JPWO2020129200A1 - 光干渉断層撮像装置 - Google Patents

光干渉断層撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2020129200A1
JPWO2020129200A1 JP2020560715A JP2020560715A JPWO2020129200A1 JP WO2020129200 A1 JPWO2020129200 A1 JP WO2020129200A1 JP 2020560715 A JP2020560715 A JP 2020560715A JP 2020560715 A JP2020560715 A JP 2020560715A JP WO2020129200 A1 JPWO2020129200 A1 JP WO2020129200A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
measurement
optical
lights
optical interference
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.)
Granted
Application number
JP2020560715A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7201007B2 (ja
Inventor
中村 滋
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC 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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Publication of JPWO2020129200A1 publication Critical patent/JPWO2020129200A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7201007B2 publication Critical patent/JP7201007B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/117Identification of persons
    • A61B5/1171Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof
    • A61B5/1172Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof using fingerprinting
    • 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
    • G01B9/02002Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies
    • G01B9/02004Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies using frequency scans
    • 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
    • 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
    • G01B9/02055Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02075Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration of particular errors
    • G01B9/02076Caused by motion
    • G01B9/02077Caused by motion of the object
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/108Beam splitting or combining systems for sampling a portion of a beam or combining a small beam in a larger one, e.g. wherein the area ratio or power ratio of the divided beams significantly differs from unity, without spectral selectivity
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/262Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026Measuring blood flow
    • A61B5/0261Measuring blood flow using optical means, e.g. infrared light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2290/00Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
    • G01B2290/65Spatial scanning object beam
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12Fingerprints or palmprints
    • G06V40/1382Detecting the live character of the finger, i.e. distinguishing from a fake or cadaver finger

Landscapes

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

Abstract

最小限の構成変更で広範囲測定と流動部識別測定の両方の機能が実現される光干渉断層撮像装置を提供する。光干渉断層撮像装置は、単一の光源から出射された光を少なくとも4つの分割光に分割して出力する分割光生成手段と、上記少なくとも4つの分割光のうち少なくとも2つである測定光を、この測定光の測定対象物上の位置を変化させうる機構を介して上記測定対象物の異なる位置に照射する測定光照射手段と、上記少なくとも4つの分割光のうち上記測定光以外の少なくとも2つを参照光として参照光ミラーに照射する参照光照射手段と、上記測定対象物によって反射あるいは散乱された上記測定光の各々に、上記参照光ミラーによって反射された上記参照光の1つを干渉させた干渉光から上記測定対象物の深さ方向の構造データを取得する光スペクトルデータ生成手段と、を備える。

