【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一些实施方式涉及对光谱成像装置进行校准的方法。
技术介绍
1、已知使用单色仪来提供窄带光以对包括法布里-珀罗(fabry-perot)干涉仪的光谱成像装置进行校准。通过扫描单色仪可以改变校准光的波长。已知的校准方法包括改变窄带校准光的波长，并记录光谱成像装置的法布里-珀罗干涉仪的几个不同反射镜间隙值处的检测器信号。通过扫描单色仪来改变窄带光的波长可能会很耗时。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种对光谱成像装置进行校准的方法。本专利技术的目的是提供一种产生经校准的光谱成像装置的方法。本专利技术的目的是提供一种用于对光谱成像装置进行校准的设备。
2、根据一个方面，提供了根据权利要求1所述的方法。
3、其他方面在其他权利要求中进行了限定。
4、本专利技术的各种实施方式所寻求的保护范围由独立权利要求阐明。在本说明书中描述的不属于独立权利要求的范围的实施方式(如果有的话)将被解释为对理解本专利技术的各种实施方式有用的示例。
5、经组装的光谱成像装置包括扫描法布里-珀罗干涉仪和图像传感器。为了进行准确的测量，可能需要对光谱成像装置进行校准。法布里珀罗干涉仪的光谱透射率是两个变量的函数。法布里珀罗干涉仪的光谱透射率是波长(λ)的函数，法布里珀罗干涉仪的光谱透射率也是控制参数(vd)的函数，该控制参数指示法布里珀罗干涉仪的反射镜之间的距离。对法布里珀罗干涉仪的完整光谱透射率函数进行测量可能是耗时的。通过使用先前测量的有关检测器像素的光谱量子
6、经组装的光谱成像装置可以在校准站(例如组装线处)进行校准。校准方法可以包括：
7、-提供具有第一校准光谱(impbf)的第一校准光(lb1cal1)，该第一校准光谱在已知波长(λ01，λ02，λ03)处具有多个稳定的光谱峰，
8、-将所述第一校准光(lb1cal1)耦合至所述光谱成像装置(500)，
9、-在对光谱成像装置(500)的法布里-珀罗干涉仪(fpi1)的控制参数(vd)进行扫描期间，通过记录第一检测器像素信号(sr)来获得第一校准光(lb1cal1)的第一测量轮廓(mspec1)，
10、-在对控制参数(vd)进行扫描期间，通过记录第二检测器像素信号(sg)获得第一校准光(lb1cal1)的第二测量轮廓(profile，分布曲线、分布形状)，
11、-通过使用第一检测器像素(p0)的先前测量的光谱量子效率(qr)、通过使用先前测量的光谱透射率函数(tfp,pre)以及通过使用第一校准数据(fk，gk，hk)，根据第一校准光谱(impbf)确定第一模拟轮廓(simspec1)，
12、-通过使用第二检测器像素(p1)的先前测量的光谱量子效率(qr)、通过使用先前测量的光谱透射率函数(tfp,pre)以及通过使用第一校准数据(fk，gk，hk)，根据第一校准光谱(impbf)确定第二模拟轮廓，以及
13、-对第一校准数据(fk，gk，hk)进行修改，直到模拟轮廓(simspec1)根据一个或更多个匹配标准与对应的测量轮廓(mspec1)匹配。
14、光谱成像装置可以在组装线处组装。图像传感器可以在组装线处与法布里-珀罗干涉仪组合。本方法允许通过使用先前获得的有关多光谱图像传感器的量子效率的数据以及通过使用先前获得的有关法布里-珀罗干涉仪的光谱透射率的数据来对光谱成像装置进行校准。本方法允许在大规模生产中进行校准，而无需提供单色校准光。
15、该方法包括获得法布里-珀罗干涉仪的先前光谱透射率。在对光谱成像装置进行组装之前，可以在单独的设施处对法布里-珀罗干涉仪的光谱透射率进行测量。随后可以将测量的光谱透射率传送至组装线的校准站(例如通过互联网)。
16、先前测量的量子效率和先前测量的光谱透射率可以被转发到例如校准站，在校准站可以执行经组装的光谱成像装置的最终校准。组装线可以包括用于执行对光谱成像装置的校准的校准站。校准站提供具有多个稳定的光谱峰的第一校准光，以用于确定光谱成像装置的光谱尺度。例如可以通过使用多通带滤波器来形成第一校准光。
17、通过将第一校准光耦合到光谱成像装置，并通过在对法布里-珀罗干涉仪进行扫描时记录检测器信号，可以获得一组测量轮廓。
18、可以通过使用先前测量的量子效率、通过使用先前测量的法布里-珀罗干涉仪的光谱透射率以及通过使用校准数据，根据已知的第一校准光的光谱来确定一组模拟轮廓。先前测量的量子效率和光谱透射率可以被认为在某种程度上代表经组装的光谱成像装置，但并不完全代表。可以迭代地对校准数据进行修改，直到模拟轮廓与测量轮廓基本匹配。可以迭代对校准数据进行修改，直到模拟轮廓与测量轮廓以足够的程度对应为止。修改后的校准数据随后可以用于提供准确的测量结果。
19、通过使用第一校准光的先前测量的光谱数据和稳定光谱峰，可以避免使用扫描单色仪来测量法布里-珀罗干涉仪和图像传感器组合的光谱响应函数。
20、在实施方式中，可以在不改变所产生的校准光的光谱峰的光谱位置的情况下执行该方法。该方法可以显著减少在组装线处对光谱成像装置进行校准所需的时间。根据先前测量的光谱数据形成模拟轮廓可以显著减少在组装线处对光谱成像装置进行校准所需的时间。该方法可以适用于生产线。该方法可以适合于多个光谱成像装置的大规模生产。
21、在实施方式中，可以通过将第二校准光耦合到光谱成像装置来可选地对附加轮廓进行测量。第二校准光可以具有宽带光谱。可以使用附加测量轮廓来进一步提高校准准确性。
22、制造批次的图像传感器对于给定的颜色通道可以具有基本相似的量子效率。因此，仅根据少量的图像传感器就足以获得先前测量的量子效率。测量制造批次中例如少于5％的图像传感器的量子效率可能就足够了。随后可以使用测量的量子效率来表示整个批次。
23、例如，可以针对来自制造批次的图像传感器的几个样本而言对光谱量子效率进行测量，并且可以对所述制造批次的每个图像传感器使用相同的测量的光谱量子效率。
24、在实施方式中，还可以针对制造批次的每个图像传感器而言对量子效率进行测量。在实施方式中，还可以针对制造批次的每个干涉仪而言对光谱透射率进行测量。通过使用先前测量的有关量子效率和光谱透射率的信息，仍可以快速地执行对经组装的光谱成像装置的校准。
25、制造批次的干涉仪可以表现出基本相似的光谱特性。具体来说，当通过微机电制造方法(mems)生产时，制造批次的干涉仪可以表现出基本相似的光谱特性。因此，仅根据少量的干涉仪就足以获得先前测量的光谱透射率。测量制造批次中例如少于5％的干涉仪的光谱透射率可能就足够了。随后可以使用测量的光谱透射率来表示整个批次。
26、例如，可以针对来自制造批次的法布里-珀罗干涉仪的几个样本而言对光谱透射率进行测量，并且可以对所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于对光谱成像装置进行校准(500)的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光谱透射率函数(TFP,PRE(λ,Vd))指定所述法布里-珀罗干涉仪(FPI1)的光谱透射率作为波长(λ)的函数并且还作为所述控制参数(Vd)的函数，其中，所述控制参数(Vd)指示所述法布里-珀罗干涉仪(FPI1)的反射镜(M1，M2)之间的距离(dF)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述光谱成像装置(500)的颜色通道(c)的数量在2至5的范围内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述光谱透射率函数(TFP,PRE(λ,Vd))的光谱透射率峰(PB)的数量在所述光谱成像装置(500)的光谱测量范围(RNG2)内且在2至5的范围内，其中，所述光谱测量范围(RNG2)内的光谱透射率峰的数量小于或等于所述颜色通道(c)的数量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，多通带滤波器(MPBF1)的通带(PB01，PB02)的数量在所述光谱成像装置(500)的光谱测量范围(RNG2)内且在3至20
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，所述方法包括：
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的方法，所述方法包括：
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述法布里-珀罗干涉仪(FPI1)的反射镜(M1，M2)之间的距离(dF)是可调整的，其中，所述图像传感器(SEN1)包括多个第一检测器像素(P0)和多个第二检测器像素(P1)，所述检测器像素(P0，P1)被布置成对透射通过所述法布里-珀罗干涉仪(FPI1)的光(LB1)进行检测，所述第一检测器像素(P0)具有第一光谱量子灵敏度(QR(λ))，所述第二检测器像素(P1)具有不同的第二灵敏度函数(QG(λ))，所述法布里-珀罗干涉仪(FPI1)具有第一透射率峰(FPEAK0)和第二透射率峰(FPEAK1)，所述第一检测器像素(P0)被布置成对在所述第一透射率峰(FPEAK0)的光谱位置(λ0)和所述第二透射率峰(FPEAK1)的光谱位置(λ1)处的光(LB1)进行检测。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，所述方法包括：通过扫描透射通过代表性法布里-珀罗干涉仪(FPI0)的单色光(LB3)的波长(λLB3)来对初始光谱透射率函数(TFP,PRE(λ,Vd))进行测量，其中，对所述初始光谱透射率函数(TFP,PRE(λ,Vd))进行测量包括对所述代表性法布里-珀罗干涉仪(FPI0)的所述控制参数(Vd)进行扫描以及将所述单色光(LB3)的强度记录为所述波长(λLB3)的函数和所述控制参数(Vd)的函数，其中，在已经测量所述初始光谱透射率函数(TFP,PRE(λ,Vd))之后，将所述光谱成像装置(500)的所述法布里-珀罗干涉仪(FPI1)与所述图像传感器(SEN1)组合。
11.一种用于对光谱成像装置进行校准(500)的设备(1000)，所述光谱成像装置包括法布里-珀罗干涉仪(FPI1)和图像传感器(SEN1)的组合(CMB1)，
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于对光谱成像装置进行校准(500)的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光谱透射率函数(tfp,pre(λ,vd))指定所述法布里-珀罗干涉仪(fpi1)的光谱透射率作为波长(λ)的函数并且还作为所述控制参数(vd)的函数，其中，所述控制参数(vd)指示所述法布里-珀罗干涉仪(fpi1)的反射镜(m1，m2)之间的距离(df)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述光谱成像装置(500)的颜色通道(c)的数量在2至5的范围内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述光谱透射率函数(tfp,pre(λ,vd))的光谱透射率峰(pb)的数量在所述光谱成像装置(500)的光谱测量范围(rng2)内且在2至5的范围内，其中，所述光谱测量范围(rng2)内的光谱透射率峰的数量小于或等于所述颜色通道(c)的数量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，多通带滤波器(mpbf1)的通带(pb01，pb02)的数量在所述光谱成像装置(500)的光谱测量范围(rng2)内且在3至20的范围内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，所述方法包括：
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的方法，所述方法包括：
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述法布里-珀罗干涉仪(fpi1)的反射镜(m1，m2)之间的距离(df)是可调整的，其中，所述图像传感器(s...
【专利技术属性】
技术研发人员：海基·萨利，哈里·奥亚宁，安蒂·纳斯拉，
申请(专利权)人：芬兰国家技术研究中心股份公司，
类型：发明
国别省市：
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