JP5567847B2 - 補償光学装置、補償光学方法、撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、補償光学装置、補償光学方法、撮像装置に関する。

眼科撮像装置には、主に、ＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）や、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：光干渉断層計あるいは光干渉断層法）がある。
ＯＣＴには、主に、ＴＤ−ＯＣＴ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ：タイムドメイン法）と、ＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ：スペクトラルドメイン法）がある。

このような眼科装置は、近年において、レーザ照射光学系の高ＮＡ化等によってさらなる高解像度化が進められている。
このとき、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することになる。
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（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。
中でも、非特許文献１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ＡＯ−ＯＣＴが開示されている。
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。
そして、このように測定した波面を補正するように可変形状ミラーや、空間位相変調器のような波面補正デバイスを駆動し、それらを通して眼底の撮像を行うことにより、高分解能な撮像が可能となる。

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

一般的に、眼底撮像装置のＡＯシステムでは、眼から反射される眼底撮像用の測定光の一部を分岐し、分岐した測定光の一部から測定光に含まれる収差を測定する構成が必要である。
測定光の収差を補正することによって撮像画像の信号強度や分解能が向上し、撮像する画質が向上するが、一方で収差測定のために測定光の一部を分岐することによって、眼底撮像の信号強度が低下してしまうこととなる。
眼に入射する光のパワーは安全規格上の制限があるため、分岐した光の信号強度を補うように入射光を強めることには限界がある。
一方で、ＡＯは収差測定と収差補正を高速で繰り返すことによって行うので、収差測定も短時間であることが望ましく、そのためには収差測定に用いる光量を多くする必要がある。
収差測定に用いる光量を多くするためには、測定光のかなりの割合を収差測定に用いなければならず、本来の眼底撮像に供する光量が少なくなる。
さらに、収差補正による画質向上の程度は、撮像する分解能や被検眼の収差、収差の時間変動等の撮像条件によって異なる。
撮像条件によっては、収差測定のための光分岐による画質低下の影響が、収差補正による画質の向上の効果を上回ってしまい、ＡＯを用いることによって逆に画質低下を招くこととなる。

本発明は、上記課題に鑑み、撮像条件に応じて、補償光学系の動作を適切に制御することが可能となる補償光学系を備えた補償光学装置、補償光学方法、撮像装置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、撮像装置を提供するものである。
本発明の補償光学装置は、光路に対して挿脱可能に設けられ、前記光路に挿入されている状態において測定光を照射した測定対象からの戻り光を第１の光と第２の光とに分割する分割手段と、
前記第１の光の収差を測定する収差測定手段と、
前記測定された収差に基づいて、前記測定光と前記戻り光とのうち少なくとも一方の収差を補正する収差補正手段と、
前記収差補正手段により補正された収差を示す情報に基づいて、前記分割手段を前記光路から離脱させる制御手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、上記した補償光学装置を有する前記測定対象を撮像する撮像装置であって、
前記収差補正手段による収差補正の効果を維持し且つ前記分割手段を前記光路から離脱した状態で前記測定対象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。
また、本発明の撮像装置は、上記した補償光学装置を有する前記測定対象を撮像する撮像装置であって、
前記収差補正手段により収差補正をしながら且つ前記分割手段を前記光路に挿入した状態で前記第２の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。
また、本発明の撮像装置は、上記した補償光学装置を有する前記測定対象を撮像する撮像装置であって、
前記測定対象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し、
前記制御手段は、前記画像を得る差異に前記画像取得手段が出力した信号が所定の条件を満たさない場合に前記分割手段を前記光路から離脱させることを特徴とする。
また、本発明の補償光学方法は、光路に対して挿脱可能であって前記光路に挿入されている状態にある分割手段により測定光の測定対象からの戻り光が分割された、第１の光と第２の光における第１の光に基づいて、前記測定対象で生じる収差を測定する工程と、
前記測定された収差に基づいて、前記測定光と前記記戻り光とのうちの少なくとも一方の収差を補正する工程と、
前記収差を補正する工程において補正された収差を示す情報に基づいて、前記分割手段を前記光路から離脱させる工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、撮像条件に応じて、補償光学系の動作を適切に制御することが可能となる補償光学系を備えた補償光学装置、補償光学方法、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制御方法に用いるＳＬＯ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）は反射型液晶光変調器の模式図を示す。（ｂ）は可変形状ミラーを説明するための模式図。（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における光画像撮像装置の制御方法の手順について説明するフローチャート。 本発明の画質への効果を示す一例である。 本発明の実施例２における光画像撮像装置の制御方法の手順について説明するフローチャート。 本発明の実施例３におけるＳＬＯの構成例について説明するための模式図。 本発明の実施例３における光画像撮像装置の制御方法の手順について説明するフローチャート。 本発明の実施例４におけるＯＣＴの構成例について説明するための模式図。

