[发明专利]使用纵向色差的多光谱成像

说明书

本发明涉及使用纵向色差的多光谱成像。提供了用于对目标对象成像的系统和方法。在一个示例中，一种成像设备包括具有围绕光轴的对称性的物镜。所述物镜被配置成沿着光轴将目标对象的图像色散在纵向色差中。所述成像设备还包括传感器，其被配置成获取目标对象的多个图像。每个图像对应于预定光谱内的特定波长。

技术领域

本发明涉及用于对目标对象成像的系统和方法，并且更具体地涉及使用纵 向色差的多光谱成像。

背景技术

一般来说，多光谱成像涉及到分析在各种波长的光处的图像，诸如可见光、 紫外光和红外光。多光谱成像可以用在许多应用中，诸如用于检测假币、检测 食品质量以及其它应用。在许多实际多光谱成像实现中使用的设备通常包括光 谱仪和/或旋转棱镜。这些实现通常是非常大且昂贵的。因此，存在对更紧凑的 多光谱成像设备、尤其是可以手持以易于使用的多光谱成像设备的需要。

发明内容

因此，本发明包含用于对对象成像的系统和方法。在一个示例性实施例中， 一种成像设备包括物镜和传感器。具有围绕光轴的对称性的所述物镜被配置成 将目标对象的图像色散在沿着所述光轴的纵向色差中。所述传感器被配置成获 取所述目标对象的多个图像，其中每个图像对应于预定光谱内的特定波长。

在另一示例性实施例中，提供了一种用于对目标对象成像的方法。所述方 法包括对反射自目标对象的多个波长的光进行光学色散以便在光轴上产生纵向 色差的第一步骤，其中所述光的每个波长对应于所述光轴上的一点。所述方法 还包括感测所述目标对象在所述多个波长处的多个焦点对准的图像的步骤。

在以下详细描述和其附图内进一步解释前述说明性概述和本发明的其它示 例性目标和/或优点以及其中实现它们的方式。

附图说明

图1示意性地描绘了示出根据本发明的至少一个实施例的所监测的电磁辐 射的相关波长的图表。

图2示意性地描绘了根据本发明的至少一个实施例的多光谱成像装置的图 示。

图3示意性地描绘了至少根据本发明的第一实施例的光学成像器的图示。

图4A和4B示意性地描绘了根据本发明的各种实施例的在图2和3中示出 的色差单元的图示。

图5示意性地描绘了至少根据本发明的第二实施例的光学成像器的图示。

图6A和6B示意性地描绘了根据本发明的各种实施例的在图5中示出的色 差单元的图示。

图7示意性地描绘了根据本发明的至少一个实施例的图像堆叠的图示。

图8示意性地描绘了根据本发明的至少一个实施例的用于容纳光学成像器 的手持设备的图示。

具体实施方式

在光学领域中，色差的概念可以被认为是由于未能将所有颜色聚焦到相同 焦点的透镜的结果。由于不同波长的光的折射率不同而出现色差效应。透镜可 以使光色散，而不是将光聚焦到一点。

附加地，纵向色差是其中使光沿着纵轴(并且更具体地，沿着透镜的光轴) 色散的一种类型的色差。例如，产生纵向色差的透镜将具有光谱一端处的波长 的光线距具有光谱另一端处的波长的光线最远地聚焦。本发明利用纵向色差现 象来在对应于特定波长的焦点或焦场的不同波长处获取多个图像。

本发明包含用于获取目标对象在各种波长处的图像并且分析所述图像以确 定目标对象的某些特性的系统和方法。本发明可以包括透镜，诸如物镜，其被 设计成在不校正色差的情况下使光色散。具体地，本发明的物镜可以提供纵向 色差，使得将不同波长处的光聚焦在沿着透镜光轴的不同点处。本发明还可以 包括传感器，其被配置成获取所述对象在不同波长处的多个焦点对准的图像。 在一些实施例中，沿着所述光轴移动所述传感器以获取所述图像。