TWI504866B - 用於光同調斷層掃描之具有可調偏轉器控制對準性的光譜儀 - Google Patents

Description

用於光同調斷層掃描之具有可調偏轉器控制對準性的光譜儀 相關申請案之交互參照

此申請案根據35 U.S.C.§119請求2010年10月14日提出申請的美國專利申請案序號第12/904,681號案的優先權，其全部內容以引用方式併入本文。

發明領域

此專利文件描述具有可調偏轉器的光譜儀。更詳細而言，此專利文件討論可供光同調斷層掃描中的潛在應用、對準性受一可調偏轉器控制的光譜儀。

發明背景

光譜域光同調斷層掃描儀(SD-OCT)藉由使一相對寬頻的光源分裂成一參考光與一成像光，且用一例如來自一參考反射鏡的一返回參考光來干擾該目標的一返回成像光而使目標區域成像。此干涉或成像光接著被光譜分解且光譜成分被投射或透射至一檢測器中的一感測器陣列之感測器。SD-OCT藉由對個別感測器所感測到的干涉光之光譜成分做傅立葉變換使該目標實質上同時於一特定的xy橫向位置在一z-深度範圍成像。更加傳統的OCT系統，例如，時域類型，藉由執行一z掃描來使z深度之範圍成像，導致處理速度相當慢。當一SD-OCT與一x,y線性，或xy掃描器組合時，整個目標區域或體積的二或三維影像可在非常高的速度及解析度下形成。

然而，SD-OCT的高運作速度及高解析度成像典型地藉由對它們的規格之大多數參數，包括光源之頻寬、光學元件之解析度及集光效率，及它們的檢測器陣列之讀出速度做一高精度控制來實現。

一類SD-OCT利用具有繞射極限性能的高數值孔徑成像光譜儀來滿足這些要求。這些裝置時常使用一線性陣列之感測器作為檢測器，因為它們可提供比配置成二維陣列之感測器更快的讀出速度，且仍然以適當的速度順序掃描一目標體積。適於以高精度解析一習用寬頻光源之光譜的一典型的線性感測器陣列可包含1,000個以上或更多線性配置的像素。目前，個別像素或感測器的大小落入10 x 10微米到20 x 20微米的範圍內。然而，這些小的個別像素對實現SD-OCT之潛在高解析度的成像光束之對準構成巨大的挑戰。

發明概要

SD-OCT裝置之光譜儀典型地自一單模光纖接收成像或干涉光。該光譜儀使此干涉光光譜分解或色散成其光譜成分且將該等成分發送至其檢測器之個別感測器。檢測到的成像光的成分被傅立葉變換及分析以構建該目標之影像。

如上所述者，具有線性感測器陣列的檢測器具有有效率且以較高速度成像的可能性。為了實現這些線性陣列檢測器之潛能，光譜儀之光譜分解元件將分解光譜投射到 10-20微米寬的像素列上。此規格可藉由使光譜儀之光學元件以一足夠高的準確性對準來實現。指定的角度對準準確性具有毫弧度，或mrad級，這可藉由機械地調整並旋轉光學平台或元件來實現。另一方面，因為橫向失準被光譜分解元件與檢測器之間的光學路徑之長度放大，橫向對準的準確性可能需要一量級較高精度。

為了實現這些高精度對準，光譜儀可利用可在裝配期間微調的可調或可移式光學元件來實現所需精度的橫向對準。這些可調元件光譜儀還在定期維護期間提供校正調整的可能性。然而，一旦光譜儀運作，可調元件可能失準且更易偏離它們的最佳對準性，且因此可能時常需要測試及重置的技術協助。在光譜儀在遠離一高科技環境，諸如醫學應用中被使用的重要情況下，通常可能沒有立即可取得的技術協助用來以短時間間隔或未排程時間間隔測試及重置光譜儀之對準，更不用說此一高維護系統之過多的關機時間及不便之處。

