(57)【要約】【課題】少ない設計容積を有しており、設計原理がＯＣＴ向け手術用顕微鏡への簡単な後付けを可能にする、ＯＣＴシステムを備える手術用顕微鏡を提供する。【解決手段】本発明は、照明モジュール１２０を備える手術用顕微鏡１００に関するものである。照明モジュールは、光源で照明される視野絞り１２４を無限大に結像して平行な照明光路にする照明光学系を含んでいる。照明光学系は、視野絞り１２４を手術用顕微鏡１００の顕微鏡主対物レンズ１０１を介して物体領域１０８へ結像する役目をする第１のレンズ群と第２のレンズ群を有している。本発明によると、第１のレンズ群１２５と第２のレンズ群１２６の間の照明光路に、ＯＣＴ走査光路を照明光路へ入力結合する入力結合部材１２８が設けられている。【選択図】図１
2008264489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体領域（１０８）を検査するための観察光路（１０５）と、
光源で照明される視野絞り（１２４）を無限大に結像して平行な照明光路にするための第１のレンズ群（１２５）と第２のレンズ群（１２６）を有する照明光学系を含む照明装置（１２０）と、
前記視野絞り（１２４）を物体領域（１０８）へ結像するために平行な照明光路に配置された対物レンズ（１０１）と、
物体領域（１０８）を検査するためのＯＣＴシステム（１５２）とを含み、
前記ＯＣＴシステム（１５２）は前記対物レンズ（１０１）を通して案内されるＯＣＴ走査光路（１５３）を含んでいる、手術用顕微鏡（１００）であって、
前記第１のレンズ群（１２５）と前記第２のレンズ群（１２６）の間の照明光路に、前記ＯＣＴ走査光路を照明光路へ入力結合する入力結合部材（１２８）が設けられていることを特徴とする手術用顕微鏡。
【請求項２】
前記入力結合部材（１２８）は、平面鏡またはビーム分割キューブとして構成されたビーム分割鏡として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の手術用顕微鏡。
【請求項３】
平行な観察光路に配置された前記対物レンズが顕微鏡主対物レンズ（１０１）として構成されており、前記手術用顕微鏡（１００）の前記観察光路（１０５，１０５ａ，１０５ｂ）が通っていることを特徴とする請求項１または２に記載の手術用顕微鏡。
【請求項４】
前記対物レンズ（１０１）の物体と反対側に、前記照明装置の照明光を前記対物レンズ（１０１）に向って方向転換させる方向転換装置（１２９，１３０）が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の手術用顕微鏡。
【請求項５】
前記方向転換装置は、前記手術用顕微鏡の前記観察光路が通るビームスプリッタとして構成されていることを特徴とする請求項４に記載の手術用顕微鏡。
【請求項６】
前記ＯＣＴシステムは前記ＯＣＴ走査光路をスキャンするために第１の回転軸（３０３）を中心として動くことができる第１のスキャンミラー（１５４）を含んでいることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の手術用顕微鏡。
【請求項７】
第２の回転軸（３０４）を中心として動かすことができる第２のスキャンミラー（１５５）がさらに設けられており、前記第１の回転軸（３０３）と前記第２の回転軸（３０４）は側方にオフセットされて互いに直角をなしていることを特徴とする請求項６に記載の手術用顕微鏡。
【請求項８】
前記ＯＣＴシステムは前記ＯＣＴ走査光路のための光射出区域を有する光導波路（１５１）を含んでおり、前記光導波路（１５１）の前記光射出区域（１７４）を動かすための手段が設けられていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の手術用顕微鏡。
【請求項９】
