一種帶寬可編程光譜成像裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶寬可編程光譜成像裝置，包括設(shè)置在同一光路上、依次放置的前置鏡頭、中繼鏡組和CCD探測器，中繼鏡組包括前后放置的前中繼鏡和后中繼鏡；還包括一個帶寬可編程分光器件，位于前、后中繼鏡的中間，由前后垂直放置的轉(zhuǎn)輪I和轉(zhuǎn)輪II組成；轉(zhuǎn)輪I的濾光片鍍有高通濾光膜，轉(zhuǎn)輪II的濾光片鍍有低通濾光膜。光在中繼鏡組中間形成平行光路，此平行光路在帶寬可編程分光器件可視為平行玻璃板，不會影響系統(tǒng)最終的成像質(zhì)量；轉(zhuǎn)輪安放上不同濾光范圍的濾光片，當改變兩個轉(zhuǎn)輪濾光片的濾光范圍、截止波長間隔時，通過精確控制兩個轉(zhuǎn)輪的位置組合，可以實現(xiàn)透過轉(zhuǎn)輪組的光線譜段范圍可控、帶寬可控、分辨率可控的目的。
【專利說明】一種帶寬可編程光譜成像裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種帶寬可編程光譜成像裝置，屬于光譜學【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 人類利用光作為媒介獲取周圍環(huán)境的信息是即本能的而又自然的，然而人類在生 理上能直接感知的僅為可見光，它只是光信息中的很小的一部分。隨著光學理論發(fā)展，人們 發(fā)現(xiàn)在光中還包含著大量的信息，這些信息可以用光譜來描述，而且對于不同的景物或目 標，其光譜的分布形式具有較大的差別。隨著測譜學理論的發(fā)展和成像光譜學的建立以及 成像光譜技術(shù)的應(yīng)用，使得人們有能力獲得這些信息，并利用這些信息，使得人們對景物或 目標的分析和識別變得更加精準。
[0003] 光譜成像技術(shù)是一種新型的信息獲取技術(shù)，建立在光學、機械結(jié)構(gòu)、電子學、計算 機等技術(shù)上，涉及電磁波理論、光譜學與色度學、物理/幾何光學、電子工程、信息學等多門 學科；其中電磁波理論是遙感最重要的物理基礎(chǔ)。光譜成像技術(shù)能夠得到被探測目標的兩 維空間信息和一維光譜信息，形成數(shù)據(jù)立方體。與幾何成像相比，光譜成像在獲得目標形影 圖像的同時，還可以同時獲得目標空間幾何信息和光譜信息，利用地物的光譜特性對其進 行分類或識別，信息量非常大，在許多領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
[0004] 目前，現(xiàn)有的比較成熟的分光方法有：色散型、傅里葉變換型、濾光片型等。色散型 主要包括光柵和棱鏡分光，其主要缺點是系統(tǒng)信噪比受狹縫的限制，狹縫越窄，光譜分辨率 越高，但系統(tǒng)接收到的能量也隨之降低；傅里葉變換型主要應(yīng)用于紅外方面，其缺點是結(jié)構(gòu) 較復(fù)雜，不適合快速變化的光譜測量，有移動部件，系統(tǒng)對振動等反應(yīng)敏感；濾光片型主要 包括聲光可調(diào)諧濾波器（A0TF)和液晶可調(diào)諧濾波器（LCTF)，A0TF的光譜分辨率在某些范 圍很高，但是A0TF濾光有一定的色散，會造成成像質(zhì)量模糊，而LCTF在濾波范圍的兩端，光 譜響應(yīng)比較差，光利用率非常低，而且設(shè)備的成本投入比較大，系統(tǒng)后期升級不靈活。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種帶寬可編程 光譜成像裝置，本實用新型中的帶寬可編程分光裝置，結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)靈活、成本低、光譜響 應(yīng)性好、光能量利用率高、光譜范圍和光譜分辨率可根據(jù)實際需要自由調(diào)控、可靈活調(diào)節(jié)譜 段和帶寬、系統(tǒng)后期升級方便；可以在任意帶寬范圍內(nèi)獲取待測目標的高分辨率光譜圖像， 包括二維空間信息和一維光譜信息，從而實現(xiàn)對目標的光譜識別。
[0006] 本實用新型是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0007] -種帶寬可編程光譜成像裝置，其特征在于，包括設(shè)置在同一光路上、依次放置的 前置鏡頭、中繼鏡組和CCD探測器，中繼鏡組包括位于光路前方的前中繼鏡和位于光路后 方的后中繼鏡；該裝置還包括一個帶寬可編程分光器件，位于前中繼鏡和后中繼鏡的中間， 帶寬可編程分光器件由前后垂直放置的轉(zhuǎn)輪I和轉(zhuǎn)輪II組成。
[0008] 待測目標的反射光通過前置鏡頭進入到系統(tǒng)光路中，經(jīng)過前中繼鏡后進入到帶寬 可編程分光器件中；所述的帶寬可編程分光器件對光進行光譜范圍和帶寬調(diào)控后將光透射 到后中繼鏡，后中繼鏡將目標成像的一次像面延伸到CCD探測器中，利用CCD探測器可以到 采集光譜圖像。
[0009] 上述的轉(zhuǎn)輪I和轉(zhuǎn)輪II上安放濾光片，濾光片放在轉(zhuǎn)輪I和轉(zhuǎn)輪II上，兩個輪上 的濾光片平行放置，系統(tǒng)光路垂直通過轉(zhuǎn)輪I和轉(zhuǎn)輪II上的一對濾光片。
[0010] 上述的轉(zhuǎn)輪I上放置的濾光片鍍有高通濾光膜，轉(zhuǎn)輪II上放置的濾光片上鍍有低 通濾光膜，兩個轉(zhuǎn)輪上各有一個空位置，當兩轉(zhuǎn)輪以不同的組合位置出現(xiàn)時，透過轉(zhuǎn)輪組的 光線譜段范圍、帶寬均不同。
[0011] 本實用新型帶寬可編程成像裝置，光在中繼鏡組的中間形成平行光路，此平行光 路在帶寬可編程分光器件可視為平行玻璃板，不會影響系統(tǒng)最終的成像質(zhì)量；而轉(zhuǎn)輪安放 上不同濾光范圍的濾光片，當改變兩個轉(zhuǎn)輪濾光片的濾光范圍、截止波長間隔時，通過精確 控制兩個轉(zhuǎn)輪的位置組合，可以實現(xiàn)透過轉(zhuǎn)輪組的光線譜段范圍可控、帶寬可控、分辨率可 控的目的。本實用新型裝置，具有譜段范圍可調(diào)、帶寬可調(diào)、調(diào)節(jié)靈活、系統(tǒng)適應(yīng)性強等優(yōu) 點，可以在遙感科學、生物醫(yī)療、食品檢測、礦產(chǎn)勘查、刑偵文檢、農(nóng)業(yè)普查、地理信息獲取等 領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1 :寬帶可編程光譜成像裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 其中：1、前置鏡頭，2、中繼鏡組，3、帶寬可編程分光器件，4、C⑶探測器，5、前中繼 鏡，6、后中繼鏡，7、轉(zhuǎn)輪1，8、轉(zhuǎn)輪II，箭頭表示光路。

【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的帶寬可編程光譜成像裝置進行詳細的描述。
[0015] 如圖1所示，一種帶寬可編程光譜成像裝置，包括設(shè)置在同一光路上、依次放置的 前置鏡頭1、中繼鏡組2和CCD探測器4,中繼鏡組2包括位于光路前方的前中繼鏡5和位 于光路后方的后中繼鏡6 ;該裝置還包括一個帶寬可編程分光器件3,位于前中繼鏡5和后 中繼鏡6的中間，帶寬可編程分光器件3由前后垂直放置的轉(zhuǎn)輪17和轉(zhuǎn)輪118組成。轉(zhuǎn)輪 17和轉(zhuǎn)輪118上安放濾光片，濾光片放在轉(zhuǎn)輪I和轉(zhuǎn)輪II上，兩個輪上的濾光片平行放置， 系統(tǒng)光路垂直通過轉(zhuǎn)輪I和轉(zhuǎn)輪II上的一對濾光片。
[0016] 待測目標的反射光通過前置鏡頭1進入到系統(tǒng)光路中，經(jīng)過前中繼鏡5后進入到 帶寬可編程分光器件3中；所述的帶寬可編程分光器件對光進行光譜范圍和帶寬調(diào)控后將 光透射到后中繼鏡6,后中繼鏡6將目標成像的一次像面延伸到C⑶探測器中，（XD探測器 可以采集到高分辨率的光譜圖像。
[0017] 轉(zhuǎn)輪17上放置的濾光片鍍有高通濾光膜，轉(zhuǎn)輪II上放置的濾光片上鍍有低通濾 光膜，如，轉(zhuǎn)輪1的各個濾光片截止波長分別為400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、 700nm，轉(zhuǎn)輪2的各個濾光片截止波長分別為450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、 750nm，兩轉(zhuǎn)輪上各有一個空位置，當兩轉(zhuǎn)輪以不同的組合位置出現(xiàn)時，透過轉(zhuǎn)輪組的光線 譜段范圍、帶寬均不同，調(diào)節(jié)結(jié)果如下表。
[0018] 表1 :兩轉(zhuǎn)輪不同濾光組合結(jié)果
[0019]

【權(quán)利要求】
1. 一種帶寬可編程光譜成像裝置，其特征在于，包括設(shè)置在同一光路上、依次放置的前 置鏡頭（1)、中繼鏡組⑵和CCD探測器（4)，所述的中繼鏡組⑵包括位于光路前方的前 中繼鏡（5)和位于光路后方的后中繼鏡￠);該裝置還包括一個帶寬可編程分光器件（3)， 位于前中繼鏡（5)和后中繼鏡￠)的中間，帶寬可編程分光器件（3)由前后垂直放置的轉(zhuǎn) 輪1(7)和轉(zhuǎn)輪II⑶組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，待測目標的反射光通過前置鏡頭（1)進入 到系統(tǒng)光路中，經(jīng)過前中繼鏡（5)后進入到帶寬可編程分光器件（3)中；所述的帶寬可編程 分光器件（3)對光進行光譜范圍和帶寬調(diào)控后將光透射到后中繼鏡￠)，后中繼鏡（6)將目 標成像的一次像面延伸到CCD探測器中，利用CCD探測器采集光譜圖像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)輪I (7)和轉(zhuǎn)輪II⑶上安放濾 光片，濾光片安放在轉(zhuǎn)輪I和轉(zhuǎn)輪II上，兩個輪上的濾光片平行放置，系統(tǒng)光路垂直通過轉(zhuǎn) 輪I和轉(zhuǎn)輪II上的一對濾光片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)輪1(7)上放置的濾光片鍍有高 通濾光膜，轉(zhuǎn)輪II上放置的濾光片上鍍有低通濾光膜，兩個轉(zhuǎn)輪上各有一個空位置，當兩 轉(zhuǎn)輪以不同的組合位置出現(xiàn)時，透過轉(zhuǎn)輪組的光線譜段范圍、帶寬均不同。
【文檔編號】G01J3/28GK204064457SQ201420381715
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】王新全 申請人:青島市光電工程技術(shù)研究院