JP2011047815A - Oct system - Google Patents

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Haruo Nakaji
晴雄 中路
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an OCT system capable of obtaining a good tomographic image. <P>SOLUTION: The OCT system 1 is equipped with a light source 11, an optical isolator 12, an optical coupler 13, an optical coupler 21, a variable light attenuator 22, a polarization controller 23, a fiber stretcher 24, an optical path length adjusting part 25, a Faraday rotor mirror 26, a variable light attenuator 27, a polarization controller 31, an optical path length adjusting part 32, optical switches 33<SB>0</SB>-33<SB>6</SB>, an optical fiber array 34, an arranging jig 35, lenses 36 and 37, a photodetector 41, a filter 42, a logarithmic amplifier 43, an AD converter 44, a control part 45 and a memory part 46. The control part 45 controls the optical path length adjusting device 25 or the optical path length adjusting part 32 on the basis of the adjustment quantity stored in the memory part 46 corresponding to the changeover of an optical path in seven respective optical switches 33<SB>0</SB>-33<SB>6</SB>to adjust the optical path length of a reference optical system or measuring optical system. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、OCT装置に関するものである。   The present invention relates to an OCT apparatus.

OCT(optical coherence tomography)装置は、低コヒーレンス光を用いた干渉計であり、光の進行方向についてコヒーレンス長程度の位置分解能で特定される位置で反射または散乱された光の強度分布を断層画像として検出することができ、例えば眼球や歯などの診断に用いられる。   An optical coherence tomography (OCT) device is an interferometer that uses low-coherence light, and uses the intensity distribution of the light reflected or scattered at a position specified with a position resolution of about the coherence length in the light traveling direction as a tomographic image. For example, it is used for diagnosis of an eyeball or a tooth.

特許文献1に開示されたOCT装置は、光源から出力される光を2分岐して第1分岐光および第2分岐光とし、第1分岐光をミラーで反射させ、第2分岐光を対象物で反射または散乱させて、これら反射または散乱された2つの光を重畳した光の強度を光検出器により検出する。   The OCT apparatus disclosed in Patent Document 1 bifurcates light output from a light source into first branched light and second branched light, reflects the first branched light with a mirror, and converts the second branched light into an object. Then, the intensity of the light that is reflected or scattered by the two superimposed light beams is detected by a photodetector.

特に、この文献に開示されたOCT装置は、複数本の光ファイバを用いており、これらのうちから選択される光ファイバにより、対象物へ照射するべき光を導光するとともに、対象物からの反射光または散乱光をも導光する。このOCT装置は、複数本の光ファイバを順次に切り替えて使用することにより、対象物の断層画像を高速に得ようとしている。   In particular, the OCT apparatus disclosed in this document uses a plurality of optical fibers, and guides light to be irradiated to an object by an optical fiber selected from these optical fibers. It also guides reflected or scattered light. This OCT apparatus attempts to obtain a tomographic image of an object at high speed by sequentially switching and using a plurality of optical fibers.

特開平6−160272号公報JP-A-6-160272

しかしながら、特許文献1に開示されたOCT装置は、複数本の光ファイバを順次に切り替えて選択すると、その選択した光ファイバによって光路長が異なり、得られる断層画像において歪が生じる場合がある。その結果、このOCT装置は、良好な断層画像を得ることができない。   However, in the OCT apparatus disclosed in Patent Document 1, when a plurality of optical fibers are sequentially switched and selected, the optical path length differs depending on the selected optical fibers, and distortion may occur in the obtained tomographic image. As a result, this OCT apparatus cannot obtain a good tomographic image.

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、良好な断層画像を得ることができるOCT装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an OCT apparatus that can obtain a good tomographic image.

本発明に係るOCT装置は、(1) 光を出力する光源と、(2) 第1〜第4のポートを有し、光源から出力されて第1ポートに入力された光を2分岐して第1分岐光および第2分岐光とし、第1分岐光を第3ポートから出力し、第2分岐光を第4ポートから出力し、第3ポートおよび第4ポートそれぞれに入力された光を第2ポートから出力する干渉光学系と、(3)干渉光学系の第3ポートから出力されて到達した光を反射させ、その反射光を干渉光学系の第3ポートに入力させるミラーと、(4) ポートP〜Pを有し、干渉光学系の第4ポートから出力されてポートPに入力された光をポートP〜Pのうちの選択されたポートから出力し、選択されたポートに入力された光をポートPから出力する光スイッチと、(5)各々第1端および第2端を有し、各々の第1端が光スイッチのポートP〜Pのうちの何れかに光学的に接続され、各々の第2端が並列配置されたN本の光ファイバと、(6)N本の光ファイバのうち何れかの光ファイバの第2端から出力された光を対象物に照射するとともに、その照射に伴い対象物で反射または散乱された光を光ファイバの第2端に入力させる照射光学系と、(7)ミラーにより反射され干渉光学系の第3ポートに入力されて干渉光学系の第2ポートから出力された光を入力するとともに、光スイッチのポートPから出力され干渉光学系の第4ポートに入力されて干渉光学系の第2ポートから出力された光を入力して、これら入力された2つの光を重畳した光の強度を検出する光検出器と、(8)干渉光学系の第3ポートとミラーとの間の光路(以下「第1光路」という。)上、または、干渉光学系の第4ポートと光スイッチのポートPとの間の光路(以下「第2光路」という。)上に設けられ、光スイッチのポートP〜Pのうちの何れのポートが選択されるかによって生じる光路長の変化を補償するように第1光路または第2光路の光路長を調整する光路長調整部と、を備えることを特徴とする。ただし、Nは2以上の整数である。 The OCT apparatus according to the present invention includes (1) a light source that outputs light, and (2) first to fourth ports, and divides the light output from the light source and input to the first port into two. First branched light and second branched light are output, the first branched light is output from the third port, the second branched light is output from the fourth port, and the light input to each of the third port and the fourth port is the second An interference optical system that outputs from the two ports; and (3) a mirror that reflects and reaches the light that is output from the third port of the interference optical system and inputs the reflected light to the third port of the interference optical system; ) Having ports P 0 to P N , the light output from the fourth port of the interference optical system and input to the port P 0 is output from the selected port among the ports P 1 to P N and selected an optical switch for outputting the light input to the port from a port P 0 was, (5), each first end and It has two ends, and one to be optically connected, respectively the N second end is arranged parallel to the optical fiber of the ports P 1 to P N of the light first end of each switch, (6) The light output from the second end of any one of the N optical fibers is irradiated onto the object, and the light reflected or scattered by the object due to the irradiation is applied to the first of the optical fibers. (7) The light that is reflected by the mirror and input to the third port of the interference optical system and output from the second port of the interference optical system, and the port P of the optical switch 0 enter the output light output from the second port of the input interference optical system to the fourth port of the interference optical system from the light detection for detecting the intensity of light obtained by superimposing the two light these input And (8) the optical path between the third port of the interference optical system and the mirror ( Under the "first optical path" hereinafter.) Additionally, or the optical path between the fourth port and the port P 0 of the optical switch of the interference optical system (hereinafter referred to as "second light path".) Provided on, the optical switch An optical path length adjusting unit that adjusts the optical path length of the first optical path or the second optical path so as to compensate for a change in the optical path length caused by which of the ports P 1 to P N is selected. It is characterized by. However, N is an integer of 2 or more.

