CN102177442A - 光方向性传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于测量光特性的光传感器。具体而言，本发明涉及一种能够测量光特性如光方向、光准直和光分布的光方向性传感器。根据本发明的第一方面，提供一种光方向性传感器，该传感器包括：光传感器(2)，包括多个光敏元件(3)；以及多个光吸收光选择结构(1)，布置于光传感器上以便形成光吸收光选择结构阵列。在光吸收光选择结构阵列中，至少一些光吸收光选择结构的连串具有变化的结构特性。通过形成该连串的各个别结构使得它允许感测在相对于阵列的不同角区间内的光来实现变化的结构特性。另外根据本发明的第二方面，提供一种用于形成根据本发明第一方面的光传感器的方法。

Description

光方向性传感器
技术领域
本发明涉及用于测量光特性的光传感器。具体而言，本发明涉及一种能够测量光方向、光准直和光分布的光方向性传感器。
背景技术
在由人造光源照亮的诸如屋内房间、商店、办公室、会议中心等日常场所，一般希望测量光特性(比如光方向、光准直和光强度分布)以及光的性质(比如色点和显色指数)以便能够适应在该场所的光设置以例如节能或者根据特定用户的需要来调节光设置。然而，现有技术的光传感器不能测量所有所需光特性、需要大的安装空间、昂贵等。另外，在光传感器将集成到光模块或者器具中的情况下，它应当优选地是紧凑设计、廉价和稳健的。另外，应当优选地设计光传感器使得它可以在诸如环境光条件期间、在能量高效环境智能照明系统等各种应用中使用。
此外，现有技术的光传感器的又一弊端在于它们一般需要诸如透镜、反射镜、分束器、棱镜等成像光学器件以及图像处理和/或分析。
另外，例如在网络相机(摄像头)的情况下，确定光方向性将一般需要对光源的直接成像。
因此，在本领域中需要一种可以在各种应用中使用并且能够实现测量光特性如光方向、光准直和光强度分布的紧凑、稳健和廉价的光传感器。
US 2007/0139765 A1(D1)公开了一种传感器，该传感器具有设置于其上的光学元件并且具有含三个部分的光准直屏，各部分具有相对于衬底的不同准直斜角。
D1的一个弊端在于仅能测量三个预定方向的入射光，由此仅实现对光方向性的粗略估计。因此，不能使用D1来容易地确定光分布。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于实现一种可以在各种应用中使用并且能够实现测量光特性如光方向、光准直和光强度分布的紧凑、稳健和廉价的光传感器。
本发明的又一目的在于实现一种用于形成这样的光传感器的方法。
根据本发明的第一方面，提供一种光方向性传感器，该传感器包括：光传感器，包括各自用于感测光强度的多个光敏元件；以及多个光吸收光选择结构，布置于光传感器上以便形成光吸收光选择结构阵列。在光吸收光选择结构阵列中，至少一些光吸收光选择结构的至少一个连串具有变化的结构特性。通过形成该连串的各个别结构使得它允许感测在相对于阵列的不同角区间内的光来实现变化的结构特性。如下文将描述的那样，这样的光传感器可以用来测量在光传感器上入射的光的方向、在光传感器上入射的光的准直、在光传感器上入射的光的强度分布等。另外，这样的光传感器稳健、无需辅助成像光学器件、可以容易集成到光模块或者器具中并且可以低成本地加以制造。因此不同于现有技术的光传感器，根据本发明第一方面的光传感器区分入射光的不同角度，因此能够测量在光传感器上入射的光的方向、在光传感器上入射的光的准直、在光传感器上入射的光的强度分布等。
