JP2016209571A

JP2016209571A - 適応光学網膜結像装置及び方法

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Publication number: JP2016209571A
Application number: JP2016089778A
Authority: JP
Inventors: 益何; Yi He; 国華史; Guohua Shi; 金生楊; Jinsheng Yang; 凌魏; Ling Wei; 喜▲ちぃ▼ 李; Xiqi Li; 志斌王; Zhibin Wang; 雨東張; Yudong Zhang
Original assignee: Institute of Optics and Electronics of CAS
Current assignee: Institute of Optics and Electronics of CAS
Priority date: 2015-04-29
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2036-04-27
Also published as: DE102016107786A1; DE102016107786B4; JP6118441B2; HK1209998A1; US20160317030A1; US10070782B2; CN104783755A

Abstract

【課題】共焦点走査及び光学干渉断層結像の高解像度結像結果を同時に取得し、三次元方向における高解像度結像をさらに実現することができる適応光学網膜結像装置を提供する。【解決手段】適応光学網膜結像装置は、光処理手段と、適応光学手段と、二次元走査手段と、初段収差補正手段と、を含み、光処理手段に含まれる結像手段は、高次の収差補償及び低次の収差補償が行われた信号に基づいて結像する。適応光学技術、共焦点走査結像技術及び光学干渉断層結像技術を組み合わせることによって、２つの波面センサによって探知共焦点走査光路及び光学干渉断層結像光路の波面収差を探知し、２つの波面補正部によって人間の眼の低次の収差と高次の収差をそれぞれ補正し、２つの光路の低次の収差及び高次の収差に対する補正を実現し、人間の眼の横方向高解像度及び縦方向高解像度に対する結像を同時に実現することができる。【選択図】図１

Description

本開示は、一般的に適応光学技術分野に関し、より具体的には、高解像度及びマルチモードを実現できる適応光学網膜結像装置及び方法に関する。

適応光学技術は、動的波面収差をリアルタイムで測定して補正する能力を有し、それを眼底網膜結像技術に適用して、時間的及び空間的にランダムに変化する人間の眼の収差を補正し、回折制限に近づく人間の眼の網膜の高解像度結像を実現することができる。現在、適応光学の人間の眼の収差補正技術は、複数種の網膜光学結像技術に適用されており、眼底網膜の高解像度結像の不可欠で必須な技術手段となり、例えば、適応光学眼底顕微鏡、適応光学共焦点走査検眼鏡及び適応光学干渉断層結像システムなどの網膜高解像度結像システムを形成している。

これらの適応光学を組み合わせた網膜高解像度結像システムは、それぞれの技術的に独立した効果を備え、網膜の横方向及び縦方向の高解像度結像を全面的に実現できる単独のシステムが存在しない。現在、国際的には、適応光学技術を組み合わせた複数種の網膜光学結像技術を整合し、多重化及びマルチモードを実現できる高解像度結像を形成する傾向がある。

米国特許ＷＯ２００７／０２３３００Ａ１は、初めての適応光学に基づく複数機能の網膜高解像度結像システムの特許であり、光学干渉断層と共焦点走査結像技術とを組み合わせるとともに、適応光学技術によって人間の眼の収差を補正し、高解像度の網膜の干渉断層結像及び共焦点走査結像を取得することができる。この発明は、構造的に適応光学技術と光学干渉断層との組み合わせに属し、共焦点走査結像は補助結像手段であり、適応光学システムは共焦点走査結像の視野内の波面収差を完全に補正することができないため、横方向の解像度は不十分である。

中国特許開示ＣＮ１０１８６９４６６Ａには、適応光学技術、共焦点走査技術及び光学干渉断層結像技術の組み合わせが提案されており、単一ブロックの波面補正部によって、人間の眼の網膜の高解像度三次元結像を実現することができる。しかしながら、統計に基づいて、人間の眼の収差は主に大きい低次の収差及び小さい高次の収差を含む。特に、低次の収差は人によって大きく変化しており、デフォーカスは±１０Ｄまで可能で、散光は±５Ｄである。現在の単ブロック波面補正部のみを採用する結像システムの収差補正範囲は、異なる人の収差補正需要を満たし難く、残留収差は、結像の解像度に対して厳重な影響があり、解決されるべきである。

