CN102439426A - 光学断层摄像装置 - Google Patents

Abstract

光学相干断层成像装置(100)包括光源(101)、用于将来自光源的光分割成多个测量光束(106-1～106-3)和相应数量的参考光束(105-1～105-3)的部件(156，131-1～131-3)，用于使多个测量光束扫描诸如眼(107)的视网膜(127)等的检查对象的部件(119)，检测部，用于检测来自检查对象的光与参考光的合成光(142-1～142-3)，所述检测部包括分光元件(141)和传感器(139)，其中，传感器包括分光后的合成光束各自聚光的多个区域，所述区域配置在分光的方向上或者与分光的方向垂直的方向上，以及用于通过调整合成光入射至检测部所经由的光纤端之间的距离并且考虑到检测部的光学倍率、调整所述区域之间的距离的部件。

Description

光学断层摄像装置

技术领域

本发明涉及一种使用光学相干断层成像的摄像装置、摄像方法以及用于观察例如眼底或皮肤的医疗设备。

背景技术

近年来，使用利用低相干光的干涉的光学相干断层成像(OCT)的摄像装置(以下还称为“OCT装置”)已投入实际应用。

OCT装置可以通过利用测量光照射样品、并使来自样品的后向散射光(返回光)与参考光干涉来获得高分辨率的断层图像。因此，获得被检眼的眼底的视网膜的断层图像，从而使得OCT装置在例如对视网膜的眼科检查中得以广泛使用。

这里，主要可以使用两种类型的OCT方法，即时域OCT(TD-OCT)和傅立叶域OCT(FD-OCT)。FD-OCT是使光谱信息经过傅立叶变换以一并获得与深度方向位置相对应的多个强度信息的方法。因此，与为了获得深度方向位置而改变相干门位置的TD-OCT相比，FD-OCT可以以更高速度获得断层图像。

在例如对视网膜的眼科检查中的OCT测量中，断层图像可能由于眼球运动(典型地，无意识眼动)而发生移位或丢失。特别地，由于当在宽的视角进行测量时，获得断层图像需要时间，所以断层图像移位或者断层图像丢失的可能性增大。

因此，日本2875181号专利(专利文献1)讨论了一种使用多个束、并缩窄每一束的测量区域来缩短测量时间的方法。在专利文献1中，使用将9个束分成测量光和参考光的干涉仪。对从各个束所获得的干涉光进行分光，并且利用针对多个束所设置的相同的二维传感器阵列检测分光后的干涉光。

“Single Camera Based Spectral Domain PolarizationSensitive Optical Coherence Tomography”，2007/Vol.15，No.3/Optics Express 1054中讨论了用于利用一个分光器通过获得具有不同偏振状态的多个干涉光来进行OCT测量的偏振OCT。这样，利用一个分光器中的一个线传感器获得两个干涉光，从而减小了装置的大小。该文献中没有讨论使用多个束、并缩窄每一束的测量区域的方法。

参考文献列表

专利文献

PTL1 日本2875181号专利

非专利文献

NPL1 Single Camera Based Spectral Domain PolarizationSensitive Optical Coherence Tomography，2007/Vol.15，No.3/Optics Express 1054

发明内容

由于例如光源自身的热闪烁，从光源所生成的光生成具有大于想要的波长宽度的波长宽度的光。

因此，在日本2875181号专利中，为了防止多个分光后的干涉光在二维传感器阵列上相互重叠，使检测各个干涉光的区域之间的距离充分地大。这是因为，当多个干涉光在传感器上相互重叠时，在干涉光之间发生串扰，因而在获得的作为结果的断层图像中生成噪声。

这里，由于必须使检测区域相互充分分开，因而设置不用于检测的像素。因此，二维阵列传感器所需的像素的数量增大，因而降低了读出速度。

没有讨论甚至没有暗示聚光于传感器的束之间的距离应当是多大。因此，认为日本2875181号专利中所述的距离比所需的要大。

在“Single Camera Based Spectral Domain PolarizationSensitive Optical Coherence Tomography，”2007/Vol.15，No.3/Optics Express 1054中，没有讨论甚至没有暗示聚光于线传感器的两个干涉光之间的距离。如果聚光的束没有相互分开，则在束之间也发生串扰。

根据本发明的使用光学相干断层成像的摄像装置包括：光源，用于生成光；分割部，用于将来自所述光源的光分成参考光和测量光；扫描光学部，用于利用所述测量光扫描检查对象；以及检测部，用于检测相互组合所述参考光和来自所述检查对象的返回光的合成光；其中，利用用于扫描所述检查对象的多个所述测量光扫描所述检查对象；其中，所述检测部包括分光元件和传感器，所述分光元件用于分光多个所述合成光，所述传感器用于检测已被分光了的多个所述合成光，所述分光光包括第一分光光和第二分光光；其中，所述传感器包括所述第一分光光和所述第二分光光聚光的第一区域和第二区域；其中，将所述第一区域和所述第二区域配置在所述分光的方向上或者配置在与所述分光的方向大致垂直的方向上；以及其中，通过使用多个所述合成光出射的多个光纤端之间的距离和所述检测部的光学倍率，调整所述第一区域和所述第二区域之间的距离。

根据本发明的另一摄像装置，包括：单个分光单元，用于分光通过组合多个返回光和多个参考光所形成的多个合成光，其中，所述多个返回光从利用多个测量光照射的检查对象返回，所述多个参考光对应于所述多个测量光；分光侧照明单元，用于在相对于所述单个分光单元大致共轭位置并且以相对于所述单个分光单元的入射角，利用所述多个合成光进行照明；传感器，用于基于来自所述单个分光单元的所述多个合成光，检测多个光；以及获得单元，用于基于在所述传感器处所检测到的多个光，获得所述检查对象的光学相干断层成像图像。

根据本发明，可以提供一种结构，在所述结构中，规定聚光于传感器的多个干涉光之间在传感器中的距离，以防止在干涉光之间发生串扰。

通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将显而易见。

附图说明

图1A和1B是示出第一和第二实施例中使用光学相干断层成像的摄像装置的结构的示意图。

图2A～2D是示出第一实施例中的OCT装置获得断层图像的示意图。

图3A和3B是示出第一实施例中的分光器的结构中的各个构件的位置之间的关系的示意图。

图4A～4C是示出第一实施例中的线传感器中的分光位置和串扰的示意图。

图5A和5B是示出第二实施例中的分光器的结构的示意图。

图6是示出第三实施例中的分光器的结构中的各个构件的位置之间的关系的示意图。

图7A和7B是示出第三实施例中的分光器的结构中的各个构件的位置之间的关系的示意图。

图8A和8B示出第四实施例中的光纤端的调整机构。

图9A～9C示出第四实施例中的干涉光的强度分布。

图10A和10B示出第四实施例中的光纤端的调整。

具体实施方式

下面将说明本发明的优选实施例。

将参考图1A和1B说明根据本发明实施例的使用光学相干断层成像的摄像装置。

首先，附图标记101表示用于生成光(低相干光)的光源。对于光源101可以使用超辐射发光二极管(SLD)。对于光源101还可以使用放大自发辐射光源(ASE)。另外，对于光源101还可以使用诸如钛蓝宝石激光器等的超短脉冲激光器。对于光源101可以使用可生成低相干光的任何光源。尽管没有特别限制，但是从光源101所生成的光的波长在400nm～2μm的范围中。用于实现OCT的波长间隔可以为例如1nm以上，理想的是10nm以上，更理想的是30nm以上。

附图标记131(附图标记131-1～131-3)表示将来自光源101的光分成参考光和测量光的分割部。例如，对于分割部131可以使用分束器或光纤耦合器。因而，对于分割部131可以使用能分割光的任何分割部。

