JPH11125592A - 横形光学コヒーレンス断層写真法のための方法と配列 - Google Patents
横形光学コヒーレンス断層写真法のための方法と配列Info
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- JPH11125592A JPH11125592A JP10205694A JP20569498A JPH11125592A JP H11125592 A JPH11125592 A JP H11125592A JP 10205694 A JP10205694 A JP 10205694A JP 20569498 A JP20569498 A JP 20569498A JP H11125592 A JPH11125592 A JP H11125592A
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- converging lens
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 横形光学コヒーレンス断層写真法を使用して
平面の断面写真を撮るとき、収束レンズ系の焦点面内
に、物体側にテレセントリックな光の行程を実現し、か
つ平面の物体断面を走査するときに光電干渉計の信号の
周波数を一定とする方法および配列。 【解決手段】 走査中の測定光線を物体に向けるペア走
査鏡の回転中心をうまく配列することによって、収束レ
ンズ系の焦点面内に、物体側にテレセントリックな光の
行程を実現し、かつ平面の物体断面を走査するときに光
電干渉計の信号の周波数が一定のままであるということ
が達成され、こうすることで最適な雑音カットが可能と
なる。
平面の断面写真を撮るとき、収束レンズ系の焦点面内
に、物体側にテレセントリックな光の行程を実現し、か
つ平面の物体断面を走査するときに光電干渉計の信号の
周波数を一定とする方法および配列。 【解決手段】 走査中の測定光線を物体に向けるペア走
査鏡の回転中心をうまく配列することによって、収束レ
ンズ系の焦点面内に、物体側にテレセントリックな光の
行程を実現し、かつ平面の物体断面を走査するときに光
電干渉計の信号の周波数が一定のままであるということ
が達成され、こうすることで最適な雑音カットが可能と
なる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は医学における光学的
撮像の分野に関するものである。
撮像の分野に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】横形光学コヒーレンス断層写真法によっ
てある物体の横断面写真が、短コヒーレンス干渉計の測
定光線が物体の表面上を面的に走査することによって、
つまり例えば蛇行した線に沿ってか櫛形に走査すること
によって得られる。この走査方法は画面のｘ座標とｙ座
標とを作り出す。ｘ，ｙ位置ごとに測定光線が物体中に
ｚ方向にも入射する。断層写真用短コヒーレンス干渉計
を使用して深部位置ｚ０が定まり、そこから送り返され
た光が記録される。こうして物体の断層写真像Ｉ（ｘ，
ｙ，ｚ０）が横方向に、つまり走査光線に垂直な方向に
得られる。
てある物体の横断面写真が、短コヒーレンス干渉計の測
定光線が物体の表面上を面的に走査することによって、
つまり例えば蛇行した線に沿ってか櫛形に走査すること
によって得られる。この走査方法は画面のｘ座標とｙ座
標とを作り出す。ｘ，ｙ位置ごとに測定光線が物体中に
ｚ方向にも入射する。断層写真用短コヒーレンス干渉計
を使用して深部位置ｚ０が定まり、そこから送り返され
た光が記録される。こうして物体の断層写真像Ｉ（ｘ，
ｙ，ｚ０）が横方向に、つまり走査光線に垂直な方向に
得られる。
【０００３】このような横形光学コヒーレンス断層写真
法は、初めて著者Ａ．Ｇｈ．ポドレアヌー、Ｇ．Ｍ．ド
ブレ、Ｄ．Ｊ．ウェッブ、Ｄ．Ａ．ジャクソンによって
Optics Letters ２１巻、１９９６年、1789-1791ペー
ジに記述された。これらの著者によって記述された方法
は図４に簡略に示されている。この図と以下の図中、数
字と数の意味は、図４で光源１、例えばスーパールミネ
ッセンスダイオードが、空間的にコヒーレントな光線２
を時間的に短いコヒーレンスで発射する。この光線は改
良型マイケルソン干渉計の分割鏡３に入る。分割鏡３は
一つの部分光線４を基準光線として基準鏡５へ反射させ
る。分割鏡３を貫通した方の部分光線６は測定光線とな
る。これは互いに直交する回転軸をもつペア走査鏡７’
と７”とによってレンズ系８を通って物体９に向けら
れ、これをｘ，ｙ方向に走査する。近似的にはペア走査
鏡７’，７”は測定光線３を共通回転中心１０から他に
向けるのだと考えることができる。
法は、初めて著者Ａ．Ｇｈ．ポドレアヌー、Ｇ．Ｍ．ド
ブレ、Ｄ．Ｊ．ウェッブ、Ｄ．Ａ．ジャクソンによって
Optics Letters ２１巻、１９９６年、1789-1791ペー
ジに記述された。これらの著者によって記述された方法
は図４に簡略に示されている。この図と以下の図中、数
字と数の意味は、図４で光源１、例えばスーパールミネ
ッセンスダイオードが、空間的にコヒーレントな光線２
を時間的に短いコヒーレンスで発射する。この光線は改
良型マイケルソン干渉計の分割鏡３に入る。分割鏡３は
一つの部分光線４を基準光線として基準鏡５へ反射させ
る。分割鏡３を貫通した方の部分光線６は測定光線とな
る。これは互いに直交する回転軸をもつペア走査鏡７’
と７”とによってレンズ系８を通って物体９に向けら
れ、これをｘ，ｙ方向に走査する。近似的にはペア走査
鏡７’，７”は測定光線３を共通回転中心１０から他に
向けるのだと考えることができる。
【０００４】レンズ系８はペアの走査鏡７’，７”の回
転中心１０を点１１に写す。物体９を走査する測定光線
６はすべてこの点を通過する。物体９と基準鏡５とから
送り返された、もしくは反射した光束は走査鏡７’，
７”と分割鏡３とを通って光検出器１２に達し、そこで
干渉する。ここで生じた光電干渉計の出力信号ＩＳは、
雑音を減少させるためにそれに続く電子装置１３中で増
幅され帯域フィルターをかけられた後、像信号Ｉ（ｘ，
ｙ，ｚ０）として利用される。計算機１４が光電干渉計
出力信号ＩＳの大きさを記録し、またそれがもっている
ｘ位置とｙ位置とをペアの走査鏡７’と７”の信号に基
づいて記録する。このようにして作成された像は、計算
機によってモニター１５上に表示され、または他の方法
で出力される。
転中心１０を点１１に写す。物体９を走査する測定光線
６はすべてこの点を通過する。物体９と基準鏡５とから
送り返された、もしくは反射した光束は走査鏡７’，
７”と分割鏡３とを通って光検出器１２に達し、そこで
干渉する。ここで生じた光電干渉計の出力信号ＩＳは、
雑音を減少させるためにそれに続く電子装置１３中で増
幅され帯域フィルターをかけられた後、像信号Ｉ（ｘ，
ｙ，ｚ０）として利用される。計算機１４が光電干渉計
出力信号ＩＳの大きさを記録し、またそれがもっている
ｘ位置とｙ位置とをペアの走査鏡７’と７”の信号に基
づいて記録する。このようにして作成された像は、計算
機によってモニター１５上に表示され、または他の方法
で出力される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図４のような配列で平
らな物体表面１６を写像すると、測定光線６の行程距離
は変化する。この行程距離は球面表面１７（中心１１を
もつ）であるなら一定であるが、平らな表面１６ではそ
うでない。測定光線の光学的行程距離は一つの平らな表
面を走査が進行している間に明らかに変化するので、光
検出器には増大させる干渉と減少させる干渉とが交互に
現れることとなる。干渉計出力信号ＩＳは従って周波数
変調を受ける。その結果干渉計信号中に作り出される周
波数帯域幅は電子的な帯域フィルタリングを困難にす
る。
らな物体表面１６を写像すると、測定光線６の行程距離
は変化する。この行程距離は球面表面１７（中心１１を
もつ）であるなら一定であるが、平らな表面１６ではそ
うでない。測定光線の光学的行程距離は一つの平らな表
面を走査が進行している間に明らかに変化するので、光
検出器には増大させる干渉と減少させる干渉とが交互に
現れることとなる。干渉計出力信号ＩＳは従って周波数
変調を受ける。その結果干渉計信号中に作り出される周
波数帯域幅は電子的な帯域フィルタリングを困難にす
る。
【０００６】前記の著者らはそれゆえ彼らの発表の最終
節で、測定光線を走査鏡の回転中心からずらすことによ
って干渉計信号により高い基本周波数を与え、それとと
もに相対的な周波数帯域幅を小さくすることができると
述べている。しかしそうすることで周波数帯域幅の問題
が完全に解決するわけではなく、その他に非対称な光線
行程と、それに対応する写像誤差と歪んだ像表面とがも
ち上がる。しかしすぐ頭に浮かぶ理由から、平面の断層
写真は特別な重要性をもっている。
節で、測定光線を走査鏡の回転中心からずらすことによ
って干渉計信号により高い基本周波数を与え、それとと
もに相対的な周波数帯域幅を小さくすることができると
述べている。しかしそうすることで周波数帯域幅の問題
が完全に解決するわけではなく、その他に非対称な光線
