KR102064190B1 - Optical coherence tomography device - Google Patents

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KR102064190B1
KR102064190B1 KR1020130021890A KR20130021890A KR102064190B1 KR 102064190 B1 KR102064190 B1 KR 102064190B1 KR 1020130021890 A KR1020130021890 A KR 1020130021890A KR 20130021890 A KR20130021890 A KR 20130021890A KR 102064190 B1 KR102064190 B1 KR 102064190B1
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    • G06T2207/10101—Optical tomography; Optical coherence tomography [OCT]

Abstract

각막 및 망막의 단층 이미지를 선택적으로 촬영할 수 있는 광 간섭 단층촬영 장치가 개시된다. 상기 광 간섭 단층촬영 장치는, 측정 시료로 조명광을 조사하는 조명 광원, 및 상기 측정 시료에서 반사된 조명광의 이미지를 검출하는 영상 장치를 포함하는 이미지 촬영부; 측정 시료로 신호광을 조사하여, 측정 시료의 내부 단층 이미지를 촬영하는 단층 영상 촬영부; 상기 측정 시료로부터 반사된 상기 이미지 촬영부의 조명광의 경로와 상기 단층 영상 촬영부의 신호광의 경로를 분리하여, 상기 조명광의 반사 이미지를 상기 이미지 촬영부로 전달하고, 상기 반사된 신호광을 상기 단층 영상 촬영부로 전달하는 색선별 미러; 측정 시료 입사되거나 측정 시료에서 반사되는 신호광 및 조명광을 집속하는 대물렌즈; 및 상기 이미지 촬영부의 조명광 및 상기 단층 영상 촬영부의 신호광의 공통 경로에 삽입되거나 이탈되어, 삽입 또는 이탈 상태에 따라, 상기 조명광 및 신호광의 초점 거리가 변화하여, 소정 거리 이격된 대상물의 단층 이미지를 선택적으로 촬영할 수 있도록 하는 촬영 깊이 조절 렌즈을 포함한다.Disclosed are an optical coherence tomography apparatus capable of selectively capturing tomographic images of cornea and retina. The optical coherence tomography apparatus includes an image capturing unit including an illumination light source for irradiating illumination light with a measurement sample, and an imaging device for detecting an image of the illumination light reflected from the measurement sample; A tomography image photographing unit which irradiates the signal light with the measurement sample and takes an internal tomography image of the measurement sample; Separating the path of the illumination light of the image pickup unit reflected from the measurement sample and the signal light path of the tomography imaging unit, and transmits the reflected image of the illumination light to the image pickup unit, and transmits the reflected signal light to the tomography imaging unit Dichroic mirrors; An objective lens for focusing signal light and illumination light incident or reflected from the measurement sample; And a focal length of the illumination light and the signal light is changed by being inserted into or separated from the common path of the illumination light of the image photographing unit and the signal light of the tomography image capturing unit, and thus selecting a tomography image of an object spaced a predetermined distance apart. It includes a photographing depth adjustment lens to enable shooting with.

Description

광 간섭 단층촬영 장치{Optical coherence tomography device}Optical coherence tomography device

본 발명은 광 간섭 단층촬영 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 각막(Cornea) 및 망막(Retina)의 단층 이미지를 선택적으로 촬영할 수 있는 광 간섭 단층촬영 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an optical coherence tomography apparatus, and more particularly, to an optical coherence tomography apparatus capable of selectively photographing tomographic images of the cornea and the retina.

각막 수술, 백내장 수술 등의 안과 수술을 위해, 환자 안구의 2차원 단층 이미지를 비침습적으로 촬영할 필요가 있으며, 이를 위하여 광 간섭 단층촬영 장치(Optical coherence tomography device; OCT)가 사용되고 있다. 광 간섭 단층촬영 장치를 사용하면, 생체 조직의 내부 단층 이미지를 서브마이크론 단위의 고해상도로 촬영할 수 있다. 도 1은 통상적인 시간 영역(TD: Time Domain) 광 간섭 단층촬영 장치에 사용되는 단층 영상 촬영부의 구성 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 시간 영역 광 간섭 단층촬영 장치의 단층 영상 촬영부는, 짧은 가간섭 거리를 가지도록 광대역 광(broadband low-coherence light, O)을 출사하는 광원(10), 상기 광대역 광(L)을 기준광(R) 및 신호광(S)으로 분할하는 빔 스플리터(12, Beam splitter), 상기 기준광(R)의 진행 방향을 따라 이동 가능하게 설치되어 있으며, 상기 기준광(R)을 반사하는 기준 거울(14, Reference mirror), 시료(18, sample, 예를 들면, 안구)의 특정 깊이에서 반사된 신호광(S)과 상기 기준 거울(14)에서 반사된 기준광(R)이 중첩된(superimpose) 간섭광(interference light, C)을 검출하는 포토디텍터(16, Photo Detector) 등을 포함한다. 그러나, 도 1에 도시된 광 간섭 단층촬영 장치에 있어서는, 촬영하고자 하는 시료(18)의 단층 깊이에 따라, 상기 기준 거울(14)을 전후 방향으로 정밀하게 이동시켜야 하므로, 정밀 제어가 가능한 기준 거울(14) 이동 메커니즘이 반드시 필요한 단점이 있다.
For ophthalmic surgery such as corneal surgery and cataract surgery, it is necessary to non-invasively capture 2D tomographic images of the patient's eye. For this purpose, an optical coherence tomography device (OCT) has been used. Using an optical coherence tomography apparatus, an internal tomography image of a living tissue can be captured at a high resolution in submicron units. FIG. 1 is a block diagram of a tomography imaging unit used in a conventional time domain optical coherence tomography apparatus. As shown in FIG. 1, the tomography imaging unit of the conventional time domain optical coherence tomography apparatus includes a light source 10 that emits broadband low-coherence light O to have a short interference distance. A beam splitter 12 for dividing the broadband light L into the reference light R and the signal light S, and is installed to be movable along the traveling direction of the reference light R. The signal light S reflected at a specific depth of the reflective reference mirror 14, the sample 18, for example, the eye, and the reference light R reflected from the reference mirror 14 overlap each other. (superimpose) Photo detector 16 for detecting interference light (C) and the like. However, in the optical coherence tomography apparatus shown in FIG. 1, the reference mirror 14 must be precisely moved in the front-rear direction according to the tomographic depth of the sample 18 to be photographed, so that the reference mirror can be precisely controlled. (14) There is a disadvantage that a moving mechanism is necessary.

한편, 최근에는, 기준 거울을 이동시킬 필요가 없는 분광 영역(SD: Spectral Domain) 광 간섭 단층촬영 장치도 사용되고 있다. 도 2는 통상적인 분광 영역 광 간섭 단층촬영 장치(SD-OCT)에 사용되는 단층 영상 촬영부의 구성 블록도로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 통상적인 분광 영역 광 간섭 단층촬영 장치의 단층 영상 촬영부는, 짧은 가간섭 거리를 가지도록 광대역 광(L)을 출사하는 광원(20), 상기 광대역 광(L)을 기준광(R) 및 신호광(S)으로 분할하는 광섬유 커플러(22, Fiber coupler), 상기 기준광(R)의 진행 방향에 고정 설치되어(fixed) 있으며, 상기 기준광(R)을 반사하는 기준 거울(24), 시료(28)의 특정 깊이에서 반사된 신호광(S)과 상기 기준 거울(14)에서 반사된 기준광(R)이 중첩된(superimpose) 간섭광(interference light, C)을 검출하는 포토디텍터(26, Photo Detector) 등을 포함한다. 상기 포토디텍터(26)는 간섭광(C)을 집속하는 집속 렌즈(26a, collimator lens), 간섭광(C)을 분광하는(divide into spectra) 회절 격자(26b, Diffraction grating), 분광된 간섭광(C)을 검출하는 라인 스캔 카메라(26c, Line scan camera) 등을 포함한다. 또한, 상기 신호광(S)의 경로 상에는, 필요에 따라, 신호광(S)의 조사 위치(target position)를 XY-평면상에서 X 및 Y 방향으로 각각 이동시키는 X-스캐너(32) 및 Y-스캐너(30), 신호광(S)을 집속하는 집속 렌즈(34), 신호광(S)의 경로를 변경하는 반사 미러(36) 등이 더욱 설치되어 있을 수 있다. 상기 X-스캐너(32) 및 Y-스캐너(30)는 신호광(S)을 각각 X-방향 및 Y-방향으로 스캔시키기 위한 갈바노 미러(Galvano Mirror)를 포함할 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 분광 영역 광 간섭 단층촬영 장치(SD-OCT)에 있어서는, 광대역 광원(20), 고정된 기준 거울(24), 회절 격자(26b) 및 라인 스캔 카메라(26c)를 사용하여, 생체 조직 내부의 고해상도 단층 이미지를 촬영한다.
On the other hand, recently, the spectral domain optical coherence tomography apparatus which does not need to move a reference mirror is also used. FIG. 2 is a block diagram of a tomography imaging unit used in a conventional spectral region optical coherence tomography apparatus (SD-OCT). As shown in FIG. 2, tomography imaging of a typical spectral region optical coherence tomography apparatus is shown. The light source includes: a light source 20 for emitting broadband light L so as to have a short interference distance, an optical fiber coupler 22 for dividing the broadband light L into a reference light R and a signal light S, The reference mirror 24 is fixed to the traveling direction of the reference light R, and reflects the reference light R, the signal light S reflected at a specific depth of the sample 28 and the reference mirror ( And a photo detector 26 for detecting the interference light C superimpose the reference light R reflected by the superimpose. The photodetector 26 includes a collimator lens 26a that focuses the interference light C, a diffraction grating 26b that diffuses the interference light C, and spectroscopic interference light. (C) and a line scan camera 26c for detecting it. Further, on the path of the signal light S, an X-scanner 32 and a Y-scanner 32 for moving the target position of the signal light S in the X and Y directions on the XY-plane, respectively, as necessary. 30), a focusing lens 34 for focusing the signal light S, a reflection mirror 36 for changing the path of the signal light S, and the like may be further provided. The X-scanner 32 and the Y-scanner 30 may include a galvano mirror for scanning the signal light S in the X- and Y-directions, respectively. That is, in the spectral region optical coherence tomography apparatus SD-OCT shown in FIG. 2, a broadband light source 20, a fixed reference mirror 24, a diffraction grating 26b and a line scan camera 26c are used. Then, a high-resolution tomographic image of the inside of the biological tissue is taken.

상술한 광 간섭 단층촬영 장치는 다양한 바이오 메디컬 분야에서 널리 사용되고 있다. 예를 들면, 안과에서는, 안구 단층 이미지의 획득에 사용되고, 피부과에서는, 내피의 단층 이미지와 혈류 단층 이미지의 획득에 사용되며, 치과에서는, 치아 단층 이미지의 획득에 사용되고, 소화기 내과에서는, 위장 관 단층 이미지의 획득에 사용될 수 있다. 한편, 안구 단층 이미지의 획득을 위한 안과용 광 간섭 단층촬영 장치는, 환자의 각막 및 망막의 단층 이미지를 모두 촬영할 수 있어야 한다. 그러나, 환자의 각막과 망막은, 약 23 mm 정도 이격되어 있으므로, 망막을 촬영하도록 광학계가 설계된 광 간섭 단층촬영 장치의 경우, 각막 촬영을 위해서는, 광학계의 구조를 변경하여야 하고, 그 반대의 경우에도 마찬가지이다. 따라서, 측정 대상의 위치에 따라 광학계의 구조를 효율적으로 변경할 수 있는 광 간섭 단층촬영 장치의 개발이 요망되고 있다.
[선행 기술 문헌]
일본 공개특허공보 특개2011-147612호(공개일: 2011.08.04.)The above-described optical interference tomography apparatus is widely used in various biomedical fields. For example, in ophthalmology, it is used to acquire an ocular tomographic image, in dermatology, it is used to acquire an endothelial tomography image and blood flow tomography image. In dentistry, it is used to acquire a tooth tomographic image. Can be used to acquire an image. Meanwhile, an ophthalmic optical coherence tomography apparatus for acquiring an ocular tomography image should be capable of capturing both the cornea and the retina of the patient. However, since the cornea and the retina of the patient are spaced about 23 mm apart, in the case of the optical coherence tomography apparatus in which the optical system is designed to photograph the retina, the structure of the optical system must be changed for corneal imaging and vice versa. It is the same. Therefore, the development of the optical interference tomography apparatus which can change the structure of an optical system efficiently according to the position of a measurement object is desired.
Prior Art Literature
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2011-147612 (published: 2011.08.04.)

본 발명의 목적은, 소정 거리 이격된 대상물, 예를 들면, 안구의 각막 및 망막의 단층 이미지를 선택적으로 촬영할 수 있는 광 간섭 단층촬영 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical coherence tomography apparatus capable of selectively photographing tomographic images of an object spaced by a predetermined distance, for example, the cornea and retina of the eye.

본 발명의 다른 목적은, 소정 거리 이격된 대상물의 단층 이미지를 촬영하기 위한 광학계의 구조가 간단하고 효율적인 광 간섭 단층촬영 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an optical coherence tomography apparatus having a simple and efficient structure of an optical system for capturing tomographic images of objects at a predetermined distance.

본 발명의 또 다른 목적은, 광학계의 구조를 변경하기 위한 기구적 구조가 효율적인 광 간섭 단층촬영 장치를 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide an optical coherence tomography apparatus having an efficient mechanical structure for changing the structure of an optical system.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 측정 시료로 조명광을 조사하는 조명 광원, 및 상기 측정 시료에서 반사된 조명광의 이미지를 검출하는 영상 장치를 포함하는 이미지 촬영부; 측정 시료로 신호광을 조사하여, 측정 시료의 내부 단층 이미지를 촬영하는 단층 영상 촬영부; 상기 측정 시료로부터 반사된 상기 이미지 촬영부의 조명광의 경로와 상기 단층 영상 촬영부의 신호광의 경로를 분리하여, 상기 조명광의 반사 이미지를 상기 이미지 촬영부로 전달하고, 상기 반사된 신호광을 상기 단층 영상 촬영부로 전달하는 색선별 미러; 측정 시료 입사되거나 측정 시료에서 반사되는 신호광 및 조명광을 집속하는 대물렌즈; 및 상기 이미지 촬영부의 조명광 및 상기 단층 영상 촬영부의 신호광의 공통 경로에 삽입되거나 이탈되어, 삽입 또는 이탈 상태에 따라, 상기 조명광 및 신호광의 초점 거리가 변화하여, 소정 거리 이격된 대상물의 단층 이미지를 선택적으로 촬영할 수 있도록 하는 촬영 깊이 조절 렌즈을 포함하는 광 간섭 단층촬영 장치를 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention, the image pickup unit including an illumination light source for irradiating the illumination light with the measurement sample, and an imaging device for detecting the image of the illumination light reflected from the measurement sample; A tomography imaging unit for irradiating the signal light with the measurement sample and taking an internal tomography image of the measurement sample; Separating the path of the illumination light of the image pickup unit reflected from the measurement sample and the signal light path of the tomography imaging unit, transfer the reflected image of the illumination light to the image pickup unit, and transmits the reflected signal light to the tomography imaging unit Dichroic mirrors; An objective lens for focusing signal light and illumination light incident or reflected from the measurement sample; And a focal length of the illumination light and the signal light is changed by being inserted into or separated from the common path of the illumination light of the image photographing unit and the signal light of the tomography image capturing unit, and thus selecting a tomography image of an object spaced a predetermined distance apart. Provided is an optical coherence tomography apparatus including a photographing depth adjusting lens for photographing.

본 발명에 따른 광 간섭 단층촬영 장치는, 소정 거리 이격된 대상물의 단층 이미지를 선택적으로 촬영할 수 있으며, 이를 구현하기 위한 광학계의 구조가 간단하고, 광학계의 구조를 변경하는 기구적 구조 역시 효율적인 장점이 있다.
The optical coherence tomography apparatus according to the present invention can selectively photograph a tomography image of an object spaced a predetermined distance, the structure of the optical system for realizing this is simple, and the mechanical structure for changing the structure of the optical system is also effective advantages have.

도 1은 통상적인 시간 영역 광 간섭 단층촬영 장치에 사용되는 단층 영상 촬영부의 구성 블록도.
도 2는 통상적인 분광 영역 광 간섭 단층촬영 장치에 사용되는 단층 영상 촬영부의 구성 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 간섭 단층촬영 장치의 구성을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 간섭 단층촬영 장치를 이용하여 얻은 망막 단층 영상의 일 예를 보여주는 도면.
도 5는, 도 3에 도시된 광 간섭 단층촬영 장치에 있어서, 각막의 이미지 및 단면 영상을 얻는 경우의 구성을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 간섭 단층촬영 장치를 이용하여 얻은 각막 단층 영상의 일 예를 보여주는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 광 간섭 단층촬영 장치에 사용될 수 있는 촬영 깊이 조절 렌즈 구동부의 일 예를 보여주는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram of a tomography imaging unit used in a conventional time domain optical coherence tomography apparatus.
2 is a block diagram of a tomography imaging unit used in a conventional spectral region optical coherence tomography apparatus;
3 is a view showing the configuration of an optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an example of a retinal tomography image obtained by using an optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a configuration in the case of obtaining an image and a cross-sectional image of a cornea in the optical interference tomography apparatus shown in FIG. 3. FIG.
6 is a view showing an example of a corneal tomography image obtained by using an optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing an example of the imaging depth adjustment lens driver that can be used in the optical coherence tomography apparatus according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 간섭 단층촬영 장치의 구성을 보여주는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광 간섭 단층촬영 장치는 이미지 촬영부(100), 단층 영상 촬영부(200), 색선별 미러(300, dichroic mirror), 대물렌즈(310) 및 촬영 깊이 조절 렌즈(320)을 포함한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail. 3 is a view showing the configuration of an optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the optical coherence tomography apparatus according to the present invention includes an image capturing unit 100, a tomographic image capturing unit 200, a dichroic mirror 300, an objective lens 310, and an image capturing unit. And a depth adjusting lens 320.

상기 이미지 촬영부(100)는 측정 시료(1, 예를 들면, 안구)로 조명광(illumination light)을 조사하는 조명 광원(40) 및 상기 측정 시료(1)에서 반사된 조명광(즉, 반사광)의 이미지를 검출하는 영상 장치(50, 예를 들면, 카메라)를 포함한다. 상기 조명 광원(40)에서 출사되는 조명광의 경로에는, 조명광을 집속하는 하나 이상의 집속 렌즈(42)가 설치될 수 있고, 또한, 중앙부에 작은 흑점이 찍혀있는 판(44)이 상기 조명광의 경로에 설치될 수 있다. 상기 흑점이 찍혀있는 판(44)은, 조명광이 대물렌즈(310)의 중앙에서 반사되면, 반사된 조명광이 영상 장치(50)로 입사되어 노이즈로 작용하므로, 이를 방지하기 위해 대물렌즈(310)의 중앙 점과 공액 관계에 있는 위치에 흑점을 찍어, 노이즈가 발생하는 것을 억제하는 역할을 한다. 상기 조명 광원(40)에서 조사된 조명광은, 집속 렌즈(42)에서 집속되고, 중앙부에 작은 흑점이 찍혀있는 판(44)을 통과하면서 도우넛 형태로 변형된 후, 중앙부에 구멍이 형성된 어퍼쳐 미러(48, aperture mirror)의 외곽에서 반사되어 측정 시료(1)를 조명한다. 상기 측정 시료(1)에서 반사된 조명광, 즉, 반사광의 이미지는, 대물렌즈(310)에서 집속되고, 상기 어퍼쳐 미러(48) 중앙부에 형성된 구멍을 통과하고, 필요에 따라, 집속 렌즈(52), ccd 렌즈(54) 등의 렌즈에서 집속되고, 영상 장치(50)로 전달된다. 상기 측정 시료(1)가 안구의 망막일 경우, 안구의 굴절력에 따라, 망막 영상의 선명도가 달라 질 수 있는데, 망막 영상의 선명도가 낮은 경우에는, 상기 집속 렌즈(52)의 위치를 앞뒤로 이동시켜, 망막 영상의 선명도를 향상시킬 수 있다.
The image capturing unit 100 may include an illumination light source 40 for irradiating illumination light with a measurement sample 1 (eg, eyeball) and an illumination light (ie, reflected light) reflected from the measurement sample 1. And an imaging device 50 (eg, a camera) for detecting the image. In the path of the illumination light emitted from the illumination light source 40, one or more focusing lenses 42 for focusing the illumination light may be installed, and a plate 44 having a small black spot in the center may be installed in the path of the illumination light. Can be installed. The plate 44 on which the black spot is photographed is, when the illumination light is reflected at the center of the objective lens 310, since the reflected illumination light is incident on the imaging device 50 to act as noise, the objective lens 310 to prevent this A black spot is placed at a position conjugated with the center point of, thereby suppressing the occurrence of noise. The illumination light irradiated from the illumination light source 40 is focused by the focusing lens 42, is deformed into a doughnut shape while passing through a plate 44 with a small black spot in the center, and then an aperture mirror having a hole in the center. Reflected at the outside of (48, aperture mirror) to illuminate the measurement sample (1). The illumination light reflected from the measurement sample 1, that is, the image of the reflected light is focused by the objective lens 310, passes through a hole formed in the center of the aperture mirror 48, and if necessary, the focusing lens 52. ) and a lens such as a ccd lens 54 and the like, and are transmitted to the imaging device 50. When the measurement sample 1 is the retina of the eye, the sharpness of the retinal image may vary depending on the refractive power of the eye. When the sharpness of the retinal image is low, the position of the focusing lens 52 is moved back and forth. The sharpness of the retinal image can be improved.

상기 단층 영상 촬영부(200)는 측정 시료(1)로 신호광(S)을 조사하여, 측정 시료(1)의 내부 단층 이미지를 촬영하는 수단으로서, 도 1 및 2에 예시된 바와 같은 통상의 단층 영상 촬영부를 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 도 3에 도시된 광 간섭 단층촬영 장치에 있어서는, 도 2에 도시된 분광 영역 단층 영상 촬영부가 사용되고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 단층 영상 촬영부(200)는 단층 영상 촬영용 광(L)을 출사하는 광원(60), 상기 단층 영상 촬영용 광(L)을 기준광(R) 및 신호광(S)으로 분할하는 광섬유 커플러(62, Fiber coupler), 상기 기준광(R)의 진행 방향에 고정 설치되어(fixed) 있으며, 상기 기준광(R)을 반사하는 기준 거울(64, reference mirror), 시료(1)의 특정 깊이에서 반사된 신호광(S)과 상기 기준 거울(64)에서 반사된 기준광(R)이 중첩된(superimpose) 간섭광(interference light, C)을 검출하는 포토디텍터(66) 등을 포함한다. 상기 포토디텍터(66)는 간섭광(C)을 집속하는 집속 렌즈(66a), 간섭광(C)을 분광하는 회절 격자(66b, Diffraction grating), 분광된 간섭광(C)을 검출하는 라인 스캔 카메라(66c, Line scan camera) 등을 포함한다. 또한, 상기 신호광(S)의 경로 상에는, 필요에 따라, 신호광(S)의 조사 위치(target position)를 XY-평면상에서 X 및 Y 방향으로 각각 이동시키는 X-스캐너(72) 및 Y-스캐너(70), 신호광(S)을 집속 또는 전달하는 집속 렌즈(74, 76, 78, Collimator lens) 등이 더욱 설치되어 있을 수 있다.
The tomography imaging unit 200 is a means for photographing an internal tomography image of the measurement sample 1 by irradiating the signal light S with the measurement sample 1, and a conventional tomography as illustrated in FIGS. 1 and 2. The imaging unit can be used without particular limitation. In the optical coherence tomography apparatus shown in FIG. 3, the spectral region tomography imaging unit shown in FIG. 2 is used. As shown in FIG. 3, the tomography imaging unit 200 may include a light source 60 that emits light L for tomography imaging, and reference light R and signal light S as the light L for tomography imaging. A fiber coupler 62 which is divided into a fiber coupler, a reference mirror 64 which is fixed to a traveling direction of the reference light R, and reflects the reference light R, and a sample 1 A photodetector 66 for detecting an interference light C superimpose the signal light S reflected at a specific depth of and the reference light R reflected from the reference mirror 64. . The photo detector 66 includes a focusing lens 66a for focusing the interference light C, a diffraction grating for diffracting the interference light C, and a line scan for detecting the spectroscopic interference light C. Camera 66c, a line scan camera, and the like. Moreover, on the path | route of the said signal light S, the X-scanner 72 and Y-scanner which move the target position of the signal light S in X and Y directions, respectively, on an XY-plane as needed. 70), a focusing lens 74, 76, 78, or collimator lens for focusing or transmitting the signal light S may be further provided.

상기 단층 영상 촬영부(200)에 있어서, 상기 광원(60)에서 출사된 단층 영상 촬영용 광(L)은 광섬유 커플러(62)에서 5:5, 8:2 등의 임의의 비율로 기준광(R) 및 신호광(S)으로 분할되며, 기준광(R)은 기준 거울(64)로 입사되고, 신호광(S)은 시료(1)로 입사된다. 시료(1), 예를 들면, 망막에서 반사된 신호광(S)과 기준 거울(64)에 반사된 기준광(R)은 중첩되어 간섭광(C)을 형성한다. 상기 간섭광(C)은, 집속 렌즈(66a)에서 집속되어 평행광으로 되고, 회절 격자(66b)를 통과하면서 파장별로 분리되며, 파장별로 분리된 광은 집속 렌즈(66a)에서 다시 집속된 후, 라인 스캔 카메라(66c)에서 초점을 맺으면서 간섭 신호를 발생시킨다. 이와 같이 발생한 간섭신호를 분석하여, 특정 위치에서의 망막의 단층 이미지를 생성할 수 있다. 이때, X-스캐너(72) 및 Y-스캐너(70)를 조정하여, 망막의 특정 위치 또는 영역을 스캔하면, 망막의 특정 위치 또는 영역에서의 망막 단층 영상을 얻을 수 있다. 이와 같이 얻어진 망막의 단층 영상의 일 예를 도 4에 나타내었다. 이와 같은 망막 단층 영상 촬영에 있어서도, 안구(1)의 굴절력에 따라 신호광(S)의 초점 위치가 달라질 수 있으므로, 상기 집속 렌즈(74)의 위치를 앞뒤로 이동시켜, 신호광(S)의 초점 위치를 조절할 수 있다. 상기 단층 영상 촬영부(200)의 집속 렌즈(74)와 상기 이미지 촬영부(100)의 집속 렌즈(52)는 모두 안구(1)의 굴절력에 따라 초점 위치를 보정하는 것이므로, 각막을 촬영할 때에는 기준 위치에 고정되어 있고, 망막을 촬영할 때에만 안구의 굴절력에 따라 움직이게 되며, 이들은 기구적으로 동기화시켜 동시에 이동시키는 것이 바람직하다.
In the tomography imaging unit 200, the light L for the tomography image emitted from the light source 60 is the reference light R at an arbitrary ratio of 5: 5, 8: 2, etc. in the optical fiber coupler 62. And the signal light S, the reference light R is incident on the reference mirror 64, and the signal light S is incident on the sample 1. The sample 1, for example, the signal light S reflected by the retina and the reference light R reflected by the reference mirror 64 overlap to form the interference light C. The interference light C is focused at the focusing lens 66a to be parallel light, separated by wavelength while passing through the diffraction grating 66b, and the light separated by the wavelength is focused again at the focusing lens 66a. When the line scan camera 66c is focused, an interference signal is generated. The generated interference signal may be analyzed to generate a tomography image of the retina at a specific position. At this time, by adjusting the X-scanner 72 and the Y-scanner 70 to scan a specific position or region of the retina, a retinal tomography image at a specific position or region of the retina may be obtained. An example of the tomographic image of the retina thus obtained is shown in FIG. 4. Even in such a retinal tomography imaging, since the focus position of the signal light S may vary according to the refractive power of the eyeball 1, the focus position of the focusing lens 74 is moved back and forth, thereby shifting the focus position of the signal light S. I can regulate it. Since the focusing lens 74 of the tomography imaging unit 200 and the focusing lens 52 of the imaging unit 100 both correct the focus position according to the refractive power of the eyeball 1, a reference point is used when photographing the cornea. It is fixed in position and moves according to the refractive power of the eye only when photographing the retina, and they are preferably mechanically synchronized and moved simultaneously.

상기 색선별 미러(300)는, 상기 측정 시료(1)로부터 반사된 상기 이미지 촬영부(100)의 조명광의 경로와 상기 단층 영상 촬영부(200)의 신호광(S)의 경로를 분리하여, 상기 조명광의 반사 이미지(반사광)를 상기 이미지 촬영부(100)로 전달하는 반면, 상기 반사된 신호광(S)을 상기 단층 영상 촬영부(200)로 전달하는 역할을 한다. 즉, 상기 이미지 촬영부(100)와 단층 영상 촬영부(200)의 분기점에는 분광기의 역할을 하는 색선별 미러(300)가 설치된다. 또한 상기 대물렌즈(310)는 측정 시료(1)로 입사되거나 측정 시료(1)에서 반사되는 신호광(S) 및 조명광(반사광)을 집속하는 역할을 한다.
The dichroic mirror 300 separates the path of the illumination light of the image capturing unit 100 reflected from the measurement sample 1 and the path of the signal light S of the tomography image capturing unit 200, While transmitting the reflected image (reflected light) of the illumination light to the image capturing unit 100, it serves to deliver the reflected signal light (S) to the tomography image capturing unit 200. That is, a dichroic mirror 300 serving as a spectrometer is installed at the branch points of the image capturing unit 100 and the tomographic image capturing unit 200. In addition, the objective lens 310 serves to focus the signal light (S) and the illumination light (reflected light) incident or reflected from the measurement sample (1).

본 발명에 따른 광 간섭 단층촬영 장치에 있어서, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)는 상기 이미지 촬영부(100)의 조명광 및 상기 단층 영상 촬영부(200)의 신호광(S)의 공통 경로에 삽입되거나 이탈되어, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)의 삽입 또는 이탈 상태에 따라, 상기 조명광 및 신호광(S)의 초점 거리가 변화하여, 소정 거리 이격된 대상물의 단층 이미지를 선택적으로 촬영할 수 있도록 한다. 예를 들어, 본 발명의 광 간섭 단층촬영 장치가 안구의 각막 및 망막의 단층 이미지를 선택적으로 촬영하기 위한 것일 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)가 조명광 및 신호광(S)의 경로로부터 이탈하면, 상기 광 간섭 단층촬영 장치는 망막의 이미지 및 단면 영상을 얻게 되고, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)는 아무런 역할을 하지 않는다. 즉, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)가 단층촬영 장치의 광학계에 포함되지 않으면, 광 간섭 단층촬영 장치는 망막의 단층 이미지를 촬영한다. 반면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)가 색선별 미러(300)와 대물렌즈(310)의 사이에서 조명광 및 신호광(S)의 경로에 삽입되면, 상기 광 간섭 단층촬영 장치는 각막의 이미지 및 단면 영상을 얻게 되고, 이 경우, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)는 각막 촬영용 렌즈의 역할을 한다. 즉, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)가 단층촬영 장치의 광학계에 포함되면, 광 간섭 단층촬영 장치는 각막의 단층 이미지를 촬영한다. 이때에도, 상기 X-스캐너(72) 및 Y-스캐너(70)를 조정하여, 각막의 특정 위치 또는 영역을 스캔하면, 각막의 특정 위치 또는 영역에서의 단층 영상을 얻을 수 있다. 이와 같이 얻어진 각막의 단층 영상의 일 예를 도 6에 나타내었다. 또한, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)는 상기 조명광 및 신호광(S)의 분기점인 색선별 미러(300)와 대물렌즈(310)의 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)가 이와 같이 위치할 경우, 상기 이미지 촬영부(100) 및 단층 영상 촬영부(200)의 광학계에 미치는 영향을 최소화하여, 광학계 구조를 단순하고 효율적으로 설계할 수 있다. 만일, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)를 대물렌즈(310)와 시료(1) 사이에 설치하거나, 색선별 미러(300)의 후단에 설치하면, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)에 의하여 대물렌즈(310) 또는 시료(1)가 파손되거나, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)를 설치하기 위한 광학적 및 기구적 구조가 매우 복잡해지는 단점이 있다.
In the optical coherence tomography apparatus according to the present invention, the photographing depth adjusting lens 320 is inserted into a common path between the illumination light of the image capturing unit 100 and the signal light S of the tomography image capturing unit 200. In this case, the focal lengths of the illumination light and the signal light S change according to the insertion or detachment state of the photographing depth adjusting lens 320, so that a tomographic image of an object spaced a predetermined distance may be selectively photographed. For example, when the optical coherence tomography apparatus of the present invention is for selectively capturing tomographic images of the cornea and retina of the eyeball, as shown in FIG. 3, the photographing depth adjusting lens 320 is an illumination light and a signal light. Departing from the path of (S), the optical coherence tomography apparatus obtains an image and a cross-sectional image of the retina, and the photographing depth adjusting lens 320 plays no role. That is, when the photographing depth adjusting lens 320 is not included in the optical system of the tomography apparatus, the optical interference tomography apparatus photographs the tomography image of the retina. On the other hand, as shown in FIG. 5, when the photographing depth adjusting lens 320 is inserted in the path of the illumination light and the signal light S between the dichroic mirror 300 and the objective lens 310, the optical interference tomography layer is formed. The photographing apparatus obtains an image and a cross-sectional image of the cornea. In this case, the photographing depth adjusting lens 320 serves as a lens for photographing the cornea. That is, when the photographing depth adjusting lens 320 is included in the optical system of the tomography apparatus, the optical interference tomography apparatus photographs the tomography image of the cornea. In this case, when the X-scanner 72 and the Y-scanner 70 are adjusted to scan a specific position or region of the cornea, a tomographic image at a specific position or region of the cornea can be obtained. An example of the tomographic image of the cornea thus obtained is shown in FIG. 6. In addition, the photographing depth adjusting lens 320 may be located between the dichroic mirror 300 and the objective lens 310, which are branching points of the illumination light and the signal light S. FIG. When the photographing depth adjusting lens 320 is positioned in this manner, the optical system structure can be designed simply and efficiently by minimizing the influence on the optical system of the image capturing unit 100 and the tomographic image capturing unit 200. . If the photographing depth adjusting lens 320 is installed between the objective lens 310 and the sample 1 or at the rear end of the dichroic mirror 300, the photographing depth adjusting lens 320 causes the objective lens. The 310 or the sample 1 may be damaged, or the optical and mechanical structures for installing the photographing depth adjusting lens 320 may be very complicated.

도 7은 본 발명에 따른 광 간섭 단층촬영 장치에 사용될 수 있는 촬영 깊이 조절 렌즈 구동부의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 촬영 깊이 조절 렌즈 구동부는, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈(320)가 장착되는 렌즈 경통(90); 상기 렌즈 경통(90)이 장착되는 경통 지지대(91); 상기 경통 지지대(90)의 상승 및 하강 높이를 제한하는 스토퍼(92, 94, stopper); 상기 지지대(91)를 상승 및 하강시키는 동력 전달 수단(96); 및 상기 지지대(91)를 상승 및 하강시키기 위하여 상기 동력 전달 수단(96)으로 동력을 전달하는 구동 모터(98)를 포함한다. 상기 렌즈 경통(90)은 촬영 깊이 조절 렌즈(320)를 보호하면서 이송하는 역할을 하고, 상기 경통 지지대(91)는 렌즈 경통(90)을 지지하고 이송하는 역할을 한다. 상기 동력전달수단(96)으로는 벨트, 체인, 기어 등의 통상의 동력전달수단을 사용할 수 있고, 상기 구동 모터(98)로는 리니어 모터, 스텝 모터 등의 통상의 구동 수단을 사용할 수 있다. 상기 스토퍼(92, 94)는 경통 지지대(91)의 이동 경로에 설치된 돌출부 등의 물리적 스토퍼(92)이거나, 경통 지지대(91)의 위치를 감지하여 구동 모터(98)의 동작을 제어하는 전자 센서 스토퍼(94)일 수 있다. 동작에 있어서, 상기 구동 모터(98)를 동작시키면, 구동 모터(98)의 동력(회전력)이 동력전달수단(96)을 통해, 동력전달수단(96)에 결합된 경통 지지대(90)를 상승 또는 하강 이동시킨다. 이때, 상기 경통 지지대(90)가 소정 위치에 도달하면, 스토퍼(92, 94)에 의해 경통 지지대(90)의 이동이 정지됨으로서, 소정 위치에 삽입 또는 추출될 수 있다.
7 is a view showing an example of the imaging depth adjustment lens driver that can be used in the optical coherence tomography apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 7, the photographing depth adjusting lens driving unit includes: a lens barrel 90 to which the photographing depth adjusting lens 320 is mounted; A barrel supporter 91 on which the lens barrel 90 is mounted; Stoppers (92, 94, stopper) for limiting the rise and fall height of the barrel support (90); Power transmission means (96) for raising and lowering the support (91); And a drive motor 98 which transmits power to the power transmission means 96 to raise and lower the support 91. The lens barrel 90 serves to protect and transport the photographing depth adjusting lens 320, and the barrel support 91 serves to support and convey the lens barrel 90. As the power transmission means 96, conventional power transmission means such as a belt, a chain, a gear, etc. can be used, and as the drive motor 98, conventional driving means such as a linear motor and a step motor can be used. The stoppers 92 and 94 are physical stoppers 92 such as protrusions installed in the movement path of the barrel support 91, or electronic sensors for sensing the position of the barrel support 91 to control the operation of the driving motor 98. It may be a stopper 94. In operation, when the drive motor 98 is operated, the power (rotational force) of the drive motor 98 raises the barrel support 90 coupled to the power transmission means 96 via the power transmission means 96. Or move down. At this time, when the barrel support 90 reaches a predetermined position, the movement of the barrel support 90 is stopped by the stoppers 92 and 94, so that the barrel support 90 may be inserted or extracted at the predetermined position.

본 발명에 따른 광 간섭 단층촬영 장치를 사용한 망막 및 각막 단층 촬영 방법은, 예를 들어, 동일한 환자의 망막 단층 이미지와 각막 단층 이미지를 촬영하는 경우, 검안자가 촬영하고자 하는 위치(망막 또는 각막)를 선택하면, 광 경로 상에 자동으로 각막 촬영용 렌즈(320)가 삽입 또는 이탈되어, 망막 또는 각막의 단층 영상을 촬영하게 되므로, 검안자의 별도의 렌즈 추가 행위를 하지 않고도, 편리하게 측정을 수행할 수 있게 된다. 본 발명에 따른 광 간섭 단층촬영 장치는, 예를 들어, 각막 수술, 백내장 수술 등의 안과 수술 시스템에 통합하여 적용되거나, 안과 수술 시스템과는 별도의 독립된 의료 장비로 제작될 수 있다. The retinal and corneal tomography methods using the optical coherence tomography apparatus according to the present invention, for example, when taking a retinal tomography image and corneal tomography image of the same patient, the optometrist is to position (retina or cornea) to be photographed When selected, the corneal imaging lens 320 is automatically inserted into or detached from the optical path, thereby capturing tomographic images of the retina or cornea, so that the measurement can be conveniently performed without an additional lens adding action by the optometrist. Will be. Optical coherence tomography apparatus according to the present invention, for example, may be applied to the ophthalmic surgical system, such as corneal surgery, cataract surgery, or may be manufactured as a separate medical equipment separate from the ophthalmic surgical system.

Claims (8)

측정 시료로 조명광을 조사하는 조명 광원, 및 상기 측정 시료에서 반사된 조명광의 이미지를 검출하는 영상 장치를 포함하는 이미지 촬영부;
측정 시료로 신호광을 조사하여, 측정 시료의 내부 단층 이미지를 촬영하는 단층 영상 촬영부;
상기 측정 시료로부터 반사된 상기 이미지 촬영부의 조명광의 경로와 상기 단층 영상 촬영부의 신호광의 경로를 분리하여, 상기 조명광의 반사 이미지를 상기 이미지 촬영부로 전달하고, 상기 측정 시료로부터 반사된 신호광을 상기 단층 영상 촬영부로 전달하는 색선별 미러;
측정 시료 입사되거나 측정 시료에서 반사되는 신호광 및 조명광을 집속하는 대물렌즈; 및
상기 이미지 촬영부의 조명광 및 상기 단층 영상 촬영부의 신호광의 공통 경로에 삽입되거나 이탈되어, 삽입 또는 이탈 상태에 따라, 상기 조명광 및 신호광의 초점 거리가 변화하여, 소정 거리 이격된 대상물의 단층 이미지를 선택적으로 촬영할 수 있도록 하는 촬영 깊이 조절 렌즈를 포함하며,
상기 촬영 깊이 조절 렌즈는 촬영 깊이 조절 렌즈 구동부에 의하여 구동되고, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈 구동부는, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈가 장착되는 렌즈 경통; 상기 렌즈 경통이 장착되는 경통 지지대; 상기 경통 지지대의 상승 및 하강 높이를 제한하는 스토퍼; 상기 지지대를 상승 및 하강시키는 동력 전달 수단; 및 상기 지지대를 상승 및 하강시키기 위하여 상기 동력 전달 수단으로 동력을 전달하는 구동 모터를 포함하는 것인, 광 간섭 단층촬영 장치.An image photographing unit including an illumination light source for irradiating illumination light with a measurement sample, and an imaging device for detecting an image of illumination light reflected from the measurement sample;
A tomography imaging unit for irradiating the signal light with the measurement sample and taking an internal tomography image of the measurement sample;
Separating the path of the illumination light of the image pickup unit reflected from the measurement sample and the path of the signal light of the tomography imaging unit, and transmits the reflected image of the illumination light to the image pickup unit, and the signal light reflected from the measurement sample to the tomography image A color screening mirror which is transmitted to the photographing unit;
An objective lens for focusing signal light and illumination light incident or reflected from the measurement sample; And
The focal length of the illumination light and the signal light is changed or inserted into or removed from a common path between the illumination light of the image capturing unit and the signal light of the tomography image capturing unit, thereby selectively selecting a tomography image of an object spaced a predetermined distance apart. It includes a depth-of-field lens that allows you to shoot,
The photographing depth adjustment lens is driven by a photographing depth adjustment lens driver, and the photographing depth adjustment lens driver includes: a lens barrel on which the photographing depth adjustment lens is mounted; A barrel support on which the lens barrel is mounted; A stopper for limiting the rise and fall height of the barrel support; Power transmission means for raising and lowering the support; And a drive motor for transmitting power to the power transmission means for raising and lowering the support. 청구항 1에 있어서, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈는 상기 조명광 및 신호광의 분기점인 색선별 미러와 대물렌즈의 사이에 위치하는 것인, 광 간섭 단층촬영 장치.The optical coherence tomography apparatus according to claim 1, wherein the photographing depth adjusting lens is positioned between the dichroic mirror and the objective lens, which are branching points of the illumination light and the signal light. 청구항 1에 있어서, 상기 색선별 미러는 상기 이미지 촬영부와 단층 영상 촬영부의 분기점에 설치되는 것인, 광 간섭 단층촬영 장치.The optical interference tomography apparatus of claim 1, wherein the dichroic mirror is provided at a branch point of the image capturing unit and the tomographic image capturing unit. 청구항 1에 있어서, 상기 측정 시료가 안구이고, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈가 조명광 및 신호광의 경로로부터 이탈하면, 상기 광 간섭 단층촬영 장치는 망막의 이미지 및 단면 영상을 얻고, 상기 촬영 깊이 조절 렌즈가 조명광 및 신호광의 경로에 삽입되면, 상기 광 간섭 단층촬영 장치는 각막의 이미지 및 단면 영상을 얻는 것인, 광 간섭 단층촬영 장치.The optical interference tomography apparatus of claim 1, wherein the optical interference tomography apparatus obtains an image and a cross-sectional image of the retina, and the imaging depth adjusting lens is an illumination light. And when inserted in the path of the signal light, the optical coherence tomography device to obtain an image and a cross-sectional image of the cornea. 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 스토퍼는 경통 지지대의 이동 경로에 설치된 돌출부인 것인, 광 간섭 단층촬영 장치.The optical interference tomography apparatus according to claim 1, wherein the stopper is a protrusion provided in a movement path of the barrel support. 청구항 1에 있어서, 상기 스토퍼는 경통 지지대의 위치를 감지하여 구동 모터의 동작을 제어하는 전자 센서 스토퍼인 것인, 광 간섭 단층촬영 장치.The optical coherence tomography apparatus of claim 1, wherein the stopper is an electronic sensor stopper for controlling the operation of the driving motor by sensing a position of the barrel support. 청구항 1에 있어서, 상기 동력전달수단은 벨트, 체인 및 기어로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 구동 모터는 리니어 모터 및 스텝 모터로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 광 간섭 단층촬영 장치.The optical interference tomography apparatus according to claim 1, wherein the power transmission means is selected from the group consisting of a belt, a chain and a gear, and the drive motor is selected from the group consisting of a linear motor and a step motor.
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