附图标记119表示用于扫描要检查的检查对象(要检查的被检眼107)的扫描光学部。例如，对于扫描光学部119理想的是使用galvano扫描器。然而，可以使用能够利用光扫描检查对象的任何扫描器。

图1B示出用于检测参考光和来自检查对象107的返回光的合成光的检测部(分光器)。检测部包括用于对多个合成光142(142-1～142-3)进行分光的分光元件。分光元件141是例如衍射光栅或棱镜，并且可以是可以进行分光的任何分光元件。检测部包括用于检测通过分光元件141所分光的多个光的传感器139。传感器139可以是线传感器、二维传感器或者可检测光的任何传感器。这里，从多个光纤端160(160-1～160-3)出射多个合成光142。

可以利用扫描检查对象107所使用的多个测量光来扫描检查对象107。Michelson型干涉仪用于形成多个测量光的方法不同于Mach-Zehnder型干涉仪用于形成多个测量光的方法(后面说明)。

扫描器139具有第一区域和第二区域(例如，区域161-1～161-3)，其中，使进行了分光的第一光和第二光(例如，在多个合成光142通过分光元件141之后所获得的光)在第一区域和第二区域中聚光。这里，第一区域和第二区域是指利用多个分光光照射传感器的区域(单位：像素)。

在分光方向(诸如图6中的y方向等)上或者在与分光方向大致垂直的方向(诸如图6中的x方向等)上配置第一区域和第二区域。

通过使用多个光纤端160之间的距离和检测部的光学倍率(例如，根据检测部中所包括的透镜135和透镜143的焦距之比来确定)来调整第一区域和第二区域之间的距离(诸如图6中的Dx和Dy等)，其中，从多个光纤端160出射多个合成光142。

这使得可以限制传感器139中的分光光之间的串扰。另外，可以使第一区域和第二区域尽可能地靠近。也就是说，可以使得第一区域和第二区域之间的距离(单位：像素)小(可以使得像素的数量小)。

这里，希望使分光得到的多个光聚光在各个区域161。

如果第一区域和第二区域被配置在分光方向(诸如图6中的y方向等)上，则希望如下配置在第二区域中的第一区域侧的像素。也就是说，这些像素包括在传感器139下面的区域中：在该区域中，检测到在第一区域中聚光的光中、具有小于在第二区域所检测到的光的强度的10^-4倍的强度的光。

如果将第一区域和第二区域配置在分光方向(诸如图6中的y方向等)上，并且传感器139包括相对于第一区域与分光方向大致垂直(诸如图6中的x方向等)而配置的第三区域(参见图5A和5B)，则希望如下这样。也就是说，第一区域和第三区域之间的距离小于第一区域和第二区域之间的距离。

希望将线传感器设置成从第一区域延伸至第三区域(诸如图6中的161-1～161-9等)。对于光纤端的相对位置，希望至少设置可以调整光纤端之间的距离(诸如图3A中的d1和d3等)的机构。

Michelson型干涉仪

如果使用Michelson型干涉仪，则形成分割部131从而合成参考光和测量光。也就是说，形成分割部131以将通过光源101所生成的光分成参考光和测量光，并且合成参考光和返回光。

这里，分割部131将通过光源101所生成的光分成多个光，并且将分割得到的多个光分成参考光和测量光。

从多个光源生成光。这多个光被分成参考光和测量光。

Mach-Zehnder型干涉仪

如果使用Mach-Zehnder型干涉仪，则设置用于合成参考光和测量光的合成部。合成部是光纤耦合器或者可以合成光的任何其它合成部。

将通过光源101所生成的光分成测量光和参考光，并且将分割得到的测量光和分割得到的参考光分成多个光。

另一实施例：摄像方法

这里，在另一实施例中，可以将使用根据上述实施例的摄像装置的摄像方法存储在计算机可读存储介质(诸如软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡、ROM、EEPROM或蓝光光盘等)中，作为要通过计算机执行的程序。另一实施例可以涉及用于通过计算机执行使用该摄像装置的上述方法的程序。

实施例

第一实施例

在第一实施例中，将参考图1A和1B说明应用本发明的使用光学相干断层成像的摄像装置(OCT装置)。

如图1A所示，根据本实施例的OCT装置100整体上构成Michelson型干涉仪。首先将从光源发射的光分成测量光和参考光。另外，在多个测量光路中提供测量光。OCT装置100包括使用多个合成光拍摄检查对象的断层图像的OCT系统，其中，在这多个合成光中，对多个测量光的返回光和穿过了参考光路的参考光进行合成，并且使返回光和参考光相互光学干涉。还可以使用Mach-Zehnder型干涉仪作为干涉仪。如果使用Mach-Zehnder型干涉仪，则与Michelson型干涉仪相比，在测量光和参考光之比小时所获得的断层图像可以具有高对比度。

在本说明书中，还将上述断层图像称为“光学相干断层图像”。

更具体地，在该图中，将作为从光源101出射的光的出射光104引导至单模光纤110，并且入射至光耦合器156。在光耦合器156处，将出射光104分成在三个光路、即第一光路、第二光路和第三光路中提供的出射光104-1～104-3。

在这三个光路中提供的出射光104-1～104-3通过偏振控制器153-1，并且通过光学耦合器131-1～131-3将其分成参考光105-1～105-3和测量光106-1～106-3。

通过成为利用例如作为观察对象的被检眼107的视网膜127反射或散射测量光106-1～106-3所形成的返回光108-1～108-3，这样所分割的、并在三个光路中提供的测量光106-1～106-3返回。然后，通过光学耦合器131-1～131-3，将返回光108-1～108-3与穿过了参考光路的参考光105-1～105-3合成，并且成为合成光142-1～142-3。在形成了合成光142-1～142-3之后，通过透射衍射光栅141针对各波长对它们进行分光。分光得到的光入射至线传感器139。线传感器139针对各位置(波长)将光强度转换成电压。使用其的每一个信号，形成被检眼107的断层图像。

然而，用于将光路分支成多个光路的单元不局限于此。可以在耦合器检查对象侧和耦合器基准镜侧分别配置用于将光分成参考光和测量光的光学耦合器156，从而使得通过耦合器将光分支成三个测量光和三个参考光。可选地，可以在基准镜侧不设置光学耦合器156的情况下，仅利用一个光路来提供参考光。

接着说明光源101的周边。光源101是作为代表性的低相干光源的超辐射发光二极管(SLD)。其波长为840nm，并且其带宽为50nm。这里，由于带宽影响要获得的断层图像在光轴方向上的分辨率，所以带宽是个重要参数。尽管选择SLD作为光源，但是可以使用诸如放大自发辐射(ASE)光源等的可以发射低相干光的任何其它光源。考虑到测量眼，作为波长，近红外光是适合的。另外，波长影响要获得的断层图像在横向上的分辨率，因而对于波长希望尽可能地短。这里，波长为840nm。可以根据观察对象的测量部位而选择其它波长。

接着说明参考光105的光路。通过光学耦合器131-1～131-3所分割的、并在三个光路中提供的参考光105-1～105-3通过偏振控制器153-2和光纤长度改变单元155-1～155-3，在透镜135-1处成为大致平行的光，并且通过透镜135-1出射。接着，参考光105-1～105-3穿过色散补偿玻璃115，并且通过透镜135-2使其聚光于镜114。接着参考光105-1～105-3在镜114处改变方向，并且再次向光学耦合器131-1～131-3行进。然后，参考光105-1～105-3穿过光学耦合器131-1～131-3，并被引导至线传感器139。这里，色散补偿玻璃115补偿在被检眼107和扫描光学系统之间往返的测量光106的色散。这里，作为日本人的平均眼球直径的代表值为L＝23mm。附图标记117表示电动台。电动台117可以在该图中双向箭头的方向上移动，并且可以调整和控制参考光105的光路长度。可以通过个人计算机125控制电动台117。这里，尽管对于三个光路使用相同的镜114、相同的电动台117和相同的色散补偿玻璃115，但是可以独立设置它们。在这种情况下，通过不同的电动台117来控制透镜135的位置和镜114的位置，从而使得可以改变参考光105-1、105-2和105-3的光路。

