JP5544036B2 - 光断層画像化装置の較正用治具 - Google Patents
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Description
光プローブを備え、光プローブを着脱自在に光学的に接続させる装着部を有し、時間的に光周波数を掃引する周波数掃引型レーザ光源よりレーザ光を射出し、レーザ光を参照光と測定光に分割し、測定光を装着部の射出部から射出し、光プローブに導波させて測定対象に照射し、測定対象からの反射光を光プローブに導波させて参照光と合波し、反射光と参照光とが合波したときの干渉光を干渉信号として検出し、この干渉信号を用いて測定対象の断層画像を取得する光断層画像化装置の較正に使用される較正用治具であって、
装着部に着脱自在に装着可能な保持部材と、
保持部材に保持され、参照光と測定光とについてレーザ光が分割されてから合波されるまでの光路長が等しくなる測定光の反射面の位置を中心として、レーザ光のコヒーレント長分の領域内に配された単一反射面とを備えることを特徴とするもの、或いは
光プローブを備え、光プローブを着脱自在に光学的に接続させる装着部を有し、広い発光波長帯域を有する低コヒーレント光を参照光と測定光に分割し、測定光を装着部の射出部から射出し、光プローブに導波させて測定対象に照射し、測定対象からの反射光を光プローブに導波させて参照光と合波し、反射光と参照光とが合波したときの干渉光を、周波数毎に空間的に分散して空間的に配列した複数の受光素子にて干渉信号として検出し、この干渉信号を用いて測定対象の断層画像を取得する光断層画像化装置の較正に使用される較正用治具であって、
装着部に着脱自在に装着可能な保持部材と、
保持部材に保持され、複数の受光素子のうち1の受光素子に入射する前記低コヒーレント光の波長幅により決定される測定可能領域の領域内に配された単一反射面とを備えることを特徴とするものである。
上記に記載の較正用治具とレーザ光とを用いて検出され、かつ時間の間隔が一定な時間軸で表された干渉信号を、波数の間隔が一定な波数軸へと変換する際に使用される、波数と時間との関係を表す較正用変換テーブルの作成方法であって、
時間軸で表された干渉信号の中から、波数軸で表された干渉信号において等間隔となる点群を抽出し、
点群の各点に対応する時間の値を求め、
較正用変換テーブルの波数軸上で点群が等間隔になると共に、上記時間の値に基づいて、点群を較正用変換テーブル上にプロットし、
プロットされた点群の間を補間することを特徴とするものである。
上記に記載の較正用治具と低コヒーレント光とを用いて検出され、かつ変位の間隔が一定な変位軸で表された干渉信号を、波数の間隔が一定な波数軸へと変換する際に使用される、波数と変位との関係を表す較正用変換テーブルの作成方法であって、
変位軸で表された干渉信号の中から、波数軸で表された干渉信号において等間隔となる点群を抽出し、
点群の各点に対応する変位の値を求め、
較正用変換テーブルの波数軸上で点群が等間隔になると共に、上記変位の値に基づいて、点群を較正用変換テーブル上にプロットし、
プロットされた点群の間を補間することを特徴とするものである。
<第1の実施形態>
まず、本発明による較正用治具を使用して較正される光断層画像化装置および光プローブについて説明する。図1は、光断層画像化装置と光プローブの概略構成図である。この光断層画像化装置100は、一例として測定対象の断層画像をSS−OCT計測により取得するものとして説明する。
本実施形態による較正用治具1では、反射部材3が、保持部材2に直接的または間接的に保持され、中心部101aから射出された測定光L1を反射させる反射面3aを有するものであって、かつゼロパスを中心としてレーザ光Lのコヒーレント長W分の領域X内に配された単一反射面を成すものである。したがって、本実施形態による較正用治具1を用いて光断層画像化装置の較正を行うことにより、作業者が、光断層画像化装置100の装着部101に較正用治具1を装着するだけで、射出部101から射出された測定光L1を反射面3aが射出部101に反射することが可能となる。さらに、保持部材2内に他の部材(例えば後述する光減衰部材4)が存在する場合であっても、フーリエ変換後の干渉信号に複数のスペクトルピークが表れる(図9A)ことなく、単一のスペクトルピークを得ることができる(図9B)。したがって、複数のスペクトルピークから対象とするピークを切り出す自由度の高い工程を行う必要がなく、容易にかつ再現性よく光断層画像化装置の較正を実施することが可能となる。
較正用治具1の第2の実施形態について説明する。本実施形態における較正用治具1は、図6Aおよび図6Bに示すように、ゼロパスを中心としたコヒーレント長分の領域の外に光減衰部材4を備えるものである。前述のとおり、測定光L1の光量は、一例として9.9mWであるが、実際の測定においては、反射光L3は、測定光L1に対して十分に減衰されたものである。具体的に、干渉光検出手段140は、前述の光量を有する測定光L1を測定対象Sbに照射した場合の反射光L3の光量は、一例として1μW〜100μWの範囲であるとして、干渉光検出手段140の光量検出範囲が設定されている。したがって、反射面3aの反射率が高い場合に、較正用治具1が光減衰部材4を備えることにより、反射面3aからの反射光L3の光量を、干渉光検出手段140の光量検出範囲まで減衰させることが可能となる。本実施形態において、図6Aおよび図6Bに示すように、光減衰部材としてNDフィルタ4を中心部101aと反射面3aとの間に挿入するものとして説明するが、これに限定されるものではい。例えば、反射面3aの表面に凹凸を形成し、反射面3aの反射率を低下させることにより、反射光L3を減衰させることも可能である。すなわち、反射面3aが光減衰部材4を兼ねることも可能である。なお、第2の実施形態の他の構成は、第1の実施形態と同じであり、その説明は省略する。
次に、図4Aに示される較正用治具1の第1の実施形態を使用した場合の較正について説明する。作業者は、図1に示す光断層画像化装置100の光コネクタ101に装着された光プローブ200を取り外し、較正用治具1の光コネクタ2aを光コネクタ101に嵌合させることにより、光ファイバFB2と光ファイバ2bとを光学的に接続させる(図4A)。
較正治具について以上述べてきた実施形態では、反射面を形成するために反射部材を用いてきたが、本発明において反射面の形成方法は、反射部材を用いた方法に限定されるものではない。例えば、較正治具内の光ファイバの端面をコーティング或いは研磨して反射光を調整することにより、反射面を形成することができる。
2 保持部材
2a 光コネクタ
2b 光ファイバ
2c 光学系
3 反射部材
3a 単一反射面
3b 反射部材の裏面
4 光減衰部材
100 光断層画像化装置
101 装着部
101a 射出部
102 光ファイバカプラ
103 光分割手段
104 合波手段
110 光源ユニット
120 周期クロック生成手段
130 光路長調整手段
140 干渉光検出手段
150 断層画像取得手段
200 光プローブ
L レーザ光
L1 測定光
L2 参照光
L3 反射光
L4 干渉光
Sb 測定対象
W コヒーレント長
X 単一反射面を配置する領域
Z ゼロパス
Claims (10)
- 光プローブを備え、該光プローブを着脱自在に光学的に接続させる装着部を有し、時間的に光周波数を掃引する周波数掃引型レーザ光源よりレーザ光を射出し、該レーザ光を参照光と測定光に分割し、該測定光を前記装着部の射出部から射出し、前記光プローブに導波させて測定対象に照射し、該測定対象からの反射光を前記光プローブに導波させて前記参照光と合波し、前記反射光と前記参照光とが合波したときの干渉光を干渉信号として検出し、該干渉信号を用いて前記測定対象の断層画像を取得する光断層画像化装置の較正に使用される較正用治具であって、
前記装着部に着脱自在に装着可能な保持部材と、
前記保持部材が前記装着部に装着された状態で前記射出部と光学的に接続される光ファイバと、
前記参照光と前記測定光とについて前記レーザ光が分割されてから合波されるまでの光路長が等しくなる前記測定光の反射面の位置を中心として、前記レーザ光のコヒーレント長分の領域内に配された単一反射面とを備え、
前記単一反射面が、前記射出部から射出された前記測定光が入射する側の反対側の前記光ファイバの端面に固定されたものであることを特徴とする較正用治具。 - 前記端面に固定された反射部材をさらに備え、
前記単一反射面が前記反射部材に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の較正用治具。 - 前記反射部材が、前記単一反射面としての第1の面を有する1つの部材であって該第1の面の裏側にある第2の面が前記領域から外れるように前記第1および前記第2の面間の厚さが調整された部材であることを特徴とする請求項2に記載の較正用治具。
- 前記反射部材が、互いに異なる屈折率を有しかつ互いに接触した2つの部材からなり、
前記単一反射面が、前記2つの部材が接触する境界面であることを特徴とする請求項2に記載の較正用治具。 - 前記単一反射面が前記端面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の較正用治具。
- 光プローブを備え、該光プローブを着脱自在に光学的に接続させる装着部を有し、広い発光波長帯域を有する低コヒーレント光を参照光と測定光に分割し、該測定光を前記装着部の射出部から射出し、前記光プローブに導波させて測定対象に照射し、該測定対象からの反射光を前記光プローブに導波させて前記参照光と合波し、前記反射光と前記参照光とが合波したときの干渉光を、周波数毎に空間的に分散して空間的に配列した複数の受光素子にて干渉信号として検出し、該干渉信号を用いて前記測定対象の断層画像を取得する光断層画像化装置の較正に使用される較正用治具であって、
前記装着部に着脱自在に装着可能な保持部材と、
前記保持部材が前記装着部に装着された状態で前記射出部と光学的に接続される光ファイバと、
前記複数の受光素子のうち1の受光素子に入射する前記低コヒーレント光の波長幅により決定される測定可能領域の領域内に配された単一反射面とを備え、
前記単一反射面が、前記射出部から射出された前記測定光が入射する側の反対側の前記光ファイバの端面に固定されたものであることを特徴とする較正用治具。 - 前記端面に固定された反射部材をさらに備え、
前記単一反射面が前記反射部材に設けられていることを特徴とする請求項6に記載の較正用治具。 - 前記反射部材が、前記単一反射面としての第1の面を有する1つの部材であって該第1の面の裏側にある第2の面が前記領域から外れるように前記第1および前記第2の面間の厚さが調整された部材であることを特徴とする請求項7に記載の較正用治具。
- 前記反射部材が、互いに異なる屈折率を有しかつ互いに接触した2つの部材からなり、
前記単一反射面が、前記2つの部材が接触する境界面であることを特徴とする請求項7に記載の較正用治具。 - 前記単一反射面が前記端面に形成されていることを特徴とする請求項6に記載の較正用治具。
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