本发明涉及一种双通道光学映射装置，并涉及一种能够从基本 透明的对象或组织中提供图像，以便观察由对象发射的荧光或拉曼辐 射的方法。双通道装置的两个通道可以是一个共焦通道和一个光学相 干断层成像通道，或者是两个光学相干断层成像通道，或者是两个共 焦通道。

在下面的描述中，对象主要是指眼睛。应当理解为这仅是一种 有助于说明的方式，并没有对本发明的应用进行任何限制。同样，在 使用术语“眼睛”一词的地方，可以考虑用更一般的透明和散射对象 或器官代替。

由D.Huang，E.A.Swanson，C.P.Lin，J.S.Schuman，W.G.Stinson， W.Chang，M.R.Hee，T.Flotte，K.Gregory，C.A.Puliafito和J.G. Fujimoto等人在《科学(Science)》254，(1991)，第1178页发表的文章 “光学相干断层成像”和A.F.Fercher在《生物医学光学杂志(J. Biomed.Opt.)》，1(2)，(1996)，第157-173页发表的文章“光学相干断 层成像”中描述的光学相干断层成像(OCT)，能够获得眼底的高深 度分辨率成像。OCT具有获取更高深度分辨率的潜力，因为在这种 情况下对深度分辨率的限制不是由眼睛，而是由光源的相干长度造成 的。例如，诸如超辐射发光二极管(LED)和锁模激光器这样的光源 现在可以获得小于20mm的相干长度。

目前市场上销售的OCT装置仅能产生纵向图像，即，在平面(x，z) 或(y，z)的图像，这里z轴垂直于患者面部并且x轴和y轴位于患者面 部的平面内。美国专利No.5,493,109，5,537,162，5,491,524，5,469,261， 5,321,501和5,459,570描述了这种纵向成像装置的实施例。

由A.Gh.Podoleanu，G.M.Dobre，D.J.Webb，D.A.Jackson在《光 学文学(Opt，Lett.)》，Vol.21，No.21，(1996)，第1789-1791页发表的“通 过牛顿环状采样函数使用的相干成像”，由A.Gh.Podoleanu，G.M. Dobre，D.J.Webb，D.A.Jackson在《光学文学》，1997，Vol.22，No.13， 第1039-1041页发表的“双层人体视网膜的同时横断面成像”和由 A.Gh.Podoleanu，G.M.Dobre，D.J.Webb，D.A.Jackson在《光学文学 》23，第147-149页，1998发表的“使用检流计扫描仪调制的横断面相 干成像”已经报道了OCT能够提供横断面(en-face)(或横向)图像。 但是，当应用到眼睛时，横断面OCT图像看起来呈片断状，正如A. Gh.Podoleanu，Mauritius Seeger，George M.Dobre，David J.Webb， David A.Jackson和F.Fitzke在《生物医学光学杂志》，3(1)，pp.12-20， 1998发表的“来自使用低相干反射计的生物眼视网膜的横向和纵向 成像”一文中所论述的。这些文章也表明：由于低相干长度的缘故， OCT横向图像仅显示了视网膜的片断并且难以解释其含义。

为了提高横断面OCT图像的有效性，美国专利No.5,975,697提 出了一种图像的双列显示法。产生两个横断面图像并同时显示；其中 一个是OCT图像，另一个是共焦图像(与由激光扫描眼底镜(SLO) 产生的图像类似)。双列显示法允许眼底OCT采样片断被唯一放置在 与共焦通道显示的眼底图像相对应的位置。但是，共焦通道具有更大 的深度分辨率并且图像看起来是连续的，这就为眼的研究部位提供良 好的导向。

双显示通常不仅用于导向，而且在重建所研究的3D体积之前， 用于大量横断面图像的后续配准和处理。此外，它能够在后续的检查 中更容易地访问到眼睛的同一个位置。但是，双通道成像装置的一个 实际问题是不得不同时调节两个通道的聚焦。美国专利No.5,975,697 没有提出关于该特点的措施。

现有技术的另一个问题是从目标返回的可能已经十分微弱的返 回信号有一部分进入到共焦通道，导致在OCT通道中更低的信噪比。 例如，当信号的10％被分流时，OCT通道中的损失可能会超过19％。 因此希望消除共焦分流并将全部信号返回到OCT通道中，目标返回 微弱信号时更是希望如此。另一方面，可能会出现不需要提供OCT 图像和仅使用共焦通道进行深度分析的情况。但是遗憾的是美国专利 No.5,975,697中的分束比是固定不变的，因而不能实现这种多功能 性。

另一个问题是当这种技术用于皮肤或牙齿的OCT时，为了提供 更好的穿透深度，推荐使用更长的波长。但是，在更长的光波波长下， 光电阴极和雪崩光电探测器的增益要远小于可见光的增益，或者远小 于例如对于视网膜优选的800nm谱带的增益。因此，可以预料波长 越长，美国专利No.5,975,697提出的双通道装置的共焦通道的性能 越差。美国专利No.5,975,697描述的双通道成像装置的另一个问题 是两个通道的波长相同。这种系统不能用于以不同于OCT通道所用 波长的波长产生共焦图像。这阻碍了系统在荧光和自体荧光成像，或 在拉曼研究中的应用。

在美国专利No.5,459,570中，共焦通道和OCT通道共用的分束 器用于透射。众所周知，分束器所用光学材料的色散如果未经补偿， 会导致OCT通道深度分辨率的退化。检测视网膜中央凹时也需要轴 向定影灯。这就需要在系统中引入其他分束器，这将在OCT通道添 加额外的色散。

使用电流计扫描器的横断面扫描的进一步问题是电流计扫描器 的回扫是有限的，因而在kHz速率下，驱动电流计扫描器的斜坡信 号中超过20％的周期时间可能被浪费。

在横向分辨率方面，这种特征依赖于焦点与相干位置的匹配程度 (其中聚焦跟踪和零光程差被称为动态聚焦)。PCT专利公开号No. WO92/19930描述了动态聚焦，但仅是原理性的。美国专利No. 4,589,773和美国专利No.6,057,920描述了同时扫描深度和在该深度 上焦点位置的可能的光学结构。但是这些解决方案需要元件机械上的 同步性或对聚焦透镜比的调节。现有技术的方法仅能在组织折射率已 知的情况下工作。如果组织由不同折射率的层组成，则需要不同的调 节。所描述的这些方法尤其被设计用于纵向OCT，在这里通过沿深 度坐标的快速扫描和沿横向坐标的慢速扫描，产生B扫描图像。同 样，该方法需要快速和可行的深度扫描速度，例如，大约100-1000Hz 的速度。一旦已经按照美国专利No.6,057,920描述的方式设计了不 同的解决方案，重新设计用于不同折射率的技术或对具有不同折射率 的多层进行校正就十分困难。

美国专利No.6,201,608公开了另一种机械结构，但是这种方法 不适合应用于眼睛中。

美国专利6,172,752公开了一种低相干干涉仪，其中通过测量透 明板的位移，或测量样品臂中位于透明板前面的透镜的位移和参考臂 中反射镜的位移，能够确定透明板的厚度和折射率。该方法使用了这 些位移和进入样品的光束的数值孔径。但是，当对散射组织的不同层 进行成像时，折射率未知并且由于没有描述两个位移的跟踪装置，该 方法无法应用。此外，当对组织和眼睛成像时，界面光学装置使涉及 两个待跟踪位移的方程复杂化，另外患者眼长度各不相同(即，数值 孔径未知，因此该方法又无法应用)。

因此，使用更好的方法实现具有不同深度分辨率的双通道成像的 需求一直存在，这种方法允许用不同波长进行成像，并且在配合动态 聚焦时考虑到在两个通道中跟踪聚焦调节，以便保持两个通道的焦点 对准。尤其是，希望有一种较好的方法，该方法具有更高的效率，能 够更好地利用扫描装置和光电探测器的灵敏性，并且能够考虑到两个 通道的多种操作，以在使用相同硬件的情况下能够包括大范围的可能 的成像方式。因此，本发明致力于至少改进现有技术上述问题中的一 个，或如下所述。

本发明提供一种光学映射装置，包括：

由光辐射源激励的用光纤(in-fiber)或体(bulk)干涉仪构建的 光学相干断层成像(OCT)系统；

共焦光接收器，其可选择地具有可调节的深度分辨率；

分光器，其由OCT干涉仪和共焦光接收器两者共用，用于引导 从位于邻近光学映射装置的对象位置处的对象返回的一部分光，其中 OCT通道使用反射的分光器和处于透射(R-OCT/T-C)的共焦通道， 或可选择地，OCT通道使用处于透射的分光器和共焦通道使用处于 反射(R-OCT/R-C)的分光器；

横向扫描装置，该装置在对象的预定行或预定区域上使用来自分 光器的光输出实现对象横向扫描；

界面光学装置，该装置将光束从横向扫描装置传输到对象，并将 反射和散射的光输出束经过横向扫描装置从对象传回到分光器，并按 一定比例将光输出束从分光器传递到OCT通道的干涉仪和/或共焦通 道的光学共焦光接收器，上述比例由所用分光器和对象发出或反向散 射的辐射波长确定；

可选地，定影灯，用于从外部源向对象发射光线；

可选地，界面分光器，由可选的定影灯束和成像束共用，其中界 面分光器能够被成像束用于反射或透射，而定影灯束分别被透射或反 射；

放置在分光器和横向扫描装置之间的聚焦调节装置，用于在对象 上聚焦扫描束时，同时保持干涉仪入射孔径和共焦光接收器孔径的焦 点对准；

可选装置，在OCT干涉仪中至少引入光强调制和相位调制之一；

分析装置，用于解调干涉仪和共焦光接收器中光电探测器的光电 探测信号；

可选的深度调节装置，该装置根据同步程序，以与聚焦调节装置 同步的速度，逐步或连续地对横向扫描装置中的至少一个点使上述 OCT干涉仪中的光程差改变一个预定量；

显示装置，该装置处理并生成由干涉仪和共焦光接收器创建的图 像，以便同时显示分别由干涉仪和共焦光接收器创建的图像；和

可选的定时装置，该装置控制两种主要的操作方式，即(i)横断 面成像，即映射装置在固定深度处在光轴的垂直面上获取横向图像和 (ii)纵向成像，即映射装置在光轴的平行面上获取纵向图像，在这里 光轴是一条自扫描装置通过界面光学装置到达对象的假想轴。

在进一步的方面，本发明也提供了一种产生对象双通道图像的方 法，这种方法使用根据本发明的上述光学映射装置，或下面描述的装 置。

在更进一步的方面，本发明也为根据本发明的上述装置的使用。

下面的说明和附图阐明了本发明的其他特征以及其他目的和附 带优点，在这些说明和附图中用相同的数字表示同一种元件。因此， 现在根据附图描述本发明的光学映射装置的各种实施方案，其中：

图1是现有技术，以图表形式显示了深度分辨率可调的双通道光 学映射装置的主要元件；

图2a以图表形式显示了聚焦结构的第一实施方案，当光束聚焦 在眼睛的视网膜上时，上述聚焦结构允许同时进行聚焦调节以保持两 个接收器孔径(OCT和共焦)的焦点对准，以及一种聚焦结构的变 型，该变型显示了将光束聚焦在皮肤上的改变的界面光学装置；

图2b以图表形式显示了聚焦结构第一实施方案的另一种型式， 该型式具有更简单的界面光学装置，当光束聚焦在皮肤上时，允许同 时进行聚焦调节以便保持两个接收器孔径(OCT和共焦)的焦点对 准；

图2c以图表形式显示了聚焦结构第一实施方案的另一种型式， 当光束聚焦在眼睛视网膜上时，允许同时进行聚焦调节以便保持两个 接收器孔径(OCT和共焦)的焦点对准，以提供界面光学装置的不 同结构；

图2d以图表形式显示了聚焦结构第一实施方案的另一种型式， 当提供图2c所示的界面光学装置结构将光束聚焦在皮肤上时，上述 聚焦结构允许同时进行聚焦调节以便保持两个接收器孔径(OCT和 共焦)的焦点对准；

图3以图表形式显示了用于保持两个接收器孔径(OCT和共焦) 焦点对准的聚焦调节主要元件的另一个实施方案，并且在这个实施方 案中射向和来自分光器的光束均被准直，上述分光器由共焦通道和 OCT通道共用；

