CN218006419U - 多光谱滤光片阵列、多光谱图像传感器和多光谱相机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种多光谱滤光片阵列、多光谱图像传感器以及多光谱相机，多光谱滤光片阵列包括至少一个滤光片单元，用于过滤入射光线，所述滤光片单元包括n×m个滤光片，所述n×m个滤光片包括至少5个中心波长不同的滤光片，所述至少5个中心波长不同的滤光片中包含至少1个近红外滤光片，所述n×m大于或等于9。本申请提供的多光谱滤光片阵列可以提高多光谱图像传感器成像的精度及效率。

Description

多光谱滤光片阵列、多光谱图像传感器和多光谱相机

技术领域

本申请属于多光谱光学技术领域，更具体地说，是涉及一种多光谱滤光片阵列、多光谱图像传感器和多光谱相机。

背景技术

光谱成像是现有主要的成像技术之一，光谱图像包含有图像信息及光谱信息，光谱信息能够体现拍摄图像时每个像素点在各个波段的光谱强度，利用光谱信息可以对图像中的拍摄对象进行定性甚至定量分析。

现有的多光谱成像技术，一般是通过切换不同波长的滤光片依次获取一张对应的光谱图像，从而采集到多光谱图像；或者采用多种不同的摄像头分别对目标物体进行成像，进而得到多光谱图像，而这两种采集方式均是分时采集，目标物体或者镜头发生移动都将影响成像的精度。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种多光谱滤光片阵列、多光谱图像传感器和多光谱相机，可以解决现有技术中多光谱图像获取效率和精度低的问题。

为实现上述目的，本申请提供一种多光谱滤光片阵列，包括至少一个滤光片单元，所述滤光片单元包括n×m个滤光片，所述滤光片用于对入射光线进行滤光，所述n×m个滤光片包括至少5个中心波长不同的滤光片，所述至少5个中心波长不同的滤光片中包含至少1个近红外滤光片，其中n×m大于或等于9。

本申请还提供一种多光谱图像传感器，包括沿入射光方向依次排列的微透镜阵列、上述所述的多光谱滤光片阵列，以及感光芯片；或者，包括沿入射光方向依次排列的前述多光谱滤光片阵列、微透镜阵列、以及感光芯片。

本申请还提供一种多光谱相机，包括镜头、电路板及上述所述的多光谱图像传感器，所述电路板上设有所述多光谱图像传感器及镜头，所述镜头设于所述多光谱图像传感器上，用于调制入射光线使所述入射光线入射至所述多光谱图像传感器。

本申请提供的多光谱滤光片阵列、多光谱图像传感器及多光谱相机的有益效果在于：本申请提供的多光谱滤光片阵列可以同时允许五种波段不同的入射光通过，由此多光谱图像传感器可以得到五种不同的光谱信息，并且其中包含至少一种近红外光谱信息，因此，多光谱图像传感器单次采集即可得到多光谱图像，提高了多光谱图像的获取效率，提升了多光谱图像的精度；并且，多光谱滤光片阵列中还包括近红外滤光片，通过近红外滤光片可以获取近红外光信息，有利于提高活体检测、人脸识别等的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本申请实施例提供的多光谱图像传感器的结构示意图一；

图1b为本申请实施例提供的多光谱图像传感器的结构示意图二；

图2为本申请实施例提供的多光谱滤光片阵列的结构示意图一；

图3为本申请实施例提供的多光谱滤光片阵列的结构示意图二；

图4为本申请实施例提供的感光芯片的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的多光谱滤光片阵列的结构示意图三；

图6为本申请实施例提供的不同中心波长对应的人体皮肤反射特征谱示意图；

图7为本申请实施例提供的多光谱滤光片阵列的结构示意图四；

图8为本申请实施例提供的多光谱滤光片阵列的结构示意图五；

图9为本申请实施例提供的人脸和假体在近红外区域的典型反射光谱示意图；

图10为本申请实施例提供的多光谱相机的结构示意图。

其中，图中各附图标记：1-多光谱相机；10-多光谱图像传感器；20-镜头；30-电路板；101-微透镜阵列；102-多光谱滤光片阵列；103-感光芯片。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

图1为根据本申请提供的一种多光谱图像传感器结构示意图。在一个实施例中，如图1a所示，多光谱图像传感器10可以包括沿入射光方向依次排列的微透镜阵列101、多光谱滤光片阵列102、以及感光芯片103，其中，微透镜阵列101用于调制入射光线，使入射光线汇聚至多光谱滤光片阵列102；多光谱滤光片阵列102用于过滤入射光线，感光芯片103用于将接收多光谱滤光片阵列102过滤后的入射光线并转化为电信号。

在另一个实施例中，如图1b所示，多光谱图像传感器10可以包括沿入射光方向依次排列的多光谱滤光片阵列102、微透镜阵列101、以及感光芯片103；其中，多光谱滤光片阵列102用于过滤入射光线，微透镜阵列101用于调制经多光谱滤光片阵列102过滤后的入射光线并用于汇聚光线至感光芯片103，感光芯片103用于将接收到微透镜阵列101汇聚后的入射光线并转化为电信号。

在一个实施例中，微透镜阵列101包括一个或多个微透镜，每个微透镜用于汇聚入射光线，在图1a所示的实施例中，微透镜阵列101用于汇聚入射光线至滤光片阵列，一个微透镜可对应一个或多个滤光片、或者一个微透镜可对应一个滤光片单元，在此不做限制。在图1b所示的实施例中，微透镜阵列101可以用于汇聚经滤光片阵列过滤后的光线至感光芯片103，一个或多个滤光片可对应一个微透镜、或者一个滤光片单元对应一个微透镜，在此不做限制。

在一个实施例中，多光谱滤光片阵列102包括至少一个滤光片单元，如图2所示，每个滤光片单元包括n×m个滤光片。n×m个滤光片包括至少5个中心波长不同的滤光片，并且，至少5个中心波长不同的滤光片中包含至少1个近红外滤光片，每个滤光片用于对入射光线进行滤光，使得入射光线中对应波段的光通过。其中，n×m大于或等于9，n与m相同或不同。入射光线经由多光谱滤光片阵列102的滤光和微透镜阵列101的聚焦入射至感光芯片103上。

本申请的一些实施方式中，多光谱滤光片阵列102内的滤光片单元中的多个滤光片采用3×3的矩阵排列方式，这样的排列方式可以使多光谱滤光片阵列102上各个滤光片的误差较小；同时，3×3的矩阵排列方式既能够获得多通道的光谱图像，又能使多光谱成像的空间分辨率较高。其他实施方式中，多光谱滤光片阵列102内的滤光片单元中的多个滤光片也可以采用3×4、4×4、4×5、5×5等矩阵排列方式，对此本申请不做限制。

对于整个多光谱图像传感器10而言，滤光片单元的数量可以为一个或多个，多个滤光片单元可以周期性排布，进而形成多光谱滤光片阵列102。示例性地，图3为根据本申请一实施例提供的多光谱滤光片阵列102的示意图，该多光谱滤光片阵列102包含2×2矩阵排布的共4个滤光片单元，每个滤光片单元包含以3×3形式排布的9个滤光片，每个滤光片单元内的滤光片排布方式相同，从而形成了以预设的排列次序周期排列的多光谱滤光片阵列102。在其它实施例中，多光谱滤光片阵列102可以包含其他数量的滤光片单元，多个滤光片单元不限于2×2排布，还可以是2×3、3×3、4×4、4×5、……、M×N等形式排布，M与N相同或不同。

其中，每个滤光片所采用的制作工艺可以是彩色光阻剂、镀膜或者超构表面等方式，进而实现每个滤光片可以允许预设波段的光通过，本专利对滤光片的制作工艺不作限制。

在一个实施例中，感光芯片103包括多个像素单元，多个像素单元与多个滤光片单元一一对应，像素单元对聚焦于像素单元上的光进行光电转换，进而得到至少5种波段不同的光感应信号。

图4为根据本申请提供的一个像素单元的结构示意图，一个像素单元包括标记A₁至A₉共9个像素组，9个像素组成3×3排列。每个像素组由2×2共4个像素构成。需要说明的是，每个像素组不局限于x×x的排列方式，也可以是x×y的排列方式，其中，x不等于y。选择x×x的排列方式时，每个像素单元呈正方形排布，可以使每个波段的光谱在像素单元内分布比较均匀。

更具体地，在多光谱图像传感器10中，基于多个像素单元与多个滤光片单元一一对应，因此在一个实施例中，每个滤光片下方可对应一个像素组，其中每个像素组包括一个或多个像素，例如一个像素组可包括1个像素、2×2共4个像素、3×3共9个像素、4×4共16个像素、5×5共25个像素等等。需要说明的是，一个像素组内的像素越多，则图像信噪比越高，但是空间分辨率也越低；一个像素组内的像素越少，则图像信噪比越低，但是空间分辨率也越高；每个像素组内像素的数量主要取决于应用场景对分辨率和信噪比的要求，可根据实际情况选择，在此不作限制。

综上，本申请提供的多光谱图像传感器10至少可同时允许五种波段不同的入射光通过，由此感光芯片103可以生成五种不同波段的光感应信号，并且其中包含至少一种近红外波段的光感应信号，因此，多光谱图像传感器10单次采集即可得到多光谱图像，提高了多光谱图像的获取效率，提升了多光谱图像的精度；并且，多光谱滤光片阵列中还包括近红外滤光片，通过近红外滤光片可以获取近红外光信息，有利于提高活体检测、人脸识别等的精度。

进一步地，为实现多光谱图像传感器10单次采集便可得到多光谱图像，本申请对滤光片阵列中的滤光片单元进行一系列的改进。

实施例一

图5为根据本申请提供的一种滤光片单元的结构示意图。在一些实施例中，n×m个滤光片包括至少三个可见光滤光片及至少两个近红外滤光片，且至少三个可见光滤光片的中心波长不同，至少两个近红外滤光片的中心波长不同。其中，至少三个可见光滤光片的中心波长可均位于400nm至650nm之间，经可见光滤光片过滤后的光线被图像传感器接收后用于重建彩色图像及辅助活体检测；至少两个近红外滤光片的中心波长分布于近红外波段，经近红外滤光片过滤后的光线被图像传感器接收后用于活体识别及物体识别。需要说明的是，可见光滤光片包括但不限于蓝色滤光片(B)、绿色滤光片(G)以及红色滤光片(R)，近红外滤光片的中心波长在750nm至1000nm之间，此处不作限制。

在一个实施例中，可见光滤光片的数量为至少四个，包括至少一个蓝色滤光片、至少两个绿色滤光片及至少一个红色滤光片，通过设置蓝色滤光片、绿色滤光片及红色滤光片使得多光谱图像传感器10可以接收到蓝光、绿光及红光，便于重建彩色图像。另外，通过设置至少两个绿色滤光片可以更好地识别真人与假体，因为真人皮肤的血红蛋白对绿色比较敏感，可以通过绿色图像识别血红蛋白，而假体内一般没有血红蛋白，进而更好地识别真人与假体。

在一个实施例中，近红外滤光片的数量为至少四个，至少一个近红外滤光片的中心波长分布于770nm至810nm之间，至少三个近红外滤光片的中心波长分布于820nm至970nm之间，且至少三个近红外滤光片的中心波长相同或不同。图6为根据本申请提供的一种不同中心波长对应的人体皮肤反射特征谱示意图，图中示出了真人皮肤对790nm的光的反射率比较高，而假体对790nm的光的反射率相对较低，由此可见真人皮肤与假体对790nm的光的反射率存在较大差异，通过接收到的790nm的光谱数据可以较准确地分别出真人和假体。

进一步地，由于真人皮肤内含有水分，而840nm至950nm之间的光对皮肤内的水分比较敏感，导致真人皮肤在840nm至950nm范围内的反射率下行形成一个波谷，而假体一般没有水分或者水分较少，为此可以设置至少一个中心波长在840nm至950nm之间的滤光片，以便于通过该滤光片过滤后的数据识别真人与假体。进一步地，为了更加准确地识别真人与假体，可以设置至少三个中心波长在840nm至950nm之间的滤光片，该至少三个滤光片的中心波长完全不同或者部分不同，如此可以得到至少两个通道的图像，有利于识别真人与假体。在其它实施例中，该至少三个近红外滤光片的中心波长也可以完全相同。

