專利名稱：光學(xué)斷層攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用光學(xué)相干斷層成像的攝像裝置、攝像方法以及用于觀察例如眼底或皮膚的醫(yī)療設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，使用利用低相干光的干涉的光學(xué)相干斷層成像(OCT)的攝像裝置(以下還稱為“OCT裝置”)已投入實(shí)際應(yīng)用。OCT裝置可以通過利用測量光照射樣品、并使來自樣品的后向散射光(返回光)與參考光干涉來獲得高分辨率的斷層圖像。因此，獲得被檢眼的眼底的視網(wǎng)膜的斷層圖像，從而使得OCT裝置在例如對視網(wǎng)膜的眼科檢查中得以廣泛使用。這里，主要可以使用兩種類型的OCT方法，即時(shí)域OCT(TD-OCT)和傅立葉域 OCT(FD-OCT)。FD-OCT是使光譜信息經(jīng)過傅立葉變換以一并獲得與深度方向位置相對應(yīng)的多個(gè)強(qiáng)度信息的方法。因此，與為了獲得深度方向位置而改變相干門位置的TD-OCT相比， FD-OCT可以以更高速度獲得斷層圖像。在例如對視網(wǎng)膜的眼科檢查中的OCT測量中，斷層圖像可能由于眼球運(yùn)動(典型地，無意識眼動)而發(fā)生移位或丟失。特別地，由于當(dāng)在寬的視角進(jìn)行測量時(shí)，獲得斷層圖像需要時(shí)間，所以斷層圖像移位或者斷層圖像丟失的可能性增大。因此，日本觀75181號專利(專利文獻(xiàn)1)討論了一種使用多個(gè)束、并縮窄每一束的測量區(qū)域來縮短測量時(shí)間的方法。在專利文獻(xiàn)1中，使用將9個(gè)束分成測量光和參考光的干涉儀。對從各個(gè)束所獲得的干涉光進(jìn)行分光，并且利用針對多個(gè)束所設(shè)置的相同的二維傳感器陣列檢測分光后的干涉光。"Single Camera Based Spectral Domain Polarization Sensitive Optical Coherence Tomography", 2007/Vol. 15, No. 3/0ptics Express 1054 中討論了用于利用一個(gè)分光器通過獲得具有不同偏振狀態(tài)的多個(gè)干涉光來進(jìn)行OCT測量的偏振OCT。這樣，利用一個(gè)分光器中的一個(gè)線傳感器獲得兩個(gè)干涉光，從而減小了裝置的大小。該文獻(xiàn)中沒有討論使用多個(gè)束、并縮窄每一束的測量區(qū)域的方法。參考文獻(xiàn)列表專利文獻(xiàn)PTLl日本沘75181號專利非專利文獻(xiàn)NPLl Single Camera Based Spectral Domain Polarization Sensitive Optical Coherence Tomography,2007/Vol. 15, No.3/0ptics Express 105
發(fā)明內(nèi)容
由于例如光源自身的熱閃爍，從光源所生成的光生成具有大于想要的波長寬度的波長寬度的光。
因此，在日本觀75181號專利中，為了防止多個(gè)分光后的干涉光在二維傳感器陣列上相互重疊，使檢測各個(gè)干涉光的區(qū)域之間的距離充分地大。這是因?yàn)椋?dāng)多個(gè)干涉光在傳感器上相互重疊時(shí)，在干涉光之間發(fā)生串?dāng)_，因而在獲得的作為結(jié)果的斷層圖像中生成噪聲。這里，由于必須使檢測區(qū)域相互充分分開，因而設(shè)置不用于檢測的像素。因此，二維陣列傳感器所需的像素的數(shù)量增大，因而降低了讀出速度。沒有討論甚至沒有暗示聚光于傳感器的束之間的距離應(yīng)當(dāng)是多大。因此，認(rèn)為日本觀75181號專利中所述的距離比所需的要大。￠:"Single Camera Based Spectral Domain Polarization Sensitive Optical Coherence Tomography, "2007/Vol. 15,No. 3/0ptics Express 1054 中，沒有討論甚至沒有暗示聚光于線傳感器的兩個(gè)干涉光之間的距離。如果聚光的束沒有相互分開，則在束之間也發(fā)生串?dāng)_。根據(jù)本發(fā)明的使用光學(xué)相干斷層成像的攝像裝置包括光源，用于生成光；分割部，用于將來自所述光源的光分成參考光和測量光；掃描光學(xué)部，用于利用所述測量光掃描檢查對象；以及檢測部，用于檢測相互組合所述參考光和來自所述檢查對象的返回光的合成光；其中，利用用于掃描所述檢查對象的多個(gè)所述測量光掃描所述檢查對象；其中，所述檢測部包括分光元件和傳感器，所述分光元件用于分光多個(gè)所述合成光，所述傳感器用于檢測已被分光了的多個(gè)所述合成光，所述分光光包括第一分光光和第二分光光；其中，所述傳感器包括所述第一分光光和所述第二分光光聚光的第一區(qū)域和第二區(qū)域；其中，將所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域配置在所述分光的方向上或者配置在與所述分光的方向大致垂直的方向上；以及其中，通過使用多個(gè)所述合成光出射的多個(gè)光纖端之間的距離和所述檢測部的光學(xué)倍率，調(diào)整所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間的距離。根據(jù)本發(fā)明的另一攝像裝置，包括單個(gè)分光單元，用于分光通過組合多個(gè)返回光和多個(gè)參考光所形成的多個(gè)合成光，其中，所述多個(gè)返回光從利用多個(gè)測量光照射的檢查對象返回，所述多個(gè)參考光對應(yīng)于所述多個(gè)測量光；分光側(cè)照明單元，用于在相對于所述單個(gè)分光單元大致共軛位置并且以相對于所述單個(gè)分光單元的入射角，利用所述多個(gè)合成光進(jìn)行照明；傳感器，用于基于來自所述單個(gè)分光單元的所述多個(gè)合成光，檢測多個(gè)光；以及獲得單元，用于基于在所述傳感器處所檢測到的多個(gè)光，獲得所述檢查對象的光學(xué)相干斷層成像圖像。根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種結(jié)構(gòu)，在所述結(jié)構(gòu)中，規(guī)定聚光于傳感器的多個(gè)干涉光之間在傳感器中的距離，以防止在干涉光之間發(fā)生串?dāng)_。通過以下參考附圖對典型實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它特征將顯而易見。


圖IA和IB是示出第一和第二實(shí)施例中使用光學(xué)相干斷層成像的攝像裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2A 2D是示出第一實(shí)施例中的OCT裝置獲得斷層圖像的示意圖。圖3A和:3B是示出第一實(shí)施例中的分光器的結(jié)構(gòu)中的各個(gè)構(gòu)件的位置之間的關(guān)系的示意圖。
圖4A 4C是示出第一實(shí)施例中的線傳感器中的分光位置和串?dāng)_的示意圖。圖5A和5B是示出第二實(shí)施例中的分光器的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6是示出第三實(shí)施例中的分光器的結(jié)構(gòu)中的各個(gè)構(gòu)件的位置之間的關(guān)系的示意圖。圖7A和7B是示出第三實(shí)施例中的分光器的結(jié)構(gòu)中的各個(gè)構(gòu)件的位置之間的關(guān)系的示意圖。圖8A和8B示出第四實(shí)施例中的光纖端的調(diào)整機(jī)構(gòu)。圖9A 9C示出第四實(shí)施例中的干涉光的強(qiáng)度分布。圖IOA和IOB示出第四實(shí)施例中的光纖端的調(diào)整。
具體實(shí)施例方式下面將說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。將參考圖IA和IB說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用光學(xué)相干斷層成像的攝像裝置。首先，附圖標(biāo)記101表示用于生成光(低相干光)的光源。對于光源101可以使用超輻射發(fā)光二極管(SLD)。對于光源101還可以使用放大自發(fā)輻射光源(ASE)。另外，對于光源101還可以使用諸如鈦藍(lán)寶石激光器等的超短脈沖激光器。對于光源101可以使用可生成低相干光的任何光源。盡管沒有特別限制，但是從光源101所生成的光的波長在 400nm 2μπι的范圍中。用于實(shí)現(xiàn)OCT的波長間隔可以為例如Inm以上，理想的是IOnm以上，更理想的是30nm以上。附圖標(biāo)記131 (附圖標(biāo)記131-1 131_3)表示將來自光源101的光分成參考光和測量光的分割部。例如，對于分割部131可以使用分束器或光纖耦合器。因而，對于分割部 131可以使用能分割光的任何分割部。附圖標(biāo)記119表示用于掃描要檢查的檢查對象(要檢查的被檢眼107)的掃描光學(xué)部。例如，對于掃描光學(xué)部119理想的是使用galvano掃描器。然而，可以使用能夠利用光掃描檢查對象的任何掃描器。圖IB示出用于檢測參考光和來自檢查對象107的返回光的合成光的檢測部(分光器)。檢測部包括用于對多個(gè)合成光142(142-1 142- 進(jìn)行分光的分光元件。分光元件141是例如衍射光柵或棱鏡，并且可以是可以進(jìn)行分光的任何分光元件。