另一方面，試圖藉由使用固定的非可調平台來避開這些挑戰的光譜儀設計所面臨的問題是不合意的低精度橫向對準，這在下文中更加詳細地描述。這些衝突的要求構成最佳化光譜儀之設計的挑戰。

此專利文件中所述的光譜儀之各種實施例有利地以一可對這些設計挑戰提供解決方案的方式，用一感測器陣列提供改良對準性。特別是，光譜儀之各種實施例提供可調偏轉的成像與其他類型光，可以改進感測器陣列的對準。

在有些實施例中，一光譜儀可包括被配置成使一接收光光譜色散的一光譜色散光學元件、使該光譜色散光可調地偏轉的一槓桿式光學元件可調偏轉器，及用以接收光譜色散且可調偏轉光的一檢測器陣列。該接收光可包括由一返回成像光束與一參考光束組合而成的一干涉光束。

在有些實施態樣中，該光譜色散光學元件可包括一稜鏡、一光柵、具有一波長相依折射率的一光學元件、具有一波長相依透射性質的一光學元件或具有一波長相依偏轉性質的一光學元件。在有些實施態樣中，該檢測器陣列可包括一線性感測器陣列、一二維感測器陣列，或一檢測器攝影機。

在有些實施態樣中，該槓桿式光學元件可調偏轉器可包括具有一可調透射性質或一可調反射性質的一光學元件，其中該可調偏轉器可由一光槓桿化成一較小之光學調整的機械調整來調整。在有些實施態樣中，一機械調整角度與一光學調整角度之比可能超過10，在其他實施態樣中，超過100。在有些實施態樣中，該機械調整角度與該光學調整角度之比大於5但小於100。該可調偏轉器可包括至少一可旋轉楔形光學板。

在有些實施態樣中，該光譜儀是一成像光譜儀，其包括將接收光轉換成一平行光的一準直器，及使光譜色散光在檢測器陣列上聚焦並成像的一聚焦透鏡。

在有些實施態樣中，與偏轉器之一偏轉調整範圍相關聯的一第一檢測器-光束-位置範圍超過與光譜儀之組件之 一累積位置公差範圍相關聯的一第二檢測器-光束-位置範圍。在有些實施態樣中，與偏轉器之一偏轉調整範圍相關聯的一第一檢測器-光束-位置範圍超過光譜儀之一作業檢測器-光束-位置範圍。在有些實施態樣中，由槓桿式光學元件可調偏轉器所造成的一作業光束失準小於該檢測器之一失準公差。在有些實施態樣中，可調偏轉器被配置成補償光譜色散光之一橫向失準而不引入大於檢測器之一縱橫比的一角度失準。

在有些實施態樣中，該光譜儀被配置成允許透過使用一已知波長光來重新校準其感測器以補償一縱向失準。

在有些實施態樣中，一光譜域光同調斷層掃描(SD-OCT)裝置可包括被配置成接收一干涉光、並藉由橫向分離該干涉光之光譜成分而產生一片干涉光的一光譜分解器，一藉由不同的感測器來檢測該干涉光片之不同光譜成分的感測器陣列，及一利用該感測器陣列來控制該光片之一對準的一槓桿式可調對準控制器。該對準控制器可包括一可旋轉楔形稜鏡。

在有些實施態樣中，一光譜儀可包括一用以使一成像光之光譜成分橫向色散的光譜色散器、一用以感測該成像光之光譜成分的一感測器陣列，及一能夠補償由於光譜儀之元件位置變化所致的一累積光束位置失準的一光槓桿對準控制器。

