(57)【要約】【課題】被測定物体のＯＣＴ画像に加えて、被測定物体の他種類の画像をも取得することが可能な光画像計測装置を提供する。【解決手段】光画像計測装置１００は、フルフィールドタイプのＯＣＴ装置として機能する。更に、光画像計測装置１００は、被測定物体１０００の分光画像を取得することが可能である。そのために、ハロゲンランプ１とフィルタ２ｂにより、所定の波長成分を含む撮影光を出力する。駆動機構１９は、反射ミラー４を参照光路から退避させて参照光路を遮断する。駆動機構２６は、偏光ビームスプリッタ１４を干渉光路から退避させ、光路長補正部材１５を干渉光路に配置する。撮影光は、信号光路を介して被測定物体１０００に照射され、信号光路及び干渉光路を介して導光される。ＣＣＤ１８は、導光された撮影光を検出して被測定物体１０００の分光画像を形成する。【選択図】図１
2009264787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のビーム径を有する広帯域光を信号光と参照光とに分割し、信号光路を介して被測定物体を経由した前記信号光と参照光路を介して参照物体を経由した前記参照光とを干渉させて干渉光を生成し、干渉光路を介して導光された前記干渉光を検出して前記被測定物体の画像を形成する光画像計測装置であって、
前記参照光路を遮断する遮断手段と、
前記参照光路が遮断された状態において撮影光を出力する出力手段と、
前記出力手段から出力された撮影光を前記信号光路を介して前記被測定物体に照射し、前記被測定物体を経由した撮影光を前記信号光路及び前記干渉光路を介して導光する光学系と、
前記光学系を経由した撮影光を検出して画像を形成する画像形成手段と、
を備えることを特徴とする光画像計測装置。
【請求項２】
前記出力手段は、所定の波長成分を含む前記撮影光を出力し、
前記画像形成手段は、前記光学系を経由した前記所定の波長成分を検出して画像を形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光画像計測装置。
【請求項３】
前記出力手段は、前記広帯域光を発生する光源と、前記発生された広帯域光の前記所定の波長成分を透過させるフィルタとを含み、
前記光学系は、前記フィルタを透過した波長成分を前記撮影光として前記被測定物体に照射する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光画像計測装置。
【請求項４】
前記出力手段は、それぞれ異なる波長成分を透過させる複数の前記フィルタと、前記光源により発生された広帯域光の光路に前記複数のフィルタを択一的に配置させる制御手段とを含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の光画像計測装置。
【請求項５】
前記出力手段は、複数の異なる波長の撮影光を発生可能な波長可変光源と、前記波長可変光源を制御して前記複数の異なる波長の撮影光を順次に発生させる制御手段と含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の光画像計測装置。
【請求項６】
前記出力手段は、異なる波長の撮影光を出力する複数の光源と、前記複数の光源に択一的に撮影光を出力させる制御手段とを含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の光画像計測装置。
【請求項７】
前記出力手段は、前記撮影光として前記広帯域光を発生する光源を含み、
前記光学系は、前記被測定物体を経由した前記広帯域光から所定の波長成分を抽出する抽出手段を含み、
前記画像形成手段は、前記抽出された所定の波長成分を検出して画像を形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光画像計測装置。
【請求項８】
前記抽出手段は、前記被測定物体を経由した前記広帯域光の所定の波長成分を透過させるフィルタを含み、
前記画像形成手段は、前記フィルタを透過した所定の波長成分を検出して画像を形成する、
ことを特徴とする請求項７に記載の光画像計測装置。
【請求項９】
前記抽出手段は、それぞれ異なる波長成分を透過させる複数の前記フィルタと、前記被測定物体を経由した前記広帯域光の光路に前記複数のフィルタを択一的に配置させる制御手段とを含む、
ことを特徴とする請求項８に記載の光画像計測装置。
【請求項１０】
前記抽出手段は、前記被測定物体を経由した前記広帯域光を複数の波長成分に分散する分散部材を含み、
前記画像形成手段は、前記複数の波長成分のいずれかを検出して画像を形成する、
ことを特徴とする請求項７に記載の光画像計測装置。
【請求項１１】
前記出力手段は、前記被測定物体における蛍光物質の励起波長成分を含む撮影光を出力し、
前記光学系は、前記励起波長成分を含む撮影光を前記被測定物体に照射するとともに、該撮影光を受けて前記蛍光物質から発せられた蛍光を前記信号光路及び前記干渉光路を介して導光し、
前記画像形成手段は、前記光学系を経由した蛍光を検出して、前記被測定物体における前記蛍光物質の分布画像を形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光画像計測装置。
【請求項１２】
前記出力手段は、前記広帯域光を発生する光源と、前記発生された広帯域光の前記励起波長成分を透過させるエキサイタフィルタとを含み、
前記光学系は、前記フィルタを透過した励起波長成分を前記撮影光として前記被測定物体に照射し、
前記光学系は、前記蛍光以外の波長成分を遮断するバリアフィルタを含み、
前記画像形成手段は、前記バリアフィルタを透過した蛍光を検出して前記分布画像を形成する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の光画像計測装置。
【請求項１３】
前記出力手段は、前記撮影光として前記広帯域光を発生する光源を含み、
前記光学系は、前記光源により発生された広帯域光を前記被測定物体に照射し、
前記光学系は、前記蛍光以外の波長成分を遮断するバリアフィルタを含み、
前記画像形成手段は、前記バリアフィルタを透過した蛍光を検出して前記分布画像を形成する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の光画像計測装置。
【請求項１４】
前記光学系は、前記信号光路及び前記干渉光路の双方にそれぞれリングスリットを備え、
前記画像形成手段は、前記双方のリングスリットを含む前記光学系を経由した撮影光を検出して位相差画像を形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光画像計測装置。
【請求項１５】
前記広帯域光を前記信号光と前記参照光とに分割する分割部材を備え、
前記参照光路には、前記参照物体としての参照鏡と、前記分割部材により前記広帯域光から分割された参照光を前記参照鏡に向けて反射し、前記参照鏡により反射された参照光を前記分割部材に向けて反射する反射鏡とが設けられ、
前記遮断手段は、前記反射鏡を移動させる駆動機構を含む、
ことを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
【請求項１６】
前記遮断手段は、前記参照光を遮断するシャッタを含む、
ことを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
【請求項１７】
前記シャッタは、前記参照光の進行方向に対して斜設されている、
ことを特徴とする請求項１６に記載の光画像計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定のビーム径を持つ信号光を被測定物体に投射し、その反射光又は透過光と参照光との干渉光を検出することにより、被測定物体の表面態様や内部態様を表す画像を形成する光画像計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光を用いて被測定物体の表面や内部の画像を形成する光画像計測技術が注目を集めている。光画像計測技術は、従来からのＸ線ＣＴのような人体への侵襲性を持たないことから、特に医療分野において応用の展開が期待されている。
【０００３】
