CN101828102B - 用于生成和集成小型照明方案的设备、系统和方法 - Google Patents

用于生成和集成小型照明方案的设备、系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101828102B
CN101828102B CN200880111699.1A CN200880111699A CN101828102B CN 101828102 B CN101828102 B CN 101828102B CN 200880111699 A CN200880111699 A CN 200880111699A CN 101828102 B CN101828102 B CN 101828102B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
bundle
intensity
target sample
ultrasonic transducer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200880111699.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101828102A (zh
Inventor
K·沙阿扎德
L·扬科维奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN101828102A publication Critical patent/CN101828102A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101828102B publication Critical patent/CN101828102B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0093—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy
    • A61B5/0095—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy by applying light and detecting acoustic waves, i.e. photoacoustic measurements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/02007—Evaluating blood vessel condition, e.g. elasticity, compliance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/255—Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/14—Coupling media or elements to improve sensor contact with skin or tissue
    • A61B2562/146—Coupling media or elements to improve sensor contact with skin or tissue for optical coupling
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N2021/178—Methods for obtaining spatial resolution of the property being measured
    • G01N2021/1782—In-depth resolution
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N2021/178—Methods for obtaining spatial resolution of the property being measured
    • G01N2021/1785—Three dimensional
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/02—Mechanical
    • G01N2201/022—Casings
    • G01N2201/0221—Portable; cableless; compact; hand-held
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/063—Illuminating optical parts
    • G01N2201/0636—Reflectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/066—Modifiable path; multiple paths in one sample
    • G01N2201/0666—Selectable paths; insertable multiple sources
