JP3631056B2 - Lightwave reflected tomographic image observing apparatus - Google Patents

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直弘 丹野
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独立行政法人科学技術振興機構
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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、光波反射断層像観測装置に係り、例えば、高光散乱媒体である生体などの内部に分布する微小物体などを散乱中心とする散乱ポテンシャルからの後方散乱光波を検出し、高散乱体からの反射光波であってもコヒーレンスが残存することを利用し、低コヒーレント光のコヒーレント長の短さを利用した干渉計測手段で散乱位置情報と反射振幅情報を取得するものであり、これらの検出を物体内部の走査により、1次元あるいは2次元さらには3次元の多次元画像情報を構築する技術に関し、例えば、生体などの光散乱媒体の断層像を遠隔装置にて容易に観測できるようにした光波反射断層像観測装置に関するものである。 The present invention relates to a light wave reflected tomographic image observing apparatus, for example, and such minute object distributed inside the scattering centers, such as bio a high light scattering medium, and detects the backscattered light waves from scattering potential, high light scattering even reflected light waves from the medium body by utilizing the fact that coherence is left, which acquires reflection amplitude information and the scattering location information interferometer Hakate stage utilizing short coherent length of the low coherent light , these detection scanning inside the object, and relates to a technique for constructing a one-dimensional or two-dimensional more multidimensional image information of a three-dimensional, for example, a tomographic image with high light scattering medium such as living body easily with a remote device relates lightwave reflected tomographic image observing apparatus that can be observed.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
高光散乱媒体である生体の反射断層像を得る試みは、低コヒーレント光を用いて干渉計を構成することから始まる。 Attempts to obtain a reflection tomographic image of a living body is high light scattering medium begins by constructing an interferometer with low-coherent light.
【0003】 [0003]
図12及び図13を例示して、従来技術を説明する。 Illustrates the FIGS. 12 and 13, illustrating the prior art.
【0004】 [0004]
図12は従来の光波反射像測定装置の構成図である。 Figure 12 is a block diagram of a conventional light wave reflected image analyzer. この装置は本願発明者によって特公平6−35946号として既に特許されたものである。 This device is intended already patented as KOKOKU No. 6-35946 by the present inventors.
【0005】 [0005]
この装置は、低コヒーレント(部分的コヒーレントとも表現する)光源51からの光束を直ちにマイケルソン干渉計に導入し、ビームスプリッター53により光束を分割し、一方を参照光として周波数シフトを与え、物体奥行き情報の走査を兼ねる可動反射鏡52により反射して光検出素子55に入射させる。 This device was introduced immediately Michelson interferometer light beam from a low coherence (also partially coherent express) a light source 51, a light beam divided by the beam splitter 53, gives the frequency shift one as the reference light, the object depth and it reflected to be incident on the light detecting element 55 by the movable reflecting mirror 52 serving as a scanning information.
【0006】 [0006]
また、他方の透過光は物体照射光とし、物体54の深部に至る屈折率の異なる散乱体の層から散乱反射され、物体反射光波となり、ビームスプリッター53により前記参照光と合波干渉され光検出素子55よりビート信号が検出されるものである。 The other of the transmitted light and the object irradiation light is scattered and reflected from the layer of refractive index different scatterers leading to deep body 54, becomes the object reflected light waves, the reference light and the combined interfered light detected by the beam splitter 53 in which the beat signal is detected from the element 55. その照射光と物体54の位置関係を変化走査して、検出された電気信号はフィルターや増幅信号処理部56aを経て、コンピュータ56で記録・画像化されて反射断層像が得られる。 Changes scans the positional relationship between the irradiation light and the object 54, the detected electrical signal through a filter and amplifying the signal processing section 56a, the reflection tomographic image is obtained are recorded and imaged by computer 56.
【0007】 [0007]
他方、本原理に基づく構成光路に光ファイバーを配置して、外部振動対策や取り扱いを簡便化したのが図13であり、特表平6−511312号公報として開示されている。 On the other hand, the optical path of the configuration based on the present principles by placing the optical fibers, to that simplify the external vibration measures and handling is 13, it has been disclosed as Japanese Patent Kohyo 6-511312. なお、図12と同じ部分については同じ符号を付してそれらの説明は省略する。 Incidentally, their explanation is omitted with the same reference numerals denote the same parts as in FIG. 12.
【0008】 [0008]
これによれば、光源51からの光束はファイバー61内を導波し、分岐合波回路57を経て、一方はファイバー61の出射端よりプローブ装置58の凸レンズ58aにて集光され、物体54より物体反射光波が形成される。 According to this, the light beam from the light source 51 is guided through the fiber 61, through a branch multiplexing circuit 57, one of which is focused by the convex lens 58a of the probe device 58 from the exit end of the fiber 61, from the object 54 object reflected light waves are formed. 他方の光束はピエゾ振動位相シフター59により周波数シフトが与えられ、可動反射鏡60により反射されて参照光を形成し、分岐合波回路57を経て前記物体反射光波と合波干渉されて光検出素子55に入射し、上記した先行技術と同様にして反射断層像が観測される。 The other light beam frequency shift is given by a piezo vibration phase shifter 59, the reference beam is formed by being reflected by the movable reflecting mirror 60, the object reflected light waves and are multiplexed interference through branches multiplexing circuit 57 photodetector elements incident on 55, reflected tomographic image is observed in the same manner as the prior art described above.
【0009】 [0009]
しかしながら、従来の干渉測定法では、何れも光走査する際に、1ビームのみをプローブ光として物体に照射し物体反射光波も散乱ポテンシャルからの近軸反射光線のみを捕捉することで、ヘテロダイン検波を行っており、物体照射光束の横断面積の直径で分解能が決まるので、空間コヒーレンスを必要とし、結像関係の像情報は散逸していた。 However, in the conventional interference measurement method, both the time of light scanning, one beam only by also object reflected light waves irradiated to the object as a probe light to capture only paraxial light beams reflected from the scattering potential, the heterodyne detection go and, since the resolution is determined by the diameter of the cross-sectional area of ​​the object irradiation light beam, and requires spatial coherence, the image information of the imaging relationship had dissipated.
【0010】 [0010]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
上記した従来の方法で共通することは、いれも参照光路と物体反射光路とが異なる経路を経て合波干渉されていることであり、また、前述のように結像関係の回折反射光の像情報は無視していることである。 What is common in the conventional manner described above may also Re not have a reference optical path and the object reflection light path and that is combined interference via different routes, also diffracted reflected light of the imaging relationship as described above the image information of is that they are ignored.
【0011】 [0011]
特に、物体へのプローブの役割を果たす、図13の光ファイバー61を用いる場合は遠隔計測には向いているが、両光路とも長距離となるため、外部環境の温度によって光路長が変化し、実用化においては温度補償技術を必要としている。 In particular, serve as probes to the object, although fit for telemetry in the case of using an optical fiber 61 of FIG. 13, since the long-distance both Ryohikariro, optical path length is changed by the temperature of the external environment, practical in need of temperature compensation technique in reduction.
【0012】 [0012]
特に、コヒーレント長が数ミクロンと短い高空間分解能の装置を構成する場合には、広帯域のスペクトルに対する分散も影響してきて重大な位相障害となる。 In particular, if the coherence length constitutes the device a few microns and less high spatial resolution becomes a serious phase failure dispersed also been affected for broadband spectrum.
【0013】 [0013]
後者の先行技術には光ファイバー束を用いて、照射ビームを走査する方法も開示されているが、ファイバー束の各ファイバー光路長のサブミクロン程度の伸び縮みによる位相擾乱が生じ、ビート信号の著しい低減を招くため、実用は至難であり、また、光ファイバーには単一モードファイバが使用されるのが一般的であるので 、いれも鉛直断面画像の伝送は不可能である。 The latter prior art by using a fiber optic bundle, but is also disclosed a method of scanning a radiation beam, a phase disturbance caused by expansion and contraction of submicron each fiber path length of the fiber bundle, the beat signal significant reduction because it causes practical is extremely difficult, also, the optical fiber is the transmission of general der Runode also Re not have a vertical cross-sectional image impossible single-mode fiber is used.
【0014】 [0014]
その結果、その画素信号は軽微なものとなり、著しくSNが悪く、物体深部の情報を得て画像化するのが困難であった。 As a result, the pixel signal is not significant, significantly SN poor, for imaging is difficult to obtain information of the object deep. また、従来は物体深部からの反射光波が偏光解消し、ヘテロダイン検波ではその偏光選択から参照光波と同一の偏光ベクトルを有する成分のみしか検出できないため、物体深部からの情報は検出が困難であった。 Further, the conventional reflection light wave from the object deep is depolarized, since the heterodyne detection can only detect only a component having a polarization vector of the same reference light wave from the polarization selective, information from the object deep it is difficult to detect It was. 特に、物体表面からの直線偏光成分の反射光波が著しく強いため、光検出器が飽和し、弱いヘテロダインビート信号は埋没され、著しくSNが悪化し画像信号の検出は困難であった。 In particular, since a strong significantly reflected light waves of the linear polarization component from the object surface, the photodetector is saturated and weak heterodyne beat signal is buried, the detection of significantly SN is deteriorated image signals has been difficult.
【0015】 [0015]
本発明は、上記問題点を解決するために、物体照射直前において略平行光束の断面分布を保持して前駆参照光波を予め生成し、 この前駆参照光波を物体反射光波より時間にして、例えば、0.1nsec程度先行させて、同時に同一光路を伝搬させ、経路内の分散や位相擾乱をその鉛直断面分布にわたり両光波に同一の位相変化を与え、断面分布の各画素ごとに光検出する。 The present invention, in order to solve the above problems, and substantially retain the cross-sectional distribution of the parallel light beam immediately before the object irradiated with the precursor reference light wave generated in advance by, the precursor reference light wave in the time from the object reflected light waves, for example, by prior order of 0.1 nsec, is propagated with the same optical path at the same time, it gives the same phase change in the two light waves dispersion and phase perturbations along its vertical section profile in the path, light detecting for each pixel of the cross-section profile. ヘテロダイン光検出法は、2乗検波特性を有し両者の光電界の共役な波面同士が干渉し出力される。 Heterodyne optical detection method, conjugate wavefront between the both optical field has a square-law detection characteristic is interference output.
【0016】 [0016]
その結果、互いの同相の位相変化は相殺されて検出されず、途中光路の擾乱や分散はヘテロダイン検波出力に影響しないで検出できるように構成でき、さらに、物体深部の反射光波ほど偏光解消することに注目し、光ヘテロダイン検出特性を利用して物体深部信号をより効率良く検出するように構成し、さらには散乱ポテンシャルからの回折散乱反射光波をも捕捉し空間コヒーレンスを考慮した合波干渉信号を利用して、広ダイナミックレンジでさらに高SNで反射信号を走査抽出して、生体などの深部断層の静的あるいは動的構造を検知し、多次元画像化して観測可能とする光波反射像観測装置を提供することを目的とする。 It is found, the phase change in the mutual phase is not detected is canceled, disturbances and dispersion of the middle optical path can be configured to detect without affecting the heterodyne detection output, further, the depolarization as reflected light waves of the object deep Notice, by using the optical heterodyne detection characteristics configured to more efficiently detect objects deep signal, and even to capture diffraction scattering reflected light waves from the scattering potential, combined interference signal in consideration of spatial coherence utilizing, by extracting scanning the reflected signal with a higher SN a wide dynamic range, and detects the static or dynamic structure of deep faults such as a biological, observable with light wave reflected image observed by multidimensional imaging and to provide a device.
【0017】 [0017]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
本発明は、上記目的を達成するため、低コヒーレント光源からの光波を略平行光束とし、その断面分布の波面を保持して被検体直前にて2分割し、一方を照射光波とし、この照射光波による物体深部からの回折散乱光による鉛直断面像を有する物体反射光波を得て、他方をこの物体反射光波に対し相対的に前駆する参照光波となす手段と、この前駆参照光波と前記物体反射光波とが光検出器に至る長光路の擾乱や分散による位相変化を受けることにおいて、相互に共役な波面との後述の合成干渉検出法により前記位相変化を相殺できる同一光路と、前記前駆参照光波を連続的に遅延し前記物体反射光波と前記分割波面に対応して時空間コヒーレント長以内で合波干渉する手段と、前記前駆参照光波と前記物体反射光波間に相対的周波数シフト The present invention, in order to achieve the above object, a substantially parallel beam of light waves from the low coherent light source, holds the wavefront of the sectional distribution divided into two by the subject immediately before the one and the irradiation light wave, the irradiation light wave obtaining an object reflected light waves having a vertical cross-sectional image due to diffraction scattered light from the object deep by, means for forming a reference optical wave relatively precursor to the object reflected light waves and the other, the object reflected light waves with the precursor reference light wave in that undergo phase change due to disturbances or dispersion of long optical path leading to each other via an optical detector, the same optical path to offset the phase shift by combining the interference detection method will be described later with mutually conjugate wavefront, the precursor reference lightwaves and continuously delayed the object reflected light waves and the divided wavefronts corresponding within the coherence length space-time multiplexing interfering means relative frequency shift between the precursor reference light wave and the object reflection light wave 与える手段と、前記物体反射光波が鉛直断面像を形成するに際し、その画素相当の部分波に対し、前記合波干渉光の画素を走査抽出する手段と、この抽出光を光電変換することにより前記周波数シフトに相当するヘテロダインビート周波数を検出する手段と、ビート信号と遅延手段とにより前記鉛直断面分布像の各画素に対し物体奥行きの反射断層像の構成要素とする振幅と位置情報を得て画素信号とする手段とを、具備して光波反射断層像を観測できるようにしたものである。 Means for providing, upon the object reflected light waves to form a vertical cross-sectional image, with respect to partial waves of the pixel corresponding, means for extracting the scanning pixels of the combined interference light, said by photoelectrically converting the extracted light means for detecting a heterodyne beat frequency corresponding to the frequency shift, the pixel to obtain the amplitude and the position information to the components of the reflected tomographic image of an object depth for each pixel of the vertical cross-sectional distribution image by the beat signal and the delay means and means for the signal is obtained by allowing the observation light waves reflected tomographic image provided.
【0018】 [0018]
また、光源からの光束を直線偏光とし、前記前駆参照光波は同一直線偏光成分とし、前記物体反射光波は物体表面近傍からの反射成分はこの直線偏光成分が多く、他方物体深部に至るほど高光散乱媒体である生体などにおいては偏光解消したこの直線偏光に直交する成分が多くなることにおいて、前記合波干渉光に対し、この直線偏光に直交する成分を多く透過させ、この直線偏光成分の前駆参照光波と物体表面からの物体反射光波成分とを少なく透過させるように所定の偏光角にて偏光板を配置し、物体表面の強い反射光波を低減させ物体深部の弱い反射情報を捕捉できる手段とを、具備して光波反射断層像を観測できるようにしたものである。 Further, the light beam from the light source is linearly polarized light, the precursor reference light wave and collinear polarization component, the reflection component from the object reflecting light wave object surface near many linearly polarized light component, high light scattering as leading to the other object deep in becoming many component perpendicular to the linearly polarized light depolarized in such biological is a medium, the relative combined interference light, is often transmitted through the component perpendicular to the linearly polarized light, the precursor reference to this linear polarization component place the polarizing plate at a predetermined polarization angle so as to reduce transmission of the object reflecting light wave components from the light wave and the object surface, and means capable of capturing a weak reflection information of the object deep reduce strong reflected light waves of the object surface it is obtained by allowing the observation light waves reflected tomographic image provided.
【0019】 [0019]
さらには、非測定物体が動的散乱ポテンシャル部分を含みドップラーシフト周波数となる物体反射光波を生成する場合に、前記鉛直断面分布を有する合波干渉光の光検出手段から出力されるそのドップラーシフトビート成分を検出して複数の各空間分割成分信号を合成することにより、前記動的散乱ポテンシャルからの散乱光波の振幅情報を検出する手段と、前記ドップラーシフトビート成分周波数より動的散乱ポテンシャルの移動速度及び方向を前記鉛直断面像と奥行き反射像の3次元画素ごとに計算し表示する手段と、を具備して生体深部の動的構造なども可視化できるようにしたものである。 Furthermore, if the non measured object generates an object reflected light waves to be Doppler shift frequency include dynamic scattering potential portion, the Doppler shift beat output from the light detection means of the multiplexed coherent light having the vertical sectional distribution by combining a plurality of the space dividing component signal by detecting the component moving speed of said means for detecting amplitude information of the scattered light waves from dynamic scattering potential, dynamic scattering potential than the Doppler shift beat component frequency and means for displaying to calculate the direction for each three-dimensional pixel in the vertical cross-sectional image and depth reflection image, such as the dynamic structure of biological deep comprises a well in which was set to be visualized.
【0020】 [0020]
また、高速化を図るために、被測定検体の所望の領域に亘り深部情報を検知し、各画素毎の各再生信号を記録蓄積し信号処理を施し多次元深部断層像として表示するコンピュータと表示器と、を具備し光波散乱断層像観測装置を構成したことに特徴がある。 Further, in order to speed, display and computer detects deep information over a desired region of the measured sample, displayed as a multi-dimensional deep area tomographic image subjected to recording accumulated signal process each reproduced signal for each pixel vessels and, there is provided with features that constitute the scatterometry tomographic image observing apparatus.
【0021】 [0021]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 It will be described in detail embodiments of the present invention.
【0022】 [0022]
図1は本発明の実施例を示す遅延参照光ヘテロダイン検波光反射断層像観測装置の構成図である。 Figure 1 is a block diagram of the delay reference beam heterodyne detection light reflected tomographic image observing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【0023】 [0023]
この図に示すように、低コヒーレント光源1からの光束をコンデンサレンズ系2で収束光3とし、半透明反射鏡4を介して空間フィルター5の開口を通過させ凸レンズ6により略平行光束とする。 As shown in this figure, the light beam from the low coherent light source 1 is convergent light 3 by the condenser lens system 2, the substantially parallel light beam by the convex lens 6 is passed through the aperture of the spatial filter 5 via the semi-transparent reflection mirror 4.
【0024】 [0024]
被測定検体(単に、被検体又は物体という場合もある) 9の近傍に配置した平面半透明反射鏡6aにより、略平行光束を波面を保持して反射させ前駆参照光波7を発生させる。 Measured subject by a plane translucent reflection mirror 6a disposed in the vicinity of (simply referred subject or object also) 9, thereby substantially parallel light beam is reflected by holding the wavefront generate progenitor reference light wave 7. 平面半透明反射鏡6aからの透過光は対物レンズ8により集光して被測定検体9に照射する。 Transmitted light from the planar semi-transparent reflecting mirror 6a is irradiated is focused by the objective lens 8 to be measured specimen 9.
【0025】 [0025]
被測定検体9の深部からの物体反射光波10は対物レンズ8で捕捉され、前駆参照光波7と同一の光路を経て、最終的に光検出器19に至る。 Object reflected light waves 10 from a deep portion of the measured subject 9 is captured by the objective lens 8, via the same optical path and progenitor reference light wave 7, finally reaching the photodetector 19.
【0026】 [0026]
本原理による物体反射光波面と前駆参照光波面の形成法を図2に示す。 The formation method of the object light reflected wavefront and progenitor reference wavefront by the present principles is shown in FIG. ここで、図2(1)は物体照射光が凸レンズによる収束光の場合、図2(2)は略平行光の場合をそれぞれ示している。 Here, FIG. 2 (1) if the object irradiation light is convergent light by a convex lens, FIG. 2 (2) is substantially shows the case of parallel light, respectively.
【0027】 [0027]
図2(1)、図2(2)において、光源からの波面は平面半透明反射鏡6aで分割され、反射光波面は前駆参照光波7となる。 Figure 2 (1), 2 (2), the wave front from the light source is divided by a plane semi-transparent reflecting mirror 6a, reflecting optical wavefront becomes progenitor reference light wave 7. 他方、透過光は対物レンズ8で収束され、物体照射光となる。 On the other hand, the transmitted light is converged by the objective lens 8, the object illumination beam. 被測定検体9の深層にある細胞などの散乱ポテンシャル9aからの物体反射光波10は対物レンズ8で捕捉される。 Object reflected light waves 10 from scattering potential 9a such as cells in the deep of the measured sample 9 is captured by the objective lens 8.
