电磁辐射测量设备的制作方法

本发明涉及电磁辐射测量设备和相关方法。背景技术：1、高光谱成像可用于对场景成像并从中提取光谱细节。传统上，这可以使用一系列光学带通滤光片来选择性地调整所测量的波段来实现。或者，可以使用逐点或逐行的光谱测量，并被称为“搅拌扫帚”或“推扫帚”扫描仪。还有快照成像仪，可以在一次测量中获取整个数据立方体。然而，这些方法在光学上复杂，成本高昂，在空间和光谱维度上具有耦合的不确定性和测量误差，并且通常具有长的场景获取时间。2、传统的基于光学带通滤光片的高光谱成像(hsi)的工作原理如下。来自场景的光包含波长混合(光谱信息)的光子，放置在该场景前面的光学带通滤光片将根据滤光片的带宽传输一定范围的波长。为了传输不同的波段，需要更换滤光片。传统的可调谐滤光片(包括薄膜介电滤光片、声光可调谐滤光片和液晶可调谐滤光片)，其带宽大于3nm，这决定了该方案所达到的光谱分辨率。3、也可以使用光栅单色仪作为提供光谱分辨率的光谱色散系统。这可以实现更高的光谱分辨率，但会显著降低信噪比。技术实现思路1、本发明的各方面寻求提供一种改进的电磁辐射测量设备和方法。2、根据本发明的一个方面，提供了一种如权利要求1所述的电磁辐射测量设备。3、根据本发明的一个方面，提供了一种电磁辐射测量设备，包括：4、电磁辐射传感器；5、可重新配置的滤光片组合件，可重新配置的滤光片组合件具有一系列配置，系列的每个配置允许不同的波段通过滤光片组合件传输到传感器，系列的相邻配置的波段重叠，从而限定差分子带；6、处理器，其被配置为利用系列的不同配置的传感器测量来导出子带的测量值。7、上述方面的可选特征在从属权利要求中阐述和/或在下文中详细描述。8、利用具有重叠波段的滤光片组合件的配置，优选实施例能够提取比隔离配置所提供的更高级别的光谱细节。具体地说，优选实施例能够确定可能比任何个体配置可能的波段窄得多的差分子带的测量值。这可以提供高光谱分辨率，该高光谱分辨率例如可用于光谱学或成像中，用于检测引起特定窄带信号或特征的大量特定条件。9、如将理解的，在说明书讨论配置的波段的情况下，这是指该配置滤波入射电磁辐射的电磁辐射的波段，例如通过允许该波段通过滤光片组合件的传输并且防止通过波长的滤光片组合件传输到波段之外。10、在优选实施例中，该系列的相邻配置的波段重叠，从而限定重叠区之外的波段内的差分子带。11、在优选实施例中，相邻配置的波段各自部分地彼此重叠。12、在优选实施例中，通过考虑不同配置的波段之间的重叠来处理与该系列的每个配置相关的传感器测量来导出子带的测量值。13、应注意的是，上述术语“系列”和“相邻”指的是波长空间，使得相邻配置是具有重叠波段的配置；它们在滤光片组合件中可以在结构上相邻，也可以不相邻。此外，按顺序进行一系列配置将需要从一个配置顺序地进行到相邻配置，并且单调地增加或减小滤光片组合件将入射电磁辐射滤波到的波段的中心波长。然而，在每个实施例中，在进行测量时不必按顺序进行该系列；在一些实施例中，测量可以不按顺序进行。14、在一些实施例中，对于该系列的多个配置中的每一个：15、在该配置的波段中，与相邻配置的波段相比，附加地包括第一差分子带并且可选地省略第二差分子带；16、处理器被配置为导出第一差分子带的测量值。17、多个配置可以包括除一个或多个参考配置之外的所有配置或所有配置，其中一个或多个参考配置中的每一个具有仅与基本上光谱不变的背景信号相关和/或基本上为零的波段。18、在一些实施例中，处理器被配置为使用包括确定与配置的波段相关的传感器测量和与相邻配置的波段相关的传感器测量之间的差，以及可选地调整与第二差分子带相关的测量值的过程，来导出第一差分子带的测量值。19、在一些实施例中，可重新配置的滤光片组合件被配置为使得与该系列中的参考配置的波段相关的传感器测量仅与基本上光谱不变的背景信号相关和/或基本上为零。20、在一些实施例中，处理器被配置为将与该系列配置相关的传感器测量输入到拟合过程中，以确定与传感器测量相拟合的子带的测量值，该拟合过程结合与该系列配置相关联的波段的细节。21、在优选实施例中，可重新配置的滤光片组合件被配置为执行测量循环，包括采用该系列配置的每一种配置，尽管不一定是按顺序进行的。22、在一些实施例中，可重新配置的滤光片组合件被配置为顺序地进行一系列配置。23、在一些实施例中，可重新配置的滤光片组合件是连续可变的，以形成一系列配置。24、以这种方式，差分子带的大小是可变的，并且可以根据用户的标准来选择，从而允许设备提供选择性可调的光谱细节级别。25、在一些实施例中，可重新配置的滤光片组合件是可重新配置的，以改变一个或多个滤光片介质中的光学干涉效应，以形成该系列配置。