(57)【要約】【課題】  駆動機構を簡素化し測定光源を動かすことなく偏光状態を保つとともに、ダイクロイックミラーにおける波長分離性能の低下を防ぐことができる光断層撮像装置を提供する。【解決手段】  走査部を介して測定光が照射された被検査物からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合波した光に基づいて、該被検査物の断層画像を取得する光断層撮像装置であって、光源から照射された光を測定光と参照光とに分割する分割部と、前記測定光の光路における分割部と走査部との間に配置された合焦部と、を有し、前記測定光の光束に含まれる光線の前記光路の光軸に対する最大傾角が２°以下になるように、前記測定光の光路または前記観察光路の光学系の一次結像倍率および前記測定光を照射する光源の開口数が構成される。【選択図】  図１
2015039580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレンズを介して測定光が照射された被検査物からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合波した光に基づいて、該被検査物の断層画像を取得する光断層撮像装置であって、前記測定光の光路に設けられ、前記被検査物に対して前記測定光を走査する走査手段と、前記測定光の光路における前記走査手段と前記第１のレンズとの間に配置された第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に配置され、前記測定光の光路から前記被検査物を観察する観察光路に分岐する光路分岐手段と、
光源から照射された光を前記測定光と前記参照光とに分割する分割手段と、前記測定光の光路における前記分割手段と前記走査手段との間に配置された合焦レンズと、を有し、前記走査手段により走査される測定光が前記光路分岐手段に入射する角度が保持されるように、前記第２のレンズと前記走査手段とが配置され、
前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間の光路において、前記測定光の光束に含まれる光線の前記光路の光軸に対する最大傾角が２°以下になるように、前記測定光の光路または前記観察光路の光学系の一次結像倍率および前記測定光を照射する光源の開口数が構成されることを特徴とする光断層撮像装置。
【請求項２】
前記合焦レンズを、前記測定光の光路に沿って駆動する駆動手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の光断層撮像装置。
【請求項３】
前記走査手段は、前記測定光を前記被検査物に対して第１の方向に走査する第１の走査手段と、前記第１の方向に交差する第２の方向に走査する第２の走査手段と、を有し、前記被検査物の所定の部位と共役な位置が、前記第１及び第２の走査手段の間になるように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の光断層撮像装置。
【請求項４】
前記測定光の光路に配置されたファイバーをさらに有し、前記分割手段は、前記ファイバーに接続された光カプラーであり、前記合焦レンズは、前記ファイバーの端と前記走査手段との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光断層撮像装置。
【請求項５】
前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間の前記測定光の光路で光が平行になるように、前記第１のレンズおよび前記第２のレンズと、前記走査手段とが配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光断層撮像装置。
【請求項６】
観察用の光源から照射された観察光を前記被検査物上で走査する観察用走査手段と、前記観察用の光路上であって前記第２の走査手段と前記被検査物との間に配置された第３のレンズと、をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の光断層撮像装置。
【請求項７】
前記観察用走査手段は、前記観察光を前記被検査物に対して第１の方向に走査する第１の観察用走査手段と、前記第１の方向に交差する第２の方向に走査する第２の観察用走査手段と、を有し、前記被検査物の所定の部位と共役な位置が、前記第１及び第２の観察用走査手段の間になるように配置されることを特徴とする請求項６に記載の光断層撮像装置。
