一种多光谱图像传感器及其制造方法技术

本发明专利技术适用于传感器技术领域，提供了一种多光谱图像传感器及其制造方法，多光谱传感器包括：沿入射光方向依次排列的微透镜阵列、滤光片阵列以及感光芯片；感光芯片，包括多个像素单元；滤光片阵列，包括至少一个滤光单元组；每个滤光单元组包含多个对应不完全相同的预设波长的滤光片；每个滤光单元组内不同预设波长对应的滤光片以目标方式进行排布；微透镜阵列，包括至少一个微透镜单元，微透镜单元用于汇聚入射光线，并使得汇聚后的入射光线经过滤光片阵列聚焦于感光芯片上。本发明专利技术的多光谱图像传感器包含有多个对应不完全相同的预设波长的滤光片，以实现在成像时同时采集不同光谱的目的，以提高成像精度、效率以及准确性。效率以及准确性。效率以及准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种多光谱图像传感器及其制造方法


[0001]本专利技术属于传感器
，尤其涉及一种多光谱图像传感器的制造方法及设备。

技术介绍

[0002]光谱成像是现有主要的成像技术之一，由于基于光谱成像的数据不仅包含有图像信息，还包含有光谱信息，光谱信息能够体现拍摄图像时每个像素点在各个波段的光谱强度，利用光谱信息可以对图像中的拍摄对象进行定性甚至定量分析，能够应用于多种不同需求的场合。
[0003]现有的多光谱图像传感器的技术，一般是基于切换滤光片方式的多光谱图像传感器，在需要获取多光谱图像时，通过切换感光芯片上对应不同预设波长的滤光片，从而采集得到多光谱图像，然而基于上述方式生成的多光谱图像传感器，在获取多光谱图像时，由于不同光谱是分时采集的，因此实时性较低，不同光谱并非同时采集，从而会影响成像的精度以及效率。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种多光谱图像传感器的制造方法及设备，以解决现有的多光谱图像传感器的技术，一般是基于切换滤光片方式的多光谱图像传感器，然而基于上述原理的多光谱图像传感器，在获取多光谱图像时，由于不同光谱是分时采集的，因此实时性较低，不同光谱并非同时采集，从而导致了成像的精度以及效率较低的问题。
[0005]本专利技术实施例的第一方面提供了一种多光谱图像传感器，所述多光谱传感器包括：沿入射光方向依次排列的微透镜阵列、滤光片阵列以及感光芯片；
[0006]所述感光芯片，包括多个像素单元；
[0007]所述滤光片阵列，包括至少一个滤光单元组；每个所述滤光单元组包含多个对应不完全相同预设波长的滤光片；每个所述滤光单元组内的所述滤光片以目标方式进行排布；所述目标方式是所述滤光单元组对应的图像采集指标最优对应的排布方式；
[0008]所述微透镜阵列，包括至少一个微透镜单元，所述微透镜单元用于汇聚所述入射光线，并使得汇聚后的所述入射光线经过所述滤光片阵列聚焦于所述感光芯片上。
[0009]本专利技术实施例的第二方面提供了一种多光谱图像传感器的制造方法，包括：
[0010]在衬底上任一预设波长对应的滤光片填充区域内均匀填充目标颜色的光阻剂；所述目标颜色为与所述预设波长相匹配的颜色；
[0011]在预设的照射时间内开启照射光源，并在所述照射光源与填充了所述光阻剂后的衬底之间设置光掩模板，得到所述预设波长对应的滤光片；
[0012]在照射完毕后，返回执行所述在衬底上任一预设波长对应的滤光片填充区域内均匀填充目标颜色的光阻剂的操作，直到所有所述预设波长在所述衬底上均有对应的所述滤光片；
[0013]将填充有所有所述预设波长对应的所述滤光片的衬底识别为滤光片阵列，并基于所述滤光片阵列得到多光谱图像传感器；所述滤光片阵列包含至少一个滤光单元组；所述滤光单元组内的滤光片以预设的目标排布方式进行排布；所述目标排布方式是所述滤光单元组对应的图像采集指标最优对应的排布方式。
[0014]实施本专利技术实施例提供的一种多光谱图像传感器及其制造方法具有以下有益效果：
[0015]本专利技术实施例中的多光谱图像传感器，包含至少一个对应不同预设波长的滤光片的滤光单元组，通过该滤光单元组能够获取实时获取多光谱图像数据，且该滤光单元组内各个滤光片是基于目标方式进行排布，从而使得图像采集指标最优，实现在成像时同时采集不同光谱的目的，以提高成像精度、效率以及准确性的同时，还能够提高基于多光谱图像应用识别的准确性。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本专利技术实施例提供的一种多光谱图像传感器的结构示意图；
[0018]图2是本申请另一实施例提供的感光芯片103的结构示意图；
[0019]图3是本申请一实施例提供的像素单元与滤光片之间的结构示意图；
[0020]图4是本申请另一实施例提供的像素单元与滤光片之间的结构示意图；
[0021]图5是本申请一实施例提供的滤光片阵列的示意图；
[0022]图6是本申请一实施例提供的入射光线透过滤光单元组的示意图；
[0023]图7是本申请另一实施例提供的多光谱图像传感器的结构示意图；
[0024]图8是本申请一实施例提供的成像模块的结构示意图；
[0025]图9是本专利技术另一实施例提供的一种多光谱图像传感器的结构示意图；
[0026]图10是本申请一实施例提供的滤光片矩阵以及滤光片阵列的示意图；
[0027]图11是本申请一实施例提供的多光谱图像传感器所采用的RGB恢复算法的示意图；
[0028]图12是本申请一实施例提供的滤光片阵列中RGB通道的不同滤光片的排布位置的示意图；
[0029]图13是本申请一实施例提供的畸变距离的计算示意图；
[0030]图14是本申请另一实施例提供的滤光片矩阵内各个滤光片的排布方式；
[0031]图15是本申请提供的所有候选方式在上述三种参量的参数表；
[0032]图16是本专利技术第一实施例提供的多光谱图像传感器的制造方法的实现流程图；
[0033]图17是本申请一实施例提供的多光谱图像传感器的制造流程示意图；
[0034]图18是本专利技术第一实施例提供的多光谱图像传感器的制造方法的实现流程图；
[0035]图19是本专利技术一实施例提供的一种多光谱图像传感器的制造装置的结构框图；
[0036]图20是本专利技术另一实施例提供的一种终端设备的示意图。
具体实施方式
[0037]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0038]基于光谱成像的数据不仅包含有图像信息，还包含有光谱信息，是一种图谱合一的数据类型，光谱成像得到的数据能够体现拍摄图像时每个像素点在各个波段的光谱强度；利用光谱成像技术可以对物体进行定性和定量分析，以及定位分析等。光谱成像技术按照光谱分辨率的从低到高可分为三类：多光谱成像、高光谱成像和超光谱成像技术。光谱成像技术不仅具有光谱分辨能力，还具有图像分辨能力，可应用于地质矿物、植被生态的识别以及军事目标的侦察等场合。
[0039]目前的成像光谱的器件主要可以通过以下几种方案实现，第一种是切换滤光片方法，基于上述方法的多光谱图像传感器内包含有多个滤光片，多个滤光片一般位于被测对象和镜头之间，需要进行图像采集时，会基于预设的切换次序切换到特定的滤光片，单次曝光只能输出特定滤波特性的单张图像，并通过连续切换滤光片进行多次曝光后，从而得到一帧多通道的光谱图像，即多光谱图像；第二种多光谱图像传感器的实现是推扫方法，单次曝光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多光谱图像传感器，其特征在于，所述多光谱传感器包括：沿入射光方向依次排列的微透镜阵列、滤光片阵列以及感光芯片；所述感光芯片，包括多个像素单元；所述滤光片阵列，包括至少一个滤光单元组；每个所述滤光单元组包含多个对应不完全相同预设波长的滤光片；每个所述滤光单元组内的所述滤光片以目标方式进行排布；所述目标方式是所述滤光单元组对应的图像采集指标最优对应的排布方式；所述微透镜阵列，包括至少一个微透镜单元，所述微透镜单元用于汇聚所述入射光线，并使得汇聚后的所述入射光线经过所述滤光片阵列聚焦于所述感光芯片上。2.根据权利要求1所述的多光谱图像传感器，其特征在于，所述图像采集指标包括：信息采样度、畸变距离、与基准通道之间的距离参量以及基于透过率曲线计算得到的光谱相似度，所述图像采集指标最优具体指：所述滤光片以所述目标方式进行排布时，所述信息采样度大于采样度阈值、所述畸变距离小于畸变阈值，所述距离参量小于预设的距离阈值，相邻的各个所述滤光片之间的所述光谱相似度大于预设的相似阈值；其中，所述采样度阈值是基于所有候选方式的信息采样度确定的；所述距离阈值是基于所有所述候选方式的畸变距离确定的。3.根据权利要求1所述的多光谱图像传感器，其特征在于，每个所述滤光单元组包括一m*n的滤光片矩阵，所述滤光片矩阵内包含对应至少4种不同预设波长的所述滤光片；所述m和所述n为大于1的正整数。4.根据权利要求1所述的多光谱图像传感器，其特征在于，每个所述像素单元上覆盖有一个所述滤光片，或每个所述滤光片覆盖于多个所述像素单元上。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的多光谱图像传感器，其特征在于，所述多光谱图像传感器还包括基底，所述感光芯片、所述滤光片阵列以及所述微透镜阵列依次排布于所述基底上。6.一种基于权利要求1所述的多光谱图像传感器的成像模块，其特征在于，所述成像模块包括：所述多光谱图像传感器、镜头以及电路板；所述电路板上设有至少一个所述多光谱图像传感器以及所述镜头；所述镜头设于所述多光谱图像传感器上，以使入射光线透过所述镜头照射于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄泽铗，师少光，张丁军，江隆业，李威，
申请(专利权)人：奥比中光科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：