特許 7478095 スポットサイズ選択のためにマルチクラッドファイバを使用する方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-23

(45)【発行日】2024-05-02

(54)【発明の名称】スポットサイズ選択のためにマルチクラッドファイバを使用する方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   A61F 9/008 20060101AFI20240424BHJP

   A61B 3/13 20060101ALI20240424BHJP

   A61B 3/10 20060101ALI20240424BHJP

【ＦＩ】

A61F9/008 120B

A61B3/13

A61B3/10 300

【請求項の数】 27

(21)【出願番号】P 2020539254

(86)(22)【出願日】2019-01-04

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-05-06

(86)【国際出願番号】 US2019012274

(87)【国際公開番号】W WO2019143487

(87)【国際公開日】2019-07-25

【審査請求日】2021-12-28

(31)【優先権主張番号】15/873,129

(32)【優先日】2018-01-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】514144674

【氏名又は名称】イリデックス・コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100098796

【弁理士】

【氏名又は名称】新井 全

(72)【発明者】

【氏名】スラメク， クリス

【審査官】小林 睦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０２７４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０７０８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０４９０８５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｆ ９／００８

Ａ６１Ｂ ３／１３

Ａ６１Ｂ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スポットサイズ選択のための光学システムの作動方法であって、
スポットサイズ選択を受信することと、
光信号を複数のレンズアレイの少なくとも１つに向けられるようにリダイレクトさせることと、
前記複数のレンズアレイの少なくとも１つにより前記光信号のジオメトリを変更することと、
二重クラッド光ファイバのクラッドを介して前記光信号を選択的に伝搬させることにより、前記スポットサイズ選択に対応するスポットサイズを生成することと、
を含む光学システムの作動方法。

【請求項2】

前記二重クラッド光ファイバの前記クラッドを介して前記光信号を前記伝搬させることは、
前記二重クラッド光ファイバの内側クラッドを介して前記光信号を伝搬させること
を含む、請求項１に記載の光学システムの作動方法。

【請求項3】

前記二重クラッド光ファイバの前記クラッドを介して前記光信号を前記伝搬させることは、
前記二重クラッド光ファイバの外側クラッドを介して前記光信号を伝搬させること
を含む、請求項１に記載の光学システムの作動方法。

【請求項4】

前記光信号を前記複数のレンズアレイの少なくとも１つに向けられるようにリダイレクトさせることは、
前記光信号をガルバノメータに伝搬させること
である請求項１に記載の光学システムの作動方法。

【請求項5】

前記スポットサイズを前記生成することは、前記スポットサイズ選択を前記受信することに応答する、請求項１に記載の光学システムの作動方法。

【請求項6】

第２のスポットサイズ選択を受信することと、
前記第２のスポットサイズ選択に対応する第２のスポットサイズを生成することと、
をさらに含み、前記第２のスポットサイズ選択に対応する前記第２のスポットサイズを前記生成することは、
前記光信号を前記複数のレンズアレイの少なくとも１つに向けられるようにリダイレクトさせ、前記複数のレンズアレイの少なくとも１つにより前記ジオメトリを変更し、前記光信号の伝搬を前記二重クラッド光ファイバの内側クラッドから前記二重クラッド光ファイバの外側クラッドに切り替えること
を含む、請求項１に記載の光学システムの作動方法。

【請求項7】

第２のスポットサイズ選択を受信することと、
前記第２のスポットサイズ選択に対応する第２のスポットサイズを生成することと、
をさらに含み、前記第２のスポットサイズ選択に対応する第２のスポットサイズを前記生成することは、
前記光信号を前記複数のレンズアレイの少なくとも１つに向けられるようにリダイレクトさせ、前記複数のレンズアレイの少なくとも１つにより前記ジオメトリを変更し、前記光信号の伝搬を前記二重クラッド光ファイバの外側クラッドから前記二重クラッド光ファイバの内側クラッドに切り替えること
を含む、請求項１に記載の光学システムの作動方法。

【請求項8】

スポットサイズ選択のための光学システムであって、
プロセッサと、
光信号源と、
少なくとも１つのガルバノメータと、
複数の二重クラッドファイバと、
複数のレンズアレイであって、前記複数のレンズアレイのそれぞれは、前記少なくとも１つのガルバノメータおよび前記複数の二重クラッドファイバの少なくとも１つの二重クラッドファイバと、光信号を前記光信号源から前記少なくとも１つの二重クラッドファイバに選択的に向けるために伝搬可能に接続される、複数のレンズアレイと、
を含む光学システム。

【請求項9】

前記少なくとも１つの二重クラッドファイバは、前記光信号源から、前記少なくとも１つのガルバノメータを通して、前記少なくとも１つの二重クラッドファイバの内側クラッドを介して前記光信号を伝搬させる、請求項８に記載の光学システム。

