專(zhuān)利名稱(chēng)：自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備和包括該自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備的成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備和包括該自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備的成像設(shè)備。特別地， 本發(fā)明涉及一種用于眼科診斷等的光學(xué)成像設(shè)備和光學(xué)成像方法。
背景技術(shù)：
使用多波長(zhǎng)光學(xué)干擾的光學(xué)相干斷層成像術(shù)(OCT)是一種獲取被檢者(具體地， 眼底)的高分辨率斷層圖像的方法。以下，通過(guò)使用OCT獲取光學(xué)斷層圖像的光學(xué)斷層成 像設(shè)備將被稱(chēng)為OCT設(shè)備。最近幾年，變得可通過(guò)增大在傅立葉域OCT設(shè)備中使用的測(cè)量 光束的直徑來(lái)獲取水平分辨率高的視網(wǎng)膜斷層圖像。另一方面，測(cè)量光束的光束直徑的增 大的直徑引起這樣的問(wèn)題，即，當(dāng)獲取視網(wǎng)膜斷層圖像時(shí)，由于被檢者(subject)眼睛的彎 曲表面的畸變(distortion)和折射率的不均勻產(chǎn)生的像差(aberration)，斷層圖像的信 噪比和分辨率降低。為了解決該問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了包括自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的自適應(yīng)光學(xué)OCT設(shè)備。 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)通過(guò)使用波前傳感器來(lái)實(shí)時(shí)地測(cè)量被檢者眼睛的像差，并通過(guò)使用波前校 正裝置來(lái)校正該像差，從而可獲取水平分辨率高的斷層圖像。日本專(zhuān)利公開(kāi)No. 2007-14569描述了一種包括這樣的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的眼科成 像設(shè)備。該設(shè)備是通過(guò)使用自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)、液晶空間相位調(diào)制器、多面反射鏡(polygon mirror)、電流反射鏡(galvanomirror)和其它部件來(lái)獲取眼底圖像的掃描激光檢眼鏡 (SL0設(shè)備)。該眼科成像設(shè)備通過(guò)使用液晶空間相位調(diào)制器來(lái)校正在被檢者眼睛中產(chǎn)生的 像差，從而防止水平分辨率降低。通常，液晶空間相位調(diào)制器對(duì)與液晶取向?qū)?zhǔn)的特定的偏 振分量進(jìn)行調(diào)制，而不對(duì)其它偏振分量進(jìn)行調(diào)制。因此，眼科成像設(shè)備難以與從眼底反射的 反射光的偏振狀態(tài)無(wú)關(guān)地校正偏振分量。在這方面，眼科成像設(shè)備具有改進(jìn)獲取水平分辨 率高的圖像的余地。關(guān)于自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中所使用的空間相位調(diào)制器，“!Progress report of USAF Research Laboratory liquidcrystal AO program，，，Proc. SPIE, Vol. 3353, 776(1998)描述了一種透射液晶空間相位調(diào)制器，在該調(diào)制器中，堆疊了液晶取向不同的兩 個(gè)液晶元件。無(wú)論入射光束的偏振狀態(tài)如何，這種空間相位調(diào)制器均可對(duì)入射光束進(jìn)行調(diào) 制。

發(fā)明內(nèi)容
然而，“Progress report of USAF Research Laboratory liquidcrystal AO program", Proc. SPIE, Vol. 3353，776 (1998)中所述的包括兩個(gè)液晶元件的調(diào)制器在成本 上不高效。而且，堆疊兩個(gè)液晶元件的結(jié)構(gòu)具有難以將兩個(gè)液晶元件設(shè)成彼此光學(xué)共軛 (conjugate)的問(wèn)題。結(jié)果，調(diào)制器對(duì)自適應(yīng)光學(xué)OCT設(shè)備的光學(xué)設(shè)計(jì)構(gòu)成限制。也就是 說(shuō)，必須設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)，以使得即使液晶裝置表面偏離，也將兩個(gè)液晶元件設(shè)成關(guān)于兩個(gè)偏 振光束彼此光學(xué)共軛。結(jié)果，光學(xué)系統(tǒng)趨向于變得復(fù)雜且龐大。本發(fā)明提供一種光學(xué)成像設(shè)備和光學(xué)成像方法，無(wú)論偏振狀態(tài)如何，該光學(xué)成像 設(shè)備和光學(xué)成像方法均可通過(guò)使用包括空間光調(diào)制單元的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)來(lái)對(duì)測(cè)量光束4和返回光束中的至少一個(gè)進(jìn)行調(diào)制，并可通過(guò)校正像差來(lái)提高光學(xué)圖像的信噪比。根據(jù)本發(fā)明的一方面，自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備包括第一轉(zhuǎn)換單元，所述第一轉(zhuǎn)換單元被 構(gòu)造為將光的兩個(gè)偏振分量中的一個(gè)的偏振方向轉(zhuǎn)換為所述偏振分量中的另一個(gè)的偏振 方向，所述光由光源發(fā)射；光調(diào)制單元，所述光調(diào)制單元被構(gòu)造為在經(jīng)轉(zhuǎn)換的偏振方向上對(duì) 通過(guò)第一轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的光的兩個(gè)偏振分量進(jìn)行調(diào)制；第二轉(zhuǎn)換單元，所述第二轉(zhuǎn)換單元 被構(gòu)造為將通過(guò)所述光調(diào)制單元調(diào)制的光的各偏振分量的方向轉(zhuǎn)換為彼此交叉的方向；以 及，照射單元，所述照射單元被構(gòu)造為用被所述光調(diào)制單元轉(zhuǎn)換的光照射物體。根據(jù)本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)一種光學(xué)成像設(shè)備和光學(xué)成像方法，無(wú)論偏振狀態(tài)如何，該光 學(xué)成像設(shè)備和光學(xué)成像方法均可通過(guò)使用包括空間光調(diào)制單元的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)來(lái)對(duì)測(cè) 量光束和返回光束中的至少一個(gè)進(jìn)行調(diào)制，并可通過(guò)校正像差來(lái)提高光學(xué)圖像的信噪比。從參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得清晰。


