基于濾光片的�(jié)�(gòu)�(jiǎn)單低成本多光譜成像儀
近期,兩家大型上市光�(xué)薄膜公司共同開發(fā)出了一種可�(kuò)展的百萬像素�(jí)多光譜成像儀,該成像儀�(jié)合了薄膜與光刻技�(shù),采用了圖像�二向色濾光片以及CCD或CMOS傳感器結(jié)�(gòu),適用于低成本、大容量的多光譜成像�(yīng)��
批處�濾光�
通常情況�,多光譜相機(jī)在圖像傳感器前放置旋�(zhuǎn)濾光片轉(zhuǎn)輪或�(jī)械切塊的薄膜二向色濾光片。其他常�(guī)多光譜系�(tǒng)則使用帶有大量二向色濾光片的多臺(tái)相機(jī),或者在傳統(tǒng)彩色相機(jī)的頂部放置多塊帶通濾光片,以�4�20�(gè)不同波長上對(duì)目標(biāo)�(chǎng)景成��
彩色照相�(jī)通常使用濾光的方�,這種方法放置不同顏色的凝膠濾光片(通常是有�、綠、藍(lán)三種顏色的彩色濾鏡陣�)在一�(gè)二維探測(cè)器陣列上,以形成彩色照相�(jī)。新型百萬像素級(jí)多光譜成像儀使用的是相同的概�,但是用在通帶�20�200nm的范圍內(nèi)捕捉特定波段的二向色濾光片取代了廣譜彩色凝膠。此�,單�(gè)像素可以是長通濾光片、短通濾光片或光�(xué)透明的�
該成像儀的制造過程結(jié)合了薄膜制備方法和標(biāo)�(zhǔn)的光刻技�(shù),本�(zhì)上是將數(shù)以千�(jì)或數(shù)以百萬計(jì)的非常小(特征�(diǎn)大小10μm,相鄰特征點(diǎn)間的重合公差�1μm)的薄膜二向色濾光元件覆蓋在百萬像素陣列上各像素的頂部(如圖)。微濾光片是通過將標(biāo)�(zhǔn)的光刻膠涂覆到襯底上,重�(fù)一系列的掩模對(duì)�(zhǔn)、曝光、蝕�、薄膜沉�,以及剝離工藝來制造濾光片陣列。該濾光片可以直接安裝到CCD或CMOS探測(cè)器陣列上�
圖:顯微照片顯示了以混合的薄膜光刻技�(shù)制造的二向色濾光片,用于制造成本更低的新型百萬像素�(jí)多光譜成像儀。該濾光片可以專門�(shè)�(jì)成低亮度�(chǎng)�(�)或外加紅外濾光片(�)提供彩色圖像。矩形元素的尺寸�19μm-33μm�
如果只需要五�(gè)系統(tǒng),那么制造過程顯得并不實(shí)用或并不劃算,但是當(dāng)需要大量系�(tǒng)�(shí),百萬像素級(jí)多光譜成像儀就可以很好地大規(guī)模生�(chǎn)。在生命安全�(yīng)用方�,更低成本的多光譜成像儀具有巨大潛力;如通過掃描檢測(cè)出污染物來協(xié)助確保食品安全,例如最近在西紅柿和菠菜中爆�(fā)的大腸桿�,或者在手術(shù)過程中幫助識(shí)別和確定癌細(xì)�。海洋光�(xué)首席技�(shù)官Jason Eichenholz說,雖然研究�(shí)�(yàn)室正在開�(fā)針對(duì)這些�(yīng)用的超光譜系�(tǒng),但是對(duì)于真正的廣泛配置來說,它們太昂貴、體積太大并且太過復(fù)�。鍍膜工藝的�(guī)�¾¬�(jì)性使得我們的多光譜圖像儀能夠非常容易地應(yīng)用于超市、病人的床邊、普通農(nóng)民的拖拉�(jī)上或者包裝工廠中