[发明专利]高光谱图像传感器及其操作方法

说明书

一种高光谱图像传感器，包括：光照射器，被配置为将光照射到对象的部分区域；光检测器，被配置为接收响应于照射光而在部分区域中生成的检测光，并且生成光谱信号，每个光谱信号与该部分区域中包括的多个子区域中的相应子区域相对应；以及处理器，被配置为基于光谱信号生成该部分区域的高光谱图像。

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2021年10月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0141769的优先权，该申请的公开通过全文引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种高光谱图像传感器及其操作方法。

背景技术

高光谱成像技术被用于同时测量对象的图像的每个像素的光谱。与现有的点光谱相比，高光谱成像技术可用于在短时间内测量对象的每个部分的光谱。

图像的相应像素包括光谱信息，因此，可以以各种方式应用高光谱成像技术，以通过捕捉对象图像来测量对象的属性和特性。例如，通过使用无人机、卫星、飞机等对地面进行成像，高光谱成像技术可以应用于农业状况分析、矿产分布、地表植被、污染水平等。高光谱成像技术也被考虑用于食品安全、皮肤/面部分析和生物组织分析等各个领域的其他应用。

高光谱成像技术用于通过使用点扫描法或线扫描法来获得高光谱图像。当使用点扫描法或线扫描法时，由于仅在对象的小区域中获得信号，因此不可避免地降低了扫描速度以达到预期的信噪比(SNR)。

发明内容

本公开提供了一种高光谱图像传感器及其操作方法。本公开的技术问题不限于上述技术问题，还可以从以下实施例中推断出其他技术问题。

附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过对本公开的实施例的实践来获知。

根据本公开的一个方面，一种高光谱图像传感器包括：光照射器，被配置为将光照射到对象的部分区域；光检测器，被配置为接收响应于照射光而在部分区域中生成的检测光，并且生成多个光谱信号，多个光谱信号中的每个光谱信号与该部分区域中包括的多个子区域中的相应子区域相对应；以及处理器，被配置为基于多个光谱信号生成该部分区域的高光谱图像。

光检测器可以包括：透镜，被配置为接收在部分区域中生成的检测光；光谱滤光器，被配置为接收检测光并输出多个子区域中的每个子区域的多个子光谱滤光器信号，多个子光谱滤光器信号中的每个子光谱滤光器信号与子区域的不同波长相对应；以及光谱信号发生器，被配置为基于多个子光谱滤光器信号生成多个子区域中的每个子区域的多个子光谱信号。

处理器可以进一步被配置为基于多个子光谱信号生成多个子高光谱图像，多个子高光谱图像中的每个子高光谱图像与多个子区域的相应子区域相对应，并且处理器可以进一步被配置为将多个子高光谱图像彼此合并以生成部分区域的高光谱图像。

对于多个子区域中的每个子区域，光谱滤光器可以输出至少三个子光谱滤光器信号，该至少三个子光谱滤光器信号中的每个子光谱滤光器信号与不同的波长相对应。

光谱滤光器可以进一步被配置为通过多个通道将多个子光谱滤光器信号发送到光谱信号发生器。

光照射器可以布置在距对象的预设距离处。

光照射器可以包括光源阵列，该光源阵列包括多个光源，并且光源阵列可以被配置为向部分区域发射多个检查光。

光源阵列可以进一步被配置为向部分区域同时发射多个检查光。

光照射器可以包括被配置为接收在部分区域中生成的检测光的透射窗。

透射窗可以形成在光照射器的开口中。

光照射器可以进一步被配置为在向部分区域发射光之后，向对象的不同于部分区域的第二部分区域发射光。。