(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光干渉断層法を用いて被検査物の画像を形成するための画像形成方法であって、
被検査物に入射する信号光の光軸方向における第１の焦点位置にて、該被検査物の２次元像の情報である第１の断層画像情報を、フーリエドメイン法により取得する工程と、
前記信号光の焦点位置を、前記第１の焦点位置から該第１の焦点位置とは前記光軸方向に深さが異なる第２の焦点位置に変更する工程と、
前記第２の焦点位置にて、前記第１の断層画像情報の一部と前記光軸方向に重複する領域を持つように、前記被検査物の２次元像の情報である第２の断層画像情報を、フーリエドメイン法により取得する工程と、
前記第１の断層画像情報と前記第２の断層画像情報との前記光軸方向に前記重複する領域におけるそれぞれの２次元像の情報である断層画像情報を利用して、前記第１の断層画像情報と前記第２の断層画像情報との位置合わせを行う工程と、
を含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の断層画像情報は、前記被検査物の複数の２次元像から成る３次元像の情報であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の断層画像情報を取得する工程は、
光源から発した光を信号光と参照光とに分割する工程と、
前記被検査物において、前記信号光を前記光軸方向に対して略垂直な方向に走査する工程と、
前記参照光と前記被検査物で反射あるいは散乱した信号光とを干渉させる工程と、前記干渉した光を用いて取得された波長ごとの信号強度をフーリエ変換する工程と、から成り、
前記フーリエ変換により取得された前記光軸方向に沿った位置ごとの信号強度を用いて、前記第１及び第２の断層画像情報を取得することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の画像形成方法。
【請求項４】
前記重複する領域における、前記第１及び第２の断層画像情報の前記位置ごとの信号強度どうしの相関から、前記第１の断層画像情報と前記第２の断層画像情報との前記光軸方向における位置のずれ量を取得することを特徴とする請求項３に記載の画像形成方法。
【請求項５】
前記波長ごとの信号強度は、
前記干渉した光を分光し、且つ該分光された光を検出することにより取得される、あるいは、
光源から互いに異なる中心波長を有する光を選択的に発生させ、該中心波長の異なる光を切り換える毎に、前記干渉した光の信号強度を検出することにより取得される、ことを特徴とする請求項３あるいは４に記載の画像形成方法。
【請求項６】
前記位置合わせされた第１及び第２の断層画像情報を合成する工程を含み、
前記合成された第１及び第２の断層画像情報から前記被検査物の画像を形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項７】
前記第１の焦点位置にて、前記被検査物の該光軸方向に交差する方向における第１の画像情報を取得する工程と、
前記第２の焦点位置にて、前記被検査物の前記光軸方向に交差する方向における第２の画像情報を取得する工程と、を含み、
前記第１の断層画像情報と前記第２の断層画像情報との位置合わせを行うことにより、前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との位置合わせを行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項８】
前記第１及び第２の画像情報を取得する工程は、
光源から発した光を信号光と参照光とに分割する工程と、
前記被検査物において、前記信号光を前記光軸方向に交差する方向に走査する工程と、前記参照光と前記被検査物で反射あるいは散乱した信号光とを干渉させる工程と、から成り、
前記干渉した光を用いて、前記第１及び第２の画像情報をタイムドメイン法により取得することを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成方法を行うための装置であって、光を発生させる光源と、
前記光源からの光を信号光と参照光とに分割する光分割手段と、
前記被検査物において、前記信号光を前記光軸方向に対して略垂直な方向に走査する光走査手段と、
前記参照光と前記被検査物で反射あるいは散乱した信号光との干渉光を用いて取得された波長ごとの信号強度をフーリエ変換する手段と、を有し、
前記フーリエ変換により取得された前記光軸方向に沿った位置ごとの信号強度を用いて、前記第１及び第２の断層画像情報を取得することを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記波長ごとの信号強度は、
前記干渉光を分光する分光手段と、前記分光手段により分光された光を検出する分光検出手段とにより取得される、あるいは、
前記光源から互いに異なる中心波長を有する光を選択的に発生させ、該中心波長の異なる光を切り換える毎に、前記干渉光の信号強度を検出することにより取得される、ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
光干渉断層法を用いて被検査物の画像を形成するための画像形成方法であって、
被検査物に入射する信号光の光軸方向における第１の焦点位置にて、該被検査物の該光軸方向に交差する方向における第１の画像情報を取得する工程と、
前記被検査物の前記第１の焦点位置にて、前記光軸方向に沿った２次元像の情報である第１の断層画像情報を、フーリエドメイン法により取得する工程と、
前記信号光の焦点位置を、前記第１の焦点位置から該第１の焦点位置とは前記光軸方向に深さが異なる第２の焦点位置に変更する工程と、
前記第２の焦点位置にて、前記被検査物の前記光軸方向に交差する方向における第２の画像情報を取得する工程と、
前記被検査物の前記第２の焦点位置にて、前記第１の断層画像情報の一部と前記光軸方向に重複する領域を持つように、前記光軸方向に沿った２次元像の情報である第２の断層画像情報を、フーリエドメイン法により取得する工程と、
前記第１の断層画像情報と前記第２の断層画像情報との前記光軸方向に前記重複する領域におけるそれぞれの２次元像の情報である断層画像情報を利用して、前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との位置合わせを行う工程と、
を含むことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１２】
前記第１及び第２の画像情報を取得する工程は、
光源から発した光を信号光と参照光とに分割する工程と、
前記被検査物において、前記信号光を前記光軸方向に交差する方向に走査する工程と、前記参照光と前記被検査物で反射あるいは散乱した信号光とを干渉させる工程と、から成り、
前記干渉した光を用いて、前記第１及び第２の画像情報をタイムドメイン法により取得することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成方法。
【請求項１３】
前記干渉した光を用いて取得された波長ごとの信号強度をフーリエ変換する工程を含み、
前記フーリエ変換により取得された前記光軸方向に沿った位置ごとの信号強度を用いて、前記第１及び第２の断層画像情報を取得することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成方法。
【請求項１４】
前記重複する領域における、前記第１及び第２の断層画像情報の前記位置ごとの信号強度どうしの相関から、前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との前記光軸方向における位置のずれ量を取得することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成方法。
【請求項１５】
前記波長ごとの信号強度は、
前記干渉した光を分光し、且つ該分光された光を検知することにより取得される、あるいは、
光源から互いに異なる中心波長を有する光を選択的に発生され、該中心波長の異なる光を切り換える毎に、前記干渉した光の信号強度を検出することにより取得される、ことを特徴とする請求項１３あるいは１４に記載の画像形成方法。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成方法を行うための装置であって、光を発生させる光源と、
前記光源からの光を信号光と参照光とに分割する第１の光分割手段と、
前記被検査物において、前記信号光を前記光軸方向に交差する方向に走査する光走査手段と、
前記参照光と前記被検査物で反射あるいは散乱した信号光との干渉光を用いて取得される波長ごとの信号強度をフーリエ変換する手段と、を有し、
前記フーリエ変換により取得された前記光軸方向に沿った位置ごとの信号強度を用いて、前記第１及び第２の断層画像情報を取得することを特徴とする装置。
【請求項１７】
前記フーリエドメイン法は、スペクトラルドメイン法であり、
前記波長ごとの信号強度は、前記干渉光を分光する分光手段と、前記分光手段により分光された光を検出する分光検出手段とにより取得されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記波長ごとの信号強度は、前記光源から互いに異なる中心波長を有する光を選択的に発生され、該中心波長の異なる光を切り換える毎に、前記干渉光の信号強度を検出することにより取得されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記干渉光を、タイムドメイン法による前記第１及び第２の画像情報を取得するための第１の光と、前記スペクトラルドメイン法による前記第１及び第２の断層画像情報を取得するための第２の光とに分割する第２の光分割手段を有し、
前記分光手段により前記第２の光を分光することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記第２の光分割手段は、瞳分割の作用を持つ光束分割手段であることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記第２の光分割手段により分割された前記第２の光を絞るための光束限定手段を有することを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記参照光の周波数と前記信号光の周波数とに差を持たせる周波数シフタと、
前記第１及び前記第２の画像情報を取得する際に、前記参照光或いは前記信号光の周波数がシフトするように、前記周波数シフタを制御する制御部と、を有することを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記干渉光が通る経路を変換する光経路変換手段と、
前記第１及び前記第２の画像情報を取得する際には、前記干渉光は、前記タイムドメイン法により画像を取得するための経路を通り、且つ、前記第１及び第２の断層画像情報を取得する際には、前記干渉光は、前記スペクトラルドメイン法により画像を取得するための経路を通るように、前記光経路変換手段を制御する制御部と、
を有することを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記第２の光分割手段を透過する光の偏光を変化させる空間偏光変調器と、
前記第１或いは前記第２の画像情報を取得する際には、前記タイムドメイン法により画像を取得するための光の方が、前記スペクトラルメイン法により画像を取得するための光よりも強く、且つ、前記第１及び第２の断層画像情報を取得する際には、前記スペクトラルメイン法により画像を取得するための光の方が、前記タイムドメイン法により画像を取得するための光よりも強くなるように、前記空間偏光変調器を制御する制御部と、
を有することを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記参照光の周波数と前記信号光の周波数とに差を持たせるための周波数シフタを有し、
前記光源は、互いに異なる中心波長を有する光を選択的に発生させる第１の光源と、単一の中心波長を発生させる第２の光源であって、
前記周波数シフタが、前記第２の光源が照射する光の経路に配置され、
前記第１の光源から発生された光の経路は、前記第２の光源から発生された光の経路とは異なることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２６】
前記位置合わせを行う工程において、前記重複する領域における前記第１及び第２の断層画像情報の信号強度の相関に基づいて、前記位置合わせを行うことを特徴とする請求項１乃至３、１１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項２７】
前記位置合わせを行う工程において、前記重複する領域における前記第１及び第２の断層画像情報における特徴領域に基づいて、前記位置合わせを行うことを特徴とする請求項１乃至３、１１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項２８】
前記第１及び第２の断層画像情報は、前記被検査物の複数の２次元像から成る３次元像の情報であることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉断層計を用いた画像形成方法及び光干渉断層装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低コヒーレンス光の干渉を利用したイメージング装置が実用化されている。これは、ＯＣＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：光干渉断層計あるいは光干渉断層法）と呼ばれている。
【０００３】
ＯＣＴは、眼科領域において、眼底あるいはその近傍の断層像を得る目的で用いられている。また、眼科以外においても、ＯＣＴは皮膚の断層像の観察や、内視鏡やカテーテルに組み込むことで消化器や循環器の壁面断層撮影等が試みられている。
【０００４】
ＯＣＴの種類としては、ＴＤ−ＯＣＴ（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ：タイムドメイン法）と呼ばれる方法が、特許文献１に開示されている。この方法について、図３２を用いて簡単に説明する。
ここで図３２は、ＴＤ−ＯＣＴを表す模式図である。
【０００５】
照射手段３２０１により照射された光は分割手段３２０２により、参照光と信号光に分割される。参照光は、可動参照ミラー３２０３により反射される。可動参照ミラー３２０３は、図で示したように、１次元方向に機械的に動くことにより、被検査物３２０５に入射する信号光の光軸方向における被検査物３２０５内の測定位置を規定する。
【０００６】
信号光は光走査光学系３２０４を経て、被検査物３２０５に入射し、反射される。光走査光学系３２０４は、被検査物３２０５に入射する信号光を所定方向に走査する。可動参照ミラー３２０３と被検査物３２０５からのそれぞれの反射光は互いに干渉し合い、その干渉光を検出手段３２０７によって検出し、被検査物３２０５に関する情報を測定する。
【０００７】
ＴＤ−ＯＣＴは、可動参照ミラー３２０３によるＡスキャン（被検査物への入射光の軸方向もしくは被検査物内の深さ方向の走査）により、逐次取得される干渉光の強度データをベースにして画像データを構築する方法である。
【０００８】
光走査光学系３２０４を、被検査物３２０５に入射する信号光を該被検査物の面内の一方向（例えばｘ方向）に走査することで、Ａスキャンによる１次元データを連続的に取得できる。
【０００９】
そして、連続的に取得される画像を用いて、２次元断層画像を得ることができる。また、前記信号光を前記面内の二方向（例えばｘ方向とｙ方向）に走査することで、３次元イメージング画像を得ることができる。
【００１０】
ここで、ＴＤ−ＯＣＴによる測定速度を上げるためには、可動参照ミラー３２０３を高速に動かす必要があるが、可動参照ミラー３２０３の高速化には機械的な限界がある。
【００１１】
また、他のＯＣＴの種類として、ＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ：スペクトラルドメイン法）と呼ばれる方法が、非特許文献１に開示されている。この方法について、図３３を用いて簡単に説明する。
【００１２】
