[发明专利]光谱仪，控制光谱仪输出增益的方法及测量生物信息的装置和方法

说明书

公开了一种光谱仪，包括：光源部分，被配置为向对象上发射多个波长的光；检测器，被配置为检测根据发射的光从所述对象反射的所述多个波长中每一个波长的光信号；控制器，被配置为根据所述对象的光反应特性设定针对所述多个波长中每一个波长的放大增益；以及放大器，被配置为使用设定的放大增益来放大检测器的输出信号。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0156785的优先权，该申请的全部公开以引用方式并入于此。

技术领域

根据示例实施例的装置和方法涉及光谱仪以及利用光谱仪测量生物信息的技术，更具体地涉及调节光谱仪的光接收级的输出增益的技术。

背景技术

近来，研究了利用拉曼光谱仪或近红外光谱仪以非侵入方式测量生物信息(例如血糖)的方法。在这种生物信息测量方法中，利用光谱仪测量从对象反射的光的光谱，基于测量的光谱确定生物信息，如血糖、热量和其他类似信息。通常，光谱仪包括：光源，向对象上发射光，对象例如是人体；以及检测器，检测从对象返回的光信号。检测器检测到的电流信号被转换为电压信号并由放大器进行放大，放大器的输出信号由模数转换器(ADC)转换为数字信号并输出。

发明内容

根据示例实施例的方面，提供了一种光谱仪，包括：光源部分，被配置为向对象上发射多个波长的光；检测器，被配置为检测根据发射的光从对象反射的所述多个波长中每一个波长的光信号；控制器，被配置为根据对象的光反应特性设定所述多个波长中每一个波长的放大增益；以及放大器，被配置为使用设定的放大增益来放大检测器的输出信号。

光源部分可以包括多个光源，多个光源中的至少两个可以发射不同波长的光。

光源部分可以对所述多个波长中每一个波长的光进行时间划分。

控制器可以根据对象的每个波长的光反应特性，计算每个波长的最优放大增益，并且当光源部分发射特定波长的光时，控制器可以根据特定波长的最优放大增益来设定放大器的放大增益。

控制器可以通过在预定放大增益区域中改变所述多个波长中每一个波长的放大增益，来计算最优放大增益，该最优增益不会导致放大器的输出饱和。

放大器可以包括：跨阻放大器(TIA)，被配置为将检测器输出的电流信号转换为电压信号；可变增益放大器(VGA)，被配置为使用所述多个波长中每一个波长的设定放大增益来放大电压信号。

光谱仪可以进一步包含转换器，被配置为将所述多个波长中每一个波长的经放大器放大并输出的模拟信号转换为数字信号。

控制器可以根据所述多个波长中每一个波长的由转换器输出的数字信号来重建光谱。

控制器可以根据所述多个波长中每一个波长的转换器的数字信号得到第一光谱响应，根据将所得的第一光谱响应除以一个值而得到的值来得到第二光谱响应，并基于所得的第二光谱响应重建用于测量生物信息的光谱，其中所述一个值是针对所述多个波长中每一个波长，将光强度乘以最优放大增益而得到的。

根据另一示例实施例的方面，提供了一种通过光谱仪获得光谱的方法，所述方法包括：通过光源部分向对象上发射多个波长的光；通过控制器根据对象的光反应特性，设定所述多个波长中每一个波长的放大增益；通过检测器检测从对象反射的所述多个波长中每一个波长的光信号；以及通过放大器使用设定的放大增益来放大检测器的输出信号。

此外，通过光谱仪获得光谱的方法还可以包括：通过转换器将所述多个波长中每一个波长的经放大器放大和输出的模拟信号转换为数字信号。

此外，通过光谱仪获得光谱的方法还可以包括：通过控制器根据所述多个波长中每一个波长的输出数字信号来重建光谱。