光控制膜62、64合在一起对阻挡具有不同方位角的高入射角光有效。
[0059] 在一些实施例中，膜62、64可以基本上彼此相同，或者包括不同类型的私密膜。此 外，可以将滤光器28 (例如，分色滤光器或介质滤光器）置于光圈阵列24和探测器16之间， 从而将向探测器16透射的发射光局限至基本上处于发射波长范围内的波长。图6的实施 例的操作可以与前面描述的图1-2的实施例的操作类似。
[0060] 图7是用于监测植入物的光探测装置的示意性侧视图。透镜122的阵列被与光圈 24的阵列对准，以限制向探测器16透射的离轴光。相对于探测器16对透镜阵列122和光 圈阵列24定位，从而根据发射光相对于光圈的光轴30的入射角Θ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。
[0061] 透镜阵列122包括光阻挡元件72。可以将光阻挡元件72设置到光圈25之间以阻 挡离轴光线74、76通过光圈25的传播。光阻挡元件72可以包括淀积在所设置的透镜阵列 122的基板123的穴内的树脂、金属和/或金属膜。设置至少一个滤光器28,从而将向探测 器16透射的发射光限制为基本上处于发射波长范围以内的波长。任选地，在这一实施例中 可以包含一层或多层光控制膜。图7的实施例的操作可以与前面描述的图1-2的实施例的 操作类似。
[0062] 图8A-8D示出了根据实施例的处于各制造阶段内的具有光阻挡元件的透镜阵列 122。图8A示出了可以制作为蚀刻玻璃或模制塑料的透镜阵列122的侧视图。在一些实施 例中，透镜阵列122是可从JENOPTIK Optical Systems购买到的微透镜阵列。图8B示出 了可以（例如）蚀刻或者整体模制到透镜阵列122的基板部分123内的穴78。如图8C所 示，可以采用基本上不透明的材料填充穴78,以形成光阻挡元件72。所述光阻挡元件72可 以由（例如）黑色树脂、金属和/或金属膜构成。如图8D所示，可以将光圈阵列24置于与 透镜阵列122相邻的位置（在一些实施例中具有间隔体），从而将光阻挡元件72置于光圈 25之间。在一些实施例中，通过在硅探测器的表面上构图金属掩膜而构造出光圈阵列24， 并将具有光圈阵列24的探测器设置为与具有光阻挡元件72的透镜阵列122相邻，从而使 得光阻挡元件72位于光圈25之间。
[0063] 图9是根据实施例的光学探测装置210的示意性平面图。光学探测装置210包括 四个探测器216、220、222、224以及光源218。光学探测装置210具有相对较大的探测器表面 积与光源表面积的比值（文中又称为"表面积比")。在植入物被嵌入到皮下组织内（例如， 皮肤表面下1-4_的范围内）时，所述大表面积比可以改善植入物信号的探测。具体而言， 将光源218和四个探测器216、220、222、224布置为使得探测光在向探测器216、220、222、 224传播时所通过的皮肤表面积与激励光的传输所通过的皮肤表面积之比至少为4:1。例 如，在一个实施例中，光源218具有圆形截面，并且被设置为通过皮肤的基本为圆形的表面 区域发射光，所述表面区域具有大约3mm的直径，大约1. 5mm的半径以及大约7mm2的激励 表面积。四个探测器216、220、222、224具有方形截面，并且被设置为探测从皮肤的四个基 本上为方形的表面区域发射的光，所述四个基本上为方形的表面区域是探测光在向探测器 传播时所通过的区域。所述四个探测表面区域的每个基本上是具有3_的边长的方形，因 而总的探测表面积为4X9mm2= 36_2。因此，在本范例中，探测表面积与激励表面积之比 略大于5:1。
[0064] 在一些实施例中，可以将光学探测装置210配置为在至少两倍于植入物的深度的 横向距离上探测植入物信号。例如，探测器216、220、222、224的至少其中之一的至少一部 分沿横向与植入物的距离可以至少是该部分从远端地与植入物距离的两倍。例如，在嵌入 到组织内4mm深的植入物的上方居中设置光源218的情况下，探测器216、220、222、224的 至少其中之一的至少一部分可以距光源218的中心8mm。也就是说，探测器216、220、222、 224的至少其中之一的最外边或拐角与光源218的中心的距离可以至少是植入物深度的两 倍。在备选实施例中，例如，在具有单个或通用探测器的实施例中，探测器可以具有至少是 植入物深度的两倍的半径。在其他实施例中，可以将光学探测装置210配置为在植入物深 度的至少三倍、至少五倍或者任何其他适当倍数的横向距离上探测植入物信号。可操作以 在距植入物相对较大的横向距离上探测植入物信号的光探测器装置210可以能够探测到 发射信号的更大部分，尤其是在高散射环境内。俘获发射信号的更大部分能够改善探测准 确度。
