專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于液晶光閥技術(shù)的多光譜成像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)成像技術(shù)，尤其涉及一種基于液晶光閥技術(shù)的多光譜成像儀。
背景技術(shù)：
目前，光譜成像技術(shù)是將光學(xué)成像技術(shù)和光譜分析技術(shù)相結(jié)合而得到的一種成像技術(shù)，利用光譜成像技術(shù)可以獲得目標(biāo)的二維空間圖像和一維光譜曲線(xiàn)。獲取的二維空間圖像和一維光譜曲線(xiàn)能綜合反映出被測(cè)物體的幾何影像和理化屬性，所以利用光譜成像技術(shù)可以對(duì)目標(biāo)的特征進(jìn)行精確感知和識(shí)別，該技術(shù)在在航空航天遙感、工農(nóng)業(yè)檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和資源探測(cè)等領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用。根據(jù)分光原理的不同，可以將成像光譜儀分為色散型光譜儀、干涉型光譜儀和濾光型光譜儀三個(gè)種類(lèi)。目前，常用的色散型成像光譜儀一般利用棱鏡或光柵對(duì)光線(xiàn)的橫向色散作用，將不同波長(zhǎng)的光線(xiàn)沿著焦平面中的一個(gè)方向進(jìn)行分離，色散型成像光譜儀具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、光譜分辨率較高的優(yōu)點(diǎn)，但是由于系統(tǒng)中存在狹縫，其能量利用率低、儀器靈敏度低；常用的干涉型成像光譜儀是將目標(biāo)所發(fā)出的光線(xiàn)剪切成兩束相干的光線(xiàn)，兩束相干光經(jīng)過(guò)不同的物理路徑并最終干涉成像在探測(cè)器上，兩束相干光具有一定的光程差，可以形成干涉圖，通過(guò)對(duì)干涉圖進(jìn)行傅里葉變換的方法可以獲取目標(biāo)的光曲線(xiàn)，干涉型成像光譜儀具有高通量的優(yōu)點(diǎn)，但是光譜曲線(xiàn)復(fù)原精度受到諸多因素的制約；濾光型成像光譜儀是通過(guò)濾光片系統(tǒng)，在某一時(shí)刻或探測(cè)器的某一區(qū)域獲取目標(biāo)某一種波長(zhǎng)的圖像，通過(guò)更換濾光片或者是對(duì)探測(cè)器上不同區(qū)域圖像的重構(gòu)來(lái)獲取目標(biāo)的光譜數(shù)據(jù)立方體，色散型成像光譜儀具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但能量不足往往會(huì)限制其應(yīng)用的范圍。如
圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中基于微透鏡陣列的多光譜成像技術(shù)示意圖，其中:前置光學(xué)系統(tǒng)的主面、入瞳與濾光片陣列放置的位置相互重合。參照?qǐng)D1，成像目標(biāo)經(jīng)過(guò)前置光學(xué)系統(tǒng)后成像在微透鏡陣列之上，也即成像目標(biāo)、與微透鏡陣列通過(guò)前置光學(xué)系統(tǒng)物像關(guān)系，其中目標(biāo)點(diǎn)所在平面為物面，微透鏡陣列面為像面；目標(biāo)所發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)濾光片陣列之后被分解成多個(gè)子孔徑， 每一個(gè)子孔徑對(duì)應(yīng)于濾光片陣列的某一波長(zhǎng)的濾光片，子孔徑的數(shù)目由濾光片陣列的組成單元數(shù)目確定，各子孔徑與探測(cè)器上的像元之間存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。通過(guò)濾光片后的光線(xiàn)在微透鏡陣列上匯聚到一點(diǎn)，對(duì)于單個(gè)微透鏡來(lái)說(shuō)，濾光片陣列可看成其物面，探測(cè)器平面可看濾光片陣列經(jīng)過(guò)微透鏡之后成像的像面，濾光片陣列經(jīng)過(guò)一個(gè)微透鏡之后在探測(cè)器的對(duì)應(yīng)區(qū)域上得到與濾光片單元數(shù)目相同的、相互分離的多譜段圖像。在這種結(jié)構(gòu)中，濾光片陣列一旦制成并完成裝配，進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的光的波長(zhǎng)就是固定的，而且?guī)捯膊荒苓M(jìn)行調(diào)整，一種儀器一般只能應(yīng)用于特定的領(lǐng)域。由上可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的多光譜成像技術(shù)中濾光片陣列采用鍍膜的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，鍍膜后的濾光片陣列其中心波長(zhǎng)以及帶寬均是固定的，如果要獲取其他波段的圖像或改變帶寬則需要更換濾光片陣列，這不利于需要獲取多種譜段信息的應(yīng)用領(lǐng)域
