JP2010268990A - 光干渉断層撮像装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＣＴによる被検査物の断層像を撮像するに際し、特に、被検査物が眼底である場合等において、一度に網膜から脈絡膜にいたる眼底の広い範囲を撮像することが可能となる光干渉断層撮像装置等を提供する。
【解決手段】光干渉断層撮像装置であって、中心波長の異なる第１の測定光と第２の測定光と、第１の測定光の焦点位置を調整するための第１の調整手段と、第２の測定光の焦点位置を調整するための第２の調整手段と、
第１の測定光によって生じる第１の戻り光と第１の参照光によって生成される干渉光を検出するための第１の検出手段と、第２の測定光によって生じる反射または散乱した第２の戻り光と第２の参照光とによって生成される干渉光を検出するための第２の検出手段とを有し、
第１と第２の調整手段によって第１の測定光と第２の測定光の焦点位置とが、深さ方向で異なるように調整可能に構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光干渉断層撮像装置およびその方法に関し、特に眼科診療等に用いられる光干渉断層撮像装置およびその方法に関するものである。

現在、低コヒーレンス干渉計を利用した光干渉断層法（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）を用いる装置（あるいは光干渉断層撮像装置。以下ＯＣＴ装置と記す。）は、試料（被検査物）の断層像を高分解能に得ることができる装置であり、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。また、内視鏡への適用に向けて様々な開発が進められている。

上記ＯＣＴ装置によると、低コヒーレント光である測定光を、被検査物に照射し、その被検査物からの後方散乱光を、干渉計を用いることで高感度に測定することができる。
また、ＯＣＴ装置は測定光を、被検査物上にスキャンすることで、断層像を高分解能に得ることができる。
そのため、被検眼の眼底における網膜の断層像を高分解能に撮像することも可能であることから、網膜の眼科診断等において広く利用されている。
特に、ＯＣＴ装置の登場により網膜の断層像を高分解能に撮像することができ、これまでの診断では発見し難い小さな病変部の検出が可能になった。
そのため、ＯＣＴ装置に対して眼底疾患の早期発見が期待されており、様々な開発が進められている。

このようなＯＣＴ装置により網膜の眼科診断をする際、水分に対する吸収が少ない近赤外光が用いられる。さらには、より吸収の少ない短波長が好まれており、従来においては中心波長が８００ｎｍ付近の近赤外光が広く用いられている。ここで、８００ｎｍ付近の近赤外光は網膜の深層部において強い吸収あるいは散乱がある。このため、脈絡膜まで光が到達しにくく、深層部の断層像がうまく撮像できないという問題が生じる。

そこで、脈絡膜近傍の眼底の深い位置を撮像するために８００ｎｍよりも深達度の高い長波長の光を用いたＯＣＴ装置が、特許文献１に開示されている。特許文献１は、１０００ｎｍ〜１１００ｎｍの光源を用いてＯＣＴを測定する眼底観察装置で、この装置では脈絡膜や強膜といった網膜の深層を撮像するように構成されている。
また、８００ｎｍ帯の光に加えて１５００ｎｍ帯の波長の光源を用い、なおかつそれぞれの波長ごとに焦点位置を変えて焦点深度を深くする眼科撮影装置が、特許文献２に開示されている。この装置では、２つの光源の光を交互に被検査物に入射させ、交互に取得した断層像を合成して広範囲の断層像を取得するように構成されている。

特開２００７−１８１６３１公報 特開２００７−１５１６３１公報

ここで、特許文献１の装置では、単一の光源しか備えておらず、複数の波長の光を同時に用いることができないこと。このため、眼底の深い部分は撮像できるものの、浅い部分を高解像度で撮像することができないという問題がある。
また、特許文献２の技術によれば、８００ｎｍ帯の低コヒーレント光源と１５００ｎｍ帯の低コヒーレント光源を備え、色収差を用いてそれぞれの波長の光の焦点位置をずらすことで実質的に焦点深度を大きくすることができる。しかし、それぞれの波長の光を交互に切り替えて撮像するため同じ部位を同時に測定することができない。また、色収差のみによって焦点位置をずらすため、眼の視度の影響を排除することが困難である。

本発明は、上記課題に鑑み、ＯＣＴによる被検査物の断層像を撮像するに際し、特に、被検査物が眼底である場合等において、一度に網膜から脈絡膜にいたる眼底の広い範囲を容易に撮像することが可能となる光干渉断層撮像装置及びその方法の提供を目的とする。

本発明は、次のように構成した光干渉断層撮像装置及びその方法を提供するものである。
本発明の光干渉断層撮像装置は、光源からの光を被検査物に照射し、前記被検査物からの反射または散乱した戻り光を用いて干渉光を合成し、前記干渉光を用いて前記被検査物の断層像を撮像する光干渉断層撮像装置であって、
前記被検査物に光を照射するため、互いに中心波長の異なる第１の低コヒーレント光と第２の低コヒーレント光を出射する低コヒーレント光出射手段と、
前記第１の低コヒーレント光を、第１の参照光と第１の測定光に分割する第１の分割手段と、
前記第２の低コヒーレント光を、第２の参照光と第２の測定光に分割する第２の分割手段と、
前記第１の測定光の焦点位置を調整するための第１の調整手段と、
前記第２の測定光の焦点位置を調整するための第２の調整手段と、
前記第１の調整手段で調整された前記第１の測定光と前記第２の調整手段で調整された前記第２の測定光とを、被検眼に照射するための照射手段と、
前記第１の測定光が被検査物において反射または散乱した第１の戻り光と前記第１の参照光によって生成される干渉光を検出する第１の検出手段と、
前記第２の測定光が前記被検査物において反射または散乱した第２の戻り光と前記第２の参照光とによって生成される干渉光を検出するための第２の検出手段と、を有し、
前記第１の調整手段により調整される前記第１の測定光の焦点位置と、前記第２の調整手段により調整される前記第２の測定光の焦点位置とが、深さ方向で異なる位置に調整可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の断層画像の撮像方法は、中心波長の異なる第１の低コヒーレント光と第２の低コヒーレント光を、それぞれ第１の参照光と第１の測定光および第２の参照光と第２の測定光に分割して照射手段によって被検査物に照射し、
前記被検査物からの反射または散乱した戻り光を用いて干渉光を合成し、前記干渉光を用いて前記被検査物の断層像を撮像するＯＣＴによる断層画像の撮像方法であって、
前記照射手段により照射された前記第１の測定光と前記第２の測定光の焦点位置を、前記被検眼の基準となる基準層に合わせる第１の工程と、
前記第１の工程により前記第１の測定光と前記第２の測定光の焦点位置を前記基準層にあわせた後に、前記第１の測定光と前記第２の測定光の焦点位置を、それぞれ異なる深さに合わせる第２の工程と、
前記第２の工程によりそれぞれ異なる深さ位置に合わせた後に、前記被検眼の断層画像を取得する第３の工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ＯＣＴによる被検査物の断層像を撮像するに際し、特に、被検査物が眼底である場合等において、一度に網膜から脈絡膜にいたる眼底の広い範囲を撮像する際の調整を容易にすることが可能となる光干渉断層撮像装置及びその方法を実現することができる。

本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の光学系の構成について説明する図である。 本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の光学系の構成について説明する図である。 本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の焦点位置の調整方法について説明する図である。 本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の焦点位置の調整方法について説明する図である。 本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の撮像方法を説明する図である。 本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の撮像方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施例２におけるＯＣＴ装置の光学系の構成について説明する図である。

