KR20180015890A - 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치 - Google Patents

주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치에 관한 것으로서, 광원과, 상기 광원으로부터 출사된 광을 검사대상체 및 미러부에 각각 조사하고, 상기 검사대상체 및 미러부로부터 반사되는 광을 통해 광간섭신호를 생성하는 것으로서, 중심주파수가 상호 상이한 다수의 광간섭신호를 생성하는 신호생성부와, 상기 신호생성부를 통해 생성된 상기 광간섭신호들을 토대로 상기 검사대상체에 대한 광간섭 단층 영상을 생성하는 영상처리부를 포함한다.
본 발명에 따른 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치는 하나의 측정시스템을 이용하여 상호 상이한 중심 주파수를 갖는 다수의 광간섭신호를 획득할 수 있으므로 다양한 깊이 범위를 갖는 광간섭 단층 영상들을 용이하게 획득할 수 있는 장점이 있다.

Description

주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치{Frequency division multiplexing swept-source OCT system}
본 발명은 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광원에서 출력되는 레이저 광의 결맞음 길이(coherence length)가 긴 특성을 이용하여 하나의 OCT 시스템으로 여러지점의 광단층 영상을 동시에 획득할 수 있는 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치에 관한 것이다.
의료용 광단층 영상 측정, 반도체 및 디스플레이 소자 생산 공정 검사의 고속화와 대면적화를 위해서 다채널 광스캐너를 사용하게 되는 경우에는 각 채널별 획득되는 OCT 광신호를 처리할 수 있는 독립된 시스템이 광샘플단의 개수 만큼 필요한데, 이 경우 채널 수 만큼 측정 시스템의 수도 늘어나게 되므로 제품 가격이 상승하게 되고, 다수의 시스템을 운용하면서 생기는 시스템의 복잡성, 동기화 등의 문제점이 발생하여 추가비용이 발생한다.
현재 의료 영상 기기와 비파과, 비접촉식 검사 기술로 사용되고 있는 Spectral-domain OCT(SD-OCT) 기술은 광대역 반도체 광원(SLED)와 linescan CCD/CMOS 카메라를 이용한 고속 고분해 분광계 기술로 분류될 수 있는데, SD-OCT 기술은 CCD/CMOS 카메라의 픽셀 수 제약에 따른 분광계의 분해능(resolution)을 0.1mm 이하로 향상시키기 어렵고 이에 따라 OCT 영상 깊이를 결정하는 빛의 결맞음 길이를 증가시키기 어렵다.
등록실용신안공보 제20-0347287호: 광주사형 프로브 및 이를 적용한 광간섭성 단층 촬영장치
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 하나의 측정시스템을 이용하여 다수의 측정용 샘플단에서 들어오는 광신호를 동시에 측정하고, 구분하여서 각각의 영상 신호를 처리하여 광단층 영상의 측정속도와 측정범위를 확대시킬 수 있는 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치는 광원과, 상기 광원으로부터 출사된 광을 검사대상체 및 미러부에 각각 조사하고, 상기 검사대상체 및 미러부로부터 반사되는 광을 통해 광간섭신호를 생성하는 것으로서, 중심주파수가 상호 상이한 다수의 광간섭신호를 생성하는 신호생성부와, 상기 신호생성부를 통해 생성된 상기 광간섭신호들을 토대로 상기 검사대상체에 대한 광간섭 단층 영상을 생성하는 영상처리부를 포함한다.
상기 신호생성부는 상기 광원으로부터 출사된 광을 제1 및 제2분할광으로 분할하는 제1광분배기와, 상기 제1광분배기로부터 수신된 상기 제1분할광을 다수의 단위광으로 분할하는 제2광분배기와, 상기 제2광분배기로부터 수신된 상기 단위광들을 상호 상이한 중심 주파수를 갖도록 변조하여 전송 광경로들로 각각 출력하는 주파수 변조부와, 상기 각 전송 광경로로부터 수신된 상기 단위광을 제1출력 광경로로 출력하고, 상기 제1출력 광경로로부터 입력된 광을 제2출력 광경로로 출력하는 다수의 제1서큘레이터와, 상기 각 제1출력 광경로로부터 수신된 광을 상기 검사대상체에 주사하고, 상기 검사대상체로부터 반사된 광을 상기 제1출력 광경로로 송출하는 다수의 광스캐너와, 상기 제1광분배기로부터 수신된 상기 제2분할광을 제3출력 광경로로 출력하고, 상기 제3출력 광경로로부터 입력된 광을 제4출력 광경로로 출력하는 제2서큘레이터와, 상기 제2서큘레이터의 상기 제3출력 광경로부터 수신된 상기 제2분할광을 상기 미러부에 주사하고, 상기 미러부로부터 반사된 광을 상기 제3출력 광경로로 송출하는 콜리메이터와, 상기 제2출력 광경로들 및 제4출력 광경로를 통해 전송된 광을 수신하여 중심 주파수가 상이한 다수의 광간섭신호를 생성하는 광수신부를 포함한다.
