JP2011515177A - 対象物の検査のための光学セットおよび光学的デバイスを使用した対象物を検査するための方法 - Google Patents

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Abstract

アタッチメントを備えた光学的断層撮影法による対象物の検査用の装置であって、光ビームの生成デバイス、光ビームを少なくとも1つのリファレンスビームおよび、レンズを通って検査対象物に導かれる少なくとも1つのオブジェクトビームに分割するデバイス、少なくとも1つのリファレンスビームおよび対象物で散乱されてレンズを通って戻ってくる少なくとも1つのオブジェクトビームから合成ビームを生成するデバイス、合成ビームのスペクトル解析用のデバイス、およびアタッチメントを含み、該アタッチメントは、SOCTデバイスのレンズと検査される対象物の間に位置する補足的光学系(454)である点に特徴を有する装置。
【選択図】 図4

Description

本発明は、光学的断層撮影法により対象物を検査するための装置、光学的断層撮影法により対象物を検査するためのアタッチメントを備えた装置、および光学的断層撮影法により対象物を検査する方法に関する。
対象物を撮像(imaging)するための装置としては、対象物を撮像するための光断層撮像(optical tomography)装置がある。光断層撮像は対象物とそれらの構造を撮像するための技術のうちの1つであり、リファレンス光ビームと、対象物により後方散乱されたオブジェクト光ビームとの干渉によって生成された信号の分析に基づく。光学的断層撮像法を使用して、対象物の像を描く装置および/または対象物の像を描くための方法は、種々の実施態様として知られている。また、それらの多数は追加の装置が提供される。例えば、国際特許公開番号、WO 2007/148310、「調整システムを備えた光周波数領域断層撮像用装置、光周波数領域断層撮像用装置の調整システム、および光周波数領域断層撮像用装置の調整方法」は、調整システムを備えた光周波数領域断層撮像用の装置として知られている。対象物の検査は、対象物により散乱され、一部が反射されて対象物へ戻ってきたオブジェクト光ビームとリファレンス光ビームの干渉により生成された合成ビームの分析に基づく。合成ビームは分散デバイス(例えば回析格子)に導かれ、次いで、探知装置またはスペクトル・レコーダ(例えば線形のCCDカメラの中で使用される感光性の要素のマトリックス)によって記録される。レコーダによって生成された信号は、通常デジタル信号形式で、計算ユニットに送信される。対象物の軸構造についての情報はたとえばPCのような計算ユニットによって行なわれる数値計算によって得られる。検査対象物の撮像の正確さを増加させるために、前述の出願による光周波数領域断層撮像用のデバイスには、自動制御された調整システムが提供される。これは探知装置の少なくとも1つの感光要素と合成ビームのスペクトル・イメージとの相対的配置を、光感受性探知装置要素上にスペクトル・イメージの最適な形で投影が表示されるまで調整する。
本発明のアイデアは、光学的断層撮影法による対象物を検査するためのアタッチメントを備えた装置(SOCTデバイス)であって、
光ビーム発生デバイス、光ビームを少なくとも1つのリファレンスビームと、レンズにより検査される対象物に導かれる1つのオブジェクトビームに分割するための手段、少なくとも1つのリファレンスビームと、対象物で散乱されレンズを通って戻ってきた少なくとも1つのオブジェクトビームから合成のビームを生成するデバイス、合成ビームのスペクトル解析用デバイスを含み、SOCTデバイスのレンズと検査される対象物の間に配置される補足光学系であるアタッチメントを備える装置に関する。
好適には、SOCTデバイスのレンズにはオブジェクトビームのための外部焦点が提供され、ここで対象物が外部から検査される期間、補足光学系のレンズが配置されるか、またはより多くのレンズを含む補足的光学系の第一のレンズが配置され、対象物の後部部分を検査する期間、SOCTデバイスのレンズは、ひとみ領域の中にオブジェクトビームのための外部焦点を有している。
補足光学系は、SOCTデバイスのレンズに固定されたアタッチメントの内側に配置されるか、または補足光学系に関連したアタッチメントに向き合って配置された、SOCTデバイスのレンズにマウントされた円筒状の要素が提供されたSOCTデバイスの、レンズ上にマウントされたアタッチメントの中に配置される。
