(57)【要約】      （修正有）【課題】安価な構成であって、検出感度を維持可能であると共に信号の読み出し時間を要しない計測装置を提供する。【解決手段】光源と、光源からの測定光をライン像として成形して被検査物へ導く測定光学系１０２と、タンジェンシャル方向に画素が並んでなるラインセンサにより被検査物を経た測定光を受光して出力信号を生成する受光光学系１０４と、出力信号を処理して被検査物の測定情報を出力する信号処理手段と、を備える計測装置であって、受光光学系において、被検査物上の物点をラインセンサ上で結像させて得られる光スポットは、ラインセンサのタンジェンシャル方向に隣接する少なくとも２つの画素の受光領域を含み、画素の受光領域のサジタル方向の中に入るように結像する。【選択図】図１
2019033956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの測定光をライン像として成形して被検査物へ導く測定光学系と、
タンジェンシャル方向に画素が並んでなるラインセンサにより前記被検査物を経た前記測定光を受光して出力信号を生成する受光光学系と、
前記出力信号を処理して前記被検査物の測定情報を出力する信号処理手段と、
を備え、
前記受光光学系において、前記被検査物上の物点を前記ラインセンサ上で結像させて得られる光スポットは、前記ラインセンサの前記タンジェンシャル方向に隣接する少なくとも２つの前記画素の受光領域を含み、前記画素の前記受光領域のサジタル方向の中に入るように結像することを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記受光光学系は、前記被検査物から前記ラインセンサに至る光路上で前記物点と共役な位置に形成される中間像面で結像される像を前記ラインセンサ上の結像面に結像させるリレーレンズ系を備え、
前記リレーレンズ系は、前記タンジェンシャル方向の結像倍率が前記サジタル方向の結像倍率の２倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記リレーレンズ系は、シリンドリカルレンズを備えることを特徴とする請求項２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記シリンドリカルレンズは、貼り合わせレンズからなることを特徴とする請求項３に記載の計測装置。
【請求項５】
前記リレーレンズ系は、像側テレセントリック光学系であることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の計測装置。
【請求項６】
前記受光光学系において、前記受光領域は前記タンジェンシャル方向の長さに対して前記サジタル方向の長さが２倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項７】
前記ライン像を、前記被検査物上で前記ライン像の延在方向とは垂直な方向に走査する走査手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の計測装置。
【請求項８】
前記光源は射出する光の波長を掃引する波長掃引型の光源であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の計測装置。
【請求項９】
前記光源からの参照光の光路長を調整する参照光学系と、
前記参照光学系を経た前記参照光と前記被検査物を経た前記測定光とを合波させて干渉光を生成する合波手段と、を更に備え、
前記ラインセンサは前記干渉光を受光して前記出力信号を生成することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記光源からの光を前記測定光と前記参照光とに分割する分割手段を更に備え、
前記参照光学系は前記参照光の第２のライン像を形成し、
前記合波手段は前記ライン像と前記第２のライン像とを合波させてライン状の前記干渉光を生成することを特徴とする請求項９に記載の計測装置。
【請求項１１】
前記参照光学系は前記測定光に対する位相シフトを前記参照光に与える手段を備え、
前記光スポットは、前記ラインセンサの横方向に隣接する少なくとも４つの前記受光領域を含むように結像することを特徴とする請求項９又は１０に記載の計測装置。
【請求項１２】
前記光スポットは、点像分布関数により定義されることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の計測装置。
【請求項１３】
前記光スポットは、前記点像分布関数における半値幅にて定義されることを特徴とする請求項１２に記載の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物上で光を走査して該被検査物の計測を行う計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科分野において、計測光を被検眼上或いは内部で走査し、該被検眼の検査を行う光計測装置が知られている。中でも、近年、非侵襲で眼底及び前眼部の断層を観察／計測できる光干渉断層計測法（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）を用いた装置（以下ＯＣＴ装置という）の普及が進んでいる。ＯＣＴでは、低コヒーレント光（測定光）を被検眼に照射し、被検眼からのその戻り光と参照光とを合波させて得た干渉光を用いて、被検眼の断層に関する情報を得ている。また、この測定光を被検眼の例えば眼底上の所定範囲に走査することで、該所定範囲の３次元断層情報が得られる。当該方法を具現化するＯＣＴ装置は、医療において研究から臨床まで広く使われている。
【０００３】
ＯＣＴは、タイムドメインＯＣＴ及びフーリエドメインＯＣＴの２種に大別されている。更に、フーリエドメインＯＣＴには、スペクトラルドメインＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）とスウェプトソースＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ）とがある。これらフーリエドメインＯＣＴは、広い波長帯域を有する光源からの光を利用し、得られた干渉光を分光して信号取得を行い、取得した信号にフーリエ変換等の処理を施すことで、被検眼の情報を得ている。広帯域光を用いるＳＤ−ＯＣＴは、得られた干渉光を分光器により空間的に分光して周波数毎の情報を得ている。波長掃引光源からの光を用いるＳＳ−ＯＣＴでは、時間的に異なる波長の光を発する光源からの光を用いて、得られた干渉光を時間的に分光して周波数毎の情報を得ている。
【０００４】
