JP2004361381A - 光学同調断層撮影装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】サブマイクロメータの解像を可能にする光学同調断層撮影技術を提供する。
【解決手段】短波長光を放射し、蛍光体に通過させることで広帯域波長の第１光線に転換される光源、前記第１光線を第２光線と第３光線に分ける干渉計、および前記第２光線を反射させ、参照光線にする反射鏡を備えた光学同調断層撮影装置。前記第３光線は前記測定物によって反射され、第４光線となり、前記干渉計で前記参照光線と干渉的に重なり合うことで、光信号として用いられる干渉縞が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学同調断層撮影（光コヒーレンス・トモグラフィ／ＯＣＴ）装置に関し、とくに、広帯域波長の光源を有し、サブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置に関する。
従来の光学同調断層撮影（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＯＣＴ）装置は、光線が光源より放射され、干渉計によって二つの光線に分けられる。その内の一つの光線は、たとえば光ファイバに導引され、皮膚、組織またはその他の測定物へ入り、同じように反射される。もう一つの分かれた光線は、鏡によって反射され、参照光線となる。測定物によって反射した光線が、参照光線と干渉的に重なり合うことで、光信号が得られる。光信号は、光検出器（Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ）で受信され、電気信号に変えられたのち、コンピュータディスプレイに二次元のビデオ画像を提供するプロセスに進む。
目の透明性によって可能にされた眼科で用いられるＯＣＴが開示されている（特許文献１参照）。皮膚の検査に用いられるＯＣＴ器の原型は、１９９８年にルーベック大学（Ｌｕｂｅｃｋ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）のジュリア ウォルゼル（Ｊｕｌｉａ Ｗａｌｚｅｌ）医師と該大学のレーザ医学センターによって開発が成功した。
光学同調断層撮影装置は、一種のオプティカルバイオプシー（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｉｏｐｓｙ）を提供し、ＯＣＴによる検査は、スライド検査の一回限定とは異なり、繰り返すことができる。ＯＣＴは超音波の解像度５０μｍより高い解像度（横の解像度１０μｍ前後と縦の解像度１０μｍ）を提供する。しかしながら、より精密な検査が可能となるように、ＯＣＴの画像解像度はまだ改善されなけれならず、好ましくは、サブマイクロメータのスケールまでもである。
ＯＣＴは光学干渉をベースとしている。したがって、その解像度を方程式によって定めることができる。
１c＝０.４４Ｘ（λo 2／Δλ）
ここに、１cはコヒーレンス長（解像度）であり、λoは光源の波長であり、Δλは光源のスペクトル幅である。
より広いバンド幅には、高い穿通率（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ）、最適なエネルギ、より安定した放射強度が好ましく、応用では、低コスト、シンプルな構造、容易な操作と低ピークエネルギパワーが好ましい。近年、各種のバンド幅の光源と超短パルスの放射光源がＯＣＴの解像度を向上させるのに用いられている。たとえば、超広帯域バンド幅の放射はモードロック固体レーザと特殊光ファイバより得ることができ、その最高解像度は０.７５μｍに達する。複合レーザ源を利用したＯＣＴで高解像を得ることが開示されている（特許文献２）。しかしながら、この技術は扱いにくいシステムパラメータ、高コストとプロセス進行中に検査物にダメージを引き起こすピークエネルギパワーを伴っている。
低コヒーレンス光源、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）、スーパールミネセンス（Ｓｕｐｅｒ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎ、ＳＬＤ）、スーパー蛍光光源（Ｓｕｐｅｒ−ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ）などは、それらのコンパクトな構造、低コスト、検査物へのダメージがないことから好ましい。
米国特許第５,４５９,５７０号明細書 米国特許第６,５３８,８１７号明細書
かかる事情に鑑みて、本発明の目的は、サブマイクロメータの解像を可能にする光学同調断層撮影装置を提供することである。
前記の目的を達成するため、本発明は、青色または紫外光の発光ダイオードの光を放射し、適当な蛍光体へ通過させ、広帯域波長の低コヒーレンス光源の光線を産出させる。光源帯域は、数百ナノメータ（ｎａｎｏ−ｍｅｔｅｒ）、さらには赤外光の範囲にまで達することが可能である。光学干渉では、超短コヒーレンスの時間（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｔｉｍｅ）は超短コヒーレンスの長さ（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｌｅｎｇｈ）に対応し、縦の解像度がサブマイクロメータスケールに達することができるようになる。
本発明のサブマイクロメータ解像の光学同調断層撮影装置は、短波長光を放射し、蛍光体に通過させることで広帯域波長の第１光線に転換される光源、前記第１光線を第２光線と第３光線に分ける干渉計、および前記第２光線を反射させ、参照光線にさせる反射鏡を含んでおり、前記第３光線は前記測定物によって反射され、第４光線となり、前記干渉計で前記参照光線と干渉的に重なり合うことで、光信号として用いられる干渉縞が提供される。
本発明の光源は、青色光または紫外線を放射する発光ダイオードからなることができる。たとえば、第１光線は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体を通過して青色光を放射するチッ化ガリウム（ＧａＮ）系青色発光ダイオード、または赤、青、緑色を現わす蛍光体を通過して紫外光を放射する発光ダイオードによって作り出すことができる。直接白色を放射する発光ダイオードもまた用いることが可能である。
本発明の光学同調断層撮影技術は、信号処理装置によって作り出された光信号を電子信号に転換する検出器をさらに含む。
本発明の放射源によると、従来の方法より広帯域の波長を提供することができ、超短コヒーレンスの長さを作り出すことができ、非常に高い解像度（サブマイクロメータ）を達成することができるようになる。
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施の形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
図２に示されるように、本発明は、従来のマイケルソン干渉法の概念を適用している。図において、２００は光源、４００は干渉計、６００は反射鏡、８００はサンプル、また１０００は検出器である。
図１に示されるように、光源２は短波長の光を放射し、適当な蛍光体を通過して第１光線５０となるように転換される。第１光線５０は干渉計４で第２光線１０２と第３光線２０２に分けられる。第２光線１０２はレンズ１６で集束され、反射鏡６で反射され、参照光線１０４となる。第３光線２０２はレンズ１８で集束され、被測定物８によって反射され、第４光線２０４が作り出される。第４光線２０４は干渉計４で参照光線１０４と干渉し合わされる。検出器１０は光信号として適用された干渉縞を電子信号に転換し、処理装置１２で処理され、測定物８のビデオ画像をコンピュータ１４に表示する。
本実施の形態では、窒化ガリウム（ＧａＮ）系青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体からなる市販の白色発光ダイオードが光源２となって第１光線５０を放射している。図４に示されるように、光源２の波長帯域は４００ｎｍから７００ｎｍの範囲である。本発明の干渉の強度とそのコヒーレンスの長さ（縦の解像度）を対比した図が図５に示されており、空気中の５００ｎｍ（０.５μｍ）の超高解像度と水中（屈折率１.３）のさらに高い３８５ｎｍの解像度が得られた。従来の光学同調断層撮影装置（図３に示される干渉の強度とそのコヒーレンスの長さの対比）と比べると、本発明は従来の技術を大幅に改善するものであることがわかる。
白色発光ダイオードもまた、紫外光発光ダイオードと赤、青、緑色を現わす蛍光体とからなることができる。
前述したように、本発明の光源は、従来の方法より広い波長帯域を提供し、超短のコヒーレンスの長さを得ることができ、より精密な検査をするためのサブマイクロメータスケールの解像度を提供することができる。
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神および範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者であれば行い得る種々の変更や修飾を付加することは可能である。したがって、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
従来の光学同調断層撮影装置の概略図である。 従来のマイケルソン干渉方式の概略図である。 従来の光学同調断層撮影装置の干渉の強度とそのコヒーレンスの長さを対比した図である。 本発明の光源の波長帯域を示す図である。 本発明の干渉の強度とそのコヒーレンスの長さを対比した図である。
符号の説明
２ 光源
４ 干渉計
６ 反射鏡
８ 被測定物
１０ 光検出器
１４ コンピュータ
１６、１８ レンズ
５０ 第１光線
１０２ 第２光線
１０４ 参照光線
２００ 光源
２０２ 第３光線
２０４ 第４光線
４００ 干渉計
６００ 反射鏡
８００ サンプル
１０００ 検出器