光画像計測技術の代表的な手法として、光干渉断層画像化法（ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ；ＯＣＴ）などと呼ばれる手法がある。たとえば特許文献１には、光ビームを信号光と参照光とに分割し、被測定物体を経由した信号光と参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成して検出することにより、被測定物体の表面や内部の態様を表す画像を形成する手法が開示されている。ＯＣＴ技術を適用して取得される画像をＯＣＴ画像と呼ぶことがある。
【０００４】
ここで、被測定物体に投射される信号光は所定のビーム径を有する。それにより、信号光の進行方向に対して略直交する断面の画像が形成される。このような光干渉断層画像化法は、フルフィールド（ｆｕｌｌ−ｆｉｅｌｄ）タイプ或いはエンフェイス（ｅｎ−ｆａｃｅ）タイプなどと呼ばれる。
【０００５】
フルフィールドタイプの光画像計測装置は、干渉計を搭載しており、高倍率、高解像度の画像を取得できるという特徴がある。たとえば医療分野や生物学分野に応用すると、細胞の態様を表す画像を取得することが可能である。
【０００６】
ところで、医療分野等においては、被測定物体を様々な角度から検査するために、複数種類の画像を参照することがある。このような場合を想定して、複数種類の画像を取得可能な装置が提案されている。たとえば特許文献２に記載の眼底観察装置は、光画像計測装置としての機能と、眼底カメラとしての機能とを有する。
【０００７】
特許文献２の眼底観察装置には、干渉光のスペクトル分布に基づいて画像を形成するスペクトラルドメイン（ｓｐｅｃｔｒａｌ−ｄｏｍａｉｎ）タイプの光画像計測装置が搭載されている。スペクトラルドメインタイプには、干渉光をスペクトル分解するフーリエドメイン（Ｆｏｕｒｉｅｒ−ｄｏｍａｉｎ）タイプや、様々な波長の光を出力可能な光源を用いるスウェプトソース（ｓｗｅｐｔ−ｓｏｕｒｃｅ）タイプなどがある。
【０００８】
被測定物体の撮影手法には、一般的なカラー撮影のほかに、分光撮影や蛍光撮影などがある（たとえば特許文献３、４を参照）。分光撮影は、波長に応じて光の深達度が異なることを利用して様々な深度の画像を撮影する手法である。蛍光撮影は、被測定物体に蛍光剤を適用し、この蛍光剤の励起波長の光を用いることにより、蛍光剤の分布状態を画像化する手法である。蛍光撮影は、血管からの血液の漏出状態を観察する場合などに用いられる。たとえば眼科分野においては、フルオレセイン蛍光撮影やインドシアニングリーン蛍光撮影などがある。
【０００９】
また、蛍光剤を用いずに、対象物質の励起波長の光を用いることにより対象物質の分布状態を画像化する、自発蛍光撮影（自家蛍光撮影）と呼ばれる手法もある（たとえば特許文献４を参照）。自発蛍光撮影は、たとえば、眼疾患である加齢性黄斑変性症の初期症状として注目される、加齢により生体に蓄積する物質（リポフスチン）の観察に用いられる。
【００１０】
また、生化学や医学の分野では、蛍光物質を含んだ細胞をマーカとして蛍光顕微鏡で観察することにより、注目する部位や物質の同定を行っている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２１２４６７号公報
【特許文献２】特開２００７−２７５３７４号公報
【特許文献３】特開２００６−６１３２８号公報
【特許文献４】特表２００７−５２１９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のように複数種類の画像を取得できる装置は存在するが、従来のフルフィールドタイプの光画像計測装置においては、ＯＣＴ画像以外の画像を取得することはできなかった。
【００１３】
この発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、被測定物体のＯＣＴ画像に加えて、被測定物体の他種類の画像をも取得することが可能な光画像計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、所定のビーム径を有する広帯域光を信号光と参照光とに分割し、信号光路を介して被測定物体を経由した前記信号光と参照光路を介して参照物体を経由した前記参照光とを干渉させて干渉光を生成し、干渉光路を介して導光された前記干渉光を検出して前記被測定物体の画像を形成する光画像計測装置であって、前記参照光路を遮断する遮断手段と、前記参照光路が遮断された状態において撮影光を出力する出力手段と、前記出力手段から出力された撮影光を前記信号光路を介して前記被測定物体に照射し、前記被測定物体を経由した撮影光を前記信号光路及び前記干渉光路を介して導光する光学系と、前記光学系を経由した撮影光を検出して画像を形成する画像形成手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光画像計測装置であって、前記出力手段は、所定の波長成分を含む前記撮影光を出力し、前記画像形成手段は、前記光学系を経由した前記所定の波長成分を検出して画像を形成する、ことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光画像計測装置であって、前記出力手段は、前記広帯域光を発生する光源と、前記発生された広帯域光の前記所定の波長成分を透過させるフィルタとを含み、前記光学系は、前記フィルタを透過した波長成分を前記撮影光として前記被測定物体に照射する、ことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光画像計測装置であって、前記出力手段は、それぞれ異なる波長成分を透過させる複数の前記フィルタと、前記光源により発生された広帯域光の光路に前記複数のフィルタを択一的に配置させる制御手段とを含む、ことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の光画像計測装置であって、前記出力手段は、複数の異なる波長の撮影光を発生可能な波長可変光源と、前記波長可変光源を制御して前記複数の異なる波長の撮影光を順次に発生させる制御手段と含む、ことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の光画像計測装置であって、前記出力手段は、異なる波長の撮影光を出力する複数の光源と、前記複数の光源に択一的に撮影光を出力させる制御手段とを含む、ことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の光画像計測装置であって、前記出力手段は、前記撮影光として前記広帯域光を発生する光源を含み、前記光学系は、前記被測定物体を経由した前記広帯域光から所定の波長成分を抽出する抽出手段を含み、前記画像形成手段は、前記抽出された所定の波長成分を検出して画像を形成する、ことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光画像計測装置であって、前記抽出手段は、前記被測定物体を経由した前記広帯域光の所定の波長成分を透過させるフィルタを含み、前記画像形成手段は、前記フィルタを透過した所定の波長成分を検出して画像を形成する、ことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の光画像計測装置であって、前記抽出手段は、それぞれ異なる波長成分を透過させる複数の前記フィルタと、前記被測定物体を経由した前記広帯域光の光路に前記複数のフィルタを択一的に配置させる制御手段とを含む、ことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の光画像計測装置であって、前記抽出手段は、前記被測定物体を経由した前記広帯域光を複数の波長成分に分散する分散部材を含み、前記画像形成手段は、前記複数の波長成分のいずれかを検出して画像を形成する、ことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載の光画像計測装置であって、前記出力手段は、前記被測定物体における蛍光物質の励起波長成分を含む撮影光を出力し、前記光学系は、前記励起波長成分を含む撮影光を前記被測定物体に照射するとともに、該撮影光を受けて前記蛍光物質から発せられた蛍光を前記信号光路及び前記干渉光路を介して導光し、前記画像形成手段は、前記光学系を経由した蛍光を検出して、前記被測定物体における前記蛍光物質の分布画像を形成する、ことを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の光画像計測装置であって、前記出力手段は、前記広帯域光を発生する光源と、前記発生された広帯域光の前記励起波長成分を透過させるエキサイタフィルタとを含み、前記光学系は、前記フィルタを透過した励起波長成分を前記撮影光として前記被測定物体に照射し、前記光学系は、前記蛍光以外の波長成分を遮断するバリアフィルタを含み、前記画像形成手段は、前記バリアフィルタを透過した蛍光を検出して前記分布画像を形成する、ことを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の光画像計測装置であって、前記出力手段は、前記撮影光として前記広帯域光を発生する光源を含み、前記光学系は、前記光源により発生された広帯域光を前記被測定物体に照射し、前記光学系は、前記蛍光以外の波長成分を遮断するバリアフィルタを含み、前記画像形成手段は、前記バリアフィルタを透過した蛍光を検出して前記分布画像を形成する、ことを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１に記載の光画像計測装置であって、前記光学系は、前記信号光路及び前記干渉光路の双方にそれぞれリングスリットを備え、前記画像形成手段は、前記双方のリングスリットを含む前記光学系を経由した撮影光を検出して位相差画像を形成する、ことを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１５に記載の発明は、請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記広帯域光を前記信号光と前記参照光とに分割する分割部材を備え、前記参照光路には、前記参照物体としての参照鏡と、前記分割部材により前記広帯域光から分割された参照光を前記参照鏡に向けて反射し、前記参照鏡により反射された参照光を前記分割部材に向けて反射する反射鏡とが設けられ、前記遮断手段は、前記反射鏡を移動させる駆動機構を含む、ことを特徴とする。
【００２９】
また、請求項１６に記載の発明は、請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記遮断手段は、前記参照光を遮断するシャッタを含む、ことを特徴とする。
【００３０】
また、請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の光画像計測装置であって、前記シャッタは、前記参照光の進行方向に対して斜設されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
この発明に係る光画像計測装置は、所定のビーム径を有する広帯域光を信号光と参照光とに分割し、被測定物体を経由した信号光と参照物体を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光を検出して被測定物体の画像（ＯＣＴ画像）を形成する機能を有する。
【００３２】
更に、この発明に係る光画像計測装置は、参照光路を遮断した状態で撮影光を出力し、この撮影光を信号光路を介して被測定物体に照射し、被測定物体を経由した撮影光を信号光路及び干渉光路を介して導光して検出し、その検出結果に基づいて画像を形成することができる。
【００３３】
このような光画像計測装置によれば、被測定物体のＯＣＴ画像に加えて、被測定物体の他種類の画像をも取得することが可能である。当該他種類の画像の例としては、分光画像、蛍光画像、位相差画像などがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
この発明に係る光画像計測装置の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３５】
以下、主として二つの実施形態を説明する。第１の実施形態では、ＯＣＴ画像と分光画像を取得可能な装置について説明する。ここで、分光画像とは、分光撮影によって得られる画像を意味する。第２の実施形態では、ＯＣＴ画像と蛍光画像を取得可能な装置について説明する。ここで、蛍光画像とは、蛍光撮影によって得られる画像を意味する。
【００３６】
なお、詳述はしないが、この発明に係る光画像計測装置は、分光画像や蛍光画像以外の種類の画像を取得可能に構成されていてもよい。一例として、この発明に係る光画像計測装置は、ＯＣＴ画像とともに、位相差顕微鏡による位相差画像や、微分干渉顕微鏡による微分干渉画像などを取得可能に構成されていてもよい。
【００３７】
〈第１の実施形態〉
［構成］
この実施形態に係る光画像計測装置は、ＯＣＴ画像と分光画像を取得可能な装置である。この実施形態に係る光画像計測装置の構成例を図１に示す。光画像計測装置１００は、フルフィールドタイプのＯＣＴ装置として機能する。
【００３８】
被測定物体１０００は、計測に適した状態で配設される。たとえば被測定物体１０００が生体眼である場合には、境界での屈折率の変化を小さくするためのゼリーや液体などを被測定物体１０００に適用することができる。また、被測定物体１０００が摘出眼である場合には、境界における屈折率の変化を小さくするために被測定物体１０００を液浸状態で配設することができる。また、被測定物体１０００が培養細胞である場合、シャーレに入った状態の培養細胞を液浸状態で配設することが可能である。
【００３９】
光画像計測装置１００はハロゲンランプ１を備えている。ハロゲンランプ１は、たとえば無偏光の広帯域光Ｍを出力する。なお、図示は省略するが、ハロゲンランプ１は、通常のハロゲンランプとともに、出力光を導光する光ファイババンドルや、出力光の照射野を一様に照明するためのケーラー照明光学系などを含んで構成することができる。ハロゲンランプ１から出力される広帯域光Ｍは、所定のビーム径を有している。
【００４０】
ＯＣＴ画像を取得するための光源は、ハロゲンランプ１に限定されるものではなく、無偏光の広帯域光を出力する任意の光源であってよい。たとえば、キセノンランプ等の任意の熱光源（黒体輻射に基づく光源）を適用できる。また、光源は、ランダム偏光の広帯域光を出力するレーザ光源であってもよい。ここで、無偏光とは、直線偏光の光と円偏光の光と楕円偏光の光とを含む偏光状態を意味する。また、ランダム偏光とは、互いに直交する２つの直線偏光成分を有し、各直線偏光成分のパワーが時間的にランダムに変化する偏光状態を意味する（たとえば特開平７−９２６５６号公報参照）。以下、無偏光の場合についてのみ詳しく説明するが、ランダム偏光の場合も同様の構成で同様の作用効果を得ることができる。
【００４１】
広帯域光Ｍの光路には、ターレット２が設けられている。ターレット２は、複数のフィルタ２ａ、２ｂを保持している。なお、ターレット２に保持されるフィルタの個数は任意である。ターレット２は、駆動機構（図２を参照）によって回転される。それにより、複数のフィルタ２ａ、２ｂが択一的に光路に配置される。
【００４２】
複数のフィルタ２ａ、２ｂを択一的に光路に配置させる構成は、これに限定されるものではない。たとえば、複数のフィルタ２ａ、２ｂを一方向に沿って配設し、これらを当該方向に移動させるように構成することが可能である。
【００４３】
フィルタ２ａは、ＯＣＴ画像を取得するときに光路に配置される。ハロゲンランプ１から出力された広帯域光Ｍは、様々な帯域の光を含んでいる。フィルタ２ａは、広帯域光Ｍの所定帯域のみを透過させるフィルタである。透過させる帯域は、分解能や計測深度等に応じて決定され、たとえば中心波長７６０ｎｍ程度で１００ｎｍ程度の波長幅の帯域に設定される。この場合、被測定物体１０００の深度方向（図１に示すｚ方向）及びそれに直交する方向（水平方向）について、それぞれ２μｍ程度の分解能の画像を取得できる。なお、フィルタ２ａを透過した光を同じく広帯域光Ｍと呼ぶことにする。
【００４４】
フィルタ２ｂは、分光撮影時に光路に配置される。この分光撮影用フィルタ２ｂは、広帯域光Ｍの所定の波長成分を透過させる。なお、他の波長成分を透過させる他の分光撮影用フィルタを設けることが可能である。分光撮影用フィルタ２ｂ等を透過する波長成分は、被測定物体１０００の所望の深度に到達する波長とされる。よって、分光撮影用フィルタ２ｂ等を択一的に光路に配置させることにより、被測定物体１０００の様々な深度の画像を取得することができる。なお、分光撮影用フィルタ２ｂ等を透過する波長成分は、所定の単一波長の光であってもよいし、所定の幅を持つ波長帯域の光であってもよい。
【００４５】
まず、ＯＣＴ画像を取得する場合を考慮しつつ光画像計測装置１００の構成を説明する。フィルタ２ａを透過した無偏光の広帯域光Ｍは、ハーフミラー等のビームスプリッタ３によって分割される。すなわち、ビームスプリッタ３による反射光は信号光Ｓを形成し、ビームスプリッタ３を透過した光は参照光Ｒを形成する。
【００４６】
信号光Ｓは、無偏光状態を保ったまま対物レンズ１１により被測定物体１０００に合焦される。信号光Ｓは、所定のビーム径で被測定物体１０００に照射される。被測定物体１０００の表面や内部にて反射、散乱された光は、対物レンズ１１を経由してビームスプリッタ３に戻ってくる。
【００４７】
一方、ビームスプリッタ３により生成された無偏光の参照光Ｒは、反射ミラー４にて反射され、波長板（λ／４板）５と偏光板６を通過する。更に、参照光Ｒは、ガラス板７を通過し、対物レンズ８によって参照鏡９の反射面に合焦される。参照鏡９により反射された参照光Ｒは、同じ光路を逆向きに経由してビームスプリッタ３に戻ってくる。
【００４８】
このとき、当初は無偏光であった参照光Ｒは、波長板５と偏光板６を二回経由することにより円偏光に変換される。ガラス板７は、信号光Ｓ及び参照光Ｒの光路（干渉計の両アーム）にて発生する分散の影響を最小にする分散補正光学素子である。
【００４９】
参照鏡９は、参照鏡移動機構１０によって参照光Ｒの進行方向、すなわち参照鏡９の反射面に直交する方向（図１に示す両側矢印方向）に移動可能とされている。参照鏡移動機構１０は、たとえばピエゾ素子等の駆動手段を含んで構成される。
【００５０】
このように参照鏡９を移動させることにより、信号光Ｓと参照光Ｒとの光路長差が変更される。ここで、信号光Ｓの光路長は、ビームスプリッタ３と被測定物体１０００の表面との間の往復距離である。また、参照光Ｒの光路長は、ビームスプリッタ３と参照鏡９の反射面との間の往復距離とする。信号光Ｓと参照光Ｒとの光路長差を変更することにより、被測定物体１０００の様々な深度位置の画像を選択的に取得することができる。
【００５１】
なお、この実施形態では、参照光Ｒの光路長を変更することで上記光路長差を変更しているが、信号光Ｓの光路長を変更して上記光路長差を変更するように構成することも可能である。その場合、装置光学系と被測定物体１０００との間隔を変更するような変更手段を設ける。たとえば、装置光学系をｚ方向に移動させるステージや、被測定物体１０００をｚ方向に移動させるステージなどを適用できる。
【００５２】
被測定物体１０００を経由した信号光Ｓと、参照鏡９を経由した参照光Ｒは、ビームスプリッタ３により重畳されて干渉光Ｌを生成する。干渉光ＬはＳ偏光成分とＰ偏光成分とを含んでいる。
【００５３】
ビームスプリッタ３によって生成された干渉光Ｌは、開口絞り１２を経由し、結像レンズ（群）１３によって集束光となる。集束光となった干渉光ＬのＳ偏光成分Ｌ１は、偏光ビームスプリッタ１４により反射されてＣＣＤ（イメージセンサ）１７により検出される。一方、干渉光ＬのＰ偏光成分Ｌ２は、偏光ビームスプリッタ１４を透過し、反射ミラー１６により反射されてＣＣＤ（イメージセンサ）１８により検出される。
【００５４】
各ＣＣＤ１７、１８は、２次元の受光面を有している。Ｓ偏光成分Ｌ１とＰ偏光成分Ｌ２は、それぞれ、所定のビーム径を有する状態でＣＣＤ１７、１８の受光面に投射される。
【００５５】
Ｓ偏光成分Ｌ１を検出したＣＣＤ１７は、検出信号をコンピュータ２０に送る。同様に、Ｐ偏光成分Ｌ２を検出したＣＣＤ１８は、検出信号をコンピュータ２０に送る。
【００５６】
なお、干渉光Ｌの元になる参照光Ｒは円偏光であり信号光Ｓは無偏光であるから、Ｓ偏光成分Ｌ１とＰ偏光成分Ｌ２は９０度（π／２）の位相差を有している。したがって、ＣＣＤ１７から出力される検出信号ＣＡと、ＣＣＤ１８から出力される検出信号ＣＢは、９０度の位相差を有している。このような検出信号ＣＡ、ＣＢは、次式のように表すことができる。
【００５７】
【数１】
2009264787.tif 000003
【００５８】
ここで、Ｉｓ（ｘ、ｙ）は信号光Ｓの強度を表し、Ｉｒ（ｘ、ｙ）は参照光Ｒの強度を表している。また、φ（ｘ、ｙ）は初期位相差を表している。また、各検出信号ＣＡ、ＣＢは、背景光成分（非干渉成分、直流成分）Ｉｓ（ｘ、ｙ）＋Ｉｒ（ｘ、ｙ）を含む。更に、検出信号ＣＡはｃｏｓ成分からなる干渉成分を含み、検出信号ＣＢはｓｉｎ成分からなる干渉成分を含んでいる。
【００５９】
式（１）、（２）から分かるように、各検出信号ＣＡ、ＣＢは、空間（ｚ方向に直交するｘ方向、ｙ方向）のみを変数とし、時間を変数として含んでいない。すなわち、本実施形態に係る干渉信号は、空間的変化のみを含むものである。検出信号ＣＡ、ＣＢに基づいて画像を形成する処理については後述する。
【００６０】
上記のように、偏光ビームスプリッタ１４は、ＯＣＴ画像を取得するときに干渉光Ｌの光路（干渉光路）に配置される。一方、分光撮影時には、偏光ビームスプリッタ１４は光路から退避され、代わりに光路長補正部材１５が配置される。
【００６１】
光路長補正部材１５は、たとえばガラスブロック等の透光部材であり、被測定物体１０００を経由してＣＣＤ１８に投射される光の光路長を補正する。光路長補正部材１５により伸長される光路長は、たとえば偏光ビームスプリッタ１４によるそれと等しい。なお、光路長補正部材１５を設ける代わりに、偏光ビームスプリッタ１４を退避させたことにより短縮された光路長を補う距離だけＣＣＤ１８を移動させるように構成してもよい。これら構成によって光路長を補正することで、被測定物体１０００を経由した光がＣＣＤ１８に適正に投射される。なお、この実施形態に係る分光撮影では、ＣＣＤ１７は使用されない。
【００６２】
以下、分光画像を取得する場合を考慮しつつ光画像計測装置１００の構成を説明する。この実施形態では、分光撮影においてもハロゲンランプ１から出力される広帯域光Ｍを使用する。すなわち、この発明の「撮影光」として広帯域光Ｍを用いる。なお、ＯＣＴ画像を取得する場合と分光撮影を行う場合とで、広帯域光Ｍのビーム径が異なっていてもよい。広帯域光Ｍのビーム径は、公知の光学系によって任意に変更できることが望ましい。
【００６３】
帯域光Ｍ以外の光を用いて分光撮影を行うことも可能である。一例として、ハロゲンランプ１以外の広帯域光源を別途に設け、これらを選択的に使用するように構成することが可能である。また、分光撮影用の光源は、広帯域光源には限定されず、分光撮影用の波長帯域を含む光を出力できればよい。
【００６４】
また、分光撮影を行う場合には、参照光Ｒの光路（参照光路）、つまりビームスプリッタ３と参照鏡９とを結ぶ光路が遮断される。この実施形態では、反射ミラー４を移動することにより参照光路を遮断する。ここで、「参照光路を遮断する」とは、ビームスプリッタ３を通過して参照光路に進入した光が、（ほとんど）ビームスプリッタ３に戻ってこないようにすることを意味する。なお、この実施形態においては、信号光Ｓの光路（信号光路）についてはそのままとされる。
【００６５】
光画像計測装置１００においては、反射ミラー４を移動させることにより参照光路を遮断する。具体例を説明する。まず、回転軸部材やレール部材等の保持部材により、反射ミラー４を移動可能に保持する（図示省略）。駆動機構１９は、モータ等のアクチュエータにより駆動力を発生し、この駆動力を反射ミラー４に伝達することにより、回転軸部材を中心に反射ミラー４を回転させたり、レール部材に沿って反射ミラー４を参照光路から退避させたりする。なお、図１において点線で示す反射ミラー４は、参照光路から退避された状態を表している。また、駆動機構１９は、退避された反射ミラー４を移動して参照光路に配置させる。
【００６６】
分光撮影用フィルタ２ｂ（又は他の分光撮影用フィルタ）は、ハロゲンランプ１から出力された広帯域光Ｍの所定の波長成分のみを透過させる。この波長成分は、ビームスプリッタ３により二分割される。
【００６７】