【0028】 [0028]
対物レンズ8は、この時前焦点を通る光軸方向の回折散乱反射成分のみを選択的に捕捉する作用と空間フィルター5の作用により周辺の余分な散乱光を除去し、所望の位置の散乱ポテンシャル9aのみの画素情報を取得できることになる。 Objective lens 8, to remove excess scattered light near by the action of the work for the spatial filter 5 for selectively capturing only the diffraction scattering reflection component in the optical axis direction passing through the front focal point At this time, the desired position It becomes possible to acquire the pixel information of the scattering potential 9a only. これは、前焦点前後の光軸に沿った断面分布をもつ反射光波成分のみを捕捉するために共焦点系を構成しているのであり、通常の共焦点顕微鏡のように焦点のみの狭い一点の画素信号を捕捉するための構成でない。 This prior are than focal constitute a confocal system only to capture the reflected lightwave component having a cross-sectional distribution along the optical axis before and after the normal confocal narrow one point focus only as a microscope not configured for capturing the pixel signals. ここでは、通常の共焦点顕微鏡と基本的に異なる作用を利用し、物体深層の断面分布9bの反射画像を検知していることが重要である。 Here, using conventional confocal microscope and fundamentally different effects, it is important that detects the reflected image of the object depth of cross-section distribution 9b.
【0029】 [0029]
このように、分岐された各光波は、一方は物体反射光波、他方は前駆参照光波となるが同一光路を伝搬する。 Thus, each light wave is branched, one is the object reflected light waves, but the other is the precursor reference light wave propagating through the same optical path. この時、前駆参照光波7と被測定検体9からの物体反射波10の光路差は前述のように数cmと離れておらず、時間差にして、0.1nsec程度に過ぎないので、前駆参照光波と物体反射光波10の両者は同一光路でほぼ同一の擾乱や分散による位相変移を経験する。 In this case, the optical path difference between the object reflected light wave 10 and the precursor reference light beam 7 from the measured sample 9 is not away a few cm, as described above, in the time difference, because only about 0.1 nsec, the precursor both reference light wave 7 and the object reflection light wave 10 experiences a phase shift by approximately the same disturbance and dispersed in the same optical path.
【0030】 [0030]
各光波は、図1に示すように凸レンズ11により平行光束12aを成し、マイケルソン型干渉計101に入射する。 Each light wave, forms a parallel beam 12a by the convex lens 11 as shown in FIG. 1, is incident on the Michelson interferometer 101. そして、半透明反射鏡13により各光波の一部は反射され反射鏡14で反射され再度往復光12bとなる。 A part of the light wave by a semi-transparent reflecting mirror 13 is reciprocally light 12b is reflected again on the reflecting reflector 14.
【0031】 [0031]
一方、透過光は可動反射鏡15aで反射して往復光12cとなる。 On the other hand, the transmitted light is the round-trip light 12c is reflected by the movable reflecting mirror 15a. この時、往復光12bに対し、往復光12cを相対的に遅らせる。 At this time, with respect to the reciprocating light 12b, retard relatively reciprocating beam 12c. すなわち、半透明反射鏡13から可動反射鏡15aまでの光路長を長く取り、図3に示すように両者の光電界を重畳させるようにする。 That is, taking the optical path length from the translucent reflection mirror 13 to the movable reflecting mirror 15a longer, so as to superimpose both the optical field, as shown in FIG.
【0032】 [0032]
図3(a)を往復光12bとすると図3(b)が遅延させた往復光12cである。 FIGS. 3 (a) and when the reciprocating beam 12b FIG 3 (b) is a reciprocal beam 12c which is delayed. 前駆させた反射参照光が遅延により反射物体光と合波して、図1に示す合波光12dを構成する。 The reflected reference light wave is precursor is then multiplexed with the reflected object light wave by the delay constitutes a combined light 12d shown in FIG. さらに、可動反射鏡15aを微細に移動し遅延参照光を物体反射光波と順次重ねていく。 Furthermore, sequentially superimposed on the object reflecting light wave delayed reference beam to move the movable reflecting mirror 15a finely. なお、15bは可動反射鏡制御台、17bはガルバノミラー制御台である。 Incidentally, 15b control table movable reflecting mirror, 17b is galvanomirror control stand.
【0033】 [0033]
物体反射光波は深部反射光波ほど遅れて反射して来る成分を有しているので、所望の深部反射光波位置まで、遅延反射光波を移動して重ねる。 Since the object reflected light waves have a component coming reflected late as deep reflected light waves, until the desired deep reflected light waves located, superimposed by moving the delay reflected light waves. その結果、物体反射光波面と前駆参照光波面が合波重畳されて光検出器19に入射され、前記各波面を有する各画素ごとのビート信号が検出される。 As a result, the object reflecting light wave surface and the precursor reference wavefront are multiplexed superimposed enters the optical detector 19, the beat signal of each pixel having the respective wavefront is detected. ここで、遅延参照光電界Er(x,y,z)と反射物体光電界Es(x,y,z)を次式として表すことができる。 Here, it is possible to represent the delay reference light field Er (x, y, z) and the reflected object light field Es (x, y, z) as the following equation.
【0034】 [0034]
【数1】 [Number 1]
【0035】 [0035]
【数2】 [Number 2]
ここで、fは光周波数、f bは可動反射鏡15aの移動に基づくドップラー周波数、d r ,d Sはそれぞれの往復光路長、zは被測定検体9の表面からの深部距離でx,y面は深部断層面位置座標、Φ(L)は前述の同一光路で各光束が経る位相変移の総和である。 Here, f is the optical frequency, f b is the Doppler frequency based on the movement of the movable reflecting mirror 15a, d r, d S each reciprocating optical path length, z is x at depth distance from the surface of the measured sample 9, y It faces the deep area tomographic plane coordinates, Φ (L) is the sum of the phase shift go through each light beam in the same optical path described above.
【0036】 [0036]
合波光12dは、凸レンズ16により集光され、ガルバノミラー17aに焦点を結ぶ。 Multiplexed light 12d is condensed by the convex lens 16, focused on the galvanometer mirror 17a. 反射光波は発散光となるために、開口スリット18に一画素相当分の光束12eを入射するようにして、ガルバノミラー17aを適宜傾斜して深部断層面のx−y位置を走査する。 It reflected light wave to become divergent light, so as to open the slit 18 enters one pixel equivalent of the light beam 12e, by appropriately tilting the galvanometer mirror 17a for scanning the x-y position of the deep area tomographic plane. 開口スリット18からの通過光は光検出器19により2乗検波される。 Passing light from the aperture slits 18 are square-law by the photodetector 19. この時、光検出器19からの出力電気信号I(x,y,z)は次式となる。 At this time, the output electrical signal I from the photodetector 19 (x, y, z) becomes the following equation.
【0037】 [0037]
【数3】 [Number 3]
ここで、Δfは光源の周波数幅、G(f)はその周波数分布関数を表し、ここではガウス分布を仮定した。 Here, Delta] f is the frequency width of the light source 1, G (f) represents the frequency distribution function was assumed Gaussian distribution here. 〔DCterms〕は背景雑音となる直流成分を表す。 [DCterms] represents a DC component as a background noise. τ=(d r −d S )/cで前記の遅延時間を表す。 represents the τ = (d r -d S) / the delay time c. In
【0038】 [0038]
上記式(3)より、ガウス関数がビート周波数faで変調を受け、そのピークの位置が光波反射物体の座標zを表すことが分かる。 From the formula (3), the Gaussian function is being modulated at the beat frequency fa, the position of the peak is found to represent a coordinate z of the light wave reflective object. この時、前記位相項Φ(L)は電界の共役との積で相殺されて、出力に影響を及ぼさない。 In this case, the phase term [Phi (L) is offset by the product of the conjugate of the electric field, it does not affect the output. その結果、光路途中の位相擾乱は出力の変動を招かないので、光路の歪みの補償回路などを必要とせずに安定した出力信号を得ることができる。 As a result, the phase disturbance optical path so does not lead to variation in the output, it is possible to obtain a stable output signal without the need for a compensating circuit of the distortion of the optical path.
【0039】 [0039]
1画素の信号に対して、可動反射鏡15aを移動して得られる被測定検体9の奥行き信号が反射物体の深層の散乱ポテンシャルの構造情報となる。 For one pixel signal, the depth signal of the measured sample 9 obtained by moving the movable reflection mirror 15a becomes a structure information of a scattering potential of the deep layers of the reflecting object. 可動反射鏡15aを傾斜走査して画素ごとに深層の信号を得て、2次元断層像が構成される。 To give a deep signal for each pixel tilted scans the movable reflecting mirror 15a, 2-dimensional tomographic image is constructed.
【0040】 [0040]
可動反射鏡15aの制御と送り信号は制御器20aにより行い、ガルバノミラー17a の制御は制御器20bで行う。 Control the feed signal of the movable reflecting mirror 15a is performed by the controller 20a, the control of the galvanomirror 17a is performed by the control unit 20b. 光検出器19からの出力信号は、ビート周波数を選別するフィルター及び増幅器20cで信号を信号処理装置(コンピュータ)20に送り、記録蓄積し適当な画像処理を経て、多次元的に断層像を表示する。 The output signal from the photodetector 19 sends a signal through a filter and an amplifier 20c for sorting the beat frequency to the signal processor (computer) 20, via the stored appropriate image processing records, the multidimensionally tomogram indicate. 鉛直断面像を観測したい場合には、可動反射鏡15aを被測定検体9の深層の所の位置に対応させ、ガルバノミラー17aをx−y面で走査して、観測することができる。 If you want to observe a vertical cross-sectional image, a movable reflecting mirror 15a so as to correspond to the position of at deep of the measured sample 9 can be a galvanomirror 17a by scanning in the x-y plane, observed.
【0041】 [0041]
図4は本発明の他の実施例を示す偏波制御ヘテロダイン検波光反射断層像観測装置の構成図である。 Figure 4 is a block diagram of a polarization control heterodyne detection light reflected tomographic image observing apparatus according to another embodiment of the present invention. なお、上記した実施例と同じ部分には同じ符号を付してその説明は省略する。 Incidentally, the same parts as the above embodiments thereof are designated by the same reference numerals will be omitted.
【0042】 [0042]
この実施例では、低コヒーレント光源のスペクトルを制御してコヒーレント長を可変とし、z軸上の空間分解能を任意に設定する。 In this embodiment, to control the spectrum of the low coherence light source coherence length is variable, the arbitrarily set the spatial resolution of the z-axis.
【0043】 [0043]
例えば、ヨウ素ランプを光源として、波長域を0.5〜1.3μmとすると、空間分解能0.45μmを得る。 For example, iodine lamp as a light source, and the wavelength range to 0.5~1.3Myuemu, obtain spatial resolution 0.45 [mu] m. 図4に示すように、所定の帯域を透過する色ガラスや誘電体蒸着フィルター等をカラーフィルター1aに配置して実現する。 As shown in FIG. 4, realized by arranging a color glass or dielectric deposition filter or the like that transmits a predetermined bandwidth to the color filter 1a. さらに、光束の偏光特性を直線偏光として使用するために、直線偏光フィルター21aを図のように配置する。 In addition, the use of polarization characteristics of the light beam as a linearly polarized light, placing a linear polarizing filter 21a as shown in FIG.
【0044】 [0044]
したがって、物体照射光と前駆参照光波を、例えば、紙面に平行なp−偏光とする。 Accordingly, an object irradiated light wave progenitor reference light wave 7, for example, a parallel p- polarized light to the paper surface. 被測定検体9に照射された光束は、屈折率境界で後方散乱を生じると同時に、その散乱光波は深部からの散乱ほど偏光解消となり、入射直線偏光成分と同一の偏光特性を持たなくなることが知られている。 Light beam applied to the measurement sample 9, and at the same time cause backscatter in refractive index boundary, the scattered light wave becomes depolarized as scattering from deep, may no longer have the same polarization characteristics as the incident linearly polarized light component known It is.
【0045】 [0045]
それ故、深部からの後方散乱光ほどs−偏光成分が増大することと、p−偏光成分は物体表面からの不用な反射が著しいことに注目し、s−偏光成分の反物体光電界Esを検出する方法を見出した。 Therefore, a possible backscattered light as s- polarized light component from the deep is increased, p- polarized light component is noted that significant is unnecessary reflections from the object surface, s- reflection object light field Es of the polarization components We have found a method of detecting.
【0046】 [0046]
即ち、前記遅延参照光波を作る図4に示すマイケルソン干渉計101において、遅延反射用の可動反射鏡15aの直前に四分の一波長板21bを配置し、反射遅延参照光波をs−偏光成分として、s−偏光成分の反射物体光電界Esと合波して干渉信号を得るものである。 That is, in the Michelson interferometer 101 shown in FIG. 4 to make the delay reference optical wave, quarter wave plate 21b is disposed, a reflection delay reference light wave s- polarization component immediately before the movable reflecting mirror 15a of the delay reflected as is intended to obtain a reflected object light field Es and combined to interference signal s- polarization components.
【0047】 [0047]
一般に生体などの高光散乱媒質では、深部からの信号反射光波は著しく減衰するが、この方法により偏光解消した成分を遅延参照光波の偏光回転でヘテロダイン検出することにより補填できることになる。 The high light scattering medium such as a general biological, the signal reflected light waves from the deep significantly attenuated, so that can be compensated by heterodyne detection depolarization ingredients by this method in polarization rotation of the delay reference optical wave.
【0048】 [0048]
さらには、四分の一波長板21bの代わりに可変偏光移相器等を配置すると、p−偏光、s−偏光や円偏光成分を適宜案分して、被測定媒質の複屈折性を考慮するなどして最適な信号特性を得ることも出来る。 Furthermore, placing the variable polarization phase shifter or the like instead of the quarter-wave plate 21b, p-polarized light, and prorated appropriately s- polarization and circular polarization component, considering the birefringence of the measured medium It can also be obtained an optimum signal characteristics, for example, by. 図4におけるその他の動作は図1の実施例と同様であるので省略する。 Other operations in FIG. 4 will be omitted because it is similar to the embodiment of FIG.
【0049】 [0049]
次に、光検出器に2次元アレイセンサーを用いた光波反射像観測装置を図5に示す。 Next, a light wave reflected image observing apparatus using a two-dimensional array sensor in the optical detector in FIG.
【0050】 [0050]
ここでは、合波光12dを集光し、迷光を空間フィルター23で除去した後、レンズ16aで反射映像を光アレイセンサー24の面に結像して、各干渉画素をヘテロダイン検出するものである。 Here condenses the combined light 12d, after removal of the stray light in the spatial filter 23, and images the reflected image by a lens 16a on the surface of the optical array sensor 24, it is a respective interference pixel intended to heterodyne detection.
【0051】 [0051]
所望の画素数に相当する光検出素子数を備えた光アレイセンサー24は、画素毎にヘテロダイン検波して映像信号を検出する。 Light array sensor 24 having a number of light detecting elements corresponding to a desired number of pixels, detects a video signal by heterodyne detection for each pixel. 各検出器からの信号は、信号処理装置(コンピュータ)20のビート周波数のバンドパスフィルターを経てロックインアンプで増幅集積し、DC出力とし、ディスプレイに画像表示などをして、 被測定検体9内部の多次元断層像の観測を実現するものである。 Signals from each detector and amplifier integrated with the lock-in amplifier via the band-pass filter of the beat frequency of the signal processing device (computer) 20, a DC output, and the like image displayed on the display, internal measured subject 9 It realizes the observation of multi-dimensional tomographic image.
【0052】 [0052]
この実施例では、図1のガルバノミラー 17aが不要となり、即ち画素信号の検出に光走査をすることなく、瞬時に画像信号を検出することができ、高速映像化が可能となる。 In this embodiment, galvanometer mirrors 17a in FIG. 1 is not required, i.e. without optical scanning to the detection of the pixel signal, instantaneously can detect an image signal, thereby enabling high-speed imaging.
【0053】 [0053]
また、被測定の深部鉛直断面の反射像を瞬時に映像化でき、深部検出位置を可動反射鏡15aを、例えばz−軸上で10μm毎に鉛直断面映像信号を記録蓄積して、3次元断層像を任意の切り口で再生して映像化できるものである。 Further, a reflection image of the deep vertical section of the measured test body 9 instantaneously be imaged, a movable reflecting mirror 15a deep detection position, for example z- vertical plane image signal every 10μm on an axis to record accumulated, 3D tomographic image in which can be visualized by playing on any cut.
【0054】 [0054]
また、この実施例では対物レンズに相当する集光レンズ8を可動台22により、光軸方向に前後して、適宜集光点位置を可変にする機構も備え、照射光強度と反射光波強度を最適化できるという特徴も備えている。 Further, the movable table 22 to the condenser lens 8 in this embodiment, which corresponds to the objective lens, back and forth in the optical axis direction, also includes a mechanism for appropriate focal point located in the variable, it reflected light waves intensity and irradiation light wave intensity also it has characteristics that can be optimized.
【0055】 [0055]
次に、被測定検体9への光路に光バンドルファイバーをプローブとして用いた光バンドルファイバー付光反射断層像観測装置の構成例を図6に示す。 Next, a configuration example of an optical fiber bundle with light reflected tomographic image observing apparatus using an optical fiber bundle as a probe in the optical path to be measured specimen 9 in FIG.
【0056】 [0056]
これは、図1における半透明反射鏡より被測定検体9に至る光路を図6に示す光バンドルファイバー31dとする方法である。 This is a method for the optical fiber bundle 31d shown in FIG. 6 the optical path to be measured specimen 9 from the semi-transparent reflecting mirror 4 in FIG. 1.
【0057】 [0057]
また、光源からの光路にはテーパ型ファイバー31aを配置して、光の集光性を容易にしている。 Further, in the optical path from the light source 1 is disposed a tapered fiber 31a, to facilitate the condensing of the light. このテーパ型ファイバー31aからの略平行光束を凸レンズ2bで平行光束にして半透明反射鏡38で反射してプローブ用バンドルファイバー31dに入射する。 The substantially parallel light beam from the tapered fiber 31a is reflected by the semi-transparent reflecting mirror 38 into parallel light beams by the convex lens 2b is incident on the probe light fiber bundle 31d. このバンドルファイバー31dの出射端面に半透明光反射膜6bを密着して作り、前駆参照光波7を発生させる。 This light emitting face of the optical fiber bundle 31d made in close contact with the semi-transparent light-reflecting film 6b, to generate a precursor reference light wave 7. なお、39はレンズホルダーである。 Incidentally, 39 is a lens holder.
【0058】 [0058]
透過照射光は凸レンズ8aで集光し、被測定検体9に照射する。 Transmitting illumination light is condensed by the convex lens 8a, it is irradiated to the measurement sample 9. 前記前駆参照光波7と被測定検体9からの物体反射光波10とは、バンドル内の同一のファイバーを経由して、干渉計101に入射して、図1における動作により、反射断層像を得る。 The precursor reference light wave 7 and the object reflection light wave 10 from the measured sample 9, via the same fiber in the bundle, enters the interferometer 101, by the operation in FIG. 1, to obtain a reflection tomographic image.
【0059】 [0059]
このように構成することにより、長尺のファイバーであっても、前述の位相擾乱の相殺方法により、ファイバーによる擾乱とそれによる雑音を消去出来るので、高い雑音対信号比で画素信号を得ることが可能となる。 With this configuration, even fibers of elongated, the method cancellation of the aforementioned phase disturbance, since it erases the noise disturbance and by it by fibers, to obtain a pixel signal at a high noise-to-signal ratio It can become. このようなバンドルファイバーのプローブ使用により、例えば、胃カメラやファイバーカテーテルとの併用により、胃壁の写真と同時に胃壁の深層の断層像を映像化することができる。 The probes used in such an optical fiber bundle, for example, by combination with the gastroscope and fiber catheter can be imaged a tomographic image of the stomach wall deep at the same time as the stomach wall pictures.
【0060】 [0060]
次に、 測定体への光路に屈折率分布ファイバーをプローブとして用いた屈折率分布ファイバー付光反射断層像観測装置の実施例を図7に示す。 Next, FIG. 7 shows an embodiment of a refractive index distribution fiber refractive index profile fiber with light reflected tomographic image observing apparatus used as a probe in the optical path to be measured test body.
【0061】 [0061]
ここでは、光源からのバンドルファイバー31 bを通った光束を凸レンズ2bで結合し、光束を屈折率分布ファイバー31eまたテーパ型屈折率分布ファイバー31fに入射する。 Here, the light beam passing through the optical fiber bundle 31 b from the light source 1 attached a convex lens 2b, to a light beam to the refractive index distribution fiber 31e also tapered refractive index distribution fiber 31f. 入射光束は屈折率分布に応じて収束分散を周期的に繰り返し出射端に至る。 Incident light beam leads to periodically and repeatedly emitting end convergence distributed in accordance with the refractive index distribution. なお、4は半透明反射鏡である。 Incidentally, 4 is a semi-transparent mirror.
【0062】 [0062]
このファイバー長と先のレンズの結合を適宜選択すると、出射端からの光束を略平行に出来る。 Selecting the binding of the fiber length and the preceding lens properly can substantially parallel light beam from the exit end. その出射端面に部分的光反射膜6cを密着して、略平行光束から前駆参照光波を発生させる。 As in close contact partially light reflective layer 6c the outgoing end face, to generate a precursor reference optical wave from a substantially parallel light beam. 透過光は前記と同様に被測定検体9に入射し、物体反射光波10を得る。 The transmitted light is incident on the measured sample 9 in the same manner as described above to give the object reflected light waves 10.
【0063】 [0063]
前記実施例のバンドルファイバーの場合と異なり、前駆参照光波7と物体反射光波10は屈折率分布ファイバー31e内を収束発散を繰り返して伝搬するが、屈折率分布ファイバー31e内で受ける位相擾乱は、共に同一の位相擾乱を受けるため、前記原理により、両者の位相擾乱は相殺されて干渉信号が検出できる。 The unlike the optical fiber bundle of the embodiment, the precursor reference light wave 7 and the object reflection light wave 10 propagates repeatedly converging diverging gradient index fibers in 31e, the phase disturbance received by the refractive index distribution fiber within 31e is for receiving both identical phase disturbance, by the principle, both the phase disturbance can be detected interference signal is canceled out. 画素信号を検出する他の動作は、図1の実施例に基づくものであるので説明は省略する。 Another operation of detecting a pixel signal, and therefore description is based on the embodiment of FIG. 1 will be omitted.
【0064】 [0064]
次に、 測定体への光路に映像を撮像するCCDカメラ付光反射断層像観測装置の構成例を図8に示す。 Next, a configuration example of an optical path CCD camera with light reflected tomographic image observing apparatus for imaging an image on to the object to be measured test body in FIG.
【0065】 [0065]
ここでは、前駆参照光波7と物体反射光波10が干渉計l01に至る途中の光路に半透明反射鏡25を配置して、反射光波を、例えば10%ほど取り出す。 Here, the precursor reference light wave 7 and the object reflection light wave 10 is arranged a semi-transparent reflecting mirror 25 in the optical path of the way to the interferometer L01, the reflected light waves, for example, taken as 10%. その反射光波は強い前駆参照光波7を含み、 前駆参照光波7は映像ではないので、直線偏光フィルタ21cを配置して、偏光面を直交して減衰させて影響を取り除く。 The reflected light wave comprises a strong precursor reference light wave 7, since the precursor reference light wave 7 is not a video, by placing the linear polarization filter 21c, remove the effect is attenuated by orthogonal polarization plane.
【0066】 [0066]
物体反射光波10は前記したように偏光解消によって、直交した直線偏光フィルタ21cを透過する反射映像成分を有するので、結像レンズ系26によってCCD検出器27に結像される。 The object reflected light waves 10 by depolarization as described above, because it has a reflection image component transmitted orthogonal linearly polarized light filter 21c, are formed on the CCD detector 27 by the imaging lens system 26. このCCD検出器27では、被測定検体9の照射光内の顕微鏡像が対物レンズに相当する集光レンズ8と結像レンズ系26との作用で観測できる。 In the CCD detector 27, it can be observed under the action of a condenser lens 8 and the imaging lens system 26 which microscopic image in the irradiation light of the measured subject 9 corresponds to the objective lens.
【0067】 [0067]
この実施例では、断層像観測面の映像を予めこのCCD検出器27によって観測しつつ、所望の位置の断層像を観測できることに特徴がある。 In this embodiment, by observing in advance by the CCD detector 27 an image of the tomographic image observing face, it is characterized in that the method for observing tomographic images of a desired position. 図6及び図7の実施例におけるバンドルファイバーや屈折率分布ファイバーにおいても、各実施例の構成では、断層像観測面の映像が伝送でき、本実施例を組み込んだ装置も構成可能である。 In the optical fiber bundle and the refractive index distribution fiber in the embodiment of FIGS. 6 and 7, in the configuration of each embodiment, can transmit the image of the tomographic image observation surface, apparatus may be configured incorporating the present embodiment.
【0068】 [0068]
次に、 測定体への側面照射付光反射断層像観測装置の構成例を図9に示す。 Next, a configuration example of a side illumination with light reflected tomographic image observing apparatus to be measured test bodies in FIG. ここでは、光源からの光束を一旦集光し、その発散光の一部を断層像観測用照射光28aとなし、凸レンズ6を経て物体反射光波10を形成する。 Here, once condensing the light beam from the light source 1, the divergent light tomographic image observation irradiation light 28a ungated portions to form the object reflected light waves 10 through the convex lens 6.
【0069】 [0069]
他方、レンズ6の周辺部の光束28bは、コーン型の透明プラスチックより成る光導波体29に導かれ、筒状内を全反射を繰り返し導波して切り込まれた先端部より、被測定体9の表面に側面より照射される側面照射光30となる。 On the other hand, the light beam 28b of the peripheral portion of the lens 6 is guided to the optical waveguide 29 consisting of a cone-shaped transparent plastic, from the end portion was cut by repeatedly guided through total reflection cylindrical inner, measured test the side surface illumination light 30 emitted from the side surface to the surface of the body 9.
【0070】 [0070]
生体などの半透明な物質を観測する場合、正面照射より側面照射の方が表面の強い反射光波を避けて映像化できることが知られており、この実施例では強い反射光波が生じる垂直入射の照射を低減し、深層に至る映像化が高効率にできる特徴がある。 When observing the translucent material such as biological, has been known to be imaged to avoid the strong reflected light waves it is of the surface of the side illuminated from the front irradiation, irradiation of normal incidence a strong reflected light waves occurs in this embodiment reduced, has the characteristic that imaging leading to deep can do high efficiency.
【0071】 [0071]
次に、 測定体への光ファイバー導波側面照射付光反射断層像観測装置の構成例を図10に示す。 Next, FIG. 10 a configuration example of an optical fiber waveguide side irradiated with light reflected tomographic image observing apparatus to be measured test body.
【0072】 [0072]
ここでは、光源からの光束を半透明反射鏡4で分割して、図示するように反射光波を凸レンズ32で集光して円周分布型ファイバー束31cに導波して図9の構成例と同様にコーン型光導波体33に導波し、側面照射光を形成するものである。 Here, the light beam from the light source is divided by the semi-transparent reflecting mirror 4, the configuration example of FIG. 9 and guided in the circumferential distributed fiber bundle 31c condenses reflected light waves as illustrated by the convex lens 32 Similarly guided cone type optical waveguide 33, and forms a side illumination light.
【0073】 [0073]
この実施例ではCCDカメラ装置103とコーン型光導波体33を含むプローブ装置104等を一体化して観測に至便な装置とできる特徴がある。 There are features that can and convenient device to the observation by integrating probe device 104 or the like including a CCD camera device 103 and the cone-type optical waveguide 33 in this embodiment. 干渉系101への光束の導入は、光バンドルファイバー31bや屈折率分布ファイバーなどを用いて、プローブ装置104等を遠隔操作ができるように離して構成することもできる。 The introduction of the light beam to the interference system 101, by using an optical fiber bundle 31b and refractive index profile fibers, can also be configured apart a probe device 104 such as to allow remote operation.
【0074】 [0074]
次に、CCDカメラ映像用光源を別途備えた2光源方式光反射断層像観測装置の構成例を図11に示す。 Next, a configuration example of a second light source type light reflected tomographic image observing apparatus having separate light source for CCD camera image in Figure 11.
【0075】 [0075]
ここでは、CCDカメラ映像用光源36には、例えばハロゲンランプを備え、光源の熱線を除去するため色ガラスフィルター36aを配置し、光束をバンドルファイバー31dを用いてプローブ装置104に導入して、前記実施例と同様に側面照射光を形成する。 Here, the CCD camera image light source 36 is, for example, a halogen lamp, a color glass filter 36a for removing heat rays of the light source is disposed, is introduced into the probe apparatus 104 a light beam using an optical fiber bundle 31d, wherein in the same manner as in example to form a side illumination light. なお、37は凸レンズである。 In addition, 37 is a convex lens.
【0076】 [0076]
他方、低コヒーレント光源1としては、ヨウ素ランプの代りにスーパールミネッセントダイオードの低コヒーレント光を用いて、前記実施例と同様に動作して断層像を得る。 On the other hand, as the low coherent light source 1, using a low-coherent light of a super luminescent diode instead of iodine lamp, to obtain a tomographic image by operating as in the Example.
【0077】 [0077]
この実施例では、光源をそれぞれ独立に用意することで、光源のスペクトル成分を可変にして、例えば、CCDカメラ映像用光源36のスペクトル成分は昼光色となし、低コヒーレント光源1には生体などを透過しやすい赤外域のスペクトル成分を多くするなどして、高効率でそれぞれの映像化を達成できる特徴がある。 In this embodiment, by providing independently the light source, and the spectral components of the light source to the variable, for example, the spectral components of the CCD camera image for the light source 36 is daylight and without, the low coherent light source 1 transmits such as a biological such as by increasing the easily spectral components in the infrared region, there are features that can achieve their imaging with high efficiency.
【0078】 [0078]
この実施例のいれの構成においても、被測定検体が動的散乱ポテンシャル部分を含みドップラーシフト周波数となる物体反射光波を生成する場合、前記鉛直断面分布を有する合波干渉光の光検出器から出力されるそのドップラーシフトビート成分を電気的フィルターを通過して検出して複数の各空間画素成分信号を合成することにより、前記動的散乱ポテンシャルからの散乱光波の振幅情報を抽出し、前記ドップラーシフトビート成分周波数より動的散乱ポテンシャルの移動速度及び方向を前記鉛直断面像と奥行き反射像の3次元画素ごとに計算し表示するコンピュータを具備し、例えば生体深部の血流分布などの動的構造を可視化できるようにしたことを特徴とする光波反射断層像観測装置が構成できる。 Even have not Re configuration of this embodiment, when generating an object reflected light waves to be measured subject is a Doppler shift frequency include dynamic scattering potential portion, the photodetector of the multiplexed coherent light having the vertical sectional distribution the Doppler shift beat component output detected through the electrical filter from the by combining a plurality of respective spatial pixel component signal, extracts the amplitude information of the scattered light waves from the dynamic scattering potential, the with a computer that Doppler shift beat to calculate the moving speed and direction of the dynamic scattering potential than component frequency for each three-dimensional pixel in the vertical cross-sectional image and depth reflection image display, dynamic such as blood flow distribution of the living deep structure can be constructed light waves reflected tomographic image observing apparatus, characterized in that to be able to visualize the.
【0079】 [0079]
前記各実施例で示した各構成を本発明の趣旨を違えることなく、適宜組み合わせを変化させても本発明の範囲内にあることは明らかである。 Wherein without made different from the spirit of the present invention the respective components shown in each embodiment, it is apparent that within the scope of the present invention by changing the appropriate combination.
【0080】 [0080]
また、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き種々の変形や単独使用も可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 Further, the present invention is not limited to the above embodiments, various modifications and alone on the basis of the spirit of the present invention are possible and are not excluded from the scope of the present invention.
【0081】 [0081]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上、詳細に説明した様に、本発明は、低コヒーレント光源からの光波を略平行光束としその断面分布の波面を保持して被検体直前にて2分割し一方を照射光波とし、この照射光波による物体深部からの回折散乱光による鉛直断面像を有する物体反射光波を得て、他方をこの物体反射光波に対し相対的に前駆する参照光波となす手段と、この前駆参照光波とこの物体反射光波とが光検出器に至る長光路の擾乱や分散による位相変化を受けることに際し相互に共役な波面との後述の合成干渉検出法により前記位相変化を相殺できる同一光路と、前記前駆参照光波を連続的に遅延し前記物体反射光波と前記分割波面に対応して時空間コヒーレント長以内で合波干渉する手段と、前記前駆参照光波と前記物体反射光波間に相対的周波数シフトを Above, as has been described in detail, the present invention is a substantially parallel beam light waves from the low coherent light source, divided into two by the subject immediately before holding the wavefront of the sectional distribution, one to the irradiation light waves, this obtaining an object reflected light waves having a vertical cross-sectional image due to diffraction scattered light from the object deep by irradiation light waves, and means for forming a reference optical wave relatively precursor to the object reflected light waves of the other, this object and this precursor reference light wave the same optical path and reflecting light waves can cancel out the phase shift by combining the interference detection method will be described later mutually conjugate wavefront upon to undergo a phase change due to disturbances or dispersion of the long optical path to the light detector, wherein the precursor reference lightwaves and continuously delayed the object reflected light waves and the divided wavefronts combining interfere means within the coherence length between corresponding space-time, and the relative frequency shift between the precursor reference light wave and the object reflection light wave える手段と、この物体反射光波が鉛直断面像を形成するためにその画素相当の部分波に対し、この合波干渉光の画素を走査抽出する手段と、この抽出光を光電変換することにより、この周波数シフトに相当するヘテロダインビート周波数を検出する手段と、このビート信号とこの遅延手段により前記鉛直断面分布像の各画素に対し物体奥行きの反射断層像の構成要素となる振幅と位置情報を得て画素信号とする手段とを具備して光波反射断層像を観測できる。 Means for obtaining, partial waves of the pixel corresponding to the object reflecting light waves to form a vertical cross-sectional image with respect to the means for scanning extracting pixels of the combined interference light by photoelectric conversion of the extracted light, the resulting means for detecting a heterodyne beat frequency, the amplitude and location information comprising the beat signal and the component of the reflected tomographic image of an object depth for each pixel of the vertical cross-sectional distribution image by the delay means corresponding to the frequency shift can be observed lightwave reflected tomographic image and means for the pixel signal Te.
【0082】 [0082]
また、光源からの光束を直線偏光とし、前記前駆参照光波は同一直線偏光成分とし、前記物体反射光波は物体表面近傍からの反射成分は該直線偏光成分が多く、他方物体深部に至るほど高光散乱媒体である生体などにおいては偏光解消したこの直線偏光に直交する成分が多くなるため 、前記合波干渉光に対し、この直線偏光に直交する成分を多く透過させ、この直線偏光成分の前駆参照光波と物体表面からの物体反射光波成分とを少なく透過させるように所定の偏光角にて偏光板を配置し、物体表面の強い反射光波を低減させ物体深部の弱い反射情報を捕捉できる手段とを具備して光波反射断層像を観測できる。 Further, the light beam from the light source is linearly polarized light, the precursor reference light wave and collinear polarization component, the object reflecting light wave, reflected components from the vicinity object surface much the linearly polarized light component, high light enough leading to the other object deep since the components perpendicular to the linearly polarized light depolarized increases in such biological is the scattering medium, the relative combined interference light, is often transmitted through the component perpendicular to the linearly polarized light, the precursor reference to this linear polarization component place the polarizing plate at a predetermined polarization angle so as to reduce transmission of the object reflecting light wave components from the light wave and the object surface, and means capable of capturing a weak reflection information of the object deep reduce strong reflected light waves of the object surface can be observed lightwave reflected tomographic image provided.
【0083】 [0083]
さらには、被測定検体が動的散乱ポテンシャル部分を含みドップラーシフト周波数となる物体反射光波を生成するにおいて、前記鉛直断面分布を有する合波干渉光の光検出手段から出力される該ドップラーシフトビート成分を検出して複数の各空間分割成分信号を合成することにより、前記動的散乱ポテンシャルからの散乱光波の振幅情報を検出する手段と、前記ドップラーシフトビート成分周波数より動的散乱ポテンシャルの移動速度および方向を前記鉛直断面像と奥行き反射像の3次元画素ごとに計算し表示する手段とを具備して生体深部の動的構造なども可視化できるようにした光波反射断層像観測装置である。 Further, in generating the object reflecting light waves to be measured subject is a Doppler shift frequency include dynamic scattering potential portion, the Doppler shift beat component output from the light detection means of the multiplexed coherent light having the vertical sectional distribution by combining the space division component signals a plurality of detecting and means for detecting amplitude information of the scattered light waves from the dynamic scattering potential, the moving speed of the dynamic scattering potential than the Doppler shift beat component frequency and It comprises a means for calculating and displaying a direction for each three-dimensional pixel in the vertical cross-sectional image and depth reflection image well as a dynamic structure of biological deep a light wave reflected tomographic image observing apparatus that can be visualized.
【0084】 [0084]
また、高速化を図るために、被測定検体の所望の領域に渡り深部情報を検知し、各画素毎の各再生信号を記録蓄積し、信号処理を施し多次元深部断層像として表示するコンピュータと表示器とを具備し光波散乱断層像観測装置を構成することができる。 Further, in order to speed, the computer detects the deep information over a desired region of the measured sample, each reproduction signal for each pixel record storage, displayed as a multi-dimensional deep area tomographic image subjected to signal processing it can be configured to and a display scatterometry tomographic image observing apparatus.
【0085】 [0085]
以上のように、本発明によれば、生体を構成する細胞や組織などの散乱ポテンシャルからの回散乱反射光波をも捕捉し空間コヒーレンスを考慮した合波干渉信号を利用して、広ダイナミックレンジでさらに高SNで反射信号を走査抽出して、生体などの深部断層の静的あるいは動的構造を検知し多次元画像化して形態学的情報や血流分布などの医療情報や半導体をはじめとする諸材料の組織学的情報などを非侵襲、非破壊的に顕微鏡レベルの高空間分解能で観測可能とし、新規な光波反射像観測装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, by using a combined interference signal in consideration of the captured spatial coherence also diffraction scattering reflected light waves from the scattering potential of such cells and tissues that make up the living body, wide dynamic range in further scans extracting a reflected signal at a high SN, O started medical information and semiconductors such as static or dynamic structure of the deep area tomographic detected by multi-dimensional imaging morphological information and blood flow distribution of such biological histological information such as a non-invasive various materials, non-destructively and observable in a high spatial resolution of the microscope level, it is possible to provide a novel light waves reflected image observing device.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の実施例を示す遅延参照光ヘテロダイン検波光反射断層像観測装置の構成図である。 1 is a configuration diagram of a delay reference beam heterodyne detection light reflected tomographic image observing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】本原理による物体反射光波面と前駆参照光波面の形成法を示す説明図であり、図2(1)は物体照射光が凸レンズによる収束光の場合、図2(2)は略平行光の場合である。 [Figure 2] is an explanatory view showing a forming method of the object reflecting light wave surface and the precursor reference wavefront by the present principles, if FIG. 2 (1) of the object irradiation light is convergent light by a convex lens, FIG. 2 (2) is substantially it is the case of parallel light.
【図3】前駆参照光波を遅延させて物体反射光波と合波してヘテロダイン干渉ビート信号により物体反射信号を検出する方法と位相擾乱Φ(L)を相殺する方法の説明図である。 3 is an explanatory diagram of a method for canceling the precursor reference delays the lightwave object reflected light waves and multiplexed manner as the phase disturbance to detect an object reflecting signal by heterodyne interference beat signal Φ (L).
【図4】本発明の他の実施例を示す偏波制御ヘテロダイン検波光反射断層像煽測装置の構成図である。 Is a block diagram of a polarization control heterodyne detection light reflected tomographic image Aohaka system according to still another embodiment of the present invention; FIG.
【図5】光検出器に2次元アレイセンサーを用いた光波反射像観測装置の実施例図である。 Figure 5 is an example diagram of a light wave reflected image observing apparatus using a two-dimensional array sensor to the photodetector.
【図6】光バンドルファイバーをプローブとして用いた光ンドルファイバー付光反射断層像観測装置の構成図である。 6 is a configuration diagram of a light reflected tomographic image observing apparatus with an optical bar down dollar fiber using an optical fiber bundle as a probe.
【図7】屈折率分布ファイバーをプローブとして用いた屈折率分布ファイバー付光反射断層像観測装置の構成図である。 7 is a refractive index distribution fiber configuration diagram of refractive index profile fiber with light reflected tomographic image observing apparatus using as a probe.
【図8】 測定体への光路に映像を撮像するCCDカメラ付光反射断層像観測装置の構成図である。 8 is a configuration diagram of a light reflected with a CCD camera tomographic image observing apparatus for imaging an image on an optical path to be measured test body.
【図9】 測定体への側面照射付光反射断層像観測装置の構成図である。 9 is a configuration diagram of a side illumination with light reflected tomographic image observing apparatus to be measured test body.
【図10】 測定体への光ファイバー導波側面照射付光反射断層像観測装置の構成図である。 10 is a configuration diagram of an optical fiber waveguide side irradiated with light reflected tomographic image observing apparatus to be measured test body.
【図11】CCDカメラ映像用光源を別途備えた2光源方式光反射断層像観測装置の構成図である。 11 is a configuration diagram of a provided separately light source CCD camera video 2 source type light reflected tomographic image observing apparatus.
【図12】従来の光波反射像測定装置の構成図である。 12 is a configuration diagram of a conventional light wave reflected image analyzer.
【図13】図12の原理に基づく構成光路に光ファイバーを配置して、外部振動対策や取り扱いを簡便化した構成図である。 [13] In an optical fiber disposed in the optical path of the configuration based on the principle of FIG. 12 is a configuration diagram that simplify external vibration measures and handling.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1 低コヒーレント光源1a カラーフィルター2 コンデンサレンズ系2b,6,8a,11,16,32,37 凸レンズ3 収束光4,13,25,38 半透明反射鏡5,23 空間フィルター6a 平面半透明反射鏡6b 半透明光反射膜6c 部分的光反射膜7 前駆参照光波8 対物レンズ9 被測定検体9a 散乱ポテンシャル9b 断面分布10 物体反射光波12a 平行光束12b,12c 往復光12d 合波光12e 光束14 反射鏡15a 可動反射鏡15b 可動反射鏡制御台16a レンズ17a カルバノミラー17b ガルバノミラー制御台18 開口スリット19 光検出器20 信号処理装置(コンピュータ) 1 low coherent light source 1a color filter 2 condenser lens system 2b, 6,8a, 11,16,32,37 convex 3 convergent light 4,13,25,38 translucent reflection mirror 5 and 23 spatial filter 6a planar translucent reflection mirror 6b semitransparent light-reflecting film 6c partially light reflective film 7 progenitor reference light wave 8 objective lens 9 to be measured subject 9a scattering potential 9b sectional distribution 10 object reflected light waves 12a parallel beam 12b, 12c reciprocating beam 12d multiplexed light 12e beam 14 reflector 15a movable reflecting mirror 15b movable reflecting mirror control table 16a lenses 17a galvanomirror 17b galvanometer mirror control table 18 opening slit 19 photodetector 20 signal processing device (computer)
20a,20b 制御器20c フィルター及び増幅器21a,21c 直線偏光フィルター21b 四分の一波長板22 可動台24 光アレイセンサー26 結像レンズ系27 CCD検出器(CCDカメラ) 20a, 20b controller 20c filters and amplifiers 21a, 21c linear polarizing filter 21b quarter-wave plate 22 movable platform 24 light array sensor 26 imaging lens system 27 CCD detector (CCD camera)
28a 断層像観測用照射光28b 周辺部の光束29 光導波体30 側面照射光31a テーパ型ファイバー31b,31d バンドルファイバー31c 円周分布型ファイバー束31e 屈折率分布ファイバー31f テーパ型屈折率分布ファイバー33 コーン型光導波体36 CCDカメラ映像用光源36a 色ガラスフィルター39 レンズホルダー101 干渉計103 CCDカメラ装置104 プローブ装置 28a tomographic image of the observation illumination light 28b periphery light beam 29 optical waveguide 30 side irradiation light 31a tapered fiber 31b, 31d light fiber bundle 31c circumferentially distributed fiber bundle 31e refractive index distribution fiber 31f taper type gradient index fibers 33 cone-type optical waveguide 36 CCD camera images for the light source 36a colored glass filter 39 lens holder 101 interferometer 103 CCD camera 104 probe device

Claims (17)

  1. (a)低コヒーレント光源からの光波を略平行光束としその断面分布の波面を保持して被検体直前にて2分割し一方を照射光波とし、他方を前記照射光波に対し相対的に前駆する参照光波とする手段と、 (A) a substantially parallel beam of light waves from the low coherent light source, holds the wavefront of the sectional distribution divided into two by the subject immediately before the one and the irradiation light waves, relative the other to the irradiation light wave It means for a reference optical waves precursor,
    (b)前記照射光波による物体深部からの鉛直断面像を有する物体反射光波を得る手段と、 (B) means for obtaining an object reflected light waves having a vertical cross-sectional image from an object deep by the irradiation light wave,
    )前記前駆する参照光波と前記物体反射光波とが光検出器に至る長光路の擾乱や分散による位相変化を受けるに際し相互に共役な波面との合成干渉検出法により該位相変化を相殺できる同一光路と、 (C) the Upon precursor reference light wave and said object reflected light waves undergoes a phase change due to disturbances or dispersion of the long optical path to the light detector, offsetting the phase change by combining interference detection methods and mutually conjugate wavefront the same optical path as possible,
    )前記前駆する参照光波を連続的に遅延し、前記前駆する参照光波と前記物体反射光波間に相対的周波数シフトを与える手段と、 ; (D) a reference optical wave precursor to delayed continuously, and means for providing relative frequency shift between the reference light wave and the object reflection light wave said precursor,
    (e)前記物体反射光波と前記相互に共役な波面に対応して合波干渉する手段と、 (E) a multiplexing interfering means in response to the object reflecting light wave and the mutually conjugate wavefront,
    )前記物体反射光波が鉛直断面像を形成するためにその画素相当の部分波に対し、合波干渉光の一部を走査抽出する手段と、 (F) the relative partial waves of the pixel corresponding to the object reflecting light waves to form a vertical cross-sectional image, means for extracting the scanning part of the combined interference light,
    )該抽出された光を光電変換することにより周波数シフトに相当するヘテロダインビート周波数を検出する手段と、 Means for detecting a heterodyne beat frequency corresponding to the frequency shift by converting (g) said extracted photoelectrically,
    )ビート信号と遅延手段とにより鉛直断面分布像の各画素に対し物体奥行きの反射断層像の構成要素となる振幅と位置情報を得て深部方向画素信号とする手段と、 Means for the deep direction pixel signal (h) the beat signal and the delay means and by obtaining the amplitude and location information is a component of the reflected tomographic image of an object depth for each pixel in the vertical cross section distribution image,
    を具備することを特徴とする光波反射断層像観測装置。 Lightwave reflected tomographic image observing apparatus, characterized by comprising.
  2. 請求項1記載の光波反射断層像観測装置において、前記低コヒーレント光源からの光波を略平行な照射光波とする凸レンズ系を配置し、略平行な光束を被検体に近接して配置した平面半透過反射鏡にて反射し前記前駆参照光波を生成し、 前記平面半透過反射鏡の透過光を対物レンズにて集光して照射光とし、物体深部の所定位置の散乱ポテンシャルに基づく反射光波を前記対物レンズで光軸に垂直な断面分布像で捕捉し略平行光束な物体反射光波とし、 該物体反射光波と前記前駆参照光波と同軸光路を伝搬せしめる半透明反射鏡、レンズ系、干渉計及びビーム走査系を介して前記光検出器に到る前記同一光路を形成し、前記前駆参照光波に周波数シフトを与えるとともに、連続遅延させ前記物体反射光波と合波干渉させる遅延用可動反射 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 1, wherein arranged convex lens system shall be the substantially parallel illumination light waves light waves from the low coherent light source, and the substantially parallel light flux is arranged in proximity to the object plane reflected by the semi-transmissive reflector to generate the precursor reference light wave, the light transmitted through the planar semitransparent reflector is focused by the illumination light by an objective lens, reflected light waves based on the scattering potential of a predetermined position of the object deep wherein substantially a parallel beam object reflected light waves to capture a vertical sectional distribution image to the optical axis at the objective lens, the semitransparent reflecting mirror that the said precursor reference light wave and said object reflected light waves allowed propagating a coaxial optical path, the lens system , interferometer and through the beam scanning system to form the same optical path leading to the photodetector, the progenitor reference light wave with giving a frequency shift, the object reflected light waves and coupling wave interference causes delays movable to successive delays reflection を有するマイケルソン干渉計を配置し、前記合波された略平行光波から部分干渉波を抽出する抽出部に集光レンズ系とガルバノミラー及び画素面積を決める開口を配置し、前記断面分布像の全面に亘り前記抽出部を走査し、該断面分布の走査により鉛直断面像の画素毎に、前記参照光波を基準に前記散乱ポテンシャルの位置情報を前記遅延用可動反射鏡の走査距離より換算し、前記抽出された部分干渉波を光電変換する前記光検出と、該検出から出力されるヘテロダインビート成分を検出して前記の深部散乱ポテンシャルからの反射光波の振幅情報と前記反射位置情報を得て断層像の画素信号を形成することを特徴とする光波反射断層像観測装置。 Place a Michelson interferometer having the place which have been multiplexed substantially determine the condenser lens system and the galvanometer mirror and the pixel area extracting unit that extracts a partial interference from parallel light wave opening, the cross-sectional distribution image scanning the extractor over the entire surface, for each pixel of the vertical cross section image by scanning of the cross section profile, the location information of the scattering potential converted from scanning distance of the delay movable reflector relative to the reference light wave, and said photodetector for photoelectrically converting portion interference waves the extracted, the reflection position information and amplitude information of the reflected light waves from the deep scattering potential by detecting a heterodyne beat component output from the photodetector the resulting light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim and Turkey to form a pixel signal of the tomographic image.
  3. 請求項2記載の光波反射断層像観測装置において、前記各散乱ポテンシャルからの散乱光波の振幅と散乱位置情報の前記画素信号を記録蓄積し、多次元の断層像を演算処理後表示する手段とを具備することを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 2, wherein the above recording accumulates pixel signals of the amplitude and the scattering location information of the scattering light waves from each scattering potential, and means for displaying after processing a tomographic image of the multidimensional lightwave reflected tomographic image observing apparatus, characterized by comprising.
  4. 請求項2記載の光波反射断層像観測装置において、前記凸レンズの1つの前焦点を通過する物体反射光波を選択的に補足する空間フィルターを具備したことを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 2, light waves reflected tomographic image observing apparatus, characterized by comprising a spatial filter that selectively complement the object reflected light waves pass through one of the front focal point of said convex lens.
  5. 請求項2記載の光波反射断層像観測装置において、前記低コヒーレント光源のスペクトルをカラーフィルターを配置し変化させ、それにより時間域のコヒーレント長を変えて前記物体反射光波による反射分布像の距離分解能を制御するようにしたことを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 2, the distance of the spectra of the low coherent light source is arranged a color filter changes, reflecting distribution image according to pre-SL was member reflected light waves by changing thereby the coherence length of the time domain lightwave reflected tomographic image observing apparatus, characterized in that so as to control the resolution.
  6. 請求項2記載の光波反射断層像観測装置において、 前記低コヒーレント光源からの光束を直線偏光とし、前記前駆参照光波は同一直線偏光成分とし、前記物体反射光波は物体表面近傍からの反射成分は前記直線偏光成分が多く、他方物体深部に至るほど高光散乱媒体である生体などにおいては偏光解消した直線偏光に直交する成分が多くなるにつれて前記合波干渉光に対し、該直線偏光に直交する成分を多く透過させ、該直線偏光成分の前駆参照光波と被検体表面からの物体反射光波成分とを少なく透過させるように所定の偏光角にて偏光板を配置し、物体表面の強い反射光波を低減させ物体深部の弱い反射情報を捕捉できることを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 2, wherein the light beam from a low coherence light source into linearly polarized light, the precursor reference light wave and collinear polarization component, the object reflecting light waves are reflected component from the vicinity of the object surface the many linearly polarized light component, relative to the combined interference light as components perpendicular to the linearly polarized light depolarized increases in such biological is a high light scattering medium as leading to the other object deep, the components perpendicular to the linearly polarized light many is transmitted, placing the polarizing plate at a predetermined polarization angle so as to reduce transmission of the object reflecting light wave components from the precursor reference light wave and the test surface of the linearly polarized light component, reducing the strong reflected light waves of the object surface lightwave reflected tomographic image observing apparatus, characterized in that it captures a weak reflection information of the object deep to.
  7. 請求項2記載の光波反射断層像観測装置において、合波干渉光の光検出器として 、光アレイ検出を配置し、各素子ごとにヘテロダインビート信号を独立に検出するようにしたことを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 2, as the photodetector of the combined interference light, and characterized in that the optical array detector positioned and adapted to detect a heterodyne beat signal independently for each element lightwave reflected tomographic image observing apparatus.
  8. 請求項2記載の光波反射断層像観測装置において、光源からの光束に対しテーパー型導波路を配置して光束を集光すると共に略平行光束を形成し、さらに前記同一光路に光画像伝送導波路を配置して、該光画像伝送導波路の出射端面に設けた半透過反射鏡にて前記前駆参照光波を生成させ、他方部分透過光を物体照射光波とし物体反射光波を捕捉し、前記前駆参考光波と前記物体反射光波が共に光画像伝送導波路の長光路を伝搬しても同一位相変化を経験するために合波干渉において相殺可能にし、前記反射断層像を構成するようにしたことを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 2, a light beam to form a substantially parallel light beam while converging the light to the light beam from the light source by disposing a tapered waveguide, the optical image transmitted before Symbol same optical path to further a waveguide arranged, to generate the precursor reference light wave at the semi-transmissive reflecting mirror provided on the outgoing end face of the optical image transmission waveguide, the other partial transmission light to capture the object reflected light waves to the object illumination light wave, the said object reflected light waves with the precursor reference lightwaves permit canceled in multiplexing interference to experience the same phase change propagates through the long optical path of the optical image transmission waveguide together and to constitute the reflection tomographic image lightwave reflected tomographic image observing apparatus according to claim.
  9. 請求項8記載の光波反射断層像観測装置において、前記光画像伝送導波路に、前記前駆参照光波と照射光波を形成する半透明反射を光照射端面に施した光ファイバー束を具備するようにしたことを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 8, in the optical image transmission waveguide, so as to include a fiber optic bundle the translucent light-reflecting film was subjected to light irradiation end surface forming the irradiated light wave and the precursor reference lightwaves lightwave reflected tomographic image observing apparatus, characterized in that the.
  10. 請求項8記載の光波反射断層像観測装置において、前記光画像伝送導波路に、前記前駆参照光波と照射光波を形成する部分光反射膜を光照射端面に施した屈折率分布光ファイバーを配置するようにしたことを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 8, in the optical image transmission waveguide, to place the refractive index distribution optical fiber the partial light reflection film was subjected to light irradiation end surface forming the irradiated light wave and the precursor reference lightwaves lightwave reflected tomographic image observing apparatus, characterized in that the.
  11. 請求項2記載の光波反射断層像観測装置において、前記干渉計にいたる光路途中に半透明反射鏡を配置して前記物体反射光波の一部を取り出し、偏光板を配置し前記前駆参照光波を低減し、さらに結像レンズ系を配置して撮像装置に物体反射像を結像させて観測可能にし、前記反射断層像の切断面位置を同時に観測できるようにしたことを特徴とする光波反射断層像観測装置。 Reduction in lightwave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 2, wherein the optical path leading to the interferometer by placing a semi-transparent reflecting mirror take out a portion of the object reflecting light wave, the precursor reference lightwaves to place the polarizer and allows observation by imaging an object reflected image on the imaging device further disposed an imaging lens system, the light wave reflected tomographic image, characterized in that to be able to observe the cutting surface position of the reflected tomographic image at the same time observation apparatus.
  12. 請求項2記載の光波反射断層像観測装置において、被検体深部における焦点位置を移動できるように物体照射光の収束用凸レンズを光軸方向に移動可能に構成し、同時に前記焦点位置にて合波干渉信号を検出できるように前記遅延用可動反射鏡を平行移動可能に構成することを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 2, the converging lens of the object illumination beam so that it can move the focal position in the subject body deep and movable in the optical axis direction, before Symbol focal position at the same time It is configured to be movable parallel to the delay movable reflector so as to detect the combined interference signal Te lightwave reflected tomographic image observing apparatus according to claim.
  13. 請求項2記載の光波反射断層像観測装置において、光源からの光束を拡散ビームとし、その一部は前記前駆参照光波と物体反射光波用とし、その他の一部はコーン状中空透明体より成る物体照明ヘッドを配置して導波させ、請求項11記載の反射像観測用照明光を形成することを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 2, the light beam from the light source and a diffusion beam, some of the for the precursor reference light wave and the object reflected light waves, some other consisting conical hollow transparent body object place the lighting head is guided optical wave reflected tomographic image observing apparatus, and forming a reflection image observation illumination light according to claim 11, wherein.
  14. 請求項2記載の光波反射断層像観測装置において、光源からの光束に対し前記光画像導波路を配置して光束分割用半透明反射鏡に導入し、透過光は前記前駆参照光波と物体反射光波用とし、他方反射光波はレンズを介して円周配置出射端を有する光ファイバー束を導波させ、該出射端に密接したコーン状中空透明体より成る物体照明ヘッドを配置して請求項11記載の反射像観測用照明光を形成することを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 2, and introduced into the optical beam splitting translucent reflection mirror to the light beam from the light source by disposing the optical image guide, the transmitted light the precursor reference light wave and the object reflection light wave and use, the other reflected light waves with an optical fiber bundle having a circumferential arrangement exit end through the lens is guided, according to claim 11, wherein by placing a close contact with the object illuminating head consisting of a cone-shaped hollow transparent body to the exit end lightwave reflected tomographic image observing apparatus, and forming a reflection image observation illumination light.
  15. 請求項14記載の光波反射断層像観測装置において、前記光画像導波路より先の構成要素と撮像装置部を一体構造の可搬型とし、前記前駆参照光波と物体反射光波用の屈折率分布光ファイバーを配置し合波干渉計へと導波するようにしたことを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 14, wherein the optical image guide from the portable integrated structure ahead of the components and the imaging device section, the refractive index distribution fiber for the precursor reference light wave and the object reflection light wave arranged and light wave reflected tomographic image observing apparatus, characterized in that as guided to combining interferometer.
  16. 請求項14記載の光波反射断層像観測装置において、前記反射像観測用照明光の光源を別途昼光光源を配置し、前記光ファイバー束に導波し照明光を形成し、反射断層像観測用は前記光源を配置して、 独立した光源を具備するようにしたことを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 14, wherein disposed separately daylight color light source of the light source of the reflected image observation illumination light, the optical fiber bundle waveguide to form an illumination light, for observation reflected tomographic image It said light source and arranged, separate light wave reflected tomographic image observing apparatus, characterized in that so as to include a light source.
  17. 請求項2記載の光波反射断層像観測装置において、被体が動的散乱ポテンシャル部分を含みドップラーシフト周波数となる物体反射光波を生成する際に 、前記鉛直断面分布を有する合波干渉光の光検出から出力される前記ドップラーシフトビート成分を検出して複数の各空間分割成分信号を合成することにより、前記動的散乱ポテンシャルからの散乱光波の振幅情報を検出する手段と、前記ドップラーシフトビート成分周波数より動的散乱ポテンシャルの移動速度及び方向を前記鉛直断面像と奥行き反射像の3次元画素ごとに計算し表示する手段とを具備し生体深部の動的構造を可視化できるようにしたことを特徴とする光波反射断層像観測装置。 In the light wave reflected tomographic image observing apparatus according to claim 2, wherein, when generating the object reflection light wave test body is the Doppler shift frequency include dynamic scattering potential portion, the light of the combined interference light having the vertical sectional distribution by combining a plurality of the space dividing component signal by detecting the Doppler shift beat component output from the detector means for detecting amplitude information of the scattered light waves from the dynamic scattering potential, the Doppler shift beat that the moving speed and direction of the dynamic scattering potential than component frequency and dynamic structure comprises to biological deep and means for displaying calculated for each three-dimensional pixel in the vertical cross-sectional image and depth reflection image to be visualized lightwave reflected tomographic image observing apparatus according to claim.
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