CN116367003A - 多光谱传感器以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种多光谱传感器以及电子设备。多光谱传感器包括光线通道。光线通道包括进光部、光学透镜、滤光部和传感器件阵列。沿进光部的轴向，传感器件阵列的正投影位于光学透镜的正投影内。传感器件阵列包括至少三行光电传感器。至少三行光电传感器分为中间传感器组和边缘传感器组。中间传感器组包括第一光电传感器。边缘传感器组包括第二光电传感器。沿传感器件阵列的行方向，一行第一光电传感器包括N个第一光电传感器以及N‑1个第一间隙。相邻两个第一光电传感器之间形成第一间隙。与上述一行第一光电传感器相邻的一行第二光电传感器的数量为N‑1个。沿列方向，第二光电传感器对应第一间隙设置。

Description

多光谱传感器以及电子设备
技术领域
本申请实施例涉及终端技术领域，特别涉及一种多光谱传感器以及电子设备。
背景技术
多光谱成像技术与全光谱成像或者白光成像有所区别。多光谱成像技术是将不同的光谱分离进行多次成像。通过这种不同光谱下物体的吸收和反射的程度不一致来采集同一个物体并得到多光谱图像。然后，可以对多光谱图像进行细节增强和特征提取的算法进行处理，找出不同细节。多光谱成像技术属于一种光电成像技术，是机器视觉中的一种应用。
随着智能手机或平板电脑等电子设备的爆发式增长，电子设备的功能越来越多。由于电子设备的影像技术不断发展，人们对于在各种各样的条件下拍照时色彩再现的准确性的要求也越来越高。特别是在不同的环境照明光源下，很容易造成颜色失真而影响图像质量。设置有多光谱传感器的电子设备在拍照模式下，多光谱传感器可以提供光谱测量，从而有利于提高色彩再现的准确性。然而，电子设备中的多光谱传感器存在信噪比和灵敏度偏低的情况，影响多光谱传感器的光谱探测性能。
发明内容
本申请实施例提供一种多光谱传感器以及电子设备，能够改善多光谱传感器存在信噪比和灵敏度偏低的情况。
本申请第一方面提供一种多光谱传感器，其至少包括一个或两个以上的光线通道。光线通道包括进光部、光学透镜、滤光部和传感器件阵列。进光部被配置为使外部光线进入光线通道。光学透镜被配置为使光线改变传输路径以入射到滤光部。滤光部被配置为使特定波长范围的光线通过并到达传感器件阵列。沿进光部的轴向，传感器件阵列的正投影位于光学透镜的正投影内。传感器件阵列包括至少三行光电传感器。至少三行光电传感器分为中间传感器组和边缘传感器组。沿传感器件阵列的列方向，中间传感器组位于两个边缘传感器组之间。中间传感器组包括第一光电传感器。边缘传感器组包括第二光电传感器。其中，沿传感器件阵列的行方向，一行第一光电传感器包括N个第一光电传感器以及N-1个第一间隙。相邻两个第一光电传感器之间形成第一间隙。与上述一行第一光电传感器相邻的一行第二光电传感器的数量为N-1个。沿列方向，第二光电传感器对应第一间隙设置。
本申请实施例的多光谱传感器，传感器件阵列包括中间传感器组和边缘传感器组。边缘传感器组设置于中间传感器组的一侧。传感器件阵列中的第一光电传感器与第二光电传感器相互错位设置。第一光电传感器与第二光电传感器位于不同的区域。一行第二光电传感器的数量小于中间传感器组中的每行第一光电传感器的数量，从而在传感器件阵列的边角区域未单独设置一个完整的第二光电传感器，进而可以使得传感器件阵列较好地保留了视场范围和接收光线的区域数量，摒弃探测性能较差的边角区域独立设置的光电传感器。因此，本申请实施例的多光谱传感器，有利于改善因边角区域单独设置的光电传感器接收到的光线照度偏低而导致光电传感器的信噪比和灵敏度下降的情况，从而有利于保证多光谱传感器具有良好的探测灵敏度和较高的光能利用率，实现综合效果较佳的光谱探测。
在一种可能的实施方式中，第一光电传感器具有第一中心。中间传感器组包括两行以上的第一光电传感器。每列第一光电传感器的第一中心位于同一条直线上，从而在列方向上，各个第一光电传感器排列规整。
在一种可能的实施方式中，第一光电传感器的形状和尺寸分别与第二光电传感器的形状和尺寸相同，从而使得第一光电传感器的感光面积和第二光电传感器的感光面积相同，使得第一光电传感器和第二光电传感器各自接收的角度范围相同，有利于提高传感器件阵列对目标场景进行区域化探测的精度。
在一种可能的实施方式中，第二光电传感器具有第二中心。一个第二中心与相邻两个第一中心的连线呈正三角形。因此，在边缘传感器组中，对应最外侧的第一光电传感器的部分区域上未单独设置第二光电传感器，从而传感器件阵列在该区域不接收光线，有利于降低因在该区域单独设置的第二光电传感器接收到的照度偏低而导致信噪比和灵敏度下降，影响光谱探测性能的可能性。
在一种可能的实施方式中，一行第二光电传感器的数量为三个以上。其中，沿行方向，位于最外侧的两个第二光电传感器中，至少一者的感光面积大于第一光电传感器的感光面积。因此，位于最外侧的两个第二光电传感器中的至少一者可以通过增大感光面积来补偿边角区域的照度偏低的不足，从而在不需要边角区域单独设置一个第二光电传感器的情况下，可以使得传感器件阵列较大程度地保留了视场范围和接收光线的区域数量，有利于保证多光谱传感器具有良好的探测灵敏度和较高的光能利用率，实现综合效果较佳的光谱探测。
在一种可能的实施方式中，沿行方向，位于最外侧的两个第二光电传感器中，至少一者的感光面积大于位于中间区域的第二光电传感器的感光面积。
在一种可能的实施方式中，沿行方向，位于中间区域的第二光电传感器的形状和尺寸分别与第一光电传感器的形状和尺寸相同。
在一种可能的实施方式中，沿行方向，相邻两个第二光电传感器之间具有第二间隙，从而有利于降低相邻两个第二光电传感器发生光线串扰的可能性，保证传感器件阵列具有良好的探测精度。
在一种可能的实施方式中，沿列方向，第一间隙与第二间隙不在同一条直线上。
在一种可能的实施方式中，沿列方向，第一光电传感器与第二光电传感器之间具有第三间隙，从而有利于降低相邻的第一光电传感器和第二光电传感器发生光线串扰的可能性，保证传感器件阵列具有良好的探测精度。