この場合、本発明に係るOCT装置は、光源が広帯域光を出力するものであって、干渉光学系の第3ポートとミラーとの間の光路長を変化させる光路長操作部を更に備えるのが好適である。或いは、本発明に係るOCT装置は、光源が狭帯域光を出力するものであって出力光の中心波長の走査が可能であるのもが好適である。   In this case, the OCT apparatus according to the present invention is such that the light source outputs broadband light, and further includes an optical path length operation unit that changes the optical path length between the third port of the interference optical system and the mirror. Is preferred. Alternatively, in the OCT apparatus according to the present invention, it is preferable that the light source outputs narrow-band light and the center wavelength of the output light can be scanned.

或いは、本発明に係るOCT装置は、(1) 広帯域の光を出力する光源と、(2) 第1〜第4のポートを有し、光源から出力されて第1ポートに入力された光を2分岐して第1分岐光および第2分岐光とし、第1分岐光を第3ポートから出力し、第2分岐光を第4ポートから出力し、第3ポートおよび第4ポートそれぞれに入力された光を第2ポートから出力する干渉光学系と、(3)干渉光学系の第3ポートから出力されて到達した光を反射させ、その反射光を干渉光学系の第3ポートに入力させるミラーと、(4) ポートP〜Pを有し、干渉光学系の第4ポートから出力されてポートPに入力された光をポートP〜Pのうちの選択されたポートから出力し、選択されたポートに入力された光をポートPから出力する光スイッチと、(5)各々第1端および第2端を有し、各々の第1端が光スイッチのポートP〜Pのうちの何れかに光学的に接続され、各々の第2端が並列配置されたN本の光ファイバと、(6)N本の光ファイバのうち何れかの光ファイバの第2端から出力された光を対象物に照射するとともに、その照射に伴い対象物で反射または散乱された光を光ファイバの第2端に入力させる照射光学系と、(7)ミラーにより反射され干渉光学系の第3ポートに入力されて干渉光学系の第2ポートから出力された光を入力するとともに、光スイッチのポートPから出力され干渉光学系の第4ポートに入力されて干渉光学系の第2ポートから出力された光を入力して、これら入力された2つの光が重畳した光の強度を検出する光検出器と、(8)干渉光学系の第3ポートとミラーとの間の光路長を変化させるとともに、光スイッチのポートP〜Pのうちの何れのポートが選択されるかによって光路長変更範囲を調整する光路長調整部と、を備えることを特徴とする。ただし、Nは2以上の整数である。 Alternatively, the OCT apparatus according to the present invention includes (1) a light source that outputs broadband light, and (2) first to fourth ports, and outputs light output from the light source and input to the first port. The first branch light is output from the third port, the second branch light is output from the fourth port, and is input to the third port and the fourth port, respectively. An interference optical system that outputs the reflected light from the second port, and (3) a mirror that reflects the light that is output from the third port of the interference optical system and that inputs the reflected light to the third port of the interference optical system (4) having ports P 0 to P N and outputting the light output from the fourth port of the interference optical system and input to the port P 0 from the selected port among the ports P 1 to P N an optical switch, and outputs the input to the selected port light from a port P 0, (5) S has a first end and a second end, the first end of each being optically connected to either of the ports P 1 to P N of the optical switch, the second end of each being arranged in parallel N The optical fiber and (6) the light output from the second end of any one of the N optical fibers is irradiated onto the object, and reflected or scattered by the object along with the irradiation. An irradiation optical system for inputting light to the second end of the optical fiber; and (7) inputting the light reflected by the mirror and input to the third port of the interference optical system and output from the second port of the interference optical system. The light output from the port P 0 of the optical switch, input to the fourth port of the interference optical system and output from the second port of the interference optical system is input, and the input light of these two lights is superimposed. A photodetector for detecting the intensity, and (8) the third port of the interference optical system and the mirror Features with changing the optical path length, the optical path length adjusting unit for adjusting an optical path length change range by any of the ports of the ports P 1 to P N of the optical switch is selected, in that it comprises between the And However, N is an integer of 2 or more.

本発明に係るOCT装置は、光スイッチのポートP〜Pそれぞれについて第1光路または第2光路の光路長の調整量を記憶する記憶部を更に備え、光路長調整部が、記憶部により記憶された調整量に基づいて第1光路または第2光路の光路長を調整するのが好適である。本発明に係るOCT装置は、N本の光ファイバがファイバアレイで配列されているのが好適であり、また、N本の光ファイバが束ねられてバンドル化されているのも好適である。 The OCT apparatus according to the present invention further includes a storage unit that stores an adjustment amount of the optical path length of the first optical path or the second optical path for each of the ports P 1 to P N of the optical switch, and the optical path length adjustment unit is configured by the storage unit. It is preferable to adjust the optical path length of the first optical path or the second optical path based on the stored adjustment amount. In the OCT apparatus according to the present invention, N optical fibers are preferably arranged in a fiber array, and it is also preferable that N optical fibers are bundled and bundled.

本発明に係るOCT装置は、良好な断層画像を得ることができる。   The OCT apparatus according to the present invention can obtain a good tomographic image.

第1実施形態に係るOCT装置1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the OCT apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係るOCT装置2の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the OCT apparatus 2 which concerns on 2nd Embodiment.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(第1実施形態)   (First embodiment)

図1は、第1実施形態に係るOCT装置1の構成を示す図である。この図に示されるOCT装置1は、光源11、光アイソレータ12、光カプラ13、光カプラ21、可変光減衰器22、偏波コントローラ23、ファイバストレッチャ24、光路長調整部25、ファラデー回転子ミラー26、可変光減衰器27、偏波コントローラ31、光路長調整部32、光スイッチ33〜33、光ファイバアレイ34、配列治具35、レンズ36,37、光検出器41、フィルタ42、対数増幅器43、ADコンバータ44、制御部45および記憶部46を備える。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an OCT apparatus 1 according to the first embodiment. The OCT apparatus 1 shown in this figure includes a light source 11, an optical isolator 12, an optical coupler 13, an optical coupler 21, a variable optical attenuator 22, a polarization controller 23, a fiber stretcher 24, an optical path length adjustment unit 25, and a Faraday rotator mirror. 26, variable optical attenuator 27, polarization controller 31, optical path length adjustment unit 32, optical switches 33 0 to 33 6 , optical fiber array 34, arrangement jig 35, lenses 36 and 37, photodetector 41, filter 42, A logarithmic amplifier 43, an AD converter 44, a control unit 45, and a storage unit 46 are provided.

光源11は、広帯域の低コヒーレンス光を出力するものであり、例えばスーパールミネセントダイオード(SLD: superluminescent diode)であるのが好適である。光アイソレータ12は、光源11から出力された光を光カプラ13へ通過させるが、逆方向には光を通過させない。   The light source 11 outputs broadband low-coherence light, and is preferably, for example, a superluminescent diode (SLD). The optical isolator 12 passes the light output from the light source 11 to the optical coupler 13 but does not pass the light in the reverse direction.

光カプラ13は、第1〜第4のポートを有する。光カプラ13の第1ポートは光アイソレータ12に光学的に接続されている。光カプラ13の第2ポートは光検出器41に光学的に接続されている。光カプラ13の第3ポートは光カプラ21に光学的に接続されている。光カプラ13の第4ポートは偏波コントローラ31に光学的に接続されている。   The optical coupler 13 has first to fourth ports. The first port of the optical coupler 13 is optically connected to the optical isolator 12. The second port of the optical coupler 13 is optically connected to the photodetector 41. The third port of the optical coupler 13 is optically connected to the optical coupler 21. The fourth port of the optical coupler 13 is optically connected to the polarization controller 31.

光カプラ13は、光源11から出力され光アイソレータ12を経て第1ポートに入力された光を2分岐して第1分岐光および第2分岐光とし、第1分岐光を第3ポートから光カプラ21へ出力し、第2分岐光を第4ポートから偏波コントローラ31へ出力する。また、光カプラ13は、光カプラ21から第3ポートに入力された光、および、偏波コントローラ31から第4ポートに入力された光を、第2ポートから光検出器41へ出力する。すなわち、この光カプラ13はマイケルソン型の干渉光学系として作用する。   The optical coupler 13 bifurcates the light output from the light source 11 and input to the first port via the optical isolator 12 into the first branched light and the second branched light, and the first branched light from the third port to the optical coupler. 21, and the second branched light is output from the fourth port to the polarization controller 31. The optical coupler 13 outputs the light input to the third port from the optical coupler 21 and the light input to the fourth port from the polarization controller 31 to the photodetector 41 from the second port. That is, the optical coupler 13 acts as a Michelson type interference optical system.

光カプラ13の第3ポートからファラデー回転子ミラー26までの間の参照光学系に、光カプラ21、可変光減衰器22、偏波コントローラ23、ファイバストレッチャ24および光路長調整部25が順に設けられている。   In the reference optical system from the third port of the optical coupler 13 to the Faraday rotator mirror 26, an optical coupler 21, a variable optical attenuator 22, a polarization controller 23, a fiber stretcher 24, and an optical path length adjustment unit 25 are provided in this order. ing.

光カプラ21は、光カプラ13から到達した光を可変光減衰器22へ出力し、可変光減衰器22から到達した光を可変光減衰器27へ出力する。可変光減衰器22は、通過する光に対して減衰を与える。可変光減衰器22における減衰量は可変である。偏波コントローラ23は、通過する光の偏波を調整する。   The optical coupler 21 outputs the light reaching from the optical coupler 13 to the variable optical attenuator 22 and outputs the light reaching from the variable optical attenuator 22 to the variable optical attenuator 27. The variable optical attenuator 22 attenuates the passing light. The amount of attenuation in the variable optical attenuator 22 is variable. The polarization controller 23 adjusts the polarization of light passing therethrough.

ファイバストレッチャ24は、ピエゾ素子に光ファイバを巻き付けたものであって、ピエゾ素子の作用により光ファイバの光路長を変化させる。ファイバストレッチャ24により参照光学系の光路長は4mm程度の範囲で変化し得る。光路長調整部25も参照光学系の光路長を変化させるものである。光路長調整部25は光路長の粗調に用いられる。ファイバストレッチャ24は、対象物内の反射位置又は散乱位置を特定するために参照光学系の光路長を変化させる光路長操作部として用いられる。   The fiber stretcher 24 is obtained by winding an optical fiber around a piezo element, and changes the optical path length of the optical fiber by the action of the piezo element. The optical path length of the reference optical system can be changed within a range of about 4 mm by the fiber stretcher 24. The optical path length adjustment unit 25 also changes the optical path length of the reference optical system. The optical path length adjustment unit 25 is used for coarse adjustment of the optical path length. The fiber stretcher 24 is used as an optical path length operation unit that changes the optical path length of the reference optical system in order to specify the reflection position or scattering position in the object.

