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国际院士科创中心         

多学科技术交叉创新、多产业商业模式互补创新

多层次立体研发体制创新

多学科技术交叉创新、多产业商业模式互补创新

多层次立体研发体制创新

技术物理 光谱成像研究所

2020-09-23



一 ,所属技术领域 R&D Field :


■电子信息□软件■航空航天■光机电一体化■生物、医药和医疗器械 ■新材料□新能源与高效节能■环境保护□地球、空间与海洋□农业□ 其他


二 ,学科带头 Leader :


袁永刚博士是光电探测领域的资深专家,前任中国科学院上海技术物理 研究所副研究员,直接主持、参与国家重大科研专项超过 5 项,其半导 体光电探测器设计与制造处于国内最高水平,具有主持光电探测器与系 统全产业链生产能力。近几年来完成多项国家重大航天任务,获得多项 国家和科学院荣誉。


工作业绩:  

担任 XX3 号气象卫星 XXXX 主管设计师;  担任总装 HXX 项目副主任设计师;



三 ,技术团队 Technology Team :


经过多年的积极建设与发展,已经拥有红外、紫外、 可见光波段器件设计、集成电路设计、性能评价系统集成、应用系统设 计全产业链能力,具有丰富的光、机械、电子学(IC、PCB)、热、可靠 性设计与管理能力;


目前项目组超过 20 人,其中博士研究生 3 人;硕士 研究生 4 人;在读博士生 3 人;在读硕士生 3 人;本科生 4 人。所涉及 学科:固体物理、微电子学、半导体工艺、图像处理、嵌入式系统软硬 件、机械学、光学、人体工程学等。


四 , 产业领域 Industry Field :


4.1 军工 Army 


4.1.1 紫外导弹接近预警系统/海上搜救系统/密集阵近防炮(空军、海军)


关键技术创新点与技术难点:


1,高灵敏传感器与光学系统 

2,紫外系统设计 

3,军标高可靠性设计与环境适应性实验 

4.软硬件结合解决虚警率问题


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国内军费每年递增;国内目前的产品竞争力比较一般,我们的产品从性能 上可以做到国内第一(实际可以参照申色电气为电力系统生产的紫外成像 仪,产品 2017 年开始销售,国网已经销售几十套,申色电气紫外成像仪产 品可以现场与电力紫外成像仪国际第一品牌 Ofil 的高端产品做性能 PK


投资方最好具有军口市场能力,目前主要是市场准入问题


4.2 电力 Electrical Power


4.2.1 基于物联网的高压开关柜综合在线检测系统(电力)

热成像温度监测/局放监测


关键技术创新点与技术难点


1,高灵敏传感器与光学系统

2,红外/紫外系统设计,

3,高可靠性设计

4,无线/光纤/485 总线数据传输


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4.2.2 高压输配电线路综合在线监测


关键技术创新点与技术难点:


1,高清视频监控、异物识别;  

2,微气象;  

3,线路舞动; 

4.线路覆冰;  

5,杆塔倾斜; 

6,动态增容;


4.3 工业 Industry


4.3.1 可穿戴太阳指数紫外光传感器(手机、工业、半导体)


在消费类电子产品中,对 UV 感测的需求正在上升,因为开发者打算通过 提供保护人们免于 UV 伤害的这种新功能,来寻求在可穿戴和手持设备上 的差异化设计。UV 检测对于那些有晒伤危险或者对光照有疑虑的人们是有帮助的,例如:户外活动的终端用户在他们达到危险的暴露级别之前, 带有 UV 传感器的产品可以为其测量累积的 UV 强度并且及时报警。根据 世界卫生组织(WHO)制定的标准,数字化的 UV 指数与太阳光的强度成 线性关系,并由国际照明委员会(CIE)开发的红斑作用光谱做为衡量标 准。标准化的指标包括我们的皮肤对不同波长的太阳光(含 UVB 和 UVA) 的反应。


关键技术创新点与技术难点:


1,紫外线敏感的光电二极管 

2,外置的微控制器

3,模数转换器(ADC

4,信号处理固件



4.3.2 数字化高清 CMOS 图像传感器的产业化(视频监控、半导体、光电)

大米色选用高速 CMOS 线列传感芯片(农业、工业、机器视觉)



数字化高清 CMOS 图像传感器是视频摄像机的核心元器件,主要应用在安防监控、交通管理、安全生产等视频监控领域。本项目面向“平安城市”、“智能交通”等国家迫切需求,实现视频监控从“看得见”到“看得清” 的重大转变。


目前国内监控图像传感器市场已达到 100 亿,带动视频监 控市场 700 多亿。


本项目将打造国内最强的 CMOS 图像传感器产业链平台, 在超大规模图像传感器领域填补国内空白,在中高端产品领域全面取代进口产品,具有极大的社会经济效益。


关键技术创新点与技术难点:


本项目团队在数字化高清 CMOS 图像传感器领域拥有多项特有的关键技术,例如超高灵敏度的像素结构设计技术(≥120V/LUX·S,≤5E-),红外增强技术(950NM Q.E.≥70%)、大动态范围像素技术(≥110DB),低噪声高速信号读出技术(1GHZLVDS,500MP/S),集成数字化及信号处理技术 (14BIT,SOC),这些关键技术确保公司产品具有强大的技术竞争力。



工业、医疗 X光成像模块产业化(工业、医疗)


医疗和生物用图像传感器市场上,X光机使用的大尺寸传感器占了大部分份额,在该领域的收益中占到 90%。  


非晶硅传感器技术适合以低辐射剂量进行大面积体表照射。但由于像素尺寸最小为 100UM 左右,因此分辨率不足以用于乳腺 X 光机等用途。另外,非晶硅传感器技术读取速度也有限,因此处理性能达不到手术中的荧光透视等实时摄像要求的水平。  


而随着 CMOS 图像传感器的成本不断下降,使用 CMOS 图像传感器的超薄平板探测器开始抢占非晶硅平板探测器的份额CMOS 超薄平板可以 提高乳腺 X 光机的分辨率,可高速拍摄手术影像。在牙科用 X 光机市场上,用于从口腔内侧给 1~2 颗牙拍摄 X 光片的 小型 CMOS 传感器在欧洲已达到实用水平,在美国也在推广,下一代将以 CMOS 传感器为主。


关键技术创新点与技术难点


1, 超低计量 X 光成像系统  

2, 3~5UMCSI 晶粒在大尺寸、超高分辨率 CMOS 图像探测器表面生长技术  

3, 高分辨率 10UM,是现有 TFT + CSI(100UM)分辨率的 10 倍  

4, 实时成像系统  

5, 可应用于硬、软 X 射线



4.4 医疗 Medical 


4.4.1 深紫外消毒监控模块(医疗)


我们研制的紫外线传感器,就可以解决 普通紫外线消毒产品杀菌强度不足、时间过长或者不足等问题,不但使产品技术含量升级,还可以把销售对象从医院、水处理公司等专业单位 拓展到普通家庭和个人,扩大了市场容量。


关键技术创 新点与技术 难点:

1,紫外探测技术;  

2,消毒杀菌数据库; 

3,深紫外日盲紫外探测器生产技术;

4,微弱信号处理;



4.4.2 医疗血氧分析光频转换芯片(医疗、手机、工业)


本芯片是血氧仪探头的核心检测器件,属于易耗型医用电子元器件,可直接替代进口芯片


关键技术创新点与技术难点:


1,超高动态范围 

2,高灵敏度


4.4.3 TTM 热断层成像医疗设备的产业化(医疗)


TTM 热断层成像技术是 90 年代后期继 CT、磁共振、彩超等医学影像技术 的又一突破,该技术开辟了以功能学为主的全新医学影像模式。


由于TTM 热断层技术的出现,一个全新的临床诊断学科--热断层诊断学应运而生,


TTM 医学评估技术的迅猛发展将为人们的健康提供新的保障,也为医学影像学提供了全新的检测手段,填补了医学领域的空白。该项技术的不断完善,将给人类健康带来福音。


本项目团队在红外成像与系统工程方面承接多种国家项目,同类技术储 备国内最高水平,这些关键技术确保公司产品具有强大的技术竞争力。


4.4.4 红外血管显像仪(医疗)


红外光源,红外成像阵列探测/传感器,DLP 投影式显示装置,头戴式微 型显示屏等。


红外投影式血管成像仪系统是由 DLP(DIGITAL LIGHT PROCESSING)光数字处 理)装置、红外线摄像头和红外光 LED 等构成


向手臂照射红外光 LED, 并利用红外线摄像头拍摄所照射的部位,即可确认静脉(血液)。


利用 DLP 使该影像投影到手臂上。


通过事先使红外线摄像头的拍摄部位与利用 DLP 的投影部位一致,在静脉存在的位置上浮现静脉的影像。  


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红色光源:穿透能力强,适合成年人使用  

橙色光源:穿透能力弱,适合儿童使用

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