图4以分成(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)6个部分的图表形式，显 示了作为深度分辨率可调的光学映射装置一部分的共焦光接收器的 不同实现方式；

图5a以图表形式显示了根据本发明可调的深度分辨率光学映射 装置的一个实施方案，其中从组织返回到两个通道(OCT和共焦) 中的光的百分比可调；

图5b以图表形式显示了根据本发明可调的深度分辨率光学映射 装置的一个实施方案，其中OCT和共焦通道使用偏振光并且分光器 是偏振灵敏分束器；

图6a以图表形式显示了根据本发明的深度分辨率可调的光学映 射装置的一个实施方案，其中不同波长的光源被用在OCT通道和共 焦通道，以便当使用固定分光器时能够最大限度地利用共焦通道中光 电探测器的光谱灵敏度；

图6b显示了图6a所示实施方案的变化，其中使用了比例可调的 分光器；

图7a以图表形式显示了根据本发明的具有R-OCT/T-C结构的光 学映射装置的一个实施方案，在该实施方案中OCT通道和共焦通道 共用的分光器是光谱选择性元件；

图7b以图表形式显示了具有R-OCT/T-C结构的根据本发明的光 学映射装置的一个实施方案，在该实施方案中OCT通道和共焦通道 共用的分光器是由两部分构成的分束器，一部分是平板分束器，另一 部分是光谱选择性元件；

图7c以图表形式显示了根据本发明的可调的深度分辨率光学映 射装置的一个实施方案，该实施方案和图7a公开的实施方案类似， 但采用了T-OCT/R-C结构；

图7d以图表形式显示了根据本发明的光学映射装置的一个实施 方案，该实施方案和图7b公开的实施方案类似，但采用了T-OCT/R-C 结构；

图8a以图表形式显示了根据本发明可调的深度分辨率的光学映 射装置一个实施方案，该实施方案采用R-OCT/T-C结构；

图8b以图表形式显示了根据本发明可调的的深度分辨率的光学 映射装置的进一步实施方案，该实施方案采用R-OCT/T-C结构；

图8c是图8a所示的实施方案的复制，在该实施方案中OCT通 道以透射方式工作，共焦通道以反射方式工作(T-OCT/R-C方式)；

图8d是图8b所示的实施方案的复制，在该实施方案中OCT通 道以透射方式工作，共焦通道以透射方式工作(T-OCT/R-C方式)；

图8e是本发明的一个不同实施方案，在该实施方案中激励源和 共焦光接收器被放置在分光器的同侧；

图8f是图8e所示的实施方案的复制，在该实施方案中从组织返 回到OCT和CE组件的光的百分比可以调节；

图9a以图表形式显示了根据本发明可调的深度分辨率的光学映 射装置的另一个实施方案，该实施方案具有通过使用两个波长相同或 近似但具有不同相干长度的光源，得到不同深度分辨率的两幅图像的 准同时显示；

图9b以图表形式显示了根据本发明可调的深度分辨率的光学映 射装置的一个不同实施方案，该实施方案具有仅两个共焦图像的准同 时显示，并且使用不同波长的两个光源；

图9c显示了在图9b所示的光学映射装置中使用偏振灵敏分光器 的实施方案；

图10显示了使用图9a所述的装置实施方案从皮肤采集到的图 像；

图11a以图表形式显示了深度分辨率可调的光学映射装置的另一 个实施方案，其中图像坐标由横向扫描器的角偏差的位置灵敏探测器 控制；

图11b以图表形式显示了根据本发明可调的深度分辨率的光学 映射装置的另一个实施方案；

图11c以图表形式显示了根据本发明的光学映射装置的一个不同 的实施方案；

图11d显示了在图11c所示的光学映射装置中使用偏振灵敏分光 器的实施方案；

图12a以图表形式显示了根据本发明可调的深度分辨率的光学 映射装置的另一个实施方案，该实施方案具有不同深度分辨率的两个 图像的准同时显示；

图12b以图表形式显示了根据本发明的另一个实施方案，该实施 方案和图12a的结构相比具有增强的多功能性；

图12c以图表形式显示了根据本发明的进一步实施方案，该实施 方案和图12a的结构相比具有增强的多功能性；

图13显示了在装置中切换光源的不同可能性；

图14显示了本发明的一个实施方案，在该实施方案中通过旋转 有孔圆盘的方式将内部激励源和共焦光接收器放置在分光器同侧；

图15以图表形式显示了根据本发明的另一个实施方案，其中在 光学映射装置处于纵向OCT方式时，动态聚焦提供自调节；

图16显示了动态聚焦自调节过程的流程图；和

图17说明了动态聚焦自调节过程的操作。

下列说明和附图阐明了本发明的各种特征以及其他目的和附带 优点，在下列描述和附图中相同的数字表示同一种元件。

使用光纤的地方仅是作为一个例子，而且应当理解体(Bulk)实 施方式同样可行，在这种情况下，在各个实施例中，各个使用光纤化 组件的元件被光路取代，耦合器被平板分束器取代。

OCT包括和使用了本领域的现有技术，并且正如美国专利No. 5,459,570，No.5,321,501，No.5,491,524，No.5,493,109，No.5,365,335， No.5,268,738和No.5,644,642所描述的那样，OCT能够用体或光纤 构建，具有横向扫描目标的装置，具有纵向扫描参考路径长度的装置， 具有相位调制装置，具有作为体或光纤起偏器控制器的用于控制偏振 阶段的装置，并且具有色散补偿装置。

图1图解地说明了根据美国专利No.5,975,697的深度分辨率可 调光学映射装置的主要元件。装置100包括OCT干涉仪40，该干涉 仪由低相干源50或相干长度可调的源500激励。在本发明的上下文 中，低相干源是宽带源，它的相干长度要远小于用在研究对象中的辐 射的穿透深度。这种源是超辐射二极管、钨丝灯，Kerr透镜锁模激光， 阈值以下的激光二极管和上述元件的各种组合。例如，以现有技术水 平，这种光源的相干长度覆盖1-500mm的范围。相反，在本发明的 上下文中，高相干光源的相干长度要远大于用在研究对象中的辐射的 穿透深度。这种光源是相干长度大于1cm的激光。OCT采样束4从 OCT干涉仪40中输出，如果OCT干涉仪是光纤干涉仪则使用单模 光纤，或如果它是体(bulk)干涉仪，则4是自由空间光输出束。OCT 采样束输出4通过光学元件6(诸如折射或反射性光学元件)被聚焦， 通过分光器8被分解形成光束9，然后光束9由2D扫描头10偏转， 经过界面光学装置12对对象13进行横向扫描。图1中的对象是眼睛 13的视网膜17，光束通过目镜15聚焦到对象上。

扫描头10是本领域已知的扫描组件，包括例如电流计扫描器， 多角镜，共振扫描器，声光调制器，旋转或振动棱镜等。扫描头10 由发生器34产生的三角、锯齿或直流电压控制。一种扫描器称为行 扫描器，其通常快速工作并且其运动期间采集到的信号被显示在光栅 的行上，另一种扫描器则被称为帧扫描器。上面列出的扫描器的组合 能够被用于扫描头10，例如多角镜作为行扫描器，电流计扫描器作 为帧扫描器。

路径4和路径9，连同扫描头10和界面光学装置12一起定义了 对象路径，用于返回对象信号。扫描头10能够被分成为两部分，即 行扫描器和帧扫描器，由类似于透镜和/或反射镜这样的光学元件隔 开，这种光学元件的结构在SLO技术和共焦显微镜检查或一般的光 栅扫描系统中属于公知技术，在这种情况下，扫描头10和界面光学 装置12在一个组件中彼此交错，在这里将它们分开表示仅是为了便 于描述。扫描器反射镜Mx和My(指电流计扫描器或多角镜)在所 用波长具有高反射率，或者如果使用声光调制器在所用波长它们具有 高透射率。通过现有技术中已知的装置，两个扫描器具有正交轴或在 正交平面中扫描光线，在(x，y)平面上产生光栅，垂直于系统光轴。 通过使用两个扫描器在正交方向上以相同的频率和p/2的相位差以正 弦方式进行扫描，也能够获得光线的环形扫描(r，q)，其中r由角偏差 的幅度确定，其在扫描器未被驱动时在垂直于系统光轴的平面上测量 光线撞击点得到，q是该平面中的极角。

当参考路径和对象路径之间的光程差(OPD)小于源50的相干 长度时，对象信号和参考信号发生干涉。这解释了OCT在深度上的 选择。在对象内，对象体积中沿着对象光束方向的点将对仅来自光源 相干长度以内的信号有贡献。

从对象反射和散射返回的光，一部分光通过聚焦元件6接收并返 回到路径4，一部分光作为光束11传输，被共焦光接收器(COR) 20接收。由OCT传递的信号23和由COR在其输出端传递的第二信 号21通过加法器24输入端的电位器27和29被分别加权。然后借助 适当的显示装置19，诸如帧接收器、存储示波器或适当的打印机， 求和后的合成信号被显示并被记录。装置19由计算机32控制。OCT 和COR的信号也被传递到装置19，在计算机32的控制下装置19能 够显示这些信号中的一个，或将两个都显示出来。

合成图像能够以线性或对数刻度按灰度或伪彩色编码格式显示。 当OCT和COR图像被分别显示时，需要具有双显示能力的特定装置 19，诸如双通道可变扫描帧接收器。通过改变干涉仪40对象束或参 考束的光路，使用深度扫描装置48，OCT通道的深度被扫描，上述 深度扫描装置48在PC控制平移阶段由计算机32控制，或可替换地， 由具有如US 5,975,697所述透镜结构的电流计扫描器控制，或由现有 技术中已知的任何可控制地移动反射镜或反射镜组或棱镜的装置控 制，或可替换地，通过使用美国专利No.6,111,645描述的电流计扫描 器和光栅控制。

图2a以图表形式显示了根据本发明的双通道OCT/共焦装置的主 要元件，在该装置中两个接收器孔径(即OCT和共焦)保持焦点对 准。图2a到2d涉及一种特定情况，其中OCT输出束从光纤2或体 空间滤光片输出，然后通过分光器后面的透镜或球面镜调节数值孔 径。为了实现这个目标，调节聚焦元件(即图1中的透镜6)现在被 放置在分光器8的后面，并重新将其编号为透镜60。光纤末端3和 共焦光接收器20的共焦光接收器孔径(通常被看作是针孔202(参 见图4))到分光器8的距离相等并且位于透镜60的焦点处。通过移 动透镜60调节焦点，能够使光束9发散或会聚。当对象是视网膜时， 对于屈光正常的眼睛，光束9被准直。不管屈光是正常或是异常，光 纤末端3和共焦光接收器孔径20两者关于对象内的焦点(点170) 共轭，点170在图2a所示的情况中或者是人眼13的视网膜17(或 者位于皮肤17内，如下面讨论的侧面插图所示)。当使用聚焦机构7 移动透镜60时，束4和11的波阵面保持相同的曲率半径，因此按这 种方式两个通道的焦点被调节。对于屈光正常的眼睛，在透镜60后 面的光束被准直，并且在界面光学装置12后面的光束被再次准直。 扇状光线会聚在点150处，当对象是视网膜时，眼瞳孔被定位在该点 并由目镜(晶状体)15聚焦。

在图2a所述眼睛17的侧面，图2a中的插图显示了另一种，即 第二种可能性，其中装置被用于扫描扁平对象或组织，诸如皮肤。在 这个实施例中，界面光学装置在远离扇形光束会聚点150的地方使用 了第三透镜15，透镜15到会聚点150的距离是透镜15的焦距，同 时透镜15到被扫描表面的距离也是透镜15的焦距f15。众所周知， 当光线穿透折射指数为n的对象时，焦点会进入到对象内部更深的地 方，将下面关于图14、15的描述和本发明关于动态聚焦的说明联系 在一起，这部分内容会更加显而易见。

聚焦调节元件7可以由计算机32控制，以保持OCT通道40(控 制线OPD/OCT)中的光程差调节(OPD)与聚焦同步，计算机32也 作用于深度扫描装置48。

图2a也显示了放置在界面光学装置的透镜121和122之间的热 镜123。热镜123用于反射装置成像束9，并透射定影灯124的光束 14。按照这种方式，因为分光器8和分束器123均被用于反射，因而 OCT中的色散被最小化。

