[發明專利]分光成像裝置調整方法以及分光成像系統

無效

• 申請號: 201380003180.2
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN103827644A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 田中正人;祖川伊知郎
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: G01J3/36
• 分類號: G01J3/36
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;李銘

技術領域

本發明涉及分光成像裝置調整方法以及分光成像系統。

背景技術

分光成像裝置包括：準直透鏡，其使輸入光準直；衍射光柵，其接收由準直透鏡準直了的光并根據光的波長來沿不同的方向輸出光；聚光透鏡，其根據光的波長來將從衍射光柵輸出的光聚集在不同位置；以及陣列式光接收單元。陣列式光接收單元包括沿著預定路線以陣列方式布置的多個光接收傳感器，并且陣列式光接收單元通過使用其中的一個光接收傳感器來接收由聚光透鏡聚集的光。分光成像裝置可測量輸入光的光譜。

例如，分光成像裝置可通過測量物質的吸收光譜來分析該物質的成分。此外，分光成像裝置可通過測量由物體光束和參考光束形成的干涉條紋的光譜來獲得物體的厚度或相對距離。

為了使用分光成像裝置以高精確度測量光譜，需要知道被陣列式光接收單元的多個光接收傳感器中的每一個接收到的光的波長。日本未經審查的專利申請公開第61-56922（專利文獻1）以及2007年7/8月的期刊Journal?of?Biomedical?Optics12（4），041205，由Mircea?Mujat等人撰寫的文章“Autocalibration?of?spectral-domain?optical?coherence?tomography?spectrometers?for?in?vivo?quantitative?retinal?nerve?fiber?layer?birefringence?determination”（非專利文獻1）描述了將分光成像裝置中的陣列式光接收單元的每個光接收傳感器與波長相關聯的方法。

為了使用分光成像裝置以高波長分辨率來測量光譜，由聚光透鏡聚集的每種波長的光的焦點需要位于上述預定的路線上。然而，分光成像裝置的各部件之間的相對布置關系可能由于外部撞擊或隨時間產生松動等原因而被改變。在這種情況下，當由聚光透鏡聚集的各種波長的光的焦點偏離所述預定路線時，關于被測光譜的波長分辨率或檢測效率降低。通過在專利文件1和非專利文獻1中描述的方法，上述問題無法得到解決。

發明內容

技術問題

本發明的目的是提供一種能夠在分光成像裝置中容易地對各部件之間的相對布置關系進行調整的分光成像裝置調整方法以及提供一種可應用這樣的分光成像裝置調整方法的分光成像系統。

解決問題的方案

為了解決上述問題，提供了調整分光成像裝置的方法，所述分光成像裝置包括：準直透鏡，其使輸入光準直；衍射光柵，其接收通過準直透鏡準直了的光并根據光的波長來沿不同的方向輸出光；聚光透鏡，其根據光的波長來將從衍射光柵輸出的光聚集在不同位置；以及陣列式光接收單元，其包括沿著預定路線（直線）以陣列方式布置的多個光接收傳感器，并且陣列式光接收單元通過使用其中的一個光接收傳感器來接收由所述聚光透鏡聚集的光。在調整分光成像裝置的方法中，標準具濾光器被布置在光輸入至所述準直透鏡的光路上，并且調整所述準直透鏡、所述衍射光柵、所述聚光透鏡、以及所述陣列式光接收單元之間的相對布置關系，使得在已通過標準具濾光器的光被輸入到所述分光成像裝置的狀態下，由所述聚光透鏡聚集的每種波長的光的焦點均位于所述預定路線上。

在本發明的調整分光成像裝置的方法中，所述標準具濾光器的透射光譜的半峰全寬度（FWHM）可以小于所述陣列式光接收單元的波長分辨率。此外，所述標準具濾光器的透射光譜的自由光譜范圍（FSR）可以是所述陣列式光接收單元的波長分辨率的十倍以上，并且由所述陣列式光接收單元接收到的光的波長帶寬可以是所述標準具濾光器的透射光譜的FSR的十倍以上。

在本發明的調整分光成像裝置的方法中，可以對由所述陣列式光接收單元接收到的光的強度分布執行傅里葉變換并可以獲得空間頻率分布，并且可以調整所述準直透鏡、所述衍射光柵、所述聚光透鏡、以及所述陣列式光接收單元之間的相對布置關系，以使得所述空間頻率分布中的高頻分量的值變大。在這種情況下，所述陣列式光接收單元中的每個光接收傳感器都可以與一個波長相關聯，以使得通過執行傅里葉變換獲得的所述空間頻率分布中的基波分量的相位與被分配給所述陣列式光接收單元中的每個光接收傳感器的波數之間的關系是線性的。

在本發明的調整分光成像裝置的方法中，可以調整所述準直透鏡、所述衍射光柵、所述聚光透鏡、以及所述陣列式光接收單元之間的相對布置關系，以使得所述陣列式光接收單元的多個光接收傳感器各自的輸出數值的α（α>1）次方值的總和變大。