[发明专利]多光谱相机、多光谱成像装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种多光谱相机、多光谱成像装置及控制方法。其中，多光谱成像装置包括：光学镜头，用于收集物料的反射光；入口狭缝，所述入口狭缝位于光学镜头的焦点处，以便所述反射光聚焦至入口狭缝；分光系统，用于将由入口狭缝入射的反射光分为多束单色光；面阵传感器，用于接收多束单色光；传感器读出电路，用于控制面阵传感器的曝光时间、并通过调节面阵传感器的控制时序以实现面阵传感器的波段合并以及波段选择。本发明的多光谱成像装置具有波段任意分隔，多波段同时曝光，且扫描速度快的优点，尤其适合用于在线物质的分类。

技术领域

本发明涉及多光谱成像技术领域，特别涉及一种多光谱相机、多光谱成像装置及控制方法。

背景技术

多光谱技术是由光谱学与图像技术交叉融合形成的技术，既可以利用图像信息进行目标形状大小和分布研究，也可以利用光谱信息进行物质的鉴别分类。这种技术最早被用于遥感领域，后被引入到医药学、农业检测等领域。同样在农产品谷物的分级或者废品回收过程中，利用多光谱技术可以对多种形状复杂的谷物和废品进行自动在线识别，但庞大的谷物和废品数量要求扫描速度足够快，多种类型的谷物和废品种类要求波段可以任意选择，因此迫切需要一种波段任意选择的高速多光谱检测技术。

然而，相关技术中的多光谱相机的核心分光原理包括旋转式滤光器、芯片镀膜、电控可调谐滤光器、棱镜分光等。旋转式滤光器和芯片镀膜都是在探测器前安装或镀上一层固定波段的滤光片，受滤光片材料限制，其波段无法任意分隔；电控可调滤光片利用电压调节滤光片的通过波段，可以实现任意波段通过，但无法实现多个波段同时曝光，光谱扫描速度较低；推扫式光谱技术通常用于超光谱相机，拥有较高的光谱分辨率(1-3nm)，所有波段可以同时曝光和读出，但所有波段光谱读出时间较长，且细分后每个波段的光子数较少，信噪比较差，无法用于高速在线识别。在诸如谷物分级和废品回收等在线检测应用中，要求多光谱技术既要有波段任意选择功能又要有较高的扫描速度，但是相关技术中的多光谱技术或产品不能很好地实现上述要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种多光谱成像装置。该多光谱成像装置具有波段任意分隔，多波段同时曝光，且扫描速度快的优点，尤其适合用于在线物质的分类。

本发明的另一个目的在于提供一种多光谱相机。

本发明的再一个目的在于提供一种多光谱成像装置的控制方法。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种多光谱成像装置，包括：光学镜头，用于收集物料的反射光；入口狭缝，所述入口狭缝位于所述光学镜头的焦点处，以便所述反射光聚焦至所述入口狭缝；分光系统，用于将由所述入口狭缝入射的反射光分为多束单色光；面阵传感器，用于接收所述多束单色光；传感器读出电路，用于控制所述面阵传感器的曝光时间、并通过调节所述面阵传感器的控制时序以实现所述面阵传感器的波段合并以及波段选择。

本发明实施例的多光谱成像装置，具有波段任意分隔，多波段同时曝光，且扫描速度快的优点，尤其适合用于在线物质的分类。

在一些示例中，所述分光系统为折射棱镜型分光系统或者衍射光栅型分光系统。

在一些示例中，所述折射棱镜型分光系统包括准直透镜、折射棱镜和聚焦透镜。

在一些示例中，所述衍射光栅型分光系统包括准直透镜和衍射光栅，或者，所述衍射光栅型分光系统包括准直透镜、衍射光栅和聚焦透镜。

在一些示例中，所述面阵传感器在接收到所述多束单色光后，所述面阵传感器的横向像素标识空间上不同位置，所述面阵传感器的纵向像素标识光谱上不同波长。