设置光纤长度改变单元155-1～155-3是为了对各个光纤的长度进行精细调整。根据测量光106-1～106-3的测量部位，光纤长度改变单元155-1～155-3可以调整参考光105-1～105-3的光路，并且可以通过个人计算机125来控制光纤长度改变单元155-1～155-3。

接着说明测量光106的光路。

由光学耦合器131-1～131-3分割得到的测量光106-1～106-3通过偏振控制器153-4，在透镜120-3处成为大致平行的光，通过透镜120-3出射，并且入射至构成扫描光学系统的XY扫描器119的镜。这里，为了简化，将XY扫描器119表示为一个镜。然而，XY扫描器119实际上包括两个镜，即相互靠近配置的X扫描镜和Y扫描镜，并且在与光轴垂直的方向上对视网膜127进行光栅扫描。调整透镜120-1、透镜120-3等，从而使得测量光106-1～106-3各自的中心与XY扫描器119的镜的转动中心大致对齐。

透镜120-1和透镜120-2是用于利用测量光106-1和106-2扫描视网膜127的光学系统，并且用于以角膜126附近作为支点，利用测量光来扫描视网膜127。使测量光106-1～106-3聚光于视网膜的任一位置。

以所述任一位置作为中心，驱动XY扫描器119以获得各个扫描图像。附图标记117-2表示电动台。电动台117-2可以在箭头的方向上移动，并且可以调整和控制附随的透镜120-2的位置。通过调整透镜120-2的位置，使测量光106聚光于被检眼107的视网膜127的预定层，并且可以观察视网膜127。另外，可以应对被检眼107的异常折射。如果测量光106-1～106-3入射至被检眼107，则测量光106-1～106-3通过被视网膜127反射或散射，成为返回光108-1～108-3。返回光108-1～108-3穿过光学耦合器131-1～131-3，并且被引导至线传感器139。这里，可以通过个人计算机125来控制电动台117-2。

尽管在本实施例中，以附图标记118-1～118-3所表示的组件形成为相互平齐地配置(也就是说，处于XZ平面)，但是本发明不局限于此。可以将它们配置在与该图的纸面垂直的方向(y方向)上，或者可以将它们配置成在这两个方向上均有分量。

通过上述结构，可以同时使用三个束进行扫描。

接着将说明根据本实施例的OCT装置中的测量系统的结构。通过光学耦合器131-1～131-3将参考光105-1～105-3和通过视网膜127的反射或散射所形成、并穿过第一和第二光路的返回光108-1～108-3彼此合成。然后，合成光142通过光纤端出射，并且在透镜135处成为大致平行的光。大致平行的光照射构成检测部的透射衍射光栅141，并且针对各波长进行分光。使分光得到的光聚光于成像透镜143，并且线传感器针对各位置(波长)将光的强度转换成电压。在线传感器139上观察到波长轴上光谱区域的三个干涉条纹。

下面将说明使用OCT装置获得断层图像。

这里，将参考图2A～2D说明视网膜127的断层图像(与光轴平行的平面)的获得。

图2A示出利用OCT装置100观察检查对象107的状态。然而，未示出测量光106-3。

由于以相同附图标记表示与图1A中示出的构件相同或相对应的构件，所以下面将不说明相同或相应构件。

如图2A所示，测量光106-1～106-3穿过角膜126。当测量光106-1～106-3入射至视网膜127时，它们在各种位置处被反射或散射，并且成为返回光108-1～108-3。伴随着各位置处的时间延迟，返回光108-1～108-3各自到达线传感器139。在图2A中，为了简化，在轴外部示出返回光108-1～1083。然而，返回光108-1～108-3实际上是以相反方向沿测量光106-1～106-3的光路行进的返回光。这里，由于光源101的带宽宽，并且空间相干长度短，所以仅当参考光路的长度和测量光路的长度大致彼此相等时，才可以通过线传感器139检测到干涉条纹。如上所述，线传感器139所获得的是波长轴上的光谱区域的干涉条纹。接着，考虑到线传感器139和透射衍射光栅141的特性，针对各个合成光142-1～142-3将作为波长轴上的信息的干涉条纹转换成光频轴处的干涉条纹。此外，通过使转换后的光频轴处的干涉条纹经过逆傅立叶变换，可以获得深度方向信息。

此外，如图2B所示(为了简化，图2B仅示出测量光中的测量光106-1)，如果在驱动XY扫描器119的X轴时检测到干涉条纹，则获得针对各X轴位置的干涉条纹。也就是说，可以获得针对各X轴位置的深度方向信息。

结果，获得返回光108-1的强度在XZ平面上的二维分布，也就是说，获得断层图像132(参考图2C)。如上所述，断层图像132实际上是以阵列形式配置返回光108的强度的断层图像。例如，通过使灰度级与强度相适合来示出强度。这里，仅增强并示出所获得的断层图像的边界。

如图2D所示，如果控制XY扫描器119并且利用测量光106-1～106-3对视网膜进行光栅扫描，则可以同时连续获得视网膜上的任何两个位置的断层图像。这里，当以作为X轴方向的XY扫描器的主扫描方向和作为Y轴方向的XY扫描器的副扫描方向进行扫描时，作为结果、可以获得YZ平面上的多个断层图像。

接着将更加详细地说明分光器。

图1B示出三个合成光(142-1～142-3)入射至OCT装置的结构。在y方向上彼此分开地配置光纤端160-1～160-3，并且合成光142-1～142-3通过光纤端160-1～160-3出射。这里，预先调整光纤端的方位，以使得合成光垂直于透镜的主面出射，也就是说，使得实现远心。这里，术语“y方向”是指与透射衍射光栅141(用作分光单元)进行分光的方向平行的方向。出射的合成光入射至透镜135。在本说明书中，透镜135还称为“分光侧照明部”。三个合成光在透镜135处成为大致平行的光，并且入射至透射衍射光栅141。透射衍射光栅141被配置在光学系统的光瞳附近(或者相对于单个分光单元大致共轭的位置)。希望对于照明使用多个合成光，以在单个分光单元处交叉。这里，为了减少光量损失，需要在透射衍射光栅的表面设置光阑。配置透射衍射光栅141以使其相对于透镜135的主面倾斜。这里，希望分光侧照明部135利用多个合成光以相对于单个分光单元的入射角进行照明。因此，透射衍射光栅141的表面的光束(多个合成光的照明区域)是椭圆形。因此，设置在透射衍射光栅141的表面的光阑必须是椭圆形的。也就是说，希望设置这样的光阑单元，其中，该光阑单元具有基于照明分光单元所使用的多个合成光的照明区域的形状。通过透射衍射光栅所衍射的合成光入射至透镜143(还被称为“检测侧照明单元”)。此时，希望检测侧照明单元143以使传感器139处的多个光的照明区域不相互重叠的方式在这些照明区域进行照明。这里，这多个光是多个合成光通过了分光单元之后的光，并且与多个合成光相对应。

图1B中的衍射合成光是仅具有中心波长的光束。对于具有其它波长的衍射合成光，为了简化，仅示出主光线。由于光轴方向是z方向，所以通过衍射转动坐标。使入射至透镜143的衍射合成光聚光于线传感器139，并且观察y方向上的干涉条纹161-1～161-3。也就是说，形成分光器，从而使得光纤端160-1～160-3的图像成为线传感器139上的干涉条纹161-1～161-3。

