(57)【要約】【課題】観察中に横分解能及び焦点深度を連続的に変更することができる光干渉断層撮影装置及び光干渉断層撮影方法を提供する。【解決手段】光干渉断層撮影装置は、検査光を導く光ファイバと、前記光ファイバの先端から出射された前記検査光を入射して当該検査光をコリメート光として出力するコリメート光生成ユニットと、操作者による指令に基づいて前記コリメート光生成ユニットを制御する制御部と、を備える。そして、前記コリメート光生成ユニットは、前記制御部からの制御に従って、前記コリメート光として出力される前記検査光のビーム径を連続的に変更可能とする。【選択図】図４
2018091722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査光を導く光ファイバと、
前記光ファイバの先端から出射された前記検査光を入射して当該検査光をコリメート光として出力するコリメート光生成ユニットと、
操作者による操作に基づいて前記コリメート光生成ユニットを制御する制御部と、
を備え、
前記コリメート光生成ユニットは、
前記制御部からの制御に従って、前記コリメート光として出力される前記検査光のビーム径を連続的に変更可能とする
光干渉断層撮影装置。
【請求項２】
前記コリメート光生成ユニットは、
前記光ファイバの先端から離れた位置に配置された焦点可変レンズと、
前記光ファイバの先端から前記焦点可変レンズまでの距離を連続的に変更可能とするレンズ位置変更部と、
を備え、
前記制御部は、
前記光ファイバの先端から前記焦点可変レンズまでの距離と、前記焦点可変レンズの焦点距離と、を一致させるように前記焦点可変レンズの焦点距離を変更する
請求項１に記載の光干渉断層撮影装置。
【請求項３】
前記コリメート光生成ユニットは、
前記光ファイバの先端から離れた位置に配置された固定コリメートレンズと、
前記固定コリメートレンズを通じて生成されたコリメート光が入射される第１焦点可変レンズと、
前記第１焦点可変レンズから所定距離だけ離れた位置に配置された第２焦点可変レンズと、
を備える請求項１に記載の光干渉断層撮影装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第１焦点可変レンズの焦点距離である第１焦点距離と、前記第２焦点可変レンズの焦点距離である第２焦点距離との和が前記所定距離に一致するように、前記第１焦点距離及び前記第２焦点距離を変更する
請求項３に記載の光干渉断層撮影装置。
【請求項５】
検査光を導く光ファイバと、前記光ファイバの先端から出射された前記検査光を入射して当該検査光をコリメート光として出力するコリメート光生成ユニットと、を備える光干渉断層撮影装置を用いた光干渉断層撮影方法であって、
前記コリメート光生成ユニットを制御して、前記コリメート光として出力される前記検査光のビーム径を連続的に変更可能とする
光干渉断層撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉断層撮影装置及び光干渉断層撮影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼球の奥行きを測定する装置として、奥行き情報から眼球の断層画像を生成する光干渉断層撮影装置（Optical Coherence Tomography；ＯＣＴ）がある。特に、最近では、断層画像を高速・高感度に取得できる波長走査レーザを用いたＯＣＴの実用化が盛んになってきている。
【０００３】
特許文献１には、眼球の計測の精度をさらに高めることが可能な眼球計測装置（ＯＣＴ）が記載されている。この眼球計測装置は、眼球計測装置が物体側テレセントリック光学系と像側テレセントリック光学系との２つの光学系を備え、各光学系は当該各光学系において配置されたレンズのうち計測対象である眼球に最も近い位置のレンズを共用する。そして眼球計測装置の光学系切替部が物体側テレセントリック光学系への照射光の入射と像側テレセントリック光学系への照射光の入射とを切り替える。
【０００４】
現在用いられている光干渉断層撮影装置（Optical Coherence Tomography、以下、「ＯＣＴ」とも記載する。）は、検査対象物（例えば、眼球、歯等）やその最適な観察範囲が装置毎に限定されている。これは、各装置に採用されている検査光の波長やレンズなどの光学系の特性がある程度固定され、観察中に大きく変更することができないことに起因する。
【０００５】
