DE102010044826B4 - Detector and measuring device and method for determining the thickness of a sample - Google Patents

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Abstract

Detektor (8), dem von einer in einer OCT-Anordnung (2) positionierten Probe (4) rückgestreutes Licht zugeführt wird, ausgebildet zur gleichzeitigen, zweidimensional ortsauflösenden Registrierung von mehreren spektral-aufgelösten Intensitätsverteilungen (25) des rückgestreuten Lichtes, wobei jede Intensitätsverteilung (25) einem diskreten Punkt an der Probenoberfläche (10) zugeordnet ist, wobei der Detektor (8) eine Abbildungsoptik (13) und einen zweidimensionalen Lichtsensor (14) aufweist, auf den die Intensitätsverteilungen (25) abgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsoptik (13) eine Mikrolinsenanordnung (15) und ein dispersives optisches Element in Form eines Volumengitters (16) umfaßt, wobei das Volumengitter (16) ein diffraktives optisches Element in Form eines computergenerierten Hologramms ist.Detector (8) to which backscattered light from a sample (4) positioned in an OCT arrangement (2) is fed, for the simultaneous, two-dimensional spatially resolved registration of a plurality of spectrally resolved intensity distributions (25) of the backscattered light, each intensity distribution ( 25) is associated with a discrete point on the sample surface (10), the detector (8) having imaging optics (13) and a two-dimensional light sensor (14) onto which the intensity distributions (25) are imaged, characterized in that the imaging optics (13) comprises a microlens array (15) and a dispersive optical element in the form of a volume grating (16), wherein the volume grating (16) is a diffractive optical element in the form of a computer generated hologram.

Description

Die Erfindung betrifft einen Detektor, dem von einer in einer OCT-Anordnung positionierten Probe rückgestreutes Licht zugeführt wird. Darüber hinaus betrifft der Erfindung eine Meßvorrichtung zur Bestimmung der Dicke einer Probe, wobei die Meßvorrichtung eine OCT-Anordnung und einen solchen Detektor aufweist. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Bestimmung der Dicke einer Probe.The invention relates to a detector to which backscattered light is supplied from a sample positioned in an OCT array. Moreover, the invention relates to a measuring device for determining the thickness of a sample, wherein the measuring device has an OCT arrangement and such a detector. Finally, the invention also relates to a method for determining the thickness of a sample.

Optische Kohärenztomographie (OCT) ist ein Verfahren zur Messung von Abständen auf Basis der Interferenz von kurzkohärentem Licht. Es wird auch im medizinischen Bereich angewendet, dort z. B. zur Messung der Augenlänge in der Ophthalmologie, aber auch vielfach als bildgebendes Verfahren zur hochauflösenden, dreidimensionalen Abbildung von stark diffus-streuenden Objekten.Optical coherence tomography (OCT) is a method of measuring distances based on the interference of short coherent light. It is also used in the medical field, there z. As for measuring the eye length in ophthalmology, but also often as an imaging method for high-resolution, three-dimensional imaging of highly diffuse-scattering objects.

Das Prinzip der OCT besteht im Aufspalten eines breitbandigen kurzkohärenten Lichtbündels in einen Meß- und einen Referenzstrahl. Nach dem Prinzip eines Michelson-Interferometers werden die beiden Teilstrahlen wieder kombiniert. In der klassischen Ausführung des Time-Domain-OCT (TD-OCT) wird durch die Bewegung des Referenzspiegels oder des Detektors, welcher gewöhnlich als hochempfindliche Photodiode ausgeführt ist, die im Interferogramm enthaltenen Tiefeninformationen entlang der Richtung des Meßstrahls extrahiert. Eine derartige Messung wird auch als A-Scan bezeichnet.The principle of OCT consists of splitting a broadband, short-coherent light beam into a measuring beam and a reference beam. Following the principle of a Michelson interferometer, the two partial beams are combined again. In the classical implementation of Time Domain OCT (TD-OCT), the movement of the reference mirror or the detector, which is usually designed as a highly sensitive photodiode, extracts the depth information contained in the interferogram along the direction of the measuring beam. Such a measurement is also called an A-scan.

Da die Tiefeninformation auch im Spektrum des Interferogramms enthalten ist, kann diese auch durch Messung eben jenes Spektrums rekonstruiert werden. Diese sogenannte Fourier-Domain-OCT (FD-OCT), die auch als Frequency-Domain-OCT oder „Spectral Radar“ bezeichnet wird, erlaubt bei Verwendung eines empfindlichen Gitterspektrometers und einer Zeilenkamera als Detektor die Aufnahme von vielen (bis hin zu einigen tausend) A-Scans pro Sekunde.Since the depth information is also contained in the spectrum of the interferogram, it can also be reconstructed by measuring just that spectrum. This so-called Fourier Domain OCT (FD-OCT), which is also called Frequency Domain OCT or "Spectral Radar", allows the recording of many (up to several thousand) using a sensitive grating spectrometer and a line scan camera as a detector ) A-scans per second.

Als B-Scan wird die Kombination mehrerer linear nebeneinander sukzessive durchgeführter A-Scans bezeichnet, um einen Schnitt durch die betrachtete Oberfläche zu erhalten. Die sogenannte „en-face“-OCT erreicht dies, in dem statt der Zeilenkameras gewöhnliche rechteckige CCD-Chips als Detektoren verwendet werden. Die Abbildung des Spektrums des Meßstrahls, welcher hier nicht als Lichtbündel, sondern als Fächer ausgeführt ist, erlaubt die gleichzeitige Aufnahme eines kompletten B-Scans. Dies erlaubt die Aufnahme mehrerer (typischerweise 20 bis 60) B-Scans pro Sekunde.A B-scan is the combination of several linearly successively performed A-scans in order to obtain a section through the considered surface. The so-called "en-face" OCT accomplishes this by using ordinary rectangular CCD chips as detectors instead of the line scan cameras. The image of the spectrum of the measuring beam, which is not designed here as a bundle of light, but as a fan, allows the simultaneous recording of a complete B-scan. This allows you to take several (typically 20 to 60) B scans per second.

Eine ortsaufgelöste Messung (C-Scan) erfordert üblicherweise das Abscannen der Oberfläche in zwei Dimensionen. Dies wird gewöhnlich durch Ablenkung des Meßstrahls (und analog des rücklaufenden Signals) mittels zweier xy-Scanspiegel erreicht. Diese Technik erlaubt es, analog zur ausgezeichneten Tiefenauflösung der einzelnen A-Scans im Bereich einiger weniger Mikrometer, eine ebensolche laterale Auflösung zu erhalten, so daß echte dreidimensionale Datensätze mit isotroper Auflösung erstellt werden können. Nachteilig hierbei ist, daß das Abrastern der Oberfläche aus mechanischen und elektrischen Gründen unabhängig von der Technik eine bestimmte Zeit benötigt. Bei sich schnell bewegenden Meßobjekten werden aufgrund der besonderen Eigenschaften des Rekonstruktionsalgorithmus der FD-OCT hierdurch große Meßunsicherheiten (Artefakte) generiert. Bei der Untersuchung lebender biologischer Objekte ist ein daher an sich erforderliches „Stillhalten“ jedoch nicht ohne weiteres möglich. Die zur Ablenkung des Strahls notwendigen Scanner erfordern darüber hinaus eine aufwendige elektronische Ansteuerung, welche das Gesamtsystem verteuern und daher einer Verbreitung derartiger Systeme entgegensteht.A spatially resolved measurement (C-scan) usually requires scanning the surface in two dimensions. This is usually accomplished by deflecting the measuring beam (and analogously the returning signal) by means of two xy scanning mirrors. This technique, similar to the excellent depth resolution of the single A-scans in the range of a few microns, allows to obtain a similar lateral resolution, so that real three-dimensional data sets with isotropic resolution can be created. The disadvantage here is that the scanning of the surface for mechanical and electrical reasons, regardless of the technology requires a certain amount of time. In the case of fast-moving DUTs, large measurement uncertainties (artefacts) are thereby generated due to the special properties of the FD-OCT reconstruction algorithm. However, when investigating living biological objects, a necessary "stand-still" is not readily possible. The necessary for the deflection of the beam scanner also require a complex electronic control, which make the overall system more expensive and therefore precludes a proliferation of such systems.

Eine spezielle Anwendung der OCT ist die lateral aufgelöste Messung der Dicke einer Probe aus stark streuendem Material, insbesondere biologischem Gewebe. Bi der Probe kann es sich beispielsweise um die Hornhaut des Auges handeln, also um die äußerste Schicht des Auges, welche entscheidend zur Gesamtbrechkraft des Auges beiträgt. Die Kenntnis der ortsaufgelösten Dicke der Hornhaut ist von essentieller Bedeutung für die Planung refraktiver Eingriffe, wie z. B. der LASIK, aber auch zur frühzeitigen Diagnose degenerativer Prozesse, die zu einer Veränderung der Dicke der Hornhaut führen (Dystrophien, Keratokonus).A special application of OCT is the laterally resolved measurement of the thickness of a sample of highly scattering material, in particular biological tissue. The sample may be, for example, the cornea of the eye, ie the outermost layer of the eye, which decisively contributes to the total refractive power of the eye. The knowledge of the spatially resolved thickness of the cornea is of essential importance for the planning of refractive procedures such. For example, the LASIK, but also for the early diagnosis of degenerative processes that lead to a change in the thickness of the cornea (dystrophy, keratoconus).

Bedingt durch die schnellen unwillkürlichen Augenbewegungen (Sakkaden, bis zu 200 Hz) einerseits, und die lange Meßdauer für C-Scans andererseits, sowie den hohen Preis von Geräten mit entsprechend schneller Elektronik, die es ermöglichen, das Auftreten von Artefakten noch innerhalb akzeptabler Grenzen zu halten, sind Geräte zur vollständigen dreidimensionalen Vermessung des vorderen Augenabschnittes nicht besonders weit im Markt verbreitet.Due to the fast involuntary eye movements (saccades, up to 200 Hz) on the one hand, and the long measurement time for C-scans on the other hand, as well as the high price of devices with correspondingly fast electronics, which allow the occurrence of artifacts within acceptable limits Devices for full three-dimensional measurement of the anterior segment of the eye are not widely available on the market.

Fourier-Domain-OCT-Verfahren sind beispielsweise in US2009/0015842A1 und DE102004037479A1 beschrieben. Auf einem Interferenzprinzip basierende Detektoren sind zudem aus DE 4108944C2 und DE4309056A1 bekannt. Alle dort angegebenen Verfahren und Detektoren sind konstruktiv vergleichsweise aufwendig bzw. es erfordert einen hohen Aufwand, geeignete Meßergebnisse zu erhalten.Fourier domain OCT methods are for example in US2009 / 0015842A1 and DE102004037479A1 described. On an interference principle based detectors are also off DE 4108944C2 and DE4309056A1 known. All methods and detectors specified there are comparatively expensive in terms of design or it requires a great deal of effort to obtain suitable measurement results.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Dicke einer Probe auf besonders einfache Art und Weise zu erhalten. An object of the present invention is to obtain the thickness of a sample in a particularly simple manner.

Diese Aufgabe wird durch einen Detektor nach Anspruch 1 bzw. durch eine Meßvorrichtung nach Anspruch 3 bzw. durch ein Verfahren nach Anspruch 4 gelöst.This object is achieved by a detector according to claim 1 or by a measuring device according to claim 3 or by a method according to claim 4.

Die im Folgenden im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Vorteile und Ausgestaltungen gelten sinngemäß auch für die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und umgekehrt.The advantages and embodiments explained below in connection with the method also apply mutatis mutandis to the devices according to the invention and vice versa.

Der Detektor, dem von einer in einer OCT-Anordnung positionierten Probe rückgestreutes Licht zugeführt wird, ist erfindungsgemäß ausgebildet zur gleichzeitigen, zweidimensional ortsauflösenden Registrierung von mehreren spektral-aufgelösten Intensitätsverteilungen des rückgestreuten Lichtes, wobei jede Intensitätsverteilung einem diskreten Punkt an der Probenoberfläche zugeordnet ist.The detector to which backscattered light is supplied by a sample positioned in an OCT arrangement is designed according to the invention for simultaneous, two-dimensionally spatially resolved registration of a plurality of spectrally resolved intensity distributions of the backscattered light, each intensity distribution being associated with a discrete point on the sample surface.

Die Meßvorrichtung ist zur Bestimmung der Dicke einer Probe an mehreren diskreten Punkten mit einer einzigen Aufnahme ausgebildet, und umfaßt zu diesem Zweck eine OCT-Anordnung, in der die Probe positioniert ist, einen Detektor, wie oben angegeben, und eine Auswerteeinheit, ausgebildet zur Ermittlung der Tiefeninformationen für diese Punkte aus den so erhaltenen Spektraldaten.The measuring device is designed to determine the thickness of a sample at a plurality of discrete points with a single receptacle, and for this purpose comprises an OCT arrangement in which the sample is positioned, a detector, as indicated above, and an evaluation unit, designed for detection the depth information for these points from the spectral data thus obtained.

