JP2011161007A - 光画像撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査物の平面画像と断層画像とを撮像するための装置を構成するに当たり、これらの撮像におけるスキャナを共用して小型化を図ることが可能となる光画像撮像装置を提供する。
【解決手段】測定光の戻り光と参照光とによる干渉信号の強度を用いた断層画像の撮像と、戻り光の強度を用いた平面画像の撮像と、を行う光画像撮像装置であって、
被検査物を照射する測定光を生成する光源と、
断層画像または平面画像を撮像するため、被検査物を測定光により主走査方向に走査する第一のスキャナと第二のスキャナと、
断層画像と平面画像との双方の撮像の際に共用される、被検査物を測定光により副走査方向に走査する第三のスキャナと、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光画像撮像装置及びその制御方法に関し、特に眼科診療等に用いられる眼底の平面画像と、眼底の断層画像との撮像が可能な光画像撮像装置及びその制御方法に関するものである。

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により断層画像を撮像する装置をＯＣＴ装置と記す。一方、近年において、このようなＯＣＴ装置と走査型レーザー検眼鏡（以下、これをＳＬＯ装置と記す。）とを複合化した装置も開発されている。
これによると、ＳＬＯ装置で取得した眼底の表面の２次元の画像（以下、これを平面画像と記す。）と、ＯＣＴ装置で取得した眼底の断層画像との位置関係を明らかにすることが可能であり、眼底観察に有用である。

従来、このようなＯＣＴ装置とＳＬＯ装置とを複合化した装置として、特許文献１においては、二つの光源と二つの走査手段とを用いて、眼底の平面画像と眼底の断層画像とを交互に取得することを可能に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、上記した眼底の平面画像と眼底の断層画像とを同時に動画表示させることで、使い勝手よく構成されている。

特開２００８−０２９４６７号公報

特許文献１に記載されたＳＬＯ装置とＯＣＴ装置とを複合化した眼科撮影装置は、上記したように二つの光源と二つの走査手段とを用いて、眼底の平面画像と眼底の断層画像とを交互に取得することが可能とされている。
しかしながら、ＯＣＴ装置とＳＬＯ装置とのそれぞれに、専用の光源と走査手段とが用いられているため、光学系が大掛かりになっており、眼科装置の専有面積の観点から、かならずしも満足の得られるものではない。

本発明は、上記課題に鑑み、光源と走査手段の共用により小型化を図ることができ、被検査物である被検眼の平面画像と断層画像との双方の撮像が可能となる光画像撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、つぎのように構成した光画像撮像装置を提供するものである。
本発明の光画像撮像装置は、
被検査物に照射された測定光の戻り光と参照光とによる干渉信号の強度を用いた前記被検査物の断層画像の撮像と、前記戻り光の強度を用いた前記被検査物の平面画像の撮像と、を行う光画像撮像装置であって、
前記被検査物を照射する測定光を生成する光源と、
前記断層画像を撮像するため、前記被検査物を前記測定光により主走査方向に走査する第一のスキャナと、前記平面画像を撮像するため、前記被検査物を前記測定光により前記主走査方向に走査する第二のスキャナと、
前記断層画像と前記平面画像との撮像するため、前記被検査物を前記測定光により副走査方向に走査する第三のスキャナと、を有することを特徴とする。
また、本発明の光画像撮像装置の制御方法は、
光源から被検査物への光路に配置された第一のスキャナ、第二のスキャナ、第三のスキャナを用い、前記光源からの測定光により前記被検査物を走査することにより得られる戻り光の強度を用いた平面画像の撮像と、
前記戻り光と参照光による干渉光の強度を用いた断層画像の撮像を行う光画像撮像装置の制御方法であって、
前記第二のスキャナを非動作とし、前記被検査物を前記測定光により、前記第一のスキャナで主走査方向に、前記第二のスキャナで副走査方向にそれぞれ走査することにより前記断層画像を撮像する工程と、
前記第一のスキャナを非動作とし、前記被検査物を前記測定光により、前記第二のスキャナで主走査方向に、前記第二のスキャナで副走査方向にそれぞれ走査することにより前記平面画像を撮像する工程と、
を有することを特徴とする。

本発明は、上記課題に鑑み、光源と走査手段の共用により小型化を図ることができ、被検査物の平面画像と断層画像との双方の撮像が可能となる光画像撮像装置を実現することができる。

本発明の実施例１における光画像撮像装置の全体の構成について説明する図である。 本発明の実施例１における光画像撮像装置の画像の取得方法を説明する図である。 本発明の実施例１における光画像撮像装置の画像の取得方法を説明する図である。 本発明の実施例１における光画像撮像装置の画像の取得方法を説明する図である。 本発明の実施例２における光画像撮像装置の全体の構成ついて説明する図である。

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。

つぎに、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用した被検査物に照射された測定光の戻り光と参照光路とによる干渉信号の強度を用いた断層画像の撮像と、戻り光の強度を用いた平面画像の撮像とを行う光画像撮像装置の構成例について説明する。
本実施例では、光源で生成された測定光を、観察対象の被検査物である被検眼に照射し、被検眼に照射された測定光による戻り光の強度により被検眼の平面画像（ＳＬＯ像）と被検眼の断層画像（ＯＣＴ像）とを撮像する光画像撮像装置が構成される。
その際、本実施例の光画像撮像装置では、装置の小型化を図るため、これらの撮像の光源（図１の光源１０１を参照）を共用すると共に、測定光を走査する走査手段を構成するスキャナも可能な範囲で共用するように構成される。
すなわち、このスキャナに関しては、ＸＹ走査に際しＳＬＯ像とＯＣＴ像との撮像で走査速度が異なっている。
そのため、Ｘスキャナについては共用することができず、ＳＬＯ像とＯＣＴ像との撮像とで個別の二つのＸスキャナ（第一のスキャナと第二のスキャナ）で構成される。
一方、Ｙスキャナ（第三のスキャナ）は、ＳＬＯ像とＯＣＴ像との双方の撮像で共用されるための一つのスキャナで構成される。
ここで、Ｘスキャナとは測定光を被検眼の眼軸と垂直な方向であって、後述する図１において紙面と平行な方向（（主走査方向））に走査するスキャナを指し、Ｙスキャナとは測定光を被検眼の眼軸と垂直な方向であって、後述する図１において紙面と垂直な方向（副走査方向）に走査するスキャナを指している。
したがって、ＯＣＴ像の撮像に際し、Ｘスキャナ（図１のＸスキャナ１２１−１を参照）が主走査の役割を果たし、Ｙスキャナ（図１のＹスキャナ１２１−３を参照）が副走査の役割を果たすこととなる。
これに対して、ＳＬＯ像の撮像に際し、Ｘスキャナ（図１のＸスキャナ１２１−２を参照）が主走査の役割を果たし、Ｙスキャナ（図１のＹスキャナ１２１−３を参照）が副走査の役割を果たすこととなる。
なお、上記した二つのＸスキャナは、走査方向が同一で、異なる走査周波数で走査され、また、光学的に並列に配置され、上記測定光はこれらの二つのＸスキャナのいずれかを介して、被検査物に導光されるように構成される。

次に図１を用いて、本実施例における光画像撮像装置の全体構成について、更に詳細に説明する。
本実施例の光画像撮像装置１００は、図１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において、１０１はＳＬＯ像とＯＣＴ像との撮像に共用される光源である。光源１０１から出射された光は、シングルモードファイバー１３０−１、光カプラー１３１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。
また、図１に示される１２１−１はＯＣＴ像の撮像に際して主走査の役割を果たすＸスキャナ、１２１−２はＳＬＯ像の撮像に際して主走査の役割を果たすＸスキャナ、１２１−３はＳＬＯ像とＯＣＴ像との撮像に共用されるＹスキャナである。
測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４、Ｙスキャナ１２１−３、Ｘスキャナ１２１−１とＸスキャナ１２１−２との何れか、レンズ１３５−５〜１２等を介して、観察対象の被検査物である被検眼１０７に導かれる。
１８５−１、１８５−２はフリップミラーであり、光路を切り替える役割を有し、本実施例の特徴となる構成である。
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、ラインカメラ１３９に入射される。
ラインカメラ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、パソコン１２５にて、被検眼１０７の断層画像が構成される。
電動テージ１１７−１〜２、Ｘスキャナ１２１−１、Ｘスキャナ１２１−２、Ｙスキャナ１２１−３はドライバ部１８１を介し、パソコン１２５によって制御・駆動される。
また、戻り光１０８の一部は可動式ビームスプリッタ１６１によって、ディテクター１３８に入射される。ディテクター１３８は光強度を電気信号に変換し、その信号を用いて、被検眼１０７の平面画像が構成される。

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、得られる断層画像および平面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。光源１０１から出射された光はシングルモードファイバー１３０−１を通して、光カプラー１３１に導かれる。

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４ｍｍの平行光になるよう、調整される。
次に、参照光１０５は、ミラー１１４−２〜３によって、参照ミラーであるミラー１１４−１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１１４−１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。
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・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からドライバ部１８１内の電動ステージ駆動ドライバ１８３を介して制御される。

つぎに、測定光１０６の光路について説明する。
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４ｍｍの平行光になるよう調整される。
測定光１０６は、可動式ビームスプリッタ１６１、レンズ１３５−５〜６を通過し、Ｙスキャナ１２１−３に入射される。
ここで、Ｙスキャナ１２１−３にはガルバノスキャナが用いられており、駆動周波数は〜５００Ｈｚの範囲で可変できるように構成されている。なお、本実施例において、Ｙスキャナ１２１−３は、断層画像の撮像時には１Ｈｚで、平面画像の撮像時には３０Ｈｚで駆動される。
次に、測定光１０６はレンズ１３５−７を通過し、フリップミラー１８５−１に到達する。
フリップミラー１８５−１、１８５−２は、Ｘスキャナ１２１−１を有する光路１８６−１（第一の光路）と、Ｘスキャナ１２１−２を有する光路１８６−２（第二の光路）とを、取得する画像（平面画像または断層画像）に応じて、切り替え可能に構成されている。
ここでは、フリップミラー１８５−１、１８５−２が光路に入らないよう制御されている場合には、光路１８６−１が使用される。
また、フリップミラー１８５−１、１８５−２が光路に入り、測定光が反射されるように制御されている場合には、光路１８６−２が、使用される。
これらのフリップミラー１８５−１、１８５−２の動作は、パソコン１２５の下に制御される。

光路１８６−１において、測定光１０６はレンズ１３５−８を通過し、Ｘスキャナ１２１−１に入射され、レンズ１３５−９を通過し、フリップミラー１８５−２に到達する。光路１８６−１は後述する断層画像（ＯＣＴ像）の取得に用いられる。
ここで、Ｘスキャナ１２１−１にはガルバノスキャナが用いられており、駆動周波数は〜５００Ｈｚの範囲で可変できるように構成されている。なお、本実施例において、Ｘスキャナ１２１−１は、断層画像の撮像に５００Ｈｚで駆動される。
また、光路１８６−２において、測定光１０６はレンズ１３５−１１を通過し、Ｘスキャナ１２１−２に入射され、レンズ１３５−１２を通過し、フリップミラー１８５−２に到達する。光路１８６−２は平面画像（ＳＬＯ像）の取得に用いられる。
ここで、Ｘスキャナ１２１−２には共振型スキャナが用いており、駆動周波数は約１６ｋＨｚとされている。なお、本実施例において、Ｘスキャナ１２１−２は、平面画像の撮像時に１６ｋＨｚで駆動される。

