CN1411553A - 具有全息多重图像显示的传感器 - Google Patents

Abstract

一种全息传感器，其包括响应要被检测的物质而经历改变的薄膜聚合物基体，所述基体在其体积内含有一组具有两个或多个的全息记录，当传感器被照亮时，每个记录提供一个全息图像，其中每个图像的存在或出现作为传感器对于要被检测的物质的响应的函数是可由眼睛看到的。所述图像提供传感器的动态范围。这种传感器可用于响应分析物的改变或出现提供眼睛可见的图像。

Description

具有全息多重图像显示的传感器

发明领域

本发明一般涉及一种传感器，尤其涉及一种全息多重图像(multiplexed image)传感器。

发明背景

呈体积全息图形式的特别是由聚合物层制成的化学传感器和生物传感器是公知的。WO-A-95/26499披露了一种传感器，其包括由聚合材料的薄膜制成的反射全息图，其中所述聚合物和要被检测的物质发生反应，从而改变全息图的光学特性，借以提供检测或定量所述物质的装置。更一般地说，这个参考资料以及WO-A-99/64308披露了用于提供可测量的或可观察的光学改变的体积全息图传感器的概念。

在全息图领域中，多个全息图像以及在一个全息记录材料上产生这些图像的方法是公知的。US-A-4509818披露了一种由一系列二维图像形成三维多重图像的方法。US-A-5103325披露了一种全息记录一系列二维图像的方法，使得被观看的全息图像被相互分开并且清楚地观看。US-A-5734485披露了一种产生三维静止的或运动的场景全息图的方法，包括记录计算机产生的场景。

这些已知的系统产生一组全息图像，它们仅以在空间上的一种自由度被多路传输，其中打算使这些图像作为人工产生的三维图像，或者作为一组在空间上在相应的一组视角范围内分开的图像可由观看者观看。在正常起作用时，打算使在其中形成这些全息图的材料的光学性能可随时间而变化，而不打算在化学上改变这些材料。

发明概述

本发明的目的在于提供一种提供全息图像的多重性的全息图传感器，其中一组图像以作为传感器的动态检测范围的自由度被多路传输，其中每个图像，在可以看到时，表示动态检测范围的一个有限区域。

按照本发明的第一方面，一种全息传感器包括一个或几个膜，在每个膜的体积内包括一组两个或多个的全息记录，当传感器由光照射时，每个记录提供一个反射的全息图像，并且其中每个图像作为一个指示器是可由眼睛看到的，使得所述传感器显示对于被检测的物质或物质组的一个预定范围的浓度的响应。更具体地说，存在的或出现的每个图像作为传感器对于被检测的物质的响应的函数是可由眼睛看到的，所述响应可以涉及可视图像的出现或不出现，或者涉及可视图像中的改变。

一般地说，在一组图像中的每个图像具有以其在可见的或不可见的光谱中的位置为特征的反射光谱。对于每个图像，其在光谱中的位置是唯一的，使得所述图像可以利用波长选择装置分开，并因此按照波长被多路传输。

附图说明

图1表示一般由多重全息传感器呈现的多重反射全息图的多个光谱峰值的一个例子；

图2表示一般由多重全息传感器呈现的多重反射全息图的多个光谱峰值的另一个例子；

图3a和3b是显示改变着的有图画的图像的全息传感器的示意图；

图4a-4d是全息传感器的每个示意的图画，表示按照检测的物质的数量而改变着的图像；

图5是三维图像的多个特征的示意的图画；

图6a-6e是具有改变着的数字图像的全息传感器的每个示意的表示；

图7a-7e是具有校准的数字图像的全息传感器的每个示意的表示；

图8a-8e是具有改变着的字母图像的全息传感器的每个示意的表示；

图9a，9b是全息传感器的每个示意的表示，说明呈和所述传感器的应用有关的信息的形式的改变着的图像；

图10a-10c是全息传感器的每个示意的表示，说明呈和物质或正被检测的物质有关的信息的形式的改变着的图像；

图11是全息传感器的示意的表示，说明对于固定的刻度呈运动着的指示器形式的改变着的图像；

图12是全息传感器的示意的表示，说明对于位于图像深度中的刻度的图像呈沿图像的深度运动着的指示器形式的改变着的图像；以及

图13是一种示意的光学布置，所述光学布置可以用于使光敏的全息膜对多个图像曝光，以便形成有关波长多重的全息传感器。

本发明的说明

本发明的传感器可以基本上以在WO-A-95/26499或WO-A-99/63408中说明的方式构成和使用。这些专利公开的内容以及此处引用的其它的文件的内容被包括在本说明中作为参考。因而，例如，在其中形成全息图像的基体可以是化学敏感的聚合物膜，或者其可以包括多个基本上平行的膜(相邻或者由另一种层隔开)。在这种结构中，每个膜可以具有其自身的动态范围，每个膜可被设计用于检测或测量一种特定的物质。每个膜可以具有一个图像或一个子组图像，在传感器的动态范围内具有其自身的位置，所述动态范围通过具有提供多个图像或一组图像的多个膜来产生。

更具体地说，本发明的传感器可以呈聚合物膜的形式，或者呈被涂覆或淀积在透明的或不透明的，柔性的，半刚性或刚性的衬底例如玻璃、塑料、纸或金属上的多个膜。所述衬底可以被印刷，雕刻，或者利用图形或字母数字标记进行标记，使得对于所述全息图像提供参考。

此外，传感器可以被提供在一种材料上，所述材料是一种装置的元件或者构成一种装置，例如接触透镜，眼镜片，反应容器中的光学窗口，仪器显示窗，家用窗，视觉显示装置，或其周围环境要被监视或检测的任何元件。

此外，传感器可以提供在一种材料上，所述材料是服装品的元件或者构成服装品，使得给予监视或检测关于服装的穿戴者的环境物质或生理物质的能力。

本发明可以呈多层的全息聚合物膜的形式，其和其它类型的层交错，所述其它类型的层作为要被检测或监视的物质或其它的试样成分的输送介质。

由环境人造光或自然光提供的全息图的照明可以直接照射到平面上，或者，可以沿着聚合物膜的边沿照射聚合物膜，这样的全息图通常被称为“边沿照明”全息图。作为本发明的敏感元件的聚合物膜可以直接对环境物质敏感，或者可以对在所述环境物质和一个或几个其它的环境物质之间的反应或相互作用敏感，或者对专门提供作为全息传感器装置的元件的物质敏感。这种膜本文可以称为化学敏感的膜，但是这只是为了说明而已。

各种物质或分析物都可以利用本发明进行检测，其中包括但不限于现有技术中所述的那些；本文称为的“一种物质”包括使用两个或几个这种物质。分析物的例子有水，有机液体，离子，半抗原，核苷，细胞，乙醛，酶，蛋白质，气体，代谢物，病毒，细菌，真菌类和酵母。分析物或载体介质可以和全息基体相互作用。在一个特定的例子中，分析物处于液体中，例如水中的酶或乙醇，或者有机溶剂中的水。

在本发明的优选实施例中，来自一组可被观看的图画图像的每个图像描述和传感器应用相关的主题。每个图像可以描述和由传感器指示的响应状态相关的主题。

图像可以从一个图画改变为和由传感器检测的一种或几种物质的浓度相关的另一个图画。图画图像中的改变可以限制于图像的一个或几个部分。被限制于图像的一个部分的图画图像中的改变可能是由于对要被检测的特定物质的响应，这样，图像的另一部分中的改变则是由于对于被检测的另一种特定物质的响应。可以被改变的图像的每个部分可以位于三维的全息图像中的任何位置。

在本发明的另一个实施例中，一组图像表示一个许多信息的序列，所述信息以相应于被传感器检测的一个或几个物质的浓度的顺序出现。最好是，传感器的响应被这样校准，使得许多图像表示和由传感器检测的物质的浓度直接相应的许多数量。

在本发明的另一个优选实施例中，一组图像表示一个字母信息的序列，所述信息以相应于由传感器检测的物质的浓度的顺序出现。最好是，所述字母信息呈和与传感器的应用有关的信息的形式。传感器的响应被这样校准，使得字母信息呈直接相应于由传感器检测的物质的浓度的信息的形式。

在本发明的另一个优选实施例中，一组图像的每个图像包括一个指示特征，其处于图像空间中和由传感器检测的物质的浓度相应的一个特定位置。这是虚拟仪器的一个例子。

最好是，图像或指示特征是一个形状。另外，所述指示特征是一个图画或字母数字。

指示特征的位置的空间自由度平行于聚合物膜的平面。另外，指示特征的位置的空间自由度不平行于聚合物膜的平面，而是沿着作为全息图像的可选择的特征的图像的深度。

最好是，在每种情况下，指示特征的位置参照可视的刻度被标记。可视的刻度可以作为由一个全息图提供的全息图像被提供，所述全息图被记录在和提供指示特征的聚合物层相同的聚合物层中。另外，可视刻度可以由和提供指示特征的聚合物层不同的聚合物层提供。