Das entsprechende Verfahren zur Bestimmung der Dicke einer Probe an mehreren diskreten Punkten mit einer einzigen Aufnahme zeichnet sich dadurch aus, daß die Probe in einer OCT-Anordnung positioniert ist, daß von der Probe rückgestreutes Licht einem Detektor zugeführt wird, der spektral-aufgelöste Intensitätsverteilungen des rückgestreuten Lichtes, die mehreren diskreten Punkten an der Probenoberfläche zugeordnet sind, gleichzeitig und zweidimensional ortsauflösend registriert, und daß aus den so erhaltenen Spektraldaten Tiefeninformationen für diese Punkte ermittelt werden.The corresponding method for determining the thickness of a sample at a plurality of discrete points with a single image is characterized in that the sample is positioned in an OCT arrangement, that backscattered light from the sample is fed to a detector, the spectrally resolved intensity distributions of the backscattered light associated with a plurality of discrete points on the sample surface registered simultaneously and two-dimensionally spatially resolved, and that from the spectral data thus obtained depth information for these points are determined.

Ganz besonders vorteilhaft ist die Verwendung des oben angegebenen Detektors bzw. der Meßvorrichtung bzw. des Verfahrens zur Dickenmessung der Hornhaut des menschlichen Auges. Andere Anwendungsfälle sind allgemein die Bestimmung der Dicke von optisch mehr oder weniger transparenten Schichten, z. B. von Lack- oder anderen Deckschichten, Kunststoffen etc.Especially advantageous is the use of the above-mentioned detector or the measuring device or the method for measuring the thickness of the cornea of the human eye. Other applications are generally the determination of the thickness of optically more or less transparent layers, for. B. of paint or other cover layers, plastics, etc.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei der Vermessung der Dicke der Hornhaut in den meisten Fällen keine isotrope Auflösung notwendig ist, um brauchbaren diagnostischen Aussagen zu erhalten. Insbesondere zur OP-Planung und zur Diagnose von Abbauprozessen aufgrund systemischer Grunderkrankungen genügt es, die Dicke der Hornhaut (Pachymetrie) an wenigen, aber ausreichend vielen (z. B. einigen hundert) diskreten Punkten zu kennen. Setzt man diese gemessenen Dicken in Relation zu den auf anderen Wegen, beispielsweise der Placido-Keratometrie, ermittelten Höhendaten der Hornhaut (Topographie), erhält man ein hinreichend genaues Modell zur Beschreibung der Cornea.The invention is based on the finding that in the measurement of the thickness of the cornea in most cases no isotropic resolution is necessary in order to obtain useful diagnostic information. It is sufficient to know the thickness of the cornea (pachymetry) at a few, but sufficiently many (eg a few hundred) discrete points, in particular for surgical planning and for the diagnosis of degradation processes due to systemic underlying diseases. If one sets these measured thicknesses in relation to the height data of the cornea (topography) determined by other methods, for example placido-keratometry, a sufficiently accurate model for describing the cornea is obtained.

Eine Kernidee der Erfindung ist es, eine Technik bereitzustellen, mit deren Hilfe auf besonders einfache Art und Weise Informationen über die Dicke einer Probe gewonnen werden kann. Statt zu versuchen, Tiefeninformationen im Zuge eines bildgebenden OCT-Verfahrens zu erhalten, wird ein reines Meßverfahren vorgeschlagen. Mit anderen Worten ist nicht eine besonders gute Bildgebung im Sinn einer isotropen Abbildung der Probe das Ziel. Vielmehr erfolgt eine gleichzeitige Messung die Dicke der Probe, und zwar an mehreren diskreten Punkten der Probenoberfläche.An essential idea of the invention is to provide a technique by means of which information about the thickness of a sample can be obtained in a particularly simple manner. Instead of trying to obtain depth information in the course of an imaging OCT method, a pure measurement method is proposed. In other words, the goal is not a particularly good imaging in the sense of an isotropic imaging of the sample. Rather, a simultaneous measurement is made of the thickness of the sample, at several discrete points of the sample surface.

Hierzu ist es vorgesehen, daß das von einer in einer OCT-Anordnung positionierten Probe rückgestreute Licht einem speziell für dieses Meßverfahren bereitgestellten Detektor zugeführt wird. Der Detektor übernimmt dabei die Funktion einer Mehrzahl gleichzeitig und parallel arbeitender Spektrometer. Er nimmt die von mehreren nichtbenachbarten Punkten an der Probenoberfläche stammenden spektral-aufgelösten Intensitätsverteilungen des rückgestreuten Lichtes auf und führt eine gleichzeitige, zweidimensional ortsauflösende Registrierung dieser Spektren durch. Damit kann jedes registrierte Spektrum einem bestimmten Punkt auf der Probenoberfläche zugeordnet werden. Aus den registrierten Spektren werden mit Hilfe einer Auswerteeinheit die Tiefeninformationen für diese Punkte ermittelt. Somit kann die Dicke der Probe an mehreren ausgewählten Punkten mit einer einzigen Aufnahme (Belichtung) bestimmt werden. Die Dickenbestimmung erfolgt mit anderen Worten simultan, d. h. gleichzeitig für alle Meßpunkte. Aus den Tiefeninformationen kann anschließend ein Tiefenprofil der Probe erstellt werden. Die Meßergebnisse können zudem mit Ergebnissen anderer Meßverfahren in vorteilhafter Weise kombiniert werden.For this purpose, it is provided that the light backscattered by a sample positioned in an OCT arrangement is supplied to a detector provided specifically for this measuring method. The detector assumes the function of a plurality of simultaneously and in parallel operating spectrometer. It records the spectrally resolved intensity distributions of the backscattered light originating from several non-adjacent points on the sample surface and performs a simultaneous, two-dimensional spatially resolved registration of these spectra. This allows each registered spectrum to be assigned to a specific point on the sample surface. From the registered spectra, the depth information for these points is determined with the aid of an evaluation unit. Thus, the thickness of the sample can be determined at several selected points with a single shot (exposure). The thickness determination is in other words simultaneously, d. H. at the same time for all measuring points. From the depth information, a depth profile of the sample can then be created. The measurement results can also be advantageously combined with results of other measurement methods.