ここで図３３は、ＳＤ−ＯＣＴを表す模式図である。図３３において、図３２と異なる構成は、可動参照ミラーが固定参照ミラー３３０８である点と、回折格子等の分光器３３０９を用いている点と、検出手段がラインセンサなどの分光検出手段３３１０である点である。３３０５は被検査物、３３０６は測定領域、３３０４は走査光学系、３３０２は光分割手段、３３０８は反射手段、３３０１は光源である。
【００１３】
ＳＤ−ＯＣＴは、分光器３３０９により分光したスペクトルを分光検出手段３３１０により検出し、波長軸に関する干渉光強度情報を断層位置軸に関する情報へフーリエ変換することにより、時間的に一括して画像データを取得する方法である。このＳＤ−ＯＣＴは、被検査物３３０５内の深さ方向の画像データを一括して得られるため、深さ方向に時間的に逐次走査するＴＤ−ＯＣＴに比べて、測定速度を上げることができる。
【００１４】
ここで、ＳＤ−ＯＣＴ（スペクトラルドメイン法）は、ＦＤ−ＯＣＴ（フーリエドメイン法）の一つであり、他にはＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｏｕｒｃｅ  Ｓｗｅｐｔ−ＯＣＴ）がある。
【特許文献１】米国特許明細書第５，３２１，５０１号
【特許文献２】特表２００２−５１５５９３号公報（第９から１９頁、第１図、第２図）
【非特許文献１】Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  （２００６）（第１４５、１４９頁、第２、３図、および、第３３８頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
一般にＳＤ−ＯＣＴによる断層像は、横分解能（被検査物の深さ方向を縦分解能というのに対して、横分解能とは、各深さ位置での面内方向の画像に関する分解能のことである。）を上げることが難しいことが指摘されている。
【００１６】
本発明者らは、ＴＤ−ＯＣＴにより断層像を形成するにせよ、ＳＤ−ＯＣＴにより断層像を形成するにせよ、参照ミラー３２０３をメカニカルに高速で可動させることが難しい現状を踏まえ、以下に示すアイデアに想到した。
【００１７】
即ち、まず、被検査物の深さ方向（ｚ方向）に関して、特定の焦点を含む位置における一次元像（ｘ方向あるいはｙ方向の像）あるいは二次元像（ｘｙ平面）を取得する。そして、前記深さ方向に関して、前記焦点の位置を変えて、それぞれの焦点位置を含む一次元像や二次元像を順次取得し、それらの画像を深さ方向に沿って積層することで断層像や三次元像を形成するのである。
【００１８】
しかしながら、焦点位置を変えて一次元像や二次元像を取得する場合、被検査物内の深さ方向に関して、特定の焦点位置で一次元方向（あるいは二次元方向）に走査をしてから、次の焦点位置に移動し、走査を繰り返すことになる。このため、被検査物が動いたり、測定系への擾乱や振動により、ある焦点位置で取得したデータと、別の焦点位置で取得したデータとの深さ方向の間隔に、大きなずれが生じ易いという問題を見出した。
【００１９】
例えば、眼底の断層撮像においては、神経や細胞の層の厚さの変化自体を疾病の診断指標に用いることなどが行われている。このため、被検査物の画像情報どうしの深さ方向に関する位置情報を関連付ける必要があるという認識に至った。このとき、ＦＤ−ＯＣＴ（フーリエドメイン法）を用いて一括して取得した深さ方向の断層情報を利用することができる。
【００２０】
以上説明したように、本発明の目的は、被検査物の画像情報どうしの深さ方向（被検査物に光を入射する方向である光軸方向）に関する位置関係を関連付けることができる新規な光干渉計断層法を用いた画像形成方法、及び光干渉断層装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る画像形成方法は、
光干渉断層法を用いて被検査物の画像を形成するための画像形成方法であって、
被検査物に入射する信号光の光軸方向における第１の焦点位置にて、該被検査物の２次元像の情報である第１の断層画像情報を、フーリエドメイン法により取得する工程と、
前記信号光の焦点位置を、前記第１の焦点位置から該第１の焦点位置とは前記光軸方向に深さが異なる第２の焦点位置に変更する工程と、
前記第２の焦点位置にて、前記第１の断層画像情報の一部と前記光軸方向に重複する領域を持つように、前記被検査物の２次元像の情報である第２の断層画像情報を、フーリエドメイン法により取得する工程と、
前記第１の断層画像情報と前記第２の断層画像情報との前記光軸方向に前記重複する領域におけるそれぞれの２次元像の情報である断層画像情報を利用して、前記第１の断層画像情報と前記第２の断層画像情報との位置合わせを行う工程と、を含む。
また、別の本発明に係る画像形成方法は、
光干渉断層法を用いて被検査物の画像を形成するための画像形成方法であって、
被検査物に入射する信号光の光軸方向における第１の焦点位置にて、該被検査物の該光軸方向に交差する方向における第１の画像情報を取得する工程と、
前記被検査物の前記第１の焦点位置にて、前記光軸方向に沿った２次元像の情報である第１の断層画像情報を、フーリエドメイン法により取得する工程と、
前記信号光の焦点位置を、前記第１の焦点位置から該第１の焦点位置とは前記光軸方向に深さが異なる第２の焦点位置に変更する工程と、
前記第２の焦点位置にて、前記被検査物の前記光軸方向に交差する方向における第２の画像情報を取得する工程と、
前記被検査物の前記第２の焦点位置にて、前記第１の断層画像情報の一部と前記光軸方向に重複する領域を持つように、前記光軸方向に沿った２次元像の情報である第２の断層画像情報を、フーリエドメイン法により取得する工程と、
前記第１の断層画像情報と前記第２の断層画像情報との前記光軸方向に前記重複する領域におけるそれぞれの２次元像の情報である断層画像情報を利用して、前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との位置合わせを行う工程と、
を含む。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明した本発明によれば、被検査物の画像情報どうしの深さ方向（被検査物に光を入射する方向である光軸方向）に関する位置関係を関連付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る光干渉断層計（光干渉断層法とも換言できる。）を用いた画像形成方法は、少なくとも以下の１）から４）の工程を有する。
【００３３】
１）被検査物に光を入射する方向である光軸方向に関する第１の焦点を含む位置における該被検査物の第１の画像情報（一次元像、二次元像あるいは三次元像）を取得する第１の画像情報取得工程
２）前記光軸方向に関して、前記第１の焦点とは異なる第２の焦点を含む位置における前記被検査物の第２の画像情報（一次元像、二次元像あるいは三次元像）を取得する第２の画像情報取得工程
３）前記被検査物の断層画像情報であって、且つ前記第１の焦点あるいは前記第２の焦点の少なくとも一方の焦点位置における該被検査物の断層像を含む第３の画像情報をフーリエドメイン法により取得する工程
４）前記第１及び第２の画像情報取得工程によりそれぞれ得られる画像情報同士の位置関係を、前記第３の画像情報を用いて補正して、前記被検査物の断層像または三次元像を形成する工程
上記工程に関して、図１を用いて説明する。なお、上記工程１）、２）及び３）の工程の順番は特に限定されるものではなく、例えば、１）２）３）の順でも、１）３）２）の順でも、３）２）１）の順でもよい。
【００３４】
同図において、１は光源（例えば、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。
そして、ＯＣＴを実現するための波長幅としては、例えば１ｐｍ以上、好ましくは１０ｐｍ以上、更に好ましくは３０ｐｍ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。
【００３５】
２は光分割手段であり、光源１からの入力光が、ここで、信号光（被検知物に入射する光）と参照光（反射板３に向かう光）とに分割される。４は、信号光を１次元方向あるいは二次元方向にスキャンするための手段である。５はレンズ、６は被検査物、７はレンズ５によりフォーカシングされる所定の焦点位置と、その近傍を示している。８は、信号光と参照光との干渉光を分割するための手段、１０は入力光を波長毎に分けるための分光器、１１は波長ごとに検知するためのセンサアレイである。９は、干渉光を検知するための検知手段である。
【００３６】
ここで、工程１）における第１の焦点は、有限な幅を持つものである。また、焦点の大きさは、特に限定されるものではない。後述する第２の焦点や第３の焦点についても同様である。
【００３７】
また、一次元像とは、例えば、ある焦点位置における被検査物の面内の一方向（ｘ方向あるいはｙ方向であり、深さ方向に直交する方向のことである。）の像のことである。更にまた、二次元像とは、例えば、ある焦点位置における被検査物の面内の二方向（ｘ方向あるいはｙ方向であり、深さ方向に直交する方向のことである。）の像のことであり、Ｃスキャン像と呼ばれることもある。なお、工程２）においても同様のことが言える。Ｃスキャン像を取得するＯＣＴをＴＳ−ＯＣＴというが、これに関しては後述する。
【００３８】
なお、第１の焦点を含む位置における被検査物の一次元あるいは二次元像と、第２の焦点を含む位置における一次元あるいは二次元像同士は、実質的に平行であることが望ましいが、必ずしも平行である必要はない。例えば、両画像が交差するような画像の関係にあってもよい。
【００３９】
前記第３の画像情報は、前記フーリエドメイン法の一つであるスペクトラルドメイン法（ＳＤ−ＯＣＴ）により取得する。なお、同じくフーリエドメイン法の一つである、ＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｏｕｒｃｅ  Ｓｗｅｐｔ−ＯＣＴ）を利用することもできる。特に、フーリエドメイン法による断層方向の画像は、縦分解能が高く、本発明では、それを利用して、被検査物に関する前記第１の画像情報と第２の画像情報との深さ方向の位置関係を補正する。工程４）における位置関係の補正とは、例えば、第１及び第２の画像情報取得工程で得られる画像同士を被検査物の深さ方向に関して補正したり、前記光軸方向に関する補正を意味する。
【００４０】
前記補正について、以下で説明する。
【００４１】
（補正の制御の種類）
補正の制御の種類は、主に２種類あり、制御のフローが閉じているか開いているかによって、クローズループとオープンループと呼ばれる。
【００４２】
クローズループは、深さ方向に関する画像情報どうしの位置関係を、画像情報を取得しながら補正する手法で、追尾と呼ばれることがある。また、オープンループは、深さ方向に関する画像情報どうしの位置関係を、画像情報を取得した後に補正する手法である。
【００４３】
ここで、上記２つの制御は、以下で述べる３つの検出手法のいずれにも適用できる。
【００４４】
なお、本発明は、これらの補正に限定されるものではない。
【００４５】
次に、補正の検出手法について述べる。なお、補正の検出手法として、実施例２で詳述している位置合わせ例（相関関数を用いる例など）が好適だが、本発明の検出手法はこれらに限定されるものではない。
【００４６】
（第１の補正の検出手法）
第１の補正の検出手法について、図４３を用いて説明する。
【００４７】
前記第３の画像情報は、前記第１の焦点４３０１の位置における前記光軸方向に沿った断層画像情報４３０５である。ここで、本発明において、焦点の位置における被検査物の画像情報は、その焦点を含む位置における被検査物の画像情報と換言することもできる。また、本発明における焦点とは、ダイナミックフォーカシングによりフォーカシングした点のことであり、焦点の大きさについて特に限定するものではない。
【００４８】
また、前記第３の画像情報は、前記第２の焦点４３０３の位置における前記被検査物の断層情報を含んでいる。
【００４９】
さらに、前記第３の画像情報を用いて、前記第１の画像情報４３０２と前記第２の画像情報４３０４との前記光軸方向に関する位置関係を補正する。
【００５０】
ここで、前記第２の画像情報４３０４を取得した際に、すでに取得されている前記断層画像情報４３０５を用いることにより、前記第２の画像情報４３０４の深さ方向の位置ずれを検知することができる。この位置ずれを補正しながら（追尾しながら）前記被検査物の断層像または三次元像を形成することができる。もちろん、以下の検出手法においても、位置ずれを補正しながら前記被検査物の断層像または三次元像を形成することができることは上述した。
【００５１】
（第２の補正の検出手法）
第２の補正の検出手法について、図４４を用いて説明する。
【００５２】
前記第３の画像情報は、フーリエドメイン法により取得され、且つ前記被検査物の前記第１の焦点４４０１の位置における前記光軸方向に沿った第１の断層像４４０５を含む。
【００５３】
また、前記第３の画像情報は、フーリエドメイン法により取得され、且つ前記被検査物の前記第２の焦点４４０３の位置における前記光軸方向に沿った第２の断層像４４０６を含む。
【００５４】
そして、前記第１の断層像４４０５と前記第２の断層像４４０６との重複する領域４４０７における情報を用いて、前記補正を行う。すなわち、前記第１及び第２の断層像４４０５、４４０６にそれぞれ関連付けられている前記第１の画像情報４４０２と前記第２の画像情報４４０４との光軸方向に関する位置関係を補正する。
【００５５】
別の第２の補正は以下のとおりである。
【００５６】
すなわち、前記第３の画像情報として、前記第１の焦点４４０１の位置及び前記第２の焦点４４０３の位置の両方の位置における該被検査物の断層画像４４０５、４４０６をそれぞれフーリエドメイン法により取得する。そして、それぞれの断層画像の重複している箇所４４０７の情報を用いて前記補正を行う。
【００５７】
（第３の補正の検出手法）
第３の補正の検出手法について、図４５を用いて説明する。
【００５８】
まず、被検査物に光を入射する方向である光軸方向に関して、第１の焦点４５０１の位置における該被検査物の第１の画像情報４５０２（一次元像、二次元像あるいは三次元像）を取得する。
【００５９】
次に、前記光軸方向に関して、前記第１の焦点４５０１の位置から該第１の焦点４５０１とは異なる第２の焦点４５０３の位置まで、ダイナミックフォーカシングにより焦点の位置を変える。
【００６０】
また、前記第２の焦点４５０３の位置における前記被検査物の第２の画像情報４５０４（一次元像、二次元像あるいは三次元像）を取得する。
【００６１】
更にまた、前記被検査物の前記光軸方向に関する断層画像情報４５０５をフーリエドメイン法により取得する。
【００６２】
ここで、前記断層画像情報４５０５を、前記光軸方向に関して、前記第１及び第２の焦点４５０１、４５０３の位置とは異なる第３の焦点４５０８の位置で取得することができる。このとき、前記断層画像情報４５０５を、該第１及び第２の焦点４５０１、４５０３の位置における被検査物の画像情報を含み取得することが好ましい。
【００６３】
これにより、前記断層画像情報４５０５を用いて、前記第１の画像情報４５０２と前記第２の画像情報４５０４との前記光軸方向に関する位置関係を関連付けて、前記被検査物の断層像または三次元像を形成する。
【００６４】
（別の補正）
ここで、別の補正は、以下のとおりである。
【００６５】
すなわち、前記第３の画像情報は、スペクトラルドメイン法により取得され、且つ前記被検査物の前記第１の焦点の位置を含む前記光軸方向に沿った断層画像情報である。そして、該断層画像情報と前記第２の画像情報取得工程により得られる画像とを用いて、前記補正を行うことができる。
【００６６】
また別の補正は、以下のとおりである。
【００６７】
すなわち、前記第３の画像情報は、スペクトラルドメイン法により取得され、且つ前記被検査物の前記第１の焦点の位置を含む前記光軸方向に沿った第１の断層像の少なくとも一部を含む。
【００６８】
また、前記第３の画像情報は、スペクトラルドメイン法により取得され、且つ前記被検査物の前記第２の焦点の位置を含む前記光軸方向に沿った第２の断層像の少なくとも一部を含む。
【００６９】
ここで、前記第１の断層像と前記第２の断層像との重複する領域における情報を用いて、該第１及び第２の断層像にそれぞれ関連付けられている前記第１及び第２の画像情報取得工程により得られる画像情報同士の位置関係を補正することができる。
【００７０】
更にまた別の補正は、以下のとおりである。
【００７１】
すなわち、前記第３の画像情報として、前記第１の焦点の位置及び前記第２の焦点の位置の両方の位置における該被検査物の断層画像をそれぞれフーリエドメイン法により取得する。そして、それぞれの断層画像の重複している箇所の情報を用いて前記補正を行うこともできる。
