高光谱成像装置制造方法及图纸

一种用于高光谱成像的装置，包括成像传感器(170、270)；带通滤波器元件(130、230)：至少一个成像光学元件(120、160、220、260)，被配置为在成像传感器(170、270)上形成图像；以及第一可调多通带滤波器(150a、255)；其中第一可调多通带滤波器(150a、255)被配置为通过倾斜来调节。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高光谱成像装置
本申请总体上涉及成像。具体地，但非排他地，本申请涉及高光谱成像。更具体地，但非排他地，本申请涉及在高光谱成像中，多通带滤波器(例如法布里-珀罗Fabry-Perot干涉仪)与RGB图像传感器或单色图像传感器的组合使用。
技术介绍
本部分示出了有用的背景信息，而不是承认此处描述的任何技术代表现有技术。高光谱或多光谱成像越来越多地用于大量的应用中，并且因此需要有成本效益且简单的装置。先前已经通过使用例如像素化多光谱滤波器，使用滤光轮和使用多路复用的LED照明来执行高光谱成像。这些装置通常需要复杂的制造工艺，并且不容易适应不同的光谱波长范围。在这些装置中不可能连续地调节波长，因为像素化多光谱滤波器永久地位于像素之上，并且滤光轮只能具有固定数目的滤波器，典型地为从3到12。另外，像素化多光谱滤波器并不与紧凑尺寸的图像传感器的使用兼容，因为像素化滤波器的尺寸限制了最小像素尺寸。此外，法布里-珀罗干涉仪的使用从先前的公开US8130380B和US2015124263A1中已被获知。本专利技术旨在通过提供一种高光谱成像装置来减轻先前解决方案的问题，该高光谱成像装置可用于构建有成本效益、高性能且同时与小像素图像传感器兼容的高光谱成像装置，使得能够构建基于移动设备相机的成本非常低的高光谱成像装置。
技术实现思路
在权利要求中阐述了本专利技术的示例的各个方面。根据本专利技术的第一示例方面，提供了一种用于高光谱成像的装置，包括：成像传感器；带通滤波器元件：至少一个成像光学元件，被配置为在成像传感器上形成图像；以及第一可调多通带滤波器；其中第一可调多通带滤波器被配置为通过倾斜调节。装置还可以包括第二可调多通带滤波器。第一多通带滤波器和/或第二多通带滤波器可以包括可调法布里-珀罗干涉仪。第一可调法布里-珀罗干涉仪和第二可调法布里-珀罗干涉仪中的至少一个可以被配置为具有固定间隙并且通过倾斜来调节。第一可调法布里-珀罗干涉仪和第二可调法布里-珀罗干涉仪均可以配置成具有固定间隙并且通过倾斜来调整。第一可调法布里-珀罗干涉仪可以被配置为具有固定间隙且通过倾斜来调节，并且第二可调法布里-珀罗干涉仪可以被配置为通过调节间隙来调节。装置还可以包括发光二极管的阵列，其被配置为对待成像的目标进行照明；每个发光二极管具有与其他发光二极管不同的波长。带通滤波器元件可包括短通滤波器和长通滤波器。带通滤波器元件可以被配置为使360至1100nm或450至850nm的预定波长范围通过。第一可调法布里-珀罗干涉仪和第二可调法布里-珀罗干涉仪可以被配置为通过在相反方向上以相同角度倾斜来调整。成像传感器可包括单色图像传感器或RGB图像传感器。成像传感器可以被包括在便携式电子设备中。根据本专利技术的第二示例方面，提供了一种用于高光谱成像的多通带滤波器装置，包括第一可调多通带滤波器；其中第一可调多通带滤波器被配置为通过倾斜调节。装置还可以包括第二可调多通带滤波器。第一多通带滤波器和/或第二多通带滤波器可包括可调法布里-珀罗干涉仪。第一可调法布里-珀罗干涉仪和第二可调法布里-珀罗干涉仪中的至少一个可以被配置为具有固定间隙并且通过倾斜来调节。第一可调法布里-珀罗干涉仪和第二可调法布里-珀罗干涉仪均可以配置成具有固定间隙并且通过倾斜来调节。第一可调法布里-珀罗干涉仪可以被配置为具有固定间隙且通过倾斜来调节，并且第二可调法布里-珀罗干涉仪可以被配置为通过调节间隙来调节。根据本专利技术的第三示例方面，提供了一种用于高光谱成像的方法，包括：利用成像传感器提供图像；调节第一可调多通带滤波器以提供传输所需的特性，以便在成像传感器处接收所需的波长；其中第一可调多通带滤波器被配置为通过倾斜调节。该方法还可以包括调节第二可调多通带滤波器以提供传输所需的特性，以便在成像传感器处接收所需的波长。第一多通带滤波器和/或第二多通带滤波器可包括可调法布里-珀罗干涉仪。前面已经示例了本专利技术的不同的非约束性示例方面和实施例。前述实施例仅用于解释在执行本专利技术时可能被使用的所选方面或步骤。可以仅参考本专利技术的某些示例方面来呈现一些实施例。应当理解，相应的实施例也可以应用于其他示例方面。附图说明为了更完整地理解本专利技术的示例实施例，现在参考以下描述并结合相应的附图，其中：图1a示出了根据本专利技术的一个实施例的高光谱成像装置的示意性原理图；图1b示出了根据本专利技术的一个实施例的高光谱成像装置的示意性原理图；图2a示出了根据本专利技术另一实施例的高光谱成像装置的示意性原理图；图2b示出了根据本专利技术另一实施例的高光谱成像装置的示意性原理图；以及图3a示出了根据本专利技术一个实施例的高光谱成像装置的可调多通带滤波器的传输特性的示例；图3b示出了根据本专利技术实施例的高光谱成像装置的可调多通带滤波器的传输特性的另一示例；以及图4示出了根据本专利技术实施例的用于高光谱成像的方法流程图。具体实施方式通过参考图1a至图3，可以理解本专利技术及其潜在的优点。在本文献中，相同的附图标记表示相同的部分或步骤。图1a和图1b示出了根据本专利技术实施例的高光谱成像装置100的示意性原理图。图1a和图1b示出了将利用高光谱成像的目标10。