光谱芯片、电子设备及其光谱成像方法与流程

本发明涉及光谱成像，具体涉及光谱芯片、电子设备及其光谱成像方法。

背景技术：

1、相关技术中，光谱芯片通常是同一个像素的滤光单元和感光单元一一对应，每个滤光单元单独负责一个感光单元，生产工艺十分复杂，特别是对于多光谱、高光谱或者超光谱而言，意味着每个像素需要多个感光单元，一旦感光单元过多，过多的感光单元和滤光单元需要占据更大的物理尺寸，当在一个固定的传感器尺寸内，能够容纳的感光单元数量就会减少，从而导致光谱芯片的像素数量减少，进而降低分辨率，即使得光谱芯片的光谱分辨率和空间分辨率之间存在矛盾。

技术实现思路

1、本发明的实施例提供了一种光谱芯片、电子设备及其光谱成像方法，可以解决高空间分辨率和高光谱分辨率不可兼得的矛盾。

2、第一方面，本发明的实施例提供了一种光谱芯片。

3、在一实施例中，光谱芯片包括：

4、液晶光阀，具有入光侧和出光侧；

5、感光层，设于所述液晶光阀的出光侧，所述感光层包括沿所述液晶光阀延展方向设置的多个感光单元，多个所述感光单元与所述液晶光阀相对应，每一所述感光单元用于对应一个像素；

6、其中，在所述液晶光阀被依次施加不同电压的情况下，被所述液晶光阀过滤后的不同的光信号适于先后被多个所述感光单元获取，并被对应的感光单元转化为电信号。

7、在一实施例中，还包括匀光部，所述匀光部设于所述入光侧，且盖设于所述液晶光阀上。

8、在一实施例中，所述匀光部包括匀光板，所述匀光板与所述液晶光阀相贴接。

9、在一实施例中，所述液晶光阀设置有多个，多个所述液晶光阀沿其厚度方向依次叠设；和/或，

10、所述液晶光阀包括液晶部、第一光栅部及第二光栅部，所述液晶部适于被施加电压，沿所述液晶光阀的厚度方向，所述第一光栅部和所述第二光栅部分别处于所述液晶部相背离的两侧且均与所述液晶部相对应的侧面相贴接。

11、在一实施例中，多个所述感光单元中，相邻两个所述感光单元之间间隔设置；

12、所述光谱芯片还包括多个第一遮光部，多个所述第一遮光部与多个所述感光单元一一对应设置，每一所述遮光部在所述感光层的正投影均围设于对应的所述感光单元的周侧。

13、第二方面，本申请的实施例提供了一种电子设备，包括上述的所述光谱芯片。

14、在一实施例中，还包括模数转换器，所述模数转换器设于所述感光层背离所述液晶光阀的一侧，用以将所述电信号进行模数转换以得到灰度数字图像；和/或，

15、所述电子设备还包括透镜组件，所述透镜组件设于所述液晶光阀的入光侧，所述透镜组件用以调整入射光信号的强度和光斑的大小。

16、在一实施例中，所述透镜组件包括透镜，所述透镜的光轴与所述光谱芯片的感光路径相一致。

17、在一实施例中，所述透镜包括非球面镜。

18、第二方面，本申请的实施例提供了一种光谱成像方法，基于如上述所述的电子设备，所述光谱成像方法包括以下步骤：

19、先后依次对所述液晶光阀施加不同的电压；

20、当光信号射向所述液晶光阀的入光侧时，自所述出光侧先后获得滤除后的与不同的所述电压相对应的多个不同波段的光信号；

21、通过多个所述感光单元先后获取自所述出光侧射出的多个不同波段的所述光信号，并通过对应的所述感光单元将获取的对应的所述波段的光信号转化为电信号。

22、在一实施例中，所述电子设备还包括模数转换器，所述模数转换器设于所述感光层背离所述液晶光阀的一侧；

23、所述通过多个所述感光单元先后获取自所述出光侧射出的所述多个不同波段的光信号，并通过对应的所述感光单元将获取的对应的所述波段的光信号转化为电信号的步骤之后还包括：

