(57)【要約】【課題】走査に用いるビームの光量を必要以上げることなく画像取得時間の高速化を図ることができると共に、画像の高精細化を図ることができる補償光学系を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】測定対象を、偏向器によって測定光により走査し、  前記測定対象からの反射光あるいは後方散乱光を、補償光学系で補正して該測定対象の画像を取得する補償光学系を備えた画像取得装置であって、  前記測定光により前記測定対象を走査した際に、該測定対象によって発生する前記測定光の波面収差を検出する波面収差検出器と、  前記波面収差検出器によって検出された波面収差に応じて、前記測定光の波面収差を補正する、前記偏向器と光学的に共役な位置に配置された波面収差補正器と、  前記波面収差補正器と前記偏向器の配置位置の間に、少なくとも１つ配置されている回転対称軸を持たない非球面ミラーと、を有する構成とする。【選択図】            図１
2010259669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象を、偏向器によって測定光により走査し、
前記測定対象からの反射光あるいは後方散乱光を、補償光学系で補正して該測定対象の画像を取得する補償光学系を備えた画像取得装置であって、
前記測定光により前記測定対象を走査した際に、該測定対象によって発生する前記測定光の波面収差を検出する波面収差検出器と、
前記波面収差検出器によって検出された波面収差に応じて、前記測定光の波面収差を補正する、前記偏向器と光学的に共役な位置に配置された波面収差補正器と、
前記波面収差補正器と前記偏向器の配置位置の間に、少なくとも１つ配置されている回転対称軸を持たない非球面ミラーと、
を有することを特徴とする補償光学系を備えた画像取得装置。
【請求項２】
前記測定光が複数のビームから構成され、
前記複数のビームの各ビームが、前記偏向器により前記測定対象の異なるエリア上に走査されることを特徴とする請求項１に記載の補償光学系を備えた画像取得装置。
【請求項３】
測定対象における複数のエリアを、偏向器によって複数のビームからなる測定光により走査し、
前記測定対象からの反射光あるいは後方散乱光を、補償光学系で補正して該測定対象の画像を取得する補償光学系を備えた画像取得装置であって、
前記複数のビームからなる測定光により前記測定対象を走査した際に、該測定対象によって発生する前記複数の各ビームにおける波面収差を検出する単一の波面収差検出器と、
前記波面収差検出器によって検出された波面収差に応じて、前記複数の各ビームのそれぞれの波面収差を補正する、前記偏向器と光学的に共役な位置に配置された単一の波面収差補正器と、
を有することを特徴とする補償光学系を備えた画像取得装置。
【請求項４】
前記非球面ミラーの偏心断面である偏心回転軸を含む面との交線において、
前記非球面ミラーの局所的な曲率半径の変化が、前記偏心断面方向の成分としてｎy個の変曲点を持ち、前記偏心断面に垂直な方向の成分としてｎx個の変曲点を持つとき、
次式を満たしていることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の補償光学系を備えた画像取得装置。
ｎy≧ｎx
【請求項５】
前記回転対称軸を持たない非球面ミラーの非球面形状が、ｚを光線伝播方向、ｘ、ｙを共にｚに垂直な方向とするとき、
次式で表されることを特徴とする請求項１または請求項３または請求項４に記載の補償光学系を備えた画像取得装置。
Ｚ（ｘ，ｙ）＝Ｃ・（ｘ2＋ｙ2）／［１＋［１−（１＋ｃ1）・Ｃ2・  
（ｘ2＋ｙ2）］1/2］
＋ｃ5・（ｘ2−ｙ2）
＋ｃ6・（−１＋２ｘ2＋２ｙ2）
＋ｃ10・（−２ｙ＋３ｘ2ｙ＋３ｙ3）
＋ｃ11・（３ｘ2ｙ−ｙ3）
＋ｃ12・（ｘ4−６ｘ2ｙ2＋ｙ4）
＋ｃ13・（−３ｘ2＋４ｘ4＋３ｙ2 −  ４ｙ4）
＋ｃ14・（１−６ｘ2＋６ｘ4−６ｙ2＋１２ｘ2ｙ2＋
６ｙ4）
＋ｃ20・（３ｙ−１２ｘ2ｙ＋１０ｘ4ｙ−１２ｙ3＋
２０ｘ2ｙ3＋１０ｙ5）
＋ｃ21・（−１２ｘ2ｙ＋１５ｘ4ｙ＋４ｙ3＋
１０ｘ2ｙ3−５ｙ5）
＋ｃ22・（５ｘ4ｙ−１２ｘ2ｙ3＋  ５ｙ5）
＋ｃ23・（ｘ6−１５ｘ4ｙ2＋１５ｘ2ｙ4−ｙ6）
＋ｃ24・（６ｘ6−５ｘ4−３０ｘ4ｙ2−３０ｘ2ｙ＋
３０ｘ2ｙ2＋６ｙ6−５ｙ4）
＋ｃ25・（３０ｘ5ｙ＋６０ｘ3ｙ3＋３０ｘｙ5−
４０ｘ3ｙ−４０ｘｙ3＋１２ｘｙ）
＋ｃ26・（２０ｘ6＋６０ｘ4ｙ2＋６０ｘ2ｙ4＋
２０ｙ6−３０ｘ4−６０ｘ2ｙ2−３０ｙ4＋２ｘ2＋
１２ｙ2−１）
ただし、Ｃ＝１／  Ｒ（Ｒは曲率半径）、ｃkは定数
【請求項６】
前記回転対称軸を持たない非球面形状が、ｚを光線伝播方向、ｘ、ｙを共にｚに垂直な方向とするとき、
次式で表されることを特徴とする請求項１または請求項３または請求項４に記載の補償光学系を備えた画像取得装置。
Ｚ（ｘ，ｙ）＝（Ｃxｘ2＋Ｃyｙ2）／［１＋［１−（１＋ｋx）・
（Ｃxｘ）2−（１＋ｋy）・（Ｃyｙ）2  ］1/2］
＋ＡＲ・［（１−ＡＰ）・ｘ2＋（１＋ＡＰ）・ｙ2］2
＋ＢＲ・［（１−ＢＰ）・ｘ2＋（１＋ＢＰ）・ｙ2］3
＋ＣＲ・［（１−ＣＰ）・ｘ2＋（１＋ＣＰ）・ｙ2］4
＋ＤＲ・［（１−ＤＰ）・ｘ2＋（１＋ＤＰ）・ｙ2］5
ただし、Ｃx＝１／Ｒx（Ｒx、Ｒyは、それぞれｘｚ，ｙｚ断面の曲率半径）、
ｋx、ｋy  、ＡＲ〜ＤＲ、ＡＰ〜ＤＰは定数
【請求項７】
前記複数のビームのそれぞれの射出端に共通するコリメータ光学系が設けられると共に、該複数のビームの射出端が該コリメータ光学系の前側焦点位置の光軸に垂直な平面上に配置され、
前記射出端から射出され前記コリメータ光学系によって平行とされた前記複数のビームによって該コリメータ光学系の後側焦点位置に射出瞳を形成する構成を備え、
前記波面収差補正器が、前記コリメータ光学系の後側焦点位置と光学的に共役な位置に配置され、
前記波面収差補正器と、該波面収差補正器と光学的に共役な位置に配置されている前記偏向器との間に、
回転対称軸を持たない非球面ミラーが少なくとも１つ配置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系を備えた画像取得装置。
【請求項８】
前記複数のビームのそれぞれの射出端に対応させて複数のコリメータ光学系が設けられ、該射出端から射出され該複数のコリメータ光学系によって平行とされた前記複数のビームを一点で交差させる構成を備え、