また、測定光１０６の中心は、Ｘスキャナ１２１−１、Ｘスキャナ１２１−２、Ｙスキャナ１２１−３の回転中心と一致するように調整されている。
レンズ１３５−９、１３５−１０、１３５−１２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。
ここでは、レンズ１３５−９、１０、１２の焦点距離は全て５０ｍｍである。
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１３５−１０の位置を、調整・制御することができる。
レンズ１３５−１０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を集光し、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、ラインカメラ１３９に到達する。

また、戻り光１０８の一部は可動式ビームスプリッタ１６１で反射され、レンズ１３５−１３を介して、ディテクター１３８に導かれる。
ここで、１７２はピンホールを有する遮光板であり、戻り光１０８の内、網膜１２７に合焦していない不要な光を遮断する役割がある。
また、遮光板１７２はレンズ１３５−１３の合焦位置に共役に配置される。また、遮光板１７２のピンホールの直径は例えば５０μｍである。ディテクター１３８は例えば高速・高感度な光センサであるＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）が用いられる。
ここで、電動ステージ１１７−２はパソコン１２５からドライバ部１８１内の電動ステージ駆動ドライバ１８３を介して制御される。

ここで、可動式ビームスプリッタ１６１はパソコン１２５の制御の下に、光路から外すことができる。
断層画像を取得する際には、可動式ビームスプリッタ１６１を光路から外し、戻り光１０８を断層画像の取得のために有効に使うことができる。
ここでは、レンズ１３５−１０は球面レンズを用いているが、被検眼１０７の光学収差（屈折異常）によっては、レンズ１３５−１０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。
シリンドリカルレンズは、被検眼１０７が乱視の場合に有効である。
前述の参照光１０５と戻り光１０８とは、光カプラー１３１にて合波され、さらに９０：１０に分割される。
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、ラインカメラ１３９に到達する。

つぎに、本実施例の光画像撮像装置における測定系の構成について説明する。光画像撮像装置１００は、マイケルソン干渉系による干渉信号（干渉光）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。
合波された光１４２は、ラインカメラ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、ラインカメラ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。
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。
ここでは、ラインカメラ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、光画像撮像装置１００は、戻り光１０８の強度から構成される平面画像（ＳＬＯ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。網膜１２７にて反射や散乱された光である戻り光１０８の一部は、可動式ビームスプリッタ１６１で反射される。反射された光は遮光板１７２によって不要な光が遮断された後、ディテクター１３８に到達し、光の強度が電気信号に変換される。
得られた電気信号に対して、パソコン１２５にて走査信号と同期したデータ処理が行われ、平面画像が形成される。

つぎに、図２（ａ）、（ｂ）を用いて、本実施例の光画像撮像装置による断層画像（ＯＣＴ像）の取得方法について説明する。
光画像撮像装置１００は、Ｘスキャナ１２１−１を制御し、ラインカメラ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。
測定光１０６と戻り光１０８とが光路１８６−１に導光されるようにフリップミラー１８５−１、フリップミラー１８５−２を制御する（図３）。
また、戻り光１０８がディテクター１３８に導光されないように可動式ビームスプリッタ１６１を制御する。
また、Ｘスキャナ１２１−１、Ｘスキャナ１２１−２、Ｙスキャナ１２１−３は、パソコン１２５からドライバ部１８１内の光スキャナ駆動ドライバ１８２を介して制御される（図１）。
ここでは、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、光画像撮像装置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、ラインカメラ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、ラインカメラ１３９にて、干渉縞が検出できる。
上述のように、ラインカメラ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干渉縞を、ラインカメラ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、深さ方向の情報が得られる。
さらに、図３に示すように、Ｘスキャナ１２１−１を駆動しながら、干渉縞を検知すれば、各Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られ、つまり、各Ｘ軸の位置毎の深さ方向の情報を得ることができる。
結果として、ＸＺ面での戻り光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（ｂ））。
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。

つぎに、図２（ａ）、図４を用いて、本実施例の光画像撮像装置による平面画像（ＳＬＯ像）の取得方法について説明する。
光画像撮像装置１００は、Ｘスキャナ１２１−２、Ｙスキャナ１２１−３を制御し、ディテクター１３８で戻り光１０８の強度を取得することで、網膜１２７の平面画像を取得することができる。
測定光１０６と戻り光１０８とが光路１８６−２に導光されるように、フリップミラー１８５−１、１８５−２を制御する（図４）。
また、戻り光１０８がディテクター１３８に導光されるように可動式ビームスプリッタ１６１を制御する。
また、Ｘスキャナ１２１−１、Ｘスキャナ１２１−２、Ｙスキャナ１２１−３は、パソコン１２５からドライバ部１８１内の光スキャナ駆動ドライバ１８２を介して制御される（図１）。
ここでは、網膜１２７の平面画像（光軸に垂直な面）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、光画像撮像装置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、ディテクター１３８に到達する。
さらに、図４に示すように、Ｘスキャナ１２１−２を駆動しながら、戻り光１０８の強度を検知すれば、各Ｘ軸の位置毎の情報を得ることができる。
さらに、Ｘスキャナ１２１−２とＹスキャナ１２１−３とを同時に駆動し、測定光１０６を網膜１２７に対して、ラスタースキャンしながら戻り光１０８の強度を検知する。この検知によりＸＹ面での戻り光１０８の強度の２次元分布が得られ、それはすなわち平面画像（不図示）である。

以上のように、二つのフリップミラーを用いて二つの並列した光路を構成して、走査周波数の異なる光スキャナを切り替えて使えるように構成することで、平面画像と断層画像との所望の画像に対して、それぞれ最適な走査周波数を選択して、撮像を行うことが可能になる。
さらに、光学系の大部分を断層画像撮像と平面画像撮像との目的に対して共用しているため、簡単な構成で、平面画像と断層画像との撮像が可能になる。
また、撮像する画像に基づいて、可動式ビームスプリッタを用いて、戻り光をディテクターあるいはラインカメラに効率的に導いているため、平面画像と断層画像との高感度な撮像が可能になる。
また、平面画像取得を目的としたＸスキャナに、共振型スキャナを用いているため、高速な撮像行うことができ、ぶれのない平面画像の取得が可能になる。

［実施例２］
実施例２においては、本発明を適用した光画像撮像装置について説明する。
ここでは特に、被検眼の平面画像（ＳＬＯ像）と断層画像（ＯＣＴ像）との両方の撮像が可能な高横分解能の光画像撮像装置について説明する。
本実施例では、被検眼の光学収差を空間光変調器を用いて補正して平面画像を取得するＳＬＯ装置と、断層画像を取得するフーリエドメイン方式のＯＣＴ装置とが構成され、被検眼の視度や光学収差によらず良好な平面画像・断層画像が得られるようにされている。
また、光画像撮像装置は、一つのＸスキャナ（第四のスキャナ）と一つのＸＹスキャナ（第五のスキャナ）を有する。
また、Ｘスキャナの走査周波数と、ＸＹスキャナのＸ方向の走査周波数とは異なるものである。
また、ＸスキャナとＸＹスキャナとは光学的に直列に配置される。また、Ｘ方向の走査は、ＸスキャナとＸＹスキャナとのいずれかを用いて行うことを特徴とする。

図５を用いて、まず、本実施例におけるＯＣＴ装置の全体の概略構成について説明する。
図５には図１の実施例１と同じ構成には同一の符号が付されているので、共通する部分の説明は省略する。
図５において、１１９はＸＹスキャナ、１５５は波面センサ、１５８はビームスプリッタ、１５９は空間光変調器、１６０は球面ミラー、１７３は偏光板、１８４は空間光変調器駆動ドライバである。
本実施例の光画像撮像装置１００は、図５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５において、測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４、空間光変調器１５９、ＸＹスキャナ１１９、Ｘスキャナ１２１、球面ミラー１６０−１〜９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、収差を、液晶を用いた空間光変調器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平面画像と断層画像が得られるようにされている。

本実施例では、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、球面ミラーの代わりにレンズを用いた屈折光学系によっても構成することができる。
また、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。
また、波面収差を補正するデバイスとして空間光変調器を用いたが、波面収差を補正できればよく、可変形状ミラー等を用いることもできる。
また、ＸＹスキャナとＸスキャナを光学的に直列に配置する構成としたが、実施例１のような二つのＸスキャナを光学的に並列に配置した構成と、本実施例に述べる被検眼の光学収差を空間光変調器を用いて補正する構成とを組み合わせることもできる。
なお、光源１０１に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
また、参照光１０５は、ミラー１５７−１〜４によって、参照ミラーであるミラー１１４に導かれる。

つぎに、本実施例の特徴である測定光１０６の光路について説明する。
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４ｍｍの平行光になるよう調整される。
また、偏光コントローラ１５３−１又は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の偏光状態は紙面に平行な方向の直線偏光に調整されている。
測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８、可動式ビームスプリッタ１６１を通過し、球面ミラー１６０−１、１６０−２を介し、空間光変調器１５９にて入射して変調される。
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変調器であり、紙面に平行な方向の直線偏光（Ｐ偏光）の位相を変調する向きに配置され、測定光１０６の偏光の向きと合わせている。

さらに、測定光１０６は偏光板１７３を通過し、球面ミラー１６０−３、１６０−４を介し、Ｘスキャナ１２１のミラーに入射される。
ここで、偏光板１７３は戻り光１０８のうち紙面に平行な方向の直線偏光のみを空間光変調器１５９に導く役割がある。
また、ここで、Ｘスキャナ１２１は測定光１０６を紙面に平行な方向に走査するＸスキャナであり、ここでは共振型スキャナを用い、駆動周波数は約１６ｋＨｚである。なお、本実施例において、Ｘスキャナ１２１は、平面画像の撮像時に１６ｋＨｚで駆動される。
さらに、測定光１０６は球面ミラー１６０−５〜６を介し、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
ここで、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。ＸＹスキャナ１１９の駆動周波数は各軸とも〜５００Ｈｚの範囲で可変できる。なお、本実施例において、Ｘスキャン用ミラーは、断層画像の撮像時に５００Ｈｚで駆動され、Ｙスキャン用ミラーは、断層画像の撮像時に１Ｈｚで、平面画像の撮像時に３０Ｈｚで駆動される。
また、ＸＹスキャナとして、ＸＹスキャナ１１９を用いたが、ＭＥＭＳ技術等で作製された１枚のミラーで２軸の走査を行うスキャナを用いてもよい。さらに、Ｘスキャナ（第六のスキャナ）とＹスキャナ（第七のスキャナ）を別々に設置してもよい。

球面ミラー１６０−７〜９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のビーム径は４ｍｍであるが、より高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、測定光１０６の光パワーは安全に関する規格に対応するように、７００μＷ以下に調整されている。
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、付随する球面ミラーである球面ミラー１６０−８の位置を、調整・制御することができる。
球面ミラー１６０−８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。
初期状態では、測定光１０６は平行光の状態で、角膜１２６に入射するように、球面ミラー１６０−８の位置が調整されている。
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、ラインカメラ１３９に到達する。

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の収差測定がされる。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。
ここで、ＸＹスキャナ１１９、Ｘスキャナ１２１、角膜１２６、波面センサ１５５、空間光変調器１５９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。
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。

ここでは、１６０−８は球面ミラーであるが、被検眼１０７の収差（屈折異常）によっては、球面ミラー１６０−８の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。
また、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１６０−９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。

つぎに、本実施例の光画像撮像装置における測定系の構成について説明する。断層画像（ＯＣＴ像）と平面画像（ＳＬＯ像）を測定する測定系の構成に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
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にて得られた画像信号は、パソコン１２５に取り込まれ、収差が算出される。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。

つぎに、本実施例の光画像撮像装置による断層画像（ＯＣＴ像）の取得方法について説明する。
光画像撮像装置１００は、ＸＹスキャナ１１９の動作を制御し、Ｘスキャナ１２１を非動作として固定ミラーとして用いて、ラインカメラ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。
Ｘスキャナ１２１とＸＹスキャナ１１９は、パソコン１２５からドライバ部１８１内の光スキャナ駆動ドライバ１８２を介して制御される（図５）。
また、光画像撮像装置１００は、波面センサ１５５で測定した被検眼１０７の収差を用いて空間光変調器１５９を制御し、被検眼１０７等にて生じる収差を補正しながら断層画像を取得することができる。
また、空間光変調器１５９をリアルタイムに制御しながら断層画像を取得することができる。
具体的な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。
本実施例では、被検眼１０７で発生する収差を補正しているため、実施例１と比較して、被検眼によらず、より高横分解能、高コントラストな断層画像の取得を可能にしている。

つぎに、本実施例の光画像撮像装置による平面画像（ＳＬＯ像）の取得方法について説明する。
光画像撮像装置１００は、ＸＹスキャナ１１９のＹ軸方向のみとＸスキャナ１２１との動作を制御し、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸方向を固定し、ディテクター１３８で戻り光１０８の強度を取得することで、網膜１２７の平面画像を取得することができる。
Ｘスキャナ１２１とＸＹスキャナ１１９は、パソコン１２５からドライバ部１８１内の光スキャナ駆動ドライバ１８２を介して制御される（図５）。
また、光画像撮像装置１００は、波面センサ１５５で測定した被検眼１０７の収差を用いて空間光変調器１５９を制御し、被検眼１０７等にて生じる収差を補正しながら平面画像を取得することができる。
また、空間光変調器１５９をリアルタイムに制御しながら平面画像を取得することができる。
なお、具体的な平面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。
本実施例では、被検眼１０７で発生する収差を補正しているため、実施例１と比較して、被検眼によらず、より高横分解能、高コントラストな平面画像の取得を可能にしている。

以上のように、複数の光スキャナを光学的に直列に配置した光路を構成して、走査周波数が異なる光スキャナを切り替えて使えるように構成することで、平面画像と断層画像との所望の画像に対して、最適な走査周波数を選択して、撮像を行うことが可能になる。
光学系の大部分を断層画像撮像と平面画像撮像との目的に対して共用しているため、簡単な構成で、平面画像と断層画像との撮像が可能になる。
また、被検眼で生じる収差を空間光変調器を用いて、測定光と戻り光とを補正しているため、より高横分解能、高コントラストな平面画像、断層画像の取得が可能である。

１００：光画像撮像装置
１０１：光源
１０５：参照光
１０６：測定光
１０７：被検眼
１０８：戻り光
１１４：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
１２１−１、１２１−２：Ｘスキャナ
１２１−３：Ｙスキャナ
１２５：パソコン
１２６：角膜
１２７：網膜
１３５：レンズ
１３８：ディテクター
１３９：ラインカメラ
１５８：ビームスプリッタ
１６１：可動式ビームスプリッタ

Claims (15)

1. 被検査物に照射された測定光の戻り光と参照光とによる干渉信号の強度を用いた前記被検査物の断層画像の撮像と、前記戻り光の強度を用いた前記被検査物の平面画像の撮像と、を行う光画像撮像装置であって、
   前記被検査物を照射する測定光を生成する光源と、
   前記断層画像を撮像するため、前記被検査物を前記測定光により主走査方向に走査する第一のスキャナと、
   前記平面画像を撮像するため、前記被検査物を前記測定光により前記主走査方向に走査する第二のスキャナと、
   前記断層画像と前記平面画像とを撮像するため、前記被検査物を前記測定光により副走査方向に走査する第三のスキャナと、
   を有することを特徴とする光画像撮像装置。
2. 前記第一のスキャナと前記第二のスキャナは、異なる走査周波数で走査される構成を有し、前記第一のスキャナの走査周波数より、前記第二のスキャナの走査周波数の方が大きい走査周波数で走査されることを特徴とする請求項１に記載の光画像撮像装置。
3. 前記第二のスキャナが、共振型スキャナによって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。
4. 前記戻り光の収差を測定する収差測定手段と、
   前記収差に基づいて、前記測定光と前記戻り光との少なくともいずれかの収差の補正を行う空間光変調手段と、
   を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
5. 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４に記載の光画像撮像装置。
6. 前記第一のスキャナと前記第二のスキャナとが、前記光源から前記被検査物への光路に光学的に並列に配置され、
   前記第一のスキャナと前記第二のスキャナのいずれかを介して前記測定光を前記被検査物に導光するに当たり、該測定光を該被検査物に導光するための光路を、第一の光路と第二の光路とに切り替える切り替え手段を有し、
   前記切り替え手段は、前記断層画像の撮像と前記平面画像の撮像とのいずれかの撮像に応じ、前記光路が切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
7. 前記第一のスキャナが前記第一の光路に、前記第二のスキャナが前記第二の光路にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光画像撮像装置。
8. 前記切り替え手段によって前記測定光を導光するための光路を前記第一の光路に切り替え、前記断層画像を撮像することを特徴とする請求項７に記載の光画像撮像装置。
9. 前記切り替え手段によって前記測定光を導光するための光路を前記第二の光路に切り替え、前記平面画像を撮像することを特徴とする請求項７に記載の光画像撮像装置。
10. 請求項１に記載の光画像撮像装置における第一のスキャナと第二のスキャナに代えて構成される、前記被検査物を前記測定光により前記主走査方向に走査する一つの第四のスキャナと、
    請求項１に記載の光画像撮像装置における第三のスキャナに代えて構成される、前記被検査物を前記測定光により前記主走査方向及び前記副走査方向に走査する第五のスキャナと、を備え、
    前記第四のスキャナと、前記第五のスキャナとが、前記光源から前記被検査物への光路に光学的に直列に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光画像撮像装置。
11. 前記第五のスキャナを、前記主走査方向に走査させると共に、前記第四のスキャナを非動作として、前記断層画像の撮像が可能に構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の光画像撮像装置。
12. 前記第五のスキャナを、前記副走査方向に走査させると共に、前記第四のスキャナを前記主走査方向に走査させ、前記平面画像の撮像が可能に構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の光画像撮像装置。
13. 請求項１０に記載の光画像撮像装置における第五のスキャナに代えて構成される、前記被検査物を前記測定光により前記主走査方向に走査する第六のスキャナと、前記副走査方向に走査する第七のスキャナと、を備え、
    前記第四のスキャナと、前記第六のスキャナと、前記第七のスキャナとが、前記光源から前記被検査物への光路に光学的に直列に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の光画像撮像装置。
14. 前記第六のスキャナを、前記主走査方向に走査させる場合、前記第四のスキャナの走査は非動作とし、
    前記第六のスキャナを非動作とする場合、前記第四のスキャナを前記主走査方向に走査させることを特徴とする請求項１３に記載の光画像撮像装置。
15. 光源から被検査物への光路に配置された第一のスキャナ、第二のスキャナ、第三のスキャナを用い、前記光源からの測定光により前記被検査物を走査することにより得られる戻り光の強度を用いた平面画像の撮像と、前記戻り光と参照光による干渉光の強度を用いた断層画像の撮像を行う光画像撮像装置の制御方法であって、
    前記第二のスキャナを非動作とし、前記被検査物を前記測定光により、前記第一のスキャナで主走査方向に、前記第三のスキャナで副走査方向にそれぞれ走査することにより前記断層画像を撮像する工程と、
    前記第一のスキャナを非動作とし、前記被検査物を前記測定光により、前記第二のスキャナで主走査方向に、前記第三のスキャナで副走査方向にそれぞれ走査することにより前記平面画像を撮像する工程と、
    を有することを特徴とする光画像撮像装置の制御方法。

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