CN113874689A - 使用多通道色彩传感器的光谱重建 - Google Patents
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Abstract
一种光探测器装置包括：多个光探测器元件；和多个滤光器，其中，该多个滤光器中的每个滤光器被布置在对应的光探测器元件的光探测表面的前面，以过滤入射在光探测表面上的传入光，并且其中，该多个滤光器被配置为分别过滤该传入光的至少两个不同波长频带，并且其中，该至少两个波长频带组合以跨越预定义波长范围，并且其中，该多个滤光器中的每个滤光器具有对应的光谱敏感度，并且其中，该多个滤光器在该预定义波长范围内的光谱敏感度曲线的总和是恒定值。
Description
技术领域
本发明是涉及使用多通道色彩传感器的光谱重建。
背景技术
通过对样本进行照射并且测量反射的光谱分量来执行对样本的色彩测量。因此，样本的色彩是根据照射而变化的，并且单个样本可以在不同的照射光谱下产生不同的色彩印象(例如，色彩坐标)。此外，在一些情况中，在光谱上不同的样本也可在一个照射下看起来相同，如在异谱同色(metamerism)中。为了在色彩测量中获得光谱性质，可以测量样本，并且根据对照射光谱和所测量光谱的了解可以重建样本的实际光谱性质，并且可以在任意照射光谱下确定色彩光谱(例如，色彩坐标)。
发明内容
本发明是涉及使用多通道色彩传感器的光谱重建，其中不同通道传感器的光谱响应被预定义成使得以能量上成比例的方式探测窄频光谱分量。
总的来说，在一些方面中，本发明的主题可以体现在一种光探测器装置中，该装置包括：至少两个光探测器元件，诸如至少三个光探测器元件；和至少两个滤光器，诸如至少三个滤光器，其中该至少两个或至少三个滤光器中的每个滤光器被布置在对应的光探测器元件的光探测表面的前面，以过滤入射到该光探测表面上的传入光，并且其中，该至少两个或该至少三个滤光器被配置为分别过滤该传入光的至少两个或至少三个不同的波长频带，并且其中，该至少两个或至少三个不同的波长频带组合以跨越预定义波长范围，并且其中，该至少两个或至少三个滤光器中的每个滤光器具有对应的光谱敏感度，并且其中，该至少两个或该至少三个滤光器在预定义波长范围内的光谱敏感度曲线的总和是恒定值。
该光探测器的实施方案可以具有下列特征中的一个或多个。例如，在一些实施方案中，在该总和中使用的这些光谱敏感度曲线中的每一个被归一化为预定义值。
在一些实施方案中，在小于且在预定义波长范围内的第一波长范围内的恒定总和由第一滤光器的光谱敏感度曲线和第二滤光器的光谱敏感度曲线的总和组成。
在一些实施方案中，该至少三个滤光器中的至少一个滤光器的光谱敏感度曲线具有由余弦函数表示的形状。
在一些实施方案中，至少一个滤光器的光谱敏感度曲线具有三角函数的形状。
在一些实施方案中，至少一个滤光器的光谱敏感度具有梯形函数的形状。
在一些实施方案中，针对该至少三个滤光器中的每个滤光器，该滤光器的光谱敏感度曲线包含对应的峰值和对应的半峰全宽(full-width half maximum，FWHM)值，其中，第一滤光器的FWHM值大于第一滤光器的峰值与第二滤光器的峰值之间的距离。
在一些实施方案中，每个滤光器的光谱敏感度曲线的形状是相同的。
在一些实施方案中，第一滤光器的光谱敏感度曲线的形状不同于第二滤光器的光谱敏感度曲线的形状。
在一些实施方案中，第一滤光器的光谱敏感度曲线的形状是第二滤光器的光谱敏感度曲线的形状的镜像。
在一些实施方案中，预定义波长范围跨越约380nm与约780nm之间的波长。
在一些实施方案中，针对每个滤光器，滤光器的光谱敏感度曲线包含对应的峰值和对应的半峰全宽(FWHM)值，并且第一滤光器的FWHM大于或等于25nm。
