(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の角膜に対して略共役な位置にある走査手段を介して測定光を照射した該被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合波した光を用いて、該被検眼の断層画像を撮る光干渉断層撮像装置であって、
前記被検眼の眼底の断層画像を取得するための第１の参照光路を用いて、前記眼底の断層画像を取得する第１の取得手段と、
前記第１の参照光路の光路長よりも短い光路長であり且つ前記被検眼の角膜の断層画像を取得するための第２の参照光路を用いて、前記角膜の断層画像を取得する第２の取得手段と、
前記被検眼の深さ方向における前記角膜の断層画像の位置ずれに基づいて、前記深さ方向における前記眼底の断層画像の位置ずれを補正する補正手段と、
を有することを特徴とする光干渉断層撮像装置。
【請求項２】
前記補正手段が、前記深さ方向における前記角膜の断層画像の位置ずれに基づいて、前記深さ方向における前記眼底の断層画像の位置合わせを行うことを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項３】
前記補正手段が、前記角膜の断層画像が前記深さ方向に交差する方向に延びる略直線になるように前記角膜の断層画像における前記深さ方向の位置を変更し、該変更された位置に応じて前記眼底の断層画像における前記深さ方向の位置を変更することにより、前記位置合わせを行うことを特徴とする請求項２に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項４】
被検眼の角膜に対して略共役な位置にある走査手段を介して測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と、該被検眼の眼底の位置に対応する光路長である第１の参照光路からの参照光とを合波した光を用いて、該眼底の断層画像を取得する第１の取得手段と、
前記走査手段を介して前記測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と、該被検眼の角膜の位置に対応する光路長である第２の参照光路からの参照光とを合波した光を用いて、該角膜の断層画像を取得する第２の取得手段と、
前記被検眼の深さ方向における前記角膜の断層画像の位置ずれに基づいて、前記深さ方向における前記眼底の断層画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、
を有することを特徴とする光干渉断層撮像装置。
【請求項５】
前記位置合わせ手段が、前記角膜の断層画像が前記深さ方向に交差する方向に延びる略直線になるように前記角膜の断層画像における前記深さ方向の位置を変更し、該変更された位置に応じて前記眼底の断層画像における前記深さ方向の位置を変更することにより、前記位置合わせを行うことを特徴とする請求項４に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項６】
前記位置合わせされた断層画像を表示手段に表示させる表示制御手段を有することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の参照光路における共通の参照光路から、前記第１の参照光路と前記第２の参照光路とに分岐する手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項８】
前記共通の参照光路から分岐した第１の参照光路に設けられ、前記被検眼によって生じる分散を補償する分散補償手段を有することを特徴とする請求項７に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項９】
前記第２の参照光路の参照光路長を変更するために、前記分岐する手段を前記共通の参照光路の光軸方向に移動させる参照光路長制御手段を有することを特徴とする請求項７あるいは８に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項１０】
被検眼の角膜に対して略共役な位置にある走査手段を介して測定光を照射した該被検眼からの戻り光と、該被検眼の眼底の位置に対応する光路長である第１の参照光路からの参照光とを合波した光を用いて、該眼底の断層画像を取得する工程と、
前記走査手段を介して前記測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と、該被検眼の角膜の位置に対応する光路長である第２の参照光路からの参照光とを合波した光を用いて、該角膜の断層画像を取得する工程と、
前記被検眼の深さ方向における前記角膜の断層画像の位置ずれに基づいて、前記深さ方向における前記眼底の断層画像の位置合わせを行う工程と、
を有することを特徴とする光干渉断層撮像方法。
【請求項１１】
前記位置合わせを行う工程において、前記角膜の断層画像が前記深さ方向に交差する方向に延びる略直線になるように前記角膜の断層画像における前記深さ方向の位置を変更し、該変更された位置に応じて前記眼底の断層画像における前記深さ方向の位置を変更することにより、前記位置合わせを行うことを特徴とする請求項１０に記載の光干渉断層撮像方法。
【請求項１２】
前記位置合わせされた断層画像を表示手段に表示させる工程を有することを特徴とする請求項１０あるいは１１に記載の光干渉断層撮像方法。
【請求項１３】
前記第２の参照光路の参照光路長を変更するために、前記第１及び第２の参照光路における共通の参照光路から前記第１の参照光路と前記第２の参照光路とに分岐する手段を、前記共通の参照光路の光軸方向に移動させる工程を有することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像方法。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉断層撮像装置及び光干渉断層撮像方法に関し、特に眼科診療等に用いられる干渉光学系を有する光干渉断層撮像装置及び光干渉断層撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、光学機器を用いた眼科用機器として、様々なものが使用されている。
例えば、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、光干渉断層撮像装置（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ、以下ＯＣＴ装置と記す）は、試料の断層像を高い解像度で取得することのできる装置であるが、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。
【０００３】
上記ＯＣＴ装置は、以下の原理で動作する。まず、光源から発生された低コヒーレント光を参照光と測定光に分割する。前記参照光は参照ミラーで反射する。また、前記測定光はサンプルに照射され、前記サンプルで反射する。前記参照ミラーで反射された光と前記サンプルで反射された光とを干渉させる。前記ＯＣＴ装置は、前記干渉した光を用いることによって、サンプルの断層像を高い解像度で取得することができる。
なお、前記ＯＣＴ装置は、前記測定光を、スキャン走査しながらサンプルに入射することによって、サンプルの断層像を得ることができる。
前記ＯＣＴ装置は、被検眼の眼底における網膜の断層像を高解像度に撮像することが可能なので、網膜の眼科診断等に広く利用されている。
ところで、人間の眼球は、固視微動と呼ばれる不随意的な眼球運動を有している。そのため、前記ＯＣＴ装置を網膜の眼科診断等に用いた場合、網膜の断層像を取得する時間が長くなってしまうと、測定中に眼球が運動することによる画像どうしの位置ずれへの影響が大きくなってしまう。
この影響によって、網膜の断層像には、モーションアーチファクトといわれる、画像の乱れが生じてしまう。
【０００４】
従来において、上記モーションアーチファクトを防ぐために、マッハツェンダー干渉系を用いた眼底観察用のＯＣＴ装置が、特許文献１に開示されている。
このＯＣＴ装置は、測定光はスキャン走査しながら被検眼の眼球の一部である網膜に入射できるように構成されている。また、参照光は上記眼球の一部である角膜の表面を光学系の構成要素であるミラーのように機能させている。
このように角膜をミラーのように機能させて参照光路を形成することで、測定中の眼球の運動の影響による網膜の断層像へのモーションアーチファクトを低減させるように構成されている。
【特許文献１】特表２００２−５１５５９３号公報、図２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、上記モーションアーチファクトを低減させるための配慮がなされているが、このようなＯＣＴ装置においては、モーションアーチファクトを低減させると共に解像度の向上を図る上で、更なる改善が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、特に被検眼の眼底における網膜の断層像を撮像するに際し、モーションアーチファクトを低減させることが可能となる光干渉断層撮像装置（ＯＣＴ装置）及び光干渉断層撮像方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光干渉断層撮像装置は、
被検眼の角膜に対して略共役な位置にある走査手段を介して測定光を照射した該被検眼からの戻り光と、該測定光に対応する参照光とを合波した光を用いて、該被検眼の断層画像を撮る光干渉断層撮像装置であって、
前記被検眼の眼底の断層画像を取得するための第１の参照光路を用いて、前記眼底の断層画像を取得する第１の取得手段と、
前記第１の参照光路の光路長よりも短い光路長であり且つ前記被検眼の角膜の断層画像を取得するための第２の参照光路を用いて、前記角膜の断層画像を取得する第２の取得手段と、
