JP2016144503A - 光学調整機構、該光学調整機構を有する断層画像撮像装置、及び光学調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ファイバーへの入射光スポットの偏心調整が容易なＯＣＴ装置を提供する。
【解決手段】ＯＣＴ装置において、平行光を生成するする生成手段と、生成された平行光を集光する集光手段と、集光された光を受光する受光手段と、生成手段と集光手段との間であって平行光の光軸の上に配置される光学調整ユニットを配する。該光学調整ユニットは、それぞれ異なる符号の焦点距離を持つと共に各々の焦点が一致するように配置される第一のレンズユニット及び第二のレンズユニット、及び第一のレンズユニット及び第二のレンズユニットの一方を光軸に対して偏心移動させる移動手段、を有し、第一のレンズユニット及び第二のレンズユニットにおいて偏心移動されるレンズユニットの焦点距離は、集光手段の焦点距離よりも大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は、光干渉を用いて断層画像を得る断層画像撮像装置、及び該装置に用いられて平行光束をファイバー端に集光させる際の光学調整機構に関するものである。

近年、眼科における診断には光干渉断層撮像装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ装置）が用いられている。ＯＣＴ装置の一般的な構成について説明する。広帯域な波長の光を発生する光源からの射出光は測定光と参照光とに分岐され、測定光は被検眼眼底に照射される。被検眼眼底で反射した戻り光が、参照光と再び合波されることで干渉光を得ることができる。その干渉光を受光素子で受光することで干渉信号を得る。干渉信号はフーリエ変換され、これにより被検眼眼底の深さ方向の情報を得ることができる。

このＯＣＴ装置の光学系は、光学部品の配置の自由度が上がるため、主にファイバー光学系と空間光学系とから構成されている。ファイバー光学系はファイバーを自由に配置することで、光路をファイバーに従って自由に曲げることができるという利点がある。一方、被検者の眼に測定光を導光する箇所などは、必ず空間を光が進む必要がある。そのため、ＯＣＴ装置ではファイバーから空間へ光を射出する射出光学系や、空間からファイバーに光を導光する受光光学系が必要になる。通常、光をファイバーへ導光する場合には集光レンズを用いて、ファイバーにおけるおおよそ６μｍのモードフィールド径（Ｍｏｄｅ Ｆｉｅｌｄ Ｄｉａｍｅｔｅｒ：ＭＦＤ）以下に入射光スポットの位置を調整して、ファイバーへ光を入射させる必要がある。

従来技術では、被検眼の微動による撮影位置ずれを補正する眼底撮影装置が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される構成では、測定光路中の被検眼瞳孔と略共役な位置に被検眼の微動による撮影位置ずれを補正するための補正レンズが配される。該補正レンズは、被検眼が微動によってずれた量Δθに応じてΔｄ偏心移動される。

特開２０１１−１１０２９０号公報

ＯＣＴ装置では空間からファイバーへ光が導光されるときのファイバー端に対する入射損失を最小限にしなければ、十分な干渉信号が取得できない。このため、ファイバー端に対する入射光スポットの偏心調整は、高い精度が必要となる。たとえば、ＭＦＤがおおよそ６μｍのファイバーに対して、スポット径がおおよそ６μｍの入射光を受光させる精度は、１μｍ以下が必要となる。

特許文献１に開示される構成では、被検眼の微動による撮影位置ずれを検知することは可能である。しかし、コリメータに対して例えば１μｍ以下という微小距離だけファイバーがずれたことを検知することは容易ではない。

また、特許文献１に開示される光学調整機構は、被検眼の微動による撮影位置ずれを補正するための構成である。このため、補正レンズの移動量Δｄは被検眼の微動Δθを補正できる程度の分解能である必要がある。一方でコリメータに対して１μｍ以下という微小距離だけファイバーがずれた量を補正するためには、よい高い精度で移動させる必要がある。

本発明の目的は以上の背景に鑑みたものであって、ファイバー端に対する入射光スポットの偏心調整精度を緩和し、光学調整を簡便化することのできる光学調整機構、光学調整方法及びこれを用いた断層画像撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る光学調整機構は、
平行光を生成する生成手段と、
前記生成された平行光を集光する集光手段と、
前記集光された光を受光する受光手段と、
前記生成手段と前記集光手段との間であって前記平行光の光軸の上に配置され、それぞれ異なる符号の焦点距離を持つと共に各々の焦点が一致するように配置される第一のレンズユニット及び第二のレンズユニット、及び前記第一のレンズユニット及び前記第二のレンズユニットの一方を前記光軸に対して偏心移動させる移動手段、を有する光学調整ユニットと、を有し、
前記第一のレンズユニット及び前記第二のレンズユニットにおいて偏心移動されるレンズユニットの焦点距離は、前記集光手段の焦点距離よりも大きい、ことを特徴とする。

