CN118140131A - 三维光检出装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三维光检出装置。本发明的三维光检出装置，用于检出从光源发射的多波长的光照射到样本上并从样本反射或发散的光信号，其包括：物镜，朝向样本设置；带阻滤波器，从光信号中去除光源的激发的(excited)光信号；以及红外图像传感器，从穿过带阻滤波器的光信号中检出荧光信号。红外图像传感器区分并检出因光信号的路径差异而分离的两种荧光信号，路径差异由光信号到达红外图像传感器的时间或光信号到达红外图像传感器的距离生成。

Description

三维光检出装置
技术领域
本发明涉及一种三维光检出装置，更详细地，涉及一种三维光检出装置，可将以多波长照射到样本上并反射或发散的光区分为多个荧光信号，并能以三维方式检出并输出。
背景技术
常规的荧光成像系统，在临床试验、动物实验及模态引导手术等中，可通过聚光具有一个波长的激发光(exciting light)来穿过物镜，将激发光照射到样本(观察部位)上，并根据从样本反射及发散(指荧光信号的发散(emission))的光信号来观察样本的变化或结构。
如上所述，由于现有荧光成像系统使用了单个波长的激发光，因此无法使用多种波长来激发(exciting)发光体。另外，无法改变光源中激发光的波长，因此无法同时观测具有多光谱(multispectrum)的多重荧光影像。
进而，由于无法将这种多重荧光影像分离成多个荧光信号来进行检出或进行观测及输出，因此荧光影像只能基于一个荧光信号实现平面输出，从而无法实现三维影像检出。因此，具有仅用输出的荧光影像难以区分存在造影剂的部分及发射类似的光信号的部分的问题。
由此，即使使用检出并输出荧光信号的装置，在需要更准确及精密的结果的医疗领域中，为了更准确地结果，存在必须对每个造影剂使用新的波长来执行多次检查的问题。
如上所述，当使用多波长光源时，存在费用及时间增加的问题(影像读取的准确度降低或需要额外的拍摄等)。
另一方面，前述的背景技术是发明人为了导出本发明而保留或者在本发明的导出过程中获得的技术信息，并不能认为是本发明申请前向公众公开的公知技术。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1：韩国公开专利公报第10-2019-0067337号(2019年06月17日)
发明内容
(发明所要解决的课题)
本发明要解决的技术问题在于，提供一种三维光检出装置，其可按每个波长区分并获取不同波长的荧光图像。尤其，可提供一种三维光检出装置，其可将不同波长的荧光信号区分并输出为不同颜色。
另外，本发明要解决的另一技术问题在于，提供一种三维光检出装置，可通过路径分离器将荧光信号或可见光信号穿过的路径分离成左侧及右侧，并对由此获得的荧光图像及可见光图像以三维方式检出并输出。
另外，本发明要解决的又一技术问题在于，提供一种三维光检出装置，可通过波长分离器分离并同时输出可见光信号及不同波长的荧光信号。
本发明的问题不限于上述提及的问题，并且本领域技术人员可从以下记载中清楚地理解未提及的其他问题。
(解决问题所采用的措施)
为了解决如上所述的技术问题，本发明的一实施例的三维光检出装置，用于检出从光源发射的多波长的光照射到样本上并从样本反射或发散的光信号，所述三维光检出装置包括：物镜，朝向所述样本设置；带阻滤波器，从光信号中去除光源的激发的(excited)光信号；以及红外图像传感器，从穿过带阻滤波器的光信号中检出荧光信号。红外图像传感器区分并检出因光信号的路径差异而分离的两种荧光信号，路径差异由光信号到达红外图像传感器的时间或光信号到达红外图像传感器的距离生成。
根据本发明的另一特征的三维光检出装置还可包括变焦透镜，设置在带阻滤波器与红外图像传感器之间。光信号的路径可包括左侧光路径及右侧光路径，变焦透镜及带阻滤波器可分别设置在左侧光路径及右侧光路径。
根据本发明的又一特征的三维光检出装置还可包括：波长分离器，设置在红外图像传感器与变焦透镜之间；以及可见光图像传感器，用于检出由波长分离器从光信号中分离的可见光信号。
为了解决如上所述的技术问题，本发明的另一实施例的三维光检出装置，用于检出从光源发射的多波长的光照射到样本上并从样本反射或发散的光信号，所述三维光检出装置包括：透镜部，朝向所述样本设置；带阻滤波器，设置在透镜部与样本之间，从光信号中去除光源的激发的光信号；路径分离器，将穿过带阻滤波器的光信号分离成2个路径的光信号；以及红外图像传感器，用于分别检出由路径分离器实现路径分离的光信号中的荧光信号。荧光信号通过相互平行且具有路径上的距离差异的2个光路径到达红外图像传感器，透镜部包括物镜及变焦透镜中的至少一种。
