JP6723835B2 - Optical coherence tomography device - Google Patents

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Description

本発明は、光干渉断層撮像装置に関し、特に、入射された光束を光ファイバ端へ位置合わせする光学系を有する光干渉断層撮像装置に関する。 The present invention relates to an optical coherence tomographic imaging apparatus, and more particularly to an optical coherence tomographic imaging apparatus having an optical system that aligns an incident light beam with an optical fiber end.

現在、光干渉断層撮像法(Optical Coherence Tomography、以下、OCTという。)を用いる撮像装置(以下、OCT装置という。)が開発されている。OCT装置は、物体へ光を照射し、照射光の波長に応じて物体の異なる深さから戻ってくる反射光と参照光とを干渉させる。OCT装置は、干渉光の強度の時間波形(以下、干渉スペクトルという。)に含まれる周波数成分を分析することによって物体の断層に関する情報、具体的には断層像を得ることができる。OCT装置は、例えば眼科用の撮像装置として眼底検査等に用いられる。 At present, an imaging device (hereinafter, referred to as OCT device) using an optical coherence tomography method (optical coherence tomography, hereinafter referred to as OCT) is being developed. The OCT device irradiates the object with light, and causes the reflected light returning from different depths of the object to interfere with the reference light according to the wavelength of the irradiation light. The OCT apparatus can obtain information about a tomographic image of an object, specifically a tomographic image, by analyzing frequency components included in a temporal waveform of the intensity of interference light (hereinafter, referred to as an interference spectrum). The OCT apparatus is used for fundus examination and the like as an imaging apparatus for ophthalmology, for example.

検査時に被検者の身体的負担を低減するため、測定速度を向上させたOCT装置として、波長掃引光源を用いたOCT装置(Swept Source OCT装置、以下、SS−OCT装置という。)が盛んに開発されている。特許文献1は、SS−OCT装置の一例を開示しており、波長掃引光源として、ファイバーリング共振器及び波長選択フィルタを用いた光源を例示している。 In order to reduce the physical burden on the subject at the time of inspection, an OCT device using a wavelength swept light source (Sweep Source OCT device, hereinafter referred to as SS-OCT device) is actively used as an OCT device with improved measurement speed. Being developed. Patent Document 1 discloses an example of an SS-OCT device, and exemplifies a light source using a fiber ring resonator and a wavelength selection filter as a wavelength swept light source.

波長掃引光源は、SD−OCT(Spectral Domain OCT装置)に用いられている広帯域な波長帯域を有する低コヒーレンス光源と比較して、波長が時間と共に変動する動的な特徴を有している。そのため、一般的にノイズが多い光源であることが知られている。そのため、SS−OCT装置では干渉光の受光感度を向上させるために、干渉信号を差動検出することが一般的である。 The wavelength swept light source has a dynamic characteristic that the wavelength changes with time, as compared with a low coherence light source having a wide wavelength band used in SD-OCT (Spectral Domain OCT apparatus). Therefore, it is generally known that the light source has a lot of noise. Therefore, in the SS-OCT device, it is general to differentially detect the interference signal in order to improve the light receiving sensitivity of the interference light.

差動検出を行うための干渉光学系において、参照光路の構成の方法として、直接戻る光をサーキュレータによって方向付けるものと、2つの光ファイバのを用いて光路構成するものが知られている。サーキュレータは、広帯域な波長に対し特性を安定させるのが困難であり、かつ、高価であるため、参照光学系の光ファイバの入射端と出射端を別にして参照光を取り出すことが一般的である。 In an interference optical system for performing differential detection, as a method of constructing a reference optical path, there are known a method of directing light returning directly by a circulator and a method of constructing an optical path using two optical fibers. Since it is difficult and stable to stabilize the characteristics of a circulator in a wide band wavelength, it is common to extract the reference light by separating the incident end and the emitting end of the optical fiber of the reference optical system. is there.

光ファイバのコアは比較的小さい直径であり、光束を出射側光ファイバへ効率的に結合させるためには、光束と出射側光ファイバの位置合わせ(アライメント)を高精度で行わなければならない。特許文献2は、光束を光ファイバへ効率的に結合させるため、出射側光ファイバへ光束を集光させるための焦点距離の絶対値の小さいレンズ要素(以下、強パワレンズ)とそれよりも焦点距離の絶対値が大きい弱レンズ要素(以下、弱パワレンズ)を平行光束路内に配し、弱パワレンズを位置調整することで、光ファイバ出射端に対し、光束を高精度アライメントする方法を開示している。 The core of the optical fiber has a relatively small diameter, and in order to efficiently couple the light beam to the emission side optical fiber, the light beam and the emission side optical fiber must be aligned with high accuracy. Patent Document 2 discloses a lens element (hereinafter, a powerful power lens) having a small absolute value of a focal length for condensing a light beam on an emission side optical fiber in order to efficiently couple the light beam to an optical fiber, and a focal length longer than that. Disclosed is a method of arranging a weak lens element having a large absolute value of (hereinafter, a weak power lens) in a parallel light beam path and adjusting the position of the weak power lens to accurately align the light beam with respect to the optical fiber emission end. There is.