在一种可能的实施方式中，中间传感器组包括两行以上的第一光电传感器。沿列方向，相邻两个第一光电传感器之间具有第四间隙，从而有利于降低相邻的第一光电传感器和第二光电传感器发生光线串扰的可能性，保证传感器件阵列具有良好的探测精度。
在一种可能的实施方式中，第一光电传感器件具有第一中心。沿行方向，每行第一光电传感器的第一中心位于同一条直线上，从而在行方向上，各个第一光电传感器排列较为规整有序。
在一种可能的实施方式中，第二光电传感器件具有第二中心。沿行方向，每行第二光电传感器的第二中心位于同一条直线上，从而各个第二光电传感器排列较为规整有序。
在一种可能的实施方式中，中间传感器组中，每个第一光电传感器呈矩形。
在一种可能的实施方式中，多光谱传感器包括两行以上的光线通道。光线通道具有通道中心。每行光线通道中，相邻两个光线通道之间具有第五间隙。其中，相邻两行光线通道中，一行的光线通道对应另一行的第五间隙设置，并且一行中的相邻两个光线通道与另一行中所对应的一个光线通道的通道中心的连线呈三角形，从而在列方向上，一行中的相邻两个光线通道的通道中心的连线与另一行中的一个光线通道的通道中心之间的垂线长度小于三个通道中心中任意两者的连线长度。因此，沿列方向，相邻两行光线通道之间的间距较小，从而可以在保证多光谱传感器具有较高探测性能的情况下，减小传感器件阵列整体占用的面积，提升空间利用率，有利于多光谱传感器的小型化设计，使得多光谱传感器可以集成于整体结构紧凑的电子设备中。
在一种可能的实施方式中，一行中的相邻两个光线通道与另一行中所对应的一个光线通道的通道中心的连线呈正三角形，从而三个通道中心中任意两者之间的间距相等。因此，三个光线通道之间的间距相等，有利于降低因三个光线通道中存在相邻两个光线通道的间距较小而导致该相邻两个光线通道易于出现串扰情况的可能性，保证多光谱传感器的探测精度和探测性能。
在一种可能的实施方式中，沿行方向，每行光线通道中，各个光线通道的通道中心位于同一条直线上，从而各个光线通道排列规整有序，有利于保证多光谱传感器整体尺寸规整。
在一种可能的实施方式中，各个光学透镜的正投影面积相同。各个进光部的形状和尺寸相同，从而有利于保证各个光线通道的视场大小一致性，保证多光谱传感器的探测精度。
在一种可能的实施方式中，两行以上的光线通道中，至少一个光线通道为可见光的颜色通道，从而可以接收探测可见光。
本申请第二方面提供一种电子设备，其至少包括多光谱传感器。多光谱传感器至少包括一个或两个以上的光线通道。每个光线通道包括进光部、光学透镜、滤光部和传感器件阵列。进光部被配置为使外部光线进入光线通道。光学透镜被配置为使光线改变传输路径以入射到滤光部。滤光部被配置为使特定波长范围的光线通过并到达传感器件阵列。沿进光部的轴向，传感器件阵列的正投影位于光学透镜的正投影内。传感器件阵列包括至少三行光电传感器。至少三行光电传感器分为中间传感器组和边缘传感器组。沿传感器件阵列的列方向，中间传感器组位于两个边缘传感器组之间。中间传感器组包括第一光电传感器。边缘传感器组包括第二光电传感器。其中，沿传感器件阵列的行方向，一行第一光电传感器包括N个第一光电传感器以及N-1个第一间隙。相邻两个第一光电传感器之间形成第一间隙。与上述一行第一光电传感器相邻的一行第二光电传感器的数量为N-1。沿列方向，第二光电传感器对应第一间隙设置。
附图说明
图1为一种电子设备的结构示意图；
图2为图1所示实施例的电子设备的局部分解结构示意图；
图3为图1所示实施例的电子设备的背面结构示意图；
图4为图1所示实施例的电子设备中的多光谱传感器的局部剖视结构示意图；
图5为图4所示实施例的多光谱传感器接收光线的状态示意图；
图6为多光谱传感器中一个光线通道接收光线的状态示意图；
图7为相关技术中传感器件阵列的俯视结构示意图；
图8为本申请一实施例提供的传感器件阵列的俯视结构示意图；
图9为本申请一实施例提供的不同光线通道的光谱响应率示意图；
图10为本申请另一实施例提供的传感器件阵列的俯视结构示意图；
图11为本申请再一实施例提供的传感器件阵列的俯视结构示意图；
图12为本申请一实施例提供的包括多个光线通道的多光谱传感器的俯视结构示意图。
附图标记：
10、电子设备；
20、显示组件；
30、壳体；
40、主板；
50、电子器件；
60、摄像模块；
70、光谱传感器；701、第一间隙；701a、中心线；702、第二间隙；703、第三间隙；704、第四间隙；705、第五间隙；
71、光线通道；71a、光轴；71b、通道中心；
72、进光部；
73、基板；
74、光学透镜；
75、滤光部；
76、传感器件阵列；76a、边角区域；76b、中间传感器组；76c、边缘传感器组；
760、光电传感器；
761、第一光电传感器；761a、第一中心；
762、第二光电传感器；762a、第二中心；7621、矩形区域；7622、扇形区域；
77、外壳；
X、行方向；
Y、列方向；
Z、轴向。
具体实施方式
本申请实施例中的电子设备可以称为用户设备(user equipment，UE)或终端(terminal)等，例如，电子设备可以为平板电脑(portable android device，PAD)、个人数字处理(personal digital assistant，PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备、车载设备、可穿戴设备、虚拟现实(virtual reality，VR)终端设备、增强现实(augmentedreality，AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(selfdriving)中的无线终端、远程医疗(remote medical)中的无线终端、智能电网(smartgrid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smartcity)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端等移动终端或固定终端。本申请实施例中对终端设备的形态不做具体限定。