好適には、アタッチメントは、SOCTデバイスのレンズに対して補足光学系の位置の変化を防止する少なくとも1つの調節および/またはマウンティングシステムを装備している。好適には、調節および/またはマウンティングシステムは、円筒状の要素およびケーシングを接続するフランジを備え、該フランジの内側には補足光学系および/または少なくとも1つの垂直のマウンティング要素および/または水平のマウンティング要素が配置され、補足光学系の垂直面での移動、および/またはアタッチメントの軸に沿った移動を可能とし、および/または円筒状の要素内へねじ込まれる少なくとも1つのねじを有し、レンズと接触する場合に、補足光学系がアタッチメントの軸に垂直な面を移動することができるようにする。
円筒状の要素にはねじが切られたパイプを提供でき、スリーブの形をしているケーシングを接続し、その内側には補足光学系が配置されるか、またはねじが切られた孔が提供され、外側にねじが切られたスリーブの形をしているケーシングと接続することができ、その中には補足光学系が配置される。
好適には、補足光学系は、単一レンズ、レンズのアセンブリ、または異なる焦点距離を備えたレンズのアセンブリからの単一レンズである。
円筒状の要素の内部に、弾性で変形可能な円筒状のインサートを配置することができる。あるいは、円筒状の要素には、円筒状の要素のジャケットの厚さ方向の全体にわたりノッチを提供できる。
さらに、本発明のアイデアは、光学的断層撮影法による対象物の検査用の装置のためのアタッチメントであり、該SOCTデバイスのレンズ上にマウントできる形式であり、SOCTデバイスのレンズ上にマウント可能な円筒状の要素を備え、該円筒状の要素に対してアタッチメントの反対側に位置する補足光学系を備える。
さらに、本発明のアイデアは、アタッチメントを備えた光学的断層撮影装置を使用する、対象物の検査用のデバイスによる対象物の検査のための方法であって、
光ビームの生成デバイス、光ビームを少なくとも1つのリファレンスビームおよびレンズを通って検査対象物に導かれる少なくとも1つのオブジェクトビームに分割するデバイス、少なくとも1つのリファレンスビームおよび対象物により散乱され、レンズを通って戻ってきた少なくとも1つのオブジェクトビームから合成ビームを生成するデバイス、
合成ビームおよびアタッチメントのスペクトル解析用のデバイスを含み;
該SOCTデバイスにより外部から対象物を検査する間には、アタッチメントはSOCTデバイスのレンズ上にマウントされ、補足的光学系のレンズまたは1つ以上のレンズを含む補足光学系の第一のレンズが、SOCTデバイスのレンズの外部焦点(external focus)に置かれ、対象物の後部部分を検査する間には、アタッチメントはSOCTデバイスのレンズから取り除かれる方法に関する。
現在知られている光学的デバイスは、透明または半透明な対象物、たとえば目の総合的な評価をすることができない。本発明は図面中の実施態様において示される:
図1は、デバイスのレンズ上にマウントされたアタッチメントを備えたスペクトル光学的断層撮影法による、対象物の撮像用のデバイスの側面図を示す; 図2は、対象物の後部部分を走査する際の光ビームのルートの概要を示す; 図3は、対象物の前部部分を走査する際の光ビームルートの概要を示す; 図4は、1つのアタッチメントの変形の側面図を示す; 図5は、別のアタッチメントの変形の側面図を示す。
スペクトルの光学的断層撮影法による対象物の検査用のデバイスである、SOCTデバイスと略号で記載されるデバイスには、SOCTデバイスのレンズに固定されたアタッチメントが提供され、該アタッチメントはSOCTデバイスのレンズ上にマウントされることができ、本発明の解決策を適用することができ、複数のサブアセンブリーを含むことができるが、図面および明細書においてはSOCTデバイスは簡略に記載され、既存のスペクトル光学的断層撮影法による対象物の検査のためのアセンブリには含まれないアタッチメントについて詳しく説明される。すべての図面上の等価な要素は、同じ数の参照数字、または第一の桁が図番号を参照する参照数字によってラベルされる。
