JP2003516531A - 可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置 - Google Patents
可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置Info
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Abstract
(57)【要約】
可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置が提供される。光学マッピング装置は物体、特に眼における横画像を表示できる。装置は異なる奥行き解像力を有する二つあるいはそれより多い画像、あるいはこれらの画像の組合せ、あるいは可変奥行き解像力を有する一つのみの画像を分配できる。またＯＣＴ画像が眼のレンズの背面における湾曲に対して補正される、可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置が提供される。
Description
【０００１】
（技術分野）
本発明は生物学的検査、詳細には、これには限らないが眼の網膜マッピングへ
の応用可能性を有する、可変奥行き解像力を有する画像、および／または異なる
物体からの異なる奥行き解像力を有する重畳画像を供給するのに使用可能な光学
コヒーレンストモグラフィー装置および方法に関する。
の応用可能性を有する、可変奥行き解像力を有する画像、および／または異なる
物体からの異なる奥行き解像力を有する重畳画像を供給するのに使用可能な光学
コヒーレンストモグラフィー装置および方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
本説明では物体とは主として眼のことをいう。これは単に説明を助けるやり方
と理解すべきであり、本発明の応用を制限するものと理解すべきではない。「眼
」について述べられる場合に、その代わりに、より一般的な透明かつ散乱性の物
体にねらいを定めてもよい。
と理解すべきであり、本発明の応用を制限するものと理解すべきではない。「眼
」について述べられる場合に、その代わりに、より一般的な透明かつ散乱性の物
体にねらいを定めてもよい。
【０００３】
眼底検査に関して、視覚科学者および眼科医は走査レーザ検眼鏡（ＳＬＯ）を
用いており、これは共焦点結像系である。奥行き解像力における最近の進歩は光
学コヒーレンストモグラフィー（ＯＣＴ）によりもたらされ、これはこの場合の
限界が眼によってではなく光源のコヒーレンス長により設定されるのでずっと良
好な奥行き解像力を達成する潜在能力を有している（スーパールミネッセントダ
イオードおよびモードロックレーザは最近ではそれぞれ２０μｍおよび５０μｍ
以下のコヒーレンス長をもつものが入手可能である）。
用いており、これは共焦点結像系である。奥行き解像力における最近の進歩は光
学コヒーレンストモグラフィー（ＯＣＴ）によりもたらされ、これはこの場合の
限界が眼によってではなく光源のコヒーレンス長により設定されるのでずっと良
好な奥行き解像力を達成する潜在能力を有している（スーパールミネッセントダ
イオードおよびモードロックレーザは最近ではそれぞれ２０μｍおよび５０μｍ
以下のコヒーレンス長をもつものが入手可能である）。
【０００４】
しかしながら、コヒーレンス長が短いためにＯＣＴ横画像は網膜の断片を示す
に過ぎず、解釈が困難である。さらに眼のレンズの背面における網膜の湾曲によ
り、また走査された光線の角度による光路変化により、走査視野角が６°以上の
場合、ＯＣＴ横画像は検査される視野の端部が円弧となる。例えば焦点距離２ｃ
ｍの眼レンズに対してコヒーレンス平面は円弧の形に湾曲し、その場合±３°の
最大角度変差において平面からの距離は７０μｍであり、これは市販のスーパー
ルミネッセントダイオードの大部分のコヒーレンス長よりもずっと大きい。これ
らの横画像はＯＣＴにより眼底からサンプリングされた断片が眼底カメラにより
生み出された眼底画像あるいはＳＬＯ画像と通信するように独自に配置される場
合にのみ眼科医に有用である。そのような通信は検査中の眼の不注意な動きによ
り実行するのがより困難でさえある。
に過ぎず、解釈が困難である。さらに眼のレンズの背面における網膜の湾曲によ
り、また走査された光線の角度による光路変化により、走査視野角が６°以上の
場合、ＯＣＴ横画像は検査される視野の端部が円弧となる。例えば焦点距離２ｃ
ｍの眼レンズに対してコヒーレンス平面は円弧の形に湾曲し、その場合±３°の
最大角度変差において平面からの距離は７０μｍであり、これは市販のスーパー
ルミネッセントダイオードの大部分のコヒーレンス長よりもずっと大きい。これ
らの横画像はＯＣＴにより眼底からサンプリングされた断片が眼底カメラにより
生み出された眼底画像あるいはＳＬＯ画像と通信するように独自に配置される場
合にのみ眼科医に有用である。そのような通信は検査中の眼の不注意な動きによ
り実行するのがより困難でさえある。
【０００５】
ＯＣＴにより提供される画像と違って眼底カメラおよびＳＬＯにより提供され
る画像はずっと粗い奥行き解像力を有し、網膜の全体模様を示す。今のところＳ
ＬＯとＯＣＴの奥行き解像力比は１０以上であり、ＯＣＴの奥行き解像力は調整
不可である。このことはＯＣＴとＳＬＯの画像の見かけを非常に違ったものとし
、それらの比較は実際的ではない。ＳＬＯは少なくとも１０年間は用いられてお
り眼の診断に広く使用されてきたがＯＣＴは検査眼科学においては新しい道具で
ある。
る画像はずっと粗い奥行き解像力を有し、網膜の全体模様を示す。今のところＳ
ＬＯとＯＣＴの奥行き解像力比は１０以上であり、ＯＣＴの奥行き解像力は調整
不可である。このことはＯＣＴとＳＬＯの画像の見かけを非常に違ったものとし
、それらの比較は実際的ではない。ＳＬＯは少なくとも１０年間は用いられてお
り眼の診断に広く使用されてきたがＯＣＴは検査眼科学においては新しい道具で
ある。
【０００６】
ＯＣＴ横画像の解釈を助け、診断に関する大量のデータベースが作り出されて
きたＳＬＯ画像との比較を容易にする手続きの必要性が存在する。
きたＳＬＯ画像との比較を容易にする手続きの必要性が存在する。
【０００７】
１９９９年１１月２日発行のＰＯＤＯＬＥＡＮＵ他の米国特許第５９７５６９
７号はこれに関して一定の教示を共にしている。しかしながら、この特許は具体
的、かつ詳細には干渉計からの光学出力を横に走査するラスタスキャン手段と、
光検出された信号を復調する、ラスタスキャナに連結された解析手段とを要する
光学マッピング装置を指向している。
７号はこれに関して一定の教示を共にしている。しかしながら、この特許は具体
的、かつ詳細には干渉計からの光学出力を横に走査するラスタスキャン手段と、
光検出された信号を復調する、ラスタスキャナに連結された解析手段とを要する
光学マッピング装置を指向している。
【０００８】
（発明の開示）
本発明はファイバー化された干渉計とバルクの干渉計のグループから選ばれた
干渉計を備えた可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置を提供し、この干
渉計はそれぞれ物体位置と参照反射器アセンブリーに通じる第１の光路と第２の
光路を備える。走査手段は走査手段から物体位置に位置する物体に光学ビームを
送るインターフェース光学系と共に所定範囲にわたり干渉計からの光学出力を横
に走査し、第１の光路に沿って物体から反射および散乱されて戻された光学出力
を干渉計に伝達するために設けられる。第１の光路と第２の光路の少なくとも一
方を変更して強度変調あるいは位相変調あるいは強度変調と位相変調をもたらす
手段と共に、戻された光学出力の少なくとも部分を参照反射器アセンブリーに向
ける手段が光学マッピング手段に含まれる。光学マッピング装置は少なくとも第
２の光路長を一斉に、あるいは横走査手段に同期したペースで連続的に変更する
手段も含む。
干渉計を備えた可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置を提供し、この干
渉計はそれぞれ物体位置と参照反射器アセンブリーに通じる第１の光路と第２の
光路を備える。走査手段は走査手段から物体位置に位置する物体に光学ビームを
送るインターフェース光学系と共に所定範囲にわたり干渉計からの光学出力を横
に走査し、第１の光路に沿って物体から反射および散乱されて戻された光学出力
を干渉計に伝達するために設けられる。第１の光路と第２の光路の少なくとも一
方を変更して強度変調あるいは位相変調あるいは強度変調と位相変調をもたらす
手段と共に、戻された光学出力の少なくとも部分を参照反射器アセンブリーに向
ける手段が光学マッピング手段に含まれる。光学マッピング装置は少なくとも第
２の光路長を一斉に、あるいは横走査手段に同期したペースで連続的に変更する
手段も含む。
【０００９】
本発明の一つの実施例においては干渉計は放射光源あるいは可変コヒーレンス
長を有する光源により作動される。装置はさらに物体に伝達された光学ビームを
表す信号と参照反射器アセンブリーからの出力信号とを比較して復調しかつ干渉
計からの出力信号を作り出す、走査手段に連結された比較器あるいは解析手段を
備える。最後に干渉計からの出力信号に基づいて物体の少なくとも部分の画像を
表示あるいは記憶する手段が設けられる。
長を有する光源により作動される。装置はさらに物体に伝達された光学ビームを
表す信号と参照反射器アセンブリーからの出力信号とを比較して復調しかつ干渉
計からの出力信号を作り出す、走査手段に連結された比較器あるいは解析手段を
備える。最後に干渉計からの出力信号に基づいて物体の少なくとも部分の画像を
表示あるいは記憶する手段が設けられる。
【００１０】
本発明の別の実施例は可変焦点奥行きを有する共焦点光学受光器と、物体位置
に位置する物体から戻された光を共焦点受光器に内部的に向ける光学分割器とを
含む光学マッピング装置を提供する。走査手段からの光学ビームを物体に送り、
かつ物体から反射され、また散乱された光学出力ビームを、走査手段を介して光
学分割器に送り、また光学分割器から干渉計および共焦点受光器の両方に光学分
割器により決定される比率で送るインターフェース光学系と共に、所定の範囲に
わたり干渉計からの光学出力を横に走査する走査手段が設けられる。第１の光路
と第２の光路の少なくとも一方を変更して強度変調あるいは位相変調あるいは強
度変調と位相変調をもたらす手段が設けられる。少なくとも第２の光路を走査手
段に同期したペースで段階的あるいは連続的に変更する手段も設けられる。
に位置する物体から戻された光を共焦点受光器に内部的に向ける光学分割器とを
含む光学マッピング装置を提供する。走査手段からの光学ビームを物体に送り、
かつ物体から反射され、また散乱された光学出力ビームを、走査手段を介して光
学分割器に送り、また光学分割器から干渉計および共焦点受光器の両方に光学分
割器により決定される比率で送るインターフェース光学系と共に、所定の範囲に
わたり干渉計からの光学出力を横に走査する走査手段が設けられる。第１の光路
と第２の光路の少なくとも一方を変更して強度変調あるいは位相変調あるいは強
度変調と位相変調をもたらす手段が設けられる。少なくとも第２の光路を走査手
段に同期したペースで段階的あるいは連続的に変更する手段も設けられる。
【００１１】
この代案において、干渉計は放射光源あるいはコヒーレンス長可変光源により
作動される。装置はさらに物体に伝達された光学ビームを表す信号と共焦点受光
器からの出力信号とを比較して復調しかつ干渉計からの出力信号を作り出す、走
査手段に連結された比較器あるいは解析手段を備える。また干渉計と共焦点受光
器により作り出されたそれぞれの画像を同時に表示する手段と共に、干渉計によ
り作り出された画像と、共焦点受光器により作り出された画像を処理する手段が
設けられる。
作動される。装置はさらに物体に伝達された光学ビームを表す信号と共焦点受光
器からの出力信号とを比較して復調しかつ干渉計からの出力信号を作り出す、走
査手段に連結された比較器あるいは解析手段を備える。また干渉計と共焦点受光
器により作り出されたそれぞれの画像を同時に表示する手段と共に、干渉計によ
り作り出された画像と、共焦点受光器により作り出された画像を処理する手段が
設けられる。
【００１２】
本発明のまた別の実施例において、干渉計はファイバー化された干渉計とバル
クの干渉計を含むグループから選択される。干渉計は、それぞれ物体位置と参照
反射器アセンブリーに通じる第１の光路と第２の光路を備える。第１の光路ある
いは第２の光路のどちらかに置かれたときに光源の相関関数を拡大させる光学要
素が設けられる。走査手段からの光学ビームを物体位置にある物体に送り、かつ
物体から反射され、また散乱された、戻された光学出力ビームを第１の光路に沿
って干渉計に送るインターフェース光学系と共に、所定の範囲にわたり干渉計か
らの光学出力を横に走査する走査手段が設けられる。戻された光学ビームの少な
くとも一部を反射器アセンブリーに向ける手段が設けられ、また第１の光路と第
２の光路の少なくとも一方を変更して強度変調あるいは位相変調あるいは強度変
調と位相変調をもたらす手段を備える。
クの干渉計を含むグループから選択される。干渉計は、それぞれ物体位置と参照
反射器アセンブリーに通じる第１の光路と第２の光路を備える。第１の光路ある
いは第２の光路のどちらかに置かれたときに光源の相関関数を拡大させる光学要
素が設けられる。走査手段からの光学ビームを物体位置にある物体に送り、かつ
物体から反射され、また散乱された、戻された光学出力ビームを第１の光路に沿
って干渉計に送るインターフェース光学系と共に、所定の範囲にわたり干渉計か
らの光学出力を横に走査する走査手段が設けられる。戻された光学ビームの少な
くとも一部を反射器アセンブリーに向ける手段が設けられ、また第１の光路と第
２の光路の少なくとも一方を変更して強度変調あるいは位相変調あるいは強度変
調と位相変調をもたらす手段を備える。
【００１３】
本発明の代案において、干渉計は広帯域光源と可変コヒーレンス長を有する光
源から成るグループから選択された光源により作動される。装置はさらに物体に
伝達された光学ビームを表す信号を参照反射器アセンブリーからの出力信号と比
較して復調しかつ干渉計からの出力信号を作り出す、走査手段に連結された比較
器あるいは解析手段を備える。第１の光路あるいは第２の光路長を横走査手段に
同期したペースで段階的あるいは連続的に変更するための縦走査手段が設けられ
る。干渉計からの出力信号に基づいて物体の少なくとも部分の画像を表示あるい
は記憶する手段も設けられる。
源から成るグループから選択された光源により作動される。装置はさらに物体に
伝達された光学ビームを表す信号を参照反射器アセンブリーからの出力信号と比
較して復調しかつ干渉計からの出力信号を作り出す、走査手段に連結された比較
器あるいは解析手段を備える。第１の光路あるいは第２の光路長を横走査手段に
同期したペースで段階的あるいは連続的に変更するための縦走査手段が設けられ
る。干渉計からの出力信号に基づいて物体の少なくとも部分の画像を表示あるい
は記憶する手段も設けられる。
【００１４】
本発明のさらなる実施例は少なくとも複数の干渉計を備える。干渉計のそれぞ
れは物体に通じる少なくとも部分的に共通の第１の光路と、各干渉計に対する個
々の第２の光路とを備え、第２の光路のそれぞれは個々の参照反射器アセンブリ
ーに通じる。少なくとも第２の光路の一つに置かれたときに光源の相関関数を拡
大させる装置が少なくとも設けられる。走査手段からの光学ビームを物体位置に
位置する物体に送り、かつ第１の光路に沿って物体から反射されまた散乱された
光学出力ビームを干渉計に送るインターフェース光学系と共に、所定の範囲にわ
たり干渉計からの光学出力を横に走査する走査手段が設けられる。戻された光学
出力ビームの少なくとも一部を参照反射器アセンブリーに向ける手段が設けられ
、また第１の光路と第２の光路の少なくとも一方を変更して強度変調あるいは位
相変調あるいは強度変調と位相変調をもたらす手段が設けられる。
れは物体に通じる少なくとも部分的に共通の第１の光路と、各干渉計に対する個
々の第２の光路とを備え、第２の光路のそれぞれは個々の参照反射器アセンブリ
ーに通じる。少なくとも第２の光路の一つに置かれたときに光源の相関関数を拡
大させる装置が少なくとも設けられる。走査手段からの光学ビームを物体位置に
位置する物体に送り、かつ第１の光路に沿って物体から反射されまた散乱された
光学出力ビームを干渉計に送るインターフェース光学系と共に、所定の範囲にわ
たり干渉計からの光学出力を横に走査する走査手段が設けられる。戻された光学
出力ビームの少なくとも一部を参照反射器アセンブリーに向ける手段が設けられ
、また第１の光路と第２の光路の少なくとも一方を変更して強度変調あるいは位
相変調あるいは強度変調と位相変調をもたらす手段が設けられる。
【００１５】
本実施例においては少なくとも二つの干渉計のそれぞれが広帯域光源あるいは
１０μｍから３００μｍの範囲の可変コヒーレンス長を有する光源から成る光源
により作動される。装置はさらに物体に伝達された光学ビームを表す信号と個々
の参照反射器アセンブリーからの出力信号と比較して復調し、かつ干渉計のそれ
ぞれからの出力を作り出す、走査手段に連結された比較器あるいは解析手段を備
える。縦走査手段が各干渉計における第１あるいは第２の光路長を横走査手段に
同期したペースで段階的あるいは連続的に同時に変更するために設けられ、各干
渉計からの出力信号に基づいて物体の少なくとも部分の二つの画像を表示あるい
は記憶する手段が設けられる。
１０μｍから３００μｍの範囲の可変コヒーレンス長を有する光源から成る光源
により作動される。装置はさらに物体に伝達された光学ビームを表す信号と個々
の参照反射器アセンブリーからの出力信号と比較して復調し、かつ干渉計のそれ
ぞれからの出力を作り出す、走査手段に連結された比較器あるいは解析手段を備
える。縦走査手段が各干渉計における第１あるいは第２の光路長を横走査手段に
同期したペースで段階的あるいは連続的に同時に変更するために設けられ、各干
渉計からの出力信号に基づいて物体の少なくとも部分の二つの画像を表示あるい
は記憶する手段が設けられる。
【００１６】
本発明の実施例はシステムに用いられる最大帯域幅の光源で達成可能な最小値
から、異なる奥行き解像力をもつ連続する、あるいは同時の画像を供給する共焦
点走査システムの奥行き解像力を超える値まで可変の奥行き解像力を有する独特
なＯＣＴシステムと、同一の集光光学系を共有するＯＣＴおよび光学共焦点シス
テムを含む装置と、それぞれがシステムに使用される最大帯域幅の光源で達成可
能な最小値から、共焦点走査システムの奥行き解像力を超える値までの範囲をカ
バーする、異なる奥行き解像力を有する独立なＯＣＴ画像を作り出す二つあるい
はそれ以上のＯＣＴを含む装置とを提供する。
から、異なる奥行き解像力をもつ連続する、あるいは同時の画像を供給する共焦
点走査システムの奥行き解像力を超える値まで可変の奥行き解像力を有する独特
なＯＣＴシステムと、同一の集光光学系を共有するＯＣＴおよび光学共焦点シス
テムを含む装置と、それぞれがシステムに使用される最大帯域幅の光源で達成可
能な最小値から、共焦点走査システムの奥行き解像力を超える値までの範囲をカ
バーする、異なる奥行き解像力を有する独立なＯＣＴ画像を作り出す二つあるい
はそれ以上のＯＣＴを含む装置とを提供する。
【００１７】
好ましい実施例に関して、測定は眼の画像形成において一つの特定の応用を有
する生物学的標本における、より具体的には網膜画像形成用の、非破壊断面画像
形成に関係する。
する生物学的標本における、より具体的には網膜画像形成用の、非破壊断面画像
形成に関係する。
【００１８】
本発明の特性であると思われる新しい特徴はその構造、構成、使用および操作
方法についてそのさらなる目的および利点と共に以下の図面からよりよく理解で
きるであろう。そして、そこでは本発明の現在好ましい実施例が例として示され
る。しかしながら、図面は図示と説明のみを目的としており、また本発明の限定
の定義として意図されたものでないことは言うまでもない。本発明の実施例は以
下の付図と連携して例として説明される。
方法についてそのさらなる目的および利点と共に以下の図面からよりよく理解で
きるであろう。そして、そこでは本発明の現在好ましい実施例が例として示され
る。しかしながら、図面は図示と説明のみを目的としており、また本発明の限定
の定義として意図されたものでないことは言うまでもない。本発明の実施例は以
下の付図と連携して例として説明される。
【００１９】
（発明を実施するための最良の形態）
種々の図において同一の構成部品は理解を容易にするために同一の数字により
示される。
示される。
【００２０】
光ファイバーが用いられる場合、これは例に過ぎず、バルクでの実施も同様に
可能であり、その場合、ファイバー化された構成部品を用いる例中の個々の要素
