常规的光电二极管阵列)上产生干涉图案。本示例假设入射到光栅300的光界面的光与相位光栅310的横向平面正交，在这种情况下，与其中一个奇对称边界325 (诸如位置(_X，0)和(X，0)处)等距离的进入光栅310的光束在阵列310 (例如，点(0，Z))下方的点处是异相的，并且因此相消干扰来产生最小强度的幕帘(例如，图1的幕帘140)。深度Z和光的波长基本上均不影响这种相消干涉。类似地，相长干涉产生最大强度的聚焦(例如，图1的聚焦145)。高和低这两种特征都允许光进入，其相对于选择性地阻挡光的光栅提供了相对高的量子效率。
[0034]图4A是根据另一实施例的传感器400的平面视图。八个奇对称边界415中的每个边界的任一侧上的相对高的段405和相对低的段410产生光栅，其中段的宽度随着离开传感器中心的距离而增加。对于给定的焦深，较高频率的光趋向产生具有较窄的特征宽度的更清晰的聚焦。因此，可以最优化传感器400，以使光栅的中心部分被优化用于收集相对较高频率的光，而外周区域用于收集相对较低频率的光。下文结合其他附图对本主题进行详述。
[0035]图4B是图4A的传感器400的三维透视图，并且示出了来自与光栅表面正交的方向的光420如何将干涉图案425投射到位于下面的光电二极管阵列430上。如先前详细描述的，幕帘和聚焦分别投射阴影435和明亮形状440以被阵列430的单个的感光元件445感测。阵列430捕获图案425的数字表示。
[0036]图5A、5B、5C、和每个都描绘了二维光电二极管阵列505上的三个奇对称边界500。幕帘510将阴影515投射到位于下面的光电检测器520上，并且由此产生的图案依据入射光的角度而不同。因此，阵列505可以取样所得干涉图案以获得关于入射角的信息。
[0037]图6描绘了三个奇对称光栅600、620、和630，每个均具有不同相对宽度的特征段。如图所示，可以用于产生具有多个宽度比的传感器，来补偿影响光栅特征的相对高度的制造公差。例如，假设光栅600的宽度被优化用于感兴趣的制造工艺，但是该工艺产生40%的相对相位延迟而非理想的50%以在所需的位置处形成最小强度的幕帘。对于第一顺序，如在光栅630中所描绘的，相对宽的段的宽度增加能够改善由误差相位偏移导致的失真。如在光栅620中所描绘的，大于50%的相位偏移可以通过收窄相对宽的段而被校正。一些实施例包括覆盖光电二极管阵列的不同区域的相对段宽度的混合，以适应制造公差。与提供最清晰的聚焦、或针对波长范围的波长的最清晰的聚焦的光栅相关联的图像可以被选择或组合以获得所需的图像数据。对于不同波长或入射角的光，不同的光栅还可以执行的更好，因此对于除制造公差以外的变量，可以优化选择使用哪个光栅用于给定的图像。
[0038]图7A是根据实施例的相位光栅700的剖面图，其使用两个以上的水平来产生奇对称。附加的水平可以允许更清晰的聚焦，但是可能需要更复杂的制造工艺。如果要使用光刻法来制作光栅，则例如，附加的水平需要附加的掩膜步骤。每个奇对称边界的任一侧上的配对的表面引入相应的配对的相位延迟，该相位延迟在感兴趣的波长带上相差大约半个波长，外加整数倍的波长。
[0039]图7B是与图7A的相位光栅700光学上类似的但使用更少的层的相位光栅710的剖面图。所得较大的突然不连续性715可以引入不希望的图像伪像或可能难以准确制造，但是数量减少的水平可以降低制造成本。
[0040]图8是图示如何将奇对称扩展成曲面函数的相位光栅800的剖面图。
[0041]图9是根据实施例的光栅900的平面图，其中奇对称边界905沿径向从光栅的中心延伸，并且其中特征段的宽度随着远离中心而逐渐加宽。光栅900利用连续的各种宽度集来捕获16个离散角度处的图像信息。尽管方便将光栅900画为圆形，但是也可以使用其他形状。在一些实施例中，例如，光栅的集合排列在光电二极管阵列上。在这种情况下，共享公共边界(例如，诸如六边形、正方形、或三角形边界)的栅格更有效的利用位于下面的光电二极管。
[0042]图10是根据实施例的具有同中心的奇对称边界1005的光栅1000的平面图，并且包括沿线A-A的剖视图。在本示例中，特征段的宽度是离散的，并且角度是连续的。光栅1000的间隔似乎一致，但是可以发生变化，以允许对一定范围的波长、入射角、或制造偏差的精确聚焦。
[0043]图11是根据实施例的类似于图9的光栅900的光栅1100的平面视图。光栅900的两个半部提供本质上相同的信息。光栅1100添加具有垂直取向的半圆偏振滤波器1105和1110。因此，光栅1100的每个半部均产生特定于两个偏振之一的图像数据，并且这些数据可以分离地或一起使用。在其它实施例中，可以使用具有相同或不同取向的更多或更少的滤波器。不同类型的滤波器也可以用来覆盖所有或部分的本文所述类型的光栅。
[0044]图12是根据另一实施例的光栅1200的平面视图。弯曲的奇对称边界1205从光栅的中心径向延伸，并且特征段的宽度随着远离中心而逐渐加宽。在保留了图9的光栅900的连续变化的间隔的同时，边界1205的曲率提供了与可从图10的光栅1000获得的类似的连续变化的角度信息。
[0045]图13描绘了根据另一实施例的光栅1300。如先前所述，光栅特征的不同宽度向感兴趣的波长带内的不同颜色的光提供精确的聚焦。光栅1300具有图9的光栅900的相同的径向对称，但是针对其中间隔被优化用于蓝光、绿光和红光的那些区域提供有滤波器，以允许它们相应的波长进入。省略在位于下面的检偏器上提供模糊的干涉图案的波长可以改善图像清晰度。光栅1300由限定孔径的极限的不透明掩模1305界定。
[0046]图14描绘了光栅1400和所关联的光电二极管阵列1405。光栅1400具有平行的奇对称边界1410，该平行的奇对称边界1410可能具有相同或不同宽度的特征、或沿一个或多个边界宽度变化的特征。具有必要的多样的宽度和间隔来采样足够数量的空间频率的平行边界可以成像例如条形码。阵列1405沿着光栅1400的侧边而非是下方显示，以突出显示边界1410的方向和阵列1405中的光敏元件的列之间的角度ΘΑ。因为线性阴影覆盖不同行中的像素的不同百分比，所以角度9,产生更多测量多样性。在一个实施例中，选择角度9八以使每个边界的顶部与底部偏移大约为阵列1405的一个像素。
[0047]图15描绘了光栅1500和所关联的光电二极管阵列1505。光栅1500具有平行的直角边界1510，该平行的直角边界1510可以具有相同或不同宽度的特征、或沿一个或多个边界宽度变化的特征。具有沿着两个维度的必要的多样的宽度和间隔以采样足够数量的空间频率的平行边界可以成像例如点源(诸如以识别太阳的位置)。出于结合图14上文所提出的原因，可以引入角度ΘΑ。
[0048]图16是根据实施例的具有五边形的奇对称边界1605的光栅1600的平面视图。在本示例中，特征段的宽度是离散的，但是它们在其它实施例中可以沿着一个或多个边界变化。因为线段可以更容易地提供精确的奇对称，所以直边界可以比弯曲边界更有利。
[0049]光栅1600提供五个不同取向处的信息。其它边界形状(诸如其它多边形)用于其它实施例中，通常，具有奇数个侧面的多边形比具有类似的但为偶数个侧面的多边形相比提供更多取向多样性(例如，五边形比正方形或六边形提供更多的取向多样性)。