CN104949754A - 一种多光谱信号采集方法与装置 - Google Patents

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王新全
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Abstract

本发明公开了一种多光谱信号采集方法，首先采用会聚镜头将光束会聚起来，然后将会聚之后的光束通过匀光器的入光口进入匀光器内部，由匀光器的内壁将光线多次反射后通过匀光器的出光口射出，并在所述匀光器的出光口处或者在靠近所述匀光器的出光口的地方安装多光谱阵列式光电传感器，所述多光谱阵列式光电传感器的感光表面具有滤光膜。本发明公开的系统的有益效果是：本发明的有益效果是多光谱阵列式光电传感器每个光谱通道采集的光谱信号来自于探测目标整个目标区域，使得测量相对于现有方法更加准确。同时，本发明还公开了一种多光谱信号采集装置。

Description

一种多光谱信号采集方法与装置
技术领域
本发明涉及的是一种多光谱信号采集方法与装置，属于光电信号探测技术领域。
背景技术
在多光谱光电信号并行采集时，可选用阵列式多通道光电传感器，光电传感器的每个通道光敏面上有不同通带的滤光片或滤光膜。通常的做法是用会聚镜头将目标物发射、反射或透射的光束直接会聚到多光谱阵列式光电传感器的光敏面上。这种方法有原理上的不足，会聚镜头会聚光束时，目标和光电传感器之间是物象关系，多光谱阵列式光电传感器的每一个通道会对应目标上的不同位置，也就是说多光谱阵列式光电传感器每一个通道上采集的是目标上对应区域的单通道光谱信息，并不能反映整个目标区域在该通道综合的光谱信息，这样就会造成测量的光谱信号不够准确。本发明将解决上述多光谱采集不够准确的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种多光谱信号采集方法与装置，能够同时准确采集整个目标区域的多光谱信息。
本发明公开的方法的技术方案如下：
一种多光谱信号采集方法，首先采用会聚镜头将光束会聚起来，然后将会聚之后的光束通过匀光器的入光口进入匀光器内部，由匀光器的内壁将光线多次反射后通过匀光器的出光口射出，并在所述匀光器的出光口处或者在靠近所述匀光器的出光口的地方安装多光谱阵列式光电传感器，所述多光谱阵列式光电传感器的感光表面具有滤光膜。
进一步优选的，所述匀光器的入光口置于所述会聚镜头的焦点附近，优选为焦点位置。
所述匀光器的出光口的大小与所述多光谱阵列式光电传感器的感光面匹配。
所述匀光器优选为球形或者椭球形。
所述匀光器的内表面具有一层漫反射涂层，所述漫反射涂层具有高反射率，并且与所述多光谱阵列式光电传感器的探测光谱范围相对应。
一种多光谱信号采集装置，包括会聚镜头、匀光器和多光谱阵列式光电传感器，所述匀光器的入光口置于所述会聚镜头的主光轴上，并且在所述匀光器的出光口处或者在靠近所述匀光器的出光口的地方安装所述多光谱阵列式光电传感器，所述多光谱阵列式光电传感器的感光表面具有滤光膜。
进一步优选的，所述匀光器的入光口置于所述会聚镜头的焦点附近，优选为焦点位置。
所述匀光器的出光口的大小与所述多光谱阵列式光电传感器的感光面匹配。
所述匀光器优选为球形或者椭球形。
所述匀光器的内表面具有一层漫反射涂层，所述漫反射涂层具有高反射率，并且与所述多光谱阵列式光电传感器的探测光谱范围相对应。
本发明的有益效果是多光谱阵列式光电传感器每个光谱通道采集的光谱信号来自于探测目标整个目标区域，使得测量相对于现有方法更加准确。
附图说明
图1为一种光谱信号采集方法原理图。
图中11为来自于目标的光束，12为会聚镜头，13为匀光器，14为入光口，15为出光口，16为多光谱阵列式光电传感器。
图2为多光谱阵列式光电传感器各感光面上滤光膜的透过率曲线。
图3为匀光器内壁涂层反射率曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行具体阐述，需要指出的是，本发明的技术方案不限于实施例所述的实施方式，本领域的技术人员参考和借鉴本发明技术方案的内容，在本发明的基础上进行的改进和设计，应属于本发明的保护范围。
实施例：
如图1-3所示，本发明实施例所述的一种多光谱信号采集方法，首先采用会聚镜头12将光束11会聚起来，然后将会聚之后的光束11通过匀光器13的入光口14进入匀光器内部，由匀光器13的内壁将光线多次反射后通过匀光器13的出光口15射出，并在所述匀光器13的出光口处或者在靠近所述匀光器的出光口15的地方安装多光谱阵列式光电传感器16，所述多光谱阵列式光电传感器16的感光表面具有滤光膜。
进一步优选的，所述匀光器13的入光口置于所述会聚镜头12的焦点处。
所述匀光器13的出光口的大小与所述多光谱阵列式光电传感器的感光面匹配。
所述匀光器13优选为球形或者椭球形，但根据本领域人员的认知水平，也可以设置为其他不规则或规则的形状。
所述匀光器13的内表面具有一层漫反射涂层，所述漫反射涂层具有高反射率，并且与所述多光谱阵列式光电传感器的探测光谱范围相对应。
一种多光谱信号采集装置，包括会聚镜头12、匀光器13和多光谱阵列式光电传感器16，所述匀光器13的入光口14置于所述会聚镜头12的主光轴上，并且在所述匀光器13的出光口处或者在靠近所述匀光器13的出光口的地方安装所述多光谱阵列式光电传感器16，所述多光谱阵列式光电传感器的感光表面具有滤光膜。
进一步优选的，所述匀光器13的入光口14置于所述会聚镜头12的焦点处。
所述匀光器13的出光口的大小与所述多光谱阵列式光电传感器的感光面匹配。
所述匀光器13优选为球形或者椭球形。
所述匀光器13的内表面具有一层漫反射涂层，所述漫反射涂层具有高反射率，并且与所述多光谱阵列式光电传感器的探测光谱范围相对应。
来自于目标发射、反射或透射的光束11首先经过会聚镜头12会聚，在会聚光路中放置一匀光器13，匀光器13为球形腔体，匀光器13有两个开口，分别是入光口14和出光口15。入光口14位于会聚光束最小的位置，也就是会聚透镜12会聚焦面附近，其大小与会聚光束口径相当，这样不但可以减小匀光器13的入光口14的口径，还可以有效抑制杂散光。匀光器3的内部有高反射率的漫反射涂层，反射涂层在多光谱阵列式光电传感器16的光谱范围内有很高的反射率，从入光口14进入的光束会在匀光器13内经历无数次反射后变成均匀光从出光口15输出。出光口的大小与多光谱阵列式光电传感器16的感光面大小匹配。出光口15的位置设置在从入光口14入射的光束无法直接到达的位置。在这种方法解决了现有方法中阵列式光电传感器每个光谱通道无法采集到来自于整个目标区域光谱信号的问题，使得多光谱测量结果更加准确。
本发明公开的系统的有益效果是：本发明的有益效果是多光谱阵列式光电传感器每个光谱通道采集的光谱信号来自于探测目标整个目标区域，使得测量相对于现有方法更加准确。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于以上实施例的简单应用和组合，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多光谱信号采集方法，首先采用会聚镜头将光束会聚起来，然后将会聚之后的光束通过匀光器的入光口进入匀光器内部，由匀光器的内壁将光线多次反射后通过匀光器的出光口射出，并在所述匀光器的出光口处或者在靠近所述匀光器的出光口的地方安装多光谱阵列式光电传感器，所述多光谱阵列式光电传感器的感光表面具有滤光膜。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述匀光器的入光口置于所述会聚镜头的焦点附近。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述匀光器的出光口的大小与所述多光谱阵列式光电传感器的感光面匹配。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述匀光器优选为球形或者椭球形。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述匀光器的内表面具有一层漫反射涂层，所述漫反射涂层具有高反射率，并且与所述多光谱阵列式光电传感器的探测光谱范围相对应。
6.一种多光谱信号采集装置，包括会聚镜头、匀光器和多光谱阵列式光电传感器，其特征在于，所述匀光器的入光口置于所述会聚镜头的主光轴上，并且在所述匀光器的出光口处或者在靠近所述匀光器的出光口的地方安装所述多光谱阵列式光电传感器，所述多光谱阵列式光电传感器的感光表面具有滤光膜。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述匀光器的入光口置于所述会聚镜头的焦点附近。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述匀光器的出光口的大小与所述多光谱阵列式光电传感器的感光面匹配。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述匀光器优选为球形或者椭球形。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述匀光器的内表面具有一层漫反射涂层，所述漫反射涂层具有高反射率，并且与所述多光谱阵列式光电传感器的探测光谱范围相对应。
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