CN207147631U - 一种实现场景成像与目标光谱测量的装置 - Google Patents

Abstract

一种实现场景成像与目标光谱测量的装置，该装置沿光路方向依次包括滤光片阵列、焦距可调的成像镜、中心位置粘接微透镜的平板玻璃、以及成像探测器，所述滤光片阵列放置于所述装置的入瞳处，所述成像探测器位于微透镜的焦平面上。本实用新型的实现场景成像与目标光谱测量的装置结构简单，通过对成像镜调焦，就可直接获得感兴趣目标的光谱信息及周围景物图像信息。

Description

一种实现场景成像与目标光谱测量的装置

技术领域

本实用新型属于光学领域，涉及一种实现场景成像与目标光谱测量的装置，尤其涉及一种可通过调焦分别实现获取场景图像和光谱的探测装置。

背景技术

光谱技术在光学遥感领域有着广泛的应用，光谱成像系统不仅可以获得目标的图像信息，而且可以获得揭示其本质的光谱信息。但传统的多光谱测量装置都是在普通相机光路中加入干涉仪、光栅、滤光片等分色组件，要获取目标的多光谱信息，需要多次曝光扫描才能完成。而且在获取整个景物图像信息的同时，获取的是整个景物的光谱信息，不能对某一感兴趣目标进行研究，需对获取的整个景物的光谱数据进行提取处理。

现有技术中亟需一种在获取周围景物图像信息的同时还能只获取某一感兴趣目标光谱并且无需扫描即能获取目标光谱信息的光谱成像技术。

实用新型内容

为了解决背景技术中传统光谱成像系统在获取周围景物图像信息的同时不能只获取某一感兴趣目标光谱的不足及扫描才能获取目标光谱信息等的技术问题，本实用新型提供了一种只需通过调焦，就可直接获得感兴趣目标的光谱信息及周围景物图像信息、适用范围广且便于操作的成像与多光谱并行探测装置，即通过调焦实现目标场景清晰成像及感兴趣目标点多光谱信息获取的探测装置。

具体的，为了实现本实用新型的发明目的，提供一种实现场景成像与目标光谱测量的装置，该装置沿光路方向依次包括滤光片阵列、焦距可调的成像镜、中心位置粘接微透镜的平板玻璃、以及成像探测器，所述滤光片阵列放置于所述装置的入瞳处，所述成像探测器位于微透镜的焦平面上。

进一步，所述成像镜的调焦范围大于等于所述微透镜前端面到所述成像探测器光敏的距离。

进一步，所述成像镜的焦平面可以在所述微透镜所在平面上，或者可以在成像探测器平面上。

进一步，成像镜的F数小于4。

进一步，所述中心位置粘接微透镜的平板玻璃黏合在所述成像探测器上，并且所述微透镜位于所述成像探测器的中心位置，所述微透镜光轴在所述成像探测器的中心位置。

进一步，所述滤光片阵列为渐变滤光片阵列，设置于所述成像镜孔径光阑处。

进一步，设置1个或多个微透镜，所述微透镜覆盖所述成像探测器的尺寸以不超过成像探测器靶面的2/3，单个微透镜直径小于成像探测器靶面的1/2。

进一步，微透镜F数大于成像镜的F数。

进一步，微透镜是非球面镜或自聚焦透镜，微透镜的后工作距大于等于成像探测器窗口玻璃到成像探测器光敏面的距离。

进一步，成像探测器的像元尺寸小于光经过所述滤光片阵列、成像镜、微透镜在微透镜的焦平面上成像尺寸的1/30。

本实用新型具有如下优点：

1.采用本实用新型的实现场景成像与目标光谱测量的装置，通过调焦可以获取目标景物的清晰图像及感兴趣目标的光谱信息，确定测量光谱的目标位置；

2.通过设置渐变滤光片阵列，可实现高光谱；

3.滤光片阵列容易更换，从而实现通道改变；

4.本装置实现简单、携带方便、使用简单，省时省力。

附图说明

图1示出了本实用新型具体实施方式的实现场景成像与目标光谱测量的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图结合具体实施方式对本实用新型作出详细的描述。

图1示出了本实用新型具体实施方式的实现场景成像与目标光谱测量的装置的结构示意图。

如图1所示，本实用新型具体实施方式中的实现场景成像与目标光谱测量的装置沿其光路方向包括滤光片阵列1、焦距可调的前置镜(成像镜)2、中心位置粘接微透镜5(图1中的中央部分)的平板玻璃3以及成像探测器4；所述滤光片阵列1放置于系统入瞳处；所述成像镜2调焦范围大于等于所述微透镜5 的前端面(图1中的左面)到所述成像探测器4光敏的距离；所述的中心位置粘接微透镜5的平板玻璃3安放在所述探测器4前保证所述微透镜5的焦平面落在所述成像探测器4上，微透镜5的光轴在所述成像探测器4的中心位置，所述成像探测器4位于微透镜5的焦平面上。

在本实用新型中，所述滤光片阵列1设置于所述成像镜2的孔径光阑(图中未示出)处，优选的设置在所述成像镜2镜片前且便于拆卸的位置上。

所述成像镜2的调焦范围大于等于所述微透镜5的前端面(图1中的左面) 到所述成像探测器4光敏的距离。当所述成像镜2焦平面调整到所述微透镜5 所在平面上时设备处于测谱状态，当所述成像镜2焦平面调整到所述成像探测器4平面上时为成像状态。成像镜的F数不宜太大，优选的小于4。

所述中心位置粘接微透镜5的平板玻璃3黏合在所述成像探测器4上，所述平板玻璃3的尺寸大于微透镜5的安放位置的通光口径，微透镜5的安放位置保证微透镜5的焦平面落在所述成像探测器4上，以作为成像探测器4窗口玻璃；可以在平板玻璃3上设置1个或多个微透镜5，覆盖所述成像探测器4的尺寸优选的不超过成像探测器的靶面尺寸的2/3，单个微透镜5的直径优选的小于所述成像探测器4的靶面尺寸的1/2；微透镜5的F数大于成像镜的F数，优选的，微透镜5的F数等于成像镜的F数2倍；微透镜5以非球面镜或自聚焦透镜为最佳；微透镜5的后工作距大于等于所述成像探测器4窗口玻璃到所述成像探测器4光敏面的距离。

所述成像探测器4设置在微透镜5的焦平面上，成像探测器4的像元尺寸小于光经过所述滤光片阵列1、成像镜2、微透镜5在微透镜5的焦平面上成像尺寸的1/30。

根据本实用新型，由于在所述成像镜2的入瞳处设置所述滤光片阵列1，在所述成像探测器4前设置带有微透镜5的平板玻璃3，从而能够使得微透镜5的焦平面落在所述成像探测器4上。通过对成像镜2调焦，当所述成像镜2的焦平面落在所述成像探测器4上时，相当于普通成像装置，由于在所述成像探测器4的中心位置多了微透镜5对光线的会聚作用，所以所得到的图像是中心位置模糊、周围清晰的景物图像；当使所述成像镜2的焦平面落在微透镜5上时，所述成像探测器4处于离焦状态，不通过微透镜5的光线在成像探测器4上成模糊像，通过微透镜5的光线，由于入瞳处滤光片的滤光作用，在成像探测器4 上记录了其光谱信息，所述成像探测器4上中心为目标光谱，周围为模糊图像。

以上对本实用新型具体实施方式涉及的实现场景成像与目标光谱测量的装置进行了说明，利用该装置，能够实现场景成像与目标光谱测量，通过调焦，即可直接获得感兴趣目标的光谱信息及周围景物图像信息、适用范围广且便于操作的成像与多光谱并行探测，即通过调焦可实现目标场景清晰成像及感兴趣目标点多光谱信息的获取。换言之，在获取周围景物图像信息的同时还获取某一感兴趣目标光谱信息等。

综上，根据本实用新型的具体实施方式对本实用新型作出了详细的描述，然而，本领域技术人员应当懂得，该描述是示例性的，在不脱离本实用新型宗旨和精神的范畴内可以对本实用新型作出各种修饰和变更，这些修饰和变更也应当落入本实用新型的保护范围之中，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种实现场景成像与目标光谱测量的装置，其特征在于，该装置沿光路方向依次包括滤光片阵列、焦距可调的成像镜、中心位置粘接微透镜的平板玻璃、以及成像探测器，

所述滤光片阵列放置于所述装置的入瞳处，所述成像探测器位于微透镜的焦平面上。

2.如上述权利要求1所述实现场景成像与目标光谱测量的装置，其特征在于，所述成像镜的调焦范围大于等于所述微透镜前端面到所述成像探测器光敏的距离。

3.如上述权利要求2所述实现场景成像与目标光谱测量的装置，其特征在于，所述成像镜的焦平面可以在所述微透镜所在平面上，或者可以在成像探测器平面上。

4.如上述权利要求3所述实现场景成像与目标光谱测量的装置，其特征在于，成像镜的F数小于4。

5.如上述权利要求1-4之一所述实现场景成像与目标光谱测量的装置，其特征在于，所述中心位置粘接微透镜的平板玻璃黏合在所述成像探测器上，并且所述微透镜位于所述成像探测器的中心位置，所述微透镜光轴在所述成像探测器的中心位置。

6.如上述权利要求1-4之一所述实现场景成像与目标光谱测量的装置，其特征在于，所述滤光片阵列为渐变滤光片阵列，设置于所述成像镜孔径光阑处。

7.如上述权利要求1-4之一所述实现场景成像与目标光谱测量的装置，其特征在于，设置1个或多个微透镜，所述微透镜覆盖所述成像探测器的尺寸以不超过成像探测器靶面的2/3，单个微透镜直径小于成像探测器靶面的1/2。

8.如上述权利要求1-4之一所述实现场景成像与目标光谱测量的装置，其特征在于，微透镜F数大于成像镜的F数。

9.如上述权利要求1-4之一所述实现场景成像与目标光谱测量的装置，其特征在于，微透镜是非球面镜或自聚焦透镜，微透镜的后工作距大于等于成像探测器窗口玻璃到成像探测器光敏面的距离。

10.如上述权利要求1-4之一所述实现场景成像与目标光谱测量的装置，其特征在于，成像探测器的像元尺寸小于光经过所述滤光片阵列、成像镜、微透镜在微透镜的焦平面上成像尺寸的1/30。