JP2013113587A - 光画像計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＣＴ計測におけるスキャン時間の短縮を図る。
【解決手段】光画像計測装置の第１分割部は、光源からの光を信号光と参照光とに分割する。第２分割部は、信号光の光路を、異なる光路長を有する複数の信号光路に分割する。合成部は、複数の信号光路を経由した複数の信号光を合成する。第３分割部は、参照光の光路を、複数の信号光路に対応する光路長を有する複数の参照光路に分割する。重畳部は、合成された複数の信号光の被測定物体からの戻り光と、複数の参照光路を経由した複数の参照光とを重畳させて干渉光を生成する。第４の分割部は、干渉光の光路を複数の干渉光路に分割する。検出部は、各干渉光路に設けられて干渉光を検出する。走査部は信号光を走査する。形成部は、走査された信号光の戻り光と参照光との干渉光の複数の検出部による検出結果に基づいて、被測定物体の複数の断層像を形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、光コヒーレンストモグラフィ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）を用いて被測定物体の画像を取得する光画像計測装置に関する。

近年、レーザ光源等からの光ビームを用いて被測定物体の表面形態や内部形態を表す画像を形成するＯＣＴが注目を集めている。ＯＣＴは、Ｘ線ＣＴのような人体に対する侵襲性を持たないことから、特に医療分野や生物学分野における応用の展開が期待されている。たとえば眼科分野においては、眼底や角膜等の画像を形成する装置が実用化されている。

特許文献１にはＯＣＴを適用した装置が開示されている。この装置は、測定腕が回転式転向鏡（ガルバノミラー）により物体を走査し、参照腕に参照ミラーが設置されており、その出口に計測腕及び参照腕からの光束の干渉光の強度を分光器で分析する干渉器が設けられている。更に、参照腕は、参照光光束位相を不連続な値で段階的に変えるように構成されている。

特許文献１の装置は、いわゆる「フーリエドメインＯＣＴ（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ）」の手法を用いるものである。すなわち、被測定物体に対して低コヒーレンス光のビームを照射し、その反射光と参照光とを重ね合わせて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル強度分布を取得してフーリエ変換を施すことにより被測定物体の深度方向（ｚ方向）の形態を画像化するものである。なお、この手法は、特にスペクトラルドメイン（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｏｍａｉｎ）とも呼ばれる。

更に、特許文献１に記載の装置は、光ビーム（信号光）を走査するガルバノミラーを備え、それにより被測定物体の所望の測定対象領域の画像を形成するようになっている。この装置は、ｚ方向に直交する１方向（ｘ方向）にのみ光ビームを走査するように構成されている。この装置により形成される画像は、光ビームの走査方向（ｘ方向）に沿った深度方向（ｚ方向）の２次元断層像となる。

特許文献２には、信号光を水平方向（ｘ方向）及び垂直方向（ｙ方向）に走査（スキャン）することにより水平方向の２次元断層像を複数形成し、これら複数の断層像に基づいて測定範囲の３次元の断層情報を取得して画像化する技術が開示されている。この３次元画像化としては、たとえば、複数の断層像を垂直方向に並べて表示させる方法や（スタックデータなどと呼ばれる）、スタックデータに基づくボリュームデータ（ボクセルデータ）にレンダリング処理を施して３次元画像を形成する方法などがある。

特許文献３、４には、他のタイプのＯＣＴ装置が開示されている。特許文献３には、被測定物体に照射される光の波長を走査（波長掃引）し、各波長の光の反射光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出してスペクトル強度分布を取得し、それに対してフーリエ変換を施すことにより被測定物体の形態を画像化するＯＣＴ装置が記載されている。このようなＯＣＴ装置は、スウェプトソース（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ）タイプなどと呼ばれる。スウェプトソースタイプはフーリエドメインタイプの一種である。

また、特許文献４には、所定のビーム径を有する光を被測定物体に照射し、その反射光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光の成分を解析することにより、光の進行方向に直交する断面における被測定物体の画像を形成するＯＣＴ装置が記載されている。このようなＯＣＴ装置は、フルフィールド（ｆｕｌｌ−ｆｉｅｌｄ）タイプ、或いはインファス（ｅｎ−ｆａｃｅ）タイプなどと呼ばれる。

特許文献５には、ＯＣＴを眼科分野に適用した構成が開示されている。なお、ＯＣＴが応用される以前には、被検眼を観察するための装置として眼底カメラやスリットランプなどが使用されていた（たとえば特許文献６、特許文献７を参照）。眼底カメラは被検眼に照明光を照射し、その眼底反射光を受光することで眼底を撮影する装置である。スリットランプは、スリット光を用いて角膜の光切片を切り取ることにより角膜の断面の画像を取得する装置である。

