(57)【要約】【課題】光を検出するための装置、システムおよび方法。【解決手段】入力光ビームを変調する手段であって、入力光ビームは、光コヒーレンス・トモグラフィ装置から得られる、手段と、変調光ビームを分散させる手段と、分散された光ビームを検出し、検出された光ビームを電気信号に変換する手段と、を備える装置。【選択図】図４
2021500575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光ビームを変調する手段であって、該入力光ビームは、光コヒーレンス・トモグラフィ装置から得られる、手段と、
前記変調された光ビームを分散させる手段と、
前記分散された光ビームを検出し、前記検出された光ビームを電気信号に変換する手段と、
を備える装置。
【請求項２】
前記入力光ビームを変調するための前記手段は、符号化されたアパーチャを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記符号化されたアパーチャは、２次元符号化アパーチャである、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記入力光ビームを変調する手段は、少なくとも、前記入力光ビームに対する第１の透明性を有する第１の部分と、少なくとも、前記入力光ビームに対する別の透明性を有する第２の部分と、を備える、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記入力光ビームを変調するための前記手段の部分の透明度は、波長に依存する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記手段の、異なった透明度を有する前記入力光ビームを変調する部分は、ランダム・パターンにおいて配列されている、請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記入力光ビームを変調する手段は、３次元信号を２次元信号に変換するように構成され、および／または、前記入力光ビームを変調する手段は、前記変調された光ビームを分散させるための手段および前記分散された光ビームを検出するための手段に対して移動可能であるように構成される、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記変調された光ビームを分散させるための前記手段が、プリズム、グレーティングのうちの少なくとも１つを備える、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記分散された光ビームを検出するための前記手段が、電荷結合素子および相補型金属酸化膜半導体センサのうちの少なくとも１つを備える、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記分散された光ビームを検出するための手段は、センサの２次元アレイを含む、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記光コヒーレンス・トモグラフィ装置は、入力光ビームが異なる光周波数から構成され、光の異なる周波数が、対象内の異なる深度に関する情報を提供するように構成される、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
複数の装置を備える感知システムであって、
該複数の装置は、
入力光ビームを変調するための手段であって、前記入力光ビームは光コヒーレンス・トモグラフィ装置から得られる、手段と、
前記変調された光ビームを分散させるための手段と、
前記分散された光ビームを検出し、前記検出された光ビームを電気出力信号に変換するための手段と、
前記入力光ビームを複数の異なる帯域幅に分割するように構成された１つ以上のフィルタと
を備え、
前記感知システムは、異なる帯域幅が異なる装置に提供されるように構成される、
感知システム。
【請求項１３】
前記感知システムは、前記感知システム内の前記異なる装置が、前記異なる分散光ビームを同時に検出するように構成される、請求項１２に記載の感知システム。
【請求項１４】
入力光ビームを変調するステップであって、該入力光ビームは、光コヒーレンス・トモグラフィ装置から得られる、ステップと、前記変調された光ビームを分散させるステップと、前記分散された光ビームを検出し、前記検出された光ビームを電気出力信号に変換するステップと、を含む方法。
【請求項１５】
異なる帯域幅が逐次的に検出されるように、光ビームを変調し、符号化アパーチャを移動させるために、該符号化アパーチャを使用するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の例は、光を検出するための装置、システム、および方法に関する。特に、本発明は、光コヒーレンス・トモグラフィ装置からの光を検出するための装置、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光コヒーレンス・トモグラフィは、対象物内の内部構造から反射された光を検出することによって、網膜などの対象物の断面撮像を可能にする。
【０００３】
高画質を得ることができる光コヒーレンス・トモグラフィ装置からの光を検出するための手段を提供することは有益である。
【発明の概要】
【０００４】
