JP6790879B2

JP6790879B2 - Ｏｃｔ装置

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Publication number: JP6790879B2
Application number: JP2017017156A
Authority: JP
Inventors: 佳史村田; 一並木
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2037-02-01
Also published as: JP2018124188A

Description

本開示は、被検物（例えば、眼）のＯＣＴデータを得るＯＣＴ装置に関する。

被検物のＯＣＴデータを得るＯＣＴ装置として、例えば、ＯＣＴ光学系から出力されるスペクトル干渉信号を処理してＯＣＴデータを取得可能な装置が知られている（非特許文献１、特許文献１参照）。

特開２０１５−６８７７５号公報

S.Makita et.al. "Full-range, high-speed, high-resolution 1-μm spectral-domain optical coherence tomography using BM-scan for volumetric imaging of the human posterior eye" 9 June 2008 / Vol. 16, No. 12 / OPTICS EXPRESS 8406

ところで、上記のような装置においては、例えば、ＦＰＮ（Fixed Pattern Noise）信号を利用することで、波数成分に関してキャリブレーションを行う。しかしながら、非特許文献１の装置の場合、ＦＰＮを生成する光学部材を移動させる必要があり、キャリブレーションに時間を要し、ＦＰＮ信号が変動する可能性もありうる。また、駆動系が必須となる。

また、非特許文献２の場合、仮に複数のＦＰＮを検出したとしても、カバーガラスの厚みが異なるので、仮に、第１の検出器で得られた波数マッピング情報と第１の検出器で得られた波数マッピング情報との差分を求めたとしても、分散成分が残存した状態でキャリブレーションを行うことになるので、キャリブレーションを精度よく行うことが困難である。

本開示は、上記従来技術の少なくとも一つの問題点を鑑み、ＯＣＴデータを好適に取得できるＯＣＴ装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１）ＯＣＴ光源から出射される光を測定光と参照光に分割し、被検物からの前記測定光の反射光と、前記参照光とが合成されたスペクトル干渉信号を検出するＯＣＴ光学系と、
前記ＯＣＴ光学系から出力されるスペクトル干渉信号を処理してＯＣＴデータを取得可能なＯＣＴ装置であって、
第１のＦＰＮを発生させる第１の光学部材と、前記第１のＦＰＮよりもゼロディレイ位置から離れた位置に第２のＦＰＮを発生させる第２の光学部材と、を少なくとも備え、少なくとも２つのＦＰＮ信号を生成するためのＦＰＮ生成光学系と、
前記第１のＦＰＮと前記第２のＦＰＮとを検出可能な検出手段を有し、前記検出手段によって検出された前記第１のＦＰＮと前記第２のＦＰＮを処理し、前記第１のＦＰＮに基づく各波数成分のマッピング情報と前記第２のＦＰＮに基づく各波数成分のマッピング情報との間の差分情報に基づいて、各波数成分のマッピング状態を補正するための補正情報を得る補正情報取得手段と、を備え、前記補正情報を用いてＯＣＴ画像を得ることを特徴とする。

本開示の実施形態の一例について図面に基づいて説明する。図１〜図８は本実施形態の実施例に係る図である。

＜概要＞
本実施形態に係るＯＣＴ装置は、ＯＣＴ光学系を備え、ＯＣＴ光学系の検出器から出力されるスペクトル干渉信号を処理してＯＣＴデータを取得可能であってもよい。この場合、ＯＣＴ光学系は、例えば、フーリエドメインＯＣＴ光学系であってもよく、ＯＣＴ光学系は、ＯＣＴ光源から出射される光を測定光と参照光に分割し、被検物からの測定光の反射光と、参照光とが合成されたスペクトル干渉信号を検出してもよい。

ＯＣＴ装置において、ＦＰＮ生成光学系が設けられてもよく、ＦＰＮ生成光学系は、例えば、第１のＦＰＮを発生させる第１の光学部材と、第１のＦＰＮよりもゼロディレイ位置から離れた位置に第２のＦＰＮを発生させる第２の光学部材と、を少なくとも備え、少なくとも２つのＦＰＮ信号を生成するための光学系であってもよい。この場合、ＦＰＮ生成光学系は、第１のＦＰＮと第２のＦＰＮの少なくとも２つのＦＰＮ信号を生成するための光学系であってもよい。

ＯＣＴ装置において、各波数成分のマッピング状態を補正するための補正情報を得る補正情報取得部が設けられてもよく、補正情報取得部は、第１のＦＰＮと第２のＦＰＮとを検出可能な検出部を備えてもよい。検出部としては、ＯＣＴ光学系の検出器が用いられてもよいし、他の検出器が用いられてもよい。補正情報取得部は、検出部によって検出された第１のＦＰＮと第２のＦＰＮを処理し、第１のＦＰＮに基づく各波数成分のマッピング情報と第２のＦＰＮに基づく各波数成分のマッピング情報との間の差分情報に基づいて、補正情報を得てもよい。