米国特許ＷＯ２０１１/０９１２５３Ａ２には、１つの波面探知器によって波面を探知し、２つの波面補正部を直列に制御して波面収差補正を実現し、これにより、光学干渉断層技術及び共焦点走査技術の複数機能の高解像度結像を実現している。しかしながら、このシステムの波面探知量は、共焦点走査光路及び光学干渉断層結像光路のそれぞれの波面収差を分解できず、収差補正の精度が高くない。そして、このシステムの構成が複雑であり、制御し難く、光エネルギーの利用効率が低く、高解像度結像の効率にも影響している。

本発明の出願人の先行中国特許開示ＣＮ１０２８６０８１６Ａには、適応光学共焦点走査と適応光学干渉断層結像とを組み合わせ、２つの波面補正部によって低次及び高次の人間の眼の収差をそれぞれ補正し、人間の眼の網膜の高解像度三次元結像を実現できることが提案されている。しかしながら、このシステムも、１つの波面センサのみを採用しており、共焦点走査光路と光学干渉断層結像光路との波面収差の分離を実現できず、収差補正の精度が低く、結像の解像度に影響している。そして、このシステムは、瞳及び瞳面の観測装置を欠いており、システムの使用が不便であり、結像の効率を低減している。

米国特許ＷＯ２００７／０２３３００Ａ１中国特許開示ＣＮ１０１８６９４６６Ａ米国特許ＷＯ２０１１/０９１２５３Ａ２中国特許開示ＣＮ１０２８６０８１６Ａ

本開示は、上記課題に鑑み、高解像度及び高収差補正精度を実現できる適応光学網膜結像装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面によれば、以下のような適応光学網膜結像装置を提供する。当該適応光学網膜結像装置は、
光を発するように配置される複数の発光手段と、波面探知を行うように配置される複数の探知手段と、共焦点走査結像及び光学干渉断層結像を行うように配置される結像手段と、を含む光処理手段と、
光処理手段の探知手段から得られた共焦点走査結像過程における波面情報及び光学干渉断層結像過程における波面情報に基づいて、人間の眼の高次の収差を補償するように配置される適応光学手段と、
適応光学手段からの光を二次元走査し、初段収差補正手段にガイドして、共焦点走査結像及び光学干渉断層結像の光ビームが二次元走査され、人間の眼に入って網膜を照射するように配置される二次元走査手段と、
光処理手段の探知手段の波面収差情報に基づいて、人間の眼の低次の収差を補償するように配置される初段収差補正手段と、
を備え、
前記結像手段は、高次の収差補償及び低次の収差補償が行われた信号に基づいて結像を行う。

前記の適応光学網膜結像装置は、光を発生するように配置されるビーコン光源と、ビーコン光源から発生する光を平行光ビームに変換するように配置される結像レンズ、フォーカスレンズ群と、を含む視標・瞳観測手段をさらに備える。

前記視標・瞳観測手段は直線ガイドレールを更に含み、前記フォーカスレンズ群は、前記直線ガイドレールに沿ってスライドして、異なるデフォーカスを有する視標を発生するように配置される。

前記初段収差補正手段は、デフォーカス収差を補正するように配置される平面反射鏡群を更に含む。

前記光処理手段の探知手段は、遠視野点拡散関数を受信した場合、低次の収差情報を算出し、初段収差調節手段に含まれる波面補正部によって低次の収差を補償する。

前記光処理手段は、共焦点走査結像過程に得られた高次の収差を含む波面情報を検出するように配置される第１の波面センサと、光学干渉断層結像過程に得られた高次の収差を含む波面情報を検出するように配置される第２の波面センサと、を含み、前記適応光学手段は、前記第１の波面センサの高次の収差を含む波面情報及び前記第２の波面センサの高次の収差を含む波面情報に基づいて、波面補正部によって人間の眼の高次の収差に対する補償を実現する。

前記波面センサは、マイクロプリズムアレイハルトマン波面センサ、マイクロレンズアレイハルトマン波面センサ、四角錐センサ及び曲率センサから選択されるものである。

前記波面補正部は、変形反射鏡、液晶波面変調器、微細加工フィルム変形鏡、微小電気機械式変形鏡、バイモフル圧電セラミックス変形鏡、液体変形鏡から選択されるものである。