特許文献２には、焦点距離が異なる複数のコリメートレンズ（２９１、２９２）を切り替えて、横分解能（方位分解能ともいう。）を調節可能なＯＣＴシステムが開示されている。
また、特許文献３には、駆動装置１３３を有するコリメート光学系１３０を有し、拡大率が可変でコンパクトに構成可能な手術用顕微鏡が記載されている。また、特許文献４には、装置の高性能化や複雑なデバイスの付加を要することなく、オペレータがより所望する態様で断層画像を取得することが可能な波長走査型光干渉断層撮影装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５９７０６８２号公報
【特許文献２】特許第５９４１０８５号公報
【特許文献３】特許第５２１３４１７号公報
【特許文献４】特許第５９８７１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＯＣＴは、主に、眼球や歯等の人体部位をリアルタイムで観察する目的で使用される。そうすると、観察範囲や解像度を変更する過程が断続的（非連続）になってしまっては、その変更の最中に検査の対象とする人体部位が動いてしまった場合に、観察しようとしていた箇所を見失ってしまう場合がある。
そのため、ＯＣＴの技術分野において、観察中に横分解能及び焦点深度を連続的に変化させ、広域的な観察と局所的な観察との両立をシームレスに可能とする機能が求められている。
【０００８】
上述のような課題に鑑みて、本発明の目的は、観察中に横分解能及び焦点深度を連続的に変更することができる光干渉断層撮影装置及び光干渉断層撮影方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、光干渉断層撮影装置は、検査光を導く光ファイバと、前記光ファイバの先端から出射された前記検査光を入射して当該検査光をコリメート光として出力するコリメート光生成ユニットと、操作者による操作に基づいて前記コリメート光生成ユニットを制御する制御部と、を備えている。そして、前記コリメート光生成ユニットは、前記制御部からの制御に従って、前記コリメート光として出力される前記検査光のビーム径を連続的に変更可能とする。
【００１０】
また、本発明の第２の態様によれば、前記コリメート光生成ユニットは、前記光ファイバの先端から離れた位置に配置された焦点可変レンズと、前記光ファイバの先端から前記焦点可変レンズまでの距離を連続的に変更可能とするレンズ位置変更部と、を備えている。そして、前記制御部は、前記光ファイバの先端から前記焦点可変レンズまでの距離と、前記焦点可変レンズの焦点距離と、を一致させるように前記焦点可変レンズの焦点距離を変更する。
【００１１】
また、本発明の第３の態様によれば、前記コリメート光生成ユニットは、前記光ファイバの先端から離れた位置に配置された固定コリメートレンズと、前記固定コリメートレンズを通じて生成されたコリメート光が入射される第１焦点可変レンズと、前記第１焦点可変レンズから所定距離だけ離れた位置に配置された第２焦点可変レンズと、を備えている。
【００１２】
また、本発明の第４の態様によれば、前記制御部は、前記第１焦点可変レンズの焦点距離である第１焦点距離と、前記第２焦点可変レンズの焦点距離である第２焦点距離との和が前記所定距離に一致するように、前記第１焦点距離及び前記第２焦点距離を変更する。
【００１３】
また、本発明の第５の態様によれば、光干渉断層撮影方法は、検査光を導く光ファイバと、前記光ファイバの先端から出射された前記検査光を入射して当該検査光をコリメート光として出力するコリメート光生成ユニットと、を備える光干渉断層撮影装置を用いた光干渉断層撮影方法であって、前記コリメート光生成ユニットを制御して、前記コリメート光として出力される前記検査光のビーム径を連続的に変更可能とする。
【発明の効果】
【００１４】
上述の光干渉断層撮影装置及び光干渉断層撮影方法によれば、観察中に横分解能及び焦点深度を連続的に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る光干渉断層撮影装置の全体構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るコリメート光生成ユニットの構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係るコリメート光生成ユニットの機能を説明する図である。
【図４】第２の実施形態に係るコリメート光生成ユニットの構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係るコリメート光生成ユニットの更なる機能を説明する第１図である。
【図６】第２の実施形態に係るコリメート光生成ユニットの更なる機能を説明する第２図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係る光干渉断層撮影装置を、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００１７】
（全体構成）
図１は、第１の実施形態に係る光干渉断層撮影装置の全体構成を示す図である。
図１に示すように、光干渉断層撮影装置１（波長走査型光干渉断層撮影装置）は、波長走査光源ユニット１０と、光カプラ１１０〜１１１と、光サーキュレータ１２０〜１２１と、コリメート光生成ユニット１３０、１３１と、対物レンズ１３２、１３３と、可動ミラー１４と、基準ミラー１５と、差動光検出器１６と、コンピュータ２０と、を備えている。
【００１８】
波長走査光源ユニット１０は、波長走査光源１００と、波数等間隔クロック出力部１０１と、を有してなる。
波長走査光源１００は、波長が時間変化に応じて連続的に変化する（波長が走査されてなる）検査光Ｐ（波長走査光）を出力する。出力された検査光Ｐは、光ファイバを通じて光カプラ１１０に伝送される。波長走査光源１００は、検査光Ｐを、“Ａ−ｓｃａｎ  ｒａｔｅ”と呼ばれる所定の繰り返しレート（例えば５００ｋＨｚ程度）で、繰り返し出力する。
波数等間隔クロック出力部１０１は、検査光Ｐの出力に応じたクロック信号であるｋ−ｃｌｏｃｋ信号Ｋを出力する。ｋ−ｃｌｏｃｋ信号Ｋは、具体的には、波長の走査の過程において、検査光Ｐの波数ｋが所定の等しい変化量（波数変化量Δｋ）だけ変化したタイミングで立ち上り及び立ち下りを交互に繰り返してなるクロック信号である。
なお、波数等間隔クロック出力部１０１は、例えば、波長走査光源１００から出力された検査光Ｐの一部を取り込んで、マッハツェンダー干渉計、光検出器等に入力することでｋ−ｃｌｏｃｋ信号Ｋを生成する（例えば、特許文献４等を参照）。
また、波長走査光源ユニット１０は、検査光Ｐの波長走査が開始されるタイミングを示す開始信号Ｔ（トリガ信号）を出力する。
【００１９】
光カプラ１１０及び光カプラ１１１は、入力された光を規定された比率で分配する素子である。波長走査光源ユニット１０から光カプラ１１０に入力された検査光Ｐは、所定の比率で分配され、それぞれ、光サーキュレータ１２０、光サーキュレータ１２１に伝送される。
【００２０】
光サーキュレータ１２０、１２１は、光の進路を一方向に規制して出力する素子である。
光カプラ１１０から光サーキュレータ１２０に入力された検査光Ｐは、コリメート光生成ユニット１３０（後述）、可動ミラー１４及び対物レンズ１３２を介して撮影対象物Ｘ（例えば、人眼の角膜から水晶体後面付近）に照射される。可動ミラー１４の角度が変化することで、撮影対象物Ｘのうち所望する位置に検査光Ｐが照射される。検査光Ｐが撮影対象物Ｘで反射してなる対象物反射光Ｐｘは、光サーキュレータ１２０を介して、光カプラ１１１に伝送される。
一方、光カプラ１１０から光サーキュレータ１２１に入力された検査光Ｐは、コリメート光生成ユニット１３１（後述）及び対物レンズ１３３を介して基準ミラー１５に照射される。検査光Ｐが基準ミラー１５で反射してなる参照反射光Ｐｍは、光サーキュレータ１２１を介して光カプラ１１１に伝送される。
撮影対象物Ｘで反射して戻ってきた対象物反射光Ｐｘと、基準ミラー１５で反射して戻ってきた参照反射光Ｐｍと、が光カプラ１１１で合波されることで、対象物反射光Ｐｘと参照反射光Ｐｍとの干渉光が生成される。
【００２１】
コリメート光生成ユニット１３０は、光サーキュレータ１２０に接続された光ファイバの先端Ｑから出射された検査光Ｐを入力し、当該検査光Ｐをコリメート光（平行光）にして出力する。コリメート光生成ユニット１３０から出力されるコリメート光（検査光Ｐ）は、可動ミラー１４及び対物レンズ１３２を通じて撮影対象物Ｘに照射される。
コリメート光生成ユニット１３１は、光サーキュレータ１２１に接続された光ファイバの先端Ｑから出射された検査光Ｐを入力し、当該検査光Ｐをコリメート光（平行光）にして出力する。コリメート光生成ユニット１３１から出力されるコリメート光（検査光Ｐ）は、対物レンズ１３３を通じて基準ミラー１５に照射される。
コリメート光生成ユニット１３０、１３１は、コンピュータ２０（後述）からの制御に従って、コリメート光として出力される検査光Ｐのビーム径を連続的に変更可能とする。コリメート光生成ユニット１３０、１３１は、互いに同等の構造を有している。コリメート光生成ユニット１３０、１３１の具体的な構成については後述する。
