多光谱成像系统的制作方法

1.本实用新型涉及镜头模组成像技术领域，尤其涉及多光谱成像系统。


背景技术：

2.现有的用来测量光源光谱的技术为：光谱传感器，通过光栅对光线色散并通过线型ccd图像传感器读取每个波长的光强，然后计算出光谱值，但是该技术只能对光源的点成像，而不能获取图像。常用于光谱计。
3.现有的获得多光谱图像的技术有：
4.1、用不同的摄像头分别拍摄不同光谱图像，然后叠加合成，形成可视的伪彩图像。缺点是由于摄像头的分辨率差异，视角差异，图像会出现不同的形变导致边缘不能对准。目前在红外测温影像设备上常见。
5.2、同一个面阵cis，通过更换不同的滤光膜获取对应的光谱图像，但是由于图像传感器上一般会有红外截止膜和三色膜，因此拍摄特殊光谱的时候需要对图像传感器进行改造，在传感器上整体增加或者去除部分滤光膜，使传感器整体获得部分波段的感光能力。缺点是图像传感器需要改造，滤光膜价格昂贵，使用不便，需组合使用；而且定制后的图像传感器获得的是光谱混合后的图像，并不能区分光谱，例如去除红外滤光膜后，会使红外信号叠加到红色通道中，无法单独将红外图像提取出来，如果获得单独的红外图像，则需要增加可见光截止膜。常用于带红外图像功能的监控录像。
6.3、在制作图像传感器的时候就将单个像素点设计上即分解。传统的像素点由三原色组成，1个像素对应3个光电二极管，同样传统的滤光膜就是三原色的滤光膜，只获取三原色对应的图像。如果设计上就将1个像素分解成3个以上光电二极管，光膜更换为对应的3个以上的光谱波段的滤光膜就可以同时获得多光谱的图像，比如增加ir膜和光电二极管获得红外图像。比第2种的优点是，能够获取到不同波段的图像，而非混合的，缺点是波段的数量依赖于像素点所分解的颜色数量，定制的可以做到8个波段甚至更多，但各个波段之间是不连续；另外这种图像传感器都是定制化，需要单独设计流片，非通用型号。常用于快速检测食品种类的检测仪中。
7.现有光谱检测系统是针对光源，而非图像，现有的图像系统仍然是红绿蓝三色为主，现有的多光谱系统是通过不同光谱的图像传感器分别拍出图像以后，再进行合成，在合成的过程中，会存在图像的相位差，且由于传感器的精度不同，导致图像出现精度的差异，例如红外合成图像，是在可见光的高清图像基础上合成低分辨率的红外图像。但是由于人眼睛是不能识别红外和紫外的光谱，因此合成的都是伪彩图像。有一些场合需要特殊的图像，则需要使用特殊的光源，例如在医疗内窥镜检测炎症时，需要用窄带的绿色或者蓝色光源对组织进行特殊的光学染色。而当使用特殊光源的时候，会使图像偏色而无法同时得到正常组织的图像。其中奥林巴斯所用的nbi技术就是其中的著名实例。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本实用新型的目的是提供多光谱成像系统，以解决背景技术中的问题。
9.本实用新型的多光谱成像系统包括入射透镜、液晶开关、准直透镜、第一反射镜、成像透镜、平面反射式光栅、dmd空间光调制器、基板、第一cis影像传感器和第二cis影像传感器，从物侧到成像侧依次为入射透镜、液晶开关、准直透镜、第二反射镜、成像透镜、平面反射式光栅、第一cis影像传感器，或者是入射透镜、dmd空间光调制器、基板、第二反射镜和第二cis影像传感器。所述cis影像传感器为cmos image sensor，cmos图像传感器。
10.进一步，所述入射透镜与成像透镜均为凸透镜，所述第一反射镜与第二反射镜均为凹面镜。
11.进一步，所述基板上刻蚀有狭缝，对入射光进行衍射色散。
12.进一步，所述基板与第二cis影像传感器贴合在一起，并且所述第二cis影像传感器的长度小于基板的长度，基板上的狭缝刻蚀在第二cis影像传感器与基板的贴合区域外。
13.进一步，所述液晶开关和dmd空间光调制器上均设有电路板，通过电路的控制，每次打开一行原始光信息，使图像信息逐行进入。
