[發(fā)明專利]光學(xué)傳感器系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580077597.2
• 申請日: 2015-11-04
• 公開（公告）號: CN107430071A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K.布雷默;B.羅思;J-G.沃爾特
• 申請（專利權(quán)）人: 漢諾威戈特弗里德威廉萊布尼茨大學(xué)
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552;G01N21/77
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 侯宇

本發(fā)明涉及一種光學(xué)傳感器系統(tǒng)，其被配置為與具有至少一個光源和至少一個照相機的移動計算機設(shè)備配合作用，其中所述光學(xué)傳感器系統(tǒng)具有用于將來自所述計算機設(shè)備的光源的光輸入(或耦合)到傳感器系統(tǒng)中的至少一個輸入接口(或耦合接口)和用于將來自所述傳感器系統(tǒng)的光輸出(或脫耦)到所述計算機設(shè)備的照相機的至少一個輸出接口(或脫耦接口)，其中所述傳感器系統(tǒng)具有至少一個光學(xué)的光導(dǎo)路徑，通過該光導(dǎo)路徑將所述輸出接口與所述輸入接口光學(xué)連接，其中在所述光導(dǎo)路徑中布置有至少一個傳感器元件，所述傳感器元件被配置為，根據(jù)從外部作用于傳感器系統(tǒng)的影響變量來改變被導(dǎo)引穿過所述光導(dǎo)路徑的光。

WO 2014/107364A1描述了智能手機生物傳感器。在此通過相應(yīng)的外部光學(xué)元件來進一步擴展智能手機，以識別生物分子試驗的結(jié)果。然而，為此所需的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、大且敏感。

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種被配置為與移動計算機設(shè)備配合作用的光學(xué)傳感器系統(tǒng)，所述光學(xué)傳感器系統(tǒng)具有更好的實用性。

根據(jù)權(quán)利要求1，該技術(shù)問題通過光學(xué)傳感器系統(tǒng)解決，該光學(xué)傳感器系統(tǒng)被配置為與具有至少一個光源和至少一個照相機的移動計算機設(shè)備配合作用，其中所述光學(xué)傳感器系統(tǒng)具有用于將來自所述計算機設(shè)備的光源的光輸入到傳感器系統(tǒng)中的至少一個輸入接口和用于將來自所述傳感器系統(tǒng)的光輸出到所述計算機設(shè)備的照相機的至少一個輸出接口，其中所述傳感器系統(tǒng)具有至少一個光學(xué)的光導(dǎo)路徑，通過該光導(dǎo)路徑將所述輸出接口與所述輸入接口光學(xué)連接，其中在所述光導(dǎo)路徑中布置有至少一個傳感器元件，所述傳感器元件被配置為，根據(jù)從外部作用于傳感器系統(tǒng)的影響變量來改變被導(dǎo)引穿過所述光導(dǎo)路徑的光，其中所述傳感器系統(tǒng)具有扁平設(shè)計的平面型固持結(jié)構(gòu)，其中輸入接口、輸出接口、光導(dǎo)路徑的元件和傳感器元件在構(gòu)造上集成在所述平面型固持結(jié)構(gòu)中并且以固定預(yù)設(shè)的光學(xué)布置相對于彼此調(diào)整。

本發(fā)明的優(yōu)點在于，所述光學(xué)傳感器系統(tǒng)可以與移動計算機設(shè)備一起以非常易于使用的方式操作，并且由于緊湊的平面結(jié)構(gòu)，可以更容易地由用戶隨身攜帶。如果例如使用智能手機作為移動計算機設(shè)備，則智能手機即使在補充有光學(xué)傳感器系統(tǒng)的情況下也基本上保持其外部尺寸，因為所述傳感器系統(tǒng)可以這樣緊湊地提供，使得其幾乎不增加尺寸。

本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，所述固持結(jié)構(gòu)導(dǎo)致集成在其中的各個元件有確定的位置，特別是輸入接口、輸出接口、光導(dǎo)路徑的元件和傳感器元件，它們被以固定預(yù)設(shè)的光學(xué)布置彼此固持。與此相應(yīng)地，這不會導(dǎo)致這些元件之間的失調(diào)。

如上所述，移動計算機設(shè)備可以是智能手機或任何其他類型的移動電話或移動計算機設(shè)備，例如，筆記本電腦、平板電腦、便攜式媒體播放器(例如iPod)或智能手表等。

從外部作用于傳感器系統(tǒng)的影響變量可以是物理、化學(xué)和/或生物化學(xué)變量。一個、多個或所有的在構(gòu)造上集成到平面型固持結(jié)構(gòu)中的元件可以尤其以可拆卸的方式固定到平面型固持結(jié)構(gòu)上，使得它們必要時可被更換。因此，傳感器元件例如可設(shè)計為可被替換的一次性傳感器。固持結(jié)構(gòu)和/或剩余元件在此可以是可重復(fù)利用的。

特別地，布置在光導(dǎo)路徑中的傳感器元件可以是光學(xué)傳感器。光學(xué)傳感器用于探測環(huán)境參數(shù)。借助例如吸收測量、散射光測量、反射光測量、透射光測量、熒光測量、偏振光測量、折射率測量、量子點和/或光的幅值或相位譜圖的確定，可以檢查環(huán)境參數(shù)。光學(xué)傳感器可以例如通過等離激元(或稱為胞質(zhì)團)、空腔、光消逝場(optischem Evaneszensfeld)、光柵、光子晶體、環(huán)諧振器或法布里-珀羅(Fabry-Perot)或馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)干涉儀或作為光極(Optode)實現(xiàn)。等離激元傳感器可以例如通過金涂層、銀涂層和/或通過納米結(jié)構(gòu)化(例如納米顆粒)來實現(xiàn)。在基于納米顆粒的等離激元傳感器的情況下，納米顆?？梢栽谑褂脗鞲衅飨到y(tǒng)之前就已經(jīng)存在于傳感器表面上，或者可以僅在使用傳感器系統(tǒng)期間被施加到傳感器表面上。此外，可以在傳感器和金屬涂層之間使用粘接層，并且可以集成用于使相位匹配的光柵結(jié)構(gòu)。多個光學(xué)傳感器可以沿著光學(xué)波導(dǎo)串聯(lián)和/或并聯(lián)地復(fù)用，其中可以使用波長復(fù)用此外，可以使用透鏡來增加輸入和/或輸出接口的耦合效率。

特別地，傳感器系統(tǒng)可以被設(shè)計為芯片實驗室。