Unter einem „diskreten Meßpunkt“ oder „diskretem Punkt“ wird dabei ein endlich ausgedehntes Areal auf der Probenoberfläche verstanden. Größe und Anordnung des Areals wird dabei durch die jeweilige Subapertur bestimmt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, anders ausgedrückt, jede registrierte spektral-aufgelöste Intensitätsverteilung einem bestimmten Areal der Probenoberfläche zugeordnet. Diese endlich ausgedehnten Areale können als diskrete Meßpunkte aufgefaßt werden. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird folglich jedem der durch jeweils geeignete Koordinaten definierten diskreten Punkte ein Meßwert der Dicke zugeordnet. Dieser entspricht einem Mittelwert der tatsächlichen Dicke über die betrachtete Fläche. Bei hinreichend regelmäßigen („glatten“) Oberflächen ist diese Approximation zulässig.A "discrete measuring point" or "discrete point" is understood to be a finely extended area on the sample surface. The size and arrangement of the area is determined by the respective subaperture. In the method according to the invention, in other words, each registered spectrally resolved intensity distribution is assigned to a specific area of the sample surface. These finite areas can be considered as discrete points of measurement. As a result of the device according to the invention, a measured value of the thickness is assigned to each of the discrete points defined by respectively suitable coordinates. This corresponds to an average value of the actual thickness over the considered area. For reasonably smooth ("smooth") surfaces this approximation is allowed.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß umfaßt der Detektor eine Abbildungsoptik zur diskreten Spektralzerlegung und einen zweidimensionalen Lichtsensor, auf den die Intensitätsverteilungen abgebildet werden. Der konstruktive Aufbau ist daher vergleichsweise einfach. Als Lichtsensor kann dabei ein preiswerter CCD-Sensor in Gestalt eines zweidimensionalen CCD-Arrays verwendet werden. Teure Sensoren werden nicht benötigt. Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn nur ein einziger zweidimensionaler Lichtsensor verwendet wird, mit anderen Worten alle Spektren auf einem einzigen Sensor registriert werden. Eine solche Ausführung kann konstruktiv besonders einfach und preiswert verwirklicht werden.According to the invention, the detector comprises an imaging optics for discrete spectral decomposition and a two-dimensional light sensor, on which the intensity distributions are imaged. The structural design is therefore comparatively simple. In this case, a low-cost CCD sensor in the form of a two-dimensional CCD array can be used as the light sensor. Expensive sensors are not needed. It is particularly advantageous if only a single two-dimensional light sensor is used, in other words all spectra are registered on a single sensor. Such an embodiment can be realized structurally particularly simple and inexpensive.

Die Abbildungsoptik umfaßt erfindungsgemäß eine Mikrolinsenanordnung und ein dispersives optisches Element. Das dispersive optische Element dient zur Verwirklichung der spektralen Zerlegung des (weißen) Lichtes. Die Mikrolinsenanordnung dient zur Fokussierung des dem Detektor zugeführten rückgestreuten Lichtes auf das dispersive optische Element. Das dispersive optische Element ist als mikrooptisches Volumengitter ausgebildet. Somit kann auf vergleichsweise einfache Weise eine transmittive Anordnung verwirklicht werden. Anstelle eines Beugungsgitters könnten in einem solchen Fall auch eine Vielzahl von Mikroprismen verwendet werden. Alternativ zu einer Durchlichtanordnung ist eine Anordnung möglich, die eine Funktionsweise in Reflexion ermöglicht, beispielsweise unter Verwendung eines schräg gestellten, reflektierenden Gitters.The imaging optics according to the invention comprises a microlens array and a dispersive optical element. The dispersive optical element serves to realize the spectral decomposition of the (white) light. The microlens array serves to focus the backscattered light supplied to the detector onto the dispersive optical element. The dispersive optical element is designed as a micro-optical volume grating. Thus, a transmissive arrangement can be realized in a comparatively simple manner. Instead of a diffraction grating, a plurality of microprisms could also be used in such a case. As an alternative to a transmitted-light arrangement, it is possible to provide an arrangement which allows reflection to function, for example using an inclined, reflecting grating.

Erfindungsgemäß wird ein diffraktives optisches Element (DOE), insbesondere in Form eines computergenerierten Hologramms (CGH) als Volumengitter verwendet, so daß sich auch in der transmittiven Anordnung eine ausreichende Beugungseffizienz ergibt.According to the invention, a diffractive optical element (DOE), in particular in the form of a computer-generated hologram (CGH), is used as a volume grating, so that a sufficient diffraction efficiency also results in the transmissive arrangement.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Abbildungsoptik eine Blende zum Ausblenden von Teilen des Intensitätsspektrums auf. Bei den ausgeblendeten Teilen handelt es sich vorzugsweise um die ungebeugten Anteile des Lichts (nullte Ordnung) und jeweils eine Seite des symmetrischen Spektrums. Mit anderen Worten wird für jedes Spektrum eines Punktes auf der Probenoberfläche durch die Blende eine Hälfte des von dem Volumengitter symmetrisch gebeugten Spektrums ausgeblendet. Dies ist besonders vorteilhaft, da die gewünschten Tiefeninformationen in dem verbleibenden Teil des Spektrums vollständig enthalten sind und durch das Ausblenden der zur Verfügung stehende Platz auf dem Lichtsensor sehr effektiv ausgenutzt werden kann.In a particularly preferred embodiment of the invention, the imaging optics has a diaphragm for masking parts of the intensity spectrum. The hidden parts are preferably the undiffracted portions of the light (zeroth order) and one side of the symmetrical spectrum, respectively. In other words, for each spectrum of a point on the sample surface through the aperture, one-half of the spectrum symmetrically diffracted by the volume lattice is blanked out. This is particularly advantageous because the desired depth information is completely contained in the remaining part of the spectrum and can be exploited very effectively by hiding the available space on the light sensor.

Zusammenfassend wird mit einem zweidimensionalen Lichtsensor ein echter dreidimensionaler Detektor bereitgestellt. Dabei wird nicht in erster Linie die xy-Ortsauflösung des Lichtsensors genutzt, sondern vielmehr die Möglichkeit, auf dem Lichtsensor Spektraldaten, die Tiefeninformationen enthalten, ortsauflösend und somit den einzelnen diskreten Meßpunkten an der Probenoberfläche zugeordnet, zu registrieren.In summary, a true three-dimensional detector is provided with a two-dimensional light sensor. In this case, the xy spatial resolution of the light sensor is not used in the first place, but rather the possibility of registering spectral data containing depth information on the light sensor, spatially resolving and thus associated with the individual discrete measurement points on the sample surface.

Mit Hilfe der Erfindung wird somit auf vergleichsweise einfache Art und Weise ein echter dreidimensionaler Detektor bereitgestellt, der es ermöglicht, zeitgleich (simultan) alle drei Dimensionen des zu untersuchenden Objektes, hier also der Probe, mit einer einzigen Aufnahme zu erfassen. Hierzu erfolgt eine simultane Messung an einzelnen, zueinander beabstandeten Punkten der Probe.With the aid of the invention, a true three-dimensional detector is thus provided in a comparatively simple manner, which makes it possible to simultaneously record (simultaneously) all three dimensions of the object to be examined, in this case the sample, with a single image. For this purpose, a simultaneous measurement takes place at individual, spaced-apart points of the sample.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

  • 1 eine Übersichtsdarstellung der Meßanordnung,
  • 2 eine Detaildarstellung eines ersten Detektors,
  • 3 eine Detaildarstellung eines zweiten Detektors,
  • 4 eine Darstellung der erhaltenen Aufnahme auf dem Lichtsensor.
Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings. Hereby show:
  • 1 an overview of the measuring arrangement,
  • 2 a detailed representation of a first detector,
  • 3 a detailed representation of a second detector,
  • 4 a representation of the image obtained on the light sensor.

Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung lediglich schematisch und mit ihren wesentlichen Bestandteilen. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion.All figures show the invention only schematically and with its essential components. The same reference numerals correspond to elements of the same or comparable function.

In dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird, basierend auf dem Prinzip der FD-OCT, die Tiefeninformation im Spektrum eines Interferogramms genutzt, um eine vollständige Messung der Dicke der Hornhaut eines Auges an diskreten Punkten mit einer einzigen Aufnahme zu erreichen. In the embodiment described below, based on the principle of FD-OCT, the depth information in the spectrum of an interferogram is used to obtain a complete measurement of the thickness of the cornea of an eye at discrete points with a single shot.

Wie in 1 dargestellt, umfaßt die erfindungsgemäße Meßvorrichtung 1 eine FD-OCT-Anordnung 2 in Gestalt eines fasergekoppelten Michelson-Interferometers. Es findet eine spektral breitbandige, kurzkohärente Lichtquelle 3 Verwendung, beispielsweise eine Superlumineszenzdiode (SLD). Als Probe 4 dient optisch streuendes Material, hier biologisches Gewebe in Form der Hornhaut eines Auges. Die Probe definiert den ersten Interferometerarm (Meßarm) 5. Der zweite Interferometerarm (Referenzarm) 6 wird durch einen beweglichen Referenzspiegel 7 definiert.As in 1 shown, comprises the measuring device according to the invention 1 a FD-OCT arrangement 2 in the form of a fiber-coupled Michelson interferometer. It finds a spectrally broadband, short-coherent light source 3 Use, for example, a superluminescent diode (SLD). As a sample 4 serves optically scattering material, here biological tissue in the form of the cornea of an eye. The sample defines the first interferometer arm (measuring arm) 5 , The second interferometer arm ( reference arm) 6 is powered by a movable reference mirror 7 Are defined.

Entsprechend den Grundprinzipien der Optischen Kohärenztomograhie interferieren nur diejenigen von der Probe 4 zurückkommenden Lichtanteile mit dem Referenzlicht, die eine optische Weglänge zurückgelegt haben, die innerhalb der Kohärenzlänge der Lichtanteile im Referenzarm 6 liegen. Das Interferometer liefert somit an seinem Ausgang ein bestimmtes Interferenzsignal. Wird dieses spektral aufgelöst, können daraus die Tiefeninformationen berechnet werden. Das Interferenzsignal wird erfindungsgemäß nicht einem normalen Spektrometer, sondern einem Detektor 8 zugeführt, dessen Funktionsweise weiter unten näher erläutert wird.According to the basic principles of optical coherence tomography, only those portions of light returning from the sample 4 interfere with the reference light having traveled an optical path length within the coherence length of the light portions in the reference arm 6 lie. The interferometer thus provides at its output a specific interference signal. If this is spectrally resolved, the depth information can be calculated from it. According to the invention, the interference signal does not become a normal spectrometer but a detector 8th supplied, the operation of which will be explained in more detail below.

Da es sich bei der Probe um die Hornhaut eines Auges handelt, ist in den Meßarm 5 ein diffraktives optisches Element (DOE) 11 eingefügt, das die definitionsgemäß plane Wellenfront, die durch die Kollimationsoptik 12 aus der Lichtquelle 3 erzeugt und durch einen Strahlteiler 9 in den Meßarm 5 und den Referenzarm 6 geteilt wird, in eine Kugelwelle transformiert. Unter der Annahme, daß die Hornhaut 4 im wesentlichen eine kugelartige Geometrie hat, kann damit bei Positionierung des Auges an derjenigen Stelle, in welcher der Radius der Wellenfront dem mittleren Hornhautradius rCORNEA entspricht, erreicht werden, daß sämtliche Anteile des Meßstrahles nahezu senkrecht auf die Oberfläche 10 der Hornhaut 4 treffen. Eine solche Anordnung ist in DE 103 42 175 A1 beschrieben. Dort wurde allerdings lediglich die Wellenfront ausgewertet. Bei der vorliegenden Erfindung wird hingegen das rücklaufende Signal, das durch den Strahlteiler 9 rekombiniert und dem Detektor 8 zugeführt wird, zur Messung der senkrechten Dicke der Hornhaut 4 an diskreten Punkten verwendet.Since the sample is the cornea of an eye, is in the measuring arm 5 a diffractive optical element (DOE) 11 is inserted, which defines the plane wavefront, which is defined by the collimating optics 12 from the light source 3 generated and by a beam splitter 9 in the measuring arm 5 and the reference arm 6 is divided, transformed into a spherical wave. Assuming that the cornea 4 essentially has a spherical geometry, it can thus be achieved when positioning the eye at the point in which the radius of the wavefront corresponds to the mean corneal radius r CORNEA that all portions of the measuring beam almost perpendicular to the surface 10 the cornea 4 to meet. Such an arrangement is in DE 103 42 175 A1 described. There, however, only the wavefront was evaluated. In the present invention, however, the returning signal passing through the beam splitter 9 recombined and the detector 8th is supplied to measure the vertical thickness of the cornea 4 used at discrete points.

Der Detektor 8 ist als zweidimensionales Gitterspektrometer ausgeführt und weist, wie aus 2 ersichtlich, eine Abbildungsoptik 13 und einen Lichtsensor 14 auf. Die Abbildungsoptik 13 umfaßt in Transmissionsanordnung eine Mikrolinsenanordnung 15, ein Volumengitter 16 und eine Blende 17.The detector 8th is designed as a two-dimensional grating spectrometer and shows how out 2 can be seen, an imaging optics 13 and a light sensor 14 on. The imaging optics 13 comprises in transmission arrangement a microlens array 15 , a volume grid 16 and an aperture 17.