圖式簡單說明

第1圖繪示光譜儀。

第2A圖繪示投射在該光譜儀之線性感測器陣列上的一最佳對準光譜色散光。

第2B圖繪示具有角度及橫向失準的一光譜色散光。

第3A-C圖繪示三種基本類型的失準。

第4A-B圖繪示具有可調偏轉器控制對準性的光譜儀之二實施例。

第5A-B圖繪示具有可調偏轉器控制對準性的一光譜儀之特定實施例。

第6圖繪示橫向失準光譜隨旋轉楔旋轉的演變。

詳細說明

此專利文件中的實施態樣及實施例提供光譜儀高精度對準性及長期穩定性的上述競合要求之改良。

如上文所討論者，高精度對準性可藉由將可調光學元件安裝在對準平台中而在光譜儀中實現。然而，由於這些元件是可調的，甚至在光譜儀之正常作業過程中亦然，這些可調元件可能開始偏離它們原始的位置及設定，自它們的原始位置及設定旋轉並變形、引入失準。此類失準對光譜儀之精度是不利的且損害光譜儀之長期穩定性。

光譜儀的穩定性可藉由將光學元件黏合或機械式夾在固定座中而增加。另一方面，在裝配光譜儀期間安裝固定座，限制光學元件之對準精度。在一代表範例中，若一光學元件至少部分人工地被安裝在一光譜儀中，則其位置可以數百微米之標度的一精度來控制。因為光譜儀包含數個 光學元件，累積光束位置失準或容許誤差可能達到數百微米，可能最高達1,000微米。由於檢測器陣列中的個別感測器之實體範圍約為10-20微米，所以由黏合光學元件之裝配誤差所造成的數百微米的失準可能會大幅降低光譜儀的效率，可能甚至會威脅光譜儀自身的功能。因此，黏合光譜儀之高長期穩定性付出的代價是在光譜儀裝配期間產生失準的問題增多。

第1圖繪示一典型光譜儀10之範例所存在的上述問題。光譜儀10接收一成像或干涉光11且可將之透過一準直器(或準直透鏡)13發射，準直器(或準直透鏡)13將接收光轉換成平行射線。準直射線可到達使該等射線之光譜成分橫向展開且使它們重定向為朝向一聚焦透鏡17的一光譜色散元件15，聚焦透鏡17轉而使它們在一檢測器19上成像或聚焦。

光譜儀可分為成像與非成像兩類。一成像光譜儀典型地接收來自一點源的光並使其在其檢測器上的一點上成像。此一點源可以是一光纖尖端。一非成像光譜儀典型地接收狹縫形式的光並將其如一線地傳輸至其檢測器。

關於命名，上文的「成像光」一詞可指由一成像或一非成像光譜儀所接收的光，該光被命名為成像光是為了表示其攜帶關於成像目標的成像資訊。此處描述之設計原理可在成像及非成像光譜儀中實施。

第2A-B圖繪示，光譜色散射線可形成一光片，其中光之光譜成分以一橫向展開的方式傳播。橫向展開光譜包含 具有對應於光源頻寬的波長λ(min)到λ(max)的射線。此光片可被投射到一感測器陣列上。在所示範例中，該陣列是一線性感測器陣列(檢測器19)，其基本上同時地在一xy目標位置收集z深度範圍內的成像資料且因而提供一良好的處理及讀出速度。

該光片或橫向展開光譜與該線性感測器陣列所在平面相交於具有一繞射極限寬度的一線S。第2A圖繪示一適當對準的光譜儀10，其中橫向展開光譜S(對準)與線性感測器陣列(檢測器19)對準。線性感測器陣列(檢測器19)可包括從s1到sN的N個感測器。在典型的光譜儀中，N可能約為1,000或1,000以上。光的光譜成分將被分解成M<N個小波長間隔，其中，其寬度△λ由個別感測器之空間寬度確定。上述諸量可經由近似關係M△λ~[λ(max)-λ(min)]而相關。

第2B圖繪示一典型的失準光譜儀，其中橫向展開光譜與線性感測器陣列(檢測器19)所在平面在一傾斜或旋轉線S(失準)上相交。在此失準的光譜儀中，一部分的感測器能夠感測入射橫向展開光譜，但是該展開光譜相當大的一部分完全未到達該線性感測器陣列。