前記探知手段は、マイクロレンズ波面センサ、マイクロプリズム波面センサ、せん断干渉波面センサ、曲率センサ又は四角錐波面センサのいずれか１つである。

本発明の他の側面によれば、適応光学網膜結像方法を提供する。当該適応光学網膜結像方法は、光学機構を介して人間の眼に伝搬される探知光を発するステップと、人間の眼に入る光を二次元走査するステップと、前記探知光に対して波面探知を行って波面情報を取得するステップと、共焦点走査結像過程における波面情報及び光学干渉断層結像過程における波面情報に基づいて、人間の眼の高次の収差を補償するステップと、波面収差情報に基づいて、人間の眼の低次の収差を補償するステップと、高次の収差補償及び低次の収差補償が行われた探知信号に基づいて結像を行うステップと、を含む。

従来の生体の人間の眼の網膜の高解像度結像技術と比べて、本発明の適応光学網膜結像装置は、適応光学技術、共焦点走査結像技術、及び光学干渉断層結像技術を組み合わせ、適応光学の高精度収差補正の効果を十分に発揮することによって、人間の眼の横方向高解像度及び縦方向高解像度に対する結像を実現するとともに、システムの実用性を向上させることができる。

以下の図面を参照しながら本発明の実施例に対する説明によって、本開示の上記及び他の目的、特徴及び長所をより明瞭にする。
図１は、本発明の実施例による適応光学網膜結像装置を示す構成模式図である。図２は、本発明の実施例による適応光学網膜結像装置を示すより詳細な構成模式図である。図３は、本発明の実施例による適応光学網膜結像方法を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本開示の実施例を説明する。しかしながら、これらの説明が例示的なものであり、本開示の範囲を制限するものではないことを理解すべきである。また、以下の説明では、公知構成及び技術に対する説明を省略し、本開示の概念を必要なく混同することを避ける。

上記従来技術の欠点を克服するために、本発明は、適応光学網膜の高解像度マルチモード結像装置を提供する。マルチモジュールの組み合わせ方式を採用することによって、適応光学技術が人間の眼の低次及び高次の収差を高精度に補正する効果を十分に発揮し、そして、同眼視標及び複数種の観測機能部品を追加して、本発明の適用範囲を大きく向上する。この装置は、共焦点走査及び光学干渉断層結像の高解像度結像結果を同時に取得し、三次元方向における高解像度結像をさらに実現することができる。

図１は、本開示実施例による適応光学網膜結像装置を示す構成模式図である。前記適応光学網膜結像装置は、光処理手段１と、適応光学手段２と、二次元走査手段３と、初段収差補正手段４と、視標・瞳観測手段５を含む。

光処理手段１は、光を発するように配置される複数の発光手段と、波面探知を行うように配置され、高次の収差探知及び低次の収差探知を含む複数の探知手段と、高次の収差補償及び低次の収差補償された信号に基づいて結像するように配置される複数の結像手段と、を含む。

適応光学手段２は、光処理手段の探知手段から得られた共焦点走査結像過程における波面情報及び光学干渉断層結像過程における波面情報に基づいて、波面補正部によって人間の眼の高次の収差を補償するように配置される。

二次元走査手段３は、適応光学手段２からの光を二次元走査し、初段収差補正手段４にガイドして、共焦点走査結像及び光学干渉断層結像の光ビームが二次元走査され、人間の眼に入って網膜を照射するように配置される。

初段収差補正手段４は、光処理手段１の探知手段の波面収差情報に基づいて、人間の眼の低次の収差を補償するように配置される波面補正部を含む。

視標・瞳観測手段５は、光を発生するように配置されるビーコン光源と、ビーコン光源から発生する光を平行光ビームに変換するように配置されるフォーカスレンズ群と、を含む。前記視標・瞳観測手段５は、直線ガイドレールを更に含み、前記フォーカスレンズ群は、前記直線ガイドレールに沿ってスライドして、異なるデフォーカスを有する視標を発生するように配置される。

本発明の適応光学網膜結像装置及び方法は、実際な運行において、共焦点走査結像過程と、光学干渉断層結像過程と、低次の収差補正過程と、高次の収差補正過程と、視標・観測過程との５つの過程が同時に存在している。以下、図２に示す装置光路模式図を組み合わせて、本発明の具体的な実施過程を詳細に説明する。

共焦点走査結像過程
ピグテールファイバ付きの光源１００から発する光は、点光源と見なされてもよく、コリメータレンズ１０１を通してビームスポットが６ｍｍとなるようにコリメートされ、分光器１０２によって分光される。反射された部分は、分光器１０３によって透過された後、球面反射鏡１０４及び球面反射鏡２０２からなるエキスパンドシステム（ｂｅａｍｅｘｐａｎｄｓｙｓｔｅｍ）によって、波面補正部２０１に合わせるようにエキスパンドされ、波面補正部２０１によって反射される。次に、球面反射鏡２０３及び球面反射鏡３０１からなるシュリンクシステム（ＢｅａｍＳｈｒｉｎｋＳｙｓｔｅｍ）によって、第１のＸ方向走査ガルバノミラー３０２-１に合わせるようにシュリンクし、第１のＸ方向走査ガルバノミラー３０２-１に達する。第１のＸ方向走査ガルバノミラー３０２-１は、入射光ビームに対して小角度の横方向走査を行い、球面反射鏡３０３及び球面反射鏡３０４からなるエキスパンドシステムによって第２のＸ方向走査ガルバノミラー３０２-２に合わせるようにエキスパンドし、第２のＸ方向走査ガルバノミラー３０２-２に達する。第２のＸ方向走査ガルバノミラー３０２-２は、入射光ビームに対して大角度の横方向の走査を行い、球面反射鏡３０５及び球面反射鏡３０６からなるエキスパンドシステムによってＹ方向走査ガルバノミラー３０７に合わせるようにエキスパンドし、Ｙ方向走査ガルバノミラー３０７に達する。Ｙ方向走査ガルバノミラー３０７は、入射光ビームに対して縦方向の走査を行い、球面反射鏡３０８及び球面反射鏡４０１からなるエキスパンドシステムに反射する。光ビームの遮断を避けるために、球面反射鏡３０８と球面反射鏡４０１の間には、平面反射鏡３０９及び３１０が挿入され、続いて、波面補正部４０２を介して球面反射鏡４０３及び球面反射鏡４０５からなるシュリンクシステムに反射される。大きいデフォーカス収差の補正を実現するために、球面反射鏡４０３と球面反射鏡４０５の間には、平面反射鏡群４０４が挿入される。平面反射鏡組４０４は、バーダル（ｂａｄａｌ）焦点調節機構を構成し、これにより、球面反射鏡４０５によって反射された光ビームの口径を人間の眼の入射瞳径に合わせ、平面反射鏡４０６によって分光プリズム５０１に反射して人間の眼６に透過し、人間の眼の光学システムによって光ビームを網膜のある点にフォーカスする。

人間の眼の眼底は、入射光に対して散乱作用を有し、散乱光は、人間の眼の収差情報及び眼底の当該点の光強度情報を持って、元の光路に沿って分光器１０３に引き返す。分光器１０３は、この散乱光を以下のように分光する。分光器１０３によって反射された光は、分光器１３１によって透過された後に、分光器１３２によって分光され、分光器１３２によって分けられた一部の光は、レンズ１３４によって探知器１３５にフォーカスされ、瞳面に対する探知結像を実現し、分光器１３２によって分けられた別の光は、分光器１３６によって反射された後に、レンズ１３７によって探知器１３８にフォーカスされ、遠視野に対する結像を実現し、そして、分光器１０３の透過部分の光は、分光器１０２によって透過されて分光器１０５に達する。分光器１０５は、この散乱光を以下のように更に分光する。一部は、波面センサ１０６に入り、他の部分は、集光レンズ１０７及びピンホール１０８を介して光電子増倍管１０９に達する。

光電子増倍管１０９は、連続的な光強度信号をアナログ電気的な信号に変換し、Ｘ方向走査ガルバノミラー３０２-１、３０２-２及びＹ方向走査ガルバノミラー３０７から発生する同期電圧とともにコンピュータに入力して、同期サンプリングを行う。最終的には、コンピュータにおいて、網膜におけるある矩形状領域のリアルタイムの強度情報を回復し、共焦点走査結像の画像を取得する。