【００７２】
なお、具体的な補正の手法に関しては、各実施例において詳述しているが、本発明にて供される補正は当該方法に限定されるものではない。
【００７３】
（ａ）第１及び第２の画像情報＝ＴＤ−ＯＣＴ
前記第１及び第２の画像情報取得工程は、タイムドメイン法により前記被検査物の一次元あるいは二次元像を取得する工程とすることができる。
【００７４】
（ｂ）ＴＳ−ＯＣＴをＳＤ−ＯＣＴ画像で補正
本実施形態１に係る光干渉断層計を用いた画像形成方法は、具体的には以下の工程により実施することができる。
【００７５】
１）被検査物に光を入射する方向である光軸方向に関する第１の焦点を含む位置における該被検査物のＣスキャン像を、タイムドメイン法により取得する第１の画像情報取得工程
２）前記光軸方向に関して、前記第１の焦点とは異なる第２の焦点を含む位置における前記被検査物のＣスキャン像を、タイムドメイン法により取得する第２の画像情報取得工程
３）前記被検査物の断層画像情報であって、且つ前記第１の焦点あるいは前記第２の焦点の少なくとも一方の焦点位置における該被検査物の断層像を含む第３の画像情報をスペクトラルドメイン法により取得する工程
４）前記第１及び第２の画像情報取得工程によりそれぞれ得られる画像情報同士の位置関係を、前記第３の画像情報を用いて補正して、前記被検査物の断層像または三次元像を形成する工程
（ｃ）ＳＤ−ＯＣＴ取得時、焦点位置限定しないパターン
また、本実施形態１に係る発明は、以下の工程によっても実施することができる。
【００７６】
１）被検査物に光を入射する方向である光軸方向に関する第１の焦点を含む位置における該被検査物の一次元あるいは二次元像を取得する第１の画像情報取得工程
２）前記光軸方向に関して、前記第１の焦点とは異なる第２の焦点を含む位置における前記被検査物の一次元あるいは二次元像を取得する第２の画像情報取得工程
３）前記被検査物の前記光軸方向に関する断層画像情報をフーリエドメイン法により取得する工程
４）前記第１及び第２の画像情報取得工程によりそれぞれ得られる画像情報同士の位置関係を、前記断層画像情報を用いて補正して、前記被検査物の断層像または三次元像を形成する工程
なお、フーリエドメイン法として、ＳＤ−ＯＣＴを用いて、補正を行う際には、以下の点を考慮するのがよい。タイムドメイン法による断層像を取得する際にＡＯＭなどの周波数シフタを用いている場合、該周波数シフタの駆動回路からの基準信号により、分光器に入力される光強度も相対的に上下してしまう。これを回避する為に、分光器を利用して、スペクトラルドメイン法により断層情報を得る際には、周期の整数又は半整数倍の時間で取得される光強度情報を積分した値を用いるのがよい。あるいは、前記周波数シフタの基準信号と同期させて、スペクトラルドメイン法により強度検出してもよい。
【００７７】
補正は、２つの焦点位置における光軸方向の断層像における重複領域同士をあわせることで、補正することができる。
【００７８】
（ｄ）ＤＦ（ダイナミックフォーカシング）の適用
ＯＣＴにおける画像データ取得において、被検査物の面内方向（ｘｙ方向）、深さ方向（ｚ軸方向）共に、高い分解能を有することが求められる。
【００７９】
ここで、被検査物の深さ方向の分解能を縦分解能（Ｒｚ）、被検査物の深さ方向に対して直交する面内方向の分解能を横分解能（Ｒｘｙ）とする。縦分解能は
Ｒｚ＝ｋｚ×（λ＾２／Δλ）  ・・・  （式１）
で表され、光源の波長幅（Δλ）に反比例する。ここで、ｋｚは０．４程度の定数である。横分解能は
Ｒｘｙ＝ｋ１×（λ／ＮＡ）  ・・・  （式２）
で表され、レンズ等の集光系の開口数ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）に反比例する。ここで、ｋ１は０．５程度の定数である。さらに、集光系の焦点深度ＤＯＦ（Ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  Ｆｏｃｕｓ）は
ＤＯＦ＝ｋ２×（λ／ＮＡ＾２）  ・・・  （式３）
で表され、集光系の口径の二乗に反比例する。ここで、ｋ２は０．６程度の定数である。
【００８０】
（式２）と（式３）から分かるように、横分解能を高くすること（このときＲｘｙの値は小さくなる。）と、焦点深度を深くすることは、光学原理的なトレードオフの関係にある。ＯＣＴが実用化されている眼底診断装置においては、例えばλ＝０．８４μｍ、ＮＡ＝０．０２程度の値が用いられており、この数値を（式２）と（式３）に代入すると、Ｒｘｙ＝２０μｍ、ＤＯＦ＝２ｍｍ程度となる。
【００８１】
被検査物の深さ方向の焦点深度を保ったまま、高い横分解能を得る方法として、ＤＦ（ダイナミックフォーカシング、あるいは動的フォーカス）と呼ばれる方法が、前記特許文献１に開示されている。ここで図３４を用いてＤＦを説明する。
【００８２】
図３４（ａ）はＤＦでない場合の模式図である。このとき、レンズ３４０１は固定されており、３４０６を主光線とする光束３４０３となるようにする。これにより、第１の焦点３４０４と第２の焦点３４０５とがほぼ同じ大きさとなり、横分解能は低いが焦点深度３４０７が深くすることができる。
【００８３】
一方、図３４（ｂ）はＤＦの場合の模式図である。このとき、レンズ（あるいは合焦光学系）は、３４１８から３４１１まで、３４１９の範囲を可動することができる。また、レンズは、３４１６を主光線とし、３４１８の位置にあるとき光束は３４１３で、３４１１の位置にあるとき光束は３４２０となる。これにより、合焦光学系でフォーカシングし続けることができるので、第１の焦点３４１４と第２の焦点３４１５との横分解能が高く、且つ焦点深度３４１７を深くすることができる。
【００８４】
ここで、図３４（ａ）と（ｂ）の円で示した領域３４０２は、被検査物５の断面図を表している。
【００８５】
ＤＦをＴＤ−ＯＣＴに適用する場合には、可動参照ミラーの動作に同期させて合焦光学系をフォーカスすることにより、高い横分解能で測定データを取得し続けることができる。
【００８６】
本実施形態に係る発明においても、動的フォーカス（ＤＦ）を用いて、前記第１の焦点や第２の焦点を定め、各焦点を含む断層画像情報を得ることができる。なお、後述する他の実施形態においてもＤＦを適用できることはいうまでもない。
【００８７】
（ｅ）ＴＳ−ＯＣＴ
ＴＳ−ＯＣＴ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ  Ｓｃａｎ  ＯＣＴ）と呼ばれる方法は、前記特許文献１に開示されている。本実施形態に係る発明においても、第１の画像情報取得工程や第２の画像情報取得工程の際に、各焦点位置における断層像をＴＳ−ＯＣＴによる取得することができる。
【００８８】
この方法は、前述した図３２の構成と類似の構成により実現されるが、その走査方法の違いからＡＯＭ（音響光学変調器）等の周波数シフタが好適には用いられる。周波数シフタにより疎密な進行波を発生させ、動く回折格子として利用することで、参照光の位相をリニアに変化させることができる。この周波数シフタを用いることにより、画像データのキャリアである搬送波を発生させることになる。
【００８９】
ＴＳ−ＯＣＴの走査方法は、上述のＴＤ−ＯＣＴやＳＤ−ＯＣＴのＡスキャンをベースとした走査方法とは異なり、Ｃスキャン（被検査物内の深さ方向に直交する面内方向の走査）による２次元画像の取得をベースにしている。そして、これら２次元画像を被見物内の深さ方向に、複数枚取得し、それらを用いて３次元画像を形成する。
【００９０】
この走査方法において、可動参照ミラーは２次元画像を取得してから被検査物内の深さ方向に移動するため、１回移動したら次移動するまでにするまで、Ａスキャンに比べて時間的に余裕がある。このためＴＳ−ＯＣＴは、合焦光学系を動かす際に、可動参照ミラーと同期させ易く、前述のＤＦに適した走査方法であるといえる。
【００９１】
（第２の実施形態：ＳＤ−ＯＣＴ画像をＳＤ−ＯＣＴ画像で補正）
本実施形態に係る光干渉断層計を用いた画像形成方法は、以下の工程を有する。
１）被検査物に光を入射する方向である光軸方向に関する第１の焦点を含む位置における該被検査物の一次元あるいは二次元像を、スペクトラルドメイン法により取得する第１の画像情報取得工程
２）前記光軸方向に関して、前記第１の焦点とは異なる第２の焦点を含む位置における前記被検査物の一次元あるいは二次元像を、スペクトラルドメイン法により取得する第２の画像情報取得工程
３）前記第１あるいは第２の画像情報取得工程の少なくとも一方の工程により得られる前記被検査物の断層情報を用いて、
前記第１及び第２の画像情報取得工程によりそれぞれ得られる画像情報同士の前記光軸方向の位置関係を補正して、
前記被検査物の断層像または三次元像を形成する工程
本実施形態に係る画像形成方法を行う為の構成を図２に示す。２１は光源、２２は光分割手段（合成機能も兼ねているが、それぞれ別の部材にすることもできる。）、２３は反射板、２４は光走査手段（一次元あるいは二次元方向にスキャン）、２５はレンズである。２６は被検査物であり、２７はレンズ２５による焦点位置及びその近傍を表す。２８は分光器、２９は波長ごとに検知する為のセンサアレイである。センサアレイ２９により、前記第１及び第２画像情報が取得できる。
【００９２】
本実施形態における画像形成方法においては、上述の実施形態１において説明した事項が矛盾しない限りそのまま当てはめることができる。
【００９３】
（第３の実施形態：ＤＦ付きＳＤ−ＯＣＴ）
また、本実施形態に係る光干渉断層計を用いた画像形成方法は、
被検査物に光を入射する方向である光軸方向に関する該被検査物の一次元あるいは二次元像を、前記光軸方向に関する焦点位置を変えながら、スペクトラルドメイン法によりそれぞれ取得して、前記被検査物の断層像または三次元像を形成することを特徴とする。焦点位置は、上述のダイナミックフォーカシング機構を適用して、定めることができる。
【００９４】
特に、焦点位置における画像情報を選択的に残して、その他の部分の画像情報を逐次削除していくことで、データ量を削減することができる。
【００９５】
本実施形態における画像形成方法においては、上述の実施形態１において説明した事項が矛盾しない限りそのまま当てはめることができる。
【００９６】
（第４の実施形態：装置）
本実施形態に係る装置は、既述の実施形態において説明した画像形成方法を行うための光干渉断層装置である。
【００９７】
具体的には、少なくとも被検査物に光を入射するための光源と、前記光源からの光を信号光と参照光に分割するための光分割手段と、該参照光と信号光との干渉光を分光して検知するための検知手段とを有する。各手段の詳細については、下記実施例において詳述している。
【００９８】
なお、本実施形態に係る装置として、以下のように構成することもできる。
【００９９】
（装置１）
光源からの光を参照光と信号光に分割する分割光学系と、信号光を被検物に導き、披検物内の検査位置を変化させる被検光学系と、当該被検物からの反射光を参照光と合成する合成光学系を具備する。
【０１００】
そして、前記被検物に属する所定の検査点およびその近傍から拡がる反射光を集光してコリメートする光学系の略瞳位置、または当該瞳を通過する光束を面積分割することが可能な瞳以外の位置において、振幅分割手段を具備する。あるいは、瞳分割の作用を持つための光束分割手段と換言することもできる。
【０１０１】
振幅分割手段とは、所定の部分面積で前記反射光を振幅分割する手段である。当該分割された各々の光束の少なくとも一つを前記参照光との非分光的な干渉信号として検出する非分光干渉信号検出手段と、他の光束の少なくとも一つを前記参照光との分光的な干渉信号として検出する分光干渉信号検出手段を具備する。そして、当該分光干渉信号検出手段により得られた前記分光的干渉信号であるところの干渉光信号対波長の関数に対して所定の数値変換を行う数値変換手段を備える。当該数値変換手段により前記分光干渉信号を干渉光信号対光到達位置の関数に変換する。
【０１０２】
この装置において、被検光学系により複数の検査位置について前記非分光干渉信号検出手段により得られた干渉光信号対検査位置の関数について、異なる検査位置を測定した際に披検物の原点が擾乱により移動したことを以下のように認識する。具体的には、前記他の分光干渉信号検出手段の出力である前記分光干渉信号より数値変換されて得られた前記干渉光信号対光到達位置の関数を用いて認識し、前記干渉光信号対検査位置の関数の検査位置情報について調整を行うことが望ましい。
【０１０３】
（装置２）
光源からの光を参照光と信号光に分割する分割光学系と、信号光を被検物に導き、披検物内の検査位置を変化させる被検光学系と、当該被検物からの反射光を参照光と合成する合成光学系を具備する。
【０１０４】
そして、前記被検物に属する所定の検査点およびその近傍から拡がる反射光を集光してコリメートする光学系の略瞳位置または当該瞳を通過する光束を面積分割することが可能な瞳以外の位置において、振幅分割手段を具備する。振幅分割手段とは、所定の部分面積で前記反射光を振幅分割する手段である。更に、当該分割された各々の光束の少なくとも一つを前記参照光との分光的な干渉信号として検出する分光干渉信号検出手段と、他の光束の少なくとも一つを前記参照光との分光的な干渉信号として検出する他の分光干渉信号検出手段を具備する。そして、前記複数の分光干渉信号検出手段により得られた前記複数の分光的干渉信号であるところの干渉光信号対波長の関数の複数に対して所定の数値変換を行う数値変換手段を備える。当該数値変換手段により、前記複数の分光干渉信号を複数の干渉光信号対光到達位置の関数に変換することができる。
【０１０５】
ここで、前記被検光学系により複数の検査位置について前記分光干渉信号検出手段の一つにより得られた干渉光信号対検査位置の関数について、異なる検査位置を測定した際に披検物の原点が擾乱により移動したこと以下のように認識する。具体的には、前記他の分光干渉信号検出手段の出力である前記分光干渉信号より数値変換されて得られた前記干渉光信号対光到達位置の関数を用いて認識する。そして、前記干渉光信号対検査位置の関数の検査位置情報について調整を行うことができる。
【０１０６】
なお、前記装置１あるいは装置２において、前記被検物からの反射光の振幅分割する振幅分割手段を、時分割方式の分割手段により構成することもできる。
【０１０７】
（装置３）
フーリエドメイン法が、ＳＳ−ＯＣＴの場合、前記第１及び第２の画像情報を取得するためのＴＤ−ＯＣＴ用の光源と、前記第３の画像情報を取得するためのＳＳ−ＯＣＴ用の光源が必要である。すなわち、
また、前記光源は、複数の中心波長を照射するための第１の光源と、単一の中心波長を照射するための第２の光源である。
【０１０８】
更に、ＴＤ−ＯＣＴを用いる場合、前記参照光の周波数と前記信号光の周波数とに差を持たせるための周波数シフタを有することが好ましいことはすでに述べた。
【０１０９】
このとき、前記周波数シフタが、前記第２の光源が照射する光の経路に配置され、
前記第１の光源が照射する光の経路は、前記第２の光源が照射する光の経路とは異なるように配置する。この構成により、前記第１の光源が照射する光が、前記周波数シフタによる影響を受けることがない。前記周波数シフタによる影響については後述する。
【０１１０】
（第５の実施形態：各実施形態にダイナミックフォーカシングを適用）
本実施形態に係る光干渉断層法を用いた画像形成方法は、以下の工程により実施することができる。
【０１１１】
なお、本実施形態は、第１の実施形態に前述のダイナミックフォーカスを適用したものである。
【０１１２】
１）被検査物に光を入射する方向である光軸方向に関して、第１の焦点の位置における該被検査物の第１の画像情報（一次元像、二次元像あるいは三次元像）を取得する第１の画像情報取得工程
２）前記光軸方向に関して、前記第１の焦点の位置から該第１の焦点とは異なる第２の焦点の位置まで、ダイナミックフォーカシングにより焦点の位置を変える工程
３）前記第２の焦点の位置における前記被検査物の第２の画像情報（一次元像、二次元像あるいは三次元像）を取得する第２の画像情報取得工程
４）前記被検査物の断層画像情報であって、且つ前記第１の焦点あるいは前記第２の焦点の少なくとも一方の焦点の位置における該被検査物の断層像を含む第３の画像情報をフーリエドメイン法により取得する工程
５）前記第３の画像情報を用いて、前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との前記光軸方向に関する位置関係を関連付けて、前記被検査物の断層像または三次元像を形成する工程
ここで、前記関連付けられた前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との前記光軸方向に関する位置関係を補正することが好ましい。なお、前記補正に関しては、第１の実施形態で述べた補正手法を矛盾しないように好適に用いることができる。これにより、深さ方向に関する画像情報どうしの位置関係の補正することができる。また、ダイナミックフォーカシングにより、横分解能の高い画像情報を取得することができる。
【０１１３】
また、前記第１及び第２の画像情報取得工程が、前述のタイムドメイン法により前記被検査物の一次元あるいは二次元像を取得する工程とすることができる。さらに、前記第３の画像情報を、前述のスペクトラルドメイン法により取得することができる。もちろん、前述のＳＳ−ＯＣＴを利用することによって、前記第３の画像情報を取得することもできる。
【０１１４】
（ａ）ＴＳ−ＯＣＴ画像をＳＤ−ＯＣＴ画像で補正
次に、別の本実施形態に係る光干渉断層法を用いた画像形成方法について説明する。
【０１１５】
ここでは、前述のＴＳ−ＯＣＴ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ  Ｓｃａｎ  ＯＣＴ）とＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ：スペクトラルドメイン法）を適用している。以下の工程により実施することができる。
【０１１６】
１）被検査物に光を入射する方向である光軸方向に関して、第１の焦点の位置における該被検査物のＣスキャン像である第１の画像情報を、タイムドメイン法により取得する第１の画像情報取得工程
２）前記光軸方向に関して、前記第１の焦点の位置から該第１の焦点とは異なる第２の焦点の位置まで、ダイナミックフォーカシングにより焦点の位置を変える工程
３）前記第２の焦点の位置における前記被検査物のＣスキャン像である第２の画像情報を、タイムドメイン法により取得する第２の画像情報取得工程
４）前記被検査物の断層画像情報であって、且つ前記第１の焦点あるいは前記第２の焦点の少なくとも一方の焦点位置における該被検査物の断層像を含む第３の画像情報をスペクトラルドメイン法により取得する工程
５）前記第３の画像情報を用いて、前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との前記光軸方向に関する位置関係を関連付けて、前記被検査物の断層像または三次元像を形成する工程
ここで、前記関連付けられた前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との前記光軸方向に関する位置関係を補正することが好ましい。なお、前記補正に関しては、第１の実施形態で述べた補正を矛盾しないように好適に用いることができる。これにより、深さ方向に関する画像情報どうしの位置関係の補正することができる。また、ダイナミックフォーカシングにより、横分解能の高い画像情報を取得することができる。
ただし、本発明に係る補正はこれらに限定されるものではない。
【０１１７】
また、本実施形態に係る光干渉断層法を用いた画像形成方法に、以下の手段を好適に用いることができる。
【０１１８】
（ａ−１）周波数シフタによる影響
ここで、第１の実施形態で述べたように、スペクトラルドメイン法を用いて補正を行う際には、以下の点を考慮するのがよい。
【０１１９】
タイムドメイン法による断層像を取得する際に、ＡＯＭなどの周波数シフタを用いることが好ましい。前記周波数シフタは、時間に対してリニアに位相（周波数）をシフトさせるものである。本実施形態においては、光分割手段（第１の光分割手段）によって分割された参照光と信号光とのそれぞれの周波数に差を持たせることが好ましい。これにより、前記参照光と前記信号光とが干渉した際に、うなり（ビート、差周波）を発生させることができる。
【０１２０】
ここで、異なる周波数どうしを干渉させた光を検波することを、ヘテロダイン検波と言う。
【０１２１】
被検査物の画像情報を取得するために、被検査物での反射による光の変化を検出する。しかし、光は前記反射によって変化する以外にも、光が通過する経路中の屈折率によっても変化する。屈折率が変化する原因は、例えば、装置の揺れや光の経路中の空気の温度変化などである。上述のうなりには、屈折率の変化が光の波長の変化として表れ、前記被検査物での反射による光の変化が振幅の変化として表れる。これにより、うなりの振幅の変化を見ることにより、被検査物の画像情報を精度良く取得することができる。
【０１２２】
また、光分割手段を用いて干渉光を分割し、一方の光が位相反転する。この位相反転した光を検出した情報と、もう一方の光を検出した光とで差分を取ると、光源から発生した光に由来する直流成分が消去された情報を取得することができる。これにより、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【０１２３】
ところで、断層情報をスペクトラルドメイン法により取得する際、この検知手段として、分光器を用いる。前記分光器に入力される前記うなりは、分光器で分光されている間に、分光された周波数がそれぞれ相対的にシフトしてい、前記断層情報はノイズを含んだ検出となってしまう。ここで、前記分光器に光が入力される時間よりも、前記周波数シフタによる光の周波数シフトの時間間隔は、一般的に短い。
【０１２４】
以上のような、スペクトラルドメイン法による検出時に問題となる前記周波数シフタによる影響を回避する為に、以下の方法を用いるのが好ましい。
【０１２５】
（ａ−２）基準信号と同期
まず、前記周波数シフタの駆動回路からの基準信号と同期させる方法がある。これにより、スペクトラルドメイン法による検出時には、スペクトラルドメイン法の検知手段が取得する信号が、タイムドメイン法の検知手段が取得する信号よりも強くなるように、前記周波数シフタを制御することができる。
【０１２６】
例えば、以下のように前記周波数シフタを制御することが好ましい。
【０１２７】
すなわち、前記第１或いは前記第２の画像情報を取得する際には、前記参照光或いは前記信号光の周波数をシフトさせるように制御する。具体的には、前記周波数シフタの電源をオンにして動作させる。
【０１２８】
そして、前記断層情報を取得する際には、前記参照光或いは前記信号光の周波数をシフトしないように制御する。具体的には、前記周波数シフタの電源をオフにして動作を中止させる。
【０１２９】
もちろん、本発明は、前記周波数シフタを用いることに限定されない。また、本発明は、前記周波数シフタを用いたとしても、上記制御を行うことに限定されない。
【０１３０】
（ａ−３）透過及び反射する光の強度の割合を調整
また、光経路変換手段を用いて、光の経路を変換する方法もある。
【０１３１】
例えば、前記光経路変換手段を下記のように制御することが好ましい。
【０１３２】
まず、前記第１或いは前記第２の画像情報を取得する際には、前記タイムドメイン法により画像を取得するための経路を光が通るように制御する。また、前記第３の画像情報を取得する際には、前記スペクトラルドメイン法により画像を取得するための経路を光が通るように制御する。
【０１３３】
ここで、前記光経路変換手段には、光スイッチを用いることができる。光スイッチは、光の経路を高速かつ低損失に切り替えることができ、光通信などに用いられる。光スイッチの種類には、機械的に光の経路を切り替えるものや、熱光学効果（温度による屈折率の変化）を利用して光の効果を切り替えるものがある。このとき、光の経路に、光ファイバを適用することができるが、本発明はこれに限らない。
【０１３４】
このとき、前記周波数シフタを用いて、下記のように制御することもできる。すなわち、前記第１或いは前記第２の画像情報を取得する際には、前記参照光或いは前記信号光の周波数をシフトさせるように制御する。さらに、前記第３の画像情報を取得する際には、前記参照光或いは前記信号光の周波数をシフトしないように制御する。
【０１３５】
もちろん、本発明は、前記周波数シフタを用いることに限定されない。また、本発明は、前記周波数シフタを用いたとしても、上記制御を行うことに限定されない。
【０１３６】
（ａ−４）空間偏光変調器
さらに、光分割手段を透過及び反射する光の強度の割合を調整する方法もある。上記調整は、偏光を変換するための空間偏光変調器を用いることによって行うことができる。前記空間偏光変調器を制御して偏光の変換を高速に行うことにより、光分割手段（第２の光分割手段）の反射率（透過率）を調整することができる。ここで、前記第２の光分割手段は、前記参照光と前記信号光との干渉光を２つに分割するための手段である。すなわち、前記干渉光を、前記タイムドメイン法により画像を取得するための光と前記スペクトラルドメイン法により画像を取得するための光とに分割する。そして、前記第２の光分割手段を下記のように制御する。
【０１３７】
例えば、前記空間偏光変調器を以下のように制御する。すなわち、前記第１或いは前記第２の画像情報を取得する際には、前記タイムドメイン法により画像を取得するための光の方が、前記スペクトラルドメイン法により画像を取得するための光よりも強くなるように制御する。さらに、前記第３の画像情報を取得する際には、前記スペクトラルドメイン法により画像を取得するための光の方が、前記タイムドメイン法により画像を取得するための光よりも強くなるように制御する。もちろん、上述した周波数シフタの制御と組み合わせることもできるが、本発明はこれに限らない。
【０１３８】
ここで、前記空間偏光変調器を、ＰＥＭ（Ｐｈｏｔｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ：光弾性変調器）やＥＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  ｏｐｔｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ：電気光変調器）などで構成することができる。
【０１３９】
（ａ−５）光干渉断層装置
本実施形態に係る画像形成方法を行うための光干渉断層装置について説明する。
【０１４０】
まず、被検査物に光を入射するための光源と、前記光源からの光を信号光と参照光に分割するための第１の光分割手段と、該参照光と該信号光との干渉光を検知するための検知手段とを有する。
【０１４１】
前記光源には、水による吸収の影響が大きな波長帯域よりも短く、可視光の波長帯域よりも大きい、８４０ｎｍを中心波長とする光を発生することのできるものが好ましい。また、前記第１の光分割手段や前記検知手段に関しては、以下の実施例で詳述する。
【０１４２】
また、本実施形態の制御を行うための制御部を設けることが好ましい。
さらに、上述したように、前記周波数シフタ、前記第２の光分割手段、空間偏光変調器を用いることが好ましい。
【０１４３】
以上の構成については、実施例５で詳述する。
【０１４４】
（ｂ）ＳＤ−ＯＣＴ画像をＳＤ−ＯＣＴ画像で補正
また、別の本実施形態に係る光干渉断層法を用いた画像形成方法について説明する。なお、本実施形態は、第２の実施形態に前述のダイナミックフォーカシングを適用したものである。
【０１４５】
１）被検査物に光を入射する方向である光軸方向に関して、第１の焦点の位置における該被検査物の第１の画像情報（一次元像、二次元像あるいは三次元像）を、フーリエドメイン法により取得する第１の画像情報取得工程
２）前記光軸方向に関して、前記第１の焦点の位置から該第１の焦点とは異なる第２の焦点の位置まで、ダイナミックフォーカシングにより焦点の位置を変える工程
３）前記第２の焦点の位置における前記被検査物の第２の画像情報（一次元像、二次元像あるいは三次元像）を、フーリエドメイン法により取得する第２の画像情報取得工程
４）前記第１或いは第２の画像情報取得工程の少なくとも一方の工程により得られる前記被検査物の断層情報を用いて、前記第１及び第２の画像情報との前記光軸方向に関する位置関係を関連付けて、前記被検査物の断層像または三次元像を形成する工程
ここで、前記関連付けられた前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との前記光軸方向に関する位置関係を補正することが好ましい。なお、前記補正に関しては、第１の実施形態で述べた補正を矛盾しないように好適に用いることができる。これにより、深さ方向に関する画像情報どうしの位置関係の補正することができる。また、ダイナミックフォーカシングにより、横分解能の高い画像情報を取得することができる。
【０１４６】
また、前記第１及び第２の画像情報を、前述のスペクトラルドメイン法により取得することができる。もちろん、前述のＳＳ−ＯＣＴを利用することにより、前記第１及び第２の画像情報を取得することもできる。
【０１４７】
本実施形態に係る画像形成方法を行うための光干渉断層装置は、以下の構成を有する。すなわち、被検査物に光を入射するための光源と、前記光源からの光を信号光と参照光に分割するための光分割手段と、該参照光と該信号光との干渉光を検知するための検知手段である。
【０１４８】
なお、本実施形態における画像形成方法においては、第１及び第２の実施形態において説明した事項を、矛盾しない限りそのまま当てはめることができる。
【０１４９】
（ｃ）ＦＤ−ＯＣＴ取得時、焦点位置限定しないパターン
さらに、別の本実施形態に係る光干渉断層法を用いた画像形成方法について説明する。なお、本実施形態は、第１の実施形態の（ｃ）に、前述のダイナミックフォーカシングを適用したものである。
【０１５０】
１）被検査物に光を入射する方向である光軸方向に関して、第１の焦点の位置における該被検査物の第１の画像情報（一次元像、二次元像あるいは三次元像）を取得する第１の画像情報取得工程
２）前記光軸方向に関して、前記第１の焦点の位置から該第１の焦点とは異なる第２の焦点の位置まで、ダイナミックフォーカシングにより焦点の位置を変える工程
３）前記第２の焦点の位置における前記被検査物の第２の画像情報（一次元像、二次元像あるいは三次元像）を取得する第２の画像情報取得工程
４）前記被検査物の前記光軸方向に関する断層画像情報をフーリエドメイン法により取得する工程
５）前記断層画像情報を用いて、前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との前記光軸方向に関する位置関係を関連付けて、前記被検査物の断層像または三次元像を形成する工程
ここで、前記関連付けられた前記第１の画像情報と前記第２の画像情報との前記光軸方向に関する位置関係を補正することが好ましい。なお、前記補正に関しては、第１の実施形態で述べた補正を矛盾しないように好適に用いることができる。これにより、深さ方向に関する画像情報どうしの位置関係の補正することができる。また、ダイナミックフォーカシングにより、横分解能の高い画像情報を取得することができる。
ただし、本発明に係る補正はこれらに限定されるものではない。
【０１５１】
また、上記実施形態では、フーリエドメイン法により断層画像情報を取得する際の焦点位置を、特に限定していない。
【０１５２】
なお、前記断層画像情報４５０５を、前記光軸方向に関して、前記第１及び第２の焦点４５０１、４５０３の位置とは異なる第３の焦点４５０８の位置で取得することができる。このとき、前記断層画像情報４５０５を、該第１及び第２の焦点４５０１、４５０３の位置における被検査物の画像情報を含み取得することが好ましい。
【０１５３】
以下、本発明に係る実施例について説明する。
【実施例】
【０１５４】
（実施例１：ＴＤ−ＯＣＴ像＋補正用ＳＤ−ＯＣＴ像）
実施例１について、図３を用いて説明する。
【０１５５】
まず、光源１０１により出射した光が、単一モード光ファイバ１０２により導光され、ファイバ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１０４により参照光と信号光に分割される。
【０１５６】
参照光は、周波数シフタ１０５によって、その光周波数がΔｆだけシフトされた後、光ディレイ部１０６により反射され、反射ミラー１０８によって合成光学系１１６に導かれる。ここで、光ディレイ部１０６の位置は光路長が所定の長さとなるように、位置駆動装置１０７によって制御される。
【０１５７】
信号光は、導光分割光学系１０９へ入射された後、被検査物である眼１１４及び眼底観察対象部位１１５に対する被検光学系に導かれる。ここで、被検光学系とは、導光分割光学系１０９、光走査光学系１１０、走査レンズ１１１、眼用レンズ１１２により形成されている。また、眼用レンズ１１２はフォーカス位置駆動装置１１３により、入射光の光軸方向に駆動される。このとき、フォーカス位置駆動装置１１３は、光ディレイ部の駆動と同期して駆動する。さらに、光走査光学系１１０は、光軸に対して２直交方向の傾斜角を持たせるように信号光の主光線を傾斜させる作用を持つ。これにより、走査レンズ１１１、眼用レンズ１１２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１１５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した。眼底観察対象部位１１５からの反射光や後方散乱光のうち、眼底観察対象部位１１５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、導光分割光学系１０９によって、その一部が合成光学系１１６へ導かれる。
