CN111487223A - 使用反射几何的光学装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种使用反射几何的光学装置。该光学装置包括：透镜元件，设置成面向待测量对象；光源，产生穿过透镜元件以入射到对象上的入射光束；以及光电检测器，接收被对象散射的光。入射光束偏离透镜元件的光学中心轴倾斜地入射在对象上，而不穿过光学中心轴。散射光穿过聚焦透镜元件的光学中心轴及其周围区域而传输到光电检测器。

Description

使用反射几何的光学装置
相关申请的交叉引用
本申请基于并且要求于2019年1月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0011306的优先权，该申请的公开内容通过引用的方式整体并入本文中。
技术领域
根据本公开的装置涉及使用反射几何的光学装置。
背景技术
根据现有技术的大多数反射采集光学器件使用二向色镜。入射光通过从二向色镜以45°被反射而垂直照射到样本，并且从样本反射的光透射过二向色镜。然而，由于二向色镜通常以倾斜45°的方式布置，因此需要用于布置的空间并且光路延长。此外，当垂直照射到样本的入射光被反射出去时，使用用于去除不必要的反射光的许多截止滤波器。因此，关于二向色镜的使用，导致***的尺寸增加，光路延长，并且制造成本增加。
发明内容
提供了有利于小型化和减轻重量的使用反射几何的光学装置(反射光学装置)。此外，提供了具有相对简单结构的反射光学装置，而不使用二向色镜。此外，提供了可以减小光路和降低制造成本的反射光学装置。
附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过对给出的实施例的实践来获知。
根据示例实施例的一方面，一种反射光学装置包括：透镜元件，被设置为面向待测量对象；光源，被配置为产生穿过所述透镜元件以入射到所述对象上的入射光束；以及光电检测器，被配置为接收被所述对象散射的光；其中，所述入射光束偏离所述透镜元件的光学中心轴倾斜地入射在所述对象上，而不穿过所述光学中心轴，并且其中，散射光穿过所述透镜元件的所述光学中心轴和所述光学中心轴周围的区域而传输到所述光电检测器。
所述入射光束的光线可以穿过所述透镜元件的第一区域入射到所述对象上，而不穿过所述透镜元件的所述光学中心轴，所述第一区域位于所述透镜元件的所述光学中心轴和边缘之间。
与所述透镜元件的所述光学中心轴相比，所述第一区域可以被设置为更靠近所述透镜元件的所述边缘。
所述入射光束的由所述对象直接反射的反射光可以偏离所述光学中心轴行进，而不穿过聚焦透镜元件的所述光学中心轴。
所述反射光学装置还可以包括设置在所述透镜元件和所述光电检测器之间的长通滤波器。
所述反射光学装置还可以包括设置在所述对象和所述透镜元件之间的导向构件，其中所述导向构件具有桶状。
所述导向构件可以包括孔径，所述孔径被配置为暴露所述对象的部分区域。
所述透镜元件可以包括：第一透镜，设置在所述透镜元件的中心处；以及第二透镜，围绕所述第一透镜设置，其中，所述第二透镜具有圆环形并且被配置为使所述入射光束聚焦在所述对象上。
所述透镜元件可以包括至少一个透镜单元，所述至少一个透镜单元在与所述透镜元件的所述光学中心轴垂直的方向上设置在所述透镜元件的周边，并且所述至少一个透镜单元可以具有球状，并且可以被配置为使所述入射光束聚焦在所述对象上。
所述入射光束可以是多个入射光束中通过所述透镜元件入射在所述对象上的入射光束。
所述多个入射光束可以具有相同的波长。
所述多个入射光束可以包括具有第一波长的第一入射光束和具有不同于所述第一波长的第二波长的第二入射光束。
所述光电检测器可以包括图像传感器或光谱传感器。