本発明の光源からの測定光を測定対象である被検査物に照射して、前記被検査物からの反射または散乱した戻り光の一部を分岐部を介して分岐させて補償光学装置（以下、これを補償光学系と記す。）に導き、
該補償光学系に導かれた戻り光の収差を該補償光学系で測定して該収差を補正し、前記被検査物の光画像を撮像する撮像装置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、本発明は以下に説明する各実施例の構成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、本発明の構成を補償光学機能付きの走査型レーザ検眼鏡（ＳＬＯ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）に適用した構成例について説明する。
図１は、上記ＳＬＯの構成例を示す模式図である。
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（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）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、眼底撮像用としては被検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。
本実施例においてはＳＬＤ光源を用いたが、このような光源の他にレーザ等を用いることができる。
また、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としてもよい。

図１に示すように、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はビームスプリッタからなる光分岐部１０４を透過し、分解能設定部１１７に入射する。
分解能設定部１１７は、入射した測定光１０５のビーム径を変化させて出射することにより撮像分解能を変更する。
ビーム径を７ｍｍから１ｍｍ程度の範囲で変更することにより、眼底上の３μｍから２０μｍ程度の撮像分解能の設定が可能となる。
撮像分解能は、広画角撮像時にデータ量を抑えるために分解能を低くしたり、被検眼の収差に応じて分解能を調整したり、撮像方法によっては細いビームで透過率の低い部位を避けて撮像したりするために、可変としておくことが有用である。

分解能設定部１１７は分解能制御部１２０から制御され、分解能制御部１２０は制御部１１８と協調して動作する。
分解能設定部１１７としては複数のレンズを用いてその位置関係を調整する構成等が好適に用いられ、分解能を連続的に変更する構成や離散的に変更する構成が可能である。
分解能設定部１１７を透過した測定光１０５は、補償光学系に導光される。
補償光学系は、光分岐部（実施例において分岐手段に相当する）１０６、波面センサー（実施例において収差測定手段に相当する）１１５、波面補正デバイス１０８（実施例において収差補正手段に相当する）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。光分岐部１０６と波面センサー１１５は、不図示のステージ上に設置され、後述するように測定光１０５の光路中に挿入される構成となっている。
ここで、反射ミラー１０７−１〜４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。また、光分岐部１０６として、本実施例ではビームスプリッタを用いた。
光分岐部１０６を透過した測定光１０５は、波面補正デバイス１０８に入射する。
波面補正デバイス１０８で反射された測定光１０５は、反射ミラー１０７−３に出射する。

本実施例では、波面補正デバイス１０８として液晶素子を用いた空間位相変調器を用いた。
図２（ａ）に、空間位相変調器の一例として本実施例で用いられる反射型液晶光変調器の模式図を示す。
この反射型液晶光変調器は、ベース部１２２とカバー１２３に挟まれた空間に液晶分子１２５が封入されている構造となっている。
ベース部１２２には複数の画素電極１２４を有し、カバー１２３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１２５−１のような配向をしており、電圧を印加すると１２５−２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１２６が素子に入射した場合、液晶分子１２５−２を通過する光は液晶分子１２５−１を通過する光よりも位相が遅れ、結果として図中１２７で示すような波面を形成する。
一般的に、反射型液晶光変調器は、数万〜数十万個の画素から構成されている。また、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素子を具備することもある。

波面補正デバイス１０８の他の例としては、可変形状ミラーがある。
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、その断面は図２（ｂ）に示すようなデバイスである。
入射光を反射する変形可能な膜状のミラー面１２９と、ベース部１２８と、これらに挟まれて配置されたアクチュエータ１３０と、ミラー面１２９を周囲から支持する不図示の支持部から構成されている。
アクチュエータ１３０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１３０の構成は異なる。
アクチュエータ１３０はベース部１２８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１２９を自在に変形できるようになっている。一般的に可変形状ミラーは数十〜数百のアクチュエータで構成されている。