前記ＯＣＴシステムは、前記照明光学系の前記第２のレンズ群（１２６）とともに前記ＯＣＴ走査光路を実質的に平行な走査光路へと移行させるコリメート光学系（１５７）を含んでいることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の手術用顕微鏡。
【請求項１０】
前記ＯＣＴシステム（１５２）の前記ＯＣＴ走査平面（１７０）を調整するために前記コリメート光学系（１５７）を動かすための手段（１７１）が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の手術用顕微鏡。
【請求項１１】
手術用顕微鏡（１００）に接続するための手術用顕微鏡照明モジュール（１２０）であって、
照明光（１２３）を提供するための第１の光導波路（１２２）の収容部（１２１）と、
前記光導波路（１２２）に由来する光で照明することができる視野絞り（１２４）と、
前記視野絞り（１２０）を無限大に結像して平行な結像光路にする、第１のレンズ群（１２５）と第２のレンズ群（１２６）を有して照明光学系と、
平行な結像光路をもつ前記視野絞り（１２４）から射出される照明光を顕微鏡主対物レンズ１０１を通して物体領域１０８へと誘導する役目をする照明鏡（１２８，１３０）とを備えている、手術用顕微鏡照明モジュールにおいて、
ＯＣＴ走査光路（１５３）を提供するために、ＯＣＴシステム（１５２）の第２の光導波路（１５１）のための収容部（１５０）が設けられており、
前記手術用顕微鏡照明モジュール（１２０）が、前記ＯＣＴ走査光路（１５３）を前記照明光路へ入力結合する、前記第１のレンズ群（１２５）と前記第２のレンズ群（１２６）の間に配置された入力結合部材（１２８）を含んでいることを特徴とする手術用顕微鏡照明モジュール。
【請求項１２】
前記入力結合部材（１２８）は平面鏡またはビーム分割キューブとして構成されるビーム分割鏡として構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の手術用顕微鏡照明モジュール。
【請求項１３】
前記手術用顕微鏡照明モジュールは前記ＯＣＴ走査光路をスキャンする装置（１５６）を含んでいることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の手術用顕微鏡照明モジュール。
【請求項１４】
前記ＯＣＴ走査光路をスキャンする前記装置（１５６）は第１の回転軸（３０３）を中心として動かすことができる第１のスキャンミラー（１５４）を有していることを特徴とする請求項１３に記載の手術用顕微鏡照明モジュール。
【請求項１５】
第２の回転軸（３０４）を中心として動かすことができる第２のスキャンミラー（１５５）が設けられており、前記第１の回転軸（３０３）と前記第２の回転軸（３０４）は側方にオフセットされて互いに直角をなしていることを特徴とする請求項１４に記載の手術用顕微鏡照明モジュール。
【請求項１６】
前記ＯＣＴシステムが前記ＯＣＴ走査光路のための光射出区域を有する光導波路（１５１）を含んでおり、前記光導波路（１５１）の前記光射出区域（１７４）を動かすための手段が設けられていることを特徴とする請求項１１から１４までのいずれか１項に記載の手術用顕微鏡照明モジュール。
【請求項１７】
前記ＯＣＴシステムは、前記照明光学系の前記第２のレンズ群（１２６）とともに前記ＯＣＴ走査光路を実質的に平行な走査光路へと移行させるコリメート光学系（１５７）を含んでいることを特徴とする請求項１１から１６までのいずれか１項に記載の手術用顕微鏡照明モジュール。
【請求項１８】
