[实用新型]一种基于手机的便携式多光谱成像装置

说明书

本实用新型属于光谱成像技术领域，涉及一种基于手机的便携式多光谱成像装置，包括两种形式，一种是由手机、LCTF和光学镜头组成；手机、LCTF、光学镜头或光路转换器依次连接，光学镜头、LCTF和手机相机的光路共轴；另一种是由手机、LCTF、光学镜头和光路转换器组成；所述手机、LCTF、光学镜头和光路转换器依次连接，光学镜头、光路转换器、LCTF和手机相机的光路共轴；本实用新型公开的基于手机的便携式多光谱成像装置具有高精度、低功耗、高便捷性和优异的场景融入性等优势，可以应用于农产品检测、食品安全检测和医疗健康诊断等多个领域。

技术领域

本发明属于光谱成像技术领域，具体涉及一种基于手机的便携式多光谱成像装置，可以应用于食品安全检测、健康诊断等领域。

背景技术

多光谱成像技术获得的光谱图像立方体中不仅包含待测物质高分辨率的二维形貌信息，而且所含的光谱信息又能反映出物质的化学组成成份。多光谱成像分析把成熟的图像分析方法和光谱分析方法结合起来，与单纯的图像分析或光谱分析方法相比，获得的信息量更大，功能更多，分析也更为灵活。目前，光谱成像分析技术的应用范围覆盖了遥感、生物、医药、农药、食品考古等诸多领域。

国外关于多光谱技术的发展始于20世纪80年代，主要应用于航空航天等遥感领域。典型的多光谱产品有：荷兰Quest-innovations公司研制的5CCD多光谱相机Condor5；Xybion Electroics公司开发的旋转滤光片轮式CCD多光谱相机系统等。我国的对多光谱成像技术的研究主要集中在机载传感器的研制方面；这些设备系统复杂，使用要求稳定性高且专业性很强，民用领域的推广应用程度很低。开发设备结构简单、便携易用的多光谱成像设备对于在农产品检测、食品安全检测和医疗健康诊断的应用意义重大。

滤光器式多光谱成像仪的滤光器包括固定滤光片轮、电可调谐滤光器等，其中电可调谐滤光器中最常用的有液晶可调谐滤光器(Liquid Crystal Tunable Filters，LCTF)。滤光片轮是由一系列具有不同固定波长的滤光片组合而成，通过手动转动滤光片轮来获得不同波长的光谱图像，其原理及构造较为简单，但是它具有一些缺点，如：扫描速度较慢，使用范围较小并且使用寿命较短。液晶可调谐滤光器是电可调谐的滤光器，具有调节波段范围广、调谐速度快、可调谐至使用范围内任意波段、可靠性高及体积较小、方便携带等优点。LCTF对所需衍射波段之外的光具有很高的抑制比，因此很容易获得较高质量的多光谱图像。

现有的便携式多光谱成像系统多为滤光片式多光谱成系统，例如申请公布号为CN103308466的专利文献公开了一种便携式滤光片色轮型多光谱成像系统及其光谱图像处理方法，包括成像仪镜头、滤光片色轮、步进电机、滤光片组、黑白图像传感器、控制模块及计算机。申请公布号CN 107515045的专利文献公开了一种手机便携式多光谱成像方法和装置，利用手机自备的成像镜头、面阵探测器及配套电路，匹配配套的手动旋转式滤光片轮组，从而实现对不同波长光谱进行成像。但是以上公开的产品使用的滤光片只能覆盖有限的几个窄波段，而大多数情况下成像所需的光谱波段未知或波段数目较多，此时，这种类型的滤光方式扫描速度慢、适用范围小的局限性就显而易见。

发明内容

针对上述现有技术中组装滤光片轮的便携式多光谱系统扫描速度慢、自动化程度低的问题，本发明利用组装有蓝牙模块的LCTF作为分光装置，以手机作为成像装置、控制装置和数据处理器，实现基于手机调节LCTF、实时采集光谱图像和分析数据的便携式多光谱成像装置。

本发明提供一种基于手机的便携式多光谱成像装置，包括手机、LCTF和光学镜头；所述光学镜头的一端与手机的相机相连，另一端连接LCTF；所述光学镜头、LCTF和手机连接组成一个整体；所述光学镜头、LCTF和手机的相机的光路共轴。