一种基于近距离共焦面线阵探测器的多光谱分光系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于近距离共焦面线阵探测器的多光谱分光系统，包括层叠设置的三层棱镜组，第一层的主体为第一平行四边形棱镜，第二层的主体为第二平行四边形棱镜，第三层的主体为矩形棱镜；其中，第一平行四边形棱镜的斜面角度为45度，左侧斜面镀制反射膜，右侧斜面镀制二色性分光膜；第二平行四边形棱镜的斜面角度为θ，右侧斜面镀制二色性分光膜；本实用新型解决了相距很近且共焦面的线阵探测器RGB多光谱分光难题。
【专利说明】一种基于近距离共焦面线阵探测器的多光谱分光系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于航空/航天遥感与测量【技术领域】，涉及一种R (红)、G (绿)、B (蓝)多光谱分光系统。
【背景技术】
[0002]在遥感领域，鉴于不同的地物有不同的反射特征光谱，依据遥感相机得到的地物在不同波长处的反射率特征光谱曲线，就可将不同的地物区分开来。R (红)、G (绿)、B (蓝)作为常用的多光谱通道，它们在地物探测方面具有不同的作用，B (蓝)通道主要用来探测浅水地形，区分土壤和植被；G (绿)通道用于区分植被类型和监测作物长势；R (红)用于植物分类。
[0003]目前，R、G、B等多光谱实现分光的方法主要有:
[0004]I)多镜头分光，利用多个相同或者非常接近的镜头对同一景物成像，滤色片限定各镜头代表的谱段，一个镜头对应一个多光谱谱段。多镜头分光和配准时要求各镜头光轴平行到角秒精度，且装配后精度可以保持。因此，只适用于地面分辨率低、焦距短的小型多光谱CXD相机。
[0005]2)多线阵CXD多光谱成像，就是一个器件上有3条或数条平行排列的CXD线阵，它们相距较远，在该器件保护玻璃上分别镀上对应的滤光膜而得到多个谱段。优点:结构简单，适合于多光谱探测器之间相距较远，否则，多光谱干涉滤光膜镀制宽度极窄，镀膜工艺无法实现。缺点:地面目标的多光谱图像不是同时获得的，对同一目标配准时，因不同多光谱CCD照相时间有差别，平台姿态变化会造成配准误差。
[0006]3)单镜头分光，就是在镜头后设置分光系统，将接收到的光分解成多个光谱段。一般通过在分光棱镜上镀制分光膜，将同一视场的入射光束分开。优点:这种方法得到的R、G、B图像严格对应的是同一场景的多光谱图像。
实用新型内容
[0007]本实用新型提出一种基于近距离共焦面线阵探测器的多光谱分光系统，解决了相距很近且共焦面的线阵探测器RGB多光谱分光难题。
[0008]本实用新型的基本技术方案如下:
[0009]基于近距离共焦面线阵探测器的多光谱分光系统，包括层叠设置的三层棱镜组，第一层的主体为第一平行四边形棱镜，第二层的主体为第二平行四边形棱镜，第三层的主体为矩形棱镜；其中，第一平行四边形棱镜的斜面角度为45度，左侧斜面镀制反射膜，右侧斜面镀制二色性分光膜；第二平行四边形棱镜的斜面角度为Θ，右侧斜面镀制二色性分光膜；
[0010]光由第一平行四边形棱镜的下底面入射，经第一平行四边形棱镜的右侧斜面反射B波段，透射R、G波段；其中一路，反射的B波段光经第一平行四边形棱镜的左侧斜面再次反射，依次经第一平行四边形棱镜的上底面、第二平行四边形棱镜的左侧斜面、第二平行四边形棱镜的上底面、所述矩形棱镜出射；另一路，透射的R、G波段光经第二平行四边形棱镜的下底面，在第二平行四边形棱镜的右侧斜面再次分色，反射G波段，透射R波段，反射的G波段光经第二平行四边形棱镜的左侧斜面再次反射，依次经第二平行四边形棱镜的上底面、所述矩形棱镜出射；最终产生RGB光谱分量，三层棱镜组中的各棱镜厚度相适配，以保证各波段像面均为等光程、均共面；
[0011]第二平行四边形棱镜的斜面角度Θ满足以下公式:
【权利要求】
1.一种基于近距离共焦面线阵探测器的多光谱分光系统，其特征在于:包括层叠设置的三层棱镜组，第一层的主体为第一平行四边形棱镜，第二层的主体为第二平行四边形棱镜，第三层的主体为矩形棱镜；其中，第一平行四边形棱镜的斜面角度为45度，左侧斜面镀制反射膜，右侧斜面镀制二色性分光膜；第二平行四边形棱镜的斜面角度为Θ，右侧斜面镀制二色性分光膜； 光由第一平行四边形棱镜的下底面入射，经第一平行四边形棱镜的右侧斜面反射B波段，透射R、G波段；其中一路，反射的B波段光经第一平行四边形棱镜的左侧斜面再次反射，依次经第一平行四边形棱镜的上底面、第二平行四边形棱镜的左侧斜面、第二平行四边形棱镜的上底面、所述矩形棱镜出射；另一路，透射的R、G波段光经第二平行四边形棱镜的下底面，在第二平行四边形棱镜的右侧斜面再次分色，反射G波段，透射R波段，反射的G波段光经第二平行四边形棱镜的左侧斜面再次反射，依次经第二平行四边形棱镜的上底面、所述矩形棱镜出射；最终产生RGB光谱分量，三层棱镜组中的各棱镜厚度相适配，以保证各波段像面均为等光程、均共面； 第二平行四边形棱镜的斜面角度Θ满足以下公式:
2.根据权利要求1所述的基于近距离共焦面线阵探测器的多光谱分光系统，其特征在于:第一平行四边形棱镜的左、右两侧分别胶合第一直角梯形棱镜、第一三角形棱镜，第二平行四边形棱镜的左、右两侧分别胶合第二直角梯形棱镜、第二三角形棱镜，使得第一层和第二层棱镜组外形平整。
3.根据权利要求2所述的基于近距离共焦面线阵探测器的多光谱分光系统，其特征在于:在第一三角形棱镜的右侧还设置有另一矩形棱镜，对应于全色探测器的像面。
4.根据权利要求2或3所述的基于近距离共焦面线阵探测器的多光谱分光系统，其特征在于:所有棱镜均米用光学石英玻璃JGSl。
5.根据权利要求2或3所述的基于近距离共焦面线阵探测器的多光谱分光系统，其特征在于:第二平行四边形棱镜的底面边长t2S 2.24mm，第二平行四边形棱镜的斜面角度Θ为 44.6。。
【文档编号】G01J3/02GK203502114SQ201320621503
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】闫阿奇, 张建, 周祚峰, 武登山, 冷寒冰, 曹剑中, 张凯胜 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所