行程と、それに対応する写像誤差と歪んだ像表面とがも
ち上がる。しかしすぐ頭に浮かぶ理由から、平面の断層
写真は特別な重要性をもっている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はそれゆえ方法と
配列とを述べ、これによって １．平らな物体表面を測定光線の光学的行程を変えずに
走査することができ、 ２．光電干渉計出力信号ＩＳの周波数が一定のままであ
り、このことから最適の雑音フィルタリングが可能とな
る。
配列とを述べ、これによって １．平らな物体表面を測定光線の光学的行程を変えずに
走査することができ、 ２．光電干渉計出力信号ＩＳの周波数が一定のままであ
り、このことから最適の雑音フィルタリングが可能とな
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に則した第１の配列を図１
に示す。ここでも光源１、例えばスーパールミネッセン
スダイオードは、空間的にコヒーレントな平行光線２を
短い時間的コヒーレンスで発射する。この光線は、短コ
ヒーレンス干渉計として改良されたマイケルソン干渉計
の分割鏡３に入る。分割鏡３は光線ビーム２を測定光線
６と基準光線４とに分ける。
に示す。ここでも光源１、例えばスーパールミネッセン
スダイオードは、空間的にコヒーレントな平行光線２を
短い時間的コヒーレンスで発射する。この光線は、短コ
ヒーレンス干渉計として改良されたマイケルソン干渉計
の分割鏡３に入る。分割鏡３は光線ビーム２を測定光線
６と基準光線４とに分ける。
【０００９】基準光線４は基準鏡５に向けて反射し、そ
こにおいて例えば音響光学周波数変調器を通過する。音
響光学周波数変調器が属する技術水準には定評がある。
この変調器は例えば透明な石英ガラスブロック１８と、
組み合わされた音響発生器１９とから成る。音響発生器
は交流電圧源２０によって駆動される。石英ガラスブロ
ック１８を通って流れる音波はこの中に音速で動くブラ
ッグ回折格子を作り出す。基準光線４はこの格子の中で
前進後退運動と共に回折し、それと共に同時にΔνだけ
の光周波数のドップラー偏移を経験する。他にも、技術
の状況に対応する基準光線ビームの周波数偏移のための
方法が、例えば電子光学的なものが、投入できる。さら
に、基準光線４の代わりに測定光線６の中にも周波数偏
移のための装置を配置することができる。
こにおいて例えば音響光学周波数変調器を通過する。音
響光学周波数変調器が属する技術水準には定評がある。
この変調器は例えば透明な石英ガラスブロック１８と、
組み合わされた音響発生器１９とから成る。音響発生器
は交流電圧源２０によって駆動される。石英ガラスブロ
ック１８を通って流れる音波はこの中に音速で動くブラ
ッグ回折格子を作り出す。基準光線４はこの格子の中で
前進後退運動と共に回折し、それと共に同時にΔνだけ
の光周波数のドップラー偏移を経験する。他にも、技術
の状況に対応する基準光線ビームの周波数偏移のための
方法が、例えば電子光学的なものが、投入できる。さら
に、基準光線４の代わりに測定光線６の中にも周波数偏
移のための装置を配置することができる。
【００１０】測定光線６は、次に、回転軸が互いに直交
している、ペア走査鏡７’と７”に入る。ペア走査鏡
７’と７”の共通の回転中心１０は、本発明に従えば、
収束レンズ系８の焦点面２２に、例えば焦点２１に、配
置される。こうすることで物体側テレセントリック光線
行程が得られる。平行な測定光線ビーム６はいま収束レ
ンズ系８によって物体側焦点面２２’に焦点を結び、こ
のことは図１で、時間的に前後して占めた光線の３つの
位置６’，６”，６'''で示唆されている。ここでは光
学的行程はすべて、焦点２１から物体側焦点面２２’ま
でで、長さが等しい。それゆえ平らな表面、ここでは焦
点面２２’を走査する際には、測定光線６の光学的行程
に変化がなく、干渉計信号に余分な周波数変調が起きる
こともないということとなる。第２図の配列では、物体
２３の表面２３’は焦点面２２’にある。ペア走査鏡
７’と７”を使用することによって、このように表面２
３’の平らな領域を走査することができる。
している、ペア走査鏡７’と７”に入る。ペア走査鏡
７’と７”の共通の回転中心１０は、本発明に従えば、
収束レンズ系８の焦点面２２に、例えば焦点２１に、配
置される。こうすることで物体側テレセントリック光線
行程が得られる。平行な測定光線ビーム６はいま収束レ
ンズ系８によって物体側焦点面２２’に焦点を結び、こ
のことは図１で、時間的に前後して占めた光線の３つの
位置６’，６”，６'''で示唆されている。ここでは光
学的行程はすべて、焦点２１から物体側焦点面２２’ま
でで、長さが等しい。それゆえ平らな表面、ここでは焦
点面２２’を走査する際には、測定光線６の光学的行程
に変化がなく、干渉計信号に余分な周波数変調が起きる
こともないということとなる。第２図の配列では、物体
２３の表面２３’は焦点面２２’にある。ペア走査鏡
７’と７”を使用することによって、このように表面２
３’の平らな領域を走査することができる。
【００１１】干渉計出力には、周波数偏倚した基準光が
物体から返された測定光と干渉する。その結果として強
度は周波数Δνで振動するので、帯域フィルタリングが
可能になる。そのとき、小さい時間コヒーレンスの光源
を使用したため、コヒーレンス距離の内部で等しい光学
的行程距離を進んだ基準光と測定光との部分光のみが干
渉可能であるということを、考慮しなければならない。
それゆえ光線分割器３から写像平面２３’までと、そこ
から光線分割器３まで戻る光学的行程距離は、光線分割
器３から基準鏡５までとそこから光線分割器３まで戻る
光学的行程距離に等しい長さでなければならない。従っ
て基準光線行程中の基準鏡５の位置は、写像される平面
２３’のｚ位置を決定する。他の物体平面を写像するた
めには、物体２３を光線方向に押しやるか、基準鏡５
を、例えば５’の位置に押しやるかすると物体平面２
３”が写像できる。
物体から返された測定光と干渉する。その結果として強
度は周波数Δνで振動するので、帯域フィルタリングが
可能になる。そのとき、小さい時間コヒーレンスの光源
を使用したため、コヒーレンス距離の内部で等しい光学
的行程距離を進んだ基準光と測定光との部分光のみが干
渉可能であるということを、考慮しなければならない。
それゆえ光線分割器３から写像平面２３’までと、そこ
から光線分割器３まで戻る光学的行程距離は、光線分割
器３から基準鏡５までとそこから光線分割器３まで戻る
光学的行程距離に等しい長さでなければならない。従っ
て基準光線行程中の基準鏡５の位置は、写像される平面
２３’のｚ位置を決定する。他の物体平面を写像するた
めには、物体２３を光線方向に押しやるか、基準鏡５
を、例えば５’の位置に押しやるかすると物体平面２
３”が写像できる。
【００１２】例えば平面２３”のような他の物体平面を
写像するために、単に基準鏡だけを押しやると、測定光
線は平面２３”に焦点を結ばず、平面２３’に結ぶた
め、横解像度が悪くなる。この欠点を避けるためには、
収束レンズ系８をズームレンズ系２５として作るとよ
い。いまズームレンズ系２５の焦点距離を−固定焦点２
１に変えると、物体を押しやることなしに、高解像度の
平面の横形断層写真がさまざまな物体平面から撮れる。
これは図２のとおりである。図１の配列と違って、図２
に示した例のズームレンズ系２５は、収束レンズ系８よ
り大きな焦点距離をもっている。それに対応して、物体
２３の深いところにある平面２３”が写像される。同時
に、もちろん基準鏡５は、基準光線と測定光線との行程
距離を等しくするために、対応する位置５”に押しやら
れなければならない。
写像するために、単に基準鏡だけを押しやると、測定光
線は平面２３”に焦点を結ばず、平面２３’に結ぶた
め、横解像度が悪くなる。この欠点を避けるためには、
収束レンズ系８をズームレンズ系２５として作るとよ
い。いまズームレンズ系２５の焦点距離を−固定焦点２
１に変えると、物体を押しやることなしに、高解像度の
平面の横形断層写真がさまざまな物体平面から撮れる。
これは図２のとおりである。図１の配列と違って、図２
に示した例のズームレンズ系２５は、収束レンズ系８よ
り大きな焦点距離をもっている。それに対応して、物体
２３の深いところにある平面２３”が写像される。同時
に、もちろん基準鏡５は、基準光線と測定光線との行程
距離を等しくするために、対応する位置５”に押しやら
れなければならない。
【００１３】さらに改良することによって、横形断層写
真法が任意の角度でも可能となる。これは第３図の配列
で示される。ペアの走査鏡７’と７”の回転中心１０を
収束レンズ系８の光軸２６からずらす−そしてそれとと
もに、焦点面２２中にあるままにする−と、対応する傾
いた断面２７または２７’が写像される。
真法が任意の角度でも可能となる。これは第３図の配列
で示される。ペアの走査鏡７’と７”の回転中心１０を
収束レンズ系８の光軸２６からずらす−そしてそれとと
もに、焦点面２２中にあるままにする−と、対応する傾
いた断面２７または２７’が写像される。
【図１】 本発明第１実施例の光学配列
【図２】 本発明横形断層写真法の配列
【図３】 本発明の角度を有する横形断層写真法の配列
【図４】 従来の光学配列
１ 光源 ２ 光線 ３ 分割鏡 ４ 部分光線 ５ 基準光線 ６ 部分光線 ７ ペア走査鏡 ８ レンズ系 ９ 物体 １０ 回転中心 １１ 点 １２ 光検出器 １３ 電子装置 １４ 計算機 １５ モニター １６ 物体表面 １７ 球面表面 ２０ 交流電圧源 ２１ 焦点 ２２ 焦点面 ２３ 物体 ２５ ズームレンズ系 ２６ 光軸 ２７ 断面 ＩＳ 干渉計出力信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アドルフ・フリードリッヒ・フェルヒャー （氏名原語表記） Ａｄｏｌｆ Ｆｒｉ ｅｄｒｉｃｈ Ｆｅｒｃｈｅｒ オーストリア国 Ａ−1230 ウイーン ハ ースライタースタイク ３／11 （住所又 は居所原語表記） Ｈａβｒｅｉｔｅｒｓ ｔｅｉｇ ３／11， Ａ−1230 Ｗｉｅ ｎ， Ａｕｓｔｒｉａ
Claims (4)
- 【請求項１】 干渉計配列中で基準光線とともに干渉を
起こす測定光線を用いて物体を走査することによる横平
面光学短コヒーレンス断層写真法のための方法であっ
て、走査光線行程が走査すべき物体の側でテレセントリ
ックに走り、余分の、走査を通じて引き起こされる、干
渉計出力信号の周波数変調に影響されないことを特徴と
する横平面光学短コヒーレンス断層写真法。 - 【請求項２】 走査に利用される走査鏡（７’と７”）
が、走査している測定光線（６）を物体上に焦点を結ば
せる収束レンズ系（８）の焦点（１０）に取り付けられ
ることを特徴とする請求項１に記載の写真法の実行のた
めの配列。 - 【請求項３】 走査している測定光線（６）を物体上に
焦点を結ばせる収束レンズ系（２５）が、ズームレンズ
系として作られることを特徴とする請求項１に記載の写
真法の実行のための配列。 - 【請求項４】 走査に利用される走査鏡（７’と７”）
が、走査している測定光線（６）を物体上に焦点を結ば
せる収束レンズ系（８または２５）の光軸の外の焦点面
（２２）中に配列されることを特徴とする請求項１に記
載の写真法の実行のための配列。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0123597A ATA123597A (de) | 1997-07-21 | 1997-07-21 | Anordnung zur transversalen optischen kohärenztomographie |
| AT1235/97 | 1997-07-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11125592A true JPH11125592A (ja) | 1999-05-11 |
| JP4024390B2 JP4024390B2 (ja) | 2007-12-19 |
Family
ID=3509531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20569498A Expired - Lifetime JP4024390B2 (ja) | 1997-07-21 | 1998-07-21 | 横形光学コヒーレンス断層写真法のための方法と配列 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6124930A (ja) |
| JP (1) | JP4024390B2 (ja) |
| AT (1) | ATA123597A (ja) |
| DE (1) | DE19832175B4 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005529322A (ja) * | 2002-06-07 | 2005-09-29 | イマラックス・コーポレーション | 対象イメージング方法、その実現する装置および低干渉性光学放射の届け用装置 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0918302B1 (de) * | 1997-11-24 | 2002-07-10 | Weiglhofer, Gerhard | Kohärenzdetektor |
| ATE474204T1 (de) * | 2002-12-18 | 2010-07-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Verfahren und anordnung für die optische kohärenztomographie |
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