在一些实施方案中，该至少两个或该至少三个滤光器包含在线阵列中。
在一些实施方案中，该至少两个或该至少三个滤光器包含在二维阵列中。在一些实施方案中，该至少三个滤光器被布置在圆形图案中，例如，被布置在对称的圆形图案中。
在一些实施方案中，每个滤光器是被配置为透射该传入光的其各自波长频带内的光的带通滤光器。
在一些实施方案中，每个滤光器是被配置为吸收该传入光的其各自波长频带内的光的吸收滤光器。
在一些实施方案中，每个滤光器包含干涉滤光器或电浆子滤光器(plasmonicfilter)。
本主题的实施方案提供各种优点。例如，在一些实施方案中，多通道光谱传感器的敏感度函数被设计为使得目标光谱以能量上成比例的方式进入这些传感器信道中，并且由于窄频光谱，能量信号损失是有限的。在一些实施方案中，反射测量中的照射(例如，来自白色LED)的非均质光谱可得到平衡。
下面在附图和说明中阐述一个或多个实施例的细节。从说明书、附图和权利要求中将明白其他特征和优点。
附图说明
图1是绘示包含基板上的多个探测器元件和多个滤光器的光探测器装置的示例的示意图。
图2是光探测器装置的示例性光谱响应的标绘图，其中滤光器已被配置为使得预定义波长范围内的光谱敏感度曲线的总和是恒定的。
图3至图4是光探测器装置的示例性光谱响应的标绘图，其中滤光器已被配置为使得预定义波长范围内的光谱敏感度曲线的总和是恒定的，并且其中光谱敏感度曲线的形状是三角形或梯形。
图5是光探测器装置的示例性光谱响应的标绘图，其中光学滤光器已被配置为使得预定义波长范围内的光谱敏感度曲线的总和是恒定的，并且其中至少两个光学滤光器的光谱敏感度曲线的形状是不同的。
图6A是光探测器装置的示例性光谱响应的标绘图以及硅在预定义波长范围内的光谱敏感度曲线的标绘图。
图6B是被缩放至硅在预定义波长范围内的光谱敏感度曲线的光探测器装置的示例性光谱响应的标绘图。
图7是说明光探测器装置的光谱敏感度曲线的标绘图。
具体实施方式
为简化光谱仪的测量要求，已开发具有减少了数量的测量通道(例如，具有拥有不同透射光谱响应的相关联滤光器结构的光探测器元件)的光谱仪系统，使得可以实施更小且更便宜的光谱仪。由光谱仪的不同通道记录的测量用于重建入射光的整个光谱。光谱仪的每个通道为重建光谱提供所谓的“支持点”。一般言之，光谱重建程序的可达成分辨率和由此而得到的质量部分地取决于光谱仪的敏感度函数和光谱仪的扫描范围(例如，支持点的数量和分布)。如果入射光谱包括一个或多个相对陡峭特征(例如，相对窄波长频带内的高功率分量)，则可能无法重建这种陡峭特征，尤其是在存在很少支持点时。相比之下，支持点的数量越大(例如，覆盖不同波长频带的光谱仪通道的数量越大)，可重建入射光谱的陡峭特征的概率越大。
图1是说明根据本公开的在基板102上包括多个探测器元件104和多个光学滤光器106的光探测器装置100(例如，多光谱传感器装置，诸如光谱仪装置)的示例的示意图。具体地，光探测器装置100包括至少三个光探测器元件104和至少三个光学滤光器106，其中至少三个光学滤光器中的每个光学滤光器106被配置在对应的光探测器元件104的光探测表面的前面。光探测器元件104可以包括例如光探测器元件，诸如光电二极管(例如，硅光电二极管)。光探测器元件104可以在基板102中或基板102上形成。光学滤光器106被配置为过滤入射光，使得仅入射波长的一部分被下层光探测器元件104探测到。
