TW201831867A - 頻譜檢查裝置 - Google Patents
頻譜檢查裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201831867A TW201831867A TW106113898A TW106113898A TW201831867A TW 201831867 A TW201831867 A TW 201831867A TW 106113898 A TW106113898 A TW 106113898A TW 106113898 A TW106113898 A TW 106113898A TW 201831867 A TW201831867 A TW 201831867A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- band
- sensing unit
- wavelength
- intensity value
- peak wavelength
- Prior art date
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 77
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 51
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 26
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/26—Generating the spectrum; Monochromators using multiple reflection, e.g. Fabry-Perot interferometer, variable interference filters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/30—Measuring the intensity of spectral lines directly on the spectrum itself
- G01J3/36—Investigating two or more bands of a spectrum by separate detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/2803—Investigating the spectrum using photoelectric array detector
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/45—Interferometric spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J2003/1213—Filters in general, e.g. dichroic, band
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J2003/1282—Spectrum tailoring
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/2803—Investigating the spectrum using photoelectric array detector
- G01J2003/2806—Array and filter array
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本揭露提出一種頻譜檢查裝置，包括：一感測單元陣列，包括一第一感測單元及一第二感測單元；一雙帶通濾波器，配置在該感測單元陣列上以覆蓋該第一感測單元及該第二感測單元，其中該雙帶通濾波器允許光線中的一第一波段及一第二波段通過；以及一濾波器，配置於該雙帶通濾波器上且覆蓋該第二感測單元，其中該濾波器允許光線中波長長於一第一波長的光通過，其中該第一波長長於該一波段的波峰波長且短於該第二波段的波峰波長。
Description
本揭露係有關於一種頻譜檢查裝置，且特別有關於一種夠用簡單的構造感測到入射光的至少兩個波峰的頻譜檢查裝置。
有一種傳統的頻譜儀的技術是根據法布立-培若干涉理論(Fabry-Perot interference theorem)。根據法布立-培若干涉理論，一具有特定厚度的窄帶通濾波器能夠讓光線的特定波段通過。因此，能夠將不同厚度的窄帶通濾波器配置在感測單元(或畫素)上，使得每個感測單元能夠個別地捕捉到需要的光線波段。然而，多個窄帶通濾波器的厚度變動會讓製程變成相當複雜。
另一個改變窄帶通濾波器的厚度的方法是將濾波層設計成楔形。然後，因為這是一種線性的設計，所以這種頻譜儀只能量測樣本的線性光譜，無法拍攝2D影像。這種頻譜儀的應用會受到限制。