一些失準的主要原因包括裝配過程的有限精度。光學元件的安裝常常涉及人工步驟及操縱。由於安裝的人工步驟不精確或容許誤差所致的在感測器陣列之一光束-位置失準可能約為100微米。由光譜儀之個別光學元件造成的誤差可累積成約1,000微米的一累積誤差。

失準的另一可能來源是光譜儀之改變運轉條件。溫度 變化可能會導致光學元件位置偏移。整個成像裝置之外殼的機械應力、剪力和扭曲也可能會導致光學元件的相對錯位或旋轉。

第3A-C圖繪示有至少三種類型的失準。第2B圖之一般失準通常可被分解成此三種失準之疊加。

第3A圖繪示一角度或旋轉失準，其特徵在於展開光譜S與線性感測器陣列之列間的失準角度α。

若展開光譜S與線性感測器陣列對準，使得甚至連最外邊的波長λ(min)與λ(max)都落在該陣列之感測器上，則此種角度失準可被最小化或消除。在約1,000個個別感測器或像素組成的一感測器陣列中，這轉化成α小於約1/500，或2毫弧度(mrad)。即便光譜儀是人工裝配及操縱的，光學元件也可達成一1-2mrad之精度的角度對準。

第3B圖繪示一縱向失準，其特徵在於展開光譜S與線性感測器陣列具有一良好的角度對準性，但光譜成分之波長沿線性感測器陣列(檢測器19)移動一檢測器-光束-位置△(long)的距離。此處，「檢測器-光束-位置」一詞是光束在檢測器上位置的縮寫。此縱向失準可能是由，例如不慎被安裝到一輕微移動位置中的一光學元件造成的。此移動可能會導致一特定光譜或波長成分λ(spec)被導向沿線性陣列與名義上欲感測此一特定波長成分λ(spec)的感測器有一△(long)距離之的一感測器。

此類縱向失準還可能藉由，例如以下步驟而被最小化或消除：(a)具有一習知的特定波長λ(spec)的一光可被投射 到光譜儀上；(b)報告感測該習知波長λ(spec)的感測器s(spec-sensing)之一索引/標籤/位置可被記錄；(c)實際上感測特定波長λ(spec)的感測器s(spec-sensing)與名義上設計成感測此λ(spec)波長的感測器s(spec-design)之間的距離△(long)可被確定；及(d)個別感測器s(i)之標籤/位置與它們所感測到的光譜成分之波長之間的對應或查找表可依據此量測△(long)沿整個感測器陣列(檢測器19)重新校準。在有些情況下，可使用光譜燈或具有已知原子光譜之其他光源來實現此目的，包括汞、鈉或惰性氣體燈。

第3C圖繪示有一橫向失準的一展開光譜S，其中展開光譜S，或光片與線性感測器陣列(檢測器19)所在平面在距離感測器陣列(檢測器19)△(lat)處相交。由於線性陣列之橫向範圍可能約為10微米，且將光譜色散元件15與檢測器19隔開的一典型距離約為0.1米=100,000微米，若其以一角度精度10微米/100,000微米=0.1mrad對準，光譜色散元件15能夠使橫向失準△(lat)最小化或消除。

此0.1mrad的精度是比能夠消除前面提到的角度失準的1mrad精度嚴格的一數量級。裝配涉及人工操縱的光譜儀通常達不到此0.1mrad的精度。

第4A-B圖繪示能夠有利地提供一感測器陣列之改良對準的光譜儀之各種實施例。

第4A圖繪示包括一光譜色散光學元件120、一槓桿式光學元件可調的偏轉器140及一檢測器19或感測器陣列160的一光譜儀100之一實施例。

光譜色散光學元件120可被配置成接收一準直成像光並使該接收成像光光譜色散。由一返回成像光束與一參考光束組合而成的成像光或干涉光束可自一光譜域光同調斷層掃描(SD-OCT)裝置之一分光器接收。

雖然結合SD-OCT裝置的應用在此專利文件中被較詳細地描述，但是光譜儀100也可在其他光學系統中廣泛使用。而且，該光譜儀可以是成像類型或非成像類型。

光譜色散光學元件120可包括一稜鏡、一光柵、具有一波長相依折射率的一光學元件、具有一波長相依透射性質的一光學元件或具有一波長相依偏轉性質的一光學元件。

檢測器19或感測器陣列160可被配置成接收光譜色散的可調偏轉光。感測器陣列160可包括像素、電荷耦合檢測器(CCD)，或由基於檢測光而產生一電信號的任何其他類型之感測器組成的一陣列。檢測器19或感測器陣列160還可包括一二維感測器陣列及一檢測器攝影機。

光譜儀100之所有光學元件，包括感測器陣列160，可被黏合或鎖定在永久不可動的平台中。此類黏合設計確保光譜儀之良好的長期穩定性及其性能。雖然如上文所討論者，在黏合元件光譜儀中，由於裝配過程之不準確所引入的座、黏合及鎖定/定位步驟之機械變化，可能會使檢測器上的光束位置移動成超過線性感測器陣列160之像素高度或寬度，故將光譜S引導到線性感測器陣列160上並與其對準可能是一挑戰。如上所述者，實際上，該光束可被移動或偏移像素寬度的數倍，導致對於裝配及校準的巨大挑 戰。從個別光學元件之變化累積的累積誤差及所產生的橫向失準△(lat)可能總計達數百微米，而個別像素之寬度典型地僅為10至20微米，再次突顯了光譜儀100之橫向對準的挑戰性。

第4A圖繪示，在光譜儀100中，此設計挑戰可藉由納入槓桿式光學元件可調的偏轉器140來因應，槓桿式光學元件可調的偏轉器140可被配置成使光譜色散光可調地偏轉。

槓桿式光學元件可調的偏轉器140之面向包括(a)機械調整被槓桿化，及(b)槓桿化是光學的而非機械的。

(a)在本脈絡中，槓桿作用可指偏轉器140將一機械調整轉化或漸降為對光束的一偏轉角度的一更小調整。例如，使用螺固在偏轉器140之座上的一機械調整器旋轉360度可被轉化或漸降為一中間機械平台的一小機械移動，諸如一慢轉平台經由高齒輪比或其他手段旋轉幾度。此中間機械平台可接著將漸降機械運動轉化為一相當的光學運動，例如藉由以同一小度數轉動一鏡子俾相應地改變偏轉光束之偏轉角度。

這些系統機械地槓桿化或漸降調整，將調整器平台之一較大的機械運動轉化為中間機械平台的一較小的機械運動，且接著將中間機械平台之小機械運動轉化為一相當的小光學調整。

然而，使用一中間機械平台的機械漸降系統可能面臨長期穩定性的挑戰，因為漸降螺桿、齒輪或槓桿臂可能不能良好抵抗偏移及失準且可能成為一種新的或另外的一種 失準來源。

(b)光譜儀100之槓桿式光學元件可調的偏轉器140能夠不使用一漸降/槓桿中間機械平台將大機械調整轉化成小光學調整。避免使用此中間機械槓桿平台可防犯偏移及失準問題，為光譜儀帶來長期作業穩定性及穩固的對準性。

在有些實施例中，一機械調整角度與光束偏轉角度的一光致變化之比可能為10或10以上。在其他實施例中，100或100以上，且在其他實施例中，1,000或1,000以上。

在有些實施態樣中，長期穩定性可藉由將機械調整與光學調整之比局限為不超過1,000，在其他實施態樣中不超過100且在其他實施態樣中不超過10而被最佳化。

槓桿式光學元件可調的偏轉器140可包括具有一可調透射性質的一光學元件及具有一可調反射性質的一光學元件。

第4B圖繪示一光譜儀200之另一實施態樣。光譜儀200可包括一光譜色散器220，光譜色散器220包括一光譜分解元件230及一槓桿式光學元件對準控制器240。光譜色散器220可將色散光譜引導到一檢測器/感測器陣列260上。光譜分解元件230可類似於光譜色散光學元件120，對準控制器240可類似於可調的偏轉器140，且檢測器/感測器陣列260可類似於感測器陣列160。

