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偏光解析システム 新技術説明会

国内特許コード P120006858
整理番号 S2011-0870-N0
掲載日 2012年3月16日
出願番号 特願2011-154241
公開番号 特開2013-019812
登録番号 特許第5827507号
出願日 平成23年7月12日(2011.7.12)
公開日 平成25年1月31日(2013.1.31)
登録日 平成27年10月23日(2015.10.23)
発明者
  • アブラハム・ジェィ・センズ
  • 谷田貝 豊彦
出願人
  • 国立大学法人宇都宮大学
発明の名称 偏光解析システム 新技術説明会
発明の概要 【課題】小型化及びそれに伴う低価格化を実現することが可能な光断層画像形成システム及びそれに用いる検出ユニットを提供することにある。
【解決手段】光断層画像形成システム100は、光学偏光素子250を有し、物体反射光ビームと参照反射光ビームを干渉させた干渉偏光ビームを波長毎に分離しつつ、各波長毎の各偏光成分を検出する検出ユニット200を備えている。また、偏光用光学素子250は、分離された各波長の干渉偏光ビームが波長順に並列に入射されるとともに、所定の条件を具備する第1屈折率及び第2屈折率を有する複屈折の特性を有し、当該入射された各波長の干渉偏光ビームを透過しつつ偏光成分毎に分離して当該分離した各波長における各偏光成分を同一方向にそれぞれ異なる光軸によって出射するようになっている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、光の干渉効果を利用して生体内部の奥行き構造を可視化する光断層画像形成システム(以下、「OCT:Optical Coherence Tomograph」という。)の研究が進んでいる。



特に、最近では、光断層画像形成システムは、生体に対して無侵襲性を有するとともに高分解能を有することから、眼の網膜の断層撮影に利用されるだけでなく、網膜以外の他の生体器官またはその他の構造の断層撮影にも適用が試みられている。



このような状況下において、光断層画像形成システムに偏光検出を組み合わせた偏光OCTシステムが知られている。



例えば、このような偏光OCTシステムは、45度に偏光された光ビームを生体器官などの検体(測定物)に対して照射しつつ、検体にて反射された偏光ビーム(以下、「物体反射偏光ビーム」という。)と、参照光と、を合成するようになっている。そして、この偏光OCTシステムは、合成された光ビームを、それぞれの偏光成分、すなわち、垂直偏光及び水平偏光に分離して解析することによって検体の内部構造を画像かするなど解析を行うことができるようになっている(例えば、特許文献1、2及び3)。

産業上の利用分野


本発明は、偏光を用いて被測定物を解析する偏光解析システム及びそれに用いる検出ユニットに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
偏光を用いて被測定物を解析する偏光解析システムであって、
光源を有するとともに、当該光源から出射された出射光ビームに基づいて偏光ビームを生成する偏光ビーム生成ユニットと、
前記生成された偏光ビームを第1偏光ビームと第2偏光ビームに分割する偏光ビームスプリッタと、
前記第1偏光ビームから断層画像を生成する際に参照光として用いられる参照偏光ビームを生成する参照偏光ビームユニットと、
前記第2偏光ビームを前記被測定物に照射しつつ、当該照射に基づいて前記被測定物から反射された物体反射偏光ビームを出力する測定ユニットと、
前記参照偏光ビームと前記物体反射偏光ビームとを干渉させた干渉偏光ビームが入射され、当該干渉偏光ビームを異なる偏光成分毎に検出する検出ユニットと、
前記検出された偏光成分毎の偏光ビームに基づいて被測定物における前記断層画像を生成する生成ユニットと、
を備え、
前記検出ユニットが、
前記干渉偏光ビームを波長毎に分離する回折格子と、
前記分離された各波長の干渉偏光ビームが波長順に並列に入射されるとともに、所定の条件を具備する第1屈折率及び第2屈折率を有する複屈折の特性を有し、当該入射された各波長の干渉偏光ビームを透過しつつ偏光成分毎に分離して当該分離した各波長における各偏光成分を同一方向にそれぞれ異なる光軸によって出射する偏光用光学素子と、
前記分離された各波長の各偏光成分毎の干渉偏光ビームを検出する2つのセンサアレイを有し、当該2つのセンサアレイが所定の距離間隔にて並設されることによって形成される検出手段と、
を有し、
前記偏光用光学素子における前記干渉偏光ビームが透過する透過方向の厚さが当該干渉偏光ビームの波長毎に異なることを特徴とする偏光解析システム。

【請求項2】
請求項1に記載の偏光解析システムにおいて、
前記偏光用光学素子における透過方向の厚さが、波長の短い干渉偏光ビームが入射される側から波長の長い干渉偏光ビームが入射される側に、徐々に厚くなっている、偏光解析システム。

【請求項3】
請求項2に記載の偏光解析システムにおいて、
前記偏光用光学素子の前記干渉偏光ビームの入射面が曲面である、偏光解析システム。

【請求項4】
請求項2に記載の偏光解析システムにおいて、
前記偏光用光学素子の前記干渉偏光ビームの入射面が矩形である、偏光解析システム

【請求項5】
請求項1乃至3の何れか一項に記載の偏光解析システムにおいて、
前記検出手段における2つのセンサアレイの距離間隔(d)、前記第1屈折率(n1)、前記第2屈折率(n2)、入射される入射光ビームの光軸に対する第1屈折率における軸との角度(θ)及び少なくとも最小波長または最大波長の何れか一方における前記透過方向の厚さLとの関係が(式4)を満たす、偏光解析システム。
【数4】



【請求項6】
偏光を用いて被測定物を解析する偏光解析システムに用いる検出ユニットにおいて、
断層画像を生成する際に参照光として用いられ、所定の偏光ビームに基づいて生成された参照偏光ビームと、一部の前記偏光ビームの前記被測定物への照射に基づいて当該被測定物から反射された物体反射偏光ビームと、を干渉させた干渉偏光ビームを、異なる偏光成分毎に検出する検出ユニットであって、
前記干渉偏光ビームを波長毎に分離する回折格子と、
前記分離された各波長の干渉偏光ビームが波長順に並列に入射されるとともに、第1屈折率及び第2屈折率を有する複屈折の特性を有し、当該入射された各波長の干渉偏光ビームを透過しつつ偏光成分毎に分離して当該分離した各波長における各偏光成分を同一方向にそれぞれ異なる光軸によって出射する偏光用光学素子と、
前記分離された各波長の各偏光成分毎の干渉偏光ビームを検出する2つのセンサアレイを有し、当該2つのセンサアレイが所定の距離間隔にて並設されることによって形成される検出手段と、
を備え、
前記偏光用光学素子における前記干渉偏光ビームが透過する透過方向の厚さが当該干渉偏光ビームの波長毎に異なることを特徴とする検出ユニット。
産業区分
  • 試験、検査
  • 測定
  • 光学装置
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011154241thum.jpg
出願権利状態 登録
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