(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を測定対象に照射する照射手段と、
前記照射手段の中心軸とは異なる領域を介して前記測定対象に照射した光による前記測定対象からの戻り光に生じる前記測定対象の収差を補正する収差補正手段と、
前記収差補正手段で収差を補正された光を前記照射手段の中心軸を介して前記測定対象に照射した光による前記測定対象からの戻り光に基づいて前記測定対象の画像を取得する画像取得手段と、
前記光源からの光を走査する走査手段と、
前記走査手段と前記照射手段との間に挿脱する光学手段と、
前記光学手段を挿脱することで前記光源からの光の照射位置を前記照射手段の中心軸とは異なる領域と中心軸を含む領域との間で切り替える切り替え手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記測定対象の収差を測定する収差測定手段を有し、
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制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記測定対象が、被検眼であり、
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または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光源からの光を前記照射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、前記照射手段で照射した光による前記測定対象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測定対象の断層画像を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
走査手段を介して測定光を照射した被検眼からの戻り光に基づいて、前記被検眼の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段により前記被検眼の画像を取得している際に、前記走査手段により走査された前記測定光がレンズの中央部以外の領域を通る場合に、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、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
前記走査手段により走査された前記測定光が前記レンズの中央部を通る場合には前記収差の補正を止めるように、前記収差補正手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記画像取得手段により前記被検眼の画像を取得している際に、前記走査手段により走査された前記測定光がレンズの中央部以外の領域を通る場合に、前記被検眼により生じる収差を測定する収差測定手段と、
前記走査手段により走査された前記測定光が前記レンズの中央部を通る場合には、前記収差の測定を止めるように、前記収差測定手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項８】
レンズを介した測定光で被検眼を走査し、その反射もしくは散乱光を受光して前記被検眼の光画像を撮像する際に、前記被検眼で発生する収差を補償光学系で補正する撮像装置であって、
前記被検眼の光画像を撮像する際に、前記被検眼を測定光で走査する走査手段と、
前記収差を測定する収差測定手段と、
前記測定した収差に基づいて前記被検眼によって生じる収差を補正する補正手段と、を備え、
前記収差測定手段で収差を測定する際に、前記レンズの中心軸を外した領域を介し、前記測定光を前記被検眼に照射して前記収差を測定し、
前記被検眼の前記光画像を撮像する際に、前記レンズの中心軸を含む領域を介した前記測定光を前記走査手段により前記被検眼に走査し、前記被検眼の光画像を撮像することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
前記レンズは前記被検眼と前記走査手段とを結ぶ光路中に配置されたことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
光源からの光を照射手段の中心軸とは異なる領域を介して測定対象に照射する第１の照射工程と、
前記第１の照射工程で照射した光による前記測定対象からの戻り光に生じる前記測定対象の収差を収差補正手段で補正する収差補正工程と、
前記収差補正工程で収差を補正された光を前記照射手段の中心軸を介して前記測定対象に照射する第２の照射工程と、
前記第２の照射工程で照射した光による前記測定対象からの戻り光に基づいて前記測定対象の画像を取得する画像取得工程と、
前記光源からの光を走査する走査手段と前記照射手段との間に光学手段を挿脱することで前記光源からの光の照射位置を前記照射手段の中心軸とは異なる領域と中心軸を含む領域との間で切り替える切り替え工程と、
を含むことを特徴とする撮像方法。
【請求項１１】
レンズを介した測定光で被検眼を走査し、その反射もしくは散乱光を受光して前記被検眼の光画像を撮像する際に、前記被検眼で発生する収差を補償光学系で補正する撮像方法であって、
前記被検眼の波面収差を測定するための測定光を、前記レンズの中心軸を外した領域を介し、前記被検眼に照射して前記波面収差を測定する波面収差測定工程と、
前記レンズを介した測定光で前記被検眼を照射して光画像を撮像する際に、前記レンズの中心軸を含む領域を介した前記測定光で前記被検眼を走査して前記被検眼の光画像を撮像する光画像撮像工程と、
を有することを特徴とする撮像方法。
【請求項１２】
前記レンズは前記被検眼と前記測定光を走査する走査手段とを結ぶ光路中に配置されたことを特徴とする請求項１１記載の撮像方法。
【請求項１３】
前記波面収差を測定するための測定光の前記被検眼への照射が、前記測定光を走査する走査手段を用いて、前記走査手段を制御することにより行われることを特徴とする請求項１２に記載の撮像方法。
【請求項１４】
