光譜影像分析系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本說明書提出一種光譜影像分析系統(tǒng)，包含：陣列式光譜儀，設置成對接收到的一光譜影像進行分析；顯示裝置；數(shù)字微型反射鏡裝置，包含多個微型反射元件，并設置成反射入射光；以及控制裝置，設置成分別控制各微型反射元件的反射方向，并控制顯示裝置顯示控制裝置依據(jù)陣列式光譜儀的分析結果產(chǎn)生的分析結果畫面。當多個微型反射元件將入射光反射至光學成像裝置時，控制裝置可依據(jù)使用者的設置改變多個微型反射元件中的一部分目標反射元件的反射方向，以將入射光的其中一部分改反射至陣列式光譜儀的接收端，使陣列式光譜儀接收光譜影像。前述光譜影像分析系統(tǒng)能快速進行光譜影像分析，也適用于需要即時監(jiān)測并進行光譜分析的應用中。
【專利說明】
光譜影像分析系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型有關光譜影像分析系統(tǒng)，尤指一種使用數(shù)字微型反射鏡裝置的光譜影像分析系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]由于遙感檢測、生物或醫(yī)學檢測、基礎科學研究、鑒識科學等各領域的應用蓬勃發(fā)展，對光譜分析的需求日益增加。
[0003]傳統(tǒng)的掃描式光譜影像分析系統(tǒng)需要變換不同波長的光線來掃描待測物，不僅整個過程相當費時，而且也難以適用在需要即時監(jiān)測并進行光譜分析的應用中。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，如何有效增加光譜影像分析系統(tǒng)的應用范圍，并同時改善光譜分析的效率，實為業(yè)界有待解決的問題。
[0005]本說明書提供一種光譜影像分析系統(tǒng)的實施例，其包含:一陣列式光譜儀，設置成對接收到的一光譜影像進行分析;一顯示裝置;一數(shù)字微型反射鏡裝置，包含多個微型反射元件，設置成反射一入射光；以及一控制裝置，耦接于該陣列式光譜儀、該顯示裝置、與該數(shù)字微型反射鏡裝置，設置成分別控制該多個微型反射元件的反射方向，并控制該顯示裝置顯示該控制裝置依據(jù)該陣列式光譜儀的分析結果產(chǎn)生的一分析結果畫面;其中，當該多個微型反射元件將該入射光反射至一光學成像裝置時，該控制裝置依據(jù)一使用者的設置改變該多個微型反射元件中的一部分目標反射元件的反射方向，以將該入射光的其中一部分改反射至該陣列式光譜儀的接收端，使該陣列式光譜儀接收該光譜影像。
[0006]其中，該光學成像裝置、該陣列式光譜儀、及該數(shù)字微型反射鏡裝置三者是按照一預定的相對空間關系排列。
[0007]所述光譜影像分析系統(tǒng)另包含該光學成像裝置，其中，該控制裝置耦接于該光學成像裝置，且當該多個微型反射元件將該入射光反射至該光學成像裝置時，該控制裝置控制該顯示裝置顯示該光學成像裝置所產(chǎn)生的一目標影像畫面。
[0008]其中，當該顯示裝置顯示該目標影像畫面時，若該使用者選擇該目標影像畫面中的一目標影像位置，則該控制裝置于該多個微型反射元件中選擇與該目標影像位置相對應的反射元件，并控制被選定的反射元件將該入射光的其中一部分改反射至該陣列式光譜儀的接收端，使該陣列式光譜儀接收該光譜影像。
[0009]其中，該光學成像裝置、該陣列式光譜儀、及該數(shù)字微型反射鏡裝置三者是按照一預定的相對空間關系排列。
[0010]上述實施例的主要優(yōu)點，是光譜影像分析系統(tǒng)的架構簡單、體積小、能快速進行光譜影像分析，也適用于需要即時監(jiān)測并進行光譜分析的應用中。
[0011]本實用新型的其他優(yōu)點將藉由以下的說明和附圖進行更詳細的解說。
【附圖說明】
[0012]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。
[0013]圖1為本實用新型一實施例的光譜影像分析系統(tǒng)簡化后的功能方塊圖。
[0014]圖2與圖3為圖1中的顯示裝置所顯示的目標影像畫面的一實施例簡化后的示意圖。
[0015]圖4為圖1的光譜影像分析系統(tǒng)進行即時監(jiān)測及光譜分析運作的一實施例簡化后的示意圖。
[0016]【符號說明】
[0017]100光譜影像分析系統(tǒng)
[0018]102入射光
[0019]HO光學成像裝置
[0020]120陣列式光譜儀
[0021]130顯示裝置
[0022]132目標影像畫面
[0023]134分析結果畫面
[0024]140數(shù)字微型反射鏡裝置