根据本发明的第二方面，提供一种用于形成光方向性传感器的方法。该方法包括以下步骤：在衬底上涂敷包括电磁辐射阻止粒子的溶剂以便在衬底上形成层，其中衬底包括光传感器，该光传感器包括各自用于感测光强度的多个光敏元件。该方法还包括以下步骤：将这样形成的层形成为衬底上的光选择固体结构阵列，从而在光吸收光选择结构阵列中，至少一些光吸收光选择结构的至少一个连串具有变化的结构特性。通过形成该连串的各个别结构使得它允许感测在相对于阵列的不同角区间内的光来实现变化的结构特性。通过这样的方法实现一种用于制造根据本发明第一方面的光方向性传感器的方法，该方法具有相对低的成本并且可以容易按照用于大规模生产的工业水平加以应用。
根据本发明的第三方面，提供一种根据本发明第一方面的光方向性传感器的阵列，其中布置阵列中的光方向性传感器使得至少一些光方向性传感器相对于彼此定向不同。这样的布置例如能够实现更高灵敏度。
根据本发明的一个实施例，结构特性是在光吸收光选择结构之间的间距、光吸收光选择结构的高度和光吸收光选择结构的几何形状之一。这样的结构特性在构造光传感器时易于实现和/或修改。
根据本发明的另一实施例，光传感器还包括电磁辐射阻止结构。这样的电磁辐射阻止结构在适当地布置于光传感器上时提供的优点在于可以阻止从特定方向在光传感器上入射的光，由此按照需要分离来自不同方向的光。
根据本发明的又一实施例，光传感器还包括用于按照波长范围对光进行滤波的至少一个颜色滤波器。
根据本发明的又一实施例，光传感器还包括用于对特定极化的光进行滤波的极化滤波器。这样的滤波器也能够实现获得关于入射光极化的信息。由此根据本发明的这一实施例，有可能区分具有不同极化的光。
根据本发明的又一实施例，使用微制作工艺来进行在衬底上形成光选择结构阵列的步骤，其中微制作工艺是模制工艺、浮雕工艺或者光刻工艺。这样的工艺在业内公知，并且商业上可获取功能良好的用于这样的用途的机器。由此可以最小化启动成本。
根据本发明的又一实施例，该方法包括蚀刻光选择固体结构阵列。通过蚀刻光选择固体结构阵列，可以去除存在于光选择结构之间的过量材料，由此增加光传感器的灵敏度，这是因为阻碍衬底(光传感器)的任何过量材料会妨碍光到达在光传感器中包括的光敏元件。
根据本发明的又一实施例，该方法还包括使用反应离子蚀刻和离子束蚀刻中的一种或者多种来蚀刻光选择固体结构阵列。这样的技术允许选择性蚀刻存在于光选择固体结构之间的任何过量材料。
根据本发明的又一实施例，该方法还包括向光选择固体结构阵列涂敷射线可透材料。这样的构造例如使这样形成的传感器更不容易受到机械损坏而同时仍然允许光在光选择结构限定的区域之间通过。
根据本发明的又一实施例，也有可能首先例如通过使用压印工艺由射线可透材料制作射线可透结构，继而在射线可透结构之间中涂敷光吸收材料。
根据本发明的又一实施例，该方法还包括用光吸收材料涂覆光选择固体结构。这具有的优点在于到达任何光选择固体结构的光更不容易受到例如在衬底中包括的光传感器的反射，该反射将引起在光传感器上的光敏元件中生成不正确信号的风险。
应当理解，如图中所示本发明的示例实施例仅用于示例目的。当结合下文具体描述和所附权利要求来考虑各图时将清楚本发明的更多实施例。
另外将理解，在附图中提供的标号用于便于更快理解权利要求，因此它们不应理解为以任何方式限制本发明的范围。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的示意图。
图2是根据本发明的一个实施例的示意图。
图3A是根据本发明的一个实施例的示意图。
图3B是根据本发明的一个实施例的示意图。
图4是根据本发明的一个实施例的示意图，该示意图图示了如图1中所示根据本发明的实施例的工作原理。
图5是根据本发明的一个实施例的示意图，该示意图图示了根据如图3A和图3B中所示本发明的实施例的工作原理。
图6是根据本发明的实施例的示意图。
图7是根据本发明的一个实施例的示意图。
