KR102309036B1

KR102309036B1 - 검안경 개선 방법

Info

Publication number: KR102309036B1
Application number: KR1020177009314A
Authority: KR
Inventors: 곤잘로 무요; 데렉 스완
Original assignee: 옵토스 피엘씨
Priority date: 2014-09-09
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2021-10-05
Also published as: CN107106004B; US10292582B2; EP3190950A1; KR20170049576A; WO2016038332A1; GB2530033A; CA2960666A1; ES2960986T3; AU2015314051A1; AU2015314051B2; CN107106004A; JP2017526466A; US20170258322A1; GB201415915D0; FI3190950T3; EP3190950B1; DK3190950T3

Abstract

광원(12), 제1 스캐너(14), 제1 스캔 전달 엘리먼트(16), 제2 스캐너(18), 및 제2 스캔 전달 엘리먼트(20)를 포함하는 검안경(10)이 제시되고, 눈(22)의 동공 지점에서의 겉보기 점광원으로부터 안저 상에 입사광의 2차원 스캔을 제공하며, 제1 스캐너에서 겉보기 점광원으로부터 귀환광을 제공하도록 안저로부터 귀환광의 2차원 스캔을 디스캔(descan)하고, 제1 스캔 전달 엘리먼트는 안저로부터의 귀환광의 수차 보정을 제공하도록 정해진 형상을 갖는 자유 형상 엘리먼트를 포함한다.

Description

검안경 개선 방법{IMPROVEMENTS IN AND RELATING TO OPHTHALMOSCOPES}

본 발명은 검안경의 개선 방법, 특히 검안경에 있어서 수차의 보정 및 공초점의 개선에 관한 것이다.

검안경은 일반적으로, 광원으로부터의 입사광을 검안경의 대물 평면과 만나게 되는 피험자의 안저의 일부 상으로 지향시키고 검출 시스템에서 이러한 피험자의 안저의 일부로부터 귀환광을 수집하기 위한 시스템을 포함한다. 입사광과 귀환광을 지향시키고 수집하기 위해 통상적으로 다수의 스캔 엘리먼트와 스캔 전달 엘리먼트가 이용되며, 수집된 귀환광이 이용되어 피험자의 안저의 일부의 이미지를 형성하게 된다. 몇몇 검안경에서는, 예컨대 백색광 초광역 시야 검안경에서는, 스캔 엘리먼트와 스캔 전달 엘리먼트의 광학적 특성으로 인해, 이러한 검안경에 수차가 존재한다. 엘리먼트들에 의해 입사광과 귀환광에 도입된 수차는 안저 상에서의 광의 위치에 따라 달라진다. 이러한 수차는 시준된 빔으로부터 광의 디포커싱을 유발할 수 있고, 이러한 디포커싱 또한 안저 상에서의 광의 위치에 따라 달라진다. 안저 귀환광의 검출에 표준 공초점 조리개가 이용되는 경우, 체계적인 수차로 인해 안저 귀환광의 일부가 유실되어 예컨대, 각막 귀환광에 비해 안저 귀환광의 신호-대-잡음에 문제가 생길 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 광원, 제1 스캐너, 제1 스캔 전달 엘리먼트, 제2 스캐너, 및 제2 스캔 전달 엘리먼트를 포함하는 검안경이 제공되고, 눈의 동공 지점에서의 겉보기 점광원으로부터 안저 상에 입사광의 2차원 스캔을 제공하며, 제1 스캐너에서 겉보기 점광원으로부터 귀환광을 제공하도록 안저로부터의 귀환광의 2차원 스캔을 디스캔(descan)하고, 제1 스캔 전달 엘리먼트는 안저로부터의 귀환광의 수차 보정을 제공하도록 정해진 형상을 갖는 자유 형상 엘리먼트를 포함한다.

자유 형상 엘리먼트는, 입사광의 겉보기 점광원을 눈의 동공 지점에 유지하고 귀환광의 겉보기 점광원을 제1 스캐너에 유지하면서 수차 보정을 제공한다.

자유 형상 엘리먼트는 반사형 엘리먼트를 포함할 수 있다. 자유 형상 엘리먼트는 정적 엘리먼트를 포함할 수 있다.

자유 형상 엘리먼트는 엘리먼트의 실질적으로 서로 수직인 제1 및 제2 축 각각에서 곡률을 포함하는 형상을 가질 수 있다. 제1 축을 따르는 곡률은 타원에 의해 정해질 수 있다. 제1 축을 따르는 곡률은 포물선에 의해 정해질 수 있다. 제2 축을 따르는 곡률은 사전 결정된 수학적 함수에 의해 정해질 수 있다. 이러한 사전 결정된 수학적 함수는 적어도 하나의 다항 함수를 포함할 수 있다. 사전 결정된 수학적 함수는 다항 함수의 조합을 포함할 수 있다.

