JP5511323B2 - 補償光学装置、補償光学方法、撮像装置、撮像方法 - Google Patents

Description

本発明は、補償光学装置、補償光学方法、撮像装置、撮像方法に関し、特に被検眼の収差を測定して補正する機能を有する補償光学装置に関する。

近年、眼科用の撮像装置として、眼底に２次元的にレーザ光を照射してその反射光を受光する、ＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：走査レーザー検眼鏡）や、低コヒーレンス光の干渉を利用したイメージング装置が開発されている。
この低コヒーレンス光の干渉を利用したイメージング装置は、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：光干渉断層装置あるいは光干渉断層法）と呼ばれ、特に、眼底あるいはその近傍の断層像を得る目的で用いられている。
ＯＣＴの種類としては、ＴＤ−ＯＣＴ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ：タイムドメイン法）や、ＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ：スペクトラルドメイン法）等を含め、種々のものが開発されてきている。

特に、このような眼科用の撮像装置は、近年において、照射レーザの高ＮＡ化等によってさらなる高解像度化が進められている。
しかしながら、眼底を撮像する場合には、角膜や水晶体等の眼の光学組織を通して撮像をしなければならない。
高解像度化が進むに連れて、これら角膜や水晶体の収差の影響が撮像画像の画質に大きく影響するようになってきた。
そこで、眼の収差を測定し、その収差を補正する補償光学系であるＡＯ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃｓ）を光学系に組み込んだ、ＡＯ−ＳＬＯやＡＯ−ＯＣＴの研究が進められている。
例えば、非特許文献１に、ＡＯ−ＯＣＴの例が示されている。これらＡＯ−ＳＬＯやＡＯ−ＯＣＴは、一般的にはシャックハルトマン波面センサー方式によって眼の波面を測定する。
シャックハルトマン波面センサー方式とは、眼に測定光を入射し、その反射光をマイクロレンズアレイを通してＣＣＤカメラに受光することによって波面を測定するものである。
測定した波面を補正するように可変形状ミラーや、空間位相変調器を駆動し、それらを通して眼底の撮像を行うことにより、ＡＯ−ＳＬＯやＡＯ−ＯＣＴは高分解能な撮像が可能となる。

Ｙ．Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ，Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．１０，１５Ｍａｙ２００６

上記した従来例の補償光学系を備えた画像取得装置においては、収差を補正するために眼の収差を測定し、その情報を元に収差を補正するという処理を繰り返し行い、フィードバック制御が行われる。
フィードバック制御を行うのは、補正デバイスに対する指示値と実際の補正量との間に誤差が生じることや、眼は涙液や屈折調節の状態によって収差が変動することに対応するためである。
収差の補正の制御を行う場合も一般的なフィードバック制御と同じであり、処理開始から適正な収差の補正状態に達するまでには一定の時間が必要となる。
特に、収差補正をするために用いられる波面センサーや波面補正デバイスの応答速度が遅いために、適切な補正状態になるまでに数秒〜数十秒かかってしまうこととなる。
また、ＯＣＴのような眼底を撮像する光断層画像撮像装置においては、眼の撮像を開始してから完了するまでに比較的長い時間かかってしまうため、撮像中に眼が一時的に横方向や縦方向に動くことが多い。
眼が動いた場合には所望の撮像位置ではないために、撮像しても無意味であることから、眼が元の位置に戻ってから撮像を再開することとなる。
一方で、眼が動くことによって測定光が通過する光路が変わってしまい、測定する収差も大きく変化する。
上記フィードバック制御による収差の補正は、変化した収差を補正するように制御を行うために、本来の補正状態から大きく異なる状態に変化してしまう。
そのため、従来のものにおいては、次に眼が所望の位置に戻った場合に、適正な補正状態に達するまでにさらに時間がかかってしまい、直ちに眼底画像の取得ができないという課題を有していた。

本発明は、上記課題に鑑み、撮像対象である被検査物の位置が変化した際に、適正な収差の補正量となるまでに必要とされるフィードバック制御による時間を低減させ、撮像することが可能となる補償光学装置、補償光学方法、撮像装置、撮像方法の提供を目的とする。

