KR20120136511A - Device of optical coherence tomography and method of optical coherence tomography using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device of optical coherence tomography and a method using the same are provided to scan the retina and cornea rapidly by adjusting a focus rapidly. CONSTITUTION: The first light division means(20) divides beam outputted from a light source into a reference beam and a sample beam. A condensing lens(41) is selectively arranged or removed in the optical path. The first reference mirror and the second reference mirror reflect the reference beam incoming from the first light division means. A selective penetration means penetrates the reference beam incoming to the first reference mirror(31). The selective penetration means blocks the reference beam incoming to the second reference mirror(32).

Description

광간섭 단층촬영 장치 및 그를 이용한 광간섭 단층촬영 방법{DEVICE OF OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY AND METHOD OF OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY USING THE SAME}Optical coherence tomography apparatus and optical coherence tomography method using same {DEVICE OF OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY AND METHOD OF OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY USING THE SAME}

본 발명은 광간섭 단층촬영 장치 및 광간섭 단층촬영 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 안구의 각막과 망막을 촬영할 수 있는 광간섭 단층촬영 장치 및 광간섭 단층촬영 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical coherence tomography apparatus and an optical coherence tomography method, and more particularly, to an optical coherence tomography apparatus and an optical coherence tomography method capable of imaging the cornea and the retina of the eye.

광간섭 단층촬영(Optical Coherence Tomography; OCT) 장치는 근적외선(파장 0.6㎛ ~ 1.3㎛) 영역의 광원을 사용하여 비접촉, 비침습적으로 생체 조직의 단면을 영상화하는 광학적 단층촬영 장치이다. OCT는 컴퓨터 단층촬영(X-ray computed tomography; CT), 초음파 영상촬영(ultrasound imaging), 자기 공명 영상 촬영기와 같은 기존의 계측 장비들이 가지는 인체 유해성 문제, 가격 문제 및 측정 분해능 문제를 보완하기 위하여 연구되고 있는 새로운 영상 촬영 기술이다.An optical coherence tomography (OCT) device is an optical tomography device for imaging non-contact and non-invasive cross sections of a living tissue using a light source in the near infrared (wavelength 0.6 μm to 1.3 μm) region. OCT researches to complement the human hazard, price, and measurement resolution problems of existing measurement equipment such as X-ray computed tomography (CT), ultrasound imaging, and magnetic resonance imaging. It is becoming a new video shooting technology.

OCT 장치의 작동 원리는 마이켈슨(Michelson) 간섭계에 기반을 두고 있다. OCT 장치에서, 광원으로부터 발생된 광 신호는 광 커플러에서 두 개의 광 신호로 나누어져 기준단과 샘플단으로 입사된다. 기준단으로부터 되돌아온 기준광과 샘플단에서 후방 산란된 샘플광이 다시 만나 일으키는 간섭신호가 처리되어 영상화된다.The principle of operation of the OCT device is based on the Michelson interferometer. In the OCT device, the optical signal generated from the light source is divided into two optical signals in the optical coupler and incident on the reference stage and the sample stage. The interference signal generated by the reference light returned from the reference stage and the back-scattered sample light at the sample stage is processed and imaged.

OCT 장치는 기존의 초음파 영상보다 높은 분해능(해상도)을 갖고 있으며, 대상체의 내부를 비절개 방식으로 촬영할 수 있고, 실시간 단층 영상 촬영이 가능하고, 소형 및 저가형 기기의 제작이 가능하다는 등의 많은 장점을 가지고 있다.OCT devices have higher resolution (resolution) than conventional ultrasound images, and can take advantage of non-incision imaging of the inside of an object, real-time tomography imaging, and production of small and low-cost devices. Have

고 분해성능 및 비침습적 촬영 방식 때문에 최근에는 OCT 장치는 안과용 기기로서 많이 이용된다. 그런데, 기존의 상용 OCT 장치는 각막이나 망막을 단층 촬영하기에 특화된 독립된 장비로 생산되고 있거나, 연구용 OCT의 경우에도 OCT 장치를 이용하여 안구의 망막과 각막의 단층 영상을 촬영하기 위해서는 망막과 각막 중 어느 하나를 먼저 촬영한 후 초점을 조정하여 다른 하나를 촬영하였다. 그러나 초점을 조정하는 데 긴 시간이 걸림으로써 피검자의 불편을 초래하였다. 따라서 망막과 각막을 촬영하기 위해 초점을 조정하는 시간을 줄일 수 있는 OCT 장치를 개발할 필요성이 있다.OCT devices have recently been widely used as ophthalmic devices because of their high resolution and non-invasive imaging. However, existing commercial OCT devices are produced as independent equipment specialized for tomography of the cornea or retina, or even for OCT research, in order to take tomographic images of the retina and cornea of the eye using the OCT device, One was taken first, then the focus was adjusted to take another. However, it took a long time to adjust the focus, causing inconvenience to the subject. Therefore, there is a need to develop an OCT device that can reduce the time to adjust the focus for imaging the retina and cornea.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 망막과 각막의 촬영 시 초점을 신속하게 조정할 수 있어 촬영 시간을 줄일 수 있는 광간섭 단층촬영 장치 및 광간섭 단층촬영 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to provide an optical coherence tomography apparatus and optical coherence tomography method that can quickly adjust the focus when the retina and cornea are photographed to reduce the shooting time There is this.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 광원; 상기 광원으로부터 출력되는 광을 기준광과 샘플광으로 분할하는 제1 광분할수단; 상기 샘플광이 촬영 대상물에 입사되는 광로상에 선택적으로 배치 또는 제거되는 집광렌즈; 상기 제1 광분할수단으로부터 입사되는 상기 기준광을 반사시키는 제1 기준미러 및 제2 기준미러; 상기 집광렌즈가 상기 샘플광의 광로상에 배치되는 경우 상기 제1 기준미러에 입사되는 상기 기준광을 투과시키고 상기 제2 기준미러에 입사되는 상기 기준광을 차단시키며, 상기 집광렌즈가 상기 샘플광의 광로상에서 제거되는 경우 상기 제2 기준미러에 입사되는 상기 기준광을 차단시키고 상기 제2 기준미러에 입사되는 상기 기준광을 투과시키는 선택투과수단; 및 상기 제1 기준미러 또는 상기 제2 기준미러에서 반사되는 상기 기준광의 반사광과 상기 촬영 대상물에서 산란 또는 반사되는 상기 샘플광의 복귀광을 결합하는 광결합수단;을 포함하는 광간섭 단층촬영 장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention, a light source; First light splitting means for dividing the light output from the light source into reference light and sample light; A condenser lens in which the sample light is selectively disposed or removed on an optical path incident on a photographing object; A first reference mirror and a second reference mirror reflecting the reference light incident from the first light splitting means; When the condenser lens is disposed on the optical path of the sample light, the condenser lens transmits the reference light incident to the first reference mirror and blocks the reference light incident to the second reference mirror, and the condenser lens is removed from the optical path of the sample light. Selection transmission means for blocking the reference light incident on the second reference mirror and transmitting the reference light incident on the second reference mirror when the reference light is incident on the second reference mirror; And optical coupling means for coupling the reflected light of the reference light reflected from the first reference mirror or the second reference mirror and the return light of the sample light scattered or reflected from the photographing object. do.

