光检测装置以及光检测方法制造方法及图纸

一种光检测装置，具备：第1光源，其向被摄体照射中心波长为第1波长的第1光；第2光源，其向被摄体照射中心波长为比第1波长长的第2波长的第2光；光学滤波器，其包含至少1个第1区域以及至少1个第2区域，使在被摄体进行透射或反射后的第3光进行透射，至少1个第1区域的透射波长即第1透射波长的范围比第1波长长并且比第2波长短，至少1个第2区域的透射波长即第2透射波长的范围比第1波长长并且比第2波长短，第2透射波长的半值宽度与第1透射波长的半值宽度不同；至少1个第1检测器，其检测在至少1个第1区域进行透射后的第3光的第1光量；和至少1个第2检测器，其检测在至少1个第2区域进行透射后的第3光的第2光量。

Optical detection device and optical detection method

An optical detection device includes a first light source, the object is irradiated with wavelength of first wavelength light source first; second, the object is irradiated with wavelength of second wavelength than the first long wave second light; optical filter, comprising at least 1 first area and at least 1 second in the region, subject to transmission or reflection after third light transmission, the transmission wavelength of at least 1 first regions namely first transmission wavelength range than the first wave and second wave length than the long wavelength, at least 1 second areas namely second transmission wavelength range than first wavelength and second wave the length of the second transmission wavelength of the half width of the transmission wavelength and first half width; at least 1 of the first detector, detection of transmission in at least 1 first area after the third light first light; and at least 1 of the second detectors. Detection of the second light of the third light transmitted in at least 1 of the second regions.

