JP7444422B2 - 光干渉断層装置 - Google Patents

Description

本明細書に開示する技術は、光干渉断層装置に関する。

光干渉を用いて被検体の内部の断層情報を生成する光干渉断層装置が開発されている。この種の光干渉断層装置の中には、波長掃引型の光源を用いたフーリエドメイン方式（いわゆる、ＳＳ－ＯＣＴ方式）のものがある。ＳＳ－ＯＣＴ方式では、光源の非線形性による干渉信号の歪みを抑えるため、等周波数間隔で干渉信号をサンプリングすることが好ましい。サンプリングを等周波数間隔で行うために、等周波数間隔で生成されるサンプルクロック信号を用いる方法（Ｋ－ｃｌｏｃｋ）が知られている。等周波数間隔で生成されるサンプルクロック信号で規定されるタイミングで干渉信号をサンプリングすることによって、干渉信号を等周波数間隔でサンプリングすることができる。例えば、特許文献１には、サンプルクロック信号生成装置の一例が開示されている。

特開２０１５－１１２２０７号公報

Ｋ－ｃｌｏｃｋ技術を用いた光干渉断層装置では、干渉信号は、サンプルクロック信号（以下、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号ともいう）のタイミングでサンプリングされる。干渉信号に対して同時刻に生成されたＫ－ｃｌｏｃｋ信号によってサンプリングを行うことで、干渉信号の歪みは適切に抑制される。しかしながら、干渉信号に対して異なる時刻に生成されたＫ－ｃｌｏｃｋ信号では、干渉信号の歪みを適切に抑制することはできない。したがって、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号と干渉信号は、信号処理部（サンプリング回路）に同時に入力される必要がある。通常、干渉信号が生成されてから信号処理部に入力するまでの時間と、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号が生成されてから信号処理部に入力するまでの時間とは異なる。このため、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号の入力タイミングと干渉信号の入力タイミングとを時間的に一致させるために、遅延している信号の遅延量分だけ他方の信号を遅延させる遅延回路が必要となる。しかしながら、信号が電気回路を通過するためにかかる時間は、周波数毎に異なる。このため、異なる波長領域において干渉信号をサンプリングしようとすると、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号と干渉信号との時間的なずれ量（遅延量）が異なり、各波長領域において適切に干渉信号をサンプリングすることができないという問題があった。本明細書は、異なる波長領域において干渉信号をサンプリングする際に、波長領域毎に適切なタイミングで干渉信号をサンプリングする技術を開示する。

本明細書に開示する光干渉断層装置は、波長掃引型の光源と、光源からの光を被検体に照射すると共に、被検体からの反射光又は散乱光を導く測定光学系と、光源からの光を導いて参照光とする参照光学系と、測定光学系により導かれた反射光又は散乱光と参照光学系により導かれた参照光とを合波した干渉光を受光し、受光した前記干渉光を干渉信号に変換する受光素子と、光源からの光から等周波数間隔でサンプルクロック信号を生成するサンプルクロック信号生成部と、サンプルクロック信号生成部から入力されるサンプルクロック信号のタイミングに基づいて、受光素子から入力される干渉信号をサンプリングする信号処理部と、信号処理部でサンプリングした干渉信号から被検体の断層情報を生成する演算部と、を備えている。光干渉断層装置は、サンプルクロック信号生成部から信号処理部へ入力されるサンプルクロック信号と、受光素子から信号処理部へ入力される干渉信号との少なくとも一方を、所定の遅延量だけ遅延させる遅延回路をさらに備えている。信号処理部は、光源からの光の全波長領域のうち第１の波長領域において干渉信号をサンプリングすると共に、光源からの光の全波長領域のうち第１の波長領域と異なる第２の波長領域において干渉信号をサンプリングする。遅延回路は、第１の波長領域において干渉信号をサンプリングするときの第１の遅延量と、第２の波長領域において干渉信号をサンプリングするときの第２の遅延量とが異なるように構成されている。

上記の光干渉断層装置では、遅延回路を備えることによって、サンプルクロック信号が信号処理部に入力されるタイミングと干渉信号が信号処理部に入力されるタイミングとを時間的に一致させることができる。また、遅延回路は、第１の波長領域において干渉信号をサンプリングするときの第１の遅延量と、第２の波長領域において干渉信号をサンプリングするときの第２の遅延量とが異なるように構成されている。これによって、異なる波長領域において干渉信号をサンプリングしても、各波長領域に合わせて遅延量を設定することができる。このため、異なる波長領域において干渉信号をサンプリングしても、波長領域毎にサンプルクロック信号の入力タイミングと干渉信号の入力タイミングとを時間的に一致させることができ、干渉信号の歪みを抑制することができる。

実施例１～３に係る光干渉断層装置の光学系の概略構成を示す図。 実施例１～３に係る光干渉断層装置の制御系を示すブロック図。 ０点調整機構の機能を説明するための図。 実施例１のサンプリング回路と遅延回路と演算部の構成を示すブロック図。 光源装置から出力される光の波長が１周期変化する間に、干渉信号を複数回サンプリングするタイミングを説明するための図（サンプリングする波長領域が独立している場合）。 実施例１の遅延回路の構成を示す図。 干渉信号波形を処理する手順を説明するための図。 実施例２の遅延回路の構成を示す図。 光源装置から出力される光の波長が１周期変化する間に、干渉信号を複数回サンプリングするタイミングを説明するための図（サンプリングする波長領域が部分的に重複している場合）。 実施例３のサンプリング回路と遅延回路と演算部の構成を示すブロック図。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）本明細書が開示する光干渉断層装置では、遅延回路は、遅延量を第１の遅延量と第２の遅延量とに切替える切替部を有していてもよい。このような構成によると、波長領域に合わせて遅延量を変更することができる。すなわち、第１の波長領域に合わせた第１の遅延量と第２の波長領域に合わせた第２の遅延量にそれぞれ変更することができ、各波長領域に合わせて容易に遅延量を設定できる。