在一个实施例中，蓝色滤光片和红色滤光片的数量均为一个，绿色滤光片的数量为三个，三个绿色滤光片的中心波长不同，设置三个或更多个中心波长不同的绿色滤光片，使得多光谱图像传感器10可以接收到三种不同波长的绿光，进而得到三张不同的绿色通道的图像，由此，可以得到物体在绿色通道上更丰富的信息，有助于提高活体检测的准确性等。在另一个实施例中，近红外滤光片的数量为四个，一个近红外滤光片的中心波长位于770nm至810nm之间，其余三个近红外滤光片的中心波长分布于820nm至970nm之间。

在一个实施例中，如图5所示，滤光片单元由3×3共9个滤光片构成，其中，一个蓝色滤光片的中心波长为430nm，一个红色滤光片的中心波长为640nm，一个绿色滤光片的中心波长为500nm，一个绿色滤光片的中心波长为530nm，一个绿色滤光片的中心波长为575nm，一个近红外滤光片的中心波长为790nm，三个近红外滤光片的中心波长均为940nm。430nm的与皮肤黑色素之间关联性比较大，蓝色滤光片为430nm可以提高人脸识别的准确性，并且多光谱图像传感器得到的多光谱图像更加贴近于人物真实图像。需要说明的是，绿色滤光片的中心波长可以分布于480nm至575nm之间。

由于加工工艺等因素的存在，以上提及的中心波长均允许有±20nm以内的偏移。同时，每个滤光通道的通带谱宽可以在2nm至100nm之间，谱宽越小，进光量越少，图像信噪比越差，但是光谱恢复更容易也更准确；谱宽越大，进光量越大，图像信噪比越高，但是光谱恢复越困难越不准确。在一个实施例中，每个滤光通道的通带谱宽典型值为70nm。通带谱宽指的是峰值一半时的宽度，可根据工艺决定，70nm时进光量较大，图像信噪比较高，光谱恢复难度适中。

需要说明的是，多光谱滤光片阵列102的滤光片单元中滤光片可有多种排布方式，图5仅为其中一个示例，其他实施例中可以根据需求任意排布。在其他实施例中，蓝色滤光片及红色滤光片也可以为多个，例如2个、3个、4个或更多个，绿色滤光片为2个、4个、5个或更多个，近红外滤光片的数量为2个、3个、5个或更多个，在这些滤光片为多个时，多个滤光片的中心波长可相同或不同，在此不做限制。

实施例二

图7为根据本申请提供的又一种滤光片单元的结构示意图。在一些实施例中，n×m个滤光片包括至少七个可见光滤光片、至少一个全透滤光片、以及至少一个近红外滤光片；其中，至少七个可见光滤光片的中心波长均不相同或部分相同。在一个实施例中，至少七个可见光滤光片的中心波长可分布于可见光波段，经可见光滤光片过滤后的光线被图像传感器接收后用于重建彩色图像及辅助活体检测；全透滤光片的波段分布于可见光波段和近红外波段，由于可见光波段和近红外波段均可以通过全透滤光片，进而在暗光环境下，多光谱图像传感器10获取到的图像依然具有较佳的亮度，被多光谱图像传感器10接收后可以用于物体识别；近红外滤光片的中心波长可分布于近红外波段，经近红外滤光片过滤后的光线可以被多光谱图像传感器10接收后还可用于滤除掉可见光滤光片通过的波长大于780nm的光。

需要说明的是，可见光滤光片可以但不限于包括蓝色滤光片(B)、绿色滤光片(G)、红色滤光片(R)、青色滤光片(C)、黄色滤光片(Y)及洋红色滤光片(M)；全透滤光片允许波长在300nm至1000nm之间的光线通过，即波长为300nm-1000nm外的光线会被全透滤光片过滤掉，优选为白色滤光片(W)或透明滤光片；近红外滤光片允许波长在750nm至1000nm的光线通过，即波长为750nm-1000nm外的光线会被近红外滤光片过滤掉。

在一个实施例中，至少七个可见光滤光片包括至少一个蓝色滤光片、至少两个绿色滤光片、至少一个红色滤光片、至少一个青色滤光片、至少一个黄色滤光片，及至少一个洋红色滤光片，从而使得多光谱图像传感器10可以接收到蓝光、绿光、红光、青光、黄光以及洋红光，便于重建彩色信息更加丰富、更加贴近物体的真实色彩的彩色图像，即具有更强的色彩还原能力。需要说明的是，本实施例设置至少两个绿色滤光片可以更好地识别真人与假体，因为真人皮肤的血红蛋白对绿色比较敏感，可以通过绿色图像识别血红蛋白，而假体内一般没有血红蛋白，进而更好地识别真人与假体；另外，洋红色滤光片其中心波长与绿色滤光片的中心波长互补，可以由等量的红色和蓝色混合得到。

