[发明专利]高光谱成像装置及其制备方法、成像方法

权利要求书

1.一种高光谱成像装置，其特征在于，包括：

图像传感器，包括衬底、位于所述衬底表面的像素区域以及与所述衬底对应的基片，所述像素区域内有若干阵列排布的像素单元；

法布里-珀罗滤光膜系，包括多个微滤光阵列，每个所述微滤光阵列包括多个以马赛克形式排列的对应于不同波长的微滤光单元，所述微滤光单元与所述像素单元一一对应，每个所述微滤光单元包括上层高反射膜系、中间腔层和下层高反射膜系，所述下层高反射膜系和中间腔层覆盖在对应的像素单元上，所述上层高反射膜系位于所述基片的对应位置；

间隙检测模块，用于检测所述衬底与所述基片之间的空气隙；

间隙调节机构，用于调节衬底与基片之间的间隙；

控制模块，用于根据衬底与基片之间的空气隙控制间隙调节机构动作，以调节衬底与基片之间的间隙，实现法布里-珀罗滤光膜系工作波长的调节，进而实现光谱通道数的调节。

2.根据权利要求1所述的高光谱成像装置，其特征在于，所述间隙检测模块包括电容和电容检测模块；

所述电容，包括第一电极和第二电极，所述第一电极设于衬底上且分布于像素区域四周，所述第二电极设于所述基片上且与所述第一电极对应；

所述电容检测模块，用于检测所述电容的容值；

所述控制模块，还用于根据所述电容的容值计算衬底与基片之间的空气隙。

3.根据权利要求1或2所述的高光谱成像装置，其特征在于，所述间隙调节机构包括驱动模块以及多个压电陶瓷块；所述压电陶瓷块设于所述衬底与基片之间，所述驱动模块在所述控制模块的控制下驱动各压电陶瓷块动作。

4.一种高光谱成像装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据目标光谱特性和图像传感器的光谱响应曲线，确定法布里-珀罗滤光膜系的技术指标，并设计法布里-珀罗滤光膜系；所述法布里-珀罗滤光膜系包括多个微滤光阵列，每个所述微滤光阵列包括多个以马赛克形式排列的对应于不同波长的微滤光单元，所述微滤光单元与图像传感器的像素单元一一对应，每个所述微滤光单元包括上层高反射膜系、中间腔层和下层高反射膜系；

在所述图像传感器的像素区域制备法布里-珀罗滤光膜系的中间腔层和下层高反射膜系；

在所述像素区域的四周制备电容的第一电极；

根据所述法布里-珀罗滤光膜系的技术指标调控各微滤光单元的中间腔层厚度，形成微滤光阵列；

根据目标光谱特性和衬底选择合适的基片，并在所述基片的对应位置制备所述电容的第二电极，使所述第二电极与第一电极相对应；

在所述基片的对应位置制备法布里-珀罗滤光膜系的上层高反射膜系；

在所述图像传感器的衬底与基片之间设置间隙调节机构，形成衬底与基片之间的初始空气隙；

设计电容检测模块和控制模块，将所述第一电极和所述第二电极分别与电容检测模块电性连接，将所述电容检测模块、所述间隙调节机构分别与所述控制模块电性连接。

5.根据权利要求4所述的高光谱成像装置的制备方法，其特征在于，根据所述法布里-珀罗滤光膜系的技术指标，利用光学薄膜设计软件设计所述法布里-珀罗滤光膜系。

6.根据权利要求4所述的高光谱成像装置的制备方法，其特征在于，利用离子辅助电子束蒸发镀膜系统在所述图像传感器的像素区域制备法布里-珀罗滤光膜系的中间腔层和下层高反射膜系；

利用离子辅助电子束蒸发镀膜系统在所述基片上制备法布里-珀罗滤光膜系的上层高反射膜系；

优选地，利用紫外光刻和电子束蒸发镀膜技术，在所述像素区域的四周制备电容的第一电极，在所述基片的对应位置制备所述电容的第二电极。

7.根据权利要求4所述的高光谱成像装置的制备方法，其特征在于，所述衬底与所述基片之间的初始空气隙应当使法布里-珀罗滤光膜系工作波长小于技术指标规定的工作波长的最小值。

8.根据权利要求4～7中任一项所述的高光谱成像装置的制备方法，其特征在于，还包括：在所述图像传感器的衬底与基片上均设置对准标记。