又，還有另一種頻譜儀是使用一個多層膜干涉濾波器使光線中的四個窄波段通過，然後使用一個吸收濾波器圖樣來捕捉這四個窄波段的每一者。然而，在一個限定的波段300~1100nm(這是以矽基底做成偵測器的可感測到的波段)內，要鍍出能夠讓四個窄波段通過的多層膜層是很困難的。如果多 層膜層只需要讓兩個窄波段通過的話，那製造上就會變得簡單許多。
雖然這些傳統的頻譜儀大致可以滿足它們原本要應用的目的，但確無法同時滿足各個方面的需求。因此，希望能夠提出一個能夠改善現有的頻譜儀的解決方案。
詳細的說明在以下配合圖式的實施例中。
本揭露提出一種頻譜檢查裝置，包括：一感測單元陣列，包括一第一感測單元及一第二感測單元；一雙帶通濾波器，配置在該感測單元陣列上以覆蓋該第一感測單元及該第二感測單元，其中該雙帶通濾波器允許光線中的一第一波段及一第二波段通過；以及一濾波器，配置於該雙帶通濾波器上且覆蓋該第二感測單元，其中該濾波器允許光線中波長長於一第一波長的光通過，其中該第一波長長於該一波段的波峰波長且短於該第二波段的波峰波長。
在上述的頻譜檢查裝置中，該第一感測單元產生一第一強度值，該第二感測單元產生一第二強度值。對應到該第一波段的一第一頻譜值從該第一強度值減去該第二強度值獲得，對應該第二波段的一第二頻譜值從該第二強度值獲得。
在另一實施例中，上述的頻譜檢查裝置更包括：一第二雙帶通濾波器，配置在該感測單元陣列上；以及一第二濾波器，配置在該第二雙帶通濾波器上。該感測單元陣列包括一第三感測單元及一第四感測單元。該第二雙帶通濾波器覆蓋該第三感測單元及該第四感測單元，且允許光線中的一第 三波段及一第四波段通過。該第二濾波器覆蓋該第四感測單元，且允許光線中波長長於一第二波長的光通過。該第二波長長於該三波段的波峰波長且短於該第四波段的波峰波長。
在上述的頻譜檢查裝置中，該第三波段的波峰波長長於該第一波段的波峰波長且短於該第二波段的波峰波長，該第四波段的波峰波長長於該第二波段的波峰波長。
在上述的頻譜檢查裝置中，該第一感測單元產生一第一強度值，該第二感測單元產生一第二強度值，該第三感測單元產生一第三強度值，該第四感測單元產生一第四強度值。對應到該第一波段的一第一頻譜值從該第一強度值減去該第二強度值獲得，對應該第二波段的一第二頻譜值從該第二強度值獲得。對應到該第三波段的一第三頻譜值從該第三強度值減去該第四強度值獲得，對應該第四波段的一第四頻譜值從該第四強度值獲得。
在另一實施例中，上述的頻譜檢查裝置更包括：一第三雙帶通濾波器，配置在該感測單元陣列上；以及一第三濾波器，配置在該第三雙帶通濾波器上。該感測單元陣列包括一第五感測單元及一第六感測單元。該第三雙帶通濾波器覆蓋該第五感測單元及該第六感測單元，且允許光線中的一第五波段及一第六波段通過。該第三濾波器覆蓋該第六感測單元，且允許光線中波長長於一第三波長的光通過。該第三波長長於該五波段的波峰波長且短於該第六波段的波峰波長。
在上述的頻譜檢查裝置中，該第五波段的波峰波長長於該第三波段的波峰波長且短於該第二波段的波峰波 長，該第六波段的波峰波長長於該第四波段的波峰波長。
在上述的頻譜檢查裝置中，該第一感測單元產生一第一強度值，該第二感測單元產生一第二強度值，該第三感測單元產生一第三強度值，該第四感測單元產生一第四強度值，該第五感測單元產生一第五強度值，該第六感測單元產生一第六強度值。對應到該第一波段的一第一頻譜值從該第一強度值減去該第二強度值獲得，對應該第二波段的一第二頻譜值從該第二強度值獲得。對應到該第三波段的一第三頻譜值從該第三強度值減去該第四強度值獲得，對應該第四波段的一第四頻譜值從該第四強度值獲得。對應到該第五波段的一第五頻譜值從該第五強度值減去該第六強度值獲得，對應該第六波段的一第六頻譜值從該第六強度值獲得。
在另一實施例中，上述的頻譜檢查裝置更包括：一第四雙帶通濾波器，配置在該感測單元陣列上；以及一第四濾波器，配置在該第四雙帶通濾波器上。該感測單元陣列包括一第七感測單元及一第八感測單元。該第四雙帶通濾波器覆蓋該第七感測單元及該第八感測單元，且允許光線中的一第七波段及一第八波段通過。該第四濾波器覆蓋該第八感測單元，且允許光線中波長長於一第四波長的光通過。該第四波長長於該七波段的波峰波長且短於該第八波段的波峰波長。
在上述的頻譜檢查裝置中，該第七波段的波峰波長長於該第五波段的波峰波長且短於該第二波段的波峰波長，該第八波段的波峰波長長於該第六波段的波峰波長。
在上述的頻譜檢查裝置中，該第一感測單元產生 一第一強度值，該第二感測單元產生一第二強度值，該第三感測單元產生一第三強度值，該第四感測單元產生一第四強度值，該第五感測單元產生一第五強度值，該第六感測單元產生一第六強度值，該第七感測單元產生一第七強度值，該第八感測單元產生一第八強度值。對應到該第一波段的一第一頻譜值從該第一強度值減去該第二強度值獲得，對應該第二波段的一第二頻譜值從該第二強度值獲得。對應到該第三波段的一第三頻譜值從該第三強度值減去該第四強度值獲得，對應該第四波段的一第四頻譜值從該第四強度值獲得。對應到該第五波段的一第五頻譜值從該第五強度值減去該第六強度值獲得，對應該第六波段的一第六頻譜值從該第六強度值獲得。對應到該第七波段的一第七頻譜值從該第七強度值減去該第八強度值獲得，對應該第八波段的一第八頻譜值從該第八強度值獲得。