26、在一些实施例中，可重新配置的滤光片组合件是可旋转和/或可滑动的，以改变一个或多个滤光片介质中的光学干涉效应。27、在一些实施例中，处理器被配置为针对该系列的不同配置利用与电磁辐射的第一特征相关的传感器测量来为子带导出与第一特征相关的测量值。28、在一些实施例中，第一特征选自由强度、时间依赖性、偏振、空间分布、相位组成的组。29、在一些实施例中，处理器还可以被配置为针对该系列的不同配置利用与电磁辐射的第二特征相关的传感器测量来为子带导出与第二特征相关的测量值。第二特征可以从与第一特征相同的组中选择。30、应当注意，第二特征可以与针对子带导出与第一特征相关的测量值的维度相关。例如，第一特征可以是时间依赖性，而第二特征可以是空间分布，使得处理器被配置成导出与电磁辐射的时间依赖性的空间分布相关的子带的测量值。类似地，第一特征可以是偏振，第二特征可以是空间分布，使得处理器被配置为导出与偏振的空间分布相关的子带的测量值。在其他实施例中，第一特征可以是强度，第二特征可以是空间分布，使得处理器被配置为导出与强度的空间分布相关的子带的测量值。在其他实施例中，第一特征可以是相位，而第二特征可以是空间分布，使得处理器被配置为导出与相位的空间分布相关的子带的测量值。31、还应当注意的是，处理器可以被配置为以与第一和第二特征类似的方式导出与第三或另一特征相关的子带的测量值。第三和/或另一特征可以与其中为子带导出与第一和第二特征相关的测量值的维度相关。例如，第一特征可以是偏振，第二特征可以是时间依赖性，而第三特征可以是空间分布，使得处理器被配置为导出与偏振的时间依赖性的空间分布相关的子带的测量值。32、在一些实施例中，该设备包括被配置为调制电磁辐射以提供入射到目标区域上的电磁辐射脉冲的电磁辐射调制器，其中对于每个滤光片配置，传感器被配置为感测从目标区域反射、散射或发射并由滤光片组合件滤波的电磁辐射的时间衰减。33、在一些实施例中，处理器被配置为针对多个像素中的每一个导出子带的测量值。34、在一些实施例中，该设备是成像设备，而传感器是成像传感器。35、在一些实施例中，处理器可以被配置为对多个像素中的每个像素执行上述任何部分中所述的处理。36、根据本发明的一个方面，提供了一种如权利要求15所述的方法。37、根据本发明的一个方面，提供了一种测量电磁辐射的方法，包括：38、改变具有一系列配置的可重新配置的滤光片组合件的配置，其中系列的每个配置允许通过滤光片组合件传输不同的波段，系列的相邻配置的波段重叠，从而限定差分子带；39、对于系列配置中的每一种，用传感器测量已经通过可重新配置的滤光片组合件的电磁辐射；40、利用传感器测量来导出子带的测量值。41、上述方法方面的可选特征在从属权利要求中阐述和/或在下面详细描述。42、在一些实施例中，对于该系列的多个配置中的每一个：43、在配置的波段中，与相邻配置的波段相比，附加地包括第一差分子带，并且可选地省略第二差分子带；44、该方法包括导出第一差分子带的测量值。45、在一些实施例中，该方法包括使用包括确定与配置的波段相关的传感器测量和与相邻配置的波段相关的传感器测量之间的差，以及可选地调整与第二差分子带相关的测量值的过程，来导出第一差分子带的测量值。46、在一些实施例中，该方法包括将与该系列配置相关的传感器测量输入到拟合过程中，以确定与传感器测量相拟合的子带的测量值，该拟合过程结合与该系列配置相关联的波段的细节。47、在一些实施例中，该方法包括按顺序进行一系列配置。48、在一些实施例中，该方法包括，对于该系列的不同配置，用传感器测量已经由滤光片组合件滤波的电磁辐射的第一特征，并且利用第一特征的测量来为子带导出与第一特征相关的测量值。49、在一些实施例中，第一特征选自由强度、时间依赖性、偏振、空间分布、相位组成的组。50、在一些实施例中，该方法包括，对于该系列的不同配置，还用传感器测量已经由滤光片组合件滤波的电磁辐射的第二特征，并且利用第二特征的测量来为子带导出与第一特征相关的测量值。第二特征可以从与第一特征相同的组中选择。第一和第二特征以及可能的另一特征可以如上面关于系统所讨论的那样。51、在一些实施例中，该方法包括将入射到目标区域上的辐射调制成脉冲；52、其中用传感器测量已经由可重新配置的滤光片组合件滤波的电磁辐射包括用传感器测量从目标区域反射、散射或发射并由滤光片组合件滤波的电磁辐射的时间衰减。53、在一些实施例中，该方法包括针对多个像素中的每一个导出子带的测量值。54、根据本发明的一个方面，提供了一种可执行程序，该可执行程序被配置为当在上述设备上执行时执行上述方法。55、根据本发明的一个方面，提供了一种对程序进行编码的计算机可读介质。56、该设备的处理器可以用该程序进行编程。