可以利用照相装置把可视刻度合并在聚合物层中。另外，可视刻度可被印在位于全息元件附近但是和全息元件分开的表面上。

最好是，作为全息图像提供的可视刻度不随由传感器检测的物质的浓度而变。

全息传感器可以提供图画、字母、数字或者显示全息响应的空间指示装置的任意组合。此外，可以提供一个全息传感器的阵列，每个传感器提供上述的图画、字母、数字或者显示对于多种被检测的物质或多种被检测的物质组的全息响应的空间指示装置的任意组合。

最好是，全息传感器阵列的每个元件对于被检测的物质具有唯一的响应特性。

由一个全息传感器阵列提供的可视显示可以是一个总体图形，其相应于被检测的物质的相关的浓度。由全息传感器阵列显示的图形可以是图画、数字或字母。由全息传感器阵列显示的字母图形可以表示和被检测的物质的相对浓度有关的信息。

在上述的任何一种情况下，可以通过产生在由每个图像提供的峰值反射的波长和其相邻的波长的明显的分离来区分在由全息传感器提供的一组图像中的任何一个可视图像和其相邻的图像。

可以通过提供彩色传输滤光器来改善由全息传感器呈现的图像序列中的任何一个可视图像和其相邻图像的区分，所述滤光器位于光源和包含全息记录的化学敏感聚合物膜之间，或者位于用于观看全息图像的眼睛和膜之间，或者直接和膜相邻，但是在所述的膜和眼睛之间。

彩色传输滤光器可以是连附有化学敏感聚合物膜的材料的一个必备特征。另外，彩色传输滤光器可以是化学敏感聚合物膜的一个必备特征。在上述的任何一个全息传感器中，对于传感器的响应的任何给定的动态范围，彩色传输滤光器通过允许每个图像的峰值波长更接近在光谱中和其直接相邻的图像的波长，增加多重的图像的数量。

按照本发明的另一方面，提供一种用于构成一个全息传感器的方法，所述传感器具有从图画、数字、字母、空间变量或阵列型的图像中选择的一类或几类多种波长多重的图像，所述方法包括在由已经成为光敏的聚合物膜的一种膨胀状态到另一种膨胀状态的转换过程中，使所述聚合物膜对一个全息曝光的序列曝光。

一组图像的每个图像具有一个特征反射光谱，其可以具有一个和所述组中的其它图像的峰值波长不同的峰值波长。

例如，在曝光之前，膨胀的初始状态可以通过把所述聚合物膜放在一种具有特定的PH值或特定的离子强度的溶液中被设置。然后，把所述聚合物膜浸在一种具有不同的PH值或离子强度的溶液中，使得所述的膜根据其响应经历膨胀或收缩的转换。

此外，可以在曝光之前通过把所述聚合物膜放在一个具有特定的相对湿度的直接环境中来设置膨胀的初始状态。然后，这样改变相对湿度，使得根据所述膜对相对湿度的响应经受膨胀或收缩的转换。

另一种用于构成一个全息传感器的方法，所述传感器具有从图画、数字、字母、空间变量或阵列型的图像中选择的一类或几类多种波长多重的图像，包括对于每个图像使光敏聚合物膜这样曝光，使得在所述物体和用于产生全息记录的参考光束之间的角度对于所述特定的图像是唯一的。

使聚合物膜对一组图像曝光的一种优选的方法是使其对发射物体的图像的一个定时序列曝光，其中发射物体是一个光学装置，其通常被称为空间光调制器，并由电子信号源控制，例如计算机或视频摄像机。最好是，由空间光调制器表示的物体的形式从图画、数字、字母、空间变量或阵列类型中选择。

最好是，由空间光调制器提供的图像被这样控制，使得在膨胀或收缩转换期间具有可变的空间特征，从而提供用来提供全息传感器的装置，所述全息传感器具有响应被检测的物质的浓度的空间变量。

下面参照附图仅以举例方式说明本发明。这些附图说明响应由全息传感器检测的物质或物质组而改变的两个或多个全息图像。

在本发明的任何形式中，具有两个或多个反射的全息图像，每个图像具有由一个具有峰值波长的窄带频谱表征的颜色。峰值波长从由一种周期结构的反射和衍射的光的分量之间的结构干涉产生，所述周期结构例如是一种全息结构，其由包括在全息材料内的复杂的折射率的周期分布构成，所述全息材料通常是一种聚合物或类似的基体。在全息技术中，这种折射率的周期分布通常被称为边缘分布。峰值波长用数学方法由布拉格方程确定，所述布拉格方程是：

  λ_pk{x，y，z}＝2.n{x，y，z}.Λ{x，y，z}.cos(θ{x，y，z})

其中n是在由在膜中的x，y，z坐标限定的特定位置的聚合物膜的平均折射率。Λ是在相邻的边缘之间的局部间隔，θ是入射到在膜中的所述位置的边缘上的光的照射的角度。

图1表示反射强度光谱，具有波长轴4，所述波长轴表示在一个特定状态在传感器的动态范围内的3个光谱峰值1，2，3。在这个状态下，唯一的可视图像是峰值2表征的图像，其位于一般眼睛可以看到的光谱的区域5内，以光谱6的紫外端和光谱7的红外端为边界。如果形成传感器全息图的聚合物膜在传感器操作期间膨胀，则峰值1，2，3的特征峰值波长都向较长的波长移动，使得由峰值1表征的最初可在光谱的紫外端看到的图像在一个新的光谱位置8成为可见的。类似地，由光谱峰值2表征的先前可见的图像在光谱的红外部分内在光谱位置9成为不可见的。作为传感器全息图的聚合物膜的收缩的全息传感器的响应由峰值1，2和3向着较短的波长移动表征。

在本发明的另一种形式中，可以提供光谱的每个区域的多个光谱峰值，同时保持相邻图像之间的区别。图2表示眼睛可看到的或者其它传感器可检测到的光谱的区域5被限制于一个较窄的区域11，所述区域由下端30和上端7限定，所述下端在本例中由长波长通过滤光器设置，所述上端位于光谱5的一般可视部分的上端。一般地说，限制可见光谱的装置不限于长波长通过边缘滤光器，而可以从长波长通过滤光器，短波长通过滤光器，带通滤光器，或者任何其它限制整个光谱的可检测的部分的光学装置中选择。图2表示一个反射的强度光谱，具有波长轴4，表示在传感器的动态范围内在一种特定状态下的4个光谱峰值1，2，13和14。在这种状态下，唯一的可见图像是由峰值2表征的图像，其位于眼睛可看到的光谱的较窄的区域11中。如果形成传感器全息图的聚合物膜在传感器操作期间膨胀，则峰值1，2，13和14的特征峰值波长都向较长的波长移动，使得由峰值13表征的原来在光谱的紫外端可看到的图像现在成为在一个新的光谱位置16可以看到。因为由光谱峰值16表征的新的图像出现，由光谱峰值2表征的原来的可见图像随着其移动到一个新的位置17而成为不可看到的。随着进一步的膨胀发生，由峰值1表征的图像在光谱位置16或者一些这种类似的在确定的可见区域11内的位置成为可以看到的。在光谱的每个区域内提供多个光谱峰值的目的在于使得响应记录全息图像的聚合物膜的小的膨胀或收缩能够发生图像的可视的改变。在光谱的每个区域内提供多个光谱峰值的目的还在于，在全息传感器的整个动态范围内提供较多数量的图像。

图3a说明本发明的一种优选的形式，其中示意地表示由在一件全息材料30中的全息记录提供的汽车的全息图像31。在这个特定的例子中，汽车表示设计的全息传感器的用途是检测个别人的呼吸中是否存在过量的酒精。可以使用在图3a中所示的装置的一种方法是具有一种原来可见的图像，其在呼出的湿气饱和时成为不可见的图像。在使用所述装置的另一种方法中，所述图像例如31所示的，可以是即使在饱和状态下也总是可见的。在呼吸中的过量酒精的检测由从图3a中的图像31改变为图3b中的图像32来表示，图3b的图像32用图画表示被试人员不应当再开车。所示的仅是一个例子，并不排除在上述的用途或在其它的应用中使用其它的传递其它信息或命令的图画图像，在这些应用中使用图画信息表示传感器在使用前后的相关的响应。

本发明的另一种优选的形式在图4a中示意地示出了，该图表示一种全息材料30，其在被照亮时提供一定形状的图像43，其中具有部分44，借助于颜色、形状或图形，使其具有不同的外观，从而使得比例43不同。传感器的响应由从图像部分44改变为图4b所示的图像部分45表示，通过占据图像43的一个较大的部分，说明存在的由传感器检测的物质的增加。由图4a到图4d所示的逐渐从部分44改变为部分47，表示对检测的物质的逐渐增加的数量的一系列的响应。在这个例子中，图像或图像部分的空间改变是本发明的这个优选形式的一个关键特征。利用本发明的这些主要特征的特定应用的一个例子是作为医疗诊断装置，其表示人体的一种程式化形式的图像，其中图像的一部分被照亮，以便指示和人体的相关部分相关的生化的，新陈代谢的或病理状态。

图4表示一组图像，其中图像的特征位于空间的一个平面内。本发明的基本特征不限于平面图像，而是可以在三维的全息图像中使用。在本发明的另一种优选的形式中，全息图像或图像部分的空间改变位于图像的三维空间中。图5表示由全息材料30制成的传感器，其提供一个三维的图像，由轴线54在x，y，z坐标下表示，并具有特征51，52和53。可以使特征51，52和53出现或者消失，或者借助于颜色、形状或图形改变作为观察传感器的操作的可见的外观。

在任何其中使图像或图像部分改变或者成为可见的或不可见的全息传感器中，图像或图像部分可以具有数字的形式，如图6a示意地所示。在图6a-6e所示的数字图像60-65说明关于由传感器检测的物质或物质组的浓度的响应。另外，全息传感器的数字响应可以利用图像71-75对于被检测的物质或物质组的浓度校准，如图7a-7e所示。

在任何其中使图像或图像部分改变或者成为可见的或不可见的全息传感器中，图像或图像部分可以具有字母的形式，如图8a示意的所示。图8a-8e所示的字母图像81-85说明关于由传感器检测的物质或物质组的浓度的响应。

在任何全息传感器中，图像可以选择地表示关于要使用传感器的应用的数字或字母信息的组合。

在任何提供字母信息的全息传感器中，被提供的信息可以和要使用传感器的应用相关。用于检测呼吸中的酒精的全息传感器的例子在图9a中示意地示出了，其中显示表示测量值在按照预定的规定可接受的范围内的信息91。图9b示意地表示测量值在按照预定的规定可接受的范围之外的信息92。

在任何提供字母信息的全息传感器中，被提供的信息可以和被测量的物质或物质组的浓度相关。图10a表示字母图像101，其指示物质或物质组的低的检测值。图10b和10c由图像102，103分别表示正常的和高的值。另外，被提供的信息可以是作为由全息传感器提供的进行试验的结果的一个要被跟随的作用过程的指示器。

呈由全息图传感器装置提供的形式的简单信息的表达提供一个明确的容易理解的结果，并且尤其适合于由各个保健部门的非专业人员、消费者用于快速试验，或者用于临床应用，当然还包括其它的应用领域。

在本发明的另一种优选的形式中，如图11示意地表示，每个多重的全息图像呈点指示器的形式。一系列的这种指示器按照上述的方法被多路传输，最好是，在传感器的任何一个响应状态只有一个所述指示器是可见的。在图11所示的例子中，只示出了两个指示器图像112和113，尽管一系列沿方向114在空间上分开的图像提供和要被定量的物质或物质组的浓度相关的序列。点指示器112和114以及图中没有示出的其它点指示器参考刻度111，其可以是图画或者数字。数字刻度111提供用于定量传感器的响应的装置。刻度111可以从以下的类型中选择：在全息材料附近印制的，在全息材料上印制的，在全息材料下方的单独的材料上印制的，和全息材料分开通过照相产生的，在全息材料内部由照相产生的，在全息材料内部由全息技术产生的，在和作为传感器材料的全息材料分开的全息材料内部利用全息技术产生的等。

在本发明的另一种优选的形式中，如图12示意地所示，每个多重的图像呈点指示器的形式，其似乎按三维布置，在全息材料30的平面之外。在这种形式的全息传感器中利用由全息图像选择地提供的特征深度。一系列的这种指示器按照上述的方法被多路传输，使得，最好是，在传感器的任何一个响应状态下只有一个指示器是可见的。在图12所示的例子中，只示出了两个指示器图像122和123，实际上，在三维空间中沿方向124在空间上分开的一系列图像提供一个关于要被定量的物质或物质组的浓度的序列。点指示器122，124和其它指示器(未示出)参考刻度121，其可以是图画或数字。数字刻度121提供用于定量传感器的响应的装置。刻度121本身最好是全息图像，其和多重的点指示器图像的序列对齐，虽然其可以从以下的类型中选择：在全息材料附近印制的，在全息材料上印制的，在全息材料下方的单独的材料上印制的，和全息材料分开通过照相产生的，在全息材料内部由照相产生的，在全息材料内部由全息技术产生的，在和作为传感器材料的全息材料分开的全息材料内部利用全息技术产生的等。在全息传感器中使用三维全息图像的一些优点是，可以减少全息材料的面积，从而使得能够减少试样的体积，减少制造成本，并节省空间。