ファラデー回転子ミラー26は、光カプラ13の第3ポートから出力されて光カプラ21,可変光減衰器22,偏波コントローラ23,ファイバストレッチャ24および光路長調整部25を経て到達した光を入力し、この入力した光を光路長調整部25へ反射させるとともに、その光の偏波面を90度だけ回転させる。   The Faraday rotator mirror 26 inputs the light output from the third port of the optical coupler 13 and reaching through the optical coupler 21, the variable optical attenuator 22, the polarization controller 23, the fiber stretcher 24, and the optical path length adjustment unit 25. The input light is reflected to the optical path length adjustment unit 25, and the polarization plane of the light is rotated by 90 degrees.

可変光減衰器27は、光カプラ21から到達した光を入力して、その光を減衰させて光検出器41へ出力する。可変光減衰器27における減衰量は可変である。   The variable optical attenuator 27 receives the light that has arrived from the optical coupler 21, attenuates the light, and outputs the attenuated light to the photodetector 41. The amount of attenuation in the variable optical attenuator 27 is variable.

光カプラ13の第4ポートから対象物までの間の測定光学系に、偏波コントローラ31、光路長調整部32、光スイッチ33〜33、光ファイバアレイ34、配列治具35、レンズ36およびレンズ37が順に設けられている。 The measurement optical system from the fourth port of the optical coupler 13 to the object includes a polarization controller 31, an optical path length adjustment unit 32, optical switches 33 0 to 33 6 , an optical fiber array 34, an array jig 35, and a lens 36. And the lens 37 is provided in order.

偏波コントローラ31は、通過する光の偏波を調整する。光路長調整部32は、測定光学系の光路長を調整する。   The polarization controller 31 adjusts the polarization of light passing therethrough. The optical path length adjustment unit 32 adjusts the optical path length of the measurement optical system.

光スイッチ33〜33それぞれは、1×8の光スイッチである。光スイッチ33の8ポートは6個の光スイッチ33〜33それぞれの1ポートと光学系に接続されている。したがって、7個の光スイッチ33〜33の全体は、ポートP〜P48を有する1×48の光スイッチとなっていて、ポートPに入力された光をポートP〜P48のうちの選択されたポートから出力し、その選択されたポートに入力された光をポートPから出力する。 Each of the optical switches 33 0 to 33 6 is a 1 × 8 optical switch. 8 ports of the optical switch 33 0 is connected to the six optical switches 33 to 333 6 each 1 port and the optical system. Accordingly, the entire seven optical switches 33 0 to 33 6 are 1 × 48 optical switches having the ports P 0 to P 48, and the light input to the port P 0 is converted into the ports P 1 to P 48. output from the selected port of the outputs of the light input to the selected port from the port P 0.

光ファイバアレイ34は48本の光ファイバを含む。48本の光ファイバそれぞれの第1端は、7個の光スイッチ33〜33の全体からなる1×48の光スイッチのポートP〜P48のうちの何れかに光学的に接続されている。48本の光ファイバそれぞれの第2端は、並列配置されて配列治具35により固定されている。なお、48本の光ファイバは束ねられてバンドル化されていてもよい。 The optical fiber array 34 includes 48 optical fibers. The first end of each of the 48 optical fibers is optically connected to one of the ports P 1 to P 48 of the 1 × 48 optical switch composed of the entire seven optical switches 33 0 to 33 6. ing. The second ends of the 48 optical fibers are arranged in parallel and fixed by the arrangement jig 35. The 48 optical fibers may be bundled and bundled.

レンズ36およびレンズ37は、光ファイバアレイ34に含まれる48本の光ファイバのうち何れかの光ファイバの第2端から出力された光を対象物に照射するとともに、その照射に伴い対象物で反射または散乱された光を該光ファイバの第2端に入力させる照射光学系として用いられる。   The lens 36 and the lens 37 irradiate the object with light output from the second end of any one of the 48 optical fibers included in the optical fiber array 34, and the object is accompanied by the irradiation. It is used as an irradiation optical system for inputting reflected or scattered light to the second end of the optical fiber.

光検出器41は、光カプラ13の第2ポートから出力されて到達した光を受光するとともに、光カプラ21から可変光減衰器27を経て到達した光を受光し、受光した両光の強度の差分をとることでノイズ成分を除去し、このノイズ除去後の信号を増幅して電気信号を出力する。フィルタ42は、光検出器41から出力された電気信号のうち所定の周波数帯域の成分を選択的に対数増幅器43へ出力する。   The photodetector 41 receives the light that has been output from the second port of the optical coupler 13 and arrived, and also receives the light that has arrived from the optical coupler 21 via the variable optical attenuator 27. By taking the difference, the noise component is removed, and the signal after the noise removal is amplified and an electric signal is output. The filter 42 selectively outputs a component in a predetermined frequency band in the electrical signal output from the photodetector 41 to the logarithmic amplifier 43.

対数増幅器43は、フィルタ42から出力された電気信号を対数増幅し、その増幅した電気信号をADコンバータ44へ出力する。ADコンバータ44は、対数増幅器43から出力された電気信号値(アナログ値)をデジタル値に変換し、このデジタル値を制御部45へ出力する。   The logarithmic amplifier 43 logarithmically amplifies the electrical signal output from the filter 42 and outputs the amplified electrical signal to the AD converter 44. The AD converter 44 converts the electric signal value (analog value) output from the logarithmic amplifier 43 into a digital value, and outputs the digital value to the control unit 45.

