利用混合滤光片的波长相关成像和探测方法及系统技术方案

将要被成像或被探测的物体（２０６）由发射不同波长的光的单个宽带光源或多个光源照明。光由探测器（２００）来探测，所述探测器（２００）包括被混合滤光片覆盖的光探测传感器（４００）。混合滤光片包括安装在图案化的滤光片层（５０８）上方的多波段窄带滤光片（５１６）。光照射到窄带滤光片（５１６），该滤光片（５１６）通过所关注的多个波长或附近的光同时阻挡所有其他波长的光。图案化的滤光片层（５０８）交替地通过一个特定波长的光同时阻挡所关注的其他波长的光。这使得传感器（４００）同时或交替地确定所关注波长的光强。滤光片（９０２）还可被安装在光源上方以此使光源的光谱变窄。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
依照本专利技术的实施例通常涉及成像领域。更具体地说，依照本专利技术的实施例涉及利用混合滤光片的波长相关成像和探测方法及系统。
技术介绍
大量的应用关注于探测物体或对物体成像。探测物体可确定物体存在或不存在，而成像导致了物体的图像。根据应用，可在日光下和/或黑暗中对物体成像或者探测物体。波长相关成像是一种用于使物体成像或探测物体的技术，并且通常包含探测物体反射的或者透过物体的一个或多个特定波长。在某些应用中，只需要太阳光或环境照明，而在其他应用中，需要辅助照明。光以多个不同的波长穿过大气，包括可见光波长和不可见光波长。因此，令人关注的波长不是可见光波长。图1是太阳发射、发光二极管和激光器的光谱图。正如可以看到的，激光器的光谱100非常窄，而发光二极管(LED)的光谱102与激光器的光谱相比较宽。与LED和激光器相比，太阳发射具有非常宽的光谱104。在白天，广谱太阳辐射的同时出现可使得从人眼安全的LED或激光器中发射的并且被物体反射的探测光变得相当复杂。太阳辐射在探测系统中占优势并且比较起来可致使来自人眼安全光源的相对较弱的散射更小。另外，在连续的测量期间，被探测的物体不可能保持静止。例如，如果人作为物体的话，则在进行测量的时间内，人可变换位置或者移动。如果在不同波长下进行的测量是在不同的时刻实施的，则在连续测量期间物体的移动可使测量失真并致使其无用。
技术实现思路
依照本专利技术，提供了利用混合滤光片的波长相关成像和探测方法及系统。将要被成像或被探测的物体由发射不同波长的光的单个宽带光源或多个光源照明。光由探测器来探测，所述探测器包括被混合滤光片覆盖的光探测传感器。混合滤光片包括安装在图案化的滤光片层上方的多波段窄带滤光片。光照射到窄带滤光片上，该滤光片通过所关注的多个波长或其附近的光，同时阻挡所有其他波长的光。图案化的滤光片层交替地通过一个特定波长的光，同时阻挡所关注的其他波长的光。这使得传感器同时或交替地确定所关注波长的光强。滤光片还可被安装在光源上方以此使光源的光谱变窄。附图说明在连同附图阅读时，参考下面对依照本专利技术实施例的详细描述将会更好地理解本专利技术。图1是太阳发射、发光二极管和激光器的光谱图；图2是在依照本专利技术的一个实施例中利用混合滤光片的瞳孔探测的系统的图示；图3a说明了利用依照图2所示系统的同轴光源生成的图像；图3b描绘了利用依照图2所示系统的离轴光源生成的图像；图3c说明了由图3a的图像和图3b的图像之间的差异产生的图像；图4描绘了在依照本专利技术的一个实施例中的传感器；图5是依照本专利技术的一个实施例的探测器的横截面图；图6描绘了图5所示的聚合物滤光片和窄带滤光片的光谱；图7a说明了在依照本专利技术的实施例中制作双尖峰滤光片的第一方法；图7b描绘了图7a所示的双尖峰滤光片的光谱；图8a说明了在依照本专利技术的实施例中制作双尖峰滤光片的第二方法； 图8b描绘了图8a所示的双尖峰滤光片的光谱；图9是在依照本专利技术的实施例中的光源和窄带滤光片的图示；图10说明了如图9所示的光源以及光源和窄带滤光片组合的光谱；图11是在依照本专利技术的实施例中利用具有各自光源的窄带滤光片以及具有传感器的混合滤光片的瞳孔探测的第二系统的图示；图12是在依照本专利技术的一个实施例中的可用于瞳孔探测的装置的图示；图13是在本专利技术的另一个实施例中利用混合滤光片探测通过物体的透射的图示；图14描绘了在依照本专利技术的实施例中的聚合物滤光片和三重波段窄带滤光片的光谱；图15描绘了依照图14所示的实施例的传感器；图16描绘了在依照本专利技术的实施例中的聚合物滤光片和四重波段窄带滤光片的光谱；图17描绘了依照图16所示的实施例的传感器。