Geavanceerde 3D-camera combineert diepte en spectrale imaging voor uitgebreide analyse

De compacte Hyperspectral Stripe Projector (HSP) combineert de HSP, een monochroom sensorarray, en gesofisticeerde programmering om gebruikers een completer beeld te geven van de vorm en samenstelling van een object. Het vangt vierdimensionale informatie uit een afbeelding — drie ruimtelijke en één spectrale — in realtime.

HSP haalt inspiratie uit draagbare 3D-imaging technieken — zoals face ID systemen in smartphones en body trackers in gaming systemen — en voegt een manier toe om brede spectrale data van elke vastgelegde pixel te halen. Deze gecomprimeerde data wordt gereconstrueerd tot een 3D-kaart met spectrale informatie die honderden kleuren kan incorporeren en gebruikt kan worden om niet alleen de vorm van een object te onthullen, maar ook de materiaalsamenstelling.

Regelmatige RGB (rood, groen, blauw) camera's bieden drie spectrale kanalen; echter, een hyperspectrale camera biedt spectra in veel kanalen. HSP codeert de diepte en hyperspectrale metingen simultaan, wat het gebruik van een monochrome camera in plaats van een dure hyperspectrale camera toelaat zoals typisch gebruikt in vergelijkbare systemen.

HSP gebruikt een off-the-shelf digital micromirror device (DMD) om gepatroneerde strepen te projecteren die eruitzien als kleurrijke barcodes op een oppervlak. Het sturen van de witlichtprojectie door een diffractieroster scheidt de overlappende patronen in kleuren. Elke kleur wordt teruggekaatst naar de monochrome camera, die een numeriek grijsniveau toewijst aan die pixel. Elke pixel kan meerdere niveaus hebben, één voor elke kleurstreep die het reflecteert. Deze worden gerecombineerd tot een algehele spectrale waarde voor dat deel van het object.

De fijn afgestemde spectra kunnen verder reiken dan zichtbaar licht. Wat ze terugreflecteren naar de sensor als gemultipleerde fijn-band spectra kan gebruikt worden om de chemische samenstelling van het materiaal te identificeren. Tegelijkertijd worden vervormingen in het patroon gereconstrueerd tot 3D-puntwolken, eigenlijk een afbeelding van het doel maar met veel meer data dan een gewone snapshot kan leveren.