反射ミラー１０７−３、１０７−４で反射された光は、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素子を用いる場合もある。
走査光学系１０９で走査された測定光１０５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て戻り光となる。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よい。
眼１１１の網膜から反射もしくは散乱された戻り光による反射散乱光は、入射した時と同様の経路を逆向きに進行し、光分岐部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としてシャックハルトマンセンサーを用いた。
図２（ｃ−１）にシャックハルトマンセンサーの模式図を示す。
１３１が波面を測定する光線であり、マイクロレンズアレイ１３２を通して、ＣＣＤセンサー１３３上の焦点面１３４に集光される。
図２（ｃ−１）のＡ−Ａ’で示す位置から見た様子を示す図が、図２（ｃ−２）である。
マイクロレンズアレイ１３２が、複数のマイクロレンズ１３５から構成されている様子を示したものである。光線１３１は各マイクロレンズ１３５を通してＣＣＤセンサー１３３上に集光されるため、光線１３１はマイクロレンズ１３５の個数分のスポットに分割されて集光される。

図２（ｄ）にＣＣＤセンサー１３３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１３６に集光される。そして、この各スポット１３６の位置から、入射した光線の波面を計算する。
例えば、図２（ｅ−１）に球面収差を持つ波面を測定した場合の模式図を示す。光線１３１は１３７で示すような波面で形成されている。
光線１３１はマイクロレンズアレイ１３２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１３３の集光状態を図２（ｅ−２）に示す。
光線１３１が球面収差を持つため、スポット１３６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１３１の波面が分かる。本実施例では波面センサーにシャックハルトマンセンサーを用いたが、それに限定されるものではなく、曲率センサーのような他の波面測定手段や、結像させた点像から逆計算で求めるような方法を用いてもよい。

光分岐部１０６を透過した反射散乱光は光分岐部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、制御部１１８によって眼底画像として画像に構成されて、ディスプレイ１１９に表示される。
波面センサー１１５は補償光学制御部１１６に接続され、受光した波面を補償光学制御部１１６に伝える。
波面補正デバイス１０８も補償光学制御部１１６に接続されており、補償光学制御部１１６から指示された変調を行う。
補償光学制御部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変調量を計算し、波面補正デバイス１０８にそのように変調するように指令する。
波面の測定と波面補正デバイス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。
収差補正を行うためには光分岐部１０６において、信号光の一部を分岐して波面を測定しなければいけない。

本実施例においては、補正の有効性すなわち撮像中もＡＯによる補正を継続することによる効果が、上記分岐による撮像光量の低下による影響を上回るかを判断し、上回る場合に分岐を行うことが特徴である。
本実施例では、光分岐部１０６に分岐比８０（透過）：２０（反射）のビームスプリッタを用いたので、波面センサー１１５で波面を測定するために光を分岐する場合には、眼底撮像の光量が２０％低下する。
収差補正を行うことによる画質向上の効果が、この２０％の光量減少を上回る場合に、眼底撮像中も補正を行う。
光分岐部１０６を測定光１０５の光路に対して挿入することによって、光路の分岐を行う。

つぎに、本実施例の光画像撮像装置の制御方法の手順について、図３のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１０１で制御を開始する。
次に、ステップＳ１０２で分解能を設定する。
具体的には、制御部１１８が分解能制御部１２０を通して分解能設定部１１７を制御し、測定光のビーム径を変更することにより設定する。
次に、ステップＳ１０３で収差補正を行うために、制御部１１８の制御により光分岐部１０６を測定光１０５の光路中に挿入し、波面センサーへ光を分岐する。そして、次のステップＳ１０４以降においては、補償光学系による処理が行われる。
補償光学系の基本的なフローは、光分岐部１０６で波面センサー１１５に光を分岐した状態において、ステップＳ１０４で波面センサー１１５により収差を測定する。
次に、ステップＳ１０６で上記測定した結果を元にして、補償光学制御部１１６により補正量を計算する。
次に、ステップＳ１０７で補償光学制御部１１６の制御に基づき補正デバイス１０８を駆動する。補償光学系の処理として、これらが繰り返し行われる。
その際、ステップＳ１０４で収差を測定した後に、ステップＳ１０５で収差量が予め設定された基準値を下回っているかを、補償光学制御部１１６により確認する。
基準値は装置固有の値でも良いし、撮像者が設定しても良い。
収差量が基準値を上回っている場合（収差量が所定値以上の場合）には、ステップＳ１０６以降の処理が実行される。