具体实施例方式下面所呈现的描述使得本领域的技术人员可以实施和使用本专利技术，并且在专利申请及其要求的情况下提供该描述。对本领域的技术人员来说，对所公开实施例的各种修改将是显而易见的，并且这里的一般原则可用于其他实施例。因此，本专利技术不是用来限制所示的实施例，而是为了与符合所附权利要求书以及这里所描述的原理和特征的最宽范围保持一致。应当理解本说明所涉及的图形不是按比例绘制的。依照本专利技术的实施例涉及利用混合滤光片的波长相关成像和探测方法及系统。瞳孔探测的技术被包括在如对依照本专利技术的利用混合滤光片的一个这样的系统的详细描述中。然而，依照本专利技术的混合滤光片可用于其中期望波长相关探测和/或物体或风景的成像的多种应用中。例如，依照本专利技术的混合滤光片可用来探测沿地震断层的移动，或者探测人或被摄对象的存在、注意或位置。另外，依照本专利技术的混合滤光片可用于计量生物学应用，例如利用他们的眼睛或面部特征识别个体的系统。现在参考附图以及具体参考图2，其示出的是在依照本专利技术的实施例中利用混合滤光片的瞳孔探测系统的图。该系统包括探测器200和两个光源202、204。在依照本专利技术的其他实施例中，系统还可随意地结合控制器或处理器(图中未示出)。在图2的实施例中，所示出的光源202、204位于探测器200的相对两侧。在依照本专利技术的其他实施例中，光源202、204可位于探测器200的相同一侧。在依照本专利技术的其他实施例中，光源202、204还可被发射两个或多个不同波长的单个宽带光源所替代。这样的宽带光源的一个实例是太阳。在这个瞳孔探测的实施例中，利用探测器200得到了关于被摄对象206的脸和/或眼睛的两幅图像。其中一幅图像是利用靠近或位于探测器200的轴208(“同轴”)上的光源202得到的。第二图像是利用以更大角度远离探测器200的轴208(“离轴”)的光源204得到的。当被摄对象206的眼睛张开时，图像之间的差异将突出眼睛的瞳孔。这是因为来自视网膜的镜反射只在同轴图像中被探测。来自其他面部的和环境的特征的漫反射很大程度上被抵消，留下瞳孔作为差分图像中的主要特征。当在差分图像中不能探测到瞳孔时，这可用来推断被摄对象206的眼睛是闭合的。在依照本专利技术的这个实施例中，可对照阈值来监控被摄对象206的眼睛张开或闭合的时间量。假如阈值不被满足(如眼睛张开的时间百分率低于阈值)，则可采取警报或某些另外的行为来警告被摄对象206。其他量度，如眨眼的频率或持续时间，可用于依照本专利技术的其他实施例中。被摄对象206的视网膜的差分反射率依赖于光源202和探测器200的轴208之间的角度210以及光源204和轴208之间的角度212。通常，更小的角度210将增加视网膜反射。正如这里所使用的，“视网膜反射”指被摄对象206的眼睛背面反射的并在探测器200处被探测的强度(亮度)。“视网膜反射”还用来包括在眼睛背面处其他组织(不是或除了视网膜)的反射。因此，角度210被选择成以使光源202在轴208上或其附近。在依照本专利技术的这个实施例中，角度210为接近零至两度的角。通常，角度212的大小被选择成以使只有来自光源204的低视网膜反射将在探测器200处被探测。(环绕瞳孔的)虹膜阻挡了这个信号，并且因此在选择角度212的大小时应当考虑在不同照明条件下的瞳孔大小。在依照本专利技术的这个实施例中，角度210是在大约三到十五度的范围。在依照本专利技术的其他实施例中，角度210、212的大小可以是不同的。例如，特定被摄对象的特征可确定角度21、212的大小。在依照本专利技术的这个实施例中，光源202、204发射可产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像系统，包含：　　　　源（９００），将所关注的多个波长的光发射至物体（２０６）；　　　　混合滤光片，接收来自所述物体（２０６）的光并区分在所关注的多个波长或附近接收的的光，而同时阻挡所有其他波长处接收的光；以及　　　　光探测传感器（４００），位于所述混合滤光片的下面，并且探测在所关注的多个波长或附近接收的光的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JE富克特，RP赫尔宾，
申请(专利权)人：阿瓦戈科技传感器IP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]