つぎに、本発明の実施形態のＯＣＴによる被検査物の断層像を撮像する光干渉断層撮像装置（ＯＣＴ装置、あるいは光干渉断層法を用いる撮像装置）とその方法について説明する。
本実施形態のＯＣＴ装置は、つぎの（１）〜（６）のように構成される。
また、本実施形態のＯＣＴによる断層画像の撮像方法は、つぎの（７）〜（１１）のように構成される。
（１）短波長である第１の低コヒーレント光と長波長である第２の低コヒーレント光に対してそれぞれの干渉像を得るための第１と第２の干渉計と、
第１、第２の低コヒーレント光の光束をそれぞれ調整できる第１と第２の光束調整部を備えた構成とする。
断層画像を撮像する際において、前記第１の低コヒーレント光を有する第１の測定光と前記第２の低コヒーレント光を有する第２の測定光の焦点深度が連続または重複する範囲において各々の焦点位置を同一光軸上でずらす。
これにより、見かけの焦点深度は深くなり、一度に眼底の広い範囲を撮像することが可能となる。
また、その際、前記光束調整部を調整して、前記第１の測定光の焦点位置を高反射となる層よりも浅い位置に、第２の測定光の焦点位置を高反射となる層よりも深い位置になるように調整可能に構成される。
これにより、結果として前記第１の測定光では測定しにくい前記高反射層よりも深い位置までを一度の撮像で画像を得ることが可能となる。
また、前記光束調整部を用いて、前記第１と第２の測定光のビーム径をそれぞれ調整することで、所望の分解能の画像を得ることが可能となる。
（２）前記第１の測定光と前記第２の測定光の光束径をそれぞれ個別に調整できるように構成することができる。
これにより、それぞれの測定光の分解能を変化させることが可能となる。
また、光束径を調整することで撮像範囲を広げることが可能となる。
これらにより第１の測定光と第２の測定光それぞれの分解能を調整することができ、結果として広範囲にわたって高画質のＯＣＴ画像を取得することが可能となる。
（３）被検眼に前記第１の測定光と前記第２の測定光を照射する照射手段を、前記第１と前記第２の測定光の焦点位置を同時に調整する第３の調整手段を備えた構成とすることができる。
これにより、前記第１と前記第２の測定光の焦点位置を同時に大きく移動させることができる。結果として焦点位置の調整時間の短縮を図る事が可能となる。
（４）前記第１と第２の低コヒーレント光を出射する低コヒーレント光出射手段は、第１の低コヒーレント光を生成する第１の光源と、第２の低コヒーレント光を生成する第２の光源より構成することができる。
これにより、撮像部位の特性に合わせて所望の波長を選択することができる。
結果として所望の範囲で高画質な断層画像を取得することが可能となる。
（５）前記低コヒーレント光出射手段は、広帯域の光を生成する光源と、単一の波長を選択可能な複数のフィルタから構成することができる。
これにより、前記複数のフィルタにより前記第１の低コヒーレント光と前記第２の低コヒーレント光が生成可能となる。
これらにより、単一の光源ですむため、装置の簡素化と第１と第２の低コヒーレント光の発振にばらつきがなくなる。結果として高画質な断層画像を取得することが可能となる。
（６）前記第１と第２の分割手段、または、前記第１の参照光の光路長調整手段と前記第２の参照光の光路長調整手段のうちのいずれかが共有されている構成とすることができる。これにより、装置の簡略化を図る事が可能となる。
（７）前記断層画像を撮像する工程において、前記照射手段により照射された前記第１と前記第２の測定光の焦点位置を調整の基準となる層に合わせる第１の工程と、
前記第１の工程後に前記第１の測定光と前記第２の測定光の焦点位置を、それぞれ異なる深さに合わせる第２の工程と、
前記第２の工程後に前記被検眼の断層像を取得する第３の工程を備えた構成とすることで、焦点位置の調整が容易となる。結果として効率的に断層画像の撮像を行うことが可能となる。
（８）前記基準層を、網膜色素上皮層、神経線維層、視神経内節外節境界部の中から選択するように構成することができる。このようにすることにより、前記第１の測定光の反射率が高いことから、前記眼底の特定の層として認識することが容易となる。
その結果、前記第１の測定光と前記第２の測定光の焦点位置の調整が容易になり、結果として眼底の広い領域を高画質に撮像することが可能となる。
（９）前記第１の測定光の焦点深度と前記第２の測定光の焦点深度とを光軸方向に連続または部分的に重複させるようにすることができる。
これにより、光軸方向に広範囲なＯＣＴ画像を一度に取得することが可能となる。
（１０）前記第１の測定光の焦点位置と前記第２の測定光の焦点位置との距離を２０μｍから２０００μｍとすることができる。
これにより、第１の測定光と第２の測定光の焦点深度が連続または部分的に重複させることができる。
また、第１の測定光と第２の測定光の焦点位置間の距離を２０００μｍとすることで、一度に網膜から脈絡膜にいたる範囲のＯＣＴ像を十分取得可能である。
結果として光軸方向に広範囲なＯＣＴ画像を一度に取得することが可能となる。
（１１）前記短波長の低コヒーレント光である前記第１の測定光の焦点位置を前記基準層よりも浅い位置にあわせ、前記長波長の低コヒーレント光である前記第２の測定光の焦点位置を前期基準層よりも深い位置にあわせるようにすることが出来る。
これにより、前記第１の測定光に対して反射率が高く、前記第１の測定光が透過しにくい層よりも深い位置に前記第２の測定光を到達させることが可能となる。結果として眼底の広い領域を撮像することが可能となる。
ここで、別の実施形態として、上述の実施形態に係る光干渉断層法を用いる撮像方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムとして、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体（例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ブルーレイディスクなど）に格納しても良い。また、別の実施形態として、上述の光干渉断層法を用いる撮像方法をコンピュータに実行させるためのプログラムでも良い。

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においては、本発明を適用したＯＣＴ装置について説明する。
ここでは特に、被検査物を被検眼としてその断層画像（ＯＣＴ像）を撮像する装置について説明する。
ここで説明するＯＣＴ装置はフーリエドメイン方式のＯＣＴ装置（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）である。また使用する光源は第１と第２の低コヒーレント光源である。

まず、図１を用いて、本実施例におけるＯＣＴ装置の光学系の全体の概略構成について説明する。
なお、図１において、制御・信号処理部１３０は図の都合上同じ番号が複数記してあるが、実際には同一の構成部である。
本実施例のＯＣＴ装置１００は、図１に示されるように、全体として２台のマイケルソン干渉計によって構成され、各々の測定光はダイクロイックミラー１１６によって合波され同一の光軸上を通って被検眼に入射されるようになっている。光源１０１−１と、１０１−２とは、互いに中心波長の異なる低コヒーレント光源であり、光源１０１−１からは第１の低コヒーレント光が出射され、光源１０１−２からは第２の低コヒーレント光が出射される。
光源１０１−１から出射された光は光ファイバ１０２−１を通り、ファイバカプラ１１１−１（第１の分割手段）を介して参照光１５０−１（第１の参照光）と測定光１５１−１（第１の測定光）に強度比１０：９０で分割される。
測定光１５１−１はダイクロイックミラー１１６を透過し、被検査物である被検眼１４０に入射され、被検眼１４０によって反射あるいは散乱された戻り光１５３−１（第１の戻り光）となって戻される。
戻り光１５３−１は再びダイクロイックミラー１１６を透過し、ファイバカプラ１１１−１によって参照光１５０−１と合波される。
参照光１５０−１と戻り光１５３−１は合波された後、この合波された干渉光は透過型グレーティング１０６−１によって波長ごとに分光され、ラインカメラ１２０−１（第１の検出手段）に入射される。
ラインカメラ１２０−１は各位置（波長）ごとに光強度を電圧に変換し、その信号１７０−１は制御・信号処理部１３０に送られる。