制御部45は、ADコンバータ44から出力されたデジタル値を入力する。また、制御部45は、7個の光スイッチ33〜33それぞれにおける光路切替を制御することで、光ファイバアレイ34に含まれる48本の光ファイバのうちから何れかの光ファイバを選択して、その選択した光ファイバに測定光を導波させる。制御部45は、光路長調整部25を制御することで参照光学系の光路長を調整し、ファイバストレッチャ24を制御することで参照光学系の光路長を変化させる。また、制御部45は、光路長調整部32を制御することで測定光学系の光路長を調整する。 The control unit 45 inputs the digital value output from the AD converter 44. Further, the control unit 45 selects one of the 48 optical fibers included in the optical fiber array 34 by controlling the optical path switching in each of the seven optical switches 33 0 to 33 6. Then, the measurement light is guided to the selected optical fiber. The control unit 45 adjusts the optical path length of the reference optical system by controlling the optical path length adjustment unit 25, and changes the optical path length of the reference optical system by controlling the fiber stretcher 24. Further, the control unit 45 adjusts the optical path length of the measurement optical system by controlling the optical path length adjustment unit 32.

記憶部46は、光スイッチのポートP〜Pそれぞれについて参照光学系または測定光学系の光路長の調整量を記憶する。その光路長の調整量は、光スイッチのポートP〜Pそれぞれに接続される光ファイバの長さに応じたものである。制御部45は、記憶部46により記憶された調整量に基づいて、光路長調整部25または光路長調整部32を制御することにより参照光学系または測定光学系の光路長を調整して、7個の光スイッチ33〜33それぞれにおける光路切替によって生じる光路長の変化を補償する。 The storage unit 46 stores the adjustment amount of the optical path length of the reference optical system or the measurement optical system for each of the ports P 1 to P N of the optical switch. The amount of adjustment of the optical path length depends on the length of the optical fiber connected to each of the ports P 1 to P N of the optical switch. The control unit 45 adjusts the optical path length of the reference optical system or the measurement optical system by controlling the optical path length adjustment unit 25 or the optical path length adjustment unit 32 based on the adjustment amount stored in the storage unit 46. The optical path length change caused by the optical path switching in each of the optical switches 33 0 to 33 6 is compensated.

以上のように構成されるOCT装置1は、制御部45により制御されて、以下のように動作する。光源11から出力された広帯域の低コヒーレンス光は、光アイソレータ12を通過して光カプラ13の第1ポートに入力され、この光カプラ13により2分岐されて第1分岐光および第2分岐光とされる。第1分岐光は光カプラ13の第3ポートから光カプラ21へ出力される。第2分岐光は光カプラ13の第4ポートから偏波コントローラ31へ出力される。   The OCT apparatus 1 configured as described above is controlled by the control unit 45 and operates as follows. The broadband low-coherence light output from the light source 11 passes through the optical isolator 12, is input to the first port of the optical coupler 13, and is branched into two by the optical coupler 13, and the first branched light and the second branched light. Is done. The first branched light is output from the third port of the optical coupler 13 to the optical coupler 21. The second branched light is output from the fourth port of the optical coupler 13 to the polarization controller 31.

光カプラ13の第3ポートから光カプラ21へ出力された光は、光カプラ21、可変光減衰器22、偏波コントローラ23、ファイバストレッチャ24および光路長調整部25を順に経てファラデー回転子ミラー26に到達して、このファラデー回転子ミラー26により反射される。ファラデー回転子ミラー26により反射された光は、逆の経路を経て光カプラ21,13に戻り、一部が光カプラ21から可変光減衰器27を経て光検出器41に到達し、一部が光カプラ13から光検出器41に到達する。この間に、光は、可変光減衰器22および可変光減衰器27により減衰を受け、偏波コントローラ23およびファラデー回転子ミラー26により偏波が調整され、また、ファイバストレッチャ24および光路長調整部25により光路長が調整される。   The light output from the third port of the optical coupler 13 to the optical coupler 21 passes through the optical coupler 21, the variable optical attenuator 22, the polarization controller 23, the fiber stretcher 24, and the optical path length adjustment unit 25 in order, and the Faraday rotator mirror 26. And is reflected by the Faraday rotator mirror 26. The light reflected by the Faraday rotator mirror 26 returns to the optical couplers 21 and 13 through the reverse path, and part of the light reaches the photodetector 41 via the variable optical attenuator 27 from the optical coupler 21 and part of the light. The light reaches the photodetector 41 from the optical coupler 13. During this time, the light is attenuated by the variable optical attenuator 22 and the variable optical attenuator 27, the polarization is adjusted by the polarization controller 23 and the Faraday rotator mirror 26, and the fiber stretcher 24 and the optical path length adjustment unit 25. To adjust the optical path length.

光カプラ13の第4ポートから偏波コントローラ31へ出力された光は、偏波コントローラ31および光路長調整部32を経て、光スイッチ33〜33により選択される光ファイバアレイ34のうちの何れかの光ファイバにより導波され、レンズ36およびレンズ37を経て、対象物に集光照射される。その照射に伴って対象物で反射または散乱された光は、逆の経路を経て光カプラ13に戻り、光カプラ13から光検出器41に到達する。この間に光は偏波コントローラ31により偏波が調整され、光路長調整部32により光路長が調整される。 Light output from the fourth port of the optical coupler 13 to the polarization controller 31 passes through the polarization controller 31 and the optical path length adjustment unit 32, and is selected from the optical fiber array 34 selected by the optical switches 33 0 to 33 6 . It is guided by one of the optical fibers, passes through the lens 36 and the lens 37, and is focused and irradiated on the object. The light reflected or scattered by the object along with the irradiation returns to the optical coupler 13 through the reverse path, and reaches the photodetector 41 from the optical coupler 13. During this time, the polarization of the light is adjusted by the polarization controller 31, and the optical path length is adjusted by the optical path length adjustment unit 32.

光検出器41には、光カプラ13の第2ポートから出力された光が到達するとともに、光カプラ21から可変光減衰器27を経た光が到達する。光カプラ13の第2ポートから出力されて光検出器41に到達する光は、ファラデー回転子ミラー26により反射された光と、対象物で反射または散乱された光が重畳した光である。光カプラ21から可変光減衰器27を経て光検出器41に到達する光は、ファラデー回転子ミラー26により反射された光である。   The light output from the second port of the optical coupler 13 arrives at the photodetector 41 and the light from the optical coupler 21 via the variable optical attenuator 27 arrives. The light that is output from the second port of the optical coupler 13 and reaches the photodetector 41 is light in which the light reflected by the Faraday rotator mirror 26 and the light reflected or scattered by the object are superimposed. The light reaching the photodetector 41 from the optical coupler 21 via the variable optical attenuator 27 is light reflected by the Faraday rotator mirror 26.

光検出器41により受光された両光の強度の差分が増幅されて電気信号が出力される。光検出器41から出力された電気信号のうち所定の周波数帯域の成分が、フィルタ42により選択的に出力され、対数増幅器43により対数増幅される。対数増幅器43から出力された電気信号値(アナログ値)はADコンバータ44によりデジタル値に変換され、このデジタル値が制御部45に入力される。   The difference between the intensities of both lights received by the photodetector 41 is amplified and an electric signal is output. A component in a predetermined frequency band in the electrical signal output from the photodetector 41 is selectively output by the filter 42 and logarithmically amplified by the logarithmic amplifier 43. The electric signal value (analog value) output from the logarithmic amplifier 43 is converted into a digital value by the AD converter 44, and this digital value is input to the control unit 45.

制御部45により、7個の光スイッチ33〜33それぞれにおける光路切替が制御されて、光ファイバアレイ34に含まれる48本の光ファイバのうちから何れかの光ファイバが選択されて、その選択された光ファイバに測定光が導波される。また、制御部45により、ファイバストレッチャ24が制御されて、参照光学系の光路長が変えられる。このような光ファイバの選択および参照光学系の光路長を変化させることで、対象物の断層画像が得られる。 The control unit 45 controls optical path switching in each of the seven optical switches 33 0 to 33 6, and selects one of the 48 optical fibers included in the optical fiber array 34. Measurement light is guided to the selected optical fiber. Further, the control unit 45 controls the fiber stretcher 24 to change the optical path length of the reference optical system. By selecting the optical fiber and changing the optical path length of the reference optical system, a tomographic image of the object can be obtained.

また、制御部45により、光路長調整部25または光路長調整部32が制御されて、7個の光スイッチ33〜33により何れのポートが選択されるかによって(すなわち、48本の光ファイバのうちから何れの光ファイバが選択されるかによって)生じる光路長の変化を補償するように、参照光学系または測定光学系の光路長が調整される。これにより、光ファイバアレイ34に含まれる48本の光ファイバのうちから選択される光ファイバが光スイッチ33〜33により切り替えられたときに、その切替に伴って光ファイバの長さが変化したとしても、その光ファイバの長さの変化が光路長調整部25または光路長調整部32により補償される。したがって、本実施形態に係るOCT装置1は、歪が抑制された良好な断層画像を得ることができる。 Further, the control unit 45 controls the optical path length adjustment unit 25 or the optical path length adjustment unit 32, and depending on which port is selected by the seven optical switches 33 0 to 33 6 (that is, 48 optical signals). The optical path length of the reference or measurement optical system is adjusted to compensate for the change in optical path length that occurs (depending on which optical fiber is selected from the fibers). Thus, when the optical fiber is selected from among the 48 optical fibers included in the optical fiber array 34 is switched by the optical switch 33 0-33 6, it changes the length of the optical fiber with its switching Even so, the change in the length of the optical fiber is compensated by the optical path length adjustment unit 25 or the optical path length adjustment unit 32. Therefore, the OCT apparatus 1 according to the present embodiment can obtain a good tomographic image in which distortion is suppressed.

(第2実施形態)   (Second Embodiment)

図2は、第2実施形態に係るOCT装置2の構成を示す図である。この図に示されるOCT装置2は、光源11、光アイソレータ12、光カプラ13、光カプラ21、可変光減衰器22、偏波コントローラ23、光路長調整部25、ファラデー回転子ミラー26、可変光減衰器27、偏波コントローラ31、光路長調整部32、光スイッチ33〜33、光ファイバアレイ34、配列治具35、レンズ36,37、光検出器41、フィルタ42、対数増幅器43、ADコンバータ44、制御部45および記憶部46を備える。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the OCT apparatus 2 according to the second embodiment. The OCT apparatus 2 shown in this figure includes a light source 11, an optical isolator 12, an optical coupler 13, an optical coupler 21, a variable optical attenuator 22, a polarization controller 23, an optical path length adjustment unit 25, a Faraday rotator mirror 26, a variable light. Attenuator 27, polarization controller 31, optical path length adjustment unit 32, optical switches 33 0 to 33 6 , optical fiber array 34, arrangement jig 35, lenses 36 and 37, photodetector 41, filter 42, logarithmic amplifier 43, An AD converter 44, a control unit 45, and a storage unit 46 are provided.

図1に示された第1実施形態に係るOCT装置1の構成と比較すると、この図2に示される第2実施形態に係るOCT装置2は、光源11が狭帯域光を出力するものであって出力光の中心波長の走査が可能である点で相違し、ファイバストレッチャ24を備えていない点で相違し、また、制御部45がADコンバータ44から出力されたデジタル値を周波数成分毎の強度に分解することにより強度対深さの分布を求める点で相違する。第2実施形態に係るOCT装置2は、参照光学系の光路長を変化させるのではなく、光源11が出力する狭帯域光の中心波長を走査することで、対象物の断層画像を得ることができる。   Compared with the configuration of the OCT apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1, the OCT apparatus 2 according to the second embodiment shown in FIG. 2 has a light source 11 that outputs narrowband light. The difference is that the center wavelength of the output light can be scanned, the difference is that the fiber stretcher 24 is not provided, and the control unit 45 converts the digital value output from the AD converter 44 into the intensity for each frequency component. It is different in that the distribution of strength vs. depth is obtained by decomposing into two. The OCT apparatus 2 according to the second embodiment can obtain a tomographic image of an object by scanning the center wavelength of the narrowband light output from the light source 11 instead of changing the optical path length of the reference optical system. it can.