【請求項10】

前記少なくとも１つの二重クラッドファイバは、前記光信号源から、前記少なくとも１つのガルバノメータを通して、前記少なくとも１つの二重クラッドファイバの外側クラッドを介して前記光信号を伝搬させる、請求項８に記載の光学システム。

【請求項11】

前記光信号源は、前記プロセッサと通信可能に接続され、及び前記光学システムは、
実行されると、前記プロセッサに動作を実行させる命令を記憶するメモリ
をさらに含み、前記動作は、
前記光信号を前記少なくとも１つの二重クラッドファイバに選択的に向けることにより、前記スポットサイズ選択に対応するスポットサイズを生成すること
を含む、請求項８に記載の光学システム。

【請求項12】

眼科治療システムである、請求項８に記載の光学システム。

【請求項13】

スポットサイズ生成のためのコンピュータプログラム命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラム命令は、プロセッサで実行されると、前記プロセッサに、
スポットサイズ選択を受信することと、
光信号を複数のレンズアレイの少なくとも１つに向けられるようにリダイレクトさせることと、
前記複数のレンズアレイの少なくとも１つにより前記光信号のジオメトリを変更することと、
二重クラッド光ファイバのクラッドを介して前記光信号を選択的に伝搬させることにより、前記スポットサイズ選択に対応するスポットサイズを生成することと、
を含む動作を実行させる、非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項14】

前記動作は、
第２のスポットサイズ選択を受信することと、
前記光信号を前記複数のレンズアレイの少なくとも１つに向けられるようにリダイレクトさせ、前記複数のレンズアレイの少なくとも１つにより前記ジオメトリを変更し、前記二重クラッド光ファイバの外側クラッドから前記二重クラッド光ファイバの内側クラッドに前記光信号の伝搬を切り替えることにより、前記第２のスポットサイズ選択に対応する第２のスポットサイズを生成することと、
をさらに含む、請求項１３に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項15】

前記動作は、
前記二重クラッド光ファイバの内側クラッドを介して前記光信号を伝搬させること
をさらに含む、請求項１３に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項16】

スポットサイズ選択のための光学システムの作動方法であって、
スポットサイズ選択を受信することと、
光信号を複数のレンズアレイの少なくとも１つに向けられるようにリダイレクトさせることにより、前記スポットサイズ選択に基づいて二重クラッド光ファイバを選択することと、
前記複数のレンズアレイの少なくとも１つにより前記光信号のジオメトリを変更し、前記選択された二重クラッド光ファイバの少なくとも１つのクラッドを介して前記光信号を伝搬させることにより、前記スポットサイズ選択に対応するスポットサイズを生成することと、
を含む光学システムの作動方法。

【請求項17】

前記選択された二重クラッド光ファイバの前記少なくとも１つのクラッドを介して前記光信号を前記伝搬させることは、
前記選択された二重クラッド光ファイバの内側クラッドを介して前記光信号を伝搬させること
を含む、請求項１６に記載の光学システムの作動方法。

【請求項18】

前記選択された二重クラッド光ファイバの前記少なくとも１つのクラッドを介して前記光信号を前記伝搬させることは、
前記選択された二重クラッド光ファイバの外側クラッドを介して前記光信号を伝搬させること
を含む、請求項１６に記載の光学システムの作動方法。

【請求項19】

第２のスポットサイズ選択を受信すること、
前記第２のスポットサイズ選択に対応する第２のスポットサイズを生成すること、
をさらに含み、前記第２のスポットサイズ選択に対応する前記第２のスポットサイズを前記生成することは、
前記光信号を前記複数のレンズアレイの少なくとも１つに向けられるようにリダイレクトさせ、前記複数のレンズアレイの少なくとも１つにより前記ジオメトリを変更し、前記選択された二重クラッド光ファイバの外側クラッドから前記選択された二重クラッド光ファイバの内側クラッドに前記光信号の伝搬を切り替えること
を含む、請求項１６に記載の光学システムの作動方法。

【請求項20】

前記光信号を前記複数のレンズアレイの少なくとも１つに向けられるようにリダイレクトさせることは、
前記光信号をガルバノメータに伝搬させること
である請求項１６に記載の光学システムの作動方法。

【請求項21】

マルチクラッド光ファイバを使用する光学システムの作動方法であって、
光信号を複数のレンズアレイの少なくとも１つに向けられるようにリダイレクトさせることと、
前記複数のレンズアレイの少なくとも１つにより前記光信号のジオメトリを変更することと、
前記マルチクラッド光ファイバの特定の１つのクラッドを介して前記光信号を選択的に伝搬させることにより、少なくとも１つのスポットサイズを調整すること
を含む光学システムの作動方法。

【請求項22】

前記特定の１つのクラッドは、前記マルチクラッド光ファイバの内側クラッドである、請求項２１に記載の光学システムの作動方法。

【請求項23】

前記特定の１つのクラッドは、前記マルチクラッド光ファイバの外側クラッドである、請求項２１に記載の光学システムの作動方法。

【請求項24】

前記少なくとも１つのスポットサイズを調整する際に使用されるスポットサイズ選択を受信すること
をさらに含む、請求項２１に記載の光学システムの作動方法。

【請求項25】

前記光信号を前記選択的に伝搬させることは、
前記光信号を前記複数のレンズアレイの少なくとも１つに向けられるようにリダイレクトさせ、前記複数のレンズアレイの少なくとも１つにより前記ジオメトリを変更し、前記マルチクラッド光ファイバの前記特定の１つのクラッドから前記マルチクラッド光ファイバの特定の異なる１つのクラッドに前記光信号の伝搬を切り替えること
をさらに含む、請求項２１に記載の光学システムの作動方法。

【請求項26】

前記特定の１つのクラッドは、外側クラッドであり、および前記特定の異なる１つのクラッドは、内側クラッドである、請求項２５に記載の光学システムの作動方法。

【請求項27】

前記少なくとも１つのスポットサイズは、眼科処置に固有である、請求項２５に記載の光学システムの作動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、２０１８年１月１７日付けで出願された米国特許出願公開第１５／８７３，１２９号明細書の利益を主張する。

【0002】

本発明は、概して、光学撮像に関し、より詳細には、光ビームが眼科処置（すなわち眼科処置でのスポットサイズ選択）及び光医学用途等の多様な処置に使用される、特定の半径を有する光ビームの形態の光信号を選択するためにマルチクラッドファイバを使用する方法及びシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

当技術分野で既知のように、光ファイバ内視鏡検査は、通常、ファイバ束と呼ばれることが多いファイバアレイを通して画像を伝送することによって行われる。多様な医療用途及び非医療用途で成功しているが、画像形成へのファイバアレイの利用は、撮像デバイスのコスト、直径及び可撓性に制約を課す。これらの欠点を解消しようとして、１つの光ファイバを利用する複数の手法が、小型で可撓性がある内視鏡のために提案されてきた。例えば、１つのファイバを用いる共焦点撮像の一技法は、ソースアパーチャ及び検出アパーチャの両方としてシングルモードファイバのコアを利用することによって実施されてきた。また、小型の共焦点顕微鏡プローブ及び内視鏡は、シングルモードファイバの先端部に機械的微小スキャナを追加することによって構築されてきた。小型内視鏡の別のシングルファイバ方法（スペクトル符号化と呼ばれる）は、広帯域光源及び回折格子を使用して、試料内の横断線にわたり反射率をスペクトル的に符号化する。

【0004】

眼科治療では、光ビームを使用して患者の目を治療すること、例えば可視レーザ光を使用して糖尿病網膜症及び加齢性黄斑変性を治療することは、一般的である。従来、調整可能な光ビーム直径は、ズームレンズ又はタレット組立体の何れかを有する固定光源を使用して、倍率レベルを変更して生成されてきた。代替的に、光ビームは、ターゲットと光学要素の連鎖の最後のレンズとの間の距離を変更して、ビームスポットサイズを変えることによってデフォーカスされ得る。これらの技法は、ビームスポットサイズを満足のいくように変えるが、製作コストの増大に繋がり、ビームスポット調整への速度制限を有する大きい慣性モーメントを有する可動要素が関わる。

【0005】

これらの欠点のうちの特定の欠点に対処するために、例えば、治療平面においてビーム、スポットサイズ及びスポット形状を調整する能力を有して、上記識別された制限の幾つかを解消する他のシステムが開発されている。例えば、Ｄ．Ｅ．Ａｎｄｅｒｓｅｎらに発行された米国特許第７，５９９，５９１号明細書には、ビームの光学特性を変更し、ファイバ又は他の光学要素等の物体を変更することにより、調整可能なビーム直径、スポットサイズ及び／又はスポット形状を提供して、所望のサイズ及び形状の最終ビーム直径を達成する光学送達システム及び方法が記載されている。

【0006】

他の上述されたシステムに開示されるように、シングルモードファイバのコアは、これらの技法のソースアパーチャ及び検出アパーチャの両方として機能する。これも既知であるように、シングルファイバ内視鏡の１つの重要な設計パラメータは、光ファイバのモードプロファイルである。シングルモード光ファイバは、小さく可撓性のある撮像プローブを有する高解像度撮像を可能にするが、光スループットが比較的不良であるという欠点がある。更に、シングルモードファイバの小さいコアは、自由空間共焦点顕微鏡におけるピンホールと同様に機能し、ピンボケ光の検出を妨げる。内視鏡用途では、この光学セクショニングは、大きい被写界深度、大きい作業距離及び広い視野が通常好ましいため、望ましくないことがある。内視鏡顕微鏡用途では、光学セクショニングは、光スループットの増大のために犠牲になり得る。コヒーレントソースにより照明される場合、シングルモードファイバを介した撮像は、いわゆるスペックルノイズも導入し、これは、有効解像度及び画質を大きく下げる。

