來源:賽斯拜克 發(fā)表時間:2023-12-13 瀏覽量:359 作者:
摘要:本文討論了高光譜相機的多種技術類型及其優(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化進程及市場現狀,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、技術應用等問題。文章指出,雖然國產化取得了一定成果,但仍存在技術和市場挑戰(zhàn),希望國內傳感器廠商能進一步提升技術水平,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:
結構穩(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據)
用馬賽克中一個濾光片的數據來代替整個濾光片的數據。
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/通道數量
可見光液晶可調諧濾波器LCTF/聲光可調諧濾波器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在應用最為廣泛的,以前只有芬蘭SPECIM和美國的HEADWALL在國內市場占有較大占有率。
但是,就是太貴。
1.芬蘭SPECIM與國內市場份額
現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化。
以芬蘭SPECIM為例,最基礎的型號FX10e國內報價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。和他們國內的人溝通基本上沒有什么用,相關人員的水平也不夠,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.廣東賽斯拜克國產化成果及價格優(yōu)勢
而廣東賽斯拜克的產品,同樣性能的機器SP130系列的產品,相機+臺架價格也只要10萬人民幣以內,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。買了他們的產品以后,就是心疼之前買國外產品的外匯。
之前介紹的情況,只是基礎的400-1000nm的相機,對于900-1700nm的相機,就更有意思了。
3.900-1700nm相機市場現狀與技術挑戰(zhàn)
現在400-1000nm的相機,由于所有器件都能夠國產化了,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,可是一起來薅國內大學和客戶的羊毛肯定不對的。現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,原因是怕產品沒有競爭力。畢竟是國內廠家,就不多說了,希望他們走的穩(wěn)健點。