图3A示出本实施例中的位置关系。在图3A中，为了简化，仅示出主光线。如果光纤端160-1与光纤端160-2之间的距离和光纤端160-3与光纤端160-2之间的距离分别是d 1和d3，在线传感器139中中心波长840nm的聚光位置之间的距离分别为D 1和D3，透镜135的焦距为f1，并且合成光142-1和142-3的光线在它们通过透镜135出射之后相对于光轴的倾斜度分别为θ1和θ3，则下面的公式(1-1)和(1-2)成立：

d1＝f1×tanθ1    (1-1)

d3＝f1×tanθ3    (1-2)

其中，d3和θ3是负值。

图3B示出相对于透射衍射光栅的入射角。如果将作为透射衍射光栅的法线的线作为θ1和θ3的基准，则合成光142-1和142-3相对于作为透射衍射光栅的法线的线的入射角分别为α1和α3；并且如果合成光142-2相对于透射衍射光栅的法线的入射角为A，则下面的公式(2-1)和(2-2)成立：

α1＝θ1+A    (2-1)

α3＝θ3+A    (2-2)

其中，将入射角A设置成透射衍射光栅141的衍射效率成为最大处的入射角。在本说明书中，还将衍射效率称为分光效率。

如果相对于入射角A、n阶光的衍射角为B，则下面的公式(3)成立：

sinA+sinB＝npΛ    (3)

其中，p表示透射衍射光栅141的间距。该间距与透射衍射光栅141中周期性切割的图案的宽度有关，并且以每1mm切割出多少图案(图案数量/mm)来表示。Λ表示波长。如果n＝1(也就是说，对于分光，使用一阶光)，并且如果衍射光栅是在A＝B时衍射效率成为最大的衍射光栅，则通过下面的公式(4)表示Δθ和光源的波长宽度与衍射光栅的间距之间的关系：

A＝B＝sin^-1(pΛ/2)    (4)

如果p＝1200个图案/mm，并且Λ是840nm(中心波长)，则A＝B＝30.26°。倾斜透射衍射光栅141，从而使得合成光142-2相对于作为透射衍射光栅141的法线的线的入射角为A＝30.26°。

如果合成光142-1和142-3相对于作为透射衍射光栅141的法线的线的衍射角分别为β1和β3，并且将这些值代入公式(3)的值，则下面的公式(5-1)和(5-2)成立：

sinα1+sinβ1＝pλ    (5-1)

sinα2+sinβ2＝pλ    (5-2)

如果合成光142-1和142-3的光线相对于透镜143的光轴的倾斜度分别为Θ1和Θ3，则下面公式(6-1)和(6-2)成立：

Θ1＝β1-B    (6-1)

Θ3＝β3-B    (6-2)

因此，可以通过下面的公式(7-1)和(7-2)表示线传感器上的聚光位置：

D1＝f2×tanΘ1    (7-1)

D3＝f2×tanΘ3    (7-2)

其中，f2为透镜143的焦距。

这里，如果d1和d3分别为12mm和-12mm，如果透镜135的焦距为100mm，并且如果透镜143的焦距为150mm，那么D1和D3都可以被确定。D1和D3分别为-16.81mm和19.38mm。也就是说，具有840nm波长的合成光142-1、142-2和142-3聚光于线传感器139上的-16.81mm、0mm和19.38mm的位置处。

类似地，可以通过将公式(3)中的Λ设置成其它波长，获得具有其它波长的合成光142-1～142-3在线传感器139上的聚光位置。

表1示出第一实施例中合成光和线照相机上的聚光位置之间的关系。确定针对典型的最大和最小测量波长865nm和815nm以及典型的中心波长840nm的聚光位置。通过表1可知，多个光(即在多个合成光经过分光单元之后的光)在传感器139处的照明区域的面积(像素数量)相互不同。

[表1]

图4A示出上述关系和合成光的轮廓。图4B是合成光相互紧密接触并且聚光于线传感器139的示意图。

如图4A所示，通过根据附图标记142-1～142-3分割线传感器的区域，并且通过进行例如傅立叶变换，可以分别获得测量光106-1～106-3的视网膜127的断层图像。如图4A所示，如果在将线传感器的区域充分相互分开从而使得不会发生串扰时进行聚光，则不会发生任何问题。然而，如图4B所示，如果在区域相互紧密接触时进行聚光，则会发生串扰。如果发生串扰，则不能独立获得测量光106-1～106-3的视网膜127的断层图像。也就是说，在一个图像与其它图像重叠的情况下获得断层图像。因此，需要在线传感器上使区域相互分开以使得图像不会相互重叠。如果区域相互被过度分开，则线传感器的像素被不必要地浪费使用，结果，需要大量像素。因此，也需要尽可能靠近地设置区域。

这里，如图4B所示，如果将其中一个合成光对其它合成光贡献的光量的最大值定义为串扰量Q，并且该其中一个合成光的光量的最大值为Imax，则需要下面的公式(8)成立：

Q＜Imax×10^-4    (8)

通过将串扰量设置在公式(8)的范围内，基本上可以获得图像中没有一个图像与其它图像重叠的良好断层图像。如果在公式(8)的范围内使聚光于线传感器的干涉条纹尽可能地靠近，则不会浪费线传感器的像素。

在测量检查对象，并且对最大信号电平和噪声电平进行相互比较时，最大信号电平和噪声电平的比约为1∶10^-4(40dB)。因此，如果串扰量小于或等于公式(8)的范围，则由与其它图像重叠的其中一个图像所形成的图像的噪声电平变得小于或等于该噪声电平，结果，不能识别在该其中一个图像中的其它图像处的噪声。相反，如果串扰量大于或等于公式(8)的范围，则由与其它图像重叠的其中一个图像所形成的图像的噪声电平变得大于或等于该噪声电平，结果，可以识别出在该其中一个图像中其它图像的噪声。因此，获得重叠图像。

下面将说明本实施例中的串扰量满足公式(8)的情况。如果使用Gauss光源作为光源101，则强度小于或等于Imax 10^-4的波长小于或等于786nm以及大于或等于894nm，其中，Gauss光源的中心波长为840nm，强度为1/e²的波长宽度为50nm。因此，如果在波长786nm和894nm处，邻接测量区域中没有包括合成光，则满足公式(8)。表2示出另一实施例中的合成光和线照相机的聚光位置之间的关系。表2示出波长786nm和894nm处的聚光位置。向图4A添加这些位置关系和合成光的轮廓，并且在图4C示出。

[表2]

为了简化，在图4C中，将包括波长786nm和894nm的聚光位置的区域从包括波长从815nm到865nm的聚光位置的区域移位。在包括波长从815nm到865nm的合成光142-2的聚光位置的区域中，不包括下面的区域：该区域包括波长从786nm到894nm的合成光142-1和合成光142-3的聚光位置。另外，在包括波长从815nm到865nm的合成光142-1和142-3的聚光位置的区域中，不包括下面的区域：该区域包括波长从786nm到894nm的合成光142-2的聚光位置。在合成光142-1～142-3之间的串扰量中，如果估计最大串扰量Q，则最大串扰量Q为合成光142-2影响合成光142-1的串扰量。该最大串扰量Q是合成光142-2中具有波长781nm的光影响合成光142-1中具有波长865nm的光的串扰量。该串扰量Q为1.45×10^-5。因此，由于该串扰量小于Imax×10^-4，所以满足公式(8)的范围。

因此，通过如上所述来设置透镜135和143的焦距、光纤端160-1～160-3之间的距离、以及透射衍射光栅141的间距，在线传感器139上的合成光142-1～142-3之间不会发生任何串扰的情况下，基本上可以消除在使用OCT进行摄像操作时一个图像与其它图像的重叠。然而，所设置的透镜135和143的焦距、光纤端160-1～160-3之间的距离、以及透射衍射光栅141的间距仅是焦距、距离和间距的其它组合在本实施例中的例子。因此，即使改变其组合，也可以使串扰处于公式(8)的范围内。