（特徴２）本明細書が開示する光干渉断層装置では、遅延回路は、第１の遅延量に設定された第１の回路と、第２の遅延量に設定された第２の回路と、を備えていてもよい。切替部は、サンプルクロック信号と干渉信号の一方の信号が第１の回路を介して信号処理部に入力する第１の状態と、サンプルクロック信号と干渉信号の一方の信号が第２の回路を介して信号処理部に入力する第２の状態とに切替えるスイッチと、を備えていてもよい。このような構成によると、各波長領域に合わせて、サンプルクロック信号と干渉信号の一方が通過する回路を切替えることができる。すなわち、第１の波長領域に合わせた第１の遅延量に設定された回路と、第２の波長領域に合わせた第２の遅延量に設定された第２の回路とに切換えることができ、各波長領域に合わせて容易に遅延量を設定できる。

（実施例１）
以下、実施例に係る光干渉断層装置１について説明する。図１に示すように、光干渉断層装置１は、光源装置１２と、被検眼１００を検査するための測定部１０と、Ｋ－ｃｌｏｃｋ発生装置８０を備えている。光源装置１２から出射される光は、ビームスプリッタ１８に照射され、ビームスプリッタ１８で測定部１０に導かれる光とＫ－ｃｌｏｃｋ発生装置８０に導かれる光に分岐される。

測定部１０は、被検眼１００から反射される反射光又は被検眼１００からの散乱光（以下、被検眼１００からの反射光と散乱光をまとめて「反射光」と称する）と参照光とを干渉させる干渉光学系１４と、被検眼１００の前眼部を観察する観察光学系５０と、被検眼１００に対して測定部１０を所定の位置関係にアライメントするためのアライメント光学系（図示省略）を有している。アライメント光学系は、公知の光干渉断層装置に用いられているものを用いることができるため、その詳細な説明は省略する。

干渉光学系１４は、光源装置１２からの光を被検眼１００の内部に照射すると共にその反射光を導く測定光学系と、光源装置１２からの光を参照面に照射すると共にその反射光を導く参照光学系と、測定光学系により導かれた反射光と参照光学系により導かれた参照光とを合成した干渉光を受光する受光素子２６によって構成されている。

光源装置１２は、波長掃引型の光源装置であり、出射される光の波長が所定の周期で変化するようになっている。光源装置１２から出射される光の波長が変化すると、出射される光の波長に対応して、被検眼１００の深さ方向の各部位から反射される光のうち参照光と干渉を生じる反射光の反射位置が被検眼１００の深さ方向に変化する。このため、出射される光の波長を変化させながら干渉光を測定することで、被検眼１００の内部の各部位（すなわち、水晶体１０４や網膜１０６）の位置を特定することが可能となる。

測定光学系は、ビームスプリッタ２４と、ミラー２８と、０点調整機構３０と、ミラー３４と、焦点調整機構４０と、ガルバノスキャナ４６と、ホットミラー４８によって構成されている。光源装置１２から出射された光は、ビームスプリッタ１８を介して測定部１０に導かれる。測定部１０に導かれた光は、ビームスプリッタ２４、ミラー２８、０点調整機構３０、ミラー３４、焦点調整機構４０、ガルバノスキャナ４６、及びホットミラー４８を介して被検眼１００に照射される。被検眼１００からの反射光は、ホットミラー４８、ガルバノスキャナ４６、焦点調整機構４０、ミラー３４、０点調整機構３０、ミラー２８、及びビームスプリッタ２４を介して受光素子２６に導かれる。

０点調整機構３０は、コーナキューブ３２と、コーナキューブ３２をミラー２８、３４に対して進退動させる第２駆動装置５６（図２に図示）を備えている。第２駆動装置５６がコーナキューブ３２を図１の矢印Ａの方向に駆動することで、光源装置１２から被検眼１００までの光路長（すなわち、測定光学系の物体光路長）が変化する。図３に示すように、光源装置１２から被検眼１００の検出面（図３では角膜表面）までの物体光路長（詳細には、光源装置１２～検出面＋検出面～受光素子２６）と、光源装置１２から参照ミラー２２までの参照光路長（詳細には、光源１２～参照ミラー２２＋参照ミラー２２～受光素子２６）とに光路差ΔＺが存在する場合、光路差ΔＺが大きくなるほど、検出面から反射される反射光と参照光とを合成した干渉光の強度は弱くなる。逆に、光路差ΔＺが小さいほど、干渉光の強度は強くなる。本実施例では、０点調整機構３０により物体光路長を変化させることで、参照光路長と物体光路長とが一致する位置（いわゆる、０点）を角膜１０２の表面から網膜１０６の表面まで変化させることができる。

焦点調整機構４０は、光源装置１２側に配置される凸レンズ４２と、被検眼１００側に配置される凸レンズ４４と、凸レンズ４２に対して凸レンズ４４を光軸方向に進退動させる第３駆動装置５８（図２に図示）を備えている。凸レンズ４２と凸レンズ４４は、光軸上に配置され、入射する平行光の焦点の位置を変化させる。第３駆動装置５８が凸レンズ４４を図１の矢印Ｂの方向に駆動することで、被検眼１００に照射される光の焦点の位置が被検眼１００の深さ方向に変化し、被検眼１００に照射される光の焦点の位置が調整される。

ガルバノスキャナ４６は、ガルバノミラー４６ａと、ガルバノミラー４６ａを傾動させる第４駆動装置６０（図２参照）を備えている。第４駆動装置６０がガルバノミラー４６ａを傾動することで、被検眼１００への測定光の照射位置が走査される。

参照光学系は、ビームスプリッタ２４と、参照ミラー２２によって構成されている。ビームスプリッタ１８で測定部１０に導かれる光の一部は、ビームスプリッタ２４で反射され、参照ミラー２２に照射され、参照ミラー２２によって反射される。参照ミラー２２で反射された光は、ビームスプリッタ２４を介して受光素子２６に導かれる。参照ミラー２２とビームスプリッタ２４と受光素子２６は、位置が固定されている。このため、本実施例の光干渉断層装置１では、参照光学系の参照光路長は一定で変化しない。

受光素子２６は、参照光学系により導かれた光と測定光学系により導かれた光とを合成した干渉光を検出する。受光素子２６は、干渉光を受光すると、それに応じた干渉信号を出力する。干渉信号は、制御装置６４に入力される。受光素子２６としては、例えば、フォトダイオードを用いることができる。

観察光学系５０は、被検眼１００にホットミラー４８を介して観察光を照射すると共に、被検眼１００から反射される反射光（すなわち、照射された観察光の反射光）を撮影する。ここで、ホットミラー４８は、光源装置１２からの光を反射する一方で、観察光を透過する。このため、本実施例の光干渉断層装置１では、干渉光学系１４による測定と、観察光学系５０による前眼部の観察を同時に行うことができる。なお、観察光学系５０には、公知の光干渉断層装置に用いられているものを用いることができるため、その詳細な構成については説明を省略する。

Ｋ－ｃｌｏｃｋ発生装置８０は、等周波数間隔（光の周波数の変化に対して均等な間隔）にて干渉信号のサンプリングを行うために、ビームスプリッタ１８から分岐された光からサンプルクロック（Ｋ－ｃｌｏｃｋ）信号を光学的に生成する。そして、生成されたＫ－ｃｌｏｃｋ信号は、制御装置６４に向けて出力される。これにより、干渉信号の歪みが抑えられ、分解能が悪化することが防止される。なお、Ｋ－ｃｌｏｃｋ発生装置８０は、「サンプルクロック信号生成部」の一例である。

また、本実施例の光干渉断層装置１では、被検眼１００に対して測定部１０の位置を調整するための位置調整機構１６（図２に図示）と、その位置調整機構１６を駆動する第１駆動装置５４（図２に図示）を備えている。第１駆動装置５４が、検査者の操作部材の操作に応じて位置調整機構１６を駆動することで、被検眼１００に対する測定部１０のｘｙ方向（縦横方向）の位置とｚ方向（進退動する方向）の位置が調整される。

次に、本実施例の光干渉断層装置１の制御系の構成を説明する。図２に示すように、光干渉断層装置１は制御装置６４によって制御される。制御装置６４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）によって構成されている。制御装置６４には、光源装置１２と、第１～第４駆動装置５４～６０と、モニタ６２と、観察光学系５０が接続されている。制御装置６４は、光源装置１２のオン／オフを制御し、第１～第４駆動装置５４～６０を制御することで位置調整機構１６、０点調整機構３０、焦点調整機構４０、ガルバノスキャナ４６を駆動し、また、観察光学系５０を制御して観察光学系５０で撮像される前眼部像をモニタ６２に表示する。

また、制御装置６４には、受光素子２６と、Ｋ－ｃｌｏｃｋ発生装置８０が接続されている。制御装置６４には、受光素子２６で検出される干渉光の強度に応じた干渉信号が入力される。また、制御装置６４には、Ｋ－ｃｌｏｃｋ発生装置８０で生成されたＫ－ｃｌｏｃｋ信号が入力される。制御装置６４は、受光素子２６からの干渉信号をＫ－ｃｌｏｃｋ信号に基づいてサンプリングする。そして、制御装置６４は、サンプリングされた干渉信号をフーリエ変換することによって、被検眼１００の各部位（角膜１０２の前後面、水晶体１０４の前後面、網膜１０６の表面）の位置を特定し、被検眼１００の眼軸長を算出する。

ここで、制御装置６４において干渉信号をサンプリングする構成についてさらに説明する。図４に示すように、制御装置６４には、サンプリング回路６６と、遅延回路６８と、演算部７０が設けられている。

サンプリング回路６６は、干渉信号とＫ－ｃｌｏｃｋ信号が入力され、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号で規定されるタイミングで干渉信号をサンプリングする。サンプリング回路６６には、公知のデータ収集装置（いわゆる、ＤＡＱ）を用いることができる。サンプリング回路６６は、被検眼１００内部の断層情報を複数回に亘って取得するために、干渉信号を複数回に亘ってサンプリングする。すなわち、１回のサンプリングによって複数個の干渉信号（データ）を取得し、取得した複数個の干渉信号は、１個の断層情報（すなわち、１走査線上の断層情報）を構成する。したがって、サンプリング回路６６が複数回のサンプリングを行うことで、複数個の干渉信号によって構成される断層情報が複数個取得される。上述したように、光源装置１２は波長掃引型の光源装置であるため、光源装置１２から出力される光の波長は周期的に掃引される。光源装置１２から出力される光の波長が１周期変化する毎に１回ずつ干渉信号をサンプリングすると（すなわち、１周期毎に１個の断層情報を取得するように構成すると）、複数回に亘る測定に要する時間が長くなってしまう。本実施例では、サンプリング回路６６は、光源装置１２から出力される光の波長が１周期変化する毎に、異なる波長領域において複数回に亘って干渉信号をサンプリングする。これによって、複数回に亘る測定に要する時間が長くなることを抑制している。例えば、図５に示すように、光源装置１２から出力される光の波長が１周期変化する間に干渉信号を８回サンプリングすると、同じ波長領域で８回サンプリングする場合と比較して、測定に要する時間を大幅に短縮することができる。なお、サンプリング回路６６は、「信号処理部」の一例である。

