(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の測定光を照射した被検査物からの戻り光と、該第一の測定光に対応する参照光とを合成した第一の合成光を互いに異なる偏光方向である第一の光と第二の光とに分割する第一の分割手段と、
第二の測定光を照射した前記被検査物からの戻り光と、該第二の測定光に対応する参照光とを合成した第二の合成光に基づく第三の光と前記第二の光とのうちいずれか一方を選択する選択手段と、
前記選択手段で前記第二の光を選択した場合、前記第一の光と該第二の光とに基づいて前記被検査物の偏光情報を示す断層画像を取得する第一の取得手段と、
前記選択手段で前記第三の光を選択した場合、前記第一の光と該第三の光とに基づいて前記被検査物の複数の強度情報を示す断層画像を取得する第二の取得手段と、
を有することを特徴とする光断層画像撮像装置。
【請求項２】
前記第一の光と前記選択手段で選択された光とを分光する分光手段と、
前記第一の光の前記分光手段における照射位置に、前記選択手段で選択された光を照射する照射手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項３】
前記第一の光と前記選択手段で選択された光とにそれぞれ対応する前記分光手段からの光をそれぞれ異なる領域で検出する検出手段を有することを特徴とする請求項２に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項４】
前記第一及び第二の測定光に対応する参照光の光路に設けられ、該参照光の偏光方向を変更する第一の変更手段と、
前記第一及び第二の測定光の光路に設けられ、該測定光の偏光方向を変更する第二の変更手段と、
を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項５】
前記第一の変更手段が、前記参照光を直線偏光に変更し、
前記第二の変更手段が、前記測定光を円偏光に変更することを特徴とする請求項４に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項６】
前記第二の合成光を互いに異なる偏光方向である前記第三の光と第四の光との分割する第二の分割手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項７】
前記選択手段で前記第二の光を選択した場合、前記第一及び第二の光にそれぞれ対応する回折格子への照射光の偏光方向を調整して該回折格子における該照射光の分光特性を互いに揃える調整手段と、
前記第一及び第二の光にそれぞれ対応する前記調整手段からの光を分光する前記回折格子と、
前記第一及び第二の光にそれぞれ対応する前記回折格子からの光を検出する検出手段と、を有し、
前記第一の取得手段が、前記第一及び第二の光にそれぞれ対応する前記検出手段からの出力に基づいて前記被検査物の偏光情報を示す断層画像を取得することを特徴とする請求項１に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項８】
前記選択手段の選択結果に基づいて前記被検査物の断層画像を表示手段に表示させる表示制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項９】
前記選択手段で前記第二の光を選択する第一のモードと、前記選択手段で前記第三の光を選択する第二のモードとのいずれか一方を設定する設定手段を有し、
前記設定手段の設定結果に基づいて前記選択手段を制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項１０】
第一の測定光を照射した被検査物からの戻り光と、該第一の測定光に対応する参照光とを合成した第一の合成光を互いに異なる偏光方向である第一の光と第二の光とに分割する分割手段と、
第二の測定光を照射した前記被検査物からの戻り光と、該第二の測定光に対応する参照光とを合成した第二の合成光に基づく第三の光と、前記第一及び第二の光のうち少なくとも一方とをそれぞれ検出する検出手段と、
前記検出手段からの前記第一及び第二の光の出力に基づいて前記被検査物の偏光情報を示す断層画像を取得する第一の取得手段と、
前記検出手段からの前記第一及び第二の光のうち少なくとも一方と前記第三の光とに基づいて前記被検査物の複数の強度情報を示す断層画像を取得する第二の取得手段と、
前記偏光情報を示す断層画像と前記強度情報を示す断層画像とを選択する選択手段と、
前記選択手段の選択結果に基づいて前記被検査物の断層画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする光断層画像撮像装置。
【請求項１１】
前記選択手段が、前記第三の光と前記第二の光とのうちいずれか一方を選択することにより、前記偏光情報を示す断層画像と前記強度情報を示す断層画像とを選択することを特徴とする請求項１０に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項１２】
前記選択手段で前記第二の光を選択する第一のモードと、前記選択手段で前記第三の光を選択する第二のモードとのいずれか一方を設定する設定手段を有し、
前記設定手段の設定結果に基づいて前記選択手段を制御することを特徴とする請求項１０あるいは１１に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項１３】
第一の測定光を照射した被検査物からの戻り光と、該第一の測定光に対応する参照光とを合成した第一の合成光を互いに異なる偏光方向である第一の光と第二の光とに分割する分割手段と、
第二の測定光を照射した前記被検査物からの戻り光と、該第二の測定光に対応する参照光とを合成した第二の合成光に基づく第三の光と、前記第一及び第二の光のうち少なくとも一方とに基づいて前記被検査物の複数の強度情報を示す断層画像を取得する取得手段と、
前記強度情報を示す断層画像から、前記被検査物の偏光情報を示す断層画像を取得するための撮像領域を決定する決定手段と、
前記撮像領域で前記第一の測定光を走査する走査手段と、
を有することを特徴とする光断層画像撮像装置。
【請求項１４】
前記偏光情報を示す断層画像と前記強度情報を示す断層画像とを選択する選択手段と、
前記選択手段の選択結果に基づいて前記被検査物の断層画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１３に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項１５】
前記選択手段が、前記第三の光と前記第二の光とのうちいずれか一方を選択することにより、偏光情報を示す断層画像と前記強度情報を示す断層画像とを選択することを特徴とする請求項１４に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項１６】
前記選択手段で前記第二の光を選択する第一のモードと、前記選択手段で前記第三の光を選択する第二のモードとのいずれか一方を設定する設定手段を有し、
前記設定手段の設定結果に基づいて前記選択手段を制御することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の光断層画像撮像装置。
【請求項１７】
第一の測定光を照射した被検査物からの戻り光と、該第一の測定光に対応する参照光とを合成した第一の合成光を互いに異なる偏光方向である第一の光と第二の光とに基づいて該被検査物の偏光情報を示す断層画像を取得する工程と、
第二の測定光を照射した前記被検査物からの戻り光と、該第二の測定光に対応する参照光とを合成した第二の合成光に基づく第三の光と、前記第一及び第二の光のうち少なくとも一方とに基づいて該被検査物の複数の強度情報を示す断層画像を取得する工程と、
前記偏光情報を示す断層画像と前記強度情報を示す断層画像とを選択する工程と、
前記選択する工程の選択結果に基づいて前記被検査物の断層画像を表示手段に表示する工程と、
を含むことを特徴とする光断層画像撮像方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光断層画像撮像方法をコンピュータで実行するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光断層画像撮像装置及びその撮像方法に関し、特に、眼科診療等に用いられる断層画像を撮る光断層画像撮像装置及びその撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多波長光波干渉を利用した光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）は、試料（特に眼底）の断層画像を高分解能に得る方法である。以下、このようなＯＣＴにより断層画像を撮る装置をＯＣＴ装置と記す。
【０００３】
近年、眼科用ＯＣＴ装置には、高速な撮像が可能なフーリエドメイン（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｄｏｍａｉｎ）方式が導入された。これにより、固視微動に代表される眼球運動による画像のブレや欠落を防ぐことを可能にしている。また、複数の測定光を照射した被検眼の前眼部からの戻り光による複数の干渉光をエリアセンサで検出する技術が、特許文献１に開示されている。これにより、眼球の３次元構造をスプライン曲面または多角形面を用いて高速に描画することができる。
【０００４】
また、眼底組織の形状を境界面の反射と散乱の強さから単純にイメージングする通常のＯＣＴ画像とは異なる、眼底組織の偏光特性や動き等をイメージングする機能ＯＣＴ装置の研究がなされている。機能ＯＣＴ装置の一つである偏光ＯＣＴ装置は、眼底組織の光学特性の一つである偏光パラメータ（リターデーションとオリエンテーション）を用いてイメージングを行う。その結果として、偏光パラメータを利用して、偏光ＯＣＴ画像を構成し、その画像を眼底組織の区別やセグメンテーションに役立てることができる。偏光ＯＣＴ装置は、試料を観察する測定光に円偏光あるいは偏光変調した光を用い、干渉光を２つの直交する直線偏光に分割して検出する構成をとる。  ２つの分光器および波長幅の広い光源を有する偏光ＯＣＴにより高分解能な偏光ＯＣＴ画像を取得する技術が、非特許文献１に開示されている。これは、取得した偏光パラメータを用いて眼底組織のうち網膜色素上皮層が区別された断層画像を描出している。なお、網膜色素上皮層では偏光をランダム化させる偏光解消が起こることが知られている。ここで、非特許文献１の偏光ＯＣＴは、２つの異なる偏光方向（互いに直交する直線偏光）の干渉光に対して、２つの回折格子を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５０８０６８
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】“Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ  ｆｉｂｅｒ  ｂａｓｅｄ  ｕｌｔｒａ−ｈｉｇｈ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｄｏｍａｉｎ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ”Ｏｐｔ．Ｅｘｐｒｅｓｓ  １７，２２７０４（２００９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の眼科用ＯＣＴ装置は、偏光ＯＣＴ装置等の機能ＯＣＴ装置の機能は有していない。また、非特許文献１の偏光ＯＣＴ装置は、複数の測定光による高速撮像に関しては記載されていない。このとき、複数の測定光による高速撮像と偏光ＯＣＴとの両方の機能を有する装置が好ましい。
【０００８】
