CN102038488B - 自适应光学设备和包括该自适应光学设备的成像设备 - Google Patents

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Abstract

一种自适应光学设备、成像设备、以及自适应光学方法。所述自适应光学设备包括：第一转换单元，其被构造为将光的两个偏振分量中的一个的偏振方向转换为所述偏振分量中的另一个的偏振方向，光由光源发射；光调制单元，其被构造为在经转换的偏振方向上对通过第一转换单元转换的光的两个偏振分量进行调制；第二转换单元，其被构造为将被光调制单元调制的光的偏振分量的方向转换为彼此交叉的方向；和照射单元，其被构造为用被光调制单元转换的光照射物体。

Description

自适应光学设备和包括该自适应光学设备的成像设备
技术领域
本发明涉及一种自适应光学设备和包括该自适应光学设备的成像设备。特别地，本发明涉及一种用于眼科诊断等的光学成像设备和光学成像方法。
背景技术
使用多波长光学干扰的光学相干断层成像术(OCT)是一种获取被检者(具体地，眼底)的高分辨率断层图像的方法。以下，通过使用OCT获取光学断层图像的光学断层成像设备将被称为OCT设备。最近几年，变得可通过增大在傅立叶域OCT设备中使用的测量光束的直径来获取水平分辨率高的视网膜断层图像。另一方面，测量光束的光束直径的增大的直径引起这样的问题，即，当获取视网膜断层图像时，由于被检者(subject)眼睛的弯曲表面的畸变(distortion)和折射率的不均匀产生的像差(aberration)，断层图像的信噪比和分辨率降低。为了解决该问题，开发了包括自适应光学系统的自适应光学OCT设备。自适应光学系统通过使用波前传感器来实时地测量被检者眼睛的像差，并通过使用波前校正装置来校正该像差，从而可获取水平分辨率高的断层图像。
日本专利公开No.2007-14569描述了一种包括这样的自适应光学系统的眼科成像设备。该设备是通过使用自适应光学系统、液晶空间相位调制器、多面反射镜(polygon mirror)、电流反射镜(galvanomirror)和其它部件来获取眼底图像的扫描激光检眼镜(SLO设备)。该眼科成像设备通过使用液晶空间相位调制器来校正在被检者眼睛中产生的像差，从而防止水平分辨率降低。通常，液晶空间相位调制器对与液晶取向对准的特定的偏振分量进行调制，而不对其它偏振分量进行调制。因此，眼科成像设备难以与从眼底反射的反射光的偏振状态无关地校正偏振分量。在这方面，眼科成像设备具有改进获取水平分辨率高的图像的余地。关于自适应光学系统中所使用的空间相位调制器，“Progress report of USAF Research Laboratory liquidcrystal AO program”，Proc.SPIE，Vo1.3353，776(1998)描述了一种透射液晶空间相位调制器，在该调制器中，堆叠了液晶取向不同的两个液晶元件。无论入射光束的偏振状态如何，这种空间相位调制器均可对入射光束进行调制。
发明内容
然而，“Progress report of USAF Research Laboratory liquidcrystal AO program”，Proc.SPIE，Vo1.3353，776(1998)中所述的包括两个液晶元件的调制器在成本上不高效。而且，堆叠两个液晶元件的结构具有难以将两个液晶元件设成彼此光学共轭(conjugate)的问题。结果，调制器对自适应光学OCT设备的光学设计构成限制。也就是说，必须设计光学系统，以使得即使液晶装置表面偏离，也将两个液晶元件设成关于两个偏振光束彼此光学共轭。结果，光学系统趋向于变得复杂且庞大。
本发明提供一种光学成像设备和光学成像方法，无论偏振状态如何，该光学成像设备和光学成像方法均可通过使用包括空间光调制单元的自适应光学系统来对测量光束和返回光束中的至少一个进行调制，并可通过校正像差来提高光学图像的信噪比。
根据本发明的一方面，自适应光学设备包括：第一转换单元，所述第一转换单元被构造为将光的两个偏振分量中的一个的偏振方向转换为所述偏振分量中的另一个的偏振方向，所述光由光源发射；光调制单元，所述光调制单元被构造为在经转换的偏振方向上对通过第一转换单元转换的光的两个偏振分量进行调制；第二转换单元，所述第二转换单元被构造为将通过所述光调制单元调制的光的各偏振分量的方向转换为彼此交叉的方向；以及，照射单元，所述照射单元被构造为用被所述光调制单元转换的光照射物体。
根据本发明，可实现一种光学成像设备和光学成像方法，无论偏振状态如何，该光学成像设备和光学成像方法均可通过使用包括空间光调制单元的自适应光学系统来对测量光束和返回光束中的至少一个进行调制，并可通过校正像差来提高光学图像的信噪比。
从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的进一步的特征将变得清晰。
附图说明
图1A至图1C示出根据本发明的第一实施例的OCT设备的总体结构。
图2A至图2C示出通过使用根据本发明的第一实施例的OCT设备来获取断层图像的方法。
图3是示出通过使用根据本发明的第一实施例的OCT设备来获取断层图像的步骤的流程图。
图4A至图4B示出根据本发明的第二实施例的OCT设备的总体结构。
图5示出根据本发明的第三实施例的OCT设备的总体结构。
具体实施方式
以下，将参照附图对本发明的实施例进行描述。这里，将对作为获取被检者眼睛的图像的OCT设备的光学成像设备进行描述。然而，本发明可应用于其它光学成像设备，例如，扫描激光检眼镜(SLO设备)。
第一实施例
将对根据本发明的第一实施例的OCT设备(光学断层成像设备)进行描述。具体地讲，在第一实施例中，将对包括自适应光学系统的OCT设备进行描述，所述自适应光学系统以高的水平分辨率获取被检者眼睛的断层图像(OCT图像)。第一实施例为通过使用反射空间光调制器来校正被检者眼睛的像差和获取被检者眼睛的断层图像的傅立叶域OCT设备。无论被检者眼睛的屈光度(diopter)或像差如何，这样的OCT设备均可获取良好的断层图像。测量光束被划分成两个偏振分量，每个偏振分量进入反射空间光调制器。根据本发明的自适应光学设备不限于本实施例。自适应光学设备被构造为使得光调制单元被其中p偏振光和s偏振光具有相同方向的光照射就足够了。因此，可在瞳共轭(pupil-conjugate)位置处对p偏振光和s偏振光进行调制，并可校正由物体产生的入射光束的像差。
而且，可使用同一光学系统校正在来自物体的返回光束中产生的像差。这是由于，例如，如果物体为被检者眼睛，则当被眼底反射和/或散射的光再次穿过被检者眼睛的眼前节(anterior ocularsegment)时产生像差。此时，返回光束会穿过与入射光束相同的光路。因此，可使用共同的光调制单元，由此可降低部件数量和成本。这里，空间光调制器为利用液晶取向的反射液晶空间相位调制器。只要空间光调制器可对光的相位进行调制，就可使用除了液晶之外的材料。
