一種簡(jiǎn)便圖像光譜探測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光譜應(yīng)用、光譜成像技術(shù)、顯微光譜及圖像探測(cè)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種簡(jiǎn)便圖像光譜探測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光譜信息是由目標(biāo)本身內(nèi)在性質(zhì)決定的，通過(guò)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行光譜探測(cè)和分析可獲得目標(biāo)本身的內(nèi)在屬性，而這種屬性是其他方法無(wú)法獲得的，光譜探測(cè)與分析技術(shù)具有無(wú)接觸、無(wú)損傷的優(yōu)點(diǎn)，能夠檢測(cè)到被測(cè)物體的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分等指標(biāo)，是自然科學(xué)中一種日趨重要的研究手段。
[0003]光譜探測(cè)是基于點(diǎn)測(cè)量，而圖像測(cè)量是基于空間特性變化，這兩種技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)。因此將兩者結(jié)合，產(chǎn)生了光譜成像學(xué)科。圖像光譜數(shù)據(jù)同時(shí)包含了圖像信息和光譜信息，不僅具有光譜分辨能力，還具有圖像分辨能力，是圖譜合一的海量數(shù)據(jù)源，因此能夠給出各個(gè)波段上每個(gè)像素的光譜強(qiáng)度數(shù)據(jù)，且給出的光譜強(qiáng)度數(shù)據(jù)的光譜分辨率較高，利用光譜成像技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)待檢測(cè)物體進(jìn)行定性和定量分析，還能對(duì)待檢測(cè)物體進(jìn)行定位分析，因此光譜成像技術(shù)主要應(yīng)用于遙感觀測(cè)領(lǐng)域，如進(jìn)行地質(zhì)礦物識(shí)別填圖研究、植被生態(tài)及軍事目標(biāo)識(shí)別等。
[0004]現(xiàn)階段光譜成像技術(shù)可分為三類:多光譜成像技術(shù)、高光譜成像技術(shù)和超光譜成像技術(shù)，這三種技術(shù)的光譜分辨率依次提高，且由于上述技術(shù)在使用時(shí)是需要對(duì)全部像素區(qū)域的像素點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量的，所以需要保存、處理的數(shù)據(jù)量非常龐大，這導(dǎo)致在進(jìn)行光譜成像時(shí)數(shù)據(jù)處理效率較為低下，因此上述技術(shù)還不能滿足人們的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決以上現(xiàn)有裝置及技術(shù)的不足，提供了一種簡(jiǎn)便圖像光譜探測(cè)裝置，應(yīng)用該裝置可以靈活選擇圖像中感興趣的任意一個(gè)或幾個(gè)像素區(qū)域進(jìn)行光譜測(cè)量，彌補(bǔ)傳統(tǒng)光譜成像技術(shù)需要對(duì)全部像素進(jìn)行光譜測(cè)量導(dǎo)致的占用存儲(chǔ)空間大及數(shù)據(jù)處理復(fù)雜等不足。
[0006]為實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案是:
一種簡(jiǎn)便圖像光譜探測(cè)裝置，包括光學(xué)鏡頭、分束立方體、面陣CCD相機(jī)、透鏡組、光纖和光纖光譜儀；光纖的裸光纖端固定設(shè)置在光信號(hào)通過(guò)光學(xué)鏡頭、分束立方體后經(jīng)透鏡組聚焦的焦平面中心處，光纖的另一端接光纖光譜儀；
探測(cè)裝置在運(yùn)行的時(shí)候，入射圖像信號(hào)通過(guò)光學(xué)鏡頭形成入射光信號(hào)，入射光信號(hào)通過(guò)分束立方體后在空間中以大角度分成兩路，其中一路入射光信號(hào)聚焦至面陣CCD相機(jī)，另一路入射光信號(hào)通過(guò)透鏡組后聚焦至光纖的裸光纖端。
[0007]上述方案中，面陣CCD相機(jī)對(duì)入射光信號(hào)進(jìn)行采集獲得圖像信息，光纖光譜儀對(duì)入射至裸光纖端的入射光信號(hào)進(jìn)行光譜分析獲得光譜信息，因此應(yīng)用本發(fā)明提供的裝置可以實(shí)現(xiàn)圖像信息、光譜信息的探測(cè)。而在應(yīng)用探測(cè)裝置時(shí)，可以通過(guò)移動(dòng)光纖的裸光纖端和分束立方體使感興趣像素區(qū)域?qū)?yīng)的入射光信號(hào)分別聚焦至面陣CCD相機(jī)和光纖的裸光纖端，實(shí)現(xiàn)對(duì)感興趣像素區(qū)域的圖像光譜測(cè)量，由于用戶在應(yīng)用探測(cè)裝置時(shí)可以靈活選擇圖像中感興趣的任意一個(gè)或幾個(gè)像素區(qū)域進(jìn)行光譜測(cè)量，所以本發(fā)明提供的裝置在進(jìn)行圖像光譜測(cè)量時(shí)需要保存、處理的數(shù)據(jù)量較少，因此本發(fā)明提供的裝置能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)光譜成像技術(shù)需要對(duì)全部像素進(jìn)行光譜測(cè)量導(dǎo)致的占用存儲(chǔ)空間大及數(shù)據(jù)處理復(fù)雜等不足。同時(shí)，由于探測(cè)裝置內(nèi)設(shè)置有透鏡組，這使得入射至光纖裸光纖端的入射光信號(hào)能夠最大程度的集中并聚焦至光纖的裸光纖端，所以本發(fā)明提供的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圖像光譜信息的準(zhǔn)確探測(cè)。
[0008]優(yōu)選地，所述分束立方體為寬帶分束立方體。選擇寬帶分束立方體，能夠保證分束膜的反射光譜帶寬足夠大，這使得本發(fā)明提供的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)寬光譜測(cè)量。
[0009]優(yōu)選地，所述光學(xué)鏡頭、分束立方體、面陣C⑶相機(jī)沿垂直方向從上至下依次設(shè)置，透鏡組、光纖的裸光纖端沿水平方向從左到右依次設(shè)置于分束立方體的右側(cè)。
[0010]優(yōu)選地，為了防止固定設(shè)置的裸光纖端松動(dòng)造成光纖斷裂或平移，所述探測(cè)裝置還包括有裸光纖適配器，光纖的裸光纖端通過(guò)裸光纖適配器固定設(shè)置在光信號(hào)通過(guò)光學(xué)鏡頭、分束立方體后經(jīng)透鏡組聚焦的焦平面中心處。
[0011]優(yōu)選地，所述光譜探測(cè)裝置還包括有光纖調(diào)整架，裸光纖適配器安裝在光纖調(diào)整架上。
[0012]優(yōu)選地，所述光纖為多模光纖。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
I)本發(fā)明提供的圖像光譜探測(cè)裝置在使用時(shí)無(wú)需進(jìn)行光譜維的掃描，可以靈活選擇圖像中感興趣的任意一個(gè)或幾個(gè)像素區(qū)域進(jìn)行光譜測(cè)量，彌補(bǔ)傳統(tǒng)光譜成像技術(shù)需要對(duì)全部像素進(jìn)行光譜測(cè)量導(dǎo)致的占用存儲(chǔ)空間大及數(shù)據(jù)處理復(fù)雜等不足，具有運(yùn)行速度快、數(shù)據(jù)量小、光譜分辨率高的優(yōu)點(diǎn)；
2 )通過(guò)在光路中弓I入分束立方體實(shí)現(xiàn)入射光在空間中的分束，可將光纖的裸光纖端固定在焦平面中心處，通過(guò)光纖調(diào)整架微調(diào)光纖位置即可進(jìn)行光譜探測(cè)，可支持不同孔徑光纖的更換，滿足不同環(huán)境的需求；
3)搭配高分辨率的光譜儀，其光譜分辨率可達(dá)到Aλ / λ =0.0001數(shù)量級(jí)，通過(guò)與模式識(shí)別、圖像處理等技術(shù)手段相結(jié)合，可以自動(dòng)識(shí)別需要測(cè)量光譜的位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的測(cè)量，為在線監(jiān)測(cè)提供有力的技術(shù)支持；
4)增設(shè)有透鏡組，這使得入射至光纖裸光纖端的入射光信號(hào)能夠最大程度的集中并聚焦至光纖的裸光纖端，因此本發(fā)明提供的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圖像信息、光譜信息的準(zhǔn)確探測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為圖像光譜探測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]附圖僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專利的限制，附圖標(biāo)號(hào)與部件間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下:
1-光學(xué)鏡頭；2-分束立方體；3_面陣(XD相機(jī)；4_透鏡組；5_裸光纖適配器；6-光纖；7-光纖調(diào)整架；8_光纖光譜儀。
[0016]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
實(shí)施例1
如圖1所示，圖像光譜探測(cè)裝置包括光學(xué)鏡頭1、分束立方體2、面陣CCD相機(jī)3、透鏡組4、裸光纖適配器5、光纖6、光纖調(diào)整架7和光纖光譜儀8 ;光學(xué)鏡頭1、分束立方體2、面陣CXD相機(jī)3沿垂直方