前記ＯＣＴシステム（１５２）の前記ＯＣＴ走査平面（１７０）を調整するために前記コリメート光学系（１５７）を動かすための手段（１７１）が設けられていることを特徴とする請求項１７に記載の手術用顕微鏡照明モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体領域を検査するための観察光路と、光源で照明される視野絞りを無限大に結像して平行な照明光路にする照明光学系を含む照明装置とを備え、照明光学系は第１のレンズ群と第２のレンズ群を有しており、さらに、視野絞りを物体領域へ結像するために平行な照明光路に配置された対物レンズと、物体領域を検査するためのＯＣＴシステムとを含んでおり、ＯＣＴシステムは対物レンズを通して案内されるＯＣＴ走査光路を含んでいる、手術用顕微鏡に関するものである。
【０００２】
さらに本発明は、照明光を提供するための第１の光導波路の収容部と、光導波路に由来する光で照明することができる視野絞りと、視野絞りを無限大に結像して平行な結像光路にする照明光学系とを備え、照明光学系は第１のレンズ群と第２のレンズ群とを有しており、さらに、平行な結像光路をもつ視野絞りから射出される照明光を顕微鏡主対物レンズを通して物体領域へと誘導する役目をする照明鏡を備えている、手術用顕微鏡に接続するための手術用顕微鏡照明モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
冒頭に述べた種類の手術用顕微鏡は特許文献１から公知である。この手術用顕微鏡は、短いコヒーレントなレーザ光線でＯＣＴ走査光路を生成するＯＣＴシステムを含んでいる。ＯＣＴシステムは、干渉信号を評価するための分析ユニットを含んでいる。ＯＣＴシステムは、２つの運動軸を中心として位置調節することができる２つのスキャンミラーを備える、ＯＣＴ走査光路をスキャンする装置を含んでいる。手術用顕微鏡のＯＣＴ走査光路は、ビーム分割鏡を介して、手術用顕微鏡の照明光路へ入力結合され、これによって顕微鏡主対物レンズを通して物体領域へ向うように誘導される。
【０００４】
冒頭に述べた種類の手術用顕微鏡照明モジュールは、カールツァイスの手術用顕微鏡システムＯＰＭＩ（登録商標）Ｖｉｓｕ２００に含まれている。この照明モジュールは、手術用顕微鏡の本体に取り付けるように構成されており、照明モジュールが手術用顕微鏡に接続されているとき、光導波路に由来する光で照明される視野絞りを、顕微鏡主対物レンズの光学軸に対して垂直に延びる平行な結像光路へと移行させる２つのレンズ群を照明光学系として含んでいる。照明モジュールは、照明光を顕微鏡主対物レンズの光学軸と平行に方向転換させる２つの照明鏡を含んでいる。
【０００５】
ＯＣＴシステムは、光コヒーレンス断層撮影法を用いて、組織内部の構造を非侵襲的に表示し測定することを可能にする。光学的なコヒーレンス断層撮影法は光学的な画像生成法として、特に、生物組織の断面画像または体積画像をマイクロメートルの解像度で生成することを可能にする。これに対応するＯＣＴシステムは、試料光路と参照光路に供給される、時間的にインコヒーレントで空間的にコヒーレントであるコヒーレンス長ｌcの光のための光源を含んでいる。試料光路は、検査されるべき組織に対して向けられる。ＯＣＴシステムは、組織内の散乱中心に基づいて試料光路へとはね返されたレーザ放射を、参照光路に由来するレーザ放射と重ね合わせる。重ね合わせによって干渉信号が生じる。この干渉信号を基にして、検査された組織におけるレーザ放射に対する散乱中心の位置を決めることができる。
【０００６】
ＯＣＴシステムについては、「タイムドメインＯＣＴ」と「フーリエドメインＯＣＴ」の構造原理が知られている。
【０００７】
「タイムドメインＯＣＴ」の構造は、たとえば特許文献２で図１ａを参照しながら、５欄４０行から１１欄１０行に説明されている。このようなシステムでは、参照光路の光学的な経路長が、高速運動可能な参照鏡によって継続的に変えられる。試料光路と参照光路に由来する光は、光検出器で重ね合わされる。試料光路と参照光路の光学的な経路長が一致したときに、光検出器に干渉信号が発生する。
【０００８】
