CN102048520A - 光照射装置、自适应光学装置、成像装置和光照射方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了光照射装置、自适应光学装置、成像装置和光照射方法。该光照射装置包括：光功率获取单元，被配置为获取由光源发射的光的光功率，被检体被所述光照射；光功率调节单元，被配置为根据由所述光功率获取单元获得的获取结果将由所述光源发射的光的光功率调节为预定光功率；以及照射单元，被配置为通过由所述光功率调节单元调节后的光照射所述被检体。

Description

光照射装置、自适应光学装置、成像装置和光照射方法

技术领域

本发明涉及光照射装置、自适应光学装置以及成像装置。特别地，本发明涉及用于眼科诊断等的成像装置。

背景技术

使用多波长光干涉的光学相干断层成像术(optical coherencetomography)(OCT)是获取对象(尤其是眼底)的高分辨率断层图像的方法。下文，通过使用OCT获取光学断层图像的光学断层成像装置将被称为OCT装置。近年来，已变得可通过增加傅立叶域OCT装置中使用的测量光束的直径来获取视网膜的高水平分辨率断层图像(tomographic image)。另一方面，测量光束的光束直径的增加的直径已导致这样的问题：当获取视网膜的断层图像时，由于对象眼睛的折射率的不均匀以及弯曲表面的畸变所产生的像差，断层图像的分辨率以及信噪比减小。为了解决此问题，已经开发出了包括自适应光学系统的自适应光学OCT装置。自适应光学系统使用波前传感器实时地测量对象眼睛的像差，并且使用波前校正设备校正该像差，从而可获取高水平分辨率的断层图像。

日本专利公开No.2007-14569描述了包括这种自适应光学系统的眼科成像装置。该装置是通过使用自适应光学系统、液晶空间相位调制器、多角镜、电流镜(galvano mirror)以及其它组件获取眼底的图像的扫描激光检眼镜(SLO装置)。此眼科成像装置通过使用液晶空间相位调制器校正在对象眼睛中产生的像差，从而防止水平分辨率降低。“Three-dimensional adaptive optics ultrahigh-resolution opticalcoherence tomography using a liquid crystal spatial lightmodulator”，Vision Research 45(2005)3432-3444描述了可通过使用自适应光学系统、液晶空间光调制器等获取眼底的高分辨率断层图像。在此文中，通过使用相位卷绕(phase wrapping)技术来校正超过液晶空间光调制器的最大调制量的像差的部分。

发明内容

对于根据日本专利公开No.2007-14569的包括自适应光学系统的眼科装置，通过使用液晶空间光调制器来校正对象眼睛的像差，从而可获取高水平分辨率图像。但是，日本专利公开No.2007-14569没有描述相位卷绕，相位卷绕是用于校正超过液晶空间光调制器的最大调制量的像差的技术。另一方面，尽管“Three-dimensional adaptiveoptics ultrahigh-resolution optical coherence tomography using aliquid crystal spatial light modulator”，Vision Research 45(2005)3432-3444描述了这样的OCT装置，该OCT装置包括自适应光学系统，并且通过使用相位卷绕技术来校正超过液晶空间光调制器的最大调制量的像差，但是此文没有描述由像差校正导致的衍射效率降低。但是，当通过执行相位卷绕来执行像差校正时，由于液晶空间光调制器的衍射效率依据调制模式而不同，入射到对象眼睛的入射光束的光功率可能偏离，从而可能发生入射光功率减小。由于入射光功率的损失，获取的断层图像的信噪比可减小。

本发明提供了一种光学成像装置以及光学成像方法，其通过使用包括空间光调制单元的自适应光学系统，可使得不管调制模式如何测量光束的光功率都恒定，并且可增加断层图像的信噪比。

根据本发明的一个方面，光照射装置包括：光功率获取单元，被配置为获取由光源发射的光的光功率，被检体被所述光照射；光功率调节单元，被配置为根据由所述光功率获取单元获得的获取结果将由所述光源发射的光的光功率调节为预定光功率；以及照射单元，被配置为通过经所述光功率调节单元调节的光照射所述被检体。

根据本发明，通过使用包括空间光调制单元的自适应光学系统，不管调制模式如何，都可使测量光束的光功率恒定，由此可实现可提高断层图像的信噪比的光学成像装置和光学成像方法。