第4B圖繪示，光譜分解元件230與對準控制器240一起可形成一整合光譜色散器220。例如，在有些實施態樣中，對準控制器240可在光譜色散器220之光學元件之間實施。

第5A圖繪示第4A-B圖之光譜儀的一特定實施例。第5A圖之光譜儀可以是一成像光譜儀，包括將成像光轉換成一準直光的準直器13，及使光譜色散光在檢測器19/感測器陣列160上聚焦並成像的聚焦透鏡17。

在此實施態樣中，槓桿式光學元件可調的偏轉器140可包括一可旋轉的楔稜鏡142。可旋轉的楔稜鏡142可改變或調整光譜S相對於線性感測器陣列160的位置且補償或控制因光學元件安裝之容許誤差或變化或它們的改變作業條件而產生的橫向失準△(lat)。

具有一小傾斜/楔角度的可旋轉楔，或楔形稜鏡是不使用一中間漸降機械平台，但將一大機械調整直接轉換成一小光學調整的一槓桿或漸降機構的一範例。例如，依楔角度而定，可旋轉的楔形稜鏡142的一大機械360度旋轉可使發射光束偏轉1度或不到1度，毋需利用一中間機械降槓桿化平台。

第5B圖繪示，在有些實施態樣中，可旋轉楔或楔形稜鏡可被插入到光學路徑之各種不同的節段中，諸如準直器13與光譜色散光學元件120之間，如楔142-1；或光譜色散光學元件120與聚焦透鏡17之間，如楔142-2；或聚焦透鏡17與檢測器19/感測器陣列160之間，如楔142-3。在其他實施態樣中，任何兩個或甚至全部三個可旋轉的楔142-1、142-2及142-3可被插入。可旋轉楔被定位在光譜色散器220之元件之間的這些實施例可被視為第4B圖之光譜儀200之實施態樣。可旋轉的楔稜鏡142在光學路徑之不同節段上定 位的自由度允許使設計最佳化以滿足光譜之線性轉化的所欲範圍。

第6圖繪示，楔稜鏡142之一旋轉可能導致橫向展開光譜S之圓周運動。對光學元件之分析證明對應於最小波長λ(min)及最大波長λ(max)的光譜S之近似終點圍繞標有C(min)及C(max)的圓移動。光譜S1及S2的二極端橫向位置，且對應地，圓C(min)及C(max)可能相對於線性感測器陣列160不對稱。

一第一檢測器-光束-位置範圍△(lat-deflector)表示由可旋轉的楔形稜鏡142且一般而言由可調控制器(偏轉器140或對準控制器240)造成及控制的橫向失準之最大限度，或範圍。在有些典型實施態樣中，此第一檢測器-光束-位置範圍△(lat-deflector)可能超過一第二檢測器-光束-位置範圍△(lat-cumulative)，一在與光譜儀100或200之組件之一累積位置-公差範圍相關聯的檢測器(感測器陣列160)所在平面上光束位置所掃過的一橫向範圍。

如前面所討論過的，△(lat-cumulative)可能具有至少二起源。起源之一可能是光譜儀之個別元件之位置在包括人工操縱的裝配過程中產生的偏差，或容許誤差。另一起源可能是改變作業參數，諸如光譜儀之作業溫度，或機械變形及磨損。

明顯地，只要△(lat-deflector)大於△(lat-cumulative)，藉由旋轉第5A圖之可旋轉的楔稜鏡142，或一般而言，藉由調整第4A-B圖之可調的偏轉器140，就可以調整偏轉器140 來補償由光學元件裝配之偏差或容許誤差所造成的累積失準，且將光譜S轉移回線性感測器陣列160上。。

在相同的精神下，若△(lat-deflector)大於△(lat-operating)，△(lat-operating)代表一作業檢測器-光束-位置範圍，即由改變光譜儀100-200之作業參數所驅使之橫向失準的範圍，則調整可調的偏轉器140能夠補償由這些變化的作業參數所產生的失準，此種改變作業參數之範例包括改變作業溫度，與過度使用相關聯之光譜儀正常磨損所致之光學元件位置偏移，及作業環境例如在重定位、移動或甚至重新安裝光譜儀的過程中的改變。

利用光學槓桿可調的偏轉器140的另一優勢是光譜儀100-200長期可靠地保持對準且在適當的位置，因為具有一小楔角的薄的楔稜鏡142之光學對準對楔稜鏡142之變位或傾斜並不靈敏。當楔稜鏡142被置於實質上垂直於光束傳播的光束路徑中時，只有楔稜鏡142在光軸周圍的旋轉或角度對準會影響光譜S相對於線性感測器陣列160的位置。可調的偏轉器140之參數可被選擇成使其提供0.1mard範圍的角度對準控制。利用此設計，可調的偏轉器140可將橫向展開光譜S引導到線性感測器陣列160上，而同時，因角度對準的公差約為1mrad，偏轉器140之甚至更大的角度失準將不會負面影響角度對準。因此，一旦橫向對準被最佳化時將楔形稜鏡安裝在一可變平台，諸如一可旋轉框架中並將之定位，允許精確調整光譜儀100-200，而不損害或犧牲光譜儀100-200之長期穩定性。

在光譜儀100及200之有些實施態樣中，設計之光失真還可藉由應用實施具有一小楔角及小厚度的楔稜鏡142而被最小化。

在光譜儀100及200之有些實施態樣中，由可調的偏轉器140所造成的一作業光束失準可能小於檢測器19的一失準公差。

在光譜儀100及200之有些實施態樣中，可調偏轉器可被配置成補償光譜色散光之一橫向失準而不引入大於檢測器之一縱橫比的一角度失準。

雖然此說明書包含許多細節，但是這些細節不應被解讀為限制本發明或可請求專利之範圍，而是說明特定實施例的特徵細節。在此說明書中在不同實施例的脈絡下被描述的某些特徵也可在一單一實施例中組合實施。反之，在一單一實施例脈絡下被描述的各種特徵也可在多個實施例中單獨實施或在任一適當的次組合中實施。此外，雖然諸特徵可在上文中被描述成以特定組合作用，且甚至起始被如此請求，但是在某些情況下，一請求之組合的一或多個特徵可從該組合中刪去，且請求之組合可能針對一次組合或一次組合之變化形式。

10‧‧‧典型光譜儀/光譜儀/適當對準的光譜儀

11‧‧‧成像或干涉光

13‧‧‧準直器

15‧‧‧光譜色散元件

17‧‧‧聚焦透鏡

19‧‧‧檢測器

100‧‧‧光譜儀

120‧‧‧光譜色散光學元件

140‧‧‧偏轉器

142-1~142-3‧‧‧楔

142‧‧‧楔稜鏡

160‧‧‧感測器陣列

200‧‧‧光譜儀

220‧‧‧光譜色散器

230‧‧‧光譜分解元件

240‧‧‧對準控制器

260‧‧‧感測器陣列

第1圖繪示光譜儀。

第2A圖繪示投射在該光譜儀之線性感測器陣列上的一最佳對準光譜色散光。

第2B圖繪示具有角度及橫向失準的一光譜色散光。

第3A-C圖繪示三種基本類型的失準。

第4A-B圖繪示具有可調偏轉器控制對準性的光譜儀之二實施例。

第5A-B圖繪示具有可調偏轉器控制對準性的一光譜儀之特定實施例。

第6圖繪示橫向失準光譜隨旋轉楔旋轉的演變。

13‧‧‧準直器

17‧‧‧聚焦透鏡

120‧‧‧光譜色散光學元件

142‧‧‧楔稜鏡

160‧‧‧感測器陣列

Claims (17)