[0025]141-149微型反射元件
[0026]150控制裝置
[0027]210 光標
[0028]221-225 工廠
[0029]231-235子影像區(qū)域
[0030]310目標影像位置
【具體實施方式】
[0031]以下將配合相關附圖來說明本實用新型的實施例。在附圖中，相同的標號表示相同或類似的元件或方法流程。
[0032]圖1為本實用新型一實施例的光譜影像分析系統(tǒng)(spectralimage analysissystemHOO簡化后的功能方塊圖。如圖所示，光譜影像分析系統(tǒng)100包含一陣列式光譜儀(array spectrometer)120、一顯示裝置130、一數(shù)字微型反射鏡裝置(digitalmicromirror device，DMD)140、以及一控制裝置150。在實際應用上，光譜影像分析系統(tǒng)100會搭配一光學成像裝置(optical imaging device)110進行運作。
[0033]在光譜影像分析系統(tǒng)100中，陣列式光譜儀120設置成對接收到的一光譜影像(spectral image)進行分析。數(shù)字微型反射鏡裝置140包含多個微型反射元件(microreflect1n element)，并設置成反射一入射光102?？刂蒲b置150親接于陣列式光譜儀120、顯示裝置130、與數(shù)字微型反射鏡裝置140，并設置成控制顯示裝置130顯示控制裝置150依據(jù)陣列式光譜儀120的分析結果所產(chǎn)生的一分析結果畫面134。此外，控制裝置150還設置成可分別控制數(shù)字微型反射鏡裝置140中的多個微型反射元件的反射方向。
[0034]請注意，一般的數(shù)字微型反射鏡裝置140上通常設置有數(shù)十萬至數(shù)百萬個微型反射元件。為了說明上的方便，在本說明書的相關圖示中僅繪示其中的一小部分的示意圖來進行描述。
[0035]實作上，前述的光學成像裝置110可用各種相機或攝影機來實現(xiàn)；顯示裝置130可用各種顯示屏幕或投影裝置來實現(xiàn);數(shù)字微型反射鏡裝置140可用各種既有的DMD芯片來實現(xiàn);而控制裝置150則可用計算機或具有足夠計算能力的其他設備來實現(xiàn)。
[0036]在一實施例中，數(shù)字微型反射鏡裝置140接收到的入射光102，可以是光譜影像分析系統(tǒng)100中的光源(例如氙氣燈、氘燈、或鹵素燈等，未繪示于圖中)發(fā)出的光線，照射到待測物后再反射至數(shù)字微型反射鏡裝置140的光線。在另一實施例中，入射光102則可以是外部的環(huán)境光線照射到待測物后再反射至數(shù)字微型反射鏡裝置140的光線。
[0037]請注意，光學成像裝置110可以是在有需要時才耦接于光譜影像分析系統(tǒng)100的控制裝置150的獨立裝置，也可以整合成為光譜影像分析系統(tǒng)100的一部分。
[0038]在運作時，控制裝置150會耦接于光學成像裝置110，且控制裝置150可控制顯示裝置130顯示光學成像裝置110依據(jù)接收到的光線所產(chǎn)生的一目標影像畫面132。換言之，控制裝置150可控制顯示裝置130同時顯示光學成像裝置110所產(chǎn)生的目標影像畫面132，以及控制裝置150依據(jù)陣列式光譜儀120的分析結果所產(chǎn)生的分析結果畫面134。因此，光譜影像分析系統(tǒng)100不僅可用于分析靜態(tài)待測物的應用中，也適用在需要即時監(jiān)測并進行光譜分析的應用中。
[0039]例如，以下將搭配圖2與圖4來進一步說明光譜影像分析系統(tǒng)100進行即時監(jiān)測及光譜分析的運作方式。
[0040]圖2與圖3為顯示裝置130所顯示的目標影像畫面132的一實施例簡化后的示意圖。圖4為光譜影像分析系統(tǒng)100進行即時監(jiān)測及光譜分析運作的一實施例簡化后的示意圖。
[0041]在運作時，控制裝置150可先將數(shù)字微型反射鏡裝置140的多個(或所有)微型反射元件(例如，圖1中所繪示的微型反射元件141-149及其他微型反射元件)的反射方向，都調(diào)整成朝向光學成像裝置110的接收端，以使入射光102被反射至光學成像裝置110。當數(shù)字微型反射鏡裝置140中的微型反射元件將入射光102反射至光學成像裝置110時，控制裝置150可控制顯示裝置130顯示光學成像裝置110所產(chǎn)生的目標影像畫面132。
