(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル物体（１０）、たとえば目（２０）の内部寸法を光学的に測定するシステム（ＯＣＴ１２−ＯＣＴ１２’’’）であって、前記物体（１０）は、入射光の一部分が逆反射および／または逆散乱されて光干渉断層撮影（ＯＣＴ）によって検出されることができるように屈折率の変化する位置にある複数の内部インターフェイス（１４、１４’、１４’’）を有し、
前記物体（１０）の第１の部分領域（１７）における内部寸法を測定するための少なくとも１つの第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）と、前記物体（１０）の第２の部分領域（１９）における内部寸法を測定するための少なくとも１つの第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）とを含み、前記第２の部分領域（１９）が少なくとも部分的に第１の部分空間（１７）と異なり、
前記第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）は、第１の動作波長（λ１）および第１の開口数（ＮＡ１）を有し、したがって第１の横方向分解能（Δｘ１∝λ１／ＮＡ１）を決定する第１の波長範囲内の波長を持つ集束放射の第１のビーム（Ｂ１）を放出するように適合されており、前記第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）は、第２の動作波長（λ２）および第２の開口数（ＮＡ２）を有し、したがって第２の横方向分解能（Δｘ２∝λ２／ＮＡ２）を決定する第２の波長範囲内の波長を持つ集束放射の第２のビーム（Ｂ２）を放出するように適合されており、前記第１の横方向分解能（Δｘ１）は前記第２の横方向分解能（Δｘ２）と異なり、該第２の横方向分解能（Δｘ２）より小さいこと、を特徴とするシステム。
【請求項２】
前記第１の部分領域（１７）は前記物体（１０）の前面（１６）またはその近くに位置し、該前面（１６）はシステムに面しており、前記第２の部分領域（１９）は前記物体の後面（１８）またはその近くに位置するか、または前記物体（１０）の前記前面（１６）から前記後面（１８）にかけて広がっていることを特徴とする請求項１に記載のシステム（ＯＣＴ１２−ＯＣＴ１２’’’）。
【請求項３】
前記第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）は、第１の参照アーム（ＲＡ１）と第１のサンプルアーム（ＳＡ１）を具備し、前記第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）は第２の参照アーム（ＲＡ２）と第２のサンプルアーム（ＳＡ２）を具備し、前記第１のサンプルアーム（ＳＡ１）の少なくとも一部分と前記第２のサンプルアーム（ＳＡ２）の少なくとも一部分が前記物体（１０）の方向に向いているものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシステム（ＯＣＴ１２）。
【請求項４】
前記第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）は目（２０）の角膜部（２２）および前面部（２４）を測定するように適合され、および／または前記第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）は深さ方向に沿って測定されるような長さ、および／または前記目（２０）の網膜（２６）を測定するように適合されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のシステム（ＯＣＴ１２−ＯＣＴ１２’’’）。
【請求項５】
前記第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）は、所定の第１の焦点距離（ｆ１）で集光する第１のビーム（Ｂ１）を放出するように適合され、前記第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）は所定の第２の焦点距離（ｆ２）で集光する第２のビーム（Ｂ２）を放出するように適合されており、前記第１の焦点距離（ｆ１）は前記第２の焦点距離（ｆ２）よりも短いことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のシステム（ＯＣＴ１２、ＯＣＴ１２’）。
【請求項６】
前記第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）は、第１の動作波長（λ１）および第１の帯域幅（Δλ１）から決定される、第１の軸方向分解能（Δｚ１∝（λ１）２／Δλ１）を決定する第１の波長範囲内の波長を有する第１の放射の第１のビーム（Ｂ１）を放出するように適合され、前記第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）は、第２の動作波長（λ２）および第２の帯域幅（Δλ２）から決定される、第２の軸方向分解能（Δｚ２∝（λ２）２／Δλ２）を決定する第２の波長範囲内の波長を有する第２の放射の第２のビーム（Ｂ２）を放出するように適合され、前記第１の軸方向分解能（Δｚ１）は前記第２の軸方向分解能（Δｚ２）より高いこと（すなわちΔｚ１＜Δｚ２）を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のシステム（ＯＣＴ１２−ＯＣＴ１２’’’）。
【請求項７】
前記第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）はスペクトラルドメイン光干渉断層撮影装置（ＳＤ−ＯＣＴ）であり、前記第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）はタイムドメイン光干渉断層撮影装置（ＴＤ−ＯＣＴ）であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のシステム（ＯＣＴ１２）。
【請求項８】
前記第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）および前記第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）はそれぞれスペクトラルドメイン光干渉断層撮影装置（ＳＤ−ＯＣＴ）であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のシステム（ＯＣＴ１２−ＯＣＴ１２’’’）。
【請求項９】
前記第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）は、第１のレンズシステム（Ｌ１）および共通のレンズシステム（Ｌ１２）を含む第１のサンプルアーム（ＳＡ１）を有し、前記第１のレンズシステム（Ｌ１）および前記共通のレンズシステム（Ｌ１２）は第１の光軸上に設置され、組み合わせられて、前記第１のサンプルアーム（ＳＡ１）中に前記第１のビーム（Ｂ１）の第１の集光部を形成し、該第１の集光部は第１の焦点距離（ｆ１）を有し、前記第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）は第２のサンプルアーム（ＳＡ２）を有し、該第２のサンプルアーム（ＳＡ２）は第３のレンズシステム（Ｌ３）と、前記共通のレンズシステム（Ｌ１２）と、前記第１のレンズシステム（Ｌ１）と前記共通のレンズシステム（Ｌ１２）の間に設けられて、第２の光軸方向に沿って進み前記第３のレンズシステム（Ｌ３）を通り抜ける第２のビーム（Ｂ２）を、第１の光軸方向に進み前記共通のレンズシステム（Ｌ１２）を通り抜けるように方向を変える分光部分反射ミラー（Ｍ）を含み、前記第３のレンズシステム（Ｌ３）および前記共通のレンズシステム（Ｌ１２）は組み合わせられて前記第２のサンプルアーム（ＳＡ２）中に前記第２のビームの第２の集光部を形成し、該第２の集光部は第２の焦点距離（ｆ２）を有し、前記第１の焦点距離（ｆ１）は前記第２の焦点距離（ｆ２）と異なり、該第２の焦点距離（ｆ２）より小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のシステム（ＯＣＴ１２−ＯＣＴ１２’’’）。
【請求項１０】
前記第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）は、第１の動作波長（λ１）および第１の帯域幅（Δλ１）を持つ第１の光源（ＬＳ１）を有し、前記第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）は、第２の動作波長（λ２）および第２の帯域幅（Δλ２）を持つ第２の光源（ＬＳ２）を有し、前記第１の帯域幅（Δλ１）は約１００ｎｍから約２００ｎｍの範囲内であり、前記第２の帯域幅（Δλ２）は約２０ｎｍよりも小さいことを特徴とする請求項９に記載のシステム（ＯＣＴ１２）。
【請求項１１】
前記第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）は第１のサンプルアーム（ＳＡ１）を有し、前記第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）は、少なくとも部分的に前記第１のサンプルアーム（ＳＡ１）に空間的に重ね合わせられた第２のサンプルアーム（ＳＡ２）を有し、前記第１のサンプルアームおよび前記第２のサンプルアーム（ＳＡ１、ＳＡ２）は、第１の焦点距離（ｆ１）を有し前記第１のサンプルアーム（ＳＡ１）中で作用する第１の集光部（ＦＰ１）と、第２の焦点距離（ｆ２）を有し前記第２のサンプルアーム（ＳＡ２）中で作用する第２の集光部（ＦＰ２）とを含む２焦点共通光学レンズシステム（ＢＦＬ１２）を通過し、前記第１の焦点距離（ｆ１）は前記第２の焦点距離（ｆ２）と異なり、該第２の焦点距離（ｆ２）より小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のシステム（ＯＣＴ１２’、ＯＣＴ１２’’）。
【請求項１２】
前記第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）および前記第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）が共通の光源（ＬＳ１２）を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のシステム（ＯＣＴ１２−ＯＣＴ１２’’’）。
【請求項１３】
前記第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）は第１の参照アーム（ＲＡ１）を有し、前記第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）は、少なくとも部分的に前記第１の参照アーム（ＲＡ１）に空間的に重ね合わせられた第２の参照アーム（ＲＡ２）を有し、前記第１の参照アーム（ＲＡ１）は、第１のサンプルアーム（ＳＡ１）の光路長と一致する光路長を持ち、第１のミラー（ＭＲ１）と、第１の参照路方向（ＲＡＤ１）に沿って伸び、前記第１のミラー（ＭＲ１）上に集束される第１の参照アーム部を形成する第１の参照アームレンズシステム（ＬＲ１）とを含み、前記第２の参照アーム（ＲＡ２）は、前記第２のサンプルアーム（ＳＡ２）の光路長と一致する光路長を持ち、第２のミラー（ＭＲ２）と、前記第１の参照アーム（ＲＡ１）中の前記第１の参照アームレンズシステム（ＬＲ１）の前方に設置された第２の参照アーム部分反射ミラー（ＭＲＡ）と、前記第１の参照アーム（ＲＡ１）の外側で、前記第２の参照アーム部分反射ミラー（ＭＲＡ）と前記第２のミラー（ＭＲ２）の間に設置された第２の参照アームレンズシステム（ＬＲ２）とを含み、前記部分反射ミラー（ＭＲＡ）は、前記第２の参照アーム（ＲＡ２）と関連する第２の波長範囲内の波長を有し前記第１の参照アームレンズシステム（ＬＲ１）を通過する光のビームを、第２の参照アーム方向（ＲＡＤ２）に進み前記第２の参照アームレンズシステム（ＬＲ２）を通り抜けるように方向を変え、前記第１の参照アームレンズシステム（ＬＲ１）および前記第２の参照アームレンズシステム（ＬＲ２）は組み合わせられて前記第２のミラー（ＭＲ２）上に集束される第２の参照アーム部を形成することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のシステム（ＯＣＴ１２’’）。