以下の説明では、光源装置１２から出力される光の波長が最も大きくなる時間から次に最も大きくなる時間までを１周期とし、１周期のうち最初にサンプリングする波長領域（図５の時間ｔ１からｔ２の間の波長領域）を第１の波長領域とし、第１の波長領域の次にサンプリングする波長領域（図５の時間ｔ３からｔ４の間の波長領域）を第２の波長領域とする。図５の例では、光源装置１２から出力される光の波長が１周期変化する間に干渉信号を８回サンプリングするため（すなわち、８個の断層情報を取得するため）、１周期の間に第１の波長領域から第８の波長領域のそれぞれにおいて複数個の干渉信号を取得することになる。以下では、説明を容易にするために、第１の波長領域におけるサンプリングと第２の波長領域におけるサンプリングのみについて説明するが、第３の波長領域から第８の波長領域におけるサンプリングにおいても同様に行われる。なお、本実施例では、光源装置１２から出力される光の波長が１周期変化する間に干渉信号を８回サンプリングしているが、光の波長が１周期変化する間に干渉信号をサンプリングする回数は限定されるものではなく、８回より少なくてもよいし、８回より多くてもよい。

遅延回路６８は、干渉信号とＫ－ｃｌｏｃｋ信号が同時にサンプリング回路６６に入力されるように、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延させる。サンプリング回路６６ではＫ－ｃｌｏｃｋ信号に基づいて干渉信号をサンプリングするため、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号と干渉信号はサンプリング回路６６に同時に入力される必要がある。しかしながら、受光素子２６において干渉信号が生成されてから制御装置６４に入力されるまでの時間と、Ｋ－ｃｌｏｃｋ発生装置８０においてＫ－ｃｌｏｃｋ信号が生成されてから制御装置６４に入力されるまでの時間との間にずれが生じる。遅延回路６８は、制御装置６４に干渉信号が入力される時間とＫ－ｃｌｏｃｋ信号が入力される時間との間の時間差分だけ、干渉信号とＫ－ｃｌｏｃｋ信号のうち早いタイミングで入力されるほう（本実施例では、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号）を遅延させる。本来であれば制御装置６４に先に入力されるＫ－ｃｌｏｃｋ信号が遅延回路６８で遅延されることによって、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号と干渉信号がサンプリング回路６６に同時に入力される。その結果、サンプリング回路６６は、適切なタイミングで干渉信号（データ）を取得することができる。なお、本実施例では、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号のほうが干渉信号より早く制御装置６４に入力するため、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延回路６８によって遅延させているが、このような構成に限定されない。例えば、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号より干渉信号のほうが早く制御装置６４に入力する場合には、干渉信号を遅延回路によって遅延させてもよい。

遅延回路６８の構成について説明する。図６に示すように、遅延回路６８は、公知の遅延回路であって、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３と、可変コンデンサＣ１と、オペアンプＯｐＡｍｐを備えている。遅延回路６８は、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号が入力され、可変コンデンサＣ１の容量に応じた時間だけＫ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延させて出力する。可変コンデンサＣ１は、印加される電圧（以下、コンデンサ調整電圧ともいう）に対応してその容量が変化する。したがって、可変コンデンサＣ１に印加する電圧を変更すると、可変コンデンサＣ１の容量が変更される。すなわち、遅延回路６８は、可変コンデンサＣ１に印加する電圧を変更して可変コンデンサＣ１の容量を変更することによって、遅延回路６８を通過するＫ－ｃｌｏｃｋ信号の遅延時間（以下、遅延量ともいう）を変更できる。

上述したように、サンプリング回路６６は、光源装置１２から出力される光の波長が１周期変化する間に干渉信号を複数回（本実施例では、８回）サンプリングする。図５に示す第１の波長領域と第２の波長領域では、それぞれ光の波長及び掃引速度が異なる。したがって、第１の波長領域で生じる干渉信号及びＫ－ｃｌｏｃｋ信号の周波数と、第２の波長領域で生じる干渉信号及びＫ－ｃｌｏｃｋ信号の周波数は、それぞれの波長領域毎に異なる。しかしながら、電気信号が電気回路を通過する時間は周波数毎に異なるため、異なる波長領域では波長領域毎に信号（Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号）が通過する時間が異なる。したがって、サンプリングする波長領域毎に、遅延回路６８においてＫ－ｃｌｏｃｋ信号の遅延量が異なるように設定する必要がある。本実施例では、遅延回路６８が可変コンデンサＣ１を備えていることによって、サンプリングする波長領域毎に遅延回路６８の遅延量を変更することができる。これによって、遅延回路６８は、サンプリングする波長領域毎にＫ－ｃｌｏｃｋ信号を適切に遅延させることができる。

具体的には、サンプリングする波長領域毎に対応するコンデンサ調整電圧が、可変コンデンサＣ１に印加される。波長領域とコンデンサ調整電圧との間の対応関係は、予め制御装置６４のメモリ（図示省略）に記憶されている。可変コンデンサＣ１に印加されるコンデンサ調整電圧を変更することによって、可変コンデンサＣ１の容量が変更され、遅延回路６８を通過する信号（Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号）の遅延時間を変更することができる。例えば、第１の波長領域においてサンプリングする場合には、可変コンデンサＣ１に第１の波長領域に対応したコンデンサ調整電圧が印加される。これによって、遅延回路６８は、第１の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ１だけＫ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延するように設定される。同様にして、第２の波長領域においてサンプリングする場合には、可変コンデンサＣ１に第２の波長領域に対応したコンデンサ調整電圧が印加され、遅延回路６８は、第２の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ２だけＫ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延するように設定される。

