(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光の光路において測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置され、前記測定光に含まれる２つの偏光のうち一方の位相を変調する第１の空間光変調手段と、
前記測定光の光路において前記測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置され、前記２つの偏光のうち他方の位相を変調する第２の空間光変調手段と、
前記第１及び第２の空間光変調手段により前記２つの偏光の位相が変調された測定光を前記測定対象に照射する照射手段と、
を有することを特徴とする補償光学装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の空間光変調手段に対して光学的に略共役な位置に配置され、前記測定対象からの戻り光の収差を測定する収差測定手段を有し、
前記第１及び第２の空間光変調手段が、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記一方の位相及び他方の位相を変調することを特徴とする請求項１に記載の補償光学装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の空間光変調手段の表面の歪みを補正するように、前記第１及び第２の空間光変調手段を駆動する駆動手段を更に有し、
前記第１及び第２の空間光変調手段が、前記歪みが補正された後に、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記一方の位相及び他方の位相を変調することを特徴とする請求項２記載の補償光学装置。
【請求項４】
測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置され、光に含まれる２つの偏光のうち一方の位相を変調する第１の空間光変調手段と、
前記測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置され、前記２つの偏光のうち他方の位相を変調する第２の空間光変調手段と、
前記第１及び第２の空間光変調手段の表面の歪みを補正するように、前記第１及び第２の空間光変調手段を駆動する駆動手段と、
前記第１及び第２の空間光変調手段に対して光学的に略共役な位置に配置され、前記測定対象からの戻り光の収差を測定する収差測定手段と、を有し、
前記第１及び第２の空間光変調手段が、前記歪みが補正された後に、前記収差測定手段の測定結果に基づいて、前記一方の位相及び他方の位相を変調することを特徴とする補償光学装置。
【請求項５】
前記収差測定手段で前記収差を測定する際に用いる光と、前記測定対象の画像を取得する際に用いる光とが異なる光源から発生された光であることを特徴とする請求項２または請求項２乃至４のいずれか１項に記載の補償光学装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の空間光変調手段が互いに光学的に並列あるいは直列して配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の補償光学装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の空間光変調手段は、液晶を含み、該液晶の配向が、互いに交差するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の補償光学装置。
【請求項８】
前記第１の空間光変調手段が、Ｐ偏光の位相を変調するように配置され、
前記第２の空間光変調手段が、Ｓ偏光の位相を変調するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の補償光学装置。
【請求項９】
光源からの光を前記Ｐ偏光と前記Ｓ偏光とに分割する分割手段と、
前記第１の空間光変調手段を介して前記分割されたＰ偏光と、前記第２の空間光変調手段を介して前記分割されたＳ偏光とを合波する合波手段と、
を有することを特徴とする請求項８に記載の補償光学装置。
【請求項１０】
前記測定対象が、被検眼であり、
前記第１及び第２の空間光変調手段が、前記被検眼の前眼部に対して光学的に略共役な位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の補償光学装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２の空間光変調手段が、前記照射手段で照射した測定光の前記測定対象からの戻り光に含まれる２つの偏光のうち一方の位相及び他方の位相を前記測定対象に対して光学的に略共役な位置で変調することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の補償光学装置。
【請求項１２】
測定光を測定対象に照射する照射手段と、
前記測定光を照射した前記測定対象からの戻り光の光路において前記測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置され、前記戻り光に含まれる２つの偏光のうち一方の位相を変調する第１の空間光変調手段と、
前記戻り光の光路において前記測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置され、前記２つの偏光のうち他方の位相を変調する第２の空間光変調手段と、
を有することを特徴とする補償光学装置。
【請求項１３】
測定光の光路と前記測定光を照射した測定対象からの戻り光の光路とのうち少なくとも一方の光路に配置され、該配置された光路における光に含まれる２つの偏光のうち一方の位相を変調する第１の空間光変調手段と、
前記少なくとも一方の光路に配置され、前記２つの偏光のうち他方の位相を変調する第２の空間光変調手段と、
前記第１及び第２の空間光変調手段が光学的に略共役な位置に配置されるように配置された複数の反射光学部材と、
を有することを特徴とする補償光学装置。
【請求項１４】
前記複数の反射光学部材のうち少なくとも１つが、球面ミラーであることを特徴とする請求項１３に記載の補償光学装置。
【請求項１５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の補償光学装置を備える撮像装置であって、
前記照射手段で照射した測定光の前記測定対象からの戻り光に基づいて該測定対象の画像を取得する画像取得手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
光源からの光を前記第１及び第２の空間光変調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測定光の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該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１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
測定光の光路において測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置される第１の空間光変調手段により、前記測定光に含まれる２つの偏光のうち一方の位相を変調する工程と、
前記測定光の光路において前記測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置される第２の空間光変調手段により、前記２つの偏光のうち他方の位相を変調する工程と、
前記第１及び第２の空間光変調手段により前記２つの偏光の位相が変調された測定光を前記測定対象に照射する工程と、
を有することを特徴とする補償光学方法。
【請求項１８】
前記一方の位相及び他方の位相を変調する工程において、前記第１及び第２の空間光変調手段により、前記第１及び第２の空間光変調手段に対して光学的に略共役な位置に配置され且つ前記測定対象からの戻り光の収差を測定する収差測定手段の測定結果に基づいて、前記一方の位相及び他方の位相を変調することを特徴とする請求項１７に記載の補償光学方法。
【請求項１９】
前記第１及び第２の空間光変調手段の表面の歪みを補正するように、前記第１及び第２の空間光変調手段を駆動する工程を更に有し、
前記一方の位相及び他方の位相を変調する工程において、前記第１及び第２の空間光変調手段により、前記歪みが補正された後に、前記収差測定手段の収差測定手段の測定結果に基づいて、前記一方の位相及び他方の位相を変調することを特徴とする請求項１８に記載の補償光学方法。
【請求項２０】
測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置される第１の空間光変調手段により、光に含まれる２つの偏光のうち一方の位相を変調する工程と、
前記測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置される第２の空間光変調手段により、前記２つの偏光のうち他方の位相を変調する工程と、
前記第１及び第２の空間光変調手段の表面の歪みを補正するように、前記第１及び第２の空間光変調手段を駆動する工程と、を有し、
前記一方の位相及び他方の位相を変調する工程において、前記第１及び第２の空間光変調手段により、前記歪みが補正された後に、前記第１及び第２の空間光変調手段に対して光学的に略共役な位置に配置され且つ前記測定対象からの戻り光の収差を測定する収差測定手段の測定結果に基づいて、前記一方の位相及び他方の位相を変調することを特徴とする補償光学方法。
【請求項２１】
前記第１及び第２の空間光変調手段が互いに光学的に並列あるいは直列して配置されていることを特徴とする請求項１７乃至２０のいずれか１項に記載の補償光学方法。
【請求項２２】
前記測定対象が、被検眼であり、
前記第１及び第２の空間光変調手段が、前記被検眼の前眼部に対して光学的に略共役な位置に配置されることを特徴とする請求項１７乃至２１のいずれか１項に記載の補償光学方法。
【請求項２３】
前記第１及び第２の空間光変調手段により、前記照射した測定光の前記測定対象からの戻り光に含まれる２つの偏光のうち一方の位相及び他方の位相を前記測定対象に対して光学的に略共役な位置で変調する工程を更に有することを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の補償光学方法。
【請求項２４】
測定光を照射した測定対象からの戻り光の光路において前記測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置される第１の空間光変調手段により、前記戻り光に含まれる２つの偏光のうち一方の位相を変調する工程と、
前記戻り光の光路において前記測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置される第２の空間光変調手段により、前記２つの偏光のうち他方の位相を変調する工程と、
を有することを特徴とする補償光学方法。
【請求項２５】
請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の補償光学方法を用いた撮像方法であって、
前記照射した測定光の前記測定対象からの戻り光に基づいて該測定対象の画像を取得する工程を有することを特徴とする撮像方法。
【請求項２６】
請求項１７乃至２４のいずれか１項に記載の補償光学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、補償光学装置、撮像装置および補償光学方法、撮像方法に関し、特に眼科診療等に用いられる補償光学装置、撮像装置および補償光学方法、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による光断層画像を撮像する光断層画像撮像装置をＯＣＴ装置と記す。
近年、フーリエドメイン方式のＯＣＴ装置において測定光のビーム径を大きくすることにより、高横分解能な網膜の断層画像を取得することが可能になっている。
測定光のビーム径の大径化に伴い、網膜の断層画像の取得において、被検眼における曲面のゆがみや屈折率の不均一性などによって発生する収差による断層画像のＳＮ比及び分解能の低下が問題になってきた。
それを解決するために、被検眼の収差を波面センサでリアルタイムに測定し、波面補正デバイスで補正する補償光学系を有する補償光学ＯＣＴ装置が開発され、高横分解能な断層画像の取得を可能にしている。
【０００３】
このような補償光学系を用いた装置として、特許文献１においては、走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ装置）において、補償光学系及び液晶空間位相変調器、ポリゴンミラー、ガルバノミラー等を用い、眼底画像を取得可能とした眼科撮影装置が提案されている。
この眼科撮影装置では、被検眼で発生する収差を液晶空間位相変調器を用いて補正することで、横分解能の劣化を防ぐように構成されている。
また、補償光学系を構成するための空間変調器として、非特許文献１においては、液晶の配向方向の異なる２枚の液晶素子を張り合わせて構成した、透過型の液晶空間位相変調器が提案されている。この空間位相変調器では、偏光状態に依らずに、入射光を変調することが可能なように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４５６９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】¨Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｒｅｐｏｒｔ  ｏｆ  ＵＳＡＦ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ＡＯ  ｐｒｏｇｒａｍ¨，  Ｐｒｏｃ．  ＳＰＩＥ，  Ｖｏｌ．  ３３５３，  ７７６  （１９９８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１の補償光学系を有する眼科撮影装置は、上記したように被検眼で発生する収差を液晶空間位相変調器を用いて補正することにより、高横分解能な画像の取得が可能とされている。
しかし、該液晶空間位相変調器は、液晶の配向方向に沿った向きの特定の偏光の成分のみを変調するものであり、その他の偏光の成分は変調することができない。
そのため、該眼科撮影装置は、眼底にて反射した反射光の偏光状態に依らずに、偏光の成分を補正することは難しく、高横分解能な画像を取得するうえで、改善の余地を残している。
また、上記非特許文献１の透過型の液晶空間位相変調器は、上記したように偏光状態に依らずに、入射光を変調することが可能とされている。
しかし、該変調器の構造上、２枚の液晶素子を光学的に共役に配置することが難しく、該変調器は、補償光学ＯＣＴ装置の光学設計に制限をもたらしている。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、空間光変調手段を用いた補償光学系により、偏光状態に依らず測定光あるいは戻り光の少なくともいずれかを変調することができ、
収差を補正して光画像のＳＮ比を向上させることが可能となる補償光学装置、撮像装置および補償光学方法、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補償光学装置、撮像装置および補償光学方法、撮像方法を提供するものである。
本発明の補償光学装置は、
測定光の光路において測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置され、前記測定光に含まれる２つの偏光のうち一方の位相を変調する第１の空間光変調手段と、
前記測定光の光路において前記測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置され、前記２つの偏光のうち他方の位相を変調する第２の空間光変調手段と、
前記第１及び第２の空間光変調手段により前記２つの偏光の位相が変調された測定光を前記測定対象に照射する照射手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、
上記した補償光学装置を備える撮像装置であって、
前記照射手段で照射した測定光の前記測定対象からの戻り光に基づいて該測定対象の画像を取得する画像取得手段を有することを特徴とする。
また、本発明の補償光学方法は、
測定光の光路において測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置される第１の空間光変調手段により、前記測定光に含まれる２つの偏光のうち一方の位相を変調する工程と、
前記測定光の光路において前記測定対象に対して光学的に略共役な位置に配置される第２の空間光変調手段により、前記２つの偏光のうち他方の位相を変調する工程と、
前記第１及び第２の空間光変調手段により前記２つの偏光の位相が変調された測定光を前記測定対象に照射する工程と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像方法は、
上記した補償光学方法を用いた撮像方法であって、
前記照射した測定光の前記測定対象からの戻り光に基づいて該測定対象の画像を取得する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、空間光変調手段を用いた補償光学系により、偏光状態に依らず測定光あるいは戻り光の少なくともいずれかを変調することができ、
収差を補正して光画像のＳＮ比を向上させることが可能となる補償光学装置、撮像装置および補償光学方法、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】本発明の実施例１におけるＯＣＴ装置の全体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の手順を説明する図である。
【図４】本発明の実施例２におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する図である。
【図５】本発明の実施例３における１つの空間手段を用いたＯＣＴ装置の構成例について説明する図である。
【図６】本発明の実施例４におけるＯＣＴ装置の全体の構成について説明する図である。
【図７】本発明の実施例４におけるＯＣＴ装置の断層画像の取得の手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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】
【００１２】
つぎに、本発明の実施例について、図面を用いて詳細に説明する。
ここでは、光画像撮像装置として、被検査物を眼とした際の被検眼の撮像を行うＯＣＴ装置について説明するが、光を用いて画像を撮像する撮像装置であれば、走査型レーザー検眼鏡（ＳＬＯ装置）等の他の装置にも適用できる。
【００１３】
［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。
本実施例では、特に、被検眼の断層画像（ＯＣＴ像）を撮像する高横分解能の補償光学系（補償光学装置）を備えたＯＣＴ装置について説明する。
本実施例では、被検眼の収差を第１及び第２の２つの反射型の空間光変調器（空間光変調手段）を用いて補正して断層画像を取得するフーリエドメイン方式のＯＣＴ装置が構成され、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
また、２つの反射型の空間光変調器が並列に配置されていることを特徴としている。
ここでは、空間光変調器は液晶の配向を利用した反射型の液晶空間位相変調器である。
空間光変調器は光の位相を変調できればよく、液晶以外の材料を使用してもよい。
【００１４】
図１（ａ）を用いて、まず、本実施例におけるＯＣＴ装置の光学系の全体の概略構成について説明する。
本実施例のＯＣＴ装置１００は、図１（ａ）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ている。
図１（ａ）において、光源１０１から出射された光は、光ファイバー１３０−１と光カプラー１３１とを介して、参照光１０５と測定光１０６とに、９０：１０の割合で分割される。
測定光１０６は、光ファイバー１３０−４、並列に配置された二つの空間光変調器１５９−１〜２、光の照射手段を構成するＸＹスキャナ１１９と球面ミラー１６０−１〜９等を介して、観察対象（測定対象）である被検眼１０７に導かれる。
【００１５】
測定光１０６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となって戻され、光カプラー１３１によって、参照光１０５と合波される。
１５３−１〜４は偏光コントローラであり、測定光１０６と参照光１０５との偏光の状態を調整する。
参照光１０５と戻り光１０８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、ラインセンサ１３９に入射される。
ラインセンサ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。
電動テージ１１７、ＸＹスキャナ１１９、空間光変調器１５９は、ドライバ部１８１を介して、パソコン１２５の制御により駆動される。
戻り光１０８の有する収差は波面センサ１５５にて計測される。ここでは、該収差を、並列に配置された二つの空間光変調器１５９−１〜２を制御して低減する機能を有し、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
本実施例では、光学系の全体を主に球面ミラーを用いた反射光学系を用いて、構成しているが、球面ミラーの代わりにレンズを用いた屈折光学系によっても構成することができる。
また、本実施例では反射型の空間光変調器を用いたが、透過型の空間光変調器を用いても構成することができる。
【００１６】
つぎに、光源１０１の周辺について説明する。
光源１０１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、重要なパラメーターである。
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（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。
【００１７】
つぎに、参照光１０５の光路について説明する。
光カプラー１３１にて分割された参照光１０５はシングルモードファイバー１３０−２を通して、レンズ１３５−１に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう、調整される。次に、参照光１０５は、ミラー１５７−１〜２によって、参照ミラーであるミラー１１４に導かれる。参照光１０５の光路長は、測定光１０６の光路長と略同一に調整されているため、参照光１０５と測定光１０６とを干渉させることができる。
次に、ミラー１１４にて反射され、再び光カプラー１３１に導かれる。ここで、参照光１０５が通過した分散補償用ガラス１１５は被検眼１０７に測定光１０６が往復した時の分散を、参照光１０５に対して補償するものである。
分散補償用ガラス１１５の長さはＬ１であり、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、Ｌ１＝２３ｍｍとする。
さらに、１１７−１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、参照光１０５の光路長を、調整し制御することができる。
また、電動ステージ１１７−１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を介して制御される。
【００１８】
つぎに、本実施例の特徴である測定光１０６の光路について説明する。
光カプラー１３１によって分割された測定光１０６はシングルモードファイバー１３０−４を介して、レンズ１３５−４に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう調整される。
また、偏光コントローラ１５３−１又は４は、測定光１０６の偏光状態を調整することができる。ここでは、測定光１０６の偏光状態は円偏光であることが望ましい。
測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８を通過し、球面ミラー１６０−１にて反射され、第一の偏光ビームスプリッタ（第一の偏光分岐手段）１６１−１に入射される。ここで、測定光１０６はＰ偏光の成分からなる第一の測定光１０６−１と、Ｓ偏光の成分からなる第二の測定光１０６−２とに分岐される。
測定光１０６−１は球面ミラー１６０−２〜３を介し、第一の空間光変調器１５９−１にて変調され、被検査物側に位置する第二の偏光ビームスプリッタ（第二の偏光分岐手段）１６１−２に入射される。
ここで、第一の空間光変調器１５９−１はＰ偏光の位相を変調する向きに配置されている。
【００１９】
さらに、測定光１０６−２は球面ミラー１６０−４〜５を介し、第二の空間光変調器１５９−２にて変調され、第二の偏光ビームスプリッタ１６１−２に入射される。
ここで、第二の空間光変調器１５９−２はＳ偏光の位相を変調する向きに配置されている。
ここで、空間光変調器１５９は、液晶の配向性を利用して変調を行うため、特定の方向の偏光の成分のみを変調する。
そのため、本実施例では、上記したように測定光１０６をＳ偏光とＰ偏光とに分割し、第一の空間光変調器１５９−１と第二の空間光変調器１５９−２とで変調を行うことにより、測定光１０６の偏光状態に依らず測定光１０６の変調を行うことが可能にされている。上記したように、空間光変調器１５９−１と１５９−２との液晶の配向方向が互いに垂直に配置することが望ましいが、実際には垂直に限らず、互いの配向方向が異なっていればよい。
【００２０】
次に、第一の測定光１０６−１と第二の測定光１０６−２とは、第二の偏光ビームスプリッタ１６１−２にて合波され測定光１０６として、球面ミラー１６０−６を介して、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
ここでは、簡単のため、ＸＹスキャナ１１９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。
球面ミラー１６０−７〜９は網膜１２７を走査するための光学系であり、測定光１０６を角膜１２６の付近を支点として、網膜１２７をスキャンする役割がある。
ここで、測定光１０６のビーム径は４ｍｍであるが、より高分解能な断層画像を取得するために、ビーム径はより大径化してもよい。
また、１１７−２は電動ステージであり、矢印で図示している方向に移動することができ、付随する球面ミラー１６０−８の位置を、調整することができる。
球面ミラー１６０−８の位置を調整することで、被検眼１０７の網膜１２７の所定の層に測定光１０６を合焦し、観察することが可能になる。
また、被検眼１０７が屈折異常を有している場合にも対応できる。
測定光１０６は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８となり、再び光カプラー１３１に導かれ、ラインセンサ１３９に到達する。
ここで、戻り光１０８は、偏光ビームスプリッタ１６１−２において、Ｓ偏光とＰ偏光とに分割され、空間光変調器１５９−１〜２にてそれぞれ変調され、偏光ビームスプリッタ１６１−１にて合波される。
【００２１】
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ（収差測定手段）１５５に入射され、被検眼１０７で発生する戻り光１０８の収差が測定される。
ここでは、１つの波面センサ１５５でＯＣＴ装置１０１を構成しているが、２つの波面センサを用いて、偏光毎に収差を測定してもよい。詳しくは実施例２に後述する。
波面センサ１５５はパソコン１２５に電気的に接続されている。
【００２２】
ここで、角膜１２６とＸＹスキャナ１１９と波面センサ１５５と空間光変調器１５９−１〜２とは光学的に共役になるよう、球面ミラー１６０−１〜９が配置されている。
そのため、波面センサ１５５は被検眼１０７の収差を測定することが可能になっている。また、空間光変調器１５９−１〜２は被検眼１０７の収差を補正することが可能になっている。
さらに、波面センサの測定結果による得られた収差に基づいて、空間光変調器１５９−１〜２をリアルタイムに制御することで、被検眼１０７で発生する収差を補正し、より高横分解能な断層画像の取得を可能にしている。
【００２３】
ここでは、１６０−８は球面ミラーであるが、被検眼１０７の収差（屈折異常）によっては、球面ミラー１６０−８の代わりにシリンドリカルミラーを用いてもよい。
また、新たなレンズを測定光１０６の光路に追加してもよい。
ここでは、測定光１０６を用いて、波面センサ１５５を用いた収差の測定を行っているが、収差の測定のために他の光源による収差測定光を用いてもよい。また、収差の測定のために他の光路を構成してもよい。
例えば、球面ミラー１６０−９と角膜１２６の間から、ビームスプリッタを用いて、収差の測定のための光を入射することができる。
ここでは、球面ミラー１６０−１の後で、偏光ビームスプリッタ１６１−１を用いて、測定光１０６をＰ偏光の成分からなる第一の測定光１０６−１と、Ｓ偏光の成分からなる第二の測定光１０６−２とに分岐したが、他の箇所で分岐して測定光路を構成してもよい。例えば、図１（ｂ）に示すように、球面ミラー１６０−２の後で、偏光ビームスプリッタ１６１を用いて、測定光１０６を第一の測定光１０６−１と、Ｓ偏光の成分からなる第二の測定光１０６−２とに分岐することができる。
ここで、第一の測定光１０６−１は第一の空間光変調器１５９−１にて変調され、偏光ビームスプリッタ１６１を透過し、球面ミラー１６０−３に入射される。同様に、第二の測定光１０６−２は第二の空間光変調器１５９−２にて変調され、偏光ビームスプリッタ１６１にて反射され、球面ミラー１６０−３に入射される。
これにより、偏光ビームスプリッタ１６１によって、上記した二つの偏光ビームスプリッタ１６１−１と偏光ビームスプリッタ１６１−２と兼ねた、共通の偏光ビームスプリッタを構成することができる。
【００２４】
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。
ＯＣＴ装置１００は、マイケルソン干渉系による干渉信号の強度から構成される断層画像（ＯＣＴ像）を取得することができる。
その測定系について説明すると、網膜１２７にて反射や散乱された光である戻り光１０８は、レンズ１３５−４を介して光ファイバー１３０−４に導かれ、参照光１０５と光カプラー１３１にて合波される。
そして、合波された光１４２は光ファイバー１３０−３とレンズ１３５−２とを介して、透過型グレーティング１４１に入射される。
そして、合波された光１４２は透過型グレーティング１４１によって波長毎に分光され、レンズ１３５−３で集光され、ラインセンサ１３９にて光の強度が位置（波長）毎に電圧に変換される。
具体的には、ラインセンサ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。
【００２５】
得られた電圧信号群はフレームグラバー１４０にてデジタル値に変換されて、パソコン１２５にてデータ処理を行い断層画像を形成する。
ここでは、ラインセンサ１３９は１０２４画素を有し、合波された光１４２の波長毎（１０２４分割）の強度を得ることができる。
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ１５５に入射され、戻り光１０８の収差が測定される。
波面センサ１５５はシャックハルトマン方式の波面センサである。
波面センサ１５５にて得られた画像信号は、パソコン１２５に取り込まれ、収差が算出される。得られた収差はツェルニケ多項式を用いて表現され、これは被検眼１０７の収差を示している。
ツェルニケ多項式は、チルト（傾き）の項、デフォーカス（ｄｅｆｏｃｕｓ）の項、アスティグマ（非点収差）の項、コマの項、トリフォイルの項等からなる。
【００２６】
つぎに、ＯＣＴ装置を用いた断層画像の取得方法について説明する。
ＯＣＴ装置１００は、ＸＹスキャナ１１９を制御し、ラインセンサ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（図１）。ＸＹスキャナ１１９は、パソコン１２５からドライバ部１８１内のＸＹスキャナ駆動ドライバ１８２を介して制御される（図１（ｃ））。
ここでは、図２を用いて網膜１２７の断層画像（光軸に平行な面）の取得方法について説明する。
図２（ａ）は被検眼１０７の模式図であり、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は角膜１２６を通して、網膜１２７に入射すると様々な位置における反射や散乱により戻り光１０８となり、それぞれの位置での時間遅延を伴って、ラインセンサ１３９に到達する。
ここでは、光源１０１のバンド幅が広く、コヒーレンス長が短いために、参照光路の光路長と測定光路の光路長とが略等しい場合に、ラインセンサ１３９にて、干渉縞が検出できる。
上述のように、ラインセンサ１３９で取得されるのは波長軸上のスペクトル領域の干渉縞となる。
次に、波長軸上の情報である該干渉縞を、ラインセンサ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。
【００２７】
さらに、図２（ｂ）に示すように、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、該干渉縞を検知すれば、Ｘ軸の位置毎に干渉縞が得られ、つまり、Ｘ軸の位置毎の深さ方向の情報を得ることができる。
結果として、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、該戻り光１０８の強度をアレイ状に並べたものであり、例えば該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は網膜色素上皮層、１４７は視神経線維層である。
【００２８】
つぎに、ＯＣＴ装置を用いた断層画像の取得の手順について図１〜図３を用いて説明する。
図３はＯＣＴ装置１００の断層画像の取得の手順について説明する図である。
ここでは、図１に示されているように、２台の空間光変調器１５９−１〜２を用いて、近視及び乱視の被検眼１０７が有する収差を補正し、高横分解能な網膜１２７の断層画像を取得する手段が構成されている。
もちろん、被検眼１０７が単なる近視や遠視であっても同様の手段を用いることができる。
断層画像の取得方法は以下の（１）〜（９）の手順で、例えば連続して行うものである。或いは、適宜工程を戻って行うこともできる。また、コンピュータ等を用いて、以下の工程を自動的に行うように構成してもよい。
図３に、上記断層画像の取得方法を説明するフロー図を示す。
（１）ステップ１（図３のＳ１）において、被検眼１０７に固視灯（不図示）を注視させた状態で、測定光１０６を被検眼１０７に対して入射させる。
ここでは、測定光１０６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１６０−８の位置を電動ステージ１１７−２によって調整されている。
（２）ステップ２（図３のＳ２）において、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、ラインセンサ１３９にて干渉縞を検知して、断層画像（不図示）を得る。
（３）ステップ３（図３のＳ３）において、（２）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１６０−８の位置を調整する。
（４）ステップ４（図３のＳ４）において、戻り光１０８を波面センサ１５５で測定し、戻り光１０８の収差を得る。
（５）ステップ５（図３のＳ５）において、得られた収差をパソコン１２５にてツェルニケ多項式の表現に変換し、そのデータをメモリーに記録する。
（６）ステップ６（図３のＳ６）において、得られた収差が最小になるような変調量を算出し、空間光変調器１５９−１〜２を変調する。ここで、第一の空間光変調器１５９−１と第二の空間光変調器１５９−２とは光学的に共役であるため、同一の変調量を入力する。
（７）ステップ７（図３のＳ７）収差が最小になるように、波面センサ１５５、空間光変調器１５９−１〜２、パソコン１２５、空間光変調器駆動ドライバ１８４を用いてフィードバック制御を行い、リアルタイムに空間光変調器１５９−１〜２を制御する。
（８）ステップ８（図３のＳ８）収差が設定値以下か判断し、収束するまで、ステップ４〜７を繰り返す。該設定値は０．１μｍ（ＲＭＳ（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ））程度が望ましい。
（９）ステップ９（図３のＳ９）において、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、ラインセンサ１３９にて干渉縞を検知して、再び断層画像を得る。
【００２９】
以上のように、本実施例の空間光変調器を用いた構成によれば、偏光状態に依らず、測定光あるいは戻り光の少なくともいずかを変調することができ、収差を補正することが可能となる。収差の少ない戻り光は光ファイバーへの結合効率が高くなり、結果として、断層画像のＳＮ比を高くすることが可能となる。
また、空間光変調器と、波面センサとが光学的に共役に配置されていることで、効率的に収差を補正することが可能となる。
そして、この空間光変調器を、第一の空間光変調器と第二の空間光変調器とによって構成することで、複数の異なる偏光の成分を変調してＳＮ比の向上を効率的に図ることが可能となる。
また、第一の空間光変調器と第二の空間光変調器が、液晶の配向制御を利用した空間光変調器で構成され、第一の空間光変調器と第二の空間光変調器とが、光源から被検査物までの光路に、光学的に並列して配置されることで、ＳＮ比を高くすることができる。
すなわち、測定光あるいは戻り光が空間光変調器を介する回数を最低限にとどめ、空間光変調器における光量の損失を減らすることができ、結果として断層画像のＳＮ比を高くすることが可能となる。
また、第一の偏光ビームスプリッタと第二の偏光ビームスプリッタを、測定光を互いに異なる偏光の成分に分岐、互いに異なる偏光の成分に分岐された測定光を結合するように配置することで、ＳＮ比を高くすることができる。
すなわち、測定光あるいは戻り光を効率的に空間光変調器へと導き、空間光変調器における光量の損失を減らすることができ、結果として断層画像のＳＮ比を高くすることが可能となる。
また、１つの偏光ビームスプリッタで測定光の分岐、結合を行うように構成することで、小型な光学系を有する光断層画像撮像装置を実現することが可能となる。
また、第一の空間光変調器と第二の空間光変調器とにおける液晶の配向方向が互いに垂直に配置されるようにすることで、偏光状態に依らず、測定光あるいは戻り光を効率的に変調することが可能となる。
また、第一の空間光変調器と第二の空間光変調器とにおける変調量を、同一量となるように構成することで、簡単な構成の光断層画像撮像装置を実現することが可能となる。
【００３０】
また、本実施例では、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検査物に照射された該測定光による戻り光と、参照光路を経由した該参照光とを干渉させた干渉信号を用い、前記被検査物の断層画像を撮像する光画像の撮像方法を構成することができる。
これにより、偏光状態に依らず、測定光あるいは戻り光を変調することができ、収差を補正することが可能となる。結果として、断層画像のＳＮ比を高くすることが可能となる。
【００３１】
［実施例２］
実施例２においては、本発明を適用した、ＯＣＴ装置について説明する。
ここでは特に、被検眼の断層画像（ＯＣＴ像）を撮像する高横分解能の補償光学系を備えたＯＣＴ装置について説明する。
本実施例では、被検眼の収差を２つの反射型の空間光変調器を用いて補正して断層画像を取得するフーリエドメイン方式のＯＣＴ装置が構成され、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
ここでは、２つの反射型の空間光変調器が直列に配置されていることを特徴としている。また、２つの波面センサを有し、偏光毎の収差を測定できることを特徴としている。図４を用いて、まず、本実施例におけるＯＣＴ装置の光学系の全体の概略構成について説明する。
本実施例において、図１と同じ構成には同じ番号を付し、説明を省略する。
【００３２】
図４において、測定光１０６は、光ファイバー１３０−４、直列に配置された二つの空間光変調器１５９−１〜２、ＸＹスキャナ１１９、球面ミラー１６０−１〜９等を介して、観察対象である被検眼１０７に導かれる。
戻り光１０８の有する収差は波面センサ１５５−１〜２にて計測される。ここでは、該収差を、直列に配置された二つの空間光変調器１５９−１〜２を制御して低減する機能を有し、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
本実施例では、光学系の全体を主に球面ミラーを用いた反射光学系を用いて、構成しているが、球面ミラーの代わりにレンズを用いた屈折光学系によっても構成することができる。また、本実施例では反射型の空間光変調器を用いたが、透過型の空間光変調器を用いても構成することができる。
なお、光源１０１に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
また、参照光１０５は、ミラー１５７−１〜４によって、参照ミラーであるミラー１１４に導かれる。
【００３３】
つぎに、本実施例の特徴である測定光１０６の光路について説明する。
測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８を通過し、球面ミラー１６０−１〜２にて反射され、第一の空間光変調器１５９−１に入射される。
ここで、第一の空間光変調器１５９−１はＰ偏光の位相を変調する向きに配置されている。
次に、測定光１０６は、第一の空間光変調器１５９−１にて変調され、球面ミラー１６０−３〜４にて反射され、第二の空間光変調器１５９−２に入射される。ここで第二の空間光変調器１５９−２はＳ偏光の位相を変調する向きに配置されている。
ここで、空間光変調器１５９−１〜２は一般に、液晶の配向性を利用して変調を行うため、特定の方向の偏光の成分のみを変調する。
そのため、上述のように、測定光１０６に対して、Ｐ偏光の成分の変調と、Ｓ偏光の成分の変調とを連続して行うことで、測定光１０６のあらゆる偏光の成分に対して、変調を行うことを可能にしている。
上記したように、空間光変調器１５９−１と１５９−２との液晶の配向方向が互いに垂直に配置することが望ましいが、実際には垂直に限らず、互いの配向方向が異なっていればよい。
【００３４】
次に、測定光１０６は、第二の空間光変調器１５９−２にて変調され、球面ミラー１６０−５〜６にて反射され、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。戻り光１０８は、第二の空間光変調器１５９−２と第一の空間光変調器１５９−１とで、Ｓ偏光とＰ偏光とのそれぞれが、再び変調される。
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ（収差測定手段）１５５−１〜２に入射され、戻り光１０８の収差が測定される。
ここで、戻り光１０８は偏光ビームスプリッタ１６１にてＰ偏光の成分とＳ偏光の成分とに分割される。
結果として、波面センサ１５５−１と１５５−２において、戻り光１０８のＰ偏光の成分とＳ偏光の成分がそれぞれ検知される。ここでは、２つの波面センサ１５５を用いたが、実施例１に述べたように波面センサ１５５は１つで構成してもよい。
また、波面センサ１５５−１〜２はパソコン１２５に電気的に接続されている。
【００３５】
ここで、角膜１２６とＸＹスキャナ１１９と波面センサ１５５−１〜２と空間光変調素子１５９−１〜２とは光学的に共役になるよう、球面ミラー１６０−１〜９が配置されている。
そのため、波面センサ１５５−１〜２は被検眼１０７の収差を測定することが可能になっている。
また、空間光変調器１５９−１〜２は被検眼１０７の収差を補正することが可能になっている。さらに、得られた収差に基づいて、空間光変調器１５９−１〜２をリアルタイムに制御することで、被検眼１０７で発生する収差を補正し、より高横分解能な断層画像の取得を可能にしている。
【００３６】
さらに、波面センサ１５５−１で得られた戻り光１０８のＰ偏光の成分の収差に基づいて、空間光変調器１５９−１を制御することで、被検眼１０７で発生する収差のＰ偏光の成分のみを補正することが可能となる。
同様に、波面センサ１５５−２で得られた戻り光１０８のＳ偏光の成分の収差に基づいて、空間位相変調器１５９−２を制御することで、被検眼１０７で発生する収差のＳ偏光の成分のみを補正することが可能となる。
結果として、偏光の成分毎に、収差を測定し、空間光変調器１５９−１〜２を制御することで、被検眼１０７で発生する収差を補正し、より高横分解能な断層画像の取得を可能にしている。
特に、被検眼１０７で発生する収差が偏光依存性を有している場合に、効率よく該収差を補正することが可能になる。
なお、測定系の構成および断層画像の取得方法に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。また、断層画像の取得の手順に関しては、実施例１と同様のため説明を省略する。
【００３７】
以上のように、光源から被検査物への光路において、第一の空間光変調器と第二の空間光変調器とが光学的に直列して配置されていることで、簡単な光路の構成で光断層画像撮像装置を実現することが可能となる。
また、第一の波面センサと第二の波面センサを用い、第一の波面センサと前記第二の波面センサとで互いに異なる偏光の成分を測定することで、偏光毎に収差を測定し、偏光毎に被検眼で発生する収差を補正することが可能になる。
結果として、被検眼で発生する収差が偏光依存性を有している場合に、効率よく該収差を補正することが可能になる。
第一の波面センサは、第一の空間光変調器が変調する偏光の成分と同一の偏光の成分を測定し、
第二の波面センサは、第二の空間光変調器が変調する偏光の成分と同一の偏光の成分を測定することが可能に構成することで、偏光毎に被検眼で発生する収差を補正することが可能になる。
すなわち、偏光毎に測定と変調とを行うことができ、偏光毎に被検眼で発生する収差を補正することが可能になる。
結果として、被検眼で発生する収差が偏光依存性を有している場合に、効率よく該収差を補正することが可能になる。
また、第一の波面センサで得られた収差に基づいて、第一の空間光変調器を変調し、第二の波面センサで得られた収差に基づいて、第二の空間光変調器を変調することで、効率よく該収差を補正することが可能になる。
すなわち、偏光毎に測定と変調とを行うことができ、偏光毎に被検眼で発生する収差を補正することが可能になる。
結果として、被検眼で発生する収差が偏光依存性を有している場合に、効率よく該収差を補正することが可能になる。
【００３８】
［実施例３］
実施例３では、液晶の配向を利用した反射型の一つの空間光変調器によって、収差を補正可能としたＯＣＴ装置の構成例について説明する。
実施例１及び実施例２では、上記したように２つの空間光変調器によって、Ｐ偏光とＳ偏光のそれぞれを変調して収差の補正をするように構成されていた。
これに対して、実施例３では図５に示すように、一つの空間光変調器のもとで、一方の偏光を回転させて偏光方向を合わせることにより、測定光あるいは戻り光の偏光状態に依らず変調することが可能とされている。
