KR101746353B1 - 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치 - Google Patents

공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치 Download PDF

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김이종
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Abstract

일 실시 예의 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치는 적외선을 포함하는 광을 방출하는 광대역 광원, 상기 광대역 광원으로부터 광을 입력 받아 측정 대상을 비추고, 손으로 파지할 수 있는 프로브, 상기 프로브로부터 출력된 광을 입력 받고, 입력된 광의 파장을 분석하는 분광기, 상기 분광기에서 분석한 광의 파장을 패스트 푸리에 변환을 함으로써, 상기 측정 대상의 단층 이미지를 생성하는 연산 처리부, 상기 광대역 광원, 상기 프로브 및 상기 디텍터 사이에서 이동하는 광의 경로 및 비율을 조절하는 광섬유 서큘레이터, 상기 광대역 광원과 상기 광섬유 서큘레이터 사이에 연결되고, 유연한 소재로 형성되는 제 1 광섬유 케이블, 상기 프로브와 상기 광섬유 서큘레이터 사이에 연결되고, 유연한 소재로 형성되는 제 2 광섬유 케이블 및 상기 분광기와 상기 광섬유 서큘레이터 사이에 연결되고, 유연한 소재로 형성되는 제 3 광섬유 케이블을 포함할 수 있다.

Description

공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치{Common path fiber optic based hand held parallel optical coherence tomography APParatus}
이하의 설명은 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치에 관한 것이다.
의료 환경에서 측정 대상의 단층 영상 이미지를 얻기 위하여 광간섭 단층 촬영 기술(Optical Coherence Tomography)이 사용되어 왔다. 이는 측정 대상에 적외선을 조사(照射)하여 조직의 성질에 따라 반사되는 반사광의 양 및 도달하는 시간 차이를 광학적 간섭계를 사용해 분석하여 고해상도 단층 영상을 얻는 기술이다. 하지만 광은 초음파와 달리 생체조직을 산란과 흡수로 인해 깊이 침투하지 못하여 인체 내부의 영상을 얻기 위하여 광섬유 기반 내시경과 함께 많이 쓰인다.
광간섭 단층 촬영 기술은, 측정대상을 스캔할 경우, 한번의 스캔에서 1차원 정보만 얻을 수 있는, 싱글 포인트(Single Point)방식과 한번의 스캔에서 2~3차원 정보를 얻을 수 있는 병렬(parallel) 방식으로 나뉠 수 있다. 병렬 방식은 빠른 영상획득 등의 장점으로 많이 연구되고 있으나 병렬 광 데이터를 광섬유로 전송할 수 없는 이유로 적용할 수 있는 분야는 검안 현미경 등으로 매우 제한적이었다..
기존의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치는 측정 대상을 근적외선으로 비추고, 반사되는 광을 검출하는 검사 렌즈부와 간섭을 위한 레퍼런스 광을 출력하는 거울을 포함하고, 레퍼런스 광과 측정 대상을 조사하고 반사되는 광을 각각 두 개의 고정된 경로를 따라서, 간섭을 수행하는 투암(Two-arm) 방식을 채용해 왔다.
기존의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치의 간섭계를 광섬유를 이용하여 만들 경우, 검사 렌즈부 및 거울 각각 광섬유 케이블이 연결되어 광을 전달할 수 있다. 하지만, 이 경우, 두 개의 광섬유 케이블 중 어느 하나 이상의 광섬유 케이블의 자세가 변형되거나, 흔들리는 경우, 광의 간섭을 수행하는 과정에서 두 개의 광의 위상의 변화로 인한 노이즈가 발생하여 촬영한 단층 이미지의 품질이 저하되는 문제점을 가지고 있으며, 이에 따라, 광섬유 케이블 없이 검사 렌즈부와 레퍼런스 거울을 움직이지 않도록 고정시켜 촬영해야만 했다.
일 실시 예의 목적은, 광섬유를 이용하여 핸드 헬드식으로 제공되면서도, 안정적이고, 정확한 단층 영상 이미지 결과물을 획득할 수 있는 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치를 제공하는 것이다. 또한, 이 기술은 핸드 헬드 프로브를 작게 만들어 내시경 프로브로 적용할 수 있다.
일 실시 예에 따른 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치는, 근적외선을 포함하는 광을 방출하는 광대역 광원; 상기 광대역 광원으로부터 광을 입력 받아 측정 대상을 비추고, 손으로 파지할 수 있는 프로브; 상기 프로브로부터 출력된 광을 입력 받고, 입력된 광의 파장을 분석하는 분광기; 상기 분광기에서 분석한 광의 파장을 푸리에 변환을 함으로써, 상기 측정 대상의 단층 이미지를 생성하는 연산 처리부; 상기 광대역 광원, 상기 프로브 및 상기 디텍터 사이에서 이동하는 광의 경로 및 비율을 조절하는 광섬유 서큘레이터; 상기 광대역 광원과 상기 광섬유 서큘레이터 사이에 연결되고, 유연한 소재로 형성되는 제 1 광섬유 케이블; 상기 프로브와 상기 광섬유 서큘레이터 사이에 연결되고, 유연한 소재로 형성되는 제 2 광섬유 케이블; 및 상기 분광기와 상기 광섬유 서큘레이터 사이에 연결되고, 유연한 소재로 형성되는 제 3 광섬유 케이블을 포함할 수 있다.
상기 프로브는, 상기 제 3 광섬유 케이블로부터 전달받은 광이 통과하는 내부 공간; 상기 내부 공간으로 진입된 광을 평행 광으로 만드는 콜리메이터; 상기 콜리메이터를 통과한 광을 회절 시키는 회절 격자; 상기 회절 격자를 통과한 광의 상(像)을 연장하는 릴레이 렌즈; 상기 릴레이 렌즈를 통과한 광을 반사시키는 갈바노미터 스캐너; 상기 갈바노미터 스캐너에서 반사된 광을 하나의 초점으로 모으는 대물 렌즈; 및 상기 대물 렌즈를 통과한 광의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 간섭된 광을 만들기 위한 간섭부를 포함할 수 있다.
상기 측정 대상을 바라보는 방향을 전방이라고 할 때, 상기 간섭부는, 상기 대물 렌즈의 전방에 배치되는 제 1 글래스; 상기 제 1 글래스의 전방에 배치되는 제 2 글래스; 및 상기 제 2 글래스의 전방에 배치되는 커버 글래스를 포함할 수 있다.
상기 제 2 글래스의 전면은 빔 스플리터 층으로 형성되고, 상기 측정 대상에서 반사된 광은, 상기 빔 스플리터 층에서 반사된 광과 간섭되어 상기 제 3 광섬유 케이블, 광섬유 서큘레이터 및 제 2 광섬유 케이블을 순차적으로 통과하여, 상기 분광기로 입력될 수 있다.
상기 제 1 글래스의 후면과, 상기 커버 글래스의 전면 및 후면은 반사 방지 코팅 층으로 형성되고, 상기 제 1 글래스의 전면에는 코팅 층이 존재하지 않거나 부분 반사 코팅일 수 있다..
상기 제 1 글래스, 제 2 글래스 및 커버 글래스는, 광학용 크라운 글래스로 형성될 수 있다.
상기 대물 렌즈의 초점은 상기 제 1 글래스보다 전방에 형성되고, 상기 빔 스플리터 층과 상기 대물 렌즈의 초점 사이의 거리는, 상기 제 1 글래스의 전면과 상기 빔 스플리터 층의 거리와 같을 수 있다.
상기 프로브는, 상기 갈바노미터 스캐너를 기준으로 절곡된 형상을 가질 수 있다.
공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치에 의하면, 검사를 수행하는 프로브 자체에서 간섭을 수행하기 때문에, 광섬유 기반 투암 방식 병렬 광간섭 단층 촬영 장치와 같이, 별도의 레퍼런스 거울과 이에 연결되는 광섬유 케이블이 설치될 필요가 없다. 이에 따라서, 연결 구성이 단순해질 수 있다.
또한, 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치의 프로브는 핸드헬드 식으로 형성될 수 있고, 이에 연결되는 광케이블은 유연한 소재로 형성되어 사용자가 직접 파지하면서 촬영을 진행 할 수 있다.
더불어, 일 실시 예의 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치는 프로브 자체에서 간섭이 완료된 후, 하나의 광섬유 케이블 경로(common-path)를 통해 이동하는 방식이기 때문에, 광섬유 케이블이 흔들리거나 진동 되어도 출력되는 단층 영상 이미지의 품질에 영향을 미치지 않는다.
위의 구조에 의하면, 사용자는 광섬유 케이블의 움직임에 구애 받지 않고, 자유롭게 프로브를 파지하면서 측정 대상을 촬영하면서, 병렬 OCT(Parallel Optical Coherence Tomography)를 수행하는 것이 가능할 수 있고, 또한, 프로브를 작게 만들어 인체 내에 삽입되는 내시경 프로브에 적용할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치의 일부를 나타낸 도면이다.
도 4는 광섬유 기반 투암 방식의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치와, 광섬유 기반 투암 방식의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치 각각에서 광의 위상 변이를 통해 측정한 광의 위상 차이의 분포를 나타내는 그래프이다.
도 6a는 일 실시 예에 따른 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치로 고정된 거울을 촬영하면서 광섬유 케이블을 흔들었을 때 출력되는 고정된 거울의 단층 이미지의 깊이(depth)에 따른 분포 함수를 나타내는 그래프이다
도 6b는 광섬유 기반 투암 방식의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치로 고정된 거울을 촬영하고 출력되는 고정된 거울의 단층 이미지의 깊이에 따른 분포 함수를 나타내는 그래프이다
도 6c는 광섬유 기반 투암 방식의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치로 고정된 거울을 촬영하면서 광섬유 케이블을 흔들었을 때 출력되는 고정된 거울의 단층 이미지의 깊이에 따른 분포 함수를 나타내는 그래프이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)는 분광 부호식(spectrally encoded) 및 병렬(parallel)식 OCT를 수행함으로써, 측정 대상(6)의 이미지를 촬영할 수 있다. 여기서, 측정 대상(6)은, 예를 들어, 인체일 수 있으며, 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)는 핸드 헬드 형태로 제작될 수 있으므로, 의사 등의 사용자는 후술할 프로브(4)를 파지하고, 인체의 필요한 부위의 단층 이미지를 촬영할 수 있다. 예를 들어, 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)은 광대역 광원(1), 프로브(4), 분광기(2), 연산 처리부(7) 및 광섬유 서큘레이터(3)를 포함할 수 있다.
광대역 광원(1)은, 근적외선 영역을 포함하는 넓은 분광 복사 스펙트럼을 가진 광을 출력하는 광원으로서 저간섭성(low coherence) 광을 출력할 수 있으며 광대역 광원(1)으로는, 고휘도 다이오드(Super Luminescent Diode), 티타늄 사파이어 레이저(Ti-Sapphire Laser) 또는 펨토초 레이저(femtosecond laser)가 사용될 수 있고, 출력한 광을 광섬유 서큘레이터(3)를 통해 프로브(4)로 전달할 수 있다.
프로브(4)는, 광대역 광원(1)으로부터 출력된 광을 입력받아, 측정 대상(6)을 조사하고, 측정 대상(6)에 반사된 빛을 미라우 간섭계(mirau interferometer) 방식으로 간섭광을 만들 수 있으며, 간섭광을 광섬유 서큘레이터(3)를 통해 분광기(2)로 전달할 수 있다. 프로브(4)의 자세한 설명은 도 2를 설명하면서 후술하기로 한다.
분광기(2)는, 프로브(4)로 측정 대상(6)을 촬영하고 출력되는 간섭광을 수신하고, 간섭광의 스펙트럼을 검출하며, 스펙트럼의 분석을 통해 간섭 스펙트럼 영상을 얻을 수 있으며, 간섭 스펙트럼 영상을 연산 처리부(7)에 전송할 수 있다. 예를 들어 분광기(2)는, CMOS 카메라를 포함할 수 있고, 입력 받은 간섭광을 픽셀 별 디지털 정보로 변화하여 각 픽셀의 영상을 얻을 수 있다.
연산 처리부(7)는, 입력 받은 간섭 스펙트럼 영상의 각 픽셀을 푸리에 변환(Fourier Transformation)을 통해서 측정 대상(6)의 깊이 정보를 측정함으로써, 측정 대상(6)의 단층 영상의 이미지를 만들어낼 수 있다.
광섬유 서큘레이터(3)는, 복수개의 광섬유 케이블의 입출력을 담당하고, 입력된 광을 분할하거나 출력하려는 광의 비율과 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 광섬유 서큘레이터(3)는 광대역 광원(1), 분광기(2) 및 프로브(4)와 각각 연결될 수 있고, 광대역 광원(1)으로부터 출력되는 광을 프로브(4)로 전달할 수 있고, 프로브(4)로부터 출력되는 간섭광을 분광기(2)로 전달할 수 있다.
여기서, 광섬유 서큘레이터(3)에는, 광대역 광원(1)과 연결되는 제 1 광섬유 케이블(5a), 분광기(2)로 연결되는 제 2 광섬유 케이블(5b) 및 프로브(4)로 연결되는 제 3 광섬유 케이블(5c)이 구비될 수 있으며, 제 1, 2 및 3 광섬유 케이블(5a, 5b, 5c)에 대해서는 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.
도 2는 일 실시 예의 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예의 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)는 제 1 광섬유 케이블(5a), 제 2 광섬유 케이블(5b) 및 제 3 광섬유 케이블(5c)을 더 포함할 수 있다.
제 1 광섬유 케이블(5a)은, 광대역 광원(1) 및 광섬유 서큘레이터(3) 사이에서 연결될 수 있고, 광대역 광원(1)에서 출사(出射)된 광이 통과하는 경로일 수 있으며, 제 1 광섬유 케이블(5a)은 휘어질 수 있는 유연한 소재로 형성될 수 있다.
제 2 광섬유 케이블(5b)은, 분광기(2) 및 광섬유 서큘레이터(3) 사이에서 연결될 수 있고, 프로브(4)로부터 전달받은 간섭광이 광섬유 서큘레이터(3)를 통해 분광기(2)로 전달되는 경로일 수 있으며, 제 2 광섬유 케이블(5b)은 휘어질 수 있는 유연한 소재로 형성될 수 있다.
제 3 광섬유 케이블(5c)은, 프로브(4) 및 광섬유 서큘레이터(3) 사이에서 연결될 수 있고, 광대역 광원(1)으로부터 전달받은 광이 광섬유 서큘레이터(3)를 통해 프로브(4)로 전달되는 경로일 수 있고, 동시에 프로브(4)로부터 출사한 간섭광이 광섬유 서큘레이터(3)로 전달되는 경로일 수 있으며, 제 3 광섬유 케이블(5c)은, 휘어질 수 있는 유연한 소재로 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 프로브(4)는, 광이 통과하는 내부 공간을 포함할 수 있고, 내부 공간에 설치되는, 콜리메이터(41), 회절 격자(42), 릴레이 렌즈(43), 갈바노미터 스캐너(44), 대물 렌즈(45) 및 간섭부(46)를 포함할 수 있다.
프로브(4)는, 사용자가 손으로 파지하여 사용할 수 있는 크기, 모양 및 중량으로 형성될 수 있고, 프로브(4)의 내부 공간은, 내부 공간에 설치된 갈바노미터 스캐너(44)를 기준으로 절곡된 형상을 가질 수 있으며, 프로브(4)는 절곡된 내부 공간의 형상과 마찬가지로 절곡된 외부 형상을 가질 수 있다.
콜리메이터(41)는, 프로브(4)에 연결된 제 3 광섬유 케이블(5c)에서 출력되는 광의 경로에 첫 번째로 위치할 수 있으며, 제 3 광섬유 케이블(5c)로부터 입사된 광을 평행한 광으로 변환할 수 있고, 평행한 광을 회절 격자(42)로 전달할 수 있다.
회절 격자(42)는, 제 3 광섬유 케이블(5c)에서 출력되는 광의 방향을 기준으로, 콜리메이터(41) 다음에 위치할 수 있으며, 콜리메이터(41)에서 입사된 광을 회절 및 분산시킬 수 있고, 회절 격자(42)에서 출사된 광은 릴레이 렌즈(43)로 전달될 수 있다.
릴레이 렌즈(43)는, 제 3 광섬유 케이블(5c)에서 출력되는 광의 방향을 기준으로, 회절 격자(42) 다음에 위치할 수 있으며, 복수개의 렌즈로 구성될 수 있고, 입사되는 광의 상(像)을 연장할 수 있으며, 전달 받은 광을, 갈바노미터 스캐너(44)에 전달할 수 있다.
갈바노미터 스캐너(44)는, 제 3 광섬유 케이블(5c)에서 출력되는 광의 방향을 기준으로, 릴레이 렌즈(43) 다음에 위치할 수 있으며, 릴레이 렌즈(43)로부터 입사되는 광을 지속적으로 각도를 바꾸어 반사할 수 있다. 예를 들어, 갈바노미터 스캐너(44)는, 갈바노 미터 및 갈바노 미터에 연결된 거울을 포함할 수 있다.
대물 렌즈(45)는, 제 3 광섬유 케이블(5c)에서 출력되는 광의 방향을 기준으로, 갈바노미터 스캐너(44) 다음에 위치할 수 있으며, 갈바노미터 스캐너(44)로부터 반사된 광을 대물 렌즈(45)의 초점으로 모을 수 있다.
간섭부(46)는, 제 3 광섬유 케이블(5c)에서 출력되는 광의 방향을 기준으로, 대물 렌즈(45) 다음에 위치할 수 있으며, 대물 렌즈(45)로부터 출사되는 광으로 측정 대상(6)을 조사(照射)하고, 측정 대상(6)을 조사하여 반사된 광을 미라우 간섭계(Mirau interferometer) 방식으로 간섭하여 간섭광을 만들 수 있고, 간섭광을 제 3 광섬유 케이블(5c)로부터 전달된 광의 역방향으로 출사할 수 있다.
이에 따라, 간섭부(46)에서 만들어진 간섭광은, 역순으로, 대물 렌즈(45), 갈바노미터 스캐너(44), 릴레이 렌즈(43), 회절 격자(42) 및 콜리메이터(41)를 통과할 수 있고, 그 결과, 간섭광은 제 3 광섬유 케이블(5c), 광섬유 서큘레이터(3) 및 제 2 광섬유 케이블(5b)을 거쳐서, 분광기(2)로 전달될 수 있다.
간섭부(46)의 자세한 설명은, 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
도 3은 일 실시 예의 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치의 간섭부를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 간섭부(46)는, 제 1 글래스(461), 제 2 글래스(462) 및 커버 글래스(463)를 포함할 수 있다.
측정 대상(6)이 있는 방향을 전방이라고 할 때, 제 1 글래스(461)는 대물 렌즈(45)의 전방에 설치되고, 제 2 글래스(462)는, 제 1 글래스(461)의 전방에 설치되고, 커버 글래스(463)는 제 2 글래스(462)의 전방에 설치될 수 있다.
제 1 글래스(461), 제 2 글래스(462) 및 커버 글래스(463)는 평평한 광학용 크라운 글래스일 수 있으며, 예를 들어, 빛의 분산에 관한 광학상수인 아베 수(數)가 55 이상인 붕규산 크라운 유리(borosilicate crown glass)의 일종인 BK7 글래스로 형성될 수 있다.
또한, 제 1 글래스(461), 제 2 글래스(462) 및 커버 글래스(463)는 평평한 광학용 폴리머로 형성될 수 도 있다. 제 1 글래스(461)는, 대물 렌즈(45)의 전방에 설치될 수 있고, 제 1 글래스(461)의 후면은, 반사 방지 코팅 층(47)으로 형성될 수 있고, 제 1 글래스(461)의 전면은 무코팅 처리될 수 있다. 다시 말하면, 제 1 글래스(461)의 전면에는 어떠한 코팅 층도 형성되지 않을 수 있다.
제 1 글래스(461)의 무코팅 층에 의하면, 제 1 글래스(461)는 광학용 글래스 또는 폴리머로 형성되어 있기 때문에, 무코팅 층에 입사되는 광의 일부는 통과하고 일부는 반사될 수 있다. 예를 들어, 입사되는 광의 10%만 반사하고 나머지 광은 통과할 수 있다.
제 2 글래스(462)는, 제 1 글래스(461)의 전방에 설치될 수 있고, 제 2 글래스(462)의 후면은, 반사 방지 코팅 층(47)으로 형성될 수 있으며, 제 2 글래스(462)의 전면은 입사하는 광의 일부분을 반사하는 빔 스플리터 층(48)으로 형성될 수 있다. 빔 스플리터 층(48)은, 입사되는 광의 일부를 통과시키고, 나머지 일부를 반사시킬 수 있다. 예를 들면, 빔 스플리터 층(48)은, 입사되는 광의 80%를 통과시키고, 20%를 반사시킬 수 있다.
커버 글래스(463)는 제 2 글래스(462)의 전방에 설치될 수 있고, 커버 글래스(463)의 후면과 전면은 반사 방지 코팅 층(47)으로 형성될 수 있다. 예를 들어 커버 글래스(463)는, 대물 렌즈(45)의 초점보다 후방에 배치될 수 있다.
위와 같은 구조에 의하면, 간섭부(46)에 입사된 광은 도 3과 같이, L1, L2, L3 및 L4 경로를 따라서, 간섭된 광으로 바뀌어 역방향으로 출사될 수 있다.
구체적으로, 도 3을 참조하면, 프로브(4)에 입사된 광은, 대물 렌즈(45)를 통하여 간섭부(46)로 입사될 수 있다. 이 때, 대물 렌즈(45)를 통과한 광은 제 1 글래스(461)를 통과하게 되는데, 여기서 제 1 글래스(461)의 후면은 반사 방지 코팅 층(47)으로 형성되어 있기 때문에, 광은 L1 경로를 따라, 제 1 글래스(461)를 통과하여 제 2 글래스(462)로 입사될 수 있다.
제 2 글래스(462)의 후면 또한, 반사 방지 코팅 층으로 형성되어 있기 때문에, 광은 L1 경로를 따라 제 2 글래스(462)의 전면에 형성된 빔 스플리터 층(48)까지 진행할 수 있다.
광이 빔 스플리터 층(48)에 도달하면서, 광은 빔 스플리터 층(48)에 의해서 광의 일부는 통과하여 L2 경로를 따라 진행할 수 있고, 일부는 반사되어 L3 경로를 따라서 진행할 수 있다.
빔 스플리터 층(48)을 통과한 광은 L1 경로로부터 동일한 방향으로 연장되는 L2 경로를 따라 이동할 수 있고, 커버 글래스(463)를 통과할 수 있다. 여기서 커버 글래스(463)의 전면 및 후면 모두 반사 방지 코팅 층(47)으로 형성되어 있기 때문에, 광은 커버 글래스(463)를 통과하여 간섭부(46)를 떠나서 측정 대상(6)으로 입사될 수 있다.
측정 대상(6)에 입사된 광의 일부는 측정 대상(6)에 흡수되지만, 일부는 측정 대상(6)에 입사된 각과 동일한 각으로 반사되어 다시 간섭부(46)로 입사될 수 있으며, 측정 대상(6)에서 반사된 광은, 커버 글래스(463)를 통과하여, 제 2 글래스(462)의 전면, 즉, 빔 스플리터 층(48)에 입사될 수 있다.
L1 경로를 따라 이동하던 도중 빔 스플리터 층(48)에 의해 L3 경로로 반사된 광은 빔 스플리터 층(48)에 입사된 각과 동일한 각도로 반사되어 제 1 글래스(461)를 향하여 진행하여, 제 1 글래스(461)의 전면의 중심까지 도달할 수 있다. 여기서 제 1 글래스(461)의 전면은, 코팅층이 형성되어 있지 않기 때문에, 광의 적어도 일부가 제 1 글래스(461)의 전면에서 반사될 수 있다.
제 1 글래스(461)의 전면에서 반사된 광은 동일한 각도로 반사되어, 다시 제 2 글래스(462)로 진행할 수 있고, 제 2 글래스(462)의 후면을 통과하여 제 2 글래스(462)의 빔 스플리터 층(48)으로 진행할 수 있으며, 다시 빔 스플리터 층(48)에 도달함으로써, 광의 일부가 반사되어 L4 경로로 진행될 수 있다.
위의 과정에 따르면, L2 경로를 따라 측정 대상(6)으로부터 반사된 광과 L3 경로를 따라서, 제 1 글래스(461)의 전면의 중심에서 반사된 광은, 다시 빔 스플리터 층(48)에서 만나게 되고 각각의 일부가 합쳐짐에 따라서, 간섭된 광이 형성될 수 있다. 여기서 합쳐진 간섭광은, L4 경로를 따라서, 제 1 글래스(461)를 통과하여 다시 대물 렌즈(45)로 입사될 수 있다.
이에 따라서, 프로브(4)에 입사된 광은 측정 대상(6)을 비추어, 반사되는 광과 제 1 글래스(461)의 전면에서 반사된 광이 합쳐진 간섭광으로 형성될 수 있고, 간섭광은 제 3 광섬유 케이블(5c)로부터 프로브(4)내로 입사되었던 경로의 역방향으로 이동하여 제 3 광섬유 케이블(5c)로 출력될 수 있다.
도 4는 광섬유 기반 투암 방식의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 광섬유 기반 투암 방식의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(90)는, 광대역 광원(91), 분광기(92), 연산 처리부(97), 빔 스플리터(93), 검사 렌즈부(95), 거울(94), 제 1 광섬유 케이블(95a), 제 2 광섬유 케이블(95b), 제제 3 광섬유 케이블(95c) 및 제 4 광섬유 케이블(95d)을 포함할 수 있다.
광대역 광원(91), 분광기(92), 연산 처리부(97), 제 1 광섬유 케이블(95a) 및 제 2 광섬유 케이블(95b)은, 도 2의 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)의 광대역 광원(1), 분광기(2), 연산 처리부(7), 제 1 광섬유 케이블(5a) 및 제 2 광섬유 케이블(5b)과 유사한 역할을 수행할 수 있다.
빔 스플리터(93)는 광대역 광원(91)으로부터 출력된 광을 분할하여 거울(94) 및 검사 렌즈부(95)로 출력할 수 있고, 검사 렌즈부(95) 및 거울(94)으로부터 광을 입력 받아 분광기(92)로 전달할 수도 있다.
빔 스플리터(93)에는, 광대역 광원(91), 분광기(92), 검사 렌즈부(95) 및 거울(94)에 각각 연결되는, 제 1, 2, 3 및 4 광섬유 케이블(95a, 95b, 95c, 95d)이 구비될 수 있다.
제 3 광섬유 케이블(95c)은 빔 스플리터(93)와 검사 렌즈부(95) 사이에 연결될 수 있고, 광대역 광원(91)에서 출력된 광을 검사 렌즈부(95)로 전달함과 동시에 검사 렌즈부(95)에서 출력된 광을 빔 스플리터(93)로 전달할 수 있다.
제 4 광섬유 케이블(95d)은 빔 스플리터(93)와 거울(94) 사이에서 연결될 수 있고, 광대역 광원(91)에서 출력된 광을 거울(94)으로 출력함과 동시에, 거울(94)에서 출력된 광을 빔 스플리터(93)로 전달할 수 있다.
검사 렌즈부(95)는, 광대역 광원(91)으로부터 입력 받은 광으로 측정대상을 조사하고, 반사시켜 다시 빔 스플리터(93)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 검사 렌즈부(95)는, 도 2의 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)의 프로브(4)에서 간섭부(46)가 제거된 구성으로 이해할 수 있다.
거울(94)은 검사 렌즈부(95)에서 측정대상을 비추고 반사된 광을 간섭시키기 위하여, 별도로 레퍼런스 광을 생성할 수 있으며, 예를 들어, 거울은, 분산 보상기(dispersion compensator)를 포함할 수 있다.
분산 보상기는 제 3 광섬유 케이블(95c) 과 제 4 광섬유 케이블(95d)의 길이 차이 및 거울(94)과 검사 렌즈부(95)의 광학적 조건의 차이에서 유발되는 위상의 차이를 보상할 수 있다.
위의 구성에 의하면, 투암 방식의 분광 부호식 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(90)는 검사 렌즈부(95)는 측정 대상(6)을 비추고 반사한 광을 출력함과 동시에, 거울(94)은 분산 보상기 및 거울(94)을 통해 반사된 광을 출력할 수 있다.
이에 따라, 검사 렌즈부(95) 및 거울(94)에서 각각 출력된 광은, 각각 제제 3 광섬유 케이블(95c) 및 제 4 광섬유 케이블(95d)을 통해서 빔 스플리터(93)로 모여 합쳐질 수 있고, 그 결과 빔 스플리터(93)에서 간섭된 광이 형성될 수 있고, 간섭된 광은 제 2 광섬유 케이블(95b)을 따라서 분광기(92) 및 연산 처리부(97)로 전달되어 측정 대상(6)의 단층 이미지를 획득할 수 있다.
위와 같은 구조에 의하면, 투암(Two-arm) 방식의 분광 부호식 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(90)는 광의 간섭을 수행하기 위하여 거울(94) 및 검사 렌즈부(95)가 구비되고, 검사 렌즈부(95) 및 거울(94)에서 출력된 각각의 광을 2개의 제 3, 4 광섬유 케이블(95c, 95d)로 전달 해야 하는 투 암(Two-arm)방식일 수 있다.
반면 일 실시 예의 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)는 촬영과 광의 간섭이 프로브(4)내에서 이루어지고, 간섭된 광이 하나의 제 3 광섬유 케이블(95c)로 전달되는 공통 경로(common path)방식이기 때문에, 거울(95)에 해당하는 구성이 필요하지 않으므로 구조가 단순함은 물론이고, 제 1, 2 및 3 광섬유 케이블(5a, 5b, 5c)이 흔들리거나, 진동하여도, 간섭광의 위상에 변화가 생기지 않으므로 영상 이미지의 품질이 저하되지 않을 수 있다. 상기 특징에 대해서는 도 5, 6a, 6b 및 6c를 참조하여 자세히 후술하기로 한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10) 및 광섬유 기반 투암 방식의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(90) 각각에서 측정 대상(6)의 반사광과 레퍼런스 광을 569 단계의 위상 변이를 통해 측정한 상기 반사광과 레퍼런스 광의 위상의 차이의 분포를 나타내는 히스토그램이다.
도 5를 참조하면, 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)의 위상 차이의 분포는, -0.2 [rad] 와 0.2 [rad] 사이에서 밀집되어 있고, 0 [rad]에 가까이 수렴하여 집중적으로 분포하는 것을 확인할 수 있다.
반면, 광섬유 기반 투암 방식의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(90)의 위상 차이의 분포는 -1.4 [rad] 에서 1.4 [rad]에 걸쳐서 넓게 분포하고 있는 것을 확인할 수 있다.
위의 히스토그램을 참조하면, 일 실시 예에 따른 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)는, 광섬유 기반 투암 방식의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(90)와 비교할 때, 측정 대상(6)의 반사광과 레퍼런스 광 사이의 위상 변이에 따른 위상차가 현저히 적다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 일 실시 예에 따른 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)는 OCT를 수행하면서 투암 방식의 광섬유기반 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(90)보다 안정적이고, 정확한 단층 영상 이미지 결과물을 획득할 수 있다.
도 6a는 일 실시 예의 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)로 고정된 거울을 촬영하면서 광섬유 케이블을 흔들었을 때 출력되는 고정된 거울의 단층 이미지의 깊이(depth)에 따른 분포 함수를 나타내는 그래프이다.
도 6a를 참조하면, 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)는, 촬영 도중, 광섬유 케이블을 흔들어도 단층 이미지의 깊이에 따른 노이즈가 거의 없이 200 마이크로 미터를 기준으로 좌우가 대칭적인 명확한 그래프가 나타나는 것을 확인할 수 있다.
도 6b는 광섬유 기반 투암 방식의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치로 고정된 거울을 촬영하고 출력되는 고정된 거울의 단층 이미지의 깊이에 따른 분포 함수를 나타내는 그래프이다
도 6b을 참조하면, 광섬유 기반 투암 방식의 분광 부호식 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(90)는, 광섬유 케이블을 움직이지 않고 찍더라도, 거울의 단층 이미지에서 깊이에 따라 부분적으로 노이즈가 형성되는 것을 확인할 수 있고, 도 6a와 비교할 때, 그래프의 좌우 대칭이 이루어지지 않고 전 구간에서 부분적으로 노이즈가 발생하는 것을 확인할 수 있다.
도 6c는 광섬유 기반 투암 방식의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치로 고정된 거울을 촬영하면서 광섬유 케이블을 흔들었을 때 출력되는 고정된 거울의 단층 이미지의 깊이에 따른 분포 함수를 나타내는 그래프이다.
도 6c을 참조하면, 광섬유 기반 투암 방식의 분광 부호식 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(90)는, 광섬유 케이블을 흔들면서 촬영하였을 경우, 거울의 단층 이미지에서 깊이에 따라 심한 노이즈가 형성되는 것을 확인할 수 있다. 도 6a와 비교할 때, 그래프의 전 구간에서, 심한 노이즈가 형성되어 있어, 그래프의 형태가 전체적으로 일그러진 것을 확인할 수 있다.
도 6a, 도 6b, 및 도 6c를 참조하면, 광섬유 기반 투암 방식의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(90)는, 측정 대상(6)에서 반사된 광과 레퍼런스 광을 두개의 광섬유 케이블(95c, 95d)로 전달하여 간섭하기 때문에, 두 개의 광섬유 케이블(95c, 95d)의 움직임에 따라, 상기 두 개의 광의 위상차이가 지속적으로 발생하고, 그 결과, 노이즈가 심해져 깨끗한 단층 이미지를 얻기 힘들다는 것을 알 수 있다.
반면, 일 실시 예의 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)은 광섬유 케이블(5a, 5b, 5c)을 흔들면서 촬영하여도, 광섬유 기반 광섬유 기반 투암 방식의 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(90)로 광섬유 케이블(95a, 95b, 95c, 95d)을 고정하고 촬영한 단층 영상 이미지보다 노이즈가 없는 깨끗한 단층 이미지를 얻는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다.
또한, 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치(10)의 경우, 측정 대상(6)으로부터 반사된 광과, 빔 스플리터 층(48)으로부터 반사된 광에 있어서, 광섬유 케이블(5a, 5b, 5c)의 흔들림으로 인한 영향이 서로 상쇄되기 때문에, 핸드 헬드식으로 프로브(4)를 움직이면서 촬영을 하여도 양질의 단층 이미지를 얻을 수 있으며, 그 결과, 의료 환경에서, 사용자는 광섬유 케이블의 자세, 프로브의 각도 및 위치에 구애 받지 않고 자유롭게 프로브(4) 파지하고 측정 대상(6)을 촬영하면서, 병렬 광간섭 단층 촬영 기법을 수행할 수 있고, 또한, 프로브를 작게 만들어 인체 내에 삽입되는 내시경 프로브에 적용할 수도 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (8)

  1. 근적외선을 포함하는 광을 방출하는 광대역 광원;
    상기 광대역 광원으로부터 광을 입력 받아 측정 대상을 비추고, 손으로 파지할 수 있는 프로브;
    상기 프로브로부터 출력된 광을 입력 받고, 입력된 광의 파장을 분석하는 분광기;
    상기 분광기에서 분석한 광의 파장을 푸리에 변환을 함으로써, 상기 측정 대상의 단층 이미지를 생성하는 연산 처리부;
    상기 광대역 광원, 상기 프로브 및 상기 분광기 사이에서 이동하는 광의 경로 및 비율을 조절하는 광섬유 서큘레이터;
    상기 광대역 광원과 상기 광섬유 서큘레이터 사이에 연결되고, 유연한 소재로 형성되는 제 1 광섬유 케이블;
    상기 프로브와 상기 광섬유 서큘레이터 사이에 연결되고, 유연한 소재로 형성되는 제 2 광섬유 케이블; 및
    상기 분광기와 상기 광섬유 서큘레이터 사이에 연결되고, 유연한 소재로 형성되는 제 3 광섬유 케이블을 포함하고,
    상기 프로브는,
    상기 제 3 광섬유 케이블로부터 전달받은 광이 통과하는 내부 공간;
    상기 내부 공간으로 진입된 광을 평행 광으로 만드는 콜리메이터;
    상기 콜리메이터를 통과한 광을 회절 시키는 회절 격자;
    상기 회절 격자를 통과한 광의 상(像)을 연장하는 릴레이 렌즈;
    상기 릴레이 렌즈를 통과한 광을 반사시키는 갈바노미터 스캐너;
    상기 갈바노미터 스캐너에서 반사된 광을 하나의 초점으로 모으는 대물 렌즈; 및
    상기 대물 렌즈를 통과한 광의 적어도 일부를 반사시킴으로써, 간섭된 광을 만들기 위한 간섭부를 포함하는 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 대상을 바라보는 방향을 전방이라고 할 때,
    상기 간섭부는,
    상기 대물 렌즈의 전방에 배치되는 제 1 글래스;
    상기 제 1 글래스의 전방에 배치되는 제 2 글래스; 및
    상기 제 2 글래스의 전방에 배치되는 커버 글래스를 포함하는 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 글래스의 전면은 빔 스플리터 층으로 형성되고,
    상기 측정 대상에서 반사된 광은, 상기 빔 스플리터 층에서 반사된 광과 간섭되어 상기 제 3 광섬유 케이블, 광섬유 서큘레이터 및 제 2 광섬유 케이블을 순차적으로 통과하여, 상기 분광기로 입력되는 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 글래스의 후면과, 상기 제 2 글래스의 후면과, 상기 커버 글래스의 전면 및 후면은 반사 방지 코팅 층으로 형성되고,
    상기 제 1 글래스의 전면에는 코팅 층이 존재하지 않는 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 글래스, 제 2 글래스 및 커버 글래스는, 광학용 크라운 글래스 또는 광학용 폴리머로 형성되는 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 대물 렌즈의 초점은 상기 커버 글래스보다 전방에 형성되고,
    상기 빔 스플리터 층과 상기 대물 렌즈의 초점 사이의 거리는, 상기 제 1 글래스의 전면과 상기 빔 스플리터 층의 거리와 같은 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브는, 상기 갈바노미터 스캐너를 기준으로 절곡된 형상을 갖는 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치.
KR1020160148708A 2016-11-09 2016-11-09 공통 광경로식 광섬유기반 핸드 헬드 병렬 광간섭 단층 촬영 장치 KR101746353B1 (ko)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101891036B1 (ko) * 2017-10-19 2018-08-23 한국기초과학지원연구원 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치 및 방법
KR101937894B1 (ko) 2018-03-02 2019-01-14 주식회사 엠젠 일체형 광간섭계를 구비한 분광편광 측정장치
KR20190051209A (ko) * 2017-11-06 2019-05-15 한국과학기술원 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치 및 단말 위치 탐색방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10869623B2 (en) 2014-05-28 2020-12-22 Santec Corporation Non-invasive optical measurement of blood analyte
US10548520B2 (en) 2015-04-01 2020-02-04 Santec Corporation Non-invasive optical measurement of blood analyte
US10426336B2 (en) 2015-06-01 2019-10-01 Santec Corporation Optical coherence tomography system combining two wavelengths
US10677580B2 (en) 2016-04-27 2020-06-09 Santec Corporation Optical coherence tomography system using polarization switching
US10426337B2 (en) 2017-06-01 2019-10-01 Santec Corporation Flow imaging in an optical coherence tomography (OCT) system
US10408600B2 (en) * 2017-06-22 2019-09-10 Santec Corporation Optical coherence tomography with a fizeau-type interferometer
US10502546B2 (en) 2017-11-07 2019-12-10 Santec Corporation Systems and methods for variable-range fourier domain imaging
US11213200B2 (en) 2018-03-22 2022-01-04 Santec Corporation Topographical imaging using combined sensing inputs
US10838047B2 (en) 2018-04-17 2020-11-17 Santec Corporation Systems and methods for LIDAR scanning of an environment over a sweep of wavelengths
US11067671B2 (en) 2018-04-17 2021-07-20 Santec Corporation LIDAR sensing arrangements
CN115886730B (zh) * 2022-11-09 2024-05-03 山东大学 可变焦距的共路型柔性内窥oct系统及工作方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101442708B1 (ko) 2012-11-28 2014-09-22 주식회사 휴비츠 3차원 ｏｃｔ 데이터를 처리하기 위한 광 간섭 단층 촬영장치
US20140160482A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 The General Hospital Corporation Optical system for endoscopic internally-referenced interferometric imaging, and method for employing the same
WO2015031404A1 (en) * 2013-08-26 2015-03-05 Lumedica, Inc. Optical coherence tomography imaging systems and methods
KR20160128854A (ko) 2015-04-29 2016-11-08 주식회사 오즈텍 와이드-필드 스캐닝 ｏｃｔ 프로브 및 레디얼 3차원 스캐닝을 이용한 검이경용 ｏｃｔ 시스템

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101891036B1 (ko) * 2017-10-19 2018-08-23 한국기초과학지원연구원 고속 병렬 광간섭 단층 이미지 생성 장치 및 방법
US10765322B2 (en) 2017-10-19 2020-09-08 Korea Basic Science Institute Fast parallel optical coherence tomographic image generating apparatus and method
KR20190051209A (ko) * 2017-11-06 2019-05-15 한국과학기술원 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치 및 단말 위치 탐색방법
KR101997532B1 (ko) * 2017-11-06 2019-07-09 한국과학기술원 무선 광통신시스템의 단말 위치 탐색장치 및 단말 위치 탐색방법
KR101937894B1 (ko) 2018-03-02 2019-01-14 주식회사 엠젠 일체형 광간섭계를 구비한 분광편광 측정장치

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