本發(fā)明涉及一種裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置，更詳細(xì)地，涉及一種在無(wú)顯微鏡或內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)變化的情況下，通過(guò)簡(jiǎn)單安裝可實(shí)現(xiàn)光學(xué)相干斷層掃描系統(tǒng)的光學(xué)相干斷層掃描裝置。

背景技術(shù)：

光學(xué)相干斷層掃描裝置作為可利用紅外波段的光的干擾來(lái)對(duì)人體的斷層圖像進(jìn)行拍攝的裝置，在技術(shù)開(kāi)發(fā)初期，可通過(guò)機(jī)械性地改變光路徑來(lái)取得每秒鐘幀(frame)數(shù)水平的圖像，當(dāng)前，達(dá)到可適用利用波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器及高速數(shù)字化儀的三維光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)來(lái)對(duì)每秒鐘數(shù)百幀的斷層影像進(jìn)行拍攝的水平。

圖1示出以往的光學(xué)相干斷層掃描裝置及安裝有光學(xué)相干斷層掃描裝置的顯微鏡。以往的光學(xué)相干斷層掃描裝置使向顯微鏡入射的拍攝對(duì)象物的光迂回，從而由信號(hào)光和比較光的干擾信號(hào)來(lái)對(duì)斷層圖像進(jìn)行拍攝。

但是，為了使信號(hào)光迂回，圖1所示的類(lèi)型的光學(xué)相干斷層掃描裝置需要使光學(xué)相干斷層掃描裝置的一部分(分束器等)A介于顯微鏡等的本體與物鏡B之間，因而存在難以設(shè)置裝置且顯微鏡之類(lèi)的精密設(shè)備的整列(align)散亂的問(wèn)題。

圖2示出一體形成有光學(xué)相干斷層掃描裝置的內(nèi)窺鏡。一體形成有光學(xué)相干斷層掃描裝置的內(nèi)窺鏡由光學(xué)相干斷層掃描用光纖、轉(zhuǎn)換器及光源用光纖形成于內(nèi)窺鏡內(nèi)部而可同時(shí)執(zhí)行內(nèi)窺鏡和光學(xué)相干斷層掃描裝置的功能。

但是，圖2所示的類(lèi)型的一體型光學(xué)相干斷層掃描裝置需要全部廢棄現(xiàn)有的一般內(nèi)窺鏡來(lái)進(jìn)行代替，因而存在資源浪費(fèi)嚴(yán)重的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明用于解決如上所述的問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的問(wèn)題在于，提供設(shè)置及分離容易，且將顯微鏡等現(xiàn)有的光學(xué)設(shè)備的變更最小化的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置。

技術(shù)方案

本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置包括：可調(diào)諧激光器，對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行可調(diào)諧來(lái)向光學(xué)裝置的光輸出側(cè)照射光；第一分束器，設(shè)置于從上述可調(diào)諧激光器中照射的光的路徑；以及參照鏡，設(shè)置于通過(guò)上述第一分束器的光的路徑，其特征在于，上述裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置為安裝于上述光學(xué)裝置的光輸出側(cè)的裝拆式裝置。

發(fā)明效果

本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置佩戴于現(xiàn)有的光學(xué)設(shè)備的光輸出側(cè)而使用，因而現(xiàn)有的光學(xué)設(shè)備的誤整列或破損的危險(xiǎn)顯著減少。

并且，在維持現(xiàn)有的光學(xué)設(shè)備的狀態(tài)下，佩戴本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置，因而可在無(wú)現(xiàn)有的光學(xué)設(shè)備的廢棄的情況下使用。

并且，容易裝拆，因而可移動(dòng)設(shè)置于一個(gè)以上的光學(xué)設(shè)備來(lái)使用。

附圖說(shuō)明

圖1為以往的光學(xué)相干斷層掃描裝置及安裝有光學(xué)相干斷層掃描裝置的顯微鏡。

圖2為一體形成有光學(xué)相干斷層掃描裝置的內(nèi)窺鏡。

圖3為本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置的第一實(shí)時(shí)方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置的第二實(shí)時(shí)方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖5為本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置的第一實(shí)時(shí)方式安裝于內(nèi)窺鏡的使用狀態(tài)圖。

圖6為本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置的第二實(shí)時(shí)方式安裝于顯微鏡的使用狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

以下，通過(guò)附圖對(duì)本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。

圖3為本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置的第一實(shí)時(shí)方式的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置作為安裝于內(nèi)窺鏡或顯微鏡等光學(xué)設(shè)備的光輸出側(cè)(如目鏡)而同時(shí)獲取可見(jiàn)光圖像及光學(xué)相干斷層掃描圖像的裝置，包括可調(diào)諧激光器10、第一分束器20、參照鏡30、第二分束器40、帶通濾波器單元50及圖像探測(cè)器單元60，還可包括振動(dòng)補(bǔ)償器70及圖像處理器(未圖示)。

可調(diào)諧激光器10作為以可按深度對(duì)人體組織進(jìn)行斷層拍攝的方式一邊對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行可調(diào)諧(tunable)，一邊向光輸出側(cè)照射光，從而可使光學(xué)設(shè)備所要測(cè)定的測(cè)定對(duì)象物(人體等)反射(向光輸出側(cè)入射的光通過(guò)光學(xué)設(shè)備到達(dá)測(cè)定對(duì)象物)紅外線(xiàn)的結(jié)構(gòu)要素，優(yōu)選地，波長(zhǎng)在作為紅外線(xiàn)區(qū)域的750～1300nm區(qū)間進(jìn)行可調(diào)諧。波長(zhǎng)越長(zhǎng)，可滲透人體組織的深度越深，因而通過(guò)一邊從短的波長(zhǎng)向長(zhǎng)的波長(zhǎng)改變波長(zhǎng)，一邊照射光，可從組織的表面至預(yù)定深度獲取立體的干擾信號(hào)，通過(guò)對(duì)這種干擾信號(hào)進(jìn)行影像處理，可實(shí)現(xiàn)光學(xué)相干斷層掃描。在從測(cè)定對(duì)象物中射出的可見(jiàn)光的光量不足的情況下，可調(diào)諧激光器10為了可提供可見(jiàn)光，還可包括可見(jiàn)光區(qū)域的LED、燈等。

第一分束器20是一種如下的結(jié)構(gòu)要素：使從可調(diào)諧激光器10中照射的光的一部分通過(guò)從而使其朝向參照鏡30，從而生成參照光(設(shè)定相位基準(zhǔn)面的光)，并使一部分反射，來(lái)使其朝向光輸出側(cè)，從而生成信號(hào)光(從光學(xué)裝置的測(cè)定對(duì)象物中反射或射出而包含測(cè)定對(duì)象物的信息的光)，使從參照鏡30中反射的參照光反射，使從光輸出側(cè)中射出的信號(hào)光通過(guò)，來(lái)使其朝向第二分束器40。像這樣，可使借助第一分束器20來(lái)生成的參照光和信號(hào)光進(jìn)行干擾來(lái)取得測(cè)定對(duì)象物的信息。

參照鏡30是使通過(guò)第一分束器20的光反射，從而生成參照光，即，將成為改變相位的信號(hào)光的比較對(duì)象的光的結(jié)構(gòu)要素。

第二分束器40為使從光輸出側(cè)中射出的光及從參照鏡30中射出的光的一部分通過(guò)且使一部分反射來(lái)將光路徑分離為兩個(gè)的結(jié)構(gòu)要素。在第二分束器40中，從光輸出側(cè)中射出的光設(shè)置于通過(guò)第一分束器20的光路徑，因而參照光和信號(hào)光一同入射。本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置使一般光學(xué)設(shè)備的可見(jiàn)光和借助可調(diào)諧激光器10的紅外線(xiàn)同時(shí)通過(guò)，因而為了獨(dú)立對(duì)可見(jiàn)光和紅外線(xiàn)進(jìn)行拍攝，分別具有紅外線(xiàn)圖像探測(cè)器62及可見(jiàn)光圖像探測(cè)器64，第二分束器40起到對(duì)將向紅外線(xiàn)圖像探測(cè)器62及可見(jiàn)光圖像探測(cè)器64入射的光進(jìn)行分離的作用。