【0007】

シングルモードファイバを比較的大きい直径のマルチモード光ファイバで置換することにより、より高い光学スループットが可能になり、スペックルノイズが低減する。不都合なことに、直径の大きいマルチモードファイバの利用は、システムの点広がり関数を大きく低下させ、高感度検出及び三次元検出への干渉法の使用が妨げられる。近年、ダブルクラッド（「二重クラッド」とも呼ばれる）光ファイバを利用する高出力ファイバレーザの開発に大きい進歩が見られた。これらのファイバは、内側クラッドを通るマルチモード伝搬と共に、コアを通るシングルモード伝搬をサポートする能力において独特である。

【0008】

したがって、マルチクラッドファイバを利用したスポットサイズ調整の改善された技法が必要とされる。

【発明の概要】

【0009】

本明細書における種々の実施形態は、概して、光学撮像に関し、より詳細には、スポットサイズ選択、すなわち特定の半径を有する光ビームの形態で提示される光信号の選択の眼科処置においてマルチクラッドファイバを使用する方法及びシステムに関する。実施形態では、複数のレンズアレイ、１つ又は複数のガルバノメータ及び光信号を伝搬する複数のダブルクラッドファイバ（本明細書では「二重クラッドファイバ」とも呼ばれる）を含む光学システムが提供される。複数の二重クラッドファイバのそれぞれは、コアと、２つのクラッドであって、一方（すなわち内側）のクラッドは、コアを囲み、及び他方（すなわち外側）のクラッドは、二重クラッドファイバの内側クラッドを囲む、２つのクラッドとを含む。

【0010】

実施形態では、眼科処置においてスポットサイズを選択する方法であって、スポットサイズ選択の指示は、ユーザから受信され、及びスポットサイズ選択に対応するスポットサイズは、二重クラッド光ファイバのクラッドの１つを介して光学システムを通して光信号を伝搬させることによって生成される、方法が提供される。

【0011】

有利には、本明細書における種々の実施形態は、マルチクラッドファイバの使用を通して光ビームの光学特性、すなわちスポットサイズ調整を変更し、そのようなファイバのコア又はクラッド）を選択的にターゲティングする改善された技法を提供する。これは、光信号をコア又はクラッドに選択的に向け且つ／又はリダイレクトして、所望のように調整されたスポットサイズの送達を促進する。

【0012】

実施形態のこれら及び他の利点は、以下の詳細な説明及び添付図面を参照することにより当業者に明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態による眼科処置におけるスポットサイズを選択する、マルチクラッドファイバを有する装置を示す。

【0014】

【図2A】従来技術において記載される例示的な二重クラッド光ファイバを示す。

【図2B】従来技術において記載される例示的な二重クラッド光ファイバを示す。

【図2C】従来技術において記載される例示的な二重クラッド光ファイバを示す。

【0015】

【図3】実施形態による眼科処置においてスポットサイズを選択する例示的な動作のフローチャートを示す。

【0016】

【図4】実施形態による眼科処置においてマルチクラッドファイバスポットサイズ選択を実施するのに使用され得る例示的なコンピュータの高レベルブロック図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本明細書における種々の実施形態は、概して、光学撮像に関し、より詳細には、スポットサイズ選択、すなわち特定の半径を有する光ビームの形態で提示される光信号選択の眼科処置においてマルチクラッドファイバを使用する方法及びシステムに関する。実施形態では、複数のレンズアレイ、１つ又は複数のガルバノメータ及び光信号を伝搬する複数の二重クラッドファイバを含む光学システムが提供される。複数の二重クラッドファイバのそれぞれは、コアと、２つのクラッドであって、一方（すなわち内側）のクラッドは、コアを囲み、及び他方（すなわち外側）のクラッドは、二重クラッドファイバの内側クラッドを囲む、２つのクラッドとを含む。理解されるように、本明細書において詳述される眼科実施形態に包含される原理は、光医学又は精密なスポットサイズ選択及び／又は調整の送達が求められる他の用途等の他の用途にも等しく適用される。

【0018】

図１は、実施形態による眼科処置におけるスポットサイズを選択する、マルチクラッドファイバを有する光学システム１００を示す。光学システム１００は、複数の二重クラッドファイバ１１０及び１１２を含み、二重クラッドファイバ１１０及び１１２のそれぞれは、本明細書において詳細に後述するように、２つ以上のスポットサイズを生成することが可能である。光学システム１００は、コンピュータ１０２、光信号源１０４、少なくとも１つのガルバノメータ１０６並びに複数のレンズアレイ１０８Ａ及び１０８Ｂも含む。実施形態では、二重クラッドファイバ１１０及び１１２は、同一又は略同一である（すなわち同一又は略同一の構成及び寸法のコア及びクラッドを有する）。更なる実施形態では、二重クラッドファイバ１１０及び１１２は、より大きく異なる（すなわち二重クラッドファイバ１１２のコア及びクラッドの構成及び寸法と異なる構成及び寸法のコア及びクラッドを有する二重クラッドファイバ１１０）。

【0019】

図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、それぞれ例示的な既知の二重クラッド光ファイバ２００ａ、２００ｂ及び２００ｃを示す。任意の二重クラッドファイバ２００ａ、２００ｂ又は２００ｃは、二重クラッドファイバ１１０及び１１２として光学システム１００において使用され得ることを理解されたい。図２Ａ～図２Ｃに示されるように、各二重クラッドファイバ２００ａ、２００ｂ及び２００ｃは、それぞれ中央に配置されたコア２０２ａ、２０２ｂ及び２０２ｃを含み、クラッド２０４ａ及び２０６ａの直径は、直径２０４ｂ及び２０６ｂと異なり得る。クラッド形状が従来の半径構成と異なり得ることを理解されたい。例えば、図２Ｃは、クラッド２０４ｃ及び２０６ｃにそのような１つのクラッド形状を有する二重クラッドファイバ２００ｃを示す。二重クラッド光ファイバ２００ａを二重クラッドファイバ１１０として使用し得、二重クラッド光ファイバ２００ｂを二重クラッドファイバ１１２として使用し得ることも理解されたい。光学システム１００が既知の二重クラッドファイバの任意の組合せを利用し得ることも理解されたい。

【0020】

図１に戻ると、実施形態によれば、光信号源１０４は、コンピュータ１０２により制御され、通信チャネル１０５を介して光信号１０７を発し、光信号１０７は、ガルバノメータ１０６に伝搬する。一実施形態では、ガルバノメータ１０６は、三次元空間において反射面の向きを変更するように通信チャネル１１１を介してコンピュータ１０２により制御される。ガルバノメータ１０６の反射面の向きの変更により、レンズアレイ１０８Ａ及び／又は１０８Ｂに向けられるように光信号１０７をリダイレクトすることが可能になる。例えば、ガルバノメータ１０６は、光信号１０７が光信号１０９ａとしてレンズアレイ１０８Ａに向けられるように方向付けられ得る。別の例では、ガルバノメータ１０６は、光信号１０７が光信号１０９ｂとしてレンズアレイ１０８Ｂに向けられるように方向付けられ得る。更に別の例では、ガルバノメータ１０６は、光信号がレンズアレイ１０８Ａ及びレンズアレイ１０８Ｂに同時に向けられるように分割されるように方向付けられ得る。図１は、２つのみのレンズアレイ１０８Ａ及び１０８Ｂを示すが、光学システム１００は、任意の数のレンズアレイ及び関連する構成を有し得ることを理解されたい。

【0021】

図１に示されるように、レンズアレイ１０８Ａ及び１０８Ｂのそれぞれは、二重クラッドファイバに関連付けられる。特に、レンズアレイ１０８Ａは、二重クラッドファイバ１１０に関連付けられ、レンズアレイ１０８Ｂは、二重クラッドファイバ１１２に関連付けられる。図１は、レンズアレイ１０８Ａ及び１０８Ｂのそれぞれが１つの二重クラッドファイバに関連付けられることを示すが、各レンズアレイは、任意の数の二重クラッドファイバに関連付けられ得ることを理解されたい。

【0022】

レンズアレイ１０８Ａ及び１０８Ｂのそれぞれは、伝搬する光信号のジオメトリを変更するように配置された１つ又は複数の光学レンズを含む。複数のレンズアレイのそれぞれに含まれる光学レンズは、集光レンズ、発散レンズ、コリメートレンズ又はそれらの任意の組合せであり得る。

