Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Abbildern eines Objekts, insbesondere eines transparenten oder semitransparenten Objekts, weiter insbesondere eines Auges oder eines Teilbereichs des Auges.

Die Integrität der Hornhautoberfläche des menschlichen Auges, insbesondere des Epithels, wird durch die funktionellen Interaktionen von Hornhaut, Bindehaut und Limbus im Zusammenspiel mit dem Tränenfilm und dem Lidapparat garantiert. Störungen dieses Gleichgewichts lassen sich zur Krankheitsgruppe der Oberflächenerkrankungen des Auges (Ocular Surface Diseases, OSD) zusammenfassen und können durch Benetzungsstörungen, Vernarbungsprozesse infolge von Entzündungen oder thermischen/chemischen Noxen, aber auch durch Diabetes mellitus, limbale Stammzelldefizite oder eine Meibomdrüsen-Dysfunktion verursacht werden. Für die Diagnostik solcher Erkrankungen und die Überwachung möglicher Therapieerfolge sind Untersuchungsmethoden mit subzellulärer Auflösung wünschenswert. Auch die mikroskopische Untersuchung tiefer liegender Schichten der Hornhaut, beispielsweise bei der Unterscheidung von Pilzen, Akanthamöben und Keratitis, ist von hoher klinischer Relevanz. Krankheiten, die mit einer endothelialen Dysfunktion einhergehen, bedürfen ebenso der subzellulär aufgelösten Untersuchung dieser Strukturen.

Unter Nutzung der Technologie des sogenannten Laserscannings hat sich für In-vivo- Untersuchungen dieser Art die Kombination aus Heidelberg Retina Tomograph (HRT) und Rostock Cornea Modul (RCM), welche beide von der Heidelberg Engineering GmbH (Heidelberg, Germany) vertrieben werden, weltweit etabliert, wobei die dem RCM zugrundeliegende Technologie in der DE 202005 009 189 U1 beschrieben ist.

Beide Geräte (HRT, RCM) ermöglichen im Zusammenspiel die Erzeugung eines zweidimensionales En-face-Bildes, welches idealerweise Gewebeschnitte oberflächenparallel darstellt. Die Tiefe, aus der das Abbild stammt, kann zum Teil grob manuell eingestellt werden, was bei der Auflösung im Mikrometerbereich sehr unpraktikabel ist. Es existieren Ansätze, die darauf basieren, diese En-Face-Bilder sequentiell aus unterschiedlicher Tiefe aufzunehmen und in einem nachgeschalteten Prozess zu registrieren, wobei auch bewegungsbedingte Artefakte mit Verfahren der Bildverarbeitung entfernt werden. So beschreibt die DE 10 2017203 995 A1 ein Objektiv für eine konfokale Mikroskopieeinrichtung zur Erzeugung von Abbildern eines Auges oder eines Teilbereichs des Auges, wobei das Objektiv mindestens ein optisches Element zur Strahlführung und/oder -formung umfasst, wobei das Objektiv weiter mindestens ein Mittel zur Veränderung einer Brennpunktposition mindestens entlang einer optischen Achse des Objektivs umfasst. Aus dem derart rekonstruierten Volumen lassen sich dann prinzipiell beliebige Schnittbilder erzeugen.

Da die reine Aufnahmedauer für ein solches En-Face-Einzelbild der Kornea bei 0,03 s liegt, können während der Aufnahmedauer Augenbewegungen auftreten, woraus sich wiederum höchste Ansprüche sowohl an die Algorithmen der Registrierung als auch an die mechanische Fixierung des Auges ergeben, wenn eine subzelluläre Auflösung bei der Abbildung erreicht werden soll.

Aus dem Stand der Technik ist auch das Dokument „Jeong D., Park S. J., Jang H., Kim H., Kim J. und Kim C. S., Swept-Source-Based Chromatic Confocal Mikroscopy, Sensors 2020, 20(24): 7347“ bekannt. Darin beschrieben ist ein Verfahren zur Erzeugung von Oberflächenprofilen.

Es stellt sich das technische Problem, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Abbildern, insbesondere eines Auges oder eines Teilbereichs des Auges, zu schaffen, die eine zeitlich schnelle und qualitativ hochwertige sowie hochauflösende Erzeugung von Abbildern ermöglichen.

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Erzeugung von Abbildern, insbesondere eines transparenten oder semitransparenten Objekts, weiter insbesondere eines Auges oder eines Teilbereichs des Auges. Das vorgeschlagene Verfahren umfasst das Erzeugen von Strahlung mit einer Swept-Source-Strahlungsquelle, wobei zu unterschiedlichen Zeitpunkten Strahlung mit unterschiedlicher Wellenlänge erzeugt wird. Insbesondere kann mit der Swept-Source-Strahlungsquelle in einem Wellenlängendurchlauf in einem Zeitintervall mit vorbestimmter Zeitdauer Strahlung aus einem vorbestimmten Wellenlängenbereich erzeugt werden, insbesondere beginnend bei einer vorbestimmten minimalen Wellenlänge und endend bei einer vorbestimmten maximalen Wellenlänge. Die zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Wellenlängendurchlaufs erzeugte Strahlung, also die zeitpunktspezifische Strahlung, kann Strahlung aus einem Wellenlängenbereich mit einer Zentralwellenlänge und einer vorbestimmten Bandbreite sein, wobei diese Bandbreite kleiner ist als die Bandbreite des gesamten Wellenlängenbereichs, der in dem erläuterten Wellenlängendurchlauf durchlaufen wird. Die zeitpunktspezifische Wellenlänge kann der Zentralwellenlänge der zeitpunktspezifischen Strahlung entsprechen.

In dem Wellenlängendurchlauf kann dann z.B. die zeitpunktspezifische Zentralwellenlänge beginnend bei der vorbestimmten minimalen Wellenlänge auf die vorbestimmte maximale Wellenlänge verändert werden, insbesondere kontinuierlich bzw. in vorbestimmten Wellenlängeninkrementen. Die Bandbreite einer der zeitpunktspezifischen Strahlung kann beispielsweise kleiner als oder gleich 5 nm, vorzugsweise kleiner als oder gleich 1 nm, sein. Die minimale Wellenlänge kann beispielsweise eine Wellenlänge von 450 nm oder 780 nm oder 1060 nm sein. Die maximale Wellenlänge kann beispielsweise eine Wellenlänge von 1095 nm, 1500 nm oder 2000 nm sein. Auch kann die Bandbreite des Wellenlängenbereichs, der in einem Wellenlängendurchlauf durchlaufen werden kann, beispielsweise 70 nm betragen. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Werte vorstellbar, insbesondere anwendungsabhängige Werte.

Es ist weiter möglich, dass die Swept-Source-Strahlungsquelle mit einer vorbestimmten Frequenz betrieben wird, beispielsweise einer Frequenz von 100 kHz, wobei diese Frequenz angibt, wie oft pro Sekunde der Wellenlängenbereich durchlaufen wird. Es ist hierbei möglich, dass in einem ersten Wellenlängendurchlauf Strahlung aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich beginnend bei der vorbestimmten minimalen Wellenlänge und endend bei der vorbestimmten maximalen Wellenlänge erzeugt wird, wobei in einem unmittelbar darauffolgenden Wellenlängendurchlauf entweder a) erneut Strahlung aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich beginnend bei der vorbestimmten minimalen Wellenlänge und endend bei der vorbestimmten maximalen Wellenlänge oder b) Strahlung aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich beginnend bei der vorbestimmten maximalen Wellenlänge und endend bei der vorbestimmten minimalen Wellenlänge erzeugt wird.

Weiter umfasst das Verfahren das Einstrahlen der Strahlung in ein Untersuchungsobjekt durch mindestens eine chromatische Linse. Eine chromatische Linse bezeichnet hierbei eine Linse bzw. ein optisches Element, durch die/das Licht unterschiedlicher Wellenlänge verschieden stark gebrochen wird. Mit anderen Worten wird durch die chromatische Linse eine sogenannte chromatische Aberration, also ein Abbildungsfehler, der wellenlängenabhängig ist, erzeugt. Insbesondere erfolgt das Einstrahlen durch mindestens eine chromatische Linse mit longitudinaler chromatischer Aberration, wobei die Linse aufgrund der longitudinalen chromatischen Aberration verschiedene Brennweiten für verschiedene Wellenlängen aufweist. Insbesondere liegen also die Brennpunkte für verschiedene Wellenlängen entlang der optischen Achse der chromatischen Linse an verschiedenen Positionen. Ein Betrag des Winkels (Scanwinkels) zwischen der optischen Achse der chromatischen Linse und einer Einstrahlrichtung der Strahlung in das Objekt kann kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert, z.B. 40°, sein. Vorzugsweise können die optische Achse und die Einstrahlrichtung parallel zueinander orientiert sein. Die Einstrahlrichtung kann der Hauptausbreitungsausrichtung der hin zum Objekt gerichteten Strahlung entsprechen.

Weiter umfasst das Verfahren das Empfangen der aus dem Objekt reflektierten Strahlung mit mindestens einer Detektionseinrichtung und das Detektieren/Bestimmen einer zeitpunktspezifischen Intensität der empfangenen Strahlung, wobei die zeitpunktspezifische Intensität die zum Empfangszeitpunkt detektierte Intensität der Strahlung bezeichnet. Die Detektionseinrichtung kann als Fotodiode, Fotovervielfacher oder als Photonen-Detektor ausgebildet sein. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsformen der Detektionseinrichtung vorstellbar. Die Detektionseinrichtung kann ein Signal, insbesondere ein elektrisches Signal, erzeugen, wobei mindestens eine Eigenschaft des Signals die Intensität der reflektierten Strahlung repräsentiert bzw. kodiert.

Weiter umfasst das Verfahren das Zuordnen der von der Detektionseinrichtung detektierten zeitpunktspezifischen Intensität der reflektierten Strahlung zu einem Bildpunkt eines mindestens eindimensionalen, vorzugsweise aber eines wahlweise zwei- oder dreidimensionalen, Abbilds mindestens in Abhängigkeit der Wellenlänge der dem Empfangszeitpunkt zugeordneten Strahlung. Mit anderen Worten wird der Empfangszeitpunkt und dann die dem Empfangszeitpunkt zugeordnete Wellenlänge der Strahlung bestimmt, die dann wiederum zur Zuordnung der zum Empfangszeitpunkt detektierten, also zeitpunktspezifischen, Intensität zu einem Bildpunkt genutzt wird. Somit kann also ein Abbild erzeugt werden, indem einem Bildpunkt die zu einem Zeitpunkt detektierte Intensität zugeordnet wird und insbesondere die Bildpunktkoordinate dieses Bildpunkts mindestens in Abhängigkeit der Wellenlänge der dem Empfangszeitpunkt zugeordneten Strahlung bestimmt wird. Die Wellenlänge der dem Empfangszeitpunkt zugeordneten Strahlung kann insbesondere die vorhergehend erläuterte Zentralwellenlänge der Strahlung sein, die zum Empfangszeitpunkt von der Swept- Source-Strahlungsquelle erzeugt wird. Je nach Strahlungslaufzeit ist es jedoch auch möglich, dass die Wellenlänge der dem Empfangszeitpunkt zugeordneten Strahlung die Zentralwellenlänge der Strahlung ist, die mit der Swept-Source-Strahlungsquelle an einem Zeitpunkt erzeugt wurde, der um eine vorbestimmte, insbesondere laufzeitabhängige, Zeitdauer vor dem Empfangszeitpunkt liegt.

Die Bildpunktkoordinate, die mindestens in Abhängigkeit der Wellenlänge der dem Empfangszeitpunkt zugeordneten Strahlung bestimmt wird, kann insbesondere die Koordinate entlang einer (ersten) Bildrichtung sein, die einer axialen Richtung, also der Einstrahlrichtung, entspricht. Ist die Strahlung durch die chromatische Linse in das Objekt gerichtet, so kann diese erste Bildrichtung also einer Tiefenrichtung im Objekt entsprechen. Insbesondere ist es somit möglich, Informationen aus verschiedenen Tiefen des Gewebes des Objekts, insbesondere in Form von Intensitäten der aus diesen verschiedenen Tiefen reflektierten Strahlung, in verschiedene Bildpunkte abzubilden.

In einem weiteren Verfahrensschritt kann das derart aus den Bildpunkten erzeugte Abbild an ein übergeordnetes System übertragen und/oder auf einer entsprechenden Anzeigeeinrichtung dargestellt werden.

In Zusammenwirken mit der chromatischen Linse wird die in einem Wellenlängendurchlauf erzeugte Strahlung entlang der optischen Achse der chromatischen Linse auf verschiedene Positionen fokussiert, sodass das reflektierte Licht hauptsächlich von dieser Position wieder reflektiert wird, wodurch wiederum die Intensität des reflektierten Lichts eine Information über das Gewebe bzw. Gewebeeigenschaften an dieser Position des Brennpunkts ermöglicht. Da ein Wellenlängendurchlauf zeitlich sehr schnell von der Swept-Source-Strahlungsquelle durchgeführt wird, kann eine zeitlich schnelle Erzeugung des Abbilds erfolgen. Insbesondere ermöglicht das Verfahren die Erzeugung eines Abbilds in einer Zeitdauer, die deutlich unter einer Millisekunde liegen kann. Hierdurch wiederum können Bewegungsartefakte, beispielsweise die durch eine Bewegung des Auges (Sakkaden sowie Mikrosakkaden) erzeugten Artefakte, bei der Bilderzeugung reduziert oder ganz ausgeschlossen werden. Als weiterer technischer Vorteil ergibt sich, dass die Erzeugung von Strahlung mit der Swept-Source- Strahlungsquelle mit unterschiedlichen Wellenlängen keine beweglichen Teile erfordert. Somit kann Strahlung ohne bewegliche Teile auf verschiedene Brennpunktpositionen fokussiert werden, wodurch einerseits ein einfacher mechanischer Aufbau, geringe Herstellungskosten, aber auch eine sehr zuverlässige und wartungsarme Bilderzeugung ermöglicht wird. Aufgrund fehlender beweglicher Teile ermöglicht das Verfahren auch eine sehr energieeffiziente Erzeugung von Abbildern. Insbesondere aufgrund des Verzichts auf einen elektromechanischen Scanner in Patientennähe, z.B. zur Fokusänderung, mit einer vergleichsweise hohen Betriebsspannung, z.B. für einen Piezoaktor, kann in weiter vorteilhafter Weise die Zulassung eines medizinischen Gerätes, durch dass das Verfahren durchgeführt wird, vereinfacht werden, insbesondere da keine hohen Betriebsspannungen an Aktoren benötigt werden.

Das vorgeschlagene Verfahren kann insbesondere zur Erzeugung einer mikroskopischen Aufnahme von einem (Teil-)Volumen der Hornhaut des Auges dienen, wobei insbesondere die zeitlich schnelle Bilderzeugung ermöglicht, die Fixierung des Auges während einer entsprechenden optischen Untersuchung vereinfacht oder ganz vermieden wird. Insbesondere ermöglicht das Verfahren in vorteilhafter Weise die Erzeugung von verzerrungsfreien, insbesondere bewegungsartefaktfreien, Abbildern. Auch müssen aufgrund der schnellen Erzeugung in vorteilhafter Weise die Anwendung von Verfahren der Bildverarbeitung, beispielsweise zum sogenannten Nachbearbeiten und/oder Registrieren, nicht oder in einem sehr viel geringeren Maß als bisher angewendet werden. Vielmehr kann eine solche Nachbearbeitung der Abbilder vollständig oder weitestgehend entfallen, was wiederum eine Erzeugung und Darstellung von Abbildern in Echtzeit ermöglicht. Ebenfalls verbessert sich durch das Verfahren der Patientenkomfort und die Akzeptanz durch einen Patienten aufgrund der bequemen und schnellen Bildgebung.

Da es weiter möglich ist, mit Swept-Source-Strahlungsquellen unterschiedliche Wellenlängen mit sehr hoher Auflösung einzustellen (mit anderen Worten also sehr eng voneinander beabstandete Wellenlängen einzustellen), kann in weiter vorteilhafter Weise eine hohe Auflösung des erzeugten Abbilds erreicht werden, insbesondere eine subzelluläre Bildgebung ermöglicht werden, was mit der erläuterten, konventionellen Spaltlampenmikroskopie bisher nicht möglich war. Somit ermöglicht das Verfahren insbesondere eine verzerrungsfreie Echtzeitdarstellung von kornealen Strukturen. Das Verfahren ist jedoch auch zur Erzeugung von Abbildern in anderen wissenschaftlichen Bereichen geeignet, in denen hochaufgelöst Volumen untersucht werden müssen, wobei das Verfahren die Aufnahmedauer um etwa zwei Größenordnungen reduziert und somit beispielsweise die Abbildung von sehr schnellen Zellveränderungen oder Zellschädigungen, insbesondere in Echtzeit, ermöglicht. In Kombination mit einer Veränderung der Einstrahlrichtung, die nachfolgend noch näher erläutert wird, ermöglicht das Verfahren auch zweidimensionale Abbilder, insbesondere sogenannte Querschnittsbilder, oder sogar dreidimensionale Abbilder des Objekts zu erzeugen, insbesondere Querschnittsbilder durch die Hornhaut, wobei - wie erläutert - eine subzelluläre Auflösung erreicht werden kann. Diese ermöglichen eine Analyse einzelner Zellschichten insbesondere des Epithels, des subbasalen Nervenplexus, des Stromas und des Endothels. Aus einem dreidimensionalen Abbild wiederum können nachträglich beliebig orientierte zweidimensionale Schnittbilder erzeugt werden, was die Diagnostik weiter verbessert.

Insbesondere kann ein erzeugtes Abbild zur In-vivo-Diagnostik auf zellulärer Ebene genutzt werden. Weiter kann auch eine Trennung von Untersuchung, also der Bilderzeugung, und Diagnose ermöglicht werden. So ist es möglich, dass die Abbilder mit dem vorgeschlagenen Verfahren von einem entsprechend geschulten Personal durchgeführt werden und eine Diagnose dann nachgelagert durch einen Arzt oder eine Ärztin erfolgt, indem die erzeugten Bilddaten von diesem analysiert werden. Weiter kann aufgrund der erreichbaren hohen Auflösung auch eine histologische Diagnose ohne Biopsie erfolgen. Hierzu kann es jedoch, je nach Anwendungsbereich, vorteilhaft sein, dass durch die Swept-Source-Strahlungsquelle Wellenlängen größer als oder gleich 1300 nm erzeugt werden.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter die Schritte:

Verändern einer Lage und/oder Orientierung der in das Objekt eingestrahlten Strahlung und

Einstrahlen der Strahlung in das Objekt mit verschiedenen Lagen und/oder Orientierungen.

Die Lage der in das Objekt eingestrahlten Strahlung kann die räumliche Lage eines zentralen Strahls der eingestrahlten Strahlung bezeichnen. Die Orientierung der in das Objekt eingestrahlten Strahlung kann die räumliche Orientierung dieses zentralen Strahls bezeichnen. Der zentrale Strahl kann z.B. ein Strahl sein, der konzentrisch zur zentralen Symmetrie- oder Mittelachse der eingestrahlten Strahlung orientiert ist. Wird die eingestrahlte Strahlung durch eine Gerade in einem Referenzkoordinatensystem repräsentiert, so kann eine Orientierung der Geraden die Orientierung der Strahlung und die Lage der Geraden die Lage der Strahlung repräsentieren. Das Verändern der Lage der Strahlung resultiert dann auch in einer Veränderung der Lage der erläuterten Geraden und das Verändern der Orientierung resultiert in einer Veränderung der Orientierung der erläuterten Geraden. Durch das Verändern der Lage und/oder Orientierung der Strahlung kann ein Scanwinkel, also der Winkel zwischen der optischen Achse der chromatischen Linse und der Strahlung, und/oder ein Versatz zwischen der optischen Achse der chromatischen Linse und der Strahlung verändert werden, insbesondere wenn die optische Achse und die Strahlung parallel zueinander orientiert sind.