最も単純な実施態様では、SOCTデバイス100は上部部分110と、パワーサプライおよび制御装置を含む下部部分120を備え、ビームスプリッターによって2つのアーム内へ分割される光ビームを生成する光源を含む。オブジェクトアームでは、レンズ130によって、形成された光ビームは検査された対象物の内部に進入し、次にその内部構造により後方散乱され、レンズ130を通ってビームスプリッターへ戻る。同時に、リファレンスアーム中の光は固定されたリファレンス鏡により反射され、ビームスプリッターへ戻る。その中でリファレンスビームが生成され、次に、スペクトロメータによって処理される。スペクトロメータでは、合成ビームが回析格子に導かれ、それは、干渉じまで調整された光スペクトルへ合成のビームを分割し、該スペクトルは検出システムで記録される。検出システムによって生成された電気信号は、計算ユニット140に送信される。検査された対象物の軸方向の構造に関する情報は、計算ユニット140(例えばPC)の数値計算に基づいて得られる。SOCTデバイス100は配線によって計算ユニットと連絡される。それは、さらにSOCTデバイス100のパワーサプライ・ワイヤを含むことができる。検査された対象物の構造のイメージはスクリーン141に表示できる。SOCTデバイスの作業に必要な前述のシステムの多く、およびサブアセンブリーは、SOCTデバイスのケーシングの内部に置かれる。
SOCTデバイス100は、典型的なSOCTデバイスに比較して、アタッチメントが追加で提供される。それは、SOCTデバイスのレンズと検査される対象物の間に配置される補足的光学系であり、図1の中で示される。それは、SOCTデバイス100のレンズ130に固定された、補足的光学系154を備えたアタッチメント150である。
図1の中で示されるアタッチメント150には、SOCTデバイス100のレンズ130上にマウントされた円筒状の要素151、およびボディの内部、または、円筒状の要素151と一体の孔を構成するかまたは円筒状の要素と接続されたケーシングの内部に置かれた補足光学系154が提供される。さらに、アタッチメントには調整システムを提供できる。それは、アタッチメント150の対称軸153がSOCTデバイス100のレンズ130の軸に対応するように、SOCTデバイス100のレンズ130に対してアタッチメント150が配置されることを可能とする。図2は、対象物の後部部分を走査する際に、付加装置のないSOCTデバイスのオブジェクトアーム内での光ビームのルートを示す。オブジェクトアーム内の光ビームまたは光ビームのオブジェクトアーム、またはオブジェクトビーム221は、ビームスプリッター210から、オブジェクトビーム221を形成する第一のシステム220を通る。ビームのルートを変化させるための光学系230では、たとえば少なくとも1つのミラーが回転可能なメカニズムの上に配置され、オブジェクトビームを形成する第2のシステム240、およびプロジェクト・ビームを形成する3番目のシステム250が配置され、検査される対象物270に導かれる。オブジェクトビームを形成する焦点距離f1の第2のシステム240、およびオブジェクトビームを形成する焦点距離f2の3番目のシステム250は、オブジェクトビームを形成する光学素子のアセンブリ200を構成できる。そのルートは、SOCTデバイスの用途に依存する。進行方向を変えた後のオブジェクトビーム221は、第一の焦点240に集まる。また、3番目の光学系250を通った後、第2の焦点251に集まる。これはSOCTデバイスのレンズの全光学系の外部焦点を構成する。レンズの全光学系の外部焦点251内には、光学素子(例えば目270のひとみ260)が存在する。それ自身の焦点距離を持ったひとみを通り、オブジェクトビームは検査される対象物(例えば目270の眼底271)の後ろの部分に導かれる。図2中のオブジェクトビーム221の軸231は、ひとみ260の軸261および目270の軸275に一致する。
図3は対象物の前部を走査する光ビームのルートの概要図を示し、オブジェクトビームを形成する光学素子のアセンブリによって形成され、図2の中で示される光学素子のアセンブリ200に類似するレンズの光学系300を含み、オブジェクトビームを形成する光学素子の合成の焦点距離f3の補足的光学アセンブリ305を含み、図3中のそれは、光学素子または補足光学系380である。オブジェクトアーム中の光ビームは、図2の中で示される解決策と類似し、ビームスプリッターから第一のシステム320を通り、オブジェクトビームを形成する。ビームのルートを変更するための光学系330、オブジェクトビームを形成する第2のシステム340を通り、第3の焦点351に集まる。第3の焦点351はSOCTデバイスのレンズの全光学系の外部焦点である。レンズの全光学系の外部焦点には、オブジェクトビームのルートを変更する、補足光学系380が存在する。それ自身の焦点距離f3を備えたこの補足光学系380のおかげで、オブジェクトビームは、たとえば目370の角膜の外側表面372である対象物の前部に導かれる。対象物の前部を走査している間、対象物(例えば目370のひとみ360)の内部光学要素は、オブジェクトビームの形成のために使用されない。