一方、収差量が基準値を下回っている場合（収差量が所定値以下の場合）には、ステップＳ１０８に進む。
ステップＳ１０８では、前記２０％の光量ロスがあっても、収差補正を継続することによって画質が向上するかを判断する。
本実施例では、画質向上の判断に、分解能と撮像信号強度という二つのパラメータを用いた。
収差を補正することによって、分解能が向上し、受光効率が向上することによって画質は向上するが、一方で分岐によって受光量は２０％減少し、この光量減少に伴って画質は低下する。この両者から最終的に画質が向上するか否かを判断する。
これらの判断は、本実施例のＳＬＯの制御を司る制御部１１８で行われる。このような制御部１１８はコンピュータシステムにより構成することができる。

この判断の例を、図４を用いて説明する。
図４（Ａ）、図４（Ｂ）は信号強度のみで画質向上を判断する例である。
図４（Ａ）において、１３８−１が収差補正を行わない場合の信号強度である。収差測定のために測定光を分岐することによって、受光量は２０％低下し、信号強度は元の強度１３８−１から１３８−２に示す強度まで低下する。
但し、収差補正を行うと受光効率が向上して信号強度は増加するので、１３８−３に示す強度まで信号強度は向上する。
すなわち、補正しない場合の信号強度１３８−１よりも補正した場合の信号強度１３８−３の方が上回っているので、補正を継続した方が画質向上すると判断される。
一方で、補正による信号強度の向上が見込めない場合を、図４（Ｂ）に示す。
図４（Ａ）と同じように、補正のために光分岐を行うため、元の信号強度１３９−１から１３９−２まで受光強度が低下する。
そして、補正を行うことによって信号強度は向上するが、補正による効果が小さく１３９−３の強度までしか向上しない。この場合には、元の強度１３９−１よりも１３９−３の方が、受光強度が低く画質低下が生じるので、補正を継続することによるメリットはなく、補正を行わないと判断する。

つぎに、画質向上を信号強度と分解能で判断する例を、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）を用いて説明する。
図４（Ｃ）において、１４０−１が補正しない場合の信号強度と分解能である。収差補正のために測定光を分岐しても分解能は低下せずに受光量のみ低下するので、信号強度は１４０−２で示す状態となる。
そして、補正を行うと受光効率が向上して信号強度が向上しかつ、分解能も向上し、１４０−３で示す状態となる。
画質の向上は、信号強度と分解能を統合して判断するので、画質向上の判断は図４（Ｃ）、図４（Ｄ）の破線１４１で示すような閾値を基準とする。
１４０−３は初期の１４０−１と対比して、信号強度はそれ程向上していないが分解能は向上しており、判断の基準となる閾値を超えているため、補正の効果があると判断される。
一方で、図４（Ｄ）においては、初期１４２−１から光分岐によって１４２−２まで信号強度は低下し、補正を行うことによって１４２−３で示す位置まで信号強度と分解能が向上する。
しかし、１４２−３では判断基準である閾値に未達なので、補正の効果がないと判断される。

ここで、補正による信号強度の向上や分解能の向上は、眼底撮像する場合のビーム径、補正を行った場合の光量変化、測定した眼の収差データ、補正デバイスの性能、撮像時間、収差の時間変化等から計算すればよい。
信号強度と分解能を合わせた画質の閾値は、信号強度と分解能にそれぞれに重み付けをして決定すればよく、重み付けの比率は取得したい画像によって異なる。例えば、高倍率撮像に適した強度向上よりも分解能向上を優先するモードと、広範囲撮像に適した分解能よりも信号強度の向上を優先するようなモードを具備しておき、操作者に選択させても良い。
また、図４においては、閾値が画質の初期値を含むように設定しているが、求める画質の程度によっては、閾値を初期値よりも高画質になるように設定しても良い。
ここで、ステップＳ１０８で補正の効果が分岐の光量ロスを上回ると判断される場合には、ステップＳ１１７に進み、上回らないと判断された場合には、ステップＳ１０９に進み波面センサー１１５への光分岐を解除する。

つぎに、波面センサー１１５への光分岐を解除した時の補正デバイス１０８の形状について説明する。
ステップＳ１０９で光分岐を解除した時に、補正デバイス１０８の形状は、解除する直前の形状を維持する。
これにより、収差補正の効果をある程度維持しつつ分岐ロスを抑えた構成とすることができる。
また、補正デバイス１０８を、デバイスの初期状態となるようにしてもよい。この場合、収差補正による波面補正の影響を受けることはなくなる。
そして、ステップＳ１１０で撮像を行い、ステップＳ１１１で撮像終了要求を確認する。
終了要求が来ていなければステップＳ１１０に戻って撮像を繰り返し、終了要求がきている場合にはステップＳ１１２に進み制御を終了する。

