Optical System Design for Real-Time 3-Dimension Ophthalmoscope

실시간 3차원 검안경의 광학설계

The display technology on the retina is the key role in inspecting the condition of the patients. 2-dimensional retina image is widely used in the eye examination as of today. Recently, 3-dimensional retina image ones have been introduced to this area, but the quality of the image is not fully satisfied to the operator. For the purpose of developing 3-D retina imaging instrument, the optimization of a 3-D retina imaging system using Code-V tool was investigated in this thesis. He-Ne laser having the wavelength 632.8 nm was used to make a power source to detect the retina. Several lenses and mirrors installed on sledge which were developed to perform focus control on 3-D device were designed to make a beam focusing and direct line. Polygon scanner having 24 mirror facets and galvanometer making tilting movement were utilized to make a 2-D laser plane. Also, design of eye ball had been fulfilled to see the focus of the 2-D plane. Reflected ray from retina detected on the sensor array with the same path. All cognitive components were optimized for aberration correction in order to focus on retina. Results of optimization were compared to those of initial designed optics system. On the basis of above results, the result of third aberration has been corrected to stable values to the optical system. MTF evaluating the resolution of an image has been closely correlated to the diffraction limit and PSF indicating the strength distribution of an image has shown the SR value as 0.9998 having high performance. The possibility of new and powerful 3-D retina image instrument was verified by simulating each component of the instrument by Code-V.

본 연구는 안과 실명 질환의 가장 많은 부분을 차지하는 망막을 실시간으로 3차원 영상화하기 위한 장치의 광학설계에 관한 것이다. 3차원 망막 영상을 얻기 위해 광원으로 He-Ne 레이저를 사용하였으며, 이는 초점 조절을 위한 슬래지부, 안구의 망막을 스캔하는 2차원 평면 주사선을 위한 scan system부, 그리고 망막에서 반사되어 나오는 반사 선을 센서로 보내주기 위한 반사 광학계부로 구성되어 있다. 구성된 시스템들은 레이저빔의 입사각과, 망막으로부터 반사되는 레이저 반사 가상선의 출사각을 일정하게 유지하게 했으며, 또한 망막에서 레이저빔의 입사와 반사가상선의 출사가 수직 및 수평 방향으로 일치시키도록 하였다. 이렇게 구성되어진 각 부운을 광학설계 프로그램인 Code-V를 이용하여 설계하였고, 최적화하였다. 결론적으로 3차원 망막 영상을 얻기 위한 장치의 최적 시스템을 다시 구성 하기전, 해상력이 높은 망막의 영상을 얻을 수 있는 광학장치를 구성하기 위하여 광학설계 프로그램인 Code-V를 이용하여 초기설계를 하고 최적화를 하였다. 그 결과 광학 수차가 적고 높은 해상력을 갖는 광학 시스템을 구현할 수 있는 광학적 데이터를 얻을 수 있었다.