特許 5903903 光コヒーレンストモグラフィー装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5903903

(24)【登録日】2016年3月25日

(45)【発行日】2016年4月13日

(54)【発明の名称】光コヒーレンストモグラフィー装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/17 20060101AFI20160331BHJP

   A61B 3/10 20060101ALI20160331BHJP

   A61B 3/12 20060101ALI20160331BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/17 630

   A61B3/10 R

   A61B3/12 E

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-9498(P2012-9498)

(22)【出願日】2012年1月19日

(65)【公開番号】特開2013-148482(P2013-148482A)

(43)【公開日】2013年8月1日

【審査請求日】2015年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000135184

【氏名又は名称】株式会社ニデック

(72)【発明者】

【氏名】羽根渕 昌明

【審査官】 横尾 雅一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１１７３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２９６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２００６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１４３６０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平１０−２６７８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５９６９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／００−２１／６１

Ａ６１Ｂ １／００− １／３２

Ａ６１Ｂ ３／００− ３／１８

Ａ６１Ｂ ９／００−１０／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定光路と参照光路を持つ干渉計と、
測定光路又は参照光路の少なくともいずれかに配置され、互いに光路長差を持つ少なくとも２つの光を生成させるための光路長差生成器であって、被検物の同じ深さ位置に関する第１の深さ情報と第２の深さ情報を分離するための光路長差生成器と、
各波長での干渉信号成分を含むスペクトル信号であって、前記光路長差生成器によって生成された第１スペクトル信号と第２スペクトル信号が多重化された多重スペクトル信号を取得するための検出器と、
検出器からの多重スペクトル信号を処理して，被検物の同じ深さ位置に関する第１の深さ情報と第２の深さ情報が分離された状態で多重化されている深さ情報を取得する演算処理器と、
を備えることを特徴とする光コヒーレンストモグラフィー装置。

【請求項2】

請求項１の光コヒーレンストモグラフィー装置において、
測定光を横断方向に走査するための光スキャナと、前記光スキャナの駆動を制御する駆動制御手段と、を備え、
演算処理器は、測定光の横断位置に関する各位置での前記深さ情報を処理して、被検物に関する複数の断層像を同時に含む断層画像データを得る光コヒーレンストモグラフィー装置。

【請求項3】

請求項１〜請求項２のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置において、
演算処理器は、前記複数の深さ情報を深さ方向に関して位置合わせし、合成処理を行う光コヒーレンストモグラフィー装置。

【請求項4】

請求項１〜請求項３のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置において、
演算処理器は、前記複数の深さ情報を複数得て、それぞれを深さ方向に関して位置合わせし、合成処理を行う光コヒーレンストモグラフィー装置。

【請求項5】

請求項１〜請求項４のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置において、
前記光路長差生成器は、互いに直交する偏光成分を持つ少なくとも２つの光を生成するための構成を有し、互いに光路長差を持つと共に、偏光成分が直交する少なくとも２つの光を生成するための光路長差生成器であって、
検出器は、互いに直交する偏光成分を持つ少なくとも２つの多重スペクトル信号を検出するための構成を有し、
演算処理器は、互いに直交する偏光成分を持つ少なくとも２つの多重スペクトル信号を処理して、被検物の偏光特性を解析する光コヒーレンストモグラフィー装置。

【請求項6】

請求項１〜請求項５のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置において、
検出器は、垂直偏光成分を持つ多重スペクトル信号を検出するための垂直偏光検出器と、水平偏光成分を持つ多重スペクトル信号を検出するための水平偏光検出器と、をそれぞれ有する光コヒーレンストモグラフィー装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検物の深さ方向に関する情報を得る光コヒーレンストモグラフィー装置に関する。

【背景技術】

【0002】

被検物（例えば、眼）に照射された測定光路からの測定光と、参照光路からの参照光との干渉によって生じた干渉信号をフーリエ解析して、被検物の深さ情報を取得する光コヒーレンストモグラフィー（ＯＣＴ）装置が知られている（特許文献１参照）。

【0003】

ＯＣＴ装置として、各波長の干渉信号が合成されたスペクトル信号を得るフーリエドメインＯＣＴ（Fourier Domain OCT）が知られている。

【0004】

さらに、被検物の偏光特性を測定するための構成として、偏光感受型ＯＣＴ（ＰＳ−ＯＣＴ：：polarization sensitive OCT）が知られている（非特許文献１参照）。非特許文献１の装置は、ＥＯ変調器（偏光変調器、電気光学変調器）を用いて光源からのビームの偏光状態を測定光の横断方向への走査と同時に連続的に変調すると共に、スペクトル成分における垂直偏光成分と水平偏光成分をそれぞれ同時に測定するための２つの光検出器を有する。そして、ビームの第１の偏光状態における垂直偏光成分と水平偏光成分のスペクトル成分と、ビームの第２の偏光状態における垂直偏光成分と水平偏光成分のスペクトル成分と、を用いて偏光特性が求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２９８４６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、従来のＯＣＴの場合、同一部位に関する断層像を複数取得するためには、所定のフレームレートにて連続的に取得される断層像から複数の断層像を抽出する、もしくは複数の検出系を設ける必要があった。

【0007】

従来の偏光感受型ＯＣＴの場合、ジョーンズベクトルパラメータ等による偏光特性を得るためにビームの偏光状態を連続的に切り換える必要があった。偏光状態の切り替えに利用されるＥＯ変調器は高価であり、ＰＳ−ＯＣＴが商業化されていない一つの要因となっている。

【0008】

本件発明は、上記のような従来の光コヒーレンストモグラフィー装置の欠点の少なくとも１つを克服した光コヒーレンストモグラフィー装置を提供することを技術課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

【0010】

（１）
測定光路と参照光路を持つ干渉計と、
測定光路又は参照光路の少なくともいずれかに配置され、互いに光路長差を持つ少なくとも２つの光を生成させるための光路長差生成器であって、被検物の同じ深さ位置に関する第１の深さ情報と第２の深さ情報を分離するための光路長差生成器と、
各波長での干渉信号成分を含むスペクトル信号であって、前記光路長差生成器によって生成された第１スペクトル信号と第２スペクトル信号が多重化された多重スペクトル信号を取得するための検出器と、
検出器からの多重スペクトル信号を処理して，被検物の同じ深さ位置に関する第１の深さ情報と第２の深さ情報が分離された状態で多重化されている深さ情報を取得する演算処理器と、
を備えることを特徴とする。
（２）
（１）の光コヒーレンストモグラフィー装置において、
測定光を横断方向に走査するための光スキャナと、前記光スキャナの駆動を制御する駆動制御手段と、を備え、
演算処理器は、測定光の横断位置に関する各位置での前記深さ情報を処理して、被検物に関する複数の断層像を同時に含む断層画像データを得る。
（３）
（１）〜（２）のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置において、
演算処理器は、前記複数の深さ情報を深さ方向に関して位置合わせし、合成処理を行う。
（４）
（１）〜（３）のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置において、
演算処理器は、前記複数の深さ情報を複数得て、それぞれを深さ方向に関して位置合わせし、合成処理を行う。
（５）
（１）〜（４）のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置において、
前記光路長差生成器は、互いに直交する偏光成分を持つ少なくとも２つの光を生成するための構成を有し、互いに光路長差を持つと共に、偏光成分が直交する少なくとも２つの光を生成するための光路長差生成器であって、
検出器は、互いに直交する偏光成分を持つ少なくとも２つの多重スペクトル信号を検出するための構成を有し、
演算処理器は、互いに直交する偏光成分を持つ少なくとも２つの多重スペクトル信号を処理して、被検物の偏光特性を解析する。
（６）
（１）〜（５）のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置において、
検出器は、垂直偏光成分を持つ多重スペクトル信号を検出するための垂直偏光検出器と、水平偏光成分を持つ多重スペクトル信号を検出するための水平偏光検出器と、をそれぞれ有する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、従来の光コヒーレンストモグラフィー装置の欠点の少なくとも１つを克服できる。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明に係る装置を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１と図２は本実施形態の実施例１に係る図であり、図３と図４は本実施形態の実施例２に係る図であり、図５〜図７は本実施形態において偏光特性を求めるための一例を示す図である。

【0013】

＜概要＞
本発明の実施形態に係る光コヒーレンストモグラフィー装置の概要について説明する。

【0014】

本装置は、光遅延路が設けられたＯＣＴ干渉計を有し、光路長差を互いに持つ第１スペクトルと第２スペクトルが多重化された光を光検出器により検出する。本装置は、検出器から出力される干渉信号を処理して、被検物に関する断層像が深さ方向に複数に分離された画像データを得る。画像データは、例えば、同一の撮像位置における少なくとも２つの被検物の断層像を含む。

【0015】

＜基本的構成＞
ＯＣＴ装置1は、フーリエドメイン光コヒーレンストモグラフィー（ＦＤ−ＯＣＴ）を基本的構成とする。ＯＣＴ装置1は、干渉光学系１００（ＯＣＴ光学系）、演算制御器７０を含む。本装置の技術は、例えば、偏光感受ＯＣＴ（ＰＳ−ＯＣＴ：polarization sensitive OCT）に適用されるが、もちろん、被検物の反射強度を検出するためのスダンダートＯＣＴ、被検物の位相状態を検出するためのドップラＯＣＴにおいても適用される。また、ＰＳ−ＯＣＴとドップラーＯＣＴとが複合されたマルチファンクションＯＣＴであってもよい。ＦＤ−ＯＣＴとしては、波長掃引式ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ：Swept source-OCT）、スペクトルドメインＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ：Spectral Domain OCT）が代表的である。

【0016】

干渉光学系１００は、ＯＣＴ原理を用いて被検物の断層像を得るための干渉計に係る構成を有する。干渉光学系１００は、スプリッタ（光分割器）、測定光路、参照光路、コンバイナ（光合成器）、光検出器（以下、検出器）１２０を有する。スプリッタは、波長可変光源からの光を測定光路と参照光路に分割する。スプリッタ、コンバイナには、例えば、ビームスプリッタ、ハーフミラー、ファイバーカップラ、サーキュレータ等が用いられる。測定光路は、光を被検物に導くための構成を有する。参照光路は、光を装置内で進行させ、測定光と干渉させるための構成を有する。コンバイナは、被検物で反射された測定光路からの測定光と、参照光路からの参照光とを合成（干渉）させる。検出器１２０は、測定光と参照光との干渉により生じた干渉信号光を受光する。光スキャナ１０８は、測定光路に配置され、測定光を被検物上で走査するために用いられる。

【0017】

演算制御器７０は、装置の各構成の制御処理、画像処理、演算処理、等を行う。例えば、演算制御器７０は、検出器１２０からの検出信号を得る。演算制御器７０は、各波長での干渉信号光を含むスペクトル信号を得て、スペクトル信号を処理する。演算制御器７０は、スペクトル信号を処理して深さ方向に関する被検物のデータ（深さ情報）を得る。

【0018】

さらに、演算制御器７０は、測定光の走査等によって異なる位置で得られた深さ情報を並べて被検物の情報（形態情報、偏光特性など）を得る。演算制御器７０は、得られた結果をメモリ７２に記憶する。演算制御器７０は、得られた結果をモニタ７５（画像表示部）に表示する。

【0019】

スペクトル信号（スペクトルデータ）は、波長λの関数として書き換えられ、波数ｋ（＝２π／λ）に関して等間隔な関数Ｉ（ｋ）に変換される。あるいは、初めから波数ｋに関して等間隔な関数Ｉ（ｋ）として取得される（Ｋ―ＣＬＯＣＫ技術）。演算制御器７０は、波数ｋ空間でのスペクトル信号をフーリエ変換することにより深さ（Ｚ）領域における反射率分布を得る。

【0020】

フーリエ変換後の情報は、Ｚ空間での実数成分と虚数成分を含む信号として表される。演算制御器７０は、Ｚ空間での信号における実数成分と虚数成分の絶対値を求めることによりＡスキャン信号（深さ方向における信号強度値）を得る。演算制御器７０は、異なる位置で得られたＡスキャン信号を並べて、被検物の断層形態画像を得る。

【0021】

被検物は、眼（前眼部、眼底等）、皮膚など生体のほか、生体以外の材料であってもよい。

【0022】

＜スペクトルの多重化技術＞
本実施形態に係る干渉光学系１００には、互いに光路長差を持つ少なくとも２つの光を生成させるための光遅延路３００、３２０が配置される。光遅延路は、基準光路と迂回光路を有する。光遅延路は、測定光路又は参照光路の少なくともいずれかに配置される。

【0023】

光遅延路３００、３２０は、例えば、光分割器（スプリッタ）、光合成器（コンバイナ）を備える。光スプリッタは、光路を基準光路と迂回光路に分割する。ビームコンバイナは、基準光路と迂回光路を合成する。光遅延路が付与する光路長差は、深さ方向における断層像の撮影範囲において、一方の光によって形成される断層像が前方に形成され、他方の光によって形成される断層像が後方に形成されるように設定されている。光遅延路に用いられる光分割器、光合成器部材には、ハーフミラー、ビームスプリッタ（例えば、偏光ビームスプリッタ）、ファイバーカップラ、サーキュレータなどが用いられる。

【0024】

光遅延路３００、３７０によって生成された測定光又は参照光での光路長差は、結果的に、互いに光路長差を持つ複数の干渉信号光を生成する。測定光と参照光との干渉により生じた干渉信号光は、基準光路に基づく第１干渉信号光と、迂回光路に基づく第２干渉信号光を含む。光遅延路３００、３２０に偏光分割器（例えば、偏光ビームスプリッタ）を設けることにより、異なる偏光状態に対応する複数の干渉信号光を得ることができる。

【0025】

各波長での干渉信号光が検出器１２０に受光され、スペクトル信号として検出器１２０によって検出される。光検出器１２０は、光路長差を互いに持つ第１スペクトル信号と第２スペクトル信号が多重化されたスペクトル信号を検出器１２０により検出する。第１スペクトル信号は、各波長での第１干渉信号光を含み、第２スペクトル信号は、各波長での第２干渉信号光を含む。第１スペクトル信号と第２スペクトル信号は、光路長差のため、スペクトルによって形成される干渉縞の粗密が異なる。なお、光遅延路３００、３２０に偏光分割器（例えば、偏光ビームスプリッタ）を設けることにより、異なる偏光状態に対応する複数のスペクトル信号が多重化されたスペクトル信号を取得できる。

【0026】

演算制御器７０は、検出器１２０からの多重スペクトル信号を処理して、複数のスペクトル信号に基づく被検物の深さ方向に関するデータ（深さ情報）を得る。深さ情報には、第１スペクトル信号に対応する第１深さ情報と、第２スペクトル信号に対応する第２深さ情報が含まれる。第１深さ情報と第２深さ情報は、深さ方向に関して分離された状態で取得される。第１深さ情報と、第２深さ情報は、例えば、被検物上の同一位置に関して得られる。

【0027】

演算制御器７０は、例えば、横断方向に関する各位置での多重スペクトル信号を処理して、被検物の複数の断層像を同時に含む断層画像データを得る。断層画像データには、第１スペクトル信号に対応する第１断層像と、第２スペクトル信号に対応する第２断層像が含まれる。

【0028】

第１に、多重スペクトル信号に基づく深さ情報は、例えば、ＰＳ−ＯＣＴでの被検物の偏光状態の検出に利用されると有利である。本実施形態の装置は、ＰＳ−ＯＣＴにおいてＥＯＭ等を設ける必要が必ずしもなくなるから、シンプルで安価なＰＳ−ＯＣＴが構築される。

【0029】

第２に、多重スペクトル信号に基づく深さ情報は、被検物に関する複数の断層像を含むため、例えば、画像合成処理に用いられると有利である。これにより、画像合成画像を短時間で取得できる。

【0030】

例えば、演算制御器７０は、深さ方向に関して形成位置が異なる複数の断層像を位置合わせして加算平均画像を得る。演算制御器７０は、各断層像を形成する実数成分と虚数成分の絶対値を利用して、複数の断層像に基づく加算平均画像を取得できる。

【0031】

また、演算制御器７０は、各断層像の基礎となるＺ空間での実虚成分を利用して加算平均画像を取得できる。この場合、演算制御器７０は、実数成分の信号を用いて第１の加算平均データを得ると共に、虚数成分の信号を用いて第２の加算平均データを得て、これらを合成することにより複数の断層像に基づく加算平均画像を取得してもよい。

【0032】

なお、ＳＳ−ＯＣＴに用いられる波長可変光源に関して、瞬間輝線幅の狭い波長可変光源を用いるのが有利である。このような光源により、光路長が異なる２つの断層画像が，ほぼ同じ干渉強度を保ち、かつ、分離された状態で取得される。撮像範囲に関して、深さ方向に分離された第１断層像と第２断層像を含む範囲が確保される。

【0033】

＜ＰＳ−ＯＣＴでの適用＞
本実施形態の装置をＰＳ−ＯＣＴにおいて適用する場合、光遅延路３００、３２０には、互いに直交する偏光成分を持つ２つの光（垂直偏光成分、水平偏光成分）を生成するための構成（生成器）が設けられる。生成器としては、例えば、互いに直交する直線偏光を生成する構成、互いに直交する円偏光を生成する構成、などが考えられる。

【0034】

検出器１２０には、スペクトル信号における垂直偏光成分、水平偏光成分を検出するための構成が設けられる。検出器１２０は、例えば、互いに直交する直線偏光をそれぞれ検出する構成、互いに直交する円偏光をそれぞれ検出する構成、などが考えられる。例えば、垂直偏光成分を検出するための垂直偏光検出器１２０Ｖと、水平偏光成分を検出するための水平偏光検出器１２０Ｈと、がそれぞれ設けられる。

【0035】

生成器、検出器１２０は、互いに直交する偏光成分を持つ２つの光を生成、検出する点で一致すればよい。例えば、生成器は、互いに直交する直線偏光を生成し、検出器は、互いに直交する直線偏光を検出する。また、生成器は、互いに直交する円偏光を生成し、検出器は、例えば、互いに直交する直線偏光をそれぞれ検出する。また、生成器、検出器における偏光方向の一致は、必ずしも必要ない。

【0036】

演算制御器７０は、スペクトル信号における垂直偏光成分と水平偏光成分により被検物の偏光情報（例えば、複屈折率分布）を得る。例えば、演算制御器７０は、垂直偏光検出器１２０Ｖを用いてスペクトル干渉成分における垂直偏光成分を測定すると共に、水平偏光検出器１２０Ｈを用いてスペクトル干渉成分における水平偏光成分を測定する。

【0037】

演算制御器７０は、スペクトル信号における垂直偏光成分と水平偏光成分に関して、それぞれ第１スペクトル信号に対応する第１深さ情報ＤＶ１、ＤＨ１と、第２スペクトル信号に対応する第２深さ情報ＤＶ２、ＤＨ２を得る。第１深さ情報と第２深さ情報は、深さ方向に関して分離された状態で取得される。第１深さ情報と第２深さ情報は、深さ情報の元となる被検物への入射光における偏光成分が互いに直交する関係にある。

【0038】

２つの偏光状態P1、P2は、多重スペクトル信号に基づく深さ情報を利用して取得される。偏光状態P1は、垂直偏光検出器１２０Ｖを用いて取得される第１垂直深さ情報ＤＶ１（E１⊥(z)）と、水平偏光検出器１２０Ｈを用いて取得されるＤＨ１（E１⊥(z)）とに基づいて取得される。偏光状態P2は、垂直偏光検出器１２０Ｖを用いて取得される第２垂直深さ情報ＤＶ２（E２⊥(z)）と、水平偏光検出器１２０Ｈを用いて取得される第２水平深さ情報ＤＨ２（E２_//(z)）と、に基づいて取得される。

【0039】

偏光情報を得る場合、例えば、ストークス・パラメータを用いた方法（B. Hyle Park, M.C. Pierce, Barry Cense, S.H Yun, B.E.Bouma, J.F. de Boer, “Real-time fiber-based multi-functional spectral domain optical coherence tomography at 1.3μm", Optics Express, Vol13('05), pp3931-3944）、既知のジョーンズベクトルを用いた方法（例えば、特開２００７−２９８４６１号公報参照）が考えられる。

【0040】

以下に、偏光情報を得る手法の一例として、ストークス・パラメータを用いた方法を示す。複屈折性とは、物質内において偏光方向によって屈折率に違いΔｎが生じることを言う。複屈折性によって惹き起こされる位相遅延(Phase retardation)θは、光が物質中を進む距離ｚと波長λにより、

【0041】

【数1】

と表される。演算制御器７０は、サンプル（被検物）中の深さzからの反射光を互いに垂直な偏光電場成分E_//(z)とE⊥(z)として検出する。なお、E⊥(z)＝Re(E⊥)＋jIｍ(E⊥)E_//(z)＝Re(E_//)＋jIｍ(E_//)、で示される。垂直電場成分E⊥は、垂直偏光検出器１２０Ｖからのスペクトル信号をフーリエ解析した後の垂直深さ情報ＤＶにおける実部と虚部の情報により取得される。水平電場成分E_//(z)は、水平偏光検出器１２０Ｈからのスペクトル信号をフーリエ解析した後の水平深さ情報ＤＨにおける実部と虚部の情報により取得される。

【0042】

演算制御器７０は、サンプルの位相遅延と複屈折軸を、例えば、サンプル表面からの深さｚの関数として求め、算出結果をモニタ７５上に表示する。眼底ＯＣＴの場合、神経線維層には複屈折性(birefringence)があり、網膜色素上皮では複屈折性がscrambleすると言われている。こうした特徴を利用することで、各層のsegmentationや定量化が容易になる。

【0043】

干渉信号光の電場を互いに垂直な偏光電場成分E_//とE⊥に分解・検出した場合、次で定義されるstokes parameter(vector)及びその3次元表示Poincare Sphere(ポアンカレ球)により、偏光に関する種々の状態が表現される。

【0044】

【数2】

ここに、γは楕円偏光の方位、Xは、

【0045】

【数3】

で定義される楕円偏光の楕円率を表す。Poincare Sphere上の点は、経度が方位の2倍を、また緯度が楕円率の２倍を表している。

【0046】

偏光の状態を表すとは、例えば、qu平面(赤道)は直線偏光を、v軸上は円偏向を、そしてqu平面からv軸までが楕円偏光を表し、また、中心に関して対称なPoicare Sphere上の2点は互いに垂直な偏光状態となる（図５参照）。

【0047】

また、以下の式として定義される。

【0048】

【数4】

が定義できる。

【0049】

基準となるサンプル表面上での2つの偏光状態P1、P2が、深さｚにおいて各々、P1'(z)、P2'(z) になったとすると、点P1, P1'(z), P2, P2'(z)は、Poincare Sphere上で複屈折軸ベクトルＡを中心軸に持つ同心円周上(点線)にあり、かつ、軸ベクトルＡに関するそれぞれの位相遅延は等しい。軸ベクトルAは、ベクトルP1とP1'(z)が張る平面の法線ベクトルn1とP1及びP1'(z)の和ベクトルS1で張られる平面H1上にあり、同様に、ベクトルP2とP2'(z)が張る平面の法線ベクトルn2とP2及びP2'(z)の和ベクトルS2で張られる平面H2上にある。従って、ベクトルＡは平面H1と平面H2の各法線ベクトルＡ１及びＡ２の外積として求められる（図６参照）。

【0050】

つまり、

【0051】

【数5】

ここで、｛ ｝内にベクトル演算公式

【0052】

【数6】

を適用すると、例えば最初の｛ ｝は次のように展開できる。

【0053】

【数7】

従って、ベクトル軸Aは以下のように簡単な式に書き換えられる。

【0054】

【数8】

複屈折軸ベクトルAが求まると、Phase Retardationは、ベクトルの内積公式の変形から以下のように計算される（図７参照）。

【0055】

【数9】

位相遅延（Phase Retardation）はP1、P2それぞれに対して求められるが、本来等しいものなのでその平均を取る。以上のように、大きな流れとしては、先ず複屈折軸を求めておいて、次に位相遅延を計算する。

【0056】

以上のようにして偏光情報を求めることにより、ＥＯＭを用いることなく被検物の偏光情報を求めることができる。

【0057】

なお、制御器７０は、上記のように取得された偏光情報に基づいて偏光深さ情報画像を求めるようにしてもよい。また、制御器７０は、複数枚の偏光深さ情報画像を連続的に求めて、偏光深さ情報画像に関する加算平均画像を取得してもよい。なお、演算制御器７０は、各偏光深さ情報画像の基礎となるＺ空間での実虚成分を利用して偏光深さ情報画像に関する加算平均画像を取得できる。

【実施例】

【0058】

以下、図面に沿って、本実施形態の装置における実施例を説明する。

【0059】

＜実施例１＞
実施例１では、光コヒーレンストモグラフィー装置として、図１に示されるＯＣＴ装置１が用いられ、被検物は、眼の眼底である。実施例１の装置は、干渉信号における互いに直交する偏光成分を異なる検出器にて検出可能な構成を有する。

【0060】

光コヒーレンストモグラフィー（ＯＣＴ）装置１は、波長掃引式ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴＨwepＴＨource-OCT）を基本的構成とし、波長可変光源１０２、干渉光学系（ＯＣＴ光学系）１００、演算制御器（演算制御部）７０と、を含む。その他、ＯＣＴ装置１には、メモリ７２、モニタ７５、図示無き正面像観察系及び固視標投影系が設けられる。演算制御器（以下、制御器（制御部））７０は、波長可変光源１０２、干渉光学系１００、メモリ７２、モニタ７５に接続されている。

【0061】

ＯＣＴ光学系１００には、ＳＳ−ＯＣＴ方式が用いられ、光源１０２として出射波長を時間的に高速で変化させる波長可変光源（波長走査型光源）が用いられる。光源１０２は、例えば、レーザ媒体、共振器、及び波長選択フィルタによって構成される。そして、波長選択フィルタとして、例えば、回折格子とポリゴンミラーの組み合わせ、ファブリー・ペローエタロンを用いたフィルタが挙げられる。

【0062】

本実施例では、瞬間輝線幅が短く、共振器長が短い光源としてＡＸＳＵＮ社のTUNABLE LASER が用いられる（例えば、λc=1060nm、Δλ=110nm、δλ=0.055nm、共振器長~14mm）。このような波長可変光源は、例えば、米国公開２００９／００５９９７１号に記載されている。

【0063】

カップラー（スプリッタ）１０４は、光分割器として用いられ、光源１０２から出射された光を測定光（測定光）と参照光に分割する。サーキュレータ１０３はカップラー１０４からの光を光ファイバー１０５に導光し、光ファイバー１０５からの光を光ファイバー１１９に導光する。なお、サーキュレータ１０３は、カップラーであってもよい。

【0064】

ＯＣＴ光学系１００は、測定光学系１０６によって測定光を眼Ｅの眼底Ｅｆに導く。ＯＣＴ光学系１００は、参照光学系１１０に参照光を導く。ＯＣＴ光学系１００は、眼底Ｅｆによって反射された測定光と参照光との干渉、によって取得される干渉信号光を検出器（受光素子）１２０に受光させる。

【0065】

測定光学系１０６には、光遅延路３００、光ファイバー１０５、光スキャナ１０８、及び対物レンズ系が順次設けられている。

【0066】

光遅延路３００は、基準光路３００ａと迂回光路３００ｂを有し、互いに光路長差を持つ少なくとも２つの光を生成させるために設けられている。例えば、測定光路に光遅延路３００が配置された場合、測定光は、光遅延路３００に形成された基準光路３００ａと迂回光路３００ｂによって、互いに光路長差を持つ少なくとも２つの測定光として形成される。迂回光路３００ｂは、基準光路３００ａより光路長が長いので、迂回光路３００ｂを通過する測定光は、基準光路を通過する測定光に対し光学的遅延（光路長差）が生じる。このようにして、光路長差を持つ複数の測定光が被検物の同一位置に照射される。

【0067】

光遅延路３００は、例えば、第１偏光ビームスプリッタ３０２、第１光反射部材３０４、第２光反射部材３０６、第２偏光ビームスプリッタ３０８を備え、測定光を２つの光路に分割し、一方の測定光に対して他方の測定光の光路長を遅延させる。第１偏光ビームスプリッタ３０２は、光源１０２からの測定光を基準光路３００ａ（第１測定光路）と迂回光路３００ｂ（第２測定光路）に分割する。第２偏光ビームスプリッタ３０８は、基準光路３００ａと迂回光路３００ｂを合成する（図１参照）。

【0068】

第１光反射部材３０４、第２反射部材３０６として、例えば、全反射ミラー、プリズムなどの光学部材が用いられる。光遅延路３００を形成する光学部材は、図１のように互いに離れた光学配置であってもよいし、プリズム等により一体化された光学配置であってもよい。

【0069】

第１偏光ビームスプリッタ３０２は、光源１０２からの光を垂直偏光成分と水平偏光成分に分割し、一方の偏光成分の光を透過させ、他方の偏光成分の光を反射する特性を持つ。第１光反射部材３０４、第２反射部材３０６は、第１偏光ビームスプリッタ３０２によって分割された光の一方を反射し、光結合部材３０８に戻す。第２偏光ビームスプリッタ３０８は、垂直偏光と水平偏光に分割された光を結合させる特性を持つ。第２偏光ビームスプリッタ３０８によって結合された後、結果的に、偏光成分が互いに直交する２つの測定光がそれぞれ被検眼に照射される（光ファイバー１０５等の影響により両者の偏光成分は、変更されるかもしれないが、偏光成分が互いに直交するという関係は変わらない）。

【0070】

上記のようにして光遅延路３００は、偏光成分が互いに直交すると共に光路長差を持つ２つの測定光を生成する。２つの測定光は、サーキュレータ１０３、光ファイバー１０５を介して光スキャナ１０８に向かう。２つの測定光は、光スキャナ１０８によって反射方向が変えられる。光スキャナ１０８によって偏向された光は、対物レンズ系によって平行ビームとなって眼Ｅに入射し、眼底Ｅｆ上に入射される。２つの測定光は、眼底Ｅｆ上の同一位置に照射される。

【0071】

光スキャナ１０８は、眼底Ｅｆ上でＸＹ方向（横断方向）に測定光を走査させる。光スキャナ１０８は、瞳孔と略共役な位置に配置される。光スキャナ１０８は、例えば、２つのガルバノミラーであり、その反射角度が駆動機構によって任意に調整される。

【0072】

光源１０２から出射された光束は、その反射（進行）方向が変化され、眼底上で任意の方向に走査される。光スキャナ１０８としては、反射ミラー（ガルバノミラー、ポリゴンミラー、レゾナントスキャナ）の他、光の進行（偏向）方向を変化させる音響光学素子（ＡＯＭ）等が用いられる。

【0073】

制御器７０は、光スキャナ１０８の駆動を制御することにより、眼底Ｅｆの深さ方向に対して垂直な方向（横断方向）に測定光を走査させる。各測定光の眼底Ｅｆからの後方散乱光（反射光）は、対物レンズ系、光スキャナ１０８、光ファイバー１０５、サーキュレータ１０３、光ファイバー１１９を経て、ビームスプリッタ３５０に達する。そして、後方散乱光は、ビームスプリッタ３５０にて参照光と合波されて干渉する。

【0074】

参照光学系１１０は、眼底Ｅｆでの測定光の反射によって取得される反射光と合成される参照光を生成する。参照光学系１１０は、マイケルソンタイプであってもよいし、マッハツェンダタイプであっても良い。参照光学系１１０は、透過光学系（例えば、光ファイバー）によって形成され、カップラー１０４からの光を戻さず透過させることにより検出器１２０へと導く。参照光学系１１０は、例えば、反射光学系（例えば、参照ミラー）によって形成され、カップラー１０４からの光を反射光学系により反射することにより再度カップラー１０４に戻し、検出器１２０に導いてもよい。

【0075】

本装置は、測定光と参照光との光路長差を調整するためにＯＣＴ光学系１００に配置された光学部材の少なくとも一部を光軸方向に移動させる。例えば、参照光学系１１０は、参照光路中の光学部材を移動させることにより、測定光と参照光との光路長差を調整する構成を有する。光路長差を変更するための構成は、測定光路中に配置されてもよい。測定光路中に配置された光学部材（例えば、光ファイバーの端部）が光軸方向に移動される。

【0076】

ビームスプリッタ３５０は、干渉信号光を２つに分割する。ビームスプリッタ３５０によって分割された光路の一方には、偏光ビームスプリッタ３６０が配置され、他方には、偏光ビームスプリッタ３６５が配置されている。偏光ビームスプリッタ３６０、３６５は、入射された干渉信号光を、互いに直交する偏光成分（垂直偏光成分、水平偏光成分）に分割する。

【0077】

検出器１２０は、垂直偏光検出器１２０Ｖと水平偏光検出器１２０Ｈを持ち、スペクトル信号における垂直偏光成分と水平偏光成分を別々に検出可能な構成を持つ。

【0078】

垂直偏光検出器１２０Ｖと水平偏光検出器１２０Ｈは、それぞれ、第１受光素子（１２０Ｖａ、１２０Ｈａ）と第２受光素子（１２０Ｖｂ、１２０Ｈｂ）からなる平衡検出器（Balanced Detector）にて構成されるのが有利である。検出器１２０（平衡検出器）は、第１受光素子からの干渉信号と第２受光素子からの干渉信号との差分を得て、干渉信号に含まれる不要なノイズを削減する。各受光素子は、受光部が一つのみからなるポイントセンサであって、例えば、アバランシェ・フォト・ダイオードが用いられる。

【0079】

垂直偏光検出器１２０Ｖは、偏光ビームスプリッタ３６０、３６５によって分割された垂直偏光成分を，第１受光素子１２０Ｖａ、第２受光素子１２０Ｖｂにより平衡検出を行う。水平偏光検出器１２０Ｈは、偏光ビームスプリッタ３６０、３６５によって分割された水平偏光成分を，第１受光素子１２０Ｈａ、第２受光素子１２０Ｈｂにより平衡検出を行う。

【0080】

垂直偏光検出器１２０Ｖと水平偏光検出器１２０Ｈによって受光される干渉信号光は、それぞれ、偏光成分が互いに直交すると共に光路長差を持つ２つの測定光に対応する干渉信号光を含んでいる。

【0081】

光源１０２により出射波長が変化されると、これに対応する干渉信号光が検出器１２０に受光され、結果的に、スペクトル信号として検出器１２０によって検出される。制御器７０は、光源１０２からのトリガ信号を得て、取得するスペクトル信号と光スキャナ１０８を制御する。

【0082】

垂直偏光検出器１２０Ｖと水平偏光検出器１２０Ｈによって検出される各スペクトル信号は、被検物に照射された２つの測定光のうち、垂直偏光成分を持つ測定光に基づいて形成された第１スペクトル信号と、水平偏光成分を持つ測定光に基づいて形成された第２スペクトル信号と、を含む。第１スペクトル信号と第２スペクトル信号は、光路長差を持つため、スペクトルによって形成される干渉縞の粗密が異なる。

【0083】

制御器７０は、偏光成分が異なる２つのスペクトル信号を処理して、互いに直交する偏光成分に関する深さ情報ＤＶ、ＤＨを得る。

【0084】

制御器７０は、垂直偏光検出器１２０Ｖによって検出された垂直偏光成分を持つスペクトル信号を処理して垂直深さ情報ＤＶを得る。垂直深さ情報ＤＶは、第１スペクトル信号に対応する第１垂直深さ情報ＤＶ１と、第２スペクトル信号に対応する第２垂直深さ情報ＤＶ２を含む。第１垂直深さ情報ＤＶ１は、互いに偏光成分が直交する測定光における一方の測定光に基づいて形成された深さ情報であり、第２垂直深さ情報ＤＶ２は、互いに偏光成分が直交する測定光における他方の測定光に基づいて形成された深さ情報である。

【0085】

制御器７０は、水平偏光検出器１２０Ｈによって検出された水平偏光成分を持つスペクトル信号を処理して水平深さ情報ＤＨを得る。水平深さ情報ＤＨは、第１スペクトル信号に対応する第１水平深さ情報ＤＨ１と、第２スペクトル信号に対応する第２水平深さ情報ＤＨ２を含む。第１水平深さ情報ＤＨ１は、互いに偏光成分が直交する測定光における一方の測定光に基づいて形成された深さ情報であり、第２水平深さ情報ＤＨ２は、互いに偏光成分が直交する測定光における他方の測定光に基づいて形成された深さ情報である。

【0086】

＜断層画像の取得＞
制御器７０は、光スキャナ１０８の駆動を制御し、眼底Ｅｆ上で測定光を横断方向に走査させる。制御器７０は、各走査位置での深さ情報を順次並べることにより眼底断層画像を形成させる。

【0087】

図２Ａ、図２Ｂは、多重スペクトル信号に基づいて取得された断層画像データを示す例であり、図２Ａは、垂直偏光成分に関する断層画像データであり、図２Ｂは、水平偏光成分に関する断層画像データである。なお、フーリエ解析によって取得された断層画像データには、実像とミラーイメージ（虚像）が含まれるが、図２Ａ、図２Ｂは、実像のみを抽出した画像である。

【0088】

制御器７０は、互いに直交する偏光成分に関する深さ情報ＤＶ、ＤＨに関してそれぞれ、走査方向に関して並べることにより互いに直交する偏光成分に関する断層画像データＴＶ、ＴＨを得る。断層画像データＴＶ、ＴＨは、深さ方向に分離された眼底Ｅｆの複数の断層像を含む。なお、断層画像データは、各深さ情報における実虚成分の絶対値を求めることにより形成される。各断層像は、眼底Ｅｆ上の同一の走査位置に関して取得された断層像である。

【0089】

断層画像データＴＶは、第１垂直深さ情報ＤＶ１に基づく第１垂直断層像ＴＶ１、第２垂直深さ情報ＤＶ２に基づく第２垂直断層像ＴＶ２を含む。断層画像データＴＨは、第１水平深さ情報ＤＨ１に基づく第１水平断層像ＴＨ１、第２水平深さ情報ＤＨ２に基づく第２水平断層像ＴＨ２を含む。

【0090】

制御器７０は、上記のように取得された断層画像データＴＶ、ＴＨから第１垂直断層像ＴＶ１、第２垂直断層像ＴＶ２、第１水平断層像ＴＨ１、第２水平断層像ＴＨ２のいずれかを抽出し、モニタ７５の画面上に断層像を表示する。制御器７０は、断層画像データＴＶ、ＴＨを連続的に取得し、動画の断層像を表示するようにしてもよい。

【0091】

＜加算平均画像の取得＞
制御器７０は、断層画像データＴＶ、ＴＨに含まれる少なくとも２つの断層像を用いて加算平均画像を取得する。例えば、制御器７０は、断層画像データＴＶから、深さ方向に関して形成位置が異なる第１垂直断層像ＴＶ１と第２垂直断層像ＴＶ２を抽出する。制御器７０は、これらを画像処理により位置合わせし、加算平均画像を取得できる。もちろん、制御器７０は、断層画像データＴＨにおける２つの断層像に基づいて加算平均画像を得ることもできる。また、制御器７０は、断層画像データＴＶでの断層像と断層画像データＴＨでの断層像を用いて加算平均画像を取得しても良い。

【0092】

このようにすれば、スペックルノイズが中和された加算平均画像を短時間で取得できる。なお、制御器７０は、断層画像データＴＶ、ＴＨを連続的に取得し、複数の断層画像データＴＶ、ＴＨに含まれる複数の断層像を処理して加算平均画像を得てもよい。これにより、さらに良好な画像を短時間で取得できる。

【0093】

加算平均画像を得る場合、前述のように、制御器７０は、各断層像の基礎となるＺ空間での実虚成分を利用して加算平均画像を取得するようにしてもよい。

【0094】

＜偏光検出＞
制御器７０は、垂直深さ情報ＤＶと水平深さ情報ＤＨを用いて眼底Ｅｆの複屈折特性を求める。スペクトル信号をフーリエ解析した後の各深さ情報における実部と虚部の情報が用いられる。

【0095】

制御器７０は、垂直深さ情報ＤＶから第１垂直深さ情報ＤＶ１を得ると共に、水平深さ情報ＤＨから第１水平深さ情報ＤＨ１を得る。制御器７０は、偏光成分が互いに直交する第１垂直深さ情報ＤＶ１と第１水平深さ情報ＤＨ１に基づいて第１の偏光状態を得る。

【0096】

制御器７０は、垂直深さ情報ＤＶから第２垂直深さ情報ＤＶ２を得ると共に、水平深さ情報ＤＨから第２水平深さ情報ＤＨ２を得る。制御器７０は、偏光成分が互いに直交する第２垂直深さ情報ＤＶ２と第２水平深さ情報ＤＨ２に基づいて第２の偏光状態を得る。

【0097】

制御器７０は、第１の偏光状態と第２の偏光状態に基づいて、眼底表面を基準として眼底Ｅｆのある位置における複屈折特性を得る。制御部７０は、複屈折特性を深さ方向に関して求めることにより、深さ方向に関する眼底Ｅｆの複屈折特性分布を示す偏光深さ情報を得る。

【0098】

制御器７０は、各位置での偏光深さ情報を走査方向に関して並べることにより、ある切断面での眼底Ｅｆの複屈折分布（例えば、偏光深さ情報画像）を求める。制御部７０は、求められた複屈折分布をモニタ７５上に表示する。

【0099】

なお、制御器７０は、光スキャナ１０８の駆動を制御し、眼底Ｅｆ上で測定光を二次元的に走査することにより３次元データを得てもよい。制御部７０は、各位置における偏光深さ情報を得ることにより、眼底Ｅｆ上の二次元的な複屈折分布を示すマップを得る。制御部７０は、得られたマップをモニタ７５上に表示する。

【0100】

＜実施例２＞
実施例２は、光コヒーレンストモグラフィー装置として、図３に示されるＯＣＴ装置１が用いられ、被検物は、眼の眼底である。実施例２の装置は、分散性光学遅延線（Dispersive Optical delay line）を有し、干渉信号における互いに直交する偏光成分を同一の検出器にて検出可能な構成を有する。なお、図１と同一の番号を付した構成については、特段の説明が無い限り、同一の構成・機能を有する構成であり、詳しい説明を省略する。

【0101】

第１光遅延路３００は、干渉光学系１００に形成された測定光路に配置され、偏光成分が互いに直交すると共に互いに光路長差Δｄ１を持つ２つの測定光を生成する。第２光遅延路３５０は、干渉光学系１００に形成された参照光路に配置され、偏光成分が互いに直交すると共に互いに光路長差Δｄ２を持つ２つの参照光を生成する。なお、第１光遅延路３００と第２光遅延路３７０は、配置位置、光路長差が異なる点を除いては、基本的には、同一の部材によって構成されることができる。

【0102】

光路長差Δｄ１と光路長差Δｄ２の関係について、一方が他方の約２倍の光路長となるように設定されており、図３では、Δｄ１＞Δｄ２であって、Δｄ１の約半分がΔｄ２となるように設定されている。もちろん、Δｄ１＜Δｄ２であって、Δｄ２の約半分がΔｄ１となるように設定された構成であってもよい。

【0103】

分散性光学遅延線５００（Dispersive Optical delay line）は、波長依存の位相遅れ及び一定の群遅れ（constant group delay）を生成する。分散性光学遅延線５００は、ＯＣＴ光学系１００における効果的な撮像領域を２倍にするために用いられる。位相変調は、波数領域において直接的に働くので、レーザの掃引速度は作用されない。分散性光学遅延線５００の詳しい構成・動作方法については、"complete complex conjugate resolveＤＶeterodyne swepＴＨource optical coherence tomography using a dispersive optical delay line, BIOMEDICAL OPTICS EXPRESS ,1 May 2011/Vol.5,No.5,Joseph A . Izatt "）を参考にされたい。

【0104】

検出器１２０は、スペクトル信号における垂直偏光成分と水平偏光成分の両方を検出する。スペクトル信号は、垂直偏光成分を持つ垂直スペクトル信号と水平偏光成分を持つ水平スペクトル信号を含む。垂直スペクトル信号と水平スペクトル信号は、光路長差Δｄ１を持つ。さらに、垂直スペクトル信号と水平スペクトル信号の各信号は、互いに偏光成分が直交する測定光における一方の測定光に基づいて形成された第１スペクトル信号と、互いに偏光成分が直交する測定光における他方の測定光に基づいて形成された第２スペクトル信号と、を含む。第１スペクトル信号と第２スペクトル信号は、光路長差Δｄ２を持つ。なお、検出器１２０（平衡検出器）は、第１受光素子からの干渉信号と第２受光素子からの干渉信号との差分を得て、干渉信号に含まれる不要なノイズを削減する。

【0105】

制御器７０は、互いに直交する偏光成分を含むスペクトル信号を処理して深さ情報を得る。得られた深さ情報Ｄは、垂直深さ情報ＤＶ、水平深さ情報ＤＨを含む。垂直深さ情報ＤＶ、水平深さ情報ＤＨは、光路長差Δｄ１の分、分離された状態で取得される。

【0106】

垂直深さ情報ＤＶは、第１スペクトル信号に対応する第１垂直深さ情報ＤＶ１と、第２スペクトル信号に対応する第２垂直深さ情報ＤＶ２を含む。第１垂直深さ情報ＤＶ１は、互いに偏光成分が直交する測定光における一方の測定光に基づいて形成された深さ情報であり、第２垂直深さ情報ＤＶ２は、互いに偏光成分が直交する測定光における他方の測定光に基づいて形成された深さ情報である。第１垂直深さ情報ＤＶ１と第２垂直深さ情報ＤＶ２は、光路長差Δｄ２の分、分離された状態で取得される。

【0107】

水平深さ情報ＤＨは、第１スペクトル信号に対応する第１水平深さ情報ＤＨ１と、第２スペクトル信号に対応する第２水平深さ情報ＤＨ２を含む。第１水平深さ情報ＤＨ１は、互いに偏光成分が直交する測定光における一方の測定光に基づいて形成された深さ情報であり、第２水平深さ情報ＤＨ２は、互いに偏光成分が直交する測定光における他方の測定光に基づいて形成された深さ情報である。第１水平深さ情報ＤＨ１と第２水平深さ情報ＤＨ２は、光路長差Δｄ２の分、分離された状態で取得される。

【0108】

＜断層画像の取得＞
制御器７０は、光スキャナ１０８の駆動を制御し、眼底Ｅｆ上で測定光を横断方向に走査させる。制御器７０は、各走査位置での深さ情報を順次並べることにより眼底断層画像を形成させる。

【0109】

図４は、多重スペクトル信号に基づいて取得された断層画像データを示す例であり、制御器７０は、深さ情報Ｄを走査方向に関して並べることにより互いに直交する偏光成分に関する断層画像データＴを得る。断層画像データＴは、深さ方向に分離された眼底Ｅｆの複数の断層像を含む。なお、断層画像データは、各深さ情報における実虚成分の絶対値を求めることにより形成される。各断層像は、眼底Ｅｆ上の同一の走査位置に関して取得された断層像である。

【0110】

断層画像データＴは、第１垂直深さ情報ＤＶ１に基づく第１垂直断層像ＴＶ１、第２垂直深さ情報ＤＶ２に基づく第２垂直断層像ＴＶ２、第１水平深さ情報ＤＨ１に基づく第１水平断層像ＴＨ１、第２水平深さ情報ＤＨ２に基づく第２水平断層像ＴＨ２を含む。

【0111】

制御器７０は、上記のように取得された断層画像データＴから第１垂直断層像ＴＶ１、第２垂直断層像ＴＶ２、第１水平断層像ＴＨ１、第２水平断層像ＴＨ２のいずれかを抽出し、モニタ７５の画面上に断層像を表示する。制御器７０は、断層画像データＴＶ、ＴＨを連続的に取得し、動画の断層像を表示するようにしてもよい。

【0112】

＜加算平均画像の取得＞
制御器７０は、断層画像データＴに含まれる少なくとも２つの断層像を用いて加算平均画像を取得する。例えば、制御器７０は、断層画像データＴから、深さ方向に関して形成位置が異なる第１垂直断層像ＴＶ１と第２垂直断層像ＴＶ２を抽出する。制御器７０は、これらを画像処理により位置合わせし、加算平均画像を取得できる。もちろん、制御器７０は、いずれか２つ以上の断層像に基づいて加算平均画像を得ることもできる。

【0113】

このようにすれば、スペックルノイズが中和された加算平均画像を短時間で取得できる。なお、制御器７０は、断層画像データＴを連続的に取得し、複数の断層画像データＴに含まれる複数の断層像を処理して加算平均画像を得てもよい。これにより、さらに良好な画像を短時間で取得できる。

【0114】

加算平均画像を得る場合、前述のように、制御器７０は、各断層像の基礎となるＺ空間での実虚成分を利用して加算平均画像を取得するようにしてもよい。

【0115】

＜偏光検出＞
制御器７０は、深さ情報Ｄに含まれる垂直深さ情報ＤＶと水平深さ情報ＤＨを用いて眼底Ｅｆの複屈折特性を求める。スペクトル信号をフーリエ解析した後の各深さ情報における実部と虚部の情報が用いられる。