一方、ステップＳ１１７に進んだ場合には、ステップＳ１１７で撮像を行い、ステップＳ１１８で終了確認を行う。
終了要求が来ていない場合には、ステップＳ１１３からステップＳ１１６の補償光学系の処理が行われ、再度ステップＳ１１７で撮像を行う。
本実施例においては、撮像と収差補正の処理をシーケンシャルに行っているが、両者を平行して行うことも可能である。
ステップＳ１１８で終了要求が確認された場合には、ステップＳ１１９で光分岐を解除し、ステップＳ１１２で制御を終了する。
このように本実施例によれば、撮像条件に応じて、補償光学系の動作を適切に制御することが可能となる。
また、撮像する条件に応じた適切な収差補正を実行することができ、高画質な眼底撮像が可能となり、また、収差補正による画質の低下を防止することができる。
また、収差補正の効果がないと判断した時に、無駄な光となる収差を測定するための光の分岐を止めることが可能となる。

［実施例２］
実施例２として、本発明の構成をＳＬＯに適用した実施例１とは異なる構成例について説明する。
本実施例の装置構成は、図１の模式図で示す実施例１の構成と同様である。

つぎに、本実施例の光画像撮像装置の制御方法の手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。
本実施例は、予め動的な補正が必要なビーム径の閾値を決めておき、測定ビーム径によって収差測定へ分岐するか否かを判断するようにした点に特徴を有する例である。
まず、ステップＳ１０１で制御を開始する。
次に、ステップＳ１０２で分解能を設定する。
次に、ステップＳ１０３で収差補正を行うために、光分岐部１０６を測定光１０５の光路中に挿入し、波面センサー１１５へ光を分岐する。
そして、次のステップＳ１０４以降において、補償光学系の処理を行う。
補償光学系の基本的なフローは実施例１と同様で、光分岐部１０６で波面センサー１１５に光を分岐した状態において、ステップＳ１０４からＳ１０７を繰り返すことによって行う。
その際、ステップＳ１０４で収差を測定した後に、ステップＳ１０５で収差量が予め設定された基準値を下回っているかを補償光学制御部１１６により確認する。
収差量が基準値を上回っている場合には、ステップＳ１０６以降の処理が実行される。

一方、収差量が基準値を下回っている場合にはステップＳ１２０に進む。
ステップＳ１２０では、測定しているビーム径が、動的補正が必要なビーム径閾値を超えているかどうかを確認する。
測定するビーム径が大きいほど収差が画質に及ぼす影響が大きく、収差を補正する効果が大きい。
反対に測定するビーム径が小さいと、収差補正を行ってもそれ程画質は向上せず、光分岐による受光量の損失の方が大きくなってしまう。
このため、測定しているビーム径によって、動的な収差補正が必要かどうか判断可能である。
動的補正を必要とするビーム径の閾値は、眼が持つ一般的な収差情報、装置の補正性能から算出しても良いし、測定した測定眼の収差情報も併せて算出することも可能である。
測定するビーム径が閾値を超えている場合にはステップＳ１１７に進み、上回らないと判断された場合には、ステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０９では波面センサー１１５への光分岐を解除し、ステップＳ１１０で撮像を行う。
ステップＳ１１１で撮像終了要求を確認し、終了要求が来ていなければステップＳ１１０に戻って撮像を繰り返し、終了要求がきている場合にはステップＳ１１２に進んで制御を終了する。

一方、ステップＳ１１７に進んだ場合には、ステップＳ１１７で撮像を行い、ステップＳ１１８で終了確認を行う。
終了要求が来ていない場合には、ステップＳ１１３からステップＳ１１６の補償光学系の処理が行われ、再度ステップＳ１１７で撮像を行う。
本実施例においては、撮像と収差補正の処理をシーケンシャルに行っているが、両者を平行して行うことも可能である。
ステップＳ１１８で終了要求が確認された場合には、ステップＳ１１９で光分岐を解除し、ステップＳ１１２で制御を終了する。
このように本実施例によれば、撮像条件に応じて、補償光学系の動作を適切に制御することが可能となる。
また、撮像する条件に応じた適切な収差補正を実行することができ、高画質な眼底撮像が可能となり、また、収差補正による画質の低下を防止することができる。特に、収差補正の有効性を予め決めた値で判断するために、計算負荷を減らすことができる。

［実施例３］
実施例３として、本発明の構成をＳＬＯに適用した実施例１、２とは異なる構成例について、図６を用いて説明する。
本例の装置構成は、図１の模式図で示す実施例１の構成と基本的に同様であるが、分解能設定部１１７は具備しておらず、特定の分解能で測定されるように構成されている。
つぎに、本実施例の光画像撮像装置の制御方法の手順について、図７のフローチャートを用いて説明する。
本実施例は、収差補正中に測定した収差の時間変動から、動的補正の画質向上効果を判断するようにした点に特徴を有する例である。
まず、ステップＳ１０１で制御を開始する。
次に、ステップＳ１０３で収差補正を行うために、光分岐部１０６を測定光１０５の光路中に挿入し、波面センサー１１５へ光を分岐する。
そして、次のステップＳ１０４以降において、補償光学系の処理を行う。
補償光学系の基本的なフローは実施例１と同様で、光分岐部１０６で波面センサー１１５に光を分岐した状態において、ステップＳ１０４からＳ１０７を繰り返すことによって行う。
ここで、ステップＳ１０４で収差を測定した後に、ステップＳ１２１で測定した収差データを不図示の記録装置に記録する。
そして、ステップＳ１０５で測定した収差量が予め設定された基準値を下回っているかを補償光学制御部１１６により確認し、収差量が基準値を上回っている場合には、ステップＳ１０６以降の処理が実行される。

一方、収差量が基準値を下回っている場合にはステップＳ１２２に進む。
ステップＳ１２２では、ステップＳ１２１で記録したデータから収差の時間変動を算出し、時間変動が閾値を超えているかどうかを確認する。
時間変動が大きいと、眼底撮像中に収差が大きく変動して画質が大きく低下する可能性があるので、動的な収差補正が必要である。
一方で、収差の変動量が少なくあまり変動していない場合には、眼底撮像中も収差が大きく変動することはないと思われるので、動的な収差補正は必要ないと判断する。
収差の変動が閾値を超えている場合にはステップＳ１１７に進み、上回らないと判断された場合には、ステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０９では、戻り光の光路に挿入されていた分岐部を該光路から離脱（抜去）するように分岐制御して波面センサー１１５への光分岐を解除し、ステップＳ１１０で撮像を行う。
ステップＳ１１１で撮像終了要求を確認し、終了要求が来ていなければステップＳ１１０に戻って撮像を繰り返し、終了要求がきている場合にはステップＳ１１２に進んで制御を終了する。

一方、ステップＳ１１７に進んだ場合には、ステップＳ１１７で撮像を行い、ステップＳ１１８で終了確認を行う。
終了要求が来ていない場合には、ステップＳ１１３からステップＳ１１６の補償光学系の処理が行われ、再度ステップＳ１１７で撮像を行う。
本実施例においては、撮像と収差補正の処理をシーケンシャルに行っているが、両者を平行して行うことも可能である。
ステップＳ１１８で終了要求が確認された場合には、ステップＳ１１９で光分岐を解除し、ステップＳ１１２で制御を終了する。
このように本実施例によれば、撮像条件に応じて、補償光学系の動作を適切に制御することが可能となる。
また、撮像する条件に応じた適切な収差補正を実行することができ、高画質な眼底撮像が可能となり、また、収差補正による画質の低下を防止することができる。
特に、実際の画質に対する影響を考慮することにより、より正確な有効性の判断が可能となる。

［実施例４］
実施例４として、本発明の構成を補償光学機能付きの光干渉断層装置（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）に適用した構成例について説明する。
図８は、上記ＯＣＴの構成例を示す模式図である。
図８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１４３まで導光される。
ファイバーカプラー１４３によって、信号光経路１４４と参照光経路１４５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１４４に行くように構成する。

信号光経路１４４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以降の構成は実施例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光ファイバー１４４に導光されてファイバーカプラー１４３に到達する。
但し、本実施例では、分解能設定部１１７を光分岐部１０６よりも眼の方向に設置した。
これは、分解能を変更しても波面センサー１１５に入るビーム径を変更しないためである。