Description

本発明は、光干渉断層撮像装置に関する。
測定対象物の表面近傍の断層撮像を行う技術として、光コヒーレンス・トモグラフィー(Optical Coherence Tomography: OCT)技術がある。当該OCT技術では、光ビームを測定対象物に照射した際の測定対象物の内部からの散乱光(以下、「後方散乱光」とも称する)と参照光との干渉を利用して、測定対象物の表面近傍の断層撮像を行う。近年、当該OCT技術の医療診断や工業製品検査への適用が拡大している。
OCT技術では、測定対象物に照射され散乱されてくる物体光と参照光との干渉を利用して、測定対象物において物体光が散乱される部分(光散乱点)の光軸方向すなわち深さ方向における位置を特定する。これにより、測定対象物の深さ方向に空間分解した構造データを得る。物体光は、多くの場合、測定対象物の表面だけで100%反射されることはなくある程度内部まで伝搬してから後方に散乱される。このため、測定対象部の内部の深さ方向に空間分解した構造データを得ることが可能になる。OCT技術には、Time Domain OCT方式(TD−OCT方式)、Fourier Domain OCT方式(FD−OCT方式)があるが、高速・高感度という点でFD−OCT方式の方が有望である。FD−OCT方式では、物体光と参照光とを干渉させる際に、広い波長帯域の干渉光スペクトルを測定し、これをフーリエ変換することで深さ方向の構造データを得る。干渉光スペクトルを得る方式として、分光器を用いるSpectral Domain OCT方式(SD−OCT方式)と、波長を掃引する光源を用いるSwept Source OCT方式(SS−OCT方式)がある。
さらに、測定対象物を当該測定対象物の深さ方向に垂直な面内方向に物体光を走査することにより、当該面内方向に空間分解し、且つ、深さ方向に空間分解した断層構造データを得ることができる。これにより、測定対象物の三次元の断層構造データを得ることが可能になる。測定対象物の当該面内方向の異なる位置に物体光ビームを照射するために、通常は、ガルバノスキャナ等によって、1本の物体光ビームの照射位置が走査される。
OCT技術は、これまでに、眼科診断における眼底の断層撮像装置として実用化されると共に、生体の様々な部位に対する非侵襲の断層撮像装置として適用検討が進められている。例えば、特許文献1では、OCTを活用した真皮指紋読取の技術が開示されている。
図7に、SS−OCT方式の光干渉断層撮像装置の典型的な構成を示す。波長掃引レーザ光源501から、波長掃引された光パルスが生成される。波長掃引レーザ光源501から出射された光は、サーキュレータ503を経由して分岐合流器504において物体光R11と参照光R21に分岐される。物体光R11はファイバコリメータ505、走査ミラーとレンズから成る照射光学系506を経て、測定対象物520に照射される。そして、測定対象物520において散乱された物体光R31は、分岐合流器504へ戻る。他方、参照光R21は参照光ミラー508を経て、分岐合流器504へ戻る。したがって、分岐合流器504では、測定対象物520から散乱された物体光R31と参照光ミラー508から反射された参照光R41とが干渉し、干渉光R51、R61が得られる。そのため、物体光R31と参照光R41との位相差によって干渉光R51と干渉光R61との強度比が決定される。干渉光R51はサーキュレータ503を経て、干渉光R61は直接に、二入力のバランス型受光器502へ入力される。
波長掃引レーザ光源501から出射される光の波長変化に伴って干渉光R51と干渉光R61との強度比が変化する。これにより、バランス型受光器502における光電変換出力を干渉光スペクトルとして測定することができる。この干渉光スペクトルを測定しフーリエ変換することによって、深さ方向(Z方向)の異なる位置における後方散乱光(物体光)の強度を示すデータを得ることができる(以下、測定対象物520のある位置の深さ方向(Z方向)の後方散乱光(物体光)の強度を示すデータを得る動作を、「Aスキャン」と称する)。
また、照射光学系506によって物体光ビームR11の照射位置が移動され、測定対象物520がスキャンされる。照射光学系506によって物体光ビームR11の照射位置を走査線方向(X方向)に移動させながらAスキャン動作を繰り返し行って、その測定結果を接続することにより、走査線方向と深さ方向との二次元の後方散乱光(物体光)の強度のマップが断層構造データとして得られる(以下、走査線方向(X方向)にAスキャン動作を繰り返し行って、その測定結果を接続する動作を、「Bスキャン」と称する)。
さらに、照射光学系506によって物体光ビームR1の照射位置を走査線方向だけでなく走査線に垂直な方向(Y方向)にも移動させながらBスキャン動作を繰り返し行って、その測定結果を接続することにより、三次元の断層構造データが得られる(以下、走査線に垂直な方向(Y方向)にBスキャン動作を繰り返し行って、その測定結果を接続する動作を、「Cスキャン」と称する)。
生体が測定対象物である場合には、通常、生体を完全に固定して測定することは困難であるため、測定を高速で行う必要がある。測定が広範囲となる場合には、ビームのスキャンだけで高速化することは困難であるため、複数の物体光ビームを照射する構成が知られている(特許文献2)。また、同一箇所において複数回測定された構造データに対して流動部と静止部と区別するデータ処理を行うことで生体内の血流の検出が可能であり、これを活用した毛細血管造影などが知られている。この場合にも生体自体の動きと区別するためには測定を高速で行う必要がある。短時間に複数回の測定を行うため、複数の物体光ビームを照射する構成が知られている(特許文献3)。
特許文献4は、光ビームにより被検眼の眼底を走査し、その反射光をもとに画像を形成する光画像撮像装置に関するものであり、被検眼の眼底の異なる位置に照射される複数のビームのそれぞれのビームにより、それぞれ異なる時間で、被検眼の眼底の同一領域を走査するものが提案されている。
米国特許出願公開第2015/0363630号明細書 特開2010−167253号公報 特開2018−121888号公報 特開2011−156035号公報 米国特許出願公開第2009/0059971号明細書
広範囲の測定を高速で行うために用いられる複数物体光ビーム照射は、通常、離れた場所が同時に光照射されるように構成される。他方、流動部を検知するために用いられる複数物体光ビーム照射は、通常、同じ場所を短時間のうちに複数回光照射されるように構成される。したがって、別の構成が用いられる。
しかし、例えば、光干渉断層撮像装置を指紋認証に用いる場合、指紋パターンを広範囲で測定する機能と、偽指検知に有効な血流検知の機能が求められ、両方の機能を実現するために別の構成の装置を用いていたのではサイズやコストの増大を招く。
本発明の目的は、最小限の構成変更で広範囲測定と流動部識別測定の両方の機能が実現される光干渉断層撮像装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る光干渉断層撮像装置は、
単一の光源から出射された光を少なくとも4つの分割光に分割して出力する分割光生成手段と、
上記少なくとも4つの分割光のうち少なくとも2つである測定光を、この測定光の測定対象物上の位置を変化させうる機構を介して上記測定対象物の異なる位置に照射する測定光照射手段と、
上記少なくとも4つの分割光のうち上記測定光以外の少なくとも2つを参照光として参照光ミラーに照射する参照光照射手段と、
上記測定対象物によって反射あるいは散乱された上記測定光の各々に、上記参照光ミラーによって反射された上記参照光の1つを干渉させた干渉光から上記測定対象物の深さ方向の構造データを取得する光スペクトルデータ生成手段と、を備える。
本発明に係る光干渉断層画像の生成方法は、
単一の光源から出射された光を少なくとも4つの分割光に分割して出力し、
上記少なくとも4つの分割光のうち少なくとも2つである測定光をこの測定光の測定対象物上の位置を調整して上記測定対象物の異なる位置に照射するとともに、上記少なくとも4つの分割光のうち上記測定光以外の少なくとも2つを参照光として参照光ミラーに照射し、
上記測定対象物によって反射あるいは散乱された上記測定光の各々と、上記参照光ミラーによって反射された上記参照光の1つを干渉させた干渉光から上記測定対象物の深さ方向の構造データを取得する。
本発明による光干渉断層撮像装置では、最小限の構成変更で広範囲測定と流動部識別測定の両方の機能を提供することができる。
本発明の上位概念の実施形態に係る光干渉断層撮像装置の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る光干渉断層撮像装置の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る光干渉断層撮像装置における照射光学系の構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る光干渉断層撮像装置における照射光学系を用いた物体光ビーム走査パターンの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る光干渉断層撮像装置における照射光学系の構成の一例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る光干渉断層撮像装置の一例を示すブロック図である。 関連する光干渉断層撮像装置の一例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
〔上位概念の実施形態〕
より具体的な実施形態を説明する前に、本発明の上位概念の実施形態に係る光干渉断層撮像装置について説明する。図1は、本発明の上位概念の実施形態に係る光干渉断層撮像装置の一例を示すブロック図である。
図1の光干渉断層撮像装置60は、光分岐器61、複数のサーキュレータ62、複数の分岐合流器63、照射光学系64、参照光ミラー66、複数のバランス型受光器67、光スペクトルデータ生成手段68、制御手段65等を含む。
