深圳市威视佰科科技有限公司刘玮获国家专利权
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龙图腾网获悉深圳市威视佰科科技有限公司申请的专利一种全波长范围光谱传感器、物质分析的系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115184280B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210807376.8,技术领域涉及:G01N21/25;该发明授权一种全波长范围光谱传感器、物质分析的系统及方法是由刘玮;程建军;张涵;王文港;黄利国设计研发完成,并于2022-07-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种全波长范围光谱传感器、物质分析的系统及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种全波长范围光谱传感器、物质分析的系统及方法,传感器解决方案的组件包括:镀金陶瓷基板上的结构、一系列紫外波长区域的金属氧化物发射器、一系列可见光波长区域的有机发射器,近红外波长区域的一系列有机发射器、互补金属氧化物半导体CMOSUV‑Vis检测、用于NIR检测的砷化铟镓InGaAs窗口950‑1700nm,以及一个微电路,用于控制时间序列的发光检测,具有傅里叶变换滤波,以消除环境噪声并隔离信号,高度紧凑的集成传感器可提供快速、稳定和可重复的光谱阵列数据,涵盖约200至1700nm的整个波长范围。
本发明授权一种全波长范围光谱传感器、物质分析的系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种全波长范围光谱传感器,包括支持四个功能区的镀金绝缘基板,其包括第一功能区、第二功能区、第三功能区以及第四功能区,其中,第一功能区包括多个紫外光发射器,发射波长范围为200nm-400nm;第二功能区包括多个可见光发射器,发射波长范围为400nm-800nm,第三功能区包括多个近红外发射器,发射波长范围为800nm-1700nm,第四功能区包括第一检测窗口和第二检测窗口,其中第一检测窗口包括一个或多个CMOS检测器,用于检测200nm-950nm范围内的波长,第二检测窗口包括一个或多个InGaAs检测器,用于检测950-1700nm范围内的波长; 波长范围200nm-1700nm的阻挡壁,由第一、第二和第三功能区限定,该阻挡壁包围第四功能区; UV-NIR透明玻璃,覆盖第一、第二、第三和第四功能区,并充满惰性气体的内部空间; 还包括用于控制发光检测的微电路; 所述绝缘基板为氮化铝基板; 所述第一功能区设置在基板的顶部区域,第二功能区设置在第一功能区下方且在基板的左半边,第三功能区设置在基板的底部区域,第一功能区下方且位于基板的右半边,其中第四功能区位于基板的中央位置,与所述第一功能区在水平面上邻接; 所述第一功能区、第二功能区和第三功能区中的每一个分别包括多个隔间; 所述第一功能区具有八个单独的隔间,每个隔间包括8个紫外光发射器,所述发射器包括250nm、260nm、270nm、280nm、365nm、375nm、383nm和393nm的发射中心,每个发射中心±6nm; 可见光发射器采用有机发光材料; 所述第二功能区具有十二个隔间; 多个可见光发射器包括布置在十二个隔间内的十六个发射器,其中八个所述多个可见光发射器为单层布局,另外八个所述多个可见光发射器为双层布局,可见光发射器包括450nm、460nm、515nm、525nm、560nm、570nm、602nm、612nm、625nm、635nm、662nm、672nm、695nm、705nm、798nm和808nm的发射中心,每个±6nm; 第三功能区具有十个隔间,每个隔间包括多个NIR发射器中的一个或多个;所述NIR发射器采用有机发光材料; 多个NIR发射器包括布置在所述十个隔间内的二十个发射器,每个隔间包括所述多个发射器中的两个,所述发射器包括为:845nm、855nm、884nm、894nm、928nm、938nm、967nm、977nm、993nm、1003nm、1195nm、1205nm、1291nm、1301nm、 1453nm、1463nm、1531nm、1541nm、1643nm和1653nm的发射中心,各±6nm; 第四功能区具有第一、第二CMOS检测窗口和第一、第二InGaAs检测窗口,其中,所述第一CMOS检测窗口和第一InGaAs检测窗口与信号通道相关联并且第二CMOS和第二InGaAs检测窗口与参考通道相关联; 所述第一功能区、第二功能区和第三功能区由调光控制器控制以提供时序上的发射序列,其中第四功能区由模拟前端控制器利用正确的窗口在时域中拾取正确的信号,然后将信号传递到主控制器进行进一步处理,然后通过BLE或USB传输到互联网云连接的设备小工具; 所述微电路包括主控制器,用于进行傅里叶变换滤波,对每一个发射光进行数字调制,使其具有特定的频率,其中,经过傅里叶变换后变换,从环境中去除异常频率,从而在反向傅里叶变换后去除输出信号中的噪声; 将返回的离散光谱数据阵列与高斯元素进行拟合,得到最终的光谱输出; 上述传感器为了覆盖从紫外到中近红外的全波长范围,紫外光发射器采用金属氧化物材料,可见光和近红外光发射器采用有机发光材料,以及两组检测窗口,所述两组检测窗口中的一组,即CMOS用于检测200nm-950nm波长,另外一组,即InGaAs用于检测950nm-1700nm波长,集成在氮化铝基板,总共将44种不同的发射器材料应用在一起,覆盖范围为200nm-1700nm,光谱分辨率为10-25nm;基板顶部有一个UV-NIR透明玻璃,背面有控制电路,能够通过不同的发光材料在时间序列上对不同波长的光进行数字调制发射;检测窗口获取的信号经过傅里叶变换滤波处理以去除环境噪声,然后重建全光谱;这种高度紧凑的集成传感器可提供快速、稳定和可重复的光谱阵列数据,涵盖从200到1700nm的整个波长范围,该传感器能够为任何光谱传感目的提供微型、高度紧凑和宽波长范围的覆盖范围,有利地适用于工业环境和消费电子产品。
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