー、１０９は被検査物、１１０は光検出器である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の光コヒーレンストモグラフィーにおける高速光遅延方法では、奥行き方向（Ｚ方向）の走査距離を長くとれる代わりに、回転体円周上へのミラーの配置数を多くとれないため、１回転あたりのトモグラフィー画像を数多く効率よく取得できないなどの欠点があった。
【０００６】
従来の方法では、図７に示すように、回転体の接線に垂直な中心線ＡＢにミラーの対角線を合わせて配置し、入射光が第１のミラー１０４Ａ→第２のミラー１０４Ｂ→固定ミラー１０５と回帰遅延する場合のみ考えられ、ミラーが回転によって逆に第２のミラー→第１のミラーと入射する場合の反射遅延は利用されていなかった。
【０００７】
また、生体などの動いている被検査物では、Ｚ方向の走査をできるだけ高速にする必要があるが、機械的回転数は限られているので、ミラーを複数配置し１秒当たりの取得断層画像を多くすることは、上記した従来の方法では対応ができなかった。
【０００８】
さらに、１回転で、異なる部位あるいは連続した部位を多重に連続してトモグラフィーを構成する方法などは、上記の従来の方法のみならず他の手段においても、全く開示されていなかった。
【０００９】
本発明は、上記状況に鑑みて、奥行き方向（Ｚ方向）の走査速度が速く、同時に多重に連続して断層画像を映像化できる、光コヒーレンストモグラフィー装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕光コヒーレンストモグラフィー装置において、低コヒーレンス光源と、この低コヒーレンス光源からの光を被検査物への物体光と参照光に２分割する２分割用ハーフミラーと、前記参照光を回転角により２方向へ反射が連続して生じるように反射体を配置した回転反射体により遅延させる光遅延機構と、この光遅延機構からの複数方向への反射をそれぞれ任意の光学距離で反射回帰する複数の固定ミラーと、前記被検査物から回帰する物体光と前記光遅延機構から回帰する参照光とを合波する前記２分割用ハーフミラーとこの２分割用ハーフミラーで合成されたヘテロダイン干渉ビート信号を含む干渉光を検出する光検出器とを具備することを特徴とする。
【００１１】
〔２〕光コヒーレンストモグラフィー装置において、低コヒーレンス光源と、この低コヒーレンス光源からの光を被検査物への物体光と参照光に２分割する２分割用ハーフミラーと、前記参照光を回転角により２方向へ反射が連続して生じるように反射体を配置した回転反射体により遅延させる光遅延機構と、この光遅延機構からの複数方向への反射をそれぞれ任意の光学距離で反射回帰するハーフミラーを含む複数の固定ミラーと、前記物体光で被検査物の面内を走査する面走査機構と、対物レンズと、前記被検査物から回帰する物体光と前記光遅延機構から回帰する参照光とを合波する前記２分割用ハーフミラーと、この２分割用ハーフミラーで合成されたヘテロダイン干渉ビート信号を含む干渉光を検出する光検出器とを具備することを特徴とする。
【００１２】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の光コヒーレンストモグラフィー装置において、前記光遅延機構は、高速回転する回転体上に放射状に反射体を配置し、かつその反射体は前記回転体の円周の法線に対し適度な入射角で入射する光を回帰反射するように、所定の回転角度範囲では第１のミラーに入射し第２のミラーで反射して所定の光路長に設定した第１の固定ミラーで回帰反射し、次なる回転角度範囲では逆に第２のミラーに入射し第１のミラーで反射して別途所定の光路長に設定した第２の固定ミラーで回帰反射するように、各第１のミラーと第２のミラーの対を前記回転体の表面に複数対配置し、ハーフミラーを含む複数の固定ミラーを所定の位置に配置することを特徴とする。
【００１３】