자유 형상 엘리먼트는 형상이 실질적으로 직사각형일 수 있다. 자유 형상 엘리먼트의 제1 축은 직사각 형상의 장축과 실질적으로 일치할 수 있고, 엘리먼트의 제2 축은 직사각 형상의 단축과 실질적으로 일치할 수 있다. 자유 형상 엘리먼트의 제1 축은 직사각 형상의 장축에 대해 각도를 이루며, 자유 형상 엘리먼트으 제2 축은 직사각 형상의 단축에 대해 각도를 이룰 수 있다.

자유 형상 엘리먼트는, 제1 스캐너에서의 겉보기 점광원에서, 광의 진행 방향에 실질적으로 수직이고 자유 형상 엘리먼트의 제2 축에는 실질적으로 평행하게 광의 방향으로 실질적으로 균일한 확산을 가지는 귀환광을 안저의 임의의 위치로부터 생성하기 위해 귀환광의 수차 보정을 제공하도록 정해진 형상을 가질 수 있다.

검안경은 제1 스캐너 이후에 위치하는 렌즈를 포함할 수 있고, 렌즈는 광의 진행 방향에 실질적으로 수직이고 자유 형상 엘리먼트의 제2 축에는 실질적으로 평행하게 광의 방향으로 시준되는 귀환광을 안저의 임의의 위치로부터 생성하도록 귀환광을 포커싱하는데 이용된다. 자유 형상 엘리먼트의 형상이 안저의 임의의 위치로부터 귀환광의 실질적으로 균일한 확산을 생성하기 때문에, 안저의 임의의 위치로부터 귀환광의 시준을 생성하기 위해 동일한 렌즈가 이용될 수 있다.

안저의 2차원 스캔은 귀환광의 복수의 빔들을 포함할 수 있고, 귀환광의 각각의 빔은 안저의 상이한 위치에서 비롯된 것이다. 자유 형상 엘리먼트는, 제1 스캐너에서의 겉보기 점광원에서, 빔들의 진행 방향에 실질적으로 수직이고 자유 형상 엘리먼트의 제2 축에는 실질적으로 평행하게 빔의 방향으로 실질적으로 균일한 확산을 가지는 귀환광의 빔들을 생성하기 위해 안저의 상이한 위치로부터 비롯된 귀환광의 복수의 빔의 수차 보정을 제공하도록 정해진 형상을 가질 수 있다.

검안경은 제1 스캐너 이후에 위치하는 렌즈를 포함할 수 있고, 렌즈는 광의 진행 방향에 실질적으로 수직이고 자유 형상 엘리먼트의 제2 축에는 실질적으로 평행하게 광의 방향으로 시준되는 귀환광의 빔들을 생성하기 위해 안저의 상이한 위치로부터 비롯된 귀환광의 복수의 빔들을 포커싱하는데 이용될 수 있다. 자유 형상 엘리먼트의 형상이 안저의 임의의 위치로부터 귀환광의 실질적으로 균일한 확산을 생성하기 때문에, 안저의 각각의 위치로부터 귀환광의 각각의 빔의 시준을 생성하기 위해 동일한 렌즈가 이용될 수 있다.

자유 형상 엘리먼트는 안저 상에서 입사광의 수차 보정을 제공하도록 정해진 형상을 가질 수 있다. 자유 형상 엘리먼트는, 눈의 동공 지점에서의 겉보기 점광원에서, 광의 진행 방향에 실질적으로 수직이고 자유 형상 엘리먼트의 제2 축에는 실질적으로 평행하게 광의 방향으로 실질적으로 균일한 확산 또는 수렴을 가지는 입사광을 안저의 임의의 위치에서 생성하기 위해 입사광의 수차 보정을 제공하도록 정해진 형상을 가질 수 있다.

안저 상에서의 입사광의 2차원 스캔은 입사광의 복수의 빔들을 포함할 수 있고, 입사광의 각각의 빔은 안저의 상이한 위치에 입사된다. 자유 형상 엘리먼트는, 눈의 동공 지점에서의 겉보기 점광원에서, 빔들의 진행 방향에 실질적으로 수직이고 자유 형상 엘리먼트의 제2 축에는 실질적으로 평행하게 빔의 방향으로 실질적으로 균일한 확산을 가지는 입사광의 빔들을 생성하기 위해 안저의 상이한 위치 상에 입사되는 입사광의 복수의 빔의 수차 보정을 제공하도록 정해진 형상을 가질 수 있다.

