一種圖像光譜測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種圖像光譜測(cè)量裝置，包括兩個(gè)以上色盤、多個(gè)濾色單元和同軸驅(qū)動(dòng)裝置，利用同軸驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)多個(gè)色盤的靈活切換。該技術(shù)方案僅需單臺(tái)測(cè)量裝置即可實(shí)現(xiàn)寬波段圖像光譜的準(zhǔn)確、快速測(cè)量，且濾色單元可靈活組合，測(cè)量波段間隔可調(diào)，整個(gè)裝置具有高效、體積小、低成本、穩(wěn)定性好、測(cè)量準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種圖像光譜測(cè)量裝置 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本發(fā)明屬于光和輻射測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種圖像光譜測(cè)量裝置。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 現(xiàn)有的圖像光譜測(cè)量裝置在測(cè)量寬波段的目標(biāo)光線時(shí)（如可見光波段 380nm-780nm)，一般通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)：在成像裝置和陣列探測(cè)器之間設(shè)置一個(gè)色盤，在色 盤上設(shè)置若干個(gè)寬波段濾色片；光線經(jīng)成像裝置入射到濾色片上，電機(jī)帶動(dòng)色盤轉(zhuǎn)動(dòng)，將不 同寬波段濾色片切入光路，經(jīng)濾色片濾光后的光線被陣列探測(cè)器接收、探測(cè)，實(shí)現(xiàn)不同波段 下圖像光譜的測(cè)量。一方面，由于單個(gè)色盤上設(shè)置的濾色片數(shù)量有限，在測(cè)量波段內(nèi)，濾色 片的透光波段范圍較寬，僅能獲得數(shù)量較少的寬波段（如380nm-480nm)下的圖像，無(wú)法準(zhǔn) 確獲得較窄波段內(nèi)的光譜圖像；另一方面，濾色片在較寬波段范圍內(nèi)很難保持相同的透光 率，測(cè)量準(zhǔn)確度較低。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)提供兩種途徑以解決上述問(wèn)題，第一，通過(guò)在單個(gè)色盤上增加濾色片的 數(shù)量，這樣勢(shì)必會(huì)增大色盤的尺寸，大尺寸的色盤不僅會(huì)增大整個(gè)測(cè)量裝置的體積，而且穩(wěn) 定性也較難保證；第二，利用多個(gè)窄波段圖像光譜測(cè)量裝置組合實(shí)現(xiàn)寬波段圖像光譜測(cè)量， 每個(gè)窄波段圖像光譜測(cè)量裝置均包括設(shè)置有幾個(gè)窄波段濾色片的一個(gè)色盤，該技術(shù)方案需 要多個(gè)包含成像裝置、陣列探測(cè)器等設(shè)備的圖像光譜測(cè)量裝置，成本高昂，且不同設(shè)備之間 存在差異，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果無(wú)法準(zhǔn)確整合，進(jìn)一步增大測(cè)量誤差。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種高精度圖像光譜測(cè)量裝置，具有 測(cè)量準(zhǔn)確度高、操作方便、體積小、成本低等特點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明所述的一種圖像光譜測(cè)量裝置是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0006] -種圖像光譜測(cè)量裝置，包括成像裝置和陣列探測(cè)器，其特征在于，還包括多個(gè)濾 