ここで、複数の測定光全てで偏光ＯＣＴ画像を取得すると、被検眼からの戻り光を検出する際、次のように大型化する。すなわち、ラインセンサなどの検出手段の数、あるいは検出手段における各測定光の検出領域の数が、測定光の本数に対して２倍の数だけ必要になる。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み、複数の測定光による高速撮像と偏光ＯＣＴとの機能を両方有し、且つコンパクトな光断層画像撮像装置及びその撮像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光断層画像撮像装置は、第１の光と第２の光をそれぞれ参照光と測定光とに分割する第１の分割手段と、前記第１の分割手段により分割されたそれぞれの測定光を被検査物に照射することにより得られるそれぞれの戻り光を、対応する参照光と合波することにより第１の干渉光と第２の干渉光を得る干渉手段と、前記第１の干渉光を第３の干渉光と第４の干渉光に分割する第２の分割手段と、前記第２の干渉光と前記第４の干渉光のいずれかを選択する選択手段と、前記第３の干渉光と前記第２の干渉光、または、前記第３の干渉光と前記第４の干渉光から断層画像を生成する画像手段とを有する。
【００１１】
更に、本発明の光断層画像の撮像方法は、第１の光と第２の光をそれぞれ参照光と測定光とに分割する第１の分割工程と、前記第１の分割工程により分割されたそれぞれの測定光を被検査物に照射することにより得られるそれぞれの戻り光を、対応する参照光と合波することにより第１の干渉光と第２の干渉光を得る干渉工程と、前記第１の干渉光を第３の干渉光と第４の干渉光に分割する第２の分割工程と、前記第２の干渉光と前記第４の干渉光のいずれかを選択する選択工程と、前記第３の干渉光と前記第２の干渉光、または、前記第３の干渉光と前記第４の干渉光から断層画像を生成する画像工程とを有する。
【００１２】
また、本発明の光断層画像の撮像方法は、第１の光と第２の光をそれぞれ参照光と測定光とに分割し、分割されたそれぞれの測定光を被検査物に照射することにより得られるそれぞれの戻り光を、対応する参照光と合波することによる第１の干渉光と第２の干渉光を用いて断層画像を生成する光断層画像の撮像方法であって、撮像モードを第１のモードに設定する工程と、前記第１のモードにおいて、前記第１の干渉光と前記第２の干渉光を用いて、それぞれ断層画像を生成する工程と、前記撮像モードを第２のモードに設定する工程と、前記第２のモードにおいて、前記第１の干渉光を分割した第３の干渉光と第４の干渉光を用いて、断層画像を生成する工程とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、検出手段の数、あるいは検出手段における各測定光の検出領域の数を、測定光の本数に対して２倍の数より少なくすることができる。そして、複数の測定光による高速撮像と偏光ＯＣＴとの両方の機能を有し、且つコンパクトな光断層画像撮像装置及びその撮像方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の構成について説明する図である。
【図２】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の断層画像の取得方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の断層画像の取得方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の撮像手順について説明する図である。
【図５】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の撮像手順について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施形態に係る撮像装置について、図１を用いて説明する。なお、図１は本実施形態に係るＯＣＴ（通常のＯＣＴと偏光ＯＣＴとの両方の機能を有するＯＣＴ）の装置構成を説明するための図である。
【００１６】
まず、第一の測定光１０６−１に基づく光（測定光路に４５°傾けて設けられたλ／４板１６７−２を通過して得た円偏光の光。）を照射した被検査物１０７からの戻り光１０８−１と、第一の測定光１０６−１に対応する参照光１０５−１に基づく光（参照光路に２２．５°傾けて設けられたλ／４板１６７−１を通過して得た直線偏光の光。）とを合成した第一の合成光１４２−１を互いに異なる偏光方向である第一の光１７５−Ａ１と第二の光１７５−Ｂ１とに第一の分割部１３６−Ａにより分割する。
【００１７】
次に、第二の測定光１０６−２に基づく光（測定光路に４５°傾けて設けられたλ／４板１６７−２を通過して得た円偏光の光。）を照射した被検査物１０７からの戻り光１０８−２と、第二の測定光１０６−２に対応する参照光１０５−２に基づく光（参照光路に２２．５°傾けて設けられたλ／４板１６７−１を通過して得た直線偏光の光。）とを合成した第二の合成光１４２−２に基づく第三の光（例えば、第二の合成光１４２−２自体。また、第二の分割部１３６−Ｂにより互いに異なる偏光方向である第三の光１７５−Ａ２と第四の光１７５−Ｂ２とに分割した場合、第三の光１７５−Ａ２のこと。）と第二の光１７５−Ｂ１とのうちいずれか一方を選択する選択部（例えば、光スイッチ１３７）を有する。
【００１８】
また、選択部１３７で第二の光１７５−Ｂ２を選択した場合について説明する。この場合、第一の取得部（例えば、コンピュータ１２５）で、第一の光１７５−Ａ１と第二の光１７５−Ｂ２とに基づいて被検査物１０７の偏光情報を示す断層画像（偏光ＯＣＴ画像）を取得する（第一のモードとも呼ぶ）。また、選択部１３７で第三の光（第二の合成光１４２−２や第三の光１７５−Ａ２など）を選択した場合について説明する。この場合、第二の取得部（例えば、コンピュータ１２５）で、第一の光１７５−Ａ１と上記第三の光とに基づいて被検査物１０７の複数の強度情報を示す断層画像（複数の通常のＯＣＴ画像）を取得する（第二のモードとも呼ぶ）。なお、第一及び第二の取得部は、１つのコンピュータとして共通に構成されていても良いし、別対のコンピュータとして別々に構成されていても良い。