上記構成によれば、例えば、光学部材を光軸方向に駆動させるような駆動系を必ずしも設けることなく、波数マッピングの補正情報を精度よく取得でき、ＯＣＴ画像を好適に取得できる。

＜実施例＞
本実施例では、ＯＣＴ装置として、図１に示される光コヒーレンストモグラフィー（ＯＣＴ）装置が用いられる。本実施例に係るＯＣＴ装置は、例えば、波長掃引式ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ：Swept Source-OCT）を基本的構成とし、波長可変光源１０２、干渉光学系（ＯＣＴ光学系）１００、演算制御器（演算制御部）７０と、を含む。その他、眼科装置１には、メモリ７２、表示部７５、図示無き正面像観察系及び固視標投影系が設けられる。演算制御器（以下、制御部）７０は、波長可変光源１０２、干渉光学系１００、メモリ７２、表示部７５に接続されている。

干渉光学系１００は、導光光学系１５０によって測定光を眼Ｅに導く。干渉光学系１００は、参照光学系１１０に参照光を導く。干渉光学系１００は、眼Ｅによって反射された測定光と参照光との干渉、によって取得される干渉信号光を検出器（受光素子）１２０に受光させる。さらに、本実施例の干渉光学系１００は、ＦＰＮ生成光学系２００を備える（詳しくは後述する）。なお、干渉光学系１００は、図示無き筐体（装置本体）内に搭載され、ジョイスティック等の操作部材を介して周知のアライメント移動機構により眼Ｅに対して筐体を３次元的に移動させることによって被検眼に対するアライメントが行われてもよい。

干渉光学系１００には、ＳＳ−ＯＣＴ方式が用いられ、光源１０２として出射波長を時間的に高速で変化させる波長可変光源（波長走査型光源）が用いられる。光源１０２は、例えば、レーザ媒体、共振器、及び波長選択フィルタによって構成される。そして、波長選択フィルタとして、例えば、回折格子とポリゴンミラーの組み合わせ、ファブリー・ペローエタロンを用いたフィルタが挙げられる。

カップラー（スプリッタ）１０４は、光分割器として用いられ、光源１０２から出射された光を測定光路と参照光路に分割する。カップラー１０４は、例えば、光源１０２からの光を測定光路側の光ファイバー１０５に導光すると共に、参照光路側の参照光学系１１０に導光する。

カップラー（スプリッタ）１３０は、光ファイバー１０５からの光（測定光）を、導光光学系１５０の光路とＦＰＮ生成光学系２００の光路に分割する。つまり、測定光路には、導光光学系１５０とＦＰＮ生成光学系２００が設けられている。カップラー（スプリッタ）１３０は、ビームスプリッタであってもよいし、サーキュレータであってもよい。

＜導光光学系＞
導光光学系１５０は、測定光を眼Ｅに導くために設けられる。導光光学系１５０には、例えば、光ファイバー１５２、カップラー１５３、コリメータレンズ１５４、光スキャナ１５６、及び対物レンズ系１５８が順次設けられてもよい。この場合、測定光は、光ファイバー１５２、カップラー１５３を介して、コリメータレンズ１５４によって平行ビームとなり、光スキャナ１５６に向かう。光スキャナ１５６を通過した光は、対物レンズ系１５８を介して、眼Ｅに照射される。測定光は、前眼部及び後眼部の両方に照射され、各組織にて散乱・反射される。

光スキャナ１５６は、眼Ｅ上でＸＹ方向（横断方向）に測定光を走査させてもよい。光スキャナ１５６は、例えば、２つのガルバノミラーであり、その反射角度が駆動機構によって任意に調整される。光源１０２から出射された光束は、その反射（進行）方向が変化され、眼底上で任意の方向に走査される。光スキャナ１５６としては、例えば、反射ミラー（ガルバノミラー、ポリゴンミラー、レゾナントスキャナ）の他、光の進行（偏向）方向を変化させる音響光学素子（ＡＯＭ）等が用いられてもよい。

この場合、測定光による眼Ｅからの散乱光（反射光）は、対物レンズ系１５８、光スキャナ１５６、コリメータレンズ１５４、カップラー１５３、光ファイバー１５２〜カップラ１３０、光ファイバー１１２を経て、カップラー３５０に達する。散乱光は、カップラー３５０にて参照光と合波されて干渉する。

＜参照光学系＞
参照光学系１１０は、眼Ｅでの測定光の反射によって取得される反射光と合成される参照光を生成する。参照光学系１１０を経由した参照光は、カップラー３５０にて測定光路からの光と合波されて干渉する。参照光学系１１０は、マイケルソンタイプであってもよいし、マッハツェンダタイプであっても良い。