在一實施例中，該第一波長是490nm，該第二波長是580nm，該第三波長是650m，該第四波長是800nm。
在另一實施例中，該第一波長是490nm，該第二波長是580nm，該第三波長是650m，該第四波長是890nm。
在另一實施例中，該第一波長、該第二波長、該第三波長、該第四波長都是490nm。
總結來說，本揭露可以達成用一個簡單的構造分別感測八個波段。因為允許兩個波段通過的多層膜干涉濾波器比允許四個波段通過的多層膜干涉濾波器好製造許多，製程的複雜度大幅地下降。更進一步，感測單元陣列仍然可以用來拍攝2D影像。這種頻譜儀的應用不會被限制到單一目的。
1、2、3‧‧‧頻譜檢查裝置
10‧‧‧感測單元陣列
10a、10b、10a1、10b1、10a2、10b2、10a3、10b3、10a4、10b4‧‧‧感測單元
20‧‧‧雙帶濾波層
20a、20a1、20a2、20a3、20a4‧‧‧雙帶通濾波器
30‧‧‧高通濾波層
30a、30a1、30a2、30a3、30a4‧‧‧高通濾波器
A、B、A1、B1、A2、B2、A3、B3、A4、B4‧‧‧波段
F1、F2、F3、F4、F5‧‧‧雙帶通濾波器
G1、G2、G3、G4‧‧‧感測單元組
L‧‧‧光線
W1、W2‧‧‧波峰波長
第1圖係顯示根據本揭露的一實施例的高通濾波器的穿透率特性的穿透率對波長圖。
第2圖係顯示根據本揭露的一實施例的雙帶通濾波器的穿透率特性的穿透率對波長圖。
第3圖係顯示根據本揭露的一實施例的頻譜檢查裝置的概要圖。
第4圖係第3圖所示的頻譜檢查裝置的上視圖。
第5圖係顯示根據本揭露的一實施例的第3、4圖所示的雙帶通濾波器與高通濾波器的穿透率特性的穿透率對波長圖。
第6圖係顯示根據本揭露的一實施例的頻譜檢查裝置的上視圖。
第7圖係顯示根據本揭露的一實施例的第6圖所示的雙帶通濾波器與高通濾波器的穿透率特性的穿透率對波長圖。
第8圖係顯示根據本揭露的一實施例的頻譜檢查裝置的上視圖。
第9圖係顯示根據本揭露的一實施例的第8圖所示的雙帶通濾波器與高通濾波器的穿透率特性的穿透率對波長圖。
以下的揭露提供了許多不同的實施例或例子來實施本揭露不同的特徵。以下說明的元件與配置的特定的例子會簡化本揭露。例如，第一特徵形成在第二特徵之上可能包括第一及第二特徵形成直接接觸的實施例，或者是有附加特徵形成 於第一及第二特徵之間使得第一及第二特徵沒有直接接觸的實施例。
此外，本說明書於不同的例子中沿用了相同的元件標號及/或文字。前述之沿用僅為了簡化以及明確，並不表示於不同的實施例以及設定之間必定有關聯。圖式中之形狀、尺寸、厚度、以及傾斜之角度可能為了清楚說明之目的而未依照比例繪製或是被簡化，僅提供說明之用。
第1圖係顯示根據本揭露的一實施例的高通濾波器的穿透率特性的穿透率對波長圖。有幾種現有的高通濾波器具有極佳的波長濾過特性。在第1圖所示的實施例中，高通濾波器F1吸收光線中波長比490nm短的波段並讓波長比490nm長的波段通過，高通濾波器F2吸收光線中波長比580nm短的波段並讓波長比580nm長的波段通過，高通濾波器F3吸收光線中波長比650nm短的波段並讓波長比650nm長的波段通過，高通濾波器F4吸收光線中波長比800nm短的波段並讓波長比800nm長的波段通過，高通濾波器F5吸收光線中波長比890nm短的波段並讓波長比890nm長的波段通過。這些高通濾波器在本揭露中是非常好的波段選擇工具。
第2圖係顯示根據本揭露的一實施例的雙帶通濾波器的穿透率特性的穿透率對波長圖。本揭露的雙帶通濾波器是一種根據法布立-培若干涉理論的多層膜干涉濾波器。雙帶通濾波器允許波線中的兩個波段通過並阻擋剩下的波段。如第2圖所示，雙帶通濾波器允許具有波峰波長W1的一個非常窄的波段A以及具有波峰波長W2的另一個非常窄的波段B通過。在 本實施例中，光線在波長W1及波長W2的穿透率幾乎為100%，在其他波長的穿透率則接近0%。能夠通過雙帶通濾波器的光的波長W1及W2，可藉由改變多層膜濾波器的膜的數量與材料來加以控制與調整。因此，雙帶通濾波器是一個非常好的選擇光線中特定的波長的工具。
本揭露結合具有第1圖所示的穿透率特性的高通濾波器與具有第2圖所示的穿透率特性的雙帶通濾波器來達成頻譜檢查裝置或頻譜儀。
第3圖係顯示根據本揭露的一實施例的頻譜檢查裝置1的概要圖。第4圖係第3圖所示的頻譜檢查裝置1的上視圖。頻譜檢查裝置1配置來感測被樣本反射或發射出來的光線中的可見光波段與不可見光波段。
頻譜檢查裝置1包括感測單元陣列10、雙帶濾波層20、高通濾波層30。感測單元陣列10、雙帶濾波層20及高通濾波層30從下到上依序重疊。
感測單元陣列10包括一對的感測單元10a及10b。感測單元10a及10b能夠由CMOS感測單元或CCD感測單元來實施。雙帶濾波層20包括具有如第2圖所示的穿透率特性的雙帶通濾波器20a。雙帶通濾波器20a配置在感測單元陣列10上，且覆蓋住感測單元10a及10b。依照第2圖所示的穿透率對波長的圖，雙帶通濾波器20a允許兩個非常窄的波段A及B(一個具有波峰波長W1，另一個具有波峰波長W2)通過，並阻擋剩餘的波段。高通濾波層30包括具有如第1圖所示的穿透率特性的高通濾波器30a。高通濾波器30a配置在雙帶濾波層20上且只覆蓋 住感測單元10b。依照第1圖所示的穿透率對波長的圖，高通濾波器30a允許光線中波長比一特定波長更長的光通過，並且吸收光線中波長比該特定波長更短的光。
第5圖係顯示根據本揭露的一實施例的第3、4圖所示的雙帶通濾波器20a與高通濾波器30a的穿透率特性的穿透率對波長圖。如第5圖所示，吸收光線中波長短於580nm的光並讓光線中波長長於580nm的光通過的高通濾波器F2(顯示於第1圖)被使用當作是第4及5圖中所示的高通濾波器的一個例子。在這個情況下，需要適當地選擇雙帶通濾波器20a，使得一個通過波段A的波峰波長W1短於580nm，另一個通過波段B的波峰波長W2長於580nm。這樣一來，感測單元10a會收集到光線L中的波段A及波長B，因為光線L只通過雙帶通濾波器20a就到達感測單元10a。另一方面，感測單元10b只會收集到光線L中的波長B，因為光線L會通過高通濾波器30a及雙帶通濾波器20a才到達感測單元10b。因此，波段B的強度能夠從感測單元10b所產生的信號或數值獲得，而波段A的強度則能夠從感測單元10a所產生的信號或數值減去感測單元10b所產生的信號或數值而獲得。
根據上述實施例，本揭露使用了一個簡單的構造來分別感測兩個波段。因為允許兩個波段通過的多層膜干涉濾波器會比允許四個波段通過的多層膜干涉濾波器好製造與多，製程的複雜度會大幅降低。更進一步，感測單元陣列仍然可以用來拍攝2D影像。這種頻譜儀的應用不會被限制到單一目的。
第6圖係顯示根據本揭露的一實施例的頻譜檢查裝置2的上視圖。在本實施例中，頻譜檢查裝置2是設計來感測含有可見光波段及不可見光波段在內的八個波段的多通道感測器。頻譜檢查裝置2同樣是由感測單元陣列10、雙帶濾波層20、高通濾波層30由下到上重疊而成的構造。
感測單元陣列10包括八個感測單元10a1、10b1、10a2、10b2、10a3、10b3、10a4、10b4。全部的感測單元能夠由CMOS感測單元或CCD感測單元來實施。雙帶濾波層20配置在感測單元陣列10上，且包括四個雙帶通濾波器20a1、20a2、20a3、20a4。雙帶通濾波器20a1覆蓋住感測單元10a1及10b1。雙帶通濾波器20a2覆蓋住感測單元10a2及10b2。雙帶通濾波器20a3覆蓋住感測單元10a3及10b3。雙帶通濾波器20a4覆蓋住感測單元10a4及10b4。高通濾波層30配置在雙帶通濾波層20上，且包括四個高通濾波器30a1、30a2、30a3、30a4。高通濾波器30a1只覆蓋住感測單元10b1。高通濾波器30a2只覆蓋住感測單元10b2。高通濾波器30a3只覆蓋住感測單元10b3。高通濾波器30a4只覆蓋住感測單元10b4。每兩個被同一雙帶通濾波器覆蓋的感測單元可以視為一個感測單元組。如第6圖所示，有四個感測單元組G1、G2、G3、G4。利用這個狗造，每一個感測單元組能夠感測到兩個不同的波段。
第7圖係顯示根據本揭露的一實施例的第6圖所示的雙帶通濾波器20a1~20a4與高通濾波器30a1~30a4的穿透率特性的穿透率對波長圖。如第7圖所示，吸收光線中波長短於490nm的光並讓光線中波長長於490nm的光通過的高通濾波 器F1被使用當作是高通濾波器30a1。吸收光線中波長短於580nm的光並讓光線中波長長於580nm的光通過的高通濾波器F2被使用當作是高通濾波器30a2。吸收光線中波長短於650nm的光並讓光線中波長長於650nm的光通過的高通濾波器F1被使用當作是高通濾波器30a3。吸收光線中波長短於800nm的光並讓光線中波長長於800nm的光通過的高通濾波器F4被使用當作是高通濾波器30a4。在這個情況下，需要適當地選擇出雙帶通濾波器20a1、20a2、20a3、20a4。雙帶通濾波器20a1能夠讓一個通過波段A1的波峰波長短於490nm，另一個通過波段B1的波峰波長長於490nm。雙帶通濾波器20a2能夠讓一個通過波段A2的波峰波長短於580nm，另一個通過波段B2的波峰波長長於580nm。雙帶通濾波器20a3能夠讓一個通過波段A3的波峰波長短於650nm，另一個通過波段B3的波峰波長長於650nm。雙帶通濾波器20a4能夠讓一個通過波段A4的波峰波長短於8000nm，另一個通過波段B4的波峰波長長於800nm。
波段A1、A2、A3、A4的波峰波長彼此不同，波段B1、B2、B3、B4的波峰波長也彼此不同。因此，產了一種能夠感測光線中八個不同波段的八通道感測器。具體來說，感測單元10a1會收集到光線中的波段A1及波長B1，感測單元10b1只會收集到光線中的波長B1。因此，波段B1的強度能夠從感測單元10b1所產生的信號或數值獲得，而波段A1的強度則能夠從感測單元10a1所產生的信號或數值減去感測單元10b1所產生的信號或數值而獲得。感測單元10a2會收集到光線中的波段A2及波長B2，感測單元10b2只會收集到光線中的波長B2。因此， 波段B2的強度能夠從感測單元10b2所產生的信號或數值獲得，而波段A2的強度則能夠從感測單元10a2所產生的信號或數值減去感測單元10b2所產生的信號或數值而獲得。感測單元10a3會收集到光線中的波段A3及波長B3，感測單元10b3只會收集到光線中的波長B3。因此，波段B3的強度能夠從感測單元10b3所產生的信號或數值獲得，而波段A3的強度則能夠從感測單元10a3所產生的信號或數值減去感測單元10b3所產生的信號或數值而獲得。感測單元10a4會收集到光線中的波段A4及波長B4，感測單元10b4只會收集到光線中的波長B4。因此，波段B4的強度能夠從感測單元10b4所產生的信號或數值獲得，而波段A4的強度則能夠從感測單元10a4所產生的信號或數值減去感測單元10b4所產生的信號或數值而獲得。
第8圖係顯示根據本揭露的一實施例的頻譜檢查裝置3的上視圖。第9圖係顯示根據本揭露的一實施例的第8圖所示的雙帶通濾波器20a1~20a4與高通濾波器30a1的穿透率特性的穿透率對波長圖。第8圖所示的頻譜檢查裝置3是第6圖所示頻譜檢查裝置2的變形例。如第8圖所示，四個感測單元組G1、G2、G3、G4共用相同的高通濾波器30a1。高通濾波器30a1覆蓋感測單元10b1、10b2、10b3、10b4。在本實施例中，高通濾波器30a1能夠將全部的雙帶通濾波器20a1、20a2、20a3、20a4中的兩個通過波段分離。具體來說，如第9圖所示，具有截止波長490nm的高通濾波器F1被用來來做為高通濾波器30a1。截止波長490nm將波段A1~A4的一組與波段B1~B4的一組分開。因此，頻譜檢查裝置3同樣能夠像頻譜檢查裝置2一樣感測 或檢查八個波段。更進一步來說，頻譜檢查裝置3的構造比起頻譜檢查裝置2的構造更簡單。
在上述實施例中，分別具有截止波長490nm、580nm、650nm、800nm的雙帶通濾波器F1、F2、F3、F4被使用來當作是雙帶通濾波器20a1、20a2、20a3、20a4。然而，本揭露並不限定於此。雙帶通濾波器F1、F2、F3、F4、F5中的任意四個雙帶通濾波器都可以被使用來做為雙帶通濾波器20a1~20a4。舉例來說，分別具有截止波長490nm、580nm、650nm、890nm的雙帶通濾波器F1、F2、F3、F5被使用來當作是雙帶通濾波器20a1、20a2、20a3、20a4。
更進一步來說，上述實施例提供了頻譜檢查裝置1來檢查入射光的兩個波段，也提供了頻譜檢查裝置2來檢查入射光的八個波段。然而，本揭露並不限定於此。一個頻譜檢查裝置能夠設計成感測或檢查入射光的任意偶數個波段。舉例來說，一個頻譜檢查裝置具有第6圖所示的四個感測單元組G1、G2、G3、G4中的任意兩個感測單元組，因此可感測或檢查入射光的四個波段。又或者是，一個頻譜檢查裝置具有第6圖所示的四個感測單元組G1、G2、G3、G4中的任意三個感測單元組，因此可感測或檢查入射光的六個波段。
總結來說，本揭露可以達成用一個簡單的構造分別感測八個波段。因為允許兩個波段通過的多層膜干涉濾波器比允許四個波段通過的多層膜干涉濾波器好製造許多，製程的複雜度大幅地下降。更進一步，感測單元陣列仍然可以用來拍攝2D影像。這種頻譜儀的應用不會被限制到單一目的。
本發明雖以各種實施例揭露如上，然而其僅為範例參考而非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾。因此上述實施例並非用以限定本發明之範圍，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (14)
- 一種頻譜檢查裝置，包括：一感測單元陣列，包括一第一感測單元及一第二感測單元；一雙帶通濾波器，配置在該感測單元陣列上以覆蓋該第一感測單元及該第二感測單元，其中該雙帶通濾波器允許光線中的一第一波段及一第二波段通過；以及一濾波器，配置於該雙帶通濾波器上且覆蓋該第二感測單元，其中該濾波器允許光線中波長長於一第一波長的光通過，其中該第一波長長於該一波段的波峰波長且短於該第二波段的波峰波長。
- 如申請專利範圍第1項所述之頻譜檢查裝置，其中該第一感測單元產生一第一強度值，該第二感測單元產生一第二強度值，對應到該第一波段的一第一頻譜值從該第一強度值減去該第二強度值獲得，對應該第二波段的一第二頻譜值從該第二強度值獲得。
- 如申請專利範圍第1項所述之頻譜檢查裝置，更包括：一第二雙帶通濾波器，配置在該感測單元陣列上；以及一第二濾波器，配置在該第二雙帶通濾波器上，其中該感測單元陣列包括一第三感測單元及一第四感測單元，該第二雙帶通濾波器覆蓋該第三感測單元及該第四感測單元，且允許光線中的一第三波段及一第四波段通過， 該第二濾波器覆蓋該第四感測單元，且允許光線中波長長於一第二波長的光通過，該第二波長長於該三波段的波峰波長且短於該第四波段的波峰波長。
- 如申請專利範圍第3項所述之頻譜檢查裝置，其中該第三波段的波峰波長長於該第一波段的波峰波長且短於該第二波段的波峰波長，該第四波段的波峰波長長於該第二波段的波峰波長。
- 如申請專利範圍第4項所述之頻譜檢查裝置，其中該第一感測單元產生一第一強度值，該第二感測單元產生一第二強度值，該第三感測單元產生一第三強度值，該第四感測單元產生一第四強度值，對應到該第一波段的一第一頻譜值從該第一強度值減去該第二強度值獲得，對應該第二波段的一第二頻譜值從該第二強度值獲得，對應到該第三波段的一第三頻譜值從該第三強度值減去該第四強度值獲得，對應該第四波段的一第四頻譜值從該第四強度值獲得。
- 如申請專利範圍第3項所述之頻譜檢查裝置，更包括：一第三雙帶通濾波器，配置在該感測單元陣列上；以及一第三濾波器，配置在該第三雙帶通濾波器上，其中該感測單元陣列包括一第五感測單元及一第六感測單元，該第三雙帶通濾波器覆蓋該第五感測單元及該第六感測單 元，且允許光線中的一第五波段及一第六波段通過，該第三濾波器覆蓋該第六感測單元，且允許光線中波長長於一第三波長的光通過，該第三波長長於該五波段的波峰波長且短於該第六波段的波峰波長。
- 如申請專利範圍第6項所述之頻譜檢查裝置，其中該第三波段的波峰波長長於該第一波段的波峰波長且短於該第二波段的波峰波長，該第四波段的波峰波長長於該第二波段的波峰波長，該第五波段的波峰波長長於該第三波段的波峰波長且短於該第二波段的波峰波長，該第六波段的波峰波長長於該第四波段的波峰波長。
- 如申請專利範圍第7項所述之頻譜檢查裝置，其中該第一感測單元產生一第一強度值，該第二感測單元產生一第二強度值，該第三感測單元產生一第三強度值，該第四感測單元產生一第四強度值，該第五感測單元產生一第五強度值，該第六感測單元產生一第六強度值，對應到該第一波段的一第一頻譜值從該第一強度值減去該第二強度值獲得，對應該第二波段的一第二頻譜值從該第二強度值獲得，對應到該第三波段的一第三頻譜值從該第三強度值減去該第四強度值獲得，對應該第四波段的一第四頻譜值從該第四強度值獲得，對應到該第五波段的一第五頻譜值從該第五強度值減去該 第六強度值獲得，對應該第六波段的一第六頻譜值從該第六強度值獲得。
- 如申請專利範圍第6項所述之頻譜檢查裝置，更包括：一第四雙帶通濾波器，配置在該感測單元陣列上；以及一第四濾波器，配置在該第四雙帶通濾波器上，其中該感測單元陣列包括一第七感測單元及一第八感測單元，該第四雙帶通濾波器覆蓋該第七感測單元及該第八感測單元，且允許光線中的一第七波段及一第八波段通過，該第四濾波器覆蓋該第八感測單元，且允許光線中波長長於一第四波長的光通過，該第四波長長於該七波段的波峰波長且短於該第八波段的波峰波長。
- 如申請專利範圍第9項所述之頻譜檢查裝置，其中該第三波段的波峰波長長於該第一波段的波峰波長且短於該第二波段的波峰波長，該第四波段的波峰波長長於該第二波段的波峰波長，該第五波段的波峰波長長於該第三波段的波峰波長且短於該第二波段的波峰波長，該第六波段的波峰波長長於該第四波段的波峰波長，該第七波段的波峰波長長於該第五波段的波峰波長且短於該第二波段的波峰波長，該第八波段的波峰波長長於該第六波段的波峰波長。
- 如申請專利範圍第10項所述之頻譜檢查裝置，其中該第一 感測單元產生一第一強度值，該第二感測單元產生一第二強度值，該第三感測單元產生一第三強度值，該第四感測單元產生一第四強度值，該第五感測單元產生一第五強度值，該第六感測單元產生一第六強度值，該第七感測單元產生一第七強度值，該第八感測單元產生一第八強度值，對應到該第一波段的一第一頻譜值從該第一強度值減去該第二強度值獲得，對應該第二波段的一第二頻譜值從該第二強度值獲得，對應到該第三波段的一第三頻譜值從該第三強度值減去該第四強度值獲得，對應該第四波段的一第四頻譜值從該第四強度值獲得，對應到該第五波段的一第五頻譜值從該第五強度值減去該第六強度值獲得，對應該第六波段的一第六頻譜值從該第六強度值獲得，對應到該第七波段的一第七頻譜值從該第七強度值減去該第八強度值獲得，對應該第八波段的一第八頻譜值從該第八強度值獲得。
- 如申請專利範圍第9項所述之頻譜檢查裝置，其中該第一波長是490nm，該第二波長是580nm，該第三波長是650m，該第四波長是800nm。
- 如申請專利範圍第9項所述之頻譜檢查裝置，其中該第一波長是490nm，該第二波長是580nm，該第三波長是650m，該第四波長是890nm。
- 如申請專利範圍第9項所述之頻譜檢查裝置，其中該第一 波長、該第二波長、該第三波長、該第四波長都是490nm。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/443,044 US10145740B2 (en) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Sensing multiple peak wavelengths using combination of dual-band filters |
| US15/443,044 | 2017-02-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI627389B TWI627389B (zh) | 2018-06-21 |
| TW201831867A true TW201831867A (zh) | 2018-09-01 |
Family
ID=63246198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW106113898A TWI627389B (zh) | 2017-02-27 | 2017-04-26 | 頻譜檢查裝置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10145740B2 (zh) |
| JP (1) | JP6689234B2 (zh) |
| CN (1) | CN108507676B (zh) |
| TW (1) | TWI627389B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11304604B2 (en) | 2014-10-29 | 2022-04-19 | Spectral Md, Inc. | Reflective mode multi-spectral time-resolved optical imaging methods and apparatuses for tissue classification |
| CN110573066A (zh) | 2017-03-02 | 2019-12-13 | 光谱Md公司 | 用于多光谱截肢部位分析的机器学习系统和技术 |
| US10740884B2 (en) * | 2018-12-14 | 2020-08-11 | Spectral Md, Inc. | System and method for high precision multi-aperture spectral imaging |
| KR20210101285A (ko) | 2018-12-14 | 2021-08-18 | 스펙트랄 엠디, 인크. | 상처들의 평가, 치유 예측 및 치료를 위한 머신 학습 시스템들 및 방법들 |
| WO2020123722A1 (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | Spectral Md, Inc. | System and method for high precision multi-aperture spectral imaging |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59230120A (ja) | 1983-06-10 | 1984-12-24 | Agency Of Ind Science & Technol | 光センサ |
| JPS6457134A (en) | 1987-08-27 | 1989-03-03 | Minolta Camera Kk | Spectrum measuring sensor |
| JP2003057111A (ja) | 2001-08-20 | 2003-02-26 | Osaka Gas Co Ltd | 火炎センサ |
| JP2005207830A (ja) | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Asahi Kasei Corp | 赤外線センサ |
| EP2284509B1 (en) * | 2005-11-04 | 2018-01-31 | George Themelis | System for multispectral imaging |
| US7848000B2 (en) * | 2006-01-09 | 2010-12-07 | Chemimage Corporation | Birefringent spectral filter with wide field of view and associated communications method and apparatus |
| US7435943B1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-14 | Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd | Color sensor with infrared correction having a filter layer blocking a portion of light of visible spectrum |
| JP5601190B2 (ja) | 2010-12-17 | 2014-10-08 | 株式会社デンソー | 波長選択型赤外線検出装置 |
| TW201237713A (en) * | 2011-03-15 | 2012-09-16 | Yao-Jen Tsai | Light sensing device for both visible light and distance sensing |
| JP2013051544A (ja) | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Nikon Corp | マルチバンドカメラ |
| TWI497041B (zh) * | 2013-02-18 | 2015-08-21 | Eminent Electronic Technology Corp Ltd | 光學感測裝置以及影像感測裝置 |
| CN103162828B (zh) * | 2013-02-26 | 2015-10-21 | 浙江大学 | 基于可调谐珐波利-珀罗滤波器和阵列式探测器光谱仪的超高分辨率光谱仪 |
| CN104457993A (zh) * | 2013-09-12 | 2015-03-25 | 刘红超 | 一种光谱传感器及其集成制造方法 |
| KR102071325B1 (ko) * | 2013-09-27 | 2020-04-02 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 조도와 물체의 거리를 측정하는 광 센서 |
| FR3022396B1 (fr) * | 2014-06-13 | 2016-07-22 | Sagem Defense Securite | Capteur matriciel bispectral et son procede de fabrication |
| US9972651B2 (en) * | 2015-08-03 | 2018-05-15 | Visera Technologies Company Limited | Spectrum-inspection device |
-
2017
- 2017-02-27 US US15/443,044 patent/US10145740B2/en active Active
- 2017-04-26 TW TW106113898A patent/TWI627389B/zh active
- 2017-05-04 CN CN201710308480.1A patent/CN108507676B/zh active Active
- 2017-06-22 JP JP2017121934A patent/JP6689234B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108507676A (zh) | 2018-09-07 |
| CN108507676B (zh) | 2020-11-13 |
| US20180245978A1 (en) | 2018-08-30 |
| JP6689234B2 (ja) | 2020-04-28 |
| TWI627389B (zh) | 2018-06-21 |
| JP2018141766A (ja) | 2018-09-13 |
| US10145740B2 (en) | 2018-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI627389B (zh) | 頻譜檢查裝置 | |
| KR102197456B1 (ko) | 광학 필터 및 분광계 | |
| EP3112828B1 (en) | Integrated circuit and method for manufacturing integrated circuit | |
| US10989847B2 (en) | Optical module and optical device using same | |
| US20150206912A1 (en) | Optical filter and polarization imaging device using the same | |
| KR20190002615A (ko) | 고체 촬상 소자 및 촬상 장치 | |
| JP6667153B2 (ja) | 撮像装置、およびそれを用いた分析装置 | |
| JP2005294825A5 (zh) | ||
| CN105814417B (zh) | 分光单元以及使用该分光单元的分光装置 | |
| TWI579524B (zh) | 光學檢測裝置 | |
| WO2016071909A1 (en) | Spectral imaging method and system | |
| US11199450B2 (en) | Optical sensor and method for detecting electromagnetic radiation | |
| JP2024084762A (ja) | 多波長透過型光学フィルタ | |
| JP2009222690A (ja) | 分光測定器及び分光測定方法 | |
| KR102364854B1 (ko) | 광 필터를 포함하는 광 분광기 | |
| JP6836428B2 (ja) | 分光フィルタおよび分光測光装置 | |
| JP6347070B2 (ja) | 分光分析装置 | |
| EP2639778A1 (en) | Method and device for detection of multiple flame types | |
| TWI503583B (zh) | 降低高階光和雜散光的濾光器以及使用該濾光器的分光裝置 | |
| KR101376290B1 (ko) | 다중 반사 필터를 포함한 폴리크로메이터 | |
| CN110235252A (zh) | 用于改进多光谱检测的装置 | |
| JP6806604B2 (ja) | 分光フィルタユニットおよび分光測光装置 | |
| JP2024055837A (ja) | 光学フィルタおよび撮像装置 |