本申请实施例中，图1示意性地显示了一实施例的电子设备10的结构。参见图1所示，以电子设备10为具有无线通信功能的手持设备为例进行说明。无线通信功能的手持设备例如可以是手机。
图2示意性地显示了电子设备10的局部分解结构。参见图2所示，本申请实施例的电子设备10包括显示组件20、壳体30、主板40和电子器件50。显示组件20具有用于显示图像信息的显示区域。显示组件20安装于壳体30，并且显示组件20的显示区域外露以便于向用户呈现图像信息。主板40与壳体30相连，并且位于显示组件20的内侧，从而用户在电子设备10的外部不易观察到主板40。电子器件50设置于主板40。主板40可以是印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)。例如，电子器件50通过焊接工艺焊接于主板40。电子器件50包括但不限于中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、智能算法芯片或电源管理芯片(Power Management IC，PMIC)。
图3示意性地显示了电子设备10的背面结构。参见图2和图3所示，电子设备10还包括摄像模块60和多光谱传感器70。摄像模块60和多光谱传感器70均与主板40电连接。电子设备10中，多光谱传感器70和摄像模块60彼此错开设置于壳体30上。摄像模块60被配置为对目标场景进行拍照成像。摄像模块60可以包括多个镜头，例如可以但不限于包括广角镜头或潜望式长焦镜头。在使用电子设备10对目标进行拍照时，多光谱传感器70可以采集环境光线并处理分析得到多光谱图像或重建后的多光谱图像。采集得到的多光谱图像或重建后的多光谱图像可以用于对被拍摄对象的成分进行定性解析。例如，通过多光谱传感器70可以获得更为精确的环境色温，并且基于该环境色温对被拍摄对象进行色彩还原等，从而可以降低在不同的环境和混合照明光源下，易于造成颜色失真而影响图像质量的可能性。或者，通过多光谱传感器70可以进行物质成分识别。或者，多光谱传感器70可以检测光源的频率，并且根据光源的频率信息调节曝光时间，从而可以更精准地消除图像中的频闪现象。因此，基于多光谱传感器70采集的多光谱图像数据可以应用于多个不同的使用场景下。
图4示意性地显示了多光谱传感器70的局部剖视结构。图5示意性地显示了多光谱传感器70接收光线的状态。参见图4和图5所示，多光谱传感器70包括具有光轴71a的光线通道71。需要说明的是，沿光轴71a入射到光线通道71的光线与光轴71a之间的夹角为0°。光线通道71包括进光部72、光学透镜74、滤光部75和传感器件阵列76。进光部72的形状和尺寸大小被配置为限定出光学透镜74的焦平面处时的视野。传感器件阵列76包括多个光电传感器760。每个光电传感器760可以接收目标场景中的一部分区域的光线。外界的光线可以经过进光部72进入多光谱传感器70内，再经过光学透镜74改变传输路径后照射到滤光部75上，然后与光轴71a呈不同角度的光线经过滤光部75后分别到达传感器件阵列76中的不同的光电传感器760。需要说明的是，外界的光线可以是直接来自外界环境中的光源(例如，太阳或照明设备等)的光线和外界环境中的物体反射或散射的光线(例如，从树木、墙壁、道路、被拍摄对象等反射的光线)。
在相关技术中，图6示意性地显示了多光谱传感器70中一个光线通道71接收光线的状态。图7示意性地显示了传感器件阵列76的俯视结构。参见图6和图7所示，传感器件阵列76中的多个光电传感器760采用的是行列矩形对齐的排布方式，即每行设置的光电传感器760数量相同，从而传感器件阵列76具有四个边角区域76a。各个光电传感器760的尺寸相同。不同角度的光线经过光学透镜74和滤光部75后到达不同位置的光电传感器760。各个光电传感器760接收到的光线照度不同。需要说明的是，照度指的是光照强度，即单位面积上所接收光线的光通量。多个光电传感器760中越靠近光轴71a的光电传感器760接收到的照度越高，越远离光轴71a的光电传感器760接收的照度越低，从而传感器件阵列76中单独设置于边角区域76a的光电传感器760接收到的照度偏低，容易导致信噪比和灵敏度下降，进而影响多光谱传感器70整体的光谱探测性能。多光谱传感器70的视场越大，位于边角区域76a的光电传感器760接收到的照度越低。视场指的是能够观察到的最大范围，通常以角度来表示。多光谱传感器70的视场越大，观测范围越大。多光谱传感器70在大视场场景下，光线入射到多光谱传感器70内会有一定倾斜，同时离光轴71a越远(越接近最大视场边缘)的光线进入进光部72的光线越少，所以距离光轴71a越远的光线在边角区域76a上的照度就越低。因此，视场越大，远离光轴71a的边角区域76a的光电传感器760接收的照度越低，光谱探测性能越差。
本申请实施例提供的多光谱传感器70，传感器件阵列76可以改善因边角区域76a的光电传感器接收到的光线照度偏低而导致光电传感器的信噪比和灵敏度下降的情况，从而有利于保证多光谱传感器70具有良好的探测灵敏度，实现综合效果较佳的光谱探测。
下面对本申请实施例提供的多光谱传感器70的实现方式进行阐述。
图8示意性地显示了一实施例的传感器件阵列76的俯视结构。参见图5和图8所示，本申请实施例的多光谱传感器70包括一个或两个以上的光线通道71。每个光线通道71包括进光部72、光学透镜74、滤光部75和传感器件阵列76。进光部72、光学透镜74、滤光部75和传感器件阵列76沿进光部72的轴向Z排列设置。光线通道71具有光轴71a。光线通道71的光轴71a可以与进光部72的轴线重合。进光部72被配置为使外部光线进入光线通道71内。示例性地，每个光线通道71可以包括一个进光部72。光学透镜74被配置为使光线改变传输路径以入射到滤光部75。滤光部75被配置为使特定波长范围的光线通过并到达传感器件阵列76。传感器件阵列76接收到特定波长范围的光线后探测采集对应的光谱信息。
本申请实施例的多光谱传感器70中，沿进光部72的轴向Z，传感器件阵列76的正投影位于光学透镜74的正投影内。图8中的传感器件阵列76的外围的圆形虚线用于示意光学透镜74的正投影的外轮廓。示例性地，光学透镜74的底面可以为平坦面，而顶面可以为曲面。光学透镜74的正投影的外轮廓可以呈圆形。传感器件阵列76包括至少三行光电传感器。示例性地，至少三行光电传感器可以阵列排布。至少三行光电传感器分为中间传感器组76b和边缘传感器组76c。沿传感器件阵列76的列方向Y，中间传感器组76b位于两个边缘传感器组76c之间。中间传感器组76b包括第一光电传感器761。边缘传感器组76c包括第二光电传感器762。
沿传感器件阵列76的行方向X，一行第一光电传感器761包括N个第一光电传感器761以及N-1个第一间隙701，其中，N为大于或等于二的整数。对于中间传感器组76b，每行中相邻两个第一光电传感器761之间形成第一间隙701，从而有利于降低相邻两个第一光电传感器761发生光线串扰的可能性。需要说明的是，行方向X与列方向Y可以相互垂直。与上述一行第一光电传感器761相邻的一行第二光电传感器762的数量为N-1个，从而一行第二光电传感器762的数量与一行中第一间隙701的数量相等。第二光电传感器762对应第一间隙701设置。
需要说明的是，第二光电传感器762对应第一间隙701设置可以指的是第二光电传感器762和第一间隙701沿列方向Y分布设置。沿行方向X，相邻两个第二光电传感器762之间形成第二间隙702。第二光电传感器762对应第一间隙701设置也可以指的是沿列方向Y，第一间隙701与第二间隙702不在同一条直线上，使得第一间隙701可以与第二光电传感器762的一条边相对，例如，第一间隙701可以与第二光电传感器762的一条边的中间部分相对。
本申请实施例的多光谱传感器70，外界的光线可以经过进光部72进入多光谱传感器70内，再经过光学透镜74照射到滤光部75上，然后与光轴71a呈不同角度的光线经过滤光部75后分别到达传感器件阵列76中的不同位置的第一光电传感器761和第二光电传感器762。外界的光线不能够从进光部72之外的区域进入多光谱传感器70，降低杂乱光线被第一光电传感器761和第二光电传感器762接收而影响探测精度的可能性。传感器件阵列76中，不同位置的第一光电传感器761和第二光电传感器762被配置为接收目标场景中不同区域的光线，即每个第一光电传感器761和第二光电传感器762被配置为接收预定角度范围内的光线，而不是接收所有角度内的光线，从而可以实现对目标场景的分区域探测，以对目标场景实现精准地颜色感知和光谱分析，特别是目标场景不同区域的色温明显不同的场景。需要说明的是，目标场景可以但不限于是人、物体、景物或可以发光的光源。示例性地，传感器件阵列76中，距离光轴71a越远的第一光电传感器761和第二光电传感器762用于接收目标场景中越靠近边缘区域的光线，而距离光轴71a越近的第一光电传感器761用于接收目标场景中越远离边缘区域的光线。
示例性地，进光部72可以是圆形孔。例如，可以在不透明材料加工形成的基板73上钻孔以形成进光部72。或者，在基板73上设置不透明区域和透明区域。其中，透明区域形成进光部72。透明区域指的是允许大多数波长或所有波长的光线通过的区域。
光学透镜74的中心轴线与进光部72的轴线重合。光学透镜74具有准直功能，使从光学透镜74出射的光线相对入射到光学透镜74的光线更加靠近光线通道71的光轴71a。示例性地，光学透镜74可以为晶圆级光学元件(WLO)。晶圆级光学元件指的是利用半导体工艺在基片晶圆上产生微纳结构而制成的微纳光学元件。示例性地，参见图4所示，光学透镜74可以包括两层晶圆级光学元件。或者，光学透镜74也可以包括三层以上的晶圆级光学元件。这里并不对晶圆级光学元件的数量做具体限制。
滤光部75被配置为使特定波长范围的光线通过并到达传感器件阵列76。示例性地，参见图9所示，光线通道71作为不同的传感通道时，滤光部75可以使光谱中相应波长范围的光线通过。在图9中，第一通道至第八通道、全光谱(Clear)通道、近红外(NIR)通道和防闪烁(Flicker)通道分别为不同的光线通道71，并且各个光线通道71对应特定波长范围的光线。每个光线通道71探测的波长范围并不限定于图9中所示出的波长范围，也可以根据实际产品需求进行灵活调整。图9中示意性地显示了预定数量的光线通道71，但并不用于限定多光谱传感器70中光线通道71的数量，可以根据实际产品需求，设置任意数量的光线通道71。
可以理解地，光线通道71可以作为可见光的传感通道，例如，第一通道至第八通道为可见光的传感通道。光线通道71也可以作为不可见光的传感通道，例如，不可见光可以但不限于包括紫外线、近红外(NIR)、短波红外(SWIR)、红外线(IR)或长波红外(LWIR)。
示例性地，滤光部75可以是滤光片。
本申请实施例中以在列方向Y上，边缘传感器组76c位于中间传感器组76b的一侧为示例进行描述说明。但并不限定中间传感器组76b和边缘传感器组76c的具体设置方式，例如，在一些示例中，也可以在行方向X上，边缘传感器组76c位于中间传感器组76b的一侧。
在一些可实现的方式中，多光谱传感器70包括不透光的外壳77。光学透镜74、滤光器和传感器件阵列76设置于外壳77内。