特開2012−115578号公報JP 2012-115578 A 特開2005−222049号公報JP, 2005-222049, A

しかしながら、特許文献2に記載される弱パワレンズをSS−OCT装置の参照光学系にそのまま適用すると、光束が弱パワレンズ構成面の頂点近傍を通過することで、多重反射光により干渉信号に非干渉成分(ノイズ成分)が生じ、画質が低下する。また、アライメント後にSS−OCT装置が使用される際、環境温度変化に対し、光学構成要素の移動による光束と出射側光ファイバの位置ずれにより、光量損失が生じ、効率的な結合効率の維持が課題となる。 However, if the weak power lens described in Patent Document 2 is directly applied to the reference optical system of the SS-OCT apparatus, the light beam passes near the apex of the weak power lens constituent surface, and thus the non-interference component is generated in the interference signal by the multiple reflected light. (Noise component) occurs and the image quality deteriorates. Further, when the SS-OCT device is used after the alignment, a light amount loss occurs due to the positional deviation between the light flux and the emission-side optical fiber due to the movement of the optical components with respect to the environmental temperature change, and the efficient coupling efficiency can be maintained. It becomes an issue.

そこで本発明は、導波部入出射端の異なる光学系を有する波長掃引型光干渉断層撮像装置において、弱パワレンズの多重反射光による画質の低下を回避しつつ、光束と光ファイバ端の高精度なアライメントによる高結合効率化を実現する。さらに、環境温度変化による光学構成要素の移動に起因する結合効率の低下を低減する。 In view of this, the present invention provides a wavelength-swept optical coherence tomographic imaging apparatus having optical systems with different entrance and exit ends of a waveguide section, while avoiding deterioration of image quality due to multiple reflection light of a weak power lens, and high accuracy of a light beam and an end of an optical fiber. Achieves high coupling efficiency through precise alignment. Further, the reduction of the coupling efficiency due to the movement of the optical components due to the environmental temperature change is reduced.

上記目的を達成するため、本発明の光干渉断層撮像装置は、入射された光束を光ファイバ端へ位置合わせする光学系を有する光干渉断層撮像装置において、前記光束を集光するための強パワレンズと、前記光ファイバ端と前記強パワレンズの間に配置された弱パワレンズとを有し、前記弱パワレンズが、前記光束の光軸に対して偏心した状態で配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the optical coherence tomographic imaging apparatus of the present invention is an optical coherence tomographic imaging apparatus having an optical system that aligns an incident light beam with an optical fiber end, and a strong power lens for condensing the light beam. And a weak power lens arranged between the optical fiber end and the strong power lens, wherein the weak power lens is arranged in a state of being decentered with respect to the optical axis of the light beam.

本発明によれば、弱パワレンズの多重反射光による画質の低下を回避しつつ、光束と光ファイバ端の高精度なアライメントによる高結合効率化を実現することが出来る。 According to the present invention, it is possible to realize high coupling efficiency by highly accurate alignment of a light beam and an optical fiber end while avoiding deterioration of image quality due to multiple reflection light of a weak power lens.

本発明に係るSS−OCT装置の構成図を示す。The block diagram of the SS-OCT apparatus which concerns on this invention is shown. 本発明に係るSS−OCT装置の参照光学系の構成図を示す。The block diagram of the reference optical system of the SS-OCT apparatus which concerns on this invention is shown. 本発明に係る弱パワレンズと光束の位置関係を示す。4 shows a positional relationship between a weak power lens and a light beam according to the present invention. 本発明に係るSS−OCT装置の光量調整光学系の構成図を示す。The block diagram of the light amount adjustment optical system of the SS-OCT apparatus which concerns on this invention is shown.

以下、図1乃至4を用いて、本発明の実施例によるSS−OCT装置(波長掃引型光干渉断層撮像装置)を説明する。尚、本発明によるSS−OCT装置を、被検体の眼底を検査するために用いられるOCT装置として説明するが、本発明によるSS−OCT装置は、眼底検査以外の用途に用いられることができ、例えば臓器等の任意の物体の検査等に用いても良い。 An SS-OCT apparatus (wavelength swept optical coherence tomography apparatus) according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Although the SS-OCT device according to the present invention will be described as an OCT device used for examining the fundus of a subject, the SS-OCT device according to the present invention can be used for applications other than fundus examination, For example, it may be used for inspection of an arbitrary object such as an organ.

なお、以下の実施例で説明する形状、或いは構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、図面において、同一であるか又は機能的に類似している要素を示すために図面間で同じ参照符号を用いる。 The shapes described in the following embodiments, the relative positions of the components, and the like are arbitrary, and can be changed according to the configuration of the device to which the present invention is applied or various conditions. Also, in the drawings, the same reference numerals are used in the drawings to denote the same or functionally similar elements.

(第一の実施例)
図1は、本発明の第一の実施例に係るSS−OCT装置(波長掃引型光干渉断層撮像装置)の構成図である。SS−OCT装置1には、光源部10と、光量調整光学系20と、干渉系30と、測定光学系40と、参照光学系50と、検出部60と、情報取得部70と、表示部80とから構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of an SS-OCT apparatus (wavelength swept optical coherence tomography apparatus) according to a first embodiment of the present invention. The SS-OCT device 1 includes a light source unit 10, a light amount adjusting optical system 20, an interference system 30, a measuring optical system 40, a reference optical system 50, a detecting unit 60, an information acquiring unit 70, and a display unit. And 80.

