[实用新型]多光谱摄像装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗辅助设备领域，尤其涉及一种多光谱摄像装置。

背景技术

红外摄像器件广泛应用于医疗图像诊断和穿刺辅助设备，夜间监控摄像，夜间行车摄像，生物特征识别，机器人视觉，食品质量和工业品表面质量的检测等领域。在移动信息终端的时代应用于手机摄像等则会促使更多多姿多彩的应用开发出来。人眼敏感的波长范围是从400nm到760nm的所谓可见光的光谱范围，然而使用不同光敏感材料的摄像器件和系统，其光电响应可以从X射线波段拓展到远红外波段，然后将不可见的电子图像信息用可见光的形式显示出来，就可以让人眼“直接”看到。如上所述，鉴于人眼与生俱来只能看见和识别可见光图像，实时实地将原来不可见的电磁辐射图像和可见光图像相互比较，才能对外界物体的认识具体化，才能与人脑以往的对于可见光图像的记忆相互关联，才能对同一物体的各种光谱特性做一个综合的判断和信息处理。

为此目的人们开发了使用可见光和红外光的双摄像头的多光谱摄像系统，然而有体积庞大带来的不便于携带和高成本问题，和不同光轴系统带来的图像对位和处理上的麻烦。为了避免这种问题，人们也开发了使用一个既对可见光敏感，又对红外光敏感的摄像器件，比如制作在硅片上的CCD或者CMOS摄像器件，分不同的时间段来采集和处理可见光和红外光波段的图像。然而这种无论是使用机械式斩波器或者电子快门，不仅带来了系统构造和驱动的复杂性，而且无法从实时上获得精确的不同光谱的图像。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于提供多光谱摄像装 置，实现了高解像度的多光谱摄像。

根据本实用新型的一个方面，提供一种多光谱摄像装置，沿着入射光线的方向依次包括：彩色滤光片层，包括多个彩色滤光片的阵列，用于选择性地通过特定光谱范围的光线；第一透明电极层，供可见光和近红外光透过；第一光电变换层，用于光电地转换可见光为电信号；第一连续表面，所述第一连续表面由收集可见光的电信号并供近红外光透过的第二透明电极层的多个像素电极组成的像素电极阵列以及位于像素电极之间的第一绝缘膜形成，所述第一光电变换层处于第一透明电极和第一连续表面之间，且所述第一光电变换层连续不间断地覆盖在所述第一连续表面上；第二光电变换层，用于光电地转换近红外光为电信号；以及分别处理来自所述第一光电变换层和第二光电变换层的电信号的电路器件。

可选地，所述第二透明电极层和第一绝缘膜所组成的第一连续表面至少经由化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing or CMP)工艺使得第一连续表面的段差小于5nm，以及超过摄氏300度的热处理工艺，以便消除机械研磨工艺造成的表面应力和对第二透明电极的材料做结构处理。

可选地，所述第二透明电极层和所述第二光电变换层之间还包括层间透明导电薄膜以对第一光电变换层和第二光电变换层做静电隔离，所述层间透明导电薄膜的近红外光透过率大于60％。

可选地，沿着光线入射的方向，所述可见光电变换层依次包括：第一电子阻挡层；第一电场缓冲层，由微量掺杂的P型氢化非晶硅层形成；光电变换层，由微量P型掺杂的氢化非晶硅层形成；第二电场缓冲层，由微量掺杂的N型氢化非晶硅层形成；以及第二空穴阻挡层。

可选地，沿着光线入射的方向，所述可见光电变换层依次包括：第一空穴阻挡层；第一电场缓冲层，由微量掺杂的N型氢化非晶硅层形成；光电变换层，由微量P型掺杂的氢化非晶硅层形成；第二电场缓冲层，由微量掺杂的P型氢化非晶硅层形成；以及第二电子阻挡层。

可选地，第一电子阻挡层和第二电子阻挡层包括p+型掺杂的a-SiH或者a-SiC薄膜、NiO薄膜或者Sb₂S₃薄膜，第一电子阻挡层和第二电子 阻挡层厚度为20nm到100nm之间。

可选地，所述第一空穴阻挡层和第二空穴阻挡层包括n+型掺杂的a-SiH或者a-SiC薄膜，第一空穴阻挡层和第二空穴阻挡层厚度为20nm到100nm之间。

可选地，第一空穴阻挡层和第二空穴阻挡层包括非掺杂的a-SiN薄膜或者a-SiO₂薄膜，所述第一空穴阻挡层和第二空穴阻挡层的厚度为5nm到50nm之间。

可选地，第一空穴阻挡层和第二空穴阻挡层包括稀土金属的氧化物层，所述第一空穴阻挡层和第二空穴阻挡层的厚度为5nm到50nm之间。