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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Abtastsonde zum optischen Abtasten eines Objektes.
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Stand der Technik
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Als Abbildungssystem zum Abbilden von Körpergewebe innerhalb eines Lumens ist ein optisches Abtastsystem bekannt. Als ein Beispiel eines speziellen Aufbaus eines optischen Abtastsystems ist z. B. in der vorläufigen
japanischen Patentveröffentlichung HEI 11-56786 A (im Folgenden als Patentdokument 1 bezeichnet) OCT (optische Kohärenztomographie) beschrieben, die dazu dient, eine feine Struktur nahe einer Oberflächenschicht eines Lumens wie etwa eines Verdauungsorgans oder eines Luftröhrenastes im Detail zu beobachten.
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Das in dem Patentdokument 1 beschriebene OCT-System enthält eine in ein Lumen einzuführende OCT-Sonde. Die in dem Patentdokument 1 beschriebene OCT-Sonde bestrahlt eine Seitenwand des Lumens mit schwach kohärentem Licht, in dem das schwach kohärente Licht, das von einer Lichtquelle ausgesendet wird, durch eine Lichtleitfaser geleitet wird. Mit Drehen der Lichtleitfaser um deren Achse nimmt das schwach kohärente Licht an der Seitenwand des Lumens in Umfangsrichtung eine Abtastung vor. Das OCT-System misst die Position und die Tiefe, in denen das Abtastlicht in dem Lumen reflektiert oder gestreut wird, sowie den Grad an Reflexion oder Streuung nach dem Prinzip der Schwachkohärenzinterferometrie und berechnet und erzeugt anhand von Messergebnissen auf das Lumen bezogene tomographische Bilddaten. Das erzeugte tomographische Bild des Lumens hat eine höhere Auflösung als ein tomographisches Bild, das mit einem derzeit typischerweise verwendeten Ultraschallsystem und dergleichen erzeugt wird.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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In der in dem Patentdokument 1 beschriebenen OCT-Sonde ist eine GRIN-Linse, die schwach kohärentes Licht fokussiert, an eine Spitze der Lichtleitfaser gekoppelt. Ein Mikroprisma, das einen Lichtweg des schwach kohärenten Lichtes in Richtung der Seitenwand des Lumens knickt, ist an eine Spitzenfläche der GRIN-Linse gefügt. Da ein Mikroprisma dieser Art ein sehr kleines optisches Einzelteil darstellt, ist es mit dem Problem behaftet, dass es schwer zu bearbeiten ist. Da ferner Licht, das von einem Objekt wie der Seitenwand des Lumens gestreut wird, im Allgemeinen sehr schwach ist, besteht die Anforderung, dass ein Verlust an Lichtmenge, der von den optischen Systemen abhängt, so gering wie möglich gehalten wird.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände gemacht. Das Ziel der Erfindung liegt darin, eine optische Abtastsonde bereitzustellen, die geeignet ist, die Fertigung zu vereinfachen und den Verlust an Lichtmenge, der von den optischen Systemen abhängt, gering zu halten.
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Um das oben beschriebene Problem zu lösen, umfasst eine optische Abtastsonde nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung: ein flexibles Rohr; eine zum Leiten von Abtastlicht vorgesehene Lichtleitfaser, die in dem flexiblen Rohr um eine Achse der Lichtleitfaser frei drehbar gehalten ist; und eine Objektivlinse, die eine positive optische Wirkung aufweist, um das aus der Lichtleitfaser austretende Abtastlicht von einem divergenten in einen kollimierten Strahl oder einen konvergenten Strahl zu wandeln, und die sich mit der Lichtleitfaser als Einheit dreht. Die Objektivlinse nach der Erfindung hat eine Umlenkfläche, die das Abtastlicht zum Bestrahlen eines Objektes umlenkt.
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Bei der Erfindung ist ein Mikroprisma, das sehr klein und schwierig zu bearbeiten ist und herkömmlicherweise in einer optischen Abtastsonde als wesentliche Komponente angesehen wird, nicht erforderlich. Dadurch wird die Fertigung einfacher, und der Verlust an Abtastlicht wird infolge einer Verringerung einer Transmissionsfläche für das Abtastlicht (Verringerung einer Verbindungsfläche zwischen einem Mikroprisma und einer GRIN-Linse, die herkömmlicherweise eingesetzt werden) gering gehalten; zudem werden die Zahl an Komponenten und der Arbeitsaufwand reduziert.
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Die Objektivlinse ist beispielsweise eine GRIN-Linse. Die Umlenkfläche der GRIN-Linse kann eine objektseitige Endfläche der GRIN-Linse sein, die so ausgebildet ist, dass sie gegenüber der Achse geneigt ist.
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Die Umlenkfläche der Objektivlinse kann eine zylindrische Fläche sein, die in einer Richtung eine vorbestimmte Krümmung aufweist. Die vorbestimmte Krümmung der zylindrischen Fläche kann auf einen Wert eingestellt sein, durch den ein Astigmatismus korrigiert wird, der verursacht wird, wenn das Abtastlicht durch die GRIN-Linse und das flexible Rohr geleitet wird.
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Die Umlenkfläche der Objektivlinse kann eine mit einer Beschichtung versehene reflektierende Fläche, die das Abtastlicht reflektiert, oder eine totalreflektierende Fläche sein, die das Abtastlicht totalreflektiert.
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Die optische Abtastsonde nach der Erfindung kann ein Schwerpunkt-Einstellelement enthalten, das an die Umlenkfläche der Objektivlinse gefügt ist und dafür sorgt, dass ein zusammengesetzter Schwerpunkt der Objektivlinse und des Schwerpunkt-Einstellelementes auf der Achse der Lichtleitfaser angeordnet ist.
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Die Erfindung stellt eine optische Abtastsonde bereit, die geeignet ist, in Abhängigkeit der optischen Systeme den Lichtverlust gering zu halten und die Fertigung zu vereinfachen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines OCT-Systems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
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2 zeigt den inneren Aufbau einer OCT-Sonde nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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3 zeigt die äußere Gestalt einer GRIN-Linse, die in der OCT-Sonde nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist.
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4 zeigt die äußere Gestalt einer GRIN-Linse, die in einer OCT-Sonde nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist.
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5 zeigt den inneren Aufbau einer OCT-Sonde nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Im Folgenden wird ein optisches Abtastsystem mit einer optischen Abtastsonde nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein spezieller Aufbau eines optischen Abtastsystems beispielhaft beschrieben, nämlich ein OCT-System, das auf Grundlage des Prinzips der Schwachkohärenzinterferometrie eine Messung durchführt und unter Verwendung der Messdaten ein Bild erzeugt.
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1 ist ein Blockdiagramm, das einen allgemeinen Aufbau eines OCT-Systems 1 zeigt. In 1 ist ein Weg eines elektrischen Signals durch eine doppelt gepunktete Linie, ein optischer Weg einer Lichtleitfaser durch eine durchgezogene Linie und ein optischer Weg von Licht, das sich durch Luft oder lebendes Gewebe ausbreitet, durch eine gestrichelte Linie dargestellt. In der folgenden Erläuterung ist eine Seite, die näher zu einer Lichtquelle liegt, als poximale Seite und eine Seite, die weiter von der Lichtquelle entfernt ist, als Spitzenseite definiert.
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Wie in 1 gezeigt, hat das OCT-System 1 eine OCT-Sonde 10 zur Aufnahme eines Bildes nahe einer Oberflächenschicht eines Lumens T, z. B. eines Verdauungsorgans oder eines Luftröhrenastes. Die OCT-Sonde 10 ist über eine Sondenabtastvorrichtung 30 mit einer Systemhaupteinheit 20 verbunden. Dabei koppelt die Sondenabtastvorrichtung 30 ein poximales Ende einer Lichtleitfaser 11 der OCT-Sonde 10 optisch mit einer Spitze einer Sonden-Lichtleitfaser 22, die von einem Faserinterferometer 21 der Systemhaupteinheit 20 nach außen führt. In 1 ist zur Vereinfachung der Darstellung der Aufbau der OCT-Sonde 10 durch ein Minimum an Elementen dargestellt, die zur Erläuterung des Prinzips der OCT-Beobachtung erforderlich sind. Zur Vereinfachung der Erläuterung ist ferner die Mittelachse (die entwurfsmäßig mit der Drehmittelachse der Lichtleitfaser 11 zusammenfällt) der OCT-Sonde 10 als „Referenzachse AX” bezeichnet.
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Zusätzlich zu dem Faserinterferometer 21 und der Sonden-Lichtleitfaser 22 hat die Systemhaupteinheit 20 eine schwach kohärente Lichtquelle 23, eine Signalverarbeitungsschaltung 24, eine Speise-Lichtleitfaser 25, eine Referenz-Lichtleitfaser 26, eine Linse 27, einen Dach-Spiegel 28 und eine Steuerung 29. Die Steuerung 29 führt insgesamt verschiedenartige Steuerungsfunktionen des OCT-Systems aus, z. B. eine Lichtemissionssteuerung der schwach kohärenten Lichtquelle 23, eine Steuerung der Signalverarbeitungsschaltung 24 und eine Ansteuerung von Motoren, die für den Dach-Spiegel 28 und die Sonden-Abtastvorrichtung 30 vorgesehen sind.
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Die schwach kohärente Lichtquelle 23 ist eine Lichtquelle, die im Stande ist, schwach kohärentes Licht auszusenden; insbesondere ist die schwach kohärente Lichtquelle eine SLD (Superlumineszenzdiode). Das von der schwach kohärenten Lichtquelle 23 ausgesendete schwach kohärente Licht fällt auf das poximale Ende der Speise-Lichtleitfaser 25. Die Speise-Lichtleitfaser 25 leitet das auf sie fallende schwach kohärente Licht zu dem Faserinterferometer 21. Das Faserinterferometer 21 teilt das aus der Speise-Lichtleitfaser 25 stammende schwach kohärente Licht mittels einer Komponente wie einem optischen Koppler in zwei optische Wege auf. Einer der geteilten optischen Wege breitet sich in Form des Objektlichtes durch die Sonden-Lichtleitfaser 22 aus. Der andere der geteilten optischen Wege breitet sich in Form von Referenzlicht durch die Referenz-Lichtleitfaser 26 aus.
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Die Sonden-Abtastvorrichtung 30 hat eine Drehkupplung 31, welche die Spitze der Sonden-Lichtleitfaser 22 mit dem poximalen Ende der Lichtleitfaser 11 koppelt. Mit der Drehkupplung 31 ist über einen nicht gezeigten Getriebemechanismus ein Radialabtastmotor 32 verbunden. Die Drehkupplung 31 dreht die Lichtleitfaser 11 relativ zu der Sonden-Lichtleitfaser 22 um die Referenzachse AX. Das durch die Sonden-Lichtleitfaser 22 geleitete Objektlicht fällt über die Drehkupplung 31 auf das poximale Ende der Lichtleitfaser 11.
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2 zeigt den inneren Aufbau der OCT-Sonde 10. Wie in 2 gezeigt, weist die OCT-Sonde 10 die Lichtleitfaser 11, eine Hülse 12 und eine GRIN-Linse 13 auf. Jede der Komponenten einschließlich der Lichtleitfaser 10, der Hülse 12 und der GRIN-Linse 13 hat eine im Wesentliche zylindrische Form und ist in einer röhrförmigen Außenhülle 15 untergebracht, die das äußere Erscheinungsbild der OCT-Sonde 10 definiert. Die Außenhülle 15 ist aus flexiblen Materialien gebildet, so dass die OCT-Sonde 10 in ein Lumen eingeführt werden kann.
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Die Lichtleitfaser 11 ist innerhalb der Hülse 12 längs der Referenzachse AX gehalten und unter Verwendung eines duoplastischen Klebstoffs eingeklebt. Eine Spitzenfläche der Lichtleitfaser 11 ist so eingestellt, dass sie sich in der gleichen Ebene wie eine Spitzenfläche der Hülse 12 befindet; sie ist optisch und mechanisch mit der GRIN-Linse 13 gekoppelt.
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Das auf das poximale Ende der Lichtleitfaser 11 einfallende Objektlicht breitet sich durch die Lichtleitfaser 11 aus und fällt auf die GRIN-Linse 13. Eine Umlenkfläche 13R der GRIN-Linse 13 ist gegenüber der Referenzachse AX geneigt und mit einem Metallfilm, z. B. Aluminium, beschichtet, um das Objektlicht zu reflektieren.
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Das Objektlicht fällt auf den Bereich und wird daran reflektiert, der den Punkt umgibt, an dem die Referenzachse AX die Umlenkfläche 13R schneidet, während es durch die GRIN-Linse 13, die eine positive optische Wirkung aufweist, aus einem divergenten Strahl in einen kollimierten oder konvergenten Strahl gebündelt wird. Das Objektlicht, dessen optischer Weg durch die Reflexion geknickt wird, breitet sich durch die Außenhülle 15 aus und wird auf eine Seitenwand des Lumens T ausgesendet. Mindestens ein zwischen der GRIN-Linse 13 und der Außenhülle 15 vorhandene optische Weg ist mit einem Fluid, z. B. Silikonöl, gefüllt, um einen Verlust an Lichtmenge infolge unterschiedlicher Brechungsindizes gering zu halten.
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Die Außenumfangsfläche der GRIN-Linse 13, von der das durch die Umlenkfläche 13R abgeknickte Objektlicht ausgesendet wird, wirkt als Zylinderfläche, da die GRIN-Linse 13 eine zylindrische Form aufweist. Da die Außenhülle 15 röhrförmig ist, wirken ferner die Innen- und die Außenumfangsfläche der Außenhülle 15, durch welche das Objektlicht tritt, ebenfalls als Zylinderflächen. Dadurch entsteht Astigmatismus.
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Aus diesem Grund hat die Umlenkfläche 13R eine zylindrische Form, die so vorbestimmt ist, dass der Astigmatismus, der von den das Objektlicht transmittierenden Flächen der GRIN-Linse und der Außenhülle 15 verursacht wird, beseitigt wird. 3(a) zeigt eine Seitenansicht der äußeren Gestalt der GRIN-Linse 13. Die 3(b) und (c) zeigen die äußere Gestalt der GRIN-Linse 13 in den in 3(a) durch Pfeile A und B angegebenen Blickrichtungen. Wie in 3 gezeigt, hat die Umlenkfläche 13R in einer (im Folgenden der Einfachheit halber als „Sagittalebenenrichtung” bezeichneten) Richtung senkrecht zur Referenzachse AX eine Krümmung, durch welche die Umlenkfläche R eine konkave Form aufweist, während sie in einer (der Einfachheit halber als „Meridionalebenenrichtung” bezeichneten) Richtung senkrecht zur Sagittalebenenrichtung keine Krümmung aufweist. Deshalb kann durch die Krümmung der Zylinderfläche der Umlenkfläche 13R die Position einer Sagittalbildebene relativ zu einer Meridionalbildebene des Objektlichtes gesteuert und dadurch der Astigmatismus verringert werden. Indem die Zylinderfläche die Umlenkfläche 13R in vorstehend beschriebener Art gestaltet wird, können sowohl die Meridional- und Sagittalbildebene auf die Umgebung der Bildebenenposition der GRIN-Linse 13 selbst (in diesem Fall einer Meridionalbildebenenposition) eingestellt werden, wodurch für den Entwurf erforderliche Berechnungen vereinfacht und somit in der Entwurfsphase Vorteile erzielt werden.
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Die GRIN-Linse 13 ist längs der Hülse 12 an der Lichtleitfaser 11 befestigt. Mit Aktivierung des Radialabtastmotors 32 rotiert somit die gesamte Anordnung von der Lichtleitfaser 11 bis zur GRIN-Linse 13 als Einheit um die Referenzachse AX. Damit tastet das Objektlicht das Lumen T in Umfangsrichtung ab.
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Als schwach kohärentes Licht wird im Allgemeinen Licht im nahen Infrarotbereich eingesetzt, das im Unterschied zu sichtbarem Licht die Eigenschaft hat, sich durch lebendes Gewebe hindurch auszubreiten. Das Objektlicht erreicht eine Stelle nahe der Oberflächenschicht des Lumens T und wird reflektiert oder gestreut. Dann fällt ein Teil des reflektierten oder gestreuten Objektlichtes auf die GRIN-Linse 13. Zurückkehrendes Licht, das auf die GRIN-Linse 13 fällt, kehrt über die Lichtleitfaser 11, die Drehkupplung 31 und die Sonden-Lichtleitfaser 22 zu dem Faserinterferometer 21 zurück.
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Das Referenzlicht breitet sich durch die Referenz-Lichtleitfaser 26 aus, wird von der Spitze der Referenz-Lichtleitfaser 26 ausgesendet und fällt auf eine Linse 27. Die Linse 27 wandelt das Referenzlicht von einem divergenten Strahl in einen kollimierten Strahl und lässt den kollimierten Strahl austreten. Der Dach-Spiegel 28 reflektiert den aus der Linse 27 austretenden kollimierten Strahl, so dass dieser wieder auf die Linse 27 fällt. Die Linse 27 wandelt das Referenzlicht von einem divergenten Strahl in einen kollimierten Strahl und lässt den kollimierten Strahl austreten. Der Dach-Spiegel 28 reflektiert den aus der Linse 27 austretenden kollimierten Strahl so, dass dieser wieder auf die Linse 27 fällt. Um die optische Weglänge des Referenzlichtes veränderbar zu halten, ist der Dach-Spiegel 28 durch einen nicht gezeigten Antriebsmechanismus so gehalten, dass er in Richtung der optischen Achse (in 1 mit einem Pfeil bezeichnete Richtung) frei bewegbar ist. Das zurück zur Linse 27 gesendete Referenzlicht kehrt über die Referenz-Lichtleitfaser 26 zu dem Faserinterferometer 21 zurück.
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In dem Faserinterferometer 21 wird unter Anwendung des Prinzips eines Schwachkohärenzinterferometers ein interferometrisches Signal gemessen. Dabei wird in dem Faserinterferometer 21 nur dann ein interferometrisches Signal erhalten, wenn die optischen Weglängen des aus der Sonden-Lichtleitfaser 22 zurückkehrenden Objektlichtes und des aus der Referenz-Lichtleitfaser 26 zurückkehrenden Referenzlichtes annähert gleich sind. Die Intensität des interferometrischen Signals wird in Abhängigkeit des Grades an Reflexion oder Streuung des Objektlichtes bestimmt, die an einer bestimmten Stelle des Lumens T (optische Weglänge des Objektlichtes) auftritt, welche der Position des Dach-Spiegels 28 (optische Weglänge des Referenzlichtes) entspricht.
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Das Faserinterferometer 21 gibt das interferometrische Signal, das einem Interferenzmuster des Objektlichtes und des Referenzlichtes entspricht, an die Signalverarbeitungsschaltung 24 aus. Die Signalverarbeitungsschaltung 24 verarbeitet das zugeführte interferometrische Signal in vorbestimmter Weise und weist dem interferometrischen Signal in Abhängigkeit einer Abtastposition des interferometrischen Signals eine Pixeladresse zu. Die Abtastposition in Umfangsrichtung des Lumens T wird über einen Antriebswert des Radialabtastmotors 32 identifiziert, und die Abtastposition in Tiefenrichtung des Lumens T wird über den Antriebswert eines Antriebsmotors (nicht gezeigt) des Dach-Spiegels 28 identifiziert.
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Die Signalverarbeitungsschaltung 24 nimmt für ein Signal eines Bildes, das durch eine räumliche Anordnung von Bildpunkten, welche durch die interferometrischen Signale entsprechend den zugeordneten Pixeladressen dargestellt sind, gebildet ist, eine Zwischenspeicherung auf Einzelbildbasis in einen nicht gezeigten Bildspeicher vor. Das zwischengespeicherte Signal wird mit einer vorbestimmten Taktung aus dem Bildspeicher ausgeräumt und an ein Informationsverarbeitungsendgerät 41 einer Anzeigevorrichtung 40 ausgegeben. Das Informationsverarbeitungsendgerät 41 verarbeitet das zugeführte Signal in vorbestimmter Weise, wandelt das zugeführte Signal in ein Videosignal und zeigt ein Bild nahe der Oberflächenschicht des Lumens T an einem Monitor 42 an.
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Indem bei der OCT-Sonde 10 nach dem Ausführungsbeispiel ein sehr kleines Mikroprisma in dem System weggelassen wird, ist die Fertigung erleichtert, da zusätzlich zu dem Umstand, dass die Zahl an Komponenten und der Arbeitsaufwand verringert sind, die Bearbeitung zur Herstellung einer Reflexionsfläche an der GRIN-Linse 13 vorgenommen werden kann, die größer als ein Mikroprisma ist. Da ferner eine Transmissionsfläche für das Objektlicht verringert ist (Verringerung einer Verbindungsfläche zwischen einem Mikroprisma und einer GRIN-Linse, die herkömmlicherweise verwendet werden), wird der Verlust an Objektlichtmenge gering gehalten.
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Vorstehend ist das Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Die Erfindung ist jedoch auf den oben beschriebenen Aufbau nicht beschränkt und kann innerhalb des Umfangs des erfindungsgemäßen technischen Konzeptes variiert werden. Beispielsweise kann zusätzlich zur Anwendung auf das OCT-System vom TD-OCT-Typ (Zeitdomänen-OCT) die Erfindung auch auf ein OCT-System vom FD-OCT-Typ (Fourier-Domänen-OCT) angewandt werden, z. B. auf den SD-OCT-Typ (Spektral-Domänen-OCT) oder den SS-OCT-Typ (Swept-Source-OCT).
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Für den Fall, dass der Brechungsindex eines Mediums, z. B. Luft, außerhalb der Umlenkfläche 13R kleiner als der der GRIN-Linse 13 ist, kann die Umlenkfläche 13R eine totalreflektierende Fläche sein, die zum Zwecke der Reflexion nicht in besonderer Weise bearbeitet ist.
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4(a) zeigt eine Seitenansicht der äußeren Gestalt der GRIN-Linse 13 nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 4(b) und (c) zeigen die Gestalt der GRIN-Linse 13 in Blickrichtungen, die in 4(a) durch Pfeile A bzw. B angegeben sind. Wie in 4 gezeigt, ist die Umlenkfläche 13R in diesem Ausführungsbeispiel in der Meridionalebenenrichtung gekrümmt, wodurch sie eine konvexe Form annimmt, und nicht gekrümmt in der Sagittalebenenrichtung. Demnach kann die Position der Meridionalbildebene relativ zu der Sagittalbildebene des Objektlichtes durch die Krümmung einer zylindrischen Fläche gesteuert und so der Astigmatismus verringert werden. Indem eine zylindrische Fläche der Umlenkfläche 13R in vorstehend angegebener Art und Weise entworfen ist, kann die Umlenkfläche 13R einen Teil der optischen Wirkung, welche die GRIN-Linse 13 insgesamt bereitstellen soll, abdecken, wodurch die Gesamtlänge der GRIN-Linse 13 verkleinert werden kann. Da die Länge des nicht flexiblen Abschnittes der OCT-Sonde 10 kleiner wird, wird es einfacher, die OCT-Sonde in ein Lumen einzuführen.