本申请实施例的多光谱传感器70，传感器件阵列76包括中间传感器组76b和边缘传感器组76c。边缘传感器组76c设置于中间传感器组76b的一侧。传感器件阵列76中的第一光电传感器761与第二光电传感器762相互错位设置。第一光电传感器761与第二光电传感器762位于不同的区域。一行第二光电传感器762的数量小于每行第一光电传感器761的数量，从而在传感器件阵列76的边角区域76a未单独设置一个完整的第二光电传感器762，进而可以使得传感器件阵列76较好地保留了视场范围和接收光线的区域数量，摒弃探测性能较差的边角区域76a独立设置的光电传感器。因此，本申请实施例的多光谱传感器70，有利于改善因边角区域76a单独设置的光电传感器接收到的光线照度偏低而导致光电传感器的信噪比和灵敏度下降的情况，从而有利于保证多光谱传感器70具有良好的探测灵敏度和较高的光能利用率，实现综合效果较佳的光谱探测。
在一些可实现的方式中，中间传感器组76b包括一行或两行以上的第一光电传感器761。两个边缘传感器组76c各自包括一行或两行以上的第二光电传感器762。示例性地，中间传感器组76b的各行第一光电传感器761的数量相等。边缘传感器组76c中每行第二光电传感器762的数量小于中间传感器组76b中每行第一光电传感器761的数量。
在一些可实现的方式中，参见图8所示，传感器件阵列76可以包括四行光电传感器。中间传感器组76b包括两行第一光电传感器761。例如，每行第一光电传感器761的数量可以但不限于为四个，即N的取值为四。两个边缘传感器组76c各自包括一行第二光电传感器762。示例性地，两个边缘传感器组76c包括相同数量的第二光电传感器762。一行第二光电传感器762的数量比一行第一光电传感器761的数量少一个。例如，一行第二光电传感器762的数量可以但不限于为三个。
在一些可实现的方式中，第一光电传感器761和第二光电传感器762被配置为将光信号转换成电信号(例如，数字电信号或模拟电信号)。第一光电传感器761和第二光电传感器762可以是光电二极管(photodiode)。光电二极管可以为一个PN结组成的半导体器件，具有单方向导电特性。
在一些可实现的方式中，参见图8所示，中间传感器组76b中的每个第一光电传感器761具有第一中心761a。第一中心761a指的是光线经过光学透镜74和滤光部75之后入射到第一光电传感器761的感光平面上的照明中心。图8中示意出的第一中心761a并不表示是实际存在的实体结构。中间传感器组76b包括两行以上的第一光电传感器761。每列第一光电传感器761的第一中心761a位于同一条直线上，从而在列方向Y上，各个第一光电传感器761排列规整。在一些示例中，第一光电传感器761的形状可以为矩形，例如长方形或正方形。第一光电传感器761的形状也可以为圆形、椭圆形或边数大于4的正多边形。第一光电传感器761为规则形状时，第一中心761a可以是第一光电传感器761的几何中心。
在一些可实现的方式中，第一光电传感器761的形状和尺寸分别与第二光电传感器762的形状和尺寸相同，从而使得第一光电传感器761的感光面积和第二光电传感器762的感光面积相同，使得第一光电传感器761和第二光电传感器762各自接收的角度范围相同，有利于提高传感器件阵列76对目标场景进行区域化探测的精度。感光面积指的是面向光学透镜74能够用于接收光线的表面。在一些示例中，第一光电传感器761和第二光电传感器762的形状可以为矩形，例如长方形或正方形。第一光电传感器761和第二光电传感器762的形状也可以为圆形、椭圆形或边数大于4的正多边形。这里并不对第一光电传感器761和第二光电传感器762具体形状和尺寸作限定。
在一些示例中，参见图8所示，边缘传感器组76c中的每个第二光电传感器762具有第二中心762a。第二中心762a指的是光线经过光学透镜74和滤光部75之后入射到第二光电传感器762的感光平面上的照明中心。图8中示意出的第二中心762a并不表示是实际存在的实体结构。示例性地，第二光电传感器762为规则形状时，第二中心762a可以是第二光电传感器762的几何中心。
在一些示例中，在传感器件阵列76中，一个第二光电传感器762的第二中心762a与相邻两个第一光电传感器761的第一中心761a的连线呈正三角形。边缘传感器组76c中，沿行方向X，相邻两个第二光电传感器762的第二中心762a之间的垂直距离为P。中间传感器组76b中，沿行方向X，每行中相邻两个第一光电传感器761的第一中心761a之间的垂直距离为P。沿行方向X，第二光电传感器762的第二中心762a与第一光电传感器761的第一中心761a之间的垂直距离为P/2。因此，在边缘传感器组76c中，对应最外侧的第一光电传感器761的部分区域上未单独设置第二光电传感器762，从而传感器件阵列76在该区域不接收光线，有利于降低因在该区域单独设置的第二光电传感器762接收到的照度偏低而导致信噪比和灵敏度下降，影响光谱探测性能的可能性。另外，第二光电传感器762的数量比相邻每行的第一光电传感器761的数量少一个，同时沿列方向Y，位于最外侧的第二光电传感器762的一部分与最外侧的第一光电传感器761的一部分对应设置，从而可以使得传感器件阵列76较大程度地保留了视场范围和接收光线的区域数量，有利于保证多光谱传感器70具有良好的探测灵敏度和较高的光能利用率，实现综合效果较佳的光谱探测。
在一些示例中，第一光电传感器761和第二光电传感器762为规则形状。例如，正多边形、圆形或椭圆形。在边缘传感器组76c中，对应最外侧的第一光电传感器761的部分区域上未单独设置第二光电传感器762。另外，第二光电传感器762的数量比相邻每行的第一光电传感器761的数量少一个，同时沿列方向Y，位于最外侧的第二光电传感器762的一部分与最外侧的第一光电传感器761的部分区域对应设置。
在一些可实现的方式中，图10示意性地显示了一实施例的传感器件阵列76的俯视结构。参见图10所示，沿行方向X，相邻两个第二光电传感器762之间具有第二间隙702，从而有利于降低相邻两个第二光电传感器762发生光线串扰的可能性，保证传感器件阵列76具有良好的探测精度。第二光电传感器762与第一间隙701对应设置，使得沿列方向Y，第一间隙701与第二间隙702不在同一条直线上。示例性地，第二光电传感器762的第二中心762a位于第一间隙701的中心线701a上。第一间隙701的中心线701a沿列方向Y延伸。第一间隙701的中心线701a指的是第一间隙701自身的对称轴线。示例性地，第一间隙701的形状与第二间隙702的形状相同。例如，第一光电传感器761和第二光电传感器762均为相同尺寸的正方形时，第一间隙701和第二间隙702均为长条形，并且第一间隙701和第二间隙702沿行方向X的宽度相等。
在一些可实现的方式中，沿列方向Y，第一光电传感器761与第二光电传感器762之间具有第三间隙703，从而有利于降低相邻的第一光电传感器761和第二光电传感器762发生光线串扰的可能性，保证传感器件阵列76具有良好的探测精度。示例性地，第一间隙701的形状与第三间隙703的形状相同。例如，第一光电传感器761和第二光电传感器762均为相同尺寸的正方形时，第一间隙701和第三间隙703均为长条形，并且第一间隙701和第三间隙703的宽度相等。
在一些可实现的方式中，中间传感器组76b包括两行以上的第一光电传感器761。沿列方向Y，相邻两个第一光电传感器761之间具有第四间隙704，从而有利于降低相邻的第一光电传感器761和第二光电传感器762发生光线串扰的可能性，保证传感器件阵列76具有良好的探测精度。示例性地，第一间隙701的形状与第四间隙704的形状相同。例如，第一光电传感器761为正方形时，第一间隙701和第四间隙704均为长条形，并且第一间隙701和第四间隙704的宽度相等。
在一些可实现的方式中，中间传感器组76b中，各行中设置的第一光电传感器761的数量相等。沿行方向X，每行第一光电传感器761的第一中心761a位于同一条直线上，从而在行方向X上，各个第一光电传感器761排列较为规整有序。
在一些示例中，每列第一光电传感器761的第一中心761a位于同一条直线上，从而在列方向Y上，各个第一光电传感器761排列较为规整有序，使得中间传感器组76b中的各个第一光电传感器761呈行列式排列设置。进一步地，各个第一光电传感器761在行方向X和列方向Y上均匀间隔设置沿行方向X，每行中相邻两个第一光电传感器761的第一中心761a之间的垂直距离为P。沿列方向Y，每列中相邻两个第一光电传感器761的第一中心761a之间的垂直距离为P。示例性，第一光电传感器761的形状可以但不限于是正方形或圆形，从而第一间隙701的形状和宽度分别与第四间隙704的形状和宽度相同。
在一些可实现的方式中，在边缘传感器组76c中，沿行方向X，各个第二光电传感器762的第二中心762a位于同一条直线上，从而各个第二光电传感器762排列较为规整有序。示例性地，沿行方向X，相邻两个第二光电传感器762的第二中心762a之间的垂直距离为P。第二光电传感器762的形状可以但不限于是正方形或圆形。
在一些可实现的方式中，图11示意性地显示了一实施例的传感器件阵列76的俯视结构。参见图11所示，一行第二光电传感器762的数量可以为三个，即N的取值为四。可以理解地，一行第二光电传感器762的数量也可以为四个以上，即N的取值为大于或等于五的整数。其中，沿行方向X，一行第二光电传感器762中位于最外侧的两个第二光电传感器762中，至少一者的感光面积大于第一光电传感器761的感光面积。位于最外侧的两个第二光电传感器762中的至少一者可以通过增大感光面积来接收更大角度范围内的光线。因此，位于最外侧的两个第二光电传感器762中的至少一者可以通过增大感光面积来补偿边角区域76a的照度偏低的不足，从而在不需要边角区域76a单独设置一个第二光电传感器762的情况下，可以使得传感器件阵列76较大程度地保留了视场范围和接收光线的区域数量，有利于保证多光谱传感器70具有良好的探测灵敏度和较高的光能利用率，实现综合效果较佳的光谱探测。同时，由于最外侧的两个第二光电传感器762中的至少一者感光面积增大，因此也可以进一步增大接收光线的角度范围，从而增大探测范围。
示例性地，边缘传感器组76c中，沿行方向X，位于最外侧的两个第二光电传感器762的感光面积均大于第一光电传感器761的感光面积。示例性地，位于最外侧的两个第二光电传感器762各自的感光面积可以相等。
在一些示例中，第一光电传感器761的形状为正方形。位于最外侧的第二光电传感器762包括矩形区域7621和扇形区域7622。其中，第二光电传感器762的扇形区域7622位于矩形区域7621的外侧。第二光电传感器762的扇形区域7622的弧形边可以作为传感器件阵列76的边角处的边界。示例性地，第二光电传感器762的矩形区域7621呈长方形。第二光电传感器762的矩形区域7621的感光面积可以小于第一光电传感器761的感光面积。
在一些示例中，边缘传感器组76c中，位于最外侧的两个第二光电传感器762之间的区域为中间区域。边缘传感器组76c中，沿行方向X，位于最外侧的两个第二光电传感器762中，至少一者的感光面积大于位于中间区域的第二光电传感器762的感光面积。需要说明的是，中间区域的第二光电传感器762指的是除最外侧的两个第二光电传感器762之外的其余所有的第二光电传感器762。示例性地，中间区域的第二光电传感器762的感光面积可以与第一光电传感器761的感光面积相等。示例性地，位于中间区域的第二光电传感器762的形状和尺寸分别与第一光电传感器761的形状和尺寸相同。例如，第一光电传感器761和第二光电传感器762均为正方形或圆形。
在一些可实现的方式中，图12示意性地显示了一实施例的包括多个光线通道71的多光谱传感器70的俯视结构。参见图12所示，多光谱传感器70包括两行以上的光线通道71。在本申请实施例中，两行以上的光线通道71可以同时获取多个不同波长范围的光信号，然后合成多光谱图像，从而可以实现多光谱图像信息中不同光线通道71的采集实时性，有利于提高多光谱图像的精准度以及信号采集工作效率。示例性地，每个光线通道71可以包括一个进光部72、一个滤光部75和一个传感器件阵列76。
在一些可实现的方式中，两行以上的光线通道71中至少一个光线通道71为可见光的颜色通道。两行以上的光线通道71中包括可见光的颜色通道，从而可以接收探测可见光。在一些示例中，两行以上的光线通道71可以均为可见光的颜色通道。或者，两行以上的光线通道71中包括可见光的颜色通道和不可见光的传感通道。通过选择相应的滤光部75，可以使得光线通道71实现接收相应波长范围的通道。
示例性地，多光谱传感器70包括相同的光线通道71，例如，包括两个以上具有相同滤光部75的光线通道71，从而两个以上具有相同滤光部75的光线通道71可以接收到的波长范围相同。
示例性地，两行以上的光线通道71中的一个光线通道71可以作为防闪烁(Flicker)通道。防闪烁(Flicker)通道可以对环境光线进行采样，以检测光源的频率，并且根据光源的频率信息调节曝光时间，从而可以更精准地消除图像中的频闪现象，以获得更高清晰度的图像。
示例性地，多光谱传感器70可以包括八个光线通道71或十个光线通道71。
在一些可实现的方式中，光线通道71具有通道中心71b。通道中心71b位于进光部72的轴线上。图12中示意出的通道中心71b并不表示是实际存在的实体结构。每行光线通道71的数量为两个以上。相邻两行的光线通道71中，沿列方向Y，一行的光线通道71与另一行的光线通道71相互错开设置。相邻两行的光线通道71中，一行中的一个通道中心71b与另一行相邻的一个通道中心71b之间具有连线，并且该连线与列方向Y之间的夹角不为零。每行光线通道71中，相邻两个光线通道71之间具有第五间隙705。其中，相邻两行的光线通道71中，一行的光线通道71对应另一行的第五间隙705设置。
需要说明的是，一行的光线通道71对应另一行的第五间隙705设置可以指的是光线通道71和第五间隙705沿列方向Y分布设置。一行的光线通道71对应另一行的第五间隙705设置也可以指的是沿列方向Y，相邻两个第五间隙705不在同一条直线上，使得第五间隙705可以与光线通道71的边缘相对。
一行中的相邻两个光线通道71的通道中心71b与另一行中所对应的一个光线通道71的通道中心71b的连线呈三角形，从而在列方向Y上，一行中的相邻两个光线通道71的通道中心71b的连线与另一行中的一个光线通道71的通道中心71b之间的垂线长度小于三个通道中心71b中任意两者的连线长度。因此，沿列方向Y，相邻两行光线通道71之间的间距较小，从而可以在保证多光谱传感器70具有较高探测性能的情况下，减小传感器件阵列76整体占用的面积，提升空间利用率，有利于多光谱传感器70的小型化设计，使得多光谱传感器70可以集成于整体结构紧凑的电子设备10中。
在一些示例中，一行中的相邻两个光线通道71的通道中心71b与另一行中所对应的一个光线通道71的通道中心71b的连线呈正三角形，从而三个通道中心71b中任意两者之间的间距D相等。因此，三个光线通道71之间的间距相等，有利于降低因三个光线通道71中存在相邻两个光线通道71的间距较小而导致该相邻两个光线通道71易于出现串扰情况的可能性，保证多光谱传感器70的探测精度和探测性能。
在一些可实现的方式中，每行光线通道71中，各个光线通道71的通道中心71b位于同一条直线上，从而各个光线通道71排列规整有序，有利于保证多光谱传感器70整体尺寸规整。示例性地，各个光线通道71等间距设置。
在一些可实现的方式中，各个光学透镜74的正投影面积相同，并且各个进光部72的形状和尺寸相同，从而有利于保证各个光线通道71的视场大小一致性，保证多光谱传感器70的探测精度。示例性地，各个光学透镜74的正投影的外轮廓为圆形。进光部72可以为圆形孔或者锥形孔。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请实施例的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本文中的术语“多个”是指两个或两个以上。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；在公式中，字符“/”，表示前后关联对象是一种“相除”的关系。
可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。
可以理解的是，在本申请的实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请的实施例的实施过程构成任何限定。

Claims (19)

1.一种多光谱传感器(70)，其特征在于，至少包括：
一个或两个以上的光线通道(71)；
所述光线通道(71)包括进光部(72)、光学透镜(74)、滤光部(75)和传感器件阵列(76)，所述进光部(72)被配置为使外部光线进入所述光线通道(71)，所述光学透镜(74)被配置为使光线改变传输路径以入射到所述滤光部(75)，所述滤光部(75)被配置为使特定波长范围的光线通过并到达所述传感器件阵列(76)；
沿所述进光部(72)的轴向，所述传感器件阵列(76)的正投影位于所述光学透镜(74)的正投影内，所述传感器件阵列(76)包括至少三行光电传感器，所述至少三行光电传感器分为中间传感器组(76b)和边缘传感器组(76c)，沿所述传感器件阵列(76)的列方向(Y)，所述中间传感器组(76b)位于两个所述边缘传感器组(76c)之间，所述中间传感器组(76b)包括第一光电传感器(761)，所述边缘传感器组(76c)包括第二光电传感器(762)；
其中，沿所述传感器件阵列(76)的行方向(X)，一行所述第一光电传感器(761)包括N个所述第一光电传感器(761)以及N-1个第一间隙(701)，相邻两个所述第一光电传感器(761)之间形成所述第一间隙(701)，与所述一行所述第一光电传感器(761)相邻的一行所述第二光电传感器(762)的数量为N-1个，沿所述列方向(Y)，所述第二光电传感器(762)对应所述第一间隙(701)设置。
