在单独的处理器或者与光学装置10 通信的外部计算机内执行这些功能。所述外部处理器或计算机可以接收表示测得光信号的 数据并计算校正信号值和分析物浓度。或者，可以提供多个处理器，例如，在所述光学装置 内提供一个或多个与所述一个或多个外部处理器或计算机（无线或有线）通信的处理器。
[0044] 在一些利用两种植入物染料（例如，发光染料）的实施例中，有可能的是所述植入 物染料可以共享或者重叠激励（吸收）或发射波长范围。在一个范例中，提供分析物相关 发光信号的第一染料的发射波长范围共享用于提供分析物无关发光信号的第二染料的激 励波长范围或与之重叠。在另一实施例中，所述第一染料和第二染料可以共享激励波长范 围或者使所述激励波长范围重叠（从而可以采用公共光源），并发射处于不同发射波长范 围内的光信号。在另一实施例中，所述第一染料和第二染料可以被处于不同激励波长范围 内的光来激励，并发射处于相同或重叠发射波长范围内的光信号。
[0045] 可以将植入物12嵌入到皮下组织内（例如，皮肤14表面下1到4mm的范围内）。在 一些实施例中，注入12包括嵌有葡萄糖感测纳米球的水凝胶承架（hydrogel scaffold)。 植入物12的设计可以采用可注射、可组织结合的血管化承架作为传感器。嵌入的纳米球发 射响应于分析物（例如，填隙葡萄糖（interstitial glucose))的存在或浓度而改变强度 和寿命的光。探测器16、20的每个与光源18之间的间隔距离决定用于探测来自植入物12 的光信号的相应光路的深度。激光光源和探测带的组合为光通路。可以将光源18和探测 器16、20布置为使得激励光的发射所通过的皮肤14的表面区域基本上位于探测光在从组 织15向一个或多个探测器16、20传输时所通过的周围的皮肤14的表面区域之间。
[0046] 尽管图1仅示出了一个光源18和两个探测器16、20,但是在一些实施例中，光学装 置10可以具有任何数量的光源以及任何数量的探测器。光学装置10可以具有处于多个光 源和探测器之间的多个可能的间隔距离的组合。这样的多光源和/或多探测器实现可以允 许提高光学装置10的灵活性。例如，由于植入物12的深度可以是因应用而异的，因而可以 将具有多个光源和/或多个探测器的光学装置10用于多种应用。
[0047] 可以将光学装置10配置为确保基本上只有波长处于激励波长范围内的光子才能 抵达植入物12,并且只有波长处于发射波长范围内的光子才能抵达探测器16、20的至少其 中之一。这样的布置能够使得从光源18抵达探测器16、20的可能导致测量误差的光子降 至最低。
[0048] 图2是根据实施例的用于监测植入物的光探测装置的示意性侧视图。透镜22的 阵列与光圈24的阵列对准，以限制离轴光（off-axislight)向探测器16的传输。基于发 射光相对于光圈的光轴30的入射角Θ (文中又称为入射角），相对于探测器16对透镜阵 列22和光圈阵列24定位，从而总体地限制从组织发射的向探测器16传播的光。光圈的光 轴30可以基本上垂直于探测器16的表面。光圈阵列24的每个光圈可以基本上与透镜阵 列22的透镜对准。也就是说，光圈的光轴30可以基本上与透镜的中心和/或轴同轴。例 如，可以使光圈阵列24的基本上不透明的部分位于透镜边缘的下面。
[0049] 至少一层光控制膜26被与透镜阵列22和光圈阵列24布置到一起。光控制膜26 可以基于发射光相对于膜26的入射角来限制从组织发射的光进入透镜阵列22和/或光圈 阵列24。在一个范例中，光控制膜26是可在市场上从3M?买到的Vikuti ?光度微天窗私 密膜，其能够阻挡穿过膜26的相对于垂直线具有大于期望的（例如，大于24度的）入射角 的光。该私密膜包括微天窗组，其将避免大入射角的光抵达透镜阵列22。在其他实施例中， 膜26包括按照类似于百叶窗的方式布置的交替的透明层和不透明层。以大于期望入射角 的角度传播的光能够被吸收和/或反射。
[0050] 设置至少一个滤光器（例如，分色滤光器或介质滤光器），从而将向探测器16传输 的光限制为基本上处于期望发射波长范围以内的波长。由于光信号的探测是由相对于激励 光具有低水平的返回信号主导的，因而滤光器28可以避免散射激励光蒙蔽探测器16。适当 的滤光器包括带通、低通和高通滤光器，具体取决于应用所期望的发射波长范围。一些现代 化滤光器由于改进了涂覆技术从而表现出了 10 9的光剔除。此外，光学探测系统（例如，透 镜阵列22、光圈阵列24等）的中间层可以包括抗反射涂层，以减少或者避免泄漏光通往探 测器16。
[0051] 由于分色滤光器的基本特性的原因，保持高光剔除水平需要仔细的设计。分色滤 光器的一个有损于光剔除的特性是随着入射角变化的"蓝移"，其中，分色滤光器的透射波 长随着入射角而变化。对于植入物发射的探测光而言，在入射角和绝对光信号之间存在折 衷。离开组织的光受到高度散射，并且在其到抵达皮肤表面时可以形成朗伯分布。发射光 的收集效率与~NA2成比例，其中，NA=数值孔径=n sin θ，Θ为入射角。为了提高收集 效率，可以提高可容许的入射角Θ，而又不使所述角度提高到允许激励光通过滤光器28的 程度。
[0052] 透镜阵列22和光圈阵列24控制传播至探测器16的光的入射角Θ。透镜阵列22 和光圈阵列24将光限制为低于Θ的入射角，在一些实施例中，将入射角选择为+/-20度。 可以通过改变光圈的尺寸以及透镜阵列22内的微透镜的焦距而控制入射角Θ。光圈越小， 入射角Θ越小。焦距越长，入射角Θ越小。尽管未示出，但是可以采用间隔体来保持光圈 阵列24的表面和透镜阵列22之间的间隔。
[0053] 图3是具有多个光圈25的光圈阵列24的平面图。在一些实施例中，通过对硅探测 器，例如，图2所示的探测器16的表面上构图金属掩膜而构造光圈阵列24。可以将透镜阵 列22制作为蚀刻璃或模制塑料。在一些实施例中，透镜阵列22是可从JENOPTIK Optical Systems购买到的常规微透镜阵列。
[0054] 图4是根据实施例的光学探测装置的示意性平面图。将图4的光学探测装置配置 为贴片32。将至少一个光源（图4未示出）和探测器38布置到光读取器内，从而将贴片 32配置为置于皮肤上。将光源布置为通过贴片32内的中央通孔34发射激励光，单个通用 探测器38基本上围绕中央通孔34。在其他实施例中，可以采用多个探测器代替单个探测器 38,例如，所述多个探测器基本上环绕中央通孔34,以探测处于多个发射波长范围内的光。 在一些实施例中，所述光学探测装置包括至少一个处于中央通孔34内的光导部件36。所 述光导部件36,例如，波导或光纤被布置为将激励光引导至皮肤。在一些实施例中，多个光 源（图4中出于清晰起见未示出）被布置为通过中央通孔34(例如，利用一个或多个波导 或光纤）发射处于多个不同激励波长范围内的激励光。
[0055] 作为一个可能的例子，一个或多个光源可以被布置为通过具有圆形截面的中央通 孔34向皮肤发射激励光，从而通过皮肤的具有大约1mm的直径以及大约0. 8mm2的对应激 励表面积的基本上为圆形的表面区域发射激励光。探测器38具有方形截面积，该探测器38 被设置为探测从皮肤的基本为方形的表面区域发射的光，其中，所述区域是探测光向探测 器38传播时所经过的区域。所述探测表面区域基本上是具有10mm的边长的方形，因而总 探测表面积为（10mmX10mm)-lmm2=99mm2。因此，在本范例中，探测表面积与激励表面积 之比大于120:1。
[0056] 图5是贴片32的示意性分解图。贴片32包括多个层。贴片32的尺寸可以是（例 如）大约16mm的直径和大约1. 6mm的厚度T。在一些实施例中，层可以包括具有大约200um 的厚度的塑料盖40、具有大约100um的厚度的光控制膜26、具有大约200um的厚度的滤光 器28、具有大约100um的厚度的透镜阵列22以及在具有大约200um的厚度的硅探测器层48 上图案化的光圈阵列24。所述层还可以包括具有大约400um的厚度的印刷电路板（PCB) 50、 具有大约300um的厚度的电池52以及具有大约200um的厚度的外壳54。PCB 50可以包括 一个或多个光源。PCB 50还可以包括处理电子装置和/或微处理器，其与探测器层48内的 一个或多个探测器通信以接收表示处于发射波长范围内的探测光的数据，并且被编程为依 据所述数据确定至少一个分析物值。可以贯穿层的堆叠形成中央通孔34(例如，在组装过 程中蚀穿或者钻透所述堆叠）。
[0057] 图6是根据实施例的示出探测光学装置60的布置的用于监测植入物的光学探测 装置的示意性侧视图。在该实施例中，由植入物和组织发射的处于发射波长范围内的光通 过至少两层光控制膜62、64透射。所述的两层光控制膜62、64可以基于发射光相对于膜62、 64的入射角来限制从组织发射的光进入透镜阵列22和/或光圈阵列。在一个范例中，光控 制膜62包括具有与百叶窗类似的布置的交替透明层和不透明层。吸收以大于期望入射角 的角度传播的光。光控制膜64可以包括可在市场上从3M?买到的Vikuti ?光度微型天窗 私密膜，其阻挡具有相对于贯穿膜64的垂直线的大于期望入射角（例如，大于24度的）的 光。
[0058] 在一些实施例中，光控制膜62和/或64可以基于入射角和方位角的组合来限制 从组织发射的光进入透镜阵列22和/或光圈阵列24。例如，在光控制膜62和/或64包 括多个微天窗的实施例中，光控制膜62和/或64可以在阻挡具有基本上垂直于微天窗的 方位角的高入射角光方面是有效的，但是在阻挡具有基本上平行于微天窗的方位角的高入 射角光方面相对无效。在一些这样的实施例中，两层光控制膜62、64可以是交叉排线的 (cross hatched)，或者可以以其他方式设置使得天窗与其他光控制元件不平行，由此使得