CN114353942A - 高光谱元件、包括高光谱元件的高光谱传感器和高光谱图像生成装置 - Google Patents

高光谱元件、包括高光谱元件的高光谱传感器和高光谱图像生成装置 Download PDF

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Abstract

一种高光谱元件，包括：(1)多滤光器，包括：第一子滤光器，使具有第一波长的第一波长光通过，以及第二子滤光器，使具有第二波长的第二波长光通过，所述第二波长与所述第一波长不同；以及(2)多检测器，配置为检测所述第一波长光和所述第二波长光，其中，所述第一子滤光器和所述第二子滤光器可以串行布置在入射到所述多滤光器上的入射光的光路径中。

Description

高光谱元件、包括高光谱元件的高光谱传感器和高光谱图像 生成装置
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求于2020年10月13日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0132137、以及2021年9月6日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0118543的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
与示例实施例一致的装置和方法涉及高光谱元件、高光谱传感器和高光谱图像生成装置。
背景技术
使用滤光器的图像传感器是光学领域中的重要光学器件中的一种。因为相关技术的图像传感器包括各种光学器件，所以图像传感器体积大且笨重。最近，作为对图像传感器的小型化的响应，已经对在单个半导体芯片上同时实现集成电路和光学器件进行了研究。
高光谱成像技术涉及同步地获取图像和光谱信息的方法。生成高光谱图像的方法主要被分类为扫描法和非扫描快照法。扫描法可以通过将扫描设备与用于光谱的图像传感器进行组合而实现。非扫描快照法是通过在图像像素上直接实现不同滤光器的高光谱测量方法。
扫描高光谱测量方法有利于获得高分辨率高光谱图像，但是测量时间较长并且难以使根据扫描的设备小型化。类似于一般相机，非扫描快照法可以在短时间中进行测量，并且具有小型化的优点，但是光谱的分辨率、图像像素的空间受限，并且图像分辨率变差。
发明内容
示例实施例至少解决上述问题和/或缺点以及以上未描述的其他缺点。此外，示例实施例不需要克服上述缺点，并且可以不克服上述问题中的任一个。
一个或多个示例实施例提供了具有高分辨率和宽带特性的高光谱元件。
此外，一个或多个示例实施例提供了具有高分辨率和宽带特性的高光谱传感器。
另外，一个或多个示例实施例提供了具有高分辨率和宽带特性的高光谱图像生成装置。
根据实施例的一个方面，提供了一种高光谱元件，包括：(1)多滤光器，包括：第一子滤光器，使具有第一波长的第一波长光通过，以及第二子滤光器，使具有第二波长的第二波长光通过，第二波长与第一波长不同；以及(2)多检测器，配置为检测第一波长光和第二波长光，其中，第一子滤光器和第二子滤光器串行布置在入射到多滤光器上的入射光的光路径中。
第一子滤光器的透光谱可以包括第一使用段和第一使用段之外的第一子透光区，第二子滤光器的透光谱可以包括第二使用段和第二使用段之外的第二子透光区，第一波长被包括在第一使用段和第二子透光区中，并且第二波长被包括在第二使用段和第一子透光区中。第一子滤光器可以被配置为：从第一使用段过滤掉第一波长以外的第一剩余波长，并且第二子滤光器可以被配置为：从第二使用段过滤掉第二波长以外的第二剩余波长。
第一使用段和第二使用段可以部分地重叠。
多检测器可以包括：第一子检测器，包括与第一波长和第二波长重叠的第一光检测段；以及第二子检测器，包括与第一波长和第二波长中的任意一个重叠的第二光检测段，并且第一子检测器和第二子检测器串行布置。
高光谱元件还可以包括光谱处理器，第一子检测器被配置为：生成关于第一波长光和第二波长光的第一通道信号，并且将第一通道信号提供给光谱处理器，第二子检测器被配置为：生成关于第二波长光的第二通道信号，并且将第二通道信号提供给光谱处理器，光谱处理器被配置为：基于第一通道信号和第二通道信号，生成与第一波长光和第二波长光的强度有关的信息。
多检测器还可以包括紫外线检测器，并且紫外线检测器与第一子检测器和第二子检测器串行布置在入射光的光路径中。
多检测器还可以包括红外线检测器，并且红外线检测器可以与第一子检测器和第二子检测器串行布置在入射光的光路径中。
第一子滤光器和第二子滤光器中的每一个可以包括交替地堆叠的第一折射率膜和第二折射率膜，并且第一折射率膜可以具有与第二折射率膜不同的折射率。
第一子滤光器的第一折射率膜和第二子滤光器的第一折射率膜可以具有不同的厚度。
第一子滤光器和第二子滤光器中的每一个可以包括：第一反射层；第二反射层；以及纳米结构层，设置在第一反射层和第二反射层之间，纳米结构层可以包括多个纳米杆，并且多个纳米杆可以非对称地布置。
第一子滤光器和第二子滤光器中的每一个可以包括：第一反射层；第二反射层；以及纳米结构层，设置在第一反射层和第二反射层之间，纳米结构层可以包括多个纳米孔，并且多个纳米孔可以非对称地布置。
多检测器可以包括交替地堆叠的n型膜和p型膜，n型膜和p型膜可以分别形成第一光电二极管和第二光电二极管，并且第二光电二极管可以被布置为比第一光电二极管更远离多滤光器。
多滤光器可以被设置在多检测器上，第一光电二极管被配置为检测第一波长光和第二波长光，并且第二光电二极管被配置为检测所述第一波长光和所述第二波长光之中具有较长波长的光。
高光谱元件还可以包括光谱处理器；第一光电二极管被配置为：生成关于第一波长光和第二波长光的第一通道信号，并且将第一通道信号提供给光谱处理器，第二光电二极管被配置为：生成关于第二波长光的第二通道信号，并且将第二通道信号提供给光谱处理器，并且光谱处理器被配置为：基于第一通道信号和第二通道信号，生成与第一波长光和第二波长光的强度有关的信息。
高光谱元件还可以包括微透镜，并且微透镜可以与多滤光器串行设置，并且收集入射到多滤光器中的入射光。
根据另一个实施例的一个方面，一种高光谱传感器包括：多个像素，配置为感测入射光的透光谱；光谱处理器；以及主处理器，其中多个像素的每一个可以包括：第一多滤光器，使入射光中的具有第一波长的第一波长光和具有第二波长的第二波长光通过，第二波长比第一波长长，第一多检测器，配置为生成关于第一波长光和第二波长光的第一通道信号和关于第二波长光的第二通道信号，并且将第一通道信号和第二通道信号提供给光谱处理器，第二多滤光器，使入射光中的具有第三波长的第三波长光和具有第四波长的第四波长光通过，第四波长比第三波长长，以及第二多检测器，配置为生成关于第三波长光和第四波长光的第三通道信号和关于第四波长光的第四通道信号，并且将第三通道信号和第四通道信号提供给光谱处理器，并且光谱处理器被配置为：基于第一通道信号至第四通道信号，生成与第一波长光至第四波长光的强度有关的信息，并且将该信息提供给主处理器。
第一多滤光器可以包括第一子滤光器和第二子滤光器，第一子滤光器的透光谱可以包括第一使用段和第一使用段之外的第一子透光区，第二子滤光器的透光谱可以包括第二使用段和第二使用段之外的第二子透光区，第一波长被包括在第一使用段和第二子透光区中，并且第二波长被包括在第二使用段和第一子透光区中。
第一使用段和第二使用段可以部分地重叠。
第二多滤光器可以包括第三子滤光器和第四子滤光器，第三子滤光器的透光谱可以包括第三使用段和第三子透光区，第四子滤光器的透光谱可以包括第四使用段和第四子透光区，第三波长可以被包括在第三使用段和第四子透光区中，并且第四波长可以被包括在第四使用段和第三子透光区中。
第三使用段和第四使用段可以部分地重叠。
第一多滤光器和第二多滤光器可以并行布置，第一子滤光器和第二子滤光器可以串行布置在入射光的光路径中，并且第三子滤光器和第四子滤光器可以串行布置在入射光的光路径中。
第一多检测器可以包括：第一子检测器，配置为接收第一波长光和第二波长光，并且生成第一通道信号；以及第二子检测器，配置为接收第二波长光并且生成第二通道信号，并且第二多检测器包括：第三子检测器，配置为接收第三波长光和第四波长光，并且生成第三通道信号；以及第四子检测器，配置为接收第四波长光，并且生成第四通道信号。
在第一多检测器中的每一个中，第一子检测器和第二子检测器可以串行布置在入射光的光路径中。
根据另一个实施例的一个方面，一种高光谱图像生成装置包括：高光谱元件，配置为接收从测量目标提供的入射光，以生成关于具有第一波长的光和具有第二波长的光的第一通道信号、以及关于具有第一波长的光的第二通道信号；光谱处理器，配置为基于第一通道信号和第二通道信号，生成针对测量目标的每个位置的与具有第一波长的光的强度有关的第一高光谱信息、以及针对测量目标的每个位置的与具有第二波长的光的强度有关的第二高光谱信息；主处理器，配置为基于第一高光谱信息和第二高光谱信息生成高光谱图像信息；以及显示器，基于高光谱图像信息显示高光谱图像。
附图说明
通过参考附图来描述某些示例实施例，上述和/或其他方面将变得更清楚，在附图中：
图1是根据实施例的图像传感器的示意框图；
图2是根据实施例的高光谱元件的框图；
图3是示出使用图2的高光谱元件测量光的方法的流程图；
图4示出图2的第一子滤光器至第三子滤光器的透光谱和多滤光器的透光谱；
图5示出图2的多滤光器的透光谱和第一子检测器至第三子检测器的光检测段；
图6是根据实施例的高光谱元件的截面图；
图7是图6的第一子滤光器至第三子滤光器的透光谱曲线图；
图8是图6的多滤光器的透光谱；
图9是根据实施例的高光谱元件的截面图；
图10至图13是根据图9的高光谱元件的实施例的多滤光器的透视图；
图14是图9的多滤光器的透光谱；
图15是根据实施例的高光谱元件的截面图；
图16是根据实施例的高光谱元件的截面图；
图17是根据实施例的高光谱传感器的框图；
