光谱测试方法与流程

本发明涉及光谱，尤其涉及一光谱测试方法。

背景技术：

1、由于光源本身在不同波段的光强不同，外加光谱传感器模组(或光谱仪)自身有滤光片的调制，会导致在标定范围的两端其入射到光谱传感器模组的光强很弱，导致光谱传感器模组上dn值很低，使得信噪比低且受噪声影响较高，导致在这些波段下的标定精度大幅降低。

2、如图1和图2所示为目前标定光源在光谱芯片上像素dn均值的走势，其中在光谱波段在400nm到800nm之间目前初步的像素均值要在100以上，在曝光过程中具有较好的曝光；但是其它波段的像素均值会随着波长的变化曝光性较弱，容易产生过曝或者过暗的情况。

3、图2为一个批量标定简易图，其中图中波段从左到右为短波到长波，以最左边为第一个光谱传感器模组，最后侧为最后一个传感器模组。可以看到，假设有n个光谱传感器模组是共用一个标定光源，且不同光谱传感器模组由于处在不同的工位上，在同一时间点下接收到的并不是同样的波段的光，进而导致其入射光强也不一样；若n个模组同时提高曝光，会导致靠后工位的模组由于本身接收到的波段就偏大，其光强也强，再加上提高了曝光，很容易过曝。

4、因此，现有技术的传感器模组在标定过程中在不同波段会产生过暗或者过曝的现象。

技术实现思路

1、本发明的一个主要优势在于提供一光谱测试方法，其中所述光谱测试方法在模组像素值低于一定阈值的波段范围区间内，采用增加曝光时间的方法来提高dn值从而提升信噪比。

2、本发明的另一个优势在于提供一光谱测试方法，其中所述光谱测试方法采用分组控制曝光，即每一组用相同的曝光参数，以解决曝光过程中过曝或过暗的问题，进而提升信噪比。

3、本发明的另一个优势在于提供一光谱测试方法，其中所述光谱测试方法采用通过分段曝光的方式采集光谱数据来达到最优效果。

4、依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一种光谱测试方法，包括：

5、(a)将待测光谱传感器模组分成n组，其中每相邻m(m≥1)个待测模组为一组；和

6、(b)分批控制各组待测光谱传感器模组进行曝光，并且每组中的各待测光谱传感器模组使用相同的曝光参数。

7、根据本发明的一个实施例，在上述光谱测试方法的所述步骤(b)中，标定一个短波调整波段(w1,w2)，和标定一个长波调整波段(w3,w4)，所述短波调整波段(w1,w2)和长波调整波段(w3,w4)对应的待测光谱传感器模组在需要调整其对应的曝光时间。

8、根据本发明的一个实施例，在上述光谱测试方法的所述步骤(a)中，相邻待测光谱传感器模组接收到的光的波长差为δnm，在同一组中，其中每一组第一个待测光谱传感器模组和最后一个待测光谱传感器模组的波长差就为(m-1)*δnm。

9、根据本发明的一个实施例，在上述光谱测试方法的所述步骤(b)中，其中短波调整波段(w1,w2)为(380nm，420nm)，即从380nm-420nm开始提高曝光，那么每一组最后一个待测光谱传感器模组到380nm时，这一组的所有待测光谱传感器模组就需要开始调整曝光，一直到每一组第一个模组到420nm时结束曝光调整。

10、根据本发明的一个实施例，在上述光谱测试方法的所述步骤(b)中，其中长波调整波段(w3,w4)为(990nm，1050nm)在标定长波分段区域，即从990nm-1050nm开始改变曝光，那么每一组第一个待测光谱传感器模组在990nm时就要开始改变曝光，一直到最后一个待测光谱传感器模组到1050nm时结束曝光。

11、根据本发明的一个实施例，在上述光谱测试方法的所述步骤(b)中，每一组待测光谱传感器模组的数量m的上限需要同时满足：

12、第一个待测光谱传感器模组在420nm时，最后一个待测光谱传感器模组在420nm+(m-1)*δ时未过曝；最后一个待测光谱传感器模组在990nm时，第一个待测光谱传感器模组在990nm-(m-1)*δ时未过曝。

13、根据本发明的一个实施例，在上述光谱测试方法的所述步骤(b)中，标定的所述标定光源波长的分段的起点为w2和w3，根据中间波段光强最强的波段下芯片不过曝的曝光，维持该曝光分别向两边波段改变波长，直到某一个波长的像素值低于阈值+20个像素时，那么该波长就是需要分段标定的分割点。

14、根据本发明的一个实施例，在上述光谱测试方法的所述步骤(b)中，其中设定的阈值定为100，并且预留缓冲空间r，其中所述缓冲空间r为20。

15、根据本发明的一个实施例，所述光谱测试方法进一步包括步骤(c)将标定光源的整个波长范围分成至少两个波段范围，并在各波段范围内分别设定不同的曝光时间。

16、根据本发明的一个实施例，所述步骤(c)进一步包括如下步骤：

17、(c.1)在设定的波段范围由对应的待测光谱传感器模组的原始数据，并得到所述原始数据中的最大值maxdn；和

18、(c.2)若采集到的maxdn满足设定条件，即tardn-thr≤maxdn≤tardn+thr，则保存由待测光谱传感器模组采集的所述原始数据；否则基于设定的曝光时间极限调整待测光谱传感器模组的曝光时间。

19、根据本发明的一个实施例，所述光谱测试方法的所述步骤(c.2)中，若待测光谱传感器模组的曝光时间达到设定极限时，则保存原始数据，否则调整待测光谱传感器模组的曝光时间，比如增加曝光时间。

20、根据本发明的一个实施例，上述光谱测试方法的所述步骤(c)进一步包括如下步骤：

21、其中标定范围是300nm-1050nm，波段两段光强较弱，共分成三段：其中在该标定范围内的曝光策略为，

22、第一段：300nm-426nm，exp＝20ms；

23、第二段：427nm-820nm，exp＝5ms；

24、第三段：821nm-1050nm，exp＝16ms。

25、根据本发明的一个实施例，上述光谱测试方法的所述步骤(c)进一步包括如下步骤：

26、在两段的分割位置需要有5个波长的重叠数据，所述光谱传感器模组的分段曝光策略为：

27、第一段：300-426nm，exp＝20ms；

28、第二段：422-820nm，exp＝5ms；

29、第三段：816-1050nm，exp＝16ms。

30、通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

31、本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明和附图得以充分体现。

技术特征：

1.一种光谱测试方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光谱测试方法，其中在上述光谱测试方法的所述步骤(b)中，标定一个短波调整波段(w1,w2)，和标定一个长波调整波段(w3,w4)，所述短波调整波段(w1,w2)和长波调整波段(w3,w4)对应的待测光谱传感器模组在需要调整其对应的曝光时间。

3.根据权利要求2所述的光谱测试方法，其中在上述光谱测试方法的所述步骤(a)中，相邻待测光谱传感器模组接收到的光的波长差为δnm，在同一组中，其中每一组第一个待测光谱传感器模组和最后一个待测光谱传感器模组的波长差就为(m-1)*δnm。

4.根据权利要求2所述的光谱测试方法，其中在上述光谱测试方法的所述步骤(b)中，其中短波调整波段(w1,w2)为(380nm，420nm)，即从380nm-420nm开始提高曝光，那么每一组最后一个待测光谱传感器模组到380nm时，这一组的所有待测光谱传感器模组就需要开始调整曝光，一直到每一组第一个模组到420nm时结束曝光调整。

5.根据权利要求4所述的光谱测试方法，其中在上述光谱测试方法的所述步骤(b)中，其中长波调整波段(w3,w4)为(990nm，1050nm)在标定长波分段区域，即从990nm-1050nm开始改变曝光，那么每一组第一个待测光谱传感器模组在990nm时就要开始改变曝光，一直到最后一个待测光谱传感器模组到1050nm时结束曝光。

6.根据权利要求2所述的光谱测试方法，其中在上述光谱测试方法的所述步骤(b)中，每一组待测光谱传感器模组的数量m的上限需要同时满足：

7.根据权利要求6所述的光谱测试方法，其中在上述光谱测试方法的所述步骤(b)中，标定的所述标定光源波长的分段的起点为w2和w3，根据中间波段光强最强的波段下芯片不过曝的曝光，维持该曝光分别向两边波段改变波长，直到某一个波长的像素值低于阈值+20个像素时，那么该波长就是需要分段标定的分割点。

8.根据权利要求7所述的光谱测试方法，其中在上述光谱测试方法的所述步骤(b)中，其中设定的阈值定为100，并且预留缓冲空间r，其中所述缓冲空间r为20。

9.根据权利要求7所述的光谱测试方法，其中所述光谱测试方法进一步包括步骤(c)将标定光源的整个波长范围分成至少两个波段范围，并在各波段范围内分别设定不同的曝光时间。

10.根据权利要求9所述的光谱测试方法，其中所述步骤(c)进一步包括如下步骤：

11.根据权利要求10所述的光谱测试方法，其中所述光谱测试方法的所述步骤(c.2)中，若待测光谱传感器模组的曝光时间达到设定极限时，则保存原始数据，否则调整待测光谱传感器模组的曝光时间，比如增加曝光时间。

12.根据权利要求9所述的光谱测试方法，其中上述光谱测试方法的所述步骤(c)进一步包括如下步骤：

13.根据权利要求9所述的光谱测试方法，其中上述光谱测试方法的所述步骤(c)进一步包括如下步骤：

技术总结本发明提供一种光谱检测方法，其中所述光谱检测方法包括如下步骤：(a)将待测光谱传感器模组分成n组，其中每相邻m(m≥1)个待测模组为一组；和(b)分批控制各组待测光谱传感器模组进行曝光，并且每组中的各待测光谱传感器模组使用相同的曝光参数。技术研发人员：武振华,汪舟受保护的技术使用者：北京与光科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10