WO2023177251A1 - 마이컬슨 간섭계 기반 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치 - Google Patents

마이컬슨 간섭계 기반 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치 Download PDF

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WO2023177251A1
WO2023177251A1 PCT/KR2023/003563 KR2023003563W WO2023177251A1 WO 2023177251 A1 WO2023177251 A1 WO 2023177251A1 KR 2023003563 W KR2023003563 W KR 2023003563W WO 2023177251 A1 WO2023177251 A1 WO 2023177251A1
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WO
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light
measurement
combined
interference
input
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/003563
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English (en)
French (fr)
Inventor
김지현
전만식
조호성
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0062—Arrangements for scanning
    • A61B5/0066—Optical coherence imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons

Definitions

  • the present invention relates to a Michelson interferometer-based multi-channel optical coherence tomography device, and more specifically, to a Michelson interferometer-based multi-channel optical coherence tomography device that can output two types of images, including a two-channel Michelson interferometer. It's about devices.
  • the optical coherence tomography imaging system which has recently been in the spotlight in biomedical engineering research and the medical device industry, is a technology that can non-invasively image the internal microstructure of biological tissues using light in the near-infrared band, and is a method of obtaining depth information of the sample. Accordingly, it is divided into time-domain optical coherence tomography (TD-OCT), spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT), and tunable source optical coherence tomography (SS-OCT).
  • TD-OCT time-domain optical coherence tomography
  • SD-OCT spectral-domain optical coherence tomography
  • SS-OCT tunable source optical coherence tomography
  • the spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT) device divides light from a near-infrared light source with a wide wavelength band into a measurement end and a reference end through an optical splitter.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent Publication No. 10-1258557
  • the present invention was created to solve the above problems.
  • the purpose of the present invention is to photograph the subject at the same location without changing the equipment and provide high-resolution images and low-resolution images in the depth direction of the subject to conduct the same experiment.
  • the goal is to provide a Michelson interferometer-based multi-channel optical coherence tomography device that can increase economic and time efficiency by not performing the process twice.
  • a multi-channel optical coherence tomography apparatus includes a light source unit including a first light source and a second light source; a light distribution unit that receives light from the light source unit and controls the path of light; a measuring stage that irradiates light input through the light distribution unit toward a photographing target and transmits measurement reflection light generated by reflection from the photographing target; a reference stage that transmits reference reflected light generated based on light input through the light distribution unit; a detection unit that receives and analyzes interference light formed by the reference reflected light and the measurement reflected light; and an image processing unit that generates a tomographic image of the object to be photographed based on the interference light analyzed by the detection unit, wherein the light distribution unit converts the first light emitted from the first light source into the first light input to the reference stage.
  • a first optical splitter that distributes the reference light and the first measurement light input to the measurement stage; and a second light splitter that distributes the second light emitted from the second light source into a second reference light input to the reference stage and a second measurement light input to the measurement stage.
  • the reference stage includes: a first reference stage transmitting a first reference reflected light generated based on the first reference light; And it may include a second reference stage that transmits a second reference reflected light generated based on the second reference light.
  • the detection unit receives the first interference light formed by the first reference reflected light and the measurement reflected light from the first optical distributor, and receives the second interference light formed by the second reference reflected light and the measurement reflected light. Input can be received from the second optical splitter.
  • the interference light is combined interference light obtained by combining the first interference light and the second interference light
  • the detection unit includes a first collimator that converts the combined interference light into parallel light; a diffraction grating that diffracts the combined interference light incident from the first collimator; And it may include a detector that receives the combined interference light diffracted from the diffraction grating.
  • the detector may include a first detector that receives first combined interference light diffracted at a first angle from the diffraction grating; and a second detector that receives second combined interference light diffracted at a second angle from the diffraction grating.
  • the image processing unit may measure depth information of the object to be captured based on the interference spectrum image received from the first detector and the second detector to obtain a plurality of images with different resolutions.
  • the measurement stage includes: a third optical splitter combining the first measurement light and the second measurement light based on the direction in which the first measurement light and the second measurement light travel toward the photographing target; a second collimator that converts the combined measurement light combined from the third optical splitter into parallel light; a scanner located at a rear end of the second collimator to reflect the combined measurement light; And it may include a first lens that collects the combined measurement light reflected from the scanner.
  • the measurement reflection light may be generated by the combined measurement light combined in the third optical distributor being reflected from the photographing target.
  • the first light source and the second light source may radiate light having different optical powers or different center wavelengths.
  • the object to be photographed is photographed at the same location without changing the equipment, and high-resolution images and low-resolution images are produced in the depth direction of the object to be photographed.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a multi-channel optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic diagram for explaining a multi-channel optical coherence tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for specifically explaining the detection unit shown in FIG. 2.
  • components according to the present invention are components defined by functional division, not physical division, and can be defined by the functions each performs.
  • Each component may be implemented as hardware or program code and processing units that perform each function, and the functions of two or more components may be included and implemented in one component. Therefore, the names given to the components in the following embodiments are not intended to physically distinguish each component, but are given to suggest the representative function performed by each component, and the names of the components refer to the present invention. It should be noted that the technical idea is not limited.
  • Figure 1 is a block diagram for explaining a multi-channel optical coherence tomography apparatus 10 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a multi-channel optical coherence tomography apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • ) is a schematic diagram to explain.
  • the multi-channel optical coherence tomography device 10 (hereinafter referred to as the device) according to the present embodiment does not require moving the imaging target by sharing a single scanner, and simultaneously produces low-resolution and high-resolution images without repeating imaging. It is prepared to obtain.
  • the device 10 of the present invention includes a light source unit 100, a light distribution unit 200, a first reference stage 300, a second reference stage 400, a measurement stage 500, a detection unit 600, and an image processing unit ( 700).
  • the device 10 acquires signals with two channels of interferometers and one measurement stage, and divides and acquires signals from each interferometer using two cameras in the detection unit to image them.
  • the light source unit 100 is a broadband light source (BLS) and may be provided to generate light and irradiate the generated light.
  • the light source unit 100 includes a first light source 101 and a second light source ( 103) may be included.
  • the first light source 101 and the second light source 103 may be light sources that output light with a wide spectral radiation spectrum including the near-infrared region, and may include a super luminescent diode and a titanium sapphire laser. Laser) or femtosecond laser may be used.
  • the first light source 101 and the second light source 103 are provided as light sources in the near-infrared band whose wavelength ranges do not overlap, so that the first light source 101 and the second light source 103 have different optical outputs. (Optical power) or light with different center wavelengths can be irradiated.
  • the light distribution unit 200 is provided to control the path of light, and the light source unit 100 is based on the path along which the light emitted from the light source unit 100 including the first light source 101 and the second light source 103 moves. ) can be located at the rear of.
  • the light distribution unit 200 is located between the light source unit 100, the reference stages 300 and 400, the measurement stage 500, and the detection unit 600, and can adjust the path of the moving light.
  • optical distribution unit 200 may be implemented as an optical fiber splitter (Fiber Coupler, FC) to achieve stable and constant light distribution and output regardless of the angle of incidence of light and to achieve a simple and compact configuration.
  • FC Fiber Coupler
  • the optical splitter 200 includes a first optical splitter 201 and a second optical splitter 203. may include.
  • the first light splitter 201 can control the movement path of the first light emitted from the first light source 101. As shown in FIG. 2, the first optical splitter 201 is located between the first light source 101, the first reference stage 300, the measurement stage 500, and the detection unit 600, and the first light source 101 ) can be distributed to the first reference stage 300 and the measurement stage 500.
  • the light distributed by the first optical splitter 201 and moved to the first reference stage 300 is called the first reference light
  • the light distributed by the first optical splitter 201 and moved to the measurement stage 500 is called the first reference light. It can be done with 1 measurement light, and the distribution ratio of the first reference light and the first measurement light distributed by the first optical splitter 201 can be set based on a ratio preset by the user.
  • the first optical splitter 201 transmits the first interference light formed by the first reference reflection light transmitted from the first reference stage 300, which will be described later, and the measurement reflection light transmitted from the measurement stage 500 to the detection unit 600. It can be delivered.
  • the second light splitter 203 can control the movement path of the second light emitted from the second light source 103.
  • This second optical distributor 203 is located between the second light source 103, the second reference stage 400, the measurement stage 500, and the detection unit 600, and transmits the second light emitted from the second light source 103. This can be distributed into the second reference light input to the second reference stage 400 and the second measurement light input to the measurement stage 500.
  • the light distributed by the second optical splitter 203 and moved to the second reference stage 400 is called the second reference light
  • the light distributed by the second optical splitter 203 and moved to the measuring stage 500 is called the second reference light.
  • Two measurement lights can be used, and the distribution ratio of the second reference light and the second measurement light distributed by the second optical splitter 203 can be set based on a ratio preset by the user.
  • the second optical splitter 203 transmits the second interference light formed by the second reference reflection light transmitted from the second reference stage 400, which will be described later, and the measurement reflection light transmitted from the measurement stage 500 to the detection unit 600. It can be delivered.
  • the reference stages 300 and 400 can generate reference reflected light based on the light input through the light distribution unit 200 and transmit the generated reference reflected light to the light distribution unit 200, and these reference stages 300 and 400 ) may be provided including a first reference stage 300 and a second reference stage 400.
  • the first reference stage 300 is provided to transmit the first reference reflected light generated based on the first reference light input through the first optical splitter 201, and the third collimator 310 and the second lens 320 ) and a first mirror 330.
  • the third collimator 310 is located at the rear of the first optical splitter 201 based on the direction in which the first reference light input through the first optical splitter 201 travels and can convert the first reference light into parallel light. and the parallel first reference light can be transmitted to the second lens 320.
  • the second lens 320 is located at the rear end of the third collimator 310 and can transmit the received first reference light to the first mirror 330.
  • the first mirror 330 reflects the first reference light transmitted from the second lens 320 to generate a first reference reflected light, and the first reference reflected light thus generated travels in the reverse direction of the path on which the first reference light was incident. and can be transmitted to the first optical splitter 201.
  • the second reference stage 400 is provided to transmit the second reference reflected light generated based on the second reference light input through the second optical distributor 203, and the fourth collimator 410 and the third lens ( 420) and a second mirror 430.
  • the fourth collimator 410 is located at the rear of the second optical splitter 203 based on the direction in which the second reference light input through the second optical splitter 203 travels and can convert the second reference light into parallel light. and the parallel second reference light can be transmitted to the third lens 420.
  • the third lens 420 is located at the rear of the fourth collimator 410 and can transmit the received second reference light to the second mirror 430.
  • the second mirror 430 reflects the second reference light transmitted from the third lens 420 to generate a second reference reflected light, and the second reference reflected light thus generated travels in the reverse direction of the path on which the second reference light was incident. and can be transmitted to the second optical splitter 203.
  • the measurement stage 500 can irradiate light input through the light distribution unit 200 toward the object to be photographed and transmit the measurement reflection light generated by reflection from the object to be photographed.
  • This measurement stage 500 may include a third optical splitter 510, a second collimator 520, a scanner 530, and a first lens 540.
  • the direction in which the measurement light output from the light distribution unit 200 and transmitted to the measurement stage 500 moves toward the photographing target (S) will be used as a reference.
  • the third optical splitter 510 combines the first measurement light received from the first optical splitter 201 and the second measurement light received from the second optical splitter 203, and generates the first measurement light and the second measurement light. This combined measurement light can be generated.
  • the third optical distributor 510 receives the measurement reflection light generated by reflection of the combined measurement light on the photographing target (S), it distributes the measurement reflection light based on a certain ratio, and the distributed measurement reflection light is distributed to each of the first optical distributors. It can be transmitted to (201) and the second optical splitter (203). At this time, it may be desirable for the measured reflected light to be distributed in a 50:50 ratio and transmitted to the first optical splitter 201 and the second optical splitter 203, but it is not limited to this.
  • the second collimator 520 is located at the rear of the third optical splitter 510 and can convert the combined measurement light combined in the third optical splitter 510 into parallel light, and transmits the parallel combined measurement light to the scanner 530. ) can be transmitted.
  • the scanner 530 is located at the rear of the second collimator 520, and the scanner 530 continuously changes its angle to reflect the combined measurement light incident from the second collimator 520 toward the first lens 540. can do.
  • This scanner 530 may be provided as a galvanometer scanner.
  • the first lens 540 is located at the rear end of the scanner 530 and can collect the combined measurement light reflected from the scanner 530 and irradiate it toward the photographing target (S).
  • the combined measurement light When the combined measurement light is irradiated toward the object to be photographed through this optical path, a measurement reflection light in which the combined measurement light is reflected by the object to be photographed is generated, and the generated measurement reflection light travels in the opposite direction of the path on which the combined measurement light entered. It may be transmitted to the third optical splitter 510. And as described above, the measured reflected light can be distributed at a certain ratio by the third optical splitter 510 and transmitted to the first optical splitter 201 and the second optical splitter 203, respectively.
  • the first reference reflected light and the measurement reflected light generated at the first reference stage 300 and the measurement stage 500 can be combined in the first optical splitter 201, and as a result, the interference in the first optical splitter 201 1 Interference light may be formed, and the first interference light may be transmitted to the detection unit 600 to obtain a tomographic image of the object S.
  • the second reference reflection light and the measurement reflection light generated at the second reference stage 400 and the measurement stage 500 may be combined in the second optical splitter 203, and as a result, the interference in the second optical splitter 203 may be reduced.
  • 2 Interference light may be formed, and the second interference light may be transmitted to the detection unit 600 to obtain a tomographic image of the object S.
  • a two-channel Michelson interferometer that is, first interference light and second interference light
  • first interference light and second interference light is formed using the first light source 101 and the second light source 103, which respectively irradiate light in the near-infrared band whose wavelength ranges do not overlap with each other. Therefore, it is possible to obtain interference signals for different depths at the same location. Therefore, in the process of finally imaging the detection unit 600, two tomographic images with different depth resolutions can be obtained for one sample.
  • the detection unit 600 may be provided to receive and analyze interference light formed by the reference reflected light and the measurement reflected light.
  • the interference light may mean combined interference light in which first interference light and second interference light are combined.
  • the detection unit 600 may receive the first interference light formed by the first reference reflected light and the measurement reflected light from the first optical splitter 201. Additionally, the detection unit 600 may receive the second interference light formed by the second reference reflected light and the measurement reflected light from the second optical distributor 203.
  • the detector 600 receives combined interference light in which the first and second coherent lights are combined, and uses a first collimator 601, a diffraction grating 603, and a detector ( 610, 620).
  • the first collimator 601 can convert combined interference light into parallel light and transmit the parallel light to the diffraction grating 603.
  • the diffraction grating 603 is located at the rear end of the first collimator 601 based on the direction in which the combined interference light is incident and travels, and can receive the combined interference light from the first collimator 601.
  • the diffraction grating 603 diffracts the incident combined interference light.
  • the diffraction grating 603 can be selected from various specifications depending on the specifications, and the light diffracted from the diffraction grating 603 is transmitted to the detectors 610 and 620. ) can be transmitted.
  • the diffraction grating 603 can diffract the combined coherent light at different angles as shown in FIGS. 2 and 3 to split the coherent combined light entering the detectors 610 and 620.
  • FIG. 3 is a diagram for specifically explaining the detection unit 600 shown in FIG. 2.
  • the detectors 610 and 620 receive the combined interference light diffracted from the diffraction grating 603 and transmit it to the image processing unit 700. It can be prepared for.
  • the detectors 610 and 620 may include a first detector 610 and a second detector to image at different resolutions based on interference signals at different depths from the diffracted combined coherent light.
  • the combined interference light diffracted from the diffraction grating 603 is divided into first combined interference light diffracted at a first angle ( ⁇ ) and second combined interference light diffracted at a second angle ( ⁇ ) based on the diffracted angle. can be distinguished.
  • the first detector 610 may receive the first combined interference light diffracted at a first angle ( ⁇ ) from the diffraction grating 603 and may be provided including a fourth lens and a first camera 613. .
  • the fourth lens 611 can transmit the first combined interference light diffracted by the diffraction grating 603 to the first camera 613, and the first camera 613 can transmit the first combined interference light diffracted through the diffraction grating 603 to the first camera 613.
  • 1 Combined interference light can be transmitted to the image processing unit 700.
  • the second detector 620 can receive the second combined interference light diffracted at a second angle ⁇ from the diffraction grating 603, and includes a fifth lens 621 and a second camera 623. It can be provided.
  • the fifth lens 621 can transmit the second combined interference light diffracted from the diffraction grating 603 to the second camera 623, and the second camera 623 can transmit the second combined interference light diffracted through the diffraction grating 603 to the second camera 623. 2 Combined interference light can be transmitted to the image processing unit 700.
  • the first angle ( ⁇ ) at which the first combined interference light is diffracted from the diffraction grating 603 and incident on the first camera 613 is clockwise based on the central axis (dotted line) of the diffraction grating 603. It can be in the range of 42° ⁇ 5°.
  • the second angle ⁇ at which the second combined interference light is diffracted from the diffraction grating 603 and incident on the second camera 623 is 5 in a counterclockwise direction based on the central axis (dotted line) of the diffraction grating 603. It may be in the range of ° ⁇ 5°.
  • each camera 613 and 623 is not necessarily limited to this, and of course can be changed as needed.
  • the device 10 collects the combined interference light of different wavelength bands and different diffraction orders by passing through the diffraction grating 603 and splitting it into the first camera 613 and the second camera 623. can do.
  • a system that can acquire images with different depth resolutions with a single diffraction grating 603 using the difference between the first angle ( ⁇ ) and the second angle ( ⁇ ), which are dispersion angles according to the diffraction order of the diffraction grating (603). It can be configured.
  • the image processing unit 700 may generate a tomography image of the object S based on the interference light analyzed by the detection unit 600.
  • the image processing unit 700 measures the depth information of the subject S through Fourier Transformation of each pixel of the interference spectrum image received from the detection unit 600, thereby creating a tomographic image of the subject S. Images can be created.
  • the image processing unit 700 detects the first detector 610 and the second detector 620 from the first and second interference combined light separated by the diffraction grating 603 as described above. By dividing the interference signal and obtaining it, two tomographic images with different depth resolutions for the same location can be acquired by imaging at different resolutions.
  • the image processing unit 700 measures the depth information of the object to be photographed (S) based on the interference spectrum image input from the first detector 610 and the second detector 620, and generates a plurality of images having different resolutions in the depth direction. can be obtained.
  • the device 10 of the present invention uses two near-infrared band light sources whose bandwidths do not overlap, and can acquire signals by configuring two pairs of Michelson interferometers that share one scanner. there is. Acquisition of these signals can be done by collecting light in different wavelength bands and different diffraction orders using two cameras, where the light is split through a diffraction grating. At this time, it is possible to construct a system with different depth resolutions with a single diffraction grating by using the difference in dispersion angle according to the diffraction order of the diffraction grating. In this way, it is possible to obtain images with different depth resolutions while sharing one scanner.
  • Multi-channel optical coherence tomography device 100 Light source unit
  • optical distribution unit 300 first reference stage

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Abstract

본 발명은 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치에 관한 것으로, 제1 광원 및 제2 광원을 포함하는 광원부; 광의 경로를 조절하는 광분배부; 촬영 대상으로부터 반사되어 생성된 측정반사광을 전달하는 측정단; 기준반사광을 전달하는 기준단; 상기 기준반사광 및 상기 측정반사광에 의해 형성되는 간섭광을 입력받아 분석하는 검출부; 및 촬영 대상의 단층 이미지를 생성하는 영상처리부를 포함하고, 상기 광분배부는, 상기 제1 광원에서 조사된 제1 광을, 상기 기준단으로 입력되는 제1 기준광 및 상기 측정단으로 입력되는 제1 측정광으로 분배하는 제1 광분배기; 및 상기 제2 광원에서 조사된 제2 광을, 상기 기준단으로 입력되는 제2 기준광 및 상기 측정단으로 입력되는 제2 측정광으로 분배하는 제2 광분배기를 포함한다. 이에 의해 장비의 변경없이 동일한 위치에서 촬영 대상을 촬영하여 촬영 대상의 깊이 방향에 대해 고해상도 영상과 저해상도 영상을 제공하여 동일한 실험을 두 번 진행하지 않아 경제적, 시간적으로 효율성을 높일 수 있다.

Description

마이컬슨 간섭계 기반 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치
본 발명은 마이컬슨 간섭계 기반 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2채널의 마이컬슨 간섭계를 포함하여 두 종류의 영상을 출력할 수 있는 마이컬슨 간섭계 기반 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치에 관한 것이다.
최근 의공학 연구 및 의료기기산업 분야에서 각광 받고 있는 광 간섭 단층 이미지 시스템은 근적외선 대역의 빛을 사용하여 생체 조직 내부 마이크로 구조를 비침습적으로 단층 영상화할 수 있는 기술로, 샘플의 깊이 정보를 얻는 방식에 따라 시간영역 광 간섭 단층 영상장치(TD-OCT), 스펙트럼영역 광 간섭 단층 영상 장치(SD-OCT), 파장가변광원 광 간섭 단층 영상 장치(SS-OCT)로 구분된다.
이 중 스펙트럼영역 광간섭 단층 영상 장치(SD-OCT)는 넓은 파장대역을 갖는 근적외선 광원에서 나온 빛이 광 분배기를 통하여 측정단과 기준단으로 나누어진다.
이러한 기존의 단층 촬영 장치는 촬영 대상을 서로 다른 깊이 방향 해상도로 촬영하기 위해서는 두 대의 서로 다른 장치를 사용하여 촬영을 진행해야하지만, 마이크로 단위의 고해상도 시스템의 특성상 촬영하고자 하는 촬영 대상의 위치를 변경하는 경우, 동일한 위치를 촬영한다는 보장이 없다는 문제가 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국등록특허공보 제10-1258557호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 장비의 변경없이 동일한 위치에서 촬영 대상을 촬영하여 촬영 대상의 깊이 방향에 대해 고해상도 영상과 저해상도 영상을 제공하여 동일한 실험을 두 번 진행하지 않아 경제적, 시간적으로 효율성을 높일 수 있는 마이컬슨 간섭계 기반 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치는, 제1 광원 및 제2 광원을 포함하는 광원부; 상기 광원부로부터 광을 전달받아 광의 경로를 조절하는 광분배부; 상기 광분배부를 통해 입력된 광을 촬영 대상을 향해 조사하고, 상기 촬영 대상으로부터 반사되어 생성된 측정반사광을 전달하는 측정단; 상기 광분배부를 통해 입력된 광에 기초하여 생성된 기준반사광을 전달하는 기준단; 상기 기준반사광 및 상기 측정반사광에 의해 형성되는 간섭광을 입력받아 분석하는 검출부; 및 상기 검출부에서 분석된 간섭광에 기초하여 상기 촬영 대상의 단층 이미지를 생성하는 영상처리부를 포함하고, 상기 광분배부는, 상기 제1 광원에서 조사된 제1 광을, 상기 기준단으로 입력되는 제1 기준광 및 상기 측정단으로 입력되는 제1 측정광으로 분배하는 제1 광분배기; 및 상기 제2 광원에서 조사된 제2 광을, 상기 기준단으로 입력되는 제2 기준광 및 상기 측정단으로 입력되는 제2 측정광으로 분배하는 제2 광분배기를 포함한다.
여기서 상기 기준단은, 상기 제1 기준광에 기초하여 생성된 제1 기준반사광을 전달하는 제1 기준단; 및 상기 제2 기준광에 기초하여 생성된 제2 기준반사광을 전달하는 제2 기준단을 포함할 수 있다.
그리고 상기 검출부는, 상기 제1 기준반사광과 상기 측정반사광에 의해 형성되는 제1 간섭광을 상기 제1 광분배기로부터 입력받고, 상기 제2 기준반사광과 상기 측정반사광에 의해 형성되는 제2 간섭광을 상기 제2 광분배기로부터 입력받을 수 있다.
이때 상기 간섭광은 상기 제1 간섭광 및 상기 제2 간섭광이 결합된 결합간섭광이고, 상기 검출부는, 상기 결합간섭광을 평행광으로 변환하는 제1 콜리메이터; 상기 제1 콜리메이터로부터 입사되는 상기 결합간섭광을 회절시키는 회절 격자; 및 상기 회절 격자에서 회절된 결합간섭광을 입력받는 검출기를 포함할 수 있다.
또한 상기 검출기는, 상기 회절 격자에서 제1 각도로 회절된 제1 결합간섭광을 입력받는 제1 검출기; 및 상기 회절 격자에서 제2 각도로 회절된 제2 결합간섭광을 입력받는 제2 검출기를 포함할 수 있다.
그리고 상기 영상처리부는, 상기 제1 검출기 및 상기 제2 검출기로부터 입력받은 간섭 스펙트럼 영상에 기초하여 상기 촬영 대상의 깊이 정보를 측정하여 서로 다른 해상도를 갖는 복수의 영상을 획득할 수 있다.
그리고 상기 측정단은, 상기 제1 측정광 및 제2 측정광이 상기 촬영 대상을 향해 진행하는 방향을 기준으로, 상기 제1 측정광 및 상기 제2 측정광을 결합하는 제3 광분배기; 상기 제3 광분배기에서 결합된 결합측정광을 평행광으로 변환하는 제2 콜리메이터; 상기 제2 콜리메이터의 후단에 위치하여 상기 결합측정광을 반사시키는 스캐너; 및 상기 스캐너에서 반사된 상기 결합측정광을 모아주는 제1 렌즈를 포함할 수 있다.
여기서 상기 측정반사광은, 상기 제3 광분배기에서 결합된 결합측정광이 상기 촬영 대상으로부터 반사되어 생성될 수 있다.
한편 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은, 서로 다른 광출력(Optical power) 또는 서로 다른 중심파장(Center wavelength)을 가지는 광을 조사할 수 있다.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 마이컬슨 간섭계 기반 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치를 제공함으로써, 장비의 변경없이 동일한 위치에서 촬영 대상을 촬영하여 촬영 대상의 깊이 방향에 대해 고해상도 영상과 저해상도 영상을 제공하여 동일한 실험을 두 번 진행하지 않아 경제적, 시간적으로 효율성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치를 설명하기 위한 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치를 설명하기 위한 모식도, 그리고,
도 3은 도 2에 도시된 검출부를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
그리고 본 발명에 따른 구성요소들은 물리적인 구분이 아니라 기능적인 구분에 의해서 정의되는 구성요소들로서 각각이 수행하는 기능들에 의해서 정의될 수 있다. 각각의 구성요소들은 하드웨어 또는 각각의 기능을 수행하는 프로그램 코드 및 프로세싱 유닛으로 구현될 수 있을 것이며, 두 개 이상의 구성요소의 기능이 하나의 구성요소에 포함되어 구현될 수도 있을 것이다. 따라서 이하의 실시예에서 구성요소에 부여되는 명칭은 각각의 구성요소를 물리적으로 구분하기 위한 것이 아니라 각각의 구성요소가 수행되는 대표적인 기능을 암시하기 위해서 부여된 것이며, 구성요소의 명칭에 의해서 본 발명의 기술적 사상이 한정되지 않는 것임에 유의하여야 한다.
이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치(10)를 설명하기 위한 블록도이고, 그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치(10)를 설명하기 위한 모식도이다.
종래의 광간섭 단층 촬영 장치는 촬영 대상인 물체를 서로 다른 깊이 방향 해상도로 촬영하기 위해서는 두 대의 서로 다른 장치를 사용하여 촬영을 진행해야 한다는 문제는 물론, 이러한 경우 촬영 대상인 물체의 위치를 변경하게 되면 촬영 대상의 동일한 위치를 촬영한다는 보장이 없다는 문제가 있다.
본 실시예에 따른 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치(10, 이하 장치)는 이상의 문제를 해결하기 위해 하나의 스캐너를 공유하여 촬영 대상을 이동할 필요도 없고, 촬영을 반복하지 않고도 저해상도 및 고해상도 영상을 동시에 획득하기 위해 마련된다.
이러한 본 발명의 장치(10)는 광원부(100), 광분배부(200), 제1 기준단(300), 제2 기준단(400), 측정단(500), 검출부(600) 및 영상처리부(700)를 포함할 수 있다.
이상의 구성을 포함하는 본 실시예에 따른 장치(10)는 두 채널의 간섭계와 하나의 측정단으로 신호를 획득하고 검출부에서 두개의 카메라를 이용해 각각의 간섭계의 신호를 나누어 획득하여 영상화할 수 있다.
구체적으로 광원부(100)는 광 대역의 광원(Broadband Light Source, BLS)으로서 광을 생성하여 생성된 광을 조사하기 위해 마련될 수 있으며, 광원부(100) 제1 광원(101) 및 제2 광원(103)을 포함할 수 있다.
여기서 제1 광원(101) 및 제2 광원(103)은 근적외선 영역을 포함하는 넓은 분광 복사 스펙트럼을 가진 광을 출력하는 광원일 수 있으며, 고휘도 다이오드(Super Luminescent Diode), 티타늄 사파이어 레이저(Ti-Sapphire Laser) 또는 펨토초 레이저(femtosecond laser)가 사용될 수 있다.
구체적으로, 제1 광원(101) 및 제2 광원(103)은 서로 파장 범위가 겹치지 않는 근적외선 대역의 광원으로 마련되도록 하여, 제1 광원(101) 및 제2 광원(103)은 서로 다른 광출력(Optical power) 또는 서로 다른 중심파장(Center wavelength)을 가지는 광을 조사할 수 있다.
한편 광분배부(200)는 광의 경로를 조절하기 위해 마련되며, 제1 광원(101) 및 제2 광원(103)을 포함하는 광원부(100)로부터 조사된 광이 이동되는 경로를 기준으로 광원부(100)의 후단에 위치할 수 있다.
또한 광분배부(200)는 광원부(100), 기준단(300, 400), 측정단(500) 및 검출부(600) 사이에 위치하여 이동하는 광의 경로를 조절할 수 있다.
그리고 광분배부(200)는 광 섬유 분배기(Fiber Coupler, FC)로 구현되어 빛의 입사각도와 상관없이 안정적인 일정한 빛의 배분 및 출력을 이루고 간결하고 컴팩트한 구성을 이루도록 할 수도 있다.
특히 광원부(100)로부터 조사되는 광을 기준단(300, 400) 및 측정단(500)으로 분배시키는 단일의 광분배기를 포함하는 종래의 광간섭 단층 촬영 장치와는 달리, 제1 광원(101) 및 제2 광원(103)으로부터 조사된 광에 기초하여 2채널의 마이컬슨 간섭계를 구성하기 위해 본 실시예에 따른 광분배부(200)는 제1 광분배기(201) 및 제2 광분배기(203)를 포함할 수 있다.
제1 광분배기(201)는 제1 광원(101)에서 조사된 제1 광의 이동경로를 조절할 수 있다. 이러한 제1 광분배기(201)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 광원(101), 제1 기준단(300), 측정단(500) 및 검출부(600) 사이에 위치하고, 제1 광원(101)으로부터 조사된 제1 광이, 제1 기준단(300) 및 측정단(500)으로 분배되도록 할 수 있다.
여기서 제1 광분배기(201)에 의해 분배되어 제1 기준단(300)으로 이동되는 광을 제1 기준광, 제1 광분배기(201)에 의해 분배되어 측정단(500)으로 이동되는 광을 제1 측정광으로 할 수 있으며, 제1 광분배기(201)에서 분배되는 제1 기준광 및 제1 측정광의 분배 비율은 사용자에 의해 사전에 설정된 비율에 기초하여 설정 될 수 있다.
그리고 제1 광분배기(201)는 후술할 제1 기준단(300)으로부터 전달받은 제1 기준반사광 및 측정단(500)으로부터 전달받은 측정반사광에 의해 형성되는 제1 간섭광을 검출부(600)로 전달할 수 있다.
한편 제2 광분배기(203)는 제2 광원(103)에서 조사된 제2 광의 이동경로를 조절할 수 있다. 이러한 제2 광분배기(203)는 제2 광원(103), 제2 기준단(400), 측정단(500) 및 검출부(600) 사이에 위치하고, 제2 광원(103)으로부터 조사된 제2 광이, 제2 기준단(400)으로 입력되는 제2 기준광 및 측정단(500)으로 입력되는 제2 측정광으로 분배되도록 할 수 있다.
여기서 제2 광분배기(203)에 의해 분배되어 제2 기준단(400)으로 이동되는 광을 제2 기준광, 제2 광분배기(203)에 의해 분배되어 측정단(500)으로 이동되는 광을 제2 측정광으로 할 수 있으며, 제2 광분배기(203)에서 분배되는 제2 기준광 및 제2 측정광의 분배 비율은 사용자에 의해 사전에 설정된 비율에 기초하여 설정될 수 있다.
또한 제2 광분배기(203)는 후술할 제2 기준단(400)으로부터 전달받은 제2 기준반사광 및 측정단(500)으로부터 전달받은 측정반사광에 의해 형성되는 제2 간섭광을 검출부(600)로 전달할 수 있다.
한편 기준단(300, 400)은 광분배부(200)를 통해 입력된 광에 기초하여 기준반사광을 생성하고, 생성된 기준반사광을 광분배부(200)로 전달할 수 있으며, 이러한 기준단(300, 400)은 제1 기준단(300) 및 제2 기준단(400)을 포함하여 마련될 수 있다.
제1 기준단(300)은 제1 광분배기(201)를 통해 입력된 제1 기준광에 기초하여 생성된 제1 기준반사광을 전달하기 위해 마련되며, 제3 콜리메이터(310), 제2 렌즈(320) 및 제1 미러(330)를 포함할 수 있다.
제3 콜리메이터(310)는 제1 광분배기(201)를 통해 입력된 제1 기준광이 진행하는 방향을 기준으로 제1 광분배기(201)의 후단에 위치하여 제1 기준광을 평행광으로 변환할 수 있고, 평행한 제1 기준광을 제2 렌즈(320)로 전달할 수 있다.
제2 렌즈(320)는 제3 콜리메이터(310)의 후단에 위치하고 전달받은 제1 기준광을 제1 미러(330)로 전달할 수 있다.
그리고 제1 미러(330)는 제2 렌즈(320)로부터 전달된 제1 기준광을 반사시켜 제1 기준반사광을 생성하며, 이렇게 생성된 제1 기준반사광은 제1 기준광이 입사된 경로의 역방향으로 진행되어 제1 광분배기(201)로 전달될 수 있다.
한편 제2 기준단(400)은 제2 광분배기(203)를 통해 입력된 제2 기준광에 기초하여 생성된 제2 기준반사광을 전달하기 위해 마련되며, 제4 콜리메이터(410), 제3 렌즈(420) 및 제2 미러(430)를 포함할 수 있다.
제4 콜리메이터(410)는 제2 광분배기(203)를 통해 입력된 제2 기준광이 진행하는 방향을 기준으로 제2 광분배기(203)의 후단에 위치하여 제2 기준광을 평행광으로 변환할 수 있고, 평행한 제2 기준광을 제3 렌즈(420)로 전달할 수 있다.
제3 렌즈(420)는 제4 콜리메이터(410)의 후단에 위치하고 전달받은 제2 기준광을 제2 미러(430)로 전달할 수 있다.
그리고 제2 미러(430)는 제3 렌즈(420)로부터 전달된 제2 기준광을 반사시켜 제2 기준반사광을 생성하며, 이렇게 생성된 제2 기준반사광은 제2 기준광이 입사된 경로의 역방향으로 진행되어 제2 광분배기(203)로 전달될 수 있다.
한편 측정단(500)은 광분배부(200)를 통해 입력된 광을 촬영 대상을 향해 조사하고, 촬영 대상으로부터 반사되어 생성된 측정반사광을 전달할 수 있다. 이러한 측정단(500)은 제3 광분배기(510), 제2 콜리메이터(520), 스캐너(530) 및 제1 렌즈(540)를 포함할 수 있다. 이하에서는 각 구성의 위치를 설명함에 있어 광분배부(200)에서 출력되어 측정단(500)으로 전달되는 측정광이 촬영 대상(S)을 향해 이동하는 방향으로 기준으로 설명하기로 한다.
제3 광분배기(510)는 제1 광분배기(201)로부터 전달받은 제1 측정광 및 제2 광분배기(203)로부터 전달받은 제2 측정광을 결합하고, 제1 측정광 및 제2 측정광이 결합된 결합측정광을 생성할 수 있다.
그리고 제3 광분배기(510)는 결합측정광이 촬영 대상(S)에 반사되어 생성되는 측정반사광을 전달받으면, 측정반사광을 일정 비율에 기초하여 분배하고, 분배된 측정반사광이 각각 제1 광분배기(201) 및 제2 광분배기(203)로 전달되도록 할 수 있다. 이 때 측정반사광은 50:50 비율로 분배되어 제1 광분배기(201) 및 제2 광분배기(203)로 전달되는 것이 바람직할 수 있으나, 꼭 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 콜리메이터(520)는 제3 광분배기(510)의 후단에 위치하여 제3 광분배기(510)에서 결합된 결합측정광을 평행광으로 변환할 수 있고, 평행한 결합측정광을 스캐너(530)로 전달할 수 있다.
한편 스캐너(530)는 제2 콜리메이터(520)의 후단에 위치하고, 스캐너(530)는 지속적으로 각도를 변경하여 제2 콜리메이터(520)로부터 입사되는 결합측정광을 제1 렌즈(540) 방향으로 반사할 수 있다. 이러한 스캐너(530)는 갈바노미터 스캐너로 마련될 수 있다.
제1 렌즈(540)는 스캐너(530)의 후단에 위치하고, 스캐너(530)에서 반사된 결합측정광을 모아 촬영 대상(S)을 향해 조사되도록 할 수 있다.
이러한 광 경로를 통해 결합측정광이 촬영 대상을 향해 조사되면, 촬영 대상에 의해 결합측정광이 반사된 측정반사광이 생성되게 되고, 생성된 측정반사광은 결합측정광이 입사된 경로의 역방향으로 진행되어 제3 광분배기(510)로 전달될 수 있다. 그리고 상술한 바와 같이 측정반사광은 제3 광분배기(510)에 의해 일정 비율로 분배되어 제1 광분배기(201) 및 제2 광분배기(203)로 각각 전달될 수 있다.
이에 제1 기준단(300) 및 측정단(500)에서 생성된 제1 기준반사광 및 측정반사광은 제1 광분배기(201)에서 합쳐질 수 있고, 그 결과 제1 광분배기(201)에서 간섭된 제1 간섭광이 형성될 수 있으며, 이렇게 간섭된 제1 간섭광은 검출부(600)로 전달되어 촬영 대상(S)의 단층 이미지를 획득할 수 있다.
또한 제2 기준단(400) 및 측정단(500)에서 생성된 제2 기준반사광 및 측정반사광은 제2 광분배기(203)에서 합쳐질 수 있고, 그 결과 제2 광분배기(203)에서 간섭된 제2 간섭광이 형성될 수 있으며, 이렇게 간섭된 제2 간섭광은 검출부(600)로 전달되어 촬영 대상(S)의 단층 이미지를 획득할 수 있다.
이때 파장 범위가 서로 겹치지 않는 근적외선 대역의 광을 각각 조사하는 제1 광원(101) 및 제2 광원(103)을 이용하여 2채널의 마이컬슨 간섭계, 즉 제1 간섭광 및 제2 간섭광을 구성하므로, 동일한 위치에서 서로 다른 깊이에 대한 간섭 신호를 획득할 수 있게 된다. 따라서 최종적으로 검출부(600)를 영상화되는 과정에서 하나의 샘플에 대해 서로 다른 깊이 해상도를 가지는 두개의 단층 영상을 획득하도록 할 수 있다.
검출부(600)는 기준반사광 및 측정반사광에 의해 형성되는 간섭광을 입력받아 분석하기 위해 마련될 수 있다. 여기서 간섭광은 제1 간섭광 및 제2 간섭광이 결합된 결합간섭광을 의미할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 검출부(600)는 제1 기준반사광 및 측정반사광에 의해 형성되는 제1 간섭광을 제1 광분배기(201)로부터 입력받을 수 있다. 또한 검출부(600)는 제2 기준반사광 및 측정반사광에 의해 형성되는 제2 간섭광을 제2 광분배기(203)로부터 입력받을 수 있다.
따라서 검출부(600)는 제1 간섭광 및 제2 간섭광이 결합된 결합간섭광을 입력받게 되고, 결합간섭광으로부터 영상을 획득하기 위해 제1 콜리메이터(601), 회절 격자(603) 및 검출기(610, 620)를 포함할 수 있다.
제1 콜리메이터(601)는 결합간섭광을 평행광으로 변환하고 평행광을 회절 격자(603)로 전달할 수 있다.
회절 격자(603)는 결합간섭광이 입사되어 진행하는 방향을 기준으로 제1 콜리메이터(601)의 후단에 위치하고, 제1 콜리메이터(601)로부터 결합간섭광을 전달받을 수 있다.
그리고 회절 격자(603)는 입사된 결합간섭광을 회절시키는데, 본 실시예에서 회절 격자(603)는 사양에 따라 다양한 선택이 가능하며, 회절 격자(603)에서 회절된 빛은 검출기(610, 620)로 전달될 수 있다. 이때 회절 격자(603)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 결합간섭광을 서로 다른 각도로 회절시켜 검출기(610, 620)로 들어가는 간섭결합광을 분광시킬 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 검출부(600)를 구체적으로 설명하기 위한 도면으로, 검출기(610, 620)는 회절 격자(603)에서 회절된 결합간섭광을 입력받아 영상처리부(700)로 전달하기 위해 마련될 수 있다. 그리고 검출기(610, 620)는 회절된 결합간섭광으로부터 서로 다른 깊이에 대한 간섭신호에 기초하여 서로 다른 해상도로 영상화하기 위해 제1 검출기(610) 및 제2 검출기를 포함할 수 있다.
그리고 회절 격자(603)에서 회절된 결합간섭광은, 회절된 각도에 기초하여 제1 각도(β)로 회절된 제1 결합간섭광, 제2 각도(γ)로 회절된 제2 결합간섭광으로 구분될 수 있다.
제1 검출기(610)는 회절 격자(603)에서 제1 각도(β)로 회절된 제1 결합간섭광을 입력받을 수 있고, 제4렌즈 및 제1 카메라(613)를 포함하여 마련될 수 있다. 제4 렌즈(611)는 회절 격자(603)에서 회절된 제1 결합간섭광을 제1 카메라(613)로 전달할 수 있고, 제1 카메라(613)는 제4 렌즈(611)를 통해 입사된 제1 결합간섭광을 영상처리부(700)로 전달할 수 있다.
한편 제2 검출기(620)는 회절 격자(603)에서 제2 각도(γ)로 회절된 제2 결합간섭광을 입력받을 수 있고, 제5 렌즈(621) 및 제2 카메라(623)를 포함하여 마련될 수 있다. 제5 렌즈(621)는 회절 격자(603)에서 회절된 제2 결합간섭광을 제2 카메라(623)로 전달할 수 있고, 제2 카메라(623)는 제5 렌즈(621)를 통해 입사된 제2 결합간섭광을 영상처리부(700)로 전달할 수 있다.
보다 구체적으로 제1 결합간섭광이 회절 격자(603)에서 회절되어 제1 카메라(613)로 입사되는 제1 각도(β)는 회절 격자(603)의 중심축(점선)을 기준으로 시계방향으로 42°±5° 범위일 수 있다.
한편 제2 결합간섭광이 회절 격자(603)에서 회절되어 제2 카메라(623)로 입사되는 제2 각도(γ)는 회절 격자(603)의 중심축(점선)을 기준으로 반시계방향으로 5°±5°범위일 수 있다.
물론 이러한 회절 격자(603)에서 회절되어 각각의 카메라(613, 623)로 입사되는 각도가 꼭 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 변경가능한 것은 물론이다.
이를 통해 본 장치(10)는 회절 격자(603)를 통과해 분광된 결합간섭광을 제1 카메라(613) 및 제2 카메라(623)로 각기 다른 파장대역, 다른 회절 차수의 결합간섭광을 수집할 수 있다. 그리고 회절 격자(603)의 회절 차수에 따른 분산 각인 제1 각도(β) 및 제2 각도(γ)의 차이를 이용해 회절 격자(603) 하나로 서로 다른 깊이 방향 해상도의 영상을 획득할 수 있는 시스템을 구성할 수 있다.
한편 영상처리부(700)는 검출부(600)에서 분석된 간섭광에 기초하여 촬영 대상(S)의 단층 이미지를 생성할 수 있다.
이러한 영상처리부(700)는 검출부(600)에서 입력받은 간섭 스펙트럼 영상의 각 픽셀을 푸리에 변환(Fourier Transformation)을 통해서 촬영 대상(S)의 깊이 정보를 측정함으로써, 촬영 대상(S)의 단층 영상의 이미지를 만들어낼 수 있다.
본 실시예에서의 영상처리부(700)는 상술한 바와 같이 회절 격자(603)에 의해 분광된 제1 간섭결합광 및 제2 간섭결합광으로부터 제1 검출기(610) 및 제2 검출기(620)를 이용해 간섭신호를 나누어 획득하고, 이에 따라 서로 다른 해상도로 영상화하여 동일 위치에 대해 서로 다른 깊이 해상도를 가지는 두 개의 단층 영상을 획득할 수 있다.
즉 영상처리부(700)는 제1 검출기(610) 및 제2 검출기(620)로부터 입력받은 간섭 스펙트럼 영상에 기초하여 촬영 대상(S)의 깊이 정보를 측정하여 서로 다른 깊이 방향 해상도를 갖는 복수의 영상을 획득할 수 있다.
따라서 상술한 구성을 포함하는 본 발명의 장치(10)는 서로 대역폭이 겹치지 않는 두 대의 근적외선 대역의 광원을 사용하고, 한 대의 스캐너를 공유하는 두 쌍의 마이컬슨 간섭계를 구성한 뒤 신호를 획득할 수 있다. 이러한 신호의 획득은 회절 격자를 통과해 분광된 빛을 두 대의 카메라로 각기 다른 파장대역, 다른 회절 차수의 빛을 수집할 수 있다. 이 때 회절 격자의 회절 차수에 따른 분산 각의 차이를 이용해 회절 격자 하나로 서로 다른 깊이 방향 해상도의 시스템을 구성할 수 있게 된다. 이렇게 한 대의 스캐너를 공유하면서 서로 다른 깊이 방향 해상도의 영상을 얻을 수 있게 된다.
이를 통해 고해상도의 영상과 저해상도의 영상을 함께 획득할 수 있게 되므로, 사용자는 저해상도 영상에서 구체적으로 보고 싶은 영역을 함께 획득한 고해상도 영상에서 탐색할 수 있게 된다. 따라서 관찰하고자 하는 촬영 대상의 단층 정보를 다양하게 제공해줄 수 있는 것은 물론, 동일한 실험을 반복 수행하지 않을 수 있으므로 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
[부호의 설명
10 : 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치 100 : 광원부
200 : 광분배부 300 : 제1 기준단
400 : 제2 기준단 500 : 측정단
600 : 검출부 700 : 영상처리부

Claims (9)

  1. 제1 광원 및 제2 광원을 포함하는 광원부;
    상기 광원부로부터 광을 전달받아 광의 경로를 조절하는 광분배부;
    상기 광분배부를 통해 입력된 광을 촬영 대상을 향해 조사하고, 상기 촬영 대상으로부터 반사되어 생성된 측정반사광을 전달하는 측정단;
    상기 광분배부를 통해 입력된 광에 기초하여 생성된 기준반사광을 전달하는 기준단;
    상기 기준반사광 및 상기 측정반사광에 의해 형성되는 간섭광을 입력받아 분석하는 검출부; 및
    상기 검출부에서 분석된 간섭광에 기초하여 상기 촬영 대상의 단층 이미지를 생성하는 영상처리부를 포함하고,
    상기 광분배부는,
    상기 제1 광원에서 조사된 제1 광을, 상기 기준단으로 입력되는 제1 기준광 및 상기 측정단으로 입력되는 제1 측정광으로 분배하는 제1 광분배기; 및
    상기 제2 광원에서 조사된 제2 광을, 상기 기준단으로 입력되는 제2 기준광 및 상기 측정단으로 입력되는 제2 측정광으로 분배하는 제2 광분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준단은,
    상기 제1 기준광에 기초하여 생성된 제1 기준반사광을 전달하는 제1 기준단; 및
    상기 제2 기준광에 기초하여 생성된 제2 기준반사광을 전달하는 제2 기준단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 제1 기준반사광과 상기 측정반사광에 의해 형성되는 제1 간섭광을 상기 제1 광분배기로부터 입력받고, 상기 제2 기준반사광과 상기 측정반사광에 의해 형성되는 제2 간섭광을 상기 제2 광분배기로부터 입력받는 것을 특징으로 하는 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 간섭광은 상기 제1 간섭광 및 상기 제2 간섭광이 결합된 결합간섭광이고,
    상기 검출부는,
    상기 결합간섭광을 평행광으로 변환하는 제1 콜리메이터;
    상기 제1 콜리메이터로부터 입사되는 상기 결합간섭광을 회절시키는 회절 격자; 및
    상기 회절 격자에서 회절된 결합간섭광을 입력받는 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 검출기는,
    상기 회절 격자에서 제1 각도로 회절된 제1 결합간섭광을 입력받는 제1 검출기; 및
    상기 회절 격자에서 제2 각도로 회절된 제2 결합간섭광을 입력받는 제2 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 영상처리부는,
    상기 제1 검출기 및 상기 제2 검출기로부터 입력받은 간섭 스펙트럼 영상에 기초하여 상기 촬영 대상의 깊이 정보를 측정하여 서로 다른 해상도를 갖는 복수의 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 측정단은, 상기 제1 측정광 및 제2 측정광이 상기 촬영 대상을 향해 진행하는 방향을 기준으로,
    상기 제1 측정광 및 상기 제2 측정광을 결합하는 제3 광분배기;
    상기 제3 광분배기에서 결합된 결합측정광을 평행광으로 변환하는 제2 콜리메이터;
    상기 제2 콜리메이터의 후단에 위치하여 상기 결합측정광을 반사시키는 스캐너; 및
    상기 스캐너에서 반사된 상기 결합측정광을 모아주는 제1 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 측정반사광은,
    상기 제3 광분배기에서 결합된 결합측정광이 상기 촬영 대상으로부터 반사되어 생성되는 것을 특징으로 하는 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은,
    서로 다른 광출력(Optical power) 또는 서로 다른 중심파장(Center wavelength)을 가지는 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 다채널 광 간섭 단층 촬영 장치.
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