本発明は、つぎのように構成した補償光学装置、補償光学方法、撮像装置、撮像方法を提供するものである。



本発明の補償光学装置は、被検眼からの戻り光に基づいて、該被検眼により生じる収差を測定する収差測定手段と、
前記収差測定手段により測定した収差に応じて、前記被検眼により生じる収差を補正する収差補正手段と、
前記被検眼が所定の範囲外に移動した場合に、前記収差補正手段における補正特性を維持する制御手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の補償光学方法は、被検眼からの戻り光に基づいて、該被検眼により生じる収差を測定する工程と、
前記測定した収差に応じて、収差補正手段を用いて前記被検眼により生じる収差を補正する工程と、
前記被検眼が所定の範囲外に移動した場合に、前記収差補正手段における補正特性を維持する工程と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、測定光を照射した測定対象からの戻り光の収差を測定する収差測定手段と、
前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記測定光と前記戻り光とのうち少なくとも１つの収差を補正する収差補正手段と、
前記収差測定手段により測定した収差量が所定値以下である場合に、前記収差補正手段により前記収差を補正しながら前記測定対象の撮像を開始する手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像方法は、上記した補償光学方法を含む撮像方法であって、
照射した光による前記被検眼からの戻り光に基づいて該測定対象の画像を取得する工程を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像方法は、測定光を照射した測定対象からの戻り光の収差を測定する工程と、
前記測定した収差に応じて、前記測定光と前記戻り光とのうち少なくとも１つの収差を補正する工程と、
前記測定した収差量が所定値以下である場合に、前記収差を補正しながら前記測定対象の撮像を開始する工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、撮像対象である被検査物の位置が変化した際に、適正な収差の補正量となるまでに必要とされるフィードバック制御による時間を低減させ、撮像することが可能となる補償光学装置、補償光学方法、撮像装置、撮像方法を実現することができる。

本発明の実施例１における補償光学系を備えたＳＬＯによる光画像撮像装置の構成例を説明するための模式図。 本発明の実施例２における補償光学系を備えたＯＣＴによる光画像撮像装置の構成例を説明するための模式図。 本発明の実施例１における波面補正デバイスおよび波面センサーについて説明するための模式図。（ａ）は可変形状ミラーを説明するための模式図。（ｂ）は反射型液晶光変調器の模式図を示す。（ｃ−１）、（ｃ−２）はシャックハルトマンセンサーの構成を示す模式図。（ｄ）は波面を測定する光線がＣＣＤセンサー上に集光された状態を示す模式図。（ｅ−１）、（ｅ−２）は球面収差を持つ波面を測定した際の模式図。 本発明の実施例１における補償光学系による収差の補正機能について説明する図。 本発明の実施例１における制御ステップの一例を示すフローチャート。 本発明の実施例１における制御ステップの一例を示すフローチャート。 本発明の実施例３における補償光学系を備えたＳＬＯによる光画像撮像装置の構成例を説明するための模式図。

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。但し、本発明は以下の実施例の構成によって何ら限定されるものではない。

［実施例１］
実施例１として、図１を用いて本発明を適用した補償光学装置（補償光学系と記す。）を備えたＳＬＯによる被検査物の光画像を撮像する撮像装置および補償光学方法の構成例について説明する。
本実施例は、補償光学系を備えたＳＬＯによる光画像撮像装置によって、測定対象である被検査物を眼とし、眼底を撮像するようにした一例について説明するが、接眼部分の構成はＯＣＴ（光干渉断層装置）においても同様である。
図１において、１０１は光源であり、本実施例では波長８４０ｎｍのＳＬＤ光源を用いた。
光源１０１の波長は特に制限されるものではないが、特に眼底撮像用としては被験者の眩しさの軽減と分解能維持のために、８００〜１５００ｎｍ程度が好適に用いられる。
ここではＳＬＤ光源を用いたが、これ以外にレーザ等を用いるようにしてもよい。
但し、レーザを用いた場合にはスペックルノイズ軽減のために、長距離の光ファイバーを通過させる等の干渉性を低下させる構成を追加することが多い。
本実施例では眼底撮像と波面測定のための光源を共用しているが、それぞれを別光源とし
、途中で合波する構成も可能である。

