JP6378776B2 - 光侵入深さ評価方法、その評価方法を用いた性能検査方法および光断層画像撮像装置 - Google Patents

光侵入深さ評価方法、その評価方法を用いた性能検査方法および光断層画像撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6378776B2
JP6378776B2 JP2016556212A JP2016556212A JP6378776B2 JP 6378776 B2 JP6378776 B2 JP 6378776B2 JP 2016556212 A JP2016556212 A JP 2016556212A JP 2016556212 A JP2016556212 A JP 2016556212A JP 6378776 B2 JP6378776 B2 JP 6378776B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
tomographic image
spectrum
measurement
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016556212A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2016067570A1 (ja
Inventor
平二郎 平山
平二郎 平山
崇市郎 中村
崇市郎 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of JPWO2016067570A1 publication Critical patent/JPWO2016067570A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6378776B2 publication Critical patent/JP6378776B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0062Arrangements for scanning
    • A61B5/0066Optical coherence imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0073Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by tomography, i.e. reconstruction of 3D images from 2D projections
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0075Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/441Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/742Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using visual displays
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02001Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02015Interferometers characterised by the beam path configuration
    • G01B9/02017Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations
    • G01B9/02019Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations contacting different points on same face of object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02015Interferometers characterised by the beam path configuration
    • G01B9/02027Two or more interferometric channels or interferometers
    • G01B9/02028Two or more reference or object arms in one interferometer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02034Interferometers characterised by particularly shaped beams or wavefronts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02041Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques
    • G01B9/02044Imaging in the frequency domain, e.g. by using a spectrometer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/0209Low-coherence interferometers
    • G01B9/02091Tomographic interferometers, e.g. based on optical coherence

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Description

本発明は、光断層画像を用いた測定対象への光侵入深さ評価方法、その評価方法を用いた性能検査方法および光断層画像撮像装置に関するものである。
化粧品や医薬品の開発、及び医療において、皮膚内部の状態を観察することは重要である。欧州では、2013年春に動物実験した化粧品の販売が全面禁止となっているため、ヒト肌を非破壊・非浸襲で観察する手法の必要性が増している。また写真フィルムなどの多層構造を非破壊で高分解能に計測することも工業上の管理手法として重要である。
非破壊・非浸襲な断層画像撮像法としては、MRI(magnetic resonance imaging)、超音波、X線CT(Computed Tomography)、OCT(Optical Coherence Tomography)がある。MRI、超音波、X線CTの測定深度はmmからcmオーダーと深いが、分解能は10μmから100μm以上で高くない。OCTは、光干渉を利用した断層撮像法で、一般に近赤外の光 (波長1.3μm、または1.5μm)が主に眼底検査などに応用されている。
OCTの深さ分解能Δzは、
Δz=2×(ln(2)/π)×(λ/Δλ)
で与えられるため、使用する光源の波長幅Δλを大きくすること、及び光源の中心波長λを小さくすることで高分解能化することができる(ここで、λは光源の中心波長、Δλは光源の波長幅、Δzは深さ方向の分解能を指す。)。近赤外OCTは深さ分解能が約20μm程度である。近年、深さ分解能の高性能化のために、可視から近赤外の波長域全体を使ったOCTの開発が行われてきた(非特許文献1)。非特許文献1では、深さ分解能がサブミクロンオーダーまで到達している。
特許文献1では、可視域の赤、緑、青の低コヒーレント光を各色のSLD(Super Luminescent Diode)光源でそれぞれ発生させ、肌のレプリカにファンデーションを塗布して表面凹凸やファンデーション層の厚さを評価する方法が考案されている。
特許文献2では、従来、測定光として赤外光(波長800nm〜1300nm)が用いられていた眼科用のOCT装置において、深さ方向の分解能を高めるために、300nm〜500nmの波長範囲の光を測定光として用いることが提案されている。
特許文献3においては、光源として、紫外域から赤外域まで(波長185nm〜2000nm)の連続スペクトルに対応可能なキセノンランプ、発光ダイオード、スーパールミネッセントダイオード、あるいはマルチモードレーザダイオードが例示されている。
一方、紫外線(波長400nm以下)には、ヒト肌の表皮に存在するメラニン色素を増殖し、かつ真皮に存在するコラーゲンにダメージを与えて肌の張りをなくすという影響が生じることが知られている。紫外線(以下においてUV(Ultra Violet)光ともいう。)の肌への侵入深さは、50μm〜数100μmと言われており、過去の研究例(非特許文献2)では、実際のヒト肌の表皮を切り出して、厚みを変えて薄く切りながら紫外線の透過率を測定して、各厚みでの紫外線の減衰率を定量している。
特開2013−108766号公報 特表2014−506510号公報 特開2008−304314号公報
Journal of Biomedical Optics, Vol. 9, (1), pp.47-74, 2004 Photochemistry and photobiology, Vol. 40, (4), pp.485-494, 1984
特許文献1のOCT装置では、紫外域の光源が使われておらず、紫外域の測定ができない。また、タイムドメイン方式 (フルフィールド方式)のOCTのため、試料ステージの機械的なスキャンが必要でヒト肌などブレが生じる試料の測定に不向きである。
非特許文献1では、波長幅を大きくすることで分解能が向上することを利用し、波長500nm〜1600nmの広帯域の光源を用いてOCTの測定を行っているが、紫外域のOCT測定はできていない。
非特許文献2の方法では、ヒト肌の皮膚を切り出す必要があり、負担が大きいため、非破壊・非侵襲でUV光の侵入深さを直接観察する手法が、化粧品の効果定量に望まれる。
特許文献2では、測定波長は300nm〜500nmの範囲の特定の波長に固定され、多波長間での測定結果の比較等を行うことはできない。
特許文献3では、光源として、紫外域から赤外域まで(波長185nm〜2000nm)の連続スペクトルに対応可能なキセノンランプ、発光ダイオード、スーパールミネッセントダイオード、あるいはマルチモードレーザダイオードが例示されているが、これらの光源の中で空間的なコヒーレンス性、および時間的な低コヒーレンス性、および十分な波長幅の3条件を満たすものはないため、実際にはOCT測定への適用に向いていない。さらに、特許文献3の装置は波長挿引を用いたOCTであるため、任意の波長を選択的にかつ最適なスペクトル形状で取り出すことのできる装置にはなっていない。したがって、異なる波長間の断層画像の比較はできていない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、非破壊、非侵襲で測定対象に対する紫外線の侵入深さを評価することができる光侵入深さ評価方法、その評価方法を用いた性能検査方法、および光侵入深さ評価方法を実施可能な光断層画像撮像装置を提供することを目的とする。
本発明の光侵入深さ評価方法は、低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割し、測定光を測定対象にライン状に照射し、測定光の照射による測定対象からの反射光と参照光とを重ね合わせて干渉光を生成し、干渉光を分光検出して周波数解析することにより測定対象の二次元分光断層画像を取得する光断層画像撮像方法を用いた光侵入深さ評価方法であって、
単一の光源から射出された、紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から紫外域の任意の波長域を切り出して任意の波長幅のスペクトルに成形し、
成形して得られたスペクトルを有する任意の波長域の低コヒーレント光を用いて二次元分光断層画像を取得し、
二次元分光断層画像に基づいて測定対象に対する測定光の侵入深さを評価する光侵入深さ評価方法である。
すなわち、本発明の光侵入深さ評価方法は、測定対象に対する紫外線の侵入深さを評価する評価方法である。
本発明の光侵入深さ評価方法においては、紫外域の任意の波長域の低コヒーレント光による二次元分光断層画像を第1の二次元分光断層画像として取得した後、上記任意の波長域の上記低コヒーレント光の光量を変化させて第2の二次元分光断層画像を取得し、
第1の二次元分光断層画像および第2の二次元分光断層画像に基づいて、測定対象に対する測定光の侵入深さを評価してもよい。
本発明の光侵入深さ評価方法においては、紫外域の任意の波長域を第1の波長域、紫外域の任意の波長域の低コヒーレント光による二次元分光断層画像を第1の二次元分光断層画像とし、
単一の光源から射出された、紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から第1の波長域とは異なる第2の波長域を切り出して任意の波長幅の第2のスペクトルに成形し、
成形して得られた第2のスペクトルを有する第2の波長域の低コヒーレント光による第2の二次元分光断層画像を取得し、
第1の二次元分光断層画像および第2の二次元分光断層画像に基づいて、それぞれの測定対象に対する測定光の侵入深さを評価してもよい。
あるいは、本発明の光侵入深さ評価方法においては、単一の光源から射出された、紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から紫外域の任意の波長域を切り出す際に、その任意の波長域を第1の波長域とし、先に成形されて得られたスペクトルを第1のスペクトルとして、同時に第1の波長域とは異なる第2の波長域を切り出して任意の波長幅の第2のスペクトルに成形し、
第1の波長域の低コヒーレント光を用いて二次元分光断層画像を第1の二次元分光断層画像として取得すると同時に、成形して得られた第2のスペクトルを有する第2の波長域の低コヒーレント光を用いて第2の二次元分光断層画像を取得し、
第1の二次元分光断層画像および第2の二次元分光断層画像に基づいて、測定対象に対するそれぞれの測定光の侵入深さを評価してもよい。
すなわち、本発明の光侵入深さ評価方法は、低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割し、測定光を測定対象にライン状に照射し、測定光の照射による測定対象からの反射光と参照光とを重ね合わせて干渉光を生成し、干渉光を分光検出して周波数解析することにより測定対象の二次元分光断層画像を取得する光断層画像撮像方法を用いた光侵入深さ評価方法であって、
単一の光源から射出された、紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から任意の波長域を切り出して単一もしくは複数の任意の波長幅のスペクトルに成形して、同時、もしくは逐次に、紫外域の第1の波長域の低コヒーレント光による第1の二次元分光断層画像、および第1の波長域とは異なる第2の波長域の低コヒーレント光もしくは第1の波長域の低コヒーレント光とは異なる光量の第1の波長域の低コヒーレント光による第2の二次元分光断層画像を取得し、
第1の二次元分光断層画像および第2の二次元分光断層画像に基づいて、それぞれの測定対象に対する測定光の侵入深さを評価する方法であってもよい。
OCTの信号を取得するためには、単一波長ではなく波長幅をもった光を扱う必要がある。ここで、OCT測定(二次元分光断層画像の取得)のために切り出され、任意の波長および波長幅に成形された光のスペクトルは、ガウス分布であることが好ましい。
本明細書において、紫外域とは、200nm以上400nm以下の波長範囲、可視域とは、400nm超え780nm以下の波長範囲をいうものとするが、本明細書において、測定に用いられる、任意の波長幅を有する紫外域の光とは、中心波長が200nm以上400nm以下の範囲にある光のことをいい、可視域の光とは、中心波長が400nm超え780nm以下の範囲にある光のことをいう。
すなわち、光源から射出された低コヒーレント光から切り出す波長域は、成形して得られたピーク波長が紫外域であれば紫外域の波長域、ピーク波長が可視域であれば可視域の波長域と看做す。
光侵入深さの評価とは、光断層画像(データ)からの演算による光侵入深さの算出、光断層画像から目視による光侵入深さの計測(目測)、および複数の光断層画像間での侵入深さの比較のうちの少なくとも1つを含む、光侵入深さに関する情報を得ることを意味する。
光の中心波長および波長幅については、スペクトルを下式でフィッティングした際のxが中心波長、widthを波長幅とする。
y=y+Aexp(−((x−x)/(width))
第2の波長域は紫外域の波長域であってもよいし、可視域の波長域であってもよい。
本発明の性能検査方法は、上記の光侵入深さ評価方法を用いて、
ヒト肌を測定対象として、ヒト肌に対する薬品の塗布前後における紫外域の光の侵入深さを評価して、薬品の性能を検査する性能検査方法である。
ここで、薬品には、化粧品、医薬品、医薬部外品を含む。
本発明の光断層画像撮像装置は、紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光を射出する単一の光源、および光源から射出された光から紫外域の任意の波長域を切り出して任意の波長幅のスペクトルに成形するスペクトル成形部を有し、スペクトル成形された低コヒーレント光を射出する光源部と、
光源部から射出された低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割する光分割部と、
測定光を測定対象にライン状に照射する測定光照射光学系と、
測定光が測定対象に照射されたときの測定対象からの反射光と参照光とを重ね合わせる合波部と、
合波部により合波された反射光と参照光との干渉光を分光検出する干渉光検出部と、
干渉光検出部により検出された干渉光を周波数解析することにより測定対象の二次元分光断層画像を取得する断層画像取得部とを備えてなる。
本発明の光断層画像撮像装置は、二次元分光断層画像から測定対象に対する測定光の侵入深さを求める計測部を備えていることが好ましい。
スペクトル成形部が、紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から紫外域の任意の波長域を切り出して任意の波長幅のスペクトルに成形する際に、任意の波長域を第1の波長域とし、先に成形されたスペクトルを第1のスペクトルとして、同時に第1の波長域とは異なる第2の波長域を切り出して任意の波長幅の第2のスペクトルに成形するものであり、
断層画像取得部が、第1の波長域の低コヒーレント光を用いて二次元分光断層画像を第1の二次元分光断層画像として取得する際に、同時に、第2のスペクトルを有する第2の波長域の低コヒーレント光を用いて第2の二次元分光断層画像を取得するものであることが好ましい。
本発明の光断層画像撮像装置は、二次元分光断層画像を表示する表示部を備えていることが好ましい。
また、測定光照射光学系が、可変減光フィルタを備えていることが好ましい。
測定光照射光学系がシリンドリカルレンズを備え、合波部と干渉光検出部との間に、シリンドリカルレンズと直交配置されたシリンドリカルレンズを備えた構成とすることができる。
光源がスーパーコンティニューム光源であることが好ましい。
本発明の光侵入深さ評価方法は、紫外域の任意の波長域を切り出してスペクトル成形した低コヒーレント光を用いて二次元分光断層画像を取得し、その二次元分光断層画像から紫外線の測定対象への侵入深さを評価するものであり、測定対象に対して、非破壊、非侵襲による光侵入深さを評価することができる。
本発明の光侵入深さ評価方法を用いた性能検査方法によれば、測定対象に対して、非破壊かつ非侵襲で薬品の紫外線防御能を検査することができる。
本発明の実施形態に係る光断層画像撮像装置の全体構成を示す模式図である。 光源から出力される紫外から可視域に亘る波長域を含む光のプロファイルを示す図である。 図2に示すプロファイルを有する光から紫外域の特定波長域を切り出して成形されたガウス分布スペクトルを示す図である。 Aは450nm、B、CおよびDは397nmで撮像したヒト肌の二次元分光画像である。但し、Dはヒト肌と装置との間の紫外光光路上に紫外線防止剤が塗布されたガラス板を挿入した場合である。 測定対象である二層構造のカバーガラスの断面図A、およびAに示すカバーガラスの二次元分光光断層画像Bである。 図2に示すプロファイルを有する光から紫外域の異なる2つの波長域切り出して成形されたガウス分布スペクトルを示す図である。 同時同一箇所測定による、Aは384±4nmのスペクトル、Bは396±8nmのスペクトルの光で取得したカバーガラスの分光断層画像である。 同時同一箇所測定による、Aは384±4nmのスペクトル、Bは396±8nmのスペクトルの光で取得した紙の分光断層画像である。 紫外域の同一波長域の光を用い、照射光量をそれぞれA:6μW、B:2μW、C:1μWとして取得した紙の分光断層画像である。 モデル皮膚に対して、A:化粧品塗布する前、およびB:化粧品塗布後にそれぞれ撮影した分光断層画像である。
以下、本発明の光断層画像撮像装置および光侵入深さ評価方法の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る光断層画像撮像装置1の全体構成を模式的に示した図である。図1に示すように、本実施形態の光断層画像撮像装置1は低コヒーレント光Lを射出する光源部10と、光源部10から射出された低コヒーレント光Lを測定光Lと参照光Lとに分割する光分割部3と、測定光Lを測定対象S(ここでは、ヒト肌)にライン状に照射する測定光照射光学系20と、測定光Lが測定対象Sに照射されたときの測定対象Sからの反射光Lと参照光Lとを重ね合わせる合波部4と、合波部4により合波された反射光Lと参照光Lとの干渉光Lを分光検出する干渉光検出部30と、干渉光検出部30により検出された干渉光を周波数解析することにより測定対象の二次元分光断層画像を取得する断層画像取得部40と、二次元分光断層画像を表示する画像表示装置50を有する。
光源部10は、紫外から可視域に亘る波長域を含む光を射出する単一の光源11および光源11から射出された光から少なくとも紫外域の任意の波長域を切り出して単一もしくは複数の任意の波長幅のガウス分布スペクトルに成形するスペクトル成形部12を有しており、任意の波長域のスペクトル成形された低コヒーレント光Lを射出する。
光源11としては、スーパーコンティニューム(SC)光を射出する白色光源(スーパーコンティニューム光源)が好適である。
スペクトル成形部12は、光源11から射出される紫外から可視域全域を含む幅広い帯域の光から任意の波長域を切り出し、単一もしくは複数の任意の波長幅のガウス分布スペクトルに成形するものであり、具体的には、カラーフィルタを用いることができる。スペクトル成形部12で切り出す波長域は、紫外域の波長のみであってもよいし、紫外域と可視域との両方を含んでいてもよい。切り出す領域は連続的な領域でなく、離間した複数の領域であってもよい。スペクトル成形部12では、紫外域の波長の単数もしくは複数(例えば2本)のピークを有するスペクトル、あるいは紫外域のピークと可視域のピークをそれぞれ1本のピークを有するスペクトルなど、少なくとも1本は紫外域のピークを有するスペクトルを生成する。なお、複数のピークを有するスペクトルでは、各ピークそれぞれがガウス分布スペクトル形状をなすことが好ましい。このようなスペクトルを得るためには、スペクトル成形部12として、複数ピークの透過スペクトルを有する多波長同時透過フィルタを用いればよい。
なお、ここでは、スペクトル成形部12が切り出した波長域のスペクトルをガウス分布スペクトル成形するものとしているが、スペクトル成形部においては、分光断層画像取得に適するスペクトル形状の低コヒーレント光に成形できればよく、成形後のスペクトル形状はガウス分布スペクトルに限るものではない。
複数のピークを有するスペクトルのコヒーレント光を用いることにより、異なるピーク波長の低コヒーレント光による分光断層画像を同時に取得することができる。これにより、紫外域の異なるピーク波長の低コヒーレント光による分光断層画像、あるいは紫外域と可視域の低コヒーレント光による分光断層画像など所望の組合せの複数の分光断層画像を同時に取得し、それぞれの波長における光侵入深さおよび波長の違いによる光侵入深さの違いなどを評価することができる。
SC光のUV域は強度が非常に小さく、また短波長になるほど光源強度が大きく低下する。そのため、シャープカットフィルタで可視域などの不要な光をカットするだけでは、ガウス分布波形は得られない。一方で、なだらかな透過率スペクトルをもつフィルタを何枚も重ねてスペクトルを徐々に整形してガウス分布波形を得ることが出来るが、フィルタの表面および裏面反射などによる光量のロスから、フィルタを何枚も重ねると光源強度が大きく減少するため、OCT測定するには不向きである。よって光源のスペクトルに対応して、フィルタ1枚だけでガウス分布波形になるような透過率スペクトルをもつフィルタを特別に準備することが好ましい。
光源の波長幅は、OCTの分解能の観点で大きいほど良いが、大き過ぎると波長を変えたときの比較が困難となる。波長幅の目安としては、数nmから100nm程度が好ましい。
具体的な例を説明する。スーパーコンティニューム光は、紫外から可視域全域に亘る波長を含む光であり、例えば、その460nm以下の波長域のプロファイルは図2に示すようなものとなっている。ここで用いているスーパーコンティニューム光は400nm以上では比較的高い強度を示しているが、400nm以下の波長域の強度は非常に低くプロファイルの裾部に相当する。
図2に示す光から397nmにピーク波長、5nmの波長幅を有するガウス分布スペクトル形状を図3に示す。図3において、実線が実際のスペクトル形状、破線が理想的なガウス分布を示す。図3に示すように、成形して得られたスペクトル形状は完全なガウス分布ではないが、概ねガウス分布に沿った形状である。なお、本明細書において、例えば、397nmピーク波長、5nmの波長幅のスペクトルを397±5nmのスペクトルと表記する場合がある。
本発明の断層画像撮像装置では、図3に示すような紫外域のガウス分布スペクトルを示す低コヒーレント光を用いて二次元分光断層画像を取得することができる。
本実施形態において、光源部10から射出された低コヒーレント光Lを測定光Lおよび参照光Lに分離する光分割部3は石英板により構成されており、これは、測定対象Sに照射された測定光Lの反射光Lと参照光Lを合波する合波部4としても機能するものである。石英板3(4)は、低コヒーレント光Lがその入射面に0°でない所定の入射角度(例えば、45°)で入射し、石英板3(4)の入射面に入射した低コヒーレント光Lのうち入射面で反射した光を測定光Lとして測定対象Sに照射し、入射面に入射した低コヒーレント光Lのうち石英板3(4)を透過した光を参照光Lとして反射部材6に入射させるように構成されている。
光分割部3および合波部4としては、一般的なビームスプリッター、ハーフミラー等を用いることも可能であるが、石英板は安価であり、かつ、反射光が4%程度と非常に低いので、この反射光を測定光として用いることによりヒト肌への刺激を抑制することができ、非常に好ましい。
なお、石英板3(4)の入射面に対して垂直でない方向から入射して、入射面に対向する出射面から射出される光には大きな屈折率分散が生じるため、分散補償用の石英板5が測定光Lの光路上に配置されている。分散補償用の石英板5は、光分割部である石英板3と同一形状であり、石英板3とほぼ平行に配置されている。
石英板3(4)と測定対象Sとの間には、測定光照射光学系20が備えられている。測定光照射光学系20にはシリンドリカルレンズ21が備えられており、このシリンドリカルレンズ21により、測定対象Sの表面上の一軸(図1中紙面奥行方向)方向yに延びるライン状に測定光Lを照射するよう構成されている。シリンドリカルレンズ21としては、例えば焦点距離f=75mmのものを備える。測定光Lをライン状に照射することにより、二次元断層画像を短時間の一回の露光により取得することができる。
なお、測定光照射光学系20には、図示していない偏光子、ズームレンズ等の他の光学系を備えていてもよい。
また、測定光照射光学系20には、可変減光(ND:Neutral density)フィルタ28が備えられており、測定対象に照射する測定光の光量を任意に変化させることができるように構成されている。
紫外域の任意の波長を切り出してガウス分布スペクトルとした上で、同一のガウス分布スペクトルに対して、測定光の光量を増減させて二次元断層画像を取得することにより、それぞれの光量での紫外線の侵入深さや光量の違いによる紫外線の侵入深さの違いを評価することができる。
なお、光断層画像撮像装置は、光量の違いによる侵入深さの評価を行わない場合には、可変NDフィルタを備えていない構成としてもよい。なお、可変NDフィルタを備えない場合でも、紫外線光量を人体に害のない程度に減光するために一定光量を減光するNDフィルタを備えていることが好ましい。
反射部材6は例えばミラーからなり、光分割部3で分離された参照光Lを合波部4側に反射するように配置されている。
合波部4は、反射部材6により反射された参照光Lと測定対象Sからの反射光Lとを合波し干渉光検出部側に射出するものであり、既述の通り、本実施形態において、合波部4は光分割部3を兼ねる石英板により構成されている。
参照光Lと反射光Lとの干渉性を良好なものとするためには、参照光Lと反射光Lが通過した光路長や、波長分散特性が同一であることを要する。そこで、本実施形態においては、参照光Lの光路上には測定光L(およびその反射光L)の光路上に配されるシリンドリカルレンズ21と同じ、例えばf=75mmのシリンドリカルレンズ25を備えている。また、測定対象Sに照射された測定光Lのうち、測定対象Sから反射して合波部4に戻る反射光Lは非常に小さいので、参照光Lと反射光Lとの強度の対称性を担保するために、参照光Lの強度を低減させるための減光フィルタ(NDフィルタ)27を参照光Lの光路上に備えている。
干渉光検出部30は、合波部4により合波された反射光Lと参照光Lとの干渉光Lを分光して波長成分毎に検出するものであって、干渉光Lを分光する分光器31と、二次元光検出器32を備えている。
分光器31としては様々な公知の技術を用いることができ、例えば、回折格子等により構成することができる。光検出器32は、例えばCCD(Charge Coupled Device)あるいはフォトダイオード等の受光素子が二次元状に配列した二次元光センサから構成される。また、干渉光Lをビームスプリッターなどで分けて、分岐した光に対してそれぞれ分光器やCCDを複数台設置し、分光情報を同時に測定する方法も考えられる。
また、合波部4と干渉光検出部30との間には、干渉光Lを干渉光検出部30に導く光学系として、シリンドリカルレンズ(本例では焦点距離f=150mm)26、および結像レンズ(焦点距離f=50mm)35を備えている。
シリンドリカルレンズ26は、測定光照射光学系20中に配置されたライン状照射を行うためのシリンドリカルレンズ21に対して円筒の長さ方向の軸が直交するように配置されるy方向の対物レンズである。
光検出器32を構成するXY軸二次元光センサの受光素子は図1中の光検出器32内に模式的に示すXY方向に配列されており、分光器31は干渉光Lを分光して二次元光センサ上においてX軸方向に配列される受光素子により波長毎の光量が検出されるように配置される。二次元光センサにおいて、Y軸方向に配列される受光素子には測定面におけるライン状の測定光のライン方向(y方向)位置毎の反射光に起因する干渉光が入射されることとなる。シリンドリカルレンズ21により圧縮されたx方向の光をフーリエ変換(FT)することで、深さ方向(z方向)の情報を得ることができる。すなわち、本光断層画像撮像装置1においては、二次元光センサに測定対象の面内の一方向(y方向)および深さ方向(z方向)の情報を有する光が同時に入射するため、yz二次元分光断層画像を一回の露光(ワンショット)で取得できる。
断層画像取得部40は、例えば、パーソナルコンピュータおよびコンピュータプログラムにより構成される。断層画像取得部40は、干渉光検出部30において検出された干渉光Lを周波数解析することにより測定対象Sの深さ位置zにおける反射情報を取得して、二次元分光断層画像を取得する。断層画像取得部40においては、二次元光センサのX軸方向に配列された受光素子から検出された波長毎の強度スペクトルにおいて波長を波数に変換し、フーリエ変換することにより、測定対象における深さ位置zにおける反射情報を取得する。なお、この操作において、波数をFTすることで深さzが得られるが、このときの深さzは屈折率1相当の光路長であるため、深さzの表示には屈折率を考慮する必要がある。
さらに、本光断層画像撮像装置1は、分光断層画像を表示する画像表示装置(表示部)50を備えている。画像表示装置50は液晶ディスプレイなどで構成でき、画像表示装置50に測定対象の分光断層画像を表示させることにより、観察者は測定対象への光侵入深さを評価することができる。分光断層画像上もしくは画像の近傍にスケールを同時に表示すると目視による光侵入深さの計測も容易に行うことができる。また、画像表示装置50は、後述の計測部により求められた光侵入深さを分光断層画像と同時もしくは逐次に表示するものであってもよい。さらに、画像表示装置50は、同時または逐次に取得された異なる光量もしくは異なる波長のコヒーレント光により取得された分光断層画像を同時に表示するものであってもよい。同時に複数の分光断層画像を表示することにより、複数の分光断層画像間における光侵入深さの差を容易に評価することができる。
本発明の光断層画像撮像装置においては、分光断層画像(データ)から光の侵入深さを計測する計測部を備えていることが好ましい。計測部は、さらに、複数の分光断層画像間における光の侵入深さの差を求めるように構成されていてもよい。計測部は、断層画像取得部と同様にパーソナルコンピュータ、およびそのコンピュータに組み込まれたプログラムにより構成することができる。
本発明の光断層画像撮像装置は、広帯域な白色光源を使用したSD(スペクトラドメイン)型であり、本発明の光断層画像撮像装置により、ヒト肌の角質、表皮、真皮上層に対する紫外域の二次元分光断層画像の非破壊・非浸襲の自然な状態(in-vivo、in-situ)での撮像を初めて実現することができた。スペクトルから深さ分布を取得できるため、TD(タイムドメイン)型とは異なり、光路長を変化させるための機械的なスキャンが不要である。また照射光学系のシリンドリカルレンズを採用して、測定光の測定面での照射をライン状にし、かつそれと直交したシリンドリカルレンズの対物レンズを備え、二次元分光断層画像を取得する際の面方向のスキャンも不要である。一回のライン状の測定光の照射により測定光によるスキャンを行うことなく光断層画像を取得できるので、ヒト肌のようなブレのある試料も測定可能である。
また、スペクトル成形部により白色光源から射出された光から紫外域の任意の波長域の光を簡易に取り出して断層画像を取得することができる。
紫外域の光を用いて二次元分光断層画像を取得することにより、紫外線の測定対象に対する侵入深さを評価することができる。また、同時に、または逐次に他の波長域(紫外域もしくは可視域)の光断層画像を取得することにより、両者を比較して波長による侵入深さの違いを評価することができる。
本実施形態の光断層画像撮像装置を用いた本発明の光侵入深さ評価方法の実施形態について説明する。
第1の実施形態の光侵入深さ評価方法は、単一の光源11から射出された、紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から紫外域の任意の波長域を切り出して任意の波長幅のスペクトルに成形し、その成形されたスペクトルを有する低コヒーレント光Lを測定光Lと参照光Lとに分割し、測定光Lを測定対象Sにライン状に照射し、測定光Lの照射による測定対象Sからの反射光Lと参照光Lとを重ね合わせて干渉光Lを生成し、干渉光Lを分光検出して周波数解析することにより測定対象Sの二次元分光断層画像を取得し、取得した二次元分光断層画像に基づいて測定対象Sに対する測定光Lの侵入深さを評価する方法である。
光浸入深さの評価は、例えば、分光断層画像を画像表示装置に表示させて行うことができる。既述の通り、二次元分光断層画像上もしくは近傍にスケールを表示すれば、目視による侵入深さ(断層画像において信号のある領域(光が内部に侵達して戻ってくる領域)がどれくらいの深さまであるか)の計測が可能である。また、二次元断層画像(データ)から侵入深さを演算により計測してもよい。
第2の実施形態の光侵入深さ評価方法を説明する。第2の実施形態の光侵入深さ評価方法は、最初に、前述の第1の実施形態の評価方法と同様にして、成形されたスペクトルを有する紫外域の任意の波長域の低コヒーレント光による二次元分光断層画像を第1の二次元分光断層画像として取得し、さらに、同一の波長域の低コヒーレント光の光量を変化させて第2の二次元分光断層画像を取得し、第1の二次元分光断層画像および第2の二次元分光断層画像に基づいて、測定対象に対する測定光の侵入深さを評価する方法である。
光浸入深さの評価は、第1の実施形態の場合と同様に行うことができる。さらに、第1および第2の二次元分光断層画像を同時に画像表示装置に表示させることにより、両画像における侵入深さの違いを目視により容易に認識することができる。紫外線の光量による侵入深さの違いを評価することにより、紫外線を肌やフィルムのある深さ以上に侵達しないようにするために、何%のUV光をカットすればよいといった定量的な議論をすることができる。
第3の実施形態の光侵入深さ評価方法を説明する。第3の実施形態の光侵入深さ評価方法は、前述の第1の実施形態の評価方法における成形されたスペクトルを有する紫外域の任意の波長域を第1の波長域として、その第1の波長域の低コヒーレント光による二次元分光断層画像を第1の二次元分光断層画像として取得し、さらに、単一の光源から射出された、紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から第1の波長域とは異なる第2の波長域を切り出して任意の波長幅のスペクトルに成形し、第2の波長域の低コヒーレント光による第2の二次元分光断層画像を取得し、第1の二次元分光断層画像および第2の二次元分光断層画像に基づいて、測定対象に対するそれぞれの測定光の侵入深さを評価する方法である。
第4の実施形態の光侵入深さ評価方法を説明する。第4の実施形態の光侵入深さ評価方法は、第1の実施形態の評価方法において、単一の光源から射出された、紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から紫外域の任意の波長域を第1の波長域として切り出す際に、同時に第1の波長域とは異なる第2の波長域を切り出して任意の波長幅の第2のスペクトルに成形し、第1の波長域の低コヒーレント光を用いて二次元分光断層画像を第1の二次元分光断層画像として取得する際に、同時に第2のスペクトルを有する第2の波長域の低コヒーレント光を用いて第2の二次元分光断層画像を取得し、第1の二次元分光断層画像および第2の二次元分光断層画像に基づいて、測定対象に対するそれぞれの測定光の侵入深さを評価する方法である。
第3の実施形態では、異なる波長域の低コヒーレント光を用いて逐次に二次元分光断層画像を取得するのに対して、第4の実施形態では、同時に二次元分光断層画像を取得する点で異なるが、第1および第2の二次元分光断層画像としては同様の画像を取得することができる。
第3および第4の実施形態において、光浸入深さの評価は、第1の実施形態の場合と同様に行うことができる。さらに、第1および第2の二次元分光断層画像を同時に画像表示装置に表示させることにより、両画像における侵入深さの違いを目視により容易に認識することができる。波長域の違いによる侵入深さの違いを評価することにより、侵達してほしくない光をカットして、その他の光をカットしないようにするための化粧品などの指針提示をすることができる。たとえば、UV域の光をカットして可視域の光をカットせずに肌の内部に取り込むような化粧品が挙げられる。
第3および第4の実施形態において、第2の波長域は、第1の波長域と異なる波長域であれば、紫外域であってもよいし、可視域であってもよい。
図4は、本実施形態の光断層画像撮像装置において、スーパーコンティニューム光から所定の波長域を切り出して成形されたスペクトルを用いて取得したヒト肌の分光断層画像である。図4のAはピーク波長450nm、波長幅20nm、図4のB〜Dは、ピーク波長397nm、波長幅5nmのそれぞれガウス分布スペクトルを有する低コヒーレント光を用いて取得した。
図4のA、BおよびCは、ヒト肌を直接撮像した画像であり、Dは、OCT装置とヒト肌との間の測定光の光路上に、紫外線吸収剤が表面に塗布されたガラス板を配置してヒト肌を撮像した画像である。図4のA、B、C、Dの撮影はそれぞれ異なる時刻に行ったものであり、同時に取得したものではない。また、図4のB、Cは同一条件で測定したものである。
図4のAとBおよびCとから、可視域よりも紫外域の光では肌内部から戻ってくる光量が少なくなっていること、および光が約100μmの深さまで散乱して戻ってくることがわかる。肌内部から戻ってくる光量が少なくなるのは表皮に存在するメラニン色素による吸収の影響によるものと考えられる。肌内部に到達した紫外線は肌にダメージを与えるため、化粧品開発においては肌内に侵入する光量を下げる製品の開発が求められる。
図4のDから、UV吸収剤を光路中に配することにより、紫外線がブロックされ、UV光の肌内部への侵入が抑制されていることがわかる。
タイムドメイン型の撮像装置では、深さ方向のスキャンを機械的に行うために、二次元分光断層画像を取得するのに数分程度を要する。そのため、ヒト肌のようにブレや振動が生じる測定対象についての良好な断層画像を取得することができなかった。本発明の光断層画像撮像装置においては、例えば20msという非常に短時間の露光で撮影が可能であるため、実際のヒト肌の良好な光断層画像を取得することができる。
なお、本発明の装置の測定対象はヒト肌に限るものではなく、薄膜材料等の厚み方向の材料分布情報を得るために用いることもできる。
図5を参照して、測定対象がカバーガラスである場合について説明する。図5のAは、測定対象のカバーガラス100の断面である。カバーガラス100は、170μm厚みのカバーガラス101を2枚、マッチングオイルを介して重ね合わせた二層構造を有している。カバーガラス100の表面102から測定光を入射させるとその表面102および裏面103において反射光を生じる。
図5のBは、本実施形態の光断層画像撮像装置において、スーパーコンティニューム光から紫外域の波長を切り出して成形した、ピーク波長397nm、波長幅5nmのガウス分布スペクトルを用いて、露光時間1sで取得したカバーガラス101の二次元分光断層画像である。図5のBに示すように、カバーガラスの表面および裏面位置が白く明確に示されており、その厚み340μmを計測することができる。なお、本図はカバーガラスの測定結果であるが、フィルムの測定も当然可能である。
紫外線吸収フィルムなどを測定対象とすると、内部での紫外線吸収量が大きくなれば裏面反射量は低下するため、二次元断層画像からその効果を評価することができる。フィルムの裏面反射が見えるかどうかで、その深さ(フィルム厚み)までUV光が侵入しているかどうかの評価をすることができる。
異なる複数の波長域のスペクトルを用いた、同時同一箇所の複数の分光断層画像を取得して光侵入深さ評価を行った、第4の実施形態の光侵入深さ評価方法の具体的な例を説明する。
まず、図6に、図2に示すプロファイルを有する光から紫外域の異なる2つの波長域を切り出して成形されたスペクトルを示す。
図6に示すスペクトルは、波長373nmから389nmまでの第1の波長域の、中心波長384nm、波長幅4nmのスペクトルと、波長389nmから410nmまでの第2の波長域の、中心波長396nm、波長幅8nmのスペクトルを含んでいる。
このように2領域の波長域の光の干渉スペクトルのそれぞれから分光断層画像を取得することで、1回の測定で波長域の異なる断層画像を同時に取得できる。
図7は、カバーガラスを測定対象として、図6に示す紫外域の異なる2波長域の光による同時同一箇所測定を行い取得したカバーガラスの分光断層画像を示すものである。図7中、Aは384±4nmのスペクトルを用いて取得された分光断層画像であり、Bは396±8nmのスペクトルを用いて取得された分光断層画像である。
カバーガラスの厚みは170nmである。各分光断層画像中、2本の白線のうち上の線がカバーガラスの表面反射、下の線が裏面反射によるものである。いずれの画像においてもこの2本の白線の間隔が約170nmとなっており、カバーガラスの厚みとほぼ等しいことから、多波長同時測定でも正しく断層画像を測定できることを原理的に確認した。
図8は紙(名刺)を測定対象として、図6に示す紫外域の異なる2波長域の光による同時同一箇所測定を行い取得した紙の分光断層画像を示すものである。図8中、Aは384±4nmのスペクトルを用いて取得された分光断層画像であり、Bは396±8nmのスペクトルを用いて取得された分光断層画像である。
紫外域の異なる2波長で紙の断層画像を同時同一箇所測定できることを確認した。測定回数N=1測定で画質は良くないが、図8のBで示されている中心波長396nm、波長幅8nmの光を用いた場合の方が、深い領域からの散乱が大きい傾向があった。
以上では、紫外領域の異なる2つの波長域を用いて同一同時箇所の撮影を行った例について説明したが、上記と同様にして紫外域の波長域と可視域の波長域との2波長域の光を用いた同時同一箇所の撮影も可能である。
次に、紫外域の同一の波長域のスペクトルを用い、光量を変化させて複数の分光断層画像を取得して光侵入深さ評価を行った、第3の実施形態の光侵入深さ評価方法の具体的な例を説明する。
図9のA、B、Cは、紙(名刺)を測定対象として、それぞれ紫外域の同一波長域の光(397±5nmのスペクトル)を用い、測定対象への照射光量をそれぞれ6μW、2μW、1μWとして取得した分光断層画像である。
図9から、測定対象への照射光量を1μWから2μW、6μWと増加させることで、UV光の侵達度が増加することが確認された。
本発明の光断層画像撮影装置を用いた光侵入深さ計測方法を用いれば、ヒト肌に対する化粧品、医薬部外品、医薬品等の薬品の塗布前後における紫外線の侵入深さを評価して、それらの性能を正確に検査することができる。
本発明の装置および方法によれば、スペクトル成形部により紫外域の任意の波長を切り出すことができるので、薬品の紫外域のUV−A波長(315〜400nm)、UV−B波長(280〜315nm)に対する防御能などの効果をそれぞれ定量することも可能である。また、照射光学系に可変NDフィルタを備えれば、測定光の照射光量を調整することができるので、光量が変化した場合の肌への紫外線の侵入深さを計測することもでき、化粧品、医薬部外品、医薬品等の紫外線の光量に対する防御能の効果なども定量することができる。
具体的に、モデル皮膚に化粧品を塗布する前後でのUV光侵入深さを計測した結果について説明する。
図10は、モデル皮膚に対して化粧品塗布する前のAおよび化粧品塗布後のBで撮影した分光断層画像を示すものである。ここでは、397±5nmのスペクトルの紫外域の光を用いて撮影した。なお、図10のA、Bでは、深さz方向における表面位置が異なっている。図10のBにおいては、白く光っている部分がモデル皮膚表面に塗布された化粧品の層からの反射であると推定している。化粧品の材料には、光を散乱させる粒子が含まれており、UV光が粒子で強く散乱されているため、強い信号が観察されているものと考えられる。一方、図10のAにおいては、肌の表面における散乱、反射が弱く、表面から深さ方向に200μm程度まで光が侵入している様子が観察された。
すなわち、化粧品を塗布することで、UV光が表面で散乱および吸収され、内部に光が侵達しなくなる様子を観測することができた。

Claims (15)

  1. 低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割し、前記測定光を測定対象にライン状に照射し、前記測定光の照射による前記測定対象からの反射光と前記参照光とを重ね合わせて干渉光を生成し、該干渉光を分光検出して周波数解析することにより前記測定対象の二次元分光断層画像を取得する光断層画像撮像方法を用いた光侵入深さ評価方法であって、
    単一の光源から射出された、紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から紫外域の任意の波長域を切り出して任意の波長幅のスペクトルに成形し、
    該スペクトルを有する前記任意の波長域の低コヒーレント光を用いて前記二次元分光断層画像を取得し、
    該二次元分光断層画像に基づいて前記測定対象に対する前記測定光の侵入深さを評価する光侵入深さ評価方法。
  2. 前記スペクトルを有する前記紫外域の任意の波長域の低コヒーレント光による二次元分光断層画像を第1の二次元分光断層画像として取得した後、該任意の波長域の低コヒーレント光の光量を変化させて第2の二次元分光断層画像を取得し、
    前記第1の二次元分光断層画像および前記第2の二次元分光断層画像に基づいて、前記測定対象に対する測定光の侵入深さを評価する請求項1記載の光侵入深さ評価方法。
  3. 前記紫外域の任意の波長域を第1の波長域、前記スペクトルを第1のスペクトル、前記紫外域の任意の波長域の低コヒーレント光による二次元分光断層画像を第1の二次元分光断層画像とし、
    前記単一の光源から射出された、紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から前記第1の波長域とは異なる第2の波長域を切り出して任意の波長幅の第2のスペクトルに成形し、
    該第2のスペクトルを有する前記第2の波長域の低コヒーレント光による第2の二次元分光断層画像を取得し、
    前記第1の二次元分光断層画像および前記第2の二次元分光断層画像に基づいて、それぞれの前記測定対象に対する測定光の侵入深さを評価する請求項1記載の光侵入深さ評価方法。
  4. 前記紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から前記紫外域の任意の波長域を切り出して任意の波長幅のスペクトルに成形する際に、該任意の波長域を第1の波長域とし、前記スペクトルを第1のスペクトルとして、同時に前記第1の波長域とは異なる第2の波長域を切り出して、任意の波長幅の第2のスペクトルに成形し、
    前記第1の波長域の低コヒーレント光を用いて前記二次元分光断層画像を第1の二次元分光断層画像として取得すると同時に、前記第2のスペクトルを有する第2の波長域の低コヒーレント光を用いて第2の二次元分光断層画像を取得し、
    前記第1の二次元分光断層画像および前記第2の二次元分光断層画像に基づいて、前記測定対象に対するそれぞれの測定光の侵入深さを評価する請求項1記載の光侵入深さ評価方法。
  5. 低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割し、前記測定光を測定対象にライン状に照射し、前記測定光の照射による前記測定対象からの反射光と前記参照光とを重ね合わせて干渉光を生成し、該干渉光を分光検出して周波数解析することにより前記測定対象の二次元分光断層画像を取得する光断層画像撮像方法を用いた光侵入深さ評価方法であって、
    単一の光源から射出された、紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から任意の波長域を切り出して単一もしくは複数のそれぞれ任意の波長幅のスペクトルに成形して、同時、もしくは逐次に、紫外域の第1の波長域の低コヒーレント光による第1の二次元分光断層画像、および前記第1の波長域とは異なる第2の波長域の低コヒーレント光もしくは前記第1の波長域の前記低コヒーレント光とは異なる光量の前記第1の波長域の低コヒーレント光による第2の二次元分光断層画像を取得し、
    前記第1の二次元分光断層画像および前記第2の二次元分光断層画像に基づいて、それぞれの前記測定対象に対する測定光の侵入深さを評価する光侵入深さ評価方法。
  6. 前記第2の波長域が紫外域の波長域である請求項3から5いずれか1項記載の光侵入深さ評価方法。
  7. 前記第2の波長域が可視域の波長域である請求項3から5いずれか1項記載の光侵入深さ評価方法。
  8. 請求項1から7いずれか1項記載の光侵入深さ評価方法を用いて、
    ヒト肌を前記測定対象として、該ヒト肌に対する薬品の塗布前後における紫外域の光の侵入深さを評価して、前記薬品の性能を検査する性能検査方法。
  9. 紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光を射出する単一の光源、および該光源から射出された光から紫外域の任意の波長域を切り出して任意の波長幅のスペクトルに成形するスペクトル成形部を有し、該スペクトル成形された低コヒーレント光を射出する光源部と、
    該光源部から射出された低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割する光分割部と、
    前記測定光を測定対象にライン状に照射する測定光照射光学系と、
    前記測定光が前記測定対象に照射されたときの該測定対象からの反射光と前記参照光とを重ね合わせる合波部と、
    該合波部により合波された前記反射光と前記参照光との干渉光を分光検出する干渉光検出部と、
    該干渉光検出部により検出された前記干渉光を周波数解析することにより前記測定対象の二次元分光断層画像を取得する断層画像取得部と
    前記二次元分光断層画像から前記測定対象に対する前記測定光の侵入深さを求める計測部とを備えた光断層画像撮像装置。
  10. 前記スペクトル成形部が、前記紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から前記紫外域の任意の波長域を切り出して任意の波長幅のスペクトルに成形する際に、該任意の波長域を第1の波長域とし、前記スペクトルを第1のスペクトルとして、同時に該第1の波長域とは異なる第2の波長域を切り出して任意の波長幅の第2のスペクトルに成形するものであり、
    前記断層画像取得部が、前記第1の波長域の低コヒーレント光を用いて前記二次元分光断層画像を第1の二次元分光断層画像として取得する際に、同時に、前記第2のスペクトルを有する第2の波長域の低コヒーレント光を用いて第2の二次元分光断層画像を取得するものである請求項9記載の光断層画像撮像装置。
  11. 紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光を射出する単一の光源、および該光源から射出された光から紫外域の任意の波長域を切り出して任意の波長幅のスペクトルに成形するスペクトル成形部を有し、該スペクトル成形された低コヒーレント光を射出する光源部と、
    該光源部から射出された低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割する光分割部と、
    前記測定光を測定対象にライン状に照射する測定光照射光学系と、
    前記測定光が前記測定対象に照射されたときの該測定対象からの反射光と前記参照光とを重ね合わせる合波部と、
    該合波部により合波された前記反射光と前記参照光との干渉光を分光検出する干渉光検出部と、
    該干渉光検出部により検出された前記干渉光を周波数解析することにより前記測定対象の二次元分光断層画像を取得する断層画像取得部とを備え、
    前記スペクトル成形部が、前記紫外から可視域に亘る波長域を含む低コヒーレント光から前記紫外域の任意の波長域を切り出して任意の波長幅のスペクトルに成形する際に、該任意の波長域を第1の波長域とし、前記スペクトルを第1のスペクトルとして、同時に該第1の波長域とは異なる第2の波長域を切り出して任意の波長幅の第2のスペクトルに成形するものであり、
    前記断層画像取得部が、前記第1の波長域の低コヒーレント光を用いて前記二次元分光断層画像を第1の二次元分光断層画像として取得する際に、同時に、前記第2のスペクトルを有する第2の波長域の低コヒーレント光を用いて第2の二次元分光断層画像を取得するものである光断層画像撮像装置。
  12. 前記二次元分光断層画像を表示する表示部を備えた請求項9から11いずれか1項記載の光断層画像撮像装置。
  13. 前記測定光照射光学系が、可変減光フィルタを備えている請求項9から12いずれか1項記載の光断層画像撮像装置。
  14. 前記測定光照射光学系が、シリンドリカルレンズを備え、
    前記合波部と前記干渉光検出部との間に、前記シリンドリカルレンズと直交配置されたシリンドリカルレンズを備えている請求項9から13いずれか1項記載の光断層画像撮像装置。
  15. 前記光源が、スーパーコンティニューム光源である請求項9から14いずれか1項記載の光断層画像撮像装置。
JP2016556212A 2014-10-27 2015-10-22 光侵入深さ評価方法、その評価方法を用いた性能検査方法および光断層画像撮像装置 Active JP6378776B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014218398 2014-10-27
JP2014218398 2014-10-27
PCT/JP2015/005318 WO2016067570A1 (ja) 2014-10-27 2015-10-22 光侵入深さ評価方法、その評価方法を用いた性能検査方法および光断層画像撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016067570A1 JPWO2016067570A1 (ja) 2017-09-28
JP6378776B2 true JP6378776B2 (ja) 2018-08-22

Family

ID=55856937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016556212A Active JP6378776B2 (ja) 2014-10-27 2015-10-22 光侵入深さ評価方法、その評価方法を用いた性能検査方法および光断層画像撮像装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9839358B2 (ja)
EP (1) EP3213690B1 (ja)
JP (1) JP6378776B2 (ja)
WO (1) WO2016067570A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200080367A (ko) * 2018-12-14 2020-07-07 한국광기술원 불량 콘택트렌즈 검출 시스템 및 방법

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018079326A1 (ja) * 2016-10-28 2018-05-03 富士フイルム株式会社 光干渉断層画像撮像装置および計測方法
KR102138622B1 (ko) * 2017-11-28 2020-07-28 주식회사 고영테크놀러지 기판 검사 장치 및 기판 검사 방법
EP3489620B1 (en) 2017-11-28 2023-06-07 Koh Young Technology Inc. Apparatus for inspecting substrate and method thereof
EP3489619A1 (en) 2017-11-28 2019-05-29 Koh Young Technology Inc. Apparatus for inspecting substrate and method thereof
JP2020106277A (ja) * 2018-12-26 2020-07-09 株式会社ディスコ 厚み計測装置、及び厚み計測装置を備えた加工装置
KR102244724B1 (ko) * 2019-12-17 2021-05-06 주식회사 휴비츠 대형 샘플 검사용 단층촬영 장치
CN113899447B (zh) * 2020-06-22 2024-05-10 三赢科技(深圳)有限公司 光密度测试系统及光密度测试仪
WO2023210116A1 (ja) * 2022-04-27 2023-11-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 光干渉計測装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040081964A (ko) * 2003-03-17 2004-09-23 학교법인연세대학교 Led 조합을 이용한 저결맞음 광원장치
JP4790231B2 (ja) * 2004-06-17 2011-10-12 花王株式会社 表皮の解析方法
JP4871791B2 (ja) * 2007-06-07 2012-02-08 株式会社山武 光コヒーレンストモグラフィ装置
US8115934B2 (en) * 2008-01-18 2012-02-14 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Device and method for imaging the ear using optical coherence tomography
WO2010006785A1 (en) * 2008-07-16 2010-01-21 Carl Zeiss Surgical Gmbh Optical coherence tomography methods and systems
JP2011179902A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Nec Corp 光断層撮影装置及び光断層撮影方法
EP2675341B1 (en) 2011-02-15 2021-05-26 Alcon Inc. Apparatus and method for optical coherence tomography
AU2011377924B2 (en) * 2011-09-26 2015-01-22 Alcon Inc. Optical coherence tomography technique
JP5978599B2 (ja) * 2011-11-17 2016-08-24 花王株式会社 化粧肌の評価方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200080367A (ko) * 2018-12-14 2020-07-07 한국광기술원 불량 콘택트렌즈 검출 시스템 및 방법
KR102148817B1 (ko) 2018-12-14 2020-08-28 한국광기술원 불량 콘택트렌즈 검출 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20170224219A1 (en) 2017-08-10
JPWO2016067570A1 (ja) 2017-09-28
US9839358B2 (en) 2017-12-12
EP3213690A1 (en) 2017-09-06
WO2016067570A1 (ja) 2016-05-06
EP3213690B1 (en) 2020-02-26
EP3213690A4 (en) 2017-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6378776B2 (ja) 光侵入深さ評価方法、その評価方法を用いた性能検査方法および光断層画像撮像装置
CN103959040B (zh) 在智能手机上附接光学相干断层成像系统
USRE46412E1 (en) Methods and systems for performing angle-resolved Fourier-domain optical coherence tomography
JP5579606B2 (ja) 低コヒーレンス干渉法(lci)のための装置、システムおよび方法
US8836951B2 (en) Imaging device for optical coherence tomographic image and imaging method
US10209500B2 (en) Three-dimensional optical coherence tomography apparatus and its application
KR102227336B1 (ko) 광간섭 단층 화상 촬상 장치 및 계측 방법
EP3054337A1 (en) Three-dimensional optical coherence tomography apparatus and its application
JP6184905B2 (ja) 光断層画像撮像装置および光断層画像撮像装置を用いたヒト肌の計測方法
KR20100103188A (ko) 멀티라인 카메라를 이용한 광간섭성 단층촬영장치
JP2008151734A (ja) 光断層画像化方法、装置およびプログラムならびに光断層画像化システム
WO2016126861A1 (en) Optical coherence tomography apparatus and its application
Yu et al. Time-Dependent Speckle in Coherence Domain Tomography
Tchvialeva et al. Micro‐relief characterization of benign and malignant skin lesions by polarization speckle analysis in vivo
Dubois Technological extensions of full-field optical coherence microscopy for multicontrast imaging
CN113576406A (zh) 非接触式皮肤油脂分布测量系统及方法
Zhang et al. Deep illumination angular domain spectroscopic imaging: tissue-mimicking phantom study
Wan Development of Molecular Contrast in Coherence Domain Optical Imaging
Potcoava et al. Animal Tissue Tomography by Digital Interference Holography

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170515

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20170515

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20170908

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180426

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180703

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180727

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6378776

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250