参照光学系１１０は、例えば、反射光学系によって形成され、カップラー１０４からの光を反射光学系により反射することにより検出器１２０に導いてもよい。参照光学系１１０は、透過光学系によって形成されてもよい。この場合、参照光学系１１０は、カップラー１０４からの光を戻さず透過させることにより検出器１２０へと導く。

なお、測定光路と参照光路の少なくともいずれかには、測定光と参照光との光路長差を調整するための光学部材が配置されてもよい。例えば、コリメータレンズ１５４とカップラー１５３とが一体的に移動されることで、測定光の光路長が調整され、結果として、測定光と参照光との光路長差が調整されてもよい。もちろん、参照光路に配置された光学部材が移動されることによって、結果として、測定光と参照光との光路長差が調整されてもよい。

＜光検出器＞
検出器１２０は、測定光路からの光と参照光路からの光による干渉を検出するために設けられている。検出器１２０としては、平衡検出を行ってもよい。この場合、検出器１２０は、複数の受光素子を備え、第１受光素子からの干渉信号と第２受光素子からの干渉信号との差分を得て、干渉信号に含まれる不要なノイズを削減する。各受光素子は、受光部が一つのみからなるポイントセンサであって、例えば、アバランシェ・フォト・ダイオードが用いられる。

＜ＦＰＮ生成光学系＞
ＦＰＮ生成光学系２００は、第１のＦＰＮ信号と第２のＦＰＮ信号を生成するために設けられてもよい。本実施例において、ＦＰＮ生成光学系２００は、測定光が被検眼に向かう光路から分岐された位置に配置されている。

例えば、ＦＰＮ生成光学系２００は、第１のＦＰＮを発生させる第１の光学部材２０４と、第２のＦＰＮを発生させる第２の光学部材２０６と、を少なくとも備えてもよい。第２のＦＰＮは、第１のＦＰＮよりもゼロディレイ位置から離れた位置に発生してもよい。なお、ゼロディレイ位置は、ＯＣＴデータ上において、測定光の光路長と参照光の光路長とが一致する位置に対応する。

第１の光学部材２０４と第２の光学部材２０６とが同時に使用されることによって、２つのＦＰＮ信号を同時に生成することが可能であり、これによって、２つのＦＰＮ信号を処理する際の時間的なずれの影響を軽減できる。なお、ＦＰＮ光学系２００は、３つ以上のＦＰＮ発生用光学部材を備えてもよく、これらが同時に使用されることによって、３つ以上のＦＰＮ信号を同時に生成することが可能である。

ＦＰＮ生成光学系２００としては、例えば、反射光学系であってもよく、ＦＰＮ発生用光学部材としては、例えば、光反射部材（例えば、ミラー）が用いられてもよい。本実施例では、第１のＦＰＮ発生用光学部材２０４、第２のＦＰＮ発生用光学部材２０６としてミラーが用いられているが、これに限定されない。

この場合、カップラー１３０からの光は、第１の光学部材２０４又は第２の光学部材２０６を経由した後、カップラー１３０に戻され、導光光学系１５０からの光と同様の経路を経て、カップラ３５０に達する。ＦＰＮ生成光学系２００からの光は、カップラー３５０にて参照光と合波されて干渉する。なお、光源１０２〜ＦＰＮ生成光学系２００〜カップラ３５０の光路長と、光源１０２〜参照光学系１１０〜カップラ３５０までの光路長は、ほぼ同じ長さに設定されている。

例えば、第１の光学部材２０４を経由した光が参照光と干渉することによって、第１のＦＰＮに対応する干渉信号光が生成され、検出器１２０には第１のＦＰＮ信号が生成され、第２の光学部材２０６を経由した光が参照光と干渉することによって、第２のＦＰＮに対応する干渉信号光が生成され、検出器１２０には第２のＦＰＮ信号が生成される。結果として、例えば、検出器１２０には、第１のＦＰＮ信号と第２のＦＰＮ信号の両方が同時に検出される。

図２は、本実施例に係るＦＰＮ生成光学系の一例を示す図である。ＦＰＮ生成光学系２００は、例えば、第１の光学部材２０４を備える第１の光路２０３と、第２の光学部材２０６を備える第２の光路２０５とを少なくとも備えてもよい。ここで、第１の光路２０３と第２の光路２０５との間において、第２の光路２０５の光路長の方が長いことによって、第２のＦＰＮは、第１のＦＰＮよりもゼロディレイから離れた位置に生成される。

ＦＰＮ生成光学系２００は、光路分割部材２０２（例えば、ビームスプリッタ）を備えてもよく、光路分割部材２０２は、光源側の光路を、第１の光路２０３と第２の光路２０５とに分割するために設けられてもよい。第１の光学部材２０４は、光路分割部材２０２によって分割された第１の光路２０３に配置されており、第２の光学部材２０６は、光路分割部材２０２によって分割された第２の光路に配置されている。

第１の光路２０３と第２の光路２０５は、互いに異なる光路長を持つ。つまり、光路分割部材２０２の分岐位置から第１の光学部材２０４までの光路長と、光路分割部材２０２の分岐位置から第２の光学部材２０６までの光路長は異なる。この結果として、第１の光学部材２０４によって形成される第１のＦＰＮと、第２の光学部材２０６によって形成される第２のＦＰＮは、ＯＣＴ画像上において深さ方向に異なる位置に形成される。なお、深さ方向における第１のＦＰＮと第２のＦＰＮとの間の距離は、第１の光路２０３と第２の光路２０５との間の光路長差に起因する。

また、第１の光路２０３と第２の光路２０５は、互いに等しい光学的分散量に設定（構築）されている。この結果として、第１のＦＰＮを用いて算出される各波数成分のマッピング情報（以下、第１の波数マッピング情報）と、第２のＦＰＮを用いて算出される各波数成分のマッピング情報（以下、第２の波数マッピング情報）との間の差分に基づいて、各波数成分のマッピング状態を補正するための補正情報を演算により求める際、各マッピング情報に含まれる分散成分を適正にキャンセルできるので、補正情報を精度よく求めることができる（詳しくは、後述する）。この場合、互いに等しい分散量としては、厳密に同一である必要は必ずしもなく、一定の精度を確保し、分散成分を適正にキャンセルできればよい。

＜深さ情報の取得＞
光源１０２により出射波長が変化されると、これに対応する干渉信号光が検出器１２０に受光され、結果的に、スペクトル信号として検出器１２０によって検出される。制御部７０は、検出器１２０によって検出されたスペクトル信号を処理（フーリエ解析）し、被検眼のＯＣＴデータを得る。

スペクトル信号（スペクトルデータ）は、波長λの関数として書き換えられ、波数ｋ（＝２π／λ）に関して等間隔な関数Ｉ（ｋ）に変換されてもよい。あるいは、初めから波数ｋに関して等間隔な関数Ｉ（ｋ）として取得されてもよい（Ｋ―ＣＬＯＣＫ技術）。演算制御器は、波数ｋ空間でのスペクトル信号をフーリエ変換することにより深さ（Ｚ）領域におけるＯＣＴデータを得てもよい。

さらに、フーリエ変換後の情報は、Ｚ空間での実数成分と虚数成分を含む信号として表されてもよい。制御部７０は、Ｚ空間での信号における実数成分と虚数成分の絶対値を求めることによりＯＣＴデータを得てもよい。

＜制御系＞
制御部７０は、ＣＰＵ（プロセッサ）、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えてもよい（図１参照）。例えば、制御部７０のＣＰＵは、ＯＣＴ装置の制御を司ってもよい。ＲＡＭは、各種情報を一時的に記憶する。制御部７０のＲＯＭには、ＯＣＴ装置の動作を制御するための各種プログラム、初期値等が記憶されてもよい。

制御部７０には、不揮発性メモリ（以下、メモリに省略する）７２、表示部７５等が電気的に接続されてもよい。メモリ７２には、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体が用いられてもよい。例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュＲＯＭ、および、ＯＣＴ装置に着脱可能に装着されるＵＳＢメモリ等をメモリ７２として使用することができる。メモリ７２には、ＯＣＴデータの取得及びＯＣＴ画像の撮影を制御するための制御プログラムが記憶されてもよいし、各波数成分のマッピング状態を補正するための補正情報を得る演算処理プログラムが記憶されてもよい。また、メモリ７２には、ＯＣＴデータから生成されるＯＣＴ画像の他、撮影に関する各種情報が記憶されてもよい。表示部７５は、ＯＣＴデータから生成されるＯＣＴ画像を表示してもよい。

＜波数マッピングの補正＞
図３は、本実施例に係るＯＣＴ画像の一例を示す図であり、ＯＣＴ画像上には、第１のＦＰＮ信号と第２のＦＰＮ信号とが同時に形成されている。なお、ＯＣＴ画像上には、被検眼のＯＣＴ画像が含まれていてもよい。

この場合、制御部７０は、第１のＦＰＮと第２のＦＰＮの両方を同時に含む信号を処理して、各波数成分のマッピング状態を補正するための補正情報を取得しても追い。つまり、制御部７０は、例えば、補正情報を得る演算処理器として用いられてもよい。また、ＯＣＴ光学系を駆動させる制御部とは異なるプロセッサによって、補正情報が取得されてもよい。なお、制御部７０は、例えば、ＯＣＴ画像の撮影中ないし撮影前に、光源１０２により波長が掃引されることに伴う少なくとも２つのＦＰＮ信号の位相差情報を利用して、補正情報を生成してもよい。