目标10例如是医疗目标(诸如愈合伤口)、消费者希望测量的颜色的目标、农业目标、防伪标记目标或食品加工中的目标。在一个实施例中，目标10被发光二极管LED阵列110a、110b进行照明，阵列110a、110b中的每个LED具有与该阵列110a、110b中的其他LED不同的波长。在一个实施例中，阵列110a、110b中的LED的数目是12至20。在另一示例实施例中，阵列110a、110b被包括在单个元件或多个元件中，尽管在图1a和图1b已经描述了两个元件。在一个实施例中，阵列110a、110b中的LED被配置为分开且独立地接通和断开。在一个实施例中，阵列110a、110b中的LED覆盖一个典型的低成本互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器的波长范围，例如360至1100nm。在另一实施例中，阵列110a、110b中的LED覆盖450至850nm的波长范围。应注意，高光谱成像装置100在没有LED照明的情况下也将发挥作用。图1a和图1b还示出了第一光学元件120，例如，成像光学元件，被配置为通过以下元件形成校准光束。高光谱成像装置100还包括第一带通滤波器元件130。在一个实施例中，第一带通滤波器元件包括长通滤波器和短通滤波器，第一带通滤波器元件被配置为使预定波长范围通过，例如360至1100nm或450至850nm。在一个实施例中，高光谱成像装置100还包括第二光学元件140，被配置为将光束传导至后续元件。在一个实施例中，高光谱成像装置100包括第一可调多通带滤波器，例如法布里-珀罗干涉仪FPI150a，第二可调多通带滤波器，例如法布里-珀罗干涉仪FPI150b。在一个实施例中，第一可调多通带滤波器(150a)包括被配置为通过倾斜来调节的多通带滤波器。在一个实施例中，第一FPI150a和/或第二FPI150b包括可倾斜或可旋转的、固定间隙的FPI。在一个实施例中，如图1b所示，为了调整传输属性，可调多通带滤波器被配置为在相反方向上倾斜到相同角度。通过使多通带滤波器150a，150b沿相反方向以相同的角度倾斜，图像保持在固定位置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高光谱成像的装置，包括：成像传感器(170、270)；带通滤波器元件(130、230)：至少一个成像光学元件(120、160、220、260)，被配置为在所述成像传感器(170、270)上形成图像；以及第一可调多通带滤波器(150a、255)和第二可调多通带滤波器(150b、250)；其特征在于，所述第一可调多通带滤波器(150a、255)和所述第二可调多通带滤波器(150b、250)被连续地定位在光路上；并且其特征在于所述第一可调多通带滤波器(150a)和所述第二可调多通带滤波器(150b)中的至少一个被配置为通过倾斜来调节。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.15 FI 201652131.一种用于高光谱成像的装置，包括：成像传感器(170、270)；带通滤波器元件(130、230)：至少一个成像光学元件(120、160、220、260)，被配置为在所述成像传感器(170、270)上形成图像；以及第一可调多通带滤波器(150a、255)和第二可调多通带滤波器(150b、250)；其特征在于，所述第一可调多通带滤波器(150a、255)和所述第二可调多通带滤波器(150b、250)被连续地定位在光路上；并且其特征在于所述第一可调多通带滤波器(150a)和所述第二可调多通带滤波器(150b)中的至少一个被配置为通过倾斜来调节。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一多通带滤波器(150a)和/或所述第二多通带滤波器(150b)包括可调法布里-珀罗干涉仪。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一可调法布里-珀罗干涉仪(150a)和所述第二可调法布里-珀罗干涉仪(150b)中的至少一个被配置为具有固定间隙并且通过倾斜来调节。4.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一可调法布里-珀罗干涉仪(150a)和所述第二可调法布里-珀罗干涉仪(150b)均被配置为具有固定间隙并且通过倾斜来调节。5.根据权利要求2或3所述的装置，其中所述第一可调法布里-珀罗干涉仪(255)被配置为具有固定间隙并且通过倾斜来调节，并且所述第二可调法布里-珀罗干涉仪(250)被配置为通过调节间隙来调节。6.根据任一项前述权利要求所述的装置，还包括发光二极管的阵列(110a、110b)，被配置为对待成像的目标(10)进行照明；每个发光二极管具有与其他发光二极管不同的波长。7.根据任一项前述权利要求所述的装置，其中所述带通滤波器元件(130、230)包括短通滤波器和长通滤波器。8.根据任一项前述权利要求所述的装置，其中所述带通滤波器元件(130、230)被配置为使360nm至1100nm或450nm至850nm的预定波长范围通过。9.根据权利要求4所述的装置，其中所述第一可调法布里-珀罗干涉仪(150a)和所述第二可调法布里-珀罗干涉仪(150b)被配置为通过在相反方向上以相同角度倾斜来调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·萨里，S·西卡南，
申请(专利权)人：芬兰国家技术研究中心股份公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI