(57)【要約】      （修正有）【課題】反射面光束の波面ひずみを補正する可変形状ミラーを用いて眼底観察装置を含む光学装置収差を補償する。【解決手段】  複数の電極部と、これらの電極と対向して配置され電極部に印加された静電電圧により歪みを生じる薄膜状の反射面とを備え、前記反射面の反射光を検出して、所望の反射面形状をなすときの各電極部への印加電圧を測定し、一の基準となる反射面形状に対応する各電極部への印加電圧を１つの組として、所定の異なる数の反射面形状に対応する所定の組数を記憶し、前記記憶された電極部と印加電圧との組を重ね合わせることにより所望の形状に反射面を変形させ、収差を補償する。反射面の基準反射面形状をゼルニケ多項式の所定の次元に関連させて記憶しておくことが望ましい。【選択図】  図１２
2007021044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極部と、これらの電極と対向して配置され電極部に印加された静電電圧により歪みを生じる薄膜状の反射面とを備え、反射面光束の波面ひずみを補正する可変形状ミラーの変形方法において、
前記反射面の反射光を検出して、所望の反射面形状をなすときの各電極部への印加電圧を測定し、
一の基準となる反射面形状に対応する各電極部への印加電圧を１つの組として、所定の異なる数の反射面形状に対応する所定の組数を記憶し、
前記記憶された電極部と印加電圧との組を重ね合わせることにより所望の形状に反射面を変形させることを特徴とする可変形状ミラーの変形方法。
【請求項２】
前記反射面の基準反射面形状をゼルニケ多項式の所定の次元の要素に対応して備えていることを特徴とする請求項１の可変形状ミラーの変形方法。
【請求項３】
複数の電極部と、これらの電極と対向して配置され電極部に印加された静電電圧により歪みを生じる薄膜状の反射面とを備え、所定の形状に変形され反射面光束の波面ひずみを補正する可変形状ミラーと、
一の基準となる反射面形状に対応する各電極部への印加電圧を１つの組として、所定の異なる数の反射面形状に対応する所定の組数を記憶した記憶部と、
可変形状ミラーにより反射された対象物からの光の収差を検出する収差検出部と、
収差検出部により検出された収差検出信号に基づいて、記憶部に記憶された電極部と印加電圧との組を選択し、これらを重ね合わせて、電極部に電圧を印加して反射面を変形させて前記収差を補償する演算制御部とを設けたことを特徴とする光学装置。
【請求項４】
前記記憶部には、前記反射面の基準反射面形状をゼルニケ多項式の所定の次元の要素に対応して備えていることを特徴とする請求項４の光学装置。
【請求項５】
請求項３及び４の光学装置を含むことを特徴とする眼底観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体に照射した光の収差を補正するための可変形状ミラーの変形方法および可変形状ミラーを用いた光学装置及び眼底観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光学装置において、被写体に照射した光の光学的歪みを補正するためにＤｅｆｏｒｍａｂｌｅ  Ｍｉｒｒｏｒ（以下、可変形状ミラーと略称する）が用いられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
また、眼底観察装置等において、眼底からの反射光は、眼光学系が不完全であるため収差を含み、鮮明な眼底像は得られない。この光学的ひずみを可変形状ミラーで補正することができる（例えば、特許文献３参照）。この眼底観察装置は、撮影光源から出射された光束を被検者の眼（被検眼という）に照射して、その眼底で反射された反射光束を撮影光として記録手段に導いて被検眼の眼底像の記録を行う装置である。
【０００４】
一般に、図１７及び図１８に示すように、可変形状ミラー３００は、は室内雰囲気（空気）中に配置され、枠３０２に張設された薄膜ミラー（メンブレン）３０１と、この薄膜ミラー３０１に所定の間隔を開けて形成した電極３０５を備えて構成されている、薄膜ミラー３０１は、表面を光反射面とした可撓性の膜体であり、電極３０５は平板状の基板で形成された基板３０４上面に複数（この例では５つ、３０５−１〜３０５−５）配置されている。本例では、各電極３０５−１〜３０５−５にはそれぞれ所定の電圧Ｖ１〜Ｖ５を印加できる電源３０６が接続され、各電極３０５に所定電圧を印加することにより、印加電圧Ｖと薄膜ミラー電極間距離に応じた静電力によって電極３０５に対向した部位の薄膜ミラー３０１を引き寄せ所望の歪みが発生するように変形させる。なお、図中符号３０７は、薄膜ミラー３０１と基板３０４との間隔を保持する間隔保持部材を示している。このような可変形状ミラー３００は、図１８に示すように、各電極３０５−１〜３０５−５に所定の電圧Ｖ１〜Ｖ５を印加すると、所望の形状に変形する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４７９４７号公報
【特許文献２】特開平９−１５２５０５号公報
【特許文献３】特開平１１−１３７５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来の可変形状ミラー３００には、多数の電極部を備えており、薄膜ミラー３０１を所定の形状に変形させるとき個々の電極部に所定の電圧を印加しなければならない。しかし、各電極部に所定の電圧を正確に印加することは容易ではなく、すべての電極部に印可する電圧を正確に設定することは煩雑で時間を要し、作業効率が低下してしまうこととなる。
【０００７】
そこで、本発明では、上記問題点を解消すべく、装置からの出力信号を基に適正な出力信号が得られるように複数の電極部に印加する電圧を、組としてあらかじめ記憶することができる記憶部を設け、短時間で簡易に個々の電圧補正を行い、作業効率を上げることができる光学装置及び眼底観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、複数の電極部と、これらの電極と対向して配置され電極部に印加された静電電圧により歪みを生じる薄膜状の反射面とを備え、反射面光束の波面ひずみを補正する可変形状ミラーの変形方法において、前記反射面の反射光を検出して、所望の反射面形状をなすときの各電極部への印加電圧を測定し、一の基準となる反射面形状に対応する各電極部への印加電圧を１つの組として、所定の異なる数の反射面形状に対応する所定の組数を記憶し、前記記憶された電極部と印加電圧との組を重ね合わせることにより所望の形状に反射面を変形させることを特徴とする可変形状ミラーの変形方法である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の可変形状ミラーの変形方法において、前記反射面の基準反射面形状をゼルニケ多項式の所定の次元の要素に対応して備えていることを特徴とする。即ち、本発明では、前記反射面形状を指定する組は、ゼルニケ次数の形状Ｚ（ｎ,ｍ）について、１番の電極に所定のＶ１ボルトの電圧、２番の電極にＶ２ボルトの電圧・・・ｉ番の電極にＶｉボルトの電圧を印加するとし、電極の番号とその電極に印加する電圧値の組をセットにしたものをいう。従って、各ゼルニケ次数の形状に対応して反射面は規則的に変形するものとなり、これらを重ね合わせることにより、任意の反射面形状を得ることができる。
【００１０】
請求項３の発明は、複数の電極部と、これらの電極と対向して配置され電極部に印加された静電電圧により歪みを生じる薄膜状の反射面とを備え、所定の形状に変形され反射面光束の波面ひずみを補正する可変形状ミラーと、一の基準となる反射面形状に対応する各電極部への印加電圧を１つの組として、所定の異なる数の反射面形状に対応する所定の組数を記憶した記憶部と、可変形状ミラーにより反射された対象物からの光の収差を検出する収差検出部と、収差検出部により検出された収差検出信号に基づいて、記憶部に記憶された電極部と印加電圧との組を選択し、これらを重ね合わせて、電極部に電圧を印加して反射面を変形させて前記収差を補償する演算制御部とを設けたことを特徴とする光学装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３の光学装置において