KR101365081B1 - 보상광학계를 구비한 주사용 광화상 취득장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 안전규격에서 규정된 범위 내에서 광량을 제어한 채로, 예를 들면, 레이저 주사 검안경에서, 단순한 구성을 사용하여 화상취득 시간을 감소시킴과 아울러, 보상광학계에 의해 고해상 광화상을 확보하는 광화상 취득장치를 제공한다. 광화상 취득장치는, 보상광학계를 구비하되, 이 보상광학계는, 복수의 빔이 일 표면에 주사될 때에 생성된 반사 또는 후방산란 빔의 파면수차를 검출하는 파면수차 검출기(2)와, 그 파면수차에 의거하여, 상기 복수의 빔의 각각의 파면수차를 보정하는 단일의 파면수차 보정기(3)를 구비하고, 상기 복수의 빔이, 상기 단일의 파면수차 보정기에 다른 각도로 입사되어서 포개져, 상기 복수의 빔의 각각에 있어서의 파면수차가 보정된다.

Description

보상광학계를 구비한 주사용 광화상 취득장치 및 그 제어 방법{SCANNING OPTICAL IMAGE ACQUISITION APPARATUS HAVING ADAPTIVE OPTICS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

본 발명은, 보상광학계(adaptive optics)를 구비한 광화상 취득 장치, 및, 그 제어 방법에 관한 것으로, 특히 피검사물인 눈의 망막을 포함하는 생체 조직의 2차원 또는 3차원의 광화상을, 짧은 시간에 고해상도로 취득 가능하게 하는 기술에 관한 것이다.

피검사물인 예를 들면 눈의 망막으로서 생체조직의 광화상을 취득을 비침습적으로 행하는 공지의 광화상 취득 장치는, 2차원화상이 취득가능한 주사 레이저 검안거울(SLO)과, 피검사물의 단층화상을 촬상가능한 광 히어런스 단층촬영기(OCT)를 포함한다.

이들 장치는, 광빔을 편향기에 의해 망막을 주사하고, 반사 또는 후방 산란빔을 계측하여, 2차원 또는 3차원의 광화상을 촬영하여 취득한다. OCT 시스템은, 타임 도메인 OCT(TD-OCT), TD-OCT보다 짧은 시간에 촬상가능한 스펙트럼 도메인 OCT(SD-OCT), 및 스웨프트(swept) 소스 OCT(SS-OCT)를 포함한다.

또한, 고해상 화상을 취득하는 보상광학계(AO:Adaptive Optics)의 기술에 관해서, 일본국 공개특허공보 특개2005-224328호에는, 안구내에서 어지러워진 파면수차를 파면수차 보정기를 사용하여 보정하는 기술이 개시되어 있다. 이것은, 필요한 수차 보정량을 확보하기 위해서, 피검사물로부터 출사하는 단일 빔에 대해서 단일의 형상가변 미러(DM)를 여러번 작용시켜서, 보정량을 확보하는 수차 보정기능을 갖는 화상취득장치다.

그렇지만, 상기한 단일 빔에 의한 파면수차 보정기를 구비한 장치에서는, 고해상 화상을 제공할 수 있는 경우에도, 화상취득 시간의 고속화를 달성하는 과제가 있다. 즉, 고속화를 위해 주사 속도를 상승시키면, S/N비를 확보하기 위해서 광량을 상승시키는 것이 필요하게 된다.

그 때, 피검사 대상이 눈의 망막과 같은 경우에는, 눈의 망막에 손상을 주지 않기 위해서, 조사할 수 있는 에너지의 양은 안전규격등에 의해 제한된다.

이렇게 조사될 수 있는 에너지의 양의 제한 때문에, 상기 단일 빔에 의한 상기한 종래의 실시예는, 광량을 상승시켜서 고속화를 꾀하는 문제가 생긴다.

본 발명의 목적은, 상기 과제를 감안하여, 주사에 사용된 광량을, 안전규격등의 규정된 범위내에서 제어하고, 보상광학계를 사용하여 고해상을 확보하면서, 화상취득 시간의 고속화를 간단한 구성을 사용하여 실현가능한 광화상 취득장치, 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.

본 발명은, 다음과 같이 구성한 보상광학계를 구비한 광화상 취득장치를 제공한다.

본 발명의 광화상 취득장치는, 피검사물인 측정 대상면을, 복수의 빔으로 이루어진 측정 빔으로 주사했을 때에 있어서의 상기 측정 대상면에서 반사되거나 후방산란된 반사 또는 후방산란 빔을, 보상광학계에서 보정해서 상기 피검사물의 광화상을 취득하는 보상광학계를 구비한 광화상 취득장치로서,

상기 보상광학계는,

상기 복수의 빔으로 이루어진 측정 빔에 의해 상기 측정 대상면을 주사했을 때에, 상기 피검사물에 의해 발생하는 반사 혹은 후방산란 빔의 파면수차를 검출하는 단일의 파면수차 검출기;

상기 파면수차 검출기에 의해 검출된 파면수차에 의거하여, 상기 복수의 빔의 각각의 파면수차를 보정하는 단일의 파면수차 보정기를 구비하고,

상기 복수의 빔이, 상기 단일의 파면수차 보정기에 다른 입사각으로 입사되어서 포개지고, 상기 복수의 빔 각각에 있어서의 상기 파면수차가 보정된다.

또한, 본 발명의 제어 방법은, 피검사물인 측정 대상면을, 복수의 빔으로 이루어진 측정 빔으로 주사했을 때에 있어서의 상기 측정 대상면에서의 반사 또는 후방산란된 반사 또는 후방산란 빔을 보정해서, 상기 피검사물의 광화상을 취득하는 광화상 취득장치의 제어 방법으로서,

상기 복수의 빔으로 이루어진 측정 빔을, 각각 다른 입사각으로 단일의 파면수차 보정기에 투사하는 것과,

상기 단일의 파면수차 보정기로부터 반사된 상기 측정 빔을, 주사 유닛에 의해 상기 측정 대상면을 주사하는 것과,

상기 측정 대상면에서 반사 또는 후방산란된 측정 빔의 파면수차를, 파면수차 검출기에 의해 검출하는 것과,

상기 검출된 파면수차에 근거하여, 상기 단일의 파면수차 보정기의 보정을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 보상광학계를 사용하여 고해상 화상을 확보하면서, 주사에 사용되는 광량을, 안전규격등에 규정된 범위내에서 제어하면서, 간단한 구성으로 화상취득 시간의 고속화를 실현 가능한, 광화상 취득장치, 및 그 제어 방법을 실현할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징들은, 첨부도면을 참조하여 아래의 예시적 실시예들의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1a는 본 발명의 예시적 실시예에 있어서의 보상광학계를 구비하고 복수의 빔에 의한 광화상 취득장치의 구성을 설명하는 개념도다.
도 1b는 다른 구성 예를 도시한 도면이다.
도 2a는 안저검사 시스템에 보상광학계(AO)의 원리를 적용했을 때에, 고해상 화상을 실현하기 위한 메커니즘을 설명하는 도면이다.
도 2b는 하트만 샤크(Hartmann-Shack) 파면 센서의 구조를 나타내는 개념도다.
도 3a, 3b, 3c 및 3d는 본 발명의 예시적 실시예에 있어서의 파면수차 보정성능의, 파면수차 보정기에의 입사각에 의한 의존성을 설명하는, 보정 후의 파면과 MTF를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 예시적 실시예를 설명하기 위한 복수의 빔의 파면수차 검출기에의 입사상태를 설명하는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 예시적 실시예에 있어서의 파면수차 측정의 일례를 설명하는 도면이다.
도 5b는 다른 예로서, 시분할에 의한 파면수차 측정을 설명하는 도면이다.
도 6a 및 6b는 접안광학계 줌의 개념을 설명하는 도면이다.
도 6c 및 6d는 본 발명의 예시적 실시예에 있어서의 줌 광학계를 빔 사출 단(end)과 편향기와의 사이에 설치된 구성 예를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 예시적 실시예에 있어서의 보상광학계를 OCT에 적용한 구성 예를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 예시적 실시예에 있어서의 보상광학계를 SLO에 적용한 구성 예를 설명하는 도면이다.

다음에, 본 발명의 예시적 실시예에 있어서의 보상광학계를 구비한 광화상 취득장치에 관하여 설명한다.

여기에서, 본 예시적 실시예의 장치의 상세내용을 설명하기 전에, 우선, 안저검사 시스템에 상기한 종래의 보상광학계(AO)의 원리를 적용할 때에, 고해상 화상을 실현하기 위한 메커니즘에 대해서, 도 2a를 참조하여 설명한다.

안구(7)의 망막(8)의 정보를 광학적으로 취득하기 위해서, 광원(15)으로부터 공급된 조명 빔을 망막에 조사하고, 망막상의 어떤 점(81)에서 반사 또는 산란된 빔을 광학계101과 910을 거쳐서 수광 센서(41)에 결상시킨다.

이 수광 센서(41)는, 안저카메라일 경우에는, 매트릭스 모양으로 수광단위가 배열된 촬상소자이며, SLO나 OCT에서는, 수광소자에 이끌기 위한 광파이버단에 해당한다.

여기에서, 고해상도의 정보를 얻으려고 하면, 광학계(101)의 입사동공을 크게 할 필요가 있지만, 그 경우, 안구에 포함된 수차 때문에, 안구로부터 사출된 빔(80)은 파면이 어지러워진 상태가 된다. 따라서, 이 빔으로부터 광학계(101, 910)를 통해 수광 센서(41)에 결상하는 경우에, 원래 이 광학계들이 갖는 촬상성능에서는 집광되지 않고, 이에 따라서, 흐트러지고 흐려진 스폿이 형성된다. 따라서, 가로방향의 공간분해능은 충분하게 제공될 수 없어, 원하는 고해상도의 정보를 얻을 수 없게 된다.

이 수차에는, 비점수차, 디포커스 및 틸트 등의 실린드리칼 렌즈등의 일반적인 광학소자에 의해 보정될 수 있는 일종의 낮은 차수의 수차 이외에, 코마수차와 4차 구면수차등, 일종의 고차의 수차가 포함된다.

이들 수차는, 각막과 수정체등, 주로 전안부의 곡면의 변형 및/또는 굴절률의 불균일성으로부터 발생된다. 큰 개인차와, 시간에 대한 눈물 층의 상태의 변화 때문에, 때때로 대응해서 보정할 필요가 생긴다.

발생한 파면수차를 측정하고, 그것을 상쇄하도록 반대특성을 갖는 수차를 제공함으로써 보정하는, 상기한 보상광학계(AO)가 알려져 있다.

이 기술은, 처음에는 천체 망원경으로 천체를 관측할 때, 대기의 요동을 실시간으로 보정해서 해상력을 상승시키는 방법으로서 개발되었고, 이 방법은 안광학 과학에 적용되었다.

파면수차를 검출하는데 널리 사용된 방법(샤크-하트만 방식)은, 매트릭스 모양으로 주기적으로 배열된 마이크로렌즈를, 2차원 촬상소자의 수광면으로부터, 그 초점거리만큼 떨어지게 해서 배치한다. 그리고, 각 렌즈 소자에 의해 수광면에 집광된 스폿의 변위로부터 수차량을 산출한다.

파면을 보정하는 방법으로서는, 주로 반사 미러의 형상을 바꾸는 방식을 사용한다. 이 방법에 의하면, 얇은 유연한 미러의 배후에 복수의 액추에이터를 설치하고, 정전력, 자력을 사용하거나, 피에조 소자를 사용하거나 해서 미러를 국소적으로 밀거나 당김으로써 그 미러 전체의 형상을 변화시킨다.

또한, 분할된 미소 미러를 기울이면서 안팎으로 이동하는 방식도 알려져 있다. 국소적인 변위크기는, 서브미크론 내지 수십 미크론이 일반적이고, 광학계의 초점거리를 크게 변화시킬 능력은 없다. 이것들의 소자는, 안구의 동공(6)과 광학적으로 공역한 위치에 배치되고, 파면수차 검출기에서 검출된 데이터에 근거하고, 파면수차 보정기의 보정량을 산출해서 설정한다. 이에 따라, 보정 없이 해상할 수 없었던 2개의 천체가 식별될 수 있고, 망막의 시세포의 분포가 제공될 수 있는 결과가 보고되었다.

도 2a의 구성에서는, 접안광학계(101)에 있어서, 접안광학계(101)의 입사동공(안구의 동공6)과 공역한 위치에 파면수차 보정기로서의 변형가능 미러(3)(이하, "DM3"이라고 부른다)가 배치된다.

그리고, 분기 유닛(52)에 의해 분기되어져서 마찬가지로 공역 위치에 파면수차 검출기로서의 샤크-하트만(HS)센서(2)가 배치되어 있다.

여기에서는, 파면수차 검출을 위한 광원(15)이 구비되고, 광원으로부터의 빔은 분기 유닛(51)을 거쳐서 안구(7)에 입사하여, 망막(8)상의 점(81)에 집광된다.

이 점(81)에서 반사 또는 후방산란된 빔(80)은, 각막등의 전안부 광학계에 의해 대략 평행 빔으로 만들어져서, 분기 유닛(51)을 투과해 광학계(101)에 의해 소정의 두께의 빔으로 만들어진 후, 분기 유닛(52)에 의해 반사되어서 HS센서(2)에 입사한다.

이 HS센서(2)의 단면도의 구조를 도 2b에 나타낸다.

HS 센서(2)에 입사한 입사 빔의 각 부분은, 동공과 광학적으로 공역한 위치에 배치된 마이크로렌즈 어레이부의 각 렌즈 요소(21)의 서브애퍼처(sub-aperture)를 투과하고, 그 서브애퍼처의 각각에 대응한 2차원의 촬상소자(22) 위에 스폿을 형성한다.

그 스폿은, 각 서브애퍼처에 입사하는 파면(85)의 경사에 따라, 촬상소자상의 각 마이크로렌즈 광축위치(파선으로 표시)로부터 벗어난 위치dy_k에 결상한다. 마이크로렌즈의 초점거리를 f라고 하면, 파면의 경사y_k는, y_k＝ dy_k/f로부터 산출된다. 지금, 마이크로렌즈의 수가 M, DM3의 액추에이터의 수가 N이라고 하면, 파면경사 벡터 y, DM3의 보정신호 벡터 a는 다음과 같은 관계로 표현된다:

y = [B]a (1)

여기서,

이다.