光源１０１から照射された光は、単一モード光ファイバー１０２を通って、コリメータ１０３により、平行光線として照射される。
照射された測定光１０５は光分割手段であるビームスプリッタ１０４を透過し、補償光学系に導光される。
この補償光学系は、光分割手段であるビームスプリッタ１０６、波面センサー（収差測定手段）１１５、波面補正デバイス（収差補正手段）１０８および、それらに導光するための反射ミラー１０７−１〜４から構成される。
ここで、反射ミラー１０７は、少なくとも眼の瞳と波面センサー１１５、波面補正デバイス１０８とが光学的に共役関係になるように設置されている。

本実施例では、波面補正デバイス１０８として可変形状ミラーを用いた。
可変形状ミラーとは、局所的に光の反射方向を変えることができるものであり、様々な方式のものが実用化されている。
例えば、波面補正デバイス１０８として、図３（ａ）に示すようなデバイスを用いることができる。
図３（ａ）に示されるように、入射光を反射する変形可能な膜状のミラー面１２７と、ベース部１２６と、これらに挟まれて配置されたアクチュエータ１２８から構成されている。
アクチュエータ１２８の動作原理としては、静電力や磁気力、圧電効果を利用したものがあり、動作原理によってアクチュエータ１２８の構成は異なる。
アクチュエータ１２８はベース部１２６上に二次元的に複数配列されていて、それらを選択的に駆動することにより、ミラー面１２７を自在に変形できるようになっている。

波面補正デバイス１０８の他の構成例としては、図３（ｂ）に示すような液晶素子を用いた空間位相変調器（反射型液晶光変調器）がある。
この空間位相変調器は、ベース部１２９とカバー１３０に挟まれた空間に液晶分子１３２が封入されている構造となっている。
ベース部１２９には複数の画素電極１３１を有し、カバー１３０には不図示の透明な対向電極を有している。
電極間に電圧を印加していない場合には、液晶分子は１３２−１のような配向をしており、電圧を印加すると１３２−２のような配向状態に遷移し、入射光に対する屈折率が変化する。
各画素電極の電圧を制御して各画素の屈折率を変化させることにより、空間的な位相変調が可能となる。
例えば、入射光１３３が素子に入射した場合、液晶分子１３２−２を通過する光は液晶分子１３２−１を通過する光よりも位相が遅れ、結果として図中１３４で示すよう波面を形成する。
但し、液晶素子は偏光特性を有するため、入射光の偏光を調整するための偏光板等を具備することが多い。

補償光学系を通過した光は、走査光学系１０９によって、１次元もしくは２次元に走査される。
本実施例では走査光学系１０９に主走査用（眼底水平方向）と副走査用（眼底垂直方向）として２つのガルバノスキャナーを用いた。より高速な撮像のために、走査光学系１０９の主走査側に共振スキャナーを用いることもある。
構成によっては、走査光学系１０９内の各スキャナーを光学的な共役状態にするために、各スキャナーの間にミラーやレンズといった光学系を用いる場合もある。
走査光学系１０９で走査された測定光は、接眼レンズ１１０−１および１１０−２を通して眼１１１に照射される。
眼１１１に照射された測定光は眼底で反射もしくは散乱される。
接眼レンズ１１０−１および１１０−２の位置を調整することによって、眼１１１の視度にあわせて最適な照射を行うことが可能となる。
ここでは、接眼部にレンズを用いたが、球面ミラー等で構成しても良い。

眼１１１の網膜から反射散乱された光は、入射した時と同様の経路を逆向きに進行し、ビームスプリッタ１０６によって一部は波面センサー１１５に反射され、光線の波面を測定するために用いられる。

本実施例では波面センサー１１５として、図３（ｃ−１）、（ｃ−２）に示すようなシャックハルトマンセンサーを用いた。
図３（ｃ−１）において、１３５が波面を測定する光線であり、マイクロレンズアレイ１３６を通して、ＣＣＤセンサー１３７上の焦点面１３８に集光される。図３（ｃ−２）は、図３（ｃ−１）のＡ−Ａ’で示す位置の断面を示す図であり、マイクロレンズアレイ１３６が、複数のマイクロレンズ１３９から構成されている様子を示したものである。
光線１３５は各マイクロレンズアレイ１３６を通してＣＣＤセンサー１３７上に集光されるため、光線１３５はマイクロレンズ１３９の個数分のスポットに分割されて集光される。
図３（ｄ）に、波面を測定する光線がＣＣＤセンサー１３７上に集光された状態を示す。各マイクロレンズを通過した光線はスポット１４０に集光される。