は光路により、またカプラーは平板ビームスプリッタにより置き換えられること
はいうまでもない。
可能であり、その場合、ファイバー化された構成部品を用いる例中の個々の要素
は光路により、またカプラーは平板ビームスプリッタにより置き換えられること
はいうまでもない。
【００２１】
ＯＣＴを実行する装置４０のファイバーおよびバルクでの実施はそれぞれ図１
Ａ，１Ｂに示され、その場合光源５０は広帯域であり光学カプラー（ビームスプ
リッタ）４４に結合される。光源は個々の物体が検査されるのに適した中心波長
を有する。眼の検査に対しては８００〜９００ｎｍのような近赤外の波長が選択
される。広帯域光源５０は例えば既知技術により最大の帯域幅と最小のスペクト
ルリップルを作り出すように組合された一つあるいはそれ以上の発光ダイオード
、スーパールミネッセントダイオード、電球あるいは短パルスレーザであってよ
い。
Ａ，１Ｂに示され、その場合光源５０は広帯域であり光学カプラー（ビームスプ
リッタ）４４に結合される。光源は個々の物体が検査されるのに適した中心波長
を有する。眼の検査に対しては８００〜９００ｎｍのような近赤外の波長が選択
される。広帯域光源５０は例えば既知技術により最大の帯域幅と最小のスペクト
ルリップルを作り出すように組合された一つあるいはそれ以上の発光ダイオード
、スーパールミネッセントダイオード、電球あるいは短パルスレーザであってよ
い。
【００２２】
カプラー（ビームスプリッタ）４４により受光された光はガルバノメータスキ
ャナ、ポリゴンミラー、共振スキャナ、音響光学変調器、回転あるいは振動プリ
ズム等の既知技術の手段を含む標本走査アセンブリー１０に通じる第１の光ファ
イバー光路（あるいは自由空間路）４に分割される。スキャナヘッドは発生器３
４により生ずる三角波、鋸歯状波あるいはＤＣ電圧の制御下にある。カプラー（
ビームスプリッタ）４４、ファイバー（光路）４１の第２の光学出力は合焦要素
７５に通じ、また並進ステージ４８に取り付けられた参照反射アセンブリー４６
に通じる。参照光路を変更する他の手段が、周知の光学装置と構成部品の形式で
、あるいは一つのファイバーから光を受光し、また別のファイバーを経由してＯ
ＣＴにそれを送り返すのに適した配置のガルバノメータミラー、レンズおよびミ
ラーに基づく図２１、２２あるいは２３に示す配置を用いることにより使用する
ことができる。参照アセンブリー４６により反射された光は合焦光学要素７７、
ファイバー（光路）４３を経由して第２のカプラー（ビームスプスプリッタ）４
２に注入され、そこではカプラー（ビームスプリッタ）４２がファイバー（光路
）５を経由してカプラー（ビームスプリッタ）４４に結合される。カプラー（ビ
ームスプスプリッタ）４２の出力は光検出器４０２，４０４に当てられこの出力
は差動増幅器４５の入力に結合される。５０％の結合比を有するカプラー（ビー
ムスプリッタ）４２に対して理想的なバランス検出技術が実行される。
ャナ、ポリゴンミラー、共振スキャナ、音響光学変調器、回転あるいは振動プリ
ズム等の既知技術の手段を含む標本走査アセンブリー１０に通じる第１の光ファ
イバー光路（あるいは自由空間路）４に分割される。スキャナヘッドは発生器３
４により生ずる三角波、鋸歯状波あるいはＤＣ電圧の制御下にある。カプラー（
ビームスプリッタ）４４、ファイバー（光路）４１の第２の光学出力は合焦要素
７５に通じ、また並進ステージ４８に取り付けられた参照反射アセンブリー４６
に通じる。参照光路を変更する他の手段が、周知の光学装置と構成部品の形式で
、あるいは一つのファイバーから光を受光し、また別のファイバーを経由してＯ
ＣＴにそれを送り返すのに適した配置のガルバノメータミラー、レンズおよびミ
ラーに基づく図２１、２２あるいは２３に示す配置を用いることにより使用する
ことができる。参照アセンブリー４６により反射された光は合焦光学要素７７、
ファイバー（光路）４３を経由して第２のカプラー（ビームスプスプリッタ）４
２に注入され、そこではカプラー（ビームスプリッタ）４２がファイバー（光路
）５を経由してカプラー（ビームスプリッタ）４４に結合される。カプラー（ビ
ームスプスプリッタ）４２の出力は光検出器４０２，４０４に当てられこの出力
は差動増幅器４５の入力に結合される。５０％の結合比を有するカプラー（ビー
ムスプリッタ）４２に対して理想的なバランス検出技術が実行される。
【００２３】
ファイバー（光路）４とファイバー（光路）５は走査ヘッド１０およびインタ
ーフェース光学系１２と共に物体信号を戻す物体光路を定める。走査ヘッド１０
はＳＬＯ技術あるいは一般のラスタ走査システムにおいて既知の構成でレンズお
よび／またはミラー等の光学要素により分離された二つの部分に分割でき、その
場合走査ヘッド１０とインターフェース光学系１２は一つのブロックとして互い
に重畳されるが、ここでは便宜上別々に表される。ファイバー（光路）４１、ア
センブリー４６およびファイバー（光路）４３は参照光路を構成し、参照信号が
通る。参照光路と物体光路間の光路差（ＯＰＤ）が光源５０のコヒーレンス長よ
り小さい場合、物体信号は光学カプラー（ビームスプリッタ）４２において参照
信号と干渉する。
ーフェース光学系１２と共に物体信号を戻す物体光路を定める。走査ヘッド１０
はＳＬＯ技術あるいは一般のラスタ走査システムにおいて既知の構成でレンズお
よび／またはミラー等の光学要素により分離された二つの部分に分割でき、その
場合走査ヘッド１０とインターフェース光学系１２は一つのブロックとして互い
に重畳されるが、ここでは便宜上別々に表される。ファイバー（光路）４１、ア
センブリー４６およびファイバー（光路）４３は参照光路を構成し、参照信号が
通る。参照光路と物体光路間の光路差（ＯＰＤ）が光源５０のコヒーレンス長よ
り小さい場合、物体信号は光学カプラー（ビームスプリッタ）４２において参照
信号と干渉する。
【００２４】
干渉を最大にするために干渉計内の偏光が偏光制御器装置（図示せず）を用い
て調整される。
て調整される。
【００２５】
図１Ｂに示すバルクに関して、光源５０には合焦要素７５６が必要であり、光
検出器４０２，４０４には合焦要素７５７，７５８が必要である。
検出器４０２，４０４には合焦要素７５７，７５８が必要である。
【００２６】
図１Ａに示すＯＣＴにおいて光路４３の光ファイバーは、正弦波発生器４１０
により与えられた電気信号に応じて振動して干渉検出を容易にするのに必要な位
相変調を生じる圧電結晶変換器あるいは作動器４０８の周りを包む。しかしなが
ら、位相変調器は参照光路あるいは物体光路のどこに配置されてもよい。ファイ
バー化された位相変調器、ファイバー伸張器あるいはバルク結晶等の位相変調の
他の手段も用いることができ、これらのバルク結晶はバルク版において図１Ｂに
示すように参照アセンブリー４６において好みにより電気光学的、音響光学的あ
るいは磁気光学的変調器、あるいは反射ミラー等として用いられる。
により与えられた電気信号に応じて振動して干渉検出を容易にするのに必要な位
相変調を生じる圧電結晶変換器あるいは作動器４０８の周りを包む。しかしなが
ら、位相変調器は参照光路あるいは物体光路のどこに配置されてもよい。ファイ
バー化された位相変調器、ファイバー伸張器あるいはバルク結晶等の位相変調の
他の手段も用いることができ、これらのバルク結晶はバルク版において図１Ｂに
示すように参照アセンブリー４６において好みにより電気光学的、音響光学的あ
るいは磁気光学的変調器、あるいは反射ミラー等として用いられる。
【００２７】
代案として横スキャナヘッド１０によりもたらされる変調が使用できる。
【００２８】
本発明において参照光路によりもたらされるドップラーシフトは採用されず、
物体の横走査は縦走査よりずっと速い。横ＯＣＴ画像を発生する場合、横ラスタ
が完了してから光路不均衡が進行されるか、あるいは光源のコヒーレンス長より
も小さいかあるいは数倍に過ぎないような低速度で、ラスタの初めにおける物体
の点とラスタの終わりにおける物体の点との間の光路不均衡が変化される。
物体の横走査は縦走査よりずっと速い。横ＯＣＴ画像を発生する場合、横ラスタ
が完了してから光路不均衡が進行されるか、あるいは光源のコヒーレンス長より
も小さいかあるいは数倍に過ぎないような低速度で、ラスタの初めにおける物体
の点とラスタの終わりにおける物体の点との間の光路不均衡が変化される。
【００２９】
さらに画像サイズが十分大きい場合、位相変調をもたらす補助的な装置の必要
性はなく、物体を横に走査することにより作り出される位相変調が採用される唯
一の変調であってもよい。
性はなく、物体を横に走査することにより作り出される位相変調が採用される唯
一の変調であってもよい。
【００３０】
ＯＣＴ画像は目標上のサンプリング関数の投影として生じる。目標プロファイ
ルのためサンプリング関数は目標内で変化し、従って生じた信号の周波数が変化
する。ＤＣおよび低周波は、それらが低い横鮮明度に対応するので除去でき、そ
うすることにより低周波ノイズも除去できる。
ルのためサンプリング関数は目標内で変化し、従って生じた信号の周波数が変化
する。ＤＣおよび低周波は、それらが低い横鮮明度に対応するので除去でき、そ
うすることにより低周波ノイズも除去できる。
【００３１】
分散を防止するために（このことは相関プロファイルを拡大できる）、物体お
よび参照光路におけるガラス長は実質的に等しくされなければならないし、その
結果としてガラスの残留分散と物体の残留分散は、参照光路の任意の場所、例え
ば要素７５，７７とアセンブリー４６との間、あるいはインターフェース光学系
１２における物体光路中に置かれた適当な屈折率と分散性を有する光学材料の長
さを用いて既知技術手段により補正されるべきである。
よび参照光路におけるガラス長は実質的に等しくされなければならないし、その
結果としてガラスの残留分散と物体の残留分散は、参照光路の任意の場所、例え
ば要素７５，７７とアセンブリー４６との間、あるいはインターフェース光学系
１２における物体光路中に置かれた適当な屈折率と分散性を有する光学材料の長
さを用いて既知技術手段により補正されるべきである。
【００３２】
ＯＣＴ復調ブロック４０６は位相変調搬送波に対するバンドパスフィルタ、そ
の次に整流器およびローパスフィルタ、あるいは搬送波周波数の偶数倍あるいは
奇数倍に同調されたバンドパスフィルタ、次に個々の整流器およびローパスフィ
ルタおよび合算器（summator）（図示せず）、また信号振幅の直線、二乗あるい
は対数版を発生可能なプロセッサを使用する。
の次に整流器およびローパスフィルタ、あるいは搬送波周波数の偶数倍あるいは
奇数倍に同調されたバンドパスフィルタ、次に個々の整流器およびローパスフィ
ルタおよび合算器（summator）（図示せず）、また信号振幅の直線、二乗あるい
は対数版を発生可能なプロセッサを使用する。
【００３３】
図２は本発明による眼科装置１００の第１の実施例を模式的に示す。図２に示
すように装置１００は適当なコヒーレンス長を有する光源５００により作動され
るＯＣＴ干渉計４０を備える。画像はフレーム取り込み装置、蓄積オシロスコー
プあるいは適当なプリンタ等の適当な表示装置１９により表示および記録される
。表示装置１９はコンピュータ３２の制御の下にある。例えば３００μｍ（市販
ＳＬＯの実際の奥行き解像力）より大きなコヒーレンス長を用いて現行のＳＬＯ
により提供されるのと同じ奥行き解像力を有するＯＣＴ横画像が得られる。次に
コヒーレンス長を小さくすることにより物体体積（網膜）におけるいくつかの特
徴の厚さを決定するために奥行き解像力が改善できる。本発明の種々の実施例に
よる、光源５００のような可変コヒーレンス長を有する光源の種々の実施が図３
乃至図８に示される。
すように装置１００は適当なコヒーレンス長を有する光源５００により作動され
るＯＣＴ干渉計４０を備える。画像はフレーム取り込み装置、蓄積オシロスコー
プあるいは適当なプリンタ等の適当な表示装置１９により表示および記録される
。表示装置１９はコンピュータ３２の制御の下にある。例えば３００μｍ（市販
ＳＬＯの実際の奥行き解像力）より大きなコヒーレンス長を用いて現行のＳＬＯ
により提供されるのと同じ奥行き解像力を有するＯＣＴ横画像が得られる。次に
コヒーレンス長を小さくすることにより物体体積（網膜）におけるいくつかの特
徴の厚さを決定するために奥行き解像力が改善できる。本発明の種々の実施例に
よる、光源５００のような可変コヒーレンス長を有する光源の種々の実施が図３
乃至図８に示される。
【００３４】
図３に示す可変コヒーレンス長を有する光源の一つの実施例は、一つの広帯域
光源５５（一つ以上のランプ、ＳＬＤあるいはモードロックレーザ）と、より大
きなコヒーレンス長を有するもう一つの光源５７（広帯域光源５５の、あるいは
例えばそのスペクトル線幅を狭める光フィルタあるいは光フィルタセットを備え
たＳＬＤ等の広帯域光源５５のコヒーレンス長よりおおきなコヒーレンス長を有
する単一モードレーザダイオード、あるいは別のタイプのレーザ）との二つの光
源の組合せを用いる。光学パワーが二つの光源のパワーに依存する適当な結合比
を有する電気的に制御された方向性カプラー６２を経由して加えられ、ファイバ
ー３を経由してＯＣＴ４０に分配される。カプラー６２は駆動ユニット６４の制
御の下でＯＣＴ４０に送られる各場の寄与を切り替えかつ重み付けするのに用い
られる。あるいはビームスプリッタがカプラーの代わりに用いられ、その場合屈
折率適合ゲルは不要である。
光源５５（一つ以上のランプ、ＳＬＤあるいはモードロックレーザ）と、より大
きなコヒーレンス長を有するもう一つの光源５７（広帯域光源５５の、あるいは
例えばそのスペクトル線幅を狭める光フィルタあるいは光フィルタセットを備え
たＳＬＤ等の広帯域光源５５のコヒーレンス長よりおおきなコヒーレンス長を有
する単一モードレーザダイオード、あるいは別のタイプのレーザ）との二つの光
源の組合せを用いる。光学パワーが二つの光源のパワーに依存する適当な結合比
を有する電気的に制御された方向性カプラー６２を経由して加えられ、ファイバ
ー３を経由してＯＣＴ４０に分配される。カプラー６２は駆動ユニット６４の制
御の下でＯＣＴ４０に送られる各場の寄与を切り替えかつ重み付けするのに用い
られる。あるいはビームスプリッタがカプラーの代わりに用いられ、その場合屈
折率適合ゲルは不要である。
【００３５】
通常ＳＬＯに使用される画角である４０°以上の画像画面全体をカバーするた
めに、焦点距離２ｃｍの眼のレンズの背面における波面の媒質湾曲（medium cur
vature）と光学神経層の高さを考慮して少なくとも３００μｍのコヒーレンス長
が必要であろう。図３の二つの光源は同一の中心波長を有し、コヒーレント光源
５７のコヒーレンス長はファイバー端の反射（ＯＣＴ４０の干渉計がファイバー
型の場合、あるいは干渉計がバルク型の場合の光学バルク要素の表面からの他の
如何なる反射も）の検査体積内の特徴とのマッチングを防止するために制限され
ねばならない。光源５００のコヒーレンス長はカプラー６２に与えられる電場の
制御の下で調整可能である。二つの光源５５，５７により分配されたパワーを重
み付けして、システムに注入された全光場の等価コヒーレンス長は調整可能であ
る。実際二つの画像は、一方は光源５５により狭い奥行き区分で、他方は光源５
７により大きな奥行き区分を用いて作り出される。第１のパワーを減らし、かつ
第２のパワーを増加することは広帯域光源で作り出された画像の背景から来る見
た目の特徴をもたらす効果を有する。
めに、焦点距離２ｃｍの眼のレンズの背面における波面の媒質湾曲（medium cur
vature）と光学神経層の高さを考慮して少なくとも３００μｍのコヒーレンス長
が必要であろう。図３の二つの光源は同一の中心波長を有し、コヒーレント光源
５７のコヒーレンス長はファイバー端の反射（ＯＣＴ４０の干渉計がファイバー
型の場合、あるいは干渉計がバルク型の場合の光学バルク要素の表面からの他の
如何なる反射も）の検査体積内の特徴とのマッチングを防止するために制限され
ねばならない。光源５００のコヒーレンス長はカプラー６２に与えられる電場の
制御の下で調整可能である。二つの光源５５，５７により分配されたパワーを重
み付けして、システムに注入された全光場の等価コヒーレンス長は調整可能であ
る。実際二つの画像は、一方は光源５５により狭い奥行き区分で、他方は光源５
７により大きな奥行き区分を用いて作り出される。第１のパワーを減らし、かつ
第２のパワーを増加することは広帯域光源で作り出された画像の背景から来る見
た目の特徴をもたらす効果を有する。
【００３６】
典型的には第１の光源５５のコヒーレンス長は１００μｍ以下でよく、また１
０μｍから３００μｍの範囲で調整可能でもよい。
０μｍから３００μｍの範囲で調整可能でもよい。
【００３７】
本開示においては両方の光源により作られた累積ＯＣＴ画像は縦ミラーシフト
なしに表示され、物体を横走査することによりもたらされた位相変調による帯域
幅、あるいは外部位相変調器により導入された位相変調周波数に同調された帯域
幅を通すために、両方の光源により作られた信号に対する独特のバンドパスフィ
ルタが用いられる。
なしに表示され、物体を横走査することによりもたらされた位相変調による帯域
幅、あるいは外部位相変調器により導入された位相変調周波数に同調された帯域
幅を通すために、両方の光源により作られた信号に対する独特のバンドパスフィ
ルタが用いられる。
【００３８】
図４は可変コヒーレンス長を有する光源５００の第２の実施例であり、そこで
はＯＣＴシステム４０に入力される収集ファイバー３をシフトかつ位置決めする
ためにマイクロメータ並進ステージ８２が採用され、それによりそれぞれファイ
バー７１，７３を介して光源５５，５７の出力から、異なる強度の信号が収集さ
れる。
はＯＣＴシステム４０に入力される収集ファイバー３をシフトかつ位置決めする
ためにマイクロメータ並進ステージ８２が採用され、それによりそれぞれファイ
バー７１，７３を介して光源５５，５７の出力から、異なる強度の信号が収集さ
れる。
【００３９】
図５は光源５００の代替え実施例を示し、適当な方向を向き、微細光学系要素
を備えた光源５５，５７の出力から、異なる強度の信号を収集してどちらの光源
にもファイバー３への十分な結合を保証するようにＯＣＴシステム４０に入力さ
れる収集ファイバー３をシフトし、かつ位置決めするためにマイクロメータ並進
ステージ８２が採用される。同様に二つの光源５５，５７がステージ８２の移動
方向に平行な線に配置された場合、ファイバー３は並進ステージ８２の移動方向
に対し４５°を向いたミラーと置き換えられ、これは両矢印により示される方向
に移動したときに二つの光源の出力ビームの全てあるいは部分を取り込む。
を備えた光源５５，５７の出力から、異なる強度の信号を収集してどちらの光源
にもファイバー３への十分な結合を保証するようにＯＣＴシステム４０に入力さ
れる収集ファイバー３をシフトし、かつ位置決めするためにマイクロメータ並進
ステージ８２が採用される。同様に二つの光源５５，５７がステージ８２の移動
方向に平行な線に配置された場合、ファイバー３は並進ステージ８２の移動方向
に対し４５°を向いたミラーと置き換えられ、これは両矢印により示される方向
に移動したときに二つの光源の出力ビームの全てあるいは部分を取り込む。
【００４０】
図６は光源５００の更に別の実施例の詳細を示し、電気的に調整可能なコヒー
レンスを有する特別な光源９２（例えば異なる電極の駆動条件に依存してＯＣＴ
４０に非常にコヒーレントな場を供給し、あるいはインコヒーレントな場を供給
できる多電極レーザダイオード）が用いられる。そのような多電極レーザダイオ
ードはＳＬＤ（広帯域光源）あるいは非常にコヒーレントなレーザ光源として振
舞うことができる。駆動装置９４によりコヒーレンス長を変えるための電流ある
いは制御電圧の適当なセットが光源９２の制御ピンを通過できる。光源のスペク
トルは小さな付帯するコヒーレントピークをもっていてもよい。そのような余分
なピークが存在する場合、それらはシステムの動作範囲より大きな距離に現れな
ければならない。網膜応用に対しては２ｍｍが最小であり、普通固体レーザは幅
１ｍｍのキャビティーを有し、これは２ｍｍの相関ピークの繰り返しを生じる。
２ｍｍより大きなキャビティー長を有するレーザ光源も使用できる。
レンスを有する特別な光源９２（例えば異なる電極の駆動条件に依存してＯＣＴ
４０に非常にコヒーレントな場を供給し、あるいはインコヒーレントな場を供給
できる多電極レーザダイオード）が用いられる。そのような多電極レーザダイオ
ードはＳＬＤ（広帯域光源）あるいは非常にコヒーレントなレーザ光源として振
舞うことができる。駆動装置９４によりコヒーレンス長を変えるための電流ある
いは制御電圧の適当なセットが光源９２の制御ピンを通過できる。光源のスペク
トルは小さな付帯するコヒーレントピークをもっていてもよい。そのような余分
なピークが存在する場合、それらはシステムの動作範囲より大きな距離に現れな