一方、光源１０１−２より出射された光も同様に光ファイバ１０３−１を通り、ファイバカプラ１１１−２（第２の分割手段）を介して参照光１５０−２（第２の参照光）と測定光１５１−２（第２の測定光）に強度比１０：９０で分割される。
測定光１５１−２はダイクロイックミラー１１６で反射され、被検眼１４０に入射される。被検眼１４０によって反射あるいは散乱された戻り光１５３−２（第２の戻り光）となって戻される。
戻り光１５３−２は再びダイクロイックミラー１１６で反射され、ファイバカプラ１１１−２によって参照光１５０−２と合波される。
参照光１５０−２と戻り光１５３−２は合波された後、この合波された干渉光は透過型グレーティング１０６−２によって波長ごとに分光され、ラインセンサカメラ１２０−２（第２の検出手段）に入射される。
ラインカメラ１２０−２によって各位置ごとに光強度を電圧に変換し、その信号１７０−２は制御・信号処理部１３０に送られる。
信号１７０−１および１７０−２は制御・信号処理部１３０によって処理されることで、被検眼１４０の断層像が構成される。
なお、本実施例では、互いに異なる中心波長の低コヒーレント光を生成する第１の低コヒーレント光源と第２の低コヒーレント光源によって第１の低コヒーレント光と第２の低コヒーレント光を生成する構成について記載しているが、これに限定されるものではなく、例えばＳＣ（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）光源（発振波長は７００ｎｍ〜２０００ｎｍ）のように広帯域の光を生成する光源と単一の波長を選択可能な複数のフィルタを用いることで、１つの光源から互いに異なる中心波長である第１の低コヒーレント光と第２の低コヒーレント光を生成する構成とすることも出来る。

つぎに、第１の低コヒーレント光源である光源１０１−１の周辺について説明する。
光源１０１−１は代表的な低コヒーレント光源であるＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）である。中心波長は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。

つぎに、参照光１５０−１の光路について説明する。
ファイバカプラ１１１−１によって分割された参照光１５０−１は光ファイバ１０２−２を通してレンズ１１７−１に導かれ、平行光になるように調整される。次に、参照光１５０−１はレンズ１１７−２にて集光され、ミラー１０５−１によって反射されることで再びファイバカプラ１１１−１に導かれる。
ここで、参照光１５０−１が通過した分散補償用ガラス１１２−１は被検眼１４０に測定光１５１−１が往復したときの分散を、参照光１５０−１に対して補償するものである。
分散補償用ガラス１１２−１の厚さＬ１は被検眼１４０、光束調整部１１０−１およびレンズ１２４−１、２の構成と波長の関係によって決定される。
また、光路長Ｌ３はファイバカプラ１１１−１から被検眼までの光学距離とファイバカプラ１１１−１からミラー１０５−１までの光学距離を同一にするために調整される光路長である。
さらに、ミラー１０５−１は電動ステージ１１４−１上に固定されており、電動ステージ１１４−１を矢印で図示する方向に移動させることで参照光１５０−１の光路長を調整・制御することができる。
また、電動ステージ１１４−１は制御・信号処理部１３０によって高速に制御することができる。

つぎに、参照光１５０−２の光路について説明する。
ファイバカプラ１１１−２によって分割された参照光１５０−２は光ファイバ１０３−２を通してレンズ１１８−１に導かれ、平行光になるように調整される。次に、参照光１５０−２はレンズ１１８−２にて集光され、ミラー１０５−２によって反射されることで再びファイバカプラ１１１−２に導かれる。
ここで、参照光１５０−２が通過した分散補償用ガラス１１２−２は被検眼１４０に測定光１５１−２が往復したときの分散を、参照光１５０−２に対して補償するものである。
分散補償用ガラス１１２−２の厚さＬ２は被検眼１４０、光束調整部１１０−２およびレンズ１２４−１、２の構成と波長の関係によって決定される。
また、光路長Ｌ４はファイバカプラ１１１−２から被検眼までの光学距離とファイバカプラ１１１−２からミラー１０５−２までの光学距離を同一にするために調整される光路長である。
さらに、ミラー１０５−２は電動ステージ１１４−２上に固定されており、電動ステージ１１４−２を矢印で図示する方向に移動させることで参照光１５０−２の光路長を調整・制御することができる。
また、電動ステージ１１４−２は制御・信号処理部１３０によって高速に制御することができる。