상기 신호생성부는 상기 광원으로부터 출사된 광을 제1 및 제2분할광으로 분할하는 제1광분배기와, 상기 제1광분배기로부터 수신된 상기 제1분할광을 다수의 단위광으로 분할하는 제2광분배기와, 상기 제2광분배기로부터 수신된 상기 각 단위광을 제1출력 광경로로 출력하고, 상기 제1출력 광경로로부터 입력된 광을 제2출력 광경로로 출력하는 다수의 제1서큘레이터와, 상기 각 제1출력 광경로로부터 수신된 광을 상기 검사대상체에 주사하고, 상기 검사대상체로부터 반사된 광을 상기 제1출력 광경로로 송출하는 다수의 광스캐너와, 상기 제1광분배기로부터 수신된 상기 제2분할광을 다수의 기준광으로 분할하는 제3광분배기와, 상기 제3광분배기로부터 수신된 상기 각 기준광을 제3출력 광경로로 출력하고, 상기 제3출력 광경로로부터 입력된 광을 제4출력 광경로로 출력하는 다수의 제2서큘레이터와, 상기 제4서큘레이터의 상기 제3출력 광경로부터 수신된 상기 각 기준광을 상기 미러부에 주사하고, 상기 미러부로부터 반사된 광을 상기 제3출력 광경로로 송출하되, 상기 미러부로부터 이격거리가 상호 상이하게 세팅된 다수의 콜리메이터와, 상기 제2출력 광경로들 및 제4출력 광경로들을 통해 전송된 광을 수신하여 중심 주파수가 상이한 다수의 광간섭신호를 생성하는 광수신부를 포함한다.
상기 영상처리부는 상기 신호생성부를 통해 수신된 상기 광간섭신호들을 전기신호로 변환하는 밸런스 디텍터와, 상기 밸런스 디텍터에 의해 변환된 전기신호를 디지털 신호로 변환하는 디지타이저와, 상기 디지타이저에 의해 변환된 디지털 신호를 처리하여 상기 검사대상체의 광간섭 단층 영상을 생성하는 단층 영상부재를 포함한다.
상기 제3광분배기는 상기 제1분할광이 상기 제2광분배기에 의해 분할된 상기 단위광의 수에 대응되는 수만큼 상기 제2분할광을 상기 기준광으로 분할한다.
상기 신호생성부는 상기 제2출력 광경로들을 통해 전송되는 광을 수신하여 상기 광수신부에 전송하는 제1커플러를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 신호생성부는 상기 제4출력 광경로들을 통해 전송되는 광을 수신하여 상기 광수신부에 전송하는 제2커플러를 더 포함할 수도 있다.
상기 광원은 출사되는 광의 파장을 가변할 수 있다.
상기 영상처리부는 상기 광수신부로 수신된 상기 광간섭신호들에 각각 대응되는 다수의 광간섭 단층 영상을 생성한다.
상기 영상처리부는 상기 광간섭 단층 영상들을 일방향을 따라 순차적으로 배열한 출력 영상을 생성하는 것이 바람직하다.
상기 광스캐너들은 상기 검사대상체의 길이방향을 따라 순차적으로 배열된다.
상기 미러부는 상기 콜리메이터들로부터 출사된 상기 기준광을 반사시킬 수 있도록 상기 콜리메이터들의 출력단자에 각각 대향되도록 설치된 다수의 기준미러를 포함한다.
또한, 상기 미러부는 상기 기준미러들에 각각 설치되어 상기 콜리메이터로부터 상기 기준미러의 이격거리를 조절할 수 있도록 상기 기준미러를 이동시키는 다수의 미러 이동부재를 더 포함할 수도 있다.
상기 신호생성부는 상기 제1광분배기 및 제2광분배기 사이에 설치되어 상기 제1광분배기에서 상기 제2광분배기로 전송되는 상기 제1분할광을 증폭시키는 광증폭기를 더 포함한다.
상기 신호생성부는 상기 광원 및 제1광분배기 사이에 설치되어 상기 광원에서 상기 제2광분배기로 전송되는 상기 제1분할광을 증폭시키는 광증폭기를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치는 하나의 측정시스템을 이용하여 상호 상이한 중심 주파수를 갖는 다수의 광간섭신호를 획득할 수 있으므로 다양한 깊이 범위를 갖는 광간섭 단층 영상들을 용이하게 획득할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치는 레이저 광원을 구성하는 파장 가변 필터의 반복률이 지속적으로 향상(수백 KHz 이상)되고 있으며, 발진된 레이저 광을 광섬유 지연 소자를 이용하여 복제 기술도 활용할 수 있으므로 A-scan 속도를 증가시켜 궁극적으로 OCT 기반 3차원 검사 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치에 대한 블럭도이고,
도 2 및 도 3은 도 1의 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치의 영상처리부에서 처리하는 광간섭 단층 영상에 대한 예시 사진이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치에 대한 블럭도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치에 대한 블럭도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1에는 본 발명에 따른 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치(100)가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치(100)는 광원(200)과, 상기 광원(200)으로부터 출사된 광을 검사대상체(15) 및 미러부(375)에 각각 조사하고, 상기 검사대상체(15) 및 미러부(375)로부터 반사되는 광을 통해 광간섭신호를 생성하는 것으로서, 중심주파수가 상호 상이한 다수의 광간섭신호를 생성하는 신호생성부(300)와, 상기 신호생성부(300)를 통해 생성된 상기 광간섭신호들을 토대로 상기 검사대상체(15)에 대한 광간섭 단층 영상을 생성하는 영상처리부(400)를 구비한다.
광원(200)은 레이져 광을 발생시키는 것으로서, 출사되는 광의 파장을 가변할 수 있는 파장가변 레이져가 적용된다. 또한, 광원(200)은 코히어런스 길이(coherence length)가 비교적 긴 레이져를 발생시키는 것이 바람직하다. 코히어런스 길이가 긴 파장 가변 레이저를 광원(200)으로 이용하면, 광간섭 신호의 분해능력(resolution)이 종래의 SD-OCT의 분해능력보다 상대적으로 작기 때문에 영상 깊이에 따른 신호의 감쇄비율이 매우 적어서, 긴 깊이 영역(~30mm) 즉, 고 주파수의 간섭신호 범위까지 영상화가 가능하다. 광원(200)은 후술되는 신호생성부(300)의 제1광분배기(310)에 연결된 제1광섬유(201)를 통해 레이져 광을 제1광분배기(310)로 전송한다.
신호생성부(300)는 제1광분배기(310), 제2광분배기(320), 주파수 변조부(330), 다수의 제1서큘레이터(340), 다수의 광스캐너(350), 제2서큘레이터(360), 콜리메이터(370) 및 광수신부(380)를 구비한다.
제1광분배기(310)는 제1광섬유(201)에 연결되며, 광원(200)으로부터 출사된 광을 제1 및 제2분할광으로 분할하여 출력할 수 있도록 스플리터가 적용된다. 제1광분배기(310)의 출력단에는 제2광섬유(311) 및 제3광섬유(312)가 연결되어 있다. 제1광분배기(310)로부터 분할된 제1분할광은 제2광섬유(311)를 통해 제2광분배기(320)로 전송되고, 제2분할광은 제3광섬유(312)를 통해 제2서큘레이터(360)로 전송된다.
제2광분배기(320)는 제2광섬유(311)에 연결되며, 제1광분배기(310)로부터 수신된 제1분할광을 다수의 단위광으로 분할하여 출력하는 것으로서 스플리터가 적용된다. 제2광분배기(320)의 출력단에는 다수의 제4광섬유(321)가 연결되어 있다. 상기 제2광분배기(320)로부터 분활된 단위광들은 제4광섬유(321)들을 통해 각각 전송된다.
주파수 변조부(330)는 상기 제2광분배기(320)로부터 수신된 상기 단위광들의 중심 주파수를 변조하는 것으로서, 제4광섬유(321)들에 각각 연결되는 다수의 변조기(331)를 구비한다.
상기 변조기(331)는 제4광섬유(321)를 통해 전송되는 단위광의 중심 주파수를 변조하여 전송 광경로로 출력한다. 이때, 변조기(331)들은 상기 단위광들을 상호 상이한 중심 주파수를 갖도록 변조시키는 것이 바람직하다. 상기 변조기(331)의 출력단에는 전송 광경로를 이룰 수 있도록 제5광섬유(332)가 연결되어 있다.
