CN101639339B

CN101639339B - 光学相干断层成像方法和光学相干断层成像装置

Info

Publication number: CN101639339B
Application number: CN 200910160202
Authority: CN
Inventors: 末平信人
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2029-07-30
Also published as: JP5371315B2; US20120257165A1; JP2010032426A; US20100027019A1; US8233152B2; US8836952B2; EP2149776A1; CN101639339A; EP2149776B1

Abstract

一种光学相干断层成像方法和光学相干断层成像装置，所述光学相干断层成像方法的特征在于，执行第一步骤(S1)，获取波长谱；第二步骤(S2)，增加所述波长谱的元素数量；第三步骤(S3和S4)，将所述波长谱转换为波数谱，并且减少所述元素数量，以提供相等间隔的波数谱；以及第四步骤(S5)，从所述波数谱获取待检查对象的断层信息。结果，可以获得忠实于物理现象的相等间隔的波数谱，并且可以获得更精确的断层信息。

Description

光学相干断层成像方法和光学相干断层成像装置

技术领域

本发明涉及一种光学相干断层成像装置，具体地说，涉及一种具有用于医疗应用的相干光学系统的光学相干断层成像装置。

背景技术

如今，使用各种利用光学仪器的眼科设备。它们例如是前眼照相机(anterior camera)、眼底照相机(fundus camera)、共焦扫描激光检眼镜(扫描激光检眼镜：SLO)等等。具体地说，光学相干断层成像装置(下文中称为OCT装置)用于以高分辨率获得待检查对象的断层图像，并且现在在视网膜保健的专科门诊诊所中正成为所必需且不可缺少的装置。

上述OCT装置使用低相干光作为光源。来自光源的光通过诸如分束器等的分离光路而被分为测量光和参考光。由此而划分的光之一-测量光-通过样品臂(测量光路)照射到诸如眼睛之类的待检查对象，并且其返回光通过检测光路而被引导至检测位置。返回光是包含与照射到待检查对象的光的方向上的界面有关的信息等的反射光或散射光。另一参考光通过参考臂(参考光路)被参考镜等反射，并且被引导至检测位置。使返回光和参考光彼此干涉，并且对其进行分析，从而获得关于待检查对象的层结构的信息。此外，能够通过以二维方式扫描低相干光来获得三维断层图像。

日本专利申请特开平No.H11-325849公开了一种用于医疗应用的OCT装置。在此，对于待检查对象中的一个点的测量，通过以不连续方式三次改变参考镜的位置来获得光谱。可以通过使用扫描仪等来执行一维扫描而在期望区域中获得必要的光谱。最后，通过分析这些数据，获得二维断层图像。

发明内容

在日本专利申请特开平No.H11-325849中，对于期望区域中的一个点的测量，参考镜的位置被改变多次。这种方案不仅对于测量花费时间，而且还需要参考镜的精确位置控制。

另一方面，在医疗领域中所使用的OCT装置中，存在通过以下操作来测量截面或断层层(tomographic layer)的方法：在参考镜固定的状态下将来自分光镜的波长谱转换为波数谱，并且进一步将傅立叶变换应用于由此而转换的结果。这种方案被称为傅立叶域OCT装置(FD-OCT)，并且包括使用宽带光源的类型、扫描光源的波长的类型等等。通常，当波长谱在FD-OCT中转换为波数谱时，因为波数是波长的倒数，所以波数谱不具有相等间隔。因此，如果照原样对波数谱直接执行傅立叶变换，则当然可能不能获得精确的断层信息(tomographic information)。因此，已经需要一种信号处理方法，该信号处理方法能够通过将波长谱转换为忠实于物理现象的相等间隔的波数谱而获得更精确的断层信息。

从而，考虑到上述问题做出了本发明，并且本发明的目的在于获得更精确的断层信息。

本发明的第一方面是一种光学相干断层成像装置中的光学相干断层成像方法，其中，来自光源的光通过分离光路而被分为测量光和参考光，所述测量光通过样品臂照射到待检查对象，来自所述待检查对象的返回光通过检测光路被引导至检测位置，以及所述参考光通过参考臂被引导至所述检测位置，由此，获得由均被引导至所述检测位置的所述返回光与所述参考光的干涉而产生的干涉光的波长谱，并且由对所述波长谱进行分析的波长谱分析单元摄取所述待检查对象的断层图像，所述光学相干断层成像方法包括：波长谱获取步骤，获取所述波长谱；波数谱获取步骤，将所述波长谱转换为波数谱，并且减少元素(element)数量，以提供相等间隔的波数谱；以及断层信息获取步骤，从所述相等间隔的波数谱获取所述待检查对象的断层信息。

本发明的第二方面是一种光学相干断层成像装置，包括：光源；光学系统，其将来自所述光源的光分为测量光和参考光，将所述测量光引导至待检查对象，将来自所述待检查对象的返回光引导至检测位置，并且将所述参考光引导至所述检测位置；波长谱获取单元，其被布置在所述检测位置处，并且从由所述返回光和所述参考光的干涉而产生的干涉光获取波长谱；以及波长谱分析单元，其根据由此而获取的波长谱生成所述待检查对象的断层图像；其中，所述波长谱分析单元执行：波数谱获取步骤，将所述波长谱转换为波数谱，并且减少元素数量，以提供相等间隔的波数谱，以及断层信息获取步骤，从所述相等间隔的波数谱获取所述待检查对象的断层信息。

根据本发明，在傅立叶域光学相干断层成像装置中，能够从波长谱获得忠实于物理现象的相等间隔的波数谱，并且因此，能够获得更精确的断层信息。

附图说明

图1是用于说明本发明第一实施例中的光学断层诊断装置(optical tomographic diagnostic apparatus)的光学系统的视图。图2是示出本发明第一实施例中的信号处理流程的流程图。图3A至图3D示出第一实施例中的信号的样貌，其中，图3A是示出强度关于波长的视图，图3B是示出在已经进行了内插处理之后的强度关于波长的视图，图3C是示出强度关于波数的视图，图3D是在已经进行再次采样之后的强度关于波数的视图。图4是用于说明本发明第二实施例中的眼科光学断层诊断装置的光学系统的视图。图5是示出本发明第二实施例中的信号处理流程的流程图。图6A至图6D示出第二实施例中的信号的样貌，其中，图6A是示出所获取的波数谱的视图，图6B是示出通过对图6A的波数谱进行傅立叶变换而获得的结果的视图，图6C是示出通过将多个零插入图6B的中央部分而扩展元素数量的视图，图6D是示出具有通过对图6C的波数谱进行逆傅立叶变换而获得的元素数量扩展的波长谱的视图。

具体实施方式

在本发明的实施例中，光学相干断层成像装置具有用于将来自光源的光通过分离光路而分成或者分离成测量光和参考光的单元。此外，测量光可以通过样品臂(测量光路)照射到待检查对象，来自待检查对象的测量光的返回光可以通过检测光路而被引导至检测位置。此外，参考光通过参考臂(参考光路)而被引导至检测位置，从而引导至检测位置的返回光与参考光可以彼此干涉或者相干，以提供相干光的波长谱。可以借助波长谱分析单元摄取断层图像。此外，波长谱分析单元执行获取波长谱的第一步骤。然后，该单元还执行增加波长谱的元素数量的第二步骤。此外，该单元执行第三步骤：将波长谱转换为波数谱，并且减少元素数量，以提供相等间隔的波数谱。此外，该单元可以执行第四步骤：从相等间隔的波数谱获取待检查对象的断层信息。在此，注意，在第一步骤中波数谱的元素数量足够大的情况下，可以省略第二步骤。

现在，将描述本发明的具体实施例。

(第一实施例)在本发明第一实施例中，将在使用附图的同时描述应用本发明的光学相干断层成像装置(下文中也称为OCT装置)。

<光学系统的构造>首先，将参照图1大致描述OCT装置的构造。通过透镜102借助分束器103将从光源101发射的光分为测量光112和参考光114。测量光112通过XY扫描仪104和物镜105到达待检查对象106。在待检查对象106上形成透明膜。在依次穿过物镜105、XY扫描仪104和分束器103的同时，在其表面及界面上所散射和反射的返回光113返回。此外，返回光通过成像透镜107进一步到达在检测位置处布置的分光镜108。另一方面，参考光114被参考镜115反射。在此，注意，参考镜115可以通过位置调整机构116来调整光路长度。借助分束器103对参考光114与返回光113进行组合。