前記被検眼の深さ方向における前記角膜の断層画像の位置ずれに基づいて、前記深さ方向における前記眼底の断層画像の位置ずれを補正する補正手段と、
を有することを特徴とする。
また、別の本発明に係る光干渉断層撮像装置は、
被検眼の角膜に対して略共役な位置にある走査手段を介して測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と、該被検眼の眼底の位置に対応する光路長である第１の参照光路からの参照光とを合波した光を用いて、該眼底の断層画像を取得する第１の取得手段と、
前記走査手段を介して前記測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と、該被検眼の角膜の位置に対応する光路長である第２の参照光路からの参照光とを合波した光を用いて、該角膜の断層画像を取得する第２の取得手段と、
前記被検眼の深さ方向における前記角膜の断層画像の位置ずれに基づいて、前記深さ方向における前記眼底の断層画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明に係る光干渉断層撮像方法は、被検眼の角膜に対して略共役な位置にある走査手段を介して測定光を照射した該被検眼からの戻り光と、該被検眼の眼底の位置に対応する光路長である第１の参照光路からの参照光とを合波した光を用いて、該眼底の断層画像を取得する工程と、
前記走査手段を介して前記測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と、該被検眼の角膜の位置に対応する光路長である第２の参照光路からの参照光とを合波した光を用いて、該角膜の断層画像を取得する工程と、
前記被検眼の深さ方向における前記角膜の断層画像の位置ずれに基づいて、前記深さ方向における前記眼底の断層画像の位置合わせを行う工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、特に被検眼の眼底における網膜の断層像を撮像するに際し、モーションアーチファクトを低減させ、解像度の向上を図ることが可能となる光干渉断層撮像装置（ＯＣＴ装置）及び光干渉断層撮像方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
つぎに、本発明の実施形態における光干渉断層撮像装置（ＯＣＴ装置）及び光干渉断層撮像方法について、図１を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係るＯＣＴ装置を説明するための模式図である。なお、本発明に係るＯＣＴ装置は、本実施形態に限るものではない。
本実施形態に係るＯＣＴは、光源１０１からの光を測定光１０６と参照光１０５とに分割し、該測定光１０６を測定光路（測定光１０６が通る光路）を介して被検査物１０７に照射し、且つ該測定光１０６の前記被検査物１０７からの戻り光を検出位置に導く。
ここで、戻り光とは、被検査物１０７に対する光の照射方向における界面に関する情報等が含まれる反射光や散乱光のことである。
そして、通常のＯＣＴ装置のように、前記参照光１０５を参照光路（参照光１０５が通る光路）を介して前記検出位置に導いて、前記検出位置に導かれた前記戻り光と光干渉させて、該光干渉に基づく信号を用いて前記被検査物１０７の断層画像を撮像する。
本発明の特徴は、前記参照光路が、少なくとも、第１の参照光路（参照光１０５−２が通る光路）と、該第１の参照光路より光路長が短い第２の参照光路（参照光１０５−１が通る光路）とを有することである。
前記第１の参照光路を用いて、前記光干渉により取得される前記被検査物の第１の検査位置（例えば、網膜１２７）における第１の断層情報（例えば、図３（ａ）の境界１２８−１）が取得される。
さらに、前記第２の参照光路を用いて前記光干渉により取得される前記第１の検査位置（例えば、網膜１２７）よりも、
前記被検査物１０７の深さ方向に関して浅い位置である第２の検査位置（例えば、角膜１２６）における第２の断層情報（例えば、図３（ａ）の境界１２９−１）とが取得される。
【００１０】
前記測定光１０６の被検査物１０７への入射位置を変えて、複数の前記第１の断層情報を取得することにより前記被検査物の所定の位置での断層画像が取得される。
複数の前記第１の断層情報を取得した後、それら複数の断層情報から得られる断層像あるいは３次元像を繋ぎ合わせて前記断層画像を形成することになる。
ここで、被検査物が、測定中に動いてしまう場合は、当該動きの影響を受けた断層画像（例えば、図３（ａ）の３３０）が構築されてしまう。
そこで、本実施形態に係るＯＣＴ装置は、前記第１の断層情報から形成される前記第１の検査位置における断層画像の位置ずれを、前記第２の断層情報を用いて補正可能に構成される。