자유 형상 엘리먼트는 엘리먼트의 제1 축이 실질적으로 수직인 축을 형성하고 엘리먼트의 제2 축이 실질적으로 수평인 축을 형성하도록 검안경 내에 배치될 수 있다. 자유 형상 엘리먼트는 엘리먼트의 제1 축이 실질적으로 수평인 축을 형성하고 엘리먼트의 제2 축이 실질적으로 수직인 축을 형성하도록 검안경 내에 배치될 수 있다. 자유 형상 엘리먼트는 엘리먼트의 제1 축이 검안경의 수직 축에 각도를 이루며 엘리먼트의 제2 축이 검안경의 수평 축에 그에 대응하는 각도를 이루도록 검안경 내에 배치될 수 있다.

검안경에서의 수차 보정은 안저로부터의 귀환광의 공초점 검출에 개선을 제공하게 된다. 검안경에서의 귀환광의 공초점 검출이 이용되어, 검안경의 엘리먼트들과 각막 등의 다른 구조로부터 귀환되는 광의 검출에 비하여 안저로부터의 광의 검출을 개선하게 된다.

수차가 없는 이상적인 검안경에서는, 눈의 진입점에서의 입사광의 각각의 빔이 빔의 진행 방향에 수직인, 빔의 모든 방향으로 시준된다. 그 다음에 입사광의 빔은 눈에 의해 포커싱되어, 안저의 위치 상에 포커싱된 입사광을 형성하게 된다. 안저의 이러한 위치로부터의 귀환광은 눈에 의해 눈의 출구점에서 귀환광의 빔으로 디포커싱된다. 귀환광의 빔은 눈의 출구점에서 빔의 진행 방향에 수직인, 빔의 모든 방향으로 시준된다. 안저와 공초점 관계인 평면에 기존의 핀홀 조리개가 배치되는 경우, 조리개 이전에 놓인 렌즈가 안저로부터의 귀환광의 빔을 포커싱하여 안저와 공초점 관계인 평면에서 조리개를 통과하게 할 것이다. 다른 구조로부터의 귀환광은 핀홀 조리개에서, 즉 안저와 공초점 관계인 평면에서 포커스를 형성하지 않을 것이고, 따라서 대체로 걸러지게 된다.

입사광과 귀환광에 수차가 도입되는 검안경에서, 특히 광역 시야 검안경에서, 귀환광의 각각의 빔은 눈의 출구점에서 빔의 진행 방향에 수직인, 빔의 모든 방향으로 시준되는 것은 아니다. 안저와 공초점 관계인 평면에 기존의 핀홀 조리개가 배치되는 경우, 조리개 이전에 놓인 렌즈는 모든 빔이 안저와 공초점 관계인 평면에서 조리개를 통과하게 되도록 안저로부터의 귀환광의 빔을 포커싱할 수 없을 것이다. 그러므로, 안저 귀환광의 일부가 유실된다. 이는 더 큰 사이즈의 커스터마이징된 조리개를 이용함으로써 보상될 수 있지만, 이로 인해 다른 구조로부터 더 많은 광이 조리개를 통과하게 된다.

본 발명의 검안경에서는, 수차 보정에 의해 귀환광의 각각의 빔의 시준을 개선한다. 따라서, 안저와 공초점 관계인 평면에 기존의 핀홀 조리개가 배치되는 경우, 조리개 이전에 놓인 렌즈가 안저로부터의 귀환광의 빔을 조리개를 통해 더 양호하게 포커싱할 수 있다. 이로 인하여, 어떠한 수차 보정도 없는 검안경에 비해, 안저 귀환광의 공초점 검출에 개선이 이루어진다. 검안경의 엘리먼트들 및 눈의 각막 등의 다른 구조로부터의 귀환광은 안저와 공초점 관계인 평면에서, 즉 조리개에서 포커스를 형성하지 않을 것이고, 걸러질 수 있다.

검안경은 적어도 하나의 렌즈와 조리개를 포함하는 안저 귀환광 분리 장치를 더 포함할 수 있다. 렌즈는 비구면 렌즈일 수 있다. 조리개는 슬릿 조리개일 수 있다. 슬릿 조리개는 제1의 긴 치수가, 예컨대 대략 2mm이고 제2의 짧은 치수가, 예컨대 대략 250μm일 수 있다.