2.根据权利要求1所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，所述第一光电传感器(761)具有第一中心(761a)，所述中间传感器组(76b)包括两行以上的所述第一光电传感器(761)，每列所述第一光电传感器(761)的所述第一中心(761a)位于同一条直线上。
3.根据权利要求2所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，所述第一光电传感器(761)的形状和尺寸分别与所述第二光电传感器(762)的形状和尺寸相同。
4.根据权利要求3所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，所述第二光电传感器(762)具有第二中心(762a)，一个所述第二中心(762a)与相邻两个所述第一中心(761a)的连线呈正三角形。
5.根据权利要求1或2所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，一行所述第二光电传感器(762)的数量为三个以上，其中，沿所述行方向(X)，位于最外侧的两个所述第二光电传感器(762)中，至少一者的感光面积大于所述第一光电传感器(761)的感光面积。
6.根据权利要求5所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，沿所述行方向(X)，位于最外侧的两个所述第二光电传感器(762)中，至少一者的感光面积大于位于中间区域的所述第二光电传感器(762)的感光面积。
7.根据权利要求6所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，沿所述行方向(X)，位于所述中间区域的所述第二光电传感器(762)的形状和尺寸分别与所述第一光电传感器(761)的形状和尺寸相同。
8.根据权利要求2至7任一项所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，沿所述行方向(X)，相邻两个所述第二光电传感器(762)之间具有第二间隙(702)；或者，沿所述列方向(Y)，所述第一光电传感器(761)与所述第二光电传感器(762)之间具有第三间隙(703)。
9.根据权利要求8所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，沿所述列方向(Y)，所述第一间隙(701)与所述第二间隙(702)不在同一条直线上。
10.根据权利要求1至9任一项所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，所述中间传感器组(76b)包括两行以上的所述第一光电传感器(761)，沿所述列方向(Y)，相邻两个所述第一光电传感器(761)之间具有第四间隙(704)。
11.根据权利要求1至10任一项所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，所述第一光电传感器(761)件具有第一中心(761a)，沿所述行方向(X)，每行所述第一光电传感器(761)的所述第一中心(761a)位于同一条直线上。
12.根据权利要求1至11任一项所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，所述第二光电传感器(762)件具有第二中心(762a)，沿所述行方向(X)，每行所述第二光电传感器(762)的所述第二中心(762a)位于同一条直线上。
13.根据权利要求1至6任一项所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，所述中间传感器组(76b)中，每个所述第一光电传感器(761)呈矩形。
14.根据权利要求1至13任一项所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，所述多光谱传感器(70)包括两行以上的所述光线通道(71)，所述光线通道(71)具有通道中心(71b)，每行所述光线通道(71)中，相邻两个所述光线通道(71)之间具有第五间隙(705)，其中，相邻两行所述光线通道(71)中，一行的所述光线通道(71)对应另一行的所述第五间隙(705)设置，并且一行中的相邻两个所述光线通道(71)与另一行中所对应的一个所述光线通道(71)的所述通道中心(71b)的连线呈三角形。
15.根据权利要求14所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，一行中的相邻两个所述光线通道(71)与另一行中所对应的一个所述光线通道(71)的所述通道中心(71b)的连线呈正三角形。
16.根据权利要求14或15所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，沿所述行方向(X)，每行所述光线通道(71)中，各个所述光线通道(71)的所述通道中心(71b)位于同一条直线上。
17.根据权利要求14至16任一项所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，各个所述光学透镜(74)的正投影面积相同，各个所述进光部(72)的形状和尺寸相同。
18.根据权利要求14至17任一项所述的多光谱传感器(70)，其特征在于，两行以上的所述光线通道(71)中，至少一个所述光线通道(71)为可见光的颜色通道。
19.一种电子设备，其特征在于，至少包括如权利要求1至18任一项所述的多光谱传感器(70)。
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