JP2007252774A - Optical tomography imaging apparatus - Google Patents
Optical tomography imaging apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007252774A JP2007252774A JP2006083487A JP2006083487A JP2007252774A JP 2007252774 A JP2007252774 A JP 2007252774A JP 2006083487 A JP2006083487 A JP 2006083487A JP 2006083487 A JP2006083487 A JP 2006083487A JP 2007252774 A JP2007252774 A JP 2007252774A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- reflected
- imaging apparatus
- tomographic imaging
- wavelength band
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、工業用あるいは医療用途の診断に用いられる光断層イメージング装置に関するものである。特に、医療向け内視鏡用のOCT(Optical Coherence tomography)に用いられる内視鏡併用型光断層イメージング装置に関するものである。 The present invention relates to an optical tomographic imaging apparatus used for diagnosis for industrial or medical purposes. In particular, the present invention relates to an endoscope combined optical tomographic imaging apparatus used in OCT (Optical Coherence tomography) for medical endoscopes.
光断層イメージング装置であるOCTは、例えば眼科領域で網膜の断層画像を観察する手段として確立されている。またOCTは、内視鏡に応用することも可能で、従来の超音波内視鏡に比べて10倍近い光軸方向分解能を実現する可能性があるために、様々な開発が進められている。このようなOCT内蔵型の内視鏡は例えば特許文献1に開示されている。 OCT, which is an optical tomographic imaging apparatus, is established as a means for observing a tomographic image of the retina in, for example, an ophthalmic region. OCT can also be applied to endoscopes, and since there is a possibility of realizing an optical axis direction resolution close to 10 times that of conventional ultrasonic endoscopes, various developments are underway. . Such an endoscope with a built-in OCT is disclosed in Patent Document 1, for example.
図3は、特許文献1に開示されている内視鏡Yの概略構成を表す図である。内視鏡Yは、内視鏡本体部60、OCT部70、信号処理部80、およびモニタ90を備えている。内視鏡本体部60は、光源装置61、ライトガイド62、ハーフミラー63aおよびズームレンズ63bを含んでなる対物光学系63、撮像素子(CCD)64、スキャニングミラー65a,65bを含んでなるスキャニング機構65、ミラー66、およびレンズ67を有している。OCT部70は、SLD(Super Luminescent Diode)71、シングルモードファイバ72、カプラ73、シングルモードファイバ74、アクチュエータ75、およびPD(Photo Diode)76を有している。
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the endoscope Y disclosed in Patent Document 1. As illustrated in FIG. The endoscope Y includes an endoscope
表面観察用の光源装置61から出射される光はライトガイド62を介して被照射部(例えば生体組織)Lに照射される。被照射部Lからの反射光は対物光学系63を介して撮像素子64で受光し、信号に変換する。撮像素子64から出力される信号は、信号処理部80で処理され、その処理結果(イメージ画像)がモニタ90に表示される。
Light emitted from the
一方、低コヒーレンス光源(広帯域光源)であるSLD71からの低コヒーレンス光は、シングルモードファイバ72、カプラ73、およびシングルモードファイバ74を介して内視鏡本体部60の先端側に導光され、レンズ67、ミラー66、スキャニング機構65、およびハーフミラー63aを介して被測定部(例えば生体組織)Mに出射される。被測定部Mからの反射光は、ハーフミラー63a、スキャニング機構65、ミラー66、レンズ67、シングルモードファイバ74、カプラ73、およびシングルモードファイバ72を介してPD76で受光し、信号に変換する。なお、この反射光はカプラ73において、SLD71から出射された光の一部がアクチュエータ75を介して反射してきた参照光と合波され、干渉光となる。PD76から出力される信号は、信号処理部80で処理され、その処理結果(イメージ画像)がモニタ90に表示される。
しかしながら、特許文献1に開示される内視鏡Yは、被照射部Lの表面観察を目的とする撮像素子64と、被測定部Mの測定画像(断層画像)を得ることを目的とするPD76との2つの受光素子を備える必要があるため、装置全体の小型化を図ることが困難であった。この問題は、特に小型化を図ることの要求が高い内視鏡において顕著であった。
However, the endoscope Y disclosed in Patent Document 1 has an
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、装置全体の小型化を図るうえで好適な光断層イメージング装置を提供することを、目的とする。 The present invention has been conceived under such circumstances, and an object thereof is to provide an optical tomographic imaging apparatus suitable for reducing the size of the entire apparatus.