つぎに、測定光１５１−１の光路について説明する。
ファイバカプラ１１１−１によって分割された測定光１５１−１はレンズ１２２−１によってビーム径２．５ｍｍの平行光とされ、光束調整部１１０−１に導かれる。
光束調整部１１０−１では制御・信号処理部１３０からの信号に基づいて光束径および収束度の調整を行うことができる。
測定光１５１−１の光束径は瞳孔径よりも小さい径で調整されればよく、ここでは１ｍｍから６ｍｍまでの範囲で調整可能としている。
また、収束度は、被検眼１４０の眼底上での測定光１５１−１の焦点位置を変化させるために調整され、ここでは眼底上の焦点位置を１ｍｍ変化することができる。
焦点位置は少なくとも網膜の厚さ分だけ変化させられれば良く、観測範囲によって変化量は決めてよい。
次に、光束調整部１１０−１を通した測定光１５１−１はダイクロイックミラー１１６に導かれる。
ダイクロイックミラー１１６は光源１０１−１からの測定光１５１−１及び戻り光１５３−１は透過し、光源１０１−２からの測定光１５１−２及び戻り光１５３−２は反射するような特性を持たせている。
測定光１５１−１はダイクロイックミラー１１６を透過し、ＸＹスキャナ１０７に入射される。
ここでは簡単のため、ＸＹスキャナ１０７は１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１４１上を光軸に垂直な方向にラスタースキャンできる構成になっている。
また、測定光１５１−１の中心はＸＹスキャナ１０７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１２４−１、１２４−２は網膜１４１を走査するための光学系であり、測定光１５１−１を角膜１４２の付近を支点として、網膜１４１をスキャンする役割がある。
ここでは、レンズ１２４−１、１２４−２の焦点距離はそれぞれ５０ｍｍ、４０ｍｍである。
また、１１４−３は電動ステージであり、矢印で図示している方向に移動することができ、付随するレンズ１２４−２の位置を、調整・制御することができる。レンズ１２４−２の位置を制御・信号処理部１３０によって調整することで、被検眼１４０の網膜１４１に測定光１５１−１を集光し、観察することが可能になる。
また、被検眼１４０が屈折異常を有している場合にも対応できる。
測定光１５１−１は被検眼１４０に入射すると、網膜１４１からの反射や散乱によって戻り光１５３−１となり、測定光１５１−１の光路を逆に進む。
戻り光１５３−１はダイクロイックミラー１１６を透過し、ファイバカプラ１１１−１を介してラインカメラ１２０−１に導かれる。

つぎに、第２の低コヒーレント光源である光源１０１−２の周辺について説明する。
光源１０１−２は１０１−１と同様にＳＬＤであり、波長は１０５０ｎｍ、バンド幅５０ｎｍである。
ここで、光源１０１−２は光源１０１−１の測定光１５１−１とは互いに干渉しない波長であればよい。

つぎに、測定光１５１−２の光路について説明する。
測定光１５１−２は光束調整部１１０−２を通った後、ミラー１０５−３で反射しダイクロイックミラー１１６に導かれる。
ダイクロイックミラー１１６では光源１０１−２からの測定光１５１−２は反射され、測定光１５１−１と合波されて同一の光軸上を進む。
網膜１４１において反射あるいは散乱された光は戻り光１５３−２となって測定光１５１−２と逆の光路を進む。
戻り光１５３−２はダイクロイックミラー１１６で反射し、戻り光１５３−１と分割される。
その他、測定光１５１−２の光路については測定光１５１−１の光路と略同一であるため説明を省略する。

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２つのマイケルソン干渉計が合わさった形になっており、その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。ここで、光源１０１−１から出射される測定光１５１−１によって測定される干渉計の測定系について説明する。
網膜１４１で反射や散乱された光である戻り光１５３−１はファイバカプラ１１１−１において参照光１５０−１と合波される。
そして、合波された光１６０−１は透過型グレーティング１０６−１によって波長ごとに分光され、レンズ１０４−２で集光され、ラインカメラ１２０−１にて光の強度が各位置（波長）ごとに電圧に変換される。
具体的には、ラインカメラ１２０−１上には波長軸上のスペクトル領域の干渉縞が観察されることになる。
得られた電気信号群は制御・信号処理部１３０にてデータ処理を行い、断層像を形成する。
ここでは、ラインカメラは１０２４画素を有し、合波された光１６０−１の波長ごと（１０２４分割）の強度を得ることができる。
光源１０１−２から出射される測定光１５１−２によって測定される干渉計の測定系については、光源１０１−１から出射される測定光１５１−１によって測定される干渉計の測定系と略同一であるため省略する。

つぎに、本発明の特徴である焦点位置の調整方法について、図２、図３、図４を用いて具体的に説明する。
図２は、焦点位置の調整方法を説明する図であり、被検眼に測定光を入射する光学系部分が示されており、図１と同じ構成には同一の符号が記されている。
一般に眼底の網膜を観察する場合には、安全上の問題から測定光を網膜上に走査して行う。本実施例においても実際には測定光が網膜上を走査しながら測定が行われる。
図３において、２０１は短波長光源に対して高反射となる層（網膜色素上皮層：ＲＰＥ層）、２１０は測定光１５１−１の焦点位置、２１１は測定光１５１−２の焦点位置を示している。