前記波面収差補正器が、前記複数のビームを一点で交差させた位置と光学的に共役な位置に配置され、
前記一点で交差させた位置と前記波面収差補正器との間に、回転対称軸を持たない非球面ミラーが少なくとも１つ配置されていることを特徴とする請求項７に記載の補償光学系を備えた画像取得装置。
【請求項９】
前記波面収差検出器は、前記波面収差補正器と光学的に共役な位置に配置され、前記複数のビームのうちの一つのビームを、前記波面収差補正器と光学的に共役な位置に配置された前記波面収差検出器で検出し、その波面収差を測定可能に構成され、
前記波面収差による補正量を、前記複数のビームに適用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系を備えた画像取得装置。
【請求項１０】
前記複数のビームの射出端が光ファイバ端であり、
前記光ファイバ端に戻された前記測定対象からの反射光あるいは後方散乱光と、これらとは別の参照光路を経由した参照光と、による干渉光によって、
前記被検査物の断層画像を取得することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の補償光学系を備えた画像取得装置。
【請求項１１】
前記複数のビームの射出端がファイバ端であり、前記ファイバ端に戻された前記反射あるいは後方散乱光を光強度検出器で検出し、
該検出した光強度から２次元画像を取得することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の補償光学系を備えた画像取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補償光学系を備えた画像取得装置に関し、特に被検査物である眼の網膜を始めとする生体組織などについて、２次元または３次元の画像を、高解像度で取得可能にする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検査物である例えば眼の網膜を始めとする生体組織などの画像の取得を非侵襲で行う画像取得装置として、２次元画像が取得可能なＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：走査レーザー検眼鏡）や、
被検査物の断層画像が撮像可能なＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：光コヒーレンストモグラフィ）、等が知られている。
これらは、光ビームを偏向器によって網膜上に走査し、反射光あるいは後方散乱光を計測して、これらの２次元または３次元の画像を形成するものであり、現在においては、更なる画像取得時間の高速化と画像の高精細化が求められている。画像取得時間の高速化に対しては、当初のＴＤ−ＯＣＴ装置（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ装置：タイムドメイン方式）より、更に測定時間の短縮化を図ることができるつぎのような方式が開発されている。
すなわち、ＳＤ−ＯＣＴ装置（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ：スペクトラルドメイン方式）、ＳＳ−ＯＣＴ装置（Ｓｗｅｐｔ  Ｓｏｕｒｃｅ  ＯＣＴ装置：スエプトソース方式）が開発されている。
【０００３】
また、画像の高精細化に対しては、補償光学系（ＡＯ：Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃｓ）の技術を用い、眼球内で乱れた波面を検出して、これを相殺する波面収差補正器を用いる装置が知られている。
このような装置として、例えば、特許文献１では必要な収差補正量を確保するため、検査対象からの単一ビームの光に対して、単一の形状可変ミラー（ＤＭ）を複数回作用させ、補正量を確保する収差補正付き画像取得装置が提案されている。
また、測定対象が網膜など反射率が非常に小さいものの場合（網膜の反射率は１０-3％のオーダー）、反射光あるいは後方散乱光は非常に弱いことから、レンズで構成された光学系の場合には、各面からの表面反射光がゴースト像になり、信号光の波面を正しく測定することができなくなる場合が生じる。
このような現象を防ぐため、一般には波面収差検出器と測定対象との間の光学系は、光軸に対して偏心させた凹面ミラーが用いられる。
その際、できるだけ収差を抑えつつ光路長を短くするために、非特許文献１では、球面ではなく、放物面（回転対称非球面）ミラーを用いた例について報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２４３２８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｎａｔｈａｎ  Ｄｏｂｌｅ，Ｇｅｕｎｙｏｕｎｇ  Ｙｏｏｎ，Ｌｉ  Ｃｈｅｎ，Ｐａｕｌ  Ｂｉｅｒｄｅｎ，Ｂｅｎ  Ｓｉｎｇｅｒ，  Ｓｃｏｔｔ  Ｏｌｉｖｉｅｒ  ａｎｄ  Ｄａｖｉｄ  Ｒ．  Ｗｉｌｌｉａｍｓ，¨Ｕｓｅ  ｏｆ  ａ  ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｍｉｒｒｏｒ  ｆｏｒ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｏｐｔｉｃｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｈｕｍａｎ  ｅｙｅ¨，  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １，２００２，  Ｖｏｌ．２７  Ｎｏ．１７，ＰＰ．１５３７−１５４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した単一ビームによる波面収差補正器を備えた装置では、画像の高精細化を達成できたとしても、画像取得時間の高速化を達成する上で課題を有している。
すなわち、高速化のために走査速度を上げると、Ｓ／Ｎ比を確保するためにビームの光量を上げることが必要となる。
その際、被検査対象が眼の網膜のような場合には、眼の網膜に損傷を与えないため、照射できるエネルギーは制限される。
このように照射できるエネルギーが制限されることから、単一ビームによる上記従来例のものにおいては、ビームの光量を上げて高速化を図ることには問題が生じる。
【０００７】
そのため、複数のビームを用いることが考えられるが、横方向分解能を高くするために、これらのビーム各々に独立に波面収差補正システムを用意する必要があり、全体の光学系が大規模になってしまい、コストも増大する。
また、前述したように測定対象が網膜など反射率が非常に小さいものの場合、光学系としては偏心反射光学系の構成を採ることが必要となる。
その際、単一ビームの場合には、焦点距離の非常に長い球面ミラーを用いることができ、回転対称非球面を用いればよいが、これらの方法で複数のビームについて、同時に収差を抑えることは困難である。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、走査に用いるビームの光量を、安全規格などの規定光量内に抑えたままで、画像の高精細化を図ることができるコンパクトな補償光学系を備えた画像取得装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、つぎのように構成した補償光学系を備えた画像取得装置を提供するものである。
本発明の画像取得装置は、測定対象を、偏向器によって測定光により走査し、
前記測定対象からの反射光あるいは後方散乱光を、補償光学系で補正して該測定対象の画像を取得する補償光学系を備えた画像取得装置であって、
前記測定光により前記測定対象を走査した際に、該測定対象によって発生する前記測定光の波面収差を検出する波面収差検出器と、
前記波面収差検出器によって検出された波面収差に応じて、前記測定光の波面収差を補正する、前記偏向器と光学的に共役な位置に配置された波面収差補正器と、
前記波面収差補正器と前記偏向器の配置位置の間に、少なくとも１つ配置されている回転対称軸を持たない非球面ミラーと、
を有することを特徴とする。
また、本発明の画像取得装置は、測定対象における複数のエリアを、偏向器によって複数のビームからなる測定光により走査し、
該測定対象からの反射光あるいは後方散乱光を、補償光学系で補正して該測定対象の画像を取得する補償光学系を備えた画像取得装置であって、
前記複数のビームからなる測定光により前記測定対象を走査した際に、該測定対象によって発生する前記複数の各ビームにおける波面収差を検出する単一の波面収差検出器と、
前記波面収差検出器によって検出された波面収差に応じて、前記複数の各ビームのそれぞれの波面収差を補正する、前記偏向器と光学的に共役な位置に配置された単一の波面収差補正器と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、走査に用いるビームの光量を、安全規格などの規定光量内に抑えたままで、画像の高精細化を図ることができるコンパクトな補償光学系を備えた画像取得装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１における補償光学系を備えた画像取得装置を説明する図。
【図２】図２（ａ）は眼底検査システムに補償光学系（ＡＯ）を適用した際に、画像の高精細化が図られる基本的なメカニズムを説明する概念図。図２（ｂ）はＨＳセンサの構造を示す概念図。
【図３】図３（ａ）は本発明の実施形態における補償光学系を備えた複数ビームによる光画像取得装置の構成を説明する概念図。図３（ｂ）は別の構成例を示す図。
【図４】本発明の実施形態における凹面ミラーを用いた瞳共役光学系を説明する図。
【図５】本発明の実施形態における非球面形状の種類による残波面収差を説明する図。
【図６】本発明の実施形態における非球面ミラーの局所曲率半径特性を説明する図。
【図７】本発明の実施形態における波面収差検出器配置の構成例を説明する図。
【図８】本発明の実施例２における残波面収差を説明する図。
【図９】本発明の実施例３における補償光学系をＯＣＴに適用した構成例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
つぎに、本発明の実施形態における補償光学系を備えた画像取得装置について説明する。
まず、眼底検査システムに補償光学系（ＡＯ）を適用した際に、画像の高精細化が図られるメカニズムについて、図２（ａ）を用いて説明する。
眼球７の網膜８の情報を光学的に取得するため、図示されていない照明光による測定光で網膜を照射し、網膜上のある点８１からの反射・散乱光を光学系１０と９０を介して受光センサ１１に結像させる。
ここで、眼底カメラの場合は、受光センサ１１はマトリクス状に受光単位が並べられた撮像素子である。なお、受光センサ１１がＳＬＯやＯＣＴに相当するときは、受光センサ１１の位置Ａの部分がＳＬＯやＯＣＴの受光素子に導くための光ファイバ端に相当する。
ここで、高解像度の情報を得ようとすると、光学系１０の射出瞳（入射ビーム径）６を大きくする必要があるが、その場合眼球が持つ収差により、眼球から射出される網膜からの反射・後方散乱光８０は波面が乱れた状態となる。
この光を光学系１０、９０で受光センサ１１に結像しても、本来この光学系が持つ結像性能では集光されず、乱れて広がったスポットとなる。従って、横方向の空間分解能は十分に得られず、所望の高解像度の情報を得ることができなくなる。
【００１３】
この収差には、非点収差やデフォーカス、チルトといった、シリンドリカルレンズなどの通常の光学素子で補正できる低い次数の収差の他に、コマ収差や４次の球面収差など、高次の収差が含まれる。
これは、角膜や水晶体など、主に前眼部の曲面のゆがみや屈折率の不均一性などによって発生するが、個人差が大きく、涙層の状態など時間的にも変化するため、その都度対応して補正する必要が生じる。
これに対し、発生した波面収差を測定し、それを相殺するような逆特性を持つ収差を与えることによって補正する手法が広く知られており、一般に補償光学（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃｓ；ＡＯ）と呼ばれている。
波面収差を検出する手段である波面収差検出器としては、マトリクス状に周期的に並べられたマイクロレンズを、２次元撮像素子の受光面から、その焦点距離だけ離して配置される。
各レンズ素子によって受光面に集光されたスポットの変位によって収差量を算出する方式（Ｓｈａｃｋ−Ｈａｒｔｍａｎｎ方式）が広く用いられている。
波面を補正する手段である波面収差補正器３としては、主に反射ミラーの形状を変える方式が用いられる。
この方式では、薄いフレキシブルなミラーの背後に複数のアクチュエータを設け、静電力や、磁力、ピエゾ素子を用いたりしてミラーを局所的に押したり引いたりすることで全体の形状を変化させる。
また、分割された微小ミラーを傾けながら出し入れする方式も知られている。局所的な変位量はサブμｍ〜十数μｍのものが一般的で、光学系の焦点距離を大きく変化させるほどの能力はない。