【請求項８】
前記第１のレンズと前記第３のレンズとの間の前記観察光の光路で光が平行になるように、前記第１のレンズおよび前記第３のレンズと、前記観察用走査手段とが配置されていることを特徴とする請求項６または７に記載の光断層撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼科診療等で使用される光断層撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、光学機器を用いた様々な眼科用機器が知られている。例えば、被検眼を観察する光学機器として、前眼部撮影機、眼底カメラ、共焦点レーザー走査検眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：ＳＬＯ）等様々な機器が使用されている。中でも、多波長光波干渉を利用した光コヒーレンストモグラフィ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）による光断層撮像装置は、サンプルの断層像を高解像度で取得することができる装置であり、眼科用機器として網膜の専門外来では必要不可欠な装置になりつつある。以下、これをＯＣＴ装置と称する。
【０００３】
ＯＣＴ装置では、低コヒーレント光である測定光をサンプルに照射し、そのサンプルからの後方散乱光を、干渉系または干渉光学系を用いることで高感度な測定を行うことができる。低コヒーレント光は、その波長幅を広くすることにより高解像度の断層像を得ることができるという特徴を有する。また、ＯＣＴ装置は測定光を、サンプル上にスキャンすることで高解像度の断層像を得ることができる。そのため被検眼の眼底における網膜の断層像が取得でき、ＯＣＴ装置は網膜の眼科診断等において広く利用されている。
【０００４】
一方、眼科機器としてのＯＣＴ装置は、装置と被検眼とのアライメント調整のために、眼底観察や前眼観察などの光学系が搭載されるのが一般的である。ＯＣＴ装置をこれらの光学系と共用させるために、各光学系で異なる波長の光を使用し、ダイクロイックミラーなどの波長分離部により波長分離を行うことで装置が構成される。しかしながら、ＯＣＴ装置に波長幅の広い低コヒーレント光を用いるため、眼底観察や前眼観察などの光学系で使用される光の波長と、ＯＣＴ装置に使用される光の波長との波長分離が困難になる。
【０００５】
特許文献１では、ビームスキャナ位置をレンズの後焦点面に配置することにより、ビームスキャンを行っても、ダイクロイックミラーにビームが入射する入射角を一定にしている。これにより、ダイクロイックミラーの特性を揃えることができ、波長分離の精度を高くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５５３７１６２号明細書
【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、特許文献１では、被検眼の眼底の合焦調整を行う際に、ビームスキャナとレンズとが一体となって駆動する。ビームスキャナに後焦点面を配置したレンズは、ビームスキャナのスキャン光を取り込むため大型化する傾向がある。従って、ビームスキャナと大型化されたレンズとを一体にして動かす必要があり、駆動機構が複雑となる。また、これらを一体として動かすので、眼底位置と光学的に共役な関係を持つ測定光源を同時に動かす必要がある。この測定光源が光ファイバー端である場合、光ファイバーを動かさなければならないため、偏光状態が変化することが懸念される。
【０００８】
また、ダイクロイックミラーに対する光の入射角度に応じて波長分離性能が変化する。
【０００９】
上記の課題に鑑み、本発明は、駆動機構を簡素化し、測定光源を動かすことなく偏光状態を保つとともに、ダイクロイックミラーにおける波長分離性能の低下を防ぐことができる光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】
【００１０】
上記の目的を達成する本発明に係る光断層撮像装置は、
第１のレンズを介して測定光が照射された被検査物からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合波した光に基づいて、該被検査物の断層画像を取得する光断層撮像装置であって、前記測定光の光路に設けられ、前記被検査物に対して前記測定光を走査する走査手段と、前記測定光の光路における前記走査手段と前記第１のレンズとの間に配置された第２のレンズと、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に配置され、前記測定光の光路から前記被検査物を観察する観察光路に分岐する光路分岐手段と、光源から照射された光を前記測定光と前記参照光とに分割する分割手段と、前記測定光の光路における前記分割手段と前記走査手段との間に配置された合焦レンズと、を有し、前記走査手段により走査される測定光が前記光路分岐手段に入射する角度が保持されるように、前記第２のレンズと前記走査手段とが配置され、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間の光路において、前記測定光の光束に含まれる光線の前記光路の光軸に対する最大傾角が２°以下になるように、前記測定光の光路または前記観察光路の光学系の一次結像倍率および前記測定光を照射する光源の開口数が構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、駆動機構を簡素化し、測定光源を動かすことなく偏光状態を保つとともに、ダイクロイックミラーにおける波長分離性能の低下を防ぐことができる光断層撮像装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る光断層撮像装置の概略構成を示す図。
【図２】第１実施形態に係る光断層撮像装置の瞳の光束を示す図。
【図３】被検眼をｘ方向にスキャンしている様子を示す図。
【図４】モニタに表示された前眼画像、眼底２次元像、Ｂスキャン像を示す図。
【図５】第２実施形態に係る光断層撮像装置の概略構成を示す図。
【図６】第２実施形態に係る光断層撮像装置の瞳の光束を示す図。
【図７】測定光路中の光束の広がりについて説明する図
【図８】撮像屈折力と最大傾角の関係の例を示す図
【図９】ダイクロイックミラーの透過率特性と光線入射角の関係の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照して、本実施の形態について説明する。なお、明細書を通じて同一の参照番号は同一の構成を示している。
【００１４】
（第１実施形態：ＯＣＴ光学系）
＜装置構成＞
図１を参照して、第１実施形態に係る光断層撮像装置（ＯＣＴ装置）の構成を説明する。光断層撮像装置は、光学ヘッド９００と、分光器１８０とを備えている。光断層撮像装置は、走査部を介して測定光が照射された被検査物からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合波した光に基づいて、該被検査物の断層画像を取得する。
【００１５】
まず光学ヘッド９００部の内部構成について説明する。光学ヘッド９００は、被検眼１００の前眼画像、眼底の２次元像、および断層画像を撮像するための測定光学系により構成されている。被検眼１００に対向して対物レンズ１０１−１が設置され、その光軸上で光路分岐部である第１ダイクロイックミラー１０２および第２ダイクロイックミラー１０３によって光路が分離される。すなわち、ＯＣＴ光学系の測定光路Ｌ１と、眼底観察光路および固視灯光路Ｌ２と、前眼部観察光路Ｌ３とに、波長帯域ごとに分離される。
【００１６】
光路Ｌ２は、さらに第３ダイクロイックミラー１０４によって眼底観察用のＣＣＤ１１４および固視灯１１３への光路へと波長帯域ごとに分岐される。ここでレンズ１０１−２、レンズ１１１、レンズ１１２のうち、レンズ１１１は固視灯および眼底観察用の合焦調整のため不図示のモータによって駆動される。ＣＣＤ１１４は不図示の眼底観察用照明光の波長、具体的には７８０ｎｍ付近に感度を持つ。一方、固視灯１１３は可視光を生成して被検者の固視を促す。光路Ｌ３には、レンズ１４１と、前眼観察用の赤外線ＣＣＤ１４２とが配置される。赤外線ＣＣＤ１４２は、不図示の前眼観察用照明光の波長、具体的には９７０ｎｍ付近に感度を持つ。
【００１７】
光路Ｌ１は、前述の通りＯＣＴ光学系を形成しており、被検眼１００の眼底の断層画像を撮像するために使用される。より具体的には、断層画像を形成するための干渉信号を取得するために使用される。光路Ｌ１には、レンズ１０１−３と、ミラー１２１と、走査部であるＸスキャナ１２２−１（第１の走査部）およびＹスキャナ１２２−２（第２の走査部）とが配置されている。Ｘスキャナ１２２−１、Ｙスキャナ１２２−２は、光を被検眼１００の眼底上で、第１の方向の一例であるＸ方向（主走査方向）、第１の方向と交差する第２の方向の一例であるＹ方向（副走査方向）へ走査する。なお図１においてＸスキャナ１２２−１と、Ｙスキャナ１２２−２との間の光路は紙面に平行な方向に構成されているが、実際は紙面垂直方向に構成されている。
【００１８】
ここで図２を参照して、光路Ｌ１上の詳細な構成、光路Ｌ１についての瞳位置の共役関係および瞳の光束について説明する。被検眼の前眼部等の所定の部位と共役な位置が、第１及び第２の走査部の間になるように構成される。本実施形態では、Ｘスキャナ１２２−１およびＹスキャナ１２２−２のスキャナ中心位置１２７と、被検眼１００の瞳位置１２８とは共役の関係になっている。
【００１９】
また、レンズ１０１−１とレンズ１０１−３との間の光束が略平行となるように、レンズ１０１−１（第１のレンズ）、レンズ１０１−３（第２のレンズ）と、Ｘスキャナ１２２−１およびＹスキャナ１２２−２（またはスキャナ中心位置１２７）とが配置されている。この構成によれば、測定光偏向部を物点とした光路が、レンズ１０１−１とレンズ１０１−３との間で略平行となる。これにより、Ｘスキャナ１２２−１、Ｙスキャナ１２２−２がスキャンを行っても、第１ダイクロイックミラー１０２および第２ダイクロイックミラー１０３に入射する角度を同じにすることが可能となる。
【００２０】
また、測定光源１２６は、測定光を測定光路に入射させるための測定光の光源となる。本実施形態では、測定光源１２６はファイバー端であり、被検眼１００の眼底部と光学的に共役な関係にある。レンズ１２３およびレンズ１２４のうち、レンズ１２３は、合焦調整をするために不図示のモータによって双方向矢印で示される方向に駆動される。合焦調整は、ファイバー端である測定光源１２６から出射する光が眼底上に結像するように調整されることによって行われる。合焦調整部であるレンズ１２３は、測定光源１２６と、測定光偏向部であるＸスキャナ１２２−１およびＹスキャナ１２２−２との間に配置されている。これにより、より大きなレンズ１０１−３や、測定光源１２６と接続されているファイバー１２５−２を動かす必要がなくなる。
【００２１】
この合焦調整によって、被検眼１００の眼底に測定光源１２６の像を結像させることができ、また被検眼１００の眼底からの戻り光を、測定光源１２６を通じてファイバー１２５−２へ効率良く戻すことができる。
【００２２】
次に、図１における光源１３０から出射された光の光路、参照光学系、分光器１８０の構成について説明する。光源１３０、ミラー１５３、分散補償用ガラス１５２、光カプラー１２５、光ファイバー１２５−１〜４、レンズ１５１、および分光器１８０によってマイケルソン干渉系が構成されている。光ファイバー１２５−１〜光ファイバー１２５−４は、光カプラー１２５に接続されて一体化しているシングルモードの光ファイバーである。
【００２３】
光源１３０から出射された光は、光ファイバー１２５−１を通じて光カプラー１２５を介して光ファイバー１２５−２側へ出射される測定光と、光ファイバー１２５−３側に出射される参照光とに分割される。測定光は、前述のＯＣＴ光学系光路を通じ、観察対象である被検眼１００の眼底に照射され、網膜による反射や散乱により同じ光路を通じて光カプラー１２５に到達する。
【００２４】
一方、参照光は、光ファイバー１２５−３、レンズ１５１、および、測定光と参照光との分散を合わせるために挿入された分散補償用ガラス１５２を介して、ミラー１５３に到達し反射される。そして同じ光路を戻り光カプラー１２５に到達する。
【００２５】
光カプラー１２５によって、測定光および参照光は合波されて干渉光となる。ここで、測定光の光路長と参照光の光路長がほぼ同一となったときに干渉を生じる。ミラー１５３は不図示のモータおよび駆動機構によって光軸方向に位置が調整可能に保持され、被検眼１００によって変わる測定光の光路長に参照光の光路長を合わせることが可能である。干渉光は光ファイバー１２５−４を介して分光器１８０へ導かれる。
【００２６】
分光器１８０は、レンズ１８１と、回折格子１８２と、レンズ１８３と、ラインセンサ１８４とを備えている。光ファイバー１２５−４から出射された干渉光は、レンズ１８１を介して略平行光となった後、回折格子１８２により分光され、レンズ１８３によってラインセンサ１８４に結像される。
【００２７】
次に、光源１３０について説明する。光源１３０は、代表的な低コヒーレント光源であるＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ）である。中心波長は８５５ｎｍ、波長バンド幅は約１００ｎｍである。ここで波長バンド幅は、得られる断層画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、低コヒーレント光を出射できればよく、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）等も用いることができる。中心波長は、被検眼を測定することを鑑みると、近赤外光が適している。また、中心波長は得られる断層画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い。双方の理由から中心波長を８５５ｎｍとしている。
【００２８】
なお、本実施形態では干渉計としてマイケルソン干渉計を用いているが、マッハツェンダー干渉計を用いてもよい。測定光と参照光との光量差に応じて光量差が大きい場合にはマッハツェンダー干渉計を用い、光量差が比較的小さい場合にはマイケルソン干渉計を用いることが望ましい。
【００２９】
＜断層画像の撮像方法＞
光断層撮像装置は、Ｘスキャナ１２２−１、Ｙスキャナ１２２−２を制御することにより、被検眼１００の眼底における所望部位の断層画像を撮像することができる。
【００３０】
図３は、被検眼１００に測定光２０１を照射し、眼底２０２に対してｘ方向にスキャンを行っている様子を示している。眼底２０２におけるｘ方向の撮像範囲から所定の撮像本数の情報をラインセンサ１８４により撮像する。ｘ方向のある位置で得られるラインセンサ１８４上の輝度分布をＦＦＴ（高速フーリエ変換）し、ＦＦＴにより得られた線状の輝度分布をモニタに示すために濃度あるいはカラー情報に変換したものをＡスキャン画像と呼ぶ。また、この複数のＡスキャン画像を並べた２次元の画像をＢスキャン画像と呼ぶ。１つのＢスキャン画像を構築するための複数のＡスキャン画像を撮像した後、ｙ方向のスキャン位置を移動させて再びｘ方向のスキャンを行うことにより、複数のＢスキャン画像を得ることができる。複数のＢスキャン画像、あるいは複数のＢスキャン画像から構築した３次元断層画像をモニタに表示することで検者が被検眼の診断に用いることができる。
【００３１】
図４は、モニタ２００に表示された前眼画像２１０、眼底２次元像２１１、および断層画像であるＢスキャン画像２１２の例である。前眼画像２１０は、赤外線ＣＣＤ１４２の出力から処理されて表示された画像である。眼底２次元像２１１は、ＣＣＤ１１４の出力から処理され表示された画像である。そしてＢスキャン画像２１２は、ラインセンサ１８４の出力から前述の処理がなされて構成された画像である。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態では、光断層撮像装置において、測定光を偏向する測定光偏向部（ＸＹスキャナー）と、測定光源１２６との間に、被検眼の合焦調整を行う合焦調整部（レンズ１２３および不図示の駆動機構）が配置されている。また、測定光偏向部（ＸＹスキャナー）と被検眼１００との間の測定光路には、第１のレンズ（レンズ１０１−１）と第２のレンズ（レンズ１０１−３）とが設けられており、光路分岐部（第１ダイクロイックミラー１０２、第２ダイクロイックミラー１０３）が、第１のレンズと第２のレンズとの間に配置されている。
【００３３】
すなわち、ファイバー端の測定光源と、測定光偏向部であるＸＹスキャナとの間にフォーカスレンズ（合焦レンズ）を配置することにより、大きなレンズ１０１−３や測定光源１２６と接続されているファイバー１２５−２などを動かす必要がなくなり、駆動機構を簡素化することができる。さらに、ファイバー端を動かす必要がないため、偏光状態が保たれた光断層撮像装置を提供することができる。
【００３４】
さらに本実施形態では、光断層撮像装置において、第１のレンズ（レンズ１０１−１）と第２のレンズ（レンズ１０１−３）との間の測定光路上で光が平行になるように、第１のレンズ（レンズ１０１−１）および第２のレンズ（レンズ１０１−３）と、測定光偏向部（ＸＹスキャナー）とが位置調整されて配置されている。これにより、第１および第２ダイクロイックミラー１０２、１０３にビームが入射する入射角を一定にすることができ、波長分離精度を高めることができる。
【００３５】
なお、本実施形態では被検眼を対象として説明を行ったが、被検眼以外にも皮膚や内臓等の人体といった被検査物上での走査行ってもよく、眼科装置以外にも内視鏡等の撮像装置に対しても本発明を適用可能である。
【００３６】
（第２実施形態：ＳＬＯ光学系）
＜装置構成＞
図５を参照して、第２実施形態に係る光断層撮像装置（ＯＣＴ装置）の構成を説明する。光断層撮像装置は、第１実施形態と同様に、光学ヘッド９００と、分光器１８０とを備えている。
【００３７】
第１実施形態では、光路Ｌ２は、眼底観察用のＣＣＤ１１４によって被検眼１００の眼底２次元像を取得するように構成されている。これに対して第２実施形態では、光路Ｌ２上にはＸスキャナ、Ｙスキャナが配置されており、光路Ｌ２は、眼底上にスポットをスキャンすることによって眼底２次元像を取得するように構成されている。その他の光路Ｌ１、光路Ｌ３上の構成および分光器１８０の構成は、第１実施形態と同じであるため説明を省略する。
【００３８】
以下、主に第１実施形態との差異部分である光路Ｌ２上の構成について説明する。レンズ１０１−２、レンズ１１１、およびレンズ１１２は第１実施形態と同じくレンズを示しており、レンズ１１１は眼底観察用の合焦調整のため不図示のモータによって駆動される。光源１１５は、７８０ｎｍの波長の光を生成する。また眼底観察用の光源１１５から照射された光を被検眼１００の眼底上で走査するための（観察用走査部として機能する）Ｘスキャナ１１７−１（第１の観察用走査部）、Ｙスキャナ１１７−２（第２の観察用走査部）が光路Ｌ２上に配置されている。レンズ１０１−２（第３のレンズ）は、Ｘスキャナ１１７−１、Ｙスキャナ１１７−２の中心位置付近を焦点位置として配置されている。Ｘスキャナ１１７−１は、Ｘ方向に高速スキャンするために、ポリゴンミラーによって構成されている。また、Ｘスキャナ１１７−１は共振型のミラーで構成されていてもよい。また、シングルディテクター１１６は、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）により構成され、眼底から散乱・反射され戻ってきた光を検出する。プリズム１１８は、穴あきミラーや中空のミラーが蒸着されたプリズムであり、光源１１５による照明光と、眼底からの戻り光とを分離する。
【００３９】
図６は、光路Ｌ１および光路Ｌ２の瞳位置の共役関係と、瞳の光束を表している。光路Ｌ１については、第１実施形態と同じであるため説明を省略する。光路２について、Ｘスキャナ１１７−１およびＹスキャナ１１７−２のスキャナ中心位置１１９と、被検眼１００の瞳位置１２８とは共役の関係になっている。また、レンズ１０１−１とレンズ１０１−２との間の光束が略平行となるように、レンズ１０１−２とスキャナ中心位置１１９（Ｘスキャナ１１７−１およびＹスキャナ１１７−２）とが配置されている。この構成により、測定光偏向部を物点とした光路が、レンズ１０１−１と１０１−２との間で略平行となる。これにより、Ｘスキャナ１１７−１およびＹスキャナ１１７−２がスキャンを行っても、第１ダイクロイックミラー１０２および第２ダイクロイックミラー１０３に入射する角度を同じにすることが可能となる。
【００４０】
また、光路Ｌ１と光路Ｌ２とは、レンズ１０１−１を共用するように構成されており、レンズ１０１−２およびレンズ１０１−３は、同じ形状、同じ材質のレンズで構成されている。これにより、被検眼１００から、光路Ｌ１および光路Ｌ２上のそれぞれのＸ、Ｙスキャナまで同一の光学系に揃えることができ、両光路において光学特性を備えることができる。
【００４１】
ここで、図６に示されるように、被検眼１００の瞳に対して瞳の光束の張る角をθ、スキャナ中心位置１２７に対して瞳の光束の張る角をθ１、スキャナ中心位置１１９に対して瞳の光束の張る角をθ２とする。すなわち、光路Ｌ１と光路Ｌ２との両光路において瞳の光束の張る角θを得るために、スキャナを用いてそれぞれθ１とθ２の角度を光線に与えることとする。
【００４２】
また、光学特性の一つとして、瞳位置１２８に対するスキャナ中心位置１１９の光学的倍率、瞳位置１２８に対するスキャナ中心位置１２７の光学的倍率も両光路において等しくすることができる。その結果、それぞれの光路のＸ、Ｙスキャナのスキャン角と、被検眼１００の眼底における照射位置との関係が両光路で等しくでき、θ１＝θ２とすることができる。これにより、お互いのスキャン位置の誤差を低減することが可能となる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態によれば、光断層撮像装置において、ダイクロイックミラーにビームが入射する入射角を一定にすることにより波長分離精度を高めることができる。また、ファイバー端の照射光源とＸＹスキャナとの間にフォーカスレンズを配置することにより、駆動機構を簡素化することができる。さらに、照射光源を動かす必要がないので、偏光状態が保たれた光断層撮像装置の提供することができる。また、ＯＣＴの測定光路と眼底観察光路とで同じレンズを用いることで、測定の誤差を低減することが可能となる。
【００４４】
（第３実施形態：ビーム光束）
図７を参照して、第３実施形態に係る光断層撮像装置（ＯＣＴ装置）の構成を説明する。光断層撮像装置は、第１実施形態と同様に光学ヘッド９００と、分光器１８０とを備えている。第１実施形態では、第１および第２ダイクロイックミラー１０２、１０３を通過する光束が、任意のスキャン位置において、光軸と略平行になるように光学系が構成されている。これに対して第３実施形態は、光束が有限の広がりを持ち、その光束中の各光線は互いに平行の関係ではなく、角度の広がりを持っている場合である。光路Ｌ１、光路Ｌ３上の構成および分光器１８０の構成は第１実施形態と同じであるため説明を省略する。
【００４５】
（光束の広がりについて）
以下、主に第１実施形態との差異部分である光束の条件について説明する。図７はＸスキャナ１１７−１およびＹスキャナ１１７−２が中心角度にあるときの光束の広がりの様子を表している。Ｆ１、Ｆ２およびＦ３は光束中の光線を示している。Ｆ３は光束の主光線であり、光路Ｌ１の光軸中心と一致し、ガルバノミラー１２２−１、１２２−２の中心および瞳位置１２８を通過する。Ｆ２およびＦ３は光束の外周光線であり、ガウシアン強度分布光束とした場合の、強度がピークの１／ｅ２に減少するガウシアンビーム半径に相当する。光束中には主光線Ｆ１を含む、外周光線Ｆ２からＦ３の範囲において連続的に光線が存在する。なお、外周光線Ｆ２およびＦ３は、ガウシアンビーム半径に限らず、設計で考慮する強度の大きさに応じた有効径に相当する光線であってもよい。
【００４６】
（光線の傾角について）
主光線Ｆ１においては、実施形態１に示した構成により、第１および第２ダイクロイックミラー１０２、１０３を通過する領域で光軸と略平行である。これに対して、外周光線Ｆ２、Ｆ３は光軸に対して正負対称な一定の傾角を持っている。ここでの傾角とは光軸との成す角度を意味する。光束中の光線はこの範囲内の傾角を連続的に持ち、大きさが最大となるのは外周光線Ｆ２、Ｆ３の傾角（最大傾角）である。図７においては、この最大傾角をＦ１とＦ２との成す角Δθとして図示している。この傾角の範囲は、被検眼への合焦調整によって変化し、被検眼が遠視寄りの場合は最大傾角が大きく、近視寄りの場合は最大傾角が小さい関係になる。最大傾角が大きいほど、波長分離精度が低下する。なお、光束中の各光線の傾角の関係はスキャン方向によらず一定のため、断層画像の均一性は保たれる。
【００４７】
（パラメータについて）
図８は第２ダイクロイックミラー１０３を通過する光束中の最大傾角の変化の関係を、合焦調整する被検眼の屈折力に対応させてグラフで図示したものである。横軸が被検眼の屈折力［ディオプター］で、縦軸が最大傾角Δθ［°］である。光束にはこの±Δθの範囲内の傾角の光線が含まれる。各屈折力に対する最大傾角Δθ（Ｄ）は、測定光源のＮＡ、各屈折力に対するＯＣＴ装置内の一次結像倍率β（Ｄ）から、
Δθ（Ｄ）＝ＮＡ／β（Ｄ）      （１）
によって決まる。図８においては、ＮＡが０．１４、さらに一次結像倍率β（Ｄ）が−１８ディオプター、０ディオプター、＋１５ディオプターでそれぞれ、β（−１８）＝９．３、β（０）＝８．８、β（１５）＝８．０となるように光学系を構成すれば、Δθ（Ｄ）はそれぞれ、Δθ（−１８）＝０．８８、Δθ（０）＝０．９２、Δθ（１５）＝１．０２となる。これは被検眼の屈折力が大きくなるほど、最大傾角が増大する傾向になっており、ＯＣＴ装置の撮像可能屈折力範囲最大の＋１５ディオプターにおいては前述のとおり１．０２°程度になる。なお、Δθは限りなく０に近い方が波長分離特性にとっては望ましいが、これを実現するために開口数ＮＡを小さくすると、ビームの出力が著しく低下し、一方の一次結像倍率βを大きくすると、光学系の全長が大きく変化し、さらには眼底上におけるスポットサイズも拡大され、光学像の分解能が低下し、ＯＣＴ装置の機能が大幅に制限されることになる。
【００４８】
（ダイクロイックミラーの許容角度範囲について）
図９は測定光線の入射角と第２ダイクロイックミラー１０３の透過率特性の関係をグラフで図示したものである。図９（ａ）は、横軸が波長［ｎｍ］、縦軸が透過率であり、ダイクロイックミラー透過率特性、および互いに分離されるＯＣＴ光源スペクトル、ＳＬＯ光源スペクトルをプロットしている。ダイクロイックミラーの透過率特性においては、光線の入射角が正負に振れた場合のカーブのシフトを示しており、入射角がプラス側に変化した場合は短波長側にシフトし、マイナス側に変化した場合は長波長側にシフトする特性を持っている。またＯＣＴ光源スペクトルに対しては、より高い透過率が必要であり、波長８０５ｎｍにおいて、透過率９０以上が望ましい。一方のＳＬＯ光源スペクトルにおいては、高い反射率、すなわちより低い透過率が必要で、８％以下が望ましい。これらの関係から、光束に広い範囲の傾角を持つ光線が含まれていた場合に、透過率特性がシフトしたとしても、前述の範囲の特性が保たれていることが望ましい。図９（ｂ）は、横軸が光線の入射角の４５°に対するずれ、縦軸が第２ダイクロイックミラー１０３の透過率として図９（ａ）を置き換えたものである。実線は入射角に対する、波長８０５ｎｍおよび７８０ｎｍにおける透過率で、入射角の増加に伴い単調に増加する関係になっている。一方のＡｖｅで示す破線は、それぞれの透過率特性の正負の範囲で平均化したものである。平均を取ることにより、光束の最大傾角の範囲内のトータルの透過率変化を評価できる。いずれの透過率特性も非線形の関係になっており、波長８０５ｎｍの場合は上に凸、波長７８０ｎｍの場合は下に凸の特性を持つ。このために、平均値は一定の値にならず、波長８０５ｎｍの場合は単調に減少、波長７８０ｎｍの場合は単調に増加する関係になる。これらの特性と、波長分離特性の関係から、最大傾角Δθは２°以内（すなわち２°以下）が望ましい。
【００４９】
（光学系の構成条件について）
したがって、図８および図９の関係から、ＯＣＴ装置は撮像可能屈折力範囲において、第２ダイクロイックミラー１０３を通過する光路中において、最大傾角ΔθがΔθ≦２°の範囲になるように式（１）に従って光学系の一次結像倍率β（Ｄ）および測定光源の開口数ＮＡ（ファイバの開口数）を適宜決めればよい。この決定の仕方として、ＮＡを小さくし、β（Ｄ）を大きくすることを考えると、例えば、まずは、ファイバー端である測定光源１２６の大きさを小さくすることでＮＡを小さくし、その分低下する出力を、ラインセンサ１８４の受光感度に合わせて光源１３０の出力を調整すればよい。一方のβ（Ｄ）を大きくするためには、光学系の全長や、合焦調整の分解能、眼底上の光学分解能の制約の範囲内で、レンズ１２４およびレンズ１２３の焦点距離を短くするか、レンズ１０１−１およびレンズ１０１−３の焦点距離を大きくとればよい。このように構成することにより、第２ダイクロイックミラー１０３はＯＣＴ光源およびＳＬＯ光源に対して良好な波長分離特性を得ることが出来る。
【００５０】
（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実
施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体
を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（または
ＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【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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【図９】
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