光分岐器61は、レーザ光源などから入射される光を複数の光R01、R02に分岐する。複数の光R01、R02は複数のサーキュレータ62を経由して、複数の分岐合流器63によって物体光R11、R12と参照光R21、R22とに分岐される。
分岐合流器63から出力された複数の物体光R11、R12は照射光学系64を経て、測定対象物に照射され、走査される。より具体的には、照射光学系64は、複数の物体光ビーム69a、69bを測定対象物の一平面においてそれぞれ異なる位置に照射させて、一定範囲を走査する。ここで照射光学系64には、物体光ビーム69aと物体光ビーム69bとの間隔を制御する機構が設けられている。
制御手段65は、複数の物体光R11、R12を測定対象物の一平面においてそれぞれ異なる位置に照射させるよう、照射光学系64を制御する。好ましくは、制御手段65は、照射光学系64が測定対象物をスキャンする周期及び速度を制御する。
分岐合流器63から出力された複数の参照光R21、R22は、参照光ミラー66によって反射され、分岐合流器63へ戻る。
分岐合流器63において、測定対象物から散乱された物体光R31と参照光ミラー66から反射された参照光R41とが干渉し、干渉光R51及び干渉光R61が得られる。同様に、分岐合流器63において、測定対象物から散乱された物体光R32と参照光ミラー66から反射された参照光R42とが干渉し、干渉光R52及び干渉光R62が得られる。
干渉光R51、R52はサーキュレータ62を経て対応するバランス型受光器67へ入力され、干渉光R61、R62は直接に対応するバランス型受光器67へ入力される。バランス型受光器67から、それぞれ、干渉光R51と干渉光R61との強度比の変化に関する情報、干渉光R52と干渉光R62との強度比の変化に関する情報が光スペクトルデータ生成手段68に入力される。
光スペクトルデータ生成手段68は、光分岐器61へ入射される光の波長変化に関する情報と、干渉光R51とR61との強度比の変化に関する情報とに基づいて、干渉光スペクトルを生成する。同様に、光スペクトルデータ生成手段68は、光分岐器61へ入射される光の波長変化に関する情報と、干渉光R52とR62との強度比の変化に関する情報とに基づいて、干渉光スペクトルを生成する。また、光スペクトルデータ生成手段68は、生成した干渉光スペクトルを接続して、測定対象物に関する干渉光スペクトルデータを生成する。
図1の光干渉断層撮像装置60によれば、レーザ光源などから発せられた光は、光分岐器61により複数本の光R01、R02に分けられる。それぞれの光R01、R02は複数の分岐合流器63により、複数の測定光R11、R12と複数の参照光R21、R22とに分けられる。複数の測定光R11、R12は照射光学系64によって、測定対象物の異なる測定位置に導かれる。測定位置で発生する散乱光は再び照射光学系64を経由して分岐合流器63へ導かれ、分岐合流器63にて参照光と合成され、干渉光R51、R52、R61、R62が生成される。分岐合流器63により分けられた複数の参照光R21、R22は、参照光ミラー66によって反射され、分岐合流器63に戻される。分岐合流器63によって生成された干渉光R51、R52はサーキュレータ62を経由してバランス型受光器67に入射し、干渉光R61、R62は直接にバランス型受光器67に入射し、複数個の合成光がそれぞれ分光測定され、フーリエ変換処理等を行う信号処理工程を経て、測定対象物に関する干渉光スペクトルデータが生成される。
さらに図1の光干渉断層撮像装置60によれば、照射光学系64から測定対象物への複数の物体光ビーム69a、69bの間隔を制御し、複数の物体光ビーム69a、69bの測定対象物への照射位置間隔を可変にすることにより、広範囲測定と流動部識別測定の両方の機能を提供することができる。以下、より具体的な実施形態について説明する。
〔一実施形態〕
図2は、本発明の一実施形態に係る光干渉断層撮像装置100の一例を示すブロック図である。図2に示すように、光干渉断層撮像装置100は、波長掃引レーザ光源101、光分岐器111、遅延器112、複数のサーキュレータ103、複数の光分岐合流器104、複数のファイバコリメータ105、照射光学系106、参照光ミラー108、複数のバランス型受光器102、光スペクトルデータ生成手段の一例としての光スペクトルデータ生成部109、制御手段の一例としての制御部110等を備える。図2では、光干渉断層撮像装置100に備えられる、サーキュレータ103の数が2、光分岐合流器104の数が2、ファイバコリメータ105の数が2、バランス型受光器102の数が2の場合を示している。しかしながら、本発明の一実施形態に係る光干渉断層撮像装置100に備えられる、サーキュレータ103の数、光分岐合流器104の数、ファイバコリメータ105の数、バランス型受光器102の数は、光分岐器111において波長掃引レーザ光源101から出射された光が分岐される数に応じて決定されればよく、図示した数に限定されるものではない。
波長掃引レーザ光源101は、波長掃引された光パルスを生成する。具体的には、波長掃引レーザ光源101は、持続時間10μsの間に波長が1250nmから1350nmまで増加する光パルスを生成する。また、波長掃引レーザ光源101は、当該光パルスを、20μs毎に繰り返し周波数50kHzで生成する。SS−OCTに用いられる波長掃引レーザ光源の一例は、特許文献5に記載されている。
波長掃引レーザ光源101から出射された光は、光分岐器111で複数の光R01、R02に分岐された後、複数のサーキュレータ103を経由して、複数の光分岐合流器104によって物体光R11、R12と参照光R21、R22とに分岐される。光分岐合流器104としては、ファイバ融着を用いるもの、マイクロオプティクスを用いるものなどを用いることができる。なお遅延器112は、光R01を基準として、光R02に時間遅延を与える。例えば、遅延器112では光R02に3nsの時間遅延が付加される。
光分岐合流器104から出力された複数の物体光R11、R12は、ファイバコリメータ105、照射光学系106を経て、測定対象物120に照射され、走査される。より具体的には、照射光学系106は、複数の物体光ビーム107a、107bを測定対象物120のX−Y平面においてそれぞれ異なる位置に照射させ、一定範囲を走査する。そして、照射光学系106には、物体光ビーム107aと物体光ビーム107bの間隔を制御する機構が設けられている。
測定対象物120に照射された物体光ビーム107a、107bは、測定対象物120から後方(物体光ビームの照射方向と反対の方向)に散乱される。そして、測定対象物120から散乱された物体光(後方散乱光)R31、R32は、照射光学系106、ファイバコリメータ105を経て、光分岐合流器104へ戻る。
光分岐合流器104から出力された複数の参照光R21、R22は、参照光ミラー108によって反射され、光分岐合流器104へ戻る。
したがって、光分岐合流器104において、測定対象物120から散乱された物体光R31と参照光ミラー108から反射された参照光R41とが干渉し、干渉光R51及び干渉光R61が得られる。同様に、光分岐合流器104において、測定対象物120から散乱された物体光R32と参照光ミラー108から反射された参照光R42とが干渉し、干渉光R52及び干渉光R62が得られる。そのため、物体光R31、R32と参照光R41、R42との位相差によって、干渉光R51、R52と干渉光R61、R62との強度比が決定される。
干渉光R51、R52はサーキュレータ103を経て対応するバランス型受光器102へ入力され、干渉光R61、R62は直接に対応するバランス型受光器102へ入力される。そして、バランス型受光器102から、それぞれ、干渉光R51と干渉光R61との強度比の変化に関する情報、干渉光R52と干渉光R62との強度比の変化に関する情報が光スペクトルデータ生成部109に入力される。
なお、バランス型受光器102は2つのフォトダイオードが直列に接続され、その接続が出力(差動出力)となっている受光器である。また、バランス型受光器102の帯域は1GHz以下である。
また、光分岐合流器104で物体光R11と参照光R21が分岐されてから物体光の後方散乱光R31と参照光の戻り光R41が再び合流するまでの物体光の光路長と参照光の光路長とは概略等しい。光路長に大きな差があると、光分岐合流器104で干渉する物体光R31と参照光R41との周波数差(波長差)がバランス型受光器102の帯域より大きくなり、物体光R31と参照光R41との位相差を反映した干渉光R51と干渉光R61との強度比の検出が不可能になる。また、光分岐合流器104で物体光R12と参照光R22が分岐されてから物体光の後方散乱光R32と参照光の戻り光R42が再び合流するまでの物体光の光路長と参照光の光路長とは概略等しい。光路長に大きな差があると、光分岐合流器104で干渉する物体光R32と参照光R42との周波数差(波長差)がバランス型受光器102の帯域より大きくなり、物体光R31と参照光R41との位相差を反映した干渉光R51と干渉光R61との強度比の検出が不可能になる。
光スペクトルデータ生成部109は、波長掃引レーザ光源101からの出射光の波長変化に関する情報と、干渉光R51とR61との強度比の変化に関する情報とに基づいて、干渉光スペクトルデータを生成する。同様に、光スペクトルデータ生成部109は、波長掃引レーザ光源101からの出射光の波長変化に関する情報と、干渉光R52とR62との強度比の変化に関する情報とに基づいて、干渉光スペクトルを生成する。また、光スペクトルデータ生成部109は、生成した干渉光スペクトルデータを制御部110に入力する。
制御部110は、光干渉断層撮像装置100の各部を制御する。
制御部110は、複数の物体光R11、R12を測定対象物120のX−Y平面においてそれぞれ異なる位置に照射させるように、照射光学系106を制御する。
また、制御部110は、照射光学系106が測定対象物120をスキャンする周期及び速度を制御する。
また、制御部110は、光スペクトルデータ生成部109によって生成された干渉光スペクトルをフーリエ変換することによって、測定対象物120の深さ方向(Z方向)の異なる位置における後方散乱光(物体光)の強度を示すデータを取得する(Aスキャン)。より具体的には、Aスキャンにおいて中心波長λ0、波長範囲Δλの標本点数Nの干渉光スペクトルを取得し、制御部110が当該干渉光スペクトルに対して離散フーリエ変換を行うことにより、λ0/Δλを長さの単位とする、深さ方向の構造データが得られる。
また、制御部110は、物体光ビームR11、R12の照射位置を走査線方向に移動させながらAスキャン動作を繰り返し行うことによって得られた測定結果を接続することにより、二次元の断層構造データを生成する(Bスキャン)。ここで走査線方向とは、X方向及びY方向の少なくとも一方の方向である。
また、制御部110は、物体光ビームR11、R12の照射位置を走査線方向及び走査線に垂直な方向に移動させながらBスキャン動作を繰り返し行うことによって得られた測定結果を接続することにより、X、Y、Z方向の三次元の断層構造データを生成する(Cスキャン)。
また、制御部110は、光干渉断層撮像装置が広範囲を高速に測定するよう動作させる場合には、複数の物体光ビームを走査することによって得られた複数の3D構造データ(三次元構造データ)を接続する処理を行う。
また、制御部110は、光干渉断層撮像装置が流動部を検出するよう動作させる場合には、複数の物体光ビームを走査することによって得られた同一箇所で異なる時刻に取得された3D構造データの比較解析を行う。
図3は、複数の物体光ビームを測定対象物に照射する照射光学系の構成の一例を示す図である。図3の照射光学系は、前段レンズ系の一例としてのレンズ202と、ガルバノスキャナ206と、後段レンズ系の一例としての2枚レンズ203、204と、ガルバノスキャナ制御部と、レンズ制御部とを含む。複数の分岐合流器からファイバ中を伝搬されてきた物体光は、複数のファイバコリメータ201から出射され、レンズ202を通過してコリメートされた光ビームとなり、一定距離を伝搬した後に交差する。物体光ビームが交差する箇所に、ガルバノスキャナ206が設置され、これにより物体光ビームの走査を可能にする。このガルバノスキャナ206は、ガルバノスキャナ制御部の一例としてのガルバノスキャナ制御器207を通して制御される。複数の物体光ビームは、さらに、2枚レンズ203、204を通過して測定対象物210の表面近傍で一定距離だけ離れた箇所へ各々集光される。2枚レンズ203、204のレンズ位置は測定対象物120の上記Z方向と平行な方向に沿って、レンズ制御部の一例としてのレンズ制御器205で制御される。
2枚レンズ203、204のレンズ間距離が短い場合には、図3の状態Aに示すように、複数の物体光ビームは測定対象物上の離れた位置に照射される。2枚レンズ203、204のレンズ間距離が長い場合には、図3の状態Bに示すように、複数の物体光ビームは測定対象物上の近い位置に照射される。
図4は、照射光学系を用いた物体光ビーム走査パターンの例を示す図である。
複数の物体光ビームが測定対象物上の離れた位置に照射され、物体光ビームが走査されることにより広範囲を高速に測定する場合の走査パターンの例が図4の走査Aまたは図4の走査Bに示されている。図4の走査Aでは、2本の物体光ビームの測定対象物上での照射点の初期位置は301、302であり、ガルバノスキャナの制御により図示されるようにX方向に高速に走査される。また、図4の走査Bでは、2本の物体光ビームの測定対象物上での照射点の初期位置は303、304であり、ガルバノスキャナの制御により図示されるように走査される。いずれの場合も、複数の物体光ビームが異なる領域を同時に走査されることにより、広範囲を高速に測定することが可能になる。
複数の物体光ビームが測定対象物上の近い位置に照射され、物体光ビームが走査されることにより広範囲を高速に測定する場合の走査パターンの例が図4の走査Cまたは図4の走査Dに示されている。図4の走査Cでは、2本の物体光ビームの測定対象物上での照射点の初期位置は305、306であり、ガルバノスキャナの制御により図示されるようにX方向に高速に走査される。また、図4の走査Dでは、2本の物体光ビームの測定対象物上での照射点の初期位置は307、308であり、ガルバノスキャナの制御により図示されるように走査される。いずれの場合も、複数の物体光ビームが同一箇所を短時間のうちに複数回走査されることにより、流動部の識別が可能になる。
図5は、複数の物体光ビームを測定対象物に照射する照射光学系の構成の他の一例を示す図である。図5の照射光学系は、ファイバコリメータ401、402、403、404と、前段レンズ系の一例としてのレンズ405と、ガルバノスキャナ407と、後段レンズ系の一例としてのレンズ406と、ガルバノスキャナ制御器408と、光スイッチ410、412とを含む。複数の分岐合流器からの物体光を伝搬させる複数のファイバ409、411は、光スイッチ410、412に各々接続されている。ファイバコリメータ401、402は、レンズ405の半径方向の異なる位置へファイバ409中を伝搬された光を導くよう配置されている。同様に、ファイバコリメータ404、403は、レンズ405の半径方向の異なる位置へファイバ411中を伝搬された光を導くよう配置されている。ファイバ409を伝搬してきた物体光をファイバコリメータ401へ通すかファイバコリメータ402へ通すかを、光スイッチ410で選択する。また、ファイバ411を伝搬してきた物体光をファイバコリメータ403へ通すかファイバコリメータ404へ通すかを、光スイッチ412で選択する。複数のファイバコリメータから出射される複数の物体光ビームはレンズ405を通過してコリメートされた光ビームとなり、一定距離を伝搬した後に交差する。物体光ビームが交差する箇所に、ガルバノスキャナ407が設置され、これにより物体光ビームの走査を可能にする。このガルバノスキャナ407は、ガルバノスキャナ制御部の一例としてのガルバノスキャナ制御器408を通して制御される。複数の物体光ビームは、さらに、レンズ406を通過して測定対象物420の表面近傍で一定距離だけ離れた箇所へ各々集光される。
光スイッチ410、412を用いて物体光ビーム出射ファイバコリメータとして401、404を選択した場合には、図5の状態Aに示すように、複数の物体光ビームは測定対象物上の離れた位置に照射される。光スイッチ410、412を用いて物体光ビーム出射ファイバコリメータとして402、403を選択した場合には、図5の状態Bに示すように、複数の物体光ビームは測定対象物上の近い位置に照射される。
以上に説明した本発明の一実施形態に係る光干渉断層撮像装置100によれば、照射光学系106から測定対象物120への複数の物体光ビーム107a、107bの間隔を制御し、複数の物体光ビーム107a、107bの測定対象物への照射位置間隔を可変にすることにより、広範囲測定と流動部識別測定の両方の機能を提供することができる。
すなわち、照射光学系106から測定対象物120への複数の物体光ビーム107a、107bの間隔を制御して、測定対象物120内の離れた場所が同時に光照射されるように構成することにより、広範囲の測定を高速に行うことができる。また照射光学系106から測定対象物120への複数の物体光ビーム107a、107bの間隔を制御して、同じ場所を短時間のうちに複数回光照射されるよう構成することにより、流動部を識別する測定を行うことができる。
〔その他の実施形態〕
上述したように、本発明の一実施形態に係る光干渉断層撮像装置100に備えられる、サーキュレータ103の数、光分岐合流器104の数、ファイバコリメータ105の数、バランス型受光器102の数は、光分岐器111において波長掃引レーザ光源101から出射された光が分岐される数に応じて決定されればよく、図2に図示した数に限定されるものではない。
図6は本発明のその他の実施形態に係る光干渉断層撮像装置100aを示すブロック図である。図6に示す光干渉断層撮像装置100aは、波長掃引レーザ光源101a、光分岐器111a、遅延器112a、112b、複数のサーキュレータ103a、複数の光分岐合流器104a、複数のファイバコリメータ105a、照射光学系106a、参照光ミラー108a、複数のバランス型受光器102a、光スペクトルデータ生成手段の一例としての光スペクトルデータ生成部109a、制御手段の一例としての制御部110a等を備える。図6では、光干渉断層撮像装置100aに備えられる、サーキュレータ103aの数が3、光分岐合流器104aの数が3、ファイバコリメータ105aの数が3、バランス型受光器102aの数が3の場合を示している。なお遅延器112a、112bは、光R01を基準として、光R02、R03に時間遅延を与える。例えば、遅延器112aでは3nsの時間遅延が付加され、遅延器112bでは6nsの時間遅延が付加される。
図6の制御部110aは図2の制御部110と同様に、光干渉断層撮像装置100aの各部を制御する。図6の制御部110aは、複数の物体光R11、R12、R13を測定対象物120のX−Y平面においてそれぞれ異なる位置に照射させるように、照射光学系106aを制御する。また図6の制御部110aは、照射光学系106aが測定対象物120をスキャンする周期及び速度を制御する。
また、図6の制御部110aは、光スペクトルデータ生成部109aによって生成された干渉光スペクトルをフーリエ変換することによって、測定対象物120の深さ方向(Z方向)の異なる位置における後方散乱光(物体光)の強度を示すデータを取得する(Aスキャン)。
また、図6の制御部110aは、物体光ビームR11、R12、R13の照射位置を走査線方向に移動させながらAスキャン動作を繰り返し行うことによって得られた測定結果を接続することにより、二次元の断層構造データを生成する(Bスキャン)。
また、制御部110は、物体光ビームR11、R12の照射位置を走査線方向及び走査線に垂直な方向に移動させながらBスキャン動作を繰り返し行うことによって得られた測定結果を接続することにより、X、Y、Z方向の三次元の断層構造データを生成する(Cスキャン)。
また、図6の制御部110aは、光干渉断層撮像装置100aが広範囲を高速に測定するよう動作させる場合には、複数の物体光ビームを走査することによって得られた複数の3D構造データ(三次元構造データ)を接続する処理を行う。
また、図6の制御部110は、光干渉断層撮像装置100aが流動部を検出するよう動作させる場合には、複数の物体光ビームを走査することによって得られた同一箇所で異なる時刻に取得された3D構造データの比較解析を行う。
