CN113614587A - 传感器阵列光谱仪 - Google Patents

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Abstract

公开了一种光学装置，该光学装置包括：光学传感器；多个感光像素，该多个感光像素设置在该光学传感器上；波长选择性光学滤光器，该波长选择性光学滤光器与这些感光像素光学连通；以及多个空间变化写入区，该多个空间变化写入区设置在该光学滤光器中，这些写入区具有透射光谱，并且这些写入区中的每个写入区大于这些像素中的每个像素。

Description

传感器阵列光谱仪
背景技术
光学滤光器用于多种应用中，包括光学通信系统、光学传感器、成像、科学光学设备以及显示系统。此类光学滤光器可包括管理入射电磁辐射(包括光)的透射的光学层。
光学滤光器可反射或吸收入射光的某些部分，并透射入射光的其它部分。光学滤光器内的层还可在波长选择性、光学透射率、光学清晰度、光学雾度和折射率方面不同。涉及光学传感器和光学滤光器的系统可根据光学滤光器的性质收集具体电磁数据。
发明内容
在一些方面，本公开提供了一种光学装置。该光学装置可包括光学传感器，并且多个感光像素可设置在该光学传感器上。波长选择性光学滤光器可与这些感光像素光学连通，并且多个空间变化写入区可设置在该光学滤光器中。这些写入区各自可具有透射光谱，并且这些写入区中的每个写入区可大于这些像素中的每个像素。
在一些方面，本公开提供了一种光学装置。该光学装置可包括光学传感器，并且多个感光像素可设置在该光学传感器上。波长选择性光学滤光器可与这些感光像素光学连通，并且多个空间变化写入区可设置在该光学滤光器中。这些写入区各自可具有透射光谱，并且这些写入区中的每个写入区可大于这些像素中的每个像素。此外，角度选择性滤光器可与该光学传感器和该光学滤光器光学连通。
在一些方面，本公开提供了一种光学装置。该光学装置可包括：光学传感器；多个感光像素，该多个感光像素设置在该光学传感器上；以及波长选择性光学滤光器，该波长选择性光学滤光器与这些感光像素光学连通。第一多个空间变化区域可设置在该光学滤光器中，并且第二多个空间变化区域可设置在该光学滤光器中，该第一多个空间变化区域的区域所具有的透射光谱可与该第二多个空间变化区域的区域的透射光谱不同。
附图说明
图1是根据本公开的示例性具体实施的反射膜的示意性透视图。
图2A至图2F是根据本公开的示例性具体实施的光学装置的示意图。
图3是根据本公开的示例性具体实施的光学传感器和所包括的像素的前正视图。
图4A是第一滤片的前正视图，图4B是第二滤片的前正视图，并且图4C是根据本公开的示例性具体实施的第一滤片的另一个具体实施的前正视图。
图5A是彼此相邻并形成光学滤光器的第一滤片和第二滤片的前正视图，图5B是彼此相邻并形成光学滤光器的第一滤片和第二滤片的顶部正视图，并且图5C是根据本公开的示例性具体实施的彼此相邻并形成光学滤光器的第一滤片和第二滤片的侧正视图。
图6是根据本公开的示例性具体实施的包括各种区域形状的示例性第一或第二滤片的前正视图。
图7示出了根据本公开的示例性具体实施的光学滤光器和光学传感器的示意图。
图8示出了根据本公开的示例性具体实施的靠近光学传感器的光学滤光器，其进一步示出了区、区域和像素的相对位置。
图9A示出了根据本公开的示例性具体实施的居中于角度A的角度选择性滤光器。
图9B示出了根据本公开的示例性具体实施的居中于角度B的第二角度选择性滤光器。
图9C示出了根据本公开的示例性具体实施的分别居中于角度A和角度B的第一角度选择性滤光器和第二角度选择性滤光器，并且其中限定一定范围的可能角度A测量值和可能角度B测量值的弧限定垂直平面。
图10和图11示意性地示出了根据本公开的示例性具体实施的角度选择性滤光器的部分。
图12A至图12E示出了根据本公开的示例性具体实施的多层叠堆中的光学重复单元的示例性光学厚度变化，该光学厚度变化用于在期望波长谱带的端部处获得谱带边缘锐化。
具体实施方式
在以下说明中参考附图，该附图形成本发明的一部分并且其中以举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本说明书的范围或精神的情况下，可设想并进行其它实施方案和具体实施。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
多层光学膜，即至少部分地通过具有不同折射率的微层的布置提供期望的透射和/或反射特性的膜是已知的。众所周知，此类多层光学膜通过在真空室中将一系列无机材料以光学薄层(“微层”)的形式沉积于基底上而制成。无机多层光学膜描述在教科书中，例如H.A.Macleod，薄膜光学滤波器，第二版，麦克米伦出版公司(1986年)(H.A.Macleod,Thin-Film Optical Filters,2nd Ed.,Macmillan Publishing Co.(1986))和A.Thelan，光学干涉滤波器的设计，麦格劳希尔公司(1989年)(A.Thelan,Design of OpticalInterference Filters,McGraw-Hill,Inc.(1989))。
也已通过共挤出交替的聚合物层展示多层光学膜。参见例如美国专利3,610,729(Rogers)、4,446,305(Rogers等人)、4,540,623(Im等人)、5,448,404(Schrenk等人)以及5,882,774(Jonza等人)。在这些种聚合物多层光学膜中，聚合物材料主要或专门用于各个层的制备中。这些聚合物多层光学膜可以称为热塑性多层光学膜。此类膜适合高产量制造工艺，并且可制成大型片和卷材。在本公开的一些具体实施中，以下描述和示例涉及热塑性多层光学膜。
多层光学膜包括具有不同折射率特性的各个微层，使得在相邻微层之间的界面处反射一些光。微层是足够薄的，使得在多个界面处反射的光经受相长干涉或相消干涉作用，以便赋予多层光学膜期望的反射或透射特性。对于被设计成反射紫外光、可见光或近红外波长光的多层光学膜而言，每一个微层的光学厚度(物理厚度乘以折射率)可小于约1μm。层可通常被布置成最薄至最厚。在一些实施方案中，交替光学层的布置可根据层计数而基本上线性地变化。这些层分布可以称为线性层分布。也可以包括更厚的层，诸如在多层光学膜的外表面处的表层或者设置在多层光学膜内用以将微层的相干组(本文中称为“分组”)分开的保护边界层(PBL)。在一些情况下，该保护边界层可以是与至少一个多层光学膜的交替层相同的材料。在其它情况下，保护界面层可以是针对其物理或流变性质而选择的不同材料。保护边界层可在光分组的一侧或两侧上。在单分组多层光学膜的情况下，保护边界层可以在多层光学膜的一个或两个外表面上。
出于本说明书的目的，分组可为光学重复单元的单调变化厚度。例如，分组可单调增大、单调减小、增大和恒定或者减小和恒定。不遵循此图案的一个或数个层应当理解为对将某个光学重复层组的总体定义或识别为分组是无关紧要的。在一些实施方案中，可能有帮助的是，将分组定义为连续非冗余层对的最大离散组，该最大离散组在感兴趣光谱(例如，可见光谱)的特定子范围内共同提供反射。
在一些情况下，微层具有提供1/4波长叠堆的厚度和折射率值，即将微层布置于光学重复单元或单位格中，每个光学重复单元或单位格均具有相同光学厚度(f-比率＝.5)的两个相邻微层，这类光学重复单元可通过相长干涉有效地反射光，被反射光的波长λ约是光学重复单元的总光学厚度的两倍。其它层布置也是已知的，诸如具有f比率不同于50％的双微层光学重复单元的多层光学膜，或光学重复单元包括多于两个微层的膜。可以配置这些光学重复单元设计以减少或增加某些更高阶反射。参见例如美国专利No.5,360,659(Arends等人)和5,103,337(Schrenk等人)。沿膜的厚度轴(例如，z轴)的光学重复单元的厚度梯度可以用于提供加宽的反射谱带，诸如在人的整个可见区域内延伸并进入近红外区的反射谱带，以使当谱带以倾斜入射角转移至较短波长时，微层叠堆继续在整个可见光谱内反射。通过调整厚度梯度来锐化谱带边(即高反射与高透射之间的波长过渡)在美国专利6,157,490(Wheatley等人)中有所讨论。此外，多层光学膜可使用掺入其中的光学吸收剂来修改多层光学膜的透射光谱，所述光学吸收剂可为颜料或染料。光学吸收剂可为涂层或可包括在沿穿过多层光学膜的光学路径的任何位置处。
如下将论述的，本公开提供了一种用于分析一个或多个区域的光谱的光学装置。通过各种元件和技术，可优化光学装置以收集具有特定吸收光谱的被测量的光学数据。非限制性应用可包括对指纹或其它生物计量学的多谱“活性”检测、包括远程医疗模式的保健诊断、使用光谱作为识别特征的部件认证以及许多其它可能的用途。
图1是反射膜的示意性透视图。图1示出了光线130，该光线以入射角θ入射在反射膜110上，从而形成入射平面132。反射膜110包括平行于x轴的第一反射轴线116和平行于y轴的第二反射轴线114。光线130的入射平面132平行于第一反射轴线116。光线130具有位于入射平面132内的p偏振分量以及与入射平面132正交的s偏振分量。光线130的p偏振光将被具有Rpp-x反射率的反射膜反射(光线130的p偏振光的电场到反射膜110的平面的投影平行于x方向)，同时光线130的s偏振光被具有Rss-y反射率的反射膜反射(光线130的s偏振光的电场平行于y方向)。
此外，图1示出了在平行于膜110的第二反射轴线114的入射平面122中入射在反射膜上的光线120。光线120具有位于入射平面122内的p偏振分量以及与入射平面122正交的s偏振分量。光线120的p偏振光将被具有Rpp-y反射率的反射膜反射，同时光线120的s偏振光被具有Rss-x反射率的反射膜反射。对于任何入射平面而言，p偏振光和s偏振光的透射和反射量将取决于反射膜的特性。
图2A示意性地示出了示例性光学装置150。在一些具体实施中，光学装置150包括光学传感器154、光学滤光器158和角度选择性滤光器166。还示出了测量对象170和光源162。在此具体实施中，从光源162发射的光穿过光学装置150的所有元件，从测量对象170反射，然后穿过光学滤光器158和角度选择性滤光器166，之后到达光学传感器154。在一些具体实施中，光源162可包括以下中的一者或多者：有机发光二极管、迷你型发光二极管、微型发光二极管、白炽光灯丝、发光二极管、垂直腔面发射激光器，或者光学传感器154本身可发射光。
图2B示出了另一个示例性光学装置150，其示出了处于与图2A所示不同配置的光学传感器154、光学滤光器158、角度选择性滤光器166、光源162和测量对象170。在此具体实施中，来自光源162的光在途中穿过测量对象170以到达光学装置150的剩余元件。
图2C示出了另一个示例性光学装置150，其示出了处于与图2A和图2B所示不同配置的光学传感器154、光学滤光器158、角度选择性滤光器166、光源162和测量对象170。在此具体实施中，光源162是透射光源，由此从透射光源发射的至少一部分光可从测量对象170的一部分反射，然后穿过透射光源并穿向光学装置150的剩余元件。
图2D示出了另一个示例性光学装置150，其示出了处于与图2A、图2B或图2C所示不同配置的光学传感器154、光学滤光器158、角度选择性滤光器166、光源162和测量对象170。此具体实施不包括光源，并且来自其它源的光(诸如环境光)从可检测对象反射，之后穿过光学装置150的元件并到达光学传感器154。
图2E示出了另一个示例性光学装置150，其示出了处于与图2A、图2B、图2C或图2D所示不同配置的光学传感器154、光学滤光器158、角度选择性滤光器166、光源162和测量对象170。在此具体实施中，光源162是偏振透射光源，由此从偏振透射光源发射的至少一部分光可从测量对象170的一部分反射，然后穿过偏振透射光源并穿过交叉偏振器171，使得光学传感器154仅检测到从测量对象170反射的光或基本上仅检测到从测量对象170反射的光。
图2F示出了光学装置150的另一个示例性实施方案。在此具体实施中，来自光源162的光在途中穿过测量对象170以到达光学装置150的剩余元件，这些剩余元件包括下文将更详细描述的第二角度选择性滤光器167。
应当理解，光学装置150的前述元件可按任何排列、次序或布置设置，可接触、不接触、相邻、靠近或连结，同时仍然处于光学连通，并且仍然落在本发明所公开的光学装置150的范围内。图2A至图2F仅表示光学装置150的示例性具体实施。
光学传感器154可感测单个区域上的光，或者可分成多个聚光感光图像元素或像素178。在示例性图3中可看见这些像素178。像素178中的一者或多者可充当参考像素182，如将在下文更详细描述的。光学传感器154可包括电荷耦合装置、互补金属氧化物半导体，或者可采用任何其它感光传感器技术。另外，光学传感器154可包括一个或多个光电传感器、有机光电传感器、光电二极管和/或有机光电二极管。
在一些具体实施中，光学传感器154是柔性的。此类柔性光学传感器154可具有可弯曲而不开裂的特性。此类柔性光学传感器154也可能够形成为卷。在一些具体实施中，柔性光学传感器154可围绕曲率半径为或至多为以下的卷芯弯曲：7.6厘米(cm)(3英寸)、6.4cm(2.5英寸)、5cm(2英寸)、3.8cm(1.5英寸)、2.5cm(1英寸)、1.9cm(3/4英寸)、1.3cm(1/2英寸)或0.635cm(1/4英寸)。
图4A示出了示例性第一滤片190，并且图4B示出了示例性第二滤片194。光学滤光器158可包括第一滤片190和/或第二滤片194。第一滤片190和第二滤片194可由一个或多个光学膜分组形成，如上所述。可在第一滤片190中限定或形成一个或多个写入区198。写入区198可为通过模切、激光烧蚀、加热和水射流切割等其它工艺在第一滤片190中形成的物理孔。
此外，如图4C所示，第一滤片190的示例性具体实施包括写入区198以及一个或多个辅助写入区199。写入区198和辅助写入区199可在第一滤片190上具有不同的大小、形状和/或空间图案。辅助写入区199中的一个或多个辅助写入区可大于像素178中的一个像素或每个像素。此外，辅助写入区199中的一个或多个辅助写入区产生或限定辅助透射光谱，该辅助透射光谱可与由写入区198限定或产生的透射光谱相同或不同。应当理解，写入区198、204可以与辅助写入区199相同的方式形成。
写入区198也可使用空间定制的光学膜工艺(诸如在美国专利9,810,930(Merrill等人)中所述的那些，该专利以引用方式并入本文)来形成。具体地讲，激光工艺可局部破坏双折射，从而改变写入区(诸如写入区198)的光学性质和透射光谱。这些写入区可被制成完全透明的，或者可具有不同于第一滤片190的非写入区200的波长选择性功能(或透射光谱)。可通过在第一滤片190中形成写入区198的前述方式中的任何方式在第二滤片194中限定或形成一个或多个写入区204。此外，在图4B中示出了第二滤片194的非写入区206。因此，光学滤光器158可以是空间变化的光学滤光器、波长选择性光学滤光器或空间变化的波长选择性光学滤光器，如将进一步详细描述的。写入区198可在第一滤片190内具有不同的形状和/或大小，并且写入区204可在第二滤片194内具有不同的形状和/或大小。
写入区198可按某一图案或重复图案布置，使得写入区198以可预测的方式设置。类似地，写入区204可按某一图案或重复图案布置，使得写入区204以可预测的方式设置。当第一滤片190和第二滤片194彼此相邻、接触、靠近或连结时，写入区198和写入区204的图案可以相同、相似、相异、重叠、对应、部分重叠或不相关。换句话讲，当第一滤片190和第二滤片194以特定方式彼此相邻、接触、靠近或连结时，写入区198和写入区204可重叠、对应、部分重叠、不相关、相同、相似或相异。
在图5A中示出了光学滤光器158的具体实施。在一些具体实施中，光学滤光器158包括第一滤片190和第二滤片194，并且另外第一滤片190和第二滤片194可彼此接触、相邻或靠近。在一些具体实施中，第一滤片190和第二滤片194通过多种已知连结技术(包括焊接、粘合剂和层压等等)中的一种连结技术连结或层压在一起。
在一些具体实施中，如图5A、图5B和图5C所示，当第一滤片190和第二滤片194以特定方式彼此相邻、接触、靠近或连结而形成光学滤光器158时，写入区198和写入区204部分重叠。在此类布置中，入射在光学滤光器158的前表面209上并正交于该前表面或光学滤光器158的整个前表面209的光线穿过四个不同区域中的每个区域：第一区域220，其中入射且正交的光穿过第一滤片190的非写入区200和第二滤片194的非写入区206；第二区域224，其中入射且正交的光穿过第一滤片190中的写入区198并穿过第二滤片194中的写入区204；第三区域228，其中入射且正交的光穿过第一滤片190的非写入区200并穿过第二滤片194中的写入区204；以及第四区域232，其中入射且正交的光穿过第二滤片194的非写入区206并穿过第一滤片190的写入区198。通过光学滤光器158的这种示例性具体实施，入射且正交的光线可穿过区域220、224、228和232中的每个区域，从而通过改变第一滤片190和第二滤片194的影响以四种不同的方式进行滤光。
在一些具体实施中，设置在第一滤片190中的写入区198和/或设置在第二滤片194中的写入区204可包括特定形状。例如，设置在第一滤片190中的至少一些写入区198和/或设置在第二滤片194中的至少一些写入区204可包括以下中的一者或多者：圆形、正方形、三角形、椭圆形、矩形、五边形、六边形、七边形、八边形、有机形状、部分有机形状、平行四边形、多边形和非多边形有机形状。这些形状的示例以非限制性方式在图6中示出。应当理解，第一滤片190中的写入区198和第二滤片194中的写入区204中的一者或多者可按任何次序、布置或排列形成这些形状中的一个或多个形状。此外，第一滤片190中的写入区198和第二滤片194中的写入区204中的一者或多者可以是相同的形状或者可以是不同的形状。
在一些具体实施中，第一滤片190中的写入区198和/或第二滤片194中的写入区204可包括特定的大小。此外，第一滤片190中的写入区198和第二滤片194中的写入区204中的一者或多者可以是相同的大小或者可以是不同的大小。写入区的各个大小可根据感测应用而变化，但可被选择为大于光学传感器154中使用的像素178大小，使得多个像素178用于收集光以增加由写入区限定的光谱区的检测力(detection power)。然后可通过硬件或软件方法对光学传感器像素178进行分组，以将那些像素178与写入区对准，从而导致测量层或测量对象的光谱空间映射。在某些具体实施中，写入区198、204、辅助写入区199和/或区域220、224、228、232中的任何一者或多者可大于一个像素178，大于两个像素178，大于五个像素178，大于十个像素178，大于一百个像素178，大于一千个像素178或大于任何数量的像素178。
如图7所示，光学滤光器158可与光学传感器154光学连通。换句话讲，入射在光学滤光器158上的光可穿过光学滤光器158的一个或多个区域(220,224,228,232)，然后到达光学传感器154。光学滤光器158可与光学传感器154相邻、接触、连结、靠近或在该光学传感器远侧，同时仍然与光学传感器154存在光学连通。图7示出了光学滤光器158和光学传感器154，由此使光学传感器靠近光学传感器154或与其相邻。图8示出了光学滤光器158和光学传感器154之间的可能关系，其中光学传感器154靠近光学滤光器158、与该光学滤光器邻近或接触。
这可在图7和图8中看出，在一些具体实施中，像素178中的至少一些像素小于第一滤片190中的写入区198、第二滤片194中的写入区204、第一区域220、第二区域224、第三区域228和/或第四区域232。此外，在一些具体实施中，像素178中的每个像素小于第一滤片190中的写入区198、第二滤片194中的写入区204、第一区域220、第二区域224、第三区域228和/或第四区域232。根据光学滤光器158的组成，至少一个像素178可与写入区198、写入区204、第一区域220、第二区域224、第三区域228和第四区域232中的一者光学连通，使得入射在光学装置150上并受光学滤光器158的前述部分影响的光被配准到至少一个像素178并由其记录。另外，如前所述，其它元件(诸如光源162或角度选择性滤光器166)的存在不排除光学滤光器158与光学传感器154光学连通，即使光学滤光器158不与光学传感器154相邻、接触或不靠近该光学传感器。
第一滤片190、第二滤片194和光学滤光器158的每个部分限定或产生一个或多个透射光谱。应当理解，此类一个或多个透射光谱限定透射、基本上透射、90％透射、基本上90％透射或部分透射的光的波长范围。类似地，波长在一个或多个透射光谱之外的光被阻挡、基本上阻挡或部分阻挡。在一些具体实施中，可见光谱被限定为400nm-700nm，或大约400nm-700nm，近红外光谱被限定为700nm-2000nm，或大约700nm-2000nm，并且近紫外光谱被限定版350nm-400nm，或大约350nm-400nm。
在一些具体实施中，第一滤片190的非写入区200的透射光谱为或包括可见光谱、近紫外光谱和/或近红外光谱。在一些具体实施中，第一滤片190的非写入区200的透射光谱为或包括大约可见光谱、大约近紫外光谱和/或大约近红外光谱。在一些具体实施中，第二滤片194的非写入区206的透射光谱为或包括可见光谱、近紫外光谱和/或近红外光谱。在一些具体实施中，第二滤片194的非写入区206的透射光谱为或包括大约可见光谱、大约近紫外光谱和/或大约近红外光谱。
在一些具体实施中，第一滤片190的写入区198的透射光谱为或包括可见光谱、近紫外光谱和/或近红外光谱。在一些具体实施中，第一滤片190的写入区198的透射光谱为或包括大约可见光谱、大约近紫外光谱和/或大约近红外光谱。在一些具体实施中，第一滤片190的辅助写入区199的透射光谱为或包括可见光谱、近紫外光谱和/或近红外光谱。在一些具体实施中，第一滤片190的辅助写入区199的透射光谱为或包括大约可见光谱、大约近紫外光谱和/或大约近红外光谱。在一些具体实施中，第二滤片194的写入区204的透射光谱为或包括可见光谱、近紫外光谱和/或近红外光谱。在一些具体实施中，第二滤片194的写入区204的透射光谱为或包括大约可见光谱、大约近紫外光谱和/或大约近红外光谱。
在一些具体实施中，第一区域220的透射光谱为或包括可见光谱、近紫外光谱和/或近红外光谱。在一些具体实施中，第一区域220的透射光谱为或包括大约可见光谱、大约近紫外光谱和/或大约近红外光谱。在一些具体实施中，第二区域224的透射光谱为或包括可见光谱、近紫外光谱和/或近红外光谱。在一些具体实施中，第二区域224的透射光谱为或包括大约可见光谱、大约近紫外光谱和/或大约近红外光谱。在一些具体实施中，第三区域228的透射光谱为或包括可见光谱、近紫外光谱和/或近红外光谱。在一些具体实施中，第三区域228的透射光谱为或包括大约可见光谱、大约近紫外光谱和/或大约近红外光谱。在一些具体实施中，第四区域232的透射光谱为或包括可见光谱、近紫外光谱和/或近红外光谱。在一些具体实施中，第四区域232的透射光谱为或包括大约可见光谱、大约近紫外光谱和/或大约近红外光谱。
在一些具体实施中，第一区域、第二区域、第三区域或第四区域(220,224,228,232)中的一者或多者的透射光谱为、基本上为、基本上包括或包括与第一区域、第二区域、第三区域或第四区域(220,224,228,232)中的其它区域中的一者或多者相同的透射光谱。在一些具体实施中，第一区域、第二区域、第三区域或第四区域(220,224,228,232)中的一者或多者的透射光谱与第一区域、第二区域、第三区域或第四区域(220,224,228,232)中的其它区域中的一者或多者的透射光谱不同、基本上不同、基本上部分不同或部分不同。
在一些具体实施中，光学滤光器158(其可为波长选择性光学滤光器)包括：第一多个区域或空间变化区域，该第一多个区域或空间变化区域可为第一区域、第二区域、第三区域或第四区域(220,224,228,232)中的一者或多者；以及第二多个区域或空间变化区域，该第二多个区域或空间变化区域可为第一区域、第二区域、第三区域或第四区域(220,224,228,232)中的一者或多者。第一多个区域或空间变化区域的区域所具有的透射光谱可与第二多个区域或空间变化区域的区域的透射光谱不同。
在一些具体实施中，光学滤光器158是柔性的。此类柔性光学滤光器158可具有可弯曲而不开裂的特性。此类柔性光学滤光器158也可能够形成为卷。在一些具体实施中，柔性光学滤光器158可围绕曲率半径为、至多为以下的卷芯弯曲：7.6厘米(cm)(3英寸)、6.4cm(2.5英寸)、5cm(2英寸)、3.8cm(1.5英寸)、2.5cm(1英寸)、1.9cm(3/4英寸)、1.3cm(1/2英寸)或0.635cm(1/4英寸)。
此外，光学传感器154在特定波长范围内可以是活动的。换句话讲，光学传感器154可吸收和电子配准入射光，最佳地吸收和电子配准入射光，或者部分地吸收和电子配准可见光谱、近紫外光谱和/或近红外光谱中的入射光。
如所描述的，像素178中的一个或多个像素可以是或充当参考像素182。参考像素182可用于将一个或多个波长与已知阈值或值的查找表进行参考。此类参考像素182可用于校准光学装置150并且确保测量条件在执行测量之前、期间和/或之后保持为可接受的。
在一些具体实施中，光学装置150包括角度选择性滤光器166。角度选择性滤光器166限制光透射穿过角度选择性滤光器166的角度，使得阻止、基本上阻止或部分地阻止大于特定入射角、大于近似入射角、小于特定入射角、小于近似入射角、大于第一入射角且小于第二入射角和大于近似第一入射角且小于第二近似入射角的光线透射穿过角度选择性滤光器166。
在一些具体实施中，如图9A所示，角度选择性滤光器166居中于特定角度A，这意指入射到角度选择性滤光器166的一定范围的光线223居中于从角度选择性滤光器166测量的A度。在一些具体实施中，角度A等于5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度或85度。在一些具体实施中，角度A等于大约5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度或85度。
在一些具体实施中，如图9B所示，除了角度选择性滤光器166之外，第二角度选择性滤光器167用于光学装置150中。第二角度选择性滤光器167可居中于特定角度B，这意指入射到第二角度选择性滤光器167的一定范围的光线225居中于从第二角度选择性滤光器167测量的B度。在一些具体实施中，角度B等于5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度或85度。在一些具体实施中，角度B等于大约5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度或85度。
此外，当角度选择性滤波器166和第二角度选择性滤波器167以平行和/或平面平行的方式接触、靠近、相邻或连结时，角度选择性滤波器166和第二角度选择性滤波器167可被设置成使得限定一定范围的可能角度A测量值和可能角度B测量值的弧限定垂直平面，如图9C所示。在一些具体实施中，可在由限定一定范围的可能角度A测量值的弧和限定一定范围的可能角度B测量值的弧限定的平面之间形成任何其它角度。
参考图10，示出了示例性角度选择性滤光器166或光控膜(LCF)166的剖视图。角度选择性滤光器166包括光输出表面300和相对的光输入表面304。光输出表面300可平行于光输入表面304。角度选择性滤光器166包括设置在光输出表面300和光输入表面304之间的交替的透射区308和吸收区312。
在一些实施方案中，如图10所示，透射区308通常与基体区“L”成一体，这意指在基体区和透射区308的基底部分316之间不存在界面。另选地，角度选择性滤光器可不含此类基体区L，或者在基体区L和透射区308之间可存在界面。在一些实施方案中，基体区设置在交替的透射区308和吸收区312与光输入表面304之间。
在一些实施方案中，表面300为光输入表面，并且表面304可为光输出表面。在此类实施方案中，基体区设置在交替的透射区308和吸收区312与光输出表面之间。
透射区308可由宽度“WT”限定。除了基体区“L”之外，透射区308通常具有与吸收区312标称相同的高度。在典型的实施方案中，吸收区的高度HA为至少30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、80微米、90微米或100微米。在一些实施方案中，该高度不大于200微米、190微米、180微米、170微米、160微米或150微米。在一些实施方案中，该高度不大于140微米、130微米、120微米、110微米或100微米。角度选择性滤光器通常包括具有标称相同的高度和宽度的多个透射区。在一些实施方案中，透射区域具有高度“HT”、其最宽部分处的最大宽度“WT”和至少1.75的高宽比HT/WT。在一些实施方案中，HT/WT为至少2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5或5.0。在其它实施方案中，透射区的高宽比为至少6、7、8、9或10。在其它实施方案中，透射区的高宽比为至少15、20、25、30、35、40、45或50。
吸收区312具有由底表面320和顶表面324之间的距离限定的高度“HA”，此类顶表面和底表面通常平行于光输出表面300和光输入表面304。吸收区312具有最大宽度WA，并且沿着光输出表面300间隔开间距“PA”。
在基部(即，相邻于底表面320)处的吸收区的宽度WA通常与相邻于顶表面324的吸收区的宽度标称相同。然而，当吸收区域在基部处的宽度不同于与顶表面相邻的宽度时，该宽度由最大宽度限定。多个吸收区域的最大宽度可针对感兴趣的区域诸如测量透射率(例如，亮度)的区域进行平均。角度选择性滤光器通常包括具有标称相同的高度和宽度的多个吸收区。在典型的实施方案中，吸收区通常具有不大于10微米、9微米、8微米、7微米、6微米、5微米、4微米、3微米、2微米或1微米的宽度。在一些实施方案中，吸收区通常具有不大于900纳米、800纳米、700纳米、600纳米或500纳米的宽度。在一些实施方案中，吸收区具有至少50纳米、60纳米、70纳米、80纳米、90纳米或100纳米的宽度。
吸收区域可由高宽比限定，即，吸收区域的高度除以吸收区域的最大宽度(HA/WA)。在一些实施方案中，吸收区的高宽比为至少1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。在一些实施方案中，选择一个或多个吸收区的高度和宽度，使得一个或多个吸收区具有甚至更高的高宽比。在一些实施方案中，吸收区域的高宽比为至少15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100。在其它实施方案中，吸收区的高宽比为至少200、300、400或500。高宽比的范围可为高达10,000或更大。在一些实施方案中，高宽比不大于9,000、8,000、7,000、6,000、5,000、4,000、3000、2,000或1,000。
如图11所示，角度选择性滤光器166包括交替的透射区308和吸收区312，以及位于透射区308和吸收区312之间的界面330。界面330与垂直于光输出表面300的线334形成壁角度θ。
较大壁角度θ降低了法向入射或0度的视角处的透射率。优选较小壁角度，使得法向入射下的透射率可尽可能地大。在一些实施方案中，壁角度θ小于10度、9度、8度、7度、6度或5度。在一些实施方案中，壁角度不大于2.5度、2.0度、1.5度、1.0度、0.5度或0.1度。在一些实施方案中，壁角度为零或接近零。当壁角度为零时，吸收区和光输出表面300之间的角度为90度。根据壁角度，透射区域可具有矩形或梯形横截面。
当入射光从位于吸收区域与透射区域之间的界面发生全内反射(TIR)时，透射率(例如，亮度)可增加。根据光线与界面的入射角以及透射区和吸收区的材料的折射率差值，可确定光线是否将发生TIR。
如图11所示，吸收区312之间的透射区308具有由交替的透射区308和吸收区的几何形状限定的界面角θI。极面截止视角θP可等于极面截止半视角θ1和极面截止半视角θ2之和，两者中的每一者从光输入表面304的法线测量。在典型的实施方案中，极面截止视角θP是对称的，并且极面截止半视角θ1等于极面半视角θ2。另选地，极面截止视角θP可以是不对称的，并且极面截止半视角θ1不等于极面截止半视角θ2。
交替的透射区和吸收区或总角度选择性滤光器可在0度的视角处表现出增加的相对透射率(例如亮度)。在一些实施方案中，相对透射率(例如亮度)为至少75％、80％、85％或90％。相对透射率(例如，亮度)通常小于100％。在典型的实施方案中，角度选择性滤光器在其它视角处具有显著较低的透射率。例如，在一些实施方案中，在-30度、+30度或-30度和+30度的平均值的视角处的相对透射率(例如亮度)小于50％、45％、40％、35％、30％或25％。在其它实施方案中，在30度、+30度或-30度和+30度的平均值的视角处的相对透射率(例如，亮度)小于25％、20％、15％、10％或5％。在一些实施方案中，在+/-35度、+/-40度、+/-45度、+/-50度、+/-55度、+/-60度、+/-65度、+/-70度、+/-75度或+/-80度的视角处的相对透射率(例如亮度)小于25％、20％、15％、10％或5％，或者小于5％。在一些实施方案中，对于在+35度至+80度、-35度至-80度范围内或这些范围的平均值的视角的平均相对透射率(例如亮度)小于10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％或2％。
在一些具体实施中，吸收区312可通过涂覆微结构化膜的表面而形成。此外，在一些具体实施中，角度选择性滤光器166和/或第二角度选择性滤光器167可包括折射结构。角度选择性滤光器166可在吸收解决方案特有的逐渐转变过程中提高波长分辨率。
在一些具体实施中，光学装置150、光学滤光器158和/或角度选择性滤光器166限定、产生或包括光谱急剧转变。与具有可引起反射或透过期望波长范围之外的适度倾斜谱带边缘的常见反射膜相比，光谱急剧转变提供被阻挡或反射的光的百分比的更突然的变化，以减少或消除光反射或透过期望波长范围之外。在一些具体实施中，这种光谱急剧转变发生在小于或小于约75nm、50nm、40nm、30nm、20nm或10nm处。在一些具体实施中，光谱急剧转变包括或包括约70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％的透射率变化。在一些具体实施中，光谱急剧转变发生在小于或小于约75nm、50nm、40nm、30nm、20nm或10nm处，并且包括或包括约70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％的透射率变化。
图12A至图12E示出了多层叠堆M1和M2中的光学重复单元R1和R2的示例性光学厚度变化，该光学厚度变化用于在期望反射谱带或透过谱带的端部处获得谱带边缘锐化。
为了在反射谱带的第一边缘处获得根据本公开的谱带边缘锐化，将具有光学重复单元R1的多层叠堆M1与具有光学重复单元R2的多层叠堆M2组合。这两个多层叠堆被设计成在期望波长区内具有一阶反射谱带。可通过以下方式制备在光谱的特定区中具有一阶反射谱带的膜或其它光学主体：选择具有适当折射率的聚合物材料，以及操纵光学重复单元的各个聚合物层中的每个聚合物层的物理厚度，使得光学重复单元的光学厚度出现在期望波长处。通过改变多层膜中的光学重复单元的光学厚度，可获得在光谱的特定范围内的期望反射。多层叠堆M1的光学重复单元R1的光学厚度可单调变化，使得获得期望反射谱带。然而，也可使用包括不同光学重复单元的若干多层叠堆来处理期望反射谱带。
光学重复单元R1的光学厚度可沿着多层叠堆M1的厚度单调增大。多层叠堆M2可包括光学厚度基本上恒定的光学重复单元R2，或者光学重复单元R2的光学厚度可沿着多层叠堆M2的厚度单调减小。如果光学重复单元R2的光学厚度基本上恒定，则其光学厚度应大约等于光学重复单元R1沿着多层叠堆M1的厚度的最小光学厚度。光学重复单元R2的光学厚度可基本上等于光学重复单元R1的最小光学厚度。
图12A示出了结合本公开制备的反射膜中的光学重复单元R1和R2的光学厚度与光学重复单元号的示例性曲线图。在图12A中，多层叠堆M1包括具有增大的光学厚度的光学重复单元R1，并且多层叠堆M2包括具有基本上恒定的光学厚度的光学重复单元R2。根据图12A设计的反射膜将在反射谱带的蓝色侧或较小波长侧上具有锐化的谱带边缘。
图12B示出了本公开的另一个示例性实施方案，其也导致反射谱带在蓝色侧或较小波长侧上的锐化。如图12B所示，此实施方案中的多层叠堆M2包括光学重复单元R2，该光学重复单元的光学厚度沿着多层叠堆M2的厚度单调减小。在此实施方案中，光学重复单元R2的最小光学厚度使得其基本上等于光学重复单元R1沿着多层叠堆M1的最小光学厚度。
为了在反射谱带的红色端或较长波长端处获得根据本公开的谱带边缘锐化，将具有光学重复单元R1的多层叠堆M1与具有光学重复单元R2的多层叠堆M2组合。两种多层膜被设计成在光谱的期望部分中具有一阶反射。
光学重复单元R1的光学厚度优选地沿着多层叠堆M1的厚度单调增大。多层叠堆M2可包括光学厚度基本上恒定的光学重复单元R2，不然则光学重复单元R2的光学厚度可沿着多层叠堆M2的厚度单调减小。如果光学重复单元R2的光学厚度基本上恒定，则其光学厚度应等于光学重复单元R1沿着多层叠堆M1的厚度的最大光学厚度。优选地，光学重复单元R2的光学厚度基本上等于光学重复单元R1的最大光学厚度。
图12C示出了结合本公开的反射膜主体中的光学重复单元R1和R2的光学厚度与光学重复单元号的示例性曲线图。在图12C中，多层叠堆M1包括具有增大的光学厚度的光学重复单元R1，并且多层叠堆M2包括具有基本上恒定的光学厚度的光学重复单元R2。根据图12C设计的反射膜主体将在光谱的期望部分的红色端或较大波长端处表现出锐化的谱带边缘。
图12D示出了本公开的另一个实施方案，其也导致反射谱带在红色侧或较大波长侧上的锐化。如图12D所示，多层叠堆M2现包括光学重复单元R2，该光学重复单元的光学厚度沿着多层叠堆M2的厚度单调减小。在此实施方案中，光学重复单元R2的最大光学厚度使得其基本上等于光学重复单元R1沿着多层叠堆M1的最大光学厚度。
为了在反射谱带的两端处获得谱带边缘锐化，三个多层叠堆M1、M2和M3可以如图12E所示的实施方案那样组合。在此，多层叠堆M1包括光学重复单元R1，该光学重复单元沿着多层叠堆M1的厚度单调增大。在叠堆的端部(其中R1具有最小光学厚度)处，多层叠堆M1与包括具有恒定光学厚度的光学重复单元R2的多层叠堆M2组合。R2的光学厚度基本上相等(如图12E所示)或小于光学重复单元R1的最小光学厚度。如上文已针对在反射谱带的蓝色边缘处获得谱带边缘锐化所述，光学重复单元R2也可沿着多层叠堆M2的厚度单调减小。
在一些具体实施中，光学滤光器158是双折射的，这意指沿着光学滤光器158的三个主要且垂直的方向(x轴、y轴和z轴)中的至少两者行进的光的折射率不相等。此外，在某些具体实施中，沿着三个主要且垂直的方向(x轴、y轴和z轴)行进的光的折射率可能不相等。
在一些具体实施中，光学装置150包括偏振器。此类偏振器可为圆形偏振器、线性偏振器、反射偏振器或本领域技术人员通常已知的任何其它类型的偏振器。偏振器允许某些偏振的光透过，同时阻挡其它光。在一些具体实施中，光学装置150包括延迟器。延迟器用于改变从其中穿过的光的偏振态。通过偏振器的偏振性质和延迟器的偏振改变性质以及像素178相对于写入区198、204和区域220、224、228、232的小尺寸，由光学传感器154感测的光学数据可被细化，从而增加光学装置的信噪比和/或实现特定偏振以最适合光学传感器154的吸收性质。
此外，所述光学装置可包括多个偏振器。在一些具体实施中，光源可包括偏振器。在一些具体实施中，光学装置可包括第二偏振器。在一些具体实施中，光源包括偏振器，而光学装置150包括另一个偏振器。在一些具体实施中，光源包括的偏振器和/或光学装置150包括的偏振器是波长选择性的。
在一些具体实施中，光源包括的偏振器和/或光学装置150包括的偏振器是线性偏振器。在一些具体实施中，光源包括的偏振器和/或光学装置150包括的偏振器是圆形偏振器。在一些具体实施中，光源包括的偏振器和光学装置150包括的偏振器是线性偏振器，并且偏振器中的每个偏振器平行地布置，或者偏振器的偏振轴平行地或基本上平行地布置。在一些具体实施中，光源包括的偏振器和光学装置150包括的偏振器是线性偏振器，并且偏振器中的每个偏振器彼此正交地布置，或者偏振器的偏振轴彼此正交地或基本上彼此正交地布置。
在一些具体实施中，光源包括的偏振器和光学装置150包括的偏振器是圆形偏振器，并且偏振器中的每个偏振器平行地布置，或者偏振器的偏振轴平行地或基本上平行地布置。在一些具体实施中，光源包括的偏振器和光学装置150包括的偏振器是圆形偏振器，并且偏振器中的每个偏振器彼此正交地布置，或者偏振器的偏振轴彼此正交地或基本上彼此正交地布置。
项1.一种光学装置，该光学装置包括：光学传感器；多个感光像素，该多个感光像素设置在该光学传感器上；波长选择性光学滤光器，该波长选择性光学滤光器与该感光像素光学连通；以及多个空间变化写入区，该多个空间变化写入区设置在该光学滤光器中，这些写入区具有透射光谱，并且这些写入区中的每个写入区大于这些像素中的每个像素。
项2.根据项1所述的光学装置，其中该光学传感器是柔性光学传感器。
项3.根据项1所述的光学装置，其中该波长选择性光学滤光器是柔性的。
项4.根据项1所述的光学装置，其中该波长选择性光学滤光器包括非写入区，该非写入区具有与这些写入区的该透射光谱不同的透射光谱。
项5.根据项1所述的光学装置，其中该光学传感器包括一个或多个光电传感器。
项6.根据项1所述的光学装置，其中该光学传感器包括一个或多个有机光电传感器。
项7.根据项1所述的光学装置，该光学装置还包括：辅助写入区，该辅助写入区设置在该光学滤光器中，该辅助写入区与该写入区不同，该辅助写入区具有与该透射光谱不同的辅助透射光谱，并且该辅助写入区大于这些像素中的每个像素。
项8.根据项7所述的光学装置，其中该写入区的形状与该辅助写入区的形状不同。
项9.根据项7所述的光学装置，其中该写入区的大小与该辅助写入区的大小不同。
项10.根据项1所述的光学装置，其中该光学传感器包括至少一个参考像素。
项11.一种光学装置，该光学装置包括：光学传感器；多个感光像素，该多个感光像素设置在该光学传感器上；波长选择性光学滤光器，该波长选择性光学滤光器与该感光像素光学连通；多个空间变化写入区，该多个空间变化写入区设置在该光学滤光器中，这些写入区具有透射光谱，并且这些写入区中的每个写入区大于这些像素中的每个像素；和角度选择性滤光器，该角度选择性滤光器与该光学传感器和该光学滤光器光学连通。
项12.根据项11所述的光学装置，其中该角度选择性滤光器的透射角的范围居中于0度。
项13.根据项11所述的光学装置，其中该角度选择性滤光器的透射角的范围居中于30度。
项14.根据项11所述的光学装置，其中该角度选择性滤光器的透射角的范围居中于60度。
项15.根据项11所述的光学装置，其中该角度选择性滤光器包括格栅。
项16.根据项11所述的光学装置，该光学装置还包括：第二角度选择性滤光器，该第二角度选择性滤光器与该原始角度选择性滤光器分开，其中当该第二角度选择性滤光器和该原始角度选择性滤光器平行地布置时，限定该第二角度选择性滤光器所居中的可能角度的范围以及该原始角度选择性滤光器所居中的可能角度的范围的对应的弧限定了垂直平面。
项17.一种光学装置，该光学装置包括：光学传感器；多个感光像素，该多个感光像素设置在该光学传感器上；波长选择性光学滤光器，该波长选择性光学滤光器与该感光像素光学连通；第一多个空间变化区域，该第一多个空间变化区域设置在该光学滤光器中；和第二多个空间变化区域，该第二多个空间变化区域设置在该光学滤光器中，该第一多个空间变化区域的区域所具有的透射光谱与该第二多个空间变化区域的区域的透射光谱不同。
本公开不应被视为限于上述特定实施例和实施方案，因为详细描述此类实施方案是为了便于说明本公开的各个方面。相反，本公开应被理解为涵盖本公开的所有方面，包括落在由所附权利要求书及其等同物限定的本公开的范围内的各种修改、等同方法和替代装置。
诸如“约”的术语将在本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中理解。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“约”应用于表达特征大小、数量和物理特性的量的使用不清楚，则“约”将被理解为是指在指定值的10％以内。给定为约指定值的量可精确地为指定值。例如，如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对其不清楚，则具有约1的值的量是指该量具有介于0.9和1.1之间的值，并且该值可为1。
上述所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文据此以引用方式并入本文。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。
除非另外指明，否则针对附图中元件的描述应被理解为同样应用于其他附图中的对应的元件。虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。

Claims (17)

1.一种光学装置，所述光学装置包括：
光学传感器；
多个感光像素，所述多个感光像素设置在所述光学传感器上；
波长选择性光学滤光器，所述波长选择性光学滤光器与所述感光像素光学连通；和
多个空间变化写入区，所述多个空间变化写入区设置在所述光学滤光器中，所述写入区具有透射光谱，并且所述写入区中的每个写入区大于所述像素中的每个像素。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述光学传感器是柔性光学传感器。
3.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述波长选择性光学滤光器是柔性的。
4.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述波长选择性光学滤光器包括非写入区，所述非写入区具有与所述写入区的所述透射光谱不同的透射光谱。
5.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述光学传感器包括一个或多个光电传感器。
6.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述光学传感器包括一个或多个有机光电传感器。
7.根据权利要求1所述的光学装置，所述光学装置还包括：辅助写入区，所述辅助写入区设置在所述光学滤光器中，所述辅助写入区与所述写入区不同，所述辅助写入区具有与所述透射光谱不同的辅助透射光谱，并且所述辅助写入区大于所述像素中的每个像素。
8.根据权利要求7所述的光学装置，其中所述写入区的形状与所述辅助写入区的形状不同。
9.根据权利要求7所述的光学装置，其中所述写入区的大小与所述辅助写入区的大小不同。
10.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述光学传感器包括至少一个参考像素。
11.一种光学装置，所述光学装置包括：
光学传感器；
多个感光像素，所述多个感光像素设置在所述光学传感器上；
波长选择性光学滤光器，所述波长选择性光学滤光器与所述感光像素光学连通；
多个空间变化写入区，所述多个空间变化写入区设置在所述光学滤光器中，所述写入区具有透射光谱，并且所述写入区中的每个写入区大于所述像素中的每个像素；和
角度选择性滤光器，所述角度选择性滤光器与所述光学传感器和所述光学滤光器光学连通。
12.根据权利要求11所述的光学装置，其中所述角度选择性滤光器的透射角的范围居中于0度。
13.根据权利要求11所述的光学装置，其中所述角度选择性滤光器的透射角的范围居中于30度。
14.根据权利要求11所述的光学装置，其中所述角度选择性滤光器的透射角的范围居中于60度。
15.根据权利要求11所述的光学装置，其中所述角度选择性滤光器包括格栅。
16.根据权利要求11所述的光学装置，所述光学装置还包括：第二角度选择性滤光器，所述第二角度选择性滤光器与原始角度选择性滤光器分开，其中当所述第二角度选择性滤光器和所述原始角度选择性滤光器平行地布置时，限定所述第二角度选择性滤光器所居中的可能角度的范围以及所述原始角度选择性滤光器所居中的可能角度的范围的对应的弧限定了垂直平面。
17.一种光学装置，所述光学装置包括：
光学传感器；
多个感光像素，所述多个感光像素设置在所述光学传感器上；
波长选择性光学滤光器，所述波长选择性光学滤光器与所述感光像素光学连通；
第一多个空间变化区域，所述第一多个空间变化区域设置在所述光学滤光器中；和
第二多个空间变化区域，所述第二多个空间变化区域设置在所述光学滤光器中，所述第一多个空间变化区域的区域所具有的透射光谱与所述第二多个空间变化区域的区域的透射光谱不同。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100321542A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-23 Nokia Corporation Gradient color filters for sub-diffraction limit sensors
CN102741671A (zh) * 2009-11-30 2012-10-17 Imec公司 用于光谱成像系统的集成电路
US20160334649A1 (en) * 2010-06-30 2016-11-17 3M Innovative Properties Company Mask processing using films with spatially selective birefringence reduction
CN108458785A (zh) * 2018-01-31 2018-08-28 云谷（固安）科技有限公司 光谱检测组件及其制备方法、光谱仪
WO2018204639A1 (en) * 2017-05-03 2018-11-08 X-Rite Switzerland GmbH Vehicle color measurement methods and devices
CN109313295A (zh) * 2016-06-03 2019-02-05 3M创新有限公司 具有空间变化微复制层的光学滤光器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3610729A (en) 1969-06-18 1971-10-05 Polaroid Corp Multilayered light polarizer
US4446305A (en) 1981-03-02 1984-05-01 Polaroid Corporation Optical device including birefringent polymer
US4540623A (en) 1983-10-14 1985-09-10 The Dow Chemical Company Coextruded multi-layered articles
US5103337A (en) 1990-07-24 1992-04-07 The Dow Chemical Company Infrared reflective optical interference film
DE69325283T2 (de) 1992-10-29 1999-11-04 Minnesota Mining & Mfg Formbarer reflektierender multischichtenkörper
US5360659A (en) 1993-05-24 1994-11-01 The Dow Chemical Company Two component infrared reflecting film
US5882774A (en) 1993-12-21 1999-03-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical film
US6157490A (en) 1998-01-13 2000-12-05 3M Innovative Properties Company Optical film with sharpened bandedge
WO2012044464A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 Image Sensor Technologies Acquisition Corporation Method and apparatus for deinterlaching video data
JP2019507899A (ja) * 2016-01-21 2019-03-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 光学カモフラージュフィルター
US11354880B2 (en) * 2017-10-27 2022-06-07 3M Innovative Properties Company Optical sensor systems

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100321542A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-23 Nokia Corporation Gradient color filters for sub-diffraction limit sensors
CN102741671A (zh) * 2009-11-30 2012-10-17 Imec公司 用于光谱成像系统的集成电路
US20160334649A1 (en) * 2010-06-30 2016-11-17 3M Innovative Properties Company Mask processing using films with spatially selective birefringence reduction
CN109313295A (zh) * 2016-06-03 2019-02-05 3M创新有限公司 具有空间变化微复制层的光学滤光器
WO2018204639A1 (en) * 2017-05-03 2018-11-08 X-Rite Switzerland GmbH Vehicle color measurement methods and devices
CN108458785A (zh) * 2018-01-31 2018-08-28 云谷（固安）科技有限公司 光谱检测组件及其制备方法、光谱仪

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