ＯＣＴを用いた装置は、高精細の画像を取得できる点、更には断層像や３次元画像を取得できる点などにおいて、眼底カメラ等に対して優位性を持つ。

このように、ＯＣＴを用いた装置は被検眼の様々な部位の観察に適用可能であり、また高精細な画像を取得できることから、様々な眼科疾患の診断への応用がなされてきている。

フーリエドメインＯＣＴのように被測定物体をスキャンするタイプのＯＣＴにおいて、スキャン時間の短縮、つまり計測時間の短縮が望まれている。特に眼科用ＯＣＴのように被測定物体が運動を伴う場合には、計測中に被測定物体が動いてしまうと、画像の精度や確度が低下するので、スキャン時間の短縮は重要な課題の一つとされている。スキャン時間の短縮を目的とする技術としては、たとえば特許文献８、９が知られている。

特開平１１−３２５８４９号公報 特開２００２−１３９４２１号公報 特開２００７−２４６７７号公報 特開２００６−１５３８３８号公報 特開２００８−７３０９９公報 特開平９−２７６２３２号公報 特開２００８−２５９５４４号公報 特開２０１０−２４９５８４号公報 特開２０１０−２６１８５８号公報

特許文献８、９には、被測定物体に複数の信号光（サンプル光）を照射し、それらの戻り光と参照光との干渉光を検出する光学系が記載されている。しかし、この光学系は非常に複雑であり、好適な干渉信号を得るための調整が困難であること、また高コストであること、といった問題がある。更に、特許文献８、９に記載の装置では、広範囲をスキャンすることも望まれているが、そのためには振れ幅の大きなガルバノスキャナを用いる必要があり、これもまた高コスト化の要因となる。

この発明は、スキャン時間の短縮を図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。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光源からの光を信号光と参照光とに分割する第１の分割部と、前記信号光の光路を、異なる光路長を有する複数の信号光路に分割する第２の分割部と、前記複数の信号光路を経由した複数の信号光を合成する合成部と、前記参照光の光路を、前記複数の信号光路に対応する光路長を有する複数の参照光路に分割する第３の分割部と、前記合成部により合成された前記複数の信号光の被測定物体からの戻り光と、前記複数の参照光路を経由した複数の参照光とを重畳させて干渉光を生成する重畳部と、前記干渉光の光路を複数の干渉光路に分割する第４の分割部と、前記複数の干渉光路のそれぞれに設けられ、当該干渉光路を導かれた干渉光を検出する検出部と、前記信号光を走査する走査部と、走査された前記信号光の戻り光を前記参照光に重畳させて得られた前記干渉光の複数の前記検出部による検出結果に基づいて、前記被測定物体の複数の断層像を形成する形成部とを有する光画像計測装置である。
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、前記第２の分割部は、前記第１の分割部により生成された信号光を２つの信号光に分割することを特徴とする。
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２つの信号光の進行方向が光軸に対して対称であることを特徴とする。
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、前記第２の分割部は、正立プリズムにおける最初の反射面にプリズムを接続してなる光学素子であることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記走査部は、前記第１の分割部により生成された信号光を所定方向に走査する第１の走査部と、前記合成部により合成された信号光を前記所定方向に直交する方向に走査する第２の走査部とを含むことを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記走査部は、前記第１の分割部により生成された信号光を所定方向に走査する第１の走査部と、前記所定方向に直交する方向に当該信号光を走査する第２の走査部とを含むことを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記２つの信号光は、前記第１の分割部により生成された信号光のＰ偏光成分及びＳ偏光成分であることを特徴とする。
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Ｐ偏光成分及び前記Ｓ偏光成分のそれぞれの光路に設けられた２分の１波長板と、前記２分の１波長板を回転させる機構とを更に有し、前記第３の分割部は偏光ビームスプリッタであることを特徴とする。

この発明によれば、光路長の異なる複数の信号光路を経由した複数の信号光を合成して被測定物体に照射し、その戻り光と参照光とを重畳させて得られる干渉光を複数の検出部で検出し、これら検出部による検出結果に基づいて複数の断層像を形成することが可能である。したがって、スキャン時間の短縮を図ることが可能である。

第１の実施形態に係る光画像計測装置の構成の一例を表す概略図である。 第１の実施形態に係る光画像計測装置の構成の一例を表す概略図である。 第１の実施形態に係る光画像計測装置の構成の一例を表す概略ブロック図である。 第１の実施形態に係る光画像計測装置によるスキャン態様の一例を表す概略図である。 第２の実施形態に係る光画像計測装置の構成の一例を表す概略図である。 第２の実施形態に係る光画像計測装置の構成の一例を表す概略ブロック図である。 第２の実施形態に係る光画像計測装置によるスキャン態様の一例を表す概略図である。 第３の実施形態に係る光画像計測装置の構成の一例を表す概略図である。 第３の実施形態に係る光画像計測装置の構成の一例を表す概略ブロック図である。

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。この発明に係る光画像計測装置は、ＯＣＴを用いて被測定物体の断層像や３次元画像を形成する。この明細書では、ＯＣＴによって取得される画像をＯＣＴ画像と総称することがある。また、ＯＣＴ画像を形成するための計測動作をＯＣＴ計測と呼ぶことがある。なお、この明細書に記載された文献の記載内容を、以下の実施形態の内容として適宜援用することが可能である。

以下の実施形態では、被測定物体は被検眼（眼底）とし、フーリエドメインタイプのＯＣＴを適用してＯＣＴ計測を行う装置について説明する。特に、実施形態に係る装置は、スペクトラルドメインＯＣＴの手法を用いるものである。なお、スペクトラルドメイン以外のタイプ、たとえばスウェプトソースＯＣＴの手法を用いる光画像計測装置に対して、この発明に係る構成を適用することも可能である。

〈第１の実施形態〉
この実施形態に係る光画像計測装置の光学系の構成の一例を図１に示す。光画像計測装置１の光源２により出力された光は、レンズ３により屈折されてハーフミラー４に到達する。ハーフミラー４を透過した光は、被検眼Ｅに照射される信号光となる。一方、ハーフミラー４により反射した光は参照光となる。なお、スペクトラルドメインＯＣＴでは、光源２として、広帯域の低コヒーレンス光源が用いられる。スウェプトソースＯＣＴでは、光源２として、広帯域の波長掃引光源が用いられる。

まず、信号光及びその光路について説明する。信号光の光路（信号光路）Ａには、ガルバノミラー１１と光学素子１２が設けられている。ガルバノミラー１１は、信号光を水平方向（ｘ方向）に走査する。つまり、ガルバノミラー１１は、信号光の進行方向をｘ方向において変化させる。

ガルバノミラー１１を経由した信号光は、光学素子１２に入射する。光学素子１２は、信号光路Ａを、異なる光路長を有する複数の信号光路に分割する。この実施形態では、光学素子１２は、信号光路Ａを２つの信号光路Ａ１、Ａ２に分割する。

光学素子１２の構成の一例を図２に示す。光学素子１２は、正立プリズム１２Ａにおける最初の反射面１２ａにプリズム１２Ｂを接続したものである。正立プリズム１２Ａは、一般的には倒立像を正立像に変換する光学素子である。この実施形態の光学素子１２は、このような正立プリズム１２Ａに入射した信号光が最初に反射される面（反射面１２ａ）に、プリズム１２ａ（の傾斜面）を貼り付けたものとして構成される。

それにより、入射した信号光は、この反射面１２ａ（貼り付け面）において二分される。反射面１２ａを透過した成分は、入射した信号光の進行方向Ｄ_ｉｎと同じ進行方向Ｄ_ｏｕｔ１を持つ光（第１の信号光）として光学素子１２から出射する。一方、反射面１２ａにて反射された成分は、入射した信号光の進行方向Ｄ_ｉｎと比較し、（水平方向つまりｘ方向において）光軸に対して対称な進行方向Ｄ_ｏｕｔ２を持つ光（第２の信号光）として光学素子１２から出射する。したがって、光学素子１２から出射する第１の信号光の進行方向Ｄ_ｏｕｔ１と、第２の信号光の進行方向Ｄ_ｏｕｔ２は、光軸に対して対象となる。

光学素子１２から出射した第１の信号光は、第１の信号光路Ａ１に設けられたリレーレンズ１３、１４を経由してハーフミラー１８に到達する。一方、光学素子１２から出射した第２の信号光は、第２の信号光路Ａ２に設けられたリレーレンズ１５、１６及び反射ミラー１７を経由してハーフミラー１８に到達する。

ハーフミラー１８は、第１の信号光と第２の信号光とを合成する。つまり、ハーフミラー１８は、第１及び第２の信号光路Ａ１及びＡ２を合成して信号光路Ａ３を形成する。ハーフミラー１８を透過した第１の信号光と、ハーフミラー１８により反射された第２の信号光は、信号光路Ａ３に設けられたガルバノミラー１９により垂直方向（ｙ方向）に走査される。ガルバノミラー１９により偏向された信号光は、合焦レンズ２０及び対物レンズ２１を介して被検眼Ｅに入射して眼底Ｅｆに照射される。なお、合焦レンズ２０は、信号光路Ａ３（の光軸）に沿って移動可能とされており、眼底Ｅｆに対する光学系のフォーカスに用いられる。

眼底Ｅｆに照射された信号光は、眼底Ｅｆの様々な深さ位置において散乱（反射を含む）される。眼底Ｅｆによる信号光の後方散乱光は、往路と同じ経路を逆向きに進行してハーフミラー４に導かれる。

次に、参照光及びその光路について説明する。参照光の光路（参照光路）Ｂには、ハーフミラー３１が設けられている。ハーフミラー３１は、参照光路Ｂを第１の参照光路Ｂ１と第２の参照光路Ｂ２とに分割する。ハーフミラー３１により反射された成分は第１の参照光路Ｂ１に導かれ、ハーフミラー３１を透過した成分は第２の参照光路Ｂ２に導かれる。

第１の参照光路Ｂ１に導かれた第１の参照光は、コリメータレンズ３２により参照ミラー３３の反射面に結像される。参照ミラー３３に反射された第１の参照光は、同じ経路を逆向きに進行してハーフミラー４に導かれる。コリメータレンズ３２及び参照ミラー３３は、第１の参照光路Ｂ１の光軸に沿って移動可能とされている。ハーフミラー４から第１の信号光路Ａ１を経由して眼底Ｅｆに至る光学的距離と、ハーフミラー４から第１の参照光路Ｂ１の参照ミラー３３に至る光学的距離とがほぼ等しくなるように、参照ミラー３３の位置が調整される。

第２の参照光路Ｂ２には、反射ミラー３４と、コリメータレンズ３５と、参照ミラー３６とが設けられている。第２の参照光路Ｂ２に導かれた第２の参照光は、反射ミラー３４により反射された後、コリメータレンズ３５により参照ミラー３６の反射面に結像される。参照ミラー３６に反射された第２の参照光は、同じ経路を逆向きに進行してハーフミラー４に導かれる。コリメータレンズ３５及び参照ミラー３６は、第２の参照光路Ｂ２の光軸に沿って移動可能とされている。ハーフミラー４から第２の信号光路Ａ２を経由して眼底Ｅｆに至る光学的距離と、ハーフミラー４から第２の参照光路Ｂ２の参照ミラー３６に至る光学的距離とがほぼ等しくなるように、参照ミラー３６の位置が調整される。

以上のように、ハーフミラー４には、第１の信号光路Ａ１を経由した信号光の後方散乱光（第１の戻り光）と、第２の信号光路Ａ２を経由した信号光の後方散乱光（第２の戻り光）と、第１の参照光路Ｂ１を経由した第１の参照光と、第２の参照光路Ｂ２を経由した第２の参照光とが戻ってくる。ＯＣＴに用いられる低コヒーレンス干渉光学系の原理により、第１の戻り光と第２の参照光とが干渉し、第２の戻り光と第２の参照光とが干渉する。なお、第１の信号光路Ａ１と第２の信号光路Ａ２との光路長の差は、光源１からの光のコヒーレント長よりも十分大きいものとする。

ハーフミラー４により生成された干渉光は、干渉光路Ｃを導かれる。干渉光路Ｃにはハーフミラー４１が設けられている。ハーフミラー４により反射された第１の干渉光は、第１の干渉光路Ｃ１に入射し、分光器４２により分光（スペクトル分解）され、ＣＣＤイメージセンサ４３の受光面に投影される。ＣＣＤイメージセンサ４３は、たとえばラインセンサであり、分光された第１の干渉光の各スペクトル成分を検出して電荷に変換する。ＣＣＤイメージセンサ４３は、この電荷を蓄積して検出信号を生成し、これを出力する。なお、第１の干渉光は、第１の戻り光と第１の参照光との干渉により得られた光である。

一方、ハーフミラー４を透過した第２の干渉光は、第２の干渉光路Ｃ２に入射し、反射ミラー４４により反射され、分光器４５により分光され、ＣＣＤイメージセンサ４６の受光面に投影される。ＣＣＤイメージセンサ４６は、たとえばラインセンサであり、分光された第２の干渉光の各スペクトル成分を検出して電荷に変換する。ＣＣＤイメージセンサ４６は、この電荷を蓄積して検出信号を生成し、これを出力する。なお、第２の干渉光は、第２の戻り光と第２の参照光との干渉により得られた光である。

この実施形態ではマイケルソン型の干渉計を採用しているが、たとえばマッハツェンダー型など任意のタイプの干渉計を適宜に採用することが可能である。また、ＣＣＤイメージセンサに代えて、他の形態のイメージセンサ、たとえばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどを用いることが可能である。

光画像計測装置１には、従来の眼科装置（眼底カメラ等）と同様に、アライメント光学系、フォーカス光学系、固視光学系が設けられている（いずれも図示せず）。アライメント光学系は、被検眼Ｅに対する装置光学系のｘｙ方向における位置合わせ（アライメント）を行うための指標（アライメント指標）を被検眼Ｅに投影する。フォーカス光学系は、眼底Ｅｆに対してフォーカス（ピント）を合わせるための指標（スプリット指標）を眼底Ｅｆに投影する。固視光学系は、被検眼Ｅを所定方向に固視させるための固視標を眼底Ｅｆに投影する。

光画像計測装置１の制御系の構成について説明する。制御系の構成の一例を図３に示す。制御系は、制御部１００を中心に構成される。制御部１００は、主制御部１０１と記憶部１０２を有する。主制御部１０１は、光画像計測装置１の各部の制御を行う。記憶部１０２は、各種のデータを記憶する。記憶部１０２に記憶されるデータとしては、たとえば、ＯＣＴ画像の画像データ、眼底像の画像データ、被検眼情報などがある。また、記憶部１０２には、制御用のコンピュータプログラムや、演算処理用のコンピュータプログラムが予め記憶されている。主制御部１０１は、これらコンピュータプログラムに基づいて各種の制御や演算を実行する。

主制御部１０１は、光源２の動作制御を行う。主制御部１０１は、ガルバノミラー１１、１９を独立に制御することで、ｘｙ方向において信号光を走査する。主制御部１０１は、合焦駆動部２０Ａを制御することで、合焦レンズ２０を光軸に沿って移動させる。主制御部１０１は、参照駆動部３３Ａ、３６Ａを制御することで、コリメータレンズ３２及び参照ミラー３３を一体的に光軸に沿って移動させ、かつ、コリメータレンズ３５及び参照ミラー３６を一体的に光軸に沿って移動させる。主制御部１０１は、ＣＣＤイメージセンサ４３、４６の動作（感度、蓄積時間等）を制御する。

各ＣＣＤイメージセンサ４３、４６は、干渉光を検出して電気信号（検出信号）を生成し、これを画像形成部１１０に送る。画像形成部１１０は、各ＣＣＤイメージセンサ４３、４６からの検出信号に基づいて、眼底Ｅｆの断層像の画像データをそれぞれ形成する。この処理には、従来のスペクトラルドメインタイプの光コヒーレンストモグラフィと同様に、ノイズ除去（ノイズ低減）、フィルタ処理、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などの処理が含まれている。他のタイプのＯＣＴ装置の場合、画像形成部１１０は、そのタイプに応じた公知の処理を実行する。画像形成部１１０は「形成部」の一例として機能する。画像形成部１１０は、たとえば、画像形成処理に特化した回路基板を含んで構成される。

画像処理部１２０は、画像形成部１１０により形成された画像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、画像処理部１２０は、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理を実行する。画像処理部１２０は、断層像の間の画素を補間する補間処理などの公知の画像処理を実行して、眼底Ｅｆの３次元画像の画像データ（ボリュームデータ）を形成する。更に、画像処理部１２０は、このボリュームデータに対してレンダリング処理を施して、特定の視線方向から見たときの擬似的な３次元画像の画像データを形成する。
なお、３次元画像の画像データとは、３次元座標系により画素の位置が定義された画像データを意味する。

ユーザインターフェイス１３０には、表示部１３１と操作部１３２が含まれる。表示部１３１は、ＯＣＴ画像や各種データを表示する。操作部１３２は、光画像計測装置１の操作や、これに対する情報入力に用いられる。操作部１３２には、光画像計測装置１の筐体や外部装置に設けられたボタンやキーが含まれる。表示部１３１と操作部１３２は、それぞれ個別のデバイスとして構成される必要はない。たとえばタッチパネルモニタのように、表示機能と操作機能とが一体化されたデバイスを用いることも可能である。その場合、操作部１３２は、このタッチパネルディスプレイとコンピュータプログラムとを含んで構成される。操作部１３２に対する操作内容は、電気信号として制御部１３２に入力される。また、表示部１３１に表示されたグラフィックユーザインターフェイス（ＧＵＩ）と、操作部１３２とを用いて、操作や情報入力を行うようにしてもよい。

光画像計測装置１は、次の構成要素を含む：
光源２からの光を信号光と参照光とに分割するハーフミラー４（第１の分割部）；
この信号光の光路Ａを、異なる光路長を有する複数（２つ）の信号光路Ａ１及びＡ２に分割する光学素子１２（第２の分割部）；
複数（２つ）の信号光路Ａ１及びＡ２を経由した複数（２つ）の信号光を合成するハーフミラー１８（合成部）；
参照光の光路Ｂを、複数（２つ）の信号光路Ａ１及びＡ２に対応する光路長を有する複数（２つ）の参照光路Ｂ１及びＢ２に分割するハーフミラー３１（第３の分割部）；
ハーフミラー１８により合成された複数（２つ）の信号光の眼底Ｅｆからの戻り光と、複数（２つ）の参照光路Ｂ１及びＢ２を経由した複数（２つ）の参照光とを重畳させて干渉光を生成するハーフミラー４（重畳部）；
干渉光の光路Ｃを複数（２つ）の干渉光路Ｃ１及びＣ２に分割する第４の分割部と、
複数（２つ）の干渉光路Ｃ１及びＣ２のそれぞれに設けられ、当該干渉光路Ｃ１及びＣ２を導かれた干渉光を検出する複数（２つ）のＣＣＤイメージセンサ４３及び４６（複数の検出部）；
信号光を走査するガルバノミラー１１及び１９（走査部）；
走査された信号光の戻り光を参照光に重畳させて得られた干渉光の複数（２つ）のＣＣＤイメージセンサ４３及び４６による検出結果に基づいて、眼底Ｅｆの複数（２つ）の断層像を形成する画像形成部１１０（形成部）。

ここで、走査部は、ハーフミラー４により生成された信号光を所定方向（ｘ方向）に走査するガルバノミラー１１（第１の走査部）と、ハーフミラー１８により合成された信号光を所定方向（ｘ方向）に直交する方向（ｙ方向）に走査するガルバノミラー１９（第２の走査部）とを含んでいる。

このような光画像計測装置１によれば、光学素子１２の特性、つまり光学素子１２から出射する２つの信号光の進行方向が光軸に対して対称になるという特性と、光学素子１２の前段側及び後段側にそれぞれガルバノミラー１１及び１９が設けられていることにより、同一の走査線に対して信号光を互いに逆方向に同時に走査することができる。

具体例として、図４に示すように、第１の信号光路Ａ１を経由する第１の信号光を符号Ｓ１に示す態様で走査すると同時に、第２の信号光路Ａ２を経由する第２の信号光を符号Ｓ２に示す態様で走査することができる。なお、このスキャン態様は、ｙ方向走査用のガルバノミラー１９を固定した状態で、ｘ方向走査用のガルバノミラー１１を＋ｘ方向に向けて走査することにより実現される。

このように同一の走査線上を同時に逆方向にスキャン可能とすることにより、同一の走査線を反復的に走査する場合の計測時間を短縮することができる。なお、同一の走査線を反復的に走査することはＯＣＴ計測において頻繁に行われる。具体的には、当該走査線を複数回走査し、それにより得られた複数のデータに基づいて１枚の断層像を形成することで画質の向上が図られている。

また、たとえば被検眼Ｅのように動きを伴う被測定物体を計測する場合において、同一の走査線を複数回スキャンする場合、被測定物体の動きにより複数回の走査の位置がずれるおそれがある。しかし、この実施形態に係る光画像計測装置１によれば走査に掛かる時間が半分になるので、被検体の動きの影響を受ける可能性が低くなる。

なお、この実施形態では信号光、参照光及び干渉光をそれぞれ２つに分割しているが、３つ以上に分割するように構成することも可能である。その場合、計測時間や走査時間を更に短縮することが可能である。ただし、この分割数の増大は装置構成の複雑化を招くので、装置構成と計測時間との双方を考慮して分割数を決定することが望ましい。また、この実施形態では、ハーフミラー４が第１の分割部と重畳部を兼用しているが、適用する干渉光学系の構成に応じて分割部と重畳部は別々の部材であってもよい。

〈第２の実施形態〉
上記実施形態では、同一の走査線を同時に逆方向にスキャンする構成について説明したが、この実施形態では、異なる走査線を同時にスキャンする構成について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成部分については説明を割愛することがある。

この実施形態に係る光画像計測装置の構成例を図５に示す。光画像計測装置２００は、第１の実施形態の光画像計測装置１とほぼ同様の構成を有する。両者の主たる相異は、第１の実施形態のガルバノミラー１１及び１９の代わりに、ガルバノスキャナ２０１が設けられている点である。ガルバノスキャナ２０１は、ハーフミラー４により生成された信号光をｘｙ平面上の任意の方向に走査する。ガルバノスキャナ２０１は、たとえば、信号光をｘ方向に走査するガルバノミラーと、ｙ方向に走査するガルバノミラーと、これらを独立に駆動する機構とを含んで構成される。ガルバノスキャナ２０１は、「第１の走査部」及び「第２の走査部」を兼用している。光画像計測装置２００の制御系の構成も第１の実施形態とほぼ同様であり、その一例を図６に示す。

このような光画像計測装置２００によれば、光学素子１２の特性、つまり光学素子１２から出射する２つの信号光の進行方向が光軸に対して対称になるという特性と、光学素子１２の前段側に信号光を２次元的に走査するガルバノスキャナ２０１が設けられていることにより、異なる２つの走査線を同時に走査することができる。

具体例として、図７に示すように、第１の信号光路Ａ１を経由する第１の信号光を符号Ｓ１１に示す態様で走査すると同時に、第２の信号光路Ａ２を経由する第２の信号光を符号Ｓ２１に示す態様で走査することができる。更に、第１の信号光路Ａ１を経由する第１の信号光を符号Ｓ１２に示す態様で走査すると同時に、第２の信号光路Ａ２を経由する第２の信号光を符号Ｓ２２に示す態様で走査することができる。つまり、この実施形態では、ｘｙ平面の原点（光軸）を中心として点対称な位置に同時に２つの信号光を照射することができる。なお、図７に示すスキャン態様は、ｙ方向の走査を固定した状態でｘ方向の走査を行い、続いてｘ方向の走査とｙ方向の走査とを同時に行なって走査線の切り替えを行い、更にｙ方向の走査を固定した状態でｘ方向の走査を行うことにより実現される。

このように複数の走査線上を同時にスキャン可能とすることにより、計測時間を短縮することができる。また、たとえば被検眼Ｅのように動きを伴う被測定物体の広い範囲を計測する場合において（たとえば３次元画像を形成する場合などにおいて）、当該範囲の走査に掛かる時間が半分になるので、被検体の動きの影響を受ける可能性が低くなる。また、走査対象領域の半分をスキャンするようにガルバノスキャナの振れ幅を制御すれば当該領域全体をスキャンすることが可能であるから、振れ幅の小さな低コストのガルバノミラーを用いることが可能である。

なお、この実施形態に係る光画像計測装置２００においても、信号光、参照光及び干渉光をそれぞれ３つ以上に分割するように構成することが可能である。また、この実施形態では、ハーフミラー４が第１の分割部と重畳部を兼用しているが、適用する干渉光学系の構成に応じて分割部と重畳部は別々の部材であってもよい。

〈第３の実施形態〉
この実施形態では、被測定物体の偏光特性を計測可能な光画像計測装置について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成部分については説明を割愛することがある。

この実施形態に係る光画像計測装置の構成例を図８に示す。光画像計測装置３００は、第１の実施形態の光画像計測装置１とほぼ同様の構成を有する。両者の主たる相異は次の点である：
第１の実施形態の光学素子１２の代わりに、最初の反射面（信号光を分割する面）３０１ａ（図２の反射面１２ａに対応する）が偏光ビームスプリッタとしての機能を持つ光学素子３０１が設けられている；
第１の信号光路Ａ１及び第２の信号光路Ａ２に、それぞれ２分の１波長板（半波長板、λ／２板）３０２及び３０３が設けられている；
第１の実施形態のハーフミラー１８の代わりに、偏光ビームスプリッタ３０４が設けられている。

ハーフミラー４により生成された信号光は、光学素子３０１の反射面３０１ａによりＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分割される。Ｐ偏光成分は、反射面３０１ａを透過する信号光の成分であり、第１の信号光路Ａ１に導かれる。Ｓ偏光成分は、反射面３０１ａにより反射される信号光の成分であり、第２の信号光路Ａ２に導かれる。

各２分の１波長板３０２及び３０３は、光軸を中心として回転可能とされている。２分の１波長板３０２は、第１の信号光路Ａ１に入射したＰ偏光成分の偏向方向を、その回転角度に応じた方向に変化させる。２分の１波長板３０２の回転角度は、たとえば、偏光ビームスプリッタ３０４に到達する光がＰ偏光になるように決定される。

また、２分の１波長板３０３は、第２の信号光路Ａ２に入射したＳ偏光成分の偏向方向を、その回転角度に応じた方向に変化させる。２分の１波長板３０３の回転角度は、たとえば、偏光ビームスプリッタ３０４に到達する光がＳ偏光になるように決定される。

偏光ビームスプリッタ３０４は、第１の信号光路Ａ１を経由したＰ偏光の光を透過させ、かつ、第２の信号光路Ａ２を経由したＳ偏光の光を反射する。それにより、これら２つの信号光が合成される。合成された信号光は、ガルバノミラー１９、合焦レンズ２０及び対物レンズ２１を介して眼底Ｅｆに照射される。

眼底Ｅｆによる信号光の後方散乱光は、往路と同様の経路を介してハーフミラー４に到達し、参照光に重畳される。それにより生成された干渉光は、第１の実施形態と同様に、分光器４２及び４５により分光され、ＣＣＤイメージセンサ４３及び４６により検出される。

光画像計測装置３００の制御系の構成の一例を図９に示す。光画像計測装置３００は、第1の実施形態の構成（図３を参照）に加え、波長板駆動部３０２Ａ及び３０３Ａを有する。波長板駆動部３０２Ａ及び３０３Ａは、それぞれ２分の１波長板３０２及び３０３を独立に回転させる。

画像形成部１１０は、ＣＣＤイメージセンサ４３及び４６からの電気信号を受けて、各ＣＣＤイメージセンサ４３、４６からの電気信号に基づく画像をそれぞれ生成する。この画像は、信号光が照射された領域における眼底Ｅｆの偏光特性を表す情報を含む。このようなＯＣＴ計測は偏光ＯＣＴなどと呼ばれ、たとえば、複屈折性を有する被測定物体からの後方散乱光の円偏光量を検出して、被測定物体における複屈折分布を取得するために用いられる。

このような光画像計測装置３００によれば、被測定物体の偏光特性の計測に掛かる時間を短縮することができる。

なお、この実施形態では第１の実施形態に基づく構成について説明したが、第２の実施形態に基づく構成を適用することも可能である。

〈変形例〉
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形（省略、置換、付加等）を適宜に施すことが可能である。

たとえば、上記の実施形態においては、参照光の光路長を変更することにより、信号光路と参照光路との光路長差を変更しているが、この光路長差を変更する手法はこれに限定されるものではない。たとえば、信号光の光路に光路長変更部材（たとえばコーナーキューブ等）を配置することによって、当該光路長差を変更することが可能である。また、被測定物体に対して装置光学系を移動させることにより当該光路長差を変更することもできる。また、特に被測定物体が生体部位でない場合などには、被測定物体を深度方向（ｚ方向）に移動させることにより光路長差を変更することも可能である。

上記の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、たとえば、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＡＭ／ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＭＯ等）、磁気記憶媒体（ハードディスク／フロッピー（登録商標）ディスク／ＺＩＰ等）などを用いることが可能である。

また、インターネットやＬＡＮ等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。

１、２００、３００ 光画像計測装置
２ 光源
４ ハーフミラー
１１、１９ ガルバノミラー
１２ 光学素子
１２Ａ 正立プリズム
１２Ｂ プリズム
１８ ハーフミラー
２０ 合焦レンズ
２０Ａ 合焦駆動部
３１ ハーフミラー
３３、３６ 参照ミラー
３３Ａ、３６Ａ 参照駆動部
４１ ハーフミラー
４３、４６ ＣＣＤイメージセンサ
１００ 制御部
１０１ 主制御部
１０２ 記憶部
１１０ 画像形成部
１２０ 画像処理部
１３１ 表示部
１３２ 操作部
２０１ ガルバノスキャナ
３０１ 光学素子
３０１ａ 反射面（偏光ビームスプリッタ）
３０２、３０３ ２分の１波長板
３０２Ａ、３０３Ａ 波長板駆動部
３０４ 偏光ビームスプリッタ
Ｅ 被検眼
Ｅｆ 眼底
Ａ、Ａ１、Ａ２ 信号光路
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２ 参照光路
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２ 干渉光路

Claims (8)

1. 光源からの光を信号光と参照光とに分割する第１の分割部と、
   前記信号光の光路を、異なる光路長を有する複数の信号光路に分割する第２の分割部と、
   前記複数の信号光路を経由した複数の信号光を合成する合成部と、
   前記参照光の光路を、前記複数の信号光路に対応する光路長を有する複数の参照光路に分割する第３の分割部と、
   前記合成部により合成された前記複数の信号光の被測定物体からの戻り光と、前記複数の参照光路を経由した複数の参照光とを重畳させて干渉光を生成する重畳部と、
   前記干渉光の光路を複数の干渉光路に分割する第４の分割部と、
   前記複数の干渉光路のそれぞれに設けられ、当該干渉光路を導かれた干渉光を検出する検出部と、
   前記信号光を走査する走査部と、
   走査された前記信号光の戻り光を前記参照光に重畳させて得られた前記干渉光の複数の前記検出部による検出結果に基づいて、前記被測定物体の複数の断層像を形成する形成部と
   を有する光画像計測装置。
2. 前記第２の分割部は、前記第１の分割部により生成された信号光を２つの信号光に分割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。
3. 前記２つの信号光の進行方向が光軸に対して対称であることを特徴とする請求項２に記載の光画像計測装置。
4. 前記第２の分割部は、正立プリズムにおける最初の反射面にプリズムを接続してなる光学素子であることを特徴とする請求項３に記載の光画像計測装置。
5. 前記走査部は、
   前記第１の分割部により生成された信号光を所定方向に走査する第１の走査部と、
   前記合成部により合成された信号光を前記所定方向に直交する方向に走査する第２の走査部と
   を含むことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
6. 前記走査部は、
   前記第１の分割部により生成された信号光を所定方向に走査する第１の走査部と、
   前記所定方向に直交する方向に当該信号光を走査する第２の走査部と
   を含むことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
7. 前記２つの信号光は、前記第１の分割部により生成された信号光のＰ偏光成分及びＳ偏光成分であることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
8. 前記Ｐ偏光成分及び前記Ｓ偏光成分のそれぞれの光路に設けられた２分の１波長板と、
   前記２分の１波長板を回転させる機構と
   を更に有し、
   前記第３の分割部は偏光ビームスプリッタである
   ことを特徴とする請求項７に記載の光画像計測装置。

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