【0023】

光信号のジオメトリが変更されると、レンズアレイは、二重クラッドファイバを介して、変更された光信号を光学システム１００のユーザに出力する。特に、レンズアレイ１０８Ａは、光信号１０９ａのジオメトリを変更し、ユーザにより要求されたスポットサイズ選択に応じて光信号１０９ａを二重クラッドファイバ１１０の内側クラッド１１４（すなわち光信号１１３ａ）又は二重クラッドファイバ１１０の外側クラッド１１６（すなわち光信号１１３ｂ）にリダイレクトすることにより、変更された光信号を光学システム１００のユーザに送るように構成される。同様に、レンズアレイ１０８Ｂは、光信号１０９ｂのジオメトリを変更し、ユーザにより要求されたスポットサイズ選択に応じて光信号１０９ｂを二重クラッドファイバ１１２の内側クラッド１１８（すなわち光信号１１５ａ）又は二重クラッドファイバ１１２の外側クラッド１２０（すなわち光信号１１５ｂ）にリダイレクトすることにより、変更された光信号を光学システム１００のユーザに送るように構成される。レンズアレイ１０８Ａは、光信号１０９ａを二重クラッドファイバ１１０の内側クラッド１１４又は二重クラッドファイバ１１０の外側クラッド１１６に同時にリダイレクトし得ることを理解されたい。同様に、レンズアレイ１０８Ｂは、光信号１０９ｂを二重クラッドファイバ１１２の内側クラッド１１８及び二重クラッドファイバ１１２の外側クラッド１２０に同時にリダイレクトし得る。

【0024】

有利には、本明細書における種々の実施形態は、マルチクラッドファイバの使用及び所望の調整されたスポットサイズの送達へのそのようなファイバのコア又はクラッドの選択的ターゲティング（すなわち光信号をコア又はクラッドに選択的に向け且つ／又はリダイレクトすること）を通して光ビームの光学特性を変更する、すなわちスポットサイズを調整する改善された技法を提供する。

【0025】

光学システム１００は、光学システム１００の機能アーキテクチャ及び光学システム１００のユーザのニーズに応じて二重クラッドファイバ１０８Ａ及び１０８Ｂを個々に利用して、特定の処置に適切な特定のスポットサイズを有する光信号を選択することを理解されたい。

【0026】

例えば、光学システム１００のユーザが、眼科処置のために第１のスポットサイズ（例えば、５０μｍ）を有する光信号を必要とする場合、コンピュータ１０２は、光信号１０７を生成するように光信号源１０４を制御し、光信号１０７をガルバノメータ１０６に伝搬させ、ガルバノメータ１０６は、光信号（すなわち光信号１０９ａ）をレンズアレイ１０８Ａにリダイレクトさせる。したがって、レンズアレイ１０８Ａは、光信号１０９ａのジオメトリを変更し、二重クラッドファイバ１１０の内側クラッド１１４を介して伝搬する光信号１１３ａを生成し、画像を光学システム１００のユーザに送信する。

【0027】

光学システム１００のユーザが、眼科処置のために第２のスポットサイズ（例えば、第２のスポットサイズは、第１のスポットサイズと異なり、例示的に１００μｍである）を有する光信号を必要とする場合、コンピュータ１０２は、光信号１０７を生成するように光信号源１０４を制御し、光信号１０７をガルバノメータ１０６に伝搬させ、ガルバノメータ１０６は、光信号（すなわち光信号１０９ａ）をレンズアレイ１０８Ａにリダイレクトさせる。したがって、レンズアレイ１０８Ａは、光信号１０９ａのジオメトリを変更し、二重クラッドファイバ１１０の外側クラッド１１６を介して伝搬する光信号１１３ｂを生成し、画像を光学システム１００のユーザに送信する。

【0028】

光学システム２００のユーザが、眼科処置のために第３のスポットサイズ（例えば、第３のスポットサイズは、第２のスポットサイズ及び第１のスポットサイズと異なり、例示的に２００μｍである）を有する光信号を必要とする場合、コンピュータ１０２は、光信号１０７を生成するように光信号源１０４を制御し、光信号１０７をガルバノメータ１０６に伝搬させ、ガルバノメータ１０６は、光信号（すなわち光信号１０９ｂ）をレンズアレイ１０８Ｂにリダイレクトさせる。したがって、レンズアレイ１０８Ｂは、光信号１０９ｂのジオメトリを変更し、二重クラッドファイバ１１２の内側クラッド１１８を介して伝搬する光信号１１５ａを生成し、画像を光学システム１００のユーザに送信する。

【0029】

光学システム１００のユーザが、眼科処置のために第４のスポットサイズ（例えば、第４のスポットサイズは、第３のスポットサイズ、第２のスポットサイズ及び第１のスポットサイズと異なり、例示的に４００μｍである）を有する光信号を必要とする場合、コンピュータ１０２は、光信号１０７を生成するように光信号源１０４を制御し、光信号１０７をガルバノメータ１０６に伝搬させ、ガルバノメータ１０６は、光信号（すなわち光信号１０９ｂ）をレンズアレイ１０８Ｂにリダイレクトさせる。したがって、レンズアレイ１０８Ｂは、光信号１０９ｂのジオメトリを変更し、二重クラッドファイバ１１２の外側クラッド１２０を介して伝搬する光信号１１５ｂを生成し、画像を光学システム１００のユーザに送信する。

