[發明專利]具有空間修改的中心波長的光譜傳感器系統

在審

• 申請號: 202110585686.5
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113739916A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: J·博勒曼斯;M·德博克;W·范德坦普爾
• 申請（專利權）人: 光譜公司
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李春輝

傳感器系統包括布置在集成電路上的多組光學傳感器，所述多組光學傳感器具有各自的頂表面。所述傳感器系統進一步包括多個光學傳感器之間的接口和配置為在其間傳輸信息的處理設備，以及具有相應底表面和相應頂表面的光學濾波器陣列，其中，光學濾波器陣列的底表面位于所述多組光學傳感器的所述頂表面附近，并且所述光學濾波器陣列的每個光學濾波器配置為使目標波長范圍的光通過，到達一組光學傳感器。處理器配置為接收一組光學傳感器中的每個光學傳感器的輸出，并使用傳輸通過與該組光學傳感器相鄰的光學濾波器的光的串擾來確定該組光學傳感器的校正濾波器響應。

相關專利的交叉引用

不適用

背景

技術領域

本發明總體上涉及光譜學，并且更具體地說，涉及使用基于干涉的濾波器的光譜傳感器。

背景技術

光譜學設備已被證明在各種行業中的應用是有用的，包含例如健康、生物測定、農業、化學和健身等。通常，光譜學設備通過檢測和/或采集與多個波長范圍有關的入射光并提取光譜信息而起作用。基于干涉的濾波器(諸如Fabry-Perot濾波器)在與光譜傳感器結合使用時，已被證明能夠提供受控的光波長。

如進一步所知，穿過基于干涉的濾波器的光的角度響應受到各種非理想條件的影響，這可能對給定光譜設備的性能產生負面影響。

附圖說明

該專利或申請文件含有至少一幅用彩色繪制的圖。帶彩色圖的本專利或專利申請出版物的副本將由專利局根據要求提供，并支付必要的費用。

圖1A提供了根據本發明的覆蓋有濾波器的示例光學傳感器的自上而下的表示；

圖1B提供了根據本發明的覆蓋有濾波器的示例光學傳感器的自上而下的圖示；

圖2示出了在給定中心波長下對不同入射角的光的示例濾波器響應；

圖3示出了中心波長(cwl)作為通過透鏡的光的入射角的函數的示例偏移；

圖4A示出了傳感器陣列的外邊緣處的高主光線角(CRA)透鏡的效果；

圖4B示出了根據本發明的具有透鏡的傳感器上不同位置的示例主角度光線(CRA)效應；

圖4C提供了根據本發明的圖像傳感器的具有不同腔厚度的相鄰Fabry-Perot濾波器疊層(濾波器)的剖面；

圖4D提供了根據本發明的覆蓋有濾波器陣列的示例光學傳感器的側視圖；

圖4E提供了根據本發明的覆蓋有替代濾波器陣列的示例光學傳感器的側視圖；

圖4F示出了根據本發明的具有反向遠心設計的透鏡系統；

圖5示出了根據本發明的0°和20°入射角的準直光的示例濾波器響應；

圖6A示出了根據本發明的具有9×9馬賽克的預補償濾波器陣列布局的示例；

圖6B示出了根據本發明的濾波器陣列的預補償導致的濾波器id的偏移；

圖7A示出了半-半像素的響應，該半-半像素包括具有不同中心波長的2個Fabry-Perot濾波器；

圖7B示出了根據本發明的與單個光學傳感器相關聯的一對相鄰干涉濾波器。

圖7C示出了根據本發明的與單個光學傳感器相關聯的相鄰干涉濾波器對的另一示例，在濾波器和傳感器之間結合了中間元件。

圖8A-8C示出了根據本發明的用于光譜圖像傳感器的光譜濾波器的濾波器圖案；

圖8D提供了根據本發明的光譜傳感器的濾波器馬賽克圖案的自上而下的圖示，該光譜傳感器包含大濾波器元件；