光画像撮像装置および光画像の撮像方法
【課題】偏光状態に依らず測定光あるいは戻り光のすくなくともいずれかを変調することができ、収差を補正して光画像のＳＮ比の向上が可能となる光画像撮像装置を提供する。
【解決手段】光源からの光を測定光とし、被検査物に照射された該測定光による戻り光の強度により前記被検査物の画像を撮像する光画像撮像装置であって、
測定光を異なる偏光の成分に分岐すると共に、戻り光を結合する第一の偏光分岐手段と、
第一の偏光分岐手段によって分岐された測定光を結合すると共に、戻り光を分岐する第二の偏光分岐手段と、
第一あるいは第二の偏光分岐手段を透過した偏光の偏光調整を行う偏光調整手段と、
測定光あるいは戻り光の少なくともいずれかを変調する一つの空間光変調手段と、
被検査物で発生した収差を測定する収差測定手段と、
測定結果に基づいて、空間光変調手段における変調量を制御する制御手段と、を有している。
【解決手段】光源からの光を測定光とし、被検査物に照射された該測定光による戻り光の強度により前記被検査物の画像を撮像する光画像撮像装置であって、
測定光を異なる偏光の成分に分岐すると共に、戻り光を結合する第一の偏光分岐手段と、
第一の偏光分岐手段によって分岐された測定光を結合すると共に、戻り光を分岐する第二の偏光分岐手段と、
第一あるいは第二の偏光分岐手段を透過した偏光の偏光調整を行う偏光調整手段と、
測定光あるいは戻り光の少なくともいずれかを変調する一つの空間光変調手段と、
被検査物で発生した収差を測定する収差測定手段と、
測定結果に基づいて、空間光変調手段における変調量を制御する制御手段と、を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光画像撮像装置および光画像の撮像方法に関し、特に眼科診療等に用いられる光画像撮像装置および光画像の撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多波長光波干渉を利用した光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）は、試料（特に眼底）の断層画像を高分解能に得る方法である。
以下、このようなＯＣＴによる光断層画像を撮像する光断層画像撮像装置をＯＣＴ装置と記す。
近年、フーリエドメイン方式のＯＣＴ装置において測定光のビーム径を大きくすることにより、高横分解能な網膜の断層画像を取得することが可能になっている。
測定光のビーム径の大径化に伴い、網膜の断層画像の取得において、被検眼における曲面のゆがみや屈折率の不均一性などによって発生する収差による断層画像のＳＮ比及び分解能の低下が問題になってきた。
それを解決するために、被検眼の収差を波面センサでリアルタイムに測定し、波面補正デバイスで補正する補償光学系を有する補償光学ＯＣＴ装置が開発され、高横分解能な断層画像の取得を可能にしている。
【０００３】
このような補償光学系を用いた装置として、特許文献１においては、走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ装置）において、補償光学系及び液晶空間位相変調器、ポリゴンミラー、ガルバノミラー等を用い、眼底画像を取得可能とした眼科撮影装置が提案されている。
この眼科撮影装置では、被検眼で発生する収差を液晶空間位相変調器を用いて補正することで、横分解能の劣化を防ぐように構成されている。
また、補償光学系を構成するための空間変調器として、非特許文献１においては、液晶の配向方向の異なる２枚の液晶素子を張り合わせて構成した、透過型の液晶空間位相変調器が提案されている。この空間位相変調器では、偏光状態に依らずに、入射光を変調することが可能なように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４５６９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】¨Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ＵＳＡＦ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ＡＯ ｐｒｏｇｒａｍ¨， Ｐｒｏｃ． ＳＰＩＥ， Ｖｏｌ． ３３５３， ７７６ （１９９８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の補償光学系を有する眼科撮影装置は、上記したように被検眼で発生する収差を液晶空間位相変調器を用いて補正することにより、高横分解能な画像の取得が可能とされている。
しかし、該液晶空間位相変調器は、液晶の配向方向に沿った向きの特定の偏光の成分のみを変調するものであり、その他の偏光の成分は変調することができない。
そのため、該眼科撮影装置は、眼底にて反射した反射光の偏光状態に依らずに、偏光の成分を補正することは難しく、高横分解能な画像を取得するうえで、改善の余地を残している。
また、上記非特許文献１の透過型の液晶空間位相変調器は、上記したように偏光状態に依らずに、入射光を変調することが可能とされている。
しかし、該変調器の構造上、２枚の液晶素子を光学的に共役に配置することが難しく、該変調器は、補償光学ＯＣＴ装置の光学設計に制限をもたらすことになる。
すなわち、２つの偏光に対してそれぞれの共役関係が液晶デバイス面のずれを含んで保たれるように設計をしなければならず、その結果、光学系の複雑化や大型化を招く。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、空間光変調手段を用いた補償光学系により、偏光状態に依らず測定光あるいは戻り光の少なくともいずれかを変調することができ、収差を補正して光画像のＳＮ比を高くすることが可能となる光画像撮像装置および光画像の撮像方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、つぎのように構成した光画像撮像装置および光画像の撮像方法を提供するものである。
本発明の光画像撮像装置は、光源からの光を測定光とし、被検査物に照射された該測定光による戻り光の強度により前記被検査物の画像を撮像する光画像撮像装置であって、
前記測定光を互いに異なる偏光の成分に分岐すると共に、当該偏光分岐手段よりも被検査物側に位置する第二の偏光分岐手段によって異なる偏光の成分に分岐された戻り光を結合する第一の偏光分岐手段と、
前記第一の偏光分岐手段によって互いに異なる偏光の成分に分岐された測定光を結合すると共に、前記戻り光を互いに異なる偏光の成分に分岐する第二の偏光分岐手段と、
前記第一及び前記第二の偏光分岐手段で分岐された偏光の偏光調整を行う偏光調整手段と、
該測定光あるいは該戻り光の少なくともいずれかを変調する一つの空間光変調手段と、
前記被検査物で発生した収差を測定する収差測定手段と、
前記収差を補正するため、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記空間光変調手段における変調量を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の光断層画像の撮像方法は、光源からの光を測定光とし、被検査物に照射された該測定光による戻り光の強度により、前記被検査物の画像を撮像する光画像の撮像方法であって、
前記測定光あるいは前記戻り光における互いに異なる偏光の成分に分岐された偏光を、偏光調整手段を介して入出射させることにより、
前記測定光あるいは前記戻り光の偏光状態に依らず、該測定光あるいは該戻り光の少なくともいずれかを変調する一つの空間光変調手段と、
前記被検査物で発生した前記戻り光の収差を測定する収差測定手段と、
を前記光源から前記被検査物までの光路に備え、
前記収差測定手段を用い、該被検査物の収差を測定する第１の工程と、
前記収差を補正するため、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記空間光変調手段における変調量を算出し、
前記空間光変調手段における変調量を制御する制御手段を用いて、前記空間光変調手段における変調量を制御する第２の工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、空間光変調手段を用いた補償光学系により、偏光状態に依らず測定光あるいは戻り光の少なくともいずれかを変調することができ、収差を補正して光画像のＳＮ比を高くすることが可能となる光画像撮像装置および光画像の撮像方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する図である。
【図２】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の断層画像の取得方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の断層画像の取得手順を説明する図である。
【図４】本発明の実施例２におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する図である。
【図５】本発明の実施例３におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。
【実施例】
【００１２】
つぎに、本発明の実施例１について、図面を用いて詳細に説明する。
ここでは、光画像撮像装置として、被検査物を眼とした際の被検眼の撮像を行うＯＣＴ装置について説明するが、光を用いて画像を撮像する撮像装置であれば、走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ装置）等の他の装置にも適用できる。
［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用したＯＣＴ装置（光断層画像撮像装置）について説明する。
本実施例では、特に、被検眼の断層画像（ＯＣＴ像）を撮像する高横分解能の補償光学系を備えたＯＣＴ装置について説明する。
本実施例では、被検眼の収差を反射型の空間光変調器を用いて補正して断層画像を取得するフーリエドメイン方式のＯＣＴ装置が構成され、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるように構成されている。
また、測定光が偏光毎に２つに分岐され、さらに、その２つの測定光が１つの反射型の空間光変調器に入射していることを特徴としている。
ここでは、空間光変調器は液晶の配向を利用した反射型の液晶空間位相変調器である。
空間光変調器は光の位相を変調できればよく、液晶以外の材料を使用してもよい。
【００１３】
まず、図１を用いて、本実施例におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する。
本実施例のＯＣＴ装置１００は、図１（ａ）に示されるように、全体としてマイケルソン干渉系を構成している。
図１（ａ）において、光源１０１から出射された光は、光ファイバー１３０−１と光カプラー１３１とを介して、参照光１０５と測定光１０６とに、９０：１０の割合で分割される。
測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４を介して測定光路１０２に導かれる。測定光路１０２の構成については、図１（ｂ）に示す。
測定光１０６は、第一のウォラストンプリズム１６６−１、空間光変調器１５９、ＸＹスキャナ１１９、球面ミラー１６０−１〜１１等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。
なお、測定光１０６は、第一のウォラストンプリズム１６６−１にて、偏光毎に２つに分岐された後、空間光変調器１５９に入射され、第二のウォラストンプリズム１６６−２により１つに合波される。
【００１４】
測定光１０６は、観察対象である被検眼１０７によって反射あるいは散乱された戻り光１０８となって戻され、光カプラー１３１によって、参照光１０５と合波される。
１５３−１〜４は偏光コントローラであり、測定光１０６と参照光１０５との偏光の状態を調整する。
参照光１０５と戻り光１０８とは合波された後、透過型グレーティング１４１によって波長毎に分光され、ラインセンサ１３９に入射される。
ラインセンサ１３９は位置（波長）毎に光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、被検眼１０７の断層画像が構成される。
戻り光１０８の有する収差は波面センサ１５５にて計測される。本実施例においては、該収差を、空間光変調器１５９を制御して低減する機能を有し、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるように構成されている。
【００１５】
つぎに、光源１０１の周辺について説明する。
光源１０１は代表的な低コヒーレント光源であるＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）である。
波長は８３０ｎｍ、バンド幅５０ｎｍである。
ここで、バンド幅は、得られる断層画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。
また、波長は眼を測定することを鑑みると、近赤外光が適する。さらに波長は、得られる断層画像の横方向の分解能に影響するため、なるべく短波長であることが望ましく、ここでは８３０ｎｍとする。
観察対象の測定部位によっては、他の波長を選んでも良い。
【００１６】
つぎに、参照光１０５の光路について説明する。
光カプラー１３１にて分割された参照光１０５はシングルモードファイバー１３０−２を通して、レンズ１３５−１に導かれ、ビーム径３ｍｍの平行光になるよう、調整される。
次に、参照光１０５は、ミラー１５７−１〜２によって、参照ミラーであるミラー１１４に導かれる。参照光１０５の光路長は、測定光１０６の光路長と略同一に調整されているため、参照光１０５と測定光１０６とを干渉させることができる。
次に、ミラー１１４にて反射され、再び光カプラー１３１に導かれる。ここで、参照光１０５が通過した分散補償用ガラス１１５は、被検眼１０７に測定光１０６が往復した時の分散を、参照光１０５に対して補償するものである。
分散補償用ガラス１１５の長さはＬ１であり、ここでは、日本人の平均的な眼球の直径として代表的な値を想定し、Ｌ１＝２３ｍｍとする。