これらの波面収差検出器２と波面収差補正器３は、眼球の瞳６と光学的に共役な位置に配置され、波面収差検出器２で検出されたデータに基づき、波面収差補正器３の補正量を算出して形状が設定される。
【００１４】
図２（ａ）の構成では、接眼光学系１０において、その射出瞳（眼球の瞳）と共役な位置に波面収差補正器としての形状可変ミラー３が配置され（以下ＤＭ３と記す）、ビームスプリッタ（分岐手段）５２によって分岐されて同様に共役な位置に波面収差検出器としてのＳｈａｃｋ−Ｈａｒｔｍａｎｎ（ＨＳ）センサ２が配置されている。
ここでは、波面収差検出のための光源１５が用意され、光源からのビーム１６はビームスプリッタ（分岐手段）５１を介して眼球７に入射、網膜８上の測定点８１に集光されている。
この測定点８１からの反射・後方散乱光８０は、角膜などの眼球光学系によって略平行光に変換されて、ビームスプリッタ５１を透過し接眼光学系１０によって所定の太さにビームに変換された後、ビームスプリッタ５２によってその一部が反射されてＨＳセンサ２に入射する。
このＨＳセンサ２の構造を図２（ｂ）に示す。
波線８５のような波面でＨＳセンサ２に入射した光は、瞳と光学的に共役な位置に配置された、マイクロレンズアレイ２１の各レンズ要素のサブアパーチャによって各々のスポットを２次元の受光素子２２上に形成する。
これらのスポットは、サブアパーチャに入射する波面の勾配に応じて、２次元受光素子２２上の各マイクロレンズ光軸位置（破線で表示）からｄｙkずれた位置に結像する。
マイクロレンズの焦点距離をｆとすれば、波面の勾配ｙkは、ｙk＝  ｄｙk／ｆとして算出される。
【００１５】
今、マイクロレンズの数がＭ、ＤＭ３のアクチュエータの数がＮとすると、波面勾配ベクトルｙ、ＤＭ３の補正信号ベクトルａは、
ｙ  ＝  ［Ｂ］ａ            ・・・・・（１）
の関係で表される。ここで、
2010259669.tif 000003
【００１６】
である。
なお、行列Ｂは、波面勾配量と、それを形成するためのＤＭ３の各アクチュエータ補正信号値の相互作用の関係を表す。
式（１）は、ＤＭ３の形状が変化したときに発生する波面収差を表していることになる。
この行列の各々の値は、補正信号値によってＤＭ３の形状がどのように変化するかによって決まるが、これはＤＭ３のタイプによって異なってくる。
前述したような分割ミラーで形状を変化させるタイプのＤＭ３では、ある微小ミラーを変化させたとき、周囲の微小領域には影響を与えないが、連続面として形状を変化させるタイプでは、周囲の領域にも影響を合えるため、Ｂの値もそれに応じて決まることになる。
【００１７】
逆に、今ＨＳセンサで検出された波面収差を補正するためのＤＭ３への補正信号値を求めるためには、式（１）の逆変換を行えばよいが、Ｂの逆行列は一般に求まらないため、ここでは擬似逆行列［Ｂ］-1  を用いる。
これは、Ｂの置換行列ＢTを用いて、
［Ｂ］-1 ＝  ［ＢTＢ］-1  ＢT
として表される。ここで
2010259669.tif 000004
【００１８】
である。
従って、測定された波面収差（波面の各サブアパーチャでの傾き）がｙのとき、ＤＭ３へのアクチュエータ補正信号値ａは、
ａ  ＝  ［ＢTＢ］-1 ＢT ｙ          ・・・・・（２）
として算出される。
上記は概念的な計算の手続きであるが、実際の各数値は、ＨＳセンサで検出された波面勾配のサブアパーチャとＤＭ３のアクチュエータ位置の関係などに応じて決められることになる。
【００１９】
図２（ａ）のシステムに話を戻すと、上記のようにＨＳセンサ２で測定し、計算装置３０で算出されたｙの値と、各素子の特性によって予め設定されたＢの値により、ＤＭ３は式（２）で求められた値に従って形状を可変させる。
図２（ａ）が眼底カメラであれば、上記波面を検出するために網膜上の点８１を照射する光源１５が用いられる。そして画像を得るための、図示されていない照明手段で照明された眼底部の測定点８１からの反射・後方散乱光は、前眼部６と接眼光学系１０を介した後に、上記のように形状を変化させたＤＭ３で波面を補正され、結像レンズ９０で受光センサ１１に結像される。一方、ＳＬＯやＯＣＴの場合には、画像を得るためのＳＬＯやＯＣＴからの照明ビームが、波面を検出するための照射ビームとして兼用される。受光センサ１１の位置ＡはＳＬＯやＯＣＴのファイバ端に相当し、ファイバ端Ａから射出された光がＤＭ３、接眼光学系１０を介して眼球に入射され、網膜上の測定点８１を照射する。
このとき、ＤＭ３を駆動させなかった場合には、網膜上の集光スポットは眼球の収差により乱れて広がったスポットになるが、ここではＤＭ３によって補正されているので、所望の解像度に準じたスポットに集光されている。
この点からの反射・後方散乱光は逆に前眼部６、接眼光学系１０、ＤＭ３、レンズ９０を介してファイバ端Ａに入射し、その後のＳＬＯやＯＣＴのファイバ内を伝搬する。
ここでもＤＭ３による補正により、ファイバ端Ａ上のスポットの結像性能は改善されており、良好なファイバ結合効率を得ることができ、結果として得られる画像のＳ／Ｎ比も改善される。
【００２０】
以上で説明した波面収差補正技術によれば、画像の高精細化を図ることができるが、単一ビームによる場合には、発明が目指す画像取得時間の高速化を達成する上で課題を残す。
すなわち、本発明は上記したように、高解像度を達成すると共に、画像取得時間の高速化を実現することにある。
前述したように、ビームの走査速度を上げると、Ｓ／Ｎ比を確保するためにビームの光量を上げなければならないが、眼底検査機の場合には眼への損傷を回避する上で、網膜の単位面積あたりに照射できるエネルギーは安全規格により制限されている。
本発明者は、このような照射ビームの光量を安全規格などの規定光量内に抑えたままでシステムを構築するため、ある程度の距離（具体的には、測定対象においてお互いに影響を与えない距離）だけ分離して複数のビームを眼球に入射し、分割した各エリアを同時に走査する図３（ａ）に示されるような複数のビームを用いた補償光学系を見出した。
この複数のビームを用いた補償光学系では、複数のビームの波面収差補正を単一の波面収差検出器と波面収差補正器のセットで行うように構成されている。
すなわち、上記複数のビームの全てに眼光学系の収差が影響するため、高解像度を実現するために太い径のビームを用いた場合には、各々のビームの波面に対して補正が必要になる。
その際、入射させるビームの数だけ波面収差検出器と波面収差補正器を用意すると、光学系が大型化し、コストも大幅に増大する。
しかしながら、本発明の上記構成によれば、複数のビームの波面収差補正を単一の波面収差検出器と波面収差補正器のセットで行うことにより、光学系の小型化、コストの低減化が図られている。
すなわち、波面収差検出器が、波面収差補正器と光学的に共役な位置に配置され、複数のビームのうちの一つのビームを、波面収差補正器と光学的に共役な位置に配置された波面収差検出器で検出し、その波面収差を測定可能に構成する。そして、波面収差による補正量を、前記複数のビームに適用する構成とする。このように、本発明の上記した構成によれば、ビームの走査速度を上げるためにビームの光量を安全規格などの規定光量内に抑えたままで、コンパクトな構成で高速化を図ることの可能な補償光学系を備えた画像取得装置を実現することができる。
【００２１】
図３（ａ）において、１１〜１３は、それぞれ発散光を射出する３つの光ファイバ端であり、図２（ａ）の位置Ａに対応する。光ファイバ端１１〜１３から射出された各発散光は、共通のコリメータ光学系９０でそれぞれ平行光にされ、リレー光学系９０１を介して、波面収差補正器３に入射される。このとき、各ビームは異なる角度で入射され、波面収差補正器３の面上で一致しており、図示されていない波面収差検出器によって少なくともひとつのビームの波面が検出され、その値に応じて単一の波面収差補正器３によって同時に補正されている。
この後、各ビームはリレー光学系９０２によってガルバノミラーなどの偏向器５によって偏向され、接眼光学系１０によって瞳６に入射される。
入射されたビームは角膜などの前眼部によって網膜８上にスポット８１〜８３を形成して２次元走査される。
このとき、補正がなければ眼光学系が持つ収差によって乱れていたスポット８１〜８３は、波面収差補正器３によって波面が補正されるため良好に結像し、所望のスポット径となっている。
これらのスポットからの反射・後方散乱光は、逆に前眼部を通って瞳６から射出され、接眼光学系１０〜リレー光学系９０２を介して再度波面収差補正器３に入射される。
これらの反射・後方散乱光は再び眼光学系が持つ収差の影響を受け波面収差を持つが、波面収差補正器３によって再度補正される。
これにより、反射・後方散乱光はリレー光学系９０１、コリメータ光学系９０を介してファイバ端１１〜１３各々に良好に集光され、高い効率でファイバに光学的に結合する。
ここでは３つのビームを用いて走査することで、光量を増やさずに３倍の速度で測定することが可能となっている。
【００２２】
このとき、図３（ａ）は概念を説明するため、光学系を簡略にして共軸系のように図示した。
しかし、被検査物である測定対象が眼の網膜のように非常に反射率が低く、反射・後方散乱光が微弱な場合には、本発明の課題で述べたように、一般に波面収差検出器と眼球間の光学系には、一般的に屈折レンズではなく凹面ミラーを配置した偏心反射光学系が採用される。
波面収差補正器の補正能力は、前述したように数μｍから、大きいもので十数μｍである。
そのため、６〜７ｍｍの径の入射ビームに対して、眼球で発生する波面収差のうち、２次から高次の成分まで補正しようとすると、その能力の殆どを眼球波面収差補正に費やす必要がある。
従って、光学系の収差が一定以上残っていると、その補正に波面収差補正器の補正能力の一部が用いられてしまい、眼球波面収差補正に必要な能力が十分に取れなくなる場合がある。
これを避けるため、共役関係を形成する各リレー光学系９０１や９０２の残収差は極力小さく、出来れば波面収差のＰＶ値で０．３λ以内、対応するストレール比で０．９以上の程度には、抑えておく必要がある。
単一ビームの場合には、従来例のように、球面ミラーであれば焦点距離を長くして、各ミラーへの入射角を小さくするか、或いは回転対称非球面ミラーを用いれば、これを実現することができる。
【００２３】
これに対し、上記のような複数ビーム各々について、光学系によって発生する収差を十分に抑えようとすると、回転対称ミラーでは不十分である。
これは、画角を持った偏心反射光学系を構成することに他ならないからである。これを実際に図４のような、２つの光学的に共役な位置（瞳共役位置）を形成するための光学系により説明する。
ここでは、３つのビームを用いており、ミラーの焦点距離は約１００ｍｍ、瞳倍率は１倍とする。
瞳における各ビーム間の角度は３°とした。例えば、図４に示されているように偏向器５、波面収差補正器３が配置され、これらの配置位置の間に２つのミラー９１、９２が設けられているとする。
【００２４】
このとき、２つのミラー９１、９２が、共に（Ａ）コーニック非球面、（Ｂ）トロイダル面、（Ｃ）アナモルフィック面、（Ｄ）ツェルニケ多項式面であったときに、最適化設計したときの、ある画角光線の波面収差量を図５に示す。
ここで、ミラーにおける（Ａ）〜（Ｄ）の曲面（非球面形状）は、次式のように表すことができる。
すなわち、
（Ａ）Ｚ（ｘ，ｙ）＝Ｃ・（ｘ2＋ｙ2）／［１＋［１−（１＋Ｋ・Ｃ2・                    （ｘ2＋ｙ2））1/2］
＋Ａ・（ｘ2＋ｙ2）2＋Ｂ・（ｘ2＋ｙ2）3＋Ｃ・（ｘ2                ＋ｙ2）4＋Ｄ・（ｘ2＋ｙ2）5
＋Ｅ・（ｘ2＋ｙ2）6＋Ｆ・（ｘ2＋ｙ2）7＋Ｇ・（ｘ2                ＋ｙ2）8＋Ｈ・（ｘ2＋ｙ2）9＋Ｊ・（ｘ2＋ｙ2）10
ただし、Ｃ＝１／Ｒ（Ｒは曲率半径）、Ａ〜Ｊは定数
で表される。
また、
（Ｂ）Ｚ（ｙ）＝Ｃyｙ2／［１＋［１−（１＋ｃ1）・Ｃy2・ｙ2］1/       2］＋ｃ2・ｙ4＋ｃ3ｙ6）3＋ｃ4ｙ8＋ｃ5ｙ10（ｙｚ断面）
（上記をｙ軸に平行でＲxだけｘ軸方向にシフトした軸を中心に回転して曲面を形成）
ただし、Ｃy＝  １／Ｒy（Ｒyはｙｚ断面の曲率半径）、ｃkは定数
で表される。
また、
（Ｃ）Ｚ（ｘ，ｙ）＝（Ｃxｘ2＋Ｃyｙ2）／［１＋［１−（１＋ｋx）・                  （Ｃxｘ）2−（１＋ｋy）・（Ｃyｙ）2  ］1/2］
＋ＡＲ・［（１−ＡＰ）・ｘ2＋（１＋ＡＰ）・ｙ2］2
＋ＢＲ・［（１−ＢＰ）・ｘ2＋（１＋ＢＰ）・ｙ2］3
＋ＣＲ・［（１−ＣＰ）・ｘ2＋（１＋ＣＰ）・ｙ2］4
＋ＤＲ・［（１−ＤＰ）・ｘ2＋（１＋ＤＰ）・ｙ2］5
ただし、Ｃx＝１／Ｒx（Ｒx、Ｒyは、それぞれｘｚ，ｙｚ断面の曲率半径）、
ｋx、ｋy  、ＡＲ〜ＤＲ、ＡＰ〜ＤＰは定数
で表される。
また、
（Ｄ）Ｚ（ｘ，ｙ）＝Ｃ・（ｘ2＋ｙ2）／［１＋［１−（１＋ｃ1）・Ｃ2・                （ｘ2＋ｙ2）］1/2］
＋ｃ5・（ｘ2−ｙ2）
＋ｃ6・（−１＋２ｘ2＋２ｙ2）
＋ｃ10・（−２ｙ＋３ｘ2ｙ＋３ｙ3）
＋ｃ11・（３ｘ2ｙ−ｙ3）
＋ｃ12・（ｘ4−６ｘ2ｙ2＋ｙ4）
＋ｃ13・（−３ｘ2＋４ｘ4＋３ｙ2 −  ４ｙ4）
＋ｃ14・（１−６ｘ2＋６ｘ4−６ｙ2＋１２ｘ2ｙ2＋
６ｙ4）
＋ｃ20・（３ｙ−１２ｘ2ｙ＋１０ｘ4ｙ−１２ｙ3＋
２０ｘ2ｙ3＋１０ｙ5）
＋ｃ21・（−１２ｘ2ｙ＋１５ｘ4ｙ＋４ｙ3＋
１０ｘ2ｙ3−５ｙ5）
＋ｃ22・（５ｘ4ｙ−１２ｘ2ｙ3＋  ５ｙ5）
＋ｃ23・（ｘ6−１５ｘ4ｙ2＋１５ｘ2ｙ4−ｙ6）
＋ｃ24・（６ｘ6−５ｘ4−３０ｘ4ｙ2−３０ｘ2ｙ＋
３０ｘ2ｙ2＋６ｙ6−５ｙ4）
＋ｃ25・（３０ｘ5ｙ＋６０ｘ3ｙ3＋３０ｘｙ5−
４０ｘ3ｙ−４０ｘｙ3＋１２ｘｙ）
＋ｃ26・（２０ｘ6＋６０ｘ4ｙ2＋６０ｘ2ｙ4＋
２０ｙ6−３０ｘ4−６０ｘ2ｙ2−３０ｙ4＋２ｘ2＋
１２ｙ2−１）
ただし、Ｃ＝１／  Ｒ（Ｒは曲率半径）、ｃkは定数
で表される。
ここで、ｚは光線伝播方向である基準光線（中心画角光線）方向、ｘとｙはｚに垂直な方向である。
【００２５】
これらによると、（Ａ）はＰＶ値で０．９λ程度、ストレール比は０．２程度で、明らかに補正が不十分であり、（Ｂ）も波面収差ＰＶ値で０．５λ程度、ストレール比は０．７程度と、所望の収差量まで低減できていない。
（Ｃ）は波面収差ＰＶ値で０．３λ程度、ストレール比は０．８７程度で、所望の収差量をほぼ満たすことができる。
これに対し、（Ｄ）では波面収差ＰＶ値で０．２λ程度、ストレール比は０．９７程度と、無収差に近い良好なレベルまで抑えることが可能となる。
上記の例は偏心断面（ｙｚ面）内のみに複数のビームを並べて画角を与えてある例であり、偏心断面と垂直方向（ｘ方向）にも画角が与えられていると、各ビームの収差は更に悪化する。
その場合には、ｘ、ｙ方向ともに対称形状である（Ｃ）のアナモルフィック面では十分に収差を抑えることが困難になり、（Ｄ）のツェルニケ多項式面を用いることが必須となる。
また、（Ｄ）のツェルニケ多項式面は、２枚のミラーのうち１枚のみに採用し、もう一枚を球面にしても、上記の収差レベルを達成することが可能である。
【００２６】
上記のように、複数の太いビームを共通のリレー光学系で構成した、眼球などを対象とした補償光学系では、偏心曲面ミラーとしては、回転対称軸を持たない非球面ミラーの使用が不可欠となる。
実際に曲面ミラー９１、９２にツェルニケ多項式面（Ｄ）を用いた場合の光学データを以下に示す。
ここでは瞳倍率を０．５倍とし、ミラー９１の焦点距離を約１５０ｍｍ、ミラー９２の焦点距離を約７５ｍｍとした。
面番号１が偏向器、面番号３が曲面ミラー９１、面番号６が曲面ミラー９１、面番号８が波面収差補正器とした。距離の単位はｍｍ、角度の単位は度としている。
面番号            曲率半径                    面間隔
物点：            ＩＮＦＩＮＩＴＹ            ＩＮＦＩＮＩＴＹ
１：              ＩＮＦＩＮＩＴＹ          ０．００００００    （瞳）
２：              ＩＮＦＩＮＩＴＹ          １５０．００００００
３：          −２９６．６２３９４          ０．００００００  （反射）
非回転対称非球面：
Ｃ１：５．４７７３Ｅ＋００  （Ｃｏｎｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）
Ｃ５：−２．９９４３Ｅ−０６
Ｃ６：１．０４３８Ｅ−０５
Ｃ１０：１．１３８９Ｅ−０７
Ｃ１１：１．５８１０Ｅ−０７
Ｃ１２：−６．１１９１Ｅ−０９
Ｃ１３：−７．５１３９Ｅ−０９
Ｃ１４：１１２０４Ｅ−０９
Ｃ２０：−３．９３９４Ｅ−１０
Ｃ２１：−９．２７８９Ｅ−１０
Ｃ２２：−１．４７９１Ｅ−０９
Ｃ２３：−４．９４０１Ｅ−１１
Ｃ２４：−３．６６２３Ｅ−１１
Ｃ２５：−３．２０５１Ｅ−１１
Ｃ２６：−１．６２３４Ｅ−１１
ＸＤＥ：０．００００００    ＹＤＥ：０．０４９７３３
ＺＤＥ：０．００００００    ＡＤＥ：３．８０２３９３
ＢＤＥ：０．００００００    ＣＤＥ：０．００００００
４：            ＩＮＦＩＮＩＴＹ            −１５０．００００００
ＸＤＥ：０．００００００    ＹＤＥ：０．０３４５８７
ＺＤＥ：０．００００００    ＡＤＥ：３．３６５９１０
ＢＤＥ：０．００００００    ＣＤＥ：０．００００００
５：            ＩＮＦＩＮＩＴＹ        −７５．００００００
６：            １４６．７７１２３      ０．００００００    （反射）
非回転対称非球面：
Ｃ１：−５．１６５４Ｅ＋０１  （Ｃｏｎｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）
Ｃ５：１．５６０９Ｅ−０５
Ｃ６：−３．６０６４Ｅ−０５
Ｃ１０：−１．３５８１Ｅ−０７
Ｃ１１：１．１７３０Ｅ−０６
Ｃ１２：−２．９４５６Ｅ−０７
Ｃ１３：−２．５８０２Ｅ−０７
Ｃ１４：２．２５６４Ｅ−０７
Ｃ２０：−４．１８９２Ｅ−０９
Ｃ２１：−１．４９１８Ｅ−０８
Ｃ２２：−２．２６５３Ｅ−０８
Ｃ２３：−２．６３８０Ｅ−１０
Ｃ２４：１．０６４３Ｅ−１２
Ｃ２５：５．８３１１Ｅ−１１
Ｃ２６：−４．８４５５Ｅ−１１
ＸＤＥ：０．００００００    ＹＤＥ：０．１６０７９８
ＺＤＥ：０．００００００    ＡＤＥ：−３．８０１４３１
ＢＤＥ：０．００００００    ＣＤＥ：０．００００００
７：              ＩＮＦＩＮＩＴＹ        ７５．００００００
ＸＤＥ：０．００００００    ＹＤＥ：−０．０１１４７５
ＺＤＥ：０．００００００    ＡＤＥ：−４．２１１０１６
ＢＤＥ：０．００００００    ＣＤＥ：０．００００００
８：              ＩＮＦＩＮＩＴＹ      ０．００００００
ＸＤＥ：０．００００００      ＹＤＥ：０．００００００
ＺＤＥ：０．００００００      ＡＤＥ：３．４２９７４３
ＢＤＥ：０．００００００      ＣＤＥ：０．００００００
９：              ＩＮＦＩＮＩＴＹ      ０．００００００
ＸＤＥ：０．００００００      ＹＤＥ：−０．００２０８９
ＺＤＥ：０．００００００      ＡＤＥ：０．００００００
ＢＤＥ：０．００００００      ＣＤＥ：０．００００００