使用公式(1)～(7)，通过下面的公式(9)确定线传感器上的聚光位置D：

[数学公式1]

$D=-f2\tan (-{\sin }^{-1}(-\sin ({\tan }^{-1}\left(\frac{d}{f1}\right)+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}\right))+\mathrm{p\λ})+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}\right))$

如果在公式(9)中，d＝0，则下面的公式(10)成立：

[数学公式2]

$D0=-f2\tan (-{\sin }^{-1}(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}-\mathrm{p\λ})+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}\right))---\left(10\right)$

在本实施例中，使用公式(8)和(9)计算合成光142-2和142-1之间的串扰。如果相对于从相互分开d的光纤端发射的中心波长的强度、具有强度Imax×10-4的波长的聚光位置与d＝0处的测量波长的聚光位置之间的距离大于或等于0，则串扰满足公式(8)。如上所述，如果以强度相对于中心波长为1/e²处的波长宽度进行测量，并且使用Gauss光源，则强度成为Imax×10^-4处的波长是从测量波长开始增加了λmax-Λ的6/5倍的波长。在本实施例中，由于λmax-Λ是25nm，所以该波长为865nm+30nm＝895nm。通过表1和2以及图4可知，合成光142-3和142-2的聚光位置之间的距离小于合成光142-2和142-1的聚光位置之间的距离。这是由衍射角的性质决定的。因此，与当公式(9)中的d是正值时相比，当d是负值时，针对串扰的条件变得更严格。考虑到上述条件，满足下面的公式(11)将导致与公式(8)等价。

[数学公式3]

$-f2\tan (-{\sin }^{-1}(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}-p{\mathrm{\λ}}_{\min })+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}\right))$

$>-f2\tan (-{\sin }^{-1}(-\sin ({\tan }^{-1}\left(\frac{d_{\max }}{f1}\right)+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}\right))+p{\mathrm{\λ}}_{\max \mathrm{over}})+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}\right))---\left(11\right)$

然而，dmax表示光纤端160-1～160-3的距离中的最大值，λmin表示测量波长中的最小波长，并且λmaxover表示从测量波长中的最大波长开始增加了λmax-Λ的6/5倍的波长。通过满足该条件，可以使得合成光142-1和142-2之间的串扰和合成光142-2和143-3之间的串扰小于或等于公式(8)的范围。

尽管在上述说明中，考虑了一阶光之间的串扰，但是在一阶光和二阶光之间也发生串扰。在合成光142-3处与合成光142-2相反的位置处检测到二阶光。也就是说，二阶光配置在合成光142-3的一阶光和合成光142-1的二阶光之间的串扰最接近的位置处。下面估计142-3的一阶光的λmax的聚光位置和142-1的二阶光的λmin的聚光位置。

对于前者，公式(9)中的λ为λmax：

[数学公式4]

$D=-f2\tan (-{\sin }^{-1}(-\sin ({\tan }^{-1}\left(\frac{d_{\min }}{f1}\right)+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}\right))+p{\mathrm{\λ}}_{\max })+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}\right))---\left(12\right)$

其中，dmin表示光纤端160-1～160-3的距离中的最小距离，并且在本实施例中为d3。

对于后者，对于二阶光求解公式(9)，并且公式(13)成立：

[数学公式5]

$D=-f2\tan (-{\sin }^{-1}(-\sin ({\tan }^{-1}\left(\frac{d_{\min }}{f1}\right)+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}\right))+2p{\mathrm{\λ}}_{\min \mathrm{over}})+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}\right))---\left(13\right)$

其中，dmax是光纤端160-1～160-3的距离中的最大距离，并且在本实施例中为d1。λminover表示比测量波长中的最大波长小λmax-Λ的6/5倍的波长。

因此，如果公式(12)的值小于公式(13)的值，则不会发生上述串扰。因此，需要满足下面的公式(14)：

[数学公式6]

$-f2\tan (-{\sin }^{-1}(-\sin ({\tan }^{-1}\left(\frac{d_{\min }}{f1}\right)+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}\right))+p{\mathrm{\λ}}_{\max })+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\Λ}}{2}\right))$

$<-f2\tan (-{\sin }^{-1}(-\sin ({\tan }^{-1}\left(\frac{d_{\max }}{f1}\right)+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\&Lambda;}}{2}\right))+p{\mathrm{\&lambda;}}_{\min \mathrm{over}})+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\&Lambda;}}{2}\right))---\left(14\right)$

在本实施例中，右边解不存在，并且防止生成二阶光。其条件如下：

pλ＜-1或者pλ＞1    (15)

对于生成二阶光的条件，需要通过例如改变衍射光栅的间距p来满足公式(14)。

这里表示的区域传感器139上的聚光位置之间的关系没有考虑光学系统的失真的影响。在普通光学系统中，会发生失真。因此，聚光位置从这里所表示的位置偏移数个百分比的范围。然而，失真在数个百分比的范围内。另外，即使发生失真，所有波长的聚光位置向y＝0的位置偏移或者离开该位置。因此，不会发生具有大影响的串扰。然而，例如，如果在透镜135或透镜143中使用转动不对称面或者自由形状面，则可能发生非球面失真。如果非球面失真大，则使得距离d1和d2可调整。

这里所使用的透镜135和透镜143可以包括多个透镜。可选地，这多个透镜可以各自设置有具有相同焦距的镜或者多个镜。此外，尽管在本实施例中，使用透射衍射光栅作为分光单元，但是还可以使用反射衍射光栅或者诸如棱镜等的可以分割波长的元件。

第二实施例

在第一实施例中，将光纤端160-1～160-3配置在y方向上，并且可以通过一个线传感器检测在y方向上所观察的三个干涉条纹。相反，在第二实施例中，将光纤端160-1～160-3配置在x方向上，并且通过传感器检测在x方向上所观察的三个干涉条纹。这里，术语“x方向”是指与作为分光单元的透射衍射光栅141的分光方向垂直的方向。下面将说明本实施例。

第二实施例中的OCT装置的结构与图1A中示出的根据第一实施例的OCT装置的结构相同，因而下面将不再说明。

这里将详细说明分光部。

图5A示出合成光(142-1～142-3)入射至OCT装置的结构。这里，为了简化，仅示出具有840nm波长的主光线。合成光142-1～142-3通过光纤端160-1～160-3出射。类似于第一实施例，预先调整光纤端的方位，从而使得合成光垂直于透镜的主面出射。从主面出射的合成光入射至透镜135。三个合成光在透镜135处成为大致平行的光，并且入射至透射衍射光栅141。如第一实施例中一样，为了减少光量损失，需要将透射衍射光栅配置在光学系统的光瞳附近，将光阑配置在透射衍射光栅141的表面，并且该光阑是椭圆形的。在透射衍射光栅141处衍射的合成光入射至透镜143。入射至透镜143、并通过透镜143衍射的合成光聚光于线传感器阵列139A，并且成为干涉条纹161-1～161-3。也就是说，形成分光器从而使得光纤端160-1～160-3处的图像成为区域传感器阵列139A上的干涉条纹161-1～161-3。在线传感器阵列139A中，将三个线传感器成行配置在x方向上，并且在这三个线传感器上形成干涉条纹。区域传感器阵列139A可以是区域传感器。

图5B示出从透射衍射光栅141、穿过透镜143并延伸到线传感器阵列139A的以XZ平面切割时的光路。从透射衍射光栅141出射的光线穿过透镜143，并聚光于区域传感器阵列139A。由于透射衍射光栅141是一阶透射衍射光栅141，所以在以xz平面切割光路时，不发生衍射。因此，仅在y方向上观察到干涉条纹，并且在x方向上观察不到干涉条纹。