圖IA至圖IC示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的OCT設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)。圖2A至圖2C示出通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的OCT設(shè)備來(lái)獲取斷層圖像 的方法。圖3是示出通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的OCT設(shè)備來(lái)獲取斷層圖像的步驟 的流程圖。圖4A至圖4B示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的OCT設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的OCT設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式以下，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。這里，將對(duì)作為獲取被檢者眼睛的 圖像的OCT設(shè)備的光學(xué)成像設(shè)備進(jìn)行描述。然而，本發(fā)明可應(yīng)用于其它光學(xué)成像設(shè)備，例 如，掃描激光檢眼鏡(SL0設(shè)備)。第一實(shí)施例將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的OCT設(shè)備(光學(xué)斷層成像設(shè)備)進(jìn)行描述。具體 地講，在第一實(shí)施例中，將對(duì)包括自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的OCT設(shè)備進(jìn)行描述，所述自適應(yīng)光學(xué)系 統(tǒng)以高的水平分辨率獲取被檢者眼睛的斷層圖像(OCT圖像)。第一實(shí)施例為通過(guò)使用反射 空間光調(diào)制器來(lái)校正被檢者眼睛的像差和獲取被檢者眼睛的斷層圖像的傅立葉域OCT設(shè) 備。無(wú)論被檢者眼睛的屈光度(diopter)或像差如何，這樣的OCT設(shè)備均可獲取良好的斷層 圖像。測(cè)量光束被劃分成兩個(gè)偏振分量，每個(gè)偏振分量進(jìn)入反射空間光調(diào)制器。根據(jù)本發(fā) 明的自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備不限于本實(shí)施例。自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備被構(gòu)造為使得光調(diào)制單元被其中P 偏振光和s偏振光具有相同方向的光照射就足夠了。因此，可在瞳共軛(pupil-conjugate) 位置處對(duì)P偏振光和s偏振光進(jìn)行調(diào)制，并可校正由物體產(chǎn)生的入射光束的像差。而且，可使用同一光學(xué)系統(tǒng)校正在來(lái)自物體的返回光束中產(chǎn)生的像差。這是由于， 例如，如果物體為被檢者眼睛，則當(dāng)被眼底反射和/或散射的光再次穿過(guò)被檢者眼睛的眼 前節(jié)(anterior ocularsegment)時(shí)產(chǎn)生像差。此時(shí)，返回光束會(huì)穿過(guò)與入射光束相同的光 路。因此，可使用共同的光調(diào)制單元，由此可降低部件數(shù)量和成本。這里，空間光調(diào)制器為5利用液晶取向的反射液晶空間相位調(diào)制器。只要空間光調(diào)制器可對(duì)光的相位進(jìn)行調(diào)制，就 可使用除了液晶之外的材料。將參照?qǐng)DIA對(duì)根據(jù)第一實(shí)施例的OCT設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。如圖IA所示， 根據(jù)第一實(shí)施例的OCT設(shè)備100的整體為Michelson干涉儀系統(tǒng)。在圖IA中，光束由光源 101發(fā)射，并且該光束通過(guò)光纖130-1和光耦合器131行進(jìn)，其中光束以比率90 10劃分 成參考光束105和測(cè)量光束106。測(cè)量光束106通過(guò)單模光纖130-4行進(jìn)到測(cè)量光路102。 圖IB示出測(cè)量光路102的結(jié)構(gòu)。測(cè)量光束106通過(guò)第一 Wollaston棱鏡166-1、空間光調(diào) 制器159、XY掃描儀119、球面反射鏡160-1至160-11行進(jìn)到作為要被觀察的物體的被檢 者眼睛107。第一 Wollaston棱鏡166-1將測(cè)量光束106分成兩個(gè)偏振分量。偏振分量進(jìn) 入空間光調(diào)制器159，并由第二 Wollaston棱鏡166-2組合成一個(gè)光束。測(cè)量光束106被作為要被觀察的物體的被檢者眼睛107反射或散射，并作為返回 光束108返回。返回光束108被光耦合器131與參考光束105組合。偏振控制器153-1至 153-4調(diào)整測(cè)量光束106和參考光束105的偏振狀態(tài)。參考光束105和返回光束108被組 合，然后被透射光柵(grating) 141劃分成波長(zhǎng)分量，并進(jìn)入線傳感器139。線傳感器139將 每個(gè)位置(波長(zhǎng))處的光的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并通過(guò)使用該電壓信號(hào)形成被檢者眼睛 107的斷層圖像。返回光束108的像差被波前傳感器155測(cè)量。在第一實(shí)施例中，控制空間 光調(diào)制器159，以減小像差，并且無(wú)論被檢者眼睛的屈光度或像差如何，均獲取良好的斷層 圖像。接著，將對(duì)光源101進(jìn)行描述。光源101是波長(zhǎng)為830nm、帶寬為50nm的高亮度 發(fā)光二極管(SLD)，它是典型的低相干性光源。帶寬是影響所獲取的斷層圖像在光軸方向 中的分辨率的重要參數(shù)。這里，光源為SLD。然而，可使用其它光源，例如放大自發(fā)發(fā)射 (amplified spontaneous emission,ASE)器件等，只要可發(fā)射相干性低的光即可。使用近 紅外光對(duì)于測(cè)量眼睛是合適的。由于波長(zhǎng)影響所獲取的斷層圖像的水平分辨率，所以更短 的波長(zhǎng)更合適。在第一實(shí)施例中，波長(zhǎng)為830nm。根據(jù)要被測(cè)量的物體的位置，波長(zhǎng)可與此 不同。接著，將對(duì)參考光束105的光路進(jìn)行描述。被光學(xué)耦合器131劃分的參考光束105 通過(guò)單模光纖130-2行進(jìn)到透鏡135-1，透鏡135-1將參考光束105準(zhǔn)直為直徑為3mm的 準(zhǔn)直光束。接著，參考光束105被反射鏡157-1和157-2反射到作為參考反射鏡的反射鏡 114。使參考光束105的光路長(zhǎng)度基本上與測(cè)量光束106的光路長(zhǎng)度相同，以使得參考光束 105可與測(cè)量光束106發(fā)生干涉。接著，參考光束105被反射鏡114反射，并被再次引導(dǎo)到 光耦合器131。參考光束105穿過(guò)色散補(bǔ)償玻璃115，色散補(bǔ)償玻璃115對(duì)參考光束105補(bǔ) 償在測(cè)量光束106行進(jìn)到被檢者眼睛107并從被檢者眼睛107返回時(shí)產(chǎn)生的色散。色散補(bǔ) 償玻璃115的長(zhǎng)度為L(zhǎng)i。這里，Ll = 23mm，23mm與普通日本人的眼球的直徑對(duì)應(yīng)。電動(dòng)臺(tái) 117-1可沿著箭頭指示的方向移動(dòng)以調(diào)整參考光束105的光路長(zhǎng)度。