[发明专利]用于使用扫描照明器及光学传感器进行多光谱成像及气体检测的系统及方法

权利要求书

1.一种用于使用由机械地耦合到扫描光学传感器的照明源产生的结构化照明光束来获得场景的多光谱吸收图像的系统，所述系统包括：

(a)照明源，其经对准且可操作以产生结构化照明光束且朝向所述场景内的目标表面引导所述结构化照明光束，借此对与所述结构化照明光束到所述目标表面上的投射对应的照明光点进行照明，所述照明光点具有长度及宽度，其中所述长度大于或等于所述宽度；

(b)光学传感器，其包括一或多个光谱检测器，每一光谱检测器经对准且可操作以检测具有在特定相关联光谱带内的波长的光，其中所述光学传感器经对准且可操作以捕获来自所述场景的在与所述一或多个光谱检测器的经组合瞬时视场ifov对应的传感器ifov内的光且为了检测而将所捕获光引导到所述一或多个检测器上，借此检测来自特定所取样图像位置的光，所述特定所取样图像位置对应于所述传感器ifov到所述目标表面上的投射；

(c)光学传感器扫描仪，其经对准且可操作以使所述传感器ifov的所述投射沿着第一扫描轴进行扫描，所述第一扫描轴沿着所述照明光点的所述长度而被引导；

(d)旋转载台，所述照明源、所述光学传感器及所述光学传感器扫描仪在所述旋转载台上安装并对准，使得所述第一扫描轴的至少部分保持与沿着所述照明光点的所述长度而被引导的长轴大体上重合，且使所述传感器ifov的所述投射沿着所述第一扫描轴进行扫描会使得沿着所述照明光点的所述长度在所述照明光点上方扫描所述传感器ifov，

其中所述旋转载台可操作以围绕旋转轴旋转，使得(i)所述旋转载台的旋转使所述照明光点与所述传感器ifov的所述投射一起在大体上正交于所述第一扫描轴的第二扫描方向上跨越所述场景而进行扫描，且(ii)由所述光学扫描仪进行的所述传感器ifov的所述投射的扫描结合所述旋转载台的旋转会使所述传感器ifov的所述投射跨越所述场景而进行光栅扫描，借此检测来自所述场景内的多个所取样图像位置的光，每一所取样图像位置对应于所述光栅扫描内的所述传感器ifov的所述投射的特定位置；

(e)计算装置的处理器；及

(f)存储器，其上存储有指令，其中所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器：

检索及/或存取与所述所取样图像位置中的每一者的所检测光对应的数据；及

使用所述数据来形成所述场景的多光谱吸收图像。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述照明光点的所述长度是其宽度的大约10倍或更多。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述照明光点的所述宽度大于或大约等于沿着同一方向测量的所述传感器ifov的所述投射的大小。

4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的系统，其中所述旋转载台以逐步方式可操作旋转。

5.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的系统，其中所述旋转载台可操作而以旋转扫描速率以连续方式围绕所述旋转轴旋转，且其中所述光学传感器扫描仪可操作以使所述ifov的所述投射以大于所述旋转速率的快扫描速率沿着所述第一扫描轴进行扫描。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述快扫描速率相比于所述旋转扫描速率为充分快的，以便允许所述传感器ifov的所述投射在其沿着所述第二扫描方向移动可观距离之前沿着所述第一扫描轴跨越所要距离而进行扫描。

7.根据权利要求5到6中任一权利要求所述的系统，其中所述快扫描速率是所述旋转扫描速率的大约10倍或更大。