(57)【要約】【課題】サブマイクロメータの解像を可能にする光学同調断層撮影技術を提供する。【解決手段】短波長光を放射し、蛍光体に通過させることで広帯域波長の第１光線に転換される光源、前記第１光線を第２光線と第３光線に分ける干渉計、および前記第２光線を反射させ、参照光線にする反射鏡を備えた光学同調断層撮影装置。前記第３光線は前記測定物によって反射され、第４光線となり、前記干渉計で前記参照光線と干渉的に重なり合うことで、光信号として用いられる干渉縞が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
短波長光を放射し、蛍光体に通過させることで広帯域波長の第１光線に転換される光源、
前記第１光線を第２光線と第３光線に分ける干渉計、および
前記第２光線を反射させ、参照光線にする反射鏡
を含んでおり、前記第３光線は前記測定物によって反射され、第４光線となり、前記干渉計で前記参照光線と干渉的に重なり合うことで、光信号として用いられる干渉縞が提供される、サブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
【請求項２】
前記光源の波長帯域は、数百ナノメータである請求項１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
【請求項３】
前記第１光線が近赤外光波長域に達する請求項１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
【請求項４】
前記光源が発光ダイオードである請求項１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
【請求項５】
前記第１光線が白色光を含む請求項４記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
【請求項６】
前記光源の波長帯域が、４００ｎｍから７００ｎｍである請求項４記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
【請求項７】
前記第１光線が、窒化ガリウム（ＧａＮ）系青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体によって作り出される請求項４記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
【請求項８】
前記第１光線が、紫外光発光ダイオードと、赤、青、緑色を現わす蛍光体とによって作り出される請求項４記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
【請求項９】
前記光源が青色発光ダイオードである請求項１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
【請求項１０】
前記光源が紫外光発光ダイオードである請求項１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
【請求項１１】
前記干渉計より受けた光信号を電子信号に転換させる検出器をさらに含む請求項１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
【請求項１２】
前記検出器によって転換された電子信号を処理する信号処理装置をさらに含む請求項１１記載のサブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学同調断層撮影（光コヒーレンス・トモグラフィ／ＯＣＴ）装置に関し、とくに、広帯域波長の光源を有し、サブマイクロメータの解像度を提供する光学同調断層撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光学同調断層撮影（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＯＣＴ）装置は、光線が光源より放射され、干渉計によって二つの光線に分けられる。その内の一つの光線は、たとえば光ファイバに導引され、皮膚、組織またはその他の測定物へ入り、同じように反射される。もう一つの分かれた光線は、鏡によって反射され、参照光線となる。測定物によって反射した光線が、参照光線と干渉的に重なり合うことで、光信号が得られる。光信号は、光検出器（Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ）で受信され、電気信号に変えられたのち、コンピュータディスプレイに二次元のビデオ画像を提供するプロセスに進む。
【０００３】
目の透明性によって可能にされた眼科で用いられるＯＣＴが開示されている（特許文献１参照）。皮膚の検査に用いられるＯＣＴ器の原型は、１９９８年にルーベック大学（Ｌｕｂｅｃｋ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）のジュリア  ウォルゼル（Ｊｕｌｉａ  Ｗａｌｚｅｌ）医師と該大学のレーザ医学センターによって開発が成功した。
【０００４】
光学同調断層撮影装置は、一種のオプティカルバイオプシー（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｉｏｐｓｙ）を提供し、ＯＣＴによる検査は、スライド検査の一回限定とは異なり、繰り返すことができる。ＯＣＴは超音波の解像度５０μｍより高い解像度（横の解像度１０μｍ前後と縦の解像度１０μｍ）を提供する。しかしながら、より精密な検査が可能となるように、ＯＣＴの画像解像度はまだ改善されなけれならず、好ましくは、サブマイクロメータのスケールまでもである。
【０００５】
ＯＣＴは光学干渉をベースとしている。したがって、その解像度を方程式によって定めることができる。
１c＝０.４４Ｘ（λo2／Δλ）
【０００６】
ここに、１cはコヒーレンス長（解像度）であり、λoは光源の波長であり、Δλは光源のスペクトル幅である。
【０００７】
より広いバンド幅には、高い穿通率（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ）、最適なエネルギ、より安定した放射強度が好ましく、応用では、低コスト、シンプルな構造、容易な操作と低ピークエネルギパワーが好ましい。近年、各種のバンド幅の光源と超短パルスの放射光源がＯＣＴの解像度を向上させるのに用いられている。たとえば、超広帯域バンド幅の放射はモードロック固体レーザと特殊光ファイバより得ることができ、その最高解像度は０.７５μｍに達する。複合レーザ源を利用したＯＣＴで高解像を得ることが開示されている（特許文献２）。しかしながら、この技術は扱いにくいシステムパラメータ、高コストとプロセス進行中に検査物にダメージを引き起こすピークエネルギパワーを伴っている。
【０００８】
低コヒーレンス光源、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）、スーパールミネセンス（Ｓｕｐｅｒ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎ、ＳＬＤ）、スーパー蛍光光源（Ｓｕｐｅｒ−ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌｉｇｈｔ  ｓｏｕｒｃｅ）などは、それらのコンパクトな構造、低コスト、検査物へのダメージがないことから好ましい。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５,４５９,５７０号明細書
【特許文献２】米国特許第６,５３８,８１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
かかる事情に鑑みて、本発明の目的は、サブマイクロメータの解像を可能にする光学同調断層撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するため、本発明は、青色または紫外光の発光ダイオードの光を放射し、適当な蛍光体へ通過させ、広帯域波長の低コヒーレンス光源の光線を産出させる。光源帯域は、数百ナノメータ（ｎａｎｏ−ｍｅｔｅｒ）、さらには赤外光の範囲にまで達することが可能である。光学干渉では、超短コヒーレンスの時間（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｉｍｅ）は超短コヒーレンスの長さ（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｌｅｎｇｈ）に対応し、縦の解像度がサブマイクロメータスケールに達することができるようになる。
【００１２】
本発明のサブマイクロメータ解像の光学同調断層撮影装置は、短波長光を放射し、蛍光体に通過させることで広帯域波長の第１光線に転換される光源、前記第１光線を第２光線と第３光線に分ける干渉計、および前記第２光線を反射させ、参照光線にさせる反射鏡を含んでおり、前記第３光線は前記測定物によって反射され、第４光線となり、前記干渉計で前記参照光線と干渉的に重なり合うことで、光信号として用いられる干渉縞が提供される。
【００１３】
本発明の光源は、青色光または紫外線を放射する発光ダイオードからなることができる。たとえば、第１光線は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体を通過して青色光を放射するチッ化ガリウム（ＧａＮ）系青色発光ダイオード、または赤、青、緑色を現わす蛍光体を通過して紫外光を放射する発光ダイオードによって作り出すことができる。直接白色を放射する発光ダイオードもまた用いることが可能である。
【００１４】
本発明の光学同調断層撮影技術は、信号処理装置によって作り出された光信号を電子信号に転換する検出器をさらに含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の放射源によると、従来の方法より広帯域の波長を提供することができ、超短コヒーレンスの長さを作り出すことができ、非常に高い解像度（サブマイクロメータ）を達成することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施の形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【００１７】
図２に示されるように、本発明は、従来のマイケルソン干渉法の概念を適用している。図において、２００は光源、４００は干渉計、６００は反射鏡、８００はサンプル、また１０００は検出器である。
【００１８】
図１に示されるように、光源２は短波長の光を放射し、適当な蛍光体を通過して第１光線５０となるように転換される。第１光線５０は干渉計４で第２光線１０２と第３光線２０２に分けられる。第２光線１０２はレンズ１６で集束され、反射鏡６で反射され、参照光線１０４となる。第３光線２０２はレンズ１８で集束され、被測定物８によって反射され、第４光線２０４が作り出される。第４光線２０４は干渉計４で参照光線１０４と干渉し合わされる。検出器１０は光信号として適用された干渉縞を電子信号に転換し、処理装置１２で処理され、測定物８のビデオ画像をコンピュータ１４に表示する。
【００１９】
本実施の形態では、窒化ガリウム（ＧａＮ）系青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）蛍光体からなる市販の白色発光ダイオードが光源２となって第１光線５０を放射している。図４に示されるように、光源２の波長帯域は４００ｎｍから７００ｎｍの範囲である。本発明の干渉の強度とそのコヒーレンスの長さ（縦の解像度）を対比した図が図５に示されており、空気中の５００ｎｍ（０.５μｍ）の超高解像度と水中（屈折率１.３）のさらに高い３８５ｎｍの解像度が得られた。従来の光学同調断層撮影装置（図３に示される干渉の強度とそのコヒーレンスの長さの対比）と比べると、本発明は従来の技術を大幅に改善するものであることがわかる。
【００２０】
白色発光ダイオードもまた、紫外光発光ダイオードと赤、青、緑色を現わす蛍光体とからなることができる。
【００２１】
前述したように、本発明の光源は、従来の方法より広い波長帯域を提供し、超短のコヒーレンスの長さを得ることができ、より精密な検査をするためのサブマイクロメータスケールの解像度を提供することができる。
【００２２】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神および範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者であれば行い得る種々の変更や修飾を付加することは可能である。したがって、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の光学同調断層撮影装置の概略図である。
【図２】従来のマイケルソン干渉方式の概略図である。
【図３】従来の光学同調断層撮影装置の干渉の強度とそのコヒーレンスの長さを対比した図である。
【図４】本発明の光源の波長帯域を示す図である。
【図５】本発明の干渉の強度とそのコヒーレンスの長さを対比した図である。
【符号の説明】
【００２４】
２  光源
４  干渉計
６  反射鏡
８  被測定物
１０  光検出器
１４  コンピュータ
１６、１８  レンズ
５０  第１光線
１０２  第２光線
１０４  参照光線
２００  光源
２０２  第３光線
２０４  第４光線
４００  干渉計
６００  反射鏡
８００  サンプル
１０００  検出器
【図１】
2004361381.tif 000003
【図２】
2004361381.tif 000004
【図３】
2004361381.tif 000005
【図４】
2004361381.tif 000006
【図５】
2004361381.tif 000007