具獨立光譜裝置及觀測裝置的攝像系統(tǒng)及該光譜裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]一種具獨立光譜裝置及觀測裝置的攝像系統(tǒng)及該光譜裝置。
【背景技術】
[0002]近年來光學鑒識技術在各種應用場合中漸受重視，諸如污染源鑒定、材質鑒定，甚至是特殊的刑事鑒定等領域皆愈來愈依賴光學儀器進行鑒別，其中光譜裝置更是關鍵的鑒定舉證工具。例如刑事犯罪現(xiàn)場濺灑而出的血跡斑點，可能為人刻意抹消以混淆警調的視聽，就算警方懷疑某處為犯案現(xiàn)場，卻礙于肉眼無法辨識，在舉證與申請羈押時更容易陷于被動處境。因此「科學辦案」日益為警調單位所重視，所謂科學辦案便是結合物理化學等相關科技與知識，探究現(xiàn)有調查無法觸及的真相，如血跡的鐵質會吸收特定波長的光(約870nm)，只是870nm已超出人肉眼能接收光的波長，若能結合光譜裝置進行鑒定，對疑似案發(fā)現(xiàn)場的地面照射870nm的光波，如某一處反射光的能量特別低落，此處便極可能曾沾附有血液。
[0003]除此之外，光譜裝置亦常見于烤漆或晶圓等污染物的偵錯舉證。然而光譜裝置的入光通道是一點或一線，將入射的光通過分光再辨識各波長的強度，因此光譜裝置一次能擷取的目標范圍非常狹窄，再加上使用者無法精確得知光譜裝置的擷取范圍，只能以光譜裝置的入光通道大略對準目標范圍、憑感覺或經驗目測一個相當于擷取范圍的區(qū)域，讓目標范圍大致落入此區(qū)域，故常造成光譜裝置的分析結果與目標范圍存在偏差，難以精確依照使用者的預期偵測作業(yè)；此為光譜裝置的第一項缺陷。
[0004]當?shù)谝痪€的作業(yè)員或者刑警在現(xiàn)場鑒定后，須將鑒定的分析與證明提交至后續(xù)部門，作為現(xiàn)場決策或法院審判的關鍵性證據。因此，鑒定作業(yè)通常需要經過更詳盡的紀錄，來提供具體的鑒定結果為客觀的事實佐證。當?shù)谝痪€觀察者操作光譜裝置進行擷取分析后，對于同一目標范圍要再以白光的影像擷取作為輔助，最后將分析數(shù)據與白光照片對照，甚至須標示分析數(shù)據分別落在相片的何處；希望據此提升鑒定的客觀性。此一作法的問題在于延續(xù)了上述光譜裝置的擷取范圍無法具體化，且光譜裝置的入光與攝影取像分兩次獨立取像作業(yè)，更難使兩者擷取的角度、范圍甚至目標物達到一致，無法提供精準客觀的鑒定結果，若一線觀察者素質不佳，更可能造成鑒定結果的偏差，影響尤大；此為光譜裝置的第二項缺陷。
[0005]為確保鑒定結果的客觀性，相關部門引進高光譜儀，可提供相片與分析的同步作業(yè)。然而，高光譜儀是將取像范圍劃分為多個像素(pixel)，由于高光譜儀要能辨識大量不同波段的光波，每一像素均區(qū)分為許多子像素(sub-pixel)，藉由這些子像素構成一個又一個單一的光譜儀，也就是，高光譜儀一方面是組合數(shù)百甚至數(shù)千套單一光譜儀，價格相當昂貴，依照目前價格，一臺高光譜儀便需要數(shù)百萬人民幣；另方面，每一個像素中都必須進一步區(qū)隔為許多個子像素，每一個子像素則針對一種特定小波長范圍的入射光，因此每一個像素入光區(qū)域都需要占用較大面積，整個高光譜儀無法設置太多像素，相較于一般照相機的千萬像素，高光譜儀像素明顯太低(通常為數(shù)百至數(shù)千)，也使整體解析度不佳。此種高價而低解析度的產品，根本無法被廣泛應用于例如各地刑事警察單位或生物實驗室。
