[實用新型]農用便攜式一體化光譜裝置

有效

• 申請號: 201320736545.X
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN203629682U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 楊余旺;宗精學;趙煒;汪文娟
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本實用新型涉及光學成像技術領域，具體是涉及一種利用半透半反鏡、反射鏡、光闌、成像透鏡、準直鏡、衍射光柵、光學棱鏡和CCD傳感器通過對光線處理獲得農作物實物圖像和光譜圖像的成像裝置。

背景技術

農作物生長信息的獲取一直是農作物生產過程中的重要因素。傳統的獲取方法是采用數碼相機捕捉對象的實物圖像，在實驗室再進行對比與分析。這種方法無法獲得準確可靠的農作物生長情況信息：一是相機拍攝的測試目標的實物圖像可辨識度依賴于圖像捕獲位置的照明條件，若圖像捕獲位置的照明條件不良，目標實物圖像的可辨識度會大大下降，對圖像的分析也會受到很大影響；二是數碼相機僅僅提供目標的實物圖像，未提供目標的光譜圖像，并不能完全體現其內部病害的變化；此外，現有的數碼相機與光譜探測儀是分離的，同時兩者很不方便，體積大且操作繁瑣。

光譜成像技術結合了空間成像系統和光譜探測系統的功能，可以同時從光譜維和空間維獲取被測目標的信息。在農業工程中，多應用在作物病害診斷、農產品品質檢測、作物生長狀態監測等。因此，如何設計出一種能夠同時獲取農作物實物圖像與光譜圖像，且便于攜帶的裝置，正是實用新型人所面臨的問題。

發明內容

為克服現有技術的不足，本實用新型提供一種農用便攜式一體化光譜裝置，該光譜裝置通過采集植株的圖像信息，提供實時的實物圖像和光譜圖像，極大地提高采集農作物生長信息的效率。

本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是：一種農用便攜式一體化光譜裝置，包含光譜圖像獲取組件、實物圖像獲取組件和CCD傳感器，光譜圖像獲取組件的光軸與實物圖像獲取組件的光軸平行且不重合，光譜圖像獲取組件由半透半反鏡、第一成像透鏡、光闌、準直鏡、衍射光柵、第二成像透鏡和第一反射鏡組組成，上述光譜圖像獲取組件的各部件共光軸依次排列；實物圖像獲取組件由第一反射鏡、第三成像透鏡和第二反射鏡組組成，上述實物圖像獲取組件的各部件沿共光軸依次排列；CCD傳感器置于第一反射鏡組和第二反射鏡組之后，并能接收來自第一反射鏡組和第二反射鏡組的光。

攜帶農作物圖像信息的光經過半透半反鏡后分為兩束，一束為透射光，一束為反射光，透射光經過第一成像透鏡成像后出射，其出射的光經過光闌后進入準直鏡，光路變準直后經過衍射光柵后進入第二成像透鏡成像，再經過第一反射鏡組改變光路后被CCD傳感器接收。

半透半反鏡與光譜圖像獲取組件的光軸的夾角為45±5度。

第一反射鏡組由第二反射鏡和第三反射鏡組成，第二反射鏡和第三反射鏡平行，經第二成像透鏡出射的光經第二反射鏡反射到第三反射鏡，再被第三反射鏡反射，被CCD傳感器接收。

第二反射鏡組由第四反射鏡和第五反射鏡組成，第四反射鏡和第五反射鏡平行，經第三成像透鏡出射的光經第四反射鏡反射到第五反射鏡，再被第五反射鏡反射，被CCD傳感器接收。

半透半反鏡與第一反射鏡平行。

反射光被第一反射鏡接收反射到第三成像透鏡，經第三成像透鏡出射的光經過第二反射鏡組改變光路后被CCD傳感器接收。

本實用新型的有益效果是：同時獲得目標植株的實物圖像與光譜圖像，為監測農作物生長情況提供外部圖像與光譜信息，可為農作物的病蟲害診斷提供分析數據；此外，本實用新型將實物圖像與光譜圖像的獲得合二為一，避免再攜帶繁重的光譜檢測裝置，且體積小方便攜帶，一體化方便田間使用。

附圖說明

圖1是本實用新型結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落在申請所附權利要求書所限定的范圍。

如圖1所示，一種農用便攜式一體化光譜裝置，包含光譜圖像獲取組件、實物圖像獲取組件和CCD傳感器11，光譜圖像獲取組件的光軸與實物圖像獲取組件的光軸平行且不重合。光譜圖像獲取組件由半透半反鏡1、第一成像透鏡3、光闌4、準直鏡5、衍射光柵6、第二成像透鏡7和第一反射鏡組9組成，上述光譜圖像獲取組件的各部件共光軸依次排列；實物圖像獲取組件由第一反射鏡2、第三成像透鏡8和第二反射鏡組10組成，上述實物圖像獲取組件的各部件沿共光軸依次排列；CCD傳感器11置于第一反射鏡組9和第二反射鏡組10之后，并能接收來自第一反射鏡組9和第二反射鏡組10的光。