[實用新型]多信息維度手持式成像光譜儀

有效

• 申請號: 201721514148.2
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN207816460U
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 蔡夫鴻
• 申請（專利權）人: 蔡夫鴻
• 主分類號: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02;G01J3/28
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本實用新型公開了一種多信息維度手持式成像光譜儀。本實用新型包括雙攝像設備、陀螺儀傳感器；其中雙攝像設備分別為二維圖像采集設備和線區域光譜圖像采集設備；所二維圖像采集攝像設備是由第一成像鏡頭與第一光學感光芯片組成；線區域光譜圖像采集設備是由成像光譜模塊與第二光學感光芯片組成；且在第二光學感光芯片前，安裝成像光譜模塊，實現線區域的光譜圖像的提取；成像光譜模塊，包含第二成像鏡頭、精密狹縫單元、第一透鏡組、第一光楔、光柵、第二光楔以及第二透鏡組。本實用新型的雙攝像設備可增加圖像信息的維度。結合陀螺儀傳感器，可以在手持采集光譜圖像的時候，利用陀螺儀傳感器，對手部的抖動進行檢測。

技術領域

本實用新型屬于光學技術領域，具體涉及一種便攜式的簡易成像的維度手持式成像光譜儀。

背景技術

圖像信息是當前人們獲取信息的最主要方式之一。相對應的圖像方面的應用也層出不窮，在近年來更是經常成為科學技術領域的頭條新聞。比如，利用臉部圖像信息，人們已經可以實現了身份識別的功能。利用醫療圖像，結合大數據以及人工智能，醫療機器人也是當今研究熱點之一。成像光譜儀，可以認為是傳統圖像采集設備的一個補充。如果把傳統的彩色相機認為是一種三通道(紅、綠、藍)的圖像采集設備，那么，成像光譜儀是一種多光譜通道的圖像采集設備，可以在獲得圖像上每一個點的光譜信息。傳統的圖像，只有紅綠藍三個信息，而光譜圖像上，每一個點有著豐富的光譜信息，這些光譜信息來自于光與物體內部分子的相互作用，因此，理論上，利用成像光譜儀可以在分子層面去分析物質的種類。

當前的成像光譜儀主要停留在實驗室應用中，比如工廠實驗室中的食品檢測，大學實驗室中的生物成像。當前，已經開始出現利用微納技術開發的小型成像光譜儀，實現手持式的光譜成像。然而，這些設備的成本都非常高，無法被廣泛的采用。因此，在我們的專利中，將展示一種利用雙攝像設備，結合陀螺儀傳感器的多信息維度手持式成像光譜儀。該設備具有結構簡單、成本低廉的優點，可實現手持式的光譜成像。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供多信息維度手持式成像光譜儀，可實現手持式高精度、多信息維度光譜圖像探測。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案如下：

本實用新型包括雙攝像設備、陀螺儀傳感器以及成像光譜模組。其中雙攝像設備是兩個獨立的攝像模組，其中第一個攝像設備安裝普通的成像鏡頭，以傳統的圖像采集方式獲得圖像信息。第二個攝像設備安裝成像光譜模組，獲取光譜圖像信息。另一方面，陀螺儀傳感器與第二個攝像設備緊貼安裝，用于獲取該設備在獲取圖像過程中的速度與方向信息。

多信息維度手持式成像光譜儀，包括雙攝像設備、陀螺儀傳感器；其中雙攝像設備是兩個獨立的攝像模組，分別為二維圖像采集設備和線區域光譜圖像采集設備；所述的二維圖像采集攝像設備是由第一成像鏡頭與第一光學感光芯片組成；

所述的線區域光譜圖像采集設備是由成像光譜模塊與第二光學感光芯片組成；且在第二光學感光芯片前，安裝成像光譜模塊，實現線區域的光譜圖像的提?。?/p>

所述成像光譜模塊，包含第二成像鏡頭、精密狹縫單元、第一透鏡組、第一光楔、光柵、第二光楔以及第二透鏡組；外部線區域的光線通過第二成像鏡頭聚焦在精密狹縫單元，并由第一透鏡組實現狹縫透射光線的準直，通過由第一光楔-光柵-第二光楔組成的模組得到光譜圖像；光譜圖像經過上述線區域光譜圖像采集設備后，經第二個透鏡組，在第二光學感光芯片上獲取光譜圖像。

所述第一光學感光芯片、第二光學感光芯片是一種二維的光電轉換芯片，包括互補金屬氧化物半導體芯片、電荷耦合元件芯片。

所述成像光譜模塊的第二成像鏡頭，其參數與二維圖像采集攝像設備的第一成像鏡頭完全一致。

所述精密狹縫單元是一種精密機械件，器件上有一個寬度小于 500微米的狹縫。

所述第一透鏡組和第二透鏡組，焦距大于5mm。