色單元、同軸驅(qū)動(dòng)裝置以及兩個(gè)或者兩個(gè)以上色盤，每個(gè)色盤上至少設(shè)置一個(gè)濾色單元、且 同一色盤至多有一個(gè)濾色單元位于測(cè)量光路中，設(shè)置在色盤上的濾色單元的組合透光波段 覆蓋整個(gè)待測(cè)波段；同軸驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)色盤將其上的濾色單元切入到成像裝置和陣列探測(cè) 器之間的光路上，入射光經(jīng)成像裝置入射，透過(guò)位于測(cè)量光路中的一個(gè)或者一個(gè)以上濾色 單元，陣列探測(cè)器接收透過(guò)濾色單元的光譜圖像。
[0007] 本發(fā)明通過(guò)設(shè)置兩個(gè)以上色盤，在每個(gè)色盤上設(shè)置一個(gè)以上的濾色單元，不同濾 色單元的透光波段不同但組合透光波段覆蓋整個(gè)待測(cè)波段，同軸驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)色盤將 一個(gè)以上濾色單元切入到測(cè)量光路中，光線依次經(jīng)過(guò)成像裝置和不同濾色單元、被陣列探 測(cè)器接收，即陣列探測(cè)器接收一個(gè)以上濾色單元組合透光波段下的光譜圖像。需要指出的 是，本發(fā)明中，多個(gè)色盤可以在測(cè)量光路中同軸設(shè)置，也可以按照其它方式設(shè)置，利用同軸 驅(qū)動(dòng)裝置將不同色盤切入到測(cè)量光路中；在測(cè)量光路中，可以僅存在一個(gè)濾色單元，通過(guò)將 不同濾色單元切入測(cè)量光路中，實(shí)現(xiàn)不同窄波段光譜圖像的測(cè)量；也可存在多個(gè)濾色單元， 多個(gè)濾色單元來(lái)自多個(gè)色盤，不同色盤上的濾色單元相互組合，形成不同的組合透光波段， 實(shí)現(xiàn)不同組合透光波段下的光譜圖像測(cè)量。
[0008] 該技術(shù)方案設(shè)置多個(gè)色盤，并通過(guò)同軸驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)多個(gè)色盤的靈活切換，使得 測(cè)量光路中可設(shè)置數(shù)量更多的濾色單元，從而可將待測(cè)波段劃分為足夠多的分立窄波段以 進(jìn)行逐段測(cè)量。一方面，由于在每個(gè)窄波段間隔內(nèi)，濾色單元易實(shí)現(xiàn)透光率相同的一致透光 效果，進(jìn)而在整個(gè)測(cè)量波段內(nèi)實(shí)現(xiàn)高的測(cè)量準(zhǔn)確度；另一方面，不同色盤上的濾色單元可靈 活組合，提供不同波段間隔的組合透光波段，從而實(shí)現(xiàn)更加多樣化的光譜圖像測(cè)量。相比于 傳統(tǒng)技術(shù)方案，通過(guò)增加體積較小的多個(gè)色盤，利用可驅(qū)動(dòng)多個(gè)色盤的同軸驅(qū)動(dòng)裝置替代 傳統(tǒng)的僅能驅(qū)動(dòng)一個(gè)色盤的電機(jī)，僅需單臺(tái)測(cè)量裝置即可實(shí)現(xiàn)寬波段范圍內(nèi)高光譜分辨率 圖像光譜的準(zhǔn)確、快速測(cè)量，且濾色單元可靈活組合，測(cè)量波段間隔可調(diào)，整個(gè)裝置具有高 效、體積小、低成本、穩(wěn)定性好、測(cè)量準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)。
[0009] 本發(fā)明還可通過(guò)以下技術(shù)方案進(jìn)一步優(yōu)化：
