イメージング / センシング Inner Vision OCT system

Revealing inner space like you have never seen before. www.santec.com 2020 Volume 3.04　

Santec OCT Systems and Lasers:応用例 工業応用 欠陥検査 厚さ検査 表面プロファイリング 医療応用 眼科 内視鏡 冠動脈 皮膚 歯 1

SANTEC CORPORATION Products Systems IVS-1000 VCSEL ハイパフォーマンス IVS-2000 シリーズ Lasers HSL-1 HSL-10, 20 HSL-2100 Accessories & Software プローブ バランスドフォトディテクタ DAQボード 干渉計 OCT Viewer Inner Vision Software Multi Slice Viewer 2

波長掃引型OCT (Swept Source OCT) システム OCT(光コヒーレンストモグラフィ)は、近赤外光を用いた非侵襲、非接触なイメージング技術 で、生体組織や物の内部を見ることが可能です。原理はサンプルからの後方散乱光と参照光と の干渉光の周波数分析を行うもので、内部構造を詳細に可視化できます。 当社のOCTシステム「Inner Vision」IVSシリーズは、研究開発、工業製品のインライン検査な ど様々な分野でご利用頂けるシステムで、波長掃引光源「HSLシリーズ」を始め、自社開発の最 先端のコンポーネントから構成されており、リアルタイムの 2D または 3D OCT画像を高解像 度で提供します。ハードウェア、ソフトウェア共にご要求に応じたカスタマイズが可能です。 特徴 ・ 非接触、非破壊、非侵襲測定 ・ 最大 30 fps のリアルタイム・イメージング ・ 1D、2D、3Ｄのイメージング機能 ・ 測定データの連続保存機能 ・ スキャン角度は自由に設定可能 ・ OCTの画像データや、生データの入出力 ・ 画像解析用のソフトウェア（オプション） ・ ハードウェア、ソフトウェアの要求に応じた 　カスタマイズ（オプション） ・ SDK（LabVIEW、C++、C#） 型番 波長帯 特徴 使用光源 IVS-1000-VCSEL 1060 nm Ultra Long Imaging Range Tunable VCSEL IVS-2000-HR 1310 nm High Resolution HSL-2100 IVS-2000-HS 1310 nm High Speed HSL-20 IVS-2000-LC 1310 nm Long Imaging Range HSL-20 IVS-2000-ST 1310 nm Simple & Standard HSL-2100 3

SANTEC CORPORATION Products IVS-1000-VCSEL (Ultra Long Imaging Model at 1060 nm) 特徴 IVS-1000-VCSEL は、イメージングレンジを可変できる特徴を持つ中心波長 1060 nm帯の SS-OCTシステムです。この波長帯では、光が水に吸収されにくく、網膜のイメージングなどの 水分を多く含む対象物の測定に適します。また、イメージングレンジが 70 mm以上と長く､比較 的大きな測定物の３次元形状測定にも適します。スキャンスピードや測定レンジ（深度）が可変 できるため、測定物に適した、自由度の高い測定が可能です。 主要用途 ・ ３次元形状測定 ・ 水浸物のイメージング ・ 網膜イメージング ・ 眼軸長測定 主要特性 ・ 中心波長 : 1060 nm ・ A-line レート : 10 - 400 kHz　（選択可能） ・ 光軸方向分解能 : <16μm ( 空気中） IVS-2000-HR (High Resolution Model at 1310 nm) 特徴 IVS-2000-HR は、高い分解能を持つ中心波長 1310 nm帯の SS-OCTシステムです。この波長帯 は、散乱体でも光が深達しやすく、散乱の強い対象物の測定に適します。また、IVSシリーズで 最も高い分解能（生体内で 5μm以下）を有し、より高い分解能、高い解像度での測定が可能です。 主要用途 ・ 産業用デバイスの微小構造イメージング、膜厚計測 ・ 化粧品、医薬品開発のための皮膚イメージング ・ がん組織イメージング 主要特性 ・ 中心波長 : 1310 nm ・ A-line レート : 20 kHz ・ 高軸方向分解能 : <9 μm（ 空気中） 4

IVS-2000-HS (High Speed Model at 1310 nm) 特徴 IVS-2000-HS は、高速測定が可能な中心波長 1310 nm帯の SS-OCT システムです。この波 長帯は、散乱体でも光が深達しやすく、散乱の強い対象物の測定に適します。 また、高速 （100 kHz）測定により、インライン検査等での測定時間を短縮できます。 主要用途 ・ 高速計測が求められるインライン検査 ・ 溶接モニタリング ・ 冠動脈、内視鏡イメージング 主要特性 ・ 中心波長 : 1310 nm ・ A-line レート : 100 kHz ・ 高軸方向分解能 : <18 μm ( 空気中） IVS-2000-LC (Long Imaging Range Model at 1310 nm) 特徴 IVS-2000-LC は、深いイメージングレンジを持つ中心波長 1310 nm帯のSS-OCTシステムです。 この波長帯は、散乱体でも光が深達しやすく、散乱の強い対象物の測定に適します。また、深 いイメージングレンジ（空気中で 18 mm 以上）により、高低差のある測定物も一括で３次元測 定をする事が可能です。 主要用途 ・ 深い測定レンジが求められるデバイス計測 ・ 歯、前眼部イメージング 主要特性 ・ 中心波長 : 1310 nm ・ A-line レート : 50 kHz ・ 高軸方向分解能 : <18 μm ( 空気中） 5

SANTEC CORPORATION IVS-2000-ST (Standard Model at 1310 nm) 特徴 IVS-2000-ST は、高い繰り返し精度を持つ中心波長 1310 nm帯の SS-OCTシステムです。 この波長帯は、散乱体でも光が深達しやすく、散乱の強い対象物の測定に適します。また、測 定の繰り返し精度が高く、コストも低く抑えられることから、インライン測定でも多く使われ ています。 主要用途 ・ SS-OCT入門機 ・高精度インライン検査 ・ ウエハー厚さ、形状計測 主要特性 ・ 中心波長 : 1310 nm ・ A-line レート : 20 kHz ・ 高軸方向分解能 : <18 μm ( 空気中） 6

SS-OCT 用光源 当社は、SS-OCT用の波長掃引光源 High-speed Scanning Laser「HSLシリーズ」を2005年に販売 開始以後、170 nm以上という広帯域な波長掃引幅、200 kHz以上という高速な波長掃引速度、 100 mm以上の測定深度を実現する光源を、次 と々製品化し、OCT技術の発展をリードして参り ました。これらの製品は、医療用のみならず工業用のOCT、さらには形状計測、分光計測、ファ イバーセンシングなど多くの分野で応用が拡大しております。製品の性能、品質、そして充実し た技術サポートで、OCTのキーデバイスの供給元としてお客様から信頼できるパートナーと認め て頂いていると共に、IEC 60601 や CEマークといった医療規格にも対応しており、世界各国で医 療診断器として認可されているOCTにも当社の製品が使われています。 Sensing the World 型番 波長帯（nm） 特徴 使用光源 Flexible Scan Rate & Range HSL-1 1060 nm Long Coherence Length Tunable VCSEL HSL-10 1060 nm High Scan Rate MEMS External Cavity High Scan Rate / HSL-20 1310 nm Wide Scan Range MEMS External Cavity Linear Scan / HSL-2100 1310 nm Wide Scan Range Polygon External Cavity 7

SANTEC CORPORATION Products HSL-1 (Flexible Speed & Range Model at 1060 nm) NEW Tunable VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）HSL-1 は、santec 独自の MEMS技術 と VCSEL技術 を融合したシングルモード高速波長掃引型レーザーです。電流注入型の VCSEL を用い る事で、シンプルな構成とし、優れた量産性、高い信頼性、高寿命、低消費電力を実現しております。 SS-OCTでは光源のコストが課題と言われておりますが、HSL-1 は、半導体プロセスで製造され、 シンプルな構成である事から、量産時のコストが低く抑えられます。また性能面でもシングルモード レーザーのために、長いコヒーレンス長、高速スキャン、ノイズフリー、更には掃引速度や帯域を可 変出来るなど、SS-OCTにとっては理想的な光源です。 特徴 ・ 高速スキャン ・ 1060 nmの波長帯 ・長いコヒーレンス長 ・ シングルモードレーザー、ノイズフリー ・ 可変掃引速度、可変帯域 ・ 高い量産性 ・ OEMパッケージ /カスタム可能 Bench Top Model ・ USBインターフェース 用途 ・ 網膜イメージング ・ 水浸物のイメージング Tunable VCSEL チップ 主要特性 ・ 中心波長 : 1060 nm ・ 最大出力パワー : ≧40 mW OEM Model ・ スキャンレンジ : ≧75 nm ( 実力値 ) ・ スキャンレート : 10 ‒ 400 kHz ( 選択可能） ・ コヒーレンス長 : >100 m ( 理論値） 8

HSL-10 (High Speed Model at 1060 nm) HSL-10は、MEMS技術を用いる事で従来技術よりも小型で、高速スキャンが可能な 1060 nm帯の 光源です。この波長帯は光が水に吸収されにくく、網膜のイメージングなど、水分を多く含む対象 物の測定に適します。santecの独自設計により 100 kHzの安定した高速スキャンが可能で、システ ムと同期するためのスタートトリガーと等周波数間隔でデータをサンプリングするための K- トリ ガーを内蔵しております。 特徴 ・ 1060 nmの波長帯 ・santec 独自のMEMS技術 ・ 広帯域＆長いコヒーレンス長 ・ K- トリガー内蔵 ・ 一方向のスキャン ・ OEMパッケージ /カスタム可能 Bench Top Model ・ USBインターフェース 用途 ・ 眼底イメージング 主要特性 ・ 中心波長 : 1060 nm ・ 最大出力パワー : ≧40 mW ・ スキャンレンジ : ≧90 nm ・ スキャンスピード : 100 kHz ・ コヒーレンス長 : ≧10 mm ( 実力値） OEM Model 65 1140 60 55 1120 50 45 1100 40 35 1080 30 25 1060 20 15 1040 10 5 1020 0 -5 1000 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 9

SANTEC CORPORATION HSL-20 (High Speed / Long Imaging Range Model at 1310 nm) HSL-20 は、MEMS技術を用いる事で従来技術よりも小型で、高速スキャンが可能な 1310 nm 帯の光源です。この波長帯は、散乱体でも光が深達しやすく、生体組織など散乱体の対象物の測 定に適します。santec の独自設計により 100 kHzの安定した高速スキャンが可能で、システムと 同期するためのスタートトリガーと等周波数間隔でデータをサンプリングするための K- トリガー を内蔵しております。 特徴 ・ 1310 nmの波長帯 ・ santec 独自のMEMS技術 ・ 広帯域＆長いコヒーレンス長 ・ K- トリガー内蔵 ・ 一方向のスキャン Bench Top Model OEM Model ・ OEMパッケージ /カスタム可能 ・ USBインターフェース 用途 主要特性 ・ 歯、前眼部、冠動脈、内視鏡イメージング ・ 中心波長 : 1310 nm ・ 溶接モニタリング ・ 最大出力パワー : ≧40 mW ・ 高速計測が求められるインライン検査 ・ スキャンレンジ : ≧105 nm ・ 深いイメージングレンジが求められる計測 ・ スキャンスピード : 50 kHz / 100 kHz ・ コヒーレンス長 : ≧20 mm / ≧16 mm （ 実力値） 65 1380 60 55 1360 50 45 1340 40 1320 35 30 1300 25 20 1280 15 10 1260 5 0 1240 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 Time (μs) 10 Output Power (mW) Trigger Voltage (V) Wavelength(nm)

HSL-2100 (High Accuracy Model at 1310 nm) HSLシリーズのベストセラー製品である HSL-2100 シリーズは、ポリゴンスキャナを用いた構成 です。この光源の特徴は高い再現性と線形性で、データ取得に K- トリガーを必要としないため、 システム全体をシンプルに構成する事が可能です。それにより SS-OCT システムとしての高い信 頼性、低コストを実現、産業用のインライン検査などに幅広く使われています。 特徴 ・ 1310 nmの波長帯 ・ 広い波長可変範囲（170 nm） ・ 高い波長掃引線形性、再現性 ・ 一般的なデータ収録カードが使用可能 ・ OEMパッケージ /カスタム対応可能 用途 ・ 高精度インライン検査 Bench Top Model ・ ウエハー厚さ、形状計測 ・ 高分解能イメージング ・ 低価格SS-OCT 主要特性 ・ 中心波長 : 1310 nm ・ 最大出力パワー : >20 mW ・ スキャンスピード : 20 kHz ・ スキャンレンジ : ≧170 nm ・ コヒーレンス長 : ≧6 mm（ 実力値） OEM Model 20 1400 18 1380 16 1360 14 1340 12 1320 10 1300 8 1280 6 1260 4 1240 2 Outout Power Wavelength 1220 0 1200 0 20 40 60 Time [μs] 11 Output Power [mW] Wavelength [nm]

SANTEC CORPORATION Specifications of Swept Source HSL-2100 Parameter Unit HSL-1 Standard Wide Range Wavelength Center Wavelength nm 1045 - 1075 1315 - 1340 1290 - 1320 *1 Scan Scan Range nm ≧70 ≧110 ≧170 Output Power Peak mW ≧40 ＞20 ＞20 Scan Rate kHz 10 - 400 20 20 Coherence Length*2 - ＞100 m ≧6 mm ≧5 mm Duty Cycle % ＞45 ＞65 ＞60 Trigger - Integrated Start Trigger Output Optical Fiber - SMF Output Optical Connector - SC connector Angled PC Operation Temperature °C 15 - 35 Environment Humidity % <80, no condensation Electric Power - DC +12 V ±5% AC 100 V - 240 V ±10%, 50/60 Hz Power Consumption VA 15 80 Size (W) x (D) x (H) mm 134 x 184 x 51 343 x 376 x 153 Weight kg 1.5 10 HSL-20 Parameter Unit HSL-10 Long Coherence Hi-Speed Wavelength Center Wavelength nm 1040 - 1070 1280 - 1340 1280 - 1340 Scan *1 Scan Range nm ≧90 ≧105 ≧105 Output Power Peak mW ≧40 ≧40 ≧40 Scan Rate kHz 100 50 100 Coherence Length*2 mm ≧10 ≧20 ≧16 Duty Cycle % ≧45 ≧45 ≧45 Trigger - Integrated Start Trigger and K-trigger Output Optical Fiber - SMF Output Optical Connector - SC connector Angled PC Operation Temperature °C 15 - 35 Environment Humidity % <80, no condensation Electric Power - DC 12 V ±5% Power Consumption VA 20 Size (W) x (D) x (H) mm 150 x 226 x 67 Weight kg 2 *1 : -10 dB bandwidth *2 : Round trip path length @-6 dB signal drop Ex) 10 mm coherence length = 5 mm depth @-6 dB down signal drop in OCT image 12

SS-OCT用部品＆ソフトウェア santecの光学機器の生産技術は極めて高い品質、信頼性を要求される通信用デバイスで培わ れてきました。SS-OCTおよびセンシング用の製品も同様の品質でご提供しています。また、 OCTでは画像の見せ方や解析も重要な要素になります。そのOCTに適したユーザーインター フェースの提供と共に、SDK（Software Development Kit）およびサンプルプログラムもご用 意しておりますので、お客様ご自身でのソフトウエア開発も可能です。 さらに形状測定や欠陥 検出、AIアルゴリズムを用いた精度向上など、特殊なソフトウエアの受託開発にも対応しており ます。 Products BPD-200 (OCT Grade Balanced Photo Detector) BPD-200は、2つのフォトディテクタをもち、この 2つの差分を出力します。これによりレーザー のパワー変動などのコモンモードノイズを大幅に抑圧できます。さらに位相が異なる信号の場合は、 信号が増幅されて出力されるというメリットもあります。従って微弱な信号も高感度に検出でき、 OCT等のヘテロダイン干渉測定に最適です。さらに BPD-200は SS-OCTで問題になるディテクタ の波長依存性によるアーチファクトの問題を大幅に軽減しており、SS-OCTに最適なディテクタです。 特徴 ・ 高信頼性、高利得、低雑音 ・ ディテクタ間のバランスが取れたゲイン特性 ・ アーチファクトを抑える専用設計 ・ OEMパッケージ /カスタム対応可能 用途 ・ Swept Source OCT ・ ヘテロダイン計測 ・ OFDR (Optical Frequency Domain Reflectometry) 主要特性 ・ 波長範囲 : 950 nm ‒ 1600 nm ・ 応答周波数 : 80 MHz / 200 MHz / 400 MHz ・ 最大入力パワー : 20 mW (80 & 200 MHz)、10 mW (400 MHz) 13

SANTEC CORPORATION HAD-5200B-S (Flexible SS-OCT DAQ Board) HAD-5200B-Sは、高速 A/D変換ボードです。 HSLシリーズの光源を使用した SS-OCTシステム用に FPGA処理をカスタマイズしており、優れた OCTシステムを構築可能です。 特徴 ・高速ADC　（12 bit/1GSps サンプリング） ・光源の特性に関わらず、最大限の測定レンジを提供するリアルタイムリサンプリング処理を実装 ・高速、大容量 FPGAによる FFT,FIR フィルタ、分散補償のリアルタイム処理 ・高信頼性、高利得、高線形性 ・OEMパッケージ /カスタム対応可能 用途 ・Swept Source OCT ・ヘテロダイン計測 ・ OFDR (Optical Frequency Domain Reflectometry) 主要特性 ・入力 : Single-end 2ch ・サンプリングレート : 1 GS/s ・分解能 : 12 bit ・トリガー : External trigger / Analog trigger / Software trigger ・電圧出力 : +/- 4 V 16 bit 2ch ・システムバス : PCI Express 2.0 (Gen2) 5.0 GT/s x8 CH1 Dispersion Resampling Window Fourier Spectral Log Compensation Function Transform Operation Calculation CH1 . CH2 FIR Resampling Table 14

IFM-100/200 (OCT Grade Interferometer Module) IFM-100/200は、マッハツェンダー干渉計の OEMモジュールです。可視光やディレイラインを内 蔵し、外部制御することも可能です。当社が通信用に製品化している部品を内部に使用しており、 通信部品メーカーならではの高品質と低コストを実現しております。仕様はご要望に合わせて設定 が可能です。 特徴 ・小型、高信頼性 ・可視光、電動ディレイライン、可変光減衰器を内蔵 ・OEMパッケージ /カスタム対応可能 用途 ・Swept Source OCT用干渉計 ・ヘテロダイン計測 ・OFDR (Optical Frequency Domain Reflectometry) Handheld Probes (OCT Probes) SS-OCT システムには標準で装備されておりますが､単体でもご提供が可能です。ハンドヘルド プローブとしてお使い頂けると同時に､顕微鏡台もオプションでご用意しております。顕微鏡台には CCD カメラを付けることもでき、測定エリア確認も容易となります。 特徴 ・小型、軽量 ・2D/3Dイメージング 15

SANTEC CORPORATION Inner Vision Software (Main Software of IVS Series) Inner Vision Softwareは、IVSのメインソフトです。2D、3D、プレビューモード、Raw Dataの抽出、 A-Lineデータの解析など多くの機能を持っています。IVS-2000を購入されたお客様には、オプション で SDK（Software Development Kit）をご提供できる他、IVS-2000を購入していないお客様でも、 サンプルプログラムをご提供できます。 機能 ・ 2D、3D データ取得、表示 ・ 2Dデータの平均化処理 ・ 最大強度検出 ・ 屈折率変換によるスケール表示 ・ 一定間隔測定による経時変化観察 ・ 画像保存、データ出力 ・ 2 点間距離計測 Multi Slice Viewer (3D OCT Image Analysis Software) Multi Slice Viewer は、OCTで測定した３次元データを解析するソフトウェアです。本ソフトウェア によって、XYZ３平面の同時解析が可能で、特徴箇所の３次元的の断層画像を表示・解析すること ができます。 機能 ・ 2Dスライスデータの 3面同時表示 ・ 3 面表示位置を任意に指定可能 ・ 任意の 2Dスライスデータの平均化処理および表示 ・ 任意の 2Dスライスデータの最大強度抽出および表示 ・ 屈折率換算によるスケール表示 ・ 解析画像保存（BMP,JPG,PNG） ・ 2 点間距離計測機能 16

OCT Viewer (3D OCT Image Viewer) NEW OCT 3D Viewerは、OCTで測定したデータを３次元的に表示するソフトウェアです。このソフトウェ アは当社の SS-OCTシステム「IVSシリーズ」のオプションとしてお使い頂けます。操作は非常に 簡単です。３次元的に表示するだけでなく、回転させたり任意の断面を見ることも可能です。さら に画像を鮮明にするフィルタ機能や、範囲を限定・分割して表示する（セグメンテーション）機能 も備えています。OCTの画像を第三者により分かりやすくアピールできるアニメーション（動画） の作成も可能です。 機能 ・ ズームイン /アウト ・ 移動 ・ 断面追加 ・ トリミング ・ 回転（X、Y、Z軸） ・ レベリング ・ セグメンテーション *1 ・ コントラスト、透過率、レンダリング ・ ヒストグラム ・ 出力 : BMP画像、AVI 動画 ボールペン（バネ部分） *1 汗腺 17

SANTEC CORPORATION OCT Engine Solutions for OCT measurement NEW santecの OCT Engineは、High-Speed Scanning Laser (HSL) シリーズ、バランスドフォトディテク タ BPD-200と高速 A/D変換ボード HAD-5200B-Sで構成されています。それぞれのデバイスの特 徴を最適に活かせるように組み合わされております。ご購入後にすぐにお客様のシステムへ導入で きるよう、ソフトウエア開発キット（SDK）をご用意しており、世界最高級の性能を容易にお使い 頂くことが可能です。 特徴 ・ 1060 nm 、もしくは 1310 nmの中心波長 ・ 高感度、低ノイズのリアルタイムイメージング ・ ソフトウェア開発キット LabVIEW & C++/# ・ リアルタイムの再サンプリングおよび分散補償によるイメージの最適化 ・ Galvo/MEMSスキャナーのコントロールため 2-ch アナログ出力 (+/- 4 V, 16-bit) CH1 Dispersion Window Fourier Spectral Log Resampling Compensation Function Transform Operation Calculation CH1 . CH2 FIR Resampling Table Specication Parameter Unit HSL-1 HSL-10 HSL-20-50 HSL-20-100 Center Wavelength nm 1045 - 1075 1040 - 1070 1280 - 1340 1280 - 1340 Axial Resolution (in air) μm <16 <18 <18 <18 Imaging Depth Range (in air) mm >70(@10 kHZ) >10 >20 >10 A-line Rate kHz 10 - 400 +/- 0.1 100 +/- 0.1 50 +/- 0.1 100 +/- 0.1 Peak Output Power mW ≥40 Optical Fiber Type - SMF OS - Windows 10 (64 bit) System Bus - PCI Express 2.0 (Gen2) 5.0 GT/s x8 *Please note, these specications are subject to change. Please contact us for the details. 18

NEW Inner Vision LiDAR Beyond OCT Imaging santecの「Inner Vision LiDAR」は、長年培ってきた OCT（光断層撮影） イメージング技術と、高速スキャンレーザー光源を組み合わせることによ り、OCTイメージングのみならず、LiDAR(Light Detection and Ranging) 測定をも、１台で可能にした装置です。OCT装置として、生体や試料の ミクロな内部構造を非破壊で観察できるだけでなく、LiDAR 装置として、 周囲の環境や物体のマクロな形状を測定できる、ハイブリッドなイメージ ング機能を有します。そのため、OCTが活躍する医療､生物学や産業応用 のみならず、LiDAR が得意とする 3Dマッピングやロボティクス、物体検 知や自動車応用に至るまで、幅広くご利用いただける装置です。 仕様 Inner Vision LiDAR Unit Specification (Typical) Center Wavelength nm 1060±15 Detection Range m >1 > 5 >200* *Coming soon Range Resolution mm >0.06 >0.3 >12 Scan Rate (per point) kHz >50 >10 >1 Output Power mW > 5 Field-of-View (FOV) (maximum) - > 20 (H) x 20 (V) (variable) Lines (maximum) - > 1000 (H) x 1000 (V) (variable) FOV Resolution - ≧FOV/Lines ≦ Scan Rate Frame Rate Hz H Lines x V Lines Data Sampling Rate GS/s 1 Data Output Style - 3D Point Cloud (X,Y,Z), Density (OCT Data) *Please note, these specifications are subject to change. Please contact to us for the details. 1919