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补偿光学设备和摄像设备制作方法

  • 专利名称
    补偿光学设备和摄像设备制作方法
  • 发明者
    北村健史, 野里宏治
  • 公开日
    2012年10月17日
  • 申请日期
    2011年1月14日
  • 优先权日
    2010年1月29日
  • 申请人
    佳能株式会社
  • 文档编号
    A61B3/12GK102740763SQ20118000772
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种补偿光学设备,包括 分割单元,用于对来自测量对象的返回光束进行分割; 像差测量单元,用于利用来自所述分割单元的分割得到的光束对由所述测量对象所引起的像差进行测量; 像差补偿单元,用于基于所述像差测量单元测量得到的像差来进行像差补偿; 投射单元,用于将通过所述像差补偿单元的像差补偿所获得的光束投射至所述测量对象; 获取单元,用于基于利用从所述投射单元投射的光束所获得的来自所述测量对象的返回光束,获取表示所述测量对象的状态的值;以及 控制单元,用于基于所述获取单元所获取到的值来使所述分割单元从光路退避2.根据权利要求I所述的补偿光学设备,其特征在于, 表示所述测量对象的状态的值包括所述像差测量单元测量得到的像差量;以及 当所述像差量等于或大于预定像差量时,所述控制单元使所述分割单元从所述光路退避3.根据权利要求I所述的补偿光学设备,其特征在于,还包括改变单元,所述改变单元用于改变通过所述像差补偿单元的像差补偿所获得的光束的光束直径, 其中,表示所述测量对象的状态的值包括通过所述像差补偿单元的像差补偿所获得的光束的光束直径,以及 当所述改变单元改变后的光束直径小于预定直径时,所述控制单元使所述分割单元从所述光路退避4.根据权利要求3所述的补偿光学设备,其特征在于,当所述像差测量单元测量得到的像差量等于或大于预定像差量时,所述改变单元使通过所述像差补偿单元的像差补偿所获得的光束的光束直径减小5.根据权利要求I所述的补偿光学设备,其特征在于, 表示所述测量对象的状态的值包括所述像差测量单元测量得到的像差的波动量;以及 当所述波动量小于预定波动量时,所述控制单元使所述分割单元从所述光路退避6.一种摄像设备,用于对测量对象进行摄像,所述摄像设备包括 根据权利要求I所述的补偿光学设备;以及 图像获取单元,用于在维持通过所述像差补偿单元所获得的补偿特性、并且使所述分割单元从所述光路退避的状态下,基于来自所述测量对象的返回光束来获取所述测量对象的图像7.一种摄像设备,用于对测量对象进行摄像,所述摄像设备包括 根据权利要求I所述的补偿光学设备;以及 图像获取单元,用于在所述像差补偿单元进行像差补偿期间使所述分割单元插入到所述光路内的状态下,基于来自所述测量对象的返回光束的一部分来获取所述测量对象的图像8.一种摄像设备,用于对测量对象进行摄像,所述摄像设备包括 根据权利要求I所述的补偿光学设备;以及 图像获取单元,用于基于来自所述测量对象的返回光束来获取所述测量对象的图像,其中,表示所述测量对象的状态的值包括表示所述图像的质量的值,以及当表示所述图像的质量的值小于预定值时,所述控制单元使所述分割单元从所述光路退避9.根据权利要求8所述的摄像设备,其特征在于, 当表示在使所述分割单元从所述光路退避的状态下所获得的图像的质量的值大于表示在使所述分割单元插入到所述光路内的状态下所获得的图像的质量的值时,所述控制单元使所述分割单元从所述光路退避10.根据权利要求8所述的摄像设备,其特征在于, 表示所述图像的质量的值包括分辨率和强度中的至少一个
  • 技术领域
    本发明涉及一种补偿光学设备和包括该补偿光学设备的摄像设备,其中该摄像设备用于对测量对象进行摄像
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    根据本发明的补偿光学设备,可以使如下的单元(分割单元)退避,其中该单元用于基于表示测量对象的状态的值(例如,包括分辨率和强度至少之一的表示图像质量的值;被检眼的前眼部的像差量;以及像差变化量)来分割出返回光束的一部分,以将返回光束的该部分引导至像差测量单元因此,即使当像差补偿之后的图像质量低于像差补偿之前的图像质量时,由于返回光束的强度并未因分割而下降,因此也可以在图像质量不下降的情况下获得测量对象的图像参考以下实施例来说明本发明本发明不限于以下的根据各个实施例的结构第一实施例第一实施例说明了将本发明应用于配置有补偿光学功能的扫描激光检眼镜(SLO)的结构示例图I是示出SLO的结构示例的示意图
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:补偿光学设备和摄像设备的制作方法眼科摄像设备的例子主要是扫描激光检眼镜(SLO)和光学相干断层成像(OCT)设备。该OCT的例子主要是时域OCT (TD-OCT)和谱域OCT (SD-OCT)。为了提高被检眼的眼底图像的分辨率,已经尝试针对被检眼增加光投射系统的NA(数值孔径)。投射至眼底的测量光穿过被检眼的诸如角膜和晶状体等的光学组织,并且 测量光受这些光学组织的像差的影响。当像差较大时,存在无法通过增加NA来提高眼底图像质量的情况。有鉴于此,NPL I公开了一种将自适应光学(AO)系统并入OCT内的自适应光学OCT (AO-OCT),其中,在该自适应光学系统中,高速地重复进行像差测量和像差补偿,以基于测量得到的像差对所照射的被检眼中产生的测量光的像差进行预补偿。在AO-OCT中,对通过分割来自被检眼的返回光束所获得的光的像差进行测量。因此,要用于眼底图像的返回光束的强度下降,因而眼底图像的质量劣化。即使在预先增加入射到被检眼的光的强度以对因分割所引起的返回光束的强度下降进行补偿的情况下,由于入射光的强度受到安全标准限制,因此仍存在一定限度。因而,需要使通过分割返回光束所获得的光的强度最小化以进行像差测量。另一方面,为了在短时间内进行像差补偿,需要进行短时间的像差测量。因此,需要使光的强度最大化以进行像差补偿。现有技术文献_7] 非专利文献NPL I :Y. Zhang et al,Optics Expres s,Vol. 14,No. 10,15May,200
_9] 发明要解决的问题通过像差补偿所实现的图像质量提高的程度根据表示测量对象的状态的值(也称为例如被检眼的前眼部的像差量或其像差变化量等的摄像条件)而改变。当返回光束的强度因分割而下降时,根据该值,像差补偿之后的图像质量可能下降得低于像差补偿之前的图像质量。用于解决问题的方案根据本发明的一种补偿光学设备,包括分割单元,用于对来自测量对象的返回光束进行分割;像差测量单元,用于利用来自所述分割单元的分割得到的光束对由所述测量对象所引起的像差进行测量;像差补偿单元,用于基于所述像差测量单元测量得到的像差来进行像差补偿;投射单元,用于将通过所述像差补偿单元的像差补偿所获得的光束投射至所述测量对象;获取单元,用于基于利用从所述投射单元投射的光束所获得的来自所述测量对象的返回光束,获取表示所述测量对象的状态的值;以及控制单元,用于基于所述获取单元所获取到的值来使所述分割单元从光路退避。发明的有益.效果根据本发明的补偿光学设备,可以使如下的单元退避,其中,该单元用于基于表示测量对象的状态的值(例如,被检眼的前眼部的像差量)分割出返回光束的一部分,以将返回光束的该部分引导至像差测量单元。因此,即使当像差补偿之后的图像质量低于像差补偿之前的图像质量时,由于返回光束的强度并未因分割而下降,因此仍可以在图像质量不下降的情况下获得测量对象的图像。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。 图I是示出根据本发明第一实施例的光学摄像设备的控制方法所使用的扫描激光检眼镜(SLO)的结构示例的示意图。图2A、2B、2C-1、2C-2、2D、2E-1和2E-2是示出本发明第一实施例中的波前补偿装置和波前传感器的示意图,其中图2A是示出反射型液晶光学调制器的示意图,图2B是示出可变形镜的示意图,图2C-1和2C-2是示出夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)传感器的示意图,图2D是示出使波前测量所用的光束聚光到CCD传感器上的状态的示意图,并且图2E-1和图2E-2是示出对具有球面像差的波前进行测量的情况的示意图。图3是示出根据本发明第一实施例的光学摄像设备的控制方法的过程的流程图。图4A、4B、4C和4D示出针对本发明的图像质量的效果的示例。图5是示出根据本发明第二实施例的光学摄像设备的控制方法的过程的流程图。图6是示出本发明的第三实施例中的SLO的结构示例的示意图。图7是示出根据本发明第三实施例的光学摄像设备的控制方法的过程的流程图。图8是示出本发明第四实施例中的光学相干断层成像(OCT)设备的结构示例的示意图。在图I中,本实施例中所使用的光源101是波长为840nm的超辐射发光二极管(SLD)光源。光源101的波长无特别限制。为了减轻被检者的眩光并维持分辨率,将眼底摄像所用的光源101的波长的范 围适当设置成约SOOnnTl,500nm。在本实施例中,使用SLD光源。除这种光源以外,例如,也可以使用激光光源。在本实施例中,对于眼底摄像和波前测量,共用该光源。也可以采用如下结构单独设置各光源,并且来自各光源的光束在光路上彼此叠加。如图I所示,从光源101投射的光穿过单模光纤102,并且由准直器103转换成准直光并进行投射。从准直器103投射来的测量光105穿过包括分束器的光分割部104,然后入射到分辨率设置单兀117。分辨率设置单元117 (也称为用于改变光束直径或者缩小光束直径的改变单元)改变入射的测量光105的光束直径以投射该入射的测量光105,由此改变摄像分辨率。当光束直径在约为7mnTlmm的范围内改变时,可以将眼底上的摄像分辨率的范围设置成约为3 μ πΓ20 μ m。为了在以广视角进行摄像时降低摄像分辨率以减少数据量,为了基于被检眼的像差来调整摄像分辨率,或者为了根据摄像方法使用避开透过率低的部位的窄光束来进行摄像,使摄像分辨率可变是有用的。分辨率设置单元117由分辨率控制器120进行控制。分辨率控制器120与控制单元118协调地工作。分辨率设置单元117适当地具有包括多个透镜以调整这些透镜之间的位置关系的结构,并且可以具有用于连续地改变分辨率的结构或者用于离散地改变分辨率的结构。穿过分辨率设置单元117的测量光105被引导至补偿光学系统。补偿光学系统包括光分割部(在本实施例中对应于分割单元)106、波前传感器(在本实施例中对应于像差测量单元)115、波前补偿装置(在本实施例中对应于像差补偿单元)108以及反射镜107-1 107-4,其中反射镜107-1 107-4用于将测量光105引导至这些组件。光分割部106和波前传感器115设置在插入到如后面所述的测量光105的光路中的台(未示出)上。反射镜107-f 107-4被配置成至少使得被检眼的瞳孔、波前传感器115和波前补偿装置108处于光学共轭关系。在本实施例中,作为光分割部106,使用分束器。穿过光分割部106的测量光105入射到波前补偿装置108。波前补偿装置108上所反射的测量光105行进到反射镜107_3。在本实施例中,作为波前补偿装置108,使用包括液晶元件的空间相位调制器。图2A是示出本实施例中用作空间相位调制器的示例的反射型液晶光学调制器的示意图。该反射型液晶光学调制器具有如下结构将液晶分子125填充到由基部122和盖123所包围的空间内。基部122包括多个像素电极124。盖123包括透明的对向电极(未示出)。当在像素电极和对向电极之间没有施加电压时,液晶分子处于如液晶分子125-1那样的取向状态。当施加有电压时,取向状态改变为如液晶分子125-2那样的取向状态,因而相对于入射光的折射率改变。当对各像素电极的电压进行控制以改变各像素的折射率时,可以实现空间相位调制。例如,当入射光126入射到液晶元件时,穿过液晶分子125-2的光相对于穿过液晶分子125-1的光在相位方面发生延迟,由此形成如图2A所示的波前127。反射型液晶光学调制器通常包括几万到几十万个像素。液晶元件具有偏光特性,因而该反射型液晶光学调制器可以包括用于调整入射光的偏光状态的偏光元件。波前补偿装置108的另一示例是可变形镜。该可变形镜可以局部改变光反射方向,并且各种可变形镜已投入实际使用。例如,存在如图2B的截面图所示的装置。该装置包括膜状的镜面129,用于反射入射光并且能够变形;基部128 ;致动器130,其插入到镜面129和基部128之间;以及支持部(未示出),用于支持镜面129的周围。致动器130的工作原理可以基于静电力、磁力或压电效应。致动器130的结构根据工作原理而改变。在基部128上二维地排列有多个致动器130,并且选择性地对这些致动器130进行驱动以使镜面129能够自由变形。可变形镜通常包括几十 几百个致动器。利用扫描光学系统109对反射镜107-3和107_4上所反射的光进行一维或二维扫描。在本实施例中,作为扫描光学系统109,使用用于进行主扫描(眼底的水平方向) 和副扫描(眼底的垂直方向)的两个检电扫描器。为了进行较高速度的摄像,对于扫描光学系统109的主扫描侧,可以使用共振扫描器。根据该结构,为了使扫描光学系统109内所包括的各扫描器处于光学共轭关系,可以在各扫描器之间使用诸如镜和透镜等的光学元件。由扫描光学系统109所扫描的测量光105经由用作目镜部的目镜110_1和110_2投射至眼睛111。投射至眼睛111的测量光在眼底上发生反射或散射而成为返回光束。当对目镜110-1和110-2的位置进行调整时,可以根据眼睛111的屈光度进行适当的投射。在本实施例中,对于目镜部,使用透镜,但例如也可以使用球面镜。利用眼睛111的视网膜上发生反射或散射所产生的返回光束的反射散射光沿着与入射的情况相同的光路反向行进。该反射散射光的一部分由光分割部106反射到波前传感器115,以用于测量光束的波前。在本实施例中,作为波前传感器115,使用夏克-哈特曼传感器。该夏克-哈特曼传感器利用CCD照相机经由微透镜阵列来接收由于入射到眼睛的测量光所产生的反射光,以对波前进行测量。对例如可变形镜或空间相位调制器的波前补偿装置进行驱动,从而对测量得到的波前进行补偿以经由该装置对眼底摄像,因而可以实现高分辨率的摄像。图2C-1是示出夏克-哈特曼传感器的示意图。波前测量所用的光束131经由微透镜阵列132聚光到CXD传感器133的焦面134上。图2C-2示出从由图2C-1的2C-2_2C_2所表示的位置观看时的状态。微透镜阵列132包括多个微透镜135。光束131经由各微透镜135聚光到CXD传感器133上,因而光束131被分割成数量与微透镜135的数量相等的光斑,由此形成光斑。图2D示出这些光斑形成在CXD传感器133上的状态。使穿过各微透镜135的光束聚光以形成光斑136。基于各光斑136的位置来计算入射光束的波前。例如,图2E-1是示出对具有球面像差的波前进行测量的情况的示意图。使光束131形成为具有波前137。光束131经由微透镜阵列132聚光到与该波前局部垂直的方向上的位置处。
图2E-2示出这种情况下的CXD传感器133上的聚光状态。光束131具有球面像差,因而所形成的光斑136偏向中央部。当计算出所形成的光斑136的位置时,可以确定光束131的波前。在本实施例中,作为波前传感器,使用夏克-哈特曼传感器。然而,本发明不限于该传感器。可以采用例如曲率传感器的其它波前测量单元,或者可以采用根据所形成的光斑图像通过逆计算来获得波前的方法。当反射散射光穿过光分割部106时,该反射散射光的一部分在光分割部104上发生反射,并且经由准直器112和光纤113被引导至光强度传感器114。光强度传感器114将该光转换成电信号。该电信号由控制单元118处理成用作眼底图像的图像,并将该眼底图像显示在显示器119上。波前传感器115与补偿光学控制器116相连接。所接收到的波前被传送至补偿光学控制器116。波前补偿装置108也与补偿光学控制器116相连接,并且进行补偿光学控制器116所指示的调制。补偿光学控制器116基于波前传感器115所获得的波前来计算补偿所用的调制量以获得无像差的波前,并且指示波前补偿装置108根据该调制量进行补偿。重复进行波前测量以及对波前补偿装置的指示,并且进行反馈控制以总是获得适当的波前。关于像差补偿,需要利用光分割部106分割出信号光的一部分以测量波前。本实施例的特征如下所述。判断补偿的有效性,即判断即使在摄像期间通过使用自适应光学(AO)持续进行补偿所获得的效果是否超过因分割所引起的摄像光量的下降的影响,并且当该效果超过该影响时,进行分割。在本实施例中,作为光分割部106,使用分割比为80(透过)20(反射)的分束器。因此,当对光进行分割从而利用波前传感器115测量波前时,眼底摄像光量下降了 20%。当通过像差补偿所获得的图像质量提高效果超过光量下降20%的影响时,即使在对眼底进行摄像的情况下也进行补偿。将光分割部106插入到测量光105的光路内以进行光路分割。接着,参考图3所示的流程图来说明根据本实施例的光学摄像设备的控制方法的过程。首先,在步骤SlOl中,控制处理开始。接着,在步骤S102中,设置分辨率。
具体地,控制单元118经由分辨率控制器120对分辨率设置单元117进行控制,并且对测量光的光束直径进行调整以设置分辨率。接着,在步骤S 103中,为了进行像差补偿,在控制单元118的控制下将光分割部106插入测量光105的光路内,以向着波前传感器对光进行分割。在下一步骤S104及其之后的步骤中,进行使用补偿光学系统的处理。在补偿光学系统的基本流程中,在光分割部106 (也称为分割单元)向着波前传感器115对光进行分割的状态下,在步骤S104中,波前传感器115对像差进行测量。接着,在步骤S106中,补偿光学控制器116基于通过该测量所获得的结果来计算补偿量。接着,在步骤S107中,在补偿光学控制器116的控制下对波前补偿装置108进行 驱动。作为使用补偿光学系统的处理,重复进行上述流程。在该流程期间,在步骤S 104中测量了像差之后,在步骤S105中,补偿光学控制器116判断像差量是否小于预先设置的基准值。该基准值可以是设备特有的值或者可以由拍摄者进行设置。当像差量不小于基准值时,执行步骤S106及其之后的处理。另一方面,当像差量小于基准值时,该处理进入步骤S108。在步骤S108中,进行如下判断即使在如上所述光量损失为20%的情况下,是否仍通过持续像差补偿来提高图像质量。在本实施例中,使用分辨率和摄像信号强度这两个参数来判断图像质量是否提闻。像差补偿使分辨率提闻。图像质量随着光接收效率的提闻而提闻。与此相对比,光接收量因分割而下降了 20%。图像质量随着光接收量的减少而下降。因此,基于这两个参数来判断图像质量最终是否提高。该判断由本实施例中用于控制SLO的控制单元118来进行。控制单元118可以包括计算机系统。参考图4A 4D来说明该判断的示例。图4A和4B示出仅基于信号强度来判断图像质量是否提高的示例。图4A示出在没有进行像差补偿的情况下的初始信号强度138-1。当对测量光进行分割以进行像差测量时,光接收量下降了 20%,并且信号强度从初始信号强度138-1下降为信号强度138-2。注意,当进行像差补偿时,光接收效率提高以使信号强度增加,因而信号强度增加为信号强度138-3。S卩,进行补偿的情况下的信号强度138-3超过了没有进行补偿的情况下的信号强度138-1,因而判断为图像质量通过持续补偿得以提高。与此相对比,图4B示出利用补偿并未预期使信号强度增加的情况。与图4A所示的情况相同,进行光束分割以进行补偿,因而光接收强度从初始信号强度139-1下降为信号强度139-2。通过补偿来增加信号强度,但通过该补偿所获得的效果小并且信号强度仅增加为信号强度139-3。在这种情况下,信号强度139-3低于初始信号强度139-1,由此图像质量下降,因而持续进行补偿并无优势。因此,判断为不进行补偿。接着,参考图4C和4D来说明基于信号强度和分辨率来判断图像质量是否提高的示例。图4C示出未进行补偿的情况下的初始信号强度-分辨率点140-1。即使当对测量光进行分割以进行像差测量时,分辨率也没有下降并且仅光接收量下降,因而信号强度-分辨率点转移至信号强度-分辨率点140-2。当进行补偿时,光接收效率提高以使信号强度增加并且分辨率提高,因而信号强度-分辨率点转移至信号强度-分辨率点140-3。基于信号强度和分辨率的组合来判断图像质量是否提高。因此,将如图4C和4D所示的(由虚线表示的)阈值141设置为用以判断图像质量是否提高的基准。
当将信号强度-分辨率点140-3与初始信号强度-分辨率点140-1进行比较时,信号强度没有大幅增加但分辨率提高,因而信号强度-分辨率点140-3超过了作为判断用基准的阈值。因此,判断为存在补偿效果。另一方面,在图4D中,信号强度因光束分割而下降,以使初始信号强度-分辨率点142-1转移至信号强度-分辨率点142-2。当进行补偿时,信号强度-分辨率点142-2转移至信号强度-分辨率点142-3以提高信号强度和分辨率。然而,信号强度-分辨率点142-3没有达到作为判断用基准的阈值,因而判断为不存在补偿效果。可以基于例如用于眼底摄像的光束直径、因补偿所引起的光量变化、被测眼睛的像差数据、补偿装置的性能、摄像时间以及像差的时间变化等来判断信号强度和分辨率通过补偿是否得以提高。可以基于进行了加权的信号强度和分辨率来确定针对信号强度和分辨率的组合的图像质量阈值。加权比率根据要获得的图像而改变。例如,可以设置并由操作员选择如下的模式适合进行高倍率摄像的用于相对于信号强度优先提高分辨率的模式;以及适合进行广角摄像的用于相对于分辨率优先提高信号强度的模式。在图4C和4D中,将阈值设置为包括图像质量的初始值。可以根据期望图像质量的程度来对该阈值进行设置,以获得与初始值的图像质量相比更高的图像质量。当在步骤S108中判断为补偿效果超过因光束分割所引起的光量损失时,该处理进入步骤S117。当判断为补偿效果没有超过光量损失时,该处理进入步骤S109并且取消向着波前传感器115的光束分割(使分割单元退避)。接着,说明取消向着波前传感器115的光束分割的情况下的补偿装置108的形状。当在步骤S109中取消光束分割时,使补偿装置108的形状维持为紧挨该取消之前的形状。因此,可以在一定长度上维持像差补偿效果的情况下抑制分割损失。可以将补偿装置108设置在初始装置状态。在这种情况下,波前补偿不受像差补偿的影响。在步骤SllO中,进行摄像。在步骤Slll中,确认是否接收到摄像完成请求。当没有接收到摄像完成请求时,该处理返回至步骤SllO并且再次进行摄像。当接收到摄像完成请求时,该处理进入步骤S112并且该控制处理结束。
当该处理进入步骤S117时,在步骤S117中进行摄像。在步骤S118中,确认摄像是否完成。当没有接收到摄像完成请求时,进行步骤S113飞116的使用补偿光学系统的处理,然后在步骤S117中再次进行摄像。在本实施例中,顺次进行摄像和像差补偿处理,但也可以并行进行这两者。当在步骤S118中确认了摄像完成请求时,在步骤S119中取消光束分割并且在步骤S112中结束该控制处理。如上所述,根据本实施例,可以根据摄像条件来适当控制补偿光学系统的操作。
可以执行与摄像条件相对应的适当像差补偿,因而可以实现高质量的眼底摄像并且可以防止图像质量因像差补偿而下降。当判断为不存在像差补偿效果时,可以取消对成为浪费光的像差测量光的分割。第二实施例第二实施例说明了将本发明应用于SLO的不同于第一实施例的结构示例。
根据本实施例的光学摄像设备的结构与图I的示意图所示的第一实施例的结构相同。接着,参考图5所示的流程图来说明根据本实施例的光学摄像设备的控制方法的过程。本实施例具有如下特征预先设置进行动态像差补偿所需的光束直径的阈值,并且基于测量得到的光束直径来判断是否进行用于像差测量的光束分割。首先,在步骤SlOl中,控制处理开始。接着,在步骤S102中,设置分辨率。接着,在步骤S103中,为了进行像差补偿,将光分割部106插入到测量光105的光路中,以向着波前传感器115对光进行分割。在下一步骤S104及其之后的步骤中,进行使用补偿光学系统的处理。补偿光学系统的基本流程与第一实施例相同,并且在利用光分割部106向着波前传感器115对光进行分割的状态下,重复进行步骤S10rS107。在该流程期间,在步骤S104中测量了像差之后,在步骤S105中,补偿光学控制器116判断像差量是否小于预先设置的基准值。当像差量不小于基准值时,执行步骤S106及其之后的处理。另一方面,当像差量小于基准值时,该处理进入步骤S120。在步骤S120中,判断测量得到的光束直径是否超过进行动态像差补偿所需的光束直径的阈值。当测量得到的光束直径大时,像差对图像质量的影响大,因而像差补偿效果大。与此相对比,当测量得到的光束直径小时,图像质量即使利用像差补偿也不会大幅提高,因而由光束分割所引起的光接收量损失变大。因此,可以基于测量得到的光束直径来判断是否需要进行动态像差补偿。可以基于眼睛的一般像差信息以及设备的补偿性能来计算进行动态像差补偿所需的光束直径的阈值,或者可以基于除该一般像差信息和补偿性能以外的测量得到的被测眼的像差信息来计算该阈值。
当测量得到的光束直径超过阈值时,该处理进入步骤S117。当测量得到的光束直径没有超过阈值时,该处理进入步 骤S109。在步骤S109中,取消向着波前传感器115的光束分割。在步骤SI 10中,进行摄像。在步骤Slll中,判断是否接收到摄像完成请求。当未接收到摄像完成请求时,该处理返回至步骤SllO并且再次进行摄像。当接收到摄像完成请求时,该处理进入步骤S112并且该控制处理结束。当该处理进入步骤S117时,进行摄像。在步骤S118中,判断摄像是否完成。当未接收到摄像完成请求时,进行步骤S113飞116的使用补偿光学系统的处理,然后在步骤S117中再次进行摄像。在本实施例中,顺次进行摄像和像差补偿处理,但也可以并行进行这两者。当在步骤S118中确认了摄像完成请求时,在步骤S119中取消光束分割并且在步骤S112中结束该控制处理。如上所述,根据本实施例,可以根据摄像条件来适当控制补偿光学系统的操作。可以执行适合于摄像条件的像差补偿,因而可以实现高质量的眼底摄像并且可以防止图像质量因像差补偿而下降。特别地,可以基于预先确定的值来判断像差补偿的有效性,因而可以减轻计算负荷。第三实施例第三实施例参考图6来说明将本发明应用于SLO的不同于第一实施例和第二实施例的结构示例。根据本实施例的光学摄像设备的结构与图I的示意图所示的第一实施例的结构基本相同,但不包括分辨率设置单元117。因此,以特定分辨率进行测量。接着,参考图7所示的流程图来说明根据本实施例的光学摄像设备的控制方法的过程。本实施例的特征在于基于像差补偿期间测量得到的像差的时间波动来确定利用动态补偿的图像质量提高效果。首先,在步骤SlOl中,控制处理开始。接着,在步骤S103中,为了进行像差补偿,将光分割部106插入到测量光105的光路内,以向着波前传感器115对该光进行分割。在下一步骤S104及其之后的步骤中,进行使用补偿光学系统的处理。补偿光学系统的基本流程与第一实施例相同。在光分割部106向着波前传感器115对光进行分割的状态下,重复进行步骤S104、S121、S105、S106和S107。在步骤S104中测量了像差之后,在步骤S121中将测量得到的像差数据记录在记录设备(未示出)中。在步骤S105中,补偿光学控制器116判断测量得到的像差量是否小于预先设置的基准值。当像差量不小于基准值时,执行步骤S106及其之后的处理。另一方面,当像差量小于基准值时,该处理进入步骤S122。在步骤S122中,基于步骤S121中所记录的像差数据来计算像差的时间波动,并且判断该时间波动是否超过阈值。当时间波动大时,在眼底摄像期间像差很可能大幅波动,由此导致图像质量大幅下降,因而需要进行动态像差补偿。与此相对地,当像差波动量小因而像差不会大幅波动时,预期即使在眼底摄像期间像差也不会大幅波动,因而判断为没有必要进行动态像差补偿。当像差的波动超过阈值时,该处理进入步骤S117。当判断为像差的波动没有超过阈值时,该处理进入步骤S10 9。在步骤S109中,进行分割控制以使得位于返回光束的光路上的光分割部从光路退避(移除),以取消向着波前传感器115的光束分割。在步骤SllO中,进行摄像。在步骤Slll中,判断是否接收到摄像完成请求。当没有接收到摄像完成请求时,该处理返回至步骤SllO并且再次进行摄像。当接收到摄像完成请求时,该处理进入步骤SI 12并且该控制处理结束。当该处理进入步骤S117时,进行摄像。在步骤S118中,判断摄像是否完成。当没有接收到摄像完成请求时,进行步骤S113飞116的使用补偿光学系统的处理,然后在步骤S117中再次进行摄像。在本实施例中,顺次进行摄像和像差补偿处理,但也可以并行进行这两者。当在步骤S118中确认了摄像完成请求时,在步骤S119中取消光束分割,并且在步骤S112中该控制处理结束。如上所述,根据本实施例,可以根据摄像条件来适当控制补偿光学系统的操作。可以执行适合于摄像条件的像差补偿,因而可以实现高质量的眼底摄像,并且可以防止图像质量因像差补偿而下降。特别地,考虑了对实际图像质量的影响,因而可以更加精确地判断有效性。第四实施例第四实施例说明如下的结构示例将本发明应用于配置有补偿光学功能的光学相干断层成像(OCT)设备。图8是示出OCT的结构示例的示意图。在图8中,本实施例中所使用的光源101是波长为840nm的SLD光源。期望光源101具有低相干性。适当使用波长等于或长于30nm的SLD。作为该光源,还可以使用例如钛蓝宝石激光器等的超短脉冲激光器。从光源101投射来的光经由单模光纤102被引导至光纤耦合器143。光纤耦合器143将光路分割成信号光路144和参考光路145。要使用的光纤耦合器的分割比为10:90,并且被设置成该投射光中的10%沿着信号光路144行进。沿着信号光路144行进的光由准直器103转换成准直光。准直器103及其之后的元件与第一实施例相同。该光经由补偿光学系统和扫描光学系统被投射至眼睛111。来自眼睛111的反射散射光再次沿着相同路径行进,并且经由光纤(信号光路)144进行引导以到达光纤耦合器143。在本实施例中,分辨率设置单元117相对于光分割部106而被设置得离眼睛更近。因此,即使当对分辨率进行调整时,入射到波前传感器115的光的光束直径也不改变。与此相对比,沿着参考光路145行进的参考光从准直器146出射而在光路长度改变部147上发生反射,并且再次返回至光纤耦合器143。到达光纤耦合器143的信号光和参考光彼此叠加并且经由光纤148被引导至分光器 149。控制单元118基于分光器149所获得的干涉光信息来形成眼底的断层图像。控制单元118可以对光路长度改变部147进行控制以获得期望深度位置的图像。与第一实施例相同,波前传感器115对波前进行测量,并且对波前补偿装置108进行驱动以消除波前的像差。即使在本实施例中,也通过与第一实施例相同的图3所示的步骤来进行处理。当判断为要通过像差补偿来提高图像质量时,在动态像差补偿期间进行眼底的摄像。通过OCT来获得断层图像。然而,当使入射光的NA增加以提高分辨率时,景深变浅,因而断层图像包括聚焦区域和未聚焦区域。
因此,可以想到采用如下方法,该方法用于利用与景深相对应的宽度对深度方向上的摄像区域进行分割以进行摄像,然后合成各深度的图像以获得在整个区域聚焦的断层图像。在这种情况下,根据图3所示的步骤S102中改变后的分辨率来调整通过各次摄像所获得的深度方向上的区域,因而可以容易地对聚焦区域大的图像高速进行摄像。如上所述,根据本实施例,可以基于摄像条件来适当控制补偿光学系统的操作。即使对于眼底的断层图像也可以执行适当的像差补偿方法,因而可以获得高质量的眼底断层图像并且可以防止图像质量下降。关于如上所述的根据各个实施例的光学摄像设备的控制方法,可以生成用于使计算机执行该控制方法的程序并且可以将该程序存储在计算机要读取的存储介质中。其它实施例还可以通过读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能的系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等装置)和通过下面的方法来实现本发明的各方面,其中,系统或设备的计算机通过例如读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能来进行上述方法的各步骤。由于该原因,例如经由网络或者通过用作存储器装置的各种类型的记录介质(例如,计算机可读介质)将该程序提供给计算机。尽管已经参考典型实施例说明了本发明,但是应该理解,本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释,以包含所有这类修改、等同结构和功倉泛。本申请要求2010年I月29日提交的日本专利申请2010-019120的优先权,在此
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一种补偿光学设备,用于在与像差补偿无关地不会使图像质量下降的情况下获得被摄体的图像,其包括分割单元(106),用于对来自测量对象的返回光束进行分割;像差测量单元(115),用于利用来自分割单元的分割得到的光束对由测量对象所引起的像差进行测量;像差补偿单元(108),用于基于像差测量单元测量得到的像差来进行像差补偿;投射单元(110),用于将通过像差补偿单元的像差补偿所获得的光束投射至测量对象(111);获取单元(114),用于基于利用从投射单元投射的光束所获得的来自测量对象的返回光束来获取表示测量对象的状态的值;以及控制单元(118),用于基于获取单元所获取到的值来使分割单元从光路退避。



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