행렬B는, 파면경사 크기와, 이 파면경사 크기를 형성하기 위한 DM3의 각 액추에이터 보정신호 값간의 상호작용의 관계를 보인다.

식(1)은, DM3의 형상이 변화할 때에 발생하는 파면수차를 나타내고 있게 된다. 이 행렬의 각 요소의 값은, 보정신호 값에 따라 DM3의 형상이 어떻게 변화하는지에 의거해 결정되고, 이것은 DM3의 타입에 의거해 달라진다. 전술한 바와 같은 분할 미러로 형상을 변화시키는 DM3에서는, 어떤 미소 미러를 변화시켰을 때, 주위의 미소영역에는 영향을 주지 않지만, 연속면으로서 형상을 변화시키는 타입에서는, 주위의 미소영역에 영향을 주고, B의 값은 그것에 따라 결정되게 된다.

반대로, HS센서에서 검출된 파면수차를 보정하기 위한 DM3의 보정신호 값을 구하기 위해서는, 식(1)의 역변환을 행하면 좋지만, B의 역행렬은 일반적으로 얻어질 수도 없고, 이에 따라서 여기에서는 의사 역행렬[B]^-1을 사용한다. 이것은, B의 치환행렬[B]^T를 사용하여 표현된다:

[B]^-1= [B^TB]^-1B^T

여기에서,

이다.

따라서, 측정된 파면수차(파면의 각 서브애퍼처에서의 경사)가 y일 때, DM3의 액추에이터 보정신호 값a는 다음과 같이 산출되어도 된다:

a = [B^TB]^-1B^Ty (2).

상기는 개념적인 계산의 수속을 나타낸다. 실제의 각 수치는, HS센서에서 검출된 파면경사의 서브애퍼처와 DM3의 액추에이터 위치의 관계에 따라 결정될 것이다.

도 2a의 시스템으로 되돌아가면, HS센서(2)에서 검출하고, 계산 유닛(30)에 산출된 y의 값과, 각 소자의 특성에 따라 미리 설정된 B의 값에 의거하여, DM3은 식(2)로 얻어진 값a에 따라서 형상을 변화시킨다.

도 2a가 안저카메라이면, 광원(15)으로부터의 조명 빔이 조명된 안저부 상의 어떤 점(81)에서 반사 또는 후방산란된 빔은, 전안부와 광학계(101)를 통과한 후에, DM3에서 파면이 보정되고나서, 결상 렌즈(910)로 집광되어, 수광 센서(41)에 결상된다. SLO나 OCT의 경우에는, 상기한 바와 같이 수광 센서(41)는 파이버 단에 해당하고, 광원에 접속된 이 파이버 단(41)으로부터 사출된 빔이 DM3을 거치고 광학계(101)를 통해서 안구에 입사되어, 망막상의 상기 점(81)을 조사한다.

이 때, DM3을 구동시키지 않았을 경우에는, 망막상의 집광 스폿은 안구의 수차 때문에 흐트러져서 흐려지지만, 여기에서는 DM3에 의한 보정으로 인해, 원하는 해상력에 따라 스폿이 집광된다.

이 점에서의 반사 또는 후방산란된 빔은, 조사 빔의 경로를 반대로 전파해서, 전안부, 광학계(101), DM3 및 렌즈(910)를 거쳐서 상기 파이버 단(41)에 입사하고, 그 후 파이버를 통해 전파하여, (도시되지 않은) 광 센서에 보내진다.

여기에서도, DM3에 의한 보정으로 인해, 파이버 단(41)상의 스폿의 결상성능은 개선되고, 양호한 파이버 결합 효율을 제공할 수 있고, 그 결과 얻어진 화상의 S/N비도 개선된다.

이상에서 설명한 파면수차 보정기술을 적용하면, 고해상 화상을 실현할 수 있지만, 종래 예와 같은 단일 빔의 경우에는, 본 발명의 목표인 화상취득 시간의 고속화를 달성하는 과제를 남긴다.

즉, 본 발명은, 상기한 바와 같이, 고해상도를 달성함과 아울러, 화상취득 시간의 고속화를 실현하는데에 있다.

전술한 바와 같이, 빔의 주사 속도를 상승시키면, S/N비를 확보하기 위해서 광량을 상승시키지 않으면 안되지만, 안저검사기의 경우에는, 망막의 단위면적당 조사되는 허용가능 에너지의 양은, 눈에의 손상을 회피하는데 제한되어 있다.

본 발명자는, 상술한 광량을 상한치내로 제한한 시스템을 구축하기 위해서, 망막에 어느 정도의 거리만큼 분리해서 이격된 복수의 빔을 조사하고, 분할된 각 에어리어를 한번에 주사하는 도 1a에 나타나 있는 바와 같은 복수의 빔을 사용한 보상광학계를 찾아냈다. 이 복수의 빔을 사용한 보상광학계에서는, 복수의 빔의 파면수차 보정을 단일의 파면수차 검출기와 파면수차 보정기의 세트로 행하도록 구성되어 있다.

즉, 상기 복수의 빔의 모두에 안광학계의 수차가 영향을 주기 때문에, 고해상도를 실현하기 위해서 두꺼운 지름의 빔을 사용하는 경우에는, 각각의 빔에 대해서 보정이 필요하게 된다.

이 때, 투사되는 빔의 수만큼 파면수차 검출기와 파면수차 보정기를 구비하면, 광학계가 커지고, 비용도 대폭 증대한다.

그렇지만, 본 발명의 상기 구성에 의하면, 복수의 빔의 파면수차 보정을 단일의 파면수차 검출기와 파면수차 보정기의 세트로 실행함으로써, 보다 작은 광학계와 보다 낮은 비용을 생각한다.

이렇게, 본 발명의 상기한 구성은, 빔의 주사 속도를 상승시키기 위해서 눈에의 입사 광량을 필요 이상 상승시키지 않으면서 소형으로 하고 비용을 저감 가능한 보상광학계를 구비한 광화상 취득장치를 실현할 수 있다.

도 1a에 있어서, 3개의 광파이버 단(11∼13)은, 각각 발산 빔을 출사하고, 이로부터 출사된 빔은 콜리메이터 광학계(91)에서 각각 평행 빔으로 되어, 릴레이 광학계(92)를 거쳐서, 파면수차 보정기(3)에 입사된다.

이 때, 각 빔은 다른 입사 각도로 입사되어, 파면수차 보정기(3)의 면상에서 일치하고, 여기에서 각 빔의 파면은 (도시되지 않은) 파면수차 검출기에 의해 검출되고, 그 검출된 값에 의거하여 단일의 파면수차 보정기(3)에 의해 한번에 보정된다. 이어서, 각 빔은 릴레이 광학계(93)와 갈바노 미러등의 편향기(5)에 의해 편향되고, 접안광학계(10)에 의해 동공(6)에 투사된다.

