JP4423450B2 - 新規の干渉計を用いた光学コヒーレンス断層撮影 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学コヒーレンス断層撮影（「ＯＣＴ」）に関し、詳細には、選択性測定範囲で高解像度測定が可能である干渉計を含むＯＣＴの方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
散乱性媒体を研究するためのさまざまな光学コヒーレンス断層撮影（「ＯＣＴ」）装置に低コヒーレンス光干渉計を組み込むことは従来からよく知られている。従来技術で見られる基本的な形態のＯＣＴ装置は、５０／５０ビームスプリッタを含む干渉計を備え、または干渉計が光ファイバを使用している場合に干渉計は３デシベル結合器を含む。光ファイバを用いた典型的な従来技術のＯＣＴ装置の実施形態では、低コヒーレンス放射源と光検出器が３デシベル結合器の２つの入力端に結合される。３デシベル結合器の２つの出力端から出射された放射ビームはそれぞれ、試験サンプル媒体と基準媒体に送られる。出力端から出射されたビームは、（ａ）サンプル媒体と基準媒体でそれぞれ反射され、（ｂ）３デシベル結合器によって結合され、（ｃ）光検出器に送られる。従来からよく知られているように、サンプル媒体で反射された放射の光路長と基準媒体で反射された放射の光路長の差が、低コヒーレンス放射源の可干渉距離よりも短いとき、これらの２本のビーム間に測定可能な干渉が生じる。基準媒体で反射される放射の光路長が既知の場合、光検出器が干渉信号を感知すると、サンプル媒体で反射された放射の光路長を放射源の可干渉距離までの精度で測定することができる。
【０００３】
従来技術では、眼の検査にＯＣＴの方法および装置を利用することも知られている。その際、基準媒体で反射された放射の光路長の測定を容易にするためにいくつかの種類の装置が使用されている。例えば、Ｄａｖｉｄ Ｈｕａｎｇ他の「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ」，Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．２５４，ｐｐ．１１７８−１１８１，１９９１年１１月２２日に開示されているＯＣＴ装置は、基準ビームを光検出器に向けて反射するのにミラーを利用する。このＯＣＴ装置では、ステッパ・モータでミラーを動かすことによってサンプル媒体によって反射された放射の深度情報を段階的に得ている。このＯＣＴ装置を修正した装置もある。その例として、米国特許第５３２１５０１号を参照されたい。米国特許第５３２１５０１号には、（ａ）光学的アライメントの安定度を向上させるためにミラーの代わりにリトロレフレクターを使用すること、および（ｂ）走査速度を高めるためにステッパ・モータの代わりにガルバノメータを使用することが開示されている。走査速度を高めることが重要なのは、それによって生体組織の断層撮影画像を得ることが可能となるからである。この点に関し、生体の人間の眼の網膜の断層撮影が、Ｅｒｉｃ Ｓｗａｎｓｏｎ他の「Ｉｎ ｖｉｖｏ ｒｅｔｉｎａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｂｙ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ」，Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．２１，ｐｐ．１８６４−１８６６，１９９３年１１月１日に示されている。このようなＯＣＴ装置の欠点は、生体の人間の眼の測定では、深度測定が約３ｍｍ〜５ｍｍに限定されることである。
【０００４】
Ｖ．Ｍ．Ｇｅｌｉｋｏｎｏｖ他の「Ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ｏｆ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｉｅｓ ｉｎ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｉｓｓｕｅｓ」，ＪＥＴＰ Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．６１，Ｎｏ．２，ｐｐ．１５８−１６２，１９９５年１月２５日には、干渉計の基準アームに固定ミラーを有する圧電ラジアル・アクチュエータを使用してＯＣＴ装置を製作することが開示されている。このＯＣＴ装置では、圧電アクチュエータに信号を与え、これによって光ファイバを縦方向に伸長することによって基準アームの光路長を調整する。この構成では、走査速度を高めることはできるが、走査深度は改善されない。さらに、光ファイバを伸長して走査深度を高めると、複屈折やヒステリシスなどのその他の問題が生じる。
