多光谱传感器响应平衡制造技术

本公开涉及但不限于多光谱传感器响应平衡。光滤波器可以包括衬底。光滤波器可以包括第一反射镜。光滤波器可以包括第二反射镜。光滤波器可以包括间隔件。第一反射镜、第二反射镜、和间隔件可以形成多个分量滤波器。多个分量滤波器中的第一分量滤波器可以与第一横截面积相关联，并且多个分量滤波器中的第二分量滤波器与第二横截面积相关联。第一横截面积和第二横截面积可以被配置成使第一分量滤波器和第二分量滤波器响应平衡。

Response Balance of Multispectral Sensors

The present disclosure relates to, but is not limited to, response balancing of multispectral sensors. Optical filters may include a substrate. The optical filter may include a first mirror. The optical filter may include a second mirror. Optical filters may include spacers. The first reflector, the second reflector and the spacer can form a plurality of component filters. The first component filter in a plurality of component filters may be associated with the first cross-sectional area, and the second component filter in a plurality of component filters may be associated with the second cross-sectional area. The first cross-sectional area and the second cross-sectional area can be configured to balance the response of the first component filter and the second component filter.

【技术实现步骤摘要】
多光谱传感器响应平衡背景光发射器可以发出被引导朝向对象的光。例如，在手势识别系统中，光发射器可以朝向用户发射近红外光，并且近红外光可以从用户朝向光接收器反射。在这种情况下，光接收器可以捕获关于近红外光的信息，并且该信息可以用于识别由用户正在执行的手势。例如，设备可以使用该信息来生成用户的三维表示，并基于该三维表示来识别由用户正在执行的手势。在另一示例中，关于近红外光的信息可用于识别用户的身份、用户的特征(例如身高、体重、脉搏、血液氧合等)、另一类型的目标的特征(例如到对象的距离、对象的大小、对象的形状、对象的光谱特征等)等。然而，在近红外光朝向用户或对象的发射期间和/或在从用户或对象朝向光接收器的反射期间，环境光可能干扰近红外光。因此，光接收器可以光学地耦合到光滤波器，例如带通滤波器，以过滤环境光并允许近红外光朝向光接收器通过。另外或者可选地，当执行对多个波长的光的感测时，滤波器可以被提供来确保多个波长的光中的每一波长的光被引导到不同的传感器。可以是光接收器的多光谱传感器设备可以被用于捕获关于多个波长的光的信息。多光谱传感器设备可以包括捕获信息并被耦合到多光谱滤波器的一组传感器元件(例如光传感器、光谱传感器、和/或图像传感器)。例如，传感器元件的阵列可以被用于捕获与多个频率相关的信息，并且多光谱滤波器可将与不同频率相关联的光引导到每个传感器元件。在一些情况下，单个滤波器可以被布置成覆盖传感器元件阵列中的每个传感器元件，并且可以形成传感器元件阵列的一组通道。概述根据一些可能的实现方式，光滤波器可以包括衬底。光滤波器可以包括第一反射镜。光滤波器可以包括第二反射镜。光滤波器可以包括间隔件。第一反射镜、第二反射镜、和间隔件可以形成多个分量滤波器。多个分量滤波器中的第一分量滤波器可以与第一横截面积相关联，并且多个分量滤波器中的第二分量滤波器与第二横截面积相关联。第一横截面积和第二横截面积可以被配置成使第一分量滤波器和第二分量滤波器响应平衡。根据一些可能的实现方式，二元多光谱滤波器可以包括多个层。多个层可以包括与第一折射率相关联的一组高折射率层和与小于第一折射率的第二折射率相关联的一组低折射率层。多个层可以形成多个通道以引导多个波长的光。多个分量滤波器的可以对应于多个通道的多个横截面积被改变以将与多个通道相关联的响应配置为特定的响应。根据一些可能的实现方式，系统可以包括被布置在衬底中的一组光传感器。该系统可以包括被沉积在衬底上的多光谱滤波器。多光谱滤波器可以包括被配置为形成对应于该组光传感器的多个通道的至少一层。多个通道的多个横截面积可以被配置成使该组光传感器响应平衡。