所述反射光学装置还可以包括设置在所述透镜元件和所述光电检测器之间的中继光学***，其中，所述中继光学***包括第一中继透镜、第二中继透镜和具有针孔的针孔板，所述针孔板设置在所述第一中继透镜和所述第二中继透镜之间。
所述反射光学装置还可以包括光纤型耦合器，所述光纤型耦合器被配置为将已经通过所述透镜元件的散射光传输到所述光电检测器。
所述反射光学装置可以被配置为不包括二向色镜。
所述入射光束可以包括激光。
所述散射光可以包括由所述对象产生的拉曼信号、荧光信号和光致发光信号中的任何一种。
根据示例实施例的一方面，一种光学装置包括：第一光源，被配置为发射光；透镜，被配置为将所述第一光源发射的光聚焦到对象上；以及传感器，被配置为感测被所述对象散射的光，其中，所述第一光源发射的光入射在所述透镜的第一边缘区域上而不入射到所述透镜的中心区域上。
所述传感器可以定位成接收被所述对象散射的光，而不接收被所述对象镜面反射的光。
所述透镜的光轴可以穿过所述传感器。
所述透镜的光轴可以穿过所述传感器而不穿过所述第一光源。
所述光学装置还可以包括位于所述透镜和所述传感器之间的低通滤波器。
所述透镜还可以被配置为在被所述对象散射的光朝向所述传感器行进时聚焦被所述对象散射的光。
所述光学装置还可以包括被配置为容纳所述透镜的导向构件，所述导向构件可以包括孔径，由所述透镜聚焦的光通过所述孔径入射到所述对象上，并且被所述对象散射的光通过所述孔径入射到所述透镜上。
所述透镜可以包括：第一透镜，被配置为使所述第一光源发射的光聚焦到所述对象上；以及第二透镜，被配置为聚焦被所述对象散射的光。
所述第一透镜可以具有环形并且可以围绕所述第二透镜。
所述透镜的所述第一边缘区域可以具有球状，并且所述第一光源发射的光可以入射在所述透镜的具有球状的所述第一边缘区域上。
所述光学装置还可以包括被配置为发射光的第二光源，所述第二光源发射的光可以入射到所述透镜的第二边缘区域上而不入射到所述透镜的所述中心区域上，所述第二边缘区域不同于所述第一边缘区域。
所述第一光源和所述第二光源可以被配置为发射相同波长的光。
所述第一光源可以被配置为发射具有第一波长的光，并且所述第二光源可以被配置为发射具有不同于所述第一波长的第二波长的光。
所述光学装置还可以包括：第一中继透镜，位于所述透镜和所述传感器之间，所述第一中继透镜被配置为聚焦被所述对象散射的穿过所述透镜的光；第二中继透镜，位于所述第一中继透镜和所述传感器之间；以及针孔板，位于所述第一中继透镜和所述第二中继透镜之间，其中，被所述对象散射的光在入射到所述传感器上之前穿过所述透镜、所述第一中继透镜、所述针孔板和所述第二中继透镜。
所述光学装置还可以包括：中继透镜，位于所述透镜和所述传感器之间；以及光纤构件，位于所述中继透镜和所述传感器之间，其中，被所述对象散射的光在入射到所述传感器上之前穿过所述透镜、所述中继透镜和所述光纤构件。
附图说明
根据下面结合附图对实施例的描述，这些和/或其他方面将变得明确并且更容易理解，在附图中：
图1是根据示例实施例的使用反射几何的光学装置(反射光学装置)的截面图；
图2是根据比较示例的反射光学装置的截面图；
图3A至图3C示出了假设根据比较示例的反射光学装置的模拟结果；
图4A至图4D示出了假设根据示例实施例的反射光学装置的模拟结果；
图5是根据示例实施例的反射光学装置的透视图(局部剖开的透视图)；
图6是可应用于根据实施例的反射光学装置的聚焦透镜元件和入射光束的透视图；
图7A是可应用于根据示例实施例的反射光学装置的聚焦透镜元件和入射光束的透视图；
图7B是图7A的聚焦透镜元件的截面结构的截面图；
图8A是可应用于根据示例实施例的反射光学装置的聚焦透镜元件和入射光束的透视图；
