(57)【要約】【課題】  縦分解能が向上された光干渉断層撮像装置を提供すること。【解決手段】  光干渉断層撮像装置は、光源からの光を測定光と参照光とに分割する分割手段と、測定光を照射した被検眼からの戻り光と参照光との干渉光の波長帯域が広くなるように、光源からの光と測定光と参照光との少なくとも一つの分光特性を補正する光学部材と、を有する。【選択図】  図４
2017217312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を測定光と参照光とに分割する分割手段と、
前記測定光を照射した被検眼からの戻り光と前記参照光との干渉光の波長帯域が広くなるように、前記光源からの光と前記測定光と前記参照光との少なくとも一つの分光特性を補正する光学部材と、
を有することを特徴とする光干渉断層撮像装置。
【請求項２】
前記光学部材は、前記被検眼での吸収の影響を受ける波長帯域の透過率が他の波長帯域の透過率よりも高い分光特性を持つ透過率補正フィルターであることを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項３】
前記他の波長帯域は、１０２０ｎｍ〜１１００ｎｍを含む波長帯域であることを特徴とする請求項２に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項４】
前記他の波長帯域は、１０６０ｎｍ〜１０８０ｎｍを含む波長帯域であることを特徴とする請求項２または３に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項５】
前記光学部材は、前記参照光の光路に配置され、前記被検眼の分光透過率の逆数に略比例した分光特性を持つ透過率補正フィルターであることを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項６】
前記光学部材は、前記光源からの光と前記測定光との少なくとも一つの光路に配置され、前記被検眼の分光透過率の平方根の逆数に略比例した分光特性を持つ透過率補正フィルターであることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項７】
前記光学部材は、蒸着物質の屈折率が連続的に変化するルゲート膜により形成された透過率補正フィルターであることを特徴とする請求項１に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項８】
前記光学部材は、前記参照光の光路に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項９】
前記光学部材は、前記干渉光のＰＳＦのメインローブの半値幅が前記光源からの光のＰＳＦの半値幅よりも狭く、且つ前記干渉光のＰＳＦのサイドローブの強度が前記メインローブの強度の１／１０以下になるように、前記光源からの光と前記測定光と前記参照光との少なくとも一つの分光特性を補正することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項１０】
前記干渉光に基づいて前記被検眼の眼底の断層像を生成する断層像生成手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項１１】
前記光源は、９００ｎｍ〜１２００ｎｍを含む波長帯域の光を発生させることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項１２】
前記光源は、９８０ｎｍ〜１１２０ｎｍを含む波長帯域の光を発生させることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像装置。
【請求項１３】
前記光源は、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１２のいずれか１項に記載の光干渉断層撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉断層撮像装置に関し、特に、被検査物の断層像を取得する光干渉断層撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
