KR20080076303A

KR20080076303A - Space Domain Photocoherence Tomography

Info

Publication number: KR20080076303A
Application number: KR1020070016061A
Authority: KR
Inventors: 정병조; 조용진
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2008-08-20

Abstract

본 발명은 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치를 개시한다. The present invention discloses an optical coherence tomography apparatus in a spatial region.

본 발명의 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치는 가간섭성 길이가 짧은 SLD광원과, 상기 광원으로부터의 빛을 전달하는 광섬유와, 광원을 대상과 마이켈슨 간섭계의 기준거울로 분리 시켜주는 광섬유 커플러와, 상기 빔분배기를 통한 빛을 대상과 기준거울에 유도하여 영상화하는 대물렌즈 프로브와, 대상과 마이켈슨 간섭계의 기준거울로부터 반사된 빛이 재입사되는 것으로 푸리에 변환없이 주파수 영역의 간섭무늬를 획득할 수 있는 푸리에 변환 분광기와, 최종적으로 목표물을 영상화하는 Line Scan CCD 또는 Area Scan CCD 및 본체 렌즈로 구성된다. The optical coherence tomography apparatus of the spatial region of the present invention includes an SLD light source having a short coherence length, an optical fiber for transmitting light from the light source, an optical fiber coupler for separating the light source into a reference mirror of an object and a Michelson interferometer, And an objective lens probe for inducing and imaging the light through the beam splitter to the object and the reference mirror, and the light reflected from the reference mirror of the object and the Michelson interferometer to be re-injected to obtain an interference pattern in the frequency domain without Fourier transform. And a Fourier transform spectrometer, a Line Scan CCD or an Area Scan CCD that finally image the target, and a main lens.

상기와 같이 구성되는 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치는 종래의 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치를 구성하고 있는 푸리에 변환 분광기를 사용함으로써 푸리에 변환을 하지 않아도 대상(target)의 공간 정보를 얻을 수 있고 또한 푸리에 변환 분광기를 구성하고 있는 두 개의 거울 중 한 개를 적절히 이동시킴으로써 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치의 공액 간섭무늬를 용이하게 제거 가능한 이점이 있다.The optical coherence tomography apparatus of the spatial domain configured as described above uses a Fourier transform spectrometer constituting the conventional optical coherence tomography apparatus of the conventional spatial domain to obtain target spatial information without performing Fourier transform. In addition, by appropriately moving one of the two mirrors constituting the Fourier transform spectrometer there is an advantage that can easily remove the conjugate interference pattern of the optical coherence tomography apparatus in the spatial domain.

Description

Spatial-Domain Optical Coherence Tomography

도 1은 본 발명에 따른 공간 영역 광결맞음 단층 촬영장치를 설명하기 위해 개략적인 구성을 나타낸 구성도,1 is a block diagram showing a schematic configuration for explaining a spatial domain photocoherence tomography apparatus according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 공간 영역 광결맞음 단층 촬영장치를 통해 획득한 간섭무늬를 나타낸 도면,2 is a view showing an interference fringe obtained through a spatial domain photocoherence tomography apparatus according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 공간 영역 광결맞음 단층 촬영장치를 구성하고 있는 푸리에 변환 분광기의 기울어진 거울을 움직여 공액 신호를 제거한 간섭무늬를 나타낸 도면.3 is a view showing an interference fringe removed from a conjugate signal by moving a tilted mirror of a Fourier transform spectrometer constituting a spatial domain photocoherence tomography apparatus according to the present invention;

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 광원 12 : 광섬유10: light source 12: optical fiber

14 : ND 필터 16 : 역반사거울14: ND filter 16: retroreflective mirror

18 : 광섬유 커플러 20 : 대물렌즈 프로브18: optical fiber coupler 20: objective lens probe

100 : 푸리에 변환 분광기 110 : 빔 익스펜더 100 Fourier Transform Spectroscope 110 Beam Expander

120 : 빔 분배기 130 : 역반사거울120: beam splitter 130: retroreflective mirror

140 : 기울어진 거울 200 : Line CCD 카메라 140: tilted mirror 200: Line CCD camera

220 : 본체 렌즈220: body lens

본 발명은 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치에 관한 것으로서, 기존의 회절격자로 구성된 분광기를 이용하여 시료로부터 반사된 빛과 기준거울간의 간섭 무늬를 얻은 후 푸리에 변환을 통해 시료의 구조적인 정보를 얻는 주파수영역의 광결맞음 단층 촬영장치와는 달리 푸리에 변환 없이 공간 영역에서 바로 시료의 구조적인 정보를 얻을 수 있는 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical coherence tomography apparatus in a spatial domain, and obtains structural information of a sample through Fourier transform after obtaining an interference fringe between light reflected from a sample and a reference mirror using a spectrometer composed of a conventional diffraction grating. Unlike the optical coherence tomography apparatus of the frequency domain, the optical coherence tomography apparatus of the spatial domain can obtain structural information of a sample directly in the spatial domain without Fourier transform.

일반적으로 광 결맞음 단층 촬영장치(Optical Coherence Tomography, OCT)의 기본원리는 저결맞음 길이 간섭계(Low Coherence Tomography)의 원리와 같다. 저결맞음 길이 간섭계(Low Coherence Tomography)는 광 결맞음 길이(Coherence Length)가 짧은 광원을 사용하여 구성한 마이켈슨 간섭계(Michelson Interferometer)라 할 수 있다. 광 결맞음 단층 촬영기(Optical Coherence Tomography, OCT)란 저 결맞음 길이 간섭계를 이용하여 빛을 강하게 산란시키는 생체조직 등의 내부구조를 고해상도로 영상 촬영하는 기법을 이용한 장치이다.Generally, the basic principle of optical coherence tomography (OCT) is the same as that of low coherence tomography. Low coherence tomography (Low Coherence Tomography) is a Michelson Interferometer (Michelson Interferometer) configured using a light source with a short Coherence Length (Coherence Length). Optical coherence tomography (OCT) is a device using a high resolution imaging technique of internal structures such as biological tissues that strongly scatter light using a low coherence length interferometer.

즉, 기존의 광결맞음 단층 촬영장치는 시간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치와 주파수 영역의 단층 촬영장치 두 가지로 대별된다.In other words, conventional photo coherence tomography apparatuses are roughly classified into two types: photo coherence tomography apparatuses in the time domain and tomography apparatuses in the frequency domain.

먼저, 시간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치는 기본적인 마이켈슨 간섭계를 이루고 있는 기준거울을 광축과 같은 방향으로 PZT나 모터를 이용하여 이동시키면서 기준거울과 대상(target) 내의 층과의 광로차가 광원의 가간섭성 길이 범위를 만족할 시 나타나는 간섭무늬를 얻어 대상(target) 내부의 구조적인 정보를 얻는 방식으로 광축 방향으로 기계적인 주사로 인해 생기는 기계적인 위치오차와 데이터를 얻는데 많은 시간이 걸린다는 단점이 있다. First, the optical coherence tomography apparatus in the time domain moves the reference mirror, which forms the basic Michelson interferometer, using a PZT or a motor in the same direction as the optical axis, while the optical path difference between the reference mirror and the layer in the target is It takes a long time to acquire mechanical position error and data caused by mechanical scanning in the optical axis direction by obtaining structural information inside the target by obtaining interference fringes that appear when satisfying the coherent length range. .

한편, 주파수 영역의 광결맞음 단층 촬영장치는 마이켈슨 간섭계에서 나온 신호를 회절격자로 구성된 분광기를 거쳐 파수에 따른 스펙트럼을 얻고 이를 다시 푸리에 변환을 하여 공간 영역의 정보를 얻는 방식으로 고가의 분광기를 사용해야만 하는 단점과 푸리에 변환을 통해 분광기의 선형검출기 해상도의 절반 밖에 사용 못하는 단점이 있다. On the other hand, the optical coherence tomography apparatus in the frequency domain uses an expensive spectrometer by obtaining a spectrum according to the wave number through a spectrometer composed of diffraction gratings and performing Fourier transform on the signal from the Michelson interferometer. The disadvantage is that it only uses half the resolution of the linear detector in the spectrometer through Fourier transform.

푸리에 변환 시 적절하지 않은 파수의 표본화로 인해 갖는 데이터의 왜곡으로 잘못된 대상(target)의 구조 데이터를 획득하므로 신뢰성이 낮은 단점이 있다.When the Fourier transform acquires the structural data of the wrong target due to the distortion of the data due to the sampling of an inappropriate wave number, there is a disadvantage that the reliability is low.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 주파수 영역의 광결맞음 단층 촬영장치를 구성하는 회절격자의 분광기 대신 푸리에 변환 분광기로 대체함으로써 푸리에 변환 없이 대상(target)의 구조적인 정보를 획득하는 것을 가능하게 하면서 선형 검출기의 해상도 전체를 사용할 수 있는 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치의 제공을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and the present invention provides a structural information of a target without Fourier transform by replacing with a Fourier transform spectrometer instead of a spectrometer of a diffraction grating constituting a photocoherence tomography apparatus in a frequency domain. It is an object of the present invention to provide an optical coherence tomography apparatus in a spatial domain, which makes it possible to obtain the full resolution of a linear detector while making it possible to obtain.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치는 가간섭성 길이가 짧은 SLD(Superluminescent Diode) 광원과; 상기 광원으로부터의 빛을 전달하는 광섬유와; 광원을 대상(target)과 마이켈슨 간섭계의 기준거울로 분리 시켜주는 광섬유 커플러와; 상기 빔분배기를 통한 빛을 대상(target)과 기준거울에 유도하여 영상화하는 대물렌즈 프로브와; 대상(target)과 마이켈슨 간섭계의 기준거울로부터 반사된 빛이 재입사되는 것으로 푸리에 변환없이 주파수 영역의 간섭무늬를 획득할 수 있는 푸리에 변환 분광기(Fourier Transform Spectrometer)와; 최종적으로 목표물을 영상화하는 Line Scan CCD 또는 Area Scan CCD 및 본체 렌즈로 구성되는 것을 그 특징으로 한다.According to the present invention for realizing the above object, the optical coherence tomography apparatus of the spatial region includes: a SLD (Superluminescent Diode) light source having a short coherence length; An optical fiber for transmitting light from the light source; An optical fiber coupler for separating the light source into a reference mirror of a target and a Michelson interferometer; An objective lens probe for inducing and imaging light through the beam splitter to a target and a reference mirror; A Fourier Transform Spectrometer capable of obtaining an interference fringe in a frequency domain without Fourier transform by re-injecting light reflected from a reference mirror of a target and a Michelson interferometer; It is characterized by consisting of a line scan CCD or an area scan CCD and a main body lens that finally image the target.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 푸리에 변환 분광기는 기준 거울 두 개를 구비하며, 그 중 한 개가 기계적인 주사없이 대상(target)의 광축 방향의 정보를 얻을 수 있도록 임의의 각도로 기울어지는 것에 있다.As a preferable feature of the present invention, the Fourier transform spectrometer includes two reference mirrors, one of which is inclined at an arbitrary angle so as to obtain information of a target optical axis direction without mechanical scanning. .

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 푸리에 변환 분광기는, 복수개의 거울을 구비하며, 이들 거울중 하나의 거울을 이동시킴으로써 상기 장치에 의해 발생하는 공액 간섭무늬를 제거 하는 것에 있다.As another preferable feature of the present invention, the Fourier transform spectrometer includes a plurality of mirrors and removes the conjugate interference pattern generated by the device by moving one of these mirrors.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 푸리에 변환 분광기(Fourier Transform Spectrometer)는 마이켈슨 간섭계와 동일한 간섭 무늬를 얻을 수 있는 모든 공간 영역의 간섭계인 Mach-Zender 간섭계, Sagnag 간섭계, Savart plate를 기반으로 한 간섭계, Wollaston Prism을 기반으로 한 공간 영역의 간섭계 중 어느 하나가 사용되는 것에 있다.As another preferred feature of the present invention, the Fourier Transform Spectrometer is based on the Mach-Zender interferometer, Sagnag interferometer, Savart plate, which is an interferometer for all spatial domains that can obtain the same interference fringes as the Michelson interferometer. The interferometer, which is one of the interferometers in the spatial domain based on the Wollaston Prism, is used.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims are not to be interpreted in a conventional and dictionary sense, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention.

이하, 본 발명에 따른 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of an optical coherence tomography apparatus of a spatial region according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 공간 영역 광결맞음 단층 촬영장치를 설명하기 위해 개략적인 구성을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공간 영역 광결맞음 단층 촬영장치를 통해 획득한 간섭무늬를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration for explaining a spatial domain photocoherence tomography apparatus according to the present invention, Figure 2 is a view showing an interference fringe obtained through the spatial region photocoherence tomography apparatus according to the present invention. to be.

그리고, 도 3은 본 발명에 따른 공간 영역 광결맞음 단층 촬영장치를 구성하고 있는 푸리에 변환 분광기의 기울어진 거울을 움직여 공액 신호를 제거한 간섭무 늬를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an interference region from which a conjugate signal is removed by moving a tilted mirror of a Fourier transform spectrometer constituting a spatial domain photocoherence tomography apparatus according to the present invention.

이에 나타내 보인 바와 같이 본 발명은, 생체조직과 같은 내부구조를 고해상도로 이미징하는 광결맞음 단층 촬영장치의 구성을 위하여, 가간섭성 길이가 짧은 SLD(Superluminescent Diode) 광원과, 상기 광원으로부터의 빛을 전달하는 광섬유와, 광원을 대상(target)과 마이켈슨 간섭계의 기준거울로 분리 시켜주는 광섬유 커플러와, 상기 빔 분배기를 통한 빛을 대상(target)과 기준거울에 유도하여 영상화하는 대물렌즈 프로브와, 대상(target)과 마이켈슨 간섭계의 기준거울로부터 반사된 빛이 재입사되는 푸리에변환 분광기와, 최종적으로 목표물을 영상화하는 Line Scan CCD 또는 Area Scan CCD 및 본체 렌즈로 구성되는 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치에 있어서, 상기 푸리에 변환 분광기를 구성하는 기준거울 두 개 중 한 개가 기계적인 주사없이 대상(target)의 광축 방향의 정보를 얻을 수 있도록 임의의 각도로 기울어짐을 특징으로 하는 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치를 제공하기 위한 것이다.As shown in the present invention, the present invention provides a SLD (Superluminescent Diode) light source having a short coherence length and a light from the light source for the construction of an optical coherence tomography apparatus for imaging an internal structure such as a living tissue at high resolution. An optical fiber coupler for separating the optical fiber to be transmitted, the light source into a reference mirror of a target and a Michelson interferometer, an objective lens probe for inducing and imaging light through the beam splitter to the target and the reference mirror; Photocoherence tomography of the spatial domain, consisting of a Fourier transform spectrometer where light reflected from a reference mirror of a target and a Michelson interferometer is re-incident, a line scan CCD or an area scan CCD, and a main body lens that finally image the target In the apparatus, one of the two reference mirrors constituting the Fourier transform spectrometer is a target optical axis without mechanical scanning So as to obtain the information on the face inclined at an angle to provide an optical coherence tomography in the spatial domain to the burden characterized.

즉, 본 발명의 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치는 첨부도면 도 1을 참조하여 설명하면, 광원(10)을 구성하는 광원으로는 출력 조정이 가능하고 짧은 가간섭성 길이를 가지며 넓은 파장대역을 가진 SLD(SuperLuminiscent Diode)가 사용된다.That is, the light coherence tomography apparatus of the spatial region of the present invention will be described with reference to FIG. 1. As a light source constituting the light source 10, an output can be adjusted, has a short coherence length, and a wide wavelength band. SuperLuminiscent Diode (SLD) is used.

그리고, 광섬유(Optical Fiber: 12)는 광원(10)으로부터 빛을 광섬유 커플러(Optical Fiber Coupler, 18)에 전달하기 위한 것으로, 광섬유로는 다중모드 광 섬유가 사용된다. 사용 목적에 따라 즉 사용되는 빛의 파장대에 따라 가시광선, 적외선, 자외선영역의 다중모드 광섬유를 선택적으로 사용 할 수 있다. The optical fiber 12 is used to transfer light from the light source 10 to the optical fiber coupler 18, and a multimode optical fiber is used as the optical fiber. Depending on the purpose of use, that is, depending on the wavelength of light used, multimode optical fibers in the visible, infrared and ultraviolet regions can be selectively used.

또한, 광섬유 커플러(18)는 광섬유(12)를 통한 빛을 대상(target)과 마이켈슨 간섭계를 이루고 있는 기준거울로 유도하기 위한 것으로, 본 발명에서는 광섬유 커플러의 분할 비율을 대상(target)의 종류에 따라 그 비율을 정하도록 한다. 만약, 50:50의 비율의 광섬유 커플러(18)를 사용한다면 마이켈슨 간섭계의 역반사거울(retro-reflector, 16) 앞에 ND filter(neutral density filter, 14)를 적절하게 사용한다. 이는 역반사거울(16)의 빛의 반사도와 대상(target)의 반사도가 서로 다르기 때문에 반사도를 맞춰주는 것으로 반사도가 같은 때 콘트라스트가 가장 높기 때문이다. In addition, the optical fiber coupler 18 is to guide the light through the optical fiber 12 to a reference mirror that forms a target and a Michelson interferometer, and in the present invention, the split ratio of the optical fiber coupler is a kind of target. The ratio is determined according to. If a 50:50 optical fiber coupler 18 is used, an ND filter (neutral density filter, 14) is appropriately used in front of the retro-reflector (16) of the Michelson interferometer. This is because the reflectivity of the retroreflective mirror 16 and the reflectivity of the target are different, so that the reflectivity is adjusted.

앞서 설명한 마이켈슨 간섭계의 구성 원리는 광원에서 발사된 빛이 진행하는 방향과 진행하는 방향의 직각 방향으로 50/50 광섬유 커플러(18)에 의해 두 갈래로 나누어지며 직각으로 꺾어진 한 쪽 빔(reference beam)은 역반사거울(16)로, 또 다른 빔(sample arm)은 측정하고자 하는 샘플로 투사된다. 이때 두 빔은 대물렌즈 프로브(Objective Lens Probe: 20)에 의해 포커싱되어 역반사거울과 샘플에 초점을 맺히게 된다. 주의할 점은 역반사거울 표면과 대물렌즈 프로브(20)의 초점이 일치시켜야하나 샘플에서는 대물렌즈 프로브(20)의 초점이 샘플 표면보다 약 200um 정도 앞선 곳에서 초점면이 형성되어야 한다. The construction principle of the Michelson interferometer described above is a reference beam which is divided into two branches by a 50/50 optical fiber coupler 18 in a direction perpendicular to the direction in which the light emitted from the light source travels and travels. ) Is projected onto the retroreflective mirror 16 and another sample arm is projected onto the sample to be measured. In this case, the two beams are focused by the objective lens probe 20 to focus the retroreflective mirror and the sample. It should be noted that the surface of the retroreflective mirror and the focus of the objective probe 20 should coincide, but in the sample, the focal plane should be formed where the focus of the objective probe 20 is about 200 um before the sample surface.

이는 첨부도면 도 2와 도 3에서 나타내 보인 것과 같이 자체상관 신호(autocorrelation signal)와 샘플의 첫 번째 층(예를 들어 커버글래스의 앞면 신 호)의 신호가 겹치는 것을 막기 위함이다. This is to prevent the signal of the autocorrelation signal and the first layer of the sample (for example, the front signal of the cover glass) from overlapping as shown in FIGS. 2 and 3.

즉, 기존의 주파수 영역의 광결맞음 단층 촬영장치에서 역반사거울(16) 방면과 샘플 방면의 초점면이 약간의 차이를 두어 자체상관 신호와 첫 번째 층의 신호가 중첩되지 않도록 하는 이유와 같다. 위치한 대물렌즈 프로브(20)의 초점면과 역반사거울(16)과 샘플에서 역산란된 빛은 다시 원래의 광섬유 커플러(18)로 입사되어 다시 만나게 된다. 이때 두 개의 빛 사이에는 빛이 지나온 경로의 차 즉, 광경로차가 발생하게 되는데 이때 광경로차가 빛의 광 결맞음 길이보다 짧으면 밝고 어둠의 주기적인 간섭무늬가 발생하게 된다. 이를 이용하여 시료 표면의 형상이나 물질의 굴절률 측정에 이용된다. 이때 기준거울은 시료로 입사된 후 되반사되어 검출기에 도달한 빛의 기준이 되는 광로정을 만들어주기 위해 사용된다.That is, in the conventional optical coherence tomography apparatus of the conventional frequency domain, the retroreflective mirror 16 and the focal plane of the sample have a slight difference so that the autocorrelation signal and the signal of the first layer do not overlap. The light scattered back from the focal plane, the retroreflective mirror 16, and the sample of the positioned objective lens probe 20 is incident to the original optical fiber coupler 18 and meets again. At this time, the difference between the paths of the light, that is, the optical path difference, is generated between the two lights. If the optical path difference is shorter than the light coherence length of the light, periodic interference patterns of bright and dark light are generated. This is used to measure the shape of the sample surface and the refractive index of the material. At this time, the reference mirror is used to make an optical path that is the reference of the light that is incident on the sample and then reflected back to the detector.

상기 대물렌즈 프로브(20)는 사용 용도에 따라 다른 형태로 설계가 가능하며, 또 목적에 따라 교체된다.The objective probe 20 can be designed in a different form depending on the intended use, and is replaced according to the purpose.

마이켈슨 간섭계의 대상(target)과 기준거울(16)로부터 반사된 빛이 광섬유 커플러(18)를 다시 통과해 나온 빛을 빔 익스펜더(Beam Expander, 110)를 통해 확장된 후 푸리에 변환 분광기(Fourier Transform Spectrometer, 100)로 입사된다. The light reflected from the target of the Michelson interferometer and the reference mirror 16 is passed through the optical fiber coupler 18 and then expanded through the beam expander 110 and then a Fourier Transform spectrometer. Incident on a spectrometer (100).

한편, 푸리에 변환 분광기(100)는 기본적으로 구조는 마이켈슨 간섭계의 구조와 같다. On the other hand, the Fourier transform spectrometer 100 is basically the same as the structure of the Michelson interferometer.

따라서 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치는 두 개의 연속된 마이켈슨 간 섭계라고 할 수 있으며, 여기서 사용된 푸리에 변환 분광기(Fourier Transform Spectrometer, 100)는 마이켈슨 간섭계처럼 역반사거울(retro-reflector, 130)과 기울어진 거울(140)로 이루어 있으며 빔분배기(Beam Splitter, 120)에 의해 두 개의 거울로 나누어진다. 이 중 기울어진 거울(140)은 기울어져 있어 광경로차를 발생시켜 푸리에 변환 분광기(100)의 두 개의 거울 중 하나의 거울을 기계적인 주사가 없이 대상(target)을 이루고 있는 모든 층에 대한 정보를 얻을 수 있게 한다. Therefore, the photocoherence tomography device in the spatial domain can be called two consecutive Michelson interferometers, and the Fourier Transform Spectrometer (100) used here is a retro-reflector (130) like the Michelson interferometer. ) And an inclined mirror 140 and divided into two mirrors by a beam splitter 120. Of these, the inclined mirror 140 is inclined to generate an optical path difference, so that information about all the layers forming one of the two mirrors of the Fourier transform spectrometer 100 without a mechanical scan is targeted. To get.

만약에 두 개의 거울 모두 기울어져 있지 않고 광축에 대해 수직하다면 대상(target)의 구조적인 정보를 얻기 위해서는 두 개의 거울 중 하나의 거울을 기계적인 고속 스캐닝 방법을 이용하여 구조적인 정보를 얻을 수 있다. If both mirrors are not tilted and are perpendicular to the optical axis, structural information can be obtained using a mechanical high-speed scanning method of one of the two mirrors to obtain structural information of the target.

여기서, 고속 tm캐닝 방법에는 회전 유리상자를 이용하거나 광섬유를 스트래칭하는 방법, 그리고 회적격자와 갈바노미터를 이용한 방법(Rapid scanning optical delay) 등을 이용할 수 있다. 이것은 바로 기계적인 고속 스캐닝을 함으로써 광경로차를 임의로 만들어내 그 범위안의 간섭무늬를 획득하기 위한 방법이다. 하지만 여기서는 한 쪽 거울을 기울임으로써 기계적인 고속 스캐닝 방법 없이도 그와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 고속 스캐닝 방법을 사용하지 않는 경우 시스템 구성 시 재료비 절감효과가 있으며, 기계적인 스캐닝으로 인한 기계적 오차를 줄일 수 있는 장점이 있다. 이것은 회절격자를 이용한 주파수 영역의 광 결맞음 단층 촬영장치에서 Z축 방향의 스캐닝이 필요 없는 것과 마찬가지이다.Here, the high-speed tm scanning method may use a rotating glass box or a method of stretching the optical fiber, a method using a spin grating and a galvanometer (Rapid scanning optical delay). This is a method for randomly generating optical path differences by mechanical high speed scanning to obtain interference fringes in the range. However, by tilting one mirror, the same effect can be achieved without mechanical high speed scanning. If the high speed scanning method is not used, the material cost can be reduced when the system is configured, and the mechanical error due to the mechanical scanning can be reduced. This is similar to the need for scanning in the Z-axis direction in the optical coherence tomography apparatus in the frequency domain using the diffraction grating.

Line CCD 카메라(200)와 본체 렌즈(Main Body Lens: 220)는 대물렌즈 프로 브(20)를 통해 채집된 빛을 최종적으로 획득하게 한다. Line CCD 카메라는 대역 파장대의 Line Scan Camera 또는 Area Scan Camera을 사용하여 다양한 파장대에서 사용 할 수 있도록 한다. The line CCD camera 200 and the main body lens 220 finally acquire the light collected through the objective lens probe 20. Line CCD cameras can be used in various wavelength bands using line scan cameras or area scan cameras.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 공간 영역 광결맞음 단층 촬영장치의 얇은 커버글래스의 두 개의 층을 대상(target)으로 얻은 간섭무늬를 나타낸 것으로서, 도면에서 보는 바와 같이 광결맞음 단층 촬영장치의 간섭무늬는 주파수 영역의 광결맞음 단층 촬영장치의 동일한 대상(target)으로 얻은 간섭무늬와 동일하나 주파수 영역의 광결맞음 단층 촬영장치와 달리 푸리에 변환 없이 바로 얻은 간섭무늬임을 알 수 있다. On the other hand, Figure 2 shows an interference pattern obtained by targeting two layers of a thin cover glass of the spatial domain photocoherence tomography apparatus according to the present invention, as shown in the figure interference interference pattern of the photocoherence tomography apparatus The same as the interference fringes obtained by the same target of the optical coherence tomography apparatus in the frequency domain, but unlike the optical coherence tomography apparatus in the frequency domain, the interference fringes are obtained directly without Fourier transform.

또한, 도 3은 본 발명에 따른 공간 영역 광결맞음 단층 촬영장치를 구성하고 있는 푸리에 변환 분광기의 기울어진 거울을 움직여 공액 신호를 제거한 간섭무늬를 나타낸 것으로서, 주파수 영역의 광결맞음 단층 촬영장치에서는 소프트웨어로 처리해야 하지만 공간 영역에서의 광결맞음 단층 촬영장치에서는 단지 기울어진 거울을 적절치 이동시킴으로써 공액 신호를 제거할 수 있다.3 shows an interference fringe removed from a conjugate signal by moving a tilted mirror of a Fourier transform spectrometer constituting a spatial domain photocoherence tomography apparatus according to the present invention. However, in photocoherence tomography in the spatial domain, the conjugate signal can be removed by simply moving the tilted mirror properly.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the described embodiments, it is obvious to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래의 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치를 구성하고 있는 푸리에 변환 분광기를 사용함으로써 푸리에 변환을 하지 않아도 대상(target)의 공간 정보를 얻을 수 있고 또한 푸리에 변환 분광기(Fourier Transform Spectrometer, 100)를 구성하고 있는 두 개의 거울 중 한 개를 적절히 이동시킴으로써 공간 영역의 광결맞음 단층 촬영장치의 공액 간섭무늬를 쉽게 제거할 수 있다.As described above, according to the present invention, by using a Fourier transform spectrometer constituting a conventional optical coherence tomography apparatus, a spatial information of a target can be obtained without Fourier transform and a Fourier transform spectrometer By properly moving one of the two mirrors of the Fourier Transform Spectrometer (100), the conjugated interference fringes of the photocoherence tomography apparatus in the spatial domain can be easily removed.

또한 대물렌즈 프로브의 설계에 따라 피부의 영상 외에 치아, 자궁경부암 진단용 의료영상장비나, 산업용 검사 장비 등의 영상에 응용하여 사용할 수 있다.In addition, according to the design of the objective probe, it can be applied to images of teeth, medical imaging equipment for diagnosing cervical cancer, and industrial inspection equipment.

Claims

A superluminescent diode (SLD) light source having a short coherence length;

An optical fiber for transmitting light from the light source;

An optical fiber coupler for separating the light source into a reference mirror of a target and a Michelson interferometer;

An objective lens probe for inducing and imaging light through the beam splitter to a target and a reference mirror;

A Fourier Transform Spectrometer capable of obtaining an interference fringe in a frequency domain without Fourier transform by re-injecting light reflected from a reference mirror of a target and a Michelson interferometer;

An optical coherence tomography apparatus comprising a line scan CCD or an area scan CCD and a main body lens that finally image an object.

The method of claim 1, wherein the Fourier transform spectrometer is provided with two reference mirrors, one of which is inclined at an arbitrary angle so as to obtain information in the direction of the optical axis of the target without mechanical scanning Photocoherence tomography apparatus in spatial domain.

The optical coherence tomography of claim 1, wherein the Fourier transform spectrometer includes a plurality of mirrors and removes conjugate interference patterns generated by the device by moving one of the mirrors. Shooting device.

4. The Fourier Transform Spectrometer is a Mach-Zender interferometer, a Sagnag interferometer, a Savart plate-based interferometer, Wollaston An optical coherence tomography apparatus of a spatial domain, wherein any one of an interferometer of a spatial domain based on a prism is used.