[發明專利]一種線光譜共焦傳感器

有效

• 申請號: 202110732230.7
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113447119B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 胡浩;李一哲
• 申請（專利權）人: 熵智科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G01J3/02
• 分類號: G01J3/02;G01J3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種線光譜共焦傳感器，包括：光源、光源光纖、色散物鏡、光譜儀、光譜儀光纖，其特征在于：

所述光源用于產生偵測光；

所述光源光纖用于將所述偵測光轉換為調制偵測光，所述光源光纖包括與所述光源耦合的第一入光端以及與所述色散物鏡耦合的第一出光端；

所述色散物鏡用于對所述調制偵測光進行軸向色散，所述色散物鏡包括沿色散物鏡物方至色散物鏡像方依次排列的第一透鏡組和第二透鏡組，所述第一透鏡組用于控制物方遠心并對所述調制偵測光進行初步色散，所述第二透鏡組用于控制像方遠心并對所述調制偵測光進行進一步色散，且經由所述第一透鏡組的長焦距f1與所述第二透鏡組的短焦距f2配合用于所述色散物鏡物方與所述色散物鏡像方之間的縮放倍率控制，其中，所述色散物鏡物方為所述第一出光端的光纖陣列，所述色散物鏡像方為線光譜共焦傳感器系統的投出光斑；

所述光譜儀光纖用于將被測物的反射光一一對應轉入至光譜儀，所述光譜儀光纖包括與色散物鏡耦合的第二入光端以及與所述光譜儀耦合的第二出光端；

所述光譜儀用于區分回波的波長，在相機上不同像元位置產生圖像；

其中，所述第一透鏡組包括同軸設置的第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡，所述第一透鏡為正長焦距透鏡，所述第二透鏡為正長焦距透鏡，所述第三透鏡為負小焦距透鏡；

所述第二透鏡組包括同軸設置的第一透鏡單元、第二透鏡單元以及第三透鏡單元，所述第一透鏡單元包括第四透鏡，所述第四透鏡為負中焦距透鏡，所述第二透鏡單元包括順次連接的第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡，所述第五透鏡為正長焦距透鏡，所述第六透鏡為正長焦距透鏡，第七透鏡為正長焦距透鏡，所述第三透鏡單元包括順次連接的第八透鏡以及第九透鏡，所述第八透鏡為正長焦距透鏡，所述第九透鏡為正短焦距透鏡。

2.根據權利要求1所述的一種線光譜共焦傳感器，其特征在于：所述色散物鏡物方與所述色散物鏡像方之間的縮放倍率為0.04至0.5。

3.根據權利要求1所述的一種線光譜共焦傳感器，其特征在于：所述第一透鏡用于壓縮所述調制偵測光的光束口徑，控制色散物鏡的物方遠心，所述第二透鏡用于平衡所述調制偵測光的慧差、像散和畸變，并進一步壓縮光束，產生部分色散；所述第三透鏡用于消除所述調制偵測光的場曲、畸變，控制色散物鏡的物方遠心，并與所述第一透鏡、第二透鏡配合控制所述第一透鏡組的焦距為長焦距；

所述第一透鏡單元用于消除所述調制偵測光的球差，控制所述第二透鏡組的焦距，控制像方遠心；第二透鏡單元用于平衡所述調制偵測光的球差和慧差，并壓縮所述調制偵測光的光束發散角，進一步產生色散；所述第三透鏡單元用于消除所述調制偵測光的殘余球差、慧差和像散。

4.根據權利要求3所述的一種線光譜共焦傳感器，其特征在于，所述第一透鏡的焦距取值范圍為200mm至250mm，所述第二透鏡的焦距取值范圍為100mm至150mm，所述第三透鏡的焦距取值范圍為-40mm至18mm；所述第四透鏡的焦距取值范圍為-100mm至-80mm；所述第五透鏡的焦距取值范圍為110mm至160mm，所述第六透鏡的焦距取值范圍為120mm至170mm，第七透鏡的焦距取值范圍為150mm至200mm；所述第八透鏡的焦距取值范圍為160mm至210mm，所述第九透鏡的焦距取值范圍為30mm至60mm。

5.根據權利要求4所述的一種線光譜共焦傳感器，其特征在于，所述第一透鏡為正彎月透鏡、朝向色散物鏡物方設置，所述第二透鏡為正彎月透鏡、朝向色散物鏡物方設置，所述第三透鏡為負彎月透鏡、朝向色散物鏡物方設置；所述第四透鏡為雙凹透鏡；所述第五透鏡為正彎月透鏡、朝向第一像方設置，所述第六透鏡為雙凸透鏡，第七透鏡為正彎月透鏡、朝向色散物鏡物方設置；所述第八透鏡為正彎月透鏡，朝向色散物鏡物方設置，所述第九透鏡為正彎月透鏡、朝向色散物鏡物方設置。