JP6108811B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に眼科診療等に用いられる光画像撮像装置に関するものである。

共焦点レーザー顕微鏡の原理を利用した眼科装置である走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）は、測定光であるレーザーを眼底に対してラスタースキャンを行い、その戻り光の強度から平面画像を高分解能かつ高速に得る装置である。
以下、このような平面画像を撮像する装置をＳＬＯ装置と記す。

近年、ＳＬＯ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、横分解能を向上させた網膜の平面画像を取得することが可能になってきた。しかし、測定光のビーム径の大径化に伴い、網膜の平面画像の取得において、被検眼の収差による平面画像の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、被検眼にて発生する測定光やその戻り光の収差を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ＳＬＯ装置が開発され、高横分解能な平面画像の取得を可能にしている。

高横分解能な平面画像を取得する場合、装置自体の光学収差や撮像時間の長時間化等の問題から、一度に撮像する撮像範囲が小さくなり、その平面画像が眼底のどの部分であるかを認識しにくくなりやすい。特許文献１においては、広画角なＳＬＯ装置と小画角であるが高解像度なＳＬＯ装置とを組み合わせた複合装置が提案され、その問題の解決が試みられている。

被検眼に起因する収差を波面補正デバイスで補正する場合、そのデバイス自体あるいはその光学系の収差が問題になることがある。特許文献２においては、補償光学系により発生する微小球面収差を補正する機構を設けることで、鮮明な眼底画像を取得することが試みられている。

特開２０１０−２５９５４３号公報 特開２００８−１６１４０６号公報

上記特許文献１の眼底撮影装置は、上記したように、広画角なＳＬＯ装置と小画角であるが高解像度なＳＬＯ装置とを組み合わせた複合装置が提案され、高解像度の眼底画像を効率よく得ることが可能とされている。

また、上記特許文献２の眼科装置は、上記したように、補償光学系により発生する微小球面収差を補正する機構を設けることで、鮮明な眼底画像を取得することが可能とされている。

ここで、波面センサの測定レンジは、強度の屈折異常（例えば−１０Ｄ〜＋５Ｄ）を想定して決定される。代表的な波面センサであるシャックハルトマンセンサの場合、原理的に、測定レンジと測定精度とはトレードオフの関係にある。そのため、低度の屈折異常の場合には測定精度が低くなることになる。特許文献１および２に示される上記の従来の技術では、被検眼の収差と波面センサの測定レンジや測定精度に関しては、考慮されておらず、改善の余地がある。

本発明は、上記課題に鑑み、被検査物である被検眼の収差を測定する波面センサの測定レンジを最低限に留め、該収差の測定精度を高めることで、精度の高い収差補正を行い、より高分解能な撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る撮像装置の一つは、
被検眼において第一の測定光を走査する第一の走査手段と、前記被検眼に対して前記第一の測定光を合焦する第一の合焦手段を介して該第一の測定光を照射した該被検眼からの第一の戻り光を検出する第一の検出手段と、を含み、前記検出された第一の戻り光を用いて前記被検眼の第一の画像を取得する第一の画像取得手段と、
前記第一の合焦手段を移動する第一の移動手段と、
収差補正手段と、前記第一の走査手段の走査範囲よりも狭い前記被検眼の範囲において第二の測定光を走査する第二の走査手段と、前記被検眼に対して前記第二の測定光を合焦する第二の合焦手段を介して該第二の測定光を照射した該被検眼からの第二の戻り光を検出する第二の検出手段と、を含み、前記検出された第二の戻り光を用いて前記被検眼における前記第一の画像の一部に対応する領域の第二の画像を取得する第二の画像取得手段と、
前記第二の合焦手段を移動する第二の移動手段と、
前記被検眼の固視を促す固視灯の点灯位置を変更する変更手段と、
前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段とを互いに同期して移動するように前記第一の移動手段及び前記第二の移動手段を制御することにより前記第一の合焦手段の合焦状態と前記第二の合焦手段の合焦状態とを調整し、前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段とが互いに同期して移動された後に前記収差補正手段を制御し、前記固視灯の点灯位置が変更された後に前記第二の合焦手段を独立して移動するように前記第二の移動手段を制御することにより前記第二の合焦手段の合焦状態を調整する合焦調整手段と、
を有することを特徴とする。

本発明は、上記課題に鑑み、被検査物である被検眼に対して、精度の高い収差補正を行い、より高分解能な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ＳＬＯ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ＳＬＯ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ＳＬＯ装置の画像の取得手順を説明する図である。