本発明に係る光断層イメージング装置は、第1波長帯域の波長を有する光を出射する第1光源と、前記第1波長帯域とは異なる第2波長帯域の波長を有する光を出射する第2光源と、前記第1光源から出射される光を被照射部に対して照射したときの反射光を透過し、且つ、前記第2光源から出射される光を、被測定部に対して照射される測定光と反射部材に対して照射される参照光とに分波するとともに、前記測定光を前記被測定部に対して照射したときの反射測定光と前記参照光を前記反射部材に対して照射したときの反射参照光とを合波する合分波手段と、前記反射光を受光するとともに、前記反射測定光および前記反射参照光を合波してなる干渉光を受光する受光素子と、を備えることを特徴としている。 An optical tomographic imaging apparatus according to the present invention includes a first light source that emits light having a wavelength in a first wavelength band, and a second light source that emits light having a wavelength in a second wavelength band different from the first wavelength band. Then, the reflected light when the light emitted from the first light source is irradiated to the irradiated portion is transmitted, and the light emitted from the second light source is irradiated to the measured portion. While demultiplexing the measurement light and the reference light applied to the reflective member, the reflective measurement light and the reference light when the measurement light is applied to the part to be measured are applied to the reflective member. A multiplexing / demultiplexing unit that multiplexes the reflected reference light when received, and a light receiving element that receives the reflected light and receives interference light formed by multiplexing the reflected measurement light and the reflected reference light. It is characterized by providing.
本光断層イメージング装置において前記合分波手段は、直方体を構成する一対の三角柱状プリズムと、該一対のプリズムの対向面に形成される誘電体多層膜と、を含んでなるのが好ましい。 In the present optical tomographic imaging apparatus, the multiplexing / demultiplexing means preferably includes a pair of triangular prisms constituting a rectangular parallelepiped and a dielectric multilayer film formed on opposing surfaces of the pair of prisms.
本光断層イメージング装置は、第1光源から出射される光を導くための第1導光部材と、前記第2光源から出射される光を導くための第2導光部材と、前記第2導光部材の前記合分波手段側の端部に接続され、該第2導光部材からの出射光を略平行光に変換するためのコリメータと、を更に備えるのが好ましい。 The optical tomographic imaging apparatus includes a first light guide member for guiding light emitted from a first light source, a second light guide member for guiding light emitted from the second light source, and the second light guide. It is preferable to further include a collimator that is connected to the end of the optical member on the side of the multiplexing / demultiplexing means and converts the emitted light from the second light guide member into substantially parallel light.
本光断層イメージング装置は、前記合分波手段と前記受光素子との間に、複数の光ファイバを束ねてなるイメージファイバを更に備えるのが好ましい。 The optical tomographic imaging apparatus preferably further includes an image fiber formed by bundling a plurality of optical fibers between the multiplexing / demultiplexing unit and the light receiving element.
本光断層イメージング装置において前記第1波長帯域は可視光の波長帯域であるのが好ましい。 In the optical tomographic imaging apparatus, the first wavelength band is preferably a visible light wavelength band.
本光断層イメージング装置において前記第2波長帯域は近赤外光の波長帯域であるのが好ましい。 In the optical tomographic imaging apparatus, the second wavelength band is preferably a wavelength band of near infrared light.
本光断層イメージング装置において前記第2光源は、前記第2波長帯域で波長変換機能を有する波長可変レーザであるのが好ましい。 In the present optical tomographic imaging apparatus, the second light source is preferably a wavelength tunable laser having a wavelength conversion function in the second wavelength band.
本発明に係る光断層イメージング装置は、第1光源から出射される光を被照射部に対して照射したときの反射光を透過し、且つ、第2光源から出射される光を、被測定部に対して照射される測定光と反射部材に対して照射される参照光とに分波するとともに、測定光を被測定部に対して照射したときの反射測定光と参照光を前記反射部材に対して照射したときの反射参照光とを合波する合分波手段と、反射光を受光するとともに、反射測定光および反射参照光を合波してなる干渉光を受光する受光素子と、を備えている。つまり、合分波手段は、第1光源から出射される光を被照射部に対して照射したときの反射光を透過する機能を有しており、受光素子は、反射光とともに干渉光も受光する機能を有している。そのため、本光断層イメージング装置では、測定光(あるいは反射測定光)や参照光(あるいは反射参照光)が通過する領域とは別に、照射光(あるいは反射光)が通過する領域を確保せずにすむのに加え、測定光(あるいは反射測定光)や参照光(あるいは反射参照光)を受光する受光素子とは別に、照射光(あるいは反射光)を受光する受光素子を設けずにすむ。したがって、本光断層イメージング装置では、測定光や照射光を出射する部位の小型化を図ることができるのに加え、部品点数を削減することができるため低コスト化を図ることもできるのである。 The optical tomographic imaging apparatus according to the present invention transmits the reflected light when the light emitted from the first light source is irradiated to the irradiated portion and transmits the light emitted from the second light source to the measured portion. Is divided into the measurement light irradiated to the reference light and the reference light irradiated to the reflecting member, and the reflected measurement light and the reference light when the measurement light is irradiated to the measured part are applied to the reflecting member. A multiplexing / demultiplexing unit that multiplexes the reflected reference light when irradiated with the light, and a light receiving element that receives the reflected light and receives the interference light formed by combining the reflected measurement light and the reflected reference light. I have. That is, the multiplexing / demultiplexing means has a function of transmitting the reflected light when the light emitted from the first light source is irradiated to the irradiated portion, and the light receiving element receives the interference light as well as the reflected light. It has a function to do. Therefore, in this optical tomographic imaging apparatus, it is possible to secure a region through which irradiation light (or reflected light) passes separately from a region through which measurement light (or reflected measurement light) and reference light (or reflected reference light) pass. In addition to this, it is not necessary to provide a light receiving element for receiving irradiation light (or reflected light) separately from a light receiving element for receiving measurement light (or reflected measurement light) and reference light (or reflected reference light). Therefore, in the present optical tomographic imaging apparatus, it is possible to reduce the size of the part from which the measurement light and the irradiation light are emitted, and to reduce the number of parts, so that the cost can be reduced.
本光断層イメージング装置の合分波手段が、直方体を構成する一対の三角柱状プリズムと、該一対のプリズムの対向面に形成される誘電体多層膜とを含んでなる場合、第1光源の波長帯域に対する光透過特性が大きいため、受光素子において被照射部からの反射光をより効率的に受光することができる。 When the multiplexing / demultiplexing means of the present optical tomographic imaging apparatus includes a pair of triangular prisms constituting a rectangular parallelepiped and a dielectric multilayer film formed on the opposing surfaces of the pair of prisms, the wavelength of the first light source Since the light transmission characteristic with respect to the band is large, the light reflected from the irradiated portion can be received more efficiently in the light receiving element.
本光断層イメージング装置において、各光源から出射される光を導くための各導光部材と、第2導光部材の合分波手段側の端部に接続され、該第2導光部材からの出射光を略平行光に変換するためのコリメータとを更に備える場合、測定光や照射光を出射する部位の近傍に各光源を配置しなくても、適切に測定光や照射光を出射することができる。通常、各導光部材として採用される光ファイバなどは各種光源よりサイズが小さいため、本構成の光断層イメージング装置は測定光や照射光を出射する部位の小型化を図るうえで好適である。また、コリメータにより第2導光部材を介して出射される光を略平行光に変換することができるため、出射光を広げて測定エリアを拡大することができる。 In this optical tomographic imaging apparatus, each light guide member for guiding the light emitted from each light source and the end of the second light guide member on the side of the multiplexing / demultiplexing means are connected to each other. In the case of further comprising a collimator for converting the emitted light into substantially parallel light, the measurement light and the emitted light can be appropriately emitted without arranging each light source in the vicinity of the portion from which the measured light or emitted light is emitted. Can do. Usually, since the optical fiber etc. which are employ | adopted as each light guide member are smaller than various light sources, the optical tomography imaging apparatus of this structure is suitable when aiming at size reduction of the site | part which radiate | emits measurement light and irradiation light. In addition, since the light emitted through the second light guide member can be converted into substantially parallel light by the collimator, the emitted light can be widened to enlarge the measurement area.
本光断層イメージング装置において合分波手段と受光素子との間に、複数の光ファイバを束ねてなるイメージファイバを更に備える場合、受光素子を合分波手段の近傍に配置しなくても、合分波手段により合波される干渉光を受光素子に適切に到達させることができる。通常、イメージファイバは各種受光素子よりサイズが小さいため、本構成の光断層イメージング装置は合分波手段の近傍の小型化を図るうえで好適である。 In the present optical tomographic imaging apparatus, when an image fiber formed by bundling a plurality of optical fibers is further provided between the multiplexing / demultiplexing means and the light receiving element, the multiplexing is not necessary even if the light receiving element is not disposed near the multiplexing / demultiplexing means. Interfering light combined by the demultiplexing means can appropriately reach the light receiving element. Since the image fiber is usually smaller in size than various light receiving elements, the optical tomographic imaging apparatus of this configuration is suitable for reducing the size in the vicinity of the multiplexing / demultiplexing means.
本光断層イメージング装置において第1光源の第1波長帯域を可視光領域とする場合、被照射部を照らすガイド用ライトとして第1光源から出射される光を利用することができる。したがって、本光断層イメージング装置は、測定光や照射光を出射する部位を目的位置まで適切に移動させるうえで好適である。 In this optical tomographic imaging apparatus, when the first wavelength band of the first light source is in the visible light region, the light emitted from the first light source can be used as a guide light that illuminates the irradiated portion. Therefore, the present optical tomographic imaging apparatus is suitable for appropriately moving a portion that emits measurement light or irradiation light to a target position.
