特開 2024-103368 光コヒーレンストモグラフィ装置及び分光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024103368

(43)【公開日】2024-08-01

(54)【発明の名称】光コヒーレンストモグラフィ装置及び分光装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/10 20060101AFI20240725BHJP

   G02B 13/00 20060101ALI20240725BHJP

   G02B 15/10 20060101ALI20240725BHJP

【ＦＩ】

A61B3/10 100

G02B13/00

G02B15/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023007655

(22)【出願日】2023-01-20

(71)【出願人】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(74)【代理人】

【識別番号】100124626

【弁理士】

【氏名又は名称】榎並 智和

(72)【発明者】

【氏名】森嶋 俊一

(72)【発明者】

【氏名】石鍋 郁夫

(72)【発明者】

【氏名】藤井 宏太

(72)【発明者】

【氏名】清水 仁

(72)【発明者】

【氏名】三輪 珠美

【テーマコード（参考）】

2H087

4C316

【Ｆターム（参考）】

2H087KA11

2H087KA12

2H087LA30

2H087PA02

2H087PA03

2H087PA05

2H087PA06

2H087PA17

2H087PA18

2H087PA19

2H087PA20

2H087PB02

2H087PB04

2H087PB05

2H087PB07

2H087PB09

2H087QA02

2H087QA06

2H087QA07

2H087QA12

2H087QA17

2H087QA21

2H087QA22

2H087QA25

2H087QA26

2H087QA32

2H087QA34

2H087QA39

2H087QA41

2H087QA42

2H087QA45

2H087RA31

2H087RA45

2H087RA46

2H087SA89

4C316AA09

4C316AB03

4C316AB11

4C316AB16

4C316FY04

4C316FZ01

(57)【要約】

【課題】光検出器を移動することなく深さレンジを変更する。
【解決手段】実施形態の光コヒーレンストモグラフィ装置は、サンプルに投射された測定光の戻り光と参照光とを重ね合わせて生成された干渉光を分光器で検出するように構成されている。分光器は、分散素子と光検出器と結像レンズとを含む。分散素子は、干渉光を複数の波長成分に分離する。光検出器は、分散素子により生成された複数の波長成分を別々に検出する。結像レンズは、分散素子と光検出器との間に配置されている。光コヒーレンストモグラフィ装置は、更に、レンズユニットと機構とを含む。レンズユニットは、分光器の焦点位置を変化させずに分光器の焦点距離を変化させるために使用される。機構は、分散素子と光検出器との間にレンズユニットを挿脱する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

サンプルに投射された測定光の戻り光と参照光とを重ね合わせて生成された干渉光を分光器で検出するように構成された光コヒーレンストモグラフィ装置であって、
前記分光器は、
前記干渉光を複数の波長成分に分離する分散素子と、
前記複数の波長成分を別々に検出する光検出器と、
前記分散素子と前記光検出器との間に配置された結像レンズと
を含み、
前記分光器の焦点位置を変化させずに前記分光器の焦点距離を変化させるためのレンズユニットと、
前記分散素子と前記光検出器との間に前記レンズユニットを挿脱する機構と
を含む、
光コヒーレンストモグラフィ装置。

【請求項2】

前記レンズユニットは、少なくとも２つのレンズを含む、
請求項１の光コヒーレンストモグラフィ装置。

【請求項3】

前記少なくとも２つのレンズは、前記機構により、前記結像レンズと前記光検出器との間に挿入される、
請求項２の光コヒーレンストモグラフィ装置。

【請求項4】

前記少なくとも２つのレンズは、
第１の凸レンズと、
前記第１の凸レンズと前記光検出器との間に配置される凹レンズと
を含む、
請求項３の光コヒーレンストモグラフィ装置。

【請求項5】

前記レンズユニットは、前記凹レンズと前記光検出器との間に配置され、前記光検出器に対する前記複数の波長成分の入射角を減少させる第２の凸レンズを更に含む、
請求項４の光コヒーレンストモグラフィ装置。

【請求項6】

前記結像レンズの焦点距離ｆ１と、前記レンズユニットの焦点距離ｆ２と、前記結像レンズの後側主点と前記レンズユニットの前側主点との間の距離ｄ１と、前記レンズユニットの後側主点と前記光検出器との間の距離ｄ２と、前記結像レンズと前記レンズユニットとの合成焦点距離ｆとが、次の２つの式を満足する、請求項３の光コヒーレンストモグラフィ装置：ｄ１＝ｆ１＋ｆ２－ｆ１×ｆ２／ｆ、及び、ｆ＝ｄ２＋ｆ×ｄ１／ｆ１。

【請求項7】

前記少なくとも２つのレンズは、前記機構により、前記分散素子と前記結像レンズとの間に挿入される、
請求項２の光コヒーレンストモグラフィ装置。

【請求項8】

前記少なくとも２つのレンズは、
凸レンズと、
前記凸レンズと前記結像レンズとの間に配置される凹レンズと
を含む、
請求項７の光コヒーレンストモグラフィ装置。

【請求項9】

前記少なくとも２つのレンズは、アフォーカル系である、
請求項７の光コヒーレンストモグラフィ装置。

【請求項10】

前記結像レンズの焦点距離ｆ１と、前記レンズユニットの前記分散素子側の焦点距離ｆａ及び前記結像レンズ側の焦点距離ｆｂと、前記結像レンズと前記レンズユニットとの合成焦点距離ｆとが、次の式を満足する、請求項９の光コヒーレンストモグラフィ装置：ｆ＝（ｆａ／｜ｆｂ｜）×ｆ１。

【請求項11】

前記結像レンズと前記レンズユニットとの合成焦点距離を前記結像レンズの焦点距離で除算した商βの値は、１よりも大きく且つ５以下である、
請求項１の光コヒーレンストモグラフィ装置。

【請求項12】

前記商βの値は、１．５以上且つ３以下である、
請求項１１の光コヒーレンストモグラフィ装置。

【請求項13】

入射光を複数の波長成分に分離する分散素子と、
前記複数の波長成分を別々に検出する光検出器と、
前記分散素子と前記光検出器との間に配置された結像レンズと
を含む分光器を備えた分光装置であって、
前記分光器の焦点位置を変化させずに前記分光器の焦点距離を変化させるためのレンズユニットと、
前記分散素子と前記光検出器との間に前記レンズユニットを挿脱する機構と
を含む、分光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光コヒーレンストモグラフィ装置及び分光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光コヒーレンストモグラフィ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）は、光の干渉性を利用してサンプル内部をマイクロメートルレベルの解像度で画像化する技術であり、医用イメージングや非破壊検査を含む様々な分野において実用化されている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－１０１９２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されたＯＣＴ技術は、高速測定と奥行方向の測定範囲（深さレンジ）の拡大との両立を図るものである。この技術は、分光器内の変倍レンズを光軸方向に移動して焦点距離を変更するとともに円柱レンズ及び受光素子（光検出器）も光軸方向に移動することによって深さレンジを変化させるように構成されている。そのため、この技術を実用化するには、複雑且つ大規模な駆動機構や、複雑且つ精緻な同期的駆動制御が要求される。

【0005】

本開示の１つの目的は、光検出器を移動することなく深さレンジを変更することが可能な光コヒーレンストモグラフィ装置及び分光装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

いくつかの実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置は、サンプルに投射された測定光の戻り光と参照光とを重ね合わせて生成された干渉光を分光器で検出するように構成されている。分光器は、分散素子と光検出器と結像レンズとを含む。分散素子は、干渉光を複数の波長成分に分離する。光検出器は、分散素子により生成された複数の波長成分を別々に検出する。結像レンズは、分散素子と光検出器との間に配置されている。光コヒーレンストモグラフィ装置は、更に、レンズユニットと機構とを含む。レンズユニットは、分光器の焦点位置を変化させずに分光器の焦点距離を変化させるために使用される。機構は、分散素子と光検出器との間にレンズユニットを挿脱する。

【0007】

いくつかの実施形態に係る分光装置は、分光器を含む。分光器は、分散素子と結像レンズと光検出器とを含む。分散素子は、入射光を複数の波長成分に分離する。光検出器は、分散素子により生成された複数の波長成分を別々に検出する。結像レンズは、分散素子と光検出器との間に配置されている。分光装置は、更に、レンズユニットと機構とを含む。レンズユニットは、分光器の焦点位置を変化させずに分光器の焦点距離を変化させるために使用される。機構は、分散素子と光検出器との間にレンズユニットを挿脱する。

【発明の効果】

【0008】

実施形態によれば、光検出器を移動することなく深さレンジを変化することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図2】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図3】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図4】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図5】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図6】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図7】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図8】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図9】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図10】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図11】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図12】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図13】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図14】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の構成の一例を表す概略図である。

【図15】実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置）の動作の一例を表すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示に係る実施形態のいくつかの非限定的な態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0011】

本開示に係るいずれかの態様に任意の公知技術を組み合わせることができる。例えば、本明細書で引用する文献に開示されている任意の事項を、本開示に係るいずれかの態様に組み合わせることができる。また、本開示に関連する技術分野における任意の公知技術を、本開示に係るいずれかの態様に組み合わせることができる。例えば、本開示に関連する技術又は当該技術に応用可能な技術について本願の出願人により開示された任意の技術事項（特許出願、論文などにおいて開示された事項）を、本開示に係るいずれかの態様に援用することができる。

【0012】

本開示に記載された様々な態様のうちのいずれか２つ以上の態様を、少なくとも部分的に組み合わせることが可能である。

【0013】

本開示において説明される要素の機能の少なくとも一部は、回路構成（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）又は処理回路構成（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）を用いて実装される。回路構成又は処理回路構成は、開示された機能の少なくとも一部を実行するように構成及び／又はプログラムされた、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、ＳＰＬＤ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、従来の回路構成、及びそれらの任意の組み合わせのいずれかを含む。プロセッサは、トランジスタ及び／又は他の回路構成を含む、処理回路構成又は回路構成とみなされる。本開示において、回路構成、ユニット、手段、又はこれらに類する用語は、開示された機能の少なくとも一部を実行するハードウェア、又は、開示された機能の少なくとも一部を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されたハードウェアであってよく、或いは、記載された機能の少なくとも一部を実行するようにプログラム及び／又は構成された既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが或るタイプの回路構成とみなされ得るプロセッサである場合、回路構成、ユニット、手段、又はこれらに類する用語は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであり、このソフトウェアはハードウェア及び／又はプロセッサを構成するために使用される。

【0014】

本開示に係る実施形態のいくつかの態様を以下に挙げる。これらは単なる例示であり、本開示に係る実施形態を限定することを意図したものではない。また、本開示に係る任意の事項や任意の公知技術を、以下に例示するいずれかの態様に組み合わせることが可能である。

【0015】

実施形態の第１の非限定的な態様は、サンプルに投射された測定光の戻り光と参照光とを重ね合わせて生成された干渉光を分光器で検出するように構成された光コヒーレンストモグラフィ装置である。分光器は、分散素子と、光検出器と、結像レンズとを含んでいる。分散素子は、測定光の戻り光と参照光とを重ね合わせて生成された干渉光を複数の波長成分に分離する。光検出器は、分散素子により分離された干渉光の複数の波長成分を別々に検出する。結像レンズは、分散素子と光検出器との間に配置されている。