图8B是图8A的聚焦透镜元件的截面结构的截面图；
图9是可应用于根据示例实施例的反射光学装置的聚焦透镜元件和入射光束的透视图；
图10是可应用于根据示例实施例的反射光学装置的聚焦透镜元件和入射光束的透视图；
图11是根据示例实施例的反射光学装置的透视图(局部剖开的透视图)；以及
图12是根据示例实施例的反射光学装置的透视图(局部剖开的透视图)。
具体实施方式
现在详细参考示例实施例，附图中示出了实施例的示例，在整个附图中，相同的附图标记指代相同的元件。在这点上，示例实施例可以具有不同形式，并且不应当被解释为受限于本文所阐明的描述。因此，下面仅通过参考附图描述示例实施例，以解释本公开的各个方面。如本文所用，术语“和/或”包括关联列出的项目中的一个或多个项目的任意和所有组合。诸如“......中的至少一个”之类的表述在元件列表之后时修饰整个元件列表，而不是修饰列表中的单独元件。
在下文中，参考附图详细描述根据示例实施例的使用反射几何的光学装置(反射光学装置)。在附图中，为了说明的清楚和为了便于解释，夸大了层和区域的宽度和厚度。
图1是根据示例实施例的使用反射几何的光学装置(在下文中被称为反射光学装置)的截面图。
参照图1，根据示例实施例的反射光学装置可以包括：聚焦透镜元件(即，聚光透镜构件、集光透镜构件或透镜元件)100，被布置成面向待测量对象(样本)OBJ；光源200，产生经由聚焦透镜元件100入射在对象OBJ上的入射光束L10；以及光电检测器400，接收由入射光束L10从对象OBJ产生的散射光L50。
入射光束L10可以偏离聚焦透镜元件100的光学中心轴倾斜地入射在对象OBJ上，而不穿过聚焦透镜元件100的光学中心轴。换言之，入射光束L10可以穿过聚焦透镜元件100的外部部分(而不是聚焦透镜元件100的中心部分)入射到对象OBJ上。换言之，入射光束L10的光线(例如，主光线)可以在穿过聚焦透镜元件100的第一区域而不是穿过聚焦透镜元件100的光学中心轴之后入射在对象OBJ上，该第一区域位于聚焦透镜元件100的光学中心轴和边缘之间。与聚焦透镜元件100的光学中心轴相比，第一区域可以位于更靠近透镜元件的边缘的位置。当入射光束L10被对象OBJ直接反射时所获得的反射光L20可以偏离光学中心轴行进而不穿过聚焦透镜元件100的光学中心轴。反射光L20可以是与对象OBJ相撞并从其出射同时保持入射光束L10的方向性的光。因此，反射光L20与入射光束L10具有对称关系，并因此可以表示入射光束L10的镜面反射。反射光L20可能不入射在光电检测器400上，或者可能入射在光电检测器400的边缘的无源区上。必要时，还可以在聚焦透镜元件100和光电检测器400之间设置用于阻挡反射光L20的光束阻挡部。入射光束L10可以包括激光束。因此，反射光L20也可以是一种激光束。
为了便于说明，入射光束L10入射在其上的区域和反射光L20被反射的区域被示出为在对象OBJ中彼此分离。然而，入射区域可以与反射区域相同。根据示例实施例的光学装置可以被称为使用“反射几何”的光学装置，因为它利用入射光束L10的反射及其散射。
由入射光束L10从对象OBJ产生的散射光L50(即，入射光束L10的被对象OBJ散射的光)可以穿过聚焦透镜元件100的光学中心轴及其周围的区域而传输到光电检测器400。散射光L50可以是在随机方向或新方向上被散射而行进的光，而不保持入射光束L10的方向性，并因此可以表示入射光束L10的漫反射。散射光L50可以包括与对象OBJ有关的信息。例如，散射光L50可以包括由对象OBJ产生的拉曼信号、荧光信号和光致发光(PL)信号中的任何一种。