그 투사된 빔은, 각막등의 전안부를 투과하고, 측정 대상면인 망막(8) 위에 스폿(81∼83)을 형성해서 2차원으로 주사된다.

이 때, 보정이 없으면 안광학계가 갖는 수차에 의해 스폿(81∼83)은 흐트러지지만, 여기에서는 파면수차 보정기(3)에 의해 양호하게 결상하여서, 그 스폿들은 원하는 스폿 지름으로 되어 있다.

이들 스폿에서 반사 또는 후방산란된 빔은, 반대로 전안부를 거쳐 동공(6)으로부터 사출되고, 접안광학계(10)∼릴레이 광학계(93)를 거쳐서 다시 파면수차 보정기(3)에 입사된다.

이들의 반사 또는 후방산란된 빔은, 다시 안광학계가 갖는 수차의 영향을 받은 결과 파면수차도 갖지만, 그 파면수차는 파면수차 보정기(3)에 의해 재차 한번에 보정된다.

이에 따라, 반사 또는 후방산란된 빔은, 릴레이 광학계(92), 콜리메이터 광학계(91)를 거쳐서 파이버 단(11∼13) 각각에 양호하게 집광되어, 높은 효율로 그 파이버에 결합된다.

여기에서는, 3개의 빔을 사용해서 주사함으로써 눈에의 입사 광량을 증대시키지 않고 3배 빠른 속도로 측정하는 것이 가능해지고 있다.

이 때, 파면수차 보정기(3)에 입사하는 각 빔간의 입사각 차이(20)가 크면, 각 빔간의 보정결과에 차이가 생기고, 일부의 빔에서는 양호하게 보정할 수 없는 현상이 발생하기도 한다.

입사각 차이가 5°정도를 초과하면, 조건에 의존하여 합리적인 레벨로 열화하여도 된다.

그렇지만, 예를 들면, 안저를 계측하여 수㎛의 고해상도로 화상을 취득할 때, 한번에 취득하는 망막 데이터상의 영역은, 한변이 1mm∼2mm정도인 영역이어도 된다.

이것은, 화상취득 후에 고해상도로 화상을 관찰할 때, 좁은 영역에 주목하기 때문이다. 예를 들면, 한변이 1.8mm의 정방형의 영역을, 도 1a와 같이 3개의 빔을 사용해서 도 1a의 면에 평행한 방향("y방향"이라고 한다)으로 3개의 영역으로 분할해서 측정하려고 하는 경우를 생각한다.

이 때, 각 빔이 담당하는 y방향의 에어리어는, 0.6mm 폭을 각각 갖고, 이것에 대응한 시야각은 약 2.08°다.

여기서, 동공에 입사되는 빔의 두께가 6mm이며, 파면수차 보정기의 유효경이 10mm라고 하면, 각 배율을 고려하면 파면수차 보정기에 입사하는 각 빔간의 입사각 차이는 약 1.25°가 되고, 충분하게 작다.

도 3a 및 3c는, 파면수차 보정기(DM)에 입사각 차이 1.3°(각각 입사각 3°와 4.3°)에서 입사된 두개의 빔의 파면수차의 보정잔차를 나타내고, 도 3b 및 3d는 각 빔의 MTF를 나타낸다.

여기에서는, 동공에 RMS값 0.3㎛정도의 파면수차면 수차(3차와 4차의 수차를 포함한다)를 주고, 파면수차 검출기에 의해 한쪽의 빔(입사각 3°임)에 관해서 획득된 값에 의거하여, DM의 형상을 바꾸어서 수차를 보정하고 있다.

동공에 입사하는 빔 지름은 φ4mm이고, DM은 연속면을 갖고 유효경φ가 9mm이고, 37개의 액추에이터가 설치되어 육각 격자로 배치되어 있다.

이 결과로부터, 양자의 보정잔차는 작고, MTF(Modulation Transfer Function)의 결과의 차이도 무시 가능한 레벨인 것을 알 수 있다.

또한, 안광학계에서 생성된 파면수차는 대부분이 전안부에서 발생하고, 동공에의 입사각간의 입사각 차이도 2°정도로 작으므로, 각 빔이 갖는 파면수차간의 차이도 무시 가능한 레벨이라고 판단할 수 있다. 이상의 복수의 빔을 주사하는 본 예시적 실시예의 구성에 의하면, 단일의 파면수차 보정기를 사용해서 S/N비가 높은 양호한 화상을, 짧은 시간에 제공할 수 있다.

단일의 파면수차 보정기에, 복수의 빔을 다른 각도로 입사시키고, 서로 일치하도록 구성된 구성은, 다음과 같은 구성이어도 된다.

예를 들면, 복수의 발산 빔의 출사 단을 콜리메이터 광학계(91) 전방 초점위치의 광축에 수직한 평면 위에 배치하여서, 각 출사 빔의 주 광선이 콜리메이터 광학계(91)의 광축에 평행하게 되도록 구성될 수 있다.

이것들의 빔은 콜리메이터 광학계(91)의 후방 초점위치에서 사출 동공(61)을 형성하므로, 이 사출 동공(61)의 위치와 광학적으로 공역한 위치에 파면수차 보정기(3)를 배치하면 좋다. 이에 따라 공통의 광학계에 의해 복수의 평행 빔을 다른 각도로 같은 위치에 도달하는 것이 가능해진다.

또한, 별도의 구성은, 도 1b에 나타낸 것처럼 하여도 좋다.

즉, 복수의 발산 빔의 출사 단에 있어서의 각각에 대응한 복수의 콜리메이터 광학계(911, 912, 913)를 설정한다.

이 구성으로 인해 평행해진 빔을 소정의 각도로 단일 위치(611)에서 교차시키도록 구성되고, 이 교차점을 입사동공으로 한 릴레이 광학계(922)에 의해 형성되는 사출 동공(31)의 위치에 파면수차 보정기(3)를 배치한다.

이상은 파면수차 보정기에 관하여 설명했지만, 이하에서는 파면수차 검출기에 관한 구성에 관하여 설명한다.

일반적으로, 파면수차 검출기와 파면수차 보정기는, 광학계 전체의 동공과 광학적으로 공역한 위치에 배치된다.

이것은, 양자가 동공에서의 파면수차와 등가의 상태에서 검출 및 보정을 하기 때문이다.

전술한 것처럼 파면수차 보정기에 복수의 빔이 다른 각도로 입사하도록 설정하는 경우, 그 파면수차 보정기와 공역한 위치에 배치된 파면수차 검출기에도 마찬가지로 복수의 빔이 다른 각도로 입사하게 된다.

이러한 경우, HS센서에 있어서는 복수의 빔이 혼재하여, 각 빔에서의 파면수차를 정확하게 검출하는 것은 곤란해진다.

예를 들면, 검출기가 HS타입이면, 도 2b의 각 서브애퍼처에 입사하는 파면의 경사는 각 빔간에 다르고, 이에 따라서 도 4에 도시한 바와 같이, 각 세그먼트(segment)에 복수의 빔이 형성되고, 각 세그먼트에서 어느 빔이 입사하는 어느 빔에 해당하는 것인지는 판별할 수 없게 된다. 도 4에서, 다른 마크는, 다른 빔에 의해 2차원 촬상소자상에 형성된 스폿을 보이고 있다.