そして、この各スポット１４０の位置から、入射した光線の波面を計算する。例えば、図３（ｅ−１）、（ｅ−２）に球面収差を持つ波面を測定した際の模式図を示す。
光線１３５は１４１で示すような波面で形成されている。光線１３５はマイクロレンズアレイ１３６によって、波面の局所的な垂線方向の位置に集光される。
この場合のＣＣＤセンサー１３７の集光状態を図３（ｅ−２）に示す。
光線１３５が球面収差を持つため、スポット１４０は中央部に偏った状態で集光される。この位置を計算することによって、光線１３５の波面が分かる。
ビームスプリッタ１０６を透過した反射散乱光はビームスプリッタ１０４によって一部が反射され、コリメータ１１２、光ファイバー１１３を通して光強度センサー１１４に導光される。光強度センサー１１４で光は電気信号に変換され、画像処理手段１２５によって眼底画像として画像に構成される。

また、実施例１は、取得した画像の時間変化を検出することによって、被検査物の位置の変化を検知する位置変化検知手段として、眼の動きを検知する眼球運動検知部１４８を具備する。
なお、眼球運動検知部１４８はこのような構成に限られるものではなく、例えば眼の位置の変化を直接検知するように構成してもよい。
眼球運動検知部１４８は、眼で発生する収差を補正するため波面補正デバイス１０８をフィードバック制御する制御手段である補償光学制御機１１６に接続されている。
そして、補償光学制御機１１６は眼球運動検知部１４８の検知結果（測定結果）である眼球運動の情報に基づいて、波面補正デバイス１０８のフィードバック制御の中断を決定する。
眼の動きを検知する別の構成としては、角膜に光を当てて視線を検知する方法や、干渉計を用いて眼の特定位置を測定することにより動きを検知する方法等を利用した眼球運動検知装置を用いることも可能である。
このような構成においては、接眼部の光学系が複雑になるが、位置検出のための画像処理が必要ないために高速化が可能で、位置検出の精度も向上する。
波面センサー１１５は補償光学制御機１１６に接続され、受光した光線の波面を補償光学制御機１１６に伝える。
波面補正デバイス（可変形状ミラー）１０８も補償光学制御機１１６に接続されており、補償光学制御機１１６から指示された形状に変形する。
補償光学制御機１１６は、波面センサー１１５から取得した波面を基に、収差のない波面へと補正するような形状を計算し、可変形状ミラー１０８にその形状に変形するように指令する。
このような波面センサー１１５による波面の測定と、その波面の補償光学制御機１１６への伝達と、補償光学制御機１１６による収差の補正の可変形状ミラーへの指示は、繰り返し処理されて常に最適な波面となるようにフィードバック制御が行われる。

その際、本実施例では、撮像中に眼が一時的に動いたときに、上記フィードバック制御を一旦中止し、眼が元の位置に戻ったときに、上記フィードバック制御を再開させるように、つぎのように構成してタイムロスのない眼底撮像が可能とされている。
すなわち、撮像中に眼球が一時的に動いたとき、眼球運動検知部１４８は眼球位置の変化を検知し、それを補償光学制御機１１６に伝達する。
そして、この伝達を受けた補償光学制御機１１６は、眼が動いた時点における収差の補正状態を維持してフィードバック制御を一旦中止し、眼が元の位置に戻ったときに上記維持された補正状態から、フィードバック制御を再開させるように構成されている。

つぎに、図４を用いて本実施例における補償光学系による収差の補正について説明する。
図４（ａ）が通常の収差補正機能による補正効果を示しており、縦軸が測定される収差量であり、横軸がフィードバック制御により収差が補正されるまでに要する時間である。
補正開始時点では１４２に示すように３μｍ程度の収差が存在する。
測定した収差を元に補正デバイスをフィードバック制御することによって、収差は徐々に補正されて行き、１４３で示すあたりで概ね無収差に近い状態へと達する。
この時点で眼底撮像を行えば、高分解能な画像の取得が可能である。このようにフィードバック制御によって収差を補正しているため、高分解能な撮像が可能な収差量まで低減するためには数秒かかる。
なお、フィードバック制御によって収差が補正される途中においては、まだ収差量が大きいために高分解能な撮像は困難である。