제1서큘레이터(340)는 제5광섬유(332)들에 각각 연결되어 제5광섬유(332)로부터 수신된 상기 단위광을 제1출력 광경로로 적용된 제6광섬유(341)로 출력하고, 상기 제6광섬유(341)로부터 입력된 광을 제2출력 광경로로 적용된 제7광섬유(342)로 출력한다.
광스캐너(350)는 제6광섬유(341)들에 각각 연결되어 상기 제6광섬유(341)로부터 수신된 광을 상기 검사대상체(15)에 주사하고, 상기 검사대상체(15)로부터 반사된 광을 상기 제1출력 광경로인 제6광섬유(341)로 송출한다. 이때, 광스캐너(350)들은 검사대상체(15)에 대한 연속된 광간섭 단층 영상을 생성하기 위해 검사대상체(15)의 길이방향을 따라 순차적으로 배열되어 있다. 상기 광스캐너(350)들은 동시에 이동될 수 있도록 상호 고정되는 것이 바람직하다.
상기 광스캐너(350)는 도면에 도시되진 않았지만, 내부에 내부공간이 마련되며, 하면에 광이 통과하는 통과구가 마련된 하우징과, 상기 하우징 내부에 설치되어 제6광섬유(341)를 통해 전송된 단위광이 상기 통과구를 통해 출사될 수 있도록 상기 단위광을 반사하는 다수의 반사미러를 구비한다.
제2서큘레이터(360)는 제3광섬유(312)에 연결되어 상기 제1광분배기(310)로부터 수신된 상기 제2분할광을 제3출력 광경로로 적용된 제8광섬유(361)로 출력하고, 상기 제8광섬유(361)로부터 입력된 광을 제4출력 광경로로 적용된 제9광섬유(362)로 출력한다.
콜리메이터(370)는 상기 제8광섬유(361)로부터 수신된 상기 제2분할광을 상기 미러부(375)에 주사하고, 상기 미러부(375)로부터 반사된 광을 상기 제8광섬유(361)로 송출한다. 이때, 미러부(375)는 콜리메이터(370)의 출력단에 대향되게 설치되어 콜리메이터(370)로부터 출사된 광을 반사하는데, 콜리메이터(370)로부터 출사되는 광의 광축 방향을 따라 이동가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 콜리메이터(370)와 미러부(375) 사이에는 콜리메이터(370)를 통해 출사된 광을 평행광으로 변환시키기 위한 콜리메이팅 렌즈(미도시)가 설치될 수도 있다.
광수신부(380)는 상기 제2출력 광경로인 제3광섬유(312)들 및 제4출력 광경로인 제9광섬유(362)를 통해 전송된 광을 수신하여 중심 주파수가 상이한 다수의 광간섭신호를 생성한다. 상기 광수신부(380)는 광커플러가 적용되는 것이 바람직하다.
한편, 신호생성부(300)는 상기 제2출력 광경로인 제3광섬유(312)들을 통해 전송되는 광을 수신하여 상기 광수신부(380)에 전송하는 제1커플러(390)를 더 포함할 수 있다.
영상처리부(400)는 상기 신호생성부(300)를 통해 수신된 상기 광간섭신호들을 전기신호로 변환하는 밸런스 디텍터(401)와, 상기 밸런스 디텍터(401)에 의해 변환된 전기신호를 디지털 신호로 변환하는 디지타이저(402)와, 상기 디지타이저(402)에 의해 변환된 디지털 신호를 처리하여 상기 검사대상체(15)의 광간섭 단층 영상을 생성하는 단층 영상부재(403)를 구비한다. 광수신부(380)에 의해 생성된 광간섭신호들은 상호 상이한 중심 주파수를 갖는데, 각 광간섭신호들은 밸런스 디텍터(401)를 통해 각각 전기신호로 변환된다. 전기신호로 변환된 광간섭신호들은 디지타이저(402)를 통해 디지털 신호로 각각 변환되어 단층 영상부재(403)로 전송된다. 단층 영상부재(403)는 서로 다른 중심 주파수를 갖는 광간섭신호들에 각각 대응되는 광간섭 단층 영상들을 생성한다. 상기 단층 영상부재(403)는 광간섭신호들을 통해 영상정보를 생성할 수 있도록 컴퓨터와 같은 정보처리기기가 적용되는 것이 바람직하다.
검사대상체(15)에 주사된 광은 산란광을 발생하면서 검사대상체(15)의 조직 내부에 존재하는 상이한 조직층 사이에 발생하는 굴절률 차이에 의해 산란 또는 반사된다. 검사대상체(15)의 조직에 의해 산란된 광 중에서 후방 산란광은 출사방향의 역방향으로 전송되어 제7광섬유(342)를 통해 출력된다. 또한, 미러부(375)에서 반사된 광은 제9광섬유(362)를 통해 진행한다. 따라서, 미러부(375)를 이송하여 미러부(375)에 도달되는 광의 광경로를 선형적으로 증가시면 조직 내부의 미세구조에 의해 반사되는 광에 의한 간섭무늬를 얻을 수 있다.
상기 광수신부(380)로 입력된 반사광들 즉, 검사대상체(15)의 반사광과 미러부(375) 위치에 따른 반사광의 광경로가 일치하였을 경우, 검사대상체(15) 내부에 대한 각 지점의 반사계수 차이에 의해서 광간섭신호세기가 발생하므로 상기 광수신부(380)는 입력되는 반사광들의 광경로가 일치하도록 형성된다. 이때, 단층 영상부재(403)는 수신된 광간섭신호가 광스캐너(350)의 개수만큼 간섭신호가 합쳐진 것으므로 FFT(Fast Fourier Transform)을 적용하여 서로 다른 중심 주파수 즉, 서로 다른 깊이의 신호 세기로 구분하고, 도 2에 도시된 바와 같이 각 신호 세기들에 대응되는 서로 다른 깊이 범위를 갖는 다수의 광간섭 단층 영상을 생성할 수 있다. 이때, 단층 영상부재(403)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 광간섭 단층 영상들을 일방향을 따라 순차적으로 배열한 출력 영상을 생성하여 모니터와 같은 표시장치를 통해 출력한다. 상기 출력 영상은 다수의 광간섭 단층 영상들이 일방향으로 배열되어 있으므로 작업자가 광간섭 단층 영상들 사이의 차이를 보다 용이하게 파악할 수 있다.
상술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치(100)는 하나의 측정시스템을 이용하여 상호 상이한 중심 주파수를 갖는 다수의 광간섭신호를 획득할 수 있으므로 다양한 깊이 범위를 갖는 광간섭 단층 영상들을 용이하게 획득할 수 있는 장점이 있다.
한편, 도 4에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 신호생성부(500)가 도시되어 있다.
앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.
도면을 참조하면, 신호생성부(500)는 주파수 변조부(330) 대신에 제3광분배기(510), 다수의 제2서큘레이터(520) 및 다수의 콜리메이터(530)를 구비한다. 이때, 제1서큘레이터(340)들은 제2광분배기(320)의 제4광섬유(321)들에 각각 연결되어 있다.
제3광분배기(510)는 제3광섬유(312)에 연결되어 제1광분배기(310)로부터 수신된 상기 제2분할광을 다수의 기준광으로 분할하여 출력한다. 제3광분배기(510)의 출력단에는 다수의 보조광섬유(511)가 연결되어 있고, 상기 보조광섬유(511)를 통해 기준광을 전송한다. 이때, 상기 제3광분배기(510)는 상기 제1분할광이 상기 제2광분배기(320)에 의해 분할된 상기 단위광의 수에 대응되는 수만큼 상기 제2분할광을 상기 기준광으로 분할하는 것이 바람직하다.
제2서큘레이터(520)는 보조광섬유(511)들에 각각 연결되어 보조광섬유(511)로부터 수신된 상기 기준광을 제3출력 광경로로 적용된 제8광섬유(361)로 출력하고, 상기 제8광섬유(361)로부터 입력된 광을 제4출력 광경로로 적용된 제9광섬유(362)로 출력한다.
콜리메이터(530)는 제8광섬유(361)들에 각각 연결되어 상기 제8광섬유(361)로부터 수신된 상기 제2분할광을 상기 미러부(540)에 주사하고, 상기 미러부(540)로부터 반사된 광을 상기 제8광섬유(361)로 송출한다. 콜리메이터(530)들은 상기 미러부(540)로부터 이격거리가 상호 상이하게 세팅된 것이 바람직하다.
이때, 상기 미러부(540)는 상기 콜리메이터(530)들로부터 출사된 상기 기준광을 반사시킬 수 있도록 상기 콜리메이터(530)들의 출력단자에 각각 대향되도록 설치된 다수의 기준미러(541)와, 상기 기준미러(541)들에 각각 설치되어 상기 콜리메이터(530)로부터 상기 기준미러(541)의 이격거리를 조절할 수 있도록 상기 기준미러(541)를 이동시키는 다수의 미러 이동부재(542)를 구비한다.
미러 이동부재(542)는 각 기준미러(541)에 설치되는 것으로서, 기준미러(541)를 콜리메이터(530)를 통해 출사되는 기준광의 광축방향을 따라 이동시킨다. 미러 이동부재(542)는 도면에 도시되진 않았지만, 기준미러(541)를 직선 이송 스테이지를 따라 이송될 수 잇게 구축하는 방식, 보이스 코일 또는 갈바노미터를 이용하여 기준미러(541)를 회동시켜 광경로 길이를 가변시키는 방식 등 다양한 방식이 적용될 수 있다. 이때, 미러 이동부재(542)들은 기준미러(541)들을 이송시 각 콜리메이터(530)로부터의 이격거리가 상호 상이하도록 기준미러(541)들을 이송시키는 것이 바람직하다.
한편, 상기 신호생성부(500)는 상기 제4출력 광경로인 제9광섬유(362)들을 통해 전송되는 광을 수신하여 상기 광수신부(380)에 전송하는 제2커플러(535)를 더 포함할 수도 있다.
상기 광수신부(380)로 입력된 반사광들 즉, 검사대상체(15)의 반사광과 미러부(540) 위치에 따른 반사광의 광경로가 일치하였을 경우, 검사대상체(15) 내부에 대한 각 지점의 반사계수 차이에 의해서 광간섭신호세기가 발생하므로 상기 광수신부(380)는 입력되는 반사광들의 광경로가 일치하도록 형성된다. 이때, 콜리메이터(530)들은 미러부(540)로부터 이격거리가 상호 상이하게 세팅되어 있으므로 광수신부(380)에 수신된 광간섭신호들은 상호 상이한 중심 주파수를 갖는다. 이때, 단층 영상부재(403)는 수신된 광간섭신호가 광스캐너(350)의 개수만큼 간섭신호가 합쳐진 것으므로 FFT(Fast Fourier Transform)을 적용하여 서로 다른 중심 주파수 즉, 서로 다른 깊이의 신호 세기로 구분하고, 각 신호 세기들에 대응되는 서로 다른 깊이 범위를 갖는 다수의 광간섭 단층 영상을 생성할 수 있다. 이때, 단층 영상부재(403)는 상기 광간섭 단층 영상들을 일방향을 따라 순차적으로 배열한 출력 영상을 생성하여 모니터와 같은 표시장치를 통해 출력한다.
한편, 도 5에는 본 발명에 따른 신호생성부(600)가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 신호생성부(600)는 상기 제1광분배기(310) 및 제2광분배기(320) 사이에 설치되어 상기 제1광분배기(310)에서 상기 제2광분배기(320)로 전송되는 상기 제1분할광을 증폭시키는 광증폭기(601)와, 상기 광증폭기(601)에 의해 증폭된 제1분활광을 분할하여 광섬유를 통해 상기 제2광분배기(320)들에 전달하는 제4광분배기(602)를 더 구비한다. 이때, 신호생성부(600)는 복수의 검사대상체(15)의 광간섭신호를 생성할 수 있도록 복수의 제2광분배기(320)를 구비하고, 각 제2광분배기(320)에는 주파수 변조부(330) 및 다수의 제1서큘레이터(340), 다수의 광스캐너(350) 및 제1커플러(390)가 설치되어 있다. 또한, 신호생성부(600)는 복수의 제1커플러(390)를 통해 전송되는 광을 광수신부(380)로 전송하는 제3커플러(610)를 더 구비한다. 상기 제4광분배기(602)는 광섬유에 의해 제2광분배기(320)들에 연결되며, 제1분할광을 분활하여 출력할 수 있도록 스플리터가 적용된다.
한편, 도면에 도시되진 않았지만, 광증폭기(601)는 상기 광원(200) 및 제1광분배기(310) 사이에 설치되어 상기 광원(200)에서 상기 제2광분배기(320)로 전송되는 상기 제1분할광을 증폭시킬 수도 있다.
상술된 바와 같이 구성된 신호생성부(600)는 광증폭기(601)에 의해 제2광분배기(320)로 전송되는 제1분할광을 증폭하여 복수의 검사체를 동시에 측정할 수 있다는 장점이 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
100: 주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치
200: 광원
300: 신호생성부
310: 제1광분배기
320: 제2광분배기
330: 주파수 변조부
331: 변조기
340: 제1서큘레이터
350: 광스캐너
360: 제2서큘레이터
370: 콜리메이터
380: 광수신부
390: 제1커플러
400: 영상처리부
401: 밸런스 디텍터
402: 디지타이저
403: 단층 영상부재
500: 신호생성부
510: 제3광분배기
520: 제2서큘레이터
600: 또 다른 실시 예에 따른 신호생성부
601: 광증폭기
602: 제4광분배기

Claims (15)

  1. 광원;
    상기 광원으로부터 출사된 광을 검사대상체 및 미러부에 각각 조사하고, 상기 검사대상체 및 미러부로부터 반사되는 광을 통해 광간섭신호를 생성하는 것으로서, 중심주파수가 상호 상이한 다수의 광간섭신호를 생성하는 신호생성부; 및
    상기 신호생성부를 통해 생성된 상기 광간섭신호들을 토대로 상기 검사대상체에 대한 광간섭 단층 영상을 생성하는 영상처리부;를 포함하는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호생성부는
    상기 광원으로부터 출사된 광을 제1 및 제2분할광으로 분할하는 제1광분배기와,
    상기 제1광분배기로부터 수신된 상기 제1분할광을 다수의 단위광으로 분할하는 제2광분배기와,
    상기 제2광분배기로부터 수신된 상기 단위광들을 상호 상이한 중심 주파수를 갖도록 변조하여 전송 광경로들로 각각 출력하는 주파수 변조부와,
    상기 각 전송 광경로로부터 수신된 상기 단위광을 제1출력 광경로로 출력하고, 상기 제1출력 광경로로부터 입력된 광을 제2출력 광경로로 출력하는 다수의 제1서큘레이터와,
    상기 각 제1출력 광경로로부터 수신된 광을 상기 검사대상체에 주사하고, 상기 검사대상체로부터 반사된 광을 상기 제1출력 광경로로 송출하는 다수의 광스캐너와,
    상기 제1광분배기로부터 수신된 상기 제2분할광을 제3출력 광경로로 출력하고, 상기 제3출력 광경로로부터 입력된 광을 제4출력 광경로로 출력하는 제2서큘레이터와,
    상기 제2서큘레이터의 상기 제3출력 광경로부터 수신된 상기 제2분할광을 상기 미러부에 주사하고, 상기 미러부로부터 반사된 광을 상기 제3출력 광경로로 송출하는 콜리메이터와,
    상기 제2출력 광경로들 및 제4출력 광경로를 통해 전송된 광을 수신하여 중심 주파수가 상이한 다수의 광간섭신호를 생성하는 광수신부를 포함하는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호생성부는
    상기 광원으로부터 출사된 광을 제1 및 제2분할광으로 분할하는 제1광분배기와,
    상기 제1광분배기로부터 수신된 상기 제1분할광을 다수의 단위광으로 분할하는 제2광분배기와,
    상기 제2광분배기로부터 수신된 상기 각 단위광을 제1출력 광경로로 출력하고, 상기 제1출력 광경로로부터 입력된 광을 제2출력 광경로로 출력하는 다수의 제1서큘레이터와,
    상기 각 제1출력 광경로로부터 수신된 광을 상기 검사대상체에 주사하고, 상기 검사대상체로부터 반사된 광을 상기 제1출력 광경로로 송출하는 다수의 광스캐너와,
    상기 제1광분배기로부터 수신된 상기 제2분할광을 다수의 기준광으로 분할하는 제3광분배기와,
    상기 제3광분배기로부터 수신된 상기 각 기준광을 제3출력 광경로로 출력하고, 상기 제3출력 광경로로부터 입력된 광을 제4출력 광경로로 출력하는 다수의 제2서큘레이터와,
    상기 제4서큘레이터의 상기 제3출력 광경로부터 수신된 상기 각 기준광을 상기 미러부에 주사하고, 상기 미러부로부터 반사된 광을 상기 제3출력 광경로로 송출하되, 상기 미러부로부터 이격거리가 상호 상이하게 세팅된 다수의 콜리메이터와,
    상기 제2출력 광경로들 및 제4출력 광경로들을 통해 전송된 광을 수신하여 중심 주파수가 상이한 다수의 광간섭신호를 생성하는 광수신부를 포함하는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 영상처리부는
    상기 신호생성부를 통해 수신된 상기 광간섭신호들을 전기신호로 변환하는 밸런스 디텍터와,
    상기 밸런스 디텍터에 의해 변환된 전기신호를 디지털 신호로 변환하는 디지타이저와,
    상기 디지타이저에 의해 변환된 디지털 신호를 처리하여 상기 검사대상체의 광간섭 단층 영상을 생성하는 단층 영상부재를 포함하는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제3광분배기는 상기 제1분할광이 상기 제2광분배기에 의해 분할된 상기 단위광의 수에 대응되는 수만큼 상기 제2분할광을 상기 기준광으로 분할하는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상 장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 신호생성부는
    상기 제2출력 광경로들을 통해 전송되는 광을 수신하여 상기 광수신부에 전송하는 제1커플러를 더 포함하는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 신호생성부는
    상기 제4출력 광경로들을 통해 전송되는 광을 수신하여 상기 광수신부에 전송하는 제2커플러를 더 포함하는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상 장치.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광원은 출사되는 광의 파장을 가변할 수 있는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상 장치.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 영상처리부는 상기 광수신부로 수신된 상기 광간섭신호들에 각각 대응되는 다수의 광간섭 단층 영상을 생성하는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 영상처리부는 상기 광간섭 단층 영상들을 일방향을 따라 순차적으로 배열한 출력 영상을 생성하는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치.
  11. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광스캐너들은 상기 검사대상체의 길이방향을 따라 순차적으로 배열되는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 미러부는
    상기 콜리메이터들로부터 출사된 상기 기준광을 반사시킬 수 있도록 상기 콜리메이터들의 출력단자에 각각 대향되도록 설치된 다수의 기준미러를 포함하는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 미러부는 상기 기준미러들에 각각 설치되어 상기 콜리메이터로부터 상기 기준미러의 이격거리를 조절할 수 있도록 상기 기준미러를 이동시키는 다수의 미러 이동부재를 더 포함하는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치.
  14. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 신호생성부는
    상기 제1광분배기 및 제2광분배기 사이에 설치되어 상기 제1광분배기에서 상기 제2광분배기로 전송되는 상기 제1분할광을 증폭시키는 광증폭기를 더 포함하는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치.
  15. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 신호생성부는
    상기 광원 및 제1광분배기 사이에 설치되어 상기 광원에서 상기 제2광분배기로 전송되는 상기 제1분할광을 증폭시키는 광증폭기를 더 포함하는,
    주파수 분할 다중화방식의 광단층 영상장치.





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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101990251B1 (ko) * 2018-10-15 2019-06-17 경북대학교 산학협력단 광 간섭성 단층 촬영 장치 및 이를 이용한 영상 생성 방법
KR102087623B1 (ko) 2019-03-26 2020-03-12 연세대학교 산학협력단 패턴 부호화를 이용한 광 간섭 단층 촬영 장치
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100335005B1 (ko) * 1998-03-30 2002-08-21 한국과학기술원 광섬유주파수변환기및광간섭계와이를이용한광간섭신호생성방법
JP4869877B2 (ja) 2006-11-17 2012-02-08 富士フイルム株式会社 光断層画像化装置
KR100899644B1 (ko) * 2007-12-28 2009-05-27 주식회사 쿠보텍 광간섭성 단층 촬영장치
JP6463051B2 (ja) 2014-09-10 2019-01-30 株式会社トーメーコーポレーション 光断層画像撮影装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101990251B1 (ko) * 2018-10-15 2019-06-17 경북대학교 산학협력단 광 간섭성 단층 촬영 장치 및 이를 이용한 영상 생성 방법
WO2020080692A1 (ko) * 2018-10-15 2020-04-23 경북대학교 산학협력단 광 간섭성 단층 촬영 장치 및 이를 이용한 영상 생성 방법
CN112424583A (zh) * 2018-10-15 2021-02-26 庆北大学校产学协力团 光学相干断层成像装置及利用其的影像生成方法
JP2021531481A (ja) * 2018-10-15 2021-11-18 キョンブク ナショナル ユニヴァーシティ インダストリー−アカデミック コオペレーション ファウンデーション 光干渉性断層撮影装置およびこれを利用した映像生成方法
US11578964B2 (en) 2018-10-15 2023-02-14 Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation Optical coherence tomography apparatus and image generation method using the same
KR102087623B1 (ko) 2019-03-26 2020-03-12 연세대학교 산학협력단 패턴 부호화를 이용한 광 간섭 단층 촬영 장치
KR20200114998A (ko) 2019-10-01 2020-10-07 연세대학교 산학협력단 패턴 부호화를 이용한 광 간섭 단층 촬영 장치

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