렌즈는 안저로부터 제1 스캐너를 통해 귀환광을 수광하도록 검안경 내에 배치될 수 있다. 렌즈는 안저와 공초점 관계인 평면에서 안저 귀환광을 귀환광의 라인으로 포커싱할 수 있다. 슬릿 조리개는 검안경 내에서, 안저와 공초점 관계인 평면에 귀환광의 광로에서 렌즈 이후에 배치될 수 있다. 슬릿 조리개는, 제1 축이 귀환광의 라인과 실질적으로 평행하게 되고 귀환광의 라인이 슬릿 조리개를 실질적으로 통과하게 되도록 검안경 내에 배치될 수 있다.

검안경의 엘리먼트들과 눈의 각막 등의 다른 구조로부터의 귀환광은 렌즈에 의해 광의 라인으로 포커싱되지 않을 것이고, 실질적으로 슬릿 조리개를 통과하지 않게 되어, 즉 실질적으로 걸러진다. 이에 의해 안저 귀환광의 공초점 검출에 개선이 이루어진다.

검안경은 눈의 망막 상에서 입사광의 수차 보정을 제공하도록 설계된 형상을 가지는 정적 위상 마스크를 더 포함할 수 있다.

검안경은 광역 시야 검안경을 포함할 수 있다. 검안경은 초광역 시야 검안경을 포함할 수 있다. 검안경은 반사 모드(reflectance mode)로 동작할 수 있다. 검안경은 형광 모드로 동작할 수 있다. 검안경은 광 간섭성 단층촬영을 위해 이용될 수 있다.

안저에 대해 언급하는 경우, 이는 눈의 망막, 시신경 유두, 황반, 중심와, 후두극, 브르치막(Bruch's membrane), 맥락막 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다는 점을 이해할 것이다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 본 발명의 제1 양태의 검안경에 사용되는 제1 스캔 전달 엘리먼트가 제공된다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 본 발명의 제1 양태의 검안경에 사용되는 제1 스캔 전달 엘리먼트의 형상을 정하는 방법이 제공되며,

(i) 검안경을 포함하는 시스템의 광학적 기술(description)을 구성하는 단계,

(ii) 시스템을 통해 복수의 광선을 통과시키는 단계,

(iii) 시스템을 통하는 광선의 경로를 결정하는 단계,

(iv) 광선의 경로를 이용하여 검안경의 엘리먼트 중 적어도 일부 엘리먼트의 수차를 각도의 함수로 측정하는 단계, 및

(v) 수차 측정을 이용하여 제1 스캔 전달 엘리먼트의 형상을 결정하는 단계를 포함한다.

방법은 또한 모형 눈의 수차에 대해 보상을 제공할 수 있다. 이러한 방법은,

(i) 모형 눈과 검안경을 포함하는 시스템의 광학적 기술을 구성하는 단계,

(ii) 시스템을 통해 복수의 광선을 통과시켜 모형 눈의 표면 상에 복수의 각도로 충돌하게 하는 단계,

(iii) 시스템을 통하는 광선의 경로를 결정하는 단계,

(iv) 광선의 경로를 이용하여 모형 눈과 검안경의 엘리먼트 중 적어도 일부 엘리먼트의 수차를 각도의 함수로 측정하는 단계, 및

이제 본 발명의 실시예에 대하여, 단지 예시의 목적으로 첨부된 도면을 참조하여 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 양태에 따른 검안경의 개략도이다.
도 2는 도 1의 검안경에 사용되는 본 발명의 제2 양태에 따른 제1 스캔 전달 엘리먼트의 개략도이다.
도 3은 도 1의 검안경의 안저 귀환광 분리 장치의 상면을 개략도로 나타낸 것이다.
도 4는 도 1의 검안경에 사용되는 도 2의 제1 스캔 전달 엘리먼트의 형상을 정하는 방법을 흐름도로 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 검안경(10)은 광원(12), 제1 스캐너(14), 제1 스캔 전달 엘리먼트(16), 제2 스캐너(18), 및 제2 스캔 전달 엘리먼트(20)를 포함한다. 광원(12)은 입사광의 복수의 연속되는 빔을 생성하도록 동작한다. 제1 스캐너(14)는 회전형 폴리곤(rotating polygon)이고, 광원(12)으로부터 입사광 빔을 수광한다. 이러한 실시예에서, 제1 스캐너(14)는 3개의 빔으로 표현되는 입사광 빔의 수직 스캔을 제공한다. 제1 스캔 전달 엘리먼트(16)는 자유 형상의 정적인 반사형 엘리먼트이고, 이에 대해서는 이하 추가로 설명할 것이다. 제1 스캔 전달 엘리먼트(16)는 제1 초점 및 제2 초점을 가지며, 도시된 바와 같이 제1 스캐너(14)가 제1 초점과 만나고 제2 스캐너(18)가 제2 초점과 만나도록 검안경(10) 내에 배치된다. 따라서 제1 스캔 전달 엘리먼트(16)는 제1 스캐너(14)로부터 입사광 빔의 수직 스캔을 제2 스캐너(18)에 전달한다. 제2 스캐너(18)는 스테퍼 모터에 의해 구동되는 평평한 미러이고, 이러한 실시예에서는 입사광 빔의 수평 스캔을 제공한다. 제2 스캔 전달 엘리먼트(20)는 비구면 미러이고 제1 초점 및 제2 초점을 가진다. 이는, 도시된 바와 같이 제2 스캐너(18)가 제1 초점과 만나고 피험자의 눈(22)의 동공 지점이 제2 초점과 만나도록 검안경(10) 내에 배치된다. 따라서 제2 스캔 전달 엘리먼트(20)는 제2 스캐너(18)로부터 입사광 빔의 수평 스캔을 동공 지점을 통해 눈(22)의 안저까지 전달한다.

그러므로 제1 스캐너(14), 제1 스캔 전달 엘리먼트(16), 제2 스캐너(18), 및 제2 스캔 전달 엘리먼트(20)가 조합되어 눈(22)의 안저에 입사광 빔의 2차원 스캔을 제공하도록 동작하게 된다. 이러한 2차원 입사광 스캔은 눈(22)의 동공 지점에서의 겉보기 점광원으로부터 비롯된 것으로 보이며, 입사광의 복수의 빔을 포함하되, 입사광의 각각의 빔은 눈(22)의 안저의 상이한 위치 상에 입사하게 된다.

눈(22)의 안저로부터의 귀환광은, 검안경(10)의 반사 및 형광 동작 모드 양자 모두에서, 눈(22)의 안저로부터 귀환광의 2차원 스캔을 형성한다. 귀환광의 이러한 2차원 스캔은 귀환광의 복수의 빔을 포함하고, 귀환광의 각각의 빔은 안저의 상이한 위치로부터 비롯된 것이다. 귀환광의 2차원 스캔은 다시 눈(22)의 동공 지점, 제2 스캔 전달 엘리먼트(20), 제2 스캐너(18), 제1 스캔 전달 엘리먼트(16), 제1 스캐너(14)를 통과한다. 이들은 귀환광의 2차원 스캔을 디스캔하여 제1 스캐너(14)로부터 귀환광의 복수의 빔을 제공하도록 동작한다. 귀환광의 복수의 빔은 제1 스캐너(14)에서의 겉보기 점광원으로부터 비롯된 것으로 보인다. 제1 스캐너(14)는, 입사광의 복수의 빔이 광원(12)으로부터 수광되는 방향으로 각각의 귀환광 빔을 투영한다. 귀환광의 빔은 빔 스플리터(24)에 의해 입사광 경로로부터 분리되고 검출기(미도시)에 커플링된다. 귀환광의 2차원 스캔을 형성하고 눈(22)의 안저의 이미지를 생성하기 위해 검출기로부터의 시계열 측정이 이용된다.

도 1 및 2를 참조하면, 제1 스캔 전달 엘리먼트(16)는 안저로부터의 귀환광의 수차 보정을 제공하도록 정해진 형상을 가지는 자유 형상 엘리먼트를 포함한다. 자유 형상 엘리먼트(16)는 엘리먼트의 실질적으로 서로 수직인 제1 축 및 제2 축(x 및 y) 각각에서 곡률을 포함하는 형상을 가진다. 제1 축(y)을 따르는 곡률은 타원에 의해 정해지며, 제2 축(x)을 따르는 곡률은 하나 이상의 다항 함수를 포함하는 사전 결정된 수학적 함수에 의해 정해진다. 자유 형상 엘리먼트(16)는 실질적으로 직사각형이고, 엘리먼트의 제1 축(y)은 도시된 바와 같이 직사각 형상의 장축에 대해 각도를 이루며, 엘리먼트의 제2 축(x)은 직사각 형상의 단축에 대해 각도를 이룬다. 자유 형상 엘리먼트(16)의 제1 축(y)을 따르는 타원 곡률은 엘리먼트의 제1 초점 및 제2 초점을 제공하며, 제1 스캐너(14) 및 제2 스캐너(18)는 이들 초점과 각각 만나게 된다. 자유 형상 엘리먼트(16)의 이러한 형상과 배치는, 입사광의 겉보기 점광원을 눈(22)의 동공 지점에 유지하고 귀환광의 겉보기 점광원을 제1 스캐너(14)에 유지하면서 수차 보정을 제공하게 된다.