網膜の光干渉断層撮像装置は、網膜からの反射光（サンプル光）を参照光と干渉させ干渉縞の周波数を解析することにより断層像を作成している。光干渉断層撮像装置には、ＳＬＤ光源のように同時に広い波長幅の光を発する光源を用いる方式と、広い波長幅で周期的に波長が変化する掃引光源（ＳＳ光源）を用いる方式がある。
【０００３】
断層像の画質は、Ｓ／Ｎ（感度）、横分解能、縦分解能で評価されるが、眼科で用いる光干渉断層撮像装置の性能としては、網膜各層の分離をより明瞭に表現するため  縦分解能が特に重要である。
【０００４】
光源の強度分布をガウス形状と仮定した光干渉断層撮像装置の縦分解能（ｌｃ）は
ｌｃ＝  ２×ｌｎ（２）／π×λ０＾２／Δλ  
λ０＝２π／ｋ０：光源の中心波長
Δλ＝  光源の発光強度分布の半値幅（ＦＷＨＭ）
であらわされる。光源の中心波長（λ０）が短く、また半値幅（Δλ）が広いほどより各層の分離が明瞭になる。
【０００５】
一般的には、縦分解能は干渉信号のＰｏｉｎｔ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（以下、ＰＳＦ）の半値幅とサイドローブと呼ばれる主となる波形（メインローブ）の隣に現れる山の高さのバランスにより決まる。特許文献１には、このサイドローブをなくして縦分解能を改善するため演算により光源の分光強度分布をガウス形状に補正して断層像を生成する技術が開示されている。ガウス形状は、フーリエ変換を行ってもガウス形状であるためサイドローブがなくなり、縦分解能が改善される。
【０００６】
また、特許文献２には、光源の分光強度分布を成形するガウス分布成形フィルターを参照光学系、サンプル光学系に配置する技術が開示されている。この技術によれば光源の発光強度分布を光学的なフィルターにより成形することによりサイドローブの影響が無くなり、縦分解能を向上する。眼には特に１０００ｎｍ帯には、バンドパスフィルターのような分光透過特性があるため、眼を透過するとガウス分布ではなくなりサイドローブが現れる。そのため
λ０＾２／（Δλ）
を一定の関係以下に保つことにより、波長幅を狭め眼の吸収の影響を低減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１７５６９８号公報
【特許文献２】特開２００７−３２７９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、縦分解能を向上するためには、サイドローブを低減するだけでは十分ではなく、メインローブのＰＳＦを改善する必要がある。また、メインローブのＰＳＦを改善するためには、干渉光の波長帯域を広げる必要がある。このとき、波長帯域が比較的広い光源を用いることが考えられるが、光源の波長帯域を広げるだけでは眼の吸収の影響によって干渉光の波長帯域を広げることが難しい。
【０００９】
本発明の目的の一つは、縦分解能が向上された光干渉断層撮像装置を提供することである。
【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光干渉断層撮像装置は、
光源からの光を測定光と参照光とに分割する分割手段と、
前記測定光を照射した被検眼からの戻り光と前記参照光との干渉光の波長帯域が広くなるように、前記光源からの光と前記測定光と前記参照光との少なくとも一つの分光特性を補正する光学部材と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、縦分解能が向上された光干渉断層撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態における眼底断層撮像装置の構成を示す図である。
【図２】本実施形態における光源、眼等の特性を示す図である。
【図３】本実施形態におけるＰＳＦを示す図である。
【図４】本実施形態における眼、フィルターの波長特性を示す図である。
【図５】本実施形態におけるフィルターの波長特性を示す表である。
【図６】本実施形態における光源、フィルター等の透過特性を示す図である。
【図７】本実施形態の別の実施形態における眼底断層撮像装置の構成を示す図である。
【図８】本実施形態の別の実施形態におけるフィルターの波長特性を示す図である。
【図９】本実施形態の別の実施形態における眼底断層撮像装置の構成を示す図である。
【図１０】本実施形態の強度変調を説明する図である。
【図１１】本実施形態の強度変調を説明する図である。
【図１２】本実施形態の強度変調を説明する図である。
【図１３】本実施形態のＰＳＦを示す図である。
【図１４】本実施形態の光源、フィルターの特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態に係る光干渉断層撮像装置は、光源（例えば、波長掃引型の光源）からの光を測定光と参照光とに分割する分割手段（例えば、光路分岐部材７）と、測定光を照射した被検眼からの戻り光と参照光とを合波して得た光（干渉光）を受光する受光手段（例えば、差動検知器３３）と、を有する。そして、本実施形態に係る光干渉断層撮像装置は、干渉光の波長帯域が広くなるように、光源からの光と測定光と参照光との少なくとも一つの分光特性を補正する光学部材（例えば、波長により異なる透過率を有する透過率補正フィルター２０）を有する。
【００１４】
ここで、縦分解能を向上するためには、サイドローブを低減するだけでは十分ではなく、メインローブのＰＳＦを改善する必要がある。また、メインローブのＰＳＦを改善するためには、干渉光の波長帯域を広げる必要がある。このとき、波長帯域が比較的広い光源を用いることが考えられるが、光源の波長帯域を広げるだけでは眼の吸収の影響によって干渉光の波長帯域を広げることが難しい。そこで、本実施形態に係る光学部材は、被検眼での吸収の影響を受ける波長帯域の透過率が他の波長帯域の透過率よりも高い分光特性を持つことが好ましい。これにより、干渉光の波長帯域を広くすることができるため、縦分解能が向上された光干渉断層撮像装置を提供することができる。
なお、被検眼での吸収の影響を受ける波長帯域は、例えば、９６０ｎｍ付近、１１２０ｎｍよりも長い波長帯域である。また、上記他の波長帯域は、例えば、１０２０ｎｍ〜１１００ｎｍを含む波長帯域（図５の眼の透過率が０．６０以上である波長帯域）である。なお、上記他の波長帯域としては、例えば、１０６０ｎｍ〜１０８０ｎｍを含む波長帯域（図５の眼の透過率が０．９０以上である波長帯域）でも良い。また、更に縦分解能を向上するためには、サイドローブを低減することが好ましい。このために、干渉光の波形を所望の波形に整えることが好ましい。そこで、波長に対する分光特性が更に細かく調整された光学部材を用いることが好ましい。（図１４参照）
以上のように、光学的に干渉信号の分光特性（分光透過率等）を補正することは、演算により光源の分光強度分布を補正する方法に比べ、干渉光そのものを補正するために実際に使用する光エネルギーを損失せずにＰＳＦの整形を行えるため、被検眼への入射光量を安全であるレベルに維持したままでより高いＳＮ比を確保することができる。
【００１５】
本実施形態について図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。本実施形態の装置により撮像できるものは、例えば、人間の網膜、前眼部等の断層像である。
【００１６】
（装置構成）
本実施形態に係るフーリエドメイン方式の光干渉断層法を眼底撮像撮像装置（光干渉断層撮像装置）に応用した例について、図１を用いて説明する。ここで、光源１は、低コヒーレンス光を発生させるための光源であり、中心波長１０６０ｎｍ、帯域１００ｎｍのＳＳ光源（波長掃引型の光源）である。なお、ＳＳ光源とは、一定の周期で発光波長が変化する光源であり１００ｎｍ程度の波長幅で１００ｋＨｚから３００ｋＨｚ程度の予め決まった周波数で発光波長が変化する。また、本実施形態において、光源１は光の波長を変化させる光源であれば特に限定されない。ＯＣＴ装置を用いて物体の情報を得るためには、この光源部から出る光の波長を連続的に変化させる必要がある。本実施形態における光源１として、例えば、回折格子やプリズム等を用いた外部共振器型の波長掃引光源、共振器長可変のファブリペローチューナブルフィルタを用いる各種外部共振器型光源をもちいることができる。あるいは、サンプルドグレーティングを用いて波長を変化させるＳＳＧ−ＤＢＲや、ＭＥＭＳ機構を用いた波長可変のＶＣＳＥＬ（ＭＥＭＳ−ＶＣＳＥＬ）などを用いることもできる。また、ファイバレーザーを用いることもできる。ファイバレーザーとしては、分散チューニング方式でもよく、フーリエドメインモードロック方式であってもよい。なお、回折格子やプリズム等を用いた外部共振器型の波長掃引光源としては、共振器に回折格子を設けて光を分光させ、ポリゴンミラーや、回転する円盤上にストライプ状の反射ミラーを設けたものを用いて出射させる光の波長を連続的に変える波長掃引光源などが挙げられる。また、ＶＣＳＥＬは、一般的に、下部反射鏡と、活性層と、上部反射鏡と、をこの順に有し、活性層と上部反射鏡との間に空隙部を備え、上部反射鏡と下部反射鏡との少なくともいずれか一方の光軸方向の位置を変化させることで、出射する光の波長を変化させる面発光レーザとして構成される。