前記走査手段の制御が、前記測定光の光軸を前記レンズの中心軸外に移動させるように制御することにより行われることを特徴とする請求項１３に記載の撮像方法。
【請求項１５】
前記測定光を走査する走査手段と前記レンズとの間に、前記測定光を前記レンズの中心軸からシフトさせる光学要素が挿脱可能とされ、
前記波面収差測定工程での波面収差測定に際し、前記走査手段と前記レンズとの間に前記光学要素を挿入し、
前記光画像撮像工程での測定に際し、前記走査手段と前記レンズとの間の前記光学要素を脱抜する請求項１１に記載の撮像方法。
【請求項１６】
前記波面収差測定工程と、前記光画像撮像工程とが同時に行われ、
前記波面収差測定工程における前記測定光による測定が、前記レンズの中心軸以外の領域を走査する場合に行われることを特徴とする請求項１１に記載の撮像方法。
【請求項１７】
前記波面収差測定工程での波面収差の測定が、シャックハルトマンセンサーを用いて行われ、前記波面収差測定工程での波面収差の測定結果に基づいて、可変形状ミラーを変形させることによって前記収差の補正が行われることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の撮像方法。
【請求項１８】
前記光画像を撮像するための測定光と前記波面収差を測定するための測定光が、同一の光源あるいは別の光源から発せられることを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の撮像方法。
【請求項１９】
請求項１０乃至１８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。
【請求項２０】
第１光源および第２光源からの光を測定対象に照射するレンズと、
前記レンズが有する凸面の頂点を含む前記凸面の第１領域よりも前記頂点から離れた前記凸面の第２領域を介して前記測定対象に照射した前記第１光源からの光による前記測定対象からの第１戻り光に基づいて前記測定対象の収差を補正する収差補正手段と、
前記収差補正手段で前記測定対象の収差が補正された前記第２光源からの光を前記第１領域を介して前記測定対象に照射したことによる前記測定対象からの第２戻り光に基づいて前記測定対象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。
【請求項２１】
光源と、
前記光源と測定対象とを結ぶ光路中に設けられたレンズと、
前記光源からの光を前記レンズが有する凸面の頂点を含む前記凸面の第１領域を介して前記測定対象に照射する第１モードと、前記光源からの光を前記第１領域よりも前記頂点から離れた前記凸面の第２領域を介して前記測定対象に照射する第２モードとのいずれかを選択する選択手段とを備え、
前記選択手段は、前記測定対象の画像を取得する場合に前記第１モードを選択し、前記測定対象の収差を測定する場合には前記第２モードを選択することを特徴とする撮像装置。
【請求項２２】
光源と、
前記光源からの光を走査する走査手段と、
前記光源と測定対象とを結ぶ光路中に設けられるとともに、前記走査手段により走査された前記光源からの光を前記測定対象に照射するレンズと、
前記測定対象からの戻り光に基づいて前記測定対象の収差を取得する収差取得手段と、
前記測定対象からの戻り光に基づいて前記測定対象の画像を取得する画像取得手段と、を備え、
前記走査手段により走査された光が前記レンズが有する凸面の頂点を含む前記凸面の第１領域を介して前記測定対象に照射される場合には、前記収差取得手段による収差の取得を中止するとともに前記画像取得手段による画像の取得を行い、
前記走査手段により走査された光が前記第１領域よりも前記頂点から離れた前記凸面の第２領域を介して前記測定対象に照射される場合には、前記収差取得手段による収差の測定を行うとともに前記画像取得手段は前記収差取得手段による収差の測定結果に基づいて前記収差が補正された前記測定対象の画像の取得を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２３】
前記測定対象は被検眼であることを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項２４】
前記レンズは前記被検眼と前記走査手段とを結ぶ光路中に配置されたことを特徴とする請求項２２に記載の撮像装置。
【請求項２５】
第１光源および第２光源からの光を測定対象に照射するレンズが有する凸面の頂点を含む前記レンズの第１領域よりも前記頂点から離れた前記凸面の第２領域を介して前記測定対象に照射した前記第１光源からの光による前記測定対象からの第１戻り光に基づいて前記測定対象の収差を補正する収差補正工程と、
前記測定対象の収差が補正された前記第２光源からの光を前記第１領域を介して前記測定対象に照射したことによる前記測定対象からの第２戻り光に基づいて前記測定対象の画像を取得する画像取得工程と、
を有することを特徴とする撮像方法。
【請求項２６】
光源からの光を前記光源と測定対象とを結ぶ光路中に設けられたレンズが有する凸面の頂点を含む前記凸面の第１領域を介して前記測定対象に照射する第１モードと、前記光源からの光を前記第１領域よりも前記頂点から離れた前記凸面の第２領域を介して前記測定対象に照射する第２モードとのいずれかを選択する選択工程を備え、
前記選択工程において前記測定対象の画像を取得する場合に前記第１モードを選択し、前記測定対象の収差を測定する場合には前記第２モードを選択することを特徴とする撮像方法。
【請求項２７】
光源と、
前記光源からの光を走査する走査手段と、
前記光源と測定対象とを結ぶ光路中に設けられるとともに、前記走査手段により走査された前記光源からの光を前記測定対象に照射するレンズと、
前記測定対象からの戻り光に基づいて前記測定対象の収差を取得する収差取得手段と、
前記測定対象からの戻り光に基づいて前記測定対象の画像を取得する画像取得手段と、を備えた撮像装置における撮像方法であって、
前記走査手段により走査された光が前記レンズが有する凸面の頂点を含む前記頂点の第１領域を介して前記測定対象に照射される場合には、前記収差取得手段による収差の取得を中止するとともに前記画像取得手段による画像の取得を行う第１画像取得工程と、