이러한 실시예에서, 자유 형상 엘리먼트(16)는 엘리먼트의 제1 축(y)이 실질적으로 수직인 축을 형성하고 엘리먼트의 제2 축(x)은 실질적으로 수평인 축을 형성하도록 검안경(10) 내에 배치된다. 그러나, 자유 형상 엘리먼트는 엘리먼트의 제1 축이 실질적으로 수평인 축을 형성하고 엘리먼트의 제2 축은 실질적으로 수직인 축을 형성하도록 검안경 내에 배치될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

자유 형상 엘리먼트(16)의 형상은, 안저의 상이한 위치들에서 비롯되는, 제1 스캐너(14)의 겉보기 점광원에서의 귀환광의 각각의 빔의 수차 보정을 생성하도록 정해진다. 이는, 제1 스캐너(14)에서의 겉보기 점광원에서, 빔의 진행 방향에 실질적으로 수직이고 자유 형상 엘리먼트(16)의 제2 축에는 실질적으로 평행하게(즉, 본 예에서는 귀환빔의 수평 차원으로) 빔의 방향으로 실질적으로 균일한 확산을 가지는 귀환광의 빔을 생성하게 된다. 자유 형상 엘리먼트(16)는 귀환광의 각각의 빔의 수평 차원으로 수차를 보정한다. 이러한 자유 형상 엘리먼트(16)의 수차 보정은 귀환광의 빔의 수직 차원으로 수차 보정을 일으키지 않는다. 귀환광의 각각의 빔은 수직 차원으로 상이한 수렴/확산을 가진다.

자유 형상 엘리먼트(16)의 형상은 또한 눈(22)의 안저의 상이한 위치들 상에 입사되는 입사광의 각각의 빔의 수차 보정을 제공한다. 이는, 눈(22)의 동공 지점에서의 겉보기 점광원에서, 빔의 진행 방향에 실질적으로 수직이고 자유 형상 엘리먼트(16)의 제2 축에는 실질적으로 평행하게(즉, 본 예에서는 입사빔의 수평 차원으로) 빔의 방향으로 실질적으로 균일한 확산을 가지는 입사광의 빔을 생성하게 된다.

도 1 및 3을 참조하면, 검안경(10)은 눈(22)의 안저로부터 제1 스캐너(14) 및 빔 스플리터(24)를 통해 귀환광의 빔을 수광하도록 검안경(10) 내에 배치된 귀환광 검출 장치(30)를 포함한다. 귀환광 검출 장치(30)는 시준 렌즈(32), 비구면 또는 구면 렌즈인 포커싱 렌즈(34), 및 슬릿 조리개(36)를 포함한다. 슬릿 조리개(36)는 제1의 긴 치수가, 예컨대 대략 2mm이고 제2의 짧은 치수가, 예컨대 대략 250μm이다.

시준 렌즈(32)는, 광의 진행 방향에 실질적으로 수직이고 자유 형상 엘리먼트(16)의 제2 축에는 실질적으로 평행하게(즉, 본 실시예에서는 귀환광의 수직 차원으로) 광의 방향으로 시준되는 귀환광의 빔을 생성하도록 안저의 상이한 위치들로부터 비롯되는 귀환광의 복수의 빔을 포커싱하는데 이용된다. 자유 형상 엘리먼트(16)의 형상이 안저의 임의의 위치로부터 귀환광의 빔의 실질적으로 균일한 확산을 생성하기 때문에, 안저의 각각의 위치로부터 귀환광의 각각의 빔의 시준을 생성하기 위해 동일한 렌즈(32)가 이용될 수 있다.