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、光画像撮像装置として、本発明を適用したＡＯＳＬＯ装置について説明する。該ＡＯＳＬＯ装置は、補償光学系を備え、網膜の高横分解能の平面画像（ＡＯＳＬＯ像）の撮像を行う装置である。また、ＡＯＳＬＯ像の取得を補助する目的で、広画角の平面画像（ＷＦＳＬＯ像）の撮像を行うＷＦＳＬＯ装置が付随している。

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ＡＯＳＬＯ装置が構成され、被検眼の視度や光学収差によらず良好な平面画像が得られるようにされている。
ここでは、高横分解能の平面画像を撮像するために、補償光学系を備えているが、高解像度を実現できる光学系の構成であれば、補償光学系を備えていなくてもよい。

＜装置全体＞
図１（ａ）を用いて、まず、本実施例におけるＡＯＳＬＯ装置１０９の概略構成について、具体的に説明する。
ＡＯＳＬＯ装置１０９は、大まかに、ＡＯＳＬＯ像を取得するＡＯＳＬＯ部１９５と、広域のＳＬＯ像（ＷＦＳＬＯ像）とを取得するＷＦＳＬＯ部１９６とからなる。

＜ＡＯＳＬＯ部全体＞
まず、ＡＯＳＬＯ部全体について説明する。
光源１０１−１から出射した光は光カプラー１３１によって参照光１０５と測定光１０６−１とに分割される。測定光１０６−１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１１９−１、ダイクロイックミラー１７０−２等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。
１５６は固視灯であり、固視灯１５６からの光束１５７は被検眼１０７の固視あるいは回旋を促す役割を有する。

測定光１０６−１は被検眼１０７によって反射あるいは散乱された戻り光１０８となり、光路を逆行し、光カプラー１３１を介して、ディテクター１３８−１に入射される。ディテクター１３８−１は戻り光１０８の光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、被検眼１０７の平面画像が構成される。本実施例では、光学系の全体を主にレンズを用いた屈折光学系を用いて、構成しているが、レンズの代わりに球面ミラーを用いた反射光学系によっても構成することができる。
また、本実施例では収差補正デバイスとして、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や可変形状ミラーを用いても構成することができる。

＜ＡＯＳＬＯの光源＞
つぎに、光源１０１−１の周辺について説明する。光源１０１−１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。ここでは、スペックルノイズの少ない平面画像を取得するために、低コヒーレント光源を選択している。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１０１−１から出射された光は、シングルモードファイバー１３０−１と光カプラー１３１とを介して、参照光１０５と測定光１０６−１とに、９６：４の割合で分割される。１５３−１から１５３−４は偏光コントローラである。

＜ＡＯＳＬＯの参照光路＞
次に、参照光１０５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参照光１０５は光ファイバー１３０−２を介して、光量測定装置１６４に入射される。光量測定装置１６４は参照光の１０５の光量を測定し、測定光１０５の光量をモニターする用途に用いられる。

＜ＡＯＳＬＯの測定光路＞
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１０６−１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１０６−１は、ビームスプリッタ１５８−１を通過し、レンズ１３５−５〜６を通過し、空間光変調器１５９に入射される。
ここで、空間光変調器１５９はパソコン１２５からドライバ部１８１内の空間光変調器駆動ドライバ１８８を介して制御される。

次に、測定光１０６−１は、空間光変調器１５９にて変調され、レンズ１３５−７〜８を通過し、ＸＹスキャナ１１９−１のミラーに入射される。ここでは、簡単のため、ＸＹスキャナ１１９−１は一つのミラーとして記したが、実際にはＸスキャナとＹスキャナとの２枚のミラーが近接して配置され、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１１９−１のミラーの回転中心と一致するように調整されている。

ここで、Ｘスキャナは測定光１０６を紙面に平行な方向に走査するスキャナであり、ここでは共振型スキャナを用いている。駆動周波数は約７．９ｋＨｚである。また、Ｙスキャナは測定光１０６を紙面に垂直な方向に走査するスキャナであり、ここではガルバノスキャナを用いている。駆動波形はのこぎり波、周波数は６４Ｈｚ、デューティ比は１６％である。Ｙスキャナの駆動周波数は、ＡＯＳＬＯ像の撮像のフレームレートを決定する重要なパラメータである。

ここで、ＸＹスキャナ１１９−１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。
球面ミラー１３５−９〜１０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、より高分解能な光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１３５−１０の位置を、調整することができる。
ここで、電動ステージ１１７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。