图18是图17的像素的概念框图；
图19是示出使用图17的高光谱传感器测量光的方法的流程图；
图20是图18的多滤光器的透光谱的曲线图；
图21是根据图17的高光谱传感器的实施例的像素的截面图；以及
图22是根据实施例的包括高光谱传感器的高光谱图像生成装置的框图；
图23是示出包括图像传感器的电子设备的示例的框图；
图24是示出图23的相机模块的示意框图；以及
图25至图34示出根据实施例的应用图像传感器的电子设备的各种示例。
具体实施方式
现在将详细参考实施例，在附图中示出实施例的示例，其中，在全部附图中用类似的附图标记表示类似的元件。在这点上，本实施例可以具有不同的形式，并且不应当被解释为受限于本文中阐明的描述。因此，以下仅通过参考附图来描述实施例，以说明本说明书的各方面。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关列出项目中的一个或多个项目的任意和所有组合。在整个公开中，表述“a、b或c中的至少一个”表示仅a，仅b，仅c，a和b两者，a和c两者，b和c两者，a、b和c的全部或其变体。
现在将在下文中参考附图来详细描述实施例。要描述的实施例是仅仅是示例性的，并且可以根据实施例进行各种修改。在以下附图中，附图中类似的附图标记表示类似的元件，并且为了清楚起见和便于说明，附图中每个元件的尺寸可能被放大。
在下文中，被描述为“上部”或“上方”不仅可以包括直接位于上方并且与其接触，而且可以包括位于上方而不与其接触。
除非上下文另外明确指出，否则单数表述包括复数表述。此外，除非明确相反地指明，否则当一部分“包括”特定的元件时，这指示也可以包括其他元件，而不是排除其他元件。
在下文中，“被串行布置”表示被布置在一条光路径上。
在下文中，“被并行布置”表示被布置在不同的光路径上。
图1是根据实施例的图像传感器4000的示意框图。参考图1，图像传感器4000可以包括像素阵列4100、时序控制器(T/C)4010、行解码器4020和输出电路4030。图像传感器4000可以包括电荷耦合器件(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，但是不限于此。
像素阵列4100可以包括多滤光器阵列4110和多检测器阵列4120。多滤光器阵列4110使不同波段的光透过，并且包括二维布置的多个多滤光器。
多检测器阵列4120包括检测已透射过所述多个多滤光器的不同波段的光的多个多检测器。具体地，多检测器阵列4120包括沿多个行和列二维布置的多检测器。
像素阵列4100可以包括二维布置的多个像素。所述多个像素中的每一个可以包括多个子像素。所述多个子像素中的每一个子像素可以包括彼此相对应的多滤光器和多检测器。可以通过各种方式实现多个像素的布置。
行解码器4020响应于从时序控制器4010输出的行地址信号，选择多检测器阵列4120中的行之一。输出电路4030以列为单位输出来自布置在被选择的行中的多个多检测器的光检测信号。为此，输出电路4030可以包括列解码器和模数转换器(ADC)。例如，输出电路4030可以包括：在列解码器和多检测器阵列4120之间根据列分别布置的多个ADC、或者在列解码器的输出端布置的一个ADC。时序控制器4010、行解码器4020和输出电路4030可以被实现为一个芯片或分离的芯片。用于处理从输出电路4030输出的图像信号的处理器可以被实现为具有时序控制器4010、行解码器4020和输出电路4030的一个芯片。
图2是根据实施例的高光谱元件10的框图。图3是示出使用图2的高光谱元件10测量光的方法的流程图。图4示出图2的第一子滤光器至第三子滤光器的透光谱和多滤光器的透光谱。图5示出图2的多滤光器的透光谱和第一子检测器至第三子检测器的光检测段。
参考图2，可以提供高光谱元件10。高光谱元件10可以包括：多滤光器100、多检测器200和光谱处理器300。多滤光器100和多检测器200可以分别被包括在参考图1描述的多滤光器阵列(图1的4100)和多检测器阵列(图1的4120)中。换言之，多滤光器100可以是构成多滤光器阵列(图1的4110)的多个多滤光器中的一个，并且多检测器200可以是构成多检测器阵列(图1的4120)的多个多检测器中的一个。光谱处理器300可以与参考图1描述的处理器基本上相同。多滤光器100和多检测器200可以串行布置。在本说明书中，“串行布置”表示布置在一条光路径上。多滤光器100和多检测器200可以被布置在入射光IL的光路径上。例如，入射光IL可以依次地通过多滤光器100和多检测器200。
多滤光器100可以包括多个子滤光器102、104和106。多个子滤光器102、104和106可以具有不同的透光性质。多个子滤光器102、104和106的透光谱可以彼此不同。虽然多滤光器100被示出为包括第一子滤光器102、第二子滤光器104和第三子滤光器106，但是子滤光器的数量不受限制。在另一个实施例中，多滤光器100可以包括少于或多于三个子滤光器。多滤光器100可以发射经过滤的光FL。经过滤的光FL可以是通过多滤光器100过滤的入射光IL。经过滤的光FL可以具有根据多个子滤光器102、104和106的不同透光性质确定的多个波段。将在下文描述第一子滤光器102、第二子滤光器104、第三子滤光器106和多滤光器100的透光谱。
多检测器200可以检测经过滤的光FL。多检测器200可以包括多个子检测器202、204和206。多个子检测器202、204和206可以具有不同的光检测性质。将在下文描述多个子检测器202、204和206的光检测性质。虽然多检测器200被示出为包括第一子检测器202、第二子检测器204和第三子检测器206，但是子检测器的数量不受限制。在另一个实施例中，多检测器200可以包括少于或多于三个子检测器。第一子检测器202、第二子检测器204和第三子检测器206可以被串行布置。例如，第一子检测器202、第二子检测器204和第三子检测器206可以被依次地布置在经过滤的光FL的光路径上。
本公开的多滤光器100和多检测器200可以被设置在将在下文描述的一个子像素中。第一子滤光器至第三子滤光器102、104和106以及第一子检测器至第三子检测器202、204和206可以组合以测量一个子像素中需要的多个波段。在下文中，描述了通过高光谱元件10执行的测量多个波段的方法。
参考图3和图4，入射光IL可以被多滤光器100过滤，以生成具有第一波段、第二波段和第三波段的经过滤的光FL(操作S110)。入射光IL可以从作为测量目标的目标传播开来，并且可以入射到多滤光器100上。可以通过使入射光IL的第一波段至第三波段通过，并且从入射光IL中过滤掉不包括第一波段至第三波段的剩余波长，来获得经过滤的光FL。在图3中，示出了第一子滤光器102的透光谱T①、第二子滤光器104的透光谱T②、第三子滤光器106的透光谱T③和多滤光器100的透光谱T④。为了方便描述，将第一子滤光器至第三子滤光器102、104和106的透射率和多滤光器100的透光率表示为0或1。
第一子滤光器102的透光谱T①可以包括：第一通过波长PB1、第一使用段UB1、第1a子透光区STR1a和第1b子透光区STR1b。第一使用段UB1可以被设置在第1a子透光区STR1a和第1b子透光区STR1b之间。换言之，第1a子透光区STR1a和第1b子透光区STR1b可以是第一使用段UB1以外的区域。可以在第一使用段UB1中调整第一通过波长PB1。具有第一使用段UB1中的不包括第一通过波长PB1的剩余波长的光可以被第一子滤光器102阻挡。第一使用段UB1可以是如下波段：在该波段中，第一子滤光器102可以用作使具有特定波长的光通过的透射滤光器。
第二子滤光器104的透光谱T②可以包括第二通过波长PB2、第2a子透光区STR2a和第2b子透光区STR2b。第二使用段UB2可以被设置在第2a子透光区STR2a和第2b子透光区STR2b之间。换言之，第2a子透光区STR2a和第2b子透光区STR2b可以是第二使用段UB2以外的区域。可以在第二使用段UB2中调整第二通过波长PB2。具有第二使用段UB2中的不包括第二通过波长PB2的剩余波长的光可以被第二子滤光器104阻挡。第二使用段UB2可以是如下波段：在该波段中，第二子滤光器104可以用作使具有特定波长的光通过的透射滤光器。
第三子滤光器106的透光谱T③可以包括第三通过波长PB3、第3a子透光区STR3a和第3b子透光区STR3b。第三使用段UB3可以被设置在第3a子透光区STR3a和第3b子透光区STR3b之间。换言之，第3a子透光区STR3a和第3b子透光区STR3b可以是第三使用段UB3以外的区域。可以在第三使用段UB3之中调整第三通过波长PB3。具有第三使用段UB3中的不包括第三通过波长PB3的剩余波长的光可以被第三子滤光器106阻挡。第三使用段UB3可以是如下波段：在该波段中，第三子滤光器106可以用作使具有特定波长的光通过的透射滤光器。
第一使用段UB1可以与第2a子透光区STR2a和第2b子透光区STR2b中的任意一个、以及第3a子透光区STR3a和第3b子透光区STR3b中的任意一个重叠。例如，第一使用段UB1可以与第2a子透光区STR2a和第3a子透光区STR3a重叠。示出了第一使用段UB1与第2a子透光区STR2a部分重叠并且与第3a子透光区STR3a完全重叠，但这是个示例，作为另一个示例，第一使用段UB1可以与第2a子透光区STR2a和第3a子透光区STR3a完全重叠。
第一通过波长PB1可以被确定为和与第一使用段UB1重叠的第2a子透光区STR2a和第2b子透光区STR2b中的任意一个、以及第3a子透光区STR3a和第3b子透光区STR3b中的任意一个完全重叠。例如，第一通过波长PB1可以与第2a子透光区STR2a和第3a子透光区STR3a完全重叠。第二使用段UB2可以与第1a子透光区STR1a和第1b子透光区STR1b中的任意一个、以及第3a子透光区STR3a和第3b子透光区STR3b中的任意一个重叠。例如，第二使用段UB2可以与第1b子透光区STR1b和第3a子透光区STR3a重叠。示出了第二使用段UB2与第1b子透光区STR1b和第3a子透光区STR3a中的每一个部分重叠，但这仅是示例。作为另一个示例，第二使用段UB2可以与第1b子透光区STR1b和第3a子透光区STR3a完全重叠。
第二通过波长PB2可以被确定为与第1a子透光区STR1a和与第二使用段UB2重叠的第1b子透光区STR1b中的任意一个、以及第3a子透光区STR3a和第3b子透光区STR3b中的任意一个完全重叠。例如，第二通过波长PB2可以与第1b子透光区STR1b和第3a子透光区STR3a完全重叠。
第三使用段UB3可以与第1a子透光区STR1a和第1b子透光区STR1b中的任意一个、以及第2a子透光区STR2a和第2b子透光区STR2b中的任意一个重叠。例如，第三使用段UB3可以与第2b子透光区STR2b和第1b子透光区STR1b重叠。示出了第三使用段UB3与第1b子透光区STR1b完全重叠并且与第2b子透光区STR2b部分重叠，但这仅是示例。作为另一个示例，第三使用段UB3可以与第2b子透光区STR2b和第1b子透光区STR1b完全重叠。
第三通过波长PB3可以被确定为与第1a子透光区STR1a和与第三使用段UB3重叠的第1b子透光区STR1b以及第2a子透光区STR2a中的任意一个、以及第2a子透光区STR2a和第2b子透光区STR2b中的任意一个完全重叠。例如，第三通过波长PB3可以与第1b子透光区STR1b和第2b子透光区STR2b完全重叠。
第1a子透光区STR1a、第2a子透光区STR2a和第3a子透光区STR3a可以包括重叠区域。例如，第1a子透光区STR1a、第2a子透光区STR2a和第3a子透光区STR3a彼此重叠的区域可以与第1a子透光区STR1a基本上相同。第1b子透光区STR1b、第2b子透光区STR2b和第3b子透光区STR3b可以包括重叠区域。例如，第1b子透光区STR1b、第2b子透光区STR2b和第3b子透光区STR3b彼此重叠的区域可以与第3b子透光区STR3b基本上相同。
多滤光器100的透光谱T④可以根据第一子滤光器102的透光谱T①、第二子滤光器104的透光谱T②和第三子滤光器106的透光谱T③来确定。通过多滤光器100的波长范围可以是通过第一子滤光器102、第二子滤光器104和第三子滤光器106三者的波长范围。未通过多滤光器100的波长范围可以是未通过第一子滤光器102、第二子滤光器104或第三子滤光器106中的至少一个的波长范围。
多滤光器100的透光谱T④可以包括第一最终通过波长TPB1、第二最终通过波长TPB2和第三最终通过波长TPB3。第一最终通过波长TPB1、第二最终通过波长TPB2和第三最终通过波长TPB3可以分别与第一通过波长PB1、第二通过波长PB2和第三通过波长PB3基本相同。
多滤光器100的透光谱T④可以包括：第一最终子透光区TSTR1和第二最终子透光区TSTR2。第一最终子透光区TSTR1可以与第1a子透光区STR1a、第2a子透光区STR2a和第3a子透光区STR3a三者重叠的区域基本相同。例如，第一最终子透光区TSTR1可以与第1a子透光区STR1a基本相同。第二最终子透光区TSTR2可以与第1b子透光区STR1b、第2b子透光区STR2b和第3b子透光区STR3b三者重叠的区域基本相同。例如，第二最终子透光区TSTR2可以与第3b子透光区STR3b基本相同。
第一最终子透光区TSTR1和第二最终子透光区TSTR2之间的波段可以被称为最终使用段TUB。最终使用段TUB可以是如下波段：在该波段中，多滤光器100可以用作使具有特定波长的光通过的透射滤光器。最终使用段TUB可以是第一使用段UB1、第二使用段UB2和第三使用段UB3的总和。最终使用段TUB可以比第一使用段UB1、第二使用段UB2和第三使用段UB3中的每一个更宽。
本公开可以提供具有比子滤光器102、104或106之一更宽的使用段的多滤光器100。
参考图3和图5，可以提供多滤光器100的透光谱T④、第一子检测器202的第一光检测段DB1、第二子检测器204的第二光检测段DB2和第三子检测器206的第三光检测段DB3。第一子检测器至第三子检测器202、204和206可以分别检测经过滤的光FL，并且生成第一通道信号、第二通道信号和第三通道信号(操作S120)。第一光检测段至第三光检测段DB1、DB2和DB3可以分别是可由第一子检测器202检测的波段、可由第二子检测器204检测的波段和可由第三子检测器206检测的波段。第一光检测段至第三光检测段DB1、DB2和DB3可以彼此重叠。例如，第二光检测段DB2和第三光检测段DB3可以被包括在第一光检测段DB1中，并且第三光检测段DB3可以被包括在第二光检测段DB2中。在一个示例中，第一光检测段至第三光检测段DB1、DB2和DB3可以被设置在第一最终子透光区TSTR1和第二最终子透光区TSTR2之间。第一光检测段至第三光检测段DB1、DB2和DB3不会检测到具有第一最终子透光区TSTR1和第二最终子透光区TSTR2中的波长的光。第一光检测段DB1可以包括第一最终通过波长TPB1、第二最终通过波长TPB2和第三最终通过波长TPB3。第一最终通过波长至第三最终通过波长TPB1、TPB2和TPB3可以被第一子检测器202检测。第一子检测器202可以生成关于第一最终通过波长至第三最终通过波长TPB1、TPB2和TPB3的第一通道信号。第一通道信号可以是关于第一最终通过波长TBP1、第二最终通过波长TBP2和第三最终通过波长TBP3的电信号。第一子检测器202可以将第一通道信号提供给光谱处理器300。
第二光检测段DB2可以包括第二最终通过波长TPB2和第三最终通过波长TBP3，而可以不包括第一最终通过波长TBP1。第二最终通过波长TPB2和第三最终通过波长TPB3可以被第二子检测器204检测。第二子检测器204可以生成关于第二最终通过波长TPB2和第三最终通过波长TBP3的第二通道信号。第二通道信号可以是关于第二最终通过波长TBP2和第三最终通过波长TBP3的电信号。第二子检测器204可以将第二通道信号提供给光谱处理器300。
第三光检测段DB3可以包括第三最终通过波长TPB3，而可以不包括第一最终通过波长TBP1和第二最终通过波长TPB2。第三最终通过波长TPB3可以被第三子检测器206检测。第三子检测器206可以生成关于第三通过波长的第三通道信号。第三通道信号可以是关于第三通过波长的电信号。第三子检测器206可以将第三通道信号提供给光谱处理器300。
光谱处理器300可以基于第一通道信号至第三通道信号，生成与具有第一最终通过波长TBP1的光、具有第二最终通过波长TBP2的光和具有第三最终通过波长TBP3的光的强度有关的信息(操作S130)。
本公开可以提供包括串行布置的多个子滤光器102、104和106的多滤光器100。多滤光器100的最终使用段TUB可以等于多个子滤光器102、104和106的第一使用段UB1、第二使用段UB2和第三使用段UB3的总和。多滤光器100可以具有比子滤光器102、子滤光器104和子滤光器106中的每一个的可使用带宽更宽的可使用带宽。本公开的多检测器200可以包括多个子检测器202、204和206，以检测具有多个波长的多个光。多个子检测器202、204、206可以被布置在一个子像素之中。因此，一个子像素可以具有大面积。因此，高光谱元件10可以具有高分辨率。
图6是根据实施例的高光谱元件12的截面图。
参考图6，可以提供高光谱元件12。高光谱元件12可以包括多检测器210、光阻挡层ST、多滤光器110、微透镜ML和光谱处理器300。多检测器210和多滤光器110可以与参考图2至图5描述的那些具有基本上相同的性质。
衬底1可以包括半导体材料。例如，衬底1可以是硅(Si)衬底、锗(Ge)衬底或硅锗(SiGe)衬底。衬底1可以包括电子器件。电子器件可以形成处理器，该处理器控制多检测器210并且从多检测器210接收通道信号。例如，多检测器210可以电连接到电子器件。
多检测器210的光检测性质可以与参考图2至图5描述的多检测器200的光检测性质基本上相同。多检测器210可以包括交替地堆叠的多个p型层PL和多个n型层NL。在图6中，示出两个p型层PL和两个n型层NL作为示例。两个p型层PL和两个n型层NL可以被交替地堆叠，以形成三个光电二极管PD1、PD2和PD3。按照与多滤光器110的距离从最近到最远的顺序的三个光电二极管PD1、PD2和PD3可以被称为第一光电二极管PD1、第二光电二极管PD2和第三光电二极管PD3。
第一光电二极管至第三光电二极管PD1、PD2和PD3的光检测性质可以分别与第一子检测器至第三子检测器202、204和206的光检测性质基本上相同。第一光电二极管PD1、第二光电二极管PD2和第三光电二极管PD3可以分别生成第一通道信号、第二通道信号和第三通道信号。第一光电二极管至第三光电二极管PD1、PD2和PD3可以将第一通道信号至第三通道信号提供给光谱处理器300。光谱处理器300可以基于第一通道信号至第三通道信号，生成与具有不同波长的光的强度有关的信息。
光阻挡层ST可以被设置在多检测器210的侧边。光阻挡层ST可以防止多检测器210检测不想要的光。光阻挡层ST可以包括阻挡光的材料。例如，光阻挡层ST可以包括非晶硅或非晶锗。
多滤光器110可以被设置在多检测器210上。多滤光器110的透光性质可以与参考图2至图5描述的多滤光器110的透光性质的基本上相同。多滤光器110可以包括多个子滤光器112、114和116。示出第一子滤光器112、第二子滤光器114和第三子滤光器116作为示例。第一子滤光器至第三子滤光器112、114和116的透光性质可以分别与第一子检测器至第三子检测器202、204和206的光检测性质基本上相同。第一至第三子滤光器112、114和116可以串行布置。例如，第三子滤光器116、第二子滤光器114和第一子滤光器112可以从多检测器210的与衬底1侧相反的一侧上顺序地堆叠。然而，第一子滤光器至第三子滤光器112、114和116的堆叠顺序不受限制。第一子滤光器112、第二子滤光器114和第三子滤光器116的位置可以彼此交换。
第一子滤光器至第三子滤光器112、114和116均可以包括分布式布拉格反射器滤光器(在下文中称为DBR滤光器)。例如，第一子滤光器至第三子滤光器112、114和116中的每一个可以包括交替地堆叠的第一折射率层和第二折射率层。第一折射率层和第二折射率层可以具有不同的折射率。例如，第一折射率层和第二折射率层均可以包括SiO2和TiO2。例如，第一折射率层和第二折射率层均可以包括SiO2和Si3N4。DBR滤光器可以根据第一折射率层和第二折射率层的厚度调整透光性质。第一子滤光器112的第一折射率层和第二折射率层的厚度、第二子滤光器114的第一折射率层和第二折射率层的厚度、以及第三子滤光器116的第一折射率层和第二折射率层的厚度可以彼此不同。例如，第一子滤光器112的第一折射率层和第二折射率层的厚度、第二子滤光器114的第一折射率层和第二折射率层的厚度、以及第三子滤光器116的第一折射率层和第二折射率层的厚度可以被确定为具有分别由子滤光器112、114和116所需要的透光谱。
微透镜ML可以被设置在多滤光器110上。微透镜ML可以接收入射光IL并且将入射光IL收集到多滤光器110中。例如，微透镜ML可以使入射光IL折射。
本公开可以提供具有高分辨率和宽带性质的高光谱元件12。
图7是图6的第一子滤光器112至第三子滤光器116的透光谱曲线图。图8是图6的多滤光器110的透光谱。
参考图7，可以提供第一子滤光器112的第一透光谱DBR1、第二子滤光器114的第二透光谱DBR2和第三子滤光器116的第三透光谱DBR3。参考第一透光谱DBR1，通过波长可以是约570纳米(nm)，并且使用段是从约490纳米(nm)至约470纳米(nm)到约720纳米(nm)。参考第二透光谱DBR2，通过波长可以是约450纳米(nm)，并且使用段是从约350纳米到约550纳米(nm)。参考第三透光谱DBR3，通过波长可以是约760纳米(nm)，并且使用段是从约600纳米(nm)到约900纳米(nm)。
参考图8，可以提供通过第一子滤光器至第三子滤光器112、114和116的组合所配置的多滤光器110的透光谱SS。多滤光器110的透光谱SS可以根据第一子滤光器至第三子滤光器112、114和116的透光谱DBR1、DBR2和DBR3来确定。例如，对于第一透光谱DBR1中的透射值为0的特定波长，即使在第二透光谱DBR2和第三透光谱DBR3中透射值不为0，在多滤光器110的透光谱SS中的透射值也可以是0。
用于第一透光谱DBR1的波段、用于第二透光谱DBR2的波段、以及用于第三透光谱DBR3的波段可以是相继的波段。因此，多滤光器110的最终使用段是从作为第二透光谱DBR2的使用段的下限的约350纳米(nm)到作为第三透光谱DBR3的使用段的上限的约900纳米(nm)。多滤光器110的透光谱SS的透射波长可以是约450纳米(nm)、约570纳米(nm)和约760纳米(nm)。
图9是根据实施例的高光谱元件14的截面图。图10至图13是根据图9的高光谱元件14的实施例的多滤光器120的透视图。为了简洁起见，可以不给出与参考图6给出的描述基本上相同的描述。
参考图9，可以提供高光谱元件14。高光谱元件14可以包括衬底1、多检测器210、光阻挡层ST、多滤光器120、微透镜ML和光谱处理器300。衬底1、多检测器210、光阻挡层ST、微透镜ML和光谱处理器300可以与参考图6描述的对应元件基本上相同。
多滤光器120的透光性质可以与参考图2至图5描述的多滤光器100的透光性质的基本上相同。多滤光器120可以包括第一反射层RL1、第二反射层RL2、以及设置在第一反射层RL1和第二反射层RL2之间的非对称纳米结构层ANL。
第一反射层RL1和第二反射层RL2中的每一个可以是DBR层。例如，第一反射层RL1和第二反射层RL2可以是基本上相同的DBR层。第一反射层RL1和第二反射层RL2可以具有基本上相同的光反射特性。
非对称纳米结构层ANL可以包括非对称地布置的多个纳米结构。非对称纳米结构层ANL可以透射具有由第一反射层RL1和第二反射层RL2确定的多滤光器120的使用段中的多个波长的光。
在下文中，将参考图10至图13描述包括非对称纳米结构层ANL的多滤光器的示例。
参考图10，可以提供包括第一反射层RL1、第二反射层RL2和非对称纳米结构层ANLa在内的多滤光器120a。非对称纳米结构层ANLa可以包括基层BL、多个纳米杆NR和封盖层CL。基层BL可以被设置在第一反射层RL1上。例如，基层BL可以包括诸如PC、PS和PMMA之类的聚合物或SiO2中的任意一种。
多个纳米杆NR可以非对称地布置在基层BL上。例如，基于沿与基层BL的上表面平行的方向延伸但是经过基层BL的上表面的中点的虚拟线，布置在虚拟线两侧的纳米杆NR的排列形状和/或数量可以彼此不同。多个纳米杆NR的宽度可以小于入射在非对称纳米结构层ANL上的入射光的波长。可以确定多个纳米杆NR之间的距离和多个纳米杆NR的宽度，以具有多滤光器120a所需要的透射谱。虽然公开了多个纳米杆NR具有矩形柱形状，但是多个纳米杆NR的形状不限于此。在另一个示例中，多个纳米杆NR可以具有圆形柱形状、多边形柱形状、多边形柱以外的半球形形状或多面体形状。多个纳米杆NR可以包括折射率比基层BL的折射率大的材料。例如，多个纳米杆NR可以包括单晶硅、多晶硅(多晶Si)、非晶硅(非晶Si)、Si3N4、GaP、TiO2、AlSb、AlAs、AlGaAs、AlGaInP、BP和ZnGeP2中的任意一种。
封盖层CL可以被设置在基层BL和多个纳米杆NR上。封盖层CL可以包括折射率比多个纳米杆NR的折射率小的材料。例如，封盖层CL可以包括诸如PC、PS和PMMA之类的聚合物和SiO2中的任意一种。
参考图11，可以提供包括第一反射层RL1、第二反射层RL2和非对称纳米结构层ANLb在内的多滤光器120b。非对称纳米结构层ANLb可以包括基层BL、多个纳米孔NH和封盖层CL。与参考图9的描述不同，多个纳米孔NH可以被设置在基层BL中。多个纳米孔NH可以穿透基层BL。例如，多个纳米孔NH可以沿垂直于基层BL的上表面的方向延伸。多个纳米孔NH可以被非对称地布置。例如，基于沿与基层BL的上表面平行的方向延伸但是经过基层BL的上表面的中点的虚拟线，布置在虚拟线的两侧纳米孔NH的排列形状和/或数量可以彼此不同。多个纳米孔NH的宽度可以小于入射在非对称纳米结构层ANLb上的入射光的波长。可以确定多个纳米孔NH之间的距离和多个纳米孔NH的宽度，以具有多滤光器120b所需要的透射谱。公开了具有圆形柱形状的多个纳米孔NH，但是多个纳米孔NH的形状不限于此。在另一个示例中，多个纳米孔NH可以具有多边形柱形状、多边形柱以外的半球形形状或多面体形状。
封盖层CL可以被设置在基层BL上。基层BL的材料和封盖层CL的材料可以与参考图9描述的那些基本上相同。
参考图12，可以提供包括第一反射层RL1、第二反射层RL2和非对称纳米结构层ANLc在内的多滤光器120c。非对称纳米结构层ANLc可以包括基层BL、多个纳米杆NR、多个纳米孔NH和封盖层CL。与参考图9和图10的那些描述不同，可以同时设置多个纳米杆NR和多个纳米孔NH。多个纳米杆NR和多个纳米孔NH可以被非对称地布置。基层BL、多个纳米杆NR、多个纳米孔NH和封盖层CL可以与参考图9和图10描述的那些基本上相同。
参考图13，可以提供包括第一反射层RL1、第二反射层RL2和非对称纳米结构层ANLd在内的多滤光器120d。非对称纳米结构层ANLd可以包括基层BL、多个纳米条NS和封盖层CL。基层BL和封盖层CL可以与参考图8描述的那些基本上相同。多个纳米条NS可以被没置在基层BL上。多个纳米条NS可以非对称地布置在基层BL上。例如，基于沿与基层BL的上表面平行的方向延伸但是经过基层BL的上表面的中点的虚拟线，布置在虚拟线的两侧纳米条NS的排列形状和/或数量可以彼此不同。多个纳米条NS可以在与基层BL的上表面平行的第一方向DR1上延伸。多个纳米条NS的宽度可以小于入射在非对称纳米结构层ANLd上的入射光的波长。本公开的高光谱元件14可以具有高分辨率。
图14是图9的多滤光器的透光谱。
参考图14，多滤光器的透光谱可以具有第一通过波长λ1和第二通过波长λ2。第一通过波长λ1可以是约580纳米(nm)，并且第二通过波长λ2可以是约600纳米(nm)。多滤光器的透光谱的使用段可以是约490纳米(nm)至约680纳米(nm)。
图15是根据实施例的高光谱元件16的截面图。为了描述的简洁，可以不给出与参考图6和图9描述的基本上相同的描述。
参考图15，可以提供高光谱元件16。高光谱元件16可以包括衬底1、多检测器210、光阻挡层ST、多滤光器130、微透镜ML和光谱处理器300。衬底1、多检测器210、光阻挡层ST、微透镜ML和光谱处理器300可以与参考图6描述的对应元件基本上相同。
多滤光器130可以包括第一子滤光器132、第二子滤光器134和第三子滤光器136。第一子滤光器至第三子滤光器132、134和136中的每一个可以与参考图9描述的包括非对称纳米结构层ANL的多滤光器基本上相同。第一至第三子滤光器132、134和136可以串行布置。第一至第三子滤光器132、134和136可以具有不同的高度。例如，子滤光器132、134或136设置得离微透镜ML越远，则子滤光器132、134或136的高度越高。第一至第三子滤光器132、134和136可以具有不同的透光谱。例如，第一子滤光器132的透光谱可以包括参考图4描述的第一子滤光器112的第一使用段UB1，同时包括如图14所示的第一使用段UB1中的两个通过波长。第二子滤光器134的透光谱可以包括参考图4描述的第二子滤光器114的第二使用段UB2，同时包括如图14所示的第二使用段UB2中的两个通过波长。第三子滤光器136的透光谱可以包括：参考图4描述的第三子滤光器116的第三使用段UB3，同时包括如图14所示的第三使用段UB3中的两个通过波长。