【0016】

光コヒーレンストモグラフィ装置は、更に、レンズユニットと、機構とを含む。レンズユニットは、分光器（分光器光学系）の焦点位置を変化させずに分光器（分光器光学系）の焦点距離を変化させるように設計され構成されている。機構は、分散素子と光検出器との間にレンズユニットを挿脱するように構成されている。

【0017】

換言すると、レンズユニットは、次の２つの条件（１）及び（２）を満足するように設計され構成されている。

【0018】

条件（１）：レンズユニットと結像レンズとを合成した光学系（合成光学系）の焦点距離（合成焦点距離）は、結像レンズ単体の焦点距離と異なる。

【0019】

条件（２）：レンズユニットと結像レンズとの合成光学系の焦点位置（合成焦点位置）は、結像レンズ単体の焦点位置に一致する。換言すると、分散素子と光検出器との間にレンズユニットが配置されている状態における分光器光学系の焦点位置と、分散素子と光検出器との間にレンズユニットが配置されていない状態における分光器光学系の焦点位置とが一致する。更に換言すると、分散素子と光検出器との間の光路にレンズユニットを挿入する動作を行っても分光器光学系の焦点位置が変化せず、且つ、分散素子と光検出器との間の光路からレンズユニットを移動する動作を行っても分光器光学系の焦点位置が変化しない。

【0020】

このような第１の非限定的な態様の光コヒーレンストモグラフィ装置によれば、分光器光学系の焦点位置を変化させることなく分光器光学系の焦点距離を変化させるように設計され構成されたレンズユニットを分光器の分散素子と光検出器との間に挿脱できるように構成されているので、光検出器を移動することなく深さレンジを変化させることが可能である。したがって、複雑且つ大規模な駆動機構や、複雑且つ精緻な同期的駆動制御を用いることなく光コヒーレンストモグラフィの深さレンジを変化させることができるという、従来の技術では為し得ない有利な効果を達成することが可能である。

【0021】

実施形態の第２の非限定的な態様は、第１の非限定的な態様の光コヒーレンストモグラフィ装置であって、レンズユニットは、少なくとも２つのレンズを含んでいる。ここで、レンズユニットは、２つ以上のレンズが一体化に形成されたレンズ（例えば、接合レンズ）を含んでいてもよい。

【0022】

レンズユニットに含まれるレンズの個数を少なくすることにより、レンズユニットの寸法を小さくすることや、レンズユニットと光検出器との間隔を大きくすることや、機構によるレンズユニットの移動距離を短くすることができるため、レンズユニットの移動による塵埃（ダスト）の飛散や舞い上がりを低減することが可能となり、それに起因する不都合を低減することが可能になる。その具体例として、光検出器の検出面に塵埃が付着するリスクを低減することが可能になる。

【0023】

実施形態の第３の非限定的な態様は、第２の非限定的な態様の光コヒーレンストモグラフィ装置であって、レンズユニットに含まれている少なくとも２つのレンズが、機構により、結像レンズと光検出器との間に挿入されるように構成されている。

【0024】

第３の非限定的な態様によれば、分光器へのレンズユニットの挿入位置の１つの例を提供できる。第３の非限定的な態様に基づいて達成可能ないくつかの効果については後述する。

【0025】

実施形態の第４の非限定的な態様は、第３の非限定的な態様の光コヒーレンストモグラフィ装置であって、レンズユニットに含まれている少なくとも２つのレンズが、第１の凸レンズと、この第１の凸レンズと光検出器との間に配置される凹レンズとを含んでいる。

【0026】

第４の非限定的な態様によれば、結像レンズを通過した光が凸レンズ及び凹レンズをこの順に通過して光検出器に導かれるため、これとは逆に凹レンズ及び凸レンズの順に光を通過させる場合と比較してレンズユニットの寸法を小さくすることができる。実際、第４の非限定的な態様とは逆に、結像レンズを通過した光が凹レンズ及び凸レンズをこの順に通過して光検出器に導かれる構成においては、凹レンズを通過した光を光検出器に入射させるために大きな径の凸レンズを設ける必要があり、その結果、レンズユニットの寸法が大きくなってしまう。また、結像レンズを通過した光が２つの凸レンズを通過して光検出器に導かれるように構成された光学系も考えられるが、２つの凸レンズの間隔が第４の非限定的な態様における凸レンズと凹レンズとの間隔よりも大きくなるため、やはりレンズユニットの寸法が大きくなってしまう。

【0027】

実施形態の第５の非限定的な態様は、第４の非限定的な態様の光コヒーレンストモグラフィ装置であって、レンズユニットは、第２の凸レンズを更に含んでいる。第２の凸レンズは、凹レンズと光検出器との間に配置されており、光検出器に対する複数の波長成分の入射角を減少させるように設計され構成されている。

【0028】

第５の非限定的な態様によれば、光検出器に対する入射角を小さくすること（つまり、光検出器の検出面に対して垂直に近い方向から光を投射すること）ができるので、分光器の受光効率を向上させることが可能になる。例えば、光検出器に対してテレセントリックになるようにレンズユニットを設計し構成することで、分光器の受光効率を最適化することができる。

【0029】

実施形態の第６の非限定的な態様は、第３～第５の非限定的な態様のいずれかの光コヒーレンストモグラフィ装置であって、結像レンズの焦点距離ｆ１と、レンズユニットの焦点距離ｆ２と、結像レンズの後側主点とレンズユニットの前側主点との間の距離ｄ１と、レンズユニットの後側主点と光検出器との間の距離ｄ２と、結像レンズとレンズユニットとの合成焦点距離ｆとが、次の２つの式を満足するように設計され構成されている：ｄ１＝ｆ１＋ｆ２－ｆ１×ｆ２／ｆ、及び、ｆ＝ｄ２＋ｆ×ｄ１／ｆ１。

【0030】

第６の非限定的な態様によれば、レンズユニットに含まれている少なくとも２つのレンズが結像レンズと光検出器との間に挿入される場合においてレンズユニットが前述の条件（１）及び（２）を満足するための１つの具体的な条件式を提供することができる。なお、第６の非限定的な態様に係る具体的な条件式は１つの例であり、これに限定されるものではない。

【0031】

実施形態の第７の非限定的な態様は、第２の非限定的な態様の光コヒーレンストモグラフィ装置であって、レンズユニットに含まれている少なくとも２つのレンズが、機構により、分散素子と結像レンズとの間に挿入されるように構成されている。

【0032】

第７の非限定的な態様によれば、分光器へのレンズユニットの挿入位置の１つの例を提供できる。また、第７の非限定的な態様によれば、レンズユニットや機構を光検出器から離れた位置に配置することができるため、レンズユニットの移動による塵埃の飛散や舞い上がりを低減することが可能となり、それに起因する不都合を低減することが可能になる。その具体例として、光検出器の検出面に塵埃が付着するリスクを低減することが可能になる。

【0033】

実施形態の第８の非限定的な態様は、第７の非限定的な態様の光コヒーレンストモグラフィ装置であって、レンズユニットに含まれている少なくとも２つのレンズが、凸レンズと、この凸レンズと結像レンズとの間に配置される凹レンズとを含んでいる。

【0034】

第８の非限定的な態様によれば、分散素子を通過（例えば、透過又は反射）した光が凸レンズ及び凹レンズをこの順に通過して結像レンズに導かれるため、これとは逆に凹レンズ及び凸レンズの順に光を通過させる場合と比較してレンズユニットの寸法を小さくすることができる。実際、第８の非限定的な態様とは逆に、分散素子を通過した光が凹レンズ及び凸レンズをこの順に通過して結像レンズに導かれる構成においては、凹レンズを通過した光を結像レンズに入射させるために大きな径の凸レンズを設ける必要があり、その結果、レンズユニットの寸法が大きくなってしまう。なお、第８の非限定的な態様とは逆の構成において、大きな径の凸レンズを設ける代わりに大きな径の結像レンズを設けることも考えられるが、分光器の寸法が大きくなるという別の問題が生じる。このように、第８の非限定的な態様によれば、分光器及びレンズユニットの双方のコンパクト化を図ることが可能である。また、分散素子を通過した光が２つの凸レンズを通過して結像レンズに導かれるように構成された光学系も考えられるが、２つの凸レンズの間隔が第８の非限定的な態様における凸レンズと凹レンズとの間隔よりも大きくなるため、やはりレンズユニットの寸法が大きくなってしまう。

【0035】

実施形態の第９の非限定的な態様は、第７又は第８の非限定的な態様の光コヒーレンストモグラフィ装置であって、少なくとも２つのレンズはアフォーカル系として設計され構成されている。

【0036】

なお、第９の非限定的な態様では、分散素子を経由した直後の光は平行光であり、分光器光学系の光路にレンズユニットが配置されていない状態において結像レンズは平行光を収束光に変換する。

【0037】

第９の非限定的な態様によれば、分散素子を経由した平行光がレンズユニットに入射し、且つ、レンズユニットから平行光が出射されるため、分光器光学系の光路にレンズユニットを挿脱するだけで深さレンジを切り替えることが可能である。つまり、光検出器の移動や結像レンズの制御（例えば、結像レンズの移動、結像レンズに含まれている少なくとも１つのレンズの挿脱など）といった、レンズユニットの挿脱とは別の動作を行うことなく、深さレンジの切り替えを行うことが可能である。また、レンズユニットの偏心や倒れ（傾斜）に起因する分光器の光学性能の劣化を小さくすることができる。

【0038】

実施形態の第１０の非限定的な態様は、第９の非限定的な態様の光コヒーレンストモグラフィ装置であって、結像レンズの焦点距離ｆ１と、レンズユニットの分散素子側の焦点距離ｆａ及び結像レンズ側の焦点距離ｆｂと、結像レンズとレンズユニットとの合成焦点距離ｆとが、次の式を満足するように設計され構成されている：ｆ＝（ｆａ／｜ｆｂ｜）×ｆ１。

【0039】

ここで、レンズユニットの結像レンズ側の焦点距離ｆｂの絶対値は、凸レンズ及び凹レンズのいずれかを任意的に採用できることを意味する。凸レンズの場合、上記式は次のようになる：ｆ＝（ｆａ／ｆｂ）×ｆ１。一方、凹レンズの場合、上記式は次のようになる：ｆ＝［ｆａ／（－ｆｂ）］×ｆ１。

【0040】

第１０の非限定的な態様によれば、レンズユニットに含まれている少なくとも２つのレンズが分散素子と結像レンズとの間に挿入される場合においてレンズユニットが前述の条件（１）及び（２）を満足するための１つの具体的な条件式を提供することができる。なお、第１０の非限定的な態様に係る具体的な条件式は１つの例であり、これに限定されるものではない。

【0041】

本開示に係るいくつかの実施形態において、第３～第６の非限定的な態様のいずれかと、第７～第１０の非限定的な態様のいずれかとを、少なくとも部分的に組み合わせた構成を採用することができる。