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を合焦し、観察することが可能になる。即ち、本発明におけるフォーカス調整手段たるレンズ１３５−１０および電動ステージ１１７を有する構成は、被検眼の網膜における所望の層に対して第二の測定光且つ測定光１０６−１を合焦させる。
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、シングルモードファイバー１３０−３を介して、ディテクター１３８−１に到達する。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）やＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ）が用いられる。

戻り光１０８は、空間光変調器１５９で、再び変調される。
また、ビームスプリッタ１５８−１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、被検眼１０７で発生する戻り光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とＸＹスキャナ１１９−１と波面センサ１５５と空間光変調器１５９とは光学的に共役になるよう、レンズ１３５−５〜１０等が配置されている。
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、波面センサの測定結果による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、より高横分解能な平面画像の取得を可能にしている。
ここでは、１３５−１０は球面レンズであるが、被検眼１０７の収差（屈折異常）によっては、球面ミラー１３５−１０の代わり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１３５−１０と電動ステージ１１７とは、ＡＯＳＬＯ部１９５とＷＦＳＬＯ部１９６とで共用されているが、図１（ｂ）に示すように、各々が独立して、レンズと電動ステージとを設けてもよい。その場合、ＡＯＳＬＯ部１９５とＷＦＳＬＯ部１９６とにおける、各々の電動ステージを連動して動作させてもよい。

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、球面レンズ１３５−１０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。

＜ＡＯＳＬＯの測定系＞
つぎに、測定系の構成について説明する。
ＳＬＯ装置１０９は、網膜１２７からの戻り光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。
網膜１２７にて反射や散乱された光である戻り光１０８は、レンズ１３５−５〜１０、空間光変調器１５９、光カプラー１３１等を介してディテクター１３８−１に入射され、光の強度が電圧に変換される。

ディテクター１３８−１で得られた電圧信号は、パソコン１２５内のＡＤボード１７６にてデジタル値に変換され、パソコン１２５にてＸＹスキャナ１１９−１の動作や駆動周波数と同期したデータ処理が行われ、平面画像が形成される。ここで、ＡＤボード１７６の取り込み速度は１５ＭＨｚである。

また、ビームスプリッタ１５８−１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り、測定レンジは−１Ｄ〜＋１Ｄとなっており、測定レンジが狭く、測定精度が高い仕様となっている。

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。

＜ＡＯＳＬＯ像の取得方法＞
つぎに、平面画像（ＡＯＳＬＯ像）の取得方法について図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
ＳＬＯ装置１０９は、ＸＹスキャナ１１９−１を制御し、ディテクター１３８−１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。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、ＳＬＯ装置１０９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１３８−１に到達する。

さらに、図２（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９−１をＸ方向に駆動しながら、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、図２（ｃ）に示すように、ＸＹスキャナ１０９のＸ軸とＹ軸とを同時に駆動し、網膜１２７のある撮像範囲１９２に対して、測定光１０６を軌跡１９３のように、ラスタースキャンしながら戻り光１０８の強度を検知すれば、戻り光１０８の強度の２次元分布が得られる。それはすなわち平面画像１７７（図２（ｄ））である。

ここで、測定光１０６は右上の点Ｓから、左下の点Ｅに向かってスキャンされ、その間の戻り光１０８の強度が平面画像１７７の構成に用いられる。点Ｅから点Ｓへの軌跡１９３は次の平面画像１７７の撮像の撮像のための準備である。スキャンにかかる時間は、図中の軌跡１９３に対して、Ｓ→Ｅが８４％、Ｅ→Ｓが１６％であり、この比は上述のＹスキャナの駆動波形のデューティ比に基づいている。また、図２（ｃ）では簡単のため、軌跡１９３におけるＸ方向のスキャン回数を少なめに記している。

ここで、この平面画像１７７の大きさは７００×３５０μｍ、取得に要する時間は約１５．６ｍｓである。この時間はＹスキャナの駆動周波数に基づいている。
また、平面画像１７７中には、戻り光１０８の強度が比較的大きい視細胞群１７９が明るく、比較的小さい血管１７８が暗く描出される。また、血管１７８に血球（不図示）が明るく描出される。

＜ＷＦＳＬＯ部全体＞
つぎに、ＷＦＳＬＯ部全体について説明する。
ＷＦＳＬＯ部は補償光学系と参照光路を備えないことを除けば、基本的にＡＯＳＬＯ部と同様の構成となっている。重複する部分ついては説明を省略する。
光源１０１−２から出射した光はレンズ１３５、ＸＹスキャナ１１９−２、ダイクロイックミラー１７０−１等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。