将参照图1A对根据第一实施例的OCT设备的总体结构进行描述。如图1A所示，根据第一实施例的OCT设备100的整体为Michelson干涉仪系统。在图1A中，光束由光源101发射，并且该光束通过光纤130-1和光耦合器131行进，其中光束以比率90∶10划分成参考光束105和测量光束106。测量光束106通过单模光纤130-4行进到测量光路102。图1B示出测量光路102的结构。测量光束106通过第一Wollaston棱镜166-1、空间光调制器159、XY扫描仪119、球面反射镜160-1至160-11行进到作为要被观察的物体的被检者眼睛107。第一Wollaston棱镜166-1将测量光束106分成两个偏振分量。偏振分量进入空间光调制器159，并由第二Wollaston棱镜166-2组合成一个光束。
测量光束106被作为要被观察的物体的被检者眼睛107反射或散射，并作为返回光束108返回。返回光束108被光耦合器131与参考光束105组合。偏振控制器153-1至153-4调整测量光束106和参考光束105的偏振状态。参考光束105和返回光束108被组合，然后被透射光栅(grating)141划分成波长分量，并进入线传感器139。线传感器139将每个位置(波长)处的光的强度转换为电压信号，并通过使用该电压信号形成被检者眼睛107的断层图像。返回光束108的像差被波前传感器155测量。在第一实施例中，控制空间光调制器159，以减小像差，并且无论被检者眼睛的屈光度或像差如何，均获取良好的断层图像。
接着，将对光源101进行描述。光源101是波长为830nm、带宽为50nm的高亮度发光二极管(SLD)，它是典型的低相干性光源。带宽是影响所获取的断层图像在光轴方向中的分辨率的重要参数。这里，光源为SLD。然而，可使用其它光源，例如放大自发发射(amplified spontaneous emission，ASE)器件等，只要可发射相干性低的光即可。使用近红外光对于测量眼睛是合适的。由于波长影响所获取的断层图像的水平分辨率，所以更短的波长更合适。在第一实施例中，波长为830nm。根据要被测量的物体的位置，波长可与此不同。
接着，将对参考光束105的光路进行描述。被光学耦合器131划分的参考光束105通过单模光纤130-2行进到透镜135-1，透镜135-1将参考光束105准直为直径为3mm的准直光束。接着，参考光束105被反射镜157-1和157-2反射到作为参考反射镜的反射镜114。使参考光束105的光路长度基本上与测量光束106的光路长度相同，以使得参考光束105可与测量光束106发生干涉。接着，参考光束105被反射镜114反射，并被再次引导到光耦合器131。参考光束105穿过色散补偿玻璃115，色散补偿玻璃115对参考光束105补偿在测量光束106行进到被检者眼睛107并从被检者眼睛107返回时产生的色散。色散补偿玻璃115的长度为L1。这里，L1＝23mm，23mm与普通日本人的眼球的直径对应。电动台117-1可沿着箭头指示的方向移动以调整参考光束105的光路长度。在个人计算机125的控制下驱动电动台117-1。
接着，将参照图1B对表征第一实施例的测量光束106的光路进行描述。被光耦合器131划分的测量光束106通过单模光纤130-4被引导到透镜135-4，透镜135-4将测量光束106准直为直径为3mm的准直光束。偏振控制器153-4可调整测量光束106的偏振状态。这里，测量光束106的偏振状态可以是圆偏振的。测量光束106穿过光束分光器158，被球面反射镜160-1和160-2反射，并且进入第一Wollaston棱镜(第一偏振光束分光器)166-1。这里，测量光束106被划分成作为(与纸表面垂直的)s偏振分量的第一测量光束(第一光路)106-1和作为(与纸表面平行的)p偏振分量的第二测量光束(第二光路)106-2。测量光束106-1和106-2之间的角度为10°。
第一测量光束106-1被球面反射镜160-3反射，进入作为第一偏振调整单元的半波板168-1，以使得偏振被旋转90°，并且第一测量光束106-1变成与纸表面平行的线偏振光束。然后，第一测量光束106-1被引导到球面反射镜160-4。第二测量光束106-2被球面反射镜160-3反射，通过光路补偿板(第一补偿板)169-1行进到球面反射镜160-4。作为偏振分量中的一个的第一测量光束106-1和作为所述偏振分量中的另一个的第二测量光束106-2被球面反射镜160-4反射，在同一位置处进入空间光调制器159，并被调制。空间光调制器159被定向为使得对(与纸表面平行的)p偏振光的相位进行调制。接着，第一测量光束106-1被球面反射镜160-5反射，通过光路补偿板(第二补偿板)169-2行进到球面反射镜160-6。第二测量光束106-2被球面反射镜160-5反射，并进入作为第二偏振调整单元的半波板(第二半波板)168-2，以使得偏振被旋转90°，并且第二测量光束106-2变成与纸表面垂直的线偏振光束。然后，第二测量光束106-2被引导到球面反射镜160-6。
第一测量光束106-1和第二测量光束106-2被球面反射镜160-6反射，并在同一位置处进入第二Wollaston棱镜(第二偏振光束分光器)166-2的光束分光表面，第二Wollaston棱镜166-2设为比第一Wollaston棱镜更靠近物体。第一测量光束106-1和第二测量光束106-2被组合以再次变成测量光束106。光路补偿板169-1和169-2分别对半波板168-1和168-2补偿光路长度或偏差。空间光调制器159通过利用液晶取向对具有特定偏振方向的偏振分量进行调制。因此，如上所述，测量光束106被划分成偏振不同的第一测量光束106-1和第二测量光束106-2。而且，第一测量光束106-1的偏振方向被旋转90°，以使得测量光束106-1和106-2的偏振方向变成相同，由此无论测量光束106的偏振状态如何，均可对测量光束106进行调制。
这里，空间光调制器159相对于第一Wollaston棱镜166-1的水平放大倍数为2，并且当测量光束106-1和106-2进入空间光调制器159时，测量光束106-1和106-2中的每一个的光束直径为6mm。测量光束106-1和106-2之间的角度为5°。同样，空间光调制器159相对于第二Wollaston棱镜166-2的水平放大倍数为2。如上所述，测量光束106-1和106-2的偏振方向可彼此垂直。然而，实际上，偏振方向可不垂直，只要它们彼此不同即可。
接着，测量光束106被球面反射镜160-7和160-8反射，并入射在XY扫描仪119的反射镜上。为了简化，XY扫描仪119示为反射镜。然而，实际上，X扫描反射镜和Y扫描反射镜可设为彼此相邻，以在与光轴垂直的方向对视网膜127进行光栅扫描。测量光束106的中心与XY扫描仪119的反射镜的旋转中心的中心对准。用作用于扫描视网膜127的光学系统的球面反射镜160-9至160-11使得测量光束106以眼角膜126附近的点作为支点(fulcrum)扫描视网膜127。这里，进入眼角膜的测量光束106的直径为4mm。为了获取水平分辨率更高的断层图像，光束直径可以更大。电动台117-2可沿着箭头指示的方向移动以在个人计算机125的控制下调整附着到电动台117-2的球面反射镜160-10的位置。通过调整球面反射镜160-10的位置，可使测量光束106聚焦在被检者眼睛107的视网膜127的预先确定的层上以便观察该层。即使当被检者眼睛107屈光不正(ametropia)时，被检者眼睛也可被观察。在进入被检者眼睛107之后，测量光束106被视网膜127反射或散射，以变成返回光束108，并被再次引导到光耦合器131，并到达线传感器139。返回光束108被第二Wollaston棱镜166-2划分成分别沿着第三光路和第四光路行进的s偏振光和p偏振光，被空间光调制器159调制，并被第一Wollaston棱镜166-1组合。
被光束分光器158从返回光束108划分的返回光束108的一部分进入波前传感器155，波前传感器155测量返回光束108的像差。波前传感器155与个人计算机125电连接。这里，球面反射镜160-1至160-9设为使得眼角膜126、XY扫描仪119、波前传感器155、空间光调制器159和Wollaston棱镜166-1和166-2的光束划分表面彼此光学共轭。彼此共轭的位置用“P”表示。因此，波前传感器155可测量被检者眼睛107的像差。而且，空间光调制器159可校正被检者眼睛107的像差，并可重新组合划分的偏振光束。此外，基于所获取的像差实时地控制空间光调制器159，以使得在被检者眼睛107中产生的像差被校正，并可获取水平分辨率更高的断层图像。由于Wollaston棱镜166的特性，而使得在划分之后第一测量光束106-1和第二测量光束106-2具有不同的光束直径。因此，球面反射镜160-3至160-6被构造为使得第一测量光束和第二测量光束的光束直径在空间光调制器159上变为相同。
可使用非球面反射镜或自由形态(free-form)表面反射镜代替这里所使用的球面反射镜160-1至160-11。这里，球面反射镜160-3至160-6中的每一个反射第一测量光束106-1和第二测量光束106-2。然而，可设置两组透镜以便分别反射两个测量光束。这里，通过使用Wollaston棱镜166-1和166-2将测量光束106分成各偏振分量。然而，可使用其它元件，只要它们可将光束划分成各偏振分量即可。例如，可使用偏振光束分光器、Nicol棱镜、Savart板等。这里，通过使用半波板168-1和168-2使测量光束106的偏振方向旋转。然而，可使用其它元件，只要它们可旋转偏振方向即可。根据被检者眼睛107的像差(屈光不正)，可使用柱面反射镜代替这里所使用的球面反射镜160-8。另外的透镜可设在测量光束106的光路上。这里，波前传感器155通过使用测量光束106来测量像差。然而，可通过使用由另一个光源发射的像差测量光束来测量像差。为了测量像差，可形成另外的光路。例如，可将光束分光器设在球面反射镜160-11和眼角膜126之间以便产生用于测量像差的光束。
这里，在测量光束106被球面反射镜160-1反射之后，测量光束106被Wollaston棱镜166-1划分成s偏振的第一测量光束106-1和p偏振的第二测量光束106-2。然而，可在另一个位置处划分测量光束106，以形成测量光路。这里，反射液晶空间光调制器用作空间光调制器159。然而，可使用透射空间光调制器。例如，如图1C所示，透射液晶空间相位调制器可用作空间光调制器159。由于除了空间光调制器159的类型之外该结构与图1B相同，所以相同的部件用相同的标号表示，并将省略冗余描述。
接着，将对根据第一实施例的OCT设备的测量系统的结构进行描述。OCT设备100可获取由通过Michelson干涉仪系统测量的干涉信号的强度形成的断层图像(OCT图像)。在测量系统中，光耦合器131将被视网膜127反射或散射的返回光束108与参考光束105组合，以产生组合光束142。组合光束142通过光纤130-3和透镜135-2行进，并且进入透射光栅141。组合光束142被透射光栅141划分成各波长分量，被透镜135-3聚焦，并且线传感器139将每个位置(波长)处的组合光束的强度转换成电压。具体而言，在线传感器139上观察光谱区在波长轴上的干涉图。通过线传感器139获取的电压信号被帧捕获器140转换为数字数据。个人计算机125执行数据处理，并产生断层图像。
这里，线传感器139具有1024个像素，并可获取组合光束142的波长(1024个波长段)中的每一个的强度。被光束分光器158划分的返回光束108的一部分进入波前传感器155，并且返回光束108的像差被测量。波前传感器155为Shack-Hartmann波前传感器。通过使用表示被检者眼睛107的像差的Zernike多项式来表示像差。Zernike多项式包括倾斜项、散焦(defocus)项、像散(astigmatism)项、彗差项、三叶形(trefoil)项等。
接着，将对通过使用OCT设备获取断层图像的方法进行描述。OCT设备100可通过控制XY扫描仪119并用线传感器139获取干涉图(图1A至图1C)来获取视网膜127的断层图像。将参照图2A至图2C对获取视网膜127的(与光轴平行的平面中的)断层图像的方法进行描述。图2A是正通过OCT设备100观察的被检者眼睛107的示意图。如图2A所示，测量光束106穿过眼角膜126，进入视网膜127。在视网膜127中，测量光束106在各个位置处被反射和散射，并变成返回光束108。在各个位置处延迟的返回光束108到达线传感器139。这里，光源101具有宽的带宽和短的相干长度。因此，在参考光路的光路长度基本上等于测量光路的光路长度的情况下，线传感器139可检测干涉图。如上所述，线传感器139获取光谱区在波长轴上的干涉图。接着，考虑线传感器139和透射光栅141的特性，将作为沿着波长轴的信息的干涉图转换为光频轴上的干涉图。光频轴上的干涉图被逆傅立叶变换以获取深度方向的信息。
如图2B所示，通过在驱动XY扫描仪119的X轴的情况下检测干涉图，获取X轴上每个位置的干涉图，即，可获取X轴上每个位置的深度方向的信息。结果，获取返回光束108的强度在XZ平面中的二维分布，该二维分布为断层图像132(图2C)。实际上，断层图像132为返回光束108的阵列强度，并例如通过以灰阶表示强度来显示。这里，仅示出了所获取的断层图像的边界。示出了视网膜的色素层146和视神经纤维层147。
将参照图1A至图3对通过使用OCT设备获取断层图像的步骤进行描述。图3是示出通过使用OCT设备100获取断层图像的步骤的流程图。图3示出通过使用空间光调制器159校正在具有近视和散光的被检者眼睛107中产生的像差以获取视网膜127的水平分辨率高的断层图像的步骤。不必说，相同的方法可用于被检者眼睛107仅具有近视或远视的情况。通过执行以下步骤(1)至(9)获取断层图像。可依次或者按不同的顺序执行这些步骤。可通过使用计算机来自动执行这些步骤。
图3是获取断层图像的过程的流程图。
(1)在步骤1(图3中的S1)中，在被检者眼睛107看着固视灯(未显示)的情况下使测量光束106进入被检者眼睛107。这里，通过电动台117-2调整球面反射镜160-10的位置，以使得测量光束106作为准直光束进入被检者眼睛107。
(2)在步骤2(图3中的S2)中，通过在驱动XY扫描仪119的X轴的情况下用线传感器139检测干涉图来获取断层图像(未显示)。
(3)在步骤3(图3中的S3)中，在执行步骤2的同时，通过使用电动台117-2来调整球面反射镜160-10的位置，以使得断层图像的对比度增大。
(4)在步骤4(图3中的S4)中，通过使用波前传感器155测量返回光束108，并获取返回光束108的像差。
(5)在步骤5(图3中的S5)中，通过使用个人计算机125将所获取的像差转换为Zernike多项式表达式，并将数据存储在个人计算机125的存储器中。
(6)在步骤6(图3中的S6)中，计算使所获取的像差最小化的调制量，并对空间光调制器159进行调制。
(7)在步骤7(图3中的S7)中，通过使用波前传感器155、空间光调制器159和个人计算机125执行反馈控制以使像差最小化，以实时地控制空间光调制器159。
(8)在步骤8(图3中的S8)中，确定像差是否等于或小于设置值，并重复步骤4至步骤7，直到像差收敛。设置值可以为约0.1μm(均方根(RMS))。
(9)在步骤9(图3中的S9)中，在驱动XY扫描仪119的X轴的情况下，使用线传感器139检测干涉图，并再次获取断层图像。
如上所述，通过根据第一实施例的结构，可通过使用一个空间光调制器对测量光束或返回光束进行调制，并且无论偏振状态如何，均可校正像差。结果，可提高断层图像的信噪比。基于像差来校正测量光束和返回光束中的至少一个的像差，以使得可校正物体(这里，被检者眼睛)的像差，从而可提高断层图像的分辨率和信噪比。空间光调制器和波前传感器可设为彼此光学共轭，以使得可有效地校正像差。第一Wollaston棱镜、第二Wollaston棱镜和空间光调制器彼此光学共轭，以使得可容易地重新组合第一测量光束和第二测量光束。空间光调制器相对于第一Wollaston棱镜和第二Wollaston棱镜中的至少一个的水平放大倍数大于1，以使得可容易地减小第一测量光束和第二测量光束之间的角度。因此，可使空间光调制器的角度依赖性的影响最小化。半波板各自设在第一测量光束的光路上和第二测量光束的光路上，以使得可旋转第一测量光束和第二测量光束的偏振方向。因此，可使第一测量光束和第二测量光束中的每一个以期望的偏振状态进入空间光调制器，以使得可提高调制效率。而且，可使第一测量光束和第二测量光束中的每一个以期望的偏振状态进入半波板，以使得可重新组合第一测量光束和第二测量光束。
半波板各自设在第一测量光束在第一Wollaston棱镜和空间光调制器之间的光路上与第二测量光束在第二Wollaston棱镜和空间光调制器之间的光路上，以使得可简单地形成光路。光路补偿板各自设在第一测量光束在第二Wollaston棱镜和空间光调制器之间的光路上与第二测量光束在第一Wollaston棱镜和空间光调制器之间的光路上。因此，可补偿第一测量光束的光路和第二测量光束的光路的光路长度或偏差，以使得可防止由于测量光路的分支而导致的分辨率的降低。可通过用一般的偏振光束分光器替换第一Wollaston棱镜和第二Wollaston棱镜中的至少一个来形成光路。可通过使用Wollaston棱镜作为偏振光束分光器来简单地形成光路。可通过用Nicol棱镜或Savart板替换第一Wollaston棱镜和第二Wollaston棱镜中的至少一个来形成光路。来自光源的光束被划分成测量光束和参考光束，使通过用测量光束照射物体而产生的返回光束和通过参考光路行进的参考光束彼此干涉，并通过使用由于干涉而产生的干涉信号的强度来获取断层图像。因此，无论测量光束或返回光束的偏振状态如何，均可获取信噪比高的断层图像。
而且，根据第一实施例，从光源发射的光被划分成测量光束和参考光束，并且通过使用由照射物体的测量光束的返回光束和通过参考光路行进的参考光束之间的干涉而产生的干涉信号，可构造获取物体的断层图像的光学成像方法。在第一步骤中，通过使用被构造用于测量在物体中产生的返回光束的像差的像差测量单元来测量物体的像差。像差测量单元与利用液晶取向的一个空间光调制单元一起设在从光源到物体的光路上。无论测量光束或返回光束的偏振状态如何，空间光调制单元均通过偏振调整单元使从测量光束或返回光束划分的不同偏振分量进入和退出来对测量光束和返回光束中的至少一个进行调制。在第二步骤中，计算空间光调制单元的调制量以基于通过像差测量单元获取的测量结果校正像差。通过使用控制单元来控制空间光调制单元的调制量，所述控制单元基于计算的调制量来控制空间光调制单元的调制量。因此，无论偏振状态如何，均可对测量光束或返回光束进行调制，并可校正像差。结果，可提高断层图像的信噪比。
第二实施例
接着，将对第二实施例进行描述。在第二实施例中，将对包括获取水平分辨率高的被检者眼睛的断层图像(OCT图像)的自适应光学系统的OCT设备进行描述。与第一实施例一样，第二实施例为通过使用反射空间光调制器校正被检者眼睛的像差和获取被检者眼睛的断层图像的傅立叶域OCT设备。无论被检者眼睛的屈光度或像差如何，这样的OCT设备均可获取良好的断层图像。测量光束被划分成两个偏振分量，所述偏振分量中的每一个进入反射空间光调制器。在第一实施例中，光学系统为使用球面反射镜作为主要部件的反射光学系统。在第二实施例中，光学系统为使用透镜代替球面反射镜的折射光学系统。
将参照图4A和图4B对根据第二实施例的OCT设备的总体结构进行描述。在第二实施例中，与图1A至图1C的元件相同的元件用相同的标号表示，并将省略冗余描述。图4B示出图4A中的测量光路102的结构。在图4B中，测量光束106通过第一Wollaston棱镜166-1、空间光调制器159、第二Wollaston棱镜166-2、XY扫描仪119和透镜135-4至135-14行进到作为要被观察的物体的被检者眼睛107。测量光束106被第一Wollaston棱镜166-1划分成两个偏振分量。偏振分量进入空间光调制器159，并被第二Wollaston棱镜166-2组合成一个光束。通过波前传感器155测量返回光束108的像差。在第二实施例中，控制空间光调制器159，以减小像差，以及无论被检者眼睛的屈光度或像差如何均获取良好的断层图像。在第二实施例中，使用反射空间光调制器。然而，可使用透射空间光调制器。省略与第一实施例相同的光源101和参考光路的描述。
接着，将参照图4B对表征第二实施例的测量光束106的光路进行描述。被光耦合器131划分的测量光束106通过单模光纤130-4被引导到透镜135-4，透镜135-4将测量光束106准直为直径为3mm的准直光束。测量光束106穿过光束分光器158与透镜135-5和135-6，并进入第一Wollaston棱镜166-1。这里，测量光束106被划分成作为(与纸表面垂直的)s偏振分量的第一测量光束106-1和作为(与纸表面平行的)p偏振分量的第二测量光束106-2。测量光束106-1和106-2之间的角度为10°。
第一测量光束106-1通过透镜135-7行进，并进入半波板168-1，以使得偏振被旋转，并且第一测量光束106-1变成与纸表面平行的线偏振光束。然后，第一测量光束106-1被引导到透镜135-8。第二测量光束106-2通过透镜135-7和光路补偿板169-1行进到透镜135-8。接着，第一测量光束106-1和第二测量光束106-2在同一位置处进入空间光调制器159，并被空间光调制器159调制。空间光调制器159被定向成使得对(与纸表面平行的)p偏振光的相位进行调制。接着，第一测量光束106-1通过透镜135-9和光路补偿板169-2行进到透镜135-10。第二测量光束106-2通过透镜135-9行进，并进入半波板168-2，以使得偏振被旋转，并且第二测量光束106-2变成与纸表面垂直的线偏振光束。然后，第二测量光束106-2被引导到透镜135-10。第一测量光束106-1和第二测量光束106-2在同一位置处进入第二Wollaston棱镜166-2的光束划分表面。第一测量光束106-1和第二测量光束106-2被组合以再次变成测量光束106。光路补偿板169-1和169-2分别对半波板168-1和168-2补偿光路长路或偏差。
接着，测量光束106通过透镜135-11和135-12行进，并进入XY扫描仪119的反射镜。用作用于扫描视网膜127的光学系统的透镜135-13和135-14使测量光束106以眼角膜126附近的点作为支点扫描视网膜127。电动台117-2可沿箭头指示方向移动以便在个人计算机125的控制下调整附着到电动台117-2的透镜135-14的位置。通过调整透镜135-14的位置，可使测量光束106聚焦在被检者眼睛107的视网膜127的预先确定的层上以便观察该层。即使当被检者眼睛107屈光不正时，被检者眼睛也可被观察。在进入被检者眼睛107之后，测量光束106被视网膜127反射或散射而变成返回光束108，被再次引导到光耦合器131，并到达线传感器139。返回光束108被第二Wollaston棱镜166-2划分成s偏振光和p偏振光。s偏振光和p偏振光分别被空间光调制器159调制和被第一Wollaston棱镜166-1组合。被光束分光器158从返回光束108划分的返回光束108的一部分进入波前传感器155，波前传感器155测量返回光束108的像差。波前传感器155与个人计算机125电连接。
这里，透镜135-4至135-14被设为使得眼角膜126、XY扫描仪119、波前传感器155、空间光调制器159和Wollaston棱镜166-1和166-2的光束划分表面彼此光学共轭。彼此共轭的位置用“P”表示。因此，波前传感器155可测量被检者眼睛107的像差。而且，空间光调制器159可校正被检者眼睛107的像差，并且划分的不同偏振分量的光束可被重新组合。此外，基于所获取的像差实时地控制空间光调制器159，以使得在被检者眼睛107中产生的像差被校正，并可获取水平分辨率较高的断层图像。由于Wollaston棱镜166-1和166-2的特性，而使得在划分之后第一测量光束106-1和第二测量光束106-2具有不同的光束直径。因此，透镜135-4至135-14被构造为使得第一测量光束和第二测量光束的光束直径在空间光调制器159上变成相同。这里，透镜135-7至135-10中的每一个反射第一测量光束106-1和第二测量光束106-2。然而，可设置两组透镜以分别反射两个测量光束。根据被检者眼睛107的像差(屈光不正)，可使用柱面透镜代替这里用作透镜135-14的球面透镜。另外的透镜可设在测量光束106的光路上。这里，在测量光束106已行进通过透镜135-6之后，测量光束106被Wollaston棱镜166-1划分成s偏振的第一测量光束106-1和p偏振的第二测量光束106-2。然而，测量光路可被构造为使得测量光束106在另一个位置处被划分。这里，反射液晶空间相位调制器用作空间光调制器159。然而，可使用透射液晶空间相位调制器。省略与第一实施例相同的测量系统的结构和获取断层图像的方法的描述。由于除了通过调整透镜135-14的位置使测量光束106聚焦在被检者眼睛107的视网膜127的预先确定的层上来观察所述层之外，获取断层图像的步骤与第一实施例的获取断层图像的步骤相同，所以省略这些步骤的描述。
第三实施例
接着，将对第三实施例进行描述。在第三实施例中，将对包括获取水平分辨率高的被检者眼睛的断层图像(OCT图像)的自适应光学系统的OCT设备进行描述。与第一实施例和第二实施例一样，第三实施例为通过使用反射空间光调制器校正被检者眼睛的像差并获取被检者眼睛的断层图像的傅立叶域OCT设备。无论被检者眼睛的屈光度或像差如何，这样的OCT设备均可获取良好的断层图像。测量光束被划分成两个偏振分量，所述偏振分量中的每一个进入反射空间光调制器。在第二实施例中，通过使用两个Wollaston棱镜形成测量光路。在第三实施例中，使用一个共同的Wollaston棱镜，以使得测量光路的长度减小。
将参照图5对根据第三实施例的OCT设备的总体结构进行描述。在第三实施例中，与图4A和图4B的元件相同的元件用相同的标号表示，并将省略冗余描述。测量光束106被光束分光器158-2反射，被Wollaston棱镜166划分成两个偏振分量，进入空间光调制器159，并被空间光调制器159调制。测量光束106通过光束分光器158-2、XY扫描仪119、透镜135-12至135-14行进到作为要被观察的物体的被检者眼睛107。返回光束108的像差被波前传感器155测量。这里，控制空间光调制器159，以使得减小像差，并且无论被检者眼睛的屈光度或像差如何均获取良好的断层图像。在第三实施例中，使用反射空间光调制器。然而，可使用透射空间光调制器。省略与第一实施例相同的光源101和参考光路的描述。
接着，将参照图5对表征第三实施例的测量光束106的光路进行描述。被光耦合器131划分的测量光束106通过单模光纤130-4被引导到透镜135-4，透镜135-4将测量光束106准直成直径为3mm的准直光束。测量光束106通过光束分光器158-1和透镜135-5行进到光束分光器158-2。这里，测量光束106的一部分被反射，并且，该部分穿过透镜135-11和进入Wollaston棱镜166。这里，测量光束106被划分成作为(与纸表面垂直的)s偏振分量的第一测量光束106-1和作为(与纸表面平行的)p偏振分量的第二测量光束106-2。测量光束106-1和106-2之间的角度为10°。第一测量光束106-1通过透镜135-10行进，并且进入半波板168，以使得偏振被旋转，并且第一测量光束106-1变成与纸表面平行的线偏振光束。然后，第一测量光束106-1被引导到透镜135-9。第二测量光束106-2通过透镜135-10和光路补偿板169行进到透镜135-9。
接着，第一测量光束106-1和第二测量光束106-2在同一位置处进入空间光调制器159，并被空间光调制器159调制。空间光调制器159被定向成使得对(与纸表面平行的)p偏振光的相位进行调制。这里，空间光调制器159相对于Wollaston棱镜166的水平放大倍数为2，并且当测量光束106-1和106-2进入空间光调制器159时，测量光束106-1和106-2中的每一个的光束直径为6mm。测量光束106-1和106-2之间的角度为5°。接着，第一测量光束106-1沿着与前一路径不同的光路(图5中较下的路径)行进，通过透镜135-9和135-10与光路补偿板169行进，并被再次引导到Wollaston棱镜166。第二测量光束106-2通过透镜135-9行进，并且进入半波板168，以使得偏振被旋转，并且第二测量光束106-2变成与纸表面垂直的线偏振光束。第二测量光束106-2通过透镜135-10行进，并被再次引导到Wollaston棱镜166。
第一测量光束106-1和第二测量光束106-2在同一位置处进入Wollaston棱镜166，并被组合以再次变成测量光束106。接着，测量光束106通过透镜135-11和135-12行进，并且进入XY扫描仪119的反射镜。通过使用XY扫描仪119、透镜135-13和135-14以及其它部件用测量光束106扫描视网膜127的光学系统与第二实施例的光学系统相同，并且省略其描述。在进入被检者眼睛107之后，测量光束106被视网膜127反射或散射，以变成返回光束108。返回光束108被Wollaston棱镜166划分成作为(与纸表面垂直的)s偏振分量的第一返回光束108-1和作为(与纸表面平行的)p偏振分量的第二返回光束108-2。返回光束108-1和108-2分别沿着测量光束106-1和106-2的光路行进，在同一位置处进入空间光调制器159，并被空间光调制器159调制。
返回光束108-1和108-2在同一位置处再次进入Wollaston棱镜166，并被组合以再次变成返回光束108。返回光束108的一部分被光束分光器158-2反射，通过透镜135-4和135-5行进，被再次引导到光耦合器131，并到达线传感器139。这里，球面反射镜160-1至160-9被设为使得眼角膜126、XY扫描仪119、波前传感器155、空间光调制器159及Wollaston棱镜166-1和166-2的光束划分表面彼此光学共轭。彼此共轭的位置用“P”表示。因此，波前传感器155可测量被检者眼睛107的像差。而且，空间光调制器159可校正被检者眼睛107的像差，并可再次组合划分的偏振光束。此外，基于所获取的像差实时地控制空间光调制器159，以使得在被检者眼睛107中产生的像差被校正，并可获取水平分辨率较高的断层图像。由于Wollaston棱镜166的特性，而使得在划分之后第一测量光束106-1和第二测量光束106-2具有不同的光束直径。因此，球面反射镜160-3至160-6被构造为使得第一测量光束和第二测量光束的光束直径在空间光调制器159上变成相同。
省略与第一实施例相同的测量系统的结构和获取断层图像的方法的描述。省略与第二实施例相同的获取断层图像的步骤的描述。如上所述，可通过对于不同的偏振光束使用一个Wollaston棱镜来形成短光路。
其它实施例
还可通过系统或设备的计算机(或者例如CPU或MPU的装置)以及通过方法来实现本发明的各方面，所述系统或设备的计算机(或者例如CPU或MPU的装置)读出和执行记录于存储器装置上的用于执行上述各实施例的功能的程序，并且，例如通过读出和执行记录于存储器装置上的用于执行上述各实施例的功能的程序，由系统或设备的计算机执行所述方法的步骤。为此目的，例如通过网络或者从用作存储器装置(比如，计算机可读介质)的各种类型的记录介质将所述程序提供给所述计算机。
尽管已参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (10)

1.一种自适应光学设备，包括：
第一转换单元，所述第一转换单元被构造为将光的两个不同的偏振分量中的第一个的偏振方向转换为所述两个偏振分量中的第二个的偏振方向，所述光由光源发射；
空间光调制单元，所述空间光调制单元被构造为对光的第一和第二偏振分量的相位进行调制，第一偏振分量已被第一转换单元转换并且所述调制是沿经转换的第一偏振分量的偏振方向的；
第二转换单元，所述第二转换单元被构造为转换通过所述空间光调制单元调制一次的光的第一和第二偏振分量中的至少一个的偏振方向，以再创建具有彼此交叉的偏振方向的光；和
照射单元，所述照射单元被构造为用具有交叉的偏振方向的所述光照射物体。
2.根据权利要求1所述的自适应光学设备，还包括：
像差测量单元，所述像差测量单元被构造为测量所述物体的像差，
其中，所述空间光调制单元被布置为基于所述像差测量单元获取的测量结果对与所述像差测量单元光学共轭的位置处的被第一转换单元转换的光进行调制。
3.根据权利要求2所述的自适应光学设备，
其中，所述物体为被检者眼睛，
其中，所述像差在被检者眼睛的眼前节中产生，以及
其中，所述空间光调制单元设在与所述眼前节光学共轭的位置处。
4.根据权利要求2所述的自适应光学设备，
其中，所述像差测量单元用于测量像差的光和用于获取物体图像的光是由彼此不同的光源发射的。
5.根据权利要求1所述的自适应光学设备，
其中，从所述物体返回的光是具有两个偏振分量的返回光束，以及
第二转换单元被布置为将所述返回光束的两个偏振分量中的第一个的偏振方向转换为所述两个偏振分量中的第二个的偏振方向，
其中，所述空间光调制单元被布置为调制所述返回光束的第一和第二偏振分量的相位，第一偏振分量已被第二转换单元转换并且所述调制是沿所述返回光束的经转换的第一偏振分量的偏振方向的，以及
其中，第一转换单元被布置为转换通过所述空间光调制单元调制一次的返回光束的第一和第二偏振分量中的至少一个的偏振方向，以再创建具有偏振方向彼此交叉的偏振分量的光束。
6.根据权利要求1所述的自适应光学设备，还包括：
偏振光束划分单元，所述偏振光束划分单元被构造为将由所述光源发射的光划分成两个偏振分量；和
偏振光束组合单元，所述偏振光束组合单元被构造为组合所述两个偏振分量。
7.根据权利要求6所述的自适应光学设备，
其中，第一转换单元和第二转换单元分别为第一半波板和第二半波板，
其中，第一补偿板设在所述偏振光束划分单元和所述空间光调制单元之间，第一补偿板对第一半波板补偿光路或偏差，以及
其中，第二补偿板设在所述偏振光束组合单元和所述空间光调制单元之间，第二补偿板对第二半波板补偿光路或偏差。
8.一种用于拍摄物体的图像的成像设备，该成像设备包括：
根据权利要求1所述的自适应光学设备；和
获取单元，所述获取单元被构造为基于从被照射单元用光照射的物体返回的返回光束获取所述物体的图像。
9.根据权利要求8所述的成像设备，还包括：
划分单元，所述划分单元被构造为将光源发射的光划分成参考光束和进入第一转换单元的光束，
其中，图像获取单元被布置成基于由返回光束和参考光束之间的干涉而产生的干涉光束来获取所述物体的断层图像，所述返回光束是从被所述照射单元用光照射的所述物体返回的。
10.一种自适应光学方法，包括：
将光的两个不同的偏振分量中的第一个的偏振方向转换为所述两个偏振分量中的第二个的偏振方向的第一转换步骤；
对光的两个偏振分量的相位进行调制的空间光调制步骤，第一偏振分量已在第一转换步骤中被转换并且所述调制是沿经转换的第一偏振分量的偏振方向的；
转换在所述空间光调制步骤中调制一次的光的第一和第二偏振分量中的至少一个的偏振方向，以再创建具有彼此交叉的偏振方向的光的第二转换步骤；和
用具有交叉的偏振方向的所述光照射物体的照射步骤。
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Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9202140B2 (en) * 2008-09-05 2015-12-01 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Quotient appearance manifold mapping for image classification
SE533704C2 (sv) 2008-12-05 2010-12-07 Flatfrog Lab Ab Pekkänslig apparat och förfarande för drivning av densamma
US8879070B2 (en) * 2009-06-11 2014-11-04 University Of Tsukuba Two beams formed by Wollaston prism in sample arm in an optical coherence tomography apparatus
JP5842615B2 (ja) 2010-02-03 2016-01-13 株式会社ニコン 照明光学装置、照明方法、並びに露光方法及び装置
EP2574273B1 (en) * 2011-06-23 2014-09-24 Nidek Co., Ltd. Optical coherence tomography apparatus
EP2795437A4 (en) * 2011-12-22 2015-07-15 Flatfrog Lab Ab TOUCH DETERMINATION WITH INTERACTION COMPENSATION
US10168835B2 (en) 2012-05-23 2019-01-01 Flatfrog Laboratories Ab Spatial resolution in touch displays
JP5919100B2 (ja) * 2012-06-04 2016-05-18 浜松ホトニクス株式会社 補償光学システムの調整方法および補償光学システム
US9541375B2 (en) * 2012-07-20 2017-01-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for generating tomography images
US9163929B2 (en) * 2012-08-23 2015-10-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Tomographic image generation apparatus having modulation and correction device and method of operating the same
US10019113B2 (en) 2013-04-11 2018-07-10 Flatfrog Laboratories Ab Tomographic processing for touch detection
CN103315705B (zh) * 2013-06-12 2014-12-10 中国科学院光电技术研究所 一种偏振暗场自适应光学视网膜成像仪
US9874978B2 (en) 2013-07-12 2018-01-23 Flatfrog Laboratories Ab Partial detect mode
JP2015033423A (ja) * 2013-08-08 2015-02-19 キヤノン株式会社 眼科装置
JP6482171B2 (ja) 2014-01-10 2019-03-13 キヤノン株式会社 偏光ｏｃｔ装置
WO2015108480A1 (en) 2014-01-16 2015-07-23 Flatfrog Laboratories Ab Improvements in tir-based optical touch systems of projection-type
WO2015108479A1 (en) 2014-01-16 2015-07-23 Flatfrog Laboratories Ab Light coupling in tir-based optical touch systems
CN103815868B (zh) * 2014-02-26 2015-09-30 中国科学院光电技术研究所 全眼光学相干层析成像仪
EP3161594A4 (en) 2014-06-27 2018-01-17 FlatFrog Laboratories AB Detection of surface contamination
EP3250993B1 (en) 2015-01-28 2019-09-04 FlatFrog Laboratories AB Dynamic touch quarantine frames
US10318074B2 (en) 2015-01-30 2019-06-11 Flatfrog Laboratories Ab Touch-sensing OLED display with tilted emitters
EP3537269A1 (en) 2015-02-09 2019-09-11 FlatFrog Laboratories AB Optical touch system
EP3265855A4 (en) 2015-03-02 2018-10-31 FlatFrog Laboratories AB Optical component for light coupling
US9618743B2 (en) 2015-03-26 2017-04-11 Canon Kabushiki Kaisha Adaptive optics system with polarization sensitive spatial light modulators
CN105105707B (zh) * 2015-09-15 2017-03-29 中国科学院光电技术研究所 共路干涉自适应光学oct视网膜成像仪
JP2018536944A (ja) 2015-12-09 2018-12-13 フラットフロッグ ラボラトリーズ アーベーＦｌａｔＦｒｏｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ ＡＢ 改善されたスタイラスの識別
CN106473702B (zh) * 2016-09-11 2023-04-18 浙江大学 任意位置多点光聚焦及光斑优化的方法与系统
WO2018096430A1 (en) 2016-11-24 2018-05-31 Flatfrog Laboratories Ab Automatic optimisation of touch signal
WO2018106176A1 (en) 2016-12-07 2018-06-14 Flatfrog Laboratories Ab An improved touch device
EP3458946B1 (en) 2017-02-06 2020-10-21 FlatFrog Laboratories AB Optical coupling in touch-sensing systems
WO2018174788A1 (en) 2017-03-22 2018-09-27 Flatfrog Laboratories Object characterisation for touch displays
EP3602259A4 (en) 2017-03-28 2021-01-20 FlatFrog Laboratories AB TOUCH DETECTION DEVICE AND ITS ASSEMBLY PROCESS
US11256371B2 (en) 2017-09-01 2022-02-22 Flatfrog Laboratories Ab Optical component
US11567610B2 (en) 2018-03-05 2023-01-31 Flatfrog Laboratories Ab Detection line broadening
WO2020153890A1 (en) 2019-01-25 2020-07-30 Flatfrog Laboratories Ab A videoconferencing terminal and method of operating the same
CN115039063A (zh) 2020-02-10 2022-09-09 平蛙实验室股份公司 改进的触摸感测设备
CN114859577B (zh) * 2022-07-07 2022-10-28 浙江大学 一种基于生物组织成像的自适应光学校正系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04156420A (ja) * 1990-10-19 1992-05-28 Fujitsu Ltd 偏光変換合成素子
WO1992021050A1 (en) * 1991-05-21 1992-11-26 Seiko Epson Corporation Optical device and optical machining system using the optical device
US5777719A (en) * 1996-12-23 1998-07-07 University Of Rochester Method and apparatus for improving vision and the resolution of retinal images
EP1427328B1 (en) * 2001-08-30 2014-07-02 University Of Rochester Adaptive optics in a scanning lase ophtalmoscope
WO2003105678A2 (en) * 2002-06-12 2003-12-24 Advanced Research And Technology Institute, Inc. Method and apparatus for improving both lateral and axial resolution in ophthalmoscopy
JP4252288B2 (ja) * 2002-11-11 2009-04-08 株式会社トプコン 眼特性測定装置
WO2005050282A1 (ja) * 2003-11-20 2005-06-02 Nikon Corporation 画像形成装置
DE10360570B4 (de) * 2003-12-22 2006-01-12 Carl Zeiss Optisches Meßsystem und optisches Meßverfahren
JP4653577B2 (ja) * 2005-07-08 2011-03-16 株式会社ニデック 眼科撮影装置
US7703922B2 (en) * 2005-07-15 2010-04-27 Jozef F Van de Velde Relaxed confocal catadioptric scanning laser ophthalmoscope
ATE480181T1 (de) * 2005-08-18 2010-09-15 Imagine Eyes Verfahren und system zur korrektur von abweichungen des auges für ein ophthalmisches instrument
JP2007183457A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Seiko Epson Corp 照明装置及びプロジェクタ

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US20110096293A1 (en) 2011-04-28
CN102038488A (zh) 2011-05-04
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