次に、図４（ｂ）で、被検査対象である眼が動いてしまった場合の、従来技術における収差の変動を説明する。
眼が動いた場合には、測定収差が大きくかわってしまい、収差補正全体もその変わった収差に対して制御を行ってしまうこととなる。
上記と同じように１４２で示すような当初の収差を補正し、１４３に達する。その後１４４で示すあたりで目が動いた場合には、眼を通る光路が変わるために収差量も大きく変化して大きくなる。
収差の補正においては、この収差を補正するためにフィードバック制御を行うことにより、収差量は減っていく。
しかしながら、本来の撮像位置ではないことから、この時点での眼底の撮像は無意味であり、ここでは撮像は行われない。
次に、１４５で示す時間で眼が元の位置に戻ると、眼への光路が元に戻るために収差量は再び大きくなる。
この収差に対してフィードバック制御を行って無収差状態になるまで、さらに１４６で示すような時間まで経過してしまう。
本来は１４５の時点で眼は所望の位置に戻っているので撮像を再開したいが、収差が残っているために高分解能な撮像が一定時間できないことになる。

ここで、本発明における収差補正フローに関して図５を用いて説明する。
まず、ステップＳ１０１で収差補正を開始し、ステップＳ１０２で眼の基準位置を設定する。ここで基準位置は、例えば、眼底画像に含まれる血管の分岐位置や、視神経乳頭などの特徴的な位置が設定される。
その後、ステップＳ１０３で波面センサー１１５によって収差を測定する。ステップＳ１０４で眼球運動検知部１４８は、眼球位置情報を取得する。
次に、Ｓ１０５において、眼球運動検知部１４８は、眼の基準位置が動いたか、あるいは、動きが少ないかを判断し、判断結果を、補償光学制御機１１６に出力する。眼が動いていない、あるいは、動きが少ない場合には、前記収差情報を元にステップＳ１０６で、補償光学制御機は補正デバイスを駆動する。
眼が動いて所望の位置でない場合には、ステップＳ１０５からＳ１０６を経ずにＳ１０７へと進むため、補正デバイスは以前の状態を維持する。
ステップＳ１０７で収差補正処理の終了要求を確認し、終了要求がない場合にはＳ１０３に戻り、終了要求がある場合にはＳ１０８で終了する。

さらに、本実施例の他の収差補正フローに関して、図６を用いて説明する。
上記と同様にステップＳ１０１で収差補正を開始する。
ステップＳ１０２で眼の基準位置を設定する。その後、ステップＳ１０３で波面センサー１１５によって収差を測定し、ステップＳ１０４で眼球運動検知部１４８が眼球位置情報を取得する。
次に、Ｓ１０５において、眼が動いたかどうかを基準位置により判断し、眼が動いていない場合には、前記収差情報に基づいてステップＳ１０６で補正デバイスを駆動する。
眼が動いている場合には、ステップＳ１０９に進み、眼が動いてからの経過時間を確認する。
経過時間が任意の時間以上経っていた場合（所定時間以上継続していた場合）には、その位置での撮像が必要だと判断し、ステップＳ１１０で現在の位置に基づき、眼の基準位置を設定する。
新たな位置が基準位置として設定されることにより、次回以降の補正処理においては測定した収差にあわせて補正が行われる。
次に、ステップ１０７に進み、終了要求を確認し、終了要求がない場合にはＳ１０３に戻り、終了要求がある場合にはＳ１０８で終了する。

上記のフローによる本実施例での補正状態の変動を、図４（ｃ）に示す。
上記と同様に、１４２で示すような当初の収差を補正して１４３で示す収差量に達する。
その後１４４で示すあたりで眼が動いた場合、眼を通る光路が変わるために収差量も大きく変化する。
このとき、眼球運動検知部１４８によって眼球位置が変化していることを検知し、補償光学制御機１１６は補正デバイスの状態を維持する。補正デバイスの状態が変わらないために収差量は１４４で示すような状態のままであるが、この状態で撮像は行わないために問題とならない。
次に、１４５で示すあたりで眼が元の位置に戻ったら、眼球運動検知部１４８はそのことを検知し、補償光学制御機１１６は補正デバイスの制御を開始する。この時点で補正デバイスは、本来の収差を補正する状態にほぼ合致しているために、非常に短時間で無収差に近い状態へと達することができ、タイムロスなく高分解能な眼底撮像を行うことが可能となる。

