[发明专利]光谱仪和使用光谱仪测量生物成分的设备

权利要求书

1.一种光谱仪，包括：

图像传感器，包括像素阵列；以及

光子层，设置在所述像素阵列上，并且包括多个谐振器和消逝地耦合到所述多个谐振器的多个耦合器，其中，所述多个耦合器中的每一个包括输入耦合器和输出耦合器，光输入到所述输入耦合器，并且所述输出耦合器连接到所述输入耦合器并将从所述输入耦合器传输的光输出到所述像素阵列的像素，

其中所述多个耦合器中的至少两个耦合器连续地设置在所述像素阵列的每一行中，并且

其中所述光子层包括多个检测区域，设置在所述多个检测区域之一中的多个谐振器包括设置在所述像素阵列的每一行中的具有至少两种不同波长特性的至少两种谐振器，并且在所述像素阵列的每一行中，所述至少两种谐振器中的每一个消逝地耦合到所述至少两个耦合器中的相应耦合器的输入耦合器和输出耦合器。

2.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述输入耦合器和所述输出耦合器对应于光栅耦合器、金属反射镜或者光栅耦合器和金属反射镜。

3.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述像素阵列的每一行中的所述至少两个耦合器的输出耦合器位于同一列位置。

4.根据权利要求3所述的光谱仪，其中所述多个耦合器中的每一个耦合器与所述多个谐振器分离地设置，以在所述多个耦合器和所述多个谐振器之间产生消逝耦合。

5.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述多个谐振器是法布里-珀罗谐振器。

6.根据权利要求1所述的光谱仪，其中所述至少两种谐振器交替地设置在所述像素阵列的每一行中。

7.根据权利要求6所述的光谱仪，其中所述至少两种谐振器串行地设置在所述像素阵列的每一行的边界线上。

8.一种用于测量体内物质的设备，所述设备包括：

光源，配置为向对象发射光；以及

根据权利要求1所述的光谱仪，配置为感测从所述对象返回的光。

9.根据权利要求8所述的设备，还包括信号处理器，所述信号处理器配置为使用所述光谱仪感测的信号来分析所述对象的物质。

10.根据权利要求8所述的设备，其中所述光源发射近红外激光或可见光激光。

11.根据权利要求8所述的设备，其中所述多个耦合器中的至少两个耦合器设置在所述像素阵列的每一行中以便与像素间距对齐。

12.一种光谱仪，包括：

像素阵列；以及

光子层，所述光子层设置在所述像素阵列上，并且包括：

输入耦合器，所述输入耦合器接收光；

输出耦合器，所述输出耦合器输出从所述输入耦合器传输的光；

消逝耦合器，所述消逝耦合器设置在所述输入耦合器和所述输出耦合器之间，以将从所述输入耦合器接收的光引导到所述输出耦合器；以及

谐振器，所述谐振器沿从所述输入耦合器到所述输出耦合器的方向延伸，并且设置为与所述输入耦合器和所述输出耦合器间隔开，以在所述谐振器和所述消逝耦合器之间产生消逝耦合，

其中所述光子层包括所述光谱仪的照明间距内的第一耦合器组和第二耦合器组，

所述第一耦合器组包括分别与所述输入耦合器、所述输出耦合器和所述消逝耦合器相对应的第一输入耦合器、第一输出耦合器和第一消逝耦合器，

所述第二耦合器组包括第二输入耦合器、第二输出耦合器和第二消逝耦合器，以及

所述第一耦合器组和所述第二耦合器组串行地设置在所述像素阵列的每一行中，并且

其中所述光子层包括多个检测区域，设置在所述多个检测区域之一中的多个谐振器包括设置在所述像素阵列的每一行中的具有至少两种不同波长特性的至少两种谐振器，并且在所述像素阵列的每一行中，所述至少两种谐振器中的每一个消逝地耦合到所述第一耦合器组和所述第二耦合器组中的相应的消逝耦合器。