[发明专利]光学模块和使用该光学模块的光学装置

权利要求书

1.一种光学模块，包括：

光谱滤波器阵列，其包括多个单位光谱滤波器；

带限滤波器，其被构造为选择性地透射比设计为通过所述光谱滤波器阵列测量的波长区更窄的波长区的光，带限滤波器被构造为覆盖所述多个单位光谱滤波器的至少一部分；以及

光学检测单元，其被构造为检测通过所述光谱滤波器阵列和所述带限滤波器的光学信号。

2.根据权利要求1所述的光学模块，其中，所述光谱滤波器阵列布置在所述带限滤波器与所述光学检测单元之间。

3.根据权利要求1所述的光学模块，其中，所述单位光谱滤波器是以下中的一个：衍射光栅滤波器、棱镜滤波器、Fabry-Perot谐振滤波器、具有金属纳米结构阵列或金属纳米孔阵列的等离子体滤波器、基于硅纳米线的滤波器、吸收滤波器、谐振波导谐振模式型滤波器、或采用集成光学器件的光学干涉光谱滤波器。

4.根据权利要求1所述的光学模块，其中，所述光谱滤波器阵列包括多个单位光谱滤波器，其中具有预定形状的金属图案被周期性地布置成吸收或反射特定波长区的光。

5.根据权利要求1所述的光学模块，其中，所述带限滤波器由用于选择性地透射不同波长区的光的多个单位带限滤波器构成。

6.根据权利要求5所述的光学模块，其中，所述带限滤波器包括三至七个单位带限滤波器，并且所述光学检测单元是CMOS图像传感器。

7.根据权利要求6所述的光学模块，其中，所述单位带限滤波器包括一个或多个R、G和B滤色器。

8.根据权利要求5所述的光学模块，其中，所述多个单位带限滤波器选择性地透射700nm至1100nm内的特定区的光。

9.根据权利要求1所述的光学模块，其中，所述光学检测单元是CMOS图像传感器或红外图像传感器的光学检测像素。

10.根据权利要求1所述的光学模块，其中，所述光学检测单元的光检测像素的大小小于所述单位光谱滤波器的大小。

11.根据权利要求1所述的光学模块，还包括处理单元，其被配置为利用通过所述光学检测单元检测的光学信号执行恢复入射光的光谱的功能。

12.根据权利要求11所述的光学模块，其中，在恢复所述入射光的所述光谱中，通过在列向上添加一组光谱滤波器和带限滤波器的组合来配置滤波器函数矩阵。

13.根据权利要求11所述的光学模块，其中，在信号恢复功能中，用于信号恢复的滤波器函数矩阵使得波长采样区的范围被带限滤波器有效限制，并且超出有效波长范围的矩阵值收敛至零。

14.一种光学装置，包括：

图像传感器区，其包括被构造为将入射光过滤为至少R、G和B的滤色器层以及被构造为通过多个第一单位像素检测通过所述滤色器层的光学信号的第一光检测区；以及

光谱传感器区，其包括光谱传感器滤波器以及被构造为通过多个第二单位像素检测通过所述光谱传感器滤波器的光学信号的第二光检测区，所述光谱传感器滤波器包括被构造为测量目标对象的光谱的光谱滤波器阵列以及覆盖所述光谱滤波器阵列的至少一部分的带限滤波器，所述带限滤波器的波长区比将通过在所述光谱传感器区的光学信号的路径上的所述光谱滤波器阵列测量的工作波长带窄。

15.根据权利要求14所述的光学装置，其中，所述光谱滤波器阵列和所述带限滤波器堆叠，并且所述带限滤波器设置在所述光谱滤波器阵列上。

16.根据权利要求14所述的光学装置，其中，所述光谱滤波器阵列和所述带限滤波器堆叠，并且所述光谱滤波器阵列设置在所述带限滤波器上。