【００２２】
差動光検出器１６は、対象物反射光Ｐｘと参照反射光Ｐｍとの干渉光を差動入力するとともに、同相ノイズが除去された干渉光の強度（振幅）を示す電気信号である干渉信号Ｃを出力する。干渉信号Ｃは、コンピュータ２０に搭載されているＡ／Ｄ変換器２１に入力される。
【００２３】
コンピュータ２０は、Ａ／Ｄ変換器２１と、ＣＰＵ２２（制御部）と、操作部２３と、を有してなる。
Ａ／Ｄ変換器２１は、干渉信号Ｃ（干渉光の強度）をサンプリングしてサンプリングデータ（デジタルデータ）に変換する。本実施形態に係るＡ／Ｄ変換器２１の具体的態様については後述する。
【００２４】
ＣＰＵ２２は、予め用意された専用のプログラムが読み込まれて動作することで、光干渉断層撮影装置１の動作全体を司る。特に、本実施形態に係るＣＰＵ２２は、Ａ／Ｄ変換器２１を通じて取得されたサンプリングデータに基づいて、撮影対象物Ｘの断層状態を示す断層画像データを生成する断層画像生成部として機能する。
また、ＣＰＵ２２は、オペレータ（操作者）の操作を操作部２３（後述）から受け付けて、コリメート光生成ユニット１３０、１３１に向けて制御信号を出力する。
【００２５】
操作部２３は、例えば、キーボード、マウス、タッチセンサ等であって、光干渉断層撮影装置１のオペレータによる操作を受け付けるユーザーインターフェイスである。
【００２６】
以上、第１の実施形態に係る光干渉断層撮影装置１の全体構成を説明した。本実施形態においては、光干渉断層撮影装置１は、波長走査光源１００を有する波長走査（掃引）型光干渉断層撮影装置（Swept source OCT；ＳＳ−ＯＣＴ）であるものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、他の実施形態に係る光干渉断層撮影装置１は、波長固定光源と分光器とを用いてフーリエ空間で検出するスペクトラルドメイン光干渉断層撮影装置（Spectral-domain OCT；ＳＤ−ＯＣＴ）等であってもよい。
【００２７】
（コリメート光生成ユニットの構成）
図２は、第１の実施形態に係るコリメート光生成ユニットの構成を示す図である。
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、コリメート光生成ユニット１３０は、焦点可変レンズ１３００とレンズ位置変更部１３０１とを有してなる。
【００２８】
焦点可変レンズ１３００は、ＣＰＵ２２（図１）からの制御信号に従って、所定の範囲内で、焦点距離ｆを所望に、連続的に変更することができる。
焦点可変レンズ１３００は、光ファイバの先端Ｑから離れた位置に配置される。具体的には、焦点可変レンズ１３００は、その光軸が、図２に示す軸線Ｌと一致するように配置される。ここで、軸線Ｌは、光ファイバの先端Ｑから出射される光芒（検査光Ｐの拡がり）の中心軸である。
レンズ位置変更部１３０１は、いわゆる直動機構であって、ＣＰＵ２２からの制御信号に従って、焦点可変レンズ１３００の位置を連続的に並進移動させる。レンズ位置変更部１３０１は、例えば、ガイドレールとモータ（図示せず）等とによって構成される。レンズ位置変更部１３０１は、焦点可変レンズ１３００の姿勢を維持したまま、軸線Ｌに沿って移動させる。このように、レンズ位置変更部１３０１は、光ファイバの先端から焦点可変レンズ１３００までの距離を連続的に変更可能とする。
【００２９】
次に、ＣＰＵ２２の、コリメート光生成ユニット１３０に対する制御の内容について図２（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
ＣＰＵ２２は、光ファイバの先端Ｑから焦点可変レンズ１３００までの距離Ｄと、焦点可変レンズの焦点距離ｆと、を一致させるように焦点可変レンズ１３００の焦点距離ｆを変更する。なお、「光ファイバの先端Ｑから焦点可変レンズ１３００までの距離Ｄ」とは、厳密には、光ファイバの先端Ｑから焦点可変レンズ１３００の中心までの位置を意味している。
【００３０】
例えば、図２（ａ）に示すように、ＣＰＵ２２は、焦点可変レンズ１３００に向けて所定の制御信号を出力し、当該焦点可変レンズ１３００の焦点距離ｆをある焦点距離ｆ１に設定する（ｆ＝ｆ１）。この場合、ＣＰＵ２２は、更に、レンズ位置変更部１３０１に向けて制御信号を出力し、光ファイバの先端Ｑから焦点可変レンズ１３００までの距離Ｄを焦点距離ｆ１に一致させる（Ｄ＝ｆ１、図２（ａ）参照）。
