可寻像的光谱仪系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种可寻像的光谱仪系统，包括：消杂散光组件、成像物镜、分光镜、光谱仪以及寻像器件；所述消杂散光组件、成像物镜、分光镜沿目标光束的光路设置，光谱仪和寻像器件分设在分光镜两侧，目标光束通过消杂散光组件和成像物镜后成为会聚光束，会聚光束经分光镜被分为两路光束，一路入射到光谱仪，另一路入射到寻像器件，通过标定使光谱仪的视场完全包含在寻像器件的视场中。进一步地，在所述光谱仪前还设有第一光阑，在所述寻像器件前还设有第二光阑，第一光阑小于第二光阑，而且第一光阑和第二光阑所在两个平面为共轭面。本实用新型可以使光谱仪快速准确地获取指定目标区域的光谱曲线。
【专利说明】可寻像的光谱仪系统【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光学仪器，尤其是一种可寻像的光谱仪系统，用于准确地对目标进行光谱检测。
【背景技术】
[0002]光谱仪是一种测定光辐射强度特性及其变化规律的光学仪器。它的原理是利用光的色散、衍射或者光学调制，将不同频率的光辐射按照特定的规律分解开形成光谱，再结合光学系统与电子数据处理系统，获取目标的光辐射强度和频率，通过测定的光谱信息可以分析目标的物质结构、成分和元素含量等。光谱仪的光谱测量范围不仅包含人眼能感受的可见光范围，还可对远红外区和紫外区的光辐射进行高精度测量。光谱仪具有测量范围大、分析精度高等优点，已被广泛应用于天文观测、生物医学、航天航空、农业生态、国防军事以及石油勘探等领域。
[0003]光谱仪根据其色散系统原理的不同有物质色散型、多缝衍射型、多光束干涉型等结构。目前使用的光谱仪系统中，只能获取目标的光谱特征曲线，尚未有带寻像功能的结构出现。虽然光谱仪的测试精度高，但是如果不能对目标进行寻像，在对大面积目标进行检测时很难判断仪器是否瞄准 目标，光谱仪的测试精度会降低；而且在光谱测量时不能对目标进行成像显示或者保存，仅靠光谱仪测得的光谱曲线分析目标特性不仅难度大，对使用者的专业水平要求也较高。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种可寻像的光谱仪系统，将光谱仪与寻像器件结合，使用者能够在观察目标的同时，测试视场中指定目标范围的光谱强度曲线。
[0005]按照本实用新型提供的技术方案，所述可寻像的光谱仪系统包括:
[0006]消杂散光组件、成像物镜、分光镜、光谱仪以及寻像器件；所述消杂散光组件、成像物镜、分光镜沿目标光束的光路设置，光谱仪和寻像器件分设在分光镜两侧，目标光束通过消杂散光组件和成像物镜后成为会聚光束，会聚光束经分光镜被分为两路光束，一路入射到光谱仪，另一路入射到寻像器件，通过标定使光谱仪的视场完全包含在寻像器件的视场中。
[0007]进一步地，在所述光谱仪前还设有第一光阑，在所述寻像器件前还设有第二光阑，第一光阑小于第二光阑，而且第一光阑和第二光阑所在两个平面为共轭面；经分光镜分出的一路光束经过第一光阑入射到光谱仪，另一路光束经过第二光阑入射到寻像器件。
[0008]进一步地，所述成像物镜为定焦镜头或变焦镜头。
[0009]进一步地，所述分光镜为立方体分光镜或平板分光镜。
[0010]进一步地，所述光谱仪采用带积分棒光纤光谱仪。
[0011]进一步地，所述寻像器件采用多光谱相机或数码相机或白光望远镜。[0012]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0013](I)可视化寻像器件与光谱仪结合的多样化，寻像器件可以为多光谱相机或数码相机或白光望远镜等。
[0014](2)寻像器件可用于快速瞄准目标；标定时，在寻像器件视场中对光谱仪视场进行标识，可以帮助使用者在使用时快速瞄准探测目标，提高光谱仪的分析目标的准确性。
[0015](3)结合相机等光学成像器件还可存储目标图像或者多光谱图像，便于使用者综合分析目标的形状和光谱特性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的光路结构示意图。
[0017]图2为本实用新型光谱仪视场在寻像器件视场中的标识示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0019]结合图1，本实用新型所提供的可寻像的光谱仪系统，包括消杂散光组件1、成像物镜2、分光镜3、第一光阑4、第二光阑5、光谱仪6以及寻像器件7。所述消杂散光组件1、成像物镜2、分光镜3沿目标光束的光路设置，光谱仪6和寻像器件7分设在分光镜3两侧。第一光阑4设置在光谱仪6前,第二光阑5设置在寻像器件7前。第一光阑4和第二光阑5所在两个平面为共轭面；第一光阑4小于第二光阑5。
[0020]目标光束通过消杂散光组件I和成像物镜2后成为会聚光束，会聚光束经分光镜3被分为两路光束，一路光束经过第一光阑4入射到光谱仪6，另一路光束经过第二光阑5入射到寻像器件7。通过标定使光谱仪6的视场完全包含在寻像器件7的视场中。标定时，将光谱仪6的视场标识在寻像器件7的视场中。使用时，在寻像器件7上观察目标图像，可以使光谱仪6快速准确地获取指定目标区域的光谱曲线。
[0021]成像物镜2可采用定焦镜头或变焦镜头。
[0022]分光镜3可米用任意一种分光器件，比如立方体分光镜或平板分光镜。分光镜3的透过率和反射率比值根据光谱仪6和寻像器件7的灵敏度设计。
[0023]光谱仪6可采用带积分棒光纤光谱仪。
[0024]寻像器件7可采用多光谱相机或数码相机或白光望远镜，用于快速瞄准目标，观察目标的外观特性，或记录目标的图像或多波段图像。
[0025]实施例一，以带积分棒光纤光谱仪、转轮式多光谱相机和立方体分光镜为例，对本实用新型做进一步描述。
[0026]结合图1、图2，本实用新型所提供的可寻像的光谱仪系统，包括消杂散光组件1、成像物镜2、分光镜3、第一光阑4、第二光阑5、光谱仪6以及寻像器件7。通过标定(调整光谱仪6和寻像器件7朝向分光镜3的角度)使光谱仪6的视场完全包含在寻像器件7的视场中。如图2所示，标定时，将光谱仪视场9标识在多光谱相机视场8中。目标光束通过消杂散光组件I和成像物镜2后成为会聚光束,会聚光束经过立方体分光镜被分为两路互相垂直的光束，一路经过第一光阑4入射到带积分棒光纤光谱仪的积分棒入射窗一端，经过积分棒表面的全反射实现光的混合与传递，再从积分棒出射窗进入光纤光谱仪入射窗进行光谱探测；另一路经过第二光阑5入射到转轮式多光谱相机的滤光片上，通过滤光片滤波可选择指定波段在多光谱相机的成像器件上成像并显示输出或/和保存。使用者通过多光谱相机视场8中标识的光谱仪视场9可快速瞄准目标，探测目标的光谱曲线。
【权利要求】
1.一种可寻像的光谱仪系统，其特征在于:包括消杂散光组件(I)、成像物镜(2)、分光镜(3)、光谱仪(6)以及寻像器件(7);所述消杂散光组件(I)、成像物镜(2)、分光镜(3)沿目标光束的光路设置，光谱仪(6)和寻像器件(7)分设在分光镜(3)两侧，目标光束通过消杂散光组件(I)和成像物镜(2)后成为会聚光束，会聚光束经分光镜(3)被分为两路光束，一路入射到光谱仪(6)，另一路入射到寻像器件(7)，通过标定使光谱仪(6)的视场完全包含在寻像器件(7)的视场中。
2.如权利要求1所述的可寻像的光谱仪系统，其特征在于:在所述光谱仪(6)前还设有第一光阑(4),在所述寻像器件(7)前还设有第二光阑(5),第一光阑(4)小于第二光阑(5)，而且第一光阑(4)和第二光阑(5)所在两个平面为共轭面；经分光镜(3)分出的一路光束经过第一光阑(4)入射到光谱仪(6)，另一路光束经过第二光阑(5)射到寻像器件⑵。
3.如权利要求1或2所述的可寻像的光谱仪系统，其特征在于:所述成像物镜(2)为定焦镜头或变焦镜头。
4.如权利要求1或2所述的可寻像的光谱仪系统，其特征在于:所述分光镜(3)为立方体分光镜或平板分光镜。
5.如权利要求1或2所述的可寻像的光谱仪系统，其特征在于:所述光谱仪(6)采用带积分棒光纤光谱仪。
6.如权利要求1或2所述的可寻像的光谱仪系统，其特征在于:所述寻像器件(7)采用多光谱相机或数码相机或白光望远镜。
【文档编号】G01J3/02GK203534702SQ201320663853
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】史良, 谢佳丽, 黄龙清, 高小敏, 高多平 申请人:无锡市星迪仪器有限公司