図6に示す光干渉断層撮像装置100aでは、光分岐合流器104aにおいて、測定対象物120から散乱された物体光R31と参照光ミラー108aから反射された参照光R41とが干渉し、干渉光R51及び干渉光R61が得られる。同様に、光分岐合流器104aにおいて、測定対象物120から散乱された物体光R32と参照光ミラー108aから反射された参照光R42とが干渉し、干渉光R52及び干渉光R62が得られる。また同様に、光分岐合流器104aにおいて、測定対象物120から散乱された物体光R33と参照光ミラー108aから反射された参照光R43とが干渉し、干渉光R53及び干渉光R63が得られる。そのため、物体光R31、R32、R33と参照光R41、R42、R43との位相差によって、干渉光R51、R52、R53と干渉光R61、R62、R63との強度比が決定される。
干渉光R51、R52、R53はサーキュレータ103aを経て対応するバランス型受光器102aへ入力され、干渉光R61、R62、R63は直接に対応するバランス型受光器102aへ入力される。そして、バランス型受光器102aから、それぞれ、干渉光R51と干渉光R61との強度比の変化に関する情報、干渉光R52と干渉光R62との強度比の変化に関する情報、干渉光R53と干渉光R63との強度比の変化に関する情報が光スペクトルデータ生成部109aに入力される。
図6に示す光干渉断層撮像装置100aでは、一実施形態の光干渉断層撮像装置100と同様に、複数の物体光ビームの測定対象物120の照射位置間隔を可変にすることにより、最小限の構成変更で広範囲測定と流動部識別測定の両方の機能を提供することができる。
すなわち、照射光学系106aから測定対象物120への複数の物体光ビーム107a、107b、107cの間隔を制御して、測定対象物120内の離れた場所が同時に光照射されるように構成することにより、広範囲の測定を高速に行うことができる。また照射光学系106から測定対象物120への複数の物体光ビーム107a、107b、107cの間隔を制御して、同じ場所を短時間のうちに複数回光照射されるよう構成することにより、流動部を識別する測定を行うことができる。
〔実施形態のまとめ〕
上述した一実施形態をまとめると次のようになる。光干渉断層撮像装置において、複数の物体光ビームの照射は、高速に広範囲の測定を行う場合や、血流等の流動部を識別する測定を行う場合に有用であるが、両者に別の装置を用いるのはサイズやコストの増大を招く。
上述した一実施形態の光干渉断層撮像装置100では、波長掃引レーザ光源101から、波長掃引された光パルスが生成される。波長掃引レーザ光源101からの出力光は、光分岐器111で複数の光に分岐された後、光分岐合流器104で物体光と参照光に分岐される。複数の物体光はファイバコリメータ105、スキャンミラーとレンズから成る照射光学系106を経て、物体光ビーム107a、107bとして測定対象物120に照射され、後方散乱光が光分岐合流器104へ戻る。他方、参照光は参照光ミラー108を経て、光分岐合流器104へ戻る。これにより物体光と参照光の干渉が生じ、二入力のバランス型受光器102での光電変換により干渉光強度測定値が得られ、制御部110で3D構造データ(三次元構造データ)が算出される。
ここで一実施形態の光干渉断層撮像装置100では、物体光ビーム107a、107bの間隔を可変にする照射光学系が用いられる。高速に広範囲の測定を行う場合には、複数の物体光ビームは測定対象物上の離れた位置に照射される。この場合、別々の領域を同時にスキャンして得られた構造データを接続して広範囲の構造データを得る。血流等の流動部を識別する測定を行う場合には、複数の物体光ビームは測定対象物上の近い位置に照射され、同一箇所を短時間に複数回照射するようスキャンされる。この場合、同一箇所に対して異なる時刻に得られた構造データから流動部が検出される。
こうして一実施形態の光干渉断層撮像装置100では、照射光学系が、測定対象物の異なる位置に照射する、物体光ビーム107a、107bの測定対象物上の位置を変化させる機構を含むことにより、最小限の構成変更で広範囲測定と流動部識別測定の両方の機能を提供することができる。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)単一の光源から出射された光を少なくとも4つの分割光に分割して出力する分割光生成手段と、
前記少なくとも4つの分割光のうち少なくとも2つである測定光を、該測定光の測定対象物上の位置を変化させうる機構を介して前記測定対象物の異なる位置に照射する測定光照射手段と、
前記少なくとも4つの分割光のうち前記測定光以外の少なくとも2つを参照光として参照光ミラーに照射する参照光照射手段と、
前記測定対象物によって反射あるいは散乱された前記測定光の各々に、前記参照光ミラーによって反射された前記前記参照光の1つを干渉させた干渉光から前記測定対象物の深さ方向の構造データを取得する光スペクトルデータ生成手段と、
を備える光干渉断層撮像装置。
(付記2)付記1に記載の光干渉断層撮像装置において、
前記測定光照射手段が、
複数の測定光がコリメートされて1点で交差するよう設定される前段レンズ系と、
前記複数の測定光が交差する位置に置かれる光ビームスキャナと、
前記光ビームスキャナを通過した複数の測定光を前記測定対象物上に集光する後段レンズ系とを含み、
前記測定対象物の異なる位置に照射する、前記複数の光からなる測定光の前記測定対象物上の位置を変化させる、光干渉断層撮像装置。
(付記3)付記2に記載の光干渉断層撮像装置において、
前記測定光照射手段の後段レンズ系のレンズを、前記測定対象物の深さ方向と平行な方向へ移動させる機構を含む、光干渉断層撮像装置。
(付記4)付記2に記載の光干渉断層撮像装置において、
前記測定光照射手段が、
ファイバ中を伝搬された光を空間に出射する複数のコリメータと、
前記複数の測定光が通過する前記複数のコリメータを選択し、前記前段レンズ系へと導く光スイッチと、をさらに含む、光干渉断層撮像装置。
(付記5)付記4に記載の光干渉断層撮像装置において、
前記複数のコリメータは、前記前段レンズ系の半径方向の異なる位置へ前記ファイバ中を伝搬された光を導くよう配置されている、光干渉断層撮像装置。
(付記6)付記1乃至付記5のいずれか一つに記載の光干渉断層撮像装置において、
前記光源は波長掃引レーザ光源であり、
前記光スペクトルデータ生成手段は、前記干渉光の強度比の変化に関する情報を生成し、
前記光スペクトルデータ生成手段によって生成された前記干渉光の強度比の変化に関する情報に基づいて、前記測定対象物の深さ方向の構造データを取得する制御手段を含む、光干渉断層撮像装置。
(付記7)単一の光源から出射された光を少なくとも4つの分割光に分割して出力し、
前記少なくとも4つの分割光のうち少なくとも2つである測定光を該測定光の測定対象物上の位置を調整して前記測定対象物の異なる位置に照射するとともに、前記少なくとも4つの分割光のうち前記測定光以外の少なくとも2つを参照光として参照光ミラーに照射し、
前記測定対象物によって反射あるいは散乱された前記測定光の各々と、前記参照光ミラーによって反射された前記参照光の1つを干渉させた干渉光から前記測定対象物の深さ方向の構造データを取得する、光干渉断層画像の生成方法。
(付記8)付記7に記載の光干渉断層画像の生成方法において、
光干渉断層撮像装置が、
複数の測定光がコリメートされて1点で交差するよう設定される前段レンズ系と、
前記複数の測定光が交差する位置に置かれる光ビームスキャナと、
前記光ビームスキャナを通過した複数の測定光を前記測定対象物上に集光する後段レンズ系とを含み、
前記測定対象物の異なる位置に照射する、前記複数の光からなる測定光の前記測定対象物上の位置を変化させる、光干渉断層画像の生成方法。
(付記9)付記8に記載の光干渉断層画像の生成方法において、
前記光干渉断層撮像装置の後段レンズ系のレンズを、前記測定対象物の深さ方向と平行な方向へ移動させることにより、前記複数の測定光の前記測定対象物上の照射位置間隔が調整される、光干渉断層画像の生成方法。
(付記10)付記8に記載の光干渉断層画像の生成方法において、
前記光干渉断層撮像装置が、
ファイバ中を伝搬された光を空間に出射する複数のコリメータと、
前記複数の測定光が通過する前記複数のコリメータを選択し、前記前段レンズ系へと導く光スイッチと、をさらに含む、光干渉断層画像の生成方法。
(付記11)付記10に記載の光干渉断層画像の生成方法において、
前記複数のコリメータは、前記前段レンズ系の半径方向の異なる位置へ前記ファイバ中を伝搬された光を導くよう配置されている、光干渉断層画像の生成方法。
(付記12)付記10又は付記11に記載の光干渉断層画像の生成方法において、
前記光スイッチが、前記複数のコリメータを選択することにより、前記複数の測定光の前記測定対象物上の照射位置間隔が調整される、光干渉断層画像の生成方法。
(付記13)付記7乃至付記12のいずれか一つに記載の光干渉断層画像の生成方法において、
前記光源は波長掃引レーザ光源であり、
光スペクトルデータ生成手段は、前記干渉光の強度比の変化に関する情報を生成し、
前記光スペクトルデータ生成手段によって生成された前記干渉光の強度比の変化に関する情報に基づいて、前記測定対象物の深さ方向の構造データを取得する制御手段を含む、光干渉断層画像の生成方法。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
100 光干渉断層撮像装置
101 波長掃引レーザ光源
102 バランス型受光器
103 サーキュレータ
104 光分岐合流器
105 ファイバコリメータ
106 スキャンミラーとレンズからなる照射光学系
107 物体光ビーム
108 参照光ミラー
109 光スペクトルデータ生成部
110 制御部
111 光分岐器
112 遅延器
120 測定対象物
201 ファイバコリメータ
202〜204 レンズ
205 レンズ制御器
206 ガルバノスキャナ
207 ガルバノスキャナ制御器
210 測定対象物
401〜404 ファイバコリメータ
405〜406 レンズ
407 ガルバノスキャナ
408 ガルバノスキャナ制御器
410、412 光スイッチ
420 測定対象物