【０００５】
以上のことから、ＯＣＴ装置で、簡単かつ経済的に効率的な走査を実施するための方法および装置が求められている。
【０００６】
以上に加えて、この効率的な走査装置を眼の長さの測定に利用することが求められている。現在、眼の長さの測定は、網膜からの超音波のエコー・バックの遅れを測定することによって実施されている。眼内で超音波エネルギーが減衰するために、使用できるのは、低周波の超音波エネルギーに限られる。その結果、精度は一般に約２００μｍでしかない。この精度は、約１／２ジオプターの屈折の測定誤差に相当し、白内障手術などの臨床応用では十分に大きいと言える。さらに、この方法では眼に接触させる必要があるため、この測定手法には難点がある（接触は、患者にとって快適なものではない）。
【０００７】
以上のことから、当技術分野では、正確に眼の長さを測定する方法および装置が求められている。この場合、測定が非接触で実施されることが好ましい。
【０００８】
Ｃ．Ｋ．Ｈｉｔｚｅｎｂｅｒｇｅｒの「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ａｘｉａｌ Ｅｙｅ Ｌｅｎｇｔｈ ｂｙ Ｌａｓｅｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ」，Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｖｅ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌｏｇｙ ＆ Ｖｉｓｕａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．３，Ｍａｒｃｈ ３，１９９１，ｐｐ．６１６−６２４には、二連ビーム・マイケルソン（Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ）干渉測定法を用い、低コヒーレンス光源を使用して眼の長さを測定することが開示されている。この構成の欠点は、角膜および網膜上に別々にビームを収束させるために２焦点レンズが必要なことである。これを用いない場合には、信号強度が弱くなりすぎて網膜を映すことができない。本発明の実施形態は、基準ビームの走査長を物理的に長くすることなく、眼の長さを測定する代替の干渉計構成を提供する。さらにこのような実施形態は、良好な信号対雑音比で網膜画像を走査することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光学コヒーレンス断層撮影（「ＯＣＴ」）装置で、簡単かつ経済的に効率的な走査を実施するための有利な方法および装置を提供することにある。
他の目的は、非接触で測定することができる、正確に眼の長さを測定する方法および装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
具体的には本発明は、物体を調査するＯＣＴ装置であって、（ａ）短コヒーレンス放射の放射源と、（ｂ）（ｉ）放射の第１の部分を基準アームに結合し、（ii）放射の第２の部分をサンプル・アームに結合し、（iii）基準経路およびサンプル経路から送られた放射を結合し、（iv）結合された放射を解析器に結合する結合器とを備え、（ｃ）基準アームが、放射の第１の部分を測定範囲変動装置に送り、測定範囲変動装置から出力された放射を結合器に戻し、（ｄ）サンプル経路が、放射の第２の部分を物体に送り、物体によって散乱された放射を結合器に戻し、（ｅ）測定範囲変動装置が、（ｉ）入射する放射の一部分を透過させる透過器と、（ii）透過器によって透過された放射を反射する反射器と、（iii）反射器を走査するように結合された走査装置とを備えるＯＣＴ装置である。
【００１１】
さらに、本発明の実施態様は、眼の長さを正確に、好ましくは非接触的な方法で測定するための方法および装置である。詳細には、この実施形態は、物体の第１の散乱性部分と第２の散乱性部分との間の距離を測定する前記ＯＣＴ装置であって、（ａ）測定範囲変動装置がさらに、透過器を平行移動させるように結合されたトランスレータを備え、（ｂ）解析器が、（ｉ）結合器から結合された放射を検出する光検出器と、（ii）光検出器の出力に結合され、通過域の中心周波数が実質的に、反射器を走査することによって生成されるドップラー・シフト周波数に比例した周波数である第１のフィルタと、（iii）光検出器の出力に結合され、通過域の中心周波数が、前記周波数の倍数である第２のフィルタとを備えるＯＣＴ装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に、サンプル体の調査に使用する本発明の実施形態２０００を示す。図１に示すように、本発明の実施形態２０００は低コヒーレンス放射源１０００を含む。低コヒーレンス放射源１０００は、当業者に周知のいくつかの方法で実施することができる。本発明の好ましい実施形態では、短コヒーレンス放射源１０００が、スーパールミネセント・ダイオード（ＳＬＤ）である。低コヒーレンス放射源１０００から出力された放射は、光ファイバ１０１０を通して、３デシベル放射結合器１０３０に入力される。３デシベル放射結合器１０３０は、低コヒーレンス放射源１０００から結合器に入力された放射の５０％をそれぞれ光ファイバ１０４０と１０５０に結合する。３デシベル放射結合器１０３０は、当業者に周知のいくつかの方法で実施することができる。本発明の好ましい実施形態では、３デシベル放射結合器１０３０が光ファイバ放射結合器である。光ファイバ１０４０および１０５０から出力された放射は、それぞれのコリメート・レンズ系１０６５および１０６７によってコリメートされ、実施形態２０００の基準アーム経路１０７０およびサンプルアーム経路１１４０にそれぞれ送られる。
【００１３】
図１にさらに示すように、基準アーム経路１０７０の放射は測定範囲変動装置１１１１に入射する。具体的には、基準アーム経路１０７０の放射は５０％透過器（例えば５０％ミラー）１０８０に入射し、これを通過する。図１に示すように、５０％透過器１０８０は、直線ステージ移送器１０９０に装着され、エンコーダ１１００が、直線ステージ移送器１０９０の位置を正確に測定する。直線ステージ移送器１０９０およびエンコーダ１１００は、当業者に周知のいくつかの方法で実施することができる。図１に示すとおり、エンコーダ１１００は直線ステージ移送器１０９０に取り付けられる。本発明によれば、直線ステージ移送器１０９０はモータ１１２０によって駆動され、５０％透過器１０８０と反射器であるリトロレフレクター１１３０の間の距離を調整することができる。さらに、リトロレフレクター１１３０は、距離ｄの範囲内で一定の速度Ｖで前後に平行移動する。距離ｄを以後、走査範囲ｄと呼ぶ。リトロレフレクター１１３０の平行移動は、当業者に周知のいくつかの方法で実施することができる。本発明の好ましい実施形態では、所望の平行移動を得るために高速ガルバノメータ１１３５がリトロレフレクター１１３０に取り付けられる。
【００１４】
サンプル・アーム経路１１４０の放射は横走査装置１１６０に入射し、通過する。横走査装置１１６０から出力された放射は、集束レンズ系１１５０によってサンプル１１０５上に集束される。当業者には周知のように、横走査装置１１６０は、サンプル・アーム経路１１４０の放射でサンプル１１０５を２次元横走査する。さらに横走査装置１１６０は、当業者に周知のいくつかの方法で実施することができる。
【００１５】
５０％透過器１０８０を通って基準アーム経路１０７０に戻された放射、および横走査装置１１６０を通ってサンプル・アーム経路１１４０に戻された放射は、それぞれのコリメート・レンズ系１０６５および１０６７によって、それぞれの光ファイバ１０４０および１０５０に入力される。光ファイバ１０４０および１０５０から出力された放射は、３デシベル放射結合器１０３０に入力される。３デシベル放射結合器１０３０は、基準アーム経路１０７０から結合器に結合された放射とサンプル・アーム経路１１４０から結合された放射を結合し、この結合された放射を光ファイバ１０２０に結合する。本発明を、光ファイバを利用する実施形態の文脈で記述したが、本発明がこれに限定されるものでないこと、および当業者が、個別の光学部品および統合された光学製品を使用することによって、その他の実施形態を容易に製作することができることを理解されたい。
【００１６】
