自适应光学设备和眼科设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自适应光学设备，更具体地，涉及校正波前像差的自适应光学设备、以及包括所述自适应光学设备的眼科设备。
【背景技术】
[0002]近来，通过使用有源光学元件来校正甚高阶波前像差的自适应光学(AO)技术已经投入实际应用，并应用在各个领域。在此技术中，通过波前传感器来顺次测量并通过诸如可变形镜或空间光调制器等的波前校正器来校正由测量对象本身的特性或测量环境的变化而产生的探测光或信号光的波前像差。自适应光学(AO)技术起先被设计为通过校正在天文观测时由大气波动引起的波前干扰来提高分辨率。然而，作为较好推行效果的应用领域，检查眼睛的视网膜的眼科设备正在引起关注。
[0003]作为眼科设备，例如，公知有眼底照相机、以及用于获取被当作面的视网膜的二维图像的SLO(扫描激光检眼镜)。作为其它的眼科设备，还公知有用于非侵入性地获取视网膜的断层图像并且已经在实际应用的OCT (光学相干断层成像仪)。SLO和OCT通过扫描器一维地或者二维地在被检眼的视网膜上扫描光束，彼此相同步地测量视网膜所反射和背向散射的光束，并获取视网膜的二维或三维图像。
[0004]所获取的图像在视网膜的面方向(横向方向)上的空间分辨率(以下称为横向分辨率)基本上由在视网膜上扫描的光束光斑的直径来确定。为了减小聚焦在视网膜上的光束光斑的直径，增加照射被检眼的光束直径。然而，主要负责被检眼的眼球上的折射的角膜和晶状体的曲面形状和折射率是不均匀的，并且在透射光的波前生成高阶像差。基于此原因，即使粗光束照射被检眼，视网膜上的光斑也不能会聚成所期望的直径，反而会扩散。结果，所获得的图像的横向分辨率降低，所获取的图像信号的S/N比率也降低。因此，传统上，通常发出几乎不受被检眼的角膜和晶状体的像差影响的大约1_的细光束，以在视网膜上形成大约20 μ m的光斑。
[0005]作为解决该问题的方法，引入了自适应光学技术。目前已经报道的有，即使通过使用此技术，将大约7mm的粗光束照射眼球，也能通过波前校正在视网膜上将该光束会聚成几乎是衍射极限的大约3 μ m，并且能够获取高分辨率的SLO或者OCT图像。
[0006]日本专利4157839公开了一种将自适应光学系统应用于SLO的设备。在该自适应光学系统中，用于形成照射可变形镜的平行光的凹面镜和用于接收可变形镜所反射的光的凹面镜相互邻接。这种配置能够使得相对于凹面镜的入射角最小化，并且因此可以减小光学系统的像差。由于能够抑制由形成光学系统的光学元件的表面所反射的重影光，因此能够提高波前像差的测量精度。
[0007]为了使得相对于凹面镜的入射角最小化，自适应光学系统需要在光学元件之间设置相对长的距离，因此光学系统相对变大。本发明提供相对紧凑的自适应光学设备以及包括该自适应光学设备的眼科设备。
【发明内容】
[0008]根据本发明的一个方面，提供了一种自适应光学设备，包括:波前校正部件，用于校正波前像差；第一扫描部件，被配置为与所述波前校正部件大致光学共轭，用于沿着第一方向在被检体上扫描光；第二扫描部件，被配置为与所述波前校正部件大致光学共轭，用于沿着与所述第一方向垂直的第二方向在被检体上扫描光；以及光学元件，被配置在所述波前校正部件与所述第一扫描部件之间的光路中，并且被配置在所述第一扫描部件与所述第二扫描部件之间的光路中。
[0009]根据本发明的另一个方面，提供了一种自适应光学设备，包括:第一波前校正部件，用于校正波前像差的第一成分；第二波前校正部件，被配置为与所述第一波前校正部件大致光学共轭，用于校正所述波前像差的与所述第一成分不同的第二成分；第一扫描部件，被配置为与所述第一波前校正部件和所述第二波前校正部件大致光学共轭，用于沿着第一方向在被检体上扫描光；以及光学元件，被配置在所述第一波前校正部件与所述第二波前校正部件之间的光路中，并且被配置在所述第二波前校正部件与所述第一扫描部件之间的光路中。
[0010]本发明能够提供可以容易调整的紧凑的自适应光学设备以及包括该自适应光学设备的眼科设备。
[0011]通过以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