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G01N2291/02466—Biological material, e.g. blood
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G01N2291/02475—Tissue characterisation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/106—Number of transducers one or more transducer arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4202—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
    • G02B6/4203—Optical features

Abstract

提供了一种用于生成和集成小型照明方案的设备、系统和方法。所公开的实施例具体涉及用于生成非常小型的照明方案的设备/系统和方法，由此在目标样本中诱生光声波。另外，所公开的设备/系统和方法能够有效地生成小型且便携式的集成换能器照明阵列。所公开的设备通常包括至少一个发光源和分束组件。所公开的系统通常包括用于生成小型发光方案的一个或多个设备、超声波换能器组件和用于将所述一个或多个设备和US换能器组件与目标样本耦合的装置。

Description

用于生成和集成小型照明方案的设备、系统和方法
技术领域
本公开总体涉及光声(PA)成像领域。更具体而言，本公开的示例性实施例涉及用于生成非常小型的照明方案的设备、系统和方法，由此来诱生PA波。本公开的示例性实施例还涉及用于生成小型且便携式的集成换能器照明阵列(transducer illumination array TIA)的设备、系统和方法。
背景技术
光声(PA)成像是非侵入的医学成像技术，可以用来检测血管和皮肤病，例如皮肤癌和乳腺癌。(如由A.G.Bell首先在1880年报告的)PA效应源于其中目标样本由于吸收光而变热，导致在材料及其周围的压力和/或体积增加。通过调制光的强度，所产生的压力和/或体积的周期性变化可被检测为超声波(US)。使用各个数学方程式可以将US波最终转换为目标样本的近实时的二维或三维图像。从而，PA成像在对目标样本相对几乎无害的情况下提供了相对廉价且有效的近实时高对比度成像。
用于PA成像的现有设备、系统和方法通常使用单个低能近红外激光器来使用单个US换能器照亮目标样本。例如参见Oraevsky和Karabutov的“Optoacoustic Tomography”，生物医学光子学手册，P 34-1，2003年，CRC出版社LLC，“Ultrasound-mediated biophotonic imaging：A review of acousto-optical tomography and photo-acoustic tomography”Disease Makers 19，第123-138页(2003-2004年)；Rosencwaig的美国专利4,255,971“Thermoacoustic Microscopy”；Nagata和Koda的美国专利5,070,733“Photoacoustic Imaging Method”；Oraevsky等人的美国专利5,840,023“Optoacoustic Imaging for Medical Diagnosis”；Vo-Dinh等人的美国专利6,212,421“Method and Apparatus of Spectro-Acoustically EnhancedUltrasonic Detection for Diagnostics”；Unger和Wu的美国专利5,977,538“Optoacoustic Imaging System”；Kanayama等人的美国专利6,979,292“Method and Apparatus for Forming an Image that shows information about asubject”；MacKenzie等人的美国专利6,833,540“System for measuring abiological parameter by means of photoacoustic interaction”；和Nagar等人的美国专利6,846,288“Photoacoustic Assay and Imaging System”。
值得注意的是，现有技术的教导并没有提供用于有选择地照亮US换能器阵列下方的目标样本的合适手段。例如Niederhauser等人公开了一种用于US换能器阵列的玻璃棱镜照明方案，其不够小型化和/或不易便携并因此在用于现场PA成像应用时很不实用。[参见Niederhauser等人的IEEETransactions on Medical Imaging，第24卷，第4号，第436页，2005年4月]。另外，现有的照明方案不能控制照亮的图案或几何结构和/或不能将不同的照明图案和几何结构与市场上的各种换能器/换能器阵列相匹配。
一般说来，需要一种用于生成/提供小型照明方案的设备、系统和方法。此外，需要用于生成/提供可控制图案和/或几何结构的小型照明方案的设备、系统和方法。实际上，生成可动态控制的照明方案是特别有益的。另外，需要一种设备、系统和方法，用于将这样的照明方案与一个或多个超声波换能器/超声波换能器阵列紧凑地集成。
在此所述公开的设备、系统和方法满足了这些和其它需要。
发明内容
依照本公开提供了用于生成和集成小型照明方案的有益设备、系统和方法。所公开设备、系统和方法的示例性实施例提供了用于为了光声(PA)成像目的的简单、有效且小型的装置，用以可控地照亮目标样本。然而，虽然本公开的示例性实施例和实现方式总体上涉及PA成像，但是应该理解所公开的设备、系统和方法还适用于可以使用小型照明方案的任何领域。
目前公开的设备/系统的示例性实施例总体上包括至少一个发光源和分束组件。至少一个发光源通常包括激光器，在光学上被配置为产生所需强度和波长(例如，可见或红外光)的集中电磁波束。为了PA成像目的，常常需要近红外范围内的波长。近红外波长不太会被吸收并且增加了穿透目标样本中的深度，产生了更大的辐射区域并最终获得更大的深度。将激光束的强度保持在由官方标准设置的所要求限制内(ANSI限制)。对于通常与所公开的设备/系统相关联的偏振分束器而言，源束(例如，均匀且消偏的光)的偏振度对其操作会有显著影响。在本公开的示例性实施例中，分束组件通常包括一个或多个分束器的序列，例如，立体分束器、二向色镜棱镜、半涂银镜、电介质光学涂覆镜和/或偏振器，诸如沃拉斯顿(Wollaston)棱镜。一个或多个分束器的序列通常配置为用于后续分束器的源束是来自在前分束器的所得束之一。
一个或多个分束器的序列典型地不分支，每个中间分束器产生(i)用于后续分束器的源束，和(ii)照明束。然而，应该理解，可以同样使用分支的配置，即其中分束器产生用于一个以上后续分束器的源束。因此，通常，每个所公开的分束器生成至少两个所得束，包括(i)用于后续分束器的一个或多个源束和/或(ii)一个或多个照明束的任意组合。
在本公开的示例性实施例中，给每个分束器分配透射-反射比率(T/R)。透射-反射比率是相对的强度测量值并且为了本公开的目的被定义为透射光的强度除以反射光的强度(即，所得的源束的强度除以所得的照明束的强度)。对于生成/产生两个以上所得束的分束器来说，透射-反射比率对于每个所得束来说，被计算为特定的所得束的强度除以剩余所得束的强度和。通常，依照本公开，透射-反射比率可以被用来计算在一个或多个分束器的整个序列中的每个照明束的相对强度。
在本公开的示例性实施例中，分束组件包括至少一个偏振分束器。至少一个偏振分束器(例如，沃拉斯顿棱镜)通常有效地反射特定的偏振波同时透射相反偏振的波。因此，通过适当地配置偏振分束器可以预见地控制所得束的强度和偏振度。应当注意，对于偏振分束器来说，源束的偏振度是确定所得束的相对强度的必要元素。例如，如果非偏振的光源通过特定的偏振分束器，那么如果T/R比率是1(unity)，则所得的S和P偏振束可以具有相等强度。相反，S主导的偏振光源将生成强度大于所得P束的所得S束。在本公开的示例性实施例中，分束组件包括至少一个偏振分束器，其包括动态可切换的偏振材料，用于支持和/或便于动态控制所得的束强度和/或偏振。
在本公开的示例性实施例中，选择和/或设计一个或多个分束器的透射-反射比率和/或序列配置，使得所得到的照明束具有所需的强度和/或以所需的图案/几何结构布置，例如直线布置的增加强度的四个照明束。在偏振分束实施例/实施方式中，可以类似地控制特定照明束的偏振。此外，在至少一个偏振分束器是动态可控的情况下，可以同样动态地控制所得束的强度、几何布置和/或偏振度。
因而，本公开的设备、系统和方法有益地提供了可适应的成像系统，对于特定的图像要求例如扫描深度、样本材料等来说，所述成像系统可以被近实时地配置。还可以在分束过程之前、期间或之后利用变向镜组件来改变束的路径从而影响特定的图案/几何结构和/或有助于小型化整个设备/系统。
依照本公开还提供了用于生成和/或集成小型照明方案的有益系统和方法。示例性实施例通常包括：(1)一个或多个元件/设备，用于生成小型发光方案(即，照明元件)，(2)超声波(US)换能器组件，和(3)用于将所述照明元件和US换能器组件与目标样本耦合的装置。耦合装置/技术可以包括但不限于使用(i)US凝胶垫，例如透明的超声波耦合垫，(ii)用于将换能器组件和照明元件容纳在耦合流体中的容器，和/或(iii)US耦合凝胶。
通常，所公开的照明设备用来照亮目标样本的具体区域以探测对PA效应来说所需的感兴趣区域。然后使用所公开的换能器组件来检测从目标样本发出的所得US波。在示例性实施例中，可以将所公开的设备/系统集成到更大的系统中，例如由此可以使用来自换能器组件的数据来创建目标样本的二维或三维图像。值得注意的是，例如在其中提供和/或便于动态控制的实施例/实现方式中，可以增加另外的反馈回路以使用图像数据来优化发光。
在替代示例性实施例中并且为了小型化目的，这里所公开的至少一个发光源不必是实际的换能器组件/照明设备复合体的一部分。相反，诸如激光器的至少一个发光源可以被安装在其它地方，即远离换能器/照明复合体的地方，该源束经由光纤或其它电磁波传导机制被引入照明设备中。有益地，波导纤维可以逐渐变细直到进入分束组件中并且容纳在其中或者与其接合。
