TW200925563A - A light angle selecting light detector device - Google Patents

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200925563 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光偵測器領域，且更特定言之係關於包括 一選擇器單元及一偵測器單元之一光角度選擇光偵測器裝 置’該偵測器單元係配置以接收藉由該選擇器單元選擇之 光。 【先前技術】 在改良現今環境發光系統及智慧光管理系統的研究中， 極其渴望提供靈活的使用者易學易用解決方案，其中使用 者可決定若干照明器所產生之氣氛。一般而言，一房間係 採用多個分散式照明器照明，且一智慧光控制系統將能夠 測量且控制每一個別照明器之發光特性。為實現此應滿 足兩個條件。一是具有可調諧之顏色及強度之光源的可用 性。LED技術的成熟已產生滿足此要求的光源。另一先決 條件係同時測量個別照明器之強度及顏色的一控制回授系 統。為實現此，需要光學感測器（例如）來測量通量、色 點、演色性指數，或者甚至照明該房間之一特定部分之光 的完整光譜分饰。此外，期望能約測量何種光源照明該房 間的哪一部分。t固定光源的固定位置且用（例如）一射束 技術將光導向不同位置時，可藉由測量光束撞擊目標位置 的角度偵測該等光源之來源位置。 此外，塗布有干涉濾光器之光學感測器在其光譜回應中 具有一角度相依性，其使得用該等光學感測器難以對從多 個角度入射之光（即擴散光）進行絕對波長測量。 134697.doc 200925563 美國專利申請案公開案2004/01 19908 A1揭示一種能夠 精確控制自一光源之光的液晶調變器裝置。該裝置包括 R、G及B發光二極體（LED)、用於引導且擴散（即混合）自 彩色LED之光的一導光板，及用於各顏色之光以測量在該 導光板中之混合有色光的一光學感測器。為獲得對該導光 板中之混合有色光的一精確光測量，藉由提供具有實現為 一吸收材料塊中之一穿透孔的一入射光角度限制裝置之感 測器阻止自該等LED之引導光到達該個別光學感測器。然 ® 而’該解決方案僅可用於一靜態環境中，其中每一光源之 顏色、位置及光方向以及此一系統之該等光感測器之位置 及方位係固定的。 【發明内容】 本發明的一目的係提供一種減輕上述先前技術之缺點的 光偵測器。 藉由一光角度選擇光偵測器裝置及如請求項1及12之根 參 據本發明之製造一光角度選擇光偵測器裝置的方法來實現 此目的β 本發明係基於以下共識，即藉由選擇自至少一光源至一 . 光偵測器之光的允許入射角度，實現與光源位置、光感測 ' 二元件位置及光入射角度相關聯的精確光測量。 因此，根據本發明之第一態樣，提供一光角度選擇光偵 測™裝置，其包括一選擇器單元及一偵測器單元。該偵測 器單70係配置以接收藉由該選擇器單元選擇之光。此外， 該選擇單元传gp署 干A你配置以具有一第一表面及一第二表面。將 134697.doc 200925563 該等第一表面及第二表面係平行且彼此堆疊配置。此外， 該等表面係藉由一距離垂直地分離。該裝置包括至少一組 光通過區域β每一組光通過區域由具有一第一尺寸之一第 一光通過區域及具有一第二尺寸之一第二光通過區域組 成，該第一光通過區域係位於該第一表面上且第二光通過 區域係位於該第二表面上。以一橫向位移配置該第一光通 過區域及該第二光通過區域，且該兩個光通過區域針對具 〇 冑在一最大角度與-最小角度之間的-入射角度之光形成 自該第一表面至該第二表面之一光路徑。 因此，提供包括一選擇器單元及一光偵測器單元之一光 债測器裝置，其中在偵測光之前，針對入射至該裝置上的 光之入射角度實行一選擇。該選擇器單元之組態導致該裝 置僅允許具有在一最大角度與一最小角度之間之入射角度 的光進入該裝置且受該光偵測器單元偵測。由於選擇特定 角度之入射光之能力，因此該光偵測器裝置之優勢在於其 _ 卩與光學組件或具有光角度相依性回應之應用組合使用。 ^裝置的某些適當區域係（例如）環境智慧應用及主動信號 工制例如對發光環境（例如旅館太廳、商店櫥窗、 ' 辦公環境等）之控制。 •根據該光悄測器褒置之一具體實施例，如請求項2所定 義’該裝置包括至少兩組光通過區域，其分別具有不同的 橫向位移。囍Λ, 籍由使個別組之光通過區域具有不同橫向位 移，提供一梦¥ 〇+ 衣置，其採用微分選擇角度範圍而具有光路护 之-空間分佈，即，取決於入射光進入選擇器單元之位 134697.doc 200925563 置’穿過該位置的入射光之最大及最小允許角度及因此該 偵測器單元上之對應位置會不同。此對於同時偵測來自特 定光源或方向的光很有利，同時又能夠分離各特定光源或 方向之測量資料。 根據該光偵測器裝置之一具體實施例，如請求項3所定 義’至少一組光通過區域的橫向位移係可控的。可控橫向 位移允許可調選擇允許進入偵測器單元之光的入射角度之 範圍。例如’可將該選擇器單元設定成掠過一組角度範圍 且允許偵測器單元實行對應於每一組角度範圍之一系列光 偵測器測量。因此’即使當該偵測器單元包括一單一感測 器元件時，對該光之不同入射角度範圍之一系列測量亦可 行。 根據該光偵測器裝置之一具體實施例，如請求項4所定 義，至少一組光通過區域之第一及第二尺寸係可控的，此 提供對允許進入該偵測器單元之光的入射角度範圍提供可 調選擇之一替代方法。 根據該光偵測器裝置之一具體實施例，如請求項5所定 義，至少一組光通過區域的該等第一及第二尺寸相等。此 很有利’因為具有相等大小之第一及第二光通過區域使得 對於根據本發明之光偵測器裝置之某些具體實施例。例如 當藉由在一材料塊中鑽孔或衝壓孔製造光路徑時，在該偵 測器裝置中製造該等光路徑不再複雜。 根據該光偵測器裝置之一具體實施例，如請求項6所定 義，該光偵測器單元包括一光感測器陣列。 134697.doc 200925563 因此，該偵測器單元係配置以在其中佈置複數個光感測 器元件。可將該光感㈣器陣列設計成光㈣器感測器元件 之-列或一矩陣。因此’自該偵測器單元所得之測量可涵 蓋針對進入該裝置之光在該裝置上之複數個位置中之同時 測量。 根據該光偵測器裝置之一具體實施例，如請求項7所定 義，該裝置進一步包括至少一干涉濾光器。 由於該光角度選擇光偵測器裝置具有有一角度相依性光 回應之一光學濾光器（例如一干涉濾光器），因此該入射光 之角度之選擇及因此知道進入該偵測器單元及在一特定位 置處之整合干涉濾光器之光的角度允許具有一增加的光譜 解析度之精確光測量。 根據該光偵測器裝置之一具體實施例，如請求項8所定 義’該選擇器單元包括包含該第一表面之一像素化光學調 變器及包含該第二表面之該光學偵測器單元。該至少一組 光通過區域的第一及第二光通過區域係採用一第一及第二 組像素來實現’每一組像素包括分別位於該像素化光學調 變器及該光偵測器單元光感測器陣列中的至少一像素。該 光學調變器能夠在一透明狀態與一不透明狀態之間切換該 等像素。因此’提供一光偵測器裝置，當將該光學調變器 上之一個像素或一組像素切換至一透明狀態，而將該光學 調變器之所有剩餘像素切換至一不透明狀態，且同時在一 特定光感測器陣列元件（或光感測器「像素」）中偵測光 時’將藉由第一光通過區域（光學調變器中之透明像素/像 134697.doc 10- 200925563 素組）及該光感測器元件之特定設置選擇具有一特定光角 度範圍之入射光。此外，可用於該偵測器單元上之每一特 定光感測器陣列元件將與該第一光通過區域在該光學調變 器上組合以產生一特定光路徑且因此選擇一特定光角度範 圍之光。對於在該光學調變器上切換成一透明狀態的每— 個別光通過區域，反之亦然β

根據該光偵測器裝置之一具體實施例，如請求項9所定 義，該選擇器單元包括包含該第一表面之一第一像素化光 學調變器及包含該第二表面之一第二像素化之光學調變 器。該等第一及第二像素化調變器可在一透明狀態與一不 透明狀態之間切換。此外，對於至少一組光通過區域，該 等第一及第二光通過區域係採用一第一及第二組像素實 現，每一組像素包括分別位於該等第一及第二調變器中的 至少一像素。因此，採用兩個像素化光學調變器實現根據 本發明之裝置的一具體實施例。當一像素矩陣中具有可在

一透明與一不透明狀態之間切換的像素時 有可能定址該 像素矩陣且以-有利的方式控制當前光通過區域之佈置及 尺寸(例如直徑）。此外，則有可能藉由將該等像素調諧至 -不透明狀態關閉該等光通過區域。目此，藉由簡單定址 像素化光學調變器之像素矩陣可靈活地控制允許的入射光 角 度及欲照明之偵測器單元的特定位置。 根據該光偵測器裝置之一具鲈奋—^ 具體實施例，如請求項10所定 義，從由液晶調變器 電泳調變器及基於方便的電濕潤之 光學調變器構成的一群組 9 中選擇該等光學調變器 134697.doc •11 - 200925563 具有可在一透明狀態與一不透明狀態之間切換之像素的任 何光學調變器可用於根據本發明之光偵測器裝置的此具體 實施例。 根據該光偵測器裝置之一具體實施例，如請求項11所定 義，該選擇器單元與該偵測器單元係光學耦合。藉由光學 耦合偵測器單元與選擇器單元，避免由於偵測器單元與選 擇器單元之間存在一空隙引起的視差問題。通常，採用光 學調變器實現該偵測器單元之一具體實施例具有與該偵測 器單元最接近之一玻璃基板。在該玻璃與偵測器單元之間 存在的一空隙導致視差效應，此係由於光自該玻璃表面至 環境空氣發生轉換從而引起光折射偏離玻璃表面法線且因 此以一更寬的光束發散。藉由經由具有一高折射率之一材 料將光束光學耦合至偵測器單元來減少視差問題。一替代 性方案係容許該等視差問題’但在該偵測器單元中之感測 器之間留有較大距離以防止串擾。 根據如請求項12定義之本發明之一第二態樣，提供一種 製造一光角度選擇光偵測器之方法，其包括以下步驟： 提供一偵測器單元； -提供一選擇器單元’其包括平行的一第一表面及一第 二表面，該等第一及第二表面係彼此堆疊隔一距離放置； 在該4第一及第二表面上配置至少一組光通過區域， 每一組均包括在該第一表面上之一第一光通過區域及在該 第二表面上之一第二光通過區域。以一橫向位移配置該第 一光通過區域及該第二光通過區域，且該兩個光通過區域 134697.doc -12- 200925563 針對具有在一最大角度與一最小角度之間的入射角度之光 形成自該第一表面至該第二表面的一光路徑； -組裝該偵測器單元以便接收藉由該選擇器單元選擇之 光。 根據該方法之一具體實施例，如請求項13所定義，該等 第一及第一光通過區域係配置以分別具有一第一及一第二 尺寸。 _ 根據該方法之一具體實施例，如請求項14所定義，經由 在一吸收材料塊中提供孔配置該等組之光通過區域。 根據該方法之一具體實施例，如請求項15所定義，該選 擇器單凡包括一像素化光學調變器，且該選擇器單元經像 素化且構成該選擇器單元之一部分使得在該像素化偵測器 單7L上配置該第二表面。採用一第一及第二組像素實現該 至少一組光通過區域的第一及第二光通過區域，每一組像 素包括分別位於該像素化光學調變器及該光偵測器單元中 • 的至少一像素。該光學調變器能在一透明狀態與一不透明 狀態之間切換該等像素。 根據該方法之一具體實施例，如請求項16所定義，該選 擇器單7L包括包含該第一表面之一第一像素化光學調變器 . 及包含該第二表面之一第二像素化光學調變器。該等第一 及第一像素化調變器能夠在一透明狀態與一不透明狀態之 間切換》採用一第一及第二組像素實現該至少一組光通過 品域的第及第二光通過區域》每一組像素包括分別位於 該等第一及第二調變器中的至少一像素。本發明之此等與 134697.doc •13- 200925563 其他態樣、特徵及優點將參考以下所述之具體實施例予以 說明而更加瞭解。 【實施方式】 現在將參考附圖說明根據本發明之光角度選擇光偵測器 裝置。下文出於簡化起見將光角度選擇光偵測器裝置稱為 光偵測器裝置。 現在參考圖1 ’根據本發明之光偵測器裝置1〇〇之具體實 施例包括一選擇器單元120及一偵測器單元110。該選擇器 單元120係配置以具有一第一表面121及平行於該第—表面 121之一第一表面122。將該等第一及第二表面121及122垂 直地分離一距離h。採用至少一光路徑配置選擇器單元 120,該光路徑允許選定光穿過選擇器單元12〇。圖1中說 明三個光路徑130、131及132。 