【００１９】
これにより、検出手段の数、あるいは検出手段における各測定光の検出領域の数を、測定光の本数に対して２倍の数より少なくすることができる。そして、複数の測定光による高速撮像と偏光ＯＣＴとの両方の機能を有し、且つコンパクトな光断層画像撮像装置及びその撮像方法を実現することができる。
【００２０】
ところで、上述した構成にすると、複数の測定光により高速撮像した通常のＯＣＴの撮像領域の数に対して、偏光ＯＣＴの撮像領域の数が少なくなることを意味している。すなわち、通常のＯＣＴ画像の撮像領域の全範囲に対して、偏光ＯＣＴの撮像領域の範囲が狭くなる。このため、使用者の必要性に応じて、偏光ＯＣＴの撮像領域を決定可能に構成することが望ましい。そこで、複数の測定光により高速撮像した通常のＯＣＴ画像（広範囲画像）から、少なくとも一部の撮像領域を決定することが好ましい。そして、決定された撮像領域で偏光ＯＣＴ画像を取得することが好ましい。
【００２１】
ここで、第一の光１７５−Ａ１と選択部１３７で選択された光とを分光する分光部（例えば、回折格子１４１）を有することが好ましい。このとき、第一の光１７５−Ａ１の分光部１４１における照射位置に、選択部１３７で選択された光を照射する照射部（例えば、レンズ１３５−３）を有することが好ましい。これにより、１つの回折格子で構成できるため、２つの回折格子を用いる装置よりも小型化できる。
【００２２】
また、第一の光１７５−Ａ１と選択部１３７で選択された光とにそれぞれ対応する分光部１４１からの光をそれぞれ異なる領域で検出する検出部（例えば、ラインセンサ１３９）を有することが好ましい。これにより、複数の光を共通の検出部１３９で検出することができる。そして、第一及び第二の光にそれぞれ対応する検出部１３９の各領域からの出力に基づいて被検査物の複数の強度情報を示す断層画像、あるいは偏光情報を示す断層画像を取得することができる。
【００２３】
また、互いに異なる偏光方向である第一の光１７５−Ａ１及び第二の光１７５−Ａ２にそれぞれ対応する回折格子（例えば、透過型グレーティング１４１。）への照射光の偏光方向を調整することが好ましい。例えば、第一の偏光保持ファイバー１３４−５の出射端と第二の偏光保持ファイバー１３４−８の出射端との相対角度を調整する。このとき、回折格子１４１における該照射光の分光特性（回折格子に対する入射光の偏光方向）を互いに揃える。ここで、上記調整の際、第一の光１７５−Ａ１と第二の光１７５−Ａ２の偏光方向を揃えて回折格子１４１に照射することが好ましい。このとき、互いに異なる偏光方向である第一の光１７５−Ａ１及び第二の光１７５−Ａ２にそれぞれ対応する上記調整部からの光を分光する回折格子１４１からの光に基づいて被検査物１０７の偏光情報を示す断層画像（偏光ＯＣＴ画像とも呼ぶ。）を取得することが好ましい。これにより、回折格子に対する入射光の偏光方向を互いに揃えることができる。このため、回折格子の偏光依存性による回折効率の低下を抑制することができるので、簡単な構成で精度の高い偏光パラメータを取得し、偏光ＯＣＴ画像を取得できる。また、選択部の選択結果に基づいて被検査物の断層画像を表示部（ディスプレイなど）に表示させる表示制御部を有することが好ましい。また、上記第一のモードと上記第二のモードのいずれかを設定する設定部を有することが好ましい。また、設定部の設定結果に基づいて選択部を制御しても良い。
【００２４】
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。
【実施例】
【００２５】
［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用したＯＣＴ装置について説明する。
【００２６】
本実施例では、偏光断層画像を取得する偏光ＯＣＴと、２本の測定光を有するマルチビームＯＣＴとの複合装置が構成される。偏光ＯＣＴのモードとマルチビームＯＣＴのモードとは切り替えて使用できるように構成される。
【００２７】
偏光ＯＣＴは、光源からの測定光を円偏光の状態で被検査物に照射し、被検査物に照射された測定光による戻り光を参照光と合波して干渉させ、その干渉光を２つの直線偏光に分割して測定し、被検査物の偏光ＯＣＴ画像を撮像するように構成される。
【００２８】
また、マルチビームＯＣＴは、高速撮像や低ノイズ撮像等を目的として２本の測定光を有し、同時に２つの断層画像の取得が可能なように構成される。
【００２９】
ここでは、ＯＣＴ装置は、最初に、マルチビームＯＣＴのモードを用い、２本の測定光を用いて広い撮像範囲に対して高速撮像を行い、次に、病変部等の注目される撮像範囲について偏光ＯＣＴのモードを用いて偏光パラメータを取得し、より詳細な被検査物の情報を取得することができるように構成されることを特徴とする。
【００３０】
また、ここではスペクトラルドメイン方式のＯＣＴ装置について説明しているが、本発明はタイムドメイン方式やスウェプトソース方式のＯＣＴ装置にも適用できることは言うまでもない。
【００３１】
＜全体の概略構成＞
図１を用いて、まず、本実施例におけるＯＣＴ装置の全体の概略構成について、具体的に説明する。本実施例のＯＣＴ装置１００は、図１に示されるように、全体としてマイケルソン干渉系を構成し、多くの光路を光の偏光状態を保持できる偏光保持ファイバーを用いて構成される。
【００３２】
図１において、光源１０１−１〜２から出射された光である出射光１０４−１〜２は、光カプラー１３１−１〜２にて参照光１０５−１〜２と測定光１０６−１〜２とに、それぞれ９０：１０の割合で分割される。測定光１０６−１〜２は、偏光保持ファイバー１３４−４、ＸＹスキャナ１１９、レンズ１２０−１〜２等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。
【００３３】
測定光１０６−１〜２は、観察対象である被検眼１０７によって反射あるいは散乱された戻り光１０８−１〜２となって戻され、光カプラー１３１−１〜２によって、参照光路を経由した参照光１０５−１〜２と合波される。
【００３４】
参照光１０５−１〜２と戻り光１０８−１〜２とは合波された後、透過型グレーティング１４１によって波長毎に分光され、検出素子として１つのラインセンサを有するラインカメラ１３９に入射される。ラインカメラ１３９は位置（波長）毎に光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、パソコン１２５にて、被検眼１０７の断層画像が構成される。電動ステージ１１７−１〜３、ＸＹスキャナ１１９、光スイッチ１３７、光源１０１−１〜２はドライバ部１８１を介し、パソコン１２５によって制御され、駆動される。
【００３５】
＜光源＞
つぎに、光源１０１−１〜２の周辺について説明する。
光源１０１−１〜２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、バンド幅は、得られる断層画像の光軸方向の分解能に影響するため、重要なパラメータである。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光源（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、得られる断層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。
【００３６】
光源１０１−１〜２から出射された光である出射光１０４−１〜２のそれぞれは、シングルモードファイバー１３０、偏光コントローラ１５３、コネクター１５４、偏光保持ファイバー１３４−１、を通過し、光カプラー１３１−１〜２にて参照光１０５−１〜２と測定光１０６−１〜２とに９０：１０の強度比で分割される。
【００３７】
また、光源１０１−１〜２はパソコン１２５からドライバ部１８１内の光源制御ドライバ１８７を介して制御することが可能に構成されている。
【００３８】
ここでは、２つの光源から２つの出射光を用意したが、１つの光源からの光を２つの光に分割して２つの出射光としてもよい。
【００３９】
偏光コントローラ１５３は出射された光の偏光の状態を調整する役割があり、ここではＹ軸方向（紙面に垂直）の直線偏光に調整される。
【００４０】
＜参照光路＞
つぎに、参照光１０５−１〜２の光路について説明する。
光カプラー１３１−１〜２にて分割された参照光１０５−１〜２は偏光保持ファイバー１３４−２を通して、レンズ１３５−１に導かれ、ビーム径１ｍｍの平行光になるよう、調整される。ここで、参照光１０５−１〜２はＹ軸方向の直線偏光となっている。
【００４１】
次に、参照光１０５−１〜２は、λ／４板１６７−１（第一の変更部とも呼ぶ。）、分散補償用ガラス１１５を通過し、参照ミラーであるミラー１１４−１〜２に導かれる。参照光１０５−１〜２の光路長は、測定光１０６−１〜２の光路長とそれぞれ略同一に調整されているため、参照光１０５−１〜２と測定光１０６−１〜２とを干渉させることができる。次に、参照光１０５−１〜２は、ミラー１１４−１〜２にて反射され、再び光カプラー１３１−１〜２に導かれる。
【００４２】
ここで、λ／４板１６７−１はその進相軸をＹ軸方向に対して２２．５°傾けて設置されている。参照光１０５−１〜２は、λ／４板１６７−１を２回通過することでＹ軸方向に対して４５°傾いた直線偏光となる。ここで、４５°傾いた直線偏光は、Ｘ軸方向の直線偏光とＹ軸方向の直線偏光とを含む。
【００４３】
さらに、参照光１０５−１〜２が通過した分散補償用ガラス１１５は被検眼１０７とレンズ１２０−１〜２に測定光１０６−１〜２が往復した時の分散を、参照光１０５−１〜２に対して補償するものである。ここでは、日本人の平均的な眼球の直径として代表的な値を想定し、Ｌ＝２４ｍｍとする。
【００４４】
また、１１７−１〜２は電動ステージであり、矢印で図示している方向に移動可能とすることができ、参照光１０５−１〜２の光路長を調整可能に構成されている。また、電動ステージ１１７−１〜２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を介して制御することが可能に構成されている。
【００４５】
＜測定光路＞
つぎに、測定光１０６−１〜２の光路について説明する。
光カプラー１３１−１〜２によって分割された測定光１０６−１〜２は偏光保持ファイバー１３４−４を介して、レンズ１３５−２に導かれ、ビーム径１ｍｍの平行光になるよう調整される。測定光１０６−１〜２は、λ／４板１６７−２（第二の変更部とも呼ぶ。）を通過し、ＸＹスキャナ１１９にて反射され、レンズ１２０−１〜２を通過し、被検眼１０７に入射される。
ここで、λ／４板１６７−２はその進相軸をＹ軸方向に対して４５°傾けて設置されている。測定光１０６−１〜２は、λ／４板１６７−２を通過することで、円偏光となって被検眼１０７に入射される。ここで、円偏光は、Ｘ軸方向の直線偏光とＹ軸方向の直線偏光とを含み、互いに位相が９０°ずれている。
【００４６】
また、簡単のため、ＸＹスキャナ１１９は一つのミラーとして記したが、実際にはＸスキャン用ミラーとＹスキャン用ミラーとの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１０６−１〜２の中心はＸＹスキャナ１１９のミラーの回転中心と一致するように調整されている。また、ＸＹスキャナ１１９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。
【００４７】
また、レンズ１２０−１〜２は網膜１２７を走査するための光学系であり、測定光１０６−１〜２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。ここでは、レンズ１２０−１〜２の焦点距離は全て５０ｍｍである。ここでは、レンズ１２０−２は球面レンズを用いているが、被検眼１０７の光学収差（屈折異常）によっては、レンズ１２０−２にシリンドリカルレンズを用いてもよく、また、新たなレンズを測定光１０６の光路に追加してもよい。シリンドリカルレンズは、被検眼１０７が乱視の場合に有効である。
【００４８】
また、１１７−３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、付随するレンズ１２０−２の位置を、調整し、制御することができる。また、電動ステージ１１７−３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１２０−２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１０６−１〜２を集光し、観察することが可能になる。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。
【００４９】
測定光１０６−１〜２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１０８−１〜２となる。参照光１０５−１〜２と戻り光１０８−１〜２とは、光カプラー１３１−１〜２にて合波され、さらに９０：１０に分割される。
【００５０】
＜測定系＞
つぎに、本実施例のＯＣＴ装置における測定系の構成について説明する。
光カプラー１３１−１〜２にて合波された光１４２−１〜２は、偏光保持ファイバー１３４−３を通して、偏光カプラー１３６−Ａ〜Ｂに導かれる。そこで、合波された光１４２−１は、２つの互いに直交する直線偏光である分割光１７５−Ａ１と１７５−Ａ２に分岐される。同様に、合波された光１４２−２は１７５−Ｂ１と１７５−Ｂ２とに分岐される。
【００５１】
分割光１７５−Ａ１と１７５−Ｂ１とは、Ｘ軸方向（紙面に平行）の直線偏光である。また、分割光１７５−Ａ２と１７５−Ｂ２とは、Ｙ軸方向（紙面に垂直）の直線偏光である。さらに、分割光１７５−Ａ２と１７５−Ｂ１とは、それぞれ偏光保持ファイバー１３４−６と１３４−７とを介して、光スイッチ１３７に入射するように、構成されている。
【００５２】
分割光１７５−Ａ１は、偏光保持ファイバー１３４−５を介して、レンズ１３５−３に入射する。光スイッチ１３７は、入射された分割光１７５−Ａ２（光路Ａ）と１７５−Ｂ１（光路Ｂ）との何れかを選択して、偏光保持ファイバー１３４−８を介して、レンズ１３５−３に対して入射するように構成される。
【００５３】
なお、光スイッチ１３７はパソコン１２５からドライバ部１８１内の光スイッチ駆動ドライバ１８６を介して制御される。
【００５４】
ここで、ＯＣＴ装置１００は、光路Ａを選択した場合には偏光ＯＣＴ、光路Ｂを選択した場合にはマルチビームＯＣＴを構成する。
【００５５】
また、光スイッチ１３７には、機械的に光ファイバーを移動して光路を切り替える機械式光スイッチや、ＭＥＭＳ技術を用いて作製されたマイクロミラーを移動して光路を切り替えるＭＥＭＳ光スイッチが用いられる。
【００５６】
偏光保持ファイバー１３４−５と１３４−８とを介して導光された分割光１７５−Ａ１と分割光１７５−Ａ２と１７５−Ｂ１との何れか（ここでは１７５−Ｃとする）は、レンズ１３５−３に入射される。分割光１７５−Ａ１と１７５−Ｃは、透過型グレーティング１４１の同一の位置に異なる入射角で到達し、それぞれ波長毎に分光され、レンズ１３５−４で集光され、ラインカメラ１３９の別々の位置に到達する。
【００５７】
分割光１７５−Ａ１と１７５−Ｃのそれぞれは、ラインカメラ１３９にて光の強度が位置（波長）毎に検出される。具体的には、ラインカメラ１３９上には波長軸上のスペクトル領域の干渉縞が観察されることになる。検出された光の強度は、フレームグラバー１４０を用いてパソコン１２５に取り込まれ、データ処理を行い断層画像を形成し、不図示の表示画面に表示される。
【００５８】
ここでは、ラインカメラ１３９は２０４８画素を有し、分割光１７５−Ａ１と１７５−Ｃのそれぞれの波長毎（１０２４分割）の強度を得ることができる。
【００５９】
＜断層画像の取得方法（偏光ＯＣＴ）＞
つぎに、ＯＣＴ装置（偏光ＯＣＴのモード）を用いた断層画像の取得方法について図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。
ＯＣＴ装置１００は、ＸＹスキャナ１１９を制御し、ラインカメラ１３９で干渉縞を取得することで、網膜１２７の断層画像を取得することができる。ここでは、特に眼底組織の光学特性の一つである偏光パラメータを用いて断層画像を構成する偏光ＯＣＴ画像（光軸に平行な面、ＸＺ平面）の取得方法について説明する。
【００６０】
偏光ＯＣＴ画像を取得する場合には、測定光１０６−１のみを用いるため、パソコン１２５と光源制御ドライバ１８７とを用いて、光源１０１−１をオン、光源１０１−２をオフにする。また、パソコン１２５と光スイッチ駆動ドライバ１８６を用いて光スイッチ１３７の光路を光路Ａに設定する。
【００６１】
図２（ａ）は被検眼１０７の模式図であり、ＯＣＴ装置１００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１０６−１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１０８−１となり、それぞれの位置での時間遅延を伴って、ラインカメラ１３９に到達する。
【００６２】
ここで、参照光路の光路長と測定光路の光路長とがある程度近い場合に、ラインカメラ１３９にて、画素ピッチに対してサンプリング可能な干渉縞が光源１０１の波長幅に対応して検出される。上述のように、ラインカメラ１３９では、波長軸上のスペクトル領域の干渉縞が偏光毎に並列に取得される。
【００６３】
次に、波長軸上の情報である干渉縞を、ラインカメラ１３９と透過型グレーティング１４１との特性を考慮して、光周波数軸の干渉縞に変換する。さらに、変換された光周波数軸の干渉縞を逆フーリエ変換することで、深さ方向の情報が得られる。
【００６４】
さらに、図２（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９を駆動しながら、干渉縞を検知すれば、各Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られ、つまり、各Ｘ軸の位置毎の深さ方向の情報を得ることができる。
【００６５】
ここで、分割光１７５−Ａ１と１７５−Ｃとの干渉信号の振幅のそれぞれをＡＨ、ＡＶとすると通常のＯＣＴ画像である強度ＯＣＴ画像を構成する反射率Ｒは式（１）で表わすことができる。ここでは、非特許文献１を引用している。
Ｒ∝Ａ２Ｈ＋Ａ２Ｖ                    （１）
さらに、偏光ＯＣＴ画像を構成する偏光パラメータであるリターデーションδとオリエンテーションθとは、それぞれ式（２）と式（３）とで表わすことができる。
δ＝ａｒｃｔａｎ［ＡＶ／ＡＨ］        （２）
θ＝（１８０−ΔΦ）／２             （３）
ここでΦは分割光１７５−Ａ１と１７５−Ｃの位相を示し、ΔΦはＡＨとＡＶとの位相差であり、ΔΦ＝ΦＨ−ΦＶである。
【００６６】
結果として、式（１）を用いると、ＸＺ面での戻り光１０８の強度の２次元分布が得られ、それはすなわち断層画像１３２である（図２（ｃ））。本来は、断層画像１３２は上記説明したように、戻り光１０８の強度をアレイ状に並べたものであり、例えばこの強度をグレースケールに当てはめて、表示されるものである。ここでは得られた断層画像の境界のみ強調して表示している。ここで、１４６は色素上皮層、１４７は内境界膜である。
【００６７】
また、式（２）や式（３）を用いると、ＸＺ面での戻り光の偏光状態の２次元分布が得られ、それらは偏光ＯＣＴ画像である。特に、式（２）を用いると偏光間の相対的な位相遅れが描出されるリターデーション像が得られる。また、式（３）を用いると偏光の方向変化を示すオリエンテーション像が得られる。偏光ＯＣＴ画像を構成することで、偏光解消、即ち偏光をランダム化するとされる色素上皮細胞等の眼底組織の微小な変化や、複屈折が大きいとされる線維構造の変化を描出することが可能になる。
【００６８】
ここで、干渉信号１７５−Ｃの振幅Ａｖは光スイッチ１３７における光量の損失を受けて、ラインカメラ１３９にて測定される。よって、光スイッチ１３７の仕様に合わせて、測定される振幅Ａｖを補正するとよい。
【００６９】
＜断層画像の取得方法（マルチビームＯＣＴ）＞
つぎに、ＯＣＴ装置（マルチビームＯＣＴのモード）を用いた断層画像の取得方法について図３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
ＯＣＴ装置１００は、高速撮像を目的として２つの測定光１０６−１〜２を用いて、同時に２つの断層画像の取得が可能なように構成されている。
【００７０】
同時に２つの断層画像を取得する場合には、測定光１０６−１と１０６−２との両方を用いるため、パソコン１２５と光源制御ドライバ１８７とを用いて、光源１０１−１と１０１−２との両方をオンにする。また、パソコン１２５と光スイッチ駆動ドライバ１８６を用いて光スイッチ１３７の光路を光路Ｂに設定する。
【００７１】
図２（ａ）は被検眼１０７の模式図であり、ＯＣＴ装置１００によって観察されている様子を示している。図３（ａ）に示すように、測定光１０６−１〜２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１０８−１〜２となり、それぞれの位置での時間遅延を伴って、ラインカメラ１３９に到達する。
【００７２】
ここで、参照光路の光路長と測定光路の光路長とがある程度近い場合に、ラインカメラ１３９にて、画素ピッチに対してサンプリング可能な干渉縞が光源１０１の波長幅に対応して検出される。上述のように、ラインカメラ１３９では、波長軸上のスペクトル領域の干渉縞が測定光毎に並列に取得される。
【００７３】
次に、波長軸上の情報である干渉縞を、ラインカメラ１３９と透過型グレーティング１４１との特性を考慮して、光周波数軸の干渉縞に変換する。さらに、変換された光周波数軸の干渉縞を逆フーリエ変換することで、深さ方向の情報が得られる。
【００７４】
さらに、図３（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９を駆動しながら、干渉縞を検知すれば、各Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られ、つまり、各Ｘ軸の位置毎の深さ方向の情報を得ることができる。ここでは簡単のため、測定光１０６−１のみを図示している。
結果として、ＸＺ面での戻り光１０８−１〜２の強度の２次元分布が得られ、それはすなわち複数の断層画像となる（不図示）。
【００７５】
また、図３（ｃ）に示す様に、ＸＹスキャナ１１９を制御して、測定光１０６−１（実線）と１０６−２（破線）とを網膜１２７上にラスタースキャンすれば、２つの断層画像を同時に、取得することができる。ここでは、ＸＹスキャナの主走査方向をＹ軸方向、副走査方法をＸ軸方向として、スキャンする場合を示し、結果として複数のＹＺ面の断層画像を得ることができる。また、ここでは、測定光１０６−１〜２のそれぞれが、お互いの重複なくスキャンする場合を示しているが、断層画像間のレジストレーション補正等のため、重複してスキャンしてもよい。
【００７６】
分割光１７５−Ａ１と１７５−Ｃとから得られる隣接する領域の断層画像は、レジストレーション補正等に用いるため、その光路は同様の光学特性（透過率や偏光状態）になっていることが望ましい。ここで、偏光カプラー１３６−Ｂは偏光カプラー１３６−Ａに対して光量の損失を補正し、偏光状態を同一にするために設置されているものである。
【００７７】
さらに、図３（ｄ）に示す様に、ＸＹスキャナ１１９を制御して、測定光１０６−１（実線）と１０６−２（破線）とをＹ軸方向に並べて、網膜１２７上をラスタースキャンして、２つの断層画像を同時に、取得することができる。この場合、測定光１０６−１と１０６−２とは時間差をもって、略同一の位置を走査することになる。そのため、測定光１０６−１と１０６−２とから得られる干渉信号を平均化して、取得される断層画像のノイズ低減を図ることができる。また、測定光１０６−１と１０６−２とから得られる干渉信号の位相差から血流速の算出を行うドップラーＯＣＴを構成することができる。