［実施例２］
実施例２として、図２を用いて本発明を適用した補償光学系を備えたＯＣＴによる光画像撮像装置およびその撮像方法について説明する。
図２において、１０１は光源であり、本実施例では波長８４０ｎｍのＳＬＤ光源を用いた。
光源１０１は低干渉性のものであれば良く、波長幅３０ｎｍ以上のＳＬＤが好適に用いられる。
また、チタンサファイアレーザなどの超短パルスレーザなどを光源に用いることもできる。
光源１０１から照射された光は、単一モード光ファイバー１０２を通って、ファイバーカプラー１１７まで導光される。ファイバーカプラー１１７によって、信号光経路１１８と参照光経路１１９に分岐される。
ファイバーカプラーは１０：９０の分岐比のものを使用し、投入光量の１０％が信号光経路１１８に行くように構成する。
信号光経路１１８を通った光は、コリメータ１０３により、平行光線として照射される。
コリメータ１０３以降は実施例１と同様であり、補償光学系や走査光学系を通して眼１１１に照射し、眼１１１からの反射散乱光は再度同様の経路をたどって信号光経路（光ファイバー）１１８に導光されてファイバーカプラー１１７に到達する。

一方、参照光経路１１９を通った参照光はコリメータ１２０で出射され、ステージとその上のミラーで構成された光路長可変部１２１で反射して再度ファイバーカプラー１１７に戻る。
ファイバーカプラー１１７に到達した信号光と参照光は合波され、光ファイバー１２３を通して分光器１２４に導光される。分光器１２４によって分光された干渉光情報をもとに、ＯＣＴ画像処理部１２５ａによって眼底の断層像が構成される。
ＯＣＴ画像処理部１２５ａは光路長可変部１２１を制御し、所望の深さ位置の画像を取得できる。
ＯＣＴ画像処理部１２５ａは眼球運動検知部１４８と接続されており、取得した画像の時間変化を検出することによって、眼の動きを検知することができる。
眼球運動検知部１４８は補償光学制御機１１６に接続され、補償光学制御機１１６は検知した眼球運動の情報も用いて、収差補正の制御を行う。
本実施例はＯＣＴであり、ＯＣＴ画像処理部１２５ａが取得している画像は３次元を有するデータであるため、検知する眼球運動も、３次元的な動きの検知が可能である。
補償光学制御機１１６は、実施例１と同様の制御を行うことにより、眼が動いた場合でもタイムロスなく高分解能な眼底断層画像が取得可能である。

［実施例３］
実施例３として、図７を用いて本発明を適用した補償光学系を備えたＳＬＯによる光画像撮像装置および光画像の撮像方法の構成例について、実施例１とは異なる形態について説明する。
本実施例において、基本的な構成は実施例１とほぼ同様であるが、眼球運動検知部１４８は補償光学制御機１１６と接続されており、画像処理部１２５とは接続されていない点が実施例１と異なっている。
図７において、光源１０１から照射された光は、コリメータ１０３により平行光線として出射し、実施例１と同様に補償光学系や接眼光学系を通して眼１１１へと照射される。
眼１１１からの反射散乱光は、入射した時と同様の経路を逆向きに進行し、ビームスプリッタ１０６によって一部は波面センサー１１５に反射されて光線の波面を測定するために用いられ、透過した反射散乱光はビームスプリッタ１０４によって一部が反射される。
そして、コリメータ１１２、光ファイバー１１３を通して光強度センサー１１４に導光される。
光強度センサー１１４で光は電気信号に変換され、画像処理手段１２５によって眼底画像として画像に構成される。
波面センサー１１５は補償光学制御機１１６に接続され、受光した光線の波面を補償光学制御機１１６に伝える。
可変形状ミラー１０８も補償光学制御機１１６に接続されており、補償光学制御機１１６から指定された形状に変形する構成となっている。
補償光学制御機１１６は波面センサー１１５から取得した波面を基に、収差のない波面へと補正するような形状を計算し、可変形状ミラー１０８にその形状に変形するように指令する。
波面の測定と可変形状ミラーへの指示は繰り返し処理され、常に最適な波面となるようにフィードバック制御が行われる。

本実施例においては、眼球運動検知部１４８が、収差測定手段である波面センサー１１５の情報によって眼球運動を検知することが特徴である。
上記したように、眼が大きく動いた場合には、波面センサー１１５で測定される波面は大きく変化するので、この変化をモニタリングすることによって眼球運動を検知することができる。
実施例１と同様に眼球運動を検知した場合には、補正デバイスを駆動せずに、形状を維持する。
眼の位置が略元の位置に戻った場合には、波面センサー１１５が測定する波面も以前の値に近い状態まで戻るので、眼球位置の復帰が検知できる。眼球位置が元に戻った場合には、補償光学制御機１１６は補正デバイスの制御を開始する。この時点で、補正デバイスは本来の収差を補正する状態にほぼ合致しているため、非常に短時間で無収差に近い状態へと達することができ、タイムロスなく高分解能な眼底撮像を行うことが可能となる。
以上に説明したように、本発明によれば、ＳＬＯやＯＣＴを含む光画像撮像装置によって各種眼底撮像装置を構成することにより、収差がある眼であっても、短時間で高画質な撮像を行うことが可能となる。

１０１：光源
１０２：光ファイバー
１０３：コリメータ
１０４：ビームスプリッタ
１０５：測定光
１０６：ビームスプリッタ
１０７：反射ミラー
１０８：波面補正デバイス
１０９：走査光学系
１１０：接眼レンズ
１１１：眼
１１２：コリメータ
１１３：光ファイバー
１１４：光強度センサー
１１５：波面センサー
１１６：補償光学制御機
１２５：画像処理部
１４８：眼球運動検知部

Claims (27)