なお、本実施例は、このように測定光の光路に特徴を有するものであり、光源、参照光路、測定系、等の構成については基本的に実施例１と同様であるので、これらについての説明は省略し、主として測定光の光路構成について説明する。
図５において、１３０−４はシングルモードファイバー、１３５−４はレンズ、１５８はビームスプリッタ、１６０−１〜１６０−１１は球面ミラー、１６６−１は第一のウォラストンプリズム、１６６−２は第二のウォラストンプリズムである。
１６８−１は第一のλ／２板、１６８−２は第二のλ／２板、１６９−１は第一の光路補償板、１６９−２は第二の光路補償板、１５９は液晶の配向を利用した反射型の空間光変調器である。
【００３９】
本実施例において、測定光１０６は第一のウォラストンプリズム１６６−１によってＳ偏光（紙面に垂直）の成分からなる第一の測定光１０６−１と、Ｐ偏光（紙面に平行）の成分からなる第二の測定光１０６−２とに分岐される。
この分岐された一方のＳ偏光による第一の測定光１０６−１は、第一のλ／２板１６８−１によって偏光方向が９０°回転させられる。
これにより、他方のＰ偏光による第二の測定光１０６−２と偏光方向を合わせて、この第二の測定光１０６−２と共に、空間光変調器１５９の同一の位置に入射させることにより、測定光の偏光状態に依らず変調されるように構成されている。
なお、第一の光路補償板１６９−１及び第二の光路補償板１６９−２は、第一のλ／２板１６８−１及び第二のλ／２板１６８−２に対して、光路長あるいは分散を補償するものである。
そして、測定光１０６は被検眼１０７に入射すると、網膜１２７からの反射や散乱により戻り光１０８となり、再び光カプラー１３１に導かれ、ラインセンサ１３９に到達する。ここで、戻り光１０８は、第二のウォラストンプリズム１６６−２において、Ｓ偏光とＰ偏光とに分割される。
そして、分割された一方の偏光は第二のλ／２板１６８−２によって偏光方向が９０°回転させられることにより、偏光状態に依らず空間光変調器１５９で変調された後、第一のウォラストンプリズム１６６−１によって合波される。
【００４０】
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ１５５に入射され、戻り光１０８の収差が測定される。波面センサ１５５はパソコン１２５に電気的に接続されている。
ここで、角膜１２６、ＸＹスキャナ１１９、波面センサ１５５、空間光変調器１５９、ウォラストンプリズム１６６−１、１６６−２のビーム分離面とは光学的に共役になるよう、球面ミラー１６０−１〜９が配置されている。
互いに共役な位置には「Ｐ」の文字を付した。そのため、波面センサ１５５は被検眼１０７の収差を測定することが可能になっている。
そして、波面センサ１５５で測定された収差に基づいて、被検眼１０７の収差を補正することが可能に構成されている。
すなわち、得られた収差に基づいて、空間光変調器１５９をリアルタイムに制御することで、被検眼１０７で発生する収差を補正し、より高横分解能な断層画像の取得を可能に構成されている。
なお、断層画像の取得方法や、断層画像の取得の手順に関しては、実施例１と同様であるから、これらについての説明は省略する。
【００４１】
以上、本実施例の構成によれば、偏光状態に依らず、１つの空間光変調器で測定光あるいは戻り光を変調することができ、収差を補正することが可能となる。結果として、断層画像のＳＮ比を高くすることが可能となる。
【００４２】
［実施例４］
実施例４においては、本発明を適用した、ＯＣＴ装置について説明する。
ここでは特に、被検眼の断層画像（ＯＣＴ像）を撮像する高横分解能の補償光学系を備えたＯＣＴ装置について説明する。
本実施例では、実施例２と同様に、被検眼の収差を、直列に配置された２つの反射型の空間光変調器を用いて補正して、断層画像を取得するフーリエドメイン方式のＯＣＴ装置が構成される。
そして、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
ここでは、実施例２の構成に加えて、２つの空間光変調器それぞれが有する歪みを補正して、測定光あるいは戻り光の変調を行うように構成されている。ここで、該歪みは反射型空間光変調器の反射面の歪みを示している。
また、２つの空間光変調器の配置を工夫して、空間光変調器の回折効率が最適となるよう構成されている。
なお、本実施例は、測定光路と空間光変調器の駆動方法に特徴を有するものであり、光源、参照光路、測定系、断層画像の取得方法等の構成については基本的に実施例２と同様である。
したがって、これらについての説明は省略し、主として測定光路と空間光変調器の駆動方法について説明する。
【００４３】
先ず、本実施例におけるＯＣＴ装置の全体の概略構成について、図６を用いて説明する。
図６において、図４と同じ構成には同じ番号を付し、説明を省略する。ここで、図６（ａ）はＯＣＴ装置のＸＺ平面を、図６（ｂ）は図６（ａ）の一部のＸＹ平面をそれぞれ示している。
戻り光１０８の有する収差は波面センサ１５５にて計測される。ここでは、該収差を、光学的に直列に配置された二つの空間光変調器１５９−１〜２を制御して低減する機能を有し、被検眼の視度や収差によらず良好な断層画像が得られるようにされている。
【００４４】
つぎに、本実施例の特徴である測定光１０６の光路について説明する。
測定光１０６は、ビームスプリッタ１５８を通過し、球面ミラー１６０−１〜２にて反射され、第一の空間光変調器１５９−１に入射される。ここで、第一の空間光変調器１５９−１はＰ偏光（ＸＺ平面方向）の位相を変調する向きに配置されている。
次に、測定光１０６は、第一の空間光変調器１５９−１にて変調され、球面ミラー１６０−３にて反射され、球面ミラー１６０−４にて＋Ｙ方向に反射され、第二の空間光変調器１５９−２に入射される。
ここで、第二の空間光変調器１５９−２はＰ偏光（ＸＹ平面方向）の位相を変調する向きに配置されている。
ここで、２つの空間光変調器１５９−１と１５９−２とが変調できる偏光の向きは９０°直交し、変調する偏光は共にＰ偏光となっている。
空間光変調器の構成要素である液晶の配向方向と測定光１０６あるいは戻り光１０８の入射方向とを同一にし、Ｐ偏光とすることで、回折効率を最適化している。
すなわち、球面ミラー１６０−４により、第一の空間光変調器１５９−１に入射する光路（正確には光軸）と出射する光路で規定される平面と、第二の空間光変調器１５９−２に入射する光路と出射する光路で規定される平面とが垂直になるように構成される。これにより上述の変調を実現する。
【００４５】
ここで、空間光変調器１５９−１〜２は一般に、液晶の配向性を利用して変調を行うため、特定の方向の偏光の成分のみを変調する。
そのため、上述のように、測定光１０６に対して、ＸＺ平面方向の偏光の成分の変調と、ＸＹ平面方向の偏光の成分の変調とを連続して行うことで、測定光１０６のあらゆる偏光の成分に対して、変調を行うことを可能にしている。
次に、測定光１０６は、第二の空間光変調器１５９−２にて変調され、＋Ｙ方向に導かれ、球面ミラー１６０−５〜６にて反射され、ＸＹスキャナ１１９のミラーに入射される。
戻り光１０８は、第二の空間光変調器１５９−２と第一の空間光変調器１５９−１とで、ＸＹ平面方向とＸＺ平面方向との偏光の成分とのそれぞれが、再び変調される。
また、ビームスプリッタ１５８にて分割される戻り光１０８の一部は、波面センサ（収差測定手段）１５５に入射され、戻り光１０８の収差が測定される。
【００４６】
つぎに、空間光変調器の駆動方法について説明する。
一般に、反射型の空間光変調器の反射面は例えば１μｍ程度の歪みを有している。そのため、被検眼１０７に入射する測定光１０６は、空間光変調器１５９−１と１５９−２との歪みによって発生する収差を含むことになる。
それに対して、空間光変調器は１５９−１〜２は、変調できる偏光成分に限り、上記歪みによって発生する収差を変調器自身で補正することが可能である。