在個(gè)人計(jì)算機(jī)125的 控制下驅(qū)動(dòng)電動(dòng)臺(tái)117-1。接著，將參照?qǐng)DIB對(duì)表征第一實(shí)施例的測(cè)量光束106的光路進(jìn)行描述。被光耦 合器131劃分的測(cè)量光束106通過(guò)單模光纖130-4被引導(dǎo)到透鏡135-4，透鏡135-4將測(cè) 量光束106準(zhǔn)直為直徑為3mm的準(zhǔn)直光束。偏振控制器153-4可調(diào)整測(cè)量光束106的偏 振狀態(tài)。這里，測(cè)量光束106的偏振狀態(tài)可以是圓偏振的。測(cè)量光束106穿過(guò)光束分光器158，被球面反射鏡160-1和160-2反射，并且進(jìn)入第一 Wollaston棱鏡(第一偏振光束分 光器)166-1。這里，測(cè)量光束106被劃分成作為(與紙表面垂直的)s偏振分量的第一測(cè) 量光束(第一光路)106-1和作為(與紙表面平行的)ρ偏振分量的第二測(cè)量光束(第二光 路)106-2。測(cè)量光束106-1和106-2之間的角度為10°。第一測(cè)量光束106-1被球面反射鏡160-3反射，進(jìn)入作為第一偏振調(diào)整單元的半 波板168-1，以使得偏振被旋轉(zhuǎn)90°，并且第一測(cè)量光束106-1變成與紙表面平行的線偏振 光束。然后，第一測(cè)量光束106-1被引導(dǎo)到球面反射鏡160-4。第二測(cè)量光束106-2被球面 反射鏡160-3反射，通過(guò)光路補(bǔ)償板(第一補(bǔ)償板)169-1行進(jìn)到球面反射鏡160-4。作為 偏振分量中的一個(gè)的第一測(cè)量光束106-1和作為所述偏振分量中的另一個(gè)的第二測(cè)量光 束106-2被球面反射鏡160-4反射，在同一位置處進(jìn)入空間光調(diào)制器159，并被調(diào)制。空間 光調(diào)制器159被定向?yàn)槭沟脤?duì)(與紙表面平行的)ρ偏振光的相位進(jìn)行調(diào)制。接著，第一測(cè) 量光束106-1被球面反射鏡160-5反射，通過(guò)光路補(bǔ)償板(第二補(bǔ)償板)169-2行進(jìn)到球面 反射鏡160-6。第二測(cè)量光束106-2被球面反射鏡160-5反射，并進(jìn)入作為第二偏振調(diào)整單 元的半波板(第二半波板)168-2，以使得偏振被旋轉(zhuǎn)90°，并且第二測(cè)量光束106-2變成 與紙表面垂直的線偏振光束。然后，第二測(cè)量光束106-2被引導(dǎo)到球面反射鏡160-6。第一測(cè)量光束106-1和第二測(cè)量光束106-2被球面反射鏡160_6反射，并在同 一位置處進(jìn)入第二 Wollaston棱鏡(第二偏振光束分光器)166-2的光束分光表面，第二 Wollaston棱鏡166-2設(shè)為比第一 Wollaston棱鏡更靠近物體。第一測(cè)量光束106-1和第 二測(cè)量光束106-2被組合以再次變成測(cè)量光束106。光路補(bǔ)償板169-1和169-2分別對(duì)半 波板168-1和168-2補(bǔ)償光路長(zhǎng)度或偏差?？臻g光調(diào)制器159通過(guò)利用液晶取向?qū)哂刑?定偏振方向的偏振分量進(jìn)行調(diào)制。因此，如上所述，測(cè)量光束106被劃分成偏振不同的第 一測(cè)量光束106-1和第二測(cè)量光束106-2。而且，第一測(cè)量光束106-1的偏振方向被旋轉(zhuǎn) 90°，以使得測(cè)量光束106-1和106-2的偏振方向變成相同，由此無(wú)論測(cè)量光束106的偏振 狀態(tài)如何，均可對(duì)測(cè)量光束106進(jìn)行調(diào)制。這里，空間光調(diào)制器159相對(duì)于第一 Wollaston棱鏡166_1的水平放大倍數(shù)為2， 并且當(dāng)測(cè)量光束106-1和106-2進(jìn)入空間光調(diào)制器159時(shí)，測(cè)量光束106-1和106-2中的 每一個(gè)的光束直徑為6mm。測(cè)量光束106-1和106-2之間的角度為5°。同樣，空間光調(diào)制 器159相對(duì)于第二 Wollaston棱鏡166-2的水平放大倍數(shù)為2。如上所述，測(cè)量光束106-1 和106-2的偏振方向可彼此垂直。然而，實(shí)際上，偏振方向可不垂直，只要它們彼此不同即 可。接著，測(cè)量光束106被球面反射鏡160-7和160-8反射，并入射在XY掃描儀119 的反射鏡上。為了簡(jiǎn)化，XY掃描儀119示為反射鏡。然而，實(shí)際上，X掃描反射鏡和Y掃描 反射鏡可設(shè)為彼此相鄰，以在與光軸垂直的方向?qū)σ暰W(wǎng)膜127進(jìn)行光柵掃描。測(cè)量光束106 的中心與XY掃描儀119的反射鏡的旋轉(zhuǎn)中心的中心對(duì)準(zhǔn)。用作用于掃描視網(wǎng)膜127的光 學(xué)系統(tǒng)的球面反射鏡160-9至160-11使得測(cè)量光束106以眼角膜126附近的點(diǎn)作為支點(diǎn) (fulcrum)掃描視網(wǎng)膜127。這里，進(jìn)入眼角膜的測(cè)量光束106的直徑為4mm。為了獲取水 平分辨率更高的斷層圖像，光束直徑可以更大。電動(dòng)臺(tái)117-2可沿著箭頭指示的方向移動(dòng) 以在個(gè)人計(jì)算機(jī)125的控制下調(diào)整附著到電動(dòng)臺(tái)117-2的球面反射鏡160-10的位置。通 過(guò)調(diào)整球面反射鏡160-10的位置，可使測(cè)量光束106聚焦在被檢者眼睛107的視網(wǎng)膜1277的預(yù)先確定的層上以便觀察該層。即使當(dāng)被檢者眼睛107屈光不正(ametropia)時(shí)，被檢 者眼睛也可被觀察。在進(jìn)入被檢者眼睛107之后，測(cè)量光束106被視網(wǎng)膜127反射或散射， 以變成返回光束108，并被再次引導(dǎo)到光耦合器131，并到達(dá)線傳感器139。返回光束108被 第二 Wollaston棱鏡166-2劃分成分別沿著第三光路和第四光路行進(jìn)的s偏振光和ρ偏振 光，被空間光調(diào)制器159調(diào)制，并被第一 Wollaston棱鏡166-1組合。被光束分光器158從返回光束108劃分的返回光束108的一部分進(jìn)入波前傳感器 155，波前傳感器155測(cè)量返回光束108的像差。波前傳感器155與個(gè)人計(jì)算機(jī)125電連接。 這里，球面反射鏡160-1至160-9設(shè)為使得眼角膜126、XY掃描儀119、波前傳感器155、空 間光調(diào)制器159和Wollaston棱鏡166-1和166-2的光束劃分表面彼此光學(xué)共軛。彼此共 軛的位置用“P”表示。因此，波前傳感器155可測(cè)量被檢者眼睛107的像差。而且，空間光 調(diào)制器159可校正被檢者眼睛107的像差，并可重新組合劃分的偏振光束。此外，基于所獲 取的像差實(shí)時(shí)地控制空間光調(diào)制器159，以使得在被檢者眼睛107中產(chǎn)生的像差被校正，并 可獲取水平分辨率更高的斷層圖像。由于Wollaston棱鏡166的特性，而使得在劃分之后 第一測(cè)量光束106-1和第二測(cè)量光束106-2具有不同的光束直徑。因此，球面反射鏡160-3 至160-6被構(gòu)造為使得第一測(cè)量光束和第二測(cè)量光束的光束直徑在空間光調(diào)制器159上變 為相同?？墒褂梅乔蛎娣瓷溏R或自由形態(tài)(free-form)表面反射鏡代替這里所使用的球 面反射鏡160-1至160-11。這里，球面反射鏡160-3至160-6中的每一個(gè)反射第一測(cè)量光 束106-1和第二測(cè)量光束106-2。