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5 zeigt den inneren Aufbau einer OCT-Sonde 10 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 5 sind Elementen, die gleich oder ähnlich denen der OCT-Sonde 10 in 2 sind, die gleichen Bezugszeichen zugeordnet; Ihre Erläuterung wird im Folgenden vereinfacht oder weggelassen.
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Der Schwerpunkt der GRIN-Linse 13 ist aus der Referenzachse AX verschoben. Deshalb erzeugen die Spitze der Lichtleitfaser 11 und die GRIN-Linse 13 eine Schwingungsbewegung um die Referenzachse AX, wenn auf sie die Antriebskraft des Radialabtastmotors 32 übertragen wird. Wie in 5 gezeigt, ist deshalb in der OCT-Sonde 10 nach diesem Ausführungsbeispiel ein Schwerpunkt-Einstellelement 121 an die Rückseite der Umlenkfläche 13R gefügt. Die in 5 gezeigte OCT-Sonde 10 hat den gleichen Aufbau wie die in 2 gezeigte OCT-Sonde 10, abgesehen davon, dass das Schwerpunkt-Einstellelement 121 an die Rückseite der Umlenkfläche 13R gefügt ist.
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Die GRIN-Linse 13 und das Schwerpunkt-Einstellelement 121 sind aus dem gleichen Material gefertigt oder aus Materialien, die im Wesentlichen das gleiche spezifische Gewicht aufweisen. Der zusammengesetzte Schwerpunkt der GRIN-Linse und des Schwerpunkt-Einstellelementes 121 liegt deshalb auf der Referenzachse AX. Da der zusammengesetzte Schwerpunkt aller an die Spitze der Lichtleitfaser 11 gefügten Teile (Hülse 12, GRIN-Linse 13 und Schwerpunkt-Einstellelement 121) auf der Drehmittelachse der Lichtleitfaser 11 liegt, rotiert der Spitzenabschnitt der Lichtleitfaser 11 stabil näherungsweise auf der Referenzachse AX. Im Ergebnis wird so die Position der Umlenkfläche 13R bezüglich der Referenzachse AX stabil, wodurch auch der Fokuspunkt stabil wird.
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Volumenmaterial und spezifisches Gewicht des Schwerpunkt-Einstellelementes 121 unterliegen keinen Beschränkungen, sofern der zusammengesetzte Schwerpunkt der GRIN-Linse 13 und des Schwerpunkt-Einstellelementes 121 auf der Referenzachse AX angeordnet ist und deren Drehbewegung innerhalb der Außenhülle 15 nicht gehindert ist.
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Es besteht die Befürchtung eines Erosionsvorgangs infolge von Kavitation, wenn eine Komponente mit hoher Geschwindigkeit in einem Fluid wie Silikonöl, das hohe Viskosität aufweist, gedreht wird. Aus diesem Grund basiert die Form des Schwerpunkt-Einstellelementes 121 auf einer Zylinderform, die im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die der GRIN-Linse 13 hat, und die poximale Endfläche des Schwerpunkt-Einstellelementes 121 hat eine der Umlenkfläche 13R entsprechende Form (übertragene Form der Umlenkfläche 13R). Da Die GRIN-Linse 13 und das Schwerpunkt-Einstellelement 121 koaxial aneinander gefügt sind, treten bei beiden Elementen in der äußeren Form keine Kanten (Kante der Umlenkfläche 13R und Kante der poximalen Endfläche des Schwerpunkt-Einstellelementes 121) in Erscheinung. Ferner ist die Spitzenkante des Schwerpunkt-Einstellelementes 121 in Form einer gekrümmten Fläche abgeschrägt. Da demnach in der äußeren Form keine Kante auftritt, ist kein Teil vorhanden, der während der Drehbewegung einen hohen Fluidwiderstand aufweist, so dass das Auftreten von Kavitation wirksam vermieden werden kann.
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Da das Schwerpunkt-Einstellelement 121 an die GRIN-Linse 13 gefügt ist, hat das Schwerpunkt-Einstellelement 121 auch eine Funktion zum Schutz der Umlenkfläche 13R.
