JPH1099337A - 光学的干渉断層撮影画像のコントラスト強調のための 方法およびその装置 - Google Patents
光学的干渉断層撮影画像のコントラスト強調のための 方法およびその装置Info
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- JPH1099337A JPH1099337A JP9137954A JP13795497A JPH1099337A JP H1099337 A JPH1099337 A JP H1099337A JP 9137954 A JP9137954 A JP 9137954A JP 13795497 A JP13795497 A JP 13795497A JP H1099337 A JPH1099337 A JP H1099337A
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- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 医学において使用する干渉断層撮影法におい
て画像のコントラストの改良を可能にする方法及び装置
を提供する。 【解決手段】 対象物を走査する干渉測定用測定光線
が、光線分割で得られる二重光線であって、その二つの
干渉性部分光束が、光線分割から対象物まで、及び光検
出器へ戻るまで、合計としてλ／２又はそれの奇数倍の
光路差があり、均質な対象物構造では、両方の対象物点
から戻る光束が共に断層撮影干渉計内で干渉する部分干
渉光束と部分干渉−干渉計による対象物内部の光反射位
置の深さ位置の検出とを用いる対象物の走査による干渉
断層撮影画像のコントラスト強調のための方法、及び両
方の干渉測定部分光束に対する光路が二倍の経路でλ／
２またはその奇数倍だけ異なるように間隔が離れている
光線分割面と鏡面を有する光線分割器−反射鏡１３を用
いて、波面分割により対象物を照射する両方の干渉測定
部分光束が作られる干渉断層撮影画像のコントラスト強
調のための装置。
て画像のコントラストの改良を可能にする方法及び装置
を提供する。 【解決手段】 対象物を走査する干渉測定用測定光線
が、光線分割で得られる二重光線であって、その二つの
干渉性部分光束が、光線分割から対象物まで、及び光検
出器へ戻るまで、合計としてλ／２又はそれの奇数倍の
光路差があり、均質な対象物構造では、両方の対象物点
から戻る光束が共に断層撮影干渉計内で干渉する部分干
渉光束と部分干渉−干渉計による対象物内部の光反射位
置の深さ位置の検出とを用いる対象物の走査による干渉
断層撮影画像のコントラスト強調のための方法、及び両
方の干渉測定部分光束に対する光路が二倍の経路でλ／
２またはその奇数倍だけ異なるように間隔が離れている
光線分割面と鏡面を有する光線分割器−反射鏡１３を用
いて、波面分割により対象物を照射する両方の干渉測定
部分光束が作られる干渉断層撮影画像のコントラスト強
調のための装置。
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
撮影画像再生におけるコントラスト強調の方法およびそ
の装置に関する。
撮影画像再生におけるコントラスト強調の方法およびそ
の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学的干渉断層撮影法において、対象物
の断面像は、光線が一つの線、例えば表面上の直線に沿
って対象物を走査することにより得られる。この走査運
動は、例えば画像のＸ座標となる。この線に沿う各ｘ位
置において、光線は対象物に進入し、断層撮影干渉計を
用いて測定され、その深さｚから強度Ιの光が反射され
る。そこで対象物の断層撮影画像Ｉ（ｘ，ｚ）を得る。
この結像法は、論文「光学的干渉断層撮影法」、著者：
D.Huang; E.A.Swanson; C.P.Lin;J.S.Schuman;W.G.St
inson; W.Chang; M.R.Hee; T.Flotte; K.Gregory; C.A.
Puliafiro; J.G.Fujimoto: Science, 254巻、1991年、1
178〜1181頁に最初に掲載された。
の断面像は、光線が一つの線、例えば表面上の直線に沿
って対象物を走査することにより得られる。この走査運
動は、例えば画像のＸ座標となる。この線に沿う各ｘ位
置において、光線は対象物に進入し、断層撮影干渉計を
用いて測定され、その深さｚから強度Ιの光が反射され
る。そこで対象物の断層撮影画像Ｉ（ｘ，ｚ）を得る。
この結像法は、論文「光学的干渉断層撮影法」、著者：
D.Huang; E.A.Swanson; C.P.Lin;J.S.Schuman;W.G.St
inson; W.Chang; M.R.Hee; T.Flotte; K.Gregory; C.A.
Puliafiro; J.G.Fujimoto: Science, 254巻、1991年、1
178〜1181頁に最初に掲載された。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】画像制作構成としてこ
の従来の方法では、古典的照明顕微鏡法におけると同様
に、散乱能（およそ複合屈折率に対応して）の空間的高
周波変調が影響を有する。古典的顕微鏡法においては組
織構造の可視性の改良のために、位相差および干渉コン
トラストのような光学的コントラスト法が開発された。
しかし干渉断層撮影法のために適した方法はこれまで知
られていなかった。
の従来の方法では、古典的照明顕微鏡法におけると同様
に、散乱能（およそ複合屈折率に対応して）の空間的高
周波変調が影響を有する。古典的顕微鏡法においては組
織構造の可視性の改良のために、位相差および干渉コン
トラストのような光学的コントラスト法が開発された。
しかし干渉断層撮影法のために適した方法はこれまで知
られていなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、干渉断層撮影
の画像のコントラスト改良を可能にする方法および装置
を提供することである。
の画像のコントラスト改良を可能にする方法および装置
を提供することである。
【０００５】
【発明の実施の態様】本発明は、対象物を走査する干渉
測定用光線が、光線分割で得られる二重光線であって、
その二つの干渉性部分光束が、光線分割面から対象物ま
で、および部分干渉−干渉計の光検出器へ戻るまで、合
計としてλ／２またはそれの奇数倍の光路差があり、均
質な対象物構造では、両方の対象物点から戻る光束が共
に断層撮影干渉計内で弱め合い干渉することを特徴とす
る、部分干渉光束と部分干渉−干渉計による対象物内部
の光反射位置の深さ位置の検出とを用いる対象物の走査
による干渉断層撮影画像のコントラスト強調のための方
法である。
測定用光線が、光線分割で得られる二重光線であって、
その二つの干渉性部分光束が、光線分割面から対象物ま
で、および部分干渉−干渉計の光検出器へ戻るまで、合
計としてλ／２またはそれの奇数倍の光路差があり、均
質な対象物構造では、両方の対象物点から戻る光束が共
に断層撮影干渉計内で弱め合い干渉することを特徴とす
る、部分干渉光束と部分干渉−干渉計による対象物内部
の光反射位置の深さ位置の検出とを用いる対象物の走査
による干渉断層撮影画像のコントラスト強調のための方
法である。
【０００６】また本発明は、相互にある角度だけ傾くと
共に、両方の干渉測定部分光束に対する光路が二倍の行
程で、λ／２またはその奇数倍だけ異なるように間隔が
離れている光線分割面と鏡面を有する光線分割器−反射
鏡（１３）を用いて、波面分割により対象物を照射する
両方の干渉測定部分光束が作り出されることを特徴とす
る干渉断層撮影画像のコントラスト強調のための装置で
ある。
共に、両方の干渉測定部分光束に対する光路が二倍の行
程で、λ／２またはその奇数倍だけ異なるように間隔が
離れている光線分割面と鏡面を有する光線分割器−反射
鏡（１３）を用いて、波面分割により対象物を照射する
両方の干渉測定部分光束が作り出されることを特徴とす
る干渉断層撮影画像のコントラスト強調のための装置で
ある。
【０００７】
【実施例１】図１に図示した干渉断層撮影法のための装
置では、写し出される対象物１が、光線２によって走査
される。走査鏡３が対象物１上のＸ方向の線に沿って焦
点を結ぶ光線２を導く。この線は二次元画像Ｉ（ｘ，
ｙ）の画像座標、例えばｘを表す。光線２は対象物１に
進入し、対象物内部の散乱点４からさまざまに強く反射
散乱される。この散乱点４の位置は、例えばｚ座標とし
て示される第二の画像座標を形成する。この画像座標は
部分干渉測定に基づく断層撮影干渉計を使用する干渉断
層撮影法で確認される。
置では、写し出される対象物１が、光線２によって走査
される。走査鏡３が対象物１上のＸ方向の線に沿って焦
点を結ぶ光線２を導く。この線は二次元画像Ｉ（ｘ，
ｙ）の画像座標、例えばｘを表す。光線２は対象物１に
進入し、対象物内部の散乱点４からさまざまに強く反射
散乱される。この散乱点４の位置は、例えばｚ座標とし
て示される第二の画像座標を形成する。この画像座標は
部分干渉測定に基づく断層撮影干渉計を使用する干渉断
層撮影法で確認される。
【０００８】断層撮影部分干渉干渉計を、図１に基づい
て簡単に記述すると、次のように作用する。
て簡単に記述すると、次のように作用する。
【０００９】部分干渉光源５、例えば超発光ダイオード
は、空間的干渉性であるが、時間的には部分干渉性の光
束６を発する。これは光線分割器７から部分的に基準鏡
９への干渉測定基準光束８として反射され、そしてまた
部分的に干渉計の測定アームにおける干渉測定の測定光
光束２として伝播される。測定光速２はレンズ１０から
走査鏡３を経て対象物１へ向けられる。散乱点４から戻
る光は、走査鏡３およびレンズ１０を経て光線分割器７
まで戻され、そこで光検出器１１に向けられる。干渉長
さについて、分割面７’から散乱点４までの測定光経路
中の光学長が、分割面７’から反射鏡９までの基準光経
路と同じ大きさである場合、この両方の光束は干渉す
る。この干渉の確認のために基準鏡９はいわゆる干渉走
査を実行する。すなわち基準光線８の方向に連続的に動
かされる。基準光線経路の長さが測定光経路の光学長と
一致すると、常に関係する光束の間に干渉が起こる。
は、空間的干渉性であるが、時間的には部分干渉性の光
束６を発する。これは光線分割器７から部分的に基準鏡
９への干渉測定基準光束８として反射され、そしてまた
部分的に干渉計の測定アームにおける干渉測定の測定光
光束２として伝播される。測定光速２はレンズ１０から
走査鏡３を経て対象物１へ向けられる。散乱点４から戻
る光は、走査鏡３およびレンズ１０を経て光線分割器７
まで戻され、そこで光検出器１１に向けられる。干渉長
さについて、分割面７’から散乱点４までの測定光経路
中の光学長が、分割面７’から反射鏡９までの基準光経
路と同じ大きさである場合、この両方の光束は干渉す
る。この干渉の確認のために基準鏡９はいわゆる干渉走
査を実行する。すなわち基準光線８の方向に連続的に動
かされる。基準光線経路の長さが測定光経路の光学長と
一致すると、常に関係する光束の間に干渉が起こる。
【００１０】この方法により対象物の光反射点の位置ｚ
が確認される。
が確認される。
【００１１】次の図において、表現の理解し易さのため
に基準光経路の長さは一般に測定光経路の長さより短く
示されていることに気が付くであろう。基準鏡９の移動
によってこの鏡で反射した光は対応するドップラー偏移
にも遭遇し、電気的干渉計信号ＩＳ（ｚ）として光検出
器の示す時間的に変化する明るさが光検出器１１で受信
される。この方法はこれまでドップラー法としても表さ
れている。
に基準光経路の長さは一般に測定光経路の長さより短く
示されていることに気が付くであろう。基準鏡９の移動
によってこの鏡で反射した光は対応するドップラー偏移
にも遭遇し、電気的干渉計信号ＩＳ（ｚ）として光検出
器の示す時間的に変化する明るさが光検出器１１で受信
される。この方法はこれまでドップラー法としても表さ
れている。
【００１２】干渉計信号ＩＳ（ｚ）の大きさは、対象物
の位置ｚから反射散乱された波の大きさに比例する。座
標ｚは、上に述べたように、同じ大きさであると計算さ
れる光線分割器７からの測定アームおよび基準アームの
光学的経路長に対する対象物中の各位置である。電気的
干渉計信号ＩＳは電気的に整流され、帯域フィルターさ
れ、画像発生に対してはドップラー周波数の信号だけが
寄与する。
の位置ｚから反射散乱された波の大きさに比例する。座
標ｚは、上に述べたように、同じ大きさであると計算さ
れる光線分割器７からの測定アームおよび基準アームの
光学的経路長に対する対象物中の各位置である。電気的
干渉計信号ＩＳは電気的に整流され、帯域フィルターさ
れ、画像発生に対してはドップラー周波数の信号だけが
寄与する。
【００１３】計算器１２は、対象物中の種々のｘ位置に
対応する種々の位置αに、走査鏡３の方向を変える。こ
の位置αのそれぞれにおいて、基準鏡９の移動によって
対象物深度ｚに沿った光放射の強度が測定される。この
大きさからそれ自体またはさらに計算器によって画像Ｉ
（α，ｚ）またはＩ（ｘ，ｚ）が構成される。干渉断層
撮影装置は二つの主要構成部からなり、走査部（図１に
おいて付属制御装置付き走査鏡３）および部分干渉干渉
計（図１において光線分割器７および付属制御装置付き
模倣マイケルソン干渉計）である。
対応する種々の位置αに、走査鏡３の方向を変える。こ
の位置αのそれぞれにおいて、基準鏡９の移動によって
対象物深度ｚに沿った光放射の強度が測定される。この
大きさからそれ自体またはさらに計算器によって画像Ｉ
（α，ｚ）またはＩ（ｘ，ｚ）が構成される。干渉断層
撮影装置は二つの主要構成部からなり、走査部（図１に
おいて付属制御装置付き走査鏡３）および部分干渉干渉
計（図１において光線分割器７および付属制御装置付き
模倣マイケルソン干渉計）である。
【００１４】干渉断層撮影法では、対象物は単独の干渉
測定用測定光束で照射されるのに対し、本発明に適合し
た方法では、二つの離れておかれた点に焦点を結んだ二
つの部分光束、すなわち干渉測定二重光線によって同時
に照射される。そこでは装置中の光学的経路長が等しく
されるので、両方の焦点から戻る光は逆位相で光検出器
（１１）へ当たる。両方の焦点では振幅、位相および偏
光からのそれ自体の影響が生じ、焦点から戻って光検出
器へ届く光束は弱め合い干渉によって相互に消される。
測定用測定光束で照射されるのに対し、本発明に適合し
た方法では、二つの離れておかれた点に焦点を結んだ二
つの部分光束、すなわち干渉測定二重光線によって同時
に照射される。そこでは装置中の光学的経路長が等しく
されるので、両方の焦点から戻る光は逆位相で光検出器
（１１）へ当たる。両方の焦点では振幅、位相および偏
光からのそれ自体の影響が生じ、焦点から戻って光検出
器へ届く光束は弱め合い干渉によって相互に消される。
【００１５】この方法では、両方の焦点の距離を超え
て、両方の照射された点から戻る光の振幅、位相および
偏光がそれぞれ別々に影響を与える構成が明らかにな
る。
て、両方の照射された点から戻る光の振幅、位相および
偏光がそれぞれ別々に影響を与える構成が明らかにな
る。
【００１６】
【実施例２】二重光線の両方の部分光束の焦点は、ここ
で種々の方向に離れて位置させることができる。
で種々の方向に離れて位置させることができる。
【００１７】光線分割器−反射鏡によって達成される装
置を図２に示してある。
置を図２に示してある。
【００１８】超発光ダイオード５は、空間的には干渉性
であるが、時間的には部分干渉性の光束６を放射する。
これは光線分割器７から基準鏡９まで部分的に反射さ
れ、干渉計の測定アームへ部分的に進入する。干渉計の
測定アームには光線分割器−反射鏡１３がある。光線分
割器−反射鏡１３は光線分割面１３’およびその背後に
鏡面１３”を有する。ここで所望の弱め合い干渉に対し
て光線分割面７’から鏡面１３”ならびに走査鏡３を経
て焦点１４”までおよび光線分割面７’まで戻る光路
は、１３’を経て焦点１４’まで往復するよりも（２・
ｎ＋１）・λ／２だけ大きい。ｎは干渉の次数である。
両方の光反射面１３’および１３”は光の拡大方向に短
い間隔で離れている。とりわけこの両方の光反射面は相
互に角βだけ傾いている。この楔角βのために１３’お
よび１３”の両方の面で反射した光束２’および２”
は、焦点を結ぶレンズ１０によって対象物中に離れて置
かれた二つの点１４’および点１４”に焦点を結ぶ。面
１３’および面１３”の間隔によって光束２’および
２”はλ／４の奇数倍だけ位相変位を受ける。対象物中
の焦点から戻る両方の光束１５’および光束１５”は、
レンズ１０でコリメートされ、光線分割器−反射鏡１３
でλ／４の奇数倍だけ互いに位相変位に遭遇し、再び互
いに平行に干渉計に入る。そこで分割器面７’で基準光
束８と共に重ねられ、レンズ１６によって光検出器１１
に相互に達する。
であるが、時間的には部分干渉性の光束６を放射する。
これは光線分割器７から基準鏡９まで部分的に反射さ
れ、干渉計の測定アームへ部分的に進入する。干渉計の
測定アームには光線分割器−反射鏡１３がある。光線分
割器−反射鏡１３は光線分割面１３’およびその背後に
鏡面１３”を有する。ここで所望の弱め合い干渉に対し
て光線分割面７’から鏡面１３”ならびに走査鏡３を経
て焦点１４”までおよび光線分割面７’まで戻る光路
は、１３’を経て焦点１４’まで往復するよりも（２・
ｎ＋１）・λ／２だけ大きい。ｎは干渉の次数である。
両方の光反射面１３’および１３”は光の拡大方向に短
い間隔で離れている。とりわけこの両方の光反射面は相
互に角βだけ傾いている。この楔角βのために１３’お
よび１３”の両方の面で反射した光束２’および２”
は、焦点を結ぶレンズ１０によって対象物中に離れて置
かれた二つの点１４’および点１４”に焦点を結ぶ。面
１３’および面１３”の間隔によって光束２’および
２”はλ／４の奇数倍だけ位相変位を受ける。対象物中
の焦点から戻る両方の光束１５’および光束１５”は、
レンズ１０でコリメートされ、光線分割器−反射鏡１３
でλ／４の奇数倍だけ互いに位相変位に遭遇し、再び互
いに平行に干渉計に入る。そこで分割器面７’で基準光
束８と共に重ねられ、レンズ１６によって光検出器１１
に相互に達する。
【００１９】対象物からの両方の光束１５’および光束
１５”は同一寸法で振幅、位相並びに偏光において変え
られるか、または不変に留まると、光検出器１１で弱め
合い干渉し、その電気的信号は基準光からのみ生じ、一
定になり、例えばドップラー効果で示すと画像信号Ｉ
（ｘ，ｚ）が０であることである。しかしこのパラメー
タが変わると、例えば点１４’と点１４”で対象物の性
質が異なると、対象物１から生じた光波は基準光８と干
渉し、対応する光検出器信号ＩＳを作る。隣接する対象
物点の対象物の性質の差が表現される。ここでこれらの
点の種々の戻りの可能性が種々の位相変位および偏光状
態の種々の変化として、これらの点から戻る光において
出口における干渉計信号ＩＳおよびそれによって明るい
画像点に導く。対象物の性質の差は位置の差Δｘに基づ
いて表現される。点１４’および点１４”の間隔Δｘは
図２の配置では面１３’および面１３”の間の角βおよ
びレンズ１０の焦点距離ｆで与えられる（Δｘ＝２・β
・ｆ）。
１５”は同一寸法で振幅、位相並びに偏光において変え
られるか、または不変に留まると、光検出器１１で弱め
合い干渉し、その電気的信号は基準光からのみ生じ、一
定になり、例えばドップラー効果で示すと画像信号Ｉ
（ｘ，ｚ）が０であることである。しかしこのパラメー
タが変わると、例えば点１４’と点１４”で対象物の性
質が異なると、対象物１から生じた光波は基準光８と干
渉し、対応する光検出器信号ＩＳを作る。隣接する対象
物点の対象物の性質の差が表現される。ここでこれらの
点の種々の戻りの可能性が種々の位相変位および偏光状
態の種々の変化として、これらの点から戻る光において
出口における干渉計信号ＩＳおよびそれによって明るい
画像点に導く。対象物の性質の差は位置の差Δｘに基づ
いて表現される。点１４’および点１４”の間隔Δｘは
図２の配置では面１３’および面１３”の間の角βおよ
びレンズ１０の焦点距離ｆで与えられる（Δｘ＝２・β
・ｆ）。
【００２０】光線分割器−反射鏡１３は、斜辺面を共通
にする二つの三角形部分プリズムからなる。斜辺面の間
に空気、光学セメントまたは各プリズムと異なる屈折率
を有する他の材料の、楔角βを有する楔状の隙間があ
る。光束（６’）の中央における光学的隙間厚さＤ（＝
幾何学的厚さ×隙間の屈折率）は、小さい角βおよび小
さい次数ｎに対して近似的に次の式１の関係である（図
２を見よ）。
にする二つの三角形部分プリズムからなる。斜辺面の間
に空気、光学セメントまたは各プリズムと異なる屈折率
を有する他の材料の、楔角βを有する楔状の隙間があ
る。光束（６’）の中央における光学的隙間厚さＤ（＝
幾何学的厚さ×隙間の屈折率）は、小さい角βおよび小
さい次数ｎに対して近似的に次の式１の関係である（図
２を見よ）。
【００２１】
【式１】 このような装置は、大きいΔｘでは位相差法に、また小
さいΔｘでは古典的干渉計の微分干渉コントラスト画像
に対応する画像を提供する。
さいΔｘでは古典的干渉計の微分干渉コントラスト画像
に対応する画像を提供する。
【００２２】
【実施例３】図３は本発明に適合した方法による光学的
コントラスト強調のための別の配置を示す。
コントラスト強調のための別の配置を示す。
【００２３】ここでは対象物１は、部分光束１７’およ
び部分光束１７”を有する二重光線で照射される。この
二重光線はウオラストンプリズム１８を通る部分干渉光
束２から生じる。ウオラストンンプリズム１８は二つの
斜辺面を共通にする複屈折材料の三角形部分プリズムか
らなる。二つの相互に直交した直線偏光波１７’および
直線偏光波１７”が生じ、それはプリズム寸法および材
料に従って種々の強さで発散する。例えば等辺の底面を
有する部分プリズムを利用し、材料として石英結晶では
約１°の発散角、そして方解石では約２０°の発散角を
得る。光源５からの光束６がすでに偏光していると、波
２の偏光面の配向、およびそれと共にウオラストンプリ
ズムにおける対応する部分波１７’および部分波１７”
の強度はλ／２偏光板１９を用いて調節させる。別の場
合、λ／２偏光板１９の代わりに偏光子が配置され、そ
の方位配向の上に同様に部分波１７’および部分波１
７”の強度は調節できる。
び部分光束１７”を有する二重光線で照射される。この
二重光線はウオラストンプリズム１８を通る部分干渉光
束２から生じる。ウオラストンンプリズム１８は二つの
斜辺面を共通にする複屈折材料の三角形部分プリズムか
らなる。二つの相互に直交した直線偏光波１７’および
直線偏光波１７”が生じ、それはプリズム寸法および材
料に従って種々の強さで発散する。例えば等辺の底面を
有する部分プリズムを利用し、材料として石英結晶では
約１°の発散角、そして方解石では約２０°の発散角を
得る。光源５からの光束６がすでに偏光していると、波
２の偏光面の配向、およびそれと共にウオラストンプリ
ズムにおける対応する部分波１７’および部分波１７”
の強度はλ／２偏光板１９を用いて調節させる。別の場
合、λ／２偏光板１９の代わりに偏光子が配置され、そ
の方位配向の上に同様に部分波１７’および部分波１
７”の強度は調節できる。
【００２４】ウオラストンプリズムの複屈折成分により
制限される大きい光学的経路差の補償のために、測定光
路中に補償板の配置が必要である。これは２枚の同軸板
２０’および２０”からなり、相互に９０°回転してお
り、第１の板の遅い軸が第２の板の速い軸と平行になっ
ている。両方の板２０’および板２０”の厚さの適当な
選択によって、光線分割面７’から点１４’ならびに点
１４”までの波の往復および光線分割面７’までの戻り
のための測定光路中に、合計計でλ／２またはその奇数
倍の経路差を達成することができる。λ／２偏光板およ
び補償板の使用は偏光光学技術に従う。
制限される大きい光学的経路差の補償のために、測定光
路中に補償板の配置が必要である。これは２枚の同軸板
２０’および２０”からなり、相互に９０°回転してお
り、第１の板の遅い軸が第２の板の速い軸と平行になっ
ている。両方の板２０’および板２０”の厚さの適当な
選択によって、光線分割面７’から点１４’ならびに点
１４”までの波の往復および光線分割面７’までの戻り
のための測定光路中に、合計計でλ／２またはその奇数
倍の経路差を達成することができる。λ／２偏光板およ
び補償板の使用は偏光光学技術に従う。
【００２５】結局光検出器１１の前方の測定光と基準光
の共通の光路中に偏光子２１があり、配光するので、そ
れは点１４’および点１４”から戻る光束の強度の約５
０％を通過させ、通過する光の干渉を配慮する。
の共通の光路中に偏光子２１があり、配光するので、そ
れは点１４’および点１４”から戻る光束の強度の約５
０％を通過させ、通過する光の干渉を配慮する。
【００２６】図２および図３に従う配置において、位置
の差Δｘに基づく対象物の性質の差が作成される。
の差Δｘに基づく対象物の性質の差が作成される。
【００２７】図３のウオラストンプリズム１８を複屈折
レンズで置き代えると、焦点１４’および１４”を種々
のｚ位置に置くことができる。複屈折レンズは、例えば
レンズ面に光軸を有する一軸複屈折材料からなる。この
ようなレンズは二つの異なる偏光方向のために二つの異
なる屈折力を有し、レンズ１０と共に異なる対象物深度
の光軸に二つの焦点を生じる。そこでｚ方向に現われる
対象物構造の干渉断層撮影の差が形成される。
レンズで置き代えると、焦点１４’および１４”を種々
のｚ位置に置くことができる。複屈折レンズは、例えば
レンズ面に光軸を有する一軸複屈折材料からなる。この
ようなレンズは二つの異なる偏光方向のために二つの異
なる屈折力を有し、レンズ１０と共に異なる対象物深度
の光軸に二つの焦点を生じる。そこでｚ方向に現われる
対象物構造の干渉断層撮影の差が形成される。
【００２８】光線２の軸に平行な一軸の回りを図３の光
路中のウオラストンプリズム１８が回転することによっ
て、光線分配の配向およびそれに伴ってｘ方向に離れて
存在する二つの焦点１４’および焦点１４”の位置が変
化する。この自由度のために、図４に示すように、光線
分割器−反射鏡を有する配置において後者が修正され
る。ここで測定光束２は次に光線分割器２２に当たり、
光線分割器−末端鏡２３に向かう。後者は光線分割面２
３’および鏡面２３”を有する。この両方の光反射面は
光学距離λ／８（またはその奇数倍）だけ離れて光の拡
大方向に位置する。光線分割器−末端鏡２３で反射され
た光束は、レンズ１０によって二つの対象物点１４’お
よび１４”に焦点を結ぶ。この点から戻る光束１５’お
よび１５”は光線分割器−末端鏡２３および光線分割器
２２を経て干渉計へ戻り、基準光束８と重なる。光線分
割器２３は軸２４の回りに回転し、対象物中ｘ−ｙ平面
内の二つの走査点１４’および走査点１４”の配向を任
意に調節できる。
路中のウオラストンプリズム１８が回転することによっ
て、光線分配の配向およびそれに伴ってｘ方向に離れて
存在する二つの焦点１４’および焦点１４”の位置が変
化する。この自由度のために、図４に示すように、光線
分割器−反射鏡を有する配置において後者が修正され
る。ここで測定光束２は次に光線分割器２２に当たり、
光線分割器−末端鏡２３に向かう。後者は光線分割面２
３’および鏡面２３”を有する。この両方の光反射面は
光学距離λ／８（またはその奇数倍）だけ離れて光の拡
大方向に位置する。光線分割器−末端鏡２３で反射され
た光束は、レンズ１０によって二つの対象物点１４’お
よび１４”に焦点を結ぶ。この点から戻る光束１５’お
よび１５”は光線分割器−末端鏡２３および光線分割器
２２を経て干渉計へ戻り、基準光束８と重なる。光線分
割器２３は軸２４の回りに回転し、対象物中ｘ−ｙ平面
内の二つの走査点１４’および走査点１４”の配向を任
意に調節できる。
【００２９】
【実施例４】光線分割器−末端鏡２３内の両方の光反射
面２３’および２３”を他の方法で形成できる。
面２３’および２３”を他の方法で形成できる。
【００３０】例えば図５に示すように、面２３’を軸に
垂直に配向し、面２３”を球面として形成する。その時
深さ方向（ｚ方向）に離れて置かれた二つの焦点および
深さにおける対象物の差を強調する結像方法が得られ
る。即ち、対象物中の両方の焦点の位置の差で連続的に
調節できる。これに対して測定光束２は、次に光線分割
器２２から圧電性調節可能光線分割器−末端鏡２６へ方
向を向けられる。後者は部分透過性面２５’および末端
鏡２６を有する光線分割板２５からなる。末端鏡２６は
台２７上に固定される。光線分割板２５は３個の圧電円
柱２８上に置かれ、その長さは接続端子２８’および２
８”に電圧を印加することによって制御できる。物理的
圧力を回避するために、光線分割板２５および圧電円柱
２８の間に適宜鋼球２９を置く。３個の圧電円柱に種々
の大きさの電圧を印加することによって、画像対象に対
する位置の差の大きさΔｘおよび位置の差の配向も連続
的に調節できる。
垂直に配向し、面２３”を球面として形成する。その時
深さ方向（ｚ方向）に離れて置かれた二つの焦点および
深さにおける対象物の差を強調する結像方法が得られ
る。即ち、対象物中の両方の焦点の位置の差で連続的に
調節できる。これに対して測定光束２は、次に光線分割
器２２から圧電性調節可能光線分割器−末端鏡２６へ方
向を向けられる。後者は部分透過性面２５’および末端
鏡２６を有する光線分割板２５からなる。末端鏡２６は
台２７上に固定される。光線分割板２５は３個の圧電円
柱２８上に置かれ、その長さは接続端子２８’および２
８”に電圧を印加することによって制御できる。物理的
圧力を回避するために、光線分割板２５および圧電円柱
２８の間に適宜鋼球２９を置く。３個の圧電円柱に種々
の大きさの電圧を印加することによって、画像対象に対
する位置の差の大きさΔｘおよび位置の差の配向も連続
的に調節できる。
【００３１】
【実施例６】図６に第６の実施例を示す。
【００３２】超発光ダイオードLDから時間的に短い干渉
性で、空間的には完全に干渉性の光線LSが放射される。
光線分割器STは、光線LSを基準鏡Ｓで反射される基準光
線RS、および対象物光線OSに分ける。
性で、空間的には完全に干渉性の光線LSが放射される。
光線分割器STは、光線LSを基準鏡Ｓで反射される基準光
線RS、および対象物光線OSに分ける。
【００３３】偏光子Ｐは、例えば後に続く複屈折レンズ
Ｌの光軸に４５°の直線偏光をする。平凸複屈折レンズ
Ｌは、石英または方解石または他の複屈折性材料で作ら
れる。その光軸は平面に平行にある。それによってこの
レンズは、通常光束OLおよび異常光束ALに対して二つの
異なる屈折率およびそれと共に二つの異なる焦点距離を
有する。
Ｌの光軸に４５°の直線偏光をする。平凸複屈折レンズ
Ｌは、石英または方解石または他の複屈折性材料で作ら
れる。その光軸は平面に平行にある。それによってこの
レンズは、通常光束OLおよび異常光束ALに対して二つの
異なる屈折率およびそれと共に二つの異なる焦点距離を
有する。
【００３４】焦点レンズFLは、複屈折レンズＬからくる
二つの光束OLおよびALを追加して焦点を結ばせる。これ
らの光束は反射鏡USから対象物Ｏへ達する。対象物は構
造Ｓ1およびＳ2からなり、光は偏光に依存して制御され
る。
二つの光束OLおよびALを追加して焦点を結ばせる。これ
らの光束は反射鏡USから対象物Ｏへ達する。対象物は構
造Ｓ1およびＳ2からなり、光は偏光に依存して制御され
る。
【００３５】ＯＣＴ技術のＡ走査では、例えば基準鏡Ｓ
が連続的にスライドされる。使用した光の干渉長に関し
て光線分割器STから対象物中の光照射位置までおよび光
線分割器から基準鏡Ｓまでの光路が等しいと、干渉計出
口において干渉が現われ、それは断層画像取得のための
ＯＣＴ信号として利用される。
が連続的にスライドされる。使用した光の干渉長に関し
て光線分割器STから対象物中の光照射位置までおよび光
線分割器から基準鏡Ｓまでの光路が等しいと、干渉計出
口において干渉が現われ、それは断層画像取得のための
ＯＣＴ信号として利用される。
【００３６】複屈折レンズのために対象物深さ（ｚ方
向）に沿って離れている二つの位置、例えば対象物Ｏ中
のＯ1，Ｏ2に対して同時に光路同等性がある。これらの
位置は、ｚ方向に光学間隔Δｚ＝ｄ・Δｎに離れてあ
り、ここではΔｎは二つの偏光方向に対するレンズ材料
の屈折率差で、又ｄは複屈折レンズの厚さを示す。
向）に沿って離れている二つの位置、例えば対象物Ｏ中
のＯ1，Ｏ2に対して同時に光路同等性がある。これらの
位置は、ｚ方向に光学間隔Δｚ＝ｄ・Δｎに離れてあ
り、ここではΔｎは二つの偏光方向に対するレンズ材料
の屈折率差で、又ｄは複屈折レンズの厚さを示す。
【００３７】レンズの厚さｄに寸法を入れると、戻る光
に対して弱め合い干渉があり得る。それは２・ｄ・Δｎ
＝λの奇数倍の場合である。両方の位置Ｏ1およびＯ2が
異なる強さであり、および／またはこの両方の位置にお
ける散乱光位相が異なる光を逆照射するならば、この時
ＯＣＴ信号のみが存在する。ＯＣＴ画像を有し、二つの
Δｚだけ離れた点における偏光依存性散乱差、即ち差・
偏光コントラストが描写される。
に対して弱め合い干渉があり得る。それは２・ｄ・Δｎ
＝λの奇数倍の場合である。両方の位置Ｏ1およびＯ2が
異なる強さであり、および／またはこの両方の位置にお
ける散乱光位相が異なる光を逆照射するならば、この時
ＯＣＴ信号のみが存在する。ＯＣＴ画像を有し、二つの
Δｚだけ離れた点における偏光依存性散乱差、即ち差・
偏光コントラストが描写される。
【００３８】
【実施例７】図７に示すように、複屈折レンズなしでも
目的を達成される。
目的を達成される。
【００３９】複屈折レンズを省略し、偏光子Ｐおよび焦
点レンズFLの間に遅延板、例えばλ／４板（０次）を配
置してある。その時光は往復で合計πだけの位相のずれ
を受ける、すなわち両方の光束は逆位相になる。それら
は偏光子Ｐによって弱め合い干渉され、Δｚ〜０に対し
て偏光コントラストを得る。高い次数のλ／４板、例え
ばＤ・Δｎ＝（２・ｍ−１）・λ／２を有する厚さＤの
板を利用して、ここで次数＞１として、光学間隔Δｚ＝
Ｄ・Δｎだけ離れている点に対する差・偏光コントラス
トを得る。
点レンズFLの間に遅延板、例えばλ／４板（０次）を配
置してある。その時光は往復で合計πだけの位相のずれ
を受ける、すなわち両方の光束は逆位相になる。それら
は偏光子Ｐによって弱め合い干渉され、Δｚ〜０に対し
て偏光コントラストを得る。高い次数のλ／４板、例え
ばＤ・Δｎ＝（２・ｍ−１）・λ／２を有する厚さＤの
板を利用して、ここで次数＞１として、光学間隔Δｚ＝
Ｄ・Δｎだけ離れている点に対する差・偏光コントラス
トを得る。
【００４０】Ｄ、およびそれとともに次数およびΔｚを
非常に小さくすると、差・偏光コントラストについて言
及できる。このような遅延板は、普通の薄い板に対する
回避のための偏光技術のように、本来互いに９０°だけ
回転した異なる厚さの二つの板で実現できる。
非常に小さくすると、差・偏光コントラストについて言
及できる。このような遅延板は、普通の薄い板に対する
回避のための偏光技術のように、本来互いに９０°だけ
回転した異なる厚さの二つの板で実現できる。
【図１】干渉断層撮影の原理図
【図２】光束の位相差による干渉断層撮影のコントラス
ト修正法を示す
ト修正法を示す
【図３】偏光による干渉断層撮影のコントラスト修正法
を示す
を示す
【図４】異なる位置への光線の配向による干渉断層撮影
のコントラスト修正法を示す
のコントラスト修正法を示す
【図５】対象物中の焦点の位置の差で連続的に干渉断層
撮影のコントラストを修正する方法を示す
撮影のコントラストを修正する方法を示す
【図６】ＯＣＴ技術を利用した干渉断層撮影のコントラ
ストを修正する方法を示す
ストを修正する方法を示す
【図７】複屈折レンズなしで干渉断層撮影のコントラス
トを修正する方法を示す
トを修正する方法を示す
１ 対象物 ２ 光線 ３ 走査鏡 ４ 散乱点 ５ 部分干渉光源 ６ 基準鏡 ７ 光線分割器 ８ 干渉測定基準光線 ９ 基準鏡 １０ レンズ １１ 光検出器 １２ 計算器 １３ 光線分割器−反射鏡 １４ 焦点 １５ 光束 １６ レンズ １７ 光線 １８ プリズム １９ λ／２板 ２０ 板 ２１ 偏光子 ２２ 光線分割器 ２３ 光線分割器−末端鏡 ２４ 軸 ２５ 部分透過性面 ２６ 末端鏡 ２７ 台 ２８ 接続端子 ２９ 鋼球 IS 干渉計信号 LD 超発光ダイオード ST 光線分割器 Ｓ 基準鏡 RS 基準光線 OS 対象物光線 Ｐ 偏光子 Ｌ 複屈折レンズ OL 通常光束 AL 異常光束 FL 焦点レンズ US 反射鏡
Claims (7)
- 【請求項１】 対象物を走査する干渉測定用光線が光線
分割で得られる二重光線であって、その二つの干渉性部
分光線が光線分割面から対象物までおよび部分干渉−干
渉計の光検出器へ戻るまでの合計がλ／２またはそれの
奇数倍の光路差があり、均質な対象物構造では両方の対
象物点から戻る光束が共に断層撮影干渉計内で弱め合い
干渉することを特徴とする、部分干渉光線と部分干渉−
干渉計による対象物内部の光反射位置の深さ位置の検出
とを用いる対象物の走査による干渉断層撮影画像のコン
トラスト強調のための方法。 - 【請求項２】 相互にある角度だけ傾くと共に、両方の
干渉測定部分光線に対する光路が、二倍の行程でλ／２
またはその奇数倍だけ異なるように間隔が離れている光
線分割面と鏡面を有する光線分割器−反射鏡（１３）を
用いて、波面分割により対象物を照射する両方の干渉測
定部分光線が作り出されることを特徴とする請求項１の
方法による干渉断層撮影画像のコントラスト強調のため
の装置。 - 【請求項３】 軸（２４）の回りに回転可能で、相互に
ある角度だけ傾くと共に、両方の干渉測定部分光線に対
する光路が二倍の行程でλ／２またはその奇数倍だけ異
なるように間隔が離れている光線分割面と鏡面を有する
光線分割器−末端鏡（２３）を用いて、波面分割により
対象物を照射する両方の干渉測定部分光線が作り出され
ることを特徴とする請求項１の方法による干渉断層撮影
画像のコントラスト強調のための装置。 - 【請求項４】 ウオラストンプリズム（１８）を用いて
波面分割により対象物を照射する干渉測定部分光線を作
り出し、また補償器を使用してこの両方の部分光線の光
路差がλ／２またはその奇数倍だけ生ずるようにするこ
とを特徴とする請求項１の方法による干渉断層撮影画像
のコントラスト強調のための装置。 - 【請求項５】 複屈折レンズ（１０’）を用いて波面分
割により対象物を照射する両方の干渉測定部分光線を作
り出し、また補償器を用いてこの両方の部分光線の光路
差がλ／２またはその奇数倍だけ生ずるようにすること
を特徴とする請求項１の方法による干渉断層撮影画像の
コントラスト強調のための装置。 - 【請求項６】 圧電円柱により相互に角度及び間隔につ
いて調節可能であり、両方の干渉測定部分光線に対する
光路が二倍の行程でλ／２またはその奇数倍だけ異な
る、光線分割面と鏡面を有する圧電制御光線分割器−末
端鏡を用いて、波面分割により対象物を照射する両方の
干渉測定部分光線を作り出すことを特徴とする請求項１
の方法による干渉断層撮影画像をコントラスト強調する
ための装置。 - 【請求項７】 偏光光学手段によって対象物を照射する
光線の位相のずれを作り出すことを特徴とする請求項１
の方法による干渉断層撮影画像をコントラスト強調する
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0084696A ATA84696A (de) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Verfahren und anordnungen zur kontrastanhebung in der optischen kohärenztomographie |
| AT846/96 | 1996-05-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1099337A true JPH1099337A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3868057B2 JP3868057B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
ID=3501126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13795497A Expired - Fee Related JP3868057B2 (ja) | 1996-05-14 | 1997-05-14 | 光学的干渉断層撮影画像のコントラスト強調のための装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5877856A (ja) |
| JP (1) | JP3868057B2 (ja) |
| AT (1) | ATA84696A (ja) |
| DE (1) | DE19719462B4 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010536041A (ja) * | 2007-08-10 | 2010-11-25 | ボード・オブ・リージエンツ，ザ・ユニバーシテイ・オブ・テキサス・システム | 前方結像型光干渉断層（ｏｃｔ）システムおよびプローブ |
| WO2010143601A1 (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-16 | 国立大学法人筑波大学 | ２ビーム型光コヒーレンストモグラフィー装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE19814070B4 (de) * | 1998-03-30 | 2009-07-16 | Carl Zeiss Meditec Ag | Verfahren und Anordnung zur Kohärenz-Tomographie mit erhöhter Transversalauflösung |
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