前記走査手段により走査された光が前記第１領域よりも前記頂点から離れた前記凸面の第２領域を介して前記測定対象に照射される場合には、前記収差取得手段による収差の測定を行うとともに前記画像取得手段は前記収差取得手段による収差の測定結果に基づいて前記収差が補正された前記測定対象の画像の取得を行う第２画像取得工程と、
を備えたことを特徴とする撮像方法。
【請求項２８】
請求項２５から２７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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および撮像方法に関し、特に眼科診療等に用いられる撮像装置および撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、眼底あるいはその近傍の断層像を取得する装置として、
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）が用いられている。
ＯＣＴには、ＴＤ−ＯＣＴ（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ：タイムドメイン法）、ＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ：スペクトラルドメイン法）、等の方法がある。
これらのＳＬＯやＯＣＴにより眼底を撮影する場合には、角膜や水晶体等の眼の光学組織を通して撮影をしなければならない。
【０００３】
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影画像の画質に大きく影響するようになってきた。
そこで、眼の波面収差を測定し、その収差を補正する機能を光学系に組み込んだ、補償光学系＝ＡＯ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃｓ）−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カメラで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を変形させ、そのミラーを通して眼底の撮影を行っている。このような装置による撮影において、撮影画像の分解能の向上が報告されている。
【０００４】
補償光学系によって眼の波面収差を測定するに際しては、上記したように眼に測定光を入射させてその反射光を検出する。
しかし、眼底の反射率は非常に低く、その反射光は非常に弱いことから、センサーに入射する他の光学素子からの迷光の影響を強く受けてしまうという問題が生じる。
測定光が途中の接眼レンズ表面で反射してしまうことによって、センサーに迷光として入射してしまい、測定精度が大幅に低下してしまうこととなる。
そこで、迷光の影響を軽減させるために、眼からセンサーまでの光路を球面ミラーで構築する方法が、非特許文献２に開示されている。
しかし、球面ミラーで光路を構築すると、光学系が非常に複雑になり、大型化してしまうという問題があった。また、球面ミラー自体にも高度な精度が求められ、非常に高価なものとなる。
このようなことから、接眼部分をレンズ系で組む構成が、非特許文献３に開示されている。これは、レンズ表面での反射光を防止するために、レンズ中心軸を通さない状態で接眼系を構成している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｙ．Ｚｈａｎｇ  ｅｔ  ａｌ，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．１４，Ｎｏ．１０，１５Ｍａｙ２００６
【非特許文献２】１７  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２００５  ／  Ｖｏｌ．  １３，  Ｎｏ．  ２１  ／  ＯＰＴＩＣＳ  ＥＸＰＲＥＳＳ  ８５３２
【非特許文献３】１５  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２００４  ／  Ｖｏｌ．  ２９，  Ｎｏ．  １８  ／  ＯＰＴＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲ
【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、上記した非特許文献３の接眼系においては、光の入射位置をレンズの中心から外すことにより、レンズ表面での反射光を防止することができるように構成されているが、一方ではつぎのような課題を有している。
すなわち、非特許文献３では、波面センサーによって波面収差を測定する際と、ＯＣＴやＳＬＯにより被検眼の光画像を取得する際との両方において、光の入射位置がレンズの中心から外れるように構成されている。
このように、非特許文献３では、波面収差を測定するときだけでなく、被検眼の光画像を取得するときにもレンズの中心部分を利用しない構成が採られていることから、画角の拡大が困難であり、また、レンズの収差の影響で画質が低下するという課題を有している。
また、眼底の反射率は非均一でムラがあるため、被検眼の光画像を取得するときにもレンズの中心部分を利用しない非特許文献３の構成では、波面収差のセンサーに入射する反射光が不安定となり、収差測定の精度低下の原因となっていた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、補償光学系を用いた光画像の撮像において、被検査物の光画像を取得するときにはレンズの中心部分を利用する光学系を用いても、安定した波面収差の測定が可能となる撮像装置および撮像方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、つぎのように構成した撮像装置および撮像方法を提供するものである。
本発明の撮像装置は、光源からの光を測定対象に照射する照射手段と、
前記照射手段の中心軸とは異なる領域を介して前記測定対象に照射した光による前記測定対象からの戻り光に生じる前記測定対象の収差を補正する収差補正手段と、
前記収差補正手段で収差を補正された光を前記照射手段の中心軸を介して前記測定対象に照射した光による前記測定対象からの戻り光に基づいて前記測定対象の画像を取得する画像取得手段と、
前記光源からの光を走査する走査手段と、
前記走査手段と前記照射手段との間に挿脱する光学手段と、
前記光学手段を挿脱することで前記光源からの光の照射位置を前記照射手段の中心軸とは異なる領域と中心軸を含む領域との間で切り替える切り替え手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、レンズを介した測定光で被検眼を走査し、その反射もしくは散乱光を受光して前記被検眼の光画像を撮像する際に、前記被検眼で発生する収差を補償光学系で補正する撮像装置であって、
前記被検眼の光画像を撮像する際に、前記被検眼を測定光で走査する走査手段と、
前記収差を測定する収差測定手段と、
前記測定した収差に基づいて前記被検眼によって生じる収差を補正する補正手段と、を備え、
前記収差測定手段で収差を測定する際に、前記レンズの中心軸を外した領域を介し、前記測定光を前記被検眼に照射して前記収差を測定し、
前記被検眼の前記光画像を撮像する際に、前記レンズの中心軸を含む領域を介した前記測定光を前記走査手段により前記被検眼に走査し、前記被検眼の光画像を撮像することを特徴とする。
また、本発明の撮像方法は、
光源からの光を照射手段の中心軸とは異なる領域を介して測定対象に照射する第１の照射工程と、
前記第１の照射工程で照射した光による前記測定対象からの戻り光に生じる前記測定対象の収差を収差補正手段で補正する収差補正工程と、
前記収差補正工程で収差を補正された光を前記照射手段の中心軸を介して前記測定対象に照射する第２の照射工程と、
前記第２の照射工程で照射した光による前記測定対象からの戻り光に基づいて前記測定対象の画像を取得する画像取得工程と、
前記光源からの光を走査する走査手段と前記照射手段との間に光学手段を挿脱することで前記光源からの光の照射位置を前記照射手段の中心軸とは異なる領域と中心軸を含む領域との間で切り替える切り替え工程と、
を含むことを特徴とする。
また、本発明の撮像方法は、レンズを介した測定光で被検眼を走査し、その反射もしくは散乱光を受光して前記被検眼の光画像を撮像する際に、前記被検眼で発生する収差を補償光学系で補正する撮像方法であって、
前記被検眼の波面収差を測定するための測定光を、前記レンズの中心軸を外した領域を介し、前記被検眼に照射して前記波面収差を測定する波面収差測定工程と、
前記レンズを介した測定光で前記被検眼を照射して光画像を撮像する際に、前記レンズの中心軸を含む領域を介した前記測定光で前記被検眼を走査して前記被検眼の光画像を撮像する光画像撮像工程と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、
第１光源および第２光源からの光を測定対象に照射するレンズと、
前記レンズが有する凸面の頂点を含む前記凸面の第１領域よりも前記頂点から離れた前記凸面の第２領域を介して前記測定対象に照射した前記第１光源からの光による前記測定対象からの第１戻り光に基づいて前記測定対象の収差を補正する収差補正手段と、
前記収差補正手段で前記測定対象の収差が補正された前記第２光源からの光を前記第１領域を介して前記測定対象に照射したことによる前記測定対象からの第２戻り光に基づいて前記測定対象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。
また、本発明の撮像装置は、
光源と、
前記光源と測定対象とを結ぶ光路中に設けられたレンズと、
前記光源からの光を前記レンズが有する凸面の頂点を含む前記凸面の第１領域を介して前記測定対象に照射する第１モードと、前記光源からの光を前記第１領域よりも前記頂点から離れた前記凸面の第２領域を介して前記測定対象に照射する第２モードとのいずれかを選択する選択手段とを備え、
前記選択手段は、前記測定対象の画像を取得する場合に前記第１モードを選択し、前記測定対象の収差を測定する場合には前記第２モードを選択することを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、
光源と、
前記光源からの光を走査する走査手段と、
前記光源と測定対象とを結ぶ光路中に設けられるとともに、前記走査手段により走査された前記光源からの光を前記測定対象に照射するレンズと、
前記測定対象からの戻り光に基づいて前記測定対象の収差を取得する収差取得手段と、
前記測定対象からの戻り光に基づいて前記測定対象の画像を取得する画像取得手段と、を備え、
前記走査手段により走査された光が前記レンズが有する凸面の頂点を含む前記凸面の第１領域を介して前記測定対象に照射される場合には、前記収差取得手段による収差の取得を中止するとともに前記画像取得手段による画像の取得を行い、
前記走査手段により走査された光が前記第１領域よりも前記頂点から離れた前記凸面の第２領域を介して前記測定対象に照射される場合には、前記収差取得手段による収差の測定を行うとともに前記画像取得手段は前記収差取得手段による収差の測定結果に基づいて前記収差が補正された前記測定対象の画像の取得を行うことを特徴とする。
また、本発明の撮像方法は、
第１光源および第２光源からの光を測定対象に照射するレンズが有する凸面の頂点を含む前記レンズの第１領域よりも前記頂点から離れた前記凸面の第２領域を介して前記測定対象に照射した前記第１光源からの光による前記測定対象からの第１戻り光に基づいて前記測定対象の収差を補正する収差補正工程と、
前記測定対象の収差が補正された前記第２光源からの光を前記第１の位置を介して前記測定対象に照射したことによる前記測定対象からの第２戻り光に基づいて前記測定対象の画像を取得する画像取得工程と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像方法は、
光源からの光を前記光源と測定対象とを結ぶ光路中に設けられたレンズが有する凸面の頂点を含む前記凸面の第１領域を介して前記測定対象に照射する第１モードと、前記光源からの光を前記第１領域よりも前記頂点から離れた前記凸面の第２領域を介して前記測定対象に照射する第２モードとのいずれかを選択する選択工程を備え、