＜ＷＦＳＬＯの光源＞
次に、光源１０１−２の周辺について説明する。光源１０１−２はＡＯＳＬＯと同様にＳＬＤである。波長は９１０ｎｍ、バンド幅１０ｎｍである。ここでは、ＡＯＳＬＯの光路とＷＦＳＬＯの光路とをダイクロイックミラーを用いて分離するために、それぞれの光源の波長を異ならせている。

＜ＷＦＳＬＯの測定光路＞
つぎに、測定光１０６−２の光路について説明する。
光源１０１−２から射出された測定光１０６−２は、レンズ１３５−１、２、１１、１２、ＸＹスキャナ１１９−２、ダイクロイックミラー１７０−１等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。

ここで、ＸＹスキャナ１１９−２の構成要素であるＸスキャナは測定光１０６を紙面に平行な方向に走査するスキャナであり、ここでは共振型スキャナを用いている。駆動周波数は約３．９ｋＨｚである。また、Ｙスキャナは測定光１０６を紙面に垂直な方向に走査するスキャナであり、ここではガルバノスキャナを用いている。駆動波形はのこぎり波、周波数は１５Ｈｚ、デューティ比は１６％である。Ｙスキャナの駆動周波数は、ＷＦＳＬＯ像のフレームレートを決定する重要なパラメータである。

ここで、測定光１０６−２のビーム径は１ｍｍであるが、より高分解能な光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。
測定光１０６−２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１０８−２となり、ダイクロイックミラー１７０−１、レンズ１３５、ＸＹスキャナ１１９−２、ビームスプリッタ１５８−２等を介して、ディテクター１３８−２に到達する。

＜ＷＦＳＬＯ像の取得方法＞
つぎに、広域の平面画像（ＷＦＳＬＯ像）の取得方法について説明する。
ＳＬＯ装置１０９は、ＸＹスキャナ１１９−２を制御し、ディテクター１３８−２で戻り光１０８の強度を取得することで、網膜１２７の広域の平面画像を取得することができる。網膜１２７の広域の平面画像（光軸に垂直な面）の取得方法はＡＯＳＬＯ像の取得方法と同様なので、説明を省略する。

＜ＡＯＳＬＯ像の取得手順＞
次に、本発明の特徴であるＳＬＯ装置を用いた平面画像の取得方法について説明する。ＳＬＯ装置１０９は、ＷＦＳＬＯ部１９６を用いて、測定光１０６−２を網膜１２７へ合焦をさせて、ＷＦＳＬＯ像の撮像を行う。さらに、ＳＬＯ装置１０９は測定光１０６−１が網膜へ合焦しうる状態で、波面センサ１５５を用いて、被検眼１０７の光学収差を測定し、空間光変調器１５９を制御して被検眼１０７で発生する波面収差を補正し、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、上記測定光１０６−１が網膜１２７合焦しうる状態で、波面センサ１５５を用いた光学収差の計測を行っているため、ここで被検眼の光学収差の大部分を占めるデフォーカスの成分はほとんど検出されない構成となっている。ここでは、近視の被検眼１０７の網膜１２７の平面画像を取得する手段を説明する。

断層画像の取得方法は以下の（１）〜（６）の工程を、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。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。なお、以下のフローにおいて、ＷＦＳＬＯ部１９６は被検眼１０７に第一の測定光１０６−２を照射し且つその戻り光である第一の戻り光１０８−２より第一の画像を得る第一の撮像部に対応する。また、ＡＯＳＬＯ部１９５は、被検眼１０７に第二の測定光１０６−１を照射し且つその戻り光である第二の戻り光１０８−１より第二の画像を得る第二の撮像部に対応する。
ここで、取得方法は図１（ｂ）の構成の場合の工程について説明する。

（１）ＷＦＳＬＯ部１９６の操作を行う。第一の工程として、測定光１０６−２を被検眼１０７に対して入射させる。ここでは、測定光１０６−２は平行光の状態で被検眼１０７に対して入射するように、レンズ１３５−１４の位置が調整されている。ここでは、被検眼１０７の中心窩がＷＦＳＬＯ像の中心に描出されるように、固視灯１５６の点灯位置が設定されている。

（２）第二の工程として、ＸＹスキャナ１１９−２を駆動しながら、被検眼１０７の網膜上を測定光１０６−２で走査し、その戻り光１０８−２よりディテクター１３８−２の信号を取得し、ＷＦＳＬＯ像を取得する。