具体的には、事前に測定された反射面の歪みを補正するような変調量を該空間光変調器に入力することで、対応する偏光成分に対して、反射面は光学的に平坦と捉えることができる。
ここでは、事前に測定した空間光変調器１５９−１〜２の反射面のそれぞれの歪みを補正する変調量のデータをパソコン１２５のメモリーにデータベース１６５として保持している。
また、該変調量のデータを用いて、空間光変調器１５９−１〜２に出力する変調量を算出することができる。
さらに、前述のように、空間光変調器１５９−１はＸＺ平面方向、１５９−２はＸＹ平面方向の偏光の成分の位相を変調する向きに配置されている。
そのため、空間光変調器１５９−１と１５９−２との歪みによって生じる収差の内、ＸＺ平面方向の偏光の成分を空間光変調器１５９−１で、ＸＹ平面方向の偏光の成分を空間光変調器１５９−２で、それぞれ補正することができる。
【００４７】
具体的には、空間光変調器１５９−１の歪みを補正するための変調量をＳ１、１５９−２の歪みを補正するための変調量をＳ２とすれば、空間光変調器１５９−１〜２の両方に、変調量として（Ｓ１＋Ｓ２）を入力することで、該補正を行うことができる。
若しくは、空間光変調器を構成する液晶層の厚さばらつき等を考慮して、（Ｓ１＋Ｓ２）を補正した値を変調量として、入力してもよい。
なぜなら、ＸＺ平面方向の偏光は空間光変調器１５９−１と１５９−２との歪みによって生じる収差を空間光変調器１５９−１で補正することができるからである。
同様に、ＸＹ平面方向の偏光は空間光変調器１５９−１と１５９−２との歪みによって生じる収差を空間光変調器１５９−２で補正することができる。
したがって、空間光変調器１５９−１と１５９−２との歪みによって生じる収差を補正して、被検眼１０７に対して、空間光変調器１５９−１〜２による収差の低減された測定光１０６を入射することが可能となる。
同様に、戻り光１０８の空間光変調器１５９−１〜２による収差を補正することが可能となる。
【００４８】
つぎに、ＯＣＴ装置を用いた断層画像の取得の手順について図６、図７を用いて説明する。
図７はＯＣＴ装置１００の断層画像の取得の手順について説明する図である。
ここでは、図６に示されているように、２台の空間光変調器１５９−１〜２を用いて、近視及び乱視の被検眼１０７が有する収差を補正し、高横分解能な網膜１２７の断層画像を取得する手段が構成されている。
また、２つの空間光変調器１５９−１〜２の有する歪みによって発生する収差の影響を低減するように構成されている。
【００４９】
断層画像の取得方法は以下の（１）〜（１０）の手順で、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７に、上記断層画像の取得方法を説明するフロー図を示す。
（１）ステップ１（図７のＳ１）において、パソコン１２５のデータベース１６５に予め記録されている空間光変調器１５９−１〜２の歪みの補正する変調量Ｓ１、Ｓ２を用いて、変調量（Ｓ１＋Ｓ２）を算出し、空間光変調器１５９−１〜２のそれぞれを変調する。
（２）ステップ２（図７のＳ２）において、被検眼１０７に固視灯（不図示）を注視させた状態で、測定光１０６を被検眼１０７に対して入射させる。
ここでは、測定光１０６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１６０−８の位置を電動ステージ１１７−２によって調整されている。
（３）ステップ３（図７のＳ３）において、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、ラインセンサ１３９にて干渉縞を検知して、断層画像（不図示）を得る。
（４）ステップ４（図７のＳ４）において、（２）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１６０−８の位置を調整する。
（５）ステップ５（図７のＳ５）において、戻り光１０８を波面センサ１５５で測定し、戻り光１０８の収差を得る。特に、ここで得られる収差は空間光変調器１５９−１〜２の歪みを含んで測定される。
（６）ステップ６（図７のＳ６）において、得られた収差をパソコン１２５にてツェルニケ多項式の表現に変換し、そのデータをメモリーに記録する。
（７）ステップ７（図７のＳ７）において、得られた収差が最小になるような変調量を算出し、空間光変調器１５９−１〜２を変調する。
ここで、第一の空間光変調器１５９−１と第二の空間光変調器１５９−２とは光学的に共役であるため、同一の変調量を入力する。若しくは、各空間光変調器を構成する液晶層の厚さばらつき等を考慮して、変調量を補正して入力してもよい。
ここで、（５）で得られる収差は空間光変調器１５９−１〜２の歪みを含んでいるため、該歪みにより発生する収差はここで補正される。
（８）ステップ８（図７のＳ８）収差が最小になるように、波面センサ１５５、空間光変調器１５９−１〜２、パソコン１２５、空間光変調器駆動ドライバ１８４を用いてフィードバック制御を行い、リアルタイムに空間光変調器１５９−１〜２を制御する。ここでも、空間光変調器１５９−２への入力は（７）と同様に行う。
（９）ステップ９（図７のＳ９）収差が設定値以下か判断し、収束するまで、ステップ５〜８を繰り返す。該設定値は０．１μｍ（ＲＭＳ）程度が望ましい。
（１０）ステップ１０（図７のＳ１０）において、ＸＹスキャナ１１９のＸ軸を駆動しながら、ラインセンサ１３９にて干渉縞を検知して、再び断層画像を得る。
【００５０】
以上のように、本実施例の構成によれば、２つの空間光変調器の歪みによって生じる測定光あるいは戻り光の収差を低減し、より高精度に収差の補正を行うことが可能となる。結果として、断層画像のＳＮ比を高くすることが可能となる。
また、第一の空間光変調器と第二の空間光変調器との歪みによって生じる測定光あるいは戻り光の収差を、偏光の成分毎に補正することで、第一の空間光変調器と第二の空間光変調器との歪みの両方を補正することが可能となる。結果として、断層画像のＳＮ比を高くすることが可能となる。
また、空間光変調器の歪みを光学的に補正する変調量のデータに基づいて、空間光変調器に入力する変調量を算出することで、空間光変調器の歪みを光学的に補正することが可能となる。結果として、高分解能な断層画像を取得することが可能となる。
また、空間光変調器の歪みを光学的に補正する変調量のデータを保持するデータベースを有することで、簡単に空間光変調器の歪みを光学的に補正することが可能となる。結果として、簡単に高分解能な断層画像を取得することが可能となる。
また、第一の変調量のデータと第二の変調量のデータとの和を用いることで、空間光変調器の歪みを偏光毎に補正することが可能となる。結果として、高分解能な断層画像を取得することが可能となる。
また、測定光あるいは戻り光の光路において、第一の空間光変調器に入射する光路と出射する光路とを含む平面と、第二の空間光変調器に入射する光路と出射する光路とを含む平面とを、互いに垂直に配置する構成を採ることができる。
これにより、測定光あるいは戻り光の内のＰ偏光の成分が２つの空間光変調器に変調されるよう構成することが可能となる。結果として、空間光変調器の回折効率が最適化され、断層画像のＳＮ比を高くすることが可能となる。
【符号の説明】
【００５１】
１００：ＯＣＴ装置
１０１：光源
１０５：参照光
１０６：測定光
１０７：被検眼
１０８：戻り光
１１７：電動ステージ
１１９：ＸＹスキャナ
１２５：パソコン
１２６：角膜
１２７：網膜
１３０：光ファイバー
１３１：光カプラー
１３５：レンズ
１５５：波面センサ
１５８：ビームスプリッタ
１５９：空間光変調器
１６０：球面ミラー
１６５：データベース
１８１：ドライバ部
【図１】
0005553635.tif 000002
【図２】
0005553635.tif 000003
【図３】
0005553635.tif 000004
【図４】
0005553635.tif 000005
【図５】
0005553635.tif 000006
【図６】
0005553635.tif 000007
【図７】
0005553635.tif 000008