【０１５８】
次に、合成光学系１１６により参照光と信号光とが合成され、複素振幅として加算された合成振幅を持つ干渉光の一部は、集光光学系１１８に入射する。そして、単一モード光ファイバ１１９に光結合され、ファイバのモードと一致した成分が選択され、ファイバ内を伝播し、光電変換検出器１２０に入射する。さらに、電気信号に変換されて、ＯＣＴ処理装置１２１ｄへと伝えられる。ここで、ファイバのモードと一致した成分とは、眼底観察部位１１５上の点からの発散光と共役な共焦点成分である。
【０１５９】
参照光と信号光との干渉光の複素振幅として加算された合成振幅は、周波数シフタ１０５によって生じた周波数差Δｆを搬送波周波数として持つヘテロダイン干渉の振幅をもつ。ここで、ヘテロダイン干渉による波は、周波数Δｆで振幅絶対値が時間的に振動するものである。さらに、この合成振幅の振幅絶対値の時間的振動は逆位相となることが知られている。こうして、いわゆるＴＤ−ＯＣＴ法により検知対象物の深さ方向に関して、個々の焦点位置におけるＣスキャン像（深さ方向をｚ軸方向とした場合それに交差するｘｙ面内方向の画像）を取得することができる。
【０１６０】
一方、合成光学系１１６による干渉光の一部は、分光用回折格子１２５に入射する。そして、波長分離結像レンズ１２６により集光し、ラインセンサ１２７にて波長毎に強度検出することにより、分光干渉信号検出する。すなわち、フーリエドメイン法の一つであるＳＤ−ＯＣＴ法により、検知対象物の深さ方向に関して、所定の焦点位置における被検知物の断層像を含む画像情報が取得されることになる。そして、ＴＤ−ＯＣＴ法による複数のＣスキャン像同士をその深さ方向に関して、ＳＤ−ＯＣＴ像を用いて補正することになる。補正の手法に関しては後述する。
【０１６１】
なお、位置駆動装置１０７、光走査光学系１１０、フォーカス位置駆動装置１１３、光電変換検出器１２０、ラインセンサ１２７はそれぞれ、ＯＣＴ処理装置１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２１ｅによる入出力により駆動や検出を行う。
【０１６２】
（実施例２：瞳分割（１）異なる透過率）
実施例２について、図４を用いて説明する。実施例２は、実施例１の変形例であり、新たに瞳分割光学系４０１を構成に加えている。また、集光光学系４０２、単一モード光ファイバ４０３、光変換検出器４０４も構成に加えている。
【０１６３】
合成光学系１１６により参照光と信号光が合成された干渉光は、一部が集光光学系１１８に入射し、さらに一部が集光光学系４０２に入射する。ここで、合成光学系から集光光学系１１８向かう光は、瞳分割光学系４０１により分割され、分光用回折格子４０５に入射する。そして、波長分離結像レンズ４０６により集光し、ラインセンサ４０７にて波長毎に強度検出される。瞳分割光学系４０１による分割は、光走査光学系１１０において分割する場合と同様の効果を得ることができる。
【０１６４】
ここで、光走査光学系１１０は、主光線が交わる瞳位置と等価である。瞳分割光学系４０１を用いて、分光干渉を低ＮＡで検出することにより、深い焦点深度で深さ方向の画像を一括取得することができる。
【０１６５】
一方、集光光学系４０２に入射した光は、単一モード光ファイバ４０３に光結合され、ファイバのモードと一致した成分が選択され、ファイバ内を伝播し、光電変換検出器４０４に入射し、電気信号に変換され、ＯＣＴ処理装置１２１ｆへと伝えられる。ここで、集合光学系４０２、単一モード光ファイバ４０３、光源等に起因する光強度雑音は、２つの光電変換検出器１２０と光電変換検出器４０４とで同相となる。このため、差動検出を行なうことによって、雑音低減を図ることができる。
【０１６６】
次に、瞳分割光学系４０１について、図５の模式図を用いて説明する。図５（ａ）は本実施例の瞳分割方法であり、透過部分５０１と半透過半反射部分５０２から構成される。本実施例で用いた瞳分割光学系４０１は、図５（ｂ）のように、ガラス基板上に、透過部分５０４が所定の有効径で規定され、それより周囲は保持手段５０３となっている。中心部はクロムをガラス基板上に蒸着してなる半透過半反射膜５０５によって構成されている。半透過・半反射膜５０５の透過率と反射率は、略同一比率であり、１０％程度の吸収を差し引き、透過４５％、反射４５％程度で構成される。もちろん、この透過率と反射率に限るものではない。
【０１６７】
また、瞳分割方法として、図５（ｃ）のように構成することもできる。透過部分５０７と半透過半反射部分５０６から構成され、透過部分５０７は四重極状に配置される。具体的には、瞳分割光学系４０１を図５（ｄ）のように、四重極状に配置された透過部分５１０と半透過半反射膜５０９で構成され、半透過半反射膜５０９より周囲は保持手段５０８となっている。この瞳分割方法では、透過部分の面積が少ないので、半透過半反射膜の透過率を、その反射率よりも高く設定することが望ましい。例えば、８０％に設定することが望ましいが、これに限るものではない。
【０１６８】
続いて、本実施例の光学干渉検出系の信号処理、制御及び画像化を行うＯＣＴ処理部１２１について、図８を用いて説明する。図８は、ＯＣＴ処理部１２１の機能ブロック図を模式的に示したものである。
【０１６９】
まず、光電変換検出器１２０、１２４からの電気信号は増幅器８０１を含んだ回路により、差動増幅され、搬送波周波数Δｆを中心としたバンドパスフィルタおよび検波回路を持つフィルタ・検波部８０２を通る。その後、デジタルサンプリング部８０３によってアナログデジタル変換された後、中央処理部８０４に送られる。中央処理部８０４では、以下の比較処理を行う。
時系列で送信される検波後のデジタル光干渉信号を以下の信号と比較する。
【０１７０】
具体的には、ＸＹスキャナドライバ８０６からのスキャナ位置信号・同期信号、光ディレイ駆動ドライバ８０７からのディレイ位置信号・同期信号及びフォーカスドライバ８０８からのフォーカス位置信号と比較する。
【０１７１】
これによって、光干渉信号と眼底観察対象部位上の位置とを対応付ける。この後、所定の画素毎に光干渉信号が割り振られ、画像化が行われる。この画像は所謂ＴＳ−ＯＣＴ画像である。一方、ラインセンサ４０７からの分光干渉信号はライン画像取込部８０９を通じて取込まれ、波長軸を断層方向の位置の軸にＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理部によって変換され、所謂Ａスキャン１本分の断層画像データが形成される。この画像は所謂ＳＤ−ＯＣＴ画像である。
【０１７２】
ここで図７を用いて、本実施例におけるＴＤ−ＯＣＴ画像とＳＤ−ＯＣＴ画像の違いを説明する。
【０１７３】
７００は、被検査物の深さ方向に関する断層像である。図７（ａ）において、ＴＤ−ＯＣＴ画像７０１、７０３は高い横分解能を持ち、かつ深さ方向には１画素分の大きさを取得するのに対し、ＳＤ−ＯＣＴ画像７０２、７０４は低い横分解能を持ち、深さ方向に１走査線分の画像を同時に取得する。
【０１７４】
横分解能の高低について、図６を用いて説明する。図６（ａ）と図６（ｂ）はそれぞれ、ＳＤ−ＯＣＴとＴＤ−ＯＣＴに対応した、光学的な模式図である。
【０１７５】
まず、図６（ａ）について説明する。集光光学系は、６０１から６０３まで、６０９の範囲を可動することができる。更にまた、集光光学系が６０３にあるとき、集光光学系６０３を透過した６０４を主光線とする光束６０５が眼底観察対象部位６０２に入射する。このとき、６０７が第１の焦点である。また、集光光学系が６０１にあるとき、集光光学系６０１を透過した６０４を主光線とする光束６０６が、眼底観察対象部位６０２に入射する。このとき、６０８が第２の焦点である。以上のように構成することで、低ＮＡの光束６０５、６０６が、第１及び第２の焦点６０７、６０８のように低い横分解能で、かつ深い焦点深度６１０とすることができる。
【０１７６】
次に、図６（ｂ）について説明する。集光光学系は、６１１から６１３まで、６１９の範囲を可動することができる。更にまた、集光光学系が６１３にあるとき、集光光学系６１３を透過した６１４を主光線とする光束６１５が眼底観察対象部位６１２に入射する。このとき、６１７が第１の焦点である。また、集光光学系が６１１にあるとき、集光光学系６１１を透過した６１４を主光線とする光束６１６が、眼底観察対象部位６１２に入射する。このとき、６１８が第２の焦点である。ここで、高ＮＡの光束６１５と６１６のそれぞれは、第１及び第２の焦点６１７、６１８のように高い横分解能で、かつ浅い焦点深度で入射する。しかし、集光光学系が、観察部位の深さに応じ駆動することにより、深い焦点深度６２０とすることができる。
【０１７７】
このように本実施例においては、２種類の異なるＯＣＴの画像が同時に得られる。図８における中央処理部８０４の作用はさらに、ＴＳ−ＯＣＴ画像とＳＤ−ＯＣＴ画像を対応させることと、眼底観察対象部位の異なる点同士で画像を比較し、位置合わせを行った画像を再合成することである。
【０１７８】
図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、この位置合わせの概念を模式的に示したものである。それぞれ、断層画像７００のある深さにおける横方向への走査時の複数点の画像を並べたものである。ＴＤ−ＯＣＴ画像７０５、７０７、７０９と、ＳＤ−ＯＣＴ画像７０６、７０８、７１０がそれぞれ対応している。図７（ｂ）と図７（ｃ）でＴＳ−ＯＣＴ画像７０５と７０７は、深さ方向の情報をそれ自身に持たないが、それぞれに対応したＳＤ−ＯＣＴ画像７０６、７０８があり、これらには深さ方向の情報を持っている。このため、ＳＤ−ＯＣＴ画像どうしを比較し、相関解析することにより、図７（ｂ）の取得時と図７（ｃ）の取得時の間にある深さ方向の位置ずれを補正することが可能である。同様に図７（ｃ）と図７（ｄ）も補正が可能である。ここでは、図７（ｂ）と図７（ｃ）との間で層間隔が広がってしまい、図７（ｃ）と図７（ｄ）との間で層間隔が狭まってしまっているところを、ＳＤ−ＯＣＴ画像の比較（例えば、７０８と７１０）によりこれを本来の等間隔に修正する。
そして、高い横分解能のＴＳ−ＯＣＴ画像を断層方向にも位置ずれなく、３次元画像の再構成、または断層画像の再構成をするものである。再構成された画像は画像表示部８０５に表示される。
【０１７９】
以上により、高い横分解能を持つＴＳ−ＯＣＴ画像が、断層方向の位置ずれによる画像劣化を含むことなく構成され、表示されるＯＣＴ光干渉計測装置が提供される。
【０１８０】
なお、本実施例では、ＳＤ−ＯＣＴ画像間の比較は中央処理部８０４が自動的に行うが、これは画像表示部８０５に表示して、手動により行うことも可能である。また、本実施例では、中央処理部８０４の記憶装置が格納するデータ量を削減するため、以下の手法を取り入れる。即ち、図７（ｂ）と図７（ｃ）との間で層間隔修正を行った後に、図７（ｂ）のＳＤ−ＯＣＴ画像データは消去するというように、逐時にＳＤ−ＯＣＴ画像による位置補正を行い、不要になったＳＤ−ＯＣＴデータは消去する方法を用いている。記憶装置を大容量として、全てのＳＤ−ＯＣＴ画像データを保存しておくことももちろん可能である。
【０１８１】
（位置合わせ例）
本実施例におけるＳＤ−ＯＣＴ画像間の具体的な位置合わせの方法について、図９を用いて説明する。もちろん、本発明の位置合わせはこの方法に限らない。
【０１８２】
まず、ｘ走査およびｚ走査の順で走査を行ってｘ−ｚの２次元断層像を得る場合に、ｚ位置の異なる線画像間の位置ずれを補正する方法について、図９を用いて説明する。
【０１８３】
図９（ａ）は３次元画像空間を表し、９０２は被検査物９０１の２次元断層像である。また図９（ｂ）は、２次元断層像９０２において、位置合わせを行う対象である第１の線画像９０３及び第２の線画像９０４を示した。これらの線画像の中で同じｘ位置に対応する位置合わせ用の第１の位置合わせ点９０５及び第２の位置合わせ点９０６を指定する。第１の位置合わせ点９０５の画素座標を（０、Ｌ）、第２の位置合わせ点９０６の画素座標を（０、Ｌ＋１）とし、線画像を取得する際の走査開始点を位置合わせ点として選択した。ここで、ｘ方向の全走査画素数をＮｘとし、画素座標を（ｘ画素番号、ｚ画素番号）とした。
【０１８４】
なお、走査線内での位置合わせ点の位置の選び方は他にも可能である。例えば図９（ｃ）に示すように、第３の線画像のほぼ中央である第３の位置合わせ点９１５を（Ｎｘ／２、Ｌ）、第４の線画像のほぼ中央である第４の位置合わせ点９１６を（Ｎｘ／２、Ｌ＋１）と選ぶことも可能である。
【０１８５】
線画像を取得する際の走査開始位置や終了位置で位置合わせを行う場合は、走査速度が遅く、画像取得時間が長くなり、画像のＳＮ比が高くなるという利点がある。一方、線画像の中央で位置合わせを行う場合は、画像の中央で位置合わせを行うため、もっとも注目されることの多い画像中央部分を中心として位置精度が高くなるという利点がある。
【０１８６】
位置合わせに用いるＳＤ−ＯＣＴ画像の画素の概要について、図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は、集光光学系１００１を透過した光束が、眼底観察対象部位１００４に入射し、同じ光路を通って集光される様子を表したものである。本実施例におけるＳＤ−ＯＣＴは、低ＮＡの光束により緩く、ＤＯＦが広く結像される。この様子を図１０の１００２と１００３により示している。また図１０（ｂ）に、ＴＳ−ＯＣＴ画素１００５と、位置合わせに用いるＳＤ−ＯＣＴ画素１００６を模式的に示した。
【０１８７】
図１１（ａ）に、対象となる撮像対象の１例を示した。撮像対象１１０１に、図１０（ｂ）のＳＤ−ＯＣＴ画素１００６を重ね合わせたのが、図１１（ｂ）の１１０２である。そして、各画素で得られる信号強度を画像化した模式図がＳＤ−ＯＣＴ画像１１０３である。ここでは、横方向（ｘ方向）にほぼ一様な撮像対象としたが、横方向（ｘ方向）にほぼ一様な撮像対象でなくてもよい。例えば、図１１（ｃ）のように、横方向（ｘ方向）に対して傾いた要素を持つ撮像対象１１０４とする。ここで撮像対象１１０４に、図１０（ｂ）のＳＤ−ＯＣＴ画素１００６を重ね合わせたのが、図１０（ｄ）の１１０５である。そして、各画素で得られる信号強度を画像化した模式図が、ＳＤ−ＯＣＴ画像１１０３である。
【０１８８】
次に図１２を用いて、位置合わせの方法及び位置ずれの検出方法について説明する。図１２（ａ）の１２０１は、第１の線画像の位置合わせ点を含むＳＤ−ＯＣＴ画像である。ここで、Ｇ（Ｊ、Ｌ）は画像データをあらわし、Ｊがｘ方向、Ｌがｚ方向の画素番号を示す指標である。ＴＳ−ＯＣＴ画素の位置であるＳＤ−ＯＣＴ画像中心をＬ＝Ｌ０とし、その上下にＬ１ずつの画素が取得されているとする。
【０１８９】
図１２（ｂ）は、第１の線画像の位置合わせ点で取得されたＳＤ−ＯＣＴ画像１２０２の画素座標をＧ１（Ｊ、Ｌ）とする。このとき、第２の線画像の位置合わせ点で取得されたＳＤ−ＯＣＴ画像１２０３の画素座標は、ＳＤ−ＯＣＴ画像１２０２のｚ座標に対してｚ方向に１画素だけずれているため、Ｇ２（Ｊ、Ｌ−１）となる。
【０１９０】
位置ずれが無い場合は、Ｇ１（Ｊ、Ｌ）とＧ２（Ｊ、Ｌ−１）は同じ値を持つが、位置ずれがある場合には異なる値となる。図１２（ｃ）に位置ずれがある場合を示した。位置ずれ１２０６の画素数をＭとする。この位置ずれの値を評価するために、本実施例では相関関数を用いた。位置ずれ画素数Ｍの値はＧ１（Ｊ、Ｌ）とＧ２（Ｊ、Ｌ−１−Ｍ）の相関関数において、Ｍをパラメータとし、これを最大化することによって、最適な位置ずれ値が求められる。相関関数は、Ｇ１（Ｊ、Ｌ）とＧ２（Ｊ、Ｌ−１−Ｍ）とそれぞれの平均値を用いて、以下の式で与えられる。
【０１９１】
【数１】
0005448353.tif 000002
【０１９２】
ここで、σ１とσ２はそれぞれＧ１、Ｇ２の標準偏差である。なお、最大化の方法は、全数検査、線形最適化法など、各種の最適化の方法から適宜選択して用いることができる。
【０１９３】
また、相関関数の他にも、評価関数を用いても良い。評価関数は以下の式で与えられる。
【０１９４】
【数２】
0005448353.tif 000003
【０１９５】