「フーリエドメインＯＣＴ」は、たとえば特許文献３に説明されている。試料光路の光学的な経路長を測定するために、同じく、試料光路に由来する光が参照光路に由来する光に重ね合わされる。しかし「タイムドメインＯＣＴ」とは異なり、試料光路の光学的な経路長を測定するために、試料光路と参照光路に由来する光が直接検出器へ供給されるのではなく、まず分光計によってスペクトル分解される。そして、こうして生成された、試料光路と参照光路に由来する重ね合わされた信号のスペクトル強度が、検出器によって検出される。検出器信号を評価することで、同じく、試料光路の光学的な経路長を判定することができる。
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第０８１５８０１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３２１，５０１号明細書
【特許文献３】国際公開第２００６／１０５４４Ａ１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、少ない設計容積を有しており、設計原理がＯＣＴ向け手術用顕微鏡への簡単な後付けを可能にする、ＯＣＴシステムを備える手術用顕微鏡を提供することであり、さらには、その手術用顕微鏡に接続するための、ＯＣＴシステムが統合された手術用顕微鏡照明モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、第１のレンズ群と第２のレンズ群の間の照明光路中に、ＯＣＴ走査光路を照明光路へ入力結合する入力結合部材が設けられている、冒頭に述べた種類の手術用顕微鏡によって解決され、さらに、ＯＣＴ走査光路を提供するためのＯＣＴシステムの第２の光導波路のための収容部が設けられている、冒頭に述べた種類の手術用顕微鏡照明モジュールによって解決され、この手術用顕微鏡照明モジュールは、ＯＣＴ走査光路を照明光路へ入力結合する、第１のレンズ群と第２のレンズ群の間に配置された入力結合部材を含んでいる。
【００１２】
本発明の発展例では、手術用顕微鏡または手術用顕微鏡照明モジュールにおいて、入力結合部材はビーム分割鏡として構成され、特に平面鏡またはビーム分割キューブとして構成される。
【００１３】
本発明の発展例では、手術用顕微鏡において、平行な照明光路に配置された対物レンズは顕微鏡主対物レンズとして構成されており、手術用顕微鏡の観察光路が通る。このようにして、手術用顕微鏡の格別にコンパクトな設計形態が実現される。
【００１４】
手術用顕微鏡の発展例では、対物レンズに対して物体と反対側に、照明装置の照明光を物体に向けて方向転換させる、照明光の方向転換装置が設けられている。このようにして、眼科手術にとって好ましい、観察光路に対して軸が近い照明が可能である。
【００１５】
本発明の発展例では、方向転換装置は、手術用顕微鏡の観察光路が通るビームスプリッタとして構成されている。このようにして、手術用顕微鏡の観察光路で照明光を物体領域へと案内することができる。
【００１６】
本発明の発展例では、手術用顕微鏡は、ＯＣＴ走査光路をスキャンするために第１のスキャンミラーを備えるＯＣＴシステムを含んでいる。これに加えて、第２のスキャンミラーを設けるのが好ましく、この場合、第１のスキャンミラーは第１の回転軸を中心として動かすことができ、第２のスキャンミラーは第２の回転軸を中心として動かすことができ、第１の回転軸と第２の回転軸は側方にオフセットされて、互いに直角をなしている。このようにして、垂直に延びる網目パターンで物体領域の走査が可能である。
【００１７】
本発明の発展例では、手術用顕微鏡は、可動に保持されたＯＣＴ走査光路のための光射出区域を有する光導波路を備えたＯＣＴシステムを含んでいる。このようにして物体領域でＯＣＴ走査平面を変えることができ、可視光のために設計されている観察光路の光学コンポーネントを考慮したうえで、さまざまなＯＣＴ波長に合わせてシステムを調整することが可能である。
【００１８】
本発明の発展例では、手術用顕微鏡は、ＯＣＴ走査光路を照明光学系の第２のレンズ群によって実質的に平行な走査光路へと移行させる、位置調節可能なコリメート光学系を備えたＯＣＴシステムを含んでいる。このようにして手術用顕微鏡において、システムの光学的な観察光路の観察平面に対して相対的にＯＣＴ走査平面を変位させることが可能である。
【００１９】
手術用顕微鏡照明モジュールは、ＯＣＴ走査光路をスキャンする装置を含んでいるのが好ましい。スキャンをするこの装置は、たとえば第１のスキャンミラーと第２のスキャンミラーを有することができる。第１のスキャンミラーは第１の回転軸を中心として動かすことができ、第２のスキャンミラーは第２の回転軸を中心として位置調節でき、第１の回転軸と第２の回転軸は側方にオフセットされて互いに直角をなしていることによって、垂直方向に延びる網目パターンで物体領域を走査することができる。
【００２０】
本発明の発展例では、手術用顕微鏡照明モジュールにおけるＯＣＴ走査光路のための光導波路の光射出区域は可動に保持されており、そのようにしてＯＣＴ走査平面を調整できるようになっている。
【００２１】
手術用顕微鏡照明モジュールに位置調節可能なコリメート光学系が設けられており、これを用いてＯＣＴ走査光路を照明光学系の第２のレンズ群によって実質的に平行な走査光路へと移行させることができることにより、ＯＣＴシステムのＯＣＴ走査平面を光学的な観察光路の観察平面に対して相対的に変位させることが可能である。
【００２２】
本発明の有利な実施形態が図面に示されており、以下において説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１の手術用顕微鏡１００は、手術用顕微鏡本体１０４に収容された、光学軸１０２と焦点面１０３をもつ顕微鏡主対物レンズ１０１を有している。顕微鏡主対物レンズ１０１には、双眼鏡筒１０６の立体視観察光路１０５が通っている。手術用顕微鏡１００はズーム可能な拡大システム１０７を含んでいる。
【００２４】
物体領域１０８を照明するために、手術用顕微鏡１００は照明装置として照明モジュール１２０を有している。この照明モジュール１２０は、詳しくは図示しない光源からの照明光１２３を提供する第１の光導波路１２２の収容部１２１を含んでいる。第１の光導波路１２２から射出される照明光１２３によって、位置調節可能な視野絞り１２４が照明される。照明モジュール１２０には照明光学系が配置されている。照明光学系は、第１のレンズ群１２５と、第２のレンズ群１２６と、４つの鏡部材１２７，１２８，１２９、１３０とを含んでいる。
【００２５】
鏡部材１２７は、第１のレンズ群１２５から射出される照明光を鏡部材１２８へと誘導し、そこから照明光は第２のレンズ群１２６へと到達する。第１のレンズ群１２５と第２のレンズ群１２６は視野絞り１２４を無限大に結像する。すなわち、第２のレンズ群１２６からは平行な光路をもつ照明光１２３が射出される。照明光路の光学軸１２０は、第２のレンズ群１２６の射出側で、顕微鏡主対物レンズ１０１の光学軸１０２に対して垂直に延び、通過部１３１を有する照明鏡１３０に向って案内される。照明鏡１３０は、顕微鏡主対物レンズ１０１の光学軸１０２と平行に、物体領域１０８へと照明光を誘導する。
【００２６】
さらに照明モジュール１２０は、照明鏡１３０の通過部１３１を通って到達する照明光が供給される照明鏡１３２を含んでいる。
【００２７】
照明鏡１３２は、二重矢印１３３で図示しているように、顕微鏡主対物レンズ１０１の光学軸１０２に対して垂直方向に位置調節することができる。このことは、物体領域１０８における照明光の入射角を調整することを可能にする。
【００２８】
物体領域に案内される照明光の強度を変えるために、照明鏡１３０，１３２には位置調節可能な絞り１３４，１３５が付属している。絞り１３４，１３５を位置調節することで、顕微鏡主対物レンズ１０１を通して案内される照明光の強度を変えることができる。
【００２９】
照明モジュール１２０は、ＯＣＴシステム１５２と接続された第２の光導波路１５１の収容部１５０を有している。
【００３０】
ＯＣＴシステム１５２は、物体領域１０８を検査するためにＯＣＴ像の撮像を可能にする。このＯＣＴシステムは、ＯＣＴ走査光路１５３を生成し、分析するためのユニットを含んでいる。
【００３１】
ＯＣＴシステム１５２は、手術用顕微鏡の詳しくは図示しない三脚柱に組み込まれるのが好ましい。あるいは、ＯＣＴシステムを照明モジュール１２０に収容することも原則として可能である。
【００３２】
光導波路１５１から射出される走査光路１５３は、ＯＣＴスキャンユニット１５６の第１のスキャンミラー１５４と第２のスキャンミラー１５５に向って案内され、ＯＣＴスキャンユニット１５６の後、集光レンズ１５７を通過する。
【００３３】
ＯＣＴスキャンユニット１５６に由来する光束１６０は、鏡部材１２８へ案内される。鏡部材１２８はビーム分割鏡として作用する。この鏡部材は、光導波路１２２から射出される照明光をほぼ完全に反射するが、ＯＣＴ走査光路に対しては透過性である。それにより、ＯＣＴ走査光路１５３が照明光１２３に重ね合わされる。鏡部材１２８は、照明モジュール１２０において、平行平面板を備える鏡部材として製作されている。あるいは、これをビーム分割キューブとして構成することもできる。
【００３４】
ＯＣＴ走査光路１５３の光は、照明鏡１３０，１３２を介して、照明光と共に物体領域１０８へと案内される。集光レンズ１５７、照明モジュール１２０の照明光学系の第２のレンズ群１２６、顕微鏡主対物レンズ１０１が、ＯＣＴ走査光路１５３をＯＣＴ走査平面１７０で集束させる。ＯＣＴ走査平面１７０は、ＯＣＴスキャンユニット１５６、集光レンズ１５７、鏡部材１２８、鏡部材１３０、鏡部材１３２を備えるＯＣＴ走査光路の光学部材によって決まり、かつ顕微鏡主対物レンズ１０１によって決まる、物体領域１０８に光導波路の射出端部１７３が幾何学的に結像される平面である。すなわち、光導波路の射出端部の相応の幾何学的像は、ＯＣＴ走査平面１７０に位置している。ＯＣＴ走査平面を調整するために、一方では、集光レンズ１５７は位置調節駆動装置１７１によって、二重矢印１７２に示すように可動に保持されている。他方では、これに加えて、ＯＣＴ走査光路のための光導波路１５１の射出端部１７３は位置調節装置１７４によって、二重矢印１７５に示すように変位させることができる。ＯＣＴ走査平面１７０が位置調節されると、ＯＣＴシステムの参照光路も所要の程度だけ再調整される。
【００３５】
ＯＣＴ走査光路へと後方散乱された光は、顕微鏡主対物レンズ１０１、鏡部材１３２，１３０、レンズ群１２６、鏡部材１２８を介して、ＯＣＴシステム１５２へと戻っていく。そこで、物体領域から後方散乱されたＯＣＴ走査光は、参照光路に由来するＯＣＴ放射によって干渉される。干渉信号が検出器によって検出され、計算機ユニットによって評価される。計算機ユニットはこの信号を基にして、物体領域におけるＯＣＴ光の散乱中心と、参照分路における光の経路長との間の光学的な経路長差を算定する。
【００３６】
図２は、図１のII−II線に沿った断面図を示している。この図面は照明鏡１３０，１３２を示しており、図１の手術用顕微鏡１００における立体視観察光路１０５の推移を説明するものである。顕微鏡主対物レンズ１０１に、２つの立体視部分光路１０５ａ，１０５ｂが通っている。顕微鏡主対物レンズ１０１の光学軸１０２はその中心に位置している。
【００３７】
図３は、図１の手術用顕微鏡１００のＯＣＴスキャンユニット１５６を示している。第１のスキャンミラー１５４と第２のスキャンミラー１５５は、アクチュエータ３０１，３０２によって、互いに垂直に延びる２つの軸３０３，３０４を中心として回転運動可能なように配置されている。このことは、ＯＣＴ走査光路３０５を平面３０６でスキャンすることを可能にする。
【００３８】
図４は、図１の光導波路１５１の前面区域４０２を示している。光導波路１５１は波長λ＝１３１０ｎｍの光に対してモノモードファイバとして作用する。光導波路１２２のファイバコアの直径ｄは次式、
【数１】
2008264489.tif 000003
を満たしており、このときＮＡは光導波路の前面の開口数である。光導波路１２２のファイバコアの直径ｄは、５μｍ＜ｄ＜１０μｍの範囲内にあるのが好ましい。このパラメータ範囲内では、光導波路１２２はガウス形の波長モードで光を案内する。ＯＣＴ走査光線４０１は、胴部パラメータＷ0と開口パラメータθ0とによって特徴づけられる、近似的にガウス形の放射断面形状で光導波路１５１から射出され、このとき次式が成り立つ。
【数２】
2008264489.tif 000004
【００３９】
したがって、ｄ0＝１０μｍのファイバコア直径と波長λ0＝１３１０ｎｍについては、ビーム発散を表す目安としてθ0≒０．０８２７ｒａｄの開口角が得られる。
【００４０】
光導波路１５１の前面４０２は、図１に示す手術用顕微鏡１００にあるスキャンミラー１５４、１５５、集光レンズ１５７、鏡部材１２８、第２のレンズ群１２６、鏡部材１３０、鏡部材１３２を介して、顕微鏡主対物レンズ１０１を通って物体領域１０７のＯＣＴ走査平面１７０に結像される。
【００４１】
図５は、ＯＣＴ走査光線４０１の強度分布の推移をＯＣＴ走査平面５０１に対して垂直方向で示している。ＯＣＴ走査平面５０１では、ＯＣＴ走査放射の強度分布は最小の狭隘部を有している。ＯＣＴ走査平面の範囲外では、ＯＣＴ走査光路の直径が増加していく。ＯＣＴ走査光線４０１は図４の光導波路１５１から近似的にガウス形の放射断面形状で射出されるので、集光レンズ１５７と顕微鏡主対物レンズ１０１は、ＯＣＴ走査光線にとってＯＣＴ走査平面１７０の領域で、ＯＣＴ走査光線４０１のいわゆるガウス光束５００を惹起する。このガウス光束５００は、ガウス光束の胴部の縦方向長さを表す目安としての共焦点パラメータｚによって、および、ＯＣＴ走査光線４０１の最小の狭隘部５０２の直径を表す目安としての、すなわちその胴部の直径を表す目安としての胴部パラメータＷによって特徴づけられ、このとき次式が成り立つ：
【数３】
2008264489.tif 000005
ここでλはＯＣＴ走査光線の波長である。ガウス光束５００の胴部パラメータＷと、図４に示す、光導波路１５１から射出される走査光線４０１の胴部パラメータＷ0との間には、次の関係が成り立つ：
Ｗ＝βＷ0
ここでβは、ＯＣＴ走査平面における図１の光導波路１５１の射出端部の上に述べた幾何学的結像の拡大パラメータないし縮小パラメータである。βは、図１の集光レンズ１５７の焦点距離ｆ1および顕微鏡主対物レンズの焦点距離ｆ2との間で、次の関係によって結びついている：
ｆ2／ｆ1＝β
【００４２】
ＯＣＴ走査光線４０１によって解像することができる構造のサイズは、ＯＣＴ走査平面１７０におけるその直径によって決まり、すなわち胴部パラメータＷによって決まる。たとえば、ある用途が手術用顕微鏡におけるＯＣＴシステムの約４０μｍの横解像度を必要とする場合、ナイキストの定理により、表面におけるＯＣＴ走査光線４０１の断面積は約２０μｍでなければならない。したがって、図１に示すＯＣＴ走査光線１５３の波長がλのとき、ＯＣＴシステム１５２の希望する解像度のためには、ＯＣＴ光路の光学的な結像の倍率と、光導波路１５１のファイバコアの直径とを適切に選択しなくてはならない。
【００４３】