このときのミラー９１、９２の曲面形状を、偏心断面（偏心回転軸に垂直な面・ｙｚ平面）との交線上の点における、局所的な曲率半径のｙ方向成分（偏心断面方向の成分）とｘ方向成分（偏心断面に垂直な方向の成分）の値を図６に示す。
これによると、交線上のｙ座標に対して、ミラー９１については、曲率半径のｙ成分の変曲点の個数であるはｎy個は２、ｘ成分の変曲点の個数であるｎx個は１となり、ミラー９２については、ｎyは２、ｎxは２となっている。
上記は瞳倍率が０．５倍の場合であるが、他の倍率の場合や、２つのミラーのうちの一方にのみ非球面を用いて他方を球面にした場合、ｙｚ面と垂直方向（ｘ方向）にも画角が与えられている場合についても、常に、つぎのようになる。
すなわち、収差を低減するようにミラー形状の最適化を行うと、この変曲点の数ｎx、ｎyは表１のようになり、
常に、
ｎy≧ｎx
となり、ｎxがｎyを上回ることがない。
【００２７】
［表１］
2010259669.tif 000005
【００２８】
また、波面収差補正器には、異なる角度で複数の平行ビームを入射させる必要がある。
その方法としては、図３（ａ）に示すように、複数の発散光出射端１１〜１３をコリメータ光学系９０の前側焦点位置（ｘｙ面）上における光軸に垂直な平面上に距離を置いて並べる。そして、各出射ビームの主光線がコリメータ光学系９０の光軸に平行になるように配置する方法がある。
これらのビームはコリメータ光学系９０の後側焦点位置に射出瞳６１を形成するので、この射出瞳位置６１と光学的に共役な位置に波面収差補正器３を配置すればよい。
これにより共通の光学系９０１によって複数の平行ビームを異なる角度で同じ位置に入射させることが可能となる。
この光学系９０１も、偏向器と波面収差補正器の間の光学系と同じように、収差を抑えるためには、前述したような形状の非球面ミラーを用いればよい。
また、別の方法としては、図３（ｂ）に示すようにしてもよい。
すなわち、複数の発散光出射端各々に対応した複数のコリメータ光学系９１１〜９１３を設定し、これらによって平行になったビームを所定の角度で位置６１１の一点で交差させる。
そして、この位置を入射瞳としたリレー光学系９０１によって形成される射出瞳３１の位置に、波面収差補正器３を配置する。
【００２９】
なお、波面の補正を行うためには、波面収差検出器も波面収差補正器と光学的に共役な位置に配置する必要がある。
これにより、検出した波面のデータを、そのまま補正値算出に用いることが可能となるためであるが、波面収差補正器と光学的に共役であるということは、波面収差検出器にも、複数のビームが異なる角度で入射することになる。
この場合、図２（ｂ）のような方式の検出器であると、撮像素子上に多数のスポットが形成されて、どのビームのものか区別がつかず、正しく波面を検出することが出来なくなる。
波面収差補正は、単一の波面収差補正器で行うため、複数のビームの波面のデータは必要なく、いずれかひとつのビームを検出すればよい。
従って、図７のように、コリメータ光学系９０と光学系９０１の間で信号光を分岐し、検出光以外は遮光するような構成を採用する。
瞳６１と波面収差検出器２の有効径が同等であれば、瞳６１と光学系９０１の間の位置で分岐し、瞳６１と等価な位置に波面収差検出器２を設置すればよいし、同等でない場合は図７のように、再度リレー光学系９９を構成して、瞳共役位置６２を構築すればよい。
この場合は、リレー光学系９９の何れかの光学面からの戻り光は発生しないため、リレー光学系を偏心反射光学系にする必要はなく、回転対称のレンズで構成することが可能である。
【００３０】
以上のような形状の非球面ミラーを用いれば、複数のビームを同時に走査する方式においても、単一の波面収差補正器と波面収差検出器を用いて、Ｓ／Ｎ比が高い良好な画像を高速で得ることができる。
なお、以上では複数ビームを用いた場合について述べたが、単一のビームを用いた補償光学系の場合にも、上記のような非回転対称非球面ミラーを用いれば、球面ミラーや回転対称非球面ミラーを用いた場合に比べ、短い焦点距離でも収差を低減することが出来る。
そのため、単一のビームを用いた補償光学系の場合にも、大幅に光学系をコンパクトにすることが可能である。
【００３１】
［実施例１］
図１を用いて、本発明を適用した実施例１における補償光学系を備えた画像取得装置の主要部について説明する。
図１において、３は波面収差補正器（ＤＭ）であり、１１〜１３は光射出端であり、図２（ａ）で説明したファイバ端Ａに対応するものである。
５は偏向器、６１はコリメータ光学系の射出瞳、９０はコリメータ光学系、９１〜９４は非球面ミラーである。
ＳＬＯやＯＣＴ等の低コヒーレント光源からの光は、図示されていない３本の光ファイバ内を伝搬し、偏心断面（ここでは紙面）内に各々１ｍｍの距離をおいて配置された出射端１１〜１３からそれぞれ発散光として出射され、コリメータ光学系９０で平行化される。
このときのビーム径（相対強度１／ｅ2）はφ７．４ｍｍである。
これら平行化された３つのビームは、射出瞳６１を通過する。その通過後、非球面ミラー９４、９３で構成されたリレー光学系により、瞳６１と光学的に共役な面であるＤＭ３の反射面上に、平行ビームの状態で異なる角度で入射し、ＤＭ面上で重ね合わされる。
このときの各ビーム径はφ１５ｍｍであり、ＤＭ３の有効径よりやや小さい値になっている。
ここで反射されたビームは、非球面ミラー９２、９１を介し、偏向器５に異なる角度で入射する。
ここで偏向されたビームは、図示されていない接眼光学系によって、被験眼の瞳に略平行ビームの状態で入射され、網膜上に集光されて２次元に走査される。
このときのビームスポットは、眼球が持つ収差によって波面が乱されているため、乱れて広がった形状となっている。
【００３２】
網膜上に集光された３つのスポットからの反射・後方散乱光は眼球の瞳から射出され、逆に接眼光学系〜非球面ミラー９１、９２を介して伝搬し、ビームスプリッタ（光分岐手段）でその一部が反射されて、図示されていない波面収差検出器（ＨＳ）２に入射する。
ＨＳセンサでの測定値から、ＤＭ３への補正信号が図示されていない計算機で算出され、ＤＭ３へ送られる。ＤＭ３はこの信号によって波面収差を補正するような形状に変換される。
これにより、光射出端１１〜１３からのビームは波面を変換されており、網膜上の各スポットは回折限界に近い状態に補正されている。
また、この各スポットからの反射・後方散乱光は眼光学系を通る際に再度波面収差を発生させるが、再度ＤＭ３によって乱れた波面は補正される。