なお、位置合わせの精度をあげる必要がある場合には、画素を１／２や１／４分割した単位のずらし量をパラメータとして、相関関数や評価関数等を計算することもできる。
【０１９６】
続いて、Ｃ−ｓｃａｎ画像どうしの位置合わせの例を、図１３を用いて説明する。ここで、ｘ走査及びｙ走査によるｘ−ｙの２次元画像、所謂Ｃ−ｓｃａｎ像を得た後、ｚ方向にピッチ送りをして、ｘｙ−ｚの３次元画像１３０１を得る際に、ｚ位置の異なるＣ−ｓｃａｎ画像どうしの位置ずれを補正する方法について説明する。図１３（ａ）は３次元画像空間を表し、１３０２と１３０３はそれぞれ、被検査物１３０１におけるＣ−ｓｃａｎ画像をそれぞれ表している。
【０１９７】
図１３（ｂ）には、第１のＣ−ｓｃａｎ画像１３０２又は第２のＣ−ｓｃａｎ画像１３０３を示している。また１３０４は、位置合わせのための位置合わせ点を示している。第１のＣ−ｓｃａｎ画像１３０２における第１の位置合わせ点を（Ｎｘ／２、Ｎｙ／２、Ｌ）、第２のＣ−ｓｃａｎ画像１３０３における第２の位置合わせ点を（Ｎｘ／２、Ｎｙ／２、、Ｌ＋１）とし、Ｃ−ｓｃａｎの中心点を位置合わせ点として選択する。ここで、ｘ方向の全走査画素数をＮｘ、ｙ方向の全走査画素数をＮｙとし、Ｃ−ｓｃａｎ画像における位置合わせ点の画素座標を（ｘ画素番号、ｙ画素番号、ｚ画素番号）としている。
【０１９８】
このように指定された位置合わせ点どうしで、それぞれの位置合わせ点の深さ方向の画像情報も取得されるＳＤ−ＯＣＴ画像を用いて、上述の２次元断層像内の異なる走査線同士の位置合わせの例と同じ検出方法及び操作を行なう。これにより、ｚ方向へのピッチ移動をはさんだ２枚のＣ−ｓｃａｎ画像どうしのｚ方向の位置合わせもできる。
【０１９９】
なお、Ｃ−ｓｃａｎ画像における位置合わせ点の選び方は他にも可能であり、例えば図１３（ｃ）に示すように、ｘ−ｙ走査開始位置とｘ−ｙ走査終了位置を含んだ３点を用いて求めた位置ずれを平均化してからＣ−ｓｃａｎ全体を補正する方法も可能である。また、図１３（ｃ）に示すように、さらに増やして５点とすることも可能である。さらに、複数の位置合わせ点の位置ずれ量を平均化するのでなく、それぞれの位置ずれを、対応する位置合わせ点の近傍の補正に用いて、Ｃ−ｓｃａｎ画像として並進だけでなく、その面のゆがみも補正することも可能である。
【０２００】
以上では、所定の位置合わせ点を決め、その深さ方向のＳＤ−ＯＣＴ画像、即ちｚ方向の１次元画像を用いて位置合わせを行った。しかし例えば、図１４に示すように、特定の位置合わせ点を決めずに、全ての点で取得したＳＤ−ＯＣＴ画像により構成される図１４（ｂ）の２次元画像１４０４と、図１４（ｃ）の２次元画像１４１４の２次元画像とを比較することもできる。こうすることにより、位置ずれを検出することもできる。例えば、両画像における特徴的な箇所（１４０５、１４１５）同士は、同じ深さ位置にあることを考慮して、両画像間の深さ関係を補正する。ここで、図１４（ａ）は３次元画像空間を表し、１４０２は被検査物１４０１における深さ方向の２次元画像を表している。このような場合には、例えば２次元画像どうしの相関関数を評価関数としてこれを最大化することが可能であり、その場合には、パラメータとして、全体の並進ずれ以外に伸び縮みなど各種のパラメータを含むことが可能である。また、複数のパラメータについての最適化には、非線形最適化法やその他の最適化手法を用いることが可能である。
【０２０１】
また、２次元画像の中で特徴点や特徴構造１４０５と１４１５を抽出して、これを元に位置合わせを行う方法も広く知られており、これらを用いることも当然可能である。ＩＣＰ（Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｃｌｏｓｅｓｔ  Ｐｏｉｎｔ）アルゴリズムなどを適宜用いることも可能である。
【０２０２】
同様に、Ｃ−ｓｃａｎ画像どうしの位置ずれ補正については、Ｃ−ｓｃａｎ画像１枚につき３次元ＳＤ−ＯＣＴ画像が得られるため、３次元ＳＤ−ＯＣＴ画像同士の比較により、位置ずれを検出することもできる。
【０２０３】
なお、上記の２次元画像や３次元画像の比較によれば、深さ方向（ｚ方向）の位置ずれや伸び縮みだけでなく、横方向（ｘ方向）に関しても情報を得られるため、横方向の画像ずれの補正をしても構わない。
【０２０４】
その他の位置合わせの方法は、深さ方向について、ハードウエアによる追尾システムにより粗い位置補正フィードバックを行った上で、本発明の画素レベルの精度を持つ位置合わせを行っても良い。位置補正フィードバックは、深さ方向の情報を取得している際には停止させるように制御することが望ましい。この場合、相関関数の計算を行なう場合に端部でフレームアウトをして、計算対象外となる画素数が減少するため、より効率的で高精度な位置合わせが可能となる。
【０２０５】
（実施例３：瞳分割（２）異なる透過率）
実施例３について、図１５と図１６を用いて説明する。ここで本実施例は、実施例２の変形例である。図１５において、図４における瞳分割光学系４０１を瞳分割光学系１５０１に変更した構成を示した。本実施例におけるその他の構成については、第２実施例と同じである。
【０２０６】
ここで、瞳分割光学系１５０１を図１６の模式図により説明する。図１６（ａ）は本実施例の瞳分割方法であり、透過部分１６０１と反射部分１６０２から構成される。具体的には図１６（ｂ）のように、ガラス基板上に空洞を構成し、透過部分１６０４としている。中心部の反射膜１６０５を支えるために、３本の梁１６０６が周囲から構成されている。中心部の表面はクロムをガラス基板上に蒸着してなる反射膜によって構成されており、反射膜２０４の反射率は約１０％程度の吸収を引き、９０％程度で構成される。以上の瞳分割方法と構成により、本実施例ではＴＳ−ＯＣＴ部に相当する瞳部分で不要反射や吸収の影響を避け、透過率の高い構成をとる。一方、ＳＤ−ＯＣＴ部に相当する瞳部分で反射率の高い構成を実施することにより、それぞれ信号対雑音比を向上させる。ここで、梁の数は３本に限らない。
【０２０７】
なお、瞳分割の方法は図１６（ｃ）のような四重極状などとすることもできる。この場合、透過部分１６０８と反射部分１６０７となる。具体的には、図１６（ｄ）で示したように、空洞１６１１と反射膜部分１６１０という構成となり、梁を用いることなく構成することが可能である。また１６１９は保持手段である。
【０２０８】
また、他の瞳分割方法として、瞳分割光学系を単純なビームスプリッタに変更する方法もある。ビームスプリッタの全面は、透過率と反射率の比を意図的に区別せずに構成されている。これにより、ＳＤ−ＯＣＴ検出系、即ち、分光用回折格子４０５、波長分離結像レンズ４０６、ラインセンサ４０７へ入射する光束はＴＳ−ＯＣＴ検出系へ入射する光束と同様に高ＮＡを持つ。
【０２０９】
これにより、位置補正用のＳＤ−ＯＣＴ画像は、深さ方向中心部のみが高い横分解能を持ち、深さ方向周辺部は低い横分解能を持つ。従って、このＳＤ−ＯＣＴ画像は、横方向の構成成分が多く、傾きの少ない構造で構成された撮像対象に対しては、有効に位置補正が可能である。これにより、ＴＳ−ＯＣＴの瞳での分布を一様に保ったまま位置補正を加えることが可能となる。また、分割光学系をシンプルなビームスプリッタとすることも可能となる。
【０２１０】
（実施例４：瞳分割（３）偏光）
実施例４について、図１７と図１８を用いて説明する。ここで本実施例は、実施例２の変形例であり、光の偏光特性を利用して瞳分割を行った。
【０２１１】
まず図１７について説明する。光源１０１により射出した光が、単一モード光ファイバ１０２により導光され、ファイバ端より射出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、空間を伝搬する。偏光規定光学系１７０１により直線偏光となった光束は、次に半波長板１７０２で４５度偏光、即ちｐ偏光とｓ偏光が半分ずつ同位相で足された偏光状態となり、分割光学系１０４に入射した。ここで、本実施例における分割光学系１０４は、偏光ビームスプリッタにより構成した。このため、ｐ偏光の参照光は透過し、ｓ偏光の信号光は反射されて、分割する。
参照光は周波数シフタ１０５によって、その光周波数がΔｆだけシフトされ、次に光ディレイ部１０６により反射されるが、光ディレイ部の位置は、光路長が所定の長さとなるように、位置駆動装置１０７により制御する。参照光は続いて反射ミラー１０８によって合成光学系１１６に導かれる。
【０２１２】
一方、信号光は分割光学系１０４により、導光分割光学系１０９へ入射された後、被検査物である眼１１４及び眼底観察対象部位１１５に対する被検光学系に導いた。ここで被検光学系とは、導光分割光学系１０９、光走査光学系１１０、走査レンズ１１１、眼用レンズ１１２により形成されている。また、光走査光学系１１０は、光軸に対して２直交方向の傾斜角を持たせるように信号光束の主光線を傾斜させる作用を持つ。これにより、走査レンズ１１１、眼用レンズ１１２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１１５が眼底上の光軸方向（深さ方向）に対して垂直な面（ｘ−ｙ面）内を走査するように構成した。ここで、本実施例における導光分割光学系１０９は、偏光ビームスプリッタで構成されている。このため、ｓ偏光である信号光は被検査物方向へ反射される。また、本実施例では４分の１波長板１７０３が導光分割光学系１０９と光走査光学系１１０の間に配置されており、光軸に対する進相軸、遅相軸の方位は入射するｓ偏光が被検査物側では円偏光になるように適宜調整されている。眼底観察対象部位１１５からの反射光や後方散乱光のうち、眼底観察対象部位１１５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、再度４分の１波長板１７０３によって、今度は円偏光からｐ偏光に変換される。そして、導光分割光学系１０９の偏光ビームスプリッタを透過し、合成光学系１１６へと導かれる。
【０２１３】
次に、合成光学系１１６により参照光と信号光とが合成され、複素振幅として加算された合成振幅を持つ干渉光の一部は、集光光学系１１８に入射する。そして、部分面積偏光調整板１７０５により、部分的に偏光を調整され、光束分割光学系である偏光ビームスプリッタ１７０６を透過した光束は、非分光的干渉信号検出系である集光光学系１１８、単一モード光ファイバ１１９、光電変換検出器１２０へと導かれる。また、反射した光束は分光的干渉信号検出系である分光用回折格子４０５に入射され、波長分離結像レンズ４０６により集光し、ラインセンサ４０７にて波長毎に強度検出される。
【０２１４】
一方、合成光学系１１６による干渉光の一部は、集光光学系４０２に入射し、単一モード光ファイバ４０３、光電変換検出器４０４を通じた非分光的干渉信号と差動検出され、同相雑音成分を除去した後、ＴＳ−ＯＣＴ画像化される。また、分光的干渉信号はＳＤ−ＯＣＴ画像化され、適宜位置補正されて再構成された高い横分解能のＯＣＴ画像が得られる。
【０２１５】
ここで、部分面積偏光調整板１７０５の構成を、図１８を用いて説明する。図１８（ａ）は、偏光無調整部分１８０１と半波長板作用部分１８０２が同心円で構成された部分面積偏光調整板１７０５の模式図である。本実施例における部分面積偏光調整板１７０５は、図１８（ｂ）に示すように、ガラス基板上に設定された有効径内の透過領域１８０４とその中心に円形の水晶板で構成された半波長板１８０５を、ガラス基板と面接合したものである。進相軸の向きは４５度に設定され、直線偏光の偏光面を９０度回転する作用を持つ。
【０２１６】
また、図１８（ｃ）のように、偏光無調整部分１８０７を四重極状に構成することもできる。このとき、１８０６は半波長板作用部分である。具体的には、図１８（ｄ）のように、保持手段１８０８、半波長板作用部分１８０９、偏光無調整部分１８０７と構成することができる。
【０２１７】
なお、本実施例では半波長板を用いて偏光の回転角を９０度としたが、これは適宜半波長板以外でも、回転角は９０度以外でもよく、その場合には、光束分割光学系である偏光ビームスプリッタ１７０６における透過と反射の比を適宜調整することができる。
【０２１８】
（実施例５：時分割）
本発明の第５実施例について、図１９を用いて説明する。ここで本実施例は、第４実施例の変形例で、瞳分割を高速に時分割で行う例である。図１９において、図１７における部分面積偏光調整板１７０５を空間偏光変調器１９０１に変更した構成を示した。また、空間偏光変調器１９０１は、変調器ドライバ１９０２と接続し、さらにＯＣＴ処理装置１２１ｇと接続されている。本実施例におけるその他の構成については、第４実施例と同じである。
【０２１９】
ここで、空間偏光変調器１９０１の作用は、瞳を通る光束を面積分割するために、半波長板の作用である偏光変換を、所定の部分面積において生じさせ、この偏光変換を時間に応じて高速に切り替えることである。空間偏光変調器１９０１は、ＰＥＭ（Ｐｈｏｔｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ：光弾性変調器）やＥＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  ｏｐｔｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ：電気光変調器）のような素子で構成される。また、ＰＥＭやＥＯＭなどと１／４波長板等の光学素子とを組み合わせて使用することもある。ＰＥＭやＥＯＭは、結晶に対して電圧や外力を印加することによって、透過する光の位相等を変調する素子であり、非常に高速に光変調をすることが可能である。空間偏光変調器１９０１を動作させると、透過した光の一部の偏光状態が変化し、偏光ビームスプリッタ１７０６での反射率が変化する。例えば、空間偏光変調器１９０１を動作させることによって部分面積の偏光をｓ偏光として、偏光ビームスプリッタ１７０６から分光用回折格子４０５へ反射させることにより、ＳＤ−ＯＣＴ画像を得ることが出来る。空間偏光変調器１９０１の動作を停止させれば、光束の大部分が偏光ビームスプリッタ１７０６を透過し、高感度なＴＳ−ＯＣＴ画像を得ることが出来る。
【０２２０】
ここで、ＯＣＴ処理装置１２１ｇは内部で管理している処理モードに応じて変調器ドライバ１９０２を制御し、空間偏光変調器１９０１の切り替えを行う。本実施例では、略１μ秒毎に交互に偏光変換有り無しを切り替えた。この時のタイミングチャートを図４２に示す。（ａ）ＯＣＴ処理装置１２１は内部ではＴＳ−ＯＣＴ取得モードとＳＤ−ＯＣＴ取得モードを管理している。（ｂ）ＯＣＴ処理装置１２１がＳＤ−ＯＣＴ取得モードにおいては、変調器ドライバ１９０２を通して空間偏光変調器１９０１を作用させる。ここで、ＴＳ−ＯＣＴモードの時には１２０光電変換検出器によってＴＳ−ＯＣＴの信号を取得し（ｄ）、ＳＤ−ＯＣＴモードの時には４０７ラインセンサーによってＳＤ−ＯＣＴの信号を取得する（ｅ）。これによってＴＳ−ＯＣＴ情報を生じせしめる非分光干渉信号検出と、ＳＤ−ＯＣＴ情報を生じせしめる分光干渉信号検出が交互に動作する。画素データとしては（ｆ）に示すように、ＴＳ−ＯＣＴとＳＤ−ＯＣＴのデータが交互に取得される。一画素のＴＳ−ＯＣＴとＳＤ−ＯＣＴデータを計測し終わる時間は、本実施例では２μ秒である。
【０２２１】
以上により、瞳を時分割で光束分割することが可能となり、ＴＳ−ＯＣＴにおいても全瞳から部分的な面積の光束を失うことなくＯＣＴ画像を得ることができる。さらに、略同時に取得したと見なせるＳＤ−ＯＣＴ画像により、位置補正を行うことが可能となる。
【０２２２】
ここで、空間偏光変調器１９０１と偏光ビームスプリッタ１７０６を用いて行った光線の分割を、別の手段により行うこともできる。すなわち、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術等を用いた光スイッチ素子を用いる。これにより、高速に光線を制御することが可能である。
【０２２３】
また、これまで述べてきたように、ＴＤ−ＯＣＴでは図１９のように周波数シフターが用いられることが多い。これは、周波数シフターを用いて参照光と信号光に周波数差Δｆを持たせることによって、周波数差Δｆを搬送波周波数とするヘテロダイン検出を行うためである。ＴＤ−ＯＣＴ測定時の干渉信号は、周波数Δｆの振幅絶対値の時間変化として測定され、それ以外の周波数を持つノイズ信号の影響を排除できる。一方で、ＳＤ−ＯＣＴでは偏光ビームスプリッタ１７０６で合成された光を分光用回折格子４０５で分光して光強度を検出し、このスペクトル干渉縞をフーリエ変換することによって奥行き方向の情報を得る。このため、ＳＤ−ＯＣＴではすべての波長の光を検出する必要があり、波長もしくは周波数を限定して検出することはしない。それゆえに、ＳＤ−ＯＣＴでは周波数シフター１０５で参照光と信号光に周波数差Δｆを与える必要がなく、さらには周波数シフター１０５を停止させることにより不要な信号の混入を排除し、より正確なＳＤ−ＯＣＴ信号を取ることが可能となる。よって、偏光変換と概同期させて周波数シフター１０５を停止開始させる構成がより望ましい。この場合には図４２（ｃ）に示すように、１０５周波数シフターはＯＣＴ処理装置１２１内部の動作モードによって制御され、ＴＳ−ＯＣＴ取得モードの時にオンとなり、ＳＤ−ＯＣＴ取得モードの時にオフとなる。
【０２２４】
（実施例６：光束限定手段）
本発明の実施例６について、図２０を用いて説明する。ここで本実施例は、実施例４の変形例であり、新たに光束限定手段を構成に加えている。
【０２２５】
図２０において、分光干渉信号検出のための分光用回折格子１２５、波長分離結像レンズ１２６、ラインセンサ１２７に至る光路中に、絞りとしての光束限定手段２００１を配置した。光束限定手段２００１の作用は、深い焦点深度が得るために、中心部光束のみを選択的に透過し、残りをブロックすることである。これにより、分光干渉信号検出を経てＯＣＴ処理部１２１ｅによって検出されるＳＤ−ＯＣＴ画像は、深い焦点深度を持った画像となる。このため、深さ方向の位置補正の精度を上げることができる。
【０２２６】
（実施例７）
本実施例について、図２１と図２２を用いて説明する。ここで本実施例は、本発明の他の実施例に対して適用できる例である。
【０２２７】
図２１は、集光レンズ２１０１から光ファイバ２１０２における光の空間モードを模式的に示した図である。本発明における他の実施例において、集光レンズへ入射する光束は中心部が分割されてその光量が減っている。即ち、周辺光束の光量が多くなっている。このような光束をレンズにより集光した場合のファイバ入射端における光強度分布は本来の基本モード２１０４に比べ、主ピークは幅が狭いものの、副ピーク複数が大きい分布２１０５となる。そこで、光ファイバのモードフィールド径２１０３を分布２１０５の主ピークにあわせたものにする。これにより、光ファイバ伝播モード分布２１０６と分布２１０７の主ピークが重なり、より効率的に高い空間分解能の成分を持つ光束が検出器に導かれる。
【０２２８】
図２２は、このような高い空間分解能の成分をさらに効率的に検出器に導くためのモード変換光学系２２０５の例を示した模式図である。円錐プリズム２２０３により、分布２２０２を持つ光束はよりガウス分布の基本モードに近い光束に変換され、これを集光レンズ２２０４により略ガウス分布２２０７の集光された光モードに変換したのち、光ファイバ２１０２に入射する。円錐プリズム２２０３と集光レンズ２２０４の代わりに、石英基板２２０８上の両面にリソグラフィーによりエッチングされた等間隔同心円回折格子２２０９、非等間隔同心円回折格子２２１０を構成して同様の光モード変換作用を持たせることが可能である。以上より、高い分解能の成分を効率的に検出して、ＴＳ−ＯＣＴ画像を形成することが可能となる。
【０２２９】
なお、瞳分割調整された光束による高い分解能を持つ光モードを構成することが望ましい場合には、合成光学系と集光レンズの間に適宜、瞳分割光学系を入れて光モードを調整することができる。
【０２３０】
（実施例８：光ファイバ）
本発明の実施例８について、図２３を用いて説明する。ここで本実施例は、実施例１の変形例で、光ファイバを用いた。
【０２３１】
光源２３０１により射出した光が、単一モード光ファイバ２３０２により導光され、ファイバ対応型の分割光学系２３５１により参照光と信号光に分割される。
【０２３２】
参照光は、周波数シフタ２３０５によって、その光周波数がΔｆだけシフトされる。次に光サーキュレータ２３５２を通過した後、コリメータ２３５３により略平行光となり、光ディレイ部２３０６により反射される。ここで、光ディレイ部の位置は、光路長が所定の長さとなるように、位置駆動装置２３０７によって制御される。参照光は続いてコリメータ２３５３により光ファイバに戻り、光サーキュレータ２３５２により、ファイバ対応型分割光学系２３５４により、ファイバ対応型合成光学系２３５５と２３５６にそれぞれ送られる。
【０２３３】
信号光は、分割光学系２３５１により、光サーキュレータ２３５７を通過し、コリメータ２３５８に入射され、平行光となる。その後、半波長板２３５９によりｐ偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ２３６０を透過し、部分面積４分の１波長板２３６１を通過する。当該通過した後、光走査光学系２３１０、走査レンズ２３１１、眼用レンズ２３１２により、被検査物である眼２３１４及び眼底観察対象部位２３１５に対して形成された被検光学系を往復する。ここで、光走査光学系２３１０は、光軸に対して２直交方向の傾斜角を持たせるように信号光束の主光線を傾斜させる作用を持つ。これにより、走査レンズ２３１１、眼用レンズ２３１２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２３１５が眼底上の光軸に垂直な面（ｘ−ｙ面）内を走査するように構成した。
【０２３４】
眼底観察対象部位２３１５からの反射光や後方散乱光のうち、眼底観察対象部位２３１５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、部分面積４分の１波長板２３６１によって、偏光される。具体的には、その所定の一部分である中心部分のみが波長板の往復の光学作用により、入射時とは９０度回転した偏光に変換される。これにより、偏光ビームスプリッタにおいて、中心部光束は反射され、周縁部光束は透過して、もとの光路を戻る。
【０２３５】
透過した周縁部光束はコリメータ２３５８により集光してファイバに戻り、光サーキュレータ２３５７により合成光学系２３５５に送られる。一方、反射した中心部光束は、集光レンズ２３６２により集光してファイバに入射し、合成光学系２３５６に送られる。それぞれの光束は合成光学系２３５５、２３５６にて参照光と合波され、光電変換検出器２３２０により、非分光的干渉信号が検出される。一方、分光用回折格子２３２５、波長分離結像レンズ２３２６、ラインセンサ２３２７により、分光的干渉信号が検出される。ＯＣＴ処理部２３２１へ送られ、それぞれＴＳ−ＯＣＴ画像、ＳＤ−ＯＣＴ画像として画像化し、適宜処理される。
【０２３６】
位置駆動装置２３０７、光走査光学系２３１０、フォーカス位置駆動装置２３１３、光電変換検出器２３２０、ラインセンサ２３２７は夫々以下の装置による入出力により駆動等を行なう。即ち、ＯＣＴ処理装置２３２１ａ、２３２１ｂ、２３２１ｃ、２３２１ｄ、２３２１ｅによる入出力により駆動や検出を行う。
【０２３７】
（実施例９：ＳＤをＳＤで補正（１）装置１つ）
本発明の実施例９について、図２４を用いて説明する。ここで本実施例は、実施形態２を特定したものであり、ＳＤ−ＯＣＴの撮像を高ＮＡの結像系とＤＦを用いて行った。高ＮＡにより取得されたＳＤ−ＯＣＴ画像を、高横分解能を持つ中心画素と、その深さ方向の周辺の低横分解能を持つ位置合わせ用の画素とに分け、位置合わせの補正を行った。
【０２３８】
まず、光源１０１により射出した光が、単一モード光ファイバ１０２により導光され、ファイバ端より射出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１０４により参照光と信号光に分割される。
【０２３９】
参照光は、光ディレイ部１０６で反射し、続いて反射ミラー１０８によって、合成光学系１１６に導かれる。
【０２４０】
信号光は、導光分割光学系１０９へ入射された後、被検査物である眼１１４及び眼底観察対象部位１１５に対する被検光学系に導かれる。ここで、被検光学系とは、導光分割光学系１０９、光走査光学系１１０、走査レンズ１１１、眼用レンズ１１２により形成されている。眼用レンズ１１２はフォーカス位置駆動装置１１３により、入射光の光軸方向に駆動される。また、光走査光学系１１０は、光軸に対して２直交方向の傾斜角を持たせるように信号光束の主光線を傾斜させる作用を持つ。これにより、走査レンズ１１１、眼用レンズ１１２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１１５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した。眼底観察対象部位１１５からの反射光や後方散乱光のうち、眼底観察対象部位１１５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、導光分割光学系１０９によって、その一部が合成光学系１１６へ導かれる。
【０２４１】
次に、合成光学系１１６により参照光と信号光が合成され、複素振幅として加算された合成振幅を持つ干渉光が分光用回折格子２４０１に入射する。そして、波長分離結像レンズ２４０２によって集光し、ラインセンサ２４０３にて波長毎に強度検出され、ＳＤ−ＯＣＴ画像を得るために、ＯＣＴ処理部１２１ｈへ送られる。
【０２４２】
眼用レンズ１１２とフォーカス位置駆動装置１１３により構成されるフォーカス機構により得ることができ、高横分解能の画素のみを最終的な画像構成要素として用いる。また、それ以外に同時に得られる画素は位置合わせに用いる。
【０２４３】
続いて、本実施例の位置合わせについて説明する。この位置合わせに用いる位置合わせ点や位置合わせの画像との関係などは、第２実施例の位置合わせの例で説明した図９と図１３を用いることができる。
【０２４４】
位置合わせ点において取得される位置合わせ用のＳＤ−ＯＣＴ画素の概要について、図２５に示した。図２５（ａ）は、集光光学系２５０１を透過した光束が、眼底観察対象部位２５０２に入射し、同じ光路を通って集光される様子を表したものである。本実施例ではＳＤ−ＯＣＴは高ＮＡの光束により急峻に、ＤＯＦが狭く結像される。また、図２５（ｂ）に、位置合わせ点であるＳＤ−ＯＣＴ画素２５０３とその上下に位置合わせに用いるＳＤ−ＯＣＴ画素２５０４と２５０５を模式的に示した。
【０２４５】
図２６（ａ）に、対象となる撮像対象の１例を示した。撮像対象２６０１に、図２５（ｂ）のＳＤ−ＯＣＴ画素２５０３、２５０４、２５０５を重ね合わせたのが、図２６（ｂ）の２６０２である。そして、各画素で得られる信号強度を画像化した模式図が、ＳＤ−ＯＣＴ画像２６０３である。ここでは、横方向（ｘ方向）にほぼ一様な撮像対象とした。このような撮像対象では、ＳＤ−ＯＣＴ画像２６０３に模式的に示したように、深さ方向（ｚ方向）によく分解される。位置合わせの具体的な例は、第２実施例に示したものと同様に行うことができる。
【０２４６】
次に、横方向（ｘ方向）にほぼ一様な撮像対象でない場合について述べる。例えば、図２６（ｃ）のように、横方向（ｘ方向）に対して傾いた要素を持つ撮像対象２６０４とする。ここで撮像対象２６０４に、図２５（ｂ）のＳＤ−ＯＣＴ画素２５０３、２５０４、２５０５を重ね合わせたのが、図２６（ｄ）の２６０５である。傾きがＳＤ−ＯＣＴ画素の横解像度に比べて急な場合には、ＳＤ−ＯＣＴ画像２６０６に示すように、深さ方向（ｚ方向）には解像されなくなるため、これを深さ方向の位置合わせに用いることは困難となる。よって、本実施例は横方向（ｘ方向）の構成成分が多く、傾きの少ない構造で構成された撮像対象に向いている。
【０２４７】
以上により、ＳＤ−ＯＣＴ画像をその撮像深さ中心部の高分解能の画素と、撮像深さ周辺部の位置合わせ用画素に分けて、用いることにより、１つのＳＤ−ＯＣＴ計測系だけで、位置が補正された高い横分解能を持つ画像を取得することができる。ただし、ＳＤ−ＯＣＴであっても、１次元分の画像情報は画像としては用いていないため、走査はＴＳ−ＯＣＴと同じだけ必要となる。
【０２４８】
（実施例１０：ＳＤをＳＤで補正（２）装置２つ）
実施例１０について、図２７を用いて説明する。ここで本実施例は、実施例９の変形例であり、新たに分光用回折格子２７０１、波長分離結像レンズ２７０２、ラインセンサ２７０３、ＯＣＴ処理部１２１ｉを構成に加えた。これらにより、高分解能を持つＳＤ−ＯＣＴの画像処理部とは別に、位置合わせ用の画像を取得することができる。
【０２４９】
ここで、本実施例においては、高分解能を持つＳＤ−ＯＣＴの画像処理において、Ａスキャン（深さ方向の走査）の走査線一本分の画像を常に一括で取得できる。しかし、走査線一本分の画像のうち、フォーカスが合焦している一画素部分のみを用いるため、それ以外の深さ方向の画像は除去することが望ましい。
【０２５０】
また本実施例さらなる変形例として、図２８のように、新たに光束限定手段を構成に加えている方法もある。
【０２５１】
分光用回折格子２７０１、波長分離結像レンズ２７０２、ラインセンサ２７０３に至る光路中に、絞りとしての光束限定手段２８０１を配置した。光束限定手段２８０１の作用は、深い焦点深度が得るために、中心部光束のみを選択的に透過し、残りをブロックすることである。これにより、分光干渉信号検出を経てＯＣＴ処理部１２１ｉによって検出されるＳＤ−ＯＣＴ画像は、深い焦点深度を持った画像となる。このため、深さ方向の位置補正の精度を上げることができる。
【０２５２】
なお、フォーカス駆動装置と同期して光ディレイ部を駆動させても良い。この構成により、深さ方向の撮像中心部を指定できる。
【０２５３】
（実施例１１：ＴＤをＳＳで補正）
実施例１１について、図３６を用いて説明する。ここで本実施例は、第１実施例の変形例であり、ＳＤ−ＯＣＴの代わりにＳＳ−ＯＣＴを用いて位置補正を行う構成である。ＴＤ−ＯＣＴとＳＳ−ＯＣＴでは使用する光源が異なることから、新たにＳＳ−ＯＣＴ用の波長走査光源３６０１とコリメータ３６０２を加えた。一方で、ＳＳ−ＯＣＴにおいては、ＳＤ−ＯＣＴのように干渉信号の分光は必要なく、波長走査光源３６０１による照射波長と検出信号を解析することによって断層情報を得ることが可能である。干渉信号の取得はＴＤ−ＯＣＴと同一の光電変換検出器１２０を用いて行うことが可能である。
【０２５４】
ここで、本実施例においては、ＴＤ−ＯＣＴとＳＳ−ＯＣＴの計測を高速に時分割で行う例を示す。
【０２５５】
ＴＤ−ＯＣＴ用の光源１０１から照射された光は実施例１と同様に導光され、最終的に干渉信号が光電変換検出器１２０で検出される。
【０２５６】
一方でＳＳ−ＯＣＴ用の波長走査光源３６０１から照射された光は、コリメータ３６０２によって平行光とされ、分割光学系１０４により参照光と信号光に分割される。参照光は、周波数シフター１０５を通過し、光ディレイ部１０６により反射され、反射ミラー１０８によって合成光学系１１６に導かれる。ここで、ＳＳ−ＯＣＴにおいてもＳＤ―ＯＣＴの場合と同様に周波数シフトによって信号強度が上下するため、光照射と概同期させて周波数シフトを停止したり、検出信号を周期の整数もしくは半整数倍の時間で積分しても良い。また、周波数シフトを停止させないために、図３７のような構成も可能である。図３７はマイケルソン干渉計を基本としたものである。波長走査光源３６０１から照射した光は、非対称分割光学系３７０１において周波数シフター１０５側にはほとんど分岐されず、分割光学系１１６に進む。一方でＴＤ−ＯＣＴの光源１０１から照射された光の参照光は、多くが周波数シフター１０５を通り、実施例１と同様の経路となる。
【０２５７】
分割光学系１０４もしくは非対称分割光学系３７０１から分岐した信号光は、ＴＤ−ＯＣＴの経路と同様に眼１１４に導かれた上で、合成光学系１１６に導かれる。そこで参照光と信号光が合成され、複素振幅として加算された合成振幅を持つ干渉光の一部は、集光光学系１１８に入射する。そして、単一モード光ファイバ１１９に光結合され、ファイバのモードと一致した成分が選択され、ファイバ内を伝播し、光電変換検出器１２０に入射する。さらに、電気信号に変換されて、ＯＣＴ処理装置１２１ｄへと伝えられる。ここで取得した干渉信号と、同期取得した光源走査信号を用いて断層情報を得る。このようにして得たＳＳ−ＯＣＴ情報を用いて、ＴＤ−ＯＣＴの複数画像を補正する。なお、前実施例のように瞳分割を行って、ＳＳ−ＯＣＴ計測時に深い焦点深度を得ることも可能である。
【０２５８】
