(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＣＴシステムであって、
測定対象に向かって延在する測定アームおよび参照アームを提供する干渉計を備え、
前記測定アームは、
ＯＣＴ測定光のビームを発するためのＯＣＴ測定ビームエミッタと、
前記測定アームのビーム経路内の前記ＯＣＴ測定ビームエミッタの下流に配置されたＯＣＴビーム成形光学部品とを含み、
前記ＯＣＴビーム成形光学部品は、ＯＣＴ測定光の前記ビームがビーム焦点で焦点を結ぶように構成され、
前記ＯＣＴビーム成形光学部品は、前記ビーム焦点におけるＯＣＴ測定光の前記ビームのビームウエストの横幅を変更するように構成され、
前記ＯＣＴビーム成形光学部品は、少なくとも２つのレンズと、前記少なくとも２つのレンズが装着されるキャリアと、前記少なくとも２つのレンズの一方が前記測定アームの前記ビーム経路に配置されるように前記キャリアを動かすアクチュエータとを含む、ＯＣＴシステム。
【請求項２】
ＯＣＴシステムであって、
測定対象に向かって延在する測定アームおよび参照アームを提供する干渉計を備え、
前記測定アームは、
ＯＣＴ測定光のビームを発するためのＯＣＴ測定ビームエミッタと、
前記測定アームのビーム経路内の前記ＯＣＴ測定ビームエミッタの下流に配置されたＯＣＴビーム成形光学部品とを含み、
前記ＯＣＴビーム成形光学部品は、ＯＣＴ測定光の前記ビームがビーム焦点で焦点を結ぶように構成され、
前記ＯＣＴビーム成形光学部品は、前記ビーム焦点におけるＯＣＴ測定光の前記ビームのビームウエストの横幅を変更するように構成され、
前記ＯＣＴビーム成形光学部品は、前記測定アームの前記ビーム経路に交互に挿入可能な少なくとも２つのレンズを含み、
前記横幅の変更は、前記ビーム経路から第１のレンズを取り出すこと、および前記ビーム経路に第２のレンズを挿入することを含む、ＯＣＴシステム。
【請求項３】
前記ＯＣＴビーム成形光学部品は、前記ビームウエストの前記横幅を最大幅から最小幅に変更するように構成され、前記最大幅は前記最小幅よりも少なくとも２倍大きい、請求項１または２に記載のＯＣＴシステム。
【請求項４】
前記ＯＣＴビーム成形光学部品は可変焦点距離を有する、請求項１から３のいずれかに記載のＯＣＴシステム。
【請求項５】
前記ＯＣＴ測定ビームエミッタは、前記ＯＣＴビーム成形光学部品の焦平面に配置される、請求項１から４のいずれか１項に記載のＯＣＴシステム。
【請求項６】
前記２つのレンズの一方または両方が焦点レンズである、請求項１から５のいずれか１項に記載のＯＣＴシステム。
【請求項７】
目を検査する方法であって、
第１の動作モードおよび第２の動作モードのいずれかにおいて、顕微鏡システムおよびＯＣＴシステムを含む画像化システムを動作させるステップを備え、
前記顕微鏡システムは、対物レンズを含み、前記画像化システムの対物レンズを横切る前記顕微鏡システムの画像化ビーム経路を介して、対象平面を画像平面上に画像化するように構成され、
前記ＯＣＴシステムは、ＯＣＴ測定ビームエミッタおよびＯＣＴビーム成形光学部品を含み、ＯＣＴビーム経路を提供するように構成され、
前記ＯＣＴシステムはさらに、ＯＣＴ測定光を、前記ＯＣＴ測定ビームエミッタから延在して前記ＯＣＴビーム成形光学部品および前記対物レンズを横切る前記ＯＣＴビーム経路を介して、前記対象平面に向けて導くように構成され、
前記ＯＣＴビーム成形光学部品は、前記画像化ビーム経路の外部に配置され、前記対象平面の前記ＯＣＴ測定光のビームのビームウエストの横幅を変更するように構成され、
前記第１の動作モードでは、前記対物レンズの前記対象平面は目の前部の領域に配置され、前記第２の動作モードでは、前記対象平面または前記対象平面の画像は目の網膜の領域に配置され、
前記第１の動作モードにおける前記対象平面の前記ＯＣＴ測定光の前記ビームの前記横幅は、前記第２の動作モードにおける前記対象平面または前記対象平面の前記画像の前記ＯＣＴ測定光の前記ビームの前記横幅よりも大きい、方法。
【請求項８】
前記第１の動作モードにおける前記ＯＣＴシステムの軸方向視野は、前記第２の動作モードにおける前記ＯＣＴシステムの軸方向視野よりも大きい、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の動作モードでは、前記対物レンズの前記対象平面は目の前部の領域に配置され、前記第２の動作モードでは、前記対象平面または前記対象平面の前記画像は目の網膜の領域に配置される、請求項７または８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は光干渉断層法（optical coherence tomography: OCT）システム、およびＯＣＴシステムを含む画像化システムに関する。本発明は特に、ＯＣＴシステムおよび顕微鏡システムを含む画像化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
光干渉断層法（ＯＣＴ）は、対象の構造情報を得るための光学干渉計法である。対象は干渉計の測定アームに配置されて測定光で照らされ、対象から戻った測定光が干渉計の参照アームを横切った参照光に重畳されることによって、光の重畳部分が互いに干渉し得る。干渉光の輝度が検出される。対象の異なる部分から戻る測定光は、参照光に対して異なる位相差を受けるため、参照光との重畳の後に異なる検出光輝度が得られる。このような測定によって得られた干渉パターンを分析することによって、対象の構造に関する情報を得ることができる。
【０００３】
ＯＣＴは、人間の目の組織容量の高解像度情報を得るのに特に好適である。
目の前部および目の後部を画像化するための異なる種類のＯＣＴ装置が開発されている。
【０００４】
外科医に目の画像を提供するために、外科用顕微鏡が用いられる。画像は、外科医が接眼レンズを覗き込んで画像を認識できるように接眼レンズによって目の延長部分を光学的に画像化することによって得られるか、目の延長部分が画素配列を有するカメラに光学的に画像化され、画素によって検出された光輝度が、モニタや外科医が付ける頭部装着型ディスプレイなどのディスプレイに表示される。このような画像化は、光学干渉を伴わない。外科用顕微鏡は、対象が三次元構造を有すると認識されるように、外科医の左目および右目に対象の異なるビューを提供する双眼顕微鏡としてしばしば具体化される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
適用範囲が拡大したＯＣＴシステムを提供すること、ならびに顕微鏡法システムおよびＯＣＴシステムを含む画像化システムを提供することが望ましいことが分かっている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の要約
本発明は上記の問題に鑑みてなされた。
【０００７】
いくつかの実施例によると、本発明は、顕微鏡システムとＯＣＴシステムを組合せた画像化システムを提供する。
【０００８】
いくつかの他の実施例によると、本発明は、目の前部を画像化するための画像化システムを提供する。
【０００９】
さらにいくつかの他の実施例によると、本発明は、目の後部を画像化するための画像化システムを提供する。
【００１０】