（３）（２）の工程を繰り返して行い、電動ステージ１１７を用いてレンズ１３５−１４の位置をＷＦＳＬＯ像が鮮明になるように調整して、ディテクター１３８−２の信号を記録する。即ち、第三の工程として、第一の画像であるＷＦＳＬＯ像を参照して測定光１０６−２が合焦する層を調整し、所定の層に合焦したフォーカス調整手段（本実施例ではレンズ１３５−１４）の調整位置を得る。さらに、得られた調整位置を光学設計値に基づいて被検眼１０７の視度に換算する。この視度の算出は、パソコン１２５において、第一の光学手段の光学設計値に基づいて第一の光学手段の調整状態より前記被検眼の視度を算出する視度算出手段として機能するモジュールにより実行される。なお、この測定光１０６−２は本発明の第一の測定光に、レンズ１３５−１４及び電動ステージ１１７−２からなる測定光１０６−２の合焦のための前述したフォーカス調整手段は第一の合焦手段に、画像取得を行なうＷＦＳＬＯ部１９６は第一の画像取得手段に、各々対応する。

（４）固視灯１５６の設定を行う。ＡＯＳＬＯ像を取得する被検眼１０７の網膜上の所望の位置に対応した点灯位置を固視灯１５６に設定する。次に、ＡＯＳＬＯ部１９５の操作を行う。第四の工程として、測定光１０６−１を被検眼１０７に対して入射させる。次に、（３）の工程で得た被検眼１０７の視度を光学設計値に基づいてレンズ１３５−１０の位置に換算し、電動ステージ１１７−１を用いて調整する。この換算は、パソコン１２５において、先に算出された視度に基づいて第二の光学手段の調整状態を算出する調整状態算出手段として機能するモジュールにより実行される。なお、レンズ１３５−１０の位置は、固視灯１５６の点灯位置の変更に基づく被検眼１０７の回旋を考慮して算出される。この調整よって、測定光１０６−１は網膜１２７に合焦する状態となっている。即ち、第三の工程で得た調整状態を参照することで測定光１０６−１が先の所定の層に合焦する状態が予め得られており、当該状態にて測定光１０６−１の照射を行う。

（５）戻り光１０８の一部を収差測定手段である波面センサ１５５で測定し、被検眼１０７の光学収差を得る。得られた波面収差が最小になるように、収差補正手段である空間光変調器１５９を制御する。即ち、第五の工程として、被検眼の収差を測定し、該測定結果に基づいて測定光および戻り光の収差の補正を行う。ここでは、波面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の表面形状を制御する。

（６）ＸＹスキャナ１１９−１を駆動しながら、ディテクター１３８−１にて得られた信号から、ＡＯＳＬＯ像を得る。
ここでは、（５）の工程と（６）の工程とを連続して行う例について説明したが、それらを同時に行ってもよい。なお、以上に述べた構成について、空間光変調器１５９は収差補正手段に、測定光１０６−１は第二の測定光に、レンズ１３５−１０と電動ステージ１１７−１含む合焦のための構成は被検査物に対して第二の測定光を合焦する第二の合焦手段に、ＡＯＳＬＯ部はＷＯＳＬＯ像である第一の画像の一部に対応する領域の第二の画像を取得する第二の画像取得手段に、各々対応する。また、パソコン１２５は、前述した第一の合焦手段の合焦状態に基づいて第二の合焦手段の合焦状態を調整する合焦調整手段として機能するモジュール領域を有する。

以上のように、ＷＦＳＬＯ部で被検眼における広い撮像領域を対象とするＷＦＳＬＯ像を連続して取得しながら、ＷＦＳＬＯの測定光のフォーカスの調整を行うレンズの位置の情報を用いて、該ＷＦＳＬＯ像の撮像領域よりも狭い撮像領域を対象とするＡＯＳＬＯ部の測定光のフォーカシングを行うレンズの位置を調整する。こうすることで、ＡＯＳＬＯ部の測定光による戻り光の収差には、デフォーカス成分がほとんど含まれない。そのため、波面センサで必要とされる収差量の測定レンジは小さくなる。例えば、被検眼の収差をデフォーカス成分を含めて測定するには、例えば−１０Ｄ〜＋５Ｄの視度に対応する必要があるが、本実施例の場合、−１Ｄ〜＋１Ｄ程度でよいことになる。代表的な波面センサであるシャックハルトマンセンサの場合、原理的に、測定レンジと測定精度とはトレードオフの関係にある。そのため、測定レンジを小さくすることで、測定精度の向上を図ることが可能になる。