〔４〕上記〔３〕記載の光コヒーレンストモグラフィー装置において、前記２分割ミラーを経た参照光を別途ハーフミラーで２分割し、この２分割した光を各々参照光とするように、前記光遅延機構は、高速回転する回転体上に放射状に反射体を配置し、かつその反射体は前記回転体の円周の法線に対し適度な入射角で入射するその各参照光を独自に回帰反射するように、所定の角度範囲では第１のミラーに入射し第２のミラーで反射して所定の光路長に設定した第１の固定ミラーで回帰反射し、次なる回転角度範囲では逆に第２のミラーに入射し第１のミラーで反射して別途所定の光路長に設定した第２の固定ミラーで回帰反射するように、各第１のミラーと第２のミラーの対を前記回転体の表面に複数対配置し、複数の固定ミラーを所定の位置に配置することを特徴とする。
【００１４】
〔５〕上記〔１〕から〔４〕の何れか１項記載の光コヒーレンストモグラフィー装置において、前記ハーフミラーを含む複数の固定ミラーは各々スキャン開始位置調整ミラーであり、前記物体光における光軸の奥行き方向であるＺ方向に一致させ、深さ方向の異なる所望の地点から走査開始をするよう各々独立に光路長を設定でき調整可能としたことを特徴とする。
【００１５】
〔６〕上記〔３〕記載の光コヒーレンストモグラフィー装置において、前記光遅延機構のうち、第１のミラーと第２のミラーからなる１対の反射体を前記参照光の入射光軸と直交する法線の立つ円周の一点に配置し、大深度Ｚ方向走査を可能とする少なくとも１対の反射体を具備し、他の前記複数の反射体の走査位置を特定する役割を有することを特徴とする。
【００１６】
〔７〕上記〔１〕から〔６〕の何れか１項記載の光コヒーレンストモグラフィー装置において、前記参照光と物体光に２分割する２分割用ハーフミラーを介してファイバー結合するレンズ系と、このレンズ系からの光を伝送する物体光用の光ファイバーと参照光用の光ファイバーと、これらの光ファイバーからのそれぞれの出射光をおよそ平行光束にするレンズ系とを具備したことを特徴とする。
【００１７】
〔８〕上記〔２〕記載の光コヒーレンストモグラフィー装置において、前記面走査機構はＸ軸走査ミラー及びＹ軸走査ミラーを備え、前記複数の遅延参照光に対応した所定の位置において、前記被検査物に対する物体光でその被検査物の面（Ｘ−Ｙ）を高速に走査することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施例を示す多重連映像化光コヒーレンストモグラフィー装置の構成図である。
【００２０】
この図において、１は低コヒーレンス光源〔例えば、ＳＬＤ（スーパールミネッセンスダイオード）光源〕、２はファイバー結合用レンズ、３はハーフミラー（２分割用ハーフミラー）、４は参照光用光ファイバー、５および１１は出射光平行光束用レンズ、６ｐは光遅延機構への入射光及び回帰反射光、７１は第１のミラー７ａ及び第２のミラー７ｂからなる光遅延機構反射体、７ａ′は所定の回転角θｐ回転後の第１のミラー位置、７ｂ′も同様に回転後の第２のミラー位置、８は回転体、９１，９２は第１、第２の固定ミラー、９１ａ，９２ａは第１、第２の固定ミラー９１，９２の光軸方向へのスキャン開始位置調整機構であり、６Ａ，６Ｂはそれぞれ回帰反射遅延光、１０は物体光用光ファイバー、１２はＸ軸方向への面走査用ミラー、１３はＹ軸方向への面走査用ミラー、１４は対物レンズである。また、１５はファイバー結合用レンズ、１６は光検出器、１７はＰＣ（パーソナルコンピュータ）システム、１８は表示装置、１０９は被検査物である。
【００２１】
このように、光遅延機構は反射体７１と回転体８から構成され、反射体７１は高速回転する回転体８上に放射状に、かつ回転体８の円周の法線に対し適度の角度で入射する参照光を平行に反射するように、第１のミラー７ａ、第２のミラー７ｂで１対となる反射体７１を複数配置しておく。
【００２２】
例えばＳＬＤなどの低コヒーレンス光源１からの光波をファイバー結合用レンズ２を介して、ハーフミラー３で参照光と物体光に２分割する。参照光は光ファイバー４と平行光束用レンズ５を伝搬して光遅延機構の反射体７１に至る。反射体７１が実線で示す角度の位置にあるときには、参照光は第１のミラー７ａ、第２のミラー７ｂと反射して第１の方向に向かい、第１の固定ミラー９１より同一光路を反射回帰し、反射体７１の回転とともに所定の光遅延長を得てハーフミラー３に戻る。この回転により参照光の入射位置が、第１のミラー７ａと第２のミラー７ｂの合わせ境界を越えたとき、参照光は点線で示す第２のミラー７ｂ′、第１のミラー７ａ′、第２の固定ミラー（スキャン開始位置調整機構付きミラー）９２と第２の方向へ反射する。すなわち、回転角に応じ、入射参照光６ｐは２方向へ反射される。
【００２３】
このような光遅延機構としたので、反射光を２方向へ形成することができて、第１の回転反射遅延光６Ａが所定の光遅延長に亘りＺ走査をするとき、第２の回帰反射遅延光６Ｂは、第２の固定ミラー９２の位置に応じて、第１の固定ミラー９１と全く同域の被検査物１０９の深層のＺ走査も、あるいは異なる分域でのＺ走査も可能となる。前記両ミラー７ａ，７ｂの合わせ境界点が、回転角度が例えばθｐの範囲で参照光が反射されつづければ、その前半と後半で異なる分域でのＺ走査、すなわち被検査物１０９の深層方向のＺ軸に対し、異なる範囲で深層の構造を反映する反射光分布図を測定できるものとなり従来にない特徴がある。
【００２４】
前記回転体８は高速回転しているので、反射体７１が角度θｐの範囲で参照光を反射しつづけ、かつ光遅延を発生する変移が生じる結果、回転方向により紫方または赤方に光ドップラー周波数シフトが生じる。このドップラー周波数シフトは前記２方向への回帰反射に際してもシフト周波数こそ異なるものの回転に応じて、前記ヘテロダイン干渉ビート信号が得られる。このシフト周波数が回転の前半と後半で異なることを利用して、ビート周波数の弁別によりＺ走査位置を識別して被検査物の深層からの反射光分布を画像化できる特徴もある。
【００２５】
前記２分割した他方の物体光は、物体光用光ファイバー１０と平行光束用レンズ１１を伝搬して、面走査機構（Ｘ軸走査ミラー１２、Ｙ軸走査ミラー１３）、対物レンズ１４を経て被検査物１０９に入射し、その反射光は同一光路を回帰反射し、ハーフミラー３を経て前記回帰反射してきた参照光と合波し、ファイバー結合用レンズ１５により集光され、光検出器１６でヘテロダイン干渉信号を発生し、電気信号となる。
【００２６】
この面走査機構は、例えばガルバノメーターにより同期駆動して、該ミラーの反射により物体光をＸ−Ｙ平面上に走査する。
【００２７】
低コヒーレンス光源を用いているので、固定ミラー９１，９２までの参照光路長と被検査物１０９までの光路長が一致するときに干渉ビート信号が発生し、光検出器１６より、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）システム１７に送られる。ＰＣシステム１７では、ヘテロダイン干渉信号の周波数弁別、信号増幅、３次元画像化処理などを行い、表示装置１８に被検査物１０９の断層画像を表示する。
【００２８】
反射体７１は、第１のミラー７ａと第２のミラー７ｂとで表面反射ミラーを直角に配置するものでも、直角プリズムや３面反射のコーナーキューブリフレクター、リトロリフレクター、キャッツアイ等でも構わない。しかし、回転体８の回転には機械的な面ぶれが必ず生じるので、物体回帰光との安定な干渉信号を得るためには、面ぶれに影響されず安定に回帰反射する３面反射のコーナーキューブリフレクターやリトロリフレクターが実用的である。
【００２９】
また、物体光の光路途中にハーフミラーを設置し、被検査物１０９からの表面実態をＣＣＤ素子などの撮像装置にて映像化することにより、被検査物に対する検査光軸の位置合わせを容易に行うことができることは明らかである。
【００３０】
さらに、従来は固定ミラーは１個であり、走査開始位置の調整で１つの観測域のみに限られていたが、本発明では、複数の固定ミラーとそれらの調整機構９１ａ，９２ａを設置することにより、任意に二つ以上の観測域を同時的に走査観測の対象域とすることが可能となる。
【００３１】
本発明の原理を、図２及び図３を用いて説明する。
【００３２】
図２は本発明の多重連光遅延発生機構の幾何学的説明図であり、図３は本発明の上記機構の回転角度対光遅延距離のグラフである。
【００３３】
図２において、６ｐは参照光の入射光および回帰反射光、Ｏは回転中心、ＰＶは円周の参照光の入射点Ｐにおける法線、ＯＨは入射光に平行な線分、ｄは反射体７１の反射ミラーの合わせ頂点の回転半径、ｒはその回転軌跡をそれぞれ表す。
【００３４】
まず、反射体７１の該頂点が回転開始角度θ１の位置にあるとき、反射光６Ａが発生し始めるとする。回転体８の回転に伴い漸次遅延反射光が発生し、入射光６ｐが該頂点の位置を越え第２のミラー７ｂ′で反射すると、反射光は図の点線で示す遅延反射光６Ｂを発生し、回転とともに漸次遅延反射光を発生し、回転終端角度θ２で終わるとする。この間、遅延距離は、