Claims (13)

  1. 単一の光源から出射された光を少なくとも4つの分割光に分割して出力する分割光生成手段と、
    前記少なくとも4つの分割光のうち少なくとも2つである測定光を、該測定光の測定対象物上の位置を変化させうる機構を介して前記測定対象物の異なる位置に照射する測定光照射手段と、
    前記少なくとも4つの分割光のうち前記測定光以外の少なくとも2つを参照光として参照光ミラーに照射する参照光照射手段と、
    前記測定対象物によって反射あるいは散乱された前記測定光の各々に、前記参照光ミラーによって反射された前記前記参照光の1つを干渉させた干渉光から前記測定対象物の深さ方向の構造データを取得する光スペクトルデータ生成手段と、
    を備える光干渉断層撮像装置。
  2. 請求項1に記載の光干渉断層撮像装置において、
    前記測定光照射手段が、
    複数の測定光がコリメートされて1点で交差するよう設定される前段レンズ系と、
    前記複数の測定光が交差する位置に置かれる光ビームスキャナと、
    前記光ビームスキャナを通過した複数の測定光を前記測定対象物上に集光する後段レンズ系とを含み、
    前記測定対象物の異なる位置に照射する、前記複数の光からなる測定光の前記測定対象物上の位置を変化させる、光干渉断層撮像装置。
  3. 請求項2に記載の光干渉断層撮像装置において、
    前記測定光照射手段の後段レンズ系のレンズを、前記測定対象物の深さ方向と平行な方向へ移動させる機構を含む、光干渉断層撮像装置。
  4. 請求項2に記載の光干渉断層撮像装置において、
    前記測定光照射手段が、
    ファイバ中を伝搬された光を空間に出射する複数のコリメータと、
    前記複数の測定光が通過する前記複数のコリメータを選択し、前記前段レンズ系へと導く光スイッチと、をさらに含む、光干渉断層撮像装置。
  5. 請求項4に記載の光干渉断層撮像装置において、
    前記複数のコリメータは、前記前段レンズ系の半径方向の異なる位置へ前記ファイバ中を伝搬された光を導くよう配置されている、光干渉断層撮像装置。
  6. 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の光干渉断層撮像装置において、
    前記光源は波長掃引レーザ光源であり、
    前記光スペクトルデータ生成手段は、前記干渉光の強度比の変化に関する情報を生成し、
    前記光スペクトルデータ生成手段によって生成された前記干渉光の強度比の変化に関する情報に基づいて、前記測定対象物の深さ方向の構造データを取得する制御手段を含む、光干渉断層撮像装置。
  7. 単一の光源から出射された光を少なくとも4つの分割光に分割して出力し、
    前記少なくとも4つの分割光のうち少なくとも2つである測定光を該測定光の測定対象物上の位置を調整して前記測定対象物の異なる位置に照射するとともに、前記少なくとも4つの分割光のうち前記測定光以外の少なくとも2つを参照光として参照光ミラーに照射し、
    前記測定対象物によって反射あるいは散乱された前記測定光の各々と、前記参照光ミラーによって反射された前記参照光の1つを干渉させた干渉光から前記測定対象物の深さ方向の構造データを取得する、光干渉断層画像の生成方法。
  8. 請求項7に記載の光干渉断層画像の生成方法において、
    光干渉断層撮像装置が、
    複数の測定光がコリメートされて1点で交差するよう設定される前段レンズ系と、
    前記複数の測定光が交差する位置に置かれる光ビームスキャナと、
    前記光ビームスキャナを通過した複数の測定光を前記測定対象物上に集光する後段レンズ系とを含み、
    前記測定対象物の異なる位置に照射する、前記複数の光からなる測定光の前記測定対象物上の位置を変化させる、光干渉断層画像の生成方法。
  9. 請求項8に記載の光干渉断層画像の生成方法において、
    前記光干渉断層撮像装置の後段レンズ系のレンズを、前記測定対象物の深さ方向と平行な方向へ移動させることにより、前記複数の測定光の前記測定対象物上の照射位置間隔が調整される、光干渉断層画像の生成方法。
  10. 請求項8に記載の光干渉断層画像の生成方法において、
    前記光干渉断層撮像装置が、
    ファイバ中を伝搬された光を空間に出射する複数のコリメータと、
    前記複数の測定光が通過する前記複数のコリメータを選択し、前記前段レンズ系へと導く光スイッチと、をさらに含む、光干渉断層画像の生成方法。
  11. 請求項10に記載の光干渉断層画像の生成方法において、
    前記複数のコリメータは、前記前段レンズ系の半径方向の異なる位置へ前記ファイバ中を伝搬された光を導くよう配置されている、光干渉断層画像の生成方法。
  12. 請求項10又は請求項11に記載の光干渉断層画像の生成方法において、
    前記光スイッチが、前記複数のコリメータを選択することにより、前記複数の測定光の前記測定対象物上の照射位置間隔が調整される、光干渉断層画像の生成方法。
  13. 請求項7乃至請求項12のいずれか一項に記載の光干渉断層画像の生成方法において、
    前記光源は波長掃引レーザ光源であり、
    光スペクトルデータ生成手段は、前記干渉光の強度比の変化に関する情報を生成し、
    前記光スペクトルデータ生成手段によって生成された前記干渉光の強度比の変化に関する情報に基づいて、前記測定対象物の深さ方向の構造データを取得する制御手段を含む、光干渉断層画像の生成方法。
JP2020560715A 2018-12-20 2018-12-20 光干渉断層撮像装置、および光干渉断層画像の生成方法 Active JP7201007B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/046900 WO2020129200A1 (ja) 2018-12-20 2018-12-20 光干渉断層撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020129200A1 true JPWO2020129200A1 (ja) 2021-10-21
JP7201007B2 JP7201007B2 (ja) 2023-01-10

Family

ID=71101086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020560715A Active JP7201007B2 (ja) 2018-12-20 2018-12-20 光干渉断層撮像装置、および光干渉断層画像の生成方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220065615A1 (ja)
EP (1) EP3901614B1 (ja)
JP (1) JP7201007B2 (ja)
CN (1) CN113227761A (ja)
WO (1) WO2020129200A1 (ja)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011005236A (ja) * 2009-05-22 2011-01-13 Canon Inc 撮像装置および撮像方法
US20110150293A1 (en) * 2008-11-26 2011-06-23 Bower Bradley A Methods, Systems and Computer Program Products for Biometric Identification by Tissue Imaging Using Optical Coherence Tomography (OCT)
JP2011242177A (ja) * 2010-05-14 2011-12-01 Canon Inc 撮像装置及びその撮像方法
JP2012042348A (ja) * 2010-08-19 2012-03-01 Canon Inc 断層画像表示装置およびその制御方法
JP2012110575A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Canon Inc 断層撮像方法および断層撮像装置
JP2013007601A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Nidek Co Ltd 光コヒーレンストモグラフィ装置
US20140002793A1 (en) * 2011-11-04 2014-01-02 Joshua Noel Hogan Non-invasive optical monitoring
US20140104618A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 Thorlabs, Inc. Compact, low dispersion, and low aberration adaptive optics scanning system
JP2015092158A (ja) * 2013-11-01 2015-05-14 株式会社トーメーコーポレーション マルチチャンネル光コヒーレンストモグラフィ
JP2017173305A (ja) * 2016-02-10 2017-09-28 株式会社トーメーコーポレーション 波長符号化マルチビーム光コヒーレンストモグラフィ