檢測部包括用于檢測通過分光元件141所分光的多個(gè)光的傳感器139。傳感器139可以是線傳感器、二維傳感器或者可檢測光的任何傳感器。這里，從多個(gè)光纖端160 (160-1 160- 出射多個(gè)合成光142。可以利用掃描檢查對象107所使用的多個(gè)測量光來掃描檢查對象107。Michelson 型干涉儀用于形成多個(gè)測量光的方法不同于Mach-Zehnder型干涉儀用于形成多個(gè)測量光的方法(后面說明)。掃描器139具有第一區(qū)域和第二區(qū)域(例如，區(qū)域161-1 161_3)，其中，使進(jìn)行了分光的第一光和第二光(例如，在多個(gè)合成光142通過分光元件141之后所獲得的光) 在第一區(qū)域和第二區(qū)域中聚光。這里，第一區(qū)域和第二區(qū)域是指利用多個(gè)分光光照射傳感器的區(qū)域(單位像素)。在分光方向(諸如圖6中的y方向等)上或者在與分光方向大致垂直的方向(諸如圖6中的χ方向等)上配置第一區(qū)域和第二區(qū)域。通過使用多個(gè)光纖端160之間的距離和檢測部的光學(xué)倍率(例如，根據(jù)檢測部中所包括的透鏡135和透鏡143的焦距之比來確定)來調(diào)整第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的距離 (諸如圖6中的Dx和Dy等)，其中，從多個(gè)光纖端160出射多個(gè)合成光142。這使得可以限制傳感器139中的分光光之間的串?dāng)_。另外，可以使第一區(qū)域和第二區(qū)域盡可能地靠近。也就是說，可以使得第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的距離(單位像素) 小(可以使得像素的數(shù)量小)。這里，希望使分光得到的多個(gè)光聚光在各個(gè)區(qū)域161。如果第一區(qū)域和第二區(qū)域被配置在分光方向(諸如圖6中的y方向等)上，則希望如下配置在第二區(qū)域中的第一區(qū)域側(cè)的像素。也就是說，這些像素包括在傳感器139下面的區(qū)域中在該區(qū)域中，檢測到在第一區(qū)域中聚光的光中、具有小于在第二區(qū)域所檢測到的光的強(qiáng)度的10_4倍的強(qiáng)度的光。如果將第一區(qū)域和第二區(qū)域配置在分光方向(諸如圖6中的y方向等)上，并且傳感器139包括相對于第一區(qū)域與分光方向大致垂直(諸如圖6中的χ方向等)而配置的第三區(qū)域(參見圖5A和5B)，則希望如下這樣。也就是說，第一區(qū)域和第三區(qū)域之間的距離小于第一區(qū)域和第二區(qū)域之間的距離。希望將線傳感器設(shè)置成從第一區(qū)域延伸至第三區(qū)域(諸如圖6中的161-1 161-9等)。對于光纖端的相對位置，希望至少設(shè)置可以調(diào)整光纖端之間的距離(諸如圖3A 中的dl和d3等)的機(jī)構(gòu)。Michelson 型干涉儀如果使用Michelson型干涉儀，則形成分割部131從而合成參考光和測量光。也就是說，形成分割部131以將通過光源101所生成的光分成參考光和測量光，并且合成參考光和返回光。這里，分割部131將通過光源101所生成的光分成多個(gè)光，并且將分割得到的多個(gè)光分成參考光和測量光。從多個(gè)光源生成光。這多個(gè)光被分成參考光和測量光。Mach-Zehnder 型干涉儀如果使用Mach-Zehnder型干涉儀，則設(shè)置用于合成參考光和測量光的合成部。合成部是光纖耦合器或者可以合成光的任何其它合成部。將通過光源101所生成的光分成測量光和參考光，并且將分割得到的測量光和分割得到的參考光分成多個(gè)光。另一實(shí)施例攝像方法這里，在另一實(shí)施例中，可以將使用根據(jù)上述實(shí)施例的攝像裝置的攝像方法存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(諸如軟盤、硬盤、光盤、磁光盤、CD-ROM、CD-R、磁帶、非易失性存儲卡、ROM、EEPROM或藍(lán)光光盤等)中，作為要通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序。另一實(shí)施例可以涉及用于通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行使用該攝像裝置的上述方法的程序。實(shí)施例第一實(shí)施例在第一實(shí)施例中，將參考圖IA和IB說明應(yīng)用本發(fā)明的使用光學(xué)相干斷層成像的攝像裝置(OCT裝置)。如圖IA所示，根據(jù)本實(shí)施例的OCT裝置100整體上構(gòu)成Michelson型干涉儀。首先將從光源發(fā)射的光分成測量光和參考光。另外，在多個(gè)測量光路中提供測量光。OCT裝置 100包括使用多個(gè)合成光拍攝檢查對象的斷層圖像的OCT系統(tǒng)，其中，在這多個(gè)合成光中， 對多個(gè)測量光的返回光和穿過了參考光路的參考光進(jìn)行合成，并且使返回光和參考光相互光學(xué)干涉。還可以使用Mach-Zehnder型干涉儀作為干涉儀。如果使用Mach-Zehnder型干涉儀，則與Michelson型干涉儀相比，在測量光和參考光之比小時(shí)所獲得的斷層圖像可以具有高對比度。在本說明書中，還將上述斷層圖像稱為“光學(xué)相干斷層圖像”。更具體地，在該圖中，將作為從光源101出射的光的出射光104引導(dǎo)至單模光纖 110，并且入射至光耦合器156。在光耦合器156處，將出射光104分成在三個(gè)光路、即第一光路、第二光路和第三光路中提供的出射光104-1 104-3。在這三個(gè)光路中提供的出射光104-1 104-3通過偏振控制器153_1，并且通過光學(xué)耦合器131-1 131-3將其分成參考光105-1 105-3和測量光106-1 106-3。通過成為利用例如作為觀察對象的被檢眼107的視網(wǎng)膜127反射或散射測量光 106-1 106-3所形成的返回光108-1 108-3，這樣所分割的、并在三個(gè)光路中提供的測量光106-1 106-3返回。然后，通過光學(xué)耦合器131-1 131-3，將返回光108-1 108-3 與穿過了參考光路的參考光105-1 105-3合成，并且成為合成光142-1 142-3。在形成了合成光142-1 142-3之后，通過透射衍射光柵141針對各波長對它們進(jìn)行分光。分光得到的光入射至線傳感器139。線傳感器139針對各位置(波長)將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電壓。 使用其的每一個(gè)信號，形成被檢眼107的斷層圖像。然而，用于將光路分支成多個(gè)光路的單元不局限于此?？梢栽隈詈掀鳈z查對象側(cè)和耦合器基準(zhǔn)鏡側(cè)分別配置用于將光分成參考光和測量光的光學(xué)耦合器156，從而使得通過耦合器將光分支成三個(gè)測量光和三個(gè)參考光?？蛇x地，可以在基準(zhǔn)鏡側(cè)不設(shè)置光學(xué)耦合器156的情況下，僅利用一個(gè)光路來提供參考光。接著說明光源101的周邊。光源101是作為代表性的低相干光源的超輻射發(fā)光二極管(SLD)。其波長為840nm，并且其帶寬為50nm。這里，由于帶寬影響要獲得的斷層圖像在光軸方向上的分辨率，所以帶寬是個(gè)重要參數(shù)。盡管選擇SLD作為光源，但是可以使用諸如放大自發(fā)輻射(ASE)光源等的可以發(fā)射低相干光的任何其它光源?？紤]到測量眼，作為波長，近紅外光是適合的。另外，波長影響要獲得的斷層圖像在橫向上的分辨率，因而對于波長希望盡可能地短。這里，波長為840nm?？梢愿鶕?jù)觀察對象的測量部位而選擇其它波長。接著說明參考光105的光路。通過光學(xué)耦合器131-1 131_3所分割的、并在三個(gè)光路中提供的參考光105-1 105-3通過偏振控制器153-2和光纖長度改變單元 155-1 155-3，在透鏡135-1處成為大致平行的光，并且通過透鏡135-1出射。接著，參考光105-1 105-3穿過色散補(bǔ)償玻璃115，并且通過透鏡135-2使其聚光于鏡114。接著參考光105-1 105-3在鏡114處改變方向，并且再次向光學(xué)耦合器131-1 131-3行進(jìn)。然后，參考光105-1 105-3穿過光學(xué)耦合器131-1 131-3，并被引導(dǎo)至線傳感器139。這里，色散補(bǔ)償玻璃115補(bǔ)償在被檢眼107和掃描光學(xué)系統(tǒng)之間往返的測量光106的色散。這里，作為日本人的平均眼球直徑的代表值為L = 23mm。附圖標(biāo)記117表示電動臺。電動臺 117可以在該圖中雙向箭頭的方向上移動，并且可以調(diào)整和控制參考光105的光路長度?？梢酝ㄟ^個(gè)人計(jì)算機(jī)125控制電動臺117。這里，盡管對于三個(gè)光路使用相同的鏡114、相同的電動臺117和相同的色散補(bǔ)償玻璃115，但是可以獨(dú)立設(shè)置它們。在這種情況下，通過不同的電動臺117來控制透鏡135的位置和鏡114的位置，從而使得可以改變參考光105-1、
105-2和105-3的光路。設(shè)置光纖長度改變單元155-1 155-3是為了對各個(gè)光纖的長度進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。 根據(jù)測量光106-1 106-3的測量部位，光纖長度改變單元155-1 155-3可以調(diào)整參考光105-1 105-3的光路，并且可以通過個(gè)人計(jì)算機(jī)125來控制光纖長度改變單元155-1 155-3。接著說明測量光106的光路。由光學(xué)耦合器131-1 131-3分割得到的測量光106-1 106-3通過偏振控制器153-4，在透鏡120-3處成為大致平行的光，通過透鏡120-3出射，并且入射至構(gòu)成掃描光學(xué)系統(tǒng)的XY掃描器119的鏡。這里，為了簡化，將XY掃描器119表示為一個(gè)鏡。然而， XY掃描器119實(shí)際上包括兩個(gè)鏡，即相互靠近配置的X掃描鏡和Y掃描鏡，并且在與光軸垂直的方向上對視網(wǎng)膜127進(jìn)行光柵掃描。調(diào)整透鏡120-1、透鏡120-3等，從而使得測量光
106-1 106-3各自的中心與XY掃描器119的鏡的轉(zhuǎn)動中心大致對齊。透鏡120-1和透鏡120-2是用于利用測量光106-1和106-2掃描視網(wǎng)膜127的光學(xué)系統(tǒng)，并且用于以角膜126附近作為支點(diǎn)，利用測量光來掃描視網(wǎng)膜127。使測量光 106-1 106-3聚光于視網(wǎng)膜的任一位置。以所述任一位置作為中心，驅(qū)動XY掃描器119以獲得各個(gè)掃描圖像。附圖標(biāo)記 117-2表示電動臺。電動臺117-2可以在箭頭的方向上移動，并且可以調(diào)整和控制附隨的透鏡120-2的位置。通過調(diào)整透鏡120-2的位置，使測量光106聚光于被檢眼107的視網(wǎng)膜127的預(yù)定層，并且可以觀察視網(wǎng)膜127。另外，可以應(yīng)對被檢眼107的異常折射。如果測量光106-1 106-3入射至被檢眼107，則測量光106-1 106-3通過被視網(wǎng)膜127反射或散射，成為返回光108-1 108-3。返回光108-1 108-3穿過光學(xué)耦合器131-1 131-3，并且被引導(dǎo)至線傳感器139。這里，可以通過個(gè)人計(jì)算機(jī)125來控制電動臺117-2。盡管在本實(shí)施例中，以附圖標(biāo)記118-1 118-3所表示的組件形成為相互平齊地配置(也就是說，處于)(Z平面)，但是本發(fā)明不局限于此?？梢詫⑺鼈兣渲迷谂c該圖的紙面垂直的方向(y方向)上，或者可以將它們配置成在這兩個(gè)方向上均有分量。通過上述結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)使用三個(gè)束進(jìn)行掃描。接著將說明根據(jù)本實(shí)施例的OCT裝置中的測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。通過光學(xué)耦合器 131-1 131-3將參考光105-1 105-3和通過視網(wǎng)膜127的反射或散射所形成、并穿過第一和第二光路的返回光108-1 108-3彼此合成。然后，合成光142通過光纖端出射，并且在透鏡135處成為大致平行的光。大致平行的光照射構(gòu)成檢測部的透射衍射光柵141，并且針對各波長進(jìn)行分光。使分光得到的光聚光于成像透鏡143，并且線傳感器針對各位置 (波長)將光的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電壓。在線傳感器139上觀察到波長軸上光譜區(qū)域的三個(gè)干涉條紋。下面將說明使用OCT裝置獲得斷層圖像。
這里，將參考圖2A 2D說明視網(wǎng)膜127的斷層圖像(與光軸平行的平面)的獲得。圖2A示出利用OCT裝置100觀察檢查對象107的狀態(tài)。然而，未示出測量光106_3。由于以相同附圖標(biāo)記表示與圖IA中示出的構(gòu)件相同或相對應(yīng)的構(gòu)件，所以下面將不說明相同或相應(yīng)構(gòu)件。如圖2A所示，測量光106-1 106-3穿過角膜126。當(dāng)測量光106-1 106-3入射至視網(wǎng)膜127時(shí)，它們在各種位置處被反射或散射，并且成為返回光108-1 108-3。伴隨著各位置處的時(shí)間延遲，返回光108-1 108-3各自到達(dá)線傳感器139。在圖2A中，為了簡化，在軸外部示出返回光108-1 1083。然而，返回光108-1 108-3實(shí)際上是以相反方向沿測量光106-1 106-3的光路行進(jìn)的返回光。這里，由于光源101的帶寬寬，并且空間相干長度短，所以僅當(dāng)參考光路的長度和測量光路的長度大致彼此相等時(shí)，才可以通過線傳感器139檢測到干涉條紋。如上所述，線傳感器139所獲得的是波長軸上的光譜區(qū)域的干涉條紋。接著，考慮到線傳感器139和透射衍射光柵141的特性，針對各個(gè)合成光142-1 142-3將作為波長軸上的信息的干涉條紋轉(zhuǎn)換成光頻軸處的干涉條紋。此外，通過使轉(zhuǎn)換后的光頻軸處的干涉條紋經(jīng)過逆傅立葉變換，可以獲得深度方向信息。此外，如圖2B所示(為了簡化，圖2B僅示出測量光中的測量光106-1)，如果在驅(qū)動XY掃描器119的X軸時(shí)檢測到干涉條紋，則獲得針對各X軸位置的干涉條紋。也就是說， 可以獲得針對各X軸位置的深度方向信息。結(jié)果，獲得返回光108-1的強(qiáng)度在TL平面上的二維分布，也就是說，獲得斷層圖像 132(參考圖2C)。如上所述，斷層圖像132實(shí)際上是以陣列形式配置返回光108的強(qiáng)度的斷層圖像。例如，通過使灰度級與強(qiáng)度相適合來示出強(qiáng)度。這里，僅增強(qiáng)并示出所獲得的斷層圖像的邊界。如圖2D所示，如果控制XY掃描器119并且利用測量光106_1 106_3對視網(wǎng)膜進(jìn)行光柵掃描，則可以同時(shí)連續(xù)獲得視網(wǎng)膜上的任何兩個(gè)位置的斷層圖像。這里，當(dāng)以作為 X軸方向的XY掃描器的主掃描方向和作為Y軸方向的XY掃描器的副掃描方向進(jìn)行掃描時(shí)， 作為結(jié)果、可以獲得η平面上的多個(gè)斷層圖像。接著將更加詳細(xì)地說明分光器。圖IB示出三個(gè)合成光(142-1 142_3)入射至OCT裝置的結(jié)構(gòu)。在y方向上彼此分開地配置光纖端160-1 160-3，并且合成光142-1 142-3通過光纖端160-1 160-3 出射。這里，預(yù)先調(diào)整光纖端的方位，以使得合成光垂直于透鏡的主面出射，也就是說，使得實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)心。這里，術(shù)語“y方向”是指與透射衍射光柵141(用作分光單元)進(jìn)行分光的方向平行的方向。出射的合成光入射至透鏡135。在本說明書中，透鏡135還稱為“分光側(cè)照明部”。三個(gè)合成光在透鏡135處成為大致平行的光，并且入射至透射衍射光柵141。透射衍射光柵141被配置在光學(xué)系統(tǒng)的光瞳附近(或者相對于單個(gè)分光單元大致共軛的位置)。 希望對于照明使用多個(gè)合成光，以在單個(gè)分光單元處交叉。這里，為了減少光量損失，需要在透射衍射光柵的表面設(shè)置光闌。配置透射衍射光柵141以使其相對于透鏡135的主面傾斜。這里，希望分光側(cè)照明部135利用多個(gè)合成光以相對于單個(gè)分光單元的入射角進(jìn)行照明。因此，透射衍射光柵141的表面的光束(多個(gè)合成光的照明區(qū)域)是橢圓形。因此，設(shè)置在透射衍射光柵141的表面的光闌必須是橢圓形的。也就是說，希望設(shè)置這樣的光闌單元，其中，該光闌單元具有基于照明分光單元所使用的多個(gè)合成光的照明區(qū)域的形狀。通過透射衍射光柵所衍射的合成光入射至透鏡143(還被稱為“檢測側(cè)照明單元”)。此時(shí)，希望檢測側(cè)照明單元143以使傳感器139處的多個(gè)光的照明區(qū)域不相互重疊的方式在這些照明區(qū)域進(jìn)行照明。這里，這多個(gè)光是多個(gè)合成光通過了分光單元之后的光，并且與多個(gè)合成光相對應(yīng)。圖IB中的衍射合成光是僅具有中心波長的光束。對于具有其它波長的衍射合成光，為了簡化，僅示出主光線。由于光軸方向是ζ方向，所以通過衍射轉(zhuǎn)動坐標(biāo)。使入射至透鏡143的衍射合成光聚光于線傳感器139，并且觀察y方向上的干涉條紋161-1 161-3。 也就是說，形成分光器，從而使得光纖端160-1 160-3的圖像成為線傳感器139上的干涉條紋 161-1 161-3。圖3A示出本實(shí)施例中的位置關(guān)系。在圖3A中，為了簡化，僅示出主光線。如果光纖端160-1與光纖端160-2之間的距離和光纖端160-3與光纖端160-2之間的距離分別是 d 1和d3，在線傳感器139中中心波長840nm的聚光位置之間的距離分別為D 1和D3，透鏡 135的焦距為fl，并且合成光142-1和142-3的光線在它們通過透鏡135出射之后相對于光軸的傾斜度分別為θ 1和θ 3，則下面的公式(1-1)和(1-2)成立dl = flX tan θ 1 (1-1)d3 = flX tan θ 3 (1-2)其中，d3和θ 3是負(fù)值。圖;3Β示出相對于透射衍射光柵的入射角。如果將作為透射衍射光柵的法線的線作為θ 1和θ 3的基準(zhǔn)，則合成光142-1和142-3相對于作為透射衍射光柵的法線的線的入射角分別為α 1和α 3 ；并且如果合成光142-2相對于透射衍射光柵的法線的入射角為 Α，則下面的公式(2-1)和(2-2)成立α 1 = θ 1+Α (2-1)α 3 = θ 3+Α (2-2)其中，將入射角A設(shè)置成透射衍射光柵141的衍射效率成為最大處的入射角。在本說明書中，還將衍射效率稱為分光效率。如果相對于入射角Α、η階光的衍射角為B，則下面的公式(3)成立sinA+sinB = np A (3)其中，ρ表示透射衍射光柵141的間距。該間距與透射衍射光柵141中周期性切割的圖案的寬度有關(guān)，并且以每Imm切割出多少圖案(圖案數(shù)量/mm)來表示。Λ表示波長。 如果η = 1 (也就是說，對于分光，使用一階光)，并且如果衍射光柵是在A = B時(shí)衍射效率成為最大的衍射光柵，則通過下面的公式(4)表示△ θ和光源的波長寬度與衍射光柵的間距之間的關(guān)系A(chǔ) = B = SirT1 (ρ A /2) (4)如果ρ = 1200個(gè)圖案/mm，并且Λ是840nm(中心波長)，則A = B = 30.。 傾斜透射衍射光柵141，從而使得合成光142-2相對于作為透射衍射光柵141的法線的線的入射角為A = 30.26°。如果合成光142-1和142-3相對于作為透射衍射光柵141的法線的線的衍射角分別為β 1和β 3，并且將這些值代入公式(3)的值，則下面的公式(5-1)和(5-2)成立
sin α 1+sin β 1 = ρ λ (5-1)sina 2+sin3 2 = ρλ (5-2)如果合成光142-1和142-3的光線相對于透鏡143的光軸的傾斜度分別為θ 1和 θ 3，則下面公式(6-1)和(6-2)成立Θ1 = β I-B (6-1)Θ 3 = β 3-B (6-2)因此，可以通過下面的公式(7-1)和(7-2)表示線傳感器上的聚光位置Dl = f2Xtan 1 (7-1)D3 = f 2 X tan Θ 3 (7-2)其中，f2為透鏡143的焦距。這里，如果dl和d3分別為12_和-12mm，如果透鏡1；35的焦距為100mm，并且如果透鏡143的焦距為150mm，那么Dl和D3都可以被確定。Dl和D3分別為-16. 81mm和 19. 38mm。也就是說，具有840nm波長的合成光142-1、142-2和142-3聚光于線傳感器139 上的-16. 81mm、Omm和19. 38mm的位置處。類似地，可以通過將公式(3)中的Λ設(shè)置成其它波長，獲得具有其它波長的合成光142-1 142-3在線傳感器139上的聚光位置。表1示出第一實(shí)施例中合成光和線照相機(jī)上的聚光位置之間的關(guān)系。確定針對典型的最大和最小測量波長865nm和815nm以及典型的中心波長840nm的聚光位置。通過表 1可知，多個(gè)光(即在多個(gè)合成光經(jīng)過分光單元之后的光)在傳感器139處的照明區(qū)域的面積(像素?cái)?shù)量)相互不同。[表1]
權(quán)利要求
1.一種使用光學(xué)相干斷層成像的攝像裝置，所述攝像裝置包括 光源，用于生成光；分割部，用于將來自所述光源的光分割成參考光和測量光； 掃描光學(xué)部，用于利用所述測量光掃描檢查對象；以及檢測部，用于檢測所述參考光和來自所述檢查對象的返回光相互合成的合成光； 其中，利用用于掃描所述檢查對象的多個(gè)所述測量光掃描所述檢查對象； 其中，所述檢測部包括分光元件和傳感器，所述分光元件用于對多個(gè)所述合成光進(jìn)行分光，所述傳感器用于檢測分光后的多個(gè)所述合成光，分光后的多個(gè)所述合成光包括第一分光光和第二分光光；其中，所述傳感器包括所述第一分光光聚光的第一區(qū)域和所述第二分光光聚光的第二區(qū)域；其中，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域配置在所述分光的方向上或者配置在與所述分光的方向大致垂直的方向上；以及其中，通過使用多個(gè)所述合成光出射的多個(gè)光纖端之間的距離和所述檢測部的光學(xué)倍率，調(diào)整所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用光學(xué)相干斷層成像的攝像裝置，其特征在于，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域配置在所述分光的方向上；以及其中，所述第二區(qū)域中的在所述第一區(qū)域側(cè)的像素配置成包括在所述傳感器的如下區(qū)域中在該區(qū)域中，檢測到在所述第一區(qū)域聚光的光中具有低于在所述第二區(qū)域所檢測到的光的強(qiáng)度的10_4倍的強(qiáng)度的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用光學(xué)相干斷層成像的攝像裝置，其特征在于，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域配置在所述分光的方向上，其中，所述傳感器還包括第三區(qū)域，其中，所述第三區(qū)域配置成相對于所述第一區(qū)域與所述分光的方向大致垂直；以及其中，所述第一區(qū)域和所述第三區(qū)域之間的距離小于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的使用光學(xué)相干斷層成像的攝像裝置，其特征在于，所述傳感器是被設(shè)置成從所述第一區(qū)域延伸至所述第三區(qū)域的線傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用光學(xué)相干斷層成像的攝像裝置，其特征在于，還包括能夠調(diào)整所述距離的機(jī)構(gòu)。