本発明によれば、ＯＣＴ装置の参照光等において、ファイバー端に対する入射光スポットの偏心調整精度を緩和し、光学調整を簡便化することが可能となる。

本発明の実施例１に係る光学調整機構の模式図である。 本発明の実施例２に係るＯＣＴ装置の光学素子の配置を示す模式図である。 本発明の実施例２に係るＯＣＴ装置の制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例３に係るＯＣＴ装置の光学素子の配置を示す模式図である。 本発明の実施例３に係るＯＣＴ装置における光学調整の手順の概略を示した説明図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施例は特許請求の範囲に関わる本発明を限定するものではなく、また、本実施例で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

図１を用いて本発明の実施例１に係る光学調整機構について説明する。なお、同図は、光源１０１から受光素子１１０に至る構成を模式的に示している。図１（ａ）は全体の基本構成を模式的に示す図であり、図１（ｂ）は後述する光学調整ユニットにおける一対のレンズの焦点距離を説明する図である。本基本構成では、光源１０１より順に、ファイバー１１２、コリメータレンズ１０３、光学調整ユニット１０４、コリメータレンズ１０８、ファイバー１１１及び受光素子１１０が配置される。光学調整ユニット１０４は、光源１０１側から配置される、凸レンズ１０５及び凹レンズ１０６を有する。以下、個々の作用について光源１０１側から順に説明する。

光源１０１から射出された光はファイバー１１２によって導光され、ファイバー端１０２から空間へ射出される。射出光は生成手段であるコリメータレンズ１０３に入射し、平行光１１３として生成される。平行光１１３は光学調整ユニット１０４によって光軸Ｌ１に対する角度を調整される。光軸Ｌ１に対して調整後の光軸がＬ２となるように角度が調整された平行光１１４は、集光手段であるコリメータレンズ１０８によって、受光手段であるファイバー端１０９に集光される。ファイバー端１０９に集光された光は、ファイバー１１１を経て受光素子１１０によって検出される。

本実施例では、光学調整ユニット１０４は、図１（ｂ）に示すように正の焦点距離１２１を持つ第一のレンズである凸レンズ１０５と、負の焦点距離１２２を持つ第二のレンズである凹レンズ１０６の２枚で構成される。２枚のレンズは、これらレンズの焦点が各々焦点１２０において互いに一致するように配置されている。つまり２枚のレンズのレンズ間距離１２３は、２枚のレンズの焦点距離の大きさの差分と等しくなるように配置する。このように両レンズの焦点１２０を一致するように配置した場合、光学調整ユニット１０４に入射した平行光は、平行光のままで光学調整ユニットから射出される。該光学調整ユニット１０４は、前述したコリメータレンズ１０３とコリメータレンズ１０８との間であって、コリメータレンズ１０３によって生成された平行光の光軸の上に配置される。

さらに、この２枚のレンズのうち、どちらか一方を光軸に垂直な方向（ｈ、ｖ）に移動させることで、これらレンズからの射出光束は平行光の状態のまま平行光束１１３の光軸Ｌ１に対するその光軸の角度を変えることができる。レンズの移動手段であるレンズ駆動機構１０７は、必要な調整精度を持つものであればよく、手動でも電動でも良い。また、光束の入射方向に対して焦点距離の符号はどちらでも良い。なお、本実施例では、凹レンズ１０６を、レンズ駆動機構１０７によって、平行光の光軸に対して（ｈ、ｖ）の各々の方向に偏心移動させることとしている。また、光軸に垂直な方向に移動させるレンズについても入射方向に依存しない。２枚のレンズのうちどちらかを移動させることができれば良い。また、以上のような構成の光学調整ユニット１０４は、平行光路のどの位置に配置されても良い。

本実施例の如く、焦点距離の符号がそれぞれ異なる２枚のレンズを焦点が一致するように配置する場合、２枚のレンズの焦点距離のうちの大きい方の焦点距離とレンズ間距離との比で平行光束の光束径が変化する。即ち、光学調整ユニット１０４において２枚のレンズ間の距離は、例えば凸レンズ１０５の焦点距離と凹レンズ１０６の焦点距離とにおいて大きい方の焦点距離よりも小さく設定している。これにより、たとえば焦点距離が５００ｍｍに対して、レンズ間距離が５ｍｍであれば、１／１００だけ光束径が変化する。

