CN211121618U

CN211121618U - 一种光谱测量装置

Info

Publication number: CN211121618U
Application number: CN201921902893.3U
Authority: CN
Inventors: 董翊
Original assignee: Nanjing Berkeley New Materials Technology Co ltd
Current assignee: Nanjing Berkeley New Materials Technology Co ltd
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2019-11-06
Publication date: 2020-07-28
Anticipated expiration: 2029-11-06

Abstract

本实用新型实施例提供了一种光谱测量装置，包括：滤光片阵列由若干不同透射光谱的滤光片按预设阵列排布形成，滤光片用于透射待测光线；图像采集模块用于采集滤光片阵列上每个滤光片的透射光光强得到光强阵列图像；数据处理模块根据光强阵列图像中的光强矩阵与预设滤光片阵列的透射光谱矩阵，计算得到待测光线的光谱。通过采用滤光片阵列和图像采集模块的组合方式，采集待测光线经滤光片阵列透射后的光强矩阵，结合每个滤光片的透射光谱，经过多元矩阵计算得到待测光线的光谱，不需要传统的狭缝和光栅，极大地提高了入射光的强度和利用率，并可灵活按照需求调整光谱分辨率和测量范围，结构大为简化，成本大幅度降低。

Description

一种光谱测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，特别是涉及一种光谱测量方法和一种光谱测量装置。

背景技术

光谱是复色光中的各种单色光成分按波长依次排列的图案或各单色光的光强按波长的分布。光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线并测量出光谱的仪器。它广泛应用于环境监测、灯具测试、LED亮度色温显色指数、工业控制、化学分析、食品品质检测、材料分析、临床检验、航空航天遥感及科学教育等重要领域。

现有的光谱仪主要包括入射狭缝、准直元件、色散元件、聚焦元件和探测元件等元器件，通过在入射光的照射下形成光谱仪成像系统的物点，使狭缝发出的光线变为平行光，准直元件可以是一独立的透镜、反射镜、或直接集成在色散元件上。通常采用光栅或棱镜，使光信号在空间上按波长分散开来，现在主要采用光栅，聚焦色散后的光束，使其在焦平面上形成一系列入射狭缝的像，其中每一像点对应于一特定波长。将成分复杂的复色光分解在空间上，按波长分开的单色光。

现有的光谱测量方法中入射狭缝只允许很窄的光束进入光谱仪，目的是最大限度的减小光束分光后不同波长的光在空间上重叠而降低分辨率，越是高分辨的光谱仪其入射狭缝越窄。为了提高光谱分辨率，光栅要刻制的非常精密，一毫米达到几百甚至几千条蚀刻线，因此不仅光栅的成本较高，而且光栅分光后大约只有1％的光强可利用。狭缝进来的光本来就已经很弱了，再有99％的光不能利用，剩下的1％还要在空间上展开，而且这1％只有一部分落在探测元件上，其利用率非常低。为了分光后的光线能在空间上充分展开，探测元件就要与色散元件拉开足够的距离，再加上复杂的准直和聚光光路，光谱仪的体积不得不做的很大。通常光谱仪根据测量范围配备不同的光栅，如可见光范围、红外范围、紫外范围等，光栅位置和探测器位置以及光路是固定的，如要改变测量范围，不仅要更换光栅，还要变更光路和探测元件及其位置，操作复杂。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型实施例以便提供一种克服上述问题的一种光谱测量方法和相应的一种光谱测量装置。

为了解决上述问题，本实用新型实施例公开了1、一种光谱测量装置，其特征在于，包括：

滤光片阵列，由若干不同透射光谱的滤光片按预设阵列排布形成，所述滤光片用于透射待测光线；

图像采集模块，用于采集所述滤光片阵列上的每个滤光片的透射光强并得到光强阵列图像；

数据处理模块，根据所述光强阵列图像中的光强矩阵与预设所述滤光片阵列的透射光谱矩阵，计算得到所述待测光线的光谱。

进一步地，所述图像采集模块包括CCD图像传感器或COMS图像传感器。

进一步地，所述滤光片的数量等于所述待测光线的待测波长位置数量。

进一步地，所述滤光片阵列中相邻的所述滤光片之间相互物理阻隔。

进一步地，所述滤光片阵列包括带有网格的滤光片框架和多个所述滤光片，所述滤光片固定在所述网格，且所述滤光片之间采用不透光材料阻隔。

进一步地，所述滤光片的透射光谱相互之间不含有线性关系或线性叠加关系。

进一步地，所述滤光片阵列与所述图像采集模块相对设置。

本实用新型实施例包括以下优点：通过采用滤光片阵列和图像采集模块的组合方式，采集待测光线经滤光片阵列透射后的光强矩阵，结合每个滤光片的透射光谱，经过多元矩阵计算得到待测光线的光谱，不需要现有光谱仪普遍采用的光谱仪狭缝入射和光栅(或棱镜)分光的方法，是一种全新的光谱测量方法和装置，极大地提高了入射光的强度和利用率，并可灵活按照需求调整图像采集模块的分辨率和测量范围，结构大为简化，成本大幅度降低。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中的一种光谱测量装置的结构框图；

图2是本实用新型一实施例中的一种光谱测量方法实施例的步骤流程框图；

图3是本实用新型一实施例中的一种滤光片阵列实施例的结构框图；

图4是本实用新型一实施例中的滤光片阵列中的三个滤光片的透射光谱。

1待测光线、2滤光片阵列、3白屏、4图像采集模块、21滤光片、22 滤光片框架

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型实施例的核心构思之一在于，提供了一种光谱测量装置，包括：滤光片21、白屏3、图像采集模块4和数据处理模块，滤光片21按预设阵列排布形成滤光片阵列2，白屏3设于滤光片21和图像采集模块4之间并贴近滤光片阵列2，如果滤光片阵列2外形尺寸等于或小于图像采集模块 4的感光面，可不用设置白屏3，直接将滤光片阵列2紧贴在图像采集模块4 的感光面上，图像采集模块4与数据处理模块连接。通过采用滤光片阵列2 和图像采集模块4的组合方式，采集待测光线经滤光片阵列后的透射光强，结合每个滤光片21的透射光谱，通过多元矩阵的计算得到待测光线的光谱，不需要目前光谱仪普遍采用的狭缝入射和光栅(或棱镜)分光的方法，极大地提高了入射光的强度和利用率，并可灵活按照需求调整分辨率和测量范围，结构大为简化，成本大幅度降低。

参照图1，示出了本实用新型的一种光谱测量装置实施例的结构框图，具体可以包括：滤光片21、白屏3、图像采集模块4和数据处理模块，滤光片21按预设阵列排布形成滤光片阵列2，白屏3设于滤光片21和图像采集模块4之间，图像采集模块4与数据处理模块连接。本实施例中的光谱测量装置不需要进行分光的步骤，仅通过滤光片阵列2接收待测的入射光线，在上述滤光片阵列2的背面设置白屏3，经过滤光片阵列2后透射的待测光线在白屏3上形成清晰的光强阵列，图像采集模块4设置于白屏3后面，图像采集模块4将白屏3上的光强阵列采集成图像，在其他实施例中也可不设置白屏3，图像采集模块4直接采集滤光片阵列2的透射光强得到光强阵列图像，上述光强阵列图像传输至数据处理模块，数据处理模块根据上述光强阵列获得光强的光强，结合已知的滤光片阵列2上每个滤光片的透射光谱计算出入射光线的光谱。在一具体实施例中，上述图像采集模块4具体设置为 CCD摄像头，通过CCD摄像头采集白屏3上的光强阵列，将其拍摄下来形成图片，并将上述图片传输至数据处理模块，CCD摄像头通常有几百万甚至上千万像素，其灵敏度远远高于现有光谱仪中的线状CCD探测器，采用 CCD摄像头采集滤光片21照射到白屏3上的光强图像，其成本大大降低，普通滤光片21价格远远低于光栅，而且对于高出几个量级的光信号用普通 CCD摄像头即可，比高灵敏度的线状CCD便宜很多，同时也说明，若同样采用高灵敏度的CCD，灵敏度也会高出几个量级。因为用CCD摄像头直接拍摄滤光片阵列2透光的图像，无需准直和色散的光路空间，体积可以做的很小，结构紧凑，实现检测设备的轻量化和微型化。在其他实施例中，图像采集模块4还可采用COMS图像采集单元，COMS图像采集单元具体为一种采用CMOS图像传感器的摄像头，CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器。CMOS图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成，这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。

在本实施例中，滤光片阵列2由若干不同透射率的滤光片21组成。上述滤光片21拼成平面阵列，阵列的排布可以是行列式的方阵或长方阵，也可以是圆形排布的阵列，在本申请中不限定上述阵列的排布方式。滤光片21 的材料包括玻璃、有机材料和石英等，也可以是印在透明介质上的各色染料，上述透明介质包括但不仅限于透明玻璃。本申请中的滤光片21通过镀膜、上色、掺杂或利用材料本身透光特性来制作而成，滤光片阵列2中所有滤光片21的透射光谱相互之间不存在线性关系或线性叠加关系。

在本实施例中，滤光片21的数量等于入射光的波长位置数量。本实施例中光谱测量装置具有光谱波长分辨率可调的优点，光谱的分辨率取决于相邻波长的间隔，本申请中的波长测量点的数量与滤光片21数量相等，因此通过增加滤光片21的数量，即可提高光谱波长的分辨率，滤光片21的更换方便，改变测量范围或分辨率只需更换不同的滤光片阵列2即可，滤光片阵列2中的滤光片21数量M等于测量的波长位置数量N，即M＝N，如果M>N，则选取其中N个滤光片21的透射光强及其透射光谱用于随后的计算即可，计算灵活。

在本实施例中，滤光片阵列2中相邻的滤光片21之间采用不透光材料阻隔。滤光片阵列2中相邻滤光片21之间设有有不透光的材料，在一具体实施例中上述不透光材料设置为黑色塑料或金属，采用上述不透光材料将各个滤光片21隔开，能够有效防止光线的相互干扰，提高检测结果的准确性。

在本实施例中，滤光片阵列2包括带有网格的滤光片框架22和多个滤光片21，滤光片21固定安装在网格内。在具体实施例中，不同的应用上可以采用不同的滤光片21矩阵规格，可以根据具体的需求更换滤光片21的数量、滤光片21的种类和滤光片21的材料，在一具体实施例中的滤光片21 材料包括玻璃、有机材料和石英等，也可以是印在透明介质上的各色染料，滤光片21制作方式可以是镀膜、上色或利用本身透光特性，在具体实施例中的滤光片21形状可以设置为方形、长方形、圆型或其它几何形状，本申请不限定上述滤光片21的形状，同样，滤光片21的大小和厚度可以根据具体需要选择。滤光片阵列2的排列方式包括方阵、长方阵或圆型阵列等，每个滤光片21的尺寸形状相同或相近，滤光片21的形状可以是方形、长方形、圆形或其它几何形状，其尺寸大小根据具体需求设定，上述滤光片21的直径介于1微米到1厘米之间。

在一具体实施例中，CCD摄像头的像素数量、分辨率和灵敏度可以根据具体需要进行选择。为了增加检测精度和准确性，可以增加其他辅助的光学透镜和器件。

在本实施例中，白屏3的尺寸等于或大于滤光片阵列2的尺寸。白屏3 位于滤光片阵列2的后面，其设置的尺寸需等于或大于滤光片阵列2，白屏 3紧贴在滤光片阵列2上，也可以与滤光片阵列2保持微小的距离，目的是让滤光片阵列2的透射光在白屏3上形成一个边缘清晰的光强阵列。本实施例中的白屏3是由白色漫反射材料制成，上述白屏3对光谱测量的整个波长范围内的光线有较强的透射率和较低的吸收率，并且其透射光谱和吸收光谱是已知的或可以精确测量的。白屏3的厚度和密度均匀一致，能够在其背面看到或拍摄到清晰的滤光片阵列2的透射光强。

在本实施例中，白屏3靠近滤光片阵列2设置。采用上述白屏3显示滤光阵列的光强阵列，并可由CCD摄像头拍摄，进而由数据处理模块计算得出光谱，不需要狭缝进光，也不需要光栅或棱镜分光，整个滤光片阵列2直接接收待测光照射，光信号强度远远大于狭缝。滤光片21和白屏3的透过率远远高于光栅的1％利用率，因此光信号强度能够相对光栅的方式有极大的提升。将CCD摄像头设置于白屏3后面，能够将白屏3上的光强阵列图像清晰拍摄下来，CCD摄像头的像素分辨率和灵敏度根据需要选择，其对不同波长光线的响应曲线是已知的，且能够在光谱测量的整个波长范围内都有足够强的响应。

在一具体实施例中的光谱测量装置还可以包括一些辅助的光学透镜和器件，以得到更均匀的入射光更清晰准确的透射光光强图像。

本实施例公开的一种光谱测量装置，不需要狭缝进光，整个滤光片阵列 2直接接收待测光照射，滤光片21和白屏3的透过率远远高于光栅的1％利用率，光信号强度有极大地提升。CCD摄像头有几百万至上千万像素，其灵敏度远远高于现有光谱仪中的线状CCD探测器；普通滤光片21价格远远低于光栅，而且高出几个量级的光信号用普通CCD摄像头即可，相比高灵敏度的线状CCD成本大大降低。光谱的分辨率取决于相邻波长的间隔，本申请的波长测量点的数量与滤光片21数量相等，通过增加滤光片21数量即可提高光谱波长的分辨率，改变测量范围或分辨率只需更换不同的滤光片阵列2，操作简单方便。用CCD摄像头直接拍摄滤光片阵列2透光的图像，无需准直和色散的光路空间，体积缩小，结构简单紧凑，是一种全新的光谱测量方法。

参照图2，示出了本实用新型的一种光谱检测方法实施例的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

S1，采集滤光片阵列上透射的光强阵列图像，滤光片阵列由若干不同透射光谱的滤光片按预设阵列排布形成；

S2，根据光强阵列图像中的光强矩阵与预设滤光片阵列的透射光谱矩阵，计算得到待测光线的光谱。

在本实施例中，采用滤光片阵列测量光谱的方法，不需要入射狭缝，也不需要光栅把光线分解按波长在空间上展开。利用上述光谱测量装置，将待测光线照射到滤光片阵列上，透射光在滤光片阵列后的白屏上形成光强阵列，CCD摄像头在白屏背后摄取光强阵列的图像，传给数据处理模块，得到滤光片阵列上每个滤光片透过的光强，再根据每个滤光片已知的透射光谱即每个波长位置上的透射率，列出一个矩阵方程，计算出被测光线的光强随波长的分布，得到待测光线的光谱。滤光片的数量与待测的波长点的数量相同，也就是说要计算出被测光信号在N个波长位置的光强就需要N个滤光片。本申请中每个滤光片透过的光强P就等于照射到该滤光片上的被测光学信号在N个波长位置上的光强X_n(n为1到N的正整数)分别乘以该波长位置上的该滤光片透射率α_n(n为1到N的正整数)之后的相加值，即：

P＝X₁α₁+X₂α₂+...+X_nα_n+X_Nα_N

这样每个滤光片就得到一个含有N个光强未知数X_n(n为1到N的正整数)的方程，N个滤光片得到N个方程，解这N个N元一次方程组(或矩阵方程)就可以得到被测光信号在N个波长位置上的光强，即待测光的光强随波长的分布，从而得到被测光信号的光谱。所有滤光片的透射光谱相互之间没有线性或线性叠加关系，即任何一个滤光片的透射光谱不能乘以一个常数就得到与另一个滤光片相同的透射光谱，也不能通过几个滤光片透射光谱的线性叠加得到与其它某个透射光谱或某几个滤光片透射光谱的线性叠加，否则矩阵方程无解。

在一具体实施例中，一个未知光源的光谱范围在400nm-700nm之间，选用一个由100个不同透射光谱的滤光片组成的10×10滤光片阵列，参照图3 所示，每个滤光片大小为3mm×3mm，镶嵌在一个黑色塑料制成的网状框子上，相邻滤光片之间有1mm间隔被黑色塑料边框隔开，避免光线相互干扰，整个滤光片阵列约40mm×40mm大小。

滤光片阵列中每个滤光片的透射谱都不相同，且没有线性关系或线性叠加关系，参照图4，例举了其中三个滤光片的透射光谱来说明，可见其范围覆盖了400nm-700nm波段的整个或部分区间，且没有线性关系或线性叠加关系，其余滤光片的透射光谱也如此。

测量装置的示意图如图1所示，滤光片阵列面向待测光源并拉开一定距离使得入射光近似平行光并有均匀的照度，入射光透过滤光片阵列的透射光在紧贴滤光片阵列后的白屏上形成五颜六色强度不一的清晰光强阵列，CCD 摄像头在白屏后面拍摄下这个光强阵列图像，传送给数据处理模块，不考虑颜色只计算光强，为了精确起见，只计算每个光强中心相同区域的光强，就得到入射光经滤光片阵列后的100个透射光强的相对强度值。根据这100个透射光强数据，结合每个滤光片的透射光谱，就可以计算出入射光的光强随波长的分布，即光谱。

参照图1，在一具体实施例中，给每个滤光片编号：从左上角第1个滤光片到右下角第100个滤光片分别为#1、#2、#3、…、#100，同时在 400nm-700nm波长区间每隔3nm取一个波长位置，也给这100个波长位置编号：λ₁＝400nm、λ₂＝403nm、λ₃＝406nm、...、λ₁₀₀＝697nm。

因为每一个滤光片的透射谱是已知的且可以精确测定的，那么每一个滤光片在这100个波长位置的透射率都是已知的，设定#1滤光片在λ₁波长处的透射率是α₁₁，在λ₂波长处的透射率是α₁₂，…，在λ₁₀₀波长处的透射率是α₁₁₀₀，以此类推，#n滤光片在λ_m波长处的透射率是α_nm，这些皆为已知量。

为了测量出待测光源的光谱，只要计算出入射光在每个波长位置上的光强就可以得到其光谱。平行入射光均匀照射在滤光片阵列上，每个滤光片的大小相同，可以认定每个滤光片上的入射光强是一样的，入射光透过滤光片阵列后在其背后的白屏上形成一个颜色不同强度不一的光强阵列，CCD摄像头把这个光强阵列图像拍摄下来，传给数据处理装置，不考虑颜色只计算光强，就可以得到入射光在每个滤光片后的透射光强，其光强值分别为P₁、 P₂、…、P_n、…、P₁₀₀。

设定照射在每个滤光片上的入射光在λ₁波长的光强为X₁，在λ₂波长的光强为X₂，…，在λ_m波长的光强为X_m，那么对任意一个滤光片，比如#n滤光片，入射光透射的总光强P_n就所有波长的透射光强之和，即： P_n＝X₁α_n1+X₂α_n2+...+X_nα_nm+X₁₀₀α_n100,(其中：n代表#n滤光片，m代表在λ_m波长处。)，这是一个含有X₁、X₂、…、X₁₀₀，总共100个未知数的100元一次方程，100个滤光片就有100个互不相同且没有线性关系的100元一次方程：

写成矩阵方程形式就是：

αX＝P

其中α是100个滤光片分别在100个波长位置处的透射率组成的系数 100*100方矩阵，X是100个未知量的列向量，P是测得的100个光强数据组成的常数列向量。

解这个由100个100元一次方程组成的方程组(或矩阵方程)，就一定能得到一组且只能得到一组关于未知数X₁、X₂、…、X₁₀₀的解，最后再用白屏的透射光谱和CCD摄像头对不同波长光强响应曲线对解得的X₁、X₂、…、 X₁₀₀值进行修正，就得到入射光的光强随波长的分布，即光谱。以上计算均可以编好程序由数据处理模块进行并在屏幕上显示结果。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本实用新型实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本实用新型实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本实用新型实施例所必须的。

本实用新型实施例公开了一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的光谱测量方法的步骤。

本实用新型实施例公开了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的光谱测量方法的步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本实用新型实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本实用新型实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本实用新型实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本实用新型实施例是参照根据本实用新型实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的一种光谱测量方法和一种光谱测量装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种光谱测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像采集模块包括CCD图像传感器或COMS图像传感器。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤光片的数量等于所述待测光线的待测波长位置数量。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤光片阵列中相邻的所述滤光片之间相互物理阻隔。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述滤光片阵列包括带有网格的滤光片框架和多个所述滤光片，所述滤光片固定在所述网格，且所述滤光片之间采用不透光材料阻隔。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤光片的透射光谱相互之间不含有线性关系或线性叠加关系。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滤光片阵列与所述图像采集模块相对设置。