또한, 상기 보정기를 참조하여 설명한 바와 같이 복수의 빔 중 하나의 파면수차에 관한 보정신호를 제공할 수 있기 때문에, 그 빔 중 적어도 하나의 빔의 파면수차를 측정하도록 구성하여도 된다.

이를 위한 제1 해결책은, 도 5a에 나타낸 개념도와 같이, 측정하고 싶은 빔만 파면수차 검출기에 투사하고, 다른 빔이 상기 검출기에 입사하지 않게 구성된 구성을 갖는다.

여기에서는, 콜리메이터 광학계(91)와 릴레이 광학계(92)와의 사이에 광분기 유닛(600)이 설치되고, 릴레이 광학계(94)는 콜리메이터 광학계(91)의 사출 동공61과 공역한 사출 동공62를 형성하고, 파면수차 검출기(2)의 검출면은 이 사출 동공62의 위치에 배치되어 있다.

여기에서, (도시되지 않은) 망막상의 스폿(81, 82, 83)에서 반사 또는 후방산란된 빔은, 광학계(93, 92)를 거쳐서 분기 유닛(600)에서 반사되어, 광학계(94)에 의해 파면수차 검출기(2)로 향한다.

이 때, 상기한 바와 같이 상기 점(81)으로부터 하나 이외의 모든 빔이 검출기(2)에 입사하지 못하도록, 광학계(94)의 전후 또는 내부에 있어서 복수의 빔이 분리하는 위치에 차광판(200)을 배치한다.

이에 따라, 예를 들면, 망막상의 점(81)에서의 반사 또는 후방산란된 빔만이 검출기(2)에 입사한다. 또한, 이로부터 취득된 파면수차값을 사용하여 파면수차 보정기에의 신호를 형성하고, 모든 빔에서의 파면수차를 보정 가능하게 한다.

또한, 빔 사이의 각도의 문제로 인해 빔들을 이들의 성분으로 분리할 수 없는 경우에, 제2 해결책의 방법은, 수차가 검출된 빔이외의 빔이 단속적으로 소등되고, 그 타이밍에서만 수차를 측정하도록 채용된다.

도 5b의 개념도에 나타나 있는 바와 같이, 측정 대상면을 복수의 소영역으로 분할해서 인접한 소영역에 중복하는 부분을 구비하도록 구성된다. 즉, 3개로 분할된 영역811, 822, 833을 3개의 빔(빔 81, 82, 83)으로 각각 주사할 때, 인접한 영역 사이의 경계부에, 중복부(812, 813)를 설치한다.

3개의 빔이 각 영역의 우단에 왔을 때, 빔81은 영역 중복부812내의 위치81R에 존재하고, 빔82는 영역822의 외측의 위치82R에 존재하고, 빔83은 중복부813내의 위치83R(위치81L과 같은 위치)에 존재한다. 이 때, 빔82와 83은 소등하고, 빔81만 계속 점등시킨다. 빔81과 83이 각각, 중복부812와 813에 존재하는 동안에, 이 상태를 계속하고, 파면수차 검출기에서 파면수차를 측정한다.

또한, 반대로, 3개의 빔이 각 영역의 좌단에 왔을 때, 빔81은 중복부813내의 위치81L에 존재하고, 빔82는 중복부812내의 위치82L(위치81R과 같은 위치)에 존재하며, 빔83은 중복부833의 외측의 위치83L에 존재한다.

이 때, 마찬가지로, 빔82와 83은 소등하고, 빔81만 계속 점등시킨다. 빔81과 82가 각각 중복부813과 812내에 있는 동안에, 이 상태를 계속하고, 파면수차 검출기에서 파면수차를 측정한다.

이외의 영역들에 빔이 있는 동안에는, 파면수차 검출기에는 3개의 빔 모두가 입사하지만, 이 때는 파면수차를 측정하지 않는다.

이렇게, 복수의 빔으로 주사할 때에, 상기 중복부를 주사하는 기간동안만 상기 복수의 빔 중 하나의 빔만을 점등하고, 다른 빔을 소등하고, 시분할로 측정하는 구성으로 한다.

이러한 구성에 의해 복수의 빔 중 하나만의 파면수차를 측정하고, 그 측정값에 의거하여 파면수차 보정기를 구동시켜서 파면수차를 보정하는 것이 가능해진다.

한편, HS방식이외의 파면검출방식에 의하면, 예를 들면 파면검출용으로 분기된 평행 빔을 그대로 렌즈를 통해 2차원 촬상소자에 결상시키도록 구성한다.

그리고, 그 방식은, 상면에서의 점상분포함수(PSF:Point Spread Function)를 취득하고, 역문제를 푸는 것에 의해 파면을 산출하는 방식이다.

이러한 경우, 복수의 빔을 검출하는 경우에도, 각 빔은 거의 특정한 장소에 떨어져서 결상하고, 어느 관찰 빔에 대응하는지 식별할 수 있다.

파면수차 보정기에의 입사각도가 큰 경우나, 광학계의 수차가 큰 경우에, 단일의 빔의 파면을 계측하고, 그 결과의 데이터에 의거하여, 파면수차 보정기에 의해 보정함으로써, 측정한 빔의 보정잔차는 최소화할 수 있지만, 그 밖의 보정잔차는 커진다. 이것에 대하여, 상기한 바와 같이, 복수의 빔의 수차를 검출하고, 이 수차들을 평균화한 PSF로부터 파면을 산출하고, 파면수차 보정기의 구동신호를 형성하여, 파면보정의 목표치가 각 빔의 파면의 평균치가 됨으로써, 파면보정 잔차의 빔간 차이를 감소시킬 수 있다.

이상에서는 수㎛정도의 고해상도를 달성하기 위하여, 안구에 3∼7mm의 굵은 빔을 투사하는 경우를 상정하고 있다.

그러나, 백내장등의 질환이 있는 안구의 경우에는, 굵은 빔을 투사하는 경우에도, 환부에 의해 빔이 차단되어서, 실질적으로는 가는 빔을 투사할 때에 제공된 것과 동등한 해상력을 제공할 수 있다.

또한, 그 빔의 일부만이 통과할 수 있고, 망막에 도달하는 입사 광량이 저하하고, 반사 또는 후방산란된 빔도 약해져서, 화상의 S/N비가 저하해버리게 된다.

이것을 막기 위해서, 본 발명에서는, 복수의 광사출 단과 광 편향기와의 사이에, 안구에 입사하는 빔 지름을 가변하는 줌 기구를 설치한다.

그리고, 검사대상의 눈의 상태에 따라, 빔 지름의 값을 바꾸는 것을 가능하게 하고, 그 빔 지름의 값에 따라 파면수차 보정 구동을 온(ON) 또는 오프(OFF)시킨다.

예를 들면, 백내장에 영향을 받지 않는 빔이 통과할 수 있는 영역이 작을 때, 입사 빔 지름이 1mm정도인 가는 빔을 투사하여서 측정한다.

이 때, 빔이 가늘기 때문에, 안광학계의 수차로부터 받은 영향은 거의 무시할 수 있으므로, 파면수차를 보정할 필요가 없어, 보정기능은 오프로 한다.

이렇게, 줌 광학계의 배율이 소정배율로 설정시에만, 파면수차 보정기에 의해 파면수차 보정이 실행 가능하게 구성됨에 의해, 제어 유닛의 계산 부하를 저감할 수 있어, 보다 고속의 신호 처리를 실행하는 것을 기대할 수 있다.

빔 지름이 가늘기 때문에, 그 결과 얻어진 해상도는 종래의 레벨인 20㎛정도이지만, 본래 제공된 회절한계정도의 해상도는 확보될 수 있고, 양호한 신호의 S/N비도 확보할 수 있어, 상태가 나쁜 안구의 경우도 해결하는 것이 가능해진다.

또한, 보다 가느다란 빔 지름을 가로 배율을 하강시키고, 도 6a에 나타나 있는 바와 같이 반대로 각도 배율은 증가하여, 넓은 시야각(710)으로 망막의 넓은 영역(810)을 한번에 관찰하는 것이 가능하게 된다.

여기에서는, 간략함을 기하기 위해서, 단일의 빔을 주사했을 경우에 대해서 도시하고 있다.

이 때, 줌 기능을 편향기(5)의 안구측의 접안광학계(10)가 갖고, 반대로, 도 6b에 나타낸 것처럼, 보다 굵은 빔 지름이 각도 배율이 떨어지는 경우에, 접안광학계(10)의 시야각(720)은 광축근방의 좁은 각도로 제한된다.

이에 따라서, 관측될 수 있는 영역820도 시축부근의 좁은 영역으로 제한된다.

영역820 이외의 영역821도 관찰되게 구성되려면, 편향기의 편향각(510)이 커져야 하지만, 콤팩트한 갈바노 미러를 사용한 고주파 영역에서 대편향각을 제공하는 것이 곤란해서, 폴리곤 스캐너등이 필요하게 되어서 장치가 비대화한다.

또한, 도 6b의 편향기측의 화각620도 도 6a의 편향기측의 화각610보다 커져, 접안광학계(10)가 비대화하고, 설계도 더 어렵게 된다.

그렇지만, 이렇게 하여서는 원하는 위치를 확대해서 고해상도로 관찰할 수 없게 되기 때문에, 도 6c에 나타나 있는 바와 같이, 줌 광학계(92)는 편향기(5)와 (도시되지 않은) 빔 사출단과의 사이에 설치되고, 접안광학계(10)는 고정 초점계다.

이에 따라, 광학계(92)의 가로확대율을 상승시켜서 빔 지름을 굵게 하는 경우라도, 이 굵어진 빔에 대해서 접안광학계(10)의 화각(620)이 확보되어 있으면, 원하는 위치를 지정해서 확대 관찰상을 제공할 수 있다.

그러나, 복수의 빔을 동시에 주사하는 방식에서는, 줌계의 가로확대율을 상승시켜서 고해상도 모드로 했을 때에, 망막상의 빔 스폿이 축소됨과 동시에 빔 간격도 같은 비율로 축소되기 때문에, 각 빔을 주사하는 각도도 축소되어서 제한된다.

이것을 초과하는 각도로 주사하면, 인접한 빔의 영역을 2중으로 주사하는 게 되기 때문이다.

따라서, 실제로는 관측할 수 있는 영역은 축소된 좁은 범위(820)로 제한되지만, 이 때에 필요한 편향기의 편향각(520)은 작고, 편향기의 최대편향각과 접안광학계(10)의 최대 화각은 실제의 각도와 비교하여 보다 크다.

그 때문에, 주사 타이밍을 쉬프트시키면, 광축외의 영역(821)을 관측하는 것은 가능하다.

이 방식에서, 만약 파면수차 보정기가 줌 광학계(92)의 편향기측에 배치되어 있고, 줌 광학계의 가로확대율을 하강시켜서 빔 지름을 가늘게 하면, 각도 배율이 상승하고, 파면수차 보정기에의 각 빔간의 입사각도 차이가 커진다.

그리고, 전술한 바와 같이, 복수의 빔의 각각에서의 파면수차를 한번에 양호하게 보정하는 것이 곤란해진다. 이 점에서도, 가는 빔과 넓은 화각의 모드에서는, 파면수차 보정기능을 오프로 하는 것이 바람직하다.

따라서, 안광학계 수차에 영향을 미치는 2.5-3.Omm이상의 지름을 갖는 빔을 사용할 때는 파면수차 보정구동을 행하지만, 그것 미만의 빔 지름일 때는 보정을 행하지 않도록 설정한다.

그렇지만, "여기에서의 파면수차 보정구동을 행하지 않는 것"이란, 파면수차 보정기에 의한 파면에의 영향이, 제로로 감소되고, 예를 들면 DM을 사용한 경우에, 구동신호의 제로에서 DM면이 평면이 안될 경우에는, DM면을 평면으로 하는 구동신호로 파면수차 보정을 구동시키는 것을 의미한다. 또한, 상기 줌 기능에 의해 빔 지름이 변화할 때, 설정에 따라서는 파면수차 검출기나 보정기에 입사하는 빔 지름 및/또는 입사각이 변화하고, 그 검출기의 서브애퍼처의 수 및/또는 보정기의 액추에이터 수를 충분하게 이용할 수 없으므로, 필요한 정밀도로 보정을 할 수 없는 경우가 있다.

이것을 막기 위해서, 줌 광학계는 파면수차 검출기와 파면수차 보정기보다도 안구측(피검사물측)에 설치된다.

이에 따라, 주밍을 행했을 때라도, 양자에의 입사 빔이 일정해져, 항상 동일한 조건의 보정정밀도를 확보하는 것이 가능해진다.

실시예

이하에, 본 발명의 실시예들에 관하여 설명한다.

예시적 실시예 1

제1 예시적 실시예에서는, 본 발명의 상기한 보상광학계를 3차원 광단층촬영 화상을 취득가능한 OCT에 적용한 구성 예를, 도 7을 참조하여 설명한다.

저 코히어런스 광원(100)으로부터 사출된 빔은, 광파이버를 통해 전파하고, 파이버 결합기에 의해 소정의 비율로 분기되어진 후에, 출사 단(11-13)으로부터 각각 발산 빔(측정빔)으로서 출사되어, 콜리메이터 광학계에서 평행화된다.

평행화된 3개의 빔은, 사출 동공(61)을 통과하고, 곡면 미러로 구성된 릴레이 광학계(92)를 거친 후, 피검안의 동공(6) 및 사출 동공(61)과 광학적으로 공역한 면인 DM3에, 입사각이 다른 평행 빔의 상태로 입사되고, DM면 위에서 포개져 있다. 이 때, 각 빔의 빔 지름은 φ10mm이며, DM3의 유효경과 거의 같다. 이 때, DM면에는 보정신호가 보내지지 않고, 평면형상을 하고 있다.

여기에서 반사된 빔도, 다시 릴레이 광학계(93)로 평행화되어, 편향기(갈바노 미러)(5)에 다른 각도로 입사된다.

