测定图像传感器量子效率的方法、装置、设备和介质与流程

技术特征：
1.一种测定图像传感器量子效率的方法，其特征在于，包括：图像传感器通过光纤面板接收来自光源的连续光谱；所述图像传感器分别在暗场和曝光条件下每间隔单位积分时间获取一幅图像，得到暗场图像组和曝光图像组；将所述曝光图像组的像素值与所述暗场图像组的像素值相减得到所述单位积分时间的数据差值；获取所述连续光谱经若干特定波长滤光后的图像，通过所述图像传感器定位所述特定波长在所述连续光谱中的特定位置；通过所述特定位置和所述连续光谱及其与光功率的对应关系，拟合得到光功率曲线；通过所述光功率曲线获取第一波长的光功率值；根据所述光功率值、所述第一波长、像元尺寸、所述单位积分时间、所述数据差值和转换增益，计算所述图像传感器对应所述第一波长的量子效率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一波长的量子效率qe满足如下公式：qe＝μ
e
/μ
p
其中，μ
e
为所述第一波长下单位积分时间内产生的平均光电子数；μ
p
为所述第一波长下单位积分时间内产生的入射光子数；所述平均光电子数满足如下公式：μ
e
＝δμ/cg其中，δμ为所述单位积分时间的数据差值；cg为转换增益。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转换增益的计算方法包括：保持所述光源不变，调整所述图像传感器的曝光时间；计算每个所述曝光时间下感兴趣区域像素值的时域方差和平均灰度值；以所述平均灰度值为横轴，以所述时域方差为纵轴，绘制曲线图；计算所述曲线图的线性段的斜率，即为所述转换增益。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述入射光子数满足如下公式：μ
p
＝50.34
·
a
·
t
exp
·
λ
·
e其中，e为所述光功率值，λ为所述波长，a为所述像元尺寸，t
exp
为所述单位积分时间。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述曝光图像组的像素值与所述暗场图像组的像素值相减得到单位积分时间的数据差值，包括：所述图像传感器在暗场条件下，每间隔单位积分时间t
exp
获取一幅暗场图像，得到暗场图像组；所述图像传感器在曝光条件下每间隔所述单位积分时间t
exp
获取一幅曝光图像，得到曝光图像组；所述暗场图像组至少包括第一暗场图像和二暗场图像；所述曝光图像组至少包括第一曝光图像和二曝光图像；像素值相减得到单位积分时间t
exp
的数据差值δμ满足如下公式：δμ＝(img2-img_dark2)-(img1-img_dark1)其中img1为第一曝光图像的像素值，所述img2为第二曝光图像的像素值，所述img_dark1为第一暗场图像的像素值，所述img_dark2为第二暗场图像的像素值；所述第一曝光/暗场图像与第二曝光/暗场图像的获取时间间隔均为单位积分时间t
exp
。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取带通光谱，所述带通光谱由所述光源的连续光谱通过色散机构和滤光片产生；所述图像传感器的感光单元的行或列与所述连续光谱的谱线平行。7.一种测定图像传感器量子效率的装置，用于所述权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述装置包括：感光单元、光源、色散机构、滤光片、处理单元和光纤面板；所述光源，用于提供光线；所述色散机构，用于将所述光源中不同波长的光进行分离，得到连续光谱；所述感光单元，用于通过光纤面板接收来自光源的连续光谱；所述图像传感器分别在暗场和曝光条件下每间隔单位积分时间获取一幅图像，得到暗场图像组和得到曝光图像组；所述处理单元，用于将所述曝光图像组的像素值与所述暗场图像组的像素值相减得到所述单位积分时间的数据差值；所述滤光片，在所述光源和所述光纤面板之间用于滤光通过特定波长，通过所述图像传感器定位所述特定波长在所述连续光谱中的特定位置；所述处理单元还用于通过所述特定位置和连续光谱及其与光功率的对应关系，拟合得到所述光功率曲线；通过所述光功率曲线获取第一波长的光功率值；根据所述光功率值、所述第一波长、像元尺寸、所述单位积分时间、所述数据差值和转换增益，计算所述图像传感器对应所述第一波长的量子效率。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括调整机构；所述调整机构，用于调整所述滤光片的角度，使所述图像传感器的感光单元的行或列与所述连续光谱的谱线平行。9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述光源和所述色散机构之间设置有挡板，所述挡板内开设有狭缝，所述狭缝用于使透过所述挡板的光线呈条形。10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括发光材料层，设置在所述光纤面板上，用于吸收不可见光转换成可见光，并传输至所述图像传感器的感光单元。

技术总结
本发明提供了一种测定图像传感器量子效率的方法，包括：图像传感器通过光纤面板接收来自光源的连续光谱；图像传感器分别在暗场和曝光条件下每间隔单位积分时间获取一幅图像，得到暗场图像组和曝光图像组；将曝光图像组的像素值与暗场图像组的像素值相减得到单位积分时间的数据差值；获取连续光谱经若干特定波长滤光后的图像，通过图像传感器定位特定波长在连续光谱中的特定位置；通过特定位置和连续光谱及其与光功率的对应关系，拟合得到光功率曲线并获取第一波长的光功率值；根据光功率值、第一波长、像元尺寸、单位积分时间、数据差值和转换增益，计算图像传感器对应第一波长的量子效率，该方法用于精确测定图像传感器的量子效率。子效率。子效率。


技术研发人员：宋汉城 温建新 张悦强 叶红波
受保护的技术使用者：上海集成电路研发中心有限公司
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2022/4/8