光ファイバ１０２０から出力された放射は解析器へ導かれ、まず光検出器１１７０に入力される。当業者には周知のとおり、３デシベル放射結合器１０３０で結合された、基準アーム経路１０７０からの放射とサンプル・アーム経路１１４０からの放射の間の光路長の差が、放射源１０００の可干渉距離よりも短いと、有用で測定可能な干渉信号が光検出器１１７０から出力される。本発明の実施形態２０００によれば、光検出器１１７０から出力された干渉信号は、トランスインピーダンス増幅器１１８０に入力される。トランスインピーダンス増幅器１１８０の出力は、同調可能な局部発振器１１９０によって生成された信号とともにミクサ１２００に入力される。光検出器１１７０、トランスインピーダンス増幅器１１８０、同調可能局部発振器１１９０およびミクサ１２００は、当業者に周知のいくつかの方法で実施することができる。
【００１７】
当業者には周知のとおり、リトロレフレクター１１３０は一定の速度Ｖで前後に走査されるので、光検出器から出力された干渉信号、したがってトランスインピーダンス増幅器１１８０からミクサ１２００に入力された信号は、ドップラー・シフト周波数ｆ_Dで変調される。
ｆ_D＝２Ｖ／λ （１）
Ｖ＝ｄ／ｔ （２）
上式で、（ｉ）λ＝低コヒーレンス放射源１０００から出力される放射の波長、（ii）Ｖは有効走査速度、（iii）ｄは、リトロレフレクター１１３０の走査範囲、（iv）ｔは走査時間である。
【００１８】
当業者には周知のとおり、ミクサ１２００および局部発振器１１９０は、ＡＭ／ＦＭ受信機で広く使われている周波数変換器のような機能を有し、中間周波数ｆ_iを有する信号を生成する。ただし、ｆ_i＝ｆ_o−ｆ_D（ｆ_oは、局部発振器１１９０の周波数）である。周知のとおり、ミクサ１２００はさらに、いくつかの周波数、例えばｆ_o＋ｆ_Dを生成する。周波数が高いほど信号対雑音比はよくなるが、増幅器の帯域幅はより制限される。
【００１９】
本発明の実施形態２０００によれば、ミクサ１２００から出力された信号は、通過域の中心周波数がｆ_iの帯域フィルタ１２１５に入力される。帯域フィルタ１２１５から出力された信号は、対数増幅器１２２０に入力される。この増幅器は、整流器としての働き、および入力信号の信号包絡線を対数スケールの信号に変換する対数増幅器としての働きをする。中間周波数ｆ_iの信号の帯域幅は、低コヒーレンス放射源１０００から出力された信号のスペクトル帯域幅に比例する（Δｆ_i＝２πｃΔλ／λ²。ｃは光速）。帯域フィルタ１２１５の帯域幅は、実質的に全ての信号構成要素を通過させることができ、かつ、ほとんどの雑音を排除することができるような幅とする。
【００２０】
対数増幅器１２２０から出力された信号は低域フィルタ１２３０に入力され、低域フィルタ１２３０から出力された信号はＡ／Ｄ変換器１２４０に入力される。Ａ／Ｄ変換器１２４０は入力信号をディジタル信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器１２４０から出力されたディジタル信号はコンピュータ１２５０に入力される。コンピュータ１２５０はこの未処理の信号を処理して、例えば眼の長さを測定し、その処理結果を、例えばカラー・マップを使用してディスプレイ・モニタ１２６０上に表示する。帯域フィルタ１２１５、対数増幅器１２２０、低域フィルタ１２３０、Ａ／Ｄ変換器１２４０、コンピュータ１２５０およびディスプレイ・モニタ１２６０は、当業者に周知のいくつかの方法で実施することができる。
【００２１】
図２に、図１に示した本発明の実施形態２０００の基準アームの経路１０７０を通る多くの可能な放射経路のうちの２つを示す。図２の経路１において、５０％透過器１０８０とリトロレフレクター１１３０の間の光路長の最大と最小はそれぞれ、２（Ｌ±ｄ／２）である（この式で、Ｌは、リトロレフレクター１１３０の平行移動範囲の中間点から５０％透過器１０８０までの距離、ｄは、リトロレフレクター１１３０が平行移動する全体の距離、すなわちリトロレフレクター１１３０の走査範囲である）。経路１で、光検出器１１７０から出力される干渉信号のドップラー周波数をｆ_D1とすると、ｆ_D1＝ｆ_Dである（ｆ_Dは前記式（１）によって与えられる値である）。図２の経路２では、放射が、５０％透過器１０８０とリトロレフレクター１１３０の間で前後に２度反射してから、５０％透過器１０８０を通過してコリメート・レンズ系１０６５に戻る。したがって経路２では、５０％透過器１０８０とリトロレフレクター１１３０の間の光路長の最大と最小はそれぞれ、４（Ｌ±ｄ／２）となる。前記式（２）を用いると、リトロレフレクター１１３０の有効走査速度は２Ｖとなる。その結果、経路２では、光検出器１１７０から出力される干渉信号のドップラー周波数ｆ_D2は、ｆ_D2＝２ｆ_Dとなる。
【００２２】
経路１によって生成された信号を通過させる帯域フィルタ１２１５の通過域の中心周波数がｆ_i＝ｆ_o−ｆ_Dである場合、ミクサ１２００から出力される経路２に対する信号の中間周波数ｆ_i2（＝ｆ_o−２ｆ_D）は、帯域フィルタ１２１５を通過することができないことは容易に分かる。この場合、サンプル１１０５への縦方向の深度ｄの走査を観察することができることは、当業者なら容易に分かる。しかし、同調可能局部発振器１１９０の周波数がｆ_o2（＝ｆ_o＋ｆ_D）に同調されている場合、中間周波数ｆ_i2（＝ｆ_o＋ｆ_D−２ｆ_D＝ｆ_o−ｆ_D＝ｆ_i）は、帯域フィルタ１２１５を通過し、サンプル１１０５への縦方向の深度２ｄの走査で観察することができる。
【００２３】
以上を一般化すると、本発明によれば、図１に示した本発明の実施形態について、同調可能局部発振器１１９０の周波数がｆ_ON（＝ｆ_o＋（Ｎ−１）ｆ_D）に同調されている場合、中間周波数ｆ_iN（＝ｆ_o＋（Ｎ−１）ｆ_D−Ｎｆ_D＝ｆ_o−ｆ_D＝ｆ_i）は、帯域フィルタ１２１５を通過し、サンプル１１０５への縦方向の深度Ｎｄの走査で観察することができる。
【００２４】
しかし、基準アーム経路１０７０から３デシベル放射結合器に結合される放射の強度が０．５（０．５Ｒ）^N倍に低減されるので、潜在的な走査深度は、５０％透過器１０８０とリトロレフレクター１１３０の間の反射回数によって限定されうる。上式で、Ｒはリトロレフレクター１１３０の反射率である。全内部反射に基づき、表側が反射防止コーティングされている固体ガラスのリトロレフレクターでは、反射率の値Ｒを、０．９より高くすることができる。さらに留意すべきことは、ショット雑音が限定された系では、基準アーム経路１０７０から出力された放射がサンプル・アーム経路１１４０から出力された放射よりも大きく維持されることが好ましいことである。具体的には、本発明の実施形態の眼科的適用業務では、眼の反射率が、入射放射強度の１０^-4未満であるので、Ｎは、４〜５にもなる。
【００２５】
図３は、本発明に基づいて製作され、眼の長さを測定するように適合されたＯＣＴ装置の信号解析セクションを示す図である。図３に示す信号解析セクションは、トランスインピーダンス増幅器１１８０とＡ／Ｄ１２４０の間の回路部品から成る図１に示した信号解析セクションを置き換えるものである。以下では、光検出器１１７０が、図２の経路１および経路２にそれぞれ対応する２つの信号を受け取ると仮定する。
【００２６】
図３に示すとおり、これらの２つの信号は光検出器１１７０に入力される。光検出器１１７０の出力は、トランスインピーダンス増幅器１１８０に入力され、トランスインピーダンス増幅器１１８０の出力は帯域フィルタ１１８３および１１８７に入力される。帯域フィルタ１１８３および１１８７の通過域の中心周波数はそれぞれ、ｆ₁（＝ｆ_D）およびｆ₂（＝２ｆ_D）である。帯域フィルタ１１８３および１１８７は図３に示すように、トランスインピーダンス増幅器１１８０とマルチプレクサ１１９３の間に並列に接続される。
【００２７】
図４に、図１と図３の実施形態を組み合わせた本発明の実施形態が、眼からの反射を利用して、基準アーム経路１０７０上に生成された２つの放射信号と干渉する２つの放射信号をサンプル・アーム経路１１４０上に生成する方法を示す。この場合、これらの２組の放射信号間の干渉を同時に観察して、眼の長さを測定することができる。これを実施するために、５０％透過器とリトロレフレクター１１３０の間の距離Ｌを平均的な人間の眼の長さに等しくする。次に図４を参照する。サンプル・アーム経路１１４０に生成される第１の信号は、眼１５００の角膜１１３１で反射した放射に起因し、サンプル・アーム経路１１４０に生成される第２の信号は、眼１５００の網膜１１３３で反射した放射の結果生じるものである。第１の干渉信号が、図２に示した経路１に起因する基準アーム経路１０７０の放射と、図４に示した角膜１１３１での反射に起因するサンプル・アーム経路１１４０の放射の間の干渉によって生成されたものであることは容易に分かる。同様に第２の干渉信号は、図２に示した経路２に起因する基準アーム経路１０７０の放射と、図４に示した網膜１１３３での反射に起因するサンプル・アーム経路１１４０の放射の間の干渉によって生成される。
【００２８】
図５に、獲得され、表示装置１２６０に表示される２つの干渉信号を示す。図４の信号１６００および１６０１に示すように、Ｌ_eye（患者の眼の長さ）がＬ（平均的な人間の眼の長さ）とは異なり、かつＬとＬ_eyeの差が走査範囲ｄより短い場合、両方の干渉信号が時間遅れを伴って観察される。本発明によれば、例えば、コンピュータ１２５０との対話によって、図５に示すように信号１６００と１６０１が同時に生じるよう、モータ１０９０で５０％透過器１０８０を移動させることによって、眼の長さを測定することができる。容易に分かるように、この移動を、ジョイ・スティック、マウスなど当業者に周知のいくつかの装置（図示せず）の使用に由来するオペレータの入力によって実施することができる。代わりに、当業者に周知の方法によってこれらの２つの信号が重なり合うように、コンピュータ１２５０をプログラムしてもよい。５０％透過器１０８０の位置が、エンコーダ１１００からコンピュータ１２５０に中継され、コンピュータ１２５０はこの位置を使用して測定を実施する。本発明によれば、測定の精度が、低コヒーレンス放射源１０００の可干渉距離となる利点が得られる。
【００２９】
図６に、図１に示した実施形態２０００に使用する基準アームの代替実施形態を示す。図６に示すように、５０／５０ビームスプリッタ４１１０が、基準アーム経路１０７０から入射する放射を分割し、それが２本の光路上を進む。第１の光路では放射が、（ａ）ビームスプリッタ４１１０を通過し、（ｂ）リトロレフレクター１１３０で反射され、（ｃ）再びビームスプリッタ４１１０を通過し、（ｄ）放射４２１０としてコリメート・レンズ１０６０を通過する。この実施形態では、リトロレフレクター１１３０が速度Ｖで走査され、そのため、第１の光路のドップラー・シフト周波数はｆ_Dとなる。この実施形態ではまず、第１の光路の光路長が、眼の角膜で反射され、サンプル・アーム経路１１４０から現れる放射の光路長にセットされる。第２の光経路では放射が、（ａ）ビームスプリッタ４１１０を通過し、（ｂ）リトロレフレクター１１３０で反射され、（ｃ）ビームスプリッタ４１１０でミラー４１２０に向かって反射され、（ｄ）ミラー４１２０で反射され、（ｅ）ビームスプリッタ４１１０を通過し、（ｆ）直線ステージ４１４０に装着されたミラー４１３０で反射され、（ｇ）ビームスプリッタ４１１０で反射され、（ｈ）放射４２２０としてコリメート・レンズ１０６０を通過する。ミラー４１２０および４１３０を、リトロレフレクター１１３０のようなリトロレフレクターとすることもできることを理解されたい。第２の光路を通る放射がリトロレフレクター１１３０で反射されるのは一度だけなので、第２の光経路のドップラー周波数シフタはｆ_Dとなる。本発明によれば、ミラー４１２０と４１３０の間の光学距離は、平均的な人間の眼の光路長にセットされる。その結果、放射４２２０がたどる光路長の合計は、網膜で反射されたサンプル・ビームがたどる光路長に等しくなる。さらに本発明によれば、モータ４１５０が、コンピュータ１２５０から送られた信号に応答して、角膜で反射された放射によって生成された干渉信号の位置と網膜で反射された放射によって生成された干渉信号の位置が先に説明したように一致するよう、直線ステージ移送器４１４０を移動させる。ミラー４１３０の位置が、エンコーダ４１６０によってコンピュータ１２５０に中継される。このようにして、ミラー４１２０と４１３０の間の光路長から眼の長さの情報が得られる。較正手順を使用することによって、長さの測定を正確に実施することができる。この代替実施形態の利点は、それぞれの基準アーム信号４２１０および４２２０に対して同じドップラー周波数が生成されるので、検出器の電子回路中に必要なのは、単一チャネル帯域フィルタだけであることである。
【００３０】
本発明を、人間の眼の長さの測定に関して説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。実際、当業者なら容易に理解できるように、物体の２つの部分の間の距離を測定するのに本発明の実施形態を使用することができる。さらに本発明の実施形態を、個別の光学構成部品、インテグレイテッド・オプティクス、光ファイバ、およびこれらの組合せを利用して製作することができる。さらに、これまでに説明した５０％結合器および５０％透過器とは異なる結合器および送信器を利用した他の実施形態も可能であり、以上の説明に照らせば、このような相違を考慮して、前述の実施形態をどのように変更すればよいかは、当業者にとって明白であろう。