【００１７】
まず、光源１を発した光は、ファイバ２により調光ユニット１００１に導かれる。調光ユニット１００１は、コリメータレンズ３、透過率可変の濃度フィルター４、コリメータレンズ５により構成される。調光ユニット１００１から出た光は、光路分岐部材７に導かれる。光路分岐部材７としては、プリズムビームスプリッター、平板のビームスプリッターなどを適用することができる。本実施形態では、光路分岐部材７として、ファイバカプラタイプのものを用いる。分岐の比率は、光源の出力、被写体への射出光量等を勘案し適切なものを選択する。本実施形態では、分岐比率は、サンプル側１０％で、参照側９０％である。
【００１８】
また、光路分岐部材７からサンプル側ファイバ８に分岐された光は、サンプル光学系１００２に導かれる。サンプル光学系１００２は、コリメータレンズ９、フォーカス調整ユニット１０、主走査、副走査を組み合わせて光ビームを網膜上２次元的に走査するため被検眼瞳位置に略共役に配置された光走査手段１１、リレーレンズ１２、分岐ミラー１３、ミラー１４、対物レンズ１５により構成される。光走査手段１１は、光軸方向に隣接して配置（タンデム配置）された互いに直交する（Ｘ，Ｙ）方向に光を走査する一対のガルバノミラー等が適用される。このように、光路分岐部材７を透過した光は、サンプル光学系１００２により被検眼Ｅの眼底Ｅｆに達する。
【００１９】
また、光路分岐部材７から、参照側ファイバ１６に分岐された光は、参照光学系１００３に導かれる。参照光学系１００３は、コリメータレンズ１７、ミラー１８、光量を調整する可変ＮＤフィルター１９、波長により異なる透過率を有する透過率補正フィルター２０、光路長を調整するため可動ステージ２１上に配置されたミラー２２、２３、さらにミラー２４、集光レンズ２５により構成される。なお、透過率補正フィルター２０は、光の分光特性を補正する光学部材の一例である。ここで、最終的に、干渉信号の分光特性がガウス分布に近づくように、光の分光特性が補正されるような光学部材であれば何でも良い。また、光量を一部低減することから、光量が比較的高い参照光の光路に設けられることが好ましい。
【００２０】
また、被検眼からの戻り光は、再びサンプル光学系を介してファイバ７に戻り、光路分岐手段７により９０％の光は、ファイバ２６に分岐されファイバカプラ２８に達する。参照光学系からの光もファイバ２７よりファイバカプラ２８に入り、被検眼からの戻り光と干渉する。干渉波は、ファイバカプラ２８により干渉位相の反転した５０：５０の光に分岐され、ファイバ２９、３０より差動検知器の入力端３１、３２に入力され差動検知器３３により電気信号に変換される。差動検知器３３からの電気信号は、制御回路３４に入力され、Ａ／Ｄ変換器３５でデジタル信号に変換され、メモリ３６に記憶される。ＣＰＵ３７は、メモリ３６の記憶した干渉信号を演算し、断層像を構成し、表示部の一例であるモニタ３８の断層像表示領域３９に断層像を表示する。
【００２１】
また、分岐ミラー１３の反射光路上には、ＳＬＯユニット１００４が配置される。ＳＬＯユニット１００４は、例えば、７８０ｎｍの近赤外光を発するレーザダイオード５０、コリメータレンズ５１、投影光、戻り光を分岐する穴あきミラー５２、フォーカスレンズ５３、共振ミラー、ガルバノミラーが近接して配置され、眼底を二次元走査可能な走査手段５４、リレーレンズ５５、さらに、穴あきミラー５２の反射光路上には、集光レンズ５６、共焦点絞り５７、ＡＰＤ等の受光手段が構成される。
【００２２】
（撮像方法）
次に、上述した光干渉断層撮像装置を用いて、被検眼Ｅの眼底Ｅｆの網膜の断層像を撮像する方法を説明する。被検眼Ｅを本装置の前に配置する。撮影者は、まず、ＳＬＯを用いて被検眼の眼底を観察し、適正なＷＤ（作動距離）の調整、撮影部位の確認、フォーカス調整を行う。すなわち、撮影者が、モニタ３８上の開始スイッチ４１を操作すると、ＣＰＵ３７は、ＳＬＯ撮像モードを開始する。ＳＬＯ撮像モードが開始されると、ＳＬＯ光源５０は、点灯し、発した光は、ＳＬＯユニット１００４を出て、光路分岐ミラー１３により被検眼方向に反射され、対物レンズ１５より被検眼眼底Ｅｆに達する。分岐ミラー１３は、ＳＬＯ光源の波長である７８０ｎｍ付近は、透過し、断層像撮像に用いる１０００ｎｍ帯の光の大部分は透過する。前述の被検眼Ｅｆで反射されたＳＬＯ光は、逆の光路を辿り、再びＳＬＯユニットに入り、穴あきミラー５２に周辺部で反射されて、共焦点絞り５７を介して受光手段５８に受光され電気信号に変換される。この信号は、制御回路３４に送られＡ／Ｄ変換器３５によりデジタル信号に変換され、メモリ蓄えられるとともに画像データに変換されモニタ３８上のＳＬＯ画像表示領域４０に表示される。
【００２３】
撮影者は、モニタ３８に表示されたＳＬＯ像を観察しながら、表示エリアの全部の領域で眼底像が鮮明に見えるように不図示の操作手段を用いて、対物レンズ１５と被検眼Ｅの作動距離及び、偏心を調整する。さらに画像のコントラストが鮮明に見えるようにフォーカス調整手段４２を操作してピント調整を行う。フォーカススイッチ４２からの信号はＳＬＯ光学系のフォーカスレンズ５３を光軸方向に移動させるとともにＯＣＴサンプル光学系のフォーカスユニット１０のレンズも光軸方向に移動させる。これにより、ＳＬＯ光学系とＯＣＴ光学系は常に同じ視度に保たれている。
【００２４】
（ＯＣＴプレビュー撮影）
ＳＬＯ眼底観察画像により対物レンズ１５と被検眼との作動距離（ワーキングディスタンス）、フォーカスが適正であることを確認した後、操作者は、遷移スイッチ４３を操作しＯＣＴプレビューモードに遷移する。ＯＣＴプレビューモードにおいては、ＯＣＴ光源１は、点灯され波長掃引を開始する。光源１を発した光波は、調光光学系１００１内のＮＤフィルター４により適正な光量に調整されファイバカプラ７により９０％の光は、参照側へ、また１０％の光は、サンプル側に分岐する。サンプル側に分岐した光は、サンプル光学系１００２に入り、前記の通りフォーカス調整の終了したフォーカスレンズ１０、操作手段１１により走査され、被検眼眼底に達する。被検眼網膜の各層境界面で反射、散乱した光は、元の光路を逆に辿り、ファイバ８によりファイバカプラ７に達する。
【００２５】
また、ファイバカプラ７により参照光側に分岐した光は、参照光学系１００３に入り、参照光量調整用ＮＤフィルター１９により適正な光量に調整され、透過率補正フィルター２０により分光強度分布が補正されファイバ２７に集光され、干渉用の５０：５０のファイバカプラ２８に入力される。ファイバカプラ２８に入力された参照光と前記被検眼からの戻り光は干渉し、位相の反転した光に５０：５０の割合で分岐され差動検知器３３に入力し差分である干渉成分が電気信号に変換され、制御回路３４に入力される。この電気信号はＡ／Ｄ変換部３５でデジタルデータに変換され、メモリ３６に蓄えられた後、演算処理手段であるＣＰＵ３７により波数変換、フーリエ変換され断層像が生成される。ここで、ＣＰＵ３７は、干渉信号に基づいて眼底の断層像を生成する断層像生成手段の一例である。生成された断層像は、モニタ３８の断層像表示領域３９に表示される。撮影者は、この断層像を観察し、所望の撮影部位が撮像領域内に入るように、再びアライメント調整、調整スイッチ４４を用いた参照光学系の光路長調整を行う。調整スイッチ４４への入力を検知したＣＰＵ３７は、駆動手段２１を制御してミラー２２、２３を移動し、参照光学系の光路長を調整する。以上の操作によりＯＣＴ撮像が適正に行われていることを確認した撮影者は撮影スイッチ４５を操作する。撮影スイッチ４５への入力を検知したＣＰＵは、５０枚〜１５０枚のあらかじめ決められた枚数の同一部位のＯＣＴ画像を撮影し、それらを重ね合わせた断層像をモニタ３８に表示し撮影を終える。
【００２６】
［透過率補正］
次に干渉信号の透過率補正について説明する。図２は、各要素の分光特性を表すグラフであり横軸は波長、縦軸は相対強度である。２０１の実線は光源の分光強度分布、２０２の破線は眼の分光透過特性（眼軸長を２３ｍｍとし、往復で計算）、２０３の一点鎖線は、眼からの戻り光の分光強度特性を示す。なお、本実施形態における光源は、９００ｎｍ〜１２００ｎｍの光を発生させているが、９００ｎｍ〜１２００ｎｍを含む波長帯域の光を発生できれば良い。また、実際にサンプリングし撮像に用いる有効波長（例えば、９８０ｎｍ〜１１２０ｎｍ）を含む光が発生されるように構成されても良い。グラフに示す通り透光部成分の９５％が水である眼の透過率は、水の吸収と同じ特性を示し、９６０ｎｍ付近に吸収帯があり、１１２０ｎｍよりも長い波長帯域においても強い吸収がある。この特性により眼は、１０２０ｎｍから１１００ｎｍ（眼での吸収の影響を受ける波長帯域とは異なる波長帯域の一例）の光を透過するバンドパスフィルターのような働きをする。これにより、グラフに示すような半値幅（δλ）１００ｎｍの強度分布がガウシアン形状の光を眼に照射しても、眼からの戻り光は。この眼の透過特性２０２の影響を受けるため半値幅は、８０ｎｍと狭くなる。これにより、縦分解能を示すＰＳＦの半値幅も変化することになる。図３に、分光特性をフーリエ変換して計算したＰＳＦを表す。横軸は長さ（μｍ）、縦軸は相対強度である。２０４は、光源特性２０１をフーリエ変換して求めたＰＳＦであり、２０５は、眼を透過した２０３の分光特性のＰＳＦである。２０４の実線でしめす光源のＰＳＦの半値幅に対して２０５の破線で示す眼の透過特性の影響を受けたＰＳＦの半値幅の方が、太いことがわかる。すなわち、これは、ＯＣＴ断層像の縦分解能が悪化している。
【００２７】
実際には、図２の強度分布をエンベロープとする干渉縞が現れそのＰＳＦを計算する。干渉信号のエンベロープは、サンプル光と、参照光の干渉を表す式の内下記のＣｒｏｓｓ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｔｅｒｍｓの項で表現される。
【００２８】
【数１】
2017217312.tif 000003
ここでρは、ディテクターの感度、ｋ（＝２π／λ）は波数、Ｓ（ｋ）は波数空間で表した光源の分光強度、ＲＲは参照光の反射率、Ｒｓｎはサンプル光の反射率、ＺＲは参照光の光路長、Ｚｓｎはサンプル光の光路長を示す。
【００２９】
この式においてΣは網膜の複数の界面からの反射を表しており、またｃｏｓは、同様に網膜の複数の界面までの距離と参照光路長との差分による位相差をあらわしている。干渉信号のエンベロープを考える際には、参照光と近い一面のみを考え、また、エンベロープは、干渉縞の強めあう波数のほうらく線と考えることができるので、この位相差は  考慮する必要がない。
【００３０】
したがって干渉縞のエンベロープは
ρ／２×ｓ（ｋ）×（ＲｒＲｓ）＾（１／２）
と考えることができる。
【００３１】
さらに眼や光学系の透過率特性は、網膜面の反射率特性に含めて考えることができるので、眼の透過率（往復）をＥｔ（ｋ）とすると干渉縞のエンベロープは
ρ／２×ｓ（ｋ）×（ＲｒＲｓＥｔ（ｋ））＾（１／２）
とあらわすことができる。したがって、光学系にＥｔ（ｋ）＾（１／２）の特性を打ち消すフィルターを配置すれば、この眼の透過率特性を打ち消すことができ、図３で示した縦分解能の低下を低減することができる。
【００３２】
図４は、眼の透過特性と透過率補正フィルターの透過特性を表わす図であり、横軸は波長を縦軸は透過率を表す。符号２４１は、図２の２０２と同じ眼の透過特性を表わすグラフであるが、１０００ｎｍ〜１１００ｎｍの間の最大透過率が１になるように正規化してある。符号２４２は、透過率補正フィルター（１）の特性を示し、符号２４３は、透過率補正フィルター（２）の特性を示す。ここで、透過率補正フィルター（１）は、光が１度通過する場合を想定しており、例えば、図１のようなマッハツエンダー干渉計の参照光の光路に配置される場合が考えられる。このとき、透過率補正フィルター（１）は、被検眼の分光透過率の逆数に略比例した分光特性を持つ。また、透過率補正フィルター（２）は、光が２度通過する場合を想定しており、往復で光が通過する光路に配置される場合、例えば、マイケルソン干渉計の参照光の光路に配置される場合が考えられる。このとき、透過率補正フィルター（２）は、被検眼の分光透過率の平方根の逆数に略比例した分光特性を持つ。なお、透過率補正フィルター（２）の配置箇所は、マイケルソン干渉計の参照光の光路以外にも、測定光の光路でも良いし、参照光と測定光とに分岐する前の光路（光源からの光の光路）でも良い。図５は、図４のグラフを数字で示した表である。実際にサンプリングし撮像に用いる有効波長を９８０ｎｍ〜１１２０ｎｍとすると９８０ｎｍにおける眼の透過率は、０．３３であり、１０６０ｎｍにおける透過率は０．９９、１１２０ｎｍにおける透過率は０．３５である。