[發(fā)明專利]光譜標(biāo)定裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910328972.6
• 申請(qǐng)日: 2019-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110108359A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王星澤;王永力
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合刃科技（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): G01J3/28
• 分類號(hào): G01J3/28;G01N21/31;H05B33/08
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強(qiáng)

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種光譜標(biāo)定裝置及方法，其中光譜標(biāo)定裝置包括光源控制模塊、光路調(diào)節(jié)模塊、光譜傳感器和中央控制系統(tǒng)，其中，光源控制模塊包括光源控制器和Micro LED光源陣列，光源控制器用于與中央控制系統(tǒng)連接，根據(jù)控制指令控制Micro LED光源陣列上不同Micro LED的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，提供多種LED光；光路調(diào)節(jié)模塊用于對(duì)多種LED光進(jìn)行預(yù)設(shè)光路的傳輸，并得到輸出光譜；光譜傳感器用于測(cè)量輸出光譜，得到測(cè)量光譜；中央控制系統(tǒng)與光路調(diào)節(jié)模塊和光譜傳感器連接，用于從光譜傳感器接收測(cè)量光譜，完成光譜標(biāo)定過(guò)程。采用本申請(qǐng)實(shí)施例能夠在滿足不同場(chǎng)景需要的光譜條件的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高精度成像系統(tǒng)的快速標(biāo)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，尤其涉及一種光譜標(biāo)定裝置及方法。

背景技術(shù)

機(jī)器視覺(jué)中一個(gè)很重要的方向是在光譜域上對(duì)于傳統(tǒng)的成像技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)展，即高光譜技術(shù)。當(dāng)前大多數(shù)成像技術(shù)都是基于紅、綠、藍(lán)三色信息對(duì)于場(chǎng)景影像進(jìn)行記錄，雖然三色傳感成像技術(shù)符合人類視覺(jué)系統(tǒng)的成像需求，然而從物理原理的角度出發(fā)，現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景并非只有三色信息這么簡(jiǎn)單。從光源發(fā)出或經(jīng)物體反射的光線具有豐富的波長(zhǎng)，包含大量的信息，因此光譜采集技術(shù)已成為了進(jìn)行科學(xué)研究與工程應(yīng)用的有效工具。然而，如何快速、準(zhǔn)確地完成系統(tǒng)的光譜標(biāo)定，對(duì)采集結(jié)果的準(zhǔn)確性起著重要的作用。

傳統(tǒng)光譜標(biāo)定方法主要采用的是單色儀波長(zhǎng)掃描法和特征光譜標(biāo)定法。單色儀波長(zhǎng)掃描法能夠獲得高光譜相機(jī)每一光譜通道的中心波長(zhǎng)及光譜分辨率，具有全波段標(biāo)定、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，但由于單色儀輸出光波線寬較大，導(dǎo)致此方法的光譜分辨率標(biāo)定精度低，無(wú)法對(duì)高光譜相機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定；特征光譜標(biāo)定法多采用汞燈，鈉燈，鎢絲燈等標(biāo)準(zhǔn)燈的發(fā)射譜線對(duì)儀器進(jìn)行標(biāo)定，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作的優(yōu)點(diǎn)，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)高光譜相機(jī)全波段中心波長(zhǎng)的標(biāo)定及對(duì)應(yīng)光譜分辨率的標(biāo)定，適用范圍窄。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種光譜標(biāo)定裝置及方法，采用本申請(qǐng)實(shí)施例能夠在滿足不同場(chǎng)景需要的光譜條件的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高精度成像系統(tǒng)的快速標(biāo)定。

第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種光譜標(biāo)定裝置，所述光譜標(biāo)定裝置包括光源控制模塊、光路調(diào)節(jié)模塊、光譜傳感器和中央控制系統(tǒng)，其中，所述光源控制模塊包括光源控制器和Micro LED光源陣列，所述光源控制器用于控制所述Micro LED光源陣列上不同Micro LED的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，所述Micro LED用于提供多種LED光；

所述光路調(diào)節(jié)模塊用于對(duì)所述Micro LED提供的所述多種LED光進(jìn)行預(yù)設(shè)光路的傳輸，并得到輸出光譜；

所述光譜傳感器用于測(cè)量所述輸出光譜，得到測(cè)量光譜；

所述中央控制系統(tǒng)與所述光源控制器、所述光路調(diào)節(jié)模塊和所述光譜傳感器連接，用于控制所述光源控制器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從所述光譜傳感器接收測(cè)量光譜，將所述測(cè)量光譜與目標(biāo)光譜進(jìn)行比對(duì)，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果對(duì)所述光路調(diào)節(jié)模塊進(jìn)行控制，完成光譜標(biāo)定過(guò)程。

在一種可能的實(shí)施例中，所述光路調(diào)節(jié)模塊包括準(zhǔn)直透鏡、光柵、聚焦反射鏡、數(shù)字微鏡DMD、混光棒、擴(kuò)散透鏡和擴(kuò)散器，其中所述準(zhǔn)直透鏡用于接收所述Micro LED光源陣列提供的所述多種LED光，并將所述多種LED光轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)直平行光；

所述光柵用于對(duì)所述準(zhǔn)直平行光進(jìn)行分光，獲得多種不同波長(zhǎng)的光；

所述聚焦反射鏡用于將所述多種不同波長(zhǎng)的光聚焦到DMD上；

所述DMD根據(jù)接收到的所述多種不同波長(zhǎng)的光獲得至少一個(gè)挑選光，并將所述至少一個(gè)挑選光反射到所述混光棒；

所述混光棒用于將所述至少一個(gè)挑選光進(jìn)行混合得到復(fù)合寬波段光譜，并將所述寬波段光譜傳輸?shù)剿鰯U(kuò)散透鏡進(jìn)行放大，所述擴(kuò)散透鏡將放大后的所述寬波段光譜傳輸?shù)剿鰯U(kuò)散器進(jìn)行擴(kuò)散，并在所述擴(kuò)散器外表面得到所述輸出光譜。

在一種可能的實(shí)施例中，所述中央控制系統(tǒng)與所述光路調(diào)節(jié)模塊中的所述DMD連接，具體用于：