然而，可設(shè)置兩組透鏡以便分別反射兩個(gè)測(cè)量光束。這 里，通過(guò)使用Wollaston棱鏡166-1和166-2將測(cè)量光束106分成各偏振分量。然而，可 使用其它元件，只要它們可將光束劃分成各偏振分量即可。例如，可使用偏振光束分光器、 Nicol棱鏡、Savart板等。這里，通過(guò)使用半波板168-1和168-2使測(cè)量光束106的偏振方 向旋轉(zhuǎn)。然而，可使用其它元件，只要它們可旋轉(zhuǎn)偏振方向即可。根據(jù)被檢者眼睛107的像 差(屈光不正)，可使用柱面反射鏡代替這里所使用的球面反射鏡160-8。另外的透鏡可設(shè) 在測(cè)量光束106的光路上。這里，波前傳感器155通過(guò)使用測(cè)量光束106來(lái)測(cè)量像差。然 而，可通過(guò)使用由另一個(gè)光源發(fā)射的像差測(cè)量光束來(lái)測(cè)量像差。為了測(cè)量像差，可形成另外 的光路。例如，可將光束分光器設(shè)在球面反射鏡160-11和眼角膜1 之間以便產(chǎn)生用于測(cè) 量像差的光束。這里，在測(cè)量光束106被球面反射鏡160-1反射之后，測(cè)量光束106被Wollaston 棱鏡166-1劃分成s偏振的第一測(cè)量光束106-1和ρ偏振的第二測(cè)量光束106-2。然而， 可在另一個(gè)位置處劃分測(cè)量光束106，以形成測(cè)量光路。這里，反射液晶空間光調(diào)制器用作 空間光調(diào)制器159。然而，可使用透射空間光調(diào)制器。例如，如圖IC所示，透射液晶空間相 位調(diào)制器可用作空間光調(diào)制器159。由于除了空間光調(diào)制器159的類(lèi)型之外該結(jié)構(gòu)與圖IB 相同，所以相同的部件用相同的標(biāo)號(hào)表示，并將省略冗余描述。接著，將對(duì)根據(jù)第一實(shí)施例的OCT設(shè)備的測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。OCT設(shè)備100 可獲取由通過(guò)Michelson干涉儀系統(tǒng)測(cè)量的干涉信號(hào)的強(qiáng)度形成的斷層圖像(OCT圖像)。 在測(cè)量系統(tǒng)中，光耦合器131將被視網(wǎng)膜127反射或散射的返回光束108與參考光束105組 合，以產(chǎn)生組合光束142。組合光束142通過(guò)光纖130-3和透鏡135-2行進(jìn)，并且進(jìn)入透射 光柵141。組合光束142被透射光柵141劃分成各波長(zhǎng)分量，被透鏡135-3聚焦，并且線傳感器139將每個(gè)位置(波長(zhǎng))處的組合光束的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電壓。具體而言，在線傳感器139 上觀察光譜區(qū)在波長(zhǎng)軸上的干涉圖。通過(guò)線傳感器139獲取的電壓信號(hào)被幀捕獲器140轉(zhuǎn) 換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。個(gè)人計(jì)算機(jī)125執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，并產(chǎn)生斷層圖像。這里，線傳感器139具有IOM個(gè)像素，并可獲取組合光束142的波長(zhǎng)(10 個(gè)波 長(zhǎng)段)中的每一個(gè)的強(qiáng)度。被光束分光器158劃分的返回光束108的一部分進(jìn)入波前傳感 器155，并且返回光束108的像差被測(cè)量。波前傳感器155為Siack-Hartmarm波前傳感器。 通過(guò)使用表示被檢者眼睛107的像差的krnike多項(xiàng)式來(lái)表示像差。Zernike多項(xiàng)式包括 傾斜項(xiàng)、散焦(defocus)項(xiàng)、像散(astigmatism)項(xiàng)、彗差項(xiàng)、三葉形(trefoil)項(xiàng)等。接著，將對(duì)通過(guò)使用OCT設(shè)備獲取斷層圖像的方法進(jìn)行描述。OCT設(shè)備100可通 過(guò)控制XY掃描儀119并用線傳感器139獲取干涉圖(圖IA至圖1C)來(lái)獲取視網(wǎng)膜127的 斷層圖像。將參照?qǐng)D2A至圖2C對(duì)獲取視網(wǎng)膜127的(與光軸平行的平面中的)斷層圖像 的方法進(jìn)行描述。圖2A是正通過(guò)OCT設(shè)備100觀察的被檢者眼睛107的示意圖。如圖2A 所示，測(cè)量光束106穿過(guò)眼角膜126，進(jìn)入視網(wǎng)膜127。在視網(wǎng)膜127中，測(cè)量光束106在各 個(gè)位置處被反射和散射，并變成返回光束108。在各個(gè)位置處延遲的返回光束108到達(dá)線傳 感器139。這里，光源101具有寬的帶寬和短的相干長(zhǎng)度。因此，在參考光路的光路長(zhǎng)度基 本上等于測(cè)量光路的光路長(zhǎng)度的情況下，線傳感器139可檢測(cè)干涉圖。如上所述，線傳感器 139獲取光譜區(qū)在波長(zhǎng)軸上的干涉圖。接著，考慮線傳感器139和透射光柵141的特性，將 作為沿著波長(zhǎng)軸的信息的干涉圖轉(zhuǎn)換為光頻軸上的干涉圖。光頻軸上的干涉圖被逆傅立葉 變換以獲取深度方向的信息。如圖2B所示，通過(guò)在驅(qū)動(dòng)XY掃描儀119的X軸的情況下檢測(cè)干涉圖，獲取X軸上 每個(gè)位置的干涉圖，即，可獲取X軸上每個(gè)位置的深度方向的信息。結(jié)果，獲取返回光束108 的強(qiáng)度在)(Z平面中的二維分布，該二維分布為斷層圖像132(圖2C)。實(shí)際上，斷層圖像132 為返回光束108的陣列強(qiáng)度，并例如通過(guò)以灰階表示強(qiáng)度來(lái)顯示。這里，僅示出了所獲取的 斷層圖像的邊界。示出了視網(wǎng)膜的色素層146和視神經(jīng)纖維層147。將參照?qǐng)DIA至圖3對(duì)通過(guò)使用OCT設(shè)備獲取斷層圖像的步驟進(jìn)行描述。圖3是 示出通過(guò)使用OCT設(shè)備100獲取斷層圖像的步驟的流程圖。圖3示出通過(guò)使用空間光調(diào)制 器159校正在具有近視和散光的被檢者眼睛107中產(chǎn)生的像差以獲取視網(wǎng)膜127的水平分 辨率高的斷層圖像的步驟。不必說(shuō)，相同的方法可用于被檢者眼睛107僅具有近視或遠(yuǎn)視 的情況。通過(guò)執(zhí)行以下步驟⑴至(9)獲取斷層圖像。可依次或者按不同的順序執(zhí)行這些 步驟。可通過(guò)使用計(jì)算機(jī)來(lái)自動(dòng)執(zhí)行這些步驟。圖3是獲取斷層圖像的過(guò)程的流程圖。(1)在步驟1 (圖3中的Si)中，在被檢者眼睛107看著固視燈(未顯示)的情況 下使測(cè)量光束106進(jìn)入被檢者眼睛107。這里，通過(guò)電動(dòng)臺(tái)117-2調(diào)整球面反射鏡160-10 的位置，以使得測(cè)量光束106作為準(zhǔn)直光束進(jìn)入被檢者眼睛107。(2)在步驟2 (圖3中的S2)中，通過(guò)在驅(qū)動(dòng)XY掃描儀119的X軸的情況下用線傳 感器139檢測(cè)干涉圖來(lái)獲取斷層圖像(未顯示)。(3)在步驟3(圖3中的S3)中，在執(zhí)行步驟2的同時(shí)，通過(guò)使用電動(dòng)臺(tái)117_2來(lái)調(diào) 整球面反射鏡160-10的位置，以使得斷層圖像的對(duì)比度增大。(4)在步驟4(圖3中的S4)中，通過(guò)使用波前傳感器155測(cè)量返回光束108，并獲取返回光束108的像差。