[實用新型]一種多光譜圖像捕捉系統

有效

• 申請號: 201220266365.5
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN202710182U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 邸思;杜如虛;金建;姚豫培;唐觀榮;陳賢帥
• 申請（專利權）人: 廣州中國科學院先進技術研究所
• 主分類號: G01J3/45
• 分類號: G01J3/45;G02B5/28
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

技術領域

本實用新型涉及微型光機電系統，尤其是一種多光譜圖像捕捉系統。?

背景技術

在普通成像系統中，人們往往采用擴大圖像傳感器像素規格的方式來提高圖像分辨率，獲取更多信息。但這種方式在很多應用場合已經顯現出瓶頸，某些信息往往不能從簡單的灰度數據中提取出來。利用多譜成像技術可獲得不同波長下的圖像信息，這是普通成像方式無法實現的。因此多譜成像在遙感測量，生物醫學成像，目標探測與跟蹤等領域具有廣泛的應用價值。?

目前的多譜成像系統，一種是采用普通單孔徑鏡頭與濾光片輪轉機構相結合的方式。這種系統通過機械結構實現不同顏色濾光片的轉換，并分別獲取相應圖像。因此該系統無法實現多光譜圖像的同時獲取，工作效率較低。中國專利CN102053297A（專利公布號）公布了一種多譜段濾光機構，該機構用于空間光學遙感器，通過一個輪轉結構實現不同波段濾光片的轉換，從而獲取不同波段的圖像。這種方式的缺點在于每次只能獲取某一波段的圖像，但無法同時獲取多波段的圖像信息，因此工作效率不高。?

Shogenji等人(期刊論文，題目:Multispectral?imaging?using?compact?compound?optics，期刊:?Optics?Express,?卷vol.12,?no.8,?2004)提出了一種基于多通道彩色濾光片和微透鏡陣列的多譜成像系統。濾光片的每一個通道對應某一種顏色，并與其后的一個微透鏡對準，構成一個光通道。每個光通道的成像結果由同一塊圖像傳感芯片記錄，從而實現多光譜圖像信息的同時獲取。該系統通過機械裝置將濾光片，微透鏡陣列，圖像傳感芯片分別固定，并通過調節其相對位置實現校準。該系統的缺點在于濾光片的每個通道和陣列中各透鏡之間的校準精度要求較高，當有外界擾動時，微小的位置失配會導致不同顏色的光線入射到同一透鏡中，導致針對某一波段圖像數據的不準確，影響系統的整體成像性能。此外，該系統僅針對可見光波段工作，無法實現近紅外波段圖像的獲取。同時，該系統還存在各組件分立，集成度不高的缺點，這些都不利于應用領域的拓展。?

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種基于多通道光譜成像的多光譜圖像捕捉系統。?

為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：?

一種多光譜圖像捕捉系統，包括一多譜成像鏡頭，所述多譜成像鏡頭的后方設置有一用于感光成像的CMOS圖像傳感器，所述CMOS圖像傳感器固定在一光學平臺上，所述多譜成像鏡頭包括多通道濾波片及陣列式微透鏡，所述陣列式微透鏡的每個透鏡單元與多通道濾波片的一個濾波單元對應構成一個光通道。

進一步作為優選的實施方式，所述多通道濾波片為干涉型濾波片，采用高低折射率材料相間的多膜系結構。?

進一步作為優選的實施方式，所述多通道濾波片與陣列式微透鏡鍵合連接。?

優選地，所述光學平臺通過傳動機構連接有微型直線電機。?

優選地，所述CMOS圖像傳感器通過USB數據線連接有電腦。?

本實用新型的有益效果是：本實用新型采用集成了多通道濾波片及陣列式微透鏡的多譜成像鏡頭，從而解決了當外界擾動時，因濾波片與透鏡相對位置失配引起的成像質量降低的問題；另本實用新型濾波片采用干涉濾波片的多膜系結構，可實現可見光與近紅外波段的多通道集成；進一步，本實用新型系統引入了微型直線電機，從而實現了系統的自動對焦功能。?

附圖說明

圖1是本實用新型多光譜圖像捕捉系統的結構示意圖；?

圖2是本實用新型陣列式透鏡的結構示意圖；

圖3是本實用新型多通道濾波片的結構示意圖；

圖4是本實用新型中多譜成像鏡頭截面的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明，但本實用新型的實施和保護范圍并不限于此。?

參照圖1,一種多光譜圖像捕捉系統，包括一多譜成像鏡頭10，所述多譜成像鏡頭10的后方設置有一用于感光成像的CMOS圖像傳感器20，所述CMOS圖像傳感器20固定在一光學平臺30上，所述多譜成像鏡頭10包括多通道濾波片12及陣列式微透鏡14，所述陣列式微透鏡14的每個透鏡單元與多通道濾波片12的一個濾波單元對應構成一個光通道，該系統還包括外殼70，CMOS圖像傳感器20經USB數據線連接有電腦60。?