从下文参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征变得清楚。

附图说明

图1示出根据本发明的第一实施例的OCT装置的整体结构。

图2A至2C示出通过使用根据本发明的第一实施例的OCT装置获取断层图像的方法。

图3A至3C示出根据本发明的第一实施例的OCT装置的测量光束的光功率的控制方法。

图4是示出通过使用根据本发明的第一实施例的OCT装置获取断层图像的步骤的流程图。

图5示出根据本发明的第二实施例的OCT装置的整体结构。

图6是示出通过使用根据本发明的第二实施例的OCT装置获取断层图像的步骤的流程图。

具体实施方式

下文，将参照附图描述本发明的实施例。这里，将描述作为获取对象眼睛的图像的OCT装置的光学成像装置。但是，本发明可应用于诸如扫描激光检眼镜(SLO装置)的其它光学成像装置。

第一实施例

将描述根据本发明的第一实施例的OCT装置。特别地，在第一实施例中，将描述以高水平分辨率获取对象眼睛的断层图像(OCT图像)的包括自适应光学系统的OCT装置。根据第一实施例的OCT装置是这样的傅立叶域OCT装置，其通过使用空间光调制器校正对象眼睛的像差并且获取对象眼睛的断层图像。不管对象眼睛的像差或屈光度如何，这种OCT装置都可获取良好的断层图像。根据第一实施例的OCT装置包括光功率调节器，其通过使用个人计算机从对象眼睛的球面光焦度(spherical power)或柱面光焦度(cylindricalpower)计算空间光调制器中的光功率的损失，并且使用个人计算机根据对象眼睛的球面光焦度或柱面光焦度来控制测量光束的光功率。空间光调制器是利用液晶的取向的反射液晶空间光调制器。只要空间光调制器可调制光的相位，则可使用除液晶之外的材料。

参照图1，将描述根据第一实施例的OCT装置的整体结构。如图1所示，根据第一实施例的OCT装置100的总体是Michelson干涉仪系统。在图1中，光源101发射光束。该光束经过光功率调节器163、光纤130-1以及光耦合器131，在光耦合器131处光束被以90∶10的比率分离成基准光束105和测量光束106。测量光束106经过光纤130-4、空间光调制器159、XY扫描仪119以及球面镜160-1至160-7，并且到达作为将被观察的被检体的对象眼睛107。

测量光束106被作为将被观察的被检体的对象眼睛107反射或散射，并且作为返回光束108返回。光耦合器131将返回光束108与基准光束105相组合(combine)。偏振控制器153-1至153-4调节测量光束106和基准光束105的偏振状态。基准光束105和返回光束108相组合，然后被透射光栅141分离成波长分量，并且进入线传感器139。线传感器139将每个位置(波长)处的光的强度转换成电压信号。通过使用该电压信号生成对象眼睛107的断层图像。使用波前传感器155(像差测量单元)测量返回光束108(像差测量光束)的像差。空间光调制器159被控制以便减小像差，并且以便获得良好的断层图像，而不管对象眼睛的像差或屈光度如何。表征第一实施例的特征的光功率调节器163在个人计算机125的控制下调节测量光束106的光功率。

第一实施例的光学系统是使用球面镜作为主要组件的反射光学系统。但是，该光学系统可以是使用透镜而不是球面镜的折射光学系统。在第一实施例中，使用反射空间光调制器。但是，可使用透射空间光调制器。

接下来，将描述光源101。光源101是超辐射发光二极管(SLD)，其是典型的低相干光源，具有830nm的波长以及50nm的带宽。带宽是影响光轴方向上的获取的断层图像的分辨率的重要参数。这里，光源是SLD。但是，只要可发射低相干光，则可使用诸如放大自发辐射(ASE)设备等的其它光源。使用近红外光对于测量眼睛是适合的。因为波长影响获取的断层图像的水平分辨率，所以较短的波长更合适。在第一实施例中，波长为830nm。根据要被测量的被检体的位置，波长可不同于此值。光束由光源101发射，并且进入光功率调节器163。这里，光功率调节器163是设置在纤维架(fiber bench)上的连续可变ND滤光器。光功率调节器163可基于来自个人计算机125的命令，控制测量光束106和基准光束105的光功率。通过使用可变ND滤光器作为光功率调节器163，光功率可被精确和线性地改变。

本发明的光功率调节器163不必是可变ND滤光器，并且可以是可调节光源的光功率的单元(诸如开关)。本发明并不局限于本实施例，并且各测量中导致的光功率的损失可被校正为安全性标准中限定的测量光束的光功率的等级(预定光功率)就足够了。这里，各测量中导致的光功率的损失包括不仅由空间光调制器的衍射效率的减小导致的、而且还由设置在光路上的光阑的大小的改变以及折光透镜的改变导致的损失。

光功率的损失可对于各测量被测量，并且用作光功率调节器163的反馈以将光功率的等级校正为预定光功率。因此，可精确地调节测量光束的光功率。在此情况下，测量光束的光功率可如下述第二示例中那样被设置在测量光路上的光功率测量单元测量，或者可由设置在光瞳共轭位置处的像差测量单元测量。

为了增加对象眼睛的安全性，可在测量路径上设置挡板(shutter)，并且当检测到光功率小于预定光功率时，该挡板可被打开。

接下来，将描述基准光束105的光路。已由光耦合器131分离的基准光束105经过单模光纤130-2到达透镜135-1，该透镜135-1使基准光束105准直为具有4mm的直径的准直光束。接下来，基准光束105被反射镜157-1和157-2反射到作为基准镜的反射镜114。基准光束105的光路长度被使得基本与测量光束106的光路长度相同，从而基准光束105可与测量光束106发生干涉。接下来，基准光束105被反射镜114反射，并且被再次引导至光耦合器131。基准光束105通过色散补偿玻璃115，该色散补偿玻璃115对于基准光束105补偿在测量光束106行进到对象眼睛107以及从对象眼睛107返回时产生的色散。色散补偿玻璃115具有长度L1。这里，L1＝23mm，其对应于平均日本人的眼球的直径。电动台架117-1可沿箭头指示的方向移动以便调节基准光束105的光路长度。电动台架117-1在个人计算机125的控制下被驱动。

接下来，将描述表征第一实施例的特征的测量光束106的光路。已由光耦合器131分离的测量光束106通过光纤130-4被引导至透镜135-4，该透镜135-4使测量光束106准直为具有4mm的直径的准直光束。偏振控制器153-1或153-4可调节测量光束106的偏振状态。这里，测量光束106和基准光束105为平行于纸面的线性偏振光。测量光束106通过光束分离器158，被球面镜160-1和160-2反射，入射到空间光调制器159，并且被空间光调制器159调制。空间光调制器159被定向以便调制平行于纸面的线性偏振光束(p偏振光)的相位，其与测量光束106的偏振对准。这里，由HamamatsuPhotonics K.K.生产的LCOS空间光调制器(X10468-02)被用作空间光调制器159。测量光束106被球面镜160-3和160-4反射，并且入射到XY扫描仪119的反射镜上。为了简便起见，XY扫描仪119被示出为反射镜。但是，实际上，X扫描镜和Y扫描镜被彼此相邻地设置以便沿垂直于光轴的方向光栅扫描视网膜127。测量光束106的中心与XY扫描仪119的反射镜的旋转中心对准。用作扫描视网膜127的光学系统的球面镜160-5至160-7使得测量光束106以角膜126附近的点作为支点扫描视网膜127。

这里，测量光束106的光束直径为4mm。为了获取具有更高分辨率的断层图像，该光束直径可更大。由于安全标准，通过使用光功率调节器163将测量光束106的光功率调节为700μW。下文将描述调节方法。电动台架117-2可沿箭头指示的方向移动以便调节和控制与其附连的球面镜160-6的位置。通过调节球面镜160-6的位置，测量光束106可聚焦于对象眼睛107的视网膜127的预定层上，以便观察该层。在初始状态，球面镜160-2的位置被调节以使得测量光束106作为准直光束入射到角膜126。即使当对象眼睛107具有屈光不正，对象眼睛仍可被观察。在入射到对象眼睛107之后，测量光束106被视网膜127反射或散射以成为返回光束108，被再次引导至光耦合器131，并且到达线传感器139。

被光束分离器158从返回光束108分离出的返回光束108的一部分入射到波前传感器155，该波前传感器155测量返回光束108的像差。波前传感器155电连接到个人计算器125。这里，球面镜160-1至160-7被布置以使得角膜126、XY扫描仪119、波前传感器155和空间光调制器159在光学上相互共轭。因此，波前传感器155可测量对象眼睛107的像差。此外，空间光调制器159可校正由于对象眼睛107所导致的像差。此外，基于所获得的像差实时控制空间光调制器159，以便校正在对象眼睛107中产生的像差，并且可获取具有较高水平分辨率的断层图像。

作为此处使用的球面镜160-6的替代，可依据对象眼睛107的像差(屈光不正)使用柱面镜。可在测量光束106的光路上设置附加的透镜。这里，波前传感器155通过使用测量光束106测量像差。但是，可通过使用由另一光源发射的像差测量光束测量像差。可形成附加的光路以测量像差。例如，光束分离器可设置在球面镜160-7和角膜126之间以便产生用于测量像差的光束。

接下来，将描述根据第一实施例的OCT装置的测量系统的结构。OCT装置100可获取由Michelson干涉仪系统所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，通过光耦合器131将已被视网膜127反射或散射的返回光束108与基准光束105相组合，以产生组合光束142。组合光束142经过光纤130-3和透镜135-2，并且入射到透射光栅141。组合光束142被透射光栅141分离成波长分量，被透镜135-3聚焦，并且线传感器139将在各位置(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上观察在波长轴上的光谱区域的干涉图。

已由线传感器139获取的电压信号被帧接收器(frame grabber)140转换成数字数据。个人计算机125执行数据处理并且产生断层图像。这里，线传感器139具有1024个像素，并且可获取组合光束142的各波长(1024个波长分段)的强度。被光束分离器158分离的返回光束108的一部分入射到波前传感器155，并且返回光束108的像差被测量。波前传感器155是Shack-Hartmann波前传感器。像差被通过使用Zernike多项式表示，其表示对象眼睛107的像差。Zernike多项式包括倾斜项、散焦项、像散项、彗形像差项、三叶形(trefoil)项等。个人计算机125存储空间光调制器159的光功率损失的数据库。下文将对此进行详细描述。

接下来，将描述通过使用OCT装置获取断层图像的方法。OCT装置100可通过控制XY扫描仪119以及通过线传感器139获取干涉图，来获取视网膜127的断层图像(图1)。参照图2A至2C，将描述获取视网膜127的(在平行于光轴的平面内的)断层图像的方法。图2A是正被OCT装置100观察的对象眼睛107的示意图。如图2A所示，测量光束106通过角膜126并且入射到视网膜127。在视网膜127中，测量光束106在各个位置被反射和散射并且变为返回光束108。已在各个位置被延迟的返回光束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，在基准光路的光路长度基本与测量光路的光路长度相等的情况下，线传感器139可检测干涉图。如上所述，线传感器139获取波长轴上的光谱区域的干涉图。接下来，考虑了透射光栅141和线传感器139的特性，作为沿波长轴的信息的干涉图被转换成光频率轴上的干涉图。光频率轴上的干涉图被逆傅立叶变换以获取深度方向上的信息。

如图2B所示，通过在驱动XY扫描仪119的X轴时检测干涉图，获取X轴上各位置的干涉图，即可获取X轴上各位置的深度方向上的亮度信息。结果，获取XZ平面中的返回光束108的强度的二维分布，其是断层图像132(图2C)。实际上，断层图像132是阵列状排列的返回光束108的强度，并且例如通过以灰度级表示强度来被显示。这里，仅获取的断层图像的边界被示出。视网膜的色素层146和视神经纤维层147被示出。

参照图3A至3C，将描述表征第一实施例的特征的测量光束的光功率的控制方法。这里，假设对象眼睛107具有球面光焦度为-3D的屈光不正，并且测量光束106通过具有4mm的直径的入射光瞳被聚焦于视网膜127上。空间光调制器159具有12mm×12mm的调制表面、20μm×20μm的像素大小，并且使用的像素数量为600×600，该空间光调制器159为由Hamamatsu Photonics K.K.生产的LCOS空间光调制器(X10468-02)。在图3A中，将被从空间光调制器159的调制表面发射的测量光束106的波前由虚线示出。空间光调制器159的最大调制量为λ。由于不可能直接产生虚线所示的波前，所以通过使用相位卷绕来产生该波前。在图3A中，用于通过使用相位卷绕产生虚线所示的波前的调制量由实线示出。水平轴代表调制器上的坐标，垂直轴代表波前(正方向代表相位延迟)。图3B示出调制器上的5至6mm的坐标的调制量的细节。由于逐个像素地进行调制，因此调制量关于坐标是不连续的。如果弯曲表面(这里，5.18至5.68mm)中包含的像素量小，则用于获取图像的一阶衍射光的衍射效率减小。在此情况下，当测量光束的形状(Gaussian光束)和调制器的衍射效率(提供者的数据)相乘时，整个调制器具有3.1％的光功率损失。图3C示出对于在+10D到-10D的范围内的球面光焦度的光损失。空间光调制器159的光功率的损失可由对象眼睛107的球面光焦度和柱面光焦度中的至少一个计算。这里，可通过使用例如图3C所示的球面光焦度与光功率的损失之间的关系的数据库165，从对象眼睛107的球面光焦度计算空间光调制器159中的光功率的损失，该数据库165被存储在个人计算机125中。可替代地，可通过使用个人计算机125从球面光焦度直接计算光功率的损失。例如，个人计算机125被用作调制模式产生和输出单元，其从对象眼睛的球面光焦度和柱面光焦度中的至少一个产生调制模式，并且将该调制模式输出给空间光调制器。通过使用输出给空间光调制器的调制模式，计算当测量光束入射到空间光调制器时的光功率的损失。在此情况下，调制模式产生和输出单元还可用作计算光功率的损失的光功率损失计算单元。在第一实施例中，可通过基于已如上所述被计算的光功率的损失操作光功率调节器163，来根据对象眼睛的球面光焦度或柱面光焦度控制入射到对象眼睛107的测量光束106的光功率。

接下来，将描述光功率的调节方法。这里，假设光功率调节器163的透射率被调节为70％，并且入射到光功率调节器163的入射光束的光功率为10mW。如果对象眼睛107的球面光焦度为0D，具有700μW的功率的测量光束106入射到对象眼睛107。但是，在对象眼睛107具有球面光焦度为-3D的屈光不正的以上情况下，入射到对象眼睛107的光功率为10mW×0.7×0.1×(1-0.031)＝678μW。考虑到空间光调制器159中的光功率的损失并且假设光功率调节器163的透射率为0.7/(1-0.031)＝72.2％，入射到对象眼睛107的测量光束106的光功率为700μW。在第一实施例中，通过以此方式调节光功率，不管空间光调制器的调制模式如何，都可使得测量光束的光功率恒定。这里，已经描述了对象眼睛107具有球面屈光不正的情况。但是，当对象眼睛107具有由散光导致的屈光不正时，可使用第一实施例。

参照图1至图4，将描述通过使用OCT装置获取断层图像的步骤。图4是示出通过使用OCT装置100获取断层图像的步骤的流程图。这里，如图4所示，通过使用空间光调制器159校正在具有近视的对象眼睛107中产生的像差，以便获取视网膜127的高水平分辨率断层图像。在对象眼睛107具有散光或远视的情况下，可使用相同方法。通过执行以下步骤(1)至(9)获取断层图像。这些步骤可被顺序执行或者被按不同的次序执行。这些步骤可通过使用计算机等被自动执行。图4是获取断层图像的过程的流程图。

(1)在步骤1(图4中的S1)，在对象眼睛107观看固视灯(未示出)时，使测量光束106入射到对象眼睛107。这里，通过电动台架117-2调节球面镜160-6的位置，以使得测量光束106作为准直光束入射到对象眼睛107。

(2)在步骤2(图4中的S2)，通过使用波前传感器155测量返回光束108，并且获取返回光束108的像差。

(3)在步骤3(图4中的S3)，通过使用个人计算机125将获取的像差转换成Zernike多项式表示，并且将数据存储在存储器中。

(4)在步骤4(图4中的S4)，从该多项式的散焦项计算球面光焦度，并且通过使用图3C中所示的存储于个人计算机125中的数据库165获得空间光调制器159中的光功率的损失。