Ｚ（θ）＝２ｄ（ｃｏｓθ１−ｃｏｓθ２）                  …（１）
と計算される。因子２は固定ミラーで回帰反射して２度遅延を経験するためである。例えば、ｄ＝３０ｍｍの場合の遅延距離を図３に示す。図３で中心角度θO は、該頂点が図２のＰ点に来たときを示す。例えば、回転角度θ１（＝３７．５度）−θO （＝４５度）で約５ｍｍ、次の角度θO （＝４５度）−θ２（＝５１．５度）でさらに約５ｍｍの遅延が得られることが分かる。
【００３５】
反射光６Ａ，６Ｂの先に図１で示した回帰反射ミラー９１，９２を、被検査物１０９の深層の観測したい分域の走査開始位置に合致するように配置することで、空気中で約５ｍｍの深部の断層をそれぞれ独立に多重連に観測できる。被検査物１０９の深層方向Ｚ軸の異なる観測域を観測する代わりに、同一観測域をＸ軸走査で観測すれば、従来の観測速度の２倍の速さで走査して断層画像が取得できる。
【００３６】
例えば、その頂角の回転半径をｄ＝３０ｍｍとした上記の例で、コーナーキューブリトロリフレクタープリズムの大きさが入射面直径１０ｍｍ、該頂点までの高さ８．６ｍｍの既製品を用いると、回転体８の円周に２０度毎に１８個を配置できる。回転体の回転数を約３３００ｒｐｍとすると、Ｚ走査は毎秒２０００本、すなわち２ＫＨｚの走査速度を実現できる。例えば、断層画像の画素数を（Ｘ軸１００）×（Ｚ軸１００）とすると、毎秒当たり２０枚の断層画像が取得でき、３次元断層画像を容易に高速に実時間で観測できるものである。従来の方法では、該プリズム数は上記の半径では４個程度に限られ、走査速度は毎秒２２０本程度に限られたが、本実施例では９倍速が実現される。
【００３７】
また、本実施例では、上記約５ｍｍの光遅延距離は、回転角に対しほぼ線型に発生し、その線型率は９５％以上が得られる。さらに、回転当たりの反射光の有効率は約７０％と高効率である。
【００３８】
このような光遅延動作において生じるドップラーシフト周波数は、簡単な計算から、
ｆD （θ）＝２（ｄ／λ0 ）（１−ｃｏｓθ）（３６０／θ）ｆｖ  …（２）
で与えられる。ここで、λ0 は低コヒーレンス光源の中心波長、ｆｖは回転体の回転周波数である。上記の実施例では、ｆD （θ）＝１６．４〜２１．８ＭＨｚと変化するので、中心周波数１９ＭＨｚ、バンド幅約５ＭＨｚのビート信号増幅器を用いればよい。
【００３９】
本発明の原理は、従来入射方向に平行な円周の接線成分のみの遅延光発生に注目して反射体７１を配置したのに対し、より一般的に円周の法線に対する光の入射角を任意に設定して参照光６ｐに対し、反射体７１の描く円弧（θｐの範囲）の参照光軸への射影成分が光遅延を発生することによるもので、所望の光遅延距離をより高速で、さらに回転当たりの反射光を高効率で利用できるようにして、かつ次の実施例で示すように複数の遅延光の発生をも可能としたものである。
【００４０】
図４は本発明の３重連光遅延機構を組み込んだ多重連映像化光コヒーレンストモグラフィー装置の実施例を示す図である。
この図において、９５は回帰反射用のハーフミラー、９５ａはその位置調整機構であり、他の構成素子は図１と同じであるのでその説明は省略する。
【００４１】
上記回帰反射用ハーフミラー９５は、反射体７１と固定ミラー９１の間の適宜な位置に配備することによって、固定ミラー９１による回帰反射光より先に、すなわち短い光路長でのあらたな遅延光６Ｅの発生ができ、固定ミラー９１および９２による参照遅延光の発生に加え、３重連の遅延光を発生し３重連映像化光コヒーレンストモグラフィーを実現できる特徴がある。
【００４２】
図５は本発明の４重連光遅延機構を組み込んだ多重連映像化光コヒーレンストモグラフィー装置の実施例を示す図である。
【００４３】
この図において、７２は反射体７１とは異なる角度範囲で遅延光を発生する反射体、９３，９４は調整機構付きの回帰反射ミラー、１９は参照光分岐ハーフミラー、２０はミラー、６Ｃ，６Ｄはそれぞれ回帰反射光であり、他の構成素子は図１と同じであるのでその説明は省略する。
【００４４】
本実施例では、参照光を分岐ハーフミラー１９で２分割し、一方は、例えば図３に示すのと同じ角度範囲θｐで遅延光を発生させる。他方の参照光は、異なる角度範囲θｓあるいは同一角度範囲θｐで遅延光を発生させることができる。すなわち、Ｚ方向の４つの分域をそれぞれ独立、かつ同時にＺ走査を可能ならしめる。さらに、回帰反射ミラー９３，９４の位置を調整して、回帰反射光６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを全て同じＺ方向の分域を走査する場合には、従来の約１８倍速でのＺ走査を実現できる。上記の実施例の数値では、実に４ＫＨｚでのＺ走査を可能とする多重連映像化光コヒーレンストモグラフィーを実現するものである。参照光をさらに分岐すれば、５４倍速、１２ＫＨｚでの映像化を実現できる。
【００４５】
図６は大深度用回転反射体を組み込んだ多重連映像化光コヒーレンストモグラフィー装置の実施例を示す図である。
【００４６】
この図において、７Ｘは大深度用反射体、角ＰＯＱは大深度反射体の回転角度Ｄ、２１は回帰反射ミラー、２１ａは回帰反射体位置調整機構、７１′，７２′，７３′…は小深度用反射体列であり、他の構成素子は図１と同じであるのでその説明は省略する。
【００４７】
参照光の入射方向に平行にかつ円周の接線成分を利用して遅延光を発生する方法は、従来技術として開示されているが、他の反射体と光軸が抵触しないように広角度を必要とする。本実施例では、そのような大深度用反射体７Ｘを該参照光の入射光軸と直交する法線の立つ円周の一点Ｈに配置し、光遅延可能な角度を広角度Ｄにする。他方、回転体８の他の円周部に図３の実施例で説明したような反射体７１を、例えば上記のように２０度ごとに複数配列する。大深度用反射体７Ｘによる取得断層画像は、回転当たりの個数を１個あるいは２個とすると必然的に画素数が限られ粗い画像となる。
【００４８】
しかし、反面大深度の光遅延反射体７Ｘでは大きい領域が観測できる。この大画面の断層像をあらかじめ参照して、小深度用反射体７１′，７２′，７３′…で観測できる領域を特定して固定ミラーを調整し、所望の領域を正確に位置決めして解像度の高い断層画像を観測できるものとなる。
【００４９】
上記のように、本発明による多重連映像化光コヒーレンストモグラフィー装置によれば、ハーフミラー３からの参照光は、回転角度の異なる領域で２方向に遅延反射を連続して発生でき、異なる観測領域の同時観測や同一領域の８倍速走査などが実現され、さらには複数に参照光を分岐して、それに対応してハーフミラーを含む複数の固定ミラー９１，９２，…を配置することで多重連映像化を可能とする。これらはいずれも従来の光コヒーレンストモグラフィーにおける高速光遅延発生法では実現できなかったもので、Ｚ方向の走査を数十倍速にまで増速可能とし、かつ同時に異なる領域を特定して多重に連続して断層像を観測できる装置を実現したものである。
【００５０】
また、本発明によれば、参照光の有効効率を従来比で４倍以上も高めることができ、高ＳＮ比でのヘテロダインビート信号の取得が可能となり、高精度な断層情報を超高速に、且つ任意の複数領域を広範囲に選択して取込み表示することが可能となるので、例えば、眼科疾患診断装置に応用すれば、従来、眼科医の勘と経験に頼っていた、眼底の診断や硝子体の診断を、高速、広範囲に独立な分域で、且つ同時に容易に行うことができ、早期治療による治療が期待でき、患者の負担を大幅に軽減できるようになる。
【００５１】
さらには、本発明の多重連高速遅延法を胃カメラでの断層観測に適用すれば、生体などの動的被検査物を揺動などの影響を排除して瞬時に観測可能とする特徴を有するものとなる。
【００５２】
本発明の多重連映像化光コヒーレンストモグラフィー装置は、高精度な断層情報を高速、広範囲で独立な分域で、さらには被検査物の揺動の影響などを排除して、多重に且つ連続して取り込み表示することができ、特に眼科疾患診断装置をはじめとする各種の医療用診断装置に好適である。
【００５３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００５５】
（Ａ）奥行き方向（Ｚ方向）の走査速度が速く、同時に多重に連続して断層画像を映像化できる。
【００５６】