さらにいくつかの他の実施例によると、本発明は、目の前部および後部の両方を画像化するための画像化システムを提供する。
【００１１】
さらにいくつかのさらなる実施例によると、本発明は、目の前部および後部の両方を画像化するための顕微鏡法システムとＯＣＴシステムを組合せた画像化システムを提供する。
【００１２】
例示的な実施例によると、画像化システムは、対物レンズ系と、ＯＣＴ測定光のビームを生成するための光源と、調節可能な光パワーを有する照明光学部品とを含み、画像化システムは、対物レンズ系を用いて対象領域を画像領域に画像化するための顕微鏡機構と、ＯＣＴ機構とを提供し、光源、対物レンズ系および照明光学部品は、ＯＣＴ測定光のビームが照明光学部品および対物レンズ系を横切って、対象領域の少なくとも一部を、調節可能な横幅を有するＯＣＴ測定光で照らすように構成される。
【００１３】
別の例示的な実施例によると、画像化システムは、ＯＣＴ測定光のビームを生成するための光源、および対象領域の少なくとも一部を照らすＯＣＴ測定光のビームの横幅を調節するための可変光パワーを有する照明光学部品を含むＯＣＴ機構と、対象領域から戻って参照光に重畳されたＯＣＴ測定光の複数のスペクトル部分を検出するための検出器を含む検出系とを提供し、以下の少なくとも一方が当てはまる：対象領域を照らすＯＣＴ測定光のスペクトル幅が調節可能である；検出された複数のスペクトル部分のスペクトル幅が調節可能である。
【００１４】
対象領域を照らすＯＣＴ測定光のビームのウエストの横幅は調節可能である。したがって、横延長部、すなわち対象領域に当たるＯＣＴ測定光の方向を横切るか、特に直交する延長部は、画像化システムによって制御可能である。特に、対象領域の少なくとも一部を照らすＯＣＴ測定光は、サイズが制御可能な対象領域における箇所を形成する。特に、対象領域を照らすＯＣＴ測定光の箇所のサイズは、１００ｎｍから１００μｍの範囲内で変更可能である。さらに、対象領域の少なくとも一部を照らす箇所は対象領域を横断して走査されて、対象領域の画像の取得を可能にし得る。箇所は、楕円形などの実質的に円形または細長い形状を有し得る。
【００１５】
ＯＣＴ測定光の横幅の変更は、対象領域におけるＯＣＴ測定光の焦点をぼかすことを含み得る。このような焦点ぼかしは、被験者の目の視覚障害に依存して行われ得る。
【００１６】
特に、ＯＣＴ測定光は、白色干渉法を実行するために干渉長が短い光である。
検査対象に含まれる材料、ＯＣＴ測定光のスペクトルの平均波長、および他の物理的特性に依存して、対象を貫通するＯＣＴ測定光の輝度は、特定の貫通深さによって特徴付けられるように指数関数的に減少する。貫通深さは、ＯＣＴ測定光の平均波長がたとえば８００ｎｍから１３００ｎｍの範囲内にある場合、組織などの生物学的対象についてはたとえば１ｍｍから３ｍｍになり得る。対象の内部に特定の深さに至るまで貫通したＯＣＴ測定光は、散乱および反射プロセスを含む当該深さにおける容量内に存在する材料と相互に作用する。特に、ある容量の対象の内部の反射率は、対象内部の特定の容量の内部の屈折率および／または材料の屈折率の勾配に依存する。特に、対象内部の特定の深さで発出するＯＣＴ測定光の輝度は、対象内部のこの深さにおける反射率に依存する。
【００１７】
対象と相互に作用して対象から発出することによって、特定の探索光ビーム経路長を横切ったＯＣＴ測定光は、特定の参照光ビーム経路長を横切った参照光に重畳され、検出される。検出された重畳光の輝度は、ＯＣＴ測定光の干渉長、および探索光ビーム経路長と参照光ビーム経路長の差に依存する。この探索光ビーム経路長と参照光ビーム経路長の差がＯＣＴ測定光の干渉長よりも小さい場合に限り、干渉信号が検出され得る。
【００１８】
ＯＣＴの異なる変形例は、対象を異なる深さにおいて探索する方法において、および重畳光を検出する方法において異なる。
【００１９】
時間領域ＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）では、対象の異なる深さの探索（すなわち軸方向走査の実行）は、参照光ビーム経路長を変更することによって、たとえばそこから参照光が反射する反射面を移動させることによって行なわれる。しかし、このＯＣＴの変形例の不利な点は、反射面の機械的な移動が、移動量の不確定さおよび不正確さ、ならびに反射面の適正な向きの維持の不正確さを必ず伴うことである。
【００２０】
周波数領域ＯＣＴ（ＦＤ−ＯＣＴ）は、ＯＣＴの別の変形例である。ここでは、参照光も反射面で反射するが、この反射面は、対象の異なる深さを探索するために移動させる必要はない。その代わり、異なる深さにおける対象に関する構造情報、すなわち特に異なる深さにおける反射率は、重畳光の波長に依存して重畳光の輝度を検出することによって得られる。
【００２１】
本発明の実施例では、特に周波数領域ＯＣＴの原理を採用する。特に、本発明の実施例では２つのサブタイプの周波数領域ＯＣＴ、すなわち、フーリエ領域ＯＣＴとも称されるスペクトル領域ＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）、および掃引源ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ）の原理を採用する。
【００２２】
スペクトル領域ＯＣＴでは、参照光に重畳された光、および対象から戻ったＯＣＴ測定光が分光計を用いてスペクトル的に分散されて、重畳光の複数のスペクトル部分を空間的に分離する。そして、重畳光のこれらの空間的に分離された複数のスペクトル部分の輝度が、位置分解能検出器によって検出される。これによって、位置分解能検出器は、各々が重畳光のスペクトル部分を受ける複数の検出器区分を含み得る。位置分解能検出器は次に、重畳光のスペクトルを表わす複数のスペクトル部分の輝度に対応する電気信号を供給する。重畳光のスペクトルをフーリエ変換することによって、深さ方向、すなわち軸方向に沿った対象の反射率の分布が得られる。
【００２３】
対象領域の少なくとも一部を照らすＯＣＴ測定光はそのスペクトル、すなわち波長に依存するその正規化輝度によって特徴付けられ得る。そして、ＯＣＴ測定光のスペクトルは、ＯＣＴ測定光のピーク波長、およびＯＣＴ測定光のスペクトル幅によって特徴付けられ得る。ＯＣＴ測定光のスペクトル幅は、ＯＣＴ測定光の輝度のほとんどが含まれる波長範囲の幅を特徴付ける。特に、スペクトル幅は、上限波長と下限波長の差の最小として求めることができ、下限波長と上限波長の間の波長を有するＯＣＴ測定光の輝度は、ＯＣＴ測定光の全輝度の９０％になる。ＯＣＴ測定光のピーク波長は、下限波長と上限波長の平均値と規定され得るか、ＯＣＴ測定光のスペクトルの平均波長として規定され得るか、またはＯＣＴ測定光のスペクトルが最大を有する波長として規定され得る。
【００２４】
本発明に係る実施例においてスペクトル領域ＯＣＴの原理を採用した場合、光源は、ピーク波長が８００ｎｍから１３００ｎｍであり、スペクトル幅が５ｎｍから１００ｎｍ、特に１５ｎｍから３０ｎｍのＯＣＴ測定光のビームを生成する。ＯＣＴ測定光の干渉長は、ＯＣＴ測定光のスペクトル幅に反比例する。スペクトル領域ＯＣＴの原理を採用した場合、ＯＣＴ測定光のスペクトル幅は調節可能である必要はない。この場合、対象領域を照らすＯＣＴ測定光のスペクトル幅は、達成可能な軸方向分解能の限界に関連する。さらにこの場合、重畳光の検出された複数のスペクトル部分のスペクトル幅は調節可能であり得る。検出系はこの場合、複数の検出器区分を有する位置分解能検出器を含む。検出器の各区分は、重畳光の特定のスペクトル部分の輝度を検出し得る。複数のスペクトル部分における重畳光を分散させるために、たとえば回折格子などの分散系が設けられる。
【００２５】
別のサブタイプの周波数領域ＯＣＴは、掃引源ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ）である。本発明の実施例によると、ＳＳ−ＯＣＴの原理を採用する。これによって、対象領域は、最大の所望の軸方向視野と比べて比較的長い干渉長に対応する狭いスペクトル幅を有するＯＣＴ測定光で照らされる。測定時、ＯＣＴ測定光のピーク波長は、好ましくは少なくとも１０ｎｍから最大２００ｎｍ以上に及ぶ波長範囲で掃引され得る。ここでは、８００ｎｍから１３００ｎｍの範囲内のピーク波長は時間に依存して変化し、すなわち、ピーク波長は、対象から戻って参照光に重畳されるＯＣＴ測定光がフォトダイオードなどの検出器によって検出される間に掃引される。ＯＣＴ測定光のピーク波長の掃引の際に重畳光を検出することによって、重畳光のスペクトルを取得することができる。ここでも、スペクトル領域ＯＣＴの場合と同様に、重畳光の取得スペクトルをフーリエ変換することによって、対象の構造情報を得ることができる。したがって、本発明の実施例で掃引源ＯＣＴの原理を採用した場合、検出系は、重畳光をスペクトル的に分散させるための発散装置を含む必要はない。しかし、この場合、対象領域を照らすＯＣＴ測定光のスペクトル幅は調節可能であり得る。これは、たとえば、対象領域を照らすＯＣＴ測定光のビーム経路に少なくとも１つのスペクトルフィルタを配置することによって、または調節可能なスペクトル幅を有するＯＣＴ測定光を生成する光源を提供することによって達成可能である。
【００２６】
掃引源ＯＣＴの原理を採用した場合に、対象領域を照らすＯＣＴ測定光の調節可能なスペクトル幅を提供する理由、およびスペクトル領域ＯＣＴの原理を採用した場合に、重畳光の検出された複数のスペクトル部分の調節可能なスペクトル幅を提供する理由は、ＯＣＴ機構の軸方向視野を調節可能にするためである。軸方向視野は、そこからＯＣＴ機構を用いて構造情報を得ることができる対象内部の深さ範囲を表わす。軸方向視野を変更することは同時に、軸方向分解能を変更することを含み得る。軸方向視野を変更することは、特に目の異なる部分を調べる眼科用途などの特定の用途に有利であり得る。たとえば、目の内部の特定の解剖学的構造は、軸方向、すなわち深さ方向に異なる延長部を有するため、これらの解剖学的構造を画像化するための異なる軸方向視野が必要になり得る。
【００２７】
また、異なる対象を調べる際、ＯＣＴ機構によって生成される構造データの方位分解能を変更することが有利であり得る。これは、対象領域の少なくとも一部を照らすＯＣＴ測定光のビームの調節可能な横幅を提供することによって、本発明の実施例において可能である。特に、方位分解能は、ＯＣＴ測定光のビームの横幅の２倍と規定され得る。ＯＣＴ測定光のビームの横幅の変更は、照明光学部品の光パワーを変化させることによって部分的に達成され得る。
【００２８】
本発明の実施例によると、ＯＣＴ機構を含む画像化システムは、対象領域を画像領域に画像化するための調節可能な光パワーを有する対物レンズ系をさらに含むことによって顕微鏡法機構を提供し、光源、対物レンズ系および照明光学部品は、ＯＣＴ測定光のビームが照明光学部品および対物レンズ系を横切るように構成される。したがって、顕微鏡法機構およびＯＣＴ機構を統合した画像化システムであって、ＯＣＴ機構によって軸方向視野および方位分解能が調節可能であり、かつ、ＯＣＴ測定光が、観察者による目視検査のために対象領域を画像領域に画像化するために用いられる対物レンズ系を横切る画像化システムが提供される。
【００２９】
本発明の実施例によると、ＯＣＴ測定光の波長は７００ｎｍから１３５０ｎｍ、特に１０００ｎｍから１１００ｎｍの範囲内にある。これらの波長を有するＯＣＴ測定光は、ヒト組織を数ミリメートル貫通し得る。特に、これらの波長を有するＯＣＴ測定光は、人間の目の検査に好適である。
【００３０】
本発明の実施例によると、照明光学部品は、ＯＣＴ測定光のビーム経路に代替的に配置可能な、第１の焦点距離を有する第１のレンズと、第１の焦点距離とは異なる第２の焦点距離を有する第２のレンズとを含み、光源の出口区域と第１のレンズの間の距離は、第１のレンズがＯＣＴ測定光のビーム経路に配置される場合は第１の焦点距離になり、光源の出口区域と第２のレンズの間の距離は、第２のレンズがＯＣＴ測定光のビーム経路に配置される場合は第２の焦点距離になる。スペクトル領域ＯＣＴの原理を採用する場合、光源はスーパールミネッセンスダイオード（ＳＬＤ）を含み得、掃引源ＯＣＴの原理を採用する場合、光源は、半導体光増幅器（ＳＯＡ）などの光増幅器と、リングファイバなどの光ファイバと、光増幅器の下流に配置可能なファブリー・ペロー型スペクトルフィルタなどの少なくとも１つのスペクトルフィルタとを含み得る。さらに、光源は、ＯＣＴ測定光を照明光学部品に供給するための光ファイバを含み得る。この場合、光源の出口区域は、照明光学部品を横切るＯＣＴ測定光を発する光ファイバの先端であると考えられ得る。光ファイバの先端から発せられるＯＣＴ測定光は、ビーム幅およびビーム発散を有するＯＣＴ測定光のビームとして記載され得る。ガウスビームの場合、ビーム幅はビームウエストとしても公知である。この場合、ビームウエストは、ビーム広がり角であるビーム発散に関連する。ビーム幅は、光ファイバの先端の直径に関連し得る。ＯＣＴ測定光のビーム経路に配置された場合、光源の出口区域、特に光ファイバの先端は、第１のレンズの焦平面内に配置され、すなわち第１のレンズの主面から第１の焦点距離だけ位置がずれている。したがって、第１のレンズを横切った後、ＯＣＴ測定光は、第１の断面積を有する平行ビーム束を実質的に構成する。代替的に第２のレンズがＯＣＴ測定光のビーム経路に配置された場合、光ファイバの先端は第２のレンズの焦平面内に配置されるため、第２のレンズを横切ったＯＣＴ測定光は、第１の断面積とは異なる第２の断面積を有する平行ビーム束によって実質的に構成される。これによって、対象領域を照らすＯＣＴ測定光のビームの横幅が調節可能である。
【００３１】
ＯＣＴ測定光のビームの横幅を調節するためにレンズを用いる代わりに、またはレンズを用いることに加えて、ミラーや回折格子などの反射または／および回折光学素子などの他の光学素子を用いてもよい。
【００３２】
本発明の実施例によると、画像化システムは、ＯＣＴ測定光ビームを対象領域を横断して走査するために少なくとも１つの方向に旋回可能な少なくとも１つの反射面を有するＯＣＴスキャナをさらに含む。ＯＣＴスキャナは、ＯＣＴ測定光ビームを対象領域を横方向に横断して、すなわち対象に当たるＯＣＴ測定光ビームの方向を横切るように走査するよう適合され得る。ＯＣＴスキャナは、２つの異なる方向に旋回可能な２つのミラーを含み得る。
【００３３】
ＯＣＴスキャナは、第１の軸の周りを旋回可能な第１のミラーと、第２の軸の周りを旋回可能な第２のミラーと、第１の軸上の第１のミラー上の点を第２の軸上の第２のミラー上の点に画像化するための画像化光学部品とを含み得る。
【００３４】
ＯＣＴ測定光ビームを対象領域を横断して走査する場合、ＯＣＴ測定ビームは、対象領域のＯＣＴ測定光のビームの幅と等しい直径を有する測定光箇所として、異なる位置で対象領域に入射し得る。箇所の全区域が対象領域の全区域を含んでもよい。代替的に、箇所は分離されて、ＯＣＴ測定光に照らされない対象領域の区域を残してもよい。この場合、１つの箇所の中心とそれに最も近い他の箇所の中心の間の距離は、ＯＣＴ測定光のビームの幅よりも大きくてもよい。
【００３５】
本発明の実施例によると、画像化システムは、対象領域が第１の対象領域である第１の動作モードに適合するように、かつ対象領域が、対象領域を照らすＯＣＴ測定光のビーム経路に沿って第１の対象領域よりも対物レンズ系から特に少なくとも２０ｍｍ離れて配置された第２の対象領域である第２の動作モードに適合するように構成される。これによって、本実施例に係る画像化システムは、人間の目の前部および人間の目の後部を調べるのに好適である。
【００３６】
本発明の実施例によると、画像化システムは、対象領域と対物レンズ系の間のＯＣＴ測定光のビーム経路に配置可能な眼科用レンズをさらに含み、眼科用レンズは、第２の動作モードでは対象領域と対物レンズ系の間のＯＣＴ測定光のビーム経路に配置され、眼科用レンズは、第１の動作モードではＯＣＴ測定光のビーム経路の外部に配置される。これによって、第１の動作モードでは人間の目の前部、すなわちたとえば角膜、前室、後室および周囲組織を調べ、第２の動作モードでは目の後部、すなわちたとえば特に網膜および視神経の部分を調べることができる。
【００３７】
本発明の実施例によると、対象領域を照らすＯＣＴ測定光のビームの横幅は、第１の動作モードでは第１の横幅であり、対象領域を照らすＯＣＴ測定光のビームの横幅は、第２の動作モードでは、第１の横幅の特に最大２分の１の大きさの第２の横幅である。したがって、第２の動作モードの方位分解能は、第１の動作モードの方位分解能の特に最大２分の１の大きさである。
【００３８】
本発明の実施例によると、第１の動作モードでは、対象領域を照らすＯＣＴ測定光のスペクトル幅は、第１の対象領域を照らすＯＣＴ測定光の第１のスペクトル幅であり、第２の動作モードでは、対象領域を照らすＯＣＴ測定光のスペクトル幅は、第２の対象領域を照らすＯＣＴ測定光の第２のスペクトル幅であり、第１の動作モードでは、検出された複数のスペクトル部分のスペクトル幅は、検出された複数のスペクトル部分の第１のスペクトル幅であり、第２の動作モードでは、検出された複数のスペクトル部分のスペクトル幅は、検出された複数のスペクトル部分の第２のスペクトル幅であり、以下の少なくとも一方が当てはまる：第１の対象領域を照らすＯＣＴ測定光の第１のスペクトル幅は、第２の対象領域を照らすＯＣＴ測定光の第２のスペクトル幅の特に最大２分の１の大きさである；検出された複数のスペクトル部分の第１のスペクトル幅は、検出された複数のスペクトル部分の第２のスペクトル幅の特に最大２分の１の大きさである。第１の動作モードのスペクトル幅の方が小さいため、スペクトル情報をより細かくサンプリングすることができる。スペクトルのより詳細な情報によって、第２の動作モードよりも第１の動作モードの方が軸方向視野が大きくなる。これによって、第１の動作モードの軸方向視野を、第２の動作モードの軸方向視野とは異なるように調節することができる。特に、人間の目を調べるために、第２の動作モードにおいて、目の前部を画像化する際の軸方向視野は目の後部を画像化する際の軸方向視野よりも大きくてもよい。これは、異なる種類の周波数領域ＯＣＴ機構に特に適用可能である。
【００３９】
本発明の実施例によると、光源のスペクトル幅は調節可能であり、第１の動作モードでは、光源のスペクトル幅は、第１の対象領域を照らすＯＣＴ測定光の第１のスペクトル幅に調節され、第２の動作モードでは、光源のスペクトル幅は、第２の対象領域を照らすＯＣＴ測定光の第２のスペクトル幅に調節される。この実施例は、掃引源ＯＣＴの原理を採用する場合に特に適用可能である。上述のように、この場合の光源は、リングファイバに光学的に接続されるポンプ光増幅器を含み得る。光増幅器は、波長の特定の動作範囲内で光を増幅する能力を有し得る。増幅光のビーム経路に、光リングファイバを横切り、最終的にそこから出て対象領域を照らす光のスペクトルを実質的に規定する透過特性を有する、少なくとも１つのスペクトルフィルタが配置され得る。特に、反射面を含み、反射面の相対距離が、光リングファイバを出る増幅光のピーク波長に影響を与え得る、ファブリー・ペロー型スペクトルフィルタが用いられ得る。対向反射面の反射率の特性は、光リングファイバを出る光のスペクトル幅に影響を与え得る。したがって、反射面の特性が異なるスペクトルフィルタを提供することによって、異なるスペクトル幅を有する対象領域を照らすＯＣＴ測定光を提供することができる。
【００４０】
本発明の実施例によると、第１の動作モードおよび第２の動作モードのＯＣＴ測定光のピーク波長は掃引可能である。したがって、対象領域は、スペクトル幅は実質的に一定であるが、ピーク波長が時間とともに変化するＯＣＴ測定光で照らされる。
【００４１】
本発明の実施例によると、画像化システムは、対象領域を照らすＯＣＴ測定光のビーム経路に配置可能な少なくとも１つのスペクトルフィルタをさらに含み、スペクトルフィルタは、第１の動作モードおよび第２の動作モードの一方においてＯＣＴ測定光のビーム経路に配置され、スペクトルフィルタは、第１の動作モードおよび第２の動作モードの他方のモードにおいて、ＯＣＴ測定光のビーム経路の外部に配置される。
【００４２】
特に、スペクトル領域ＯＣＴの原理を採用する場合、本発明に係る実施例は、対象領域から戻って参照光に重畳されたＯＣＴ測定光をスペクトル的に分散させるための調節可能な分散強度を有する分光計をさらに提供し、複数のスペクトル部分を提供し、第１の動作モードでは、分散強度は、第２の動作モードよりも特に少なくとも２倍大きい。分光計は、重畳光の異なるスペクトル部分を空間的に分離する。スペクトル部分の空間的な分離が大きいほど、分散強度が大きくなる。分光計は、屈折および／または回折および／または反射光学素子を含み得る。これらは、たとえば回折格子、レンズ、プリズムなどを含み得る。異なる分散強度は、たとえば、重畳光を分散させるために代替的に配置可能な異なる格子定数を有する２つの回折格子を設けることによって達成され得る。代替的に、可変光パワーを有する光学系を回折格子の下流に配置して、回折格子によって分散される複数のスペクトル部分の特別な分離を変更してもよい。これは、光学系の調節済光パワーに依存して位置分解能検出器を移動させることを含み得る。
【００４３】
本発明の実施例によると、分光計は、可変光パワーを有し、検出器の上流に配置されたレンズ系を含む。
【００４４】
本発明の実施例によると、検出器は空間分解能検出器である。検出器は、画素に当たる光の輝度を個別に検出する画素などの、いくつかの検出器区分を含み得る。単一の検出器素子が受ける光のスペクトル幅は、ＯＣＴ機構が取得する構造データの軸方向視野に関連する。
【００４５】
本発明の上記および他の有利な特徴は、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例の以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１Ａ】第１の動作モードにおける本発明の実施例に係る画像化システムを概略的に示す図である。
【図１Ｂ】第２の動作モードにおける図１Ａに係る画像化システムを概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る、特にスペクトル領域ＯＣＴ機構における画像化システムを概略的に示す図である。
【図３】本発明の実施例に係る、特に掃引源ＯＣＴ機構における画像化システムを概略的に示す図である。
【図４】図３に係る掃引源ＯＣＴ機構で用いられ得るＯＣＴ測定光のスペクトルの図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
例示的な実施例の詳細な説明
図１Ａは、第１の動作モードにおける本発明の例示的な実施例に係る画像化システム１を概略的に示す。画像化システム１は、顕微鏡部３として具体化される顕微鏡特徴、およびＯＣＴ部５として具体化されるＯＣＴ特徴を提供する。示される例では、画像化システム１を用いて人間の目７を検査する。顕微鏡部３によって目７の目視検査、特に目７の目視双眼検査が可能である。特に、目７の顕微鏡画像を取得することができる。このため、目７は、可視波長範囲内の波長を有する顕微鏡法照明光を生成する顕微鏡法照明光源（図１Ａには図示せず）によって照らされる。用途に依存して、顕微鏡法照明光の入射光角、および顕微鏡法照明光の色温度が変化し得る。顕微鏡法照明光に関するこれらの適応があり得るにもかかわらず、目７を目視検査のみで検査することは容易ではない。なぜなら、目は、分解または認識が困難であり得る多数の透明な解剖学的構造を含むからである。したがって、目７を完全に検査するために、画像化システム１はＯＣＴ部５によるＯＣＴ特徴を提供する。ＯＣＴ特徴によって、目７の構造容量データを取得することができる。したがって、ＯＣＴ機構によって、目７の横延長部および深さ（または軸方向）延長部を横断してデータを取得することができる。
【００４８】
示される例に係る画像化システム１によって、目７の前部および目７の後部の両方において目視顕微鏡法および光干渉断層法によって目７を検査することができる。このため、画像化システム１は、図１Ａに示されるような前部を検査するための第１の動作モード、および図１Ｂに示されるような後部を検査するための第２の動作モードを提供するように構成される。
【００４９】
画像化システム１は、顕微鏡部３およびＯＣＴ部５の両方のビーム経路に配置される調節可能な光パワーを有する対物レンズ系９を含む。顕微鏡部３は、対物レンズ系の下流に双眼光学系を含む。この双眼光学系は、ズームレンズ１１1およびズームレンズ１１2を有するズーム系１１と、観察者の左目１４1が見る接眼レンズ１３1および右目１４2が見る接眼レンズ１３2を有する視覚系１３とを含む。図１Ａに示される第１の動作モードでは、対物レンズ系は焦点距離ｆｏ1を有するように調節される。焦点距離ｆｏ1を有するように調節された対物レンズ系９の焦平面１５1には、対象領域１７1が配置される。対象領域１７1は、目７の前部を含む。目の前部は、たとえば、目７の角膜、前室、後室および水晶体８を含む。顕微鏡法照明光は散乱して対象領域１７1から反射し、そこから光１９として現われる。光１９は、対物レンズ系９を横切る。光１９の一部は、ズームレンズ１１1およびその後接眼レンズ系１３1を横切って、たとえば観察者の左目１４1に入る。対物レンズ系９を横切った光１９の別の一部はズームレンズ１１2および接眼レンズ１３2を横切って、観察者の右目１４2に入ることによって、観察者は対象領域１７1の双眼画像を認識する。顕微鏡部は、対象領域１７1の画像の電子表現を記録および格納するために、ＣＣＤ検出器などの、光１９の一部または両部分のビーム経路内の対物レンズの下流に配置されて光１９のこれらの部分を画像センサ１２３に導く、ビームスプリッタ１２１を含み得る。これらの記録画像は、特に立体ディスプレイであるモニタ、または観察者が付ける頭部装着型ディスプレイ１２５などのディスプレイによって表示され得る。
【００５０】
ＯＣＴ部５は、光源、ビームスプリッタ、参照アームおよび検出器を含む分光計２１を含む。干渉計の測定アームは、光ファイバ２５に供給されるＯＣＴ測定光２３を運搬する。光ファイバ２５は、ＯＣＴ測定光２３を、ＯＣＴ分光計２１に含まれる光源の出口区域を表わす光ファイバ２５の先端２７に導く。光ファイバ２５の先端２７における出口区域は、ＯＣＴ測定光２３を導く光ファイバ２５のコアの先端部に対応し得る。ＯＣＴ測定光２３は、光ファイバの先端２７における出口区域から発散ビームとして発出する。
【００５１】
ＯＣＴ測定光２３が発出する光ファイバの先端２７における出口区域は、コリメートレンズ２９1の焦平面２８内に配置される。コリメートレンズ２９1の焦点距離はｆｃ1になる。ＯＣＴ測定光２３はコリメートレンズ２９1を横切り、平行化されて、断面直径ｄ1を有する実質的に平行なビーム束を形成する。その後、平行化されたＯＣＴ測定光は、第１の軸の周りに旋回可能な第１の走査ミラー３３と、第１のミラーの軸の延在方向とは異なる方向に延在する第２の軸の周りに旋回可能な第２の走査ミラー３５とを含む走査系３１に入る。走査系３１は、対象領域１７1を横断してＯＣＴ測定光を走査できるようにするために提供される。
【００５２】
走査ミラー３３および３５で反射した後、ＯＣＴ測定光はミラー３７で反射して、ＯＣＴ測定光２３を対物レンズ系９に向けて導く。示される例では、ミラー３７は、顕微鏡法光１９が横切る２つの双眼ビーム経路同士の間に配置される。他の例によると、ミラー３７は、顕微鏡法光１９が横切る半透明ミラーである。
【００５３】
ミラー３７から反射した後、ＯＣＴ測定光２３は対物レンズ系９を横切って、焦点距離ｆｏ1を有するように調節された対物レンズ系９の焦平面１５1で焦点を結ぶ。したがって、光ファイバ２５の先端２７における出口区域は、コリメートレンズ２９1および対物レンズ系９によって画像領域１７1の一部上に画像化される。光ファイバ２５の先端２７における出口区域の画像のサイズは、対象領域１７1の少なくとも一部を照らすＯＣＴ測定光２３のビームの横幅を決定する。対象領域１７1の一部を照らすＯＣＴ測定光２３のビームの横幅は、ＯＣＴ部の方位分解能を制限する。
【００５４】
対物レンズ系９およびコリメートレンズ２９1は、第１の動作モードにおけるＯＣＴ部５の照明光学部品を形成する。この照明光学部品の倍率、すなわち対象の画像のサイズと対象のサイズとの比率は、対物レンズ系９の焦点距離、すなわちｆｏ1とコリメートレンズ２９1の焦点距離、すなわちｆｃ1の比率として与えられる。したがって、倍率はｆｏ1／ｆｃ1である。したがって、変化し得る。
【００５５】
照明光学部品の倍率は、焦点距離ｆｏ1、焦点距離ｆｃ1、または焦点距離ｆｏ1およびｆｃ1の両方を変化させることによって変更され得る。そのような変更によって、対象領域１７1を照らすＯＣＴ測定光の横幅が変化する。つまり、画像化システムのＯＣＴ部の方位分解能は、焦点距離ｆｏ1およびｆｃ1の一方または両方のそのような変更によって変更され得る。
【００５６】
ＯＣＴ測定光２３は、対象領域１７1、すなわち目７の前部を、深さ方向に、すなわち焦平面１５1に実質的に直交する方向に貫通する。ＯＣＴ測定光２３は、ＯＣＴ測定光の横幅によって規定される容量部の内部の組織材料と相互に作用する。ＯＣＴ測定光のいくつかの部分は、この容量部の内部の組織材料の光学特性に依存して、異なる位置で異なる強度で反射する。対象領域１７1と相互に作用した後、ＯＣＴ測定光は光３９として目７から現れる。光３９は対物レンズ系９を横切り、ミラー３７によって反射し、走査ミラー３５および３３から反射し、コリメートレンズ２９1を横切り、光ファイバ２５の先端２７に入り、干渉計２１のビームスプリッタに導かれる。ビームスプリッタでは、光３９は、干渉計２１の参照アームを横切った参照光に重畳される。重畳光は、ＯＣＴ部の検出器上で干渉を生成する。
【００５７】
時間領域ＯＣＴによると、干渉計の参照アームの長さは変化し、検出された光輝度は、参照アームの長さに依存して記録される。参照アームの長さに依存して記録された輝度は分析されて、目７の前部の組織を表わす容量データが得られる。
【００５８】
スペクトル領域ＯＣＴによると、重畳光は、重畳光をその波長に基づいて分散させ、かつ重畳光の複数のスペクトル部分の輝度を検出する分光計に導かれる。これによって、重畳光のスペクトルが得られる。そして、スペクトルに対応する電気信号が信号線４１を介して制御処理系４３に供給される。制御処理系４３は、フーリエ変換の実行、サンプリング、正規化などによって電気信号を処理して、対象領域１７1内の目７の組織を表わす容量データを計算する。
【００５９】
さらに、他の実施例では、対象領域１７1内の目７の組織を表わす容量データを得るために、掃引源ＯＣＴなどの他のＯＣＴ方法が用いられ得る。
【００６０】
ユーザとの通信を可能にするため、キーボードやマウスなどの入力部４５、およびモニタなどの容量データを視覚化するための表示部４７が制御処理系４３に接続され得る。信号線４９を介して、制御処理系４３は走査部３１にも接続され、ミラー３５および３３の回転運動を制御して、対象領域１７1を横断してＯＣＴ測定光２３のビームを走査する。
【００６１】
また、制御処理部４３は、分光計の分散強度を調節するために、干渉計２１に含まれる分光計を信号線４１を介して制御する。分光計の分散強度は、分散された重畳光の検出されたスペクトルのスペクトル分解能に関連し、したがって、分散された重畳光の検出された複数のスペクトル部分のスペクトル幅に関連する。このスペクトル分解能は、得られたＯＣＴデータの軸方向視野（ＦＯＶ）に関連する。スペクトル幅も、ＯＣＴデータの軸方向視野に関連する。視野は、そこからＯＣＴ部によって構造情報を得ることができる対象領域内の深さ範囲に対応する。第１の動作モードでは、分光計の分散強度は、図１Ａに示されるように、視野がＦＯＶ1であるように制御処理系４３によって適合される。
【００６２】
時間領域ＯＣＴシステムでは、視野ＦＯＶ1は、干渉計の参照アーム内のミラーの走査運動を制御することによって調節される。
【００６３】
さらに、信号線５１を介して、制御処理部４３は、コリメートレンズ２９1およびさらなるコリメートレンズ２９2が取付けられたキャリアまたはシャフト５５を回転させるように適合されたアクチュエータ５３を制御する。別の実施例では、コリメートレンズ２９1、２９2は、直線方向に並進するようにアクチュエータによって動かされるスライダに取付けられる。
【００６４】
アクチュエータ５３は制御処理部４３によって制御されて、コリメートレンズ２９1またはコリメートレンズ２９2のいずれか一方を、光ファイバ２５のファイバ先端２７における出口区域の下流のＯＣＴ測定光２３のビーム経路内に配置する。コリメートレンズ２９1および２９2は異なる焦点距離を有し、コリメートレンズ２９1は焦点距離ｆｃ1を有し、コリメートレンズ２９2は、焦点距離ｆｃ1よりも長い焦点距離ｆｃ2を有する。上述のように、コリメートレンズの焦点距離を変化させると、以下に説明するように、対象領域１７1または対象領域１７2を照らすＯＣＴ測定光２３の横幅が変化する。
【００６５】
したがって、制御処理部４３は、対象領域を照らすＯＣＴ測定光の横幅を制御可能であり、したがって、ＯＣＴ部５によって取得される構造データの方位分解能を調節可能である。
【００６６】
第１の動作モードにおける特定の例によると、光ファイバ２５の先端２７における出口区域の直径は約５μｍであり得、対象領域におけるＯＣＴ測定光２３の横幅は約６０μｍであり得るため、コリメートレンズ２９1および対物レンズ系９を含む照明光学部品の倍率は約１０である必要がある。この倍率はたとえば、対物レンズ系９の焦点距離ｆｏ1が約２００ｍｍであり、コリメートレンズ２９1の焦点距離ｆｃ1が約２０ｍｍである場合に達成され得る。ＯＣＴ機構の分光計の分散強度は、第１の動作モードの視野、すなわちＦＯＶ1が約３から７ｍｍであるように調節され得る。
【００６７】
さらに、信号線５７を介して、制御処理系４３は、適切なアクチュエータによってズーム系１１の倍率を制御し得る。ズーム系１１の倍率は特に、走査ミラー３３および３５の最大回転によって規定されるＯＣＴ測定光２３の走査区域のサイズに依存して制御され得る。特に、制御走査系４３は、ズーム系１１の倍率によって決定される双眼視野のサイズと、ＯＣＴ測定光の走査区域のサイズを実質的に整合させるように適合され得る。たとえば、ユーザがズーム系１１の倍率を手動で変更した場合、制御処理系４３は、走査部３１を自動的に制御して、ＯＣＴ測定光の走査区域を双眼視野に整合させることができる。
【００６８】
図１Ｂは、第２の動作モードにおける図１Ａに示される画像化システム１を概略的に示す。第２の動作モードでは、対象領域１７2、すなわち目７の後部が検査される。このため、画像化システム１のいくつかの構成要素は、図１Ａに示される第１の動作モード時の状態と比べて再調節されている。手動で制御可能であるか、信号線５９を介して制御処理系４３によって制御可能なアクチュエータ６１が、対物レンズ系９と目７との間に眼科用レンズ６３を装着する。任意に、対物レンズ系９の焦点距離は、ｆｏ2になるように手動で調節されているか、信号線１０を介して制御処理系４３によって調節されている。さらに、光１９のビーム経路に反転系６５が導入されており、眼科用レンズ６３の導入に起因する上下および左右の反転を補償するため、接眼レンズ１３を覗き込むユーザが認識する画像が正しい画像になる。
【００６９】
さらに、コリメートレンズ２９1は、光ファイバ２５の先端２７における出口区域の下流のＯＣＴ測定光２３のビーム経路に配置されるコリメートレンズ２９2に置き換えられている。コリメートレンズ２９2は焦点距離ｆｃ2を有し、先端２７における出口区域は、コリメートレンズ２９2の焦平面２８内に配置される。焦点距離ｆｃ2は焦点距離ｆｃ1よりも長い。示される例では、焦点距離ｆｃ2は焦点距離ｆｃ1の２倍である。特に、焦点距離ｆｃ2は約３０ｍｍから５０ｍｍであり得る。第１の動作モードにおけるコリメートレンズ２９1から第２の動作モードにおけるコリメートレンズ２９2に変更する効果は、対象領域１７2を照らすＯＣＴ測定光の横幅が、たとえば２分の１よりも小さくなることである。
【００７０】
光ファイバ２５の先端から発散ビームとして発出するＯＣＴ測定光２３は、コリメートレンズ２９2を横切り、実質的に平行のビーム束として走査ミラー３３および３５から反射し、ミラー３７によって反射し、対物レンズ系９を横切って、対物レンズ系９から距離ｆｏ2だけ離れて配置された焦平面１５2に焦点を結ぶ。焦平面１５2では、集束ＯＣＴ測定光２３は眼科用レンズ６３を交差して横切り、実質的に平行のビーム束を形成する。ＯＣＴ測定光２３のこの実質的に平行のビーム束は、目の水晶体８を横切って、対象領域１７2における目の網膜１８上に焦点を結ぶ。ＯＣＴ測定光２３は、軸方向視野ＦＯＶ2に対応する深さ範囲内の対象領域１７2と相互に作用し、対象領域１７2から光３９として出る。光３９は、水晶体８、眼科用レンズ６３、対物レンズ系９、反転系６５を横切り、折畳みミラー３７、２つの走査ミラー３５および３３で反射し、コリメートレンズ２９2を横切り、光ファイバ２５に供給され、光ファイバ２５は、上述のように光３９をＯＣＴ機構５の干渉計２１に導く。
【００７１】
第２の動作モードでは、参照光に重畳された光３９の波長分散のための（干渉計２１の内部の）分光計の分散強度は、第１の動作モードよりも小さく設定されている。したがって、第２の動作モードの軸方向視野、すなわちＦＯＶ2は、第１の動作モードの視野、すなわちＦＯＶ1の特に２分の１よりも小さい。したがって、第１の動作モードから第２の動作モードに切替えるためには、制御処理系４３は、少なくともアクチュエータ５３を制御して、コリメートレンズ２９1からコリメートレンズ２９2に切替えている。制御処理系４３はさらに、分光計を制御して分散強度を変更し得る。制御処理系４３はさらに、対物レンズ系９を制御して、焦点距離をｆｏ1からｆｏ2に制御し得る。制御処理系４３はさらに、アクチュエータ６１を制御して、ＯＣＴ測定光および顕微鏡光のビーム経路に眼科用レンズ６３を配置することによって、対象領域１７1から、対象領域１７1よりも対物レンズ系９から離れて配置された対象領域１７2に変更する。
【００７２】
図２は、画像化システムの別の実施例１ａを概略的に示す。以下に説明するように、画像化システム１ａは、上記の図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明した実施例のＯＣＴ部５を提供するためにも用いられ得る。画像化システム１ａは、スペクトル領域ＯＣＴとして具体化されるＯＣＴ特徴を提供する。ＯＣＴ部５ａは、ＯＣＴ測定光２３′のビームを生成するための光源６７を含み、ＯＣＴ測定光２３′は、光ファイバ６９によってビームスプリッタ／カプラ７１に導かれる。ビームスプリッタ／カプラ７１は、ＯＣＴ測定光２３′を部分２３および部分２４に分割する。ＯＣＴ測定光の部分２４は、光ファイバ６９を介して、両方向矢印７４に示される方向に移動可能な参照ミラー７３に導かれる。ＯＣＴ測定光の部分２４は参照ミラー７３から反射し、光２４′として光スプリッタ／カプラ７１に導かれる。ＯＣＴ測定光の部分２３は、光ファイバ２５ａによって、光ファイバ２５ａの先端２７ａに導かれ、そこからＯＣＴ測定光の部分２３は発散ビームとして発出し、調節可能な光パワーを有するコリメート光学部品２９ａを横切る。コリメート光学部品２９ａは、その焦点距離が連続的に、または１つ以上の工程で変化し得るようなズーム系として構成され得る。ＯＣＴ測定光２３はコリメート光学部品２９ａによって平行化され、走査系３１ａのミラー３３ａおよび３５ａから反射し、レンズ系９ａを横切って、対象領域１７におけるレンズ系９ａの焦平面１５ａに焦点を結ぶ。対象領域から発出する光３９はレンズ系９ａを横切り、走査ミラー３５ａおよび３３ａから反射し、コリメート光学部品２９ａを横切り、光ファイバ２５ａに入り、ビームスプリッタ／カプラ７１に導かれ、光部分２４′に重畳されて重畳光２６を形成する。重畳光２６は、光ファイバ６９を介して分光計７５に導かれる。
【００７３】
分光計７５は、分散装置７７、画像化光学部品７９、および空間分解能検出器８１を含む。分散装置７７は、重畳光２６を分散させるための回折および／または屈折光学素子を含み得る。重畳光２６の分散は典型的に、重畳光２６のスペクトル部分を、スペクトル部分に含まれる波長に依存して異なる方向に偏向させることを含む。分散装置７７はたとえば、複数の回折素子が配列され、特に周期的に配列された基板を有する回折格子を含み得る。分散装置７７は、重畳光２６を複数のスペクトル部分８３に分散させる。複数のスペクトル部分８３は、調節可能な光パワーを有する画像化光学部品７９を横切る。検出器８１は、画像化光学部品７９の焦平面８４内に配置される。したがって、検出器８１の有効表面８２と画像化光学部品７９の主表面の間の距離は、画像化光学部品７９の焦点距離ｆｉに対応する。画像化光学部品７９の焦点距離ｆｉが変化すると、検出器８１は両方向矢印８５に示される方向にずらされて、画像化光学装置７９の変更された焦平面８４内に配置された検出器８１の有効表面８２を維持する。検出器８１は、各々が分散された重畳光２６の特定のスペクトル部分８３を受ける、複数の検出器区分を含む。上述のように画像化光学部品７９の焦点距離ｆｉを変化させ、検出器８１を移動させることによって、単一の検出器区分が受けて検出するスペクトル部分に含まれる波長範囲の幅を制御することができる。単一の検出器区分によって検出される波長範囲のこの幅は、ＯＣＴ機構５ａによって提供される軸方向視野と関連する。これによって、ＯＣＴ機構５ａは、図２に示されるように、軸方向視野をたとえばＦＯＶ1の値またはＦＯＶ2の値に調節することができる。
【００７４】
さらに、コリメート光学部品２９ａの焦点距離ｆｃを変化させ、コリメート光学部品２９ａの焦平面２８ａ内にファイバ先端２７ａを配置することによって、対象領域１７を照らすＯＣＴ測定光２３のビームの横幅を制御することができる。したがって、ＯＣＴ機構５ａは方位分解能も調節可能である。
【００７５】
上で説明したように、ＯＣＴ特徴を提供する画像化システム１ａは、上記の図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明した画像化システム１のＯＣＴ部５として採用され得る。このため、ＯＣＴ測定光２３は、両方向の矢印３８に示されるようにレンズ系９ａの代わりにミラー３７を設けることによって、レンズ系９ａの代わりに対物レンズ系９の中を導かれ得る。
【００７６】
画像化システム１ａは、上記の図１Ａおよび図１Ｂに示される画像化システム１の制御処理系４３と同様の機能を実行する制御処理系４３ａも含む。特に、制御処理系４３ａは、信号線４１ａを介して検出器８１からデータを得、両方向矢印８５に示される方向における検出器８１の移動も制御する。さらに、系４３ａは、画像化光学部品７９の焦点距離ｆｉの調節も制御し、したがって分光計７５の分散強度の調節も制御する。さらに、信号線５１ａを介して、制御処理系４３ａはコリメート系２９ａの焦点距離ｆｃの調節を制御する。
【００７７】
図３は、画像化システム１ｂの別の実施例を示す。特に、図３は、掃引源ＯＣＴとして具体化されるＯＣＴ特徴を提供する画像化システム１ｂを概略的に示す。図３に示される掃引源ＯＣＴ５ｂを用いて、上記の図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明した実施例中のＯＣＴ部を提供することができる。特に、図３に示される掃引源ＯＣＴ５ｂも、ＯＣＴ画像化の軸方向視野およびＯＣＴ画像化の方位分解能を調節するように制御され得る。
【００７８】
掃引源ＯＣＴ５ｂは、予め定められた波長範囲内で光波長を増幅するための光増幅器８７を含む。このため、光増幅器８７は、電流源８９によってポンピングされる半導体光増幅器であり得る。光増幅器８７は、光増幅器８７によって増幅される光を導くためのリングファイバ９１に任意に接続される。光ファイバ９１によって提供されるビーム経路において、ルーティングスイッチ９３および９５が、光ファイバ９１の内部を伝播する光を光ファイバ９１1、９１2および９１3に導くように構成される。光ファイバ９１1は、ルーティングスイッチ９３またはルーティングスイッチ９５が受けた光を第１の掃引可能フィルタ９７1に導く。第１の掃引可能フィルタ９７1を横切った後、フィルタを通された光は再びルーティングスイッチ９３または９５を介してファイバリング９１に結合される。
【００７９】
第１の掃引可能フィルタ９７1を横切る代わりに、ルーティングスイッチ９３および９５は、リング９１内の光が第２の掃引可能フィルタ９７2または第３の掃引可能フィルタ９７3の中を導かれるようにしてもよい。第１、第２および第３の掃引可能フィルタ９７1、９７2、および９７3は、互いに平行に配置された２つの対向反射面を有するファブリー・ペロー型のスペクトルフィルタであり得る。２つの反射面同士の間の距離は、３つのスペクトルフィルタに接続されたランプ生成器９９によって制御される圧電素子によって制御され得る。リング９１のビーム経路に配置されるスペクトルフィルタの２つの対向反射面同士の間の距離に依存した共振条件を満たす波長を有する光のみが、建設的に干渉する。他の波長を有する光は、実質的に減衰される。ランプ生成器９９を用いてファブリー・ペロー型フィルタの２つの対向反射面同士の間の距離を変化させることによって、共振条件を満たす光のピーク波長を変化させることができる。リングファイバ９１のビーム経路に配置されたファブリー・ペロー型フィルタの対向反射面の光学特性に依存して、単一の波長が共振条件を満たすだけでなく、ピーク波長の周りのある範囲の波長も共振条件を満たす。したがって、特定のファブリー・ペロー型スペクトルフィルタは、その特性が反射面の少なくとも反射率に依存する、特定の透過スペクトルによって特徴付けられる。
【００８０】
図４は、第１および第２の掃引可能フィルタ９７1および９７2の透過特性Ｔを示す図である。波長λに依存して、第１の掃引可能フィルタ９７1の透過は曲線１０１1として示されており、第２の掃引可能フィルタ９７2の透過は曲線１０１2として示される。典型的に、各ファブリー・ペロー型フィルタはいくつかの透過ピークを示す。図４では、２つのそのような透過ピークＰ、Ｐ′が示されており、一方の平均波長は１０００ｎｍであり、他方の平均波長は１１００ｎｍである。共振条件は異なるオーダに従って複数の波長によって満たされ得るため、複数の透過ピークが発生する。ここで、対象となるのは、約１０００ｎｍの第１の透過ピークＰのみである。なぜなら、約１１００ｎｍの第２の透過ピークＰ′は半導体光増幅器８７の動作範囲外にあるため、増幅されないからである。
【００８１】
第１の掃引可能フィルタ９７1の透過スペクトル１０１1の第１のスペクトル幅１０５1は、第１の掃引可能フィルタ９７1の透過１０１1の９０％が含まれる２つの波長１０２1と１０４1の間の差の最小を形成することによって得ることができ、これによって半導体光増幅器８７の波長範囲外のより高オーダの波長の透過ピークが無視される。示される例では、第１のスペクトル幅１０５1は約５０ｐｍになる。同様に、第２の掃引可能フィルタ９７2の透過スペクトル１０１2の第２のスペクトル幅１０５2は、約２０ｐｍになるように得ることができる。
【００８２】
再び図３を参照して、第１の掃引可能フィルタ９７1を、リングファイバ９１内に導かれる光が横切るように配置する場合、図４に示されるように、第１の掃引可能フィルタ９７1の透過スペクトル１０１1によって与えられるスペクトルを実質的に有する光のみが半導体光増幅器８７によって増幅される。したがって、リングファイバ９１内に導かれる光のスペクトルは、リングファイバ９１内に配置されるスペクトルフィルタ９７1の透過特性によってほとんど規定される。このように増幅された光は、ＯＣＴ測定光１０７として示される。ＯＣＴ測定光１０７の一部がスプリッタ１０９によって抽出され、干渉計１１１に導かれる。干渉計１１１では、ＯＣＴ測定光は２つの部分に分割され、１つの部分は参照ミラーによって反射し、他方の部分はコリメート光学部品２９ｂに導かれる。コリメート光学部品２９ｂは、図１Ａおよび図１Ｂに示されるコリメート光学部品２９、ならびに図２に示されるコリメート光学部品２９ａと同様の調節可能な光パワーを有する。したがって、コリメート光学部品のこれらの異なる実施例は、対象７が配置される対象領域１７を照らすＯＣＴ測定光の横幅を制御する際に同様の機能を提供する。
【００８３】
コリメート光学部品２９ｂを横切った後、ＯＣＴ測定光１０７はレンズ系９ｂを横切り、対象領域１７に焦点を結ぶ。対象領域１７を照らすＯＣＴ測定光１０７は対象７と相互に作用し、光３９が対象から発出して、レンズ系９ｂ、コリメート光学部品２９ｂを横切り、干渉計１１１に導かれる。ここで、光３９が参照光に重畳されて重畳光２６ｂを形成する。重畳光２６ｂは、重畳光２６ｂの輝度を検出する光検出器１１３に導かれる。
【００８４】
上述の画像化システムの他の実施例と同様に、画像化システム１ｂは、画像化システム１ｂの動作を制御する制御処理系４３ｂを含む。特に、制御処理系４３ｂは、信号線９８を介してランプ生成器９９を制御して、ＯＣＴ測定光１０７のピーク波長の掃引を可能にする。さらに、系４３ｂは、コリメート光学部品２９ｂの焦点距離の調節を制御し得、ルーティングスイッチ９３および９５も制御し得ることによって、対象領域１７を照らすＯＣＴ測定光１０７のスペクトルを制御する。したがって、制御処理系４３ｂは、軸方向視野および／またはＯＣＴ部５ｂの方位分解能を制御および変更し得る。
【００８５】
レンズ系９ｂを図１Ａおよび図１Ｂに示される画像化システム１の折畳みミラー３７に置き換えた場合、ＯＣＴ機構５ｂは、図１Ａおよび図１Ｂに示される画像化システム１内のＯＣＴ機構５として用いられ得る。
【００８６】
本発明の実施例は、視覚顕微鏡法および光干渉断層法によって目の前部および目の後部の両方の検査を可能にする画像化システムを提供する。特に、これらの画像化システムによって、一方または他方の対象領域を調べる際にＯＣＴ構成部品および顕微鏡法構成部品の切替が可能となる。特に、ＯＣＴ法の軸方向視野および方位分解能は、対象領域を切替える際に変更される。
【００８７】
本発明を、最も実際的で好ましい実施例であると思われるもので示し説明したが、本発明の範囲内でそれらから逸脱してもよく、本発明の範囲はしたがってここに開示されている詳細に限定されず、すべての均等の方法および装置を含むように請求項の範囲全体が与えられる。
【図１Ａ】
0005632386.tif 000002
【図１Ｂ】
0005632386.tif 000003
【図２】
0005632386.tif 000004
【図３】
0005632386.tif 000005
【図４】
0005632386.tif 000006