【請求項１４】
前記第１の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ１）は、２焦点参照アーム共通レンズシステム（ＢＦＬＲＡ）の第１の集光部（ＦＰＲ１）を通過する第１の参照アーム（ＲＡ１）を有し、前記第２の光干渉断層撮影装置（ＯＣＴ２）は、少なくとも部分的に前記第１の参照アーム（ＲＡ１）に空間的に重ね合わせられ、前記２焦点参照アーム共通レンズシステム（ＢＦＬＲＡ）の第２の集光部（ＦＰＲ２）を通過する第２の参照アーム（ＲＡ２）を有し、前記第１の参照アーム（ＲＡ１）は第１の動作波長（λ１）および第１の帯域幅（Δλ１）によって決定される第１の波長範囲内の波長を持つ光を反射するように適合された第１のミラー（ＭＲ１）を含み、前記第２の参照アーム（ＲＡ２）は第２の動作波長（λ２）および第２の帯域幅（Δλ２）によって決定される第２の波長範囲内の波長を持つ光を分光的に反射するように適合された第２のミラー（ＭＲ２）を含み、前記第１の集光部（ＦＰＲ１）の焦点距離は前記第１の参照アーム（ＲＡ１）の光路長が前記第１のサンプルアーム（ＳＡ１）の光路長と一致するように設定され、前記第２の集光部（ＦＰＲ２）の焦点距離は前記第２の参照アーム（ＲＡ２）の光路長が前記第２のサンプルアーム（ＳＡ２）の光路長と一致するように設定され、前記第２の集光部（ＦＰＲ２）は中央の円形部分であり、前記第１の集光部（ＦＰＲ１）は、前記２焦点参照アーム共通レンズシステム（ＢＦＬＲＡ）の前記第２の集光部（ＦＰＲ２）を囲む環状の部分であることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のシステム（ＯＣＴ１２’’’）。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載のシステムを用いる、物体（１０）、たとえば目（２０）の内部寸法を光学的に測定する方法であって、前記物体は、入射光の一部分が逆反射および／または逆散乱されて検出されることができるように屈折率の変化する位置にある複数の内部インターフェイス（１４、１４’、１４’’）を有し、
前記物体（１０）の第１の部分領域（１７）における寸法と、前記物体の第２の部分領域（１９）における寸法を、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）によって１回の測定で測定する工程を有し、前記物体（１０）の前記第２の部分領域（１９）を少なくとも部分的に前記物体（１０）の前記第１の部分領域（１７）と異なったものとすることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉断層撮影を用いて物体の内部寸法を光学的に測定するシステムおよび方法に関する。前記物体は、入射光の一部分が逆反射および／または逆散乱されて検出されることができるように、（光学的）屈折率の変化する位置にある複数のインターフェイスを有する。この物体は概して、少なくとも内部領域の一部分において、その領域における内部寸法を測定するために光干渉断層撮影（ＯＣＴ）装置で用いられる動作波長の波長範囲内の波長について少なくとも部分的に透過的である、どのようなサンプル物体であってもよい。物体は、それぞれ屈折率が変わる複数の外部構造および内部構造を有してもよく、たとえばプラスチックの変形によって作られたそれぞれ異なる複数の屈折率を有する複数の内部構造を持つ、透明なプラスチックからなる物体であってもよく、また、目、特に人間の目などの生体組織であるサンプルであってもよい。
【背景技術】
【０００２】
とりわけ人間の目の幾何学的特性および光学的特性の決定に光干渉断層撮影（ＯＣＴ）を適用することは、たとえば目の診断で、目の異なる部分および目全体の幾何学的特性および光学的特性を測定する（これは患者の目に対するレーザーを用いた屈折力矯正を含む屈折力手術のための最適な治療計画を立てるための前提として患者の個別の目のモデルを得ることに相当する）場合において知られている。現在、たとえば角膜部および前眼部（ＣＡＳ）を含む目の異なる部分および目全体について、目の長さおよび網膜など目の後部の幾何学的構造を含む幾何学的特性および光学的特性の正確な特徴を得るためには、異なる測定原理に基づく異なる複数の診断装置を用いなければならない。必要な精度、すなわち軸方向分解能Δｚおよび横方向分解能Δｘは、前述の目の部分によって異なる。たとえば、従来の装置を用いてＣＡＳのトポグラフィーおよび厚さを決定する際に得られる軸方向分解能はおよそ５μｍから１０μｍであるが、屈折力矯正治療の理想的な計画および推測的な計算を行うために望ましい精度、すなわち測定の精度または分解能は３μｍより小さく、より好ましくは１μｍより小さい値である。一方、目の長さ、とりわけ軸方向の長さおよび長さ方向に沿って分布する主な屈折率インターフェイスの位置に必要とされる精度、すなわち分解能Δｚの値は、５０μｍ以下で十分である。従来、目の（光学的）屈折力手術における治療計画は、異なる測定原理および評価原理を用いてもよい異なる複数の診断装置による、個別の測定に基づいて行われている。これによって、異なる複数の装置から得られた測定データを１つの個別の目のモデルに統合し、１つの統合された治療、たとえば屈折力手術およびその計画を確立しようとする際に問題が生じる。さらに、複数の装置は連続的に用いられ、測定のためには装置ごとに装置と目の間の調整が必要となる可能性があるため、複数の異なる診断装置を使用すると時間がかかる。
【０００３】
例として、目の屈折力手術の従来の治療計画では、本願の出願人によって製造された以下のものを含む異なる複数の診断装置を使用することができる。すなわち、角膜トポグラフィー、特に角膜前表面のトポグラフィー、および後房表面（ＰＣＳ）、虹彩、瞳孔、角膜輪部、角膜頂点のレジストレーションを得るために用いられる、いわゆるアレグロトポライザー（登録商標）、角膜前表面および後表面のトポグラフィー、角膜の厚さおよび目の前房の幾何学的データ（たとえば前房の深さ）を得るためのアレグロオキュライザー（登録商標）、たとえば角膜、レンズおよび硝子体の個別の収差の結果としての目全体の摂動および統合的な波面データを得るため、また虹彩、瞳孔、角膜輪部および血管のレジストレーションを得るためのアレグロアナライザー（登録商標）、角膜の厚さ、目全体の軸方向の長さ、およびたとえば前房およびレンズを含む目の部分および要素の長さすなわち厚さを測定するため、また瞳孔、角膜頂点、虹彩、角膜輪部および血管のレジストレーションを得るためのアレグロバイオグラフ、角膜中心の厚さの局所的な、すなわち点状の測定、およびたとえばレーザー角膜切削形成術（ＬＡＳＩＫ）における切り込みの深さやフラップの厚さを決定するためのパキメーターである。これと対応する特性および制限を有する同様の装置が他の製造者によって製造されており、現在の技術において、人間の目の診断および（屈折力矯正）治療計画で用いられている。
【０００４】
角膜、前房、虹彩、後房およびレンズの前表面（図８を参照）を含む目の前面部を、必要な精度すなわち分解能を伴って正確に測定することを目的とした従来の診断装置は、たとえば目全体の長さおよびレンズの後表面のトポグラフィーすなわち形状を測定することはできない。後者のデータは、目の全体の屈折率を計算するのに必要である。従来、目の全体の屈折率を計算するのに必要なデータは、目の一般的なモデルに基づいた計算によって反復的に決定されており、これによって、計算されたデータは、目に入り目全体の中を伝播した波面の測定された特性と比較される。
【０００５】
高品質生体イメージングＯＣＴ装置における前眼部イメージングの例は、２００９年３月１２日発行のＯＰＴＩＣＳ  ＥＸＰＲＥＳＳ  ４８４２、第１７巻、第６号のＩ.  Ｇｒｕｌｋｏｗｓｋｉ  ｅｔ  ａｌ.による記事「Ａｎｔｅｒｉｏｒ  ｓｅｇｍｅｎｔ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  ＯＣＴ  ｓｙｓｔｅｍ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  ＣＭＯＳ  ｃａｍｅｒａ」に開示されている。また、別の例が２００９年９月／１０月のＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、第１４巻（５）のＪ．  Ｊｕｎｇｗｉｒｔｈ  ｅｔ  ａｌ．による記事「Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｉｎ  ｖｉｖｏ  ａｎｔｅｒｉｏｒ  ｅｙｅ−ｓｅｇｍｅｎｔ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｆｕｌｌ−ｒａｎｇｅ  ｃｏｍｐｌｅｘ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｄｏｍａｉｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ」に開示されている。前眼部の測定の更なる例は、ＴＯＭＥＹ社によって製造された装置ＣＡＳＩＡ  ＳＳ−１０００であり、装置とともに発行されたシステム仕様書に記載されている。
【０００６】
３Ｄ断層モデルを生成するために用いられる、目の軸方向の全長を測定するための従来技術の第１の例は、ＳＰＩＥ  ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ第５１４０巻のＲ．Ｊ．  Ｚａｗａｄｚｋｉ  ｅｔ  ａｌ．による記事「Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ｗｉｔｈ  ａ  ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ」および２００８年発行のＡｕｇｅｎｓｐｉｅｇｅｌ第２０巻０７−０８のＤｒ．  Ｈ．Ｐ．  Ｉｓｅｌｉ  ｅｔ  ａｌ．による記事「Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｂｅｒｅｃｈｎｕｎｇ  ｖｏｎ  Ａｂｌａｔｉｏｎｓｐｒｏｆｉｌｅｎ  ｉｎ  ｄｅｒ  Ｒｅｆｒａｋｔｉｖｅｎ  Ｃｈｉｒｕｒｇｉｅ」に開示されている。
【０００７】
