[發(fā)明專利]基于Féry棱鏡的一體化機(jī)載大視場高光譜成像系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410158817.1
• 申請(qǐng)日: 2014-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN103940743A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周錦松;董偉;相里斌;張金剛;聶云峰;黃旻;馮蕾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電研究院
• 主分類號(hào): G01N21/01
• 分類號(hào): G01N21/01;G01N21/31
• 代理公司: 北京凱特來知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光譜成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于Féry棱鏡的一體化機(jī)載大視場高光譜成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

Féry棱鏡（即曲面棱鏡，是將傳統(tǒng)平面棱鏡的工作平面加工為球面）提出于20世紀(jì)初期，90年代開始應(yīng)用于光譜成像技術(shù)領(lǐng)域。Féry棱鏡是把傳統(tǒng)棱鏡的兩個(gè)平面加工為球面，能夠獲得“純凈的光譜”，并通過理論研究表明Féry棱鏡光譜成像儀可以直接放置在非平行光路中，從而避免準(zhǔn)直鏡和成像鏡的使用，降低譜帶彎曲和譜線彎曲。

現(xiàn)有的Offner中繼成像系統(tǒng)由三片球面反射鏡組成，主鏡、次鏡、三鏡，光線入射主鏡后經(jīng)主鏡反射到次鏡，再由次鏡反射給三鏡，最后成像于像面處，整個(gè)系統(tǒng)是一種對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。

視場影響機(jī)載光譜成像系統(tǒng)的遙感作業(yè)效率。光譜成像系統(tǒng)前置鏡的視場受光學(xué)設(shè)計(jì)方面的限制，獲得大的刈幅寬度目前采用較多的方法是多臺(tái)獨(dú)立光譜成像系統(tǒng)的視場拼接。這種拼接方案造成全系統(tǒng)的體積過大，不能滿足光譜成像系統(tǒng)小型化、輕量化的發(fā)展需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于Féry棱鏡的一體化機(jī)載大視場高光譜成像系統(tǒng)，減小體積和重量，同時(shí)增大了系統(tǒng)的刈幅寬度。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于Féry棱鏡的一體化機(jī)載大視場高光譜成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：一前置鏡、第一Offner中繼成像系統(tǒng)與第二Offner中繼成像系統(tǒng)；

其中，所述前置鏡像面處設(shè)有用于平均分配左右視場的狹縫；

所述第一與第二Offner中繼成像系統(tǒng)分設(shè)在所述前置鏡兩側(cè)，均包括：第一與第二反射鏡、第一與第二Féry棱鏡、次鏡與像面；

所述前置鏡像面處的狹縫將光線平均分為左半視場和右半視場；分別對(duì)應(yīng)的進(jìn)入第一Offner中繼成像系統(tǒng)與第二Offner中繼成像系統(tǒng)；入射光線依次經(jīng)過第一Féry棱鏡、第一反射鏡、次鏡、第二反射鏡及第二Féry棱鏡達(dá)到像面。

進(jìn)一步的，所述前置鏡像面處的狹縫長度為49.86mm。

進(jìn)一步的，所述前置鏡視場角為28°，狹縫將光線平均分為左半視場和右半視場；

其中，所述左半視場在離軸方向上離軸0.5°，其刈幅方向-0.117°～14°入射到第一Offner中繼成像系統(tǒng)中的第一反射鏡中；

所述右半視場在離軸方向上離軸-0.5°，其刈幅方向0.117°～-14°入射到第二Offner中繼成像系統(tǒng)中的第二反射鏡中。

進(jìn)一步的，所述前置鏡為像方遠(yuǎn)心光路，其像方數(shù)值孔徑為0.12；

所述第一與第二Offner中繼成像系統(tǒng)為物方遠(yuǎn)心光路，其物方數(shù)值孔徑NA為0.12。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，利用單個(gè)前置鏡和兩個(gè)光譜成像儀的視場內(nèi)拼接，采用透射式系統(tǒng)作為前置鏡和基于Offner中繼系統(tǒng)的Féry棱鏡結(jié)構(gòu)作為光譜成像系統(tǒng)，與目前常用的視場外拼接相比，該結(jié)構(gòu)緊湊、輕量化、簡單化，并且可增大了系統(tǒng)的刈幅寬度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種基于Féry棱鏡的一體化機(jī)載大視場高光譜成像系統(tǒng)的示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的Féry棱鏡會(huì)聚光路原理的示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的單個(gè)前置鏡和兩個(gè)相同的Offner中繼成像系統(tǒng)進(jìn)行視場內(nèi)拼接的示意圖

圖4a為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種視場分割的側(cè)視圖；

圖4b為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種視場分割的正視圖；

圖5a為本發(fā)明實(shí)施例一提供的左半視場450nm各視場的MTF曲線的示意圖；

圖5b為本發(fā)明實(shí)施例一提供的左半視場700nm各視場的MTF曲線的示意圖；

圖5c為本發(fā)明實(shí)施例一提供的左半視場1000nm各視場的MTF曲線的示意圖；

圖5d為本發(fā)明實(shí)施例一提供的右半視場450nm各視場的MTF曲線的示意圖；

圖5e為本發(fā)明實(shí)施例一提供的右半視場700nm各視場的MTF曲線的示意圖；

圖5f為本發(fā)明實(shí)施例一提供的右半視場1000nm各視場的MTF曲線的示意圖。

具體實(shí)施方式