必ずしも全てではないが、様々な実施形態によれば、入力光ビームを変調するための手段であって、入力光ビームが光コヒーレンス・トモグラフィ装置から得られる、手段と、変調された光ビームを分散させるための手段と、分散された光ビームを検出し、検出された光ビームを出力信号に変換するための手段と、を備える装置が提供される。
【０００５】
必ずしも全てではないが、いくつかの例では入力光ビームを変調するための手段が符号化されたアパーチャを含む。符号化アパーチャは、必ずしも全てではないがいくつかの例では２次元符号化アパーチャである。
【０００６】
必ずしも全てではないが、いくつかの例では、入力光ビームを変調する手段は、入力光ビームに対して第１の透明性を有する少なくとも第１の部分と、入力光ビームに対して異なった透明性を有する少なくとも第２の部分とを含む。入力光ビームを変調するための手段の部分の透明度は、必ずしも全てではないが、いくつかの例では波長依存性である。
【０００７】
様々な透明度を有する入力光ビームを変調するための手段の部分は、必ずしも全てではないが、いくつかの例では、ランダム・パターンにおいて配置される。
【０００８】
必ずしもすべてではないが、いくつかの例では、入力光ビームを変調する手段は、３次元信号を２次元信号に変換するように構成される。
【０００９】
必ずしもすべてではないが、いくつかの例では、入力光ビームを変調する手段は、変調光ビームを分散させるための手段に対して移動可能であり、分散光ビームを検出するための手段であるように構成される。
【００１０】
必ずしも全てではないが、いくつかの例では、変調光ビームを分散させる手段は、プリズム、格子のうちの少なくとも１つを含む。
【００１１】
必ずしもすべてではないが、いくつかの例では、分散光ビームを検出する手段は、電荷結合素子および相補型金属酸化膜半導体センサのうちの少なくとも１つを含む。
【００１２】
必ずしも全てではないが、いくつかの例では、分散光ビームを検出する手段は、センサの２次元アレイを含む。
【００１３】
必ずしも全てではないが、いくつかの例では、光コヒーレンス・トモグラフィ装置は、入力光ビームが異なる周波数の光を含み、異なる周波数の光が、対象物内の異なる深さに関する情報を提供するように構成される。
【００１４】
本発明の様々な、しかし必ずしも全てではない本願発明の実施形態によれば、前記複数の装置は入力光ビームを変調するための手段であって、前記入力光ビームは光コヒーレンス・トモグラフィ装置から得られる、手段と、前記変調光ビームを分散させるための手段と、前記分散された光ビームを検出し、前記検出された光ビームを電気出力信号に変換するための手段と、前記入力光ビームを複数の異なる帯域幅に分割するように構成された１つ以上のフィルタとを備える複数の装置を備え、前記感知システムは異なる帯域幅が異なる装置に提供されるように構成される、感知システムが提供される。
【００１５】
必ずしもすべての例ではないが、システム内の異なる装置が、異なる分散光ビームを同時に検出するように、検知システムが配置される。
【００１６】
本発明の様々な、しかし必ずしも全てではない実施形態によれば、入力光ビームを変調するステップであって、入力光ビームは、光コヒーレンス・トモグラフィ装置から得られる、ステップと、変調光ビームを分散させるステップと、分散光ビームを検出するステップと、検出された光ビームを電気出力信号に変換するステップと、を含む方法が提供される。
【００１７】
必ずしもすべての例ではないが、本方法は、光ビームを変調するために符号化アパーチャを使用するステップと、異なる帯域幅が逐次的に検出されるように符号化アパーチャを移動するステップとを含む。
【００１８】
本発明の様々な、しかし必ずしも全てではない実施形態によれば、入力光ビームを変調するように配置された変調器であって、入力光ビームが光コヒーレンス・トモグラフィ装置から得られる、変調器と、変調光ビームを分散させるように配置された少なくとも１つの分散素子と、分散された光ビームを検出し、検出された光ビームを電気出力信号に変換するように構成された検出器と、を備える装置が提供される。
【００１９】
必ずしも全てではないが、様々な本発明の実施形態によれば、添付の特許請求の範囲に記載された例が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
詳細な説明を理解するのに有用な様々な例をより良く理解するために、添付の図面のみを例として参照する。
【図１】図１は、例示的な装置を示す。
【図２】図２は、撮像原理を示す。
【図３】図３は、光コヒーレンス・トモグラフィ構成および装置を示す。
【図４】図４は、光コヒーレンス・トモグラフィ構成および複数の装置を有するシステムを示す。
【図５】図５は、光コヒーレンス・トモグラフィ構成および装置を示す。
【図６】図６は本願方法を示す。
【図７】図７は、本願開示の例を使用する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本開示の例は、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）装置１７のための検出器として使用することができる装置１に関する。装置１は入力光ビームの圧縮サンプリングを提供し、光ビームの異なるバンド幅を分散させる。これにより、電荷結合素子（ＣＣＤ）のような低コストの検出器を、装置内で使用して光ビームを検出することができる。
【００２２】
図１は、一例の装置１を概略的に示す。例示的な装置１は、入力光ビーム９を変調するための手段３であって、入力光ビーム９は光コヒーレンス・トモグラフィ装置１７から得られる、手段と、変調光ビーム１１を分散させる手段５と、分散された光ビーム１３を検出し、検出された光ビームを出力信号１５に変換する手段７と、を備える。
【００２３】
入力光ビーム９を変調するための手段３は、変調器を備える。変調器３は、装置１がＯＣＴ装置１７に結合されると、ＯＣＴ装置１７からの光１３の入力光ビームが、少なくとも部分的に、変調器３に入射されるように、装置１内に配置される。
【００２４】
変調器３は、入力光ビーム９の圧縮サンプリングを可能にする。変調器３は、入力光ビーム９から情報を選択的に除去して、入力光ビーム９の一部のみが検出されるようにすることができる。いくつかの例では、変調器３が、三次元信号を二次元信号に変換するように構成することができる。
【００２５】
変調器３は、入力光ビーム９を空間的に変調するように構成することができる任意の手段を含むことができる。いくつかの例では、変調器３が符号化アパーチャを備える。符号化アパーチャは、光学マスクまたは任意の他の適切なタイプのアパーチャを備えることができる。符号化アパーチャは、二次元符号化アパーチャまたは任意の他の適切なタイプのアパーチャであり得る。他の例では、変調器３は、液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）変調器、または任意の他の適切なタイプの変調器３を含むことができる。
【００２６】
いくつかの例では、変調器３は、入力光ビーム９に対して第１のレベルの吸光度を有する少なくとも第１の部分と、入力光ビーム９に対して第２の異なるレベルの吸光度を有する少なくとも第２の部分とを含むことができる。異なるレベルの吸収性は、異なるレベルの光が変調器３を通過することを可能にし得る。変調器３は、複数の第１の部分および複数の第２の部分を含むことができることを理解すべきである。いくつかの例では、変調器３は、２つの異なる吸収率のみが、変調器３のそれぞれの部分によって提供されるように、バイナリ変調器３であり得る。他の例では、変調器３がグレースケールアパーチャであり得、変調器３の異なる部分に、３つ以上の異なるレベルの吸収性を含むことができる。
【００２７】
いくつかの例では、変調器３の部分の吸収性が波長依存性であり得る。このような例では、変調器３のそれぞれの部分による入力光ビーム９の変調が、入力光ビーム９内の波長に依存する。
【００２８】
変調器３の異なる部分は、任意の適切なパターンで構成することができる。いくつかの例では、異なる吸収率を有する変調器３のそれぞれの部分が、画素化された配置で構成される。ピクセル化された構成は、列および行のアレイに配置された変調器３のそれぞれの部分を含むことができる。行および列は、検出器７内の画素に対応することができる。吸収性画素、部分的吸収性画素、および非吸収性画素の数は、本開示の異なる実施態様において変化することができる。いくつかの例では、変調器の入射領域の半分が入力光ビーム９をブロックするように作用し、他の半分が入射光ビームを通過させるか、または部分的に通過させるように、ピクセルの約半分が吸収性であってもよい。
【００２９】
いくつかの例では、変調器３の異なる部分がランダムなパターンで配置されてもよい。ランダム・パターンは、不規則なパターンであり得る。ランダム・パターンは、任意の特定の対象に関して定義または構成されなくてもよい。いくつかの例では、変調器３の異なる部分が擬似ランダム・パターンで配置されてもよい。他の例では、変調器３のそれぞれの部分が所定のパターンで配置されてもよい。所定のパターンは、ＯＣＴシステムによって撮像される対象物または対象物のタイプにしたがって選択することができる。
【００３０】
いくつかの例では、変調器３は、装置１の他の構成要素に対して位置が固定することができる。他の例では、変調器３が、装置１の他の構成要素に対して移動可能であるように配置することができる。特に、変調器３は、変調光ビーム１１を分散させるための手段５、および分散された光ビーム１３を検出するための手段７に対して変調器３をシフトさせることができるように、移動可能であってもよい。
【００３１】
変調器３は、出力として光１１の変調ビームを提供する。変調光ビーム１１を分散させるための手段５は、変調器３によって提供される、変調光ビーム１１、または変調光ビーム１１の少なくとも一部が、変調光ビーム１１を分散させるために手段５に入射するように、装置１内に配置される。
【００３２】
変調光ビーム１１を分散させるための手段５は、１つまたは複数の分散素子を備えることができる。分散素子５は、変調光ビーム１１の異なる波長を異なる量だけ屈折させる任意の素子を含むことができる。１つまたは複数の分散素子５は、プリズム、格子、または任意の他の適切な素子を含むことができる。
【００３３】
分散素子５は、出力として光１３の分散ビームを提供する。分散された光ビーム１３を検出するための手段  ７は、分散された光ビーム１３、または分散された光ビーム１３の少なくとも一部が、分散された光ビーム１３を検出するための手段７に入射するように、装置１内に配置される。
【００３４】
分散された光ビーム１３を検出するための手段７は検出器７を含む。検出器７は、入射光ビームを電気出力信号に変換するように構成することができる。いくつかの例では、検出器７は、電荷結合素子、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサ、または、任意の他の適切なタイプのセンサを備えることができる。いくつかの例では、検出器７がセンサの二次元アレイを含むことができる。他の例では、検出器７が検出面を横切って走査され得る直線検出器を含んでもよい。
