光学传感器及成像设备制造技术

本发明专利技术提供一种光学传感器及成像设备。其中，光学传感器包括：转换薄膜和像素结构；转换薄膜覆盖于像素结构的感光面，用于将接收到的不可见光转换为至少一种波段的可见光；像素结构用于接收可见光并转换为电信号；电信号用于表征不可见光中至少一种波段的光信号。可见，本发明专利技术提供的光学传感器中转换薄膜能直接层叠于像素结构的表面，结构紧凑，利于器件小型化发展趋势。且转换薄膜实现不可见光与可见光的转换，以便于像素结构识别可见光生成电信号，并建立电信号与不可见光之间的映射关系，从而获取不可见光的光强等信息。此外，转换薄膜还能将不可见光转换为多种波段的可见光，以获取不可见光中多个波段的分布情况，有助于能谱分析和成像。谱分析和成像。谱分析和成像。

【技术实现步骤摘要】
光学传感器及成像设备


[0001]本专利技术涉及传感器制造
，特别涉及一种光学传感器及成像设备。

技术介绍

[0002]太阳光谱是一种不同波长的吸收光谱，分为可见光与不可见光。其中，X射线（X
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ray）和紫外线（Ultraviolet，UV）均是波长小于可见光的不可见光。X
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ray在医疗领域和工业领域的适用范围很广，但大剂量的照射会对人体的血液系统、生殖系统等造成损害。UV根据波长的不同，可以细分为UVA、UVB和UVC。UVA穿透力强，可应用于矿石鉴定、舞台装饰、验钞等领域，但UVA可直达肌肤的真皮层，易破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维，影响皮肤的肤色，甚至导致皮肤癌。UVB具有中等穿透力，可应用于医疗保健、农业林业等领域，但UVB长期或过量的照射会令皮肤发黑，并引起红肿脱皮等问题。UVC的穿透力最弱，可应用于灭菌等领域，但UVC对眼睛的伤害较大。因此，在不可见光的应用过程中，需要对不可见光进行光强检测和能谱分析，以在充分利用其价值的同时避免对人体造成伤害。
[0003]现有的用于检测UV和X
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ray的传感器大多是基于碳化硅材料。碳化硅材料具有宽带隙，热传导性佳和抗辐射性强的优点。然而，碳化硅材料无法与读出集成电路（Read out integrated circuit，ROIC）相互兼容，则在制备过程中需要在读出集成电路上单独建立互连通道，使得制备工艺复杂，器件尺寸大，且形成的通道数量有限，响应效率低。虽然有些X
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ray传感器会使用闪烁体作为换能材料，可以实现与读出集成电路的紧密贴合，但所使用的闪烁体尺寸依然很大，不利于器件小型化发展，且价格高昂，制备成本高。以及，现有的传感器所能支持的不可见光转换的波段数量很少，难以满足宽谱段的不可见光能量检测。
[0004]因此，亟需一种新的传感器，来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种光学传感器及成像设备，以解决如何实现不可见光传感器与读出集成电路的兼容，如何实现不可见光的多波段能谱分析，如何提高不可见光的检测效率和检测精度，如何降低成本以及如何缩小器件尺寸中的至少一个问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种光学传感器，包括：转换薄膜和像素结构；所述转换薄膜覆盖于所述像素结构的感光面，用于将接收到的不可见光转换为至少一种波段的可见光；所述像素结构用于接收所述至少一种波段的可见光并转换为电信号；所述电信号用于表征所述不可见光中至少一种波段的光信号。
[0007]可选的，在所述的光学传感器中，所述像素结构包括多个像素单元，且每个所述像素单元上设置有滤波器；其中，至少部分个所述滤波器的滤波波段不同，以使至少部分个所述像素单元接收的所述可见光的波段不同。
[0008]可选的，在所述的光学传感器中，所有所述滤波器能够通过的所述可见光的总波段范围大于或等于所述转换薄膜转换出的所述可见光的波段范围。
[0009]可选的，在所述的光学传感器中，所述像素结构包括多个像素单元，所述转换薄膜包括多个转换区，且每一所述转换区对应覆盖至少一个所述像素单元；其中，至少部分个所述转换区用于将所述不可见光转换为不同波段的所述可见光。
[0010]可选的，在所述的光学传感器中，至少部分个所述转换区能够转换的所述不可见光的波段不同，且所有所述转换区能够转换的所述不可见光的总波段范围大于或等于入射至所述转换薄膜的所述不可见光的波段范围；其中，至少部分个所述转换区的材料种类和/或材料配比不同。
[0011]可选的，在所述的光学传感器中，所述转换薄膜的材料包括降频转换材料。
[0012]可选的，在所述的光学传感器中，所述光学传感器还包括读出集成电路，所述像素结构集成于所述读出集成电路上。
[0013]可选的，在所述的光学传感器中，所述像素结构上还设置有透光区和/或不透光区；所述透光区用于检测环境光；所述不透光区用于获取暗电流。
[0014]可选的，在所述的光学传感器中，所述光学传感器还包括不可见光滤波片；所述不可见光滤波片贴附于所述转换薄膜远离所述像素结构的表面。
[0015]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种成像设备，包括所述的光学传感器。