前記選択工程において前記測定対象の画像を取得する場合に前記第１モードを選択し、前記測定対象の収差を測定する場合には前記第２モードを選択することを特徴とする。
また、本発明の撮像方法は、
光源と、
前記光源からの光を走査する走査手段と、
前記光源と測定対象とを結ぶ光路中に設けられるとともに、前記走査手段により走査された前記光源からの光を前記測定対象に照射するレンズと、
前記測定対象からの戻り光に基づいて前記測定対象の収差を取得する収差取得手段と、
前記測定対象からの戻り光に基づいて前記測定対象の画像を取得する画像取得手段と、を備えた撮像装置における撮像方法であって、
前記測定対象からの戻り光に基づいて前記測定対象の画像を取得する画像取得手段と、を備えた撮像装置における撮像方法であって、
前記走査手段により走査された光が前記レンズが有する凸面の頂点を含む前記頂点の第１領域を介して前記測定対象に照射される場合には、前記収差取得手段による収差の取得を中止するとともに前記画像取得手段による画像の取得を行う第１画像取得工程と、
前記走査手段により走査された光が前記第１領域よりも前記頂点から離れた前記凸面の第２領域を介して前記測定対象に照射される場合には、前記収差取得手段による収差の測定を行うとともに前記画像取得手段は前記収差取得手段による収差の測定結果に基づいて前記収差が補正された前記測定対象の画像の取得を行う第２画像取得工程と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、補償光学系を用いた光画像の撮像において、被検査物の光画像を取得するときにはレンズの中心部分を利用する光学系を用いても、安定した波面収差の測定が可能となる撮像装置および撮像方法を実現することができる。                                    
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実施形態におけるＳＬＯを説明するための模式図。
【図２】図２（ａ）は本発明の第１の実施形態における可変形状ミラーを説明するための模式図。図２（ｂ）、（ｃ）は波面センサーの構成を示す模式図。図２（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、波面センサーの測定結果の一例を示す模式図。
【図３】本発明の第１の実施形態における制御ステップの一例を示すフローチャート。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の第１の実施形態における接眼部の光線の一例を示す模式図。図４（ｄ）、（ｅ）は光走査と波面測定の範囲を示す模式図。図４（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）は本発明の実施例における収差例を示す模式図。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるＯＣＴを説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施形態における光画像の撮像方法および光画像撮像装置の構成例について説明する。
但し、本発明はこれらの実施形態の構成に限定されるものではない。
［第１の実施形態］
図１を用いて、本発明の第１の実施形態における光画像の撮像方法およびその装置を、検査対象を被検眼とした眼底撮影方法およびその装置に適用した一例について説明する。
本実施形態は補償光学系を備えた走査型レーザ検眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ／ＳＬＯ）の一例である。しかし、これは光干渉断層装置（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ／ＯＣＴ）においても、接眼部分の構成は同様である。
【００１２】
図１（ａ）において、１０１は光源（例えば、レーザ、低コヒーレント光源、ＳＬＤなど）であり、その波長は特に制限されるものではないが、４００ｎｍから２μｍの範囲である。
特に、眼底撮影用としては６００〜１５００ｎｍ程度が好適に用いられる。また、ＯＣＴに使用するための波長幅としては、例えば１ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは３０ｎｍ以上の波長幅であることがよい。
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。
眼底撮影と波面測定のための光源を別光源とし、それぞれの光源から発生された光を途中（眼底撮影用の光源から後述する光走査光学系１０６までの光路）で合波する構成としても良い。
光源１０１から照射された光は、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。
照射された光は測定光１０４として光分割手段であるビームスプリッタ１１０および１０９を透過し、可変形状ミラー１０５に照射される。
さらには図１（ｂ）に示すように、球面形状ミラー等の光学系２１６−１、２１６−２等を通して、光学的な共役状態を調整する場合もある。
【００１３】
可変形状ミラー１０５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る。
可変形状ミラー１０５は、様々な方式のものが実用化されている。
例えば、図２（ａ）に示すようなデバイスが知られている。
入射光を反射する変形可能な膜状のミラー面３１８と、ベース部３１７と、これらに挟まれて配置されたアクチュエータ３１９と、ミラー面３１８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３１９の動作原理としては、静電力や磁気力等を利用したものがある。
原理によってアクチュエータ３１９の構成は異なる。アクチュエータ３１９はベース部３１７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３１８を自在に変形できるようになっている。