本実施形態でも、光ファイバアレイ34に含まれる48本の光ファイバのうちから選択される光ファイバが光スイッチ33〜33により切り替えられたときに、その切替に伴って光ファイバの長さが変化したとしても、その光ファイバの長さの変化が光路長調整部25または光路長調整部32により補償される。したがって、本実施形態に係るOCT装置2も、歪が抑制された良好な断層画像を得ることができる。 In the present embodiment, when the optical fiber is selected from among the 48 optical fibers included in the optical fiber array 34 is switched by the optical switch 33 0-33 6, the length of the optical fiber with its switching Is changed by the optical path length adjusting unit 25 or the optical path length adjusting unit 32. Therefore, the OCT apparatus 2 according to the present embodiment can also obtain a good tomographic image in which distortion is suppressed.

(変形例)   (Modification)

上記第1実施形態において、ファイバストレッチャ24および光路長調整部25は。一体化された光路長調整部により構成されていてもよい。この場合の一体化された光路長調整部は、光カプラ13の第3ポートとミラー26との間の参照光学系の光路長を変化させるとともに、光スイッチのポートP〜P48のうちの何れのポートが選択されるかに応じて光路長変更範囲を調整する。一体化された光路長調整部における光路長変更範囲の調整は、光路長調整部25による参照光学系の光路長の調整に相当する。 In the said 1st Embodiment, the fiber stretcher 24 and the optical path length adjustment part 25 are. You may be comprised by the integrated optical path length adjustment part. The integrated optical path length adjustment unit in this case changes the optical path length of the reference optical system between the third port of the optical coupler 13 and the mirror 26, and also includes the optical switch ports P 1 to P 48 . The optical path length change range is adjusted according to which port is selected. The adjustment of the optical path length change range in the integrated optical path length adjustment unit corresponds to the adjustment of the optical path length of the reference optical system by the optical path length adjustment unit 25.

1,2…OCT装置、11…光源、12…光アイソレータ、13…光カプラ、21…光カプラ、22…可変光減衰器、23…偏波コントローラ、24…ファイバストレッチャ、25…光路長調整部、26…ファラデー回転子ミラー、27…可変光減衰器、31…偏波コントローラ、32…光路長調整部、33〜33…光スイッチ、34…光ファイバアレイ、35…配列治具、36,37…レンズ、41…光検出器、42…フィルタ、43…対数増幅器、44…ADコンバータ、45…制御部、46…記憶部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... OCT apparatus, 11 ... Light source, 12 ... Optical isolator, 13 ... Optical coupler, 21 ... Optical coupler, 22 ... Variable optical attenuator, 23 ... Polarization controller, 24 ... Fiber stretcher, 25 ... Optical path length adjustment part , 26 ... Faraday rotator mirror, 27 ... Variable optical attenuator, 31 ... Polarization controller, 32 ... Optical path length adjustment unit, 33 0 to 33 6 ... Optical switch, 34 ... Optical fiber array, 35 ... Arrangement jig, 36 , 37 ... lens, 41 ... photodetector, 42 ... filter, 43 ... logarithmic amplifier, 44 ... AD converter, 45 ... control unit, 46 ... storage unit.

Claims (7)

光を出力する光源と、
第1〜第4のポートを有し、前記光源から出力されて前記第1ポートに入力された光を2分岐して第1分岐光および第2分岐光とし、前記第1分岐光を前記第3ポートから出力し、前記第2分岐光を前記第4ポートから出力し、前記第3ポートおよび前記第4ポートそれぞれに入力された光を前記第2ポートから出力する干渉光学系と、
前記干渉光学系の前記第3ポートから出力されて到達した光を反射させ、その反射光を前記干渉光学系の前記第3ポートに入力させるミラーと、
ポートP〜Pを有し、前記干渉光学系の前記第4ポートから出力されて前記ポートPに入力された光を前記ポートP〜Pのうちの選択されたポートから出力し、前記選択されたポートに入力された光を前記ポートPから出力する光スイッチと、
各々第1端および第2端を有し、各々の前記第1端が前記光スイッチの前記ポートP〜Pのうちの何れかに光学的に接続され、各々の前記第2端が並列配置されたN本の光ファイバと、
N本の光ファイバのうち何れかの光ファイバの第2端から出力された光を対象物に照射するとともに、その照射に伴い対象物で反射または散乱された光を光ファイバの第2端に入力させる照射光学系と、
前記ミラーにより反射され前記干渉光学系の前記第3ポートに入力されて前記干渉光学系の前記第2ポートから出力された光を入力するとともに、前記光スイッチの前記ポートPから出力され前記干渉光学系の前記第4ポートに入力されて前記干渉光学系の前記第2ポートから出力された光を入力して、これら入力された2つの光が重畳した光の強度を検出する光検出器と、
前記干渉光学系の前記第3ポートと前記ミラーとの間の光路(以下「第1光路」という。)上、または、前記干渉光学系の前記第4ポートと前記光スイッチの前記ポートPとの間の光路(以下「第2光路」という。)上に設けられ、前記光スイッチの前記ポートP〜Pのうちの何れのポートが選択されるかによって生じる光路長の変化を補償するように前記第1光路または前記第2光路の光路長を調整する光路長調整部と、
を備えることを特徴とするOCT装置(ただし、Nは2以上の整数)。
A light source that outputs light;
A first to a fourth port; the light output from the light source and input to the first port is bifurcated into a first branched light and a second branched light; and the first branched light is the first branched light. An interference optical system that outputs from the third port, outputs the second branched light from the fourth port, and outputs light input to each of the third port and the fourth port from the second port;
A mirror that reflects and reaches the light output from the third port of the interference optical system and that inputs the reflected light to the third port of the interference optical system;
The light having the ports P 0 to P N and outputted from the fourth port of the interference optical system and inputted to the port P 0 is outputted from the selected port among the ports P 1 to P N An optical switch for outputting the light input to the selected port from the port P 0 ;
Each has a first end and a second end, and each of the first ends is optically connected to one of the ports P 1 to P N of the optical switch, and each of the second ends is in parallel N optical fibers arranged,
The light output from the second end of any one of the N optical fibers is irradiated onto the object, and the light reflected or scattered by the object due to the irradiation is applied to the second end of the optical fiber. An irradiation optical system to input,
The light reflected by the mirror and input to the third port of the interference optical system and output from the second port of the interference optical system is input, and also output from the port P 0 of the optical switch and the interference. A photodetector that receives light input to the fourth port of the optical system and output from the second port of the interference optical system, and detects the intensity of the light superimposed by the two input lights; ,
On the optical path (hereinafter referred to as “first optical path”) between the third port of the interference optical system and the mirror, or on the fourth port of the interference optical system and the port P 0 of the optical switch. Between the optical switches (hereinafter referred to as “second optical path”) to compensate for a change in the optical path length caused by which of the ports P 1 to P N of the optical switch is selected. An optical path length adjustment unit for adjusting the optical path length of the first optical path or the second optical path,
An OCT apparatus (where N is an integer of 2 or more).
前記光源が広帯域光を出力するものであって、
前記干渉光学系の前記第3ポートと前記ミラーとの間の光路長を変化させる光路長操作部を更に備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のOCT装置。
The light source outputs broadband light, and
An optical path length operation unit for changing an optical path length between the third port of the interference optical system and the mirror;
The OCT apparatus according to claim 1.
前記光源が狭帯域光を出力するものであって出力光の中心波長の走査が可能であることを特徴とする請求項1に記載のOCT装置。   The OCT apparatus according to claim 1, wherein the light source outputs narrow band light and can scan the center wavelength of the output light. 広帯域の光を出力する光源と、
第1〜第4のポートを有し、前記光源から出力されて前記第1ポートに入力された光を2分岐して第1分岐光および第2分岐光とし、前記第1分岐光を前記第3ポートから出力し、前記第2分岐光を前記第4ポートから出力し、前記第3ポートおよび前記第4ポートそれぞれに入力された光を前記第2ポートから出力する干渉光学系と、
前記干渉光学系の前記第3ポートから出力されて到達した光を反射させ、その反射光を前記干渉光学系の前記第3ポートに入力させるミラーと、
ポートP〜Pを有し、前記干渉光学系の前記第4ポートから出力されて前記ポートPに入力された光を前記ポートP〜Pのうちの選択されたポートから出力し、前記選択されたポートに入力された光を前記ポートPから出力する光スイッチと、
各々第1端および第2端を有し、各々の前記第1端が前記光スイッチの前記ポートP〜Pのうちの何れかに光学的に接続され、各々の前記第2端が並列配置されたN本の光ファイバと、
N本の光ファイバのうち何れかの光ファイバの第2端から出力された光を対象物に照射するとともに、その照射に伴い対象物で反射または散乱された光を光ファイバの第2端に入力させる照射光学系と、
前記ミラーにより反射され前記干渉光学系の前記第3ポートに入力されて前記干渉光学系の前記第2ポートから出力された光を入力するとともに、前記光スイッチの前記ポートPから出力され前記干渉光学系の前記第4ポートに入力されて前記干渉光学系の前記第2ポートから出力された光を入力して、これら入力された2つの光が重畳した光の強度を検出する光検出器と、
前記干渉光学系の前記第3ポートと前記ミラーとの間の光路長を変化させるとともに、前記光スイッチの前記ポートP〜Pのうちの何れのポートが選択されるかによって光路長変更範囲を調整する光路長調整部と、
を備えることを特徴とするOCT装置(ただし、Nは2以上の整数)。
A light source that outputs broadband light;
A first to a fourth port; the light output from the light source and input to the first port is bifurcated into a first branched light and a second branched light; and the first branched light is the first branched light. An interference optical system that outputs from the third port, outputs the second branched light from the fourth port, and outputs light input to each of the third port and the fourth port from the second port;
A mirror that reflects and reaches the light output from the third port of the interference optical system and that inputs the reflected light to the third port of the interference optical system;
The light having the ports P 0 to P N and outputted from the fourth port of the interference optical system and inputted to the port P 0 is outputted from the selected port among the ports P 1 to P N An optical switch for outputting the light input to the selected port from the port P 0 ;
Each has a first end and a second end, and each of the first ends is optically connected to one of the ports P 1 to P N of the optical switch, and each of the second ends is in parallel N optical fibers arranged,
The light output from the second end of any one of the N optical fibers is irradiated onto the object, and the light reflected or scattered by the object due to the irradiation is applied to the second end of the optical fiber. An irradiation optical system to input,
The light reflected by the mirror and input to the third port of the interference optical system and output from the second port of the interference optical system is input, and also output from the port P 0 of the optical switch and the interference. A photodetector that receives light input to the fourth port of the optical system and output from the second port of the interference optical system, and detects the intensity of the light superimposed by the two input lights; ,
The optical path length change range varies depending on which of the ports P 1 to P N of the optical switch is selected while changing the optical path length between the third port of the interference optical system and the mirror. An optical path length adjustment unit for adjusting
An OCT apparatus (where N is an integer of 2 or more).
前記光スイッチの前記ポートP〜Pそれぞれについて前記第1光路または前記第2光路の光路長の調整量を記憶する記憶部を更に備え、
前記光路長調整部が、前記記憶部により記憶された調整量に基づいて前記第1光路または前記第2光路の光路長を調整する、
ことを特徴とする請求項1または4に記載のOCT装置。
A storage unit for storing an adjustment amount of the optical path length of the first optical path or the second optical path for each of the ports P 1 to P N of the optical switch;
The optical path length adjustment unit adjusts the optical path length of the first optical path or the second optical path based on the adjustment amount stored by the storage unit;
The OCT apparatus according to claim 1 or 4, wherein
前記N本の光ファイバがファイバアレイで配列されていることを特徴とする請求項1または4に記載のOCT装置。   The OCT apparatus according to claim 1, wherein the N optical fibers are arranged in a fiber array. 前記N本の光ファイバが束ねられてバンドル化されていることを特徴とする請求項1または4に記載のOCT装置。
The OCT apparatus according to claim 1, wherein the N optical fibers are bundled and bundled.
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