[0042]在圖2的實施例中，目標影像畫面132中包含一光標210、一第一待監(jiān)測工廠221、一第二待監(jiān)測工廠223、以及一第三待監(jiān)測工廠225。如圖2所示，目標影像畫面132中還包含與第一待監(jiān)測工廠221排放的氣體所形成的煙霧相對應的一第一子影像區(qū)域231、與第二待監(jiān)測工廠223排放的氣體所形成的煙霧相對應的一第二子影像區(qū)域233、以及與第三待監(jiān)測工廠225排放的氣體所形成的煙霧相對應的一第三子影像區(qū)域235。
[0043]通過顯示在顯示裝置130上的目標影像畫面132，使用者便可即時觀測到待監(jiān)控地區(qū)的影像。
[0044]當使用者想對目標影像畫面132中特定位置的影像內(nèi)容進行光譜分析時，可利用控制裝置150的輸入裝置(例如，鼠標、鍵盤、觸控屏幕等，未繪示于圖中)將目標影像畫面132上的光標210移動到該特定位置上。
[0045]例如，當使用者要對第一待監(jiān)測工廠221當時所排放的氣體即時進行光譜分析時，可利用控制裝置150的輸入裝置將光標210移動到第一子影像區(qū)域231上進行點擊。為了方便說明起見，以下假設使用者選擇了位于第一子影像區(qū)域231內(nèi)的一目標影像位置310，如圖3所示。
[0046]此時，控制裝置150會從數(shù)字微型反射鏡裝置140中，選擇與目標影像位置310相對應的反射元件(在本例中為微型反射元件141-142及144-145)。如圖4所示，控制裝置150還會調(diào)整被選定的反射元件141-142及144-145的反射方向，以控制被選定的反射元件141-142及144-145將入射光102的其中一部分改反射至陣列式光譜儀120的接收端，使陣列式光譜儀120接收并分析與第一待監(jiān)測工廠221當時所排放的氣體相對應的光譜影像。
[0047]前述的光學成像裝置110、陣列式光譜儀120、及數(shù)字微型反射鏡裝置140三者是按照一預定的相對空間關系排列，使控制裝置150可掌握前述三個裝置之間的空間關系，以準確地控制被選定的反射元件的反射方向的調(diào)整量。
[0048]由前述說明可知，當數(shù)字微型反射鏡裝置140的多個(或所有)微型反射元件將入射光102反射至光學成像裝置110時，控制裝置150可依據(jù)使用者的設置改變數(shù)字微型反射鏡裝置140中的一部分反射元件的反射方向，以將入射光102的其中一部分改反射至陣列式光譜儀120的接收端，使陣列式光譜儀120接收到待分析的光譜影像。
[0049]如此一來，光譜影像分析系統(tǒng)100便可在使用者觀看目標影像畫面132之際，即時對目標影像畫面132中的特定位置的光譜影像進行光譜分析，并將光譜分析結果同時呈現(xiàn)在分析結果畫面134中。
[0050]因此，前述的光譜影像分析系統(tǒng)100不僅適用于各種靜態(tài)待測物的光譜分析應用中，還能滿足使用者即時監(jiān)控的需求，并即時產(chǎn)生相關的光譜分析結果給使用者。很明顯的，前述光譜影像分析系統(tǒng)100的應用范圍及應用彈性是傳統(tǒng)架構的光譜分析系統(tǒng)難以比擬的。
[0051]另外，由于前述的光譜影像分析系統(tǒng)100的架構簡單，故體積比傳統(tǒng)的光譜影像分析系統(tǒng)來得更小，因此具有更高的操作便利性。
[0052]在說明書及權利要求書中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。然而，所屬技術領域的技術人員應可理解，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。說明書及權利要求書并不以名稱的差異作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的基準。在說明書及權利要求書所提及的「包含」為開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定于」。另外，「耦接」在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述第一元件耦接于第二元件，則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學傳輸?shù)刃盘栠B接方式而直接地連接于第二元件，或者通過其他元件或連接手段間接地電性或信號連接至該第二元件。
[0053]在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列舉的其中之一或多個項目的任意組合。另外，除非說明書中特別指明，否則任何單數(shù)格的用語都同時包含復數(shù)格的涵義。
[0054]在說明書及權利要求書當中所提及的「元件」(eI emen t) —詞，包含了構件(component)、層構造(layer)、或區(qū)域(reg1n)的概念。