这里，dx1和dx3分别为1mm和-1mm，并且如第一实施例一样，透镜135的焦距为100mm，透镜143的焦距为150mm，所使用的透射衍射光栅141的间距为p＝1200个图案/mm，并且使用具有中心波长840nm的光源。由于如上所述，在x方向上不会发生衍射，所以Dx1和Dx3是通过将光学系统的倍率分别乘以dx1和dx3所获得的距离。倍率为-(150/100)＝-1.5。也就是说，Dx1和Dx2分别为-1.5mm和1.5mm。合成光142-1、142-2和142-3在x方向上的-1.5mm、0mm和1.5mm处聚光。

下面将说明干涉条纹161-2和161-1之间的串扰和干涉条纹161-2和161-3之间的串扰。由于如上所述，在xz平面上不会发生衍射，所以在x方向上观察不到干涉条纹。因此，根据干涉条纹161-1～161-3的斑直径来确定干涉条纹161-2和161-1之间的串扰和干涉条纹161-2和161-3之间的串扰。尽管依赖于光学系统的像差，但如果使用上述光学系统，则区域传感器阵列139A上的斑直径约在10um以上到数十um。考虑强度为1/e²的宽度为10um以上的斑形状，强度成为10^-4的位置处是分开约100um的位置。因此，聚光于线传感器阵列139A上的-1.5mm、0mm和1.5mm的位置的干涉条纹与强度成为10^-4时的100um相比更加远离。因此，串扰小于或等于通过公式(8)所获得的串扰。因此，在本实施例中，满足公式(8)的条件如下：

dx×β＞0.1mm    (16)

尽管在本实施例中，将光纤端160-1～160-3配置在x方向上，但是可以将它们从x方向转动成y方向并进行配置。如果从x方向开始的转动角为则在计算出光纤端的x成分时，关系变得与上述的关系相同。因此，如果公式(17)成立，则可以获得相同效果：

如果合成光161-1～161-3的聚光位置在线传感器阵列139A上相互过度分开，则斑直径增大，或者由于光学像差而发生失真。这降低了线传感器阵列的光接收效率，并且降低了图像质量。

光学像差在光靠近透镜143的中心穿过时较小，并且在光更靠近透镜143的外侧穿过时更大。如果比较线传感器阵列139A上的光学像差，则光学像差随着与中心(合成光的波长840nm的聚光位置(161-2))的距离变大而变大。因此，距离Dx1和Dx3需要为线传感器阵列139A的分光宽度的量级。也就是说，使用公式(10)，需要满足下面的关系或公式(18)：

[数学公式7]

$\mathrm{dx}\&times;\mathrm{\&beta;}<$

$\frac{[-f2\tan (-{\sin }^{-1}(\frac{\mathrm{p\&Lambda;}}{2}-p{\mathrm{\&lambda;}}_{\max })+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\&Lambda;}}{2}\right))]-[-f2\tan (-{\sin }^{-1}(\frac{\mathrm{p\&Lambda;}}{2}-p{\mathrm{\&lambda;}}_{\min })+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\&Lambda;}}{2}\right))]}{2}---\left(18\right)$

如果从x方向开始向y方向转动光纤端160-1～160-3转动角

则左侧变成

[数学公式8]

$\mathrm{dx}\&times;\cos \mathrm{\&phi;}\&times;\mathrm{\&beta;}<$

$\frac{[-f2\tan (-{\sin }^{-1}(\frac{\mathrm{p\&Lambda;}}{2}-p{\mathrm{\&lambda;}}_{\max })+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\&Lambda;}}{2}\right))]-[-f2\tan (-{\sin }^{-1}(\frac{\mathrm{p\&Lambda;}}{2}-p{\mathrm{\&lambda;}}_{\min })+{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{p\&Lambda;}}{2}\right))]}{2}---\left(19\right)$

通过满足公式(16)和(18)以及公式(17)和(19)，可以在将串扰大致降低至0的同时最小化光学像差。

第三实施例

在第一和第二实施例中，设置三个分开的光路，测量光106-1～106-3聚光于视网膜上的任意位置，并且利用一个线传感器检测三个干涉条纹。相反，在第三实施例中，设置9个分开的光路，测量光聚光于视网膜上的任意位置，并且利用包括多个线的一个线传感器检测9个干涉条纹。

第三实施例中的分光器的结构是这样的：以9个光路取代根据第一实施例的图1A中所示的3个光路。其它基本构件相同，并且下面将不进行说明。

这里将详细说明分光部。

图6示出9个合成光(142-1～142-9)入射至OCT装置的结构。这里，为了简化，未示出光线。当通过yz平面切割光路时，图6中的结构实际上是与图1B中的结构相同的结构。当通过xz平面切割时，从透射衍射光栅141、穿过透镜143并延伸至线传感器阵列139A的光路具有与图5B中的结构相同的结构。合成光142-1～142-9通过光纤端160-1～160-9出射。与第一和第二实施例相同，预先调整光纤端的方位，从而使得合成光垂直于透镜的主面出射。从该主面出射的合成光入射至透镜135。9个合成光在透镜135处成为大致平行的光，并且入射至透射衍射光栅141。如第一和第二实施例一样，为了减少光量损失，需要将透射衍射光栅141配置在光学系统的光瞳附近，将光阑配置在透射衍射光栅141的表面，并且光阑是椭圆形的。在透射衍射光栅141处衍射的合成光入射至透镜143。入射至透镜143并通过透镜143衍射的合成光聚光于线传感器阵列139A，并且成为干涉条纹161-1～161-9。也就是说，形成分光器以使得光纤端160-1～160-9处的图像成为区域传感器阵列139A上的干涉条纹161-1～161-9。在线传感器阵列139A中，在x方向上成行配置三个线传感器，并且在这三个线传感器上各自形成三个干涉条纹(也就是说，形成总共9个干涉条纹)。区域传感器阵列139A可以是区域传感器。

图7A示出光纤端160-1～160-9的结构。如图7A所示配置光纤端160-1～160-9，以使得在y方向上分开距离dy1和dy3，并且在x方向上分开距离dx4和dx7。

图7B示出线传感器阵列139A上所聚光的干涉条纹。黑色部分对应于干涉条纹161-1～161-9。利用图7A中的光纤端160-1～160-9聚光于干涉条纹161-1～161-9。成行配置干涉条纹161-1～161-9以使其在y方向上分开距离Dy1和Dy3、并且在x方向上分开距离Dx4和Dx7。

如上所述，当在yz平面上切割根据本实施例的光路时，该结构实际上与第一实施例的图1B中的结构相同的结构。当通过xz平面切割时，从透射衍射光栅141、穿过透镜143并延伸至线传感器阵列139A的光路与图5B中的相同。

这里，如果如第一实施例一样，dy1和dy3分别为12mm和-12mm，透镜135的焦距为100mm，透镜143的焦距为150mm，所使用的透射衍射光栅的间距为p＝1200个图案/mm，并且使用具有中心波长840nm的光源，那么Dy1和Dy3分别成为-16.81和19.38mm，与第一实施例中的D1和D3相同。也就是说，合成光142-1、142-4和142-7、合成光142-2、142-5和142-8、以及合成光142-3、142-6和142-9中具有波长840nm的光在y方向上聚光于线传感器阵列139A上的位置-16.89mm、0mm和19.38mm。以相同的方式，对于合成光142-1～142-9的波长的线传感器阵列139A上的聚光位置，针对波长可以获得公式(3)中的Λ。这些与第一实施例中相同。表3中示出最大波长865nm、最小波长815nm和中心波长840nm的聚光位置。甚至串扰之间的关系也与第一实施例中的关系相同，从而使它们满足公式(8)。

[表3]

如果如第二实施例一样，dx4和dx7分别是1mm和-1mm，则Dx4和Dx7分别成为1.5mm和-1.5mm。因此，合成光142-1、142-2和142-3、合成光142-4、142-5和142-6、以及合成光142-7、142-8和142-9聚光于x方向上的位置0mm、1.5mm和-1.5mm。由于与斑直径相比，聚光位置相互充分分开，并且关系与第二实施例中的关系相同，所以串扰满足公式(8)。