より詳細には、制御部７０は、サンプリングポイントｐに対する各波長成分（波数成分）のマッピング状態（波数サンプリングマッピング）を、ＦＰＮ生成光学系２００によって生成される少なくとも２つのＦＰＮ信号に基づいて補正してもよい。

制御部７０は、例えば、ＦＰＮの強度レベルを解析することによって、ＦＰＮに対応する位置でのスペクトル信号におけるφ（ｋ）を求めてもよい。φ（ｋ）は、掃引波長（波数）に応じたスペクトル信号の位相φの変化を示す。φ（ｋ）は、横軸：波数ｋ、縦軸：位相φである関数で表されてもよい。信号強度（振幅）の大きい波数ｋ領域でのφ（ｋ）に関して多項式フィッティングを行い、信号強度が小さい波数ｋ領域でのφ（ｋ）を外挿又は内挿によって求めてもよい。例えば、φ（ｋ）は、ＦＰＮに対応する深さ位置におけるフーリエ変換値（強度値）Ｆの実数部RealＦと虚数部ImagＦの比のArc Tangent（逆正接）から求められてもよい。ここで、Arc Tangent処理によってフーリエ変換値の実数部と虚数部の比の逆正接が算出され、φ（ｋ）が得られる。

少なくとも２つのＦＰＮ信号を同時に得た場合、制御部７０は、第１のＦＰＮを処理して第１の波数マッピング情報φ１（ｋ）を求めると共に、第２のＦＰＮを処理して第２の波数マッピング情報φ２（ｋ）を求めてもよい（図４参照）。この場合、各波数マッピング情報は、各波数成分の位相情報として求められてもよい。

さらに、制御部７０は、第１の波数マッピング情報φ１（ｋ）と第２の波数マッピング情報φ２（ｋ）との間の差分情報Δφ（ｋ）を求めてもよい（図５参照）。なお、差分情報は、各波数成分の位相差情報として求められてもよい。差分情報Δφ（ｋ）を得る場合、第２のＦＰＮの方が位相の進みが早いので、Δφ（ｋ）＝φ２（ｋ）−φ１（ｋ）にて差分情報が得られてもよい。なお、差分情報を求めることで、各波数マッピング情報に含まれる分散成分をキャンセルできる。この場合、前述したように、第１の光路２０３と第２の光路２０５との間の分散量を等しくしておくことが好ましい。

ここで、第１のＦＰＮと第２のＦＰＮとの間の光学的距離（光路長差）をΔＺとし、仮に、差分情報Δφ（ｋ）が理想的であれば、以下の式（１）

に示されるような直線となるはずである。

ここでΔＺは次のように求められる。干渉成分はexp（ikz）と一般化でき、ｋとｚにはkz＝２πの関係がある。これから、ｚはＮをサンプリングポイント数、ｋmaxとｋminを各サンプリングポイントで検出されるｋ値の最大・最小値として、以下の式（２）

として、表すことができる。なお、ｉ＝０，１，２，・・・，Ｎ／２
ここで、ΔＺに相当する干渉信号が、ｉ（ΔＺ）に対応するサンプリングポイントで検出されるとすると、ΔＺは以下の式（３）

と表すことができる。

Δφ（ｋ）は理想的には傾きΔＺ、切片０の直線になるはずなので、２次、３次の非線形項をσとすると、ｋは以下の式（４）

と補正される。これから補正された波長λ´がλ´＝２π／ｋ´と決まる。ここでσは以下の式（５）

と展開したときの非線形項σ＝ｂ₂ｋ²+ｂ₃ｋ³である。なお、上記例では、非線形項が３次となっているが、これに限定されず、さらに多い非線形項であってもよい。例えば、９次程度であってもよい。あるいは、他のフィット方法（チャープされた正弦波によるフィット方法）が用いられてもよい。

なお、図５は、補正演算を行うことにより、補正されるスペクトル信号のマッピングを模式的に示した図である。また、補正されたΔφ（ｋmin）、Δφ（ｋmax）の値が、理想値であるｚ（peak）・ｋmin、ｚ（peak）・ｋmaxから所定の許容範囲内（例えば、１Ｅ^-5程度）であれば収束したと判断し、この条件が満たされなければ、上述の補正されたλ´を用いて再度同様の演算を繰り返す。

上記のようにして、制御部７０は、ＦＰＮ生成光学系２００を用いて生成される少なくとも２つのＦＰＮ信号から補正情報を演算により求め、得られた補正情報をメモリ７２に記憶させてもよい。これにより、検出器１２０にて検出された各波長成分と、各サンプリングポイントとの対応関係がより正確に求められる。得られた補正情報は、ＯＣＴデータの取得に用いられてもよい。なお、ＦＰＮからφ（ｋ）を求める手法、波数マッピング情報を求める手法については、特開２０１３−１５６２２９号、特開２０１５−６８７７５号公報等を参考になされたい。

