[发明专利]用于光学相干断层摄影的成像技术

说明书

技术领域

本发明涉及用于光学相干断层摄影(OCT)成像的技术。

背景技术

光学相干断层摄影是非侵入性并且通常无接触的成像技术。具有定义的相干长度的光照射样本。样本在不同的穿透深度反射光，该光将信息编码在光的相位中。将来自样本的光与参考支路的相干光重叠。

为了采集样本的二维或三维的OCT图像，采用扫描和聚焦组件来沿着特定焦点扫描轨迹扫描成像辐射的聚焦束的焦点。为此目的，扫描构件通常改变束进入聚焦设备所处于的入射角度。聚焦设备根据入射角度将束聚焦在焦点扫描轨迹的单个点。

如本文使用的焦点扫描轨迹可被理解为一维几何对象或弯曲和/或非弯曲的焦点轨迹线。轨迹是轴对称的，如果存在直线(所谓的对称轴)的话，使得对于轨迹的每个点P，存在轨迹的点P’，其中连接线[PP’]被对称轴平分为两半。如果轨迹不是轴对称的，则其是非轴对称的，或无轴对称。

例如，轴对称焦点扫描轨迹可通过具有径向地(或旋转地)对称的聚焦设备(例如简单的透镜)的扫描和聚焦组件来实现。

Yadav等人在Scanning system design for large scan depth anterior segment optical coherence tomography,Optics Letters,第35卷，第11期，第1774-1776页公开了具有用于引导OCT光束的径向非对称聚焦设备的扫描系统，其中在扫描系统的第一范围的扫描位置内，光束近乎垂直于两个角膜表面和透镜前表面入射，并且在第二范围的扫描位置内，光束近乎垂直于透镜后表面入射。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种OCT成像技术，该技术产生基本上旋转地对称的样本(例如人眼睛)的三维成像。

在一实施例中，一种成像设备包括：用于限定旋转轴的基部；用于围绕旋转轴旋转的安装或耦合到基部的扫描和聚焦组件；以及用于围绕旋转轴旋转地驱动扫描和聚焦组件的驱动单元；其中，扫描和聚焦组件包括用于聚焦成像辐射束以产生具有焦点的聚焦的成像辐射束的聚焦设备，以及用于扫描成像辐射束的扫描构件；以及控制器，其耦合到驱动单元和扫描构件，并且被配置为控制驱动单元和/或扫描构件以引起焦点相对于扫描和聚焦组件沿着预定轨迹的移动。如本文使用的预定轨迹可被理解为焦点扫描轨迹(简称为轨迹)。

该实施例允许扫描和聚焦组件作为整体围绕基部的旋转轴的旋转。扫描和聚焦组件可被安装用于相对于基部旋转至少180度和优选基本上360度。扫描和聚焦组件可被旋转在0°和180°之间或0°和360°之间的任何角度。扫描和聚焦组件的旋转导致了轨迹相对于基部的空间旋转，因为轨迹的位置和取向与扫描和聚焦组件的位置和取向相关。因此，在大约例如360°的完整旋转期间，轨迹描绘了旋转对称的焦点扫描图。因此，本实施例允许使用可能没有轴对称的焦点扫描轨迹来产生旋转对称的焦点扫描图。

而且，轨迹可能完全没有任何对称。该轨迹可以具有一形状使得由轨迹的旋转产生的三维焦点扫描图具有沿着旋转轴相互偏移的分离表面。以该方式，焦点扫描图可以适合于一个或更多个复杂成形的结构，例如人眼睛的一组不同界面。特别是，这些界面可能涉及对应于眼睛的不同轴深、沿着眼镜的光轴移位的界面，例如角膜表面和人晶状体表面。

因为扫描和聚焦组件可作为整体旋转，扫描构件可被设计用于一维扫描。换言之：扫描构件可仅具有一维扫描能力。其不需要二维或更高维度的扫描能力。例如，扫描构件可以是扫描反射镜，其中特别是扫描反射镜可仅具有单个扫描轴，该反射镜可围绕该轴旋转。这允许扫描构件的成本降低以及成像设备的可靠性增大，因为扫描构件具有较不复杂的设计。该特征的另外优点是：具有包括两个空间上分离的扫描反射镜的二维扫描单元的普遍使用的扫描构件通常引起光学扭曲，该光学扭曲必须被校正。通过省掉二维扫描单元，不需要这样的校正。

因为扫描和聚焦组件可旋转到任意旋转角，控制器和扫描构件可被配置为径向地或横向地远离由基部限定的旋转轴扫描聚焦的成像辐射束的焦点。特别是，轨迹和由基部限定的旋转轴可能交叉。附加地或替代地，轨迹和由基部限定的旋转轴可被布置为使得轨迹描述在旋转期间的焦点扫描图，该图的几何形状在人眼睛的物理尺寸内是相称的。这确保轨迹在扫描和聚焦组件的扫描和旋转期间“保持”在待观察的眼睛之内。