JP2003516531A - 可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置 - Google Patents
可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置Info
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Abstract
(57)【要約】
可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置が提供される。光学マッピング装置は物体、特に眼における横画像を表示できる。装置は異なる奥行き解像力を有する二つあるいはそれより多い画像、あるいはこれらの画像の組合せ、あるいは可変奥行き解像力を有する一つのみの画像を分配できる。またOCT画像が眼のレンズの背面における湾曲に対して補正される、可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置が提供される。
Description
【0001】
(技術分野)
本発明は生物学的検査、詳細には、これには限らないが眼の網膜マッピングへ
の応用可能性を有する、可変奥行き解像力を有する画像、および/または異なる
物体からの異なる奥行き解像力を有する重畳画像を供給するのに使用可能な光学
コヒーレンストモグラフィー装置および方法に関する。
の応用可能性を有する、可変奥行き解像力を有する画像、および/または異なる
物体からの異なる奥行き解像力を有する重畳画像を供給するのに使用可能な光学
コヒーレンストモグラフィー装置および方法に関する。
【0002】
(背景技術)
本説明では物体とは主として眼のことをいう。これは単に説明を助けるやり方
と理解すべきであり、本発明の応用を制限するものと理解すべきではない。「眼
」について述べられる場合に、その代わりに、より一般的な透明かつ散乱性の物
体にねらいを定めてもよい。
と理解すべきであり、本発明の応用を制限するものと理解すべきではない。「眼
」について述べられる場合に、その代わりに、より一般的な透明かつ散乱性の物
体にねらいを定めてもよい。
【0003】
眼底検査に関して、視覚科学者および眼科医は走査レーザ検眼鏡(SLO)を
用いており、これは共焦点結像系である。奥行き解像力における最近の進歩は光
学コヒーレンストモグラフィー(OCT)によりもたらされ、これはこの場合の
限界が眼によってではなく光源のコヒーレンス長により設定されるのでずっと良
好な奥行き解像力を達成する潜在能力を有している(スーパールミネッセントダ
イオードおよびモードロックレーザは最近ではそれぞれ20μmおよび50μm
以下のコヒーレンス長をもつものが入手可能である)。
用いており、これは共焦点結像系である。奥行き解像力における最近の進歩は光
学コヒーレンストモグラフィー(OCT)によりもたらされ、これはこの場合の
限界が眼によってではなく光源のコヒーレンス長により設定されるのでずっと良
好な奥行き解像力を達成する潜在能力を有している(スーパールミネッセントダ
イオードおよびモードロックレーザは最近ではそれぞれ20μmおよび50μm
以下のコヒーレンス長をもつものが入手可能である)。
【0004】
しかしながら、コヒーレンス長が短いためにOCT横画像は網膜の断片を示す
に過ぎず、解釈が困難である。さらに眼のレンズの背面における網膜の湾曲によ
り、また走査された光線の角度による光路変化により、走査視野角が6°以上の
場合、OCT横画像は検査される視野の端部が円弧となる。例えば焦点距離2c
mの眼レンズに対してコヒーレンス平面は円弧の形に湾曲し、その場合±3°の
最大角度変差において平面からの距離は70μmであり、これは市販のスーパー
ルミネッセントダイオードの大部分のコヒーレンス長よりもずっと大きい。これ
らの横画像はOCTにより眼底からサンプリングされた断片が眼底カメラにより
生み出された眼底画像あるいはSLO画像と通信するように独自に配置される場
合にのみ眼科医に有用である。そのような通信は検査中の眼の不注意な動きによ
り実行するのがより困難でさえある。
に過ぎず、解釈が困難である。さらに眼のレンズの背面における網膜の湾曲によ
り、また走査された光線の角度による光路変化により、走査視野角が6°以上の
場合、OCT横画像は検査される視野の端部が円弧となる。例えば焦点距離2c
mの眼レンズに対してコヒーレンス平面は円弧の形に湾曲し、その場合±3°の
最大角度変差において平面からの距離は70μmであり、これは市販のスーパー
ルミネッセントダイオードの大部分のコヒーレンス長よりもずっと大きい。これ
らの横画像はOCTにより眼底からサンプリングされた断片が眼底カメラにより
生み出された眼底画像あるいはSLO画像と通信するように独自に配置される場
合にのみ眼科医に有用である。そのような通信は検査中の眼の不注意な動きによ
り実行するのがより困難でさえある。
【0005】
OCTにより提供される画像と違って眼底カメラおよびSLOにより提供され
る画像はずっと粗い奥行き解像力を有し、網膜の全体模様を示す。今のところS
LOとOCTの奥行き解像力比は10以上であり、OCTの奥行き解像力は調整
不可である。このことはOCTとSLOの画像の見かけを非常に違ったものとし
、それらの比較は実際的ではない。SLOは少なくとも10年間は用いられてお
り眼の診断に広く使用されてきたがOCTは検査眼科学においては新しい道具で
ある。
る画像はずっと粗い奥行き解像力を有し、網膜の全体模様を示す。今のところS
LOとOCTの奥行き解像力比は10以上であり、OCTの奥行き解像力は調整
不可である。このことはOCTとSLOの画像の見かけを非常に違ったものとし
、それらの比較は実際的ではない。SLOは少なくとも10年間は用いられてお
り眼の診断に広く使用されてきたがOCTは検査眼科学においては新しい道具で
ある。
【0006】
OCT横画像の解釈を助け、診断に関する大量のデータベースが作り出されて
きたSLO画像との比較を容易にする手続きの必要性が存在する。
きたSLO画像との比較を容易にする手続きの必要性が存在する。
【0007】
1999年11月2日発行のPODOLEANU他の米国特許第597569
7号はこれに関して一定の教示を共にしている。しかしながら、この特許は具体
的、かつ詳細には干渉計からの光学出力を横に走査するラスタスキャン手段と、
光検出された信号を復調する、ラスタスキャナに連結された解析手段とを要する
光学マッピング装置を指向している。
7号はこれに関して一定の教示を共にしている。しかしながら、この特許は具体
的、かつ詳細には干渉計からの光学出力を横に走査するラスタスキャン手段と、
光検出された信号を復調する、ラスタスキャナに連結された解析手段とを要する
光学マッピング装置を指向している。
【0008】
(発明の開示)
本発明はファイバー化された干渉計とバルクの干渉計のグループから選ばれた
干渉計を備えた可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置を提供し、この干
渉計はそれぞれ物体位置と参照反射器アセンブリーに通じる第1の光路と第2の
光路を備える。走査手段は走査手段から物体位置に位置する物体に光学ビームを
送るインターフェース光学系と共に所定範囲にわたり干渉計からの光学出力を横
に走査し、第1の光路に沿って物体から反射および散乱されて戻された光学出力
を干渉計に伝達するために設けられる。第1の光路と第2の光路の少なくとも一
方を変更して強度変調あるいは位相変調あるいは強度変調と位相変調をもたらす
手段と共に、戻された光学出力の少なくとも部分を参照反射器アセンブリーに向
ける手段が光学マッピング手段に含まれる。光学マッピング装置は少なくとも第
2の光路長を一斉に、あるいは横走査手段に同期したペースで連続的に変更する
手段も含む。
干渉計を備えた可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置を提供し、この干
渉計はそれぞれ物体位置と参照反射器アセンブリーに通じる第1の光路と第2の
光路を備える。走査手段は走査手段から物体位置に位置する物体に光学ビームを
送るインターフェース光学系と共に所定範囲にわたり干渉計からの光学出力を横
に走査し、第1の光路に沿って物体から反射および散乱されて戻された光学出力
を干渉計に伝達するために設けられる。第1の光路と第2の光路の少なくとも一
方を変更して強度変調あるいは位相変調あるいは強度変調と位相変調をもたらす
手段と共に、戻された光学出力の少なくとも部分を参照反射器アセンブリーに向
ける手段が光学マッピング手段に含まれる。光学マッピング装置は少なくとも第
2の光路長を一斉に、あるいは横走査手段に同期したペースで連続的に変更する
手段も含む。
【0009】
本発明の一つの実施例においては干渉計は放射光源あるいは可変コヒーレンス
長を有する光源により作動される。装置はさらに物体に伝達された光学ビームを
表す信号と参照反射器アセンブリーからの出力信号とを比較して復調しかつ干渉
計からの出力信号を作り出す、走査手段に連結された比較器あるいは解析手段を
備える。最後に干渉計からの出力信号に基づいて物体の少なくとも部分の画像を
表示あるいは記憶する手段が設けられる。
長を有する光源により作動される。装置はさらに物体に伝達された光学ビームを
表す信号と参照反射器アセンブリーからの出力信号とを比較して復調しかつ干渉
計からの出力信号を作り出す、走査手段に連結された比較器あるいは解析手段を
備える。最後に干渉計からの出力信号に基づいて物体の少なくとも部分の画像を
表示あるいは記憶する手段が設けられる。
【0010】
本発明の別の実施例は可変焦点奥行きを有する共焦点光学受光器と、物体位置
に位置する物体から戻された光を共焦点受光器に内部的に向ける光学分割器とを
含む光学マッピング装置を提供する。走査手段からの光学ビームを物体に送り、
かつ物体から反射され、また散乱された光学出力ビームを、走査手段を介して光
学分割器に送り、また光学分割器から干渉計および共焦点受光器の両方に光学分
割器により決定される比率で送るインターフェース光学系と共に、所定の範囲に
わたり干渉計からの光学出力を横に走査する走査手段が設けられる。第1の光路
と第2の光路の少なくとも一方を変更して強度変調あるいは位相変調あるいは強
度変調と位相変調をもたらす手段が設けられる。少なくとも第2の光路を走査手
段に同期したペースで段階的あるいは連続的に変更する手段も設けられる。
に位置する物体から戻された光を共焦点受光器に内部的に向ける光学分割器とを
含む光学マッピング装置を提供する。走査手段からの光学ビームを物体に送り、
かつ物体から反射され、また散乱された光学出力ビームを、走査手段を介して光
学分割器に送り、また光学分割器から干渉計および共焦点受光器の両方に光学分
割器により決定される比率で送るインターフェース光学系と共に、所定の範囲に
わたり干渉計からの光学出力を横に走査する走査手段が設けられる。第1の光路
と第2の光路の少なくとも一方を変更して強度変調あるいは位相変調あるいは強
度変調と位相変調をもたらす手段が設けられる。少なくとも第2の光路を走査手
段に同期したペースで段階的あるいは連続的に変更する手段も設けられる。
【0011】
この代案において、干渉計は放射光源あるいはコヒーレンス長可変光源により
作動される。装置はさらに物体に伝達された光学ビームを表す信号と共焦点受光
器からの出力信号とを比較して復調しかつ干渉計からの出力信号を作り出す、走
査手段に連結された比較器あるいは解析手段を備える。また干渉計と共焦点受光
器により作り出されたそれぞれの画像を同時に表示する手段と共に、干渉計によ
り作り出された画像と、共焦点受光器により作り出された画像を処理する手段が
設けられる。
作動される。装置はさらに物体に伝達された光学ビームを表す信号と共焦点受光
器からの出力信号とを比較して復調しかつ干渉計からの出力信号を作り出す、走
査手段に連結された比較器あるいは解析手段を備える。また干渉計と共焦点受光
器により作り出されたそれぞれの画像を同時に表示する手段と共に、干渉計によ
り作り出された画像と、共焦点受光器により作り出された画像を処理する手段が
設けられる。
【0012】
本発明のまた別の実施例において、干渉計はファイバー化された干渉計とバル
クの干渉計を含むグループから選択される。干渉計は、それぞれ物体位置と参照
反射器アセンブリーに通じる第1の光路と第2の光路を備える。第1の光路ある
いは第2の光路のどちらかに置かれたときに光源の相関関数を拡大させる光学要
素が設けられる。走査手段からの光学ビームを物体位置にある物体に送り、かつ
物体から反射され、また散乱された、戻された光学出力ビームを第1の光路に沿
って干渉計に送るインターフェース光学系と共に、所定の範囲にわたり干渉計か
らの光学出力を横に走査する走査手段が設けられる。戻された光学ビームの少な
くとも一部を反射器アセンブリーに向ける手段が設けられ、また第1の光路と第
2の光路の少なくとも一方を変更して強度変調あるいは位相変調あるいは強度変
調と位相変調をもたらす手段を備える。
クの干渉計を含むグループから選択される。干渉計は、それぞれ物体位置と参照
反射器アセンブリーに通じる第1の光路と第2の光路を備える。第1の光路ある
いは第2の光路のどちらかに置かれたときに光源の相関関数を拡大させる光学要
素が設けられる。走査手段からの光学ビームを物体位置にある物体に送り、かつ
物体から反射され、また散乱された、戻された光学出力ビームを第1の光路に沿
って干渉計に送るインターフェース光学系と共に、所定の範囲にわたり干渉計か
らの光学出力を横に走査する走査手段が設けられる。戻された光学ビームの少な
くとも一部を反射器アセンブリーに向ける手段が設けられ、また第1の光路と第
2の光路の少なくとも一方を変更して強度変調あるいは位相変調あるいは強度変
調と位相変調をもたらす手段を備える。
【0013】
本発明の代案において、干渉計は広帯域光源と可変コヒーレンス長を有する光
源から成るグループから選択された光源により作動される。装置はさらに物体に
伝達された光学ビームを表す信号を参照反射器アセンブリーからの出力信号と比
較して復調しかつ干渉計からの出力信号を作り出す、走査手段に連結された比較
器あるいは解析手段を備える。第1の光路あるいは第2の光路長を横走査手段に
同期したペースで段階的あるいは連続的に変更するための縦走査手段が設けられ
る。干渉計からの出力信号に基づいて物体の少なくとも部分の画像を表示あるい
は記憶する手段も設けられる。
源から成るグループから選択された光源により作動される。装置はさらに物体に
伝達された光学ビームを表す信号を参照反射器アセンブリーからの出力信号と比
較して復調しかつ干渉計からの出力信号を作り出す、走査手段に連結された比較
器あるいは解析手段を備える。第1の光路あるいは第2の光路長を横走査手段に
同期したペースで段階的あるいは連続的に変更するための縦走査手段が設けられ
る。干渉計からの出力信号に基づいて物体の少なくとも部分の画像を表示あるい
は記憶する手段も設けられる。
【0014】
本発明のさらなる実施例は少なくとも複数の干渉計を備える。干渉計のそれぞ
れは物体に通じる少なくとも部分的に共通の第1の光路と、各干渉計に対する個
々の第2の光路とを備え、第2の光路のそれぞれは個々の参照反射器アセンブリ
ーに通じる。少なくとも第2の光路の一つに置かれたときに光源の相関関数を拡
大させる装置が少なくとも設けられる。走査手段からの光学ビームを物体位置に
位置する物体に送り、かつ第1の光路に沿って物体から反射されまた散乱された
光学出力ビームを干渉計に送るインターフェース光学系と共に、所定の範囲にわ
たり干渉計からの光学出力を横に走査する走査手段が設けられる。戻された光学
出力ビームの少なくとも一部を参照反射器アセンブリーに向ける手段が設けられ
、また第1の光路と第2の光路の少なくとも一方を変更して強度変調あるいは位
相変調あるいは強度変調と位相変調をもたらす手段が設けられる。
れは物体に通じる少なくとも部分的に共通の第1の光路と、各干渉計に対する個
々の第2の光路とを備え、第2の光路のそれぞれは個々の参照反射器アセンブリ
ーに通じる。少なくとも第2の光路の一つに置かれたときに光源の相関関数を拡
大させる装置が少なくとも設けられる。走査手段からの光学ビームを物体位置に
位置する物体に送り、かつ第1の光路に沿って物体から反射されまた散乱された
光学出力ビームを干渉計に送るインターフェース光学系と共に、所定の範囲にわ
たり干渉計からの光学出力を横に走査する走査手段が設けられる。戻された光学
出力ビームの少なくとも一部を参照反射器アセンブリーに向ける手段が設けられ
、また第1の光路と第2の光路の少なくとも一方を変更して強度変調あるいは位
相変調あるいは強度変調と位相変調をもたらす手段が設けられる。
【0015】
本実施例においては少なくとも二つの干渉計のそれぞれが広帯域光源あるいは
10μmから300μmの範囲の可変コヒーレンス長を有する光源から成る光源
により作動される。装置はさらに物体に伝達された光学ビームを表す信号と個々
の参照反射器アセンブリーからの出力信号と比較して復調し、かつ干渉計のそれ
ぞれからの出力を作り出す、走査手段に連結された比較器あるいは解析手段を備
える。縦走査手段が各干渉計における第1あるいは第2の光路長を横走査手段に
同期したペースで段階的あるいは連続的に同時に変更するために設けられ、各干
渉計からの出力信号に基づいて物体の少なくとも部分の二つの画像を表示あるい
は記憶する手段が設けられる。
10μmから300μmの範囲の可変コヒーレンス長を有する光源から成る光源
により作動される。装置はさらに物体に伝達された光学ビームを表す信号と個々
の参照反射器アセンブリーからの出力信号と比較して復調し、かつ干渉計のそれ
ぞれからの出力を作り出す、走査手段に連結された比較器あるいは解析手段を備
える。縦走査手段が各干渉計における第1あるいは第2の光路長を横走査手段に
同期したペースで段階的あるいは連続的に同時に変更するために設けられ、各干
渉計からの出力信号に基づいて物体の少なくとも部分の二つの画像を表示あるい
は記憶する手段が設けられる。
【0016】
本発明の実施例はシステムに用いられる最大帯域幅の光源で達成可能な最小値
から、異なる奥行き解像力をもつ連続する、あるいは同時の画像を供給する共焦
点走査システムの奥行き解像力を超える値まで可変の奥行き解像力を有する独特
なOCTシステムと、同一の集光光学系を共有するOCTおよび光学共焦点シス
テムを含む装置と、それぞれがシステムに使用される最大帯域幅の光源で達成可
能な最小値から、共焦点走査システムの奥行き解像力を超える値までの範囲をカ
バーする、異なる奥行き解像力を有する独立なOCT画像を作り出す二つあるい
はそれ以上のOCTを含む装置とを提供する。
から、異なる奥行き解像力をもつ連続する、あるいは同時の画像を供給する共焦
点走査システムの奥行き解像力を超える値まで可変の奥行き解像力を有する独特
なOCTシステムと、同一の集光光学系を共有するOCTおよび光学共焦点シス
テムを含む装置と、それぞれがシステムに使用される最大帯域幅の光源で達成可
能な最小値から、共焦点走査システムの奥行き解像力を超える値までの範囲をカ
バーする、異なる奥行き解像力を有する独立なOCT画像を作り出す二つあるい
はそれ以上のOCTを含む装置とを提供する。
【0017】
好ましい実施例に関して、測定は眼の画像形成において一つの特定の応用を有
する生物学的標本における、より具体的には網膜画像形成用の、非破壊断面画像
形成に関係する。
する生物学的標本における、より具体的には網膜画像形成用の、非破壊断面画像
形成に関係する。
【0018】
本発明の特性であると思われる新しい特徴はその構造、構成、使用および操作
方法についてそのさらなる目的および利点と共に以下の図面からよりよく理解で
きるであろう。そして、そこでは本発明の現在好ましい実施例が例として示され
る。しかしながら、図面は図示と説明のみを目的としており、また本発明の限定
の定義として意図されたものでないことは言うまでもない。本発明の実施例は以
下の付図と連携して例として説明される。
方法についてそのさらなる目的および利点と共に以下の図面からよりよく理解で
きるであろう。そして、そこでは本発明の現在好ましい実施例が例として示され
る。しかしながら、図面は図示と説明のみを目的としており、また本発明の限定
の定義として意図されたものでないことは言うまでもない。本発明の実施例は以
下の付図と連携して例として説明される。
【0019】
(発明を実施するための最良の形態)
種々の図において同一の構成部品は理解を容易にするために同一の数字により
示される。
示される。
【0020】
光ファイバーが用いられる場合、これは例に過ぎず、バルクでの実施も同様に
可能であり、その場合、ファイバー化された構成部品を用いる例中の個々の要素
は光路により、またカプラーは平板ビームスプリッタにより置き換えられること