【００７８】
＜断層画像の撮像手順＞
つぎに、ＯＣＴ装置を用いた断層画像の撮像手順について具体的に図４〜５を用いて説明する。ここでは、ＯＣＴ装置は、最初に、マルチビームＯＣＴのモードを用い、２本の測定光を用いて広い撮像範囲に対して高速撮像を行って病変部を特定し、次に、特定された病変部について偏光ＯＣＴのモードを用いて、より詳細な観察を行う例について説明する。
【００７９】
この断層画像の撮像方法においては、以下の（１）〜（７）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５に、断層画像の撮像方法を説明するための各工程のフロー図を示す。
【００８０】
（１）ＯＣＴ装置１０１の撮像モードをマルチビームＯＣＴのモードに設定する。具体的には、パソコン１２５と光源制御ドライバ１８７とを用いて、光源１０１−１〜２の出力をオンにする。さらに、パソコン１２５と光スイッチ駆動ドライバ１８６とを用いて、光スイッチ１３７を光路Ｂとする。（図５のＳ１）
（２）被検者の被検眼１０７を所定の位置に誘導し、被検眼１０７に固視灯（不図示）を注視させた状態で、測定光１０６−１〜２を被検眼１０７に対して入射させる。ここでは、測定光１０６１〜２は平行光の状態で、被検眼１０７に対して入射するように、球面ミラー１２０−２の位置を電動ステージ１１７−２によって調整されている。（図５のＳ２）
（３）ＸＹスキャナ１１９のＹ軸を駆動しながら、ラインカメラ１３９にて２つの干渉縞を検知して、２つの断層画像（不図示）を得る。（図５のＳ３）
（４）（３）の工程を行いながら、断層画像のコントラストが高くなるように、電動ステージ１１７−２を用いてレンズ１２０−２の位置を調整する。（図５のＳ４）
（５）図４（ａ）に示すように、測定光１０６−１〜２で網膜１２７上の領域Ａを走査し、断層画像を得る。この工程では広範囲の断層画像を得ることを目的とし、測定光１０６−１と１０６−２とは基本的に隣接する異なる領域を走査している。ここでは、取得した断層画像から領域Ｂに病変候補部が存在すると特定される。ここで、病変候補部の抽出は、領域Ａを構成する複数の断層画像をそれぞれ画像解析し、その結果を眼底表面に投影することにより求める等種々の手法があるので、その詳細については省略する。この画像解析は、疾患毎の専用解析プログラムを用いることでより正確に領域を特定することができる。（図５のＳ５）
（６）ＯＣＴ装置１０１の撮像モードを、偏光ＯＣＴのモードに設定する。具体的には、パソコン１２５と光源制御ドライバパソコン１２５と光源制御ドライバとを用いて、光源１０１−２の出力をオフにする。さらに、パソコン１２５と光スイッチ駆動ドライバ１８６とを用いて、光スイッチ１３７を光路Ａとする。（図５のＳ６）
（７）図４（ｂ）に示す領域Ｂを、測定光１０６−１で網膜１２７上を走査し、断層画像を得る。この工程では注目したい領域の詳細な断層画像を得ることを目的とし、測定光１０６−１を用いて偏光ＯＣＴ画像を取得している。（図５のＳ７）
なお、本実施の形態では、マルチビームＯＣＴとして２本の測定光について説明したが、３本以上の測定光を用い、偏光ＯＣＴの場合は、前述のような構成としても良い。
【００８１】
また、マルチビームＯＣＴで画像を撮像した後に、偏光ＯＣＴで画像を撮像したが、マルチビームＯＣＴのモードと偏光ＯＣＴのモードを選択するモード設定スイッチを設け、選択されたモードで撮像できるように構成しても良い。
上記説明したように、複数の干渉光から任意の干渉光を選択して検出することで、１つのＯＣＴ装置で偏光ＯＣＴのモードとマルチビームＯＣＴのモードとを選択して使うことが可能となり、スペース効率が高いＯＣＴ装置を実現することができる。
【００８２】
また、干渉光を偏光毎に分岐する手段を有することで、偏光ＯＣＴ装置を構成することが可能となり、被検査物のより詳細な断層画像を取得することができる。
【００８３】
また、干渉光を選択する手段として光スイッチを用いることで、パソコン等を用いて外部から制御することが可能となり、撮像の自動化を図ることができる。
【００８４】
また、複数の干渉光のうちの任意の干渉光を偏光毎に分岐して検出することで、偏光ＯＣＴ装置を構成することが可能となり、被検査物のより詳細な断層画像を取得することができる。
【００８５】
また、複数の光のそれぞれの出射と消灯とを制御する手段を有することで、パソコン等を用いて外部から制御することが可能となり、撮像の自動化を図ることができる。
【００８６】
また、干渉光を回折格子を有する分光器で検出することでスペクトラルドメイン方式のＯＣＴ装置を構成することができ、高速な撮像を行うことができる。
【００８７】
また、２つの干渉光を回折格子の同一の位置に入射させることで、回折格子のスペースを有効に活用することができる。
【００８８】
また、２つの干渉光を一つのラインカメラに入射して、その強度を測定するように構成することで、簡単な構成で偏光ＯＣＴとマルチビームＯＣＴとを構成することができる。
【００８９】
（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。
【符号の説明】
【００９０】
１０１  光源
１０５  参照光
１０６  測定光
１０７  被検眼
１０８  戻り光
１１４  ミラー
１１５  分散補償用ガラス
１１７  電動ステージ
１１９  ＸＹスキャナ
１２５  パソコン
１２６  角膜
１２７  網膜
１３４  偏光保持ファイバー
１３５  レンズ
１３６  偏光ファイバーカプラー
１３７  光スイッチ
１３９  ラインカメラ
１５４  コネクター
１６７  λ／４板
１７５  分割光
１８１  ドライバ部
１８２  光スキャナ駆動ドライバ
１８３  電動ステージ駆動ドライバ
１８６  光スイッチ駆動ドライバ
１８７  光源制御ドライバ
【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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