图2b显示了图2a中聚焦调节的一个实施方案，与仅有一个透镜 的界面光学装置12耦合，并且仅用于皮肤聚焦。

图2c显示了聚焦调节和界面光学装置的另一种型式，在这种型 式中，界面光学装置使用单透镜121，并且横向扫描装置和瞳孔(点 150)关于透镜121共轭，在这种情况下，透镜121前面的透镜60被 用于聚焦光线，透镜60到透镜121的距离为透镜60的焦距f。理想 情况下，透镜121到横向扫描装置10的距离以及透镜121到点150 之间的距离是2f121。OCT光纤孔径和共焦光接收器孔径关于点170 共轭。焦点调节期间，当通过组件7移动透镜60时，点170在透镜 121前面、距离透镜f121的平面上向外移动，并且对象17中的焦点170 沿轴向移动，从而提供目镜15不同的聚焦能力。此外，不管是远视 眼还是近视眼，光纤尖端3和共焦光接收器孔径20两者关于位于视 网膜内的焦点共轭。当通过移动透镜60调节焦点时，光束4和11的 波阵面保持相同的曲率半径。

图2d显示了图2c中聚焦调节的实施方案，其与具有两个透镜 121和15的界面光学装置耦合，这两个透镜用于将光线聚焦到皮肤 上。

对于本领域的技术人员而言，图2a、b、c、d中界面光学装置12 的透镜121和122和最后的透镜15能够被反射镜替换是显而易见的， 在这种情况下，装置中束9经过的所有元件均被用于反射，这就进一 步改善了OCT通道的色散性能。

图2中的分光器8能够以不同的方式实现，如后面的附图所示， 并且能够包括例如宽带分束器，作为可变敷涂分束器或作为反射率可 控的分束器81，或作为带通(当根据本发明的装置使用R-OCT/T-C 结构时)或陷波滤光片82(当装置使用T-OCT/R-C结构时)，或作为 光谱选择性元件，诸如冷光镜、热镜或边缘滤光片(edge fiter)83，或 上述元件的组合84，或偏振灵敏分束器85，或孔式转盘86。在后面 不同实施方案的说明中这将变得更加明了。

尽管图2a-d中的实施方案以R-OCT/T-C结构显示了根据本发明 的光学映射装置，但是T-OCT/R-C结构同样可行，这对于本领域技 术人员而言是显而易见的。

图3描述了根据本发明的另一个聚焦系统，以确保共焦和OCT 通道在对象的相同深度处聚焦。图3涉及OCT输出束，光纤孔径或 体空间滤光片和朝向共焦光接收器的光束被准直的特定情况。扩束器 被用在分光器8之后，通过使用两个透镜61和62扩束器被实现，借 助调节元件7两个透镜中的一个62可以相对于另一个透镜作轴向运 动。在这种情况下，由于透射光束44和来自共焦光接收器的光束11 被准直，所以分光器8到光纤端部3的距离以及分光器8到共焦光接 收器20的距离就不再像在图2a-d中那么至关重要了。在这种情况下， OCT和共焦通道具有额外的独立的聚焦调节。光束44和11也可能 略微有些不平行，在这种情况下能够使用焦点调节的第一元件(图3 中的透镜61)进行补偿。很明显，当图2c和2d所示的界面光学装 置12仅使用一个透镜121时，结合图2c和2d所作的说明，透镜62 之后的光束在透镜121前面距离透镜121一倍焦距的地方会聚。同样 很明显，透镜61或62中的任何一个能够通过焦点调节组件7被轴向 移动。

在图3中使用R-OCT/T-C结构仅是为了说明，而且类似的聚焦 结构同样可以在T-OCT/R-C结构的实施方案中同样能够工作，这对 于本领域技术人员而言是显而易见的。

如Gh.Podoleanu在《应用光学(Appl.Opt.)》，(2000)，Vol.39，No.1， 第173-182页发表的“OCT系统中不均衡对均衡操作”一文所述， 为了避免OCT中的噪声，光纤末端反射不得不被最小化，因此图2 和3中的光纤末端按一定角度劈开并被涂上抗反射层。光纤末端3的 支架允许反向倾斜以补偿表面端的定位。例如，光纤末端3可以是光 纤光学领域技术人员所熟知的适配器FC/APC或ST/APC的倾斜面， 或光纤末端可以是按一定角度劈开的裸露光纤。

图2a-d中的透镜60和图3中的透镜61和62可以是会聚和/或发 散透镜组，以及能够被用来实现同样目的的反射镜的不同组合，或者 是反射镜和透镜或透镜组或反射镜组的组合，这对于本领域技术人员 是显而易见。

图4显示了共焦光接收器的各种可能的实现方式。图4a、4b、 4d和4e显示了和图2a-d相配合的结构，同时图4c和4f显示了和图 3中的结构相配合的结构。元件206代表光电探测器，如US 5,975,697 所述，该元件可以是被直接照射或被放置在光纤引出端末端的雪崩光 电二极管或光电倍增管，在这种情况下共焦光接收器的孔径是光纤输 入端并且针孔202可以被删除，或共焦光接收器的焦距深度是光纤前 面的针孔202和光纤孔径联合作用的结果。针孔202可以是固定的或 可调节的，以便允许共焦通道中深度分辨率的控制。图4a中没有使 用透镜，而且光束被聚焦在紧挨着光电探测器206上方放置的针孔 上。在其他实施方案中，根据在共焦显微术中公开的现有技术，使用 一个或两个透镜201和203。透镜201将光线聚焦到针孔202里，并 且第二透镜203将光线聚集或发散到共焦光接收器20的光电探测器 表面206上。在一些实施方案中需要光谱选择，在这种情况下，使用 带通滤光片204和陷波滤光片205。元件204和205的顺序，即其在 透镜的前面或后面，在针孔202的前面或后面并不重要，这对于本领 域技术人员是显而易见的。

图4中不同元件的所有表面被倾斜放置，包括光电探测器面，光 纤输入面和其他光谱选择性元件，以避免反射光返回到OCT系统中， 而且透镜有针对OCT通道中所使用光源波长的抗反射涂层。

图5a显示了另一种实现方式，其中为了平衡进入共焦光接收器 20的光线量，如美国专利No.5,975,697所述，分光器81可以不同于 简单分束器8。分束器81可以随高度有渐进或阶梯状敷涂，这就允 许反射率h和透射率1-h随高度或随横坐标而变化，允许返回到共 焦光接收器20的辐照度从极低值变化到极高值，例如从h＝PobjectO的 1％至98％，这里Pobject是传递给对象的功率且O是对象反射率。驱 动器5通常沿着分布轴的梯度方向垂直或水平移动分束器81以调节 反射和透射光的百分比。当这样做时，驱动器5也可以作用于光源 50或500的驱动器1，当分光器为低反射值而放置时，可以通过增加 光源功率以便在对象上保持相同功率，这里为了简化起见界面光学装 置被看作是无损器件。例如，当h＝0.5时，OCT和共焦通道各接收返 回功率的一半。如果在目标上保持相同的功率，和h＝0.5的情况相比， 当h＝1且没有光线被返回到共焦通道时，输出端3的功率是h＝0.5时 的两倍。分束器81的支架在分光器81逐步敷涂时能够被装备微型马 达，或在分光器在阶梯状敷涂时能够有两个或更多的稳定位置，对于 本领域技术人员这是显而易见的。驱动器5能够通过现有技术中已知 的装置实现，所述装置例如控制微型马达沿分布轴的梯度方向执行精 密位移的机电回路，或仪器前面板上被机械连接到分束器支架的手动 旋钮。

作为另一种选择，分光器81可以是通过外场控制透射和反射率 的析光镜，例如，诸如电光或磁光或液晶板，这些器件根据计算机控 制器32在电场、磁场或两者的控制下能够改变反射率和透射率。在 这种情况下，驱动器51通过现有技术中的已知装置向分束器81施加 适当的电场和磁场或者施加这两种场。

下述内容对于本领域技术人员也应当是显而易见的：控制器和驱 动器5或51的相同结构可以被分别应用到图3所示型式的聚焦组件 图中，所述控制器使用具有阶梯状敷涂或由外场控制的同一种分光器 81，在这种情况下应当使用图4c所示的共焦光接收器，代替图4a和 4b中的结构。

图5a使用R-OCT/T-C结构仅是为了用于说明，类似结构同样能 够在依据T-OCT/R-C结构的实施方案中工作。

图5b以图表形式显示了根据本发明可调的深度分辨率的光学映 射装置的实施方案，其中OCT和共焦通道使用偏振光并且分光器85 是偏振灵敏分束器。OCT系统输出光通过偏振器90在所有光线通过 偏振灵敏分光器85的方向上被偏振，偏振器90可以是光纤偏振器或 dycroic层或其他体(bulk)偏振器。从对象返回的光具有不同的偏振 方向，一部分光将返回到OCT，并且和OCT输出光偏振方向正交的 返回光将进入共焦光接收器20，共焦光接收器20也可以配备轴向与 OCT输出偏振方向正交的线性偏振器，以提供更好的偏振选择。

图6a和6b说明了增强共焦通道信号的另一种选择，在这种情况 中OCT通道对大于1200nm的波长进行反射，在这种波长下共焦通 道中的光电探测器的灵敏度极低。硅光电探测器和光电倍增管在近红 外和可见光区域内有较大的增益，波长大于900nm该增益下降。因 此，在图6a和6b的结构中使用两个光源，(i)在OCT通道中使用的 红外波长的低相干源50或相干长度可调的低相干源500和(ii)在波长 小于900nm的近红外区域或在可见光区域工作的低或强相干光源52。 显然两个光源的功率最大可以被调节到被组织17安全性所允许的强 度。分光器可以是如图6a所示的宽带分光器8或是具有如图6b所示 的阶梯状敷涂的分光器，或者是电光，或磁光或液晶的分光器81。 与图5讨论的情况类似，反射率可以被调节，同时两个光源的功率可 以被分别加权，以确保总和没有超出对象的安全强度，上述调节和控 制通过驱动器5实现，并且现在光源50(500)和52均由驱动器1 控制。图4a，4b所示的宽带共焦光接收器的任何结构均可以用在图 6a中。此外，共焦接收器能够被调谐到光源52的波长，在这种情况 下，可以使用图4d和4e所示的任何结构的共焦光接受器。如果实现 图3所示的聚焦结构，则将优选使用图4c所示的共焦光接收器的宽 带结构或图4f所示的调谐共焦光接收器的结构。

图6a和6b和后面图7a-d所示的两个光源通过元件128被叠加 在一起，对于两个光源的两个波长中的每一个，元件128应该是具有 高或大透射率(例如大于70％，更优选地大于80％，最优选地大于 90％)的定向耦合器、体分束器、热镜或冷光镜，或波长解复用耦合 器(WDM)。当用光纤实现时，74表示使反射最小化的反射率匹配 凝胶。当用体分束器实现时，74表示不透明的倾斜屏。

图6a和6b使用R-OCT/T-C结构仅是为了用于说明，类似结构 同样能够在采用T-OCT/R-C结构的实施方案中工作。

图7a中的实施方案允许以不同波长进行共焦和OCT成像。如果 两个波长不同，能够获得共焦通道进一步的应用和双通道光学映射装 置作为一个整体的应用。当对组织成像时使用不同的波长，能够获得 增强的对比度。这也允许在共焦通道中进行荧光成像和自体荧光成 像，同时伴随OCT成像。对于组织中表现出异常自体荧光或荧光或 拉曼发射的部分，通过使用这些部分的层叠的横断面OCT图像，能 够随后产生高分辨率3D可视化图象。在这种情况下，荧光或拉曼发 射指示随后使用OCT通道用高分辨率进行3D成像的组织部位。图 7a的实施方案在任一个通道均呈现低损耗，其中当两个光源50(500) 和52的两个波长相距足够远时，分光器是具有光源52波长的带通滤 光片82。这种带通滤光片是已知的，其在中心波长处有超过50％的 透射率并且有5-10nm的通带。如果光源52的波长与滤光片的中心 波长一致，那么滤光片作为50/50分束器对这种波长进行操作。如果 OCT光源50(或500)的波长在滤光片通带以外足够远的区域，那 么能够获得超过80％的反射率，这有助于有效地向前和向后传递OCT 信号。例如，映射装置能够操作用于眼睛的红外波长(780-950nm) 的OCT通道光源50(500)和可见光波长的共焦通道光源52，或操 作用于皮肤的红外波长(1200-1300nm)的光源50(500)和红外或 可见光波长(500-800nm)的共焦光源52。同样重要的是，这种实 施方案能够用于眼睛中自体荧光的观测。为了实现这个目标，滤光片 82能够被调谐到自体荧光波长，并且通过带通滤光片82对位于通带 范围之外的光源52的激励波长进行反射。在滤光片82调谐到黄光并 且光源50(500)的波长处于红外波长时，光源52可以发射蓝光。

如果采用T-OCT/R-C结构，分光器是被调谐到光源52波长、或 自体荧光、或拉曼波长的陷波滤光片82。如果OCT光源50或500 的波长在滤光片陷波带以外足够远的区域，那么能够被获取超过80％ 的透射。

同样，分光器83能够是热镜、冷光镜或边缘滤光片。在这种情 况下，每一个通道(共焦通道，光束11和OCT通道，光束4)的损 耗最小。这种冷和热滤光片在一个谱带中有超过95％的透射和小于 5％的反射，在另一个谱带中有小于5％的透射和大于95％的反射。按 照这种方式，从目标返回的光束中超过95％的部分在两个通道中被使 用。在图7a，两个光源被使用，其中一个光源的波长是OCT通道使 用的波长，即低相干源50或可调的相干长度的低相干源500，第二 光源的波长是共焦通使用的波长，即光源52，该光源可以是相干或 低相干，可调谐或不可调谐，优选激光，按照这种方式每一个光源的 波长可以位于光谱元件83截止或边缘频率的任何一侧。光源52应当 有足够的强度以补偿元件83中的损耗，对共焦通道使用的波长元件 83有高透射，因而对同一波长有低反射。

当用于皮肤时，热镜81可以具有1000nm的边缘(cut-off)波长， 同时光源52波长800nm，光源50或500波长在1200-1300nm。同 样的波长组合可以用于角膜成像，在这种情况下还需要定影灯124。 界面分光器123可以是边缘波长在700nm左右的热镜。当OCT工作 在蓝光谱带且共焦光接收器工作在红光或红外谱带时，分光器83也 可能是冷光镜。能够使用图4a，4b中的任何一种结构的共焦光接收 器，或者如果对OCT通道起作用地波长的辐射需要被进一步减弱， 能够使用图4d，4e中的结构。如果实现图3中的聚焦结构，那么分 别优选使用图4c或4f中的共焦光接收器结构作为替代。

附表7a总结了可能的操作方式和共焦光接收器可能的选择。

可选择地，图7b中的分光器84由沿反射率变化轴装配的不同部 分构成：(i)传统的宽带分束器，接着是(ii)光谱选择性元件，诸如带 通或陷波滤光片82、边缘滤光片、冷光镜或热镜83。和上面针对图 5进行说明的情况类似，驱动器5沿上述反射率变化轴适当移动分光 器84，以便将两部分中的一个插入到光束中。在这种情况下，光学 映射装置能够在不同的方式下操作，如附表7b所示。

根据本发明的装置能够提供具有两种不同深度分辨率的图像 (OCT中的精细图像和共焦中的粗糙图像)，(i)当光源52被切断时， 使用与低相干源50或可调的相干长度的相干源500相同的波长；和 (ii)使用与图6a实施方案类似的不同波长，其中在方式(i)和(ii)中分光 器位于宽带分光器8与光束4相交的位置上，或(iii)当分光器位于光 谱分束器82和光束4相交的位置上，使用与图7a实施方案类似的波 长。通过现有技术中已知的装置，能够设计出这种分束器，例如使用 一半表面是金属宽带敷涂，另一半表面是绝缘的多层光选择性敷涂。 通常，应当使用图4a和4b中的共焦光接收器的结构，或者如果使用 图3中的聚焦结构，则使用图4c中的共焦光接收器结构。

图7c以图表形式显示了根据本发明可调的深度分辨率的光学映 射装置的实施方案，该实施方案与图7a公开的实施方案类似，但采 用了T-OCT/R-C结构，在该实施方案中由OCT和共焦通道共用的分 光器是光谱选择性元件，诸如陷波滤光片、冷光镜、热镜或边缘滤光 片，并且OCT和共焦通道工作在不同的波长下。

附表7c总结了可能的操作方式和共焦光接收器可能的选择。

图7d以图表形式显示了根据本发明可调的深度分辨率的光学映 射装置的实施方案，该实施方案与图7b公开的实施方案类似，但采 用了T-OCT/R-C结构，在该实施方案中由OCT和共焦通道共用的分 光器是光谱选择性元件，诸如陷波滤光片、冷光镜、热镜或边缘滤光 片。

附表7c总结了可能的操作方式和共焦光接收器可能的选择。

在图6a中分束器8之后、在图6b中分束器81之后、在图7a和 7c分束器82或83之后、以及在图7b和7d分束器84之后的所有元 件需要具有与所使用的两个谱带一致的大带宽，输出光束9包含两个 光源50(500)和52的波长。

图8a以图表形式显示了本发明的另一个实施方案，该实施方案 采用R-OCT/T-C结构，用于低相干源激励下由对象射出的荧光或拉 曼辐射的研究，上述低相干源用在OCT通道中。OCT通道在低相干 源50或可调的相干长度的低相干源500的波长下工作，同时共焦光 接收器在目标射出的荧光或拉曼辐射波长上工作，在图8a中上述目 标是眼睛的视网膜17。优选地，使用光谱分光器(热或冷光镜，或 边缘滤光片83或带通滤光片82)以分离OCT和荧光两个谱带。为 了消除激励源50或500的光线，共焦光接收器20使用具有对荧光或 拉曼辐射波长起作用的陷波滤光片205和带通滤光片204(如图4d， e，f所示)。例如，当对眼睛使用ICG血管造影术时，OCT波长应当 是790nm，并且光谱分光器83是具有810nm边缘波长的冷光镜，或 调谐到835nm的窄带滤光片，共焦光接收器可以配备对790nm激励 波长起作用的陷波滤光片和对835nm起作用的带通滤光片204。当使 用荧光素血管造影术时，OCT波长应当是494nm，并且光谱分束器 83是具有506nm边缘波长的冷光镜，或调谐到518nm的窄带滤光片， 共焦光接收器配备对494nm激励波长起作用的陷波滤光片和对 518nm波长起作用的带通滤光片。图8a中的插图显示了对于不同的 分光器，系统中波长的相对位置。插图上方和中间位置的两幅图针对 使用冷光镜83或窄带滤光片82处理荧光波长If和激励波长Iexc＝OCT 波长IOCT，实现ICG和荧光素血管造影的情况。底部示例是针对反斯 托克司(anti-Stokes)辐射，在这种情况下分光器是热镜83。显然， 带通滤光片82也可以用于选择反斯托克司辐射。

附表8a总结了可能的操作方式和可能的共焦光接收器的选择。

图8b以图表形式显示了采用具有R-OCT/T-C结构的本发明的另 一种实施方案，其可用于荧光或拉曼研究中，在该实施方案中外部激 励源126通过分束器125照射对象，在图8b中该对象是眼睛13的视 网膜17。OCT通道以来自分光器的反射方式进行工作，其波长为低 相干源50或可调的相干长度的相干源500波长，同时共焦光接收器 20以来自分光器的透射方式进行工作，其波长为目标射出的荧光波 长。光谱分光器被优选使用，光谱分光器可以是用于分离OCT和荧 光两个谱带的热或冷光镜、边缘滤光片83或带通滤光片82。为了消 除激励源126的光线，共焦光接收器20使用对荧光波长起作用的陷 波滤光片205和带通滤光片204。例如，当在眼睛中使用ICG血管造 影术时，光源126的波长为790nm，OCT波长应当在860-960nm之 间，并且光谱分束器83的边缘波长为850nm，共焦光接收器配备对 激励源790nm波长起作用的陷波滤光片205并配备835nm波长的带 通滤光片204。当使用荧光素血管造影术时，光源126波长为494nm 的OCT波长应当在800nm谱带，并且光谱分束器83的边缘波长为 700nm，共焦光接收器配备对激励源494nm波长起作用的陷波滤光 片205并配备518nm波长的带通滤光片204。图8左侧插图显示了针 对不同的分光器，系统中波长的相对位置。插图中上方和中间的图示 针对使用热镜83或窄带滤光片82处理荧光波长If，激励波长Iexc和 在这两种情况下处于红外范围的OCT波长IOCT，实现ICG和荧光素 血管造影的情况。插图下方的图示针对使用冷光镜83实现ICG血管 造影的情况，这种情况下OCT波长IOCT处于可见光范围。图8b右侧 的插图显示了当共焦通道处理具有反斯托克司波长(anti-Stokes)的反 斯托克司辐射时，针对不同的分光器，系统中波长的相对位置。

附表8b总结了可能的操作方式和共焦光接收器可能的选择。

图8c是图8a的实施方案的复制，该实施方案中采用T-OCT/R-C 结构，其中OCT通道采用透射方式工作、共焦通道采用反射方式工 作，在该实施方案中由OCT和共焦通道共用的分光器是光谱选择性 器件，诸如陷波滤光片、冷光镜、热镜或边缘滤光片。图8c中的插 图显示了针对不同分光器，系统中波长的相对位置。插图中上方和中 间的图示针对使用热镜83或陷波滤光片82处理荧光波长If，激励波 长Iexc和OCT波长IOCT，实现ICG和荧光素血管造影的情况。下方 的图示针对使用冷光镜83的反斯托克司辐射。

附表8c总结了可能的操作方式和共焦光接收器可能的选择。

图8d是图8b的实施方案的复制，该实施方案使用OCT通道透 射、共焦通道反射的T-OCT/R-C方式，在该实施方案中，由OCT和 共焦通道共用的分光器是光谱选择性器件，诸如陷波滤光片、冷光镜、 热镜或边缘滤光片。图8d左侧插图显示了针对不同分光器，系统中 波长的相对位置。左侧插图上方和中间的图示针对使用冷光镜83或 陷波滤光片82处理荧光波长If，激励波长Iexc和在这两种情况下处于 红外范围的OCT波长IOCT，实现ICG和荧光素血管造影的情况。插 图下方的图示针对使用热镜83的ICG，这种情况下OCT波长IOCT 处于可见光范围。图8d右侧的插图显示了当共焦通道处理反斯托克 司波长的反斯托克司辐射anti-stokes时，针对不同的分光器，系统中 波长的相对位置。

附表8d总结了可能的操作方式和共焦光接收器可能的选择。

对于本领域技术人员下述内容是显而易见的：界面光学装置12 可以是共轴装置，定影灯和光源126通过本领域中已知的装置经由界 面分光器，能够成90°角施加到成像光束9上，上述界面分光器对光 束9进行透射并对激励源126和定影灯124进行反射。在这种情况下， 界面分光器123的光谱特征与图8b和图8d插图中的曲线互补，例如 图8b左侧插图上方和中间图示的界面分光器123应当是冷光镜，并 且下方图示的界面分光器123应当是陷波滤光片等。

图8e是本发明一种可以用于荧光或拉曼研究的不同实施方案， 在该实施方案中激励源120(被称为内部源，和被称为外部源的源126 相对)和共焦光接收器20被放置在一个组件内，并且可以放置在图 8a-d束11中的共焦接收器/激励(CE)200取代了单独的共焦光接收 器20。和前面引入的术语类似，当组件CE被用在图8a或8b中时， 该结构就是R-OCT/T-CE，在该结构中分光器8被OCT通道用作反射 并且被组件CE用作透射。当组件CE被用在图8c或8d中时，该结 构就是T-OCT/R-CE，在该结构中分光器8被OCT通道用作透射并且 被组件CE用作反射。对于组件CE有用的光谱信息涵盖光源126的 激励谱带和由对象发出的荧光/拉曼谱带，并且从现在开始被称为CE 谱带。分光器226用于将光源120的激励辐射引入到光束11中，导 出对象中的荧光或拉曼发射。对象的后向散射信号包括荧光或拉曼信 号和具有OCT信号波长的后向散射的辐射。如果一侧的荧光/拉曼辐 射谱带和另一侧的OCT辐射谱带相距足够远，通过使用图4d-f所示 的结构可以使它们在共焦光接收器20中被分离。和图8e中的组件 200匹配的聚焦结构具有会聚光束11和4，它与图2中的结构类似， 在这种情况下能够使用图4d或4e中的共焦接收器的结构，但是，图 3所示的结构能够被应用到图8e，这对于本领域的技术人员应当是显 而易见的，在这种情况下透镜207被除去，并且作为替代，能够使用 图4f中的共焦接收器的结构，其中图4f中的共焦接收器具有光谱滤 波元件，以允许期望的谱带通过并衰减OCT波长和激励波长。分光 器8可以是宽带分束器，或在CE谱带对光源50或500发射波长有 高反射率的带通滤光片82，或以光源50或500发射波长为中心在 CE谱带具有高透射的陷波滤光片82、冷光镜、热镜或边缘滤光片83。 显然根据前面的实施方案，上述元件的选择依赖于OCT40和组件200 如何共用分光器8，即哪一个用于反射和哪一个用于透射，并且依赖 于两个谱带的相对光谱位置，一方面是OCT源50(500)的谱带， 另一方面是组件CE的谱带，这对于本领域技术人员是显而易见的。

例如，当在眼睛中使用荧光素血管造影术时，OCT波长应当是 790-870nm，激励波长为494nm，并且分光器是具有700nm边缘波 长的热镜83，或是被调谐到OCT波长的陷波滤光片82，并且CE分 光器226是具有506nm边缘波长的冷光镜，共焦光接收器20可以配 备对494nm激励波长起作用的陷波滤光片205并配备对518nm起作 用的带通滤光片204，以额外消除激励谱带和OCT谱带。可选的界 面分光器可以是对630nm红光波长起作用的带通滤光片，对OCT波 长和460-550nm的CE谱带均有高反射率。通过使用光谱分束器226 和227的组合，诸如冷光镜或热镜，边缘滤光片或带通或陷波滤光片， 在不同的内部激励源120的激励下，虚线处显示的不同激励源可以被 同时合并到输出束11中，并且虚线处显示的不同共焦接收器20可以 被调谐到对象发出的不同荧光或拉曼谱带。按照这种方式，根据本发 明的装置操作：(i)OCT通道和一个或多个被调谐到不同谱带的共焦 通道，上述谱带诸如(ii)在不同源120的激励下从对象发出的荧光或 拉曼谱带或/和(iii)在源50(500)的激励下被调谐到对象发出的荧光 或拉曼谱带。(iv)作为另一种选择，共焦光接收器20中的一个可以被 调谐到OCT的波长。在这种情况下，和以前一样分光器227可以是 宽带分束器，谱带在源50(500)发射波长附近的带通滤光片，或是 以对象发出的荧光或拉曼辐射为中心的陷波滤光片、冷光镜、热镜或 边缘滤光片。显然根据上一个实施方案，上述元件的选择依赖于两个 共焦光接收器如何共用分光器227，即，哪一个用于反射和哪一个用 于透射，并且依赖于两个源50(500)和126的两个谱带的相对光谱 位置，这对于本领域的技术人员是显而易见的。

对于这种结构，显示装置19需要在PC屏幕上同时显示超过2 幅的图像。

例如，在上面的实施例中，当关于图8e在眼睛中使用荧光素血 管造影术时，分光器227可以是具有650nm边缘波长的冷光镜，其 远离荧光谱带和OCT谱带。对于OCT谱带，使用热镜83或陷波滤 光片82实现的分光器允许5-10％的残余透射，这种残余透射随后穿 过使用冷光镜实现的CE分光器226和分光器227。这种幅度的信号 足以实现OCT波长的共焦通道，如Gh.Podoleanu，D.A.Jackson在《应 用光学》，Vol.38，(1999)，No.10，第2116-2127页发表的题为“组合的 光学相干断层成像和共焦扫描检眼镜的噪音分析”一文所述，其中 4.6-21％被证明适合在传统SLO中获得的信噪比。对于这种结构，显 示装置19需要在PC屏幕上同时显示至少3幅图像，由光源50(500) 引起的OCT图象和共焦图像，和至少一个由内部激励源120引起的 从对象射出的荧光或拉曼信号的共焦图像。

图8f是图8e的实施方案的复制，其中从组织返回的朝向OCT 和CE组件的光的百分比可以被调节。为了平衡导入到CE组件200 的光量，分光器81可以在高度上具有渐进或阶梯状敷涂，允许反射 率h和透射率1-h随高度或横轴变化，允许返回到组件200的辐照度 从极低值变化到极高值，例如从h＝PobjectO的1％到98％，其中Pobject 是传递到对象的功率且O是对象反射率。驱动器5通常沿着分布轴 的梯度方向垂直或横向地移动分束器81，以调节反射和透射光的百 分比。当这样做时，驱动器也可以作用于光源50或500的驱动器1 并作用于组件CE中的光源120，以便保持在对象上施加相同的功率。 当分光器81是渐进敷涂时，分束器81的底座能够被装备微型马达， 或当分光器是阶梯状敷涂时，分束器底座能够有两个或更多个稳定位 置，对于本领域的技术人员这是显而易见的。驱动器5能够通过现有 技术中已知的装置实现，所述装置诸如控制微型马达沿分布轴梯度方 向进行精密位移的机电回路，或仪器面板上被机械连接到分束器底座 的手动旋钮。

可选择地，分光器81可以是通过外场控制透射和反射率的析光 镜，例如电光或磁光或液晶板，这些器件在电场，或磁场或两者的控 制下能够根据计算机控制32改变反射率和透射率。在这种情况下， 通过现有技术中已知的装置，驱动器51将适当的电场或磁场或这两 者施加到分束器元件81上。

对于本领域的技术人员这也应当是显而易见：控制和驱动器5或 51的相同结构能够分别被应用到图3所示的聚焦结构中，上述控制 器结构使用具有阶梯状敷涂或在外场控制下的同一种分光器81，在 这种情况下，应当使用图4f所示的共焦光接收器代替图4d或4e的 结构。

图9a显示了本发明的另一个实施方案，该实施方案使用了具有 不同相干长度且具有相同的中心波长的两个低相干源52和50(或可 调的相干长度的光源500)。两个光源的驱动器分别是72和70，由发 生器35将斜坡信号施加到行扫描器上，在每一个斜坡信号39持续期 间两个驱动器被依次切断和接通，例如对于正斜率，源52被接通并 且源50(或500)被切断，对于下一个负斜率，源52被切断并且源 50被接通。按照这种方式，在PC32的控制下，通过双通道成像装 置19，显示两个对相同深度成像但具有不同深度分辨率的镜像OCT 图像。同步切换的不同方式是可能的，图9a说明了其中的一种方式， 在这里行同步信号38的倒相器71用于确保一个源被切断而另一个源 被接通。为了补偿扫描器和电路中的信号延时，使用延时部件73。 例如，如果使用1KHz的三角波，那么光栅中的行持续1ms，其中0.5ms 由一个光源照射，接下来的0.5ms由另一个光源照射。如果就实施例 而言，两个源有20和300mm的相干长度，那么具有20和300mm深 度分辨率的两个OCT图像连同共焦图像准同时地并排显示，即在三 角波信号的每一个斜坡期间，显示每一个光源的一对OCT和共焦图 像。

由于光源之一的高相干长度，图像可以看起来和共焦通道产生的 图像极其类似，在这种情况下共焦通道不再需要用作引导，并可被删 除，在这种情况下在图9a中8是简单反射镜，而且实际上8能够被 删除，并且能够获得具有更好质量的OCT图像。在这种情况下，装 置仅有两个准同时的OCT通道。

可选择地，在CE组件200中的激励源和共焦光接收器20的组 件CE可以被使用以代替单共焦光接收器。在这种情况下，和有关图 8e的描述一样，成对的OCT共焦图像被接入和断开，而且它们和其 他共焦图像可以通过CE组件中的共焦光接收器被同时传递。例如， CE组件中的共焦光接收器可以被调谐到由CE组件中相应的内部激 励源引起的从对象射出的荧光或拉曼辐射波长，或/和被调谐到由作 为辐射源的一个或两个源引起的从对象射出的荧光或拉曼辐射波长， 在这种情况下，这种图像的切换速度和光源的切换速度相同。

图9a底部的插图显示了不同的操作方式。最左侧的插图显示了 不存在共焦通道的方式，在这种情况下，元件20和200被删除并且 元件8是全反射镜。中间的插图显示了使用单共焦光接收器20的方 式。这里使用了具有OCT和共焦通道的双通道装置。最右侧的插图 显示了使用CE组件20的方式。这里使用了具有OCT通道和多个共 焦通道的多通道装置。在CE组件20中的一个通道被调谐到OCT波 长，其他共焦通道中至少有一个被调谐到由CE组件20中的光源126 激励的拉曼或荧光波长。

当使用CE组件时，图9a中的实施方案同样能够用T-OCT/R-C 和T-OCT/R-CE结构实现，这对于本领域技术人员是显而易见的。

图9a中的相同结构能够用两个光源50(500)和52实现，这两 个光源具有不同的波长，相干长度可以相同，也可以不同。如上所述， 图9a中的结构导致生成两对具有不同相干长度的图像。当OCT干涉 仪40，分光器8及其后面所有的元件，诸如透镜60，61和62，横向 扫描器反射镜10和界面光学装置12，具有宽谱带以适应两个光源50 (500)和52的两个不同波长时，图9a中的相同结构能够用于生成 两对图像，即在两个不同波长下的OCT和共焦图像。

图9b以图表形式显示了根据本发明的深度分辨率可调光学映射 装置的不同实施方案，该实施方案仅准同时显示两个共焦图像，并使 用具有不同波长的两个光源53和54。在施加到行扫描器上的每一个 斜坡信号39持续期间，两个光源的驱动器72和70分别被依次切断 和接通，例如对于正斜率，源53被接通并且源54被切断，对于下一 个负斜率，源53被切断并且源54被接通。按照这种方式，在PC32 的控制下，通过双通道成像装置19显示两个在相同深度处成像的镜 像共焦图像。同步切换的不同方式是可能的，图9b说明了其中的一 种方式，在这里行同步信号38的倒相器71用于确保一个源被切断而 另一个源被接通。为了补偿扫描器和电路中的信号延时，使用延时部 件73。例如，如果使用1KHz的三角波，那么光栅中的行持续1ms， 其中0.5ms由一个光源照射，接下来的0.5ms由另一个光源照射。如 果就实施例而言，两个光源有670和820mm的相干长度，那么两个 共焦图像基本上将被同时并排显示，即针对每一个光源的共焦图像。 分光器8和分光器后面的元件必须具有针对所使用的两个波长的宽 谱带。

为了减小分光器的衰减，能够使用如图9c所示的偏振灵敏分束 器85。在这种情况下，使用偏振器90，两个光源53和54在一个方 向上被线性偏振，偏振方向被允许通过成45°角放置的分束器85， 并且返回的反射信号将通过偏振灵敏分束器85进入具有附加偏振元 件90的共焦光接收器20，上述偏振器90可以是光纤偏振器，或者 在使用体(bulk)光学元件将两个光源叠加时可以是体(bulk)元件，并且 分束器85的后面有四分之一波片91，该波片可以被放置在透镜60 之前或之后，或被放置在扫描头10之后，图9c显示了放置在透镜 60之后的情况。

图10显示了使用图9a中的实施方案从手指皮肤采集的图像，图 中显示了两对图像，每一对图像均由低相干源产生，两个低相干源具 有不同的相干长度。左边一列中的图像由相干长度大于200mm的三 电极激光采集。A.Gh.Podolen，J.A.Rogers，D.A.Jackson在《量 子电子学中可选主题的IEEE杂志(IEEE Joumal of Selected Topics in Quantum Electron.)》，1999，5，No.4，第1176-1284页中发表的“具有 实时可调节深度分辨率来自视网膜的OCT横断面成像”一文中描述 了用于OCT横断面成像的这种源和可调节的相干长度的值。图10右 边一列的图像使用相干长度小于20mm的超辐射二极管获取。由于更 大的相干长度，左边一列的图像看起来片段更少一些。

图10中的共焦和OCT图像允许用户进行定量评估。尽管两个源 有不同的相干长度，但两个共焦图像具有相同的深度分辨率，该深度 分辨率由装置中的传递共焦通道光信号的光学元件确定。在每一个像 素上它们的亮度比依赖所用的两个源的功率比。两个OCT图像有不 同的深度分辨率，而且它们的亮度依赖深度分辨率和组织厚度的比 值，并依赖光源的功率。使用在两个共焦图像中校准的亮度，能够执 行两个OCT图像亮度的归一化。

在图9a和9b描述的本发明的实施方案中，两个图像显示的缺点 是两个图像中的每一个均是另一个的镜像。由于显示扫描装置19产 生图像的特定方式，左侧的图像是右侧的镜像图像。存在两种纠正这 个问题的可能性。在获取图像之后，右侧的图像能够被水平翻转以获 得左侧图像的外观。这需要在获取图像之后对图象进行额外的处理。 图11a.中的实施方案描述了另一种不同的可能性，该实施方案以不同 的方式执行图像的显示。

两个横向扫描器(行和帧扫描器)的角坐标被转换为在图像中显 示的水平位置，而不是与来自行发生器的TTL信号同步。图像中像 素的位置由角扫描的幅度确定，而不管变化的极性方向。

图9a-c和11a所用方式的另一个优点是现在实现了横向扫描器的 全时段应用。当以大于0.5Hz的频率驱动电流计扫描器时，通常回扫 大于30％并且在回扫期间采集的信号被抛弃。此外，使用三角波代替 紧跟下跳沿的斜坡信号驱动扫描器，可以延长电流计扫描器的使用寿 命。图11a中的方式允许使用正弦驱动信号，正弦驱动信号可以额外 增加电流计扫描器使用寿命。图11a中的实施方案也适用于共振扫描 器。

驱动横向扫描的信号可以有不同于三角波或正弦波的其他形式， 但必须是周期信号，对于本领域技术人员这是显而易见的。使用产生 图像的这种方式能够实现如图2，3，5，6，7，8，9所述的以前所有 的实施方案。因此，分光器能够是宽带分束器8，或阶梯分束器81， 或窄带滤光片82，或边缘滤光片，或冷光镜或热镜83，或上述元件 的组合84，或偏振灵敏分束器85，在这种情况下在所有光通过偏振 灵敏分光器85的方向上，OCT通道的信号被线性偏振并通过偏振器 90调节输出的偏振状态，偏振器90可以是光纤偏振器或dycroic sheet 或其他体偏振器。从对象返回的光线具有不同的偏振方向，一部分光 返回到OCT，一部分进入CE组件200。

图11b中的实施方案使用和图11a方式类似的横向扫描器的位置 检测实现了图9a中实施方案的功能，其区别在于，图11a中是对施 加到行扫描器上的周期信号的每个信号变化产生一幅图象，而图11b 是对施加到行扫描器上的周期信号的每个信号变化产生一对图象。在 周期信号的一个信号变化施加到行扫描器期间，第一幅图像的一行在 显示装置的控制下被绘制在PC屏幕上，同时在下一个信号变化期间， 绘制第二幅图像的一行。PC屏幕上点的水平位置和扫描器的位置成 比例，并通过这种方式生成两幅图像。图11b的插图显示了并排的两 帧，在这两帧中对象的左侧位于每一对图像的同一侧，不同于图10 所示的图9a-c中两幅图像彼此镜像的情况。

图11a和11b中的图表显示了R-OCT/T-C(R-OCT/T-CE)结构， 但是图11a和11b相同的实施方案可以应用到T-OCT/R-C (T-OCT/R-CE)结构，对于本领域技术人员这是显而易见的。

如上所述，图11b中的结构导致生成两对具有不同相干长度的图 像。当OCT干涉仪40，分光器8或阶梯分束器81及其后面所有的 元件，诸如透镜60，61和62，横向扫描器反射镜10和界面光学装 置12，具有宽谱带以适应两个光源(低相干源50或相干长度可调的 光源500)的两个不同波长时，图11b中的相同结构能够用于生成两 对图像，即在两个不同波长下的OCT和共焦图像。

由于一个光源的高相干长度，图像可以看起来和共焦通道产生的 图像极其类似，在这种情况下不再需要用作引导的共焦通道并可将其 删除，在这种情况下，图11b中的8是简单反射镜，而且实际上8能 够被删除，装置仅有两个准同时的OCT通道。

可选择地，在CE组件200中的激励源120和共焦光接收器20 的组件CE可以被使用以代替单共焦光接收器20。在这种情况下，和 有关图8e的描述一样，成对的OCT/共焦图像被接入和断开，而且它 们和其他共焦图像可以通过CE组件中的共焦光接收器被同时传递。

和图9a类似，在图11b图表底部的插图显示了不同的操作方式。

图11c以图表形式显示了根据本发明的光学映射装置的不同的实 施方案，在该实施方案中图像坐标由横向扫描器的角偏差的位置灵敏 探测器控制，并且使用具有不同波长的两个光源53和54准同时地显 示两幅共焦图像。周期信号被施加到行扫描器上，在周期信号每半个 周期的持续期间中，两个光源的驱动器72和70分别被依次切断和接 通，例如对于正斜率，源53被接通并且源54被切断，对于下一个负 斜率，源53被切断同时源54被接通。按照这种方式，在PC 32的控 制下，通过成像装置19，显示两个在相同深度处成像但具有不同深 度分辨率的共焦图像。通过不同的方式使切换同步是可能的，图11c 说明了其中的一种方式，在这里行同步信号39的倒相器71用于确保 一个源被切断而另一个源被接通。为了补偿扫描器和电路中的信号延 时，使用延时部件73。例如，如果使用1KHz的三角波，那么光栅中 的行持续1ms，其中0.5ms由一个光源照射，接下来的0.5ms由另一 个光源照射。如果就实施例而言，两个源有670和820mm的相干长 度，那么两个共焦图像基本上将同时并排显示，所述每个共焦图象针 对每一个光源。分光器8以及从分光器到对象之间的所有元件，诸如 聚焦元件和横向扫描器，必须具有针对两个使用波长的宽谱带。同步 信号从图11b的位置传感器处采集，但同样可以从发生器35处获得， 发生器35用于在显示图像中确定行。

为了减小分光器的衰减，能够使用偏振灵敏分束器85，该分束 器如图11d所述，和图9c所示情况类似。在这种情况下，使用偏振 器90两个光源53和54在一个方向上被线性偏振，偏振方向被允许 通过成45°角放置的分束器85，并且返回的反射信号将通过偏振灵 敏分束器85进入具有附加偏振元件90的共焦光接收器20，上述偏 振器90可以是光纤偏振器或在使用体光学元件将两个光源叠加时可 以是体元件，并且分束器85的后面有四分之一波片91，该波片可以 被放置在透镜60之前或之后，或被放置在扫描头10之后，图9d显 示了放置在透镜60之后的情况。

结合图8c和8d实施方案的说明，图11a和11b同样可以用 T-OCT/R-C结构实现，对于本领域技术人员这是显而易见的。

图12a以图表形式显示了根据本发明可调的深度分辨率的光学 映射装置的另一个实施方案，该方案使用不同的深度分辨率准同时显 示两个图像，一个OCT图像和另一个来自荧光的共焦图像。当OCT 波长和荧光(或自体荧光)波长接近时，在共焦通道中荧光信号不能 从具有OCT波长的反射信号中分离。例如这种情况，当在眼睛中使 用ICG血管造影术时，OCT波长位于800nm谱带。因此，当自体荧 光或荧光信号被采集时，用于OCT的低相干源必须被断开。

附表12a提供了对各种操作模式的说明。

如表12a的第4列所示，在施加到横向扫描装置10的斜坡信号 的第一部分，生成一幅OCT图像和一幅无意义的共焦图像，而在斜 坡信号的第二部分，没有生成OCT图像，但是具有共焦通道中自体 荧光或荧光图像，例如ICG荧光图像。如果此外，由光源126射出 的激励光束降低了OCT通道的信噪比(S/N)，那么通过反相器71 和驱动器75，在斜坡信号39的第一部分期间开关k1被切换到位置2 而且光源126被切断，并且在斜坡信号39的第二部分期间光源被接 通，而且被采集的图像被描述在图12b顶部的表的第4列。如插页表 中所述，分光器和图8b的分光器类似。

图12b以图表形式显示了根据本发明的另一种实施方案，该方案 和图12a的结构相比增强了多功能性。分光器84与在图7b中所用的 分光器类似，但是该分光器沿反射率变化轴由两部分、三部分或四部 分组成，并且分光器可以包括传统宽带分束器8，跟随在分束器8之 后的阶梯状敷涂分光器81，跟随在81之后的一个或两个光谱选择性 元件，即带通或陷波滤光片82，然后是冷光镜或热镜或边缘滤光片 83，上述反射率变化轴可以是垂直，水平或对角线轴。驱动器5沿变 化轴适当平移分光器84将其中的一部分插入到光束中；驱动器和图 5a和图7b所述情况类似。在这种情况下，装置优选地按附表12b所 述的操作方式运行。

操作模式能够包括下述内容：

(i)OCT和共焦双通道，对相同波长(低相干源50或可调的相干 长度源500的波长)起作用，分光器84放置在光束中宽带平板分束 器8被放置的位置上，而且源126断开且OCT源连续运行，与图2a-d 中的实施方案类似；

(ii)OCT和共焦双通道，对相同波长起作用，在两个通道中具有 可调的信号比，分光器84放置在渐进敷涂分束器81和光束4相交的 位置上，而且分光器能够被方便地放置在光束中以便使用相同的驱动 器5改变两个通道中光的百分比，或它能够用液晶板实现，在这种情 况下额外的驱动器51用于控制它的透射和反射，与图5中的实施方 案类似；

(iii)OCT和共焦荧光双通道，其中两个波长彼此远离，能够被光 谱分离，而且激励源126和OCT源50或500连续地运行，在这种情 况下，分光器84放置在带通滤光片82(R-OCT/T-C结构)或陷波滤 光片82(T-OCT/R-C结构)插入到光束4的位置上，带通或陷波滤 光片的中心位于荧光或拉曼波长，而且如图4所示的共焦光接收器中 的其他光谱元件能够用于消除源50或500射出的和激励源126射出 的OCT波长的信号，和图8b中的实施方案类似；

(iv)三通道，当两个波长(OCT和荧光)彼此接近时，具有同时 的OCT和共焦双通道，以及与这两个通道准同时的共焦荧光通道， 在这种情况下，分光器放置在部件83(边缘滤光片，冷光镜或热镜) 插入到束4的位置上，或分光器放置在带通滤光片(R-OCT/T-C结构) 或陷波滤光片82(T-OCT/R-C结构)插入到束4的位置上，带通或 陷波滤光片的中心位于荧光或拉曼波长，而且如图4所示的共焦光接 收器中的其他光谱元件能够用于消除源50或500射出的和激励源126 射出的OCT波长的信号，和图8b中的实施方案类似，而且按照图 9a所述方式，通过行控制38，OCT源被斜坡信号发生器35依次接 通和断开。图12b中表的第5列(底部)显示了在三角波信号的每一 个斜坡期间生成的图像对，该信号由发生器35传递。源126在所有 的时间均接通，而且可以认为它没有损坏OCT通道的操作。有用的 图像是：(1)在斜坡期间当OCT接通时的OCT图像(左上)对，和 (2)在斜坡期间当OCT源接通时的共焦图像(左下)对，和(3)在斜 坡期间当OCT源断开时的荧光共焦图像(右下)对。在斜坡期间当 OCT源接通时，共焦图像(左下)是两个荧光信号以及OCT波长残 余信号作用的结果，上述残余信号通过光谱发生器83或带通滤光片 或陷波滤光片82；

(v)和上面的(iv)相同，此外在这里采用如图11a所述的方式，激 励源126由斜坡信号发生器35依次接通和切断，这与OCT源的依次 切断和接通同步，所述OCT源的依次断开和接通采用如下方式：当 OCT源处于激励相时，源断开；当OCT源离开激励相时，源接通。 如图第5列所示(顶部)，有用的图像是下述图象对：(1)在斜坡期间 当OCT源接通且激励源断开时的OCT图象(左上)对，和(2)在 斜坡期间当OCT源接通且激励源断开时的共焦图像(左下)对，(3) 在斜坡期间当OCT源断开且激励源接通时的荧光共焦图像(右下)。 在斜坡期间当OCT源接通时，共焦图像(左下)是OCT波长的残余 信号作用的结果，上述残余信号通过光谱发生器83或带通滤光片或 陷波滤光片82，足以生成品质良好的共焦图像。在这种方式中，在(iv) 所述结构中由于激励源126引起的OCT通道中的最终噪声被消除。

这种分光器84能够借助现有技术中的已知装置实现，例如使用 不同的敷涂方式以获得宽带分光，均匀的或阶梯状或光谱选择性以获 得冷光镜、或热镜、或边缘滤光片类型，或陷波滤光片或带通滤光片 的性能。

图12b中复合分光器84之后沿着光束9路径的所有元件优选使 用宽带器件，其与所用的两个谱带兼容，上述光束9包括OCT源50 (500)和由激励源126发出的荧光信号两种波长。

图12c以图表形式显示了根据本发明的另一个实施方案，该方案 和图12a的结构相比增强了多功能性，在该实施方案中由共焦和OCT 通道共用的分光器的功能在OCT源和外部激励源的不同驱动条件下 被同步改变，如表中插图所示，以允许用相同硬件实现不同的操作方 式，而且在该实施方案中，图像坐标由横向扫描器的角偏差的位置灵 敏探测器控制。可获得与图12b所述的实施方案相同的操作方式。但 是和图12b相比，两个源的切换现在由横向扫描器的角偏差的位置灵 敏探测器控制，所述位置灵敏探测器用于在光栅中确定行。

图3所述的类似的聚焦结构同样可以在图5a，5b，6a，6b，7a-d， 8a-d，9a-c，11a-d，12a-c的实施方案中使用，对于本领域技术人员 这是显而易见的。

如图8c和8d所述实施方案，图12a-c的实施方案同样能够在 T-OCT/R-C结构中实现，对于本领域技术人员这是显而易见的。

对于本领域技术人员下述内容是显而易见的：当在图9a，9b， 9c，11b-d，12a-d的实施方案中使用多角镜，通过在多角镜的每一个 新的面上应用光源的切换并将使用奇数面生成的图像对从使用偶数 面生成的图像中分离出来，同样的操作方式能够被实现。

当使用图12a-c的组件CE时，除了上述用不同操作方式产生的 图像，还显示用从对象射出的荧光或拉曼辐射和/或源50(500)波长 的一个或多个共焦图像，上述荧光或拉曼辐射由组件CE中一个或多 个各自的激励源引起。

图13显示了当使用共焦激励CE组件200时，根据本发明在装 置中切换源的不同可能性。切换控制信号要么从来自发生器35，如 图9a-c，要么来自行扫描器的位置传感器40，如图11b所示。当组 件10中的行扫描器使用共振电流计扫描器，电流计扫描器，或压电 振子改变运动方向时，或当多角镜的新面被插入到成像束中时，延时 电路73确保切换正确进行。与图9和图11的实施方案类似，为了确 保一个源接通的同时另一个源断开，使用反相器71。延时电路73的 输出和反相器71的输出存在各种不同的连接方式。图13显示了当开 关77扳到向下的位置时，辐射源50(500)和CE组件200中的一个 源被切换的情况。装置工作在准同时的成像方式下，在这种方式中生 成OCT图像或由拉曼或荧光辐射产生的图像，上述拉曼或荧光辐射 在源126的激励下由对象射出。在源50(500)的波长与对象射出的 荧光或拉曼辐射的谱带接近，或如果源126和源50(500)同时接通， 激励源126干扰了OCT通道时，这种方式尤其有用。同时，装置可 以同时显示第三个或更多个由对象辐射引起的图像，对象辐射由组件 200中始终接通的其他源126引起。

当开关77扳到向上的位置时，作为替代CE组件200中的两个 源126被切换。例如，出于安全方面的考虑，具有不同波长的两个源 126被切换，而且对于在每一个被接通的源126激励下对象发出的辐 射，装置准同时产生两个共焦图像。在产生这些图像的同时，使用始 终接通的源50(500)产生OCT图像。此外，装置可以同时显示多 个由对象辐射引起的共焦图像，上述辐射由组件200中始终接通的其 他源126激励。

图14显示了本发明用于研究对象发出的荧光或拉曼辐射的一个 实施方案，在该实施方案中，在共焦接收器/激励(CE)组件200内 部，激励源126和共焦接收器20被放置在分光器8的同一侧，并且 在该实施方案中分光器是旋转带孔圆盘86，聚焦结构与图2中的结 构类似。圆盘86上有等距的狭缝或小孔，通过旋转圆盘切换发送到 对象的光束，当小孔或狭缝与束4相交时，发送到对象上的光束是 OCT束，否则是组件CE中的光束。圆盘86上的反射镜对CE谱带 具有良好的反射率。该实施方案尤其适合OCT谱带和对象发出的荧 光或拉曼辐射谱带非常接近的情况。传感器88检测圆盘86的旋转速 度，并对斜坡信号发生器35进行同步，即当圆盘86将小孔或反射镜 交替插入光束时，连续的正、负斜坡信号被正确触发，上述斜坡信号 被发送到行扫描器上。延时电路73修正圆盘86和行扫描器之间可能 存在的时滞。按照这种方式，和图9a的实施方案类似，两个图像沿 着光栅中的行被并排显示，左半边和OCT图像对应，右半边和对象 发出的荧光或拉曼辐射的共焦图像对应。

作为另一种选择，显示装置19能够由行扫描器的位置传感器控 制，如图11b中的实施方案所述，在这种情况下发生器35根据传感 器88传递的驱动行扫描器的信号产生斜坡信号，并且在斜坡信号每 一次符号变化时生成图像，上述斜坡信号被施加到行扫描器上。

OCT 40和组件CE 200能够根据R-OCAT/T-CE结构按其他方式放 置在圆盘86周围，对于本领域普通技术人员这是显而易见的。但是， 如图13a和13b所示的T-COT/R-CE结构对OCT更适合，因为和共 焦通道相比，OCT通道对振动更加敏感。

用光调制器取代圆盘86能够获得类似的功能，光调制器的操作 和圆盘类似，在驱动器87的电或磁激励下，调制器86从低/高值到 高/低值改变反射率/透射率。已经知道液晶能够实现这种功能。当装 置86，即圆盘或光调制器，低速时，图14中的实施方案可以和帧扫 描器同时工作，每隔一帧将传送不同的通道，OCT或者为共焦。

本发明的另一个方面是动态聚焦。在图2，3，5-12中，PC通过 组件48改变OCT40中的光程差(OPD)，从而控制聚焦调节装置7 和OCT通道中的OPD。这能够可选择地用于保持焦点和下面所述的 相干同步。A.Gh.Podoleanu，G.M.Dobre，D.J.Webb，D.A.Jackson 在《光学文学》，Vol.21，第1789-1791页，(1996)发表的“通过牛顿环状 采样函数的使用的相干成像”，B.R.Masters和B.J.Thompson eds.在 《SPIE重要事件系列(SPIE Milestone Series)》，Vol.MS165，《SPIE光 工程新闻(SPIE Optical Engineering Press)》，Washington，2000，USA， 第200-202页重新发表的“光低相干反射和断层成像的可选论文”和 A.Gh.Podoleanu，G.M.Dobre，D.J.Webb，D.A.Jackson在《光学文 学》，Vol.22，No.13，第1039-1041页，(1997)发表的“双层人视网膜的 同时横断面成像”文章中第一次描述了横断面OCT。

当按照上述文章所述的操作方式执行横断面OCT时，动态聚焦 需要以远低于美国专利5,321,501所描述的纵向OCT操作方式中的数 据率进行操作。在这些情况下，当OCT通道中的深度被改变时，能 够更容易地应用两个调节装置7和48的同步法则修正。两个调节装 置通过PC 32控制，PC 32确定不同的移动范围和不同的前进速度。 调节装置可以以步进方式移动或以固定速度移动，而且它们的速度比 依赖于界面光学装置12和聚焦调节装置所用的光学元件，所述聚焦 调节装置所用的光学元件是对象束中的透镜60-62。例如，如果透 镜60和目镜15具有焦距f60和f15，透镜60运动dz导致眼睛中焦点移 动dz′，在这里dz′＝-(f15/f60)2dz。通常，所述眼神经需要空气中2mm 的探测dz。f15固定时，不同的眼睛很明显具有不同的焦点移动。因 此，同时，两个调节装置48和7必须包含不同的距离：dz48＝ndz′且 dz7＝dz′(f60/f15)2。最简单的实现方式是使用两个由PC控制的传输阶 段。调节步骤使用根据本发明的采用纵向OCT方式的映射装置。两 个调节装置48和7在略微大于所需要范围的距离上运行，以避免由 加速和减速引起的距离、时间关系曲线的非线性，保持有用图象的定 心。在每一次扫描之后，两个调节装置被优选恢复更大的速度，尽管 该步骤能够适用于对任何一个OPD变化的检测进行连续操作。在找 到了使两个调节装置同步的优化参数后，该映射装置能够以纵向成像 方式或横行成像方式进行操作。通过这种方式，能够采集对象不同深 度的层叠的图象对，图象通过这两个通道传输，OCT、共焦、和层叠 两个图象都是具有深度分辨率。当没有使用或执行动态聚焦时，由用 户在聚焦调整范围dz7中间进行焦点调节，在这种情况下，所有的共 焦图象看上去都是相同的，并且只有OCT横断面图象是具有深度分 辨率的。

所述光学映射装置可以运用两种不同的程序找到使这两个调节 装置之间同步的参数，以执行动态聚焦。在这两种情况下，在OCT 通道的OPD的改变是主要步骤，并且该过程必须找到聚焦调节装置 7的参数，以匹配OPD调节装置48。聚焦调节装置7的手动过程是 以下面参数：范围、初始位置和速度的手动调整为基础。在OCT干 涉仪中进行改变以控制深度扫描装置48的OPD参数是：深度范围， 初始位置和速率。手动过程允许用户对焦点扫描装置7的范围进行操 作。当改变扫描装置7的范围时，它的速率根据在速度和范围之间的 预先设定的系数自动调整。初始时，聚焦调节装置7的范围初始设置 为0。用户重复几次纵向OCT扫描，即，系统在Y固定时在(X，Z) 平面，X固定时在(Y，Z)平面，或在半径r固定时在(q，Z)圆 上生成图象。当观察PC显示屏上由显示装置19生成的OCT图象时， 用户首先调整焦点调节装置的初始位置{7，直到纵向OCT图象的中 心部分变得尖锐。然后，继续观察PC屏32上由显示装置生成的OCT 图象，用户增加焦点调节装置7的范围dz7，直到几乎所有在纵向OCT 图象上对应于不同的深度的行都呈现了最大亮度和最大锐度为止。焦 点调节的范围通过改变焦点调节装置7的速度进行修改，因为OPD 调节装置48和焦点调节装置7二者都通过同样的来自PC 32的开始 和停止控制进行操作。

可选择地，所述过程可以以自调节模式进行工作，使用图14的 实施方式，在该图中，闭环电子组件190指示PC32驱动两个轴向调 节装置7和48，修改参数：聚焦调节装置7的初始位置{7和范围dz7。 根据图14的流程的步骤，自调节过程由两个循环实现，其中映射装 置在Y固定时在(X，Z)平面，或在X固定时在(Y，Z)平面，或 者在半径r固定时在(q，Z)面上获取图象。在第一循环中，该过程 自动找到焦点扫描装置的初始位置{7，在该位置处，对于给定的深度 范围、OCT深度扫描装置48的初始位置和速率，和给定的聚焦装置 初始位置增量的步进值h，对于聚焦调节装置的不同初始位置重复生 成OCT纵向图象，通过该过程对不同的以步进值h增加的焦点值自 动采集图象，直到纵向OCT图象的中部表现得清晰、锐利，这由成 象处理方法来评估。已知有各种不同的成象处理方法，其中的一种方 法可以评估图象中象素的大小，如图15插图“a”所示。插图“b” 显示了OCT孔径接收器深度轮廓的中间位置，该位置在第三层，在 插图a中在该层象素化最大。插图“c”显示了在第一循环的初始位 置扫描期间，OCT共焦孔径移动较深的深度轮廓。“i”是该循环的当 前指示步骤，h是在调节聚焦调节装置7的初始位置{7时每一步进的 幅度。一旦找到了初始位置{7，那么该过程自动开始第二循环，其中 聚焦调节装置的范围以步进值a逐渐增加，直到在纵向OCT图象中 的大多数行都表现出足够的锐度。插图“d”表示在第二循环开始时 OCT图象上锐度的均一性，插图“e”表示在该过程结束时在横跨深 度时锐度均一性的变化，其中在该过程结束时获得了足够一致的锐 度。清晰度和锐度由第一循环中所用的成像处理方法确定。在这两个 循环中，当仅使用一个共焦接收器20时，每个OCT图象都经过共焦 图象的亮度和一致性验证，或者，当使用CE组件200时，每个OCT 图象都经过多个共焦光学接收器20的共焦图象之一进行验证。图14 中的行21带有来自CE组件200并向显示装置19发送的一个和多个 共焦信号，并且这些信号之一被输入闭环电子组件190。不同音调的 发音装置(bips)和发光指示器使得用户能够得知自调节过程的信息。 用户能够从发音装置的音调和发光信号的颜色得知是否该过程在一 个循环中进行得时间过长，并且能够进行干涉该步骤，从而调节象素 大小和所需时间的折衷，以便在第一循环中找到聚焦调节装置的初始 位置，并调节OCT纵向图象中横跨行的象素一致性和所需时间的折 衷，以便在第二循环中找到聚焦调节装置的范围。

这两个循环都使用了共焦通道来验证OCT纵向图象，其方法是 通过检查共焦图象的质量以使锐度大于S、亮度大于B，且沿着光栅 行的移动小于阈值e。

一旦找到了最佳的调整参数，就能够在闭环动态聚焦下采集纵向 图象，或者以不同深度层叠横断面OCT图象，这通过相应于从相同 深度区域采集的切片数成比例地减小两个调节装置48和7的速率实 现。

显而易见，动态聚焦的手动或自调节过程能够应用于图2a-d、3、 5a、5b、6a、6b、7a-d、8a-d、9a-c、11a-d、12a-c、13a、13b的任何 实施方式中，并且结合图14所描述的自调节过程的说明同样能够应 用于图3所描述的聚焦结构中，其中图14中采用了图2a-d所描述的 那种类型的聚焦结构。

同样显而易见，虽然横向扫描装置10在这里作为与界面光学装 置12分离的独立组件，但通过使用SLO和共焦显微镜技术领域的技 术人员已知的方法，同样能够通过使用横向扫描器实现图2-9，11-14 所提出的实施方案，对于每一个横向坐标，由透镜或反射镜隔开的横 向扫描器将光束从一个横行扫描器传送到另一个横向扫描器，并从这 里传送到对象，在这种情况下所述两个组件10和12是相互关联的。

表7a   分光器   共焦接收器  操作方式   用于R-OCT/T-C的对光   源52波长起作用的带通   滤光片82，和用于   T-OCT/R-C的对光源52   波长起作用的陷波滤光   片82   4a或4b或4d，被调谐到   光源52的波长  OCT和共焦对不同波长  起作用，OCT通道对光源  50或500的波长起作用，  并且共焦通道对光源52  的波长起作用   边缘波长在两个光源50   (500)和52波长之间的   热镜或冷光镜或边缘滤   光片83   4d，被调谐到光源52的   波长   用于R-OCT/T-C的对荧   光或拉曼波长起作用的   带通滤光片82，和用于   T-OCT/R-C的对荧光或拉   曼波长起作用的陷波滤   光片82   4d，被调谐到荧光或拉曼   波长，带有对激励光源52   波长起作用的陷波滤光   片205  OCT和共焦对不同波长  起作用，OCT通道对光源  50或500的波长起作用，  并且共焦通道对从对象  发出的荧光或拉曼波长  起作用   边缘波长在光源50(500)   波长和荧光或拉曼发射   波长之间的热镜或冷光   镜或边缘滤光片83

表7b   光源   分光器位置   共焦接收器   操作方式   只有50或   500，52断开   中性分束器8   4a或4b   OCT和共焦对相同波长   起作用，即光源50(500)   的波长   两个源均接通   中性分束器8   4d，被调谐到光   源52的波长   OCT和共焦对不同波长   起作用，OCT通道对光源   50或500的波长起作用，   并且共焦通道对光源52   的波长起作用   两个源均接   通，和图7a相   同的方式   对光源52波长起   作用的带通滤光片   82   4a或4b或4d，   被调谐到光源   52的波长   OCT和共焦对不同的波   长起作用，OCT通道对光   源50或500的波长起作   用，并且共焦通道对光源   52的波长起作用   边缘波长在两个光   源50(500)和52   波长之间的热镜或   冷光镜或边缘滤光   片83   4d，被调谐到光   源52的波长   对荧光波长起作用   的带通滤光片82   4d，被调谐到荧   光波长，带有对   激励光源52波   长起作用的陷   波滤光片205   OCT和共焦对不同波长   起作用，OCT通道对光源   50或500的波长起作用，   并且共焦通道对从对象   发出的荧光或拉曼信号   的波长起作用   边缘波长在两个光   源50(500)和52   波长之间的热镜或   冷光镜或边缘滤光   片83

表7c   分光器   共焦接收器   操作方式   对光源52波长起作用   的陷波滤光片82   4a或4b或4d，被调谐   到光源52的波长   OCT和共焦对不同波长起作   用，OCT通道以穿过82或83   的透射方式工作，对光源50或   500波长起作用，并且共焦通   道以来自82或83的反射方式   工作，对光源52波长起作用   边缘波长在两个光源   50(500)和52波长   之间的热镜或冷光镜   或边缘滤光片83   4d，被调谐到光源52的   波长   对荧光波长起作用的   陷波滤光片82   4d，被调谐到荧光波长，   带有对激励光源52波长   起作用的陷波滤光片   205   OCT和共焦对不同波长起作   用，OCT通道以穿过82或83   的透射方式工作，对光源50或   500波长起作用，并且共焦通   道以来自82或83的反射方式   工作，对从对象发出的荧光或   拉曼信号波长起作用   边缘波长在光源50   (500)波长和荧光或   拉曼发射波长之间的   热镜或冷光镜或边缘   滤光片83

表7d   光源   分光器位置   共焦接收器   操作方式   只有50或   500，52断开   中性分束器8   4a或4b   OCT和共焦对相同波长   起作用，即光源50(500)   的波长   两个源均接通   中性分束器8   4d，被调谐到光   源52的波长   OCT和共焦对不同波长   起作用，OCT通道对光源   50或500的波长起作用，   并且共焦通道对光源52   的波长起作用   两个源均接   通，和图7a相   同的方式   对光源52波长起   作用的带通滤光片   82   4a或4b或4d，   被调谐到光源   52的波长   OCT和共焦对不同波长   起作用，OCT通道以穿过   82或83的透射方式工作，   对光源50或500波长起   作用，并且共焦通道以来   自82或83的反射方式工   作，对光源52波长起作   用   边缘波长在两个光   源50(500)和52   波长之间的热镜或   冷光镜或边缘滤光   片83   4d，被调谐到光   源52的波长   对荧光波长起作用   的带通滤光片82   4d，被调谐到荧   光波长，带有对   激励光源52波   长起作用的陷   波滤光片205   OCT和共焦对不同波长   起作用，OCT通道以穿过   82或83的透射方式工作，   对光源50或500波长起   作用，并且共焦通道以来   自82或83的反射方式工   作，对从对象发出的荧光   波长起作用   边缘波长在光源   50(500)和荧光或   拉曼波长之间的热   镜或冷光镜或边缘   滤光片83

图8a   分光器  共焦接收器   操作方式   对在低相干光源50或500   的激励下从对象发出的   荧光，拉曼斯托克司，或   反斯托克司辐射波长起   作用的带通滤光片82  4a或4b或4d或4e，带有  被调谐到从对象发出的  荧光或拉曼辐射波长的  204，并带有对激励光源  50或500波长起作用的陷  波滤光片205   OCT和共焦对不同的波   长起作用，OCT通道以反   射方式工作，对光源50   或500波长起作用，并且   共焦通道以透射方式工   作，对从对象发出的荧光   或拉曼辐射波长起作用，   所述辐射是在光源50或   500的激励下从对象发出   的   边缘波长在光源50(500)   波长和荧光谱带波长之   间的冷光镜或冷光镜类   型的边缘滤光片83  只有4d或4e，带有被调  谐到从对象发出的荧光  或拉曼辐射波长的204，  并带有对激励光源50或  500波长起作用的陷波滤  光片205   边缘波长在光源50(500)   波长和反斯托克司谱带   波长之间的反热镜或反   热镜类型的边缘滤光片   83  只有4d或4e，带有被调  谐到从对象发出的荧光  或拉曼辐射波长的204，  并带有对激励光源50或  500波长起作用的陷波滤   光片205

图8b   分光器   共焦接收器   操作方式   对在源126激励下从对象   发出荧光，拉曼斯托克司   或反斯托克司辐射波长   起作用的带通滤光片82   4a或4b或4d或4e，带有   被调谐到从对象发出的   荧光或拉曼辐射波长的   204，并带有对激励源126   波长起作用的陷波滤光   片205   OCT和共焦对不同的波   长起作用，OCT通道对光   源50或500的波长起作   用，并且共焦通道对在源   126激励下从对象发出的   荧光或拉曼信号的谱带   起作用   边缘波长在光源50(500)   波长和荧光或拉曼谱带   波长之间的热镜或热镜   类型的边缘滤光片83   只有4d或4e，带有被调   谐到从对象发出的荧光   或拉曼辐射波长的204，   并带有对激励源126波长   起作用的陷波滤光片205   边缘波长在光源50(500)   波长和荧光或拉曼谱带   波长之间的冷光镜或冷   光镜类型的边缘滤光片   83   只有4d或4e，带有被调   谐到从对象发出的荧光   或拉曼辐射波长的204，   并带有对激励源126波长   的陷波滤光片205起作用

表8c   分光器  共焦接收器   操作方式   对在低相干光源50或500   激励下从对象发出荧光，   拉曼斯托克司或反斯托   克司辐射波长起作用的   陷波滤光片82  4a或4b或4d或4e，带有  被调谐到从对象发出的  荧光或拉曼辐射波长的  204，并带有对激励光源  50或500波长起作用的陷  波滤光片205   OCT和共焦对不同的波   长起作用，OCT通道接收   对光源50或500波长起   作用的透射，并且共焦通   道接收对从对象发出的   荧光或拉曼辐射谱带起   作用的反射，在光源50   或500的激励下对象发出   荧光或拉曼辐射   边缘波长在光源50(500)   波长和荧光谱带波长之   间的热镜或热镜类型的   边缘滤光片83  只有4d或4e，带有被调  谐到从对象发出的荧光  或拉曼辐射波长的204，  并带有对激励光源50或  500波长起作用的陷波滤  光片205   边缘波长在光源50(500)   波长和反斯托克司谱带   波长之间的冷光镜或冷   光镜类型的边缘滤光片   83  只有4d或4e，带有被调  谐到从对象发出的荧光  或拉曼辐射波长的204，  并带有对激励光源50或  500波长起作用的陷波滤  光片205

图8d   分光器  共焦接收器   操作方式   对在源126激励下从对象   发出的荧光，拉曼斯托克   司或反斯托克司辐射波   长起作用的带通滤光片   82  4a或4b或4d或4e，带有  被调谐到从对象发出的  荧光或拉曼辐射波长的  204，并带有对激励光源  126波长起作用的陷波滤  光片205  OCT和共焦对不同的波  长起作用，OCT通道对光  源50或500波长起作用，  并且共焦通道对在光源  126的激励下从对象发出  的荧光或拉曼信号谱带  起作用   边缘波长在光源50(500)   波长和荧光或拉曼谱带   波长之间的热镜或热镜   类型的边缘滤光片83  只有4d或4e，带有被调  谐到从对象发出的荧光  或拉曼辐射波长的204，  并带有对激励光源126波  长起作用的陷波滤光片  205   边缘波长在光源50(500)   波长和荧光或拉曼谱带   波长之间的冷光镜或冷   光镜类型的边缘滤光片   83  只有4d或4e，带有被调  谐到从对象发出的荧光  或拉曼辐射波长的204，  并带有对激励光源126波  长起作用的陷波滤光片  205

表12a

表12a(续)

表12b

表12b(续)

表12b(续)

12b(续)