光源部10は、光を出射する。光量調整光学系20は、光源部10からの光の光量を調整する。干渉系30は、光量調整された光を照射光と参照光に分割し、被検体Erからの反射光と参照光を合波して干渉光を生成する。測定光学系40は、被検体Erに照射光を照射し、被検体Erからの反射光を干渉系30へ出射する。参照光学系50は、参照光の光路長を調整して出射する。検出部60は、干渉光を検出する。情報取得部70は、被検体Erである眼の眼底情報を取得する。表示部80は、取得した情報、画像等を表示する。 The light source unit 10 emits light. The light amount adjustment optical system 20 adjusts the light amount of the light from the light source unit 10. The interference system 30 divides the light whose amount of light is adjusted into irradiation light and reference light, and combines reflected light from the subject Er and reference light to generate interference light. The measurement optical system 40 irradiates the subject Er with irradiation light, and emits the reflected light from the subject Er to the interference system 30. The reference optical system 50 adjusts the optical path length of the reference light and emits it. The detector 60 detects the interference light. The information acquisition unit 70 acquires fundus information of the eye that is the subject Er. The display unit 80 displays the acquired information, images and the like.

光源部10には、出射される光の波長を掃引する波長掃引光源100と、波長掃引光源100からの光を光ファイバで伝播し、光量調整光学系20に入射する光とクロック信号生成部102に入射する光に分岐する光ファイバカプラ101を有している。クロック生成部102は、入射した光源からの光に基づいてクロック信号を生成し、検出部60に送る。尚、波長掃引光源100としては、出射される光の波長を掃引することが出来る光源であれば、任意の光源を用いることが出来る。そのため、波長掃引光源100は、例えば、特許文献1に記載されるファイバーリング共振器、及び、波長選択フィルタを用いた光源であっても良いし、その他の波長掃引レーザ等であっても良い。また、光ファイバカプラ101はビームスプリッタ等を用いても良い。以降の構成で挙げられる光ファイバカプラに関しても同様である。 The light source unit 10 has a wavelength swept light source 100 that sweeps the wavelength of emitted light, and light that propagates the light from the wavelength swept light source 100 through an optical fiber and enters the light amount adjustment optical system 20 and a clock signal generation unit 102. It has an optical fiber coupler 101 that splits the light to be incident on the. The clock generation unit 102 generates a clock signal based on the incident light from the light source and sends it to the detection unit 60. As the wavelength sweeping light source 100, any light source can be used as long as it is a light source capable of sweeping the wavelength of emitted light. Therefore, the wavelength swept light source 100 may be, for example, a light source using a fiber ring resonator described in Patent Document 1 and a wavelength selection filter, or may be another wavelength swept laser or the like. Further, the optical fiber coupler 101 may use a beam splitter or the like. The same applies to the optical fiber couplers mentioned in the following configurations.

光量調整光学系20は、光ファイバカプラ光源部10から出射され、光ファイバで伝播された光を光ファイバカプラ200により、干渉系30に入射する光と光量測定部201に入射する光に分岐する。光量測定部201に入射され測定された光の光量を用いて、被検体Erに照射される照射光が適切になるよう光量調整を行う。詳細は、図4を用いて後述する。 The light amount adjustment optical system 20 branches the light emitted from the optical fiber coupler light source unit 10 and propagated through the optical fiber into light entering the interference system 30 and light entering the light amount measuring unit 201 by the optical fiber coupler 200. .. Using the light amount of the light that is incident on and measured by the light amount measuring unit 201, the light amount is adjusted so that the irradiation light with which the subject Er is irradiated is appropriate. Details will be described later with reference to FIG.

干渉系30には、光ファイバカプラ300、301が設けられている。光ファイバカプラ300は、光ファイバを介して光ファイバカプラ200、301、測定光学系40、及び参照光学系50に接続されている。光ファイバカプラ300は、光量調整光学系20から出射され、光ファイバで伝播された光を、測定光学系40へ入射する照射光と参照光学系50へ入射する参照光に分岐する。照射光は、測定光学系40を経由して被検体Erに照射される。被検体Erによって反射された反射光は測定光学系40、及び、光ファイバカプラ300を経由して、光ファイバカプラ301へ入射する。一方、参照光は、参照光学系50を経由し、光ファイバカプラ301に入射する。光ファイバカプラ301にて、反射光と参照光は干渉し、干渉光となるとともに、一方の位相が反転された位相の異なる2つの光に分岐して検出部60へ入射する。 The interference system 30 is provided with optical fiber couplers 300 and 301. The optical fiber coupler 300 is connected to the optical fiber couplers 200 and 301, the measurement optical system 40, and the reference optical system 50 via an optical fiber. The optical fiber coupler 300 splits the light emitted from the light amount adjusting optical system 20 and propagated through the optical fiber into irradiation light that enters the measurement optical system 40 and reference light that enters the reference optical system 50. The irradiation light is applied to the subject Er via the measurement optical system 40. The reflected light reflected by the subject Er enters the optical fiber coupler 301 via the measurement optical system 40 and the optical fiber coupler 300. On the other hand, the reference light enters the optical fiber coupler 301 via the reference optical system 50. In the optical fiber coupler 301, the reflected light and the reference light interfere with each other to become interference light, and one light is branched into two lights having different phases and incident on the detection unit 60.

測定光学系40には、レンズ400、401、スキャナ402、403、及び対物レンズ404が設けられている。干渉系30より光ファイバを伝播して測定光学系40に入射した照射光は、レンズ400により平行化される。レンズ401は、照射光を被検体Erに焦点合わせするためのものであり、不図示の駆動部により、光軸方向に移動可能である。この焦点合わせによって、被検体Erからの反射光は同時に光ファイバ先端(フェルール)にスポット状に結像される。スキャナ402、及びスキャナ403は、それぞれ回転軸が互いに直交するよう配置されたガルバノミラーであり、照射光を被検体Er上で走査することが出来る。スキャナ402はX方向の走査を行い、スキャナ403はY方向の走査を行う。被検体Erに対向して配置された対物レンズを透過して、被検眼Erに照射光が照射される。被検体Erに照射された照射光は、眼底において後方散乱光として反射される。眼底からの反射光は測定光学系40を経由して干渉系30へ入射する。 The measurement optical system 40 is provided with lenses 400 and 401, scanners 402 and 403, and an objective lens 404. The irradiation light that has propagated through the optical fiber from the interference system 30 and has entered the measurement optical system 40 is collimated by the lens 400. The lens 401 is for focusing the irradiation light on the subject Er, and is movable in the optical axis direction by a driving unit (not shown). By this focusing, the reflected light from the subject Er is simultaneously imaged in a spot shape on the tip (ferrule) of the optical fiber. The scanner 402 and the scanner 403 are galvanomirrors arranged such that their rotation axes are orthogonal to each other, and can scan the irradiation light on the subject Er. The scanner 402 scans in the X direction, and the scanner 403 scans in the Y direction. Irradiation light is emitted to the eye Er to be inspected through the objective lens arranged to face the subject Er. The irradiation light applied to the subject Er is reflected by the fundus as backscattered light. The reflected light from the fundus enters the interference system 30 via the measurement optical system 40.

参照光学系50は、図2を用いて後述する。 The reference optical system 50 will be described later with reference to FIG.

検出部60には、検出器600とA/D変換器601が設けられている。検出器600は、干渉系30より入射され、光ファイバで伝播された2つの干渉光をそれぞれ検出するとともに、検出した干渉光に基づく干渉信号をA/D変換器601に送る。A/D変換器601にはクロック生成部102が接続されており、クロック生成部102より送られるクロック信号に同期して、干渉信号をサンプリングし、デジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された干渉信号は、情報取得部70に送られる。 The detector 60 is provided with a detector 600 and an A/D converter 601. The detector 600 detects each of the two interference lights incident from the interference system 30 and propagated through the optical fiber, and sends an interference signal based on the detected interference lights to the A/D converter 601. The clock generation unit 102 is connected to the A/D converter 601, and the interference signal is sampled and converted into a digital signal in synchronization with the clock signal sent from the clock generation unit 102. The interference signal converted into the digital signal is sent to the information acquisition unit 70.

情報取得部70は、検出部60から受け取ったデジタル信号に対してフーリエ変換などの周波数分析を行い、眼底の情報を得る。また、情報取得部70は、検出器600で検出した位相の異なる2つの干渉光に基づく2つの干渉信号の差を取ることで、干渉信号の差動を検出し、干渉信号における眼底情報の信号成分対非干渉成分の信号の比(S/N比)を向上することが出来る。情報取得部70は、得られた眼底の情報を表示部80に送る。尚、情報取得部70は、CPUやMPUなどを備えた任意の情報処理部としてSS−OCT装置1内に構成しても良いし、汎用コンピュータを用いて構成しても良い。 The information acquisition unit 70 performs frequency analysis such as Fourier transform on the digital signal received from the detection unit 60 to obtain fundus information. In addition, the information acquisition unit 70 detects the differential of the interference signals by obtaining the difference between the two interference signals based on the two interference lights having different phases detected by the detector 600, and the signal of the fundus information in the interference signals. It is possible to improve the signal ratio (S/N ratio) of the component to the non-interference component. The information acquisition unit 70 sends the obtained fundus information to the display unit 80. The information acquisition unit 70 may be configured in the SS-OCT apparatus 1 as an arbitrary information processing unit including a CPU, MPU, or the like, or may be configured using a general-purpose computer.

表示部80は受け取った情報を断層像として表示する。尚、表示部80は、SS−OCT装置1に備え付けられたモニタであっても良いし、SS−OCT装置1に接続された個別のモニタであっても良い。 The display unit 80 displays the received information as a tomographic image. The display unit 80 may be a monitor provided in the SS-OCT apparatus 1 or an individual monitor connected to the SS-OCT apparatus 1.

上記の一連の動作により、SS−OCT装置1は、被検体Erのある1点における深さ方向の断層に関する情報を取得することが出来る。このように、被検体Erの深さ(Z)方向の断層情報を取得することをAスキャンと呼ぶ。このAスキャンを被検体Erの横断方向(X方向)に走査することで、2次元の断層情報を取得することが出来る。この走査をBスキャンと呼ぶ。Aスキャン、Bスキャンいずれの走査方向とも直交する方向(Y方向)に被検体Erを走査することで、3次元の断層情報を取得することが出来る。この走査をCスキャンと呼ぶ。特に、3次元断層情報を取得する際に被検体Er眼底面内を2次元ラスタ走査する場合、高速に走査が行われる方向をBスキャン、相対的に低速で走査が行われる方向をCスキャンと呼ぶ。Bスキャン、及び、Cスキャンは上述したスキャナ402、403により行われる。 Through the series of operations described above, the SS-OCT apparatus 1 can acquire information regarding a tomographic slice in the depth direction at one point of the subject Er. Acquiring the tomographic information in the depth (Z) direction of the subject Er in this manner is called A scan. Two-dimensional tomographic information can be acquired by scanning this A-scan in the transverse direction (X direction) of the subject Er. This scan is called a B scan. By scanning the subject Er in the direction (Y direction) orthogonal to the scanning direction of both the A scan and the B scan, it is possible to acquire three-dimensional tomographic information. This scan is called a C scan. In particular, when two-dimensional raster scanning is performed on the inside of the fundus Er of the subject Er when acquiring three-dimensional tomographic information, the direction in which high-speed scanning is performed is B scan, and the direction in which relatively low-speed scanning is performed is C scan. Call. The B scan and the C scan are performed by the scanners 402 and 403 described above.