(5)在步驟5(圖3中的S5)中，通過(guò)使用個(gè)人計(jì)算機(jī)125將所獲取的像差轉(zhuǎn)換為 Zernike多項(xiàng)式表達(dá)式，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在個(gè)人計(jì)算機(jī)125的存儲(chǔ)器中。(6)在步驟6(圖3中的S6)中，計(jì)算使所獲取的像差最小化的調(diào)制量，并對(duì)空間光 調(diào)制器159進(jìn)行調(diào)制。(7)在步驟7(圖3中的S7)中，通過(guò)使用波前傳感器155、空間光調(diào)制器159和個(gè) 人計(jì)算機(jī)125執(zhí)行反饋控制以使像差最小化，以實(shí)時(shí)地控制空間光調(diào)制器159。(8)在步驟8 (圖3中的S8)中，確定像差是否等于或小于設(shè)置值，并重復(fù)步驟4至 步驟7，直到像差收斂。設(shè)置值可以為約0.1 μ m(均方根(RMS))。(9)在步驟9(圖3中的S9)中，在驅(qū)動(dòng)XY掃描儀119的X軸的情況下，使用線傳 感器139檢測(cè)干涉圖，并再次獲取斷層圖像。如上所述，通過(guò)根據(jù)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，可通過(guò)使用一個(gè)空間光調(diào)制器對(duì)測(cè)量光 束或返回光束進(jìn)行調(diào)制，并且無(wú)論偏振狀態(tài)如何，均可校正像差。結(jié)果，可提高斷層圖像 的信噪比?；谙癫顏?lái)校正測(cè)量光束和返回光束中的至少一個(gè)的像差，以使得可校正物體 (這里，被檢者眼睛)的像差，從而可提高斷層圖像的分辨率和信噪比?？臻g光調(diào)制器和 波前傳感器可設(shè)為彼此光學(xué)共軛，以使得可有效地校正像差。第一 Wollaston棱鏡、第二 Wollaston棱鏡和空間光調(diào)制器彼此光學(xué)共軛，以使得可容易地重新組合第一測(cè)量光束和 第二測(cè)量光束?？臻g光調(diào)制器相對(duì)于第一 Wollaston棱鏡和第二 Wollaston棱鏡中的至少 一個(gè)的水平放大倍數(shù)大于1，以使得可容易地減小第一測(cè)量光束和第二測(cè)量光束之間的角 度。因此，可使空間光調(diào)制器的角度依賴(lài)性的影響最小化。半波板各自設(shè)在第一測(cè)量光束 的光路上和第二測(cè)量光束的光路上，以使得可旋轉(zhuǎn)第一測(cè)量光束和第二測(cè)量光束的偏振方 向。因此，可使第一測(cè)量光束和第二測(cè)量光束中的每一個(gè)以期望的偏振狀態(tài)進(jìn)入空間光調(diào) 制器，以使得可提高調(diào)制效率。而且，可使第一測(cè)量光束和第二測(cè)量光束中的每一個(gè)以期望 的偏振狀態(tài)進(jìn)入半波板，以使得可重新組合第一測(cè)量光束和第二測(cè)量光束。半波板各自設(shè)在第一測(cè)量光束在第一 Wollaston棱鏡和空間光調(diào)制器之間的光 路上與第二測(cè)量光束在第二 Wollaston棱鏡和空間光調(diào)制器之間的光路上，以使得可簡(jiǎn)單 地形成光路。光路補(bǔ)償板各自設(shè)在第一測(cè)量光束在第二 Wollaston棱鏡和空間光調(diào)制器 之間的光路上與第二測(cè)量光束在第一 Wollaston棱鏡和空間光調(diào)制器之間的光路上。因 此，可補(bǔ)償?shù)谝粶y(cè)量光束的光路和第二測(cè)量光束的光路的光路長(zhǎng)度或偏差，以使得可防止 由于測(cè)量光路的分支而導(dǎo)致的分辨率的降低。可通過(guò)用一般的偏振光束分光器替換第一 Wollaston棱鏡和第二 Wollaston棱鏡中的至少一個(gè)來(lái)形成光路?？赏ㄟ^(guò)使用Wollaston 棱鏡作為偏振光束分光器來(lái)簡(jiǎn)單地形成光路?？赏ㄟ^(guò)用Nicol棱鏡或Savart板替換第一 Wollaston棱鏡和第二 Wollaston棱鏡中的至少一個(gè)來(lái)形成光路。來(lái)自光源的光束被劃分 成測(cè)量光束和參考光束，使通過(guò)用測(cè)量光束照射物體而產(chǎn)生的返回光束和通過(guò)參考光路行 進(jìn)的參考光束彼此干涉，并通過(guò)使用由于干涉而產(chǎn)生的干涉信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)獲取斷層圖像。 因此，無(wú)論測(cè)量光束或返回光束的偏振狀態(tài)如何，均可獲取信噪比高的斷層圖像。而且，根據(jù)第一實(shí)施例，從光源發(fā)射的光被劃分成測(cè)量光束和參考光束，并且通過(guò) 使用由照射物體的測(cè)量光束的返回光束和通過(guò)參考光路行進(jìn)的參考光束之間的干涉而產(chǎn) 生的干涉信號(hào)，可構(gòu)造獲取物體的斷層圖像的光學(xué)成像方法。在第一步驟中，通過(guò)使用被構(gòu)造用于測(cè)量在物體中產(chǎn)生的返回光束的像差的像差測(cè)量單元來(lái)測(cè)量物體的像差。像差測(cè)量 單元與利用液晶取向的一個(gè)空間光調(diào)制單元一起設(shè)在從光源到物體的光路上。無(wú)論測(cè)量光 束或返回光束的偏振狀態(tài)如何，空間光調(diào)制單元均通過(guò)偏振調(diào)整單元使從測(cè)量光束或返回 光束劃分的不同偏振分量進(jìn)入和退出來(lái)對(duì)測(cè)量光束和返回光束中的至少一個(gè)進(jìn)行調(diào)制。在 第二步驟中，計(jì)算空間光調(diào)制單元的調(diào)制量以基于通過(guò)像差測(cè)量單元獲取的測(cè)量結(jié)果校正 像差。通過(guò)使用控制單元來(lái)控制空間光調(diào)制單元的調(diào)制量，所述控制單元基于計(jì)算的調(diào)制 量來(lái)控制空間光調(diào)制單元的調(diào)制量。因此，無(wú)論偏振狀態(tài)如何，均可對(duì)測(cè)量光束或返回光束 進(jìn)行調(diào)制，并可校正像差。結(jié)果，可提高斷層圖像的信噪比。第二實(shí)施例接著，將對(duì)第二實(shí)施例進(jìn)行描述。在第二實(shí)施例中，將對(duì)包括獲取水平分辨率高的 被檢者眼睛的斷層圖像(OCT圖像)的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的OCT設(shè)備進(jìn)行描述。與第一實(shí)施 例一樣，第二實(shí)施例為通過(guò)使用反射空間光調(diào)制器校正被檢者眼睛的像差和獲取被檢者眼 睛的斷層圖像的傅立葉域OCT設(shè)備。無(wú)論被檢者眼睛的屈光度或像差如何，這樣的OCT設(shè) 備均可獲取良好的斷層圖像。測(cè)量光束被劃分成兩個(gè)偏振分量，所述偏振分量中的每一個(gè) 進(jìn)入反射空間光調(diào)制器。在第一實(shí)施例中，光學(xué)系統(tǒng)為使用球面反射鏡作為主要部件的反 射光學(xué)系統(tǒng)。在第二實(shí)施例中，光學(xué)系統(tǒng)為使用透鏡代替球面反射鏡的折射光學(xué)系統(tǒng)。將參照?qǐng)D4A和圖4B對(duì)根據(jù)第二實(shí)施例的OCT設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。在第二 實(shí)施例中，與圖IA至圖IC的元件相同的元件用相同的標(biāo)號(hào)表示，并將省略冗余描述。圖 4B示出圖4A中的測(cè)量光路102的結(jié)構(gòu)。