（Ｂ）より具体的には、ハーフミラーからの参照光は、回転角度の異なる領域で２方向に遅延反射を連続して発生でき、異なる観測領域の同時観測や同一領域の８倍速走査などが実現され、さらには複数に参照光を分岐し、それに対応してハーフミラーを含む複数の固定ミラーを配置することで多重連映像化を可能とする。これらはいずれも従来の光コヒーレンストモグラフィーにおける高速光遅延発生法では実現できなかったもので、Ｚ方向の走査を数十倍速にまで増速可能とし、かつ同時に異なる領域を特定して多重に連続して断層像を観測できる装置を実現することができる。
【００５７】
（Ｃ）また、参照光の有効効率を従来比で４倍以上も高めることができ、高ＳＮ比でのヘテロダインビート信号の取得が可能となり、高精度な断層情報を超高速且つ任意の複数領域を広範囲に選択して取込み表示することが可能となるので、例えば、眼科疾患診断装置に応用すれば、従来、眼科医の勘と経験に頼っていた、眼底の診断や硝子体の診断を、高速、広範囲に独立な分域で、且つ同時に容易に行うことができ、早期治療による治療が期待でき、患者の負担を大幅に軽減できるようになる。
【００５８】
（Ｄ）さらに、多重連高速遅延法を胃カメラでの断層観測に適用すれば、生体などの動的被検査物を揺動などの影響を排除して瞬時に観測可能とする特徴を有するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示す多重連映像化光コヒーレンストモグラフィー装置の構成図である。
【図２】  本発明の多重連光遅延発生機構の幾何学的説明図である。
【図３】  図２の多重連光遅延発生機構の回転角度対光遅延距離のグラフである。
【図４】  本発明の３重連光遅延機構を組み込んだ多重連映像化光コヒーレンストモグラフィー装置の実施例を示す図である。
【図５】  本発明の４重連光遅延機構を組み込んだ多重連映像化光コヒーレンストモグラフィー装置の実施例を示す図である。
【図６】  大深度用回転反射体を組み込んだ多重連映像化光コヒーレンストモグラフィー装置の実施例を示す図である。
【図７】  従来の光コヒーレンストモグラフィー装置の構成図である。
【符号の説明】
１    低コヒーレンス光源（例えばＳＬＤ光源）
２，１５    ファイバー結合用レンズ
３    ハーフミラー（２分割用ハーフミラー）
４    参照光用光ファイバー
５，１１    出射光平行光束用レンズ
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ    回帰反射遅延光
６ｐ    光遅延機構への入射光及び回帰反射光
７ａ    第１のミラー
７ａ′    所定の回転角θｐ回転後の第１のミラー位置
７ｂ    第２のミラー
７ｂ′    所定の回転角θｐ回転後の第２のミラー位置
７Ｘ    大深度用反射体
８    回転体
１０    物体光用光ファイバー
１２    Ｘ軸方向への面走査用ミラー
１３    Ｙ軸方向への面走査用ミラー
１４    対物レンズ
１６    光検出器
１７    ＰＣ（パーソナルコンピュータ）システム
１８    表示装置
１９    参照光分岐ハーフミラー
２０    ミラー
２１    回帰反射ミラー
２１ａ    回帰反射体位置調整機構
７１    光遅延機構反射体
７１′，７２′，７３′…    小深度用反射体列
７２    異なる角度範囲で遅延光を発生する反射体
９１    第１の固定ミラー
９２    第２の固定ミラー
９１ａ，９２ａ    第１、第２の固定ミラーの光軸方向へのスキャン開始位置調整機構
９３，９４    調整機構付きの回帰反射ミラー
９５    回帰反射用のハーフミラー
９５ａ  回帰反射用のハーフミラーの位置調整機構
１０９    被検査物
Ｏ    回転中心
ＰＶ    円周の参照光の入射点Ｐにおける法線
ＯＨ    入射光に平行な線分
ｄ    反射体の反射ミラーの合わせ頂点の回転半径
ｒ    回転軌跡
θ１    回転開始角度
θ２    回転終端角度
θｐ    所定の回転角
θｓ    異なる角度範囲
【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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