図2は、本発明の第一の実施例に係るSS−OCT装置の参照光学系50の構成図を示す。参照光学系50には、参照光学系50に入射した参照光を平行化するコリメータレンズ502と、光量調整部51と、ミラー503、504と、分散補償ガラス505と、光路長調整部52と、集光部53と、偏光コントローラ507が設けられている。 FIG. 2 is a block diagram of the reference optical system 50 of the SS-OCT apparatus according to the first embodiment of the present invention. The reference optical system 50 includes a collimator lens 502 for collimating the reference light incident on the reference optical system 50, a light amount adjusting unit 51, mirrors 503 and 504, a dispersion compensating glass 505, and an optical path length adjusting unit 52. A condensing unit 53 and a polarization controller 507 are provided.

干渉系30より出射された参照光は、光ファイバ500により参照光学系50に伝播され、フェルール(入射側の光ファイバ端)501より参照光学系50に入射される。 The reference light emitted from the interference system 30 is propagated to the reference optical system 50 by the optical fiber 500, and enters the reference optical system 50 from the ferrule (optical fiber end on the incident side) 501.

光量調整部52は、透過率可変型NDフィルタ510(Neutral Density)と透過率可変型NDフィルタ510を回動させるモータ511と、モータ511と透過率可変型NDフィルタ510を接続するシャフト512と、透過率可変型NDフィルタ510の押え部材513で構成される。図2に示すように透過率可変型NDフィルタに入射した参照光は屈折し、ミラー503へと透過する。一方、NDフィルタにより生じる多重反射光は、透過率可変型NDフィルタ510の入射面が、光軸に垂直な平面に対し傾斜しているため、参照光より偏心して透過しようとするが、押え部材513により遮蔽される。検出部60にて検出される干渉光の干渉強度が適切になるようモータ511が駆動され、参照光の光量を調整する。尚、光量調整部はモータに接続された遮蔽板でも良い。 The light amount adjusting unit 52 includes a variable transmittance ND filter 510 (Neutral Density), a motor 511 for rotating the variable transmittance ND filter 510, a shaft 512 connecting the motor 511 and the variable transmittance ND filter 510, The holding member 513 of the variable transmittance ND filter 510 is used. As shown in FIG. 2, the reference light that has entered the variable transmittance ND filter is refracted and transmitted to the mirror 503. On the other hand, since the incident surface of the variable transmittance ND filter 510 is inclined with respect to the plane perpendicular to the optical axis, the multiple reflection light generated by the ND filter tries to be transmitted eccentrically from the reference light, but the pressing member Shielded by 513. The motor 511 is driven so that the interference intensity of the interference light detected by the detector 60 becomes appropriate, and the light amount of the reference light is adjusted. The light quantity adjusting unit may be a shield plate connected to the motor.

ミラー503、504により、参照光学系50内にける参照光の経路をコの字にすることで、効率的に光路長を稼ぐことができ、装置の小型化に有効である。ただし、本発明はこれに限定されず参照光の経路は1直線でも良いし、L字状、又は、S字状でも良い。 By making the path of the reference light in the reference optical system 50 into a U shape by the mirrors 503 and 504, the optical path length can be efficiently obtained, which is effective for downsizing of the device. However, the present invention is not limited to this, and the path of the reference light may be a straight line, L-shaped, or S-shaped.

分散補償ガラス505により、参照光の分散を、被検体Erからの反射光の分散に対応するように補償される。 The dispersion compensation glass 505 compensates the dispersion of the reference light so as to correspond to the dispersion of the reflected light from the subject Er.

光路長調整部52は、プリズム型のレトロリフレクタ520が設けられ、不図示のモータにより、図2の矢印方向にレトロリフレクタ520を移動可能である。これにより、照射光、及び、測定光が経由する測定光学系40の光路長、及び、被検体Erの眼軸長に応じて、参照光学系50の光路長を調整することが出来る。レトロリフレクタ520の入射面が光軸に垂直な平面に対し、傾斜していることで、レトロリフレクタ520の正反射光が波長掃引光源100への戻り光となるのを回避するとともに、多重反射光が結合されるのを回避することが出来る。 The optical path length adjusting unit 52 is provided with a prism type retro-reflector 520, and the retro-reflector 520 can be moved in the arrow direction of FIG. 2 by a motor (not shown). Accordingly, the optical path length of the reference optical system 50 can be adjusted according to the irradiation light, the optical path length of the measurement optical system 40 through which the measurement light passes, and the axial length of the subject Er. Since the incident surface of the retro-reflector 520 is inclined with respect to the plane perpendicular to the optical axis, the specularly reflected light of the retro-reflector 520 is prevented from returning to the wavelength swept light source 100 and the multiple-reflected light is prevented. Can be prevented from being combined.

光路長調整部52を経由し、ミラー503、504で折り返された参照光は、強パワレンズ530、及び、弱パワレンズ531により構成された集光レンズユニット53にて、集光され、フェルール(出射側の光ファイバ端)532のコアにスポット状に結像される。その後、参照光は、偏光コントローラ507にて、測定光に応じて偏光を調整され、光ファイバ508を伝播して、干渉系30へ入射される。 The reference light reflected by the mirrors 503 and 504 via the optical path length adjusting unit 52 is condensed by the condensing lens unit 53 configured by the strong power lens 530 and the weak power lens 531 and the ferrule (emission side). An image is formed in a spot shape on the core of the optical fiber end) 532. Then, the polarization of the reference light is adjusted by the polarization controller 507 according to the measurement light, propagates through the optical fiber 508, and enters the interference system 30.

このような参照光学系において、光束を効率的に結合させるため、集光部53では以下のような調整手段、及び、手順が取られる。本実施例で用いる「弱パワレンズ」、及び、「強パワレンズ」は、レンズの相対的屈折力の強さを表す。すなわち強パワレンズに対して、弱パワレンズの方が焦点距離の絶対値が大きい。 In such a reference optical system, in order to efficiently combine the light fluxes, the condensing unit 53 employs the following adjusting means and procedure. The “weak power lens” and the “strong power lens” used in this embodiment represent the strength of the relative refractive power of the lens. That is, the absolute value of the focal length of the weak power lens is larger than that of the strong power lens.

まず、強パワレンズ530とフェルール532のXYZ3方向のアライメントが行われる。例えば、強パワレンズ530の光軸中心に対し、フェルール532を光軸に垂直方向の平面の2(XY)方向をアライメントし、フェルール532に対し、強パワレンズ強パワレンズ530の焦点距離が適切になるよう光軸(Z)方向をアライメントする。このとき、弱パワレンズ531は、強パワレンズ530とフェルール532の間において、弱パワレンズ531の光軸中心近傍領域が、強パワレンズ530とフェルール532の光軸中心近傍領域と重ならないよう(変位状態で)に仮固定されている。強パワレンズ530とフェルール532のXYZアライメントが完了した後、強パワレンズ530とフェルール532は、保持部材に対し、恒久的に取り付けられる。光学構成要素の既知の恒久的な取り付け方としては、レーザ溶接、紫外線又は熱で硬化する接着剤、半田付けなどが挙げられるが、これらどの方法においても、その取り付け過程にて光学構成要素の移動が生じる可能性がある。そこで、その後、仮固定しておいた弱パワレンズ531をXY方向に移動(変位)させることで、これら光学構成要素の移動により生じる結合効率の損失を補償することが出来る。この時、弱パワレンズの調整により集光レンズユニットの総合焦点距離にも若干の変動が起こりうるが、結合効率に大きな変動は与えない。結果、光束とフェルール532の高精度なアライメントが実現される。尚、弱パワレンズ531の恒久的な取り付けの際にも、弱パワレンズ531の移動が生じることがあり得る。しかしながら、弱パワレンズ531はレンズのパワーが小さいため、強パワレンズ530、及び、フェルール532といったその他光学構成要素に比べ、結合効率に対する影響を無視出来る。強パワレンズ502の焦点距離の絶対値と、強パワレンズ530と弱パワレンズ531の複合焦点距離の絶対値が一致していることが望ましく、2つの焦点距離が一致している場合、フェルール501及びフェルール532は同一の部材を使用することが出来る。 First, the strong power lens 530 and the ferrule 532 are aligned in the XYZ3 directions. For example, the ferrule 532 is aligned in the 2 (XY) direction of the plane perpendicular to the optical axis with respect to the optical axis center of the strong power lens 530, and the focal length of the strong power lens strong power lens 530 is appropriate for the ferrule 532. Align the optical axis (Z) direction. At this time, the weak power lens 531 is arranged such that the area near the optical axis center of the weak power lens 531 does not overlap the area near the optical axis center of the strong power lens 530 and the ferrule 532 between the strong power lens 530 and the ferrule 532. Is temporarily fixed to. After the XYZ alignment of the strong power lens 530 and the ferrule 532 is completed, the strong power lens 530 and the ferrule 532 are permanently attached to the holding member. Known permanent attachment methods for optical components include laser welding, ultraviolet or heat-curable adhesives, soldering, and the like. May occur. Therefore, after that, the temporarily fixed weak power lens 531 is moved (displaced) in the XY directions, whereby the loss of the coupling efficiency caused by the movement of these optical components can be compensated. At this time, the total focal length of the condenser lens unit may be slightly changed by adjusting the weak power lens, but the coupling efficiency is not greatly changed. As a result, highly accurate alignment between the light flux and the ferrule 532 is realized. The weak power lens 531 may move even when the weak power lens 531 is permanently attached. However, since the power of the weak power lens 531 is small, the influence on the coupling efficiency can be neglected as compared with other optical components such as the strong power lens 530 and the ferrule 532. It is desirable that the absolute value of the focal length of the strong power lens 502 and the absolute value of the composite focal length of the strong power lens 530 and the weak power lens 531 match, and if the two focal lengths match, the ferrule 501 and the ferrule 532. Can use the same members.

フェルール532はTEC(Thermally−diffused Expanded Core)加工を施し、コア径を大きくすることにより、フェルール532に対する光束のXY方向のずれ許容量を大きくすることが出来る。尚、本実施例中におけるTEC加工とは、熱処理等により、ファイバのコア径を実質的に拡大させる加工を指す。これにより、SS−OCT装置の使用される環境温度の変化に対して、上記結合効率の維持が可能となる。さらに望ましい構成としては、上記の入射出の光学構成要素の焦点距離を一致させた上、フェルール501に対してもTEC加工を施す構成である。また、フェルール501、強パワレンズ502と、フェルール532、弱パワレンズ531、強パワレンズ530は同一の保持部材で保持されることで、環境温度の変化に対して、入射側と出射側の相対的な位置ずれ量を低減できる。 The ferrule 532 is subjected to TEC (Thermally-diffused Expanded Core) processing and the core diameter is increased to increase the allowable deviation amount of the light flux in the XY directions with respect to the ferrule 532. The TEC processing in the present embodiment refers to processing for substantially expanding the core diameter of the fiber by heat treatment or the like. This makes it possible to maintain the coupling efficiency with respect to changes in the ambient temperature in which the SS-OCT device is used. As a more desirable configuration, the focal lengths of the above-mentioned incident and outgoing optical components are matched, and the ferrule 501 is also subjected to TEC processing. Further, the ferrule 501 and the strong power lens 502, and the ferrule 532, the weak power lens 531 and the strong power lens 530 are held by the same holding member, so that the relative positions of the incident side and the outgoing side with respect to the change of the environmental temperature. The amount of deviation can be reduced.

