高光谱相机技术解析与国产化进程

高光谱相机技术类型及优缺点

透射光栅型

优点：
结构稳定，无移动部件，对入射光线的入射角度无特殊要求。
一次采样对一条线的全波长都可进行采样，光谱分辨率可以做到2.5nm(以400-1000nm的光谱相机为例)。

缺点：
价格昂贵

滤光片-渐进式滤光片（干涉滤光片）

优点：
便宜，透过率高。

缺点：
同样不能整个框幅一次采样
光谱分辨率做不高，10-20nm左右，
更关键的是，对入射光线要求的非常高，对于非垂直入射的光线，干涉滤光片的滤光效果会有非常大的变化。如果正入射时截止波长是600nm,非正入射时有可能截止波长会变差650nm。所以对入射光线的角度要求特别高，但是，高光谱的检测通常都要求有一定的视场角和成像范围。这样在前端光路设计上会导致非常高的成本或者导致很高的光谱偏差。

滤光片-马赛克滤光片

优点：
透过率高，信噪比可以做的高
可以整个框幅的画面多格波长一次成像（就是说一次获得整幅图像在不同光谱的数据）
用马赛克中一个滤光片的数据来代替整个滤光片的数据。

缺点：
光谱分辨率低，和渐进式滤光片一样，只能做到10-20nm(较好的情况下)
光谱通道少，马赛克由几个滤光片组成，就有几个通道（通常为4、9、16、25、36通道，还没看到文献说更高的）
空间分辨率低，空间分辨率 = 传感器分辨率/通道数量

可见光液晶可调谐滤波器LCTF/声光可调谐滤波器AOTF/法布里珀罗滤波器等

优点
一次可以对整幅图像进行单波长采样
光谱通道的数量可以很多。

缺点
一次可以对整幅图像进行单波长采样，切换其它的波长需要时间，如果测量的是移动目标/非静止目标，就不适用了。
光谱分辨率也很难做到很高，光谱分辨率做的高信号强度（光通量）会下降很大，很难保证信噪比。
透射光栅型的高光谱相机是现在应用最为广泛的，以前只有芬兰SPECIM和美国的HEADWALL在国内市场占有较大占有率。

但是，就是太贵。

高光谱相机国产化进程及市场现状

1.芬兰SPECIM与国内市场份额

现在高光谱相机大概有三种，400-1000nm 900-1700nm,1600nm-2.1um。前两种都由广东赛斯拜克进行了国产化。
以芬兰SPECIM为例，最基础的型号FX10e国内报价11.98万人民币，这还只是一个线扫描相机，如果想从他们这里买一个测试台架，可以装上相机测试，一个简单的步进电机台架要卖到8.63万人民币。如果你不想买台架，想自己做，相信我，非常痛苦。和他们国内的人沟通基本上没有什么用，相关人员的水平也不够，和国外的人沟通，速度慢，支持差，太痛苦了。而且，如果想试试，基本上不可能有样机给客户测试的，想测可以，全中国就一台，来北京测。
就是说想用起来，就要花21万左右买一套大爷回来伺候，还要和很多大爷沟通才能用起来。

2.广东赛斯拜克国产化成果及价格优势

而广东赛斯拜克的产品，同样性能的机器SP130系列的产品，相机+台架价格也只要10万人民币以内，随时都能有样机试用，打个电话就寄过来了。有意思的是，测试完，不买都行。这个真有人民当家做主的感觉。买了他们的产品以后，就是心疼之前买国外产品的外汇。
之前介绍的情况，只是基础的400-1000nm的相机，对于900-1700nm的相机，就更有意思了。

3.900-1700nm相机市场现状与技术挑战

现在400-1000nm的相机，由于所有器件都能够国产化了，所以价格才能降低这么多。
900-1700nm的相机，只有一个器件有问题，就是面阵近红外相机。现在只能用国外的芯片，导致成本不能大范围的降低，希望国内的传感器厂商能够争气一些。
但是，国外的900-1700nm相机多少钱呢？36.4万人民币。我觉得器件再怎么贵，卖这么贵也没道理。赛斯拜克的25万左右，也是挺贵的，但是国外的一个近红外相机都卖个15万。我估计厂家赚的钱也是挺有限的，至少不贪心。

4. 其他企业现象及问题解析

但是其它企业我就不理解了，之前北京的一个双XX谱，自己不做原始研发，买SPCIM的光谱仪回来组装，也卖天价。一个成像光谱仪（就是把相机装到壳子里配个移动平台）竟然价格将近40万。帮助国外厂家卖货，我觉得没问题，可是一起来薅国内大学和客户的羊毛肯定不对的。现在他们在江苏弄了个厂，推渐进滤光片的高光谱相机，标称的参数我觉得是不客观不真实的。而且很多问题由于用户对原理并不非常了解，他们也不愿意介绍的很清楚，原因是怕产品没有竞争力。毕竟是国内厂家，就不多说了，希望他们走的稳健点。