[0010] 作為優(yōu)選，所述的同軸驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)兩個(gè)或者兩個(gè)以上色盤至測(cè)量光路中，陣列 探測(cè)器接收不同組合透過(guò)波段下的光譜圖像，直至完成整個(gè)待測(cè)波段的測(cè)量。同軸驅(qū)動(dòng) 裝置可實(shí)現(xiàn)不同色盤上不同濾色單元的快速切換和靈活組合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同的組合透光波 段，同軸驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)兩個(gè)以上色盤相互組合，即將不同色盤上不同濾色單元相互組合，以 組成不同的組合透光波段，經(jīng)組合透光波段的光線被陣列探測(cè)器接收，在同軸驅(qū)動(dòng)裝置的 帶動(dòng)下，不同色盤相互組合，直至完成目標(biāo)待測(cè)波段的測(cè)量。
[0011] 在測(cè)量光路中，所述的濾色單元可為帶通濾色片和/或長(zhǎng)通濾色片和/或短通濾 色片的組合，所述的組合透過(guò)波段將待測(cè)波段劃分為多個(gè)測(cè)量波段，同軸驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)色 盤將其上的濾色單元逐個(gè)切入光路實(shí)現(xiàn)逐個(gè)波段測(cè)量。傳統(tǒng)的圖像光譜測(cè)量裝置僅包括一 個(gè)色盤，要想獲得不同波段間隔下的光譜圖像，每個(gè)色盤上的濾色片必須為帶通濾色片，各 個(gè)帶通濾色片的透光波段不同、且整體透光波段覆蓋待測(cè)波段，才能實(shí)現(xiàn)逐段測(cè)量，例如， 相鄰帶通濾色片的透光波段首尾相接或者交疊，多個(gè)帶通濾色片的組合透光波段覆蓋整個(gè) 待測(cè)波段。而本發(fā)明中，可包括一個(gè)以上濾色單元，通過(guò)多個(gè)色盤的靈活組合，色盤上的濾 色單元可靈活選擇，不僅局限于帶通濾色片，它可為長(zhǎng)通濾色片和短通濾色片的組合，或 者長(zhǎng)通濾色片與帶通濾色片的組合，或者短通濾色片與帶通濾色片的組合，或者帶通濾色 片與帶通濾色片的組合等，提供多樣化的組合方式，這種多樣化的組合方式，不僅形成的組 合透光波段可實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)，而且通過(guò)有限的濾色單元可實(shí)現(xiàn)更多不同波段間隔的測(cè)量方 案，通過(guò)濾色單元的組合也可以獲得更好的帶通效果，顯著提高測(cè)量裝置的性能。
[0012] 作為一種技術(shù)方案，可包括寬波段透光單元，每個(gè)色盤上可設(shè)置一個(gè)以上寬波段 透光單元，測(cè)量光路中可包括一個(gè)以上寬波段透光單元。雖然多個(gè)色盤上的濾色單元在同 軸驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下可實(shí)現(xiàn)相互組合，但在某些僅需要一個(gè)或者幾個(gè)濾色單元組合的技術(shù) 方案中，利用該技術(shù)方案，測(cè)量時(shí)無(wú)需將不需要的色盤切離光路，僅需將其上的寬波段透光 單元切入測(cè)量光路即可。具體地，將選定的一個(gè)或幾個(gè)濾色單元切入測(cè)量光路，將其它色盤 上的寬波段透光單元切入測(cè)量光路，來(lái)自成像裝置的光線分別經(jīng)過(guò)濾色單元和寬波段透光 單元，被陣列探測(cè)器接收。
[0013] 上述的寬波段透光單元可為通孔或者平板玻璃，其不阻礙或者截止透射光線，即 對(duì)于測(cè)量光路中的光線傳輸沒(méi)有影響，色盤也無(wú)需切離光路。寬波段透光單元也可以為 待測(cè)波段位于其透光波段內(nèi)的寬波段濾色片，這個(gè)寬波段濾色片可以是帶通濾色片或者長(zhǎng) 通濾色片或者短通濾色片，例如待測(cè)波段為380nm?780nm，帶通濾色片的透光波段可為 300nm?800nm，帶通濾色片的透光范圍可覆蓋整個(gè)待測(cè)波段，僅允許該波段范圍內(nèi)的光線 透過(guò)；若為短通濾色片，截止波長(zhǎng)可為800nm，僅允許800nm以下的波長(zhǎng)透過(guò)；若為長(zhǎng)通濾色 片，其截止波長(zhǎng)可為300nm，僅允許300nm以上的波長(zhǎng)透過(guò)。
