(57)【要約】【課題】本発明の目的は、複数の誤差源を考慮に入れながら、正確に較正できるようにする、干渉計を較正するための方法を創出することである。【解決手段】測定ビーム（１１２）のためのビーム経路を有する、干渉計（１００）を較正するための方法において、ビーム経路（１１２）を少なくとも部分的に反射する少なくとも１つの平面（３２０）がビーム経路の中に導入されており、第１の平面（３２０）に対する法線が第１の平面（３２０）上に入射する測定ビーム（１１２）に対して第１の角度に傾けられる。測定ビーム（１１２）による第１の平面（３２０）上の第１の点の第１の軸方向間隔の干渉測定、及び測定ビーム１１２による少なくとも１つの平面（３２０）のうちの１つの平面上の第２の点の第２の軸方向間隔の干渉測定が実行される。第２の点は第１の点から離間される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定ビーム（１１２）のためのビーム経路を有する干渉計（１００）、特に、ＯＣＴスキャナーを較正するための方法であって、前記測定ビーム（１１２）を少なくとも部分的に反射する少なくとも１つの平面（３２０）が、前記ビーム経路の中に導入され、第１の平面（３２０）に対する法線が前記第１の平面（３２０）上に入射する測定ビーム（１１２）に対して第１の角度に傾けられ、以下のステップ、すなわち、
ａ．前記測定ビーム（１１２）による前記第１の平面（３２０）上の第１の点の第１の軸方向間隔の干渉測定と、
ｂ．前記測定ビーム（１１２）による前記少なくとも１つの平面（３２０）のうちの１つの平面上の第２の点の第２の軸方向間隔の干渉測定であって、前記第２の点は前記第１の点から離間される、干渉測定と、
が実行されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記第１の平面（３２０）は前記干渉計（１００）の測定精度より低い平坦性を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
測定レンズが前記第１の平面（３２０）に向けられるように、前記測定レンズは、測定位置内の対象物を測定するための第１の位置から、前記干渉計（１００）を較正するための第２の位置に位置決めされることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の間隔を測定するために、前記測定ビーム（１１２）は、前記第２の点が前記第１の点から離間されるように前記平面（３２０）のうちの１つの平面上で第１の距離だけ横方向に変位されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記測定ビーム（１１２）は傾動ミラーによって光学系に導光され、前記傾動ミラーが傾けられる結果として、前記光学系から出現する前記測定ビーム（１１２）が、前記平面（３２０）のうちの１つの平面上で前記第１の距離（１１３）だけ横方向に変位されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の角度（１２１）と、前記第１の点の間隔と前記第２の点の間隔との間の差とによって、前記第１の点と前記第２の点との間の前記第１の距離（１１３）が計算されることを特徴とする、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の角度に傾けられた前記第１の平面（３２０）上の前記第１の点の間隔及び前記第２の点の間隔が測定され、前記第１の角度の負の値に傾けられるか又は傾けられた前記平面（３２０）のうちの１つの平面上で第３の点の間隔及び第４の点の間隔が測定され、全ての前記点が対をなして互いに離間されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の平面（３２０）は、第１の軸の周りで前記第１の角度に傾けられ、特に、前記第１の角度に固定されるように傾けられ、前記第３の点及び前記第４の点の距離を測定するための第２の平面（３３０）が、前記第１の軸に対して平行でない第２の軸の周りで第２の角度に傾けられる、特に、前記第２の角度に固定されるように傾けられることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の点及び前記第２の点はそれぞれ単一の共通の軌跡の点であり、特に、いずれの場合も前記軌跡の複数の点が測定され、前記軌跡は、特に、測定される表面の円周の半径の少なくとも１／７に相当する最小曲率半径を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記測定された点に関して、該測定された点と理想的な軌跡との間の偏差が最小化されるように測定ビームの導光が制御されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
干渉計（１００）の測定ビーム（１１２）のためのビーム経路軸を有する、前記干渉計（１００）のビーム経路の中に導入するための、前記干渉計（１００）、特に、ＯＣＴスキャナーを較正するための試験体であって、該試験体は少なくとも１つの第１の平面（３２０）と、第２の平面（３１０）とを連続して備え、これら平面によって前記干渉計（１００）の測定ビーム（１１２）が少なくとも部分的に反射可能であり、前記第１の平面（３２０）は両面において前記測定ビーム（１１２）に対して部分的に透過性であり、前記平面（３１０、３２０、３３０、３４０）のうちの少なくとも１つの平面に対する法線が前記ビーム経路軸に対して第１の角度に傾けられることを特徴とする、試験体。
【請求項１２】
測定位置において前記干渉計（１００）の前記ビーム経路の中に導入されるように構成されることを特徴とする、請求項１１に記載の試験体。
【請求項１３】
前記測定ビーム（１１２）を部分的に反射する第３の平面及び第４の平面（３３０、３４０）を更に備え、前記第２の平面及び前記第３の平面（３１０、３３０）は両面において前記測定ビーム（１１２）に対して部分的に透過性であり、前記第１の平面、前記第２の平面、前記第３の平面及び前記第４の平面（３１０、３２０、３３０、３４０）は前記ビーム経路軸上に連続して位置することを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の試験体。