갈바노 미러(5)는, 내부에 회전축이 다른 미러가 근접하게 배치되어 있다. 여기에서 편향된 빔은, 접안광학계(10)에 의해 안구(7)의 동공(6)에 평행 빔으로 투사되어, 망막(8) 위를 2차원으로 주사된다. 이 때의 빔 스폿이 안구가 갖는 수차에 의해 파면이 흐트러져 있기 때문에, 그 빔 스폿은 흐트러지고 흐려진다.

망막 위에 집광된 3개의 스폿에서 반사 또는 후방산란된 빔은, 동공(6)으로부터 사출되고, 반대로 접안광학계(10)-릴레이 광학계(92)까지 전파하고 나서, 광분기 유닛(600)에서 반사된 후, HS센서(2)에 입사한다.

이 때, HS센서에는, 광 사출 단(12)으로부터의 빔으로 형성된 망막에서 반사 또는 후방산란된 빔만이 투사되고나서, 그 밖의 빔으로 형성된 반사 또는 후방산란된 빔은, 차광 유닛(200)에 의해 차단되어, HS센서에는 입사하지 않는다.

HS 센서에서의 측정치에 의거하여, DM3에의 보정신호가 계산기(30)에서 산출되어, DM3에 보내진다. DM3의 형상은, 이 신호에 따라 변화되어 파면수차를 보정한다.

이에 따라, 광 사출 단(11-13)으로부터의 각 빔의 파면을 변화하고, 망막상의 각 스폿은 회절한계에 가까운 상태로 보정된다.

본 실시예에서는, 동공(6)에 입사하는 빔 지름은, 약 4mm로 설정되어 있고, 망막상에서의 스폿 지름은 약 5㎛가 된다.

또한, 이 각 스폿에서의 상기 반사 또는 후방산란된 빔은, 안광학계를 통과할 때에 다시 파면수차를 갖지만, DM3에 의해 흐트러진 파면은 보정되어서, 릴레이 광학계(92)와 콜리메이터 광학계(91)를 거쳐서 파이버의 출사 단(11-13) 각각에 양호하게 결상된다.

그리고, 그 빔은 고결합 효율로 파이버 각각에 입사한다.

한편, 마찬가지로 광원(100)으로부터 사출된 빔은, 파이버 결합기로 소정의 비율로 분기되어진 후에, 참조 암(arm)측의 사출 단(121-123) 각각으로부터 사출된다.

그리고, 콜리메이터 광학계에서 그 빔이 평행화된 후에, 분산보상 유리(161)와 폴딩 미러(160)를 거쳐서 다시 사출 단(121-123) 각각에 입사한다.

이렇게 참조 광로를 이동하는 참조 빔과, 상기 안구에서의 반사 또는 후방산란된 빔은, 파이버 결합기로 서로 결합되어 간섭 빔이 생성되어, 분광기측의 사출 단(111-113) 각각으로부터 출사한다.

이 사출된 발산 빔은, 콜리메이터 광학계(151)에서 평행화된 후, 회절광학소자(150)에 입사해서 회절된다.

여기에서는, 1차 회절빔의 회절효율이 최대화 되도록 입사각이 설정되어 있다.

여기에서 회절된 빔은, 파장성분으로 분리되어져, 결상광학계(152)에 의해 검출기(153) 위에 모아지지만, 검출기(153) 위에서는, 파장마다 도 7의 면에 평행한 방향으로 다른 위치에 결상되어 있다.

도 7에서는, 보기 쉽도록 중심파장만의 광속이 도시되어 있다.

검출기(153) 위에 파장마다 다른 위치에 결상한 광의 강도분포로 인해 간섭무늬가 형성되어서 검출된 후, 이 신호를 푸리에(Fourier) 변화하여 깊이 방향으로의 위치와 반사율과의 관계를 얻은 후, 빔을 망막상에서 1차원으로 주사하면, 그 단면의 화상을 제공할 수 있다. 또한, 2차원으로 주사함으로써 3차원의 화상도 얻는 것이 가능하게 된다.

여기에서는 3개의 빔을 사용하고 있기 때문에, 1개의 빔을 사용하는 경우와 비교해서 3배 빠른 속도로 측정을 행할 수 있고, 또한 동시에 수평방향으로 5㎛의 광학적 해상도를 확보할 수 있다.

예시적 실시예2

제2 예시적 실시예에서는, 본 발명의 상기한 보상광학계를 2차원 화상을 취득가능한 SLO에 적용한 구성 예를, 도 8을 참조하여 설명한다.

OCT와 다른 SLO는, 간섭계를 포함하지 않기 때문에, 망막에서 반사 또는 후방산란된 빔을, 광강도 검출기(160)에 의해 광강도를 직접 검출함으로써, 2차원의 화상을 제공하는 시스템이다.

파이버 사출 단(11, 12, 13)을 포함하는 접안광학계(10)까지의 구성은, 상기 제1 에시적 실시예와 기본적으로 같아도 된다.

도 8의 예도, 도 7의 예와 공통의 구성을 갖지만, 여기에서는, HS센서의 앞에는 빔 차광 유닛이 없고, 모든 빔이 입사한다.

도 5b를 참조하여 설명한 바와 같이, 각 빔의 주사 영역이 서로 중복부를 각각 갖도록, 빔 간격과 편향기의 편향 구동각이 설정되어 있다.

이들 중복부에 빔이 도달했을 때, 파이버 사출 단11과 13으로부터 사출된 빔을 광원(100)에서 소등하고, 파이버 사출 단12를 거쳐 상기 반사 또는 후방산란된 빔만을 측정한다.

입사 빔 지름 7mm에서 망막상에서 수평방향으로 1.5mm의 영역을 측정할 때, 3개의 빔 주사 분할 영역과 이에 따라 그 분할 영역 각각의 폭은, 0.5mm이며, 이 영역을 주사하는 시야각은 약 1.73°다.

접안광학계의 동공배율이 1이면, 편향기의 편향각은 0.87°이다. 이때, 도 5b의 3개의 영역 사이, 즉 영역811과 822 사이와, 영역811과 833의 사이에, 0.1mm의 중복부를 각각 형성하기 위해서는, 편향기의 편향각은 1.21°로 하면 좋다.

또한, 질병을 갖는 눈의 경우를 해결할 수 있도록, DM3과 편향기(5)의 사이에, 빔 지름을 변경하기 위한 줌 광학계(931)가 설치된다.

3장의 미러 중 2장을 광축방향으로 이동시킴으로써, 편향기(5)에 입사하는 빔 지름을 1mm부터 7mm까지 변경할 수 있다.

한편, 접안광학계는 입사 및 사출 동공 7mm에서 화각 30°에 도달하는 성능을 확보한다. 따라서, 1mm의 빔 지름에서, 8.7mm 폭의 영역을 3개의 빔으로 2.9mm폭씩 주사한다.

이 때, 0.5mm의 폭을 갖는 중복부를 확보하면, 편향기의 편향각은 6.74°이다. 이 때는 파면수차 보정을 오프로 해서 측정한다.

이것들에 의해, 안구의 상태에 따라 안구에의 입사 빔 지름을 편향하면서, 짧은 시간에 측정 대상을 측정하는 것이 가능해진다.

