装拆式光学相干断层扫描装置的制作方法

本发明涉及一种装拆式光学相干断层扫描装置，更详细地，涉及一种在无显微镜或内窥镜的结构变化的情况下，通过简单安装可实现光学相干断层扫描系统的光学相干断层扫描装置。

背景技术：

光学相干断层扫描装置作为可利用红外波段的光的干扰来对人体的断层图像进行拍摄的装置，在技术开发初期，可通过机械性地改变光路径来取得每秒钟帧(frame)数水平的图像，当前，达到可适用利用波长可调谐激光器及高速数字化仪的三维光学相干断层扫描技术来对每秒钟数百帧的断层影像进行拍摄的水平。

图1示出以往的光学相干断层扫描装置及安装有光学相干断层扫描装置的显微镜。以往的光学相干断层扫描装置使向显微镜入射的拍摄对象物的光迂回，从而由信号光和比较光的干扰信号来对断层图像进行拍摄。

但是，为了使信号光迂回，图1所示的类型的光学相干断层扫描装置需要使光学相干断层扫描装置的一部分(分束器等)A介于显微镜等的本体与物镜B之间，因而存在难以设置装置且显微镜之类的精密设备的整列(align)散乱的问题。

图2示出一体形成有光学相干断层扫描装置的内窥镜。一体形成有光学相干断层扫描装置的内窥镜由光学相干断层扫描用光纤、转换器及光源用光纤形成于内窥镜内部而可同时执行内窥镜和光学相干断层扫描装置的功能。

但是，图2所示的类型的一体型光学相干断层扫描装置需要全部废弃现有的一般内窥镜来进行代替，因而存在资源浪费严重的问题。

技术实现要素：

解决的技术问题

本发明用于解决如上所述的问题，本发明所要解决的问题在于，提供设置及分离容易，且将显微镜等现有的光学设备的变更最小化的装拆式光学相干断层扫描装置。

技术方案

本发明的装拆式光学相干断层扫描装置包括：可调谐激光器，对波长进行可调谐来向光学装置的光输出侧照射光；第一分束器，设置于从上述可调谐激光器中照射的光的路径；以及参照镜，设置于通过上述第一分束器的光的路径，其特征在于，上述装拆式光学相干断层扫描装置为安装于上述光学装置的光输出侧的装拆式装置。

发明效果

本发明的装拆式光学相干断层扫描装置佩戴于现有的光学设备的光输出侧而使用，因而现有的光学设备的误整列或破损的危险显著减少。

并且，在维持现有的光学设备的状态下，佩戴本发明的装拆式光学相干断层扫描装置，因而可在无现有的光学设备的废弃的情况下使用。

并且，容易装拆，因而可移动设置于一个以上的光学设备来使用。

附图说明

图1为以往的光学相干断层扫描装置及安装有光学相干断层扫描装置的显微镜。

图2为一体形成有光学相干断层扫描装置的内窥镜。

图3为本发明的装拆式光学相干断层扫描装置的第一实时方式的结构图。

图4为本发明的装拆式光学相干断层扫描装置的第二实时方式的结构图。

图5为本发明的装拆式光学相干断层扫描装置的第一实时方式安装于内窥镜的使用状态图。

图6为本发明的装拆式光学相干断层扫描装置的第二实时方式安装于显微镜的使用状态图。

具体实施方式

以下，通过附图对本发明的装拆式光学相干断层扫描装置进行更详细的说明。

图3为本发明的装拆式光学相干断层扫描装置的第一实时方式的结构图。本发明的装拆式光学相干断层扫描装置作为安装于内窥镜或显微镜等光学设备的光输出侧(如目镜)而同时获取可见光图像及光学相干断层扫描图像的装置，包括可调谐激光器10、第一分束器20、参照镜30、第二分束器40、带通滤波器单元50及图像探测器单元60，还可包括振动补偿器70及图像处理器(未图示)。

可调谐激光器10作为以可按深度对人体组织进行断层拍摄的方式一边对波长进行可调谐(tunable)，一边向光输出侧照射光，从而可使光学设备所要测定的测定对象物(人体等)反射(向光输出侧入射的光通过光学设备到达测定对象物)红外线的结构要素，优选地，波长在作为红外线区域的750～1300nm区间进行可调谐。波长越长，可渗透人体组织的深度越深，因而通过一边从短的波长向长的波长改变波长，一边照射光，可从组织的表面至预定深度获取立体的干扰信号，通过对这种干扰信号进行影像处理，可实现光学相干断层扫描。在从测定对象物中射出的可见光的光量不足的情况下，可调谐激光器10为了可提供可见光，还可包括可见光区域的LED、灯等。

第一分束器20是一种如下的结构要素：使从可调谐激光器10中照射的光的一部分通过从而使其朝向参照镜30，从而生成参照光(设定相位基准面的光)，并使一部分反射，来使其朝向光输出侧，从而生成信号光(从光学装置的测定对象物中反射或射出而包含测定对象物的信息的光)，使从参照镜30中反射的参照光反射，使从光输出侧中射出的信号光通过，来使其朝向第二分束器40。像这样，可使借助第一分束器20来生成的参照光和信号光进行干扰来取得测定对象物的信息。

参照镜30是使通过第一分束器20的光反射，从而生成参照光，即，将成为改变相位的信号光的比较对象的光的结构要素。

第二分束器40为使从光输出侧中射出的光及从参照镜30中射出的光的一部分通过且使一部分反射来将光路径分离为两个的结构要素。在第二分束器40中，从光输出侧中射出的光设置于通过第一分束器20的光路径，因而参照光和信号光一同入射。本发明的装拆式光学相干断层扫描装置使一般光学设备的可见光和借助可调谐激光器10的红外线同时通过，因而为了独立对可见光和红外线进行拍摄，分别具有红外线图像探测器62及可见光图像探测器64，第二分束器40起到对将向红外线图像探测器62及可见光图像探测器64入射的光进行分离的作用。

带通滤波器单元50作为对将向如上所述的红外线图像探测器62及可见光图像探测器64入射的光进行过滤的结构要素，包括设置于从第二分束器40中分离的光中的任意一个路径的红外波段带通滤波器52，还可包括设置于从第二分束器40中分离的光中的另一路径的可见光带带通滤波器54。在本发明的装拆式光学相干断层扫描装置中，由于红外线图像探测器62只将红外波段的电磁波作为信号来接收，因而需要具有使红外波段透射的红外波段带通滤波器52。可见光带带通滤波器54作为选择性结构要素，通常，由CCD或CMOS图像探测器对可见光图像进行拍摄已充分，因而可在将红外波段的光排除在外来提高可见光图像的纯度时所具备。

图像探测器单元60包括红外线图像探测器62及可见光图像探测器64，以光的进行方向为基准，红外线图像探测器62设置于红外波段带通滤波器52后方，可见光图像探测器64设置于第二分束器40或可见光带带通滤波器54后方。其中，第二分束器40的后方是指，从第一分束器20中分离的光中并非是向红外线图像探测器62入射的光的其他光的移动路径。

红外线图像探测器62需要在750～1300nm波长区间对红外线图像进行拍摄，因而根据波长区间使用其他类型的图像探测器。具体地，在750～1100nm波长区间，与可见光图像探测器64相同地，一般可使用CCD或CMOS图像探测器。只是，1100nm以上的波长区间的红外线不能由一般CCD或CMOS图像探测器检测，因而使用InGaAs图像探测器。可见光图像探测器64作为用于一般的数码相机等的图像探测器，使用CCD或

CMOS图像探测器。

红外线图像探测器62由于具备有多个，从而可提高光学相干断层扫描图像的质量。例如，在设置两个红外线图像探测器62，并与拍摄时间同步地进行拍摄的情况下，可取得每个单位时间的两倍的图像，因而可取得高质量的光学相干断层扫描影像。或者，在要取得相同的质量的图像的情况下，可将拍摄时间缩短一半，从而少受振动的影响，因而可从对于振动补偿器70的性能的制约中多少得到自由。

可见光图像探测器64可以为目镜。人的眼睛也可称为是一种可见光图像探测器64，因而能够实现一边通过目镜察看可见光图像一边借助红外线图像探测器62可对红外线图像进行拍摄的光学相干断层扫描装置。这种情况下，人的眼睛起到可见光带带通滤波器54的作用，因而通过去除可见光带带通滤波器54可单纯化光学相干断层扫描装置的结构。

振动补偿器70作为对透镜或图像探测器单元60的振动进行补偿的结构要素，可以为测定振动来对透镜或图像探测器单元60的振动进行机械性的补偿的促动器(硬件类型)或匹配测定的图像从而通过影像校正对振动进行补偿的处理器(软件类型)。在本发明的装拆式光学相干断层扫描装置需要振动补偿，这是因为根据光学相干断层扫描装置的特性，一边对波长进行可调谐(即，对拍摄的深度进行可调谐)一边在短的时间内对多个图像进行拍摄，此时，若发生振动或为位置的变动，则在立体影像中产生误差。硬件类型振动补偿器70是实际上使振动本身以物理方式抵消的，软件类型振动补偿器70是通过图像处理对因振动而在图像中产生的误差进行补偿的。

图像处理器(未图示)是与图像探测器单元60相连接来进行从图像探测器单元60中获取的可见光图像及红外线图像的影像处理的结构要素。图像处理器的具体形态有现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、ARM等。

图4为本发明的装拆式光学相干断层扫描装置的第二实时方式的结构图。本发明的装拆式光学相干断层扫描装置作为安装于双目用光学设备的光输出侧的装拆式光学相干断层扫描装置，包括可调谐激光器10、一对第一分束器20、参照镜30、一对第二分束器40、一对带通滤波器单元50及一对图像探测器单元60，还可包括振动补偿器70及图像处理器。本发明的装拆式光学相干断层扫描装置的第二实时方式可称为是将两个本发明的装拆式光学相干断层扫描装置的第一实时方式并联结合来由双目用，即，立体声系统(stereo system)构成的实施方式。因此，本发明的装拆式光学相干断层扫描装置的第二实时方式有用于显微镜之类的装置。

需要分离红外线和可见光来进行拍摄，因而第一分束器20、第二分束器40、带通滤波器单元50及图像探测器单元60分别具有一对。可调谐激光器10可具有一对，但优选地，向拍摄对象物照射同一光线，因而优选地，仅具有一个。并且，参照镜30由一对构成，从而可分别设置于第一分束器20的后方，还可设有一个双面镜。振动补偿器70及图像处理器可在图像探测器单元60中各具有一对，或在一对图像探测器单元60整体具有一个。

图5为本发明的装拆式光学相干断层扫描装置的第一实时方式安装于内窥镜的使用状态图，图6为本发明的装拆式光学相干断层扫描装置的第二实时方式安装于显微镜的使用状态图。可知本发明的装拆式光学相干断层扫描装置100容易装拆于内窥镜、显微镜等的现有的光学设备。