、前記記憶部には、前記反射面の基準反射面形状をゼルニケ多項式の所定の次元の要素に対応して備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項３及び４の光学装置を含むことを特徴とする眼底観察装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、収差補償のため、可変形状ミラーの反射面を変形して所望の形状とするときには、記憶しておいた各電極への印加電圧の組を重ね合わせ、得られた値に基づいて各電極に電圧を印加すればよいから、短時間で容易に可変形状ミラーの反射面を変形でき、収差補正に際して、試行錯誤的に操作を行うことなく作業効率を上げることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、反射面の基準反射面形状をゼルニケの多項式の次数に対応して備えているから、基準反射面形状を階層的に整理して格納しておくことができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、光学装置において、収差補償のため可変形状ミラーの反射面を変形して所望の形状とするときには、収差検出部からの収差信号に対応して、記憶しておいた各電極への印加電圧の組を重ね合わせ、得られた値に基づいて各電極に電圧を印加すればよいから、短時間で容易に可変形状ミラーの反射面を変形でき、収差補正に際して、作業効率を上げることができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、記憶部には、反射面の基準反射面形状をゼルニケの多項式の次数に対応して備えているから、基準反射面形状を階層的に整理して格納しておくことができ、記憶部の容量を少なくすることができるほか、必要な反射面形状を得るのに試行錯誤的な操作をおこなうことがなく、作業効率をあげることができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、眼球に起因する収差を可変形状ミラーで補償して、高い解像度での眼底像を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明に係る可変形状ミラーの変形方法の実施の形態について説明する。本例の対象となる可変形状ミラーは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ
Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）プロセスで製作したメンブレンタイプの可変形状ミラー（デフォーマブルミラー（ＤＭと略記））であり、眼底観察装置において人眼の収差補正を行うものである。可変形状ミラー１０は、ＳＯＩウェハを加工して形成したシリコンメンブレンミラー部１１と８５個の電極１２とからなる。シリコンメンブレンの直径は１２ｍｍ、最大変位量は駆動電圧１８０Ｖにて１６μｍであった。
【００１９】
本例ではシャックハルトマン波面センサーで測定された模型眼の収差を、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式に展開し、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式の各項に対する適合する電圧配列を用いて、メンブレンの形状が眼の収差を打ち消すように可変形状ミラーの駆動電圧を決定する。これらの電圧配列はあらかじめ実験的に決めたものである。本例では、模型眼の収差をＲＭＳ０．１μｍ以下に補正することができた。この例において、可変形状ミラーの有効径は７．５ｍｍであり、模型眼の瞳径は８．５ｍｍである。
【００２０】
高解像眼底カメラは人間の視細胞が見えるような綺麗な像を得るよう期待されている。このようなカメラを用いることにより、蛍光眼底撮影を行わずに新生血管などの微細な障害を撮影できるようになり、患者の肉体的負担は軽減される。眼底写真を撮る場合、人眼収差の影響により、眼底カメラが本来持っている解像度が得られない。この問題を解決するため、眼の収差を補正できるアダプティブオプティクスが研究されている。ビジョンサイエンス分野だけでなく天文学やレーザーコミュニケーション分野におけるアダプティブオプティクスに関する研究は、ＭＥＭＳテクノロジーを用いた可変形状ミラーを用いて様々な研究機関で行われてきた。現在までに研究開発されてきた可変形状ミラーは、一般的にセグメントアレイタイプの可変形状ミラーとメンブレンタイプの可変形状ミラーに分類される。サーフェスマイクロマシニングにより作られるセグメントアレイタイプの可変形状ミラーは、比較的小さな変位量（数μｍ）であるが、細密な形状制御が容易である。一方、バルクマイクロマシニングで作るメンブレンタイプの可変形状ミラーは、大きな変形量（〜１０μｍまたはそれ以上）という利点はあるが、要求されるミラー形状を正確に作るのが難しい。
【００２１】
人眼の収差は比較的大きい（〜１０μｍ）ので、高解像眼底カメラでは、大きな収差補正能力を持つ可変形状ミラーが必要となる。よって、我々はメンブレンタイプの可変形状ミラーを開発し、それをアダプティブオプティクスに適用した。メンブレンタイプの可変形状ミラーを含む収差補正システムにおける高速アルゴリズムも、正確なミラー形状を得るために必要となる。
【００２２】
以下、可変形状ミラーの製作プロセスフロー、可変形状ミラーの性能、可変形状ミラーの収差補正手法、アダプティブオプティクスシステムを用いた収差補正結果について記載する。
【００２３】
本例に係る可変形状ミラーの概略構造を図１に、その外観を図２に示す。本例に係る可変形状ミラー１０は、シリコンメンブレンミラー部１１と、８５個の電極１２を形成した多層ＰＣＢ基板１４と、両者の間隔を保つスペーサ１３とを備えている。また、多層ＰＣＢ基板の反りを低減するため、ＰＣＢの裏面に金属プレート１７を接着し、この金属プレート１７を可変形状ミラーの取り付け部として機能させている。また可変形状ミラー１０は金属フレーム１５とガラス窓１６とを設けデバイスを保護するものとしている。
【００２４】
本例に係る可変形状ミラーは以下の手順で作成した。図３に示すように、ＳＯＩウェハ（図２（ａ））の厚さ４００μｍのハンドル層をＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）により直径１２ｍｍで円形にエッチングした（図３（ｂ））。１μｍ厚の酸化層はフッ酸により除去した（図３（ｃ））。そして、アルミニウム（２００ｎｍ）をシリコンメンブレン（厚さ６μｍ）に高反射ミラー（６３３ｎｍで９０％）として蒸着した（図３（ｄ））。シリコンメンブレンミラーはエポキシ接着剤と直径５０μｍのガラスボールを用いた３箇所のスペーサを介し、ＰＣＢ基板上に固定した。このガラスボールが、ミラーと電極間の間隔を精密にコントロールする。さらに、導電性接着剤を用いてシリコンメンブレンと多層ＰＣＢのＧＮＤを電気的に接続した。
【００２５】
図４は８５個すべての電極に同一電圧を印加したときの、メンブレン中央の可変形状ミラーの変位量を示す。およそ１８０Ｖで最大１６μｍの変位量が得られている。応答時間（立ち上がり、立下り）は１０ｍｓ以下である（図５中の表１参照）。
【００２６】
以下上記可変形状ミラーの収差補正性能の判定について説明する。ミラー形状の測定方法の概略を図６に示す。本例では駆動回路により可変形状ミラーの電極に所定の電圧が印加され、ミラー形状をフィゾー干渉計で測定する。この駆動回路は各電極に３００Ｖまで印加できるものである。あるミラー形状（例えばＺｅｒｎｉｋｅ多項式の（２，±２）次の形）を作るのに、周辺部分の電極には３００Ｖ近くの電圧を印加する必要がある。第１のコンピュータＰＣ１は、フィゾー干渉計のＣＣＤで検出される干渉縞よりミラー面形状と各次数のＺｅｒｎｉｋｅ係数を算出する。第２のコンピュータＰＣ２は、可変形状ミラーの８５個の電極に印加する電圧を設定する。
【００２７】
はじめに、可変形状ミラーに各Ｚｅｒｎｉｋｅ次数の４次までの形状を形成した。結果を図７に示す。傾き成分（すなわちＺｅｒｎｉｋｅ多項式の１次成分）と球面成分（Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式の（２，０）成分）は、図７におけるミラー形状から、さらに、この説明における以下のすべての収差図から削除されている。なぜなら、眼底カメラではこれらの成分を他の光学系で補正できるからである。なお、可変形状ミラーの有効径は７．５ｍｍとしている。
【００２８】
これにより、ゼルニケ次数の形状Ｚ（ｎ,ｍ）について、１番の電極に所定のＶ１ボルトの電圧、２番の電極にＶ２ボルトの電圧・・・８５番の電極にＶ８５ボルトの電圧を印加するとし、電極の番号とその電極に印加する電圧値の組をセットにしたものを得る。従って、各ゼルニケ次数の形状に対応して反射面は図７に示すように規則的な形状をなし、これらを重ね合わせることにより、任意の反射面形状を得ることができる。
【００２９】
次に、ウェーブフロントアナライザー（ＫＲ−９０００ＰＷ、（株）トプコン製）で人眼収差を実際に測定し、そのデータを目標収差に設定した。人眼収差の例を図８に示す。これらの収差（図８における目標Ａ，Ｂ，Ｃ）を補正できるような形状を可変形状ミラーで作ってみた。アダプティブオプティクスにて収差を補正する場合、可変形状ミラーの形状は目標収差の逆位相でその大きさが半分の形でなければならない。つまり残存収差量は式(1)で表される。
残存収差量＝目標収差量+２(ミラー形状)  ・・・(1)
【００３０】
図８に示すように、人眼の目標収差はこの可変形状ミラーにより補正できている。残存収差量のＲＭＳは０．１μｍ、またはそれ以下である。
【００３１】
次に本例に係る可変形状ミラーを用いて収差を補正する方法について説明する。図９に、メンブレン中央の可変形状ミラーの変位量と全電極に印加した電圧の２乗のグラフを示す。変位は電圧の２乗にほぼ比例している。このことにより、Ｚｅｒｎｉｋｅ係数の大きさが可変形状ミラーの全電極に印加する電圧の２乗に比例することがわかる。そこで、いくつかの２乗電圧分布を電極に印加した。その電圧は、図７に示したＺｅｒｎｉｋｅ次数の形を作ったときの電圧値の２乗値に比例したものとしている。可変形状ミラーの各電極に印加する電圧Ｖｘは、式（２）のように計算される。
【００３２】
Vx 2 = (dx / do) Vo 2 ....(2)
ここでＶ０は、図７において印加した電圧値、ｄ０は図７において計算されたＺｅｒｎｉｋｅ係数の大きさ、ｄｘは新たに目標としたＺｅｒｎｉｋｅ係数の大きさである。
【００３３】
図１０は、Ｚ（３，-１）のＺｅｒｎｉｋｅ係数に関する目標とした係数と実際に作られたＺｅｒｎｉｋｅ係数を比べたものである。他のＺｅｒｎｉｋｅ係数でも、実験的に同じような関係が得られた。両者には比例関係が見られるが、実際に作られたＺｅｒｎｉｋｅ係数は目標とした係数より、常にわずかに大きくなっている。このことは図９に示したように、可変形状ミラーの変位量と電圧値の２乗が厳密には比例していないためである。しかし、目標と結果はリニアな関係にあるので、適当な電圧配列から、任意の大きさのＺｅｒｎｉｋｅ係数値を簡単に作り出すことができる。
【００３４】
さらに、複数のＺｅｒｎｉｋｅ係数に対して２乗電圧値の配列を加算して印加することにより、この可変形状ミラーにおいて任意の形状を作り出すことができることを実験結果は示している。目標形状がＺｅｒｎｉｋｅ成分；Ａ，Ｂ，Ｃからから成るとき、上述のようにＺｅｒｎｉｋｅ係数Ａ，Ｂ，Ｃを作る電圧配列の２乗;{VA(n)2},{VB(n)2},{VC(n)2}を計算する。ここで電極番号ｎに印加する電圧は、式(3)のように計算される。
V(n) = sqrt (Vadd (n) 2 - Vmin2 ) ....(3)
ここで、
Vadd (n) 2 = VA (n) 2+ VB (n) 2+ VC
(n) 2 ....(4)
さらに、
Vmin = min{ Vadd (1), Vadd (2), ... ,Vadd (85) }....(5)
である。電圧Vminは重ね合わせの電圧値を減らし、他のより高次のＺｅｒｎｉｋｅ係数に重大な影響を与えることなく、球面成分Ｚ（２，０）の大きさを抑える。