[0016]综上所述，本专利技术提供一种光学传感器及成像设备。其中，所述光学传感器包括：转换薄膜和像素结构；所述转换薄膜覆盖于所述像素结构的感光面，用于将接收到的不可见光转换为至少一种波段的可见光；所述像素结构用于接收所述可见光并转换为电信号；所述电信号用于表征所述不可见光中至少一种波段的光信号。可见，本专利技术提供的所述光学传感器中所述转换薄膜能够直接层叠于所述像素结构的表面，结构紧凑，适应于器件小型化发展趋势。且所述转换薄膜能够实现不可见光与可见光之间的转换，以便于所述像素结构识别所述可见光生成电信号，并建立所述电信号与所述不可见光之间的映射关系，从而能够获取所述不可见光的光强等信息。此外，所述转换薄膜还能够将所述不可见光转换为多种波段的可见光，以对应获取不可见光中多个波段的分布情况，有助于多波段能谱分析和成像。
附图说明
[0017]本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本专利技术，而不对本专利技术的范围构成任何限定。其中：图1是本专利技术实施例中相接的转换薄膜和像素结构截面示意图。
[0018]图2是本专利技术实施例中相接的转换薄膜和像素结构的仰视示意图。
[0019]图3是本专利技术实施例中多个像素单元的结构示意图。
[0020]图4是本专利技术实施例中读出集成电路的位置示意图。
[0021]图5是本专利技术实施例中滤波器的位置示意图。
[0022]图6是本专利技术实施例中设置有滤波器的像素结构的仰视示意图。
[0023]图7是本专利技术实施例中设置有转换区的转换薄膜的仰视示意图。
[0024]图8是本专利技术实施例中不可见光滤波片的位置示意图。
[0025]图9是本专利技术实施例中防护板的位置示意图。
[0026]其中，附图标记为：
[0027]10
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转换薄膜；101
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第一转换区；102
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第二转换区；103
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第三转换区；104
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第四转换区；20
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像素结构；201
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像素点；202
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像素单元；203
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透光区；204
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不透光区；30
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读出集成电路；40
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过滤器；401
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第一波段滤波器；402
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第二波段滤波器；403
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第三波段滤波器；404
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第四波段滤波器；50
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不可见光过滤片；60
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防护板。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学传感器，其特征在于，包括：转换薄膜和像素结构；所述转换薄膜覆盖于所述像素结构的感光面，用于将接收到的不可见光转换为至少一种波段的可见光；所述像素结构用于接收所述至少一种波段的可见光并转换为电信号；所述电信号用于表征所述不可见光中至少一种波段的光信号。2.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，所述像素结构包括多个像素单元，且每个所述像素单元上设置有滤波器；其中，至少部分个所述滤波器的滤波波段不同，以使至少部分个所述像素单元接收的所述可见光的波段不同。3.根据权利要求2所述的光学传感器，其特征在于，所有所述滤波器能够通过的所述可见光的总波段范围大于或等于所述转换薄膜转换出的所述可见光的波段范围。4.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，所述像素结构包括多个像素单元，所述转换薄膜包括多个转换区，且每一所述转换区对应覆盖至少一个所述像素单元；其中，至少部分个所述转换区用于将所述不可见光转换为不同波段的所述可见光。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王威，崔中秋，王腾，
申请(专利权)人：苏州多感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：