[发明专利]一种提高光电传感器及感光材料弱光检测能力的方法

说明书

本发明涉及光电信号检测；光电图像成像；银盐感光材料成像；非银感光材料成像技术领域。当使用光电或光化学传感器对微弱光信号或高动态范围光信号的弱光部分进行检测时，检测设备受到光传感器或图像传感器及感光材料本身弱光检测和记录性能的局限而造成的不利影响十分明显。本发明提出一种提高光电传感器或感光材料弱光检测能力的方法。通过实施一束或多束照射于光电传感器或感光材料的补充光，通过适当增加作用于传感器的光子数量，使其输入和输出均适度提高。令补充光的光强或者超出传感器最低照度进入其可测量范围，或者处于其光照特性曲线线性区域的合适位置，从而提高其弱光检测能力。

技术领域

本发明涉及光电信号检测；光电图像成像；银盐感光材料成像；非银感光材料成像技术领域。

背景技术

光学传感器，常见的包括利用内光电效应（光电导、光生伏特、光电磁、光子牵引）的传感器，例如：光电二极管、光敏电阻和CCD、CMOS、CIS、红外成像器件等光电图像传感器；外光电效应的光电倍增管；包括银盐感光材料和非银感光材料在内的各种光化学检测记录介质。

对微弱光信号的检测和弱光环境的摄影摄像，在各领域均有很多的需求。为此发展了很多新型检测器件，例如：雪崩光电二极管；低照度CMOS图像传感器；电子轰击EBCCD；电子倍增EMCCD；以及InSb、PtSi等红外焦平面阵列。

虽然光学传感器的技术不断进步，但是在入射光信号及镜头等光采集装置确定时，特定器件均存在不同的动态范围、灵敏度（也称最低照度）和不同的非线性。

光电二极管（包括PIN与雪崩管）的线性最好，其它依次为光电池、光电三极管，光敏电阻的线性最差。动态范围分为线性动态范围与非线性动态范围。在线性动态范围方面，反向偏置状态的光电二极管动态范围最好，光电池、光电三极管、复合光电三极管较好，光敏电阻最差。光敏电阻的非线性动态范围比其它光电器件宽。光敏电阻的灵敏度最高，其它依次为雪崩光电二极管，复合光电三极管、光电三极管，光电二极管的灵敏度最低。光电二极管的暗电流与噪声最低。

典型的CCD （即TTL工艺CCD）和CMOS（即CMOS工艺CCD）图像传感器用具有光生伏特效应的反向偏置状态的光电二极管作为像敏单元，一般具有很好的动态范围和线性度，灵敏度较低。CCD的电流灵敏度与入射辐射波长的关系（光谱响应曲线）是很复杂的，对不同颜色的光线都有不同的敏感曲线。

银盐感光材料的线性度与灵敏度差异很大。负片的特性曲线比较倾斜，趾部、直线部和肩部特征明显，其感光度较高，较小的曝光量就可以产生适当的光学密度。正片的特性曲线比较陡直，趾部较短，肩部不明显，感光度低，需要较多的曝光量才能获得适当的影像密度。彩色正片或负片的三个彩色感光层对不同颜色的光线也有不同的敏感曲线。重氮等非银盐感光材料分辨力高，具有各自的敏感光谱及非线性。

发明内容

技术问题