JP3626109B2 - 光コヒーレンストモグラフィーにおける回転ミラーによる光遅延発生方法及びその光遅延発生装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光コヒーレンストモグラフィーにおける回転ミラーによる光遅延発生方法及びその光遅延発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の光コヒーレンストモグラフィーにおける高速光遅延発生装置としては、(1)回転円板上に板状のミラーを2枚1対で複数組貼り付けたもの、または、(2)直角プリズムを同じように円板上に複数個貼り付けたものを高速回転させて用いるようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の光遅延発生装置には、以下のような問題があった。
(1)複数枚の板状ミラーを高精度に円板上に貼り付けることは極めて困難だった。
(2)直角プリズムにおいても接着剤による固定が最も一般的であるが、複数個の直角プリズムを高精度に円板上に貼り付けることはやはり困難だった。その上、直角プリズムは参照光の入射面において参照光の一部を反射してしまうという欠点があった。
【0004】
よって、これら従来の光コヒーレンストモグラフィーにおける高速光遅延発生装置においては、高精度に光学系を形成することが非常に困難であるという欠点があった。
【0005】
本発明は、上記状況に鑑みて、高精度な光学系の形成と、加工、組み付けを容易に行うことができる光コヒーレンストモグラフィーにおける回転ミラーによる光遅延発生方法及びその光遅延発生装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔1〕光コヒーレンストモグラフィーにおける回転ミラーによる光遅延発生方法において、正方形断面を持つ角柱状ブロックの、回転ラジアル方向の4面に板状ミラーを設置して直角全反射ミラーを形成し、この直角全反射ミラーからの反射光を固定反射ミラーで受けて、同一光路を反射回帰させることを特徴とする。
【0007】
〔2〕光コヒーレンストモグラフィーにおける回転ミラーによる光遅延発生装置において、回転する正方形断面を持つ角柱状ブロックの、回転ラジアル方向の4面に板状ミラーを設置した直角全反射ミラーと、この直角全反射ミラーからの反射光を受けて、同一光路を反射回帰させるための固定反射ミラーとを具備することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0009】
図1は本発明の実施例を示す光コヒーレンストモグラフィー装置の構成図である。
【0010】
この図において、1は低コヒーレンス光源〔例えば、SLD(スーパールミネッセントダイオード)光源〕、2はハーフミラー(2分割用ハーフミラー)、3は光遅延機構、4は固定反射ミラー(スキャン開始位置調整ミラー)、5は面走査機構(X軸走査ミラー,Y軸走査ミラー)、6はダイクロイックミラー(可視光反射、赤外光透過)、7は対物レンズ、8はカメラ光源用ハーフミラー、9はCCD照明用光源、10はモニタ用CCD、11は光検出器、12は回転体、13はPC(パーソナルコンピュータ)、14は表示装置、15は固定反射ミラー4を光軸方向に自在に移動させる機構であり、この機構15は、1軸スライドテーブル機構15A、カップリング機構15B、パルスモータ15Cからなる。Aは被検査物である。
【0011】
低コヒーレンス光源であるSLD光源1からの光波をハーフミラー2にて、一方は被検査物Aへの物体光、他方は参照光とに2分割し、2分割された参照光は光遅延機構3、固定反射ミラー4に導かれ、この固定反射ミラー4より同一光路を反射回帰しハーフミラー2に戻る。
【0012】
この時参照光は、光遅延機構3の動作によりドップラー周波数シフトを受け、光検出器11でヘテロダイン干渉ビート信号を発生する。
【0013】
一方、2分割された物体光は、面走査機構5、ダイクロイックミラー6、対物レンズ7を経て被検査物Aに入射し、その反射光は同一光路を反射回帰しハーフミラー2に戻る。
【0014】
面走査機構5は、被検査物Aに対する物体光を被検査物Aの面(X−Y)上で高速に走査する。
【0015】
SLD光源1からの光(赤外光)は、ダイクロイックミラー6をほぼ100%透過し、被検査物A方向に進む。CCD照明用光源9からの光(可視光)は、ダイクロイックミラー6でほぼ100%反射するため、被検査物A方向に進む。また、被検査物Aからの反射光の内、赤外光(信号成分)はほぼ100%ダイクロイックミラー6を透過し、光検出器11方向に進む。被検査物Aからの反射光の内、可視光(実体映像分)は、ダイクロイックミラー6でほぼ100%反射するため、モニタ用CCD10に向かう。
【0016】
カメラ光源用ハーフミラー8とCCD照明用光源9は、モニタ用CCD10によって被検査物Aの実体映像を取り込む際の照明用として用いる。
【0017】
モニタ用CCD10は、被検査物Aの実体映像を取り込む。
【0018】
そこで、ハーフミラー2に戻った参照光と物体光はハーフミラー2で合波され光検出器11に至る。合波された参照光と物体光は光波の干渉現象により干渉光となりビートが発生する。ここで、ハーフミラー2から固定反射ミラー4までの光路長と、ハーフミラー2から被検査物Aまでの光路長が一致している時、合波された干渉光はヘテロダイン干渉ビート信号を発生する。このヘテロダイン干渉ビート信号は、光検出器11にて電気信号に変換され、PC13へ送られる。
【0019】
このPC13はヘテロダイン干渉ビート信号の3次元画像化処理を行い、表示装置14に被検査物Aの断層画像を表示する。
【0020】
また、物体光の光路途中にハーフミラーを設置し、被検査物Aからの表面実体をCCD素子等の撮像装置にて映像化することにより、被検査物Aに対する検査光軸の位置合わせを容易に行うことができる。
【0021】
さらに、固定反射ミラー4を光軸方向に自在に移動させる機構15を付加することにより、奥行き方向(Z方向)の走査基準位置を任意に設定することが可能になる。
【0022】
以下、本発明の特徴である光コヒーレンストモグラフィーの光遅延機構3について説明する。
【0023】
図2は本発明の第1実施例を示す2面リフレクター機構からなる光遅延機構の概略構成図である。
【0024】
この図において、20は反射ミラー機構、21は正方形断面を持つ角柱状ブロック、22はその角柱状ブロック21の回転軸、23−1〜23−4はその角柱状ブロック21の回転ラジアル方向の4面に設けられる板状ミラー、24はその角柱状ブロック21および板状ミラー23の表面に形成される反射面コーティング、25は固定反射ミラーである。
【0025】
より具体的には、正方形断面を持つ角柱状ブロック21は、□100のガラスまたは金属のブロックからなり、そのブロックの側面4面にコーティング24を施す。つまり、角柱状ブロック21の回転ラジアル方向の4つの面は鏡面仕上げとなっており、その4つの面には各々板状ミラー23−1〜23−4を設置し、角柱状ブロック21の回転ラジアル方向の4つの面と直角の頂角部を持つ4つの直角全反射ミラーを形成する。
【0026】
このようにして、4つのプリズムを配置した円板と同等の回転機構を構成することができる。つまり、本発明の実施例の光遅延機構3の反射ミラー機構20は、正方形断面を持つ角柱状ブロック21をモーター等の動力によって高速回転させると、その回転軸22を中心として角柱状ブロック21は回転し、角柱状ブロック21の側面と角柱状ブロック21の回転ラジアル方向の4面に取り付けられた4枚の板状ミラー23−1〜23−4の側面から参照光が反射されて、固定反射ミラー25に至る。
【0027】
このように、本実施例の光遅延機構3の反射ミラー機構20は、正方形断面を持つ角柱状ブロック21の回転ラジアル方向の4面に板状ミラー23−1〜23−4を設置するようにしたので、従来のような直角全反射ミラーを形成したものを用いることにより直角プリズムの光軸入射面において発生していた不要な反射光を発生させない上に、軽量化を図ることができ、また反射中心部の反射ロスを最小限に抑えることが可能になる。
【0028】
その動作を図1及び図2を参照しながら説明する。
【0029】
低コヒーレンス光源1からの光波を、ハーフミラー2にて一方は被検査物Aへの物体光、他方は参照光に2分割し、この2分割された参照光は、光遅延機構3の反射ミラー機構20、固定反射ミラー25に導かれ、この固定反射ミラー25より同一光路を反射回帰し、ハーフミラー2に戻る。
【0030】
その場合、角柱状ブロック21は高速回転しているので、ハーフミラー2からの参照光が、ハーフミラー2→角柱状ブロック21の鏡面、すなわち、板状ミラー23→固定反射ミラー25と光路を進む際に、角柱状ブロック21の鏡面、すなわち、板状ミラー23が回転により光路を前進または後退方向に移動しているために、ハーフミラー2からの参照光は、紫方または赤方にドップラー周波数シフトする。このドップラー周波数シフトに応じて、前記ヘテロダイン干渉ビート信号が発生する。
【0031】
一方、ハーフミラー2で2分割された物体光は、面走査機構(X軸走査ミラー、Y軸走査ミラー)5を経て被検査物Aに照射され、その反射光は同一光路を反射回帰し、ハーフミラー2に戻るが、その場合、参照光が前記光路を維持できる範囲において光路の長さを任意に選択できる。したがって、物体光における光軸の奥行き方向(Z方向)に一致させ、被検査物Aの深層の反射構造の深さ方向の走査を行うことができる。
【0032】
図3は本発明の参考例を示すコーナーキューブプリズム機構からなる光遅延機構の概略構成図である。
【0033】
この図において、30は反射ミラー機構、31は回転円板、32はその回転円板31の回転軸、33はその回転円板31上に配置されるコーナーキューブプリズム、34は固定反射ミラーである。
【0034】
本実施例は入射光(参照光)に対して、同角度にて反射可能なコーナーキューブプリズム33を回転円板31上に配置し、それを回転させることにより、反射ミラー機構30を構成し、光遅延機構とする。コーナーキューブプリズム33は入射光と同角度に点対称な反射光を返す機能を有する。
【0035】
このように、簡便なコーナーキューブプリズムの配置により、反射ミラー機構を構成し、安価な光遅延機構を構築することができる。
【0036】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0037】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、参照光に周波数シフトを与える光遅延発生装置は、高精度な光学系を容易に形成することが可能になる上、加工、組み付けも容易に行うことが可能になることからコストを大幅に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す光コヒーレンストモグラフィー装置の構成図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す2面リフレクター機構からなる光遅延機構の概略構成図である。
【図3】本発明の参考例を示すコーナーキューブプリズム機構からなる光遅延機構の概略構成図である。
【符号の説明】
1 低コヒーレンス光源(SLD光源)
2 ハーフミラー
3 光遅延機構
4 固定反射ミラー(スキャン開始位置調整ミラー)
5 面走査機構(X軸走査ミラー,Y軸走査ミラー)
6 ダイクロイックミラー(可視光反射、赤外光透過)
7 対物レンズ
8 カメラ光源用ハーフミラー
9 CCD照明用光源
10 モニタ用CCD
11 光検出器
12 回転体
13 PC(パーソナルコンピュータ)
14 表示装置
15 固定反射ミラーを光軸方向に自在に移動させる機構
15A 1軸スライドテーブル機構
15B カップリング機構
15C パルスモータ
20,30 反射ミラー機構
21 正方形断面を持つ角柱状ブロック
22 角柱状ブロックの回転軸
23−1〜23−4 板状ミラー
24 反射面コーティング
25,34 固定反射ミラー
31 回転円板
32 回転円板の回転軸
33 コーナーキューブプリズム
A 被検査物
Claims (2)
- 光コヒーレンストモグラフィーにおける回転ミラーによる光遅延発生方法において、
正方形断面を持つ角柱状ブロックの、回転ラジアル方向の4面に板状ミラーを設置して直角全反射ミラーを形成し、該直角全反射ミラーからの反射光を固定反射ミラーで受けて、同一光路を反射回帰させることを特徴とする光コヒーレンストモグラフィーにおける回転ミラーによる光遅延発生方法。 - 光コヒーレンストモグラフィーにおける回転ミラーによる光遅延発生装置において、
(a)回転する正方形断面を持つ角柱状ブロックの、回転ラジアル方向の4面に板状ミラーを設置した直角全反射ミラーと、
(b)該直角全反射ミラーからの反射光を受けて、同一光路を反射回帰させるための固定反射ミラーとを具備することを特徴とする光コヒーレンストモグラフィーにおける回転ミラーによる光遅延発生装置。
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