CN110275226A - 传感器窗口 - Google Patents

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Abstract

传感器窗口可以包括基板和布置在基板上的一组层。该组层可以包括具有第一折射率的层的第一子集和具有不同于第一折射率的第二折射率的第二组层。该组层可以与在感测光谱范围内的阈值透射率相关联。该组层可以被配置为在可见光谱范围内的特定颜色，并且可以与在可见光谱范围内的阈值不透明度相关联。

Description

传感器窗口
技术领域
本申请涉及，但不限于传感器窗口。
背景技术
光接收器例如传感器元件阵列可以接收指向光接收器的光。例如，在对象检测(object detection)系统中，传感器元件阵列可用于捕获关于一个或更多个波长的光的信息。传感器元件阵列可以包括捕获关于一个或更多个波长的光的信息的一组传感器元件(例如，光学传感器、光谱传感器和/或图像传感器)。光发射器可以发射指向对象的光。例如，在对象检测系统中，光发射器可以向对象发射近红外光，并且近红外光可以从对象反射到传感器元件阵列。在这种情况下，基于由传感器元件阵列捕获的信息，可以检测对象。例如，在车辆背景中，设备可以使用该信息来生成对象的三维表示，并识别对象的接近度，从而使车辆躲避对象成为可能。
在另一示例中，由诸如传感器元件阵列的光接收器捕获的信息可用于识别对象的特性(例如，到对象的距离、对象的尺寸、对象的形状、对象的光谱特征、对象的类型、对象的速度等)、人的身份，人的特性(例如，身高、体重、运动速度、健康特性等)和/或诸如此类。然而，在近红外光朝着用户或对象的传输期间和/或在从用户或对象朝着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通过以指向光接收器。此外，当执行对多个波长的光的感测时，可以提供滤波器以确保多个波长的光中的每一波长的光被引导到传感器元件阵列中的不同传感器元件。
发明内容
根据一些可能的实现，传感器窗口可以包括基板和布置在基板上的一组层。该组层可以包括具有第一折射率的层的第一子集和具有不同于第一折射率的第二折射率的第二组层。该组层可以与在感测光谱范围内的阈值透射率相关联。该组层可以被配置为在可见光谱范围内的特定颜色，并且可以与在可见光谱范围内的阈值不透明度相关联。
根据本发明的一些实施例，该组层可以被配置成使得对于在大约0度和大约30度之间的入射角特定颜色的色偏移小于12ΔE。
根据本发明的一些实施例，特定颜色可以是在可见光谱范围内布置在特定图案中或形成特定图解的多种颜色。
根据本发明的一些实施例，感测光谱范围可以为从大约600纳米到大约2500纳米。
根据本发明的一些实施例，感测光谱范围可以为从大约800纳米到大约1600纳米。
根据本发明的一些实施例，阈值不透明度可以在可见光谱范围内大于80％。
根据本发明的一些实施例，该组层可以对于可见光谱范围的至少一部分与大于80％的反射率相关联。
根据本发明的一些实施例，该组层可以包括下列项中的至少一项：锗层、硅锗层、氢化硅层、氢化锗层、氢化硅锗层、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。
根据本发明的一些实施例，第一折射率可以大于大约3.5。
根据本发明的一些实施例，第二折射率可以小于约2.0。
根据本发明的一些实施例，该组层可以包括具有不同于第一折射率和第二折射率的第三折射率的层的第三子集。
根据本发明的一些实施例，基板可以是化学强化玻璃。
根据本发明的一些实施例，传感器窗口还可以包括下列项中的至少一项：疏水层、亲水层、疏油层、保护层、抗反射层、发热层、防结冰层、或带外阻挡层。
根据本发明的一些实施例，传感器窗口还可以包括至少一个中间层，其布置在该组层的第一一个或更多个层和该组层的第二一个或更多个层之间。
根据一些可能的实现，光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。多个层可以与在感测光谱范围中的阈值透射率和在可见光谱范围中的阈值不透明度相关联。
根据本发明的一些实施例，多个层可以被配置成与相邻于该光滤波器的另一表面颜色匹配。
根据本发明的一些实施例，多个通道可以包括至少64个通道。
根据一些可能的实现，系统可以包括布置在基板上或基板中的一组光学传感器和安置在该组光学传感器的光路中的传感器窗口。传感器窗口可以包括至少一个层，其被配置为在第一光谱范围处和对于从大约0度到大约45度的入射角提供大于80％的不透明度并在不同于第一光谱范围的第二光谱范围处和对于从大约0度到大约45度的入射角提供大于80％的透射率。
根据本发明的一些实施例，该系统可以被包括在车辆中，并且可以在1ΔE内颜色匹配于所述车辆的车身颜色。
根据本发明的一些实施例，该系统可以是生物测定系统、安全系统、通信系统、健康监控系统、对象识别系统或光谱识别系统中的至少一个。
附图说明
本专利或申请文件包含至少一幅彩色附图。具有彩色附图的本专利或专利申请公开的副本将在请求和支付必要费用后由知识产权局提供。
图1A和1B是本文描述的传感器窗口的示例实现的图。
图2是包括本文描述的传感器窗口的光学系统的示例实现的图。
图3是本文描述的传感器窗口的示例实现的图。
图4A-4E是本文描述的传感器窗口的特性的示例的图。
图5A-5D是本文描述的传感器窗口的特性的示例的图。
图6A-6D是本文描述的传感器窗口的特性的示例的图。
图7A-7C是本文描述的传感器窗口的特性的示例的图。
图8A-8E是本文描述的传感器窗口的特性的示例的图。
具体实施方式
示例实现的下面的详细描述参考附图。在不同附图中的相同的参考数字可以标识相同或相似的元件。
可以提供窗口以将内部环境与外部环境分开，并使光能够从外部环境到内部环境、从内部环境到外部环境穿过，和/或诸如此类。例如，在车辆背景中，例如对于汽车，可以提供挡风玻璃来保护车辆操作者免受环境状况的影响，例如雨状况、风状况、灰尘状况、碎片状况和/或诸如此类。挡风玻璃窗可以由提供耐久性并且使光能够通过以使车辆操作者能够操作车辆的材料制成。
光学系统可以布置在挡风玻璃的后面，以保护光学系统免受外部环境影响。例如，在车辆背景中，对象识别传感器可以布置在挡风玻璃、前灯和/或诸如此类后面，以保护对象识别传感器。类似地，在安全背景中，面部识别传感器可以布置在窗口后面，以保护面部识别传感器免于被未经授权的人调整。然而，该窗口可能使未经授权的人能够看到光学系统。例如，未经授权的人可能看到在窗口后面的光学系统，并且可能覆盖窗口、损坏窗口和/或光学系统、避开光学系统的视线和/或诸如此类，从而降低光学系统的有效性。类似地，由于源于光学系统对其他人是可见的对汽车的负面美学影响，车主可能放弃在汽车中安装对象识别传感器，从而放弃对象识别传感器的安全益处。
一些窗口可能被着色，以降低布置在窗口后面的传感器系统的可见度。例如，在车辆背景中，染色玻璃可用于隐藏对象识别传感器而使外面的人看不到。类似地，在安全背景中，着色颜料可以应用于玻璃以隐藏布置在玻璃后面的面部识别传感器。然而，使用颜料着色玻璃或染色玻璃可能需要大于阈值玻璃厚度以实现不透明性，这可能导致对安装的过大的尺寸，可能减少被引导到光学系统或由光学系统提供的光量，和/或诸如此类。此外，基于着色颜料的着色玻璃可能缺乏在可见光波长中的不透明性和感测光波长(例如，近红外波长、中红外波长等)中的透射率之间的急剧过渡。急剧过渡的缺乏可能降低在相对接近可见光波长的感测波长中的感测能力，从而降低光学系统的有效性。
本文描述的一些实现可以为光学系统提供颜色匹配的传感器窗口。例如，传感器窗口可以例如使用交替的高折射率材料层和低折射率材料层被配置成对感测波长是能透射的而对可见光波长是不透明的。以这种方式，传感器窗口可以颜色选择性地被配置成实现到例如车辆、安全壳体和/或诸如此类内的集成。此外，传感器窗口可以与小于阈值厚度和与在感测波长处的透射率和在可见光波长处的不透明度之间的相对急剧的过渡相关联，从而改善与传感器窗口相关联的光学系统的性能。此外，基于是颜色可配置的，传感器窗口可以与外部环境颜色匹配，从而相对于非颜色选择性地可配置的传感器窗口降低光学系统被安装(例如到车辆中，作为安全特征等)的可能性。
图1A和图1B是本文描述的示例实现100/100’的图。如图1A所示，示例100可以包括车辆110、传感器窗口120和传感器130。
尽管本文描述的一些实现从在车辆部署中的感测系统方面被描述，但是在其他部署中的其他系统例如在固定部署、可佩戴部署和/或诸如此类中的通信系统(例如Li-Fi系统)、生物测定系统、安全系统、健康监控系统、对象识别系统、光谱识别系统、LIDAR系统和/或诸如此类也是可能的。
如在图1A中进一步示出的，车辆110可以在对象140(例如，停车标志)的阈值接近度内。如由参考数字150和160所示的，传感器130可以向对象140传输光信号，并且该光信号可以被反射到传感器130。例如，传感器130可以传输近红外信号，并且可以基于对象140反射近红外信号来接收反射的近红外信号。在这种情况下，传感器130可以基于反射的近红外信号来确定对象140的特性。例如，传感器130可以基于反射的近红外信号来确定对象140的接近度、对象140的尺寸、对象140的类型和/或诸如此类。
在一些实现中，传感器窗口120可以与特定颜色相关联。例如，基于层的类型、层的厚度、层的顺序和/或诸如此类，传感器窗口120可以被配置成使近红外光通过，吸收第一组颜色的可见光，并反射第二组颜色的可见光。在这种情况下，基于配置第二组颜色以匹配与传感器窗口120相邻的表面(例如，基于使传感器窗口120反射红色匹配车辆110的色调)，传感器窗口120可以被隐藏而看不到。此外，基于将传感器窗口120配置为使近红外光通过，传感器窗口120可以使传感器130能够传输近红外光信号并接收反射的近红外光信号，而近红外光不被传感器窗口120阻挡。以这种方式，传感器窗口120使包括传感器130的传感器系统的运行成为可能，保护传感器130免于环境退化，并且隐藏传感器130而看不到，从而改善传感器130的运行和车辆110的美观性。
如在图1B和在示例性实现100’中所示的，相比之下，传感器窗口120可以被配置为提供辅助视觉特征。例如，并非传感器窗口120的颜色被配置成匹配例如与传感器窗口120相邻的表面，而是传感器窗口120可以被配置成反射一种或更多种不同颜色的光。如所示，传感器窗口120可以被配置成显现为黑色和白色垂直条，从而使传感器窗口120看起来像车辆110的格栅。在另一示例中，传感器窗口120可以反射一种或更多种颜色以类似于车辆制造商的标志，从而使传感器窗口120被掩饰而看不见。在另一示例中，传感器窗口120可以被配置成具有掩饰的颜色，例如当传感器窗口120被部署成在森林环境中覆盖传感器系统时(例如，用于野生动植物监控)。在另一个示例中，传感器窗口120可以被配置成反掩饰图案，例如以使行人注意到传感器系统，而不是使传感器系统隐藏。例如，在安全部署中，传感器窗口120可被配置成反射一种或更多种明亮的颜色(例如，交替的黄色和橙色条纹)，以使行人意识到传感器系统，从而提供对盗窃或侵入的额外威慑。
如上面所指示的，图1A-1B仅作为示例被提供。其它示例是可能的，并且可以不同于关于图1A和图1B描述的示例。
图2是本文描述的示例实现200的图。如图2所示，示例实现200包括传感器系统。传感器系统可以是光学系统的一部分，并且可以提供与传感器确定相对应的电输出。传感器系统包括布置在基板220上的传感器窗口210和光学传感器230。在一些实现中，传感器窗口210可以是执行过滤功能的光滤波器。例如，传感器窗口210可以包括交替的高折射率材料层和低折射率材料层，以提供颜色选择性并将光引导到与多个波长通道相关联的光学传感器230的多个传感器元件。
尽管本文描述的一些实现可以从传感器系统中的传感器窗口方面被描述，但是本文描述的实现可以在另一种类型的系统中使用，可以在传感器系统的外部使用，和/或诸如此类。
如在图2中且由参考数字240进一步所示的，输入光信号被引导到传感器窗口210。输入光信号可以包括但不限于与特定光谱范围(例如，近红外光谱范围、中红外光谱范围、可见光谱范围和/或诸如此类)相关联的光。例如，光发射器可以将光引导到光学传感器230，以允许光学传感器230执行光的测量(例如，光发射器可以将光引导到对象，并且光可以被反射到光学传感器230)。在另一示例中，光发射器可以针对另一功能例如测试功能、感测功能、通信功能和/或诸如此类来引导另一光谱范围的光。
如在图2中且由参考数字250进一步所示的，具有第一光谱范围的输入光信号的第一部分没有通过传感器窗口210。例如，可包括传感器窗口210的高折射率材料层和低折射率材料层的介电薄膜层的介电滤波器叠层可使输入光信号的第一部分在第一方向上被反射、被吸收和/或诸如此类。在一些实现中，输入光信号的第一部分可以包括第一光和第二光，第一光被反射以使传感器窗口210在观察者看来是特定颜色，以及第二光被吸收。在一些实现中，输入光信号的第一部分可以是入射在传感器窗口210上且不被包括在传感器窗口210的通带中的光的阈值部分，例如在可见光谱范围内的大于95％的光、大于99％的光和/或诸如此类。
如在图2中且由参考数字260进一步示出的，输入光信号的第二部分通过传感器窗口210。例如，传感器窗口210可以使具有第二光谱范围的输入光信号的第二部分在第二方向上朝着光学传感器230通过。在这种情况下，输入光信号的第二部分可以是在传感器窗口210的通带内的入射在传感器窗口210上的光的阈值部分，例如在近红外光谱范围内的大于50％的入射光、大于90％的光、大于95％的光、大于99％的光和/或诸如此类。在一些实现中，传感器窗口210可以与和多个光谱范围相关联的多个分量滤波器相关联。例如，基于改变传感器窗口210的厚度，传感器窗口210的不同部分可以使不同波长的光通过以到达光学传感器230的不同传感器元件，从而实现多光谱感测。
如在图2中且由参考数字270进一步所示的，基于被传递到光学传感器230的输入光信号的第二部分，光学传感器230可以为传感器系统提供输出电信号，例如用在成像、检测对象的存在、识别人、执行测量、促进通信和/或诸如此类中。在一些实现中，可以利用传感器窗口210和光学传感器230的另外的布置。例如，不是使输入光信号的第二部分与输入光信号共线地通过，而是传感器窗口210可以在另一方向上朝向不同地定位的光学传感器230引导输入光信号的第二部分。
如上面所指示的，图2仅作为示例被提供。其它示例是可能的，并且可以不同于关于图2描述的示例。
图3是示例光滤波器300的图。图3示出了可用作本文描述的传感器窗口的光滤波器的示例叠层。如图3进一步所示的，光滤波器300包括光滤波器涂层部分310和基板320。
光滤波器涂层部分310包括一组光滤波器层。例如，光滤波器涂层部分310包括第一组层330-1至330-N+1(N≥1)和第二组层340-1至340-N。在另一示例中，光滤波器涂层部分310可以是一种类型的层(例如一个或更多个层330)、三种或更多种类型的层(例如一个或更多个层330、一个或更多个层340和一种或更多种其它类型的层中的一个或更多个)和/或诸如此类。在一些实现中，光滤波器涂层部分310可以布置在基板320的单侧上。在一些实现中，光滤波器涂层部分310可以是不连续的。例如，光滤波器涂层部分310可以布置在基板320的多侧上。在这种情况下，光滤波器涂层部分310的第一组层可以布置在基板320的顶侧上，而光滤波器涂层部分310的第二组层可以布置在基板320的底侧上，以共同提供颜色选择性功能、通带功能、带外块功能、抗反射涂层功能、偏振控制功能和/或诸如此类。此外或可选地，光滤波器涂层部分310可以包括由一个或更多个中间层分隔并将一个或更多个中间层夹在中间的第一组层和第二组层。
在一些实现中，层330可以包括一组高折射率材料层(H层)，例如硅层、氢化硅层、硅锗(SiGe)层、锗层、氢化锗层、氢化硅锗层和/或诸如此类。在一些实现中，层330可以与大于约3.0、大于约3.5、大于约3.6、大于约3.8、大于约4.0和/或诸如此类的折射率相关联。尽管一些层可以被描述为特定材料，例如SiGe，但是一些层可以包括(少量)磷光体、硼、氮化物、氢、惰性气体和/或诸如此类。
在一些实现中，层330可以包括一组金属或金属合金材料层。例如，层330可以是银层。此外或可选地，层330可以是银合金层。例如，可以使用包括约0.5wt％金、约0.5wt％锡和/或诸如此类的银合金，以提供相对于其它材料的提高的耐腐蚀性。在一些实现中，层330可以是铝层。在一些实现中，层330可以包括金层、铂层、钯层、它们的合金层和/或诸如此类。在一些实现中，层330可以具有不同的厚度。例如，第一金属层可以具有第一厚度，以及第二金属层可以具有第二厚度。在这种情况下，金属层各自可以具有在约5纳米(nm)和约50nm之间、在约10nm和约35nm之间和/或诸如此类的物理厚度。
在一些实现中，层340可以包括一组低折射率材料层(L层)，例如二氧化硅层和/或诸如此类。此外或者可选地，L层可以包括五氧化二钽(Ta2O5)层、氟化镁(MgF2)层、五氧化二铌(Nb2O5)层、二氧化钛(TiO2)层、氧化铝(Al2O3)层、氧化锆(ZrO2)层、氧化钇(Y2O3)层、氮化硅(Si3N4)层、其组合和/或诸如此类。在一些实现中，层340可以与小于约2.7、小于约2.0、小于约1.5和/或诸如此类的折射率相关联。在一些方面中，在层330的第一折射率和层340的第二折射率之间的差可以大于约1.5、大于约2.0、大于约2.5、大于约3.0、大于约3.5和/或诸如此类。在一些实现中，光滤波器涂层部分310可以包括第一材料的层330和第二材料的层340。
在一些实现中，光滤波器涂层部分310可以包括多种材料的层330和/或多种材料的层340。例如，光滤波器涂层部分310可以包括具有第一折射率的第一类型的层330、具有第二折射率的第二类型的层330和具有第三折射率的层340。类似地，光滤波器涂层部分310可以包括具有第一折射率的层330、具有第二折射率的第一类型的层340和具有第三折射率的第二类型的层340。类似地，光滤波器涂层部分310可以包括具有多个折射率的多种类型的层330和具有多个折射率的多种类型的层340。基于使用第三类型的材料、第四类型的材料和/或诸如此类，相对于使用层330的单一材料和层340的单一材料，颜色、通带、过滤功能和/或诸如此类可以被调节到更高程度的可配置性(例如，更粒状的颜色可配置性、通带可配置性和/或诸如此类)。
在一些实现中，光滤波器涂层部分310可以与特定数量m的层相关联。例如，用作传感器窗口的光滤波器可以包括一些交替的高折射率层和低折射率层，例如2层至200层的范围。在一些实现中，可以使用溅射过程来制造光滤波器涂层部分310。例如，可以使用基于脉冲磁控管的溅射过程来制造光滤波器涂层部分310，以在玻璃基底或另一类型的基板上溅射交替的层330和340，如本文所述的。在一些实现中，多个阴极可用于溅射过程，例如溅射硅的第一阴极和溅射锗或锗和硅的混合物的第二阴极，从而形成硅-锗层。在一些实现中，光滤波器涂层部分310可以包括用于提供一种或更多种其它功能的一种或更多种其它类型的层，例如疏水层(例如，在传感器窗口的外表面上以避开覆盖传感器窗口的水，例如雨)、亲水层或超亲水层(例如，在传感器窗口的内表面上以避开传感器窗口的起雾、以向传感器窗口添加自清洁功能等)、疏油层、保护层(例如，布置在光滤波器涂层部分310的顶部上的涂层)、抗反射层、发热层(例如，具有嵌入式电连接件的材料层以实现光滤波器300的加热)、防结冰层、带外阻挡层(例如，阻挡特定光谱范围)和/或诸如此类。在一些实现中，基板320可以是化学强化玻璃以向被基板320覆盖的一个或更多个传感器元件提供保护。在一些实现中，光滤波器300和/或其一层或更多层可以被层压(例如，被层压涂层覆盖或以层压结构形成)以向光滤波器300提供抗破碎性，从而向被光滤波器300覆盖的一个或更多个传感器元件提供保护。
在一些实现中，可以使用一个或更多个退火过程例如在大约280摄氏度或在大约200摄氏度和大约400摄氏度之间的温度下的第一退火过程、在大约320摄氏度或在大约250摄氏度和大约350摄氏度之间的温度下的第二退火过程和/或诸如此类来对光滤波器涂层部分310退火。
在一些实现中，光滤波器涂层部分310的每一层可与特定厚度相关联。例如，层330和340可以各自与在1nm和1500nm之间、在10nm和500nm之间和/或诸如此类的厚度相关联。此外或可选地，光滤波器300可以与在50μm和10毫米(mm)之间、在1mm和5mm之间和/或诸如此类的厚度相关联。在一些实现中，层330和340中的至少一个可以各自与小于1000nm、小于100nm或小于5nm和/或诸如此类的厚度相关联。此外或可选地，光滤波器涂层部分310可以与小于100μm、小于50μm、小于10μm、小于5μm和/或诸如此类的厚度相关联。在一些实现中，层可以与多个不同的厚度相关联。例如，为了形成一组通道，可以改变特定层(例如，布置在由层330和层340形成的一组反射器之间的分隔层)的厚度，以使不同波长的光经由不同通道被引导到传感器元件阵列中的不同传感器元件。以这种方式，传感器窗口可以使多光谱传感器能够用来确定关于多波长的光的信息。在一些实现中，光滤波器300可以形成至少1个通道、至少2个通道、至少32个通道、至少64个通道、至少128个通道和/或诸如此类，以实现阈值量的波长的感测。在一些实现中，多个通道可以与公共波长相关联，用于由与多个通道对准的至少一个传感器元件感测。
在一些实现中，光滤波器300可以与特定光谱范围例如近红外光谱范围、中红外光谱范围和/或诸如此类相关联。例如，光滤波器300可以与从大约600nm到大约2500nm、从大约700nm到大约2000nm、从大约800nm到大约1600nm和/或诸如此类的光谱范围相关联。在一些实现中，光滤波器300可以与特定的中心波长例如大约940nm的中心波长、大约1064nm的中心波长、大约1550nm的中心波长和/或诸如此类相关联。在一些实现中，光滤波器300可以与特定的通道间隔例如小于约50nm、小于约20nm、小于约10nm、小于约5nm、小于约1nm和/或诸如此类的通道间隔相关联。
在一些实现中，光滤波器300可以与特定的色偏移相关联。例如，光滤波器300可以与在1ΔE内、在5ΔE内、在10ΔE内、在20ΔE内、在30ΔE内、在40ΔE内、在100ΔE内、在150ΔE内和/或诸如此类的、从在第一入射角(例如，0度)下的第一颜色到在第二入射角(例如，大于15度、30度、45度、60度和/或诸如此类)下的第二颜色的色偏移相关联。在一些实现中，光滤波器300可以与特定光谱范围(例如，感测光谱范围)的阈值透射率例如大于约50％透射率、大于约80％透射率、大于约90％透射率、大于约95％透射率、大于约99％透射率和/或诸如此类相关联。在一些实现中，光滤波器300可以与阈值不透明度相关联(例如，基于反射率、吸收和/或诸如此类)。例如，光滤波器300可与特定光谱范围(例如可见光谱范围)的大于约50％透射率、大于约80％透射率、大于约90％透射率、大于约95％透射率、大于约99％透射率和/或诸如此类的不透明度相关联。以这种方式，光滤波器300使传感器窗口的颜色选择性成为可能，并且使由布置在传感器窗口的光路中的传感器元件进行感测成为可能。
在一些实现中，光滤波器300可以与在光滤波器300的多个位置处的多个特性相关联。例如，光滤波器300的第一部分可以与在光滤波器300的第一横截面区域处的第一厚度、层的第一布置、第一类型的材料和/或诸如此类相关联，并且光滤波器300的第二部分可以与在光滤波器300的第二横截面区域处的第二厚度、层的第二布置、第二类型的材料和/或诸如此类相关联。以这种方式，如上所述，光滤波器300可以使在单个传感器窗口中的多种颜色的颜色选择性成为可能，例如以形成特定图案、形成特定图解和/或诸如此类。
如上面所指示的，图3仅作为示例被提供。其它示例是可能的，并且可以不同于关于图3描述的示例。
图4A-4E是与本文描述的传感器窗口相关的示例特性的图。
如在图4A中且由图表400所示的，可以对传感器窗口和特定光谱范围确定透射率。在这种情况下，传感器窗口可以是布置在硼硅酸盐基板上、与空气环境匹配并暴露于准直光的黑色抗反射传感器窗口。此外，可以对以1550nm为中心的光谱范围配置传感器窗口。如所示，在从大约0度到大约45度的入射角下，透射率在大约400nm和大约780nm之间小于5％，并且在大约1550nm处大于95％。在这种情况下，可以向包括传感器窗口的光滤波器添加阻挡物，以阻挡在例如小于约1000nm处的透射。如进一步示出的，作为在图4B中示出的透射率和反射率的结果，具有传感器窗口的表面可以显现在可见光谱范围内的特定颜色，并且可以提供在感测将被执行的期望NIR光谱范围处的抗反射率。
如在图4B中且由图表410所示的，可以确定传感器窗口的反射率。在这种情况下，反射率可以在可见光谱范围内(例如，大约390nm至大约700nm)和在从大约0度至大约45度的入射角下小于10％，导致传感器窗口在整个阈值入射角范围内(例如，从大约0度到至少大约45度)的黑色。
如在图4C和4D中且分别由图表420和430所示的，确定在从大约0度到大约60度的入射角下的色偏移。例如，传感器窗口在从大约0度到大约60度的入射角下与小于大约20ΔE的色偏移相关联、在从大约0度到大约30度的入射角下与小于5ΔE的色偏移相关联和/或诸如此类。
如在图4E中且由图表440所示的，示出传感器窗口的示例层叠。例如，传感器窗口的第一侧(例如，布置在传感器窗口的基板的第一侧上)可以包括与空气界面匹配的交替的高折射率层(H层)和低折射率层(L层)。传感器窗口的第二侧(例如，布置在传感器窗口的基板的第二侧上)可以包括附加的H层和L层。在这种情况下，每个层可以与所配置的厚度相关联，以提供关于图4A-4D描述的光学性能。
在这种情况下，如图4A-4E所示，对于阈值入射角范围，传感器窗口实现在近红外波长处的透射和在可见光波长处的颜色选择性，从而相对于用于制造着色窗口的其他技术提高性能。此外，基于减小的厚度和更急剧的过渡区(例如，从小于第一阈值透射率和大于第一阈值反射率到大于第二阈值透射率和小于第二阈值反射率的波长范围小于阈值波长范围)，着色窗口和/或与其相关联的传感器的光学性能提高了。
如上面所指示的，图4A-4E仅作为示例被提供。其它示例是可能的，并且可以不同于关于图4A-4E描述的示例。
图5A-5D是与本文描述的传感器窗口相关的示例特性的图。
如在图5A中且由图表500所示的，可以对传感器窗口和特定光谱范围确定透射率。在这种情况下，传感器窗口可以是布置在硼硅酸盐基板上、与空气环境匹配并暴露于准直光的黑色抗反射传感器窗口。此外，可以对以940nm为中心的光谱范围配置传感器窗口。如所示，在从大约0度到大约45度的入射角下，透射率在大约400nm和大约850nm之间小于50％，并且在大约940nm处大于95％。在这种情况下，可以向包括传感器窗口的光滤波器添加阻挡物，以阻挡在例如大于约1000nm处的透射，从而抑制在大于约1000nm的波长处的透射。
如在图5B中且由图表510所示的，可以确定传感器窗口的反射率。在这种情况下，反射率可以在可见光谱范围(例如，从大约390nm到大约650nm)内和在大约0度到大约45度的入射角下小于10％，导致在全部入射角下的传感器窗口的黑色。
如在图5C中且由图表520所示的，确定在从大约0度到大约60度的入射角下的色偏移。例如，传感器窗口在从大约0度至大约60度的入射角下与大约30ΔE的色偏移相关联、在从大约0度至大约30度的入射角下与小于5ΔE的色偏移相关联和/或诸如此类。以这种方式，如图5A-5C所示，对于阈值入射角范围，传感器窗口实现在近红外波长处的透射和在可见光波长处的颜色选择性，从而相对于用于制造传感器窗口的其他技术提高了性能。
如在图5D中且由图表530所示的，显示了传感器窗口的示例层叠。例如，传感器窗口的第一侧(例如，布置在传感器窗口的基板的第一侧上)可以包括与空气界面匹配的交替的高折射率层(H层)和低折射率层(L层)。传感器窗口的第二侧(例如，布置在传感器窗口的基板的第二侧上)可以包括附加的H层和L层。在这种情况下，每个层可以与所配置的厚度相关联，以提供关于图5A-5C描述的光学性能。
如上面所指示的，图5A-5D仅作为示例被提供。其它示例是可能的，并且可以不同于关于图5A-5D描述的示例。
图6A-6D是与本文描述的传感器窗口相关的示例特性的图。
如在图6A中且由图表600所示的，可以对传感器窗口和特定光谱范围确定透射率。在这种情况下，传感器窗口可以是布置在硼硅酸盐基板上、与空气环境匹配并暴露于准直光的红色抗反射传感器窗口。此外，可以对以940nm为中心的光谱范围配置传感器窗口。如所示，在从大约0度到大约45度的入射角下，透射率在大约400nm和大约800nm之间小于50％，并且在大约940nm处大于85％。
如在图6B中且由图表610所示的，可以确定传感器窗口的反射率。在这种情况下，反射率可以在可见光谱范围的一部分(例如，大约390nm至大约590nm)处和在从大约0度至大约45度的入射角下小于12％。相反，反射率可以在可见光谱范围的另一部分(例如，大约590nm至大约700nm)处大于12％，导致传感器窗口的红色。
如在图6C中且由图表620所示的，可以确定在从大约0度到大约60度的入射角下的色偏移。例如，传感器窗口在从大约0度到大约60度的入射角下与40ΔE的色偏移相关联、在从大约0度到大约30度的入射角下与小于5ΔE的色偏移相关联和/或诸如此类。以这种方式，如图6A-6C所示，传感器窗口实现在阈值入射角范围下的在近红外波长处的透射和在可见光波长处的颜色选择性，从而相对于用于制造传感器窗口的其他技术提高了性能。
如在图6D中且由图表630所示的，示出传感器窗口的示例层叠。例如，传感器窗口的第一侧(例如，布置在传感器窗口的基板的第一侧上)可以包括与空气界面匹配的交替的高折射率层(H层)和低折射率层(L层)。传感器窗口的第二侧(例如，布置在传感器窗口的基板的第二侧上)可以包括附加的H层和L层。在这种情况下，每个层可以与所配置的厚度相关联，以提供关于图6A-6C描述的光学性能。
如上面所指示的，图6A-6D仅作为示例被提供。其它示例是可能的，并且可以不同于关于图6A-6D描述的示例。
图7A-7C是与本文描述的传感器窗口相关的示例特性的图。
如在图7A中且由图表700所示的，可以对传感器窗口和特定光谱范围确定反射率。在这种情况下，传感器窗口可以是布置在硼硅酸盐基板上、与空气环境匹配并暴露于准直光的黑色抗反射传感器窗口。此外，可以对以1064nm为中心的光谱范围配置传感器窗口。在这种情况下，反射率在可见光谱范围(例如，大约390nm至大约700nm)内并在从大约0度至大约45度的入射角下小于8％，导致传感器窗口的黑色。
如在图7B和7C中且分别由图表710和720所示的，可以确定在从大约0度到大约60度的入射角下的色偏移。例如，相对于用于制造传感器窗口的其它技术，传感器窗口在从大约0度到大约60度的入射角下与减小的色偏移相关联。以这种方式，如图7A-7C所示，传感器窗口实现在阈值入射角范围下的在近红外波长处的透射和在可见光波长处的颜色选择性，从而相对于用于制造传感器窗口的其他技术提高了性能。
如上面所指示的，图7A-7C仅作为示例被提供。其它示例是可能的，并且可以不同于关于图7A-7C描述的示例。
图8A-8E是与本文描述的传感器窗口相关的示例特性的图。
如在图8A中且由图表800所示的，可以对传感器窗口和特定光谱范围确定透射率。在这种情况下，传感器窗口可以是布置在硼硅酸盐基板上、与空气环境匹配并暴露于准直光的蓝色抗反射传感器窗口。此外，可以对以940nm为中心的光谱范围配置传感器窗口。如所示，在从大约0度到大约45度的入射角下，透射率在大约400nm和大约800nm之间小于15％，并且在大约940nm处大于80％。
如在图8B中且由图表810所示的，可以确定传感器窗口的反射率。在这种情况下，在可见光谱范围的一部分(例如，大约500nm至大约700nm)处，反射率可以小于10％。相反，在小于大约500nm的光谱范围处，反射率可以大于90％，导致传感器窗口在整个阈值入射角范围内的蓝色。
如在图8C和8D中且分别由图表820和830所示的，可以确定在从大约0度到大约60度的入射角下的色偏移。例如，传感器窗口在从大约0度到大约60度的入射角下与105ΔE的色偏移相关联、在从大约0度到大约30度的入射角下与小于12ΔE的色偏移相关联和/或诸如此类。以这种方式，如图8A-8D所示，传感器窗口实现在阈值入射角范围下的在近红外波长处的透射和在可见光波长处的颜色选择性，从而相对于用于制造传感器窗口的其他技术提高了性能。
如在图8E中且由图表840所示的，示出传感器窗口的示例层叠。例如，传感器窗口的第一侧(例如，布置在传感器窗口的基板的第一侧上)可以包括与空气界面匹配的交替的高折射率层(H层)和低折射率层(L层)。传感器窗口的第二侧(例如，布置在传感器窗口的基板的第二侧上)可以包括附加的H层和L层。在这种情况下，每个层可以与所配置的厚度相关联，以提供关于图8A-8D描述的光学性能。
如上面所指示的，图8A-8E仅作为示例被提供。其它示例是可能的并可不同于关于图8A-8E所述的内容。
以这种方式，对于从大约0度到大约60度的入射角或更大的入射角，传感器窗口可以例如在1ΔE内、在5ΔE内、在10ΔE内、在20ΔE内、在30ΔE内、在40ΔE内、在100ΔE内、在150ΔE内和/或诸如此类相对于基于颜料的传感器窗口以减小的厚度、提高的透射率和/或诸如此类的情况颜色匹配到例如相邻表面(例如，车辆的车身颜色)。此外，传感器窗口可以实现在感测光谱范围处的透射率和在可见光谱范围处的颜色选择性之间的更急剧的过渡，从而相对于基于颜料的传感器窗口改善由传感器元件进行的感测。
前述公开提供了说明和描述，但并没有被规定为无遗漏的或将实现限制到所公开的精确形式。修改和变化根据上述公开是可能的，或者可以从实现的实践中被获取。
在本文关于阈值描述了一些实现。如本文所使用的，满足阈值可以指大于阈值、多于阈值、高于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、少于阈值、低于阈值、小于或等于阈值、等于阈值和/或诸如此类的值。
尽管在权利要求中陈述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但是这些组合并不意欲限制可能的实现的公开。事实上，这些特征中的许多可以用在权利要求中未具体陈述和/或在说明书中未公开的方式组合。尽管所附的每个从属权利要求可以直接依赖于仅仅一个权利要求，但是可能的实现的公开包括与权利要求组中的每个其他权利要求相结合的每个从属权利要求。
本文使用的任何元件、行动或指令不应被解释为决定性的或必不可少的，除非明确地这样说明。此外，如本文所使用的，冠词“一(a)”和“一(an)”旨在包括一个或更多个项目，并且可以与“一个或更多个”可互换地使用。此外，如本文所使用的，术语“集合”旨在包括一个或更多个项目(例如，相关项目、不相关项目、相关项目和不相关项目的组合等)，并且可以与“一个或更多个”可互换地使用。在仅仅一个项目被预期的情况下，使用术语“一个(one)”或类似的语言。此外，如本文使用的，术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”和/或诸如此类被规定为是开放式的术语。此外，短语“基于”旨在意指“至少部分地基于”，除非另有明确说明。

Claims (20)

1.一种传感器窗口，包括：
基板；以及
布置在所述基板上的一组层，
其中所述一组层包括具有第一折射率的层的第一子集和具有不同于所述第一折射率的第二折射率的第二组层，
其中所述一组层与在感测光谱范围内的阈值透射率相关联，以及
其中所述一组层被配置为在可见光谱范围内的特定颜色，并且与在所述可见光谱范围内的阈值不透明度相关联。
2.根据权利要求1所述的传感器窗口，其中所述一组层被配置成使得对于在大约0度和大约30度之间的入射角所述特定颜色的色偏移小于12ΔE。
3.根据权利要求1所述的传感器窗口，其中所述特定颜色是在所述可见光谱范围内布置在特定图案中或形成特定图解的多种颜色。
4.根据权利要求1所述的传感器窗口，其中所述感测光谱范围为从大约600纳米到大约2500纳米。
5.根据权利要求1所述的传感器窗口，其中所述感测光谱范围为从大约800纳米到大约1600纳米。
6.根据权利要求1所述的传感器窗口，其中所述阈值不透明度在所述可见光谱范围内大于80％。
7.根据权利要求1所述的传感器窗口，其中所述一组层对于所述可见光谱范围的至少一部分与大于80％的反射率相关联。
8.根据权利要求1所述的传感器窗口，其中所述一组层包括下列项中的至少一项：
锗层，
硅锗层，
氢化硅层，
氢化锗层，
氢化硅锗层，
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。
9.根据权利要求1所述的传感器窗口，其中所述第一折射率大于大约3.5。
10.根据权利要求1所述的传感器窗口，其中所述第二折射率小于约2.0。
11.根据权利要求1所述的传感器窗口，其中所述一组层包括具有不同于所述第一折射率和所述第二折射率的第三折射率的层的第三子集。
12.根据权利要求1所述的传感器窗口，其中所述基板是化学强化玻璃。
13.根据权利要求1所述的传感器窗口，还包括下列项中的至少一项：
疏水层，
亲水层，
疏油层，
保护层，
抗反射层，
发热层，
防结冰层，或
带外阻挡层。
14.根据权利要求1所述的传感器窗口，还包括：
至少一个中间层，其布置在所述一组层的第一一个或更多个层和所述一组层的第二一个或更多个层之间。
15.一种光滤波器，包括:
多个层；
其中所述多个层包括与第一折射率相关联的一组高折射率层和与小于所述第一折射率的第二折射率相关联的一组低折射率层，
其中所述多个层形成多个通道以引导多个波长的光，
其中所述多个层与在感测光谱范围中的阈值透射率和在可见光谱范围中的阈值不透明度相关联。
16.根据权利要求15所述的光滤波器，其中所述多个层被配置成与相邻于所述光滤波器的另一表面颜色匹配。
17.根据权利要求15所述的光滤波器，其中所述多个通道包括至少64个通道。
18.一种系统，包括：
一组光学传感器，其布置在基板上或基板中；以及
传感器窗口，其安置在所述一组光学传感器的光路中，
所述传感器窗口包括:
至少一个层，其被配置为在第一光谱范围处和对于从大约0度到大约45度的入射角提供大于80％的不透明度，以及在不同于所述第一光谱范围的第二光谱范围处和对于从大约0度到大约45度的入射角提供大于80％的透射率。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述系统被包括在车辆中，并且在1ΔE内颜色匹配于所述车辆的车身颜色。
20.根据权利要求18所述的系统，其中所述系统是生物测定系统、安全系统、通信系统、健康监控系统、对象识别系统或光谱识别系统中的至少一个。
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