一种高光谱成像系统、摄像头以及终端设备技术方案

本申请提供了一种高光谱成像系统、摄像头以及终端设备。其中，沿着光入射高光谱成像系统之后的传播方向，该高光谱成像系统依次包括：第一滤光片、第二滤光片以及图像传感器阵列。其中，第一滤光片包括第一透明基底和位于第一透明基底上的至少一个光学通道组，至少一个光学通道组位于第一透明基底和第二滤光片之间，至少一个光学通道组朝向第二滤光片，每个光学通道组包括多个光学通道。第二滤光片通过光学胶与图像传感器阵列耦合，光学胶的折射率与第二滤光片的折射率实质相同，光学胶的厚度满足入射到相邻两个光学通道上的光透过光学胶之后没有串扰。

【技术实现步骤摘要】
一种高光谱成像系统、摄像头以及终端设备
本申请涉及高光谱成像
，尤其涉及一种高光谱成像系统、摄像头以及终端设备。
技术介绍
目前，高光谱相机中的多通道干涉滤光片通过镀膜的方式直接制备在高光谱相机中的图像传感器阵列上，但是多通道干涉滤光片制备工艺通常需要在加热的条件下进行，导致高性能多通道干涉滤光片常用的金属元素(如金、银等)在制备过程中扩散至图像传感器阵列，造成图像传感器性能损失。另外，当前图像传感器制备厂商通常不具备多通道干涉滤光片所需的加工设备和技术，需要滤光片制备厂商完成在图像传感器上制备干涉滤光片的过程，而滤光片制备厂商当前采用的主流滤光片镀膜设备加工的衬底尺寸为8英寸，与消费电子领域主流的12英寸高性能图像传感器的晶圆尺寸不匹配，使得采用多通道干涉滤光片在图像传感器上直接集成方案的高光谱相机成像效果不佳，应用范围小以及良品率低。
技术实现思路
本申请提供了一种高光谱成像系统，以在保证高光谱成像质量的基础上，实现多通道干涉滤光片的制备过程与图像传感器解耦，避免多通道干涉滤光片的不良因素与图像传感器的不良因素相互影响。此外，本申请还提供了包括该高光谱成像系统的摄像头，以及包括该摄像头的终端设备。第一方面，本申请提供了一种高光谱成像系统，沿着光入射高光谱成像系统之后的传播方向，该高光谱成像系统依次包括：第一滤光片、第二滤光片以及图像传感器阵列。其中，第一滤光片包括第一透明基底和位于第一透明基底上的至少一个光学通道组，至少一个光学通道组位于第一透明基底和第二滤光片之间，至少一个光学通道组朝向第二滤光片，每个光学通道组包括多个光学通道。第二滤光片通过光学胶与图像传感器阵列耦合，光学胶的折射率与第二滤光片的折射率实质相同，以使光在第二滤光片与光学胶的界面处不发生折射或者尽量不发生折射，光学胶的厚度满足入射到相邻两个光学通道上的光透过光学胶之后没有串扰。通过上述方案，本申请实施例提供的高光谱成像系统中，第一滤光片制备在第一透明基底上，与第一滤光片耦合的第二滤光片通过光学胶与图像传感器阵列耦合，不需要在图像传感器阵列上制备第一滤光片以及第二滤光片，实现了多通道滤光片的制备与图像传感器阵列的解耦，能够避免图像传感器以及多通道滤光片的不良因素与图像传感器的不良因素相互影响，如图像传感器不良造成的多通道滤光片加工成本的增加，以及多通道滤光片加工不良造成的图像传感器成本的增加，进而可以降低高光谱成系统的成本。另外，多通道滤光片的制备与图像传感器阵列的解耦，也使得多通道滤光片的尺寸不会受到图像传感器阵列晶圆尺寸的限定，可以兼容更多种规格的图像传感器。与第一滤光片耦合的第二滤光片通过光学胶与图像传感器阵列耦合，光学胶的折射率与第二滤光片的折射率实质相同，以使光在第二滤光片与光学胶的界面处不发生折射或者尽量不发生折射，光学胶的厚度满足入射到相邻两个光学通道上的光透过光学胶之后没有串扰，还可以保证高光谱成像系统具有较高的成像质量。一个可能的实施方式中，光学胶覆盖第二滤光片朝向图像传感器阵列的表面的全部区域，以使通过第二滤光片的光能够尽可能全部照射到图像传感器阵列的感光区域，进而获得较好的成像质量。一个可能的实施方式中，图像传感器阵列朝向第二滤光片的表面包括微透镜microlens阵列，光学胶的折射率与microlens阵列的折射率实质相同，以使光在光学胶与microlens阵列的界面处不发生折射或者尽量不发生折射。一个可能的实施方式中，图像传感器阵列的朝向所述第二滤光片的表面不具有微透镜microlens阵列，即在图像传感器阵列制备的过程中，不在图像传感器阵列的感光区域上制备microlens阵列。此时，光学胶的折射率只需要与第二滤光片的折射率实质相同即可，不仅减少了图像传感器阵列的制备工艺流程，还降低第二滤光片与图像传感器阵列组装时的工艺复杂度。一个可能的实施方式中，沿着第一透明基底的厚度方向，至少一个光学通道组包括腔体cavity、位于腔体一侧的第一金属反射镜面和位于腔体另一侧的第二金属反射镜面，第二金属反射镜面相对于第一金属反射镜面更靠近第二滤光片。也就是说，第一滤光片为基于法布里-珀罗F-P干涉原理的滤光片，至少一个光学通道组包括位于第一透明基底的第一表面(第一透明基底上至少一个光学通道组所在的表面)上的第一金属反射镜面、位于第一金属反射镜面上的腔体以及位于腔体上的第二金属反射镜面。一个可能的实施方式中，由于金属镜面在较宽的波段范围内都具有高反射率，因此第一滤光片中的至少一个光学通道组可以共用第二金属反射镜面，相当于第一滤光片包括一个光学通道组，这个光学通道组中的所有光学通道均共用同一个第二金属反射镜面。此时，第二金属反射镜面是一体成型的，不需要在相邻光学通道组之间设置隔离区，可以降低第一滤光片制备工艺复杂度，提升第一滤光片的制备效率，还可以提升第一滤光片1中光学通道的集成度，在有限的空间内实现更宽波段分光和/或光学通道间波段间隔更小的分光效果。另外，由于第一滤光片不需要在相邻光学通道组之间设置隔离区，还使得高光谱成像系统在成像时不需要进行图像拼接，进而减少成像时的计算量。同理，第一滤光片中的至少一个光学通道组也可以共用第一金属反射镜面，相当于第一滤光片包括一个光学通道组，这个光学通道组中的所有光学通道均共用同一个第一金属反射镜面。此时，第一金属反射镜面是一体成型的。一个可能的实施方式中，沿着第一透明基底的厚度方向，每一光学通道组包括腔体、位于腔体一侧的第一非金属反射镜面和位于腔体另一侧的第二非金属反射镜面，第二非金属反射镜面相对于第一非金属反射镜面更靠近第二滤光片；相邻两个光学通道组之间相隔离。即第一滤光片为基于F-P干涉原理的滤光片，至少一个光学通道组包括位于第一透明基底的第一表面上的第一非金属反射镜面、位于第一非金属反射镜面上的腔体310以及位于腔体上的第二非金属反射镜面，相邻两个光学通道组之间设置有隔离区。一个可能的实施方式中，由于非金属镜面在一定的波段范围内都具有高反射率，因此第一滤光片的一个光学通道组中所有光学通道可以共用第二非金属反射镜面。此时，每一光学通道组包括的第二非金属反射镜面是一体成型的，且相邻两个光学通道组各自包括的第二非金属反射镜面之间相隔离。同理，第一滤光片的一个光学通道组中所有光学通道也可以共用第一非金属反射镜面。此时，每一光学通道组包括的第一非金属反射镜面是一体成型的，且相邻两个光学通道组各自包括的第一非金属反射镜面之间相隔离。一个可能的实施方式中，第一非金属反射镜面以及第二非金属反射镜面可以为分布式布拉格反射器，其中，分布式布拉格反射器由分别具备高折射率和低折射率的两种非金属材料周期性叠层镀膜实现。一个可能的实施方式中，为了增加入射到第一滤光片中的光，提高高光谱成像系统的成像质量，第一滤光片还包括第一减反增透膜，第一减反增透膜位于第一透明基底的第二表面，第一透明基底的第二表面与第一透明基底的第一表面相背离。一个可能的实施方式中，为了丰富高光谱成像系统的功能，高光谱成像系统还可以包括第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高光谱成像系统，其特征在于，沿着光入射所述高光谱成像系统之后的传播方向，所述成像系统依次包括第一滤光片、第二滤光片和图像传感器阵列，/n其中，所述第一滤光片包括第一透明基底和位于所述第一透明基底上的至少一个光学通道组，所述至少一个光学通道组位于所述第一透明基底和所述第二滤光片之间，所述至少一个光学通道组朝向所述第二滤光片，每个光学通道组包括多个光学通道；所述第二滤光片通过光学胶与所述图像传感器阵列耦合，所述光学胶的折射率与所述第二滤光片的折射率实质相同，所述光学胶的厚度满足入射到相邻两个所述光学通道上的光透过所述光学胶之后没有串扰。/n

【技术特征摘要】
1.一种高光谱成像系统，其特征在于，沿着光入射所述高光谱成像系统之后的传播方向，所述成像系统依次包括第一滤光片、第二滤光片和图像传感器阵列，
其中，所述第一滤光片包括第一透明基底和位于所述第一透明基底上的至少一个光学通道组，所述至少一个光学通道组位于所述第一透明基底和所述第二滤光片之间，所述至少一个光学通道组朝向所述第二滤光片，每个光学通道组包括多个光学通道；所述第二滤光片通过光学胶与所述图像传感器阵列耦合，所述光学胶的折射率与所述第二滤光片的折射率实质相同，所述光学胶的厚度满足入射到相邻两个所述光学通道上的光透过所述光学胶之后没有串扰。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学胶覆盖所述第二滤光片朝向所述图像传感器阵列的表面的全部区域。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述图像传感器阵列朝向所述第二滤光片的表面包括微透镜microlens阵列，所述光学胶的折射率与所述microlens阵列的折射率实质相同。


4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述图像传感器阵列的朝向所述第二滤光片的表面不具有微透镜microlens阵列。


5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，沿着所述第一透明基底的厚度方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，陈锴，陈星星，秦振凯，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44