Die Mikrolinsenanordnung 15 umfaßt ein erstes Mikrolinsenarray 18. Dabei sind die Mikrolinsen 19 des ersten Mikrolinsenarrays 18 in einem rechteckigen Gitter aus n × m (z.B. 30 × 30) Mikrolinsen angeordnet und derart aneinander angrenzend positioniert, daß sie eine möglichst hohe Flächendeckung erzielen. Die Mikrolinsen 19 weisen dabei eine Brennweite von einigen Millimetern auf. Darüber hinaus ist ein zweites, in Strahlrichtung 21 beabstandetes Mikrolinsenarray 22 vorgesehen. Dieses befindet sich in Anordnung eines Kepler schen Fernrohres hinter dem ersten Mikrolinsenarray 18. Die beiden Mikrolinsenarrays 18, 22 sind mit anderen Worten derart zueinander positioniert, daß diejenigen Lichtmengen, die auf die Subaperturen 24 fallen, die zu jeweils einer der Mikrolinsen 19 des Arrays 18 gehören, gebündelt und auf das zweite Mikrolinsenarray 22 abgebildet werden. Das zweite Mikrolinsenarray 22 dient der Strahlformung und kollimiert das Strahlbündel 23 anschließend auf das dahinterliegende Volumengitter 16. Anstelle des zweiten Mikrolinsenarrays 22 kann in einer besonders einfachen Ausführung auch eine im Fokus des ersten Mikrolinsenarrays 18 angeordnete Schlitzmaske verwendet werden (nicht dargestellt).The microlens array 15 includes a first microlens array 18 , Here are the microlenses 19 of the first microlens array 18 arranged in a rectangular grid of n × m (eg 30 × 30) microlenses and positioned adjacent to each other so that they achieve the highest possible area coverage. The microlenses 19 have a focal length of a few millimeters. In addition, a second, in the beam direction 21 spaced microlens array 22 intended. This is in the arrangement of a Kepler telescope behind the first microlens array 18 , The two microlens arrays 18 . 22 In other words, they are positioned relative to each other such that those amounts of light that are incident on the subapertures 24 fall, each one of the microlenses 19 of the array 18 belong, bundled and on the second microlens array 22 be imaged. The second microlens array 22 serves the beam shaping and collimates the beam 23 then on the volume grille behind it 16 , Instead of the second microlens array 22 In a particularly simple embodiment, one can also be in the focus of the first microlens array 18 arranged slot mask can be used (not shown).

Das als „Computer Generated Hologram“ (CGH) ausgeführte Volumengitter 16, das aufgrund der Beugung am Gitter das Licht in seine Frequenzanteile aufspaltet, wirft es auf einen zweidimensionalen CCD-Chip 14, der als Lichtsensor dient. Zuvor wird jedoch mit Hilfe einer im Strahlengang angeordneten Blende 17 die nullte Beugungsordnung sowie der konjugierte Anteile der jeweiligen Nachbar-Subapertur ausgeblendet. Dies dient u. a. zur besonders effektiven Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Chipfläche.The volume grid, designed as Computer Generated Hologram (CGH) 16 , which splits the light into its frequency components due to the diffraction at the grating, throws it onto a two-dimensional CCD chip 14 , which serves as a light sensor. Previously, however, with the aid of an aperture arranged in the beam path 17 the zeroth diffraction order and the conjugate portions of the respective neighboring subaperture hidden. This is used, among other things, for the particularly effective utilization of the available chip area.

Im Ergebnis wird zu jeder Subapertur 24 ein Spektrum 25 auf die Oberfläche 26 des CCD-Chips 14 projiziert. In 2 ist ein solche Intensitätsverteilung I=f(λ) symbolisch eingezeichnet. Da die Herkunft des Strahlbündels von einem bestimmten Punkt der Probenoberfläche 10 bekannt ist, kann hieraus die Dicke der Probe 4 an diesem Punkt ermittelt werden.As a result, every subaperture becomes 24 a spectrum 25 on the surface 26 of the CCD chip 14 projected. In 2 is such an intensity distribution I = f (λ) shown symbolically. Because the origin of the beam from a certain point of the sample surface 10 is known, this can be the thickness of the sample 4 be determined at this point.

Die Auflösung des Detektors 8, genauer gesagt die Anzahl der einer einzelnen Subapertur 24 zugeordneten Pixel, ist durch die spektrale Breite der Lichtquelle 3 sowie durch die Abtastung der Spektren bestimmt. Typische Werte für die Anzahl der Subaperturen 24 betragen erfindungsgemäß zwischen 3 und 30 in jeder Richtung, so daß mit der erfindungsgemäßen Anordnung an diskreten Ortsbereichen der Hornhaut aufgenommene tiefenaufgelöste Spektren für 9 bis 900 Punkte simultan erfaßt werden können. Zur Erhöhung der Lichtleistung werden hierbei jeweils mehrere Zeilen des CCD-Chips 14 zur Projektion des Spektrums 25 einer Subapertur 24 genutzt.The resolution of the detector 8th more precisely the number of a single subaperture 24 associated pixels, is through the spectral width of the light source 3 and determined by the scanning of the spectra. Typical values for the number of subapertures 24 According to the invention are between 3 and 30 in each direction, so that with the inventive arrangement recorded at discrete areas of the cornea depth-resolved spectra for 9 to 900 points can be detected simultaneously. To increase the light output in each case several lines of the CCD chip 14 for the projection of the spectrum 25 a subaperture 24 used.

Die Anordnung der Spektren 25 auf den CCD-Chip 14 erfolgt vorzugsweise dergestalt, daß die zur Verfügung stehende Fläche des CCD-Chips 14 im wesentlichen vollständig ausgenutzt wird. Neben einer maximalen Flächenfüllung soll gleichzeitig ein minimales Übersprechen und eine möglichst großer Anzahl der Pixel pro Subapertur 24 gegeben sein. Dies schließt nicht-orthogonale Anordnungen der Spektren auf dem CCD-Chip 14 ein.The arrangement of the spectra 25 on the CCD chip 14 is preferably such that the available area of the CCD chip 14 is essentially fully utilized. In addition to a maximum area filling at the same time a minimum crosstalk and the largest possible number of pixels per subaperture 24 be given. This includes non-orthogonal arrangements of the spectra on the CCD chip 14 one.

Eine einfache Anordnung der Spektren 25 auf dem CCD-Chip 14 zeigt 4. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind lediglich vier Subaperturen 24 dargestellt, wobei bei den beiden unteren die Projektionsflächen 27 der Spektren 25 auf dem CCD-Chip 14 angedeutet sind.A simple arrangement of the spectra 25 on the CCD chip 14 shows 4 , For clarity, there are only four subapertures 24 represented, wherein in the two lower the projection 27 the spectra 25 on the CCD chip 14 are indicated.