はいうまでもない。
可能であり、その場合、ファイバー化された構成部品を用いる例中の個々の要素
は光路により、またカプラーは平板ビームスプリッタにより置き換えられること
はいうまでもない。
【0021】
OCTを実行する装置40のファイバーおよびバルクでの実施はそれぞれ図1
A,1Bに示され、その場合光源50は広帯域であり光学カプラー(ビームスプ
リッタ)44に結合される。光源は個々の物体が検査されるのに適した中心波長
を有する。眼の検査に対しては800〜900nmのような近赤外の波長が選択
される。広帯域光源50は例えば既知技術により最大の帯域幅と最小のスペクト
ルリップルを作り出すように組合された一つあるいはそれ以上の発光ダイオード
、スーパールミネッセントダイオード、電球あるいは短パルスレーザであってよ
い。
A,1Bに示され、その場合光源50は広帯域であり光学カプラー(ビームスプ
リッタ)44に結合される。光源は個々の物体が検査されるのに適した中心波長
を有する。眼の検査に対しては800〜900nmのような近赤外の波長が選択
される。広帯域光源50は例えば既知技術により最大の帯域幅と最小のスペクト
ルリップルを作り出すように組合された一つあるいはそれ以上の発光ダイオード
、スーパールミネッセントダイオード、電球あるいは短パルスレーザであってよ
い。
【0022】
カプラー(ビームスプリッタ)44により受光された光はガルバノメータスキ
ャナ、ポリゴンミラー、共振スキャナ、音響光学変調器、回転あるいは振動プリ
ズム等の既知技術の手段を含む標本走査アセンブリー10に通じる第1の光ファ
イバー光路(あるいは自由空間路)4に分割される。スキャナヘッドは発生器3
4により生ずる三角波、鋸歯状波あるいはDC電圧の制御下にある。カプラー(
ビームスプリッタ)44、ファイバー(光路)41の第2の光学出力は合焦要素
75に通じ、また並進ステージ48に取り付けられた参照反射アセンブリー46
に通じる。参照光路を変更する他の手段が、周知の光学装置と構成部品の形式で
、あるいは一つのファイバーから光を受光し、また別のファイバーを経由してO
CTにそれを送り返すのに適した配置のガルバノメータミラー、レンズおよびミ
ラーに基づく図21、22あるいは23に示す配置を用いることにより使用する
ことができる。参照アセンブリー46により反射された光は合焦光学要素77、
ファイバー(光路)43を経由して第2のカプラー(ビームスプスプリッタ)4
2に注入され、そこではカプラー(ビームスプリッタ)42がファイバー(光路
)5を経由してカプラー(ビームスプリッタ)44に結合される。カプラー(ビ
ームスプスプリッタ)42の出力は光検出器402,404に当てられこの出力
は差動増幅器45の入力に結合される。50%の結合比を有するカプラー(ビー
ムスプリッタ)42に対して理想的なバランス検出技術が実行される。
ャナ、ポリゴンミラー、共振スキャナ、音響光学変調器、回転あるいは振動プリ
ズム等の既知技術の手段を含む標本走査アセンブリー10に通じる第1の光ファ
イバー光路(あるいは自由空間路)4に分割される。スキャナヘッドは発生器3
4により生ずる三角波、鋸歯状波あるいはDC電圧の制御下にある。カプラー(
ビームスプリッタ)44、ファイバー(光路)41の第2の光学出力は合焦要素
75に通じ、また並進ステージ48に取り付けられた参照反射アセンブリー46
に通じる。参照光路を変更する他の手段が、周知の光学装置と構成部品の形式で
、あるいは一つのファイバーから光を受光し、また別のファイバーを経由してO
CTにそれを送り返すのに適した配置のガルバノメータミラー、レンズおよびミ
ラーに基づく図21、22あるいは23に示す配置を用いることにより使用する
ことができる。参照アセンブリー46により反射された光は合焦光学要素77、
ファイバー(光路)43を経由して第2のカプラー(ビームスプスプリッタ)4
2に注入され、そこではカプラー(ビームスプリッタ)42がファイバー(光路
)5を経由してカプラー(ビームスプリッタ)44に結合される。カプラー(ビ
ームスプスプリッタ)42の出力は光検出器402,404に当てられこの出力
は差動増幅器45の入力に結合される。50%の結合比を有するカプラー(ビー
ムスプリッタ)42に対して理想的なバランス検出技術が実行される。
【0023】
ファイバー(光路)4とファイバー(光路)5は走査ヘッド10およびインタ
ーフェース光学系12と共に物体信号を戻す物体光路を定める。走査ヘッド10
はSLO技術あるいは一般のラスタ走査システムにおいて既知の構成でレンズお
よび/またはミラー等の光学要素により分離された二つの部分に分割でき、その
場合走査ヘッド10とインターフェース光学系12は一つのブロックとして互い
に重畳されるが、ここでは便宜上別々に表される。ファイバー(光路)41、ア
センブリー46およびファイバー(光路)43は参照光路を構成し、参照信号が
通る。参照光路と物体光路間の光路差(OPD)が光源50のコヒーレンス長よ
り小さい場合、物体信号は光学カプラー(ビームスプリッタ)42において参照
信号と干渉する。
ーフェース光学系12と共に物体信号を戻す物体光路を定める。走査ヘッド10
はSLO技術あるいは一般のラスタ走査システムにおいて既知の構成でレンズお
よび/またはミラー等の光学要素により分離された二つの部分に分割でき、その
場合走査ヘッド10とインターフェース光学系12は一つのブロックとして互い
に重畳されるが、ここでは便宜上別々に表される。ファイバー(光路)41、ア
センブリー46およびファイバー(光路)43は参照光路を構成し、参照信号が
通る。参照光路と物体光路間の光路差(OPD)が光源50のコヒーレンス長よ
り小さい場合、物体信号は光学カプラー(ビームスプリッタ)42において参照
信号と干渉する。
【0024】
干渉を最大にするために干渉計内の偏光が偏光制御器装置(図示せず)を用い
て調整される。
て調整される。
【0025】
図1Bに示すバルクに関して、光源50には合焦要素756が必要であり、光
検出器402,404には合焦要素757,758が必要である。
検出器402,404には合焦要素757,758が必要である。
【0026】
図1Aに示すOCTにおいて光路43の光ファイバーは、正弦波発生器410
により与えられた電気信号に応じて振動して干渉検出を容易にするのに必要な位
相変調を生じる圧電結晶変換器あるいは作動器408の周りを包む。しかしなが
ら、位相変調器は参照光路あるいは物体光路のどこに配置されてもよい。ファイ
バー化された位相変調器、ファイバー伸張器あるいはバルク結晶等の位相変調の
他の手段も用いることができ、これらのバルク結晶はバルク版において図1Bに
示すように参照アセンブリー46において好みにより電気光学的、音響光学的あ
るいは磁気光学的変調器、あるいは反射ミラー等として用いられる。
により与えられた電気信号に応じて振動して干渉検出を容易にするのに必要な位
相変調を生じる圧電結晶変換器あるいは作動器408の周りを包む。しかしなが
ら、位相変調器は参照光路あるいは物体光路のどこに配置されてもよい。ファイ
バー化された位相変調器、ファイバー伸張器あるいはバルク結晶等の位相変調の
他の手段も用いることができ、これらのバルク結晶はバルク版において図1Bに
示すように参照アセンブリー46において好みにより電気光学的、音響光学的あ
るいは磁気光学的変調器、あるいは反射ミラー等として用いられる。
【0027】
代案として横スキャナヘッド10によりもたらされる変調が使用できる。
【0028】
本発明において参照光路によりもたらされるドップラーシフトは採用されず、
物体の横走査は縦走査よりずっと速い。横OCT画像を発生する場合、横ラスタ
が完了してから光路不均衡が進行されるか、あるいは光源のコヒーレンス長より
も小さいかあるいは数倍に過ぎないような低速度で、ラスタの初めにおける物体
の点とラスタの終わりにおける物体の点との間の光路不均衡が変化される。
物体の横走査は縦走査よりずっと速い。横OCT画像を発生する場合、横ラスタ
が完了してから光路不均衡が進行されるか、あるいは光源のコヒーレンス長より
も小さいかあるいは数倍に過ぎないような低速度で、ラスタの初めにおける物体
の点とラスタの終わりにおける物体の点との間の光路不均衡が変化される。
【0029】
さらに画像サイズが十分大きい場合、位相変調をもたらす補助的な装置の必要
性はなく、物体を横に走査することにより作り出される位相変調が採用される唯
一の変調であってもよい。
性はなく、物体を横に走査することにより作り出される位相変調が採用される唯
一の変調であってもよい。
【0030】
OCT画像は目標上のサンプリング関数の投影として生じる。目標プロファイ
ルのためサンプリング関数は目標内で変化し、従って生じた信号の周波数が変化
する。DCおよび低周波は、それらが低い横鮮明度に対応するので除去でき、そ
うすることにより低周波ノイズも除去できる。
ルのためサンプリング関数は目標内で変化し、従って生じた信号の周波数が変化
する。DCおよび低周波は、それらが低い横鮮明度に対応するので除去でき、そ
うすることにより低周波ノイズも除去できる。
【0031】
分散を防止するために(このことは相関プロファイルを拡大できる)、物体お
よび参照光路におけるガラス長は実質的に等しくされなければならないし、その
結果としてガラスの残留分散と物体の残留分散は、参照光路の任意の場所、例え
ば要素75,77とアセンブリー46との間、あるいはインターフェース光学系
12における物体光路中に置かれた適当な屈折率と分散性を有する光学材料の長
さを用いて既知技術手段により補正されるべきである。
よび参照光路におけるガラス長は実質的に等しくされなければならないし、その
結果としてガラスの残留分散と物体の残留分散は、参照光路の任意の場所、例え
ば要素75,77とアセンブリー46との間、あるいはインターフェース光学系
12における物体光路中に置かれた適当な屈折率と分散性を有する光学材料の長
さを用いて既知技術手段により補正されるべきである。
【0032】
OCT復調ブロック406は位相変調搬送波に対するバンドパスフィルタ、そ
の次に整流器およびローパスフィルタ、あるいは搬送波周波数の偶数倍あるいは
奇数倍に同調されたバンドパスフィルタ、次に個々の整流器およびローパスフィ
ルタおよび合算器(summator)(図示せず)、また信号振幅の直線、二乗あるい
は対数版を発生可能なプロセッサを使用する。
の次に整流器およびローパスフィルタ、あるいは搬送波周波数の偶数倍あるいは
奇数倍に同調されたバンドパスフィルタ、次に個々の整流器およびローパスフィ
ルタおよび合算器(summator)(図示せず)、また信号振幅の直線、二乗あるい
は対数版を発生可能なプロセッサを使用する。
【0033】
図2は本発明による眼科装置100の第1の実施例を模式的に示す。図2に示
すように装置100は適当なコヒーレンス長を有する光源500により作動され
るOCT干渉計40を備える。画像はフレーム取り込み装置、蓄積オシロスコー
プあるいは適当なプリンタ等の適当な表示装置19により表示および記録される
。表示装置19はコンピュータ32の制御の下にある。例えば300μm(市販
SLOの実際の奥行き解像力)より大きなコヒーレンス長を用いて現行のSLO
により提供されるのと同じ奥行き解像力を有するOCT横画像が得られる。次に
コヒーレンス長を小さくすることにより物体体積(網膜)におけるいくつかの特
徴の厚さを決定するために奥行き解像力が改善できる。本発明の種々の実施例に
よる、光源500のような可変コヒーレンス長を有する光源の種々の実施が図3
乃至図8に示される。
すように装置100は適当なコヒーレンス長を有する光源500により作動され
るOCT干渉計40を備える。画像はフレーム取り込み装置、蓄積オシロスコー
プあるいは適当なプリンタ等の適当な表示装置19により表示および記録される
。表示装置19はコンピュータ32の制御の下にある。例えば300μm(市販
SLOの実際の奥行き解像力)より大きなコヒーレンス長を用いて現行のSLO
により提供されるのと同じ奥行き解像力を有するOCT横画像が得られる。次に
コヒーレンス長を小さくすることにより物体体積(網膜)におけるいくつかの特
徴の厚さを決定するために奥行き解像力が改善できる。本発明の種々の実施例に
よる、光源500のような可変コヒーレンス長を有する光源の種々の実施が図3
乃至図8に示される。
【0034】
図3に示す可変コヒーレンス長を有する光源の一つの実施例は、一つの広帯域
光源55(一つ以上のランプ、SLDあるいはモードロックレーザ)と、より大
きなコヒーレンス長を有するもう一つの光源57(広帯域光源55の、あるいは
例えばそのスペクトル線幅を狭める光フィルタあるいは光フィルタセットを備え
たSLD等の広帯域光源55のコヒーレンス長よりおおきなコヒーレンス長を有
する単一モードレーザダイオード、あるいは別のタイプのレーザ)との二つの光
源の組合せを用いる。光学パワーが二つの光源のパワーに依存する適当な結合比
を有する電気的に制御された方向性カプラー62を経由して加えられ、ファイバ
ー3を経由してOCT40に分配される。カプラー62は駆動ユニット64の制
御の下でOCT40に送られる各場の寄与を切り替えかつ重み付けするのに用い
られる。あるいはビームスプリッタがカプラーの代わりに用いられ、その場合屈
折率適合ゲルは不要である。
光源55(一つ以上のランプ、SLDあるいはモードロックレーザ)と、より大
きなコヒーレンス長を有するもう一つの光源57(広帯域光源55の、あるいは
例えばそのスペクトル線幅を狭める光フィルタあるいは光フィルタセットを備え
たSLD等の広帯域光源55のコヒーレンス長よりおおきなコヒーレンス長を有
する単一モードレーザダイオード、あるいは別のタイプのレーザ)との二つの光
源の組合せを用いる。光学パワーが二つの光源のパワーに依存する適当な結合比
を有する電気的に制御された方向性カプラー62を経由して加えられ、ファイバ
ー3を経由してOCT40に分配される。カプラー62は駆動ユニット64の制
御の下でOCT40に送られる各場の寄与を切り替えかつ重み付けするのに用い
られる。あるいはビームスプリッタがカプラーの代わりに用いられ、その場合屈
折率適合ゲルは不要である。
【0035】
通常SLOに使用される画角である40°以上の画像画面全体をカバーするた
めに、焦点距離2cmの眼のレンズの背面における波面の媒質湾曲(medium cur
vature)と光学神経層の高さを考慮して少なくとも300μmのコヒーレンス長
が必要であろう。図3の二つの光源は同一の中心波長を有し、コヒーレント光源
57のコヒーレンス長はファイバー端の反射(OCT40の干渉計がファイバー
型の場合、あるいは干渉計がバルク型の場合の光学バルク要素の表面からの他の
如何なる反射も)の検査体積内の特徴とのマッチングを防止するために制限され
ねばならない。光源500のコヒーレンス長はカプラー62に与えられる電場の
制御の下で調整可能である。二つの光源55,57により分配されたパワーを重
み付けして、システムに注入された全光場の等価コヒーレンス長は調整可能であ
る。実際二つの画像は、一方は光源55により狭い奥行き区分で、他方は光源5
7により大きな奥行き区分を用いて作り出される。第1のパワーを減らし、かつ
第2のパワーを増加することは広帯域光源で作り出された画像の背景から来る見
た目の特徴をもたらす効果を有する。
めに、焦点距離2cmの眼のレンズの背面における波面の媒質湾曲(medium cur
vature)と光学神経層の高さを考慮して少なくとも300μmのコヒーレンス長
が必要であろう。図3の二つの光源は同一の中心波長を有し、コヒーレント光源
57のコヒーレンス長はファイバー端の反射(OCT40の干渉計がファイバー
型の場合、あるいは干渉計がバルク型の場合の光学バルク要素の表面からの他の
如何なる反射も)の検査体積内の特徴とのマッチングを防止するために制限され
ねばならない。光源500のコヒーレンス長はカプラー62に与えられる電場の
制御の下で調整可能である。二つの光源55,57により分配されたパワーを重
み付けして、システムに注入された全光場の等価コヒーレンス長は調整可能であ
る。実際二つの画像は、一方は光源55により狭い奥行き区分で、他方は光源5
7により大きな奥行き区分を用いて作り出される。第1のパワーを減らし、かつ
第2のパワーを増加することは広帯域光源で作り出された画像の背景から来る見
た目の特徴をもたらす効果を有する。
【0036】
典型的には第1の光源55のコヒーレンス長は100μm以下でよく、また1
0μmから300μmの範囲で調整可能でもよい。
0μmから300μmの範囲で調整可能でもよい。
【0037】
本開示においては両方の光源により作られた累積OCT画像は縦ミラーシフト
なしに表示され、物体を横走査することによりもたらされた位相変調による帯域
幅、あるいは外部位相変調器により導入された位相変調周波数に同調された帯域
幅を通すために、両方の光源により作られた信号に対する独特のバンドパスフィ
ルタが用いられる。
なしに表示され、物体を横走査することによりもたらされた位相変調による帯域
幅、あるいは外部位相変調器により導入された位相変調周波数に同調された帯域
幅を通すために、両方の光源により作られた信号に対する独特のバンドパスフィ
ルタが用いられる。
【0038】
図4は可変コヒーレンス長を有する光源500の第2の実施例であり、そこで
はOCTシステム40に入力される収集ファイバー3をシフトかつ位置決めする
ためにマイクロメータ並進ステージ82が採用され、それによりそれぞれファイ
バー71,73を介して光源55,57の出力から、異なる強度の信号が収集さ
れる。
はOCTシステム40に入力される収集ファイバー3をシフトかつ位置決めする
ためにマイクロメータ並進ステージ82が採用され、それによりそれぞれファイ
バー71,73を介して光源55,57の出力から、異なる強度の信号が収集さ
れる。
【0039】
図5は光源500の代替え実施例を示し、適当な方向を向き、微細光学系要素
を備えた光源55,57の出力から、異なる強度の信号を収集してどちらの光源
にもファイバー3への十分な結合を保証するようにOCTシステム40に入力さ
れる収集ファイバー3をシフトし、かつ位置決めするためにマイクロメータ並進
ステージ82が採用される。同様に二つの光源55,57がステージ82の移動
方向に平行な線に配置された場合、ファイバー3は並進ステージ82の移動方向
に対し45°を向いたミラーと置き換えられ、これは両矢印により示される方向
に移動したときに二つの光源の出力ビームの全てあるいは部分を取り込む。
を備えた光源55,57の出力から、異なる強度の信号を収集してどちらの光源
にもファイバー3への十分な結合を保証するようにOCTシステム40に入力さ
れる収集ファイバー3をシフトし、かつ位置決めするためにマイクロメータ並進
ステージ82が採用される。同様に二つの光源55,57がステージ82の移動
方向に平行な線に配置された場合、ファイバー3は並進ステージ82の移動方向
に対し45°を向いたミラーと置き換えられ、これは両矢印により示される方向
に移動したときに二つの光源の出力ビームの全てあるいは部分を取り込む。
【0040】
図6は光源500の更に別の実施例の詳細を示し、電気的に調整可能なコヒー
レンスを有する特別な光源92(例えば異なる電極の駆動条件に依存してOCT
40に非常にコヒーレントな場を供給し、あるいはインコヒーレントな場を供給
できる多電極レーザダイオード)が用いられる。そのような多電極レーザダイオ
ードはSLD(広帯域光源)あるいは非常にコヒーレントなレーザ光源として振
舞うことができる。駆動装置94によりコヒーレンス長を変えるための電流ある
いは制御電圧の適当なセットが光源92の制御ピンを通過できる。光源のスペク
トルは小さな付帯するコヒーレントピークをもっていてもよい。そのような余分
なピークが存在する場合、それらはシステムの動作範囲より大きな距離に現れな
ければならない。網膜応用に対しては2mmが最小であり、普通固体レーザは幅
1mmのキャビティーを有し、これは2mmの相関ピークの繰り返しを生じる。
2mmより大きなキャビティー長を有するレーザ光源も使用できる。
レンスを有する特別な光源92(例えば異なる電極の駆動条件に依存してOCT
40に非常にコヒーレントな場を供給し、あるいはインコヒーレントな場を供給
できる多電極レーザダイオード)が用いられる。そのような多電極レーザダイオ
ードはSLD(広帯域光源)あるいは非常にコヒーレントなレーザ光源として振
舞うことができる。駆動装置94によりコヒーレンス長を変えるための電流ある
いは制御電圧の適当なセットが光源92の制御ピンを通過できる。光源のスペク
トルは小さな付帯するコヒーレントピークをもっていてもよい。そのような余分
なピークが存在する場合、それらはシステムの動作範囲より大きな距離に現れな
ければならない。網膜応用に対しては2mmが最小であり、普通固体レーザは幅
1mmのキャビティーを有し、これは2mmの相関ピークの繰り返しを生じる。
2mmより大きなキャビティー長を有するレーザ光源も使用できる。
【0041】
可変コヒーレンス長を有する光源500の別の実施例は図7に示され、そこで
は波長可変光源96がOCTにおける処理受信機の帯域幅より速い速度で波長変
更される。そのような速度はナノ秒あるいはナノ秒以下の範囲でよい。波長可変
光源96の一つの変形は多電極レーザダイオードあるいはDFBレーザを用いる
。この場合に関係する原理は合成されたコヒーレンスを有する光源の原理である
。駆動エレクトロニクス98は良好なOCT分割能力に必要なレベルで光源スペ
クトルを拡大するために非常に高速なパルスを与えることができる。300μm
から数mの等価コヒーレンス長がこの方法で得られる。装置の奥行き解像力は与
えられる変調パルスの振幅を変化することにより調整可能である。
は波長可変光源96がOCTにおける処理受信機の帯域幅より速い速度で波長変
更される。そのような速度はナノ秒あるいはナノ秒以下の範囲でよい。波長可変
光源96の一つの変形は多電極レーザダイオードあるいはDFBレーザを用いる
。この場合に関係する原理は合成されたコヒーレンスを有する光源の原理である
。駆動エレクトロニクス98は良好なOCT分割能力に必要なレベルで光源スペ
クトルを拡大するために非常に高速なパルスを与えることができる。300μm
から数mの等価コヒーレンス長がこの方法で得られる。装置の奥行き解像力は与
えられる変調パルスの振幅を変化することにより調整可能である。
【0042】
図8は可変コヒーレンス長を有する光源500の別の実施例を示し、そこでは
二つの光源55,57が二つの光源のパワーに依存する適当な結合比率を有する
方向性カプラー58を介して加算され、ファイバー3を経由してOCT40に分
配される。あるいはビームスプリッタは、光学出力を表している第3の実施例(
case 3)であるカプラー58の代わりに使用でき、屈折率適合ゲル59は不要で
ある。光源500のコヒーレンス長はノブ51の制御の下で調整可能である。そ
れぞれの光源の駆動装置54,56を介して調整される制御パラメータへの光源
のパワーの依存性は線形でも非線形でもよく、例えばSLDパワーの依存性は注
入電流に対して多少線形であり、一方レーザダイオードの依存性は非常に非線形
である。同じことが光源57として用いることができるコヒーレント光源の例と
してレーザダイオードのFWHMスペクトルに関しても言える。制御エレクトロ
ニクス52によりノブ51の回転角度範囲にわたり滑らかな関係、好ましくは線
形関係(あるいは応用または臨床使用に適しているとみなされるような関係)が
確実に実行され、かつ奥行き区分間隔がこのような関係で確実に調整されるよう
にする。また制御エレクトロニクスによりノブ51の各位置に対して、確実に、
出力3におけるパワーが一定でかつ眼科応用に関する網膜に対する安全値を超え
ないようにする。そのような応用に関してコヒーレンス長は広帯域光源55によ
り保証される最小値から少なくとも300マイクロメータまで調整可能でなけれ
ばならない。あるいは図3、4、5および8における光源55,57の一方ある
いは両方は図6および図7に示されたタイプのものであってもよい。
二つの光源55,57が二つの光源のパワーに依存する適当な結合比率を有する
方向性カプラー58を介して加算され、ファイバー3を経由してOCT40に分
配される。あるいはビームスプリッタは、光学出力を表している第3の実施例(
case 3)であるカプラー58の代わりに使用でき、屈折率適合ゲル59は不要で
ある。光源500のコヒーレンス長はノブ51の制御の下で調整可能である。そ
れぞれの光源の駆動装置54,56を介して調整される制御パラメータへの光源
のパワーの依存性は線形でも非線形でもよく、例えばSLDパワーの依存性は注
入電流に対して多少線形であり、一方レーザダイオードの依存性は非常に非線形
である。同じことが光源57として用いることができるコヒーレント光源の例と
してレーザダイオードのFWHMスペクトルに関しても言える。制御エレクトロ
ニクス52によりノブ51の回転角度範囲にわたり滑らかな関係、好ましくは線
形関係(あるいは応用または臨床使用に適しているとみなされるような関係)が
確実に実行され、かつ奥行き区分間隔がこのような関係で確実に調整されるよう
にする。また制御エレクトロニクスによりノブ51の各位置に対して、確実に、
出力3におけるパワーが一定でかつ眼科応用に関する網膜に対する安全値を超え
ないようにする。そのような応用に関してコヒーレンス長は広帯域光源55によ
り保証される最小値から少なくとも300マイクロメータまで調整可能でなけれ
ばならない。あるいは図3、4、5および8における光源55,57の一方ある
いは両方は図6および図7に示されたタイプのものであってもよい。
【0043】
図9は本発明による眼科機器を模式的に示し、そこでは図8において用いられ
たそれぞれの光源により作り出された二つの画像が同時に表示される。この目的
のために可変コヒーレンス長を有する前記光源における二つの光源が発生器65
1,652を用いて二つの異なる周波数で強度変調され、必要な画像帯域幅で信
号を分離するために、これら二つの周波数に同調された二つのバンドパスフィル
タ101,102が用いられる。
たそれぞれの光源により作り出された二つの画像が同時に表示される。この目的
のために可変コヒーレンス長を有する前記光源における二つの光源が発生器65
1,652を用いて二つの異なる周波数で強度変調され、必要な画像帯域幅で信
号を分離するために、これら二つの周波数に同調された二つのバンドパスフィル
タ101,102が用いられる。
【0044】
二つのバンドパスフィルタにより分配された信号はそれぞれ合算器24の入力
においてポテンショメータ27,29により重み付けされ、最終信号がフレーム
取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当なプリンタ等の適当な表示装置
19により表示かつ記録される。二つの信号はまた装置19に与えられてこれら
の信号の一方あるいは両方を、あるいはコンピュータ32の制御下で重み付けさ
れたその組合せを表示できる。
においてポテンショメータ27,29により重み付けされ、最終信号がフレーム
取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当なプリンタ等の適当な表示装置
19により表示かつ記録される。二つの信号はまた装置19に与えられてこれら
の信号の一方あるいは両方を、あるいはコンピュータ32の制御下で重み付けさ
れたその組合せを表示できる。
【0045】
代案として図9Aに示すように、表示装置19に重み付けされた信号を分配す
るために、制御ライン137によるコンピュータ32中のソフトウェアの制御下
で比較器135が合算器24とポテンショメータ27,29の代わりに用いるこ
ともできる。バンドパスフィルタ101と102からの二つの信号も前のように
表示装置19に分配される。
るために、制御ライン137によるコンピュータ32中のソフトウェアの制御下
で比較器135が合算器24とポテンショメータ27,29の代わりに用いるこ
ともできる。バンドパスフィルタ101と102からの二つの信号も前のように
表示装置19に分配される。
【0046】
実際比較器135は、以下の点においてそれがデジタルに動作するようなもの
であってもよい。すなわち、バンドパスフィルタ101,102からのアナログ
信号を取り込み、コンピュータ32からの信号入力の制御下で前記信号を操作し
、それにより二つのバンドパスフィルタ101,102から来る信号の強度に関
連する重み付けされた信号を調整あるいは変調するように重み付けされた信号が
コンピュータ32による操作制御(manipulative control)の下で作られる乗算
デジタル−アナログ変換器であってもよい。アナログ信号は次に表示装置19に
出力される。
であってもよい。すなわち、バンドパスフィルタ101,102からのアナログ
信号を取り込み、コンピュータ32からの信号入力の制御下で前記信号を操作し
、それにより二つのバンドパスフィルタ101,102から来る信号の強度に関
連する重み付けされた信号を調整あるいは変調するように重み付けされた信号が
コンピュータ32による操作制御(manipulative control)の下で作られる乗算
デジタル−アナログ変換器であってもよい。アナログ信号は次に表示装置19に
出力される。
【0047】
あるいは、コンピュータ32の制御の下で、比較器135内で、表示装置19
に与えられるアナログ出力を再度与えるアナログ乗算器が採用される。
に与えられるアナログ出力を再度与えるアナログ乗算器が採用される。
【0048】
比較器あるいは解析手段に関する以下の議論は、比較器135が言及される、
ここで述べられる全ての実施例にまさに関係する。
ここで述べられる全ての実施例にまさに関係する。
【0049】
比較器あるいは解析手段はそれに与えられるアナログ信号用の二つの入力と、
一つのアナログ出力とを含む。それはまたコンピュータから制御信号を受ける入
力を含む。比較器あるいは解析手段へ入力される二つのアナログ信号の少なくと
も一つを変換する少なくとも一つのアナログ−デジタル変換器、あるいは重み付
けされた出力信号を作り出すようにコンピュータの制御の下でデジタル操作する
解析手段がある。比較器あるいは解析手段はまた、少なくとも一つのアナログ−
デジタル変換器からの重み付けされた出力信号を二つのアナログ入力信号の他方
を表す信号と比較して、少なくとも重み付けされた出力信号と二つのアナログ入
力信号の他方を表す信号との関数である、比較器あるいは解析手段からの出力ア
ナログ信号を作り出す比較器を含む。
一つのアナログ出力とを含む。それはまたコンピュータから制御信号を受ける入
力を含む。比較器あるいは解析手段へ入力される二つのアナログ信号の少なくと
も一つを変換する少なくとも一つのアナログ−デジタル変換器、あるいは重み付
けされた出力信号を作り出すようにコンピュータの制御の下でデジタル操作する
解析手段がある。比較器あるいは解析手段はまた、少なくとも一つのアナログ−
デジタル変換器からの重み付けされた出力信号を二つのアナログ入力信号の他方
を表す信号と比較して、少なくとも重み付けされた出力信号と二つのアナログ入
力信号の他方を表す信号との関数である、比較器あるいは解析手段からの出力ア
ナログ信号を作り出す比較器を含む。
【0050】
あるいは、比較器あるいは解析手段は二つのアナログ入力信号を受信でき、ま
たコンピュータの制御の下で一つのアナログ出力信号を出力できる乗算デジタル
−アナログ変換器を含んでもよい。この場合それぞれのアナログ入力信号はデジ
タル信号に変換され、得られたデジタル信号の少なくとも一つがコンピュータの
制御の下で荷重係数を掛けられる。積信号は加算され、次にアナログ信号に変換
されてアナログ出力信号を作り出す。
たコンピュータの制御の下で一つのアナログ出力信号を出力できる乗算デジタル
−アナログ変換器を含んでもよい。この場合それぞれのアナログ入力信号はデジ
タル信号に変換され、得られたデジタル信号の少なくとも一つがコンピュータの
制御の下で荷重係数を掛けられる。積信号は加算され、次にアナログ信号に変換
されてアナログ出力信号を作り出す。
【0051】
また別の代案は二つの入力アナログ信号の少なくとも一つに作用しながらコン
ピュータ制御の下で1/n〜(n−1/n)x(作用される前の元の入力アナロ
グ信号)の範囲の値を有する乗算器積信号を作り出すように機能する少なくとも
一つのアナログ乗算器を含む比較器あるいは解析手段を備える。nは典型的には
2〜256の範囲の整数である。乗算器積信号を二つのアナログ信号の他方を表
す信号と比較して少なくとも一つの重み付けされた出力信号と、二つのアナログ
入力信号の他方を表す信号との関数である、比較器あるいは解析手段からの出力
アナログ信号を作り出すために比較器手段が設けられる。
ピュータ制御の下で1/n〜(n−1/n)x(作用される前の元の入力アナロ
グ信号)の範囲の値を有する乗算器積信号を作り出すように機能する少なくとも
一つのアナログ乗算器を含む比較器あるいは解析手段を備える。nは典型的には
2〜256の範囲の整数である。乗算器積信号を二つのアナログ信号の他方を表
す信号と比較して少なくとも一つの重み付けされた出力信号と、二つのアナログ
入力信号の他方を表す信号との関数である、比較器あるいは解析手段からの出力
アナログ信号を作り出すために比較器手段が設けられる。
【0052】
図10は本発明の第2の実施例による眼科機器を模式的に示す。図10に示す
ように装置100は広帯域光源50、あるいは可変コヒーレンス長付きの光源5
00により作動されるOCT干渉計40を備える。図2,10のそれぞれにおい
てOCTサンプルビーム4は、OCT干渉計がファイバー型ならファイバーでO
CT干渉計40から出力され、バルク型なら4は光学出力ビームである。OCT
サンプルビーム出力4は屈折あるいは反射光学要素等の光学要素6によりフォー
カスされ、ビームスプリッタ8によりビーム9に分割され、これは次にインター
フェース光学系12を介して2次元スキャナヘッド10により偏向されて物体に
13に対して横に走査する。図10において物体13は眼であり、ビームは眼の
レンズ15により網膜17にフォーカスされる。物体により反射および散乱され
て戻された光は一部は合焦要素6を介して集光されて光路4に戻され、一部はビ
ーム11となり、共焦点受光器(COR)20により集光される。OCT23に
より分配された信号とCORにより出力21において分配された信号は合算器2
4の入力においてそれぞれポテンショメータ27,29により重み付けされ、得
られた信号がフレーム取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当なプリン
タ等の適当な表示装置19により表示かつ記録される。装置19はコンピュータ
32の制御下にある。OCTとCORの信号も装置19に与えられ、これはコン
ピュータ32の制御の下でこれらの信号の一方あるいは両方を表示できる。画像
は線形あるいは対数スケールでグレーあるいは擬似カラーで符号化されたフォー
マットにより表示できる。OCTおよびCOR画像が別々に表示される場合、二
重表示能力を有する特別な装置19が必要である。
ように装置100は広帯域光源50、あるいは可変コヒーレンス長付きの光源5
00により作動されるOCT干渉計40を備える。図2,10のそれぞれにおい
てOCTサンプルビーム4は、OCT干渉計がファイバー型ならファイバーでO
CT干渉計40から出力され、バルク型なら4は光学出力ビームである。OCT
サンプルビーム出力4は屈折あるいは反射光学要素等の光学要素6によりフォー
カスされ、ビームスプリッタ8によりビーム9に分割され、これは次にインター
フェース光学系12を介して2次元スキャナヘッド10により偏向されて物体に
13に対して横に走査する。図10において物体13は眼であり、ビームは眼の
レンズ15により網膜17にフォーカスされる。物体により反射および散乱され
て戻された光は一部は合焦要素6を介して集光されて光路4に戻され、一部はビ
ーム11となり、共焦点受光器(COR)20により集光される。OCT23に
より分配された信号とCORにより出力21において分配された信号は合算器2
4の入力においてそれぞれポテンショメータ27,29により重み付けされ、得
られた信号がフレーム取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当なプリン
タ等の適当な表示装置19により表示かつ記録される。装置19はコンピュータ
32の制御下にある。OCTとCORの信号も装置19に与えられ、これはコン
ピュータ32の制御の下でこれらの信号の一方あるいは両方を表示できる。画像
は線形あるいは対数スケールでグレーあるいは擬似カラーで符号化されたフォー
マットにより表示できる。OCTおよびCOR画像が別々に表示される場合、二
重表示能力を有する特別な装置19が必要である。
【0053】
丁度図9Aの実施例にあるように、比較器135は図10Aに示すように制御
ライン137によるコンピュータ32の制御の下で信号21,23を比較し、重
み付けされた信号を表示装置19に分配するのに用いられる。
ライン137によるコンピュータ32の制御の下で信号21,23を比較し、重
み付けされた信号を表示装置19に分配するのに用いられる。
【0054】
図11は図10における本発明の実施例に関する共焦点受光器20の実施例を
示し、レンズ22,26が設けられ、ピンホール25がレンズ22,26の焦点
面に配置され、より簡単に実施してもよい場合はレンズ26は取り外される。レ
ンズ22、26を通ったあと、光は光検出器28により収集される。光検出され
た電流は増幅器30で増幅され、表示装置19の入力21に供給される。ピンホ
ール25、あるいはレンズ22,26の焦点距離と、それらレンズからピンホー
ル25までの距離を変更することにより異なる奥行き区分間隔が得られる。物体
が眼の場合、CORに対して300μmの解像力がえられ、その場合共焦点受光
器20、スプリッタ8はスキャナヘッド10およびインターフェース光学系12
と共にSLOとして作用する。開口25が最大に開いた場合、画像は断片化され
ずに連続的に見え、OCT画像と画素対画素の対応によりシーン全体がディスプ
レイを占める。その結果、図10の実施例が図11の共焦点受光器を備える場合
、奥行き区分間隔を調整する三つの可能性が存在する。第1の可能性は、広帯域
の光源50であれ可変コヒーレンス長の光源500であれ、用いられる光源と独
立な、CORにおける手段によりCOR画像の奥行き区分間隔を調整することに
ある。そのような調整は物体13が眼の場合、300μm以上に調整可能な奥行
き区分間隔を提供する。第2の可能性は光源500のコヒーレンス長を変化する
ことによりOCT画像の区分間隔を変更することにある。この場合OCT画像の
奥行き区分間隔は光源500の最小コヒーレンス長により与えられる最小値、例
えば10μmから光源500の最大コヒーレンス長、例えば300μmまで調整
可能であり、COR画像により与えられる間隔を補完するOCT画像の調整間隔
を提供する。第3の可能性は光源が広帯域50の場合、ポテンショメータ27,
29により、図10の合算器24の入力に与えられるOCTおよびCOR信号を
重み付けすることにある。用いられる光源が可変コヒーレンス長を有する光源5
00の場合、OCT画像の区分間隔とOCTおよびCOR信号の重み付けとに働
きかけてより多様な調整が行なえる。
示し、レンズ22,26が設けられ、ピンホール25がレンズ22,26の焦点
面に配置され、より簡単に実施してもよい場合はレンズ26は取り外される。レ
ンズ22、26を通ったあと、光は光検出器28により収集される。光検出され
た電流は増幅器30で増幅され、表示装置19の入力21に供給される。ピンホ
ール25、あるいはレンズ22,26の焦点距離と、それらレンズからピンホー
ル25までの距離を変更することにより異なる奥行き区分間隔が得られる。物体
が眼の場合、CORに対して300μmの解像力がえられ、その場合共焦点受光
器20、スプリッタ8はスキャナヘッド10およびインターフェース光学系12
と共にSLOとして作用する。開口25が最大に開いた場合、画像は断片化され
ずに連続的に見え、OCT画像と画素対画素の対応によりシーン全体がディスプ
レイを占める。その結果、図10の実施例が図11の共焦点受光器を備える場合
、奥行き区分間隔を調整する三つの可能性が存在する。第1の可能性は、広帯域
の光源50であれ可変コヒーレンス長の光源500であれ、用いられる光源と独
立な、CORにおける手段によりCOR画像の奥行き区分間隔を調整することに
ある。そのような調整は物体13が眼の場合、300μm以上に調整可能な奥行
き区分間隔を提供する。第2の可能性は光源500のコヒーレンス長を変化する
ことによりOCT画像の区分間隔を変更することにある。この場合OCT画像の
奥行き区分間隔は光源500の最小コヒーレンス長により与えられる最小値、例
えば10μmから光源500の最大コヒーレンス長、例えば300μmまで調整
可能であり、COR画像により与えられる間隔を補完するOCT画像の調整間隔
を提供する。第3の可能性は光源が広帯域50の場合、ポテンショメータ27,
29により、図10の合算器24の入力に与えられるOCTおよびCOR信号を
重み付けすることにある。用いられる光源が可変コヒーレンス長を有する光源5
00の場合、OCT画像の区分間隔とOCTおよびCOR信号の重み付けとに働
きかけてより多様な調整が行なえる。
【0055】
図12は図9の本発明の実施例に使用する共焦点受光器20の別の実施例を模
式的に示し、そこでは光検出器28上に尾部を付けられた(pigtailed)多モー
ドあるいは単一モードファイバー31の開口が高共焦点条件を保証するのに用い
られる。この場合、共焦点受光器、CORからの信号を用いて表示される画像の
奥行き区分間隔は調整不可である。この実施例に関して、広帯域光源50が用い
られる場合、最終画像における奥行き区分間隔はポテンショメータ27,29に
より図10における合算器24の入力に与えられるOCTおよびCOR信号を重
み付けすることのみにより調整できる。可変コヒーレンス長を有する光源500
が用いられる場合、奥行き区分間隔を調整する二つの手順が可能である。すなわ
ちOCTおよびCOR信号を重み付けすること、あるいは光源のコヒーレンス長
を変化することによりOCT奥行き区分間隔を調整することである。
式的に示し、そこでは光検出器28上に尾部を付けられた(pigtailed)多モー
ドあるいは単一モードファイバー31の開口が高共焦点条件を保証するのに用い
られる。この場合、共焦点受光器、CORからの信号を用いて表示される画像の
奥行き区分間隔は調整不可である。この実施例に関して、広帯域光源50が用い
られる場合、最終画像における奥行き区分間隔はポテンショメータ27,29に
より図10における合算器24の入力に与えられるOCTおよびCOR信号を重
み付けすることのみにより調整できる。可変コヒーレンス長を有する光源500
が用いられる場合、奥行き区分間隔を調整する二つの手順が可能である。すなわ
ちOCTおよびCOR信号を重み付けすること、あるいは光源のコヒーレンス長
を変化することによりOCT奥行き区分間隔を調整することである。
【0056】
図13は本発明の第3の実施例を模式的に示し、ここではビームスプリッタ8
が方向性カプラー800に置き換えられ、物体光路、即ち物体13からインター
フェース光学系12、スキャナヘッド10および合焦要素6を経由して戻された
光がファイバー2,11を経由して共焦点受光器20に送られ、ファイバー尾部
を付けられた光検出器28での光検出と増幅器30による増幅の後、共焦点受光
器、CORからの信号が得られる。好ましくはファイバー端部2,16は斜め切
断され、ファイバー端部16は共焦点受光器に向かって反射されるOCT光源か
らの光の量を減らすために屈折率適合ゲル59の中に置かれる。この実施例に関
して、COR信号を用いて表示される画像の奥行き区分間隔はファイバー2の開
口数により与えられ、調整不可である。広帯域光源50が用いられる場合、最終
画像における奥行き区分間隔はポテンショメータ27,29により合算器24の
入力に与えられるOCTおよびCOR信号を重み付けすることのみにより調整で
きる。可変コヒーレンス長を有する光源500が用いられる場合、奥行き区分間
隔を調整する二つの手続きが可能である。すなわちOCTおよびCOR信号を重
み付けすること、あるいは光源のコヒーレンス長を変化することによりOCT奥
行き区分間隔を調整することである。
が方向性カプラー800に置き換えられ、物体光路、即ち物体13からインター
フェース光学系12、スキャナヘッド10および合焦要素6を経由して戻された
光がファイバー2,11を経由して共焦点受光器20に送られ、ファイバー尾部
を付けられた光検出器28での光検出と増幅器30による増幅の後、共焦点受光
器、CORからの信号が得られる。好ましくはファイバー端部2,16は斜め切
断され、ファイバー端部16は共焦点受光器に向かって反射されるOCT光源か
らの光の量を減らすために屈折率適合ゲル59の中に置かれる。この実施例に関
して、COR信号を用いて表示される画像の奥行き区分間隔はファイバー2の開
口数により与えられ、調整不可である。広帯域光源50が用いられる場合、最終
画像における奥行き区分間隔はポテンショメータ27,29により合算器24の
入力に与えられるOCTおよびCOR信号を重み付けすることのみにより調整で
きる。可変コヒーレンス長を有する光源500が用いられる場合、奥行き区分間
隔を調整する二つの手続きが可能である。すなわちOCTおよびCOR信号を重
み付けすること、あるいは光源のコヒーレンス長を変化することによりOCT奥
行き区分間隔を調整することである。
【0057】
繰り返すが、上記のように比較器は図13Aに示すように制御ライン137に
よりコンピュータ32の制御の下で信号21と23とを比較し、重み付けされた
信号を表示装置19に分配するのに使用できる。
よりコンピュータ32の制御の下で信号21と23とを比較し、重み付けされた
信号を表示装置19に分配するのに使用できる。
【0058】
図14Aは本発明による、非常に異なる奥行き解像力をもつ二つの画像を連続
して表示できる(眼科)装置100の第4の実施例を模式形式で示す。図14A
に示すように装置100はファイバー化された干渉計40を備える。二つの操作
方法が選択できる。即ちスイッチ603によるOCTおよび共焦点であり、共焦
点法に対しては不透明スクリーン605を干渉計の参照ビームの中に同期的にシ
フトし、フレーム取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当なプリンタ等
の表示装置19により表示される前に、光検出された信号の差動増幅器604に
おける大きな増幅が行なわれる。バランス検出が用いられる場合、差動増幅器6
04はOCT法に関して引き算される代わりに二つの光検出信号を加算する機能
も有する。表示装置19はコンピュータ32の制御下にある。共焦点の場合、フ
ァイバー開口は共焦点制限開口として作用し、用いられるファイバーに依存して
0.5〜2mmの奥行き区分間隔を決定する。
して表示できる(眼科)装置100の第4の実施例を模式形式で示す。図14A
に示すように装置100はファイバー化された干渉計40を備える。二つの操作
方法が選択できる。即ちスイッチ603によるOCTおよび共焦点であり、共焦
点法に対しては不透明スクリーン605を干渉計の参照ビームの中に同期的にシ
フトし、フレーム取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当なプリンタ等
の表示装置19により表示される前に、光検出された信号の差動増幅器604に
おける大きな増幅が行なわれる。バランス検出が用いられる場合、差動増幅器6
04はOCT法に関して引き算される代わりに二つの光検出信号を加算する機能
も有する。表示装置19はコンピュータ32の制御下にある。共焦点の場合、フ
ァイバー開口は共焦点制限開口として作用し、用いられるファイバーに依存して
0.5〜2mmの奥行き区分間隔を決定する。
【0059】
光検出器402,404がアバランシェの場合、単に参照パワーを遮断したり
、開放したりすることにより光検出利得は共焦点の場合に対する増幅法で得られ
る大きな値と、アバランシェ光検出器の増幅がほとんどあるいは全然見られない
OCTの場合の小さな値の間で切替えられ、大きな光学パワーが与えられた場合
、その結果生ずる、アバランシェ光検出器に直列の抵抗器に対する電圧降下が利
得制御として作用する。
、開放したりすることにより光検出利得は共焦点の場合に対する増幅法で得られ
る大きな値と、アバランシェ光検出器の増幅がほとんどあるいは全然見られない
OCTの場合の小さな値の間で切替えられ、大きな光学パワーが与えられた場合
、その結果生ずる、アバランシェ光検出器に直列の抵抗器に対する電圧降下が利
得制御として作用する。
【0060】
どちらの場合もスイッチ603の位置によって、差動増幅器45と復調器40
6、あるいは増幅器604がコンピュータ32の制御の下で比較器に置き換えら
れて表示装置19に重み付けされた信号を分配できる。
6、あるいは増幅器604がコンピュータ32の制御の下で比較器に置き換えら
れて表示装置19に重み付けされた信号を分配できる。
【0061】
図14Bは本発明による、一つの画像は奥行き解像力を調整可能な、非常に異
なる奥行き解像力をもつ二つの画像を連続的に表示できる(眼科)装置100の
別の実施例を模式形式で示す。図14Bに示すように装置100は受光光検出器
402,404の開口数を変化するために同期的可変ピンホール762,764
あるいは同期可変合焦要素757,758が設けられたバルクの干渉計40を備
える。二つの操作方法が選択できる。すなわち、スイッチ603によるOCTと
共焦点であり、共焦点法に対しては不透明スクリーン605を参照ビームの中に
同期的にシフトし、フレーム取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当な
プリンタ等の表示装置19により表示される前に、光検出された信号の増幅器6
04における大きな増幅が行なわれる。バランス検出が用いられる場合、図14
Bに示すように増幅器604はOCT法に関して引き算される代わりに二つの光
検出信号を加算する機能も有する。表示装置19はコンピュータ32の制御下に
ある。共焦点の場合、奥行き解像力は二つの集光光学系、ピンホール762,7
64あるいは合焦要素757,758の開口数を同時に変更することにより調整
可能であり、眼を結像する場合、300μm以上の範囲をカバーできる。図14
A,14Bにおいて明らかなように奥行き解像力は上記のように可変コヒーレン
ス長の光源500により調整可能にできる。
なる奥行き解像力をもつ二つの画像を連続的に表示できる(眼科)装置100の
別の実施例を模式形式で示す。図14Bに示すように装置100は受光光検出器
402,404の開口数を変化するために同期的可変ピンホール762,764
あるいは同期可変合焦要素757,758が設けられたバルクの干渉計40を備
える。二つの操作方法が選択できる。すなわち、スイッチ603によるOCTと
共焦点であり、共焦点法に対しては不透明スクリーン605を参照ビームの中に
同期的にシフトし、フレーム取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当な
プリンタ等の表示装置19により表示される前に、光検出された信号の増幅器6
04における大きな増幅が行なわれる。バランス検出が用いられる場合、図14
Bに示すように増幅器604はOCT法に関して引き算される代わりに二つの光
検出信号を加算する機能も有する。表示装置19はコンピュータ32の制御下に
ある。共焦点の場合、奥行き解像力は二つの集光光学系、ピンホール762,7
64あるいは合焦要素757,758の開口数を同時に変更することにより調整
可能であり、眼を結像する場合、300μm以上の範囲をカバーできる。図14
A,14Bにおいて明らかなように奥行き解像力は上記のように可変コヒーレン
ス長の光源500により調整可能にできる。
【0062】
図14Bの実施例の場合、丁度上記の図14Aの実施例の場合のように、スイ
ッチ603の位置に依存して、重み付けされた信号を表示装置19に分配するた
めに差動増幅器45および復調器406、あるいは増幅器604が制御ライン1
37によるコンピュータ32の制御の下に比較器135に置き換えられてもよい
。
ッチ603の位置に依存して、重み付けされた信号を表示装置19に分配するた
めに差動増幅器45および復調器406、あるいは増幅器604が制御ライン1
37によるコンピュータ32の制御の下に比較器135に置き換えられてもよい
。
【0063】
図14C,14Dはそれぞれ図14A,14Bの実施例の代替え回路を示す。
これらの場合のそれぞれにおいて光検出器402,404からのアナログ出力信
号は、重み付けされた出力信号が表示装置19に与えられるように比較器135
においてデジタル信号に変換される。繰り返すが、典型的には各信号に対する乗
算デジタル−アナログ変換器が採用されてもよく、そこでは乗算係数はコンピュ
ータ32の制御の下で決定され、あるいはコンピュータの制御の下でのアナログ
乗算が比較器135内で採用されてもよい。例えば光検出器402あるいは40
4の一方からの信号の重みに関して、また光検出器402あるいは404の他方
からの信号の比較と重み付けに関して1/256から255/256の範囲にわ
たり調整が可能である。
これらの場合のそれぞれにおいて光検出器402,404からのアナログ出力信
号は、重み付けされた出力信号が表示装置19に与えられるように比較器135
においてデジタル信号に変換される。繰り返すが、典型的には各信号に対する乗
算デジタル−アナログ変換器が採用されてもよく、そこでは乗算係数はコンピュ
ータ32の制御の下で決定され、あるいはコンピュータの制御の下でのアナログ
乗算が比較器135内で採用されてもよい。例えば光検出器402あるいは40
4の一方からの信号の重みに関して、また光検出器402あるいは404の他方
からの信号の比較と重み付けに関して1/256から255/256の範囲にわ
たり調整が可能である。
【0064】
図15は可変奥行き解像力の光学マッピング装置の第5の実施例を模式的に示
し、そこでは光源の相関プロファイルを大きくする効果をもつ光学要素112が
OCT干渉計40の物体あるいは参照光路に導入される。図15において、OC
Tにより目標からサンプリングされた断片のサイズを効果的に増加するのに同じ
分散現象が用いられ、この増加は、OPDがおよそゼロの干渉計で測定したとき
の広帯域光源の相関関数と同等な拡大による。要素112はOPD範囲拡大器と
して作用する。この要素はそれぞれ図16および図17に示すように分散性要素
、回折要素あるいは特別の装置である。分散性要素は機器の奥行き区分間隔を1
00μm以上に増加する程度に分散を制御しながら増加するのに用いられる。O
PD範囲拡大器112は既知の可変分散手段である。分散が大きいほどコヒーレ
ンス長の拡大は大きい。高分散材料を用いて300μmまでの拡大が可能で、例
えば2.07mmのZnSeはTiAl2O3レーザのコヒーレンス長を2.1μ
mから268μmに増加する。
し、そこでは光源の相関プロファイルを大きくする効果をもつ光学要素112が
OCT干渉計40の物体あるいは参照光路に導入される。図15において、OC
Tにより目標からサンプリングされた断片のサイズを効果的に増加するのに同じ
分散現象が用いられ、この増加は、OPDがおよそゼロの干渉計で測定したとき
の広帯域光源の相関関数と同等な拡大による。要素112はOPD範囲拡大器と
して作用する。この要素はそれぞれ図16および図17に示すように分散性要素
、回折要素あるいは特別の装置である。分散性要素は機器の奥行き区分間隔を1
00μm以上に増加する程度に分散を制御しながら増加するのに用いられる。O
PD範囲拡大器112は既知の可変分散手段である。分散が大きいほどコヒーレ
ンス長の拡大は大きい。高分散材料を用いて300μmまでの拡大が可能で、例
えば2.07mmのZnSeはTiAl2O3レーザのコヒーレンス長を2.1μ
mから268μmに増加する。
【0065】
もう一度繰り返すが、図15Aに示すように、また上記のように、差動増幅器
45と復調器406は重み付けされた信号23を分配するように比較器135に
置き換えられてもよい。
45と復調器406は重み付けされた信号23を分配するように比較器135に
置き換えられてもよい。
【0066】
図16で述べたOPD範囲拡大器要素は適当な幅と屈折率をもつ二つのプリズ
ム122,124を用いる。ガラス内の光路長を調整して機器100の奥行き区
分間隔が調整できる。この要素は物体光路にも、あるいは参照光路にも置くこと
ができる。図15において要素112はファイバー41と参照アセンブリー46
の間の参照光路に置かれる。OCT干渉計40がバルク型の場合、レンズ75は
取り外してもよい。
ム122,124を用いる。ガラス内の光路長を調整して機器100の奥行き区
分間隔が調整できる。この要素は物体光路にも、あるいは参照光路にも置くこと
ができる。図15において要素112はファイバー41と参照アセンブリー46
の間の参照光路に置かれる。OCT干渉計40がバルク型の場合、レンズ75は
取り外してもよい。
【0067】
図17に示すOPD範囲拡大器要素は二つのレンズ75とレンズ136の間に
多数の非常に薄い平行ガラスプレート(図17では9枚)を用いる。図17にお
ける要素は一体化された光学系によっても実施できる。そのようなシステムは図
示のような二つのレンズを用いてファイバーの区分に配置される。OCT40の
バルク干渉計での実施に対しては、レンズ75,136は取り外してもよい。図
17に示す装置は光源の相関関数のOPDプロファイルを広げる増加光路を有す
る9つの異なるビームを提供する。遅延されたビームのそれぞれのパワーは個々
のプレートの面積にわたるビーム内のパワー分布の積分に比例する。9つのビー
ムの全てに同じパワーを確実にもたせるために、各プレートからビームによりサ
ンプリングされる幅はビームの断面積内のパワー分布に逆比例して重み付けされ
る。ビームを受け止める各プレートの幅を、図17におけるレンズ75,136
の間の拡大されたビーム内のプレートの位置に関連付けて設計することにより相
関関数に対する総合ガウス型プロファイルが得られ、それにより同じ等価奥行き
幅を有するSLOの奥行きの解像力プロファイルをシミュレートできる。
多数の非常に薄い平行ガラスプレート(図17では9枚)を用いる。図17にお
ける要素は一体化された光学系によっても実施できる。そのようなシステムは図
示のような二つのレンズを用いてファイバーの区分に配置される。OCT40の
バルク干渉計での実施に対しては、レンズ75,136は取り外してもよい。図
17に示す装置は光源の相関関数のOPDプロファイルを広げる増加光路を有す
る9つの異なるビームを提供する。遅延されたビームのそれぞれのパワーは個々
のプレートの面積にわたるビーム内のパワー分布の積分に比例する。9つのビー
ムの全てに同じパワーを確実にもたせるために、各プレートからビームによりサ
ンプリングされる幅はビームの断面積内のパワー分布に逆比例して重み付けされ
る。ビームを受け止める各プレートの幅を、図17におけるレンズ75,136
の間の拡大されたビーム内のプレートの位置に関連付けて設計することにより相
関関数に対する総合ガウス型プロファイルが得られ、それにより同じ等価奥行き
幅を有するSLOの奥行きの解像力プロファイルをシミュレートできる。
【0068】
図18は本発明による可変奥行き解像力を有する、物体をマッピングする光学
装置100の第6の実施例を示す。装置100は別のOCTを備え、そこでは簡
単のために二つの干渉計が示される。望むならもっと多くの干渉計を設けてもよ
い。ファイバー光路5は二つに分けられ、もう二つのカプラー434,422が
導入される。第1の干渉計の物体光路はファイバー33、カプラー434、ファ
イバー5、カプラー44を経由してファイバー4、スキャナ10および物体13
までであり、さらに同じ要素を経由してカプラー42に戻る。参照光路はカプラ
ー44、要素75、アセンブリー46、要素77、ファイバー43およびカプラ
ー42を経由し、光検出器402,404により干渉計信号が処理される。第2
の干渉計はファイバー35、カプラー434を経由し、次に第1の干渉計物体光
路と同じ要素を共有するその物体光路を有する。第2の干渉計の参照光路は、縦
走査用の同一装置48にアセンブリー46と共に取り付けられたアセンブリー4
32に支持された反射器454およびビームスプリッタ452、さらにOPD拡
大器112、ビーム45を用い、干渉計信号は光検出器424,426により処
理される。あるいは二つの参照光路は両方の参照光路に共通の光路に、即ちファ
イバー41に沿って、配置されたピエゾ円筒の周りを包むファイバーを用いて同
時に走査してもよく、その場合要素46,432の位置は参照光路どうしを等し
くするように調整され、装置48は取り外される。図1におけるOCTに関連し
て述べたような他のどのような縦走査用装置を用いてもよい。OPD範囲拡大器
112は図16あるいは図17に示すどの拡大器を用いても、あるいは回折要素
を用いても実施できる。一つはファイバー41、アセンブリー46、ファイバー
43を含み、もう一つはファイバー41、ビームスプリッタ452、ミラー45
4、OPD範囲拡大器112および空気光路109を含む二つの参照光路は、カ
プラー434をカプラー42,422に接続するファイバー33,35の長さが
等しい場合、実質的に等しい。第1の干渉計におけるコヒーレンスマッチングと
低分散を確実に維持するためにカプラー434のファイバー長の如何なる実質的
な差も光路41,43,45のどれにおいても補償することができる。一方、第
2の干渉計における分散を助長するために空気光路109は短いのが望ましい。
復調器406は第1の干渉計からの信号を処理し、全ての他の干渉計の中から最
良の奥行き解像力を有する画像を提供し、表示装置19の入力23を駆動し、一
方復調器428は第2の干渉計により提供されるより大きな区分間隔を有する信
号を処理し、表示装置19の入力21を駆動する。実際的には可変奥行き解像力
を有する光学マッピング装置のこの実施例においては、図10における実施例の
CORチャンネルを図18における第2の干渉計において得られるのと同様の奥
行き解像力のOCTチャンネルに置き換えられる。表示装置19は二つの画像を
別々に表示する手段、あるいは/および一つの画像内に二つの画像の組合せを画
素ごとに表示する手段を備える。
装置100の第6の実施例を示す。装置100は別のOCTを備え、そこでは簡
単のために二つの干渉計が示される。望むならもっと多くの干渉計を設けてもよ
い。ファイバー光路5は二つに分けられ、もう二つのカプラー434,422が
導入される。第1の干渉計の物体光路はファイバー33、カプラー434、ファ
イバー5、カプラー44を経由してファイバー4、スキャナ10および物体13
までであり、さらに同じ要素を経由してカプラー42に戻る。参照光路はカプラ
ー44、要素75、アセンブリー46、要素77、ファイバー43およびカプラ
ー42を経由し、光検出器402,404により干渉計信号が処理される。第2
の干渉計はファイバー35、カプラー434を経由し、次に第1の干渉計物体光
路と同じ要素を共有するその物体光路を有する。第2の干渉計の参照光路は、縦
走査用の同一装置48にアセンブリー46と共に取り付けられたアセンブリー4
32に支持された反射器454およびビームスプリッタ452、さらにOPD拡
大器112、ビーム45を用い、干渉計信号は光検出器424,426により処
理される。あるいは二つの参照光路は両方の参照光路に共通の光路に、即ちファ
イバー41に沿って、配置されたピエゾ円筒の周りを包むファイバーを用いて同
時に走査してもよく、その場合要素46,432の位置は参照光路どうしを等し
くするように調整され、装置48は取り外される。図1におけるOCTに関連し
て述べたような他のどのような縦走査用装置を用いてもよい。OPD範囲拡大器
112は図16あるいは図17に示すどの拡大器を用いても、あるいは回折要素
を用いても実施できる。一つはファイバー41、アセンブリー46、ファイバー
43を含み、もう一つはファイバー41、ビームスプリッタ452、ミラー45
4、OPD範囲拡大器112および空気光路109を含む二つの参照光路は、カ
プラー434をカプラー42,422に接続するファイバー33,35の長さが
等しい場合、実質的に等しい。第1の干渉計におけるコヒーレンスマッチングと
低分散を確実に維持するためにカプラー434のファイバー長の如何なる実質的
な差も光路41,43,45のどれにおいても補償することができる。一方、第
2の干渉計における分散を助長するために空気光路109は短いのが望ましい。
復調器406は第1の干渉計からの信号を処理し、全ての他の干渉計の中から最
良の奥行き解像力を有する画像を提供し、表示装置19の入力23を駆動し、一
方復調器428は第2の干渉計により提供されるより大きな区分間隔を有する信
号を処理し、表示装置19の入力21を駆動する。実際的には可変奥行き解像力
を有する光学マッピング装置のこの実施例においては、図10における実施例の
CORチャンネルを図18における第2の干渉計において得られるのと同様の奥
行き解像力のOCTチャンネルに置き換えられる。表示装置19は二つの画像を
別々に表示する手段、あるいは/および一つの画像内に二つの画像の組合せを画
素ごとに表示する手段を備える。
【0069】
図18の模式図はもっと多くの干渉計を含むように拡張できる。例えばカプラ
ー434を1対2から1対nに拡張し、またアセンブリー432,46に対する
バルク等価スプリッタを工夫してファイバー41の参照ビーム出力をn個の参照
ビームに分割し、並進ステージ48をシフトして全ての参照光路を同時に調整し
、n−1個の干渉計が異なるOPD拡大器要素を含み、また異なる奥行き区分幅
を有する対応する画像を作ることにより拡張できる。
ー434を1対2から1対nに拡張し、またアセンブリー432,46に対する
バルク等価スプリッタを工夫してファイバー41の参照ビーム出力をn個の参照
ビームに分割し、並進ステージ48をシフトして全ての参照光路を同時に調整し
、n−1個の干渉計が異なるOPD拡大器要素を含み、また異なる奥行き区分幅
を有する対応する画像を作ることにより拡張できる。
【0070】
どの場合でも図18Aに示すように、また上で述べたように、合算器24およ
びポテンショメータ27,29の代わりに比較器135が、制御ライン137に
よるコンピュータ32内のソフトウェアの制御の下で重み付けされた信号を表示
装置19に分配するのに使用できる。復調器406,428からの信号もまた前
のように表示装置19に分配される。
びポテンショメータ27,29の代わりに比較器135が、制御ライン137に
よるコンピュータ32内のソフトウェアの制御の下で重み付けされた信号を表示
装置19に分配するのに使用できる。復調器406,428からの信号もまた前
のように表示装置19に分配される。
【0071】
図19は本発明による可変奥行き解像力を有する、物体をマッピングする光学
装置100の第7の実施例を示す。装置100は別のOCTを備え、そこでは簡
単のために二つの干渉計が示される。望むなら、二つの(あるいは全ての)干渉
計が同じ物体光路を有するという必要条件のもとでもっと多くの干渉計を設けて
もよい。物体光路はファイバー5、カプラー44を経由してファイバー4、スキ
ャナ10および物体13までであり、さらに同じ要素を経由してカプラー42ま
で戻る。二つの参照光路はファイバー41、要素75、アセンブリー46および
ビームスプリッタ452およびカプラー435の出力ファイバー63を共有する
。アセンブリー432により支持されたビームスプリッタ452のあとに非分散
性参照光路が要素77、ファイバー43、位相変調器408を経由してカプラー
435まで続き、その累積ガラス長は物体光路におけるガラス長に実質的に等し
い。分散性の第2の参照光路はOPD範囲拡大器112、アセンブリー432に
より支持されたミラー454、位相変調器425、要素78およびファイバー6
5を経由してカプラー435に続く。位相変調器425は、画像帯域幅の2倍に
f1を加算した値よりずっと大きな周波数f2で正弦波発生器409により駆動
される。ただしf1は非分散性参照光路において変調器408を駆動する正弦波
発生器410の周波数である。位相変調器425は電気光学的、音響光学的、磁
気光学的あるいはファイバー65に取り付けられたファイバー化された変調器を
用いる。同様に位相変調器408は電気光学的、音響光学的、磁気光学的変調器
を用いてバルク型で同等に実施でき、その場合それはビームスプリッタ452と
要素77の間に取り付けられる。アセンブリー432は縦走査のためにアセンブ
リー46と共に同じ装置48に取り付けられる。あるいは二つの参照光路は両方
の参照光路に共通の光路に、即ちファイバー41あるいはファイバー63に沿っ
て、配置されたピエゾ円筒の周りを包むファイバーを用いて同時に走査してもよ
く、その場合要素46,432の位置は参照光路どうしを等しくするように調整
され、装置48は取り外される。図1におけるOCTに関連して述べたような他
のどのような縦走査用装置を用いてもよい。OPD範囲拡大器112は図16あ
るいは図17に示すどの実施例を用いても、あるいは回折要素を用いても実施で
きる。カプラー435の他のファイバー端部はそこからの反射を避けるための屈
折率適合ゲル59で終わる。二つの参照光路は実質的に等しい。非分散性の干渉
計におけるコヒーレンスマッチングと分散の最小化を確実にするためにカプラー
435のファイバー長の如何なる実質的な差も光路41において補償することが
できる。一方第2の(分散性)干渉計における分散を助長するために41,43
は短く、65は長いのが望ましい。
装置100の第7の実施例を示す。装置100は別のOCTを備え、そこでは簡
単のために二つの干渉計が示される。望むなら、二つの(あるいは全ての)干渉
計が同じ物体光路を有するという必要条件のもとでもっと多くの干渉計を設けて
もよい。物体光路はファイバー5、カプラー44を経由してファイバー4、スキ
ャナ10および物体13までであり、さらに同じ要素を経由してカプラー42ま
で戻る。二つの参照光路はファイバー41、要素75、アセンブリー46および
ビームスプリッタ452およびカプラー435の出力ファイバー63を共有する
。アセンブリー432により支持されたビームスプリッタ452のあとに非分散
性参照光路が要素77、ファイバー43、位相変調器408を経由してカプラー
435まで続き、その累積ガラス長は物体光路におけるガラス長に実質的に等し
い。分散性の第2の参照光路はOPD範囲拡大器112、アセンブリー432に
より支持されたミラー454、位相変調器425、要素78およびファイバー6
5を経由してカプラー435に続く。位相変調器425は、画像帯域幅の2倍に
f1を加算した値よりずっと大きな周波数f2で正弦波発生器409により駆動
される。ただしf1は非分散性参照光路において変調器408を駆動する正弦波
発生器410の周波数である。位相変調器425は電気光学的、音響光学的、磁
気光学的あるいはファイバー65に取り付けられたファイバー化された変調器を
用いる。同様に位相変調器408は電気光学的、音響光学的、磁気光学的変調器
を用いてバルク型で同等に実施でき、その場合それはビームスプリッタ452と
要素77の間に取り付けられる。アセンブリー432は縦走査のためにアセンブ
リー46と共に同じ装置48に取り付けられる。あるいは二つの参照光路は両方
の参照光路に共通の光路に、即ちファイバー41あるいはファイバー63に沿っ
て、配置されたピエゾ円筒の周りを包むファイバーを用いて同時に走査してもよ
く、その場合要素46,432の位置は参照光路どうしを等しくするように調整
され、装置48は取り外される。図1におけるOCTに関連して述べたような他
のどのような縦走査用装置を用いてもよい。OPD範囲拡大器112は図16あ
るいは図17に示すどの実施例を用いても、あるいは回折要素を用いても実施で
きる。カプラー435の他のファイバー端部はそこからの反射を避けるための屈
折率適合ゲル59で終わる。二つの参照光路は実質的に等しい。非分散性の干渉
計におけるコヒーレンスマッチングと分散の最小化を確実にするためにカプラー
435のファイバー長の如何なる実質的な差も光路41において補償することが
できる。一方第2の(分散性)干渉計における分散を助長するために41,43
は短く、65は長いのが望ましい。
【0072】
第1の光路に沿う干渉による信号は周波数f1あるいはその倍数に対して同調
されたバンドパスフィルタ101によりフィルタされる。第2の参照光路に沿う
干渉による信号は周波数f2あるいはその倍数に対して同調されたバンドパスフ
ィルタ102によりフィルタされる。復調器406は第1の干渉計からの信号を
処理し、それは二つの干渉計の中から最良の奥行き解像力を有する画像を提供し
、表示装置19の入力23を駆動する。復調器428は分散性干渉計により提供
されるより大きな区分間隔で信号を処理し、表示装置19の入力21を駆動する
。実際には可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置のこの実施例において
は、図10における実施例のCORチャンネルを図19における分散性の干渉計
において得られるのと同様の奥行き解像力のOCTチャンネルに置き換えられる
。表示装置19は二つの画像を別々に表示する手段、あるいは/および一つの画
像内に二つの画像の組合せを画素ごとに表示する手段を備える。この実施例はカ
プラー434が図18のように受信カプラー42の前で物体信号を分割しないと
いう利点を有する。
されたバンドパスフィルタ101によりフィルタされる。第2の参照光路に沿う
干渉による信号は周波数f2あるいはその倍数に対して同調されたバンドパスフ
ィルタ102によりフィルタされる。復調器406は第1の干渉計からの信号を
処理し、それは二つの干渉計の中から最良の奥行き解像力を有する画像を提供し
、表示装置19の入力23を駆動する。復調器428は分散性干渉計により提供
されるより大きな区分間隔で信号を処理し、表示装置19の入力21を駆動する
。実際には可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置のこの実施例において
は、図10における実施例のCORチャンネルを図19における分散性の干渉計
において得られるのと同様の奥行き解像力のOCTチャンネルに置き換えられる
。表示装置19は二つの画像を別々に表示する手段、あるいは/および一つの画
像内に二つの画像の組合せを画素ごとに表示する手段を備える。この実施例はカ
プラー434が図18のように受信カプラー42の前で物体信号を分割しないと
いう利点を有する。
【0073】
図19の模式図はもっと多くの干渉計を含むように拡張できる。例えばカプラ
ー435を1対2から1対nに拡張し、またアセンブリー432,46に対する
バルク等価スプリッタを工夫してファイバー41の参照ビーム出力をn個の参照
ビームに分割し、並進ステージ48をシフトして全ての参照光路を同時に調整し
、各干渉計が位相変調器と異なるOPD拡大器要素とを含んで異なる奥行き区分
幅を有する対応する画像を作ることにより拡張できる。
ー435を1対2から1対nに拡張し、またアセンブリー432,46に対する
バルク等価スプリッタを工夫してファイバー41の参照ビーム出力をn個の参照
ビームに分割し、並進ステージ48をシフトして全ての参照光路を同時に調整し
、各干渉計が位相変調器と異なるOPD拡大器要素とを含んで異なる奥行き区分
幅を有する対応する画像を作ることにより拡張できる。
【0074】
前述したように、また図19Aに示すように、比較器135は、信号ライン1
37によるコンピュータ32内のソフトウェアの制御の下で信号21,23を比
較し、重み付けされた信号を表示装置19に分配するのに使用される。この場合
、信号21,23もまた表示装置19に分配される。もちろん、コンピュータ3
2からのソフトウェア制御は、比較器135に適当な荷重係数が与えられる際に
、それらが二つのバンドパスフィルタ101,102からのアナログ信号装置の
強度に関連して信号21,23に与えられるようなものであることを配慮しなけ
ればならない。
37によるコンピュータ32内のソフトウェアの制御の下で信号21,23を比
較し、重み付けされた信号を表示装置19に分配するのに使用される。この場合
、信号21,23もまた表示装置19に分配される。もちろん、コンピュータ3
2からのソフトウェア制御は、比較器135に適当な荷重係数が与えられる際に
、それらが二つのバンドパスフィルタ101,102からのアナログ信号装置の
強度に関連して信号21,23に与えられるようなものであることを配慮しなけ
ればならない。
【0075】
図20は本発明の別の態様の実施例を示す。この実施例は眼のレンズの背面に
おける波面の平坦化あるいは湾曲を可能にする。これはラスタ走査手段により指
示されたフィードバックを用いて図1、図2、図10、図14A、図14B、図
15、図18あるいは図19に示す上記のどの実施のOCT干渉計におけるOP
Dの同期制御によっても得られる。ビームが向く各方向に対して制御フィードバ
ックブロック90がOCTの参照および物体光路における光学遅延要素86に制
御信号を与える。光線が眼に入る角度が大きいほど物体光路長は大きい。各方向
は発生器34により横スキャナ10に与えられる二つの電圧により与えられる。
二つのブロック84はこれらの電圧を感知し、比例電圧を出力する。加算器85
は制御信号を光学遅延装置86に供給するが、この遅延装置はピエゾ円筒を取り
巻く十分長いファイバーであってもよい。装置86は振動器を用いて同等に作る
ことができ、例えば二つの拡声器が、要素75,77の軸に対して45°の方向
にある図1および図9、14A、14Bあるいは15における反射要素46の二
つのミラー部品をシフトできる。装置86はまた回折格子に関連付けてガルバノ
メータスキャナを用いて作ることができる。別の可能性は図21,22における
本発明に示すレンズおよびミラーに関連付けてガルバノメータスキャナを用いる
か、図23に示すレンズに関連付けて二つのガルバノメータスキャナを用いるこ
とである。装置86は実施によって図1A、図14A、図15におけるファイバ
ー4,5,41あるいはファイバー43中に、あるいは図18のみにおけるファ
イバー光路4,5,41中に、あるいは図19のみにおけるファイバー5,41
,63中に、あるいは図1B、図14Bにおける光路4,9,41または光路4
3中に、あるいは図18,19における構造がバルクに変換された場合はファイ
バー光路の等価光路中に挿入できる。装置86は線周波数値の2倍で動作し、従
って最終画像ラスタにおいて線を生じる横スキャナに与えられる鋸歯信号周波数
の2倍で動作する。典型的にはこれはおよそ1kHzを意味する。装置86によ
り導入される光路変化の振幅は少なくとも数百ミクロンでなければならない。波
面湾曲はノブ87を介して合算器85の利得を変更して補正不足、適正補正ある
いは補正過剰にすることもできる。良好な補正をするには、即ち波面を平坦にす
る場合には、眼のレンズの焦点距離を知っておくべきである。
おける波面の平坦化あるいは湾曲を可能にする。これはラスタ走査手段により指
示されたフィードバックを用いて図1、図2、図10、図14A、図14B、図
15、図18あるいは図19に示す上記のどの実施のOCT干渉計におけるOP
Dの同期制御によっても得られる。ビームが向く各方向に対して制御フィードバ
ックブロック90がOCTの参照および物体光路における光学遅延要素86に制
御信号を与える。光線が眼に入る角度が大きいほど物体光路長は大きい。各方向
は発生器34により横スキャナ10に与えられる二つの電圧により与えられる。
二つのブロック84はこれらの電圧を感知し、比例電圧を出力する。加算器85
は制御信号を光学遅延装置86に供給するが、この遅延装置はピエゾ円筒を取り
巻く十分長いファイバーであってもよい。装置86は振動器を用いて同等に作る
ことができ、例えば二つの拡声器が、要素75,77の軸に対して45°の方向
にある図1および図9、14A、14Bあるいは15における反射要素46の二
つのミラー部品をシフトできる。装置86はまた回折格子に関連付けてガルバノ
メータスキャナを用いて作ることができる。別の可能性は図21,22における
本発明に示すレンズおよびミラーに関連付けてガルバノメータスキャナを用いる
か、図23に示すレンズに関連付けて二つのガルバノメータスキャナを用いるこ
とである。装置86は実施によって図1A、図14A、図15におけるファイバ
ー4,5,41あるいはファイバー43中に、あるいは図18のみにおけるファ
イバー光路4,5,41中に、あるいは図19のみにおけるファイバー5,41
,63中に、あるいは図1B、図14Bにおける光路4,9,41または光路4
3中に、あるいは図18,19における構造がバルクに変換された場合はファイ
バー光路の等価光路中に挿入できる。装置86は線周波数値の2倍で動作し、従
って最終画像ラスタにおいて線を生じる横スキャナに与えられる鋸歯信号周波数
の2倍で動作する。典型的にはこれはおよそ1kHzを意味する。装置86によ
り導入される光路変化の振幅は少なくとも数百ミクロンでなければならない。波
面湾曲はノブ87を介して合算器85の利得を変更して補正不足、適正補正ある
いは補正過剰にすることもできる。良好な補正をするには、即ち波面を平坦にす
る場合には、眼のレンズの焦点距離を知っておくべきである。
【0076】
代案として二つのセンサーレベル要素84は与えられた入力レベルに対して一
定の電圧を出力するようにプログラムされたメモリーを有する電気回路でもよい
。
定の電圧を出力するようにプログラムされたメモリーを有する電気回路でもよい
。
【0077】
図21は光路の高速と低速の分散的変化を作り出すのにガルボスキャナを用い
る縦走査手段の実施例を示す。50対50カプラー544,542の構造がバラ
ンス検出を実行するのに用いられる。光検出器402により供給されるチャンネ
ルは光検出器404により供給されるチャンネルの2倍の利得が必要である。
る縦走査手段の実施例を示す。50対50カプラー544,542の構造がバラ
ンス検出を実行するのに用いられる。光検出器402により供給されるチャンネ
ルは光検出器404により供給されるチャンネルの2倍の利得が必要である。
【0078】
さて干渉計がマッチングされ、即ちOPD=0で、かつ参照ビーム155が回
転軸からある量δ離れたガルバノメータミラー150上の点に当たった場合、ま
たガルボスキャナ152をレンズ154に向かって同じ量だけ移動した場合(ビ
ームが−δにおいてガルボスキャナ152に当たる場合も等価な結果が得られる
)に対し考察を行なう。光線はガルバノメータミラー150により偏向され、レ
ンズ154により屈折され、レンズ154の焦点面において光軸に垂直に向けら
れたミラー156により反射され、再びレンズ154により屈折され、元の光路
に沿って屈折されてビーム155まで達し、合焦要素153を経由してファイバ
ー151に達する。小さな走査角度βに対してはガルバノメータミラーのβ/2
の回転によりミラー150から反射された後に、(光軸に沿った)中心光線と光
軸から角度β偏向された光線との間に導入される光路不均衡Pは以下の式で与え
られる。
転軸からある量δ離れたガルバノメータミラー150上の点に当たった場合、ま
たガルボスキャナ152をレンズ154に向かって同じ量だけ移動した場合(ビ
ームが−δにおいてガルボスキャナ152に当たる場合も等価な結果が得られる
)に対し考察を行なう。光線はガルバノメータミラー150により偏向され、レ
ンズ154により屈折され、レンズ154の焦点面において光軸に垂直に向けら
れたミラー156により反射され、再びレンズ154により屈折され、元の光路
に沿って屈折されてビーム155まで達し、合焦要素153を経由してファイバ
ー151に達する。小さな走査角度βに対してはガルバノメータミラーのβ/2
の回転によりミラー150から反射された後に、(光軸に沿った)中心光線と光
軸から角度β偏向された光線との間に導入される光路不均衡Pは以下の式で与え
られる。
【数1】
λによるPの各変化に対して光検出されたビート信号は走査ミラー156に起
因する。三角駆動信号に対するこの信号の周波数はおよそ以下の式で与えられる
。
因する。三角駆動信号に対するこの信号の周波数はおよそ以下の式で与えられる
。
【数2】
ただし、kはスキャナ感度、Vzは振幅、Fzはスキャナ152に与えられる
三角波の周波数である。鋸歯信号に対しては式(2)は2で割らなければならな
い。
三角波の周波数である。鋸歯信号に対しては式(2)は2で割らなければならな
い。
【0079】
図21においてシフトδはガルボスキャナ152をレンズ154により近づけ
て置くことにより得られたが、この場合ガルバノメータミラー上のビームの入射
点Bはコリメータ153に向かって点B’まで同じ量だけシフトする。偏向され
た光線の扇の要の見かけの点B”はレンズ154の軸上に位置する(スキャナ1
52がレンズ154から遠ざかる場合、B”は同じ方向にほぼ同じ距離だけ移動
する。)。
て置くことにより得られたが、この場合ガルバノメータミラー上のビームの入射
点Bはコリメータ153に向かって点B’まで同じ量だけシフトする。偏向され
た光線の扇の要の見かけの点B”はレンズ154の軸上に位置する(スキャナ1
52がレンズ154から遠ざかる場合、B”は同じ方向にほぼ同じ距離だけ移動
する。)。
【0080】
確実にテレセントリックな構成にするためにレンズ154からミラー156を
経て点B”までの距離はレンズ154の焦点距離に等しい。
経て点B”までの距離はレンズ154の焦点距離に等しい。
【0081】
このようにして戻されたビームの方向はレンズ153から出射するビーム15
5の方向と平行にされる。この配置は150が駆動されている間ファイバーに再
注入される光の振動による付随する強度変調を最小にする。
5の方向と平行にされる。この配置は150が駆動されている間ファイバーに再
注入される光の振動による付随する強度変調を最小にする。
【0082】
縦高速光路変更用の低分散装置の第2の実施例を図22に示す。この場合、ビ
ーム155はミラー150の回転軸上の点Bに当たる。光路不均衡変更が点Bを
横切る光軸から量δだけレンズ154を横にシフトすることにより作り出される
。レンズ154を通ったあと、ビームはミラー156の点a(β光線)、b(0
光線)、c(−β光線)から反射され、入射ビーム155に平行な方向に戻り、
第2のミラー157のそれぞれ点a1,b1,c1に入射する。ガルバノメータ
ミラー150で反射されたあと、ビームはレンズ154、ミラー156、ガルバ
ノメータミラー150上の点Bに戻り、最後には入射ビーム155に沿ってファ
イバー151に戻る。簡単のために図22の図面は、点bがレンズ154の軸に
一致するような値を角度βが有する場合に相当する。
ーム155はミラー150の回転軸上の点Bに当たる。光路不均衡変更が点Bを
横切る光軸から量δだけレンズ154を横にシフトすることにより作り出される
。レンズ154を通ったあと、ビームはミラー156の点a(β光線)、b(0
光線)、c(−β光線)から反射され、入射ビーム155に平行な方向に戻り、
第2のミラー157のそれぞれ点a1,b1,c1に入射する。ガルバノメータ
ミラー150で反射されたあと、ビームはレンズ154、ミラー156、ガルバ
ノメータミラー150上の点Bに戻り、最後には入射ビーム155に沿ってファ
イバー151に戻る。簡単のために図22の図面は、点bがレンズ154の軸に
一致するような値を角度βが有する場合に相当する。
【0083】
縦高速光路変更用の低分散装置の第3の実施例を図23に示し、これはバラン
ス検出および参照パワーの再循環を有するOCTに有用な、異なるファイバー(
光路)に偏向された光を再指向するために図21における二つのシステムを用い
る。
ス検出および参照パワーの再循環を有するOCTに有用な、異なるファイバー(
光路)に偏向された光を再指向するために図21における二つのシステムを用い
る。
【0084】
これまで説明したどのOCTも縦OCT画像を作るのに使用できる。この場合
横走査システム10はXあるいはYの一つの方向に沿って動作され、あるいは傾
斜した線、あるいは円または楕円形をサンプリングするように制御される。その
ような横方向の1周期が完了したあとに参照光路は段階的に変化され、あるいは
そのような横方向の1周期のそれぞれの間に参照光路は光路を変更する既知技術
の装置(どのようなものでもよい)、あるいは図21、図22あるいは図23に
おける実施例を用いて横走査速度よりずっと小さな速度で変更される。一方の座
標で縦走査用のシステムを用いて探求された奥行きが、他方の座標で横スキャナ
ヘッドにより与えられた横方向が得られる2次元マップが得られる。
横走査システム10はXあるいはYの一つの方向に沿って動作され、あるいは傾
斜した線、あるいは円または楕円形をサンプリングするように制御される。その
ような横方向の1周期が完了したあとに参照光路は段階的に変化され、あるいは
そのような横方向の1周期のそれぞれの間に参照光路は光路を変更する既知技術
の装置(どのようなものでもよい)、あるいは図21、図22あるいは図23に
おける実施例を用いて横走査速度よりずっと小さな速度で変更される。一方の座
標で縦走査用のシステムを用いて探求された奥行きが、他方の座標で横スキャナ
ヘッドにより与えられた横方向が得られる2次元マップが得られる。
【0085】
図21、図23における実施例に関して、縦OCT画像を作り出すために用い
られた場合、図2,9,10,13,14A,14B,18,19における装置
19の垂直表示の動作法はガルボスキャナ152を駆動する鋸歯信号の斜面によ
り制御される。上記の斜面の各変化において奥行き方向に沿って最終的に表示さ
れたフレームにおけるラスタスキャンの向きが変更される。つまりCRTの垂直
あるいは水平プレートに加えられる電圧が、テレビ、PCおよびCRTにおいて
共通に用いられる鋸歯形状とは異なる三角形状を有する。
られた場合、図2,9,10,13,14A,14B,18,19における装置
19の垂直表示の動作法はガルボスキャナ152を駆動する鋸歯信号の斜面によ
り制御される。上記の斜面の各変化において奥行き方向に沿って最終的に表示さ
れたフレームにおけるラスタスキャンの向きが変更される。つまりCRTの垂直
あるいは水平プレートに加えられる電圧が、テレビ、PCおよびCRTにおいて
共通に用いられる鋸歯形状とは異なる三角形状を有する。
【0086】
代案として、表示の順序および記憶の順序を変更する動作を表示装置(たとえ
ばフレーム取り込み装置)のデジタルフォーマットにおいて電子的に実行しても
よい。このようにして縦走査方向に関わらず、表示される画像の奥行き軸方向が
縦走査の間変わらない。
ばフレーム取り込み装置)のデジタルフォーマットにおいて電子的に実行しても
よい。このようにして縦走査方向に関わらず、表示される画像の奥行き軸方向が
縦走査の間変わらない。
【0087】
式(1)および(2)はOCTシステムにいて横走査に使用されるガルバノス
キャナにも同等に応用可能である。この場合、式(2)は平面目標を走査するこ
とから生じる位相変調の周波数を与える。この「搬送」周波数は位相変調器とし
て作用する特別の装置を用いないで画像帯域幅を搬送するのに使用できる。δが
大きいほど搬送周波数が高くなる。このようにしてビームがガルバノメータミラ
ーから遠くにシフトシフトされるほど搬送波により搬送できる信号の帯域幅が広
くなる。
キャナにも同等に応用可能である。この場合、式(2)は平面目標を走査するこ
とから生じる位相変調の周波数を与える。この「搬送」周波数は位相変調器とし
て作用する特別の装置を用いないで画像帯域幅を搬送するのに使用できる。δが
大きいほど搬送周波数が高くなる。このようにしてビームがガルバノメータミラ
ーから遠くにシフトシフトされるほど搬送波により搬送できる信号の帯域幅が広
くなる。
【0088】
この搬送波は目標に投射された格子形状の中をサンプリング関数にわたりコヒ
ーレントな光学ビームを走査することにより現れる。しかしながら、目標が傾く
と搬送波の値を撹乱することになる。言い換えればサンプリング関数は目標にわ
たって一定ではなく、つまり、横画素サイズが目標内で変化する。
ーレントな光学ビームを走査することにより現れる。しかしながら、目標が傾く
と搬送波の値を撹乱することになる。言い換えればサンプリング関数は目標にわ
たって一定ではなく、つまり、横画素サイズが目標内で変化する。
【0089】
その結果、横スキャナによる位相変調が採用される場合、復調ブロックのバン
ドパスフィルタは物体傾斜、粗さおよび輪郭による搬送周波数の変化を見込まな
ければならない。これは光学ビームの中心がガルバノメータミラー上に置かれた
場合にも当てはまる。この場合、サンプリング関数がニュートンリングのように
見えるのでリングの中心における特徴は大きな周期でサンプリングされ、低周波
数の搬送波周波数を生じる。用いられる帯域幅が0Hzおよび低周波成分のいく
つかを跳ばした場合(1/fノイズを除去するために)、十分サンプリングされ
なかった目標の部分が最終画像において欠落することを意味する。このためにビ
ームが中心合わせされた場合のガルバノメータスキャナにより導入された変調と
位相変調器により導入された変調との組合せを採用すべきである。物体を横に走
査する場合、位相変調器を駆動する信号の周波数はOCTにより発生されたスペ
クトルの真中に置くべきである。画像のサイズが小さすぎる場合(人間の網膜に
対してこれはおよそ横に0.5mmを意味する)そのような組合せを採用すべき
であり、この場合搬送波周波数は処理されるべき帯域幅より小さい。
ドパスフィルタは物体傾斜、粗さおよび輪郭による搬送周波数の変化を見込まな
ければならない。これは光学ビームの中心がガルバノメータミラー上に置かれた
場合にも当てはまる。この場合、サンプリング関数がニュートンリングのように
見えるのでリングの中心における特徴は大きな周期でサンプリングされ、低周波
数の搬送波周波数を生じる。用いられる帯域幅が0Hzおよび低周波成分のいく
つかを跳ばした場合(1/fノイズを除去するために)、十分サンプリングされ
なかった目標の部分が最終画像において欠落することを意味する。このためにビ
ームが中心合わせされた場合のガルバノメータスキャナにより導入された変調と
位相変調器により導入された変調との組合せを採用すべきである。物体を横に走
査する場合、位相変調器を駆動する信号の周波数はOCTにより発生されたスペ
クトルの真中に置くべきである。画像のサイズが小さすぎる場合(人間の網膜に
対してこれはおよそ横に0.5mmを意味する)そのような組合せを採用すべき
であり、この場合搬送波周波数は処理されるべき帯域幅より小さい。
【0090】
異なる奥行きにおいて収集された横OCT画像はソフトウェア処理されて同等
の横画像を作り、これは重畳されたOCT画像の外観、あるいはSLO画像の外
観、あるいは都合のよい形をした奥行きプロファイルを用いて目標の体積からサ
ンプリングされた画像の外観を持たせることができる。
の横画像を作り、これは重畳されたOCT画像の外観、あるいはSLO画像の外
観、あるいは都合のよい形をした奥行きプロファイルを用いて目標の体積からサ
ンプリングされた画像の外観を持たせることができる。
【0091】
前記干渉計における第1と第2の光路間の光路不均衡のN個の値に対するN個
の画像を収集した後に、そのようなOs画像は以下の式により得られる。
の画像を収集した後に、そのようなOs画像は以下の式により得られる。
【数3】
【0092】
べき数n=1および全ての係数Cp=1は単純な重畳を意味する。べき数n=
2は係数Cが共焦点顕微鏡の奥行き区分プロファイルに従う場合、同等の共焦点
画像が得られることを意味する。例えば係数Cとしてその実験的な奥行き区分プ
ロファイルのサンプリングされた値を用いることにより現状技術のSLOにより
作り出される画像と同等の画像を発生できる。
2は係数Cが共焦点顕微鏡の奥行き区分プロファイルに従う場合、同等の共焦点
画像が得られることを意味する。例えば係数Cとしてその実験的な奥行き区分プ
ロファイルのサンプリングされた値を用いることにより現状技術のSLOにより
作り出される画像と同等の画像を発生できる。
【0093】
そのようなソフトウェアで発生されたプロファイルは実験的プロファイルを特
徴づける隣接する付帯ピークがないという直接的な利点を伴う。
徴づける隣接する付帯ピークがないという直接的な利点を伴う。
【0094】
他の同等の画像がより大きな値nに対して発生できる。
【0095】
コヒーレンス信号の二乗版を作り出すブロックを用いて、即ちn=2に対して
同等の共焦点画像を各OCT画像に対して作り出すこともできる。
同等の共焦点画像を各OCT画像に対して作り出すこともできる。
【0096】
本発明のどの光学マッピング装置においても湾曲横補正画像を提供する、ラス
タ走査手段の同期制御の下でのフィードバックループを採用できる。
タ走査手段の同期制御の下でのフィードバックループを採用できる。
【0097】
さらに本発明によるどの光学マッピング装置においても参照ビームの長さを変
更する手段は少なくとも一つの上記のガルバノメータミラーを備える。さらに干
渉計に入る参照ビームの長さを変更する手段は集束レンズからf+δの距離に置
かれたガルバノメータミラーと、集束レンズからfの距離にあるミラーとを備え
る。ただし、fは集束レンズの焦点距離であり、ガルバノメータミラー上の入射
ビームはガルバノメータミラー軸からδ離れている。
更する手段は少なくとも一つの上記のガルバノメータミラーを備える。さらに干
渉計に入る参照ビームの長さを変更する手段は集束レンズからf+δの距離に置
かれたガルバノメータミラーと、集束レンズからfの距離にあるミラーとを備え
る。ただし、fは集束レンズの焦点距離であり、ガルバノメータミラー上の入射
ビームはガルバノメータミラー軸からδ離れている。
【0098】
干渉計から出る参照ビームの長さを変更する手段は同様にガルバノメータミラ
ー、集束レンズおよびレンズから距離f離れた第1のミラーを備え、さらにガル
バノメータミラーにダブルパスを実施して光路変化を増加する第2のミラーも備
える。ここではガルバノメータミラーへのビームの入射点はその軸上にあり、か
つレンズの焦点面にあり、レンズは走査される面において横にシフトされて最大
偏角において第1のミラーから反射され、レンズにより屈折された光がガルバノ
メータミラーに確実に当たるようにする。
ー、集束レンズおよびレンズから距離f離れた第1のミラーを備え、さらにガル
バノメータミラーにダブルパスを実施して光路変化を増加する第2のミラーも備
える。ここではガルバノメータミラーへのビームの入射点はその軸上にあり、か
つレンズの焦点面にあり、レンズは走査される面において横にシフトされて最大
偏角において第1のミラーから反射され、レンズにより屈折された光がガルバノ
メータミラーに確実に当たるようにする。
【0099】
さらにまた干渉計に入る参照ビームの長さを変更する手段は第1および第2の
ガルバノメータミラーと、それぞれの第1および第2の収束レンズを備えてもよ
い。各集束レンズはそのそれぞれのガルバノメータミラーから距離f+δに置か
れる。第1のガルバノメータミラーへの入射ビームは第2のガルバノメータミラ
ーに再度向けられ、次に第2の光学出力光路に向けられる。
ガルバノメータミラーと、それぞれの第1および第2の収束レンズを備えてもよ
い。各集束レンズはそのそれぞれのガルバノメータミラーから距離f+δに置か
れる。第1のガルバノメータミラーへの入射ビームは第2のガルバノメータミラ
ーに再度向けられ、次に第2の光学出力光路に向けられる。
【0100】
本発明による光学マッピング装置は物体にわたり1次元標本を発生する横走査
手段を用いることにより、かつ画像の横座標の一つを縦走査手段により導入され
た光路差に対応する縦座標と入れ替えることにより縦画像を発生するのに使用で
きる。
手段を用いることにより、かつ画像の横座標の一つを縦走査手段により導入され
た光路差に対応する縦座標と入れ替えることにより縦画像を発生するのに使用で
きる。
【0101】
さらにまた本装置は、ガルバノメータミラーに与えられる電圧の電圧鋸歯斜面
の各変化ごとに変る交互方向に垂直表示が行なわれる表示走査装置を備えてもよ
い。
の各変化ごとに変る交互方向に垂直表示が行なわれる表示走査装置を備えてもよ
い。
【0102】
ガルバノメータスキャナが採用される場合、ラスタの線はOCT画像信号の部
分を搬送するのに必要な位相変調を作り出すことのみに使用できるものである。
分を搬送するのに必要な位相変調を作り出すことのみに使用できるものである。
【0103】
さらにまた、OCT画像信号の全てを搬送するのにラスタの線を生じるガルバ
ノメータスキャナによる変調ともう一つの位相変調器による変調との組合せを採
用してもよい。
ノメータスキャナによる変調ともう一つの位相変調器による変調との組合せを採
用してもよい。
【0104】
さらに低周波スペクトルの部分が捨てられるように電子フィルタを受信機に採
用してもよい。しかしながら最大位相変調周波数までの周波数が物体の横走査に
より導入されるパス変調を維持して通される。
用してもよい。しかしながら最大位相変調周波数までの周波数が物体の横走査に
より導入されるパス変調を維持して通される。
【0105】
さらにまたガルバノメータスキャナにより作り出される搬送波の周波数は入射
光学ビームをガルバノメータミラーの中心から遠くにシフトすることにより増加
できる。
光学ビームをガルバノメータミラーの中心から遠くにシフトすることにより増加
できる。
【0106】
光学マッピング装置は本発明の範囲内で異なる等価奥行き解像力を有する横画
像Osを発生するソフトウェアを含むことができる。この場合異なる奥行きで収
集された横OCT画像が組み合わされる。ソフトウェアで作り出された画像は光
源のコヒーレンス長により保証される最小値と収集された横画像の範囲により決
定される最大値の間の奥行き解像力を有する。最終画像への各画像の寄与は所定
のプロファイルに従って重み付けされる。
像Osを発生するソフトウェアを含むことができる。この場合異なる奥行きで収
集された横OCT画像が組み合わされる。ソフトウェアで作り出された画像は光
源のコヒーレンス長により保証される最小値と収集された横画像の範囲により決
定される最大値の間の奥行き解像力を有する。最終画像への各画像の寄与は所定
のプロファイルに従って重み付けされる。
【0107】
さらにまた本発明の範囲内で、用いられる表示装置の各入力にプロセッサを導
入してそれに対する入力信号の直線、対数、あるいは二乗版を提供することがで
きる。
入してそれに対する入力信号の直線、対数、あるいは二乗版を提供することがで
きる。
【図1A】 光ファイバーとバルク部品の両方を用いるOCTの実施例を示
す図である。
す図である。
【図1B】 バルク部品のみを用いるOCTの実施例を示す図である。
【図2】 図1のOCTに基づき、かつ可変コヒーレンス長をもつ光源を用
いる可変奥行き解像力を有するOCTトモグラフィーマッピング装置の実施例を
示す図である。
いる可変奥行き解像力を有するOCTトモグラフィーマッピング装置の実施例を
示す図である。
【図3】 本発明に用いる可変コヒーレンス長をもつ光源の代案を示す図で
ある。
ある。
【図4】 本発明に用いる可変コヒーレンス長をもつ光源の代案を示す図で
ある。
ある。
【図5】 本発明に用いる可変コヒーレンス長をもつ光源の代案を示す図で
ある。
ある。
【図6】 本発明に用いる可変コヒーレンス長をもつ光源の代案を示す図で
ある。
ある。
【図7】 本発明に用いる可変コヒーレンス長をもつ光源の代案を示す図で
ある。
ある。
【図8】 本発明に用いる可変コヒーレンス長をもつ光源の代案を示す図で
ある。
ある。
【図9】 図8に示す可変コヒーレンス長を有する光源の変形版を用いる可
変奥行き解像力を有するトモグラフィーマッピング装置の実施例を示す図である
。
変奥行き解像力を有するトモグラフィーマッピング装置の実施例を示す図である
。
【図9A】 コンピュータ制御された比較器を採用する図9の実施例の回路
の代案を示す図である。
の代案を示す図である。
【図10】 本発明の第2の実施例を示す図である。
【図10A】 コンピュータ制御された比較器を採用する図10の実施例の
回路の代案を示す図である。
回路の代案を示す図である。
【図11】 可変焦点奥行き区分間隔を有し、ピンホールとレンズを用いる
本発明用の共焦点受光器を示す図である。
本発明用の共焦点受光器を示す図である。
【図12】 小さな奥行き区分間隔を確保するために受光器の開口としてフ
ァイバーが用いられる本発明用の共焦点受光器を示す図である。
ァイバーが用いられる本発明用の共焦点受光器を示す図である。
【図13】 ファイバー化されたカプラーが前記光学分割器として用いられ
る本発明の第3の実施例を示す図である。
る本発明の第3の実施例を示す図である。
【図13A】 コンピュータ制御された比較器を採用する図13の実施例の
回路の代案を示す図である。
回路の代案を示す図である。
【図14A】 異なる区分間隔をもつ二つのトモグラフィー画像を連続して
供給できる、光ファイバーとバルク部品の両方を用いる可変奥行き解像力を有す
るトモグラフィーマッピング装置の別の実施例である。
供給できる、光ファイバーとバルク部品の両方を用いる可変奥行き解像力を有す
るトモグラフィーマッピング装置の別の実施例である。
【図14B】 二つの異なる区分間隔をもつトモグラフィー画像を連続して
供給でき、かつ前記画像の少なくとも一つが奥行き解像力を調整可能である、バ
ルク部品のみを用いる可変奥行き解像力を有するトモグラフィーマッピング装置
の実施例を示す。
供給でき、かつ前記画像の少なくとも一つが奥行き解像力を調整可能である、バ
ルク部品のみを用いる可変奥行き解像力を有するトモグラフィーマッピング装置
の実施例を示す。
【図14C】 それぞれがコンピュータ制御された比較器を採用するそれぞ
れ図14Aと14Bの実施例の代替え回路を示す図である。
れ図14Aと14Bの実施例の代替え回路を示す図である。
【図14D】 それぞれがコンピュータ制御された比較器を採用するそれぞ
れ図14Aと14Bの実施例の代替え回路を示す図である。
れ図14Aと14Bの実施例の代替え回路を示す図である。
【図15】 本発明に用いられる光学コヒーレンストモグラフィーマッピン
グ装置の第4の実施例を示す図である。
グ装置の第4の実施例を示す図である。
【図15A】 コンピュータ制御された比較器を採用する、図15の実施例
の回路の代案を示す図である。
の回路の代案を示す図である。
【図16】 広帯域光源の相関関数を拡大する要素を示す図である。
【図17】 広帯域光源の相関関数を拡大する別の要素を示す図である。
【図18】 本発明のさらなる実施例を示す図である。
【図18A】 コンピュータ制御された比較器を採用する、図18の実施例
の回路の代案を示す図である。
の回路の代案を示す図である。
【図19】 本発明の別の実施例を示す図である。
【図19A】 コンピュータ制御された比較器を採用する、図18の実施例
の回路の代案を示す図である。
の回路の代案を示す図である。
【図20】 本発明に用いられるフィードバックループを示す図である。
【図21】 本発明に使用される縦走査装置を示す図である。
【図22】 本発明に使用されるさらなる縦走査装置を示す図である。
【図23】 ビームの入射方向が出射方向と異なる、本発明に使用されるさ
らなる縦走査装置を示す図である。
らなる縦走査装置を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML,
MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K
E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW
),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,
TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,
BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C
R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI
,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID,
IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K
Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA
,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,
PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S
K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG
,UZ,VN,YU,ZA,ZW
Fターム(参考) 2F064 AA09 BB00 FF01 FF03 GG02
GG20 GG21 GG70
2F065 AA56 CC00 CC16 FF00 FF01
FF51 GG04 GG07 LL03 LL12
LL13 LL15 LL30 LL53 LL55
LL57 LL59 QQ03
2G059 AA06 BB12 EE09 FF02 GG01
GG03 JJ11 JJ17 JJ22
Claims (57)
- 【請求項1】 ファイバー化された干渉計とバルク干渉計から成るグループ
から選択された干渉計であって、それぞれ物体位置と参照反射アセンブリーにつ
ながる第1の光路と第2の光路を備える干渉計と、 所定の範囲にわたり前記干渉計からの光学出力を横断する方向に走査する走査
手段と、 前記走査手段からの光学ビームを物体位置に位置する物体に送り、かつ物体か
ら反射および散乱されて戻された光学出力ビームを前記第1の光路に沿って干渉
計に戻すインターフェース光学系と、 戻された光学出力ビームの少なくとも一部分を前記参照反射アセンブリーに方
向付ける手段と、 前記第1の光路又は前記第2の光路の少なくとも一方を変更して強度変調ある
いは位相変調あるいは強度変調と位相変調を導入する手段と、 少なくとも前記第2の光路の長さを前記走査手段に同期したペースで段階的あ
るいは連続的に変更する手段と、 を備える可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置であって、 前記干渉計は、放射光源あるいは可変コヒーレンス長を有する光源により作動
され、 前記物体に送られた光学ビームを表す信号を前記参照反射アセンブリーからの
出力信号と比較して前記干渉計からの出力信号を復調しかつ作り出す、前記走査
手段に連結された比較器あるいは解析手段と、 前記干渉計からの前記出力信号に基づいて前記物体の少なくとも部分の画像を
表示あるいは記憶する手段と、 を備えることを特徴とする光学マッピング装置。 - 【請求項2】 ファイバー化された干渉計とバルク干渉計から成るグループ
から選択された干渉計であって、それぞれ物体位置と参照反射器につながる第1
の光路と第2の光路を備える干渉計と、 可変焦点奥行きを有する共焦点受光器と、 前記物体位置に位置する物体から戻された光を前記共焦点受光器に内部に方向
付ける光学分割器と、 所定の範囲にわたり前記干渉計からの光学出力を横断方向に走査する走査手段
と、 前記走査手段からの光学ビームを物体に送り、かつ物体から反射および散乱さ
れた光学出力ビームを前記走査手段を介して前記光学分割器に、また前記光学分
割器から前記干渉計と前記共焦点受光器の両方に前記光学分割器により決定され
た比率で戻すインターフェース光学系と、 前記第1の光路又は前記第2の光路の少なくとも一方を変更して強度変調ある
いは位相変調あるいは強度変調と位相変調を導入する手段と、 少なくとも前記第2の光路の長さを前記走査手段に同期したペースで段階的あ
るいは連続的に変更する手段と、 を備える可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置であって、 前記干渉計は、放射光源あるいは可変コヒーレンス長を有する光源により作動
され、 前記物体に送られた光学ビームを表す信号を前記共焦点受光器からの出力信号
と比較して前記干渉計からの出力信号を復調しかつ作り出す、前記走査手段に連
結された比較器あるいは解析手段と、 前記干渉計により作り出された画像と前記共焦点受光器により作り出された画
像とを処理する手段と、 前記干渉計と前記共焦点受光器により作り出された前記それぞれの画像を同時
に表示する手段と、 を備えることを特徴とする光学マッピング装置。 - 【請求項3】 前記光源は、10μmから300μmの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第1の前記光源と、第1の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第2の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有することを特徴とする請求項1ある
いは2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項4】 前記光源は、10μmから300μmの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第1の前記光源と、第1の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第2の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 数マイクロメータあるいは数十マイクロメータより小さい値から数百マイクロ
メータより大きい値までの合成光源に対する連続範囲を供給するように、あるい
はいくつかの部分間隔に対する調整可能性を提供するように前記光源の少なくと
も一つのコヒーレンス長が電気的に調整可能であることを特徴とする請求項1あ
るいは2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項5】 前記光源は、10μmから300μmの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第1の前記光源と、第1の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第2の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源が実質的に同じ中心波長を有し、 前記光源は、前記二つの放射源のパワーの比を変化する電子ユニットを備え、
前記二つの重畳された放射源のパワーの比を変化するときに前記電子ユニットに
より確実に全強度が一定に保たれ、あるいは最終画像におけるバイアス強度が一
定に保たれるようにすることを特徴とする請求項1または2記載の光学マッピン
グ装置。 - 【請求項6】 前記光源は、10μmから300μmの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第1の前記光源と、第1の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第2の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源が実質的に同じ中心波長を有し、 前記光源は、最終出力ビームにおける二つの光源成分の寄与を平衡させる電子
光学要素を備えることを特徴とする請求項1または2記載の光学マッピング装置
。 - 【請求項7】 前記光源は、10μmから300μmの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第1の前記光源と、第1の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第2の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 前記光源は、最終出力ビームにおける二つの光源成分の寄与を平衡させる電子
光学要素を備え、前記電子光学要素は、電気的に制御可能な方向性カプラーであ
ることを特徴とする請求項1または2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項8】 前記光源は、10μmから300μmの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第1の前記光源と、第1の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第2の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 前記光源は、前記第1のファイバーのそれぞれがそれぞれの光源から光を送る
ために配置される二つの第1のファイバーと、前記光源ファイバーから光を集光
するように配置される第2のファイバーと、 を有し、 前記第2のファイバーは、前記第1のファイバーの間に移動可能であることを
特徴とする請求項1または2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項9】 前記光源は、10μmから300μmの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第1の前記光源と、第1の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第2の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 前記光源から光を集光する移動可能な集光ファイバーを備えることを特徴とす
る請求項1または2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項10】 可変コヒーレンス長を有する前記光源は、多電極レーザダ
イオード、DFBレーザあるいはスーパールミネッセントダイオードであること
を特徴とする請求項1または2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項11】 前記光源は、10μmから300μmの範囲の非常に小さ
いコヒーレンス長を有する一方の第1の前記光源と、第1の前記光源のコヒーレ
ンス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第2の光源との二つの重畳され
た放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 可変コヒーレンス長を有する前記光源は、関連付けられた相関プロファイル幅
が所定の奥行き解像力を確保する帯域幅にサブナノ秒の電気パルス制御の下で同
調するように作られたサブナノ秒可変波長光源であることを特徴とする請求項1
または2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項12】 前記光源は、10μmから300μmの範囲の非常に小さ
いコヒーレンス長を有する一方の第1の前記光源と、第1の前記光源のコヒーレ
ンス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第2の光源との二つの重畳され
た放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 最大の帯域幅の前記第1の光源は第1の周波数で強度変調され、最小の帯域幅
の第2の光源は第2の周波数で強度変調され、前記第1と第2の周波数は異なり
、それらの比は無理数であり、前記物体に伝達された光学ビームを表す前記信号
は前記第1の周波数に同調された第1の受信機と第2の周波数に同調された第2
の受信機とに送られて、第1の対応画像は前記第1の周波数に同調された前記第
1の受信機により与えられる非常に狭い区分間隔を有し、第2の対応画像は前記
第2の周波数に同調された前記第2の受信機により与えられるより広い区分間隔
を有する対応画像を選択し、 前記第1と第2の対応画像は、二つの入力表示装置を介して同時に表示される
ことを特徴とする請求項1または2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項13】 前記光源は、広帯域であることを特徴とする請求項2記載
の光学マッピング装置。 - 【請求項14】 前記光学分割器は、バルクのビームスプリッタであること
を特徴とする請求項2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項15】 前記光学分割器は、前記共焦点受光器に設けられた、ファ
イバー尾部を付けられた光検出器上で終わるファイバー化された方向性カプラー
であり、方向性カプラーのファイバー入口が前記共焦点受光器の開口として作用
し、前記光学分割器が前記干渉計の前記第1の光路の部分であることを特徴とす
る請求項2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項16】 OCTチャンネルにより与えられる画像の記憶工程におい
て、その取り込み中に物体横移動に対して補正するのに前記共焦点受光器により
与えられる画像が用いられることを特徴とする請求項2記載の光学マッピング装
置。 - 【請求項17】 前記画像を処理する手段は、干渉計画像と共焦点受光器画
像とを用いて画素ごとのフォーマットで数学演算を実行できることを特徴とする
請求項2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項18】 前記画像を処理する手段は、前記記憶工程により得られた
画像を用いて画素ごとのフォーマットで数学演算を実行できることを特徴とする
請求項16記載の光学マッピング装置。 - 【請求項19】 前記共焦点受光器は、レンズの背面あるいはレンズ間にあ
る可変ピンホールと、光検出器とを備え、焦点奥行き間隔が前記干渉計とは独立
に調整可能であることを特徴とする請求項14記載の光学マッピング装置。 - 【請求項20】 前記共焦点受光器は、光検出器で終わるファイバー尾部を
備えることを特徴とする請求項14記載の光学マッピング装置。 - 【請求項21】 前記干渉計用の参照ビームと、 前記参照ビームを遮断する遮断手段と、 を備え、前記遮断手段が作動されたときに前記表示装置の入力を前記物体に伝
達された光学ビームを表す信号に対する高利得増幅器の出力に同期的に切替える
ことを特徴とする請求項1または2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項22】 前記干渉計用の参照ビームと、 前記参照ビームを遮断する遮断手段と、 を備え、前記遮断手段が作動されたときに前記表示装置の入力を前記物体に伝
達された光学ビームを表す信号に対する高利得増幅器の出力に同期的に切替え、 前記光検出器がアバランシェである場合、それに接続された直列の抵抗器の電
圧降下を介して参照パワーにより利得が自動的に切替えられ、前記マッピング装
置は、共焦点動作法とOCT動作法との間を切替えられることを特徴とする請求
項1または2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項23】 前記干渉計用の参照ビームと、 前記参照ビームを遮断する遮断手段と、 を備え、前記遮断手段が作動されたときに前記表示装置の入力を前記物体に伝
達された光学ビームを表す信号に対する高利得増幅器の出力に同期的に切替え、 前記干渉計がバルクの干渉計である場合、参照アームブロックで得られた画像
の奥行き解像力が光検出器が用いられる場合は光検出器の前にある光学系の開口
数を変更することにより、バランス検出が用いられる場合は二つの光検出器の前
にある光学系の開口数を変更することにより調整でき、前記開口数がレンズの焦
点距離を調整することにより、あるいは光検出器の前、バランス検出が用いられ
る場合は両方の光検出器の前にある光学系のピンホールの直径を調整することに
より調整されることを特徴とする請求項1または2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項24】 前記光源は、広帯域であり、 (i)共焦点受光器により作り出された画像の奥行き区分間隔を調節するステ
ップと、 (ii)干渉計画像信号と、表示手段に送られた共焦点受光器信号との振幅を
バランスさせることにより、広帯域光源のコヒーレンス長により与えられる最小
値から共焦点受光器により与えられる最大値まで可変の奥行き解像力を供給する
ステップと、 を含むステップ群からステップを選択することにより前記光学マッピング装置
により作り出された最終画像における奥行き解像力が調整可能であることを特徴
とする請求項19記載の光学マッピング装置。 - 【請求項25】 前記光源は、広帯域であり、前記光学マッピング装置によ
り作り出された最終画像における奥行き解像力は、干渉計画像信号と、表示手段
に送られた共焦点受光器信号との振幅をバランスさせて広帯域光源のコヒーレン
ス長により与えられる最小値から共焦点受光器により与えられる最大値まで可変
の奥行き解像力を提供することにより調整可能であることを特徴とする請求項1
5記載の光学マッピング装置。 - 【請求項26】 装置により作り出された最終画像、あるいは二つまたは三
つの画像における奥行き解像力は、 (i)共焦点受光器の奥行き区分間隔を調整するステップと、 (ii)光源のコヒーレンス長を変化することにより干渉計画像の一つの区分
間隔を変更するステップと、 (iii)合成画像において干渉計と共焦点受光器との寄与を重み付けして前
記第1の光源の最小コヒーレンス長により与えられる最小値から共焦点受光器あ
るいは前記第2の光源の最大コヒーレンス長により与えられる最大値まで調整可
能な奥行き解像力を提供するステップと、 を含むステップ群からステップを選択することによって調整可能であることを
特徴とする請求項19記載の光学マッピング装置。 - 【請求項27】 前記光源は、10μmから300μmの範囲の非常に小さ
いコヒーレンス長を有する一方の第1の前記光源と、第1の前記光源のコヒーレ
ンス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第2の光源との二つの重畳され
た放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 最大の帯域幅の前記第1の光源は第1の周波数で強度変調され、最小の帯域幅
の第2の光源は第2の周波数で強度変調され、前記第1と第2の周波数は異なり
、それらの比は無理数であり、前記物体に伝達された光学ビームを表す前記信号
は前記第1の周波数に同調された第1の受信機と第2の周波数に同調された第2
の受信機とに送られて、第1の対応画像は前記第1の周波数に同調された前記第
1の受信機により与えられる非常に狭い区分間隔を有し、第2の対応画像は前記
第2の周波数に同調された前記第2の受信機により与えられるより広い区分間隔
を有する対応画像を選択し、 前記第1と第2の対応画像は、二つの入力表示装置を介して同時に表示され、
装置により作り出された最終画像、あるいは二つまたは三つの画像における奥行
き解像力が、 (i)共焦点受光器の奥行き区分間隔を調整するステップと、 (ii)光源のコヒーレンス長を変化することにより干渉計画像の一つの区分
間隔を変更するステップと、 (iii)合成画像において干渉計と共焦点受光器との寄与を重み付けして前
記第1の光源の最小コヒーレンス長により与えられる最小値から共焦点受光器あ
るいは前記第2の光源の最大コヒーレンス長により与えられる最大値まで調整可
能な奥行き解像力を提供するステップと、 を含むステップ群からステップを選択することによって調整可能であることを
特徴とする請求項1または2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項28】 前記装置により作り出された最終画像における奥行き解像
力は、 (i)光源のコヒーレンス長を変化することにより干渉計により作り出された
画像の区分間隔を変更するステップと、 (ii)干渉計と共焦点受光器との寄与を重み付けして光源のコヒーレンス長
により与えられる最小値から共焦点受光器により与えられる最大値まで調整可能
な奥行き解像力を提供するステップと、 を含むステップ群からステップを選択することによって調整可能であることを
特徴とする請求項15記載の光学マッピング装置。 - 【請求項29】 前記光学分割器は、前記干渉計と前記共焦点受光器の両方
により作り出された画像における最適な信号対ノイズ比を確保するように最適化
された分割比を有することを特徴とする請求項2記載の光学マッピング装置。 - 【請求項30】 ファイバー化された干渉計とバルクの干渉計とを含むグル
ープから選択された干渉計であって、広帯域光源と可変コヒーレンス長を有する
光源とを含むグループから選択された光源により作動され、それぞれ物体位置と
参照反射器アセンブリーにつながる第1の光路と第2の光路を備える干渉計と、 前記第1の光路あるいは前記第2の光路のどちらかに置かれた場合、光源の相
関関数に拡大を生じる光学要素と、 所定の範囲にわたり前記干渉計からの光学出力を横断方向に走査する走査手段
と、 前記走査手段からの光学ビームを前記物体位置に位置する物体に伝達し、かつ
前記物体から反射および散乱されて戻された光学出力ビームを前記第1の光路に
沿って前記干渉計に戻すインターフェース光学系と、 戻された光学出力ビームの少なくとも一部分を前記参照反射アセンブリーに方
向付ける手段と、 前記第1の光学系又は前記第2の光学系の少なくとも一方を変更して強度変調
あるいは位相変調あるいは強度変調と位相変調を導入する手段と、 を備える可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置であって、 前記干渉計は、広帯域光源と可変コヒーレンス長を有する光源から成るグルー
プから選択された光源により作動され、 前記物体に送られた光学ビームを表す信号を前記参照反射アセンブリーからの
出力信号と比較して前記干渉計からの出力信号を復調しかつ作り出す、前記走査
手段に連結された比較器あるいは解析手段と、 縦方向に走査して前記第1の光路あるいは前記第2の光路を前記走査手段に同
期したペースで段階的あるいは連続的に変更する手段と、 前記干渉計からの前記出力信号に基づいて前記物体の少なくとも一部分の画像
を表示あるいは記憶する手段と、 を備えることを特徴とする装置。 - 【請求項31】 光源の相関プロファイルを拡大する前記光学要素は、関連
付けられたコヒーレンス長の増加を生じる分散性要素であることを特徴とする請
求項30記載の光学マッピング装置。 - 【請求項32】 光源の相関プロファイルを拡大する前記光学要素が多段エ
シェロンであることを特徴とする請求項30記載の光学マッピング装置。 - 【請求項33】 前記分散性要素は、前記第1および第2の光路に徐々に導
入されることによってコヒーレンス長の連続的な調整と前記光学マッピング装置
により作り出された画像の奥行き解像力の連続的な調整を行うことを特徴とする
請求項31記載の光学マッピング装置。 - 【請求項34】 10μmから300μmの範囲の可変コヒーレンス長を有
する光源を含む広帯域光源により作動される少なくとも二つの干渉計であって、 前記干渉計のそれぞれは、物体位置につながる少なくとも部分的に共通の第1
の光路と、各干渉計に対するそれぞれの第2の光路とを備え、前記第2の光路の
それぞれはそれぞれの参照反射器アセンブリーにつながり、 前記第2の光路の少なくとも一方に置かれた場合、光源の相関関数の拡大を生
じる少なくとも一つの装置と、 所定の範囲にわたって前記干渉計からの光学出力を横に走査する走査手段と、 前記走査手段からの光学ビームを物体位置に位置する物体に送り、かつ物体か
ら反射および散乱された光学出力ビームを前記第1の光路に沿って前記干渉計に
戻すインターフェース光学系と、 戻された光学出力ビームの少なくとも部分を前記参照反射器アセンブリーに方
向付ける手段と、 前記第1の光路と前記第2の光路の少なくとも一つを変更して強度変調、ある
いは位相変調、あるいは強度変調と位相変調を導入する手段と、 を備える可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置であって、 前記少なくとも二つの干渉計は、広帯域光源あるいは10μmから300μm
の範囲の可変コヒーレンス長を有する光源から成る光源により作動され、 前記物体に送られた光学ビームを表す信号を前記それぞれの参照反射器アセン
ブリーからの出力信号と比較して前記干渉計のそれぞれからの出力信号を復調か
つ作り出す、前記走査手段に連結された比較器あるいは解析手段と、 各干渉計における前記第1の光路あるいは前記第2の光路の長さを横走査手段
と同期したペースで段階的あるいは連続的に同時に変更する縦走査手段と、 前記干渉計のそれぞれからの前記出力信号に基づいて前記物体の少なくとも部
分の二つの画像を表示あるいは記憶する手段と、 を備えることを特徴とする装置。 - 【請求項35】 前記第1の光路は前記干渉計により完全に共有され、前記
解析手段は前記干渉計の全てと前記第2の光路のそれぞれに対して一つの光受信
機を用い、 前記光学マッピング装置は、各干渉計に位相変調器を備え、 各位相変調器は、前記解析手段に対する他の個々の位相変調周波数から十分離
れた異なる周波数で駆動されて連続する周波数バンドパスフィルタリングにより
前記干渉計における個々の信号を分離できることを特徴とする請求項34記載の
光学マッピング装置。 - 【請求項36】 さらに前記干渉計のそれぞれにより作り出された個々の画
像を用いて制御可能な比率で画素ごとのフォーマットにおける数学演算を用いて
前記干渉計における信号を処理する手段を備えることを特徴とする請求項34あ
るいは35記載の光学マッピング装置。 - 【請求項37】 前記干渉計の一つにより供給される画像の奥行き解像力を
連続的に調整するために前記光源の相関プロファイルを拡大する前記光学要素は
、前記干渉計の第2の光路に徐々に導入できることを特徴とする請求項34ある
いは35記載の光学マッピング装置。 - 【請求項38】 前記光源の相関プロファイルを拡大する前記光学要素は、
関連付けられたコヒーレンス長を増加させる分散性要素であることを特徴とする
請求項34あるいは35記載の光学マッピング装置。 - 【請求項39】 前記光源の相関プロファイルを拡大する前記光学要素は、
多段エシェロンであることを特徴とする請求項34あるいは35記載の光学マッ
ピング装置。 - 【請求項40】 画像取り込み中の物体の横移動を補償するために、相関プ
ロファイルを拡大する前記光学要素を用いることにより得られる最悪の奥行き解
像力を有する前記干渉計の一つにおける画像は、そのような光学要素をもたない
別の干渉計を用いて得られる最良の奥行き解像力を有する画像を記憶する工程に
おいて用いられることを特徴とする請求項34あるいは35記載の光学マッピン
グ装置。 - 【請求項41】 湾曲補正された横画像を供給する、前記走査手段の同期制
御下のフィードバックループを備えることを特徴とする請求項1、2、30ある
いは34のいずれか1項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項42】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備えることを特徴とする請求項1、2、30あるいは
34のいずれか1項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項43】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記干渉計に対する参照ビームの長さを変更する前記手段は、収束レンズから
f+δの距離に置かれたガルバノメータミラーと、前記集束レンズからfの距離
にあるミラーとを備え、ただしfは集束レンズの焦点距離であり、ガルバノメー
タミラー上の入射ビームはガルバノメータ軸からδ離れていることを特徴とする
請求項1、2、30あるいは34のいずれか1項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項44】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、前記干渉計に対する参照ビームの長さを変更す
る手段は、ガルバノメータミラーと、集束レンズと、レンズから距離f離れた第
1のミラーと、ガルバノメータミラーにダブルパスを実行して光路変化を増加す
る第2のミラーとを備え、 ガルバノメータミラー上のビームの入射点は、その軸上にありかつレンズの焦
点面にあり、 前記レンズは、前記第1のミラーにより反射され、かつレンズにより屈折され
た光が前記ガルバノメータに最大偏角で確実に当たるように、走査された光線の
平面内で横にシフトされることを特徴とする請求項1、2、30あるいは34の
いずれか1項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項45】 物体にわたり1次元標本を発生する前記横走査手段を用い
ることにより、かつ画像における横座標の一つを前記縦走査手段により導入され
る光路差に対応する縦座標と置き換えることにより、縦画像を発生することを特
徴とする請求項34記載の光学マッピング装置。 - 【請求項46】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記ガルバノメータに与えられる電圧の電圧鋸歯斜面の各変化ごとに変る交互
方向にその垂直表示が行なわれる表示走査装置を備えることを特徴とする請求項
1、2、30あるいは34のいずれか1項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項47】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記ガルバノメータに与えられる電圧の電圧鋸歯斜面の各変化ごとに変る交互
方向にその垂直表示が行なわれる表示走査装置を備え、 前記ガルバノメータスキャナは、位相変調を作り出して前記OCT画像信号の
部分を搬送することのみに用いることができるラスタの線を与えることを特徴と
する請求項1、2、30あるいは34のいずれか1項に記載の光学マッピング装
置。 - 【請求項48】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記ガルバノメータに与えられる電圧の電圧鋸歯斜面の各変化ごとに変る交互
方向にその垂直表示が行なわれる表示走査装置を備え、 前記ガルバノメータスキャナは、位相変調を作り出して前記OCT画像信号の
部分を搬送することのみに用いることができるラスタの線を与え、 前記ガルバノメータスキャナによる変調ともう一つの位相変調器による変調の
組合せは、前記OCT画像信号の全てを搬送するのに採用されることを特徴とす
る請求項1、2、30あるいは34のいずれか1項に記載の光学マッピング装置
。 - 【請求項49】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記ガルバノメータに与えられる電圧の電圧鋸歯斜面の各変化ごとに変る交互
方向にその垂直表示が行なわれる表示走査装置を備え、 前記ガルバノメータスキャナは、位相変調を作り出してOCT画像信号の部分
を搬送することのみに用いることができるラスタの線を与え、 受信機における電子フィルタが低周波スペクトルの部分を廃棄し、かつ物体の
横走査により導入されたパス変調により生じる最大位相変調周波数までの周波数
を透過することを特徴とする請求項1、2、30あるいは34のいずれか1項に
記載の光学マッピング装置。 - 【請求項50】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記ガルバノメータに与えられる電圧の電圧鋸歯斜面の各変化ごとに変る交互
方向にその垂直表示が行なわれる表示走査装置を備え、 前記ガルバノメータスキャナは、位相変調を作り出してOCT画像信号の部分
を搬送することのみに用いることができるラスタの線を与え、入射光学ビームを
ガルバノメータミラーの中心からシフトすることにより前記ガルバノメータスキ
ャナにより作り出される搬送波の周波数を増加できることを特徴とする請求項1
、2、30あるいは34のいずれか1項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項51】 前記装置が異なる奥行きにおいて収集された横OCT画像
を組み合わせることにより異なる等価奥行き解像力を有する横画像Osを作り出
すことができるソフトウェアを含み、前記ソフトウェアで作り出された画像は、
光源のコヒーレンス長により確保される最小値から収集された横画像の範囲によ
り決定される最大値までの奥行き解像力を有し、 最終画像への各寄与が所定のプロファイルにより重み付けされることを特徴と
する請求項1、2、30あるいは34のいずれか1項に記載の光学マッピング装
置。 - 【請求項52】 表示装置の各入力に導入されてその入力信号の直線、対数
あるいは二乗版を提供できるプロセッサを有することを特徴とする請求項1、2
、30あるいは34のいずれか1項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項53】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記干渉計に対する参照ビームの長さを変更する前記手段は、第1のガルバノ
メータミラー、第1の集束レンズ、第2のガルバノメータミラーおよび第2の集
束レンズを備え、個々のレンズのそれぞれは個々のガルバノメータミラーからf
+δの距離に置かれ、fは個々の集束レンズのそれぞれの焦点距離であり、 前記第1のガルバノメータミラーへの入射ビームは、前記第2のガルバノメー
タ、さらには第2の出力光路に再指向されることを特徴とする請求項1、2、3
0あるいは34のいずれか1項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項54】 前記光源は広帯域であり、 前記光学マッピング装置により作り出された最終画像における奥行き解像力は
、前記広帯域光源のコヒーレンス長により与えられる最小値から共焦点受光器に
より与えられる最大値まで調整可能な奥行き解像力を供給するように干渉計画像
信号と表示手段に送られた共焦点受光器信号との振幅を平衡させることにより調
整可能であることを特徴とする請求項29記載の光学マッピング装置。 - 【請求項55】 前記比較器あるいは解析手段は、それに与えられるアナロ
グ信号用の二つの入力と一つのアナログ出力信号と、コンピュータからの制御信
号を受信する入力と、前記コンピュータの制御の下にデジタル操作して重み付け
された出力信号を作り出す、前記比較器あるいは解析手段に入力される二つのア
ナログ信号の少なくとも一つを変換する少なくとも一つのアナログ−デジタル変
換器と、前記少なくとも一つのアナログ−デジタル変換器からの重み付けされた
出力信号を二つのアナログ入力信号の他方を表す信号と比較して前記少なくとも
一つの重み付けされた出力信号と前記二つのアナログ入力信号の他方を表す前記
信号との関数である、前記比較器あるいは解析手段からの出力アナログ信号を作
り出す比較器とを含むことを特徴とする請求項1、2、30あるいは34のいず
れか1項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項56】 前記比較器あるいは解析手段は、それに与えられるアナロ
グ信号用の二つの入力と一つのアナログ出力信号と、コンピュータからの制御信
号を受信する入力と、前記二つのアナログ入力信号を受信可能でかつ前記コンピ
ュータの制御の下で前記一つのアナログ出力信号を出力可能な乗算デジタル−ア
ナログ変換器とを含み、各アナログ入力信号はデジタル信号に変換され、少なく
とも一つの最終デジタル信号は前記コンピュータの制御の下で荷重係数により乗
算され、前記アナログ出力信号を作り出すように積信号はが加算されかつアナロ
グ信号に変換されることを特徴とする請求項1、2、30あるいは34のいずれ
か1項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項57】 前記比較器あるいは解析手段は、それに与えられるアナロ
グ信号用の二つの入力と一つのアナログ出力信号と、コンピュータからの制御信
号を受信する入力と、二つのアナログ入力信号の少なくとも一つに作用して1/
nから(n−1/n)x(作用される前の元の入力アナログ信号)までの範囲の
値を有する乗算器積信号を作り出す(ただしnは2〜256の整数)、コンピュ
ータ制御下にある少なくとも一つのアナログ乗算器と、乗算器積信号を二つのア
ナログ入力信号の他方を表す信号と比較して前記少なくとも一つの重み付けされ
た出力信号と前記二つのアナログ入力信号の他方を表す前記信号との関数である
、前記比較器あるいは解析手段からの出力アナログ信号を作り出す比較器とを含
むことを特徴とする請求項1、2、30あるいは34のいずれか1項に記載の光
学マッピング装置。
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