在本实施例中，光纤端160-1～160-9之间在x方向上的距离小于光纤端160-1～160-9之间在y方向上的距离。这与透射衍射光栅141的衍射方向有关。在本实施例中，由于使用在y方向上衍射光、并且不在x方向上衍射光的透射衍射光栅141，所以在区域传感器阵列139A上的y方向上观察到干涉条纹。因此，如第一实施例所述，如果考虑串扰，则光纤端必须相互分开特定距离。相反，在x方向上，如第二实施例所述，由于观察不到干涉条纹，所以根据斑直径确定串扰，从而使得没有必要使光纤端分开如y方向上的距离一样大的距离。由于斑直径约为10um以上到数十um，所以，如果在区域传感器阵列139A上在x方向上的距离是1.5mm，则令人满意地防止串扰发生，并且即使在x方向上也满足公式(8)。因此，在本实施例中，光纤端160-1～160-9之间在x方向上的距离小于在y方向上的距离，因此减小了装置的大小。

第四实施例

第四实施例与第一实施例的不同在于，设置可以随时调整光纤端之间的距离、即图3A中的d1和d3的机构。这使得可以通过随着时间而改变例如包括光纤端的光学结构来校正线传感器上的干涉光束的任何移位。因此，即使随着时间发生了改变，也不会发生串扰。将不说明与第一实施例中的组件相同的组件。

将参考图8A和8B说明具体的光纤端调整机构。

附图标记1000表示光纤端单元部。

附图标记1003-1～1003-3表示与光学耦合器131-1～131-3的分割部连接的光纤。光纤1003-1～1003-3是由例如石英形成中心构件的光纤。将光纤1003-1～1003-3的光纤端160-1侧、光纤端160-2侧和光纤端160-3侧抛光并将其分别固定至保持部1001-1～1001-3。此外，将保持部1001-1～1001-3粘接并固定至包括用于进行调整的引导部的光纤基底部1002-1～1002-3。

利用例如螺钉(未示出)将中心光纤基底部1002-2固定至基底1010。当通过相对于图1B中示出的透镜135移动光学位置(x，y)和聚光位置(z)来调整基底1010时，基底1010相对于中心光纤端160-2处于最佳位置。

图8A中的上光纤部1002-1和下光纤部1002-3可相对于中心光纤基底部1002-2在光纤距离方向(y方向)上移动。将以上光纤基底部1002-1作为例子，对于被固定至y引导构件1008-1的插脚1005-1和1005-2，设置在光纤基底部1002-1中插入插脚1005-1和1005-2的引导部，并且在y方向上可移动地保持该引导部。另外，在光纤基底部1002-1和1002-2之间设置弹簧1006-1。这样，在箭头的方向(y方向或按压方向)上按压光纤基底部1002-1。y引导构件1008-1设置有螺纹孔，并且设置有调节螺钉1004-1。调节螺钉1004-1接触光纤基底部1002-1，并且位于光纤基底部1002-1的y方向上。通过转动调节螺钉1004-1，可以在箭头的方向(移动方向)上改变光纤基底部1002-1和1002-2之间的距离，结果，可以调整作为光纤端160-1和160-2之间的距离的d1。同样，通过向光纤基底部1002-3设置相同结构，可以调整d3。通过这类机构，在组装装置时，可以初始调整d1和d3。

在调整该图中的d1和d3时，进行下面的过程。

使用图1A中示出的计算机125，输出表示在线传感器139处所获得的干涉光的强度的分布的图像。将输出的图像显示在监视器(未示出)上。图9A～9C示出示例性输出图像。通过将干涉光142-1～142-3的强度相加，产生所显示的干涉光的强度的分布。以实线表示通过干涉光142-1～142-3的强度相加而产生的强度分布，并且以虚线表示单个干涉光各自的强度的分布。与强度分布一起，还示出根据串扰量Q的阈值所确定的串扰部的强度的基准线。各基准线表示Imax×10^-4×2的值，即阈值Imax×10^-4的和，其中，对于干涉光142-1和142-2，该阈值通过公式(8)确定串扰量。

图9A示出由随时间的变化引起d1小的例子。如果发生最大串扰的像素处的干涉光142-1和142-2的强度的和超过基准线，则转动(对于右旋螺钉向左侧转动)调节螺钉1004-1以增大d1，从而移动干涉光142-1和142-2以使其在线传感器139上相互远离。另外，将它们显示在基准线下方。

相反，如果如图9B所示，d1随着时间的变化而增大，则干涉光142-1延伸超出线传感器139。在这种情况下，转动(对于右旋螺钉向右侧转动)调节螺钉1004-1以减小d1，从而移动干涉光142-1和142-2以使其在线传感器139上相互靠近。转动调节螺钉1004-1，直到可以通过线传感器139接收全部干涉光142-1为止。

说明了下面的情况：如第一实施例一样，由于干涉光142-2和142-1之间的串扰而产生最大串扰量，并且干涉光142-2的强度高。然而，即使对于其它情况也可以利用上述方法进行调整。

尽管参考串扰量Q进行调整，但是，通过显示各个干涉光的断层图像，可以基于图2C中示出的断层图像判断是否发生了串扰。如果发生了串扰，则将图像显示为具有不同于实际图像的信息的信息。在这种情况下，利用调节螺钉在d1和d3增大的方向上调整它们。

形成根据本实施例的光纤调整机构，从而使得如图8B所示，可以在x方向上相对于光纤端160-2调整光纤端160-1和160-3的相对位置。将说明光纤端160-3的一侧。相对于被固定至基底1010的插脚1005-7和1005-8，设置在y引导构件1008-2中插入插脚1005-7和1005-8的引导部，并且在x方向上可移动地保持该引导部。这样，在箭头的方向(x方向或按压方向)上按压y引导构件1008-2。基底1010设置有螺纹孔，并且设置有调节螺钉1004-4。调节螺钉1004-4接触y引导构件1008-2以定位y引导构件1008-2。通过转动调节螺钉1004-4，可以改变y引导构件1008-2和基底1010之间的距离，结果，可以调整光纤端160-2和160-3在x方向上的相对位置。同样，通过向光纤端160-1一侧设置相同结构，同样可以调整光纤端160-1和160-2在x方向上的相对位置。如利用用于调整d1和d3的机构那样，通过这一机构，在组装装置时，可以进行x方向上的初始调整。

通过设置用于进行x方向上调整的调整机构，可以调整光纤端160-1～160-3的直度。图9C示出干涉光142-2的强度随着时间改变的情况。干涉光142-3的强度是小于初始状态(以长短交替的虚线示出)的值的值。根据由光纤端160-1和160-2所形成的直线，仅光纤端160-3的线在x方向上移位。对于d 1和d3的调整，可以在监视器(未示出)上显示干涉光的强度的分布，利用调节螺钉1004-4转动光纤端160-3，并且调整强度以使其接近初始状态的强度。

可以利用马达进行上述的用于调整x方向和y方向的调节螺钉1004的转动。图10A示出框图。附图标记1004-1～1004-4表示调节螺钉。附图标记1012-1～1012-4表示与调节螺钉1004-1～1004-5机械连接的马达。附图标记1013表示马达控制部。附图标记125表示计算机。附图标记1015表示显示部。通过在显示部1015上显示干涉光的强度的分布、并且利用例如用于在显示部1015上进行显示操作的按钮或设置在马达控制部1013处的操纵杆(未示出)来控制马达，可以转动调节螺钉1004-1～1004-4来调整光纤端160-1和160-3。