[0014] 本發(fā)明中，所述的同軸驅(qū)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)軸與光軸相互垂直或者相互平行。本發(fā)明 中，色盤的設(shè)置方式可根據(jù)具體技術(shù)方案確定，若色盤為一圓盤，圓盤上的濾色單元和通孔 設(shè)在同一平面上，此時(shí)旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)與光軸相互垂直，如圖2所示；若色盤為環(huán)狀，濾色單元和 通孔沿圓環(huán)四周設(shè)置，此時(shí)旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)與光軸相互平行，如圖8所示。此外，若色盤通過(guò)特殊 設(shè)置，同軸驅(qū)動(dòng)裝置也可驅(qū)動(dòng)色盤繞光軸成一定角度旋轉(zhuǎn)，即同軸驅(qū)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)軸與光 軸成一定角度，只要將色盤上的濾色單元切入測(cè)量光路即可。
[0015] 作為優(yōu)選，所述的同軸驅(qū)動(dòng)裝置為可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)以上色盤同時(shí)切換、組合的同軸電 機(jī)，同軸電機(jī)包括依次嵌套設(shè)置的兩個(gè)以上同心軸，所述的同心軸的數(shù)量與色盤的數(shù)量 一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)同心軸上連接一個(gè)色盤。每個(gè)色盤與獨(dú)立的同心軸連接，每個(gè)同心軸均可在 同軸電機(jī)的帶動(dòng)下同時(shí)獨(dú)立切換，即多個(gè)色盤可同時(shí)切換，多個(gè)色盤的組合與單一色盤切 換的時(shí)間相同，無(wú)需額外增加切換時(shí)間；此外，相比于每個(gè)色盤均需要一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)的技術(shù) 方案，同軸電機(jī)僅需單臺(tái)電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)，具有效率高、成本低、體積小等特點(diǎn)。
[0016] 作為一種技術(shù)方案，上述兩個(gè)以上同心軸包括一個(gè)位于最內(nèi)側(cè)的實(shí)心軸、以及一 個(gè)以上的直徑依次增大的空心軸。即同心軸最小直徑的軸可為實(shí)心軸，其它空心軸的直徑 依次增大且嵌套設(shè)置。實(shí)心軸位于最內(nèi)側(cè)，其它軸均為空心軸，每個(gè)軸均與一個(gè)色盤相連 接，即同心軸的數(shù)量與色盤的數(shù)量相當(dāng)。
[0017] 作為一種技術(shù)方案，所述的同軸驅(qū)動(dòng)裝置為可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)以上色盤時(shí)序切換、組合 的時(shí)序電機(jī)，時(shí)序電機(jī)與兩個(gè)以上色盤時(shí)序電連接，以分別將對(duì)應(yīng)色盤上的濾色單元切入 測(cè)量光路中。不同于同軸電機(jī)，這里的電機(jī)為時(shí)序電機(jī)，多個(gè)色盤時(shí)序切換，即在濾色單元 組合過(guò)程中，需要時(shí)序控制的方式，分別實(shí)現(xiàn)色盤的切換。在上述方案中，所述的同軸驅(qū)動(dòng) 裝置還包括可將一個(gè)以上色盤切入測(cè)量光路中的切換裝置，如電磁閥，所述的電磁閥和時(shí) 序電機(jī)組合實(shí)現(xiàn)不同色盤上不同濾色單元的組合。電磁閥通過(guò)電磁作用將一個(gè)或者多個(gè)色 盤切入測(cè)量光路中，再利用時(shí)序電機(jī)分別將不同色盤上的濾色單元切入到測(cè)量光路中，相 互組合實(shí)現(xiàn)不同的組合透光波段，實(shí)現(xiàn)不同窄波段下光譜圖像的測(cè)量。
[0018] 在可見光波段內(nèi)，所述的濾色單元組合至少可將測(cè)量波段劃分為20nm或者20nm 以下的光譜間隔。不同的文獻(xiàn)對(duì)可見光波段的劃分不一致，但該技術(shù)方案中的濾色單元應(yīng) 至少將可見光測(cè)量波段劃分為20nm及以下的光譜間隔。在紫外波段，光譜濾色片切換裝置 上的濾色片數(shù)量至少可將測(cè)量波段劃分為15nm或者15nm以下的光譜間隔；在紅外波段，光 譜濾色片切換裝置上的濾色片數(shù)量至少可將測(cè)量波段劃分為30nm或者30nm以下的光譜間 隔。
[0019] 本發(fā)明將整個(gè)測(cè)量波段劃分為多個(gè)分立窄波段范圍，但劃分形式可根據(jù)具體需要 以及波段特性來(lái)選擇。在待測(cè)波段內(nèi)，多個(gè)濾色單元的組合透光波段將待測(cè)波段均勻劃分、 或者在短波區(qū)域的波長(zhǎng)間隔小于長(zhǎng)波區(qū)域的波長(zhǎng)間隔、或者組合透光間隔根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則設(shè) 置。例如，待測(cè)波段為380nm?780nm，通過(guò)不同濾色單元的相互組合，將待測(cè)波段均勻劃分 為間隔為20nm的窄波段；或者在某些目標(biāo)波段內(nèi)，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則設(shè)置對(duì)應(yīng)的波段間隔，若 某種物體在450nm?500nm之間的光譜圖像變化明顯，則可減小該波段內(nèi)的波長(zhǎng)間隔，如在 其它波段內(nèi)波段間隔為30nm，而可將該波段內(nèi)的透光波段可選為10nm甚至更窄，以清晰反 映該波段內(nèi)光譜圖像的變化。
[0020] 此外，多個(gè)濾色單元的組合透光波段可以待測(cè)波段的波長(zhǎng)間隔相當(dāng)，或者組合透 光波段略大于或者略小于目標(biāo)波長(zhǎng)間隔。例如，若待測(cè)波段的波長(zhǎng)間隔確定，多個(gè)濾色單元 的組合透光波段可相隔一定的距離、或者首尾交疊、或者相互交疊，即組合透光波段可以大 于或者等于或者小于波長(zhǎng)間隔，設(shè)置方式靈活，如圖7 (a)、7 (b)、7 (c)所示。
[0021] 濾色單元的厚度對(duì)于透光率有一定影響，為避免由厚度造成的測(cè)量誤差，優(yōu)選地， 將各個(gè)濾色單元厚度相同。此外，本發(fā)明中濾色單元可以為剛性或者柔性，如傳統(tǒng)的玻璃濾 色片、或者柔性濾色單元。
[0022] 作為優(yōu)選，包括處理器，所述的陣列探測(cè)器的測(cè)量結(jié)果被導(dǎo)入到微處理器中處理。 本發(fā)明的技術(shù)方案中，在每個(gè)透光波段下測(cè)得的是該特定波段下的光譜圖像，某些物體在 不同的波段下呈現(xiàn)的光譜圖像不同，可用以識(shí)別物體類型；此外，在獲得待測(cè)波段中各個(gè)窄 波段間隔下的光譜圖像后，通過(guò)組合處理，可獲得某特定點(diǎn)上的光譜分布。
[0023] 綜上所述，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置多個(gè)色盤，利用同軸驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)多個(gè)色盤的靈活切 換，僅需單臺(tái)測(cè)量裝置即可實(shí)現(xiàn)寬波段圖像光譜的準(zhǔn)確、快速測(cè)量，且濾色單元可靈活組 合，測(cè)量波段間隔可調(diào)，整個(gè)裝置具有高效、體積小、低成本、穩(wěn)定性好、測(cè)量準(zhǔn)確度高等特 點(diǎn)。 【【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】】