6.一種程序，其使計(jì)算機(jī)執(zhí)行使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置的攝像方法。
7.一種攝像裝置，包括單個(gè)分光單元，用于對通過合成多個(gè)返回光和多個(gè)參考光所形成的多個(gè)合成光進(jìn)行分光，其中，所述多個(gè)返回光從利用多個(gè)測量光照射的檢查對象返回，所述多個(gè)參考光對應(yīng)于所述多個(gè)測量光；分光側(cè)照明單元，用于在相對于所述單個(gè)分光單元大致共軛的位置并且以相對于所述單個(gè)分光單元的入射角利用所述多個(gè)合成光進(jìn)行照明；傳感器，用于基于來自所述單個(gè)分光單元的所述多個(gè)合成光，檢測多個(gè)光；以及獲得單元，用于基于在所述傳感器處所檢測到的多個(gè)光，獲得所述檢查對象的光學(xué)相干斷層成像圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像裝置，其特征在于，所述分光側(cè)照明單元進(jìn)行所述照明， 從而使得所述多個(gè)合成光在所述單個(gè)分光單元處交叉。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像裝置，其特征在于，還包括檢測側(cè)照明單元，所述檢測側(cè)照明單元用于在所述傳感器處的所述多個(gè)光的照明區(qū)域進(jìn)行照明，以使得所述照明區(qū)域不相互重疊。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像裝置，其特征在于，所述單個(gè)分光單元是透射分光單兀。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的攝像裝置，其特征在于，所述分光側(cè)照明單元以使所述照明區(qū)域具有不同區(qū)域的入射角、利用所述多個(gè)合成光對所述單個(gè)分光單元進(jìn)行照明。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像裝置，其特征在于，所述分光側(cè)照明單元以使所述單個(gè)分光單元的分光效率大致最大的入射角、利用所述多個(gè)合成光對所述單個(gè)分光單元進(jìn)行照明。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像裝置，其特征在于，還包括光闌單元，所述光闌單元的形狀基于對所述單個(gè)分光單元進(jìn)行照明的所述多個(gè)合成光的照明區(qū)域的形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的攝像裝置，其特征在于，所述光闌單元是橢圓形的。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像裝置，其特征在于，還包括光纖端，其中，所述多個(gè)合成光從所述光纖端與所述分光側(cè)照明單元的主面大致垂直地出射。
全文摘要
光學(xué)相干斷層成像裝置(100)包括光源(101)、用于將來自光源的光分割成多個(gè)測量光束(106-1～106-3)和相應(yīng)數(shù)量的參考光束(105-1～105-3)的部件(156，131-1～131-3)，用于使多個(gè)測量光束掃描諸如眼(107)的視網(wǎng)膜(127)等的檢查對象的部件(119)，檢測部，用于檢測來自檢查對象的光與參考光的合成光(142-1～142-3)，所述檢測部包括分光元件(141)和傳感器(139)，其中，傳感器包括分光后的合成光束各自聚光的多個(gè)區(qū)域，所述區(qū)域配置在分光的方向上或者與分光的方向垂直的方向上，以及用于通過調(diào)整合成光入射至檢測部所經(jīng)由的光纖端之間的距離并且考慮到檢測部的光學(xué)倍率、調(diào)整所述區(qū)域之間的距離的部件。
文檔編號G01B9/02GK102439426SQ20108002251
公開日2012年5月2日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者吉田拓史, 武藤健二 申請人:佳能株式會社