光源101是SLD(超辐射发光二极管)，它是典型的低相干光源。例如，SLD具有830nm的波长和50nm的带宽。在此，注意，带宽对于待获得的断层图像的光轴的方向上的分辨率有影响，并且因此成为重要参数。此外，虽然对于光源在此选择SLD，但可以使用仅需要能够发射低相干光的任何种类的光源，并且可以使用ASE(放大自发发光)等。当然，可以取决于待检查对象的内容而使用其它光源，诸如卤素灯等。然而，波长对于待获得的断层图像的水平方向上的分辨率也有影响，因此在水平分辨率重要的情况下，期望使用短波长。

分光镜108包括棱镜109、图像拾取元件110等等，并且它用于使得测量光进行光谱分光。对于图像拾取元件110，可以采用CCD型线传感器。通过分光镜108中的图像拾取元件110获取由此而分光的光作为波长谱数据。

由计算机111对由图像拾取元件110所成像的谱数据进行分析。也就是说，计算机111与波长谱分析单元对应。当然，计算机不仅具有分析功能，而且还具有用于存储数据、显示图像、发布测量命令等的功能。此外，可以在计算机111的控制下在垂直于其光轴的方向上在待检查对象上对测量光进行线栅扫描而获得待检查对象的截面图案或图像。计算机111包括CPU、存储器等等，并且通过借助CPU执行程序来实现上述功能。然而，可以通过专用硬件来实现上述各个功能中的一部分或全部。

<信号处理>将通过使用图2来说明本发明的信号处理步骤。

首先，在步骤S1中，从分光镜108获取波长谱(波长谱获取步骤)。此时的采样的数量是N(例如2,048)，这是图像拾取元件110的像素数量。谱的信息包括波长以及各波长的强度。首先，波长由分光镜108的特性决定，从而将它们预先存储在一维数组中。由此而获取的强度数据被存储在另一个一维数组中。在此，第i波长分量和第i强度分量分别由s_λ(i)、s_I(i)表示，并且为了方便而将这个组合表示为(s_λ(i)，s_I(i))。元素i具有从第0到第(N-1)的范围。图3A示意性图示强度关于波长的曲线图。采样间隔关于波长是相等的，并且波长最小值是805nm，并且其最大值是855nm。在此，注意，取决于分光镜108的特性，采样间隔关于波长可以不是相等的。在此情况下，可以使用适当内插的元素。

然后，在步骤S2中，按以下方式内插波长谱：采样点的数量(元素数量)增加为M倍(例如16倍)，以生成波长谱数据(元素数量增加步骤)。作为这种内插方法，例举出线性内插等。在内插之前的第i元素在内插之后变为第M·i元素。在此，注意，M·i表示M和i相乘。第M·i元素与第M·(i+1)元素之间的元素能够被表示为第(M·i+j)元素。在此，i处于从0到N-1的范围中，j处于从0到M-1的范围中，因此能够通过这样的表达式来表示所有M·N个元素。在线性内插的情况下，通过使用(s_λ(i)，s_I(i))和(s_λ(i+1)，s_I(i+1))如在以下数学表达式1中所示那样表示第(M·i+j)元素。

(表达式1)

(s_{λ}^{'} (M \cdot i + j), s_{I}^{'} (M \cdot i + j))

= \frac{M - j}{M} (s_{λ} (i), s_{I} (i)) + \frac{j}{M} (s_{λ} (i + 1), s_{I} (i + 1))

图3B示意性示出在内插之后的强度对于波长的曲线图。采样间隔是相等的，并且元素数量是其初始数量(在内插之前)的M倍，因此产生高密度采样。

在步骤S3中，将波长谱转换为波数谱(波数谱获取步骤)。波数是波长的倒数。从而，通过将第i波数和第i强度的元素表示为(p_w(i)，p_I(i))来如以下数学表达式2所示的那样表示波数谱。也就是说，当关于波数按升序进行排序时，强度的顺序被反转。在此，注意，元素数量是M·N，范围从0到(M·N-1)。

(表达式2)

(p_{w} (i), p_{I} (i)) = (\frac{1}{s_{λ}^{'} (M \cdot N - 1 - i)}, s_{I}^{'} (M \cdot N - 1 - i))

图3C示意性示出强度对于波数的曲线图。采样间隔关于波长是相等的，从而当将波长被转换为波数时，根据波数的减小，采样密度变得更高。

在步骤S4中，执行再次采样。p_w(0)与p_w(M·N-1)之间的采样数量设置为P·N，并且此时的元素由(u_w(k)，u_I(k))表示。例如，在此，P是2。此时，u_w(k)由以下数学表达式3来表示。

(表达式3)

u_{w} (k) = \frac{p_{w} (M \cdot N - 1) - p_{w} (0)}{P \cdot N - 1} k + p_{w} (0)

另一方面，u_I(k)被如下决定。根据此算法，首先，求出最接近于u_w(k)的p_w(j)，并且用与由此求出的p_w(j)对应的p_I(j)代替u_I(k)。

也就是说，求出满足以下表达式4的p_w(j)。(表达式4)p_w(j)≤u_w(k)＜p_w(j+1)然后，如以下数学表达式5所示的那样决定u_I(k)。(表达式5)

\{\begin{matrix} u_{w} (k) - p_{w} (j) < p_{w} (j + 1) - u_{w} (k), u_{I} (k) = p_{I} (j) \\ u_{w} (k) - p_{w} (j) &GreaterEqual; p_{w} (j + 1) - u_{w} (k), u_{I} (k) = p_{I} (j + 1) \end{matrix}

在此，注意，如果M关于P足够大，则可以根据此方法执行具有足够高的精确度的采样。如果情况并非如此，则可以根据u_w(k)的值通过使用p_I(j)和p_I(j+1)来执行线性内插而计算u_I(k)。

图3D示意性图示强度关于以相等间隔采样的波数的曲线图。在常规方法中，已经将波长谱转换为波数谱，而不改变元素数量。波长是波数的倒数，并且具有不等的间隔，从而获得忠实于对于分析所必需的物理现象的相等间隔的波数谱是困难的。另一方面，在本发明的方法中，可以获得相等间隔的波数谱，从而变得能够执行精确分析。此外，当数据的数量从M增加到N·M时，并且当将波长转换为波数时，数据的数量减少到N·P。在此，通过使得M的值足够大，能够更精确地获取波数谱。

在步骤S5中，执行傅立叶变换，从而测量待检查对象的断层层(断层信息获取步骤)。由此测量出的断层数据(tomographicdata)连续存储在计算机的存储器或硬盘中。

在步骤S6中，确定是否已经在整个检查区域中完成数据处理。当未完成时，返回到S1，并且执行数据处理，直到已经在整个检查区域中完成数据处理。

在步骤S7中，可以根据在步骤S5中计算出的断层数据来形成三维断层图像。

在本发明的方法中，元素数量在步骤S1中是N，在步骤S2中是M·N，并且在步骤S4中是N·P，但无需将元素数量设置为N的倍数。换句话说，步骤S2中的元素数量仅需大于或等于步骤S1中的元素数量，步骤S3中的元素数量仅需小于步骤S2中的元素数量。此外，如果在步骤S1中存在足够的元素数量，则可以跳过步骤S2，并且在步骤S4中，可以使得元素数量小于步骤S1中的元素数量。当然，在步骤S2中的元素数量已经增加到大于步骤S1的元素数量的值之后，步骤S4中的元素数量可以减少到小于步骤S1中的元素数量的值。可以通过减少步骤S4中的元素数量来缩短在步骤S5中及其后所需的时间。此外，可以通过将步骤S1、S2和S4中的元素数量设置为2的幂的值来执行快速傅立叶变换(FFT)。在此，注意，离散值的傅立叶变换被称为DFT，FFT是其特殊情况。

虽然可以通过内置于通用计算机中的程序来执行上述的信号处理，但当然可以使用专用的LSI作为分立的硬件。此外，也可以使用FPGA(现场可编程门阵列)等等。

(第二实施例)在本发明第二实施例中，将通过使用图4描述应用本发明的眼科光学相干装置中的光学系统。

<光学系统的构造>图4示出作为整体构造Mach-Zehnder干涉系统。从光源401发射的光通过单模光纤410-1被引导至透镜411-1。此外，借助分束器403-1将光分为参考光405和测量光406。借助作为待检查对象的眼睛407的反射或散射而将测量光406返回作为返回光408，此后，借助分束器403-2将返回光与参考光405进行组合，以进入分光镜421。在此，光源401是SLD(超辐射发光二极管)，它是典型低相干光源。鉴于测量眼睛的事实，因此近红外光适合作为待使用的波长。

将描述参考光405的光路。使得由分束器403-1划分的参考光405连续进入反射镜414-1至414-3，由此，光改变其方向，以通过分束器403-2进入分光镜421。在此，415-1和415-2分别表示色散补偿玻璃。色散补偿玻璃415-1的长度由L1表示，并且优选地等于普通眼睛的深度的两倍。当测量光406进入并且离开眼睛407时，色散补偿玻璃415-1关于参考光405补偿测量光406的色散。在此，L1设置为等于46mm(L1＝46mm)，是日本人平均眼球直径23mm的两倍。此外，417表示能够在箭头所示方向上移动的电子设备级，并且参考光405的光路长度可以被调整和控制。色散补偿玻璃415-2目的在于对用于扫描眼睛407的透镜420-1、420-2进行色散补偿。

将描述测量光406的光路。由分束器403-1所划分的测量光406被分束器403-3反射，然后入射在XY扫描仪419的反射镜上。XY扫描仪419在垂直于测量光的光轴的方向上对视网膜423进行线栅扫描。此外，测量光406的中心被调整，从而与XY扫描仪419的反射镜的旋转轴一致。透镜420-1、420-2构成用于扫描视网膜423的光学系统，并且具有在以角膜422附近充当支点的状态下在视网膜423上扫描测量光406的功能。在此，透镜420-1、420-2的焦距分别是50mm和50mm。当测量光406入射到眼睛407上时，由于来自视网膜423的测量光的反射和散射，生成返回光408。此外，借助分束器403-3将返回光408划分为返回光408-1和返回光408-2，从而一个返回光408-1可以被引导至分光镜421。在此，分光镜421是衍射光栅类型的分光镜，其中的图像拾取元件是CCD类型的线传感器。由分光镜421所获取的诸如波长谱等的数据被取入计算机425。

此外，在穿过分束器403-1的同时，另一返回光408-2被引导至检测器424。检测器424输出与干涉信号相似地以电方式取入计算机425的信号，从而可以记录并且显示返回光408-2的强度。此外，由检测器424所获得的信号是由于视网膜423上的反射或散射而产生的返回光408-2的强度信号，并且不具有深度分辨率。检测器424例如是APD(雪崩光电二极管)，它是高速高灵敏度传感器。

<信号处理>在参照图5和图6的同时，将描述此第二实施例与上述第一实施例之间的信号处理的差异。此第二实施例的信号处理方法与第一实施例的方法主要不同在于这些特征：首先获取的数据以及如何扩展范围。在此，注意，图5是示出此实施例中信号处理的流程的流程图，图6A-图6D是示出信号处理中信号的样貌的视图。

在步骤S1中获取波长谱(图6A)，与第一实施例相似。在此，注意，第i元素的波长和强度分别由s_λ(i)和s_I(i)来表示。由此获取的谱的数据被依次存储在计算机425的存储器或硬盘中。

在步骤S8中，确定是否已经完成对检查区域中的每一位置处的波长谱的获取。当在整个检查区域中完成时，处理流程进入步骤S2-1。在信号处理花费很多时间的情况下，按信号处理优先级在检查区域中执行数据的获取是重要的。例如其是这样的情况：待检查对象为诸如眼睛之类的运动物体。

在步骤S2-1中，波长谱数据经受傅立叶变换。强度元素S_I(i)成为如以下数学表达式6所示的那样。傅立叶变换后的信号成为如图6B所示。通常，第i元素的强度与第(N-i)元素的强度是相同的，并且这些元素关于N/2的边界成为镜像图像。此外，第0元素是常数分量。

(表达式6)

s_{I} (i) = Σ_{k = 0}^{N - 1} s_{I} (k) e^{- j \frac{2 πki}{N}}

在此，注意，在由于分光镜421的特性而使得谱数据关于波长不具有相等间隔的情况下，可以使用按相等间隔内插的s_λ(i)和s_I(i)。用于这种确定的准则是，例如，与其中按相等间隔划分谱数据的情况相比，对于不相等间隔的谱数据，何时有1％或更大的误差。

在步骤S2-2中，谱数据由S_I(i)的第(N/2)元素的边界一分为二，并且按元素数量扩展为MN的方式将在其中插入零，如以下数学表达式7所示(M是2或更大的整数)。当然，i是整数。图6C示出元素数量扩展的谱数据。在此，注意，当N/2是整数时，第(N/2)元素被使用两次。从而，第i元素的傅立叶变换与第(MN-i)元素的傅立叶变换一致。然而，第(N/2)元素附近的数据是可以根据采样定理而被恢复的界限，因此期望其中这种数据成为0的系统。

(表达式7)

S_{I}^{'} (i) = \{\begin{matrix} S_{I} (i), & 0 \leq i \leq N / 2 \\ 0, & N / 2 < i < M \cdot N - N / 2 \\ S_{I} (i - M \cdot N + N), & M \cdot N - N / 2 \leq i \leq M \cdot N - 1 \end{matrix}

在步骤S2-3中，通过对该S’_I(i)进行逆傅立叶变换而对步骤S2-1中的波长谱进行内插，如图6D所示。此时的谱(s’_λ(i)，s’_I(i))分别由以下数学表达式8和9来表示。也就是说，通过按相等间隔划分波数范围，s’_λ(i)的元素数量增加到其初始值的M倍，与第一实施例相似。可以通过对S’_I(i)进行逆傅立叶变换并且将元素数量进一步增加到其初始值的M倍而获得s’_I(i)。

(表达式8)

s_{λ}^{'} (k = M \cdot i + j) = \frac{M - j}{M} s_{λ} (i) + \frac{j}{M} s_{λ} (i + 1)

(表达式9)

s_{I}^{'} (k) = M \times \frac{1}{M \cdot N} Σ_{n = 0}^{M \cdot N - 1} S_{I}^{'} (n) e^{j \frac{2 πnk}{M \cdot N}} = \frac{1}{N} Σ_{n = 0}^{M \cdot N - 1} S_{I}^{'} (n) e^{j \frac{2 πnk}{M \cdot N}}

在此，注意，s’_I(k)具有由以下数学表达式10所示的关系。

(表达式10)

s_{I}^{'} (M \cdot k) = \frac{1}{N} Σ_{i = 0}^{N - 1} S_{I} (i) e^{j \frac{2 πik}{N}} = s_{I} (k)

也就是说，通过将逆傅立叶变换应用于S_I(i)而获得s’_I(i)的第M·k元素，并且所述s’_I(i)的第M·k元素与s_I(i)的第k元素一致。当然，在它们之间的范围中执行内插。

在此，注意，在使用傅立叶变换的情况下，第(M·N-1)元素可能有时远离第(M·N-2)元素。在此情况下，可以使用窗函数，诸如Hamming窗、三角窗、或Blackman窗等等。通过预先使用这种窗函数，当在步骤S5中执行傅立叶变换时采用任何窗函数都成为不必要的。此外，在这种处理不方便的情况下，可以用通过适当使用第(M·N-2)元素和初始第(N-1)元素而计算出的元素来替代第(M·N-1)布素。

在步骤S3中，以与第一实施例相同的方式将波长谱转换为波数谱。

在步骤S4中，执行再次采样，从而元素数量变为关于波数按相等间隔的N·P个。

在步骤S5中，可以通过对N·P个像素的强度数据进行傅立叶变换而获得断层信息。

在步骤S9中，确定是否已经在整个检查区域中完成数据处理。以连续方式将数据处理结果存储在存储器或硬盘中。

在步骤S7中，根据步骤S5中计算出的结果形成断层图像。在已经在步骤S1中在检查区域中的每一位置处取得谱之后，执行在步骤S2-1中及其后的信号处理。从而，可以使眼睛的测量时间最小。

在此，将描述其中根据第二实施例的信号处理方法适合于OCT装置的示例。在光从低折射率介质入射到高折射率介质的情况下，通过使用折射率n、参考镜与视网膜之间的空间距离的差d、整数m、以及波数k，参考镜上反射的光与视网膜上反射的光干涉的条件被表示为以下数学表达式11的强化条件(constructive condition)。

(表达式11)

k_{m} = \frac{m}{2 nd}

此外，上述条件表示为根据以下数学表达式12的弱化条件(destructive condition)。在此，注意，在光从高折射率介质入射到低折射率介质时被反射的情况下，强化条件和弱化条件是相反的。

(表达式12)

k_{m + 0.5} = (m + \frac{1}{2}) \frac{1}{2 nd}

以此方式，强度表示为关于波数的周期函数。原因在于，在步骤S5中，可以通过执行傅立叶变换获得断层图像。当然，强度关于波长是周期性的，因此可以说，根据此第二实施例的方法比线性内插方法更适合。

虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被给予最宽的解释，从而包括所有这样的修改和等同结构及功能。

Claims

1.一种光学相干断层成像装置中的光学相干断层成像方法，其中，

来自光源的光被划分为测量光和参考光，

所述测量光通过样品臂被照射到待检查对象，来自所述待检查对象的返回光通过检测光路被引导至检测位置，以及

所述参考光通过参考臂被引导至所述检测位置，

由此，获得由均被引导至所述检测位置的所述返回光与所述参考光的干涉而产生的干涉光的波长谱，并且由对所述波长谱进行分析的波长谱分析单元摄取所述待检查对象的断层图像，

所述光学相干断层成像方法包括：

波长谱获取步骤，获取所述波长谱；以及

波数谱获取步骤，将所述波长谱转换为波数谱，并且减少元素数量，以提供相等间隔的波数谱；

断层信息获取步骤，从所述相等间隔的波数谱获取所述待检查对象的断层信息。

2.如权利要求1中所述的光学相干断层成像方法，其中，

在所述波数谱获取步骤中，按波数间隔彼此相等的方式来决定采样点，并且获得每一采样点处的强度，作为在从所述波长谱转换得到的波数谱中与所述每一采样点处的波数最接近的波数处的强度。

3.如权利要求1中所述的光学相干断层成像方法，其中，

在所述波数谱获取步骤中，按照波数间隔变为彼此相等的方式来决定采样点，并且获得每一采样点处的强度，作为在从所述波长谱转换得到的波数谱中与所述每一采样点处的波数最接近的两个波数处的强度。

4.如权利要求1中所述的光学相干断层成像方法，还包括以下步骤：

在所述波长谱获取步骤之后，增加所获取的波长谱的元素数量；

其中，在所述波数谱获取步骤中，通过使用元素数量已经增加的波长谱来获取所述波数谱。

5.如权利要求4中所述的光学相干断层成像方法，其中，

在增加波长谱的元素数量的所述步骤中，通过内插来增加元素数量。

6.如权利要求4中所述的光学相干断层成像方法，其中，

在增加波长谱的元素数量的所述步骤中，将傅立叶变换应用于所述波长谱，以获得元素S_I(i)，获得其中在傅立叶变换之后S_I(i)中的元素数量扩展的S’_I(i)，如以下表达式所示，并且通过对S’_I(i)进行逆傅立叶变换获得元素数量增加的波长谱，

S_{I}^{'} (i) = \{\begin{matrix} S_{I} (i) & , 0 \leq i \leq N / 2 \\ 0 & , N / 2 < i < M \cdot N - N / 2 \\ S_{I} (i - M \cdot N + N) & , M \cdot N - N / 2 \leq i \leq M \cdot N - 1 \end{matrix}

其中，N是S_I(i)的元素数量，M是2或更大的整数。

7.如权利要求1中所述的光学相干断层成像方法，其中，

在所述波长谱获取步骤和所述波数谱获取步骤二者至少一个中获取的谱的元素数量是2的幂。

8.如权利要求4中所述的光学相干断层成像方法，其中，

在所述波长谱获取步骤、所述波数谱获取步骤和增加波长谱的元素数量的所述步骤三者至少一个中获取或者生成的谱的元素数量是2的幂。

9.如权利要求1中所述的光学相干断层成像方法，其中，

所述波数谱获取步骤中的谱的元素数量小于所述波长谱获取步骤中的谱的元素数量。

10.如权利要求1中所述的光学相干断层成像方法，其中，

在所述波长谱获取步骤中，在待检查对象的检查区域中的相应位置处获取所述波长谱之后，对由此获取的波长谱中的每一个执行所述波数谱获取步骤和所述断层信息获取步骤。

11.一种光学相干断层成像装置，包括：

光源；

光学系统，其将来自所述光源的光分为测量光和参考光，将所述测量光引导至待检查对象，将来自所述待检查对象的返回光引导至检测位置，并且将所述参考光引导至所述检测位置；

波长谱获取单元，其被布置在所述检测位置处，并且从由所述返回光和所述参考光的干涉而产生的干涉光获取波长谱；以及

波长谱分析单元，其根据由此获取的波长谱生成所述待检查对象的断层图像；

其中，所述波长谱分析单元执行：

波数谱获取步骤，将所述波长谱转换为波数谱，并且减少元素数量，以提供相等间隔的波数谱，以及

12.如权利要求11中所述的光学相干断层成像装置，其中，

在增加由所述波长谱获取单元获取的波长谱的元素数量之后，所述波长谱分析单元从已经增加了元素数量的波长谱获取波数谱。