ければならない。網膜応用に対しては２ｍｍが最小であり、普通固体レーザは幅
１ｍｍのキャビティーを有し、これは２ｍｍの相関ピークの繰り返しを生じる。
２ｍｍより大きなキャビティー長を有するレーザ光源も使用できる。
【００４１】
可変コヒーレンス長を有する光源５００の別の実施例は図７に示され、そこで
は波長可変光源９６がＯＣＴにおける処理受信機の帯域幅より速い速度で波長変
更される。そのような速度はナノ秒あるいはナノ秒以下の範囲でよい。波長可変
光源９６の一つの変形は多電極レーザダイオードあるいはＤＦＢレーザを用いる
。この場合に関係する原理は合成されたコヒーレンスを有する光源の原理である
。駆動エレクトロニクス９８は良好なＯＣＴ分割能力に必要なレベルで光源スペ
クトルを拡大するために非常に高速なパルスを与えることができる。３００μｍ
から数ｍの等価コヒーレンス長がこの方法で得られる。装置の奥行き解像力は与
えられる変調パルスの振幅を変化することにより調整可能である。
は波長可変光源９６がＯＣＴにおける処理受信機の帯域幅より速い速度で波長変
更される。そのような速度はナノ秒あるいはナノ秒以下の範囲でよい。波長可変
光源９６の一つの変形は多電極レーザダイオードあるいはＤＦＢレーザを用いる
。この場合に関係する原理は合成されたコヒーレンスを有する光源の原理である
。駆動エレクトロニクス９８は良好なＯＣＴ分割能力に必要なレベルで光源スペ
クトルを拡大するために非常に高速なパルスを与えることができる。３００μｍ
から数ｍの等価コヒーレンス長がこの方法で得られる。装置の奥行き解像力は与
えられる変調パルスの振幅を変化することにより調整可能である。
【００４２】
図８は可変コヒーレンス長を有する光源５００の別の実施例を示し、そこでは
二つの光源５５，５７が二つの光源のパワーに依存する適当な結合比率を有する
方向性カプラー５８を介して加算され、ファイバー３を経由してＯＣＴ４０に分
配される。あるいはビームスプリッタは、光学出力を表している第３の実施例（
case 3）であるカプラー５８の代わりに使用でき、屈折率適合ゲル５９は不要で
ある。光源５００のコヒーレンス長はノブ５１の制御の下で調整可能である。そ
れぞれの光源の駆動装置５４，５６を介して調整される制御パラメータへの光源
のパワーの依存性は線形でも非線形でもよく、例えばＳＬＤパワーの依存性は注
入電流に対して多少線形であり、一方レーザダイオードの依存性は非常に非線形
である。同じことが光源５７として用いることができるコヒーレント光源の例と
してレーザダイオードのＦＷＨＭスペクトルに関しても言える。制御エレクトロ
ニクス５２によりノブ５１の回転角度範囲にわたり滑らかな関係、好ましくは線
形関係（あるいは応用または臨床使用に適しているとみなされるような関係）が
確実に実行され、かつ奥行き区分間隔がこのような関係で確実に調整されるよう
にする。また制御エレクトロニクスによりノブ５１の各位置に対して、確実に、
出力３におけるパワーが一定でかつ眼科応用に関する網膜に対する安全値を超え
ないようにする。そのような応用に関してコヒーレンス長は広帯域光源５５によ
り保証される最小値から少なくとも３００マイクロメータまで調整可能でなけれ
ばならない。あるいは図３、４、５および８における光源５５，５７の一方ある
いは両方は図６および図７に示されたタイプのものであってもよい。
二つの光源５５，５７が二つの光源のパワーに依存する適当な結合比率を有する
方向性カプラー５８を介して加算され、ファイバー３を経由してＯＣＴ４０に分
配される。あるいはビームスプリッタは、光学出力を表している第３の実施例（
case 3）であるカプラー５８の代わりに使用でき、屈折率適合ゲル５９は不要で
ある。光源５００のコヒーレンス長はノブ５１の制御の下で調整可能である。そ
れぞれの光源の駆動装置５４，５６を介して調整される制御パラメータへの光源
のパワーの依存性は線形でも非線形でもよく、例えばＳＬＤパワーの依存性は注
入電流に対して多少線形であり、一方レーザダイオードの依存性は非常に非線形
である。同じことが光源５７として用いることができるコヒーレント光源の例と
してレーザダイオードのＦＷＨＭスペクトルに関しても言える。制御エレクトロ
ニクス５２によりノブ５１の回転角度範囲にわたり滑らかな関係、好ましくは線
形関係（あるいは応用または臨床使用に適しているとみなされるような関係）が
確実に実行され、かつ奥行き区分間隔がこのような関係で確実に調整されるよう
にする。また制御エレクトロニクスによりノブ５１の各位置に対して、確実に、
出力３におけるパワーが一定でかつ眼科応用に関する網膜に対する安全値を超え
ないようにする。そのような応用に関してコヒーレンス長は広帯域光源５５によ
り保証される最小値から少なくとも３００マイクロメータまで調整可能でなけれ
ばならない。あるいは図３、４、５および８における光源５５，５７の一方ある
いは両方は図６および図７に示されたタイプのものであってもよい。
【００４３】
図９は本発明による眼科機器を模式的に示し、そこでは図８において用いられ
たそれぞれの光源により作り出された二つの画像が同時に表示される。この目的
のために可変コヒーレンス長を有する前記光源における二つの光源が発生器６５
１，６５２を用いて二つの異なる周波数で強度変調され、必要な画像帯域幅で信
号を分離するために、これら二つの周波数に同調された二つのバンドパスフィル
タ１０１，１０２が用いられる。
たそれぞれの光源により作り出された二つの画像が同時に表示される。この目的
のために可変コヒーレンス長を有する前記光源における二つの光源が発生器６５
１，６５２を用いて二つの異なる周波数で強度変調され、必要な画像帯域幅で信
号を分離するために、これら二つの周波数に同調された二つのバンドパスフィル
タ１０１，１０２が用いられる。
【００４４】
二つのバンドパスフィルタにより分配された信号はそれぞれ合算器２４の入力
においてポテンショメータ２７，２９により重み付けされ、最終信号がフレーム
取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当なプリンタ等の適当な表示装置
１９により表示かつ記録される。二つの信号はまた装置１９に与えられてこれら
の信号の一方あるいは両方を、あるいはコンピュータ３２の制御下で重み付けさ
れたその組合せを表示できる。
においてポテンショメータ２７，２９により重み付けされ、最終信号がフレーム
取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当なプリンタ等の適当な表示装置
１９により表示かつ記録される。二つの信号はまた装置１９に与えられてこれら
の信号の一方あるいは両方を、あるいはコンピュータ３２の制御下で重み付けさ
れたその組合せを表示できる。
【００４５】
代案として図９Ａに示すように、表示装置１９に重み付けされた信号を分配す
るために、制御ライン１３７によるコンピュータ３２中のソフトウェアの制御下
で比較器１３５が合算器２４とポテンショメータ２７，２９の代わりに用いるこ
ともできる。バンドパスフィルタ１０１と１０２からの二つの信号も前のように
表示装置１９に分配される。
るために、制御ライン１３７によるコンピュータ３２中のソフトウェアの制御下
で比較器１３５が合算器２４とポテンショメータ２７，２９の代わりに用いるこ
ともできる。バンドパスフィルタ１０１と１０２からの二つの信号も前のように
表示装置１９に分配される。
【００４６】
実際比較器１３５は、以下の点においてそれがデジタルに動作するようなもの
であってもよい。すなわち、バンドパスフィルタ１０１，１０２からのアナログ
信号を取り込み、コンピュータ３２からの信号入力の制御下で前記信号を操作し
、それにより二つのバンドパスフィルタ１０１，１０２から来る信号の強度に関
連する重み付けされた信号を調整あるいは変調するように重み付けされた信号が
コンピュータ３２による操作制御（manipulative control）の下で作られる乗算
デジタル−アナログ変換器であってもよい。アナログ信号は次に表示装置１９に
出力される。
であってもよい。すなわち、バンドパスフィルタ１０１，１０２からのアナログ
信号を取り込み、コンピュータ３２からの信号入力の制御下で前記信号を操作し
、それにより二つのバンドパスフィルタ１０１，１０２から来る信号の強度に関
連する重み付けされた信号を調整あるいは変調するように重み付けされた信号が
コンピュータ３２による操作制御（manipulative control）の下で作られる乗算
デジタル−アナログ変換器であってもよい。アナログ信号は次に表示装置１９に
出力される。
【００４７】
あるいは、コンピュータ３２の制御の下で、比較器１３５内で、表示装置１９
に与えられるアナログ出力を再度与えるアナログ乗算器が採用される。
に与えられるアナログ出力を再度与えるアナログ乗算器が採用される。
【００４８】
比較器あるいは解析手段に関する以下の議論は、比較器１３５が言及される、
ここで述べられる全ての実施例にまさに関係する。
ここで述べられる全ての実施例にまさに関係する。
【００４９】
比較器あるいは解析手段はそれに与えられるアナログ信号用の二つの入力と、
一つのアナログ出力とを含む。それはまたコンピュータから制御信号を受ける入
力を含む。比較器あるいは解析手段へ入力される二つのアナログ信号の少なくと
も一つを変換する少なくとも一つのアナログ−デジタル変換器、あるいは重み付
けされた出力信号を作り出すようにコンピュータの制御の下でデジタル操作する
解析手段がある。比較器あるいは解析手段はまた、少なくとも一つのアナログ−
デジタル変換器からの重み付けされた出力信号を二つのアナログ入力信号の他方
を表す信号と比較して、少なくとも重み付けされた出力信号と二つのアナログ入
力信号の他方を表す信号との関数である、比較器あるいは解析手段からの出力ア
ナログ信号を作り出す比較器を含む。
一つのアナログ出力とを含む。それはまたコンピュータから制御信号を受ける入
力を含む。比較器あるいは解析手段へ入力される二つのアナログ信号の少なくと
も一つを変換する少なくとも一つのアナログ−デジタル変換器、あるいは重み付
けされた出力信号を作り出すようにコンピュータの制御の下でデジタル操作する
解析手段がある。比較器あるいは解析手段はまた、少なくとも一つのアナログ−
デジタル変換器からの重み付けされた出力信号を二つのアナログ入力信号の他方
を表す信号と比較して、少なくとも重み付けされた出力信号と二つのアナログ入
力信号の他方を表す信号との関数である、比較器あるいは解析手段からの出力ア
ナログ信号を作り出す比較器を含む。
【００５０】
あるいは、比較器あるいは解析手段は二つのアナログ入力信号を受信でき、ま
たコンピュータの制御の下で一つのアナログ出力信号を出力できる乗算デジタル
−アナログ変換器を含んでもよい。この場合それぞれのアナログ入力信号はデジ
タル信号に変換され、得られたデジタル信号の少なくとも一つがコンピュータの
制御の下で荷重係数を掛けられる。積信号は加算され、次にアナログ信号に変換
されてアナログ出力信号を作り出す。
たコンピュータの制御の下で一つのアナログ出力信号を出力できる乗算デジタル
−アナログ変換器を含んでもよい。この場合それぞれのアナログ入力信号はデジ
タル信号に変換され、得られたデジタル信号の少なくとも一つがコンピュータの
制御の下で荷重係数を掛けられる。積信号は加算され、次にアナログ信号に変換
されてアナログ出力信号を作り出す。
【００５１】
また別の代案は二つの入力アナログ信号の少なくとも一つに作用しながらコン
ピュータ制御の下で１／ｎ〜（ｎ−１／ｎ）ｘ（作用される前の元の入力アナロ
グ信号）の範囲の値を有する乗算器積信号を作り出すように機能する少なくとも
一つのアナログ乗算器を含む比較器あるいは解析手段を備える。ｎは典型的には
２〜２５６の範囲の整数である。乗算器積信号を二つのアナログ信号の他方を表
す信号と比較して少なくとも一つの重み付けされた出力信号と、二つのアナログ
入力信号の他方を表す信号との関数である、比較器あるいは解析手段からの出力
アナログ信号を作り出すために比較器手段が設けられる。
ピュータ制御の下で１／ｎ〜（ｎ−１／ｎ）ｘ（作用される前の元の入力アナロ
グ信号）の範囲の値を有する乗算器積信号を作り出すように機能する少なくとも
一つのアナログ乗算器を含む比較器あるいは解析手段を備える。ｎは典型的には
２〜２５６の範囲の整数である。乗算器積信号を二つのアナログ信号の他方を表
す信号と比較して少なくとも一つの重み付けされた出力信号と、二つのアナログ
入力信号の他方を表す信号との関数である、比較器あるいは解析手段からの出力
アナログ信号を作り出すために比較器手段が設けられる。
【００５２】
図１０は本発明の第２の実施例による眼科機器を模式的に示す。図１０に示す
ように装置１００は広帯域光源５０、あるいは可変コヒーレンス長付きの光源５
００により作動されるＯＣＴ干渉計４０を備える。図２，１０のそれぞれにおい
てＯＣＴサンプルビーム４は、ＯＣＴ干渉計がファイバー型ならファイバーでＯ
ＣＴ干渉計４０から出力され、バルク型なら４は光学出力ビームである。ＯＣＴ
サンプルビーム出力４は屈折あるいは反射光学要素等の光学要素６によりフォー
カスされ、ビームスプリッタ８によりビーム９に分割され、これは次にインター
フェース光学系１２を介して２次元スキャナヘッド１０により偏向されて物体に
１３に対して横に走査する。図１０において物体１３は眼であり、ビームは眼の
レンズ１５により網膜１７にフォーカスされる。物体により反射および散乱され
て戻された光は一部は合焦要素６を介して集光されて光路４に戻され、一部はビ
ーム１１となり、共焦点受光器（ＣＯＲ）２０により集光される。ＯＣＴ２３に
より分配された信号とＣＯＲにより出力２１において分配された信号は合算器２
４の入力においてそれぞれポテンショメータ２７，２９により重み付けされ、得
られた信号がフレーム取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当なプリン
タ等の適当な表示装置１９により表示かつ記録される。装置１９はコンピュータ
３２の制御下にある。ＯＣＴとＣＯＲの信号も装置１９に与えられ、これはコン
ピュータ３２の制御の下でこれらの信号の一方あるいは両方を表示できる。画像
は線形あるいは対数スケールでグレーあるいは擬似カラーで符号化されたフォー
マットにより表示できる。ＯＣＴおよびＣＯＲ画像が別々に表示される場合、二
重表示能力を有する特別な装置１９が必要である。
ように装置１００は広帯域光源５０、あるいは可変コヒーレンス長付きの光源５
００により作動されるＯＣＴ干渉計４０を備える。図２，１０のそれぞれにおい
てＯＣＴサンプルビーム４は、ＯＣＴ干渉計がファイバー型ならファイバーでＯ
ＣＴ干渉計４０から出力され、バルク型なら４は光学出力ビームである。ＯＣＴ
サンプルビーム出力４は屈折あるいは反射光学要素等の光学要素６によりフォー
カスされ、ビームスプリッタ８によりビーム９に分割され、これは次にインター
フェース光学系１２を介して２次元スキャナヘッド１０により偏向されて物体に
１３に対して横に走査する。図１０において物体１３は眼であり、ビームは眼の
レンズ１５により網膜１７にフォーカスされる。物体により反射および散乱され
て戻された光は一部は合焦要素６を介して集光されて光路４に戻され、一部はビ
ーム１１となり、共焦点受光器（ＣＯＲ）２０により集光される。ＯＣＴ２３に
より分配された信号とＣＯＲにより出力２１において分配された信号は合算器２
４の入力においてそれぞれポテンショメータ２７，２９により重み付けされ、得
られた信号がフレーム取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当なプリン
タ等の適当な表示装置１９により表示かつ記録される。装置１９はコンピュータ
３２の制御下にある。ＯＣＴとＣＯＲの信号も装置１９に与えられ、これはコン
ピュータ３２の制御の下でこれらの信号の一方あるいは両方を表示できる。画像
は線形あるいは対数スケールでグレーあるいは擬似カラーで符号化されたフォー
マットにより表示できる。ＯＣＴおよびＣＯＲ画像が別々に表示される場合、二
重表示能力を有する特別な装置１９が必要である。
【００５３】
丁度図９Ａの実施例にあるように、比較器１３５は図１０Ａに示すように制御
ライン１３７によるコンピュータ３２の制御の下で信号２１，２３を比較し、重
み付けされた信号を表示装置１９に分配するのに用いられる。
ライン１３７によるコンピュータ３２の制御の下で信号２１，２３を比較し、重
み付けされた信号を表示装置１９に分配するのに用いられる。
【００５４】
図１１は図１０における本発明の実施例に関する共焦点受光器２０の実施例を
示し、レンズ２２，２６が設けられ、ピンホール２５がレンズ２２，２６の焦点
面に配置され、より簡単に実施してもよい場合はレンズ２６は取り外される。レ
ンズ２２、２６を通ったあと、光は光検出器２８により収集される。光検出され
た電流は増幅器３０で増幅され、表示装置１９の入力２１に供給される。ピンホ
ール２５、あるいはレンズ２２，２６の焦点距離と、それらレンズからピンホー
ル２５までの距離を変更することにより異なる奥行き区分間隔が得られる。物体
が眼の場合、ＣＯＲに対して３００μｍの解像力がえられ、その場合共焦点受光
器２０、スプリッタ８はスキャナヘッド１０およびインターフェース光学系１２
と共にＳＬＯとして作用する。開口２５が最大に開いた場合、画像は断片化され
ずに連続的に見え、ＯＣＴ画像と画素対画素の対応によりシーン全体がディスプ
レイを占める。その結果、図１０の実施例が図１１の共焦点受光器を備える場合
、奥行き区分間隔を調整する三つの可能性が存在する。第１の可能性は、広帯域
の光源５０であれ可変コヒーレンス長の光源５００であれ、用いられる光源と独
立な、ＣＯＲにおける手段によりＣＯＲ画像の奥行き区分間隔を調整することに
ある。そのような調整は物体１３が眼の場合、３００μｍ以上に調整可能な奥行
き区分間隔を提供する。第２の可能性は光源５００のコヒーレンス長を変化する
ことによりＯＣＴ画像の区分間隔を変更することにある。この場合ＯＣＴ画像の
奥行き区分間隔は光源５００の最小コヒーレンス長により与えられる最小値、例
えば１０μｍから光源５００の最大コヒーレンス長、例えば３００μｍまで調整
可能であり、ＣＯＲ画像により与えられる間隔を補完するＯＣＴ画像の調整間隔
を提供する。第３の可能性は光源が広帯域５０の場合、ポテンショメータ２７，
２９により、図１０の合算器２４の入力に与えられるＯＣＴおよびＣＯＲ信号を
重み付けすることにある。用いられる光源が可変コヒーレンス長を有する光源５
００の場合、ＯＣＴ画像の区分間隔とＯＣＴおよびＣＯＲ信号の重み付けとに働
きかけてより多様な調整が行なえる。
示し、レンズ２２，２６が設けられ、ピンホール２５がレンズ２２，２６の焦点
面に配置され、より簡単に実施してもよい場合はレンズ２６は取り外される。レ
ンズ２２、２６を通ったあと、光は光検出器２８により収集される。光検出され
た電流は増幅器３０で増幅され、表示装置１９の入力２１に供給される。ピンホ
ール２５、あるいはレンズ２２，２６の焦点距離と、それらレンズからピンホー
ル２５までの距離を変更することにより異なる奥行き区分間隔が得られる。物体
が眼の場合、ＣＯＲに対して３００μｍの解像力がえられ、その場合共焦点受光
器２０、スプリッタ８はスキャナヘッド１０およびインターフェース光学系１２
と共にＳＬＯとして作用する。開口２５が最大に開いた場合、画像は断片化され
ずに連続的に見え、ＯＣＴ画像と画素対画素の対応によりシーン全体がディスプ
レイを占める。その結果、図１０の実施例が図１１の共焦点受光器を備える場合
、奥行き区分間隔を調整する三つの可能性が存在する。第１の可能性は、広帯域
の光源５０であれ可変コヒーレンス長の光源５００であれ、用いられる光源と独
立な、ＣＯＲにおける手段によりＣＯＲ画像の奥行き区分間隔を調整することに
ある。そのような調整は物体１３が眼の場合、３００μｍ以上に調整可能な奥行
き区分間隔を提供する。第２の可能性は光源５００のコヒーレンス長を変化する
ことによりＯＣＴ画像の区分間隔を変更することにある。この場合ＯＣＴ画像の
奥行き区分間隔は光源５００の最小コヒーレンス長により与えられる最小値、例
えば１０μｍから光源５００の最大コヒーレンス長、例えば３００μｍまで調整
可能であり、ＣＯＲ画像により与えられる間隔を補完するＯＣＴ画像の調整間隔
を提供する。第３の可能性は光源が広帯域５０の場合、ポテンショメータ２７，
２９により、図１０の合算器２４の入力に与えられるＯＣＴおよびＣＯＲ信号を
重み付けすることにある。用いられる光源が可変コヒーレンス長を有する光源５
００の場合、ＯＣＴ画像の区分間隔とＯＣＴおよびＣＯＲ信号の重み付けとに働
きかけてより多様な調整が行なえる。
【００５５】
図１２は図９の本発明の実施例に使用する共焦点受光器２０の別の実施例を模