さらに、他のＳＳ−ＯＣＴによる補正の実施例について、図３８を用いて説明する。図３８において、波長走査光源３６０１とコリメータ３６０２からＳＳ−ＯＣＴの光が分割光学系３８０１に導かれる。ここで、光は参照光と信号光に分岐され、参照光は分割光学系１０４に、参照光はミラー３８０２に導光される。信号光は分割光学系１０４においてさらに、分割光学系１０９へと導光される信号光と、周波数シフター１０５へと向かう第二の参照光に分割される。周波数シフトを受けない参照光と、周波数シフトされる第二の参照光は、合成光学系３８０３で合成されてＴＤ−ＯＣＴと同一の参照光経路を進む。このように、参照光には周波数シフトを受ける成分と受けない成分があるが、信号強度としては周波数シフター１０５を通らない方が強い。さらには、例えば分割光学系１０４の透過反射比率を９０：１０のように非対称にしておけば、さらに周波数シフトの影響を少なくすることが可能である。以降の経路はＴＤ−ＯＣＴと同様で、眼１１４を通り、合成光学系１１６で信号光と参照光が合成されて光電変換検出器１２０、１２４に入射する。一方でＴＤ−ＯＣＴ用の光源１０１から照射された光は、実施例１と同様に分割光学系１０４に導光され、信号光は分割光学系１０９へ、参照光は周波数シフター１０５へと導光される。分割された信号光と参照光は実施例１と同様に、眼１１４やミラー１０６を通って合成光学系１１６に入射し、合成されて光電変換検出器１２０、１２４で検出される。
【０２５９】
ＴＤ−ＯＣＴの干渉信号とＳＳ−ＯＣＴの干渉信号は同様に光電変換検出器１２０、１２４に入射する。ここで、ＴＤ−ＯＣＴの信号周波数とＳＳ−ＯＣＴの信号周波数を異なる周波数にしておくことにより、光電変換検出器１２０、１２４で検出した信号を、周波数フィルタ３８０４を通すことで分割することが可能となる。ＴＤ−ＯＣＴの信号周波数は参照光の周波数シフト量であり、ＳＳ−ＯＣＴの信号周波数は波長走査光源３６０１の掃引周期と波長純度で決まるものである。分割されたＴＤ−ＯＣＴ、ＳＳ−ＯＣＴそれぞれの干渉信号から、補正した断層画像を得ることが可能となる。
【０２６０】
（実施例１２：ＴＤの信号経路にＳＤ検出系を入れない）
実施例１２について、図３９を用いて説明する。ＴＤ−ＯＣＴの画像品質を向上させるためには、眼から光電変換検出器への光路中に光学部品を置かずダイレクトに入射させることが有効である。
【０２６１】
実施例１２は実施例２の変形例であり、位置補正用のＳＤ−ＯＣＴの検出系を別の位置に具備している。分岐光学系である３９０１と３９０２を備えている。
【０２６２】
まず、光源１０１により出射した光が、単一モード光ファイバ１０２により導光され、ファイバ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１０４により参照光と信号光に分割される。
【０２６３】
信号光は分岐光学系３９０１を通過し、ＴＤ−ＯＣＴと同様に眼まで導光される。眼から返って来た信号光は、再度、導光分割光学系１０９に導かれ、合成光学系１１６に行くＴＤ−ＯＣＴの信号光と、分岐光学系３９０１に向かうＳＤ−ＯＣＴの信号光に分岐される。
【０２６４】
参照光は、周波数シフター１０５によって、その光周波数がΔｆだけシフトされた後、光ディレイ部１０６により反射され、反射ミラー１０８によって合成光学系１１６に導かれる。ここで、光ディレイ部１０６の位置は光路長が所定の長さとなるように、位置駆動装置１０７によって制御される。
【０２６５】
光ディレイ部１０６からの参照光は分岐光学系３９０２によって、ＴＤ−ＯＣＴの参照光の経路と、分岐光学系３９０１に向かうＳＤ−ＯＣＴの参照光とに分岐される。ＴＤ−ＯＣＴの参照光は合成光学系１１６により信号光と合成され、実施例２と同様にヘテロダイン検波が行われて画像情報を得る。
【０２６６】
一方でＳＤ−ＯＣＴの信号光と参照光は、分岐光学系３９０１で合成される。ここで合成された干渉信号は、分光用回折格子１２５に入射して、波長分離結像レンズ１２６により集光し、ラインセンサ１２７にて波長毎に強度検出される。検出した分光干渉信号から断層情報を得て、前期補正方法によってＴＤ−ＯＣＴの情報を補正する。
【０２６７】
（その他の実施例）
その他の実施例について、図２９を用いて説明する。導光分割光学系１０９で反射された被検査物からの反射光が、分割光学系１０４を透過し、集光レンズ２９０１に入射する。集光レンズ２９０１により単一モード光ファイバ２９０２に入射し、光電変換検出器２９０３により光強度信号を検出され、ＯＣＴ処理部１２１ｊに送信される。
【０２６８】
ここで、本実施例の光学干渉検出系の信号処理、制御及び画像化を行うＯＣＴ処理部１２１について、図３０を用いて説明する。図３０は、ＯＣＴ処理部１２１の機能ブロック図を模式的に示したものである。光電変換検出器２９０３から得られた電気信号は、増幅器３００１で増幅され、デジタルサンプリング部３００２でデジタイズされる。この後、この電気信号は中央処理部８０４において、ＸＹスキャナドライバ８０５との対応を行うことにより、被検査物における位置が分かり、ＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｈｔａｌｍｏｓｃｏｐｅ）画像を得ることができる。
【０２６９】
また、実施例１２の構成にＳＬＯの機能を追加した構成を図４０に示す。分岐光学系３９０１、３９０２を具備するのは実施例１２と同様であるが、ＳＬＯ画像取得系には周波数シフター１０５を通る参照光を入射させないことが望ましい。そこで、ＳＤ−ＯＣＴの参照光の経路にスイッチ４００１を具備する。スイッチ４００１を遮断することによって、分岐光学系３９０１を通してＳＬＯ用光電変換素子２９０３に参照光が入射することを防ぐ。ＳＤ−ＯＣＴの信号検出と、ＳＬＯ画像取得とを切り替え、そのタイミングに同期させてスイッチ４００１をオンオフさせればよい。
【０２７０】
さらに、別の構成を図４１に示す。これは、ＳＤ−ＯＣＴの参照光の経路を、ＴＤ−ＯＣＴの参照光の経路と分岐させたものである。参照光を分岐させることによって、ＳＤ−ＯＣＴの参照光が周波数シフトされることがなくなり、信号の積分や周波数シフターの停止等、特別な処理が必要ではなくなる。
【０２７１】
分岐光学系１０４から導光分割光学系１０９へ入射された信号光は、スイッチ４１０１へ進むＳＤ−ＯＣＴ用の参照光と、光走査光学系１１０に向かう本来の信号光へと分岐される。光走査光学系１１０に向かった信号光は、眼に入射され、再度導光分割光学系１０９へと導光される。一方で、スイッチ４１０１に向かったＳＤ−ＯＣＴの参照光は、位置駆動装置４１０３によって駆動されるミラー４１０２によって反射されて導光分割光学系１０９に導光される。導光分割光学系１０９において、参照光と信号光が合成されて分岐光学系１０４方向に導光される。分岐光学系１０４を直進した光は、分岐光学系４１０３によって、ＳＬＯの光電変換検出器２９０３とＳＤ−ＯＣＴの分光器１２５に分岐される。ＳＤ−ＯＣＴを測定する時には、スイッチ４１０１を開け、ＳＬＯを測定する時にはスイッチを閉じる。
【０２７２】
一方で、ＴＤ−ＯＣＴの信号光は導光分割光学系１０９を直進して、合成光学系１１６で参照光と合成されて干渉信号となり、光電変換検出器１２０、１２４によって信号検出し、画像情報を得る。
【０２７３】
ＴＤ−ＯＣＴ、ＳＤ−ＯＣＴ、ＳＬＯの情報を適宜取得することによって、ＴＤ−ＯＣＴの画像情報を縦方向および横方向で位置補正することが可能となり、より高画質な画像を得ることが可能となる。
【０２７４】
また、その他の実施例について、図２９を用いて説明する。周波数シフタとして、光音響変調器を２つ用いた構成とした。４１ＭＨｚで駆動される光音響変調器２９０４により＋４１ＭＨｚの周波数シフトをした＋１次回折光を４０ＭＨｚで駆動される光音響変調器２９０５に入射し、この−１次回折光を用いることにより、１ＭＨｚの周波数シフトを得ることができる。これにより、光音響変調器の高い周波数シフトをより低い周波数シフトへ調整することができる。さらに、回折光の回折角度の波長依存性を打ち消し、各波長成分の光の進行方向は互いに平行となり、進行しても互いの間の拡がりを抑えることができる。
【０２７５】
さらに、その他の実施例として、図３１を用いて説明する。ＴＳ−ＯＣＴ画像を得るための光検出光学系として共焦点光学系と点センサの変わりに、より高次元のエリアセンサを用いたフルフィールドＯＣＴにもできる。本実施例において、ＳＤ−ＯＣＴの構成に、センサの次元をあげたエリアセンサ３１０１、３１０６を用いて、線集光タイプのＳＤ−ＯＣＴを用いた。ここで、３１０３と３１０４はシリンドリカルレンズ、３１０５は線スリットである。
【０２７６】
なお、本発明の実施例において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、シーケンスの流れなどは種々に変更する事が可能である。
【０２７７】
上記実施例おいて使用する周波数シフタは、ＴＳ−ＯＣＴ像を取得する場合の構成にも組み入れることができる。
【０２７８】
斯かる場合、ＳＤ−ＯＣＴのラインセンサの出力（光強度ｖｓ波長）は、周波数シフタのシフト周波数（キヤリア周波数）の周期で時間的に（同じ形のまま）上下することがあるので、この上下の周期よりも長い時間で積分してとることが望ましい。つまり、ＳＤ−ＯＣＴ像を取得する場合の装置構成に、周波数シフタを利用することもできる。
【０２７９】
なお、周波数シフタのシフト周波数、即ちキヤリア周波数は１〜１０ＭＨｚが望ましい。なお、キャリア周波数が１〜１０ＭＨｚの場合のＴＳ−ＯＣＴの画素のサンプリングの速さは、数１００ｋＨｚ〜数ＭＨｚ程度とするのがよい。
【０２８０】
なお、ＴＳ−ＯＣＴ像の方が，ＳＤ−ＯＣＴ像よりも速く画像サンプリングできる場合は、ＴＳ−ＯＣＴの１画素１画素全部にＳＤ−ＯＣＴを必ず実施しなくても，位置合わせに必要な画素にだけＳＤ−ＯＣＴを実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２８１】
本発明の高分解能のＯＣＴ光干渉計測装置は、眼底観察や皮膚、内視鏡などの生体観察ならびに、産業上の品質管理などを含み、各種の診断装置、検査装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２８２】
【図１】本発明に係る光干渉断層計を説明するための模式図
【図２】本発明に係る光干渉断層計を説明するための模式図
【図３】本発明の第１実施例における光干渉計測装置の構成を示す模式図
【図４】本発明の第２実施例における光干渉計測装置の構成を示す模式図
【図５】本発明の第２実施例における瞳分割光学系の構成を示す模式図
【図６】本発明の第２実施例における眼底観察対象部位に入射した光束の様態を示す摸式図
【図７】本発明の第２実施例により取得され、処理される断層画像を示す模式図
【図８】本発明の第２実施例におけるＯＣＴ処理部の機能ブロックを示す摸式図
【図９】本発明の第２実施例における線画像間の位置合わせ位置を示す模式図
【図１０】本発明の第２実施例におけるＴＤ−ＯＣＴ画素及びＳＤ−ＯＣＴ画素を示す模式図
【図１１】本発明の第２実施例におけるＳＤ−ＯＣＴ画像を示す摸式図
【図１２】本発明の第２実施例におけるＳＤ−ＯＣＴ画像どうしの位置ずれの検出を示す模式図
【図１３】本発明の第２実施例における２次元画像どうしの位置合わせ点を示す模式図
【図１４】本発明の第２実施例におけるＳＤ−ＯＣＴ２次元画像どうしの位置合わせ箇所を示す模式図
【図１５】本発明の第３実施例における光干渉計測装置の構成を示す模式図
【図１６】本発明の第３実施例における瞳分割光学系の構成を示す模式図
【図１７】本発明の第４実施例における光干渉計測装置の構成を示す模式図
【図１８】本発明の第４実施例における瞳分割光学系の構成の例を示す模式図
【図１９】本発明の第５実施例における光干渉計測装置の構成を示す模式図
【図２０】本発明の第６実施例における光干渉計測装置の構成を示す模式図
【図２１】本発明の第７実施例における光モードの概要を説明する模式図
【図２２】本発明の第７実施例における光モード変換の例を示す模式図
【図２３】本発明の第８実施例における光干渉計測装置の構成を示す模式図
【図２４】本発明の第９実施例における光干渉計測装置の構成を示す模式図
【図２５】本発明の第９実施例におけるＳＤ−ＯＣＴ画素構成を示す模式図
【図２６】本発明の第９実施例におけるＳＤ−ＯＣＴ画像を示す摸式図
【図２７】本発明の第１０実施例における光干渉計測装置の構成を示す模式図
【図２８】本発明の第１０実施例における変形例を示す模式図
【図２９】本発明のその他の実施例における光干渉計測装置の構成を示す模式図
【図３０】本発明のその他の実施例におけるＯＣＴ処理部の機能ブロックを示す摸式図
【図３１】本発明のその他の実施例における干渉計測装置の構成を示す模式図
【図３２】従来における光干渉計測装置（ＴＤ）の構成を示す模式図
【図３３】従来における光干渉計測装置（ＳＤ）の構成を示す模式図
【図３４】眼底観察対象部位に入射した光束の様態を示す摸式図
【図３５】画像どうしの位置ずれを示す模式図
【図３６】本発明の第１１実施例における光干渉計測装置の構成を示す模式図
【図３７】本発明の第１１実施例における他の構成例を示す模式図
【図３８】本発明の第１１実施例における更なる構成例を示す模式図
【図３９】本発明の第１２実施例における光干渉計測装置の構成を示す模式図
【図４０】本発明の第１２実施例にＳＬＯを含めた構成例の模式図
【図４１】本発明におけるＳＤ−ＯＣＴとＴＤ−ＯＣＴの組み合わせ例の模式図
【図４２】本発明の実施例５におけるタイミングチャートの一例
【図４３】本発明に係る光断層干渉計による深さ方向に関する断層像どうしの位置関係を補正する手法の一例を説明するための模式図
【図４４】本発明に係る光断層干渉計による深さ方向に関する断層像どうしの位置関係を補正する手法の一例を説明するための模式図
【図４５】本発明に係る光断層干渉計による深さ方向に関する断層像どうしの位置関係を補正する手法の一例を説明するための模式図
【符号の説明】
【０２８３】
１０１  光源
１０４  分割光学系
１０５  周波数シフタ
１０６  光ディレイ部
１０７  位置駆動装置
１１０  光走査光学系
１１３  フォーカス位置駆動装置
１１６  合成光学系
１１７  瞳分割光学系
１１８  集光光学系
１１９  単一モード光ファイバ
１２５  分光用回折格子
１２０  光電変換検出器
１２５  分光用回折格子
１２７  ラインセンサ
【図１】
0005448353.tif 000004
【図２】
0005448353.tif 000005
【図３】
0005448353.tif 000006
【図４】
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【図５】
0005448353.tif 000008
【図６】
0005448353.tif 000009
【図７】
0005448353.tif 000010
【図８】
0005448353.tif 000011
【図９】
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【図１０】
0005448353.tif 000013
【図１１】
0005448353.tif 000014
【図１２】
0005448353.tif 000015
【図１３】
0005448353.tif 000016
【図１４】
0005448353.tif 000017
【図１５】
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【図１６】
0005448353.tif 000019
【図１７】
0005448353.tif 000020
【図１８】
0005448353.tif 000021
【図１９】
0005448353.tif 000022
【図２０】
0005448353.tif 000023
【図２１】
0005448353.tif 000024
【図２２】
0005448353.tif 000025
【図２３】
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【図２４】
0005448353.tif 000027
【図２５】
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【図２６】
0005448353.tif 000029
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
0005448353.tif 000034
【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
0005448353.tif 000038
【図３６】
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【図３７】
0005448353.tif 000040
【図３８】
0005448353.tif 000041
【図３９】
0005448353.tif 000042
【図４０】
0005448353.tif 000043
【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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