また、ＷＦＳＬＯ像の画像のコントラストあるいは強度を指標として、フォーカスを調整することで、容易にフォーカスの調整を行うことが可能になる。即ち、第一の光学手段の調整状態をこの指標によって求めることとし、その際の指標としては第一の画像であるＷＦＳＬＯ像のコントラスト又は強度を含むものとすることが好ましい。また、コンピュータを利用して、自動的にフォーカスを調整することが可能になる。なお、この場合、本発明における制御装置たるパソコン１２５に対しては、を電動ステージ１１７−２と合焦レンズ１３５−１４とを有する第一の合焦手段の合焦状態としてＷＦＳＬＯ画像のコントラスト等を取得する合焦状態取得手段として機能するモジュール領域を配することが好ましい。また、この場合、合焦調節手段はこのコントラストに基づいて電動ステージ１１７−１とレンズ１３５−１０とからなる第二の合焦手段の合焦状態を調節することが好ましい。

更にこの場合、電動ステージ１１７−２はＷＦＳＬＯ像のコントラストに基づいてレンズ１３５−１４を光路に沿って移動する移動手段としての構成と、該レンズ１３５−１４の位置を第一の合焦手段の合焦状態として取得する合焦状態取得手段と、を更に有することとし、合焦調整手段がレンズ１３５−１４の位置に基づいて第二の合焦手段の合焦状態を調整することとしても良い。

また、合焦状態は、合焦手段における光学部材即ちレンズの光軸上の位置或いは光軸に対する角度として把握することも可能である。この場合、第一の合焦手段におけるレンズ１３５−１４の位置または角度が第二の合焦手段におけるレンズ１３５−１０の位置または角度として算出されこれらに反映される。

ＷＦＳＬＯ部とＡＯＳＬＯ部とのそれぞれのフォーカスの調整を行うレンズを共通にすることで、簡単な構成の装置の提供が可能になる。
ＡＯＳＬＯ部のフォーカスの調整を行うレンズを調整して、測定光を網膜の所望の層に合焦することで、網膜の所望の層のＡＯＳＬＯ像を取得することが可能になる。

なお、上述した実施例では、第一の測定光１０６−２の合焦位置を調整する第一の光学手段として電動ステージ１１７とレンズ１３５−１０とからなる構成を例示する。これらの構成を制御して測定光１０６−２の合焦時のステージ１１７の調整状態を得るフォーカス調整手段として、ドライバ部１８１およびステージ駆動ドライバ１８３を例示している。更に、第二の測定光１０６−１の合焦位置を調整する第二の光学手段としても電動ステージ１１７とレンズ１３５−１０とからなる構成を例示している。即ち、上記実施例において、第一の光学手段たる第一の合焦手段と、第二の光学手段たる第二の合焦手段とは、合焦レンズ及び前記合焦レンズを指示し且つ光軸方向に駆動する駆動用ステージを共用している。しかし、本発明は当該態様に限定されず、第一の光学手段と第二の光学手段とを個別に配することとしても良い。その際であっても、フォーカス調整手段は第一の光学手段により得られた調整状態に応じて、適宜第二の光学手段の合焦位置の調整を行って好適な合焦状態が得られるように第二の光学手段を制御すればよい。また、電動ステージ１１７は球面ミラー１３５−１０の光軸上の位置に関しての調整を行う態様を例示しているが、被検眼の回旋に対応するように球面ミラー１３５−１０を光軸に対して回転させることを可能としても良い。この場合、前述した調整状態には、位置だけでなく角度も含まれることとなり、これらの少なくとも何れかで表わされることとなる。

（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

また、上述した実施例では被検査物が眼の場合について述べている。しかし、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形、変更して実施することができる。例えば、上記の実施例では、被測定物が眼の場合について述べているが、眼以外の皮膚や臓器等の被測定物に本発明を適用することも可能である。

Claims (20)