なお、上記説明においては、ＳＳ−ＯＣＴにおいて波数マッピング情報を補正する場合を示したが、これに限定されず、ＳＤ−ＯＣＴにおいて波数マッピング情報を補正する場合においても、本実施例の適用は可能である。この場合、例えば、制御部７０は、スペクトロメータの各受光素子に対する各波長（波数）分のマッピング状態を、ＦＰＮ生成光学系２００によって生成される少なくとも２つのＦＰＮ信号に基づいて補正してもよい。この場合、特開２０１０−２２０７７４号公報が参考されてもよい。

＜感度減衰対策＞
ところで、ＳＳ−ＯＣＴ、ＳＤ−ＯＣＴ等のフーリエドメインＯＣＴにおいては、フーリエドメインＯＣＴにおいては、ゼロディレイ位置から近い位置ほど、感度特性が高く、ゼロディレイラインから遠い位置ほど、感度特性が低下するというゼロディレイ位置に対する感度減衰特性が存在する。したがって、ゼロディレイ位置から遠い位置に形成される第２のＦＰＮ信号を解析して第２の波数マッピング情報φ２（ｋ）を得る際、感度特性の影響によって、計測精度が低下してしまう傾向がある。これに対し、ゼロディレイ位置から近い位置に形成される第１のＦＰＮ信号を解析して第１の波数マッピング情報φ１（ｋ）を得る際、相対的に感度特性が高いので、計測精度の維持が相対的に容易である。φ１（ｋ）とφ２（ｋ）の精度は、それぞれの信号感度（ＳＮＲ）の逆比に比例するとともに、これらの差分の精度はその和に比例する。したがって、φ２（ｋ）は深い位置にあって感度減衰が大きいため、差分の精度は、φ２の感度（ＳＮＲ）によるところが非常に大きい。

上記のような相対的関係を踏まえ、結果として、差分情報Δφ（ｋ）を精度よく求める手法の一例について説明する。

光路分割部材２０２の光量分割比、光路分割部材２０２による分割後の光利用効率、分割後の部分的な遮光、減光等の光学的条件が、第１の光路２０３と第２の光路２０５との間で等しい場合、第１のＦＰＮ信号に対する光学的距離によって導かれる第２のＦＰＮ信号の感度減衰カーブＣに基づいて、第２のＦＰＮ信号の信号強度が得られる（図６の点線参照）。

これに対し、本実施例では、上記のような感度減衰特性を考慮し、第１のＦＰＮ信号に対する光学的距離によって導かれる第２のＦＰＮ信号の感度減衰カーブＣよりも、第２のＦＰＮ信号の信号強度が相対的に上回るように、ＦＰＮ生成光学系２００が設定されてもよい（図６の実線参照）。例えば、感度減衰カーブＣよりも、第２のＦＰＮ信号の信号強度が相対的に上回るように、ＦＰＮ生成光学系２００における第１の光路２０３と第２の光路２０５とが設定（構築）されてもよい。つまり、第１の光路２０３と第２の光路２０５との光学的条件が等しいような場合よりも、第２のＦＰＮ信号の信号強度が相対的に上回るように、ＦＰＮ生成光学系２００が設定されてもよい。

このようなＦＰＮ生成光学系２００の一例としては、例えば、第１のＦＰＮに対応する第１の光路２０３よりも第２のＦＰＮに対応する第２の光路２０５に多くの光が分割されるように、光路分割部材２０２の光量分割比が設定されてもよい。これにより、第２の光路２０５に相対的に多くの光が導光される結果、第２のＦＰＮ信号の信号感度（ＳＮＲ）を向上させることができ、第２のＦＰＮ信号の信号強度が感度減衰カーブＣを相対的に上回ることが可能である。したがって、感度減衰特性によるＳ／Ｎ比低下の影響を軽減できる。この場合、第１のＦＰＮ信号の信号感度（ＳＮＲ）が低下しすぎないように、一定の配慮は必要であることは言うまでもない。この場合、第１のＦＰＮ信号と第２のＦＰＮ信号との信号感度（ＳＮＲ）が一致するように、光路分割部材２０２の光量分割比が設定されてもよい。信号感度は、信号強度として求められてもよい。