従来技術における、屈折率の変化する位置にある複数の内部インターフェイスを有するサンプル物体の内部寸法の光学的測定に関する議論は、目の診断に関する特定の適用に焦点を置いているが、他の種類の物体の光学的調査においても上記と同様の制限および限界が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術における、物体、たとえば目の異なる複数の内部部分領域における異なる複数の特性を得るために異なる複数の装置を使用することに関連する上記の問題の観点から、本発明は、異なる種類の診断装置の使用に関連する診断時間およびコストを節減することを目的とし、患者の目の視力矯正のための正確で個別的な（あつらえられた）治療を行うことを可能にするために、目の異なる複数の部分の測定に適した精度（分解能）を得ることを特定の技術的目標とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、実質上１回の測定、たとえば１回の診断的調査によって異なるデータを得ることを可能にする本発明の１つのシステムを提供することで達成される。言い換えると、２種類以上のパラメーターを測定するときにも患者は１回の測定の実施のみを受ければよい（耐えればよい）ということである。本発明は、異なる測定タスク、すなわち調査される物体の異なる複数の内部部分領域を異なる複数の（軸方向および横方向の）適切な分解能すなわち精度で測定することに寄与する異なる複数の光干渉断層撮影（ＯＣＴ）装置を統合することを含む。
【００１０】
本発明の第１の態様によると、入射光の一部分が逆反射および／または逆散乱されて光干渉断層撮影（ＯＣＴ）によって検出できるように屈折率の変化する位置にある複数の内部インターフェイスを有する物体の内部寸法を光学的に測定するためのシステムであり、物体の第１の部分領域における内部寸法を測定するために適合された少なくとも１つの第１のＯＣＴ装置を有するシステムが提供される。
【００１１】
本発明によるシステムは、同じ物体の第２の部分領域における内部寸法を測定するために適合された少なくとも１つの第２のＯＣＴ装置と組み合わされ、この第２の部分領域は少なくとも部分的に第１の部分領域と異なることを特徴とする。
【００１２】
第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置を組み合わせて１つのシステムにすることによって、サンプル物体の異なる複数の部分領域における内部寸法の、異なる適切な、すなわち必要とされる精度での測定を１つのシステムを使用して行うことができ、２つの個別のＯＣＴ装置をそれぞれ１回の測定に使用する場合と比較して短い時間で測定を行うことができる。
【００１３】
第１の部分領域はサンプル物体の前面またはその近くに位置することができる。前面は、実質的にシステムに面することができる。第２の部分領域は物体の後面またはその近くに位置するか、または実質上物体の前面から後面にかけて広がっていることができる。物体は、たとえば目、特に人間の目であることができる。物体、特に目の異なる複数の部分領域における内部寸法を１つの統合されたシステムを用いて測定することで、時間および測定の労力を節減し、目を調査する場合には患者が受ける苦痛を低減する。
【００１４】
第１のＯＣＴ装置は第１の参照アームと第１のサンプルアームを具備し、第２のＯＣＴ装置は第２の参照アームおよび第２のサンプルアームを具備し、第１のサンプルアームの少なくとも一部分と第２のサンプルアームの少なくとも一部分は前記物体の方向に向いている。第２のサンプルアームの前記一部分は少なくとも部分的に第１のサンプルアームの前記一部分に空間的に重ね合わせられていることが好ましい。より好ましくは、第２のサンプルアームの前記一部分と、第１のサンプルアームの前記一部分が共通のレンズシステムを通り抜ける方向に向けられている。好ましくは空間的に重ね合わせられて最終的に共通のレンズシステムを通り抜ける方向に向けられている第１のサンプルアームおよび第２のサンプルアームを同じ物体の方向に向けることによって、本発明のシステムに対する物体の物理的調整を１回行うだけで、物体の異なる複数の特性を測定することができる。
【００１５】
第１のＯＣＴ装置は、角膜部および前眼部（ＣＡＳ）など、物体の前面またはその近くに位置する第１の部分領域を測定するために適合されることができる。第２のＯＣＴ装置は、たとえば深さ方向、すなわち物体の第２の部分領域に沿って測定された長さ、たとえば角膜の前表面から網膜までの目の全長を測定するように適合されることができる。測定対象物が異なる（測定される部分領域が異なる）第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置を組み合わせることによって、物体の測定のために連続的に異なる複数の測定装置を調整して用いる場合と比較して、コスト、時間および測定の労力を低減することができる。さらに、組み合わせられたＯＣＴ診断装置は、目全体のイメージング特性を計算するのに必要な完全なデータセットを、１つの工程で（「一発で」）適切な精度をもって提供する。
【００１６】
第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置は、それぞれ所定の第１の焦点距離および第２の焦点距離で集光する第１のビームおよび第２のビームをそれぞれ放出するように適合されることができ、第１の焦点距離は第２の焦点距離よりも短くてもよい。これによって、物体の前表面に対して異なる深さに位置する異なる測定対象内部領域を測定することができる。
【００１７】
第１のＯＣＴ装置は、第１の動作波長および第１の帯域幅から決定される、第１の軸方向分解能を決定する第１の波長範囲内の波長を有する第１の放射の第１のビームを放出するように適合されることができる。第２のＯＣＴは、第２の動作波長および第２の帯域幅から決定される、第２の軸方向分解能を決定する第２の波長範囲内の波長を有する第２の放射の第２のビームを放出するように適合されることができる。第１の軸方向分解能は、第２の軸方向分解能より高くてもよい。第１の軸方向分解能は５μｍより小さく、第２の軸方向分解能は１５μｍより大きいことが好ましい。より好ましくは、第１の帯域幅は約１００ｎｍより大きく、第２の帯域幅は約２０ｎｍより小さい。さらに好ましくは、第１の動作波長は約７００ｎｍから約１３５０ｎｍ、好ましくは約７００ｎｍから約９００ｎｍ、より好ましくは約７５０ｎｍから約８５０ｎｍの範囲内であり、特に約８２０ｎｍであり、第１の帯域幅は約１００ｎｍから約２００ｎｍの範囲内である。第２の動作波長は約６００ｎｍから約１０００ｎｍの範囲内であることができ、好ましくは約６２０ｎｍから約７５０ｎｍ、または約８００ｎｍから約１０００ｎｍの範囲内であり、特に約７００ｎｍであり、第２の帯域幅は約５ｎｍから約１０ｎｍの範囲内である。物体の異なる複数の内部寸法および部分領域の測定において異なる複数の軸方向分解能を提供することで、測定時間を節減でき、データ量および必要なデータ記憶量を小さくすることができる。すなわち、小さな寸法に対しては高い分解能が必要とされるが、大きな寸法に対しては低い分解能で十分であり、両方の領域を同じ高い分解能で測定するシステムと比較して、処理するデータを減らすことができる。
【００１８】
第１のＯＣＴ装置は、第１の動作波長および第１の開口数によって決定される、したがって第１の横方向分解能を決定する第１の波長範囲内の波長を持つ集束放射の第１のビームを放出するように適合されることができる。第２のＯＣＴ装置は、第２の動作波長および第２の開口数を有し、したがって第２の横方向分解能を決定する第２の波長範囲内の波長を持つ集束放射の第２のビームを放出するように適合されることができる。第１の横方向分解能は、第２の横方向分解能と異なってもよい。第１の横方向分解能は、第２の横方向分解能より高いことが好ましい。より好ましくは、第１の横方向分解能は約１０μｍから約２０μｍであり（さらに好ましくはこれを１μｍから３μｍの軸方向分解能と組み合わせる）、第２の横方向分解能は約５０μｍから約２００μｍである（さらに好ましくはこれを１０μｍから５０μｍの軸方向分解能と組み合わせる）。集束放射の異なる複数のビームに異なる複数の横方向分解能を持たせることによって、異なる適用条件に分解能を適合させ、計測時間、データ量および必要なデータ記憶量を節減することができる。
【００１９】
第１のＯＣＴ装置はスペクトラルドメインＯＣＴ装置とすることができ、第２のＯＣＴ装置はタイムドメインＯＣＴ装置とすることができる。代わりに、第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置の両方をスペクトラルドメインＯＣＴ装置とすることもできる。さらに、第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置の両方をタイムドメインＯＣＴ装置とすることもできる。調査される物体の異なる部分領域にＯＣＴ装置の種類（スペクトラルドメインまたはタイムドメイン）を適合させることによって、物体の調査の目的に応じて測定の精度を最適化し、測定時間を最短化し、データ取得の速度を適合／最適化することができる。
【００２０】
第１のＯＣＴ装置は、第１のレンズシステムおよび共通のレンズシステムを含む第１のサンプルアームを有することができ、第１のレンズシステムおよび共通のレンズシステムは第１の光軸上に設置され、組み合わせられて、第１のサンプルアーム中に第１のビームの第１の集光部を形成し、このビームの第１の集光部は第１の焦点距離を有する。第２のＯＣＴ装置は、第２のサンプルアームを有することができ、この第２のサンプルアームは第３のレンズシステムと、前記共通のレンズシステムと、第１のレンズシステムおよび共通のレンズシステムの間に設けられて、第２の光軸方向に沿って進み第３のレンズシステムを通り抜ける第２のビームを、第１の光軸方向に進み前記共通のレンズシステムを通り抜けるように方向を変える分光部分反射ミラーとを含み、第３のレンズシステムおよび共通のレンズシステムは組み合わせられて第２のサンプルアーム中に第２のビームの第２の集光部を形成し、このビームの第２の集光部は第２の焦点距離を有する。この構成において、第１の焦点距離は第２の焦点距離と異なってもよい。第１の焦点距離は、第２の焦点距離より小さいことが好ましい。焦点距離は、深さの範囲（測定の範囲）を決定する。したがって、より好ましくは、第２のＯＣＴ装置によって目の軸方向長さ全体が測定できるように（すなわち十分に長く）第２の焦点深度が設計されている。そのような、第１のビームの第１の光軸方向と異なる第２の光軸に沿った第２の方向から第２のサンプルアームが出て、第１の光軸方向に進むように方向を変えられ、第１のビームとともに共通のレンズシステムを通り抜けるような装置では、第１のＯＣＴ装置と第２のＯＣＴ装置とで、たとえばＯＣＴの種類（スペクトラルドメインまたはタイムドメイン）、軸方向分解能および横方向分解能、放射の波長範囲の選択、放射の強度、第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置によって生成される放射の時間的調節に関して異なるように設計することができる。別の実施態様、たとえば目の測定とは異なる測定への適用を意図する実施態様では、第２の焦点距離が第１の焦点距離より小さくてもよい。
【００２１】
第１のＯＣＴ装置は、第１の動作波長および第１の帯域幅を持つ第１の光源を有することができ、第２のＯＣＴ装置は、第２の動作波長および第２の帯域幅を持つ第２の光源を有することができる。この構成において、第１の帯域幅は約１００ｎｍより大きくてもよく、第２の帯域幅は約２０ｎｍより小さくてもよい。好ましくは、第１の動作波長が約８２０ｎｍであり、第１の帯域幅が約１００ｎｍから約２５０ｎｍ（好ましくは約１００ｎｍから約２００ｎｍ）の範囲内であり、第２の動作波長が約７００ｎｍであり、第２の帯域幅が２０ｎｍより小さく、好ましくは約５ｎｍから約１０ｎｍの範囲内である。第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置のこのようなスペクトル構成によって、第１の部分領域を、第２の部分領域と比較して異なる軸方向分解能で、好ましくは異なる動作波長で調査することができる。
【００２２】
第１のＯＣＴ装置は第１のサンプルアームを有し、第２のＯＣＴ装置は、少なくとも部分的に第１のサンプルアームに空間的に重ね合わせられた第２のサンプルアームを有することができる。第１のサンプルアームおよび第２のサンプルアームは、第１のサンプルアーム中で作用し第１の焦点距離を有する第１の集光部と、第２のサンプルアーム中で作用し第２の焦点距離を有する第２の集光部とを含む２焦点共通光学レンズシステムを通過することができる。この構成において、第１の焦点距離は第２の焦点距離より小さくてもよい。好ましい第１の実施態様において、第２の集光部は２焦点レンズシステムの中央の円形部分であり、第１の集光部は第２の集光部を囲む環状の部分である。より好ましくは、第１の集光部および第２の集光部は、物体内の異なる距離すなわち深さにあることができるそれぞれの部分領域（これらの部分領域に共通のレンズシステムの第１の集光部および第２の集光部の焦点距離がそれぞれ適合されている）の調査における必要性に応じて異なるスペクトル透過特性を有することができ、それらのスペクトル透過特性は、動作波長および帯域幅によって決定される適切な波長範囲を決定するためにそれぞれ適合されている。代わりの好ましい第２の実施態様において、２焦点レンズシステムが少なくとも２つの相補的な領域、すなわち、第１の焦点距離を与えるように設計された第１の領域と、第２の焦点距離を与えるように設計された第２の領域を有する、適切に設計された回折光学部品（ＤＯＥ）として構成される。
【００２３】
第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置は共通の光源を有することができる。これはさらにシステムのコストを削減し、第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置の統合の度合いを上昇させる。
【００２４】
第１のＯＣＴ装置は第１の参照アームを有し、第２のＯＣＴ装置は少なくとも部分的に第１の参照アームに空間的に重ね合わせられた第２の参照アームを有することができる。第１の参照アームは、第１のサンプルアームの光路長と実質的に一致する光路長を持つことができ、第１のミラーと、第１のミラー上に集束される第１の参照アーム部を形成する第１の参照アームレンズシステムとを含むことができる。第２の参照アームは、第２のサンプルアームの光路長と実質的に一致する光路長を持つことができ、第２のミラーと、第１の参照アーム中の第１の参照アームレンズシステムの前方に設置された第２の参照アーム部分反射ミラーと、第１の参照アームの外側で実質上第２の参照アーム部分反射ミラーおよび第２のミラーの間に設置された第２の参照アームレンズシステムとを含み、部分反射ミラーは、たとえば第２の動作波長および第２の帯域幅によって決定される第２の波長範囲内の波長を有し第１の参照アームレンズシステムを第１の参照アーム方向に沿って通過する光のビームを、第２の参照アーム方向に進み第２の参照アームレンズシステムを通り抜けるように方向を変え、第２の参照アーム部分反射ミラーおよび第２の参照アームレンズシステムは組み合わせられて第２のミラー上に集束される第２の参照アーム部を形成する。このような構成によって、第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置の、それぞれ第１の参照アームおよび第２の参照アームの、少なくとも部分的な統合すなわち重ね合わせが可能となり、また、第１の参照アームおよび第２の参照アームの光路長が第１のサンプルアームおよび第２のサンプルアームの光路長と実質的に一致することが可能となる。
【００２５】
参照アームの別の実施態様では、第１のＯＣＴ装置は、２焦点参照アーム共通レンズシステムの第１の集光部を通過する第１の参照アームに作用するように適合された第１の集光部を有し、第２のＯＣＴ装置は少なくとも部分的に第１の参照アームに空間的に重ね合わせられ、前記２焦点参照アーム共通レンズシステムの第２の集光部を通過する第２の参照アームを有し、第２の集光部は第２の参照アームに作用するように適合されている。この実施態様においてさらに、第１の参照アームは、たとえば第１の動作波長および第１の帯域幅によって決定される、第１の波長範囲内の波長を有する光を分光的に部分的に反射する第１のミラーを含み、第２の参照アームは、たとえば第２の動作波長および第２の帯域幅によって決定される第２の波長範囲内の波長を有する光を分光的に反射する第２のミラーを含む。第１の集光部の焦点距離は第１の参照アームの光路長が第１のサンプルアームの光路長と実質的に一致するように適合され、第２の集光部の焦点距離は第２の参照アームの光路長が第２のサンプルアームの光路長と実質的に一致するように適合されることができる。２焦点参照アーム共通レンズシステムの第２の集光部は中央の円形部分であり、第１の集光部は第２の集光部を囲む環状の部分であることが好ましい。１つの構成では、２焦点参照アーム共通レンズシステムの第１の集光部および第２の集光部が、調査される物体の第１の部分領域および第２の部分領域を標的とした第１のビームおよび第２のビームの適用条件に適合された異なるスペクトル透過特性を有する。別の構成では、選択的スペクトル透過特性を有する分光フィルターを２焦点参照アーム共通レンズシステムの後ろに取り付けることができる。
【００２６】
本発明の第２の態様によると、入射光の一部分が逆反射および／または逆散乱されて検出されることができるように屈折率の変化する位置にある複数の内部インターフェイスを有する物体の内部寸法を光学的に測定するための方法が提供される。物体は、たとえば目でもよい。
【００２７】
本発明による方法は、物体の第１の部分領域における内部寸法と、物体の第２の部分領域における内部寸法を光干渉断層撮影（ＯＣＴ）によって１回の測定で測定する工程を有し、第２の部分領域を少なくとも部分的に第１の部分領域と異なったものとする。この方法は、本発明のシステムと同じ技術的効果および利点を達成する。
【００２８】
本発明の方法を実行するとき、上記のシステムを使用することができる。
【００２９】
添付された図を参照して以下に示される、特定の実施態様についての詳細な記述から、本発明のさらなる実施態様、利点および技術的効果が明らかになるが、これは本発明の範囲を制限することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来のスペクトラルドメインＯＣＴ装置の実施態様を示す図である。
【図２】従来のタイムドメインＯＣＴ装置の実施態様を示す図である。
【図３】共通のレンズシステムを通過して調査される同一の物体に向かう第１のサンプルアームおよび第２のサンプルアームの一部分のみを重ね合わせることによって、第１のＯＣＴ装置と、第１のＯＣＴ装置とは異なる第２のＯＣＴ装置を組み合わせる本発明のシステムの第１の実施態様を示す図である。
【図４】第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置がさらに統合され組み合わせられて共通のサンプルアームを有する本発明のシステムの第２の実施態様を示す図である。
【図５】第１の動作波長および第１の帯域幅によって決定される第１の波長範囲内の波長を有する放射と、第２の動作波長および第２の帯域幅によって決定される第２の波長範囲内の波長を有する放射を提供する本発明のシステムのスペクトル設計を示す図である。
【図６】第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置の両方がスペクトラルドメインＯＣＴ装置であり、部分的に統合された参照アームを有する本発明のシステムの第３の実施態様を示す図である。
【図７】第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置の両方がスペクトラルドメインＯＣＴ装置であり、参照アームの設計が図６に示す実施態様と異なる本発明のシステムの第４の実施態様を示す図である。
【図８】調査される目の異なる複数の部分領域および内部インターフェイスを示すための、人間の目の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、従来の、スペクトラルドメイン型の光干渉断層撮影（ＯＣＴ）装置（ＳＤ−ＯＣＴ）を例示している。符号１００で示されるＳＤ−ＯＣＴは、好ましくは広帯域の光源１０２、光源光ファイバー１０４、光ファイバーカプラ１０６、両方向光ファイバー１０８、ビームスプリッター１１２、サンプルアーム、参照アームおよび検出アームを有し、サンプルアームは（サンプルアームおよび参照アームに共通の）第１の共通レンズシステム１１０、ビームスプリッター１１２、およびサンプルアームレンズシステム１１４を含み、参照アームはビームスプリッター１１２、参照アームレンズシステム１１６および参照アームミラー１１７を含み、検出アームはファイバーカプラ１０６、検出アーム光ファイバー１１８、第１のコリメーションレンズシステム１２０、光回折格子１２２、第２のスペクトルイメージングレンズシステム１２４、分光的に分解された干渉パターンを測定するための複数の検出器セル１２８−１から１２８−ｎを有する分光計検出器配列１２６を含む。ＳＤ−ＯＣＴ１００はさらに、前記分光的に分解された干渉パターン１３０の高速フーリエ変換を行って、サンプル物体１０中の屈折率インターフェイス１４、１４’、１４’’の深さ分布１３４を計算するための計算ユニット１３２を有する。
【００３２】
ＳＤ−ＯＣＴ１００の動作において、光源１０２は広帯域の放射光、すなわち比較的広いスペクトルの波長域に分布する波長の放射を含む放射光を生成する。生成された放射は、光源光ファイバー１０４中を進み、ファイバーカプラ１０６を介して、両方向光ファイバー１０８中を進むように伝達される。その光ファイバー１０８の光源から遠いほうの端から、第１のサンプルアームレンズシステム１１０を通り抜ける発散ビームＢ１の形で放射が放出され、第１のサンプルアームレンズシステム１１０はビームＢ１を（図１に示すように）ビームスプリッター１１２を通り抜ける実質的に平行な光のビームにする。ビームスプリッター１１２中で、平行な光のビームの一部分はＳＤ−ＯＣＴ１００のサンプルアームＳＡ１に伝達されて、ビームを集光させて物体１０中に焦点を有する集光ビーム部分にする第２のサンプルアームレンズシステム１１４に向けられる。
【００３３】
物体１０は、内部領域中に、屈折率が変化して物体１０を照明する集束ビームの部分反射が起きる位置にある複数の内部インターフェイス１４、１４’、１４’’を含む。複数の内部インターフェイス１４、１４’、１４’’から反射された放射は第２のサンプルアームレンズシステム１１４によって回収され、その中を実質的に平行な光のビームとして通過し、ビームスプリッター１１２を通過し、第１のサンプルアームレンズシステム１１０によって、両方向光ファイバー１０８の光源から遠いほうの端の中に集光される。
【００３４】
