來源:賽斯拜克 發(fā)表時間:2023-12-13 瀏覽量:549 作者:
摘要:本文討論了高光譜相機的多種技術(shù)類型及其優(yōu)缺點,包括透射光柵型、濾光片-漸進式濾光片、濾光片-馬賽克濾光片和可見光液晶可調(diào)諧濾波器等。其中,透射光柵型光譜分辨率高但價格昂貴,濾光片類型在價格上較有優(yōu)勢但光譜分辨率和其他性能有限。另外,文章還詳述了高光譜相機的國產(chǎn)化進程及市場現(xiàn)狀,以芬蘭SPECIM和廣東賽斯拜克為例進行了對比分析,其中涉及了不同波長范圍的高光譜相機及其價格、技術(shù)應用等問題。文章指出,雖然國產(chǎn)化取得了一定成果,但仍存在技術(shù)和市場挑戰(zhàn),希望國內(nèi)傳感器廠商能進一步提升技術(shù)水平,推動高光譜相機的更廣泛應用和成本降低。
透射光柵型
優(yōu)點:
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,無移動部件,對入射光線的入射角度無特殊要求。
一次采樣對一條線的全波長都可進行采樣,光譜分辨率可以做到2.5nm(以400-1000nm的光譜相機為例)。
缺點:
價格昂貴
濾光片-漸進式濾光片(干涉濾光片)
優(yōu)點:
便宜,透過率高。
缺點:
同樣不能整個框幅一次采樣
光譜分辨率做不高,10-20nm左右,
更關(guān)鍵的是,對入射光線要求的非常高,對于非垂直入射的光線,干涉濾光片的濾光效果會有非常大的變化。如果正入射時截止波長是600nm,非正入射時有可能截止波長會變差650nm。所以對入射光線的角度要求特別高,但是,高光譜的檢測通常都要求有一定的視場角和成像范圍。這樣在前端光路設(shè)計上會導致非常高的成本或者導致很高的光譜偏差。
濾光片-馬賽克濾光片
優(yōu)點:
透過率高,信噪比可以做的高
可以整個框幅的畫面多格波長一次成像(就是說一次獲得整幅圖像在不同光譜的數(shù)據(jù))
用馬賽克中一個濾光片的數(shù)據(jù)來代替整個濾光片的數(shù)據(jù)。
缺點:
光譜分辨率低,和漸進式濾光片一樣,只能做到10-20nm(較好的情況下)
光譜通道少,馬賽克由幾個濾光片組成,就有幾個通道(通常為4、9、16、25、36通道,還沒看到文獻說更高的)
空間分辨率低,空間分辨率 = 傳感器分辨率/通道數(shù)量
可見光液晶可調(diào)諧濾波器LCTF/聲光可調(diào)諧濾波器AOTF/法布里珀羅濾波器等
優(yōu)點
一次可以對整幅圖像進行單波長采樣
光譜通道的數(shù)量可以很多。
缺點
一次可以對整幅圖像進行單波長采樣,切換其它的波長需要時間,如果測量的是移動目標/非靜止目標,就不適用了。
光譜分辨率也很難做到很高,光譜分辨率做的高信號強度(光通量)會下降很大,很難保證信噪比。
透射光柵型的高光譜相機是現(xiàn)在應用最為廣泛的,以前只有芬蘭SPECIM和美國的HEADWALL在國內(nèi)市場占有較大占有率。
但是,就是太貴。
1.芬蘭SPECIM與國內(nèi)市場份額
現(xiàn)在高光譜相機大概有三種,400-1000nm 900-1700nm,1600nm-2.1um。前兩種都由廣東賽斯拜克進行了國產(chǎn)化。
以芬蘭SPECIM為例,最基礎(chǔ)的型號FX10e國內(nèi)報價11.98萬人民幣,這還只是一個線掃描相機,如果想從他們這里買一個測試臺架,可以裝上相機測試,一個簡單的步進電機臺架要賣到8.63萬人民幣。如果你不想買臺架,想自己做,相信我,非常痛苦。和他們國內(nèi)的人溝通基本上沒有什么用,相關(guān)人員的水平也不夠,和國外的人溝通,速度慢,支持差,太痛苦了。而且,如果想試試,基本上不可能有樣機給客戶測試的,想測可以,全中國就一臺,來北京測。
就是說想用起來,就要花21萬左右買一套大爺回來伺候,還要和很多大爺溝通才能用起來。
2.廣東賽斯拜克國產(chǎn)化成果及價格優(yōu)勢
而廣東賽斯拜克的產(chǎn)品,同樣性能的機器SP130系列的產(chǎn)品,相機+臺架價格也只要10萬人民幣以內(nèi),隨時都能有樣機試用,打個電話就寄過來了。有意思的是,測試完,不買都行。這個真有人民當家做主的感覺。買了他們的產(chǎn)品以后,就是心疼之前買國外產(chǎn)品的外匯。
之前介紹的情況,只是基礎(chǔ)的400-1000nm的相機,對于900-1700nm的相機,就更有意思了。
3.900-1700nm相機市場現(xiàn)狀與技術(shù)挑戰(zhàn)
現(xiàn)在400-1000nm的相機,由于所有器件都能夠國產(chǎn)化了,所以價格才能降低這么多。
900-1700nm的相機,只有一個器件有問題,就是面陣近紅外相機?,F(xiàn)在只能用國外的芯片,導致成本不能大范圍的降低,希望國內(nèi)的傳感器廠商能夠爭氣一些。
但是,國外的900-1700nm相機多少錢呢?36.4萬人民幣。我覺得器件再怎么貴,賣這么貴也沒道理。賽斯拜克的25萬左右,也是挺貴的,但是國外的一個近紅外相機都賣個15萬。我估計廠家賺的錢也是挺有限的,至少不貪心。
4. 其他企業(yè)現(xiàn)象及問題解析
但是其它企業(yè)我就不理解了,之前北京的一個雙XX譜,自己不做原始研發(fā),買SPCIM的光譜儀回來組裝,也賣天價。一個成像光譜儀(就是把相機裝到殼子里配個移動平臺)竟然價格將近40萬。幫助國外廠家賣貨,我覺得沒問題,可是一起來薅國內(nèi)大學和客戶的羊毛肯定不對的?,F(xiàn)在他們在江蘇弄了個廠,推漸進濾光片的高光譜相機,標稱的參數(shù)我覺得是不客觀不真實的。而且很多問題由于用戶對原理并不非常了解,他們也不愿意介紹的很清楚,原因是怕產(chǎn)品沒有競爭力。畢竟是國內(nèi)廠家,就不多說了,希望他們走的穩(wěn)健點。