図4は、アタッチメント450の変形のうちの1つの側面図を示す。そのボディには、SOCTデバイスのレンズ上にマウントされた、円筒状の要素451が提供される。さらに、アタッチメントには、アタッチメント450の移動を可能にする調節および/またはマウンティング・システム490が提供される。また、これはSOCTデバイスのレンズに対して適切に補足光学系454の位置を決めることを可能にする。調節および/またはマウンティング・システム490のうちの1つにはフランジ495、垂直マウンティング要素491、492、および水平のマウンティング要素493、494が提供される。これはアタッチメント450の軸に沿った移動、または垂直面でのアタッチメントの移動を防ぐ。フランジ495は、補足光学系454のケーシング453と一体となった孔を構成でき、この全体は円筒状の要素451にねじ込まれる。ケーシング453には凹部456を有する内側エンドからの内側貫通孔が提供される。その内部に、補足光学系454が配置され、たとえば図3に記載された合成の焦点距離f3を有する1つまたはいくつかのレンズを含む光学系が置かれる。別の調節および/またはマウンティング・システム490には、ねじ496、497が提供され、SOCTデバイスのレンズ上にマウント可能な円筒状の要素451内へねじで留められる。ねじ496、497は、SOCTデバイスのレンズに対する所定位置にアタッチメント450を固定することを可能にする。また必要な場合には、円筒状要素451中のねじをより深く、またはより浅くねじ込むことによって、SOCTデバイスのレンズの軸に対して垂直なアタッチメント450の垂直位置を決定することができる。SOCTデバイスのレンズ上のアタッチメント450のマウンティングを可能にするために、アタッチメント450の円筒状の部屋459の直径d1は、レンズの外部直径Dよりわずかに大きいかまたはほとんど等しい。その結果、アタッチメント450の円筒状の部屋459の内孔と、SOCTデバイスのレンズとの摺動可能なフィッティングを保証する。図4の中で示される別の解決策では、円筒状の要素には、この円筒状の要素451のジャケットの厚さ方向の全体にわたり、ノッチ458を提供することができ、これはSOCTデバイスのレンズ上へのアタッチメント450のマウンティングを可能にする、この解決策でのアタッチメント450の円筒状の部屋459の直径d1は、レンズの外部直径Dより小さい。アタッチメント450をマウントする際に、ノッチを増加すると、それは直径d1の増加に結びつき、それはSOCTデバイスのレンズ上へのアタッチメント450のマウンティングを可能にする。
図5は、アタッチメント550の別の変形の側面図を示す。そのボディには、SOCTデバイスのレンズ上にマウント可能な円筒状の要素551が提供される。さらに、アタッチメント550には、調節および/またはマウンティング・システム550を提供でき、これはSOCTデバイスのレンズに対して、アタッチメント550の適正な垂直方向および長さ方向の位置決めを可能にする。調節および/またはマウンティング・システム590のうちの1つにはフランジ595、垂直のマウンティング要素591、592および水平のマウンティング要素593、594が提供され、それはアタッチメント550の軸555に沿ったアタッチメントの移動、および水平面におけるアタッチメント550の移動を可能にする。フランジ595には、外部に細かいねじ558を備えた突き出した円筒状のパイプ557が提供され、また垂直のマウンティング要素591、592、および水平のマウンティング要素593、594のために穴が提供され、フランジ595の円筒状の要素551への固定を可能にする。ボディ453および円筒状のパイプ557には、内部の貫通穴が設けられ、オブジェクトビームはそれを通り抜けることができる。