光学滤光器106可以包括例如带通滤光器，这些带通滤光器被配置为透射传入光在不同的各自的波长频带内的入射光，同时阻挡、吸收或反射具有在各自的波长频带外的波长的光。在带通滤光器的情况下，每个滤光器106的通带可以覆盖不同于装置100中的每个其他滤光器106的波长频带。在一些实施方案中，波长频带可以被定义为滤光器光谱响应的半峰全宽。替代地，波长频带可以被定义为其中滤光器光谱响应大于某一最小敏感度值的波长范围。例如，滤光器106中的一个或多个的波长频带可以被定义为其中滤光器的光谱响应大于约0.2、大于约0.3、大于约0.4、大于约0.5、大于约0.6、大于约0.7或大于约0.8等的波长范围。
由于透射波长频带可针对不同滤光器而不同，所以在一些实施方案中，在装置100中使用至少三个光探测器元件104和至少三个对应的滤光器106可以是有利的。例如，至少三个不同滤光器可以提供跨至少三个不同色彩坐标(例如，针对红色、蓝色和绿色模型)的色彩探测。然而，多光谱传感器装置可以包括其他数量的滤光器-光探测器对(即，滤光器与下层光探测器的组合)。例如，多光谱传感器装置可以包括2个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、15个、20个、25个、30个、35个、40个、45个或50个滤光器-光探测器对。
在一些实施方案中，滤光器106包括吸收滤光器，这些吸收滤光器被配置为吸收传入光的在不同的各自波长频带内的入射光，同时允许波长频带外的光传递至位于滤光器106下方的光探测器元件104。
滤光器106可以包括例如干涉滤光器或电浆子滤光器。干涉滤光器可以包括具有交替折射率的多个材料薄层，诸如薄膜介电质。例如，滤光器106可是具有交替的低折射率和高折射率材料的介电薄膜的堆栈。干涉滤光器中的层的数量可以变化。例如，干涉滤光器中的多个介电薄膜可以包括2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个或更多薄膜介电层。用作薄膜介电层的材料可以包括例如SiO2、TiO2、Ta2O5、Nb2O5、Si2N4等。每个堆栈内的层的厚度和位置(例如，介电薄膜是否是最底层、最上层或中间层)可以取决于滤光器堆栈的设计和滤光器106的所要的透射光谱。因此，装置100的每个滤光器106可以具有不同于装置100的其他滤光器106的设计。在一些情况中，干涉滤光器可以是基于聚合物的干涉滤光器。在一些实施方案中，干涉滤光器可以是法布立-培若(Fabry-Perot)干涉滤光器。
在图1中将光探测器104和滤光器106示出为被配置在一维的线阵列中。然而，探测器104及其对应的滤光器106可以替代地被配置在二维的阵列中。在一些实施方案中，探测器104和滤光器106被布置在圆形图案(例如，对称的圆形图案)中，其中探测器104和滤光器106与邻近的探测器-滤光器对均匀间隔。
多光谱传感器装置100中的每个滤光器-探测器对与对应的光谱敏感度相关联。光谱敏感度是光透射穿过滤光器106且被探测器探测的相对效率，该相对效率依据入射信号的频率或波长而变化。在一些实施方案中，每个光学滤光器106的光谱敏感度包括对应的峰值和对应的半峰全宽(FWHM)值。滤光器106中的一个或多个的FWHM可以大于或等于25nm、大于或等于30nm、大于或等于35nm、大于或等于40nm、大于或等于45nm、大于或等于50nm、大于或等于60nm、大于或等于75nm、大于或等于100nm、大于或等于125nm或大于或等于150nm，但其他最小值也是可能的。在一些实施方案中，FWHM小于或等于200nm、小于或等于175nm、小于或等于150nm、小于或等于125nm、小于或等于100nm、小于或等于75nm、小于或等于60nm、小于或等于50nm、小于或等于45nm、小于或等于40nm、小于或等于35nm或小于或等于30nm，但其他最大值也是可能的。
图7是说明包含具有不同光谱敏感度曲线702至710的五个透射滤光器的多光谱传感器装置的光谱敏感度的标绘图。如图7中所示，光谱敏感度曲线702至710共同跨越约350nm至略大于约750nm之间的波长范围。仍如图7中所示，每个单独的滤光器具有对应的光谱敏感度，其具有等于约25nm的FWHM。鉴于光谱敏感度702至710的相对窄的带宽，基于被配置为具有图7中所示的性质的多光谱传感器装置的光谱重建过程可能无法重建一个或多个相对陡峭特征(例如，在对应于不同光谱敏感度曲线702至710的峰值的位置之间下降的相对窄的波长频带内的高功率分量)。例如，虚线712表示具有在曲线704和706的幅值非常低或相对不显著的区域中下降的峰值的目标光谱。因此，光谱敏感度曲线702至710与目标光谱的卷积将提供较少甚至不提供关于这些峰值的信息。此外，即使这些特征可以被探测到，这些特征的重建仍可能无法以精确反映入射光谱的能量上成比例的方式完成。
然而，如本文中描述，多个滤光器的光谱敏感度可以被重配置，使得可以以能量上成比例的方式重建各种目标光谱且不具有能量信号损失，而不管入射光谱内是否存在窄频和/或陡峭分量。具体地，多光谱传感器装置(诸如装置100)的各种滤光器的光谱敏感度可以被配置为使得预定义波长范围内的光谱敏感度的总和保持恒定。以此方式，目标光谱内的极限值(侧面(flank)或峰值)的光谱改变不以光谱方式被探测(如在被配置为展现图7中所示的性质的装置中)，而代替地以整体方式被探测。即，不同通道的光谱敏感度被配置为使得求和函数提供多光谱传感器装置的完整光谱范围内的均匀分布，其中多光谱传感器装置的完整光谱范围可以被定义为与滤光器通道的峰值光谱敏感度相关联的最小波长和与滤光器通道的峰值光谱敏感度相关联的最大波长之间的差异。
图2是多光谱传感器装置(例如，光谱仪)的示例性光谱响应的标绘图，其中光学滤光器已经被配置为使得预定义波长范围内的光谱敏感度的总和是恒定的。如图2中所示，光谱仪装置由5个单独的通道组成，其中的每一个具有对应光谱敏感度(202、204、206、208、210)。光谱仪装置(诸如与图2相关联的装置)的光谱敏感度中的每一个可以被归一化为恒定值。例如，如图2中所示，光谱敏感度202至210皆被归一化为值1。光谱敏感度中的每一个被配置为具有以下形状，该形状使得图2中所示的预定义波长范围212内的光谱敏感度的总和214依据波长而恒定。例如，在图2的示例中，波长范围212内的总和214等于值1。
以此方式修改滤光器的光谱敏感度允许以能量上成比例的方式探测具有窄频和/或陡峭分量的目标光谱且不具有信号损失。例如，仍可以使用图2中所示的光谱敏感度配置以能量上成比例的方式探测目标光谱216内的窄频峰值中的每一个。
换言之，多光谱传感器装置的每个滤光器-探测器对的光谱敏感度可以被表达为如下：
其中，λmin是预定义波长范围的最小波长，λmax是预定义波长范围的最大波长，k是滤光器或探测器通道的数量，S_deti是滤光器或通道i的光谱敏感度，ai是滤光器或通道i的缩放因子，且const表示恒定值。
如图2中所示，预定义波长范围212覆盖开始于与滤光器通道(即，处于λpeak≈400nm的滤光器202)的峰值光谱敏感度相关联的最小波长和与滤光器通道(即，处于λpeak≈720nm的滤光器210)的峰值光谱敏感度相关联的最大波长的波长频带。因此，预定义波长范围212覆盖约320nm的波长频带。
在一些实施方案中，光谱反射率的总和在其上恒定的预定义波长范围可以覆盖例如多光谱传感器装置内的至少两个滤光器的波长频带，包括例如覆盖多光谱传感器装置内的至少三个滤光器的波长频带、覆盖多光谱传感器装置内的至少四个滤光器的波长频带、覆盖多光谱传感器装置内的至少五个滤光器的波长频带、覆盖多光谱传感器装置内的至少十个滤光器的波长频带、覆盖多光谱传感器装置内的至少十五个滤光器的波长频带、覆盖多光谱传感器装置内的至少二十个滤光器的波长频带、或覆盖多光谱传感器装置内的至少二十五个滤光器的波长频带等。
在一些实施方案中，光谱反射率的总和在其上恒定的预定义波长范围可以覆盖可见波长范围。例如，总和在其上恒定的预定义波长范围可以在约380nm至约780nm之间。在一些情况下，光谱敏感度的总和在其上恒定的预定义波长范围覆盖紫外线、近红外线和/或可见波长范围内的波长。例如，总和在其上恒定的预定义波长范围可在约10nm至约380nm之间。在另一示例中，总和在其上恒定的预定义波长范围可以在约780nm至约5微米之间。
图2中所示的每个通道的光谱敏感度形状被称为“余弦”形状，这是因为曲线实质上追踪由余弦函数表示的曲线的形状。然而，滤光器的光谱敏感度不限于这种形状。例如，图3是多光谱传感器装置(例如，光谱仪装置)的示例性光谱响应的标绘图，其中光谱仪的光学滤光器已被配置为使得预定义波长范围内的滤光器的光谱敏感度(302至310)的总和300是恒定的，且其中光谱敏感度的形状是梯形。即，每个滤光器的光谱敏感度的峰值(诸如滤光器306的峰值312)在更宽的波长范围内是恒定的。加宽峰值(诸如峰值312)的宽度可以是至少5nm、至少10nm、至少15nm、至少20nm、至少25nm或至少30nm，但其他宽度也是可能的。峰值的宽度可能受到滤光器构造设计的限制且可以小于50nm、小于45nm、小于40nm或小于35nm。
其他光谱敏感度形状也是可能的。例如，图4是多光谱传感器装置(例如，光谱仪装置)的示例性光谱响应的标绘图，其中光谱仪的光学滤光器已被配置为使得预定义波长范围内的滤光器的光谱敏感度(402至410)的总和400是恒定的，且其中光谱敏感度的形状是三角形。
尽管图2至图4中绘示的光谱敏感度针对每个光学滤光器具有相同的形状，但多光谱传感器装置内的光学滤光器可以展现不同的形状。例如，图5是多光谱传感器装置(例如，光谱仪装置)的示例性光谱响应的标绘图，其中光学滤光器已被配置为使得预定义波长范围内的光谱敏感度的总和是恒定的，且其中至少两个光学滤光器的光谱敏感度的形状是不同的。具体地，光谱敏感度曲线506、508和510中的每一个的形状彼此不同。光谱敏感度曲线506在其峰值的较低波长侧上较陡而在其峰值的较高波长侧上具有较平缓的斜率。相比之下，敏感度曲线508在其峰值的较低波长侧上具有平缓斜率而在其峰值的较高波长侧上具有较陡斜率。再者，光谱敏感度峰值的分离可以是不对称的。例如，如图5中所示，相较于与曲线504相关联的峰值，与曲线506相关联的峰值更远离于与曲线508相关联的峰值。
替代地或另外，多光谱传感器装置的两个滤光器的光谱敏感度曲线可以是彼此的镜像。例如，光谱敏感度曲线506的形状是光谱敏感度曲线508的形状的镜像，如围绕在550nm波长处垂直延伸的虚轴观察。
在图2至图5中示出的示例性标绘图中的每一个中，整个预定义波长范围内的光谱敏感度的总和在该范围内的每个波长下依据仅两个光谱敏感度曲线的组合而变化。例如，再次参考图2，约400nm与约480nm的波长之间的光谱敏感度曲线的恒定总和214是曲线202和204的组合的结果；约480nm与约560nm的波长之间的光谱敏感度曲线的恒定总和214是曲线204和206的组合的结果；约560nm与约640nm的波长之间的光谱敏感度曲线的恒定总和214是曲线206和208的组合的结果；约640nm与约720nm的波长之间的光谱敏感度曲线的恒定总和214是曲线208和210的组合的结果。换言之，可以说预定义波长范围212的子集内的光谱敏感度值的恒定总和由第一滤光器的光谱敏感度值和第二滤光器的光谱敏感度值的总和组成。标绘图中展示的光谱敏感度可以具有一个或多个优点。例如，在一些实施方案中，如果期望更详细地分析/重建可见光的较低光谱范围，则可以定义在该范围内具有较低光谱分离的更多信道。如果存在较不关注细节的光谱范围(例如，在可见范围外)，则可以放宽这些范围内的光谱分离。
在其他实施方案中，预定义波长范围212的子集内的光谱敏感度值的恒定的总和可以包括恰两个以上滤光器的光谱敏感度值的总和。例如，在一些情况下，恒定的总和可能归因于与三个不同滤光器、四个不同滤光器、五个不同滤光器或更多不同滤光器相关联的光谱敏感度值的总和。
在一些实施方案中，光谱仪中的第一滤光器的光谱敏感度曲线的FWHM值大于第一滤光器的光谱敏感度曲线的峰值与光谱仪中的第二滤光器的光谱敏感度曲线的峰值之间的距离。例如，参考图2，光谱敏感度曲线202可以被修改为具有120nm的FWHM，而曲线202的峰值与曲线204的峰值之间的距离可被设定为100nm。
在一些实施方案中，在设计多光谱传感器装置时，光探测器元件的光谱敏感度应纳入考虑。在这些情况下，每个滤光器的光谱敏感度曲线被缩放至探测器元件的最大光谱敏感度曲线。例如，图6A是被缩放至硅探测器元件(例如，硅光电二极管)在预定义波长范围612内的光谱敏感度曲线600的光探测器装置的示例性光谱敏感度曲线(602、604、606、608、610)的标绘图。即，图6A中的标绘图示出图5中所见的被缩放的传感器的绝对光谱敏感度且表示目标形状。如从图6A可见的，曲线600的幅度从约350nm的波长增加至约750nm的波长。光谱仪的滤光器被设计为展现匹配曲线600在相同波长范围内的增加的被缩放光谱敏感度曲线(602a、604a、606a、608a、610a)。
图6B是如基于图6A中的曲线的缩放而计算的光谱仪的滤光器的示例性光谱响应曲线的标绘图。图6B中的各曲线(602b、604b、606b、608b、610b)分别对应于光谱敏感度曲线(602a、604a、606a、608a、610a)的光谱响应曲线。因此，图6B展示滤光器设计的要求，其可被表达为Fi(λ)＝S_deti(λ)/Si(λ)。由于Si的形状，新图表中所见的传感器敏感度(实线)与滤光器透射(虚线)之间存在一些差异。
如本文中说明，本公开的滤光器可以是干涉滤光器，诸如由具有交替折射率的薄膜介电层形成的干涉滤光器。可使用优化技术确定层的配置(例如，厚度、层数、层顺序)。例如，设计者提供起始设计，该起始设计的性质足够接近滤光器光谱敏感度曲线所需的规格。接着，优化算法可用于调整层的厚度和(在一些情况下)它们的折射率，直至达成最佳地符合所期望的光谱敏感度曲线特性的设计。关于针对指定光谱响应度曲线的干涉滤光器制造的进一步细节可在例如S.Larouche和L.Martinu的“OpenFilters:open-source softwarefor the design,optimization,and synthesis of optical filters”，Applied OpticsVol.47(13)，第C219至C230页(2008年)中找到，其全部内容以引用的方式并入本文中。
凭借根据本发明的通道敏感度的形成方法，还可达成对任意窄频目标光谱的稳定探测。总光谱的重建被改进为使得能量分量成比例地成像为传感器信号，而无需滤光器-探测器对的数量的大量增加。
已描述多个实施例。然而，将理解，可以在不脱离本发明的精神及范畴的情况下作出各种修改。因此，其他实施例在以下发明申请专利范围的范畴内。
Claims (18)
1.一种光探测器装置，其包括：
至少三个光探测器元件；和
至少三个光学滤光器，其中所述至少三个光学滤光器中的每个光学滤光器被布置在所述至少三个光探测器元件的对应光探测器元件的光探测表面的前面以过滤入射在所述光探测表面上的传入光，
其中，所述至少三个光学滤光器被配置为分别过滤所述传入光的至少三个不同波长频带，其中，所述至少三个不同波长频带组合以跨越预定义波长范围，
其中，所述至少三个光学滤光器中的每个光学滤光器具有对应的光谱敏感度，并且
其中，所述至少三个光学滤光器在所述预定义波长范围内的所述光谱敏感度的总和是恒定值。
2.根据权利要求1所述的光探测器，其中，在所述总和中使用的所述至少三个光学滤光器的所述光谱敏感度中的每一个被归一化为预定义值。
3.根据权利要求1或2所述的光探测器，其中，在小于且在所述预定义波长范围内的第一波长范围内的总和由所述至少三个光学滤光器的第一光学滤光器的所述光谱敏感度和所述至少三个光学滤光器的第二光学滤光器的所述光谱敏感度的总和组成。
4.根据前述任一权利要求所述的光探测器，其中，所述至少三个光学滤光器中的至少一个光学滤光器的光谱敏感度具有由余弦函数表示的曲线的形状。
5.根据前述任一权利要求所述的光探测器，其中，所述至少三个光学滤光器中的至少一个光学滤光器的光谱敏感度具有三角函数的形状。
6.根据前述任一权利要求所述的光探测器，其中，所述至少三个光学滤光器中的至少一个光学滤光器的光谱敏感度具有梯形函数的形状。
7.根据前述任一权利要求所述的光探测器，其中，针对所述至少三个光学滤光器中的每个光学滤光器，所述光学滤光器的所述光谱敏感度包括对应的峰值和对应的半峰全宽(FWHM)值，并且
其中，所述至少三个光学滤光器中的第一光学滤光器的所述FWHM值大于所述第一光学滤光器的所述峰值与所述至少三个光学滤光器中的第二光学滤光器的所述峰值之间的距离。
8.根据前述任一权利要求所述的光探测器，其中，所述至少三个光学滤光器中的每个光学滤光器的所述光谱敏感度的形状是相同的。
9.根据前述权利要求1至7中任一权利要求所述的光探测器，其中，所述至少三个滤光器中的第一光学滤光器的所述光谱敏感度的形状不同于所述至少三个滤光器中的第二光学滤光器的所述光谱敏感度的形状。
10.根据前述权利要求1至7中任一权利要求所述的光探测器，其中，所述至少三个滤光器中的第一光学滤光器的所述光谱敏感度的形状是所述至少三个滤光器中的第二光学滤光器的所述光谱敏感度的形状的镜像。
11.根据前述任一权利要求所述的光探测器，其中，所述预定义波长范围跨越约380nm与约780nm之间的波长。
12.根据前述权利要求1至6中任一权利要求所述的光探测器，其中，针对所述至少三个光学滤光器中的每个光学滤光器，所述光学滤光器的所述光谱敏感度包括对应的峰值和对应的半峰全宽(FWHM)值，并且
其中，所述至少三个滤光器中的第一光学滤光器的所述FWHM大于或等于25nm。
13.根据前述任一权利要求所述的光探测器，其中，所述至少三个光学滤光器被包含在线阵列中。
14.根据前述权利要求1至12中任一权利要求所述的光探测器，其中，所述至少三个光学滤光器被包含在二维阵列中。
15.根据前述任一权利要求所述的光探测器，其中，所述至少三个滤光器中的每个光学滤光器是被配置为透射所述传入光的其各自波长频带内的光的带通滤光器。
16.根据前述权利要求1至14中任一权利要求所述的光探测器，其中，所述至少三个滤光器中的每个光学滤光器是被配置为吸收所述传入光的其各自波长频带内的光的吸收滤光器。
17.根据前述任一权利要求所述的光探测器，其中，所述至少三个滤光器中的每个光学滤光器包括干涉滤光器。
18.根据前述任一权利要求所述的光探测器，其中，所述至少三个光学滤光器被布置在圆形图案中。
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