【0042】

例えば、第３の非限定的な態様と第７の非限定的な態様とを組み合わせた１つの実施形態は、レンズユニットは、１つ以上のレンズを含む第１のレンズ群と、別の１つ以上のレンズを含む第２のレンズ群とを含み、第１のレンズ群が、機構により、結像レンズと光検出器との間に挿入されるように構成されており、且つ、第２のレンズ群が、機構により、分散素子と結像レンズとの間に挿入されるように構成されている。このような実施形態によれば、第３の非限定的な態様と第７の非限定的な態様とを選択的に適用することができ、これらの有利な効果を選択的に提供することができる。また、この実施形態に対して、第４～第６の非限定的な態様のいずれか、第８～第１０の非限定的な態様のいずれか、本開示に係る任意の事項、任意の公知技術などを組み合わせることができる。

【0043】

第３の非限定的な態様と第７の非限定的な態様とを組み合わせた別の実施形態は、レンズユニットに含まれている少なくとも２つのレンズを、機構により、結像レンズと光検出器との間及び分散素子と結像レンズとの間に選択的に挿入するように構成されている。このような実施形態によっても、第３の非限定的な態様と第７の非限定的な態様とを選択的に適用することができ、これらの有利な効果を選択的に提供することができる。また、この実施形態に対して、第４～第６の非限定的な態様のいずれか、第８～第１０の非限定的な態様のいずれか、本開示に係る任意の事項、任意の公知技術などを組み合わせることができる。

【0044】

実施形態の第１１の非限定的な態様は、第１～第１０の非限定的な態様のいずれかの光コヒーレンストモグラフィ装置であって、結像レンズとレンズユニットとの合成焦点距離を結像レンズの焦点距離で除算した商βが１＜β≦５を満足するように設計され構成されている。

【0045】

第１１の非限定的な態様によれば、実施形態に係る有利な効果を達成するための１つの定量的条件を提供することができる。なお、深さレンジと解像度とは互いにトレードオフの関係にあるから、これら双方の観点から実施形態の有効性を評価することができる。

【0046】

実施形態の第１２の非限定的な態様は、第１１の非限定的な態様のいずれかの光コヒーレンストモグラフィ装置であって、結像レンズとレンズユニットとの合成焦点距離を結像レンズの焦点距離で除算した商βが１．５≦β≦３を満足するように設計され構成されている。

【0047】

第１２の非限定的な態様によれば、実施形態に係る有利な効果を達成するためにより好ましい１つの定量的条件を提供することができる。

【0048】

実施形態の第１３の非限定的な態様は、分散素子と、光検出器と、結像レンズと、レンズユニットと、機構とを含む分光装置である。分散素子は、入射光を複数の波長成分に分離する。光検出器は、分散素子により分離された入射光の複数の波長成分を別々に検出する。結像レンズは、分散素子と光検出器との間に配置されている。レンズユニットは、分光器光学系の焦点位置を変化させずに分光器光学系の焦点距離を変化させるように設計され構成されている。機構は、分散素子と光検出器との間にレンズユニットを挿脱するように構成されている。

【0049】

第１３の非限定的な態様によれば、第１の非限定的な態様と同様の有利な効果を達成することが可能である。また、第１３の非限定的な態様に対して、第２～第１２の非限定的な態様のいずれか、本開示に係る任意の事項、任意の公知技術などを組み合わせることができる。

【0050】

以下の実施形態では、スペクトラルドメインＯＣＴについて説明する。スペクトラルドメインＯＣＴは、低コヒーレンス光源（広帯域光源）からの光を測定光と参照光とに分割し、サンプルからの測定光の戻り光を参照光と重ね合わせて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル分布を分光器で検出し、検出されたスペクトル分布に信号処理（フーリエ変換など）を施して画像を構築するイメージング技術である。

【0051】

１つの実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィ装置として機能する眼科装置の構成例を図１に示す。眼科装置１は、生体眼のイメージングを行うものであり、光コヒーレンストモグラフィ装置と眼底カメラとが組み合わされたマルチモダリティ装置である。

【0052】

光コヒーレンストモグラフィ装置としての眼科装置１は、被検眼Ｅに対してＯＣＴスキャンを適用することによって被検眼Ｅのデータを光学的に収集する。眼科装置１は、被検眼Ｅの対象部位（例えば、眼底、前眼部など）をスキャンすることによってＯＣＴデータ（干渉信号）を収集する。眼科装置１は、収集されたＯＣＴデータに基づいて対象部位の画像（ＯＣＴ画像）を生成することができる。

【0053】

ＯＣＴ画像の種類として、断層画像（断面画像）、３次元画像、正面画像、機能画像などがある。断層画像には、Ｂスキャン画像などがある。３次元画像には、スタックデータ、ボリュームデータ（ボクセルデータ）などがある。正面画像には、Ｃスキャン画像、ｅｎ－ｆａｃｅ画像、シャドウグラム、プロジェクション画像などがある。機能画像には、モーションコントラスト画像（ＯＣＴアンジオグラフィ画像）、血流動態画像、位相画像などがある。

【0054】

眼底カメラとしての眼科装置１は、被検眼Ｅを撮影してデジタル写真を生成する。眼底Ｅｆを撮影して生成されるデジタル写真を眼底像と呼び、前眼部を撮影して生成されるデジタル写真を前眼部像と呼ぶ。眼底像には、静止画像である眼底写真、動画像である眼底観察画像などがある。前眼部像には、静止画像である前眼部写真、動画像である前眼部観察画像などがある。

【0055】

別の実施形態では、眼底カメラの代わりに、走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ）、スリットランプ顕微鏡、手術用顕微鏡などの眼科モダリティが設けられてよい。更に別の実施形態は、マルチモダリティ装置ではなく、シングルモダリティ装置（光コヒーレンストモグラフィ装置）であってよい。更に別の実施形態は、光コヒーレンストモグラフィ装置と、生体眼の光学特性を測定する装置（眼科測定装置）とが組み合わされた眼科装置であってよい。眼科測定装置には、レフラクトメーター、ケラトメーター、眼圧計、ウェーブフロントアナライザー、スペキュラーマイクロスコープ、視野計などがある。更に別の実施形態は、光コヒーレンストモグラフィ装置と、生体眼の治療に用いられる装置（眼科治療装置）とが組み合わされた眼科装置であってよい。眼科治療装置には、レーザー治療装置、白内障手術装置、硝子体手術装置などがある。

【0056】

図１に示すように、眼科装置１は、眼底カメラユニット２と、ＯＣＴユニット１００と、演算制御ユニット２００とを含んでいる。眼底カメラユニット２は、生体眼のデジタル写真を生成するための要素を含んでいる。ＯＣＴユニット１００には、ＯＣＴスキャンを実行するための要素を含んでいる。演算制御ユニット２００は、各種の処理を実行するための要素を含んでいる。演算制御ユニット２００により実行される処理には、演算、制御、画像処理、解析処理などがある。

【0057】

図１に示す眼底カメラユニット２には、被検眼Ｅの眼底Ｅｆの表面形態を表す２次元画像（眼底像）を取得するための光学系が設けられている。眼底観察画像は、例えば、近赤外光を照明光に用いた動画撮影で生成されるモノクロの動画像である。眼底写真は、例えば、フラッシュ発光される可視光を照明光に用いた静止画撮影で生成されるカラー画像、又は、フラッシュ発光される近赤外光若しくは可視光を照明光に用いた静止画撮影で生成されるモノクロ静止画像である。眼底カメラユニット２は、ここに例示した画像とは別の種類の画像を生成可能であってもよい。そのような画像には、フルオレセイン蛍光造影画像（ＦＡ画像）、インドシアニングリーン蛍光造影画像（ＩＣＧＡ画像）、自発蛍光造影画像などがある。

【0058】

眼底カメラユニット２には、被検者の顔を支持するための顎受けや額当てが設けられている。更に、眼底カメラユニット２には、照明光学系１０と撮影光学系３０とが設けられている。照明光学系１０は、被検眼Ｅに照明光を投射する。撮影光学系３０は、被検眼Ｅに投射された照明光の戻り光をイメージセンサ３５又はイメージセンサ３８に導く。イメージセンサ３５及び３８は、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサであってよい。また、撮影光学系３０は、ＯＣＴユニット１００から眼底カメラユニット２に入射した測定光を被検眼Ｅに導くとともに、被検眼Ｅからの測定光の戻り光をＯＣＴユニット１００に導く。

【0059】

照明光学系１０の観察光源１１は、例えば、ハロゲンランプ又は発光ダイオード（ＬＥＤ）であってよい。観察光源１１から出力された光（観察照明光）は、曲面状の反射面を有する反射ミラー１２により反射され、集光レンズ１３を経由し、可視カットフィルタ１４によって近赤外成分が抽出される。近赤外成分からなる観察照明光は、撮影光源１５の近傍にて一旦集束し、ミラー１６により反射され、リレーレンズ１７、リレーレンズ１８、絞り１９、及びリレーレンズ２０を経由し、ホールミラー２１（孔部の周囲のミラー）により反射され、ダイクロイックミラー４６を透過し、対物レンズ２２により屈折されて被検眼Ｅに投射される。観察照明光の戻り光は、対物レンズ２２により屈折され、ダイクロイックミラー４６を透過し、ホールミラー２１の中心領域に形成された孔部を通過し、ダイクロイックミラー５５を透過し、合焦レンズ３１を経由し、ミラー３２により反射され、ハーフミラー３３Ａを透過し、ダイクロイックミラー３３により反射され、結像レンズ３４によってイメージセンサ３５の受光面に結像される。イメージセンサ３５は、例えば所定のフレームレートで戻り光を検出する。表示装置３には、イメージセンサ３５からの出力に基づく画像（例えば、前眼部観察画像又は眼底観察画像）が表示される。

【0060】

撮影光源１５は、例えば、キセノンランプ又はＬＥＤであってよい。撮影光源１５から出力された光（撮影照明光）は、観察照明光と同じ経路を通って被検眼Ｅに投射される。撮影照明光の戻り光は、観察照明光の戻り光と同じ経路を通ってダイクロイックミラー３３まで導かれ、ダイクロイックミラー３３を透過し、ミラー３６により反射され結像レンズ３７によってイメージセンサ３８の受光面に結像される。表示装置３には、イメージセンサ３８からの出力に基づく画像（例えば、前眼部写真又は眼底写真）が表示される。

【0061】

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３９は、被検眼Ｅに提示される情報を表示する。この情報には、固視標、視力測定用指標などがある。ＬＣＤ３９から出力された光（その一部）は、ハーフミラー３３Ａにて反射され、ミラー３２により反射され、合焦レンズ３１及びダイクロイックミラー５５を経由し、ホールミラー２１の孔部を通過し、ダイクロイックミラー４６を透過し、対物レンズ２２により屈折されて眼底Ｅｆに投射される。固視標の表示位置を変更することによって固視の方向（固視位置）を変更できる。