[0024] 附圖1為本發(fā)明圖像光譜測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 附圖2為實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3中色盤上濾色單元的結(jié)構(gòu)示意圖
[0026] 附圖3為實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3中同軸電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 附圖4為不同濾色單元相互組合的透光波段示意圖，其中圖4(a)為帶通濾色片的 透光波段示意圖，圖4(b)為長(zhǎng)通濾色片和短通濾色片的組合透光波段示意圖，圖4(c)為短 通濾色片和帶通濾色片的組合透光波段示意圖，圖4(d)為長(zhǎng)通濾色片和帶通濾色片的組 合透光波段示意圖；
[0028] 附圖5為實(shí)施例4中濾色單元的正視圖；
[0029] 附圖6為實(shí)施例4中電磁閥和時(shí)序電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 附圖7為不同帶通濾色單元組合排列的示意圖，其中7(a)為帶通濾色片的透光波 段相隔一定間距的示意圖，7(b)為帶通濾色片的透光波段首尾交疊的示意圖，7(c)為帶通 濾色片的透光波段相互交疊的示意圖；
[0031] 附圖8為實(shí)施例5中使用環(huán)形色盤的裝置示意圖。
[0032] 1-成像裝置；2-色盤；3-濾色單元；4-同軸驅(qū)動(dòng)裝置；5-陣列探測(cè)器；6-寬波段 透光單兀；7-處理器；8-旋轉(zhuǎn)軸；9-光軸。 【【具體實(shí)施方式】】
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 本實(shí)施例包括成像裝置1、陣列探測(cè)器5、同軸驅(qū)動(dòng)裝置4和兩個(gè)色盤2,每個(gè)色 盤2上均設(shè)置有十個(gè)濾色單元3和一個(gè)寬波段透光單元6,即整個(gè)裝置中共包括二十個(gè)濾 色單元3和兩個(gè)通孔，這里的寬波段透光單元6為通孔，而濾色單元3均為帶通濾色片且 各個(gè)濾色片的厚度均相同，對(duì)應(yīng)的透光波段分別為380nm?400nm、400nm?420nm、......、 760nm?780nm，即每個(gè)濾色單元3的透光波段間隔為20nm，多個(gè)濾色單元3的組合透光波 段覆蓋待測(cè)波段380nm?780nm，具體如表1所示。
[0035] 表1兩個(gè)色盤上不同帶通濾色片的透光波段
[0036] 色盤 透光波段（單位：nm) 色盤 1- 380~ 400~ 420?440~ 460 ?480- 500~ 520?540?560? 帶通 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 色盤 2- 580?600?620- 640- 660?680?700- 720- 740- 760- 帶通 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780
[0037] 兩個(gè)色盤2均設(shè)置在成像裝置1和陣列探測(cè)器5之間的光路上，同一個(gè)色盤2上 每次只能有一個(gè)濾色單元3或者一個(gè)寬波段透光單元6位于測(cè)量光路中。本實(shí)施例中的同 軸驅(qū)動(dòng)裝置4為同軸電機(jī)，包括依次嵌套設(shè)置的兩個(gè)同心軸，每個(gè)同心軸上連接一個(gè)色盤 2,最內(nèi)側(cè)的同心軸為實(shí)心軸，外側(cè)的為空心軸，兩個(gè)色盤2同軸設(shè)置，同心軸帶動(dòng)對(duì)應(yīng)的色 盤2轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖1所示，色盤旋轉(zhuǎn)軸8與光軸9相互平行；