本公开的高光谱元件16可以具有宽带性质和高分辨率性质。
图16是根据实施例的高光谱元件18的截面图。为了描述的简洁，可以不给出与参考图6和图15描述的基本上相同的描述。
参考图16，可以提供高光谱元件18。高光谱元件18可以包括衬底1、多检测器220、光阻挡层ST、多滤光器130、微透镜ML和光谱处理器300。衬底1、光阻挡层ST、微透镜ML和光谱处理器300可以与参考图6分别描述的衬底1、光阻挡层ST、微透镜ML和光谱处理器300基本上相同。多滤光器130可以与参考图15描述的多滤光器130基本上相同。
与参考图6的描述不同，多检测器220还可以包括紫外线检测器UD和红外线检测器IRD。例如，紫外线检测器UD可以被设置在p层PL和n层NL的堆叠结构与多滤光器110之间，并且红外线检测器IRD可以被设置在p层PL和n层NL的堆叠结构与衬底1之间。
本公开可以测量可见光区、紫外线区域和红外线区域中的光，并且提供具有宽带性质和高分辨率性质的高光谱元件18。
图17是根据实施例的高光谱传感器20的框图。图18是图17的像素的概念框图。图19是示出使用图17的高光谱传感器20测量光的方法的流程图。图20示出图18的多滤光器的透光谱的曲线图。为了简洁起见，可以不给出与参考图2至图5描述的那些基本上相同的描述。
参考图17至图20，可以提供高光谱传感器20。高光谱传感器20可以包括像素阵列PA、光谱处理器300和主处理器1000。像素阵列PA可以包括多个像素PX。多个像素PX可以被布置在像素阵列PA中。多个像素PX可以彼此基本上相同。
如图18所示，多个像素PX中的每一个可以包括多个子像素SPX1、SPX2、SPX3和SPX4。例如，多个子像素SPX1、SPX2、SPX3和SPX4包括第一子像素SPX1、第二子像素SPX2、第三子像素SPX3和第四子像素SPX4。然而，子像素SPX1、SPX2、SPX3和SPX4的数量不受限制。在另一个示例中，一个像素PX可以包括少于四个或多于四个子像素。
可以设置第一高光谱元件SS1、第二高光谱元件SS2、第三高光谱元件SS3和第四高光谱元件SS4，分别用于第一子像素至第四子像素SPX1、SPX2、SPX3和SPX4。第一高光谱元件至第四高光谱元件SS1、SS2、SS3和SS4可以分别包括第一多检测器MD1、第二多检测器MD2、第三多检测器MD3和第四多检测器MD4。第一多检测器至第四多检测器MD1、MD2、MD3和MD4中的每一个可以对应于参考图2至图5描述的图2的多检测器200。第一多检测器至第四多检测器MD1、MD2、MD3和MD4可以彼此基本上相同。第一多检测器至第四多检测器MD1、MD2、MD3和MD4可以具有相同的光检测性质。例如，第一多检测器至第四多检测器MD1、MD2、MD3和MD4中的每一个可以与参考图2描述的多检测器200基本上相同。第一多检测器至第四多检测器MD1、MD2、MD3和MD4中的每一个可以包括：测量具有第一光检测段DB1中的波长的光的第一子检测器、测量具有第二光检测段DB2中的波长的光的第二子检测器、以及测量具有第三光检测段DB3中的波长的光的第三子检测器。第一至第三光检测段DB1、DB2和DB3可以与参考图2至图5描述的那些基本上相同。
第一高光谱元件至第四高光谱元件SS1、SS2、SS3和SS4可以分别包括第一多滤光器MF1、第二多滤光器MF2、第三多滤光器MF3和第四多滤光器MF4。第一多滤光器至第四多滤光器MF1、MF2、MF3和MF4可以彼此基本上相同。第一多滤光器至第四多滤光器MF1、MF2、MF3和MF4可以具有不同的透光性质。例如，第一多滤光器至第四多滤光器MF1、MF2、MF3和MF4中的每一个可以包括参考图2描述的三个子滤光器。第一多滤光器至第四多滤光器MF1、MF2、MF3和MF4可以对入射光IL进行过滤，以分别生成经过滤的第一光FL1、经过滤的第二光FL2、经过滤的第三光FL3和经过滤的第四光FL4(操作S210)。经过滤的第一光至经过滤的第四光FL1、FL2、FL3和FL4可以具有不同的光谱。在下文中，描述第一多滤光器至第四多滤光器MF1、MF2、MF3和MF4的透光性质。
图20的曲线图T(1)至曲线图T(4)可以分别表示第一多滤光器至第四多滤光器MF1、MF2、MF3和MF4的透光谱。参考曲线图T(1)，具有第1a最终通过波长TPB1a的光、具有第1b最终通过波长TPB1b的光、具有第1c最终通过波长TPB1c的光、具有第1a子透光区TSTR1a中的波长的光、以及具有第1b子透光区TSTR1b中的波长的光可以通过第一多滤光器MF1。
参考曲线图T(2)，具有第2a最终通过波长TPB2a的光、具有第2b最终通过波长TPB2b的光、具有第2c最终通过波长TPB2c的光、具有第2a子透光区TSTR2a中的波长的光、以及具有第2b子透光区TSTR2b中的波长的光可以通过第二多滤光器MF2。
参考曲线图T(3)，具有第3a最终通过波长TPB3a的光、具有第3b最终通过波长TPB3b的光、具有第3c最终通过波长TPB3c的光、具有第3a子透光区TSTR3a中的波长的光、以及具有第3b子透光区TSTR3b中的波长的光可以通过第三多滤光器MF3。
参考曲线图T(4)，具有第4a最终通过波长TPB4a的光、具有第4b最终通过波长TPB4b的光、具有第4c最终通过波长TPB4c的光、具有第4a子透光区TSTR4a中的波长的光、以及具有第4b子透光区TSTR4b中的波长的光可以通过第四多滤光器MF4。
第1a最终通过波长TPB1a、第2a最终通过波长TPB2a、第3a最终通过波长TPB3a、第4a最终通过波长TPB4a、第1b最终通过波长TPB1b、第2b最终通过波长TPB2b、第3b最终通过波长TPB3b、第4b最终通过波长TPB4b、第1c最终通过波长TPB1c、第2c最终通过波长TPB2c、第3c最终通过波长TPB3c、以及第4c最终通过波长TPB4c可以是位于第一光检测段DB1中的不同波长。第1b最终通过波长TPB1b、第2b最终通过波长TPB2b、第3b最终通过波长TPB3b、第4b最终通过波长TPB4b、第1c最终通过波长TPB1c、第2c最终通过波长TPB2c、第3c最终通过波长TPB3c、以及第4c最终通过波长TPB4c可以是位于第二光检测段DB2中的不同波长。第1c最终通过波长TPB1c、第2c最终通过波长TPB2c、第3c最终通过波长TPB3c和第4c最终通过波长TPB4c可以是位于第三光检测段DB3中的不同波长。
第一多检测器至第四多检测器MD1、MD2、MD3和MD4可以检测经过滤的光，以生成通道信号(操作S220)。第一多检测器MD1的第一子检测器MD1a可以检测第1a最终通过波长至第1c最终通过波长TBP1a、TPB1b和TPB1c，以生成第1a通道信号。第一多检测器MD1的第一子检测器MD1a可以将第1a通道信号提供给光谱处理器300。第一多检测器MD1的第二子检测器MD1b可以检测第1b最终通过波长TPB1b和第1c最终通过波长TPB1c，以生成第1b通道信号。第一多检测器MD1的第二子检测器MD1b可以将第1b通道信号提供给光谱处理器300。第一多检测器MD1的第三子检测器MD1c可以感测第1c最终通过波长TBP1c，以生成第1c通道信号。第一多检测器MD1的第三子检测器MD1c可以将第1c通道信号提供给光谱处理器300。
第二多检测器MD2的第一子检测器MD2a可以检测第2a最终通过波长至第2c最终通过波长TPB2a、TPB2b和TPB2c，以生成第2a通道信号。第二多检测器MD2的第一子检测器MD2a可以将第2a通道信号提供给光谱处理器300。第二多检测器MD2的第二子检测器MD2b可以检测第2b最终通过波长TPB2b和第2c最终通过波长TPB2c，以生成第2b通道信号。第二多检测器MD2的第二子检测器MD2b可以将第2b通道信号提供给光谱处理器300。第二多检测器MD2的第三子检测器MD2c可以检测第2c最终通过波长TBP2c，以生成第2c通道信号。第二多检测器MD2的第三子检测器MD2c可以将第2c通道信号提供给光谱处理器300。
第三多检测器MD3的第一子检测器MD3a可以检测第3a最终通过波长至第3c最终通过波长TPB3a、TPB3b和TPB3c，以生成第3a通道信号。第三多检测器MD3的第一子检测器MD3a可以将第3a通道信号提供给光谱处理器300。第三多检测器MD3的第二子检测器MD3b可以检测第3b最终通过波长TPB3b和第3c最终通过波长TPB3c，以生成第3b通道信号。第三多检测器MD3的第二子检测器MD3b可以将第3b通道信号提供给光谱处理器300。第三多检测器MD3的第三子检测器MD3c可以检测第3c最终通过波长TBP3c，以生成第3c通道信号。第三多检测器MD3的第三子检测器MD3c可以将第3c通道信号提供给光谱处理器300。
第四多检测器MD4的第一子检测器MD4a可以检测第4a最终通过波长至第4c最终通过波长TPB4a、TPB4b和TPB4c，以生成第4a通道信号。第四多检测器MD4的第一子检测器MD4a可以将第4a通道信号提供给光谱处理器300。第四多检测器MD4的第二子检测器MD4b可以检测第4b最终通过波长TPB4b和第4c最终通过波长TPB4c，以生成第4b通道信号。第四多检测器MD4的第二子检测器MD4b可以将第4b通道信号提供给光谱处理器300。第四多检测器MD4的第三子检测器MD4c可以感测第4c最终通过波长TBP4c，以生成第4c通道信号。第四多检测器MD4的第三子检测器MD4c可以将第4c通道信号提供给光谱处理器300。