さらに、１１７−１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、参照光１０５の光路長を、調整し制御することができる。
また、電動ステージ１１７−１はパソコン１２５の制御の下に駆動される。
【００１７】
つぎに、本実施例の特徴的な構成である測定光１０６の光路について、主に図１（ｂ）を用いて説明する。
光カプラー１３１によって分割された測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４を介して、レンズ１３５−４に導かれ、ビーム径３ｍｍの平行光になるよう調整される。
また、偏光コントローラ１５３−４は、測定光１０６の偏光状態を調整することができる。
ここでは、測定光１０６の偏光状態は円偏光であることが望ましい。
測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８を通過し、球面ミラー１６０−１、１６０−２にて反射され、第一のウォラストンプリズム（第一の偏光分岐手段）１６６−１に入射される。
ここで、測定光１０６はＳ偏光（紙面に垂直）の成分からなる第一の測定光（第一の光路）１０６−１と、Ｐ偏光（紙面に平行）の成分からなる第二の測定光（第二の光路）１０６−２とに分岐され、測定光１０６−１と１０６−２とがなす角度は１０°になっている。
【００１８】
第一の測定光１０６−１は球面ミラー１６０−３を介し、第一の偏光調整手段を構成するλ／２板（第一のλ／２板）１６８−１に入射して偏光方向が９０°回転し、紙面に平行な方向の直線偏光となる。さらに、球面ミラー１６０−４に導かれる。
第二の測定光１０６−２は球面ミラー１６０−３と光路補償板（第一の補償板）１６９−１を介し、球面ミラー１６０−４に導かれる。
そして、一方の偏光である第一の測定光１０６−１と他方の偏光である第二の測定光１０６−２とは、球面ミラー１６０−４に導かれた後、空間光変調器１５９の同一の位置に入射し、変調される。
ここで、空間光変調器１５９はＰ偏光（紙面に平行）の位相を変調する向きに配置されている。
次に、第一の測定光１０６−１は球面ミラー１６０−５と光路補償板（第二の補償板）１６９−２とを介し、球面ミラー１６０−６に導かれる。
第二の測定光１０６−２は球面ミラー１６０−５を介し、第二の偏光調整手段を構成するλ／２板（第二のλ／２板）１６８−２に入射して偏光方向が９０°回転し、紙面に垂直な方向の直線偏光となる。さらに、球面ミラー１６０−６に導かれる。
【００１９】
さらに、第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とは球面ミラー１６０−６を介し、第一のウォラストンプリズムよりも被検査物側に位置する第二のウォラストンプリズム（第二の偏光分岐手段）１６６−２のビーム分離面の同一の位置に入射する。そして、合波（結合）され、再び一つの測定光１０６となる。
ここで、光路補償板１６９−１〜２のそれぞれは、λ／２板１６８−１〜２のそれぞれに対して、光路長あるいは分散を補償するものである。
ここで、空間光変調器１５９は、液晶の配向性を利用して変調を行うため、特定の方向の偏光の成分のみを変調する。
そのため、上述のように、測定光１０６を偏光毎に第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２に分割する。
そして、第一の測定光１０６−１の偏光の方向を９０°回転させ、測定光１０６−１と１０６−２との偏光の方向を合わせることで、測定光１０６の偏光状態に依らず、測定光１０６の変調を行うことを可能にしている。
【００２０】
ここで、空間光変調器１５９の第一のウォラストンプリズム１６６−１に対する横倍率は２になっており、測定光１０６−１、２のそれぞれはビーム径６ｍｍで、空間光変調器１５９に入射する。
また、測定光１０６−１と１０６−２のなす角度は５°となっている。同様に、空間光変調器１５９の第二のウォラストンプリズム１６６−２に対する横倍率も２となっている。
上記したように、測定光１０６−１と１０６−２との偏光の方向が互いに垂直であることが望ましいが、実際には垂直に限らず、互いの配向方向が異なっていればよい。
【００２１】
次に、測定光１０６は、球面ミラー１６０−７〜８を介して、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
ここでは、簡単のため、ＸＹスキャナ１１９は一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ていてもよく、網膜１２７上を光軸に垂直な方向にラスタースキャンするものである。
また、測定光１０６の中心はＸＹスキャナ１１９のミラーの回転中心と一致するように調整されている。
球面ミラー１６０−９〜１１は網膜１２７を走査するための光学系であり、測定光１０６を角膜１２６の付近を支点として、網膜１２７をスキャンする役割がある。
ここで、測定光１０６の角膜への入射ビーム径は４ｍｍであるが、より高横分解能な断層画像を取得するために、ビーム径はより大径化してもよい。
また、１１７−２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、付随する球面ミラーである球面ミラー１６０−１０の位置を、パソコン１２５の制御の下に調整することができる。
球面ミラー１６０−１０の位置を調整することで、被検眼１０７の網膜１２７の所定の層に測定光１０６を合焦し、観察することが可能になる。
また、被検眼１０７が屈折異常を有している場合にも対応できる。
測定光１０６は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８となり、再び光カプラー１３１に導かれ、ラインセンサ１３９に到達する。
ここで、戻り光１０８は、第二のウォラストンプリズム１６６−２において第三の光路と第四の光路とによってＳ偏光とＰ偏光とに分割され、空間光変調器１５９でそれぞれ変調され、第一のウォラストンプリズム１６６−１にて合波される。
【００２２】
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ１５５に入射され、戻り光１０８の収差が測定される。波面センサ１５５はパソコン１２５に電気的に接続されている。
ここで、角膜１２６、ＸＹスキャナ１１９、波面センサ１５５、空間光変調器１５９、ウォラストンプリズム１６６−１、１６６−２のビーム分離面とは光学的に共役になるよう、球面ミラー１６０−１〜９が配置されている。
互いに共役な位置には「Ｐ」の文字を付した。そのため、波面センサ１５５は被検眼１０７の収差を測定することが可能になっている。
また、空間光変調器１５９は被検眼１０７の収差を補正することが可能になっており、また分離した各偏光成分のビームを再度合波することが可能となっている。
さらに、得られた収差に基づいて、空間光変調器１５９をリアルタイムに制御することで、被検眼１０７で発生する収差を補正し、より高横分解能な断層画像の取得を可能にしている。
ここで、ウォラストンプリズム１６６の性質上、分離された後の第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とのそれぞれのビーム径が異なるが、空間光変調器１５９上では同一のビーム径となるよう球面ミラー１６０−３〜６が構成されている。
【００２３】
ここで、球面ミラー１６０−１〜１１の代わりに、非球面ミラーや自由曲面ミラーを用いてもよい。
ここでは、球面ミラー１６０−３〜６のそれぞれは第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２との２つの測定光を反射する役割を担っているが、それぞれを２つのミラーで構成してもよい。
ここでは、ウォラストンプリズム１６６−１、１６６−２を用いて、測定光１０６を偏光毎に分割しているが、偏光毎に分割できれば、他の素子を用いてもよい。例えば、偏光ビームスプリッタ、ニコルプリズム、サバール板等を用いることができる。
ここでは、λ／２板１６８−１、１６８−２を用いて測定光１０６の偏光の回転を行っているが、偏光が回転できればよく、他の素子を用いてもよい。
ここでは、球面ミラー１６０−８は、被検眼１０７の収差（屈折異常）によっては、代わりにシリンドリカルミラーを用いてもよい。
また、新たなレンズを測定光１０６の光路に追加してもよい。
ここでは、測定光１０６を用いて、波面センサ１５５を用いた収差の測定を行っているが、収差の測定のために他の光源を用いてもよい。また、収差の測定のために他の光路を構成してもよい。例えば、球面ミラー１６０−１１と角膜１２６の間から、ビームスプリッタを用いて、収差の測定のための光を入射することができる。
【００２４】
また、ここでは、球面ミラー１６０−１の後で、ウォラストンプリズム１６６−１を用いて、測定光１０６をＳ偏光の成分からなる第一の測定光１０６−１と、Ｐ偏光の成分からなる第二の測定光１０６−２とに分岐した。
しかし、これに限られることなく、他の箇所で分岐して測定光路を構成してもよい。
ここでは、空間光変調器１５９に反射型の液晶空間位相変調器を用いたが、透過型の液晶空間位相変調器を用いてもよい。
例えば、図１（ｃ）に示すように、空間光変調器１５９として透過型の液晶空間位相変調器を用いることができる。
空間光変調器１５９の種類以外は図１（ｂ）と同じ構成であるため、同じ番号を付し、説明を省略する。
【００２５】
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、マイケルソン干渉系による干渉信号の強度から構成される断層画像（ＯＣＴ像）を取得することができる。
その測定系について説明すると、網膜１２７にて反射や散乱された光である戻り光１０８は、参照光１０５と光カプラー１３１にて合波される。
そして、合波された光１４２は光ファイバー１３０−３とレンズ１３５−２とを介して、透過型グレーティング１４１に入射される。
そして、合波された光１４２は透過型グレーティング１４１によって波長毎に分光され、レンズ１３５−３で集光され、ラインセンサ１３９にて光の強度が位置（波長）毎に電圧に変換される。
具体的には、ラインセンサ１３９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。
ラインセンサ１３９で得られた電圧信号群はフレームグラバー１４０にてデジタル値に変換されて、パソコン１２５にてデータ処理を行い断層画像を形成する。
【００２６】
ここでは、ラインセンサ１３９は１０２４画素を有し、合波された光１４２の波長毎（１０２４分割）の強度を得ることができる。
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ１５５に入射され、戻り光１０８の収差が測定される。
波面センサ１５５はシャックハルトマン方式の波面センサである。
得られた収差はツェルニケ多項式を用いて表現され、これは被検眼１０７の収差を示している。
ツェルニケ多項式は、チルト（傾き）の項、デフォーカス（ｄｅｆｏｃｕｓ）の項、アスティグマ（非点収差）の項、コマの項、トリフォイルの項等からなる。
【００２７】
つぎに、ＯＣＴ装置を用いた断層画像の取得方法について説明する。
ＯＣＴ装置１００は、ＸＹスキャナ１１９を制御し、ラインセンサ１３９で干渉縞を取得することで、網膜１２７の断層画像を取得することができる（図１）。ここでは、図２を用いて網膜１２７の断層画像（光軸に平行な面）の取得方法について説明する。
図２（ａ）は被検眼１０７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２（ａ）に示すように、測定光１０６は角膜１２６を通して、網膜１２７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１０８となり、それぞれの位置での時間遅延を伴って、ラインセンサ１３９に到達する。
ここでは、光源１０１のバンド幅が広く、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、ラインセンサ１３９にて、干渉縞が検出できる。
上述のように、ラインセンサ１３９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該干渉縞を、ラインセンサ１３９と透過型グレーティング１４１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、深さ方向の輝度情報が得られる。
【００２８】
さらに、図２（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、該干渉縞を検知すれば、Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られ、つまり、Ｘ軸の位置毎の深さ方向の輝度情報を得ることができる。
結果として、ＸＺ面での戻り光１０８の強度の２次元分布が得られ、それはすなわち断層画像１３２である（図２（ｃ））。
本来は、断層画像１３２は上記説明したように、該戻り光１０８の強度をアレイ状に並べたものであり、例えば該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画像の境界のみ強調して表示している。ここで、１４６は網膜色素上皮層、１４７は視神経線維層である。
【００２９】
つぎに、ＯＣＴ装置を用いた断層画像の取得の手順について図１〜図３を用いて説明する。
図３はＯＣＴ装置１００の断層画像の取得の手順について説明する図である。ここでは、図３には、空間光変調器１５９を用いて、近視及び乱視の被検眼１０７が有する収差を補正し、高横分解能な網膜１２７の断層画像を取得する手順が示されている。
もちろん、被検眼１０７が単なる近視や遠視であっても同様の手順を用いることができる。
断層画像の取得方法は以下の（１）〜（９）の手順で、例えば連続して行うものである。
或いは、適宜工程を戻って行うこともできる。また、コンピュータ等を用いて、以下の工程を自動的に行うように構成してもよい。
【００３０】
図３に、上記断層画像の取得方法を説明するフロー図を示す。
（１）ステップ１（図３のＳ１）において、被検眼１０７に固視灯（不図示）を注視させた状態で、測定光１０６を被検眼１０７に対して入射させる。
ここでは、測定光１０６は平行光の状態で、被検眼１０７に対して入射するように、球面ミラー１６０−１０の位置が電動ステージ１１７−２によって調整されている。
（２）ステップ２（図３のＳ２）において、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、ラインセンサ１３９にて干渉縞を検知して、断層画像（不図示）を得る。
（３）ステップ３（図３のＳ３）において、（２）の工程を行いながら、断層画像のコントラストが高くなるように、電動ステージ１１７−２を用いて球面ミラー１６０−１０の位置を調整する。
（４）ステップ４（図３のＳ４）において、戻り光１０８を波面センサ１５５で測定し、戻り光１０８の収差を得る。
（５）ステップ５（図３のＳ５）において、得られた収差をパソコン１２５にてツェルニケ多項式の表現に変換し、そのデータをパソコン１２５内のメモリーに記録する。
（６）ステップ６（図３のＳ６）において、得られた収差が最小になるような変調量を算出し、空間光変調器１５９を変調する。
（７）ステップ７（図３のＳ７）収差が最小になるように、波面センサ１５５、空間光変調器１５９、パソコン１２５を用いてフィードバック制御を行い、リアルタイムに空間光変調器１５９を制御する。
（８）ステップ８（図３のＳ８）収差が設定値以下か判断し、収束するまで、ステップ４〜７を繰り返す。該設定値は０．１μｍ（ＲＭＳ）程度が望ましい。
（９）ステップ９（図３のＳ９）において、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、ラインセンサ１３９にて干渉縞を検知して、再び断層画像を得る。
【００３１】
以上のように、本実施例によれば、
偏光状態に依らず、１つの空間光変調器で測定光あるいは戻り光を変調することができ、収差を補正することが可能となる。結果として、断層画像のＳＮ比を高くすることが可能となる。
また、収差に基づいて、測定光と戻り光との少なくともいずれかの収差の補正を行うことで、被検査物（ここでは被検眼）自身が有する収差を補正し、結果として、断層画像の分解能とＳＮ比を高くすることが可能となる。
また、空間光変調器と、波面センサとが光学的に共役に配置されていることで、効率的に収差を補正することが可能となる。
また、第一のウォラストンプリズムと第二のウォラストンと空間光変調器とが、光学的に共役であることで、第一の測定光と第二の測定光とを再度合波しやすくなる。
また、第一のウォラストンプリズムと第二のウォラストンプリズムとの少なくともいずれかに対する、空間光変調器の横倍率が１より大きいことで、第一の測定光と第二の測定光とのなす角度を小さくしやすくなる。従って、空間光変調器の角度依存性の影響を最低限に抑えることが可能となる。
また、第一の測定光の光路と第二の測定光の光路のそれぞれに、λ／２板を配置することで、第一の測定光と第二の測定光との偏光の方向を回転することができる。
よって、第一の測定光と第二の測定光とのそれぞれを所望の偏光状態で空間光変調器に入射し、変調の効率を上げることが可能となる。また、第一の測定光と第二の測定光とのそれぞれを所望の偏光状態でλ／２板に入射し、第一の測定光と第二の測定光とを再度合波することが可能となる。
【００３２】
また、第一の測定光の光路の、第一のウォラストンプリズムと空間光変調器との間と、第二の測定光の光路の、第二のウォラストンプリズムと空間光変調器との間とのそれぞれに、λ／２板を配置ことで、簡単な構成で光路を構成することが可能となる。
また、第一の測定光の光路の、第二のウォラストンプリズムと空間光変調器との間と、前記第二の測定光の光路の、第一のウォラストンプリズムと空間光変調器との間とのそれぞれに、光路補償板を配置する。
これにより、第一の測定光の光路と第二の測定光の光路との光路長あるいは分散を補償し、測定光路が分岐していることによる分解能の劣化等を防ぐことが可能となる。
また、第一のウォラストンプリズムと第二のウォラストンプリズムとの少なくともいずれかを一般的な偏光ビームスプリッタに置き換えることで、光路を構成することが可能となる。
また、偏光分岐手段として、ウォラストンプリズムを用いることで、簡単な構成で光路を構成することが可能となる。
また、第一のウォラストンプリズムと第二のウォラストンプリズムとの少なくともいずれかをニコルプリズム、サバール板のいずれかに置き換えることで、光路を構成することが可能となる。
また、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検査物に照射された測定光による戻り光と、参照光路を経由した参照光とを干渉させ、干渉による干渉信号の強度により被検査物の断層画像を撮像するように構成する。
これにより、測定光あるいは戻り光の偏光状態に依らず、ＳＮ比が高い光断層画像を取得することが可能となる。
【００３３】
また、本実施例では、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検査物に照射された該測定光による戻り光と、参照光路を経由した該参照光とを干渉させた干渉信号を用い、前記被検査物の断層画像を撮像する光画像の撮像方法を構成することができる。
まず、第１の工程において、被検査物で発生した前記戻り光の収差を測定する収差測定手段を用いて、被検査物の収差を測定する。
この収差測定手段は、前記測定光あるいは前記戻り光における互いに異なる偏光の成分に分岐された偏光を、偏光調整手段を介して入出射させることによって、 前記測定光あるいは前記戻り光の偏光状態に依らず、該測定光あるいは該戻り光の少なくともいずれかを変調する液晶の配向制御を利用した一つの空間光変調手段と共に、光源から前記被検査物までの光路に配置されている。
次に、第２の工程において、前記収差を補正するため、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記空間光変調手段における変調量を算出する。
そして、この算出された変調量に基づいて前記空間光変調手段における変調量を制御する制御手段を用いて、前記空間光変調手段における変調量を制御する。
これにより、偏光状態に依らず、測定光あるいは戻り光を変調することができ、収差を補正することが可能となる。結果として、断層画像のＳＮ比を高くすることが可能となる。
【００３４】
［実施例２］
次に、実施例２について、説明する。
実施例２においては、被検眼の断層画像（ＯＣＴ像）を撮像する高横分解能の補償光学系を備えたＯＣＴ装置について説明する。
本実施例では、実施例１と同様に、被検眼の収差を反射型の空間光変調器を用いて補正して断層画像を取得するフーリエドメイン方式のＯＣＴ装置が構成され、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
また、測定光が偏光毎に２つに分岐され、さらに、その２つの測定光が１つの反射型の空間光変調器に入射していることを特徴としている。実施例１では、光学系の全体を主に球面ミラーを用いた反射光学系を用いて構成しているが、ここでは、球面ミラーの代わりにレンズを用いた屈折光学系を用いて構成している。
【００３５】
まず、図４を用いて、本実施例におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する。
本実施例において、図１と同じ構成には同じ番号を付し、その説明を省略する。図４（ｂ）は、図４（ａ）の測定光路１０２の構成を示す図である。
図４（ｂ）において、測定光１０６は、第一のウォラストンプリズム１６６−１、空間光変調器１５９、第二のウォラストンプリズム１６６−２、ＸＹスキャナ１１９、レンズ１３５−４〜１４等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。
なお、測定光１０６は、第一のウォラストンプリズム１６６−１にて、偏光毎に２つに分岐された後、空間光変調器１５９に入射され、第二のウォラストンプリズム１６６−２により１つに合波される。
戻り光１０８の有する収差は波面センサ１５５にて計測される。ここでは、該収差を、空間光変調器１５９を制御して低減する機能を有し、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
本実施例では反射型の空間光変調器を用いたが、透過型の空間光変調器を用いても構成することができる。
なお、光源１０１および参照光路に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
【００３６】
つぎに、本実施例の特徴的な構成である測定光１０６の光路について、主に図４（ｂ）を用いて説明する。
光カプラー１３１によって分割された測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４を介して、レンズ１３５−４に導かれ、ビーム径３ｍｍの平行光になるよう調整される。
測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８を通過し、レンズ１３５−５〜６を介して、第一のウォラストンプリズム１６６−１に入射される。
ここで、測定光１０６はＳ偏光（紙面に垂直）の成分からなる第一の測定光１０６−１と、Ｐ偏光（紙面に平行）の成分からなる第二の測定光１０６−２とに分岐され、測定光１０６−１と１０６−２とがなす角度は１０°になっている。
【００３７】
第一の測定光１０６−１はレンズ１３５−７を介し、λ／２板１６８−１に入射して偏光が回転し、紙面に平行な方向の直線偏光となる。
さらに、レンズ１３５−８に導かれる。第二の測定光１０６−２はレンズ１３５−７と光路補償板１６９−１を介し、レンズ１３５−８に導かれる。
次に、第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とは、空間光変調器１５９の同一の位置に入射し変調される。
ここで、空間光変調器１５９はＰ偏光（紙面に平行）の位相を変調する向きに配置されている。
次に、第一の測定光１０６−１はレンズ１３５−９と光路補償板１６９−２とを介し、レンズ１３５−１０に導かれる。
第二の測定光１０６−２はレンズ１３５−９を介し、λ／２板１６８−２に入射して偏光が回転し、紙面に垂直な方向の直線偏光となる。さらに、レンズ１３５−１０に導かれる。
さらに、第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とは第二のウォラストンプリズム１６６−２のビーム分離面の同一の位置に入射して合波され、再び一つの測定光１０６となる。
ここで、光路補償板１６９−１〜２のそれぞれは、λ／２板１６８−１〜２のそれぞれに対して、光路長あるいは分散を補償するものである。
【００３８】
次に、測定光１０６は、レンズ１３５−１１〜１２を介して、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
レンズ１３５−１３〜１４は網膜１２７を走査するための光学系であり、測定光１０６を角膜１２６の付近を支点として、網膜１２７をスキャンする役割がある。
また、１１７−２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１３５−１４の位置を、パソコン１２５の制御の下に調整し制御することができる。
レンズ１３５−１４の位置を調整することで、被検眼１０７の網膜１２７の所定の層に測定光１０６を合焦し、観察することが可能になる。
また、被検眼１０７が屈折異常を有している場合にも対応できる。
測定光１０６は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８となり、再び光カプラー１３１に導かれ、ラインセンサ１３９に到達する。
ここで、戻り光１０８は、第二のウォラストンプリズム１６６−２において、Ｓ偏光とＰ偏光とに分割され、空間光変調器１５９でそれぞれ変調され、第一のウォラストンプリズム１６６−１にて合波される。
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ１５５に入射され、戻り光１０８の収差が測定される。波面センサ１５５はパソコン１２５に電気的に接続されている。
【００３９】
ここで、角膜１２６、ＸＹスキャナ１１９、波面センサ１５５、空間光変調器１５９、ウォラストンプリズム１６６−１、１６６−２のビーム分離面とは光学的に共役になるよう、レンズ１３５−４〜１４が配置されている。互いに共役な位置には「Ｐ」の文字を付した。
そのため、波面センサ１５５は被検眼１０７の収差を測定することが可能になっている。また、空間光変調器１５９は被検眼１０７の収差を補正することが可能になっており、また分離した各偏光成分のビームを再度合波することが可能となっている。
さらに、得られた収差に基づいて、空間光変調器１５９をリアルタイムに制御することで、被検眼１０７で発生する収差を補正し、より高横分解能な断層画像の取得を可能にしている。
ここで、ウォラストンプリズム１６６−１、１６６−２の性質上、分離された後の第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とのそれぞれのビーム径が異なるが、空間光変調器１５９上では同一のビーム径となるようレンズ１３５−４〜１４が構成されている。
ここでは、レンズ１３５−７〜１０のそれぞれは第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２との２つの測定光を反射する役割を担っているが、それぞれを２つのレンズで構成してもよい。
ここでは、レンズ１３５−１４に球面レンズを用いているが、被検眼１０７の収差（屈折異常）によっては、レンズ１３５−１４にシリンドリカルレンズを用いてもよい。
また、新たなレンズを測定光１０６の光路に追加してもよい。
ここでは、レンズ１３５−６後で、ウォラストンプリズム１６６−１を用いて、測定光１０６をＳ偏光の成分からなる第一の測定光１０６−１と、Ｐ偏光の成分からなる第二の測定光１０６−２とに分岐したが、他の箇所で分岐して測定光路を構成してもよい。
ここでは、空間光変調器１５９に反射型の液晶空間位相変調器を用いたが、透過型の液晶空間位相変調器を用いてもよい。
なお、測定系の構成および断層画像の取得方法に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
また、断層画像の取得の手順に関しては、レンズ１３５−１４の位置を調整することで、被検眼１０７の網膜１２７の所定の層に測定光１０６を合焦し、観察を行っている以外は、実施例１と同様のため説明を省略する。
【００４０】
［実施例３］
つぎに、実施例３について説明する。
実施例３においては、被検眼の断層画像（ＯＣＴ像）を撮像する高横分解能の補償光学系を備えたＯＣＴ装置について説明する。
