[發明專利]一種高光譜成像系統、攝像頭以及終端設備

有效

• 申請號: 201910585610.5
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN112179491B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 劉宇;陳鍇;陳星星;秦振凱
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 馮艷蓮

本申請提供了一種高光譜成像系統、攝像頭以及終端設備。其中，沿著光入射高光譜成像系統之后的傳播方向，該高光譜成像系統依次包括：第一濾光片、第二濾光片以及圖像傳感器陣列。其中，第一濾光片包括第一透明基底和位于第一透明基底上的至少一個光學通道組，至少一個光學通道組位于第一透明基底和第二濾光片之間，至少一個光學通道組朝向第二濾光片，每個光學通道組包括多個光學通道。第二濾光片通過光學膠與圖像傳感器陣列耦合，光學膠的折射率與第二濾光片的折射率實質相同，光學膠的厚度滿足入射到相鄰兩個光學通道上的光透過光學膠之后沒有串擾。

技術領域

本申請涉及高光譜成像技術領域，尤其涉及一種高光譜成像系統、攝像頭以及終端設備。

背景技術

目前，高光譜相機中的多通道干涉濾光片通過鍍膜的方式直接制備在高光譜相機中的圖 像傳感器陣列上，但是多通道干涉濾光片制備工藝通常需要在加熱的條件下進行，導致高性 能多通道干涉濾光片常用的金屬元素(如金、銀等)在制備過程中擴散至圖像傳感器陣列， 造成圖像傳感器性能損失。

另外，當前圖像傳感器制備廠商通常不具備多通道干涉濾光片所需的加工設備和技術， 需要濾光片制備廠商完成在圖像傳感器上制備干涉濾光片的過程，而濾光片制備廠商當前采 用的主流濾光片鍍膜設備加工的襯底尺寸為8英寸，與消費電子領域主流的12英寸高性能圖 像傳感器的晶圓尺寸不匹配，使得采用多通道干涉濾光片在圖像傳感器上直接集成方案的高 光譜相機成像效果不佳，應用范圍小以及良品率低。

發明內容

本申請提供了一種高光譜成像系統，以在保證高光譜成像質量的基礎上，實現多通道干 涉濾光片的制備過程與圖像傳感器解耦，避免多通道干涉濾光片的不良因素與圖像傳感器的 不良因素相互影響。此外，本申請還提供了包括該高光譜成像系統的攝像頭，以及包括該攝 像頭的終端設備。

第一方面，本申請提供了一種高光譜成像系統，沿著光入射高光譜成像系統之后的傳播 方向，該高光譜成像系統依次包括：第一濾光片、第二濾光片以及圖像傳感器陣列。其中， 第一濾光片包括第一透明基底和位于第一透明基底上的至少一個光學通道組，至少一個光學 通道組位于第一透明基底和第二濾光片之間，至少一個光學通道組朝向第二濾光片，每個光 學通道組包括多個光學通道。第二濾光片通過光學膠與圖像傳感器陣列耦合，光學膠的折射 率與第二濾光片的折射率實質相同，以使光在第二濾光片與光學膠的界面處不發生折射或者 盡量不發生折射，光學膠的厚度滿足入射到相鄰兩個光學通道上的光透過光學膠之后沒有串 擾。

通過上述方案，本申請實施例提供的高光譜成像系統中，第一濾光片制備在第一透明基 底上，與第一濾光片耦合的第二濾光片通過光學膠與圖像傳感器陣列耦合，不需要在圖像傳 感器陣列上制備第一濾光片以及第二濾光片，實現了多通道濾光片的制備與圖像傳感器陣列 的解耦，能夠避免圖像傳感器以及多通道濾光片的不良因素與圖像傳感器的不良因素相互影 響，如圖像傳感器不良造成的多通道濾光片加工成本的增加，以及多通道濾光片加工不良造 成的圖像傳感器成本的增加，進而可以降低高光譜成系統的成本。另外，多通道濾光片的制 備與圖像傳感器陣列的解耦，也使得多通道濾光片的尺寸不會受到圖像傳感器陣列晶圓尺寸 的限定，可以兼容更多種規格的圖像傳感器。

與第一濾光片耦合的第二濾光片通過光學膠與圖像傳感器陣列耦合，光學膠的折射率與 第二濾光片的折射率實質相同，以使光在第二濾光片與光學膠的界面處不發生折射或者盡量 不發生折射，光學膠的厚度滿足入射到相鄰兩個光學通道上的光透過光學膠之后沒有串擾， 還可以保證高光譜成像系統具有較高的成像質量。

一個可能的實施方式中，光學膠覆蓋第二濾光片朝向圖像傳感器陣列的表面的全部區 域，以使通過第二濾光片的光能夠盡可能全部照射到圖像傳感器陣列的感光區域，進而 獲得較好的成像質量。

一個可能的實施方式中，圖像傳感器陣列朝向第二濾光片的表面包括微透鏡microlens 陣列，光學膠的折射率與microlens陣列的折射率實質相同，以使光在光學膠與microlens 陣列的界面處不發生折射或者盡量不發生折射。