演算部７０には、サンプリング回路６６と遅延回路６８が接続されている（図４参照）。演算部７０は、サンプリング回路６６にサンプリングを開始させるトリガー信号を出力する。サンプリング回路６６は、トリガー信号が入力すると、予め設定された時間のあいだＫ－ｃｌｏｃｋ信号で規定されるタイミングで干渉信号を取得する。また、演算部７０は、遅延回路６８の可変コンデンサＣ１に印加するコンデンサ調整電圧を制御する。演算部７０には、サンプリング回路６６においてサンプリングされた干渉信号が入力される。上述したように、受光素子２６から出力される干渉信号は、図７に示すように、信号強度が時間によって変化する信号となり、この信号は被検眼１００の各部（角膜１０２の前面及び後面、水晶体１０４の前面及び後面、網膜１０６の表面）から反射された各反射光と参照光とを合成した干渉波により生成される。演算部７０は、サンプリングされた干渉信号をフーリエ変換して、その干渉信号から被検眼１００の各部（角膜１０２の前面及び後面、水晶体１０４の前面及び後面、網膜１０６の表面）による干渉信号成分を分離する（図７の下段のグラフ参照）。これにより、演算部７０は、被検眼１００の各部の位置を特定することができる。

次に、干渉信号をサンプリングする際の制御装置６４の動作について説明する。まず、演算部７０は、次にサンプリングする波長領域を判定する。すなわち、演算部７０は、直前にサンプリングを行った波長領域から、次にサンプリングを行う波長領域を判定する。例えば、直前にサンプリングを行った波長領域が第８の波長領域であれば、次にサンプリングする波長領域が第１の波長領域であると判定する。

なお、初めてのサンプリングを行う場合は、直前にサンプリングが行われていないため、演算部７０は、トリガー信号に基づいて、最初にサンプリングする波長領域を特定する。ここで、最初にサンプリングする特定の波長領域が第１の波長領域である場合を例に、トリガー信号を生成する手順を説明する。まず、トリガー信号を生成するために、演算部７０は、第１の波長領域の範囲内の特定の波長を検出する。特定の波長の検出方法は、特に限定されるものではなく、例えば、ＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）やエタロン等を用いて検出することができる。演算部７０は、検出した波長に基づいて、第１の波長領域におけるサンプリングを開始させるトリガー信号を生成する。例えば、ＦＢＧを用いて、第１の波長領域におけるサンプリングの開始タイミングである図５の時間ｔ１に対応する波長を検出し、演算部７０は、検出された波長に基づいてトリガー信号を生成する。これによって、演算部７０は、第１の波長領域におけるサンプリングの開始タイミング（すなわち、時間ｔ１）に設定されるトリガー信号を生成できる。なお、本実施例では、特定の波長領域におけるサンプリングを開始させるトリガー信号を生成するために、当該特定の波長領域（例えば、第１の波長領域）の範囲内の特定の波長（例えば、時間ｔ１に対応する波長）を検出しているが、このような構成に限定されない。例えば、特定の波長領域（例えば、第１の波長領域）におけるサンプリングを開始させるトリガー信号を生成するために、当該特定の波長領域（例えば、第１の波長領域）の範囲外の特定の波長を検出してもよい。すなわち、特定の波長領域（例えば、第１の波長領域）の範囲外の特定の波長を検出して、その波長が検出された時間から所定時間経過した時間（例えば、時間ｔ１）にサンプリングを開始させるトリガー信号を生成してもよい。演算部７０は、トリガー信号に基づいて、最初にサンプリングする波長領域（例えば、第１の波長領域）を特定する。なお、演算部７０は、トリガー信号を生成するための検出した波長に基づいて、最初にサンプリングする波長領域（例えば、第１の波長領域）を特定してもよい。

次いで、演算部７０は、判定した波長領域に対応するコンデンサ調整電圧をメモリ（図示省略）から読み出し、対応するコンデンサ調整電圧を可変コンデンサＣ１に出力する。例えば、演算部７０によってサンプリングする波長領域が第１の波長領域と判定された場合、第１の波長領域に対応するコンデンサ調整電圧が可変コンデンサＣ１に印加される。これによって、遅延回路６８は、第１の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ１だけＫ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延させるように設定される。

遅延回路６８の遅延時間（例えば、ΔＴ１）が設定されると、受光素子２６から出力される干渉信号と、Ｋ－ｃｌｏｃｋ発生装置８０で生成され、かつ、遅延回路６８によって遅延時間ΔＴ１を与えられたＫ－ｃｌｏｃｋ信号が、サンプリング回路６６に入力される（図４参照）。すなわち、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号は、遅延回路６８を通過する間に時間ΔＴ１だけ遅延される。一方、干渉信号は遅延回路６８を通過することなくサンプリング回路６６に入力される。これによって、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号と干渉信号を同時にサンプリング回路６６に入力することができる。すなわち、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号と干渉信号が同期されてサンプリング回路６６に入力する。

演算部７０は、光源装置１２から出力される光の波長が次にサンプリングを行う波長領域の開始時の波長となったときに、トリガー信号をサンプリング回路６６に出力する。サンプリング回路６６に干渉信号とＫ－ｃｌｏｃｋ信号が入力する状態で、演算部７０からサンプリング回路６６にトリガー信号が入力されると、サンプリング回路６６は、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号で規定されたタイミングで干渉信号を取得する。干渉信号の取得は、予め設定された時間（例えば、ｔ１～ｔ２）だけ行われる。これによって、当該波長領域（例えば、第１の波長領域）における複数個の干渉信号が取得される。取得された複数個の干渉信号は、サンプリング回路６６から演算部７０に入力される。

