[發(fā)明專利]一種微型化線性漸變?yōu)V光片型成像光譜儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310753173.6
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103698010A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 張桂峰;相里斌;易俐娜;張金剛;呂群波;黃旻;明星
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李迪

技術領域

本發(fā)明涉及光電技術領域，尤其涉及一種高集成度微型化線性漸變?yōu)V光片成像光譜儀。

背景技術

光譜成像技術將相機與光譜儀器相結合，可以獲得目標二維空間和一維光譜圖譜合一的光譜圖像信息，可直接反映出目標的光譜特征及幾何形狀信息，實現對目標特性的綜合探測感知與識別。將其應用于航空航天遙感、精細農業(yè)、食品安全、環(huán)境監(jiān)測和資源探測等領域，具有單一相機或光譜儀無法比擬的優(yōu)勢.

根據分光原理的不同，成像光譜儀一般分為色散型、干涉型和濾光型三個種類。這三種類型的成像光譜儀可獲得高精度、高分辨率的光譜圖像，但是這些儀器結構復雜、研制周期長、生產成本高。因此，一些要求不高的應用中，也使用成套的窄帶濾光片完成色散任務。

線性漸變?yōu)V光片是一種在玻璃基地上鍍膜的帶通濾光片，沿光譜維透過濾光片的波長峰值明顯變換且光譜分辨率較高。因此可以利用LVF作為分光器件，將其放置在CCD之前，可以獲得目標多個波段的影像，且每列對應的中心波長不同。但是這一類型的成像光譜儀光譜混疊現象非常嚴重，光譜分辨率與ＬＶＦ與探測器間距離近似為指數關系。

為了減少光譜混疊現象及提高光譜分辨率，2010年Dami等提出一種將LVF直接膠合到CCD光敏面的集成技術。這種方案的成像光譜儀能減輕光譜混疊現象，提高光譜分辨率較高，且能避免鬼像的形成。但是因為距離較近，容易形成干涉現象。

為了解決光譜混疊及干涉現象，本發(fā)明提出一種高集成度微型化的線性漸變?yōu)V光片成像光譜儀，一次成像得到視場內目標多個波段的影像，并通過推掃獲取同一目標不同波段的影像，然后通過影像配準算法生成數據立方體。該方案將LVF與探測器高度集成，LVF與探測器光敏面間距離可以保證在獲得高光譜分辨率的同時不產生鬼像。系統(tǒng)集成技術簡單、研發(fā)及生產周期短、集成度高，適合于航空航天平臺、地面運動平臺推掃成像。

發(fā)明內容

（一）要解決的技術問題

本發(fā)明要解決的技術問題是：如何提出一種基于線性漸變?yōu)V光片（LVF）的高集成度微型化成像光譜儀，以解決線性漸變?yōu)V光片與探測器間距離過長產生的光譜分辨率降低現象及鬼像現象，克服當前成像光譜儀研發(fā)周期長、結構復雜、成本高等缺點。

（二）技術方案

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種高集成度微型化線性漸變?yōu)V光片成像光譜儀，包括：線性漸變?yōu)V光片和探測器，其中，所述線性漸變?yōu)V光片的兩端分別具有托翼，所述托翼安裝于基底上，其一面與的非鍍膜面在一個平面上，所述線性漸變?yōu)V光片的鍍膜面靠近所述探測器的光敏面，所述鍍膜面與所述光敏面具有一定間距。

優(yōu)選地，所述基底為陶瓷基底。

優(yōu)選地，所述圖像探測器為CCD。

優(yōu)選地，所述圖像探測器為CMOS。

優(yōu)選地，還包括：前置光學鏡頭，其將平行入射光線匯聚于探測器上成像，所述線性漸變?yōu)V光片使不同位置透過光線中心波長不同。

優(yōu)選地，所述線性漸變?yōu)V光片LVF的厚度為1.2-1.5mm，所述托翼的厚度約為1.1-1.3mm。

優(yōu)選地，所述鍍膜面與所述光敏面的間距約為0.1mm-0.3mm。

（三）有益效果

本發(fā)明技術方案相比于常規(guī)的成像光譜儀具有如下優(yōu)點：

（1）集成度高，結構穩(wěn)定，易于實現微型化，可安裝在運動平臺、航空航天器等設備上；

（2）研制周期短，成本低，應用面廣。

附圖說明

圖1為依照本發(fā)明實施例的高集成度微型化線性漸變?yōu)V光片型成像光譜儀的結構示意圖；

圖2為依照本發(fā)明實施例的線性漸變?yōu)V光片LVF與探測器集成的結構示意圖；

圖3為依照本發(fā)明實施例的從成像光譜儀獲得的圖像到數據立方體的算法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

圖1為本發(fā)明所提出的高集成度微型化線性漸變?yōu)V光片型成像光譜儀示意圖，其光學結構由前置光學鏡頭3、線性漸變?yōu)V光片LVF2和探測器3三部分組成。前置光學鏡頭3將平行入射光線匯聚于探測器上成像，線性漸變?yōu)V光片使不同位置透過光線中心波長不同。