光电检测器400可以接收并检测散射光L50。光电检测器400可以包括多个像素区域PX1，并且像素区域PX1可以以二维方式布置。光电检测器400可以包括图像传感器或光谱传感器。例如，光电检测器400可以包括通用图像传感器、光学芯片光谱仪或高光谱图像传感器。
在示例实施例中，散射光L50可以容易且有效地传输到光电检测器400，并且反射光L20可以行进而基本上不入射到光电检测器400上。此外，根据示例实施例的反射光学装置可以不包括二向色镜(DM)，即可以具有无DM结构。因此，可以减小光路，可以减小光学装置的尺寸，可以简化结构，并且可以节省制造成本。
根据示例实施例的反射光学装置还可以包括位于聚焦透镜元件100和光电检测器400之间的长通(LP)滤波器300。LP滤波器300可以透射散射光L50的具有特定波长(参考波长)或更大的波长范围的部分。LP滤波器300可以选择性地仅透射散射光L50的进行检测所需的部分。此外，LP滤波器300可以设置在反射光L20的行进路径上，使得LP滤波器300可以阻挡反射光L20。
图2是根据比较示例的反射光学装置的截面图。
参照图2，根据比较示例的反射光学装置可以包括布置在光源10和对象20之间的二向色镜30。二向色镜30可以相对于光源10发射的光的光轴倾斜45°。第一透镜单元12和激发滤波器14可以布置在光源10和二向色镜30之间，并且第二透镜单元22可以布置在对象20和二向色镜30之间。图像传感器40可以布置成面向对象20，并且二向色镜30在它们之间。发射滤波器32和第三透镜单元34可以布置在二向色镜30和图像传感器40之间。
由光源10产生的光L1从二向色镜30被反射并照射到对象20。由对象20反射/散射的光L2可以穿过二向色镜30入射在图像传感器40上。
由于二向色镜30通常倾斜45°，因此需要用于布置的空间，并因此光路延长。此外，当垂直照射到对象20的入射光被对象20反射时，不必要的反射光可能入射在图像传感器40上，因此使用许多截止滤波器来去除不必要的反射光。例如，可能必须使用许多发射滤波器32。因此，关于二向色镜30的使用，导致***的尺寸增加，光路延长，并且制造成本增加。
图3A至图3C示出了假设根据比较示例的反射光学装置的模拟结果。图4A至图4D示出了假设根据示例实施例的反射光学装置的模拟结果。在图3A至图3C和图4A至图4D的模拟中，ZEMAX用作模拟工具，传感器(光电检测器)使用4E8传感器区域作为基础区域，近轴透镜用作用于简单计算的透镜，并且人体皮肤用作对象(样本)。在人体皮肤中，菲涅耳散射被用作参考。
在模拟中，光学***按照传感器(光电检测器)-镜筒-透镜-皮肤的顺序布置，如图3A所示。传感器的尺寸为1.5mm×2mm。(用于拉曼光导的)镜筒的半径和长度分别为1.25mm和5mm。透镜的半径和焦距分别为3mm和3mm，并且皮肤表面位于焦点处。皮肤的桶形部分的半径、长度和折射率分别为3mm、4mm和1.5。假设在皮肤表面存在半径为0.525mm的孔径。对作为散射相关参数值的Henyey-Greenstein体散射参数进行假设，使得g值＝0.85，平均路径＝0.1mm，并且透射率＝1.0。假设光源的光强度为1mW，并且假设光分布是半径为0.2mm的平行光。
图3A示出了在根据比较示例的反射光学装置的模拟中***的阴影模型。传感器、镜筒、透镜和皮肤按顺序布置。入射光穿过透镜的光轴入射到皮肤上，然后从皮肤被反射以行进到传感器。
图3B通过简化图3A示出了图3A的布局。图3C示出了由传感器(光电检测器)检测到的光的形状和强度。
图3A至图3C示出了假设使用二向色镜，入射光沿着透镜的光轴入射的情况。在这种情况下，到达传感器(光电检测器)的光量为0.0347W/cm2。到达传感器(光电检测器)的光量是入射光的直接反射光的量和入射光产生的散射光的量的总和。
图4A示出了在根据示例实施例的反射光学装置的模拟中***的阴影模型。传感器、镜筒、透镜和皮肤按顺序布置。如图4A所示，光源位于距传感器中心的坐标为(x，y)＝(+2mm，-2mm)的位置处，并且直接反射光检测器(反射光检测器)位于距传感器中心的坐标为(x，y)＝(+2mm，+2mm)的位置处。入射光从与透镜光轴的方向不同的方向倾斜地入射在对象(皮肤)上，而不穿过透镜的光轴。入射光的直接反射光(反射光)行进到反射光检测器，并且由入射光产生的散射光行进到传感器。
图4B通过简化图4A示出了图4A的布局。图4C示出了由传感器(光电检测器)检测到的光的形状和强度。图4D是示出了根据传感器(光电检测器)表面处的位置的光强度变化的曲线图。
在图4A至图4D的示例实施例中，由反射光检测器检测到的反射光的强度为0.037W/cm2，并且到达传感器(光电检测器)的光量为0.000295W/cm2。到达传感器(光电检测器)的光量是被对象散射的入射光所产生的散射光的量。
在垂直入射情况(比较示例)和倾斜入射情况下到达传感器(光电检测器)的光量分别是0.0347W/cm2和0.000295W/cm2。因此，在倾斜入射的情况下到达传感器的光量比在垂直入射的情况下到达传感器的光量小约100倍。在根据示例实施例的倾斜入射的情况下，传感器不需要的反射光不会入射到传感器上，而是被反射远离传感器。这样，由于到达传感器(光电检测器)的光量减少约100倍，因此可以减少截止滤波器的数量，从而可以获得以下效果：例如，降低制造成本，减小光路长度，使光学***小型化，并且减轻光学***的重量。
图5是根据示例实施例的反射光学装置的透视图(局部剖开的透视图)。
参照图5，根据示例实施例的反射光学装置还可以包括布置在对象OBJ和聚焦透镜元件100之间的桶型导向构件50。换言之，桶型导向构件50可以具有桶状。桶型导向构件50可以包括暴露对象OBJ的部分区域的孔径60。
当入射光L10通过聚焦透镜元件100的外部部分入射时，入射光L10需要精确地聚焦在对象OBJ的表面上。为此，还可以将导向构件50设置为用于固定从聚焦透镜元件100到对象OBJ的距离并阻挡外部光的器件。导向构件50在其中心处具有圆形孔径60，光行进通过该孔径60以入射在对象OBJ上。由于从对象OBJ上的区域散射的光被聚焦透镜元件100聚焦，因此可以减少信号噪声，从而获得更清晰的结果。为了便于说明，在图5中，未示出接收散射光L50的光电检测器。在图5中，附图标记F1和F2分别表示第一框架结构和第二框架结构。
尽管为了便于说明在图5中粗略地示出了入射光束L10、反射光L20和LP滤波器300的位置关系，但实际上，其位置关系可以与图1中描述的相同或相似。这适用于稍后将参考图11和图12描述的关系。
图6至图10是可应用于根据示例实施例的各种反射光学装置的各种形状的聚焦透镜元件和入射光束的透视图。
图6是可应用于根据示例实施例的反射光学装置的聚焦透镜元件100A和入射光束L11的透视图。
参照图6，入射光束L11可以从与聚焦透镜元件100A的光学中心轴的方向不同的方向倾斜地入射在对象OBJ上，而不穿过聚焦透镜元件100A的光学中心轴。从对象OBJ直接反射的反射光L21可以在与光学中心轴的方向不同的另一方向上行进，而不穿过聚焦透镜元件100A的光学中心轴。图6的结构可以类似于图1中描述的结构。
图7A是可应用于根据示例实施例的反射光学装置的聚焦透镜元件100B和入射光束L12的透视图。图7B是图7A的聚焦透镜元件100B的截面结构的截面图。
参照图7A和图7B，聚焦透镜元件100B可以包括位于其中心的第一透镜110和围绕第一透镜110布置的圆环形第二透镜(即，第二透镜)120。圆环形第二透镜120可以具有一种管形状(即，圆环形或环形)。圆环形第二透镜120可以被配置为使入射光束L12聚焦在对象OBJ上。附图标记L22表示反射光。当通过使用位于聚焦透镜元件100B的外部部分处的圆环形第二透镜120使入射光束L12聚焦时，可以很好地形成入射光束L12的光斑形状。
图8A是可应用于根据示例实施例的反射光学装置的聚焦透镜元件100C和入射光束L13的透视图。图8B是图8A的聚焦透镜元件100C的截面结构的截面图。
参照图8A和图8B，聚焦透镜元件100C可以包括透镜主体单元130和布置在透镜主体单元130的外部区域中的至少一个球型透镜单元(即，至少一个透镜单元)140。换言之，至少一个球型透镜单元可以在与聚焦透镜元件100C的光轴垂直的方向上位于聚焦透镜元件100C的周边上。球型透镜单元140可以具有球状并且可以被配置为使入射光束L13聚焦在对象OBJ上。此外，反射光L23可以通过另一球型透镜单元140离开聚焦透镜元件100C。当使用球型透镜单元140时，光斑的形状可以在入射光束L13到达对象OBJ时很好地形成为圆形，并且光功率可以很好地传输到对象OBJ。
根据示例实施例，多个入射光束可以通过聚焦透镜元件入射在对象上，并且其示例在图9和图10中示出。
图9是可应用于根据另一示例实施例的反射光学装置的聚焦透镜元件100D和入射光束L14的透视图。
参照图9，聚焦透镜元件100D可以包括布置在其外部区域中的多个球型透镜单元(即，多个透镜单元)150。入射光束L14可以倾斜地入射在对象OBJ上，并且对应于入射光束L14的多个反射光L24可以由对象OBJ反射。通过使用入射光束L14可以大大增加光功率。入射光束L14可以均具有基本相同的波长。在这种情况下，如图9所示的入射光束L14和反射光L24的布置方法是示例并且可以改变。例如，根据示例实施例，入射光束L14和反射光L24可以交替地布置。
图10是可应用于根据示例实施例的反射光学装置的聚焦透镜元件100E和入射光束L14a至L14f的透视图。
参照图10，聚焦透镜元件100E可以包括布置在其外部区域中的多个球型透镜单元(即，多个透镜单元)160。入射光束L14a至L14f可以倾斜地入射在对象OBJ上，并且对应于入射光束L14a至L14f的多个反射光L24a至L24f可以由对象OBJ反射。入射光束L14a至L14f中的至少两个可以具有不同的波长。换言之，入射光束L14a至L14f中的至少两个的中心波长可以彼此不同。入射光束L14a至L14f中具有不同波长的至少两个入射光束可以用于各种目的。入射光束L14a至L14f和反射光L24a至L24f的布置方法是示例并且可以改变。
图11是根据示例实施例的反射光学装置的透视图(局部剖开的透视图)。
参照图11，根据示例实施例的反射光学装置还可以包括布置在聚焦透镜元件100和光电检测器400A之间的中继光学***RL10。中继光学***RL10可以布置在LP滤波器300和光电检测器400A之间。中继光学***RL10可以包括例如第一中继透镜LS1、第二中继透镜LS2和具有针孔并且布置在第一中继透镜LS1和第二中继透镜LS2之间的针孔板PT1。散射光L50可以经由第一中继透镜LS1、针孔板PT1的针孔和第二中继透镜LS2传输到光电检测器400A。当使用中继光学***RL10时，可以减小光信号的噪声。以上公开的中继光学***RL10的配置是示例，并且实施例不限于此。
图12是根据示例实施例的反射光学装置的透视图(局部剖开的透视图)。
参照图12，根据示例实施例的反射光学装置还可以包括光纤型耦合器(即，光纤耦合器)350，其将已经穿过聚焦透镜元件100的散射光L50传输到光电检测器。光纤型耦合器350可以经由出口部分光学地连接到光电检测器。此外，根据示例实施例的反射光学装置还可以包括透镜单元LS3，其用于使散射光L50聚焦在耦合器350上。
根据示例实施例的上述反射光学装置可以具有无DM结构。因此，可以减小光路，可以减小光学装置的尺寸，可以简化配置，并且可以节省制造成本。从对象直接反射的光不入射在光电检测器上，或者可以基本上不入射在光电检测器上。因此，可以容易地去除不必要的反射光。在这方面，可以简化***的配置或者可以提高光效率。
应当理解，本文所描述的示例实施例应当被认为仅是描述性的，而不是为了限制目的。对每个示例实施例中的特征或方面的描述应当典型地被看作是可用于其他示例实施例中的其他类似特征或方面。例如，本领域普通技术人员可以知道，参考例如图1和图5至图12描述的反射光学装置的结构可以不同地改变。作为示例，聚焦透镜元件的结构可以不同地改变为单个透镜或多个透镜(在光轴方向上布置的多个透镜)，并且光源或其他光学元件的位置可以改变。尽管已参考附图描述了一个或多个示例实施例，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的多种改变。

Claims (33)

1.一种反射光学装置，包括：
透镜元件，被设置为面向待测量对象；
光源，被配置为产生穿过所述透镜元件以入射到所述对象上的入射光束；以及
光电检测器，被配置为接收被所述对象散射的散射光；
其中，所述入射光束偏离所述透镜元件的光学中心轴倾斜地入射在所述对象上，而不穿过所述光学中心轴，并且
其中，所述散射光穿过所述透镜元件的所述光学中心轴和所述光学中心轴周围的区域而传输到所述光电检测器。
2.根据权利要求1所述的反射光学装置，其中，所述入射光束的光线穿过所述透镜元件的第一区域入射到所述对象上，而不穿过所述透镜元件的所述光学中心轴，所述第一区域位于所述透镜元件的所述光学中心轴和边缘之间。
3.根据权利要求2所述的反射光学装置，其中，与所述透镜元件的所述光学中心轴相比，所述第一区域更靠近所述透镜元件的所述边缘。
4.根据权利要求1所述的反射光学装置，其中，所述入射光束的由所述对象直接反射的反射光偏离所述光学中心轴行进，而不穿过所述透镜元件的所述光学中心轴。
5.根据权利要求1所述的反射光学装置，还包括设置在所述透镜元件和所述光电检测器之间的长通滤波器。
6.根据权利要求1所述的反射光学装置，还包括设置在所述对象和所述透镜元件之间的导向构件，
其中，所述导向构件具有桶状。
7.根据权利要求6所述的反射光学装置，其中，所述导向构件包括孔径，所述孔径被配置为暴露所述对象的部分区域。
8.根据权利要求1所述的反射光学装置，其中，所述透镜元件包括：
第一透镜，设置在所述透镜元件的中心处；以及
第二透镜，围绕所述第一透镜设置，
其中，所述第二透镜具有圆环形并且被配置为使所述入射光束聚焦在所述对象上。
9.根据权利要求1所述的反射光学装置，其中，所述透镜元件包括至少一个透镜单元，所述至少一个透镜单元在与所述透镜元件的所述光学中心轴垂直的方向上设置在所述透镜元件的周边处，并且
其中，所述至少一个透镜单元具有球状，并且被配置为使所述入射光束聚焦在所述对象上。
10.根据权利要求1所述的反射光学装置，其中，所述入射光束是多个入射光束中通过所述透镜元件入射在所述对象上的一个入射光束。
11.根据权利要求10所述的反射光学装置，其中，所述多个入射光束具有相同的波长。
12.根据权利要求10所述的反射光学装置，其中，所述多个入射光束包括具有第一波长的第一入射光束和具有不同于所述第一波长的第二波长的第二入射光束。
13.根据权利要求1所述的反射光学装置，其中，所述光电检测器包括图像传感器或光谱传感器。
14.根据权利要求1所述的反射光学装置，还包括设置在所述透镜元件和所述光电检测器之间的中继光学***，
其中，所述中继光学***包括第一中继透镜、第二中继透镜和具有针孔的针孔板，所述针孔板设置在所述第一中继透镜和所述第二中继透镜之间。
15.根据权利要求1所述的反射光学装置，还包括光纤耦合器，所述光纤耦合器被配置为将已经穿过所述透镜元件的散射光传输到所述光电检测器。
16.根据权利要求1所述的反射光学装置，其中，所述反射光学装置被配置为不包括二向色镜。
17.根据权利要求1所述的反射光学装置，其中，所述入射光束包括激光。
18.根据权利要求1所述的反射光学装置，其中，所述散射光包括由所述对象产生的拉曼信号、荧光信号和光致发光信号中的任何一种。
19.一种光学装置，包括：
第一光源，被配置为发射光；
透镜，被配置为将所述第一光源发射的光聚焦到对象上；以及
传感器，被配置为感测被所述对象散射的光，
其中，由所述第一光源发射的光入射在所述透镜的第一边缘区域上而不入射到所述透镜的中心区域上。
20.根据权利要求19所述的光学装置，其中，所述传感器定位成接收被所述对象散射的光，而不接收被所述对象镜面反射的光。
21.根据权利要求19所述的光学装置，其中，所述透镜的光轴穿过所述传感器。
22.根据权利要求19所述的光学装置，其中，所述透镜的光轴穿过所述传感器而不穿过所述第一光源。
23.根据权利要求19所述的光学装置，还包括位于所述透镜和所述传感器之间的低通滤波器。
24.根据权利要求19所述的光学装置，其中，所述透镜还被配置为在被所述对象散射的光朝向所述传感器行进时聚焦被所述对象散射的光。
25.根据权利要求19所述的光学装置，还包括被配置为容纳所述透镜的导向构件，
其中，所述导向构件包括孔径，由所述透镜聚焦的光通过所述孔径入射到所述对象上，并且被所述对象散射的光通过所述孔径入射到所述透镜上。
26.根据权利要求19所述的光学装置，其中，所述透镜包括：第一透镜，被配置为使所述第一光源发射的光聚焦到所述对象上；以及第二透镜，被配置为聚焦被所述对象散射的光。
27.根据权利要求26所述的光学装置，其中，所述第一透镜具有环形并围绕所述第二透镜。
28.根据权利要求19所述的光学装置，其中，所述透镜的所述第一边缘区域具有球状，并且
其中，所述第一光源发射的光入射在所述透镜的具有球状的所述第一边缘区域上。
29.根据权利要求19所述的光学装置，还包括被配置为发射光的第二光源，
其中，所述第二光源发射的光入射到所述透镜的第二边缘区域上，而不入射到所述透镜的所述中心区域上，所述第二边缘区域不同于所述第一边缘区域。
30.根据权利要求29所述的光学装置，其中，所述第一光源和所述第二光源被配置为发射相同波长的光。
31.根据权利要求29所述的光学装置，其中，所述第一光源被配置为发射具有第一波长的光，并且
其中，所述第二光源被配置为发射具有不同于所述第一波长的第二波长的光。
32.根据权利要求19所述的光学装置，还包括：
第一中继透镜，位于所述透镜和所述传感器之间，所述第一中继透镜被配置为聚焦被所述对象散射的穿过所述透镜的光；
第二中继透镜，位于所述第一中继透镜和所述传感器之间；以及
针孔板，位于所述第一中继透镜和所述第二中继透镜之间，
其中，被所述对象散射的光在入射到所述传感器上之前穿过所述透镜、所述第一中继透镜、所述针孔板和所述第二中继透镜。
33.根据权利要求19所述的光学装置，还包括：
中继透镜，位于所述透镜和所述传感器之间；以及
光纤构件，位于所述中继透镜和所述传感器之间，
其中，被所述对象散射的光在入射到所述传感器上之前穿过所述透镜、所述中继透镜和所述光纤构件。
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