24、通过所述模数转换器分别将多个所述电信号进行模数转换，获得对应多个所述电信号的灰度数字图像。

25、本发明的实施例的有益效果：

26、在本发明的实施例中，液晶光阀的关键特性是能够通过改变电压来动态调整其对不同波长光的透过性。这意味着同一个液晶光阀可以按序处理多个波段的光信号，而无需为每个波段配备独立的光阀。通过精确控制加在液晶光阀上的电压，可以选择性地让特定波长的光通过。这样，同一个液晶光阀就能够先后处理多个不同波段的光信号。液晶材料的响应速度相对较快，这使得液晶光阀能够在短时间内快速切换不同的电压设置，从而实现对不同波段光信号的快速处理和转换。由于液晶光阀能够精确地过滤出不同波长的光信号，因此它能够提高光谱的分辨率。这种设计使得在保持较高空间分辨率的同时，也能够获得高光谱分辨率的数据。感光层设于液晶光阀的出光侧，能够高效地接收经过液晶光阀过滤后的光信号，并将其转化为电信号。这种设计提高了光信号的转化效率，使得光谱芯片能够在较短的时间内获取更多的光谱数据。多个感光单元与液晶光阀相对应，每个感光单元用于对应一个像素。这种设计使得光谱芯片能够同时获取多个像素点的光谱信息，提高了数据获取的效率和准确性。液晶光阀在被依次施加不同电压的情况下，能够动态地调整液晶光阀的过滤特性。这种设计使得光谱芯片能够适应不同的光照条件和检测需求，提高了其灵活性和适用性。另外，本申请提供的光谱芯片可以实现多个像素共用液晶光阀，不管多少个波段的光信号，只需先后加不同电压，即可先后实现多个波段的光信号的感光和光电的转换，通过多个像素共用液晶光阀，减少了液晶光阀的数量，从而节省了空间。而且无论光谱芯片有多少个波段，每个像素都只有一个感光单元，单位物理尺寸内可容纳的像素数量得到提升，解决了高空间分辨率和高光谱分辨率不可兼得的矛盾。

技术特征：

1.一种光谱芯片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光谱芯片，其特征在于，还包括匀光部，所述匀光部设于所述入光侧，且盖设于所述液晶光阀上。

3.根据权利要求2所述的光谱芯片，其特征在于，所述匀光部包括匀光板，所述匀光板与所述液晶光阀相贴接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的光谱芯片，其特征在于，所述液晶光阀设置有多个，多个所述液晶光阀沿其厚度方向依次叠设；和/或，

5.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至4任意一项所述的光谱芯片。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，还包括模数转换器，所述模数转换器设于所述感光层背离所述液晶光阀的一侧，用以将所述电信号进行模数转换以得到灰度数字图像；和/或，

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述透镜组件包括透镜，所述透镜的光轴与所述光谱芯片的感光路径相一致。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述透镜包括非球面镜。

9.一种光谱成像方法，基于如权利要求5至8任一项所述的电子设备，其特征在于，所述光谱成像方法包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的光谱成像方法，其特征在于，所述电子设备还包括模数转换器，所述模数转换器设于所述感光层背离所述液晶光阀的一侧；

技术总结本发明提供一种光谱芯片、电子设备及其光谱成像方法，光谱芯片包括液晶光阀和感光层，液晶光阀具有入光侧和出光侧，感光层设于液晶光阀的出光侧，感光层包括沿液晶光阀延展方向设置的多个感光单元，多个感光单元与液晶光阀相对应，每一感光单元用于对应一个像素；在液晶光阀被依次施加不同电压的情况下，被液晶光阀过滤后的不同的光信号适于先后被多个感光单元获取，并被对应的感光单元转化为电信号，由于光谱芯片可以实现多个像素共用液晶光阀，减少了液晶光阀的数量，从而节省了空间。而且无论光谱芯片有多少个波段，每个像素都只有一个感光单元，单位物理尺寸内可容纳的像素数量得到提升，解决了高空间分辨率和高光谱分辨率不可兼得的矛盾。技术研发人员：杨永霖,周莹受保护的技术使用者：深圳光感半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10