図3は、弱パワレンズ531と光束の位置関係を示す。弱パワレンズ531の光学中心近傍領域Dに対し、弱パワレンズ531上における光束の径ωは距離R離間している。光束の中心は強パワレンズ530とフェルール532の光軸と一致している。弱パワレンズ531のXY方向の調整により、光束が移動しうる径Aと、弱パワレンズ531の光学中心近傍領域Dが重ならないようにRを決定する必要がある。弱パワレンズ531により生じる多重反射光の光強度を、光束中心の光強度の1%以下に抑えるために必要な距離は、ωの半径の1.5倍に弱パワレンズ531のXY方向の調整範囲の片側分を足した数値以上であれば良い。尚、参照光学系50では、弱パワレンズ531に起因する多重反射光による画質の低下を、強パワレンズ530とフェルール532の光軸に対し、弱パワレンズ531の光軸を偏心させることで回避している。更に、強パワレンズ530とフェルール532の光軸に垂直な平面に対し、弱パワレンズ531の光軸に垂直な平面を傾斜させても良い。 FIG. 3 shows the positional relationship between the weak power lens 531 and the light flux. The diameter ω of the light beam on the weak power lens 531 is separated by a distance R from the region D near the optical center of the weak power lens 531. The center of the light flux coincides with the optical axes of the strong power lens 530 and the ferrule 532. By adjusting the weak power lens 531 in the XY directions, it is necessary to determine R so that the diameter A at which the light beam can move does not overlap the optical center vicinity region D of the weak power lens 531. The distance required to suppress the light intensity of the multiple reflection light generated by the weak power lens 531 to 1% or less of the light intensity at the center of the light flux is 1.5 times the radius of ω within the adjustment range of the weak power lens 531 in the XY directions. It is sufficient if it is equal to or greater than the value obtained by adding one side. In the reference optical system 50, deterioration of image quality due to multiple reflected light caused by the weak power lens 531 is avoided by decentering the optical axis of the weak power lens 531 with respect to the optical axes of the strong power lens 530 and the ferrule 532. .. Further, the plane perpendicular to the optical axis of the strong power lens 530 and the ferrule 532 may be inclined to the plane perpendicular to the optical axis of the weak power lens 531.

(第二の実施例)
次に、本発明の第二の実施例である光量調整光学系20では傾斜(偏向)させた場合について説明する。
(Second embodiment)
Next, the case where the light amount adjusting optical system 20 according to the second embodiment of the present invention is tilted (deflected) will be described.

図4は、SS−OCT装置の光源直後に配置される光量調整光学系に本発明を適用した第二の実施形態の構成図である。光量調整光学系20は、上述の光ファイバカプラ200、光量測定部201に加え、光量調整光学系20に入射した光を平行化する強パワレンズ204と、光量調整部21と、集光部22が設けられている。 FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment in which the present invention is applied to a light amount adjustment optical system arranged immediately after the light source of the SS-OCT apparatus. In addition to the above-described optical fiber coupler 200 and light amount measuring unit 201, the light amount adjusting optical system 20 includes a strong power lens 204 for collimating the light incident on the light amount adjusting optical system 20, a light amount adjusting unit 21, and a condensing unit 22. It is provided.

光源部10より出射された光は光ファイバ202により光量調整光学系20に伝播され、フェルール(入射端)203より光量調整光学系50に入射される。光量調整部21を経由し、強パワレンズ220、及び、弱パワレンズ221により集光され、フェルール222のコアにスポット状に結像された光は、光ファイバ205を伝播して、光ファイバカプラ200へ入射される。光量調整部21は、参照光学系50における光量調整部51と同様の構成であるため、説明を省略する。 The light emitted from the light source unit 10 is propagated to the light amount adjusting optical system 20 by the optical fiber 202 and is incident on the light amount adjusting optical system 50 from the ferrule (incident end) 203. The light focused by the strong power lens 220 and the weak power lens 221 via the light quantity adjusting unit 21 and imaged in a spot shape on the core of the ferrule 222 propagates through the optical fiber 205 to the optical fiber coupler 200. It is incident. The light amount adjusting unit 21 has the same configuration as the light amount adjusting unit 51 in the reference optical system 50, and thus the description thereof will be omitted.

集光部22は、参照光学系50の集光部53と基本的な構成は同様であるが、弱パワレンズ221の配置状態が異なる。集光部53の弱パワレンズ531が、弱パワレンズ531の光軸中心近傍領域と、強パワレンズ530とフェルール532の光軸中心近傍領域と重ならないよう配置されていた。それに対し、集光部22の弱パワレンズ221は、弱パワレンズ221の光軸に垂直な平面が、強パワレンズ220とフェルール222の光軸に垂直な平面に対し、傾斜している。本構成においても、強パワレンズ220とフェルール222のXYZ3方向のアライメント時点で、弱パワレンズ221は傾斜した状態(偏向状態)にて仮固定されている。強パワレンズ220とフェルール222の恒久的な取り付け後、弱パワレンズ221をXY方向に調整し、取り付けによる結合効率の損失を補償する。弱パワレンズ221が傾斜(偏向)していることで、弱パワレンズ221の多重反射光はフェルール222に結像されず、SS−OCT装置の画質低下を回避出来る。 The condensing unit 22 has the same basic configuration as the condensing unit 53 of the reference optical system 50, but the arrangement state of the weak power lens 221 is different. The weak power lens 531 of the light condensing unit 53 is arranged so as not to overlap the optical axis center area of the weak power lens 531 and the optical axis center area of the strong power lens 530 and the ferrule 532. On the other hand, in the weak power lens 221 of the condensing unit 22, the plane perpendicular to the optical axis of the weak power lens 221 is inclined with respect to the plane perpendicular to the optical axes of the strong power lens 220 and the ferrule 222. Also in this configuration, the weak power lens 221 is temporarily fixed in an inclined state (deflected state) at the time of alignment of the strong power lens 220 and the ferrule 222 in the XYZ3 directions. After the permanent attachment of the strong power lens 220 and the ferrule 222, the weak power lens 221 is adjusted in the XY directions to compensate for the loss of coupling efficiency due to the attachment. Since the weak power lens 221 is inclined (deflected), the multiple reflection light of the weak power lens 221 is not imaged on the ferrule 222, and the deterioration of the image quality of the SS-OCT apparatus can be avoided.

上記の説明は、参照光学系50、光量調整光学系20ともに、出射側(集光部)に弱パワレンズを配置する構成で説明したが、弱パワレンズは入射側に配置しても同様の効果を得ることが出来る。 In the above description, both the reference optical system 50 and the light amount adjusting optical system 20 have been described with the configuration in which the weak power lens is arranged on the emission side (condensing portion), but the same effect can be obtained even if the weak power lens is arranged on the incident side. You can get it.

上記のような構成にすることで、弱パワレンズの多重反射光によるSS−OCT装置の画質低下を回避出来る。さらに、光ファイバと、他の光学構成要素(強パワレンズなど)を保持部材に恒久的に取り付けるステップの後にも、出射側光ファイバに至るまでの光学構成要素の高精度なアライメント状態を最適に維持することが可能となる。 With the above-mentioned configuration, it is possible to avoid the deterioration of the image quality of the SS-OCT apparatus due to the multiple reflection light of the weak power lens. Furthermore, even after the step of permanently attaching the optical fiber and other optical components (such as a strong power lens) to the holding member, it is possible to optimally maintain the highly accurate alignment state of the optical components up to the emission side optical fiber. It becomes possible to do.

Claims (8)

入射された光束を光ファイバ端へ位置合わせする光学系を有する光干渉断層撮像装置において、
前記光束を集光するための強パワレンズと、
前記光ファイバ端と前記強パワレンズの間に配置された弱パワレンズとを有し、
前記弱パワレンズが、前記光束の光軸に対して偏心した状態で配置されていることを特徴とする光干渉断層撮像装置。
In an optical coherence tomographic imaging apparatus having an optical system for aligning the incident light flux to the optical fiber end,
A strong power lens for collecting the light flux,
A weak power lens disposed between the optical fiber end and the strong power lens,
An optical coherence tomography apparatus, wherein the weak power lens is arranged in a state of being decentered with respect to the optical axis of the light flux.
前記弱パワレンズが、前記光軸に対して垂直方向に変位した状態で配置されている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。 The optical coherence tomography apparatus according to claim 1, wherein the weak power lens is arranged in a state of being displaced in a direction perpendicular to the optical axis. 前記弱パワレンズが、前記光軸に対して偏向した状態で配置されている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。 The optical coherence tomography apparatus according to claim 1, wherein the weak power lens is arranged in a state of being deflected with respect to the optical axis. 前記光学系が、参照光学系を構成する光学系であり、前記参照光学系により光路長が変更された光束を、干渉系の前記光ファイバ端へ入射させるための光学系である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。 The optical system is an optical system that constitutes a reference optical system, and is an optical system for causing a light beam whose optical path length is changed by the reference optical system to be incident on the optical fiber end of the interference system. The optical coherence tomographic imaging apparatus according to claim 1. 前記光学系が、前記光束の光量を調整する調整光学系を構成する光学系であり、前記調整光学系により光量が調整された光束を、干渉系の前記光ファイバ端へ入射させるための光学系である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。 The optical system is an optical system that constitutes an adjusting optical system that adjusts the light amount of the light flux, and an optical system that causes the light flux whose light amount is adjusted by the adjusting optical system to enter the optical fiber end of the interference system. The optical coherence tomographic imaging apparatus according to claim 1, wherein 前記強パワレンズを介した前記光束が、前記弱パワレンズの光軸中心を介さずに前記光ファイバ端に集光されることを請求項1又は2に記載の光干渉断層撮像装置。 The optical coherence tomographic imaging apparatus according to claim 1, wherein the light flux passing through the strong power lens is focused on the optical fiber end without passing through the optical axis center of the weak power lens. 前記強パワレンズを介した前記光束が、前記弱パワレンズの光軸中心に斜め方向から入射して前記光ファイバ端に集光されることを請求項1又は3に記載の光干渉断層撮像装置。 The optical coherence tomographic imaging apparatus according to claim 1, wherein the light flux passing through the strong power lens is obliquely incident on the optical axis center of the weak power lens and is condensed at the optical fiber end. 前記光束が、波長掃引光源から出射された光束であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光干渉断層撮像装置。 8. The optical coherence tomographic imaging apparatus according to claim 1, wherein the light flux is a light flux emitted from a wavelength swept light source.
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