[0055]附圖的某些元件的尺寸及相對大小會被加以放大，或者某些元件的形狀會被簡化，以便能更清楚地表達實施例的內(nèi)容。因此，除非
【申請人】有特別指明，附圖中各元件的形狀、尺寸、相對大小及相對位置等僅是便于說明，而不應被用來限縮本實用新型的專利范圍。此外，本實用新型可用許多不同的形式來體現(xiàn)，在解釋本實用新型時，不應僅局限于本說明書所提出的實施例態(tài)樣。
[0056]為了說明上的方便，說明書中可能會使用一些與空間中的相對位置有關的敘述，對附圖中某元件的功能或是該元件與其他元件間的相對空間關系進行描述。例如，「于…上」、「在…上方」、「于…下」、「在…下方」、「高于…」、「低于…」、「向上」、「向下」等等。所屬技術領域的技術人員應可理解，這些與空間中的相對位置有關的敘述，不僅包含所描述的元件在附圖中的指向關系(orientat1n)，也包含所描述的元件在使用、運作、或組裝時的各種不同指向關系。例如，若將附圖上下顛倒過來，則原先用「于…上」來描述的元件，就會變成「于…下」。因此，在說明書中所使用的「于…上」的描述方式，解釋上包含了「于…下」以及「于…上」兩種不同的指向關系。同理，在此所使用的「向上」一詞，解釋上包含了「向上」以及「向下」兩種不同的指向關系。
[0057]在說明書及權利要求書中，若描述第一元件位于第二元件上、在第二元件上方、連接、接合、耦接于第二元件或與第二元件相接，則表示第一元件可直接位在第二元件上、直接連接、直接接合、直接耦接于第二元件，亦可表示第一元件與第二元件間存在其他元件。相對之下，若描述第一元件直接位在第二元件上、直接連接、直接接合、直接親接、或直接相接于第二元件，則代表第一元件與第二元件間不存在其他元件。
[0058]以上僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種光譜影像分析系統(tǒng)(100)，包含: 一陣列式光譜儀(120)，設置成對接收到的一光譜影像進行分析； 一顯示裝置(130); 一數(shù)字微型反射鏡裝置(140)，包含多個微型反射元件(141-149)，設置成反射一入射光(102);以及 一控制裝置(150)，耦接于該陣列式光譜儀(120)、該顯示裝置(130)、與該數(shù)字微型反射鏡裝置(140)，設置成分別控制該多個微型反射元件(141-149)的反射方向，并控制該顯示裝置(130)顯示該控制裝置(150)依據(jù)該陣列式光譜儀(120)的分析結果產(chǎn)生的一分析結果畫面(134); 其中，當該多個微型反射元件將該入射光(102)反射至一光學成像裝置(110)時，該控制裝置(150)可依據(jù)一使用者的設置改變該多個微型反射元件(141-149)中的一部分反射元件(141-142、144-145)的反射方向，以將該入射光(102)的其中一部分改反射至該陣列式光譜儀(120)的接收端，使該陣列式光譜儀(120)接收該光譜影像。2.如權利要求1所述的光譜影像分析系統(tǒng)(100)，其中，該光學成像裝置(110)、該陣列式光譜儀(120)、及該數(shù)字微型反射鏡裝置(140)三者是按照一預定的相對空間關系排列。3.如權利要求1所述的光譜影像分析系統(tǒng)(100)，其另包含該光學成像裝置(110)，其中，該控制裝置(150)耦接于該光學成像裝置(110)，且當該多個微型反射元件將該入射光(102)反射至該光學成像裝置(110)時，該控制裝置(150)控制該顯示裝置(130)顯示該光學成像裝置(110)所產(chǎn)生的一目標影像畫面(132)。4.如權利要求3所述的光譜影像分析系統(tǒng)(100)，其中，當該顯示裝置(130)顯示該目標影像畫面(132)時，若該使用者選擇該目標影像畫面(132)中的一目標影像位置(310)，則該控制裝置(150)于該多個微型反射元件(141-149)中選擇與該目標影像位置(310)相對應的反射元件(141-142、144-145)，并控制被選定的反射元件(141-142、144-145)將該入射光(102)的其中一部分改反射至該陣列式光譜儀(120)的接收端，使該陣列式光譜儀(120)接收該光譜影像。5.如權利要求4所述的光譜影像分析系統(tǒng)(100)，其中，該光學成像裝置(110)、該陣列式光譜儀(120)、及該數(shù)字微型反射鏡裝置(140)三者是按照一預定的相對空間關系排列。
【文檔編號】G01J3/02GK205506215SQ201521134739
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年12月30日
【發(fā)明人】張君瑋
【申請人】宏明科技有限公司