一种带宽可编程光谱成像装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带宽可编程光谱成像装置，包括设置在同一光路上、依次放置的前置镜头、中继镜组和CCD探测器，中继镜组包括前后放置的前中继镜和后中继镜；还包括一个带宽可编程分光器件，位于前、后中继镜的中间，由前后垂直放置的转轮I和转轮II组成；转轮I的滤光片镀有高通滤光膜，转轮II的滤光片镀有低通滤光膜。光在中继镜组中间形成平行光路，此平行光路在带宽可编程分光器件可视为平行玻璃板，不会影响系统最终的成像质量；转轮安放上不同滤光范围的滤光片，当改变两个转轮滤光片的滤光范围、截止波长间隔时，通过精确控制两个转轮的位置组合，可以实现透过转轮组的光线谱段范围可控、带宽可控、分辨率可控的目的。
【专利说明】一种带宽可编程光谱成像装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种带宽可编程光谱成像装置，属于光谱学【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 人类利用光作为媒介获取周围环境的信息是即本能的而又自然的，然而人类在生 理上能直接感知的仅为可见光，它只是光信息中的很小的一部分。随着光学理论发展，人们 发现在光中还包含着大量的信息，这些信息可以用光谱来描述，而且对于不同的景物或目 标，其光谱的分布形式具有较大的差别。随着测谱学理论的发展和成像光谱学的建立以及 成像光谱技术的应用，使得人们有能力获得这些信息，并利用这些信息，使得人们对景物或 目标的分析和识别变得更加精准。
[0003] 光谱成像技术是一种新型的信息获取技术，建立在光学、机械结构、电子学、计算 机等技术上，涉及电磁波理论、光谱学与色度学、物理/几何光学、电子工程、信息学等多门 学科；其中电磁波理论是遥感最重要的物理基础。光谱成像技术能够得到被探测目标的两 维空间信息和一维光谱信息，形成数据立方体。与几何成像相比，光谱成像在获得目标形影 图像的同时，还可以同时获得目标空间几何信息和光谱信息，利用地物的光谱特性对其进 行分类或识别，信息量非常大，在许多领域具有十分广阔的应用前景。
[0004] 目前，现有的比较成熟的分光方法有：色散型、傅里叶变换型、滤光片型等。色散型 主要包括光栅和棱镜分光，其主要缺点是系统信噪比受狭缝的限制，狭缝越窄，光谱分辨率 越高，但系统接收到的能量也随之降低；傅里叶变换型主要应用于红外方面，其缺点是结构 较复杂，不适合快速变化的光谱测量，有移动部件，系统对振动等反应敏感；滤光片型主要 包括声光可调谐滤波器（A0TF)和液晶可调谐滤波器（LCTF)，A0TF的光谱分辨率在某些范 围很高，但是A0TF滤光有一定的色散，会造成成像质量模糊，而LCTF在滤波范围的两端，光 谱响应比较差，光利用率非常低，而且设备的成本投入比较大，系统后期升级不灵活。
【发明内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题针对现有技术存在的缺陷，提供一种带宽可编程 光谱成像装置，本实用新型中的带宽可编程分光装置，结构简单、系统灵活、成本低、光谱响 应性好、光能量利用率高、光谱范围和光谱分辨率可根据实际需要自由调控、可灵活调节谱 段和带宽、系统后期升级方便；可以在任意带宽范围内获取待测目标的高分辨率光谱图像， 包括二维空间信息和一维光谱信息，从而实现对目标的光谱识别。
[0006] 本实用新型是通过下述技术方案实现的：
[0007] -种带宽可编程光谱成像装置，其特征在于，包括设置在同一光路上、依次放置的 前置镜头、中继镜组和CCD探测器，中继镜组包括位于光路前方的前中继镜和位于光路后 方的后中继镜；该装置还包括一个带宽可编程分光器件，位于前中继镜和后中继镜的中间， 带宽可编程分光器件由前后垂直放置的转轮I和转轮II组成。
[0008] 待测目标的反射光通过前置镜头进入到系统光路中，经过前中继镜后进入到带宽 可编程分光器件中；所述的带宽可编程分光器件对光进行光谱范围和带宽调控后将光透射 到后中继镜，后中继镜将目标成像的一次像面延伸到CCD探测器中，利用CCD探测器可以到 采集光谱图像。
[0009] 上述的转轮I和转轮II上安放滤光片，滤光片放在转轮I和转轮II上，两个轮上 的滤光片平行放置，系统光路垂直通过转轮I和转轮II上的一对滤光片。
[0010] 上述的转轮I上放置的滤光片镀有高通滤光膜，转轮II上放置的滤光片上镀有低 通滤光膜，两个转轮上各有一个空位置，当两转轮以不同的组合位置出现时，透过转轮组的 光线谱段范围、带宽均不同。