フランジが無い場合、または垂直および水平のマウンティング要素がない場合、外部に細かいねじ558を備えた突き出した円筒状のパイプ557は、円筒状の要素551に直接固定されるか、あるいは円筒状のパイプ557は、円筒状の要素551と一体の孔を形成する。スリーブ553は円筒状の要素557上にねじで留められる。該スリーブは一方にねじが切られた内部孔を有し、このねじは、フランジ595の円筒状の要素557上のノッチのある雄ねじ558の輪郭に追従する。スリーブ553と向き合い、その外側に、凹部556が存在し、その内部に補足的光学系554、たとえば単一レンズまたはいくつかのレンズを含む光学系であって、その最初のレンズは焦点距離f3を有している光学系が配置される。さらに、スリーブに雄ねじを提供し、内部の孔に雌ねじを切った円筒状の要素の中にねじで留めるという解決策も可能である。別の調節および/またはマウンティング・システム590には、弾性的に変形可能な材料(例えばゴム)で作られた、弾性で変形可能な円筒状のインサート552手段により、SOCTデバイスのレンズ上にマウントされた円筒状の要素551をねじ留めする、ねじ596、597が提供される。この解決策におけるねじ596、597は、アタッチメント450のための可能な付加的な固定手段を構成し、アタッチメントをSOCTデバイスのレンズに対して所定位置に固定する。この場合にはマウンティング要素は、円筒状の要素551の内部に置かれた弾性の変形可能な円筒状のインサート552である。弾性の変形可能なインサート552の外側直径d2は、アタッチメント450からのインサート552の滑り出しを防ぐために、アタッチメント450の内部円筒状の部屋459の直径よりわずかに大きい。同時に、内側直径d3は、レンズの外部直径Dよりわずかに小さい。その結果、スリーブ552の弾性変形により、SOCTデバイスのレンズ上へのアタッチメント550の堅いマウンティングを保証する。
解決策が、本発明によって選択された実施態様の形をして示された。しかしながら、その例は本発明を制限しない。解決策の材料部分を変更せずに、いくつかの修正をなすことができることは明白である。示された実施態様は、本発明によって解決策を適用する可能性のすべてではない。

Claims (19)

  1. アタッチメントを備えた光学的断層撮影法による対象物の検査用の装置(SOCTデバイス)であって、光ビームの生成デバイス、光ビームを少なくとも1つのリファレンスビームおよび、レンズを通って検査対象物に導かれる少なくとも1つのオブジェクトビームに分割するデバイス、少なくとも1つのリファレンスビームおよび対象物で散乱されてレンズを通って戻ってくる少なくとも1つのオブジェクトビームから合成ビームを生成するデバイス、合成ビームのスペクトル解析用のデバイス、およびアタッチメントを含み、
    該アタッチメントは、SOCTデバイス(300)のレンズと検査される対象物(370)の間に位置する補足的光学系(154、380、454、554)である点に特徴を有する装置。
  2. オブジェクトビームを集めるために、SOCTデバイスのレンズに外部焦点が提供され、外部から対象物を検査する間、補足光学系のレンズ(380)が配置され、該デバイスが1つ以上のレンズを含む、請求項1記載の装置。
  3. SOCTデバイスのレンズにオブジェクトビームを集める外部焦点(251)が提供され、対象物の後部部分を検査する間、ひとみ(260)の領域が位置する、請求項1記載の装置。
  4. SOCTデバイス(100)のレンズ(130)の上にマウントされたアタッチメント(150、450、550)の内部に、補足光学系(154、454、554)が配置される、請求項1または2記載の装置。
  5. 補足光学系(154、454、554)がSOCTデバイス(100)のレンズ上にマウントされたアタッチメント(150、450、550)内に配置され、該SOCTデバイス(100)が、補足光学系(154,454,554)に関連するアタッチメント(150、450、550)に向き合って配置された、SOCTデバイス(100)のレンズの上にマウントされた円筒状の要素(151、451、551)を含む、請求項1、2または4記載の装置。
  6. 少なくとも1つの調節および/またはマウンティング・システム(490)がアタッチメントに提供され、SOCTデバイスのレンズに対して補足的光学系(454)の移動を可能にする、請求項4または5記載の装置。