【0030】

図３は、実施形態による眼科処置においてスポットサイズを選択する例示的な動作３００のフローチャートを示す。例示的に、動作３００は、眼科処置に必要なスポットサイズを生成する際に光学システム１００（図１を参照されたい）により利用される。実施形態によれば、光学システム１００は、スポットサイズ選択（例示的には、光学システム１００のユーザから示される）を受信するステップ３０２において方法を開始する。スポットサイズ選択の指示は、適切なスポットサイズを選択するコマンドを入力するために光学システム（例えば、眼科機器）のユーザにより使用される入力デバイスにより送信される電子信号の形態であり得る。ユーザにより使用される入力デバイスは、ユーザが１つ若しくは複数のボタンの押下、ユーザインターフェースのタッチスクリーン上の１つ若しくは複数のエリアの押下、手動コントローラ（例えば、ジョイスティック）への従事、音声コマンドの提供又は触覚デバイスの使用等の多様な周知の方法でコマンドを入力できるようにするユーザインターフェースであり得る。

【0031】

ステップ３０４において、スポットサイズ選択の受信に応答して、二重クラッドファイバの第１のクラッドを使用して、要求されたスポットサイズを生成することが行われる。実施形態では、スポットサイズ選択を受信すると、光学システム１００の光信号源１０４により生成された光信号は、ガルバノメータ１０６に伝搬し、ガルバノメータ１０６は、光信号をレンズアレイにリダイレクトさせる。したがって、レンズアレイは、光信号のジオメトリを変更し、二重クラッドファイバのクラッドの一方を介して、ジオメトリ変更された光信号を光学システム１００のユーザに伝搬させる。光学システム１００が、所望のスポットサイズを有する光信号の伝搬に対応するように、任意の数の二重クラッドファイバを含み得ることを当業者は理解する。

【0032】

ステップ３０６において、方法は、第２のスポットサイズ選択を受信する（ここでも例示的に光学システム１００のユーザから）ことによって続く。第２のスポットサイズ選択の指示は、上記ステップ３０２において考察されたものと同様の形態であり得る。第２のスポットサイズ選択が前のスポットサイズ選択と異なる場合（そのような判断が実行されるステップ３０８を参照されたい）、ステップ３１０は、本明細書において詳細に上述したように、第２のスポットサイズ選択の受信に応答して、二重クラッドファイバのうちの第２のクラッドを使用して、示された第２のスポットサイズを生成することによって続く。実施形態では、第２のスポットサイズは、光信号の伝搬を二重クラッドファイバのあるクラッドから二重クラッドファイバの別のものに切り替えることによって生成される。各クラッドの深さ、二重クラッドファイバのコアに対する位置（すなわち内側又は外側）、各クラッドの境界の構成等、二重クラッドファイバの２つのクラッドの特性が異なる必要があることを当業者は理解する。本開示の例示的な実施形態は、眼科処置でのスポットサイズ選択のための二重クラッドファイバを示すが、光学システムは、スポットサイズ選択のために任意の数のクラッドを含む光ファイバを使用可能であることを理解されたい。

【0033】

例示的な実施形態において上述したように、ガルバノメータは、マルチクラッドファイバのコア又はクラッドの１つをターゲティングすることにより、光信号を選択的に伝搬させる際に利用される。当然ながら、これは、例示的な性質のものであり、コア及び／又はクラッドの選択的ターゲティングは、実施形態では、少数の例を挙げれば、光ファイバ及びビームの相対位置の調整等の任意の手段により又はスポットサイズ若しくは発散を調整することにより達成され得ることが理解される。