当該波長領域における干渉信号のサンプリングが終了すると、同様の手順で、次の波長領域において干渉信号のサンプリングを行う。例えば、第１の波長領域におけるサンプリングが終了すると、演算部７０は、次にサンプリングする波長領域が第２の波長領域であると判定する。そして、演算部７０は、第２の波長領域に対応するコンデンサ調整電圧が可変コンデンサＣ１に印加されるように制御する。これによって、遅延回路６８は、遅延時間の設定が変更され、第２の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ２に設定される。Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号は、遅延回路６８を通過することによって時間ΔＴ２だけ遅延してサンプリング回路６６に入力される。一方、干渉信号は遅延回路６８を通過することなくサンプリング回路６６に入力される。これによって、第２の波長領域においても、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号と干渉信号が同期され、サンプリング回路６６に入力される。この状態で演算部７０からトリガー信号がサンプリング回路６６に入力されると、サンプリング回路６６は、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号に基づき干渉信号を取得する。干渉信号の取得は、所定時間（ｔ３～ｔ４）の間行われる。取得された複数個の干渉信号は、サンプリング回路６６から演算部７０に入力される。このように、サンプリングする波長領域毎に遅延回路６８の遅延量を変更することによって、波長領域毎にＫ－ｃｌｏｃｋ信号を適切に遅延させることができる。これによって、波長領域毎にＫ－ｃｌｏｃｋ信号と干渉信号がサンプリング回路６６に入力されるタイミングを同期させることができ、干渉信号の歪みを抑制することができる。

なお、本実施例では、遅延回路６８が可変コンデンサＣ１を備えていたが、このような構成に限定されない。遅延回路の遅延量を所望の遅延量に変更できるように構成されていればよい。例えば、図６に示す例において抵抗Ｒ１を、抵抗値を変更可能な可変抵抗器とし、抵抗Ｒ１の抵抗値を変更することによって、遅延回路の遅延量を変更してもよい。

（実施例２）
上記の実施例１では、可変コンデンサＣ１の容量を変更することによって、遅延回路６８の遅延量を変更していたが、このような構成に限定されない。サンプリングする波長領域毎にＫ－ｃｌｏｃｋ信号を適切な遅延量分だけ遅延できればよい。例えば、図８に示すように、遅延回路１６８は、遅延量の異なる複数の回路を有しており、接続される回路を切替えることによって遅延回路１６８の遅延量を変更してもよい。なお、本実施例では、遅延回路１６８の構成が実施例１の遅延回路６８と相違しており、その他の構成については略同一となっている。そこで、実施例１と同様の構成については、その説明を省略する。なお、説明の簡略化のため、実施例２では、光源装置１２から出力される光の波長が１周期変化する間に干渉信号を４回サンプリングし、第１の波長領域と第４の波長領域は同一の波長領域を有しており、第２の波長領域と第３の波長領域は同一の波長領域を有しているものとする。したがって、実施例２では、遅延回路１６８は、サンプリングする波長領域に応じて２つの遅延時間を設定可能となっている。

図８に示すように、遅延回路１６８は、第１の回路１７０と、第２の回路１７２と、スイッチ１７４ａ、１７４ｂを備えている。第１の回路１７０は、抵抗Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６と、コンデンサＣ２と、オペアンプＯｐＡｍｐを備えている。コンデンサＣ２の容量と、抵抗Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６の抵抗値は、それぞれ固定されている。第１の回路１７０は、コンデンサＣ２の容量と抵抗Ｒ４の抵抗値に応じた時間だけＫ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延させる。本実施例では、コンデンサＣ２の容量と抵抗Ｒ４の抵抗値は、第１の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ１だけＫ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延するように設定されている。

第２の回路１７２は、抵抗Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９と、コンデンサＣ３と、オペアンプＯｐＡｍｐを備えている。コンデンサＣ３の容量と、抵抗Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９の抵抗値は、それぞれ固定されている。第２の回路１７２は、コンデンサＣ３の容量と抵抗Ｒ７の抵抗値に応じた時間だけＫ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延させる。本実施例では、コンデンサＣ３の容量と抵抗Ｒ７の抵抗値は、第２の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ２だけＫ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延するように設定されている。

スイッチ１７４ａ、１７４ｂは、遅延回路１６８の経路を第１の回路１７０と第２の回路１７２のいずれか一方に切替える。すなわち、スイッチ１７４ａ、１７４ｂによって遅延回路１６８の経路が第１の回路１７０に接続されると、遅延回路１６８に入力されたＫ－ｃｌｏｃｋ信号は、第１の回路１７０を通過する。すると、遅延回路１６８に入力されたＫ－ｃｌｏｃｋ信号は、第１の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ１だけ遅延される。一方、スイッチ１７４ａ、１７４ｂによって遅延回路１６８の経路が第２の回路１７２に接続されると、遅延回路１６８に入力されたＫ－ｃｌｏｃｋ信号は、第２の回路１７２を通過する。すると、遅延回路１６８に入力されたＫ－ｃｌｏｃｋ信号は、第２の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ２だけ遅延される。

次に、本実施例において干渉信号をサンプリングする際の制御装置６４の動作について説明する。演算部７０は、次にサンプリングする波長領域を判定すると、２つの回路１７０、１７２のうち判定した波長領域に対応する回路に接続されるように、スイッチ１７４ａ、１７４ｂを切替える。例えば、演算部７０によってサンプリングする波長領域が第１の波長領域と判定された場合、演算部７０は、第１の波長領域に対応する第１の回路１７０に接続するように、スイッチ１７４ａ、１７４ｂを切替える。これによって、遅延回路１６８に入力されたＫ－ｃｌｏｃｋ信号は第１の回路１７０を通過し、第１の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ１だけ遅延されてサンプリング回路６６に入力する。

第１の波長領域におけるサンプリングが終了すると、演算部７０は、次にサンプリングする波長領域を判定し、２つの回路１７０、１７２のうち判定した波長領域に対応する回路に接続されるように、スイッチ１７４ａ、１７４ｂを切替える。すなわち、演算部７０は、第２の波長領域に対応する第２の回路１７２に接続するように、スイッチ１７４ａ、１７４ｂを切替える。これによって、遅延回路１６８に入力されたＫ－ｃｌｏｃｋ信号は第２の回路１７２を通過し、第２の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ２だけ遅延されてサンプリング回路６６に入力される。このように、遅延回路１６８が複数の回路１７０、１７２を備え、スイッチ１７４ａ、１７４ｂによって接続される回路を切替えることによって、遅延回路１６８は、サンプリングする波長領域毎にＫ－ｃｌｏｃｋ信号を適切に遅延させることができる。

なお、本実施例では、遅延回路１６８が２つの回路１７０、１７２を備えていたが、このような構成に限定されない。サンプリングする波長領域毎にＫ－ｃｌｏｃｋ信号を適切に遅延できるように構成されていればよく、遅延回路が備える回路の数は、光源装置１２から出力される光の波長の１周期（すなわち、周波数の１周期）においてサンプリングする波長領域の数と同一であってもよい。例えば、図５の例では、光の波長が１周期変化する間に干渉信号を８回サンプリングするため、サンプリングする波長領域は４つとなる。このため、遅延回路は、サンプリングする波長領域に対応する遅延時間に設定された４つの回路と、遅延回路の経路を４つの回路のいずれかに接続するように切替えるスイッチを備えていてもよい。

（実施例３）
上記の実施例では、サンプリングする波長領域が重複することなく独立していたが（図５参照）、サンプリングする波長領域は部分的に重複していてもよい。例えば、図９に示すように、光源装置１２から出力される光は、時間ｔ５からｔ７の間に第１の波長領域となり、時間ｔ６からｔ８の間に第２の波長領域となり、第１の波長領域と第２の波長領域において、時間ｔ６からｔ７の間で重複していてもよい。以下に、サンプリングする波長領域が部分的に重複する場合において、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延させる構成について説明する。なお、本実施例では、制御装置６４内のサンプリング回路と遅延回路と演算部との構成が実施例１、２と相違しており、その他の構成については略同一となっている。そこで、実施例１、２と同様の構成については、その説明を省略する。

まず、説明を容易にするために、第１の波長領域におけるサンプリングと第２の波長領域におけるサンプリングのみを行うときの制御装置６４の構成について説明する。図１０に示すように、制御装置６４には、第１のサンプリング回路２６６ａと、第２のサンプリング回路２６６ｂと、第１の遅延回路２６８ａと、第２の遅延回路２６８ｂと、演算部２７０が設けられている。

第１のサンプリング回路２６６ａと第２のサンプリング回路２６６ｂには、干渉信号がそれぞれ入力される。すなわち、干渉信号は、分岐されて第１のサンプリング回路２６６ａと第２のサンプリング回路２６６ｂにそれぞれ入力される。

第１の遅延回路２６８ａと第２の遅延回路２６８ｂには、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号がそれぞれ入力される。すなわち、Ｋ－ｃｌｏｃｋ信号は、分岐されて第１の遅延回路２６８ａと第２の遅延回路２６８ｂにそれぞれ入力される。第１の遅延回路２６８ａは、第１の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ３だけＫ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延できるように構成されている。第２の遅延回路２６８ｂは、第２の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ４だけＫ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延できるように構成されている。なお、第１の遅延回路２６８ａ及び第２の遅延回路２６８ｂは、実施例１の遅延回路６８のように遅延量が変更できるように構成されていてもよいし、実施例２の遅延回路１６８のように遅延量の異なる複数の回路を備え、複数の回路から接続する経路を切替えることができるように構成されていてもよい。

次に、干渉信号をサンプリングする際の制御装置６４の動作について説明する。例えば、演算部２７０によってサンプリングする波長領域が第１の波長領域であると判定されると、演算部２７０は、遅延量が第１の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ３となるように、第１の遅延回路２６８ａの遅延量を設定する。制御装置６４に入力された干渉信号は、第１のサンプリング回路２６６ａと第２のサンプリング回路２６６ｂにそれぞれ入力される。また、制御装置６４に入力されたＫ－ｃｌｏｃｋ信号は、第１の遅延回路２６８ａと第２の遅延回路２６８ｂにそれぞれ入力される。第１の遅延回路２６８ａは、時間ΔＴ３だけＫ－ｃｌｏｃｋ信号を遅延するように設定されているため、第１の遅延回路２６８ａに入力されたＫ－ｃｌｏｃｋ信号は遅延時間ΔＴ３だけ遅延されて第１のサンプリング回路２６６ａに入力される。すなわち、第１のサンプリング回路２６６ａには、第１の波長領域において干渉信号とＫ－ｃｌｏｃｋ信号が同期されて入力される。演算部２７０は、トリガー信号を第１のサンプリング回路２６６ａに出力する。第１のサンプリング回路２６６ａは、演算部２７０から出力されるトリガー信号に基づいて干渉信号を取得する。これによって、第１の波長領域における干渉信号のサンプリングが、第１のサンプリング回路２６６ａで実行される。

次いで、演算部７０によってサンプリングする波長領域が第２の波長領域であると判定されると、演算部２７０は、遅延量が第２の波長領域に対応する遅延時間ΔＴ４となるように、第２の遅延回路２６８ｂの遅延量を設定する。これによって、第２の遅延回路２６８ｂに入力されたＫ－ｃｌｏｃｋ信号は遅延時間ΔＴ４だけ遅延されて第２のサンプリング回路２６６ｂに入力される。すなわち、第２のサンプリング回路２６６ｂには、第２の波長領域において干渉信号とＫ－ｃｌｏｃｋ信号が同期されて入力される。演算部２７０は、トリガー信号を第２のサンプリング回路２６６ｂに出力する。第２のサンプリング回路２６６ｂは、演算部２７０から出力されるトリガー信号に基づいて干渉信号を取得する。これによって、第２の波長領域における干渉信号のサンプリングが、第２のサンプリング回路２６６ｂで実行される。