또한 본 발명은, 광원으로부터 제1 광을 출력하는 단계; 제1 광분할수단을 이용하여 상기 제1 광을 제1 기준광과 제1 샘플광으로 분할하는 단계; 상기 제1 샘플광을 집광렌즈를 통과시켜 촬영 대상물의 제1 부위에 집광시키고, 선택투과수단을 이용하여 제1 기준미러에 입사되는 상기 제1 기준광을 투과시키는 것과 동시에 제2 기준미러에 입사되는 상기 제1 기준광을 차단하는 단계; 및 광결합수단을 이용하여, 상기 제1 기준미러에서 반사되는 상기 제1 기준광의 반사광과, 상기 촬영 대상물의 상기 제1 부위에서 산란 또는 반사되는 상기 제1 샘플광의 복귀광을 결합하여 상기 촬영 대상물의 상기 제1 부위의 간섭무늬를 발생시키는 단계;를 포함하는 제1 단계; 및 상기 광원으로부터 제2 광을 출력하는 제1 단계; 상기 제1 광분할수단을 이용하여 상기 제2 광을 제2 기준광과 제2 샘플광으로 분할하는 단계; 상기 제2 샘플광을 상기 촬영 대상물의 제2 부위에 입사시키고, 상기 선택투과수단을 이용하여 상기 제2 기준미러에 입사되는 상기 제2 기준광을 투과시키는 것과 동시에 제1 기준미러에 입사되는 상기 제2 기준광을 차단하는 단계; 및 상기 광결합수단을 이용하여, 상기 제2 기준미러에서 반사되는 상기 제1 기준광의 반사광과, 상기 촬영 대상물의 상기 제2 부위에서 산란 또는 반사되는 상기 제2 샘플광의 복귀광을 결합하여 상기 촬영 대상물의 상기 제2 부위의 간섭무늬를 발생시키는 단계;를 포함하는 제2 단계;를 포함하는 광간섭 단층촬영 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention, the step of outputting the first light from the light source; Dividing the first light into a first reference light and a first sample light by using a first light splitting means; The first sampled light passes through the condensing lens to focus the first portion of the object to be photographed, and transmits the first reference light incident on the first reference mirror by using a selective transmission means and is incident on the second reference mirror. Blocking the first reference light; And a light coupling means for combining the reflected light of the first reference light reflected by the first reference mirror with the return light of the first sample light scattered or reflected from the first portion of the photographing object. Generating an interference fringe of the first portion of the first step; And a first step of outputting a second light from the light source. Dividing the second light into a second reference light and a second sample light by using the first light splitting means; The second sample light is incident on a second portion of the object to be photographed, and the second incident light is incident on the first reference mirror while simultaneously transmitting the second reference light incident on the second reference mirror using the selective transmission means. 2 blocking the reference light; And photographing the light by combining the reflected light of the first reference light reflected by the second reference mirror and the return light of the second sample light scattered or reflected by the second portion of the photographing object using the optical coupling means. It provides a method for optical coherence tomography, including; generating a interference fringe of the second portion of the object.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 초점을 신속하게 조정할 수 있어 안구의 망막과 각막의 신속하게 촬영할 수 있는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, the focus can be adjusted quickly, and there is an effect of quickly photographing the retina and cornea of the eyeball.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층촬영 장치의 전체적인 구성을 도시하는 도면으로서, 각막을 촬영하는 사용상태를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층촬영 장치의 전체적인 구성을 도시하는 도면으로서, 망막을 촬영하는 사용상태를 도시하는 도면이다.1 is a view showing the overall configuration of an optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a state of use for photographing the cornea.
FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of an optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention, and showing a state of use for photographing the retina.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층촬영 장치의 전체적인 구성을 도시하는 도면으로서, 각막을 촬영하는 사용상태를 도시하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층촬영 장치의 전체적인 구성을 도시하는 도면으로서, 망막을 촬영하는 사용상태를 도시하는 도면이다. 도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층촬영 장치와, 광간섭 단층촬영 장치에 의해 촬영되는 안구가 도시된다. 이하의 설명에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층촬영 장치를 이용하여 안구의 망막과 각막을 촬영하기 위한 구성에 대해 설명한다.1 is a view showing the overall configuration of an optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a state of use of the cornea to be photographed, Figure 2 is an optical interference according to an embodiment of the present invention It is a figure which shows the whole structure of a tomography apparatus, and shows the usage state which image | photographs the retina. 1 shows an optical coherence tomography apparatus and an eye photographed by the optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention. In the following description, a configuration for photographing the eye's retina and cornea using the optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층촬영 장치는, 광을 출력하는 광원(10)과, 광원(10)으로부터 출력되는 광에 의해 각막(91) 또는 망막(92)의 간섭무늬가 발생되는 간섭계와, 간섭계에서 발생되는 간섭무늬를 검출하는 간섭무늬 검출수단을 포함한다.1 and 2, an optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention includes a cornea 91 or a retina by a light source 10 for outputting light and light output from the light source 10. And an interference fringe detection means for detecting an interference fringe generated in the interferometer.

먼저, 광원(10)에 대해서 설명한다. 광원(10)은 파장가변 레이저(wavelength swept laser)인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 광간섭 단층촬영 장치가 안구(90)의 단층 영상 촬영에 이용되는 경우 광원(10)은 각막과 망막의 단층 촬영에 같이 사용 할 수 있는 근적외선 영역의 파장을 가지는 것이 바람직하다. 또한 광원(10)은 단층 영상의 깊이 방향의 분해능에 영향을 미치기 때문에 광원의 파장 대역은 넓은 것이 바람직하다. First, the light source 10 will be described. The light source 10 is preferably a wavelength swept laser. In addition, when the optical coherence tomography apparatus according to the present invention is used for tomography imaging of the eyeball 90, it is preferable that the light source 10 has a wavelength in the near infrared region which can be used for tomography of the cornea and the retina. . In addition, since the light source 10 affects the resolution in the depth direction of the tomographic image, the wavelength band of the light source is preferably wide.

다음으로 간섭계의 구조에 대해 설명한다. 간섭계는 제1 광분할수단(20), 샘플단(40), 기준단(30), 광결합수단(50), 제1 광 서큘레이터(81) 및 제2 광 서큘레이터(82)를 포함한다. 간섭계에서는, 광원(10)으로부터 출력되는 광이 분할되어 기준단(30)과 샘플단(40)으로 입사된 후 복귀하여 다시 결합됨으로써 각막(91) 또는 망막(92)의 간섭무늬가 발생된다.Next, the structure of the interferometer will be described. The interferometer includes a first light splitting means 20, a sample stage 40, a reference stage 30, an optical coupling means 50, a first optical circulator 81, and a second optical circulator 82. . In the interferometer, the light output from the light source 10 is split, incident to the reference stage 30 and the sample stage 40, and then returned and recombined to generate an interference fringe of the cornea 91 or the retina 92.

제1 광분할수단(20)은, 광원(10)으로부터 출력되는 광을 기준광(11)과 샘플광(12)으로 분할한다. 본 실시예의 경우, 제1 광분할수단(20)은 광 커플러가 이용된다.The first light dividing means 20 divides the light output from the light source 10 into the reference light 11 and the sample light 12. In the present embodiment, the first light splitter 20 uses an optical coupler.

샘플단(40)은 간섭무늬를 발생시키기 위하여 샘플광(12)을 안구(90)에 입사시켜 산란 또는 반사시킨다. 샘플단(40)은, 제1 광분할수단(20)으로부터 출사되는 샘플광(12)을 평행광으로 변환하는 콜리메이터(44)와, 샘플광(12)의 진행 방향을 조절하는 XY 스캐너(42)와, 샘플광(12)을 각막(91)에 집광시키는 집광렌즈(41)를 포함한다.The sample stage 40 injects the sample light 12 into the eyeball 90 so as to generate an interference fringe and scatters or reflects it. The sample stage 40 includes a collimator 44 for converting the sample light 12 emitted from the first light splitter 20 into parallel light, and an XY scanner 42 for adjusting the advancing direction of the sample light 12. And a condenser lens 41 for condensing the sample light 12 onto the cornea 91.

XY 스캐너(42)는 X축 방향 및 Y축 방향에 대한 샘플광(11)의 진행 방향을 조절하여, 안구(90)의 X축 방향(가로 방향) 스캔 및 Y축 방향(세로 방향) 스캔을 수행하기 위한 것이다.The XY scanner 42 adjusts the traveling direction of the sample light 11 with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction, so that the X-axis direction (horizontal direction) scan and the Y-axis direction (vertical direction) scan of the eyeball 90 can be performed. It is to carry out.

집광렌즈(41)는 샘플광(12)이 안구(90)에 입사되는 경로상에 배치되거나, 그 경로로부터 제거될 수 있도록 구성된다. 집광렌즈(41)는, 예컨대 샘플광(12)의 진행 방향에 대해 교차하는 방향으로 슬라이딩하는 방식으로 구현될 수 있다. 집광렌즈(41)가 샘플광(12)의 입사 경로상에 배치될 수 있고, 입사 경로로부터 제거될 수도 있어야 하는 이유는 안구(90) 내부의 구조 때문이다. 평행광이 특정 지점에 집광되기 위해서는 홀수개의 렌즈를 통과해야 한다. 따라서, 샘플광(12)이 각막(91)에 집광되기 위해서는 평행광으로 변환된 샘플광(12)의 광로상에는 홀수개의 렌즈가 구비되어야 한다. 그러나, 샘플광(12)이 망막(92)에 도달하는 경로상에는 샘플광(12)을 집광시키는 렌즈역할을 하는 수정체(93)가 있기 때문에 샘플광(12)이 망막(92)에 집광되기 위해서는 샘플광(12)은 평행광 상태로 수정체에 입사되어야 한다. 따라서, 샘플광(12)의 입사 경로상에 집광렌즈(41)가 배치되거나 제거되는 두 가지 모드로의 전환이 가능함으로써, 샘플광(12)은 각막(91)과 망막(92)에 선택적으로 집광될 수 있다.The condenser lens 41 is configured such that the sample light 12 can be disposed on or removed from the path where the sample light 12 is incident on the eyeball 90. For example, the condenser lens 41 may be implemented by sliding in a direction intersecting with a traveling direction of the sample light 12. The reason why the condenser lens 41 can be disposed on the incident path of the sample light 12 and can also be removed from the incident path is due to the structure inside the eyeball 90. Parallel light must pass through an odd number of lenses in order to focus at a certain point. Therefore, in order to concentrate the sample light 12 on the cornea 91, an odd number of lenses must be provided on the optical path of the sample light 12 converted into parallel light. However, since the lens 93 acts as a lens for condensing the sample light 12 on the path where the sample light 12 reaches the retina 92, the sample light 12 is focused on the retina 92. The sample light 12 should be incident on the lens in parallel light state. Thus, switching to two modes in which the condenser lens 41 is disposed or removed on the incident path of the sample light 12 is possible, whereby the sample light 12 is selectively applied to the cornea 91 and the retina 92. Can be condensed.