また、本実施形態に係るＯＣＴ装置は、前記被検査物１０７の深さ方向の位置関係に関して、前記第１の断層情報と前記第２の断層情報とを関連付けるように構成されても良い。
ここでいう位置ずれとは、被検査物１０７が測定中に静止していた場合に取得される第１の検査位置での断層像からの位置ずれという意味である。
前記補正に際しては、前記被検査物１０７が動いた場合であっても、前記第１の検査位置（例えば、網膜１２７）と前記第２の検査位置（例えば、角膜１２６）との相対的な位置関係は実質的に不変であることを用いる。
本実施形態に係るＯＣＴ装置に、前記第１の検査位置及び第２の検査位置における断層情報をそれぞれ取得するための遅延光路（参照光路）を設けておけば、逐次、両方の位置における断層情報が取得される。被検査物の動きによって、実際の検査位置はずれてしまうことになる。
【００１１】
本実施形態に係るＯＣＴ装置は、取得された前記第１及び第２の断層情報を、例えば前記第２の断層情報を基準に、前記第１の断層情報から形成される断層画像を補正して再構築する。これにより、前記被検査物の動きを打ち消した断層画像（例えば、図３（ｂ）の３３１）が得られることになる。
ここで、前記第１の参照光路と前記第２の参照光路は、それぞれの参照光路長を独立に制御する参照光路長制御手段を有することが好ましい。これにより、第１の検査位置と第２の検査位置における干渉信号が、時間軸上で重なっている場合に、参照光路長を変化させることにより両方の干渉信号を分離することができる。
なお、第１及び第２の参照光路を独立に制御できれば、必ずしも両方の参照光路の両方がそれぞれ可変である必要は無く、一方のみが可変であってもよい。
また、参照光路長制御手段を用いて、第１の断層情報と第２の断層情報とが時間的に分離されるように、第１の参照光路と第２の参照光路との参照光路長を調整することが好ましい。
これにより、第１の断層情報と第２の断層情報とを時間的に分離することで、モーションアーチファクトの低減が容易になる。
さらに、前記調整は自動的に行われることが好ましい。
これにより、第１の断層情報と第２の断層情報とを確実に分離することが容易になる。
【００１２】
ＯＣＴ装置内あるいは、それに接続される外部装置に、測定光と参照光の光干渉に基づく信号を検出するための、前記検出位置での光強度を検出し電気信号に変換する検出手段と、前記電気信号を演算して画像化する画像化手段とを設けておくことになる。
また、前記第１の参照光路と前記第２の参照光路は、少なくとも、それらのいずれかに分散補償手段を有することが好ましい。
また、前記第１の断層情報として、被検眼における網膜の断層画像を取得するための第１の参照光学系が、前記第１の参照光路によって構成する。そして、前記第２の断層情報として、前記被検眼における角膜の断層画像を取得するための第２の参照光学系が、前記第２の参照光路によって構成する。このような構成により、前記網膜の断層画像を形成する際に、前記角膜の位置に関する情報を含む前記第２の断層情報を用いて、前記網膜の断層画像の位置ずれを補正することによってモーションアーチファクトを低減させる。
なお、前記第１の参照光路と前記第２の参照光路との光路長差が、３０ｍｍ以上６０ｍｍ以下であることが好ましい。
前記第１の参照光学系を構成する前記第１の参照光路は、前記被検眼における眼の分散を補償する分散補償手段を有するように構成することができる。
【００１３】
本実施形態に係るＯＣＴ装置は、前記被検査物からの戻り光を、前記検出位置に導くための検査光学系と、
前記測定光を、前記測定光路を介して前記被検査物に導くための検出光学系と、
前記参照光を、前記検出位置に導くための参照光学系と、を有するように構成できる。
そして、前記検査光学系、前記検出光学系および前記参照光学系は、少なくとも、それらの光路のいずれかが光ファイバーによって構成することができる。
また、前記光干渉断層撮像装置において、前記検査光学系、前記検出光学系および前記参照光学系は、少なくとも、それらの光路のいずれかを光ファイバーによって構成することで、小型で安価な光干渉断層撮像装置を実現することが可能になる。
【実施例】
【００１４】
つぎに、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１に係るＯＣＴ装置について、図１を用いて説明する。
図１は、本実施例のＯＣＴ装置における光学系を説明するための模式図である。１００はＯＣＴ装置、１０３、１１３はビームスプリッタ、１０５は参照光、１０６は測定光、１０７は被検眼における眼、１１０はシングルモードファイバー、１１１、１２０はレンズ、１１４はミラーである。
１１５は分散補償用ガラス、１１９はＸＹスキャナ、１２２はバランスドディテクタ、１２３はアンプ、１２４はフィルタ、１２５はパソコン、１２６は被検眼における角膜、１２７は被検眼における網膜である。
本実施例においては、ＯＣＴ装置１００は、被検眼における眼１０７の網膜１２７の断層像を取得する装置として用いられている。
【００１５】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置における光学系の構成について説明する。
まず、最初に、ＯＣＴ装置１００の構成を大まかに説明する。
図１は、ＯＣＴ装置１００の概念図を示し、全体として、マッハツェンダー干渉系を構成している。
図中、光源１０１から出射した光がビームスプリッタ１０３−１によって参照光１０５と測定光１０６とに分割される。
測定光１０６は、観察対象である眼１０７によって反射や散乱により戻り光となって戻された後、ビームスプリッタ１０３−２によって、参照光１０５と合波される。
参照光１０５と測定光１０６とは合波された後、ビームスプリッタ１０３−２によって分割され、バランスドディテクタ１２２に入射される。
バランスドディテクタ１２２は光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、眼１０７の断層像が構成される。
【００１６】
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もちろん良い。光源１０１から出射された光はシングルモードファイバー１１０−１を通して、レンズ１１１−１に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう、調整される。
【００１７】
つぎに、本発明の特徴である参照光１０５の光路について説明する。
ビームスプリッタ１０３−１によって分割された参照光１０５はビームスプリッタ１１３−１に入射され、参照光１０５−１と１０５−２とに分割され、その後、ビームスプリッタ１１３−２にて合波される。
ここで、１１４−１〜５はミラー、１１５−１〜２は分散補償用ガラスである。分散補償用ガラス１１５−１の長さはＬ１であり、一般的な眼の奥行きの２倍と等しいことが望ましい。分散補償用ガラス１１５−１は眼１０７に測定光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される２３ｍｍの２倍のＬ１＝４６ｍｍとする。
また、ビームスプリッタ１１３−１とミラー１１４−１との距離Ｌ２は、眼１０７の奥行きより若干大きく或いは小さくする必要があり、ここでは、Ｌ２＝２４ｍｍとするが、測定時に再調整する。
結果として、ここでは参照光路が二つあることを特徴とし、参照光１０５−１と１０５−２の光路長差が２Ｌ２＝４８ｍｍであり、一般的な眼球の奥行きの２倍より若干大きく調整されている。
さらに、１１７−１，２は電動ステージであり、図示している方向に移動することができ、参照光１０５−１，２それぞれの光路長を独立して、制御することができる。
【００１８】
つぎに、参照光１０５の変調方法について説明する。
ここで、１１６−１，２は音響光学変調素子、１１６−３は音響光学変調素子のコントローラである。
ここでは、２つの音響光学変調素子１１６−１，２を光の周波数のシフターとして用いている。
音響光学変調素子１１６−１，２のシフト周波数はそれぞれ＋４１ＭＨｚ、−４０ＭＨｚであり、結果として、参照光１０５の周波数は１ＭＨｚシフトされる。また、分散補償用ガラス１１５−２は眼１０７のスキャンに用いられるレンズ１２０−１，２の分散補償を目的としたものである。
【００１９】
つぎに、測定光１０６の光路について説明する。
ビームスプリッタ１０３−１によって分割された測定光１０６はビームスプリッタ１０３−３で反射され、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調整されている。レンズ１２０−１，２は網膜１２７を走査するための光学系であり、測定光１０６を眼１０７の測定に適したビーム径にする機能を有する。
ここではビーム径は６ｍｍとしている。レンズ１２０−１，２の焦点距離はそれぞれ３０ｍｍ、４５ｍｍである。
測定光１０６が眼１０７に入射すると、角膜１２６の表面及び網膜１２７からの反射により、測定光１０６はビームスプリッタ１０３−２によって分割され、バランスドディテクタ１２２に導かれる。
【００２０】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置における測定系の構成について説明する。
ＯＣＴ装置１００は、マッハツェンダー干渉系による干渉信号の強度から構成される断層像（ＯＣＴ像）を取得することができる。
その測定系について説明すると、網膜１２７にて反射された測定光１０６は、ＸＹスキャナ１１９によって反射され、ビームスプリッタ１０３−２によって分割される。
一方、参照光１０５もビームスプリッタ１０３−２によって分割される。
ここで、参照光１０５と測定光１０６とはビームスプリッタ１０３−２の後方で合波されるように調整される。
そして、光ファイバー１１０−２と１１０−３とを介して、バランスドディテクタ１２２に導かれ、参照光１０５と測定光１０６とが合波された光の強度が電圧に変換される。