So ist es beispielsweise möglich, dass eine Strahlung mit einer ersten Lage und/oder Orientierung und Strahlung mit einer weiteren Lage und/oder Orientierung parallel oder nicht parallel zueinander orientiert sind. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, zwei- oder dreidimensionale Abbilder des Objekts oder des Teilbereichs des Objekts zu erzeugen.

Beispielsweise ist es möglich, dass durch Verändern der Lage und/oder Orientierung Bildpunkte entlang einer weiteren Bildrichtung erzeugt werden können, die von der vorhergehend erläuterten ersten Bildrichtung verschieden ist. Die nach Verändern der Lage und/oder Orientierung erzeugten Intensitäten können insbesondere Bildpunkten zugeordnet werden, deren Bildpunktkoordinaten zumindest bezogen auf diese weitere Bildrichtung verändert sind. Die Lage und/oder Orientierung kann hierbei insbesondere mit einem geeigneten Mittel zum Verändern der Lage und/oder Orientierung verändert werden. Beispielhafte Mittel werden nachfolgend noch näher erläutert. Mit anderen Worten ist es also möglich, dass die während eines Wellenlängendurchlaufs sich verändernden Brennpunktpositionen entlang der optischen Achse der chromatischen Linse bei einer Veränderung der Lage und/oder Orientierung verändert werden.

Es ist beispielsweise möglich, dass die Lage senkrecht zur bisherigen Einstrahlrichtung verändert wird, also parallel zur bisherigen Einstrahlrichtung verschoben wird, wodurch ein zweidimensionales Schnittbild, beispielsweise ein sagittaler Schnitt oder ein transversaler Schnitt durch das Auge, erzeugt werden kann. Auch die durch die Veränderung erzeugbaren zwei- oder dreidimensionalen Abbilder können zeitlich sehr schnell erzeugt werden, was wiederum - wie vorhergehend erläutert - die Erzeugung von Abbildern möglichst ohne Bewegungsartefakte, verzerrungsfrei und in Echtzeit ermöglicht.

Insbesondere kann zur Erzeugung eines zweidimensionalen Abbilds die Lage und/oder Orientierung der Strahlung entlang einer Raumrichtung verändert werden. Dies kann durch einen Scanner erfolgen, insbesondere einen Galvoscanner, einen resonanten Scanner, aber auch durch einen von diesen Scannern verschieden ausgebildeten Scanner, z.B. einen Polygonscanner oder einen akustooptischen Modulator.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Lage und/oder Orientierung entlang von mindestens zwei voneinander verschiedenen Raumrichtungen verändert. Beispielsweise ist es möglich, dass durch Verändern entlang einer ersten Raumrichtung Bildpunkte entlang einer zweiten Bildrichtung erzeugt werden können, die von der vorhergehend erläuterten ersten Bildrichtung verschieden ist. Weiter ist es möglich, dass durch Verändern entlang einer zweiten Raumrichtung Bildpunkte entlang einer weiteren Bildrichtung erzeugt werden können, die von der vorhergehend erläuterten ersten Bildrichtung als auch von der vorhergehend erläuterten zweiten Bildrichtung verschieden ist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise die Erzeugung von dreidimensionalen Abbildern, also Volumenbildern, des Objekts bzw. eines Teilbereichs des Objekts. Auch diese können zeitlich schnell und somit möglichst artefakt- und verzerrungsfrei erzeugt werden.

Es ist möglich, dass die zwei voneinander verschiedenen Raumrichtungen linear unabhängig voneinander, insbesondere senkrecht zueinander orientiert, sind. Auch können die Raumrichtungen und die Einstrahlrichtung linear unabhängig voneinander sein. Z.B. können die zwei voneinander verschiedenen Raumrichtungen wiederum rechtwinklig zur Einstrahlrichtung zur Einstrahlung in das Objekt orientiert sein.

Zur Erzeugung eines dreidimensionalen Abbilds kann die Lage und/oder Orientierung entlang einer ersten Raumrichtung durch einen ersten Scanner und entlang der weiteren Raumrichtung durch einen weiteren Scanner verändert werden. Einer der beiden Scanner kann hierbei ein Galvoscanner sein, während der verbleibenden Scanner ebenfalls ein Galvoscanner, aber auch ein resonanter Scanner oder ein von diesen Scannern verschieden ausgebildeter Scanner, z.B. ein Polygonscanner oder einen akustooptischer Modulator, sein kann.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform wird die Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung entlang einer ersten Raumrichtung mit einem sogenannten Galvoscanner und die Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung entlang einer weiteren Raumrichtung mit einem weiteren Scanner verändert. Dies wurde vorhergehend erläutert.

Zur Erzeugung eines zweidimensionalen Abbilds ist es z.B. möglich, dass zur Erzeugung von Bildpunkten entlang einer ersten Bildrichtung (Tiefenrichtung) die von der Detektionseinrichtung erzeugten Intensität diesen Bildpunkten mindestens in Abhängigkeit der Wellenlänge der dem Empfangszeitpunkt zugeordneten Strahlung zugeordnet werden. Die Bildpunkte entlang der ersten Bildrichtung können auch als Bildpunktstapel bezeichnet werden, wobei ein solcher mindestens 2 Bildpunkte umfasst. Da in einem Wellenlängendurchlauf Licht aus verschiedenen Tiefen des Objekts reflektiert wird, können in einem Wellenlängendurchlauf Tiefeninformationen entlang der Einstrahlrichtung erzeugt und als Intensitäten von Bildpunkten des Bildpunktstapels kodiert werden.

Zur Erzeugung von Bildpunkten entlang einer zweiten Bildrichtung kann dann die Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung verändert werden, insbesondere nach genau einem oder nach mehreren Wellenlängendurchläufen. Nach jeder Veränderung kann dann z.B. ein weiterer Bildpunktstapel wie vorhergehend erläutert erzeugt werden. Somit kann z.B. jeder Position entlang einer Zeile ein Bildpunktstapel zugeordnet werden, wodurch ein zweidimensionales Abbild erzeugt wird.

Zur Erzeugung eines dreidimensionalen Abbilds können zusätzlich Bildpunkte entlang einer dritten Bildrichtung erzeugt werden, indem wiederum die Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung verändert wird. Insbesondere können durch die Veränderung entlang der ersten Raumrichtung Bildpunktstapel verschiedene Positionen entlang einer Zeile erzeugt und diesen zugeordnet werden, wobei durch die Veränderung entlang der zweiten Raumrichtung Bildpunktstapel verschiedene Positionen entlang einer Spalte erzeugt und diesen zugeordnet werden können. In diesem Fall kann jeder Bildzeilen- und Bildspaltenposition ein Bildpunktstapel zugeordnet sein. Beispielsweise kann die Lage und/oder Orientierung zur Erzeugung von Bildpunktstapeln entlang einer Bildzeile durch den resonanten Scanner oder einen Galvoscanner und die Lage und/oder Orientierung zur Erzeugung von Bildpunktstapeln entlang einer Bildspalte durch eine Veränderung mit dem Galvoscanner erzeugt werden. Weiter ist es möglich, dass die Veränderung zur Erzeugung von Bildpunktstapeln verschiedener Bildspalten erst dann erfolgt, wenn für jede Position der Bildzeile ein Bildpunktstapel erzeugt wurde. So kann die Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung entlang der weiteren Raumrichtung mit einer konstanten Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung entlang der ersten Raumrichtung verändert werden bis für jede Position einer Bildzeile ein Bildpunktstapel erzeugt wurde. Dann kann die Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung entlang der ersten Raumrichtung verändert werden, wobei nach der Veränderung wiederum die die Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung entlang der weiteren Raumrichtung mit einer konstanten Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung entlang der ersten Raumrichtung verändert werden kann bis für jede Position der Bildzeile ein Bildpunktstapel erzeugt wurde. Es ist möglich, dass die weitere Raumrichtung durch den resonanten Scanner beispielsweise derart schnell verändert wird, dass die Erzeugung eines Abbilds mit einer vorbestimmen Zeilenfrequenz, beispielsweise einer Zeilenfrequenz aus einem Bereich von 4 kHz (einschließlich) bis 12 kHz (einschließlich), erfolgen kann. Die erste Raumrichtung kann mit dem Galvoscanner derart schnell verändert werden, dass eine vorbestimmte Bildwiederholfrequenz, beispielsweise aus einem Bereich von 0.1 Hz (einschließlich) bis 2 kHz (einschließlich), erfolgen kann.

Durch die Verwendung eines Galvoscanners und eines resonanten Scanners zur Änderung der Strahlausrichtung ergibt sich in vorteilhafter Weise eine kostengünstige Herstellbarkeit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei gleichzeitig jedoch eine gewünschte Bildwiederholfrequenz gewährleistet werden kann.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform wird die Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung geändert, nachdem die Swept-Source-Strahlungsquelle mindestens einen Wellenlängendurchlauf durchgeführt hat, wobei in einem Wellenlängendurchlauf Strahlung aus einem vorbestimmten Wellenlängenbereich erzeugt wird. Dies wurde vorhergehend bereits erläutert. Insbesondere kann Lage und/oder Orientierung geändert werden, nachdem die Swept-Source-Strahlungsquelle genau einen Wellenlängendurchlauf durchgeführt hat. Auch ist es vorstellbar, dass die Strahlausrichtung erst geändert wird, nachdem die Swept-Source-Strahlungsquelle mehrere, also mindestens zwei, Wellenlängendurchläufe mit gleicher Lage und/oder Orientierung durchgeführt hat. In diesem Fall können die während der mehreren Durchläufe detektierten Intensitäten der Bildpunkte des Bildpunktstapels z.B. über die Anzahl der mehreren Durchläufe gemittelt werden. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine zeitlich schnelle Erzeugung eines zwei- oder dreidimensionalen, hochauflösenden Abbilds mit den vorhergehend bereits erläuterten Merkmalen.

In einer weiteren Ausführungsform erzeugt die Swept-Source-Strahlungsquelle in einem ersten Wellenlängendurchlauf Strahlung aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich beginnend bei einer vorbestimmten minimalen Wellenlänge und endend bei einer vorbestimmten maximalen Wellenlänge, wobei nach diesem ersten Wellenlängendurchlauf die Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung geändert wird und die Swept-Source-Strahlungsquelle in einem unmittelbar folgenden Wellenlängendurchlauf Strahlung aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich beginnend bei der vorbestimmten maximalen Wellenlänge und endend bei der vorbestimmten minimalen Wellenlänge erzeugt. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine besonders schnelle Erzeugung von Abbildern, da unmittelbar aufeinanderfolgende Wellenlängendurchläufe zur Erzeugung von Bildinformationen genutzt werden, die in verschiedenen Bildpunktstapeln kodiert werden.

Durch eine Veränderung der Lage und/oder Orientierung können Tiefeninformationen aus anderen Bereichen des Objekts erzeugt und in Bildpunkten eines weiteren Bildpunktstapels abgebildet werden. Wird die Strahlrichtung entlang genau einer Raumrichtung verändert, so kann ein zweidimensionales Abbild erzeugt werden, wobei in einem Wellenlängendurchlauf detektierten Intensitäten zu verschiedenen Bildpunkten eines Bildpunktstapels zugeordnet werden und nach einer Veränderung der Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung die während eines Wellenlängendurchlaufs detektierten Intensitäten den Bildpunkten eines weiteren Bildpunktstapels zugeordnet werden, wobei die Bildpunkte des weiteren Bildpunktstapels von den Bildpunkten des ersten Bildpunktstapels verschieden sind, insbesondere andere Bildpunktkoordinaten aufweisen. Entsprechendes gilt für Veränderungen entlang von zwei unabhängigen Raumrichtungen. In einer weiteren Ausführungsform ist die Detektionseinrichtung als Fotodiode, als Fotovervielfacher oder als Photonen-Detektor ausgebildet. Beispielsweise kann als Detektor eine sogenannte Avalanche-Photodiode (APD) als ein Fotoelektronenvervielfacher genutzt werden, die in vorteilhafter weise eine ausreichend hohe, obere Grenzfrequenz aufweisen. Dies kann dann die erforderlichen dynamischen Eigenschaften zur Detektion von Intensitäten im MHz-Bereich ermöglichen. Allerdings können auch andere Detektionseinrichtungen, insbesondere solche mit Single-Photon- Auflösung, genutzt werden, beispielsweise sogenannte Nanowire-Single-Photon- Detektionseinrichtungen, Multi-Pixel-Photon-Counter oder Superconducting-Single- Photon-Detektionseinrichtungen. Durch die Verwendung derartiger Detektionseinrichtungen ergibt sich eine kostengünstige Herstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere da kein zweidimensionaler Sensorchip für eine zweidimensionale Bilderzeugung notwendig ist.

Es ist möglich, dass das Verfahren weiter die Erzeugung eines OCT-Abbilds des Objekts umfasst, also die Erzeugung eines Abbilds durch optische Kohärenztomographie. Insbesondere kann durch das OCT-Abbild der gleiche Objektbereich/das gleiche Objektvolumen abgebildet werden, der in das mit der Auswerteeinrichtung erzeugte SS- Abbild (Swept Source Abbild) abgebildet ist, wobei das SS-Abbild das in Abhängigkeit der Wellenlängen der den verschiedenen Empfangszeitpunkten zugeordneten Strahlung erzeugte Abbild bezeichnet. Das OCT-Abbild und das SS-Abbild können dann koregistriert werden, also lagerichtig zueinander, z.B. in einem Referenzkoordinatensystem, angeordnet werden. Dann kann eine Bildfusion durchgeführt werden, um ein fusioniertes Abbild zu erzeugen, das in vorteilhafter Weise die durch das OCT-Abbild bereitgestellte hohe axiale Auflösung und die durch das SS-Abbild bereitgestellte hohe laterale Auflösung aufweist. Verfahren der Koregistrierung und der Bildfusion können hierbei dem Fachmann bekannte Verfahren sein.

Weiter vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Abbildern eines Objekts, insbesondere eines transparenten oder semitransparenten Objekts, weiter insbesondere eines Auges oder Teilbereichs des Auges, umfassend: mindestens eine Swept-Source-Strahlungsquelle, mindestens eine chromatische Linse, mindestens eine Detektionseinrichtung, mindestens eine Auswerteeinrichtung, wobei die Vorrichtung konfiguriert ist, ein Verfahren gemäß einer der in dieser Offenbarung erläuterten Ausführungsformen durchzuführen. Insbesondere kann mit der Swept-Source-Strahlungsquelle also Strahlung erzeugt werden, wobei zu unterschiedlichen Zeitpunkten Strahlung mit unterschiedlicher Wellenlänge erzeugt wird. Weiter kann die Strahlung derart erzeugt und in Richtung des Objekts gerichtet werden, dass diese durch die mindestens eine chromatische Linse in das Objekt eingestrahlt wird. Weiter kann mit der Detektionseinrichtung die aus dem Objekt reflektierte Strahlung empfangen werden. Weiter kann mit der Auswerteeinrichtung die von der Detektionseinrichtung detektierte zeitpunktspezifische Intensität zu einem Bildpunkt eines Abbilds mindestens in Abhängigkeit der Wellenlänge der dem Empfangszeitpunkt zugeordneten Strahlung zugeordnet werden. Die Vorrichtung kann hierbei selbstverständlich noch weitere optische Elemente zur Strahlführung und/oder -formung, beispielsweise Linsen, umfassen. Ferner kann die Vorrichtung mindestens eine, vorzugsweise jedoch zwei, Blendenvorrichtung(en), insbesondere Lochblenden, umfassen.

Die Vorrichtung ermöglicht also in vorteilhafter Weise die Durchführung des erläuterten Verfahrens und somit die Bereitstellung der bereits erläuterten Vorteile. Insbesondere ist also das Verfahren mit dieser Vorrichtung durchführbar. Die Vorrichtung dient hierbei zur konfokalen Abbildung des Objekts.

In einerweiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung zur Veränderung der Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend erläutert. Auch beispielhafte Einrichtungen zur Veränderung der Strahlausrichtung wurden vorhergehend erläutert.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Detektionseinrichtung als Fotodiode oder Fotovervielfacher oder als Photonen-Detektor ausgebildet. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend ebenfalls bereits erläutert.

Da die für verschiedene Wellenlängen zurückgestreuten oder zurückreflektierten Strahlungssignale zeitlich nacheinander auf/in der Detektionseinrichtung eintreffen, ist ein Einsatz eines Spektrometers zur Identifizierung der Intensitäten einzelner Wellenlängen nicht mehr notwendig und auch die Verwendung einer Kamera mit einem zweidimensionalen Chip als Detektor nicht erforderlich. Der Einsatz einer Swept-Source- Strahlungsquelle, die z.B. als einer Swept-Source-Lasereinrichtung ausgebildet sein kann, ermöglicht das Ersetzen eines mechanischen Scanners für die Bildgebung in axialer Richtung und erhöht gleichzeitig die Sensitivität im Vergleich zu einem Aufbau mit Strahlungsgitter, da hier kein Licht aufgrund von nicht genutzten Beugungsordnungen verloren geht.

Weiter kann die Vorrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung eines OCT-Abbilds umfassen, wobei diese derart angeordnet und/oder ausgebildet sein kann, dass durch das OCT-Abbild der gleiche Objektbereich/das gleiche Objektvolumen wie durch das SS- Abbild abgebildet wird. Dann kann durch die Auswerteeinrichtung, wie vorhergehend erläutert, ein fusioniertes Abbild bestimmt werden.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen Strahlteiler. Der Strahlteiler kann hierbei derart angeordnet sein, dass von der Swept-Source- Strahlungsquelle erzeugte Strahlung oder ein Teil davon durch den Strahlteiler hindurch zum Objekt gestrahlt wird und aus dem Objekt reflektierte Strahlung oder ein Teil davon durch den Strahlteiler zum Detektor gestrahlt wird.

Weiter ist der Strahlteiler als Polarisationsstrahlteiler ausgebildet, wobei durch den Polarisationsstrahlteiler nur die von der Swept-Source-Strahlungsquelle erzeugte Strahlung zum Objekt gestrahlt wird, die vorbestimmte erste Polarisationseigenschaften, insbesondere einen vorbestimmten ersten Polarisationswinkel, aufweist. Weiter wird durch den Polarisationsstrahlteiler nur die aus dem Objekt reflektiert Strahlung zur Detektionseinrichtung gestrahlt, die vorbestimmte weitere Polarisationseigenschaften, insbesondere einen vorbestimmten weiteren Polarisationswinkel, der vom ersten Polarisationswinkel verschieden sein kann, aufweist. Insbesondere können also die ersten Polarisationseigenschaften und die weiteren Polarisationseigenschaften voneinander verschieden sein. Der Anteil der Strahlung, welcher nicht die vorbestimmten Polarisationseigenschaften aufweist, wird nicht zum Objekt bzw. nicht zur Detektionseinrichtung gestrahlt und z.B. reflektiert.

Weiter umfasst die Vorrichtung mindestens ein optisches Element zur Veränderung der Polarisationseigenschaften der in das Objekt eingestrahlten Strahlung und/oder der aus dem Objekt reflektierten Strahlung. Dieses optische Element kann z.B. als Verzögerungsplatte ausgebildet sein, das die Polarisation von hindurchtretender Strahlung ändert. Eine solche Verzögerungsplatte kann insbesondere als A/4-Platte ausgebildet sein. Z.B. kann durch das optische Element eine lineare Polarisation der von der Swept-Source-Strahlungsquelle erzeugten und durch den Strahlteiler hindurchgestrahlten Strahlung in eine zirkulare Polarisation geändert werden, wobei diese Strahlung dann in das Objekt eingestrahlt wird. Weiter kann durch das optische Element eine zirkulare Polarisation der aus dem Objekt reflektierten Strahlung in eine lineare Polarisation geändert werden, wobei diese Strahlung dann von dem Strahlteiler zur Detektionseinrichtung gestrahlt wird. Die Swept-Source-Strahlungsquelle kann beispielsweise linear polarisierte Strahlung mit einem ersten Polarisationswinkel erzeugen oder die Vorrichtung kann ein optisches Element zur linearen Polarisation der von der Swept-Source-Strahlungsquelle erzeugten Strahlung aufweisen. Durch das optische Element kann die reflektierte Strahlung in eine linear polarisierte Strahlung mit einem weiteren Polarisationswinkel geändert werden, wobei dieser weitere Polarisationswinkel vom ersten Polarisationswinkel verschieden sein kann, insbesondere um 90° verschieden sein kann.

Die Verwendung eines Polarisationsstrahlteilers und des optischen Elements ermöglicht in vorteilhafter Weise eine hohe Intensitätsausbeute der von der Swept-Source- Strahlungsquelle erzeugten Strahlung, insbesondere da durch den Strahlteiler die Intensität der in das Objekt eingestrahlten Strahlung und/oder der aus dem Objekt reflektierten Strahlung im Vergleich z.B. zu einem 50/50-Strahlteiler nicht oder nur in einem reduzierten Maß geändert wird. Dies wiederum führt zu einem qualitativ hochwertigen Abbild.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein optisches Element zur Kompensation einer sphärischen Aberration der in das Objekt eingestrahlten Strahlung. Dieses Element kann also asphärisch korrigierend ausgebildet sein. Insbesondere ist das Element derart angeordnet und/oder ausgebildet, dass eine durch das Objekt bedingte sphärische Aberration der Strahlung kompensiert wird. Insbesondere kann in das Objekt eingestrahlte Strahlung durch das optische Element derart beeinflusst werden, dass die sphärische Aberration der Strahlung im Objekt im Vergleich zu einer Einstrahlung ohne das optische Element verringert oder sogar vollständig vermieden wird. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine verbesserte Bildgebung durch die vorgeschlagene Vorrichtung. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein Aufnahmeelement, welches ein Aufnahmevolumen für zumindest einen Teil des Objekts aufweist oder ausbildet.

Das Aufnahmeelement kann ein Kontaktelement der Vorrichtung zur Kontaktierung des Objekts sein. Allerdings ist es möglich, insbesondere zur Abbildung des Auges, dass zwischen einer objektseitigen Oberfläche des Aufnahmeelements, insbesondere der objektseitigen Oberfläche, die das Aufnahmevolumen begrenzt, und dem Objekt ein Kontakt- bzw. Immersionsgel angeordnet ist. Dessen Brechungsindex kann insbesondere gleich dem Brechungsindex des Materials des Objekts sein, in das die Strahlung eingestrahlt wird, oder nicht mehr als ein vorbestimmtes Maß, z.B. 10%, davon verschieden sein, um Reflexionen der Strahlung an der Grenzfläche zwischen dem Kontaktgel und dem Objekt zu reduzieren. Das Aufnahmeelement kann z.B. eine konkav gekrümmte objektseitige Oberfläche aufweisen, die das Aufnahmevolumen begrenzt und durch die die in das Objekt eingestrahlte Strahlung hindurchtritt. Ein Krümmungsradius kann hierbei in Abhängigkeit von Objekteigenschaften gewählt werden. Ist das Objekt ein Auge, so kann der Krümmungsradius insbesondere 7.8 mm betragen. Das Aufnahmeelement kann insbesondere als Kontaktkappe ausgebildet sein. Weiter kann das Aufnahmeelement, insbesondere lösbar, an einem Gehäuse der Vorrichtung oder an einem Gehäuse eines Objektivs, welches die chromatische Linse umfasst, befestigt sein. Das Aufnahmeelement kann also ein austauschbares Element sein.

Weiter kann das Aufnahmeelement das vorhergehend erläuterte optische Element zur Kompensation einer sphärischen Aberration bilden. In diesem Fall ist es möglich, dass eine linsenseitige Oberfläche des Aufnahmeelements, also eine der vorhergehend erläuterten objektseitigen Oberfläche abgewandte Oberfläche, durch die die in das Objekt eingestrahlte Strahlung hindurchtritt, konvex gekrümmt ausgebildet ist.

Alternativ oder kumulativ kann das Aufnahmeelement das vorhergehend erläuterte optische Element zur Veränderung der Polarisationseigenschaften der in das Objekt eingestrahlten Strahlung und/oder der aus dem Objekt reflektierten Strahlung bilden oder es kann dieses Element an dem Aufnahmeelement befestigt, insbesondere lösbar befestigt, sein.

Alternativ oder kumulativ weist eine, insbesondere konkav gekrümmte, objektseitige Oberfläche des Aufnahmeelements, die das Aufnahmevolumen begrenzt, einen vertieften oder zurückgesetzten Bereich auf. Diese Vertiefung kann insbesondere in einem zentralen Bereich der objektseitigen Oberfläche angeordnet sein, wobei sich eine optische Achse der chromatischen Linse durch diesen zentralen Bereich hindurch erstreckt. Der zentrale Bereich kann vollständig von einem nicht vertieften Bereich der objektseitigen Oberfläche umgeben bzw. eingefasst sein.

Der vertiefte Bereich kann insbesondere derart angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass in dem vertieften Bereich ein von Null verschiedener Abstand zwischen einem Objekt, welches in einem nicht vertieften Bereich an der Oberfläche anliegt, bereitgestellt wird. Insbesondere kann die Dicke einer Gelschicht zwischen dem Objekt und dem Aufnahmeelement im vertieften Bereich im Vergleich zu dem verbleibenden, also nicht vertieften Bereich, der objektseitigen Oberfläche größer sein.

Ist die objektseitige Oberfläche eine konkav gekrümmte Oberfläche, die z.B. einem Abschnitt einer Oberfläche einer Kugel mit einem vorbestimmten ersten Radius entspricht, so kann der vertiefte Bereich in Bezug auf diese Oberfläche zurückgesetzt sein. Der vertiefte Bereich kann ebenfalls eine konkav gekrümmte Oberfläche aufweisen, die z.B. ebenfalls einem Abschnitt einer Oberfläche einer Kugel mit einem vorbestimmten weiteren Radius entspricht, wobei der weitere Radius gleich dem ersten Radius aber auch von diesem verschieden sein kann.

Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass Reflexionen an der Grenze zwischen Aufnahmeelement und Immersionsgel das durch die Vorrichtung erzeugte Abbild weniger beeinflussen, wodurch eine hohe Qualität des erzeugten Abbilds sichergestellt werden kann.

Auch beschrieben wird ein Aufnahmeelement zur Anordnung an bzw. als Teil einer in dieser Offenbarung beschriebenen Vorrichtung zur Erzeugung von Abbildern eines Objekts. Dieses Aufnahmeelement kann hierbei gemäß einem oder mehrerer in dieser Offenbarung erläuterten Aspekt(e) weitergebildet sein und kann eine unabhängige Erfindung darstellen.

Das Anwendungsgebiet der Erfindung liegt insbesondere in den Bereichen der Medizin, insbesondere der Medizintechnik, hier zur Diagnose. Bezugsweise kann das vorgeschlagene Verfahren im Bereich der Augenheilkunde, z.B. zur Diagnostik der zellulären Strukturen der Kornea oder der Retina, eingesetzt werden. Ebenfalls ist vorstellbar, das Verfahren in der Dermatologie, z.B. zur Melanomdiagnostik, einzusetzen. Für verschiedene Anwendungen werden vorzugsweise verschiedene Zentralwellenlängen verwendet, bei der Abbildung der Kornea z.B. aus einem Bereich von 450 nm bis 1100 nm, bei der Abbildung der Retina aus einem Bereich von 800 nm bis 2000 nm und bei Abbildungen in dermatologischen Anwendungen aus einem Bereich von 900 nm bis 3000 nm. Auch kann das Verfahren zur Qualitätssicherung in der laserbasierten refraktiven Chirurgie eingesetzt werden. In der Biologie kann es zu nichtinvasiven Beobachtungen zellulärer Veränderungen in Echtzeit und in dreidimensionalen Verfahren eingesetzt werden.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Schemas der Bilderzeugung eines zweidimensionalen Abbilds,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Schemas der Bilderzeugung eines dreidimensionalen Abbilds,

Fig. 4 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 6. einen schematischen Querschnitt durch ein Aufnahmeelement und

Fig. 7 einen schematischen Querschnitt durch ein Aufnahmeelement einer weiteren Ausführungsform.

Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen. Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines Abbilds eines Objekts. Hierbei ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 zur Erzeugung eines Abbilds eines Auges 10 dargestellt, wobei die Vorrichtung 1 aber auch zur Erzeugung von Abbildern anderer Objekte, insbesondere transparenter oder semitransparenter Objekte dienen kann. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Swept-Source-Strahlungsquelle 2, eine chromatische Linse 3, eine Detektionseinrichtung 4 und eine Auswerteeinrichtung 5. Die Auswerteeinrichtung 5 kann beispielsweise als Recheneinrichtung ausgebildet sein, die einen Mikrocontroller oder eine integrierte Schaltung umfassen kann oder als solche(r) ausgebildet sein kann.

Weiter dargestellt ist, dass die Vorrichtung 1 Linsen 6 umfasst. Ebenfalls umfasst die Vorrichtung 1 Lochblenden 7. Die Vorrichtung 1 ist hierbei derart ausgebildet, dass die von der Swept-Source-Strahlungsquelle 2 erzeugte Strahlung durch eine erste Lochblende 7a und eine erste Linse 6a, durch einen Strahlteiler 8 zu einer Einrichtung 9 zur Veränderung der Lage und/oder Orientierung der in ein Auge 10 eingestrahlten Strahlung gestrahlt wird. Die in das Auge eingestrahlte Strahlung, insbesondere deren Lage und/oder Orientierung, ist in Fig. 1 durch einen Pfeil 13 symbolisiert, wobei dieser Pfeil konzentrisch zur Symmetrieachse der von der Vorrichtung 1 in das Auge 10 eingestrahlten Strahlen und von der Vorrichtung 1 hin zum Auge 10 orientiert ist. Der Strahlteiler 8 und die Einrichtung 9 zur Veränderung sind ebenfalls Bestandteile der vorgeschlagenen Vorrichtung 1. Von der Einrichtung 9 zur Veränderung wird die Strahlung durch die chromatische Linse 3, eine zweite Linse 6b und durch eine als Objektiv ausgebildete dritte Linse 6c in ein Auge 10 gestrahlt. Von/Aus dem Auge reflektierte Strahlung wird durch das Objektiv 6c, die zweite Linse 6b und die chromatische Linse 3 sowie die Einrichtung 9 zur Veränderung der Lage und/oder Orientierung zum Strahlteiler 8 reflektiert und von diesem dann durch eine weitere Linse 6d und eine weitere Lochblende 7b zu einer Detektionseinrichtung 4 gelenkt. Diese erzeugt in Abhängigkeit der Intensität der aus dem Auge reflektierten Strahlung ein elektrisches Signal, welches an die Auswerteeinrichtung 5 übertragen wird, wobei diese die detektierte Intensität zu einem Bildpunkt eines zu erzeugenden Abbilds zuordnet, wobei diese Zuordnung mindestens in Abhängigkeit der Wellenlänge der dem Empfangszeitpunkt zugeordneten Strahlung erfolgt. Weiter kann die Zuordnung auch in Abhängigkeit der Lage und/oder Orientierung der in das Auge eingestrahlten Strahlung, die von der Einrichtung 9, insbesondere zum Empfangszeitpunkt, eingestellt ist, erfolgen. In Fig. 1 ist durch verschiedene Wellenlängen A1, A2, ... , An dargestellt, dass die in das Auge eingestrahlte Strahlung an verschiedenen Brennpunkten fokussiert wird und dann auch von diesen verschiedenen Brennpunkten reflektiert wird. Hierbei stellt eine gepunktete Linie Strahlung mit einer ersten Wellenlänge A1, eine Strichpunktlinie Strahlung mit einer zweiten Wellenlänge A2 und eine Strichlinie Strahlung mit einer weiteren Wellenlänge An dar. Somit ist in Fig. 1 auch der Effekt der longitudinalen chromatischen Aberration ersichtlich.

Die Gesamtheit aus der ersten Linse 6a und der ersten Lochblende 7a dient in bekannter Weise zur Parallelisierung der von der Swept-Source-Strahlungsquelle 2 erzeugten Strahlung. Die Gesamtheit aus der zweiten Lochblende 7b und der weiteren Linse 6d dient in bekannter Weise zur Fokussierung von paralleler Strahlung. Die zweite Linse 6b und das Objektiv 6c dienen in bekannter Weise zur Einstellung der Position eines Brennpunkts, also der Lage eines Brennpunkts entlang der Einstrahlrichtung, die parallel zur optischen Achse der Linsen 3, 6b, 6c orientiert sein kann. Die Swept-Source- Strahlungsquelle 2 kann insbesondere als Swept-Source-Laser ausgebildet sein.

Es ist selbstverständlich auch vorstellbar, dass die Swept-Source-Strahlungsquelle 2 über eine Glasfaser optisch mit der ersten Linse 6a verbunden ist, wobei von der Swept- Source-Strahlungsquelle 2 erzeugte Strahlung in die Glasfaser eingekoppelt wird und die aus der Glasfaser ausgekoppelte Strahlung durch die erste Linse 6a parallelisiert wird. Weiter kann auch die Detektionseinrichtung 4 über eine Glasfaser optisch mit der weiteren Linse 6d verbunden sein, wobei Strahlung durch die weitere Linse 6d in die Glasfaser eingekoppelt und aus der Glasfaser zur Detektionseinrichtung 4 hin ausgekoppelt wird. Hierdurch können die Lochblenden 7a, 7b entfallen.

Auch vorstellbar ist, dass die Swept-Source-Strahlungsquelle 2 und die Detektionseinrichtung 4 über einen glasfaserbasierten Strahlteiler mit der Einrichtung 9 zur Veränderung gekoppelt sind, wobei von der Swept-Source-Strahlungsquelle 2 erzeugte Strahlung über eine erste Schnittstelle in den glasfaserbasierten Strahlteiler eingekoppelt und über eine zweite Schnittstelle des glasfaserbasierten Strahlteilers hin zu Einrichtung 9 ausgekoppelt wird. Über die zweite Schnittstelle kann dann reflektierte Strahlung wieder in den glasfaserbasierten Strahlteiler eingekoppelt und über eine dritte Schnittstelle hin zur Detektionseinrichtung 4 aus diesem ausgekoppelt werden. Der glasfaserbasierte Strahlteiler kann insbesondere als Polarisationsstrahlteiler ausgebildet sein, wobei durch den Polarisationsstrahlteiler nur die von der Swept-Source- Strahlungsquelle 2 erzeugte Strahlung zum Auge 10 gestrahlt wird, die vorbestimmte erste Polarisationseigenschaften, insbesondere einen vorbestimmten ersten Polarisationswinkel, aufweist. Weiter wird durch den Polarisationsstrahlteiler nur die aus dem Auge 10 reflektiert Strahlung zur Detektionseinrichtung 4 gestrahlt, die vorbestimmte weitere Polarisationseigenschaften, insbesondere einen vorbestimmten weiteren Polarisationswinkel, der vom ersten Polarisationswinkel verschieden sein kann, aufweist. Insbesondere können also die ersten Polarisationseigenschaften und die weiteren Polarisationseigenschaften voneinander verschieden sein. Der Anteil der Strahlung, welcher nicht die vorbestimmten Polarisationseigenschaften aufweist, wird nicht zum Auge bzw. nicht zur Detektionseinrichtung 4 gestrahlt und z.B. reflektiert. Es ist auch möglich, dass der Polarisationsstrahlteiler ein die Polarisationseigenschaften der von der Swept-Source-Strahlungsquelle 2 erzeugten und/oder aus dem Auge 10 reflektierten Strahlung verändernder Strahlteiler ist.

Insbesondere wenn der Strahlteiler als Polarisationsstrahlteiler ausgebildet ist, kann entlang der Strahlrichtung von der Swept-Source-Strahlungsquelle 2 zum Auge 10 eine Verzögerungsplatte, z.B. eine X/4-Platte, angeordnet sein, z.B. vor oder nach der dritten Linse 6c. Weiter ist es möglich, dass entlang der Strahlrichtung von der Swept-Source- Strahlungsquelle 2 zum Auge 10 ein optisches Element zur Kompensation einer sphärischen Aberration, das z.B. als Phasenplatte ausgebildet sein kann, der in das Auge 10 eingestrahlten Strahlung angeordnet ist, z.B. vor der dritten Linse 6c. Dieses Element kann achromatisch ausgebildet sein.

Auch vorstellbar ist, dass zwischen der Swept-Source-Strahlungsquelle 2 und dem Strahlteiler 8 eine Verzögerungsplatte, z.B. eine X/2-Platte zur Optimierung der Polarisationsrichtung, angeordnet ist.

Mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 1 kann für eine eingestellte Lage und/oder Orientierung der in das Auge eingestrahlten Strahlung in einem Wellenlängendurchlauf der Swept-Source-Strahlungsquelle 2 aus verschiedenen Tiefen des Auges 10 reflektierte Strahlung zur Detektionseinrichtung geleitet werden, wobei diese dann eine entsprechende Intensität detektieren kann. Die Tiefe ist hierbei einer Wellenlänge zugeordnet. Je nach optischen Eigenschaften der chromatischen Linse 3 wird Strahlung mit zunehmender Wellenlänge in entlang der Einstrahlrichtung tieferen, also weiter von der Vorrichtung 1 , insbesondere dem Objektiv 6c oder der chromatischen Linse 3 entfernt liegenden, Brennpunkten fokussiert. Insbesondere wird an einem ersten Empfangszeitpunkt die Intensität der Strahlung mit der ersten Wellenlänge A1 detektiert und einem ersten Bildpunkt zugeordnet. Da die Swept-Source-Strahlungsquelle 2 in einem Wellenlängendurchlauf zu unterschiedlichen Zeitpunkten Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen erzeugt, kann an einem zweiten Empfangszeitpunkt, der zeitlich nach dem ersten Empfangszeitpunkt liegt, die Intensität der Strahlung mit der zweiten Wellenlänge A2 detektiert und einem zweiten Bildpunkt zugeordnet werden. Entsprechend kann an einem n-ten Empfangszeitpunkt, der zeitlich nach dem zweiten Empfangszeitpunkt liegt, die Intensität der Strahlung mit der weiteren Wellenlänge An detektiert und einem n-ten Bildpunkt zugeordnet werden. Da zu verschiedenen Zeitpunkten Strahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen erzeugt wird, kann diese Zuordnung also zeitbasiert erfolgen. Die derart erzeugten Bildpunkte bilden Bildpunkte eines Bildpunktstapels 11 (siehe Fig. 2 und Fig. 3). Ein solcher Bildpunktstapel 11 kann in mindestens einem Wellenlängendurchlauf erzeugt werden.

Weiter kann durch die Einrichtung 9 die Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung entlang mindestens einer oder mindestens zwei voneinander verschiedenen Raumrichtung(en), vorzugsweise entlang genau einer oder entlang genau zwei Raumrichtung(en), verändert werden.

In Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Schemas der Bilderzeugung. Wird die Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung beispielsweise entlang einer ersten Raumrichtung verändert, so kann für eine eingestellte erste Position und/oder Orientierung entlang dieser ersten Raumrichtung mindestens ein Wellenlängendurchlauf von der Strahlungsquelle 2 durchgeführt und die zu einem ersten Empfangszeitpunkt während des Wellenlängendurchlaufs detektierte Intensität einer ersten Bildpunktkoordinate x1 , y1 zugeordnet werden, wobei die Zuordnung zur Bildpunktkoordinate x1 entlang einer ersten Bildachse x in Abhängigkeit der eingestellten Lage und/oder Orientierung und die Zuordnung zur Bildpunktkoordinate y1 entlang einer zweiten Bildachse y in Abhängigkeit der ersten Wellenlänge A1 erfolgt. Zu einem zweiten Empfangszeitpunkt während des Wellenlängendurchlaufs detektierte Intensität kann einem zweiten Bildpunkt mit den Bildpunktkoordinaten x1 , y2 zugeordnet werden. Dementsprechend kann die zu einem weiteren Empfangszeitpunkt in dem Wellenlängendurchlauf detektierte Intensität einem weiteren Bildpunkt mit den Bildpunktkoordinaten x1 , yn zugeordnet werden. Nach genau einem oder mehreren Wellenlängendurchläufen mit der eingestellten ersten Position und/oder Orientierung kann diese dann auf eine zweite Position und/oder Orientierung verändert werden, wobei dann wiederum genau ein Wellenlängendurchlauf von der Strahlungsquelle 2 durchgeführt wird. In diesem kann dann entsprechend die zu einem ersten Empfangszeitpunkt während eines Wellenlängendurchlaufs detektierte Intensität einem Bildpunkt mit den Bildpunktkoordinaten x2, y1 zugeordnet werden, die zu einem zweiten Empfangszeitpunkt während des Wellenlängendurchlaufs detektierte Intensität einem zweiten Bildpunkt mit den Bildpunktkoordinaten x2, y2 zugeordnet werden und die zu einem weiteren Empfangszeitpunkt während des Wellenlängendurchlaufs detektierte Intensität einem weiteren Bildpunkt mit den Bildpunktkoordinaten x2, yn zugeordnet werden. Somit kann ein zweidimensionales Abbild des Auges bzw. eines Teilbereichs des Auges erzeugt werden, wobei durch Veränderung der Wellenlänge wie erläutert Informationen aus verschiedenen Tiefen erzeugt werden können und in verschiedenen Bildpunktkoordinaten y1 , y2, ... , yn entlang einer zweiten Bildachse y abgebildet werden können. Durch die Veränderung der Lage und/oder Orientierung kann eine zweite Dimension des Abbilds erzeugt werden, wobei hierdurch die Bildpunkte entlang der ersten Bildachse x erzeugt werden können.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Schemas der Bilderzeugung eines dreidimensionalen Abbilds. Entsprechend der Erzeugung eines zweidimensionalen Abbilds können solche dreidimensionalen Abbilder des Auges 10 oder eines Teilbereichs davon erzeugt werden. Hierbei kann für jede eingestellte Lage und/oder Position der eingestrahlten Strahlung, die entlang von zwei Raumrichtungen verändert werden kann, mindestens ein Wellenlängendurchlauf der Swept-Source-Strahlungsquelle 2 durchgeführt werden, wobei in jedem dieser Wellenlängendurchläufe Intensitäten von verschiedenen Bildpunkten eines Bildpunktstapels 11 erzeugt werden, wobei diesen - wie erläutert - Intensitäten der von verschiedenen Brennpunktpositionen entlang der Einstrahlrichtung reflektierten Strahlung zugeordnet werden. Z.B. kann die Lage und/oder Position der eingestrahlten Strahlung entlang einer ersten Raumrichtung auf einen zweiten Wert und entlang einer zweiten Raumrichtung ebenfalls auf einen zweiten Wert eingestellt und ein Wellenlängendurchlauf durchgeführt werden. Dann kann einem Bildpunkt mit der Bildpunktkoordinate x2, y2, z1 die zu einem ersten Empfangszeitpunkt während des Wellenlängendurchlaufs detektierte Intensität zugeordnet werden, wobei zum ersten Empfangszeitpunkt Strahlung mit einer ersten Wellenlänge A1 erzeugt wird. Entsprechend können für diese eingestellte Lage und/oder Orientierung Bildpunkte erzeugt werden, deren Bildpunktkoordinate sich nicht entlang einer ersten und einer zweiten Bildachse x, y, sondern nur entlang einer dritten Bildachse z verändert. Entsprechend können in anderen eingestellten Lagen und/oder Orientierungen der eingestrahlten Strahlung Bildpunkte mit anderen Bildpunktkoordinaten entlang der ersten und/oder zweiten Bildachse x, y erzeugt werden.

Die in Fig. 2 und in Fig. 3 dargestellten Abbilder können mit einem Scanschema erzeugt werden. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform werden Bildpunkte entlang einer ersten Bildachse x durch Veränderung der Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung und entlang einer zweiten Bildachse y durch die Wellenlängenänderung erzeugt. In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Bildpunkte entlang einer ersten Bildachse x und einer zweiten Bildachse y durch Veränderung der Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung und die Bildpunkte entlang einer dritten Bildachse z durch die Veränderung der Wellenlänge erzeugt.

Die Einrichtung 9 zur Veränderung der Strahlausrichtung kann beispielsweise als zweidimensionale Scanausrichtung ausgebildet sein. Beispielsweise kann diese einen Galvoscanner und einen resonanten Scanner oder einen weiteren Galvoscanner umfassen. Es ist möglich, dass die Veränderung der Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung zur Erzeugung von Bildpunkten entlang einer der Bildachsen x, y der Menge aus erster und zweiter Bildachse x, y durch den resonanten Scanner erfolgt, wobei die Veränderung der Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung zur Erzeugung von Bildpunkten entlang der verbleibenden Bildachsen y, x dieser Menge durch den Galvoscanner erfolgt.

Die Veränderung der Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung durch den resonanten Scanner kann insbesondere zur Erzeugung von Bildpunkten bzw. Bildpunktstapeln 11 entlang einer Bildzeile dienen, wobei die Veränderung durch den Galvoscanner zur Erzeugung von Bildpunkten bzw. Bildpunktstapeln 11 entlang einer Bildspalte dient. Insbesondere können die Scangeschwindigkeiten dieser Scanner, die Detektionsrate bzw. A/D-Wandlerrate der Detektionseinrichtung 4 sowie die sogenannte Sweep-Frequenz der Swept-Source-Strahlungsquelle 2 derart aneinander angepasst, dass für jede von den Scannern eingestellte Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung genau ein Wellenlängendurchlauf durchgeführt und somit ein Bildpunktstapel 11 erzeugt wird. Innerhalb der Belichtungszeit für eine Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung wird also aufgrund der longitudinalen chromatischen Aberration und aufgrund des Wellenlängendurchlaufs zu jedem Zeitpunkt des Wellenlängendurchlaufs das Licht in eine andere Tiefe des Auges fokussiert und aus dieser Tiefe wieder reflektiert. Hierdurch kann eine zeitlich schnelle Erzeugung eines dreidimensionalen Abbilds erfolgen.

Fig. 4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei Strahlung mit einer vorbestimmten Lage und/oder Orientierung in das Auge 10 eingestrahlt wird und ein Wellenlängendurchlauf von der Strahlungsquelle 2 (siehe Fig. 1) durchgeführt wird. Hierbei wird in einem ersten Schritt S1 Strahlung mit einer ersten Wellenlänge A1 erzeugt und durch mindestens eine chromatische Linse 3 in das Auge 10 eingestrahlt. In einem zweiten Schritt S2 wird die aus dem Auge 10 reflektierte Strahlung mit einer Detektionseinrichtung 4 empfangen und in einem dritten Schritt S3 durch eine Auswerteeinrichtung 5 einem Bildpunkt des zu erzeugenden Abbilds in Abhängigkeit der Wellenlänge A1 zugeordnet. Hierzu kann ein Empfangszeitpunkt der Strahlung bestimmt und die dem Empfangszeitpunkt zugeordnete Wellenlänge A als die Wellenlänge bestimmt werden, die zum Empfangszeitpunkt von der Strahlungsquelle 2 (also im ersten Schritt S1) erzeugt wurde. Hiernach, also zu einem späteren Zeitpunkt, wird das Verfahren mit dem ersten Schritt S1 fortgesetzt, wobei jedoch eine zweite Wellenlänge A2 der von der Swept-Source-Strahlungsquelle 2 erzeugten Strahlung eingestellt wird. Das Verfahren wird fortgesetzt, bis für eine letzte Wellenlänge An eines Wellenlängendurchlaufs einem Bildpunkt des zu erzeugenden Abbilds die detektierte Intensität in Abhängigkeit der Wellenlänge An zugeordnet wurde. Nach diesem Wellenlängendurchlauf kann dann - wie erläutert - die Lage und/oder Orientierung der eingestrahlten Strahlung entlang mindestens einer Raumrichtung verändert werden und das Verfahren beginnt erneut mit dem ersten Schritt S1 , wobei dann wieder Strahlung mit der ersten Wellenlänge A1 erzeugt wird. Die entsprechende(n), übergeordnete(n) Schleife(n) sind hierbei nicht in dargestellt.

Je nach Sweep-Frequenz, Laserleistung, Sensitivität und Detektionsfrequenz kann durch die vorgeschlagene Vorrichtung ein Volumen in der Zeit aufgenommen werden, die mit rein mechanischen Scannern sonst für ein Einzelbild benötigt würde. Insbesondere das in Fig. 2 dargestellte zweidimensionale Abbild kann mit extrem hoher Geschwindigkeit erzeugt werden. So kann ein vollständiges zweidimensionales Schnittbild bereits dann erzeugt werden, wenn die Strahlausrichtung entlang einer Raumrichtung verändert wird. Die extrem kurze Aufnahmedauer zur Erzeugung dieser Schnittbilder, die deutlich unter einer Millisekunde liegen kann, reduziert den Einfluss von Bewegungsartefakten deutlich oder schließt diese sogar aus.

Fig. 5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Dargestellt ist ein Gehäuse 12, wobei in dem Gehäuse 12 die Swept-Source- Strahlungsquelle 2, die Blenden 7a, 7b, die Linsen 6a, 6d, der Strahlteiler 8 und Einrichtung 9 zur Veränderung sowie die Detektionseinrichtung 4 (siehe Fig. 1) angeordnet sein können. Weiter dargestellt ist, dass aus dem Gehäuse 12 ein Objektiv 13 herausragt, welches z.B. die chromatische Linse 3 und die Linsen 6b, 6c umfasst.

Weiter dargestellt ist ein Aufnahmeelement 14 für das Objekt, was insbesondere als Kontaktkappe ausgebildet und auf das Objektiv 13 aufgesetzt ist. Das Aufnahmeelement 14 umfasst einen hohlzylinderförmigen Abschnitt 15 und einen hohlkegelstumpfförmigen Abschnitt 16, dessen objektseitiges Ende ein Aufnahmevolumen 17 (siehe Fig. 6) für das Objekt oder einen Teil davon aufweist oder ausbildet. Eine zentrale Symmetrieachse des Aufnahmeelements 14 kann im aufgesetzten Zustand parallel, insbesondere konzentrisch, zur optischen Achse der chromatischen Linse 3 angeordnet sein. Das Aufnahmeelement 14 ist lösbar an dem Gehäuse 12 bzw. dem Objektiv 13 befestigt, insbesondere durch Aufstecken an das Objektiv 13 geklemmt. Das Objektiv 13 kann im aufgesteckten Zustand in einem Innenvolumen des Aufnahmeelements 14 angeordnet sein.

Fig. 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Aufnahmeelement 14, welches eine Aufnahmevolumen 17 für zumindest einen Teil des Objekts aufweist oder ausbildet. Dargestellt ist, dass das Aufnahmeelement 14 an einem objektseitigen Ende ein Aufnahmeabschnitt 18 aufweist oder ausbildet, wobei eine objektseitige Oberfläche 19 des Aufnahmeabschnitts 18 oder zumindest ein Teil dieser Oberfläche 19 konkav gekrümmt ausgebildet ist und somit das Aufnahmevolumen 17 ausbildet, in dem das Objekt angeordnet werden kann. Ein erstes Krümmungsradius R1 dieser Oberfläche kann, wenn das Objekt ein Auge ist, insbesondere 7.8 mm betragen. Die objektseitige Oberfläche 19 kann einem Abschnitt einer Kugeloberfläche mit diesem ersten Krümmungsradius entsprechen. Es ist möglich, dass in dem Aufnahmevolumen 17 Immersionsgel angeordnet ist. Dies wurde vorhergehend bereits erläutert. Durch die Viskosität des Immersionsgels und die konkave Krümmung der Oberfläche 19 kann z.B. das Risiko von Augenbewegungen weiter reduziert werden, da diesen Augenbewegungen ein Widerstand entgegengesetzt ist, der auf der Verdrängung des Immersionsgels beruht.

Aus dem Objektiv 13 austretende Strahlung und vom Objekt reflektierte und in das Objektiv 13 eintretende Strahlung kann hierbei durch die gekrümmte Oberfläche 19 hindurchstrahlen.

Das Aufnahmeelement 14 kann das vorhergehend erläuterte optische Element zur Kompensation einer sphärischen Aberration bilden. Hierzu ist eine linsenseitige Oberfläche 20 des Aufnahmeelements 14 oder zumindest ein Teil dieser Oberfläche 20 konvex gekrümmt ausgebildet. Ein zweiter Krümmungsradius R2 dieser Oberfläche kann anwendungsabhängig, insbesondere abhängig von optischen und/oder geometrischen Eigenschaften des Objekts, gewählt werden und z.B. 7.59 mm betragen. Aus dem Objektiv 13 austretende Strahlung und vom Objekt reflektierte und in das Objektiv 13 eintretende Strahlung kann hierbei durch die gekrümmte Oberfläche 20 hindurchstrahlen, wobei die Auswirkungen einer sphärischen Aberration dieser Strahlung im Objekt durch diese Ausbildung des Aufnahmeelements 14 reduziert werden.

Es ist auch vorstellbar, dass das Aufnahmeelement 14 das vorhergehend erläuterte optische Element zur Veränderung der Polarisationseigenschaften der in das Objekt eingestrahlten Strahlung und/oder der aus dem Objekt reflektierten Strahlung bildet oder dieses Element an dem Aufnahmeelement befestigt, insbesondere lösbar befestigt, ist. In diesem Fall kann das optische Element in das Aufnahmeelement 14 eingesetzt werden, z.B. in ein Immersionsgelreservoir, welches z.B. zwischen Objektiv 13 und dem Aufnahmeelement 14 gebildet ist.

Fig. 7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Aufnahmeelement 14 in einer weiteren Ausführungsform, welches eine Aufnahmevolumen 17 für zumindest einen Teil des Objekts aufweist oder ausbildet.

Im Unterschied zu der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform weist die konkav gekrümmte, objektseitige Oberfläche 19 des Aufnahmeelements 14, die das Aufnahmevolumen 17 begrenzt, einen vertieften oder zurückgesetzten Bereich 21 auf. Diese Vertiefung oder Ausbuchtung/Ausnehmung kann insbesondere in einem zentralen Bereich der objektseitigen Oberfläche 19 angeordnet sein, wobei sich eine optische Achse der chromatischen Linse durch diesen zentralen Bereich hindurch erstreckt. Der zentrale Bereich kann vollständig von einem nicht vertieften Bereich 21 der objektseitigen Oberfläche 19 umgeben bzw. eingefasst sein. Aus dem Objektiv 13 austretende Strahlung und vom Objekt reflektierte und in das Objektiv 13 eintretende Strahlung kann hierbei durch den vertieften Bereich 21 hindurchstrahlen. Es ist dargestellt, dass die objektseitige Oberfläche 22 des vertieften Bereichs (und somit also die konkav gekrümmte Oberfläche 19 im vertieften Bereich) ebenfalls (konkav) gekrümmt ausgebildet ist und insbesondere einem Abschnitt einer Oberfläche einer Kugel entspricht. Ein dritter Krümmungsradius R3 der Oberfläche 21 des vertieften Bereichs 21 kann hierbei dem ersten Krümmungsradius R1 entsprechen oder aber auch von diesem verschieden sein.

Ist die objektseitige Oberfläche eine konkav gekrümmte Oberfläche, die z.B. einem Abschnitt einer Oberfläche einer Kugel mit einem vorbestimmten ersten Radius entspricht, so kann der vertiefte Bereich in Bezug auf diese Oberfläche zurückgesetzt sein. Der vertiefte Bereich kann ebenfalls eine konkav gekrümmte Oberfläche aufweisen, die z.B. ebenfalls einem Abschnitt einer Oberfläche einer Kugel mit einem vorbestimmten weiteren Radius entspricht, wobei der weitere Radius gleich dem ersten Radius aber auch von diesem verschieden sein kann.

Der vertiefte Bereich 21 ermöglicht, dass die Dicke einer Gelschicht zwischen dem Objekt und der objektseitigen Oberfläche 19 des Aufnahmeelements 14 im vertieften Bereich 21 im Vergleich zu dem verbleibenden, also nicht vertieften Bereich, der objektseitigen Oberfläche 19 größer sein kann, wodurch die Auswirkung von Reflexionen an der Grenze zwischen objektseitiger Oberfläche 19 bzw. 22 und dem Gel auf die Abbildung verringert wird.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung zur Erzeugung mindestens eines Abbilds

2 Swept-Source-Strahlungsquelle

3 chromatische Linse

4 Detektionseinrichtung

5 Auswerteeinrichtung

6, 6a, 6b, 6c, 6d Linse

7, 7a, 7b, Lochblende

8 Strahlteiler

9 Einrichtung zur Veränderung der Lage und/oder Orientierung

10 Auge

11 Bildpunktstapel

12 Gehäuse

13 Objektiv

14 Aufnahmeelement

15 hohlzylinderförmiger Abschnitt

16 kegelstumpfförmiger Abschnitt

17 Aufnahmevolumen

18 Aufnahmeabschnitt

19 objektseitige Oberfläche

20 linsenseitige Oberfläche

21 vertiefter Bereich

22 objektseitige Oberfläche im vertieften Bereich x erste Bildachse y zweite Bildachse z dritte Bildachse x1 , x2, xn Bildkoordinate y1 , y2, yn Bildpunktkoordinate A1 , A2, An Wellenlänge z1 , z2, zn Bildpunktkoordinate S1 erster Schritt

S2 zweiter Schritt

S3 dritter Schritt

I Intensität R1 erster Krümmungsradius

R2 zweiter Krümmungsradius

R3 dritter Krümmungsradius