根据本发明的另一特征的三维光检出装置中的路径分离器可以是分束器(beamsplitter)，所述三维光检出装置还可包括反射器，以使通过分束器分离的光信号中的一个能朝向红外图像传感器的方式变更路径。
根据本发明的又一特征的三维光检出装置还可包括：波长分离器，设置在红外图像传感器与路径分离器之间；以及可见光图像传感器，用于分别检出由波长分离器分离的每个可见光信号。
根据本发明的又一特征，路径分离器可以是旋转偏转元件，红外图像传感器可用于检出通过旋转偏转元件根据时间分离成左侧光路径及右侧光路径的荧光信号。
根据本发明的又一特征的三维光检出装置还可包括：波长分离器，设置在红外图像传感器与带阻滤波器之间；以及可见光图像传感器，用于检出由波长分离器分离的可见光信号。
根据本发明的又一特征的三维光检出装置还可包括可见光旋转偏转元件，设置在波长分离器与可见光图像传感器之间。可见光图像传感器用于检出通过可见光旋转偏转元件根据时间分离成左侧光路径及右侧光路径的可见光信号。
(发明的效果)
根据解决本发明的技术问题的手段中的任一种，本发明的一实施例可按每个波长区分并获取不同波长的荧光图像。
另外，根据解决本发明的技术问题的手段中的任一种，本发明的另一实施例可以以三维方式检出并输出荧光图像及可见光图像。
进而，根据解决本发明的技术问题的手段中的任一种，本发明的又一实施例可分离并同时输出可见光信号及不同波长的荧光信号。
本发明中可获得的效果不限于上述提及的效果，并且本发明所属技术领域的普通技术人员可从以下记载中清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
图1是本发明的一实施例的多波长三维荧光成像系统的示意性框图。
图2是本发明的一实施例的三维光检出装置的示意性框图。
图3是本发明的另一实施例的三维光检出装置的示意性框图。
图4是本发明的又一实施例的三维光检出装置的示意性框图。
图5是本发明的又一实施例的三维光检出装置的示意性框图。
图6是本发明的又一实施例的三维光检出装置的示意性框图。
图7是本发明的又一实施例的三维光检出装置的示意性框图。
图8是本发明的又一实施例的三维光检出装置的示意性框图。
具体实施方式
本发明的优点、特征及实现这些的方法可通过参照与附图一起详细后述的实施例变得更加明确。然而，本发明并不局限于以下公开的实施例，而是可以实现为其他多种不同的形态，本实施例仅使本发明的公开变得完整，并且向本发明所属技术领域的普通技术人员完整地告知本发明的范畴，本发明仅通过权利要求的范畴来定义。
用于说明本发明的实施例的附图中公开的形状、尺寸、比例、角度、数量等是示例性的，因此本发明不限于所示的内容。另外，在说明本发明的过程中，当判断对相关公知技术的具体说明不必要地混淆本发明的主旨时，将省略对其的详细说明。当使用本说明书中所提及的“包括”、“具有”及“由...组成”等时，除了使用“仅～”的情况以外，可添加其他部分。在构成要素以单一数量的形式表达的情况下，除非有特别明示的说明，否则包括多个数量的形式。
在解释构成要素的过程中，即使没有额外明示的记载，也应被解释为包括误差范围。
尽管“第一”、“第二”等用来描述多种构成要素，但是这些构成要素不会被这些术语所限定。这些术语仅用于区分一个构成要素与其他构成要素。因此，以下提及的第一构成要素也可以是本发明的技术思想内的第二构成要素。
除非另有明示，在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。
本发明的多个实施例各自的特征可部分或全部相互结合或组合，并且如本领域普通技术人员可充分理解，能够在技术上实现多种联动及驱动，并且各实施例也能够相互独立地实施，也能够以关联关系一起实施。
另一方面，本发明的说明书中未具体提及，但可基于本发明的技术特征预期的潜在效果被视为如同本说明书中所记载的内容，并且本实施例是为了向本领域普通技术人员更完整地说明本发明而提供的，因此附图中所示的内容与实际发明的实现方式相比可夸大地表述，并且针对被判断为不必要地混淆本发明的主旨的结构的详细说明将进行省略或简要记载。
在本说明书中，多波长光可以是由同时具有不同的多个波长的一个波束组成的光，也可以是由不同的多个波长(每个波长以单独的波束组成)的多个波束组成的光，并且也可指在一个波束中波长随时间变化的(波长可变)光。由此，发射具有多个波长的光的光源可以是多波长光源、多阵列光源、或波长可变光源等，并且这种各个光源均可同时发射或在不同的时间段发射不同波长的光。