第１のサンプルアームレンズシステム１１０を通り抜けるように実質的に平行な放射のビームとして両方向光ファイバー１０８から伝達される放射の別の部分は、入ってくる実質的に平行な放射のビームに対して好ましくは実質的に４５°の角度で傾いている、実質的に平面である内部表面によって部分的に反射され、実質的に平行な放射のビームを参照アームミラー１１７上に集光させる参照アームレンズシステム１１６の方向に向かう参照アームＲＡ１を形成する。参照アームミラー１１７は固定されており、集束放射のビームを反射して、反射されて発散する放射が参照アームレンズシステム１１６によって回収されるようにし、参照アームレンズシステム１１６は反射された放射を参照アームからの実質的に平行な放射のビームとして透過する。参照アームから戻ってくる放射は、ビームスプリッター１１２の前記平面である内部表面によって第１のサンプルアームレンズシステム１１０の方向に向けられ、サンプルアームレンズシステム１１０は参照アームＲＡ１から戻ってくる光を透過して両方向光ファイバー１０８の光源から遠いほうの端に集光する。このようにして、光ファイバー１０８は物体１０の内部インターフェイス１４、１４’、１４’’で反射されてサンプルアームＳＡ１から戻ってくる放射と、参照アームミラー１１７で反射されて参照アームＲＡ１から戻ってくる放射の両方を伝達し、これらの放射のビームを干渉可能にする。干渉している放射は光ファイバー１０８中を進み、ファイバーカプラ１０６を介して検出アーム光ファイバー１１８に入り、その中を進んで光ファイバー１１８の光源から遠いほうの端に伝達されて、干渉している放射は発散ビームとして放出され、第１の検出レンズシステム１２０によって回収、透過されて、光回折格子１２２の方向に向かう実質的に平行な光のビームにされる。回折格子１２２は、入ってくる干渉光のビームを反射して、回折格子１２２に入射する放射の異なる波長に応じて異なる反射角を有する複数の実質的に平行な光のビームにする。入射する放射を、放射の波長に応じて異なる反射角で反射する分光分解部分としての回折格子１２２の構造および機能は当業者に対して既知のものであり、その説明はここでは省略する。
【００３５】
回折格子１２２から反射され分光的に分解された放射の複数のビームは、第２の検出レンズシステム１２４によって回収されて、回折格子１２２からの反射角に応じて分光計検出器配列上に集光され、集光されて入射した分光的に分解された複数のビームは、複数の検出器セル１２８−１から１２８−ｎのそれぞれによって検出される。
【００３６】
第１の検出レンズ１２０、光回折格子１２２、第２の検出レンズシステム１２４および分光計検出器配列１２６のこの配置によると、分光計検出器配列１２６上の特定の位置、すなわち特定の検出器セル１２８−ｉが、それぞれサンプルアームＳＡ１および参照アームＲＡ１から戻ってくる放射の干渉から発生する干渉放射の特定の波長に対応する。分光計検出器配列１２６は、このようにして、実質的に干渉放射のスペクトル別の強度分布である、分光的に分解された干渉パターン１３０を検出する。スペクトル別分布は、たとえば高速フーリエ変換計算ユニット１３２によってフーリエ変換され、図１に示される、屈折率インターフェイスの深さ分布１３４を生じる。分布１３４は、実質的に、物体１０内の内部インターフェイス１４、１４’、１４’’によって反射される放射が寄与するサンプルアームＳＡ１で測定された光路長ｚの関数である干渉放射の強度すなわち振幅ａ（ｚ）の分布を含む。図１に示されるように、分布１３４は物体１０中の３つの内部インターフェイス１４、１４’、１４’’に対応する３つのピークを有する。
【００３７】
言い換えると、光源１０２から放出された放射の広帯域スペクトル分布は、サンプルアームＳＡ１中の物体１０の屈折率不連続、すなわち内部インターフェイス１４、１４’、１４’’から反射されたのちに、参照アームＲＡ１中で反射された放射の広帯域スペクトル分布と干渉する。回折格子１２２と特定の検出器セル１２８−ｉが組み合わせられてなされる分光的分解に対応したそれぞれの干渉スペクトル間隔は、物体１０中の内部インターフェイス１４、１４’、１４’’の異なる深さからの情報に対応する。分光計検出器配列１２６によって登録されたスペクトルの、計算されたフーリエ変換からは、次に物体１０中の深さ方向ｚに沿ったインターフェイスの深さ位置についての情報が得られる。
【００３８】
物体１０が人間の目である場合、（図８に示すような）目２０の異なる部分の屈折率の差は、サンプルアームＳＡ１中の放射が横切る、空気（屈折率１．００３）、涙の膜（屈折率１．３３３５）、上皮（屈折率１．４０１）および実質（屈折率１．３７７１）を含む物質の異なる屈折率から生じる。人間の目２０の部分の上記の屈折率の値は、ＴＯＭＥＹ社によって製造された前述の装置の仕様書から引用された。
【００３９】
図２に、従来の、タイムドメイン型のＯＣＴ装置（ＴＤ−ＯＣＴ）の例を概略的に示す。ＴＤ−ＯＣＴ１５０は、好ましくは低干渉の光源１５２、第１の光源光ファイバー１５４、任意のサーキュレーター１５５、両方向に使用される第２の光源光ファイバー１５６、光ファイバーカプラ１５８、サンプルアームＳＡ２を有し、サンプルアームＳＡ２は、両方向に使用されるサンプルアーム光ファイバー１６０、第１のサンプルアームレンズシステム１６２、第２のサンプルアームレンズシステム１６４および屈折率の変化する位置にある内部インターフェイス１４、１４’、１４’’を有するサンプル物体１０を含む。ＴＤ−ＯＣＴ装置１５０はさらに、両方向に使用される参照アーム光ファイバー１６６、参照アームレンズシステム１６８、位置が調節される参照アームミラー１７０、そして高速遅延スキャナー１７２を含む参照アームＲＡ２を有する。さらに、ＯＣＴ装置１５０は第１の検出光ファイバー１７４および検出器１７８を含む検出アームを有する。信号対ノイズ比を上げるために、ＯＣＴ装置１５０は、さらに任意でサーキュレーター１５５、第２の検出光ファイバー１７６およびたとえば２部分バランス信号検出（ＤＢＳＤ）ユニットである、検出器１７８の差形成部分を含む。物体１０中の内部インターフェイス１４、１４’、１４’’についての深さの情報を得る方法として、ＯＣＴ装置１５０はさらに帯域通過フィルター１８０、復調器１８２および復調された信号を受けて内部インターフェイス１４、１４’、１４’’の深さ情報を計算するための計算機１８４を有する。
【００４０】
ＴＤ−ＯＣＴ１５０の動作において、光源１５２は、比較的低干渉性となるのに十分であり、比較的狭い波長範囲を有する放射を放出する。光源１５２によって放出された放射は、第１の光源光ファイバー１５４中を進み、任意のサーキュレーター１５５を介して第２の光源光ファイバー１５６を進み、光ファイバーカプラ１５８を介して伝達されて、光ファイバーカプラ中で、サンプルアームＳＡ２に伝搬される第１の放射部分および参照アームＲＡ２に伝搬される第２の放射部分に分割される。
【００４１】
第１の放射部分はサンプルアーム光ファイバー１６０中を伝達され、その光源から遠いほうの端から発散ビームとして放出され、第１のサンプルアームレンズシステム１６２によって回収されて、第２のサンプルアームレンズシステム１６４の方向に向かう実質的に平行な光のビームとして透過される。レンズシステム１６４はビームを透過し集束させて、焦点が物体１０中に位置する集束ビームにする。内部インターフェイス１４、１４’、１４’’はそれぞれ入ってくる光の一部分を部分的に反射して第２のサンプルアームレンズシステム１６４の方向に向かって戻し、第２のサンプルアームレンズシステム１６４は、複数の内部インターフェイス１４、１４’、１４’’から反射された複数の放射の部分を回収してこれらを第１のサンプルアームレンズシステム１６２に向かう方向に透過し、第１のサンプルアームレンズシステム１６２は、サンプルアームＳＡ２から戻ってくる反射された放射の部分をサンプルアーム光ファイバー１６０の光源から遠いほうの端に集光し、この端はファイバーカプラ１５８を介して放射を第１の検出光ファイバー１７４に伝達する。
【００４２】
ファイバーカプラ１５８によって分割された第２の放射部分は、参照アームＲＡ２中を、参照アーム光ファイバー１６６を通って伝達され、その光源から遠いほうの端から発散ビームとして放出される。これは参照アームレンズシステム１６８によって回収され、調節される参照アームミラー１７０の方向に向かう実質的に平行な放射のビームとして透過される。参照アームミラー１７０は、高速遅延スキャナー１７２によって、周期的に参照アームＲＡ２のこの部分を軸方向に行き来するように（図２中の左右両向き矢印で示されるように）高速で動かされる。位置が調節される参照アームミラー１７０から反射された放射は参照アームレンズシステム１６８によって透過されて、参照アーム光ファイバー１６６の光源から遠いほうの端に集光され、その端は、反射された参照アーム放射を、ファイバーカプラ１５８を介して第１の検出光ファイバー１７４に伝達し、ここで放射は、物体１０の内部インターフェイス１４、１４’、１４’’によって反射されてサンプルアームＳＡ２から戻ってきた放射と干渉する。
【００４３】
干渉光は第１の検出光ファイバー１７４中を進んで、検出器１７８の入力ステージの入力ポート（−）に伝達され、ここで干渉放射の強度の時間依存性が検出され記録される。
【００４４】
信号対ノイズ比を改善するための、たとえばバックグラウンド除去を行うことによる任意の方法として、光源１５２から放出される放射の一部分はサーキュレーター１５５によって伝達され、第２の検出光ファイバー１７６中を進んで検出器１７８の入射ステージの別の入力ポート（＋）に伝達される。検出器１７８は、干渉放射の信号から、光源１５２から放出されてサーキュレーター１５５によって「タップ」された放射の信号を除去する。検出器１７８の、（＋）および（−）の入力ポートを有するこの構成によって、光源１５２の信号からの過剰なノイズが干渉放射の信号から除去され、信号対ノイズ比を改善する。このようにして得られた信号は帯域通過フィルター１８０を通して復調器１８２に送られ、参照アームＲＡ２中の遅延スキャナー１７２の高速調節による高周波部分が除去される。このようにして得られた信号は、計算機１８４に送られて記録され、計算機１８４は受け取った信号から物体１０中の内部インターフェイス１４、１４’、１４’’’の所望の深さ情報を計算する。
【００４５】
ＴＤ−ＯＣＴ１５０において、サンプルアームＳＡ２中の物体１０の内部インターフェイス１４、１４’、１４’’から反射される放射と、遅延スキャナー１７２によって生成されるミラー１７０の周期的な動きによって光路長がスキャンされるすなわち変化する参照アームＲＡ２から戻ってくる放射の干渉によって、狭帯域干渉放射は低減される。
【００４６】
スペクトラルドメイン型の（図１に示されるような）ＯＣＴ装置は、商業的にもっとも多く使用されるタイムドメイン型の（図２に示されるような）ＯＣＴ装置に対して、よりよいすなわちより高い信号対ノイズ比を有し、タイムドメインＯＣＴ装置１５０の参照アームミラー１７０などの機械的に動く部分を含まずに内部インターフェイス１４、１４’、１４’’’の深さ情報を同時に得ることができる点が有利である。
【００４７】
光学の基本的な原理から導くことができ、当業者に対して既知であるように、ＯＣＴ装置の軸方向分解能Δｚ、すなわち内部インターフェイス１４、１４’、１４’’の深さ位置を得るための精度は、実質的に使用される放射の帯域幅（Δλ）および中心波長（λ０）から次の数式１によって決定される。
【数１】
0005782140.tif 000002
（ｎは、部分反射インターフェイスが存在する媒質の屈折率である。物体１０が図８に示される人間の目２０である場合、主要なインターフェイスの相応する屈折率は、角膜のｎ＝１．３７７１である。）
【００４８】
軸方向（ｚ）に対して横方向の、深さ情報を得る精度、すなわち横方向分解能Δｘは、実質上次の数式２によって決定される。
【数２】
0005782140.tif 000003
（ＮＡは集束レンズシステムの開口数であり、ｆはサンプルアーム中の放射を物体１０上に集光させるレンズシステムの焦点距離である。）
【００４９】
放射の十分に強い部分が物体１０中で反射すなわち逆散乱される軸方向の範囲は、放射を物体１０中に集光するレンズシステムの焦点深度（ＤＯＦ）と同じ桁数であり、レンズシステムの焦点距離ｆから、すなわち開口数ＮＡから次の数式３によって決定される。
【数３】
0005782140.tif 000004
【００５０】
第２の部分領域が実質上物体の全長に沿って広がり、第１の部分領域が物体１０の前面１６またはその近くに位置して、前面からたとえば軸方向の全長の１０分の１にかけてのみ広がる軸方向に広がる物体について数式１、２および３を評価すると、第１の内部領域内において内部インターフェイスを適切な精度で測定するために適合されたＯＣＴ装置は、全長、すなわち第２の部分領域に沿って分布する内部インターフェイスを物体１０の第１の部分領域における分解能と同じ分解能で測定することはできないことが明らかになる。特に、物体１０が（図８に示すような）人間の目２０である場合、角膜および前眼部（ＣＡＳ）を含む目の前面部を高い精度すなわち軸方向分解能Δｚ＝１μｍから３μｍで測定するために適合された１つのＯＣＴ装置によって、角膜から網膜２６までの目２０の長さを共に得ることはできない。
【００５１】
従来の方法では、目２０のＣＡＳの眼内構造は、比較的高い、１０μｍより小さい軸方向分解能を有し、軸方向分解能が約１μｍから約３μｍの範囲内であるスペクトラルドメイン型のＯＣＴ装置を用いて測定されている。目のＣＡＳのさまざまなインターフェイスの正確な測定のためには、軸方向分解能が１μｍより小さい、現状の技術における最新のＳＤ−型ＯＣＴ装置を用いることが本発明の範囲内で可能であり、非常に好ましい。
【００５２】
一方で、目の長さは従来、たとえば光低干渉性反射率計測（ＯＬＣＲ）の原理に基づく装置またはタイムドメイン型のＯＣＴ装置によって測定され、その際参照アームの長さを目の長さに対応した長さ全体で変化させ（スキャンし）なければならず、これはミラーをそのような長さ全体で軸方向にスキャンすることによって、またはたとえばＨａａｇ−Ｓｔｒｅｉｔ社によって製造されたＯＬＣＲ型の装置で実行されるように、対応する基礎を有するプリズムを横方向に動かすことによって達成される。
【００５３】
上記のように、本発明によると、物体の全長に対する割合が比較的小さい一部分にのみ広がっている第１の部分領域の、十分に高い分解能での測定と、たとえば物体の全長に渡って広がっている、または第１の部分領域からたとえば物体の全長の半分以上の軸方向距離で軸方向に隔たっている第２の部分領域の測定を同時にまたはほぼ同時に行うことを可能にするために、それぞれ物体の第１の部分領域および第２の部分領域において内部寸法を測定するために適合された第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置を組み合わせる（統合する）ことが提案される。その特定の実施態様を、以下に図３、図４、図６および図７を参照して説明する。
【００５４】
下記の実施態様では、第１の部分領域１７は物体１０の前面１６またはその近くに位置し、実質上第１の部分領域１７を横切るように伸びる焦点範囲ＤＯＦ１を有する第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１によって測定され、第２の部分領域は物体１０の前面１６から後面１８にかけて広がり、第２の部分領域を横切るように伸びる焦点深度ＤＯＦ２を有する第２のＯＣＴ装置ＯＣＴ２によって測定されると想定される。
【００５５】
図３に示される第１の実施態様では、第２のＯＣＴ装置ＯＣＴ２のサンプルアームＳＡ２の一部分を第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１のサンプルアームＳＡ１の一部分と重ね合わせ、第２のＯＣＴ装置ＯＣＴ２のサンプルアームＳＡ２と第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１のサンプルアームＳＡ１の一部分の両方が共通のレンズＬ１２を通り抜けて同じ物体１０に伸びるようにすることによって第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１を第２のＯＣＴ装置ＯＣＴ２と組み合わせる。第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１のサンプルアームＳＡ１は、第１のレンズシステムＬ１および共通のレンズシステムＬ１２を通り抜けるように設計され、これらのレンズシステムは組み合わされて、共通のレンズシステムＬ１２からの第１の部分領域１７の距離と、物体の第１の部分領域１７全体に渡って伸びる焦点深度ＤＯＦ１とにおおむね一致する集束サンプルアームビーム部分Ｂ１を形成する。第２のＯＣＴ装置ＯＣＴ２のサンプルアームＳＡ２は第３のレンズシステムＬ３、部分反射ミラーＭおよび共通のレンズシステムＬ１２を含むように設計され、第３のレンズシステムＬ３は、第１のレンズシステムＬ１および共通のレンズシステムＬ１２の間にある第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１の第１のサンプルアームＳＡ１の外に設置され、部分反射ミラーＭは第１のレンズシステムＬ１および共通のレンズシステムＬ１２の間にある第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１の第１のサンプルアームＳＡ１の中に、第２のＯＣＴシステムＯＣＴ２のサンプルアームＳＡ２の一部分を第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１の第１のサンプルアームＳＡ１の方向に偏向するように設置されている。特に、第２のＯＣＴ装置ＯＣＴ２のサンプルアームＳＡ２の一部分は第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１のサンプルアームＳＡ１に対して実質上垂直であり、部分反射ミラーＭは第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１の第１のサンプルアームＳＡ１の方向に対して実質上４５°の角度で設置されている。
【００５６】
部分反射ミラーＭの配置は、上記の配置に制限されるものではない。部分反射ミラーＭは、４５°とは異なる角度θ、たとえばθ＝２０°からθ＝７０°の範囲内で設置することができ、第３のレンズシステムＬ３を含むサンプルアームＳＡ２の部分および第２のＯＣＴ装置ＯＣＴ２のサンプルアームＳＡ２を除く構成部分は、サンプルアームＳＡ１に対して２θの角度で設置することができる。
【００５７】
第３のレンズシステムＬ３は、共通のレンズシステムＬ１２と組み合わせられて、共通レンズシステムＬ１２から物体１０の後半の部分までの距離に実質上一致する焦点距離ｆ２を有する第２の集光部Ｂ２を形成し、第２の集光部ＦＰ２の焦点深度ＤＯＦ２は実質上第２の部分領域１９全体にわたって伸びる。
【００５８】
第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１は、たとえば図１に示すＳＤ−ＯＣＴ１００の構成のスペクトラルドメインＯＣＴ装置であり、図１のＳＤ−ＯＣＴ１００の第１のサンプルアームレンズシステム１１０および第２のサンプルアームレンズシステム１１４は、それぞれ図３に示される組み合わせられたシステムの第１のレンズシステムＬ１および共通のレンズシステムＬ１２に対応する。
【００５９】
第２のＯＣＴシステムＯＣＴ２は、たとえば図２に示すＴＤ−ＯＣＴ１５０の構成のタイムドメインＯＣＴシステムであり、図２のＴＤ−ＯＣＴ１５０の第１のサンプルアームレンズシステム１６２および第２のサンプルアームレンズシステム１６４はそれぞれ図３に示されるシステムの第３のレンズシステムＬ３および共通のレンズシステムＬ１２に対応する。また、図２の装置１５０のサンプルアームＳＡ２は、図３に示すように部分反射ミラーＭを挿入することで、第１のサンプルアームレンズシステム１６２と第２のサンプルアームレンズシステム１６４の間の部分でサンプルアームＳＡ２を「折りたたむ」ことによって調節される。
【００６０】
第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１および第２のＯＣＴ装置ＯＣＴ２は、図５に示されるように、それぞれ第１の動作波長λ１と第１の帯域幅Δλ１によって決定される第１の波長範囲内の波長を有する第１の放射を生成する第１の光源および第２の動作波長λ２と第２の帯域幅Δλ２によって決定される第２の波長範囲内の波長を有する第２の放射を生成する第２の光源（不図示）を有する。
【００６１】
第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１が、図８に示される人間の目２０のＣＡＳ２２、２４を測定するように適合されているとき、適切な第１の動作波長はλ１≒１３００ｎｍであるが、λ１は約７００ｎｍから約９５０ｎｍの範囲内の波長、たとえば図５の例のように約８５０ｎｍであることができる。第１の帯域幅Δλ１は、約１００ｎｍから約２００ｎｍの範囲内、たとえば約１００ｎｍであることができる。第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１は、前記のＴＯＭＥＹ社によって製造された、光源が中心出力波長λ１≒１３１０ｎｍおよび５ｍＷ以下の出力を有する掃引光源レーザーを含むものなどのスペクトラルドメインＯＣＴ装置であることができる。図３に示す構成の部分反射ミラーＭは、ダイクロイックミラーとして従来の方法で提供することができる。
【００６２】
第２のＯＣＴ装置ＯＣＴ２が、図８に示される人間の目２０の全長を測定するように適合されているとき、適切な第２の波長λ２は約８００ｎｍから約１０００ｎｍの範囲内である。過去には、前眼部のためのＯＣＴ装置は約１３００ｎｍの波長を使用していたが、Ｓｉ−ＣＭＯＳ技術を使用する光検出器など、約９５０ｎｍより小さい範囲で動作する適切な光検出器の利用可能性が上がったため、より短い波長に変わっていく可能性がある。たとえば第１のスペクトルバンドおよび第２のスペクトルバンドの間のクロストークを低減するために、そして特に第１のスペクトルバンドを第２のスペクトルバンドから分けるための（必須ではない）ダイクロイックビームスプリッターのスペクトル設計を容易にするために、第２のスペクトル帯域幅Δλ２によって決定される範囲を含む第２の波長λ２は第１の波長λ１と異なるべきであり、第１の波長λ１を含む第１のスペクトル帯域幅Δλ１によって決定される範囲の外であることが好ましい。
【００６３】
図５に、第１のスペクトルバンドおよび第２のスペクトルバンドのスペクトル設計の好ましい例を示す。図５の例では、第１の動作波長λ１は約８５０ｎｍであり、第１の帯域幅Δλ１は１００ｎｍであって、第１のスペクトルバンドは約７５０ｎｍから約９５０ｎｍの範囲を包含し、これはＳｉ−ＣＭＯＳ技術に基づく検出器およびＳｉ−ＣＣＤ検出器のスペクトル感受特性に対応している。第２の動作波長λ２は約７００ｎｍであり、第２の帯域幅Δλ２は第１の帯域幅Δλ１より十分に小さく、特に２０ｎｍより小さい。この場合、第２のＯＣＴ装置ＯＣＴ２は、Ｈａａｇ−Ｓｔｒｅｉｔ社によって製造された装置などの、光低干渉性反射率計測（ＯＬＣＲ）の原理に基づく装置に置き換えることができる。
【００６４】
第２のＯＣＴシステムＯＣＴ２のサンプルアームＳＡ２中での第３のレンズシステムＬ３および共通のレンズシステムＬ１２の組み合わせは、物体１０の軸方向の全長にわたって広がる第２の部分領域１９を測定することができるような、比較的長い焦点距離ｆ２を有し、さらに、第２の部分領域１９全体にわたって伸びるように比較的長く、適切に設計された焦点深度ＤＯＦ２を有する。一方、第１のＯＣＴ装置ＯＣＴ１の第１のサンプルアームＳＡ１中での第１のレンズシステムＬ１および共通のレンズシステムＬ１２の組み合わせは、それぞれ物体１０の前面１６またはその近くに位置する第１の部分領域１７に位置し、その中だけに伸びる比較的短い焦点距離ｆ１および比較的短い焦点深度ＤＯＦ１を有する。
【００６５】
図４は、第２のＯＣＴ装置のサンプルアームＳＡ２を少なくとも部分的に空間的に第１のＯＣＴ装置のサンプルアームＳＡ１と重ね合わせ、さらに、第１のＯＣＴ装置と第２のＯＣＴ装置を組み合わせたシステムＯＣＴ１２に統合することによって第１のＯＣＴ装置と第２のＯＣＴ装置が組み合わせられる、統合されたシステムＯＣＴ１２’の第２の実施態様を示す。
【００６６】
組み合わせられたシステムＯＣＴ１２’では、第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置の検出アームが統合された検出アーム（不図示）中で共有され、第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置の参照アームがたとえば図６および図７にそれぞれ示される第３の実施態様および第４の実施態様で行われるように、統合された参照アーム（不図示）に統合され、さらに第１のＯＣＴ装置および第２のＯＣＴ装置の光源は、組み合わせられたシステムＯＣＴ１２の共通の光源ＬＳ１２に統合される。
【００６７】
図４に示される、システムＯＣＴ１２’の第２の実施態様は、第１のＯＣＴ装置の第１のサンプルアームＳＡ１のビームＢ１および第２のＯＣＴ装置の第２のサンプルアームＳＡ２のビームＢ２の大部分が互いに空間的に重ね合わせられた、第１のＯＣＴ装置のサンプルアームＳＡ１および第２のＯＣＴ装置のサンプルアームＳＡ２の、共通のサンプルアームへの統合を含む。
【００６８】
図４に示されるように、（図５に示されるような）第１の波長範囲内の波長で放出される第１のＯＣＴ装置に関係する放射および第２の波長範囲以内の波長で放出される第２のＯＣＴ装置に関係する放射は、共通の光ファイバーＳＯＦ１２を通して導かれることによって、統合されたサンプルアームＳＡ１２に導かれ、共通の光ファイバーＳＯＦ１２の光源から遠い方の端から、発散共通ビームＢ１２として放出され、第１のレンズＬ１によって回収されて、第１の波長範囲の放射に作用する第１の集光部ＦＰ１および第２の波長範囲の放射に作用する第２の集光部ＦＰ２を提供する２焦点共通レンズシステムＢＦＬ１２として構成された共通のレンズシステムの方向に向かう実質的に平行な光である共通ビームＢ１２’として透過される。図４に示されるように、第１の集光部ＦＰ１は第１の部分領域１７全体を通じて伸びる第１の焦点距離ｆ１および第１の焦点深度ＤＯＦ１を提供し、第２の集光部ＦＰ２は物体１０の第２の部分領域１９に沿って伸びる第２の焦点距離ｆ２および第２の焦点深度ＤＯＦ２を提供する。
【００６９】
共通レンズシステムＢＦＬ１２は、第１の集光部ＦＰ１および第２の集光部ＦＰ２が隣り合うように、たとえば２つの半分の面の形で設けられるように設計されたものとすることができる。代わりに、図４に示すように、一つがもう一つを取り囲むように配置され、第２の集光部ＦＰ２は中央の円形部分、第１の集光部ＦＰ１は中央の円形部分を取り囲む環状の部分とされる。
【００７０】
共通レンズシステムを２焦点共通レンズシステムとする代わりに、共通レンズシステムは、２焦点フレネルレンズ、またはたとえば２焦点眼内レンズ（ＩＯＬ）と類似した設計の、２つの異なる焦点距離を有する２焦点回折光学素子（ＤＯＥ）とすることができる。
【００７１】
第１の代替的な実施態様では、共通ビームＢ１２，Ｂ１２’の放射が、図５に示す第１の波長範囲および第２の波長範囲の両方を包含する連続的なスペクトルの放射を有し、レンズシステムＢＦＬ１２の第１の集光部ＦＰ１および第２の集光部ＦＰ２は、それぞれ（図５に示されるように第１の動作波長λ１と第１の帯域幅Δλ１、第２の動作波長λ２と第２の帯域幅Δλ２によって決定される）第１の波長範囲および第２の波長範囲において高い、好ましくは９０％より大きく、１００％に近い、またはおよそ１００％の透過係数を提供するように適合された分光フィルター透過特性を有する。
【００７２】
第２の代替的な実施態様において、図５に示されるようなサンプルアーム中の共通のビームＢ１２、Ｂ１２’のスペクトル構成は、２焦点共通レンズシステムＢＦＬ１２の第１の集光部ＦＰ１および第２の集光部ＦＰ２とそれぞれ一致する第１のスペクトルフィルターおよび第２のスペクトルフィルターを提供することによって得られる。
【００７３】
図４に示される実施態様の、第１および第２の代替的な実施態様の両方において、２焦点共通レンズシステムＢＦＬ１２を通過する際に、共通の放射のビームＢ１２’は、第１の集光部ＦＰ１を通過し、（図５のλ１およびΔλ１によって決定される）第１の波長範囲内の波長を有し、物体の第１の部分領域１７中に伸びる第１の焦点距離ｆ１と焦点深度ＤＯＦ１を有する第１の放射のビームＢ１と、第２の集光部ＦＰ２を通過し、（図５のλ２およびΔλ２によって決定される）第２の波長範囲内の波長を有し、実質上物体１０の全長１２に渡って広がる第２の部分領域１９に沿って伸びる第２の焦点距離ｆ２と、焦点深度ＤＯＦ２を有する第２の放射のビームＢ２に分けられる。２焦点共通レンズシステムＢＦＬ１２の中で、第１の集光部ＦＰ１を、第２の集光部ＦＰ２を取り囲むように配置することによって、第１の集光部ＦＰ１は第２の集光部ＦＰ２よりも大きな直径を有し、したがって第１のビームＢ１は第２のビームＢ２よりも大きな開口数を有する。その結果、数式２によると、第１の部分領域１７中の第１のビームＢ１は、第２の部分領域１９中の第２のビームＢ２よりも小さな横方向分解能Δｘを有する。数式３によると、第１のビームＢ１の焦点深度ＤＯＦ１は、第２の部分領域１９を測定するために適合された第２のビームＢ２の焦点深度ＤＯＦ２よりも小さい。さらに、第１のビームＢ１の第１の帯域幅Δλ１が比較的広く、たとえば約１００ｎｍから約２００ｎｍの範囲内であり、第１の動作波長λ１が約７００ｎｍから約９５０ｎｍの範囲内で、たとえば８５０ｎｍであり、第２のビームＢ２の第２の帯域幅Δλ２は比較的狭帯域でありたとえば２０ｎｍよりも小さいため、数式１によると、第１のビームＢ１の軸方向分解能∝１／Δｚ１は第２のビームＢ２の軸方向分解能∝１／Δｚ２よりかなり高く、言い換えると、Δｚ１＜＜Δｚ２である。
【００７４】
第１のＯＣＴシステムおよび第２のＯＣＴシステムの両方がＳＤ−ＯＣＴ型の装置であるとき、それらは（図４、図６および図７に示されるように）統合されたサンプルアームを有することができ、（図６および図７に示されるように）共通の光源ＬＳ１２を共有することができ、さらに（たとえば図６および図７に示される実施態様でのように）参照アームを統合されることができる。
【００７５】
このような構成は、光源ＬＳ１２がＳＤ−ＯＣＴに適した、たとえば約７００ｎｍより小さい範囲から約９５０ｎｍより大きい範囲にわたる放出スペクトルを有する広帯域光源であるときに、特にＣＡＳ領域１７および人間の目２０の全長１９（図８参照）を測定するために適合されることができる。この範囲は、現在の高速シリコン（ＳＩ）ベース検出器のスペクトル感受性によく適合されている。第１の波長は、たとえば約８２０ｎｍの第１の中心動作波長λ１周辺の波長および１００ｎｍから２００ｎｍの範囲の第１の帯域幅Δλ１を有する放射を透過するように設計された分光フィルター部によって共有光源ＬＦ１２の放出スペクトルから分光的にフィルタリングされることができる。第２の波長範囲も、たとえば約７００ｎｍの第２の中心動作波長λ２周辺の波長および約５ｎｍから約２０ｎｍの範囲の第２の帯域幅Δλ２を有する放射を透過するように設計されたフィルターによって共有光源ＬＳ１２の放出スペクトルからフィルタリングすることができる。
【００７６】
それぞれの分光フィルターは、統合されたサンプルアームＳＡ１２中に、２焦点共通レンズシステムＢＦＬ１２の第１の集光部ＦＰ１および第２の集光部ＦＰ２と一致するように別々に設けられることができ、また、たとえば適切な分光フィルターコーティング、特に、第１の集光部ＦＰ１に適用される第１のエッジフィルターのエッジが図５に示される第１の波長範囲および第２の波長範囲の間に位置するように設計されたエッジフィルターコーティングとして、２焦点共通レンズシステムＢＦＬ１２の第１の集光部ＦＰ１および第２の集光部ＦＰ２に直接適用することができる。
【００７７】
図６は、組み合わせられたシステムＯＣＴ１２’’の第３の実施態様を示す。組み合わせられたシステムＯＣＴ１２’’は、実質的に図１に示されるスペクトラルドメインＯＣＴ装置としての構成を有するが、図４に示される実施態様に関する以下の変更がなされている。
【００７８】
第１に、サンプル光ファイバーＳＯＦ１２、第１のレンズシステムＬ１および２焦点共通レンズシステムＢＦＬ１２を含むサンプルアームＳＡ１２が、図４に示される第２の実施態様でのように構成される。第２に、光源ＬＳ１２はＳＤ−ＯＣＴ適用に適合された広帯域光源であり、（図５に示されるように決定される）第１の波長範囲および第２の波長範囲をフィルタリングするために、２焦点共通レンズシステムＢＦＬ１２の第１の集光部ＦＰ１および第２の集光部ＦＰ２にそれぞれ第１のスペクトルフィルターおよび第２のスペクトルフィルターを適用することによって広帯域放射スペクトルの分光的フィルタリングが行われる。第３に、検出アームは、組み合わせられて、図１に示されるＳＤ−ＯＣＴ装置１００の第１の検出レンズシステム１２０、光回折格子１２２、第２の検出レンズシステム１２４および分光計検出器配列１２６と類似した構成を形成する、第１のビームＢ１および第２のビームＢ２からの干渉放射を導くための共通の検出アーム光ファイバーＤＯＦ１２、第１の検出アーム光学レンズシステムＤＬ１、共通の検出アーム回折格子ＤＧ１２、第２の検出アーム光学レンズシステムＤＬ２および共通検出アーム分光計検出器配列ＳＤＡ１２を用いることで統合される。しかし、共通の検出アーム回折格子ＤＧ１２は、共通の検出アーム分光計検出器配列ＳＤＡ１２と組み合わせられて、上記したように、また図５に示されるようにスペクトルフィルターによって生成される第１の波長範囲および第２の波長範囲の両方を含む放射を検出し、分光的に分解するように適合されている。
【００７９】
第４に、参照アームは、第１の参照アームＲＡ１および第２の参照アームＲＡ２を、それぞれ第１のサンプルアームＳＡ１および第２のサンプルアームＳＡ２に少なくとも部分的に空間的に重ね合わせることによって統合される。第１の参照アームＲＡ１は、共通のビームスプリッターＢＳ１２、第１の参照アームレンズＬＲ１、そして第１の参照アームＲＡ１中の放射ＲＡＤ１の光路長が第１の部分領域１７中に集光する第１のビームＢ１の放射の光路長と一致するような共通のビームスプリッターＢＳ１２に対する位置（距離）に固定された第１の参照アームミラーＭＲ１を含む。第２の参照アームＲＡ２は、前記共通のビームスプリッターＢＳ１２、第２の参照アーム部分反射ミラーＭＲＡ、第２の参照アームレンズシステムＬＲ２および第２の参照アームミラーＭＲ２を含み、ミラーＭＲＡは、共通のビームスプリッターＢＳ１２および第１の参照アームレンズシステムＬＲ１の間の第１の参照アームＲＡ１の光路の中に配置され、第２の波長範囲（λ２およびΔλ２によって決定される、図５参照）内の波長を有する放射ＲＡＤ２を部分的に反射（偏向）して、第１の参照アームＲＡ１の方向から遠ざけ第２の参照アームレンズシステムＬＲ２および第２の参照アームミラーＭＲ２の方向に向けるように適合されている。さらに、第２の参照アームミラーＭＲ２は、第２の参照アームＲＡ２の中の第２の放射ＲＡＤ２の光路長が物体１０の第２の部分領域中１９に集光される第２のサンプルアームＳＡ２の第２のビームＢ２の放射の光路長と一致するような共通のビームスプリッター１２に対する位置に配置され、固定される。部分反射ミラーＭＲＡは、第１のスペクトル範囲内の第１の放射ＲＡＤ１の波長について選択的に透過的であり、第２の波長範囲内の第２の放射ＲＡＤ２の波長ついて選択的に反射的であるように適合される。