기준단(30)은, 제1 기준미러(31), 제2 기준미러(32), 선택투과수단, 제2 광분할수단(35), 분산보상계(36) 및 콜리메이터(52)를 포함한다.The reference stage 30 includes a first reference mirror 31, a second reference mirror 32, a selective transmission means, a second light splitter 35, a dispersion compensator 36 and a collimator 52. .

제1 기준미러(31)와 제2 기준미러(32)는 기준광(11)과 샘플광(12)의 결합에 의해 간섭현상이 일어날 수 있도록 기준광(11)을 반사시킨다. 기준미러에서 반사되는 기준광(11)의 반사광과 촬영 대상물에서 산란 또는 반사되는 샘플광(12)의 복귀광이 결합됨으로써 간섭계에서 간섭무늬가 발생되는데, 기준광(11)과 샘플광(12)의 광로 길이가 동일해야 정확한 간섭무늬를 얻을 수 있다. 그런데, 각막(91)과 망막(92)은 안구(90)의 직경만큼 이격되어 위치하므로, 각막(91)을 촬영하기 위한 샘플광(12)의 광로 길이와 망막(92)을 촬영하기 위한 광로 길이는 차이가 있다. 따라서, 정확한 간섭무늬를 얻기 위해서는 각막(91)을 촬영할 때와 망막(92)을 촬영할 때의 기준광(11)의 광로 길이는 서로 달라야 한다. 따라서, 기준광(11)이 샘플광(12)과 동일한 광로 길이를 가지기 위하여 기준미러는 두 개가 구비된다. 제1 기준미러(31)와 제2 기준미러(32)는 기준광(11)과 샘플광(12)의 광로 길이가 서로 동일할 수 있도록 배치된다. The first reference mirror 31 and the second reference mirror 32 reflect the reference light 11 so that interference may occur due to the combination of the reference light 11 and the sample light 12. An interference fringe is generated in the interferometer by combining the reflected light of the reference light 11 reflected by the reference mirror and the return light of the sample light 12 scattered or reflected from the photographing object. An optical path of the reference light 11 and the sample light 12 is generated. The same length should be used to obtain accurate interference fringes. However, since the cornea 91 and the retina 92 are spaced apart by the diameter of the eyeball 90, the optical path length of the sample light 12 for photographing the cornea 91 and the optical path for photographing the retina 92 are obtained. The length is different. Therefore, in order to obtain an accurate interference fringe, the optical path lengths of the reference light 11 when photographing the cornea 91 and when photographing the retina 92 should be different from each other. Therefore, two reference mirrors are provided in order for the reference light 11 to have the same optical path length as the sample light 12. The first reference mirror 31 and the second reference mirror 32 are arranged such that the optical path lengths of the reference light 11 and the sample light 12 may be the same.

제2 광분할수단(35)은 기준광(11)을 분할하여 출사시킨다. 본 실시예의 경우, 제1 광분할수단(20)은 광 커플러가 이용된다. 제2 광분할수단(35)으로부터 출사되는 기준광(11)은 콜리메이터(37)에 의해 평행광으로 변환된 후 제1 기준미러(31)와 제2 기준미러(32)에 각각 입사된다.The second light splitting means 35 splits the reference light 11 and emits the light. In the present embodiment, the first light splitter 20 uses an optical coupler. The reference light 11 emitted from the second light splitting means 35 is converted into parallel light by the collimator 37 and then incident on the first reference mirror 31 and the second reference mirror 32, respectively.

선택투과수단은 제2 광분할수단(35)으로부터 제1 기준미러(31) 및 제2 기준미러(32)에 입사되는 기준광(11)을 선택적으로 투과 및 차단한다. 각막(91)을 촬영하는 경우, 샘플광(12)은 각막(91)에 집광되고, 기준광(11)이 샘플광(12)과 동일한 광로 길이를 가지도록 선택투과수단은 제1 기준미러(31)에 입사하는 기준광(11)은 투과시키고 제2 기준미러(32)에 입사하는 기준광(11)은 차단한다. 반대로, 망막(92)을 촬영하는 경우, 샘플광(12)은 망막(92)에 집광되고, 기준광(11)이 샘플광(12)과 동일한 광로 길이를 가지도록 선택투과수단은 제1 기준미러(31)에 입사하는 기준광(11)은 차단하고 제2 기준미러(32)에 입사하는 기준광(11)은 투과시킨다. 선택투과수단이 구비됨으로써 기준광(11)은 제1 기준미러(31) 또는 제2 기준미러(32)중 어느 하나에만 선택적으로 입사된 후 반사된다.The selective transmission means selectively transmits and blocks the reference light 11 incident on the first reference mirror 31 and the second reference mirror 32 from the second light splitter 35. In the case of photographing the cornea 91, the sample light 12 is focused on the cornea 91, and the selective transmission means comprises a first reference mirror 31 so that the reference light 11 has the same optical path length as the sample light 12. The reference light 11 incident on) is transmitted and the reference light 11 incident on the second reference mirror 32 is blocked. On the contrary, in the case where the retina 92 is photographed, the sample light 12 is focused on the retina 92, and the selective transmission means has a first reference mirror such that the reference light 11 has the same optical path length as the sample light 12. The reference light 11 incident on the 31 is blocked and the reference light 11 incident on the second reference mirror 32 is transmitted. Since the selective transmission means is provided, the reference light 11 is selectively incident on only either the first reference mirror 31 or the second reference mirror 32 and then reflected.