光学干渉断層結像過程
スイープ光源１１０から発する光は、ファイバ結合によってファイバ結合器１１１に入り、５０：５０の割合で分光される。一部の光は、ファイバに沿って伝搬されて音響光学周波数シフタ１１２を介してサンプルアームに入り、他の部分の光は、ファイバに沿って伝搬されて、音響光学周波数シフタ１１６を介して参照アームに入る。

音響光学周波数シフタ１１６から出射した参照光は、ファイバに沿って環形器１１７によって出射して、偏光制御器１２２に達する。偏光制御器１２２は、光ビームの偏光状態を制御する。光ビームは、偏光制御器１２２のファイバを介して出射して、反射式のコリメータ１２３に入ってコリメートされ、中性密度フィルタ１２４によってパワーを制御する。そして、水箱１２５によって分散補償を行った後に出射し、平面反射鏡１２６-１３０からなる参照アームによって光路マッチングを行う。参照アームでは、平面反射鏡１２６-１３０は、光路及び空間のサイズに基づいて増減することができ、平面反射鏡１３０が並進台に固定されてゼロ光路のマッチング調節を行う。平面反射鏡１３０は、参照光を反射し、反射された参照光は、元の光路に沿って環形器１１７に引き返し、ファイバを介して出射して偏光制御器１１９に入る。偏光制御器１１９は、参照光の偏光状態を調節する。

音響光学周波数シフタ１１２から出射したサンプル光は、ファイバに沿って環形器１１３によって出射して偏光制御器１１４に達する。偏光制御器１１４は、光ビームの偏光状態を制御する。光ビームは、偏光制御器１１４のファイバを介して出射して、反射式のコリメータ１１５に入ってコリメートされ、分光器１３１によって分光される。分光器１３１によって反射された部分は、分光器１０３によって反射された後に、球面反射鏡１０４及び球面反射鏡２０２からなるエキスパンドシステムによって変形鏡２０１に合わせるようにエキスパンドされ、変形鏡２０１によって反射される。続いて、球面反射鏡２０３及び球面反射鏡３０１からなるシュリンクシステムによって第１のＸ方向走査ガルバノミラー３０２-１に合わせるようにシュリンクし、第１のＸ方向走査ガルバノミラー３０２-１に達する。第１のＸ方向走査ガルバノミラー３０２-１は、入射光ビームに対して小角度の横方向走査を行い、球面反射鏡３０３及び球面反射鏡３０４からなるエキスパンドシステムによって第２のＸ方向走査ガルバノミラー３０２-２に合わせるようにエキスパンドし、第２のＸ方向走査ガルバノミラー３０２-２に達する。第２のＸ方向走査ガルバノミラー３０２-２は、入射光ビームに対して大角度の横方向走査を行い、球面反射鏡３０５及び球面反射鏡３０６からなるエキスパンドシステムによってＹ方向走査ガルバノミラー３０７に合わせるようにエキスパンドし、Ｙ方向走査ガルバノミラー３０７に達する。Ｙ方向走査ガルバノミラー３０７は、入射光ビームに対して縦方向の走査を行い、球面反射鏡３０８及び球面反射鏡４０１からなるエキスパンドシステムに反射する。光ビームの遮断を避けるために、球面反射鏡３０８と４０１の間には、平面反射鏡３０９及び３１０が挿入される。エキスパンドシステムを通過した光は、変形鏡４０２を介して球面反射鏡４０３及び球面反射鏡４０５からなるシュリンクシステムに反射される。大きいデフォーカス収差の補正を実現するために、球面反射鏡４０３と球面反射鏡４０５の間には、平面反射鏡群４０４が挿入される。平面反射鏡群４０４はバーダル（ｂａｄａｌ）焦点調節機構を構成し、これにより、球面反射鏡４０５によって反射された光ビームの口径を人間の眼の入射瞳径に合わせ、平面反射鏡４０６によって分光プリズム５０１に反射して人間の眼６に透過し、人間の眼の光学システムによって光ビームを網膜のある点にフォーカスされる。人間の眼の眼底は、入射光に対して散乱作用を有する。散乱光は、人間の眼の収差情報及び眼底の当該点の光強度情報を持って、元の光路に沿って分光器１０３に引き返す。分光器１０３は、この散乱光を直接に反射した後に、分光器１３１によって分光する。一部のサンプル光ビームは、分光器１３２、分光器１３６によって透過された後に、波面センサ１３９に入る。他の部分のサンプル光は、反射式のコリメータ１１５に入った後に、ファイバ結合によって偏光制御器１１４に達し、環形器１１３によって偏光制御器１１８へ出力される。偏光制御器１１８はサンプル光の偏光状態を調節する。