ビームスプリッタ３を透過して参照光路に入射した波長成分は、反射ミラー４が退避されていることから、ビームスプリッタ３に戻ってこない。
【００６８】
一方、ビームスプリッタ３により反射された波長成分は、対物レンズ１１により集束されて被測定物体１０００に投射される。この波長成分は、所定のビーム径で被測定物体１０００に投射され、その波長に応じた深度まで到達する。当該深度にて反射された波長成分は、は、対物レンズ１１を経由してビームスプリッタ３に戻ってくる。
【００６９】
更に、被測定物体１０００を経由した波長成分は、（その一部が）ビームスプリッタ３を透過し、開口絞り１２を経由し、結像レンズ（群）１３によって集束光となる。更に、この波長成分は、光路長補正部材１５を経由し、反射ミラー１６に反射されてＣＣＤ１８の受光面に投射される。
【００７０】
〔制御系の構成〕
光画像計測装置１００の制御系の構成について説明する。図２は、光画像計測装置１００の制御系の構成例を表している。
【００７１】
コンピュータ２０は、制御部２１、表示部２２、操作部２３及び信号処理部２４を備えている。
【００７２】
（制御部）
制御部２１は、光画像計測装置１００の各部を制御する。たとえば、制御部２１は、ハロゲンランプ１の点灯／消灯の制御、参照鏡移動機構１０の制御、ＣＣＤ１７、１８の露光時間の制御、駆動機構１９の制御、表示部２２による表示処理の制御などを行う。
【００７３】
光画像計測装置１００には、駆動機構２５、２６が設けられている。駆動機構２５は、ターレット２を回転させて、複数のフィルタ２ａ、２ｂ等を択一的に光路に配置させる。駆動機構２６は、偏光ビームスプリッタ１４と光路長補正部材１５とを移動して、これらを択一的に光路に配置させる。これら駆動機構２５、２６は、駆動力を発生するモータ等のアクチュエータを含んで構成される。
【００７４】
制御部２１は、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサを含んで構成される。また、制御部２１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ等の記憶装置を含んで構成される。ハードディスクドライブには、装置制御用のコンピュータプログラム（図示せず）が予め記憶されている。このコンピュータプログラムにしたがってマイクロプロセッサが動作することにより、制御部２１による制御が実現される。
【００７５】
また、制御部２１は、外部装置との間でデータ通信を行うための通信機器を備えていてもよい。通信機器としては、ＬＡＮカードやモデムなどがある。それにより、制御部２１は、外部のデータベースから各種の情報を取得したり、データベースに情報を登録させたりできる。また、制御部２１は、外部装置から情報を取得したり、外部装置に情報を送信したりできる。
【００７６】
（表示部）
表示部２２は、制御部２１により制御されて各種の情報を表示する。表示部２２は、ＬＣＤやＣＲＴディスプレイ等の任意の表示デバイスを含んで構成される。
【００７７】
（操作部）
操作部２３は、オペレータが光画像計測装置１００を操作したり、各種の情報を入力したりするために用いられる。操作部２３は、マウス、キーボード、ジョイスティック、トラックボール、専用のコントロールパネル等の任意の操作デバイスや入力デバイスを含んで構成される。
【００７８】
（信号処理部）
信号処理部２４は各種の信号を処理する。特に、信号処理部２４は、ＣＣＤ１７、１８から出力された検出信号ＣＡ、ＣＢに基づいて被測定物体１０００の画像を形成する。この画像形成処理については後述する。
【００７９】
信号処理部２４は、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ等を含んで構成される。
【００８０】
［動作態様］
光画像計測装置１００の動作態様について説明する。図３に示すフローチャートは、ＯＣＴ画像を取得した後に分光撮影を実施する場合の動作例を表している。なお、分光撮影を行った後にＯＣＴ画像を取得する場合には、図３とは逆の切り替え制御を適宜に実行すればよい。
【００８１】
まず、被測定物体１０００を所定の計測位置に配置させ、被測定物体１０００に対する装置光学系の位置合わせ（アライメント）を行う（Ｓ１）。たとえば被測定物体１０００が生体眼である場合、額当てや顎受けによって被検者の顔を支持し、被検眼を対物レンズ１１の前方に配置させる。そして、光画像計測装置１００の光学系を上下、前後、左右に移動させてアライメントを行う。また、被測定物体１０００が摘出眼等の物体である場合、この物体をステージ上に載置し、このステージを上下、前後、左右に移動させてアライメントを行う。このとき、光画像計測装置１００の光学系を移動させてアライメントを行うようにしてもよい。
【００８２】
次に、被測定物体１０００の水平方向の断層画像（ＯＣＴ画像）を形成する（Ｓ２）。以下、画像の形成動作を説明する。
【００８３】
オペレータが操作部２３を用いて所定の計測開始操作を行うと、制御部２１は、ハロゲンランプ１を点灯させる。この動作態様では、ハロゲンランプ１を点灯させた状態にして、広帯域光Ｍの連続光を出力する。
【００８４】
次に、制御部２１は、参照鏡移動機構１０を制御して参照光Ｒの光路長を第１の光路長にする。第１の光路長は、被測定物体１０００の第１の深度位置（ｚ座標値）に対応している。制御部２１は、各ＣＣＤ１７、１８の露光時間を制御する。ＣＣＤ１７、１８は、それぞれ、干渉光検出信号ＣＡ、ＣＢを出力する。
【００８５】
次に、制御部２１は、参照鏡移動機構１０を制御して参照光Ｒの光路長を第２の光路長に切り替える。第２の光路長は、被測定物体１０００の第２の深度位置に対応している。制御部２１は、各ＣＣＤ１７、１８の露光時間を制御して新たな検出信号ＣＡ′、ＣＢ′を出力させる。
【００８６】
ここで、第１の光路長と第２の光路長は、検出信号ＣＡと検出信号ＣＡ′とが位相差１８０度（π）を有し、かつ、検出信号ＣＢと検出信号ＣＢ′とが位相差１８０度（π）を有するような距離間隔となるようにあらかじめ設定されている。なお、検出信号ＣＡ、ＣＢは位相差９０度を有しているので、位相差９０度ごとの４つの検出信号ＣＡ、ＣＢ、ＣＡ′、ＣＢ′が得られることになる。
【００８７】
信号処理部２４は、検出信号ＣＡ、ＣＡ′（位相差１８０度）を加算し、その和を２で除算することにより、背景光成分Ｉｓ（ｘ、ｙ）＋Ｉｒ（ｘ、ｙ）を演算する。この演算処理は、検出信号ＣＢ、ＣＢ′（位相差１８０度）を用いて行ってもよい。
【００８８】
更に、信号処理部２４は、背景光成分Ｉｓ（ｘ、ｙ）＋Ｉｒ（ｘ、ｙ）を各検出信号ＣＡ、ＣＢから減算して干渉成分（ｃｏｓ成分、ｓｉｎ成分）を求める。そして、信号処理部２４は、各検出信号ＣＡ、ＣＢの干渉成分の二乗和を演算することによりｘｙ方向（水平方向）の断面における画像を形成する。なお、この処理は、検出信号ＣＡ′、ＣＢ′（位相差１８０度）を用いて行ってもよい。
【００８９】
制御部２１は、参照光Ｒの光路長を変更して上記の処理を反復することにより、被測定物体１０００の様々な深度位置におけるｘｙ断面画像を順次に形成する。それにより、たとえば角膜の画像を取得する場合において、表層細胞、翼細胞、基底細胞、ボーマン層、角膜実質の各種の深度位置の画像が得られる。
【００９０】
なお、この処理において、制御部２１は、ＣＣＤ１７、１８を所定のフレームレートでかつ同じタイミングで検出信号を出力するように制御する。更に、制御部２１は、このフレームレートと、各ＣＣＤ１７、１８の露光タイミングと、参照鏡９の移動タイミングと、参照光Ｒの光路長の変更タイミングとを同期させる。
【００９１】
このとき、各ＣＣＤ１７、１８の露光時間は、フレームレートよりも短く設定される。たとえば、ＣＣＤ１７、１８のフレームレートを３０ｆ／ｓに設定し、露光時間を３０〜５０μｓ程度に設定することができる。
【００９２】
また、中心波長７６０ｎｍ程度で波長幅１００ｎｍ程度の広帯域光Ｍを用いることにより、数μｍ程度の分解能の画像を取得することができる。たとえば、広帯域光Ｍの波長をガウス型と仮定し、被測定物体１０００の屈折率をｎ＝１．３３としたときの分解能の理論値は約１．８μｍとなる。
【００９３】
このようにして取得された被測定物体１０００の画像は、たとえば制御部２１の記憶装置（前述）に記憶される。
【００９４】
また、制御部２１は、たとえば操作部２３に対する操作に応じて、被測定物体１０００の水平方向の断層画像を表示部２２に表示させる。
【００９５】
また、信号処理部２４は、複数の水平方向の断層画像をｚ方向に沿って配列したり、複数の水平方向の断層画像に対して補間処理を施すことにより、被測定物体１０００の３次元画像を形成することができる。更に、信号処理部２４は、複数の水平方向の断層画像又は３次元画像に基づいて、被測定物体１０００の任意の断面における断層画像を形成することができる。制御部２１は、これら３次元画像や断層画像を表示部２２に表示させることができる。以上で、被測定物体１０００のＯＣＴ画像を形成する処理は終了となる。
【００９６】
オペレータは、操作部２３を用いて所定の操作を行うことにより、ＯＣＴ計測から分光撮影への切り替えを要求する（Ｓ３）。
【００９７】
制御部２１は、この切り替え要求を受け、駆動機構１９を制御して反射ミラー４を参照光路から退避させ（Ｓ４）、駆動機構２５を制御してフィルタ２ａを光路から退避させるとともにフィルタ２ｂを光路に配置させ（Ｓ５）、駆動機構２６を制御して偏光ビームスプリッタ１４を光路から退避させるとともに光路長補正部材１５を光路に配置させる（Ｓ６）。それにより分光撮影の準備が整う。なお、ステップ４〜ステップ６を実行する順序は任意である。また、ステップ４〜ステップ６のうちのいずれか２つ以上を同時に実行することも可能である。
【００９８】
オペレータは、操作部２３を操作して分光撮影の開始を要求する。制御部２１は、この要求を受けて、被測定物体１０００の分光撮影を実行させる（Ｓ７）。すなわち、制御部２１は、ハロゲンランプ１に広帯域光Ｍ（撮影光）を出力させるとともに、ＣＣＤ１８を制御して、被測定物体１０００を経由した撮影光を検出させる。そして、制御部２１は、ＣＣＤ１８からの信号に基づいて、被測定物体１０００の分光画像を表示部２２に表示させる。また、制御部２１は、この分光画像を記憶装置（前述）に記憶させる。以上で、この動作態様は終了となる。
【００９９】
［作用・効果］
光画像計測装置１００の作用及び効果について説明する。
【０１００】
光画像計測装置１００は、フルフィールドタイプのＯＣＴ装置として機能する。すなわち、光画像計測装置１００は、所定のビーム径を有する広帯域光Ｍを信号光Ｓと参照光Ｒとに分割し、被測定物体１０００を経由した信号光Ｓと参照鏡９を経由した参照光Ｒとを干渉させて干渉光Ｌを生成し、干渉光Ｌを検出して被測定物体１０００のＯＣＴ画像を形成する。形成されるＯＣＴ画像は、被測定物体１０００の断層画像や３次元画像である。
【０１０１】
更に、光画像計測装置１００は、被測定物体１０００の他種類の画像（ＯＣＴ画像以外の種類の画像）を取得することも可能である。特に、光画像計測装置１００は、被測定物体１０００の分光画像を撮影することが可能である。そのために、光画像計測装置１００は、出力手段、遮断手段、光学系及び画像形成手段を備える。
【０１０２】
出力手段は、上記他種類の画像を取得するための撮影光を出力する。この実施形態では、ハロゲンランプ１及びフィルタ２ｂが出力手段として作用し、所定の波長成分を含む撮影光を出力する。
【０１０３】
遮断手段は、少なくとも撮影光が出力されるときに参照光路を遮断する。この実施形態では、広帯域光Ｍを信号光Ｓと参照光Ｒとに分割するビームスプリッタ３（分割部材）が設けられている。更に、参照光路には、参照物体としての参照鏡９と、ビームスプリッタ３により広帯域光Ｍから分割された参照光Ｒを参照鏡９に向けて反射し、参照鏡９により反射された参照光Ｒをビームスプリッタ３に向けて反射する反射ミラー４（反射鏡）とが設けられている。駆動機構１９は、反射ミラー４を移動させて反射ミラー４を参照光路から退避させることにより参照光路を遮断する。なお、反射ミラー４の向きを変えることにより、参照光Ｒがビームスプリッタ３に戻っていかないようにすることにより参照光路を遮断することも可能である。
【０１０４】
光学系は、出力された撮影光を信号光路を介して被測定物体１０００に照射し、被測定物体１０００を経由した撮影光を信号光路及び干渉光路を介して導光する。この実施形態では、ビームスプリッタ３、対物レンズ１１（開口絞り１２、）結像レンズ１３、光路長補正部材１５及び反射ミラー１６が光学系として作用する。
【０１０５】
画像形成手段は、光学系により導光された撮影光を検出して被測定物体１０００の画像を形成する。この実施形態では、ＣＣＤ１８が画像形成手段として作用する。なお、ＣＣＤ１８により形成された画像に対し、信号処理部２４によって各種画像処理を施すことも可能である。
【０１０６】
このような光画像計測装置１００によれば、被測定物体１０００のＯＣＴ画像に加えて、被測定物体の他種類の画像、特に分光画像をも取得することが可能である。特に、比較的簡易な構成によりＯＣＴ画像と他種類の画像とを取得することが可能である。
【０１０７】
また、光画像計測装置１００は、それぞれ異なる波長成分を透過させる複数のフィルタ２ｂ等を択一的に光路に配置させることにより、被測定物体１０００の様々な深度の画像を撮影することが可能である。ここで、フィルタ２ｂ等の切り替え配置は、制御部２１により実行される。制御部２１は、この発明の「制御手段」の一例である。
【０１０８】
［変形例］
光画像計測装置１００の変形例を説明する。
【０１０９】
上記の実施形態では、広帯域光を発生する光源とフィルタとの組み合わせにより分光撮影用の撮影光を出力しているが、この発明は、これに限定されるものではない。たとえば、複数の異なる波長の撮影光を発生可能な波長可変光源と、この波長可変光源を制御して複数の波長の撮影光を順次に発生させる制御手段とを含むような「出力手段」を適用することが可能である。なお、波長可変光源としては、たとえば特開２００８−４７７３０に開示されたものが知られている。また、波長可変光源の制御は、たとえば制御部２１が行う。
【０１１０】
また、異なる波長の撮影光を出力する複数の光源と、これら光源に択一的に撮影光を出力させる制御手段とを含む「出力手段」を適用することも可能である。なお、複数の光源の制御は、たとえば制御部２１が行う。
【０１１１】
上記の実施形態では、反射ミラー４を移動させることにより参照光路を遮断しているが、この発明はこれに限定されるものではない。たとえば、参照光路にシャッタを設け、ＯＣＴ計測の際にはシャッタを開放し、分光撮影の際にはシャッタを閉じるように構成することが可能である。なお、シャッタは、参照光の進行方向（参照光路の光軸）に対して斜設配置されることが望ましい。これは、シャッタの表面による反射光がビームスプリッタ３に戻っていかないようにするためである。
【０１１２】
上記の実施形態では、所定の波長成分の撮影光を用いることにより分光撮影を行っているが、この発明はこれに限定されるものではない。図４に示す光画像計測装置２００は、上記の実施形態とは異なる構成を具備する。光画像計測装置２００は、光画像計測装置１００と同様の制御系を有する（図２を参照）。なお、上記の実施形態と同様の構成部位については同じ符号を用いている。
【０１１３】
光画像計測装置２００において、ＯＣＴ計測に用いられるフィルタ２ａは、広帯域光Ｍの光路に対して挿脱可能とされている。フィルタ２ａの挿脱動作は、上記実施形態と同様の駆動機構２５により実行される。なお、この変形例に係る駆動機構２５は、フィルタ２ａを直線的に移動させるものであってもよい。たとえば、ソレノイドやモータ等のアクチュエータを用いてフィルタ２ａを直線的に移動させることが可能である。
【０１１４】
また、光画像計測装置２００は、上記の実施形態と同様の駆動機構１９を備え、参照光路から反射ミラー４を退避できるようになっている。
【０１１５】
更に、光画像計測装置２００はフィルタ３０を備えている。フィルタ３０は、上記の実施形態のフィルタ２ｂ等と同様に、所定の波長成分を透過させるフィルタである。つまり、フィルタ３０は、被測定物体１０００を経由した広帯域光Ｍ（撮影光）から所定の波長成分を抽出するように作用する。フィルタ３０は、この発明の「抽出手段」の一例である。
【０１１６】
駆動機構２６は、偏光ビームスプリッタ１４とフィルタ３０とを択一的に干渉光Ｌの光路に配置させる。ここで、異なる波長成分を透過させる複数のフィルタ３０等を設けることが可能である。この場合、駆動機構２６は、偏光ビームスプリッタ１４及び複数のフィルタ３０等を択一的に光路に配置させる。
【０１１７】
フィルタ３０は、上記の実施形態の光路長補正部材１５と同様に、ＣＣＤ１８に向かう光の光路長を補正するように作用する。なお、フィルタ３０とは別途に光路長補正部材を設け、分光撮影時に光路に配置させることが可能である。
【０１１８】
このような光画像計測装置２００の動作態様について説明する。図５に示すフローチャートは、ＯＣＴ画像を取得した後に分光撮影を実施する場合の動作例を表している。なお、分光撮影を行った後にＯＣＴ画像を取得する場合には、図５とは逆の切り替え制御を適宜に実行すればよい。
【０１１９】
まず、上記の実施形態と同様に、被測定物体１０００を所定の計測位置に配置させ、被測定物体１０００に対するアライメントを行い（Ｓ２１）、被測定物体１０００の水平方向の断層画像（ＯＣＴ画像）を形成する（Ｓ２２）。
【０１２０】
ＯＣＴ画像が取得されたら、オペレータは、操作部２３を用いて所定の操作を行うことにより、ＯＣＴ計測から分光撮影への切り替えを要求する（Ｓ２３）。
【０１２１】
制御部２１は、この切り替え要求を受け、駆動機構１９を制御して反射ミラー４を参照光路から退避させ（Ｓ２４）、駆動機構２５を制御してフィルタ２ａを光路から退避させ（Ｓ２５）、駆動機構２６を制御して偏光ビームスプリッタ１４を光路から退避させるとともにフィルタ３０を光路に配置させる（Ｓ２６）。それにより分光撮影の準備が整う。なお、ステップ２４〜ステップ２６を実行する順序は任意である。また、ステップ２４〜ステップ２６のうちのいずれか２つ以上を同時に実行することも可能である。
【０１２２】
オペレータは、操作部２３を操作して分光撮影の開始を要求する。制御部２１は、この要求を受けて、被測定物体１０００の分光撮影を実行させる（Ｓ２７）。
【０１２３】
この分光撮影では、広帯域光Ｍを撮影光として用いる。制御部２１がハロゲンランプ１を制御して広帯域光Ｍを出力させると、広帯域光Ｍは、ビームスプリッタ３により分割される。参照光路に進入した広帯域光Ｍは、反射ミラー４が退避されていることから、ビームスプリッタ３に戻ってこない。一方、ビームスプリッタ３により反射された広帯域光Ｍは、対物レンズ１１により被測定物体１０００に投射される。広帯域光Ｍに含まれる様々な波長成分は、波長に応じた深度まで到達して反射される。被測定物体１０００により反射された広帯域光Ｍは、対物レンズ１１、ビームスプリッタ３、開口絞り１２、結像レンズ１３を経由してフィルタ３０に入射する。フィルタ３０は、広帯域光Ｍの所定の波長成分を透過させる。フィルタ３０を透過した波長成分は、反射ミラー１６により反射されてＣＣＤ１８により検出される。制御部２１は、ＣＣＤ１８からの信号に基づいて、被測定物体１０００の分光画像を表示部２２に表示させる。また、制御部２１は、この分光画像を記憶装置（前述）に記憶させる。以上で、この動作態様は終了となる。
【０１２４】
このような光画像計測装置２００によれば、被測定物体１０００のＯＣＴ画像に加えて、被測定物体の他種類の画像、特に分光画像をも取得することが可能である。特に、比較的簡易な構成によりＯＣＴ画像と他種類の画像とを取得することが可能である。
【０１２５】
また、光画像計測装置２００は、それぞれ異なる波長成分を透過させる複数のフィルタ３０等を択一的に光路に配置させることにより、被測定物体１０００の様々な深度の画像を撮影することが可能である。ここで、フィルタ３０等の切り替え配置は、制御部２１により実行される。制御部２１は、この発明の「制御手段」の一例である。
【０１２６】
光画像計測装置２００は、被測定物体１０００を経由した広帯域光Ｍ（撮影光）に含まれる所定の波長成分を透過させる抽出手段を備えているが、これとは異なる抽出手段を設けることも可能である。
【０１２７】
たとえば、被測定物体１０００を経由した広帯域光Ｍを複数の波長成分に分散する部材（分散部材）を抽出手段として用いることが可能である。分散部材としては、回折格子、プリズム、ＰＧＰ（ｐｒｉｚｍ  ｇｒａｔｉｎｇ  ｐｒｉｚｍ）等の任意の光学部材を用いることが可能である。この変形例では、所定の波長成分をＣＣＤ１８に検出させるように光学系を構成する。それにより、所定の波長成分に基づく分光画像を取得することが可能となる。また、ＣＣＤ１８に検出させる波長成分を変更可能に構成することにより、被測定物体１０００の様々な深度の分光画像を選択的に取得することが可能である。
【０１２８】
また、複数の波長成分を同時に検出可能に構成することも可能である。たとえば、ＣＣＤ１８が３ＣＣＤタイプのカラーイメージセンサである場合、被測定物体１０００を経由した広帯域光ＭのＲ（ｒｅｄ）成分、Ｇ（ｇｒｅｅｎ）成分及びＢ（ｂｌｕｅ）成分を同時に検出することが可能である。それにより、被測定物体１０００の複数の深度に対応する複数の分光画像を同時に取得することが可能となる。
【０１２９】
〈第２の実施形態〉
［構成］
この実施形態に係る光画像計測装置は、ＯＣＴ画像と蛍光画像を取得可能な装置である。この実施形態に係る光画像計測装置の構成例を図６に示す。光画像計測装置３００は、フルフィールドタイプのＯＣＴ装置として機能する。光画像計測装置３００は、第１の実施形態と同様の制御系を有する（図２を参照）。なお、第１の実施形態と同様の構成部位については、同じ符号を用いることにする。
【０１３０】
光画像計測装置３００のターレット２には、ＯＣＴ計測用のフィルタ２ａと、蛍光撮影用のエキサイタフィルタ２ｃが保持されている。エキサイタフィルタ２ｃは、ハロゲンランプ１により発生された広帯域光Ｍの励起波長成分を透過させる。励起波長成分は、被測定物体１０００における所定の蛍光物質を励起して蛍光を発生させる波長の光である。駆動機構２５は、ターレット２を駆動して、フィルタ２ａとエキサイタフィルタ２ｃを択一的に光路に配置させる。
【０１３１】
ここで、励起波長成分の異なる複数のエキサイタフィルタ２ｃ等が設けられていてもよい。たとえば被測定物体１０００が眼底である場合には、フルオレセイン（ＦＡＧ）蛍光眼底撮影用のエキサイタフィルタと、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）蛍光眼底撮影用のエキサイタフィルタとを設けることが可能である。複数のエキサイタフィルタ２ｃ等が設けられる場合、駆動機構２５は、フィルタ２ａと複数のエキサイタフィルタ２ｃ等を択一的に光路に配置させる。
【０１３２】
また、光画像計測装置３００には、バリアフィルタ４０が設けられている。バリアフィルタ４０は、広帯域光Ｍの励起波長成分によって励起された蛍光物質から発せられる蛍光以外の波長成分を遮断する、すなわち、蛍光に相当する波長成分を透過させるフィルタである。駆動機構２６は、偏光ビームスプリッタ１４とバリアフィルタ４０を択一的に光路に配置させる。バリアフィルタ４０は、第１の実施形態の光路長補正部材１５と同様の機能を有する。なお、バリアフィルタ４０とは別途に光路長補正部材を設け、蛍光撮影時に光路に配置させるように構成してもよい。
【０１３３】
複数のエキサイタフィルタ２ｃ等が設けられている場合には、これら複数のエキサイタフィルタ２ｃ等に対応する複数のバリアフィルタ４０等が設けられる。駆動機構２６は、偏光ビームスプリッタ１４と複数のバリアフィルタ４０等を択一的に光路に配置させる。このとき、エキサイタフィルタ２ｃ等の種別に対応するバリアフィルタ４０等が選択的に配置される。
【０１３４】
［動作態様］
このような光画像計測装置３００の動作態様について説明する。図７に示すフローチャートは、ＯＣＴ画像を取得した後に蛍光撮影を実施する場合の動作例を表している。なお、蛍光撮影を行った後にＯＣＴ画像を取得する場合には、図７とは逆の切り替え制御を適宜に実行すればよい。
【０１３５】
なお、被測定物体１０００には蛍光物質が適用されているものとする。たとえば蛍光眼底撮影においては、所定の蛍光物質を含む蛍光剤が被検者に静注される。
【０１３６】
まず、第１の実施形態と同様に、被測定物体１０００を所定の計測位置に配置させ、被測定物体１０００に対するアライメントを行い（Ｓ４１）、被測定物体１０００の水平方向の断層画像（ＯＣＴ画像）を形成する（Ｓ４２）。
【０１３７】
ＯＣＴ画像が取得されたら、オペレータは、操作部２３を用いて所定の操作を行うことにより、ＯＣＴ計測から蛍光撮影への切り替えを要求する（Ｓ４３）。