Claims (12)

  1. 短波長光を放射し、蛍光体に通過させることで広帯域波長の第１光線に転換される光源、
    前記第１光線を第２光線と第３光線に分ける干渉計、および
    前記第２光線を反射させ、参照光線にする反射鏡
    を含んでおり、前記第３光線は前記測定物によって反射され、第４光線となり、前記干渉計で前記参照光線と干渉的に重なり合うことで、光信号として用いられる干渉縞が提供される、サブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
  2. 前記光源の波長帯域は、数百ナノメータである請求項１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
  3. 前記第１光線が近赤外光波長域に達する請求項１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
  4. 前記光源が発光ダイオードである請求項１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
  5. 前記第１光線が白色光を含む請求項４記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
  6. 前記光源の波長帯域が、４００ｎｍから７００ｎｍである請求項４記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
  7. 前記第１光線が、窒化ガリウム（ＧａＮ）系青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体によって作り出される請求項４記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
  8. 前記第１光線が、紫外光発光ダイオードと、赤、青、緑色を現わす蛍光体とによって作り出される請求項４記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
  9. 前記光源が青色発光ダイオードである請求項１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
  10. 前記光源が紫外光発光ダイオードである請求項１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
  11. 前記干渉計より受けた光信号を電子信号に転換させる検出器をさらに含む請求項１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
  12. 前記検出器によって転換された電子信号を処理する信号処理装置をさらに含む請求項１１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006275913A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Fuji Photo Film Co Ltd 光計測装置
JP2010101891A (ja) * 2008-10-21 2010-05-06 Mitsutoyo Corp 高強度パルス広帯域光源構造
JP2014506510A (ja) * 2011-02-15 2014-03-17 ウェイブライト ゲーエムベーハー 光干渉断層撮影のための装置及び方法
JP2017039018A (ja) * 2016-11-30 2017-02-23 株式会社トプコン 眼科観察装置
US10832930B2 (en) 2017-06-16 2020-11-10 Tokyo Electron Limited Electrostatic attraction method

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8355776B2 (en) 2005-05-27 2013-01-15 Board Of Regents, The University Of Texas System Hemoglobin contrast in magneto-motive optical doppler tomography, optical coherence tomography, and ultrasound imaging methods and apparatus
CN101951982A (zh) * 2005-05-27 2011-01-19 德克萨斯大学体系董事会 细胞和组合物的光学相干断层扫描术检测
JP2007085931A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Fujinon Corp 光断層画像化装置
US7821643B2 (en) * 2006-09-06 2010-10-26 Imalux Corporation Common path systems and methods for frequency domain and time domain optical coherence tomography using non-specular reference reflection and a delivering device for optical radiation with a partially optically transparent non-specular reference reflector
KR100871097B1 (ko) * 2007-01-08 2008-11-28 김태근 결맞음 주파수영역 반사파 계측법에 기초한 광영상 시스템
KR100876359B1 (ko) * 2008-04-24 2008-12-29 김태근 결맞음 주파수영역 반사파 계측법에 기초한 광영상 시스템
KR100896970B1 (ko) 2008-10-01 2009-05-14 김태근 결맞음 주파수영역 반사파 계측법에 기초한 광영상 시스템
TWI403756B (zh) 2010-06-18 2013-08-01 Univ Nat Taiwan 三維同調斷層式共焦顯微成像裝置
GB2485175A (en) 2010-11-03 2012-05-09 Univ City Optical imaging system using incoherent light and interference fringes
US8489225B2 (en) 2011-03-08 2013-07-16 International Business Machines Corporation Wafer alignment system with optical coherence tomography
US20160047644A1 (en) * 2014-08-13 2016-02-18 The University Of Hong Kong Phase-inverted sidelobe-annihilated optical coherence tomography
JP2021515191A (ja) * 2018-03-01 2021-06-17 アルコン インコーポレイティド 安定した光干渉断層撮像のための共通経路導波路

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69227902T3 (de) * 1991-04-29 2010-04-22 Massachusetts Institute Of Technology, Cambridge Vorrichtung für optische abbildung und messung
US6053613A (en) * 1998-05-15 2000-04-25 Carl Zeiss, Inc. Optical coherence tomography with new interferometer
DE19825037C2 (de) * 1998-06-04 2000-12-21 Zeiss Carl Jena Gmbh Kurzkohärente Lichtquelle und deren Verwendung
US6184542B1 (en) * 1998-06-16 2001-02-06 Princeton Lightwave Superluminescent diode and optical amplifier with extended bandwidth
US6430605B2 (en) * 1999-04-28 2002-08-06 World Theatre, Inc. System permitting retail stores to place advertisements on roadside electronic billboard displays that tie into point of purchase displays at stores
US6538817B1 (en) * 1999-10-25 2003-03-25 Aculight Corporation Method and apparatus for optical coherence tomography with a multispectral laser source
US6522065B1 (en) * 2000-03-27 2003-02-18 General Electric Company Single phosphor for creating white light with high luminosity and high CRI in a UV led device
US6744793B2 (en) * 2000-12-21 2004-06-01 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Method and apparatus for stabilizing a broadband source

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006275913A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Fuji Photo Film Co Ltd 光計測装置
JP2010101891A (ja) * 2008-10-21 2010-05-06 Mitsutoyo Corp 高強度パルス広帯域光源構造
JP2014506510A (ja) * 2011-02-15 2014-03-17 ウェイブライト ゲーエムベーハー 光干渉断層撮影のための装置及び方法
JP2017039018A (ja) * 2016-11-30 2017-02-23 株式会社トプコン 眼科観察装置
US10832930B2 (en) 2017-06-16 2020-11-10 Tokyo Electron Limited Electrostatic attraction method

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Publication number Publication date
TW200426397A (en) 2004-12-01
TWI223719B (en) 2004-11-11
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DE10347513A1 (de) 2004-12-30
DE10347513B4 (de) 2007-09-06

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