[发明专利]辐射传感器

说明书

技术领域

本公开内容涉及辐射传感器、组合的接近度和环境光传感器、移动通信设备、检测环境辐射的方法、确定物体与辐射传感器的接近度的方法和制造辐射传感器的方法。

背景技术

环境光传感器通常包括用于提供环境光级度指示的相对少量(从单个像素上至例如10x10像素阵列)的暴露的感光像素(例如与相机模块图像传感器比较)。仅需少量像素，因为环境光传感器不必能够捕获锐利图像。在许多应用中、包括在移动通信设备(诸如移动电话和PDA)、膝上型计算机、平板式计算机、web相机等上使用它们。

接近度传感器通常包括辐射源和对应检测器，检测器同样包括相对少量暴露的感光像素。通过以下操作实现接近度感测：从辐射源发射光；捕获物体向检测器反射回的光；并且处理反射光以确定物体与传感器的接近度。也在许多应用中、包括在移动通信设备和车辆停放传感器上使用接近度传感器。

环境光和接近度传感器通常形成于具有单独传感器窗的单独芯片上。因此，当在单个设备中一起使用它们二者时，单独环境光和接近度传感器具有单独覆盖区并且需要设备壳中的单独传感器窗。

发明内容

本公开内容的第一方面提供一种辐射传感器，该辐射传感器包括：第一像素和第二像素；辐射吸收滤波器，定位于第一像素之上，吸收滤波器和第一像素的组合谱响应具有第一像素通带和第一像素阻带；以及干涉滤波器，定位于第一像素和第二像素二者之上，干涉滤波器具有基本上在第一像素通带内的第一干涉滤波器通带和基本上在第一像素阻带内的第二干涉滤波器通带。

通常，第一像素通带的至少一部分在红外线谱区域中，而第一像素阻带的至少一部分在可见光谱区域中。

由于干涉滤波器和辐射吸收滤波器二者定位于第一像素之上，所以第一像素仅在第一干涉滤波器通带内检测辐射。在仅干涉滤波器定位于第二像素之上时，第二像素在第一干涉滤波器通带和第二干涉滤波器通带内检测辐射。如果从第二像素产生的信号减去第一像素产生的信号，则获得与在第二干涉滤波器通带内检测的辐射成比例的信号。

优选地，第一干涉滤波器通带具有比第一像素通带的半高全宽带宽更少的半高全宽带宽和/或第二干涉滤波器通带具有比第一像素阻带的半高全宽带宽更少的半高全宽带宽。

附加地或者备选地，第一干涉滤波器通带可以具有比第一像素通带的10dB带宽更少的半高全宽带宽和/或第二干涉滤波器通带可以具有比第一像素阻带的10dB带宽更少的半高全宽带宽。10dB带宽是通带的波长下限与上限之差，定义下限和上限为通带的峰传输率被减少10dB的波长。

在一个实施例中，辐射吸收滤波器是配置为传输具有在预定阈值以上的波长的辐射的高通滤波器。

通过使第一干涉滤波器通带的FWHM带宽少于第一像素通带的带宽，对应地使第一像素的谱响应变窄。类似地，通过附加地或者备选地使第二干涉滤波器通带的FWHM带宽少于辐射吸收滤波器阻带的带宽，也对应地使第二像素的谱响应变窄。这有助于防止第一像素和第二像素在(在第一像素通带、第一像素阻带或者二者内)存在高环境光级度时饱和。

优选地，第一像素和第二像素形成于共同衬底上。更优选地，第一像素和第二像素是相同像素阵列的部分。在一个实施例中，第一像素与第二像素相邻。

优选地，干涉滤波器包括基本上在第一像素阻带内的多个第二干涉滤波器通带。这增加第二像素对存在具有在第一像素阻带中的波长的辐射的灵敏度(与在第一像素阻带内具有单个通带比较)而无需增加个别干涉滤波器通带的谱宽度。

在一个实施例中，在共同传感器窗之下提供第一像素和第二像素，该共同传感器窗可以例如形成于传感器装入其中的壳中。

在一个实施例中，吸收滤波器包括有机抗蚀剂。

辐射吸收滤波器可以形成于第一像素的感测表面上。

在一个优选实施例中，第一像素阻带基本上阻止对人类可见的辐射。例如第一像素阻带可以包括在513nm与608nm之间的波长。

优选地，第一像素通带传输红外线辐射。在一个实施例中，第一像素通带包括超过700nm的波长。更优选地，第一像素通带包括800nm以上的波长。

优选地，干涉滤波器包括一对相对的平面反射器。可以形成干涉滤波器作为传感器外壳的一部分。备选地，干涉滤波器可以与第一像素和第二像素一体形成。在这一情况下，干涉滤波器可以例如包括多个电介质层。在一个实施例中，间隔物定位于电介质层中的两个电介质层之间。优选地，间隔物由具有比电介质层更低的折射率的材料形成。