なお、本実施例では、光学調整ユニット１０４は焦点距離の符号が各々異なる２枚レンズから構成されているが、これを２枚以上のレンズで構成しても良い。具体的には、３枚のレンズを用いることで光束径を変えないようにすることができる。たとえば、焦点距離の符号が正、負、正または負、正、負となるようにレンズを配置しても良い。この場合、隣り合った正と負の組み合わせのレンズの合成された焦点をもう一枚のレンズの焦点と一致させるように配置することで、ビーム径を変更することなく、光軸の角度を変更することができる。従って、上述した２枚のレンズは、各々１枚以上のレンズから構成される２組のレンズユニットとして把握されることが好ましい。

次に、レンズを光軸に垂直な方向に移動させる量である移動量Δｈと、光軸の角度の変化量Δθの関係について説明する。図１のように入射光に対して、凹レンズ１０６を移動させることができる光学調整ユニット１０４において、光軸から凹レンズ１０６を移動量Δｈだけ移動させ、光軸Ｌ１に対して平行光１１３が角度Δθ傾いた場合、次のように表すことができる。
ｔａｎΔθ＝Δｈ／ｆ_凹 （式１）
ここで、ｆ_凹は凹レンズ１０６の焦点距離１２２である。

角度Δθ傾いた平行光１１４は、コリメータレンズ１０８に入射する。角度Δθ傾いた平行光１１４をコリメータレンズ１０８によって集光した場合、スポット位置は光軸からΔｘずれる。角度Δθと光軸からのずれ量Δｘは次のように表すことができる。
ｔａｎΔθ＝Δｘ／ｆ_ｃｌ （式２）
ここで、ｆ_ｃｌはコリメータレンズ１０８の焦点距離である。

また、（式１）と（式２）から、集光スポットの位置ズレ量Δｘは、次のように表すことができる（ずれ方向ｘ、ｙ参照）。
Δｘ＝（ｆ_ｃｌ／ｆ_凹）＊Δｈ （式３）

上記の（式３）から、集光スポットの位置ズレ量Δｘは、凹レンズ１０６の焦点距離とコリメータレンズ１０８の焦点距離の比と、凹レンズ１０６の移動量とで決めることができることが分かる。言い換えると、凹レンズ１０６を光軸Ｌ１に対して偏心調整することで、平行光１１３の角度を変化させることができる。そして、それによってファイバー端１０９への入射光束のスポットの位置を調整することができる。

さらに、コリメータレンズ１０８の焦点距離ｆ_ｃｌに対して、凹レンズ１０６の焦点距離ｆ_凹を大きなものにすれば、調整時において凹レンズ１０６をそれだけ大きく動かすこととなる。即ち、偏心移動される凹レンズ１０６の焦点距離を、集光手段たるコリメータレンズ１０８よりも大きくしている。その結果として、光学調整の敏感度を緩和することができる。たとえば、コリメータレンズ１０８の焦点距離を５ｍｍ、凹レンズ１０６の焦点距離を５００ｍｍとした場合、ファイバー端への入射光スポットの位置調整精度は、ファイバー端を直接動かした場合には１μｍ以下であるのに対して、その１００倍である０．１ｍｍ以下の精度で調整すれば良いということになる。つまり、光学調整ユニット１０４の配置によって、光学調整精度の敏感度が１／１００に緩和することができる。

ファイバー端１０９に集光された光束は、ファイバー１１１によって導光され、該集光光束の光量を測定する光量測定手段たる受光素子１１０によって受光される。その受光光量を検知することで、ファイバー端１０９が光軸Ｌ２に対して、ずれているか否かについて検知することができる。つまり受光光量が小さくなればズレ量が大きくなっていることを示し、受光光量が大きくなればズレ量が小さくなっていることを示している。光学調整ユニット１０４は、その受光光量をモニタしながら受光光量が最大になるように集光スポット位置の調整を行うことができる。この場合、受光素子１１０により測定された光量に基づいて、レンズ駆動機構１０７を移動させるように、このような制御を行う手段を配しても良い。

また、本実施例１における平行光１１３等の光路中に、不図示の光学部材を配置することで光学調整機構に更なる機能を付加することもできる。たとえば、光軸に対して垂直に移動可能な遮光板を配置することで、該光学調整機構にアッテネータとして機能を付加することができる。また、凹レンズ１０６は光軸方向に移動させる移動機構（不図示）によってファイバー端１０９に入射するＮＡを変更することができる。また、受光するファイバー端を複数配置し、光学調整ユニットを連続的に駆動し、受光するファイバーを任意に選択できるように構成すれば光スイッチとすることができる。