帶通濾波器單元50作為對(duì)將向如上所述的紅外線(xiàn)圖像探測(cè)器62及可見(jiàn)光圖像探測(cè)器64入射的光進(jìn)行過(guò)濾的結(jié)構(gòu)要素，包括設(shè)置于從第二分束器40中分離的光中的任意一個(gè)路徑的紅外波段帶通濾波器52，還可包括設(shè)置于從第二分束器40中分離的光中的另一路徑的可見(jiàn)光帶帶通濾波器54。在本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置中，由于紅外線(xiàn)圖像探測(cè)器62只將紅外波段的電磁波作為信號(hào)來(lái)接收，因而需要具有使紅外波段透射的紅外波段帶通濾波器52?？梢?jiàn)光帶帶通濾波器54作為選擇性結(jié)構(gòu)要素，通常，由CCD或CMOS圖像探測(cè)器對(duì)可見(jiàn)光圖像進(jìn)行拍攝已充分，因而可在將紅外波段的光排除在外來(lái)提高可見(jiàn)光圖像的純度時(shí)所具備。

圖像探測(cè)器單元60包括紅外線(xiàn)圖像探測(cè)器62及可見(jiàn)光圖像探測(cè)器64，以光的進(jìn)行方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，紅外線(xiàn)圖像探測(cè)器62設(shè)置于紅外波段帶通濾波器52后方，可見(jiàn)光圖像探測(cè)器64設(shè)置于第二分束器40或可見(jiàn)光帶帶通濾波器54后方。其中，第二分束器40的后方是指，從第一分束器20中分離的光中并非是向紅外線(xiàn)圖像探測(cè)器62入射的光的其他光的移動(dòng)路徑。

紅外線(xiàn)圖像探測(cè)器62需要在750～1300nm波長(zhǎng)區(qū)間對(duì)紅外線(xiàn)圖像進(jìn)行拍攝，因而根據(jù)波長(zhǎng)區(qū)間使用其他類(lèi)型的圖像探測(cè)器。具體地，在750～1100nm波長(zhǎng)區(qū)間，與可見(jiàn)光圖像探測(cè)器64相同地，一般可使用CCD或CMOS圖像探測(cè)器。只是，1100nm以上的波長(zhǎng)區(qū)間的紅外線(xiàn)不能由一般CCD或CMOS圖像探測(cè)器檢測(cè)，因而使用InGaAs圖像探測(cè)器?？梢?jiàn)光圖像探測(cè)器64作為用于一般的數(shù)碼相機(jī)等的圖像探測(cè)器，使用CCD或

CMOS圖像探測(cè)器。

紅外線(xiàn)圖像探測(cè)器62由于具備有多個(gè)，從而可提高光學(xué)相干斷層掃描圖像的質(zhì)量。例如，在設(shè)置兩個(gè)紅外線(xiàn)圖像探測(cè)器62，并與拍攝時(shí)間同步地進(jìn)行拍攝的情況下，可取得每個(gè)單位時(shí)間的兩倍的圖像，因而可取得高質(zhì)量的光學(xué)相干斷層掃描影像?；蛘?，在要取得相同的質(zhì)量的圖像的情況下，可將拍攝時(shí)間縮短一半，從而少受振動(dòng)的影響，因而可從對(duì)于振動(dòng)補(bǔ)償器70的性能的制約中多少得到自由。

可見(jiàn)光圖像探測(cè)器64可以為目鏡。人的眼睛也可稱(chēng)為是一種可見(jiàn)光圖像探測(cè)器64，因而能夠?qū)崿F(xiàn)一邊通過(guò)目鏡察看可見(jiàn)光圖像一邊借助紅外線(xiàn)圖像探測(cè)器62可對(duì)紅外線(xiàn)圖像進(jìn)行拍攝的光學(xué)相干斷層掃描裝置。這種情況下，人的眼睛起到可見(jiàn)光帶帶通濾波器54的作用，因而通過(guò)去除可見(jiàn)光帶帶通濾波器54可單純化光學(xué)相干斷層掃描裝置的結(jié)構(gòu)。