以下，参考附图，对本发明的实施例进行详细说明，以使本发明所属技术领域的普通技术人员可容易实施本发明。本发明可实现为多种不同形态，并不限于在此说明的实施例。在附图中，为了明确地说明本发明而省略了与说明无关的部分，在整个说明书中，对相同或类似的构成要素赋予相同的附图标记。另外，为了便于说明，任意示出了附图中所示的各构成的大小及厚度，因此本发明不一定限于所示的内容。
以下，参照附图，对本发明进行详细说明。
图1是本发明的一实施例的多波长三维荧光成像系统的示意性框图。
参照图1，本发明的一实施例的多波长三维荧光成像系统10包括：多波长光照射装置100、三维光检出装置200及控制装置300。在这种多波长三维荧光成像系统10中，从多波长光照射装置100发射的光到达样本900，并且照射到样本900上的光通过反射或发散到达三维光检出装置200。
多波长光照射装置100是指向样本900发射多波长的红外线及可见光的装置，并且所述多波长光照射装置100可包括可发射能够扫描身体外部或内部的多种光的光照射装置。例如，多波长光照射装置100可以是用于内窥镜或腹腔镜的光源或包括这种光源的光照射装置，除此之外，可以是用于多种医疗设备的光源或包括这种光源的光照射装置。
具体地，多波长光照射装置100可同时或依次向样本900发射多波长的红外线及可见光。多波长光照射装置100的光源可发射多种波长的激光，并且也可同时或依次发射可见光。优选地，从多波长光照射装置100的光源发射的光可通过多模光纤(multimode fiber)照射到样本900上，并且可以以通过与多模光纤相连接的降噪器去除激光的噪声的方式进行发射。
就这种多波长光照射装置100的光源而言，例如，光源110可以是LED、LD、使用半导体的激光、量子点(quantum dot)激光、或半导体光学放大器光源。另外，这种光源110可被设置为根据时间发射不同波长的光。具体地，多波长光照射装置100的光源可以是波长可变光源、多波长光源、或多阵列光源中的任意一种。
三维光检出装置200是用于检出从多波长光照射装置100的光源发射的多波长的光照射到样本900并从样本900反射或发散的光信号的装置。具体地，三维光检出装置200是可通过区分从多波长光照射装置100发射的近红外、中红外或红外线与可见光来进行三维成像的检出装置。这种三维光检出装置200还可包括图像处理器，其通过区分检出的多种光信号来进行图像处理。进而，三维光检出装置200还可包括用于输出通过图像处理器处理的图像信号的输出装置，或者可与这种输出装置相连接。针对本发明的多种实施例的三维光检出装置200的具体构成，将参照以下图2至图8进行说明。
控制装置300是可控制多波长三维荧光成像系统10中的构成要素的装置，以能够实现电通信的方式与多波长光照射装置100及三维光检出装置200有线连接或无线连接，并且可产生并供应控制这些装置的信号。这种控制装置300包括处理器及存储器，例如，可包括计算机、移动设备及嵌入式程序等多种电子装置。另外，这种控制装置300还可包括图像处理器，其通过三维光检出装置200接收信号来进行处理并输出图像。进而，控制装置300可通过连接的显示装置输出通过图像处理器处理的图像。控制装置300的多种示例不限于上述内容，所述控制装置可包括生成并传输用于控制多波长三维荧光成像系统10的信号且可处理接收的数据的所有装置。
如上所述，本发明的实施例的多波长三维荧光成像系统10可通过区分从多波长光照射装置100照射到样本900上的多种光来进行检出并输出，同时可对检出的光信号进行三维处理来更精确地输出图像，并可通过按三维波长区分的图像，诱导出更准确的判断及诊断。
图2是本发明的一实施例的三维光检出装置的示意性框图。
参照图2，三维光检出装置200包括：物镜210、带阻滤波器(band rejectionfilter)220、变焦(zoom)透镜230及红外图像传感器260。虽然图2中未示出，但根据实施例，三维光检出装置还可包括与红外图像传感器对应的物镜。
具体地，物镜210朝向样本900设置并用于接收从样本900反射或发散的光信号。优选地，物镜210可由与设置有样本900的模具(die)对应的一个宽透镜组成。由此，物镜210可广泛地接收从样本900沿着多个方向反射或发散的光。物镜210将接收的光信号传输到带阻滤波器220上。
光信号的路径包括左侧光路径及右侧光路径。参照图2，在左侧光路径上可设置有左侧带阻滤波器221、左侧变焦透镜231及左侧红外图像传感器261，而在右侧光路径上可设置有右侧带阻滤波器222、右侧变焦透镜232及右侧红外图像传感器262。由此，光信号被分离成左侧光路径及右侧光路径，左侧光路径上的光信号穿过左侧带阻滤波器221及左侧变焦透镜231到达左侧红外图像传感器261，而右侧光路径上的光信号穿过右侧带阻滤波器222及右侧变焦透镜232到达右侧红外图像传感器262。
带阻滤波器220包括左侧带阻滤波器221及右侧带阻滤波器222。参照图2，带阻滤波器220在左侧光路径及右侧光路径中分别设置有一个。这种带阻滤波器220从光信号中去除光源的激发(excited)的光信号(以下，激发光信号)。即，通过将带阻滤波器220分别以物理方式分离并设置在左侧光路径及右侧光路径上，左侧带阻滤波器221在传输至左侧的光信号中去除光源的激发光信号部分，而右侧带阻滤波器222在传输至右侧的光信号中去除光源的激发光信号部分。左侧带阻滤波器221及右侧带阻滤波器222将去除激发光信号的光信号分别传输至左侧变焦透镜231及右侧变焦透镜232。
变焦透镜230包括左侧变焦透镜231及右侧变焦透镜232。变焦透镜230可设置在带阻滤波器220与红外图像传感器260之间。参照图2，左侧变焦透镜231在左侧光路径中设置在左侧带阻滤波器221之后，而右侧变焦透镜232在右侧光路径中设置在右侧带阻滤波器222之后。左侧变焦透镜231在左侧光路径中将去除激发光信号的荧光信号传输至左侧红外图像传感器261，而右侧变焦透镜232在右侧光路径中将去除激发光信号的荧光信号传输至左右侧红外图像传感器262。
变焦透镜230可调节焦点距离，或调节图像的大小。由此，可通过左侧变焦透镜231调节左侧光路径中的焦点距离或图像的大小，并可通过右侧变焦透镜232调节右侧光路径中的焦点距离或图像的大小。
红外图像传感器260包括左侧红外图像传感器261及右侧红外图像传感器262。
其中，左侧光路径及右侧光路径是因物理路径的分离而生成，并且左侧光路径与右侧光路径之间存在路径差异。这种路径差异由光信号到达红外图像传感器260的时间或光信号到达红外图像传感器260的距离而产生。具体地，左侧光路径与右侧光路径之间的路径差异由光信号到达左侧红外图像传感器261的时间与光信号到达右侧红外图像传感器262的时间的差异而产生，或者光信号到达左侧红外图像传感器261的距离与光信号到达右侧红外图像传感器262的距离之间的差异而产生。在根据图2的本发明的一实施例中，由于左侧光路径及右侧光路径在物理上分离，因此路径差异可由光信号到达左侧红外图像传感器261的距离与光信号到达右侧红外图像传感器262的距离之间的差异而产生。
本说明书中，红外图像传感器260可检出红外线区域中的多种波长的荧光信号(近红外线、中红外线或远红外线等)。即，红外图像传感器260可从穿过带阻滤波器220的光信号中检出多种波长的荧光信号。由此，红外图像传感器260区分并检出因光信号的路径差异而分离的两种荧光信号。具体地，光信号被分离成左侧光路径及右侧光路径，红外图像传感器260通过左侧红外图像传感器261区分并检出左侧光路径中的荧光信号，而通过右侧红外图像传感器262区分并检出右侧光路径中的荧光信号。
本发明的一实施例的三维光检出装置200可通过分别设置在分离成左侧及右侧的光路径上的带阻滤波器、变焦透镜及红外图像传感器，分别检出左侧光路径中的荧光信号及右侧光路径中的荧光信号，由此以三维方式检出并输出荧光信号。另外，三维光检出装置200可从多波长光照射装置100发射的多波长的光中按各个波长区分并检出荧光信号，从而区分多个荧光信号并以三维的方式体现。
图3是本发明的另一实施例的三维光检出装置的示意性框图。图3中所示的三维光检出装置201在图2的三维光检出装置200的基础上还包括：波长分离器340、红外线物镜350、可见光物镜370及可见光图像传感器380，剩余结构实质上相同，因此将省略对相同的结构的赘述。
参照图3，波长分离器340设置在红外图像传感器260与变焦透镜230之间。波长分离器340包括设置在左侧光路径中的左侧波长分离器341及设置在右侧光路径中的右侧波长分离器342。换句话说，左侧波长分离器341设置在左侧红外图像传感器261与左侧变焦透镜231之间，而右侧波长分离器342设置在右侧红外图像传感器262与右侧变焦透镜232之间。
波长分离器340可以以特定波长为基准分离光信号。具体地，以红外线与可见光之间的波长为基准，波长分离器340可将穿过带阻滤波器220及变焦透镜230中的至少一种的光信号分离成红外线的荧光信号及可见光区域的可见光信号。例如，波长分离器340可以是双色镜(dichroic mirror)、波长分离器(wavelength splitter)或分束器(beamsplitter)。