[0038] 測(cè)量時(shí)，空心軸驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的色盤2、將其上對(duì)應(yīng)的通孔切入到測(cè)量光路中，而最內(nèi) 側(cè)的實(shí)心軸同時(shí)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的色盤2、并將其上的一個(gè)濾色單元3切入到測(cè)量光路中進(jìn)行測(cè) 量，陣列探測(cè)器5接收對(duì)應(yīng)濾色單元3下的光譜圖像后；空心軸保持不動(dòng)，實(shí)心軸驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng) 的色盤2依次將其上的其它濾色單元3切入到測(cè)量光路中，直至完成該色盤2上所有濾色 單元3的測(cè)量，然后將該色盤2上的通孔切入到測(cè)量光路中；再將空心軸上的各個(gè)濾色單元 3依次切入到測(cè)量光路中，直至完成該色盤2上所有濾色單元3的測(cè)量，然后將該色盤2上 的通孔切入到測(cè)量光路中。在上述測(cè)量過(guò)程中，在一個(gè)色盤2上的一個(gè)帶通濾色片切入測(cè) 量光路中時(shí)，另一個(gè)色盤2上以通孔切入測(cè)量光路中，即同一時(shí)刻僅有一個(gè)帶通濾色片位 于測(cè)量光路中，陣列探測(cè)器5接收該帶通濾色片透光波段內(nèi)的光譜圖像，其工作方式如圖 4(a)所示。
[0039] 本實(shí)施例還包括處理器7,處理器7與陣列探測(cè)器5電連接，處理器7接收、處理來(lái) 自陣列探測(cè)器5的每次測(cè)量數(shù)據(jù)，可根據(jù)需要給出不同波段下的光譜圖像、或者某個(gè)點(diǎn)上 的光譜分布，定制化分析目標(biāo)區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的光譜分布。
[0040] 此外，除本實(shí)施例中濾色單元3首尾相連的帶通濾色片的設(shè)置方式，若待測(cè)波段 的波長(zhǎng)間隔確定，兩個(gè)帶通濾色片的組合透光波段可相隔一定的距離、或者首尾交疊、或 者相互交疊，即組合透光波段可以大于或者等于或者小于波長(zhǎng)間隔，設(shè)置方式靈活，如圖 7(a)、7(b)、7(c)所示。
[0041] 實(shí)施例2
[0042] 與實(shí)施例1不同，本實(shí)施例包括四個(gè)色盤2,每個(gè)色盤2上均設(shè)置有十個(gè)濾色單元 3和一個(gè)寬波段透光單元6,即整個(gè)裝置中共包括四十個(gè)濾色單元6和四個(gè)通孔，這里的寬 波段透光單元6為通孔，而濾色單元3是長(zhǎng)通濾色片和短通濾色片的組合，各個(gè)濾色片的厚 度均相同；四個(gè)色盤2分別記為色盤2-1、色盤2-2、色盤2-3和色盤2-4,其中色盤2-1和 色盤2-3上分別設(shè)置十個(gè)長(zhǎng)通濾色片和一個(gè)通孔，而色盤2-2和色盤2-4上分別設(shè)置十個(gè) 短通濾色片和一個(gè)通孔，三個(gè)色盤2上不同濾色單元的截止波長(zhǎng)如表2所示。
[0043] 表2四個(gè)色盤上不同濾色單元的截止波長(zhǎng)
[0044]
【權(quán)利要求】
1. 一種圖像光譜測(cè)量裝置，包括成像裝置（1)和陣列探測(cè)器（5)，其特征在于，還包括 多個(gè)濾色單元（3)、同軸驅(qū)動(dòng)裝置（4)以及兩個(gè)或者兩個(gè)以上色盤（2)，每個(gè)色盤（2)上至 少設(shè)置一個(gè)濾色單元（3)、且同一色盤（2)至多有一個(gè)濾色單元（3)位于測(cè)量光路中，設(shè)置 在色盤（2)上的濾色單元（3)的組合透光波段覆蓋整個(gè)待測(cè)波段；同軸驅(qū)動(dòng)裝置（4)驅(qū)動(dòng) 色盤（2)將其上的濾色單元（3)切入到成像裝置（1)和陣列探測(cè)器（5)之間的光路上，入 射光經(jīng)成像裝置（1)入射，透過(guò)位于測(cè)量光路中的一個(gè)或者一個(gè)以上濾色單元（3)，陣列探 測(cè)器（5)接收透過(guò)濾色單元（3)的光譜圖像。