一方で、参照光経路１４５を通った参照光はコリメータ１４６で出射され、光路長可変部１４７で反射して再度ファイバーカプラー１４６に戻る。
ファイバーカプラー１４３に到達した信号光と参照光は合波され、光ファイバー１４８を通して分光器１４９に導光される。
分光器１４９によって分光された干渉光情報をもとに、制御部１１８によって眼底の断層像が構成される。
制御部１１８は光路長可変部１４７を制御し、所望の深さ位置の画像を取得できる。
実施例１と同様に波面センサー１１５で波面を測定し、その波面収差をキャンセルするように波面補正デバイス１０８を駆動する。

本実施例でも、実施例１と同様に図３に示すステップで処理を行い、収差補正による画質向上が判断された場合に、動的に収差補正を行いながら眼底の撮像を行う。
ＯＣＴでは断層画像が得られるが、入射光のＮＡを大きくして分解能を高めると被写界深度が浅くなり、一つの断層画像中に合焦している部分と合焦していない部分が出来てしまう。
そこで、深さ方向の撮像範囲を被写界深度程度の幅に分割して撮像した後に、個々の深さの画像を結合し、全範囲でフォーカスが合った断層画像を得るという方法を取ることも可能である。
この場合、図３のステップＳ１０２で変更された分解能に応じて１回の撮像で取得する深さ方向の範囲を変更することにより、合焦範囲の広い画像を速く容易に撮像することが可能となる。
このように本実施例によれば、撮像条件に応じて、補償光学系の動作を適切に制御することが可能となる。
また、眼底断層撮像においても適切な収差補正方法を実行することができ、高画質な眼底断層撮像が可能となり、また、画質の低下を防止することができる。
また、以上で説明した各実施例での光画像撮像装置の制御方法において、これらの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを作製し、このプログラムを記憶媒体に記憶させ、コンピュータに読み取らせるように構成することができる。

１０１：光源
１０２：光ファイバー
１０３：コリメータ
１０４：光分岐部
１０５：測定光
１０６：光分岐部
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：補償光学制御部
１１７：分解能設定部
１１８：制御部
１１９：ディスプレイ
１４８：光ファイバー
１４９：分光器

Claims (25)

1. 光路に対して挿脱可能に設けられ、前記光路に挿入されている状態において測定光を照射した測定対象からの戻り光を第１の光と第２の光とに分割する分割手段と、
   前記第１の光の収差を測定する収差測定手段と、
   前記測定された収差に基づいて、前記測定光と前記戻り光とのうち少なくとも一方の収差を補正する収差補正手段と、
   前記収差補正手段により補正された収差を示す情報に基づいて、前記分割手段を前記光路から離脱させる制御手段と、
   を有することを特徴とする補償光学装置。
2. 前記補正された収差を示す情報が、前記測定された収差量であり、
   前記制御手段が、前記測定された収差量に基づいて前記分割手段を前記光路から離脱させることを特徴とする請求項１に記載の補償光学装置。
3. 前記補正された収差を示す情報が、前記測定された収差の時間に対する変動量であり、
   前記制御手段が、前記変動量が所定値未満の場合に前記分割手段を前記光路から離脱させることを特徴とする請求項１に記載の補償光学装置。
4. 前記補正された収差を示す情報が、前記測定された収差量及び前記測定された収差の時間に対する変動量であり、
   前記制御手段が、前記測定された収差量及び前記測定された収差の時間に対する変動量に基づいて前記分割手段を前記光路から離脱させることを特徴とする請求項１に記載の補償光学装置。
5. 前記測定光の径を変更する変更手段を有し、
   前記制御手段は、前記変更された径が所定値未満の場合に前記分割手段を前記光路から離脱させることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の補償光学装置。
6. 前記変更手段が、前記測定された収差量が所定値以上の場合に前記補正された光の径を小さくすることを特徴とする請求項５に記載の補償光学装置。
7. 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６のいずれか１項に記載の補償光学装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の補償光学装置を有する前記測定対象を撮像する撮像装置であって、
   前記収差補正手段による収差補正の効果を維持し且つ前記分割手段を前記光路から離脱した状態で前記測定対象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。
9. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の補償光学装置を有する前記測定対象を撮像する撮像装置であって、
   前記収差補正手段により収差補正をしながら且つ前記分割手段を前記光路に挿入した状態で前記第２の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。
10. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の補償光学装置を有する前記測定対象を撮像する撮像装置であって、
    前記測定対象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し、
    前記制御手段は、前記画像を得る際に前記画像取得手段が出力した信号が所定の条件を満たさない場合に前記分割手段を前記光路から離脱させることを特徴とする撮像装置。
11. 前記分割手段が前記光路から離脱した状態で前記画像取得手段が前記戻り光に基づいて出力した信号と前記分割手段を前記光路に挿入した状態で前記画像取得手段が前記戻り光に基づいて出力した信号との比較結果に応じて、前記制御手段が前記分割手段を前記光路から離脱させることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記所定の条件は、前記測定光の径と前記信号の強度とのうち少なくとも一方であることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
13. 光路に対して挿脱可能に設けられ、前記光路に挿入されている状態において測定光を照射した被検眼からの戻り光を第１の光と第２の光とに分割する分割手段と、
    前記第１の光の収差を測定する収差測定手段と、
    前記測定された収差に基づいて、前記測定光と前記戻り光とのうち少なくとも一方の収差を補正する収差補正手段と、
    前記分割手段が前記光路に挿入されている場合には前記第２の光に基づいて前記被検眼の画像を取得し、前記分割手段が前記光路から離脱されている場合には前記戻り光に基づいて前記被検眼の画像を取得する画像取得手段と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
14. 光路に対して挿脱可能であって前記光路に挿入されている状態にある分割手段により測定光の測定対象からの戻り光が分割されて得た第１の光と第２の光における第１の光に基づいて、前記測定対象で生じる収差を測定する工程と、
    前記測定された収差に基づいて、前記測定光と前記記戻り光とのうちの少なくとも一方の収差を補正する工程と、
    前記収差を補正する工程により補正された収差を示す情報に基づいて、前記分割手段を前記光路から離脱させる工程と、
    を有することを特徴とする補償光学方法。
15. 前記補正された収差を示す情報が、前記測定された収差量であり、
    前記離脱させる工程において、前記測定された収差量に基づいて前記分割手段を前記光路から離脱させることを特徴とする請求項１４に記載の補償光学方法。
16. 前記補正された収差を示す情報が、前記測定された収差の時間に対する変動量であり、
    前記離脱させる工程において、前記変動量が所定値未満の場合に前記分割手段を前記光路から離脱させることを特徴とする請求項１４に記載の補償光学方法。
17. 前記補正された収差を示す情報が、前記測定された収差量及び前記測定された収差の時間に対する変動量であり、
    前記離脱させる工程において、前記測定された収差量及び前記測定された収差の時間に対する変動量に基づいて前記分割手段を前記光路から離脱させることを特徴とする請求項１４に記載の補償光学方法。
18. 前記測定光の径を変更する工程を有し、
    前記離脱させる工程において、前記変更された径が所定値未満の場合に前記分割手段を前記光路から離脱させることを特徴とする請求項１４に記載の補償光学方法。
19. 前記変更する工程において、前記測定された収差量が所定値以上の場合に前記測定光の径を小さくすることを特徴とする請求項１８に記載の補償光学方法。
20. 前記戻り光或いは前記戻り光の一部に基づいて前記測定対象の画像を取得する手段が前記画像に応じた撮像信号を出力する工程を有し、
    前記離脱させる工程における前記分割手段の離脱は、
    前記分割手段による光量減少時の前記撮像信号と、前記収差の補正の実行後の前記撮像信号とを対比の結果に基づいて、行われることを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載の補償光学方法。
21. 請求項１４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１４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有し、前記測定対象を撮像する撮像方法であって、
    前記収差の補正の効果を維持し且つ前記分割手段を前記光路から離脱した状態で前記測定対象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. 請求項１４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有し、前記測定対象を撮像する撮像方法であって、
    前記収差の補正をしながら且つ前記分割手段を前記光路に挿入した状態で前記第２の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。
24. 光路に対して挿脱可能であって前記光路に挿入されている状態にある分割手段により測定光を照射した被検眼からの戻り光が分割されて得た第１の光と第２の光のうち第１の光の収差を測定する工程と、
    前記測定された収差に基づいて、前記測定光と前記戻り光とのうち少なくとも一方の収差を補正する工程と、
    前記分割手段が前記光路に挿入されている場合には前記第２の光に基づいて前記被検眼の画像を取得し、前記分割手段が前記光路から離脱されている場合には前記戻り光に基づいて前記被検眼の画像を取得する工程と、
    を有することを特徴とする撮像方法。
25. 請求項２２乃至２４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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