【００３５】
したがって、検出器７によって提供される出力信号１５は、ＯＣＴ装置１７によって撮像された対象物を示す情報を含む。この画像は、ディスプレイまたは他の適切なユーザ出力デバイス上にレンダリングされ得る。
【００３６】
図２は、本開示の例の撮像原理を示す。
【００３７】
図２の例では、ＯＣＴ装置（明確であり、図示せず）を使用して、対象物２１を撮像する。対象物２１は、対象物２１に向けられた光を反射する。入射光の異なる波長は、対象物２１の内部構造に応じて異なるように反射される。これにより、複数の空間画像２３が得られる。空間画像２３の各々は、λ１からλｎの光の異なったスペクトルに対応する。したがって、異なる空間画像２３は、対象物２１の内部構造に関する情報を含む。異なる空間画像２３は、三次元信号を含み得る。
【００３８】
図２の例では、変調器３が２次元符号化アパーチャを含む。本開示の他の例では、他のタイプの変調器３を使用することができる。図２の例では、変調器３が分散器５および検出器７に対して位置が固定されている。他の例では、変調器３は、分散器５および検出器７、並びに装置１の任意の他の適切な構成要素に対して移動可能であることができる。
【００３９】
入力光ビーム９内の空間像２３は、符号化アパーチャによって変調される。符号化アパーチャは、異なる空間イメージ２３の各々の部分をブロックおよび／または、少なくとも部分的にブロックする。符号化されたアパーチャは、異なる波長に対応する異なる空間画像２３が、異なる量によってブロックされ得るように、波長依存であり得る。
【００４０】
次いで、変調器３によって与えられる光１１の変調ビームは、分散素子５によって拡散される。図２の例では、分散素子５はプリズムを含む。本開示の他の例では、他のタイプの分散要素５を使用することができる。分散素子５は、変調光ビーム１１を屈折させて、変調光ビームを空間的に広げる。空間画像２３の異なる帯域幅は、図２に概略的に示すように異なる量だけ広げられる。空間像２３が分散素子５によって広がる距離は、空間像２３の波長に依存する。
【００４１】
次いで、光１３の分散ビームが検出器７に入射される。検出器７は、複数のピクセル２５を含む。図２では、明瞭にするために、１つの画素２５のみが示されている。複数の画素２５は、任意の適切なアレイに配置されてもよい。図２の例では、複数の画素２５がｉ行およびｊ列を含むマトリクスアレイに配列されてもよい。
【００４２】
各画素２５は、画素２５によってカバーされる領域について、異なる波長λ１からλｎのそれぞれについて、光１３の分散光ビームの総和を検出する。
【００４３】
光１３の分散ビームにおける異なる波長λ１からλｎが異なる量だけシフトされるので、検出器７の所与の画素に入射する異なる波長λ１からλｎは、変調器３の異なる部分を通過する。これは、検出器７の所与の画素２５に入射される異なる波長λ１からλｎが、異なる量によって変調され得ることを意味する。
【００４４】
上記の例では、入力光ビーム９は、Ｎλ波長チャネルとして表すことができる。各波長チャネルは、空間サイズＮｘ×Ｎｙを有する。
【００４５】
（ｉ，ｊ）ｔｈピクセルによって得られる測定値
【数１】
2021500575.tif 000003
は、式１
【数２】
2021500575.tif 000004
によって与えられるここで、Ｓ０（ｉ，ｊ，ｎλ）は、３次元入力信号であり、Ｍ（ｉ，ｊ，ｎλ）は、変調器３および分散素子５を表す関数である。その関数Ｍ（ｉ，ｊ，ｎλ）は、変調器３上の部分の透明度、変調器３の部分の空間的配置、分散素子５、および任意の他の適当なファクタに依存することになる。
【００４６】
変調器３は、行列
【数３】
2021500575.tif 000005
として表すことができる。これにより、各画素２５によって得られた測定Ｚは、
【数４】
2021500575.tif 000006
としてマトリクス形式で書かれる。ここで、
【数５】
2021500575.tif 000007
は、各画素２５によって得られた測定のベクトル化されたバージョンであり、
【数６】
2021500575.tif 000008
は、光Ｓ０（ｘ，ｙ，λ）の三次元入力光ビームのスタック・ベクトルであり、
【数７】
2021500575.tif 000009
は、検知マトリクスであり、式３
【数８】
2021500575.tif 000010
によって表すことができるように、マトリクス形式で書くことができる。開示の例では、
【数９】
2021500575.tif 000011
は、ＯＣＴ装置によって提供されるスペクトル領域信号である。これにより、式（２）を、
【数１０】
2021500575.tif 000012
と書き換えることができる。ここで、
【数１１】
2021500575.tif 000013
は、対象物の３次元画像を表し、
【数１２】
2021500575.tif 000014
は、フーリエ変換
【数１３】
2021500575.tif 000015
である。したがって、この画像は、
【数１４】
2021500575.tif 000016
を解くことによって得られる。ここで、
【数１５】
2021500575.tif 000017
は、ＯＣＴ画像
【数１６】
2021500575.tif 000018