[0006]延續(xù)前面的例子，當?shù)匕迳嫌斜徊潦眠^的數(shù)滴細微血跡殘留，若拿解析度不足的高光譜儀進行大范圍的鑒識，就有可能因為解析度不佳，恰好忽略小面積的血跡殘留。因此，要將例如犯罪現(xiàn)場客廳地板進一步分成數(shù)十塊小面積，再以更小范圍、近距離分別拍攝才有可能將細微血滴完全找出。意味著原先一個步驟的作業(yè)需切割成數(shù)個作業(yè)才能彌補解析度的缺陷，大幅增加一線觀察者的工作量與儀器的使用時間，讓原本就稀有的昂貴儀器被長時間占用；何況，由于每個像素包含眾多子像素；也使得高光譜儀的每一個像素所轉換出的資訊量都很龐大，因此易在傳輸或資料處理方面也會造成困難。這也使得想要將這類昂貴儀器配發(fā)至基層單位的可能性進一步降低。
[0007]所以，本發(fā)明提出一種具獨立光譜裝置及觀測裝置的攝像系統(tǒng)及該光譜裝置，既能解決一般光譜裝置的分析與照片不同步，又能精確化、具體化光譜裝置的擷取范圍，以便使用者可以輕易且準確地操作光譜裝置，瞄準適當?shù)哪繕朔秶?，大幅提高使用的便利性與精確度；還能避免高光譜儀解析度差與昂貴不易普及的缺點，提升攜帶的便利性；尤其成本大幅降低，讓產品可以普及到最前線的實驗室、半導體工廠、和基層刑事單位。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的一個目的在于提供一種光譜裝置，通過一組范圍標定單元發(fā)光標定目標范圍，確保光譜分析結果完整對應至目標范圍，提升使用者操作的便利性、以及提升分析結果的可靠度。
[0009]本發(fā)明另一目的在于提供一種具獨立光譜裝置及觀測裝置的攝像系統(tǒng)，通過一組范圍標定單元將光譜裝置的擷取范圍具體化，以供同步作業(yè)的攝影機拍攝入鏡，確保照片與光譜分析的連結關系，提升鑒定結果的客觀性。
[0010]本發(fā)明再一目的在于提供一種具獨立光譜裝置及觀測裝置的攝像系統(tǒng)，大幅降低制造成本，藉以取代極端昂貴的高光譜儀，使本發(fā)明系統(tǒng)可普及至最基層的觀察者和各實驗室、工廠，達到最佳的使用彈性。
[0011]為達上述目的，本發(fā)明提供一種具范圍標定單元的光譜裝置，供擷取并分析至少一目標范圍的影像光譜資料，是與一顯示處理裝置電訊連接、并架設于一維距遮蔽裝置之上，該維距遮蔽裝置是供阻光遮蔽包括至少一個前述目標范圍的一特定區(qū)域，該光譜裝置包括:至少一形成有一入光通道的光譜儀本體，供擷取辨識該目標范圍的影像光譜資料、并電訊連接傳輸至上述顯示處理裝置；一組范圍標定單元，是與該光譜儀本體保持一固定空間關系設置，且供發(fā)光標定上述目標范圍。
[0012]將上述具范圍標定單元的光譜裝置接合觀測裝置，并搭配顯示處理裝置一起使用，即為本發(fā)明具獨立光譜裝置及觀測裝置的攝像系統(tǒng)，是與一顯示處理裝置電訊連接，供擷取并分析一目標范圍的影像光譜資料，該攝像系統(tǒng)包括:一維距遮蔽裝置，供阻光遮蔽一特定區(qū)域，該特定區(qū)域至少包括上述目標范圍；及一光譜裝置，包括:至少一架設于上述維距遮蔽裝置的光譜儀本體，使其與上述至少一目標范圍保持一固定操作距離；該光譜儀本體形成有一入光通道，供擷取辨識該目標范圍的影像光譜資料、并電訊連接傳輸至上述顯示處理裝置；至少一組范圍標定單元，是對應上述至少一光譜儀本體且與該對應光譜儀本體保持一固定空間關系設置，且供發(fā)光標定上述目標范圍；及一觀測裝置，是設置于該維距遮蔽裝置，使其與上述目標范圍保持一固定觀測距離，并供觀測上述目標范圍。
[0013]本發(fā)明揭示具獨立光譜裝置及觀測裝置的攝像系統(tǒng)及該光譜裝置，通過一組范圍標定單元將光譜裝置的擷取范圍具體化，確保分析結果對應至欲分析的目標范圍，并搭配觀測裝置進行影像擷取，可提供同步拍攝、提升分析客觀性的效果同時大幅降低成本，使得產品普及成為可能，并且因為影像擷取范圍特定，避免高光譜儀低解析度的缺陷。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明第一較佳實施例的示意圖，用以說明光譜裝置的運作情形；
[0015]圖2為本發(fā)明第一較佳實施例的示意圖，用以