この場合、光ファイバの先端Ｑから出射される検査光Ｐは、焦点可変レンズ１３００を通過した後、ビーム径ｄ１のコリメート光（平行光）となって出力される。
【００３１】
また、図２（ｂ）に示すように、ＣＰＵ２２は、焦点可変レンズ１３００に向けて所定の制御信号を出力し、当該焦点可変レンズ１３００の焦点距離ｆを、焦点距離ｆ１よりも大きい焦点距離ｆ２（ｆ２＞ｆ１）に設定する（ｆ＝ｆ２）。この場合、ＣＰＵ２２は、更に、レンズ位置変更部１３０１に向けて制御信号を出力し、光ファイバの先端Ｑから焦点可変レンズ１３００までの距離Ｄを焦点距離ｆ２に一致させる（Ｄ＝ｆ２、図２（ｂ）参照）。
この場合、光ファイバの先端Ｑから出射される検査光Ｐは、焦点可変レンズ１３００を通過した後、ビーム径ｄ２のコリメート光（平行光）となって出力される。この場合（ｆ＝ｆ２、Ｄ＝ｆ２の場合）におけるビーム径ｄ２は、ｆ＝ｆ１、Ｄ＝ｆ１の場合におけるビーム径ｄ１よりも大きい。
このように、コリメート光生成ユニット１３０は、焦点可変レンズ１３００の焦点距離ｆと、光ファイバの先端Ｑから焦点可変レンズ１３００までの距離Ｄとを一致させながら連続的に変化させることで、コリメート光である検査光Ｐのビーム径を連続的に変化させることができる。
【００３２】
なお、検査光Ｐを基準ミラー１５に導くためのコリメート光生成ユニット１３１は、図２に示すコリメート光生成ユニット１３０と同等の構成とされている。即ち、コリメート光生成ユニット１３１は、図２に示す焦点可変レンズ１３００及びレンズ位置変更部１３０１に相当する焦点可変レンズ、レンズ位置変更部を具備している。
また、ＣＰＵ２２は、コリメート光生成ユニット１３１を、コリメート光生成ユニット１３０と同じように制御する。つまり、コリメート光生成ユニット１３０から出力される検査光Ｐのビーム径が“ｄ１”である場合、コリメート光生成ユニット１３１から出力される検査光Ｐのビーム径も“ｄ１”となるように制御する。このようにすることで、対象物反射光Ｐｘと参照反射光Ｐｍとの光路長を常に同一とすることができる。
【００３３】
（コリメート光生成ユニットの機能）
図３は、第１の実施形態に係るコリメート光生成ユニットの機能を説明する図である。
図３は、撮影対象物Ｘと対物レンズ１３２との関係を示している。図３を参照しながら、コリメート光生成ユニット１３０を用いてコリメート光である検査光Ｐのビーム径を変化させたことの作用について説明する。
【００３４】
ＯＣＴ等、対物レンズを介した観察や撮影における横分解能Δｘ、焦点深度ｂは、それぞれ、式（１）、（２）のように計算される。
【００３５】
【数１】
2018091722.tif 000003
【００３６】
【数２】
2018091722.tif 000004
【００３７】
式（１）、（２）において、“ｆ”は対物レンズ１３２の焦点距離、“ｄ”は検査光Ｐのビーム径、“λ”は検査光Ｐの中心波長である。
式（１）によれば、横分解能Δｘを向上させるためには、“ｆ”（焦点距離）の小さい対物レンズを使うか、“ｄ”（ビーム径）を大きくすればよい。ただし、式（２）のとおり、“ｆ”を小さくする、又は、“ｄ”を大きくすると、焦点深度ｂは小さくなるので、横分解能Δｘと焦点深度ｂとはトレードオフの関係にある。焦点深度ｂは、焦点距離ｆに対する対物レンズと撮影対象物Ｘとの距離のずれの許容量に相当し、大きいほど広範囲な観察をしやすくなる。
【００３８】
横分解能Δｘ、焦点深度ｂを変更する際に、対物レンズ１３２の焦点距離ｆを変更しようとすると、撮影対象物Ｘの位置を、その都度変更する必要がある。そうすると、観察範囲を高速かつ連続的に変更することができない。そこで、本実施形態においては、対物レンズ１３２の焦点距離ｆは“ｆｔ”で固定とし、その代わりに、“ｄ”（ビーム径）を変更することで、横分解能Δｘ、焦点深度ｂを変更可能とする。
図３（ａ）に示す通り、検査光Ｐのビーム径ｄをｄ１（＜ｄ２）とすることで、焦点深度ｂ及び横分解能Δｘを大きくする。これにより、オペレータは広域的な観察を行うことができる。
また、図３（ｂ）に示す通り、検査光Ｐのビーム径ｄをｄ２（＞ｄ１）とすることで、横分解能Δｘ及び焦点深度ｂを小さくする。これにより、オペレータは局所的な観察を行うことができる。
なお、いずれの場合も、対物レンズ１３２から撮影対象物Ｘの観察面までの距離Ｄ’（＝ｆｔ）を変化させる必要はない（図３（ａ）、（ｂ）参照）。
【００３９】
（作用、効果）
以上、第１の実施形態に係る光干渉断層撮影装置１は、コリメート光生成ユニット１３０、１３１を具備することで、対物レンズ１３２に供給するコリメート光（検査光Ｐ）のビーム径を所望に連続的に変更することができる。これにより、対物レンズ１３２の焦点位置を変えることなく、横分解能Δｘ、焦点深度ｂを連続的（シームレス）に変更でき、広域的な観察と局所的な観察との両立を図ることができる。
【００４０】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る光干渉断層撮影装置を、図４〜図５を参照しながら説明する。
【００４１】
（コリメート光生成ユニットの構成）
図４は、第２の実施形態に係るコリメート光生成ユニットの構成を示す図である。
第２の実施形態に係る光干渉断層撮影装置１の全体構成は、第１の実施形態（図１）と同様であるため、図示を省略する。第２の実施形態に係る光干渉断層撮影装置１は、コリメート光生成ユニット１３０、１３１の構成が第１の実施形態と異なる。
【００４２】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第２の実施形態に係るコリメート光生成ユニット１３０は、２つの焦点可変レンズ１３００ａ、１３００ｂと、固定コリメートレンズ１３０２とを有してなる。
【００４３】
固定コリメートレンズ１３０２は、焦点距離が固定された通常のレンズであり、光ファイバの先端Ｑから離れた位置に配置される。固定コリメートレンズ１３０２は、その光軸が、図４に示す軸線Ｌと一致するように配置される。光ファイバの先端Ｑから固定コリメートレンズ１３０２までの距離は、固定コリメートレンズ１３０２の焦点距離と一致する。したがって、光ファイバの先端Ｑから出射された検査光Ｐは、固定コリメートレンズ１３０２によって一度コリメート光に成形される。
【００４４】
図４（ａ）、（ｂ）に示す通り、焦点可変レンズ１３００ａ（第１焦点可変レンズ）及び焦点可変レンズ１３００ｂ（第２焦点可変レンズ）は、それぞれの光軸が軸線Ｌと一致するように配置される。焦点可変レンズ１３００ｂは、焦点可変レンズ１３００ａから所定の距離Ｄ０だけ離れた位置に配置されている。焦点可変レンズ１３００ａ、１３００ｂは固定設置されている。
【００４５】
焦点可変レンズ１３００ａは、固定コリメートレンズ１３０２を通じて生成されたコリメート光（検査光Ｐ）を入射し、当該入射された検査光Ｐを、設定された焦点距離ｆ（＜Ｄ０）だけ離れた位置（集光点Ｒ）で集光する。
焦点可変レンズ１３００ｂは、焦点可変レンズ１３００ａから出射された検査光Ｐを入射し、再びコリメート光として検査光Ｐを出射する。
焦点可変レンズ１３００ａ、１３００ｂは、ＣＰＵ２２（図１）からの制御信号に従って、それぞれ独立に、焦点距離ｆを所望に、連続的に変更することができる。
【００４６】
第２の実施形態に係るＣＰＵ２２は、焦点可変レンズ１３００ａの焦点距離（第１焦点距離ｆａ）と、焦点可変レンズ１３００ｂの焦点距離（第２焦点距離ｆｂ）との和が所定距離Ｄ０に一致するように、第１焦点距離及び第２焦点距離を変更する。
以下、第２の実施形態に係るＣＰＵ２２の制御の詳細について、図４（ａ）、（ｂ）に示す例を参照しながら説明する。
【００４７】
例えば、図４（ａ）に示すように、ＣＰＵ２２は、焦点可変レンズ１３００ａに向けて所定の制御信号を出力し、当該焦点可変レンズ１３００ａの第１焦点距離ｆａを“ｆａ１”に設定する（ｆａ＝ｆａ１）。この場合、ＣＰＵ２２は、更に、焦点可変レンズ１３００ｂに向けて所定の制御信号を出力し、当該焦点可変レンズ１３００ｂの第２焦点距離ｆｂを“ｆｂ１”に設定する（ｆｂ＝ｆｂ１）。
ここで、ＣＰＵ２２は、焦点可変レンズ１３００ａの第１焦点距離ｆａ（＝ｆａ１）と、焦点可変レンズ１３００ｂの第２焦点距離ｆｂ（＝ｆｂ１）との和が、焦点可変レンズ１３００ａから焦点可変レンズ１３００ｂまでの距離Ｄ０に一致するように、第１焦点距離ｆａ、第２焦点距離ｆｂを変更する（ｆａ１＋ｆｂ１＝Ｄ０）。
【００４８】
このようにすると、検査光Ｐは、まず、焦点可変レンズ１３００ａから距離Ｄａ＝ｆａ１だけ離れた位置の集光点Ｒに集光される。そして、集光点Ｒから焦点可変レンズ１３００ｂまでの距離Ｄｂは、第２焦点距離ｆｂ（＝ｆｂ１）に一致する。したがって、焦点可変レンズ１３００ａ及び焦点可変レンズ１３００ｂを通過した結果、検査光Ｐは、ビーム径ｄ１のコリメート光に成形される。
【００４９】