振動(dòng)補(bǔ)償器70作為對(duì)透鏡或圖像探測(cè)器單元60的振動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)要素，可以為測(cè)定振動(dòng)來(lái)對(duì)透鏡或圖像探測(cè)器單元60的振動(dòng)進(jìn)行機(jī)械性的補(bǔ)償?shù)拇賱?dòng)器(硬件類(lèi)型)或匹配測(cè)定的圖像從而通過(guò)影像校正對(duì)振動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)奶幚砥?軟件類(lèi)型)。在本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置需要振動(dòng)補(bǔ)償，這是因?yàn)楦鶕?jù)光學(xué)相干斷層掃描裝置的特性，一邊對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行可調(diào)諧(即，對(duì)拍攝的深度進(jìn)行可調(diào)諧)一邊在短的時(shí)間內(nèi)對(duì)多個(gè)圖像進(jìn)行拍攝，此時(shí)，若發(fā)生振動(dòng)或?yàn)槲恢玫淖儎?dòng)，則在立體影像中產(chǎn)生誤差。硬件類(lèi)型振動(dòng)補(bǔ)償器70是實(shí)際上使振動(dòng)本身以物理方式抵消的，軟件類(lèi)型振動(dòng)補(bǔ)償器70是通過(guò)圖像處理對(duì)因振動(dòng)而在圖像中產(chǎn)生的誤差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)摹?/p>

圖像處理器(未圖示)是與圖像探測(cè)器單元60相連接來(lái)進(jìn)行從圖像探測(cè)器單元60中獲取的可見(jiàn)光圖像及紅外線(xiàn)圖像的影像處理的結(jié)構(gòu)要素。圖像處理器的具體形態(tài)有現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、ARM等。

圖4為本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置的第二實(shí)時(shí)方式的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置作為安裝于雙目用光學(xué)設(shè)備的光輸出側(cè)的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置，包括可調(diào)諧激光器10、一對(duì)第一分束器20、參照鏡30、一對(duì)第二分束器40、一對(duì)帶通濾波器單元50及一對(duì)圖像探測(cè)器單元60，還可包括振動(dòng)補(bǔ)償器70及圖像處理器。本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置的第二實(shí)時(shí)方式可稱(chēng)為是將兩個(gè)本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置的第一實(shí)時(shí)方式并聯(lián)結(jié)合來(lái)由雙目用，即，立體聲系統(tǒng)(stereo system)構(gòu)成的實(shí)施方式。因此，本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置的第二實(shí)時(shí)方式有用于顯微鏡之類(lèi)的裝置。

需要分離紅外線(xiàn)和可見(jiàn)光來(lái)進(jìn)行拍攝，因而第一分束器20、第二分束器40、帶通濾波器單元50及圖像探測(cè)器單元60分別具有一對(duì)?？烧{(diào)諧激光器10可具有一對(duì)，但優(yōu)選地，向拍攝對(duì)象物照射同一光線(xiàn)，因而優(yōu)選地，僅具有一個(gè)。并且，參照鏡30由一對(duì)構(gòu)成，從而可分別設(shè)置于第一分束器20的后方，還可設(shè)有一個(gè)雙面鏡。振動(dòng)補(bǔ)償器70及圖像處理器可在圖像探測(cè)器單元60中各具有一對(duì)，或在一對(duì)圖像探測(cè)器單元60整體具有一個(gè)。

圖5為本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置的第一實(shí)時(shí)方式安裝于內(nèi)窺鏡的使用狀態(tài)圖，圖6為本發(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置的第二實(shí)時(shí)方式安裝于顯微鏡的使用狀態(tài)圖?？芍景l(fā)明的裝拆式光學(xué)相干斷層掃描裝置100容易裝拆于內(nèi)窺鏡、顯微鏡等的現(xiàn)有的光學(xué)設(shè)備。