[发明专利]一种光谱仪、摄像模组及终端设备

说明书

一种光谱仪、摄像模组及终端设备，用于解决现有技术中光谱仪无法小型化的问题。光谱仪可作为独立的光谱检测设备，也可应用于终端设备。光谱仪包括：角度敏感滤光片在第一驱动组件的驱动下处于N个不同的姿态，角度敏感滤光片在每个姿态下允许包括混叠的M个不同波段的第一光信号通过；波长选通组件用于将第一光信号分离为离散的且波段不同的M个第二光信号；镜头组件用于将第一光信号汇聚至波长选通组件，或将M个第二光信号汇聚至图像传感器；图像传感器用于记录接收到的M个第二光信号的强度信息；处理控制组件用于根据接收到的M个第二光信号的强度信息，确定成像光谱信息。如此，不需要平移角度敏感滤光片，有助于光谱仪的小型化。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2020年5月28日提交中国专利局、申请号为202010468935.8、申请名称为“一种光学系统及成像方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及光谱分析技术领域，尤其涉及一种光谱仪、摄像模组及终端设备。

背景技术

光谱仪可应用于食品检测、环境监测、生化分析、照明监测、生物特征识别等领域。随着检测需求越来越多，光谱仪的应用越来越广泛。光谱仪可以测量谱线不同波长处的强度信息。

基于不同的成像原理，常见的光谱仪主要包括：基于光栅的光谱仪和基于多滤光片的光谱仪。基于光栅的光谱仪的成像原理：平行光照射到反射光栅后，不同波长的光以不同发射角出射，并在成像元件的不同位置汇聚成像，以实现光谱分析。基于多个滤光片的光谱仪的工作原理：入射光穿过不同的滤光片后，具有不同的光谱响应，并在成像元件成像，以实现光谱分析。

但是，现有光谱仪需要平移和转动多个滤光片，难以实现光谱仪的小型化。特别是随着智能手机技术以及云数据处理与分析能力的提升，智能手机与光谱仪的结合成为重要的发展方向，这对光谱仪的小型化提出了更高的要求。

发明内容

本申请提供一种光谱仪、摄像模组及终端设备，用于小型化光谱仪。

第一方面，本申请提供一种光谱仪，该光谱仪包括：角度敏感滤光片、波长选通组件、镜头组件、图像传感器、第一驱动组件和处理控制组件；所述第一驱动组件用于驱动所述角度敏感滤光片处于N个不同的姿态；所述角度敏感滤光片用于在所述N个不同的姿态中的每个姿态下，允许来自被摄物体的光线中的第一光信号通过，所述第一光信号包括混叠的M个不同波段的光信号；所述波长选通组件用于将接收到的所述第一光信号分离为离散的M个第二光信号，所述M个第二光信号的波段互不相同；所述镜头组件用于将接收到的所述第一光信号汇聚至所述波长选通组件，或者，将接收到的所述M个第二光信号汇聚至所述图像传感器；所述图像传感器用于记录接收到的所述M个第二光信号的强度信息；所述处理控制组件用于根据所述M个第二光信号的强度信息，确定成像光谱信息，所述N为大于1的整数，所述M为大于1的整数。

基于上述光谱仪，通过波长选通组件可获得M个离散的第二光信号，从而可获得完整的光谱信息，相较于现有技术中允许单个波段通过的角度敏感滤光片，该角度敏感滤光片允许M(大于1)个波段的光信号通过，有助于提高光谱覆盖范围，从而可实现更广范围的光谱检测。而且，基于上述光谱仪，不需要对角度敏感滤光片进行平移，因此，有助于光谱仪的小型化。另外，本申请中的光谱仪可以实现成像和光谱检测双重功能。

在一种可能的实现方式中，波长选通组件可为时域波长选通组件或空域波长选通组件，如下分情形说明。

情形一，波长选通组件为时域波长选通组件。

基于该结构一，所述时域波长选通组件用于在M个时段中的每个时段，允许所述第一光信号中的一个波段的光信号通过，得到所述M个第二光信号，所述M个时段与所述M个第二光信号一一对应。