式的に示し、そこでは光検出器２８上に尾部を付けられた（pigtailed）多モー
ドあるいは単一モードファイバー３１の開口が高共焦点条件を保証するのに用い
られる。この場合、共焦点受光器、ＣＯＲからの信号を用いて表示される画像の
奥行き区分間隔は調整不可である。この実施例に関して、広帯域光源５０が用い
られる場合、最終画像における奥行き区分間隔はポテンショメータ２７，２９に
より図１０における合算器２４の入力に与えられるＯＣＴおよびＣＯＲ信号を重
み付けすることのみにより調整できる。可変コヒーレンス長を有する光源５００
が用いられる場合、奥行き区分間隔を調整する二つの手順が可能である。すなわ
ちＯＣＴおよびＣＯＲ信号を重み付けすること、あるいは光源のコヒーレンス長
を変化することによりＯＣＴ奥行き区分間隔を調整することである。
式的に示し、そこでは光検出器２８上に尾部を付けられた（pigtailed）多モー
ドあるいは単一モードファイバー３１の開口が高共焦点条件を保証するのに用い
られる。この場合、共焦点受光器、ＣＯＲからの信号を用いて表示される画像の
奥行き区分間隔は調整不可である。この実施例に関して、広帯域光源５０が用い
られる場合、最終画像における奥行き区分間隔はポテンショメータ２７，２９に
より図１０における合算器２４の入力に与えられるＯＣＴおよびＣＯＲ信号を重
み付けすることのみにより調整できる。可変コヒーレンス長を有する光源５００
が用いられる場合、奥行き区分間隔を調整する二つの手順が可能である。すなわ
ちＯＣＴおよびＣＯＲ信号を重み付けすること、あるいは光源のコヒーレンス長
を変化することによりＯＣＴ奥行き区分間隔を調整することである。
【００５６】
図１３は本発明の第３の実施例を模式的に示し、ここではビームスプリッタ８
が方向性カプラー８００に置き換えられ、物体光路、即ち物体１３からインター
フェース光学系１２、スキャナヘッド１０および合焦要素６を経由して戻された
光がファイバー２，１１を経由して共焦点受光器２０に送られ、ファイバー尾部
を付けられた光検出器２８での光検出と増幅器３０による増幅の後、共焦点受光
器、ＣＯＲからの信号が得られる。好ましくはファイバー端部２，１６は斜め切
断され、ファイバー端部１６は共焦点受光器に向かって反射されるＯＣＴ光源か
らの光の量を減らすために屈折率適合ゲル５９の中に置かれる。この実施例に関
して、ＣＯＲ信号を用いて表示される画像の奥行き区分間隔はファイバー２の開
口数により与えられ、調整不可である。広帯域光源５０が用いられる場合、最終
画像における奥行き区分間隔はポテンショメータ２７，２９により合算器２４の
入力に与えられるＯＣＴおよびＣＯＲ信号を重み付けすることのみにより調整で
きる。可変コヒーレンス長を有する光源５００が用いられる場合、奥行き区分間
隔を調整する二つの手続きが可能である。すなわちＯＣＴおよびＣＯＲ信号を重
み付けすること、あるいは光源のコヒーレンス長を変化することによりＯＣＴ奥
行き区分間隔を調整することである。
が方向性カプラー８００に置き換えられ、物体光路、即ち物体１３からインター
フェース光学系１２、スキャナヘッド１０および合焦要素６を経由して戻された
光がファイバー２，１１を経由して共焦点受光器２０に送られ、ファイバー尾部
を付けられた光検出器２８での光検出と増幅器３０による増幅の後、共焦点受光
器、ＣＯＲからの信号が得られる。好ましくはファイバー端部２，１６は斜め切
断され、ファイバー端部１６は共焦点受光器に向かって反射されるＯＣＴ光源か
らの光の量を減らすために屈折率適合ゲル５９の中に置かれる。この実施例に関
して、ＣＯＲ信号を用いて表示される画像の奥行き区分間隔はファイバー２の開
口数により与えられ、調整不可である。広帯域光源５０が用いられる場合、最終
画像における奥行き区分間隔はポテンショメータ２７，２９により合算器２４の
入力に与えられるＯＣＴおよびＣＯＲ信号を重み付けすることのみにより調整で
きる。可変コヒーレンス長を有する光源５００が用いられる場合、奥行き区分間
隔を調整する二つの手続きが可能である。すなわちＯＣＴおよびＣＯＲ信号を重
み付けすること、あるいは光源のコヒーレンス長を変化することによりＯＣＴ奥
行き区分間隔を調整することである。
【００５７】
繰り返すが、上記のように比較器は図１３Ａに示すように制御ライン１３７に
よりコンピュータ３２の制御の下で信号２１と２３とを比較し、重み付けされた
信号を表示装置１９に分配するのに使用できる。
よりコンピュータ３２の制御の下で信号２１と２３とを比較し、重み付けされた
信号を表示装置１９に分配するのに使用できる。
【００５８】
図１４Ａは本発明による、非常に異なる奥行き解像力をもつ二つの画像を連続
して表示できる（眼科）装置１００の第４の実施例を模式形式で示す。図１４Ａ
に示すように装置１００はファイバー化された干渉計４０を備える。二つの操作
方法が選択できる。即ちスイッチ６０３によるＯＣＴおよび共焦点であり、共焦
点法に対しては不透明スクリーン６０５を干渉計の参照ビームの中に同期的にシ
フトし、フレーム取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当なプリンタ等
の表示装置１９により表示される前に、光検出された信号の差動増幅器６０４に
おける大きな増幅が行なわれる。バランス検出が用いられる場合、差動増幅器６
０４はＯＣＴ法に関して引き算される代わりに二つの光検出信号を加算する機能
も有する。表示装置１９はコンピュータ３２の制御下にある。共焦点の場合、フ
ァイバー開口は共焦点制限開口として作用し、用いられるファイバーに依存して
０．５〜２ｍｍの奥行き区分間隔を決定する。
して表示できる（眼科）装置１００の第４の実施例を模式形式で示す。図１４Ａ
に示すように装置１００はファイバー化された干渉計４０を備える。二つの操作
方法が選択できる。即ちスイッチ６０３によるＯＣＴおよび共焦点であり、共焦
点法に対しては不透明スクリーン６０５を干渉計の参照ビームの中に同期的にシ
フトし、フレーム取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当なプリンタ等
の表示装置１９により表示される前に、光検出された信号の差動増幅器６０４に
おける大きな増幅が行なわれる。バランス検出が用いられる場合、差動増幅器６
０４はＯＣＴ法に関して引き算される代わりに二つの光検出信号を加算する機能
も有する。表示装置１９はコンピュータ３２の制御下にある。共焦点の場合、フ
ァイバー開口は共焦点制限開口として作用し、用いられるファイバーに依存して
０．５〜２ｍｍの奥行き区分間隔を決定する。
【００５９】
光検出器４０２，４０４がアバランシェの場合、単に参照パワーを遮断したり
、開放したりすることにより光検出利得は共焦点の場合に対する増幅法で得られ
る大きな値と、アバランシェ光検出器の増幅がほとんどあるいは全然見られない
ＯＣＴの場合の小さな値の間で切替えられ、大きな光学パワーが与えられた場合
、その結果生ずる、アバランシェ光検出器に直列の抵抗器に対する電圧降下が利
得制御として作用する。
、開放したりすることにより光検出利得は共焦点の場合に対する増幅法で得られ
る大きな値と、アバランシェ光検出器の増幅がほとんどあるいは全然見られない
ＯＣＴの場合の小さな値の間で切替えられ、大きな光学パワーが与えられた場合
、その結果生ずる、アバランシェ光検出器に直列の抵抗器に対する電圧降下が利
得制御として作用する。
【００６０】
どちらの場合もスイッチ６０３の位置によって、差動増幅器４５と復調器４０
６、あるいは増幅器６０４がコンピュータ３２の制御の下で比較器に置き換えら
れて表示装置１９に重み付けされた信号を分配できる。
６、あるいは増幅器６０４がコンピュータ３２の制御の下で比較器に置き換えら
れて表示装置１９に重み付けされた信号を分配できる。
【００６１】
図１４Ｂは本発明による、一つの画像は奥行き解像力を調整可能な、非常に異
なる奥行き解像力をもつ二つの画像を連続的に表示できる（眼科）装置１００の
別の実施例を模式形式で示す。図１４Ｂに示すように装置１００は受光光検出器
４０２，４０４の開口数を変化するために同期的可変ピンホール７６２，７６４
あるいは同期可変合焦要素７５７，７５８が設けられたバルクの干渉計４０を備
える。二つの操作方法が選択できる。すなわち、スイッチ６０３によるＯＣＴと
共焦点であり、共焦点法に対しては不透明スクリーン６０５を参照ビームの中に
同期的にシフトし、フレーム取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当な
プリンタ等の表示装置１９により表示される前に、光検出された信号の増幅器６
０４における大きな増幅が行なわれる。バランス検出が用いられる場合、図１４
Ｂに示すように増幅器６０４はＯＣＴ法に関して引き算される代わりに二つの光
検出信号を加算する機能も有する。表示装置１９はコンピュータ３２の制御下に
ある。共焦点の場合、奥行き解像力は二つの集光光学系、ピンホール７６２，７
６４あるいは合焦要素７５７，７５８の開口数を同時に変更することにより調整
可能であり、眼を結像する場合、３００μｍ以上の範囲をカバーできる。図１４
Ａ，１４Ｂにおいて明らかなように奥行き解像力は上記のように可変コヒーレン
ス長の光源５００により調整可能にできる。
なる奥行き解像力をもつ二つの画像を連続的に表示できる（眼科）装置１００の
別の実施例を模式形式で示す。図１４Ｂに示すように装置１００は受光光検出器
４０２，４０４の開口数を変化するために同期的可変ピンホール７６２，７６４
あるいは同期可変合焦要素７５７，７５８が設けられたバルクの干渉計４０を備
える。二つの操作方法が選択できる。すなわち、スイッチ６０３によるＯＣＴと
共焦点であり、共焦点法に対しては不透明スクリーン６０５を参照ビームの中に
同期的にシフトし、フレーム取り込み装置、蓄積オシロスコープあるいは適当な
プリンタ等の表示装置１９により表示される前に、光検出された信号の増幅器６
０４における大きな増幅が行なわれる。バランス検出が用いられる場合、図１４
Ｂに示すように増幅器６０４はＯＣＴ法に関して引き算される代わりに二つの光
検出信号を加算する機能も有する。表示装置１９はコンピュータ３２の制御下に
ある。共焦点の場合、奥行き解像力は二つの集光光学系、ピンホール７６２，７
６４あるいは合焦要素７５７，７５８の開口数を同時に変更することにより調整
可能であり、眼を結像する場合、３００μｍ以上の範囲をカバーできる。図１４
Ａ，１４Ｂにおいて明らかなように奥行き解像力は上記のように可変コヒーレン
ス長の光源５００により調整可能にできる。
【００６２】
図１４Ｂの実施例の場合、丁度上記の図１４Ａの実施例の場合のように、スイ
ッチ６０３の位置に依存して、重み付けされた信号を表示装置１９に分配するた
めに差動増幅器４５および復調器４０６、あるいは増幅器６０４が制御ライン１
３７によるコンピュータ３２の制御の下に比較器１３５に置き換えられてもよい
。
ッチ６０３の位置に依存して、重み付けされた信号を表示装置１９に分配するた
めに差動増幅器４５および復調器４０６、あるいは増幅器６０４が制御ライン１
３７によるコンピュータ３２の制御の下に比較器１３５に置き換えられてもよい
。
【００６３】
図１４Ｃ，１４Ｄはそれぞれ図１４Ａ，１４Ｂの実施例の代替え回路を示す。
これらの場合のそれぞれにおいて光検出器４０２，４０４からのアナログ出力信
号は、重み付けされた出力信号が表示装置１９に与えられるように比較器１３５
においてデジタル信号に変換される。繰り返すが、典型的には各信号に対する乗
算デジタル−アナログ変換器が採用されてもよく、そこでは乗算係数はコンピュ
ータ３２の制御の下で決定され、あるいはコンピュータの制御の下でのアナログ
乗算が比較器１３５内で採用されてもよい。例えば光検出器４０２あるいは４０
４の一方からの信号の重みに関して、また光検出器４０２あるいは４０４の他方
からの信号の比較と重み付けに関して１／２５６から２５５／２５６の範囲にわ
たり調整が可能である。
これらの場合のそれぞれにおいて光検出器４０２，４０４からのアナログ出力信
号は、重み付けされた出力信号が表示装置１９に与えられるように比較器１３５
においてデジタル信号に変換される。繰り返すが、典型的には各信号に対する乗
算デジタル−アナログ変換器が採用されてもよく、そこでは乗算係数はコンピュ
ータ３２の制御の下で決定され、あるいはコンピュータの制御の下でのアナログ
乗算が比較器１３５内で採用されてもよい。例えば光検出器４０２あるいは４０
４の一方からの信号の重みに関して、また光検出器４０２あるいは４０４の他方
からの信号の比較と重み付けに関して１／２５６から２５５／２５６の範囲にわ
たり調整が可能である。
【００６４】
図１５は可変奥行き解像力の光学マッピング装置の第５の実施例を模式的に示
し、そこでは光源の相関プロファイルを大きくする効果をもつ光学要素１１２が
ＯＣＴ干渉計４０の物体あるいは参照光路に導入される。図１５において、ＯＣ
Ｔにより目標からサンプリングされた断片のサイズを効果的に増加するのに同じ
分散現象が用いられ、この増加は、ＯＰＤがおよそゼロの干渉計で測定したとき
の広帯域光源の相関関数と同等な拡大による。要素１１２はＯＰＤ範囲拡大器と
して作用する。この要素はそれぞれ図１６および図１７に示すように分散性要素
、回折要素あるいは特別の装置である。分散性要素は機器の奥行き区分間隔を１
００μｍ以上に増加する程度に分散を制御しながら増加するのに用いられる。Ｏ
ＰＤ範囲拡大器１１２は既知の可変分散手段である。分散が大きいほどコヒーレ
ンス長の拡大は大きい。高分散材料を用いて３００μｍまでの拡大が可能で、例
えば２．０７ｍｍのＺｎＳｅはＴｉＡｌ2Ｏ3レーザのコヒーレンス長を２．１μ
ｍから２６８μｍに増加する。
し、そこでは光源の相関プロファイルを大きくする効果をもつ光学要素１１２が
ＯＣＴ干渉計４０の物体あるいは参照光路に導入される。図１５において、ＯＣ
Ｔにより目標からサンプリングされた断片のサイズを効果的に増加するのに同じ
分散現象が用いられ、この増加は、ＯＰＤがおよそゼロの干渉計で測定したとき
の広帯域光源の相関関数と同等な拡大による。要素１１２はＯＰＤ範囲拡大器と
して作用する。この要素はそれぞれ図１６および図１７に示すように分散性要素
、回折要素あるいは特別の装置である。分散性要素は機器の奥行き区分間隔を１
００μｍ以上に増加する程度に分散を制御しながら増加するのに用いられる。Ｏ
ＰＤ範囲拡大器１１２は既知の可変分散手段である。分散が大きいほどコヒーレ
ンス長の拡大は大きい。高分散材料を用いて３００μｍまでの拡大が可能で、例
えば２．０７ｍｍのＺｎＳｅはＴｉＡｌ2Ｏ3レーザのコヒーレンス長を２．１μ
ｍから２６８μｍに増加する。
【００６５】
もう一度繰り返すが、図１５Ａに示すように、また上記のように、差動増幅器
４５と復調器４０６は重み付けされた信号２３を分配するように比較器１３５に
置き換えられてもよい。
４５と復調器４０６は重み付けされた信号２３を分配するように比較器１３５に
置き換えられてもよい。
【００６６】
図１６で述べたＯＰＤ範囲拡大器要素は適当な幅と屈折率をもつ二つのプリズ
ム１２２，１２４を用いる。ガラス内の光路長を調整して機器１００の奥行き区
分間隔が調整できる。この要素は物体光路にも、あるいは参照光路にも置くこと
ができる。図１５において要素１１２はファイバー４１と参照アセンブリー４６
の間の参照光路に置かれる。ＯＣＴ干渉計４０がバルク型の場合、レンズ７５は
取り外してもよい。
ム１２２，１２４を用いる。ガラス内の光路長を調整して機器１００の奥行き区
分間隔が調整できる。この要素は物体光路にも、あるいは参照光路にも置くこと
ができる。図１５において要素１１２はファイバー４１と参照アセンブリー４６
の間の参照光路に置かれる。ＯＣＴ干渉計４０がバルク型の場合、レンズ７５は
取り外してもよい。
【００６７】
図１７に示すＯＰＤ範囲拡大器要素は二つのレンズ７５とレンズ１３６の間に
多数の非常に薄い平行ガラスプレート（図１７では９枚）を用いる。図１７にお
ける要素は一体化された光学系によっても実施できる。そのようなシステムは図
示のような二つのレンズを用いてファイバーの区分に配置される。ＯＣＴ４０の
バルク干渉計での実施に対しては、レンズ７５，１３６は取り外してもよい。図
１７に示す装置は光源の相関関数のＯＰＤプロファイルを広げる増加光路を有す
る９つの異なるビームを提供する。遅延されたビームのそれぞれのパワーは個々
のプレートの面積にわたるビーム内のパワー分布の積分に比例する。９つのビー
ムの全てに同じパワーを確実にもたせるために、各プレートからビームによりサ
ンプリングされる幅はビームの断面積内のパワー分布に逆比例して重み付けされ
る。ビームを受け止める各プレートの幅を、図１７におけるレンズ７５，１３６
の間の拡大されたビーム内のプレートの位置に関連付けて設計することにより相
関関数に対する総合ガウス型プロファイルが得られ、それにより同じ等価奥行き
幅を有するＳＬＯの奥行きの解像力プロファイルをシミュレートできる。
多数の非常に薄い平行ガラスプレート（図１７では９枚）を用いる。図１７にお
ける要素は一体化された光学系によっても実施できる。そのようなシステムは図
示のような二つのレンズを用いてファイバーの区分に配置される。ＯＣＴ４０の
バルク干渉計での実施に対しては、レンズ７５，１３６は取り外してもよい。図
１７に示す装置は光源の相関関数のＯＰＤプロファイルを広げる増加光路を有す
る９つの異なるビームを提供する。遅延されたビームのそれぞれのパワーは個々
のプレートの面積にわたるビーム内のパワー分布の積分に比例する。９つのビー
ムの全てに同じパワーを確実にもたせるために、各プレートからビームによりサ
ンプリングされる幅はビームの断面積内のパワー分布に逆比例して重み付けされ
る。ビームを受け止める各プレートの幅を、図１７におけるレンズ７５，１３６
の間の拡大されたビーム内のプレートの位置に関連付けて設計することにより相
関関数に対する総合ガウス型プロファイルが得られ、それにより同じ等価奥行き
幅を有するＳＬＯの奥行きの解像力プロファイルをシミュレートできる。
【００６８】
図１８は本発明による可変奥行き解像力を有する、物体をマッピングする光学
装置１００の第６の実施例を示す。装置１００は別のＯＣＴを備え、そこでは簡
単のために二つの干渉計が示される。望むならもっと多くの干渉計を設けてもよ
い。ファイバー光路５は二つに分けられ、もう二つのカプラー４３４，４２２が
導入される。第１の干渉計の物体光路はファイバー３３、カプラー４３４、ファ
イバー５、カプラー４４を経由してファイバー４、スキャナ１０および物体１３
までであり、さらに同じ要素を経由してカプラー４２に戻る。参照光路はカプラ
ー４４、要素７５、アセンブリー４６、要素７７、ファイバー４３およびカプラ
ー４２を経由し、光検出器４０２，４０４により干渉計信号が処理される。第２
の干渉計はファイバー３５、カプラー４３４を経由し、次に第１の干渉計物体光
路と同じ要素を共有するその物体光路を有する。第２の干渉計の参照光路は、縦
走査用の同一装置４８にアセンブリー４６と共に取り付けられたアセンブリー４
３２に支持された反射器４５４およびビームスプリッタ４５２、さらにＯＰＤ拡
大器１１２、ビーム４５を用い、干渉計信号は光検出器４２４，４２６により処
理される。あるいは二つの参照光路は両方の参照光路に共通の光路に、即ちファ
イバー４１に沿って、配置されたピエゾ円筒の周りを包むファイバーを用いて同
時に走査してもよく、その場合要素４６，４３２の位置は参照光路どうしを等し
くするように調整され、装置４８は取り外される。図１におけるＯＣＴに関連し
て述べたような他のどのような縦走査用装置を用いてもよい。ＯＰＤ範囲拡大器
１１２は図１６あるいは図１７に示すどの拡大器を用いても、あるいは回折要素
を用いても実施できる。一つはファイバー４１、アセンブリー４６、ファイバー
４３を含み、もう一つはファイバー４１、ビームスプリッタ４５２、ミラー４５
４、ＯＰＤ範囲拡大器１１２および空気光路１０９を含む二つの参照光路は、カ
プラー４３４をカプラー４２，４２２に接続するファイバー３３，３５の長さが
等しい場合、実質的に等しい。第１の干渉計におけるコヒーレンスマッチングと
低分散を確実に維持するためにカプラー４３４のファイバー長の如何なる実質的
な差も光路４１，４３，４５のどれにおいても補償することができる。一方、第
２の干渉計における分散を助長するために空気光路１０９は短いのが望ましい。
復調器４０６は第１の干渉計からの信号を処理し、全ての他の干渉計の中から最
良の奥行き解像力を有する画像を提供し、表示装置１９の入力２３を駆動し、一
方復調器４２８は第２の干渉計により提供されるより大きな区分間隔を有する信
号を処理し、表示装置１９の入力２１を駆動する。実際的には可変奥行き解像力
を有する光学マッピング装置のこの実施例においては、図１０における実施例の
ＣＯＲチャンネルを図１８における第２の干渉計において得られるのと同様の奥