したがってこの特性を打ち消すためには、透過率補正フィルター（１）の透過率の表のように、９８０ｎｍにおける透過率が１、１０６０ｎｍにおける透過率が０．３４、１１２０ｎｍにおける透過率が０．９５となるような分光特性を持つフィルターを作成すれば、眼の透過率を補正することができる。ただし、眼の透過率と、フィルターの透過率の積が０．３３になり、光のエネルギーが少なくなるため、感度を維持するためフィルターを透過する光の強度を増加する必要がある。図１に示すようにこのフィルターを参照光学系に配置する場合には、参照光学系の光強度を約３倍に増やす必要があるが、参照光学系には、可変ＮＤフィルターが配置され、通常は１／３以下に光量を落として使われているため、このＮＤフィルターを調整して参照系の光量を３倍にすることは容易である。
【００３３】
［光強度分布］
以上の透過率補正の説明を図１に対応して行う。光源１から出射した光の特性は図２  ２０１の通りである。この光は、眼に入射する光のエネルギーが、安全であるレベルまで可変ＮＤフィルター４を用いて調整される。さらにファイバカプラ７によりサンプル側、参照側に分岐する。サンプル側に分岐した光は、サンプル光学系１００２を通して眼に照射される。そして眼からの戻り光は、再びサンプル光学系を通りファイバ７に入射する。このときの光の分光強度分布は、眼の影響を受け、図２の符号２０３で示すように半値幅が狭められている。参照光学系１００３に入射した光は、可変ＮＤフィルター１９で光量を調整され、透過率補正フィルター２０を透過する。図６は、参照光学系における分光強度分布を示す。
【００３４】
図６は、フィルター透過率、分光強度を表すグラフであり、横軸は波長、縦軸は強度、または透過率を示す。符号２６１の実線は、参照光学系に入射する光の分光強度分布であり、図２の符号２０１と同一である。図６の符号２６２は、透過率補正フィルター２０の分光透過率であり、図４の符号２４２と同一である。２６３の一点破線はフィルター２６２を透過した後の分光強度分布を示す。図に示す通り、元の光源に対して平坦な特性になっている。このような特性に補正された参照光学系からの光はファイバ２７より、図２の符号２０３に示す特性のサンプル光学系からの戻り光と干渉する。そして、差動検知器３３により干渉成分のみ差動検知されて干渉縞のエンベロープを形成する。このエンベロープは、前記の通り、眼の透過特性を、透過率補正フィルター２０により補正されているため、図３の符号２０４に示す縦分解能の断層像を得ることができる。以上のように光学的に干渉信号のエンベロープの補正を行うことは、演算により光源の分光強度分布を補正する方法に比べ、干渉光そのものを補正するために実際に使用する光エネルギーを損失させずにＰＳＦの整形を行うため、被検眼への入射光量を安全であるレベルに維持したままでより高いＳＮ比を確保することができる。
【００３５】
［調光光学系内に分光特性を補正する光学部材（透過率補正フィルター等）を配置］
また、調光光学系内に透過率補正フィルターを設けても良い。図７は、調光光学系内１００１内に、透過率補正フィルターを配置した例を示す図である。上述した通り、干渉縞のエンベロープは、次の式で表すことができる。
【００３６】
ρ／２×ｓ（ｋ）×（ＲｒＲｓＥｔ（ｋ））＾（１／２）
透過率補正フィルターの分光特性をＣｏｍ（ｋ）とすると、参照、サンプル分岐前に入れる場合には、
ρ／２×ｓ（ｋ）×Ｃｏｍ（ｋ）×（ＲｒＲｓＥｔ（ｋ））＾（１／２）
となり、眼の影響を受けない状態と同一になるとすると、
ρ／２×〔ｓ（ｋ）×Ｃｏｍ（ｋ）×（ＲｒＲｓＥｔ（ｋ））＾（１／２）＝ρ／２×〔ｓ（ｋ）×（ＲｒＲｓ）＾（１／２）により、以下のようになる。
【００３７】
Ｃｏｍ（ｋ）＝１／√Ｅｔ（ｋ）
図４の符号２４３は、透過率補正フィルター（２）の透過率を示し、１／√Ｅｔ（ｋ）のフィルター特性を示している。また、図８は、その実際の透過率のデータを示す表である。図７に示すように、この様な特性の透過率補正フィルター６０を調光光学系に配置することにより、式に示した通り、眼の透過率特性を補正できるため、縦分解能を基に戻すことができる。しかし、透過率補正フィルターにより光強度が弱くなるため、感度も補正するためにはＮＤフィルターを調整して光量を上げるか、光源の出力を増加することが望ましい。
【００３８】
また、上述した式を満たせば縦分解能を改善する効果が得られるため、サンプル光学系にフィルターを入れてもよい。場所は、レンズ９とフォーカスユニット１０の間が望ましいが、サンプル光学系内は、光が往復するため、往復で透過特性が得られるように、前記調光光学系にいれたのと同様、図４の符号４０２の特性のフィルターを配置すれば良い。
【００３９】
また、本実施形態においては、眼の透過率の影響をなくすために眼の透過率の逆数の特性を有する補正フィルターを用いる例について説明した。ここで、光学系の分光特性に影響を及ぼすものは、眼だけではなく、ファイバーカプラーの透過率、参照光学系のカップリング効率の分光特性、サンプル光学系、参照光学系の分光透過率、波長分岐ミラーの分光透過率等がある。したがって、サンプル光学系、参照光学系それぞれ独立に、分光強度分布を測定し、トータルな分光強度を測定し、前記眼の透過特性と同様、逆数のフィルターを作成すればさらに精度良く補正できる。
【００４０】
また、本実施形態においては、光学系または、眼の特性を補正するフィルターを光学系内に配置することにより、それらの縦分解能への影響を低減する方法を述べた。ここで、透過率補正フィルターの特性を工夫することによりさらに縦分解能を改善することができる。
【００４１】
図９〜図１１は、分光強度分布がガウシアン形状である光源の強度分布３０１を中心波長における強度を０．７に補正するフィルター３０２、０．５に補正するフィルター３１１、０．３に補正するフィルター３２１で補正した特性図３０３、３１２、３２２を示す。図１２、３３１は、図９の符号３０１で示す強度分布特性のＰＳＦであり、半値幅は最も広い。３３２、３３３、３３４は、それぞれ３０３、３１２、３２２で示す強度分布をフーリエ変換して求めたＰＳＦであり、次第に半値幅が狭くなる。しかし、３３４には、３３５で示すような山（サイドローブ）が現れる。
【００４２】
この山が、高くなると、断層像上の明部に縦方向に尾を引いたような明部が現れ、縦方向の解像力が低下し、実質的に縦分解能が低下する。したがって、最適な縦分解能を得るためには、このサイドローブが高くならない範囲で、ＰＳＦの半値幅を狭くする必要がある。実質画像上で影響が無くなるためには、この山の高さは、メインローブの１／１０以下であることが望ましい。したがって、前記補正フィルターの特性に、図１０の３１１、図１１の３２１のような特性を付加することによりさらに縦分解能を向上することができる。図１３の３４１は、光源の強度分布を示し、３４２は、図６の符号２６２に特性を示した補正フィルターに図１０の３１１に示す強度変調率０．５のフィルターの分光強度を加えたフィルターの特性を示す。図１４の３５１は、光源特性に眼の透過特性を掛けたＰＳＦ、３５２は、光源特性×眼の特性×図６の２６３で示す透過率補正フィルターのＰＳＦ、３５３は、光源特性×眼の特性×図１３の３４３で示す透過率補正フィルターを用いた場合のＰＳＦを示す。３５３のＰＳＦは、サイドローブが若干生じているものの、メインローブの１／１０以下であり、メインローブの半値幅が狭くなっているため、さらに縦分解能を向上することができる。
【００４３】
以上説明したように、透過率補正フィルターとして、特定の透過領域の透過率を低下させ、特定の傾斜を持たせて特性の変化するフィルター特性が要求される。通常の誘電体多層膜を用いて製作するとこの傾斜特性を出すのが困難でありさらにリップルが生じたり、層数が多くなり基板に歪みが生じる原因になる。そこで、屈折率が膜厚方向に周期的に変化するルゲートフィルターを用いるとこの傾斜特性がコントロールしやすくなり所望の透過特性が得られやすい。すなわち、本実施形態に係る光学部材は、蒸着物質の屈折率が連続的に変化するルゲート膜により形成された透過率補正フィルターであることが好ましい。なお、通常の誘電体多層膜は屈折率の高い蒸着物質Ｈと屈折率の低い蒸着物質Ｌという種類の異なる蒸着物質を交互に蒸着することにより、所望の特性を有する膜が形成される。一方、ルゲート獏は、屈折率を制御できる蒸着物質で、連続的に屈折率を制御することができる膜で、連続的に屈折率を変化された膜を形成することにより通常のＨ，Ｌの屈折率で設計するよりも自由度の高い設計ができる。
【００４４】
（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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