上述の説明から明らかなように、第１の波長領域と第２の波長領域は、時間ｔ６からｔ７の間、波長領域が重複しているが、制御装置６４には、２つのサンプリング回路２６６ａ、２６６ｂと、２つの遅延回路２６８ａ、２６８ｂが設けられている。このため、第１の波長領域におけるサンプリングと第２の波長領域におけるサンプリングを異なるサンプリング回路２６６ａ、２６６ｂで行うことができる。これによって、部分的に重複する時間ｔ６からｔ７の間の波長領域においても、第１の波長領域のサンプリングと第２の波長領域のサンプリングをそれぞれ適切に行うことができる。また、第１の遅延回路２６８ａの遅延量と第２の遅延回路２６８ｂの遅延量をそれぞれ適切に設定することによって、第１の波長領域のサンプリングと第２の波長領域のサンプリングをそれぞれ適切に行うことができる。

なお、図９に示す第３の波長領域のサンプリングと第４の波長領域のサンプリングは、上記と同様に第３及び第４のサンプリング回路と第３及び第４の遅延回路を用いて実行することができる。あるいは、第１の遅延回路２６８ａと第２の遅延回路２６８ｂが、実施例１の遅延回路６８のように遅延量を変更できるように構成した場合は、図１０に示す制御回路によって第１の波長領域～第４の波長領域におけるサンプリングを実行することができる。すなわち、第１の波長領域のサンプリングは第１のサンプリング回路２６６ａで実行し、第２の波長領域のサンプリングは第２のサンプリング回路２６６ｂで実行する。第３の波長領域のサンプリングを実行する際は、第１の遅延回路２６８ａの遅延量をΔＴ５に設定し、第１のサンプリング回路２６６ａで実行する。そして、第４の波長領域のサンプリングを実行する際は、第２の遅延回路２６８ｂの遅延量をΔＴ６に設定し、第２のサンプリング回路２６６ｂで実行する。このようにサンプリングを実行することで、少ないサンプリング回路で、図９に示すような複数領域におけるサンプリングを実行することができる。

なお、上記の実施例１～３では、光干渉断層装置１を用いて被検眼１００内部の断層情報を生成したが、このような構成に限定されない。光干渉断層装置１を用いて被検眼１００内部以外の組織等の断層情報を生成してもよく、例えば、血管や皮膚組織等の断層情報を生成してもよい。

以上、本明細書に開示の技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

１：光干渉断層装置
１０：測定部
１２：光源装置
１４：干渉光学系
１６：位置調整機構
２２：参照ミラー
２６：受光素子
４０：焦点調整機構
４６：ガルバノスキャナ
５０：観察光学系
６４：制御装置
６６、２６６：サンプリング回路
６８、１６８、２６８：遅延回路
７０、２７０：演算部
８０：Ｋ－ｃｌｏｃｋ発生装置
１００：被検眼

Claims (4)

1. 波長掃引型の光源と、
   前記光源からの光を被検体に照射すると共に、前記被検体からの反射光又は散乱光を導く測定光学系と、
   前記光源からの光を導いて参照光とする参照光学系と、
   前記測定光学系により導かれた前記反射光又は散乱光と前記参照光学系により導かれた前記参照光とを合波した干渉光を受光し、受光した前記干渉光を干渉信号に変換する受光素子と、
   前記光源からの光から等周波数間隔でサンプルクロック信号を生成するサンプルクロック信号生成部と、
   前記サンプルクロック信号生成部から入力される前記サンプルクロック信号のタイミングに基づいて、前記受光素子から入力される前記干渉信号をサンプリングする信号処理部と、
   前記信号処理部でサンプリングした前記干渉信号から前記被検体の断層情報を生成する演算部と、を備えており、
   前記サンプルクロック信号生成部から前記信号処理部へ入力される前記サンプルクロック信号と、前記受光素子から前記信号処理部へ入力される前記干渉信号との少なくとも一方を、所定の遅延量だけ遅延させる遅延回路をさらに備えており、
   前記信号処理部は、前記光源から出力される光の波長が１周期変化する間に、前記光源からの光の全波長領域のうちの第１の部分である第１の波長領域において前記干渉信号をサンプリングすると共に、前記第１の部分と異なる前記光源からの光の全波長領域のうちの第２の部分である第２の波長領域において前記干渉信号をサンプリングし、
   前記信号処理部は、前記光源からの光を前記被検体に入射したときに、その入射位置における前記被検体の深さ方向の測定範囲全体を含む断層情報を取得し、
   前記信号処理部は、前記第１の波長領域において前記干渉信号をサンプリングすることで第１の断層情報を取得し、前記第２の波長領域において前記干渉信号をサンプリングすることで第２の断層情報を取得し、
   前記遅延回路は、前記第１の波長領域において前記干渉信号をサンプリングするときの第１の遅延量と、前記第２の波長領域において前記干渉信号をサンプリングするときの第２の遅延量とが異なるように構成されている、光干渉断層装置。
2. 前記遅延回路は、遅延量を前記第１の遅延量と前記第２の遅延量とに切替える切替部を有している、請求項１に記載の光干渉断層装置。
3. 前記遅延回路は、
   前記第１の遅延量に設定された第１の回路と、
   前記第２の遅延量に設定された第２の回路と、を備えており、
   前記切替部は、前記サンプルクロック信号と前記干渉信号の一方の信号が前記第１の回路を介して前記信号処理部に入力する第１の状態と、前記サンプルクロック信号と前記干渉信号の前記一方の信号が前記第２の回路を介して前記信号処理部に入力する第２の状態とに切替えるスイッチと、を備えている、請求項２に記載の光干渉断層装置。
4. 前記第１の波長領域は、前記第２の波長領域と重複しない、請求項１に記載の光干渉断層装置。

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