在圖4B中，測(cè)量光束106通過(guò)第一 WolIaston棱 鏡166-1、空間光調(diào)制器159、第二 Wollaston棱鏡166-2、XY掃描儀119和透鏡135-4至 135-14行進(jìn)到作為要被觀察的物體的被檢者眼睛107。測(cè)量光束106被第一 Wollaston棱 鏡166-1劃分成兩個(gè)偏振分量。偏振分量進(jìn)入空間光調(diào)制器159，并被第二 Wollaston棱鏡 166-2組合成一個(gè)光束。通過(guò)波前傳感器155測(cè)量返回光束108的像差。在第二實(shí)施例中， 控制空間光調(diào)制器159，以減小像差，以及無(wú)論被檢者眼睛的屈光度或像差如何均獲取良好 的斷層圖像。在第二實(shí)施例中，使用反射空間光調(diào)制器。然而，可使用透射空間光調(diào)制器。 省略與第一實(shí)施例相同的光源101和參考光路的描述。接著，將參照?qǐng)D4B對(duì)表征第二實(shí)施例的測(cè)量光束106的光路進(jìn)行描述。被光耦合 器131劃分的測(cè)量光束106通過(guò)單模光纖130-4被引導(dǎo)到透鏡135-4，透鏡135-4將測(cè)量 光束106準(zhǔn)直為直徑為3mm的準(zhǔn)直光束。測(cè)量光束106穿過(guò)光束分光器158與透鏡135-5 和135-6，并進(jìn)入第一 Wollaston棱鏡166-1。這里，測(cè)量光束106被劃分成作為(與紙表 面垂直的)s偏振分量的第一測(cè)量光束106-1和作為(與紙表面平行的)ρ偏振分量的第二 測(cè)量光束106-2。測(cè)量光束106-1和106-2之間的角度為10°。第一測(cè)量光束106-1通過(guò)透鏡135-7行進(jìn)，并進(jìn)入半波板168_1，以使得偏振被旋 轉(zhuǎn)，并且第一測(cè)量光束106-1變成與紙表面平行的線偏振光束。然后，第一測(cè)量光束106-1 被引導(dǎo)到透鏡135-8。第二測(cè)量光束106-2通過(guò)透鏡135-7和光路補(bǔ)償板169-1行進(jìn)到透鏡 135-8。接著，第一測(cè)量光束106-1和第二測(cè)量光束106-2在同一位置處進(jìn)入空間光調(diào)制器 159，并被空間光調(diào)制器159調(diào)制?？臻g光調(diào)制器159被定向成使得對(duì)(與紙表面平行的) P偏振光的相位進(jìn)行調(diào)制。接著，第一測(cè)量光束106-1通過(guò)透鏡135-9和光路補(bǔ)償板169-2 行進(jìn)到透鏡135-10。第二測(cè)量光束106-2通過(guò)透鏡135-9行進(jìn)，并進(jìn)入半波板168-2，以使得偏振被旋轉(zhuǎn)，并且第二測(cè)量光束106-2變成與紙表面垂直的線偏振光束。然后，第二測(cè)量 光束106-2被引導(dǎo)到透鏡135-10。第一測(cè)量光束106-1和第二測(cè)量光束106-2在同一位置 處進(jìn)入第二 Wollaston棱鏡166-2的光束劃分表面。第一測(cè)量光束106-1和第二測(cè)量光束 106-2被組合以再次變成測(cè)量光束106。光路補(bǔ)償板169-1和169-2分別對(duì)半波板168-1 和168-2補(bǔ)償光路長(zhǎng)路或偏差。接著，測(cè)量光束106通過(guò)透鏡135-11和135-12行進(jìn)，并進(jìn)入XY掃描儀119的反 射鏡。用作用于掃描視網(wǎng)膜127的光學(xué)系統(tǒng)的透鏡135-13和135-14使測(cè)量光束106以眼 角膜126附近的點(diǎn)作為支點(diǎn)掃描視網(wǎng)膜127。電動(dòng)臺(tái)117-2可沿箭頭指示方向移動(dòng)以便在 個(gè)人計(jì)算機(jī)125的控制下調(diào)整附著到電動(dòng)臺(tái)117-2的透鏡135-14的位置。通過(guò)調(diào)整透鏡 135-14的位置，可使測(cè)量光束106聚焦在被檢者眼睛107的視網(wǎng)膜127的預(yù)先確定的層上 以便觀察該層。即使當(dāng)被檢者眼睛107屈光不正時(shí)，被檢者眼睛也可被觀察。在進(jìn)入被檢者 眼睛107之后，測(cè)量光束106被視網(wǎng)膜127反射或散射而變成返回光束108，被再次引導(dǎo)到 光耦合器131，并到達(dá)線傳感器139。返回光束108被第二 Wollaston棱鏡166-2劃分成s 偏振光和P偏振光。s偏振光和ρ偏振光分別被空間光調(diào)制器159調(diào)制和被第一 Wollaston 棱鏡166-1組合。被光束分光器158從返回光束108劃分的返回光束108的一部分進(jìn)入波 前傳感器155，波前傳感器155測(cè)量返回光束108的像差。波前傳感器155與個(gè)人計(jì)算機(jī) 125電連接。這里，透鏡135-4至135-14被設(shè)為使得眼角膜126、XY掃描儀119、波前傳感器 155、空間光調(diào)制器159和Wollaston棱鏡166-1和166-2的光束劃分表面彼此光學(xué)共軛。 彼此共軛的位置用“P”表示。因此，波前傳感器155可測(cè)量被檢者眼睛107的像差。而且， 空間光調(diào)制器159可校正被檢者眼睛107的像差，并且劃分的不同偏振分量的光束可被重 新組合。此外，基于所獲取的像差實(shí)時(shí)地控制空間光調(diào)制器159，以使得在被檢者眼睛107 中產(chǎn)生的像差被校正，并可獲取水平分辨率較高的斷層圖像。由于Wollaston棱鏡166-1 和166-2的特性，而使得在劃分之后第一測(cè)量光束106-1和第二測(cè)量光束106-2具有不同 的光束直徑。因此，透鏡135-4至135-14被構(gòu)造為使得第一測(cè)量光束和第二測(cè)量光束的光 束直徑在空間光調(diào)制器159上變成相同。這里，透鏡135-7至135-10中的每一個(gè)反射第一 測(cè)量光束106-1和第二測(cè)量光束106-2。然而，可設(shè)置兩組透鏡以分別反射兩個(gè)測(cè)量光束。 根據(jù)被檢者眼睛107的像差(屈光不正)，可使用柱面透鏡代替這里用作透鏡135-14的球 面透鏡。另外的透鏡可設(shè)在測(cè)量光束106的光路上。這里，在測(cè)量光束106已行進(jìn)通過(guò)透 鏡135-6之后，測(cè)量光束106被WolIaston棱鏡166-1劃分成s偏振的第一測(cè)量光束106-1 和P偏振的第二測(cè)量光束106-2。然而，測(cè)量光路可被構(gòu)造為使得測(cè)量光束106在另一個(gè)位 置處被劃分。這里，反射液晶空間相位調(diào)制器用作空間光調(diào)制器159。然而，可使用透射液 晶空間相位調(diào)制器。省略與第一實(shí)施例相同的測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和獲取斷層圖像的方法的描 述。由于除了通過(guò)調(diào)整透鏡135-14的位置使測(cè)量光束106聚焦在被檢者眼睛107的視網(wǎng) 膜127的預(yù)先確定的層上來(lái)觀察所述層之外，獲取斷層圖像的步驟與第一實(shí)施例的獲取斷 層圖像的步驟相同，所以省略這些步驟的描述。第三實(shí)施例接著，將對(duì)第三實(shí)施例進(jìn)行描述。在第三實(shí)施例中，將對(duì)包括獲取水平分辨率高的 被檢者眼睛的斷層圖像(OCT圖像)的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的OCT設(shè)備進(jìn)行描述。與第一實(shí)施12例和第二實(shí)施例一樣，第三實(shí)施例為通過(guò)使用反射空間光調(diào)制器校正被檢者眼睛的像差并 獲取被檢者眼睛的斷層圖像的傅立葉域OCT設(shè)備。