【請求項１４】
前記第１の平面（３１０）に対する第１の法線及び前記第２の平面（３２０）に対する第２の法線が交差し、前記第３の平面（３３０）に対する第３の法線及び前記第４の平面（３４０）に対する第４の法線が交差することを特徴とする、請求項１３に記載の試験体。
【請求項１５】
前記第１の平面及び前記第２の平面（３１０、３２０）は、第１の軸の周りで傾けられ、前記第３の平面及び前記第４の平面（３３０、３４０）は、第２の軸の周りで傾けられ、前記第１の軸及び前記第２の軸は異なり、特に、離間され、平行でないことを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の試験体。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの平面（３１０、３２０、３３０、３４０）は、前記測定ビーム（１１２）に対して部分的に透過性であるように、ガラス板として、又はミラーとして構成されることを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の試験体。
【請求項１７】
ビーム経路を有する干渉計（１００）、特に、ＯＣＴスキャナーであって、前記干渉計（１００）を較正するための試験体を備え、前記試験体は、前記ビーム経路内に配置され、前記干渉計（１００）の測定ビーム（１１２）を少なくとも部分的に反射するための少なくとも１つの第１の平面（２２０、３２０）を有し、前記第１の平面（２２０）に対する法線が前記平面上に入射するビーム経路に対して第１の角度に傾けられることを特徴とする、干渉計。
【請求項１８】
請求項１７に記載の干渉計（１００）であって、前記第１の平面（２２０）はモーター駆動によって傾斜可能であることを特徴とする、干渉計。
【請求項１９】
請求項１８に記載の干渉計（１００）であって、前記測定ビーム（１１２）を反射するための第２の平面（２２３）を備え、該第２の平面は前記第１の平面（２２０）に対して傾けられることを特徴とする、干渉計。
【請求項２０】
請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の干渉計（１００）であって、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の試験体（２００、３００）を備える、干渉計。
【請求項２１】
請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の干渉計（１００）であって、前記第１の角度は５０ｍｒａｄ未満であり、好ましくは２０ｍｒａｄ未満であり、特に好ましくは５ｍｒａｄ未満であることを特徴とする、干渉計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定ビームのためのビーム経路を有する干渉計を較正するための方法に関し、その方法では、測定ビームを少なくとも部分的に反射する少なくとも１つの平面がビーム経路の中に導入された。さらに、本発明は、干渉計を較正するための試験体に、そして試験体を有する干渉計に関する。
【０００２】
本出願は、２０１５年１２月１４日に出願された欧州特許出願第１５  １９９  ８８４．６号の利益を主張し、その開示は引用によりその全体が本明細書の一部をなす。
【背景技術】
【０００３】
干渉法では、波の重ね合わせを通して測定が実行される。これを達成するために、異なるタイプの干渉計が知られている。代表的なものが、マッハ−ツェンダー干渉計及びマイケルソン干渉計である。
【０００４】
ＯＣＴスキャナーを使用するとき、散乱物質の深さに関する測定を行うこともできる。これは、短いコヒーレント長を有する光を使用することによって達成される。３Ｄ  ＯＣＴ測定では、１次元の軸方向の測定が２次元の横方向の偏向と組み合わせられ、それにより、測定データの正確な空間配分を実行することができる。良好な測定結果を確保できるようにするために、測定システムは高い絶対精度を示さなければならない。これは、例えば、測定ビームの横方向位置に、又は偏向デバイスによる測定ビームの厳密な横方向変位に関連する。構成上の手段に加えて、高い精度は、適切な較正方法によっても達成される。
【０００５】
干渉計を較正するために種々の技法が知られている。通常、この目的を果たすために、その幾何学的形状が既知であると仮定される測定対象物が使用される。ここで、測定対象物が干渉計を用いて測定される場合に、測定データと、測定対象物の既知のデータとの間の差に基づいて、干渉計を調整することができる。
【０００６】
公開文献である非特許文献１は、ＯＣＴスキャナーの較正を示しており、２５μｍターゲットを備える平面が測定される。ターゲットの測定された軸方向間隔と、ターゲットの既知の仰角又は俯角とに基づいて、ＯＣＴスキャナーの較正を実行することができる。
【０００７】
さらに、非特許文献２は、光回折格子によるＯＣＴスキャナーの較正を示す。較正のために、白色の背景上に黒色の回折格子を示す散乱表面を備える平板が使用される。
【０００８】
既知のシステムに伴う不都合な点は、干渉計を十分正確に較正できないことである。さらに、干渉計において生じる可能性がある幾つかの誤差源が考慮されない。特に、原則として、個々の基準点のみが厳密に測定され、それらの点間に関しては補間が実行されるにすぎない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Mingtao Zhao他「3D refraction correction and extraction of clinical parameters from spectral domain optical coherence tomography of the cornea」（26 April 2010/Vol. 18, No. 9/Optics Express）
【非特許文献２】Sergio Ortiz他「Optical coherence tomography for quantitative surface topography」（10 December 2009, Applied Optics/Vol. 48, No. 35）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、冒頭において言及された技術分野に属する、干渉計を較正するための方法を創出することであり、その方法によれば、複数の誤差源を考慮に入れながら、正確に較正できるようになる。本発明の更なる目的は、対応する試験体と、その試験体を備える干渉計とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
その目的は、請求項１の特徴によって規定されるように達成される。本発明によれば、第１の平面に対する法線が、第１の平面上に入射する測定ビームに対して第１の角度に傾けられ、以下のステップが実行される。
ａ．測定ビームによる、第１の平面上の第１の点の第１の軸方向間隔の干渉測定。
ｂ．測定ビームによる、少なくとも１つの平面のうちの１つの平面上の第２の点の第２の軸方向間隔の干渉測定。ただし、第２の点は第１の点から離間されている。
【００１２】
本発明の説明
ビーム経路を有する干渉計、特に、ＯＣＴスキャナーが、干渉計を較正するための試験体を備え、試験体は、ビーム経路内に配置され、干渉計の測定ビームを少なくとも部分的に反射するための少なくとも１つの第１の平面を有する。この場合には、第１の平面に対する法線が、その平面上に入射するビーム経路に対して第１の角度に傾けられる。
【００１３】
較正という用語は、絶対精度、特に、実際の横方向位置と、オプションで、較正される干渉計の測定ビームの方向とについての結果（conclusion）を引き出せるようにするデータを特定することを意味するものと理解されたい。これらのデータを用いるとき、干渉計を機械的に較正できるだけでなく、これらのデータを活用して、将来の測定データを補正又はクレンジングすることもできる。
【００１４】
干渉計は、好ましくは、光源と、サンプルアームと、参照アームと、検出器とを備え、平面内の測定ビームを測定ビーム方向に対して直角に偏向させるための偏向ユニットも備える。
【００１５】
ＯＣＴという用語は、光コヒーレンストモグラフを意味するものと理解されたい。この場合、干渉計を活用して散乱物質の距離を測定するために、光が使用される。そのようなデバイスは当業者には既知である。
【００１６】
ＯＣＴの測定ビームによって、検査される対象物、例えば、目、ＯＣＴを較正するための試験体等が測定される。測定ビームが対象物の表面を走査し、それにより、深度プロファイルが得られる。通常、この目的を果たすために、対象物を逐次的に走査するために、測定ビームはｘｙ平面内で横方向に動かされる。対象物からの距離がｚ方向において測定される。
【００１７】
平面という用語は、以下の本文において、トポグラフィの意味において理解され、すなわち、平面は、少なくとも２次元の平坦な表面を有する。原則として、本発明の場合、異なる光学密度又は屈折率を有する２つの媒質間の２次元境界面は既に平面であると見なされている。平面は、この平面に対する間隔を干渉計によって測定できるように、測定ビームの少なくとも一部を反射する働きをする。しかしながら、好ましくは、単数又は複数の平面は、反射面に比べて小さな厚さを有する平坦な、又は平板状の反射体である。
【００１８】
平面は、測定ビームを少なくとも部分的に反射するように構成され、測定ビームの残りの放射光は平面によって吸収可能、又は透過可能とすることができる。
【００１９】
法線という用語は、平面に対して垂直であるか、又は直角をなす直線として幾何学的な意味において理解されたい。
【００２０】
測定ビームは第１の平面に対する法線に対して傾けられるようにして第１の平面上に入射し、それにより、少なくとも部分的に反射される。言い換えると、その平面はｚ軸外の軸の周りで傾けられているので、測定ビームは、その入射方向に関して、その平面上に直角に入射しない。好ましくは、その平面は、ｘ軸の周りで、又はｙ軸の周りで傾けられるか又は傾斜可能である。また、その平面は、両方の軸、すなわち、ｘ軸及びｙ軸の両方の周りで傾斜可能とすることもできる。さらに、複数の平面を設けることもでき、その平面のうちの１つがｘ軸の周りで傾けられ、他の平面がｙ軸の周りで傾けられる。一方、両方の軸が、必ずしも互いに直角をなす必要はない。
【００２１】
平面、第１の角度及び測定ビームは、干渉法によって間隔を特定できるように、第１の平面によって反射される測定ビームの少なくとも一部が入射方向に反射されるか、又は散乱するように構成及び配置される。較正を計算するための第１の角度は既知であると見なされることが好ましく、一方、較正された干渉計を用いて、平面の角度を較正又は特定することもできる。
【００２２】
軸方向間隔という用語は、測定ビームの方向における間隔又は距離を意味するものと理解されたい。特に明記されない限り、間隔は、干渉計の光学系からの出現点（a point of emergence）と、平面上の点との間の距離を表す。光学系の出現領域は、測定ビーム出現方向に対して直角をなす平面であると仮定される。同様に、軸方向は、測定ビーム方向又はｚ方向であると理解されたい。測定ビーム方向は、光学系からの横方向の出現点によって決まる可能性があること、すなわち、測定ビームが、例えば、レンズの周辺領域において光学系から出現する場合には、測定ビームは、例えば、レンズの中心において採用される理想的な方向から逸れる可能性があることは当業者には明らかである。特に明記されない限り、以下の本文において、横方向に離間される測定ビームは、平面上に入射するときに平行であり、それゆえ、理想的な場合を表すものと仮定される。
【００２３】
その方法では、最初に、第１の平面上の第１の点の第１の軸方向間隔が、測定ビームを用いて干渉法によって測定される。次に、少なくとも１つの平面のうちの１つの平面上の第２の点の第２の軸方向間隔が、測定ビームを用いて測定される。第１の点及び第２の点は互いに離間される。２つの点は、この場合、軸方向及び横方向の両方において離間することができる。さらに、軸方向間隔及び横方向間隔の組み合わせも可能である。少なくとも１つの平面のうちの１つの平面は、第１の平面か、又は第２の平面若しくは更なる平面とすることができる。平面のうちの１つ又は複数は、傾斜可能に構成することができる。
【００２４】
第１の平面は第１の角度に傾けられるので、第１の平面上で離間される２つの点の間隔を測定することができ、それにより、第１の角度が既知であることから、測定ビーム間の横方向間隔を外挿することができる。したがって、測定ビームの横方向変位を較正することができる。第１の平面は或る角度に傾けられるので、この較正は、異なる横方向位置から（例えば、中央付近において、又は光学系の周辺領域において）開始して実行することができる。同様に、較正は、単に点間の横方向間隔が変更されるという点で、（ｚ方向において）異なる軸方向間隔差で実行することができる。更なる利点は、個々の点を比較できるだけでなく、一連の点によって規定される軌跡も比較することができることである（以下参照）。
【００２５】
好ましい実施形態では、第１の角度は５０ｍｒａｄ未満、好ましくは２０ｍｒａｄ未満、特に好ましくは５ｍｒａｄ未満であり、ただし、１ｍｒａｄ＝０．００１ｒａｄ＝０．００１×１８０度／ｐｉである。数多くの研究において、１ｍｒａｄ〜５ｍｒａｄの範囲が特に有利であることがわかっている。この場合、傾けられた平面における十分な軸方向反射又は検出効率が、２つの横方向に離間された測定点の場合の平面からの軸方向距離の差に対して比較検討されるべきである。平面に対する法線と、平面上に入射するビーム経路との間の選択された角度が小さいほど、ビーム経路の方向に反射される測定ビームの割合が大きくなるので、より良好な測定結果を達成することができる。対照的に、選択される角度が大きいほど、測定アームの横方向変位の場合の軸方向距離の変化が大きくなり、それにより、より正確な較正を達成することができる。
【００２６】
しかしながら、干渉計の寸法、特にｘｙ平面内の測定領域の寸法と、平面の表面品質と、較正の精度に関する要件とによっては、他の角度を与えることもでき、特に５０ｍｒａｄより大きくすることもできる。
【００２７】
好ましい実施形態では、第１の平面は、モーター駆動によって傾けることができる。しかしながら、さらに、更なる平面又は複数の平面をモーター駆動によって傾けることもできる。１つ又は複数の平面を、モーター駆動によって、ビーム経路の中に、若しくはビーム経路から外に、又はその逆に移動可能にすることもできる。したがって、適用例によっては、オプションで異なる平面とともに異なる角度を設定することができ、それにより、較正方法を全体的に調節可能にしておくことができる。角度のモーター駆動による調整を機械的に実現することは当業者には既知であり、適切な技法が、例えば、光学装置内の傾動ミラーにおいて使用される。モーター駆動は、この場合には、ピボットピンを直接、又は伝動を介して回転させるために、ピボットピンと直接相互作用することができる。さらに、リニア駆動を与えることもでき、リニア駆動を介して、平面がレバーアームによってピボットピンの周りで傾けられる。
【００２８】
また、第１の平面は、何らかの他の方法において傾けることができるように構成することができる。したがって、傾ける動作は手動で行うこともできる。さらに、電磁石を用いて、第１の平面を傾けることもできる。したがって、２つの傾斜した位置の場合に特に、非常に短い切替時間を達成することができる。
【００２９】
また、２つ以上の平面を傾けることができるように構成することもできる。特に、例えば、２つ以上の平面を互いに固定されるように、特に、Ｖ字形に固定されるように配置することもでき、２つ以上の平面が一緒に傾けられる。
【００３０】
別の好ましい実施形態では、平面をモーター駆動によって作動可能にするのではなく、むしろ、試験体又は干渉計に対して固定されるように配置される（以下参照）。
【００３１】
好ましくは、干渉計は、このために、第１の平面に加えて、測定ビームを反射するための第２の平面を有し、この第２の平面は第１の平面に対して傾けられる。
【００３２】
変形形態では、平面は、干渉計の一部ではない別の試験体によって構成することもできる。しかしながら、更なる変形形態では、干渉計が、そのような試験体を備えることもできる。
【００３３】
好ましくは、第１の平面は、干渉計の測定精度より低い平坦性を有する。結果として、較正方法の良好な精度が達成される。一方、平面が散乱効果を有することが有利な場合があり、それにより、測定ビームに対して平面を傾けるにもかかわらず、測定ビームの十分に大きな割合を反射して、測定ビーム方向に厳密に戻すことができる。このようにして、信号強度を最適化することができる。
【００３４】
変形形態では、平坦性は、測定ビームの散乱、ひいては、信号強度が有益である場合、干渉計の精度より高くすることもできる。これは、最終的には、干渉計の測定精度に依存しない。
【００３５】
好ましくは、測定レンズが、測定位置において対象物を測定するための第１の位置から干渉計を較正するための第２の位置に位置決めされ、その結果、第１の平面に向けられる。この変形形態では、平面は、干渉計内に固定されるように配置されることが好ましい。位置が固定される結果として、平面を特に正確に位置決めすることができ、それゆえ、特に、ビーム経路の平面の角度を高い精度で規定することができる。角度が正確である結果として、それにより干渉計の最適な較正を達成することができる。
【００３６】
更なる変形形態では、第１の平面は、干渉計の測定位置においてビーム経路の中に導入される。このために、平面は、例えば、試験体の形をとり（以下参照）、干渉計のビーム経路の中、特に、干渉計の測定位置の中に傾斜可能にすることができる。
【００３７】
測定位置は、この場合には、干渉計によって検査される対象物が配置される位置、すなわち、通常は測定アームの端部における位置を表す。この配置の結果として、干渉計全体を１つのステップにおいて容易に較正することができる。それゆえ、全ての誤差源を累積的に検知し、１つのステップにおいて修正することができ、それにより、特に正確で効率的な較正が達成される。この方法は、誤差源が適切なアルゴリズムによって管理されることが意図されるとき、特に重要である。
【００３８】
更なる変形形態では、第１の平面は、代替的に、又はそれに加えて、干渉計の他の領域に配置することもできる。これは、例えば、光学構成要素を変更するか、又は取り替えることによって誤差源を機械的に修正できるように、誤差源の位置を特定しようとするときに有利になる可能性がある。
【００３９】
好ましくは、第２の間隔を測定するために、第２の点が第１の点から離間されるように、測定ビームを平面のうちの１つの平面上で第１の距離だけ横方向に変位させる。横方向の変位は光学系によって行われ、平面上での横方向変位の最終結果は、変位デバイスによって、例えば、傾動ミラーによって生じることが当業者には明らかである。干渉計を較正するために、平面上での測定ビームの実効的な横方向変位は、上記で説明されたように、第１の平面の既知の傾斜角と、点間の軸方向間隔における測定された差とによって最終的に決定される。
【００４０】
変形形態では、又はそれに加えて、第１の平面を動かすこともできるか、又は測定ビームを第１の平面から離間された第２の平面において反射させることもできる。
【００４１】
好ましくは、測定ビームは傾動ミラーによって光学系に導光され、傾動ミラーが傾けられる結果として、光学系から出現する測定ビームは、複数の平面のうちの１つの平面上で第１の距離だけ横方向に変位する。傾動ミラーは、このために、測定ビームを収束レンズに対して偏向させることができ、収束レンズは、いずれの場合も測定ビーム方向に対して平行になるように測定ビームを複数の平面のうちの１つの平面に導光する。そのような偏向ユニットは、例えば、ガルバノメトリックスキャナーに基づいて、又はＭＥＭＳミラーとして構成することができる。
【００４２】
変形形態では、測定ビームを横方向に変位させるために、直線的に変位可能な反射体、例えば、ミラー又はプリズムを設けることもできる。更なる実施形態は、当業者には既知である。
【００４３】
好ましくは、第１の角度と、第１の点の間隔と第２の点の間隔との間の差とによって、第１の点と第２の点との間の横方向間隔が計算される。横方向（この場合にはｘ方向における）間隔は、以下のように計算される。
【数１】
2017116540.tif 000003
【００４４】
ここで、Δｚ＝ｚ２−ｚ１は、ｚ方向における、すなわち、軸方向における、第１の点の測定された間隔と第２の点の測定された間隔との間の間隔の差を表す。平面の既知の傾斜角はαによって表され、傾斜軸は、この場合にはｙ軸に対して平行であり、角度自体はｘｚ平面内にある。それゆえ、傾斜角αは、第１の平面に対する法線と、ｚ方向、すなわち、軸方向との間で決定される。正接関数は、通常、ｔａｎと省略される。最後に、Δｘは、２つの点間の横方向間隔を表す。この横方向間隔は理想的には、２つの点の間隔を測定するために、横方向に離間された測定ビーム間の間隔でもある。
【００４５】
好ましくは、較正からのデータを（そして以下に説明される較正データからのデータも）用いて、より正確な測定を実行できるように、測定結果がクレンジングされる。このようにして、特に効率的な較正が達成される。変形形態では、デバイスを機械的に調整するために、又はビーム偏向の制御を最適化するために、そのデータを使用することもできる。
【００４６】
Δｙは、横方向変位がｙ方向において行われ、平面がｘ軸に対して平行な傾斜軸の周りで傾けられたときに同様に特定できることは当業者には明らかである。特に好ましい方法では、ｘ方向及びｙ方向の両方において、両方の横方向間隔が較正される。
【００４７】
変形形態では、２つの他の値（Δｘ及びΔｚ又はΔｘ及びα）が既知である限り、平面の角度又は点間の軸方向の差も較正することができる。
【００４８】
干渉計内、特に同じくＯＣＴ装置内の既知の誤差源は、像面湾曲として知られるものである。測定ビームの横方向変位において、一定の光路長差を有する点が、理想的な場合のように直線上にあるのではなく、非直線的な曲線に沿って延在することから、これが生じ、これは横方向位置によって決まるオフセットと呼ばれる。平坦な対象物が測定されるとき、例えば、これは湾曲して見える可能性がある。さらに、平面上に入射する２つの横方向に離間された測定ビームは、光学系内の誤差源のために、平行に延在することができず、その結果、２つの横方向に離間された測定ビームは、平行に延在するよりむしろ、角度β＞０を含むようになる。そのような誤差源は除去することもできる。
【００４９】
更なる好ましい方法では、像面湾曲を除去するために、第１の角度に傾けられた第１の平面上の第１の点の間隔及び第２の点の間隔が測定されることが好ましい。第１の角度の負の値に傾けられるか又は傾けられた平面のうちの１つの平面上で第３の点の間隔及び第４の点の間隔が測定される。ここで、全ての点が、対をなして互いに離間される。
【００５０】
好ましい方法では、第１の点及び第３の点、並びに第２の点及び第４の点がそれぞれ、共通の測定軸上に位置する。理想的には、２つの測定軸はｚ方向に位置する。像面湾曲の場合、これらの測定軸のうちの１つが、理想的なｚ方向から逸れる可能性がある。
【００５１】
この好ましい方法では、上記のように、２つの測定点の横方向間隔が計算される。理想的には、すなわち、像面湾曲がない場合、２つの横方向間隔は同一になるであろう。２つの横方向間隔に差があるため、像面湾曲を除去するために、ここで、像面湾曲の度合いを外挿することができる。
【００５２】
変形形態では、第１の角度の負の値ではなく、何らかの他の角度を選択することもできる。
【００５３】
好ましくは、第１の平面は第１の軸の周りで第１の角度に傾けられ、特に、第１の角度に固定されるように傾けられ、第３の点及び第４の点の距離を測定するための第２の平面は、第１の軸に対して平行でない第２の軸の周りで第２の角度に傾けられ、特に、第２の角度に固定されるように傾けられる。それゆえ、第１の軸及び第２の軸は斜めにされるか、又は交点を有する。第１の平面及び第２の平面を用いて、ｘ方向及びｙ方向の両方における較正を達成することができる。
【００５４】
変形形態では、２つの平行でない軸の周りで傾斜可能であるただ１つの平面を設けることもできる。
【００５５】
好ましくは、第１の点及び第２の点はそれぞれ、単一の共通の軌跡の点であり、特に、いずれの場合もその軌跡の複数の点が測定され、その軌跡は、特に、測定される表面の円周の半径の少なくとも１／７に相当する最小曲率半径を有する。軌跡は、この場合、平面に沿った測定ビームの連続移動に関連する。平面に沿った測定ビームの連続移動中に、いずれの場合も特定の間隔において測定を実行することができ、その測定は、必ずしもそうではないが、一定の頻度で実行されることが好ましい。
【００５６】
特に好ましくは、較正は、対象物、例えば、目を検査するために後に同様に実行されることを意図する軌跡に沿って行われる。それゆえ、干渉計の較正は、実行される測定に合わせて選択的に実行することができる。特に、軌跡から外れて位置する測定誤差は、それゆえ、無視することができるので、無用な較正に労力をかける必要はない。このようにして、その較正方法は、全体的に効率的にしておくことができる。しかしながら、一方では、測定のために与えられる軌跡に関係なく、最適な較正が達成可能であるように、測定エリア全体を特に最適に較正できるようにする軌跡を選択することもできる。
【００５７】
変形形態では、軌跡に沿うよりむしろ、格子内で、例えば、格子の節点のみを逐次的に較正することもできる。
【００５８】
好ましくは、測定された点に関して、測定された点と理想的な軌跡との間の偏差が最小化されるように、測定ビームの導光が制御される。この場合、その方法では、最初のステップにおいて較正が実行され、それから、次の測定において、測定を補正するために、特に、偏向ユニットの制御を最適化するためにそのデータが利用される。したがって、システム内への機械的な介入が実行される必要はないので、特に簡単で、コスト効率が高い較正が達成される。さらに、それゆえ、ユーザが較正を独立して実行できるように、較正を自動化することができる。
【００５９】
変形形態では、較正データに基づいて、デバイスの機械的調整を実行することもできる。さらに、その較正方法は、特定の偏差、例えば、特に大きな偏差の場合に、デバイスのそのような調整が実行され、わずかな偏差の場合、特に同じ較正方法において、将来の測定データの純粋に計算上の補正が実行されるように設計することができる。
【００６０】
その方法を実行するために、干渉計の測定ビームのためのビーム経路軸内に配置することができる試験体を使用することができる。
【００６１】
干渉計、特に、ＯＣＴスキャナーを較正するためのそのような試験体は、干渉計のビーム経路の中に導入される。試験体は、干渉計の測定ビームのためのビーム経路軸を備え、少なくとも１つの第１の平面及び第２の平面を連続して備え、それらの平面を用いて、干渉計の測定ビームが少なくとも部分的に反射可能であり、第１の平面は両面において測定ビームに対して部分的に透過可能であり、平面のうちの少なくとも１つの平面に対する法線が、ビーム経路軸に対して第１の角度に傾けられる。それゆえ、試験体は、同じビーム経路軸を介して到達可能である、測定ビームのための２つの取り得る反射体を備える。したがって、干渉計を較正することができる、試験可能であり、オプションで保証可能である（certifiable）構成要素が達成される。
【００６２】
好ましくは、試験体は、測定位置において干渉計のビーム経路の中に導入されるように構成される。したがって、幾つかの干渉計のために単一の試験体を使用することができ、それにより、複数の干渉計のためのコスト効率の良い較正を達成できるようになる。さらに、例えば、異なる第１の角度を有する異なる試験体で較正を実行するために、又は試験体自体を較正できるようにするために、試験体は、それゆえ、容易に交換することができる。
【００６３】
変形形態では、較正を実行するためにビーム経路が試験体上に偏向されるように、試験体は、干渉計内に固定されるように設置することもできる。さらに、試験体をビーム経路の中に移動させるか、若しくは旋回させることができるように、又はその逆も可能であるように、試験体は、干渉計に固定されるように接続することもできる。
【００６４】
好ましくは、試験体は、測定ビームを部分的に反射する第３の平面及び第４の平面も備え、第２の平面及び第３の平面は両面において測定ビームに対して部分的に透過性であり、第１の平面、第２の平面、第３の平面及び第４の平面はビーム経路軸上に連続して位置する。測定ビームが第４の平面の後方に位置する更なる平面に達することを意図していないとき、第４の平面は必ずしも透過性である必要はない。複数の平面の構成、特に、更に異なる角度に傾けられた平面の構成によって、測定点間の異なる軸方向間隔及び横方向間隔において、干渉計の較正を多様化できるようになる。特に、それゆえ、横方向座標、ビーム方向及び像面湾曲を同時に特定できるようになり、それにより、特に効率的な較正方法が提供される。
【００６５】
変形形態では、試験体内に異なる数の平面を設けることもできる。例えば、３つ、５つ又は６つ以上の平面を設けることもできる。さらに、試験体は、回転可能に、又は軸方向に移動可能に構成することもできる。
【００６６】
好ましくは、第１の平面に対する第１の法線及び第２の平面に対する第２の法線、並びに第３の平面に対する第３の法線及び第４の平面に対する第４の法線が交差する。結果として、異なる較正方法を実行できるように、平面の変化が達成される。しかしながら、較正において更なる要因を考慮できるようにするために、平面は、表面品質、屈折率、平面厚等に関して異なることもできる。
【００６７】
変形形態では、例えば、３つ以上の平面を平行に配置することもできる。
【００６８】
好ましくは、第１の平面及び第２の平面は、第１の軸の周りで傾けられ、第３の平面及び第４の平面は第２の軸の周りで傾けられ、第１の軸及び第２の軸は異なり、特に、離間され、平行でない。したがって、ｘ方向及びｙ方向の両方において較正を容易に達成できるように、異なる空間方向に傾けられる２つの平面が達成される。特に好ましくは、２つの軸はそれぞれｘ方向及びｙ方向に向けられる。また、更なる平面を、第１及び第２とは異なる更なる軸の周りで傾けることもできる。
【００６９】
変形形態では、第１の軸及び第２の軸は、平行にすることもでき、例えば、傾斜角に関して異なることができる。
【００７０】
好ましくは、少なくとも１つの平面は、ガラス板として、又はミラーとして、測定ビームに対して部分的に透過性であるように構成される。このようにして、試験体の特にコスト効率の良い実施形態が達成される。幾つかの平面が連続して配置される場合には、測定ビームが更なる平面に突き当たることができるように、ビーム経路方向内で更なる平面の上流に位置する平面は部分的に透過性である。平面の透過率は、この場合、測定ビームに関連する。干渉計が異なるスペクトルにおける測定ビームを対象にする場合には、特定のサブスペクトルに対する部分透過性があれば十分である場合があるが、平面は、測定ビームの全スペクトルに対して部分的に透過性であることが好ましい。
【００７１】
変形形態では、部分的に透過性の材料、例えば、プラスチック材料を使用することもできる。この目的を果たすのに適した材料は、当業者には既知である。
【００７２】
要するに、較正のために以下の変形形態が許される。
１．偏向ユニットの制御信号ごとに横方向の厳密なビーム位置及びビーム角を決定するために、以下の手順に従うことができる。
ａ．平面、例えば、ガラス板又はミラーのような平坦な対象物がビーム経路の中に持ち込まれる。その平面は、ビーム方向に対して垂直な軸の周りで傾けられるか又は傾けられている。表面法線とビーム方向との間の角度は、この場合、既知であると仮定される。
ｂ．平面上の点からの距離が干渉法によって測定される。
ｃ．測定ビームが横方向に（平行に）変位するように、偏向ユニットに制御信号が加えられる。
ｄ．平面上で、第１の点に対して横方向に変位した更なる点からの距離が干渉法によって測定される。
ｅ．既知の角度及び２つの被測定距離に基づいて、傾斜方向における横方向位置を計算することができる。
異なる横方向位置を互いに関連付けられるようにするために、傾けられた平面からの距離は既知であるか、又は少なくとも一定でなければならない。
２．軌跡のための較正を実行することができる。制御信号は、この場合、値の列（sequence）からなる。値ごとに、傾けられた対象物からの距離が測定される。傾斜方向における軌跡の成分を、ここで、その距離から計算することができる。
３．２次元軌跡のための較正を実行することもできる。制御信号は、この場合、組(tuple)の列からなる（例えば、ｘ軸及びｙ軸のための２つの信号からなる）。対象物は最初に、或る方向に（例えば、ｘ軸に沿って）傾けられ、その列の要素ごとに距離が測定される。これらの距離から、第１の傾斜方向における軌跡の成分を測定することができる。次に、対象物が第２の方向に（例えば、ｙ軸に沿って）傾けられ、その列の要素ごとに距離が測定される。これらの第２の距離から、第２の傾斜方向における軌跡の成分を測定することができる。
４．さらに、像面湾曲を除去することができる。使用される測定光学系（レンズ、スキャナー形状）に応じて、被測定距離は、横方向位置によって決まるオフセットを含む可能性がある。異なる横方向位置の場合に平坦な対象物からの距離が測定される場合には、その対象物は、この場合、湾曲して見える。それにもかかわらず、正確な較正を得るために、第１の測定において、対象物をビーム方向に対して正の角度に傾けることができ、距離を測定することができる。第２のステップにおいて、対象物が、ビーム方向に対して同じ角度であるが、反対方向に傾けられる。再び距離が測定される。２つの距離の差及び２つの傾斜角の差から、今度は横方向位置を計算することができるので、像面湾曲の度合いを外挿することができる。
５．固定状態で傾けられた複数の平面を有する多面較正体（multisided calibration body）を用いて較正を実行することができる。このために、互いに傾けられた複数の平面を含む対象物、例えば、４つのガラス面からなる構成が使用され、その法線は、測定ビーム方向に対して、＋ｘ、−ｘ、＋ｙ、−ｙ方向に傾けられる。そのような構成の利点は、傾斜角を構造によって、又は機械的測定によって正確に決定できること、及び幾つかの較正測定値を組み合わせて、１つの測定値にすることができることである。
６．さらに、ビーム角を特定することができる。このために、レンズからの２つの異なる軸方向距離において軌跡の較正が実行される。このようにして、横方向位置の差及び軸方向距離の差からビームの角度を特定することができる。
７．軌跡を最適化することができる。上記の較正方法は、特に偏向ユニットの開ループ制御において適している。開ループ制御であっても、偏向ユニットによって実行される軌跡を理想的な軌跡に近づけるために、実行される軌跡と理想的な軌跡との間の差が最小化されるように、制御信号を、オプションで繰り返し、適応させることができる。しかしながら、その較正方法は、閉ループ制御において実施することもできる。
８．較正体は、ＯＣＴ装置に組み込むことができる。これにより、装置の正確な動作を確認できるようになるか、又は（定期的に、又は動作条件が変更されるときに）再較正できるようになる。さらに、このようにして、その装置のために新たな軌跡を利用できるようになり、複雑なユーザ介入の実行を必要とすることなく、定量的な（較正された）測定値を得るために使用することができる。
【００７３】
本発明の特徴の更なる有利な実施形態及び組み合わせは、以下の詳細な説明と、特許請求の範囲全体とから得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】較正方法を実行するために、測定位置において傾けられた平面を備える干渉計の概略的構造を示す図である。
【図２】傾けられた平面とともに測定位置を含む、図１からの詳細図である。
【図３】試験体の第１の実施形態の概略図である。
【図４】試験体の第２の実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００７５】
原則として、図において、同一の部品は同一の参照符号を与えられる。
【００７６】
図１は、較正方法を実行するために、測定位置内に傾けられた平面１２０を備える干渉計１００の概略的な構造を示す。干渉計１００は、単に例示的な実施形態を表しており、何らかの他の方法で構成することもできる。
【００７７】
干渉計１００は、この場合、マイケルソン干渉計として構成される。干渉計１００は、干渉計１００が光コヒーレンストモグラフィのために使用されることを可能にするような光源１０１を備える。光源１０１の光は、ビームスプリッター１０２を介して、反射体１０５を有する基準アーム１０４と、この場合、測定ビーム１１２としての測定アーム１１０とに分割される。基準アーム１０４又は測定アーム１１０から反射された光は、検出器１０３に導光され、この場合、検出器は、光信号をフォトダイオードによって電気信号に変換する。
【００７８】
測定アーム１１０では、測定ビーム１１２が、図１において、実線によって第１の位置１１１．１に、破線によって第２の位置１１１．２に示される傾動ミラー１１１上に入射する。それゆえ、傾動ミラー１１１は、第１の位置１１１．１から第２の位置１１１．２に、そして再び戻るように、この場合にはモーター駆動によって傾斜可能である。同じ傾動ミラー１１１又は更なる傾動ミラー（図示せず）が、測定ビームがｘｙ平面において２次元方向に動くことができるように更なる軸において傾斜可能である。そのような干渉計１００及びその変更形態は当業者には既知である。
【００７９】
第１の位置１１１．１において傾動ミラー１１１によって反射される測定ビーム１１２．１は光学系１１４に入射し、光学系１１４は、測定ビーム１１２．１を傾けられた反射面１２０上に導光する。この場合、光学系１１４は、例えば、単一のレンズとして示される。しかしながら、光学系１１４が幾つかの光学素子、特に幾つかのレンズを備えることができることは当業者には明らかである。反射面１２０又は単に平面１２０は、この場合には薄いガラス板として構成される。反射面１２０は、干渉計１００の測定位置内に、すなわち、そうでなければ、測定される対象物、例えば、目が配置されることになる場所に配置される。しかしながら、反射面１２０は必ずしも測定位置に配置される必要はなく、光学系１１４内に、又は傾動ミラー１１１と光学系１１４との間に配置することもできることは当業者には明らかである。反射面１２０に対する法線を、光学系１１４から出現する測定ビームに対して５ｍｒａｄの角度だけ旋回させる。ただし、その角度は、その描写において縮尺どおりに再現されない。ここで検討される１次元の事例では、傾動ミラー１１１及び反射面１２０は平行な旋回軸を有する。実用上有意義である２次元の事例では、軸は、それぞれｘ方向及びｙ方向に向けられることが好ましいが、必須ではない。
【００８０】
反射面１２０の角度は、測定ビーム１１２．１の十分な割合が、反射面１２０において、光学系１１４から出現する測定ビーム１１２．１の方向に反射して戻されるか、又は散乱ように選択される。このようにして、反射された測定ビーム１１２．１は、光学系１１４及び傾動ミラー１１１を経由し、ビームスプリッター１０２を介して測定アーム１１０に沿って検出器１０３まで戻される。
【００８１】
ここで、傾動ミラー１１１が第１の位置１１１．１から第２の位置１１１．２に傾けられる場合には、反射された第２の測定ビーム１１２．２は、第１の測定ビーム１１２．１に対して横方向に変位するようにして光学系１１４から出現する。第２の測定ビーム１１２．２は、光学系１１４と反射面１２０との間に平行に延在する。実際には、平行性からの偏差が生じるが、これらは、本較正方法によって修正することができるか、少なくとも定量化することができる。また、第２の測定ビーム１１２．２も反射面１２０によって反射されて、光学系１１４から出現する第２の測定ビーム１１２．２の方向に戻され、それにより検出器１０３に進む。
【００８２】
図２は、図１からの詳細を示しており、傾けられた反射面１２０とともに測定位置を含む。較正方法のために、反射面１２０の傾斜角１２１が規定されると仮定される。ここで、第１の測定ビーム１１２．１及び第２の測定ビーム１１２．２の２つの被測定距離並びに傾斜角１２１から、２つの測定ビーム間の横方向間隔１１３を外挿することができる。このようにして、傾動ミラー１１１によって、測定ビーム偏向を較正することができる。
【００８３】
較正のために使用される平面は、種々の形態において存在することができる。第一に、これらの平面は干渉計内に設置することができ、例えば、ビーム経路の中に導入可能である。第二に、それらの平面は、必要に応じて、較正体又は試験体３００としてビーム経路の中に挿入することができる個別の器具内に存在することができる。
【００８４】
図３は、試験体２００の第１の実施形態の概略図を示す。その試験体は、この場合には、傾斜軸２２１を有する第１の平面２２０を有し、平面２２０は傾斜軸２２１の周りで傾けることができる。その平面の第１の位置２２０．１は実線で示されており、その平面の第２の位置２２０．２は破線で示されており、その位置は平面２２０を傾けることによって達成される。本試験体において、この第１の平面は、電気モーターを備える駆動装置２２２によって傾けられる。試験体は、固定されるように配置される第２の平面２２３を更に備え、第２の平面２２３は、この場合には、測定ビーム軸２２４に対して平行な法線を有する。この事例では、平面２２０は、測定ビームが第２の平面２２３にも達することができるように、両面において部分的に透過性であるように構成される。
【００８５】
第２の平面２２３をなしで済ますことも可能であることは当業者には明らかである。この場合、第１の平面２２０は、測定ビーム２２４が平面２２０によって実質的に完全に反射されることが可能であるように、非透過性に構成することもできる。さらに、２つ以上の傾動可能な平面を設けることもでき、これらの平面は、駆動装置によって、個別に、又は一緒に傾動可能である。また、固定されるように配置される更なる平面を設けることもできる。
【００８６】
この場合、試験体２００は、干渉計内に永久に組み付けることを意図しているため、明確なハウジングは有しない。そのため、ハウジングは必要であるとは限らない。しかしながら、代替的には、試験体２００は、必要に応じて、干渉計のビーム経路の中に挿入されるように構成することもできる。
【００８７】
特に好ましい変形形態では、試験体内に複数の平面が固定されるように配置され、それにより、コスト効率の良い、正確な試験体が達成される。
【００８８】
図４は、第２の実施形態におけるそのような試験体３００の概略図を示しており、その試験体は、必要に応じて、干渉計１００の測定位置に挿入することができる。この試験体３００は、干渉計１００のビーム経路上の異なる点に挿入されるように構成することもできる。
【００８９】
試験体３００は、実質的に立方体状のハウジング３０１を備え、４つの平面３１０、３２０、３３０、３４０が、全ての平面に測定ビーム３０２が達するように配置される。第１の平面３１０は、第１の透過性又は開放ハウジング面に対して平行に配置される。第４の平面３４０は同様に、第１のハウジング面に対して平行に配置される。第１の平面と第４の平面３４０との間に配置されるのは、２つの傾けられた平面３２０、３３０である。第２の平面はｙ軸の周りで傾けられ、第３の平面３３０はｘ軸の周りで傾けられ、一方、測定ビーム３０２は、試験体３００をｚ方向に通り抜ける。傾斜角は、この場合、３ｍｒａｄであり、その角度は縮尺どおりに示されない。
【００９０】
まとめると、本発明によれば、干渉計を正確に、かつ効率的に較正できるようにする方法がもたらされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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