本実施例の調整方法は、以下の各工程を例えば連続して行われるようにしてもよく、あるいは適宜工程を戻って行われるようにしてもよい。
また、コンピュータなどを用いて、以下の工程を自動的に行うように構成してもよい。
まず、第一の工程において、レンズ１２４−２および光束調整部１１０−１、１１０−２を用いて網膜上の同一層に合焦させる。
このとき、合焦させる層は網膜を構成する層から選ばれれば特に限定するものではないが、焦点を合わせやすい高反射層を基準層として合焦させることが好ましい。
例えば、網膜における高反射層としては、網膜色素上皮層２２０、視神経内節外節境界部２２１、神経線維層２２２などが挙げられる（図４）。
ここでは、光源１０１−１の波長に対して高反射となる層である網膜色素上皮層（ＲＰＥ層）に合焦させる（図３（ａ））。
調整は１２４−２、光束調整部１１０−１、１１０−２を制御・信号処理部１３０によって制御して行う（図２）。
具体的には、網膜１４１からの戻り光１５３−１および１５３−２をラインカメラ１２０−１、１２０−２において検出し、その強度が略最大になるようにする。

次に、第二の工程において、光束調整部１１０−１（第１の調整手段）、光束調整部１１０−２（第２の調整手段）を用いて焦点位置２１０、２１１を移動させる。
焦点位置の移動は制御・信号処理部１３０の制御に基づき、光束調整部においてビーム収束度を変化させることで行われる。
光束調整部において光束収束度を調整し、ＸＹスキャナ１０７に対して平行光線よりもやや収束した光を入射させると焦点位置は第一の工程であわせた焦点位置に対して、ＸＹＺ座標のＺ方向（深さ方向）である角膜方向へ移動させる。
逆に、ＸＹスキャナ１０７に対して平行光線よりもやや発散した光を入射させることで、焦点位置は角膜から遠ざかる方向へ移動させる。
これにより、ＲＰＥ層を透過しにくい短波長側の光源１０１−１の測定光１５１−１は焦点位置を角膜方向へ、またＲＰＥ層を透過する長波長側の光源１０１−２の測定光１５１−２は焦点位置を角膜から遠ざかる方向へ移動させる。
焦点位置の移動量は、単一の測定光の焦点深度からＲＰＥ層が外れてしまわない範囲で行う。
またここで、それぞれの焦点深度が連続、あるいは部分的に重複するような範囲で調整する。
一般的に、焦点深度はつぎの（数式１）として表現することができる。

ここでは光束径１ｍｍの測定光を入射させ、互いの測定光がＲＰＥ層より５００μｍだけ焦点位置をずらすように光束調整部１１０−１、１１０−２を調整する（図３（ｂ））。これによって測定光１５１−１と１５１−２の各焦点位置の間の距離は１０００μｍとなる。
続いて、測定光１５１−１と１５１−２の焦点でのスポットサイズが同じサイズになるように、光束調整部１１０−２で測定光１５１−２を調整する。
波長の長い光はそれよりも短い波長の光に対して焦点深度が深く、スポットサイズが大きくなるが、ここでは光軸と垂直の方向に対する分解能を同じにするために、測定光１５１−２のビーム径を変化させる。
ここでは、測定光１５１−２のビーム径を１．０１ｍｍに調整する（図３（ｃ））。
次に、第三の工程において、電動ステージ１１４−１、１１４−２を用いてミラー１０５−１、１０５−２を調整する。
これにより、参照光１５０−１、１５０−２の光路長を調整し、参照光１５０−１と戻り光１５３−１、参照光１５０−２と戻り光１５３−２とをそれぞれ干渉させる。

つぎに、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、ＸＹスキャナ１０７を制御し、ラインカメラ１２０−１、１２０−２で干渉縞を取得することで、網膜１４１の断層像を取得することができる（図１）。
ここでは、図５を用いて網膜１４１の断層像（光軸に平行な面）の取得方法について説明する。
図５（ａ）は被検眼１４０の模式図であり、ＯＣＴ装置１００によって観察されている様子を示している。
図５（ａ）に示すように、測定光１５１−１、１５１−２は角膜１４２を通して、網膜１４１に入射すると様々な位置における反射や散乱により戻り光１５３−１、１５３−２となる。
そして、それぞれの位置での時間遅延を伴って、ラインカメラ１２０−１、１２０−２に到達する。
ここでは、光源１０１−１、１０１−２のバンド幅が広く、空間コヒーレンス長が短いために、参照光路の光路長と測定光路の光路長とが略等しい場合に、ラインカメラ１２０−１、１２０−２にて、それぞれ干渉縞が検出できる。
上記したように、ラインカメラ１２０−１、１２０−２で取得されるのは波長軸上のスペクトル領域の干渉縞となる。
次に、波長軸上の情報である前記干渉縞を、ラインカメラ１２０−１、１２０−２と透過型グレーティング１０６−１、１０６−２との特性を考慮して、光周波数軸の干渉縞に変換する。
さらに、変換された光周波数軸の干渉縞を逆フーリエ変換することで、深さ方向の情報が得られる。