포커싱 렌즈(34)와 슬릿 조리개(36)는 도시된 바와 같이 귀환광의 각각의 빔의 경로에 대하여 시준 렌즈(32) 이후에 배치된다. 슬릿 조리개(36)는 눈(22)의 안저와 공초점 관계인 평면에 배치된다. 포커싱 렌즈(34)는 안저 공초점 평면에서 귀환광의 각각의 빔을 포커싱하도록 슬릿 조리개(36) 이전에 배치된다. 제1 스캔 전달 엘리먼트(16)의 제2 축(x)에 평행한, 귀환광의 각각의 빔의 수평 또는 폭 차원으로, 빔이 시준된다. 귀환광의 빔의 수직 또는 높이 차원으로는, 빔이 수렴하거나 확산된다. 포커싱 렌즈(34)는 렌즈(34)의 광축 위아래로 연장되는 귀환광의 라인을 형성하기 위해 안저로부터의 귀환광의 각각의 빔을 포커싱한다. 슬릿 조리개(36)의 제1의 장축은 귀환광의 각각의 라인과 실질적으로 평행하게 놓이고, 귀환광의 각각의 빔에 의해 생성되는 광의 라인은 슬릿 조리개(36)를 실질적으로 통과하여 검출된다.

검안경(10)의 엘리먼트들 및 눈(22)의 각막 등의 다른 구조로부터의 귀환광은 포커싱 렌즈(34)에 의해 광의 라인으로 포커싱되지 않을 것이고, 실질적으로 슬릿 조리개(36)를 통과하지 않게 되어, 즉 실질적으로 걸러진다. 이에 의해 안저 귀환광의 공초점 검출에 개선이 이루어진다.

도 4를 참조하면, 도 1의 검안경(10)에 사용되는 도 2의 자유 형상 제1 스캔 전달 엘리먼트(16)의 형상을 정하는 방법이 예시되어 있다. 이러한 방법은, 검안경을 포함하는 시스템의 광학적 기술(description)을 구성하는 단계(40), 시스템을 통해 복수의 광선을 통과시키는 단계(42), 시스템을 통하는 광선의 경로를 결정하는 단계(44), 광선의 경로를 이용하여 검안경의 엘리먼트 중 적어도 일부 엘리먼트의 수차를 각도의 함수로 측정하는 단계(46), 및 수차 측정을 이용하여 자유 형상 엘리먼트의 형상을 결정하는 단계(48)를 포함한다. 방법은 또한, 모형 눈과 검안경을 포함하는 시스템의 광학적 기술을 구성하고, 시스템을 통해 복수의 광선을 통과시켜 모형 눈의 표면 상에 복수의 각도로 충돌하게 하며, 시스템을 통하는 광선의 경로를 결정하고, 광선의 경로를 이용하여 모형 눈과 검안경의 엘리먼트 중 적어도 일부 엘리먼트의 수차를 각도의 함수로 측정하고, 수차 측정을 이용하여 자유 형상 엘리먼트의 형상을 결정함으로써, 모형 눈의 수차에 대해 보상을 제공할 수 있다.