以上に述べた構成によれば、偏心移動可能なように構成されたレンズと集光レンズの焦点距離の比が、レンズ偏心調整量と集光位置の移動量の比に等しくなる。このため、偏心移動可能なように構成されたレンズの焦点距離を大きくすることで、集光位置の微調整が可能となる。

以下に、本発明の実施例２を図に基づいて説明する。図２は本発明に係る光学調整機構をＯＣＴ装置におけるリファレンスアームに配した場合の該ＯＣＴ装置の概略構成図を示している。

本実施例に係るＯＣＴ装置は、光源２０１から分岐手段までの光路、分岐後の測定光の光路、分岐後の参照光の光路、及び測定光と参照光との合波光の光路、各々に配置される構成を有する。光源２０１から分岐手段たるビームスプリッタ２１５までの光路には、シングルモードファイバー２０８、及び偏光子２０３が配置される。測定光の光路には、測定光を射出するファイバー端２１０より、レンズ２０９、Ｘスキャナ２１１、Ｙスキャナ２１２、及び対物レンズ２１４が配置され、被検眼Ｅは該対物レンズと対向して位置することとなる。参照光の光路には、参照光を射出するファイバー端部２２０より、コリメータレンズ２２１、ＮＤフィルタ２２２、波長板２２３、分散補償プリズム２２４、折り返しミラー２２８及び２２９、光学調整ユニット２０４、コリメータレンズ２２６が配置される。コリメータレンズ２２６を経た参照光はビームスプリッタ２３１にこれを導くためのファイバーの端部であるファイバー端部２２７に導かれる。以下、各々の構成について説明する。

図２に示す光源２０１には、波長掃引型のレーザ光源を用いるが、光源２０１として広帯域レーザ光源を用いることもできる。その場合、受光部にはラインセンサを含めた分光器が構成される。

波長掃引光源から射出された光は、シングルモードファイバー２０８によって導光され、偏光調整器２０２を通過する。偏光調整器２０２によって、ファイバー内に構成された偏光子２０３に入射する偏光をコントロールする。偏光子２０３の向きに対して、入射光の偏光の向きを変えることで光量が調整可能である。偏光子２０３によって直線偏光になった光源２０１からの射出光は、分岐手段であるビームスプリッタ２１５に入射し、測定光と参照光とに分岐される。ここで、分岐手段はビームスプリッタに限るものではなく、ファイバーカプラなどを用いることもできる。

測定光は、ビームスプリッタ２１５において光源からの光の一部が反射されて得られ、該ビームスプリッタ２１５に連結されたファイバーのファイバー端２１０から射出されてレンズ２０９に至る。該レンズ２０９を経た測定光は、Ｘスキャナ２１１及びＹスキャナ２１２を経て、対物レンズ２１４を通り、被検眼Ｅに照射される。測定光はこれらＸスキャナ２１１及びＹスキャナ２１２によって、被検眼Ｅの眼底上等で走査される。照射された測定光は眼底で反射し、戻り光としてここで述べた光路を逆にたどってビームスプリッタ２１５まで戻る。測定光の戻り光は、ビームスプリッタ２１５を透過し、合波手段であるビームスプリッタ２３１に入射する。ここで合波手段であるビームスプリッタ２３１には、ファイバーカプラなどを用いることもできる。

一方、参照光は、ビームスプリッタ２１５において光源からの光の一部を透過して得られる。該参照光は、参照アームに構成されて該ビームスプリッタ２１５に連結されているファイバーのファイバー端２２０から射出され、コリメータレンズ２２１に入射する。コリメータレンズ２２１によって平行光になった参照光の光束は、ＮＤフィルタ２２２で光量調整される。波長板２２３では偏光調整がなされ、戻り光の偏光状態と参照光の偏光状態とを一致させることで干渉信号強度を調整する。また、測定光の光路と参照光の光路とではファイバーの長さや被検眼の有無によって分散が異なる。そのため、参照光の光路に配置した分散補償プリズム２２４によってこれら光路の分散を同等にする。更に、参照光の光路長は、折り返しミラー２２８、２２９を支持する可動ステージ２２５を不図示の駆動機構によって図中矢印方向に移動させることにより調整可能である。これら構成を用いて参照光の光路長を変えることにより、測定光と参照光の光路長の差を調整することができる。可動ステージ２２５及びこれに支持される折り返しミラー２２８、２２９は、コヒーレンスゲートの位置を移動させるＣ−ｇａｔｅ駆動機構として機能し、測定光路と参照光路との光路長差を調整する。

