JP6118441B2 - 適応光学網膜結像装置及び方法 - Google Patents
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Description
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。
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(beam expand system)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(Beam Shrink System)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。
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。
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。
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。
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。
Claims (10)
- 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。
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