[發明專利]一種基于振鏡掃描的多模式雙通道成像檢測系統

在審

• 申請號: 202010550926.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111795933A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 何賽靈;姚辛勵
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/01
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

本發明公開了一種基于振鏡掃描的多模式雙通道成像檢測系統，包括高光譜相機、共軛相機、前置成像模組、掃描振鏡、分束器；利用分束器將前置成像模組所成像按照分光比分為兩個通道，分別進入高光譜相機和共軛相機進行雙通道成像，其中高光譜相機和共軛相機的像面共軛，共用前置成像模組，通過觀察共軛相機的圖像位置信息及清晰度，可對目標進行快速定位與對焦；其中高光譜相機使用掃描振鏡對視場進行掃描成像；所述的前置成像模組的工作模式包括宏觀成像、微觀成像和內窺成像模式。本發明可實現對目標進行快速定位與對焦，避免了反復推掃成像，可極大地提升高光譜數據的采集效率；并且通過改變前置成像模組，可以工作在多種模式下。

技術領域

本發明屬于光學技術領域，具體涉及一種基于振鏡掃描的多模式雙通道成像檢測系統。

背景技術

高光譜成像結合了光譜學和數字成像技術，已廣泛應用于遙感、醫學、農業、食品檢測等領域。根據高光譜成像的工作模式，可分為點掃描、推掃和凝視成像。推掃式高光譜成像技術在空間分辨率、光譜分辨率和采集時間之間有很好的折衷，是目前比較成熟的高光譜成像技術。但是，該系統需要安裝在推掃的宏觀移動部件上，這限制了它的成像范圍和緊湊的尺寸。此外，很難快速定位和關注感興趣區域。主要依靠操作者的經驗來對線光譜圖像進行對焦，而且往往需要多次推掃成像來確定成像位置，非常耗時。

發明內容

為了克服現有技術中的問題，本發明提供了一種基于振鏡掃描的多模式雙通道成像檢測系統。

一種基于振鏡掃描的多模式雙通道成像檢測系統，包括高光譜相機、共軛相機、前置成像模組、掃描振鏡、分束器；利用分束器將前置成像模組所成像按照分光比分為兩個通道，分別進入高光譜相機和共軛相機進行雙通道成像，其中高光譜相機和共軛相機的像面共軛，共用前置成像模組，通過觀察共軛相機的圖像位置信息及清晰度，可對目標進行快速定位與對焦；其中高光譜相機使用掃描振鏡對視場進行掃描成像；所述的前置成像模組的工作模式包括宏觀成像、微觀成像和內窺成像模式。

所述的共軛相機與高光譜相機兩者的像面共軛，采用RGB相機、灰度相機或者全光相機。

所述的基于振鏡掃描的多模式雙通道成像檢測系統，入射到掃描振鏡的光是前置成像模組所成像物面上的光，并被準直為平行光，中繼到高光譜相機的狹縫上，通過改變掃描振鏡的角度，實現狹縫上的中繼像面上下挪動，最終達到視場掃描高光譜成像。

所述的高光譜相機屬于線掃描高光譜相機，依次包括高光譜相機中繼透鏡、狹縫、準直透鏡、棱鏡-光柵-棱鏡對、聚焦透鏡、高光譜相機感光芯片。

所述的基于振鏡掃描的多模式雙通道成像檢測系統，宏觀成像模式時，所述前置成像模組由相機鏡頭和前置成像中繼透鏡組成，相機鏡頭的像面位于前置成像中繼透鏡的焦平面上。

所述的基于振鏡掃描的多模式雙通道成像檢測系統，微觀成像模式時，所述前置成像模組由顯微物鏡和電可調透鏡組成，通過電可調透鏡實現顯微物鏡在不同焦平面上的成像。

所述的基于振鏡掃描的多模式雙通道成像檢測系統，內窺成像模式時，所述前置成像模組由內窺鏡頭，傳像光纖，顯微物鏡組成，通過傳像光纖將內窺鏡頭所成的像傳輸到顯微物鏡的成像面上進行放大。

所述的基于振鏡掃描的多模式雙通道成像檢測系統，內窺鏡頭也可替換為顯微物鏡和電可調透鏡的組合，并利用距離傳感器、電可調透鏡和微型計算機實現對樣品的快速聚焦。

所述的基于振鏡掃描的多模式雙通道成像檢測系統，使用內窺鏡頭可深入人體內部或海洋底泥，實現人體內部或海洋底泥生物的原位探測；使用顯微物鏡可實現海洋水體及海底土壤表面等多環境原位顯微探測。