Claims

검안경으로서,
광원, 제1 스캐너, 제1 스캔 전달 엘리먼트, 제2 스캐너, 및 제2 스캔 전달 엘리먼트를 포함하고,
눈의 동공 지점에서의 겉보기 점광원으로부터 안저 상에 입사광의 2차원 스캔을 제공하며,
상기 제1 스캐너에서 겉보기 점광원으로부터 귀환광을 제공하도록 안저로부터의 귀환광의 2차원 스캔을 디스캔(descan)하고,
상기 제1 스캔 전달 엘리먼트는 안저로부터의 귀환광의 수차 보정을 제공하도록 정해진 형상을 갖는 자유 형상 엘리먼트를 포함하는, 검안경.
제1항에 있어서,
상기 자유 형상 엘리먼트는 반사형 엘리먼트를 포함하는, 검안경.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 자유 형상 엘리먼트는 정적(static) 엘리먼트를 포함하는, 검안경.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 자유 형상 엘리먼트는 엘리먼트의 실질적으로 서로 수직인 제1 및 제2 축 각각에서 곡률을 포함하는 형상을 가지는, 검안경.
제4항에 있어서,
상기 제1 축을 따르는 곡률은 타원에 의해 정해지는, 검안경.
제4항에 있어서,
상기 제2 축을 따르는 곡률은 사전 결정된 수학적 함수에 의해 정해지는, 검안경.
제6항에 있어서,
상기 사전 결정된 수학적 함수는 적어도 하나의 다항 함수를 포함하는, 검안경.
제4항에 있어서,
상기 자유 형상 엘리먼트는 형상이 실질적으로 직사각형이고, 상기 자유 형상 엘리먼트의 제1 축은 직사각 형상의 장축에 대해 각도를 이루며, 상기 자유 형상 엘리먼트의 제2 축은 직사각 형상의 단축에 대해 각도를 이루는, 검안경.
제4항에 있어서,
상기 자유 형상 엘리먼트는, 상기 제1 스캐너에서의 상기 겉보기 점광원에서, 광의 진행 방향에 실질적으로 수직이고 상기 자유 형상 엘리먼트의 제2 축에는 실질적으로 평행하게 광의 방향으로 실질적으로 균일한 확산을 가지는 귀환광을 안저의 임의의 위치로부터 생성하기 위해 상기 귀환광의 수차 보정을 제공하도록 정해진 형상을 가지는, 검안경.
제9항에 있어서,
상기 검안경은 상기 제1 스캐너 이후에 위치하는 렌즈를 더 포함하며, 상기 렌즈는, 광의 진행 방향에 실질적으로 수직이고 상기 자유 형상 엘리먼트의 제2 축에는 실질적으로 평행하게 광의 방향으로 시준되는 귀환광을 안저의 임의의 위치로부터 생성하도록 귀환광을 포커싱하는데 이용되는, 검안경.
제1항 또는 제2항에 있어서,
안저로부터의 귀환광의 상기 2차원 스캔은 귀환광의 복수의 빔들을 포함하며, 귀환광의 각각의 빔은 안저의 상이한 위치에서 비롯된 것인, 검안경.
제11항에 있어서,
상기 자유 형상 엘리먼트는 엘리먼트의 실질적으로 서로 수직인 제1 및 제2 축 각각에서 곡률을 포함하는 형상을 가지고,
상기 자유 형상 엘리먼트는, 상기 제1 스캐너에서의 상기 겉보기 점광원에서, 상기 빔들의 진행 방향에 실질적으로 수직이고 상기 자유 형상 엘리먼트의 제2 축에는 실질적으로 평행하게 빔의 방향으로 실질적으로 균일한 확산을 가지는 귀환광의 빔들을 생성하기 위해 귀환광의 각각의 빔의 수차 보정을 제공하도록 정해진 형상을 가지는, 검안경.
제12항에 있어서,
상기 검안경은 상기 제1 스캐너 이후에 위치하는 렌즈를 더 포함하며, 상기 렌즈는, 광의 진행 방향에 실질적으로 수직이고 상기 자유 형상 엘리먼트의 제2 축에는 실질적으로 평행하게 광의 방향으로 시준되는 귀환광의 빔들을 생성하기 위해 안저의 상이한 위치로부터 비롯된 귀환광의 상기 복수의 빔들을 포커싱하는데 이용되는, 검안경.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 자유 형상 엘리먼트는 안저 상에서 입사광의 수차 보정을 제공하도록 정해진 형상을 가지는, 검안경.
제1항 또는 제2항에 있어서,
적어도 하나의 렌즈와 조리개를 포함하는 안저 귀환광 분리 장치를 더 포함하는, 검안경.
제15항에 있어서,
상기 렌즈는 비구면 렌즈인, 검안경.
제15항에 있어서,
상기 조리개는 슬릿 조리개인, 검안경.
제17항에 있어서,
상기 렌즈는 안저로부터 상기 제1 스캐너를 통해 귀환광을 수광하도록 상기 검안경 내에 배치되고 안저와 공초점 관계인 평면에서 안저 귀환광을 귀환광의 라인으로 포커싱하는, 검안경.
제18항에 있어서,
상기 슬릿 조리개는 상기 검안경 내에서, 안저와 공초점 관계인 상기 평면에 상기 귀환광의 광로에서 상기 렌즈 이후에 배치되어, 장축이 상기 귀환광의 라인과 실질적으로 평행하게 되고 상기 귀환광의 라인이 상기 슬릿 조리개를 실질적으로 통과하게 되는, 검안경.
제1항 또는 제2항에 따른 검안경에 사용되는 제1 스캔 전달 엘리먼트.
제1항 또는 제2항에 따른 검안경에 사용되는 제1 스캔 전달 엘리먼트의 형상을 정하는 방법으로서,
(i) 상기 검안경을 포함하는 시스템의 광학적 기술(description)을 구성하는 단계,
(ii) 상기 시스템을 통해 복수의 광선을 통과시키는 단계,
(iii) 상기 시스템을 통하는 상기 광선의 경로를 결정하는 단계,
(iv) 상기 광선의 경로를 이용하여 상기 검안경의 엘리먼트 중 적어도 일부 엘리먼트의 수차를 각도의 함수로 측정하는 단계, 및
(v) 수차 측정을 이용하여 상기 제1 스캔 전달 엘리먼트의 형상을 결정하는 단계를 포함하는, 제1 스캔 전달 엘리먼트의 형상을 정하는 방법.