CN205091252U - 成像高光谱检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及成像高光谱检测装置，包括光谱采集单元、运动平台、计算机控制单元和光源，计算机控制单元分别与光谱采集单元、运动平台和光源相连；光源用于照射待测样品；运动平台用于承载待测样品，并在计算机控制单元的控制下进行运动；光谱采集单元，包括依次设置在同一光路上的折返式光学组件、分光器和探测器，折返式光学组件将待测样品的反射光信号投射到分光器，分光器对接收到的反射光信号进行分光，并将分光后的光信号投射到探测器，探测器与计算机控制单元连接，以将采集到的数据上传到计算机控制单元。本实用新型采用了折返式光学组件，对反射光做折返，使装置更加紧凑、降低整个装置的高度，便于调节和运输。

Description

成像高光谱检测装置

技术领域

本实用新型涉及光谱仪领域，特别涉及一种成像高光谱检测装置。

背景技术

高光谱成像技术是近年来发展起来的基于非常多窄波段的影像数据技术，并在农业、地物检测、刑事侦查、药品成分以及医疗诊断等诸多领域有着很大的应用前景。成像高光谱检测技术能够对待检测的样品做到无接触、无损、快速的检测。因此成像高光谱检测技术无论是在科学实验中还是工业生产中都起到了很大的作用。

但是现有的成像高光谱系统一般采用单个固定反射镜，待测样品的反射光经过单个反射镜反射到光学镜头中。由于考虑到最终成像的效果，这就要求光学镜头和反射镜镜头之间要有一定的焦距，另外由于系统中还要有一些必要的部件，因此现有的成像高光谱系统一般都具有很高的高度。这对成像高光谱系统的调试、操作以及搬运都造成了极大的不便，使得成像高光谱系统在科学实验及工业生产实践中受到了很大的限制。为了把成像高光谱检测技术进行大范围的推广，必须要解决成像高光谱系统高度过高的问题。

因此，针对以上现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种成像高光谱检测装置。

实用新型内容

本实用新型提供一种成像高光谱检测装置，以解决现有成像高光谱检测装置因高度过高而造成的对该装置调试、操作和搬运的不便，以致成像高光谱检测装置在工业生产实践中使用受限的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种成像高光谱检测装置，该装置包括：

光谱采集单元、运动平台、计算机控制单元和光源，所述计算机控制单元分别与所述光谱采集单元、运动平台和光源相连；

所述光源，用于照射待测样品；

所述运动平台，用于承载所述待测样品，并在计算机控制单元的控制下进行运动；

所述光谱采集单元，包括依次设置在同一光路上的折返式光学组件、分光器和探测器，所述折返式光学组件将待测样品的反射光信号投射到所述分光器，所述分光器对接收到的反射光信号进行分光，并将分光后的光信号投射到所述探测器，所述探测器与所述计算机控制单元连接，以将采集到的光谱数据上传到所述计算机控制单元。

其中，所述折返式光学组件包括多块反射镜和一个长焦镜头；

所述多块反射镜将待测样品的反射光信号经多次反射后，投射到所述长焦镜头，通过所述长焦镜头将反射光信号传输到所述分光器。

其中，所述折返式光学组件，包括第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜；

所述第一反射镜设置在待测样品的反射光信号的发射方向，用于将所述待测样品的反射光信号反射到所述第二反射镜的镜面上；

所述第二反射镜设置在第一反射镜的反射光信号的发射方向，用于将所述第一反射镜的反射光信号反射到所述第三反射镜的镜面上；

所述第三反射镜设置在第二反射镜的反射光信号的发射方向，用于将所述第二反射镜的反射光信号反射到所述第二反射镜的镜面上，以使经多次反射后的待测样品的反射光信号投射到所述长焦镜头。

其中，所述分光器为凸面光栅或者PGD分光器件。

其中，所述探测器为面阵探测器，进一步的，面阵探测器为CCD面阵探测器或CMOS面阵探测器。

其中，所述光源由卤素灯阵列构成。

其中，所述计算机控制单元具有多个控制接口，分别与光谱采集单元、运动平台、光源相连。

其中，所述运动平台采用皮带传动。

本实用新型提供的一种成像高光谱检测装置，通过采用折返式光学组件来代替光谱采集单元中的单个固定反射镜，所述折返式光学组件包括有多块反射镜，光源照射待测样品产生的反射光信号投射到折返式光学组件中，经过多块反射镜进行多次折返，使成像高光谱检测装置更加紧凑，降低了整个装置的高度，便于对该装置进行调节、操作和运输，解决了成像高光谱装置在工业实践中受到很大限制的问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型一实施例提供的成像高光谱检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的折返式光学组件的结构示意图；

其中，1：光谱采集单元；2：光源；3：待测样品；4：运动平台；5：计算机控制单元；11：折返式光学组件；12：分光器；13：探测器；111：第一反射镜；112：第二反射镜；113：第三反射镜；114：长焦镜头。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然的，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型一实施例提供的成像高光谱检测装置的结构示意图，如图1所示，本实施例的成像高光谱检测装置包括：光谱采集单元1、光源2、待测样品3、运动平台4、计算机控制单元5，计算机控制单元5分别与光谱采集单元1、光源2、运动平台4相连，光源2对待测样品3进行照射，运动平台4用于承载待测样品3，并在计算机控制单元5的控制下进行运动，使待测样品在运动平台的水平面上进行运动；

其中，光谱采集单元1包括折返式光学组件11、分光器12、探测器13，折返式光学组件11、分光器12以及探测器13设置在同一光路上，折返式光学组件11将待测样品3的反射光信号投射到分光器12，分光器12对接收到的反射光信号进行分光，并将分光后的光信号投射到探测器13，探测器13与计算机控制单元5连接，以将采集到的光谱数据上传到计算机控制单元5，计算机控制单元5接收探测器13传输过来的数据并进行存储，并显示结果，实现对待测样品单元3无损、快速的检测。

可选的，运动平台4在计算机控制单元5的控制下进行一维匀速运动，从而使待测样品3在运动平台4上进行一维匀速运动。

本实用新型提供的成像高光谱检测装置，采用独特的折返式光学组件，使整个装置更加紧凑，降低了整个装置的高度，便于对其进行调试、操作和运输。

其中，折返式光学组件11包括多块反射镜和一个长焦镜头，多块反射镜对待测样品的反射光信号进行多次折返后投射到长焦镜头，通过长焦镜头将反射信号传输到分光器12。

图2示出了本实用新型一实施例提供的折返式光学组件的结构示意图，如图2所示，折返式光学组件包括：第一反射镜111、第二反射镜112、第三反射镜113、长焦镜头114，第一反射镜111、第二反射镜112、第三反射镜113呈一定几何排列。

第一反射镜111设置在待测样品3的反射光信号的发射方向，用于将待测样品3的反射光信号反射到第二反射镜112的镜面上；第二反射镜112设置在第一反射镜111的反射光信号的发射方向，将第一反射镜111的反射光信号反射到第三反射镜113的镜面上；第三反射镜113设置在第二反射镜112的反射光信号的发射方向，将第二反射镜112的反射光信号反射到第二反射镜112的镜面上，第二反射镜112将第三反射镜113的反射光信号进行反射后，投射到长焦镜头114的镜面上。

具体的，分光器12与长焦镜头114相连。分光器12用于对经过长焦镜头114投射过来的待测样品反射信号进行分光。

本实用新型提供的成像高光谱检测装置，采用独特的折返式光学组件，通过多面反射镜对待测样品的反射光信号进行多次折返，该折返式光学组件结构简单、紧凑，从而使整个成像高光谱检测装置更加紧凑，降低了整个装置的高度，便于对其进行调试、操作和运输。

可选的，分光器12为凸面光栅或PGP分光器件。本实施例中分光器12对经过长焦镜头114投射过来的待测样品3的反射光信号进行分光处理后传输到探测器13内。

可选的，探测器13为面阵探测器。进一步的，面阵探测器为CCD面阵探测器或CMOS面阵探测器。本实施例中探测器13对从分光器12接收到的光信号进行光电转换，获取待测样品3反射光的光谱立方体数据，并将数据上传到计算机控制单元5。

可选的，光源2由卤素灯阵列构成，卤素灯阵列与计算机控制单元5相连，经计算机控制单元5控制提供均匀的光照射到待测样品3上。

可选的，计算机控制单元5具有多个控制接口。

具体的，在本实施例中计算机控制单元5至少具有三个控制接口，且具有大数据存储能力，计算机控制单元5分别与光谱采集单元1中的探测器13、光源2和运动平台4相连，用于控制探测器13、光源2和运动平台4并对探测器13、光源2和运动平台4的运作信息进行记录和显示。

可选的，所述运动平台可采用皮带传动。

本实用新型提供的一种成像高光谱检测装置的具体工作原理为：

光源2提供均匀的光源照射到待测样品3上，其反射信号进入光谱采集单元1，从光谱采集单元1中的折返式光学组件13进入，经过分光器12将待测样品3的反射光信号进行分光处理并投射到探测器13上，在探测器13上进行光电转换，获取到待测样品3反射光的光谱立方体数据，并传输到计算机控制单元5，经过计算机控制单元5的处理，并显示结果，实现对待测样品3无损、快速的检测。

同时，运动平台4使待测样本3在其上进行匀速一维运动，形成二维扫描。

本实用新型提出的一种成像高光谱检测装置，与现有的成像高光谱系统相比，具有以下有益效果：采用了折返式光学系统，使用多面反射镜做折返，使系统更加紧凑、降低整个系统的高度，便于调节和运输。

本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种成像高光谱检测装置，其特征在于，包括光谱采集单元、运动平台、计算机控制单元和光源，所述计算机控制单元分别与所述光谱采集单元、运动平台和光源相连；

所述光源，用于照射待测样品；

所述运动平台，用于承载所述待测样品，并在计算机控制单元的控制下进行运动；

所述光谱采集单元，包括依次设置在同一光路上的折返式光学组件、分光器和探测器，所述折返式光学组件将待测样品的反射光信号投射到所述分光器，所述分光器对接收到的反射光信号进行分光，并将分光后的光信号投射到所述探测器，所述探测器与所述计算机控制单元连接，以将采集到的光谱数据上传到所述计算机控制单元。

2.根据权利要求1所述的成像高光谱检测装置，其特征在于，所述折返式光学组件包括多块反射镜和一个长焦镜头；

所述多块反射镜将待测样品的反射光信号经多次反射后，投射到所述长焦镜头，通过所述长焦镜头将反射光信号传输到所述分光器。

3.根据权利要求2所述的成像高光谱检测装置，其特征在于，所述折返式光学组件，包括第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜；

所述第一反射镜设置在待测样品的反射光信号的发射方向，用于将所述待测样品的反射光信号反射到所述第二反射镜的镜面上；

所述第二反射镜设置在第一反射镜的反射光信号的发射方向，用于将所述第一反射镜的反射光信号反射到所述第三反射镜的镜面上；

所述第三反射镜设置在第二反射镜的反射光信号的发射方向，用于将所述第二反射镜的反射光信号反射到所述第二反射镜的镜面上，以使经多次反射后的待测样品的反射光信号投射到所述长焦镜头。

4.根据权利要求1-3任一项所述的成像高光谱检测装置，其特征在于，所述分光器为凸面光栅或者PGP分光器件。

5.根据权利要求1-3任一项所述的成像高光谱检测装置，其特征在于，所述探测器为面阵探测器。

6.根据权利要求5所述的成像高光谱检测装置，其特征在于，所述面阵探测器为CCD面阵探测器或CMOS面阵探测器。

7.根据权利要求1-3任一项所述的成像高光谱检测装置，其特征在于，所述光源由卤素灯阵列构成。

8.根据权利要求1-3任一项所述的成像高光谱检测装置，其特征在于，所述计算机控制单元具有多个控制接口。

9.根据权利要求1-3任一项所述的成像高光谱检测装置，其特征在于，所述运动平台采用皮带传动。