14.本实用新型的多光谱成像系统的有益效果：本实用新型通过dmd空间光调制器微反射镜技术或液晶开关，及准直透镜组，将入射的图像，以行扫描的形式入射到光栅上，经过光栅色散以后，将行中每一个像素点，色散成该像素点的光谱曲线，将一维的点变成2维的线，而由面阵cis的每一列来获取对应像素点的光谱曲线，这样，整个cis获得的就是这一行的每一个像素的的所有光谱曲线信息。当所有行扫描完成以后，则形成一幅完整图像的所有像素点的光谱信息。读取的时候，可以选择读取某一个频率的光的伪彩图像，或者某一个波段的光的伪彩图像。
15.优点是：
16.1、无需对光源进行特殊的调制，即可以获得完整的全光谱的图像，图像信息大大丰富。
17.2、直接获得多光谱的图像信息，且光谱是连续的，可以读取任意一个频率或者波段的图像信息。
18.3、图像传感器无需定制，无需滤光膜，基本结构组成和传统的光谱传感器类似，但是从1维拓展到3维。
附图说明
19.图1是本实用新型第一种实施例结构示意图；
20.图2是本实用新型的第二种实施例结构示意图；
21.其中，入射透镜1，液晶开关2，准直透镜3，第一反射镜4，成像透镜5，平面反射式光栅6，第一cis影像传感器7，dmd空间光调制器8，基板11，狭缝10，第二反射镜9，第二cis影像传感器12。
具体实施方式
22.以下将结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明，显然，所描述的实施例仅仅只是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普
通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.本实用新型的多光谱成像系统包括入射透镜1、液晶开关2、准直透镜3、第一反射镜4、成像透镜5、平面反射式光栅6、dmd空间光调制器8、基板11、第一cis影像传感器7和第二cis影像传感器12；所述cis影像传感器为cmos image sensor，cmos图像传感器。
24.本实用新型的第一种实施例,如图1所示，从物侧到成像侧依次为入射透镜1、液晶开关2、准直透镜3、第一反射镜4、成像透镜5、平面反射式光栅6、第一cis影像传感器7，通过入射透镜入射的图像，打在液晶开关上，通过电路的控制，每次打开一行，使一行的图像信息进入后面准直透镜3，第一反射镜4，成像透镜5组成的透镜组，其余行被液晶开关2遮挡，经过透镜组调整光路，经平面反射式光栅6色散后投射到第一cis影像传感器7上获取当前行上所有像素点的光谱信息，然后通过电路控制2，关闭当前行，打开下一行，重复扫描。
25.本实用新型的第二种实施例,如图2所示，从物侧到成像侧依次为入射透镜1、dmd空间光调制器8、基板11、第二反射镜9和第二cis影像传感器12。入射的图像，经电路控制dmd空间光调制器8选择某一行反射到狭缝10的位置，通过狭缝10后照射在第二反射镜9上衍射色散，反射到第二cis影像传感器12上获取当前行的图像信息，然后通过dmd空间光调制器8，反射下一行，重复扫描。本实施例的结构紧凑，响应速度快
26.本实施例中，所述入射透镜1与成像透镜5均为凸透镜，所述第二反射镜9为凹面镜。
27.本实施例中，所述基板11上刻蚀有狭缝10，对入射光进行衍射色散。
28.本实施例中，所述基板11与第二cis影像传感器12贴合在一起，并且所述第二cis影像传感器12的长度小于基板11的长度，基板上的狭缝10刻蚀在第二cis影像传感器12与基板11的贴合区域外。
29.本实施例中，所述液晶开关2和dmd空间光调制器8上均设有电路板，通过电路的控制，每次打开一行原始光信息，使图像信息逐行进入。
30.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。