光谱处理器300可以基于第1a通道信号至第4c通道信号，生成与具有第1a最终通过波长至第4c最终通过波长TBP1a、TBP1b、TBP1c、TBP2a、TBP2b、TBP2c、TBP3a、TBP3b、TBP3c、TBP4a、TBP4b和TBP4c的光的强度有关的信息(操作S230)。光谱处理器300可以将与具有第1a最终通过波长至第4c最终通过波长TBP1a、TBP1b、TBP1c、TBP2a、TBP2b、TBP2c、TBP3a、TBP3b、TBP3c、TBP4a、TBP4b和TBP4c的光的强度有关的信息提供给主处理器1000。
主处理器1000可以基于与光的强度有关的信息，生成高光谱信息。例如，主处理器1000可以生成高光谱图像信息。
具有三个不同波长的光可以分别由第一子像素至第四子像素SPX1、SPX2、SPX3和SPX4检测。具有十二个波段中的波长的光可以由包括第一子像素至第四子像素SPX1、SPX2、SPX3和SPX4的一个像素PX检测。
当一个子像素仅检测具有一个波长的光时，需要n子像素来检测具有n个波长的光。在高光谱传感器需要检测波长尽可能多的光的场景中，当子像素的数量增加时，每个子像素的面积减小，因此，分辨率可能降低。
本公开可以提供包括检测具有多个波长的多束光的子像素在内的高光谱传感器20。因为本公开使用比要被检测的波长的数量更少的子像素，所以可以提供具有比仅检测具有一个波长的光的一个子像素更大的面积的子像素。因此，可以提供具有高分辨率的高光谱传感器20。
本公开可以提供具有宽带性质和高分辨率性质的高光谱传感器20。
图21是根据图17的高光谱传感器20的实施例的像素的截面图。为了简洁起见，可以不给出与参考图6以及图17至图20描述的那些基本上相同的描述。
参考图21，可以提供高光谱传感器20的像素PX。像素PX可以包括：衬底1；第一多检测器至第四多检测器MD11、MD12、MD13和MD14；光阻挡层ST；第一多滤光器至第四多滤光器MF11、MF12、MF13和MF14；以及第一至第四微透镜ML。衬底1可以与参考图6描述的衬底基本上相同。
第一多检测器至第四多检测器MD11、MD12、MD13和MD14可以被设置在衬底1上。第一多检测器至第四多检测器MD11、MD12、MD13和MD14中的每一个可以与参考图6描述的多检测器200基本上相同。第一多检测器至第四多检测器MD11、MD12、MD13和MD14的光检测性质可以与参考图18至图20分别描述的第一多检测器至第四多检测器MD11、MD12、MD13和MD14的光检测性质基本上相同。
光阻挡层ST可以被设置在第一多检测器至第四多检测器MD11、MD12、MD13和MD14的侧表面上。光阻挡层ST可以将第一多检测器至第四多检测器MD11、MD12、MD13和MD14彼此隔开。光阻挡层ST可以将第一多检测器至第四多检测器MD11、MD12、MD13和MD14彼此光隔离，使得第一多检测器至第四多检测器MD11、MD12、MD13和MD14不检测不需要的光。
第一多滤光器至第四多滤光器MF11、MF12、MF13和MF14可以被分别设置在第一多检测器至第四多检测器MD11、MD12、MD13和MD14上。图20中示出的第一多滤光器至第四多滤光器MF11、MF12、MF13和MF14中的每一个可以具有与参考图14描述的多滤光器基本上相同的结构，但是这不是限制。例如，第一多滤光器至第四多滤光器MF11、MF12、MF13和MF14可以具有不同的高度，并且第一多滤光器至第四多滤光器MF11、MF12、MF13和MF14的非对称纳米结构层ANL具有不同的高度。在另一个示例中，第一多滤光器至第四多滤光器MF11、MF12、MF13和MF14中的每一个可以是图5的多滤光器110或图8的多滤光器120。第一多滤光器至第四多滤光器MF11、MF12、MF13和MF14的透光性质可以分别与参考图16至图19描述的第一多滤光器至第四多滤光器MF1、MF2、MF3和MF4的透光性质基本上相同。
平坦化层400可以被设置在第一多滤光器至第四多滤光器MF11、MF12、MF13和MF14上。平坦化层400的上表面可以平行于衬底1的上表面。例如，平坦化层400可以包括Si02。
第一微透镜至第四微透镜ML11、ML12、ML13和ML14可以被设置在平坦化层400上。第一微透镜至第四微透镜ML11、ML12、ML13和ML14可以被布置为分别对应于第一多滤光器至第四多滤光器MF11、MF12、MF13和MF14。第一微透镜至第四微透镜ML11、ML12、ML13和ML14可以分别将光收集到第一多滤光器至第四多滤光器MF11、MF12、MF13和MF14。
本公开可以提供包括检测具有多个波长的光的多个子像素SPX1、SPX2、SPX3和SPX4的像素PX。
图22是根据实施例的包括高光谱传感器的高光谱图像生成装置30的框图。为了简洁起见，可以不给出与参考图17至图21描述的那些基本上相同的描述。
参考图22，可以提供高光谱图像生成装置30。例如，高光谱图像生成装置30可以是图像传感器。高光谱图像生成装置30可以包括像素阵列PA、光谱处理器300、主处理器1000、存储器2000和显示器3000。像素阵列PA和光谱处理器300可以被称为高光谱传感器单元22。像素阵列PA和光谱处理器300可以分别与参考图16至图20描述的像素阵列PA和光谱处理器300基本上相同。像素阵列PA可以接收由测量目标提供的入射光。光谱处理器300可以生成与测量目标的位置和每个波长的光的强度有关的信息。与测量目标的位置和每个波长的光的强度有关的信息可以被称为高光谱信息。光谱处理器300可以将高光谱信息提供给主处理器1000。主处理器1000可以基于从光谱处理器300获得的高光谱信息，生成高光谱图像信息。主处理器300将高光谱图像信息提供给显示器2000。
显示器2000可以输出包括高光谱图像信息的各种类型的信息。例如，显示器2000可以显示高光谱图像信息、高光谱图像生成装置30的操作状态、以及用于选择由用户选择的功能和选项的用户界面窗口。
存储器3000存储用于高光谱图像生成装置30的操作的各种数据，例如，用于处理或控制主处理器1000的程序。例如，存储器3000可以存储由高光谱图像生成装置30驱动的多个应用程序、以及用于高光谱图像生成装置30的操作的数据和命令。存储器3000可以由主处理器1000访问，并且可以由主处理器1000来执行数据读取/写入/修改/删除/更新。存储器3000不仅可以被实现为高光谱图像生成装置30中的存储介质，也可以被实现为外部存储介质、包括USB存储器的可移动盘以及使用网络的web服务器。
本公开可以提供包括具有高光学分辨率和宽使用段的高光谱传感器单元22的高光谱图像生成装置30。
图23是示出包括图像传感器的电子设备ED01的示例的框图。
参考图23，在网络环境ED00中，电子设备ED01可以通过第一网络ED98(短程无线通信网络等)与另一个电子设备ED02通信，或者通过第二网络ED99(远程无线通信网络等)与另一个电子设备ED04和/或服务器ED08通信。电子设备ED01可以通过服务器ED08与电子设备ED04通信。电子设备ED01可以包括处理器ED20、存储器ED30、输入设备ED50、声音输出设备ED55、显示装置ED60、音频模块ED70、传感器模块ED76、接口ED77、触觉模块ED79、相机模块ED80、电源管理模块ED88、电池ED89、通信模块ED90、用户标识模块ED96和/或天线模块ED97。电子设备ED01可以省略组件中的一些(显示装置ED60等)，或者还可以包括其他组件。可以将组件中的一个或多个组件实现为集成电路。例如，传感器模块ED76(指纹传感器、虹膜传感器、照度传感器等)可以嵌入在显示装置ED60(显示器等)中。此外，当图像传感器4000包括光谱功能时，传感器模块ED76的一些功能(颜色传感器和照度传感器)可以在图像传感器4000自身而不是单独的传感器模块中实现。
处理器ED20可以配置为执行软件(程序ED40等)以控制电子设备ED01的一个或多个组件(硬件或软件组件)、连接到处理器ED20的组件，并且执行各种数据处理或计算。作为数据处理或计算的一部分，处理器ED20可以配置为将从其他组件(传感器模块ED76、通信模块ED90等)接收的命令和/或数据加载到易失性存储器ED32中，处理存储在易失性存储器ED32中的命令和/或数据，并将结果数据存储在非易失性存储器ED34中。处理器ED20可以包括主处理器ED21(中央处理单元(CPU)、应用处理器(AP)等)以及可以独立于主处理器ED21操作或与主处理器ED21一起操作的辅助处理器ED23(图形处理单元(GPU)、图像信号处理器、传感器集线器处理器、通信处理器等)。辅助处理器ED23可以使用比主处理器ED21更少的功率并且可以执行指定的功能。
当主处理器ED21处于非活动状态(休眠状态)时，辅助处理器ED23可以负责控制与电子设备ED01的组件之中的一个或多个组件(显示装置ED60、传感器模块ED76、通信模块ED90等)有关的功能和/或状态的操作，或者当主处理器ED21处于活动状态(应用执行状态)时，辅助处理器ED23可以与主处理器ED21一起执行统一操作。辅助处理器ED23(图像信号处理器、通信处理器等)可以实现为其他功能上相关的组件(相机模块ED80、通信模块ED90等)的一部分。
存储器ED30可以存储电子设备ED01的组件(处理器ED20、传感器模块ED76等)所需的各种数据。所述各种数据可以包括例如软件(程序ED40等)和与软件有关的命令的输入数据和/或输出数据。存储器ED30可以包括易失性存储器ED32和/或非易失性存储器ED34。非易失性存储器ED32可以包括固定地安装在电子设备ED01中的内部存储器ED36和可拆卸的外部存储器ED38。
可以将程序ED40作为软件存储在存储器ED30中，并且可以包括操作系统ED42、中间件ED44和/或应用ED46。
输入设备ED50可以从电子设备ED01的外部接收要由电子设备ED01的组件(处理器ED20等)使用的命令和/或数据。输入设备ED50可以包括麦克风、鼠标、键盘和/或数字笔(手写笔等)。
声音输出设备ED55可以向电子设备ED01的外部输出声音信号。声音输出设备ED55可以包括扬声器和/或听筒。扬声器可以用于诸如多媒体播放或录制播放之类的通用目的，听筒可以用于接收来电。听筒可以耦接到扬声器作为扬声器的一部分或者可以被实现为独立的设备。
显示装置ED60可以可视地向电子设备ED01的用户提供信息。显示装置ED60可以包括显示器、全息设备、或用于控制投影仪和相应设备的控制电路。显示装置ED60可以包括配置为检测触摸操作的触摸电路和/或配置为测量通过触摸操作所生成的力的强度的传感器电路(压力传感器等)。
音频模块ED70可以将声音转换为电信号，或者将电信号转换为声音。音频模块ED70可以经由输入设备ED50获得声音，或者可以经由声音输出设备ED55和/或直接地或无线地连接到电子设备ED01的电子设备(电子设备ED02等)的扬声器和/或耳机输出声音。
传感器模块ED76可以检测电子设备ED01的操作状态(功率、温度等)或外部环境状态(用户状态等)，并且可以生成与所检测的状态相对应的电信号和/或数据值。传感器模块ED76可以包括手势传感器、陀螺仪传感器、大气传感器、磁性传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外(IR)传感器、生物特征传感器、温度传感器、湿度传感器和/或照度传感器。
接口ED77可以支持一个或多个指定的协议，所述指定的协议用于电子设备ED01直接或无线连接到另一个电子设备(电子设备ED02等)。接口ED77可以包括高清晰度多媒体接口(HDMI)接口、通用串行总线(USB)接口、SD卡接口和/或音频接口。
连接端子ED78可以包括连接器，电子设备ED01可以通过该连接器物理连接到另一电子设备(电子设备ED02等)。连接端子ED78可以包括HDMI连接器、USB连接器、SD卡连接器和/或音频连接器(耳机连接器等)。
触觉模块ED79可以将电信号转换为用户可经由触觉或运动感觉识别的机械刺激(振动、运动等)或电刺激。触觉模块ED79可以包括电机、压电设备和/或电刺激设备。
相机模块ED80可以捕获静止图像和视频。相机模块ED80可以包括：包括一个或多个透镜的透镜组件、图1的图像传感器1000、图像信号处理器和/或闪光灯。相机模块ED80中包括的透镜组件可以收集从要捕获其图像的目标发射的光。
电源管理模块EDg8可以管理供应给电子设备ED01的电力。电源管理模块ED88可以实现为电源管理集成电路(PMIC)的一部分。
电池ED89可以向电子设备ED01的组件供电。电池ED89可以包括不可再充电主电池、可再充电二重电池和/或燃料电池。
通信模块ED90可以支持在电子设备ED01和其他电子设备(电子设备ED02、电子设备ED04、服务器ED08等)之间建立(有线)通信信道和/或无线通信信道，并通过所建立的通信信道执行通信。通信模块ED90可以包括一个或多个通信处理器，其独立于处理器ED20(应用处理器等)操作并且支持直接通信和/或无线通信。通信模块ED90可以包括无线通信模块ED92(蜂窝通信模块、短程无线通信模块、全球导航卫星系统(GNSS)通信模块等)和/或有线通信模块ED94(局域网(LAN)通信模块、电力线通信模块等)。这些通信模块之中的对应通信模块可以通过第一网络ED98(诸如蓝牙、WiFi直连或红外数据协会(IrDA)之类的短程无线通信网络)或第二网络ED99(诸如蜂窝网络、互联网或计算机网络(LAN、WAN等)之类的远程通信网络)与其他电子设备通信。上述各种类型的通信模块可以集成为单个组件(单个芯片等)或实现为多个组件(多个芯片)。无线通信模块ED92可以通过使用存储在用户标识模块ED96中的用户信息(国际移动用户标识(IMSI)等)在第一网络ED98和/或第二网络ED99中识别和认证电子设备ED01。
天线模块ED97可以向外部(其他电子设备等)发射信号和/或功率或从外部接收信号和/或功率。天线可以包括：发射器，包括在基板(印刷电路板(PCB)等)上形成的导电图案。天线模块ED97可以包括一个天线或多个天线。当天线模块ED97包括多个天线时，可以选择适合于在诸如第一网络ED98和/或第二网络ED99之类的通信网络中使用的通信方法的适当的天线。通过所选择的天线，可以在通信模块ED90和其他电子设备之间发射或接收信号和/或功率。除了天线之外，可以在天线模块ED97中包括另一个组件(射频集成电路(RFIC)等)。
电子设备ED01的组件中的一个或多个组件可以通过在外围设备之中执行的通信方法(总线、通用输入和输出(GPIO)、串行外围总线(SPI)、移动工业处理器接口(MIPI)等)彼此连接并且彼此交换信号(命令、数据等)。
可以通过连接到第二网络ED99的服务器ED08在电子设备ED01和另一个外部电子设备ED04之间发送或接收命令或数据。其他电子设备ED02和ED04可以是与电子设备ED01同种或不同种类型的电子设备。在电子设备ED01中执行的所有操作或一部分操作可以由其他电子设备ED02、ED04和ED08中的一个或多个执行。例如，当电子设备ED01必须执行功能或服务时，代替直接执行该功能或服务，可以请求一个或多个其他电子设备执行该功能或服务的一部分或全部。接收所述请求的一个或多个电子设备可以执行与所述请求有关的附加的功能或服务，并且可以将执行的结果发送到电子设备ED01。为此，可以使用云计算、分布式计算和/或客户端-服务器计算技术。
图24是示出图23的相机模块ED80的示意框图。
参考图24，相机模块ED80可以包括透镜组件CM10、闪光灯CM20、图像传感器4000(图1)、图像稳定器CM40、存储器CM50(缓冲器存储器等)和/或图像信号处理器CM60。透镜组件CM10可以收集从作为图像捕获的目标的主体发射的光。相机模块ED80可以包括多个透镜组件CM10，并且在这种情况下，相机模块ED80可以包括双相机、360度相机或球形相机。多个透镜组件CM10中的一些可以具有相同的透镜属性(视角、焦距、AF、F数、光学变焦等)或者可以具有不同的透镜属性。透镜组件CM10可以包括广角透镜或远摄透镜。
闪光灯CM20可以发射用于增强从主体发射或反射的光的光。闪光灯CM20可以包括一个或多个发光二极管(红色-绿色-蓝色(RGB)LED、白色LED、红外线LED、紫外线LED等)和/或氙灯。图像传感器1000可以是图1中描述的图像传感器1000，并且可以通过将从主体发射或反射并且透射过透镜组件CM10的光转换为电信号来获得与该主体相对应的图像。图像传感器1000可以包括从具有不同的属性的图像传感器(例如RGB传感器、黑白(BW)传感器、IR传感器或UV传感器)选择的一个或多个传感器。图像传感器1000中包括的传感器中的每个传感器可以被实现为电荷耦合器件(CCD)传感器和/或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。
图像稳定器CM40可以响应于相机模块ED80或包括相机模块ED80的电子设备ED01的移动，在特定方向上移动透镜组件CM10或图像传感器4000中包括的一个或多个透镜或控制图像传感器4000的操作特性(调整读出时序等)，以补偿由于移动引起的负面影响。图像稳定器CM40可以使用设置在相机模块ED80的内部或外部的陀螺仪传感器(未示出)或加速度传感器(未示出)来检测相机模块ED80或电子设备ED01的移动。图像稳定器CM40可以以光学形式实现。
存储器CM50可以存储通过图像传感器4000获得的图像的一部分或全部数据，用于接下来的图像处理操作。例如，当在高速下获得多个图像时，所获得的原始数据(拜尔图案数据、高分辨率数据等)可以存储在存储器CM50中，并且可以仅显示低分辨率图像，然后可以向图像信号处理器CM60发送所选择(用户所选择等)的图像的原始数据。存储器CM50可以集成到电子设备ED01的存储器ED30中或者可以配置为独立操作的单独的存储器。
图像信号处理器CM60可以对通过图像传感器4000获得的图像或存储在存储器CM50中的图像数据执行图像处理操作。所述图像处理可以包括深度图生成、3D建模、全景生成、特征点提取、图像合成和/或图像补偿(降噪、分辨率调整、亮度调整、模糊、锐化、柔化等)。图像信号处理器CM60可以执行对相机模块ED80中包括的组件(图像传感器4000等)的控制(曝光时间控制或读出时序控制等)。由图像信号处理器CM60处理的图像可以被再次存储到存储器CM50中用于进一步处理，或者可以被提供给相机模块ED80的外部组件(存储器ED30、显示装置ED60、电子设备ED02、电子设备ED04、服务器ED08等)。图像信号处理器CM60可以集成到处理器ED20或者可以配置为独立于处理器ED20操作的分离的处理器。当图像信号处理器CM60配置为与处理器ED20分离的处理器时，由图像信号处理器CM60处理的图像可以经历处理器ED20的附加的图像处理，然后通过显示装置ED60显示。
电子设备ED01可以包括具有不同属性或功能的多个相机模块ED80。在这种情况下，多个相机模块ED80中的一个相机模块可以是广角相机，并且其他相机模块可以是远摄相机。类似地，多个相机模块ED80中的一个相机模块可以是前置相机，并且其他相机模块可以是后置相机。
图25至图34示出根据实施例的应用图像传感器4000的电子设备的各种示例。
根据实施例的图像传感器4000可以应用于图25所示的移动电话或智能电话5100m、图26所示的平板计算机或智能平板计算机5200、图27所示的数字相机或录像机5300、图28所示的膝上型计算机5400或图29所示的电视机或智能电视机5500等。例如，智能电话5100m或智能平板计算机5200可以包括均包括高分辨率图像传感器的多个高分辨率相机。通过使用高分辨率相机，可以提取图像中的目标的深度信息、可以调整图像的失焦或可以自动识别图像中的对象。
此外，图像传感器4000可以应用于图30所示的智能冰箱5600、图31所示的监视相机5700、图32所示的机器人5800、图33所示的医用相机5900等。例如，智能冰箱5600可以通过使用图像传感器自动识别冰箱中的食品，并且可以通过智能电话通知用户存在特定种类的食品、放入或取出的食品的种类等。此外，监视相机5700可以通过使用高灵敏度来提供超高分辨率图像并且可以使用户能够识别甚至是在黑暗环境中的图像中的物体或人。机器人5800可以进入到人不可以直接进入的灾害或工业地点，以向用户提供高分辨率图像。医用相机5900可以提供用于诊断或手术的高分辨率图像，并且可以动态地调整视野。
此外，图像传感器4000可以应用于图34所示的车辆6000。车辆6000可以包括布置在各个位置上的多个车用相机6010、6020、6030和6040。车用相机6010、6020、6030和6040中的每一个可以包括根据实施例的图像传感器。车辆6000可以通过使用多个车用相机6010、6020、6030和6040向驾驶员提供关于车辆6000的内部或车辆6000的周围的各种信息，并且可以通过自动识别图像中的物体或人向驾驶员提供自动行进所需要的信息。
本公开可以提供具有高分辨率和宽带特性的高光谱元件。
本公开可以提供具有高分辨率和宽带特性的高光谱传感器。
本公开可以提供具有高分辨率和宽带特性的高光谱图像生成装置。
然而，实施例的效果不限于上述公开。
上述示例性实施例仅仅作为示例而不应被解释为限制。本教导可以被容易地应用于其他类型的装置。此外，对示例性实施例的描述意在是说明性的，而不是为了限制权利要求的范围，并且本领域技术人员将清楚多种替代、修改和变化。

Claims (24)

1.一种高光谱元件，包括：
多滤光器，包括，
第一子滤光器，使具有第一波长的第一波长光通过，以及
第二子滤光器，使具有第二波长的第二波长光通过，所述第二波长与所述第一波长不同；以及
多检测器，配置为检测所述第一波长光和所述第二波长光，
其中，所述第一子滤光器和所述第二子滤光器串行布置在入射到所述多滤光器上的入射光的光路径中。
2.根据权利要求1所述的高光谱元件，其中，
所述第一子滤光器的透光谱包括第一使用段和所述第一使用段之外的第一子透光区，
其中，所述第二子滤光器的透光谱包括第二使用段和所述第二使用段之外的第二子透光区，
其中，所述第一波长被包括在所述第一使用段和所述第二子透光区中，并且
其中，所述第二波长被包括在所述第二使用段和所述第一子透光区中，
其中，所述第一子滤光器被配置为从所述第一使用段过滤掉所述第一波长以外的第一剩余波长，并且所述第二子滤光器被配置为从所述第二使用段过滤掉所述第二波长以外的第二剩余波长。
3.根据权利要求2所述的高光谱元件，其中，所述第一使用段与所述第二使用段部分地重叠。
4.根据权利要求1所述的高光谱元件，其中，所述多检测器包括：
第一子检测器，包括与所述第一波长和所述第二波长重叠的第一光检测段；以及
第二子检测器，包括与所述第一波长和所述第二波长中的任意一个重叠的第二光检测段，并且
其中，所述第一子检测器和所述第二子检测器串行布置。
5.根据权利要求4所述的高光谱元件，还包括：
光谱处理器；
其中，所述第一子检测器被配置为：生成关于所述第一波长光和所述第二波长光的第一通道信号，并且将所述第一通道信号提供给所述光谱处理器，
其中，所述第二子检测器被配置为：生成关于所述第二波长光的第二通道信号，并且将所述第二通道信号提供给所述光谱处理器，并且
其中，所述光谱处理器被配置为：基于所述第一通道信号和所述第二通道信号，生成与所述第一波长光和所述第二波长光的强度有关的信息。
6.根据权利要求4所述的高光谱元件，其中，
所述多检测器还包括紫外线检测器，并且
其中，所述紫外线检测器与所述第一子检测器和所述第二子检测器串行布置在所述入射光的所述光路径中。
7.根据权利要求4所述的高光谱元件，其中，
所述多检测器还包括红外线检测器，并且
其中，所述红外线检测器与所述第一子检测器和所述第二子检测器串行布置在所述入射光的所述光路径中。
8.根据权利要求1所述的高光谱元件，其中，
所述第一子滤光器和所述第二子滤光器中的每一个包括：交替地堆叠的第一折射率膜和第二折射率膜，并且
其中，所述第一折射率膜具有与所述第二折射率膜不同的折射率。
9.根据权利要求8所述的高光谱元件，其中，
所述第一子滤光器的第一折射率膜和所述第二子滤光器的第一折射率膜具有不同的厚度。
10.根据权利要求1所述的高光谱元件，其中，
所述第一子滤光器和所述第二子滤光器中的每一个包括：
第一反射层；
第二反射层；以及
纳米结构层，设置在所述第一反射层和所述第二反射层之间，
其中，所述纳米结构层包括多个纳米杆，并且
其中，所述多个纳米杆非对称地布置。
11.根据权利要求1所述的高光谱元件，其中，
所述第一子滤光器和所述第二子滤光器中的每一个包括：
第一反射层；
第二反射层；以及
纳米结构层，设置在所述第一反射层和所述第二反射层之间，
其中，所述纳米结构层包括多个纳米孔，并且
其中，所述多个纳米孔非对称地布置。
12.根据权利要求1所述的高光谱元件，其中，
所述多检测器包括：交替地堆叠的n型膜和p型膜，并且
其中，所述n型膜和所述p型膜分别形成第一光电二极管和第二光电二极管，并且所述第二光电二极管被布置为比所述第一光电二极管更远离所述多滤光器。
13.根据权利要求12所述的高光谱元件，其中，
所述多滤光器被设置在所述多检测器上，
其中，所述第一光电二极管被配置为检测所述第一波长光和所述第二波长光，并且
其中，所述第二光电二极管被配置为检测所述第一波长光和所述第二波长光之中具有较长波长的光。
14.根据权利要求13所述的高光谱元件，还包括：
光谱处理器；
其中，所述第一光电二极管被配置为：生成关于所述第一波长光和所述第二波长光的第一通道信号，并且将所述第一通道信号提供给所述光谱处理器，
其中，所述第二光电二极管被配置为：生成关于所述第二波长光的第二通道信号，并且将所述第二通道信号提供给所述光谱处理器，并目
其中，所述光谱处理器被配置为：基于所述第一通道信号和所述第二通道信号，生成与所述第一波长光和所述第二波长光的强度有关的信息。
15.根据权利要求1所述的高光谱元件，还包括：
微透镜；
其中，所述微透镜与所述多滤光器串行设置，并且收集入射到所述多滤光器中的入射光。
16.一种高光谱传感器，包括：
多个像素，配置为感测入射光的透光谱；
光谱处理器；以及
主处理器，
其中，所述多个像素中的每一个像素包括：
第一多滤光器，使所述入射光中的具有第一波长的第一波长光和具有第二波长的第二波长光通过，所述第二波长比所述第一波长长，
第一多检测器，配置为生成关于所述第一波长光和所述第二波长光的第一通道信号以及关于所述第二波长光的第二通道信号，并且将所述第一通道信号和所述第二通道信号提供给所述光谱处理器，
第二多滤光器，使所述入射光中的具有第三波长的第三波长光和具有第四波长的第四波长光通过，所述第四波长比所述第三波长长，以及
第二多检测器，配置为生成关于所述第三波长光和所述第四波长光的第三通道信号以及关于所述第四波长光的第四通道信号，并且将所述第三通道信号和所述第四通道信号提供给所述光谱处理器，并且
其中，所述光谱处理器被配置为：基于所述第一通道信号至所述第四通道信号，生成与所述第一波长光、所述第二波长光、所述第三波长光和所述第四波长光的强度有关的信息，并且将所述信息提供给所述主处理器。
17.根据权利要求16所述的高光谱传感器，其中，
所述第一多滤光器包括第一子滤光器和第二子滤光器，
其中，所述第一子滤光器的透光谱包括第一使用段和所述第一使用段之外的第一子透光区，
其中，所述第二子滤光器的透光谱包括第二使用段和所述第二使用段之外的第二子透光区，
其中，所述第一波长被包括在所述第一使用段和所述第二子透光区中，并且
其中，所述第二波长被包括在所述第二使用段和所述第一子透光区中。
18.根据权利要求17所述的高光谱传感器，其中，
所述第一使用段和所述第二使用段部分地重叠。
19.根据权利要求17所述的高光谱传感器，其中，
所述第二多滤光器包括第三子滤光器和第四子滤光器，
其中，所述第三子滤光器的透光谱包括第三使用段和第三子透光区，
其中，所述第四子滤光器的透光谱包括第四使用段和第四子透光区，
其中，所述第三波长被包括在所述第三使用段和所述第四子透光区中，并且
其中，所述第四波长被包括在所述第四使用段和所述第三子透光区中。
20.根据权利要求19所述的高光谱传感器，其中，
所述第三使用段与所述第四使用段部分地重叠。
21.根据权利要求19所述的高光谱传感器，其中，
所述第一多滤光器和所述第二多滤光器并行布置，
其中，所述第一子滤光器和所述第二子滤光器串行布置在所述入射光的光路径中，并且
其中，所述第三子滤光器和所述第四子滤光器串行布置在所述入射光的所述光路径中。
22.根据权利要求16所述的高光谱传感器，其中，
所述第一多检测器包括：
第一子检测器，配置为接收所述第一波长光和所述第二波长光，并且生成所述第一通道信号；以及
第二子检测器，配置为接收所述第二波长光，并且生成所述第二通道信号，并且
其中，所述第二多检测器包括：
第三子检测器，配置为接收所述第三波长光和所述第四波长光，并且生成所述第三通道信号；以及
第四子检测器，配置为接收所述第四波长光，并且生成所述第四通道信号。
23.根据权利要求22所述的高光谱传感器，其中，
在所述第一多检测器中，所述第一子检测器和所述第二子检测器串行布置在所述入射光的所述光路径中。
24.一种高光谱图像生成装置，包括：
根据权利要求1所述的高光谱元件，配置为接收从测量目标提供的入射光，以生成关于具有第一波长的光和具有第二波长的光的第一通道信号、以及关于具有所述第一波长的光的第二通道信号；
光谱处理器，配置为基于所述第一通道信号和所述第二通道信号，生成针对所述测量目标的每个位置的与具有所述第一波长的光的强度有关的第一高光谱信息、以及针对所述测量目标的每个位置的与具有所述第二波长的光的强度有关的第二高光谱信息；
主处理器，配置为基于所述第一高光谱信息和所述第二高光谱信息生成高光谱图像信息；以及
显示器，基于所述高光谱图像信息显示高光谱图像。
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