可以相对于换能器组件定位所公开的照明设备，以使得照亮位于换能器组件正下方的区域和/或目标样本。例如镜或箔的反光层可以位于换能器组件和目标样本之间。在这样的实施例/实施方式中，反射层通常用来最小化从样本耗散的电磁波并且照亮换能器。另外，可以将反射层与一个或多个变向镜组件耦合以最小化换能器组件和目标样本之间的距离和/或使所述系统变得紧凑。例如，从照明设备发出的照明束可以从位于照明设备正下方的镜反射，例如其中镜成一定角度使得所述照明束随后被从第二镜和/或反射层反射到位于换能器组件正下方的目标样本的区域。
特别是当结合附图阅读时，根据以下描述，与所公开的设备、系统和方法相关联的另外有益的特征、功能和好处将更加清楚。
附图说明
为了有助于相关领域的普通技术人员实现并使用其主题，参考附图，其中：
图1描绘了示例性的分束设备，其包括具有变化的透射-反射系数的四个(4)非偏振分束器；
图2描绘了图1的示例性分束设备，其中非偏振分束器的透射-反射系数配置为获得恒定强度的发光方案；
图3描绘了图1的示例性分束设备，其中非偏振分束器的透射-反射系数配置为获得中心集中的发光方案；
图4描绘了图1的示例性分束设备，其中非偏振分束器的透射-反射系数配置为获得渐变强度的发光方案；
图5描绘了示例性的分束设备，其包括具有变化偏振系数的动态偏振分束器；
图6描绘了图5的示例性分束设备，其中该动态偏振分束器是两级偏振分束器，由此均匀且消偏的电磁幅射(即，光)被分为相等强度的S和P偏振束；
图7描绘了示例性的集成照明换能器系统，包括US凝胶垫和反射箔；
图8描绘了示例性的集成照明换能器系统，其中分束设备与换能器/换能器阵列一起置于容器中；
图9描绘了示例性的集成照明换能器系统，其中小型的安装方案被用以最小化换能器/换能器阵列与目标样本之间的间隔。
具体实施方式
所公开的设备、系统和方法提供了用于生成和/或集成小型发光方案的手段。实际上，本公开的示例性实施例生成动态可控强度、偏振、图案和/或几何结构的小型照明方案并且将这样的照明方案与一个或多个超声波(US)换能器/超声波换能器阵列集成。
首先参照图1，描绘了用于生成小型发光方案(照明设备)10的示例性设备，包括单个光源20和具有变化的透射-反射(T/R)系数的四个非偏振分束器32a、32b、32c和32d的分束组件30。使用包括单个成角镜22的变向镜组件24，将光源20引到分束组件30中。所得到的照明束34a、34b、34c和34d的强度由T/R系数来确定。
图2-4描绘了在图1中所描绘的示例性设备10的照明束34a、34b、34c和34d的示例性强度配置。更具体而言，图2描绘了均匀强度的方案，图3描绘了中心集中强度的方案，并且图4描绘了渐变强度的方案。通过对每个分束器32a、32b、32c和32d使用合适的T/R比率来生成每个方案。例如，使用以下T/R比率(假定源束20的强度为100)来生成在图2中所描绘的均匀强度的方案：分束器32a的T/R＝75/25，分束器32b的T/R＝50/25，分束器32c的T/R＝25/25，并且分束器32d的T/R＝0/25。这些系数的物理效应在于例如分束器32a生成强度为25的所得照明束并且对于分束器32b而言得到强度为75的所得源束。类似地，可以如下计算在图3和图4中所描绘的照明方案的T/R比率(再次假定源束20的强度为100)：对于中心集中的强度方案来说(90/10，50/40，10/40，0/10)并且对于渐变强度的方案来说(90/10，70/20，40/30，0/40)(其中分别作为分束器32a的T/R、分束器32b的T/R、分束器32c的T/R、分束器32d的T/R给出所述比率)。值得注意的是，由于最后的分束器32d有效地用作反射所有剩余光的理想镜，所以这样的分束器32d可以由根据其中描绘的示例性实现方式的镜组件来替代。
现在参考图5，描绘了示例性的照明设备15，包括单个光源20和分束组件30，所述分束组件30包括具有变化的偏振效应的两个偏振分束器40a和40b。在本公开的示例性实施例中，光源20是均匀非偏振激光器；然而，可以利用可选的源/偏振。如上所述，对于在此所公开的包括至少一个偏振分束器的设备/系统来说，光源20的偏振是确定所得照明束42a和42b的强度和/或偏振的必要元素。作为选择，可以修改光源20的偏振以动态地且可控地实现所得发光方案中的变化。
在图5所描绘的示例性实施例中，第二偏振分束器40b有效地用作反射所有剩余光的理想镜并且因此可以由镜组件来替代。图6描绘了在图5中所描绘的照明设备15的示例性实施例，其中非偏振光源20通过偏振分束器40a和40b以生成相等强度的所得S和P偏振照明束。
图7-9描绘了用于将本公开的小型发光方案与换能器/换能器阵列集成的系统的各个实施例。值得注意的是，所公开的系统包括：(1)一个或多个设备，用于生成小型发光方案(即，照明元件/设备)56，(2)超声波(US)换能器组件50，和(3)用于将一个或多个照明元件56和US换能器组件50与目标样本70耦合的装置。在此所描绘的示例性实施例中，目标样本70是活的病人的真皮层，其中正在针对血管病而检查皮下血管72。如在图7-9中所描述的示例性实施例中所述的，照明设备的源束经由光纤线路52被引入系统中。波导纤维52逐渐变细直到进入照明设备56中并且容纳在其中。在图7-9中所描绘的示例性实施例中，所公开的系统2、4和6分别集成到更大的系统中，由此来自换能器组件50的数据被发送到处理设备54，例如计算机，并且用来创建目标样本70的二维或三维图像。