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于液晶光閥技術(shù)的多光譜成像儀，采用液晶光閥陣列取代濾光片陣列，對(duì)所選擇的波長(zhǎng)與帶寬實(shí)現(xiàn)編程化控制，可更好的滿(mǎn)足各種應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種基于液晶光閥技術(shù)的多光譜成像儀，所述多光譜成像儀包括液晶光閥陣列、前置光學(xué)系統(tǒng)、微透鏡陣列、探測(cè)器和液晶光閥控制模塊，其中:所述液晶光閥陣列放置在所述前置光學(xué)系統(tǒng)的主面位置上；成像目標(biāo)與所述微透鏡陣列通過(guò)所述前置光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足物像關(guān)系:
權(quán)利要求
1.一種基于液晶光閥技術(shù)的多光譜成像儀，其特征在于，所述多光譜成像儀包括液晶光閥陣列、前置光學(xué)系統(tǒng)、微透鏡陣列、探測(cè)器和液晶光閥控制模塊，其中: 所述液晶光閥陣列放置在所述前置光學(xué)系統(tǒng)的主面位置上； 成像目標(biāo)與所述微透鏡陣列通過(guò)所述前置光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足物像關(guān)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液晶光閥技術(shù)的多光譜成像儀，其特征在于，所述液晶光閥陣列、前置光學(xué)系 統(tǒng)的主面位置以及入瞳位置相互重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液晶光閥技術(shù)的多光譜成像儀，其特征在于，通過(guò)所述液晶光閥陣列將所述成像目標(biāo)分解為多個(gè)波段不同的子孔徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液晶光閥技術(shù)的多光譜成像儀，其特征在于，所述探測(cè)器為電荷耦合元件、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體或膠片。
5.一種基于液晶光閥技術(shù)的多光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括前置望遠(yuǎn)鏡模塊、如權(quán)利要求1所述基于液晶光閥技術(shù)的多光譜成像儀、多光譜圖像重構(gòu)模塊以及多光譜圖像合成模塊，其中: 所述前置望遠(yuǎn)鏡模塊，用于將無(wú)窮遠(yuǎn)處的目標(biāo)聚焦在如權(quán)利要求1所述基于液晶光閥技術(shù)的多光譜成像儀的成像目標(biāo)面上； 如權(quán)利要求1所述基于液晶光閥技術(shù)的多光譜成像儀，用于對(duì)成像目標(biāo)進(jìn)行成像，并可通過(guò)數(shù)字編程的方式改液晶光閥陣列的中心波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)中心波長(zhǎng)的編程化設(shè)置，獲取所述成像目標(biāo)的多種光譜圖像； 所述多光譜圖像重構(gòu)模塊，用于對(duì)探測(cè)器上所獲得的多光譜圖像進(jìn)行重構(gòu)，獲取成像目標(biāo)單一譜段的二維空間圖像； 所述多光譜圖像合成模塊，用于獲取成像目標(biāo)上某一點(diǎn)的光譜曲線(xiàn)，并對(duì)不同譜段的二維圖像進(jìn)行合成，獲取成像目標(biāo)的合成彩色圖或全譜段圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于液晶光閥技術(shù)的多光譜成像儀，所述多光譜成像儀包括液晶光閥陣列、前置光學(xué)系統(tǒng)、微透鏡陣列、探測(cè)器和液晶光閥控制模塊，其中所述液晶光閥陣列放置在所述前置光學(xué)系統(tǒng)的主面位置上；成像目標(biāo)與所述微透鏡陣列通過(guò)所述前置光學(xué)系統(tǒng)滿(mǎn)足物像關(guān)系所述前置光學(xué)系統(tǒng)的主面與所述探測(cè)器通過(guò)所述微透鏡陣列滿(mǎn)足物象關(guān)系所述液晶光閥控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)所述液晶光閥陣列中心波長(zhǎng)的編程化控制。該多光譜成像儀采用液晶光閥陣列取代濾光片陣列，對(duì)所選擇的波長(zhǎng)與帶寬實(shí)現(xiàn)編程化控制，可更好的滿(mǎn)足各種應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01J3/28GK103148936SQ201310034468
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者杜述松, 相里斌, 周志良, 黃旻, 周錦松 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電研究院
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