본 실시예의 경우 선택투과수단은 제어신호에 의해 광을 투과시키거나 차단시키는 제1 가변필터(33)와 제2 가변필터(34)가 이용된다. 제1 가변필터(33)와 제2 가변필터(34)는 제2 광분할수단(35)으로부터 제1 기준미러(31) 및 제2 기준미러(32)에 입사되는 기준광(11)의 광로상에 배치되어 기준광(11)을 선택적으로 투과 및 차단시킨다. In the present exemplary embodiment, the first variable filter 33 and the second variable filter 34 which transmit or block light by a control signal are used as the selective transmission means. The first variable filter 33 and the second variable filter 34 are formed on the optical path of the reference light 11 incident from the second light splitter 35 to the first reference mirror 31 and the second reference mirror 32. Disposed to selectively transmit and block the reference light 11.

한편, 선택투과수단은 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 선택투과수단은, 예컨대 슬라이딩 방식으로 위치를 전환하여 제1 기준미러(31) 및 제2 기준미러(32)에 입사되는 각각의 기준광(11)의 광로 중 어느 하나에 위치될 수 있는 차단막(미도시)으로 구현될 수 있다.On the other hand, the selective transmission means may be variously modified as necessary. The selective transmission means may be, for example, a blocking film that may be positioned in any one of the optical paths of the respective reference light 11 incident on the first reference mirror 31 and the second reference mirror 32 by switching positions in a sliding manner. May be implemented.

분산보상계(36)는 제2 광분할수단(35)으로부터 제2 기준미러(32)에 입사되는 기준광(11)의 광로상에 구비되어 기준광(11)을 분산시킨다. 안구의 내부는 유리체(vitreous body)로 차있는데 샘플광이 망막에 도달하기 위해서는 유리체를 거쳐야 한다. 샘플광이 유리체를 통과할 때 어느 정도 분산되는데, 샘플광이 유리체를 가로질러 왕복할 때 발생하는 분산이 분산보상계에 의해 기준광에 대하여 보상된다. 본 실시예의 경우 분산보상계는 유리체와 유사한 광학적 특성을 가지는 글래스가 이용된다. 글래스의 길이는 일반적인 유리체의 직경과 동일한 것이 바람직하다. 그러나, 분산보상계(36)는 필수로 구비되어야 하는 것은 아니며, 분산보상계(36)가 생략되는 경우 샘플광(12)의 분산은 수학적 계산에 의해 보상될 수 있다.The dispersion compensator 36 is provided on the optical path of the reference light 11 incident on the second reference mirror 32 from the second light splitter 35 to disperse the reference light 11. The inside of the eye is filled with a vitreous body, which requires the sample light to pass through the vitreous to reach the retina. When the sample light passes through the glass body to some extent, the dispersion generated when the sample light reciprocates across the glass body is compensated for the reference light by the dispersion compensator. In this embodiment, the dispersion compensator uses a glass having optical characteristics similar to that of the glass body. It is preferable that the length of the glass is the same as the diameter of a general glass body. However, the dispersion compensator 36 is not necessarily required, and when the dispersion compensator 36 is omitted, the dispersion of the sample light 12 may be compensated by mathematical calculation.

광결합수단(50)은, 기준단(30)으로 입사되는 기준광(11)의 반사광과 샘플광(12)으로부터 입사되는 샘플광(12)의 복귀광을 결합하여 광 검출기(61)에 전달한다. 본 실시예의 경우, 제1 광분할수단(20)은 광 커플러가 이용된다.The optical coupling means 50 combines the reflected light of the reference light 11 incident to the reference stage 30 and the return light of the sample light 12 incident from the sample light 12 to be transmitted to the photo detector 61. . In the present embodiment, the first light splitter 20 uses an optical coupler.

제1 광 서큘레이터(81)는 제1 광분할수단(20)으로부터 광을 전달받아 기준단(30)으로 출력하는 한편, 기준단(30)에서 반사된 후 되돌아온 광을 전달받아 광결합수단(50)으로 출력한다.The first optical circulator 81 receives the light from the first light splitter 20 and outputs the light to the reference stage 30, while receiving the light returned from the reference stage 30 and returned to the reference stage 30. 50).

제2 광 서큘레이터(82)는 제1 광분할수단(20)으로부터 광을 전달받아 샘플단(40)으로 출력하는 한편, 샘플단에서 산란 또는 반사된 후 되돌아온 광을 전달받아 광결합수단(50)으로 출력한다.The second optical circulator 82 receives the light from the first light splitter 20 and outputs the light to the sample stage 40, while receiving the light returned after being scattered or reflected from the sample stage. )

다음으로, 간섭무늬 검출수단은, 광 검출기(61)와, 디지타이저(digitizer)(62)를 포함한다.Next, the interference fringe detection means includes a photo detector 61 and a digitizer 62.