偏光制御器１１８から出力されるサンプル光ビーム及び偏光制御器１１９から出力される参照光ビームは、同時にファイバ結合器１２０に入って結合する。ファイバ結合器１２０で結合された光ビームは、ファイバを介して平衡探知器１２１に伝搬される。平衡探知器１２１は、コヒーレント信号を抽出し、走査位置情報に基づいて、コンピュータによって処理された後、人間の眼の網膜の縦方向断面の画像、すなわち、光学干渉断層結像画像を再構成する。

低次の収差補正過程
本発明の適応光学網膜結像装置は、２つの適応光学システムを含み、低次の収差補正及び高次の収差補正にそれぞれ適用される。低次の収差補正過程を実現する装置は、主に、探知器１３８、バーダル（ｂａｄａｌ）焦点調節機構４０４及び波面補正部４０２を含む。

被検者のデフォーカス収差が大きい場合、波面センサの探知精度が低く、収差のデータが不正確であり、結果を波面の復元に適用することができない。探知器１３８は、人間の眼の収差情報を含む遠視野点拡散関数を受信し、バーダル（ｂａｄａｌ）焦点調節機構の２つの平面反射鏡間の距離を移動することにより、観察した探知器１３８が受信した点拡散関数を減小して、デフォーカスに対する補償を実現したことを示していると共に、出射瞳の状態を変化しないことを保証している。

探知器１３８は、遠視野点拡散関数を受信し、コンピュータ処理によって波面収差情報を取得することができる。さらに、コンピュータによって補正収差の波面制御量、即ち、非点収差を含む低次の収差を算出し、制御演算によって制御電圧に変換し、波面補正部４０２に伝送する。波面補正部４０２は、逆の波面を発生して低次の収差を補償し、人間の眼の低次の収差を主とするリアルタイム補正補償を実現する。

高次の収差補正過程
高次の収差補正過程を実現する装置は、主に、波面センサ１０６、波面センサ１３９、及び波面補正部２０１を含む。波面センサ１０６が受信した共焦点走査結像過程光路には、人間の眼の収差情報の波面情報、特に、高次の収差波面情報が含まれており、波面情報データをコンピュータに伝送する。コンピュータは、算出によって波面復元量を取得し、更に制御演算によって制御電圧を算出し、制御電圧を波面補正部２０１に伝送する。波面補正部２０１は、逆の波面を発生して共焦点走査結像過程における人間の眼の収差に対するリアルタイム補正補償、特に、高次の収差に対する補正を実現する。

波面センサ１３９は、光学干渉断層結像過程光路に人間の眼の収差情報を含む波面情報、特に、高次の収差波面情報を受信する。前記高次の収差波面情報は、コンピュータによって処理され、補正収差の波面制御量を取得し、更に制御演算によって制御電圧に変換され、波面補正部２０１に伝送される。波面補正部２０１は、逆の波面を発生して光学干渉断層結像過程における人間の眼の収差に対するリアルタイム補正補償、特に、人間の眼の高次の収差を主とするリアルタイム補正補償を実現する。

視標及び観測過程
視標及び検出過程を実現する装置は、主に、視標システム、瞳結像システム及び瞳面結像システムを含む。視標システムは、同眼視標であり、結像レンズ５０３、フォーカスレンズ群５０４及びＬＥＤアレイ５０５からなる。ＬＥＤアレイ５０５のあるＬＥＤをオンにし、それから発する光は、フォーカスレンズ群５０４及び結像レンズ５０３を介して、被検者の眼の黄斑中心に結像される。ＬＥＤアレイ５０５の異なる位置のＬＥＤをオンにする場合、被検者の眼の視軸は、それに従って回転し、これにより、結像している人間の眼の異なる領域を観察し、人間の眼の回転をガイドし眼底の結像視野を拡張する機能を実現することができる。フォーカスレンズ群５０４は、直線ガイドレールに沿ってスライドするように配置され、フォーカスレンズ群５０４の２つのレンズ間の距離を変化することによって、異なるデフォーカスを有する視標を発生し、焦点調節機能を実現する。調節する際に結像レンズ５０３とフォーカスレンズ群５０４との距離を変わらない限り、焦点を調節する際に視標光路及び人間の眼からなるシステムの結像の拡大率が変化しないことを実現することができる。瞳結像システムは、結像レンズ５０６及び探知器５０７からなる。人間の眼の瞳から反射されてきた光ビームは、結像レンズを介して探知器５０７にフォーカスされる。探知器５０７は、光信号を電気信号に変換し、コンピュータに出力し採集して瞳結像画像を取得し、光ビームと人間の眼の瞳位置とのアライメントを結像し、同時に、人間の眼の瞳位置とシステムの射出瞳位置との重ね合わせを保証することに寄与する。

瞳面結像システムは、シュリンクレンズ群１３４及び探知器１３５からなる。本発明の装置では、瞳面から反射されてきた光ビームが、分光器１３２によって反射された後に、シュリンクレンズ群を介して探知器１３５に伝送される。探知器１３５は、光信号を電気信号に変換し、コンピュータに出力し処理して再構成し、瞳面結像画像を取得し、瞳面に対する観測結像を実現する。

ここでは、この方法は図２の設置によって実現されることに限られず、いずれの適宜な適応光学網膜シミュレータに適用できることを説明すべきである。

図３は、本発明の実施例による適応光学網膜結像方法を示し、以下の工程を含む。光学機構を介して人間の眼に伝搬される探知光を発し（Ｓ３０１）、人間の眼に入る光に対して二次元走査を行い（Ｓ３０２）、前記探知光に対して波面探知を行って、波面情報を取得し（Ｓ３０３）、共焦点走査結像過程における波面情報及び光学干渉断層結像過程における波面情報に基づいて、人間の眼の高次の収差を補償し（Ｓ３０４）、波面収差情報に基づいて、人間の眼の低次の収差を補償し（Ｓ３０５）、高次の収差補償及び低次の収差補償が行われた探知信号に基づいて結像する（Ｓ３０６）。

従来の生体の人間の眼の網膜の高解像度結像技術と比べて、本発明は以下の効果を有する。

（１）本発明の適応光学網膜高解像度マルチモード結像装置は、適応光学技術、共焦点走査結像技術及び光学干渉断層結像技術を組み合わせ、適応光学の高精度の収差補正の効果を十分に発揮することによって、人間の眼の横方向高解像度及び縦方向高解像度に対する結像を実現するとともに、システムの実用性を向上することができる。

（２）本発明の適応光学網膜高解像度マルチモード結像装置は、２つの波面補正部を採用し、人間の眼の低次の収差及び高次の収差をそれぞれ補正し、適応光学が波面収差を補正する能力及び精度を向上し、異なる人の収差補正需要を満たすことができる。

（３）本発明の適応光学網膜高解像度マルチモード結像装置は、２つの平面反射鏡群からなるバーダル（ｂａｄａｌ）焦点調節機構を採用し、正負の１５Ｄのデフォーカスを自動的に補償し、システムの実用性を向上することができる。

（４）本発明の適応光学網膜高解像度マルチモード結像装置は、遠視野点拡散関数結像探知の方式によって波面情報を復元し、１つの波面補正部を制御して人間の眼の低次の収差に対する補正を制御し、高精度な収差補正を実現することができる。

（５）本発明の適応光学網膜高解像度マルチモード結像装置は、２つの波面センサを採用して、共焦点走査光路及び光学干渉断層結像光路の人間の眼の高次の収差をそれぞれ探知し、波面補正部をそれぞれ制御して２つの光路に対する高次の収差補正を実現し、各光路の収差の補正を高精度に実現できることを保証する。

（６）本発明の適応光学網膜高解像度マルチモード結像装置は、複数種の監視結像システムを提供し、視標システムは視標位置の変換によって、被検眼の回転をガイドし結像の視野を拡張する機能を実現でき、瞳結像システムは、瞳を直接に結像することによって、アライメントに寄与し、人間の眼の位置とシステム射出瞳位置との重ね合わせを保証でき、瞳面結像システムは、瞳面を直接に結像することによって、瞳面位置の正確を保証することができる。