【００８０】
信号対ノイズ比を上昇させ、および／または第１の部分領域１７中の屈折率インターフェイスから戻ってくる第１のビームＢ１の干渉信号を改善するため、約１０％から５０％の範囲内の透過係数を与えることで第２の波長範囲内の波長について部分的に透過的であり、第１の波長範囲内の波長について反射的であるように設計された第３の参照アームミラーＭＲ３が追加で設けられる（図６参照）。ミラーＭＲ３は、ビームスプリッターＢＳ１２およびミラーＭＲ３の間の光路長がビームスプリッターＢＳ１２およびミラーＭＲ１の間の光路長と一致するような第２の参照アームＲＡ２中の位置に設けられる。
【００８１】
図６に示される実施態様において、第２の参照アームレンズシステムＬＲ２は２焦点共通光学レンズシステムＢＦＬ１２の第２の集光部ＦＰ２と同じ焦点距離を有することができる。したがって、レンズシステムＬＲ２は第２の参照アームミラーＭＲ２および第３の参照アームミラーＭＲ３上に、サンプルアームＳＡ２中の第２の集光部ＦＰ２の焦点深度ＤＯＦ２に対応する比較的長い焦点深度にわたって、同様のビーム直径のビームを集光するため、充分な参照信号が得られる。
【００８２】
図７は、図６に示される組み合わされたシステムの第３の実施態様ＯＣＴ１２’’と、サンプルアーム１２、光源ＬＳ１２および検出アームの統合に関して類似し、参照アームの構成および統合度についてのみ異なる、組み合わされたシステムの第４の実施態様ＯＣＴ１２’’’を示す。
【００８３】
図７において、統合された参照アームＲＡ１２は、２焦点共通参照アームレンズシステムＢＦＬＲＡ、または２焦点レンズシステムＢＦＬＲＡと同様に作用するように設計された適切な２焦点回折光学素子（ＤＯＥ）を含み、そのいずれも第１の参照アーム集光部ＦＰＲ１および第１の参照アーム集光部ＦＰＲ１を囲む第２の参照アーム集光部ＦＰＲ２を有する。第１の参照アーム集光部ＦＰＲ１は、第１の波長範囲（λ１およびΔλ１によって決定される、図５参照）内の波長を有する放射を透過し参照アームミラーＭＲ１上に集光するように適合された焦点距離を有し、第２の参照アーム集光部ＦＰＲ２は第２の波長範囲（λ２およびΔλ２によって決定される、図５参照）内の波長を有する放射を透過し、第２の参照アームミラーＭＲ２上に集光するように適合されている。第１の参照アームミラーＭＲ１および第２の参照アームミラーＭＲ２は、第１の参照アーム集光部ＦＲＰ１によって生成された第１の参照アームＲＡ１の光路長がサンプルアームＳＡ１２中の第１のビームＢ１の光路長と一致し、第２の参照アーム集光部ＦＰＲ２によって生成された第２の参照アームＲＡ２の光路長がサンプルアームＳＡ１２の第２のビームＢ２の光路長と一致するような、共通のビームスプリッターＢＳ１２に対する距離に配置される。２焦点参照アーム共通レンズシステムＢＦＬＲＡは、このように、サンプルアームＳＡ１２中の２焦点共通レンズシステムＢＦＬ１２と同様に構成することができる。
【００８４】
図４、図６および図７に示される、統合されたシステムの第２、第３および第４の実施態様ＯＣＴ１２’、ＯＣＴ１２’’およびＯＣＴ１２’’’において、サンプルアームＳＡ１２中の２焦点参照アーム共通レンズシステムＢＦＬ１２および参照アーム中の２焦点参照アーム共通レンズシステムＢＦＬＲＡの代わりにそれぞれ２焦点フレネルレンズシステムを設けることができる。
【００８５】
さらに、物体１０の第１の部分領域１７および第２の部分領域１９中の第１のビームＢ１および第２のビームＢ２の色収差を近似し、統合されたシステムの信号対ノイズ比を上昇させるために、色収差の補正をこれらの統合されたシステムの参照アームＲＡ１２中で行うことができる。
【符号の説明】
【００８６】
ＳＤ−ＯＣＴ            スペクトラルドメインＯＣＴ
ＴＤ−ＯＣＴ            タイムドメインＯＣＴ
１０                    サンプル物体
１２                    長さ
１４、１４’、１４’’  内部インターフェイス
１６                    前面
１７                    第１の部分領域
１８                    後面
１９                    第２の部分領域
２０                    目
２２                    角膜部
２４                    前眼部
２６                    網膜
１００                  スペクタラルドメインＯＣＴ装置（ＳＤ−ＯＣＴ）
１０２                  光源（広帯域）
１０４                  光源光ファイバー
１０６                  ファイバーカプラ
１０８                  両方向光ファイバー
１１０                  第１のサンプルアームレンズシステム
１１２                  ビームスプリッター
１１４                  第２のサンプルアームレンズシステム
１１６                  参照アームレンズシステム
１１７                  参照アームミラー
１１８                  検出アーム光ファイバー
１２０                  第１の検出レンズシステム
１２２                  光回折格子
１２４                  第２の検出レンズシステム
１２６                  分光計検出器配列
１２８−１、…１２８−ｉ、…１２８−ｎ    検出器セル
１３０                  分光的に分解された干渉パターン
１３２                  高速フーリエ変換計算ユニット
１３４                  屈折率インターフェイスの深さ分布
１５０                  タイムドメインＯＣＴ装置（ＴＤ−ＯＣＴ）
１５２                  光源（低干渉）
１５４                  第１の光源光ファイバー
１５５                  サーキュレーター（任意）
１５６                  第２の光源光ファイバー
１５８                  ファイバーカプラ
１６０                  （両方向）サンプルアーム光ファイバー
１６２                  第１のサンプルアームレンズシステム
１６４                  第２のサンプルアームレンズシステム
１６６                  参照アーム光ファイバー
１６８                  参照アームレンズシステム
１７０                  参照アームミラー
１７２                  （高速）遅延スキャナー
１７４                  第１の検出光ファイバー
１７６                  第２の検出光ファイバー
１７８                  検出器
１８０                  帯域通過フィルター
１８２                  復調器
１８４                  計算機
ＯＣＴ１                第１のＯＣＴ装置
ＬＳ１                  第１の光源
ＲＡ１                  第１の参照アーム
ＬＲ１                  第１の参照アームレンズシステム
ＲＡＤ１                第１の参照アーム方向
ＳＡ１                  第１のサンプルアーム
Ｂ１                    第１のビーム
ｆ１                    第１の集束レンズ
λ１                    第１の動作波長
Δλ１                  第１の帯域幅
Ｌ１                    第１のレンズシステム
ＭＲ１                  第１のミラー
ＯＣＴ２                第２のＯＣＴ装置
ＬＳ２                  第２の光源
ＲＡ２                  第２の参照アーム
ＬＲ２                  第２の参照アームレンズシステム
ＲＡＤ２                第２の参照アーム方向
ＳＡ２                  第２のサンプルアーム
Ｂ２                    第２のビーム
ｆ２                    第２の集束レンズ
λ２                    第２の動作波長
Δλ２                  第２の帯域幅
Ｌ２                    第２のレンズシステム
Ｌ３                    第３のレンズシステム
ＭＲ２                  第２のミラー
ＭＲ３                  第３のミラー
ＯＣＴ１２…ＯＣＴ１２’’’    統合されたシステム
ＬＳ１２                共通の光源
Ｌ１２                  共通のレンズシステム
ＢＦＬ１２              ２焦点共通レンズシステム
ＦＰ１                  第１の集光部
ＦＰ２                  第２の集光部
ＭＲＡ                  第２の参照アーム部分反射ミラー
ＢＦＬＲＡ              ２焦点参照アーム共通レンズシステム
ＦＰＲ１                ＢＦＬＲＡの第１の集光部
ＦＰＲ２                ＢＦＬＲＡの第２の集光部
ＯＦ１                  ＯＣＴ１の第１の光ファイバー
ＯＦ２                  ＯＣＴ２の第２の光ファイバー
ＯＦ１２    ＯＣＴ１２’からＯＣＴ１２’’’の共通（サンプルアーム）光ファイバー
ＳＡ１２    ＯＣＴ１２’からＯＣＴ１２’’’の共通のサンプルアーム
Ｂ１２、Ｂ１２’        サンプルアーム放射の共通のビーム
ＳＯＦ１２              サンプルアーム光ファイバー
ＤＯＦ１                第１の焦点深度
ＤＯＦ２                第２の焦点深度
ＤＯＦ１２              検出アームの光ファイバー
ＤＬ１                  第１の検出アーム光学レンズシステム
ＤＬ２                  第２の検出アーム光学レンズシステム
ＤＧ１２                共通の検出アーム回折格子
ＳＤＡ１２              共通の分光計検出器配列
ＦＦＴ１２              高速フーリエ変換ユニット
ＣＯＭＰ１２            計算機
ＢＳ１２                共通のビームスプリッター
【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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