また、図４（ｂ）に示すように、ＣＰＵ２２は、焦点可変レンズ１３００ａに向けて所定の制御信号を出力し、当該焦点可変レンズ１３００ａの第１焦点距離ｆａを、“ｆａ１”よりも小さい“ｆａ２”に設定する（ｆａ＝ｆａ２＜ｆａ１）。この場合、ＣＰＵ２２は、更に、焦点可変レンズ１３００ｂに向けて所定の制御信号を出力し、当該焦点可変レンズ１３００ｂの第２焦点距離ｆｂを“ｆｂ２”に設定する（ｆｂ＝ｆｂ２）。
ここで、ＣＰＵ２２は、第１焦点距離ｆａ（＝ｆａ２）と第２焦点距離ｆｂ（＝ｆｂ２）との和が、距離Ｄ０に一致するように、第１焦点距離ｆａ、第２焦点距離ｆｂを変更する（ｆａ２＋ｆｂ２＝Ｄ０）。この場合では、第１焦点距離ｆａが小さくなった分、第２焦点距離ｆｂを大きくするので、ｆｂ２＞ｆｂ１となる。
【００５０】
検査光Ｐは、まず、焦点可変レンズ１３００ａから距離Ｄａ＝ｆａ２（＜ｆａ１）だけ離れた位置の集光点Ｒに集光される。そして、集光点Ｒから焦点可変レンズ１３００ｂまでの距離Ｄｂは、第２焦点距離ｆｂ（＝ｆｂ２＞ｆｂ１）に一致する。したがって、焦点可変レンズ１３００ａ及び焦点可変レンズ１３００ｂを通過した結果、検査光Ｐは、ビーム径ｄ２のコリメート光に成形される。
ここで、図４（ｂ）の場合における集光点Ｒの位置は、図４（ａ）に示す場合よりも焦点可変レンズ１３００ａに近い。そうすると、集光点Ｒから焦点可変レンズ１３００ｂまでの距離Ｄｂが長くなり、その分、焦点可変レンズ１３００ｂから出射されるコリメート光のビーム径が大きくなる（ｄ２＞ｄ１）。
【００５１】
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、検査光Ｐのビーム径ｄをｄ１（＜ｄ２）とすることで、焦点深度ｂ及び横分解能Δｘを大きくすることができる。これにより、オペレータは広域的な観察を行うことができる。また、検査光Ｐのビーム径ｄをｄ２（＞ｄ１）とすることで、横分解能Δｘ及び焦点深度ｂを小さくすることができる。これにより、オペレータは局所的な観察を行うことができる（式（１）、（２）及び図３（ａ）、（ｂ）参照）。
【００５２】
第２の実施形態に係るコリメート光生成ユニット１３１（検査光Ｐを基準ミラー１５に導くためのコリメート光生成ユニット、図１参照）は、図４（ａ）、（ｂ）に示すコリメート光生成ユニット１３０と同等の構成とされている。即ち、コリメート光生成ユニット１３１は、図４（ａ）、（ｂ）に示す焦点可変レンズ１３００ａ、１３００ｂ及び固定コリメートレンズ１３０２に相当する２つの焦点可変レンズ、固定コリメートレンズを具備している。
また、第２の実施形態に係るＣＰＵ２２は、コリメート光生成ユニット１３１を、コリメート光生成ユニット１３０と同じように制御する。つまり、コリメート光生成ユニット１３０から出力される検査光Ｐのビーム径が“ｄ１”である場合、コリメート光生成ユニット１３１から出力される検査光Ｐのビーム径も“ｄ１”となるように制御する。このようにすることで、対象物反射光Ｐｘと参照反射光Ｐｍとの光路長を常に同一とすることができる。
【００５３】
（作用、効果）
以上のように、第２の実施形態に係るコリメート光生成ユニット１３０は、固定コリメートレンズ１３０２と、２つの焦点可変レンズ１３００ａ、１３００ｂとを有してなる。また、ＣＰＵ２２は、“ｆａ＋ｆｂ＝Ｄ０”の条件を常に満たすように、２つの焦点可変レンズ１３００ａ、１３００ｂの焦点距離（第１焦点距離ｆａ、第２焦点距離ｆｂ）を変更する。
このようにすることで、レンズ位置変更部１３０１（図２）のような駆動機構を用いずともコリメート光（検査光Ｐ）のビーム径を連続的に変更することができる。したがって、機械的な駆動を要しないため、観察範囲をより高速に変更することができる。また、駆動機構を排することで、装置としての信頼性の向上をも図ることもできる。
【００５４】
（コリメート光生成ユニットの更なる機能）
図５、図６は、それぞれ、第２の実施形態に係るコリメート光生成ユニットの更なる機能を説明する第１図、第２図である。
図５、図６を参照しながら、第２の実施形態に係るコリメート光生成ユニット１３０の更なる機能について説明する。
【００５５】
第２の実施形態に係るＣＰＵ２２は、“ｆａ＋ｆｂ＝Ｄ０”との条件を満たさないように制御する場合があってもよい。
【００５６】
例えば、焦点可変レンズ１３００ａの焦点距離（第１焦点距離ｆａ）を“ｆａ１”とした場合において、焦点可変レンズ１３００ｂの焦点距離（第２焦点距離ｆｂ）を“ｆｂ１”とした場合、“ｆａ１＋ｆｂ１＝Ｄ０”を満たし、ビーム径ｄ１のコリメート光が形成されることは上述した通りである（図４（ａ）参照）。しかし、ＣＰＵ２２は、図５（ａ）に示すように、焦点可変レンズ１３００ｂの焦点距離を“ｆｂ１”とはせず、“ｆｂ１”よりも大きい“ｆｂ３”（ｆｂ３＞ｆｂ１）としてもよい。この場合、“ｆａ１＋ｆｂ３＞Ｄ０”となる。