可変形状ミラー１０５で反射された測定光１０４は、光走査光学系１０６によって、１次元もしくは２次元に走査される。
【００１４】
光走査光学系１０６はガルバノスキャナーが好適に用いられる。
光走査光学系１０６で走査された測定光は、接眼レンズ１０７−１および１０７−２を通して眼１０８に照射される。眼１０８に照射された測定光は、眼底で反射もしくは散乱される。
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、ビームスプリッタ１０９によって一部は波面センサー１１４に反射され、光線の波面を測定するために用いられる。
【００１５】
被検眼で発生した収差を測定する波面センサー（波面収差測定手段）１１４としては、例えばシャックハルトマンセンサーが好適に用いられる。
図２（ｂ）、（ｃ）にシャックハルトマンセンサーの模式図を示す。
４２０が波面収差を測定する光線（波面収差測定光）であり、マイクロレンズアレイ４２１を通して、ＣＣＤセンサー４２２上の焦点４２３に集光される。
図２（ｂ）のＡ−Ａ’で示す位置から見た図が図２（ｃ）であり、マイクロレンズアレイ４２１が、複数のマイクロレンズ４２４から構成されている様子を示したものである。
光線４２０は各マイクロレンズ４２１を通してＣＣＤセンサー４２２上に集光されるため、光線４２０はマイクロレンズ４２１の個数分のスポットに分割されて集光される。
【００１６】
図２（ｄ）に、ＣＣＤセンサー４２２上に集光された状態を示す。
各マイクロレンズはスポット５２３に集光され、スポット５２３はマイクロレンズの個数分形成される。
そして、この各スポット５２３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）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６２０は６２４で示すような波面で形成されている。光線６２０はマイクロレンズアレイ６２１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６２２の集光状態を図２（ｆ）に示す。
光線６２４が球面収差を持つため、スポット６２３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６２０の波面６２４が判かる。
【００１７】
ビームスプリッタ１０９を透過した反射散乱光はビームスプリッタ１１０によって一部が反射され、コリメータ１１１、光ファイバー１１２を通して光強度センサー１１３に導光される。
光強度センサー１１３で光は電気信号に変換され、不図示のコンピュータによって、眼底画像として画像に構成される。
ここで、波面センサー１１４は補償光学制御機１１５に接続され、受光した光線の波面を補償光学制御機１１５に伝える。
可変形状ミラー１０５も補償光学制御機１１５に接続されており、補償光学制御機１１５から指定された形状を取るような構成となっている。
補償光学制御機１１５は波面センサー１１４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１０５にその形状に変形するように指令する。
【００１８】
ここで、波面センサー１１４が眼底からの反射散乱光を受光して収差を計算する必要があるが、従来は接眼レンズ１０７−１および１０７−２の表面反射光が波面センサー１１４に入り込むことによって、測定する収差の精度が非常に低下してしまう。
そこで、本実施例においては、図３に示すようなステップで測定を行うことを特徴とする。
ステップ７２５で光源１０１から測定光の照射を開始する。
そして、ステップ７２６で、光走査光学系１０６によって測定光（波面収差測定光）の中心軸を接眼レンズ１０７の中心軸を外した領域を介して被検眼に照射して波面収差を測定するようにする。
例えば、光走査光学系１０６を動かすことによって、接眼レンズ１０７に照射する光線の角度を微小に変化させる。
変化量としては、接眼レンズ１０７表面の曲率や波面センサーまでの距離に依存するが、例えば１ｍｍの光線で波面センサーまでの距離が１００ｍｍ以上あれば、光線を０．５度程度一方向に動かせばよい。ここで、接眼レンズ１０７の表面反射は入射と異なる経路に反射されるが、眼底からの反射散乱光は再度光走査光学系１０６で曲げられるために、入射と同一の経路を戻り、波面センサーに入射する。
次に、ステップ７２７で眼からの反射散乱光の波面を測定する。
眼への入射角度が微小に変化したとしても、眼の収差はそれほど大きく変わらない。
測定した波面を基にステップ７２８で可変形状ミラー１０５の形状を計算し、その計算結果（測定結果）に基づいてステップ７２９で可変形状ミラー１０５を変形させる。
可変形状ミラー１０５によって収差を補正した後に、ステップ７３０で、光走査光学系１０６によって測定光の中心軸を接眼レンズ１０７の中心部に戻す。
すなわち、光走査光学系１０６を元に戻し、測定光線が接眼レンズ中心部を通るようにする。その後、ステップ７３１で光走査光学系１０６により測定光を走査することで眼底撮影を行い、ステップ７３２で光線照射を終了する。なお、必要によりステップ７２６〜７３１を繰り返す。
【００１９】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて、本ステップでの接眼レンズ８０７付近の光線を説明する。
ステップ７２６で光走査光学系８０６を動作させる前は、図４（ａ）で示すように接眼レンズ８０７−１の表面反射光８３３−１が入射光と略同一の経路で戻る。このように戻った光は、波面センサーにも入射してしまい、波面測定精度を低下させる。
ステップ７２６で光走査光学系８０６を動かすことによって、測定光線は図４（ｂ）のように、波面収差測定光の光軸を接眼レンズの中心軸外に移動させるように制御される。
図４（ｂ）においては、接眼レンズ８０７−１の表面反射光８３３−２は、入射経路と別の経路に反射され、波面センサーには入射しない。
【００２０】
また、測定光を走査する光走査光学系（走査手段）８０６と接眼レンズ８０７との間に、該接眼レンズの光軸をシフトさせる光学要素を挿脱可能に構成するようにしてもよい。
例えば、図４（ｃ）に示すように、収差測定時には、平行平板（ガラスなど）８０９をある角度で挿入することにより光軸をシフトさせ、レンズ表面からの反射光を排除するように構成することができる。