用于构成为了提供全息传感器的多重的图像的优选的方法是使用两束图像全息图处理，例如作为例子在图13中示出的。激光束131由束分裂器134分裂成两束132和133。一个光束132由反射镜135经过选择的光扩散器140引导到透明的物体136上。最好是，透明的物体136是一个空间光调制器，其是一个视频显示装置，在计算机控制下提供图像。另外，透明物体136可以是照相胶片。使用计算机控制的空间光调制器的优点在于，其提供的透明的物体作为要被全息记录的图像可以快速地改变，以便产生全息图像的序列。所述的透明物体136位于成像系统137的物体平面处，成像系统137是具有一个或几个透镜的一组透镜，其在全息记录材料138所在的图像平面提供物体136的图像。第二激光束133在本例中由反射镜139引导到全息记录材料138上，因而作为参考光束(全息技术的术语)。图像和参考光束组合，从而用这种方式在全息记录材料138内产生干涉图形，使得所述图形能够被所述材料保留。记录全息干涉图形的方法的两个例子是，如果是银基的记录材料，则通过进一步的化学处理，或者使用光聚合物材料和合适的激光波长。本发明的这个方面的一个基本特征是，全息记录材料138的膨胀状态可以通过从pH，离子浓度，湿度，水的作用或者任何其它改变全息记录材料的厚度的方法中选择的方法进行控制。在材料的每个膨胀状态，由上述方法产生一个不同的全息图像，直到一组完整的图形作为一组多重图像被记录，所述多重图像以上述形式显示全息传感器的响应。

Claims (19)

1.一种全息传感器，其包括响应要被检测的物质而经历改变的薄膜聚合物基体，所述基体在其体积内含有一组具有两个或多个的全息记录，当传感器被照亮时，每个记录提供一个全息图像，其中每个图像的存在或出现作为传感器对于要被检测的物质的响应的函数是可由眼睛看到的，并且所述图像提供传感器的动态范围。

2.如权利要求1所述的传感器，其中每个图像在可见或不可见光谱中具有一个唯一的位置。

3.如权利要求1或2所述的传感器，其中每个图像是图画，数字与/或字母。

4.如前面任何一个权利要求所述的传感器，其在所述物质存在时提供一个可见图像。

5.如权利要求4所述的传感器，其中所述图像表示所述物质或者发现所述物质的场景或使用所述传感器的场景。

6.如权利要求5所述的传感器，其中所述可见图像是数字。

7.如权利要求5所述的传感器，其中可见图像是字母，并提供相应于所述物质或者发现所述物质的场景或使用所述传感器的场景的信息。

8.如权利要求5所述的传感器，其中可见图像在图像空间内具有一个相应于或者表示所述物质或者发现所述物质的场景或使用所述传感器的场景的位置。

9.如权利要求4-8任何一个所述的传感器，其中所述可见图像对于所述物质的数量被校准。

10.如权利要求4-9任何一个所述的传感器，其在物质不存在时提供另一个可见图像。

11.如前面任何一个权利要求所述的传感器，其中还包括可见的刻度。

12.如权利要求11所述的传感器，其中所述刻度相对于物质的浓度是不变的。

13.如前面任何一个权利要求所述的传感器，其在一个膜内提供多个图像。

14.如前面任何一个权利要求所述的传感器，其提供至少3个图像。

15.如前面任何一个权利要求所述的传感器，其包括多个膜，每个膜在传感器的动态范围内提供其自身的动态范围。

16.如前面任何一个权利要求所述的传感器，其中包括多个膜，每个膜响应一种不同的物质。

17.如前面任何一个权利要求所述的传感器，其中还包括颜色传输滤光器。

18.如前面任何一个权利要求所述的传感器，其中图像由一组可见像素形成，像素的图形指示或表示所述物质或者发现所述物质的场景或使用所述传感器的场景。

19.包括如前面任何一个权利要求所述的传感器和照明光源的装置。

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