に課せられる正則化器を表す。そして、τは、式（５）の２つの項のバランスをとることができる。所望の画像を得るために、式（５）を解くのに、任意の適切な圧縮センシング反転アルゴリズムを使用することができる。
【００４７】
図３は、本開示の例による、光コヒーレンス・トモグラフィ装置１７および装置１を示す。
【００４８】
ＯＣＴ装置は、光源３１と、ビームスプリッタ３３と、静的参照ミラー３５と、１つ以上の顕微鏡対物レンズ３７と、１つ以上の補償器３９と、１つ以上の集束素子４１とを備える。ＯＣＴ装置１７は、スペクトル領域装置である。
【００４９】
開示の例では、光源３１は、ある範囲の波長の光を提供する広いビーム光源である。使用される光の波長は、結像される対象物２１のタイプまたは任意の他の適切な要因に依存し得る。いくつかの例では、使用される光が赤外光であってもよい。いくつかの例では、使用される光の波長が４００ｎｍ〜１５００ｎｍの間であってもよい。
【００５０】
光源３１からの出力光ビームは、ビームスプリッタ３３に入射される。ビームスプリッタ３３は、プリズム、ハーフシルバードミラー、または任意の他の適切な構成要素を含むことができる。
【００５１】
ＯＣＴ装置１７では、分割ビームの半分が基準ビームを提供し、静的基準ミラー３３に提供される。ビームスプリッタ３３と静的基準ミラー３５との間には、顕微鏡対物レンズ３７および補償器３９が設けられている。顕微鏡対物レンズ３７は、光ビームの焦点を合わせるように配置され得る任意の手段を含むことができる。いくつかの例では、顕微鏡対物レンズ３７は、１つまたは複数のレンズ、または任意の他の適切な光学素子を備えることができる。補償器３９は、補償器プレートまたは任意の他の適切な補償要素を備えることができる。図３の例では、補償器３９がデカップリング補償器偏光子を含む。
【００５２】
分割ビームの他の半分は対象物ビームを提供し、対象物２１に提供される。対象物２１は、ｚ軸に沿って移動するように配置されてもよい。この軸は、ＯＣＴ装置１７によって提供される画像の焦点合わせを可能にすることができる。図３の例では、対象物２１が、ｚ軸に沿った移動を可能にするように電動装置上に設けられている。他の例では、手動装置、または任意の他の適切なタイプの装置を使用することができる。
【００５３】
顕微鏡対物レンズ３７および補償器３９は、ビームスプリッタ３３と対象物２１との間に設けられている。顕微鏡対物レンズ３７は、光ビームの焦点を合わせるように配置することができる任意の手段を含み得る。いくつかの例では、顕微鏡対物レンズ３７は、１つまたは複数のレンズ、または任意の他の適切な光学素子を備えることができる。補償器３９は、補償器プレートまたは任意の他の適切な補償要素を備えてもよい。図３の例では、補償器３９がデカップリング補償器偏光子を含む。
【００５４】
光の異なる周波数は、異なる光路長における対象物ビームと参照ビームのコヒーレンスを提供する。したがって、光の異なる周波数は、対象物２１内の異なる深さに関する情報を提供する。対象物２１内の異なる特徴は、入射光を異なる量だけ反射する。反射された対象物ビームと反射された参照ビームとの間の干渉は、したがって、対象物内の特徴に関する情報を提供する。
【００５５】
光の異なる周波数が対象物２１内の異なる深さに関する情報を提供するので、これは対象物２１の三次元イメージングを可能にする。３次元撮像２１は、対象物内の異なる深さにおける異なる特徴を、識別および／または分析することを可能にすることができる。これは、本開示の例において得られる情報が、対象物２１の表面に関する情報だけでなく、対象物２１の内部構造に関する情報を含むことを保証する。
【００５６】
ＯＣＴ装置１７はまた、１つ以上の集束素子４１を含む。集束要素４１は、水晶体、または光ビームを集束させるための任意の他の好適な手段を含むことができる。集束要素４１は、検出のために装置１内に光ビームを集束させるように配置されている。
【００５７】
図３の例では、装置１が変調器３と、分散素子５と、検出器７とを含む。
【００５８】
ＯＣＴ装置１７から装置１に供給される入力光ビーム９は、Ｓ０（ｘ，ｙ，λ）のように表すことができる３次元信号であり、ここで、（ｘ，ｙ）は、２次元空間軸であり、光の波長を示す。
【００５９】
検出器７によって検出される信号は、Ｓｍ（ｘ，ｙ）のように表すことができる。ここで、
【数１７】
2021500575.tif 000019
【００６０】
式（６）において、Ｍ（ｘ，ｙ，λ）は、Ｍ＊（ｘ，ｙ）によって与えられる変調器３による変調と、また、
【数１８】
2021500575.tif 000020
のように、分散素子５によって与えられる変位と、を表す。ここで、λｎは、ｎｔｈのチャネルの波長であり、λｃは、中心波長であり、ｄ（λｎ−λｃ）は、ｎｔｈチャネルに対するマスクの空間シフトを意味する。
【００６１】
図３の例では、検出器７内の単一の画素２５が複数の波長の光を検出する。各画素２５に対して、測定は、
【数１９】
2021500575.tif 000021
により与えられる。
【００６２】
したがって、装置１によって与えられ、３次元入力信号を、電荷結合素子のような検出器７によって検出することができる２次元信号にマッピングすることができる。検出器７は、全ての情報が単一の画像で得られるように、異なる波長を同時に検出することができる。したがって、装置１は、Ｎλチャネル信号を、単一の測定から、回復することを可能にする。
【００６３】