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖像光譜測(cè)量裝置，其特征在于，所述的同軸驅(qū)動(dòng)裝置（4)帶動(dòng) 兩個(gè)或者兩個(gè)以上色盤（2)至測(cè)量光路中，陣列探測(cè)器（5)接收不同組合透過(guò)波段下的光 譜圖像，直至完成整個(gè)待測(cè)波段的測(cè)量。
3. 如權(quán)利要求1所述的圖像光譜測(cè)量裝置，其特征在于，在測(cè)量光路中，所述的濾色單 元（3)可為帶通濾色片和/或長(zhǎng)通濾色片和/或短通濾色片的組合，所述的組合透過(guò)波段 將待測(cè)波段劃分為多個(gè)測(cè)量波段，同軸驅(qū)動(dòng)裝置（4)驅(qū)動(dòng)色盤將其上的濾色單元（3)逐個(gè) 切入光路實(shí)現(xiàn)逐個(gè)波段測(cè)量。
4. 如權(quán)利要求1所述的圖像光譜測(cè)量裝置，其特征在于，包括寬波段透光單元￠)，每 個(gè)色盤（2)上可設(shè)置一個(gè)或者一個(gè)以上寬波段透光單元（6)，測(cè)量光路中可包括一個(gè)以上 寬波段透光單元（6)。
5. 如權(quán)利要求4所述的圖像光譜測(cè)量裝置，其特征在于，所述的寬波段透光單元（6)可 為通孔、或者平板玻璃、或者待測(cè)波段位于其透光波段內(nèi)的寬波段濾色片。
6. 如權(quán)利要求1所述的圖像光譜測(cè)量裝置，其特征在于，所述的同軸驅(qū)動(dòng)裝置（4)的旋 轉(zhuǎn)軸（8)與光軸（9)相互垂直或者相互平行。
7. 如權(quán)利要求1或6所述的圖像光譜測(cè)量裝置，其特征在于，所述的同軸驅(qū)動(dòng)裝置（4) 為可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)以上色盤（2)同時(shí)切換、組合的同軸電機(jī)，同軸電機(jī)包括依次嵌套設(shè)置的兩 個(gè)以上同心軸，所述的同心軸的數(shù)量與色盤（2)的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)同心軸上連接一個(gè) 色盤（2)。
8. 如權(quán)利要求7所述的圖像光譜測(cè)量裝置，其特征在于，所述的兩個(gè)以上同心軸包括 一個(gè)位于最內(nèi)側(cè)的實(shí)心軸、以及一個(gè)以上的直徑依次增大的空心軸。
9. 如權(quán)利要求1或6所述的圖像光譜測(cè)量裝置，其特征在于，所述的同軸驅(qū)動(dòng)裝置（4) 為可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)以上色盤（2)時(shí)序切換、組合的時(shí)序電機(jī)，時(shí)序電機(jī)與兩個(gè)以上色盤（2)時(shí)序 電連接，以分別將對(duì)應(yīng)色盤（2)上的濾色單元（3)切入測(cè)量光路中。
10. 如權(quán)利要求9所述的圖像光譜測(cè)量裝置，其特征在于，所述的同軸驅(qū)動(dòng)裝置（4)還 包括可將一個(gè)以上色盤（2)切入測(cè)量光路中的電磁閥，所述的電磁閥和時(shí)序電機(jī)組合實(shí)現(xiàn) 不同色盤⑵上不同濾色單元⑶的組合。
11. 如權(quán)利要求1所述的圖像光譜測(cè)量裝置，其特征在于，在可見光波段內(nèi)，所述的濾 色單元（3)組合至少可將待測(cè)波段劃分為20nm或者20nm以下的光譜間隔。
【文檔編號(hào)】G01J3/12GK203848937SQ201420229760
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】潘建根 申請(qǐng)人:杭州遠(yuǎn)方光電信息股份有限公司