行き解像力のＯＣＴチャンネルに置き換えられる。表示装置１９は二つの画像を
別々に表示する手段、あるいは／および一つの画像内に二つの画像の組合せを画
素ごとに表示する手段を備える。
装置１００の第６の実施例を示す。装置１００は別のＯＣＴを備え、そこでは簡
単のために二つの干渉計が示される。望むならもっと多くの干渉計を設けてもよ
い。ファイバー光路５は二つに分けられ、もう二つのカプラー４３４，４２２が
導入される。第１の干渉計の物体光路はファイバー３３、カプラー４３４、ファ
イバー５、カプラー４４を経由してファイバー４、スキャナ１０および物体１３
までであり、さらに同じ要素を経由してカプラー４２に戻る。参照光路はカプラ
ー４４、要素７５、アセンブリー４６、要素７７、ファイバー４３およびカプラ
ー４２を経由し、光検出器４０２，４０４により干渉計信号が処理される。第２
の干渉計はファイバー３５、カプラー４３４を経由し、次に第１の干渉計物体光
路と同じ要素を共有するその物体光路を有する。第２の干渉計の参照光路は、縦
走査用の同一装置４８にアセンブリー４６と共に取り付けられたアセンブリー４
３２に支持された反射器４５４およびビームスプリッタ４５２、さらにＯＰＤ拡
大器１１２、ビーム４５を用い、干渉計信号は光検出器４２４，４２６により処
理される。あるいは二つの参照光路は両方の参照光路に共通の光路に、即ちファ
イバー４１に沿って、配置されたピエゾ円筒の周りを包むファイバーを用いて同
時に走査してもよく、その場合要素４６，４３２の位置は参照光路どうしを等し
くするように調整され、装置４８は取り外される。図１におけるＯＣＴに関連し
て述べたような他のどのような縦走査用装置を用いてもよい。ＯＰＤ範囲拡大器
１１２は図１６あるいは図１７に示すどの拡大器を用いても、あるいは回折要素
を用いても実施できる。一つはファイバー４１、アセンブリー４６、ファイバー
４３を含み、もう一つはファイバー４１、ビームスプリッタ４５２、ミラー４５
４、ＯＰＤ範囲拡大器１１２および空気光路１０９を含む二つの参照光路は、カ
プラー４３４をカプラー４２，４２２に接続するファイバー３３，３５の長さが
等しい場合、実質的に等しい。第１の干渉計におけるコヒーレンスマッチングと
低分散を確実に維持するためにカプラー４３４のファイバー長の如何なる実質的
な差も光路４１，４３，４５のどれにおいても補償することができる。一方、第
２の干渉計における分散を助長するために空気光路１０９は短いのが望ましい。
復調器４０６は第１の干渉計からの信号を処理し、全ての他の干渉計の中から最
良の奥行き解像力を有する画像を提供し、表示装置１９の入力２３を駆動し、一
方復調器４２８は第２の干渉計により提供されるより大きな区分間隔を有する信
号を処理し、表示装置１９の入力２１を駆動する。実際的には可変奥行き解像力
を有する光学マッピング装置のこの実施例においては、図１０における実施例の
ＣＯＲチャンネルを図１８における第２の干渉計において得られるのと同様の奥
行き解像力のＯＣＴチャンネルに置き換えられる。表示装置１９は二つの画像を
別々に表示する手段、あるいは／および一つの画像内に二つの画像の組合せを画
素ごとに表示する手段を備える。
【００６９】
図１８の模式図はもっと多くの干渉計を含むように拡張できる。例えばカプラ
ー４３４を１対２から１対ｎに拡張し、またアセンブリー４３２，４６に対する
バルク等価スプリッタを工夫してファイバー４１の参照ビーム出力をｎ個の参照
ビームに分割し、並進ステージ４８をシフトして全ての参照光路を同時に調整し
、ｎ−１個の干渉計が異なるＯＰＤ拡大器要素を含み、また異なる奥行き区分幅
を有する対応する画像を作ることにより拡張できる。
ー４３４を１対２から１対ｎに拡張し、またアセンブリー４３２，４６に対する
バルク等価スプリッタを工夫してファイバー４１の参照ビーム出力をｎ個の参照
ビームに分割し、並進ステージ４８をシフトして全ての参照光路を同時に調整し
、ｎ−１個の干渉計が異なるＯＰＤ拡大器要素を含み、また異なる奥行き区分幅
を有する対応する画像を作ることにより拡張できる。
【００７０】
どの場合でも図１８Ａに示すように、また上で述べたように、合算器２４およ
びポテンショメータ２７，２９の代わりに比較器１３５が、制御ライン１３７に
よるコンピュータ３２内のソフトウェアの制御の下で重み付けされた信号を表示
装置１９に分配するのに使用できる。復調器４０６，４２８からの信号もまた前
のように表示装置１９に分配される。
びポテンショメータ２７，２９の代わりに比較器１３５が、制御ライン１３７に
よるコンピュータ３２内のソフトウェアの制御の下で重み付けされた信号を表示
装置１９に分配するのに使用できる。復調器４０６，４２８からの信号もまた前
のように表示装置１９に分配される。
【００７１】
図１９は本発明による可変奥行き解像力を有する、物体をマッピングする光学
装置１００の第７の実施例を示す。装置１００は別のＯＣＴを備え、そこでは簡
単のために二つの干渉計が示される。望むなら、二つの（あるいは全ての）干渉
計が同じ物体光路を有するという必要条件のもとでもっと多くの干渉計を設けて
もよい。物体光路はファイバー５、カプラー４４を経由してファイバー４、スキ
ャナ１０および物体１３までであり、さらに同じ要素を経由してカプラー４２ま
で戻る。二つの参照光路はファイバー４１、要素７５、アセンブリー４６および
ビームスプリッタ４５２およびカプラー４３５の出力ファイバー６３を共有する
。アセンブリー４３２により支持されたビームスプリッタ４５２のあとに非分散
性参照光路が要素７７、ファイバー４３、位相変調器４０８を経由してカプラー
４３５まで続き、その累積ガラス長は物体光路におけるガラス長に実質的に等し
い。分散性の第２の参照光路はＯＰＤ範囲拡大器１１２、アセンブリー４３２に
より支持されたミラー４５４、位相変調器４２５、要素７８およびファイバー６
５を経由してカプラー４３５に続く。位相変調器４２５は、画像帯域幅の２倍に
ｆ１を加算した値よりずっと大きな周波数ｆ２で正弦波発生器４０９により駆動
される。ただしｆ１は非分散性参照光路において変調器４０８を駆動する正弦波
発生器４１０の周波数である。位相変調器４２５は電気光学的、音響光学的、磁
気光学的あるいはファイバー６５に取り付けられたファイバー化された変調器を
用いる。同様に位相変調器４０８は電気光学的、音響光学的、磁気光学的変調器
を用いてバルク型で同等に実施でき、その場合それはビームスプリッタ４５２と
要素７７の間に取り付けられる。アセンブリー４３２は縦走査のためにアセンブ
リー４６と共に同じ装置４８に取り付けられる。あるいは二つの参照光路は両方
の参照光路に共通の光路に、即ちファイバー４１あるいはファイバー６３に沿っ
て、配置されたピエゾ円筒の周りを包むファイバーを用いて同時に走査してもよ
く、その場合要素４６，４３２の位置は参照光路どうしを等しくするように調整
され、装置４８は取り外される。図１におけるＯＣＴに関連して述べたような他
のどのような縦走査用装置を用いてもよい。ＯＰＤ範囲拡大器１１２は図１６あ
るいは図１７に示すどの実施例を用いても、あるいは回折要素を用いても実施で
きる。カプラー４３５の他のファイバー端部はそこからの反射を避けるための屈
折率適合ゲル５９で終わる。二つの参照光路は実質的に等しい。非分散性の干渉
計におけるコヒーレンスマッチングと分散の最小化を確実にするためにカプラー
４３５のファイバー長の如何なる実質的な差も光路４１において補償することが
できる。一方第２の（分散性）干渉計における分散を助長するために４１，４３
は短く、６５は長いのが望ましい。
装置１００の第７の実施例を示す。装置１００は別のＯＣＴを備え、そこでは簡
単のために二つの干渉計が示される。望むなら、二つの（あるいは全ての）干渉
計が同じ物体光路を有するという必要条件のもとでもっと多くの干渉計を設けて
もよい。物体光路はファイバー５、カプラー４４を経由してファイバー４、スキ
ャナ１０および物体１３までであり、さらに同じ要素を経由してカプラー４２ま
で戻る。二つの参照光路はファイバー４１、要素７５、アセンブリー４６および
ビームスプリッタ４５２およびカプラー４３５の出力ファイバー６３を共有する
。アセンブリー４３２により支持されたビームスプリッタ４５２のあとに非分散
性参照光路が要素７７、ファイバー４３、位相変調器４０８を経由してカプラー
４３５まで続き、その累積ガラス長は物体光路におけるガラス長に実質的に等し
い。分散性の第２の参照光路はＯＰＤ範囲拡大器１１２、アセンブリー４３２に
より支持されたミラー４５４、位相変調器４２５、要素７８およびファイバー６
５を経由してカプラー４３５に続く。位相変調器４２５は、画像帯域幅の２倍に
ｆ１を加算した値よりずっと大きな周波数ｆ２で正弦波発生器４０９により駆動
される。ただしｆ１は非分散性参照光路において変調器４０８を駆動する正弦波
発生器４１０の周波数である。位相変調器４２５は電気光学的、音響光学的、磁
気光学的あるいはファイバー６５に取り付けられたファイバー化された変調器を
用いる。同様に位相変調器４０８は電気光学的、音響光学的、磁気光学的変調器
を用いてバルク型で同等に実施でき、その場合それはビームスプリッタ４５２と
要素７７の間に取り付けられる。アセンブリー４３２は縦走査のためにアセンブ
リー４６と共に同じ装置４８に取り付けられる。あるいは二つの参照光路は両方
の参照光路に共通の光路に、即ちファイバー４１あるいはファイバー６３に沿っ
て、配置されたピエゾ円筒の周りを包むファイバーを用いて同時に走査してもよ
く、その場合要素４６，４３２の位置は参照光路どうしを等しくするように調整
され、装置４８は取り外される。図１におけるＯＣＴに関連して述べたような他
のどのような縦走査用装置を用いてもよい。ＯＰＤ範囲拡大器１１２は図１６あ
るいは図１７に示すどの実施例を用いても、あるいは回折要素を用いても実施で
きる。カプラー４３５の他のファイバー端部はそこからの反射を避けるための屈
折率適合ゲル５９で終わる。二つの参照光路は実質的に等しい。非分散性の干渉
計におけるコヒーレンスマッチングと分散の最小化を確実にするためにカプラー
４３５のファイバー長の如何なる実質的な差も光路４１において補償することが
できる。一方第２の（分散性）干渉計における分散を助長するために４１，４３
は短く、６５は長いのが望ましい。
【００７２】
第１の光路に沿う干渉による信号は周波数ｆ１あるいはその倍数に対して同調
されたバンドパスフィルタ１０１によりフィルタされる。第２の参照光路に沿う
干渉による信号は周波数ｆ２あるいはその倍数に対して同調されたバンドパスフ
ィルタ１０２によりフィルタされる。復調器４０６は第１の干渉計からの信号を
処理し、それは二つの干渉計の中から最良の奥行き解像力を有する画像を提供し
、表示装置１９の入力２３を駆動する。復調器４２８は分散性干渉計により提供
されるより大きな区分間隔で信号を処理し、表示装置１９の入力２１を駆動する
。実際には可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置のこの実施例において
は、図１０における実施例のＣＯＲチャンネルを図１９における分散性の干渉計
において得られるのと同様の奥行き解像力のＯＣＴチャンネルに置き換えられる
。表示装置１９は二つの画像を別々に表示する手段、あるいは／および一つの画
像内に二つの画像の組合せを画素ごとに表示する手段を備える。この実施例はカ
プラー４３４が図１８のように受信カプラー４２の前で物体信号を分割しないと
いう利点を有する。
されたバンドパスフィルタ１０１によりフィルタされる。第２の参照光路に沿う
干渉による信号は周波数ｆ２あるいはその倍数に対して同調されたバンドパスフ
ィルタ１０２によりフィルタされる。復調器４０６は第１の干渉計からの信号を
処理し、それは二つの干渉計の中から最良の奥行き解像力を有する画像を提供し
、表示装置１９の入力２３を駆動する。復調器４２８は分散性干渉計により提供
されるより大きな区分間隔で信号を処理し、表示装置１９の入力２１を駆動する
。実際には可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置のこの実施例において
は、図１０における実施例のＣＯＲチャンネルを図１９における分散性の干渉計
において得られるのと同様の奥行き解像力のＯＣＴチャンネルに置き換えられる
。表示装置１９は二つの画像を別々に表示する手段、あるいは／および一つの画
像内に二つの画像の組合せを画素ごとに表示する手段を備える。この実施例はカ
プラー４３４が図１８のように受信カプラー４２の前で物体信号を分割しないと
いう利点を有する。
【００７３】
図１９の模式図はもっと多くの干渉計を含むように拡張できる。例えばカプラ
ー４３５を１対２から１対ｎに拡張し、またアセンブリー４３２，４６に対する
バルク等価スプリッタを工夫してファイバー４１の参照ビーム出力をｎ個の参照
ビームに分割し、並進ステージ４８をシフトして全ての参照光路を同時に調整し
、各干渉計が位相変調器と異なるＯＰＤ拡大器要素とを含んで異なる奥行き区分
幅を有する対応する画像を作ることにより拡張できる。
ー４３５を１対２から１対ｎに拡張し、またアセンブリー４３２，４６に対する
バルク等価スプリッタを工夫してファイバー４１の参照ビーム出力をｎ個の参照
ビームに分割し、並進ステージ４８をシフトして全ての参照光路を同時に調整し
、各干渉計が位相変調器と異なるＯＰＤ拡大器要素とを含んで異なる奥行き区分
幅を有する対応する画像を作ることにより拡張できる。
【００７４】
前述したように、また図１９Ａに示すように、比較器１３５は、信号ライン１
３７によるコンピュータ３２内のソフトウェアの制御の下で信号２１，２３を比
較し、重み付けされた信号を表示装置１９に分配するのに使用される。この場合
、信号２１，２３もまた表示装置１９に分配される。もちろん、コンピュータ３
２からのソフトウェア制御は、比較器１３５に適当な荷重係数が与えられる際に
、それらが二つのバンドパスフィルタ１０１，１０２からのアナログ信号装置の
強度に関連して信号２１，２３に与えられるようなものであることを配慮しなけ
ればならない。
３７によるコンピュータ３２内のソフトウェアの制御の下で信号２１，２３を比
較し、重み付けされた信号を表示装置１９に分配するのに使用される。この場合
、信号２１，２３もまた表示装置１９に分配される。もちろん、コンピュータ３
２からのソフトウェア制御は、比較器１３５に適当な荷重係数が与えられる際に
、それらが二つのバンドパスフィルタ１０１，１０２からのアナログ信号装置の
強度に関連して信号２１，２３に与えられるようなものであることを配慮しなけ
ればならない。
【００７５】
図２０は本発明の別の態様の実施例を示す。この実施例は眼のレンズの背面に
おける波面の平坦化あるいは湾曲を可能にする。これはラスタ走査手段により指
示されたフィードバックを用いて図１、図２、図１０、図１４Ａ、図１４Ｂ、図
１５、図１８あるいは図１９に示す上記のどの実施のＯＣＴ干渉計におけるＯＰ
Ｄの同期制御によっても得られる。ビームが向く各方向に対して制御フィードバ
ックブロック９０がＯＣＴの参照および物体光路における光学遅延要素８６に制
御信号を与える。光線が眼に入る角度が大きいほど物体光路長は大きい。各方向
は発生器３４により横スキャナ１０に与えられる二つの電圧により与えられる。
二つのブロック８４はこれらの電圧を感知し、比例電圧を出力する。加算器８５
は制御信号を光学遅延装置８６に供給するが、この遅延装置はピエゾ円筒を取り
巻く十分長いファイバーであってもよい。装置８６は振動器を用いて同等に作る
ことができ、例えば二つの拡声器が、要素７５，７７の軸に対して４５°の方向
にある図１および図９、１４Ａ、１４Ｂあるいは１５における反射要素４６の二
つのミラー部品をシフトできる。装置８６はまた回折格子に関連付けてガルバノ
メータスキャナを用いて作ることができる。別の可能性は図２１，２２における
本発明に示すレンズおよびミラーに関連付けてガルバノメータスキャナを用いる
か、図２３に示すレンズに関連付けて二つのガルバノメータスキャナを用いるこ
とである。装置８６は実施によって図１Ａ、図１４Ａ、図１５におけるファイバ
ー４，５，４１あるいはファイバー４３中に、あるいは図１８のみにおけるファ
イバー光路４，５，４１中に、あるいは図１９のみにおけるファイバー５，４１
，６３中に、あるいは図１Ｂ、図１４Ｂにおける光路４，９，４１または光路４
３中に、あるいは図１８，１９における構造がバルクに変換された場合はファイ
バー光路の等価光路中に挿入できる。装置８６は線周波数値の２倍で動作し、従
って最終画像ラスタにおいて線を生じる横スキャナに与えられる鋸歯信号周波数
の２倍で動作する。典型的にはこれはおよそ１ｋＨｚを意味する。装置８６によ
り導入される光路変化の振幅は少なくとも数百ミクロンでなければならない。波
面湾曲はノブ８７を介して合算器８５の利得を変更して補正不足、適正補正ある
いは補正過剰にすることもできる。良好な補正をするには、即ち波面を平坦にす
る場合には、眼のレンズの焦点距離を知っておくべきである。
おける波面の平坦化あるいは湾曲を可能にする。これはラスタ走査手段により指
示されたフィードバックを用いて図１、図２、図１０、図１４Ａ、図１４Ｂ、図
１５、図１８あるいは図１９に示す上記のどの実施のＯＣＴ干渉計におけるＯＰ
Ｄの同期制御によっても得られる。ビームが向く各方向に対して制御フィードバ
ックブロック９０がＯＣＴの参照および物体光路における光学遅延要素８６に制
御信号を与える。光線が眼に入る角度が大きいほど物体光路長は大きい。各方向
は発生器３４により横スキャナ１０に与えられる二つの電圧により与えられる。
二つのブロック８４はこれらの電圧を感知し、比例電圧を出力する。加算器８５
は制御信号を光学遅延装置８６に供給するが、この遅延装置はピエゾ円筒を取り
巻く十分長いファイバーであってもよい。装置８６は振動器を用いて同等に作る
ことができ、例えば二つの拡声器が、要素７５，７７の軸に対して４５°の方向
にある図１および図９、１４Ａ、１４Ｂあるいは１５における反射要素４６の二
つのミラー部品をシフトできる。装置８６はまた回折格子に関連付けてガルバノ
メータスキャナを用いて作ることができる。別の可能性は図２１，２２における
本発明に示すレンズおよびミラーに関連付けてガルバノメータスキャナを用いる
か、図２３に示すレンズに関連付けて二つのガルバノメータスキャナを用いるこ
とである。装置８６は実施によって図１Ａ、図１４Ａ、図１５におけるファイバ
ー４，５，４１あるいはファイバー４３中に、あるいは図１８のみにおけるファ
イバー光路４，５，４１中に、あるいは図１９のみにおけるファイバー５，４１
，６３中に、あるいは図１Ｂ、図１４Ｂにおける光路４，９，４１または光路４
３中に、あるいは図１８，１９における構造がバルクに変換された場合はファイ
バー光路の等価光路中に挿入できる。装置８６は線周波数値の２倍で動作し、従
って最終画像ラスタにおいて線を生じる横スキャナに与えられる鋸歯信号周波数
の２倍で動作する。典型的にはこれはおよそ１ｋＨｚを意味する。装置８６によ
り導入される光路変化の振幅は少なくとも数百ミクロンでなければならない。波
面湾曲はノブ８７を介して合算器８５の利得を変更して補正不足、適正補正ある
いは補正過剰にすることもできる。良好な補正をするには、即ち波面を平坦にす
る場合には、眼のレンズの焦点距離を知っておくべきである。
【００７６】
代案として二つのセンサーレベル要素８４は与えられた入力レベルに対して一
定の電圧を出力するようにプログラムされたメモリーを有する電気回路でもよい
。
定の電圧を出力するようにプログラムされたメモリーを有する電気回路でもよい
。
【００７７】
図２１は光路の高速と低速の分散的変化を作り出すのにガルボスキャナを用い
る縦走査手段の実施例を示す。５０対５０カプラー５４４，５４２の構造がバラ
ンス検出を実行するのに用いられる。光検出器４０２により供給されるチャンネ
ルは光検出器４０４により供給されるチャンネルの２倍の利得が必要である。
る縦走査手段の実施例を示す。５０対５０カプラー５４４，５４２の構造がバラ
ンス検出を実行するのに用いられる。光検出器４０２により供給されるチャンネ
ルは光検出器４０４により供給されるチャンネルの２倍の利得が必要である。
【００７８】
さて干渉計がマッチングされ、即ちＯＰＤ＝０で、かつ参照ビーム１５５が回
転軸からある量δ離れたガルバノメータミラー１５０上の点に当たった場合、ま
たガルボスキャナ１５２をレンズ１５４に向かって同じ量だけ移動した場合（ビ
ームが−δにおいてガルボスキャナ１５２に当たる場合も等価な結果が得られる
）に対し考察を行なう。光線はガルバノメータミラー１５０により偏向され、レ
ンズ１５４により屈折され、レンズ１５４の焦点面において光軸に垂直に向けら
れたミラー１５６により反射され、再びレンズ１５４により屈折され、元の光路
に沿って屈折されてビーム１５５まで達し、合焦要素１５３を経由してファイバ
ー１５１に達する。小さな走査角度βに対してはガルバノメータミラーのβ／２
の回転によりミラー１５０から反射された後に、（光軸に沿った）中心光線と光
軸から角度β偏向された光線との間に導入される光路不均衡Ｐは以下の式で与え
られる。
転軸からある量δ離れたガルバノメータミラー１５０上の点に当たった場合、ま
たガルボスキャナ１５２をレンズ１５４に向かって同じ量だけ移動した場合（ビ
ームが−δにおいてガルボスキャナ１５２に当たる場合も等価な結果が得られる
）に対し考察を行なう。光線はガルバノメータミラー１５０により偏向され、レ
ンズ１５４により屈折され、レンズ１５４の焦点面において光軸に垂直に向けら
れたミラー１５６により反射され、再びレンズ１５４により屈折され、元の光路
に沿って屈折されてビーム１５５まで達し、合焦要素１５３を経由してファイバ
ー１５１に達する。小さな走査角度βに対してはガルバノメータミラーのβ／２
の回転によりミラー１５０から反射された後に、（光軸に沿った）中心光線と光
軸から角度β偏向された光線との間に導入される光路不均衡Ｐは以下の式で与え
られる。
【数１】
λによるＰの各変化に対して光検出されたビート信号は走査ミラー１５６に起
因する。三角駆動信号に対するこの信号の周波数はおよそ以下の式で与えられる
。
因する。三角駆動信号に対するこの信号の周波数はおよそ以下の式で与えられる
。
【数２】
ただし、ｋはスキャナ感度、Ｖｚは振幅、Ｆｚはスキャナ１５２に与えられる
三角波の周波数である。鋸歯信号に対しては式（２）は２で割らなければならな
い。
三角波の周波数である。鋸歯信号に対しては式（２）は２で割らなければならな
い。
【００７９】
図２１においてシフトδはガルボスキャナ１５２をレンズ１５４により近づけ
て置くことにより得られたが、この場合ガルバノメータミラー上のビームの入射
点Ｂはコリメータ１５３に向かって点Ｂ’まで同じ量だけシフトする。偏向され
た光線の扇の要の見かけの点Ｂ”はレンズ１５４の軸上に位置する（スキャナ１
５２がレンズ１５４から遠ざかる場合、Ｂ”は同じ方向にほぼ同じ距離だけ移動
する。）。
て置くことにより得られたが、この場合ガルバノメータミラー上のビームの入射
点Ｂはコリメータ１５３に向かって点Ｂ’まで同じ量だけシフトする。偏向され
た光線の扇の要の見かけの点Ｂ”はレンズ１５４の軸上に位置する（スキャナ１
５２がレンズ１５４から遠ざかる場合、Ｂ”は同じ方向にほぼ同じ距離だけ移動
する。）。
【００８０】
確実にテレセントリックな構成にするためにレンズ１５４からミラー１５６を
経て点Ｂ”までの距離はレンズ１５４の焦点距離に等しい。
経て点Ｂ”までの距離はレンズ１５４の焦点距離に等しい。
【００８１】
このようにして戻されたビームの方向はレンズ１５３から出射するビーム１５
５の方向と平行にされる。この配置は１５０が駆動されている間ファイバーに再
注入される光の振動による付随する強度変調を最小にする。
５の方向と平行にされる。この配置は１５０が駆動されている間ファイバーに再
注入される光の振動による付随する強度変調を最小にする。
【００８２】
縦高速光路変更用の低分散装置の第２の実施例を図２２に示す。この場合、ビ
ーム１５５はミラー１５０の回転軸上の点Ｂに当たる。光路不均衡変更が点Ｂを
横切る光軸から量δだけレンズ１５４を横にシフトすることにより作り出される
。レンズ１５４を通ったあと、ビームはミラー１５６の点ａ（β光線）、ｂ（０
光線）、ｃ（−β光線）から反射され、入射ビーム１５５に平行な方向に戻り、
第２のミラー１５７のそれぞれ点ａ１，ｂ１，ｃ１に入射する。ガルバノメータ
ミラー１５０で反射されたあと、ビームはレンズ１５４、ミラー１５６、ガルバ
ノメータミラー１５０上の点Ｂに戻り、最後には入射ビーム１５５に沿ってファ
イバー１５１に戻る。簡単のために図２２の図面は、点ｂがレンズ１５４の軸に
一致するような値を角度βが有する場合に相当する。
ーム１５５はミラー１５０の回転軸上の点Ｂに当たる。光路不均衡変更が点Ｂを
横切る光軸から量δだけレンズ１５４を横にシフトすることにより作り出される
。レンズ１５４を通ったあと、ビームはミラー１５６の点ａ（β光線）、ｂ（０
光線）、ｃ（−β光線）から反射され、入射ビーム１５５に平行な方向に戻り、
第２のミラー１５７のそれぞれ点ａ１，ｂ１，ｃ１に入射する。ガルバノメータ
ミラー１５０で反射されたあと、ビームはレンズ１５４、ミラー１５６、ガルバ
ノメータミラー１５０上の点Ｂに戻り、最後には入射ビーム１５５に沿ってファ
イバー１５１に戻る。簡単のために図２２の図面は、点ｂがレンズ１５４の軸に
一致するような値を角度βが有する場合に相当する。
【００８３】
縦高速光路変更用の低分散装置の第３の実施例を図２３に示し、これはバラン
ス検出および参照パワーの再循環を有するＯＣＴに有用な、異なるファイバー（
光路）に偏向された光を再指向するために図２１における二つのシステムを用い
る。
ス検出および参照パワーの再循環を有するＯＣＴに有用な、異なるファイバー（
光路）に偏向された光を再指向するために図２１における二つのシステムを用い
る。
【００８４】
これまで説明したどのＯＣＴも縦ＯＣＴ画像を作るのに使用できる。この場合
横走査システム１０はＸあるいはＹの一つの方向に沿って動作され、あるいは傾
斜した線、あるいは円または楕円形をサンプリングするように制御される。その
ような横方向の１周期が完了したあとに参照光路は段階的に変化され、あるいは
そのような横方向の１周期のそれぞれの間に参照光路は光路を変更する既知技術
の装置（どのようなものでもよい）、あるいは図２１、図２２あるいは図２３に
おける実施例を用いて横走査速度よりずっと小さな速度で変更される。一方の座
標で縦走査用のシステムを用いて探求された奥行きが、他方の座標で横スキャナ
ヘッドにより与えられた横方向が得られる２次元マップが得られる。
横走査システム１０はＸあるいはＹの一つの方向に沿って動作され、あるいは傾
斜した線、あるいは円または楕円形をサンプリングするように制御される。その
ような横方向の１周期が完了したあとに参照光路は段階的に変化され、あるいは
そのような横方向の１周期のそれぞれの間に参照光路は光路を変更する既知技術
の装置（どのようなものでもよい）、あるいは図２１、図２２あるいは図２３に
おける実施例を用いて横走査速度よりずっと小さな速度で変更される。一方の座
標で縦走査用のシステムを用いて探求された奥行きが、他方の座標で横スキャナ
ヘッドにより与えられた横方向が得られる２次元マップが得られる。
【００８５】
図２１、図２３における実施例に関して、縦ＯＣＴ画像を作り出すために用い
られた場合、図２，９，１０，１３，１４Ａ，１４Ｂ，１８，１９における装置
１９の垂直表示の動作法はガルボスキャナ１５２を駆動する鋸歯信号の斜面によ
り制御される。上記の斜面の各変化において奥行き方向に沿って最終的に表示さ
れたフレームにおけるラスタスキャンの向きが変更される。つまりＣＲＴの垂直
あるいは水平プレートに加えられる電圧が、テレビ、ＰＣおよびＣＲＴにおいて
共通に用いられる鋸歯形状とは異なる三角形状を有する。
られた場合、図２，９，１０，１３，１４Ａ，１４Ｂ，１８，１９における装置
１９の垂直表示の動作法はガルボスキャナ１５２を駆動する鋸歯信号の斜面によ
り制御される。上記の斜面の各変化において奥行き方向に沿って最終的に表示さ
れたフレームにおけるラスタスキャンの向きが変更される。つまりＣＲＴの垂直
あるいは水平プレートに加えられる電圧が、テレビ、ＰＣおよびＣＲＴにおいて
共通に用いられる鋸歯形状とは異なる三角形状を有する。
【００８６】
代案として、表示の順序および記憶の順序を変更する動作を表示装置（たとえ
ばフレーム取り込み装置）のデジタルフォーマットにおいて電子的に実行しても
よい。このようにして縦走査方向に関わらず、表示される画像の奥行き軸方向が
縦走査の間変わらない。
ばフレーム取り込み装置）のデジタルフォーマットにおいて電子的に実行しても
よい。このようにして縦走査方向に関わらず、表示される画像の奥行き軸方向が
縦走査の間変わらない。
【００８７】
式（１）および（２）はＯＣＴシステムにいて横走査に使用されるガルバノス
キャナにも同等に応用可能である。この場合、式（２）は平面目標を走査するこ
とから生じる位相変調の周波数を与える。この「搬送」周波数は位相変調器とし
て作用する特別の装置を用いないで画像帯域幅を搬送するのに使用できる。δが
大きいほど搬送周波数が高くなる。このようにしてビームがガルバノメータミラ
ーから遠くにシフトシフトされるほど搬送波により搬送できる信号の帯域幅が広
くなる。
キャナにも同等に応用可能である。この場合、式（２）は平面目標を走査するこ
とから生じる位相変調の周波数を与える。この「搬送」周波数は位相変調器とし
て作用する特別の装置を用いないで画像帯域幅を搬送するのに使用できる。δが
大きいほど搬送周波数が高くなる。このようにしてビームがガルバノメータミラ
ーから遠くにシフトシフトされるほど搬送波により搬送できる信号の帯域幅が広
くなる。
【００８８】
この搬送波は目標に投射された格子形状の中をサンプリング関数にわたりコヒ
ーレントな光学ビームを走査することにより現れる。しかしながら、目標が傾く
と搬送波の値を撹乱することになる。言い換えればサンプリング関数は目標にわ
たって一定ではなく、つまり、横画素サイズが目標内で変化する。
ーレントな光学ビームを走査することにより現れる。しかしながら、目標が傾く
と搬送波の値を撹乱することになる。言い換えればサンプリング関数は目標にわ
たって一定ではなく、つまり、横画素サイズが目標内で変化する。
【００８９】
その結果、横スキャナによる位相変調が採用される場合、復調ブロックのバン
ドパスフィルタは物体傾斜、粗さおよび輪郭による搬送周波数の変化を見込まな
ければならない。これは光学ビームの中心がガルバノメータミラー上に置かれた
場合にも当てはまる。この場合、サンプリング関数がニュートンリングのように
見えるのでリングの中心における特徴は大きな周期でサンプリングされ、低周波
数の搬送波周波数を生じる。用いられる帯域幅が０Ｈｚおよび低周波成分のいく
つかを跳ばした場合（１／ｆノイズを除去するために）、十分サンプリングされ
なかった目標の部分が最終画像において欠落することを意味する。このためにビ
ームが中心合わせされた場合のガルバノメータスキャナにより導入された変調と
位相変調器により導入された変調との組合せを採用すべきである。物体を横に走
査する場合、位相変調器を駆動する信号の周波数はＯＣＴにより発生されたスペ
クトルの真中に置くべきである。画像のサイズが小さすぎる場合（人間の網膜に
対してこれはおよそ横に０．５ｍｍを意味する）そのような組合せを採用すべき
であり、この場合搬送波周波数は処理されるべき帯域幅より小さい。
ドパスフィルタは物体傾斜、粗さおよび輪郭による搬送周波数の変化を見込まな
ければならない。これは光学ビームの中心がガルバノメータミラー上に置かれた
場合にも当てはまる。この場合、サンプリング関数がニュートンリングのように
見えるのでリングの中心における特徴は大きな周期でサンプリングされ、低周波
数の搬送波周波数を生じる。用いられる帯域幅が０Ｈｚおよび低周波成分のいく
つかを跳ばした場合（１／ｆノイズを除去するために）、十分サンプリングされ
なかった目標の部分が最終画像において欠落することを意味する。このためにビ
ームが中心合わせされた場合のガルバノメータスキャナにより導入された変調と
位相変調器により導入された変調との組合せを採用すべきである。物体を横に走
査する場合、位相変調器を駆動する信号の周波数はＯＣＴにより発生されたスペ
クトルの真中に置くべきである。画像のサイズが小さすぎる場合（人間の網膜に
対してこれはおよそ横に０．５ｍｍを意味する）そのような組合せを採用すべき
であり、この場合搬送波周波数は処理されるべき帯域幅より小さい。
【００９０】
異なる奥行きにおいて収集された横ＯＣＴ画像はソフトウェア処理されて同等
の横画像を作り、これは重畳されたＯＣＴ画像の外観、あるいはＳＬＯ画像の外
観、あるいは都合のよい形をした奥行きプロファイルを用いて目標の体積からサ
ンプリングされた画像の外観を持たせることができる。
の横画像を作り、これは重畳されたＯＣＴ画像の外観、あるいはＳＬＯ画像の外
観、あるいは都合のよい形をした奥行きプロファイルを用いて目標の体積からサ
ンプリングされた画像の外観を持たせることができる。
【００９１】
前記干渉計における第１と第２の光路間の光路不均衡のＮ個の値に対するＮ個
の画像を収集した後に、そのようなＯｓ画像は以下の式により得られる。
の画像を収集した後に、そのようなＯｓ画像は以下の式により得られる。
【数３】
【００９２】
べき数ｎ＝１および全ての係数Ｃｐ＝１は単純な重畳を意味する。べき数ｎ＝
２は係数Ｃが共焦点顕微鏡の奥行き区分プロファイルに従う場合、同等の共焦点
画像が得られることを意味する。例えば係数Ｃとしてその実験的な奥行き区分プ
ロファイルのサンプリングされた値を用いることにより現状技術のＳＬＯにより
作り出される画像と同等の画像を発生できる。
２は係数Ｃが共焦点顕微鏡の奥行き区分プロファイルに従う場合、同等の共焦点
画像が得られることを意味する。例えば係数Ｃとしてその実験的な奥行き区分プ
ロファイルのサンプリングされた値を用いることにより現状技術のＳＬＯにより
作り出される画像と同等の画像を発生できる。
【００９３】
そのようなソフトウェアで発生されたプロファイルは実験的プロファイルを特
徴づける隣接する付帯ピークがないという直接的な利点を伴う。
徴づける隣接する付帯ピークがないという直接的な利点を伴う。
【００９４】
他の同等の画像がより大きな値ｎに対して発生できる。
【００９５】
コヒーレンス信号の二乗版を作り出すブロックを用いて、即ちｎ＝２に対して
同等の共焦点画像を各ＯＣＴ画像に対して作り出すこともできる。
同等の共焦点画像を各ＯＣＴ画像に対して作り出すこともできる。
【００９６】
本発明のどの光学マッピング装置においても湾曲横補正画像を提供する、ラス
タ走査手段の同期制御の下でのフィードバックループを採用できる。
タ走査手段の同期制御の下でのフィードバックループを採用できる。
【００９７】
さらに本発明によるどの光学マッピング装置においても参照ビームの長さを変
更する手段は少なくとも一つの上記のガルバノメータミラーを備える。さらに干
渉計に入る参照ビームの長さを変更する手段は集束レンズからｆ＋δの距離に置
かれたガルバノメータミラーと、集束レンズからｆの距離にあるミラーとを備え
る。ただし、ｆは集束レンズの焦点距離であり、ガルバノメータミラー上の入射
ビームはガルバノメータミラー軸からδ離れている。
更する手段は少なくとも一つの上記のガルバノメータミラーを備える。さらに干
渉計に入る参照ビームの長さを変更する手段は集束レンズからｆ＋δの距離に置
かれたガルバノメータミラーと、集束レンズからｆの距離にあるミラーとを備え
る。ただし、ｆは集束レンズの焦点距離であり、ガルバノメータミラー上の入射
ビームはガルバノメータミラー軸からδ離れている。
【００９８】
干渉計から出る参照ビームの長さを変更する手段は同様にガルバノメータミラ
ー、集束レンズおよびレンズから距離ｆ離れた第１のミラーを備え、さらにガル
バノメータミラーにダブルパスを実施して光路変化を増加する第２のミラーも備
える。ここではガルバノメータミラーへのビームの入射点はその軸上にあり、か
つレンズの焦点面にあり、レンズは走査される面において横にシフトされて最大
偏角において第１のミラーから反射され、レンズにより屈折された光がガルバノ
メータミラーに確実に当たるようにする。
ー、集束レンズおよびレンズから距離ｆ離れた第１のミラーを備え、さらにガル
バノメータミラーにダブルパスを実施して光路変化を増加する第２のミラーも備
える。ここではガルバノメータミラーへのビームの入射点はその軸上にあり、か
つレンズの焦点面にあり、レンズは走査される面において横にシフトされて最大
偏角において第１のミラーから反射され、レンズにより屈折された光がガルバノ
メータミラーに確実に当たるようにする。
【００９９】
さらにまた干渉計に入る参照ビームの長さを変更する手段は第１および第２の
ガルバノメータミラーと、それぞれの第１および第２の収束レンズを備えてもよ
い。各集束レンズはそのそれぞれのガルバノメータミラーから距離ｆ＋δに置か
れる。第１のガルバノメータミラーへの入射ビームは第２のガルバノメータミラ
ーに再度向けられ、次に第２の光学出力光路に向けられる。
ガルバノメータミラーと、それぞれの第１および第２の収束レンズを備えてもよ
い。各集束レンズはそのそれぞれのガルバノメータミラーから距離ｆ＋δに置か
れる。第１のガルバノメータミラーへの入射ビームは第２のガルバノメータミラ
ーに再度向けられ、次に第２の光学出力光路に向けられる。
【０１００】
本発明による光学マッピング装置は物体にわたり１次元標本を発生する横走査
手段を用いることにより、かつ画像の横座標の一つを縦走査手段により導入され
た光路差に対応する縦座標と入れ替えることにより縦画像を発生するのに使用で
きる。
手段を用いることにより、かつ画像の横座標の一つを縦走査手段により導入され
た光路差に対応する縦座標と入れ替えることにより縦画像を発生するのに使用で
きる。
【０１０１】
さらにまた本装置は、ガルバノメータミラーに与えられる電圧の電圧鋸歯斜面
の各変化ごとに変る交互方向に垂直表示が行なわれる表示走査装置を備えてもよ
い。
の各変化ごとに変る交互方向に垂直表示が行なわれる表示走査装置を備えてもよ
い。
【０１０２】
ガルバノメータスキャナが採用される場合、ラスタの線はＯＣＴ画像信号の部
分を搬送するのに必要な位相変調を作り出すことのみに使用できるものである。
分を搬送するのに必要な位相変調を作り出すことのみに使用できるものである。
【０１０３】
さらにまた、ＯＣＴ画像信号の全てを搬送するのにラスタの線を生じるガルバ
ノメータスキャナによる変調ともう一つの位相変調器による変調との組合せを採
用してもよい。
ノメータスキャナによる変調ともう一つの位相変調器による変調との組合せを採
用してもよい。
【０１０４】
さらに低周波スペクトルの部分が捨てられるように電子フィルタを受信機に採
用してもよい。しかしながら最大位相変調周波数までの周波数が物体の横走査に
より導入されるパス変調を維持して通される。
用してもよい。しかしながら最大位相変調周波数までの周波数が物体の横走査に
より導入されるパス変調を維持して通される。
【０１０５】
さらにまたガルバノメータスキャナにより作り出される搬送波の周波数は入射
光学ビームをガルバノメータミラーの中心から遠くにシフトすることにより増加
できる。
光学ビームをガルバノメータミラーの中心から遠くにシフトすることにより増加
できる。
【０１０６】
光学マッピング装置は本発明の範囲内で異なる等価奥行き解像力を有する横画
像Ｏｓを発生するソフトウェアを含むことができる。この場合異なる奥行きで収
集された横ＯＣＴ画像が組み合わされる。ソフトウェアで作り出された画像は光
源のコヒーレンス長により保証される最小値と収集された横画像の範囲により決
定される最大値の間の奥行き解像力を有する。最終画像への各画像の寄与は所定
のプロファイルに従って重み付けされる。
像Ｏｓを発生するソフトウェアを含むことができる。この場合異なる奥行きで収
集された横ＯＣＴ画像が組み合わされる。ソフトウェアで作り出された画像は光
源のコヒーレンス長により保証される最小値と収集された横画像の範囲により決
定される最大値の間の奥行き解像力を有する。最終画像への各画像の寄与は所定
のプロファイルに従って重み付けされる。
【０１０７】
さらにまた本発明の範囲内で、用いられる表示装置の各入力にプロセッサを導
入してそれに対する入力信号の直線、対数、あるいは二乗版を提供することがで
きる。
入してそれに対する入力信号の直線、対数、あるいは二乗版を提供することがで
きる。
【図１Ａ】 光ファイバーとバルク部品の両方を用いるＯＣＴの実施例を示
す図である。
す図である。
【図１Ｂ】 バルク部品のみを用いるＯＣＴの実施例を示す図である。
【図２】 図１のＯＣＴに基づき、かつ可変コヒーレンス長をもつ光源を用
いる可変奥行き解像力を有するＯＣＴトモグラフィーマッピング装置の実施例を
示す図である。
いる可変奥行き解像力を有するＯＣＴトモグラフィーマッピング装置の実施例を
示す図である。
【図３】 本発明に用いる可変コヒーレンス長をもつ光源の代案を示す図で
ある。
ある。
【図４】 本発明に用いる可変コヒーレンス長をもつ光源の代案を示す図で
ある。
ある。
【図５】 本発明に用いる可変コヒーレンス長をもつ光源の代案を示す図で
ある。
ある。
【図６】 本発明に用いる可変コヒーレンス長をもつ光源の代案を示す図で
ある。
ある。
【図７】 本発明に用いる可変コヒーレンス長をもつ光源の代案を示す図で
ある。
ある。
【図８】 本発明に用いる可変コヒーレンス長をもつ光源の代案を示す図で
ある。
ある。