Die erreichbare Meßtiefe ist mit der Anzahl der Pixel für das Spektrum 25 einer einzelnen Subapertur 24 verknüpft. Eine Erhöhung der Anzahl der Subaperturen 24 bei gleichzeitiger Beibehaltung der Größe des CCD-Chips 14 resultiert nach dem Nyquist-Theorem bei Beibehaltung der Auflösung in einer Verringerung der Meßtiefe. Die nutzbare Meßtiefe über den Bereich der gesamten Tiefenausdehnung der Hornhaut 4 kann erweitert werden, indem der Abstand des Referenzspiegels 7 an die Geometrie des Meßobjektes angepaßt (z. B. dynamisch verfahren) wird, wie es ohnehin zur Kompensation der verschiedenen Hornhautradien rCORNEA erforderlich ist.The achievable measurement depth is with the number of pixels for the spectrum 25 a single subaperture 24 connected. An increase in the number of subapertures 24 while maintaining the size of the CCD chip 14 results in a reduction of the measurement depth according to the Nyquist theorem while maintaining the resolution. The usable depth of measurement over the entire depth range of the cornea 4 can be extended by the distance of the reference mirror 7 adapted to the geometry of the measurement object (eg dynamic method), as is required anyway for the compensation of the different corneal radii r CORNEA .

Bei einer Zielauflösung von 10 µm ergibt sich gemäß Zmax = (ΔL/2) × (N/2) mit einer Pixelanzahl pro Subapertur 24 von 200 ein maximaler Meßbereich von 500 µm, wobei mit ΔL die Auflösung und mit Zmax der maximale axiale Meßbereich (Meßtiefe) bezeichnet ist. Dies stellt das Minimum dar, um die Dicke der Hornhaut 4 in einer einzigen Messung zu erfassen. Entscheidend ist das Vorliegen von CCD-Chips 14 mit genügender Pixelanzahl. Zur Ausführung der Erfindung können gebräuchlich Standard-CCD-Chips 14 mit einer Pixelanzahl von 1600 bis 4000 in der Richtung der größeren Ausdehnung verwendet werden. CCD-Chips 14 mit größeren Pixelanzahlen ermöglichen eine Vergrößerung des Meßfensters bei gleichzeitiger Beibehaltung der Auflösung, oder entsprechend eine Erhöhung der Auflösung bei gleichem Meßfenster.With a target resolution of 10 μm, Z max = (ΔL / 2) × (N / 2) with a number of pixels per subaperture 24 of 200, a maximum measuring range of 500 .mu.m, where ΔL is the resolution and Z max is the maximum axial measuring range (measuring depth). This represents the minimum to the thickness of the cornea 4 in one single measurement. The decisive factor is the presence of CCD chips 14 with enough pixels. Conventional CCD chips may be used to practice the invention 14 to be used with a pixel count of 1600 to 4000 in the direction of greater expansion. CCD chips 14 with larger numbers of pixels allow an enlargement of the measuring window while maintaining the resolution, or correspondingly an increase in resolution at the same measuring window.

Bei Verwendung eines Volumengitters 16 kann eine besonders einfache Transmissionsanordnung für die Abbildungsoptik 13 gewählt werden, bei der keine Ortsabhängigkeit der Breite der Spektren auf dem CCD-Chip 14 besteht. Alternativ dazu ist, wie in 3 dargestellt, eine Anordnung in Reflexion möglich. Die Abbildungsoptik 13 weist dann ein erstes Mikrolinsenarray 18, eine Schlitzmaske 28 zur Definition des Eintrittsspaltes und ein 45° zur Strahlrichtung 21 des Lichtes angeordnetes Beugungsgitter 29 als fokussierendes Element auf. Das Gitter 29 ist zum Ausgleich der optischen Laufzeiten (Weglängen) konkav ausgeführt. Der CCD-Chip 14 ist 90° zur Strahlrichtung 21 angeordnet. Vor dem CCD-Chip 14 ist die Blende 17 angeordnet.When using a volume grating 16 may be a particularly simple transmission arrangement for the imaging optics 13 are chosen, where no location dependence of the width of the spectra on the CCD chip 14 consists. Alternatively, as in 3 shown, an arrangement in reflection possible. The imaging optics 13 then has a first microlens array 18 , a slit mask 28 for defining the entrance slit and a 45 ° to the beam direction 21 of the light arranged diffraction grating 29 as a focusing element. The grid 29 is designed to compensate for the optical transit times (path lengths) concave. The CCD chip 14 is 90 ° to the beam direction 21 arranged. In front of the CCD chip 14 is the aperture 17 arranged.

Eine Auswerteeinheit 30 berechnet aus den auf dem CCD-Chip 14 registrierten Spektren 25 die Tiefeninformationen zu den xy-Koordinaten an der Probenoberfläche 10. Hierzu weist die Auswerteeinheit 30 eine Datenverarbeitungseinheit auf, die in an sich bekannter Art und Weise (Fourier-Transformation) die Weiterverarbeitung und Auswertung der Gesamtheit der auf dem CCD-Chip 14 abgebildeten Einzelspektren durchführt.An evaluation unit 30 calculated from the on the CCD chip 14 registered spectra 25 the depth information about the xy coordinates on the sample surface 10 , For this purpose, the evaluation unit 30 a data processing unit, in a manner known per se (Fourier transformation), the further processing and evaluation of the entirety of the on the CCD chip 14 Performs individual spectra.

Erhält man beispielsweise mit dem in DE 103 42 175 A1 beschriebenen Verfahren ein örtlich in xy-Richtung aufgelöstes Oberflächenprofil, so kann dieses Oberflächenprofil mit Hilfe der vorliegenden Erfindung um zusätzliche Aussagen über die Dicke der zu untersuchenden Probe an ausgewählten diskreten Punkten der Probe ergänzt werden. Unter der Annahme eines stetigen Verlaufes der Dickenänderung kann zudem bei Verwendung der erhaltenen Meßergebnisse ein dreidimensionales Modell der Probe errechnet werden.For example, with the in DE 103 42 175 A1 described surface profile resolved locally in the xy direction, this surface profile can be supplemented with the aid of the present invention by additional statements about the thickness of the sample to be examined at selected discrete points of the sample. Assuming a steady course of the thickness change, a three-dimensional model of the sample can also be calculated using the obtained measurement results.