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8059277B2 (en) 2007-08-27 2011-11-15 Axsun Technologies, Inc. Mode hopping swept frequency laser for FD OCT and method of operation
JP5455001B2 (ja) * 2008-12-26 2014-03-26 キヤノン株式会社 光断層撮像装置および光断層撮像装置の制御方法
JP5649286B2 (ja) 2008-12-26 2015-01-07 キヤノン株式会社 光断層撮像装置、被検査物の画像を撮る撮像装置、光断層撮像装置の制御方法及びそのコンピュータプログラム
JP5623028B2 (ja) * 2009-01-23 2014-11-12 キヤノン株式会社 光干渉断層画像を撮る撮像方法及びその装置
JP5550258B2 (ja) * 2009-05-08 2014-07-16 キヤノン株式会社 光干渉断層撮像装置
JP5656414B2 (ja) 2010-01-29 2015-01-21 キヤノン株式会社 眼科像撮像装置及び眼科像撮像方法
CN102843958A (zh) * 2010-03-31 2012-12-26 佳能株式会社 光学相干断层图像摄像设备及其控制设备
ES2415555B2 (es) * 2011-05-20 2014-07-09 Medlumics, S.L. Dispositivo de barrido para interferometría de baja coherencia.
EP2574273B1 (en) * 2011-06-23 2014-09-24 Nidek Co., Ltd. Optical coherence tomography apparatus
US8564788B2 (en) * 2011-07-26 2013-10-22 Kabushiki Kaisha Topcon Optical imaging method and optical imaging apparatus
EP2929288A4 (en) * 2012-12-06 2016-07-06 Univ Lehigh SPATIAL MULTIPLEXING OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY APPARATUS
US20160045106A1 (en) * 2013-11-01 2016-02-18 Tomey Corporation Multi-Channel Optical Coherence Tomography
US9721138B2 (en) 2014-06-17 2017-08-01 Joshua Noel Hogan System and method for fingerprint validation
KR101919957B1 (ko) * 2014-08-12 2018-11-19 웨이브라이트 게엠베하 순간적 시간 영역 광 간섭 단층 촬영
JP6848488B2 (ja) 2017-01-31 2021-03-24 株式会社ニデック 光干渉断層計
EP3414516B1 (en) * 2016-02-12 2020-04-01 Carl Zeiss Meditec, Inc. Systems and methods for improved oct measurements
US10641601B2 (en) * 2017-09-08 2020-05-05 Korea University Research And Business Foundation Dual beam optical coherence tomography with simultaneous orthogonal scanning
US10648797B2 (en) * 2017-11-16 2020-05-12 Quality Vision International Inc. Multiple beam scanning system for measuring machine

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110150293A1 (en) * 2008-11-26 2011-06-23 Bower Bradley A Methods, Systems and Computer Program Products for Biometric Identification by Tissue Imaging Using Optical Coherence Tomography (OCT)
JP2011005236A (ja) * 2009-05-22 2011-01-13 Canon Inc 撮像装置および撮像方法
JP2011242177A (ja) * 2010-05-14 2011-12-01 Canon Inc 撮像装置及びその撮像方法
JP2012042348A (ja) * 2010-08-19 2012-03-01 Canon Inc 断層画像表示装置およびその制御方法
JP2012110575A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Canon Inc 断層撮像方法および断層撮像装置
JP2013007601A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Nidek Co Ltd 光コヒーレンストモグラフィ装置
US20140002793A1 (en) * 2011-11-04 2014-01-02 Joshua Noel Hogan Non-invasive optical monitoring
US20140104618A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 Thorlabs, Inc. Compact, low dispersion, and low aberration adaptive optics scanning system
JP2015092158A (ja) * 2013-11-01 2015-05-14 株式会社トーメーコーポレーション マルチチャンネル光コヒーレンストモグラフィ
JP2017173305A (ja) * 2016-02-10 2017-09-28 株式会社トーメーコーポレーション 波長符号化マルチビーム光コヒーレンストモグラフィ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QUN YUAN ET AL.: "Alignment analyses of a galvanometer-based scanner in free-space Fourier domain optical coherence to", APPLIED OPTICS, vol. 54, no. 32, JPN6022049029, 10 November 2015 (2015-11-10), pages 9554 - 9562, ISSN: 0004926154 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113227761A (zh) 2021-08-06
JP7201007B2 (ja) 2023-01-10
US20220065615A1 (en) 2022-03-03
EP3901614B1 (en) 2023-02-08
WO2020129200A1 (ja) 2020-06-25
EP3901614A4 (en) 2022-01-05
EP3901614A1 (en) 2021-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101336048B1 (ko) 광 단층촬영의 촬상방법 및 그 장치
US8830483B2 (en) Optical coherence tomography with refractive indexing of object
KR101709272B1 (ko) 유도 광음향 분자진동 이미징 시스템
JP2005249704A (ja) 断層映像装置
CN106137134B (zh) 多角度复合的血流成像方法及系统
JP2021165747A (ja) 光ビーム制御器およびこれを用いた光干渉断層撮像器
JPWO2020017017A1 (ja) 光計測装置および試料観察方法
JP7327620B2 (ja) 光干渉断層撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラム
JP7201007B2 (ja) 光干渉断層撮像装置、および光干渉断層画像の生成方法
WO2021192117A1 (ja) 光干渉断層撮像装置
JP6917663B2 (ja) 光コヒーレンストモグラフィ装置用の光干渉ユニット
JPH11108763A (ja) 光計測装置
EP2246659A1 (en) Optical coherence tomography apparatus and method
KR101709973B1 (ko) 혼합 빔 스캐닝 광 가간섭 단층촬영 방법 및 장치
WO2022044204A1 (ja) 光干渉断層撮像装置
JP7211497B2 (ja) 光干渉断層撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラム
US20230273010A1 (en) Optical coherence tomography device
WO2021192047A1 (ja) 光干渉断層撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体
CN115040066B (zh) 一种多功能眼底扫描方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210607

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20211112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220322

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220823

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221020

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: 20221122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221205

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7201007

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151