【0062】

眼底カメラユニット２には、アライメント光学系５０とフォーカス光学系６０とが設けられている。アライメント光学系５０は、被検眼Ｅに対する装置光学系の位置合わせ（アライメント）を行うための指標（アライメント指標）を生成する。フォーカス光学系６０は、被検眼Ｅに対してフォーカス（ピント）を合わせるための指標（スプリット指標）を生成する。

【0063】

アライメント光学系５０のＬＥＤ５１から出力された光（アライメント光）は、絞り５２、絞り５３、及びリレーレンズ５４を経由し、ダイクロイックミラー５５により反射され、ホールミラー２１の孔部を通過し、ダイクロイックミラー４６を透過し、対物レンズ２２によって被検眼Ｅに投射される。アライメント光の戻り光（例えば、角膜反射光又は眼底反射光）は、対物レンズ２２、ダイクロイックミラー４６、及びホールミラー２１の孔部を経由し、ダイクロイックミラー５５を透過し、合焦レンズ３１を通過し、ミラー３２により反射され、ハーフミラー３３Ａを透過し、ダイクロイックミラー３３により反射され、結像レンズ３４によってイメージセンサ３５の受光面に結像される。イメージセンサ３５による受光像（アライメント指標）は、観察画像とともに表示装置３に表示される。アライメント指標に基づいてマニュアルアライメント又はオートアライメントが実行される。

【0064】

フォーカス調整を行う際には、照明光学系１０の光路上に反射棒６７の反射面が斜設される。フォーカス光学系６０のＬＥＤ６１から出力された光（フォーカス光）は、リレーレンズ６２を通過し、スプリット指標板６３により２つの光束に分離され、二孔絞り６４を通過し、ミラー６５により反射され、集光レンズ６６により反射棒６７の反射面に一旦結像されて反射され、リレーレンズ２０を経由し、ホールミラー２１により反射され、ダイクロイックミラー４６を透過し、対物レンズ２２により屈折されて被検眼Ｅに投射される。フォーカス光の戻り光（例えば、角膜反射光又は眼底反射光）は、アライメント光の戻り光と同じ経路を通ってイメージセンサ３５に導かれて検出される。イメージセンサ３５による受光像（スプリット指標）は、観察画像とともに表示装置３に表示される。スプリット指標に基づいてマニュアルフォーカシング又はオートフォーカシングが実行される。

【0065】

ダイクロイックミラー４６は、デジタル写真撮影用光路とＯＣＴ用光路（サンプルアーム）とを合成している。ダイクロイックミラー４６は、ＯＣＴスキャンに用いられる波長帯の光を反射し、且つ、デジタル写真撮影に用いられる波長帯の光を透過させる。サンプルアームには、ＯＣＴユニット１００側から順に、コリメートレンズユニット４０と、光路長変更部４１と、光スキャナ４２と、合焦レンズ４３と、ミラー４４と、リレーレンズ４５とが設けられている。合焦レンズ４３は、サンプルアームの光軸に沿う方向に移動可能である。

【0066】

光路長変更部４１は、図１に示す矢印の方向に移動可能に構成されており、それによりサンプルアームの長さ（光路長）が変化する。サンプルアームの光路長の変更は、被検眼Ｅの眼軸長に応じた光路長補正や、干渉状態の調整などに利用される。光路長変更部４１は、例えば、コーナーキューブと、これを移動する機構とを含む。

【0067】

光スキャナ４２は、アライメントにより、被検眼Ｅの瞳孔と光学的に共役な位置に配置される。光スキャナ４２は、サンプルアームを通過する測定光を偏向する。測定光を偏向する方向を変化させることによって、測定光を用いた被検眼Ｅのスキャンが実現される。光スキャナ４２は、例えば、測定光をｘ方向に偏向するガルバノミラーと、測定光をｙ方向に偏向するガルバノミラーとを含む。このような光スキャナ４２により、ｘｙ平面上の任意の方向に測定光を偏向することが可能になる。

【0068】

ＯＣＴユニット１００の１つの態様を図２に示す。ＯＣＴユニット１００には、被検眼ＥにＯＣＴスキャンを適用するための要素（光学系、機構など）が設けられている。本実施形態のＯＣＴユニット１００は、公知のスペクトラルドメインタイプの光コヒーレンストモグラフィ装置と同様の要素群１０１～１１５に加えて、本実施形態に特有の要素群１２０及び１３０を含んでいる。なお、本例のＯＣＴユニット１００に含まれる干渉計はマイケルソン型であるが、別のタイプの干渉計（例えば、マッハツェンダー型干渉計）を用いてもよい。

【0069】

スペクトラルドメインＯＣＴを実行するために、ＯＣＴユニット１００は、広帯域光源（低コヒーレンス光源）により発せられた光（低コヒーレンス光）を参照光ＬＲと測定光ＬＳとに分割し、測定光ＬＳを眼底カメラユニット２に提供し、被検眼Ｅに投射された測定光ＬＳの戻り光を眼底カメラユニット２から受け、測定光ＬＳの戻り光と参照光路（参照アーム）を経由した参照光ＬＳとを重ね合わせて干渉光ＬＣを生成し、干渉光ＬＣのスペクトル分布を検出するように構成されている。干渉光ＬＣのスペクトル分布を検出した結果（検出信号、干渉信号）は演算制御ユニット２００に送られる。

【0070】

光源ユニット１０１は広帯域の低コヒーレンス光Ｌ０を出力する。低コヒーレンス光Ｌ０は、例えば、近赤外領域の波長帯（約８００ｎｍ～９００ｎｍ程度）を含み、数十マイクロメートル程度の時間的コヒーレンス長を有する。なお、人眼では視認できない波長帯、例えば１０４０～１０６０ｎｍ程度の中心波長を有する近赤外光を低コヒーレンス光Ｌ０として用いてもよい。光源ユニット１０１は、任意の光出力デバイスを含んでおり、例えば、スーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ）、ＬＥＤ、及び半導体光増幅器（ＳＯＡ）のいずれかを含む。

【0071】

光源ユニット１０１から出力された低コヒーレンス光Ｌ０は、光ファイバ１０２によりファイバカプラ１０３に導かれて測定光ＬＳと参照光ＬＲとに分割される。

【0072】

ファイバカプラ１０３により生成された参照光ＬＲは、光ファイバ１０４を通じてアッテネータ１０５に導かれて光量が調整され、光ファイバ１０４を通じて偏波コントローラ１０６に導かれて偏波状態が調整されてファイバカプラ１０９に導かれる。

【0073】

ファイバカプラ１０３により生成された測定光ＬＳは、光ファイバ１０７を通じてコリメートレンズユニット４０に導かれて平行光として出射され、光路長変更部４１、光スキャナ４２、合焦レンズ４３、ミラー４４、及びリレーレンズ４５を経由してダイクロイックミラー４６に導かれて反射され、対物レンズ２２により屈折されて被検眼Ｅに投射される。測定光ＬＳは、被検眼Ｅ（特に眼底Ｅｆ）の様々な深さ位置において散乱及び反射されて後方散乱光を生じる。被検眼Ｅからの測定光ＬＳの戻り光は、往路と同じ経路を逆向きに進行してファイバカプラ１０３に導かれ、光ファイバ１０８を通じてファイバカプラ１０９に導かれる。

【0074】

ファイバカプラ１０９は、測定光ＬＳの戻り光と、参照アームを経由した参照光ＬＲとを重ね合わせて干渉光ＬＣを生成する。干渉光ＬＣは、光ファイバ１１０の出射端１１１から出射され、コリメートレンズ１１２により平行光に変換される。平行光に変換された干渉光ＬＣは分光器に入射する。すなわち、平行光に変換された干渉光ＬＣは、分散素子１１３により分光（スペクトル分解）され、結像レンズ１１４により平行光から収束光に変換される。スペクトル分解され且つ収束光に変換された干渉光ＬＣは、分光器の光路にレンズユニット１２０が配置されている場合にはレンズユニット１２０を介してイメージセンサ１１５に導かれ、分光器の光路にレンズユニット１２０が配置されていない場合にはレンズユニット１２０を介さずにイメージセンサ１１５に導かれる。なお、本実施形態における分光器は、分散素子１１３、結像レンズ１１４、及びイメージセンサ１１５を含んでいる。

【0075】

分散素子１１３は、例えば、透過型の回折格子又は反射型の回折格子であってよい。結像レンズ１１４は、１枚以上のレンズからなり、結像レンズ系、ズームレンズ系、フーリエ変換レンズ系などとも呼ばれる。イメージセンサ１１５は、例えばラインセンサ又はエリアセンサなどの光検出器であり、干渉光ＬＣの複数のスペクトル成分（波長成分）を受光素子アレイにより別々に検出して検出信号を生成する。生成された検出信号は演算制御ユニット２００に送られる。

【0076】

レンズユニット１２０は、レンズを含んでおり、例えば２枚以上のレンズを含んでいる。レンズユニット１２０は、前述した条件（１）及び（２）を満足するように設計され構成されている。すなわち、レンズユニット１２０は、分光器光学系の焦点位置を変化させることなく分光器光学系の焦点距離を変化させるように設計され構成されている。

【0077】

換言すると、レンズユニット１２０は、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０との合成光学系の焦点距離（合成焦点距離）が結像レンズ１１４の焦点距離と異なるように、且つ、この合成光学系の焦点位置（合成焦点位置）が結像レンズ１１４の焦点位置に一致するように設計され構成されている。

【0078】

更に換言すると、レンズユニット１２０は、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０との合成焦点距離が結像レンズ１１４の焦点距離と異なるように、且つ、結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間にレンズユニット１２０が配置されているか否かにかかわらず分光器光学系の焦点位置が同じになるように設計され構成されている。

【0079】

更に換言すると、レンズユニット１２０は、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０との合成焦点距離が結像レンズ１１４の焦点距離と異なるように、且つ、結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５の間の光路にレンズユニット１２０の挿入する動作を行っても分光器光学系の焦点が移動しないように、更には、結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５の間の光路からレンズユニット１２０を退避させる動作を行っても分光器光学系の焦点が移動しないように設計され構成されている。

【0080】

レンズユニット１２０の移動は機構１３０によって実行される。機構１３０は、例えば、後述する制御部２１０の制御の下に動作するアクチュエータと、アクチュエータにより発生された駆動力をレンズユニット１２０に伝達する伝達機構とを含んでいてよい。或いは、機構１３０は、ユーザーが印可した駆動力をレンズユニット１２０に伝達する伝達機構を含んでいてもよい。

【0081】

レンズユニット１２０の１つの例であるレンズユニット１２０Ａについて、図３を参照しつつ説明する。図３は、分光器の光路にレンズユニット１２０Ａが配置されている状態を示している。レンズユニット１２０Ａは、２つのレンズ１２１及び１２２を含み、機構１３０によって結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間に退避可能に挿入される。