眼底撮影時には、光が平行平板８０９に入射しない位置まで平行平板８０９を移動させ、光走査光学系８０６と接眼レンズ１０７との間から平行平板８０９を脱抜させ、光軸をレンズ中心に戻す（図４（ａ）の状態にする）。
平行平板８０９に入射した後の光軸は、平行平板８０９に入射する前の光軸と平行になるようにする必要がある。
なお、図４（ｃ）の場合、平行平板８０９を挿入することにより、光軸の位置がずれるので、それに合わせて波面センサーの位置を調整しておく必要がある。
また、平行平板８０９を入れることで光学系の収差は変化するので、予め平行平板８０９による収差を求めておき眼底撮影時には平行平板分の収差を差し引いて補正する必要がある。
もしくは、平行平板８０９を波面センサーよりも光出射側にすることにより、上記問題はなくなる。
なお、本発明は上記構成例に限定されるものではなく、接眼レンズに入射する光の位置を変化可能に構成すれば、何でも良い。
また、平行平板は、外部と屈折率が異なり、光を透過する部材なら何でも良い。図３の構成例では、ステップ７２７、７２８、７２９を一回のみ行っているが、これらのステップを収差量が一定値以下になるまで繰り返してもよい。
また、眼底撮影と波面測定の光路の一部を別の光路とし、眼底撮影の光路と異なる光路の光走査手段を用いて、上記各ステップを行っても良い。
また、ステップ７２７の波面測定ステップで、光走査光学系を接眼レンズ中央を通らない範囲で微小走査することで、眼底からの反射ムラを軽減させることも可能である。
このようにして、眼から反射散乱された光線は可変形状ミラー１０５を通過する際に収差が補正され、光強度センサー１１３に受光する効率が向上し、感度および分解能が向上する。
【００２１】
［第２の実施形態］
図５を用いて、本発明の第２の実施形態における光画像の撮像方法およびその装置を、検査対象を被検眼とした眼底撮影方法およびその装置に適用した一例について説明する。
本実施形態は、補償光学系を備えたＯＣＴ装置の一例である。
光源９０１から照射された光は、光ファイバー９０２を通って、光カプラー９３４によって信号光と参照光に分割される。
信号光は光ファイバー９３５−１を通してコリメータ９０３に導波され、平行光になって測定光９０４として照射される。
照射された測定光９０４は第１の実施形態と同様の経路を通過し、眼９０８に到達する。眼で反射散乱された光は、第１の実施形態と同様に、波面センサー９１４およびコリメータ９０３へと導かれる。
波面センサー９１４で測定した収差を元に可変形状ミラー９０５を変形させて、眼の収差を補正する。
コリメータ９０３で集光された光は、ファイバー９３５−１を通して再度光カプラー９３４に導波される。
【００２２】
一方で、参照光は、光ファイバー９３５−２によって、コリメータ９３７に導波され、参照ミラー９３８に向けて照射される。
参照ミラー９３８は、参照光の光路長を調整するために、光軸方向に前後する機構を有している。
参照ミラー９３８で反射された参照光は、再度コリメータ９３７で集光され、光ファイバー９３５−２によって再度光カプラー９３４に導波される。
光カプラー９３４に導波された信号光と参照光はここで合波され、光ファイバー９３５−３を通して光検出器９３６に導波され、干渉光強度が測定される。
画像構成部９３９において、光検出器９３６で測定した干渉光強度、参照ミラー９３８の位置、光走査光学系９０６の位置から、眼底の断層像や三次元像を構築する。
【００２３】
さらに他の実施形態として、撮影途中もリアルタイムに収差を補正する形態を採ることができる。
実際のＯＣＴ撮影においては、フォーカス調整や撮影位置の調整、撮影等を行うために、ある程度の時間がかかることが多い。
眼の涙液層の変化や眼の屈折調節によって眼の収差は随時変化しており、撮影に時間がかかる場合には撮影中でも補正すべき収差が変化する。
そこで、撮影中にも波面を測定し、可変形状ミラー９０５を変形させる必要がある。
そこで、本実施形態においては、撮影中も波面センサー９１４および可変形状ミラー９０５は動作し続け、常に適切な補正状態に保つことが可能となる。
光走査光学系９０６によって測定光を網膜上に走査するが、接眼レンズ９０７の中央部を走査する場合に、波面センサー９１４による測定を停止し、それ以外の時に測定を行う。波面センサーの情報を元に可変形状ミラーを制御する方法は第１の実施形態と同様である。
【００２４】
波面センサー９１４の動作を、図４（ｄ）、（ｅ）を用いて説明する。
図４（ｄ）が眼底の断層を撮影するＢスキャンの場合であり、図４（ｅ）が眼底の特定深度の平面像を撮影するＣスキャンの場合である。
１０４０が、接眼レンズ９０７の光走査光学系９０６側の表面である。
まず、図４（ｄ）の場合、測定光９０４が光走査光学系９０６によって１０４１−１のような範囲を走査される。
ここで、測定光がレンズ中央部の範囲１０４２−１に入る場合には、波面センサー９１４による測定を停止し、それ以外の時には測定する。
図４（ｅ）の場合も同様であり、測定光が平面的に走査されて範囲１０４１−２を走査されるが、範囲１０４２−２の場合に波面センサー９１４による測定を停止し、それ以外の時には測定する。
【００２５】
このように、波面収差測定光による測定が、接眼レンズの中心軸以外の領域を走査する場合に行われるようにすることにより、レンズ表面反射による迷光の影響がなくなり、精度の高い波面測定が可能となる。
本実施形態もＯＣＴに限定されるものではなく、ＳＬＯ等の他の眼科装置にも適用可能である。
【実施例】
【００２６】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１として、ＳＬＯ（走査型レーザ検眼鏡）に適用した構成例について説明する。
本実施例のＳＬＯの構成は、基本的に第１の実施形態で説明したＳＬＯと同じであるから、図１を用いて説明する。
本実施例は走査型レーザ検眼鏡（ＳＬＯ）に適応する場合の例であるが、本発明はＳＬＯに限定されるものではない。
まず、光源１０１により出射した光が、単一モード光ファイバー１０２により導光され、ファイバー端より出射した光はコリメートレンズ１０３によって平行光に変換され、分割光学系１１０を透過し、測定光１０４として照射される。
光源は半導体レーザや  Ｈｅ−Ｎｅレーザ、または  Ａｒレーザ等であり、波長に応じて照射パワーを調整する。
【００２７】
測定光１０４はもう一つのビームスプリッタ１０９を透過し、可変形状ミラー１０５で反射される。反射された光は光走査光学系１０６で走査される。
光走査光学系１０６は、光軸に対して２直交方向の傾斜角を持たせるように測定光の主光線を傾斜させる作用を持つ。
これにより、接眼レンズ１０７−１および１０７−２を通過した光束が眼の瞳（虹彩）上で角度走査される。
この結果、眼の光学作用によって、眼底観察対象部位１０８に眼底上の光軸方向（深さ方向）に対して垂直面（ｘ−ｙ面）内を走査するように構成される。
光走査光学系１０６はガルバノスキャナーを用いたが、ポリゴンミラー等で実施することも可能である。
また、接眼レンズ１０７−１もしくは１０７−２を光軸方向に移動させることにより、眼の視度に対応することが可能である。
【００２８】
眼底観察対象部位１０８からの反射光や後方散乱光のうち、眼底観察対象部位１０８に入射したときと略同一の光路を通って入射光と逆方向に進行する光は、光走査光学系１０６を通り、可変形状ミラー１０５に反射される。
可変形状ミラー１０５で反射された光は、ビームスプリッタ１０９によって、一部は波面センサー１１４に反射され、残りはビームスプリッタ１１０側に透過する。
ビームスプリッタ１１０では一部がコリメータ１１１側に反射され、コリメータ１１１で集光された光は、シングルモード光ファイバー１１２で光強度センサー１１３に到達し、電気信号に変換されて不図示の制御コンピュータによって画像化される。
光強度センサー１１３にはアバランシェフォトダイオードを用いた。波面センサー１１４はシャックハルトマンセンサーを用い、可変形状ミラー１０５には静電力で駆動する薄膜ミラーを用いた。
【００２９】
つぎに、本実施例での測定ステップについて説明する。
まず、測定光路中に設けられた不図示のシャッターを開き、測定光の眼への照射を開始する。
次に、光走査光学系１０６を１°眼の上方側へ移動させ、波面センサー１１４で波面を測定する。
測定した波面の情報の例を図４（ｆ）〜（ｉ）に示す。
図４（ｆ）がシャックハルトマンの撮影像である。
この各スポットの位置から収差情報を計算し、図４（ｇ）のような収差データを得た。
これは収差の大きさ示したグラフであり、この収差を元に一点に集光させた場合の点像分布関数を計算すると、Ｓｔｒｅｈｌ比０．０１程度であった。
この収差データから、波面を補正する形状を計算し、可変形状ミラー１０５に指令し駆動させた。
さらに、測定、制御を１０Ｈｚ／ｓで繰り返し、５秒後に図４（ｈ）のようなシャックハルトマン撮影像を得た。
この像を元に収差を計算すると、図４（ｉ）のようになり、Ｓｔｒｅｈｌ比は０．６であった。
そこで、波面センサーの動作を停止して可変形状ミラー１０５の形状を保ったまま、光走査光学系１０６を中央部に戻し、中央を含む上下左右２０°の範囲を走査して眼底を撮影した。その結果、高感度な撮影が行えた。
【００３０】
［実施例２］
次に、実施例２について説明する。
本実施例も走査型レーザ検眼鏡（ＳＬＯ）に適応する場合であり、網膜の平面画像を取得する例である。装置の構成は実施例１と同様の構成である。
本実施例においては、平面画像を取得する間にも収差を補正する方法が採られる。
実施例１と同様に、光源からの測定光を光走査光学系で走査し、眼底に照射する。
本実施例では高分解能で撮影するために、２０°×２０°の範囲を２秒程度かけて撮影し、連続して１０枚程度撮影した。
２〜２０秒間においては、眼の収差状態は変化してしまうため、常に波面を測定して補正する構成とした。
【００３１】
まず、測定光路中に設けられた不図示のシャッターを開き、測定光の眼への照射を開始した。
次に、光走査光学系１０６を１°眼の上方側へ移動させ、波面センサー１１４で波面を測定した。
測定した波面の情報を、実施例１と同様に図４（ｆ）〜（ｉ）に示す。
図４（ｆ）がシャックハルトマン撮影像である。
この各スポットの位置から収差情報を計算し、図４（ｇ）のような収差データを得た。これは収差の大きさ示したグラフであり、この収差を元に一点に集光させた場合の点像分布関数を計算すると、Ｓｔｒｅｈｌ比０．０１程度であった。この収差データから、波面を補正する形状を計算し、可変形状ミラー１０５に指令し駆動させた。
さらに、測定、制御を１０Ｈｚ／ｓで繰り返し、５秒後に図４（ｈ）のようなシャックハルトマン撮影像を得た。この像を元に収差を計算すると、図４（ｉ）のようになり、Ｓｔｒｅｈｌ比は０．６であった。
そこで、光走査光学系１０６の走査を開始、眼底の撮影を開始した。
眼に対して横方向を主走査、縦方向を副走査方向とし、主走査を５００Ｈｚ副走査を０．５Ｈｚで走査させた。捜査範囲は中央を含む上下２０°、左右２０°であった。
【００３２】
撮影中も波面センサー１１４および可変形状ミラー１０５を動作させ続けた。ただし、副走査が中央±１°の範囲にあるときには、波面センサーの測定は停止し、可変形状ミラーの形状は保持した。
この範囲以外では、波面センサー１１４での測定を行い、測定した収差情報に応じた形状に可変形状ミラー１０５を制御した。
このようにして、光画像の撮像と波面収差の測定等を同時に進行させて、連続１０枚の眼底撮影を行ったが、非常に高画質で高感度な撮影が行えた。
以上に説明した各実施例による眼底撮影方法および装置によれば、ＳＬＯやＯＣＴを含む各種眼底撮影装置において、収差がある眼であっても光画質で高感度な撮影が可能となる。
【符号の説明】
【００３３】
１０１：光源
１０２：光ファイバー
１０３：コリメータ
１０４：測定光
１０５：可変形状ミラー
１０６：光走査光学系
１０７：接眼レンズ
１０８：眼
１０９：ビームスプリッタ
１１０：ビームスプリッタ
１１１：コリメータ
１１２：光ファイバー
１１３：光強度センサー
１１４：波面センサー
１１５：補償光学制御機
２１６：球面形状ミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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