そして、非球面ミラー９３、９４、コリメータ光学系９０を介してファイバの出射端１１〜１３にそれぞれ良好に結像され、高結合効率でファイバに入射する。
【００３３】
ファイバを伝播した光は、ＯＣＴの場合には参照光路を経由した参照光と合波されて干渉光を得て、干渉信号をフーリエ変換することにより網膜の深さ方向の反射率分布として算出され、ビームを一次元に走査すれば、断面の画像が得られることになる。
また、２次元に走査することで、３次元の画像も得ることが可能になる。
ＳＬＯはＯＣＴと異なり、干渉計を含まないため、網膜からの反射・後方散乱光を、光強度検出器で光強度を直接検出する。このＳＬＯによる場合には、ファイバ伝播光強度がビームの２次元走査位置と関連付けられ、２次元画像による眼底像が得られる。
ここでは３本のビームを用いているため、１本のビームを走査したときに比べて３倍の速度で測定を行うことができ、かつ水平方向の高解像度を確保することができる。
【００３４】
以下に、図１に示した補償光学系の光学データを示す。
波長は８４０ｎｍとしている。
なお、回転対称非球面は前記（Ａ）の関数形に従う。
2010259669.tif 000006
2010259669.tif 000007
2010259669.tif 000008
2010259669.tif 000009
【００３５】
［実施例２］
実施例１は、偏心断面（ｙｚ面）内に３つのビーム射出端を配置した例であるが、ｘ軸方向にも射出端を配置した構成にすることで、さらに多くのビームを同時に走査でき、画像取得を高速化することができる。
以下に、ｘｙ面に３×３の９つの射出端を格子状に配置した場合の光学系の設計データを示す。ただし、瞳における画角はｘ、ｙ方向断面ともに±３度、瞳径φ６．７ｍｍ、波長は８４０ｎｍとしている。図８に、各ビームの波面収差を示す。左右は対象であるので、画角（Ｃ）、丸数字３、６、９の特性は省略してある。いずれもストレール比で０．９前後となっている。
2010259669.tif 000010
2010259669.tif 000011
【００３６】
［実施例３］
実施例３では、本発明の上記した補償光学系を３次元光断層画像を取得可能なＯＣＴに適用した構成例を、図９により説明する。
低コヒーレント光源１００からの光は、光ファイバ内を伝搬し、ファイバ結合器で所定の割合で分岐された後に出射端１１〜１３からそれぞれ発散光として出射され、コリメータ光学系９０で平行化される。
平行化された３つのビームは、射出瞳６１を通過した後、非球面ミラー９４〜９３により、６１や被験眼の瞳６と光学的に共役な面であるＤＭ３上に、平行ビームの状態で異なる角度で入射し、ＤＭ３面上で重ね合わされている。
このときの各ビーム径はφ１０ｍｍであり、ＤＭ３の有効径よりやや小さめになっている。
このときのＤＭ３には補正信号が送られておらず、平面形状をなしている。
ここで反射されたビームは、非球面ミラー９２〜９１で平行化され、偏向器５に異なる角度で入射する。
ここで偏向されたビームは、接眼光学系１０によって被験眼７の瞳６に平行ビームの状態で入射され、網膜８上を２次元に走査される。
このときのビームスポットは、眼球が持つ収差によって波面が乱されているため、乱れて広がった形状となっている。
網膜上に集光された３つのスポットからの反射光あるいは後方散乱光は瞳６から射出され、逆に接眼光学系１０〜非球面ミラー９４まで伝搬し、光分岐手段６００でその一部が反射されてＨＳセンサ２に入射する。
このとき、ＨＳセンサには、光射出端１２からのビームによる網膜からの反射・後方散乱光が入射され、その他のビームによる反射光あるいは後方散乱光は、遮光手段２００によって遮断されており、ＨＳセンサ２には入射されない。
【００３７】
ＨＳセンサでの測定値から、ＤＭ３への補正信号が計算装置３０で算出され、ＤＭ３へ送られる。
ＤＭ３はこの信号によって波面収差を補正するような形状に変換される。
これにより、光射出端１１〜１３からのビームは波面を変換されており、網膜上の各スポットは回折限界に近い状態に補正されている。
ここでは、瞳６に入射するビーム径は約４ｍｍに設定されており、網膜上では約５μｍの大きさのスポット径となっている。
また、この各スポットからの反射光あるいは後方散乱光は眼光学系を通る際に再度波面収差を持つが、ＤＭ３によって乱れた波面は補正される。
そして、非球面ミラー９３〜９４、コリメータ光学系９０を介してファイバの出射端１１〜１３に良好に結像され、高結合効率でファイバに入射する。
一方、同様に光源１００からの光は、ファイバ結合器で所定の割合で分岐された後に参照アーム側の射出端１２１〜１２３から射出され、コリメータ光学系で平行化された後に、分散補償ガラス１６１、折り返しミラー１６０を経て再度射出端１２１〜１２３に入射する。
【００３８】
この参照光と、上記眼球からの反射光あるいは後方散乱光はファイバ結合器で合波され、分光器側の射出端１１１〜１１３から出射する。
射出した発散光はコリメータ光学系１５１で平行化された後、回折光学素子１５０に入射して回折される。ここでは１次回折光の回折効率が最大になるように入射角が設定されている。
ここで回折された光は波長毎に分岐され、結像光学系１５２によって検出器１５３上に集光されるが、検出器１５３上では、波長毎に紙面に平行な方向に異なる位置に結像されている。
図では見易さのために中心波長のみの光束が表示されている。
計算装置３０が検出器１５３で得られた信号をフーリエ変換することで、深さ位置と反射率との関係が導かれ、ビームを一次元に走査すれば、断面の画像が得られることになる。
また、偏向器５により２次元に走査することで、３次元の画像も得ることが可能になる。
ここでは３本のビームを用いているため、１本のビームを走査したときに比べて３倍の速度で測定を行うことができ、かつ水平方向の光学的解像度は５μｍを確保することができる。
【符号の説明】
【００３９】
２：波面収差検出器
３：波面収差補正器
５：偏向器
１１〜１３：光射出端
６１：コリメータ光学系の射出瞳
９０：コリメータ光学系
９１〜９４：非球面ミラー
【図１】
2010259669.tif 000012
【図２】
2010259669.tif 000013
【図３】
2010259669.tif 000014
【図４】
2010259669.tif 000015
【図５】
2010259669.tif 000016
【図６】
2010259669.tif 000017
【図７】
2010259669.tif 000018
【図８】
2010259669.tif 000019
【図９】
2010259669.tif 000020