本実施例では、実施例１および実施例２と同様に、被検眼の収差を反射型の空間光変調器を用いて補正して断層画像を取得するフーリエドメイン方式のＯＣＴ装置が構成され、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
また、測定光が偏光毎に２つに分岐され、さらに、その２つの測定光が１つの反射型の空間光変調器に入射していることを特徴としている。
実施例２では、２つのウォラストンプリズムを用いて測定光路を構成しているが、ここでは、ウォラストンプリズムを共通とし、１つのウォラストンプリズムを用いることで、測定光路を小型化して構成している。
【００４１】
まず、図５を用いて、本実施例におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する。
本実施例において、図４と同じ構成には同じ番号を付し、その説明を省略する。測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８−２によって反射され、ウォラストンプリズム１６６にて、偏光毎に２つに分岐された後、空間光変調器１５９に入射し変調される。
さらに、測定光１０６はビームスプリッタ１５８−２を通過し、ＸＹスキャナ１１９、レンズ１３５−１２〜１４等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。
戻り光１０８の有する収差は波面センサ１５５にて計測される。ここでは、該収差を、空間光変調器１５９を制御して低減する機能を有し、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
本実施例では反射型の空間光変調器を用いたが、透過型の空間光変調器を用いても構成することができる。
なお、光源１０１及び参照光路に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
【００４２】
つぎに、本実施例の特徴的な構成である測定光１０６の光路について図５を用いて説明する。
光カプラー１３１によって分割された測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４を介して、レンズ１３５−４に導かれ、ビーム径３ｍｍの平行光になるよう調整される。
測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８−１を通過し、レンズ１３５−５を介して、ビームスプリッタ１５８−２に導かれる。
ここで、測定光１０６の一部が反射され、レンズ１３５−１１を介して、ウォラストンプリズム１６６に入射される。
ここで、測定光１０６はＳ偏光（紙面に垂直）の成分からなる第一の測定光１０６−１と、Ｐ偏光（紙面に平行）の成分からなる第二の測定光１０６−２とに分岐され、測定光１０６−１と２とがなす角度は１０°になっている。
第一の測定光１０６−１はレンズ１３５−１０を介し、λ／２板１６８に入射して偏光が回転し、紙面に平行な方向の直線偏光となる。さらに、レンズ１３５−９に導かれる。
第二の測定光１０６−２はレンズ１３５−１０と光路補償板１６９とを介し、レンズ１３５−９に導かれる。
【００４３】
次に、第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とは、空間光変調器１５９の同一の位置に入射し変調される。
ここで、空間光変調器１５９はＰ偏光（紙面に平行）の位相を変調する向きに配置されている。
ここで、空間光変調器１５９のウォラストンプリズム１６６に対する横倍率は２になっており、測定光１０６−１、２はそれぞれビーム径６ｍｍで、空間光変調器１５９に入射する。
また、測定光１０６−１と１０６−２のなす角度は５°となっている。
次に、第一の測定光１０６−１は入射時とは異なる光路（図５における下側）を通り、レンズ１３５−９〜１０と光路補償板１６９とを介し、再びウォラストンプリズム１６６に導かれる。
第二の測定光１０６−２はレンズ１３５−９を介し、λ／２板１６８に入射して偏光が回転し、紙面に垂直な方向の直線偏光となる。さらに、レンズ１３５−１０を介し、再びウォラストンプリズム１６６に導かれる。
【００４４】
さらに、第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とはウォラストンプリズム１６６の同一の位置に入射し合波され、再び一つの測定光１０６となる。
次に、測定光１０６は、レンズ１３５−１１〜１２を介して、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
ＸＹスキャナ１１９、レンズ１３５−１３〜１４等の測定光１０６で網膜１２７をスキャンする光学系に関しては、実施例２と同様であるため、説明を省略する。
測定光１０６は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８となる。
戻り光１０８は、ウォラストンプリズム１６６において、Ｓ偏光（紙面に垂直）の成分からなる第一の戻り光１０８−１と、Ｐ偏光（紙面に平行）の成分からなる第二の戻り光１０８−２とに分岐される。
戻り光１０８−１〜２のそれぞれは、上記説明した測定光１０６−１〜２のそれぞれと、同様の光路を通って、空間光変調器１５９の同一の位置に入射し変調される。
【００４５】
さらに、戻り光１０８−１〜２は、再びウォラストンプリズム１６６の同一の位置に入射し合波され、再び一つの戻り光１０８となる。
戻り光１０８の一部は、ビームスプリッタ１５８−２にて反射され、レンズ１３５−４〜５を介して、再び光カプラー１３１に導かれ、ラインセンサ１３９に到達する。
ここで、角膜１２６、ＸＹスキャナ１１９、波面センサ１５５、空間光変調器１５９、ウォラストンプリズム１６６−１、１６６−２のビーム分離面とは光学的に共役になるよう、球面ミラー１６０−１〜９が配置されている。
互いに共役な位置には「Ｐ」の文字を付した。そのため、波面センサ１５５は被検眼１０７の収差を測定することが可能になっている。
また、空間光変調器１５９は被検眼１０７の収差を補正することが可能になっており、また分離した各偏光成分のビームを再度合波することが可能となっている。
さらに、得られた収差に基づいて、空間光変調器１５９をリアルタイムに制御することで、被検眼１０７で発生する収差を補正し、より高横分解能な断層画像の取得を可能にしている。
ここで、ウォラストンプリズム１６６の性質上、分離された後の第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とのそれぞれのビーム径が異なるが、空間光変調器１５９上では同一のビーム径となるよう球面ミラー１６０−３〜６が構成されている。
【００４６】
なお、測定系の構成及び断層画像の取得方法に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
また、断層画像の取得の手順に関しては、実施例２と同様のため説明を省略する。
以上のように、１つのウォラストンプリズムを用いて、異なる偏光に対応する構成とすることで、小型な光路を構成することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１００：ＯＣＴ装置
１０１：光源
１０２：測定光路
１０５：参照光
１０６：測定光
１０７：被検眼
１０８：戻り光
１１４、１５７：ミラー
１１５：分散補償用ガラス
１１７：電動ステージ
１１９：ＸＹスキャナ
１２５：パソコン
１２６：角膜
１２７：網膜
１３０：光ファイバー
１３１：光カプラー
１３５：レンズ
１３９：ラインセンサ
１４０：フレームグラバー
１４１：透過型グレーティング
１４２：合波された光
１５３：偏光コントローラ
１５５：波面センサ
１５８：ビームスプリッタ
１５９：空間光変調器
１６０：球面ミラー
１６６：ウォラストンプリズム
１６８：λ／２板
１６９：光路補償板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光画像撮像装置および光画像の撮像方法に関し、特に眼科診療等に用いられる光画像撮像装置および光画像の撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多波長光波干渉を利用した光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）は、試料（特に眼底）の断層画像を高分解能に得る方法である。
以下、このようなＯＣＴによる光断層画像を撮像する光断層画像撮像装置をＯＣＴ装置と記す。
近年、フーリエドメイン方式のＯＣＴ装置において測定光のビーム径を大きくすることにより、高横分解能な網膜の断層画像を取得することが可能になっている。
測定光のビーム径の大径化に伴い、網膜の断層画像の取得において、被検眼における曲面のゆがみや屈折率の不均一性などによって発生する収差による断層画像のＳＮ比及び分解能の低下が問題になってきた。
それを解決するために、被検眼の収差を波面センサでリアルタイムに測定し、波面補正デバイスで補正する補償光学系を有する補償光学ＯＣＴ装置が開発され、高横分解能な断層画像の取得を可能にしている。
【０００３】
このような補償光学系を用いた装置として、特許文献１においては、走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ装置）において、補償光学系及び液晶空間位相変調器、ポリゴンミラー、ガルバノミラー等を用い、眼底画像を取得可能とした眼科撮影装置が提案されている。
この眼科撮影装置では、被検眼で発生する収差を液晶空間位相変調器を用いて補正することで、横分解能の劣化を防ぐように構成されている。
また、補償光学系を構成するための空間変調器として、非特許文献１においては、液晶の配向方向の異なる２枚の液晶素子を張り合わせて構成した、透過型の液晶空間位相変調器が提案されている。この空間位相変調器では、偏光状態に依らずに、入射光を変調することが可能なように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４５６９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】¨Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｒｅｐｏｒｔ ｏｆ ＵＳＡＦ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ＡＯ ｐｒｏｇｒａｍ¨， Ｐｒｏｃ． ＳＰＩＥ， Ｖｏｌ． ３３５３， ７７６ （１９９８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の補償光学系を有する眼科撮影装置は、上記したように被検眼で発生する収差を液晶空間位相変調器を用いて補正することにより、高横分解能な画像の取得が可能とされている。
しかし、該液晶空間位相変調器は、液晶の配向方向に沿った向きの特定の偏光の成分のみを変調するものであり、その他の偏光の成分は変調することができない。
そのため、該眼科撮影装置は、眼底にて反射した反射光の偏光状態に依らずに、偏光の成分を補正することは難しく、高横分解能な画像を取得するうえで、改善の余地を残している。
また、上記非特許文献１の透過型の液晶空間位相変調器は、上記したように偏光状態に依らずに、入射光を変調することが可能とされている。
しかし、該変調器の構造上、２枚の液晶素子を光学的に共役に配置することが難しく、該変調器は、補償光学ＯＣＴ装置の光学設計に制限をもたらすことになる。
すなわち、２つの偏光に対してそれぞれの共役関係が液晶デバイス面のずれを含んで保たれるように設計をしなければならず、その結果、光学系の複雑化や大型化を招く。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、空間光変調手段を用いた補償光学系により、偏光状態に依らず測定光あるいは戻り光の少なくともいずれかを変調することができ、収差を補正して光画像のＳＮ比を高くすることが可能となる光画像撮像装置および光画像の撮像方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、つぎのように構成した光画像撮像装置および光画像の撮像方法を提供するものである。
本発明の光画像撮像装置は、光源からの光を測定光とし、被検査物に照射された該測定光による戻り光の強度により前記被検査物の画像を撮像する光画像撮像装置であって、
前記測定光を互いに異なる偏光の成分に分岐すると共に、当該偏光分岐手段よりも被検査物側に位置する第二の偏光分岐手段によって異なる偏光の成分に分岐された戻り光を結合する第一の偏光分岐手段と、
前記第一の偏光分岐手段によって互いに異なる偏光の成分に分岐された測定光を結合すると共に、前記戻り光を互いに異なる偏光の成分に分岐する第二の偏光分岐手段と、
前記第一及び前記第二の偏光分岐手段で分岐された偏光の偏光調整を行う偏光調整手段と、
該測定光あるいは該戻り光の少なくともいずれかを変調する一つの空間光変調手段と、
前記被検査物で発生した収差を測定する収差測定手段と、
前記収差を補正するため、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記空間光変調手段における変調量を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の光断層画像の撮像方法は、光源からの光を測定光とし、被検査物に照射された該測定光による戻り光の強度により、前記被検査物の画像を撮像する光画像の撮像方法であって、
前記測定光あるいは前記戻り光における互いに異なる偏光の成分に分岐された偏光を、偏光調整手段を介して入出射させることにより、
前記測定光あるいは前記戻り光の偏光状態に依らず、該測定光あるいは該戻り光の少なくともいずれかを変調する一つの空間光変調手段と、
前記被検査物で発生した前記戻り光の収差を測定する収差測定手段と、
を前記光源から前記被検査物までの光路に備え、
前記収差測定手段を用い、該被検査物の収差を測定する第１の工程と、
前記収差を補正するため、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記空間光変調手段における変調量を算出し、