本光断層イメージング装置において第2光源の第2波長帯域を近赤外光領域とする場合、被測定部に対して照射される測定光を、例えば生体の内部まで到達させることができるため、生体内部における断層イメージを得るうえで好適である。 In the present optical tomographic imaging apparatus, when the second wavelength band of the second light source is set to the near infrared light region, the measurement light applied to the measurement target can reach the inside of the living body, for example. It is suitable for obtaining a tomographic image inside.
本光断層イメージング装置において前記第2光源を、前記第2波長帯域で波長変換機能を有する波長可変レーザとする場合、この波長可変レーザの波長を変化させることにより反射測定光および反射参照光を合波してなる干渉光を得ることができるため、可動機構部材(例えばプリズムから出射される測定光を走査するためのフレキシブルシャフト)を測定光や照射光を出射する部位の近傍に配置せずにすむ。したがって、本光断層イメージング装置は、測定光や照射光を出射する部位の近傍の小型化を図るうえで好適である。また、本光断層イメージング装置は、測定対象に対して可動機構部材が駆動することに起因する振動を作用させずにすむのに加え、この振動により測定信号にノイズが生じるのも防ぐことができる。 When the second light source is a tunable laser having a wavelength conversion function in the second wavelength band in the optical tomographic imaging apparatus, the reflected measurement light and the reflected reference light are combined by changing the wavelength of the tunable laser. Since the interference light formed by waves can be obtained, a movable mechanism member (for example, a flexible shaft for scanning the measurement light emitted from the prism) is not disposed in the vicinity of the portion from which the measurement light or irradiation light is emitted. I'm sorry. Therefore, the present optical tomographic imaging apparatus is suitable for reducing the size of the vicinity of the part that emits the measurement light and the irradiation light. Further, the present optical tomographic imaging apparatus can prevent the vibration caused by the movement of the movable mechanism member from being driven with respect to the measurement target, and can also prevent the measurement signal from generating noise due to this vibration. .
図1は、本発明に係る光断層イメージング装置Xの概略構成を表す要部拡大透視図である。図2は、図1に示す光断層イメージング装置Xの要部拡大図であり、(a)は一の側面図、(b)は他の側面図である。光断層イメージング装置Xは、表面観察用の内視鏡として機能する構造Aとマイケルソン干渉計ベースの波長走査型干渉計として機能する構造Bとが一体化した構成である。 FIG. 1 is an enlarged perspective view of a main part showing a schematic configuration of an optical tomographic imaging apparatus X according to the present invention. 2 is an enlarged view of a main part of the optical tomographic imaging apparatus X shown in FIG. 1, wherein (a) is a side view and (b) is another side view. The optical tomographic imaging apparatus X has a structure in which a structure A that functions as an endoscope for surface observation and a structure B that functions as a Michelson interferometer-based wavelength scanning interferometer are integrated.
構造Aは、構造Aにのみ含まれる照明光源10、ライトガイド11、および照明レンズ12と、後述する構造Bにも含まれるビーム拡大手段20、合分波手段21、一対のレンズ22、アパーチャ23、CCDセンサ24、メモリ25、演算手段26、表示手段27、および制御手段28とを有している。
The structure A includes an
照明光源10は、例えば体内の表面を照らすための照明光を出射する部材であり、例えば高輝度ランプ(例えばキセノンランプ、ハロゲンランプ、LEDや半導体レーザを用いたもの)が採用される。照明光としては、可視光(波長:約400〜800nm)が挙げられる。
The
ライトガイド11は、照明光源10から出射された照明光を後述する照明レンズ12に導くための部材であり、例えば光ファイバにより構成される。
The
照明レンズ12は、ライトガイド11を介して出射される照明光を拡散光として被照射部L(例えば体内の表面)に照射するための部材である。
The
ビーム拡大手段20は、光のビーム径を拡大するための部材であり、例えば表面に凹部を有するガラス体により構成される。このような構成のビーム拡大手段20を備えることにより、ビーム径が拡大されるため測定可能領域を拡大することができる。なお、ビーム拡大手段20は、例えば透光性樹脂(例えばエポキシ樹脂)や低融点ガラスを介して後述する合分波手段21の表面に接着される。 The beam expanding means 20 is a member for expanding the beam diameter of light, and is formed of, for example, a glass body having a concave portion on the surface. By providing the beam expanding means 20 having such a configuration, the beam diameter is expanded, so that the measurable region can be expanded. The beam expanding means 20 is bonded to the surface of the multiplexing / demultiplexing means 21 described later via, for example, a translucent resin (for example, epoxy resin) or low melting point glass.