そうすると、焦点可変レンズ１３００ｂは、焦点可変レンズ１３００ｂ自身の焦点距離ｆｂ３よりも近い位置に存在する集光点Ｒから検査光Ｐを入射するため、検査光Ｐはコリメート光とならず、発散光（焦点可変レンズ１３００ｂから遠ざかるほどビーム径が広がる光線）となる。
【００５７】
図５（ａ）のように形成された検査光Ｐ（発散光）は、可動ミラー１４（図１）を介して対物レンズ１３２に入射する。当該検査光Ｐ（発散光）の、撮影対象物Ｘ周辺における状態を図６（ａ）に示す。
対物レンズ１３２は、発散光である検査光Ｐを入射すると、当該対物レンズ１３２の焦点距離ｆｔよりも遠い位置に集光する。したがって、対物レンズ１３２の焦点距離ｆｔよりも遠い位置に撮影対象物Ｘの観察面がある場合（Ｄ’＞ｆｔ）に焦点を合わせることができる。
【００５８】
また、ＣＰＵ２２は、図５（ｂ）に示すように、焦点可変レンズ１３００ｂの焦点距離を“ｆｂ１”とはせず、“ｆｂ１”よりも小さい“ｆｂ４”（ｆｂ４＜ｆｂ１）としてもよい。この場合、“ｆａ１＋ｆｂ４＜Ｄ０”となる。
そうすると、焦点可変レンズ１３００ｂは、焦点可変レンズ１３００ｂ自身の焦点距離ｆｂ４よりも近い位置に存在する集光点Ｒから検査光Ｐを入射するため、検査光Ｐはコリメート光とならず、収束光（焦点可変レンズ１３００ｂから遠ざかるほどビーム径が狭まる光線）となる。
【００５９】
図５（ｂ）のように形成された検査光Ｐ（収束光）は、可動ミラー１４（図１）を介して対物レンズ１３２に入射する。当該検査光Ｐ（収束光）の、撮影対象物Ｘ周辺における状態を図６（ｂ）に示す。
対物レンズ１３２は、収束光である検査光Ｐを入射すると、当該対物レンズ１３２の焦点距離ｆｔよりも近い位置に集光する。したがって、対物レンズ１３２の焦点距離ｆｔよりも近い位置に撮影対象物Ｘの観察面がある場合（Ｄ’＜ｆｔ）に焦点を合わせることができる。
【００６０】
以上のように、第２の実施形態に係るコリメート光生成ユニット１３０によれば、ビーム径を変更して観察範囲を連続的に変更できるばかりでなく、焦点可変レンズ１３００ｂの焦点距離（第２焦点距離ｆｂ）を調節して、撮影対象物Ｘの位置ずれ（対物レンズ１３２からの距離のずれ）を補正することができる。
なお、図５を用いた説明では、撮影対象物Ｘの位置ずれ補正に関し、焦点可変レンズ１３００ｂの焦点距離（第２焦点距離ｆｂ）を調整する態様を説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限られない。即ち、他の実施形態に係るＣＰＵ２２は、焦点可変レンズ１３００ａの焦点距離（第１焦点距離ｆａ）を変更することで撮影対象物Ｘの位置ずれ補正を行ってもよい。
【００６１】
また、上述の説明において、「連続的」との用語の意味には、広域的な観察と局所的な観察との切り替え操作時に、オペレータが不便、不都合を感じない限度で、離散的なものも含まれるものとする。
【００６２】
また、上述の各実施形態においては、上述したコンピュータ２０の各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００６３】
上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。更に、コンピュータ２０は、１台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。
【００６４】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１  光干渉断層撮影装置
１０  波長走査光源ユニット
１００  波長走査光源
１０１  波数等間隔クロック出力部
１１０、１１１  光カプラ
１２０、１２１  光サーキュレータ
１３０、１３１  コリメート光生成ユニット
１３００、１３００ａ、１３００ｂ  焦点可変レンズ
１３０１  レンズ位置変更部
１３０２  固定コリメートレンズ
１３２、１３３  対物レンズ
１４  可動ミラー
１５  基準ミラー
１６  差動光検出器
２０  コンピュータ
２１  Ａ／Ｄ変換器
２２  ＣＰＵ（制御部）
２３  操作部
Ｘ  撮影対象物
【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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