前記空間光変調手段における変調量を制御する制御手段を用いて、前記空間光変調手段における変調量を制御する第２の工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、空間光変調手段を用いた補償光学系により、偏光状態に依らず測定光あるいは戻り光の少なくともいずれかを変調することができ、収差を補正して光画像のＳＮ比を高くすることが可能となる光画像撮像装置および光画像の撮像方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する図である。
【図２】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の断層画像の取得方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の断層画像の取得手順を説明する図である。
【図４】本発明の実施例２におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する図である。
【図５】本発明の実施例３におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。
【実施例】
【００１２】
つぎに、本発明の実施例１について、図面を用いて詳細に説明する。
ここでは、光画像撮像装置として、被検査物を眼とした際の被検眼の撮像を行うＯＣＴ装置について説明するが、光を用いて画像を撮像する撮像装置であれば、走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ装置）等の他の装置にも適用できる。
［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用したＯＣＴ装置（光断層画像撮像装置）について説明する。
本実施例では、特に、被検眼の断層画像（ＯＣＴ像）を撮像する高横分解能の補償光学系を備えたＯＣＴ装置について説明する。
本実施例では、被検眼の収差を反射型の空間光変調器を用いて補正して断層画像を取得するフーリエドメイン方式のＯＣＴ装置が構成され、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるように構成されている。
また、測定光が偏光毎に２つに分岐され、さらに、その２つの測定光が１つの反射型の空間光変調器に入射していることを特徴としている。
ここでは、空間光変調器は液晶の配向を利用した反射型の液晶空間位相変調器である。
空間光変調器は光の位相を変調できればよく、液晶以外の材料を使用してもよい。
【００１３】
まず、図１を用いて、本実施例におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する。
本実施例のＯＣＴ装置１００は、図１（ａ）に示されるように、全体としてマイケルソン干渉系を構成している。
図１（ａ）において、光源１０１から出射された光は、光ファイバー１３０−１と光カプラー１３１とを介して、参照光１０５と測定光１０６とに、９０：１０の割合で分割される。
測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４を介して測定光路１０２に導かれる。測定光路１０２の構成については、図１（ｂ）に示す。
測定光１０６は、第一のウォラストンプリズム１６６−１、空間光変調器１５９、ＸＹスキャナ１１９、球面ミラー１６０−１〜１１等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。
なお、測定光１０６は、第一のウォラストンプリズム１６６−１にて、偏光毎に２つに分岐された後、空間光変調器１５９に入射され、第二のウォラストンプリズム１６６−２により１つに合波される。
【００１４】
測定光１０６は、観察対象である被検眼１０７によって反射あるいは散乱された戻り光１０８となって戻され、光カプラー１３１によって、参照光１０５と合波される。
１５３−１〜４は偏光コントローラであり、測定光１０６と参照光１０５との偏光の状態を調整する。
参照光１０５と戻り光１０８とは合波された後、透過型グレーティング１４１によって波長毎に分光され、ラインセンサ１３９に入射される。
ラインセンサ１３９は位置（波長）毎に光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、被検眼１０７の断層画像が構成される。
戻り光１０８の有する収差は波面センサ１５５にて計測される。本実施例においては、該収差を、空間光変調器１５９を制御して低減する機能を有し、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるように構成されている。
【００１５】
つぎに、光源１０１の周辺について説明する。
光源１０１は代表的な低コヒーレント光源であるＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）である。
波長は８３０ｎｍ、バンド幅５０ｎｍである。
ここで、バンド幅は、得られる断層画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。
また、波長は眼を測定することを鑑みると、近赤外光が適する。さらに波長は、得られる断層画像の横方向の分解能に影響するため、なるべく短波長であることが望ましく、ここでは８３０ｎｍとする。
観察対象の測定部位によっては、他の波長を選んでも良い。
【００１６】
つぎに、参照光１０５の光路について説明する。
光カプラー１３１にて分割された参照光１０５はシングルモードファイバー１３０−２を通して、レンズ１３５−１に導かれ、ビーム径３ｍｍの平行光になるよう、調整される。
次に、参照光１０５は、ミラー１５７−１〜２によって、参照ミラーであるミラー１１４に導かれる。参照光１０５の光路長は、測定光１０６の光路長と略同一に調整されているため、参照光１０５と測定光１０６とを干渉させることができる。
次に、ミラー１１４にて反射され、再び光カプラー１３１に導かれる。ここで、参照光１０５が通過した分散補償用ガラス１１５は、被検眼１０７に測定光１０６が往復した時の分散を、参照光１０５に対して補償するものである。
分散補償用ガラス１１５の長さはＬ１であり、ここでは、日本人の平均的な眼球の直径として代表的な値を想定し、Ｌ１＝２３ｍｍとする。
さらに、１１７−１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、参照光１０５の光路長を、調整し制御することができる。
また、電動ステージ１１７−１はパソコン１２５の制御の下に駆動される。
【００１７】
つぎに、本実施例の特徴的な構成である測定光１０６の光路について、主に図１（ｂ）を用いて説明する。
光カプラー１３１によって分割された測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４を介して、レンズ１３５−４に導かれ、ビーム径３ｍｍの平行光になるよう調整される。
また、偏光コントローラ１５３−４は、測定光１０６の偏光状態を調整することができる。
ここでは、測定光１０６の偏光状態は円偏光であることが望ましい。
測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８を通過し、球面ミラー１６０−１、１６０−２にて反射され、第一のウォラストンプリズム（第一の偏光分岐手段）１６６−１に入射される。
ここで、測定光１０６はＳ偏光（紙面に垂直）の成分からなる第一の測定光（第一の光路）１０６−１と、Ｐ偏光（紙面に平行）の成分からなる第二の測定光（第二の光路）１０６−２とに分岐され、測定光１０６−１と１０６−２とがなす角度は１０°になっている。
【００１８】
第一の測定光１０６−１は球面ミラー１６０−３を介し、第一の偏光調整手段を構成するλ／２板（第一のλ／２板）１６８−１に入射して偏光方向が９０°回転し、紙面に平行な方向の直線偏光となる。さらに、球面ミラー１６０−４に導かれる。
第二の測定光１０６−２は球面ミラー１６０−３と光路補償板（第一の補償板）１６９−１を介し、球面ミラー１６０−４に導かれる。
そして、一方の偏光である第一の測定光１０６−１と他方の偏光である第二の測定光１０６−２とは、球面ミラー１６０−４に導かれた後、空間光変調器１５９の同一の位置に入射し、変調される。
ここで、空間光変調器１５９はＰ偏光（紙面に平行）の位相を変調する向きに配置されている。
次に、第一の測定光１０６−１は球面ミラー１６０−５と光路補償板（第二の補償板）１６９−２とを介し、球面ミラー１６０−６に導かれる。
第二の測定光１０６−２は球面ミラー１６０−５を介し、第二の偏光調整手段を構成するλ／２板（第二のλ／２板）１６８−２に入射して偏光方向が９０°回転し、紙面に垂直な方向の直線偏光となる。さらに、球面ミラー１６０−６に導かれる。
【００１９】
さらに、第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とは球面ミラー１６０−６を介し、第一のウォラストンプリズムよりも被検査物側に位置する第二のウォラストンプリズム（第二の偏光分岐手段）１６６−２のビーム分離面の同一の位置に入射する。そして、合波（結合）され、再び一つの測定光１０６となる。
ここで、光路補償板１６９−１〜２のそれぞれは、λ／２板１６８−１〜２のそれぞれに対して、光路長あるいは分散を補償するものである。
ここで、空間光変調器１５９は、液晶の配向性を利用して変調を行うため、特定の方向の偏光の成分のみを変調する。
そのため、上述のように、測定光１０６を偏光毎に第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２に分割する。
そして、第一の測定光１０６−１の偏光の方向を９０°回転させ、測定光１０６−１と１０６−２との偏光の方向を合わせることで、測定光１０６の偏光状態に依らず、測定光１０６の変調を行うことを可能にしている。
【００２０】
ここで、空間光変調器１５９の第一のウォラストンプリズム１６６−１に対する横倍率は２になっており、測定光１０６−１、２のそれぞれはビーム径６ｍｍで、空間光変調器１５９に入射する。
また、測定光１０６−１と１０６−２のなす角度は５°となっている。同様に、空間光変調器１５９の第二のウォラストンプリズム１６６−２に対する横倍率も２となっている。
上記したように、測定光１０６−１と１０６−２との偏光の方向が互いに垂直であることが望ましいが、実際には垂直に限らず、互いの配向方向が異なっていればよい。
【００２１】
次に、測定光１０６は、球面ミラー１６０−７〜８を介して、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
ここでは、簡単のため、ＸＹスキャナ１１９は一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ていてもよく、網膜１２７上を光軸に垂直な方向にラスタースキャンするものである。
また、測定光１０６の中心はＸＹスキャナ１１９のミラーの回転中心と一致するように調整されている。
球面ミラー１６０−９〜１１は網膜１２７を走査するための光学系であり、測定光１０６を角膜１２６の付近を支点として、網膜１２７をスキャンする役割がある。
ここで、測定光１０６の角膜への入射ビーム径は４ｍｍであるが、より高横分解能な断層画像を取得するために、ビーム径はより大径化してもよい。
また、１１７−２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、付随する球面ミラーである球面ミラー１６０−１０の位置を、パソコン１２５の制御の下に調整することができる。
球面ミラー１６０−１０の位置を調整することで、被検眼１０７の網膜１２７の所定の層に測定光１０６を合焦し、観察することが可能になる。
また、被検眼１０７が屈折異常を有している場合にも対応できる。
測定光１０６は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８となり、再び光カプラー１３１に導かれ、ラインセンサ１３９に到達する。
ここで、戻り光１０８は、第二のウォラストンプリズム１６６−２において第三の光路と第四の光路とによってＳ偏光とＰ偏光とに分割され、空間光変調器１５９でそれぞれ変調され、第一のウォラストンプリズム１６６−１にて合波される。
【００２２】
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ１５５に入射され、戻り光１０８の収差が測定される。波面センサ１５５はパソコン１２５に電気的に接続されている。
ここで、角膜１２６、ＸＹスキャナ１１９、波面センサ１５５、空間光変調器１５９、ウォラストンプリズム１６６−１、１６６−２のビーム分離面とは光学的に共役になるよう、球面ミラー１６０−１〜９が配置されている。
互いに共役な位置には「Ｐ」の文字を付した。そのため、波面センサ１５５は被検眼１０７の収差を測定することが可能になっている。
また、空間光変調器１５９は被検眼１０７の収差を補正することが可能になっており、また分離した各偏光成分のビームを再度合波することが可能となっている。
さらに、得られた収差に基づいて、空間光変調器１５９をリアルタイムに制御することで、被検眼１０７で発生する収差を補正し、より高横分解能な断層画像の取得を可能にしている。
ここで、ウォラストンプリズム１６６の性質上、分離された後の第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とのそれぞれのビーム径が異なるが、空間光変調器１５９上では同一のビーム径となるよう球面ミラー１６０−３〜６が構成されている。
【００２３】
ここで、球面ミラー１６０−１〜１１の代わりに、非球面ミラーや自由曲面ミラーを用いてもよい。
ここでは、球面ミラー１６０−３〜６のそれぞれは第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２との２つの測定光を反射する役割を担っているが、それぞれを２つのミラーで構成してもよい。
ここでは、ウォラストンプリズム１６６−１、１６６−２を用いて、測定光１０６を偏光毎に分割しているが、偏光毎に分割できれば、他の素子を用いてもよい。例えば、偏光ビームスプリッタ、ニコルプリズム、サバール板等を用いることができる。
ここでは、λ／２板１６８−１、１６８−２を用いて測定光１０６の偏光の回転を行っているが、偏光が回転できればよく、他の素子を用いてもよい。
ここでは、球面ミラー１６０−８は、被検眼１０７の収差（屈折異常）によっては、代わりにシリンドリカルミラーを用いてもよい。
また、新たなレンズを測定光１０６の光路に追加してもよい。
ここでは、測定光１０６を用いて、波面センサ１５５を用いた収差の測定を行っているが、収差の測定のために他の光源を用いてもよい。また、収差の測定のために他の光路を構成してもよい。例えば、球面ミラー１６０−１１と角膜１２６の間から、ビームスプリッタを用いて、収差の測定のための光を入射することができる。
【００２４】
また、ここでは、球面ミラー１６０−１の後で、ウォラストンプリズム１６６−１を用いて、測定光１０６をＳ偏光の成分からなる第一の測定光１０６−１と、Ｐ偏光の成分からなる第二の測定光１０６−２とに分岐した。
しかし、これに限られることなく、他の箇所で分岐して測定光路を構成してもよい。
ここでは、空間光変調器１５９に反射型の液晶空間位相変調器を用いたが、透過型の液晶空間位相変調器を用いてもよい。
例えば、図１（ｃ）に示すように、空間光変調器１５９として透過型の液晶空間位相変調器を用いることができる。
空間光変調器１５９の種類以外は図１（ｂ）と同じ構成であるため、同じ番号を付し、説明を省略する。
【００２５】
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、マイケルソン干渉系による干渉信号の強度から構成される断層画像（ＯＣＴ像）を取得することができる。
その測定系について説明すると、網膜１２７にて反射や散乱された光である戻り光１０８は、参照光１０５と光カプラー１３１にて合波される。
そして、合波された光１４２は光ファイバー１３０−３とレンズ１３５−２とを介して、透過型グレーティング１４１に入射される。
そして、合波された光１４２は透過型グレーティング１４１によって波長毎に分光され、レンズ１３５−３で集光され、ラインセンサ１３９にて光の強度が位置（波長）毎に電圧に変換される。
具体的には、ラインセンサ１３９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。
ラインセンサ１３９で得られた電圧信号群はフレームグラバー１４０にてデジタル値に変換されて、パソコン１２５にてデータ処理を行い断層画像を形成する。
【００２６】
ここでは、ラインセンサ１３９は１０２４画素を有し、合波された光１４２の波長毎（１０２４分割）の強度を得ることができる。
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ１５５に入射され、戻り光１０８の収差が測定される。
波面センサ１５５はシャックハルトマン方式の波面センサである。
得られた収差はツェルニケ多項式を用いて表現され、これは被検眼１０７の収差を示している。
ツェルニケ多項式は、チルト（傾き）の項、デフォーカス（ｄｅｆｏｃｕｓ）の項、アスティグマ（非点収差）の項、コマの項、トリフォイルの項等からなる。
【００２７】
つぎに、ＯＣＴ装置を用いた断層画像の取得方法について説明する。
ＯＣＴ装置１００は、ＸＹスキャナ１１９を制御し、ラインセンサ１３９で干渉縞を取得することで、網膜１２７の断層画像を取得することができる（図１）。ここでは、図２を用いて網膜１２７の断層画像（光軸に平行な面）の取得方法について説明する。
図２（ａ）は被検眼１０７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２（ａ）に示すように、測定光１０６は角膜１２６を通して、網膜１２７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１０８となり、それぞれの位置での時間遅延を伴って、ラインセンサ１３９に到達する。
ここでは、光源１０１のバンド幅が広く、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、ラインセンサ１３９にて、干渉縞が検出できる。
上述のように、ラインセンサ１３９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該干渉縞を、ラインセンサ１３９と透過型グレーティング１４１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、深さ方向の輝度情報が得られる。
【００２８】
さらに、図２（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、該干渉縞を検知すれば、Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られ、つまり、Ｘ軸の位置毎の深さ方向の輝度情報を得ることができる。
結果として、ＸＺ面での戻り光１０８の強度の２次元分布が得られ、それはすなわち断層画像１３２である（図２（ｃ））。
本来は、断層画像１３２は上記説明したように、該戻り光１０８の強度をアレイ状に並べたものであり、例えば該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画像の境界のみ強調して表示している。ここで、１４６は網膜色素上皮層、１４７は視神経線維層である。
【００２９】
つぎに、ＯＣＴ装置を用いた断層画像の取得の手順について図１〜図３を用いて説明する。
図３はＯＣＴ装置１００の断層画像の取得の手順について説明する図である。ここでは、図３には、空間光変調器１５９を用いて、近視及び乱視の被検眼１０７が有する収差を補正し、高横分解能な網膜１２７の断層画像を取得する手順が示されている。
もちろん、被検眼１０７が単なる近視や遠視であっても同様の手順を用いることができる。
断層画像の取得方法は以下の（１）〜（９）の手順で、例えば連続して行うものである。
或いは、適宜工程を戻って行うこともできる。また、コンピュータ等を用いて、以下の工程を自動的に行うように構成してもよい。
【００３０】
図３に、上記断層画像の取得方法を説明するフロー図を示す。
（１）ステップ１（図３のＳ１）において、被検眼１０７に固視灯（不図示）を注視させた状態で、測定光１０６を被検眼１０７に対して入射させる。
ここでは、測定光１０６は平行光の状態で、被検眼１０７に対して入射するように、球面ミラー１６０−１０の位置が電動ステージ１１７−２によって調整されている。
（２）ステップ２（図３のＳ２）において、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、ラインセンサ１３９にて干渉縞を検知して、断層画像（不図示）を得る。
（３）ステップ３（図３のＳ３）において、（２）の工程を行いながら、断層画像のコントラストが高くなるように、電動ステージ１１７−２を用いて球面ミラー１６０−１０の位置を調整する。
（４）ステップ４（図３のＳ４）において、戻り光１０８を波面センサ１５５で測定し、戻り光１０８の収差を得る。
（５）ステップ５（図３のＳ５）において、得られた収差をパソコン１２５にてツェルニケ多項式の表現に変換し、そのデータをパソコン１２５内のメモリーに記録する。
（６）ステップ６（図３のＳ６）において、得られた収差が最小になるような変調量を算出し、空間光変調器１５９を変調する。
（７）ステップ７（図３のＳ７）収差が最小になるように、波面センサ１５５、空間光変調器１５９、パソコン１２５を用いてフィードバック制御を行い、リアルタイムに空間光変調器１５９を制御する。
（８）ステップ８（図３のＳ８）収差が設定値以下か判断し、収束するまで、ステップ４〜７を繰り返す。該設定値は０．１μｍ（ＲＭＳ）程度が望ましい。
（９）ステップ９（図３のＳ９）において、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、ラインセンサ１３９にて干渉縞を検知して、再び断層画像を得る。
【００３１】
以上のように、本実施例によれば、
偏光状態に依らず、１つの空間光変調器で測定光あるいは戻り光を変調することができ、収差を補正することが可能となる。結果として、断層画像のＳＮ比を高くすることが可能となる。
また、収差に基づいて、測定光と戻り光との少なくともいずれかの収差の補正を行うことで、被検査物（ここでは被検眼）自身が有する収差を補正し、結果として、断層画像の分解能とＳＮ比を高くすることが可能となる。
また、空間光変調器と、波面センサとが光学的に共役に配置されていることで、効率的に収差を補正することが可能となる。
また、第一のウォラストンプリズムと第二のウォラストンと空間光変調器とが、光学的に共役であることで、第一の測定光と第二の測定光とを再度合波しやすくなる。
また、第一のウォラストンプリズムと第二のウォラストンプリズムとの少なくともいずれかに対する、空間光変調器の横倍率が１より大きいことで、第一の測定光と第二の測定光とのなす角度を小さくしやすくなる。従って、空間光変調器の角度依存性の影響を最低限に抑えることが可能となる。
また、第一の測定光の光路と第二の測定光の光路のそれぞれに、λ／２板を配置することで、第一の測定光と第二の測定光との偏光の方向を回転することができる。
よって、第一の測定光と第二の測定光とのそれぞれを所望の偏光状態で空間光変調器に入射し、変調の効率を上げることが可能となる。また、第一の測定光と第二の測定光とのそれぞれを所望の偏光状態でλ／２板に入射し、第一の測定光と第二の測定光とを再度合波することが可能となる。
【００３２】
また、第一の測定光の光路の、第一のウォラストンプリズムと空間光変調器との間と、第二の測定光の光路の、第二のウォラストンプリズムと空間光変調器との間とのそれぞれに、λ／２板を配置ことで、簡単な構成で光路を構成することが可能となる。
また、第一の測定光の光路の、第二のウォラストンプリズムと空間光変調器との間と、前記第二の測定光の光路の、第一のウォラストンプリズムと空間光変調器との間とのそれぞれに、光路補償板を配置する。
これにより、第一の測定光の光路と第二の測定光の光路との光路長あるいは分散を補償し、測定光路が分岐していることによる分解能の劣化等を防ぐことが可能となる。
また、第一のウォラストンプリズムと第二のウォラストンプリズムとの少なくともいずれかを一般的な偏光ビームスプリッタに置き換えることで、光路を構成することが可能となる。
また、偏光分岐手段として、ウォラストンプリズムを用いることで、簡単な構成で光路を構成することが可能となる。
また、第一のウォラストンプリズムと第二のウォラストンプリズムとの少なくともいずれかをニコルプリズム、サバール板のいずれかに置き換えることで、光路を構成することが可能となる。
また、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検査物に照射された測定光による戻り光と、参照光路を経由した参照光とを干渉させ、干渉による干渉信号の強度により被検査物の断層画像を撮像するように構成する。
これにより、測定光あるいは戻り光の偏光状態に依らず、ＳＮ比が高い光断層画像を取得することが可能となる。
【００３３】
また、本実施例では、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検査物に照射された該測定光による戻り光と、参照光路を経由した該参照光とを干渉させた干渉信号を用い、前記被検査物の断層画像を撮像する光画像の撮像方法を構成することができる。
まず、第１の工程において、被検査物で発生した前記戻り光の収差を測定する収差測定手段を用いて、被検査物の収差を測定する。
この収差測定手段は、前記測定光あるいは前記戻り光における互いに異なる偏光の成分に分岐された偏光を、偏光調整手段を介して入出射させることによって、 前記測定光あるいは前記戻り光の偏光状態に依らず、該測定光あるいは該戻り光の少なくともいずれかを変調する液晶の配向制御を利用した一つの空間光変調手段と共に、光源から前記被検査物までの光路に配置されている。
次に、第２の工程において、前記収差を補正するため、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記空間光変調手段における変調量を算出する。
そして、この算出された変調量に基づいて前記空間光変調手段における変調量を制御する制御手段を用いて、前記空間光変調手段における変調量を制御する。
これにより、偏光状態に依らず、測定光あるいは戻り光を変調することができ、収差を補正することが可能となる。結果として、断層画像のＳＮ比を高くすることが可能となる。
【００３４】
［実施例２］
次に、実施例２について、説明する。
実施例２においては、被検眼の断層画像（ＯＣＴ像）を撮像する高横分解能の補償光学系を備えたＯＣＴ装置について説明する。
本実施例では、実施例１と同様に、被検眼の収差を反射型の空間光変調器を用いて補正して断層画像を取得するフーリエドメイン方式のＯＣＴ装置が構成され、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
また、測定光が偏光毎に２つに分岐され、さらに、その２つの測定光が１つの反射型の空間光変調器に入射していることを特徴としている。実施例１では、光学系の全体を主に球面ミラーを用いた反射光学系を用いて構成しているが、ここでは、球面ミラーの代わりにレンズを用いた屈折光学系を用いて構成している。
【００３５】
まず、図４を用いて、本実施例におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する。
本実施例において、図１と同じ構成には同じ番号を付し、その説明を省略する。図４（ｂ）は、図４（ａ）の測定光路１０２の構成を示す図である。
図４（ｂ）において、測定光１０６は、第一のウォラストンプリズム１６６−１、空間光変調器１５９、第二のウォラストンプリズム１６６−２、ＸＹスキャナ１１９、レンズ１３５−４〜１４等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。
なお、測定光１０６は、第一のウォラストンプリズム１６６−１にて、偏光毎に２つに分岐された後、空間光変調器１５９に入射され、第二のウォラストンプリズム１６６−２により１つに合波される。
戻り光１０８の有する収差は波面センサ１５５にて計測される。ここでは、該収差を、空間光変調器１５９を制御して低減する機能を有し、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
本実施例では反射型の空間光変調器を用いたが、透過型の空間光変調器を用いても構成することができる。