例えば測定時間の短縮化を目的として、スポット状の測定光を用いるのではなく、線状に成形した測定光を用いて断層情報を得るライン走査式マイケルソン型のＯＣＴ装置（以下ラインＯＣＴ装置という）が非特許文献１に紹介されている。該ラインＯＣＴ装置では、光源から射出した光をコリメータレンズ及びシリンドリカルレンズを用いてライン状に成形し、被検眼の眼底上に測定光をライン像として照射する。そして眼底から戻ってきた測定光と、同様にライン状に成形した参照光とを合波させ、得られた干渉光をラインセンサで受光する。従来、Ａスキャンとして眼底にスポット光を照射し、Ｂスキャンとして該スポット光をライン状に走査して取得していた情報を、該ラインＯＣＴ装置によればライン像として並列で一度に取得することができる。これにより、従来のＢスキャンに対応する信号の取得時間を大幅に低減させることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】D. J. Fechtig, B. Grajciar, T. Schmoll, C. Blatter, R. M. Werkmeister, W. Drexler, and R. a Leitgeb, “Line-field parallel swept source MHz OCT for structural and functional retinal imaging.,” Biomed. Opt. Express, vol. 6, no. 3, pp. 716-35, Mar. 2015.（https://www.osapublishing.org/boe/fulltext.cfm?uri=boe-6-3-716&id=311687）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般にラインセンサ等の光学機器には標本化定理があり、信号に含まれる最大の空間周波数を保存するには、空間周波数の半分（ナイキスト周波数）以下の間隔で標本化する必要がある。従って、物点としての被検眼の眼底からの点像がラインセンサにスポット像として結像する光学分解能に対して、画素の間隔はこのスポット像の径の半分以下の細かさでなければ良好な空間解像度は得られない。例えば一辺１０［μｍ］の正方形の画素からなるラインセンサを用いた場合、対応できるスポット像の径は２０［μｍ］となる。
【０００７】
ここで、ラインＯＣＴ装置において重要なデバイスであるラインセンサの選定においては、検出感度が考慮されることを要する。検出感度の最適化のためにラインセンサの受光効率を高めるには、一般にラインセンサの線幅方向のみに集光するようにシリンドリカルレンズをラインセンサの直前に配置する。そして、眼底から戻る測定光のライン像の線幅がラインセンサの画素の幅よりも小さくなるように結像倍率を設定する必要がある。即ち、結像光学的な観点から、光学分解能は画素の幅以下である必要がある。よって、上述したサイズの正方形の画素が一列に並べられたラインセンサの場合、スポット像径は１０［μｍ］以下が好ましい。スポット像径が２０［μｍ］であると画素の幅が不足し、ラインセンサから測定光が漏れ、受光効率が半分程度に低下してしまう。
【０００８】
これに対して、非特許文献１に開示されるラインＯＣＴ装置では、上述したサイズの画素のライン配列が縦方向に２段に並べられたセンサを用いている。そして、幅方向と縦方向とに並ぶ複数の画素によりスポット像を受光することで、標本化定理と受光効率の維持とを満たしている。しかし、このような２段構成のラインセンサは、構造が複雑となることから高価であり、信号の読み出しに時間を要することが考えられる。
【０００９】
本発明は以上の状況に鑑みたものであって、より安価な構成であって、検出感度を維持可能であると共に信号の読み出し時間も要しない計測装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る計測装置は、
光源と、
前記光源からの測定光をライン像として成形して被検査物へ導く測定光学系と、
タンジェンシャル方向に画素が並んでなるラインセンサにより前記被検査物を経た前記測定光を受光して出力信号を生成する受光光学系と、
前記出力信号を処理して前記被検査物の測定情報を出力する信号処理手段と、
を備え、
前記受光光学系において、前記被検査物上の物点を前記ラインセンサ上で結像させて得られる光スポットは、前記ラインセンサの前記タンジェンシャル方向に隣接する少なくとも２つの前記画素の受光領域を含み、前記画素の前記受光領域のサジタル方向の中に入るように結像することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、より安価な構成であって、検出感度を維持可能であると共に信号の読み出し時間も要しない計測装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施例に係るラインＯＣＴ装置の光学系を説明するための概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るラインＯＣＴ装置の制御部を説明するためのブロック図である。
【図３】眼底における点像を光スポットとして正方形画素からなるラインセンサ上に結像させた際のスポット像径とセンササイズとの関係を説明するための概略図である。
【図４】図１に示した受光光学系におけるリレー光学系の概略構成図である。
【図５】図４に示したリレー光学系の概略斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係るラインＯＣＴ装置の光学系を説明するための概略構成図である。
【図７】図６に示した参照光学系におけるライン像形成光学系、波面傾斜ミラー、及び参照光用リレーレンズ系の概略構成図である。
【図８】通常得られる断層像と位相シフトにより得られる断層像とを例示する図である。
【図９】第２の実施例におけるフルレンジ処理を説明するための参照図である。
【図１０】本発明の変形例１を説明する図であって、画素と光スポットとの関係を示す概略図である。
【図１１】本発明の変形例２を説明する図であって、画素と光スポットとの関係を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための例示的な実施例を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施例で説明される寸法、材料、形状、及び構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、図面において、同一であるか又は機能的に類似している要素を示すために図面間で同じ参照符号を用いる。
【００１４】
［第１の実施例］
以下の実施例では、本発明を適用した計測装置としてラインＯＣＴ装置を例として説明する。参照する図１はラインＯＣＴ装置の光学系を説明するための概略構成図であり、図２は当該ラインＯＣＴ装置の制御部を説明するためのラインＯＣＴ装置の全体構成を示すブロック図である。なお、本実施例で示すラインＯＣＴ装置はマイケルソン式の干渉系ではなくマッハツェンダー式の干渉系を有する。しかしマイケルソン式の干渉系を用いることとしてもよい。
【００１５】
本実施例に係るラインＯＣＴ装置におけるＯＣＴ光学系は、光源００１、カプラ００２、ライン像形成光学系１０１、サンプル光学系（測定光学系）１０２、参照光学系１０３、ビームスプリッタ００４、及び受光光学系１０４を有する。波長掃引可能な光源００１（ＳＳ光源）より射出された光は光ファイバによりカプラ（光カプラ）００２に導かれ、所望の分割比の下で該カプラ００２によって測定光と参照光とに分割される。測定光はライン像形成光学系１０１へ、参照光は参照光学系１０３へと各々光ファイバを介して導かれる。なお、光源００１からの光は光ファイバによって導かれ且つカプラ００２により分割されているが、空間光として導き且つビームスプリッタ等によって分割されてもよい。
【００１６】
（ライン像形成光学系）
ライン像形成光学系１０１は、カプラ００２側から順に、コリメータレンズ０１１、シリンドリカルレンズ０１２、及びレンズ０１３を有する。カプラ００２より得られた測定光は、ライン像形成光学系１０１へ導かれ、コリメータレンズ０１１によりコリメート光とされる。該コリメート光は更に、シリンドリカルレンズ０１２及びレンズ０１３によって、仮想平面０１４上にライン像を形成するライン状の光線に成形される。なお、図中、実線は紙面に垂直のサジタル方向において仮想平面０１４上で集光する光線を、破線は紙面に平行のタンジェンシャル方向において仮想平面０１４上でコリメートされている光線をそれぞれ示している。
【００１７】
（サンプル光学系）
測定光は、ビームスプリッタ００４を通過してサンプル光学系１０２へ導かれる。サンプル光学系１０２は、ビームスプリッタ００４側から順に、フォーカスレンズ０２１、絞り０２２、ガルバノメトリックミラー０２３、レンズ０２４、及びレンズ０２５を有する。ガルバノメトリックミラー０２３は、被検眼０２６の前眼部と略共役な位置に配置され、光軸に対する角度が可変とされている。レンズ０２４及びレンズ０２５は対物レンズ系を形成し、測定光を被検眼０２６へ導いて眼底上にライン像を形成する。
【００１８】
フォーカスレンズ０２１は、後述するフォーカス駆動手段００８１によって光軸上を移動可能とされている。該フォーカスレンズ０２１は、仮想平面０１４と被検眼０２６の眼底とが光学的に共役になるように、光軸上の位置が制御される。また、眼底上に導かれた測定光によるライン像は、ガルバノメトリックミラー０２３の回転駆動により、ライン像の状態で眼底上を走査される。被検眼０２６の眼底で反射散乱した測定光は、戻り光としてサンプル光学系１０２内の上述した光学要素を逆に伝わった後、ビームスプリッタ００４に至る。該ビームスプリッタ００４によって反射された戻り光は受光光学系１０４へ導かれ、後述する仮想平面０４１上に、測定光（戻り光）のライン像を形成する。
【００１９】
（受光光学系）
受光光学系１０４は、リレー光学系及びラインセンサ０４６を有する。リレー光学系については後で詳述する。受光光学系１０４では、ビームスプリッタ００４の射出面近傍に位置する仮想平面０４１が、被検眼０２６の眼底及び仮想平面０１４と光学的に共役となっている。更に、該仮想平面０４１は、リレー光学系におけるレンズ０４２、レンズ０４３、シリンドリカルレンズ０４４、及びシリンドリカルレンズ０４５を介してラインセンサ０４６の受光面とも共役となっている。このため、眼底上のライン像から反射散乱された測定光（戻り光）がラインセンサ０４６へと達し、結像することになる。
【００２０】
（参照光学系）
一方、カプラ００２より分割された参照光は、光ファイバを経て参照光学系１０３へ導かれる。参照光学系１０３は、該光ファイバの射出端より順に、コリメータレンズ０３１、ＮＤフィルター０３２、ミラー０３３、ミラー０３４、レトロリフレクタ０３５、シリンドリカルレンズ０３６、及びレンズ０３７を有する。コリメータレンズ０３１によりコリメート光とされた参照光は、ＮＤフィルター０３２を通過して所定光量に減衰される。これにより、眼底を経た測定光と参照光との光量差の調整が為される。その後、参照光はコリメートされた状態を保持したまま、ミラー０３３及びミラー０３４で反射され、光軸方向に移動可能なレトロリフレクタ０３５で折り返され、再びミラー０３４及びミラー０３３で反射される。更に、該参照光はシリンドリカルレンズ０３６とレンズ０３７によって成形され、ビームスプリッタ００４を透過した後に、仮想平面０４１上で参照光によるライン像を形成する。シリンドリカルレンズ０３６とレンズ０３７とは、ライン像形成レンズ系を構成する。なお、レトロリフレクタ０３５は後述するリフレクタ駆動手段００７１により光軸上を移動可能とされており、参照光の光路長とサンプル光学系１０２における測定光の光路長との光路長差を調整することができる。
【００２１】
（干渉光学系）
本実施例において、干渉光学系はビームスプリッタ００４により構成される。参照光学系１０３を経た参照光とサンプル光学系１０２を介して被検眼０２６の眼底を経た測定光とはビームスプリッタ００４により合波され、仮想平面０４１上で参照光と測定光各々のライン像が干渉する。該干渉したライン像は、後述するリレー光学系を介してラインセンサ０４６で受光され、得られた出力信号が該ラインセンサ０４６より出力される。
【００２２】
（偏光調整）
上述したラインＯＣＴ装置の光学系において、カプラ００２から参照光学系１０３に至る光ファイバには、該光ファイバを複数の環状に束ねた偏光調整用パドル００３が配される。該偏光調整用パドル００３には、それを駆動する偏光調整駆動手段００６１が併せて配されている。本ラインＯＣＴ装置は、これら構成によって、測定光と参照光との干渉状態が良くなるように、測定光の偏光状態に対する参照光の偏光状態を調整できるようになっている。
【００２３】
（制御系）
図２に示すように、本実施例におけるラインＯＣＴ装置は、上述したＯＣＴ光学系加えて、サンプリング部０５１、メモリ０５２、信号処理手段０５３、制御手段０５４、モニタ０５５、及び操作入力手段０５６を含む制御系を有する。制御手段０５４は汎用のコンピュータ等により構成され、サンプリング部０５１、メモリ０５２、信号処理手段０５３、モニタ０５５、及び操作入力手段０５６と接続される。そして、これら構成への制御信号等の入力、これら構成からの出力信号の受信等を行う。
【００２４】
操作入力手段０５６は制御手段０５４への指示を行うための入力装置であり、例えばキーボード、マウス等により構成される。モニタ０５５は制御手段０５４から送られる各種情報や各種画像、操作入力手段０５６の操作に従ったマウスカーソル等を表示する。サンプリング部０５１はラインセンサ０４６と接続されて、該ラインセンサ０４６を制御して所定のタイミングにて干渉信号を取得する。メモリ０５２は取得した干渉信号、ガルバノメトリックミラー０２３の位置情報、干渉信号より生成した画像等の計測に関する各種情報、及び計測を実行するための各種プログラム等を記憶する。信号処理手段０５３はサンプリング部０５１が取得した干渉信号に対してフーリエ変換等の処理を施し、輝度情報、断層像等の断層情報を生成する。なお、図中ここで述べた制御手段０５４、モニタ０５５等はそれぞれ個別に示されているが、これらは一部又は全体が一体として構成されていてもよい。また、制御手段０５４とＯＣＴ光学系とが一体として構成されてもよい。
【００２５】
制御手段０５４は、上述した構成の他に、光源００１、ラインセンサ０４６、偏光調整駆動手段００６１、リフレクタ駆動手段００７１、フォーカス駆動手段００８１、及びガルバノ駆動手段００９１にも接続されている。これら構成はＯＣＴ光学系の各構成の制御のためのものであり、これによりＯＣＴ光学系における各構成に対する制御手段０５４による制御も可能となっている。フォーカス駆動手段００８１は、フォーカスレンズ０２１を光軸方向に移動させ、該フォーカスレンズ０２１の光軸上の位置を制御する。ガルバノ駆動手段００９１は、ガルバノメトリックミラー０２３を駆動してライン状の測定光の眼底上の走査を行わせる。リフレクタ駆動手段００７１は、レトロリフレクタ０３５を光軸方向に移動させ、測定光の光路長と参照光の光路長との光路長差を調整する。制御手段０５４は更に、光源００１の発光制御、及びサンプリング部０５１に対する干渉信号の取得タイミングの制御等も行う。
【００２６】
（スキャン制御）
上述したように、ラインセンサ０４６からの出力信号は、サンプリング部０５１により取得される。その際、ガルバノメトリックミラー０２３のガルバノ駆動角度は、ガルバノ駆動手段００９１により制御されている。サンプリング部０５１は、任意のガルバノ駆動角度における光源００１の１回の波長掃引に対応してラインセンサ０４６の画素毎にこの出力信号を取得して各々の画素が１つの干渉信号を得る。そして、次のガルバノ駆動角度においても、光源００１の次の波長掃引に対応して、ラインセンサ０４６の画素毎にこの出力信号を取得して次の干渉信号を得る。以降はこの繰り返しで干渉信号が次々に取得される。サンプリング部０５１で取得された干渉信号は、メモリ０５２にガルバノ駆動角度と共に記憶される。ガルバノ駆動角度は、眼底上における測定光の走査位置と対応付けられる。メモリ０５２に記憶された干渉信号は、信号処理手段０５３により、周波数解析され、眼底上の位置に対応付けられる。以上の処理により生成された被検眼０２６の眼底の断層像は、メモリ０５２に記憶されると共にモニタ０５５に表示される。このように、ガルバノ駆動角度の情報を干渉信号に併せて取得することによって、三次元の眼底ボリューム像を生成し、モニタ０５５に表示することもできる。
【００２７】
（受光効率と解像力）
次に、眼底をラインセンサ０４６で撮像する際の結像倍率について説明する。ラインＯＣＴ装置での眼底の撮像においては、ラインセンサの画素配列方向に一括で干渉光が受光される。その際、撮像光学系の影響を受け、ボケが生じる。すなわち眼底面上の点物体（物点）は、点像分布関数（ＰＳＦ：Ｐｏｉｎｔ  ｓｐｒｅａｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）により広がり、有限の大きさの光スポット（点像）となってラインセンサ上に像として結像する。以下、ラインＯＣＴ装置によって得られる被検眼のライン像における眼底面上の点物体からの光スポット（点像）に関して、該光スポットとラインセンサを構成する画素との関係について説明を行う。
【００２８】
図３は、ラインセンサ０４６上に結像された光スポットと、該ラインセンサ０４６を構成する画素の大きさとの関係を説明する図である。通常、ＯＣＴ装置において、ラインセンサ０４６は、リレー光学系のサジタル方向とタンジェンシャル方向における幅が等方的な正方形の画素より構成される。なお、図３（ａ）はラインセンサ０４６の受光効率を優先した場合の光スポットと画素との関係を示し、図３（ｂ）はラインセンサ０４６の空間周波数を優先した場合の光スポットと画素との関係を示している。また、図３（ｃ）は本発明を適用した場合の光スポットと画素との関係を示している。図中、光スポットＳＰは同心円にて示され、該同心円の最外周の円はＰＳＦにおける半値幅により規定されるスポットを示す。なお、ここでは点像が広がった光スポットの最外周について半値幅を用いて規定しているが、１／１０幅により規定してもよい。また、物点の像をそのまま光スポットとして用いてもよい。なお、ここでは画素として説明しているが、図３等に示される画素は受光素子における受光領域と等価である。
【００２９】
図３（ａ）は、光スポットＳＰとラインセンサ０４６における画素ＰＸａの幅とが一致するように結像倍率が設定されている場合を示す。この場合、光スポットＳＰの全体は画素ＰＸａの内部にあるため、受光効率のロスは少ない。一方、光スポットＳＰの径に対し、画素ＰＸａの幅が同一であるため、標本化定理を満たさず、空間周波数が不十分で、光スポットＳＰを適切に解像することができない。これに対し、図３（ｂ）は、光スポットＳＰの径に対し、ラインセンサ０４６における画素ＰＸｂの幅が半分になるように結像倍率が設定されている場合を示す。この場合、光スポットＳＰの径に対し、画素ＰＸｂの幅は半分であって、該光スポットＳＰより得られる情報を少なくとも２つの画素によって受光するため標本化定理を満たしており、光スポットＳＰを適切に解像することができる。しかし、光スポットＳＰは画素ＰＸｂの上下にはみ出しているため、受光効率のロスが大きい。従って、一般的なリレー光学系のサジタル方向とタンジェンシャル方向との結像倍率が等方的である場合には、受光効率と解像力とを両立することができない。
【００３０】
これに対し、本発明では、仮想平面０４１で形成されているライン像をラインセンサ０４６に結像させる際のリレー光学系において、光スポットＳＰがサジタル方向とタンジェンシャル方向とにおいて異なる倍率にて結像することとしている。図３（ｃ）に示す例では、サジタル方向では画素ＰＸｂの幅と光スポットの径とが一致するように結像され、タンジェンシャル方向では光スポットの径が８個の画素ＰＸｂの幅と一致するように、楕円の光スポットＳＰ’として結像される。このような光スポットＳＰ’と画素との関係を成立させることができれば、受光効率のロスを無くし、且つ光スポットを８画素で受光することで光スポットＳＰ’の十分な解像も達成できる。なお、ここでは光スポットを８画素で受光する例を示したが、標本化定理と受光効率とを満たす上で、光スポットが少なくともタンジェンシャル方向に隣接する２画素で解像され且つサジタル方向で画素幅の中で結像すればよい。
【００３１】
（像転送光学系）
次に、図３（ｃ）に例示したような光スポットと画素との関係を得ようとした構成例を示す。なお、この場合、通常の眼底上の物点から得られるラインセンサで結像する光スポットとラインセンサを構成する画素のサイズとは、図３（ｂ）に示した関係を有することと仮定する。図４は、本実施例における、リレー光学系のレンズ構成及び光線の結像関係を示す断面図である。図４（ａ）はラインセンサ０４６の画素の配列方向に対応するタンジェンシャル方向についての関係を示し、図４（ｂ）はラインセンサ０４６の画素の幅方向に対応するサジタル方向についての関係を示す。
【００３２】
図４に示すリレー光学系は、レンズ０４２、レンズ０４３、シリンドリカルレンズ０４４、及びシリンドリカルレンズ０４５を有する。該リレー光学系は、仮想平面０４１上のライン像を、ラインセンサ０４６上にある像面にリレー結像する。なお、本実施例では、シリンドリカルレンズ０４４及びシリンドリカルレンズ０４５は、タンジェンシャル方向にのみパワーを持つように配置される。しかし、これらシリンドリカルレンズの構成、更にはリレー光学系の構成はここで好適に示されるものに限定されず、上述した条件での光スポットの結像が得られれば、種々変更が可能である。
【００３３】
本実施例においては、受光効率を保ちながらも、解像力が十分に得られるように、タンジェンシャル方向の結像倍率がサジタル方向の結像倍率に対して、８倍大きくリレー結像されるように設定する。即ち、仮想平面０４１上にライン像が眼底と等倍で結像されているとすると、リレー光学系により、サジタル方向においてはラインセンサの幅と光スポット径が一致するように０．５倍に縮小されて結像される。また、タンジェンシャル方向においては４倍に拡大されて結像されることとする。以下に、これを実現するための具体的な構成を、図４を用いて説明する。
【００３４】
図４（ａ）はタンジェンシャル方向に４倍で結像する光学系の断面を示す。この光学系においては、パワーはレンズ０４３のみが有し、仮想平面０４１が物体面、ラインセンサ０４６が像面となる。従って、上記結像倍率を得ようとすると、仮想平面０４１からレンズ０４３までの距離である物体距離Ｓ４３と、レンズ０４３からラインセンサ０４６（受光面）までの距離である像距離Ｓ４３’は１：４の関係になる。レンズ０４２は像側テレセントリック光学系として、各画角の光束における主光線をシリンドリカルレンズに垂直に入射させるために配置されるフィールドレンズであり、結像倍率には影響しない。各主光線がシリンドリカルレンズに垂直入射することにより、各画角の光束が受けるレンズパワーが均等となる。更に、シリンドリカルレンズ０４４及びシリンドリカルレンズ０４５はパワーを持たないために結像には影響しない。ここで、リレー光学系の全長をＬ＝１５０［ｍｍ］とすると、物体距離Ｓ４３は、Ｌ／５＝−３０［ｍｍ］で、像距離Ｓ４３’は、４×Ｌ／５＝１２０［ｍｍ］となり、レンズ０４３の焦点距離Ｆ４３は２４［ｍｍ］となる。この様に配置することにより、タンジェンシャル方向の結像倍率βｔは、上述したＳ４３’／Ｓ４３＝−４となる。
【００３５】
一方、図４（ｂ）はサジタル方向に０．５倍で結像する光学系の断面を示す。この光学系においては、パワーはレンズ０４３、シリンドリカルレンズ０４４及びシリンドリカルレンズ０４５の３つが有する。仮想平面０４１が物体面、ラインセンサ０４６（受光面）が最終像面となり、その間に中間像面が存在する。この場合、まず、第１の結像として、タンジェンシャル方向と同様にレンズ０４３により、仮想平面０４１上の第１の物体が、ラインセンサ０４６上に第１の像として結像する。この第１の像はこの後のパワーの影響を受けるので実態はない。この第１の結像による結像倍率β１は−４となる。
【００３６】
次に第２の結像として、第１の像を第２の物体と見なしたときに、第２の物体はシリンドリカルレンズ０４４により、中間像面ＳＩ’上に第２の像として結像する。この第２の像は、実態はない。ここで、ラインセンサ０４６から中間像面ＳＩ’までの距離をＬ’＝９０［ｍｍ］に設定すると、ラインセンサ０４６からシリンドリカルレンズ０４４までの距離である第２の物体距離Ｓ４４は２×Ｌ’／３＝６０［ｍｍ］となる。そして、シリンドリカルレンズ０４４から中間像面ＳＩ’までの距離である第２の像距離Ｓ４４’は、Ｌ’／３＝−３０［ｍｍ］となり、シリンドリカルレンズ０４４の焦点距離Ｆ４４は−２０［ｍｍ］となる。この第２の結像による結像倍率β２は、Ｓ４４’／Ｓ４４＝−０．５となる。
【００３７】
次に第３の結像として、第２の像を第３の物体と見なしたときに、第３の物体はシリンドリカルレンズ０４５により、ラインセンサ０４６の受光面上に最終像の第３の像として結像する。この第３の像は、実像として結像する。中間像面ＳＩ’からラインセンサ０４６までの距離はＬ’＝９０［ｍｍ］で、中間像面ＳＩ’からシリンドリカルレンズ０４５までの距離である第３の物体距離Ｓ４５は４×Ｌ’／５＝−７２［ｍｍ］となる。そして、シリンドリカルレンズ０４５からラインセンサ０４６までの距離である第３の像距離Ｓ４５’は、Ｌ’／５＝１８［ｍｍ］となり、シリンドリカルレンズ０４５の焦点距離Ｆ４５は１４．４［ｍｍ］となる。この第３の結像による結像倍率β３は、Ｓ４５’／Ｓ４５＝−０．２５となる。このように各光学要素を配置したことにより、サジタル方向の結像倍率βｓとして第１の結像倍率、第２の結像倍率及び第３の結像倍率を掛け合わせることとなり、上述した結像倍率β１×β２×β３＝−０．５が得られる。
【００３８】
以上に述べたようにリレー光学系を構成することにより、タンジェンシャル方向及びサジタル方向が同時に結像し、かつ異なる倍率となる異方倍率の光学系が実現できる。図５は、参考のために、以上に述べた本実施例におけるリレー光学系の斜視図を示している。なお、同図において、ライン像の光束は、中心及び左右の３つについて抜粋して示している。
【００３９】
ここで、本実施例においては眼底上の光学分解能が２０［μｍ］であり、等倍で結像される仮想平面０４１上においても２０［μｍ］であると仮定する。上述したリレー光学系を介することにより、光スポットはサジタル方向には２０×０．５＝１０［μｍ］の径で結像し、十分な結像効率を得られる。一方、タンジェンシャル方向には２０×４＝８０［μｍ］の径で結像し、一つの光スポットに対して８つの画素で受光できるため、十分な解像力を得ることが可能となる。
【００４０】
（色消しシリンドリカルレンズ）
ここで、一般にフーリエドメインＯＣＴにおいては、広い波長帯域を有する光源を用いるために、全ての光学系において色収差を抑える必要がある。特にリレー光学系のサジタル方向の結像における色収差は、波長毎の受光効率に不均一性を生じさせて干渉信号の分光スペクトル形状に影響を与えるため、信号処理により取得した断層像の縦分解能を劣化させる要因となる。従って、シリンドリカルレンズ０４４及びシリンドリカルレンズ０４５の少なくとも一方は、分散の高いガラスと低いガラスとを貼り合わせたシリンドリカルレンズからなる色消し構成とすることが好ましい。これにより、リレー光学系により生じる可能性のある色収差を抑えることができる。
【００４１】
以上に述べたように、本実施例に係る計測装置は、光源００１と、サンプル光学系１０２と、受光光学系１０４と、信号処理手段０５３とを少なくとも備える。サンプル光学系１０２は、光源００１からの測定光をライン像として成形して被検眼０２６へ導く。受光光学系１０４は、タンジェンシャル方向に画素ＰＸｂが並んでなるラインセンサ０４６により被検眼０２６を経た測定光を受光して出力信号を生成する。信号処理手段０５３は、出力信号を処理して被検眼０２６の断層情報等の測定情報を出力する。そして、受光光学系１０４において、被検眼上（被検査物上）の物点をラインセンサ０４６上で結像させて得られる光スポットＳＰ’は、ラインセンサ０４６のタンジェンシャル方向に隣接する少なくとも２つの画素ＰＸｂの受光領域を含む。また、該受光光学系１０４において、該光スポットＳＰ’は、画素ＸＰｂの受光領域のサジタル方向の中に入るように結像される。
【００４２】
ここで、受光光学系１０４は、上述したように、被検眼０２６からラインセンサ０４６に至る光路上で物点と共役な位置に形成される中間像面（仮想平面０４１の像）で結像された像をラインセンサ上の結像面に結像させるリレーレンズ系を備える。このリレーレンズ系は、タンジェンシャル方向の結像倍率がサジタル方向の結像倍率の２倍以上である。また、該リレーレンズ系は、シリンドリカルレンズ０４４及び０４５を備える。更に、このシリンドリカルレンズの少なくとも何れかは、光学系の色収差を抑えるために、色消し構造を有するように貼り合わせレンズから構成されることが好ましい。また、該リレーレンズ系は、像側テレセントリック光学系とすれば各主光線がシリンドリカルレンズに垂直入射することとなり、各光束が受けるレンズパワーが均等となる。
【００４３】
上述した計測装置では、ライン像を被検眼０２６上で該ライン像の延在方向とは垂直な方向に走査する走査手段を更に備える。上述したガルバノメトリックミラー０２３はこの走査手段の一例であり、公知の種々のスキャンミラーを用いることができる。また、光源００１は、射出する光の波長を掃引する波長掃引型の光源である。更に、光スポットＳＰ或いは光スポットＳＰ’は、点像分布関数により定義され、より好ましくは該点像分布関数における半値幅にて定義される。
【００４４】
また、本実施例では計測装置としてＯＣＴ装置を例としている。該ＯＣＴ装置では、上述した構成の他に、光源００１からの参照光の光路長を調整する参照光学系１０３と、該参照光学系１０３を経た参照光と被検眼０２６を経た測定光とを合波させて干渉光を生成する合波手段と、を更に備える。上述した実施例ではビームスプリッタ００４が該合波手段として例示されるが、同様の機能を有するものであればこれに限定されない。また、ラインセンサ０４６は、この干渉光を受光して出力信号を生成する。
【００４５】
また、本実施例ではマッハツェンダー型の干渉系を有するＯＣＴ装置を例としている。即ち、該ＯＣＴ装置は、ライン像を生成する前に、光源００１からの光を測定光と参照光とに分割する分割手段を備える。なお、実施例ではカプラ００２が分割手段として例示されているが、同様の機能を有するものであればこれに限定されない。参照光学系１０３は、測定光から形成されるライン像と別個に、該参照光から第２のライン像を形成する。そして、ビームスプリッタ００４は、測定光によるライン像と参照光による第２のライン像とを合波させてライン状の干渉光を生成する。
【００４６】
以上述べたように、本実施例によれば、眼底上の物点を正方形の画素が一列に配されてなるラインセンサ上に結像させる際に、リレー光学系を介して異方倍率にて結像させることとしている。これにより、受光効率を満たすように画素の幅方向（サジタル方向）に関して画素幅内に該物点からの光スポットが結像する。また、ラインセンサの長さ方向（タンジェンシャル方向）に関して、標本化定理を満たすように少なくとも２つ以上の複数の画素にて該光スポットを受光することが可能となる。従って、より安価な構成の画素が一列に配されたラインセンサを用いても、検出感度と解像力を維持可能となる。また、画素一列のラインセンサを用いることから、該ラインセンサからの信号の読み出しも容易となり、これに要する時間も非特許文献１に開示するラインセンサよりも短縮可能となる。即ち、従来の構成に比して、信号読み出しの時間を要さない。
【００４７】
［第２の実施例］
近年、ＯＣＴを用いて、短時間で眼底の幅方向及び深さ方向共に広い範囲（フルレンジ）の断層像を一度に得ることも求められる。このような広範囲の断層像を取得するＯＣＴをフルレンジＯＣＴと称している。ラインＯＣＴはこのフルレンジＯＣＴへの適用が検討されている。ここで、ＯＣＴにおいて、データ解析又は処理において問題を引き起こしうる種々のアーチファクトがあり、そのひとつに複素共役アーチファクトがある。干渉信号は実数値として検出されるので、フーリエ変換処理により再構成された深さ方向プロファイルには、複素共役曖昧性（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｃｏｎｊｕｇａｔｅ  ａｍｂｉｇｕｉｔｙ）が発生する。具体的には、断層像において、測定光路の光路長が参照光路の光路長に等しいゼロ遅延位置に対し、実像とは反対側に、実像の鏡像として複素共役アーチファクトが現れる。鏡像が実像に重なるとデータの誤解析につながり得る。
【００４８】
非特許文献１では、複素共役アーチファクトを除去する手段として、ラインＯＣＴに位相シフト法を適用したフルレンジＯＣＴ撮像技術が提案されている。即ち、ライン状に形成された参照光の波面に一定の傾斜を与え、Ｂスキャン方向（参照光延在方向）に等間隔の時間遅延を与えることで位相シフトを発生させる。この状態で得られた干渉信号に対して、通常のＡスキャン方向ではなく、Ｂスキャンの空間方向にフーリエ変換処理を行い、信号を解析することで、複素共役干渉信号を取得することができる。取得された複素共役干渉信号をゼロ値とし、残された信号に対して通常のフーリエ変換処理を行うことにより、複素共役アーチファクトを除去した断層像が得られる。
【００４９】
しかし、このように複素共役干渉信号をゼロ値としてしまうことにより、実際に画像形成に用いられるデータが１／２に減少し、横解像力が劣化してしまう。これに対し、例えばタンジェンシャル方向において４つの画素にて光スポットＳＰ’を受光するようにリレー光学系を構成すれば、標本化定理を満たした上でも解像力は通常の２倍となる。従って、複素共役アーチファクトを除去したとしても、本来の横解像力を維持したままでフルレンジの断層像を得ることができる。
【００５０】
以下に、このようなフルレンジＯＣＴを行うことを可能とする第２の実施例に係るラインＯＣＴ装置について説明する。なお、説明に際し、第１の実施例で説明した構成と同じ若しくは類似する構成に関しては同一の参照番号を付記することとし、ここでの説明は省略する。以下では、第１の実施例と相違する部分について説明する。
【００５１】
（参照光学系）
図６は、第２の実施例に係るラインＯＣＴ装置におけるＯＣＴ光学系の概略構成を示す図である。本実施例では、参照光学系１０３の構成が異なっている。本ＯＣＴ光学系の参照光学系１０３’は、光ファイバの射出端より順に、コリメータレンズ０３１、ＮＤフィルター０３２、ミラー０３３、ミラー０３４、レトロリフレクタ０３５、ミラー０１９、シリンドリカルレンズ０３６、レンズ０３７、波面傾斜ミラー０３８、レンズ０３９、及びレンズ０４０を有する。本実施例における参照光学系１０３’は、波面傾斜ミラー０３８と、レンズ０３９及びレンズ０４０からなる参照光用リレーレンズ系とを有することにおいて、第１の実施例における参照光学系１０３と異なる。シリンドリカルレンズ０３６とレンズ０３７はライン像形成レンズ系を構成し、波面傾斜ミラー０３８の面上に参照光のライン像を中間像として形成する。該中間ライン像は、レンズ０３９及びレンズ０４０からなる参照光用リレーレンズ系を介し、更にビームスプリッタ００４を透過して仮想平面０４１上に参照光によるライン像を形成する。
【００５２】
（参照光用リレーレンズ系）
図７は、図６における参照光学系１０３’の中の一部を詳細に図示したものである。上述したようにシリンドリカルレンズ０３６及びレンズ０３７により波面傾斜ミラー０３８上に中間ライン像が形成される。本実施例においては、図７（ａ）に示す波面傾斜ミラー０３８は光軸に対して４５度方向に配置されており、これにより反射後の参照光の中心軸は後の光学系の光軸に一致する。
【００５３】
ここで、レンズ０３９及びレンズ０４０の位置関係について説明する。レンズ０３９の焦点距離をＦ３９とすると、レンズ０３９は波面傾斜ミラー０３８からＦ３９だけ離れた距離に配置される。即ち、レンズ０３９の前側焦点面に中間ライン像が一致する。このとき、レンズ０３９の後側焦点面である仮想平面ＩＰには中間ライン像の瞳像が形成される。つまり、中間ライン像においてコリメートされていた実線で示すサジタル方向の光線は仮想平面ＩＰ上で集光し、一方で中間ライン像において集光されていた破線で示すタンジェンシャル方向の光線は仮想平面ＩＰ上でコリメートされた状態になる。即ち、ライン軸が９０度回転したような状態で、仮想平面ＩＰ上に中間ライン像の瞳像が形成される。
【００５４】