광 검출기(61)는, 제1 기준미러(33) 또는 제2 기준미러(32)에서 반사되는 기준광(11)의 반사광과, 각막(61) 또는 망막(62)에서 산란 또는 반사되는 샘플광(12)의 복귀광의 결합에 의해 발생되는 간섭무늬를 검출한다. 광 검출기(61)에 의해 검출된 간섭무늬 신호는 디지타이저(62)로 전달되어 전기 신호로 변환된다. 본 실시예의 경우 광 검출기(61)는 밸런스드 리시버(balanced receiver)가 이용된다. 디지타이저(62)에 의해 생성된 전기 신호는 신호 처리 및 이미지 프로세싱되어 각막(91) 및 망막(92)의 단층 구조로 영상화될 수 있다. The photodetector 61 includes reflected light of the reference light 11 reflected from the first reference mirror 33 or the second reference mirror 32, and sample light scattered or reflected from the cornea 61 or the retina 62. An interference fringe generated by the coupling of the return light of 12) is detected. The interference fringe signal detected by the photo detector 61 is transmitted to the digitizer 62 and converted into an electrical signal. In the present embodiment, a balanced receiver is used as the photo detector 61. The electrical signal generated by the digitizer 62 may be signal processed and image processed to image the monolayer structures of cornea 91 and retina 92.

이하, 전술한 구성요소를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층촬영 장치에 의해 각막과 망막의 간섭무늬가 발생되는 원리에 대해 설명한다.Hereinafter, a principle in which an interference fringe of the cornea and the retina is generated by the optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the above-described components.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층촬영 장치를 이용하여 각막을 단층촬영하는 '각막 촬영 모드'의 경우에 대해 설명한다. First, with reference to Figure 1 will be described in the case of the "corneal imaging mode" tomography the cornea using the optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.

광원(10)으로부터 출력되는 광은 제1 광분할수단(20)에 의해 기준광(11)과 샘플광(12)으로 분할된다. 제1 광분할수단(20)으로부터 출사되는 기준광(11)은 제1 광 서큘레이터(81)에 의해 기준단(30)으로 입사된다. 기준단(30)으로 입사된 기준광(11)은 제2 광분할수단(35)에 의해 양분되어 출사된다. 각막 촬영 모드의 경우 제1 가변필터는 기준광(11)을 투과시키고, 제2 가변필터는 기준광(11)을 차단하도록 설정되기 때문에, 제2 광분할수단(35)으로부터 출사되는 기준광(11)은 제1 기준미러(31)에서만 반사된다. 제1 기준미러(31)에서 반사되는 기준광(11)의 반사광은 제2 광분할수단(35)으로 다시 입사하여 제1 광 서큘레이터(81)에 의해 광결합수단(50)으로 전달된다. 한편, 제1 광분할수단(20)으로부터 출사되는 샘플광(12)은 제2 광 서큘레이터(82)에 의해 샘플단(40)으로 입사된다. 샘플단(40)으로 입사된 샘플광(12)은 콜리메이터(44)에 의해 평행광으로 변환된 후 집광렌즈(41)에 의해 각막(91)에 집광된다. 이때, XY 스캐너(42)에 의해 샘플광(12)의 진행 방향이 조정된다. 각막(91)에 집광된 샘플광(12)은 각막(91)에서 산란 또는 반사되어 집광렌즈(41)를 거쳐 제2 광 서큘레이터(82)로 복귀한다. 샘플광(12)의 복귀광은 제2 광 서큘레이터(82)에 의해 광결합수단(50)으로 전달되어 기준광(11)의 반사광과 결합됨으로써 각막(91)의 간섭무늬가 발생된다. 이 간섭무늬는 광 검출기(61)에 의해 검출되어 영상화된다.The light output from the light source 10 is split into the reference light 11 and the sample light 12 by the first light splitting means 20. The reference light 11 emitted from the first light splitter 20 is incident on the reference stage 30 by the first light circulator 81. The reference light 11 incident on the reference stage 30 is bisected by the second light splitting means 35 and emitted. In the corneal imaging mode, since the first variable filter is set to transmit the reference light 11 and the second variable filter is set to block the reference light 11, the reference light 11 emitted from the second light splitting means 35 Only the first reference mirror 31 is reflected. The reflected light of the reference light 11 reflected from the first reference mirror 31 is incident again to the second light splitter 35 and transmitted by the first light circulator 81 to the light coupling means 50. On the other hand, the sample light 12 emitted from the first light splitter 20 is incident on the sample stage 40 by the second light circulator 82. The sample light 12 incident on the sample stage 40 is converted into parallel light by the collimator 44 and then focused on the cornea 91 by the condenser lens 41. At this time, the advancing direction of the sample light 12 is adjusted by the XY scanner 42. The sample light 12 focused on the cornea 91 is scattered or reflected by the cornea 91 and returns to the second optical circulator 82 through the condenser lens 41. The returned light of the sample light 12 is transmitted to the optical coupling means 50 by the second optical circulator 82 and combined with the reflected light of the reference light 11 to generate an interference fringe of the cornea 91. This interference fringe is detected by the photodetector 61 and imaged.

다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광간섭 단층촬영 장치를 이용하여 망막을 단층촬영하는 '망막 촬영 모드'의 경우에 대해 설명한다.Next, referring to FIG. 2, a case of the 'retina imaging mode' in which a retina is tomography using an optical coherence tomography apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.