なお、光源１０１および参照光路に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
【００３６】
つぎに、本実施例の特徴的な構成である測定光１０６の光路について、主に図４（ｂ）を用いて説明する。
光カプラー１３１によって分割された測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４を介して、レンズ１３５−４に導かれ、ビーム径３ｍｍの平行光になるよう調整される。
測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８を通過し、レンズ１３５−５〜６を介して、第一のウォラストンプリズム１６６−１に入射される。
ここで、測定光１０６はＳ偏光（紙面に垂直）の成分からなる第一の測定光１０６−１と、Ｐ偏光（紙面に平行）の成分からなる第二の測定光１０６−２とに分岐され、測定光１０６−１と１０６−２とがなす角度は１０°になっている。
【００３７】
第一の測定光１０６−１はレンズ１３５−７を介し、λ／２板１６８−１に入射して偏光が回転し、紙面に平行な方向の直線偏光となる。
さらに、レンズ１３５−８に導かれる。第二の測定光１０６−２はレンズ１３５−７と光路補償板１６９−１を介し、レンズ１３５−８に導かれる。
次に、第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とは、空間光変調器１５９の同一の位置に入射し変調される。
ここで、空間光変調器１５９はＰ偏光（紙面に平行）の位相を変調する向きに配置されている。
次に、第一の測定光１０６−１はレンズ１３５−９と光路補償板１６９−２とを介し、レンズ１３５−１０に導かれる。
第二の測定光１０６−２はレンズ１３５−９を介し、λ／２板１６８−２に入射して偏光が回転し、紙面に垂直な方向の直線偏光となる。さらに、レンズ１３５−１０に導かれる。
さらに、第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とは第二のウォラストンプリズム１６６−２のビーム分離面の同一の位置に入射して合波され、再び一つの測定光１０６となる。
ここで、光路補償板１６９−１〜２のそれぞれは、λ／２板１６８−１〜２のそれぞれに対して、光路長あるいは分散を補償するものである。
【００３８】
次に、測定光１０６は、レンズ１３５−１１〜１２を介して、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
レンズ１３５−１３〜１４は網膜１２７を走査するための光学系であり、測定光１０６を角膜１２６の付近を支点として、網膜１２７をスキャンする役割がある。
また、１１７−２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１３５−１４の位置を、パソコン１２５の制御の下に調整し制御することができる。
レンズ１３５−１４の位置を調整することで、被検眼１０７の網膜１２７の所定の層に測定光１０６を合焦し、観察することが可能になる。
また、被検眼１０７が屈折異常を有している場合にも対応できる。
測定光１０６は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８となり、再び光カプラー１３１に導かれ、ラインセンサ１３９に到達する。
ここで、戻り光１０８は、第二のウォラストンプリズム１６６−２において、Ｓ偏光とＰ偏光とに分割され、空間光変調器１５９でそれぞれ変調され、第一のウォラストンプリズム１６６−１にて合波される。
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ１５５に入射され、戻り光１０８の収差が測定される。波面センサ１５５はパソコン１２５に電気的に接続されている。
【００３９】
ここで、角膜１２６、ＸＹスキャナ１１９、波面センサ１５５、空間光変調器１５９、ウォラストンプリズム１６６−１、１６６−２のビーム分離面とは光学的に共役になるよう、レンズ１３５−４〜１４が配置されている。互いに共役な位置には「Ｐ」の文字を付した。
そのため、波面センサ１５５は被検眼１０７の収差を測定することが可能になっている。また、空間光変調器１５９は被検眼１０７の収差を補正することが可能になっており、また分離した各偏光成分のビームを再度合波することが可能となっている。
さらに、得られた収差に基づいて、空間光変調器１５９をリアルタイムに制御することで、被検眼１０７で発生する収差を補正し、より高横分解能な断層画像の取得を可能にしている。
ここで、ウォラストンプリズム１６６−１、１６６−２の性質上、分離された後の第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とのそれぞれのビーム径が異なるが、空間光変調器１５９上では同一のビーム径となるようレンズ１３５−４〜１４が構成されている。
ここでは、レンズ１３５−７〜１０のそれぞれは第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２との２つの測定光を反射する役割を担っているが、それぞれを２つのレンズで構成してもよい。
ここでは、レンズ１３５−１４に球面レンズを用いているが、被検眼１０７の収差（屈折異常）によっては、レンズ１３５−１４にシリンドリカルレンズを用いてもよい。
また、新たなレンズを測定光１０６の光路に追加してもよい。
ここでは、レンズ１３５−６後で、ウォラストンプリズム１６６−１を用いて、測定光１０６をＳ偏光の成分からなる第一の測定光１０６−１と、Ｐ偏光の成分からなる第二の測定光１０６−２とに分岐したが、他の箇所で分岐して測定光路を構成してもよい。
ここでは、空間光変調器１５９に反射型の液晶空間位相変調器を用いたが、透過型の液晶空間位相変調器を用いてもよい。
なお、測定系の構成および断層画像の取得方法に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
また、断層画像の取得の手順に関しては、レンズ１３５−１４の位置を調整することで、被検眼１０７の網膜１２７の所定の層に測定光１０６を合焦し、観察を行っている以外は、実施例１と同様のため説明を省略する。
【００４０】
［実施例３］
つぎに、実施例３について説明する。
実施例３においては、被検眼の断層画像（ＯＣＴ像）を撮像する高横分解能の補償光学系を備えたＯＣＴ装置について説明する。
本実施例では、実施例１および実施例２と同様に、被検眼の収差を反射型の空間光変調器を用いて補正して断層画像を取得するフーリエドメイン方式のＯＣＴ装置が構成され、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
また、測定光が偏光毎に２つに分岐され、さらに、その２つの測定光が１つの反射型の空間光変調器に入射していることを特徴としている。
実施例２では、２つのウォラストンプリズムを用いて測定光路を構成しているが、ここでは、ウォラストンプリズムを共通とし、１つのウォラストンプリズムを用いることで、測定光路を小型化して構成している。
【００４１】
まず、図５を用いて、本実施例におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する。
本実施例において、図４と同じ構成には同じ番号を付し、その説明を省略する。測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８−２によって反射され、ウォラストンプリズム１６６にて、偏光毎に２つに分岐された後、空間光変調器１５９に入射し変調される。
さらに、測定光１０６はビームスプリッタ１５８−２を通過し、ＸＹスキャナ１１９、レンズ１３５−１２〜１４等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。
戻り光１０８の有する収差は波面センサ１５５にて計測される。ここでは、該収差を、空間光変調器１５９を制御して低減する機能を有し、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
本実施例では反射型の空間光変調器を用いたが、透過型の空間光変調器を用いても構成することができる。
なお、光源１０１及び参照光路に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
【００４２】
つぎに、本実施例の特徴的な構成である測定光１０６の光路について図５を用いて説明する。
光カプラー１３１によって分割された測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４を介して、レンズ１３５−４に導かれ、ビーム径３ｍｍの平行光になるよう調整される。
測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８−１を通過し、レンズ１３５−５を介して、ビームスプリッタ１５８−２に導かれる。
ここで、測定光１０６の一部が反射され、レンズ１３５−１１を介して、ウォラストンプリズム１６６に入射される。
ここで、測定光１０６はＳ偏光（紙面に垂直）の成分からなる第一の測定光１０６−１と、Ｐ偏光（紙面に平行）の成分からなる第二の測定光１０６−２とに分岐され、測定光１０６−１と２とがなす角度は１０°になっている。
第一の測定光１０６−１はレンズ１３５−１０を介し、λ／２板１６８に入射して偏光が回転し、紙面に平行な方向の直線偏光となる。さらに、レンズ１３５−９に導かれる。
第二の測定光１０６−２はレンズ１３５−１０と光路補償板１６９とを介し、レンズ１３５−９に導かれる。
【００４３】
次に、第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とは、空間光変調器１５９の同一の位置に入射し変調される。
ここで、空間光変調器１５９はＰ偏光（紙面に平行）の位相を変調する向きに配置されている。
ここで、空間光変調器１５９のウォラストンプリズム１６６に対する横倍率は２になっており、測定光１０６−１、２はそれぞれビーム径６ｍｍで、空間光変調器１５９に入射する。
また、測定光１０６−１と１０６−２のなす角度は５°となっている。
次に、第一の測定光１０６−１は入射時とは異なる光路（図５における下側）を通り、レンズ１３５−９〜１０と光路補償板１６９とを介し、再びウォラストンプリズム１６６に導かれる。
第二の測定光１０６−２はレンズ１３５−９を介し、λ／２板１６８に入射して偏光が回転し、紙面に垂直な方向の直線偏光となる。さらに、レンズ１３５−１０を介し、再びウォラストンプリズム１６６に導かれる。
【００４４】
さらに、第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とはウォラストンプリズム１６６の同一の位置に入射し合波され、再び一つの測定光１０６となる。
次に、測定光１０６は、レンズ１３５−１１〜１２を介して、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
ＸＹスキャナ１１９、レンズ１３５−１３〜１４等の測定光１０６で網膜１２７をスキャンする光学系に関しては、実施例２と同様であるため、説明を省略する。
測定光１０６は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８となる。
戻り光１０８は、ウォラストンプリズム１６６において、Ｓ偏光（紙面に垂直）の成分からなる第一の戻り光１０８−１と、Ｐ偏光（紙面に平行）の成分からなる第二の戻り光１０８−２とに分岐される。
戻り光１０８−１〜２のそれぞれは、上記説明した測定光１０６−１〜２のそれぞれと、同様の光路を通って、空間光変調器１５９の同一の位置に入射し変調される。
【００４５】
さらに、戻り光１０８−１〜２は、再びウォラストンプリズム１６６の同一の位置に入射し合波され、再び一つの戻り光１０８となる。
戻り光１０８の一部は、ビームスプリッタ１５８−２にて反射され、レンズ１３５−４〜５を介して、再び光カプラー１３１に導かれ、ラインセンサ１３９に到達する。
ここで、角膜１２６、ＸＹスキャナ１１９、波面センサ１５５、空間光変調器１５９、ウォラストンプリズム１６６−１、１６６−２のビーム分離面とは光学的に共役になるよう、球面ミラー１６０−１〜９が配置されている。
互いに共役な位置には「Ｐ」の文字を付した。そのため、波面センサ１５５は被検眼１０７の収差を測定することが可能になっている。
また、空間光変調器１５９は被検眼１０７の収差を補正することが可能になっており、また分離した各偏光成分のビームを再度合波することが可能となっている。
さらに、得られた収差に基づいて、空間光変調器１５９をリアルタイムに制御することで、被検眼１０７で発生する収差を補正し、より高横分解能な断層画像の取得を可能にしている。
ここで、ウォラストンプリズム１６６の性質上、分離された後の第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とのそれぞれのビーム径が異なるが、空間光変調器１５９上では同一のビーム径となるよう球面ミラー１６０−３〜６が構成されている。
【００４６】
なお、測定系の構成及び断層画像の取得方法に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
また、断層画像の取得の手順に関しては、実施例２と同様のため説明を省略する。
以上のように、１つのウォラストンプリズムを用いて、異なる偏光に対応する構成とすることで、小型な光路を構成することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１００：ＯＣＴ装置
１０１：光源
１０２：測定光路
１０５：参照光
１０６：測定光
１０７：被検眼
１０８：戻り光
１１４、１５７：ミラー
１１５：分散補償用ガラス
１１７：電動ステージ
１１９：ＸＹスキャナ
１２５：パソコン
１２６：角膜
１２７：網膜
１３０：光ファイバー
１３１：光カプラー
１３５：レンズ
１３９：ラインセンサ
１４０：フレームグラバー
１４１：透過型グレーティング
１４２：合波された光
１５３：偏光コントローラ
１５５：波面センサ
１５８：ビームスプリッタ
１５９：空間光変調器
１６０：球面ミラー
１６６：ウォラストンプリズム
１６８：λ／２板
１６９：光路補償板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を測定光とし、被検査物に照射された該測定光による戻り光の強度により前記被検査物の画像を撮像する光画像撮像装置であって、