得られた電圧信号はアンプ１２３にて増幅され、フィルタ１２４にて必要な周波数成分を取り出し、パソコン１２５にて復調及びデータ処理を行い断層像を形成する。
ここでは、上記説明したように参照光１０５は周波数１ＭＨｚのシフトを受けている。
そのため、上記得られる電圧信号は１ＭＨｚのビート信号となり、測定光１０６は通常微弱であるが、参照光１０５は大きいので、検出感度を増大させることができる。
上記フィルタ１２４は、ここでは１ＭＨｚのバンドパスフィルタを用い、余計な周波数成分をカットすることで、ビート信号の高感度検出を図っている。
【００２１】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置を用いた断層像の取得方法について説明する。
ＯＣＴ装置１００は２つの電動ステージ１１７−１，２とＸＹスキャナ１１９とを制御することで、網膜１２７の所望の部位の断層像を取得することができる。ここでは、網膜１２７の断層像（光軸に平行な面）の取得方法について説明する。
測定光１０６を眼１０７に入射すると様々な位置における反射により、それぞれの位置での時間遅延を伴って、測定光１０６はバランスドディテクタ１２２に到達する。
ここでは、光源１０１のバンド幅が広く、コヒーレンス長が短いために、参照光１０５と測定光１０６とのそれぞれの光路長が等しい場合のみに、バランスドディテクタ１２２にて、干渉信号が検出できる。
上述のように、参照光１０５の周波数は１ＭＨｚシフトされているので、干渉信号は１ＭＨｚのビート信号となる。
また、参照光１０５は参照光１０５−１と１０５−２に分割されている部分を有しているため、測定光１０６の２つの位置からの反射に対して、干渉信号が得られることを特徴としている。
ここで、参照光１０５−１を有する参照光路を全体をＤＬ１、参照光１０５−２を有する参照光路を全体をＤＬ２とする。
ここで、前述したように、参照光１０５−１と１０５−２の光路長差が２Ｌ２＝４８ｍｍであり、一般的な眼球の奥行きの２倍より若干大きく調整されている。つまり、ＤＬ１とＤＬ２との光路長差２Ｌ２は、眼１０７の奥行きの往復分に対応するように調整されている。
そこで、それぞれ、ＤＬ１を網膜１２７から、ＤＬ２を角膜１２６からの反射を検知するように調整すれば、結果的に、角膜１２６と網膜１２７との両方の干渉信号を同時に取得することが可能になる。なお、ここでいう同時にとは、厳密な意味で時間軸上で同時という意味ではなく、被検眼の測定中の動きに比べて十分短い時間内に、前記角膜からの反射信号と網膜からの反射信号を取得するという意味である。
【００２２】
つぎに、参照光路ＤＬ１とＤＬ２との調整方法について具体的に説明する。
図２に、本実施例の参照光路の調整方法を説明する図を示す。
図２（ａ）は、平行光である測定光１０６が眼１０７に入射し、角膜の表面１２６及び網膜１２７の各層において、反射（反射光１２１）される様子を示している。
まず、電動ステージ１１７−１，２を用いて、参照光路ＤＬ１とＤＬ２との光路長を調整し、ＤＬ１を通る参照光１０５−１と角膜１２６からの反射光１２１を、ＤＬ２を通る参照光１０５−２と網膜１２７の反射光１２１を、それぞれ干渉するように調整する。
調整された電動ステージ１１７−１，２の位置を含んで、電動ステージ１１７−１，２を移動すると、バランスドディテクタ１２２に図２（ｂ）に示すような信号が検知される。
縦軸は光強度、横軸は時間を示している。電動ステージ１１７−１，２を等速に動かせば、横軸は電動ステージ１１７−１，２の位置であり、参照光路または測定光路の光路長と捉えることができる。
ここでは、図２（ｂ）は角膜１２６と網膜１２７とからの反射光が時間的に重ならない場合を示した。しかし、角膜１２６と網膜１２７とからの反射光同士が、時間的に重なる場合がありえる。
そのため、電動ステージ１１７−１，２の何れか一方の移動範囲を変化させ、角膜１２６と網膜１２７とからの反射光が時間的に独立して、検知できるように調整することが必要である。
電動ステージ１１７−１，２を用いて、光路長を調整する場合、図２（ｂ）のように時間軸上で、左側に角膜１２６からの反射光が、そして右側に網膜１２７からの反射光があらわれるように分離調整する。
また、その逆（左側に網膜１２７からの反射光、右側に角膜１２６からの反射光が現れるようにする。）でもよい。
【００２３】
次に、断層像の取得方法について具体的に説明する。
図２に、本実施例の断層像の取得方法を説明する図を示す。
まず、ＸＹスキャナ１１９を固定し、ＤＬ１が網膜１２７付近、ＤＬ２が角膜１２６の表面付近からの反射を干渉信号として独立して検知できるように電動ステージ１１７−１，２を前述の調整方法を用いて、調整する。具体的には上述のように、Ｌ２＝２４ｍｍとする。
図２（ａ）に示したように、平行光である測定光１０６は１０７に入射し、角膜の表面１２６及び網膜１２７の各層において、反射（反射光１２１）される。さらに、電動ステージ１１７−１，２とを同時に移動させれば、図２（ｂ）に示したような信号がバランスドディテクタ１２２に検知され、わずかに電動ステージ１１７−１，２を移動させることで、角膜１２６と網膜１２７との情報を得ることができる。
この信号は上述のビート信号であり、その振幅を２乗し、復調することで、光軸方向の反射率分布が得られる。
また、図２（ｃ）に示したように、ＸＹスキャナ１１９を用いて網膜１２７上の任意の点について同様の動作を繰り返せば、反射率の２次元分布が得られ、角膜１２６と網膜１２７との断層像を一回の測定で得ることができる。
例えば、ＤＬ１を光軸方向（Ｚ方向）に走査しその動作をＸＹスキャナ１１９を用いてＸ軸方向の任意の点について行うと、図３（ａ）のような断層像１３０が得られる。
本来は、断層像１３０は上記説明したように、サンプルの反射率をアレイ状に並べたものであり、例えばその値をグレースケールに当てはめて、表示されるものであるが、ここでは、その境界のみを表示している。
【００２４】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置を用いたモーションアーチファクトの補正方法について説明する。
図３に、本実施例のモーションアーチファクトの補正方法について説明する図を示す。
図３（ａ）に示した断層像３３０は角膜１２６の表面である境界１２８−１と、網膜１２７の内部構造である境界１２９−１とを見てとることができる。本来、測定中に眼球１０７の動きがなければ、測定光１０６は角膜１２６の同様の位置に入射されるべきである。
即ち、境界１２８−１は光軸方向の眼球１０７の動きを示していることになる。
ここで、断層像３３０に対して、角膜の断層画像である角膜の表面を示す境界１２８−１が一直線となるように変更し、それに対応させて前記網膜の断層画像である網膜の内部構造を示す境界１２９−１における光軸方向（被検眼の深さ方向）の眼球の変位分を補正して位置合わせする。これらの位置合わせはパソコン１２５により行うことができる。
これらにより、図３（ｂ）に示すように、断層像３３１が得られ、モーションアーチファクトが低減された網膜１２７の断層像を得ることができる。
ここでは、一直線になるように補正された角膜の表面を示す境界１２８−２と、補正された網膜の内部構造を示す境界１２９−２とを見て取ることができる。
【００２５】
［実施例２］
実施例１においては、前記検査光学系、前記検出光学系および前記参照光学系において、少なくとも、それらの光路のいずれかを光ファイバーによって構成した構成例について説明する。
図４に、本発明の実施例２におけるＯＣＴ装置の構成を説明する図を示す。
図４には、図１に示した実施例１の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において、２００はＯＣＴ装置、１３０はシングルモードファイバー、１３１は光カプラ、１３４は光サーキュレーターである。
本実施例においては、ＯＣＴ装置２００は、被検眼における眼１０７の網膜１２７の断層像を取得する装置として用いられている。
また、本実施例においては、光学系の一部を光ファイバーを用いて、構成することにより、装置の小型化が図られている。
光ファイバーを用いていることを除けば、実施例１と基本的構成において差異のない構成を備えている。
【００２６】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置における光学系の構成について説明する。
まず、最初に、ＯＣＴ装置２００の構成を大まかに説明する。
図４は、ＯＣＴ装置２００の概念図を示し、全体として、マッハツェンダー干渉系を構成している。
図４において、光源１０１から出射した光がシングルモードファイバー１３０−１を介して、光カプラ−１３１−１によって、測定光１０６（９０）と参照光１０５（１０）に分割される。
測定光１０６は観察対象である眼１０７によって反射された後に、光カプラ１３１−２を用いて測定光１０６と参照光１０５とが合波された後、分割され、バランスドディテクタ１２２に入射される。
バランスドディテクタ１２２にて得られた光強度を用いて、眼１０７の断層像が構成される。
次に、光源１０１の周辺について説明する。光源１０１自体は実施例１と同様である。
光源１０１から出射された光はシングルモードファイバー１３０−１を通して、光カプラ１３１−１に導かれ、強度比９０：１０で分割され、それぞれ測定光１０６、参照光１０５となる。
【００２７】
つぎに、本実施例の特徴である参照光１０５の光路について説明する。
参照光１０５は光カプラ１３１−１にて分割された後、シングルモードファイバ１３０−２を通して、レンズ１３５−１に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう、調整される。
電動ステージ１１７−１，２及びそれに付帯するミラー１１４−１，２、ビームスプリッタ１１３−１，２、分散補償用ガラス１１５−１は実施例１と同様なので説明は省略する。