無(wú)論被檢者眼睛的屈光度或像差如何， 這樣的OCT設(shè)備均可獲取良好的斷層圖像。測(cè)量光束被劃分成兩個(gè)偏振分量，所述偏振分 量中的每一個(gè)進(jìn)入反射空間光調(diào)制器。在第二實(shí)施例中，通過(guò)使用兩個(gè)Wollaston棱鏡形 成 測(cè)量光路。在第三實(shí)施例中，使用一個(gè)共同的Wollaston棱鏡，以使得測(cè)量光路的長(zhǎng)度減 小。將參照?qǐng)D5對(duì)根據(jù)第三實(shí)施例的OCT設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。在第三實(shí)施例中， 與圖4A和圖4B的元件相同的元件用相同的標(biāo)號(hào)表示，并將省略冗余描述。測(cè)量光束106 被光束分光器158-2反射，被Wollaston棱鏡166劃分成兩個(gè)偏振分量，進(jìn)入空間光調(diào)制器 159，并被空間光調(diào)制器159調(diào)制。測(cè)量光束106通過(guò)光束分光器158_2、XY掃描儀119、透 鏡135-12至135-14行進(jìn)到作為要被觀察的物體的被檢者眼睛107。返回光束108的像差 被波前傳感器155測(cè)量。這里，控制空間光調(diào)制器159，以使得減小像差，并且無(wú)論被檢者眼 睛的屈光度或像差如何均獲取良好的斷層圖像。在第三實(shí)施例中，使用反射空間光調(diào)制器。 然而，可使用透射空間光調(diào)制器。省略與第一實(shí)施例相同的光源101和參考光路的描述。接著，將參照?qǐng)D5對(duì)表征第三實(shí)施例的測(cè)量光束106的光路進(jìn)行描述。被光耦合器 131劃分的測(cè)量光束106通過(guò)單模光纖130-4被引導(dǎo)到透鏡135-4，透鏡135-4將測(cè)量光束 106準(zhǔn)直成直徑為3mm的準(zhǔn)直光束。測(cè)量光束106通過(guò)光束分光器158-1和透鏡135-5行 進(jìn)到光束分光器158-2。這里，測(cè)量光束106的一部分被反射，并且，該部分穿過(guò)透鏡135-11 和進(jìn)入Wollaston棱鏡166。這里，測(cè)量光束106被劃分成作為(與紙表面垂直的)s偏振 分量的第一測(cè)量光束106-1和作為(與紙表面平行的)ρ偏振分量的第二測(cè)量光束106-2。 測(cè)量光束106-1和106-2之間的角度為10°。第一測(cè)量光束106-1通過(guò)透鏡135-10行進(jìn)， 并且進(jìn)入半波板168，以使得偏振被旋轉(zhuǎn)，并且第一測(cè)量光束106-1變成與紙表面平行的線 偏振光束。然后，第一測(cè)量光束106-1被引導(dǎo)到透鏡135-9。第二測(cè)量光束106-2通過(guò)透鏡 135-10和光路補(bǔ)償板169行進(jìn)到透鏡135-9。接著，第一測(cè)量光束106-1和第二測(cè)量光束106-2在同一位置處進(jìn)入空間光調(diào)制 器159，并被空間光調(diào)制器159調(diào)制。空間光調(diào)制器159被定向成使得對(duì)(與紙表面平行 的)P偏振光的相位進(jìn)行調(diào)制。這里，空間光調(diào)制器159相對(duì)于Wollaston棱鏡166的水平 放大倍數(shù)為2，并且當(dāng)測(cè)量光束106-1和106-2進(jìn)入空間光調(diào)制器159時(shí)，測(cè)量光束106-1 和106-2中的每一個(gè)的光束直徑為6mm。測(cè)量光束106-1和106-2之間的角度為5°。接 著，第一測(cè)量光束106-1沿著與前一路徑不同的光路(圖5中較下的路徑)行進(jìn)，通過(guò)透鏡 135-9和135-10與光路補(bǔ)償板169行進(jìn)，并被再次引導(dǎo)到Wollaston棱鏡166。第二測(cè)量 光束106-2通過(guò)透鏡135-9行進(jìn)，并且進(jìn)入半波板168，以使得偏振被旋轉(zhuǎn)，并且第二測(cè)量光 束106-2變成與紙表面垂直的線偏振光束。第二測(cè)量光束106-2通過(guò)透鏡135-10行進(jìn)，并 被再次引導(dǎo)到Wollaston棱鏡166。第一測(cè)量光束106-1和第二測(cè)量光束106-2在同一位置處進(jìn)入Wollaston棱鏡 166，并被組合以再次變成測(cè)量光束106。接著，測(cè)量光束106通過(guò)透鏡135-11和135-12 行進(jìn)，并且進(jìn)入XY掃描儀119的反射鏡。通過(guò)使用XY掃描儀119、透鏡135-13和135-14 以及其它部件用測(cè)量光束106掃描視網(wǎng)膜127的光學(xué)系統(tǒng)與第二實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)相同， 并且省略其描述。在進(jìn)入被檢者眼睛107之后，測(cè)量光束106被視網(wǎng)膜127反射或散射，以變成返回光束108。返回光束108被Wollaston棱鏡166劃分成作為(與紙表面垂直的) s偏振分量的第一返回光束108-1和作為(與紙表面平行的)ρ偏振分量的第二返回光束 108-2。返回光束108-1和108-2分別沿著測(cè)量光束106-1和106-2的光路行進(jìn)，在同一位 置處進(jìn)入空間光調(diào)制器159，并被空間光調(diào)制器159調(diào)制。返回光束108-1和108-2在同一位置處再次進(jìn)入Wollaston棱鏡166，并被組合以 再次變成返回光束108。返回光束108的一部分被光束分光器158-2反射，通過(guò)透鏡135-4 和135-5行進(jìn)，被再次引導(dǎo)到光耦合器131，并到達(dá)線傳感器139。這里，球面反射鏡160-1 至160-9被設(shè)為使得眼角膜126、XY掃描儀119、波前傳感器155、空間光調(diào)制器159及 Wollaston棱鏡166-1和166-2的光束劃分表面彼此光學(xué)共軛。彼此共軛的位置用“P”表 示。因此，波前傳感器155可測(cè)量被檢者眼睛107的像差。而且，空間光調(diào)制器159可校正 被檢者眼睛107的像差，并可再次組合劃分的偏振光束。此外，基于所獲取的像差實(shí)時(shí)地控 制空間光調(diào)制器159，以使得在被檢者眼睛107中產(chǎn)生的像差被校正，并可獲取水平分辨率 較高的斷層圖像。由于Wollaston棱鏡166的特性，而使得在劃分之后第一測(cè)量光束106-1 和第二測(cè)量光束106-2具有不同的光束直徑。因此，球面反射鏡160-3至160-6被構(gòu)造為 使得第一測(cè)量光束和第二測(cè)量光束的光束直徑在空間光調(diào)制器159上變成相同。省略與第一實(shí)施例相同的測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和獲取斷層圖像的方法的描述。省略與 第二實(shí)施例相同的獲取斷層圖像的步驟的描述。如上所述，可通過(guò)對(duì)于不同的偏振光束使 用一個(gè)Wollaston棱鏡來(lái)形成短光路。其它實(shí)施例還可通過(guò) 系統(tǒng)或設(shè)備的計(jì)算機(jī)(或者例如CPU或MPU的裝置)以及通過(guò)方法來(lái)實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的各方面，所述系統(tǒng)或設(shè)備的計(jì)算機(jī)(或者例如CPU或MPU的裝置)讀出和執(zhí)行記 錄于存儲(chǔ)器裝置上的用于執(zhí)行上述各實(shí)施例的功能的程序，并且，例如通過(guò)讀出和執(zhí)行記 錄于存儲(chǔ)器裝置上的用于執(zhí)行上述各實(shí)施例的功能的程序，由系統(tǒng)或設(shè)備的計(jì)算機(jī)執(zhí)行所 述方法的步驟。