JP2018175108A - 眼科撮影装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成及び処理で、被検眼の偏光解消性を示す情報を取得することが可能な仕組みを提供する。【解決手段】光源１０１から出射された光が測定光と参照光とに分岐された後、測定光を被検眼Ｅに照射して得られる戻り光と参照光とを合波して干渉光を得るファイバーカプラ１２８と、参照光の偏光状態を調整する偏光調整部１７０と、偏光調整部１７０によって、戻り光の偏光状態と参照光の偏光状態とが一致するように調整された第１の偏光状態と、戻り光の偏光状態と参照光の偏光状態とが異なるように調整された第２の偏光状態とになされた場合に、第１の偏光状態で得られた干渉光である第１の干渉光の強度と、第２の偏光状態で得られた干渉光である第２の干渉光の強度との変化に応じて、被検眼Ｅの偏光解消性を示す情報を取得するＣＰＵ１４３を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、被検眼の撮影を行う眼科撮影装置及びその制御方法に関するものである。

眼（例えば網膜）を撮影する眼科撮影装置の一種である断層画像撮影装置（ＯＦＤＩ）は、網膜で反射した測定光の戻り光（サンプル光）を参照光と干渉させて干渉縞の周波数を解析することにより、断層画像を生成している。断層画像撮影装置には、ＳＬＤ光源のように同時に広い波長幅の光を発する光源を用いる方式と、広い波長幅で周期的に波長が変化する掃引光源（ＳＳ光源）を用いる方式がある。

最近では、上述したサンプル光や参照光の偏光を制御して偏光成分ごとの干渉強度、位相等の情報を用いて、被写体の偏光特性を得る偏光ＯＣＴ装置も開発されている（例えば、特許文献１）。これにより、偏光の強さを表すオリエンテーション、偏光の保存量を示す偏光解消度（ＤＯＰＵ）等の機能的情報を取得し、被写体の性状を知ることが可能となっている。例えば、緑内障等の眼底疾患に関連の深い網膜色素上皮層、篩状板が、偏光解消層であるため、偏光解消度を測ることは、診断に特に有意義である。

特開２００４−２８９７０号公報

しかしながら、従来の偏光ＯＣＴ装置は、偏光の行列式を解いて偏光成分（ストークスパラメータ）を求めるため、偏光状態の異なる多くのデータが必要となる。より具体的に、従来の偏光ＯＣＴ装置では、異なる多くの偏光状態のデータを取得するために、数多くの偏光に係る光学部材（偏光子や各波長板等）を備える必要があり、装置構成が複雑になるとともに、その処理も煩雑なものになるという問題があった。このため、撮影に時間がかかり、同一部位の偏光情報を出すために同一部位を撮影した複数のデータが必要になるため、撮影が困難となる場合があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成及び処理で、被検眼の偏光解消性を示す情報を取得することが可能な仕組みを提供することを目的とする。

本発明の眼科撮影装置は、光源から出射された光が測定光と参照光とに分岐された後、前記測定光を被検眼に照射して得られる戻り光と前記参照光とを合波して干渉光を得る合波手段と、前記戻り光および前記参照光のうちの少なくともいずれかの光の偏光状態を調整する調整手段と、前記調整手段によって、前記戻り光の偏光状態と前記参照光の偏光状態とが一致するように調整された第１の偏光状態と、前記戻り光の偏光状態と前記参照光の偏光状態とが異なるように調整された第２の偏光状態とになされた場合に、前記第１の偏光状態で得られた前記干渉光である第１の干渉光の強度と、前記第２の偏光状態で得られた前記干渉光である第２の干渉光の強度との変化に応じて、前記被検眼の偏光解消性を示す情報を取得する取得手段とを有する。
本発明の眼科撮影装置における他の態様は、光源から出射された光が測定光と参照光とに分岐された後、前記測定光を被検眼に照射して得られる戻り光と前記参照光とを合波して干渉光を得る合波手段と、前記戻り光および前記参照光のうちの少なくともいずれかの光の偏光状態を調整する調整手段と、前記戻り光の偏光状態と前記参照光の偏光状態とが第１の関係にある場合に得られる第１の干渉光の強度と、前記戻り光の偏光状態と前記参照光の偏光状態との一致度合いが前記第１の関係にある場合と異なる第２の関係となるように前記調整手段により調整されている場合に得られる第２の干渉光の強度とを用いて、前記被検眼の偏光解消性に関する情報を取得する取得手段とを有する。
また、本発明は、上述した眼科撮影装置の制御方法を含む。

本発明によれば、簡易な構成及び処理で、被検眼の偏光解消性を示す情報を取得することができる。

本発明の第１の実施形態に係る眼科撮影装置の概略構成の一例を示す図である。 図１に示す偏光調整部の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、サンプル光の偏光状態及び参照光の偏光状態の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図３に示す偏光状態を測定する際の眼科撮影装置の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態を示し、偏光状態を測定（調整）する際の眼科撮影装置の概略構成の一例を示す図である。 図５に示す表示領域に表示されるＰＳＦの一例を示す図である。 図５に示す表示領域に表示されるＰＳＦの一例を示す図である。 図５に示す表示領域に表示されるＰＳＦの一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態を示し、ＰＬ値と干渉強度との関係の一例を示す概念図である。 本発明の第３の実施形態に係る眼科撮影装置の概略構成の一例を示す図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

［装置構成］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る眼科撮影装置１００の概略構成の一例を示す図である。この眼科撮影装置１００は、例えば被検眼Ｅの網膜（眼底Ｅｆ）や前眼部等の画像を撮影する装置である。以下の説明では、被検眼Ｅの眼底Ｅｆを撮影する例について説明を行う。また、以下の説明では、眼科撮影装置１００として、フーリエドメイン方式の光干渉断層法を用いて被検眼Ｅの撮影を行う装置を適用した例について説明を行う。また、図１に示す眼科撮影装置１００を「眼科撮影装置１００−１」とする。

ＯＣＴ光源１０１は、低コヒーレンス光を発生させるための光源である。本実施形態では、例えば、ＯＣＴ光源１０１として、中心波長が１０６０ｎｍ程度、掃引波長幅が１００ｎｍ程度のＳＳ（掃引）光源を用いる。ここで、ＳＳ光源とは、一定の周期で発光波長が変化する光源であり、１００ｎｍ程度の波長幅で１００ｋＨｚから３００ｋＨｚ程度の予め決まった周波数で発光波長が変化する。

ＯＣＴ光源１０１から出射された光は、ファイバー１０２を介して、調光ユニット１９１に導かれる。調光ユニット１９１は、コリメータレンズ１０３、透過率可変の濃度フィルタ（ＮＤフィルタ）１０４、コリメータレンズ１０５により構成される。調光ユニット１９１から出た光は、ファイバー１０６を介して、光分岐部材１０７に導かれる。この光分岐部材１０７は、ＯＣＴ光源１０１から出射された光を測定光と参照光とに分岐する分岐手段である。以下の説明では、眼科撮影装置１００−１から被検眼Ｅに照射された測定光が被検眼Ｅ（具体的には眼底Ｅｒ）で反射して再び眼科撮影装置１００−１に戻る戻り光をサンプル光として説明を行う。光分岐部材１０７としては、例えば、プリズムビームスプリッター、平板のビームスプリッター等を適用することが考えられるが、本実施形態ではファイバーカプラタイプのものを用いるものとする。また、光分岐部材１０７による分岐の比率は、ＯＣＴ光源１０１の出力や被写体である被検眼Ｅへの射出光量等を勘案して適切なものを選択することができる。本実施形態では、光分岐部材１０７による分岐の比率は、サンプル光側（測定光側）を１０％とし、参照光側を９０％とする。

光分岐部材１０７からサンプル光側（測定光側）のファイバー１０８に分岐された光は、サンプル光学系１９２に導かれる。サンプル光学系１９２は、コリメータレンズ１０９、フォーカス調整ユニット１１０、光走査部材１１１、リレーレンズ１１２、分岐ミラー１１３、ミラー１１４、対物レンズ１１５により構成される。光走査部材１１１は、主走査及び副走査を組み合わせて光ビームを被検眼の網膜（眼底Ｅｆ）上に２次元的に走査するために、被検眼瞳位置に略共役に配置されている。この光走査部材１１１は、光軸方向に隣接して配置（タンデム配置）された互いに直交するｘ方向及びｙ方向に光を走査する一対のガルバノミラー等が適用される。このように、光分岐部材１０７を透過した光は、サンプル光学系１９２により被検眼Ｅの眼底Ｅｆに達する。

また、光分岐部材１０７から参照光側のファイバー１１６に分岐された光は、参照光学系１９３に導かれる。参照光学系１９３は、コリメータレンズ１１７、ミラー１１８、光量を調整するＮＤフィルタ１１９、波長により異なる透過率を有する透過率補正フィルタ１２０、光路長を調整するため可動ステージ１２１上に配置されたミラー１２２及び１２３、ミラー１２４、集光レンズ１２５により構成される。集光レンズ１２５の先には、ファイバー１２７が配置され、ファイバー１２７には、偏光調整部１７０が装着されている。この偏光調整部１７０は、参照光学系１９３の参照光の偏光状態を変更可能に調整することが可能に構成されており、サンプル光学系１９２のサンプル光との干渉の強さを制御できるようになっている。

被検眼Ｅで反射した測定光は、サンプル光としてサンプル光学系１９２を介してファイバー１０８に戻り、光分岐部材１０７により９０％の光は、ファイバー１２６に分岐されてファイバーカプラ１２８に入射する。

また、参照光学系１９３からの参照光は、ファイバー１２７を介して、ファイバーカプラ１２８に入射する。ファイバーカプラ１２８は、入射したサンプル光と参照光とを合波して干渉光を得る合波手段である。そして、干渉光は、ファイバーカプラ１２８により干渉位相の反転した５０：５０の光に分岐され、ファイバー１２９及び１３０より、それぞれ、差動検知器１３３の入力端１３１及び１３２に入力され、差動検知器１３３によって電気信号（干渉信号）に変換される。

制御部１４０は、各種の制御や各種の処理を行うものであり、Ａ／Ｄ変換部１４１、メモリ１４２、ＣＰＵ１４３を有して構成されている。Ａ／Ｄ変換部１４１は、差動検知器１３３で得られたアナログの電気信号（干渉信号）をデジタルの電気信号（干渉信号）に変換する。メモリ１４２は、制御部１４０が各種の制御や各種の処理を行う際に必要な各種の情報やデータ、プログラム等を記憶しているとともに、制御部１４０が各種の処理を行うことにより得られた各種の情報やデータを記憶する。例えば、メモリ１４２は、Ａ／Ｄ変換部１４１により得られたデジタルの電気信号（干渉信号）に係るデータが記憶される。ＣＰＵ１４３は、各種の制御や各種の処理を行う。例えば、ＣＰＵ１４３は、メモリ１４２に記憶された電気信号（干渉信号）に係るデータを演算処理し、断層画像データを構成し、表示部１５０の断層画像表示領域１５２に断層画像データに基づく断層画像を表示する制御を行う。

また、分岐ミラー１１３の反射光路上には、ＳＬＯユニット１９４が配置される。ＳＬＯユニット１９４は、ＳＬＯ光源１６０、コリメータレンズ１６１、投影光と戻り光とを分岐する穴あきミラー１６２、フォーカスレンズ１６３、走査部材１６４、リレーレンズ１６５を有して構成されている。ＳＬＯ光源１６０は、例えば７８０ｎｍ程度の近赤外光を出射する光源である。走査部材１６４は、共振ミラー及びガルバノミラーが近接して配置され、眼底Ｅｆを２次元走査可能な走査部材である。また、穴あきミラー１６２の反射光路上には、集光レンズ１６６、共焦点絞り１６７、ＡＰＤ等の受光部１６８が構成される。そして、制御部１４０は、上述した断層画像の場合と同様にして、受光部１６８で得られた電気信号に係るＳＬＯ画像データを構成し、表示部１５０のＳＬＯ画像表示領域１５１にＳＬＯ画像データに基づくＳＬＯ画像を表示する制御を行う。

［撮影方法］
次に、図１に示す眼科撮影装置１００−１を用いて、被検眼Ｅの眼底Ｅｆの網膜の断層画像を撮影する方法を説明する。

被検眼Ｅを眼科撮影装置１００−１の前に配置する。撮影者は、まず、ＳＬＯユニット１９４を用いて被検眼Ｅの眼底Ｅｆを観察し、適正なＷＤ（作動距離）の調整や撮影部位の確認、フォーカス調整を行う。即ち、撮影者が、表示部１５０上のスイッチ１５３を操作すると、ＣＰＵ１４３は、ＳＬＯ撮影モードを開始する。ＳＬＯ撮影モードが開始されると、ＣＰＵ１４３は、ＳＬＯ光源１６０を点灯させる。ＳＬＯ光源１６０から出射されたＳＬＯ光は、ＳＬＯユニット１９４を出て、分岐ミラー１１３により被検眼Ｅの方向に反射され、対物レンズ１１５より被検眼Ｅの眼底Ｅｆに入射する。分岐ミラー１１３は、ＳＬＯ光源１６０の波長である７８０ｎｍ付近は反射し、断層画像撮影に用いる１０００ｎｍ帯の光の大部分は透過する。そして、被検眼Ｅｆで反射されたＳＬＯ光は、逆の光路を辿り、再びＳＬＯユニット１９４に入射し、穴あきミラー１６２の周辺部で反射されて、共焦点絞り１６７を介して受光部１６８で受光され電気信号に変換される。この電気信号は、制御部１４０に送られる。制御部１４０では、Ａ／Ｄ変換部１４１によりデジタル信号に変換され、メモリ１４２に蓄えられるとともにＳＬＯ画像データに変換されて表示部１５０上のＳＬＯ画像表示領域１５１に表示される。

撮影者は、表示部１５０に表示されたＳＬＯ画像を観察しながら、表示エリアの全部の領域で眼底画像が鮮明に見えるように、不図示の操作手段を用いて、対物レンズ１１５と被検眼Ｅとの作動距離、及び、偏心を調整する。さらに、撮影者は、画像のコントラストが鮮明に見えるようにフォーカス調整ボタン１５４を操作してピント調整を行う。フォーカス調整ボタン１５４からの信号は、ＳＬＯユニット１９４のフォーカスレンズ１６３を光軸方向に移動させるとともに、サンプル光学系１９２のフォーカス調整ユニット１１０のレンズも光軸方向に移動させる。これにより、ＳＬＯ光学系とＯＣＴ光学系とは、常に同じ視度に保たれている。

撮影者は、ＳＬＯ画像により対物レンズ１１５と被検眼との作動距離（ワーキングディスタンス）、及び、フォーカスが適正であることを確認した後、スイッチ１５５を操作して、ＯＣＴプレビューモードに遷移する。ＯＣＴプレビューモードに遷移すると、制御部１４０は、ＯＣＴ光源１０１を点灯して波長掃引を開始する。ＯＣＴ光源１０１から出射された光は、調光ユニット１９１内のＮＤフィルタ１０４により適正な光量に調整され、光分岐部材１０７によって、９０％の光は参照光側に、また、１０％の光はサンプル光側に分岐する。サンプル光側に分岐した測定光は、サンプル光学系１９２に入射し、フォーカス調整が終了したフォーカス調整ユニット１１０、光走査部材１１１により走査され、被検眼Ｅの眼底Ｅｒに入射する。被検眼網膜の各層境界面で反射、散乱した光は、元の光路を逆に辿り、ファイバー１０８により光分岐部材１０７に入射する。

また、光分岐部材１０７により参照光側に分岐した参照光は、参照光学系１９３に入射し、参照光量調整用のＮＤフィルタ１１９により適正な光量に調整される。その後、参照光は、透過率補正フィルタ１２０により分光強度分布が補正されてファイバー１２７に集光され、干渉用の５０：５０のファイバーカプラ１２８に入射する。ファイバーカプラ１２８に入射した参照光と戻り光であるサンプル光とは干渉して干渉光となり、位相の反転した光に５０：５０の割合で分岐されて差動検知器１３３に入射し、差分である干渉成分が電気信号（干渉信号）に変換され、制御部１４０に入力される。

この電気信号（干渉信号）は、Ａ／Ｄ変換部１４１でデジタルデータに変換され、メモリ１４２に蓄えられた後、ＣＰＵ１４３によって波数変換やフーリエ変換等の処理が行われて断層画像が生成される。生成された断層画像は、表示部１５０の断層画像表示領域１５２に表示される。撮影者は、この断層画像を観察し、所望の撮影部位が撮像領域内に入るように、再びアライメント調整ボタン１５６を用いて参照光学系１９３の光路長調整を行う。アライメント調整ボタン１５６への入力を検知したＣＰＵ１４３は、可動ステージ１２１を制御してミラー１２２及び１２３を移動し、参照光学系１９３の光路長を調整する。以上の操作により、ＯＣＴ撮影が適正に行われていることを確認した撮影者は、撮影スイッチ１５７を操作する。撮影スイッチ１５７への入力を検知したＣＰＵは、５０枚〜１５０枚の予め決められた枚数の同一部位のＯＣＴ画像を撮影し、それらを重ね合わせた断層画像を断層画像表示領域１５２に表示し、強い干渉状態の撮影を終える。

［偏光調整パドル制御］
次に、偏光の制御について説明する。
図２は、図１に示す偏光調整部１７０の概略構成の一例を示す図である。図２に示すように、偏光調整部１７０は、複数のパドル１７１〜１７３と、この複数のパドル１７１〜１７３のそれぞれに対応して設けられた複数のステッピングモータ１７４〜１７６を有して構成されている。

具体的に、それぞれのパドル１７１〜１７３には、ファイバーが巻きつけてあり、パドルに入るファイバーの直線軸を回転軸に３つのパドルの角度を独立に角度調整可能に構成されている。これらのパドル１７１，１７２，１７３は、それぞれ、ステッピングモータ１７４，１７５，１７６により、角度調整可能に構成されている。それぞれのパドル１７１〜１７３の角度は、−９０°から＋９０°まで調整可能である。ここで０°は紙面垂直方向とする。このパドル１７１〜１７３の角度を調整することにより、それぞれのパドル１７１〜１７３を通過後の偏光状態を調整することができる。例えば、シングルモードファイバーは、曲げることにより複屈折が発生する。したがって、各パドル１７１〜１７３により発生する複屈折量は、巻きつけるパドルの曲率半径及び巻き数により決まり、以下の（１）式で計算することができる。

Φ（Ｗａｖｅｓ）＝πａＮｄ²／λＤ ・・・（１）
ここで、Φは複屈折量（リターダンス）、ａは定数（石英ファイバーでは０.１３３）、Ｎはファイバーの巻き数、ｄはファイバーのクラッド径、λは光の波長、Ｄはパドルの曲率半径である。

パドル１７１により発生する複屈折量がλ／４、パドル１７２により発生する複屈折量がλ／２、パドル１７３により発生する複屈折量がλ／４となるように、パドルの曲率半径Ｄ、ファイバーの巻き数Ｎを設定すると、調整の効率がよい。しかしながら、これは一例であり、３つのパドル１７１〜１７３を動かして任意の偏光状態に設定できればよく、必ずしも上述した複屈折量に設定する必要はないが、本実施形態では、上述した複屈折量が発生するように構成されているものとする。

［偏光調整と干渉強度］
図３は、本発明の第１の実施形態を示し、サンプル光の偏光状態及び参照光の偏光状態の一例を示す図である。

また、図４は、本発明の第１の実施形態を示し、図３に示す偏光状態を測定する際の眼科撮影装置１００の概略構成の一例を示す図である。この図４において、図１に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、また、この図４に示す眼科撮影装置１００を「眼科撮影装置１００−２」とする。

図４に示す偏光測定器４１０は、ファイバーカプラ１２８の出力ファイバーの１つであるファイバー１３０が接続されている。偏光測定器４１０は、入力光の偏光成分であるアジマス角度（θ）、楕円率（η）、右回り偏光または左回り偏光を測定することができる。工具４２０は、偏光測定のための工具であり、レンズ４２１とミラー４２２で構成され、ミラー４２２は、レンズ４２１の略焦点面に配置されている。工具４２０は、対物レンズ１１５に装着されており、光走査部材１１１を制御してミラー４２２への入射角を調整しその角度に固定することにより対物レンズ１１５から射出した光を反射し、再び対物レンズ１１５に戻す。

このような配置において、まず、サンプル光学系１９２のサンプル光の偏光状態を測定する。この際、参照光を遮断するため、参照光学系１９３内のＮＤフィルタ１１９を制御し参照光を遮断する。ＯＣＴ光源１０１から出射した光は、図１を用いて上述した場合と同様の経路を通り、工具４２０のミラー４２２に反射され、往路と同一の光路を逆に辿りファイバーカプラ１２８に戻り、ファイバー１３０を介して、偏光測定器４１０に入射し、偏光状態が測定される。偏光特性は、波長により異なるため波長幅が１ｎｍ〜２ｎｍ程度のバンドパスフィルタを用いて測定波長を制限するとよい。本実施形態では、透過波長が８５０ｎｍで半値幅が２ｎｍのバンドパスフィルタを用いる。

図３（ａ）は、このサンプル光の偏光状態における測定結果の一例を示す図である。この図３（ａ）には、偏光特性を示す、アジマス角度がθ１で表され、楕円率がη＝ａｔａｎ（ｂ１／ａ１）で表され、η＞０ならば右回り偏光であり、η＜０ならば左回り偏光、η＝０ならば直線偏光である。

次に、参照光学系１９３の参照系の偏光状態を測定する。この際、参照光学系１９３の参照光だけを測定するため、光走査部材１１１の角度を制御してサンプル光を光路外に出し、サンプル光学系１９２からの光が無い状態にする。そして、参照光学系１９３内のＮＤフィルタ１１９を光透過位置にセットする。これにより、参照光の偏光特性を測定することができる。

ここでは、この参照光の偏光状態における測定結果が図３（ｂ）に示すものであったとする。即ち、アジマス角度がθ２、楕円率がη＝ａｔａｎ（ｂ２／ａ２）であったとする。この状態では、図３（ａ）に示すンプル光の偏光状態と図３（ｂ）に示す参照光の偏光状態とが合わず干渉信号は弱い。そこで、制御部１４０は、ステッピングモータ１７４〜１７６を制御して、偏光調整部１７０のパドル１７１〜１７３の角度調整し、偏光調整を行う。上述したように、パドル１７１の複屈折量がλ／４に設定されている場合には、パドル１７１の角度を調整することにより、偏光状態を直線偏光（楕円率０°）に調整することが可能である。さらに、パドル１７２の角度をサンプル光のアジマス角度θ１と等しくなるように調整する。さらに、パドル１７３の角度を調整して楕円率がサンプル光と等しくなるように調整する。これにより、図３（ｃ）に示すように、参照光の偏光状態を、図３（ａ）に示すサンプル光の偏光状態に一致させるべく調整可能である。よって、この場合、サンプル光と参照光は、強く干渉して干渉波形をフールエ変換したＰＳＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）も半値幅が狭く高い値を示す。そして、ＣＰＵ１４３は、このように調整したパドル１７１，１７２，１７３のそれぞれの角度（θａ１，θｂ１，θｃ１）に対応したステッピングモータ１７４，１７５，１７６の駆動値（Ｓｔｍａｘ１，Ｓｔｍａｘ２，Ｓｔｍａｘ３）をメモリ１４２に記憶する。

次に、非干渉状態になるパドル１７１〜１７３の角度を設定する。図３（ａ）に示すサンプル光の偏光状態に対して最も強く干渉する参照光の偏光状態は、図３（ａ）と同じ図３（ｃ）の偏光状態である。即ち、アジマス角度θ１＝θ３、且つ、楕円率η＝ａｔａｎ（ｂ１／ａ１）＝ａｔａｎ（ｂ３／ａ３）である。これに対して、図３（ａ）に示すサンプル光の偏光状態に対して最も弱く干渉する参照光の偏光状態は、図３（ａ）と逆の偏光状態（ポアンカレ球上で間裏の状態）を示す図３（ｄ）の偏光状態である。即ち、楕円率ηが等しく、アジマス角度が９０°異なる状態である（楕円率η＝ａｔａｎ（ｂ４／ａ４）＝−ａｔａｎ（ｂ１／ａ１），θ４＝θ１−９０°）。そして、ＣＰＵ１４３は、参照光学の偏光状態が図３（ｄ）と等しくなるように調整したパドル１７１，１７２，１７３のそれぞれの角度（θａ２，θｂ２，θｃ２）を求め、また、これに対応するステッピングモータ１７４，１７５，１７６の駆動値（Ｓｔｍｉｎ１，Ｓｔｍｉｎ２，Ｓｔｍｉｎ３）をメモリ１４２に記録する。そしてこのように調整値が得られたら、偏光測定器４１０及び工具４２０を取り外し、ファイバー１２９及び１３０を差動検知器１３３に接続する。

［偏光解消性を示す情報の取得］
まず、制御部１４０は、干渉状態のパドル角度（θａ１，θｂ１，θｃ１）で被検眼Ｅ（具体的には、眼底Ｅｆ）の通常のＯＣＴ撮影を行い、断層画像データ（ＯＣＴ画像データ）を生成する。ここでのＯＣＴ撮影は、制御部１４０が、サンプル光の偏光状態と参照光の偏光状態とが一致するように偏光調整部１７０を制御する第１の偏光状態の場合の撮影であり、この撮影で得られたＯＣＴ画像データは、第１の画像データ（以下、「第２のＯＣＴ画像データ」と称する）に相当する。

次に、制御部１４０は、ステッピングモータ１７４，１７５，１７６をメモリ１４２に記憶した値（Ｓｔｍｉｎ１，Ｓｔｍｉｎ２，Ｓｔｍｉｎ３）で駆動し、非干渉状態のパドル角度（θａ２，θｂ２，θｃ２）でＯＣＴ撮影を行い、ＯＣＴ画像データを生成する。ここでのＯＣＴ撮影は、制御部１４０が、サンプル光の偏光状態と参照光の偏光状態とが異なるように偏光調整部１７０を制御する第２の偏光状態の場合の撮影であり、この撮影で得られたＯＣＴ画像データは、第２の画像データ（以下、「第２のＯＣＴ画像データ」と称する）に相当する。

なお、上述した第１の偏光状態とは、戻り光の偏光状態と参照光の偏光状態とが第１の関係にある場合のことを意味する。また、上述した第２の偏光状態とは、戻り光の偏光状態と参照光の偏光状態との一致度合いが前記第１の関係にある場合と異なる第２の関係にある場合にことを意味する。第１の関係においては、戻り光の偏光状態と参照光の偏光状態とが一致するように調整されているのが好ましいが、２つの関係を用いて、被検眼Ｅの偏光解消性に関する情報が取得できるのであれば必ずしも完全に一致している必要はない。また、第１の関係に比べて、第２の関係においては、例えば、戻り光の偏光状態と参照光の偏光状態との一致度合いが低くなるように調整手段である偏光調整部１７０により調整される。

ここで、本実施形態では、上述した第１の偏光状態の撮影と第２の偏光状態の撮影により、偏光が保存される対象物からの信号では干渉しないＯＣＴ画像の撮影（以下、「偏光解消ＯＣＴ撮影」と称する）が行われる。

例えば、ＣＰＵ１４３は、上述した第１の偏光状態で得られた干渉光である第１の干渉光の強度と、第２の偏光状態で得られた干渉光である第２の干渉光の強度との変化に応じて、被検眼の偏光解消性を示す情報を取得する処理を行う。具体的に、ＣＰＵ１４３は、干渉光の強度に基づく画素値で示された、上述した第１のＯＣＴ画像データと上述した第２のＯＣＴ画像データとを用いて、偏光解消性を示す情報として偏光解消性を示す画像（第３の画像データ）を取得する。より詳細に、本実施形態においては、ＣＰＵ１４３は、第１のＯＣＴ画像データをＩ＿ｍａｘ（ｘ，ｚ）とし、第２のＯＣＴ画像データをＩ＿ｍｉｎ（ｘ，ｚ）とすると、偏光解消性を示す画像データＩ＿ｎｐ（ｘ，ｚ）を、以下の（２）式に示す差分処理を行うことにより取得する。
Ｉ＿ｎｐ（ｘ，ｚ）＝（Ｉ＿ｍａｘ（ｘ，ｚ）−Ｉ＿ｍｉｎ（ｘ，ｚ））
・・・（２）

（２）式において、ｘは主走査方向の座標を示し、ｚは被検眼Ｅの深さ方向の座標を示している。

干渉状態のパドル角度の組合せで撮影する場合には、入射光に対して反射散乱光の偏光が保存されている層からの干渉信号は強くなり、また、入射光に対して反射散乱光の偏光の変化が大きい層からの干渉信号は弱くなる。これに対して、偏光解消ＯＣＴ撮影の場合、偏光の保存されている部位からの干渉信号は弱く、逆に、偏光の変化が大きい部位からの干渉が強くなる。即ち、この偏光解消ＯＣＴ撮影の場合には、例えば、被検眼Ｅの神経線維層や篩状板、網膜色素上皮、または線維化の進んだ組織等の偏光解消部位を強調した断層画像を得ることができる。

そして、偏光解消ＯＣＴ撮影により得られた偏光解消性を示す画像データを利用することにより、偏光解消部位の診断が容易になる。さらに、第１のＯＣＴ画像データと第２のＯＣＴ画像データの双方を用いることにより、層分離（セグメンテーション）の精度を向上させることができる。即ち、偏光保存層と偏光解消層との層境界は、偏光解消性を示す画像データに明瞭に表れるため、層境界の情報を偏光解消性を示す画像データから求め、その他の層境界を通常のＯＣＴ画像データ（例えば、第１のＯＣＴ画像データ）から求めることにより、セグメンテーションの精度を向上することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態に係る眼科撮影装置１００の概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る眼科撮影装置１００（眼科撮影装置１００−１）と同様である。以下の第２の実施形態の説明では、第１の実施形態と異なる部分について説明を行う。

［ＰＳＦを用いた偏光調整］
第１の実施形態においては、偏光測定器４１０を用いて干渉状態のパドル角度の組合せと、非干渉状態のパドル角度の組み合わせを用いて、偏光調整を行う例を説明した。第２の実施形態では、サンプル光学系１９２に配置した工具４２０からの戻り光であるサンプル光と、参照光学系１９３の参照光との干渉信号をフーリエ変換したＰＳＦを用いて、パドル角度の偏光調整を行う例を説明する。

図５は、本発明の第２の実施形態を示し、偏光状態を測定（調整）する際の眼科撮影装置１００の概略構成の一例を示す図である。この図５において、図４に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、また、この図５に示す眼科撮影装置１００を「眼科撮影装置１００−３」とする。

眼科撮影装置１００−３において、パドル調整モードで立ち上げると、表示部１５０の表示領域５１１には、干渉信号が表示され、表示領域５１２には、この干渉信号をフーリエ変換したＰＳＦが表示される。このとき、光走査部材１１１は、工具４２０のミラー４２２から光が効率よく戻る状態で静止しており、ＮＤフィルタ１１９は、光透過状態であり、例えば、Ｃ−ｇａｔｅの位置は、参照光学系１９３とサンプル光学系１９２の光路長差が数十μｍになるように配置され、低周波の干渉縞が生じるように配置される。

図６は、図５に示す表示領域５１２に表示されるＰＳＦの一例を示す図である。
図６において、破線６０１は、分光強度分布から計算された理想的な干渉波形のＰＳＦを示し、実線６０２は、実際の干渉波形から計算したＰＳＦを示す。そして、ここでは、この破線６０１の高さに対する実線６０２の高さの比をＰＬ値とする。このＰＬ値は、サンプル光の偏光状態と参照光の偏光状態との一致度合いを示す一致度合値に相当するものである。また、このＰＬ値は、例えばＣＰＵ１４３で算出される。差動検知器１３３を用いた場合、この分光強度分布に関する信号は差動により失われるため、差動する前のモニタ信号５２１及び５２２を用いることにより得られる。

ここで、サンプル光学系１９２のサンプル光の偏光状態と参照光学系１９３の参照光の偏光状態とが完全に一致している場合には、理想的な干渉波形が得られるため、ＰＬ値は１．０となる。一方、パドルの角度を調整して、参照光の偏光状態を変化させると干渉強度は、図７に示す破線７０２のように低下し、ＰＬ値の低い状態になる。さらに、参照光の偏光状態の調整を行うことにより、図８に示す８０２のように、ＰＬ値を０．１以下に調整することができる。但し、実際には、ＯＣＴに用いる光の波長幅は広く、波長により偏光特性が異なるため、全ての波長帯域で偏光が完全に一致している状態（ＰＬ値＝１）、全ての波長帯域で偏光が完全に直交している状態（ＰＬ値＝０）を作り出すことは困難である。そこで、ＰＬ値が最も高いパドル角度の組合せとその時のＰＬ値であるＰＬ１とを示す（θａ１，θｂ１，θｃ１、ＰＬ１）と、ＰＬ値が最も低い時のパドル角度の組合せとその時のＰＬ値であるＰＬ２とを示す（θａ２，θｂ２，θｃ２、ＰＬ２）をメモリ１４２に記憶し、そのパドル角度でＯＣＴ撮影をしても同様の効果が得られる。

図９は、本発明の第２の実施形態を示し、ＰＬ値と干渉強度との関係の一例を示す概念図である。被写体からの反射、散乱光の強度が等しいと仮定すると、偏光を完全に保存する被写体（偏光解消度０．０）からの信号は、ＰＬ値が０の場合には干渉強度は０になり、ＰＬ値が１の場合には最も干渉強度が強くなる。被写体の偏光解消度が１．０、即ち、入射偏光に対して、反射・散乱光の偏光成分が完全に均一な場合には、ＰＬ値が変わっても干渉強度は変わらない。偏光解消度が０．５の場合には、干渉強度はその間である。即ち、図９に示すように、ＰＬ値を横軸にとり、干渉強度を縦軸にとると、そのグラフの傾きが偏光解消度に対応する。したがって、必ずしもＰＬ値＝１．０、または、ＰＬ値＝０に調整する必要はなく、パドル角度とともにＰＬ値をメモリ１４２に記憶しておくことにより偏光解消情報を求めることができる。

［偏光解消性を示す情報の取得］
まず、制御部１４０は、第１の実施形態と同様に、干渉状態のパドル角度（θａ１，θｂ１，θｃ１）で被検眼Ｅ（具体的には、眼底Ｅｆ）の通常のＯＣＴ撮影を行い、断層画像データ（ＯＣＴ画像データ）を生成する。ここでのＯＣＴ撮影は、制御部１４０が、サンプル光の偏光状態と参照光の偏光状態とが一致するように偏光調整部１７０を制御する第１の偏光状態の場合の撮影であり、この撮影で得られたＯＣＴ画像データは、第１の画像データ（第２のＯＣＴ画像データ）に相当する。

次に、制御部１４０は、ステッピングモータ１７４，１７５，１７６をメモリ１４２に記憶した値（Ｓｔｍｉｎ１，Ｓｔｍｉｎ２，Ｓｔｍｉｎ３）で駆動し、非干渉状態のパドル角度（θａ２，θｂ２，θｃ２）でＯＣＴ撮影を行い、ＯＣＴ画像データを生成する。ここでのＯＣＴ撮影は、制御部１４０が、サンプル光の偏光状態と参照光の偏光状態とが異なるように偏光調整部１７０を制御する第２の偏光状態の場合の撮影であり、この撮影で得られたＯＣＴ画像データは、第２の画像データ（第２のＯＣＴ画像データ）に相当する。

被写体の反射層が、入射光に対して反射散乱光の偏光が保存されている場合には、干渉状態のパドル角度（θａ１，θｂ１，θｃ１）で撮影すると、強い干渉信号が得られ、入射光に対して反射散乱光の偏光の変化が大きい層からの干渉信号は弱くなる。これに対し、非干渉状態のパドル角度（θａ２，θｂ２，θｃ２）で撮影した場合には、偏光の保存されている部位からの光と参照光の干渉は弱く、逆に偏光の変化が大きい部位からの反射散乱光と、参照光の干渉は強くなる。

そこで、ＣＰＵ１４３は、（２）式と同様に、第１のＯＣＴ画像データをＩ＿ｍａｘ（ｘ，ｚ）とし、第２のＯＣＴ画像データをＩ＿ｍｉｎ（ｘ，ｚ）とし、さらに、上述した２つのＰＬ値であるＰＬ１とＰＬ２を用いて、偏光解消性を示す画像データＩ＿ｎｐ（ｘ，ｚ）を、以下の（３）式に示す処理を行うことにより取得する。
Ｉ＿ｎｐ（ｘ，ｚ）＝（Ｉ＿ｍａｘ（ｘ，ｚ）−Ｉ＿ｍｉｎ（ｘ，ｚ））
／（ＰＬ１−ＰＬ２） ・・・（３）

即ち、（３）式では、第１の差分値である（Ｉ＿ｍａｘ（ｘ，ｚ）−Ｉ＿ｍｉｎ（ｘ，ｚ））と、第２の差分値である（ＰＬ１−ＰＬ２）を用いて、偏光解消性を示す画像データＩ＿ｎｐ（ｘ，ｚ）を取得するものである。なお、偏光解消性を示す画像データＩ＿ｎｐ（ｘ，ｚ）は、上述したように図９のグラフの傾きを示すが、特に機種間のバラつきにこだわらなければ、第１の実施形態で説明した（２）式を用いて、偏光解消性を示す画像データＩ＿ｎｐ（ｘ，ｚ）を取得することも可能である。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

上述した第１及び第２の実施形態では、干渉光の偏光状態を調整する調整手段としてパドル型の偏光調整部１７０を用いた例を示したが、本発明のおいては、これに限定されるものではない。例えば、調整手段としてインライン型の偏光調整部を用いてもよいし、他の調整手段を用いてもよい。この第３の実施形態では、第１及び第２の実施形態におけるパドル型の偏光調整部１７０とは異なる調整手段を用いる場合について説明する。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係る眼科撮影装置１００の概略構成の一例を示す図である。この図１０において、図１に示す第１の実施形態に係る眼科撮影装置１００−１と同様の構成については同じ符号を付し、また、図１０に示す眼科撮影装置１００を「眼科撮影装置１００−４」とする。

図１０に示す眼科撮影装置１００−４では、図１に示す偏光調整部１７０に換えて、参照光学系１９３に、１／４λ波長板１０１１、１／２波長板１０１２、１／４波長板１０１３を含む偏光調整部１０１０を構成する。この１／４λ波長板１０１１、１／２波長板１０１２、１／４波長板１０１３は、参照光学系１９３に、光軸を回転軸に回転調整可能に配置され、この回転角度を制御部１４０によって調整することにより、上述した第１及び第２の実施形態における偏光調整パドルを含む偏光調整部１７０と同様な偏光調整を行うことができる。

（その他の実施形態）
上述した本発明の各実施形態においては、偏光調整部１７０（或いは偏光調整部１０１０）を参照光学系１９３に配置し、参照光学の偏光状態を調整する形態について説明を行ったが、本発明のおいてはこの形態に限定されるものではない。例えば、偏光調整部１７０（或いは偏光調整部１０１０）をサンプル光学系１９２に配置し、サンプル光の偏光状態を調整する形態も、本発明に含まれる。さらに、偏光調整部１７０（或いは偏光調整部１０１０）を参照光学系１９３及びサンプル光学系１９２の両方に配置し、参照光学の偏光状態及びサンプル光の偏光状態を調整する形態も、本発明に含まれる。

また、上述した本発明の各実施形態においては、干渉状態（第１の偏光状態）と非干渉状態（第２の偏光状態）の２つのパターンで撮影を行ったが、ＰＬ値に対応した偏光調節状態のパドル角度（波長板回転角度）。または、それに対応したアクチュエータの値を記憶し、任意のＰＬ値の状態で断層画像を撮影可能にすることにより、偏光保存部位と偏光解消部位のコントラストを調整できるようにした形態も、本発明に含まれる。この形態によれば、さらに使い勝手を向上させることができる。

また、上述した本発明の各実施形態においては、２次元の偏光解消性を示す画像データを取得する例について説明したが、本発明においてはこれに限定されるものではない。例えば、光走査部材１１１を用いて眼底Ｅｆの２次元走査を行って、第１の３次元画像データＩｎｔ＿ｍａｘ（ｘ，ｙ，ｚ）、及び、第２の３次元画像データＩｎｔ＿ｍｉｎ（ｘ，ｙ，ｚ）を取得し、これをもとに、３次元の偏光解消性を示す画像データＩｎｔ＿ｎｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を、以下の（４）式により取得するようにしてもよい。
Ｉｎｔ＿ｎｐ（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｉｎｔ＿ｍａｘ（ｘ，ｙ，ｚ）−Ｉｎｔ＿ｍｉｎ（ｘ，ｙ，ｚ））／（ＰＬ１−ＰＬ２） ・・・（４）

この３次元の偏光解消性を示す画像データを取得することにより、偏光解消度合いを示す３Ｄボリュームデータを作成することができる。既知の方法と同様、任意の範囲をｚ方向に加算することにより正面画像を作成することもできる。

１００：眼科撮影装置、１０１：ＯＣＴ光源、１０７：光分岐部材、１２８：ファイバーカプラ、１４０：制御部、１４３：ＣＰＵ、１７０：偏光調整部、１９２：サンプル光学系、１９３：参照光学系、Ｅ：被検眼、Ｒｆ：眼底

Claims (7)

1. 光源から出射された光が測定光と参照光とに分岐された後、前記測定光を被検眼に照射して得られる戻り光と前記参照光とを合波して干渉光を得る合波手段と、
   前記戻り光および前記参照光のうちの少なくともいずれかの光の偏光状態を調整する調整手段と、
   前記調整手段によって、前記戻り光の偏光状態と前記参照光の偏光状態とが一致するように調整された第１の偏光状態と、前記戻り光の偏光状態と前記参照光の偏光状態とが異なるように調整された第２の偏光状態とになされた場合に、前記第１の偏光状態で得られた前記干渉光である第１の干渉光の強度と、前記第２の偏光状態で得られた前記干渉光である第２の干渉光の強度との変化に応じて、前記被検眼の偏光解消性を示す情報を取得する取得手段と
   を有することを特徴とする眼科撮影装置。
2. 光源から出射された光が測定光と参照光とに分岐された後、前記測定光を被検眼に照射して得られる戻り光と前記参照光とを合波して干渉光を得る合波手段と、
   前記戻り光および前記参照光のうちの少なくともいずれかの光の偏光状態を調整する調整手段と、
   前記戻り光の偏光状態と前記参照光の偏光状態とが第１の関係にある場合に得られる第１の干渉光の強度と、前記戻り光の偏光状態と前記参照光の偏光状態との一致度合いが前記第１の関係にある場合と異なる第２の関係となるように前記調整手段により調整されている場合に得られる第２の干渉光の強度とを用いて、前記被検眼の偏光解消性に関する情報を取得する取得手段と
   を有することを特徴とする眼科撮影装置。
3. 前記第１の干渉光の強度に基づく前記被検眼の第１の画像データを生成するとともに、前記第２の干渉光の強度に基づく前記被検眼の第２の画像データを生成する生成手段を更に有し、
   前記取得手段は、前記第１の画像データと前記第２の画像データとを用いて、前記偏光解消性を示す情報として第３の画像データを取得することを特徴とする請求項１または２に記載の眼科撮影装置。
4. 前記取得手段は、前記第１の画像データと前記第２の画像データとを差分処理して、前記第３の画像データを取得することを特徴とする請求項３に記載の眼科撮影装置。
5. 前記戻り光の偏光状態と前記参照光の偏光状態との一致度合いを示す一致度合値を算出する算出手段を更に有し、
   前記取得手段は、前記第１の画像データおよび前記第２の画像データと、前記第１の干渉光の強度が得られる場合の前記一致度合値である第１の一致度合値および前記第２の干渉光の強度が得られる場合の前記一致度合値である第２の一致度合値とを用いて、前記第３の画像データを取得することを特徴とする請求項３または４に記載の眼科撮影装置。
6. 前記取得手段は、前記第１の画像データと前記第２の画像データとを差分処理して得た第１の差分値と、前記第１の一致度合値と前記第２の一致度合値とを差分処理して得た第２の差分値とを用いて、前記第３の画像データを取得することを特徴とする請求項５に記載の眼科撮影装置。
7. 光源から出射された光が測定光と参照光とに分岐された後、前記測定光を被検眼に照射して得られる戻り光と前記参照光とを合波して干渉光を得る合波手段を備える眼科撮影装置の制御方法であって、
   前記戻り光および前記参照光のうちの少なくともいずれかの光の偏光状態を調整する調整ステップと、
   前記調整ステップによって、前記戻り光の偏光状態と前記参照光の偏光状態とが一致するように調整された第１の偏光状態と、前記戻り光の偏光状態と前記参照光の偏光状態とが異なるように調整された第２の偏光状態とになされた場合に、前記第１の偏光状態で得られた前記干渉光である第１の干渉光の強度と、前記第２の偏光状態で得られた前記干渉光である第２の干渉光の強度との変化に応じて、前記被検眼の偏光解消性を示す情報を取得する取得ステップと
   を有することを特徴とする眼科撮影装置の制御方法。