【附图说明】
[0012]图1是示出根据本发明的第一实施例的自适应光学设备的配置的图；
[0013]图2是示出根据本发明的第二实施例的自适应光学设备的配置的图；
[0014]图3是示出根据本发明的第三实施例的自适应光学设备的配置的图；
[0015]图4是示出根据本发明的第四实施例的自适应光学设备的配置的图；
[0016]图5是示出根据第一实施例的自适应光学设备中光束穿过的透镜中的区域的图；
[0017]图6是示出根据第二和第三实施例的自适应光学设备中光束穿过的透镜中的区域的图；
[0018]图7是示出根据第四实施例的自适应光学设备中光束穿过的透镜中的区域的图；
[0019]图8是示出根据第五实施例的自适应光学设备的x-z截面的图；
[0020]图9是示出根据第五实施例的自适应光学设备的y-ζ截面的图；
[0021]图1OA和1B是示例性示出根据第五实施例的自适应光学设备的位于x-y平面的透镜之间的位置关系的图；
[0022]图11是示出根据第六实施例的自适应光学设备的x-z截面的图；
[0023]图12是示出根据第六实施例的自适应光学设备的y-ζ截面的图；
[0024]图13是例示出进入反射型扫描器的光的波前像差的图；
[0025]图14是例示出根据第五实施例的自适应光学设备的光学数据的表；
[0026]图15是例示出根据第六实施例的自适应光学设备的光学数据的表。
【具体实施方式】
[0027]现在将根据附图对本发明的优选实施例进行详细说明。注意，在这些实施例中提出的构成要素仅为示例，本发明的技术范围由权利要求书界定并且不受下述各实施例的限制。
[0028](第一实施例:光学元件(透镜61和透镜62)被配置在波前校正器I和第一反射型扫描器32之间的光路和第一反射型扫描器32和第二反射型扫描器31之间的光路中的配置)
[0029]图1例示了根据本发明的第一实施例的自适应光学SLO 101(自适应光学设备)的配置。从光源(未示出)经由光纤9传送的照明光(测量光)从光纤9的端面出射。从光纤9的端面出射的照明光(测量光)通过准直透镜8平行化、穿过半透半反镜21、并经由透镜63和61再次平行化。平行化后的光束120照射反射型波前校正器I。波前校正器I例如可以是可变形镜、使用液晶的液晶空间光调制器、或者LCOS (娃基液晶)。
[0030]波前校正器I所反射的光束130通过透镜61再次会聚并通过透镜62再次平行化。平行化后的光束140照射第一反射型扫描器32 (第一扫描器)。由透镜61和62形成的第一光瞳共轭光学系统针对波前校正器I和第一反射型扫描器32提供光瞳共轭关系。第一反射型扫描器32沿y方向(与纸面垂直的方向)扫描照射光束。I方向是与光(测量光)照射被检体(例如，人的眼底或前眼部、或者人体的内部；将通过被检眼4来说明)的照射方向垂直的方向。将y方向定义为第一方向。在图1中示出的自适应光学设备的配置中，第一反射型扫描器32被配置为与波前校正器I大致光学共轭，并且沿第一方向(图1中的y方向)在被检体上扫描光。
[0031]注意，由第一反射型扫描器32扫描的光束150通过透镜62再次会聚，第三次照射透镜61并再次平行化(光束160)。此时，光束160穿过透镜61的与第一次和第二次照射的区域不同的区域，然后被反射镜71反射。在反射镜71所反射的光的光路中，将第二反射型扫描器31 (第二扫描器)配置在与透镜61的光瞳相对应的位置(相当于波前校正器I的位置)处。第一反射型扫描器32和第二反射型扫描器31具有光学共轭关系。因此，由第一反射型扫描器32扫描的光束150会聚在第二反射型扫描器31上。第二反射型扫描器31沿X方向扫描照射光束。X方向是与测量光照射被检眼4的照射方向和第一方向(与纸面垂直的方向)垂直的方向。将X方向定义为第二方向。在图1中示出的自适应光学设备的配置中，第二反射型扫描器31被配置为与波前校正器I大致光学共轭，并且沿与第一方向(图1中的y方向)垂直的第二方向(图1中的X方向)在被检体上扫描光。
[0032]用于传输扫描被检眼的光以及传输来自该被检眼的光的共通光学元件(透镜51和52:第二光学元件)配置在第二反射型扫描器31 (第二扫描器)和被检眼4之间的光路上。第二反射型扫描器31所扫描的光束170和180经由透镜51和52