さらに、図５（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１０７のＸ軸を駆動しながら、前記干渉縞を検知すれば、各Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られ、つまり、各Ｘ軸の位置毎の深さ方向の情報を得ることができる。
結果として、ＸＺ面での戻り光１５３−１、１５３−２それぞれの強度の２次元分布が得られる。それらを制御・信号処理手段１３０において光束調整部１１０−１、１１０−２および１２４−２の位置情報を元に重ね合わせることで断層像３００となる（図５（ｃ））。
本来は、断層像３００は上記説明したように、前記戻り光１５３の強度をアレイ状に並べたものであり、例えば前記強度をグレースケールに当てはめて、表示されるものである。
ここでは、得られた断層像の境界のみ強調して表示している。
図６に、上記説明した工程をフローチャートとして示す。

以上で説明したように眼底の断層像を撮像することで、一度にＲＰＥ層をはさんだ広い範囲のＯＣＴ画像を取得することができる。また、広い範囲の断層画像を異なる波長の測定光で撮像するときの調整が容易となり、また、測定時間を短縮することができる。
なお、本実施例では測定光１５１−１、１５１−２の焦点位置を同一光軸上で変化させる例について記載したが、同一光軸上でない場合であっても位置情報から干渉画像の合成が可能な場合は本方法が適応可能である。

［実施例２］
実施例２においては、実施例１で示した構成のうち、参照光の光路長調整のためのミラーを共有する構成とした場合のＯＣＴ装置の光学系の構成について、図７を用いて説明する。
図７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７において、４００はＯＣＴ装置であり、１０５−４はミラー、１１４−４は電動ステージである。
本実施例においては、ＯＣＴ装置４００は図１のミラー１０５−１と１０５−２、電動ステージ１１４−１と１１４−２を単一のミラーと単一の電動ステージで構成することによって、装置の簡略化が図られている。
単一のミラーと単一の電動ステージによって構成し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。

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。
本実施例のＯＣＴ装置４００は、図７に示されるように、全体として２台のマイケルソン干渉計によって構成され、各々の測定光はダイクロイックミラー１１６によって合波され同一の光軸上を通って被検眼に入射されるようになっている。図７において測定光１５１−１は観察対象である被検眼１４０に入射後、網膜１４１で反射や散乱により戻り光１５３−１となって戻され、ファイバカプラ１１１−１によって参照光１５０−１と合波される。
参照光１５０−１と戻り光１５３−１は合波された後、透過型グレーティング１０６−１によって分光され、ラインカメラ１２０−１によって検出される。
測定光１５１−２についても略同一であるため、説明を省略する。

つぎに、参照光１５０−１および１５０−２について説明する。
参照光１５０−１はファイバカプラ１１１−１によって分割された後、光ファイバ１０２−２を通してレンズ１１７−１に導かれ、平行光になるように調整される。
次に、参照光１５０−１はレンズ１１７−２にて集光され、ミラー１０５−４によって反射されることで再びファイバカプラ１１１−１に導かれる。
ここで１５０−１が通過した分散補償用ガラス１１２−１は被検眼１４０に測定光１５１−１が往復したときの分散を、参照光１５０−１に対して補償するものである。
分散補償用ガラス１１２−１の厚さＬ１は被検眼１４０、光束調整部１１０−１及びレンズ１２４−１、２の構成と波長の関係によって決定される。また、光路長Ｌ３はファイバカプラ１１１−１から被検眼までの光学距離とファイバカプラ１１１−１からミラー１０５−４までの光学距離を同一にするために調整される光路長である。

一方、参照光１５０−２も同様にファイバカプラ１１１−２によって分割された後、光ファイバ１０３−２を通してレンズ１１８−１に導かれ、平行光になるように調整される。
次に、参照光１５０−２はレンズ１１８−２にて集光され、ミラー１０５−４によって反射されることで再びファイバカプラ１１１−２に導かれる。
ここで、参照光１５０−２が通過した分散補償用ガラス１１２−２は被検眼１４０に測定光１５１−２が往復したときの分散を、参照光１５０−２に対して補償するものである。
分散補償用ガラス１１２−２の厚さＬ２は被検眼１４０、光束調整部１１０−２及びレンズ１２４−１、２の構成と波長の関係によって決定される。
また、光路長Ｌ４はファイバカプラ１１１−２から被検眼までの光学距離とファイバカプラ１１１−２からミラー１０５−４までの光学距離を同一にするために調整される光路長である。
さらに、ミラー１０５−４は電動ステージ１１４−４上に固定されており、電動ステージ１１４−４を矢印で図示する方向に移動させることで参照光１５０−１と参照光１５０−２の光路長を調整・制御することができる。
また、電動ステージ１１４−４は制御・信号処理手段１３０によって高速に制御できる。
これにより、参照光１５０−１および１５０−２は単一のミラー１０５−４及び単一の電動ステージ１１４−４によってその光路長を同時に調整することが可能となる。
その他の光学系の構成、および測定方法に関しては実施例１と同一であるため、説明は省略する。
以上に説明したように実施例２によれば、参照光路の調整を共通化することにより実施例１の効果に加えて装置構成を簡単にすることができ、装置を小型化することができる。

１００、４００：ＯＣＴ装置
１０１：光源
１０２、１０３：光ファイバ
１０４、１０８、１１７、１１８、１２２、１２４：レンズ
１０５：ミラー
１０６：透過型グレーティング
１０７：ＸＹスキャナ
１１０：光束調整部
１１１：ファイバカプラ
１１２：分散補償用ガラス
１１４：電動ステージ
１１６：ダイクロイックミラー
１２０：ラインカメラ
１３０：制御・信号処理部
１４０：被検眼
１４１：網膜
１４２：角膜
１５０：参照光
１５１：測定光
１５３：戻り光
１６０：参照光と戻り光を合波した光
１７０：電圧に変換された光強度

Claims (13)

1. 光源からの光を被検査物に照射し、前記被検査物からの反射または散乱した戻り光を用いて干渉光を合成し、前記干渉光を用いて前記被検査物の断層像を撮像する光干渉断層撮像装置であって、
   前記被検査物に光を照射するため、互いに中心波長の異なる第１の低コヒーレント光と第２の低コヒーレント光を出射する低コヒーレント光出射手段と、
   前記第１の低コヒーレント光を、第１の参照光と第１の測定光に分割する第１の分割手段と、
   前記第２の低コヒーレント光を、第２の参照光と第２の測定光に分割する第２の分割手段と、
   前記第１の測定光の焦点位置を調整するための第１の調整手段と、
   前記第２の測定光の焦点位置を調整するための第２の調整手段と、
   前記第１の調整手段で調整された前記第１の測定光と前記第２の調整手段で調整された前記第２の測定光とを、被検眼に照射するための照射手段と、
   前記第１の測定光が被検査物において反射または散乱した第１の戻り光と前記第１の参照光によって生成される干渉光を検出する第１の検出手段と、
   前記第２の測定光が前記被検査物において反射または散乱した第２の戻り光と前記第２の参照光とによって生成される干渉光を検出するための第２の検出手段と、を有し、
   前記第１の調整手段により調整される前記第１の測定光の焦点位置と、前記第２の調整手段により調整される前記第２の測定光の焦点位置とが、深さ方向で異なる位置に調整可能に構成されていることを特徴とする光干渉断層撮像装置。
2. 前記第１の調整手段および前記第２の調整手段は、前記第１の測定光および前記第２の測定光の光束径を、それぞれ調整可能に構成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。
3. 前記照射手段は、前記調整された前記第１の測定光と前記第２の測定光の焦点位置を、同時に調整する第３の調整手段を更に有し、
   前記第１の調整手段、前記第２の調整手段、及び前記第３の調整手段により、前記第１の測定光と前記第２の測定光の焦点位置を調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光干渉断層撮像装置。
4. 前記低コヒーレント光出射手段が、前記第１の低コヒーレント光を生成する第１の光源と、前記第２の低コヒーレント光を生成する第２の光源と、で構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像装置。
5. 前記低コヒーレント光出射手段が、広帯域の光を生成する光源と、単一の波長を選択可能な複数のフィルタとから構成され、
   前記複数のフィルタにより前記第１の低コヒーレント光と前記第２の低コヒーレント光が生成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像装置。
6. 前記第１の参照光の光路長調整手段と前記第２の参照光の光路長調整手段が共有されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像装置。
7. 中心波長の異なる第１の低コヒーレント光と第２の低コヒーレント光を、それぞれ第１の参照光と第１の測定光および第２の参照光と第２の測定光に分割して照射手段によって被検査物に照射し、
   前記被検査物からの反射または散乱した戻り光を用いて干渉光を合成し、前記干渉光を用いて前記被検査物の断層像を撮像する断層画像の撮像方法であって、
   前記照射手段により照射された前記第１の測定光と前記第２の測定光の焦点位置を、前記被検眼の基準となる基準層に合わせる第１の工程と、
   前記第１の工程により前記第１の測定光と前記第２の測定光の焦点位置を前記基準層にあわせた後に、前記第１の測定光と前記第２の測定光の焦点位置を、それぞれ異なる深さに合わせる第２の工程と、
   前記第２の工程によりそれぞれ異なる深さ位置に合わせた後に、前記被検眼の断層画像を取得する第３の工程と、
   を有することを特徴とする断層画像の撮像方法。
8. 前記基準層として、網膜色素上皮層、神経線維層、視神経内節外節境界部のいずれかが含まれることを特徴とする、請求項７に記載の断層画像の撮像方法。
9. 前記第１の測定光の焦点深度と前記第２の測定光の焦点深度とが光軸方向に連続または部分的に重複していることを特徴とする、請求項７または請求項８に記載の断層画像の撮像方法。
10. 前記第１の測定光の焦点位置と前記第２の測定光の焦点位置との距離が、２０μｍから１０００μｍであることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の断層画像の撮像方法。
11. 前記第２の工程において、短波長の測定光の焦点位置を前記基準層よりも浅い位置に合わせ、長波長の測定光の焦点位置を前記基準層よりも深い位置に合わせることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の断層画像の撮像方法。
12. 請求項７から１１のいずれか１項に記載の断層画像の撮像方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
13. 請求項７から１１のいずれか１項に記載の断層画像の撮像方法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。

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