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及光检测装置、光检测系统、以及光检测方法等。
技术介绍
光是电磁波，在波长、强度、偏振的特性方面具有特征。已知对于近红外的波长而言光向生物体的透射率比较高，光在生物体内会透射到数厘米的深度。对于在生物体等散射体进行反射、透射的光而言，偏振的信息会丢失，因此主要通过测定每个颜色(波长)的光强度来获取散射体内部的信息。根据该方法，在光透射的方向、即生物体的深度方向上，生物体的信息被重叠，因此难以在深度方向上分离信息。“第14次医用近红外线分光法研究会，p139-144，近红外生物体分光法的展望-1μm波长段的可能性，西村吾朗”(以下，简称为非专利文献1)，公开了通过时间分割测定法，将散射体内部的信息在深度方向上分离。
技术实现思路
解决课题的手段本公开的一个方式所涉及的光检测装置，具备：第1光源，其向被摄体照射中心波长为第1波长的第1光；第2光源，其向所述被摄体照射中心波长为比所述第1波长长的第2波长的第2光；光学滤波器，其包含至少1个第1区域以及至少1个第2区域，使在所述被摄体进行透射或反射后的第3光进行透射，所述至少1个第1区域的透射波长即第1透射波长的范围比所述第1波长长并且比所述第2波长短，所述至少1个第2区域的透射波长即第2透射波长的范围比所述第1波长长并且比所述第2波长短，所述第2透射波长的半值宽度与所述第1透射波长的半值宽度不同；至少1个第1检测器，其检测在所述至少1个第1区域进行透射后的所述第3光的第1光量；和至少1个第2检测器，其检测在所述至少1个第2区域进行透射后的所述第3光的第2光量。本公开的另一方式所涉及的光检测装置，具备：第1光源，其向被摄体照射中心波长为第1波长的第1光；第2光源，其向所述被摄体照射中心波长为比所述第1波长长的第2波长的第2光；光学滤波器，其使透射波长的范围比所述第1波长长并且比所述第2波长短、在所述被摄体进行透射或反射后的第3光进行透射；检测器，其检测在所述光学滤波器进行透射后的所述第3光的光量；和控制电路，其控制所述第1光的光量和所述第2光的光量。附图说明图1A是表示第1实施方式的光检测系统的示意剖面图。图1B是表示入射到第1实施方式的光检测系统中的光检测器上的一个开口的散射光的情形的说明图。图2A是第1实施方式的光检测装置的剖面图。图2B是从光的入射侧注视第1实施方式的光检测装置而得到的俯视图。图2C是表示第1实施方式的光检测装置中的光学滤波器的透射率特性的图。图3A是表示在第1实施方式中产生光的差拍的原理的说明图。图3B是表示在第1实施方式中产生光的差拍的原理的说明图。图3C是表示在第1实施方式中产生光的差拍的原理的说明图。图4A是表示在第1实施方式中，在被摄体内散射的光入射到检测面的情形的说明图。图4B是表示在第1实施方式中，在被摄体内散射的光入射到检测面的情形的说明图。图4C是表示在第1实施方式中，在被摄体内散射的光入射到检测面的情形的说明图。图5A是表示在第1实施方式中，因差拍而产生的干涉光的波长与光学滤波器的透射率特性的关系的说明图。图5B是表示在第3实施方式中，因差拍而产生的干涉光的波长与光学滤波器的透射率特性的关系的说明图。图6A是表示第2实施方式的光检测装置的示意剖面图。图6B是表示其他实施方式的示意剖面图。图6C是表示其他实施方式的示意剖面图。图7A是表示现有例的示意图。图7B是表示现有例的示意图。具体实施方式在说明本公开的实施方式之前，说明对非专利文献1所公开的近红外生物体分光法进行研究的结果。非专利文献1所示的分光法，按照光的每个传播距离来测定光的强度分布。图7A示出了现有例中的光检测系统300的示意剖面图。光源42射出激光。如图7A所示在光源42射出的波长λ0的光43照射到被摄体44。其结果，在被摄体44的表面以及内部产生的散射光45a、45b、45c被聚光透镜47聚光，在聚光透镜47的像面位置成像为像48b。对应于像48b在透镜的物侧存在实质的物体(物点的集合)48a。在像面位置配置有光检测器50。光检测器50是多个像素的集合体，按照每个像素来检测入射的光。光源42通过控制器41来控制发光。由光检测器50检测出的光量作为检测信号由运算电路51进行处理。控制器41、运算电路51通过计算机52来统一控制。图7B是表示图7A所示的光检测系统300的、光源42的振荡与光检测器50的检测信号的关系的说明图。光源42在控制器41的控制下振荡脉冲43a。该脉冲43a所产生的光43在被摄体44的内部进行散射而由光检测器50受光，并被检测为信号53。在图7B中，纵轴表示光源42的振荡强度、或者光检测器50的检测强度，横轴表示经过时间。检测信号53在散射所引起的光路长度的偏差的影响下，与原来的脉冲43a相比，时间宽度变大。检测信号53中的开头的输出53a是在被摄体44的表面进行反射的光45a所产生的信号。输出53a之后的时间t0～t1的期间的输出53b，是在被摄体44的内部进行散射且散射距离较短的光45b所产生的信号。输出53b之后的时间t1～t2的期间的输出53c是散射距离较长的光45c所产生的信号。通过计算机52的控制，运算电路51对检测信号53进行时间分割，能够将输出53a、53b、53c的输出进行分离来进行检测。光按照输出53a、53b、53c的顺序从被摄体的浅侧通过深侧，因此能够对深度不同的信息进行分离来进行分析。根据本申请专利技术人的研究，现有例的光检测系统由于时间分割宽度存在限度，因此无法充分确保被摄体的深度方向的分辨率。例如，若假设时间分割宽度为300ps，则深度分辨率为90mm程度，不适合生物体这种比较小的对象的诊断、检查。本申请专利技术人鉴于这样的课题，想到了新的光检测装置、光检测系统以及光检测方法。本公开的第1方式所涉及的光检测方法，向被摄体照射中心波长为λ0-α的光、和中心波长为λ0+α的光，使在所述被摄体进行透射或反射后的光，在中心波长为λ0且具有透射波长半值宽度相互不同的第1区域以及第2区域的光学滤波器进行透射，分别检测在所述第1区域以及第2区域进行透射后的光的第1以及第2光量。根据该构成，能够根据第1以及第2光量来检测受到了被摄体内的散射体上的前方散射以及后方散射的影响的、中心波长为λ0-α以及λ0+α的2个光的干涉光，能够评价前方散射以及后方散射。因此，能够获取被摄体的散射强度图案的信息。本公开的第2方式所涉及的光检测方法，进一步算出所述第1光量与所述第2光量的比值。根据该构成，能够获取更准确的被摄体的散射强度图案的信息。本公开的第3方式所涉及的光检测方法，使用将多个所述第1区域以及所述第2区域交替地相邻配置的光检测装置，来检测所述第1光量和所述第2光量。根据该构成，由于能够将第1区域以及第2区域相邻配置，因此能够更准确地推定干涉光的中心波长。本公开的第4方式所涉及的光检测方法，使所述中心波长为λ0-α的光、和所述中心波长为λ0+α的光相对于所述被摄体内的要观测的断层面从两侧以等角度进行入射。根据该构成，能够准确地控制被摄体中的深度方向的位置，确定要观测的断层的位置。本公开的第5方式所涉及的光检测装置，具备：具有二维配置的多个检测器的光检测层、和在所述光检测层上配置的光学滤波器，所述光学滤波器具有中心波长为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光检测装置，具备：第1光源，其向被摄体照射中心波长为第1波长的第1光；第2光源，其向所述被摄体照射中心波长为比所述第1波长长的第2波长的第2光；光学滤波器，其包含至少1个第1区域以及至少1个第2区域，使在所述被摄体进行透射或反射后的第3光进行透射，所述至少1个第1区域的透射波长即第1透射波长的范围比所述第1波长长并且比所述第2波长短，所述至少1个第2区域的透射波长即第2透射波长的范围比所述第1波长长并且比所述第2波长短，所述第2透射波长的半值宽度与所述第1透射波长的半值宽度不同；至少1个第1检测器，其检测在所述至少1个第1区域进行透射后的所述第3光的第1光量；和至少1个第2检测器，其检测在所述至少1个第2区域进行透射后的所述第3光的第2光量。

【技术特征摘要】
2015.07.23 JP 2015-1457851.一种光检测装置，具备：第1光源，其向被摄体照射中心波长为第1波长的第1光；第2光源，其向所述被摄体照射中心波长为比所述第1波长长的第2波长的第2光；光学滤波器，其包含至少1个第1区域以及至少1个第2区域，使在所述被摄体进行透射或反射后的第3光进行透射，所述至少1个第1区域的透射波长即第1透射波长的范围比所述第1波长长并且比所述第2波长短，所述至少1个第2区域的透射波长即第2透射波长的范围比所述第1波长长并且比所述第2波长短，所述第2透射波长的半值宽度与所述第1透射波长的半值宽度不同；至少1个第1检测器，其检测在所述至少1个第1区域进行透射后的所述第3光的第1光量；和至少1个第2检测器，其检测在所述至少1个第2区域进行透射后的所述第3光的第2光量。2.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，所述第1透射波长的中心波长与所述第2透射波长的中心波长相等。3.根据权利要求1或2所述的光检测装置，其中，所述第1光以及所述第2光均为脉冲光。4.根据权利要求1或2所述的光检测装置，其中，所述第1光源使所述第1光从所述被摄体内的对象面的一方以某一入射角入射，所述第2光源使所述第2光从所述对象面的另一方以所述入射角入射。5.根据权利要求1或2所述的光检测装置，其中，所述第3光是由所述第1光与所述第2光的干涉而产生的干涉光。6.根据权利要求1或2所述的光检测装置，其中，所述至少1个第1区域具备多个第1区域，所述至少1个第2区域具备多个第2区域，所述至少1个第1检测器具备多个第1检测器，所述至少1个第2检测器具备多个第2检测器，在俯视下，所述多个第1区域各自与所述多个第2区域各自交替配置，所述多个第1检测器各自与所述多个第2检测器各自交替配置，所述多个第1区域各自对置于所述多个第1检测器中的至少1个第1检测器，所述多个第2区域各自对置于所述多个第2检测器中的至少1个第2检测器。7.根据权利要求6所述的光检测装置，其中，在俯视下，所述多个第1区域配置为条纹图案状、或格子图案状。8.根据权利要求1或2所述的光检测装置，其中，还具备运算电路，所述运算电路算出所述第1光量与所述第2光量的比值。9.根据权利要求1或2所述的光检测装置，其中，还具备运算电路，所述运算电路算出从由所述第1光量在所述第1光量与所述第2光量之和中所占的比例、以及所述第2光量在所述之和中所占的比例所构成的群中选择的至少1者。10.根据权利要求6所述的光检测装置，其中，还具备运算电路，所述运算电路针对所述多个第1检测器分别算出所述第1光量与所述多个第2检测器中的与所述多个第1检测器各自相邻的第2检测器所检测出的所述第2光量的比值，由此生成俯视下的表示所述比值的分布的图像。11.根据权利要求6所述的光检测装置，其中，还具备运算电路，所述运算电路针对所述多个第1检测器分别算出从由所述第1光量在所述第1光量与所述多个第2检测器中的与所述多个第1检测器各自相邻的第2检测器所检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：西胁青儿，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP