[发明专利]光电成像系统高宽容度液晶选通电荷耦合器件及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光电成像技术领域，涉及一种用于光电成像系统的器件，具体涉及一种光电成像系统高宽容度液晶选通电荷耦合器件，本发明还涉及该高宽容度液晶选通电荷耦合器件的制备方法。

背景技术

胶片相机与数字光电成像系统的感光材料(器件)都涉及到宽容度。成像系统的宽容度是指感光材料按比例正确记录景物亮度范围的能力，通常也称为曝光宽容度。

数字光电成像系统包括数字摄像机、数字照相机及其它数字光电成像设备。广泛应用于科研、工控和民用领域。随着CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等记录图像的光电成像芯片加工工艺和模拟、数字信号处理技术的发展，目前，部分高端数字单镜头反光照相机(如佳能EOS-1Ds Mark III)的宽容度动态范围的曝光值已达到8EV，与传统胶片的宽容度基本相当，但该宽容度固定不变，不能实现无级调节，且无法满足特殊环境下对宽容度动态范围的要求。

目前，通过改变成像芯片上象素点的排列方式和增大单个象素点的尺寸等方法提高成像系统宽容度动态范围。富士、佳能、Foveon公司在这些方面都有较深入的研究并取得较好的效果。但以上方法，对象素点密度的提高有较大的制约性，不能轻易实现象素点的高度集成，且现有动态范围可调的数字照相机都是对CCD所采集的数据进行再处理，但在物理层上，CCD宽容度是一个固定值，无法人工干预。不能像胶片一样仅改变胶片的型号即可实现宽容度和色彩过渡的改变，以方便画面的创意。而且现在使用的民用照相机感光度的最低值一般为ISO50，不便于进行类似长曝光等方式的创意摄影。

发明内容

本发明的目的是提供一种光电成像系统高宽容度液晶选通电荷耦合器件，用于民用成像系统，可通过人工干预改变数字成像系统物理层的宽容度动态范围，实现民用成像系统宽容度和色彩过渡的改变。

本发明的另一目的是提供一种上述高宽容度液晶选通电荷耦合器件的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种光电成像系统高宽容度液晶选通电荷耦合器件，包括由上而下依次固接的表层、中间层和底层，表层包括从上往下依次设置的二向色滤光片和红外吸收滤镜，中间层包括相互垂直设置的多根控制线和多根集成微型信号线构成的网状结构、低通滤镜A、相位板和低通滤镜B，底层包括并排设置的多个P型硅单元与绝缘沟道构成的衬底层以及该衬底层下面依次设置的SiO₂氧化层和多个金属铝栅电极，红外吸收滤镜与低通滤镜A之间耦合有多个HTPS液晶单元构成的液晶层，相邻的HTPS液晶单元通过隔膜隔断，每个HTPS液晶单元分别位于所述网状结构的相应网格内，所述的多根集成微型信号线与对应HTPS液晶单元单向连接，HTPS液晶单元、P型硅单元和金属铝栅电极形成一一对应，HTPS液晶单元的上下表面分别近贴有线偏振薄膜，该两线偏振薄膜的偏振方向相互垂直。

本发明所采用的另一技术方案是，一种上述高宽容度液晶选通电荷耦合器件的制备方法，按以下步骤进行：

步骤1：取P型硅片，在该P型硅片的一个表面上生成SiO₂氧化层，然后，在SiO₂氧化层的表面沉积多晶硅层，掺杂后，按照规定图案光刻第一组电极；

步骤2：将步骤1光刻第一组电极的沉积并掺杂多晶硅层的SiO₂氧化层进行热氧化，形成氧化层，再沉积多晶硅、掺杂，按照规定图案光刻第二组电极；

步骤3：将步骤2光刻第二组电极的沉积并掺杂多晶硅层的SiO₂氧化层进行热氧化，形成氧化层，再沉积多晶硅、掺杂，按照规定图案光刻第三组电极；

步骤4：将步骤3光刻第三组电极的氧化层表面蒸镀一层金属铝，形成金属铝栅电极，得到基体；

步骤5：将步骤4得到的基体中的P型硅片通过绝缘沟道分割为互不相连的多个面积相同的P型硅单元；

步骤6：在步骤5形成的多个P型硅单元的表面近贴低通滤镜B，然后，依次近贴环形相位板、低通滤镜A、线偏振薄膜B和多个HTPS液晶单元构成的HTPS液晶层，相邻HTPS液晶单元之间分别设置隔膜、集成微型信号线和控制线，集成微型信号线和控制线相互垂直设置，之后，由HTPS液晶层的表面依次近贴线偏振薄膜A、红外吸收滤镜和二向色滤光片，制得高宽容度液晶选通电荷耦合器件。

本发明高宽容度液晶选通电荷耦合器件LCCCD的有益效果是，