附图说明图1是本文描述的多光谱滤波器的示例实现方式的图。图2A和图2B是本文描述的关于多光谱滤波器的滤波器通道的响应平衡的示例实现方式的图。图3是本文描述的多光谱滤波器的示例实现方式的图。图4是包括本文描述的多光谱滤波器的光学系统的示例实现方式的图。图5A和图5B是本文描述的多光谱滤波器的示例实现方式的图。详细描述以下示例实现方式的详细描述参考附图。在不同附图中的相同参考数字可以标识相同或相似的元件。传感器元件(例如光传感器)可以被合并到光传感器设备内以获得关于一组电磁频率的信息(例如光谱数据)。例如，光传感器设备可以包括可以执行光的传感器测量的图像传感器、多光谱传感器等。光传感器设备可利用一种或更多种传感器技术，例如互补金属氧化物半导体(CMOS)技术、电荷耦合器件(CCD)技术等。光传感器设备可以包括多个传感器元件(例如传感器元件的阵列)，每个传感器元件被配置成获得关于光的不同频率的信息。传感器元件可以与对到传感器元件的光进行过滤的滤波器相关联。例如，传感器元件可以与线性可变滤波器(LVF)、圆形可变滤波器(CVF)、法布里-珀罗滤波器等对准，以使被朝向传感器元件引导的光的一部分被过滤。对于二元滤波器结构，例如法布里-珀罗滤波器，间隔件可以被定位于二元滤波器结构的反射器(例如反射镜)之间。反射器的层、间隔件的层等的折射率、厚度等的配置可以使二元滤波器结构的配置能够形成一组通道。通道可以包括将光引导到传感器元件阵列中的传感器元件的滤波器的一部分。以这种方式，传感器元件阵列可以获得关于多个不同波长的光的信息。然而，传感器元件可以与用于第一波长的光的第一传感器响应度和用于第二波长的光的第二传感器响应度相关联。类似地，滤波器可以与用于使第一波长的光穿过的第一滤波器响应度和用于使第二波长的光穿过的第二滤波器响应度相关联。此外，在一些情况下，光源可以以不同波长的光提供不同水平的通量。从而，第一波长的光的光功率可能超过与第一传感器元件相关联的最大光功率阈值，这可能导致不足的信噪比用于第一传感器元件来执行对第一波长的光的准确测量。相反，第二波长的光的光功率可能小于与第二传感器元件相关联的最小光功率阈值，这可能导致不足的信噪比用于第二传感器元件来执行对第二波长的光的准确测量。此外，由于假信号效应、串扰效应、和散焦效应，饱和传感器元件(例如，接收大于阈值的辐射能的传感器元件)可以将电荷分配给相邻的传感器元件，而这可能降低测量的准确性。在一些情况下，增益平坦滤波器可以被布置在光路中以通过使穿过增益平坦滤波器的光衰减来避免在第一波长的光和第二波长的光的光功率之间的不匹配。以这种方式，增益平坦滤波器可以防止第一波长的光超过最大光功率阈值，但是可以进一步降低第二波长的光的光功率。为了补偿第二波长的光的降低的光功率，可以增加传感器元件阵列的曝光时间以增加由第二传感器元件测量的第二波长的光的量。然而，增加曝光时间可能导致执行测量的过多的时间、与杂散光的捕获相关的不准确性等。本文所述的一些实现方式提供了具有集成响应平衡的多光谱滤波器阵列。在这种情况下，多光谱滤波器阵列可以被配置有不同尺寸的通道(例如，具有第一横截面积的关于第一波长的光的第一通道和具有第二横截面积的关于第二波长的光的第二通道)，以平衡被引导到传感器元件阵列中的传感器元件的波长的光的光功率。以这种方式，可以为传感器元件阵列提供多光谱滤波器阵列，其提高了传感器元件阵列的测量的信噪比，提高了传感器元件阵列的准确度，减少了传感器元件阵列的曝光时间等。此外，多光谱滤波器可以通过降低传感器元件饱和的可能性、传感器元件的电荷到相邻的传感器元件的分布等来降低假信号效应、串扰效应、和散焦效应的可能性。图1是本文描述的示例实现方式100的图。如图1中所示，多光谱滤波器105(例如，二元结构光滤波器阵列)可以包括第一反射镜110-1、第二反射镜110-2、和间隔件120。如在图1中进一步所示的，第一反射镜110-1和第二反射镜110-2可以将间隔件120夹在中间。换句话说，间隔件120可以将第一反射镜110-1和第二反射镜110-2间隔开阈值距离，和/或间隔件120的端面可以被第一反射镜110-1和第二反射镜110-2包围。在一些实现方式中，反射镜110可以与特定材料相关联。例如，反射镜110可以包括一组金属反射镜层(例如银)、一组介质反射镜层(例如交替的氢化硅层和二氧化硅层)等，以将从光源引导的光的一部分引导到与多光谱滤波器105相关联的传感器元件。反射镜110可以与和多光谱滤波器105的每个通道相关联的传感器元件阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光滤波器，包括：衬底；第一反射镜；第二反射镜；以及间隔件，其中，所述第一反射镜、所述第二反射镜、和所述间隔件形成多个分量滤波器，其中，所述多个分量滤波器中的第一分量滤波器与第一横截面积相关联，并且所述多个分量滤波器中的第二分量滤波器与第二横截面积相关联，其中，所述第一横截面积和所述第二横截面积被配置成使所述第一分量滤波器和所述第二分量滤波器响应平衡。

【技术特征摘要】
2017.12.08 US 62/596,600;2018.09.12 US 16/129,3321.一种光滤波器，包括：衬底；第一反射镜；第二反射镜；以及间隔件，其中，所述第一反射镜、所述第二反射镜、和所述间隔件形成多个分量滤波器，其中，所述多个分量滤波器中的第一分量滤波器与第一横截面积相关联，并且所述多个分量滤波器中的第二分量滤波器与第二横截面积相关联，其中，所述第一横截面积和所述第二横截面积被配置成使所述第一分量滤波器和所述第二分量滤波器响应平衡。2.根据权利要求1所述的光滤波器，其中，所述多个分量滤波器的横截面积至少部分地基于相应的输入通量、滤波器响应度、和传感器响应度来进行配置。3.根据权利要求1所述的光滤波器，其中，所述光滤波器形成至少64个通道。4.根据权利要求1所述的光滤波器，其中，所述第一反射镜、所述第二反射镜、或所述间隔件中的至少一个包括下列项中的至少一项：锗层，硅锗层，氢化硅层，氢化锗层，或氢化硅锗层。5.根据权利要求1所述的光滤波器，其中，所述第一反射镜、所述第二反射镜、或所述间隔件中的至少一者包括下列项中的至少一项：硅层，二氧化硅(SiO2)层，氧化铝(Al2O3)层，二氧化钛(TiO2)层，五氧化二铌(Nb2O5)层，五氧化二钽(Ta2O5)层，或氟化镁(MgF2)层。6.根据权利要求1所述的光滤波器，其中，所述多个分量滤波器中的至少两个分量滤波器与公共波长相关联，以及其中，所述至少两个分量滤波器的净横截面积被配置成使所述至少两个分量滤波器与所述多个分量滤波器中的另一个分量滤波器响应平衡。7.根据权利要求1所述的光滤波器，其中，所述第一横截面积与所述第二横截面积相差大于1％。8.根据权利要求1所述的光滤波器，其中，所述第一横截面积与所述第二横截面积相差大于5％。9.根据权利要求1所述的光滤波器，其中，所述第一横截面积与所述第二横截面积相差大于10％。10.根据权利要求1所述的光滤波器，其中，所述第一横截面积与...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·D·霍克，史蒂文·萨克斯，
申请(专利权)人：唯亚威通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US