合分波手段21は、照明光源10から出射された照明光を被照射部Lに照射したときの反射光を透過し、且つ、後述する波長可変レーザ30から出射された光を、被測定部Mに対して照射される測定光と後述する反射部材に対して照射される参照光とに分波するとともに、測定光を被測定部Mに対して照射したときの反射測定光と参照光を反射部材に対して照射したときの反射参照光とを合波する部材であり、例えば略直方体状(キューブ状)に構成されている。具体的には、合分波手段21は、直方体を構成する一対の三角柱状プリズム21a、21bと、一対の三角柱状プリズム21a,21bの対向面(図面では傾斜面)に形成される誘電体多層膜21cとを含んで構成される。誘電体多層膜21cは、照明光源10から出射された照明光に対しては透過する機能を担い、波長可変レーザ30から出射された光に対してはハーフミラー(半透鏡)の機能を担う部材である。
The multiplexing / demultiplexing means 21 transmits the reflected light when the irradiated portion L is irradiated with the illumination light emitted from the
一対のレンズ22は、合分波手段21により反射測定光および反射参照光を合波してなる干渉光を後述するCCDセンサ24に結像するための部材であり、例えば一対の凸レンズにより構成される光学系が挙げられる。
The pair of
アパーチャ23は、被測定部Mからの反射測定光に含まれる不要な信号(ノイズ)を除去するための部材であり、例えば被測定部Mからの反射測定光のうち所定角度内の光を選択的に通過させることができる空間フィルタが挙げられる。
The
CCDセンサ24は、合分波手段21により反射測定光および反射参照光を合波してなる干渉光を受光して、それを信号(干渉信号)に変換するための部材であり、例えば半導体撮像素子が挙げられる。
The
メモリ25は、CCDセンサ24から得られる信号を記録するための機能を担う部位である。
The
演算手段26は、メモリ25に記録された信号に基づき、被測定部Mの3次元画像(あるいは2次元画像)に関する情報を演算(例えばデジタルフーリエ変換)する機能を担うものであり、例えばDSP(Digital Signal Processor)が挙げられる。
The
表示手段27は、演算手段26により演算された被測定部Mの3次元画像(あるいは2次元画像)に関する情報を実際に画像として表示するためのものであり、例えば液晶表示装置が挙げられる。 The display means 27 is for actually displaying, as an image, information related to the three-dimensional image (or two-dimensional image) of the part M to be measured calculated by the calculation means 26, and examples thereof include a liquid crystal display device.
制御手段28は、照明光源10と波長可変レーザ30との点灯を制御するとともに、CCDセンサ24の信号取り込みタイミングを制御することにより、OCT測定と通常の表面観察とのタイミングを制御するものであり、例えばMPU(Micro Processing Unit)が挙げられる。
The control means 28 controls the lighting of the
構造Bは、構造Bにのみ含まれる波長可変レーザ30、光ファイバ31、コリメータ32、光路変換部材33、および反射部材35と、上述の構造Aにも含まれるビーム拡大手段20、合分波手段21、一対のレンズ22、アパーチャ23、CCDセンサ24、メモリ25、演算手段26、表示手段27、および制御手段28とを有している。
The structure B includes a
波長可変レーザ30は、所定範囲内で任意の波長帯域の光を出射することが可能な光源であり、その光周波数の走査レートα「Hz/s」で測定時間T[s]に周波数幅△f(=αT)[Hz]にわたって走査するものである。この波長帯域としては、内視鏡として有利な水分による吸収が少ない波長帯域(例えば近赤外光である中心波長が0.8μm帯、1.3μm帯、または1.6μm帯)が好ましく、また入手容易性に優れ且つ水分による吸収も比較的少ない波長帯域(例えば中心波長が1.55μm帯)でもよい。
The
光ファイバ31は、波長可変レーザ30から出射された光を後述するコリメータ32に導くための部材であり、例えばシングルモード光ファイバが挙げられる。
The
コリメータ32は、光ファイバ31を介して出射される光を略平行光(コリメート光)にするための部材であり、例えば屈折率分布型ファイバ(グレーデッドインデックスファイバ)が挙げられる。屈折率分布型ファイバ(グレーデッドインデックスファイバ)は、その軸対称に略2乗の屈折率分布を有するファイバであり、その長さを調整することによりコリメート光を得ることができる。このように屈折率分布型ファイバを備えることにより、光ファイバ31から出射される光のビーム径を大きくすることができるため、被測定部Mへの光の照射領域(測定領域)を広げることができる。なお、コリメータ32の光ファイバ31の一端部への接続は、光の反射や接続損失を低減すべく、融着により行われるのが好ましいが、接続方法はこれには限られない。
The
光路変換部材33は、コリメータ32を介して入射した光を該入射方向とは異なる方向(例えば垂直方向)に向けて出射する機能を担う部材であり、例えばコリメータ32に接続する側とは反対側の端部が斜めに研磨されたコアレスファイバの該研磨面に反射ミラーを取り付けた構造のものが挙げられる。この反射ミラーは、コアレスファイバの研磨面に貴金属(金など)や誘電体多層膜を蒸着することにより形成される。なお、光路変換部材33のコリメータ32の一端部への接続は、光の反射や接続損失を低減すべく、融着により行われるのが好ましいが、接続方法はこれには限られない。また、光路変換部材33と合分波手段21との接続は、屈折率の整合性が高い接着剤34(例えばエポキシ系熱硬化樹脂やアクリル系紫外線硬化樹脂)を用いて、光路変換部材33から出射される光(コリメート光)が合分波手段21の光入射部に対して略直角に入射されるように接着固定することにより行われる。
The optical
反射部材35は、合分波手段21において分波された参照光を反射するための部材であり、例えば合分波手段21の所定部位に金属(アルミニウムなど)を蒸着することにより形成される。
The
本実施形態に係る光断層イメージング装置Xは、合分波手段21およびCCDセンサ24を備えている。合分波手段21は、照明光源10から出射される照明光を被照射部Lに対して照射したときの反射光を透過する機能を有しており、CCDセンサ24は、該反射光とともに干渉光(反射測定光と反射参照光の合波光)も受光する機能を有している。そのため、光断層イメージング装置Xでは、測定光(あるいは反射測定光)や参照光(あるいは反射参照光)が通過する領域とは別に、照射光(あるいは反射光)が通過する領域を確保せずにすむのに加え、測定光(あるいは反射測定光)や参照光(あるいは反射参照光)を受光するCCDセンサ24とは別に、照射光(あるいは反射光)を受光するCCDセンサを設けずにすむ。したがって、光断層イメージング装置Xでは、測定光や照射光を出射する部位(先端部)の小型化を図ることができるのに加え、部品点数を削減することができるため低コスト化を図ることもできるのである。
The optical tomographic imaging apparatus X according to this embodiment includes a multiplexing / demultiplexing
光断層イメージング装置Xの合分波手段21は、直方体を構成する一対の三角柱状プリズム21a,21bと、該一対のプリズム21a,21bの対向面に形成される誘電体多層膜21cとを含んでなる。そのため、光断層イメージング装置Xは、照明光源10の波長帯域(例えば可視光領域)に対する光透過特性が大きいため、CCDセンサ24において被照射部Lからの反射光をより効率的に受光することができる。
The multiplexing / demultiplexing means 21 of the optical tomographic imaging apparatus X includes a pair of
光断層イメージング装置Xは、ライトガイド11および光ファイバ31と、コリメータ32とを備えている。そのため、光断層イメージング装置Xは、測定光や照射光を出射する部位の近傍に照明光源10や波長可変レーザ30を配置しなくても、適切に測定光や照射光を出射することができる。通常、ライトガイド11おや光ファイバ31は照明光源10や波長可変レーザ30よりサイズが小さいため、光断層イメージング装置Xは測定光や照射光を出射する部位の小型化を図ることができる。また、コリメータ32により光ファイバ32を介して出射される光を略平行光に変換することができるため、出射光を広げて測定エリアを拡大することができる。
The optical tomographic imaging apparatus X includes a
光断層イメージング装置Xでは、照明光源10から出射される照明光の波長帯域を可視光領域とすると、被照射部Lを照らすガイド用ライトとして照明光源10から出射される光を利用することができるので、測定光や照射光を出射する部位を目的位置まで適切に移動させることができる。
In the optical tomographic imaging apparatus X, when the wavelength band of the illumination light emitted from the
本光断層イメージング装置Xでは、波長可変レーザ30から出射される光の波長帯域を近赤外光領域とすると、被測定部Mに対して照射される測定光を、例えば生体の内部まで到達させることができるので、生体内部における断層イメージを得ることができる。
In this optical tomographic imaging apparatus X, when the wavelength band of the light emitted from the
光断層イメージング装置Xは、測定用の光源として波長可変レーザ30を備えている。そのため、光断層イメージング装置Xでは、波長可変レーザ30から出射される光の波長を変化させることにより反射測定光および反射参照光を合波してなる干渉光を得ることができるため、可動機構部材(例えばプリズムから出射される測定光を走査するためのフレキシブルシャフト)を測定光や照射光を出射する部位の近傍に配置せずにすむ。したがって、光断層イメージング装置Xは、測定光や照射光を出射する部位の近傍の小型化を図ることができる。また、光断層イメージング装置Xは、測定対象に対して可動機構部材が駆動することに起因する振動を作用させずにすむのに加え、この振動により測定信号にノイズが生じるのも防ぐことができる。
The optical tomographic imaging apparatus X includes a
以下に、光断層イメージング装置Xの動作の一例について説明する。まず、制御手段28の制御により照明光源10から照明光を出射させる。次に、照明光源10から出射された照明光をライトガイド11および照明レンズを介して被照射部Lに照射する。次に、被照射部Lからの反射光をビーム拡大手段20、合分波手段21、一対のレンズ22、およびアパーチャ23を介してCCDセンサ24に受光させる。次に、CCDセンサ24にて受光された光を信号に変換してメモリ25に記録する。次に、メモリ25に記録された信号を演算手段26により演算して、その結果に基づき表示手段27に被照射部Lのイメージ画像を表示させる。そして、このイメージ画像を参照しつつ、光断層イメージング装置Xにおける測定光を出射する部位を目的位置まで移動させる。次に、制御手段28の制御により、照明光源10からの照明光の出射を停止するとともに、波長可変レーザ30から所定波長領域(可視光領域)の光を出射させる。次に、波長可変レーザ30から出射された光を光ファイバ31、コリメータ32、光路変換部材33を介して合分波部材21に導く。次に、合分波部材21に導かれた光は、誘電体多層膜21cで被測定部Mに向けて照射される測定光と反射部材35に向けて照射される参照光とに分波される。次に、被測定部Mからの反射測定光を、ビーム拡大手段20を介して合分波手段21に導入するとともに、反射部材35からの反射参照光を合分波手段21に導入して合波することにより干渉光にする。次に、合分波手段21から導出される干渉光を一対のレンズ22およびアパーチャ23を介してCCDセンサ24に受光させる。次に、CCDセンサ24にて受光された光を信号に変換してメモリ25に記録する。次に、メモリ25に記録された信号を演算手段26により演算して、その結果に基づき表示手段27に3次元画像(あるいは2次元画像)を表示させる。
Hereinafter, an example of the operation of the optical tomographic imaging apparatus X will be described. First, illumination light is emitted from the
ここで、演算手段26における演算手法について簡単に説明する。まず、合分波手段21における一対の三角柱状プリズム21a,21bの対向面から被測定部Mまでの長さと、該対向面から反射部材35までの長さとが等しい位置に被測定部Mがあり、且つ、反射面が該被測定部Mの表面から深さzの位置のみ存在する場合について説明する。波長可変レーザ30からの出射される光の周波数が走査レートα[Hz/s]で測定時間T[s]に周波数幅Δf[Hz](=αT)にわたって変化させられているとすると、物体光の遅れ時間はτ(=2nz/c)となり、干渉光はビート周波数fbで変動する。ビート周波数fbは、以下に示す「数1」の数式で表される。したがって、ビート周波数fbで変調された干渉信号を選択的に取り出せば、ある特定の深さzからの反射光信号を検出できることになる。
また、CCDセンサ24に導入される反射参照光の強度をIrとし、反射測定光の強度をIoとした場合の干渉光の強度I(t)は以下の「数2」に示す数式で表される。
CCDセンサ24では、干渉光をフレーム時間Tfにわたって感知し、信号(ビデオ信号)としてフレーム時間Tfごとに出力する。ここで、波長可変レーザ30の周波数を変え、その周波数の可変の1周期内に連続的に多数のフレーム(M個)のデータを取得する。各々の画素に対してM個の取得データをデジタルフーリエ変換して、パワースペクトルを求めるとビート周波数が検出でき、反射位置を導出することができる。なお、デジタルフーリエ変換されたスペクトル周波数間隔は1/Tであるから、距離分解能δzは以下の「数3」に示す数式で表される。
なお、測定光の光路長と参照光の光路長とが異なる場合は、上記「数1」において測定光の光路長と参照光の光路長においてオフセットaがある(すなわち、測定光路長がaだけ長い)と考えると、空気中で屈折率を1とすればオフセットaの範囲は以下の「数4」に示す数式で表される。この「数4」に示す数式と「数1」に示す数式とを比較すると、「数4」に示す数式のビート周波数fbが「数1」に示す数式のビート周波数fbより大きくなることがわかる。このように、ビート周波数fbが大きくなると、デジタルフーリエ変換するときに要するサンプリング周波数を高くすることに繋がるため、サンプリングフレーム数が増えるものの、測定光の光路長と参照光の光路長とが異なっても、演算することは可能である。
以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。 Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
光断層イメージング装置Xは、合分波手段21とCCDセンサ24との間に、複数の光ファイバを束ねてなるイメージファイバ(画像伝送用ファイバ)を備えていてもよい。このような構成によると、CCDセンサ24を合分波手段21の近傍に配置しなくても、合分波手段21により合波される干渉光をCCDセンサ24に適切に到達させることができる。通常、このようなイメージファイバは、CCDセンサ24よりサイズが小さいため、本構成の光断層イメージング装置は合分波手段21の近傍の小型化をはかることができるのである。
The optical tomographic imaging apparatus X may include an image fiber (image transmission fiber) formed by bundling a plurality of optical fibers between the multiplexing / demultiplexing
X 光断層イメージング装置
L 被照射部
M 被測定部
10 照明光源(第1光源)
11 ライトガイド
12 照明レンズ
20 ビーム拡大手段
21 合分波手段
22 一対のレンズ
23 アパーチャ
24 CCDセンサ(受光素子)
25 メモリ
26 演算手段
27 表示手段
28 制御手段
30 波長可変レーザ(第2光源)
31 光ファイバ
32 コリメータ
33 光路変換部材
34 接着剤
35 反射部材
X optical tomography apparatus L irradiated part M measured
DESCRIPTION OF
25
31
Claims (7)
前記第1波長帯域とは異なる第2波長帯域の波長を有する光を出射する第2光源と、
前記第1光源から出射される光を被照射部Lに対して照射したときの反射光を透過し、且つ、前記第2光源から出射される光を、被測定部に対して照射される測定光と反射部材に対して照射される参照光とに分波するとともに、前記測定光を前記被測定部に対して照射したときの反射測定光と前記参照光を前記反射部材に対して照射したときの反射参照光とを合波する合分波手段と、
前記反射光を受光するとともに、前記反射測定光および前記反射参照光を合波してなる干渉光を受光する受光素子と、を備えることを特徴とする、光断層イメージング装置。 A first light source that emits light having a wavelength in a first wavelength band;
A second light source that emits light having a wavelength in a second wavelength band different from the first wavelength band;
Measurement that transmits reflected light when the light emitted from the first light source irradiates the irradiated portion L and irradiates the measured portion with the light emitted from the second light source. The light and the reference light irradiated to the reflecting member are demultiplexed, and the reflected measuring light and the reference light are irradiated to the reflecting member when the measuring light is irradiated to the measured part. Multiplexing / demultiplexing means for multiplexing the reflected reference light at the time,
An optical tomographic imaging apparatus comprising: a light receiving element that receives the reflected light and receives interference light formed by combining the reflected measurement light and the reflected reference light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006083487A JP2007252774A (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Optical tomography imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006083487A JP2007252774A (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Optical tomography imaging apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007252774A true JP2007252774A (en) | 2007-10-04 |
Family
ID=38627597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006083487A Withdrawn JP2007252774A (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Optical tomography imaging apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007252774A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009284968A (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Olympus Medical Systems Corp | Capsule-type medical treatment device |
WO2013069367A1 (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-16 | ソニー株式会社 | Measuring apparatus, measuring method, and parameter setting method |
-
2006
- 2006-03-24 JP JP2006083487A patent/JP2007252774A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009284968A (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Olympus Medical Systems Corp | Capsule-type medical treatment device |
WO2013069367A1 (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-16 | ソニー株式会社 | Measuring apparatus, measuring method, and parameter setting method |
JP2013104728A (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Sony Corp | Measuring apparatus, measuring method, and parameter setting method |
CN104024828A (en) * | 2011-11-11 | 2014-09-03 | 索尼公司 | Measuring apparatus, measuring method, and parameter setting method |
US9566005B2 (en) | 2011-11-11 | 2017-02-14 | Sony Corporation | Measuring apparatus, measuring method, and parameter setting method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6770109B2 (en) | Omnidirectional visual device | |
US6975898B2 (en) | Medical imaging, diagnosis, and therapy using a scanning single optical fiber system | |
JP5443802B2 (en) | Fluorescence observation equipment | |
US10531790B2 (en) | Method and system of spectrally encoded imaging | |
US7620445B2 (en) | Apparatus for acquiring tomographic image formed by ultrasound-modulated fluorescence | |
JP5044126B2 (en) | Endoscope observation apparatus and operation method of endoscope for image formation | |
US7728983B2 (en) | Diffraction grating based interferometric systems and methods | |
JP4373651B2 (en) | Diagnostic light irradiation device | |
JP2005514601A (en) | System and method for processing signals from an interferometer with an ultrasonic console | |
JP2002148185A (en) | Oct apparatus | |
US20080221388A1 (en) | Side viewing optical fiber endoscope | |
JP2008520992A (en) | Interferometer and method and probe | |
US8911357B2 (en) | Optical structure observation apparatus and structure information processing method of the same | |
JP2000131222A (en) | Optical tomographic image device | |
JP2007209536A (en) | Optical imaging apparatus | |
WO2013175827A1 (en) | Image capture device and image capture method | |
KR20120072757A (en) | Endoscopic spectral domain optical coherence tomography system based on optical coherent fiber bundle | |
JP2012231835A (en) | Light source device | |
JP2013545567A (en) | Electronic gastrointestinal capsule | |
JP5429447B2 (en) | Optical tomographic image measuring device | |
KR20150043115A (en) | Optical Coherence Tomography Device | |
JP7038102B2 (en) | Full-field interference imaging system and method | |
KR101887033B1 (en) | Multimodal imaging system for dental structure/function imaging | |
JP2007252774A (en) | Optical tomography imaging apparatus | |
JP2006215005A (en) | Optical tomographic imaging system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080916 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090605 |