在一个实施例中，全透滤光片用于允许波长在300nm至1000nm之间的光线通过，因此在整个可见光和近红外波段均有高透过率，可以使在暗光环境下得到的多光谱成像具有较佳的亮度。

在一个实施例中，近红外滤光片用于允许波长在750nm至1000nm之间的光线通过。其中，基于近红外滤光片在可见光波段具有低透过率，在近红外波段具有高透过率，由此一方面，经近红外滤光片过滤的光线可以被图像传感器接收后用于活体检测和物体识别；另一方面，由于前述R、G、B、Y、C、M及W滤光片对波长大于750nm的光的通过率在90％左右，即波长大于750nm的光也可以通过R、G、B、Y、C、M及W滤光片，所以，通过近红外滤光片可以确定波长大于780nm的光的量，进而在生成多光谱图像时，可以去除掉R、G、B、Y、C、M及W滤光片通过的波长大于780nm的光，进而计算R、G、B、Y、C、M及W滤光片真实通过的可见光的量。

在一个实施例中，如图7所示，滤光片单元由3×3共9个滤光片构成，其中，一个蓝色滤光片的中心波长为450nm，一个红色滤光片的中心波长为610nm，两个绿色滤光片的中心波长为540nm，一个青色滤光片的中心波长为475nm，一个黄色滤光片的中心波长为580nm，一个洋红色滤光片对于540nm的光线的通过率低于20％，一个全透滤光片允许波长在300nm至1000nm之间的光线通过，一个近红外滤光片允许波长在750nm至1000nm的光线通过。其中，洋红色滤光片对于540nm的光线的通过率低于20％，在绿色滤光片通过率较低的波段，洋红色滤光片的通过率较高，并且绿色滤光片的中心波长为540nm，由此，洋红色滤光片和绿色滤光片对应的光谱信息可以互补。与现有技术相比，9个通道的滤光片能更好还原出人体真实的光谱反射率特征信息，用于活体检测时比单纯的RGB或者近红外图像，具有更优的防伪效果。

由于加工工艺等因素的存在，实施例二中提及的中心波长均允许有±30nm以内的偏移，由于该排布方式中滤光片大部分为可见光通道，可见光的谱宽较不可见光更宽，因此中心波长允许的偏移相对实施例一更大。同时，每个滤光通道的通带谱宽可以在2nm至150nm之间。在一个实施例中，蓝色滤光片和绿色滤光片的通带谱宽典型值为100nm左右，红色滤光片的通带谱宽典型值在100nm至150nm之间，青色滤光片、黄色滤光片、洋红色滤光片和白色滤光片的通带谱宽在150nm至250nm之间，相较于传统的RGB滤光片的通带谱宽(典型值为100nm)更宽，即多光谱图像传感器10的进光量更高，由此，在较暗的场景也能得到更高信噪比的图像。

需要说明的是，多光谱滤光片阵列102的滤光片单元中滤光片的排布方式存在多种，图7只是举例了其中的一种，其他实施例中可以根据需求任意排布。在其他实施例中，每种滤光片均可以为2个、4个、5个或更多个，在此不做限制。

实施例三

图8为根据本申请提供的另一种滤光片单元的结构示意图。在一些实施例中，多光谱滤光片阵列102中包括至少九个中心波长位于近红外光波段的近红外滤光片，至少九个近红外滤光片的中心波长不同或部分不同。

在一个实施例中，多光谱滤光片阵列102包括至少九个中心波长不同的近红外滤光片，其对应的中心波长至少分别为750nm、780nm、810nm、840nm、870nm、900nm、930nm、960nm、990nm，以获取至少9个通道的光谱。图8所示的多光谱滤光片阵列102包括九个中心波长不同的近红外滤光片，其对应的中心波长分别为750nm、780nm、810nm、840nm、870nm、900nm、930nm、960nm、990nm。图9所示为真人和假体对300nm-1000nm的光谱的响应曲线，图9左边的图表示多个真实人脸对300nm-1000nm的光谱的响应曲线，图9右边的图表示了多个假体对300nm-1000nm的光谱的响应曲线，可见每个波长对真人和假体的反射率存在一定的差异，本实施例通过至少9个近红外通道进行光谱重构以获得人脸皮肤在近红外区域的接近全分辨率的近红外图像，可使人脸识别精确度更高，提高识别出真人和假体的准确度。需要说明的是，本实施例中至少九个中心波长不同的近红外滤光片也可以是其他的中心波长，各中心波长之间的间隔可相同或者不相同，或者，各中心波长也可以部分相同或部分不同，对此本申请不做限制，但选择至少九个完全不同的中心波长更有利于提高光谱图像的精度。

应当理解的是，实施例三中每个近红外滤光片的通带谱宽可以在2nm至150nm之间，每个近红外滤光片的中心波长允许±10nm的偏移，并且多光谱滤光片阵列102的滤光片单元中滤光片的排布方式亦存在多种，图8只是举例了其中的一种，其他实施例中可以根据需求任意排布。在其他实施例中，每种滤光片均可以为2个、4个、5个或更多个，在此不做限制。

图10为根据本申请还提供一种多光谱相机的结构示意图。多光谱相机1包括镜头20、电路板30及前述多光谱图像传感器10；电路板30上设有多光谱图像传感器10及镜头20，电路板30可为多光谱图像传感器10提供电源，镜头20设于多光谱图像传感器10上，用于调制入射光线使入射光线入射至多光谱图像传感器10。

在一个实施例中，电路板30上还可以设置有一处理器，该处理器可以对多光谱图像传感器10生成的至少5种光感应信号分别处理为一张光谱图像，得到包含至少5张光谱图像，该至少5张光谱图像的光谱不同，通过至少5张不同的光谱图像可以更好地进行物体识别、活体检测等，可以提高图像识别、活体检测的精度。

在一个实施例中，当滤光片单元中包括至少三个不同中心波长的可见光滤光片时，多光谱图像传感器10用于接收至少三个不同波段的可见光，以供多光谱相机1可以根据多光谱图像传感器10接收到的可见光更准确地重建彩色图像。

在一个实施例中，当滤光片单元包括至少三个不同中心波长的绿色滤光片时，多光谱图像传感器10可以接收至少三个不同波段的绿光，多光谱相机用于根据三个不同波段的绿光生成相应图像并根据图像辨识皮肤的血红蛋白。具体地，多光谱相机1可以生成至少三张不同绿色通道的图像，并可以根据至少三张不同绿色通道辨识皮肤的血红蛋白，从而更较地进行活体检测。

在一些实施例中，滤光片单元至少包括近红外滤光片，多光谱图像传感器用于接收近红外光并进一步生成红外图像，以供多光谱相机根据红外图像进行活体检测和/或辨识皮肤内是否具有水分。

在一个实施例中，当滤光片单元包括中心波长为790nm的滤光片时，多光谱图像传感器10可以接收到波长为790nm的光线，多光谱相机1可以通过接收到的790nm的光数据进行活体检测，提高了活体检测的精度。具体地，多光谱相机1可以根据多光谱图像传感器10接收到的790nm的光线生成一张光谱为790nm的图像，进而根据光谱为790nm的图像进行活体检测。

在一个实施例中，在滤光片单元包括中心波长在840nm-950nm的滤光片时，多光谱图像传感器10可以接收到波长为840nm-950nm的光线，多光谱相机1可以通过接收到的840nm-950nm的光数据辨识皮肤内是否具有水分，进而可以提高活体检测的精度。具体地，多光谱相机1可以根据多光谱图像传感器10接收到的840nm至950nm的光线生成一张光谱为840nm至950nm的图像，进而根据光谱为840nm至950nm的图像识别皮肤内是否具有水分。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种多光谱滤光片阵列，其特征在于，包括至少一个滤光片单元，用于过滤入射光线；其中，所述滤光片单元包括n×m个滤光片，所述n×m个滤光片包括至少5个中心波长不同的滤光片，且所述至少5个中心波长不同的滤光片中包含至少1个近红外滤光片，所述n×m大于或等于9。

2.如权利要求1所述的多光谱滤光片阵列，其特征在于，在所述n×m个滤光片中，包括至少三个可见光滤光片以及至少两个近红外滤光片；其中，所述至少三个可见光滤光片的中心波长不同，所述至少两个近红外滤光片的中心波长不同。

3.如权利要求2所述的多光谱滤光片阵列，其特征在于，所述可见光滤光片的数量为至少四个，包括至少一个红色滤光片、至少一个蓝色滤光片及至少两个绿色滤光片；其中，所述至少两个绿色滤光片的中心波长相同或不同。

4.如权利要求3所述的多光谱滤光片阵列，其特征在于，所述蓝色滤光片的中心波长为430nm±20nm，所述红色滤光片的中心波长为640nm±20nm，所述绿色滤光片的中心波长分布于480nm至575nm之间。

5.如权利要求2所述的多光谱滤光片阵列，其特征在于，所述近红外滤光片的数量为至少四个；其中，至少一个所述近红外滤光片的中心波长分布于770nm至810nm之间，至少三个所述近红外滤光片的中心波长分布于820nm至970nm之间，且所述至少三个近红外滤光片的中心波长相同或不同。

6.如权利要求1所述的多光谱滤光片阵列，其特征在于，在所述n×m个滤光片中，包括至少七个可见光滤光片、至少一个全透滤光片、以及至少一个近红外滤光片；其中，所述至少七个可见光滤光片的中心波长均不相同或部分相同。

7.如权利要求6所述的多光谱滤光片阵列，其特征在于，所述至少七个可见光滤光片包括蓝色滤光片、绿色滤光片、红色滤光片、青色滤光片、黄色滤光片及洋红色滤光片；其中，所述绿色滤光片的数量为至少两个，且至少两个所述绿色滤光片的中心波长相同或者不同。

8.如权利要求7所述的多光谱滤光片阵列，其特征在于，所述蓝色滤光片的中心波长为450nm±30nm，所述绿色滤光片的中心波长为540nm±30nm，所述红色滤光片的中心波长为610nm±30nm，所述青色滤光片的中心波长为475nm±30nm，所述黄色滤光片的中心波长为580nm±30nm，所述洋红色滤光片的中心波长与所述绿色滤光片的中心波长互补。

9.如权利要求6所述的多光谱滤光片阵列，其特征在于，所述全透滤光片用于过滤波长范围位于300nm-1000nm之外的光线，所述近红外滤光片用于过滤波长范围位于750nm-1000nm之外的光线。

10.如权利要求1所述的多光谱滤光片阵列，其特征在于，在所述n×m个滤光片中，包括至少九个中心波长位于近红外光波段的近红外滤光片；其中，所述至少九个近红外滤光片的中心波长均不同或部分不同。

11.如权利要求10所述的多光谱滤光片阵列，其特征在于，当所述至少九个近红外滤光片的中心波长均不相同时，所述至少九个近红外滤光片的中心波长至少分别为750nm、780nm、810nm、840nm、870nm、900nm、930nm、960nm、990nm。

12.一种多光谱图像传感器，其特征在于，包括沿入射光方向依次排列的微透镜阵列、如权利要求1至11任意一项所述的多光谱滤光片阵列，以及感光芯片；或者，包括沿入射光方向依次排列的如权利要求1至11任意一项所述的多光谱滤光片阵列、微透镜阵列、以及感光芯片。

13.一种多光谱相机，其特征在于，包括镜头、电路板及权利要求12所述的多光谱图像传感器，所述电路板上设有所述多光谱图像传感器及镜头，所述镜头设于所述多光谱图像传感器上，用于调制入射光线使所述入射光线入射至所述多光谱图像传感器。

14.如权利要求13所述的多光谱相机，其特征在于，所述滤光片单元中至少包括可见光滤光片，所述多光谱图像传感器用于接收可见光以供所述多光谱相机根据所述可见光重建彩色图像；和/或，

所述滤光片单元至少包括绿色滤光片，所述多光谱图像传感器用于接收绿光并进一步生成相应图像，以供所述多光谱相机根据所述图像辨识皮肤的血红蛋白；和/或，

所述滤光片单元至少包括近红外滤光片，所述多光谱图像传感器用于接收近红外光并进一步生成红外图像，以供所述多光谱相机根据所述红外图像进行活体检测和/或辨识皮肤内是否具有水分。

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