その他、光路分割部材２０２による分割後の光路において、第１の光路２０３と第２の光路２０５との間において、ＦＰＮ信号の信号感度が一致するように設定されてもよい。これらの条件を満たすように、例えば、第１の光路２０３に配置される第１のミラーと第２の光路２０５に配置される第２のミラーの反射率に関し、第２のミラーの反射率を第１のミラーの反射率よりも相対的に高くしてもよいし、ファイバベースの光路の場合、第１の光路側の光ファイバーと第２の光路側の光ファイバーの透過率に関し、第２の光路側の光ファイバーの透過率を、第１の光路側の光ファイバーの透過率よりも相対的に高く設定してもよい。

なお、ＦＰＮ生成光学系２００の光学設計においては、光路分割部材２０２の光量分割比の他、光路分割部材２０２による分割後の光利用効率の増減、分割後の部分的な遮光、減光等が結果として発生し得る。そこで、光路分割部材によって分割される光路間において、第２のＦＰＮの信号感度（ＳＮＲ）を相対的に強くできる方の光路が、第２のＦＰＮに対応する第２の光路２０５として設定（構築）されてもよい。これらは、光学シミュレーションの結果で設定されてもよいし、光路分割部材２０２によって分割される２つの光路において第２の光路２０５を実際にそれぞれ構成し、結果として、第２のＦＰＮの信号感度（ＳＮＲ）の高い方が、第２の光路２０５として設定され、第２のＦＰＮの信号感度（ＳＮＲ）の低い方が、第１のＦＰＮに対応する第１の光路２０３として設定されてもよい。

その他、光路分割部材２０２が、第１の光路２０３の光を反射し、第２の光路２０５の光を透過する光路分割部材であってもよい。つまり、第１の光路２０３が反射光路、第２の光路２０５が透過光路として形成されてもよい。この場合、第１の光路２０５が反射光路として形成されることで、製造時の光学調整が相対的に難しく、また、製造後の光学的なずれが生じやすいので、光量低下の可能性が相対的高くなるが、第１のＦＰＮは感度減衰が少ないので、これらの影響による計測精度の低下を軽減できる。一方、第２の光路２０７が透過光路として形成されることで、製造時の光学調整が相対的に簡単であり、また、製造後の光学的なずれも生じにくいので、光量低下の可能性が相対的低くなる。よって、第２のＦＰＮが感度減衰による影響を受けることを許容した上で、さらなるＦＰＮの信号感度（ＳＮＲ）の低下を相対的に軽減できる。

＜遮光部材＞
なお、ＦＰＮ生成光学系２００の光路に遮光部材又は減光部材が配置されることによって、被検体の観察又は撮影に用いるＯＣＴデータ（ＯＣＴ画像）のＦＰＮ信号を軽減するようにしてもよい。この場合、第１の光路と第２の光路との少なくともいずれかが遮光又は減光されることで、ＯＣＴデータ上でのＦＰＮ信号を軽減するようにしてもよい。これらは、診断・観察等に用いるＯＣＴデータを得る場合において有効である。

＜変容例＞
なお、ＦＰＮ生成光学系として、例えば、ＦＰＮを発生させる光学部材（例えば、第１の光学部材２０４、第２の光学部材２０６、第３の光学部材２０８）が３つ以上配置される場合においても、本実施例の適用が可能である（図７参照）。この場合、例えば、第１の光学部材２０４による第１のＦＰＮに基づく波数マッピング情報と、第２の光学部材２０６による第２のＦＰＮに基づく波数マッピング情報との間の第１の差分情報を求めると共に、第２の光学部材２０６による第２のＦＰＮに基づく波数マッピング情報と、第３の光学部材２０８による第３のＦＰＮに基づく波数マッピング情報との間の第２の差分情報を求めてもよく、第１の差分情報と第２の差分情報との平均から補正情報を取得してもよい。この場合、第１の差分情報と、第２の差分情報とで感度が高い方を精度が高いものと仮定し、重み付き平均を求めてもよい。

また、ＦＰＮ生成光学系に光路分割部材が用いられる場合、光路分割部材２０２として、ファイバーカップラが用いられてもよい（図８参照）。これによれば、ＦＰＮ生成光学系２００を小型化できる。

なお、各波数成分のマッピング状態を補正するための補正情報を取得するタイミングとしては、例えば、電源投入時に実施されてもよいし、被検者が変更される毎に実施されてもよい。また、ＯＣＴ光学系における撮影条件を最適化する最適化制御の際に実施されてもよい。もちろん、これに限定されず、常時実施されてもよい。なお、マッピング状態の補正後、ノイズ除去処理によってＯＣＴ画像上のＦＰＮが除去されてもよい。

また、上記説明においては、測定光路から分岐した位置にＦＰＮ生成光学系が設けられたが、これに限定されず、ＯＣＴ光学系の光路中であれば、これに限定されない。例えば、ＯＣＴ光学系の参照光路から分岐した位置にＦＰＮ生成光学系が配置されてもよい。この場合、例えば、ＦＰＮ生成光学系からの光と参照光（又は測定光）との干渉によるＦＰＮ信号が得られてもよい。また、例えば、測定光路と参照光路とが合流した後の光路から分岐した位置にＦＰＮ生成光学系が配置されてもよい。この場合、例えば、干渉光の光路に直接向かう干渉光と、干渉光の光路から分岐された位置に設けられたＦＰＮ生成光学系からの干渉光との干渉によるＦＰＮ信号が得られ、検出器１２０によって検出されてもよい。なお、検出器１２０が平衡検出器の場合、各検出器の光路に分割される前に、ＦＰＮ生成光学系が配置されることで、各検出器に同様のＦＰＮ信号が検出されてもよい。

また、被検体のＯＣＴ画像を取得するために用いられるＯＣＴ光学系とは別に、干渉信号光を生成する光学系が構成されてもよく、例えば、波長可変光源の光源ユニット内に干渉系が構築される場合においても、本実施例の適用は可能であり、この場合、ＯＣＴ光学系の検出器とは異なる検出器が用いられてもよい。ただし、他の干渉系を設ける必要がある点において、ＯＣＴ光学系にＦＰＮ生成光学系を設ける場合と比較すると、構成が複雑化する可能性はあり得る。

なお、上記説明においては、少なくとも２つのＦＰＮ信号を同時に生成可能なＦＰＮ生成光学系を示したが、これに限定されず、第１のＦＰＮ信号と第２のＦＰＮ信号を交互に生成するためのＦＰＮ生成光学系であってもよい。この場合、例えば、遮光部材又は減光部材が各光路に交互に配置され、検出器には、第１のＦＰＮ信号を含む信号と、第２のＦＰＮ信号を含む信号とが、交互に検出されてもよい。

また、被検物は、眼（前眼部、眼底等）、皮膚など生体のほか、生体以外の材料であってもよい。

本実施例に係るＯＣＴ装置の一例を示す図である。ＦＰＮ生成光学系の一例を示す図である。本実施例に係るＯＣＴ画像の一例を示す図である。ＦＰＮを処理して得られる波数マッピング情報の一例を示す図である。第１の波数マッピング情報φ１（ｋ）と第２の波数マッピング情報φ２（ｋ）との間の差分情報Δφ（ｋ）を求める場合、マッピング状態を補正するための一例を示す図である。感度減衰対策の一例を示す図である。ＦＰＮ生成光学系の変容例を示す図である。ＦＰＮ生成光学系の変容例を示す図である。

７０演算制御器
２００ＦＰＮ生成光学系
２０２光路分割部材
２０４第１の光学部材
２０６第２の光学部材

Claims

ＯＣＴ光源から出射される光を測定光と参照光に分割し、被検物からの前記測定光の反射光と、前記参照光とが合成されたスペクトル干渉信号を検出するＯＣＴ光学系と、
前記ＯＣＴ光学系から出力されるスペクトル干渉信号を処理してＯＣＴデータを取得可能なＯＣＴ装置であって、
第１のＦＰＮを発生させる第１の光学部材と、前記第１のＦＰＮよりもゼロディレイ位置から離れた位置に第２のＦＰＮを発生させる第２の光学部材と、を少なくとも備え、少なくとも２つのＦＰＮ信号を生成するためのＦＰＮ生成光学系と、
前記第１のＦＰＮと前記第２のＦＰＮとを検出可能な検出手段を有し、前記検出手段によって検出された前記第１のＦＰＮと前記第２のＦＰＮを処理し、前記第１のＦＰＮに基づく各波数成分のマッピング情報と前記第２のＦＰＮに基づく各波数成分のマッピング情報との間の差分情報に基づいて、各波数成分のマッピング状態を補正するための補正情報を得る補正情報取得手段と、を備え、前記補正情報を用いてＯＣＴ画像を得ることを特徴とするＯＣＴ装置。
前記ＦＰＮ生成光学系は、光路分割部材を備え、
前記第１の光学部材は、前記光路分割部材によって分割された第１の光路に配置され、
前記第２の光学部材は、前記光路分割部材によって分割された第２の光路に配置されていることを特徴とする請求項１のＯＣＴ装置。
前記第１の光路と前記第２の光路は、互いに異なる光路長を持つと共に、前記第１の光路の分散量と、前記第２の光路の分散量とが等しいことを特徴とする請求項２のＯＣＴ装置。
前記検出手段は、前記第１のＦＰＮと前記第２のＦＰＮの両方を同時に検出可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかのＯＣＴ装置。
前記ＦＰＮ生成光学系は、
第１のＦＰＮに対する光学的距離によって導かれる第２のＦＰＮの感度減衰カーブよりも、第２のＦＰＮの信号強度が相対的に上回るように設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかのＯＣＴ装置。