图8是根据本发明的一个实施例的示意图，该示意图进一步图示了根据如图1中所示本发明的实施例的工作原理。
图9是根据本发明的一个实施例的示意图。
图10是根据本发明的一个实施例的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图出于举例的目的描述本发明的优选实施例，在附图中，相似标号表明各视图中的相同元件。应当理解，本发明涵盖其它包括下文中所述特征的组合的示例实施例。此外，在所附权利要求中限定本发明的其它示例实施例。
图1是示出了根据本发明一个示例实施例的光方向性传感器的示意图，其中光吸收光选择结构1中的至少一些结构如图1中所示在其间具有不同间距或者节距。光吸收光选择结构布置于包括多个光敏元件3或者像素的光传感器2上。也将理解，光选择结构1由光吸收材料制成或者由已经涂有光吸收材料的一些材料制成或者已经通过本领域技术人员可设想的任何其它技术来变成吸收光的。
根据本发明的另一示例实施例，在光传感器2上的至少一些光吸收光选择结构1如图2中所示具有不同高度。另外根据本发明的另一示例实施例，至少一些光吸收光选择结构1如图3A和图3B中所示具有不同几何形状。
将理解虽然附图示出了本发明实施例的例子(其中至少一些光吸收光选择结构1或者具有不同节距、或者具有不同高度或者具有不同几何形状)，但是仍然意味着本发明的第一方面涵盖不同节距、不同高度和不同几何形状的任何组合。例如在本发明的一个示例实施例中，至少一些光吸收光选择结构可以具有不同节距和不同高度，或者不同高度和不同形状，或者不同节距、不同高度和不同形状等。
参照图4，现在将描述图1中所示本发明示例实施例的工作原理。根据图4中所示本发明一个实施例的光方向性传感器包括光选择结构1，其中在光选择结构1之间的间距(节距)是变化的。如图4中所示，光选择结构1限定多个如下区域，入射光可以穿过这些区域并且到达光传感器2的光敏元件3或者像素。从右下到左下并且从右上到左上，示出了分别包括1、2、3、4、5、6、7、8、9和10个光敏元件3或者像素的光选择结构c1-c10。然而将理解，在传感器上的各光选择结构可以包括任何数目的光敏元件。对于各光选择结构1，从光选择结构的左侧对像素数目进行计数。例如，光选择结构c2具有在c2左侧的像素1和在c2右侧的像素2(根据图4的入射光到达这些像素)。
在图4中所示例子中，出于说明本发明原理的目的而假设光来自图的左侧。后文将描述另一例子，在该例子中，光既来自左侧又来自右侧。
根据图4中所示本发明的示例实施例，相对于光选择结构在光方向性传感器上入射的角度为θ＝0°的光的强度L(0°)由光选择结构的单个光敏像素p1感测(由θ＝0°表示)。另外，角度在θ＝0°与θ＝1°之间的光的强度由光选择结构c2的光敏像素p2感测(由θ＝0-1°表示)。现在通过将在光选择结构c2的像素p2感测的光强度I(p2，c2)减去由光选择结构c1的像素p1感测的光强度I(p1，c1)，可以确定代表角度为1°的光的强度的信号L(1°)。随后如表1中所示，可以根据从更多光选择结构c3、c4、c5等中包括的像素获得的关于感测的光强度的信息以迭代方式确定代表角度变化的光的强度的信号(L(2°)、L(3°)、L(4°)等)。
  可能性   计算/感测的光强度
  无光   I(p1，c1)＝0
  L(0°)   I(p1，c1)
  L(1°)   I(p2，c2)-L(0°)
  L(2°)   I(p3，c3)-L(1°)-L(0°)
  L(3°)   I(p4，c4)-L(2°)-L(1°)-L(0°)
  L(4°)   I(p5，c5)-L(3°)-L(2°)-L(1°)-L(0°)
  ...   ...