【００３１】
以上の記述は、例示および説明のために示したに過ぎないことを当業者は理解しよう。このように以上の記述は、本発明を網羅的に記載しようとしたものではなく、また、開示した正確な形態に本発明を限定しようとしたものでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づいて製作されたＯＣＴ装置の実施形態を示す図である。
【図２】図１に示した本発明の実施形態の基準アーム経路を通る多くの可能な放射経路のうちの２つを示す図である。
【図３】本発明に基づいて製作され、眼の長さを測定するように適合されたＯＣＴ装置の信号解析セクションを示す図である。
【図４】図１と図３の実施形態を組み合わせた本発明の実施形態が、眼からの反射を利用して、基準アーム経路で生成された２つの放射信号と干渉する２つの放射信号をサンプル・アーム経路に生成させる方法を示す図である。
【図５】眼の長さの測定のために、本発明に基づいて生成された２つの干渉信号を示す図である。
【図６】図１に示したＯＣＴ装置の基準アームの代替実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０００ 低コヒーレンス放射源
１０３０ ３デシベル放射結合器
１０７０ 基準アーム経路
１０８０ ５０％透過器
１０９０ 直線ステージ移送器
１１００ エンコーダ
１１０５ サンプル
１１１１ 測定範囲変動装置
１１３０ リトロレフレクター
１１４０ サンプル・アーム経路
１１６０ 横走査装置
１１９３ マルチプレクサ
１２００ ミクサ
１２１５ 帯域フィルタ
１２２０ 対数増幅器
１２３０ 低域フィルタ
１２５０ コンピュータ
１２６０ ディスプレイ・モニタ

Claims (4)

1. 物体を調査する光学コヒーレンス断層撮影装置（ＯＣＴ）において、
   短コヒーレンス放射の放射源と、
   (ａ)放射の第１の部分を基準アームに結合し、(ｂ)放射の第２の部分をサンプル・アームに結合し、(ｃ)前記基準アームおよび前記サンプルアームから送られた放射を結合し、(ｄ)結合された放射を解析器に結合する結合器と
   を備え、
   前記基準アームが、放射の第１の部分を測定範囲変動装置に送り、その測定範囲変動装置から出力された放射を結合器に戻し、
   前記サンプルアームが、放射の第２の部分を物体に送り、その物体によって散乱された放射を結合器に戻し、
   前記測定範囲変動装置には、
   入射する放射の一部分を透過させる透過器と、
   前記透過器を透過した放射を反射する反射器とが備えられ、当該反射された放射の一部が前記透過器で反射され、
   さらに、前記反射器に走査をさせるように結合された走査装置が備えられている、ことを特徴とする光学コヒーレンス断層撮影装置。
2. 請求項１に記載の光学コヒーレンス断層撮影装置において、前記解析器には、
   前記結合器から結合された放射を検出する光検出器と、
   前記光検出器および発振器の出力に応答するミクサと、
   前記ミクサの出力に結合されたフィルタと
   が備えられている、ことを特徴とする光学コヒーレンス断層撮影装置。
3. 請求項１に記載の光学コヒーレンス断層撮影装置であって、物体の第１の散乱性部分と第２の散乱性部分との間の距離を測定するものであり、
   前記測定範囲変動装置には、さらに、前記透過器を平行移動させるように結合された移送器が備えられ、且つ、
   前記解析器には、
   前記結合器から結合された放射を検出する光検出器と、
   前記光検出器の出力に結合され、通過域の中心周波数が、反射器が走査をすることによって生成されるドップラー・シフト周波数に比例した周波数である第１のフィルタと、
   前記光検出器の出力に結合された第２のフィルタにして、その通過域の中心周波数が、前記ドップラー・シフト周波数に比例した周波数の倍数であって前記第１のフィルタの前記通過域の中心周波数とは異なっている、第２のフィルタと
   が備えられている、
   ことを特徴とする光学コヒーレンス断層撮影装置。
4. 請求項３に記載の光学コヒーレンス断層撮影装置であって、
   前記測定範囲変動装置には、前記透過器の位置を測定するエンコーダが備えられている、
   ことを特徴とする光学コヒーレンス断層撮影装置。

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