1. 被検眼において第一の測定光を走査する第一の走査手段と、前記被検眼に対して前記第一の測定光を合焦する第一の合焦手段を介して該第一の測定光を照射した該被検眼からの第一の戻り光を検出する第一の検出手段と、を含み、前記検出された第一の戻り光を用いて前記被検眼の第一の画像を取得する第一の画像取得手段と、
   前記第一の合焦手段を移動する第一の移動手段と、
   収差補正手段と、前記第一の走査手段の走査範囲よりも狭い前記被検眼の範囲において第二の測定光を走査する第二の走査手段と、前記被検眼に対して前記第二の測定光を合焦する第二の合焦手段を介して該第二の測定光を照射した該被検眼からの第二の戻り光を検出する第二の検出手段と、を含み、前記検出された第二の戻り光を用いて前記被検眼における前記第一の画像の一部に対応する領域の第二の画像を取得する第二の画像取得手段と、
   前記第二の合焦手段を移動する第二の移動手段と、
   前記被検眼の固視を促す固視灯の点灯位置を変更する変更手段と、
   前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段とを互いに同期して移動するように前記第一の移動手段及び前記第二の移動手段を制御することにより前記第一の合焦手段の合焦状態と前記第二の合焦手段の合焦状態とを調整し、前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段とが互いに同期して移動された後に前記収差補正手段を制御し、前記固視灯の点灯位置が変更された後に前記第二の合焦手段を独立して移動するように前記第二の移動手段を制御することにより前記第二の合焦手段の合焦状態を調整する合焦調整手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記第一の画像のコントラストを前記第一の合焦手段の合焦状態として取得する合焦状態取得手段を更に有し、
   前記合焦調整手段が、前記第一の画像のコントラストに基づいて、前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段とを互いに同期して移動するように前記第一の移動手段及び前記第二の移動手段を制御することにより、前記第一の合焦手段の合焦状態と前記第二の合焦手段の合焦状態とを調整することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記合焦調整手段が、前記第一の戻り光に基づいて、前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段とを互いに同期して移動させることにより、前記第一の合焦手段の合焦状態と前記第二の合焦手段の合焦状態とを調整することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段との少なくとも何れかの調整状態が、前記第一の合焦手段或いは前記第二の合焦手段の光軸上の位置、または前記第一の合焦手段或いは前記第二の合焦手段の光軸に対する角度で表わされることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の撮像装置。
5. 前記第二の合焦手段の位置または角度が、前記第一の測定光を前記被検眼に対して合焦させた調整状態における前記第一の合焦手段の位置または角度から算出されることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記被検眼の回旋を促す前記固視灯の点灯位置を考慮して、前記第二の合焦手段の光軸上の位置または前記第二の合焦手段の前記光軸に対する角度が算出されることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
7. 前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段との何れかの光軸上の位置または前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段との何れかの前記光軸に対する角度の調整が、電動ステージを用いて行われることを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載の撮像装置。
8. 前記第一の画像取得手段は、前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段とを互いに同期して移動させる際に、前記第一の走査手段を用いてＷＦＳＬＯ画像を前記第一の画像として連続して取得し、
   前記第二の画像取得手段は、前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段とを互いに同期して移動させた後に、前記第二の走査手段及び前記収差補正手段を用いてＡＯＳＬＯ画像を前記第二の画像として取得することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の撮像装置。
9. 前記第一の画像取得手段による前記被検眼における第一の撮像範囲は、前記第二の画像取得手段における前記被検眼における第二の撮像範囲よりも広く設定されることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の撮像装置。
10. 前記第一の合焦手段及び前記第二の合焦手段の光学設計値に基づいて前記第二の合焦手段の調整状態を算出する調整状態算出手段を更に有し、
    前記合焦調整手段は、前記算出された調整状態と前記第一の戻り光とに基づいて、前記第二の合焦手段を移動させることにより、前記第二の合焦手段の合焦状態を調整することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の撮像装置。
11. 前記合焦調整手段は、前記固視灯の点灯位置が変更された後で、前記被検眼の網膜の所望の層に前記第二の測定光を合焦させるように前記第二の合焦手段を移動させることにより前記第二の合焦手段の合焦状態を調整することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の撮像装置。
12. 前記第二の画像取得手段が、前記被検眼からの第二の戻り光の収差を測定する収差測定手段を更に含み、
    前記合焦調整手段が、前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段とを互いに同期して移動させた後に、前記測定された収差に基づいて前記収差補正手段をリアルタイムに制御することによりフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の撮像装置。
13. 被検眼において第一の測定光を走査する第一の走査手段と、前記被検眼に対して前記第一の測定光を合焦する第一の合焦手段を介して該第一の測定光を照射した該被検眼からの第一の戻り光を検出する第一の検出手段と、を含み、前記検出された第一の戻り光を用いて前記被検眼の第一の画像を取得する第一の画像取得手段と、
    収差補正手段と、前記第一の走査手段の走査範囲よりも狭い前記被検眼の範囲において第二の測定光を走査する第二の走査手段と、前記被検眼に対して前記第二の測定光を合焦する第二の合焦手段を介して該第二の測定光を照射した該被検眼からの第二の戻り光を検出する第二の検出手段と、を含み、前記検出された第二の戻り光を用いて前記被検眼における前記第一の画像の一部に対応する領域の第二の画像を取得する第二の画像取得手段と、
    前記第一の合焦手段の合焦状態と前記第二の合焦手段の合焦状態とを同期して制御し、前記第一の合焦手段の合焦状態と前記第二の合焦手段の合焦状態とが同期して制御された後に前記収差補正手段を制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
14. 前記制御手段が、前記第一の戻り光に基づいて、前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段とを互いに同期して移動させることにより、前記第一の合焦手段の合焦状態と前記第二の合焦手段の合焦状態とを制御することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
15. 前記第二の画像取得手段が、前記被検眼からの第二の戻り光の収差を測定する収差測定手段を更に含み、
    前記制御手段が、前記第一の合焦手段の合焦状態と前記第二の合焦手段の合焦状態とを互いに同期して制御した後に、前記測定された収差に基づいて前記収差補正手段をリアルタイムに制御することによりフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１３または１４に記載の撮像装置。
16. 前記第一の画像取得手段は、前記第一の合焦手段の合焦状態と前記第二の合焦手段の合焦状態とを互いに同期させて制御する際に、前記第一の走査手段を用いてＷＦＳＬＯ画像を前記第一の画像として連続して取得し、
    前記第二の画像取得手段は、前記第一の合焦手段の合焦状態と前記第二の合焦手段の合焦状態とを互いに同期させて制御した後に、前記第二の走査手段及び前記収差補正手段を用いてＡＯＳＬＯ画像を前記第二の画像として取得することを特徴とする請求項１３乃至１５の何れか一項に記載の撮像装置。
17. 前記被検眼の固視を促す固視灯の点灯位置を変更する変更手段を更に有し、
    前記制御手段は、前記固視灯の点灯位置が変更された後に前記第二の合焦手段の合焦状態を独立して制御することを特徴とする請求項１３乃至１６の何れか一項に記載の撮像装置。
18. 被検眼において第一の測定光を走査する第一の走査手段と、前記被検眼に対して前記第一の測定光を合焦する第一の合焦手段を介して該第一の測定光を照射した該被検眼からの第一の戻り光を検出する第一の検出手段と、を含み、前記検出された第一の戻り光を用いて前記被検眼の第一の画像を取得する第一の画像取得手段と、
    収差補正手段と、前記第一の走査手段の走査範囲よりも狭い前記被検眼の範囲において第二の測定光を走査する第二の走査手段と、前記被検眼に対して前記第二の測定光を合焦する第二の合焦手段を介して該第二の測定光を照射した該被検眼からの第二の戻り光を検出する第二の検出手段と、を含み、前記検出された第二の戻り光を用いて前記被検眼における前記第一の画像の一部に対応する領域の第二の画像を取得する第二の画像取得手段と、を有する撮像装置を用いた撮像方法であって、
    前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段とを互いに同期して移動するように第一の移動手段及び第二の移動手段を制御することにより、前記第一の合焦手段の合焦状態と前記第二の合焦手段の合焦状態とを調整する工程と、
    前記第一の合焦手段と前記第二の合焦手段とが互いに同期して移動された後に、前記収差補正手段を制御する工程と、
    前記被検眼の固視を促す固視灯の点灯位置が変更された後に、前記第二の合焦手段を独立して移動するように前記第二の移動手段を制御することにより、前記第二の合焦手段の合焦状態を調整する工程と、
    を有することを特徴とする撮像方法。
19. 被検眼において第一の測定光を走査する第一の走査手段と、前記被検眼に対して前記第一の測定光を合焦する第一の合焦手段を介して該第一の測定光を照射した該被検眼からの第一の戻り光を検出する第一の検出手段と、を含み、前記検出された第一の戻り光を用いて前記被検眼の第一の画像を取得する第一の画像取得手段と、
    収差補正手段と、前記第一の走査手段の走査範囲よりも狭い前記被検眼の範囲において第二の測定光を走査する第二の走査手段と、前記被検眼に対して前記第二の測定光を合焦する第二の合焦手段を介して該第二の測定光を照射した該被検眼からの第二の戻り光を検出する第二の検出手段と、を含み、前記検出された第二の戻り光を用いて前記被検眼における前記第一の画像の一部に対応する領域の第二の画像を取得する第二の画像取得手段と、を有する撮像装置を用いた撮像方法であって、
    前記第一の合焦手段の合焦状態と前記第二の合焦手段の合焦状態とを同期して制御する工程と、
    前記第一の合焦手段の合焦状態と前記第二の合焦手段の合焦状態とが同期して制御された後に、前記収差補正手段を制御する工程と、
    を有することを特徴とする撮像方法。
20. 請求項１８又は１９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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