【図９】 図８に示す可変コヒーレンス長を有する光源の変形版を用いる可
変奥行き解像力を有するトモグラフィーマッピング装置の実施例を示す図である
。
変奥行き解像力を有するトモグラフィーマッピング装置の実施例を示す図である
。
【図９Ａ】 コンピュータ制御された比較器を採用する図９の実施例の回路
の代案を示す図である。
の代案を示す図である。
【図１０】 本発明の第２の実施例を示す図である。
【図１０Ａ】 コンピュータ制御された比較器を採用する図１０の実施例の
回路の代案を示す図である。
回路の代案を示す図である。
【図１１】 可変焦点奥行き区分間隔を有し、ピンホールとレンズを用いる
本発明用の共焦点受光器を示す図である。
本発明用の共焦点受光器を示す図である。
【図１２】 小さな奥行き区分間隔を確保するために受光器の開口としてフ
ァイバーが用いられる本発明用の共焦点受光器を示す図である。
ァイバーが用いられる本発明用の共焦点受光器を示す図である。
【図１３】 ファイバー化されたカプラーが前記光学分割器として用いられ
る本発明の第３の実施例を示す図である。
る本発明の第３の実施例を示す図である。
【図１３Ａ】 コンピュータ制御された比較器を採用する図１３の実施例の
回路の代案を示す図である。
回路の代案を示す図である。
【図１４Ａ】 異なる区分間隔をもつ二つのトモグラフィー画像を連続して
供給できる、光ファイバーとバルク部品の両方を用いる可変奥行き解像力を有す
るトモグラフィーマッピング装置の別の実施例である。
供給できる、光ファイバーとバルク部品の両方を用いる可変奥行き解像力を有す
るトモグラフィーマッピング装置の別の実施例である。
【図１４Ｂ】 二つの異なる区分間隔をもつトモグラフィー画像を連続して
供給でき、かつ前記画像の少なくとも一つが奥行き解像力を調整可能である、バ
ルク部品のみを用いる可変奥行き解像力を有するトモグラフィーマッピング装置
の実施例を示す。
供給でき、かつ前記画像の少なくとも一つが奥行き解像力を調整可能である、バ
ルク部品のみを用いる可変奥行き解像力を有するトモグラフィーマッピング装置
の実施例を示す。
【図１４Ｃ】 それぞれがコンピュータ制御された比較器を採用するそれぞ
れ図１４Ａと１４Ｂの実施例の代替え回路を示す図である。
れ図１４Ａと１４Ｂの実施例の代替え回路を示す図である。
【図１４Ｄ】 それぞれがコンピュータ制御された比較器を採用するそれぞ
れ図１４Ａと１４Ｂの実施例の代替え回路を示す図である。
れ図１４Ａと１４Ｂの実施例の代替え回路を示す図である。
【図１５】 本発明に用いられる光学コヒーレンストモグラフィーマッピン
グ装置の第４の実施例を示す図である。
グ装置の第４の実施例を示す図である。
【図１５Ａ】 コンピュータ制御された比較器を採用する、図１５の実施例
の回路の代案を示す図である。
の回路の代案を示す図である。
【図１６】 広帯域光源の相関関数を拡大する要素を示す図である。
【図１７】 広帯域光源の相関関数を拡大する別の要素を示す図である。
【図１８】 本発明のさらなる実施例を示す図である。
【図１８Ａ】 コンピュータ制御された比較器を採用する、図１８の実施例
の回路の代案を示す図である。
の回路の代案を示す図である。
【図１９】 本発明の別の実施例を示す図である。
【図１９Ａ】 コンピュータ制御された比較器を採用する、図１８の実施例
の回路の代案を示す図である。
の回路の代案を示す図である。
【図２０】 本発明に用いられるフィードバックループを示す図である。
【図２１】 本発明に使用される縦走査装置を示す図である。
【図２２】 本発明に使用されるさらなる縦走査装置を示す図である。
【図２３】 ビームの入射方向が出射方向と異なる、本発明に使用されるさ
らなる縦走査装置を示す図である。
らなる縦走査装置を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，
ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ
Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ
)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，
ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，
ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ
Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ
，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，
ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ
Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ
，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，
ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ
Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ
，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
Ｆターム(参考） 2F064 AA09 BB00 FF01 FF03 GG02
GG20 GG21 GG70
2F065 AA56 CC00 CC16 FF00 FF01
FF51 GG04 GG07 LL03 LL12
LL13 LL15 LL30 LL53 LL55
LL57 LL59 QQ03
2G059 AA06 BB12 EE09 FF02 GG01
GG03 JJ11 JJ17 JJ22
Claims (57)
- 【請求項１】 ファイバー化された干渉計とバルク干渉計から成るグループ
から選択された干渉計であって、それぞれ物体位置と参照反射アセンブリーにつ
ながる第１の光路と第２の光路を備える干渉計と、 所定の範囲にわたり前記干渉計からの光学出力を横断する方向に走査する走査
手段と、 前記走査手段からの光学ビームを物体位置に位置する物体に送り、かつ物体か
ら反射および散乱されて戻された光学出力ビームを前記第１の光路に沿って干渉
計に戻すインターフェース光学系と、 戻された光学出力ビームの少なくとも一部分を前記参照反射アセンブリーに方
向付ける手段と、 前記第１の光路又は前記第２の光路の少なくとも一方を変更して強度変調ある
いは位相変調あるいは強度変調と位相変調を導入する手段と、 少なくとも前記第２の光路の長さを前記走査手段に同期したペースで段階的あ
るいは連続的に変更する手段と、 を備える可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置であって、 前記干渉計は、放射光源あるいは可変コヒーレンス長を有する光源により作動
され、 前記物体に送られた光学ビームを表す信号を前記参照反射アセンブリーからの
出力信号と比較して前記干渉計からの出力信号を復調しかつ作り出す、前記走査
手段に連結された比較器あるいは解析手段と、 前記干渉計からの前記出力信号に基づいて前記物体の少なくとも部分の画像を
表示あるいは記憶する手段と、 を備えることを特徴とする光学マッピング装置。 - 【請求項２】 ファイバー化された干渉計とバルク干渉計から成るグループ
から選択された干渉計であって、それぞれ物体位置と参照反射器につながる第１
の光路と第２の光路を備える干渉計と、 可変焦点奥行きを有する共焦点受光器と、 前記物体位置に位置する物体から戻された光を前記共焦点受光器に内部に方向
付ける光学分割器と、 所定の範囲にわたり前記干渉計からの光学出力を横断方向に走査する走査手段
と、 前記走査手段からの光学ビームを物体に送り、かつ物体から反射および散乱さ
れた光学出力ビームを前記走査手段を介して前記光学分割器に、また前記光学分
割器から前記干渉計と前記共焦点受光器の両方に前記光学分割器により決定され
た比率で戻すインターフェース光学系と、 前記第１の光路又は前記第２の光路の少なくとも一方を変更して強度変調ある
いは位相変調あるいは強度変調と位相変調を導入する手段と、 少なくとも前記第２の光路の長さを前記走査手段に同期したペースで段階的あ
るいは連続的に変更する手段と、 を備える可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置であって、 前記干渉計は、放射光源あるいは可変コヒーレンス長を有する光源により作動
され、 前記物体に送られた光学ビームを表す信号を前記共焦点受光器からの出力信号
と比較して前記干渉計からの出力信号を復調しかつ作り出す、前記走査手段に連
結された比較器あるいは解析手段と、 前記干渉計により作り出された画像と前記共焦点受光器により作り出された画
像とを処理する手段と、 前記干渉計と前記共焦点受光器により作り出された前記それぞれの画像を同時
に表示する手段と、 を備えることを特徴とする光学マッピング装置。 - 【請求項３】 前記光源は、１０μｍから３００μｍの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第１の前記光源と、第１の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第２の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有することを特徴とする請求項１ある
いは２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項４】 前記光源は、１０μｍから３００μｍの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第１の前記光源と、第１の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第２の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 数マイクロメータあるいは数十マイクロメータより小さい値から数百マイクロ
メータより大きい値までの合成光源に対する連続範囲を供給するように、あるい
はいくつかの部分間隔に対する調整可能性を提供するように前記光源の少なくと
も一つのコヒーレンス長が電気的に調整可能であることを特徴とする請求項１あ
るいは２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項５】 前記光源は、１０μｍから３００μｍの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第１の前記光源と、第１の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第２の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源が実質的に同じ中心波長を有し、 前記光源は、前記二つの放射源のパワーの比を変化する電子ユニットを備え、
前記二つの重畳された放射源のパワーの比を変化するときに前記電子ユニットに
より確実に全強度が一定に保たれ、あるいは最終画像におけるバイアス強度が一
定に保たれるようにすることを特徴とする請求項１または２記載の光学マッピン
グ装置。 - 【請求項６】 前記光源は、１０μｍから３００μｍの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第１の前記光源と、第１の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第２の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源が実質的に同じ中心波長を有し、 前記光源は、最終出力ビームにおける二つの光源成分の寄与を平衡させる電子
光学要素を備えることを特徴とする請求項１または２記載の光学マッピング装置
。 - 【請求項７】 前記光源は、１０μｍから３００μｍの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第１の前記光源と、第１の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第２の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 前記光源は、最終出力ビームにおける二つの光源成分の寄与を平衡させる電子
光学要素を備え、前記電子光学要素は、電気的に制御可能な方向性カプラーであ
ることを特徴とする請求項１または２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項８】 前記光源は、１０μｍから３００μｍの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第１の前記光源と、第１の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第２の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 前記光源は、前記第１のファイバーのそれぞれがそれぞれの光源から光を送る
ために配置される二つの第１のファイバーと、前記光源ファイバーから光を集光
するように配置される第２のファイバーと、 を有し、 前記第２のファイバーは、前記第１のファイバーの間に移動可能であることを
特徴とする請求項１または２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項９】 前記光源は、１０μｍから３００μｍの範囲の非常に小さい
コヒーレンス長を有する一方の第１の前記光源と、第１の前記光源のコヒーレン
ス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第２の光源との二つの重畳された
放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 前記光源から光を集光する移動可能な集光ファイバーを備えることを特徴とす
る請求項１または２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項１０】 可変コヒーレンス長を有する前記光源は、多電極レーザダ
イオード、ＤＦＢレーザあるいはスーパールミネッセントダイオードであること
を特徴とする請求項１または２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項１１】 前記光源は、１０μｍから３００μｍの範囲の非常に小さ
いコヒーレンス長を有する一方の第１の前記光源と、第１の前記光源のコヒーレ
ンス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第２の光源との二つの重畳され
た放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 可変コヒーレンス長を有する前記光源は、関連付けられた相関プロファイル幅
が所定の奥行き解像力を確保する帯域幅にサブナノ秒の電気パルス制御の下で同
調するように作られたサブナノ秒可変波長光源であることを特徴とする請求項１
または２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項１２】 前記光源は、１０μｍから３００μｍの範囲の非常に小さ
いコヒーレンス長を有する一方の第１の前記光源と、第１の前記光源のコヒーレ
ンス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第２の光源との二つの重畳され
た放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 最大の帯域幅の前記第１の光源は第１の周波数で強度変調され、最小の帯域幅
の第２の光源は第２の周波数で強度変調され、前記第１と第２の周波数は異なり
、それらの比は無理数であり、前記物体に伝達された光学ビームを表す前記信号
は前記第１の周波数に同調された第１の受信機と第２の周波数に同調された第２
の受信機とに送られて、第１の対応画像は前記第１の周波数に同調された前記第
１の受信機により与えられる非常に狭い区分間隔を有し、第２の対応画像は前記
第２の周波数に同調された前記第２の受信機により与えられるより広い区分間隔
を有する対応画像を選択し、 前記第１と第２の対応画像は、二つの入力表示装置を介して同時に表示される
ことを特徴とする請求項１または２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項１３】 前記光源は、広帯域であることを特徴とする請求項２記載
の光学マッピング装置。 - 【請求項１４】 前記光学分割器は、バルクのビームスプリッタであること
を特徴とする請求項２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項１５】 前記光学分割器は、前記共焦点受光器に設けられた、ファ
イバー尾部を付けられた光検出器上で終わるファイバー化された方向性カプラー
であり、方向性カプラーのファイバー入口が前記共焦点受光器の開口として作用
し、前記光学分割器が前記干渉計の前記第１の光路の部分であることを特徴とす
る請求項２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項１６】 ＯＣＴチャンネルにより与えられる画像の記憶工程におい
て、その取り込み中に物体横移動に対して補正するのに前記共焦点受光器により
与えられる画像が用いられることを特徴とする請求項２記載の光学マッピング装
置。 - 【請求項１７】 前記画像を処理する手段は、干渉計画像と共焦点受光器画
像とを用いて画素ごとのフォーマットで数学演算を実行できることを特徴とする
請求項２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項１８】 前記画像を処理する手段は、前記記憶工程により得られた
画像を用いて画素ごとのフォーマットで数学演算を実行できることを特徴とする
請求項１６記載の光学マッピング装置。 - 【請求項１９】 前記共焦点受光器は、レンズの背面あるいはレンズ間にあ
る可変ピンホールと、光検出器とを備え、焦点奥行き間隔が前記干渉計とは独立
に調整可能であることを特徴とする請求項１４記載の光学マッピング装置。 - 【請求項２０】 前記共焦点受光器は、光検出器で終わるファイバー尾部を
備えることを特徴とする請求項１４記載の光学マッピング装置。 - 【請求項２１】 前記干渉計用の参照ビームと、 前記参照ビームを遮断する遮断手段と、 を備え、前記遮断手段が作動されたときに前記表示装置の入力を前記物体に伝
達された光学ビームを表す信号に対する高利得増幅器の出力に同期的に切替える
ことを特徴とする請求項１または２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項２２】 前記干渉計用の参照ビームと、 前記参照ビームを遮断する遮断手段と、 を備え、前記遮断手段が作動されたときに前記表示装置の入力を前記物体に伝
達された光学ビームを表す信号に対する高利得増幅器の出力に同期的に切替え、 前記光検出器がアバランシェである場合、それに接続された直列の抵抗器の電
圧降下を介して参照パワーにより利得が自動的に切替えられ、前記マッピング装
置は、共焦点動作法とＯＣＴ動作法との間を切替えられることを特徴とする請求
項１または２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項２３】 前記干渉計用の参照ビームと、 前記参照ビームを遮断する遮断手段と、 を備え、前記遮断手段が作動されたときに前記表示装置の入力を前記物体に伝
達された光学ビームを表す信号に対する高利得増幅器の出力に同期的に切替え、 前記干渉計がバルクの干渉計である場合、参照アームブロックで得られた画像
の奥行き解像力が光検出器が用いられる場合は光検出器の前にある光学系の開口
数を変更することにより、バランス検出が用いられる場合は二つの光検出器の前
にある光学系の開口数を変更することにより調整でき、前記開口数がレンズの焦
点距離を調整することにより、あるいは光検出器の前、バランス検出が用いられ
る場合は両方の光検出器の前にある光学系のピンホールの直径を調整することに
より調整されることを特徴とする請求項１または２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項２４】 前記光源は、広帯域であり、 （ｉ）共焦点受光器により作り出された画像の奥行き区分間隔を調節するステ