上述したように、本実施例では光学調整ユニット２０４を折り返しミラー２２９とコリメータレンズ２２６との間である参照光の光路中に配置している。該光学調整ユニット２０４は、前述した光学調整ユニット１０４と同様に、凸レンズ２０５、凹レンズ２０６、及びレンズ駆動機構２０７を有する。凸レンズ２０５は正の焦点距離を持ち、凹レンズ２０６は負の焦点距離を持ち、レンズ駆動機構２０７は凹レンズ２０６を光軸に直行する方向に移動する。ここで、レンズ駆動機構２０７は、引っ張りバネと組み合わせたボイスコイルモータや超音波モータ、送りねじや圧縮バネと組み合わせたステッピングモータ、複数のアクチュエータによる駆動機構などが挙げられるが、これに限定するものではない。また、レンズ駆動機構２０７は、アクチュエータでなくても偏心移動が可能なように構成されていればどんな構成でも良い。レンズの移動手段であるレンズ駆動機構２０７は、必要な調整精度を持つものであればよく、手動でも電動でも良い。

本実施例では凹レンズ２０６を移動させることによって、参照光の光軸の角度を変更することができる。コリメータレンズ２２６に入射する参照光の角度によって、ファイバー端２２７に集光する際の参照光のスポット位置が変わる。つまり、凹レンズ２０６の偏心調整によって、ファイバー端２２７に入射する参照光のスポット位置を調整することが可能となる。なお、参照光のスポット位置の調整時には、被検眼の位置にミラーなどを配置して行う。その際は、Ｘスキャナ２１１及びＹスキャナ２１２による走査を停止しても良い。

ファイバー端２２７に入射した参照光はファイバーによって合波手段たるビームスプリッタ２３１に導光され、戻り光と合波される。合波して得られた干渉光は、ビームスプリッタ２３１によって５０／５０に分岐され、それぞれが受光素子２３２に受光される。受光された干渉光は電気信号に変換され、掃引波長ごとにデータ取得が行われる。得られた離散的なデータをフーリエ変換することで被検眼の断層情報を得ることができる。制御部３０１は当該断層情報に基づいて画像生成手段として機能するモジュールを有し、該断層の画像生成は当該モジュールによって実行される。なお、断層画像の生成は公知の手法を用いれば良いので、詳細については省略する。

図３は実施例２に係るＯＣＴ装置の制御系（図２においては一部不図示）について説明するブロック図である。制御部３０１には光源２０１が接続されており、光源２０１の点灯や消灯を制御する。また、制御部３０１にはスキャナドライバ３０３が接続され、さらに、スキャナドライバ３０３は被検眼眼底を走査するためにＸスキャナ２１１及びＹスキャナ２１２に接続されている。また、測定光と参照光の光路長差を調整するための可動ステージ（Ｃ−ｇａｔｅ駆動機構）２２５が接続されている。また、制御部３０１には表示部３１０、及び操作部３１１が接続されている。表示部３１０では、制御部３０１によって、干渉光に基づいて算出された眼底断層像を表示することができる。また、操作部３１１では、制御部３０１に対して光源２０１や可動ステージ２２５などの動作指示をすることができる。また、該制御部３０１は光学調整ユニット２０４のレンズ駆動機構２０７にも接続されており、該制御部３０１より発せられる制御信号に基づいて該レンズ駆動機構２０７を制御することができる。また、制御部３０１には、受光素子２３２及びメモリ３０９も接続されており、受光素子２３２で受光した受光光量の値などをメモリ３０９に保存できるようになっている。この受光素子２３２と該受光素子２３２の制御及びこれより得られた画像信号を処理する制御部３０１におけるモジュールとによって、ＯＣＴ装置における断層画像撮像の処理が実行される。

光学調整ユニット２０４によって受光素子２３２による受光光量を最大にする方法は、凹レンズ２０６の水平位置ｈと垂直位置ｖを変数としてその最適値を求める。例えば、最急降下法やニュートン法のような最適化アルゴリズムで、受光素子２３２により受光される光量が最大値となるようにこれら変数の最適値を求めればよい。

本発明の実施例３に係るＯＣＴ装置について、次に図４及び図５を用いて説明する。本実施例では、ＯＣＴ装置における合波手段として機能するビームスプリッタの複数のポートに該光学調整機構を配している。なお、実施例２において示した構成と同一の構成については同じ参照符号を用いて図に示して説明は省略することとし、ここでは実施例２との相違点についてのみを説明する。

図４は実施例３に係るＯＣＴ装置の概略構成図を示している。本実施例では、光学調整装置を測定光と参照光とを合波するためのユニットである合波ユニット４０１として用いる点で実施例２の構成と異なっている。該合波ユニット４０１は、ビームスプリッタ４１４、コリメータレンズ４１０〜４１３、及び光学調整ユニット４０４ａ〜４０４ｄを有する。

ビームスプリッタ４１４は、測定光と参照光とを合波する合波手段を構成する。一対の折り返りミラーを経た参照光は、コリメータレンズ２２６を介してファイバー４０５の一方のファイバー端２２７より該ファイバー４０５内に導かれファイバー端４０６よりコリメータレンズ４１０に向けて射出される。また、被検眼Ｅを経た測定光はビームススプリッタ２１５を透過してファイバー端４０７よりコリメータレンズ４１１に向けて射出される。コリメータレンズ４１０及び４１１は、各々対応するファイバー端４０６及び４０７からの射出光を各々平行状態に調整する。

ビームスプリッタ４１４は、入射した参照光を透過方向と反射方向とに５０／５０に分岐し且つ測定光も同様に透過方向と反射方向とに５０／５０に分岐する。これにより、ビームスプリッタ４１４を経た測定光及び参照光は、５０／５０に分岐された合波光としてコリメータレンズ４１２及び４１３方向に各々射出される。コリメータレンズ４１２及び４１３は、ビームスプリッタ４１４より射出された平行光束を各々対応するファイバー端４０８及び４０９に入射させるために集光する。ファイバー端４０８及び４０９に入射された干渉光は、各々ファイバー４１５及び４１６（後述するＣＨ１及びＣＨ２）を経て受光素子４１７に受光される。実施例２の図３に示した構成における制御部３０１と同様の構成により、受光された干渉光に基づいた画像の生成が行われる。

コリメータレンズ４１０及び４１１とビームスプリッタ４１４との間、及びコリメータレンズ４１２及び４１３とビームスプリッタ４１４との間には光学調整ユニット４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃ、及び４０４ｄが配置されている。なお、光学調整ユニット各々は、凸レンズが対応するコリメータレンズと光軸方向に並んで配置されること以外は実施例１或いは２にて述べた光学調整ユニット１０４及び２０４と同様の構造を有することから、ここでの説明は省略する。本実施例では、光学調整ユニットを含む光学調整機構は、合波手段たるビームスプリッタ４１４へ入射する光路または該ビームスプリッタ４１４から射出する光路に配置される。

なお、光学調整ユニット４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃ、４０４ｄは各々入射光の光軸に対する射出光の光軸の角度を調整するための構成であり、従ってこの角度調整が不要な場合は配置しないこともできる。よって、これら光学調整機構は、上述した光路において少なくとも一つ配して光軸の調整を可能とすることも可能である。更に、これら光学調整ユニットにあっては、ビームスプリッタ４１４に入射する光路において該ビームスプリッタ４１４と該光路にて並ぶ位置に偏心移動可能な凹レンズが配置されることが好ましい。或いは、これら光学調整ユニットにあっては、ビームスプリッタ４１４から射出する光路において該ビームスプリッタ４１４と該光路にて並ぶ位置に偏心移動可能な凹レンズが配置されることが好ましい。

また、コリメータレンズ４１０、４１１、４１２、４１３とファイバー端４０６、４０７、４０８、及び４０９とは、コリメータレンズとファイバー端がユニットになっているレンズ付きファイバーユニットとしてもよい。

次に、図５を用いて、ビームスプリッタ４１４からの射出光を対応するファイバー端に集光させる際の光軸の調整方法について説明する。図５において、四角枠５１０及び５２０は、ファイバー端４０８及び４０９各々が配置される位置側からビームスプリッタ４１４の方向を見たときの視野における集光光束の配置を示す模式図である。同図の枠５１０及び５２０内において、点５１１はファイバー端４０８の位置を表し、点５２１はファイバー端４０９の位置を表している。

また、点５１２および点５２２は参照光の集光スポットを表し、点５１３および点５２３は測定光の集光スポットを表している。なお、枠５１０（ＣＨ１）の集光スポットは、ビームスプリッタ４１４で反射した参照光、及びビームスプリッタ４１４を透過した測定光に対応している。一方、枠５１１（ＣＨ２）の集光スポットは、ビームスプリッタ４１４を透過した参照光、及びビームスプリッタ４１４で反射した測定光に対応している。また、図５（ｉ）〜図５（ｉｖ）までは、以下に説明する調整手順に従って光学調整した場合に、調整手順に従って移動した集光スポットやファイバー端の位置を各々示している。

図５（ｉ）は光学調整をする前の初期状態を示している。ＣＨ１及びＣＨ２内において、それぞれの点がばらばらの状態になっている。ここで、ビームスプリッタ４１４に入射する測定光の光軸の角度を光学調整ユニット４０４ａで調整する。光学調整ユニット４０４ａでｈ方向に角度調整すると、図５（ｉ）のＣＨ１においては、点５１３を左右方向に移動できる。反射であるＣＨ２においては、おおよそＣＨ１の２倍だけ点５２３が移動する。また同様に、光学調整ユニット４０４ａでｖ方向に角度調整すると、図５（ｉ）のＣＨ１においては、点５１３を上下方向に移動できる。

図５（ｉ）のＣＨ１において、図中矢印で示すように、左上方向に点５１３を移動させ、点５１３と点５１１とのずれが１μｍ以下になるように一致させる。一致させた場合、図５（ｉｉ）のＣＨ１に示すように、点５１１と点５１３がほぼ同じ位置になる。一方で、図５（ｉｉ）のＣＨ２では、図５（ｉ）に矢印で示すように点５２３は移動して、点５２１と点５２３が一致していない結果となる。

次に、図５（ｉｉ）のＣＨ２において、点５２１を点５２３に一致するように移動させる。点５２１を移動させるためには、図４において光学調整ユニット４０４ｄを移動させればよい。その結果、図５（ｉｉ）に矢印で示すように点５２１は移動して、図５（ｉｉｉ）のＣＨ２のように点５２１と点５２３が一致する。一方で、図５（ｉｉｉ）のＣＨ１に変化はない。

次に、図５（ｉｉｉ）のように、点５１２と点５２２とを図中矢印方向に移動させ、点５１１と点５２１に一致させる。一致させるためには、光学調整ユニット４０４ｂを移動させれば良い。その結果、図５（ｉｖ）のＣＨ１のように点５１２と点５１１とが一致し、図５（ｉｖ）のＣＨ２のように点５２２と点５２１とが一致する。

なお、図５（ｉｖ）に示すようにＣＨ１とＣＨ２の両方ともに点が一致するためには、ビームスプリッタ４１４の参照光と測定光の入射面に対して、ビームスプリッタ４１４の反射面の倒れが小さければ良い。しかし、ビームスプリッタの部品精度が悪い場合には、ＣＨ１とＣＨ２の受光光量を同じ程度にするように光学調整ユニット４０４ｃ、４０４ｄで光学調整を行っても良い。

また、光学調整方法は、ここで例示した方法に限られない。例えば、まず光学調整ユニット４０４ａ及び４０４ｂで、点５１２と点５１３とを、また、点５２２と点５２３とを一致させる。その後に、光学調整ユニット４０４ｃで、すでに一致している点５１２と点５１３とに対して、点５１１を合わせ、さらに、光学調整ユニット４０４ｄで、すでに一致している点５２２と点５２３とに対して、点５２１を合わせる方法としても良い。

また、これら光学調整ユニットによる射出光束の光軸の調整を行うのは、ＯＣＴ装置の組立時調整時であっても、組立後であっても良い。例えば、光学調整ユニットによって光軸の調整が終了した後、環境温度などの影響で光学部品にずれが生じる場合がある。それにより、射出光束の光軸のファイバー端に対する入射角度が変わってしまうため、結果として受光素子で受光できる受光光量が落ちてしまう。この場合には、受光素子の受光光量や干渉信号の強度をモニタしながら、光学調整ユニット４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃ及び４０４ｄで光軸調整を行うことで、受光光量を最大に保つことができる。

以上説明したように、本発明においては、光学調整ユニットを其々符号の異なる焦点距離を有する一対のレンズユニットにより構成し、一方のレンズユニットをｈ及びｖ方向に移動させることでファイバー端に入射する測定光等の光軸調整を行うこととしている。これにより、入射光のスポットの偏心調整精度を緩和することが可能となり、光学調整を簡便化することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

また、上記の実施例では、被検査物が眼であるＯＣＴ装置の場合について述べているが、眼以外の皮膚や臓器等の被検査物に本発明を適用することも可能である。この場合、本発明は眼科装置以外の、例えば内視鏡等の医療機器としての態様を有する。従って、本発明は眼科装置に例示される検査装置に用いられる光学調整機構として把握され、被検眼は被検査物の一態様として把握されることが望ましい。

