[发明专利]一种高光谱扫描仪

说明书

技术领域

本发明涉及光谱成像技术领域，特别涉及一种高光谱扫描仪。

背景技术

扫描仪(scanner)，是利用光电技术和数字处理技术，以扫描方式将图形或图像信息转换为数字信号的装置。扫描仪通常被用于计算机外部仪器设备，通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字化输入设备。扫描仪对照片、文本页面、图纸、美术图画、照相底片、菲林软片，甚至纺织品、标牌面板、印制板样品等三维对象都可作为扫描对象，提取和将原始的线条、图形、文字、照片、平面实物转换成可以编辑及加入文件中的装置。其作为一种光机电一体化结合的图像化数字输入设备，自问世以来就以其优良的性能和低廉的价格得到了迅速的推广和广泛的应用。

但是普通扫描仪获取的是三个波段的信息，所采集到的仅为RGB图像信息，在普通应用领域可以满足日常使用要求。但是在一些特殊应用领域，如获取古籍字画等珍贵样品的使用颜料信息，这种普通的扫描仪获取的RGB图像信息无法满足对扫描对象物理化学成分进行分析、分类、识别等其他需求。

发明内容

为降低扫描仪的失真度，本发明提供了一种高光谱扫描仪，所述高光谱扫描仪包括：光谱成像单元、光电转换单元、机械传动单元和上位机；

所述光谱成像单元，用于向待扫描对象照射白光，对所述待扫描对象的当前扫描行的漫反射光进行分光处理，接收所述分光处理后的各波段光线，以产生对应各波段光线的电信号；

所述光电转换单元，用于接收所述电信号，对所述电信号进行模数转化，以获得数字信号，将所述数字信号发送至所述上位机，并向所述机械传动单元发送传动信号；

所述机械传动单元，用于在接收所述传动信号后，带动所述光谱成像单元移动至与所述待扫描对象的下一扫描行相对处。

其中，所述光谱成像单元包括：光源、色散部件和面阵探测器；

所述光源，用于产生向所述待扫描对象照射的白光；

所述色散部件，用于对所述当前扫描行的漫反射光进行分光处理；

所述面阵探测器，用于接收所述分光处理后的各波段光线，以产生对应各波段光线的电信号。

其中，所述光谱成像单元还包括：依次设于所述待扫描对象和所述色散部件之间的反射部件、成像透镜和狭缝；

所述反射部件，用于将所述当前扫描行的漫反射光反射至所述成像透镜；

所述成像透镜，用于聚焦所述当前扫描行的漫反射光；

所述狭缝，用于遮挡所述当前扫描行以外的光线。

其中，所述反射部件包括：第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜，由所述第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜的三次反射将所述当前扫描行的漫反射光反射至所述成像透镜。

其中，所述光谱成像单元还包括：设于所述色散部件和面阵探测器之间的聚焦透镜。

其中，所述色散部件为棱镜-光栅-棱镜结构。

其中，所述上位机用于对接收的所述数字信号进行处理，以实现所述待扫描对象的光谱成像。

其中，所述高光谱扫描仪还包括：原稿台，所述原稿台设于所述光谱成像单元的正上方，用于承载所述待扫描对象。

其中，所述高光谱扫描仪还包括：上盖，所述上盖设于所述原稿台的上方，用于防止所述光谱成像单元的白光泄露。

其中，所述机械传动单元包括：电机、驱动皮带和导轨，所述电机收到所述传动信号后，通过驱动皮带带动所述光谱成像单元沿着所述导轨滑动，以使得所述光谱成像单元移动至与所述待扫描对象的下一扫描行相对处。

本发明的扫描仪在对漫反射光进行分光处理后，面阵探测器接收所述分光处理后的各波段光线，实现光谱成像，保留了待扫描对象的各波段光谱信息，从而降低了扫描仪的失真度。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的高光谱扫描仪的结构框图；

图2是本发明一种实施方式的高光谱扫描仪的光谱成像单元的具体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1是本发明一种实施方式的高光谱扫描仪的结构框图；参照图1，所述高光谱扫描仪包括：光谱成像单元3、光电转换单元4、机械传动单元6和上位机5；

所述光谱成像单元3，用于向待扫描对象照射白光，对所述待扫描对象的当前扫描行的漫反射光进行分光处理，接收所述分光处理后的各波段光线，以产生对应各波段光线的电信号；