一方、レンズ０４０の焦点距離をＦ４０とすると、レンズ０４０は仮想平面ＩＰからＦ４０だけ離れた距離に配置される。即ち、レンズ０４０の前側焦点面に仮想平面ＩＰが一致する。このとき、レンズ０４０の後側焦点面には、中間ライン像がリレーされたライン像が形成される。Ｆ３９とＦ４０が等しければこれらライン像は等倍であり、異なればその比に応じた倍率がかかったライン像となる。このレンズ０４０の後側焦点面を、サンプル光学系１０２を経た測定光（戻り光）のライン像が形成される仮想平面０４１に一致するように参照光学系全体を配置すれば、仮想平面０４１上において参照光と測定光とが合波することになる。従って、この状態で得られた位相シフトの無い干渉信号からは、例えば後述する図８に示される断層像Ｔａ１に示されるように、傾きの無い断層像が得られる。
【００５５】
ここで、参照光においては、後述するフルレンジ処理のために波面に傾斜を与えることが必要になる。図７（ｂ）は波面傾斜ミラー３８に４５度とは異なる傾斜を与えた場合である。波面傾斜ミラー０３８の傾斜変化は、不図示のミラー駆動手段により該波面傾斜ミラー０３８に取り付けられた不図示のステッピングモータ等を用いて電動制御することができる。波面傾斜ミラー０３８に４５＋θ／２度だけの傾斜を与えると反射後の参照光の中心角度はθだけ傾斜する。このとき、コリメート方向の光線は一様にθだけ傾斜し、同時に参照光の等位相面である波面もθだけ傾斜する。レンズ０３９を通過した参照光は仮想平面ＩＰ上に瞳像を形成するが、その形成位置はＦ３９×ｔａｎθだけシフトする。その後、レンズ０４０で仮想平面０４１上にリレーされた参照光のライン像が形成される。しかし、仮想平面ＩＰ上の瞳像がＦ３９×ｔａｎθだけシフトしているために、仮想平面０４１に向かうコリメート光線はこれに併せて一様にθ’だけ傾斜することとなる。即ち、仮想平面０４１上における参照光の波面はθ’だけ傾斜することになる。ここで、Ｆ２３＝Ｆ２４である場合は、θ’＝−θであり、Ｆ３９≠Ｆ４０である場合は、θ’＝−θ×Ｆ３９／Ｆ４０の関係となる。なお、波面傾斜ミラー０３８の傾斜は１軸方向のタンジェンシャル方向にのみ与えているため、実線で示すサジタル方向の光線の結像関係は不変である。
【００５６】
ここで、波面傾斜ミラー０３８上の中間ライン像は、レンズ０３９及びレンズ０４０を介して仮想平面０４１上と共役の関係になっている。このため、波面傾斜ミラー０３８の光軸中心で反射した参照光の中心は、仮想平面０４１面上でシフトすることなく、再び光学系の光軸上に到達する。このような構成にすることにより、例えば参照光がシフトすることによるケラレや光強度分布の低下などを引き起こすことが無く、理想的に参照光に対して波面の変化のみを与えることができる。なお、参照光用リレーレンズ系の構成はここで好適に示されるものに限定されず、波面傾斜ミラー０３８上に形成された中間像が仮想平面０４１上にリレーされる構成であれば、種々変更が可能である。
【００５７】
（フルレンジ処理）
図８は、信号処理手段０５３により得られた、被検眼０２６の眼底の断層像の例を示す。Ｔａ１は参照光の波面に傾斜（角度θ）を与えない場合に取得された断層像である。これに対し、波面傾斜ミラー０３８により参照光の波面に傾斜（角度θ）を与えると、Ｔｂ１のように全体が傾斜したような断層像が得られる。波面の一様な傾斜は、一般に位相シフトと呼ばれ、Ｂスキャン方向に一様に位相の遅れを生じさせることになるため、断層像Ｔｂ１は断層像Ｔａ１の形状に加え、線形的に深さ位置が変化する関係になる。
【００５８】
図９は、信号処理手段０５３により実行されるフルレンジ処理と称する処理過程の例である。フルレンジ処理では非特許文献１で開示されている次の処理を行う。まず、ラインセンサ０４６により取得された被検眼０２６からの干渉信号に対し、Ｂスキャン方向にフーリエ変換処理を行い、構造の周波数解析を行う。これにより、分離可能な、周波数信号の正像（実像）と鏡像とが得られる。周波数信号の鏡像を除去した後に、正像に対して逆フーリエ変換処理を行うことで、元の干渉信号の複素信号を得ることができる。この複素信号を通常のＯＣＴ信号処理と同様にＡスキャン方向にフーリエ変換することにより、鏡像が除去された断層像が取得できる。
【００５９】
従来であれば、正像と鏡像とが重なり合わずに離れた領域からしか正確な断層情報が得られず、このため得られる深度情報に制限があった。これに対し、ゼロ遅延位置であっても鏡像と分離された正像が得られることから、より深い深度まで断層情報を得ることが可能になる。なお、ここで述べた処理を行うことにより、鏡像に対応するデータが削除されることから横方向の解像度は半減する。しかし、本実施例では、予め光スポットＳＰを少なくとも４つ以上の画素を用いて受光して干渉信号を得る所謂オーバーサンプリングを行っていることから、標本化定理を満たし且つ解像度が理論上半減したとしても、適切な解像度により断層像を得ることができる。
【００６０】
図９に示すグラフの横軸は周波数であり、縦軸は強度である。実線で示す周波数分布Ｓａ１は参照光の波面に傾斜を与えない状態で周波数解析をした際の周波数分布である。これは図８における断層像Ｔａ１に対応する。同図において、周波数の＋側にピークを有する分布が正像に、−側にピークを有する分布が鏡像に対応する。この分布はゼロ周波数をまたがる形で広がっており、更には左右対称で生成される正像と鏡像とが重なった状態になっている。この状態だと、鏡像の分離除去は容易ではない。また、正像と鏡像とが重なる領域は正しい断層情報を表示することが難しいことからこの領域を避け、残された比較的浅い深度での断層情報しか用いることができない。
【００６１】
一方、破線で示す周波数分布Ｓｂ１は参照光の波面に傾斜を与えた状態で周波数解析をした際の周波数分布である。これは図８における断層像Ｔｂ１に対応する。この場合、両分布は互いにゼロ周波数から離れた所に位置しており、更には正像と鏡像とが分離された状態になっている。具体的には、光源００１の中心波長をλｃとすれば、ラインセンサ０４６に到達する光線において、ラインセンサの隣り合う画素間でλｃ／４の位相差を一様に与えるように波面傾斜ミラー０３８の傾斜角度が設定されると良好に周波数分布の分離が可能になる。このような状態であれば、図９に示した周波数分布が好適に得られ、鏡像の周波数信号は容易にゼロ値に設定ができ、鏡像の除去が可能になる。従って、波長掃引された光における広範な波長からの断層情報の取得が可能となり、より深い深度からの断層情報を得ることができる。
【００６２】
以上に述べたように、本実施例において、参照光学系１０３は測定光に対する位相シフトを参照光に与える手段を備える。該手段は、波面傾斜ミラー０３８、並びにレンズ０３９及びレンズ０４０を備えた参照光用リレーレンズ系より構成される。該波面傾斜ミラー０３８を光軸に対して適切に傾斜させてライン状の参照光を傾斜させて仮想平面０４１に入射させることにより、参照光に好適な位相シフトを与えられる。また、参照光に位相シフトを与えて上述したフルレンジ処理を行うラインＯＣＴ装置において、光スポットＳＰ’は、ラインセンサ０４６の横方向に隣接する少なくとも４つの画素ＰＸｂを含むように結像することで、好適な解像が可能となる。なお、参照光に位相シフトを与える構成はここで好適に示されるものに限定されず、適当な位相シフトを参照光に付与することが可能であれば、種々変更が可能である。
【００６３】