１０１ 光源
１０４ 光学調整ユニット
１０５ 凸レンズ
１０６ 凹レンズ
１０７ レンズ駆動機構
Ｅ 被検眼

Claims (10)

1. 平行光を生成する生成手段と、
   前記生成された平行光を集光する集光手段と、
   前記集光された光を受光する受光手段と、
   前記生成手段と前記集光手段との間であって前記平行光の光軸の上に配置され、それぞれ異なる符号の焦点距離を持つと共に各々の焦点が一致するように配置される第一のレンズユニット及び第二のレンズユニット、及び前記第一のレンズユニット及び前記第二のレンズユニットの一方を前記光軸に対して偏心移動させる移動手段、を有する光学調整ユニットと、を有し、
   前記第一のレンズユニット及び前記第二のレンズユニットにおいて偏心移動されるレンズユニットの焦点距離は、前記集光手段の焦点距離よりも大きい、ことを特徴とする光学調整機構。
2. 前記第一のレンズユニットと前記第二のレンズユニットとの間の距離は、前記第一のレンズユニットの焦点距離と前記第二のレンズユニットの焦点距離とにおいて大きい方の焦点距離よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光学調整機構。
3. 前記第一のレンズユニットは、前記生成手段の側に配置される凸レンズを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学調整機構。
4. 前記第二のレンズユニットは、前記集光手段の側に配置されて前記移動手段によって偏心移動される凹レンズを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学調整機構。
5. 前記受光手段により受光された前記集光された光の光量を測定する光量測定手段と、
   前記測定された光量に基づいて前記移動手段による前記一方のレンズユニットの移動を制御する手段と、を有ることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学調整機構。
6. 光源と、
   前記光源より射出された光を参照光と測定光とに分岐する分岐手段と、
   前記測定光を被検査物に照射して得られた戻り光と前記参照光とを合波して干渉光を得る合波手段と、
   前記干渉光に基づいて前記被検査物の画像を生成する画像生成手段と、
   前記参照光の光路中に配置された請求項１乃至５の何れか一項に記載の光学調整機構と、を有し、
   前記生成手段は、前記参照光を前記平行光に生成することを特徴とする断層画像撮像装置。
7. 光源と、
   前記光源より射出された光を参照光と測定光に分岐する分岐手段と
   前記測定光を被検査物に照射して得られた戻り光と前記参照光とを合波して干渉光を得る合波手段と、
   前記合波手段へ入射する光路または前記合波手段から射出する光路の少なくとも一つに配置された請求項１乃至５の何れか一項に記載の光学調整機構を有して、前記干渉光に基づいて前記被検査物の画像を生成することを特徴とする断層画像撮像装置。
8. 前記合波手段はビームスプリッタであって、
   前記入射する光路において前記ビームスプリッタと前記光路にて並ぶ位置に前記偏心移動される一方のレンズユニットが配置されることを特徴とする請求項７に記載の断層画像撮像装置。
9. 前記合波手段はビームスプリッタであって、
   前記射出する光路において前記ビームスプリッタと前記光路にて並ぶ位置に前記偏心移動される一方のレンズユニットが配置されることを特徴とする請求項７又は８に記載の断層画像撮像装置。
10. 光源と、
    前記光源より射出された光を参照光と測定光に分岐する分岐手段と
    前記測定光を被検査物に照射して得られた戻り光と前記参照光とを合波して干渉光を得る合波手段と、
    前記干渉光に基づいて前記被検査物の画像を生成する画像生成手段と、
    前記参照光及び前記戻り光の少なくとも何れかの光路に配置される平行光を生成する生成手段と、
    前記生成された平行光を集光する集光手段と、
    前記集光された光を受光する受光手段と、が配置された断層画像撮像装置における前記集光手段により集光される平行光の前記受光手段における集光位置を調整する光学調整方法であって、
    前記生成手段と前記集光手段との間であって前記平行光の光軸の上に各々の焦点が一致するように配置された、それぞれ異なる焦点距離を持つ第一のレンズユニット及び第二のレンズユニット、の一方を前記光軸に対して移動手段により移動させ、
    前記受光手段により受光された前記集光された光の光量を光量測定手段により測定し、
    前記測定された光量に基づいて前記移動手段による前記一方のレンズユニットの移動を制御する、工程を有し、
    前記第一のレンズユニット及び前記第二のレンズユニットにおいて移動されるレンズユニットの焦点距離は、前記集光手段の焦点距離よりも大きい、ことを特徴とする光学調整方法。

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