為此目的，例如通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或者從用作存儲(chǔ)器裝置(比如，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)) 的各種類(lèi)型的記錄介質(zhì)將所述程序提供給所述計(jì)算機(jī)。盡管已參照示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所 公開(kāi)的示例性實(shí)施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬泛的解釋?zhuān)院w所有這樣的 修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備，包括第一轉(zhuǎn)換單元，所述第一轉(zhuǎn)換單元被構(gòu)造為將光的兩個(gè)偏振分量中的一個(gè)的偏振方向 轉(zhuǎn)換為所述偏振分量中的另一個(gè)的偏振方向，所述光由光源發(fā)射；光調(diào)制單元，所述光調(diào)制單元被構(gòu)造為在經(jīng)轉(zhuǎn)換的偏振方向上對(duì)通過(guò)第一轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn) 換的光的兩個(gè)偏振分量進(jìn)行調(diào)制；第二轉(zhuǎn)換單元，所述第二轉(zhuǎn)換單元被構(gòu)造為將通過(guò)所述光調(diào)制單元調(diào)制的光的各偏振 分量的方向轉(zhuǎn)換為彼此交叉的方向；和照射單元，所述照射單元被構(gòu)造為用被所述光調(diào)制單元轉(zhuǎn)換的光照射物體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備，還包括像差測(cè)量單元，所述像差測(cè)量單元被構(gòu)造為測(cè)量所述物體的像差， 其中，所述光調(diào)制單元基于所述像差測(cè)量單元獲取的測(cè)量結(jié)果對(duì)與所述像差測(cè)量單元 光學(xué)共軛的位置處的被第一轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的光進(jìn)行調(diào)制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備， 其中，所述物體為被檢者眼睛，其中，所述像差在被檢者眼睛的眼前節(jié)中產(chǎn)生，以及 其中，所述光調(diào)制單元設(shè)在與所述眼前節(jié)光學(xué)共軛的位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備，其中，所述像差測(cè)量單元用于測(cè)量像差的光和用于獲取物體圖像的光是由彼此不同的 光源發(fā)射的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備，其中，第二轉(zhuǎn)換單元將返回光束的兩個(gè)偏振分量中的一個(gè)的偏振方向轉(zhuǎn)換為所述兩個(gè) 偏振分量中的另一個(gè)的偏振方向，所述返回光束是從被所述照射單元用光照射的所述物體 返回的，其中，所述光調(diào)制單元在經(jīng)轉(zhuǎn)換的偏振方向上對(duì)被第二轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的光進(jìn)行調(diào)制，以及其中，第一轉(zhuǎn)換單元將通過(guò)所述光調(diào)制單元調(diào)制的光的兩個(gè)偏振分量的方向轉(zhuǎn)換為彼 此交叉的方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備，還包括偏振光束劃分單元，所述偏振光束劃分單元被構(gòu)造為將由所述光源發(fā)射的光劃分成兩 個(gè)偏振分量；和偏振光束組合單元，所述偏振光束組合單元被構(gòu)造為組合被第二轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備，其中，第一轉(zhuǎn)換單元和第二轉(zhuǎn)換單元分別為第一半波板和第二半波板， 其中，第一補(bǔ)償板設(shè)在所述偏振光束劃分單元和所述光調(diào)制單元之間，第一補(bǔ)償板對(duì) 第一半波長(zhǎng)板補(bǔ)償光路或偏差，以及其中，第二補(bǔ)償板設(shè)在所述偏振光束組合單元和所述光調(diào)制單元之間，第二補(bǔ)償板對(duì) 第二半波長(zhǎng)板補(bǔ)償光路或偏差。
8.一種用于拍攝物體的圖像的成像設(shè)備，該成像設(shè)備包括 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備；和獲取單元，所述獲取單元被構(gòu)造為基于從被照射單元用光照射的物體返回的返回光束 獲取所述物體的圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成像設(shè)備，還包括劃分單元，所述劃分單元被構(gòu)造為將光源發(fā)射的光劃分成參考光束和進(jìn)入第一轉(zhuǎn)換單 元的光束，其中，圖像獲取單元基于由返回光束和參考光束之間的干涉而產(chǎn)生的干涉光束來(lái)獲取 所述物體的斷層圖像，返回光束是從被所述照射單元用光照射的所述物體返回的。
10.一種自適應(yīng)光學(xué)方法，包括將光的兩個(gè)偏振分量中的一個(gè)的偏振方向轉(zhuǎn)換為所述偏振分量中的另一個(gè)的偏振方 向的第一轉(zhuǎn)換步驟，所述光是由光源發(fā)射的；在經(jīng)轉(zhuǎn)換的偏振方向上對(duì)在第一轉(zhuǎn)換步驟中轉(zhuǎn)換的光的兩個(gè)偏振分量進(jìn)行調(diào)制的光 調(diào)制步驟；將在所述光調(diào)制步驟中調(diào)制的光的各偏振分量的方向轉(zhuǎn)換為彼此交叉的方向的第二 轉(zhuǎn)換步驟；和用通過(guò)所述光調(diào)制步驟轉(zhuǎn)換的光照射物體的照射步驟。
全文摘要
一種自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備、成像設(shè)備、以及自適應(yīng)光學(xué)方法。所述自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備包括第一轉(zhuǎn)換單元，其被構(gòu)造為將光的兩個(gè)偏振分量中的一個(gè)的偏振方向轉(zhuǎn)換為所述偏振分量中的另一個(gè)的偏振方向，光由光源發(fā)射；光調(diào)制單元，其被構(gòu)造為在經(jīng)轉(zhuǎn)換的偏振方向上對(duì)通過(guò)第一轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的光的兩個(gè)偏振分量進(jìn)行調(diào)制；第二轉(zhuǎn)換單元，其被構(gòu)造為將被光調(diào)制單元調(diào)制的光的偏振分量的方向轉(zhuǎn)換為彼此交叉的方向；和照射單元，其被構(gòu)造為用被光調(diào)制單元轉(zhuǎn)換的光照射物體。
文檔編號(hào)A61B3/14GK102038488SQ20101051558
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者廣瀨太, 齊藤賢一 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社