【0082】

分光器光学系の光路外に配置されているレンズユニット１２０Ａを結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間の位置に移動することによって、分光器光学系の焦点位置を変化させることなく分光器光学系の焦点距離を変化させることができる。逆に、結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間に配置されているレンズユニット１２０Ａを分光器光学系の光路外に移動することによって、分光器光学系の焦点位置を変化させることなく分光器光学系の焦点距離を変化させることができる。

【0083】

レンズユニット１２０Ａに含まれる２つのレンズ１２１及び１２２は、凸レンズ１２１及び凹レンズ１２２である。すなわち、レンズユニット１２０Ａは、凸レンズ１２１と、凸レンズ１２１とイメージセンサ１１５との間に配置される凹レンズ１２２と、を含んでいる。換言すると、結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間に配置されるレンズユニット１２０Ａに含まれる２つのレンズ１２１及び１２２のうち、結像レンズ１１４側に配置されるレンズ１２１は凸レンズであり、イメージセンサ１１５側に配置されるレンズ１２２は凹レンズである。このような構成を採用することで、レンズユニット１２０Ａのコンパクト化を図ることができる。

【0084】

レンズユニット１２０Ａが用いられる分光器光学系の設計及び構成の１つの例について、図４を更に参照して説明する。図４は３つの図（上段図、中段図、下段図）を含んでいる。図４の上段図は、分光器光学系の光路にレンズユニット１２０Ａが配置されていない状態を表している。図４の中段図は、分光器光学系の光路にレンズユニット１２０Ａが配置されている状態を表している。図４の下段図は、分光器光学系の光路にレンズユニット１２０Ａが配置されている状態であって、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ａとを合成光学系として表現したときの状態を表している。

【0085】

図４の上段図及び中段図に示すように、結像レンズ１１４の前側主点の位置をＨ１で示し、結像レンズ１１４の後側主点の位置をＨ１´で示す。また、図４の中段図に示すように、レンズユニット１２０Ａ（レンズユニット１２０Ａを構成するレンズ群）の前側主点の位置をＨ２で示し、レンズユニット１２０Ａの後側主点の位置をＨ２´で示す。また、図４の上段図、中段図、及び下段図に示すように、イメージセンサ１１５（その受光面）の位置をＫで示す。

【0086】

図４Ａの上段図に示すように、結像レンズ１１４の焦点距離（例えば、結像レンズ１１４を構成するレンズ群の合成焦点距離）をｆ１とする。分散素子１１３から出射された平行光をイメージセンサ１１５に集光する（結像する）ために、結像レンズ１１４の後側主点位置Ｈ１´とイメージセンサ１１５の受光面位置Ｋとの間の距離Ｈ１´Ｋが結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１に等しくなるように設計され構成されている。結像レンズ１１４の設計は、例えば、撮影範囲（例えば、深さレンジ）、コリメートレンズ１１２に関するパラメータ、分散素子１１３に関するパラメータなどに基づいてなされる。

【0087】

レンズユニット１２０Ａの焦点距離（例えば、レンズユニット１２０Ａを構成するレンズ群の合成焦点距離、より具体的には、凸レンズ１２１と凹レンズ１２２との合成焦点距離）をｆ２とする。図４の中段図に示すように、結像レンズ１１４の後側主点位置Ｈ１´とレンズユニット１２０Ａの前側主点位置Ｈ２との間の距離Ｈ１´Ｈ２をｄ１とする。また、図４の中段図に示すように、レンズユニット１２０Ａの後側主点Ｈ２´とイメージセンサ１１５の受光面位置Ｋとの間の距離Ｈ２´Ｋをｄ２とする。これらの距離ｄ１及びｄ２は、レンズユニット１２０Ａの光学的構成、分光器光学系の光路への挿入位置などに基づき決定される。

【0088】

図４の下段図に示すように、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ａとの合成光学系の焦点距離（合成焦点距離）をｆとする。レンズユニット１２０Ａによるズーム倍率をβとすると、ズーム倍率βは、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ａとの合成焦点距離ｆを結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１で除算した商で表される：β＝ｆ／ｆ１。

【0089】

図４の中段図及び下段図から分かるように、結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１とレンズユニット１２０Ａの焦点距離ｆ２との合成焦点距離ｆ、つまり、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ａとの合成光学系の焦点距離ｆは、次式のように表される：ｆ＝（ｆ１×ｆ２）／（ｆ１＋ｆ２－ｄ１）。また、レンズユニット１２０Ａの後側主点位置Ｈ２´と、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ａとの合成光学系の後側主点位置Ｈ´との間の距離δ２は、次式のように表される：δ２＝ｆ×ｄ１／ｆ１。

【0090】

以上より、分光器光学系の光路にレンズユニット１２０Ａが配置されていない状態における結像レンズ１１４の焦点位置と、分光器光学系の光路にレンズユニット１２０Ａが配置されている状態における結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ａとの合成光学系の焦点位置とが一致するための条件、換言すると、これら２つの焦点位置がともにイメージセンサ１１５の受光面位置Ｋに配置されるための条件、更に換言すると、分光器光学系の光路に対するレンズユニット１２０Ａの挿脱によって分光器光学系の焦点位置が変化しないための条件は、次のように表される：ｆ＝Ｈ２´Ｋ＋δ２＝ｄ２＋ｆ×ｄ１／ｆ１。

【0091】

また、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ａとの合成光学系の焦点距離についての上記の式ｆ＝（ｆ１×ｆ２）／（ｆ１＋ｆ２－ｄ１）を変形すると、ｄ１＝ｆ１＋ｆ２－ｆ１×ｆ２／ｆとなる。

【0092】

したがって、本例に係る分光器の光学系は、分光器の光路に対するレンズユニット１２０Ａの挿脱によって分光器の焦点位置を変化させることなく分光器の焦点距離を変化させるために、結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１と、レンズユニット１２０Ａの焦点距離ｆ２と、結像レンズ１１４の後側主点とレンズユニット１２０Ａの前側主点との間の距離ｄ１と、レンズユニット１２０Ａの後側主点とイメージセンサ１１５との間の距離ｄ２と、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ａとの合成焦点距離ｆとが、次の２つの式を満足するように設計され構成されている：ｄ１＝ｆ１＋ｆ２－ｆ１×ｆ２／ｆ、及び、ｆ＝ｄ２＋ｆ×ｄ１／ｆ１。

【0093】

１つの具体例を図５に示す。本具体例におけるパラメータは次のように設定されている：結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１＝１０７．７ミリメートル；レンズユニット１２０Ａの焦点距離ｆ２＝－５８．４ミリメートル；結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ａとの合成焦点距離ｆ＝２１４ミリメートル；結像レンズ１１４の後側主点とレンズユニット１２０Ａの前側主点との間の距離ｄ１＝７８．６ミリメートル；レンズユニット１２０Ａの後側主点とイメージセンサ１１５との間の距離ｄ２＝５７．８ミリメートル；レンズユニット１２０Ａの後側主点位置Ｈ２´と、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ａとの合成光学系の後側主点位置Ｈ´との間の距離δ２＝１５６．２ミリメートル。このとき、ｄ２＋δ２＝２１４＝ｆとなり、上記の条件式ｆ＝ｄ２＋ｆ×ｄ１／ｆ１が満足されている。

【0094】

結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ａとの合成焦点距離ｆを結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１で除算した商βの値、つまり、レンズユニット１２０Ａのズーム倍率βは、１よりも大きく且つ５以下であってよい（１＜β≦５）。前述したように深さレンジと解像度とはトレードオフの関係にあるが、双方のパラメータを勘案すると、ズーム倍率βがこの範囲（１＜β≦５）を外れている場合には、例えば眼科診断用ＯＣＴ計測において、一方のパラメータの条件が実用上不十分なものになるおそれがある。

【0095】

深さレンジ及び解像度の双方を実用上十分なものとするために、ズーム倍率βは、１．５以上且つ３以下であってよい（１．５≦β≦３）。このとき、レンズユニット１２０Ａの焦点距離ｆ２の範囲は、ｆ２＝－１．１×ｆ１～－０．３×ｆ１となる。また、凸レンズ１２１の焦点距離をｆ３とし、凹レンズ１２２の焦点距離をｆ４とすると、これら焦点距離ｆ３及びｆ４の比率（ｆ３／ｆ４）の範囲は－１．５～５．０程度となる。ここで、結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１とズーム倍率βとを用いると、ｆ１×ｆ３／（ｆ４×β）＝－２００～－１５０程度となる。なお、深さレンジの範囲や解像度の範囲は、サンプルの種類や、ＯＣＴ計測で得られたデータの用途などに応じて任意に決定されてよい。

【0096】

ＯＣＴ計測に使用される光の波長範囲（例えば、８４０±５０ナノメートル）に基づいて、レンズユニット１２０Ａを構成するレンズ１２１及び１２２のアッベ数を決定することができる。

【0097】

レンズユニット１２０の別の例であるレンズユニット１２０Ｂについて、図６を参照しつつ説明する。図６は、分光器の光路にレンズユニット１２０Ｂが配置されている状態を示している。レンズユニット１２０Ｂは、３つのレンズ１２３、１２４及び１２５を含み、機構１３０によって結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間に退避可能に挿入される。

【0098】

分光器光学系の光路外に配置されているレンズユニット１２０Ｂを結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間の位置に移動することによって、分光器光学系の焦点位置を変化させることなく分光器光学系の焦点距離を変化させることができる。逆に、結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間に配置されているレンズユニット１２０Ｂを分光器光学系の光路外に移動することによって、分光器光学系の焦点位置を変化させることなく分光器光学系の焦点距離を変化させることができる。

【0099】

レンズユニット１２０Ｂに含まれる３つのレンズ１２３～１２５は、凸レンズ１２３、凹レンズ１２４、及び凸レンズ１２５である。すなわち、レンズユニット１２０Ｂは、凸レンズ１２３と、凸レンズ１２３とイメージセンサ１１５との間に配置される凹レンズ１２４と、凹レンズ１２４とイメージセンサ１１５との間に配置される凸レンズ１２５と、を含んでいる。換言すると、結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間に配置されるレンズユニット１２０Ｂに含まれる３つのレンズ１２３～１２５のうち、結像レンズ１１４側に配置されるレンズ１２３は凸レンズであり、イメージセンサ１１５側に配置されるレンズ１２５も凸レンズであり、これらの間に配置されるレンズ１２４は凹レンズである。このような構成を採用することで、図３の例と同様に、レンズユニット１２０Ｂのコンパクト化を図ることができる。

【0100】

凸レンズ１２１と凹レンズ１２２とからなる図３のレンズユニット１２０Ａと異なり、図６のレンズユニット１２０Ｂは、凸レンズ１２３及び凹レンズ１２４に加えて、更なる凸レンズ１２５を含んでいる。凸レンズ１２５は、凹レンズ１２４とイメージセンサ１１５との間に配置され、イメージセンサ１１５に対する光の入射角を減少させるように作用する。イメージセンサ１１５に対する光の入射角を小さくすることにより、換言すると、イメージセンサ１１５の受光面に対して垂直に近い方向から光を投射することにより、分光器の受光効率が向上する。特に、イメージセンサ１１５に対してテレセントリックになるようにレンズユニット１２０Ｂを設計し構成することで、分光器の受光効率を最適化することができる。

