一种线扫式光谱成像系统及其成像方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115993330A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202111208209.3(22)申请日2021.10.18(71)申请人天津津航技术物理研究所地址300308天津市东丽区天津市空港经济区中环西路58号(72)发明人张云昊刘舒扬张晨赵安娜王天鹤周志远潘建旋姜洪妍王才喜(51)Int.Cl.G01N21/25(2006.01)权利要求书2页说明书17页附图13页(54)发明名称一种线扫式光谱成像系统及其成像方法(57)摘要本发明提供了一种线扫式光谱成像系统及其成像方法，该线扫式光谱成像系统包括至少一个光谱成像芯片结构，光谱成像芯片结构包括像素感光单元、第一匹配层和窄带滤光膜，像素感光单元用于实现图像采集和数据读出，第一匹配层一体式沉积生长在像素感光单元上，窄带滤光膜一体式沉积生长在第一匹配层上，窄带滤光膜用于实现在所需波段中心波长的可调谐，第一匹配层用于过渡窄带滤光膜和像素感光单元之间的光学导纳以提高中心波长峰值透过率。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中芯片结构的中心波长透过率低、量子效率低的技术问题。CN115993330ACN115993330A权利要求书1/2页1.一种线扫式光谱成像系统，其特征在于，所述线扫式光谱成像系统包括至少一个光谱成像芯片结构，所述光谱成像芯片结构包括：像素感光单元(10)，所述像素感光单元(10)用于实现图像采集和数据读出；第一匹配层(50)，所述第一匹配层(50)一体式沉积生长在所述像素感光单元(10)上，所述第一匹配层(50)用于提高所述光谱成像芯片结构的中心波长透过率；窄带滤光膜(20)，所述窄带滤光膜(20)一体式沉积生长在所述第一匹配层(50)上，所述窄带滤光膜(20)用于实现在所需波段中心波长的可调谐；所述窄带滤光膜(20)包括多个呈线扫式分布的FP腔结构，沿光谱维方向的多个FP腔结构高度不相同，沿空间维方向的多个FP腔结构高度相同；至少一个光谱成像芯片结构沿光谱维方向一字排列。2.根据权利要求1所述的线扫式光谱成像系统，其特征在于，所述光谱成像芯片结构还包括第二匹配层，所述第二匹配层一体式沉积生长在所述窄带滤光膜(20)上，所述第二匹配层用于提高所述光谱成像芯片结构的中心波长透过率。3.根据权利要求1所述的线扫式光谱成像系统，其特征在于，所述光谱成像芯片结构还包括：过渡层(40)，所述过渡层(40)一体式沉积生长在所述窄带滤光膜(20)上；第一截止滤波膜(30)，所述第一截止滤波膜(30)一体式沉积生长在所述过渡层(40)上，所述第一截止滤波膜(30)用于截止第一干扰波段；第二截止滤波膜(60)，所述第二截止滤波膜(60)设置在所述第一截止滤波膜(30)上，所述第二截止滤波膜(60)用于截止第二干扰波段，所述第二干扰波段与所述第一干扰波段不同；第三截止滤波膜(70)，所述第三截止滤波膜(70)设置在所述第二截止滤波膜(60)上，所述第三截止滤波膜(70)用于截止第三干扰波段，所述第三干扰波段与所述第一干扰波段以及所述第二干扰波段均不同。4.根据权利要求3所述的线扫式光谱成像系统，其特征在于，所述第二截止滤波膜(60)粘贴设置在所述第一截止滤波膜(30)上。5.根据权利要求3所述的线扫式光谱成像系统，其特征在于，所述第二截止滤波膜(60)一体式沉积生长在所述第一截止滤波膜(30)上。6.根据权利要求4或5所述的线扫式光谱成像系统，其特征在于，所述第三截止滤波膜(70)粘贴设置在所述第二截止滤波膜(60)上。7.根据权利要求5所述的线扫式光谱成像系统，其特征在于，所述第三截止滤波膜(70)一体式沉积生长在所述第二截止滤波膜(60)上。8.根据权利要求1所述的线扫式光谱成像系统，其特征在于，所述光谱成像芯片结构还包括截止滤波片，所述截止滤波片粘贴设置在所述过渡层(40)上，所述截止滤波片用于截止干扰波段。9.根据权利要求1所述的线扫式光谱成像系统，其特征在于，所述光谱成像芯片结构还包括多个拜耳阵列，所述多个拜耳阵列位于所述像素感光单元(10)上，在所述像素感光单元(10)上沿光谱维方向间隔若干列FP腔结构分布若干列周期性排列的拜耳阵列。10.根据权利要求9所述的线扫式光谱成像系统，其特征在于，所述拜耳阵列为RGGB彩色滤波片结构、RYYB彩色滤波片结构或RGWB彩色滤波片结构中的一种。2CN115993330A权利要求书2/2页11.根据权利要求1所述的线扫式光谱成像系统，其特征在于，所述线扫式光谱成像系统还包括：成像镜组，成像镜组用于透过光谱成像系统光谱范围指标内的光；传感器转接板，传感器转接板用于搭载至少一个光谱成像芯片结构，成像镜组透过的光汇聚在传感器转接板上的光谱成像芯片结构上；嵌入式信息