(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心波長がそれぞれ異なる第１及び第２の低コヒーレンス光を形成する光源部と、
前記第１の低コヒーレンス光を入射し第１の被測定対象に走査照射する照射光を形成する走査照射系を有するとともに、前記第１の被測定対象からの回帰光である第１の回帰光を取得するレンズ系を有する第１のプローブと、
前記第１のプローブとは別体に構成されており、前記第２の低コヒーレンス光を入射し第２の被測定対象に照射する照射光を形成する走査照射系を有するとともに、前記第２の被測定対象からの回帰光である第２の回帰光を取得するレンズ系を有する第２のプローブと、
前記第１及び前記第２のプローブにより取得される前記第１及び前記第２の回帰光に対応する第１及び第２の参照光路を形成し、前記第１及び第２の低コヒーレンス光から第１及び第２の参照光を形成する参照光学系と、
前記第１のプローブからの前記第１の回帰光と、前記第２のプローブからの前記第２の回帰光と、前記参照光学系からの前記第１及び前記第２の参照光とを合波干渉させる合波手段と、
回折格子を有し、前記合波手段により得られた合波干渉光を異なる中心波長毎に分光する分光手段と、
前記分光手段により分光された各干渉光を検出する光検出器と、
前記光検出器により得られた検出信号に基づいて、前記第１の被測定対象の断層画像及び前記第２の被測定対象の断層画像を得る演算部と、
を具備する光干渉断層撮影装置。
【請求項２】
前記光源部は、
１つの光源と、当該１つの光源からの光を前記中心波長がそれぞれ異なる第１及び第２の低コヒーレンス光に分離する波長分離フィルタと、を有する、
請求項１に記載の光干渉断層撮影装置。
【請求項３】
前記光検出器の第１の受光領域には、前記第１の回帰光と前記第１の参照光との干渉光が結像され、
前記光検出器の前記第１の受光領域とは異なる第２の受光領域には、前記第２の回帰光と前記第２の参照光との干渉光が結像される、
請求項１又は請求項２に記載の光干渉断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉断層撮影（ＯＣＴ；Optical Coherence Tomography）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＣＴは、Ｘ線ＣＴ(Computed Tomography)と比較して被検者に放射線を照射することもなく、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging System）と比較して被検者に強磁界を与えることもなく、被検者に赤外線などの光を照射するといった簡単な方法で断層撮影を行うことができるので、主に撮影深度が比較的浅い断層を撮影する断層撮影装置として広く普及している。
【０００３】
ＯＣＴの原理は、各断層から反射してくる各反射光は各断層の深さに応じた時間遅れて戻ってくるので、反射光の遅延時間に応じて各断層までの深さを求めるといったものである。ＯＣＴの原理については、特許文献１、２などの多数の文献に記載されているのでここでの説明は省略する。
【０００４】
ＯＣＴ装置は、一般に、光源と、光源光からの被測定物に照射する照射光を形成するとともに被測定物からの回帰光（測定光）を取得するプローブと、参照光学系と、回帰光と参照光とを合波干渉させる合波手段と、合波干渉した光を分光する回折格子と、回折格子により分光された光を検出する光検出器と、を有する。
【０００５】
ここで、合波手段により合波された回帰光と参照光は、回折格子によって同時に分光され、スペクトル領域で干渉し、その結果、スペクトル干渉縞が光検出器によって検出される。そして、このスペクトル干渉縞に対して信号処理を行うことで、被測定物体のある点における深さ方向の屈折率分布の微分、つまり、反射率分布を得ることが可能となる。さらに、プローブのガルバノミラーを駆動することによって被測定物体上の計測点を１次元走査することにより２次元断層画像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０９２３３号公報
【特許文献２】特開２００７−２４０４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、同時に複数の被測定対象の断層画像を得ようとした場合、つまり高速の断層画像撮影を行おうとした場合には、上述した光源、プローブ、合波手段、回折格子、光検出器などを、被測定対象の数だけ設ける必要がある。この結果、装置構成が大型化する欠点がある。特に、精度の高い撮影を行うためには、回折格子や光検出器として高性能のものを用いる必要があり、そのような回折格子や光検出器を複数設けることは、コストの増大を招くことにもなる。
【０００８】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、装置構成及びコストの増加を抑えつつ、同時に複数の被測定対象の断層画像を得ることができる光干渉断層撮影装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光干渉断層撮影装置の一つの態様は、
中心波長がそれぞれ異なる第１及び第２の低コヒーレンス光を形成する光源部と、
前記第１の低コヒーレンス光を入射し第１の被測定対象に走査照射する照射光を形成するとともに、前記第１の被測定対象からの回帰光である第１の回帰光を取得する第１のプローブと、
前記第２の低コヒーレンス光を入射し第２の対象に照射する照射光を形成するとともに、前記第２の対象からの第２の回帰光である第２の回帰光を取得する第２のプローブと、
前記第１及び第２の低コヒーレンス光から第１及び第２の参照光を形成する参照光学系と、
前記第１の回帰光と、前記第１の参照光と、前記第２の回帰光と、前記第２の参照光とを合波干渉させる合波手段と、
回折格子を有し、前記合波手段により得られた合波干渉光を異なる中心波長毎に分光する分光手段と、
前記分光手段により分光された各干渉光を検出する光検出器と、
前記光検出器により得られた検出信号に基づいて、前記第１の被測定対象の断層画像及び前記第２の被測定対象の断層画像を得る演算部と、
を具備する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の被測定対象の断層撮影を行う場合でも、分光手段や光検出器といった高精度の処理が要求される部分を共通化できるので、装置構成及びコストの増加を抑えつつ、同時に複数の被測定対象の断層画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係るＯＣＴ装置の全体構成を示す概略図
【図２】実施の形態により形成される光源光の説明に供する図
【図３】他の実施の形態のＯＣＴ装置の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る光干渉断層撮影（ＯＣＴ）装置の全体構成を示す概略図である。
【００１４】
ＯＣＴ装置１００は、２つの光源１１１、１１２と、２つのプローブ１２１、１２２と、参照光学系１３０と、分光器１４０と、ＣＣＤラインセンサ１５０と、演算ユニット１６０と、を有する。光源１１１、１１２、プローブ１２１、１２２、参照光学系１３０、分光器１４０の間は、光ファイバー１７０によって図に示すように繋がれている。また、光ファイバー１７０の径路にはファイバーカプラ１７１、１７２、１７３、１７４が設けられており、ファイバーカプラ１７１、１７２、１７３、１７４によって光の分流及び又は合成が行われる。
【００１５】
光源１１１、１１２は、低コヒーレンス光源（例えばＳＬＤ（Super Luminescent Diode）やＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光源などの広帯域光源）である。図２に示すように、光源１１１は中心波長λ１の低コヒーレンスの光源光Ｌ１を形成し、光源１１２は中心波長λ２（≠λ１）の低コヒーレンスの光源光Ｌ２を形成する。
【００１６】
光源１１１から光ファイバー１７０に入射された光源光Ｌ１は、ファイバーカプラ１７１によって径路１、２に分けられる。径路１の光源光はプローブ１２１を介して第１の被測定対象（「対象１」）に照射され、径路２の光源光はファイバーカプラ１７３を介して参照光学系１３０へと入射される。プローブ１２１は、光源光を入射し対象１に走査照射する照射光を形成するとともに、対象１からの第１の回帰光を取得する。この第１の回帰光は径路１を介してファイバーカプラ１７１に入射され、ファイバーカプラ１７１によって、径路２を介して参照光学系１３０から入射された対象１の参照光と合波干渉される。
【００１７】
光源１１２から光ファイバー１７０に入射された光源光Ｌ２は、ファイバーカプラ１７２によって径路３、４に分けられる。径路３の光源光はプローブ１２２を介して第２の被測定対象（「対象２」）に照射され、径路４の光源光はファイバーカプラ１７３を介して参照光学系１３０へと入射される。プローブ１２２は、光源光を入射し対象２に走査照射する照射光を形成するとともに、対象２からの第２の回帰光を取得する。この第２の回帰光は径路３を介してファイバーカプラ１７２に入射され、ファイバーカプラ１７２によって、径路４を介して参照光学系１３０から入射された対象２の参照光と合波干渉される。
【００１８】
プローブ１２１、１２２は、それぞれ、コリメートレンズ１２１ａ、１２２ａ、ガルバノスキャナ１２１ｂ、１２２ｂ及び対物レンズ１２１ｃ、１２２ｃを有する。プローブ１２１、１２２にそれぞれ入射された光源光は、コリメートレンズ１２１ａ、１２２ａによって平行光束とされ、ガルバノスキャナ１２１ｂ、１２２ｂによって走査光束とされ、対物レンズ１２１ｃ、１２２ｃによって対象１、２への焦点が調整される。このように、プローブ１２１、１２２によって、対象１、２への照射光が形成され、さらに対象１、２からの回帰光が集光される。
【００１９】
参照光学系１３０は、コリメートレンズ１３０ａ、集光レンズ１３０ｂ及び全反射ミラー１３０ｃを有し、ファイバーカプラ１７３から出射された光源光を全反射ミラー１３０ｃで反射して再びファイバーカプラ１７３に戻す。参照光学系１３０は、対象物１及び対象物２からのそれぞれの回帰光に対応する第１及び第２の参照光路を形成する。
【００２０】
ファイバーカプラ１７１、１７２から出射された光は、ファイバーカプラ１７４に入射される。ファイバーカプラ１７４は、対象１からの回帰光と、第１の参照光と、対象２からの回帰光と、第２の参照光とを合波させる。ファイバーカプラ１７４によって合波されて得られた回帰光は分光器１４０に入射される。
【００２１】
分光器１４０は、コリメートレンズ１４０ａと、回折格子１４０ｂと、結像レンズ１４０ｃとを有し、光ファイバー１７０から出射された干渉光を分光してＣＣＤラインセンサ１５０上に結像させる。具体的には、光ファイバー１７０から出射された干渉光は、コリメートレンズ１４０ａにより平行光束とされ、回折格子１４０ｂにより分光（スペクトル分解）され、集光レンズ１４０ｃにより集光されてＣＣＤラインセンサ１５０の受光面に投影される。なお、図１に示す回折格子１４０ｂは透過型であるが、たとえば反射型の回折格子など、他の形態の分光素子を用いることも可能である。
【００２２】
このようにして、回折格子１４０ｂから出射された光は波長に応じて結像レンズ１４０ｃの異なる位置に入射され、さらに結像レンズ１４０ｃを介してＣＣＤラインセンサ１５０の受光面に結像される。ここで、ＣＣＤラインセンサ１５０の受光領域ＡＲ１にはプローブ１により得られた撮影光（実際にはこれに第１の参照光が合波干渉された光）が結像され、ＣＣＤラインセンサ１５０の受光領域ＡＲ２にはプローブ２により得られた撮影光（実際にはこれに第２の参照光が合波干渉された光）が結像される。
【００２３】
因みに、本実施の形態では、ＣＣＤラインセンサ１５０の受光領域ＡＲ１にプローブ１の撮影光が結像され、ＣＣＤラインセンサ１５０の受光領域ＡＲ１とは異なる受光領域ＡＲ２にプローブ２の撮影光が結像されるようにするために、図２に示したように、光源１の低コヒーレンス光の中心波長λ１と光源２の低コヒーレンス光の中心波長λ２が異なるようにしている。さらに、光源１の低コヒーレンス光と光源２の低コヒーレンス光の重なる領域を小さくすれば、受光領域ＡＲ１とＡＲ２がより重なり難くなるので、より好ましい。
【００２４】
ＣＣＤラインセンサ１５０は、受光した干渉光の各スペクトル成分を検出して電荷に変換し、この電荷を蓄積して検出信号を生成し、これを演算ユニット１６０に送る。
【００２５】
演算ユニット１６０は、従来のスペクトラルドメインタイプのＯＣＴ装置と同様の演算処理を行うことにより、被測定対象についての断層画像を得る。ただし、本実施の形態では、ＣＣＤラインセンサ１５０の受光領域ＡＲ１に結像された干渉光に基づく検出信号を解析することで対象１の断層画像を得るとともに、ＣＣＤラインセンサ１５０の受光領域ＡＲ２に結像された干渉光に基づく検出信号を解析することで対象２の断層画像を得るようになっている。
【００２６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、中心波長がそれぞれ異なる第１及び第２の低コヒーレンス光を形成する光源部１１１、１１２と、第１の低コヒーレンス光を入射し対象１に走査照射する照射光を形成するとともに対象１からの回帰光である第１の回帰光を取得する第１のプローブ１２１と、第２の低コヒーレンス光を入射し対象２に照射する照射光を形成するとともに対象２からの回帰光である第２の回帰光を取得する第２のプローブ１２２と、第１及び第２の低コヒーレンス光から第１及び第２の参照光を形成する参照光学系１３０と、第１の回帰光と、第１の参照光と、第２の回帰光と、第２の参照光とを合波干渉させるファイバーカプラ１７１〜１７４と、回折格子１４０ｂを有し、ファイバーカプラ１７１〜１７４により得られた合波干渉光を異なる中心波長毎に分光する分光器１４０と、分光器１４０により分光された各干渉光を検出するＣＣＤラインセンサ１５０と、ＣＣＤラインセンサ１５０により得られた検出信号に基づいて対象１の断層画像及び対象２の断層画像を得る演算ユニット１６０と、を設けたことにより、装置構成及びコストの増加を抑えつつ、同時に複数の被測定対象の断層画像を得ることができるＯＣＴ装置１００を実現できる。
【００２７】
つまり、回折格子１４０ｂ及びＣＣＤラインセンサ１５０を被測定対象の数だけ設けなくとも、１つの回折格子１４０ｂ及びＣＣＤラインセンサ１５０で複数の被測定対象を測定できるようになり、この結果、複数の対象の断層画像を得る場合の装置全体の構成及びコストの増加を抑制できる。特に、ＣＣＤラインセンサ１５０の受光面を分割して使っているので、高価な部品であるＣＣＤラインセンサ１５０を有効活用できる。
【００２８】
なお、上述の実施の形態では、２つの光源１１１、１１２を設けることで中心波長が異なる２つの低コヒーレンス光を形成する場合について述べたが、１つの光源から中心波長が異なる２つの低コヒーレンス光を形成してもよい。図１との対応部分に同一符号を付して示す図３は、その構成例を示すものである。図３のＯＣＴ装置２００は、光源ユニット２１０を有する。光源ユニット２１０は、光源２１０ａにより得られた低コヒーレンス光をコリメートレンズ２１０ｂによって平行光束にし、波長分離フィルタ２１０ｃによって中心波長が異なる２つの低コヒーレンス光Ｌ１、Ｌ２に分離し、分離した低コヒーレンス光Ｌ１、Ｌ２を集光レンズ２１０ｄ、２１０ｅを介して光ファイバー１７０に入射させる。このようにすれば、上述の実施の形態と比較して光源の数を削減できるので、装置構成及びコストの増加をより抑えることができる。
【００２９】
また、上述の実施の形態では、マイケルソン型の干渉計を採用しているが、たとえばマッハツェンダー型など任意のタイプの干渉計を適宜に採用することが可能である。
【００３０】
また、上述の実施の形態では、光検出器としてＣＣＤラインセンサを用いた場合について述べたが、ＣＣＤラインセンサ１５０に代えて、他の形態のイメージセンサ、たとえばＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどを用いることも可能である。
【００３１】
また、上述の実施の形態では、第１の回帰光と、第１の参照光と、第２の回帰光と、第２の参照光とを合波干渉させる合波手段としてファイバーカプラ１７１〜１７４を用いた場合について述べたが、ファイバーカプラ１７１〜１７４に代えて、ハーフミラーなどの他の合波手段を用いることも可能である。
【００３２】
また、上述の実施の形態では、被測定対象が２つなので、中心波長が異なる２つの光源光を形成し、２つのプローブ１２１、１２２を設けたが、被測定対象が３つ以上の場合には、被測定対象の数に応じた数だけ中心波長が異なる光源光を形成し、被測定対象の数に応じた数のプローブを設ければよい。
【００３３】
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一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。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、複数の被測定対象を同時に測定するＯＣＴ装置に適用して好適である。
【符号の説明】
【００３５】
１００、２００  光干渉断層撮影（ＯＣＴ）装置
１１１、１１２、２１０ａ  光源
１２１、１２２  プローブ
１２１ａ、１２２ａ、１３０ａ、１４０ａ、２１０ｂ  コリメートレンズ
１２１ｂ、１２２ｂ  ガルバノスキャナ
１２１ｃ、１２２ｃ  対物レンズ
１３０  参照光学系
１３０ｂ、２１０ｄ、２１０ｅ  集光レンズ
１３０ｃ  全反射ミラー
１４０  分光器
１４０ｂ  回折格子
１４０ｃ  結像レンズ
１５０  ＣＣＤラインセンサ
１６０  演算ユニット
１７０  光ファイバー
１７１〜１７４  ファイバーカプラ
２１０  光源ユニット
２１０ｃ  波長分離フィルタ
ＡＲ１、ＡＲ２  受光領域
Ｌ１、Ｌ２  光源光
【図１】
0006684569.tif 000002
【図２】
0006684569.tif 000003
【図３】
0006684569.tif 000004