【0116】

制御器７０は、垂直深さ情報ＤＶから第１垂直深さ情報ＤＶ１を得ると共に、水平深さ情報ＤＨから第１水平深さ情報ＤＨ１を得る。制御器７０は、偏光成分が互いに直交する第１垂直深さ情報ＤＶ１と第１水平深さ情報ＤＨ１に基づいて第１の偏光状態を得る。

【0117】

制御器７０は、垂直深さ情報ＤＶから第２垂直深さ情報ＤＶ２を得ると共に、水平深さ情報ＤＨから第２水平深さ情報ＤＨ２を得る。制御器７０は、偏光成分が互いに直交する第２垂直深さ情報ＤＶ２と第２水平深さ情報ＤＨ２に基づいて第２の偏光状態を得る。

【0118】

制御器７０は、第１の偏光状態と第２の偏光状態に基づいて、例えば、眼底Ｅｆの表面を基準としてある位置における複屈折特性を得る。制御部７０は、複屈折特性を深さ方向に関して求めることにより、深さ方向に関する眼底Ｅｆの複屈折特性分布を示す偏光深さ情報を得る。

【0119】

制御器７０は、各位置での偏光深さ情報を走査方向に関して並べることにより、ある切断面での眼底Ｅｆの複屈折分布（例えば、偏光深さ情報画像）を求める。制御部７０は、求められた複屈折分布をモニタ７５上に表示する。

【0120】

なお、制御器７０は、光スキャナ１０８の駆動を制御し、眼底Ｅｆ上で測定光を二次元的に走査することにより３次元データを得てもよい。制御部７０は、各位置における偏光深さ情報を得ることにより、眼底Ｅｆ上の二次元的な複屈折分布を示すマップを得る。制御部７０は、得られたマップをモニタ７５上に表示する。

【0121】

なお、上記実施例１及び実施例２においては、偏光ビームスプリッタにより互いに直交する偏光成分を生成する構成としてが、これに限定されない。

【0122】

例えば、光路を分割するハーフミラーと、ハーフミラーにより分割された各光路に偏光フィルタを設けた構成であってもよい。各光路に配置される偏光フィルタによって選択的に透過される光の偏光特性は、分割された光路間で偏光成分が直交関係となるように設定される。

【0123】

例えば、偏波保持ファイバー（polarization maintaining fiber）を設けた構成であってもよい。偏波保持ファイバーとしては、例えば、パンダファイバーが用いられる。偏波保持ファイバーの場合、偏光成分に応じて屈折率が異なるため、互いに直交する偏光成分の光に関して、一方の偏光成分の光が、他方の変更成分の光に対して光路差が生じる。そこで、所定の光路長差（例えば、Δｄ１、Δｄ２）が生じるような長さに設定された偏波保持ファイバーを測定光路中に設けることにより、所定の光路長差を持つ２つの光が生成される。このような偏波保持ファイバーは、カップラー等を介して通常のシングルモードファイバーに連結される。また、サーキュレータと眼との間に配置されるファイバーとして偏波保持ファイバーが設けられてもよい。

【0124】

本実施形態の光コヒーレンストモグラフィー装置を以下の装置として表現することも可能である。

【0125】

すなわち、第１の光コヒーレンストモグラフィー装置は、光源、干渉計、光検出器を有し、検出器からのスペクトル信号を処理して被検物の深さ情報を取得する光コヒーレンストモグラフィー装置であって、互いに光路長差を持つ複数の光を生成させるための第１の構成と、各波長での干渉信号成分を含むスペクトル信号であって、前記第１の構成によって生成された第１スペクトル信号と第２スペクトル信号が多重化された多重スペクトル信号を取得するための第２の構成とを有し、深さ方向に関して互いに分離された複数の深さ情報が多重化された深さ情報を得る。

【0126】

第２の光コヒーレンストモグラフィー装置は、光学的遅れ（optical delay）差を生じさせるユニットが測定光路（サンプルアーム）と参照光路（レファレンスアーム）の少なくともいずれかにあり、深さ軸に複数のOCT像を多重化させる構成を有する。

【0127】

第３の光コヒーレンストモグラフィー装置は、1度の測定で得られる多重化したOCT像を複数回測定し、位置あわせをして加算平均する、または実部、虚部ごとに加算平均をしておいて、その絶対値であるOCT画像を得る。

【0128】

第４の光コヒーレンストモグラフィー装置は、optical delay差は、互いに垂直な偏光成分に対して与えられ、測定光（サンプル光）と参照光を合波して干渉させた後、2つの受光素子で互いに垂直な変更成分毎に、2つの多重化したOCT像を得て、被検物の偏光解析を行う。

【0129】

第５の光コヒーレンストモグラフィー装置は、互いに垂直な偏光成分に対してoptical delay差を生じさせるユニットが測定光路と参照光路の両方にあり、4つの多重化したOCT像を1つの受光素子で得て、被検物の偏光解析を行う。

【0130】

第６の光コヒーレンストモグラフィー装置は、Full range化ユニットを有し、多重化を容易にした第１〜第５のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置。なお、Full range化ユニットとしては、上記ＤＯＤＬの他、位相シフトユニット（例えば、測定光路又は参照光路に配置されたミラー、光ファイバー等の光学部材をピエゾ素子によって微動させるための構成）、光変調ユニット（例えば、測定光又は参照光をＥＯ変調器等により変調させる）等が考えられる。位相シフト、光変調などを行う場合、制御器は、ある走査位置（一点）において位相シフト、光変調を行ってからＢスキャンでの走査位置を変更してもよい。制御器は、Ｂスキャンでの走査位置を変更しながら、位相シフト、光変調を行うようにしてもよい。

【0131】

第７の光コヒーレンストモグラフィー装置は、4つの異なる偏光状態のOCT像毎を平均（例えば、実部虚部毎に平均）した後で偏光解析を行う第４〜第６のいずれかの光コヒーレンストモグラフィー装置。

【図面の簡単な説明】

【0132】

【図1】本実施形態の実施例１に係る装置の構成について説明するための図である。

【図2A】多重スペクトル信号に基づいて取得された断層画像データを示す例であり、垂直偏光成分に関する断層画像データである。

【図2B】多重スペクトル信号に基づいて取得された断層画像データを示す例であり、水平偏光成分に関する断層画像データである。

【図3】本実施形態の実施例２に係る装置の構成について説明するための図である。

【図4】多重スペクトル信号に基づいて取得された断層画像データを示す例である。

【図5】本実施形態に係るPoincare Sphereについて説明するための図である。

【図6】本実施形態に係る複屈折軸ベクトルＡについて説明するための図である。

【図7】本実施形態に係るPhase Retardationについて説明するための図である。

【符号の説明】

【0133】

１ 光コヒーレンストモグラフィー（ＯＣＴ）装置１
７０ 演算制御器
１００ 干渉光学系（ＯＣＴ光学系）
１０２ 波長可変光源
１０４ カップラ
１０６ 測定光学系
１０８ 光スキャナ
１２０ 検出器
１２０Ｖ 垂直偏光検出器
１２０Ｈ 水平偏光検出器
３００ 光遅延路（第１光遅延路）
３７０ 第２光遅延路
５００ 分散性光学遅延線

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】