表1：根据本发明一个例子的如何确定在光方向性传感器上入射的光的方向的工作原理。L为代表具有特定入射角的光的强度的信号，而I(pi，cj)为在光选择结构cj的像素pi感测的强度。
以这一方式，可以使用根据本发明第一方面的单个器件来容易地确定代表具有多个入射角的入射光的信号。根据本发明一个实施例，向处理单元(未示出)如计算机中的CPU发送在光传感器中生成的信号用于例如生成入射光的角分布、向输出装置输出、向计算单元传递等。
根据图4中所示本发明的示例实施例，光选择结构c1-c10各自分别测量入射角在0°与1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°和9°之间的光。应当理解，也有可能通过增加/减少光选择结构在光传感器上方的高度和/或增加/减少在光选择结构之间的间距来修改光选择结构以便允许更粗略或者更细微的测量以例如在更粗略的角区间中(比如在0°与5°之间、在0°与10°之间等)测量。以这一方式，可以便利地实现用于测量的所需角区间。
根据本发明的另一示例实施例，至少一些光吸收光选择结构1如图2中所示具有在光传感器2上方的不同高度。图2中所示根据本发明的实施例的工作原理完全类似于上文已经描述的图4中所示本发明实施例的工作原理。省略其重复描述。
根据本发明的另一示例实施例，至少一些光吸收光选择结构1如图3A和图3B中所示具有不同几何形状。图3A示出了形状不同的对称光选择结构1，而图3B示出了形状不同的不对称光选择结构的两个例子。在图5中图示了图3A和图3B中所示本发明实施例的工作原理。它完全类似于上文已经描述的图4中所示本发明实施例的工作原理。省略重复描述。
图6图示了本发明的更多实施例，其中光方向性传感器还包括分别用于按照波长范围(颜色范围)对光进行滤波、用于按照色温范围对光进行滤波和用于对特定极化的光进行滤波的颜色滤波器11、色温滤波器12或者极化滤波器13。根据本发明的更多实施例，光方向性传感器还包括这样的滤波器的任何组合。例如，图6图示了本发明的如下实施例，其中光方向性传感器还包括颜色滤波器或者颜色滤波器阵列11、色温滤波器12和极化滤波器13。将理解图6中的滤波器11、12和13的布置为举例。滤波器11、12和13也可以并排布置于传感器上。另外根据本发明的更多其它实施例，任何上述滤波器或者这样的滤波器的任何组合可以与图1、图2、图3A和图3B中所示以及上文所述实施例中的任何实施例的特征组合。还将理解色温滤波器12可以包括用于确定可以用来计算色温的色点的多个颜色滤波器。
根据本发明的另一实施例，本发明的光方向性传感器还包括电磁辐射阻止结构4。这样的结构4将例如允许如图7中所示分离从结构4的不同侧入射的光。注意在图7中未示出光传感器。然而将理解这并不理解为以任何方式限制本发明的本实施例。因此应当如同存在光传感器一样理解图7。
将理解图7中所示本发明的示例实施例可以扩展至其它几何形状。例如它可以扩展至圆形几何形状，该几何形状允许测量在光方向性传感器上入射的光的方位角。在这样的例子中，可以与轮子的轮辐类似沿着极方向相继布置光吸收光选择结构。另外，在本发明的又一示例实施例中，由电磁辐射阻止材料制成的中心柱可以布置为“轮子”的“轮轴”。也应当设想其它几何形状为本发明所涵盖。下文将参照图8A-图8C具体描述在光来自多侧时的图7中所示本发明一个实施例的工作原理。
另外将理解，对于图1、图2、图3A、图3B、图6和图7中所示本发明的各实施例，各类光选择结构1可以多次存在于光传感器2上以便增加根据本发明第一方面的光方向性传感器的灵敏度。因此对于根据本发明实施例的例如具有不同节距、高度或者几何形状的各类光选择结构，可以获得代表具有具体入射角或者在具体角区间内的入射光的强度的多个信号，由此能够实现增加这样测量的光特性如光方向性的统计显著性。
接着将结合示出了与图4中的光选择结构类似的光选择结构的图8A-图8C描述上文已经结合图4描述的本发明示例实施例在光来自不同两侧的例子中的工作原理。在这一例子中，与在光来自单侧时的前例相比需要略微更复杂的计算。