これまで、好ましい実施例を組み合わせて本発明を説明した。当業者が本発明の主旨及び範囲を超えない場合に、他の変化、切替、及び追加を行えることを理解すべきである。したがって、本発明の範囲は上記特定な実施例に限られず、添付した特許請求範囲によって限定されるべきである。

Claims

光を発するように配置される複数の発光手段と、波面探知を行うように配置される複数の探知手段と、共焦点走査結像及び光学干渉断層結像を行うように配置される結像手段と、を含む光処理手段と、
光処理手段の探知手段から得られた共焦点走査結像過程における波面情報及び光学干渉断層結像過程における波面情報に基づいて、初段収差補正手段の波面補正部によって人間の眼の高次の収差を補償するように配置される適応光学手段と、
適応光学手段からの光を二次元走査し、初段収差補正手段にガイドして、共焦点走査結像及び光学干渉断層結像の光ビームが二次元走査され、人間の眼に入って網膜を照射するように配置される二次元走査手段と、
光処理手段の探知手段の波面収差情報に基づいて、人間の眼の低次の収差を補償するように配置される波面補正部を含む初段収差補正手段と、を備え、
前記結像手段は、高次の収差補償及び低次の収差補償が行われた探知信号に基づいて、結像を行うことを特徴とする適応光学網膜結像装置。
光を発生するように配置されるビーコン光源と、ビーコン光源から発生する光を平行光ビームに変換するように配置されるフォーカスレンズ群と、を含む視標・瞳観測手段をさらに備える請求項１に記載の適応光学網膜結像装置。
前記視標・瞳観測手段は直線ガイドレールを更に含み、前記フォーカスレンズ群は、前記直線ガイドレールに沿ってスライドして、異なるデフォーカスを有する視標を発生するように配置される請求項２に記載の適応光学網膜結像装置。
前記初段収差補正手段は、デフォーカス収差を補正するように配置される平面反射鏡群を更に含む請求項１に記載の適応光学網膜結像装置。
前記光処理手段の探知手段は、遠視野点拡散関数を受信した場合、低次の収差情報を算出し、初段収差調節手段に含まれる波面補正部によって低次の収差を補償する請求項１に記載の適応光学網膜結像装置。
前記光処理手段は、
共焦点走査結像過程に得られた高次の収差を含む波面情報を検出するように配置される第１の波面センサと、
光学干渉断層結像過程に得られた高次の収差を含む波面情報を検出するように配置される第２の波面センサと、を含み、
前記適応光学手段は、前記第１の波面センサの高次の収差を含む波面情報及び前記第２の波面センサの高次の収差を含む波面情報に基づいて、波面補正部によって人間の眼の高次の収差を補償する請求項１に記載の適応光学網膜結像装置。
前記波面センサは、マイクロプリズムアレイハルトマン波面センサ、マイクロレンズアレイハルトマン波面センサ、四角錐センサ、及び曲率センサから選択されるものである請求項１に記載の適応光学網膜結像装置。
前記波面補正部は、変形反射鏡、液晶波面変調器、微細加工フィルム変形鏡、微小電気機械式変形鏡、バイモフル圧電セラミックス変形鏡、液体変形鏡から選択されるものである請求項１に記載の適応光学網膜結像装置。
前記探知手段は、マイクロレンズ波面センサ、マイクロプリズム波面センサ、せん断干渉波面センサ、曲率センサ、又は四角錐波面センサのいずれか１つである請求項１に記載の適応光学網膜結像装置。
光学機構を介して人間の眼に伝搬される探知光を発するステップと、
人間の眼に入る光を二次元走査するステップと、
前記探知光に対して波面探知を行って波面情報を取得するステップと、
共焦点走査結像過程における波面情報及び光学干渉断層結像過程における波面情報に基づいて、人間の眼の高次の収差を補償するステップと、
波面収差情報に基づいて、人間の眼の低次の収差を補償するステップと、
高次の収差補償及び低次の収差補償が行われた探知信号に基づいて結像を行うステップと、を含むことを特徴とする適応光学網膜結像方法。