【0101】

図６のレンズユニット１２０Ｂは、上記の条件式（ｄ１＝ｆ１＋ｆ２－ｆ１×ｆ２／ｆ、ｆ＝ｄ２＋ｆ×ｄ１／ｆ１）を満足するように設計され構成されてよい。１つの具体例を図７に示す。本具体例におけるパラメータは次のように設定されている：結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１＝１０７．７ミリメートル；レンズユニット１２０Ｂの焦点距離ｆ２＝－３８８．７ミリメートル；結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ｂとの合成焦点距離ｆ＝２１４ミリメートル；結像レンズ１１４の後側主点とレンズユニット１２０Ｂの前側主点との間の距離ｄ１＝－８５．４ミリメートル；レンズユニット１２０Ｂの後側主点とイメージセンサ１１５との間の距離ｄ２＝３８３．７ミリメートル；レンズユニット１２０Ｂの後側主点位置Ｈ２´と、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ｂとの合成光学系の後側主点位置Ｈ´との間の距離δ２＝１６９．７ミリメートル。このとき、ｄ２＋δ２＝２１４＝ｆとなり、上記の条件式ｆ＝ｄ２＋ｆ×ｄ１／ｆ１が満足されている。

【0102】

結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ｂとの合成焦点距離ｆを結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１で除算した商βの値、つまり、レンズユニット１２０Ｂのズーム倍率βは、１よりも大きく且つ５以下であってよい（１＜β≦５）。更に、ズーム倍率βは、１．５以上且つ３以下であってよい（１．５≦β≦３）。これにより、例えば眼科診断のための光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置１）において、深さレンジ及び解像度の双方が実用上十分なものとなる。

【0103】

ＯＣＴユニット１００の別の態様を図８に示す。図２のＯＣＴユニット１００は、結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間にレンズユニット１２０が退避可能に挿入されるように構成されているが、本態様のＯＣＴユニット１００Ａは、分散素子１１３と結像レンズ１１４との間にレンズユニット１２０が退避可能に挿入されるように構成されている。分散素子１１３と結像レンズ１１４との間にレンズユニット１２０を挿入するように構成された本態様によれば、結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間にレンズユニット１２０を挿入する場合と比較して、イメージセンサ１１５とレンズユニット１２０との間の距離が大きくなるため、イメージセンサ１１５に塵埃が付着するリスクが低減される。

【0104】

レンズユニット１２０の挿入位置や、レンズユニット１２０の光学的構成（例えば、レンズのパラメータ、レンズの配置など）を除いて、本態様のＯＣＴユニット１００Ａの構成は図２のＯＣＴユニット１００の構成と同様であってよい。

【0105】

図８のＯＣＴユニット１００Ａに搭載されるレンズユニット１２０の１つの例であるレンズユニット１２０Ｃについて、図９を参照しつつ説明する。図９は、分光器の光路にレンズユニット１２０Ｃが配置されている状態を示している。レンズユニット１２０Ｃは、２つのレンズ１２６及び１２７を含み、機構１３０によって分散素子１１３と結像レンズ１１４との間に退避可能に挿入される。

【0106】

分光器光学系の光路外に配置されているレンズユニット１２０Ｃを分散素子１１３と結像レンズ１１４との間の位置に移動することによって、分光器光学系の焦点位置を変化させることなく分光器光学系の焦点距離を変化させることができる。逆に、分散素子１１３と結像レンズ１１４との間に配置されているレンズユニット１２０Ｃを分光器光学系の光路外に移動することによって、分光器光学系の焦点位置を変化させることなく分光器光学系の焦点距離を変化させることができる。

【0107】

レンズユニット１２０Ｃに含まれる２つのレンズ１２６及び１２７は、凸レンズ１２６及び凹レンズ１２７である。すなわち、レンズユニット１２０Ｃは、凸レンズ１２６と、凸レンズ１２６と結像レンズ１１４との間に配置される凹レンズ１２７と、を含んでいる。換言すると、分散素子１１３と結像レンズ１１４との間に配置されるレンズユニット１２０Ｃに含まれる２つのレンズ１２６及び１２７のうち、分散素子１１３側に配置されるレンズ１２６は凸レンズであり、結像レンズ１１４側に配置されるレンズ１２７は凹レンズである。このような構成を採用することで、レンズユニット１２０Ｃのコンパクト化を図ることができる。

【0108】

レンズユニット１２０Ｃに含まれる凸レンズ１２６及び凹レンズ１２７は、アフォーカル系として設計され構成されている。換言すると、レンズユニット１２０Ｃに入射する光は平行光であり、レンズユニット１２０Ｃから出射する光も平行光である。このように、本態様では、分散素子１１３から出射する光は平行光であり、この平行光がレンズユニット１２０Ｃに入射し、レンズユニット１２０Ｃから出射する光は平行光であり、レンズユニット１２０Ｃから出射した平行光が結像レンズ１１４に入射し、結像レンズ１１４から出射する光は収束光であり、結像レンズ１１４から出射した収束光はイメージセンサ１１５の受光面に結像する（集束する）。

【0109】

更に、レンズユニット１２０Ｃは、縮小倍のビームエキスパンダーとして作用するように設計され構成されてよい。この場合、レンズユニット１２０Ｃはアフォーカルレンズ系であり、出射平行光のビーム径は入射平行光のビーム径よりも小さい。

【0110】

分散素子１１３と結像レンズ１１４との間に退避可能に挿入されるレンズユニットに含まれるレンズ系の構成はアフォーカル系に限定されない。例えば、図１０に示すレンズユニット１２０Ｄに含まれる２つのレンズ１２８及び１２９（凸レンズ１２８及び凹レンズ１２９）は、アフォーカル系ではない。

【0111】

なお、図９に示すように、分光器光学系の光路において平行光が案内される箇所（平行光部）にアフォーカル系のレンズユニット１２０Ｃを挿入する構成を採用することによって、縮小倍のビームエキスパンダーとして作用するレンズユニット１２０Ｃの偏心や倒れ（傾斜）による光学性能の劣化を小さくすることができる。よって、いくつかの態様において図１０のレンズユニット１２０Ｄのようなアフォーカル系ではないレンズユニットを採用することは可能であるが、図９のレンズユニット１２０Ｃのようなアフォーカル系のレンズユニットを採用する利点は大きいと考えられる。

【0112】

レンズユニット１２０Ｃが付帯された分光器光学系の設計及び構成について、いくつかの例を説明する。

【0113】

図１１は２つの図（上段図、下段図）を含んでいる。図１１の上段図は、分散素子１１３側に配置される焦点距離ｆａの凸レンズと、結像レンズ１１４側に配置される焦点距離ｆｂの凸レンズとを含む、分散素子１１３と結像レンズ１１４との間に退避可能に挿入されるアフォーカル系のレンズユニットを表している。本例のレンズユニットでは、２つの凸レンズの間の距離が２つの焦点距離の和ｆａ＋ｆｂとなるため、レンズユニットの寸法が比較的大きくなってしまう。

【0114】

一方、図１１の下段図は、分散素子１１３側に配置される焦点距離ｆａ（＞０）の凸レンズと、結像レンズ１１４側に配置される焦点距離ｆｂ（＜０）の凹レンズとを含む、分散素子１１３と結像レンズ１１４との間に退避可能に挿入されるアフォーカル系のレンズユニットを表している。ここで、凸レンズの焦点距離ｆａは、凹レンズの焦点距離ｆｂの絶対値よりも大きいとする（ｆａ＞｜ｆｂ｜）。本例のレンズユニットでは、２つのレンズの間の距離が凸レンズの焦点距離ｆａと凹レンズの焦点距離ｆｂの絶対値｜ｆｂ｜との差ｆａ－｜ｆｂ｜となるため、図１１の上段図のように２つの凸レンズを含む場合よりもレンズユニットの寸法を小さくすることが可能になる。なお、図９のレンズユニット１２０Ｃ及び図１０のレンズユニット１２０Ｄは、本例のレンズユニットの例である。

【0115】

図１２は２つの図（上段図、下段図）を含んでいる。図１２の上段図は、レンズユニットが分光器光学系の光路に配置されていない状態を表している。図１２の下段図は、分光器光学系の光路にレンズユニットが配置されている状態を表している。

【0116】

本例のレンズユニットは、分散素子１１３側に配置される焦点距離ｆａ（＞０）の凸レンズと、結像レンズ１１４側に配置される焦点距離ｆｂ（＜０）の凹レンズとを含む、分散素子１１３と結像レンズ１１４との間に退避可能に挿入されるアフォーカル系のレンズユニットである。

【0117】

以下、本例のレンズユニットは、図９のレンズユニット１２０Ｃであるとする。レンズユニット１２０Ｃは、分散素子１１３側に配置される焦点距離ｆａ（＞０）の凸レンズ１２６と、結像レンズ１１４側に配置される焦点距離ｆｂ（＜０）の凹レンズ１２７とを含む、分散素子１１３と結像レンズ１１４との間に退避可能に挿入されるアフォーカル系のレンズユニットである。

【0118】

結像レンズ１１４の焦点距離（例えば、結像レンズ１１４を構成するレンズ群の合成焦点距離）をｆ１とする。また、焦点距離ｆ１の結像レンズ１１４と、焦点距離ｆａの凸レンズ１２６及び焦点距離ｆｂの凹レンズ１２７を含むレンズユニット１２０Ｃとの合成光学系の焦点距離（合成焦点距離）をｆとする。

【0119】

レンズユニット１２０Ｃによるズーム倍率をβとすると、ズーム倍率βは、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ｃとの合成焦点距離ｆを結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１で除算した商で表される：β＝ｆ／ｆ１。また、縮小倍のエキスパンダーとしてのレンズユニット１２０Ｃの角倍率をγとすると、角倍率γはズーム倍率βに等しい：γ＝β＝ｆ／ｆ１。ここで、角倍率γは１よりも大きいとする：γ＞１。つまり、本例では、分光器光学系の光路にレンズユニット１２０Ｃを挿入することによってＯＣＴ計測の深さレンジが拡大する。

【0120】

以上より、本例に係る分光器の光学系は、分光器の光路に対するレンズユニット１２０Ｃの挿脱によって分光器の焦点位置を変化させることなく分光器の焦点距離を変化させるために、結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１と、レンズユニット１２０Ｃの分散素子１１３側の焦点距離ｆａ及び結像レンズ１１４側の焦点距離ｆｂと、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ｃとの合成焦点距離ｆとが、次の式を満足するように設計され構成されている：ｆ＝（ｆａ／｜ｆｂ｜）×ｆ１。前述したように、レンズユニット１２０Ｃの結像レンズ１１４側の焦点距離ｆｂの絶対値は、凸レンズ及び凹レンズのいずれかを選択できることを意味している。

【0121】

１つの具体例を図１３に示す。本具体例におけるパラメータは次のように設定されている：結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１＝１０７．７ミリメートル；レンズユニット１２０Ｃの分散素子１１３側の焦点距離ｆａ＝９４．２０２；レンズユニット１２０Ｃの結像レンズ１１４側の焦点距離ｆｂ＝－４７．１０１；レンズユニット１２０Ｃの角倍率γ＝ｆａ／｜ｆｂ｜＝２．０；結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ｃとの合成焦点距離ｆ＝γ×ｆ１＝２１５．４。本具体例によれば、分光器の光路に対するレンズユニット１２０Ｃの挿脱によって分光器の焦点位置を変化させることなく分光器の焦点距離を変化させることができる。

【0122】

結像レンズ１１４とレンズユニット１２０Ｃとの合成焦点距離ｆを結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１で除算した商βの値、つまり、レンズユニット１２０Ｂのズーム倍率βは、１よりも大きく且つ５以下であってよい（１＜β≦５）。更に、ズーム倍率βは、１．５以上且つ３以下であってよい（１．５≦β≦３）。これにより、例えば眼科診断のための光コヒーレンストモグラフィ装置（眼科装置１）において、深さレンジ及び解像度の双方が実用上十分なものとなる。また、ＯＣＴ計測に使用される光の波長範囲（例えば、８４０±５０ナノメートル）に基づいて、レンズユニット１２０Ｃを構成するレンズ１２６及び１２７のアッベ数を決定することができる。

【0123】

眼科装置１の制御系及び処理系の構成例を図１４に示す。演算制御ユニット２００には、制御部２１０、画像構築部２２０、及びデータ処理部２３０が設けられている。図示は省略するが、眼科装置１は、通信デバイス、ドライブ装置（リーダー／ライター）などを含んでいてもよい。

【0124】

制御部２１０は、各種の制御を実行する。制御部２１０は、主制御部２１１と記憶部２１２とを含む。主制御部２１１は、プロセッサを含み、眼科装置１の要素（図１に示された要素及び図２に示された要素）を制御する。主制御部２１１は、プロセッサを含むハードウェアと、制御ソフトウェアとの協働によって実現される。記憶部２１２は、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブなどの記憶装置を含み、データを記憶する。

【0125】

主制御部２１１は、眼底カメラユニット２に設けられた要素の制御を実行し、例えば、イメージセンサ３５及び３８、ＬＣＤ３９、光路長変更部４１、光スキャナ４２、合焦駆動部３１Ａ及び４３Ａなどを制御する。

【0126】

光路長変更部４１は、主制御部２１１の制御の下に、サンプルアームの光路に設けられた反射器（リトロリフレクタ）を移動することにより、サンプルアームの光路長を変更する。

【0127】

合焦駆動部３１Ａは、主制御部２１１の制御の下に、撮影光路に設けられた合焦レンズ３１と照明光路に設けられたフォーカス光学系６０とを一体的に又は同期的に移動することにより、照明光学系１０及び撮影光学系３０を用いた撮影の合焦位置（焦点位置）を変更する。

【0128】

光スキャナ４２は、予め設定されたスキャンパターンに応じたＯＣＴスキャンを被検眼Ｅに適用するために、主制御部２１１の制御の下に、このスキャンパターンにしたがって測定光ＬＳを逐次に偏向する。

【0129】

合焦駆動部４３Ａは、主制御部２１１の制御の下に、サンプルアームに設けられた合焦レンズ４３を移動することにより、測定光ＬＳの合焦位置（焦点位置）、つまり、測定光ＬＳのビームウェストの深さ位置（ｚ位置）を変更する。

【0130】

移動機構１５０は、眼科装置１の光学系を３次元的に移動するように構成されている。主制御部２１１は、例えばアライメントやトラッキングのために移動機構１５０の制御を実行する。トラッキングは、被検眼Ｅの動きに対応して装置光学系をリアルタイムで移動する動作であり、被検眼Ｅに対する好適なアライメント状態及び好適な合焦状態を維持するために実行される。

【0131】

主制御部２１１は、ＯＣＴユニット１００に設けられた要素の制御を実行し、例えば、光源ユニット１０１、アッテネータ１０５、偏波コントローラ１０６、イメージセンサ１１５、機構１３０などを制御する。

【0132】

光源ユニット１０１は、主制御部２１１の制御の下に、点灯と非点灯との切り替え、出力される光Ｌ０の強度（光量）の変更、出力される光Ｌ０の波長の変更などを行う。

【0133】

アッテネータ１０５は、主制御部２１１の制御の下に、参照光ＬＲの光量の調整を行う。

【0134】

偏波コントローラ１０６は、主制御部２１１の制御の下に、参照光ＬＲの偏波状態の調整を行う。

【0135】

機構１３０は、主制御部２１１の制御の下にレンズユニット１２０を移動することにより、分光器光学系の光路にレンズユニット１２０を挿入し、及び、分光器光学系の光路からレンズユニット１２０を退避する。

【0136】

画像構築部２２０は、イメージセンサ１１５から提供される信号（スペクトル分布を表すＯＣＴデータ）に基づいて、被検眼ＥのＯＣＴ画像データを構築する。構築されるＯＣＴ画像データは、１つ以上のＡスキャン画像データであり、例えば、複数のＡスキャン画像データからなるＢスキャン画像データ（２次元断面像データ）である。画像構築部２２０は、プロセッサを含むハードウェアと、画像構築ソフトウェアとの協働によって実現される。

【0137】

イメージセンサ１１５から提供されるＯＣＴデータからＯＣＴ画像データを構築するために、画像構築部２２０は、例えば、従来のスペクトラルドメインＯＣＴと同様に、ＡラインごとのＯＣＴデータに基づくスペクトル分布に信号処理を施してＡラインごとの反射強度プロファイル（Ａラインプロファイル）を生成し、各Ａラインプロファイルを画像化して複数のＡスキャン画像データを生成し、これらＡスキャン画像データをスキャンパターン（複数のスキャン点の配置）にしたがって配列する。Ａラインプロファイルを生成するための信号処理には、ノイズリダクション（デノイジング）、フィルタリング、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などが含まれる。別の信号処理法を用いる場合には、その手法に応じた公知のＯＣＴ画像データ構築処理を採用することができる。

【0138】

画像構築部２２０は、被検眼Ｅの３次元領域（ボリューム）を表現した３次元画像データを構築するように構成されてもよい。３次元画像データは、３次元座標系により画素（ピクセル）の位置が定義された画像データであり、その例としてスタックデータやボリュームデータがある。スタックデータは、複数のスキャンラインに沿って得られた複数の断面像を、これらスキャンラインの位置関係にしたがって配列することによって構築される画像データである。ボリュームデータは、例えばスタックデータに補間処理やボクセル化処理などを適用することによって構築される、３次元的に配列されたボクセルを画素とする画像データであり、ボクセルデータとも呼ばれる。

【0139】

画像構築部２２０は、このようにして構築されたＯＣＴ画像データから新たなＯＣＴ画像データを作成することができる。いくつかの例示的な態様において、画像構築部２２０は、３次元画像データにレンダリングを適用することができる。レンダリングの例として、ボリュームレンダリング、サーフェスレンダリング、最大値投影（ＭＩＰ）、最小値投影（ＭｉｎＩＰ）、多断面再構成（ＭＰＲ）などがある。

【0140】

いくつかの例示的な態様において、画像構築部２２０は、３次元画像データからＯＣＴ正面画像を構築するように構成されてよい。例えば、画像構築部２２０は、３次元画像データをｚ方向（Ａライン方向、深さ方向）に投影してプロジェクションデータを構築することができる。また、画像構築部２２０は、３次元画像データの部分データ（例えば、スラブ）からプロジェクションデータを構築することができる。この部分データは、例えば、画像セグメンテーション（単に、セグメンテーションとも呼ばれる）を用いて自動で指定され、又は、ユーザーによって手動で指定される。このセグメンテーションの手法は任意であってよく、例えば、エッジ検出等の画像処理、及び／又は、機械学習を利用したセグメンテーションを含んでいてよい。このセグメンテーションは、例えば、画像構築部２２０又はデータ処理部２３０により実行される。

【0141】

眼科装置１は、ＯＣＴモーションコントラスト撮影（ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｉｍａｇｉｎｇ）を実行可能であってよい。ＯＣＴモーションコントラスト撮影は、眼内に存在する液体や粒子の動きを抽出するための機能的イメージング技術である。ＯＣＴモーションコントラスト撮影は、例えば、血管の描出を描出するためのＯＣＴアンジオグラフィ（ＯＣＴ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ、ＯＣＴＡ）に用いられる。

【0142】

データ処理部２３０は、被検眼Ｅの画像に対して特定のデータ処理を適用するように構成されている。データ処理部２３０は、例えば、プロセッサを含むハードウェアと、データ処理ソフトウェアとの協働によって実現される。

【0143】

ユーザーインターフェイス２４０は、表示部２４１と操作部２４２とを含む。表示部２４１は、表示装置３を含む。操作部２４２は、各種の操作デバイスや入力デバイスを含む。ユーザーインターフェイス２４０は、例えばタッチパネルのような表示機能と操作機能とが一体となったデバイスを含んでいてもよい。ユーザーインターフェイス２４０の少なくとも一部を含まない実施形態を構築することも可能である。例えば、表示デバイスは、眼科装置１に接続された外部装置であってよい。

【0144】

本実施形態に係る眼科装置１が実行する動作について説明する。図１５は、眼科装置１の動作の１つの例を表す。

【0145】

まず、眼科装置１は、被検眼Ｅ（眼底Ｅｆ）に対するアライメント及びフォーカス調整を実行する（Ｓ１）。

【0146】

次に、ＯＣＴ計測の深さレンジの設定が行われる（Ｓ２）。

【0147】

或る態様では、ユーザーインターフェイス２４０を用いて深さレンジの設定が行われる。主制御部２１１は、操作画面を表示部２４１に表示する。操作画面には、深さレンジを設定するためのグラフィカルユーザーインターフェイス（ＧＵＩ）が設けられている。ユーザーは、このＧＵＩ及び操作部２４２を用いて深さレンジを設定することができる。

【0148】

別の態様では、深さレンジを変更するためのハードウェア（例えば、レバー、ボタンなど）が眼科装置１に設けられている。ユーザーは、このハードウェアを操作することによって深さレンジを設定することができる。

【0149】

更に別の態様では、眼科装置１は、深さレンジを自動で設定するためのソフトウェアを備えており、例えば、被検者の属性、被検者の検査データ、被検者の診断データ、被検眼の属性、被検眼の検査データ、被検眼の診断データなどに基づいて深さレンジの設定を実行するように構成される。これらの参照データは、例えば、電子カルテデータ、読影レポート、画像データなどから取得される。

【0150】

本動作例では、レンズユニット１２０が分光器光学系の光路に配置されている状態が広い深さレンジ（広レンジ）に対応し、レンズユニット１２０が分光器光学系の光路に配置されていない状態が狭い深さレンジ（狭レンジ）に対応するものとする。

【0151】

ステップＳ２の深さレンジ設定において広レンジが選択された場合（Ｓ３：広レンジ）、主制御部２１１は、機構１３０を制御することによってレンズユニット１２０を分光器光学系の光路に挿入する（Ｓ４）。レンズユニット１２０が光路に挿入されたら、処理はステップＳ５に進む。