광원(10)으로부터 출력되는 광은 제1 광분할수단(20)에 의해 기준광(11)과 샘플광(12)으로 분할된다. 제1 광분할수단(20)으로부터 출사되는 기준광(11)은 제1 광 서큘레이터(81)에 의해 기준단(30)으로 입사된다. 기준단(30)으로 입사된 기준광(11)은 제2 광분할수단(35)에 의해 양분되어 출사된다. 망막 촬영 모드의 경우 제1 가변필터는 기준광(11)을 차단하고, 제2 가변필터는 기준광(11)을 투과시키도록 설정되기 때문에, 제2 광분할수단(35)으로부터 출사되는 기준광(11)은 제2 기준미러(32)에서만 반사된다. 이때, 기준광(11)은 제2 기준미러(32)에 입사되고, 반사되어 다시 되돌아가는 과정에서 분산보상계(36)에 의해 분산된다. 제2 기준미러(32)에서 반사되는 기준광(11)의 반사광은 제2 광분할수단(35)으로 다시 입사하여 제1 광 서큘레이터(81)에 의해 광결합수단(50)으로 전달된다. 한편, 제1 광분할수단(20)으로부터 출사되는 샘플광(12)은 제2 광 서큘레이터(82)에 의해 샘플단(40)으로 입사된다. 샘플단(40)으로 입사된 샘플광(12)은 콜리메이터(44)에 의해 평행광으로 변환되어 망막(92)에 입사된다. 이때, 샘플광(12)은 수정체(93)를 지나면서 수정체(93)에 의해 망막(92)에 집광된다. 망막(92)에 집광된 샘플광(12)은 망막(92)에서 산란 또는 반사되어 제2 광 서큘레이터(82)로 복귀한다. 샘플광(12)의 복귀광은 제2 광 서큘레이터(82)에 의해 광결합수단(50)으로 전달되어 기준광(11)의 반사광과 결합됨으로써 망막(92)의 간섭무늬가 발생된다. 이 간섭무늬는 광 검출기(61)에 의해 검출되어 영상화된다.The light output from the light source 10 is split into the reference light 11 and the sample light 12 by the first light splitting means 20. The reference light 11 emitted from the first light splitter 20 is incident on the reference stage 30 by the first light circulator 81. The reference light 11 incident on the reference stage 30 is bisected by the second light splitting means 35 and emitted. In the retinal imaging mode, since the first variable filter is set to block the reference light 11 and the second variable filter is set to transmit the reference light 11, the reference light 11 emitted from the second light splitting means 35. Is reflected only in the second reference mirror 32. In this case, the reference light 11 is incident on the second reference mirror 32 and is dispersed by the dispersion compensator 36 in the process of being reflected and returned back. The reflected light of the reference light 11 reflected from the second reference mirror 32 is incident again to the second light splitter 35 and transmitted by the first light circulator 81 to the light coupling means 50. On the other hand, the sample light 12 emitted from the first light splitter 20 is incident on the sample stage 40 by the second light circulator 82. The sample light 12 incident on the sample stage 40 is converted into parallel light by the collimator 44 and is incident on the retina 92. At this time, the sample light 12 is focused on the retina 92 by the lens 93 while passing through the lens 93. The sample light 12 focused on the retina 92 is scattered or reflected from the retina 92 and returns to the second optical circulator 82. The returned light of the sample light 12 is transmitted to the optical coupling means 50 by the second optical circulator 82 and combined with the reflected light of the reference light 11 to generate an interference fringe of the retina 92. This interference fringe is detected by the photodetector 61 and imaged.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10 : 광원 11 : 기준광
12 : 샘플광 20 : 제1 광분할수단
30 : 기준단 31, 32 : 기준미러
33, 34 : 가변필터 35 : 제2 광분할수단
40 : 샘플단 41 : 집광렌즈
42 : XY 스캐너 50 : 광결합수단
61 : 광 검출기 62 : 디지타이저10: light source 11: reference light
12 sample light 20 first light splitting means
30: reference stage 31, 32: reference mirror
33, 34: variable filter 35: second light splitting means
40: sample stage 41: condenser lens
42: XY scanner 50: optical coupling means
61: photo detector 62: digitizer

Claims (9)