Um welche diskreten Meßpunkte es sich dabei handelt, ist für die Durchführung des Meßverfahrens von untergeordneter Bedeutung. Die Lage der Meßpunkte an der Probenoberfläche ist frei wählbar und wird in der Regel einmalig bei der Entwicklung des Detektordesigns in Abhängigkeit von der Meßaufgabe und angepaßt an die Problemstellung bestimmt. Hierzu erfolgt die Auswahl eines geeigneten Koordinatensystems. In einem einfachen Fall, wie oben beschrieben, werden die Meßpunkte durch ein Rechteckgitter (kartesisches Koordinatensystem) festgelegt. Es sind aber auch Anwendungsfälle denkbar, bei denen vorteilhafterweise eine Anordnung in radialem Muster entsprechend einer Beschreibung der Meßpunkte in einem Polarkoordinatensystem verwendet werden wird. Grundsätzlich gilt, daß Anzahl und Anordnung der Meßpunkte entsprechend dem auf dem Lichtsensor zur Verfügung stehenden Platz einerseits und der gewünschten Auflösung andererseits gewählt werden.Which discrete measuring points are involved is of minor importance for carrying out the measuring method. The position of the measuring points on the sample surface is freely selectable and is usually determined once in the development of the detector design as a function of the measurement task and adapted to the problem. For this, the selection of a suitable coordinate system takes place. In a simple case, as described above, the measuring points are determined by a rectangular grid (Cartesian coordinate system). But there are also applications conceivable in which advantageously an arrangement in radial pattern will be used according to a description of the measuring points in a polar coordinate system. Basically, the number and arrangement of the measuring points are selected according to the space available on the light sensor, on the one hand, and the desired resolution, on the other hand.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln. als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features set forth in the description, the appended claims and the drawings may be considered individually. as well as in any combination with each other essential to the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Meßvorrichtungmeasuring device
22
FD-OCT-AnordnungFD-OCT arrangement
33
Lichtquellelight source
44
Probe, HornhautSample, cornea
55
Meßarmmeasuring arm
66
Referenzarmreference arm
77
Spiegelmirror
88th
Detektordetector
99
Strahlteilerbeamsplitter
1010
Probenoberflächesample surface
1111
DOEDOE
1212
Kollimationsoptikcollimating optics
1313
Abbildungsoptikimaging optics
1414
Lichtsensor, CCD-ChipLight sensor, CCD chip
1515
MikrolinsenanordnungMicrolens array
1616
Volumengittervolume grating
1717
Blendecover
1818
erstes Mikrolinsenarrayfirst microlens array
1919
Mikrolinsemicrolens
2020
(frei)(free)
2121
Strahlrichtungbeam direction
2222
zweites Mikrolinsenarraysecond microlens array
2323
Strahlbündelbeam
2424
Subapertursubaperture
2525
Spektrumspectrum
2626
Sensoroberflächesensor surface
2727
Projektionsflächeprojection
2828
Schlitzmaskeslit mask
2929
Konkaves, fokussierendes BeugungsgitterConcave, focusing diffraction grating
3030
Auswerteeinheitevaluation

Claims (5)

Detektor (8), dem von einer in einer OCT-Anordnung (2) positionierten Probe (4) rückgestreutes Licht zugeführt wird, ausgebildet zur gleichzeitigen, zweidimensional ortsauflösenden Registrierung von mehreren spektral-aufgelösten Intensitätsverteilungen (25) des rückgestreuten Lichtes, wobei jede Intensitätsverteilung (25) einem diskreten Punkt an der Probenoberfläche (10) zugeordnet ist, wobei der Detektor (8) eine Abbildungsoptik (13) und einen zweidimensionalen Lichtsensor (14) aufweist, auf den die Intensitätsverteilungen (25) abgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsoptik (13) eine Mikrolinsenanordnung (15) und ein dispersives optisches Element in Form eines Volumengitters (16) umfaßt, wobei das Volumengitter (16) ein diffraktives optisches Element in Form eines computergenerierten Hologramms ist.Detector (8) to which backscattered light from a sample (4) positioned in an OCT arrangement (2) is fed, for the simultaneous, two-dimensional spatially resolved registration of a plurality of spectrally resolved intensity distributions (25) of the backscattered light, each intensity distribution ( 25) is associated with a discrete point on the sample surface (10), the detector (8) having imaging optics (13) and a two-dimensional light sensor (14) onto which the intensity distributions (25) are imaged, characterized in that the imaging optics (13) comprises a microlens array (15) and a dispersive optical element in the form of a volume grating (16), wherein the volume grating (16) is a diffractive optical element in the form of a computer generated hologram. Detektor (8) nach Anspruch 1, wobei die Abbildungsoptik (13) eine Blende (17) zum Ausblenden der ungebeugten Anteile des Lichts und jeweils einer Seite des symmetrischen Spektrums (25) umfaßt.Detector (8) after Claim 1 , wherein the imaging optics (13) comprises a diaphragm (17) for masking the undiffracted portions of the light and each side of the symmetrical spectrum (25). Meßvorrichtung (1) zur Bestimmung der Dicke einer Probe (4) an mehreren diskreten Punkten mit einer einzigen Aufnahme, mit einer OCT-Anordnung (2), in der die Probe (4) positioniert ist, mit einem Detektor (8) nach Anspruch 1 oder 2, und mit einer Auswerteeinheit (30), ausgebildet zur Ermittlung der Tiefeninformationen für diese Punkte aus den so erhaltenen Spektraldaten.Measuring device (1) for determining the thickness of a sample (4) at a plurality of discrete points with a single image, with an OCT arrangement (2) in which the sample (4) is positioned, with a detector (8) behind Claim 1 or 2 , and with an evaluation unit (30), designed to determine the depth information for these points from the spectral data thus obtained. Verfahren zur Bestimmung der Dicke einer Probe (4) an mehreren diskreten Punkten mit einer einzigen Aufnahme, wobei die Probe (4) in einer OCT-Anordnung (2) positioniert ist, von der Probe (4) rückgestreutes Licht einem Detektor (8) zugeführt wird, der spektral-aufgelöste Intensitätsverteilungen des rückgestreuten Lichtes, die mehreren diskreten Punkten an der Probenoberfläche (10) zugeordnet sind, gleichzeitig und zweidimensional ortsauflösend registriert, und aus den so erhaltenen Spektraldaten Tiefeninformationen für diese Punkte ermittelt werden.Method for determining the thickness of a sample (4) at a plurality of discrete points with a single image, wherein the sample (4) is positioned in an OCT arrangement (2), backscattered light from the sample (4) is fed to a detector (8) which records spectrally resolved intensity distributions of the backscattered light associated with a plurality of discrete points on the sample surface (10) simultaneously and two-dimensionally spatially resolved, and Depth information for these points can be determined from the spectral data obtained in this way. Verwendung eines Detektors (8) nach Anspruch 1 oder 2 und/oder einer Meßvorrichtung (1) nach Anspruch 3 und/oder eines Verfahrens nach Anspruch 4 zur Dickenmessung der Hornhaut (4) des menschlichen Auges.Using a detector (8) according to Claim 1 or 2 and / or a measuring device (1) according to Claim 3 and / or a method according to Claim 4 for measuring the thickness of the cornea (4) of the human eye.
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