本公开涉及一种光谱测量装置以及光谱测量方法。该光谱测量装置包括：多个第一光发射单元(11)，每个第一光发射单元适于发射具有处于第一波段范围的第一发射光谱的光，其中任意两个第一光发射单元所发射的第一发射光谱互不相关，所述多个第一光发射单元能够被操作地分时发射具有对应的第一发射光谱的光至待测物体；第一单点光探测器(15)，其适于分别探测从每个第一光发射单元所发射的、经由所述待测物体反射的光的光强；计算装置，其适于基于多个第一发射光谱和所探测的对应光强两者，来确定所述待测物体在所述第一波段范围内的第一反射率光谱。反射率光谱。反射率光谱。
【技术实现步骤摘要】
光谱测量装置及其测量方法
[0001]本公开的各实施例涉及光谱测量领域，更具体地涉及一种光谱测量装置及其测量方法。
技术介绍
[0002]光谱分析技术一般指通过分析光与物质的相互作用现象，包括吸收、荧光、拉曼散射等，分析物质结构、成分及其含量等物质性质。传统的光谱分析技术核心在于分光，常见的方法包括光栅分光、棱镜分光、可调滤波器分光等。
[0003]近些年兴起的高光谱技术将成像技术与光谱技术相结合，同时探测目标物体的几何图像及物体的光谱信息，这样，高光谱技术不仅可以获得任一个谱段的影像信息，还可以获得图像上每个点的光谱数据。
技术实现思路
[0004]本公开的目的在于提供了一种改进的光谱测量装置及其光谱测量方法，其至少可以在基本上不增加成本或占用空间的情况下，将光谱测量扩展到诸如红外和/或紫外波段的更宽波段范围。
[0005]根据本公开的第一方面，其提供了一种光谱测量装置。该光谱测量装置包括：多个第一光发射单元，每个第一光发射单元适于发射具有处于第一波段范围的第一发射光谱的光，其中任意两个第一光发射单元所发射的第一发射光谱互不相关，所述多个第一光发射单元能够被操作地分时发射具有对应的第一发射光谱的光至待测物体；第一单点光探测器，其适于分别探测从每个第一光发射单元所发射的、经由所述待测物体反射的光的光强；计算装置，其适于基于多个第一发射光谱和所探测的对应光强两者，来确定所述待测物体在所述第一波段范围内的第一反射率光谱。
[0006]利用本公开的光谱测量装置，可以简单地利用单点光探测器来实现对待测物体的反射率光谱的测量。这对于降低光谱测量设备的所占空间和成本是非常有利的。特别地，本公开的光谱测量装置可以应用在诸如手机的智能电子设备中，以实现对诸如红外和/或紫外波段的反射光谱的测量。
[0007]在一些实施例中，光谱测量装置还可以包括多个第二光发射单元，每个第二光发射单元适于发射处于第二波段范围的第二发射光谱的光，其中任意两个第二光发射单元所发射的第二发射光谱互不相关，所述多个第二光发射单元能够被操作地分时发射对应的第二发射光谱至待测物体；以及二维成像探测器，其适于探测从每个第二光发射单元所发射的、经由所述待测物体反射的光的光强；所述计算装置还适于基于所述多个第二发射光谱和所探测的对应光强两者，来确定所述待测物体在所述第二波段范围内的第二反射率光谱。在这些实施例中，可以有利地结合诸如普通相机或摄像头的二维成像探测器来实现对待测物体的可见光波段的高光谱信息的测量。也就是说，在该布置下，不仅可以测量物体在可见光波段的几何成像，还可以测量物体在可见光波段的高光谱信息。
[0008]在一些实施例中，所述第一波段范围为红外波段或紫外波段中之一的波段范围，所述第二波段范围是可见光的波段范围。
[0009]在一些实施例中，还包括多个第三光发射单元，每个第三光发射单元适于发射处于第三波段范围的第三发射光谱的光，其中任意两个第三光发射单元所发射的第三发射光谱互不相关，所述多个第三光发射单元能够被操作地分时发射对应的第三发射光谱至待测物体；以及第二单点光探测器，其适于探测从每个第三光发射单元所发射的、经由所述待测物体反射的光的光强；所述计算装置还适于基于所述第三发射光谱和所探测的对应光强两者，来确定所述待测物体在所述第三波段范围内的第三反射率光谱。在这些实施例中，可以利用两个单点光探测器来分别测量除可见光波段之外的诸如紫外和红外波段的光谱信息，这样可以同时满足测量紫外和红外波段的反射光谱的需求。
[0010]在一些实施例中，所述第三波段范围为所述红外波段和紫外波段中的与所述第一波段范围不同的波段范围。
[0011]在一些实施例中，确定所述待测物体在所述第一波段范围内的第一反射率光谱包括：将多个第一发射光谱离散化成离散矩阵；基于所述离散矩阵和每个第一发射光谱所对应的光强，通过压缩感知算法来重构所述待测物体在所述第一波段范围内的所述第一反射率光谱。
[0012]在一些实施例中，基于所要求的第一反射率光谱在第一波段的分辨率和光谱稀疏系数来确定所述多个第一光发射单元的数目。以这种方式，可以有利地减少多个第一光反射单元的数目。
[0013]在一些实施例中，所述第一单点探测器定位在所述多个第一光发射单元形成的阵列之间，或者所述第一单点探测器邻近所述阵列设置。以这种方式，可以使得光谱测量装置更加紧凑。
[0014]在一些实施例中，所述多个第一光发射单元均为光谱编码调制光源。
[0015]在一些实施例中，所述第一单点探测器是光电二极管。
[0016]在一些实施例中，所述二维成像探测器是相机或摄像头。
[0017]根据本公开的第二方面，提供了一种电子装置，该电子装置包括根据第一方面中的光谱测量装置。
[0018]根据本公开的第三方面，提供了一种光谱测量方法。该光谱测量方法包括：使多个第一光发射单元分时发射处于第一波段范围的第一发射光谱的光至待测物体，其中任意两个第一光发射单元所发射的第一发射光谱互不相关；经由第一单点光探测器探测从每个第一光发射单元所发射的、经由所述待测物体反射的光的光强；基于多个第一发射光谱和所探测的对应光强两者，来确定所述待测物体在所述第一波段范围内的第一反射率光谱。
[0019]在一些实施例中，确定所述待测物体在所述第一波段范围内的第一反射率光谱包括：将多个第一发射光谱离散化成离散矩阵；基于所述离散矩阵和每个第一发射光谱所对应的光强，通过压缩感知算法来重构所述待测物体在所述第一波段范围内的所述第一反射率光谱。
[0020]在一些实施例中，基于所要求的第一反射率光谱在第一波段的分辨率和光谱稀疏系数来确定所述多个第一光发射单元的数目。
[0021]根据本公开的第四方面，提供了一种光谱测量装置。该光谱测量装置包括：光谱调
制器件，其适于对待测光信号进行调制，以产生多个互不相关的调制光谱信号；单点光探测器，其适于分别测量所述调制光谱信号中的每个调制光谱信号所对应的光强；计算装置，其适于基于所述多个互不相关的调制光谱信号和对应的光强，来确定所述待测光信号的光谱。
[0022]利用该光谱测量装置，可以实现对从某些光发射源发出的光信号直接进行光谱测量，从而无需预先使用分光设备对待测光信号进行分光。这使得待测光信号的光谱测量变得简单。
[0023]在一些实施例中，所述光谱调制器件是滤光片轮，所述滤光片轮上设置有多个滤光片，所述滤光片轮适于被操作地分时使所述待测光信号遍历所述多个滤光片，以产生所述多个互不相关的调制光谱信号。以这种方式，可以方便地调制产生多个互不相关的光谱信号
[0024]在一些实施例中，确定所述待测光信号的光谱包括：基于对所述调制光谱离散化所形成的离散矩阵和每个调制光谱所对应的光强，通过压缩感知算法来重构所述待测光信号的光谱。
[0025]根据本公开的第五方面，提供了一种光谱测量方法。该方法包括：使用光谱调制器件对待测光信号进行调制，以产生多个互不相关的调制光谱信号；使用单本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光谱测量装置，包括：多个第一光发射单元(11)，每个第一光发射单元适于发射具有处于第一波段范围的第一发射光谱的光，其中任意两个第一光发射单元所发射的第一发射光谱互不相关，所述多个第一光发射单元能够被操作地分时发射具有对应的第一发射光谱的光至待测物体；第一单点光探测器(15)，其适于分别探测从每个第一光发射单元所发射的、经由所述待测物体反射的光的光强；计算装置，其适于基于多个第一发射光谱和所探测的对应光强两者，来确定所述待测物体在所述第一波段范围内的第一反射率光谱。2.根据权利要求1所述的光谱测量装置，还包括多个第二光发射单元(12)，每个第二光发射单元适于发射处于第二波段范围的第二发射光谱的光，其中任意两个第二光发射单元所发射的第二发射光谱互不相关，所述多个第二光发射单元能够被操作地分时发射对应的第二发射光谱至待测物体；以及二维成像探测器(18)，其适于探测从每个第二光发射单元所发射的、经由所述待测物体反射的光的光强；所述计算装置还适于基于所述多个第二发射光谱和所探测的对应光强两者，来确定所述待测物体在所述第二波段范围内的第二反射率光谱。3.根据权利要求2所述的光谱测量装置，其中所述第一波段范围为红外波段或紫外波段中之一的波段范围，所述第二波段范围是可见光的波段范围。4.根据权利要求3所述的光谱测量装置，还包括多个第三光发射单元(13)，每个第三光发射单元适于发射处于第三波段范围的第三发射光谱的光，其中任意两个第三光发射单元所发射的第三发射光谱互不相关，所述多个第三光发射单元能够被操作地分时发射对应的第三发射光谱至待测物体；以及第二单点光探测器(16)，其适于探测从每个第三光发射单元所发射的、经由所述待测物体反射的光的光强；所述计算装置还适于基于所述第三发射光谱和所探测的对应光强两者，来确定所述待测物体在所述第三波段范围内的第三反射率光谱。5.根据权利要求4所述的光谱测量装置，其中所述第三波段范围为所述红外波段和紫外波段中的与所述第一波段范围不同的波段范围。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的光谱测量装置，其中确定所述待测物体在所述第一波段范围内的第一反射率光谱包括：将多个第一发射光谱离散化成离散矩阵；基于所述离散矩阵和每个第一发射光谱所对应的光强，通过压缩感知算法来重构所述待测物体在所述第一波段范围内的所述第一反射率光谱。7.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的光谱测量装置，其中基于所要求的第一反射率光谱在第一波段的分辨率和光谱稀疏系数来确定所述多个第一光发射单元的数目。8.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的光谱测量装置，其中所述第一单点探测器(15)定位在所述多个第一光发射单元形成的阵列之间，或者所述第一单点探测器邻近所述阵列设置。9.根据权利要求1
‑
5中任一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振伟，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。