광원;
상기 광원으로부터 출력되는 광을 기준광과 샘플광으로 분할하는 제1 광분할수단;
상기 샘플광이 촬영 대상물에 입사되는 광로상에 선택적으로 배치 또는 제거되는 집광렌즈;
상기 제1 광분할수단으로부터 입사되는 상기 기준광을 반사시키는 제1 기준미러 및 제2 기준미러;
상기 집광렌즈가 상기 샘플광의 광로상에 배치되는 경우 상기 제1 기준미러에 입사되는 상기 기준광을 투과시키고 상기 제2 기준미러에 입사되는 상기 기준광을 차단시키며, 상기 집광렌즈가 상기 샘플광의 광로상에서 제거되는 경우 상기 제2 기준미러에 입사되는 상기 기준광을 차단시키고 상기 제2 기준미러에 입사되는 상기 기준광을 투과시키는 선택투과수단; 및
상기 제1 기준미러 또는 상기 제2 기준미러에서 반사되는 상기 기준광의 반사광과 상기 촬영 대상물에서 산란 또는 반사되는 상기 샘플광의 복귀광을 결합하는 광결합수단;
을 포함하는 광간섭 단층촬영 장치.Light source;
First light splitting means for dividing the light output from the light source into reference light and sample light;
A condenser lens in which the sample light is selectively disposed or removed on an optical path incident on a photographing object;
A first reference mirror and a second reference mirror reflecting the reference light incident from the first light splitting means;
When the condenser lens is disposed on the optical path of the sample light, the condenser lens transmits the reference light incident to the first reference mirror and blocks the reference light incident to the second reference mirror, and the condenser lens is removed from the optical path of the sample light. Selection transmission means for blocking the reference light incident on the second reference mirror and transmitting the reference light incident on the second reference mirror when the reference light is incident on the second reference mirror; And
Optical coupling means for coupling the reflected light of the reference light reflected from the first reference mirror or the second reference mirror with the return light of the sample light scattered or reflected from the photographing object;
Optical coherence tomography device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 제1 광분할수단으로부터 입사되는 상기 기준광을 분할하는 제2 광분할수단을 더 포함하는 광간섭 단층촬영 장치.The method of claim 1,
And a second light splitting means for dividing the reference light incident from the first light splitting means. 제1항에 있어서,
상기 선택투과수단은, 상기 기준광이 상기 제1 기준미러 및 상기 제2 기준미러에 입사되는 광로상에 각각 배치되어 상기 기준광의 광로를 선택적으로 차단하는 제1 가변필터 및 제2 가변필터인 광간섭 단층촬영 장치.The method of claim 1,
The selection transmission means may include a first variable filter and a second variable filter arranged on the optical paths to which the reference light is incident on the first reference mirror and the second reference mirror, respectively, to selectively block the optical path of the reference light. Tomography device. 제1항에 있어서,
상기 선택투과수단은, 상기 제1 기준미러 및 상기 제2 기준미러에 입사되는 상기 기준광의 광로를 선택적으로 차단하는 차단막인 광간섭 단층촬영 장치.The method of claim 1,
And the selection transmitting means is a blocking film for selectively blocking an optical path of the reference light incident on the first reference mirror and the second reference mirror. 제1항에 있어서,
상기 샘플광의 진행 방향을 조절하는 XY 스캐너를 더 포함하는 광간섭 단층촬영 장치.The method of claim 1,
And an XY scanner for adjusting a traveling direction of the sample light. 제1항에 있어서,
상기 제1 광분할수단과 상기 제2 기준미러 사이의 상기 기준광의 광로상에 배치되는 분산보상계를 더 포함하는 광간섭 단층촬영 장치.The method of claim 1,
And a dispersion compensator disposed on an optical path of the reference light between the first light splitting means and the second reference mirror. 광원으로부터 제1 광을 출력하는 단계;
제1 광분할수단을 이용하여 상기 제1 광을 제1 기준광과 제1 샘플광으로 분할하는 단계;
상기 제1 샘플광을 집광렌즈를 통과시켜 촬영 대상물의 제1 부위에 집광시키고, 선택투과수단을 이용하여 제1 기준미러에 입사되는 상기 제1 기준광을 투과시키는 것과 동시에 제2 기준미러에 입사되는 상기 제1 기준광을 차단하는 단계; 및
광결합수단을 이용하여, 상기 제1 기준미러에서 반사되는 상기 제1 기준광의 반사광과, 상기 촬영 대상물의 상기 제1 부위에서 산란 또는 반사되는 상기 제1 샘플광의 복귀광을 결합하여 상기 촬영 대상물의 상기 제1 부위의 간섭무늬를 발생시키는 단계;를 포함하는 제1 단계; 및
상기 광원으로부터 제2 광을 출력하는 제1 단계;
상기 제1 광분할수단을 이용하여 상기 제2 광을 제2 기준광과 제2 샘플광으로 분할하는 단계;
상기 제2 샘플광을 상기 촬영 대상물의 제2 부위에 입사시키고, 상기 선택투과수단을 이용하여 상기 제2 기준미러에 입사되는 상기 제2 기준광을 투과시키는 것과 동시에 제1 기준미러에 입사되는 상기 제2 기준광을 차단하는 단계; 및
상기 광결합수단을 이용하여, 상기 제2 기준미러에서 반사되는 상기 제1 기준광의 반사광과, 상기 촬영 대상물의 상기 제2 부위에서 산란 또는 반사되는 상기 제2 샘플광의 복귀광을 결합하여 상기 촬영 대상물의 상기 제2 부위의 간섭무늬를 발생시키는 단계;를 포함하는 제2 단계;
를 포함하는 광간섭 단층촬영 방법.Outputting first light from a light source;
Dividing the first light into a first reference light and a first sample light by using a first light splitting means;
The first sampled light passes through the condensing lens to focus the first portion of the object to be photographed, and transmits the first reference light incident on the first reference mirror by using a selective transmission means and is incident on the second reference mirror. Blocking the first reference light; And
By using an optical coupling means, the reflected light of the first reference light reflected from the first reference mirror and the return light of the first sample light scattered or reflected at the first portion of the object to be photographed to combine Generating an interference fringe of the first portion; a first step comprising; And
A first step of outputting a second light from the light source;
Dividing the second light into a second reference light and a second sample light by using the first light splitting means;
The second sample light is incident on a second portion of the object to be photographed, and the second incident light is incident on the first reference mirror while simultaneously transmitting the second reference light incident on the second reference mirror using the selective transmission means. 2 blocking the reference light; And
By using the optical coupling means, the reflected light of the first reference light reflected from the second reference mirror and the return light of the second sample light scattered or reflected from the second portion of the object to be photographed to combine Generating an interference fringe of the second portion of the second step of including;
Optical coherence tomography method comprising a. 제7항에 있어서,
상기 선택투과수단은, 상기 제1 기준광 및 상기 제2 기준광이 상기 제1 기준미러 및 상기 제2 기준미러에 입사되는 광로상에 배치되어 상기 제1 기준광 및 상기 제2 기준광의 광로를 선택적으로 차단하는 제1 가변필터 및 제2 가변필터인 광간섭 단층촬영 방법.The method of claim 7, wherein
The selection transmission means may be disposed on an optical path in which the first reference light and the second reference light are incident on the first reference mirror and the second reference mirror to selectively block the optical paths of the first reference light and the second reference light. And a first variable filter and a second variable filter. 제7항에 있어서,
상기 선택투과수단은, 상기 제1 기준광 및 상기 제2 기준광이 상기 제1 기준미러 및 상기 제2 기준미러에 입사되는 상기 제1 기준광 및 상기 제2 기준광의 광로를 선택적으로 차단하는 차단막인 광간섭 단층촬영 장치.The method of claim 7, wherein
The selection transmission means is an optical interference that is a blocking film for selectively blocking the optical paths of the first reference light and the second reference light, the first reference light and the second reference light incident on the first reference mirror and the second reference mirror. Tomography device.
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