[0011] 本实用新型带宽可编程成像装置，光在中继镜组的中间形成平行光路，此平行光 路在带宽可编程分光器件可视为平行玻璃板，不会影响系统最终的成像质量；而转轮安放 上不同滤光范围的滤光片，当改变两个转轮滤光片的滤光范围、截止波长间隔时，通过精确 控制两个转轮的位置组合，可以实现透过转轮组的光线谱段范围可控、带宽可控、分辨率可 控的目的。本实用新型装置，具有谱段范围可调、带宽可调、调节灵活、系统适应性强等优 点，可以在遥感科学、生物医疗、食品检测、矿产勘查、刑侦文检、农业普查、地理信息获取等 领域获得广泛的应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1 :宽带可编程光谱成像装置整体结构示意图；
[0013] 其中：1、前置镜头，2、中继镜组，3、带宽可编程分光器件，4、C⑶探测器，5、前中继 镜，6、后中继镜，7、转轮1，8、转轮II，箭头表示光路。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图对本实用新型的带宽可编程光谱成像装置进行详细的描述。
[0015] 如图1所示，一种带宽可编程光谱成像装置，包括设置在同一光路上、依次放置的 前置镜头1、中继镜组2和CCD探测器4,中继镜组2包括位于光路前方的前中继镜5和位 于光路后方的后中继镜6 ;该装置还包括一个带宽可编程分光器件3,位于前中继镜5和后 中继镜6的中间，带宽可编程分光器件3由前后垂直放置的转轮17和转轮118组成。转轮 17和转轮118上安放滤光片，滤光片放在转轮I和转轮II上，两个轮上的滤光片平行放置， 系统光路垂直通过转轮I和转轮II上的一对滤光片。
[0016] 待测目标的反射光通过前置镜头1进入到系统光路中，经过前中继镜5后进入到 带宽可编程分光器件3中；所述的带宽可编程分光器件对光进行光谱范围和带宽调控后将 光透射到后中继镜6,后中继镜6将目标成像的一次像面延伸到C⑶探测器中，（XD探测器 可以采集到高分辨率的光谱图像。
[0017] 转轮17上放置的滤光片镀有高通滤光膜，转轮II上放置的滤光片上镀有低通滤 光膜，如，转轮1的各个滤光片截止波长分别为400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、 700nm，转轮2的各个滤光片截止波长分别为450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、 750nm，两转轮上各有一个空位置，当两转轮以不同的组合位置出现时，透过转轮组的光线 谱段范围、带宽均不同，调节结果如下表。
[0018] 表1 :两转轮不同滤光组合结果
[0019]
【权利要求】
1. 一种带宽可编程光谱成像装置，其特征在于，包括设置在同一光路上、依次放置的前 置镜头（1)、中继镜组⑵和CCD探测器（4)，所述的中继镜组⑵包括位于光路前方的前 中继镜（5)和位于光路后方的后中继镜￠);该装置还包括一个带宽可编程分光器件（3)， 位于前中继镜（5)和后中继镜￠)的中间，带宽可编程分光器件（3)由前后垂直放置的转 轮1(7)和转轮II⑶组成。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，待测目标的反射光通过前置镜头（1)进入 到系统光路中，经过前中继镜（5)后进入到带宽可编程分光器件（3)中；所述的带宽可编程 分光器件（3)对光进行光谱范围和带宽调控后将光透射到后中继镜￠)，后中继镜（6)将目 标成像的一次像面延伸到CCD探测器中，利用CCD探测器采集光谱图像。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的转轮I (7)和转轮II⑶上安放滤 光片，滤光片安放在转轮I和转轮II上，两个轮上的滤光片平行放置，系统光路垂直通过转 轮I和转轮II上的一对滤光片。
4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的转轮1(7)上放置的滤光片镀有高 通滤光膜，转轮II上放置的滤光片上镀有低通滤光膜，两个转轮上各有一个空位置，当两 转轮以不同的组合位置出现时，透过转轮组的光线谱段范围、带宽均不同。
【文档编号】G01J3/28GK204064457SQ201420381715
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】王新全 申请人:青岛市光电工程技术研究院