1. 被検眼からの戻り光に基づいて、該被検眼により生じる収差を測定する収差測定手段と、
   前記収差測定手段により測定した収差に応じて、前記被検眼により生じる収差を補正する収差補正手段と、
   前記被検眼が所定の範囲外に移動した場合に、前記収差補正手段における補正特性を維持する制御手段と、
   を有することを特徴とする補償光学装置。
2. 前記制御手段が、前記被検眼が前記所定の範囲内に戻った場合に、前記被検眼が前記所定の範囲外に移動する前の収差量に基づいて、前記被検眼により生じる収差を補正することを特徴とする請求項１に記載の補償光学装置。
3. 前記収差量が所定値以上である場合に、前記被検眼が所定の範囲外に移動したと判断する判断手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の補償光学装置。
4. 前記判断手段が、前記収差量が前記移動した後の値から前記移動する前の値に戻った場合に、前記被検眼が前記所定の範囲内に移動したと判断することを特徴とする請求項３に記載の補償光学装置。
5. 前記制御手段は、前記収差測定手段の測定結果に基づいて前記収差補正手段をフィードバック制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の補償光学装置。
6. 前記収差測定手段で前記収差を測定する際に用いる光と、前記被検眼の画像を取得する際に用いる光とが異なる光源から発生された光であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の補償光学装置。
7. 前記収差補正手段が、照射した光による前記被検眼からの戻り光に生じた収差を補正し、
   前記収差測定手段が、前記収差補正手段で補正された光の収差を測定することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の補償光学装置。
8. 前記収差補正手段が、前記被検眼の前眼部に対して光学的に共役な位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の補償光学装置。
9. 前記被検眼の位置と視線とのうちいずれか一方の変化を検知する検知手段を有し、前記制御手段が、前記検知手段の検知に応じて、前記収差補正手段の補正特性を維持することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の補償光学装置。
10. 前記収差測定手段が、シャックハルトマンセンサーによって構成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の補償光学装置。
11. 前記収差補正手段が、可変形状ミラー又は空間位相変調器によって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項に記載の補償光学装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の補償光学装置を用いて前記被検眼を撮像する撮像装置であって、
    照射した光による前記被検眼からの戻り光に基づいて該測定対象の画像を取得する画像取得手段を有することを特徴とする撮像装置。
13. 光源からの光を前記収差補正手段に入射される光と参照光とに分離する分離手段を有し、
    前記画像取得手段が、照射した光による前記被検眼からの戻り光と前記参照光とが干渉した干渉光に基づいて、前記画像を断層画像として取得することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
14. 前記画像の時間変化を検知する検知手段を有し、
    前記制御手段が、前記検知手段の検知に応じて、前記収差補正手段の補正特性を維持することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の撮像装置。
15. 測定光を照射した測定対象からの戻り光の収差を測定する収差測定手段と、
    前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記測定光と前記戻り光とのうち少なくとも１つの収差を補正する収差補正手段と、
    前記収差測定手段により測定した収差量が所定値以下である場合に、前記収差補正手段により前記収差を補正しながら前記測定対象の撮像を開始する手段と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
16. 測定光を照射した前記測定対象からの戻り光と該測定光に対応する参照光とが干渉した干渉光に基づいて、該測定対象の断層画像を取得する断層画像取得手段を有し、
    前記撮像を開始する手段が、前記収差量が所定値以下である場合に、前記収差補正手段により前記収差を補正しながら前記断層画像取得手段を制御して、前記測定対象の撮像を開始することを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
17. 被検眼からの戻り光に基づいて、該被検眼により生じる収差を測定する工程と、
    前記測定した収差に応じて、収差補正手段を用いて前記被検眼により生じる収差を補正する工程と、
    前記被検眼が所定の範囲外に移動した場合に、前記収差補正手段における補正特性を維持する工程と、
    を有することを特徴とする補償光学方法。
18. 前記被検眼が前記所定の範囲内に戻った場合に、前記被検眼が前記所定の範囲外に移動する前の収差量に基づいて、前記被検眼により生じる収差を補正する工程を有することを特徴とする請求項１７に記載の補償光学方法。
19. 前記収差を測定する工程における測定結果に基づいて、前記収差補正手段をフィードバック制御する工程を有することを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の補償光学方法。
20. 前記フィードバック制御において、
    光源からの第１の光で測定した第１の収差に基づいて前記収差補正手段を制御して前記光源からの第２の光に生じる収差を補正する工程と、
    前記第１の収差に基づいて前記収差補正手段を制御して前記第２の光による前記被検眼からの戻り光に生じた収差を補正する工程と、
    前記補正された光の第２の収差を測定する工程と、
    前記第２の収差に基づいて前記収差補正手段を制御して前記光源からの第３の光に生じる収差を補正する工程と、
    を実行することを特徴とする請求項１９に記載の補償光学方法。
21. 請求項１７乃至２０のいずれか１項に記載の補償光学方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
22. 請求項１７乃至２０のいずれか１項に記載の補償光学方法を含む撮像方法であって、
    照射した光による前記被検眼からの戻り光に基づいて該測定対象の画像を取得する工程を有することを特徴とする撮像方法。
23. 前記画像を取得する工程では、照射した光による前記被検眼からの戻り光と前記参照光とが干渉した干渉光に基づいて、前記画像を断層画像として取得することを特徴とする請求項２２に記載の撮像方法。
24. 前記画像の時間変化を検知する工程を有し、
    前記維持する工程では、前記検知する工程における検知に応じて、前記収差補正手段における補正特性を維持することを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の撮像方法。
25. 測定光を照射した測定対象からの戻り光の収差を測定する工程と、
    前記測定した収差に応じて、前記測定光と前記戻り光とのうち少なくとも１つの収差を補正する工程と、
    前記測定した収差量が所定値以下である場合に、前記収差を補正しながら前記測定対象の撮像を開始する工程と、
    を有することを特徴とする撮像方法。
26. 前記撮像を開始する工程では、前記収差量が所定値以下である場合に、測定光を照射した前記測定対象からの戻り光と該測定光に対応する参照光とが干渉した干渉光に基づいて、
    前記収差を補正しながら前記測定対象の断層画像の取得を開始することを特徴とする請求項２５に記載の撮像方法。
27. 請求項２２乃至２６のいずれか１項に記載の撮像方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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