以上に述べたように参照光学系１０３’等を構成とすることにより、フルレンジＯＣＴにおいて、位相シフト法により複素共役曖昧性にともなう鏡像を除去したとしても、十分な解像度を有する断層像を得ることができる。また、波面傾斜ミラー０３８のθの付加回転を行わず且つ位相シフト法により鏡像の除去を行わなければ、通常のラインＯＣＴ装置と同様に、データの減少を伴わずに詳細な解像度の断層像を得ることもできる。
【００６４】
［変形例１］
以上に述べた実施例では、受光光学系に配されたリレー光学系により、眼底からの点像がサジタル方向においてラインセンサ０４６の画素幅と対応する径となり、タンジェンシャル方向において複数の画素により受光される径となるように集光されることとしている。しかし、サジタル方向の結像倍率はここで述べた倍率に限定されない。例えば、図１０に示すように、異方倍率で得られた光スポットＳＰ’において、結像時に画素の幅方向の径を実際の画素幅よりも小さくしてもよい。即ち、解像度を維持しながら異方性の比率をより大きくしてもよい。この場合、画素ＰＸｂが並ぶラインセンサ０４６上において光スポットＳＰ’が図のように結像される。このとき画素の幅方向においては、光スポットＳＰ’に対して画素の幅が十分大きくなる。このように構成することで、例えば光学系においてサジタル方向の光軸ずれが生じた場合において、ライン像とラインセンサ０４６の大小関係に十分な余裕があるために、ライン像がけられにくく、受光効率低下に対する敏感度を低減させることができる。
【００６５】
［変形例２］
以上に述べた実施例では、受光光学系にリレー光学系を配することとし、該リレー光学系によって光スポットＳＰのサジタル方向の結像倍率とタンジェンシャル方向の結像倍率とを変えている。そして、これにより該光スポットＳＰ'がラインセンサ０４６の幅方向において画素幅と一致する或いはこれ以下となるようにし、且つ長さ方向において複数の画素により受光されるように結像されることとしている。しかし、ラインセンサ０４６に対して好適に光スポットＳＰを結像させる構成は上記に限定されない。具体的には、受光光学系におけるラインセンサ０４６の形状を変えることにより、上述した条件を満たすこととしてもよい。
【００６６】
より詳細には、ラインセンサ０４６における個々の画素の縦横比を変えることによって条件を満たすことも可能である。この場合、受光光学系１０４におけるリレー光学系は必要なく、仮想平面０４１に形成された干渉光がそのままラインセンサ０４６に受光される構成となっている。このような変形例において、ラインセンサ０４６上に光スポットＳＰが結像している状態を図１１に示す。図１１（ａ）に示す変形例では、光スポットＳＰはサジタル方向とタンジェンシャル方向とが等倍にて結像されている。それに対し、ラインセンサ０４６における画素ＰＸａ’として、幅方向に対して長さ方向が１／８となるものを用いている。このように構成することにより、光スポットＳＰがラインセンサ０４６の幅内に収められることで受光効率は維持され、且つ複数（実施例では８つ）の画素にて該光スポットＳＰを受光することとなる。これにより、ラインセンサの受光効率と空間周波数とを両立する受光光学系を実現することができる。
【００６７】
なお、ここでは光スポットＳＰは横方向に並ぶ８つの画素にて受光する例を示した。しかし画素の数はこれに限定されない。具体的には、光スポットを受光する画素の数は、標本化定理を満たせばよい。従って、受光光学系１０４において、ラインセンサ０４６を構成する画素は、タンジェンシャル方向の長さに対してサジタル方向の長さが少なくとも２倍以上であればよい。また、第２の実施例に示したフルレンジＯＣＴに本変形例を適用する場合には、タンジェンシャル方向の長さに対してサジタル方向の長さが少なくとも４倍以上であればよい。
【００６８】
図１１（ｂ）は、解像度を維持しながら、更に異方性の比率を１．５倍大きくした上述した変形例１に対応する場合を示している。この場合、画素ＰＸｃと結像された光スポットＳＰとは図のような関係となる。このとき、線幅方向においては、光スポットＳＰに対してラインセンサ０４６の線幅が十分大きくなる。このように構成することで、例えば光学系においてサジタル方向の光軸ずれが生じた場合において、ライン像とラインセンサ０４６の大小関係に十分な余裕があるために、ライン像がけられにくく、受光効率低下に対する敏感度を低減させることができる。これにより、ロバストな光学系を実現することができる。
【００６９】
以上に述べたように、本発明によれば、ラインＯＣＴにおけるラインセンサの信号受光において、ラインセンサの受光効率と空間周波数とを両立する結像光学系を実現することができる。また、ラインセンサがタンジェンシャル方向に一列に並ぶ受光素子から構成されることから、信号の読み出しが容易であり、例えば非特許文献１に開示されるセンサの場合と比較して、信号読み出し時間を短縮することができる。また、ラインセンサの幅方向と光スポットの大きさとを適切な関係とすることにより光軸ずれに対しても受光光量をある程度の範囲で維持でき、ロバストな光学系の実現が可能となる。
【００７０】
［その他の実施例］
以上では、本発明をラインＯＣＴ装置に適用した例について述べている。しかし、本発明の適用対象となる装置は該ラインＯＣＴ装置に限られない。測定光をライン状に成形して被検眼眼底を走査して該眼底からの情報を一括して取得する装置であれば、本発明は適用可能である。即ち、本発明はライン状の照明光を走査して眼底像を取得する例えばラインＳＬＯに対しても適用できる。
【００７１】
また、上述した実施例では、被検査物として人間の目の特に眼底（網膜）を例としている。しかし、被検査物は眼底に限定されず、前眼部、硝子体等であってもよい。また、眼に限定されず、皮膚、臓器等であってもよい。この場合、上述したラインＯＣＴ装置は、眼科装置以外の例えば内視鏡等の医療機器用の計測装置としても構成することができる。
【００７２】
以上に、実施例を参照して本発明について説明したが、本発明は上述した実施例に限定さるものではない。本発明の趣旨に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、上述した各実施例及び各変形例は、本発明の趣旨に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０１  ライン像形成光学系
１０２  サンプル光学系（測定光学系）
１０３  参照光学系
１０４  受光光学系
００１  光源
００２  カプラ
０２６  被検眼
０４６  ラインセンサ
０５３  信号処理手段
ＳＰ  光スポット
ＰＸａ，ＰＸｂ  画素
ＳＩ‘  中間像面
【図１】
2019033956.tif 000003
【図２】
2019033956.tif 000004
【図３】
2019033956.tif 000005
【図４】
2019033956.tif 000006
【図５】
2019033956.tif 000007
【図６】
2019033956.tif 000008
【図７】
2019033956.tif 000009
【図８】
2019033956.tif 000010
【図９】
2019033956.tif 000011
【図１０】
2019033956.tif 000012
【図１１】
2019033956.tif 000013