【0034】

詳細に上述したように、本明細書における種々の実施形態は、方法及びそれらの方法を実施する装置の形態で実施することができる。開示される方法は、ユーザデバイスにインストールされ、且つ／又は通信可能に接続されるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア及びコンピュータ可読媒体（まとめて「コンピュータ」）の組合せにより実行され得る。図４は、本明細書における種々の実施形態による、眼科処置のためのスポットサイズ選択のための方法の実施に使用され得る例示的なコンピュータ４００の高レベルブロック図である。コンピュータ４００は、データ記憶装置４２０及びメモリ４３０に動作可能に結合されたプロセッサ４１０を含む。プロセッサ４１０は、コンピュータ４００の全体動作を定義するコンピュータプログラム命令を実行することにより、そのような動作を制御する。通信バス４６０は、コンピュータ４００の種々の構成要素間の結合及び通信を促進する。コンピュータプログラム命令は、データ記憶装置４２０に記憶され得るか、又は非一時的コンピュータ可読媒体に記憶され、コンピュータプログラム命令の実行が望ましいときにメモリ４３０にロードされ得る。したがって、開示された方法（図３を参照されたい）のステップ及び本明細書における関連する上記の考察）は、メモリ４３０及び／又はデータ記憶装置４２０に記憶されたコンピュータプログラム命令により定義され、コンピュータプログラム命令を実行するプロセッサ４１０により制御することができる。例えば、コンピュータプログラム命令は、開示された方法により定義される例示的な動作を実行するように当業者によりプログラムされたコンピュータ実行可能コードとして実施することができる。したがって、コンピュータプログラム命令を実行することにより、プロセッサ４１０は、開示された方法により定義されるアルゴリズムを実行する。コンピュータ４００は、ネットワーク（例えば、無線通信ネットワーク）又は通信プロトコル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））を介して他のデバイスと通信するための１つ又は複数の通信インターフェース４５０も含む。例えば、そのような通信インターフェースは、任意の数の周知の様式で有線又は無線通信を交換するための受信機、送受信機又はモデムであり得る。コンピュータ４００は、コンピュータ４００とのユーザ対話を可能にする１つ又は複数の入力／出力デバイス４４０（例えば、カメラ、ディスプレイ、キーボード、マウス、スピーカ、マイクロホン、ボタン等）も含む。

【0035】

プロセッサ４１０は、汎用マイクロプロセッサ及び専用マイクロプロセッサの両方を含み得、コンピュータ４００の単独のプロセッサ又は複数のプロセッサの１つであり得る。プロセッサ４１０は、例えば、１つ又は複数の中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含み得る。プロセッサ４１０、データ記憶装置４２０及び／又はメモリ４３０は、１つ又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及び／又は１つ又は複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含み得るか、それによって補足され得るか又はそれに組み込まれ得る。

【0036】

データ記憶装置４２０及びメモリ４３０は、それぞれ有形非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む。データ記憶装置４２０及びメモリ４３０は、それぞれダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダブルデータレート同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＤＲ ＲＡＭ）又は他のランダムアクセス固体状態メモリデバイス等の高速ランダムアクセスメモリを含み得、内部ハードディスク及びリムーバブルディスク等の１つ又は複数の磁気ディスク記憶装置、磁気光学ディスク記憶装置、光ディスク記憶装置、フラッシュメモリデバイス、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク読み取り専用メモリ（ＤＶＤ－ＲＯＭ）ディスク等の半導体メモリデバイス又は他の不揮発性固体状態記憶装置等の不揮発性メモリを含み得る。

【0037】

入力／出力デバイス４４０は、カメラ、プリンタ、スキャナ、ディスプレイ画面等の周辺機器を含み得る。例えば、入力／出力デバイス４４０は、情報をユーザに表示する陰極線管（ＣＲＴ）、プラズマ又は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）モニタ等のディスプレイデバイス、キーボード及びユーザが入力をコンピュータ４００に提供できるようにするマウス又はトラックボール等のポインティングデバイスを含み得る。

【0038】

説明を明確にするために、本明細書に記載される例示的な実施形態は、個々の機能ブロック又は機能ブロックの組合せを含むものとして提示され得ることに留意されたい。これらのブロックが表す機能は、限定ではなく、ソフトウェアを実行可能なハードウェアを含む専用又は共有ハードウェアの使用を通して提供され得る。例示的な実施形態は、本明細書に記載された動作を実行するデジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）ハードウェア及び／又はソフトウェアを含み得る。したがって、例えば、本明細書におけるブロック図は、本明細書における種々の実施形態で記載された原理の例示的な機能、動作及び／又は回路の概念図を表すことが当業者により理解される。同様に、任意のフローチャート、流れ図、状態遷移図、擬似コード及びプログラムコード等は、コンピュータ可読媒体で実質的に表され得、したがってコンピュータ、マシン又はプロセッサが明示的に示されるか否かに関係なく、コンピュータ、マシン又はプロセッサにより実行され得る種々のプロセスを表すことが理解される。実際のコンピュータ又はコンピュータシステムの実装は、他の構造を有することもでき、他の構成要素も同様に含み得、そのようなコンピュータの構成要素の幾つかの高レベル表現は、例示を目的とすることを当業者は認識する。

【0039】

上記の詳細な説明は、あらゆる観点から限定ではなく例証及び例示として理解されるべきであり、本明細書に開示される本発明の範囲は、詳細な説明から判断されるべきではなく、むしろ特許法により許される全範囲に従って解釈される特許請求の範囲から判断されるべきである。本明細書に示され説明される実施形態は、本発明の原理の単なる例証であり、本発明の範囲及び趣旨から逸脱せずに当業者により種々の変更形態が実施され得ることを理解されたい。当業者は、本発明の範囲及び趣旨から逸脱せずに種々の他の特徴組合せを実施することが可能である。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】