首先参照图8A，它示出了具有像素p1的光选择结构c1。针对光传感器上的入射光，光选择结构1存在两种可能性。c1的像素p1未检测到光，其中强度I(p1，c1)＝0，或者c1的像素p1检测到光，其中I(p1，c1)≠0。因此，光传感器像素p1感测的总光强度源于相对于光选择结构1c的入射角为0°的光。图8A中的矩阵针对感测的入射光图示了光选择结构c1的两种可能性。白色方块表明像素p1未感测到光而灰色方块表明像素p1感测到光。
接着，图8B示出了用于确定入射角在θ＝-1°与θ＝1°之间的光的强度分布的与图4类似的具有两个像素p1和p2的光选择结构c2。出于说明本发明示例实施例的工作原理的目的，从光选择结构的左侧对像素进行计数。因此，像素p1为光选择结构2中的最左像素而像素p2为最右像素。
当针对θ＝-1°至θ＝1°确定入射光强度分布时，如下文所述利用从根据上文的光选择结构c1获得的感测强度I(p1，c1)。
在图8B中所示情况下，对于感测的入射光有八种可能性。参照图8A和图8B，可能是(i)未检测到光，其中I(p1，c2)＝I(p2，c2)＝I(p1，c1)＝0，或者可能是(ii)光具有相对于光选择结构的为0°的入射角，其中I(p1，c1)＝I(p1，c2)＝I(p2，c2)≠0，或者可能是(iii)光具有相对于光选择结构的为-1°的入射角，其中I(p1，c1)＝I(p1，c2)＝0并且I(p2，c2)≠0，或者可能是(iv)光具有相对于光选择结构的为1°的入射角，其中I(p1，c1)＝I(p1，c2)＝0并且I(p1，c2)≠0，或者可能是(v)光具有在0°与1°之间的入射角，其中I(p1，c1)≠0、I(p1，c2)≠0并且I(p2，c2)＝0，或者可能是(vi)光具有在-1°与0°之间的入射角，其中I(p1，c1)≠0、I(p2，c2)≠0并且I(p1，c2)＝0，或者可能是(vii)光具有在-1°与1°之间的入射角，其中I(p1，c1)≠0、I(p1，c2)≠0并且I(p2，c2)≠0，或者取而代之(viii)I(p1，c1)＝0、I(p2，c2)≠0并且I(p1，c2)≠0，如上文提到的那样，将注意根据使用图8A的光选择结构c1的测量来得知I(p1，c1)并且I(p1，c1)用于如下文所述针对θ＝-1°至θ＝1°确定入射光强度分布。图8B中的矩阵进一步图示可能性(i)-(viii)。恰如图8A，灰色方框表明光而白色方块表明无光。
需要以下计算以针对θ＝-1°至θ＝1°确定入射光强度分布。
对于情况(i)-(iv)，无需进行计算。根据测量直接得知光的入射角或者取而代之无入射光。
对于情况(v)，根据c1得知I(p1，c1)＞0。I(p1，c1)等于如下信号，该信号代表角度为0°的光的强度，也就是L(0°)＝I(p1，c1)。另外类似于结合图4的上文讨论，代表角度为1°的光的强度的信号L(1°)可以确定为L(1°)＝I(p1，c2)-L(0°)＝I(p1，c2)-I(p1，c2)。以这一方式，可以确定入射角在θ＝0°与θ＝1°之间的光的强度分布。
对于情况(vi)，根据c1得知L(0°)＝I(p1，c1)＞0。另外类似于结合图4的上文讨论，代表角度为-1°的光的强度的信号L(-1°)可以确定为L(-1°)＝I(p2，c2)-L(0°)＝I(p2，c2)-I(p1，c1)。以这一方式，可以确定入射角在θ＝-1°与θ＝0°之间的光的强度分布。
对于情况(vii)，根据c1得知L(0°)＝I(p1，c1)＞0。另外类似于上文结合图4和以上刚进行的讨论，代表角度为-1°的光的强度的信号L(-1°)可以确定为L(-1°)＝I(p2，c2)-L(0°)＝I(p2，c2)-I(p1，c1)，而代表角度为1°的光的强度的信号L(1°)可以确定为L(1°)＝I(p1，c2)-L(0°)＝I(p1，c2)-I(p1，c1)。以这一方式，可以针对情况(vii)确定入射角在θ＝-1°与θ＝1°之间的光的强度分布。
对于情况(viii)，根据c1得知L(0°)＝I(p1，c1)＝0。另外类似于以上刚进行的讨论，代表角度为-1°的光的强度的信号L(-1°)可以确定为L(-1°)＝I(p2，c2)-L(0°)＝I(p2，c2)，而代表角度为1°的光的强度的信号L(1°)可以确定为L(1°)＝I(p1，c2)-L(0°)＝I(p1，c2)。以这一方式，可以针对情况(viii)确定入射角在θ＝-1°与θ＝1°之间的光的强度分布。
图8C示出了用于确定入射角在θ＝-2°与θ＝2°之间的光的强度分布的与图4类似的具有四个像素的光选择结构c4。在图8C中所示情况下，有图8C中的矩阵所图示的针对感测的入射光的二十八种可能性。为求简洁，这里将不描述不同可能性，但是实际上，注意这些可能性和对应计算完全类似于结合图8B描述的可能性和对应计算就足够了。恰如图8A和图8B，灰色方块表明光而白色方块表明无光。也将注意这些计算利用已经从图8B中所示光选择结构c2获得的信息。
也就是说，入射角例如在θ＝-3°与θ＝3°、θ＝-4°与θ＝4°等之间的光的强度分布的确定方式完全类似于上文针对θ＝-2°与θ＝2°和θ＝-1°与θ＝1°的情况并且这里将不加以描述。
上文已经描述根据本发明的一些具体实施例的工作原理，但是将理解完全类似的工作原理尽管未必在这里加以描述却适用于由所附权利要求涵盖的根据本发明的其它示例实施例。例如，完全类似的工作原理适用于图2、图3A、图3B、图5、图6、图7中所示本发明实施例以及如上文讨论的扩展至其它几何形状的图7A中所示本发明实施例。
图9图示了根据本发明第二方面的用于制造光方向性传感器的方法的一个示例实施例。为了产生光选择结构，可以利用浮雕、模制或者光刻工艺。Philips Research开发的Substrate Conformal Imprint Lithography(SCIL)(衬底完整压印光刻)具体用于在纳米对准的单层或者堆叠层中产生具有高纵横比(1∶10)的微米和纳米尺寸的结构。这一技术由于它能够印刷纵横比高并且准确性高的具有直至纳米尺寸的特征而特别适合于在衬底如光传感器上直接产生光选择结构。此外，该技术廉价并且可以容易按照工业制造规模加以应用。图9图示了使用光刻工艺的根据本发明第二方面的用于制造光方向性传感器的方法的一个示例实施例。在步骤A例如通过旋涂或者刮粉向衬底5涂敷包括电磁辐射粒子的溶剂层6。衬底5可以例如是光传感器。在步骤A期间溶剂6蒸发从而如步骤B中所示形成凝胶。随后在步骤C中使用由印刷机如SCIL印刷机轻柔涂敷的柔性橡胶印花9来对该层进行浮雕。根据本发明的一个示例实施例，有利地进行步骤C以防包含空气，在WO 2003/099463和EP 1 511 632中描述了其例子。
根据本发明的第二方面，进行对层的浮雕，从而在衬底上形成光选择固体结构7的阵列，其中至少一些光选择固体结构7的连串具有变化的结构特性。通过形成该连串的各个别结构使得它允许感测在相对于阵列的不同角区间内的光来实现变化的结构特性。
接着在步骤D中，溶剂6向印花9中扩散已经在该工艺期间形成的交联材料从而在衬底5上留下光选择固体结构7的阵列，此后以不对这样形成的固体结构7引起损坏这样的方式去除印花9。
在这一阶段，根据本发明的一个示例实施例，如果仍有存在于结构7之间的一些过量材料，则可以蚀刻这样形成的器件以去除过量材料。在本发明的更多示例实施例中，使用反应离子蚀刻或者离子束蚀刻来进行这样的蚀刻。
另外根据本发明的另一示例实施例，在根据上文描述而形成的固体结构7之间的间隔可以如图9中的步骤E中所示由射线可透材料8如聚合物填充。这样的构造将例如使这样形成的器件更不容易受到机械损坏。
另外根据本发明的更多示例实施例，可以进行与上述工艺相反的工艺以产生光方向性传感器。也就是说，首先产生根据结合图9的上文描述的固体结构，其中固体结构由射线可透材料制成，随后用电磁辐射阻止材料填充于射线可透材料固体结构之间的间隔。
取而代之，根据本发明的更多示例实施例，这样形成的结构可以用本领域技术人员清楚的适当方式涂有光吸收材料。这具有的优点在于可以到达任何结构的光更不容易受到例如在衬底中包括的光传感器的反射，该反射将引起在光传感器上的光敏元件中产生不正确信号的风险。
图10图示了本发明第三方面的一个示例实施例。图10示出了根据本发明第一方面的光方向性传感器10的阵列，其中光方向性传感器10相对于彼此定向不同。尽管有图10示出了三个光方向性传感器10这样的事实，但是它不应理解为使本发明的第三方面限于三个这样的光方向性传感器10，而实际上根据本发明第三方面的不同实施例可以包括任何数目的光方向性传感器。
即使本发明已经参照其具体示例实施例加以描述，本领域技术人员仍然将清楚许多不同变更、修改等。因此描述的实施例并非旨在限制如所附权利要求限定的本发明范围。
另外，在权利要求中，词语“包括”并不排除其它元件或者步骤，而不定冠词“一个”或“一种”并不排除多个/多种。在权利要求中的任何标号也不应理解为限制本发明的范围。
作为结论，本发明涉及用于测量光特性的光传感器。具体而言，本发明涉及一种能够测量光特性如光方向、光准直和光分布的光方向性传感器。根据本发明的第一方面，提供一种光方向性传感器，该传感器包括：光传感器2，包括多个光敏元件3；以及多个光吸收光选择结构1，布置于光传感器上以便形成光吸收光选择结构阵列。在光吸收光选择结构阵列中，至少一些光吸收光选择结构的连串具有变化的结构特性。通过形成该连串的各个别结构使得它允许感测在相对于阵列的不同角区间内的光来实现变化的结构特性。另外根据本发明的第二方面，提供一种用于形成根据本发明第一方面的光传感器的方法。

Claims (15)

1.一种光方向性传感器，包括：
-光传感器(2)，包括各自用于感测光强度的多个光敏元件(3)；以及
-多个光吸收光选择结构(10)，布置于所述光传感器上以便形成光吸收光选择结构阵列，其中所述光吸收光选择结构中的至少一些光吸收光选择结构的连串通过布置所述连串的各个别结构使得它允许感测在相对于所述阵列的不同角区间内的光而具有变化的结构特性。
2.根据权利要求1所述的光方向性传感器，其中所述结构特性是以下结构特性之一：
-在光吸收光选择结构之间的间距，
-光吸收光选择结构的高度，以及
-光吸收光选择结构的几何形状。
3.根据权利要求1所述的光方向性传感器，还包括电磁辐射阻止结构(4)。
4.根据权利要求1所述的光方向性传感器，还包括用于按照波长范围对光进行滤波的颜色滤波器(11)。
5.根据权利要求1所述的光方向性传感器，还包括用于按照色温范围对光进行滤波的色温滤波器(12)。
6.根据权利要求1所述的光方向性传感器，还包括用于对特定极化的光进行滤波的极化滤波器(13)。
7.一种用于形成光方向性传感器的方法，所述方法包括以下步骤：
-在衬底(5)上涂敷包括电磁辐射阻止粒子的溶剂(6)以便在所述衬底上形成层，其中所述衬底包括光传感器，所述光传感器包括各自用于感测光强度的多个光敏元件；并且
-将所述层形成为所述衬底上的光选择固体结构(7)阵列，其中所述光吸收光选择结构中的至少一些光吸收光选择结构的连串通过形成所述连串的各个别结构使得它允许感测在相对于所述阵列的不同角区间内的光而具有变化的结构特性。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述结构特性是以下结构特性之一：
-在光吸收光选择结构之间的间距，
-光吸收光选择结构的高度，以及
-光吸收光选择结构的几何形状。
9.根据权利要求7所述的方法，其中使用微制作工艺来进行所述将所述层形成为所述衬底上的光选择结构阵列的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述微制作工艺是模制工艺、浮雕工艺或者光刻工艺。
11.根据权利要求10所述的方法，其中使用由柔性材料制成的印花(9)来进行所述浮雕工艺。
12.根据权利要求7所述的方法，还包括蚀刻所述光选择固体结构阵列的步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述蚀刻所述光选择固体结构阵列的步骤包括使用反应离子蚀刻和离子束蚀刻中的一种或者多种蚀刻。
14.根据权利要求7所述的方法，还包括向所述光选择固体结构阵列涂敷射线可透材料(8)的步骤。
15.一种根据权利要求1-6中的任一权利要求所述的光方向性传感器(10)的阵列，其中布置所述阵列中的所述光方向性传感器使得所述光方向性传感器中的至少一些光方向性传感器相对于彼此定向不同。
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