多光谱图像传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种多光谱图像传感器，所述多光谱图像传感器包括：图像传感器，包括基底以及位于所述基底表面内的像素区域，所述像素区域内形成有若干阵列排布的像素单元；滤光片，所述滤光片表面形成有与所述像素区域对应的光谱通道区域，包括多个以马赛克形式排列的对应于各个波长的光谱通道，每个所述光谱通道的边长大于像素单元的边长；所述滤光片固定于所述图像传感器表面，所述像素区域与所述光谱通道区域之间的旋转偏移角度小于一阈值，使得每个光谱通道在像素区域上的投影覆盖至少一个完整的像素单元。上述多光谱图像传感器成本较低。

【技术实现步骤摘要】
多光谱图像传感器
本技术涉及传感器
，尤其涉及一种多光谱图像传感器。
技术介绍
现有的多光谱图像传感器有两种主要的制造方法。一种是使用包含诸如分光镜的分立式的光学器件，将光学器件和图像传感器集成在一起。这种方法制造出的传感器体积大，重量大、成本高，应用场合受到限制。另一种方法是使用半导体制造的方法在图像传感器的表面制造出楔形或马赛克形的滤波层，使得图像传感器上的不同像素仅能接收到特定波长的光。这种方法由于需要多次光刻和多层材料沉积，也有成本高、良率低等缺点，其应用也因此受到限制。如何形成小体积、低成本的多光谱图像传感器，是目前需要解决的问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种多光谱图像传感器，所述多光谱图像传感器体积小，成本低。为了解决上述问题，本技术提供了一种多光谱图像传感器，包括：图像传感器，包括基底以及位于所述基底表面内的像素区域，所述像素区域内形成有若干阵列排布的像素单元；滤光片，所述滤光片表面形成有与所述像素区域对应的光谱通道区域，包括多个以马赛克形式排列的对应于各个波长的光谱通道，每个所述光谱通道的边长大于像素单元的边长；所述滤光片固定于所述图像传感器表面，所述像素区域与所述光谱通道区域之间的旋转偏移角度小于一阈值，使得每个光谱通道在像素区域上的投影覆盖至少一个完整的像素单元。可选的，所述光谱通道的边长为所述像素单元边长的N倍，N为大于等于2的整数。可选的，所述阈值为arctan(像素单元边长/像素区域短边长度)。可选的，包括：所述滤光片包括：透明基片及形成于所述透明基片表面的滤波层，不同波长的光谱通道的滤波层能够分别选择性透过对应波长的光波。可选的，所述滤光片和所述图像传感器上分别形成有对位图形。可选的，所述光谱通道区域与所述像素区域之间为空腔或者透明粘胶层。可选的，还包括：校准模块，用于存储校准文件，所述校准文件内容包括各像素单元与各波长的光谱通道之间的对应关系，所述对应关系的存储形式包括直接表达、压缩表达以及抽象表达中的至少一种形式。可选的，所述对应关系包括各像素单元从不同波长的光谱通道所获得的光分量。可选的，还包括：成像模块，根据所述校准文件以及从各像素单元获取的检测信号，形成与各个波长的光谱通道分别对应的图像。可选的，根据所述校准文件以及各像素单元获取的检测信号，形成与各个波长的光谱通道分别对应的图像的方法进一步包括：选择仅获取单一光谱通道的光信号的像素单元作为成像单元；根据所述成像单元对应的光谱通道的波长及输出的检测信号，获取各个波长对应的图像。可选的，根据所述校准文件以及各像素单元获取的检测信号，形成与各个波长的光谱通道分别对应的图像的方法包括：根据各像素单元与各个波长的光谱通道之间的对应关系，获取各像素单元从各个波长的光谱通道获取的光分量；根据所述光分量，获取各像素单元输出的检测信号中各个波长的检测信号分量，并根据各个波长的检测信号分量，获取各个波长对应的图像。本技术的多光谱图像传感器，包括固定于所述图像传感器表面，且与所述图像传感器分立的具有多个光谱通道的滤波片，所述滤波片和图像传感器分别制造，两者都可以选用成熟、成本低的制造方法。并且，光谱通道的尺寸大于像素单元的尺寸，使得每个光谱通道在像素区域上的投影覆盖至少一个完整的像素单元，从而可以降低图形传感器与所述滤波片之间的对准要求，降低工艺难度。并且，所述多光谱图像传感器还包括一校准模块，用于对图像传感器和滤波片之间的偏移进行校准，使得整个系统可以容忍较大的图像传感器和滤波片之间的相对位移，在不同偏移下都可以获得高质量的多光谱图像。本技术的成像方法能够在图像传感器与滤波片之间具有位置偏移的情况下，对图像传感器和滤波片之间的偏移进行校准，使得整个系统可以容忍较大的图像传感器和滤波片之间的相对位移，在不同偏移下都可以获得高质量的多光谱图像。附图说明图1为本技术一具体实施方式的多光谱图像传感器的结构示意图；图2为本技术一具体实施方式的光谱通道区域与像素区域的局部俯视示意图；图3为本技术另一具体实施方式的多光谱图像传感器的局部结构示意图；图4为本技术一具体实施方式的多光谱图像传感器的成像方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术提供的多光谱图像传感器及其成像方法的具体实施方式做详细说明。请参考图1，为本技术一具体实施方式的多光谱图像传感器的结构示意图。所述多光谱图像传感器包括：图像传感器110、滤光片120，所述滤光片120固定于所述图像传感器110表面。所述图像传感器110包括基底111以及位于所述基底111表面内的像素区域112。所述像素区域112内形成有若干阵列排布的像素单元1、2、……。具体的，所述基底111包括半导体衬底，所述像素单元形成于所述基底111内，可以为CMOS传感单元或CCD传感单元。所述基底111内可以形成有电互连线等结构，用于将所述像素单元的检测信号输出至外部的电路，进行处理。所述基底111内还可以集成有其他电路模块，用于对所述像素单元输出的检测进行处理。该具体实施方式中，单个像素单元为正方形。在其他具体实施方式中，单个像素单元还可以为其他形状，例如长方形等。各个像素单元的形状和尺寸相同。所述像素区域112用于接收外部光线，各像素单元用于输出与接收到的光强对应的检测信号。所述滤光片120表面形成有与所述像素区域112对应的光谱通道区域123，包括多个以马赛克形式排列的对应于各个波长的光谱通道ch1、ch2、ch3、……。各个光谱通道分别用于通过不同波长的光，使得所述像素区域112内对应的像素单元仅能接收到能够透过对应的光谱通道的特定波长的光波。该具体实施方式中，所述滤光片120包括透明基片121及形成于所述透明基片121第一表面的滤波层122，不同波长的光谱通道分别采用不同的滤波层材料和结构，使得不同波长的光谱通道能够分别选择性透过不同波长的光波。该具体实施方式中，光谱通道ch1、ch2、ch3、……，分别用于透过不同的波长。在本技术的具体实施方式中，所述滤光片120的光谱通道区域123内可以包括4种、8种、16种或其他数量的光谱通道，使得所述多光谱图像传感器分别能够输出4个、8个、16个对应波长的图像。本领域技术人员可以根据需要，设置相应的光谱通道，以对应2个或2个以上的波长。所述滤光片120固定于所述图像传感器110表面，并且所述光谱通道区域123朝向所述像素区域112设置，所述滤波层122朝向所述像素区域112。所述滤光片120与所述图像传感器110之间可以通过键合工艺进行贴合。该具体实施方式中，所述滤光片120与所述图像传感器110表面之间通过透明粘胶层130贴合，所述滤光片120与所述图像传感器110之间也形成有所述黏胶层130，所述粘结层130具有较高的透光性，可以使得通过所述光谱通道区域123的光线被所述像素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多光谱图像传感器，其特征在于，包括：/n图像传感器，包括基底以及位于所述基底表面内的像素区域，所述像素区域内形成有若干阵列排布的像素单元；/n滤光片，所述滤光片表面形成有与所述像素区域对应的光谱通道区域，包括多个以马赛克形式排列的对应于各个波长的光谱通道，每个所述光谱通道的边长大于像素单元的边长；/n所述滤光片固定于所述图像传感器表面，所述像素区域与所述光谱通道区域之间的旋转偏移角度小于一阈值，使得每个光谱通道在像素区域上的投影覆盖至少一个完整的像素单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种多光谱图像传感器，其特征在于，包括：
图像传感器，包括基底以及位于所述基底表面内的像素区域，所述像素区域内形成有若干阵列排布的像素单元；
滤光片，所述滤光片表面形成有与所述像素区域对应的光谱通道区域，包括多个以马赛克形式排列的对应于各个波长的光谱通道，每个所述光谱通道的边长大于像素单元的边长；
所述滤光片固定于所述图像传感器表面，所述像素区域与所述光谱通道区域之间的旋转偏移角度小于一阈值，使得每个光谱通道在像素区域上的投影覆盖至少一个完整的像素单元。


2.根据权利要求1所述的多光谱图像传感器，其特征在于，所述光谱通道的边长为所述像素单元边长的N倍，N为大于等于2的整数。


3.根据权利要求1所述的多光谱图像传感器，其特征在于，所述阈值为arctan(像素单元边长/像素区域短边长度)。


4.根据权利要求1所述的多光谱图像传感器，其特征在于，所述滤光片包括：透明基片及形成于所述透明基片表面的滤波层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王腾，王威，姜迪，
申请(专利权)人：多感科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31