[发明专利]数字ASIC传感器平台

权利要求书

1.一种用于植入在活体动物内并且测量位于所述活体动物内的培养基 中的分析物的浓度的光学传感器，所述光学传感器包括：

指示剂分子，具有对所述分析物的浓度做出响应的光学特性，所述指 示剂分子被配置为当所述光学传感器被植入在所述活体动物内时与位于所 述活体动物内的所述培养基中的所述分析物交互；

半导体衬底；

第一光电检测器，被安装在所述半导体衬底上或者被制造在所述半导 体衬底中，并且被配置为输出指示由所述第一光电检测器接收的光的量的 第一模拟光测量信号；

第二光电检测器，被安装在所述半导体衬底上或者被制造在所述半导 体衬底中，并且被配置为输出指示由所述第二光电检测器接收的光的量的 第二模拟光测量信号，其中，所述第一光电检测器和所述第二光电检测器 相对于在所述第一光电检测器和所述第二光电检测器之间延伸的中心线被 对称地布置；

光源，被配置为将激发光从在所述第一光电检测器和所述第二光电检 测器之间延伸的中心线上对齐的发射点发射到所述指示剂分子；

温度换能器，被安装在所述半导体衬底上或者被制造在所述半导体衬 底中，并且被配置为输出指示所述光学传感器的温度的模拟温度测量信号；

比较器，被制造在所述半导体衬底中并且被配置为输出指示所述第一 模拟光测量信号和所述第二模拟光测量信号之间的差异的模拟光差异测量 信号；

模数转换器(ADC)，被制造在所述半导体衬底中并且被配置为(i) 将所述模拟温度测量信号转换为数字温度测量信号，(ii)将所述第一模拟 光测量信号转换为第一数字光测量信号，(iii)将所述第二模拟光测量信号 转换为第二数字光测量信号并且(iv)将所述模拟光差异测量信号转换为 数字光差异测量信号；

感应元件；

输入/输出电路，被制造在所述半导体衬底中并且被配置为经由所述感 应元件无线地传输测量信息，并且经由所述感应元件无线地接收测量命令 和功率；以及

测量控制器，被制造在所述半导体衬底中并且被配置为：

(i)根据所述测量命令，控制所述光源；

(ii)根据(a)所述数字温度测量信号、(b)所述第一数字光测量信 号、(c)所述第二数字光测量信号和(d)所述数字光差异测量信号生成所 述测量信息；以及

(iii)控制所述输入/输出电路以便无线地传输所述测量信息。

2.如权利要求1所述的光学传感器，其中，所述光学传感器是化学或 者生物化学传感器。

3.如权利要求1所述的光学传感器，其中，所述第一光电检测器和所 述第二光电检测器被制造在所述半导体衬底中。

4.如权利要求3所述的光学传感器，其中，所述第一光电检测器和所 述第二光电检测器是使用互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺在所述半 导体衬底中被单片地形成的光电二极管。

5.如权利要求1所述的光学传感器，进一步包括位于所述半导体衬底 上的光源安装垫，并且所述光源安装垫被配置为使得所述光源当被安装在 所述光源安装垫上时具有在所述第一光电检测器和所述第二光电检测器之 间延伸的所述中心线上对齐的发射点；并且

其中，所述光源被安装在所述光源安装垫上。

6.如权利要求1所述的光学传感器，进一步包括电分离所述第一光电 检测器和所述第二光电检测器的隔离槽。

7.如权利要求1所述的光学传感器，进一步包括被制造在所述半导体 衬底中的非易失性存储介质。

8.如权利要求7所述的光学传感器，其中，所述非易失性存储介质具 有存储在其中的测量校准信息，并且所述测量控制器被配置为根据所述测 量命令和所述测量校准信息控制所述光源。

9.如权利要求7所述的光学传感器，其中，所述非易失性存储介质具 有存储在其中的识别信息，所述输入/输出电路被配置为经由所述感应元件 无线地传输所述识别信息，并且所述测量控制器被配置为控制所述输入/输 出电路以便无线地传输所述识别信息。