在本公开的示例性实施例中，所公开的用于耦合照明元件和US换能器组件的装置可以包括但不限于使用US凝胶垫，使用用于将换能器组件和照明设备容纳在耦合液体中的容器，和/或US耦合凝胶。图7描绘了使用透明的超声波凝胶耦合垫60作为用于将照明设备56和换能器组件50与目标样本70耦合的装置。作为选择，图8和图9描绘了将耦合液体62的容器和US耦合凝胶层64结合使用以作为用于将示例性的系统4与目标样本70耦合的装置。应当注意，在图8和图9所描绘的特定实施例中，照明设备56和部分换能器组件50被容纳在容器62中。
对于在图7-9中给出的具体实施例，照明设备56相对于换能器组件50定位，使得位于换能器组件50正下方的区域和/或目标样本70被照亮。对于在图9中所描绘的具体实施例来说，将反射层68与变向镜66耦合以最小化换能器组件50和目标样本70之间的距离，从而使系统6变得紧凑。从照明设备56发出的照明束首先由镜66反射继而由反射层68反射到位于换能器组件50正下方的目标样本70的区域。还可以如在图7中所描述那样使用反射层来抵消电磁波从样本中耗散。在示例性的系统2中，从照明设备56发出的照明束借助于位于换能器组件50以下并且与其邻近的反射层58被进一步集中到目标样本70上。
尽管参考其示例性实施例和实现方式描述了本公开，不过本公开不限于这样的示例性实施例和/或实现方式。相反，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，本公开的设备、系统和方法易于进行各种修改、变型和/或增强。据此，在本公开的范围内明确地包括了所有这样的修改、变型和增强。

Claims (12)

1.一种用于生成小型发光方案的设备(10，15)，包括：
至少一个光源(20)，被配置为提供光束，和
分束组件(30)，包括变化的透射-反射比率的一个或多个分束器(32，34)的序列，透射-反射比率是透射光的强度除以反射光的强度，其中一个或多个分束器的该序列被配置为用于后续分束器的源束是来自在前分束器的所得束之一；以及
其中所述至少一个光源的所述光束通过所述分束组件并且其中所述分束组件将所述至少一个光源的所述光束划分为所需强度的一个或多个束(34a，34b，34c，34d；42a，42b)，以生成中心集中强度的方案或渐变强度的方案。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个光源(20)的所述光束在分束过程之前、期间或之后通过一个或多个变向镜组件(22，66)。
3.如权利要求1所述的设备，其中，一个或多个分束器(32，40)的该序列包括至少一个偏振分束器(40a，40b)。
4.如权利要求3所述的设备，其中，所述至少一个偏振分束器(40a，40b)是偏振分束器，其将所述至少一个光源的所述光束划分为S和P偏振束。
5.如权利要求3所述的设备，其中，所述至少一个偏振分束器(40a，40b)包括动态可切换的偏振材料，以使得所得束的强度和/或偏振是动态可控的。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个束被配置用于光声成像。
7.一种用于将照明设备(10，15，56)与超声波换能器组件(50)紧密集成的系统(6)，所述系统包括：
一个或多个照明设备(10，15，56)，用于生成小型发光方案，所述一个或多个照明设备包括(i)至少一个光源(20，52)，被配置为提供光束，和(ii)分束组件(30)，包括变化的透射-反射比率的一个或多个分束器(32，40)的序列，透射-反射比率是透射光的强度除以反射光的强度，其中一个或多个分束器的该序列被配置为用于后续分束器的源束是来自在前分束器的所得束之一，其中所述至少一个光源的所述光束通过所述分束组件并且其中在相对于目标样本(70)通过所述束之前，所述分束组件将所述至少一个光源的所述光束划分为所需强度的一个或多个束(34a，34b，34c，34d；42a，42b)；
超声波换能器组件(50)，包括至少一个超声波换能器；其中所述超声波换能器组件检测相对于所述目标样本发出的超声波；
反射层(68)，与变向镜(66)耦合，其中从各自一个或多个照明设备(10，15，56)发出的所需强度的一个或多个束首先由所述变向镜(66)反射继而由所述反射层(68)反射至位于所述超声波换能器组件(50)正下方的所述目标样本(70)的区域；和
用于将用于生成小型发光方案的所述一个或多个照明设备和所述超声波换能器组件(50)与目标样本(70)耦合的装置(60，62，64)。
8.如权利要求7所述的系统，其中，用于将用于生成小型发光方案的所述一个或多个照明设备(10，15，56)和所述超声波换能器组件(50)与目标样本(70)耦合的装置包括超声波凝胶垫(60)。
9.如权利要求7所述的系统，其中，用于将用于生成小型发光方案的所述一个或多个照明设备(10，15，56)和所述超声波换能器组件(50)与目标样本(70)耦合的装置包括具有耦合液体(62)的容器和超声波凝胶层(64)。
10.如权利要求7所述的系统，其中，用于将用于生成小型发光方案的所述一个或多个照明设备(10，15，56)和所述超声波换能器组件(50)与目标样本(70)耦合的装置包括小型外壳(62)和超声波凝胶层(64)。
11.如权利要求7所述的系统，其中，所述超声波换能器组件包括换能器阵列。
12.如权利要求11所述的系统，其中，一个或多个分束器的一个或多个序列包括由动态可切换的偏振材料构成的至少一个偏振分束器，以使得所得束的强度和/或偏振是动态可控的。
CN200880111699.1A 2007-10-16 2008-10-13 用于生成和集成小型照明方案的设备、系统和方法 Active CN101828102B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US98020707P 2007-10-16 2007-10-16
US60/980,207 2007-10-16
PCT/IB2008/054194 WO2009050632A1 (en) 2007-10-16 2008-10-13 Apparatus, systems and methods for production and integration of compact illumination schemes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101828102A CN101828102A (zh) 2010-09-08
CN101828102B true CN101828102B (zh) 2014-12-17

Family

ID=40223769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880111699.1A Active CN101828102B (zh) 2007-10-16 2008-10-13 用于生成和集成小型照明方案的设备、系统和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8677829B2 (zh)
EP (1) EP2203734B1 (zh)
JP (1) JP5628038B2 (zh)
CN (1) CN101828102B (zh)
WO (1) WO2009050632A1 (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010127199A2 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 Visualsonics Inc. System for photoacoustic imaging and related methods
JP5709368B2 (ja) * 2009-11-04 2015-04-30 キヤノン株式会社 生体情報取得装置
US8462329B2 (en) * 2010-07-30 2013-06-11 Kla-Tencor Corp. Multi-spot illumination for wafer inspection
JP5697615B2 (ja) * 2011-02-07 2015-04-08 富士フイルム株式会社 超音波プローブ
JP5959803B2 (ja) * 2011-05-02 2016-08-02 キヤノン株式会社 被検体情報取得装置およびその制御方法
JP5774930B2 (ja) * 2011-07-21 2015-09-09 日本電産コパル株式会社 肌観察装置
JP5840152B2 (ja) * 2012-02-03 2016-01-06 富士フイルム株式会社 プローブ
JP5840070B2 (ja) * 2012-05-08 2016-01-06 富士フイルム株式会社 光音響計測装置および光音響計測装置用プローブ
JP2014023914A (ja) * 2012-06-20 2014-02-06 Fujifilm Corp プローブ及びその保護カバー
JP6049209B2 (ja) * 2014-01-28 2016-12-21 富士フイルム株式会社 光音響計測用プローブおよびそれを備えた光音響計測装置
JP6464558B2 (ja) * 2014-03-14 2019-02-06 株式会社リコー 光学センサ、光学検査装置、および内部特性推定方法
JP6547188B2 (ja) * 2015-09-17 2019-07-24 国立大学法人名古屋大学 光線過敏検査装置
CN108604017B (zh) * 2016-02-22 2022-05-17 株式会社日立高新技术 二向色镜阵列
JP6805845B2 (ja) * 2017-01-25 2020-12-23 株式会社Ihi レーザー超音波探傷装置
US11596313B2 (en) 2017-10-13 2023-03-07 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Photoacoustic targeting with micropipette electrodes
US11768182B2 (en) 2019-04-26 2023-09-26 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Photoacoustic and optical microscopy combiner and method of generating a photoacoustic image of a sample
US11975327B2 (en) * 2019-06-19 2024-05-07 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Integrated container adapter for photoacoustic microscopy
DE102019210073B4 (de) * 2019-07-09 2022-01-13 Trumpf Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung ortsaufgelöster Photoakustik
US11395714B2 (en) 2019-11-11 2022-07-26 Dermlite Llc Medical illuminator with variable polarization
CN110644061B (zh) * 2019-11-14 2021-09-10 广西立盛茧丝绸有限公司 一种自动选茧机

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1175308A (zh) * 1994-12-13 1998-03-04 齐诺技术有限公司 用于立体显示系统的跟踪系统

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4255971A (en) 1978-11-01 1981-03-17 Allan Rosencwaig Thermoacoustic microscopy
JPH0827264B2 (ja) 1988-09-21 1996-03-21 工業技術院長 マルチ変調周波数による光音響撮像方法
JPH0415541A (ja) * 1990-05-09 1992-01-20 Hitachi Ltd 粒子計数装置
JP2502443B2 (ja) * 1991-01-30 1996-05-29 日本鋼管株式会社 エリプソメ―タ及びこれを用いた塗布厚制御方法
JP3000729B2 (ja) * 1991-06-25 2000-01-17 株式会社日立製作所 光音響信号検出方法およびその装置
US5248876A (en) * 1992-04-21 1993-09-28 International Business Machines Corporation Tandem linear scanning confocal imaging system with focal volumes at different heights
JPH08285820A (ja) * 1995-04-17 1996-11-01 Nippon Steel Corp レーザー超音波検査装置
US5840023A (en) 1996-01-31 1998-11-24 Oraevsky; Alexander A. Optoacoustic imaging for medical diagnosis
GB9704737D0 (en) 1997-03-07 1997-04-23 Optel Instr Limited Biological measurement system
US6070093A (en) * 1997-12-02 2000-05-30 Abbott Laboratories Multiplex sensor and method of use
US5977538A (en) 1998-05-11 1999-11-02 Imarx Pharmaceutical Corp. Optoacoustic imaging system
US6212421B1 (en) 1999-09-03 2001-04-03 Lockheed Martin Energy Research Corp. Method and apparatus of spectro-acoustically enhanced ultrasonic detection for diagnostics
IL138073A0 (en) 2000-08-24 2001-10-31 Glucon Inc Photoacoustic assay and imaging system
US6490470B1 (en) 2001-06-19 2002-12-03 Optosonics, Inc. Thermoacoustic tissue scanner
KR20040019022A (ko) * 2001-06-26 2004-03-04 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 섬유 광학 조명을 이용한 투사 시스템
JP3766032B2 (ja) * 2002-02-08 2006-04-12 独立行政法人科学技術振興機構 試料の物理的性質の測定方法
KR100493154B1 (ko) 2002-03-20 2005-06-03 삼성전자주식회사 광음향분광학을 이용한 비침습적 생체성분 측정장치
JP4234393B2 (ja) * 2002-10-31 2009-03-04 株式会社東芝 生体情報計測装置
DE10311000C5 (de) 2003-03-06 2012-05-10 Leica Instruments (Singapore) Pte. Ltd. Beleuchtungseinrichtung für ein Mikroskop
JP4406226B2 (ja) 2003-07-02 2010-01-27 株式会社東芝 生体情報映像装置
JP4247372B2 (ja) * 2004-04-02 2009-04-02 京都電子工業株式会社 屈折率測定方法および装置
CN1981189B (zh) * 2004-07-02 2010-10-06 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有多探针的光谱系统
JP2006258739A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Fujinon Corp 光束分岐出力装置および複数光束出力型の測定装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1175308A (zh) * 1994-12-13 1998-03-04 齐诺技术有限公司 用于立体显示系统的跟踪系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20100229650A1 (en) 2010-09-16
US8677829B2 (en) 2014-03-25
JP5628038B2 (ja) 2014-11-19
EP2203734B1 (en) 2018-02-21
EP2203734A1 (en) 2010-07-07
JP2011501150A (ja) 2011-01-06
CN101828102A (zh) 2010-09-08
WO2009050632A1 (en) 2009-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101828102B (zh) 用于生成和集成小型照明方案的设备、系统和方法
US11029287B2 (en) Multi-focus optical-resolution photoacoustic microscopy with ultrasonic array detection
JP5495718B2 (ja) 被検体情報取得装置
US5807263A (en) Imaging of biological tissue using photon migration with high directionality techniques
US20120275262A1 (en) Section-illumination photoacoustic microscopy with ultrasonic array detection
CN110859601B (zh) 一种光声成像探头及光声成像系统
WO2006023634A2 (en) Multiple reference non-invasive analysis system
WO2013096734A1 (en) Method and apparatus to enhance light illuminating intensity and diffusivity
JP6000778B2 (ja) 被検体情報取得装置および被検体情報取得装置の制御方法
JP4490386B2 (ja) 成分濃度測定装置
CN105686800A (zh) 被检体信息获取装置及其控制方法
KR100777002B1 (ko) 간섭광 및 편광을 동시에 이용할 수 있는 복합 방식의광간섭성 단층 촬영 시스템
JP2009047429A (ja) 光測定装置
US20240027331A1 (en) Hand-held scanning probe and optical scanning system
US10772545B2 (en) Non-invasive method for measuring a physiological parameter via a confocal spectroscopic measurement device
JP2007252774A (ja) 光断層イメージング装置
JP6946707B2 (ja) 検出装置および生体情報測定装置
JP2017093503A (ja) 情報取得装置及び情報取得方法
KR20150014303A (ko) 광음향 프로브 모듈, 이를 포함하는 광음향 영상 장치 및 그 제어방법
KR20170023389A (ko) 레이저 장치 및 그를 포함하는 진단 시스템
JP2020048964A (ja) 光音響プローブ
WO2016103374A1 (ja) 光音響装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant