[实用新型]多信息维度手持式成像光谱仪

说明书

本实用新型公开了一种多信息维度手持式成像光谱仪。本实用新型包括双摄像设备、陀螺仪传感器；其中双摄像设备分别为二维图像采集设备和线区域光谱图像采集设备；所二维图像采集摄像设备是由第一成像镜头与第一光学感光芯片组成；线区域光谱图像采集设备是由成像光谱模块与第二光学感光芯片组成；且在第二光学感光芯片前，安装成像光谱模块，实现线区域的光谱图像的提取；成像光谱模块，包含第二成像镜头、精密狭缝单元、第一透镜组、第一光楔、光栅、第二光楔以及第二透镜组。本实用新型的双摄像设备可增加图像信息的维度。结合陀螺仪传感器，可以在手持采集光谱图像的时候，利用陀螺仪传感器，对手部的抖动进行检测。

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，具体涉及一种便携式的简易成像的维度手持式成像光谱仪。

背景技术

图像信息是当前人们获取信息的最主要方式之一。相对应的图像方面的应用也层出不穷，在近年来更是经常成为科学技术领域的头条新闻。比如，利用脸部图像信息，人们已经可以实现了身份识别的功能。利用医疗图像，结合大数据以及人工智能，医疗机器人也是当今研究热点之一。成像光谱仪，可以认为是传统图像采集设备的一个补充。如果把传统的彩色相机认为是一种三通道(红、绿、蓝)的图像采集设备，那么，成像光谱仪是一种多光谱通道的图像采集设备，可以在获得图像上每一个点的光谱信息。传统的图像，只有红绿蓝三个信息，而光谱图像上，每一个点有着丰富的光谱信息，这些光谱信息来自于光与物体内部分子的相互作用，因此，理论上，利用成像光谱仪可以在分子层面去分析物质的种类。

当前的成像光谱仪主要停留在实验室应用中，比如工厂实验室中的食品检测，大学实验室中的生物成像。当前，已经开始出现利用微纳技术开发的小型成像光谱仪，实现手持式的光谱成像。然而，这些设备的成本都非常高，无法被广泛的采用。因此，在我们的专利中，将展示一种利用双摄像设备，结合陀螺仪传感器的多信息维度手持式成像光谱仪。该设备具有结构简单、成本低廉的优点，可实现手持式的光谱成像。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供多信息维度手持式成像光谱仪，可实现手持式高精度、多信息维度光谱图像探测。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型包括双摄像设备、陀螺仪传感器以及成像光谱模组。其中双摄像设备是两个独立的摄像模组，其中第一个摄像设备安装普通的成像镜头，以传统的图像采集方式获得图像信息。第二个摄像设备安装成像光谱模组，获取光谱图像信息。另一方面，陀螺仪传感器与第二个摄像设备紧贴安装，用于获取该设备在获取图像过程中的速度与方向信息。

多信息维度手持式成像光谱仪，包括双摄像设备、陀螺仪传感器；其中双摄像设备是两个独立的摄像模组，分别为二维图像采集设备和线区域光谱图像采集设备；所述的二维图像采集摄像设备是由第一成像镜头与第一光学感光芯片组成；

所述的线区域光谱图像采集设备是由成像光谱模块与第二光学感光芯片组成；且在第二光学感光芯片前，安装成像光谱模块，实现线区域的光谱图像的提取；

所述成像光谱模块，包含第二成像镜头、精密狭缝单元、第一透镜组、第一光楔、光栅、第二光楔以及第二透镜组；外部线区域的光线通过第二成像镜头聚焦在精密狭缝单元，并由第一透镜组实现狭缝透射光线的准直，通过由第一光楔-光栅-第二光楔组成的模组得到光谱图像；光谱图像经过上述线区域光谱图像采集设备后，经第二个透镜组，在第二光学感光芯片上获取光谱图像。

所述第一光学感光芯片、第二光学感光芯片是一种二维的光电转换芯片，包括互补金属氧化物半导体芯片、电荷耦合元件芯片。

所述成像光谱模块的第二成像镜头，其参数与二维图像采集摄像设备的第一成像镜头完全一致。

所述精密狭缝单元是一种精密机械件，器件上有一个宽度小于 500微米的狭缝。

所述第一透镜组和第二透镜组，焦距大于5mm。