【0152】

ステップＳ２の深さレンジ設定において狭レンジが選択された場合（Ｓ３：狭レンジ）、レンズユニット１２０が光路から退避されている状態で、処理はステップＳ５に進む。

【0153】

次に、眼科装置１は、被検眼Ｅ（眼底Ｅｆ）にＯＣＴスキャンを適用する（Ｓ５）。このＯＣＴスキャンは、ステップＳ２で設定された深さレンジで実行される。

【0154】

次に、眼科装置１は、ステップＳ５のＯＣＴスキャンで収集されたデータに基づいてＯＣＴ画像データを生成する（Ｓ６）。

【0155】

次に、眼科装置１は、ステップＳ６で生成されたＯＣＴ画像データに基づいて、表示部２４１にＯＣＴ画像を表示する（Ｓ７）。以上で、本動作例は終了となる（エンド）。

【0156】

本実施形態に係る眼科装置１のいくつかの作用及びいくつかの効果について説明する。

【0157】

眼科装置１は、被検眼Ｅ（サンプル）に投射された測定光ＬＳの戻り光と参照光ＬＲとを重ね合わせて生成された干渉光ＬＣを分光器で検出するように構成された光コヒーレンストモグラフィ装置として機能する。分光器は、分散素子１１３、結像レンズ１１４、及びイメージセンサ１１５（光検出器）を含んでいる。分散素子１１３は、干渉光ＬＣを複数の波長成分に分離する。結像レンズ１１４は、分散素子１３３とイメージセンサ１１５との間に配置されており、分散素子１１３により生成された複数の波長成分をイメージセンサ１１５の受光面に結像する。イメージセンサ１１５は、分散素子１１３により生成された複数の波長成分を別々に検出する。眼科装置１は、更に、レンズユニット１２０及び機構１３０を含んでいる。レンズユニット１２０は、分光器の焦点位置を変化させずに分光器の焦点距離を変化させるために使用される。機構１３０は、分散素子１３０とイメージセンサ１１５との間の光路にレンズユニット１２０を挿入し、且つ、分散素子１３０とイメージセンサ１１５との間の光路に配置されているレンズユニット１２０を光路から退避する。

【0158】

換言すると、眼科装置１は、被検眼Ｅ（サンプル）に投射された測定光ＬＳの戻り光と参照光ＬＲとを重ね合わせて生成された干渉光ＬＣを分光器で検出するように構成された光コヒーレンストモグラフィ装置として機能するものであって、分光器は、分散素子１１３、ズームレンズ系、及びイメージセンサ１１５（光検出器）を含んでいる。分散素子１１３は、干渉光ＬＣを複数の波長成分に分離する。ズームレンズ系は、結像レンズ１１４及びレンズユニット１２０を含んでいる。結像レンズ１１４は、分散素子１１３とイメージセンサ１１５との間に固定的に配置されている。つまり、分光器の光路外に結像レンズ１１４を移動することはできない。一方、レンズユニット１２０は、分散素子１１３とイメージセンサ１１５との間に挿脱可能である。分光器の光路に対してレンズユニット１２０を挿脱することにより、ズームレンズ系の焦点位置を変化させることなくズームレンズ系の焦点距離を変化させることができる。

【0159】

このように、眼科装置１は、レンズユニット１２０を分散素子１１３とイメージセンサ１１５との間に挿脱することによって、分光器光学系の焦点位置を変化させることなく分光器光学系の焦点距離を変化させるように構成されているので、イメージセンサ１１５を移動することなく深さレンジを変化させることができる。したがって、レンズ及び光検出器の双方を光軸方向に移動するように構成された従来の技術と比較して、簡単で小規模な機構１３０によって深さレンジを変更することができ、また、複雑で精緻な同期的駆動制御を行う必要もない。

【0160】

本実施形態において、レンズユニット１２０は、少なくとも２つのレンズを含んでいてよい。少ない個数のレンズによってレンズユニット１２０を構成することにより、レンズユニットの寸法を小さくすることができ、レンズユニット１２０とイメージセンサ１１５との間隔を大きくすることができ、機構１３０によるレンズユニット１２０の移動距離を短くすることができる。これにより、レンズユニット１２０の移動に起因してイメージセンサ１１５に塵埃が付着するリスクが低減される。

【0161】

本実施形態において、レンズユニット１２０に含まれている少なくとも２つのレンズは、機構１３０によって、結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間に挿入されてよい。

【0162】

本実施形態において、結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間に挿入されるレンズユニット１２０に含まれている少なくとも２つのレンズは、凸レンズ１２１（凸レンズ１２３；第１の凸レンズ）と、凸レンズ１２１（凸レンズ１２３）とイメージセンサ１１５との間に配置される凹レンズ１２２（凹レンズ１２４；凹レンズ）とを含んでいてよい。このような構成によれば、結像レンズ１１４を通過した光が凸レンズ１２１（１２３）及び凹レンズ１２２（１２４）をこの順に通過してイメージセンサ１１５に導かれるため、レンズユニット１２０のコンパクト化を図ることができる。

【0163】

本実施形態において、結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間に挿入されるレンズユニット１２０は、凸レンズ１２３及び凹レンズ１２４に加えて、凸レンズ１２５（第２の凸レンズ）を更に含んでいてよい。凸レンズ１２５は、凹レンズ１２４とイメージセンサ１１５との間に配置され、分散素子１１３により生成された複数の波長成分がイメージセンサ１１５に入射する角度（入射角）を減少させる。このような構成によれば、分光器の受光効率の向上を図ることができる。例えば、イメージセンサ１１５に対してテレセントリックなレンズユニット１２０を採用することで、分光器の受光効率を最適化することができる。

【0164】

本実施形態において、結像レンズ１１４とイメージセンサ１１５との間に挿入されるレンズユニット１２０及び分光器は、結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１と、レンズユニット１２０の焦点距離ｆ２と、結像レンズ１１４の後側主点とレンズユニット１２０の前側主点との間の距離ｄ１と、レンズユニット１２０の後側主点とイメージセンサ１１５との間の距離ｄ２と、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０との合成焦点距離ｆとが、次の２つの式を満足するように構成されていてよい：ｄ１＝ｆ１＋ｆ２－ｆ１×ｆ２／ｆ、及び、ｆ＝ｄ２＋ｆ×ｄ１／ｆ１。

【0165】

本実施形態において、レンズユニット１２０に含まれている少なくとも２つのレンズは、機構１３０によって、分散素子１１３と結像レンズ１１４との間に挿入されてよい。この構成によれば、レンズユニット１２０の移動に起因してイメージセンサ１１５に塵埃が付着するリスクを低減することができる。

【0166】

本実施形態において、分散素子１１３と結像レンズ１１４との間に挿入されるレンズユニット１２０に含まれている少なくとも２つのレンズは、凸レンズ１２６（１２８）と、凸レンズ１２６（１２８）と結像レンズ１１４との間に配置される凹レンズ１２７（１２９）とを含んでいてよい。このような構成によれば、分散素子１１３を通過した光が凸レンズ１２６（１２８）及び凹レンズ１２７（１２９）をこの順に通過して結像レンズ１１４に導かれるため、レンズユニット１２０のコンパクト化を図ることができる。

【0167】

本実施形態において、分散素子１１３と結像レンズ１１４との間に挿入されるレンズユニット１２０に含まれている少なくとも２つのレンズは、アフォーカル系であってよい。この構成によれば、分散素子１１３を経由した平行光がレンズユニット１２０に入射し、且つ、レンズユニット１２０から平行光が出射されるため、分光器光学系の光路にレンズユニット１２０を挿脱するだけで深さレンジを切り替えることが可能である。また、レンズユニットの偏心や倒れ（傾斜）に起因する分光器の光学性能の劣化を小さくすることができる。

【0168】

本実施形態において、分散素子１１３と結像レンズ１１４との間に挿入されるレンズユニット１２０及び分光器は、結像レンズ１１４の焦点距離ｆ１と、レンズユニット１２０の分散素子１１３側の焦点距離ｆａ及び結像レンズ１１４側の焦点距離ｆｂと、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０との合成焦点距離ｆとが、次の式を満足するように構成されていてよい：ｆ＝（ｆａ／｜ｆｂ｜）×ｆ１。

【0169】

本実施形態において、結像レンズ１１４とレンズユニット１２０との合成焦点距離を結像レンズ１１４の焦点距離で除算した商（レンズユニット１２０のズーム倍率）βの値は、１よりも大きく且つ５以下であってよい。更に、レンズユニット１２０のズーム倍率βの値は、１．５以上且つ３以下であってよい。

【0170】

本実施形態は、次のような分光装置を提供する。分光装置は分光器を含む。この分光器は、分散素子、結像レンズ、及び光検出器を含む。分散素子は、分光器に入射した光（入射光）を複数の波長成分に分離する。結像レンズは、分散素子と光検出器との間に配置されており、分散素子により生成された複数の波長成分を光検出器の検出面に結像する。光検出器は、複数の波長成分を別々に検出する。分光装置は、更に、レンズユニット及び機構を含む。機構は、分散素子と光検出器との間にレンズユニットを挿脱する。レンズユニットは、分光器の焦点位置を変化させずに分光器の焦点距離を変化させるように構成されている。

【0171】

換言すると、分光装置は、分散素子、結像レンズ、光検出器、レンズユニット、及び機構を含む。分散素子は、分光装置に入射した光（入射光）を複数の波長成分に分離する。結像レンズは、分散素子と光検出器との間に配置されており、分散素子により生成された複数の波長成分を光検出器の検出面に結像する。光検出器は、複数の波長成分を別々に検出する。機構は、分散素子と光検出器との間にレンズユニットを挿脱する。レンズユニットは、分光器の焦点位置を変化させずに分光器の焦点距離を変化させるように構成されている。

【0172】

このような分光装置によれば、レンズユニットを分散素子と光検出器との間に挿脱することによって、分光器光学系の焦点位置を変化させることなく分光器光学系の焦点距離を変化させることができるので、光検出器を移動することなく深さレンジを変化させることが可能である。したがって、レンズ及び光検出器の双方を光軸方向に移動するように構成された従来の技術と比較して、簡単で小規模な機構によって深さレンジを変更することができ、また、複雑で精緻な同期的駆動制御を行う必要もない。

【0173】

本実施形態の眼科装置１に関する任意の事項を分光装置に組み合わせることができる。それにより得られる分光装置は、組み合わされた事項に応じた作用及び効果を奏する。

【0174】

本開示において説明した実施形態及び態様は例示に過ぎない。本開示に係る発明を実施しようとする者は、この発明の要旨の範囲内において任意の変形（省略、置換、付加等）を施すことが可能である。

【符号の説明】

【0175】

１ 眼科装置（光コヒーレンストモグラフィ装置）
１１３ 分光素子
１１４ 結像レンズ
１１５ イメージセンサ
１２０ レンズユニット
１３０ 機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】