此外，可以进行自动调整。图10B示出流程图。在该流程图中，作为例子说明用于调整d1的过程。

在步骤S001，开始调整。

在步骤S002，将在线传感器139上所生成并观察到的串扰评价像素的强度与上述基准线值2×Imax×10^-4进行比较。串扰评价像素是第一实施例中生成上述最大串扰的、合成光142-2中具有波长781nm的光在初始状态下所位于的像素。如图9A所示，当该像素的强度大于或等于基准线值时，处理进入步骤S004。如果小于基准线值，则处理进入步骤S003。

在步骤S004，在CW方向上转动用于调整d1的马达1012-1。这里，将马达1012-1的转动的CW方向定义为d1增大的方向，并且马达是DC马达。马达运动一定时间(基准时间)，其中，在该时间中，光纤端160-1移动小的步阶(例如2μm的量级)以进行调整。此后，处理进入步骤S002以再次比较强度和基准线值。

在步骤S003，将干涉光142-1一侧的线传感器端部像素的强度的值与相同强度的初始状态值进行比较。如果强度值大于初始状态值，则处理进入步骤S005，然而，如果强度值小于或等于初始状态值，则处理进入步骤S006。

在步骤S005，在CCW方向上转动用于调整d1的马达1012-1。这里，将马达1012-1的转动的CCW方向定义为d1减小的方向。马达运动一定时间(基准时间)，其中，在该时间中，光纤端160-1移动小的步阶(例如2μm的量级)以进行调整。此后，处理进入步骤S002以再次比较强度和基准线值。

在步骤S006，结束调整。

可以分开设置用于测量从步骤S001开始的调整时间的计时器，以在位置调整需要太长时间时显示错误。

该流程图仅示出调整d1的情况。对于调整d3可以使用相同流程图。还可以通过将线传感器上的各干涉光区域的最大强度与初始状态值进行比较来进行x方向上的自动调整。

如上所述，在本实施例中，通过设置可以调整光纤端距离d1和d3的机构，即使发生随着时间的变化，也可以防止发生串扰。这里，说明了作为第一实施例的变形例设置调整机构的例子。然而，通过向根据第二实施例的结构或向根据第三实施例的结构设置光纤端调整机构，可以获得相同效果。

其它实施例

本发明不局限于这些实施例中所述的特定结构的细节。因此，明显地，在不脱离本发明范围的范围内，可以修改一些结构要求。

例如，尽管在第三实施例中，将分光器配置成在y方向上对三个合成光分光、在x方向上对三个合成光分光、并且在y方向和x方向上对三个合成光分光，但是可以使用任何数量的合成光。如果使用奇数个合成光，则希望如第一～第三实施例一样，将光中的一个配置成与光轴对齐。然而，本发明不局限于此。如果使用偶数个合成光，则可以使得光学像差的影响、分光效率和分光角相同，因而希望合成光关于光轴对称。

尽管在上述各实施例中，分光结构是将分光器的多个光纤端160配置在y方向和x方向上的分光结构，但是分光结构可以是光纤端160相对于轴倾斜的分光结构。特别地，使它们向x方向倾斜是有效的。如果线传感器阵列139A中的线传感器之间的距离变小，并且不能将光纤端缩短成根据倍率所规定的距离，则以通过倾斜光纤端来实质缩短X成分的方式形成这些光纤端。

如上所述，根据这些实施例，可以进行高速测量并且减小装置的大小。另外，通过形成该装置以使得在线传感器上不会发生串扰，与进行单个测量时的检查对象的断层图像相比，可以拍摄抑制了图像质量劣化的断层图像。此外，可以使得线传感器上的合成光相互靠近直至由线传感器上的串扰所导致的断层图像的噪声不明显的水平。

其它实施例

还可以利用读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能的系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等装置)和通过下面的方法实现本发明的各方面，其中，利用系统或设备的计算机通过例如读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能来进行上述方法的各步骤。为此，例如，通过网络或者通过用作存储器装置的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)将该程序提供给计算机。

尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

本申请要求2009年5月22日提交的日本2009-124274号专利申请和2010年3月31日提交的日本2010-082803号专利申请的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

Claims (15)

1.一种使用光学相干断层成像的摄像装置，所述摄像装置包括：

光源，用于生成光；

分割部，用于将来自所述光源的光分割成参考光和测量光；

扫描光学部，用于利用所述测量光扫描检查对象；以及

检测部，用于检测所述参考光和来自所述检查对象的返回光相互合成的合成光；

其中，利用用于扫描所述检查对象的多个所述测量光扫描所述检查对象；

其中，所述检测部包括分光元件和传感器，所述分光元件用于对多个所述合成光进行分光，所述传感器用于检测分光后的多个所述合成光，分光后的多个所述合成光包括第一分光光和第二分光光；

其中，所述传感器包括所述第一分光光聚光的第一区域和所述第二分光光聚光的第二区域；

其中，所述第一区域和所述第二区域配置在所述分光的方向上或者配置在与所述分光的方向大致垂直的方向上；以及

其中，通过使用多个所述合成光出射的多个光纤端之间的距离和所述检测部的光学倍率，调整所述第一区域和所述第二区域之间的距离。

2.根据权利要求1所述的使用光学相干断层成像的摄像装置，其特征在于，所述第一区域和所述第二区域配置在所述分光的方向上；以及

其中，所述第二区域中的在所述第一区域侧的像素配置成包括在所述传感器的如下区域中：在该区域中，检测到在所述第一区域聚光的光中具有低于在所述第二区域所检测到的光的强度的10^-4倍的强度的光。

3.根据权利要求1所述的使用光学相干断层成像的摄像装置，其特征在于，所述第一区域和所述第二区域配置在所述分光的方向上，

其中，所述传感器还包括第三区域，其中，所述第三区域配置成相对于所述第一区域与所述分光的方向大致垂直；以及

其中，所述第一区域和所述第三区域之间的距离小于所述第一区域和所述第二区域之间的距离。

4.根据权利要求3所述的使用光学相干断层成像的摄像装置，其特征在于，所述传感器是被设置成从所述第一区域延伸至所述第三区域的线传感器。

5.根据权利要求1所述的使用光学相干断层成像的摄像装置，其特征在于，还包括能够调整所述距离的机构。

6.一种程序，其使计算机执行使用根据权利要求1所述的摄像装置的摄像方法。

7.一种摄像装置，包括：

单个分光单元，用于对通过合成多个返回光和多个参考光所形成的多个合成光进行分光，其中，所述多个返回光从利用多个测量光照射的检查对象返回，所述多个参考光对应于所述多个测量光；

分光侧照明单元，用于在相对于所述单个分光单元大致共轭的位置并且以相对于所述单个分光单元的入射角利用所述多个合成光进行照明；

传感器，用于基于来自所述单个分光单元的所述多个合成光，检测多个光；以及

获得单元，用于基于在所述传感器处所检测到的多个光，获得所述检查对象的光学相干断层成像图像。

8.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，所述分光侧照明单元进行所述照明，从而使得所述多个合成光在所述单个分光单元处交叉。

9.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，还包括检测侧照明单元，所述检测侧照明单元用于在所述传感器处的所述多个光的照明区域进行照明，以使得所述照明区域不相互重叠。

10.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，所述单个分光单元是透射分光单元。

11.根据权利要求9所述的摄像装置，其特征在于，所述分光侧照明单元以使所述照明区域具有不同区域的入射角、利用所述多个合成光对所述单个分光单元进行照明。

12.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，所述分光侧照明单元以使所述单个分光单元的分光效率大致最大的入射角、利用所述多个合成光对所述单个分光单元进行照明。

13.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，还包括光阑单元，所述光阑单元的形状基于对所述单个分光单元进行照明的所述多个合成光的照明区域的形状。

14.根据权利要求13所述的摄像装置，其特征在于，所述光阑单元是椭圆形的。

15.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，还包括光纤端，其中，所述多个合成光从所述光纤端与所述分光侧照明单元的主面大致垂直地出射。

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