【０１３８】
制御部２１は、この切り替え要求を受け、駆動機構１９を制御して反射ミラー４を参照光路から退避させ（Ｓ４４）、駆動機構２５を制御してフィルタ２ａを光路から退避させるとともにエキサイタフィルタ２ｃを光路に配置させ（Ｓ４５）、駆動機構２６を制御して偏光ビームスプリッタ１４を光路から退避させるとともにバリアフィルタ４０を光路に配置させる（Ｓ４６）。それにより蛍光撮影の準備が整う。なお、ステップ４４〜ステップ４６を実行する順序は任意である。また、ステップ４４〜ステップ４６のうちのいずれか２つ以上を同時に実行することも可能である。また、蛍光撮影の種別によっては、光源をキセノンランプ等に切り替える。
【０１３９】
オペレータは、操作部２３を操作して蛍光撮影の開始を要求する。制御部２１は、この要求を受けて、被測定物体１０００の蛍光撮影を実行させる（Ｓ４７）。なお、蛍光眼底撮影のように、複数の画像を適宜なタイミングで取得する場合、オペレータは所望のタイミングで撮影を要求し、それに応じて制御部２１は光源に撮影光を出力させる。
【０１４０】
この蛍光撮影では、広帯域光Ｍを撮影光として用いる。制御部２１がハロゲンランプ１（又は他の光源）を制御して広帯域光Ｍを出力させると、エキサイタフィルタ２ｃを透過した励起波長成分のみがビームスプリッタ３に到達する。ビームスプリッタ３を透過して参照光路に進入した励起波長成分は、反射ミラー４が退避されていることから、ビームスプリッタ３に戻ってこない。一方、ビームスプリッタ３により反射された励起波長成分は、対物レンズ１１により被測定物体１０００に投射される。被測定物体１０００に投射された励起波長成分は、被測定物体１０００に適用された蛍光物質を励起する。励起された蛍光物質は蛍光を発する。この蛍光は、対物レンズ１１、ビームスプリッタ３、開口絞り１２、結像レンズ１３を経由してバリアフィルタ４０に入射する。なお、バリアフィルタ４０には、蛍光以外の波長の光（たとえば波長成分）も到達する。バリアフィルタ４０は、蛍光以外の波長の光を遮断する。バリアフィルタ４０を透過した蛍光は、反射ミラー１６により反射されてＣＣＤ１８により検出される。制御部２１は、ＣＣＤ１８からの信号に基づいて、被測定物体１０００における蛍光物質の分布を表す画像（分布画像）を形成する。たとえば蛍光眼底撮影においては、この分布画像は、眼底血管の形態を表す画像である。制御部２１は、この蛍光画像を表示部２２に表示させる。また、制御部２１は、この蛍光画像を記憶装置（前述）に記憶させる。以上で、この動作態様は終了となる。
【０１４１】
このような光画像計測装置２００によれば、被測定物体１０００のＯＣＴ画像に加えて、被測定物体の他種類の画像、特に蛍光画像をも取得することが可能である。特に、比較的簡易な構成によりＯＣＴ画像と他種類の画像とを取得することが可能である。
【０１４２】
また、光画像計測装置２００は、それぞれ異なる励起波長成分を透過させる複数のエキサイタフィルタ２ｃ等と複数のバリアフィルタ４０等をそれぞれ択一的に光路に配置させることにより、様々な蛍光物質に対応する分布画像を撮影することが可能である。ここで、フィルタ２ｃ等やバリアフィルタ４０等の切り替え配置は、制御部２１により実行される。
【０１４３】
［変形例］
光画像計測装置３００の変形例として、自発蛍光撮影に適用可能な構成を説明する（たとえば特許文献４を参照）。自発蛍光撮影においては、エキサイタフィルタ２ｃ等を光路に配置させる必要はない。よって、ＯＣＴ計測から自発蛍光撮影に切り替える際には、（１）反射ミラー４を参照光路から退避し、（２）ＯＣＴ計測用のフィルタ２ａを光路から退避し、（３）偏光ビームスプリッタ１４を光路から退避するとともに、自発蛍光撮影用のエキサイタフィルタ２ｃを光路に配置させる。このような光画像計測装置によれば、被測定物体１０００（眼底等）のＯＣＴ画像に加えて、自発蛍光画像をも取得することが可能である。特に、比較的簡易な構成によりＯＣＴ画像と他種類の画像とを取得することが可能である。
【０１４４】
光画像計測装置３００においては、反射ミラー４を参照光路から退避することにより参照光路を遮断しているが、第１の実施形態の変形例と同様にシャッタを用いて参照光路を遮断するように構成してもよい。
【０１４５】
〈その他の変形例〉
上記の実施形態では、ＯＣＴ画像以外の種類の画像として、分光画像や蛍光画像を取得可能な光画像計測装置について説明したが、これら以外の種類の画像を取得する構成を適用することも可能である。たとえば、位相差顕微鏡による位相差画像をＯＣＴ画像とともに取得可能な構成を採用できる。このとき、細胞培養用のインキュベータ内に装置を設置すれば、細胞の成長過程の観察や評価を行うことが可能である。
【０１４６】
たとえば位相差画像を取得可能な光画像計測装置においては、信号光Ｓの光路及び干渉光Ｌの光路のそれぞれにリングスリットを配置させる機構が設けられる。位相差画像を取得する際には、これらリングスリットを光路に配置するとともに、参照光路を遮断し、ＯＣＴ計測用のフィルタ２ａと偏光ビームスプリッタをそれぞれ光路から退避する。
【０１４７】
また、ＯＣＴ画像とともに微分干渉顕微鏡による微分干渉画像を取得可能な構成を採用することも可能である。微分干渉画像を取得する際には、ＯＣＴ計測用の部材を光路から退避するとともに、偏光フィルタ、ウォラストンプリズム（Ｗｏｌｌａｓｔｏｎ  ｐｒｉｚｍ）等が光路に配置される。
【０１４８】
なお、位相差顕微鏡や微分干渉顕微鏡は、培養細胞や角膜などのように、透明度の高い被測定物体の撮影に好適に用いられる（たとえば、特開２００７−２１９３１９号公報、特開２００８−５８８５２号公報を参照）。
【０１４９】
この発明に係る光画像計測装置により取得される画像の種類（ＯＣＴ画像以外の画像）は、以上に説明した各種の例に限定されるものではなく、任意の種類の画像であってもよい。
【０１５０】
前述した波長可変光源をＯＣＴ計測において使用する場合、波長に応じて光の深達度が異なることを考慮すると、注目したい深度に適したＯＣＴ画像（たとえば、注目したい深度が明瞭に描写されたＯＣＴ画像）を取得することが可能である。
【０１５１】
また、深さ方向の分解能ｌｃは次式（３）により表されることから、この関係を考慮することで波長の変化に応じて分解能の維持や調整を行うことが可能である。なお、次式（３）において、λ０は光源が発する光の中心波長を表し、Δλは光源が発する光の波長の半値幅を表す。
【０１５２】
【数２】
2009264787.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】この発明に係る光画像計測装置の実施の形態の構成の一例を表す概略構成図である。
【図２】この発明に係る光画像計測装置の実施の形態の制御系の構成の一例を表す概略ブロック図である。
【図３】この発明に係る光画像計測装置の実施の形態の動作態様の一例を表すフローチャートである。
【図４】この発明に係る光画像計測装置の実施の形態の変形例の構成の一例を表す概略構成図である。
【図５】この発明に係る光画像計測装置の実施の形態の変形例の動作態様の一例を表すフローチャートである。
【図６】この発明に係る光画像計測装置の実施の形態の構成の一例を表す概略構成図である。
【図７】この発明に係る光画像計測装置の実施の形態の動作態様の一例を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５４】
１００、２００、３００  光画像計測装置
１  ハロゲンランプ
２  ターレット
２ａ、２ｂ、３０  フィルタ
２ｃ  エキサイタフィルタ
３  ビームスプリッタ
４、１６  反射ミラー
５  波長板
６  偏光板
７  ガラス板
８、１１  対物レンズ
９  参照鏡
１０  参照鏡移動機構
１２  開口絞り
１３  結像レンズ（群）
１４  偏光ビームスプリッタ
１５  光路長補正部材
１７、１８  ＣＣＤ
１９、２５、２６  駆動機構
２０  コンピュータ
２１  制御部
２２  表示部
２３  操作部
２４  信号処理部
４０  バリアフィルタ
【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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