[0065] 图10是根据实施例的光学探测装置310的示意性平面图。与光学探测装置210相 比，在这一实施例中，四个探测器316、320、322、324被置于更加接近光源318的位置，从而 使其包围或围绕光源318,并且探测表面积与激励表面积之比更大。例如，光源318可以具 有圆形截面，并且被设置为通过皮肤的基本为圆形的表面区域发射光，所述表面区域具有 大约2mm的直径，大约1mm的半径以及大约3. 14mm2的激励表面积。四个探测器316、320、 322、324具有方形截面，并且被设置为探测从皮肤的四个基本上为方形的表面区域发射的 光，所述四个基本上为方形的表面区域是探测光在向探测器传播时所通过的区域。所述四 个探测表面区域的每个基本上是具有6mm的边长的方形，因而总的探测表面积为4X36mm2=144mm2。因此，在本范例中，探测表面积与激励表面积之比略大于45:1。
[0066] 图11是根据另一实施例的光学探测装置410的方面的示意性平面图。在这一实施 例中，五个圆形探测器428A、428B、428C、428D、428E围绕或者环绕中央通孔434。中央通孔 434可以是装置410内的孔。将多个光源426布置为通过中央通孔434发射处于多个不同 波长范围内的激励光。作为一个可能的例子，可以将光源426布置为通过具有圆形截面的 中央通孔434向皮肤发射激励光，从而通过皮肤的具有大约3mm的直径以及大约7mm2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。五个探测器428A、428B、428C、428D、 428E具有圆形截面，并且被设置为探测从皮肤的五个基本上为圆形的表面区域发射的光， 五个基本上为圆形的表面区域是探测光向探测器传播时所通过的区域。五个探测表面区域 的每个基本上是具有5mm的直径的圆形，因为总的探测表面积为5X 19. 6mm = 98mm2。因此， 在本范例中，探测表面积与激励表面积之比略大于13:1。
[0067] 本领域技术人员将清楚，在不背离本发明的范围的情况下可以通过很多种方式改 变上面的实施例。例如，可以采用一个或多个光源、一个或多个探测器、滤光器和/或连接 光学部件的光导元件的很多种不同的排列或布置实现本发明的装置和方法。例如，备选实 施例可以具有不同尺寸和/或波长。实施例可以包括有线或无线手提读取器、无线皮肤贴 片读取器、台式仪器、成像系统、智能电话附件和应用或者任何其他利用所公开的光学装置 和算法的配置。
[0068] 在文中描述的一些实施例中，监测装置可操作地同时发射激励光信号和探测发射 信号。例如，可以采用光圈、光阻挡元件、滤光器、光控制膜等为这样的监测装置的探测器遮 挡反射或者后向散射激励光。在其他实施例中，监测装置可操作地在一个时间周期内发射 激励光信号，在另一停用激励光信号的时间周期内探测发射信号。
[0069] 在一些情况下，组织的光学不均匀性可能很显著。因而，可以有利地利用单个光源 和单个探测器确保每个颜色穿过相同的光路来通过组织。在一个实施例中，可以将光源设 置为在光源和皮肤表面之间具有可移动滤光器组。类似地，可以利用单个光探测器代替单 独的分立探测器元件。可以通过利用可移动或可更换滤光器，来使用所述探测器探测不同 波长范围，从而实现多波长测量。可以通过控制转盘的机械致动器、滤光器条带或其他装置 来实现滤光器的更换或移动。或者，可以用材料来涂覆光学滤光器，使得当其经受电流、电 势、温度或者其他可控影响时，改变滤光特性，从而使单个光探测器能够起到探测多个波长 范围的作用。
[0070] 在一些实施例中，本发明的装置和方法利用率基于晶片的微光学装置。这些系统 是通过平版印刷建立的，因而能够以低成本复制。所述技术允许对光学装置和探测器的层 进行晶片级接合，之后将其划片成单个探测器系统。适当的部件包括蚀刻折射透镜，聚合物 复制折射透镜、蚀刻二元（etched binary)透镜、复制二元透镜、复制全息图和复制体积全 息图。
[0071] 在一些实施例中，可以采用互补金属氧化物半导体（CMOS)探测器作为光学系统 的集成部分。CMOS传感器的优点是将探测、激励和数字滤波电路集成到单片硅内的能力。 最近宣布了一项新的技术sCMOS，研究人员通过这种技术能够将CMOS探测器当中的噪声极 大地降至与电荷耦合器件（CCD)探测器相当的程度。CMOS集成解决方案的另一优点在于能 够对信号执行锁定探测和数字滤波，以减少或消除环境光的影响。
[0072] 尽管上文已经描述了各种实施例，但是应当理解，这些实施例只是以举例方式给 出的，而非构成限制，可以做出各种形式和细节的变化。除了互斥的组合之外可以按照任何 组合方式对文中描述的设备和/或方法的任何部分进行组合。文中描述的实施例可以包括 所描述的不同实施例的功能、部件和/或特征的各种组合和/或亚组合。
【主权项】
1. 一种设备，包括： 光源，被配置为向植入传感器发送激励光信号； 探测器，被配置为探测响应于植入传感器受到激励光信号的照射而从植入传感器发射 的分析物相关光信号；以及