(5)在步骤5(图4中的S5)，考虑到光功率的损失，通过使用光功率调节器163将入射到对象眼睛107的测量光束106的光功率调节为700μW。

(6)在步骤6(图4中的S6)，通过在驱动XY扫描仪119的X轴时，利用线传感器139检测干涉图，来获取断层图像(未示出)。

(7)在步骤7(图4中的S7)，在连续执行步骤6时，为了使得像差最小，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，以便实时控制空间光调制器159。

(8)在步骤8(图4中的S8)，确定像差是否等于或小于设定值，并且重复步骤6至7直至像差收敛。设定值可以为大约0.1μm(均方根(RMS))。

(9)在步骤9(图4中的S9)，将获取的断层图像存储在个人计算机125的存储器中。

如上所述，通过包括如下这样的空间光调制器和光功率调节器的根据第一实施例的结构，由此可抵消在空间光调制器中的测量光束的光功率的损失，该空间光调制器调制测量光束和返回光束中的至少一个以校正被检体中产生的像差，该光功率调节器控制测量光束的光功率以补偿在测量光束入射到空间光调制器时光功率的损失。因此，不管空间光调制器的调制模式如何，都可使测量光束的光功率恒定，从而可提高断层图像的信噪比。空间光调制器和波前传感器被在光学上相互共轭地设置，从而可有效率地校正像差。在该被检体是对象眼睛的情况下，通过使用个人计算机从对象眼睛的球面光焦度和柱面光焦度中的至少一个产生输出到空间光调制器的调制模式，从而可通过使用已使用另一眼科装置获取的对象眼睛的球面光焦度或柱面光焦度产生并输出调制模式。因此，可在短时间内使调制模式优化，从而可有效率地获取图像。调制模式被输出到空间光调制器，并且计算在测量光束入射到空间光调制器时的光功率的损失，从而可有效率地确定入射到对象眼睛的测量光束的光功率。在被检体是对象眼睛的情况下，使用数据库将对象眼睛的球面光焦度和柱面光焦度中的至少一个转换成在测量光束入射到空间光调制器时产生的光功率的损失。因此，使用球面光焦度和柱面光焦度估计光功率的损失，从而可有效率地控制测量光束的光功率。测量返回光束的像差，并且基于所测量的像差通过校正测量光束和返回光束中的至少一个的像差来校正对象眼睛的像差。结果，光学成像可被以高测量灵敏度和高水平分辨率执行。此外，根据第一实施例，从光源发射的光被分离成测量光束和基准光束，并且通过使用由照射被检体的测量光束的返回光束与已经过基准光路的基准光束之间的干涉产生的干涉信号，可如下地建立获取被检体的断层图像的光学成像方法。首先，在第一步骤，通过使用波前传感器测量被检体的像差。在第二步骤，计算用于使用空间光调制器单元校正被检体的像差的调制量，并且基于计算出的调制量来控制空间光调制器。在第三步骤，通过使用个人计算机计算由空间光调制器导致的光功率的损失，该个人计算机用于计算在测量光束入射到空间光调制器时的光功率的损失。在第四步骤，基于已在第三步骤中计算出的光功率的损失，通过使用用于调节测量光束的光功率的光功率调节器调节测量光束的光功率，以便抵消空间光调制器中的光功率的损失。

第二实施例

在第二实施例中，将描述以高水平分辨率获取对象眼睛的断层图像(OCT图像)的包括自适应光学系统的OCT装置。如同第一实施例，第二实施例是通过使用反射空间光调制器校正对象眼睛的像差并且获取对象眼睛的断层图像的傅立叶域OCT装置。不管对象眼睛的屈光度或像差如何，这种OCT装置都可获取良好的断层图像。在第二实施例中，提供了测量测量光束的光功率的光功率测量单元和调节测量光束的光功率的光功率调节器。利用液晶的取向的反射液晶空间光调制器被用作空间光调制器。只要空间光调制器可调制光的相位，则可使用除液晶之外的材料。

参照图5，将描述根据第二实施例的OCT装置的整体结构。在第二实施例中，与图1中的元件相同的那些元件被用相同的附图标记指示，并且多余的描述将被省略。在图5中，测量光束106经过光纤130-4、空间光调制器159以及球面镜160-1至160-3，到达光束分离器158-2。表征第二实施例的特征的光功率测量单元164具有测量该测量光束106的一部分的光功率的功能。与第一实施例相同的光源101和基准光路的描述被省略。

接下来，将描述表征第二实施例的特征的测量光束106的光路。已由光耦合器131分离的测量光束106通过单模光纤130-4被引导至透镜135-4，该透镜135-4使测量光束106准直为具有4mm的直径的准直光束。偏振控制器153-1或153-4可调节测量光束106的偏振状态。这里，测量光束106和基准光束105为平行于纸面的线性偏振光。测量光束106通过光束分离器158-1，被球面镜160-1和160-2反射，入射到空间光调制器159，并且被空间光调制器159调制。空间光调制器159被定向以便调制平行于纸面的线性偏振光束(p偏振光)的相位，其与测量光束106的偏振对准。这里，由HamamatsuPhotonics K.K.生产的LCOS空间光调制器(X10468-02)被用作空间光调制器159。

测量光束106被球面镜160-3反射，并且被引导至光束分离器158-2。被光束分离器158-2分离的测量光束106的一部分被引导至光功率测量单元164，并且通过光功率测量单元164测量该测量光束106的光功率。光功率测量单元164电连接到个人计算机125。光束分离器158-2以9∶1的比率分离测量光束106，并且10％的测量光束106入射到光功率测量单元164。测量光束106被球面镜160-4反射，并且入射到XY扫描仪119的反射镜上。测量光束106的光功率被调节为700μW。下文将描述该调节方法。与第一实施例相同的测量系统以及获取断层图像的方法的描述被省略。

参照图3A至5，将描述表征本发明的特征的测量光束的光功率的控制方法。如同第一实施例，假设对象眼睛107具有球面光焦度为-3D的屈光不正，并且测量光束106通过具有4mm的直径的入射光瞳被聚焦于视网膜127上。如同第一实施例，当将由图3A中的实线所示的调制量提供给空间光调制器159时，测量光束106可聚焦于视网膜127上。同时，可使用光功率测量单元164测量该测量光束106的光功率。第二实施例与第一实施例的不同之处在于测量该测量光束106的光功率以便获得由调制器导致的光功率的损失。如上所述，可通过使用光功率测量单元164获得空间光调制器159中的光功率的损失。此外，考虑到光功率的损失，可通过使用光功率调节器163控制入射到对象眼睛107的测量光束106的光功率。这里，已经描述了对象眼睛107具有球面屈光不正的情况。但是，当对象眼睛107具有由散光导致的屈光不正时，可使用第二实施例。

参照图5和图6，将描述通过使用OCT装置获取断层图像的步骤。图6是示出通过使用OCT装置100获取断层图像的步骤的流程图。这里，如图6所示，通过使用空间光调制器159校正在具有近视的对象眼睛107中产生的像差，以便获取视网膜127的高水平分辨率断层图像。在对象眼睛107具有散光或远视的情况下，可使用相同方法。通过执行以下步骤(1)至(7)获取断层图像。这些步骤可被顺序执行或者被按不同的次序执行。这些步骤可通过使用计算机等被自动执行。图6是获取断层图像的过程的流程图。

(1)在步骤1(图6中的S1)，在对象眼睛107观看固视灯(未示出)时，使测量光束106入射到对象眼睛107。这里，通过电动台架117-2调节球面镜160-6的位置，以使得测量光束106作为准直光束入射到对象眼睛107。

(2)在步骤2(图6中的S2)，通过在驱动XY扫描仪119的X轴时使用线传感器139检测干涉图，获取断层图像(未示出)。

(3)在步骤3(图6中的S3)，在连续执行步骤2时，为了使得像差最小，通过使用波前传感器155、空间光调制器159和个人计算机125来执行反馈控制，以便实时控制空间光调制器159。

(4)在步骤4(图6中的S4)，通过使用光功率测量单元164来测量该测量光束106的光功率。

(5)在步骤5(图6中的S5)，在连续执行步骤4时，通过使用光功率调节器163将入射到对象眼睛107的测量光束106的光功率调节为700μW。

(6)在步骤6(图6中的S6)，确定像差是否等于或小于设定值，并且重复步骤2至5直至像差收敛。设定值可以为大约0.1μm(RMS)。

(7)在步骤7(图6中的S7)，将获取的断层图像存储在个人计算机125的存储器中。

如上所述，第二实施例包括测量该测量光束的光功率的光功率测量单元，从而可获得空间光调制器中的光功率的损失，并且不管空间光调制器的调制模式如何，都可使测量光束的光功率恒定。结果，可提高断层图像的信噪比。根据第二实施例，来自光源的光被分离成测量光束和基准光束，并且使通过用测量光束照射被检体而产生的返回光束与已经过基准光路的基准光束相互干涉以产生干涉信号。通过使用干涉信号，可如下地建立获取被检体的断层图像的光学成像方法。在第一步骤，通过使用波前传感器测量被检体的像差。在第二步骤，计算通过使用空间光调制器校正被检体的像差的调制量，并且基于计算出的调制量来控制空间光调制器。在第三步骤，通过使用光功率测量单元计算空间光调制器中的光功率的损失，该光功率测量单元测量在测量光束入射到空间光调制器时产生的光功率的损失。在第四步骤，基于在第三步骤中计算出的光功率的损失，通过使用调节测量光束的光功率的光功率调节器调节测量光束的光功率，以便抵消空间光调制器单元中的光功率的损失。

其它实施例

本发明的各方面还可由读出并执行存储设备上记录的程序以执行上述实施例的功能的装置或系统的计算机(或诸如CPU或MPU的设备)实现，以及由如下这样的方法实现，该方法的步骤由装置或系统的计算机例如通过读出并执行存储设备上记录的程序以执行上述实施例的功能来执行。出于此目的，例如经由网络或者从用作存储设备的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)将程序提供给计算机。

虽然已经参考示例实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于公开的示例实施例。下面的权利要求的范围与最宽的解释一致，以便包括所有这些修改和等同结构和功能。

Claims (11)

1.一种光照射装置，包括：

光功率获取单元，被配置为获取由光源发射的光的光功率，被检体被所述光照射；

光功率调节单元，被配置为根据由所述光功率获取单元获得的获取结果将由所述光源发射的光的光功率调节为预定光功率；以及

照射单元，被配置为用经所述光功率调节单元调节的光照射所述被检体。

2.根据权利要求1的光照射装置，进一步包括：

检测单元，被配置成检测由所述光功率获取单元获取的光功率是否小于所述预定光功率；

挡板，被布置在所述照射单元的光路上；以及

控制单元，被配置成根据由所述检测单元获得的检测结果来打开所述挡板。

3.一种自适应光学装置，包括：

根据权利要求1的光照射装置；

像差测量单元，被配置成测量被检体的像差；以及

光调制单元，被配置为基于所述像差测量单元获得的测量结果，调制从光功率调节单元传播的光。

4.根据权利要求3的自适应光学装置，

其中，所述被检体为对象眼睛，

其中，所述像差在所述对象眼睛的眼前段中产生，以及

其中，所述光调制单元被设置于在光学上与所述眼前段共轭的位置处。

5.根据权利要求3的自适应光学装置，

其中，光功率获取单元获取照射所述被检体的光的光功率。

6.根据权利要求3的自适应光学装置，

其中，光功率获取单元基于由所述像差测量单元测量的像差，获取在所述像差测量单元中损失的光功率。

7.根据权利要求3的自适应光学装置，

其中，光功率获取单元获取入射到所述像差测量单元的光的光功率。

8.根据权利要求3的自适应光学装置，

其中，由所述像差测量单元用于测量像差的光以及被用于获取所述被检体的图像的光是由彼此不同的光源发射的。

9.一种成像装置，包括：

根据权利要求3的自适应光学装置；以及

图像获取单元，被配置成基于从被照射单元用光照射的被检体返回的返回光束，获取所述被检体的图像。

10.根据权利要求9的成像装置，进一步包括：

分离单元，被配置成将由光源发射的光分离成入射到所述光功率调节单元的光束和基准光束，

其中，图像获取单元基于由返回光束和所述基准光束之间的干涉生成的干涉光束获取被检体的断层图像，所述返回光束从被照射单元用光照射的被检体返回。

11.一种光照射方法，包括：

光功率获取步骤，用于获取由光源发射的光的光功率；

光功率调节步骤，用于根据在所述光功率获取步骤中获得的获取结果，将由所述光源发射的光的光功率调节为预定光功率；以及

照射步骤，用于以在所述光功率调节步骤中经调节的光照射所述被检体。

Images