前記測定光を互いに異なる偏光の成分に分岐すると共に、当該偏光分岐手段よりも被検査物側に位置する第二の偏光分岐手段によって異なる偏光の成分に分岐された戻り光を結合する第一の偏光分岐手段と、
前記第一の偏光分岐手段によって互いに異なる偏光の成分に分岐された測定光を結合すると共に、前記戻り光を互いに異なる偏光の成分に分岐する第二の偏光分岐手段と、
前記第一及び前記第二の偏光分岐手段で分岐された偏光の偏光調整を行う偏光調整手段と、
該測定光あるいは該戻り光の少なくともいずれかを変調する一つの空間光変調手段と、
前記被検査物で発生した収差を測定する収差測定手段と、
前記収差を補正するため、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記空間光変調手段における変調量を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする光画像撮像装置。
【請求項２】
前記光源から前記被検査物への光路が、
第一の偏光分岐手段によって、第一の光路と第二の光路とに分岐され、
第一の光路と前記第二の光路とに前記空間光変調手段を有し、
前記光路が、
第二の偏光分岐手段によって、第三の光路と第四の光路とに分岐され、
前記第一の光路と前記第三の光路とを前記空間光変調手段を介して光学的に結合するための第一の結合手段と、
前記第二の光路と前記第四の光路とを前記空間光変調手段を介して光学的に結合するための第二の結合手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の光画像撮像装置。
【請求項３】
前記収差測定手段が、
前記測定光が前記被検査物に照射することにより発生した前記戻り光の収差を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光画像撮像装置。
【請求項４】
前記被検査物の収差を測定するための収差測定光をさらに有し、
前記収差測定手段が、
前記収差測定光が前記被検査物に照射することにより発生した戻り光の収差を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項５】
前記偏光調整手段は、前記第一の偏光分岐手段と前記空間光変調手段との間に配置された第一の偏光調整手段と、前記第二の偏光分岐手段と前記空間光変調手段との間に配置された第二の偏光調整手段と、によって構成され、
前記第一の偏光調整手段によって、前記第一の偏光分岐手段で分岐された測定光における一方の偏光の方向を他方に合わせ、
前記第二の偏光調整手段によって、前記第二の偏光分岐手段で分岐された戻り光における一方の偏光の方向を他方に合わせることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項６】
前記空間光変調手段と前記収差測定手段とが、光学的に共役に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項７】
前記第一の偏光分岐手段と前記第二の偏光分岐手段と前記空間光変調手段とが、光学的に共役であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項８】
前記空間光変調手段の、
前記第一の偏光分岐手段と前記第二の偏光分岐手段との少なくともいずれかに対する横倍率が、１より大きいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項９】
前記第一の偏光調整手段が第一のλ／２板で構成され、
前記第二の偏光調整手段が第二のλ／２板で構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１０】
前記第一の偏光分岐手段と前記空間光変調手段との間に、前記第一のλ／２板に対する光路あるいは分散を補償する第一の補償板が配置され、
前記第二の偏光分岐手段と前記空間光変調手段との間に、前記第二のλ／２板に対する光路あるいは分散を補償する第二の補償板が配置されていることを特徴とする請求項９に記載の光画像撮像装置。
【請求項１１】
前記第一の偏光分岐手段と前記第二の偏光分岐手段とが、共通の分岐手段で構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１２】
前記空間光変調手段が、液晶の配向制御を利用した空間光変調手段で構成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１３】
前記第一の偏光分岐手段と前記第二の偏光分岐手段との少なくともいずれかが、偏光ビームスプリッタからなることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１４】
前記第一の偏光分岐手段と前記第二の偏光分岐手段との少なくともいずれかが、ウォラストンプリズムからなることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１５】
前記第一の偏光分岐手段と前記第二の偏光分岐手段との少なくともいずれかが、ニコルプリズム、サバール板のいずれかからなることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１６】
前記光画像撮像装置が、
前記光源からの光を前記測定光と参照光とに分割する手段と、
被検査物に照射された該測定光による戻り光と、参照光路を経由した該参照光とを干渉させる手段と、
干渉による干渉信号の強度を検出する手段と、を備え、
前記被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１７】
光源からの光を測定光とし、被検査物に照射された該測定光による戻り光の強度により、前記被検査物の画像を撮像する光画像の撮像方法であって、
前記測定光あるいは前記戻り光における互いに異なる偏光の成分に分岐された偏光を、偏光調整手段を介して入出射させることにより、
前記測定光あるいは前記戻り光の偏光状態に依らず、該測定光あるいは該戻り光の少なくともいずれかを変調する一つの空間光変調手段と、
前記被検査物で発生した前記戻り光の収差を測定する収差測定手段と、
を前記光源から前記被検査物までの光路に備え、
前記収差測定手段を用い、該被検査物の収差を測定する第１の工程と、
前記収差を補正するため、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記空間光変調手段における変調量を算出し、
前記空間光変調手段における変調量を制御する制御手段を用いて、前記空間光変調手段における変調量を制御する第２の工程と、
を有することを特徴とする光画像の撮像方法。
【請求項１】
光源からの光を測定光とし、被検査物に照射された該測定光による戻り光の強度により前記被検査物の画像を撮像する光画像撮像装置であって、
前記測定光を互いに異なる偏光の成分に分岐すると共に、当該偏光分岐手段よりも被検査物側に位置する第二の偏光分岐手段によって異なる偏光の成分に分岐された戻り光を結合する第一の偏光分岐手段と、
前記第一の偏光分岐手段によって互いに異なる偏光の成分に分岐された測定光を結合すると共に、前記戻り光を互いに異なる偏光の成分に分岐する第二の偏光分岐手段と、
前記第一及び前記第二の偏光分岐手段で分岐された偏光の偏光調整を行う偏光調整手段と、
該測定光あるいは該戻り光の少なくともいずれかを変調する一つの空間光変調手段と、
前記被検査物で発生した収差を測定する収差測定手段と、
前記収差を補正するため、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記空間光変調手段における変調量を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする光画像撮像装置。
【請求項２】
前記光源から前記被検査物への光路が、
第一の偏光分岐手段によって、第一の光路と第二の光路とに分岐され、
第一の光路と前記第二の光路とに前記空間光変調手段を有し、
前記光路が、
第二の偏光分岐手段によって、第三の光路と第四の光路とに分岐され、
前記第一の光路と前記第三の光路とを前記空間光変調手段を介して光学的に結合するための第一の結合手段と、
前記第二の光路と前記第四の光路とを前記空間光変調手段を介して光学的に結合するための第二の結合手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の光画像撮像装置。
【請求項３】
前記収差測定手段が、
前記測定光が前記被検査物に照射することにより発生した前記戻り光の収差を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光画像撮像装置。
【請求項４】
前記被検査物の収差を測定するための収差測定光をさらに有し、
前記収差測定手段が、
前記収差測定光が前記被検査物に照射することにより発生した戻り光の収差を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項５】
前記偏光調整手段は、前記第一の偏光分岐手段と前記空間光変調手段との間に配置された第一の偏光調整手段と、前記第二の偏光分岐手段と前記空間光変調手段との間に配置された第二の偏光調整手段と、によって構成され、
前記第一の偏光調整手段によって、前記第一の偏光分岐手段で分岐された測定光における一方の偏光の方向を他方に合わせ、
前記第二の偏光調整手段によって、前記第二の偏光分岐手段で分岐された戻り光における一方の偏光の方向を他方に合わせることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項６】
前記空間光変調手段と前記収差測定手段とが、光学的に共役に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項７】
前記第一の偏光分岐手段と前記第二の偏光分岐手段と前記空間光変調手段とが、光学的に共役であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項８】
前記空間光変調手段の、
前記第一の偏光分岐手段と前記第二の偏光分岐手段との少なくともいずれかに対する横倍率が、１より大きいことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項９】
前記第一の偏光調整手段が第一のλ／２板で構成され、
前記第二の偏光調整手段が第二のλ／２板で構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１０】
前記第一の偏光分岐手段と前記空間光変調手段との間に、前記第一のλ／２板に対する光路あるいは分散を補償する第一の補償板が配置され、
前記第二の偏光分岐手段と前記空間光変調手段との間に、前記第二のλ／２板に対する光路あるいは分散を補償する第二の補償板が配置されていることを特徴とする請求項９に記載の光画像撮像装置。
【請求項１１】
前記第一の偏光分岐手段と前記第二の偏光分岐手段とが、共通の分岐手段で構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１２】
前記空間光変調手段が、液晶の配向制御を利用した空間光変調手段で構成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１３】
前記第一の偏光分岐手段と前記第二の偏光分岐手段との少なくともいずれかが、偏光ビームスプリッタからなることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１４】
前記第一の偏光分岐手段と前記第二の偏光分岐手段との少なくともいずれかが、ウォラストンプリズムからなることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１５】
前記第一の偏光分岐手段と前記第二の偏光分岐手段との少なくともいずれかが、ニコルプリズム、サバール板のいずれかからなることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１６】
前記光画像撮像装置が、
前記光源からの光を前記測定光と参照光とに分割する手段と、
被検査物に照射された該測定光による戻り光と、参照光路を経由した該参照光とを干渉させる手段と、
干渉による干渉信号の強度を検出する手段と、を備え、
前記被検査物の断層画像を撮像する光断層画像撮像装置であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
【請求項１７】
光源からの光を測定光とし、被検査物に照射された該測定光による戻り光の強度により、前記被検査物の画像を撮像する光画像の撮像方法であって、
前記測定光あるいは前記戻り光における互いに異なる偏光の成分に分岐された偏光を、偏光調整手段を介して入出射させることにより、
前記測定光あるいは前記戻り光の偏光状態に依らず、該測定光あるいは該戻り光の少なくともいずれかを変調する一つの空間光変調手段と、
前記被検査物で発生した前記戻り光の収差を測定する収差測定手段と、
を前記光源から前記被検査物までの光路に備え、
前記収差測定手段を用い、該被検査物の収差を測定する第１の工程と、
前記収差を補正するため、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記空間光変調手段における変調量を算出し、
前記空間光変調手段における変調量を制御する制御手段を用いて、前記空間光変調手段における変調量を制御する第２の工程と、
を有することを特徴とする光画像の撮像方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−８７８２９（Ｐ２０１１−８７８２９Ａ）
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４４９５６（Ｐ２００９−２４４９５６）
【出願日】平成２１年１０月２３日（２００９．１０．２３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２３日（２００９．１０．２３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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