図４は、ＯＣＴ装置１７と、複数の装置１を含むシステム４５とを示す。ＯＣＴ装置１７は、図３に関連して上述したものとすることができる。
【００６４】
各装置１は、上述したようなものであってもよい。装置１の各々は、ＯＣＴ装置１７によって提供される光の異なる帯域幅を検出するように構成することができる。システム４５は、複数のフィルタ４７を含む。フィルタ４７は、異なる帯域幅の光を異なる装置１に供給するように構成される。これにより、異なる装置１は、異なる帯域幅を同時に検出することができる。
【００６５】
図４の例示的なシステム４５では、異なる装置１内の変調器３および分散器要素５の各々は、同一であってもよいが、異なる帯域幅の光を異なる装置１に供給することを可能にするために、各フィルタ４７は異なるものである。他の例では、変調器３および／または分散素子５のいくつかは異なるものであり得る。
【００６６】
図４の例では、システム４５はＮ個の装置１を含み、各装置１は信号Ｓ０（ｘ，ｙ，λ）の一部を検出する。同時に得られる測定値は、
【数２０】
2021500575.tif 000022
によって与えられる
【００６７】
システム４５内の異なる装置１が、各々、信号Ｓ０（ｘ，ｙ，λ）の部分を検出するので、これは、図３の例と比較して、各画素２５からより多くの情報を得ることを可能とする。さらに、図４の例示的なシステム４５は、信号Ｓ０（ｘ，ｙ，λ）の異なる部分を同時に検出することを可能にする。したがって、これは、ＯＣＴ装置１７から情報を得る迅速な方法を提供する。
【００６８】
図５はＯＣＴ装置１７を示し、別の装置１に連結されている。図５の例示的な装置１は、ＯＣＴ測定値を連続的に取得するために使用することができる。ＯＣＴ装置１７は、図３および図４に示されるようにすることができる。装置１は上述したように、分散素子５および検出器７を含むことができる。
【００６９】
装置１は、また、変調器３を備え、変調器３は、符号化されたアパーチャ、または上述のような任意の他の好適な手段を備えることができる。図５の例では、変調器３が、装置１の他の構成要素に対して移動可能なように配置されている。図５の例では、変調器３が、分散素子５および検出器７に対して移動可能なように配置されている。図５の例では、変調器３が矢印５１で示すように移動するように配置されている。他の例では、変調器３が他の方向に移動するように配置されてもよい。変調器３は、分散素子５が光１１の変調ビームを分散させる方向とは異なる任意の方向に移動するように配置することができる。
【００７０】
変調器３を移動させることができるように、任意の好適な手段を設けることができる。いくつかの例では、モジュレータ３がモータ、圧電ステージまたは任意の他の適当な手段によって移動させることができる。変調器３は、異なる測定値間の時間期間中に移動されるように配置される。
【００７１】
変調器３は、分散素子５によって光が分散される方向とは異なる方向に移動されるように配置されている。いくつかの例では、変調器３は、分散素子５によって光が分散される方向に、垂直な方向に、または、少なくとも実質的に垂直な方向に移動されるように配置することができる。例えば、分散素子５は、変調器３がｙ方向に移動するように配置され得るように、光をｘ方向に分散させることができる。本開示の他の例では、変調器３を他の方向に移動させることができることを理解するべきである。
【００７２】
図５の例では、Ｎ個の異なる測定値を得ることができる。各測定に使用される変調器３は、同じ変調器３のシフトバージョンである。したがって、Ｎ個の異なる測定値は、
【数２１】
2021500575.tif 000023
によって与えられる。次に、これらは、シフトされた変調器
【数２２】
2021500575.tif 000024
によって与えられたＳ０（ｘ，ｙ，λ）に対して解くことができる。
【００７３】
連続的に取得される複数の測定値を有することは、図１の例示的な装置１によって取得されるような１つの単一の測定値からよりも多くの情報が取得されることを可能にし得る。
【００７４】
図６は、例示的な方法を示す。この方法は、上述の例示的な装置１およびシステム４５のいずれかを使用して実施することができる。
【００７５】
ブロック６１において、この方法は、入力光ビーム９を変調するステップを含む。入力光ビーム９は、ＯＣＴ装置１７から得られる。ブロック６３において、この方法は、光１１の変調ビームを分散させるステップを含み、ブロック６５において、この方法は、光１３の分散ビームを検出するステップと、検出された光ビームを電気出力信号に変換するステップとを含む。
【００７６】
いくつかの例では、この方法が図６に示されていないさらなるブロックを備えることができることを理解されたい。例えば、いくつかの例では、符号化アパーチャのような変調器３を使用して入力光ビーム９を変調することができ、この方法は、異なる帯域幅が順次検出されるように変調器３を移動させることを含むことができる。
【００７７】
図７は、医学的診断を可能にするために使用され得る本開示の例を使用する方法を示す。ブロック７１において、ＯＣＴ撮像が実行される。撮像される対象物２１は、人間または動物の網膜、あるいは任意の他の適切な対象物２１であってもよい。ＯＣＴ撮像は、上述したようなＯＣＴ装置１７によって実行される。
【００７８】
ブロック７３において、ＯＣＴ撮像からのデータが取得される。上述したように、データは、装置１または複数の装置１によって取得される。装置１または複数の装置１によって得られたデータは、変調装置３によって変調される。これは、データが圧縮された方法で捕捉されることを可能にする。これは、メモリ回路および通信帯域幅の効率的な使用を提供し得る。
【００７９】
得られたデータは上述したように、１つ以上の検出器７によって検出される。１つまたは複数の検出器７の電気出力を、スマート検出のために、ブロック７５において、使用することができる。スマート検出は検出器７の出力信号中の特徴を認識するために、アルゴリズム、または任意の他の適切な技法の使用を含むことができる。次に、この情報を、ブロック７７で、医療専門家であり得るユーザに提供することができる。提供された情報は、医療専門家による診断を可能にするために使用することができる。
【００８０】
いくつかの例では、ブロック７７において、検出器７からの出力信号を用いて、対象物２１の画像、または対象物２１の少なくとも一部を再構成することができる。これはまた、あらゆる診断を補助するために医療専門家に提供することができる。
【００８１】
したがって、記載された例は、スペクトルＯＣＴ装置１７のための低コストの圧縮検出装置１を提供する。例示的な装置１は、通信帯域幅およびメモリ回路の効率的な使用を提供しながら、情報の高速キャプチャを提供する。
【００８２】
用語「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」は排他的な意味ではなく包括的な意味で本明細書で使用される。すなわち、Ｙを含むＸへの任意の言及は、Ｘが１つのみのＹを含み得るか、または２つ以上のＹを含み得ることを示す。排他的な意味で「含む」を使用することが意図される場合、「１つのみを含む」を言及することによって、または「からなる」を使用することによって、文脈において明らかにされる。
【００８３】
この簡単な説明では、様々な実施例を参照した。例に関連するフィーチャーまたは関数の説明は、それらのフィーチャーまたは関数がその例に存在することを示している。用語「例（ｅｘａｍｐｌｅ）」または「例えば（ｆｏｒ  ｅｘａｍｐｌｅ）」または「できる、であってもよい（ｍａｙ）」の使用は、本文において明示的に記載されているか否かにかかわらず、そのような特徴または機能が少なくとも記載された例において存在すること、例として記載されているか否かにかかわらず、それらが、必ずしもそうではないが、他の例のいくつかまたは全てにおいて存在することができることを示している。したがって、「例」、「例えば」、または「できる、であってもよい」はあるクラスの例における特定の例を指すことができる。インスタンスのプロパティは、そのインスタンスのみのプロパティ、またはクラスのプロパティ、または、クラス内のインスタンスのすべてではないがいくつかを含むクラスのサブクラスのプロパティであることができる。したがって、１つの例を参照して説明されるが、別の例を参照して説明されない特徴は可能であれば、その他の例で使用され得るが、必ずしもその他の例で使用される必要はないことが、暗黙に開示される。
【００８４】
本発明の実施形態は、様々な実施例を参照して前の段落で説明されてきたが、与えられた実施例に対する修正が、特許請求される本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることが理解されるべきである。
【００８５】
前述の説明に記載された特徴は、明示的に記載された組み合わせ以外の組み合わせで使用されてもよい。
【００８６】
特定の特徴を参照して機能を説明したが、これらの機能は説明されているか否かにかかわらず、他の特徴によって実行可能であってもよい。
【００８７】
特定の実施形態を参照して特徴を説明してきたが、これらの特徴は説明されているか否かにかかわらず、他の実施形態にも存在し得る。明細書では、前述の記載において、特に重要であると考えられる本発明の特徴に注意を向けようと努力しているが、出願人は、特に重点が置かれているかどうかにかかわらず、前述の参照および／または図面に示された特許性のある特徴または特徴の組合せに関して保護を主張することを理解すべきである。
【図１】
2021500575.tif 000025
【図２】
2021500575.tif 000026
【図３】
2021500575.tif 000027
【図４】
2021500575.tif 000028
【図５】
2021500575.tif 000029
【図６】
2021500575.tif 000030
【図７】
2021500575.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月24日(2020.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光コヒーレンス・トモグラフィ装置から得られた入力光ビームを空間的に変調するように構成された変調器であって、
該入力光ビームは、対象物から反射された光を含み、前記変調器は、前記入力光ビームへの第１の透明度を有する少なくとも第１の複数の第１部分、および、前記入力光ビームへの異なる透明度を有する少なくとも第２の複数の第２部分を含み、
前記変調器の前記第１部分および前記第２部分は、画素化された配置で構成される、変調器と、
前記変調された光ビームを分散するように構成される分散素子と、
前記変調された光ビームを検出し、前記検出された光ビームを電気出力信号に変換するように構成された検出器と、
を備える装置であって、