기타의 실시예

또한, 본 발명의 국면들은, 메모리 디바이스에 기록된 프로그램을 판독 및 실행하여 상기 실시예(들)의 기능들을 수행하는 시스템 또는 장치(또는 CPU 또는 MPU 등의 디바이스들)의 컴퓨터에 의해서, 또한, 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 수행된 단계들, 예를 들면, 메모리 디바이스에 기록된 프로그램을 판독 및 실행하여 상기 실시예(들)의 기능들을 수행하는 방법에 의해, 실현될 수도 있다. 이를 위해, 상기 프로그램은, 예를 들면, 네트워크를 통해 또는, 여러 가지 형태의 메모리 디바이스의 기록매체(예를 들면, 컴퓨터 판독 가능한 매체)로부터, 상기 컴퓨터에 제공된다.

본 발명을 예시적 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 아주 넓게 해석해야 한다.

본 출원은, 여기서 전체적으로 참고로 포함된, 2009년 4월 13일에 제출된 일본국 특허출원번호 2009-097375의 이점을 청구한다.

Claims (12)

1. 복수의 빔으로 피검사물을 주사하여 복귀된 복귀 빔을 사용하여 상기 피검사물의 광화상을 생성하는 광학 촬상장치로서,
   상기 복수의 측정 빔에 의해 상기 피검사물을 주사하여 생긴 상기 복귀 빔에서의 하나 이상의 파면수차를 얻도록 구성된 단일의 파면수차 검출기; 및
   상기 파면수차 검출기에 의해 얻어진 파면수차에 의거하여, 다른 각도로 입사하는 상기 복귀 빔 각각에서의 상기 파면수차를 보정하도록 구성된 단일의 파면수차 보정기를 구비한, 광학 촬상장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 빔의 각각의 사출 단에 대응하게 복수의 콜리메이터 광학계가 설치되고, 상기 사출 단으로부터 사출되어 상기 복수의 콜리메이터 광학계에 의해 평행화된 상기 복수의 빔이 단일 위치에서 교차하고,
   상기 파면수차 보정기는, 릴레이 광학계의 사출 동공이 상기 복수의 빔이 교차하는 상기 단일 위치와 광학적으로 공역하게 취득된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 광학 촬상장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 빔의 각각의 사출 단에 공통되는 하나의 콜리메이터 광학계가 설치되고, 상기 복수의 빔의 각각의 사출 단이 상기 콜리메이터 광학계의 전방(front) 초점위치의 광축에 수직한 평면 위에 배치되고,
   상기 사출 단으로부터 사출되고 상기 콜리메이터 광학계에 의해 평행화된 상기 복수의 빔에 의해 상기 콜리메이터 광학계의 후방(back) 초점위치에서 사출 동공이 취득되고,
   상기 파면수차 보정기가, 상기 콜리메이터 광학계의 후방 초점위치에서 취득된 상기 사출 동공과 광학적으로 공역한 위치에서 취득되는 릴레이 광학계의 사출 동공의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 광학 촬상장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 파면수차 검출기는, 상기 파면수차 보정기와 광학적으로 공역한 위치에 배치되어, 상기 복수의 빔 중 적어도 하나의 빔의 파면수차를 검출하고,
   상기 파면수차 검출기에 의해 검출된 하나의 빔의 파면수차를 바탕으로 한 보정량이 상기 복수의 빔에 적용되어서, 파면수차를 보정할 수 있는 것을 특징으로 하는 광학 촬상장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 파면수차 검출기는, 상기 복수의 빔 중 적어도 하나의 빔의 파면수차를 검출하기 위해서, 상기 복수의 빔 중 다른 빔의 입사를 차단하는 구성을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 촬상장치.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 파면수차 검출기가 상기 복수의 빔 중 적어도 하나의 빔의 파면수차를 검출하기 위해서,
   상기 피검사물은, 인접부에 중복부를 갖는 복수의 작은 영역으로 분할되고,
   상기 복수의 빔으로 주사할 때에, 상기 중복부를 주사하는 동안에만 상기 복수의 빔 중 적어도 하나의 빔이 점등되고, 다른 빔이 소등되는 것을 특징으로 하는 광학 촬상장치.
   
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 빔의 사출 단과, 상기 피검사물과의 사이에 설치된 편향기와,
   상기 복수의 빔의 사출 단과 상기 편향기와의 사이에 설치되고 가로확대율을 가변하도록 구성된 줌 광학계를 더 구비하고,
   상기 줌 광학계의 배율이 소정배율로 설정될 때에만, 상기 파면수차 보정기에 의한 파면수차 보정이 실시될 수 있는 특징으로 하는 광학 촬상장치.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 줌 광학계가, 상기 파면수차 검출기와 상기 파면수차 보정기보다도 상기 피검사물측에 설치되는 것을 특징으로 하는 광학 촬상장치.
   
9. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 빔의 사출 단이 광파이버 단이며,
   상기 측정 대상면에서 반사 또는 후방산란되고 상기 광파이버 단에 복귀된 빔과, 이와 달리 다른 참조 광로를 거쳐 취득된 참조 빔 사이의 간섭 광을 사용함으로써,
   상기 피검사물의 단층촬영 화상을 취득하는 것을 특징으로 하는 광학 촬상장치.
   
10. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 빔의 사출 단이 파이버 단이며, 상기 파이버 단에 복귀된 반사 또는 후방산란된 빔은 광강도 검출기에 의해 검출되고,
    상기 검출된 광강도에 의거하여, 2차원 화상을 취득하는 것을 특징으로 하는 광학 촬상장치.
    
11. 복수의 측정 빔으로 피검사물을 주사하여 복귀된 복귀 빔을 보정하는 상기 피검사물의 광화상을 생성하는 광학 촬상장치에서의 보상 광학계로서,
    상기 복수의 측정 빔에 의해 상기 피검사물을 주사하여 생긴 상기 복귀 빔에서의 하나 이상의 파면수차를 얻도록 구성된 단일의 파면수차 검출기; 및
    상기 파면수차 검출기에 의해 얻어진 파면수차에 의거하여, 다른 각도로 입사하는 상기 복귀 빔 각각에서의 상기 파면수차를 보정하도록 구성된 단일의 파면수차 보정기를 구비한, 보상 광학계.
    
12. 피검사물인 측정 대상면을, 복수의 빔으로 이루어진 측정 빔으로 주사했을 때에 있어서의 상기 측정 대상면에서 반사 또는 후방산란된 반사 또는 후방산란 빔의 파면을 보정하고, 상기 피검사물의 광화상을 취득하는 광화상 취득장치의 제어 방법으로서,
    상기 복수의 빔으로 이루어진 상기 측정 빔을, 서로 다른 각도로 단일의 파면수차 보정기에 각각 입사하고,
    상기 단일의 파면수차 보정기에서 반사된 상기 측정 빔을, 주사 유닛을 사용하여 상기 측정 대상면을 주사하고,
    상기 측정 대상면에서 반사 또는 후방산란된 측정 빔의 파면수차를, 단일의 파면수차 검출기를 사용하여 검출하고,
    상기 검출된 파면수차에 근거하여, 상기 단일의 파면수차 보정기의 보정을 제어하는 것을 특징으로 하는 광화상 취득장치의 제어 방법.

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