  7. 調節および/またはマウンティング・システム(490)には、円筒状の要素(451)とケーシング(456)を接続するフランジ(495)が提供され、フランジの内部に補足的光学系(454)、および少なくとも1つの垂直のマウンティング要素(491,492)および/または水平のマウンティング要素(493,494)が提供され、補足的光学系(454)の、垂直面および/またはアタッチメント(450)の軸(455)に沿った移動を防ぐ、請求項6記載の装置。
  8. 調節および/またはマウンティング・システム(490)に、円筒状の要素(451)内にねじ込まれる少なくとも1つのねじ(496、497)が提供され、それはレンズに接して、アタッチメント(450)の軸に垂直な面上での補足的光学系(454)の移動を可能にする、請求項6記載の装置。
  9. 円筒状の要素(551)に、スリーブ(556)の形をしているケーシングを接続するねじが切られたパイプ(557)が提供され、その内側に補足的光学系(554)が配置される、請求項4、5、6、7、または8記載の装置。
  10. 円筒状の要素に、雄ねじを有するスリーブの形をしているケーシングと接続する雌ねじを有する孔が提供され、その内側に補足的光学系(554)が配置される、請求項4、5、6、7、または8記載の装置。
  11. 補足光学系(154、454、554)が単一のレンズ、またはレンズのアセンブリー、または異なる焦点距離を備えたレンズのアセンブリーからの単一レンズである、請求項1、2、4、5、6、7、8、9または10記載の装置。
  12. 円筒状の要素(551)の内部に、弾性の変形可能な円筒状のインサート(552)が存在する、請求項4、5、6、7、8、9、10または11記載の装置。
  13. 円筒状の要素(451)に、円筒状の要素(451)のジャケットの厚さ方向全体にわたりノッチ(458)が提供される、請求項4、5、6、7、8、9、10、11または12記載の装置。
  14. 光学的断層撮影法による対象物の検査用の装置(SOCTデバイス)のためのアタッチメントであって、SOCTデバイスのレンズ上にマウント可能なアタッチメント(150,450、550)の形態であり、該SOCTデバイスのレンズ上にマウント可能な円筒状の要素(151、451、551)、および該円筒状の要素に関連するアタッチメントに向き合って配置される補足的光学系(154、454、554)を含む、アタッチメント。
  15. アタッチメントに少なくとも1つの調節および/またはマウンティング・システム(490)が提供され、SOCTデバイスのレンズに対する補足的光学系(454)の移動を可能にする、請求項14記載のアタッチメント。
  16. 円筒状の要素(551)に、スリーブ(556)の形をしているケーシングを接続するねじが切られたパイプ(557)が提供され、その内部に補足的光学系(554)が配置される、請求項14または15記載のアタッチメント。
  17. 円筒状の要素(551)の内側に、弾性の変形可能な円筒状のインサート(552)が存在する、請求項14、15または16記載のアタッチメント。
  18. 円筒状の要素(451)に、円筒状の要素(451)のジャケットの厚さ方向の全体にわたりノッチ(458)が提供される、請求項14、15、16または17記載のアタッチメント。
  19. 光ビームの生成デバイス、光ビームを少なくとも1つのリファレンスビームおよび、レンズを通って検査対象物に導かれる少なくとも1つのオブジェクトビームに分割するデバイス、少なくとも1つのリファレンスビームおよび対象物で散乱されてレンズを通って戻ってくる少なくとも1つのオブジェクトビームから合成ビームを生成するデバイス、 合成ビームのスペクトル解析用のデバイス、およびアタッチメントを含む、アタッチメントを備えた光学的断層撮影法による対象物の検査用の装置(SOCTデバイス)による対象物の検査方法であって、
    該SOCTデバイスにより外部から対象物を検査する間には、アタッチメントはSOCTデバイスの上にマウントされ、該補足的光学系のレンズまたは1つ以上のレンズを含む補足光学系の第一のレンズが、SOCTデバイスのレンズの外部焦点に置かれ、対象物の後部部分を検査する間には、アタッチメントはSOCTデバイスのレンズから取り除かれる、方法。
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