ップと、 （ｉｉ）干渉計画像信号と、表示手段に送られた共焦点受光器信号との振幅を
バランスさせることにより、広帯域光源のコヒーレンス長により与えられる最小
値から共焦点受光器により与えられる最大値まで可変の奥行き解像力を供給する
ステップと、 を含むステップ群からステップを選択することにより前記光学マッピング装置
により作り出された最終画像における奥行き解像力が調整可能であることを特徴
とする請求項１９記載の光学マッピング装置。 - 【請求項２５】 前記光源は、広帯域であり、前記光学マッピング装置によ
り作り出された最終画像における奥行き解像力は、干渉計画像信号と、表示手段
に送られた共焦点受光器信号との振幅をバランスさせて広帯域光源のコヒーレン
ス長により与えられる最小値から共焦点受光器により与えられる最大値まで可変
の奥行き解像力を提供することにより調整可能であることを特徴とする請求項１
５記載の光学マッピング装置。 - 【請求項２６】 装置により作り出された最終画像、あるいは二つまたは三
つの画像における奥行き解像力は、 （ｉ）共焦点受光器の奥行き区分間隔を調整するステップと、 （ｉｉ）光源のコヒーレンス長を変化することにより干渉計画像の一つの区分
間隔を変更するステップと、 （ｉｉｉ）合成画像において干渉計と共焦点受光器との寄与を重み付けして前
記第１の光源の最小コヒーレンス長により与えられる最小値から共焦点受光器あ
るいは前記第２の光源の最大コヒーレンス長により与えられる最大値まで調整可
能な奥行き解像力を提供するステップと、 を含むステップ群からステップを選択することによって調整可能であることを
特徴とする請求項１９記載の光学マッピング装置。 - 【請求項２７】 前記光源は、１０μｍから３００μｍの範囲の非常に小さ
いコヒーレンス長を有する一方の第１の前記光源と、第１の前記光源のコヒーレ
ンス長より大きなコヒーレンス長を有する他方の第２の光源との二つの重畳され
た放射光源を備え、 両方の光源は、実質的に同じ中心波長を有し、 最大の帯域幅の前記第１の光源は第１の周波数で強度変調され、最小の帯域幅
の第２の光源は第２の周波数で強度変調され、前記第１と第２の周波数は異なり
、それらの比は無理数であり、前記物体に伝達された光学ビームを表す前記信号
は前記第１の周波数に同調された第１の受信機と第２の周波数に同調された第２
の受信機とに送られて、第１の対応画像は前記第１の周波数に同調された前記第
１の受信機により与えられる非常に狭い区分間隔を有し、第２の対応画像は前記
第２の周波数に同調された前記第２の受信機により与えられるより広い区分間隔
を有する対応画像を選択し、 前記第１と第２の対応画像は、二つの入力表示装置を介して同時に表示され、
装置により作り出された最終画像、あるいは二つまたは三つの画像における奥行
き解像力が、 （ｉ）共焦点受光器の奥行き区分間隔を調整するステップと、 （ｉｉ）光源のコヒーレンス長を変化することにより干渉計画像の一つの区分
間隔を変更するステップと、 （ｉｉｉ）合成画像において干渉計と共焦点受光器との寄与を重み付けして前
記第１の光源の最小コヒーレンス長により与えられる最小値から共焦点受光器あ
るいは前記第２の光源の最大コヒーレンス長により与えられる最大値まで調整可
能な奥行き解像力を提供するステップと、 を含むステップ群からステップを選択することによって調整可能であることを
特徴とする請求項１または２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項２８】 前記装置により作り出された最終画像における奥行き解像
力は、 （ｉ）光源のコヒーレンス長を変化することにより干渉計により作り出された
画像の区分間隔を変更するステップと、 （ｉｉ）干渉計と共焦点受光器との寄与を重み付けして光源のコヒーレンス長
により与えられる最小値から共焦点受光器により与えられる最大値まで調整可能
な奥行き解像力を提供するステップと、 を含むステップ群からステップを選択することによって調整可能であることを
特徴とする請求項１５記載の光学マッピング装置。 - 【請求項２９】 前記光学分割器は、前記干渉計と前記共焦点受光器の両方
により作り出された画像における最適な信号対ノイズ比を確保するように最適化
された分割比を有することを特徴とする請求項２記載の光学マッピング装置。 - 【請求項３０】 ファイバー化された干渉計とバルクの干渉計とを含むグル
ープから選択された干渉計であって、広帯域光源と可変コヒーレンス長を有する
光源とを含むグループから選択された光源により作動され、それぞれ物体位置と
参照反射器アセンブリーにつながる第１の光路と第２の光路を備える干渉計と、 前記第１の光路あるいは前記第２の光路のどちらかに置かれた場合、光源の相
関関数に拡大を生じる光学要素と、 所定の範囲にわたり前記干渉計からの光学出力を横断方向に走査する走査手段
と、 前記走査手段からの光学ビームを前記物体位置に位置する物体に伝達し、かつ
前記物体から反射および散乱されて戻された光学出力ビームを前記第１の光路に
沿って前記干渉計に戻すインターフェース光学系と、 戻された光学出力ビームの少なくとも一部分を前記参照反射アセンブリーに方
向付ける手段と、 前記第１の光学系又は前記第２の光学系の少なくとも一方を変更して強度変調
あるいは位相変調あるいは強度変調と位相変調を導入する手段と、 を備える可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置であって、 前記干渉計は、広帯域光源と可変コヒーレンス長を有する光源から成るグルー
プから選択された光源により作動され、 前記物体に送られた光学ビームを表す信号を前記参照反射アセンブリーからの
出力信号と比較して前記干渉計からの出力信号を復調しかつ作り出す、前記走査
手段に連結された比較器あるいは解析手段と、 縦方向に走査して前記第１の光路あるいは前記第２の光路を前記走査手段に同
期したペースで段階的あるいは連続的に変更する手段と、 前記干渉計からの前記出力信号に基づいて前記物体の少なくとも一部分の画像
を表示あるいは記憶する手段と、 を備えることを特徴とする装置。 - 【請求項３１】 光源の相関プロファイルを拡大する前記光学要素は、関連
付けられたコヒーレンス長の増加を生じる分散性要素であることを特徴とする請
求項３０記載の光学マッピング装置。 - 【請求項３２】 光源の相関プロファイルを拡大する前記光学要素が多段エ
シェロンであることを特徴とする請求項３０記載の光学マッピング装置。 - 【請求項３３】 前記分散性要素は、前記第１および第２の光路に徐々に導
入されることによってコヒーレンス長の連続的な調整と前記光学マッピング装置
により作り出された画像の奥行き解像力の連続的な調整を行うことを特徴とする
請求項３１記載の光学マッピング装置。 - 【請求項３４】 １０μｍから３００μｍの範囲の可変コヒーレンス長を有
する光源を含む広帯域光源により作動される少なくとも二つの干渉計であって、 前記干渉計のそれぞれは、物体位置につながる少なくとも部分的に共通の第１
の光路と、各干渉計に対するそれぞれの第２の光路とを備え、前記第２の光路の
それぞれはそれぞれの参照反射器アセンブリーにつながり、 前記第２の光路の少なくとも一方に置かれた場合、光源の相関関数の拡大を生
じる少なくとも一つの装置と、 所定の範囲にわたって前記干渉計からの光学出力を横に走査する走査手段と、 前記走査手段からの光学ビームを物体位置に位置する物体に送り、かつ物体か
ら反射および散乱された光学出力ビームを前記第１の光路に沿って前記干渉計に
戻すインターフェース光学系と、 戻された光学出力ビームの少なくとも部分を前記参照反射器アセンブリーに方
向付ける手段と、 前記第１の光路と前記第２の光路の少なくとも一つを変更して強度変調、ある
いは位相変調、あるいは強度変調と位相変調を導入する手段と、 を備える可変奥行き解像力を有する光学マッピング装置であって、 前記少なくとも二つの干渉計は、広帯域光源あるいは１０μｍから３００μｍ
の範囲の可変コヒーレンス長を有する光源から成る光源により作動され、 前記物体に送られた光学ビームを表す信号を前記それぞれの参照反射器アセン
ブリーからの出力信号と比較して前記干渉計のそれぞれからの出力信号を復調か
つ作り出す、前記走査手段に連結された比較器あるいは解析手段と、 各干渉計における前記第１の光路あるいは前記第２の光路の長さを横走査手段
と同期したペースで段階的あるいは連続的に同時に変更する縦走査手段と、 前記干渉計のそれぞれからの前記出力信号に基づいて前記物体の少なくとも部
分の二つの画像を表示あるいは記憶する手段と、 を備えることを特徴とする装置。 - 【請求項３５】 前記第１の光路は前記干渉計により完全に共有され、前記
解析手段は前記干渉計の全てと前記第２の光路のそれぞれに対して一つの光受信
機を用い、 前記光学マッピング装置は、各干渉計に位相変調器を備え、 各位相変調器は、前記解析手段に対する他の個々の位相変調周波数から十分離
れた異なる周波数で駆動されて連続する周波数バンドパスフィルタリングにより
前記干渉計における個々の信号を分離できることを特徴とする請求項３４記載の
光学マッピング装置。 - 【請求項３６】 さらに前記干渉計のそれぞれにより作り出された個々の画
像を用いて制御可能な比率で画素ごとのフォーマットにおける数学演算を用いて
前記干渉計における信号を処理する手段を備えることを特徴とする請求項３４あ
るいは３５記載の光学マッピング装置。 - 【請求項３７】 前記干渉計の一つにより供給される画像の奥行き解像力を
連続的に調整するために前記光源の相関プロファイルを拡大する前記光学要素は
、前記干渉計の第２の光路に徐々に導入できることを特徴とする請求項３４ある
いは３５記載の光学マッピング装置。 - 【請求項３８】 前記光源の相関プロファイルを拡大する前記光学要素は、
関連付けられたコヒーレンス長を増加させる分散性要素であることを特徴とする
請求項３４あるいは３５記載の光学マッピング装置。 - 【請求項３９】 前記光源の相関プロファイルを拡大する前記光学要素は、
多段エシェロンであることを特徴とする請求項３４あるいは３５記載の光学マッ
ピング装置。 - 【請求項４０】 画像取り込み中の物体の横移動を補償するために、相関プ
ロファイルを拡大する前記光学要素を用いることにより得られる最悪の奥行き解
像力を有する前記干渉計の一つにおける画像は、そのような光学要素をもたない
別の干渉計を用いて得られる最良の奥行き解像力を有する画像を記憶する工程に
おいて用いられることを特徴とする請求項３４あるいは３５記載の光学マッピン
グ装置。 - 【請求項４１】 湾曲補正された横画像を供給する、前記走査手段の同期制
御下のフィードバックループを備えることを特徴とする請求項１、２、３０ある
いは３４のいずれか１項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項４２】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備えることを特徴とする請求項１、２、３０あるいは
３４のいずれか１項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項４３】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記干渉計に対する参照ビームの長さを変更する前記手段は、収束レンズから
ｆ＋δの距離に置かれたガルバノメータミラーと、前記集束レンズからｆの距離
にあるミラーとを備え、ただしｆは集束レンズの焦点距離であり、ガルバノメー
タミラー上の入射ビームはガルバノメータ軸からδ離れていることを特徴とする
請求項１、２、３０あるいは３４のいずれか１項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項４４】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、前記干渉計に対する参照ビームの長さを変更す
る手段は、ガルバノメータミラーと、集束レンズと、レンズから距離ｆ離れた第
１のミラーと、ガルバノメータミラーにダブルパスを実行して光路変化を増加す
る第２のミラーとを備え、 ガルバノメータミラー上のビームの入射点は、その軸上にありかつレンズの焦
点面にあり、 前記レンズは、前記第１のミラーにより反射され、かつレンズにより屈折され
た光が前記ガルバノメータに最大偏角で確実に当たるように、走査された光線の
平面内で横にシフトされることを特徴とする請求項１、２、３０あるいは３４の
いずれか１項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項４５】 物体にわたり１次元標本を発生する前記横走査手段を用い
ることにより、かつ画像における横座標の一つを前記縦走査手段により導入され
る光路差に対応する縦座標と置き換えることにより、縦画像を発生することを特
徴とする請求項３４記載の光学マッピング装置。 - 【請求項４６】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記ガルバノメータに与えられる電圧の電圧鋸歯斜面の各変化ごとに変る交互
方向にその垂直表示が行なわれる表示走査装置を備えることを特徴とする請求項
１、２、３０あるいは３４のいずれか１項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項４７】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記ガルバノメータに与えられる電圧の電圧鋸歯斜面の各変化ごとに変る交互
方向にその垂直表示が行なわれる表示走査装置を備え、 前記ガルバノメータスキャナは、位相変調を作り出して前記ＯＣＴ画像信号の
部分を搬送することのみに用いることができるラスタの線を与えることを特徴と
する請求項１、２、３０あるいは３４のいずれか１項に記載の光学マッピング装
置。 - 【請求項４８】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記ガルバノメータに与えられる電圧の電圧鋸歯斜面の各変化ごとに変る交互
方向にその垂直表示が行なわれる表示走査装置を備え、 前記ガルバノメータスキャナは、位相変調を作り出して前記ＯＣＴ画像信号の
部分を搬送することのみに用いることができるラスタの線を与え、 前記ガルバノメータスキャナによる変調ともう一つの位相変調器による変調の
組合せは、前記ＯＣＴ画像信号の全てを搬送するのに採用されることを特徴とす
る請求項１、２、３０あるいは３４のいずれか１項に記載の光学マッピング装置
。 - 【請求項４９】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記ガルバノメータに与えられる電圧の電圧鋸歯斜面の各変化ごとに変る交互
方向にその垂直表示が行なわれる表示走査装置を備え、 前記ガルバノメータスキャナは、位相変調を作り出してＯＣＴ画像信号の部分
を搬送することのみに用いることができるラスタの線を与え、 受信機における電子フィルタが低周波スペクトルの部分を廃棄し、かつ物体の
横走査により導入されたパス変調により生じる最大位相変調周波数までの周波数
を透過することを特徴とする請求項１、２、３０あるいは３４のいずれか１項に
記載の光学マッピング装置。 - 【請求項５０】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記ガルバノメータに与えられる電圧の電圧鋸歯斜面の各変化ごとに変る交互
方向にその垂直表示が行なわれる表示走査装置を備え、 前記ガルバノメータスキャナは、位相変調を作り出してＯＣＴ画像信号の部分
を搬送することのみに用いることができるラスタの線を与え、入射光学ビームを
ガルバノメータミラーの中心からシフトすることにより前記ガルバノメータスキ
ャナにより作り出される搬送波の周波数を増加できることを特徴とする請求項１
、２、３０あるいは３４のいずれか１項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項５１】 前記装置が異なる奥行きにおいて収集された横ＯＣＴ画像
を組み合わせることにより異なる等価奥行き解像力を有する横画像Ｏｓを作り出
すことができるソフトウェアを含み、前記ソフトウェアで作り出された画像は、
光源のコヒーレンス長により確保される最小値から収集された横画像の範囲によ
り決定される最大値までの奥行き解像力を有し、 最終画像への各寄与が所定のプロファイルにより重み付けされることを特徴と
する請求項１、２、３０あるいは３４のいずれか１項に記載の光学マッピング装
置。 - 【請求項５２】 表示装置の各入力に導入されてその入力信号の直線、対数
あるいは二乗版を提供できるプロセッサを有することを特徴とする請求項１、２
、３０あるいは３４のいずれか１項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項５３】 前記参照ビームの長さを変更する手段は、少なくとも一つ
のガルバノメータミラーを備え、 前記干渉計に対する参照ビームの長さを変更する前記手段は、第１のガルバノ
メータミラー、第１の集束レンズ、第２のガルバノメータミラーおよび第２の集
束レンズを備え、個々のレンズのそれぞれは個々のガルバノメータミラーからｆ
＋δの距離に置かれ、ｆは個々の集束レンズのそれぞれの焦点距離であり、 前記第１のガルバノメータミラーへの入射ビームは、前記第２のガルバノメー
タ、さらには第２の出力光路に再指向されることを特徴とする請求項１、２、３
０あるいは３４のいずれか１項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項５４】 前記光源は広帯域であり、 前記光学マッピング装置により作り出された最終画像における奥行き解像力は
、前記広帯域光源のコヒーレンス長により与えられる最小値から共焦点受光器に
より与えられる最大値まで調整可能な奥行き解像力を供給するように干渉計画像
信号と表示手段に送られた共焦点受光器信号との振幅を平衡させることにより調
整可能であることを特徴とする請求項２９記載の光学マッピング装置。 - 【請求項５５】 前記比較器あるいは解析手段は、それに与えられるアナロ
グ信号用の二つの入力と一つのアナログ出力信号と、コンピュータからの制御信
号を受信する入力と、前記コンピュータの制御の下にデジタル操作して重み付け
された出力信号を作り出す、前記比較器あるいは解析手段に入力される二つのア
ナログ信号の少なくとも一つを変換する少なくとも一つのアナログ−デジタル変
換器と、前記少なくとも一つのアナログ−デジタル変換器からの重み付けされた
出力信号を二つのアナログ入力信号の他方を表す信号と比較して前記少なくとも
一つの重み付けされた出力信号と前記二つのアナログ入力信号の他方を表す前記
信号との関数である、前記比較器あるいは解析手段からの出力アナログ信号を作
り出す比較器とを含むことを特徴とする請求項１、２、３０あるいは３４のいず
れか１項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項５６】 前記比較器あるいは解析手段は、それに与えられるアナロ
グ信号用の二つの入力と一つのアナログ出力信号と、コンピュータからの制御信
号を受信する入力と、前記二つのアナログ入力信号を受信可能でかつ前記コンピ
ュータの制御の下で前記一つのアナログ出力信号を出力可能な乗算デジタル−ア
ナログ変換器とを含み、各アナログ入力信号はデジタル信号に変換され、少なく
とも一つの最終デジタル信号は前記コンピュータの制御の下で荷重係数により乗
算され、前記アナログ出力信号を作り出すように積信号はが加算されかつアナロ
グ信号に変換されることを特徴とする請求項１、２、３０あるいは３４のいずれ
か１項に記載の光学マッピング装置。 - 【請求項５７】 前記比較器あるいは解析手段は、それに与えられるアナロ
グ信号用の二つの入力と一つのアナログ出力信号と、コンピュータからの制御信
号を受信する入力と、二つのアナログ入力信号の少なくとも一つに作用して１／
ｎから（ｎ−１／ｎ）ｘ（作用される前の元の入力アナログ信号）までの範囲の
値を有する乗算器積信号を作り出す（ただしｎは２〜２５６の整数）、コンピュ
ータ制御下にある少なくとも一つのアナログ乗算器と、乗算器積信号を二つのア
ナログ入力信号の他方を表す信号と比較して前記少なくとも一つの重み付けされ
た出力信号と前記二つのアナログ入力信号の他方を表す前記信号との関数である
、前記比較器あるいは解析手段からの出力アナログ信号を作り出す比較器とを含
むことを特徴とする請求項１、２、３０あるいは３４のいずれか１項に記載の光
学マッピング装置。
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