1. 一種光譜儀，其包含：一光譜色散光學元件，被配置成使一接收光光譜色散；一槓桿式光學可調偏轉器，用以使該光譜色散光可調地偏轉；及一檢測器陣列，用以接收該光譜色散且可調偏轉之光，其中該槓桿式光學可調偏轉器被配置來將一機械式調整之角度槓桿作用成一至少10倍小的一光學調整之角度。
2. 如請求項1所述之光譜儀，其中：該接收光包含由一返回成像光束與一參考光束組合而成的一干涉光束。
3. 如請求項1所述之光譜儀，該光譜色散光學元件包含以下至少一者：一稜鏡、一光柵、具有一波長相依折射係數的一光學元件、具有一波長相依透射性質的一光學元件及具有一波長相依偏轉性質的一光學元件。
4. 如請求項1所述之光譜儀，該檢測器陣列包含以下至少一者：一線性感測器陣列、一二維感測器陣列，及一檢測器攝影機。
5. 如請求項1所述之光譜儀，該槓桿式光學可調偏轉器包 含：具有一可調透射性質及一可調反射性質中至少一者的一光學元件。
6. 如請求項1所述之光譜儀，其中：該機械式調整角度對該光學調整角度之比超過100。
7. 如請求項1所述之光譜儀，其中：該機械式調整角度對該光學調整角度之比大於5且小於100。
8. 如請求項1所述之光譜儀，該可調偏轉器包含：至少一可旋轉楔形光學板。
9. 如請求項1所述之光譜儀，其中：該光譜儀是一成像光譜儀，包含：一準直器，將該接收光轉換成一平行光；及一聚焦透鏡，使該光譜色散光在該檢測器陣列上聚焦並成像。
10. 如請求項1所述之光譜儀，其中：與該偏轉器之一偏轉調整範圍相關聯的一第一檢測器-光束-位置範圍超過與該光譜儀之組件之一累積位置公差範圍相關聯的一第二檢測器-光束-位置範圍。
11. 如請求項1所述之光譜儀，其中：與該偏轉器之一偏轉調整範圍相關聯的一第一檢測器-光束-位置範圍超過該光譜儀之一作業檢測器-光束-位置範圍。
12. 如請求項1所述之光譜儀，其中：由該槓桿式光學可調偏轉器所造成的一作業光束失準小於該檢測器之一失準公差。
13. 如請求項1所述之光譜儀，其中：該可調偏轉器被配置成補償該光譜色散光之一橫向失準而不引入大於該檢測器之一縱橫比的一角度失準。
14. 如請求項1所述之光譜儀，其中：該光譜儀被配置成允許透過使用一已知波長的光來重新校準其感測器來補償一縱向失準。
15. 一種光譜域光同調斷層掃描(SD-OCT)裝置，其包含：一光譜分解器，被配置成接收一干涉光，且藉由橫向分離該干涉光之光譜成分而產生一干涉光片；一感測器陣列，用以藉由不同的感測器來檢測該干涉光片之不同的光譜成分；及一槓桿式可調對準控制器，用以控制該光片與該感測器陣列之一對準，其中該槓桿式可調對準控制器被配置來將一機械式調整之角度槓桿作用成一至少10倍小的一光學調整之角度。
16. 如請求項15所述之光譜域光同調斷層掃描(SD-OCT)裝置，該對準控制器包含：一可旋轉楔形稜鏡。
17. 一種光譜儀，其包含： 一光譜色散器，用以使一成像光之光譜成分橫向色散；一感測器陣列，用以感測該成像光之該等光譜成分；及一光學槓桿對準控制器，能夠補償由該光譜儀之元件之位置變化所致的一累積光束位置失準，其中該光學槓桿對準控制器被配置來將一機械式調整之角度槓桿作用成一至少10倍小的一光學調整之角度。