ガウス光束の胴部の縦方向長さを表す目安としての共焦点パラメータｚは、図１のＯＣＴ走査光路１５３で後方散乱された光を検出することができる軸方向の深部領域を決める。すなわち、共焦点パラメータｚが小さくなるほど、ＯＣＴ走査放射で走査される物体からＯＣＴ走査平面１７０までの距離で、横解像度に関わるＯＣＴシステムの損失は大きくなる。散乱中心の場所は、胴部パラメータＷと共焦点パラメータｚによって決まる「漏斗」の内部でしか、特定することができないからである。
【００４４】
一方では、ＯＣＴシステムの軸方向解像度は、ＯＣＴシステムで使用される光源の光のコヒーレンス長ｌcによって制限されており、他方では、ＯＣＴシステムの横解像度は、その深度ストロークが共焦点パラメータｚで与えられる長さを超えると減少するので、ＯＣＴシステムの深度ストロークに合わせて共焦点パラメータｚを調整するのが好都合である。
【００４５】
そしてＯＣＴ走査光線４０１の特定の波長λについて、図１のＯＣＴシステムの可能な横解像度が得られる。波長λと共焦点パラメータｚが胴部パラメータＷを特定するからである。そして、図１に示すＯＣＴ走査光路１５３の光学系ユニット、および光導波路１５１のファイバコアの寸法設定を、該当する胴部パラメータＷが生じるように選択することができる。
【００４６】
手術用顕微鏡１００は、可視スペクトル領域についての顕微鏡主対物レンズ１０１の焦点面１７０と、ＯＣＴ走査平面１６０とが一致するように設計されている。そうすれば、図５に示すＯＣＴ走査光線の胴部５０２は手術用顕微鏡の焦点面に位置する。
【００４７】
手術用顕微鏡のこのような設計に代えて、ＯＣＴ走査平面と手術用顕微鏡の焦点面とのオフセットが意図されていてもよい。このようなオフセットは、ＯＣＴ走査平面の領域におけるＯＣＴ走査光線の共焦点パラメータｚよりも大きくないのが好ましい。このことは、たとえば手術用顕微鏡の焦点面のすぐ下に位置する物体領域を、ＯＣＴによって視覚化することを可能にする。あるいは特定の用途については、たとえば手術用顕微鏡によって患者の目の角膜の表面を検査できるようにし、それと同時にＯＣＴシステムによって患者の目の角膜の裏面またはそのレンズを視覚化するために、共焦点パラメータを上回る決められたオフセットを設けるのが有意義である。
【００４８】
ＯＣＴ走査平面をレイリーパラメータｚの分だけさらに図１の顕微鏡主対物レンズ１０１から遠ざけることによって、物体領域におけるＯＣＴシステムの深度ストロークを最大限にすることができる。
【００４９】
図１を参照して説明した手術用顕微鏡１００の改変された１つの実施形態は、焦点距離を調整可能である焦点合わせ可能な顕微鏡主対物レンズを含んでいる。この方策も、ＯＣＴ走査平面の変位を可能にするとともに、ＯＣＴ走査平面における光導波路の射出端部の幾何学的結像の変更を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】ＯＣＴシステムが組み込まれた、照明モジュールを備える手術用顕微鏡である。
【図２】顕微鏡主対物レンズを示す図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】ＯＣＴシステムを備えている照明モジュールの区域である。
【図４】手術用顕微鏡でＯＣＴシステムの光導波路から射出されるＯＣＴ走査光線の強度分布である。
【図５】手術用顕微鏡の物体領域のＯＣＴ走査平面におけるＯＣＴ走査光線の強度分布である。
【符号の説明】
【００５１】
１００  手術用顕微鏡、１０１  顕微鏡主対物レンズ、１０８  物体領域、１２０  照明モジュール、１２４  視野絞り、１２５  第１のレンズ群、１２６  第２のレンズ群、１２８  入力結合部材
【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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