前記装置は、少なくとも電気出力信号に基づいて前記対象物の少なくとも部分の３次元画像を提供するように構成される、装置。
【請求項２】
前記変調器は、符号化されたアパーチャを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記符号化されたアパーチャは、２次元符号化されたアパーチャである、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記変調器の前記第１部分および前記第２部分は、前記検出器内の画素に対応する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記変調器の前記第１部分および前記第２部分の前記透明度は、波長に依存する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記変調器の前記第１部分および前記第２部分は、ランダムなあるいは、疑似ランダム・パターンで構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記変調器は、３次元信号を２次元信号に変換するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記変調器は、前記分散素子および前記検出器に対して移動可能であるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記分散素子は、プリズムを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記検出器は、電荷結合デバイスまたは相補型金属酸化膜半導体センサーのうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記検出器は、センサーの２次元配列を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記光コヒーレンス・トモグラフィ装置は、前記入力光ビームが異なる光周波数を含み、光の異なる周波数が、前記対象物内の異なる深度に関する情報を提供するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
複数の装置を備える、感知システムであって、
前記複数の装置の各装置は、
光コヒーレンス・トモグラフィ装置から得られた入力光ビームを空間的に変調するように構成された変調器と、
前記変調された光ビームを分散するように構成された分散素子と、
前記変調された光ビームを検出し、前記検出された光ビームを電気出力信号に変換するように構成された検出器と、
前記入力光ビームを複数の異なるスペクトル帯域幅に分割するように構成された１つ以上のフィルタと
を備え、
前記感知システムは、異なる帯域幅が異なる装置に提供されるように構成される、感知システム。
【請求項１４】
前記感知システムは、前記感知システム内の前記異なる装置が、前記異なる分散光ビームを同時に検出するように構成される、請求項１３に記載の感知システム。
【請求項１５】
３次元画像を取得するための方法であって、該方法は、
少なくとも変調器を用いて、入力光ビームを空間的に変調するステップであって、
該入力光ビームは、光コヒーレンス・トモグラフィ装置から得られ、
対象物から反射された光を含み、
前記変調器は、前記入力光ビームへの第１の透明度を有する少なくとも第１の複数の第１部分、および、前記入力光ビームへの異なる透明度を有する少なくとも第２の複数の第２部分を含み、
前記変調器の前記第１部分および前記第２部分は、ピクセル化された構成において配列されている、ステップと、
前記変調された光ビームを分散させるステップと、
前記分散された光ビームを検出するステップと、
前記検出された光ビームを電気出力信号に変換するステップと、
前記電気出力信号から前記対象物の少なくとも部分の前記３次元画像を提供するステップと、を含む、方法。
【請求項１６】
前記光ビームを変調するために符号化されたアパーチャを使用するステップと、
異なる帯域幅が逐次的に検出されるように、前記符号化されたアパーチャを移動するステップと、
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記変調器の前記第１部分および前記第２部分は、検出器内の画素に対応する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記変調器の前記第１部分および前記第２部分の前記透明度は、波長に依存する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記変調器の前記第１部分および前記第２部分は、ランダムまたは擬似ランダム・パターンにおいて配列されている、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記変調器は、３次元信号を２次元信号に変換するように構成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記光コヒーレンス・トモグラフィ装置は、前記入力光ビームが異なる光周波数を含み、光の前記異なる周波数が、前記対象物内の異なる深度に関する情報を提供するように構成される、請求項１５に記載の方法。
【国際調査報告】
2021500575.tif 000032
2021500575.tif 000033
2021500575.tif 000034