式（３）−（５）で決めた電圧配列により実験的に作ったミラー形状とそのＺｅｒｎｉｋｅ係数を、計算により求めたミラー形状とそのＺｅｒｎｉｋｅ係数を比較した。Ｚ（２，−２），Ｚ（３，−３），Ｚ（４，−４）の電圧配列を実験に用いた。これらのミラー形状とＺｅｒｎｉｋｅ係数は、図１１（ａ）,（ｂ）,（ｃ）のとおりである。実験的に得られたミラー形状とＺｅｒｎｉｋｅ係数は、図９（ｄ）のとおり、理論的に計算された（要求された）ミラー形状とＺｅｒｎｉｋｅ係数は、図１１（ｅ）のとおりであり、両者はほぼ一致している。このように、Ｚｅｒｎｉｋｅ係数が式（３）を用いて重ね合せできることがわかる。
【００３５】
次に、本例に係る可変形状ミラーを使用した眼底観察装置について説明する。本例では模型眼の収差補正を行った。本例に係る眼底観察装置を図１２に示す。この眼底観察装置１００は、可変形状ミラー１０と収差測定装置とを備えたアダプティブオプティクスシステムである。本例に係る眼底観察装置の光学系は、可変形状ミラー１０、水晶体や角膜などの眼光学系で発生する収差を測定する収差測定装置であるシャックハルトマン波面センサー２０、ビーム伝搬光学系３０とからなる。このような装置において、収差は眼底像を劣化させるため、可変形状ミラー１０で収差を補正することにより、綺麗な眼底像を得るようにしている。本例では模型眼４０にシンドリカルレンズ４１を取り付けて収差を発生させて、この収差を可変形状ミラー１０で補償するものである。模型眼の眼底には５μｍＬ／Ｓのパターンが配置してある。ビーム伝搬光学系３０はビームスプリッタ３１，３４、可動プリズム３２，ダイクロイックミラー３３、レーザダイオード３５、高感度ＣＣＤ３６、スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）３７を備えている。
【００３６】
このアダプティブオプティクスシステムにおいて、球面収差は可動プリズム３２を用いて光路長を調整することにより、自動的に補正することができる。なお、本例において、可変形状ミラー１０の有効径は７．５ｍｍ、模型眼の瞳径は８．５ｍｍである。可変形状ミラー１０の入射角は１５度である。
【００３７】
シャックハルトマン波面センサー２０は、公知であり、ハルトマンプレート２１（即ち、マイクロレンズアレイ）とＣＣＤ２２から成る。ＣＣＤ２２はマイクロレンズの焦点位置に配置される。可変形状ミラー１０とハルトマンプレート２１は光学的に共役位置にある。波長８４０ｎｍのＳＬＤ３７が、不要な干渉ノイズを避けるため、シャックハルトマン波面センサー２０の光源に使用される。ＳＬＤ３７、模型眼４０の眼底、ＣＣＤ２２は共役位置にある。眼底像は波長６３３ｎｍのＬＤ光源を用いて得られる。
【００３８】
試験結果を図１３に示す。可変形状ミラーに印加する電圧は、前述した方法で決定した。上は補正のない場合、下は補正した場合である。図１３のように、発生させた収差を、本システムによりＲＭＳ（二乗平均値）で０．１μｍより小さい残収差に抑えることができた。可変形状ミラー１０による収差補正後は、前記パターンがはっきりと解像されている。このことは、約３μｍの眼底の視細胞を撮るのに十分な解像度が得られることを示している。
【００３９】
より複雑な収差での実験結果を、収差補正の経過とともに、図１４に示す。経過として、補正回数における残存収差のＲＭＳとその収差マップを示す。さらに、収差補正前後の全Ｚｅｒｎｉｋｅ係数を図１５に示す。残存収差は、補正後は４次までの次数で良く抑えられているが、より高次の収差が残っている。最終的なＲＭＳは０．１３μｍであった。なお、この実験では５次と６次の収差は考慮されていない。この次数の補正も行うことにより、ＲＭＳを０．１μｍより小さくできると考えられる。このように、簡単な手法により収差を自動的に補正できる。
【００４０】
最後に、この可変形状ミラーでどれ位の収差量が補正できるか実験した。収差量を増やすため、様々なパワーのシリンドリカルレンズを模型眼の前にセットした。図１６は、２ディオプターのシリンドリカルレンズでトータルのＲＭＳが３．９μｍの収差量を発生させた場合の実験結果を示す。この可変形状ミラーを用いたアダプティブオプティクスシステムは、このような大きな収差を、残存収差ＲＭＳ０．０９３μｍに抑えることができた。この収差補正量は、現在市販されている可変形状ミラーに比べ、非常に大きいものである。
【００４１】
以上のように、本例では８５電極のメンブレンタイプの可変形状ミラーを製作した。メンブレンの直径は１２ｍｍ、最大変位量は駆動電圧１８０Ｖにて１６μｍである。特許出願人は、この可変形状ミラーと眼底カメラを模したアダプティブオプティクスシステムにより、模型眼の収差を補正することができる。この実施例において、可変形状ミラーの有効径は７．５ｍｍ、模型眼の瞳径は８．５ｍｍである。シャックハルトマン波面センサーで測定された眼の収差はＺｅｒｎｉｋｅ多項式に展開され、可変形状ミラーの駆動電圧は、メンブレンが眼の収差を打ち消すような形状になるように、あらかじめ実験的に決められた個々のＺｅｒｎｉｋｅ多項式の各項の形を作るための電圧配列を用いて決定される。模型眼の収差を０．１μｍ以下に補正した。可変形状ミラーを使ったアダプティブオプティクスシステムは、大きな収差（ＲＭＳ３．９μｍ）を残存収差０．１μｍ以下に補正することができた
【００４２】
なお、上記の実施の形態においては、可変形状ミラーを用いる装置として眼底観察装置を示しているが、可変形状ミラーを装着する装置としてはヘッドアップディスプレイ、天体望遠鏡、レーザ照射装置等、各種の光学機器に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施の形態例に係る可変形状ミラーの構造を示す断面図である。
【図２】実施の形態例に係る可変形状ミラーの外観図である。
【図３】実施の形態例に係る可変形状ミラーの製造法を示す図である。
【図４】実施の形態例に係る可変形状ミラーへの印加電圧とミラーの変位との関係を示すグラフである
【図５】実施の形態例に係る可変形状ミラーの応答速度を示す表である。
【図６】実施の形態例に係る可変形状ミラーの反射面形状を測定する装置を示すブロック図である。
【図７】実施の形態例に係る可変形状ミラーの形状とＺｅｒｎｉｋｅ多項式成分とを示す図である。
【図８】実施の形態例に係る可変形状ミラーによる人眼の収差補償の例を示す図である。
【図９】実施の形態例に係る可変形状ミラーに印可した電圧の二乗値とミラーの変位量との関係を示す図である。
【図１０】実施の形態例に係る可変形状ミラーにおけるＺｅｒｎｉｋｅ次数の形状に関する目標とした係数と実際に作られたＺｅｒｎｉｋｅ係数を比較した図である。
【図１１】実施の形態例に係る可変形状ミラーにおいてＺｅｒｎｉｋｅ係数を重ね合わせてミラー形状を制御できることを示す図である。
【図１２】実施の形態に係る眼底観察装置の光学系を示す図である。
【図１３】図１２に示した眼底観察装置による観察結果を示す図である。
【図１４】他の例に係る模型眼による眼底観察結果を示す図である。
【図１５】図１４の補償を行ったときのＺｅｒｎｉｋｅ係数を示す図である。
【図１６】他の例に係る模型眼による眼底観察結果を示す図である。
【図１７】従来の可変形状ミラーの構成を示す断面図である。
【図１８】図１７に示した可変形状ミラーの作動の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０・・・可変形状ミラー
１１・・・シリコンメンブレンミラー部
１２・・・電極
１３・・・スペーサ
１４・・・多層ＰＣＢ基板
１５・・・金属フレーム
１６・・・ガラス窓
１７・・・金属プレート
２０・・・シャックハルトマン波面センサー
２１・・・ハルトマンプレート
３０・・・ビーム伝搬光学系
３１・・・ビームスプリッタ
３２・・・可動プリズム
３３・・・ダイクロイックミラー
３４・・・ビームスプリッタ
３５・・・レーザダイオード
３７・・・スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）
４０・・・模型眼
４１・・・シンドリカルレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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