每一光路徑130至132係配置以具有配置在該第一表面 121中的一第一光通過區域133、135、137及配置在該第二 表面122中的一第二光通過區域134、136、138。該等第一 及第二光通過區域形成一組兩個對應的光通過區域（丨33、 134)、（135、136)及（137、138)，其依次各形成個別對應 的光路徑130、131及132。實際上，此意味形成一入口孔 與一出口孔以及用於入射至選擇器單元120之光的透過該 選擇器單元120之一對應光路徑，該光源於至少一環境光 源，且在此範例中為光源10至13。 根據光偵測器裝置100之一具體實施例，已藉由在一黑 色塑膠塊中鑽入不同角度之孔形成光路徑130至132。在另 134697.doc •14- 200925563 一具體實施例中，藉由在一光吸收材料（例如黑色塑膠）中 缉射不同角度的孔形成該等光路徑。在一替代性具體實施 例中’藉由在一光吸收材料中衝壓孔形成該等孔。 自光源10至13之入射環境光到達選擇器單元之第一表面 121。由於該選擇器單元120之構造導致在一特定角度範圍 内之光穿過各光路徑130至132，而其他角度範圍受選擇器 單元120阻擋。此外，偵測器單元！ 1〇係配置以接收穿過選

擇器單元120之光。在此範例性具體實施例中，將偵測器 單元附接至選擇器單元120。然而，在一替代性具體實施 例中，將選擇器單元120與偵測器單元i 10間隔一距離。 為說明光選擇器裝置1 〇〇之原理及光路徑之組態，圖2中 更洋細說明光路徑13 0之一者。在此範例性範例中，光通 過區域為圓形《第一光通過區域丨33具有由其直徑山決定 之一第一尺寸。第二光通過區域134具有由其直徑d2決定 之一第二尺寸。該等第一及第二光通過區域133及134係配 置以具有一橫向位移140，以使相對於第一及第二表面 121、122之法線形成標示為α之一角。由於光路徑13〇之該 配置使得僅入射角度在一最小角度emin與一最大角度emax 之間的光可通過光路徑130。穿過兩個光通過區域133及 134之光的此角度範圍係由方程式丨及2決定： Q , fhtma~dA _ ,. 0min = arctan --——!· 等式 1 、h ) 0max=arctani —Π 等式 2

\ h J 134697.doc 15- 200925563 在-替代性具體實施例中，第一及第二光通過區域i33 及134之尺寸及因此之直徑係相等使得山响2 ^在此具體實 施例中之裝置_之-非限制性範例中，藉由—黑色吸收 塑勝板t之雷射孔提供選擇器單元m，gp，該等光㈣ 係實現為範圍自該塑膠板之第—表面121至第二表面122的 孔，該等孔係以不同角度《配置。板厚度11為1 mm且第一 及第二光通過區域係配置具有相同直徑di=d2=i3〇 。個 別孔之角度oc係以5度之段差分佈在自〇度至6〇度之間。使 用方程式1及2計算與角度《成函數關係之選定光的所得計 算允許之角度範圍且將其繪製在圖3中。 較佳以偵測器單元11 〇方便之方式定位選擇器單元1之 第二光通過區域134至138，且更特定而言將其定位成匹配 包含在該偵測器單元中之一感測器。 在該裝置之一具體實施例中’將該等第二光通過區域緊 靠在一起定位以便保持感測器1丨2之區域儘可能小。 在另一具體實施例中’如在圖4中之一選擇器單元12〇之 示意俯視及透視圖所示’將複數個緊密堆積之光路徑在選 擇器單元420中以複數個角度α配置。該等光路徑經配置使 得接收已藉由選擇器單元420選定之光的偵測器單元丨1〇將 接收若干角度範圍之入射光，該等角度範圍係對應於在债 測器單元110之不同位置上的所配置之光路徑。在此具體 實施例中，該感測器係較佳實施為一感測器矩陣以使每一 個別光路徑能在該感測器矩陣上定位的一特定感測器元件 處被偵測。選擇器單元420總共有97個光路徑，該等光路 134697.doc •16- 200925563 徑係實現為配置成一星形圖案的穿透孔，該星形圖案包括 在自該星中心之一放射狀圖案中對稱配置的光路徑之一子 圖案，且重複該子圖案共8次。在該子圖案中之每一光路 徑（在圖 4中以 5。、1〇〇、15〇、2〇〇、25〇、3〇。、％。、4〇。、 45°、50。、55。及60。標示）在角度徑向及直徑上延伸通過選 擇器單元420,即自選擇器單元42〇之第一表面ΐ2ι至選擇 器單元420之第二表面122以各對應角度（5〇、1〇0、15。.、

55°、60°)傾斜。在範例性非限制具體實施例中的孔具有 130 μιη之一直徑且該等孔之角度以5度之段差在❹至⑼度之 間變化（如圖所示）。 (頂部）表面121 圖中各白圈表示在選擇器單元12〇之第一 上的-第-光通過區域。此外’豸圖中之每一虛線圈表示 在選擇器單元12〇之第二(底部)表自122上的一對應第二光 通過區域，其中每一組第一及第二光通過區域形成通過該 選擇器單S之-光路徑。該選擇器單元之厚度為h=i mm ° 在如圖5a)及5b)中所示之裝置5⑽之另一具體實施例中， 使用兩個平行且間隔-距触之像素化光學調變器53〇及 540實現選擇器單元52〇。術語「像素化」係、指使陽極與陰 極圖案化成像素區域以便提供具有可定址之像素的光學調 變器。（各像素將包括一個別陽極與陰極及光學材料，該 光學材料亦可包括（例如）藉由該個別像素區域覆蓋之一 ^ 光器或一偏光器）。各像素可分別定址且因此連接至電 壓。此為熟悉此項技術者所熟知且本文不再進—步說明。 134697.doc -17- 200925563 在此範例性範例中，光學調變器530及540每一者均係配置 以提供4X4像素之一圖案化矩陣。各像素矩陣中之像素的 尺寸與數量係可選則且取決於當前應用的需求。各像素可 在一透明狀態與一不透明狀態之間切換《透明狀態意味至 少透射某部分光之狀態，即，該光透射不必為1 〇〇%但足 以與不透明狀態區分’在不透明狀態中實質上不存在光透 射（例如由於吸收或反射所致）。裝置5〇〇係進一步配置以具 ©有包括以光感測器元件之一 4χ4矩陣之形式的感測器陣列 之一 4貞測器單元11 〇。該等偵測器係採用（例如）光偵測器實 現。如同像素之情形’在感測器矩陣！ 1〇中之感測器之尺 寸及感測器之數量係可選且取決於當前應用之需求。 以下將參考圖5a)及下面進一步參考圖5b)說明選擇器裝 置520之功能性。自一光源1〇之光到達第一光學調變器 530，其中除設定在一透明狀態下之一像素53丨外，所有像 素係設定在一不透明狀態下。因此，透明像素53 1對應於 φ 一第一光通過區域。在第二光學調變器540中，除像素541 外，所有像素係設定在一不透明狀態下，該像素541係設 疋在一透明狀態下且進一步對應於一第二光通過區域。該 等第一及第二光通過區域（對應於像素531及像素541)形成 • 光路徑550。允許的入射角度之光經由開口光路徑550穿 過選擇器單元520且到達一感測器元件113中之偵測器單元 Π0之感測器陣列。 在圖5b)中，已將先前透明之像素541切換至一不透明狀 態且將另一像素542切換至一透明狀態。此導致使光穿過 134697.doc •18· 200925563 選擇器早元520之一變化的光路徑551。改變當前開口光路 徑之角度使得另一入射角度範圍之光可通過選擇器單元 520且到達偵測器單元11〇。同時，將光到達偵測器單元 110之位置改變為此情形下之感測器像素114。因此，藉由 對兩個光學調變器530及540啟動不同像素組合，改變通過 選擇器單元110之光的允許的角度範圍，且可到達價測器 • 單元11 〇中之不同感測器。 在包括像素化光學調變器之裝置之一具體實施例中，該 ® 等像素矩陣係不僅用於藉由改變個別像素之位置來調諧光 路徑之角度α (即調諧設定成一透明狀態之像素對的橫向位 移140) ’此外亦用於改變光通過區域之尺寸（及視需要之形 狀）。在先前範例中’單一像素係配置成一像素對（例如53 i 及542)以產生一光路徑（55丨）。考慮當將光學調變器53〇及 540之矩陣配置成100Χ100之情形。則可將像素之一組合設 為透明以在第一光學調變器530上形成一第一光發射區域 ❹ 且對應地將第二光學調變器540上之像素之一組合形成一 第二光發射區域。作為一範例，該等像素可選擇形成圓形 光通過區域，其可藉由切換適當像素加以控制。因此，可 獲得可調諧直徑（及因此之尺寸）的光通過區域。 . 在包括光學調變器之裝置52〇之一具體實施例中，使用 液晶（LC)單元實現光學調變器53〇及54〇。通常將液晶單元 放置在交叉偏光器之間以能夠阻擋光且因此能夠在一透明 與不透明狀態之間切換。接著，由於光在偏光器中之吸收 導致該透明狀態具有最大50%之透射率。各種L.態均可 134697.doc 19 200925563 適用於本發明，例如扭轉向列刑 混雜對準向列型、垂直 對準向列型、鐵電LC等。 在一替代性具體實施例中，該梦 通裝置中之至少一光學調變 ❹ 器包括一像素化電泳調變器，其中可藉由一施加電場將帶 電吸收顆粒移人至該像素區域中。^干顆粒在像素區域 中，則光被阻擔，且若將其移至像素區域外，則光將透射 穿過該像素。此先前技術描述於Ε,幻也等人發表於仰 Digest 2_第24至27頁論文中的「平面内腦之發展」 (Development of In_Piane EPD)中且本文不再進一步詳述。 在一替代性具體實施例中，電濕潤可用於實現像素化光 學調變器。該像素化光學調變器包括與一透明液體組合之 一吸收液體（其中該等液體中之一係極性的且另一者係非 極性的’該兩種液體不發生混合）。藉由改變像素表面處 之電場可將極性液體拉進該像素中且隨後將非極性液體推 出該單元。此效應係稱作電濕潤。總而言之：藉由橫跨該 單元施加一電壓可將吸收液體再次移進且移出該像素，從 而導致該像素在一透明與不透明狀態之間切換。見一參 考：Robert A. Hayes及 B. J. Feenstra發表於Nature 425之 383至385頁（2003年9月25日）中的「基於電濕潤之視訊速度 電子紙」（Video-speed electronic paper based on electrowetting) ° 在一替代性具體實施例中，該光偵測器裝置包括額外補 償層以實現高對比度及對在入射光之高入射角度處之光洩 漏的補償。 134697.doc • 20· 200925563 在替代I·生具體實施例中，其中採用包括液晶調變器之 光學調變益實現偵測器單元，且該等光通過區域包括上端 調變器530中之一组傻音菸丁 α 站 像常及下端調變器540中之一組像素， 該等光通過區域可在一透明與一不透明狀態之間組合切 換。-範例係使用兩個堆疊之液晶單元之情形。如上所 述，通常將液晶單元放置在交又偏光器(-偏光器及一分 析器）之間。接著將該等Lc^元按原則配置使得在透明狀 邊下，透過該等LC單元引導線性偏光之光（由偏光器所致） 且相移90度。因此，相移光可經由分析器離開該裝置。在 不透明狀態下’ LC單元並;^人此相移，且藉由分析器阻 擋經由偏光器進入之線性偏光之光。然而，在此具體實施 例中，存在僅有兩個偏光器之一選項，一個位於上端調變 器530之頂部，且一個位於下端調變器54〇之下方，以針對 該兩個組合調變器之兩組像素在一透明狀態與一不透明狀 態之間切換。接著在透明狀態下，兩個堆疊之液晶單元一 起引起線性偏光之光之一90度偏移，該等線性偏光之光經 由上端調變器530之偏光器進入調變器53〇、54〇。因此， 該光可經由該分析器離開選擇器單元52〇。圖中未描述偏 光器及分析器，但在此項技術中係已熟知。 根據圖7所示之本發明之一具體實施例，光角度選擇光 偵測器700包括一單一像素化光學調變器73〇，其在此非限 制範例中係處於交叉偏光器之間的一像素化液晶單元。此 處光角度選擇選擇器單元720之原理與上述具體實施例相 同’其差別在於於此第二表面122係直接配置在偵測器單 134697.doc • 21· 200925563 元71 0上。此外’偵測器單元71 〇包括一光感測器陣列，即 其具有可定址之光感測器元件（或光元件像素）。 當自一光源10之光到達光學調變器73〇時，其僅可通過 切換至一透明狀態下的光通過區域。在圖7中，除設定在 一透明狀態下之一像素731外，所有像素均設定在一不透 明狀態下。因此，透明像素73丨對應於一第一光通過區 • 域。現在考慮光感測器元件714。啟動光感測器元件714且 其選擇，即用作第二光通過區域，該第二光通過區域與第 一光通過區域一起針對具有在一最大角度與一最小角度之 間的入射角度之光形成自像素化光學調變器73〇至像素化 偵測器單元710之一光路徑751。此外，光感測器元件714 偵測到達光感測器元件714之特定位置的光。根據切換至 一透明狀態下的像素化光學調變器73〇之像素或像素組， 不同光角度範圍之光到達光感測器元件714。由於用若干 光感測器元件（圖7中為4X4)配置偵測器單元71〇 ,對於每 φ 一光感測器元件，特定光角度範圍之光根據在光學調變器 730 t切換成一透明狀態的像素或像素組到達該光感測器 元件。 . 製造根據本發明之一光角度選擇光偵測器之方法包括若 . 干步驟，該等步驟不必以一特定順序實施。以下將在參考 圖6之一非限制性範例中說明該方法。在步驟6〇〇中提供一 偵測器單元11〇。如上所述，該偵測器單元11〇可為一單一 光感測器元件或光感測器元件之一矩陣。在步驟610中提 供一選擇器單元120。上面已說明該選擇器單元之不同具 134697.doc -22- 200925563 體實施例。對於各種具體實施例，提供選擇器單元i2〇之 步驟直接取決於特定具體實施例。例如當在類似於吸收塑 膠之-材料塊中提供選擇器單元時，可藉由在該材料中以 不同角度鑽孔或雷射孔（且視需要為-第-及第二尺寸）來 酉己置該選擇器單元之光路徑，而當採用兩個夾置的光學調 變器實現該選擇器單元時，藉由採用可在一透明與一不透 . B月狀態之間切換的像素配置調變器來實現光路徑。以上說 明採用兩個夾置光學調變器實現選擇器單元12()之功能 性。該等光學調變器為(例如)液晶調變器、電泳調變器或 使用電濕潤之調變器，該等調變器在先前技術中已熟知且 對其製造及定址本文不再作進一步討論。接著在步驟 中組裝選擇器單元職偵測器單元110，使得债測器單元 1H)可接收藉由選擇器單元120選擇之光。上文已說明根據 如隨附申請專利範圍定義之本發明之光角度選擇光偵測器 裝置之具體實施例。應僅將此等具體實施例視為非限制性 φ 範例。如同熟悉本技術人士所理解，許多修改及替代性具 體實施例可能在本發明的範鳴内v 應注意，本申請案之目的，且尤其係關於隨附申請專利 . 範圍，詞語「包含」並未排除其他元件或步驟，而詞語 • 「一」或「一個」並未排除複數個，此等内容本身所言將 為熟悉本技術人士所明白。 【圖式簡單說明】 上文已參考所附示意圖詳細說明本發明及其優點，且出 於說明目的顯示某些非限制性具體實施例，且其中. 134697.doc -23- 200925563 圖1解說根據本發明之光角度選擇光偵測器裝置之一具 體實施例的一斷面圖。 圖2解說根據本發明之裝置的一具體實施例中之一選擇 器單元之一斷面圖。 圖3係解說用於根據本發明之裝置之一具體實施例的角 度範圍之一標繪圖》 圖4係根據本發明之裝置之一具體實施例的示意俯視 圖。 圖5 a)及5 b)係根據本發明之裝置之一具體實施例的示意 透視圖。 圖6係解說根據本發明之方法之一具體實施例的流程 圖。 圖7係根據本發明之裝置之一具體實施例的示意透視 圖。 所有圖式皆係高度示意性而不必按比例缯·製，且其僅顯 示必要之部分以闡述本發明，省略或僅建議其他部分。 【主要元件符號說明】 10 至 13 100 110 114 120 121 122 光源 光偵測器裝置 偵測器單元 感測器像素 選擇器單元 第一表面 第二表面 134697.doc -24- 200925563

130 、 131 、 132 光路徑 133 ' 135 > 137 第一光通過區域 134 、 136 、 138 第二光通過區域 140 橫向位移 420 選擇器單元 500 裝置 520 選擇器裝置/選擇器單元 530 第一光學調變器 531 透明像素 540 第二光學調變器 541 像素 542 像素 550 光路徑 551 光路徑 700 光角度選擇光偵測器 710 偵測器單元 714 光感測器單元 720 選擇器單元 730 單一像素化光學調變器 731 像素 751 光路徑 134697.doc -25-

Claims (1)

1. 200925563 十、申請專利範圍·· κ 一種光角度選擇光偵測器裝置，其包括： 選擇器單凡及一偵測器單元，其中該偵測器單元係 配置以接收藉由該選擇器單㈣擇之光，且該選擇器單 • :係配置以具有―第—表面及—第二表面，其中該等第 -及第二表面係平行且彼此堆疊地配置，該等表面係藉 ' 自—距離垂直地分離，該裝置包括至少-組光通過區 ❸ 域，其中每一組光通過區域由具有一第一尺寸之—第一 光通過區域及具有-第二尺寸之一第二光通過區域組 成’該第-光通過區域位於該第一表面上，該第二光通 過區域位於該第二表面上’其，該第一光通過區域與該 第二光通過區域係以一橫向位移配置且針對具有在一最 大角度與-最小角度之間的一入射角度之光形成自該第 一表面至該第二表面之一光路徑。 2. 如凊求項1之裝置，其包括至少兩組光通過區域，該兩 像 組光通過區域具有不同的橫向位移。 3. 如請求項丨或2之裝置，其中甩於至少一組光通過區域之 該橫向位移係可控的。 . 4.如請求項1或2之裝置，其中用於至少一組光通過區域之 . 該等第一及第二尺寸係可控的。 5. 如明求項1或2之裝置，其中用於至少一組光通過區域之 該等第一及第二尺寸相等。 6. 如請求項1或2之裝置，其中該光偵測器單元包括一光感 測器陣列。 134697.doc 200925563 7. 如請求項丨或2之裝置，其進一步包括至少一干涉濾光 器。 8. 如凊求項6之裝置，其中該選擇器單元包括包含該第一 表面之一像素化光學調變器，且該光偵測器單元包括該 第二表面，其中用於該至少一組光通過區域之該等第一 及第二光通過區域係採用一第一及第二組像素實現，每 一組像素包括分別位於該像素化光學調變器與該光偵測 φ ^單元光感測器陣列中的至少一像素，其中該光學調變 器能夠在一透明狀態與一不透明狀態之間切換該等像 素。 9，如請求項丨或2之裝置，其中該選擇器單元包括包含該第 一表面之一第一像素化光學調變器及包含該第二表面之 一第二像素化光學調變器，其中用於該至少一組光通過 區域之該等第一及第二光通過區域係採用一第一及第二 組像素實現，每一組像素包括分別位於該第一與該第二 Φ 調變器中的至少一像素，其中該等第一及第二像素化調 變盗能夠在一透明狀態與一不透明狀態之間切換該等像 素。 .1〇·如請求項8之裝置，其中從由液晶調變器、電泳調變器 ' 及基於電濕潤之光學調變器構成之一群組中選擇該等光 學調變器。 11. 如請求項8之裝置，其中該選擇器單元與該偵測器單元 係光學輕合。 12. —種製造一光角度選擇光偵測器之方法，其包括以下步 134697.doc 200925563 驟： -提供一偵測器單元； -提供一選擇器單元，其包括彼此平行且彼此堆疊隔一 距離放置之一第一表面及一第二表面； -在該等第一及第二表面上配置至少一組光通過區域， 每一組光通過區域包括在該第一表面上之一第一光通過 區域及在該第二表面上之一第二光通過區域；其中該第 一光通過區域與該第二光通過區域係以一橫向位移配置 且針對具有在一最大角度與一最小角度之間的一入射角 度之光形成自該第一表面至該第二表面之一光路徑；以及 _組裝該偵測器單元以便接收藉由該選擇器單元選擇之 光0 13. 14. ❹ 15. 如請求項12之方法，其中該等第一及第二光通過區域係 配置以分別具有一第一及一第二尺寸。 如》月求項12或13之方法，其中藉由在一吸收材料塊中提 供孔配置該等組之光通過區域。 如請求項12或13之方法，其中該選擇器單元包括一像^ 化光學調變器，且該光偵測器單元經像素化且構成該玄 擇器單元之一部分，使得在該像素化偵測器單元上配】 該第二表面，其中用於該至少一組光通過區域之該等^ 一及第二光通過區域係採用一第一及第二組像素實現 每一組像素包括分別位於該像素化光學調變器與該光^ 測器單元中的至少一像素，其中該光學調變器能夠在一 透明狀態與一不透明狀態之間切換該等像素。 134697.doc 200925563 16.如請求項12或13之方法，其中該選擇器單元包括包含該 第一表面之一第一像素化光學調變器及包含該第二表面 之一第二像素化光學調變器，其中該等第一及第二像素 化調變器能夠在一透明狀態與一不透明狀態之間切換， 其中用於該至少一組光通過區域之該等第一及第二光通 過區域係採用一第一及第二組像素實現，每一組像素包 括分別位於該等第一及第二調變器中的至少一像素。 e 134697.doc