合波された参照光１０５は分散補償用ガラス１１５−２を通った後、レンズ１３５−２を用いてシングルモードファイバー１３０−６に導かれる。
さらに、音響光学変調素子１３３−１、シングルモードファイバ１３０−７を通って、光カプラ１３１−２に入射される。
ここで音響光学変調素子１３３−１は光ファイバ用のものであり、コントローラ１３３−２を用いて、１ＭＨｚの周波数シフトを行うことができる。従って、ここで得られる参照光１０５は実施例１と同様である。
【００２８】
つぎに、測定光１０６の光路について説明する。
光カプラ１３１−１によって分割された測定光１０６はシングルモードファイバー１３０−３を通って光サーキュレーター１３４に入射される。
その後、シングルモードファイバー１３０−４を通って、レンズ１３５−３に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう、調整される。さらに、分散補償ガラス１１５−３を通ったあと、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
ＸＹスキャナ１１９から眼１０７までの間の光学系は実施例１と同様であるため、説明は省略する。
ここで、分散補償ガラス１１５−３は音響光学変調素子１３３−１の分散を補償するものである。
ここでは、測定光１０６が分散補償ガラス１１５−２を往復するため、分散補償ガラス１１５−２の厚さは音響光学変調素子１３３−１のガラスの半分の厚みになっている。
測定光１０６が眼１０７に入射すると、角膜１２６の表面及び網膜１２７及びその内部からの反射により、測定光１０６は光サーキュレータ１３４を通って、光カプラ１３１−２に導かれる。
【００２９】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置における測定系の構成について説明する。
ＯＣＴ装置２００はマッハツェンダー干渉系による干渉信号の強度から構成される断層像（ＯＣＴ像）を取得することができる。その測定系について説明する。網膜１２７の反射によって反射された測定光１０６は、ＸＹスキャナ１１９によって反射され、光カプラ１３１−２によって、参照光１０５と合波され、さらに５０：５０に分割される。次に、シングルモードファイバー１３０−８，９を通って、バランスドディテクタ１２２に導かれる。
参照光１０５と測定光１０６とが合波された光の強度が電圧に変換される。得られた電圧信号はアンプ１２３にて増幅され、フィルタ１２４にて必要な周波数成分を取り出し、パソコン１２５にて復調及びデータ処理を行い断層像を形成する。
【００３０】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置を用いた断層像の取得方法について説明する。
ＯＣＴ装置２００は、２つの電動ステージ１１７−１，２とＸＹスキャナ１１９とを制御することで、網膜１２７の所望の部位の断層像を取得することができる。
断層像の取得方法の詳細は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００３１】
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置を用いたモーションアーチファクトの補正方法について説明する。
ＯＣＴ装置２００は、モーションアーチファクトの補正する機能を有し、それを特徴としている。
モーションアーチファクトの補正方法の詳細についても、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の光学系を説明する図である。
【図２】本発明の実施例１における断層像の取得方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施例１におけるモーションアーチファクトを補正する方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施例２におけるＯＣＴ装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００、２００：ＯＣＴ装置
１０３、１１３：ビームスプリッタ
１０５：参照光
１０６：測定光
１０７：被検眼における眼
１１０、１３０：シングルモードファイバー
１１１、１２０、１３５：レンズ
１１４：ミラー
１１５：分散補償用ガラス
１１６，１３３：音響光学変調素子
１１７：電動ステージ
１１９：ＸＹスキャナ
１２１：反射光
１２２：バランスドディテクタ
１２３：アンプ
１２４：フィルタ
１２５：パソコン
１２６：被検眼における角膜
１２７：被検眼における網膜
１２８、１２９：境界
１３１：光カプラ
１３４：光サーキュレーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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