参照图3，左侧波长分离器341可将穿过左侧带阻滤波器221及左侧变焦透镜231的光信号分离成荧光信号及可见光信号，右侧波长分离器342可将穿过右侧带阻滤波器222及右侧变焦透镜232的光信号分离成荧光信号及可见光信号。如此，由波长分离器340分离的荧光信号及可见光信号分别向红外图像传感器260及可见光图像传感器380传输。
可见光图像传感器380检出由波长分离器340从光信号中分离的可见光信号。可见光图像传感器380包括左侧可见光图像传感器381及右侧可见光图像传感器382。参照图3，左侧可见光图像传感器381检出从通过左侧波长分离器341沿着左侧光路径移动的光信号中分离的可见光信号，右侧可见光图像传感器382检出从通过右侧波长分离器342沿着右侧光路径移动的光信号中分离的可见光信号。
如图3所示，三维光检出装置201还可包括波长分离器340与红外图像传感器260之间的红外线物镜350，并且其还可包括波长分离器340与可见光图像传感器380之间的可见光物镜370。红外线物镜350可对穿过波长分离器340的荧光信号进行聚光并传输至红外图像传感器260，可见光物镜370可对从波长分离器340分离的可见光信号进行聚光并传输至可见光图像传感器380。
红外线物镜350及可见光物镜370可分别设置在左侧光路径及右侧光路径。即，红外线物镜350包括设置在左侧光路径中的左侧红外线物镜351及设置在右侧光路径中的右侧红外线物镜352，可见光物镜370包括设置在左侧光路径中的左侧可见光物镜371及设置在右侧光路径中的右侧可见光物镜372。
本发明的另一实施例的三维光检出装置201通过波长分离器340分离成荧光信号及可见光信号，且分离的荧光信号及可见光信号分别通过红外图像传感器260及可见光图像传感器380检出。由此，三维光检出装置201可在左侧光路径及右侧光路径中分别检出荧光信号及可见光信号，据此对于多波长的荧光信号与可见光信号一同实现三维检出并输出。由此，三维光检出装置201可从多波长光照射装置100发射的多波长的光中按各个波长区分并检出荧光信号，并且对于可见光信号也可与荧光信号一起进行检出，从而区分多个荧光信号及可见光信号并以三维的方式体现。在包括本发明的三维光检出装置的医疗设备中，可通过使用多个造影剂，将多种靶细胞(例如，癌细胞)区分为不同颜色并进行确认，并且将其以三维方式进行显示，从而可实现更准确且精确的诊断。
图4是本发明的又一实施例的三维光检出装置的示意性框图。在图4中，左侧红外图像传感器461及右侧红外图像传感器462实质上执行与图2及图3中说明的左侧红外图像传感器261及右侧红外图像传感器262相同的功能，因此将省略对其的赘述。
参照图4，三维光检出装置400包括：带阻滤波器410、透镜(lense)部420、路径分离器430、反射器435、红外线物镜450及红外图像传感器460。
带阻滤波器410设置在透镜部420与样本900之间。带阻滤波器410与样本900相邻并接收从样本900反射或发散的光信号。这种带阻滤波器410从样本900反射或发散的光信号中去除光源的激发的光信号。
透镜部420以朝向样本900的方式设置在带阻滤波器410之后。透镜部420包括物镜及变焦透镜(zoom lense)中的至少一种。由此，透镜部420可通过物镜对穿过带阻滤波器410的光信号进行聚光，并可通过变焦透镜在穿过带阻滤波器410的光信号的路径上调节焦点距离或样本图像的大小。根据本发明的实施例，透镜部420可包括物镜及变焦透镜中的至少一种，并以多种方式组成。
参照图4，路径分离器430设置在红外图像传感器460与透镜部420之间。这种路径分离器430可以是分束器(beam splitter)。路径分离器430将穿过带阻滤波器410的光信号分离成2个光路径的光信号。即，路径分离器430将光信号分离成朝向左侧光路径的左侧光信号及朝向右侧光路径的右侧光信号。
反射器435以将由路径分离器430分离的光信号朝向红外图像传感器460供给的方式进行反射来变更路径。例如，参照图4，在由路径分离器430分离的2个光路径中，朝向左侧光路径的左侧光信号由反射器435反射向左侧红外图像传感器461。
参照图4，三维光检出装置400还可包括设置在路径分离器430与红外图像传感器460之间的红外线物镜450。红外线物镜450可对穿过路径分离器430的荧光信号进行聚光并传输至红外图像传感器460。另外，红外线物镜450可分别设置在左侧光路径及右侧光路径。即，红外线物镜450包括设置在左侧光路径中的左侧红外线物镜451及设置在右侧光路径中的右侧红外线物镜452。
红外图像传感器460可分别检出由路径分离器430路径分离成左侧及右侧的光信号中的荧光信号。具体地，设置在左侧光路径中的左侧红外图像传感器461可在由路径分离器430路径分离并沿着左侧光路径传输的左侧光信号中检出荧光信号，设置在右侧光路径中的右侧红外图像传感器462可在由路径分离器430路径分离并沿着右侧光路径传输的右侧光信号中检出荧光信号。
如此，荧光信号被路径分离器430及反射器435分离成2个光路径，这种2个光路径相互平行且具有路径上的距离差异。由此，荧光信号通过作为上述2个光路径的左侧光路径及右侧光路径，分别到达左侧红外图像传感器461及右侧红外图像传感器462。
本发明的又一实施例的三维光检出装置400可通过路径分离器430及反射器435在仅使用一个带阻滤波器及可选择性适用的透镜部的条件下使光路径分离成左侧及右侧，以能够三维方式检出荧光信号。由此，三维光检出装置400仅使用更小型化且简单的结构，即可将光路径分离成左侧及右侧，并由此可以以三维方式检出并输出多波长的荧光信号。
图5是本发明的又一实施例的三维光检出装置的示意性框图。图5中所示的三维光检出装置401在图4的三维光检出装置400的基础上还可包括：波长分离器540、可见光物镜570及可见光图像传感器580，剩余结构实质上相同，因此将省略对相同的结构的赘述。
参照图5，波长分离器540设置在红外图像传感器460与路径分离器430之间。另外，波长分离器540可分别设置在左侧光路径及右侧光路径上，并且其包括左侧波长分离器541及右侧波长分离器542。具体地，设置在左侧光路径上的左侧波长分离器541将左侧光信号(由路径分离器430分离成左侧光路径并由反射器435实现路径变更的光信号)分离成荧光信号及可见光信号，而设置在右侧光路径上的右侧波长分离器542将右侧光信号(由路径分离器430分离成右侧光路径的光信号)分离成荧光信号及可见光信号。由此，由左侧波长分离器541分离的荧光信号朝向左侧红外图像传感器461，由左侧波长分离器541分离的可见光信号朝向左侧可见光图像传感器581。同样，由右侧波长分离器542分离的荧光信号朝向右侧红外图像传感器462，由右侧波长分离器542分离的可见光信号朝向右侧可见光图像传感器582。
可见光图像传感器580分别从由波长分离器540分离的左侧光信号及右侧光信号中检出可见光信号。可见光图像传感器580包括左侧可见光图像传感器581及右侧可见光图像传感器582。参照图5，左侧可见光图像传感器581检出从通过左侧波长分离器541沿着左侧光路径移动的左侧光信号中分离的可见光信号，右侧可见光图像传感器582检出从通过右侧波长分离器542沿着右侧光路径移动的右侧光信号中分离的可见光信号。
参照图5，三维光检出装置401还可包括波长分离器540与可见光图像传感器580之间的可见光物镜570。可见光物镜570可对从波长分离器540分离的可见光信号进行聚光并传输至可见光图像传感器580。具体地，设置在左侧光路径中的左侧可见光物镜571可将从左侧波长分离器541分离的左侧可见光信号传输至左侧可见光图像传感器581，设置在右侧光路径中的右侧可见光物镜572可将从右侧波长分离器542分离的右侧可见光信号传输至右侧可见光图像传感器582。
本发明的又一实施例的三维光检出装置401可通过波长分离器540将光信号分离成荧光信号及可见光信号，从而能够将通过路径分离器430及反射器435分离成左侧及右侧的光信号分别分离成荧光信号及可见光信号。即，三维光检出装置401可在左侧及右侧分别分离并检出荧光信号及可见光信号。由此，三维光检出装置401包括路径分离器430及反射器435，从而可通过减少透镜及滤波器的数量来使结构简洁，与此同时，可区分并检出多波长的荧光信号的同时也还能检出可见光信号，从而能够区分多个荧光信号及可见光信号并以三维的方式体现。在包括本发明的三维光检出装置的医疗设备中，可通过使用多个造影剂，将多种靶细胞(例如，癌细胞)区分为不同颜色并进行确认，并且将其以三维方式进行显示，从而可实现更准确且精确的诊断。
图6是本发明的又一实施例的三维光检出装置的示意性框图。图6中所示的三维光检出装置600包括旋转偏转元件630，并以所述旋转偏转元件630代替图4的三维光检出装置400中的路径分离器430及反射器435，带阻滤波器410及透镜部420与图4的三维光检出装置400实质上相同，因此将省略对相同的结构的赘述。
参照图6，三维光检出装置600包括作为路径分离器的旋转偏转元件630，因此包括一个红外线物镜650及一个红外图像传感器660。
作为路径分离器的旋转偏转元件630可根据规定时间变更穿过带阻滤波器410及透镜部420的光信号的偏转，从而能够在时间上或空间上分离光信号的路径。由此，穿过旋转偏转元件630的光信号可以以每规定时间间隔具有特定偏转的方式实现变更，并朝向红外图像传感器660传递，由此通过调节时间间隔及偏转来分离成具有两种以上光路径的光信号。即，旋转偏转元件630可将光信号根据时间或偏转分离成左侧光信号及右侧光信号。尤其，图6中的旋转偏转元件630可将穿过带阻滤波器410及透镜部420的光信号根据时间或偏转分离成左侧荧光信号及右侧荧光信号。
由旋转偏转元件630分离成左侧光路径及右侧光路径的光信号可穿过一个红外线物镜650到达一个红外图像传感器660。由此，红外图像传感器660可检出由旋转偏转元件630根据时间或偏转分离成左侧光路径及右侧光路径的荧光信号。即，红外图像传感器660可区分并检出根据时间或偏转的左侧荧光信号及右侧荧光信号。
如上所述，本发明的又一实施例的三维光检出装置600可通过旋转偏转元件630，将光信号简单分离成两种路径的光信号。进而，由旋转偏转元件630分离成左侧光信号及右侧光信号的光信号可穿过一个红外线物镜650，并通过一个红外图像传感器660分离并检出左侧光路径上的荧光信号及右侧光路径上的荧光信号。由此，三维光检出装置600可使用少量的图像传感器及物镜来更简单地实现，由此能够实现三维光检出装置的小型化及轻量化。
图7是本发明的又一实施例的三维光检出装置的示意性框图。图7的三维光检出装置601在图6的三维光检出装置600的基础上还包括：波长分离器740、可见光物镜770及可见光图像传感器780，剩余结构实质上相同，因此将省略对相同的结构的赘述。
参照图7，波长分离器740设置在红外图像传感器660与带阻滤波器410之间。由此，在穿过带阻滤波器410及透镜部420的光信号中，荧光信号穿过波长分离器740传输至红外图像传感器660，在穿过带阻滤波器410及透镜部420的光信号中，可见光信号由波长分离器740分离并传输至可见光图像传感器780。
参照图7，可见光物镜770设置在波长分离器740与可见光图像传感器780之间。由此，由波长分离器740分离的可见光信号穿过可见光物镜770到达可见光图像传感器780。因此，可见光图像传感器780检出由波长分离器740分离的可见光信号。
本发明的又一实施例的三维光检出装置601可将光信号通过波长分离器740分离成荧光信号及可见光信号，并且，荧光信号穿过旋转偏转元件630传输至红外图像传感器660，而可见光信号则传输至可见光图像传感器780。由此，三维光检出装置601可以以三维方式区分波长来检出并输出荧光信号，同时也可检出并输出可见光信号。
图8是本发明的又一实施例的三维光检出装置的示意性框图。图8的三维光检出装置602在图7的三维光检出装置601的基础上还包括朝向可见光图像传感器880的可见光旋转偏转元件830，剩余结构实质上相同，因此将省略对相同的结构的赘述。
参照图8，可见光旋转偏转元件830设置在波长分离器740与可见光图像传感器880之间。可见光旋转偏转元件830可变更由波长分离器740分离的可见光信号的偏转，从而在时间上或空间上分离可见光信号的路径。由此，穿过可见光旋转偏转元件830的可见光信号可以以每规定时间间隔具有特定偏转的方式实现变更，并朝向可见光图像传感器880传递，由此通过调节时间间隔及偏转来分离成具有两种以上的光路径的可见光信号。即，可见光旋转偏转元件830可将由波长分离器740分离的可见光信号根据时间或偏转分离成左侧可见光信号及右侧可见光信号。
由可见光旋转偏转元件830分离成左侧光路径及右侧光路径的可见光信号可穿过一个可见光物镜870到达一个可见光图像传感器880。由此，可见光图像传感器880可区分并检出由可见光旋转偏转元件830根据时间或偏转分离成左侧光路径及右侧光路径的可见光信号。
本发明的又一实施例的三维光检出装置602可使通过波长分离器740分离的荧光信号及可见光信号分别穿过旋转偏转元件630及可见光旋转偏转元件830，从而将荧光信号及可见光信号分别分离成左侧光路径及右侧光路径。由此，三维光检出装置602可通过一个红外图像传感器660检出并输出三维荧光信号，并通过一个可见光图像传感器880检出并输出三维可见光信号。由此，三维光检出装置602可包括波长分离器740、旋转偏转元件630及可见光旋转偏转元件830，从而可通过减少透镜及滤波器的数量来使结构简洁，与此同时，可区分多波长的荧光信号及可见光信号并以三维的方式检出并体现。在包括本发明的三维光检出装置的医疗设备中，可通过使用多个造影剂，将多种靶细胞(例如，癌细胞)区分为不同颜色并进行确认，并且对于其他周围的细胞或器官也可用彩色显示，并且将其以三维方式体现，从而可实现更准确且精确的诊断。进而，可对于使用多种造影剂的不同波长的多个荧光信号一次性进行区分，从而可一次性确认多个部分的病变或细胞的状态。
在本说明书中，各个方框可表示包括用于执行特定逻辑功能(多个)的一个以上的可执行指令的模块、段或代码的部分。另外，应关注，在一些替代实施例中，在方框中所提及的功能也可脱离顺序地发生。例如，连续示出的两个方框实际上可同时执行、或者这些方框或步骤及时可根据相应的功能以相反的顺序执行。
以上，参照附图，对本发明的实施例进行了更详细地说明，但本发明并不一定局限于这种实施例，并且可在不脱离本发明的技术思想的范围内进行多种变形。因此，本发明中公开的实施例不是用于限制本发明的技术思想的，而是用于说明本发明的，本发明的技术思想的范围并不限于这种实施例。因此，以上记载的实施例在所有方面都应被理解为示例性的而非限制性的。本发明的保护范围应由以下权利要求书来解释，与其等同范围内的所有技术思想应被解释为包括在本发明权利范围内。

Claims (9)

1.一种三维光检出装置，用于检出从光源发射的多波长的光照射到样本上并从样本反射或发散的光信号，其特征在于，
包括：
物镜，朝向所述样本设置；
带阻滤波器，从所述光信号中去除所述光源的激发的光信号；以及
红外图像传感器，从穿过所述带阻滤波器的所述光信号中检出荧光信号，
所述红外图像传感器区分并检出因所述光信号的路径差异而分离的两种荧光信号，所述路径差异由所述光信号到达所述红外图像传感器的时间或所述光信号到达所述红外图像传感器的距离生成。
2.根据权利要求1所述的三维光检出装置，其特征在于，
还包括：变焦透镜，设置在所述带阻滤波器与所述红外图像传感器之间，
所述光信号的路径包括左侧光路径及右侧光路径，
所述变焦透镜及所述带阻滤波器分别设置在所述左侧光路径及所述右侧光路径。
3.根据权利要求2所述的三维光检出装置，其特征在于，
所述三维光检出装置还包括：
波长分离器，设置在所述红外图像传感器与所述变焦透镜之间；以及
可见光图像传感器，用于检出由所述波长分离器从所述光信号中分离的可见光信号。
4.一种三维光检出装置，用于检出从光源发射的多波长的光照射到样本上并从样本反射或发散的光信号，其特征在于，
透镜部，朝向所述样本设置；
带阻滤波器，设置在所述透镜部与所述样本之间，从所述光信号中去除所述光源的激发的光信号；
路径分离器，将穿过所述带阻滤波器的光信号分离成2个光路径的光信号；以及
红外图像传感器，用于分别检出由所述路径分离器实现路径分离的所述光信号中的荧光信号，
所述荧光信号通过相互平行且具有路径上的距离差异的2个光路径到达所述红外图像传感器，
所述透镜部包括物镜及变焦透镜中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的三维光检出装置，其特征在于，
所述路径分离器是分束器，
所述三维光检出装置还包括：反射器，以使通过所述分束器分离的所述光信号中的一个能朝向所述红外图像传感器的方式变更路径。
6.根据权利要求5所述的三维光检出装置，其特征在于，
所述三维光检出装置还包括：
波长分离器，设置在所述红外图像传感器与所述路径分离器之间；以及
可见光图像传感器，用于分别检出由所述波长分离器分离的每个可见光信号。
7.根据权利要求4所述的三维光检出装置，其特征在于，
所述路径分离器是旋转偏转元件，
所述红外图像传感器用于检出通过所述旋转偏转元件根据时间分离成左侧光路径及右侧光路径的所述荧光信号。
8.根据权利要求7所述的三维光检出装置，其特征在于，
所述三维光检出装置还包括：
波长分离器，设置在所述红外图像传感器与所述带阻滤波器之间；以及
可见光图像传感器，用于检出由所述波长分离器分离的可见光信号。
9.根据权利要求8所述的三维光检出装置，其特征在于，
还包括：可见光旋转偏转元件，设置在所述波长分离器与所述可见光图像传感器之间，
所述可见光图像传感器用于检出通过所述可见光旋转偏转元件根据时间分离成左侧光路径及右侧光路径的可见光信号。
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