KR101226442B1 - 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템은, 광원과, 상기 광원에서 출사된 광을 기준광과 측정광으로 분할하여 각 광 진행 경로로 출력하는 광 커플러와, 상기 광 커플러에서 출력된 기준광을 입력받아 반사 경로를 통하여 반사된 기준광을 다시 상기 광 커플러로 출력하는 레퍼런스부와, 상기 광 커플러에서 출력된 측정광을 입력받아 피사체에 방사하여 반사된 측정광을 다시 상기 광 커플러로 출력하는 샘플부와, 상기 광 커플러에서 기준광과 측정광의 합성된 광을 입력받아 미러를 이용하여 픽셀 정보 및 파장 정보를 검출하는 분광기와, 상기 분광기에서 출력된 전기적 신호를 데이터 처리하여 영상을 생성하는 영상처리부를 포함하되, 상기 분광기는 상기 미러의 이동 변위 및 이동 방향을 설정하여 이동하고, 이동된 미러의 위치에서 상기 합성된 광의 입사 및 반사에 의해 픽셀 강도 어레이 및 파장 어레이를 획득하여 각 픽셀 정보 및 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 획득하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템 및 그 방법은, 분광기를 이용하는 광생체 단층촬영 시스템에서 미러의 이동하여 픽셀 대 파장 영역에 대한 정확한 정보를 획득함으로써 최종 출력 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템 및 그 방법은, 분광기를 이용하는 광생체 단층촬영 시스템에서 미러의 이동하여 픽셀 대 파장 영역에 대한 정확한 정보를 획득함으로써 최종 출력 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 분광기를 이용하는 광생체 단층촬영 시스템에서 픽셀 대 파장 영역에 대한 정확한 정보를 획득함으로써 최종 출력 영상의 품질을 향상시킬 수 있는 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근에는 컴퓨터 단층촬영기나 자기공명 영상 촬영기보다 구조가 간단하면서 초음파 영상 촬영기보다 높은 해상도를 제공할 수 있는 광간섭성 단층 촬영장치(OCT;Optical Coherence Tonograpy)의 개발이 진행되고 있다.
광간섭성 단츨 촬영장치는 자연광에 가까운 저 코히어런스(low coherence) 광을 생체와 같은 다중 산란 물질에 조사하고, 물질로부터 반사된 광을 검출하여 생체에 대한 단층 화상을 얻는 장치이다.
이러한 종래의 광 단층 촬영장치들은 각각의 파장 특성에 맞는 샘플들에 맞게 특성화되어 제작되어 동일한 샘플에 대하여 각기 다른 시스템을 이용하여 단층 촬영하였다.
즉, 중심파장이 840 ㎚인 SD-OCT는 물과 같은 물질에 흡수가 잘 되어 안과 중 망막의 중심와에서의 질병진단에 많이 응용되고 있으며 중심파장이 1050 ㎚ 인 SS-OCT는 840 ㎚대역에 비해 파장대가 길어 혈관 조직의 질병진단에 많이 응용되고 있다.
이러한 광 단층 촬영장치는 최종 단층 이미지를 정확하게 획득하기 위해 분광기를 시스템에 삽입하거나 별도로 추가하여 픽셀 대 파장영역에 대한 정보를 얻어 광학계의 성능을 분석하게 된다.
그러나, 이는 새로운 장치의 추가로 인해 분광 성능 분석에 측정 오류가 발생할 위험이 있고 원하는 사양의 성능이 아닌 경우 수정 후 다시 성능을 분석해야 하는 한계가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 분광기를 이용하는 광생체 단층촬영 시스템에서 미러의 이동하여 픽셀 대 파장 영역에 대한 정확한 정보를 획득함으로써 최종 출력 영상의 품질을 향상시킬 수 있는 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템은, 광원과, 상기 광원에서 출사된 광을 기준광과 측정광으로 분할하여 각 광 진행 경로로 출력하는 광 커플러와, 상기 광 커플러에서 출력된 기준광을 입력받아 반사 경로를 통하여 반사된 기준광을 다시 상기 광 커플러로 출력하는 레퍼런스부와, 상기 광 커플러에서 출력된 측정광을 입력받아 피사체에 방사하여 반사된 측정광을 다시 상기 광 커플러로 출력하는 샘플부와, 상기 광 커플러에서 기준광과 측정광의 합성된 광을 입력받아 미러를 이용하여 픽셀 정보 및 파장 정보를 검출하는 분광기와, 상기 분광기에서 출력된 전기적 신호를 데이터 처리하여 영상을 생성하는 영상처리부를 포함하되, 상기 분광기는 상기 미러의 이동 변위 및 이동 방향을 설정하여 이동하고, 이동된 미러의 위치에서 상기 합성된 광의 입사 및 반사에 의해 픽셀 강도 어레이 및 파장 어레이를 획득하여 각 픽셀 정보 및 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 획득하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 분광기는, 상기 합성한 빔을 입력받아 평행광으로 변환하는 콜리메이터와, 상기 콜리메이터에서 변환된 평행광을 입력받아 각 파장 대역으로 분리하는 회절 격자부와, 상기 회절 격자부에서 분리된 각 광을 집광하는 포커싱 렌즈와, 상기 포커싱 렌즈를 투과한 각 광을 입력받아 전기적 신호로 변환하는 라인 스캔 카메라와, 상기 포커싱 렌즈와 상기 라인 스캔 카메라 사이에 마련되며, 설정된 방향으로 이동하여 상기 라인 스캔 카메라의 픽셀에 입력되는 광을 이동되는 위치에 따라 반사시키는 미러와, 상기 미러를 설정된 방향으로 이동시키는 미러 구동부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 미러를 장착하여 설정된 방향으로 이동하는 미러 구동부를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 미러 구동부는 모터, 레일 등을 이용하여 이송되는 구조를 갖는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 미러는 ㎛ 단위 이하로 이동되는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 레퍼런스부는 상기 광 커플러에서 출력된 광을 평행광으로 변환하는 콜리메이터와; 상기 콜리메이터에서 출력된 평행광을 집광하는 렌즈와; 상기 렌즈에서 집광된 광을 반사시키는 미러를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 샘플부는 상기 광 커플러에서 출력된 광을 평행광으로 변환하는 콜리메이터와; 상기 콜리메이터에서 출력된 평행광을 방사 방향으로 조절하여, 피사체의 X축 방향 스캔 및 Y축 방향으로 스캔하는 스캐너와; 상기 스캐너에서 방사 방향이 조절된 광을 피사체에 집광하도록 하는 스캔 렌즈를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 방법은, 광원으로부터 출사된 광을 기준광과 측정광으로 분할하여 각 광 진행 경로로 출력하는 단계와; 상기 기준광을 입력받아 반사 경로를 통하여 반사된 기준광을 다시 입력받고, 상기 측정광을 입력받아 피사체에 방사하여 반사된 측정광을 다시 입력받아 결합하여 합성광을 출력하는 단계와; 상기 합성광을 이동되는 미러의 위치에 따라 카메라 픽셀에 입사 또는 반사시키고, 상기 카메라 픽셀에 입사된 광을 검출하여 각 픽셀 정보 및 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 획득하는 단계와; 상기 획득한 픽셀 정보 및 상기 파장 정보를 이용하여 각 단위 픽셀에 초점이 맞도록 광학계를 제어하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 각 픽셀 정보 및 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 획득하는 단계는 상기 미러의 이동 변위 및 이동 방향을 설정하는 단계와; 상기 미러의 현 위치에 대한 제 1 픽셀 강도 어레이 정보 및 제 1 파장 어레이 정보를 획득하는 단계와; 상기 이동 방향이 설정된 미러를 이동하는 단계와; 상기 미러가 이동된 후 위치에 대한 제 2 픽셀 강도 어레이 정보 및 제 2 파장 어레이 정보를 획득하는 단계와; 상기 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값과 상기 제 2 픽셀 강도 어레이 정보값을 계산하여 소정 픽셀 정보값을 획득하고, 상기 제 1 파장 어레이 정보값과 상기 제 2 파장 어레이 정보값을 계산하여 파장 정보값을 획득하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 소정 픽셀 정보값과 상기 파장 정보값은 획득하는 단계에서 상기 미러의 이동 변위가 + 방향이면 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값에서 상기 제 2 픽셀 강도 어레이 정보값을 계산하고, 상기 제 2 파장 어레이 정보값에서 상기 제 1 파장 어레이 정보값을 계산하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 소정 픽셀 정보값과 상기 파장 정보값은 획득하는 단계에서 상기 미러의 이동 변위가 - 방향이면 제 2 픽셀 강도 어레이 정보값에서 상기 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값을 계산하고, 상기 제 1 파장 어레이 정보값에서 상기 제 2 파장 어레이 정보값을 계산하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 계산하는 과정에서 상기 미러를 + 또는 - 변위로 연속적으로 이동하여 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값과 상기 제 2 픽셀 강도 어레이 정보값이 같아질 때까지 계산하고, 상기 제 2 파장 어레이 정보값과 상기 제 1 파장 어레이 정보값이 같아질 때까지 계산하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 미러를 이동하는 단계에서 상기 미러는 ㎛ 단위 이하로 이동되는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템 및 그 방법은, 분광기를 이용하는 광생체 단층촬영 시스템에서 미러의 이동하여 픽셀 대 파장 영역에 대한 정확한 정보를 획득함으로써 최종 출력 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 본 발명에 따른 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분광기의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 방법에 대한 흐름도.
도 4는 본 발명의 픽셀 정보 및 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 획득하는 방법에 대한 흐름도.
도 5는 본 발명의 미러의 이동에 따른 픽셀 대 광 강도를 관계를 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분광기의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 방법에 대한 흐름도.
도 4는 본 발명의 픽셀 정보 및 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 획득하는 방법에 대한 흐름도.
도 5는 본 발명의 미러의 이동에 따른 픽셀 대 광 강도를 관계를 나타내는 도면
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 본 발명에 따른 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광원(110), 광 커플러(120), 레퍼런스부(130), 샘플부(140), 분광기(150) 및 영상처리부(미도시)를 포함하여 구성된다.
상기 광 커플러(120)는 광원(110)에서 출사된 광을 기준광과 측정광으로 분할하여 각 광 진행 경로로 출력한다.
상기 레퍼런스부(130)는 상기 광 커플러(120)에서 출력된 기준광을 입력받아 반사 경로를 통하여 반사된 기준광을 다시 상기 광 커플러(120)로 출력한다.
보다 상세하게는, 상기 레퍼런스부(130)는 콜리메이터(131)에서 상기 광 커플러(120)에서 출력된 광을 평행광으로 변환하고, 렌즈(132)에서 평행광을 집광하여 미러(133)에서 반사시켜 기준광을 출력하게 된다. 이때, 미러(133)에서 반사된 기준광은 다시 상기 광 커플러(130)에 입사하게 된다.
상기 샘플부(140)는 상기 광 커플러(120)에서 출력된 측정광을 입력받아 피사체에 방사하여 반사된 측정광을 다시 상기 광 커플러(120)로 출력한다.
더 구체적으로는, 상기 샘플부(140)는 콜리메이터(141)에서 상기 광 커플러(120)에서 출력된 광을 평행광으로 변환하여 스캐너(142a,142b) 및 스캔 렌즈(143)를 통해 집광된 빔을 피사체(144)에 방사하게 된다. 그리고, 상기 피사체(144)의 산란체에 의해 후방산란된 반사광은 다시 스캔 렌즈(143), 스캐너(142a,142b) 및 콜리메이터(141)를 거쳐 상기 광 커플러(120)로 입사하게 된다. 여기서, 상기 스캐너(142a,142b)는 X축방향 및 Y축 방향에 대한 광 신호의 방사 방향을 조절하여, 피사체(144)의 X축 방향(가로 방향) 스캔 및 Y축 방향(세로 방향) 스캔을 수행한다.
상기 분광기(150)는 상기 광 커플러(120)에서 기준광과 측정광의 합성된 광을 입력받아 미러(154)를 이용하여 픽셀 정보 및 파장 정보를 검출하게 된다. 즉, 상기 분광기(150)는 상기 미러(154)의 이동 변위 및 이동 방향을 설정하여 이동하고, 이동된 미러의 위치에서 상기 합성된 광의 입사 및 반사에 의해 픽셀 강도 어레이 및 파장 어레이를 획득하여 각 픽셀 정보 및 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 획득하게 된다.
상기 분광기에 대해 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분광기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 분광기는(150)는 콜리메이터(151)와, 회절 격자부(152)와, 포커싱 렌즈(153)와, 라인 스캔 카메라(155)와, 미러(154) 및 미러 구동부(미도시)를 포함하여 구성한다.
상기 콜리메이터(151)는 상기 광 커플러(120)로부터 합성한 빔을 입력받아 평행광으로 변환하고, 상기 회절 격자부(152)는 상기 콜리메이터(151)에서 변환된 평행광을 입력받아 각 파장마다 분리한다.
상기 포커싱 렌즈(153)는 상기 회절 격자부(152)에서 각 파장마다 분리된 각 광을 집광한다.
상기 라인 스캔 카메라(155)는 상기 포커싱 렌즈(153)에서 집광된 광을 라인 스캔 카메라(155)의 픽셀과 대응되는 위치에 마련된 미러(154)의 위치에 따라 광 강도가 다르게 입력받는다. 즉, 상기 미러는 설정된 변위 및 설정된 방향에 의해 이동하게 되고, 미러의 + 변위 또는 - 변위에 따라 상기 라인 스캔 카메라의 픽셀에 입력되는 광을 입사 또는 반사시키게 된다.
그리고, 라인 스캔 카메라(155)는 광전변환소자 어레이인 라인 센서를 사용하여 각 위치(파장)마다 광 강도를 전압으로 변환한다.
상기 미러(154)는 상기 미러 구동부(미도시)에 의해 설정된 방향으로 ㎛ 단위 이하로 이동하게 되며, 미러 구동부는 모터, 레일 등을 이용하여 이송되는 구조를 갖는다.
상기 영상 처리부(미도시)는 상기 분광기(150)에서 출력된 전기적 신호를 데이터 처리하여 픽셀 정보와 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 획득하게 된다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 방법에 대한 흐름도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 방법은, 광원으로부터 출사된 광을 기준광과 측정광으로 분할하여 각 광 진행 경로로 출력하는 단계가 수행된다(S31).
그리고, 상기 기준광을 입력받아 반사 경로를 통하여 반사된 기준광을 다시 입력받고, 상기 측정광을 입력받아 피사체에 방사하여 반사된 측정광을 다시 입력받아 결합하여 합성광을 출력하는 단계가 수행된다(S32).
보다 상세하게는, 상기 기준광은 평행광으로 변환하고, 평행광을 집광하여 미러를 통해 반사된 빔을 다시 출력하게 된다.
상기 측정광은 평행광으로 변환하고, 평행광을 X축방향 및 Y축 방향에 대한 광 신호의 방사 방향을 조절하여 피사체에 방사하면 피사체의 산란체에 의해 후방산란된 반사된 빔을 다시 출력하게 된다.
그리고, 다시 출력된 기준광과 측정광을 결합한 합성광을 다른 광 진행 경로를 통해 출력하게 된다.
그 다음, 상기 입력되는 합성광을 이동되는 미러의 위치에 따라 카메라 픽셀에 입사 또는 반사시키고, 상기 카메라 픽셀에 입사된 광을 검출하여 각 픽셀 정보 및 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 획득하는 단계가 수행된다(S33).
마지막으로, 상기 획득한 픽셀 정보 및 상기 파장 정보를 이용하여 각 단위 픽셀에 초점이 맞도록 광학계를 제어하는 단계가 수행된다(S34).
한편, 도 4는 본 발명의 픽셀 정보 및 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 획득하는 방법에 대한 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 각 픽셀 정보 및 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 획득하는 방법은 상기 미러의 이동 변위 및 이동 방향을 설정하게 된다(S41). 즉, 카메라 픽셀에 대응하여 미러가 이동되는 변위 및 이동되는 방향을 설정하게 된다.
이어서, 상기 미러의 현 위치에 대한 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값(PIA 1) 및 제 1 파장 어레이 정보값(WA 1)를 획득하게 된다(S42). 즉, 픽셀에 입사되는 광에 의해 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값(PIA 1) 및 제 1 파장 어레이 정보값(WA 1)를 얻게 된다.
그 다음, 상기 이동 방향이 설정된 미러를 설정된 변위만큼 이동하게 된다(S43). 여기서, 상기 미러는 ㎛ 단위 이하로 이동되는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 상기 미러의 이동 변위가 + 방향(S44a) 또는 - 방향(S44b)으로 이동된 위치에 대한 제 2 픽셀 강도 어레이 정보값(PIA 2) 및 제 2 파장 어레이 정보값(WA 2)를 각각 획득하게 된다(S45a,S45b).
그리고, 상기 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값과 상기 제 2 픽셀 강도 어레이 정보값을 계산하여 소정 픽셀 정보값을 획득하고, 상기 제 1 파장 어레이 정보값과 상기 제 2 파장 어레이 정보값을 계산하여 파장 정보값을 획득하게 된다(S46a,S46b).
보다 상세하게는, 상기 소정 픽셀 정보값(pixel(i))과 상기 파장 정보값(Wavelength(i))은 상기 미러의 이동 변위가 + 방향이면 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값에서 상기 제 2 픽셀 강도 어레이 정보값을 감산하고, 상기 제 2 파장 어레이 정보값에서 상기 제 1 파장 어레이 정보값을 감산하게 된다. 이때, 각 계산된 차의 값은 0 이상의 값을 갖게 된다(S46a).
또한, 상기 미러의 이동 변위가 - 방향이면 제 2 픽셀 강도 어레이 정보값에서 상기 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값을 감산하여 소정 픽셀 정보값(pixel(i))을 획득하고, 상기 제 1 파장 어레이 정보값에서 상기 제 2 파장 어레이 정보값을 감산하여 상기 파장 정보값(Wavelength(i))을 획득하게 된다(S46b). 이때, 각 계산된 차의 값은 0 이상의 값을 갖게 된다(S46a).
그리고, 상기 계산하는 과정에서 상기 미러를 + 또는 - 변위로 연속적으로 이동하여 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값과 상기 제 2 픽셀 강도 어레이 정보값이 같아질 때까지 계산하고, 상기 제 2 파장 어레이 정보값과 상기 제 1 파장 어레이 정보값이 같아질 때까지 계산하게 된다(S47).
도 5는 본 발명의 미러의 이동에 따른 픽셀 대 광 강도를 관계를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 도 2의 미러가 움직이는 방향에 따른 픽셀의 강도를 보여주고 있다. 여기서, 미러가 이동됨에 따라 픽셀에 입력되는 강도가 달라지게 되는 것을 알 수 있다. 즉, 미러의 이동에 따른 픽셀의 정보 및 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 정확하게 획득함으로써 단위 픽셀에 초점이 맞도록 광학계를 제어할 수 있게 되어 분광 성능을 향상시키게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 --- 광원 120 --- 광 커플러
130 --- 레퍼런스부 140 --- 샘플부
150 --- 분광기 154 --- 미러
155 --- 라인 스캔 카메라
110 --- 광원 120 --- 광 커플러
130 --- 레퍼런스부 140 --- 샘플부
150 --- 분광기 154 --- 미러
155 --- 라인 스캔 카메라
Claims (12)
- 광원과;
상기 광원에서 출사된 광을 기준광과 측정광으로 분할하여 각 광 진행 경로로 출력하는 광 커플러와;
상기 광 커플러에서 출력된 기준광을 입력받아 반사 경로를 통하여 반사된 기준광을 다시 상기 광 커플러로 출력하는 레퍼런스부와;
상기 광 커플러에서 출력된 측정광을 입력받아 피사체에 방사하여 반사된 측정광을 다시 상기 광 커플러로 출력하는 샘플부와;
상기 광 커플러에서 기준광과 측정광의 합성된 광을 미러의 이동 위치에 따라 입사 및 반사하여 픽셀 정보 및 파장 정보를 검출하는 분광기와;
상기 분광기에서 출력된 픽셀 정보 및 파장 정보를 처리하여 영상을 생성하는 영상처리부를 포함하되,
상기 분광기는, 상기 합성한 광을 입력받아 평행광으로 변환하는 콜리메이터와; 상기 콜리메이터에서 변환된 평행광을 입력받아 각 파장 대역으로 분리하는 회절 격자부와; 상기 회절 격자부에서 분리된 각 광을 집광하는 포커싱 렌즈와; 상기 포커싱 렌즈를 투과한 각 광을 입력받아 전기적 신호로 변환하는 라인 스캔 카메라와; 상기 포커싱 렌즈와 상기 라인 스캔 카메라 사이에 마련되며, 설정된 방향으로 이동하여 상기 라인 스캔 카메라의 픽셀에 입력되는 광을 이동되는 위치에 따라 반사시키는 미러와; 상기 미러를 설정된 방향으로 이동시키는 미러 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 미러 구동부는 모터, 레일 등을 이용하여 이송되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 미러는 ㎛ 단위 이하로 이동되는 것을 특징으로 하는 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 레퍼런스부는
상기 광 커플러에서 출력된 광을 평행광으로 변환하는 콜리메이터와;
상기 콜리메이터에서 출력된 평행광을 집광하는 렌즈와;
상기 렌즈에서 집광된 광을 반사시키는 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 샘플부는
상기 광 커플러에서 출력된 광을 평행광으로 변환하는 콜리메이터와;
상기 콜리메이터에서 출력된 평행광을 방사 방향으로 조절하여, 피사체의 X축 방향 스캔 및 Y축 방향으로 스캔하는 스캐너와;
상기 스캐너에서 방사 방향이 조절된 광을 피사체에 집광하도록 하는 스캔 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템.
- 광원으로부터 출사된 광을 기준광과 측정광으로 분할하여 각 광 진행 경로로 출력하는 단계와;
상기 기준광을 입력받아 반사 경로를 통하여 반사된 기준광을 다시 입력받고, 상기 측정광을 입력받아 피사체에 방사하여 반사된 측정광을 다시 입력받아 결합하여 합성광을 출력하는 단계와;
상기 합성광을 이동되는 미러의 위치에 따라 카메라 픽셀에 입사 또는 반사시키고, 상기 카메라 픽셀에 입사된 광을 검출하여 각 픽셀 정보 및 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 획득하는 단계와;
상기 획득한 픽셀 정보 및 상기 파장 정보를 이용하여 각 단위 픽셀에 초점이 맞도록 광학계를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 각 픽셀 정보 및 각 픽셀에 대응하는 파장 정보를 획득하는 단계에서 상기 미러의 이동 변위 및 이동 방향을 설정하는 단계와; 상기 미러의 현 위치에 대한 제 1 픽셀 강도 어레이 정보 및 제 1 파장 어레이 정보를 획득하는 단계와; 상기 이동 방향이 설정된 미러를 이동하는 단계와; 상기 미러가 이동된 후 위치에 대한 제 2 픽셀 강도 어레이 정보 및 제 2 파장 어레이 정보를 획득하는 단계와; 상기 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값과 상기 제 2 픽셀 강도 어레이 정보값을 계산하여 소정 픽셀 정보값을 획득하고, 상기 제 1 파장 어레이 정보값과 상기 제 2 파장 어레이 정보값을 계산하여 파장 정보값을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 방법.
- 삭제
- 제 7항에 있어서,
상기 소정 픽셀 정보값과 상기 파장 정보값은 획득하는 단계에서
상기 미러의 이동 변위가 + 방향이면 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값에서 상기 제 2 픽셀 강도 어레이 정보값을 감산하고, 상기 제 2 파장 어레이 정보값에서 상기 제 1 파장 어레이 정보값을 감산하는 것을 특징으로 하는 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 방법.
- 제 7항에 있어서,
상기 소정 픽셀 정보값과 상기 파장 정보값은 획득하는 단계에서
상기 미러의 이동 변위가 - 방향이면 제 2 픽셀 강도 어레이 정보값에서 상기 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값을 감산하고, 상기 제 1 파장 어레이 정보값에서 상기 제 2 파장 어레이 정보값을 감산하는 것을 특징으로 하는 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 방법.
- 제 9항 또는 10항에 있어서,
상기 계산하는 과정에서
상기 미러를 + 또는 - 변위로 연속적으로 이동하여 제 1 픽셀 강도 어레이 정보값과 상기 제 2 픽셀 강도 어레이 정보값이 같아질 때까지 계산하고, 상기 제 2 파장 어레이 정보값과 상기 제 1 파장 어레이 정보값이 같아질 때까지 계산하는 것을 특징으로 하는 고해상도 분광기를 구비한 강 단층촬영 방법.
- 제 7항에 있어서,
상기 미러를 이동하는 단계에서
상기 미러는 ㎛ 단위 이하로 이동되는 것을 특징으로 하는 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 방법.
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| KR1020110032480A KR101226442B1 (ko) | 2011-04-08 | 2011-04-08 | 고해상도 분광기를 구비한 광 단층촬영 시스템 및 그 방법 |
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