[发明专利]补偿光学系统的调整方法和补偿光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及补偿光学系统的调整方法和补偿光学系统。

背景技术

在非专利文献1中记载了通过相位测量法调整补偿光学系统的方法。相位测量法是将已知的相位分布表示在波阵面调制元件中之后，通过波阵面传感器对该相位分布进行测量，通过将其测量结果和已知的相位分布进行对照，使调制面上的坐标与检测面上的坐标相互对应的方法。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Abdul Awwal et al.,“Characterization and Operation of a Liquid Crystal Adaptive Optics Phoropter”,Proceedings of SPIE,Volume 5169,pp104-122(2003)

发明内容

发明所要解决的课题

补偿光学技术是使用波阵面传感器，对光学的像差(波阵面变形)进行测量，以其结果为基础，对波阵面调制元件进行控制，由此动态地除去像差的技术。通过该补偿光学技术，使成像特性、聚光度、图像SN比、测量精度提高。以前，补偿光学技术主要用于天体望远镜、大型激光装置。近年来，补偿光学技术也被应用于眼底照相机、扫描型激光验眼镜、光干涉断层装置、激光显微镜等。使用这样的补偿光学技术的成像，能够以比现有高的分辨率进行观察。例如，观察眼的里面(眼底)的眼底成像装置适用补偿光学技术，由此除去由眼球产生的像差，能够鲜明地描绘例如视细胞、神经纤维、毛细血管这样的眼底微细结构。不只眼疾病，也能够期待循环器官类疾病的早期诊断。

用于实现上述的补偿光学技术的补偿光学系统主要由波阵面调制元件、波阵面传感器、以及对这些进行控制的控制装置构成。而且，为了使补偿光学系统正确进行动作，完全除去波阵面变形，需要补偿光学系统的调整(校准)。所谓补偿光学系统的校准，主要是调整对波阵面调制元件的控制信号和由波阵面传感器得到的测量信号的对应关系。

该对应关系大体分为以下的2种。

(1)对波阵面调制元件的控制信号的大小和由波阵面传感器得到的测量信号的大小的对应关系，

(2)波阵面调制元件中的控制点的位置和波阵面传感器中的测量点的位置的对应关系。

上述(1)的对应关系容易从波阵面调制元件的相位调制特性得到。另外，波阵面调制元件的相位调制特性有时也依存于使用波阵面调制元件的环境(例如，温度、经时变化)，但多数情况下是能够忽视的水平。另外，上述(2)的对应关系依存于波阵面调制元件和波阵面传感器的空间位置关系(主要是与光轴交差的面内的位置关系)。

在补偿光学系统中，以光的波长以下(例如，亚微米级(submicro level))的精度对波阵面进行控制。因此，起因于搬运时、在设置场所的振动，或者保持波阵面传感器、波阵面调制元件的部件因热量的变形等，有时在波阵面传感器中测量的相位分布和在波阵面调制元件中表示的补偿用的相位图案之间，产生位置偏移。因此，关于上述(2)的调整作业，不限于包括补偿光学系统的装置的组装、保养时，也希望在刚使用装置之前、多次摄像的间歇之间。因此，要求容易进行上述的调整作业并高精度地执行的方法。

但是，在非专利文献1记载的相位测量法中，需要从波阵面传感器的测量结果计算相位分布，因此调整的精度依存于波阵面调制元件的相位调制精度、波阵面传感器的相位测量精度和校准用的光像的精度，难以稳定地实现高精度。

另外，作为补偿光学系统的调整方法，目前也已知有影响·矩阵法。在影响·矩阵法(Influence Matrix Method)中，使用可变镜、夏克哈特曼型的波阵面传感器。即，针对可变镜所具有的多个驱动器依次施加调整用的电压，存储来自起因于由该电压施加引起的波阵面变化的波阵面传感器的测量信号变化。其结果，构成测量信号针对向可变镜施加的电压的响应矩阵。该矩阵为影响·矩阵。而且，影响·矩阵的逆矩阵为控制矩阵，使用该控制矩阵进行补偿光学系统的调整。但是，在影响·矩阵法中，波阵面调制元件的像素数变多时，演算量变得庞大，调整作业需要长时间。

本发明就是鉴于这些问题点而完成的发明，其目的在于：提供一种能够以短时间且高精度地对在波阵面传感器中测量的相位分布与在波阵面调制元件表示的补偿用的相位图案的位置偏移进行修正的补偿光学系统的调整方法和补偿光学系统。

解决技术问题的手段