一种基于扫描振镜的凝视型高光谱相机的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于扫描振镜的凝视型高光谱相机，属于光谱成像技术领域。


背景技术：

2.光谱成像技术具有同时获取目标的光谱和图像信息的能力，被广泛应用于农业遥感、环境监测、资源勘探、文物鉴定、食品检测、生物医疗等领域，尤其是高光谱成像，可以获取更为丰富的目标信息。高光谱成像主要有推扫式和凝视型两种成像方式。推扫式利用狭缝限制视场，经过棱镜或光栅色散，将各个波段的狭缝像投影到探测器焦平面上。推扫式光谱成像需要借助平台或探测目标的移动得到完整的光谱立方体。因此，多应用于具有推扫运动的卫星、飞机等平台上。
3.凝视型高光谱，响应速度快，适合固定或运动成像，可实现目标的持续观察，无需推扫平台，具有更广阔的应用前景。目前，凝望型高光谱成像，主要采用声光可调谐滤波器或液晶可调谐滤波器等可调谐滤光器件，波段范围和波段数有限，且结构复杂，成本较高，限制了成像光谱仪的应用。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题在于：提供一种基于扫描振镜的凝视型高光谱相机，它解决了现有凝望型高光谱成像采用可调谐滤光器件，波段范围和波段数有限，且结构复杂，成本较高，限制了成像光谱仪的应用问题。
5.本实用新型所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
6.一种基于扫描振镜的凝视型高光谱相机，它包括顺次设置的扫描振镜、光学成像镜头、渐变滤光片和面阵探测器；
7.所述渐变滤光片紧贴面阵探测器的像元表面；
8.所述光学成像镜头的光轴分别垂直于渐变滤光片和面阵探测器的像元表面；
9.所述扫描振镜安装于光学成像镜头前，目标图像由扫描振镜反射后依次经过光学成像镜头、渐变滤光片，并成像于面阵探测器表面。
10.作为优选实例，所述扫描振镜通过驱动装置控制其镜片转动，使得目标成像在渐变滤光片和面阵探测器表面运动，目标成像运动方向与渐变滤光片的波长变化方向相一致。
11.作为优选实例，所述面阵探测器采用cmos、ccd相机中的任意一种。
12.本实用新型的有益效果是：扫描振镜安装于光学成像镜头前，可以将目标图像反射成像于面阵探测器表面，通过扫描振镜的角度扫描，实现不同空间区域的光谱数据的高速获取；这种振镜扫描方式，结构紧凑，光谱成像速度快，性价比高，可靠性好，可应用于更多场合。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构示意图；
14.图2为目标呈现在渐变滤光片3和面阵探测器4表面的运动方向示意图。
15.图中：扫描振镜1，光学成像镜头2，渐变滤光片3，面阵探测器4。
具体实施方式
16.为了对本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
17.如图1、图2所示，一种基于扫描振镜的凝视型高光谱相机，它包括顺次设置的扫描振镜1、光学成像镜头2、渐变滤光片3和面阵探测器4；
18.渐变滤光片3紧贴面阵探测器4的像元表面；
19.光学成像镜头2的光轴分别垂直于渐变滤光片3和面阵探测器4的像元表面；
20.扫描振镜1安装于光学成像镜头2前，目标图像由扫描振镜1反射后依次经过光学成像镜头2、渐变滤光片3，并成像于面阵探测器4表面。
21.扫描振镜1通过驱动装置控制其镜片转动，使得目标成像在渐变滤光片3和面阵探测器4表面运动，目标成像运动方向与渐变滤光片3的波长变化方向相一致。
22.面阵探测器4采用cmos、ccd相机中的任意一种。
23.工作原理：
24.扫描振镜1通过驱动装置(摆动电机)电压信号来精确控制镜片的转动角度，使得观察目标相对渐变滤光片3和面阵探测器4产生连续移动；光学成像镜头2将观察目标成像于面阵探测器4；渐变滤光片3和面阵探测器4紧贴在一起组成光谱探测部分，实现不同线区域的光谱测量。为了实现整个目标的光谱测量，需要将目标的不同线区域依次通过渐变滤光片3的不同波段区域，扫描振镜1正好可以实现这种扫描。后续进一步经过图像拼接，就可以获取整个目标的光谱图像。
25.另外，该结构中扫描振镜1不工作时，也可以作为扫推式光谱仪使用，比如搭载到无人机上进行推扫。工作方式比较灵活。
26.如图2所示，需要说明的是，扫描振镜1扫描的运动方向，要使得目标成像的运动正好与渐变滤光片3的波长变化方向相一致。图2中主体为渐变滤光片3和面阵探测器4，箭头方向为扫描振镜1扫描的运动方向。
27.它具有以下优点：扫描振镜1安装于光学成像镜头2前，可以将目标图像反射成像于面阵探测器4表面，通过扫描振镜1的角度扫描，实现不同空间区域的光谱数据的高速获取；这种振镜扫描方式，结构紧凑，光谱成像速度快，性价比高，可靠性好，可应用于更多场合。
28.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本实用新型要求保护的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.一种基于扫描振镜的凝视型高光谱相机，其特征在于，它包括顺次设置的扫描振镜(1)、光学成像镜头(2)、渐变滤光片(3)和面阵探测器(4)；所述渐变滤光片(3)紧贴面阵探测器(4)的像元表面；所述光学成像镜头(2)的光轴分别垂直于渐变滤光片(3)和面阵探测器(4)的像元表面；所述扫描振镜(1)安装于光学成像镜头(2)前，目标图像由扫描振镜(1)反射后依次经过光学成像镜头(2)、渐变滤光片(3)，并成像于面阵探测器(4)表面。2.根据权利要求1所述一种基于扫描振镜的凝视型高光谱相机，其特征在于，所述扫描振镜(1)通过驱动装置控制其镜片转动，使得目标成像在渐变滤光片(3)和面阵探测器(4)表面运动，目标成像运动方向与渐变滤光片的波长变化方向相一致。3.根据权利要求1所述一种基于扫描振镜的凝视型高光谱相机，其特征在于，所述面阵探测器(4)采用cmos、ccd相机中的任意一种。

技术总结
本实用新型公开了一种基于扫描振镜的凝视型高光谱相机，属于光谱成像技术领域。它包括顺次设置的扫描振镜、光学成像镜头、渐变滤光片和面阵探测器；所述渐变滤光片紧贴面阵探测器的像元表面；所述光学成像镜头的光轴分别垂直于渐变滤光片和面阵探测器的像元表面；所述扫描振镜安装于光学成像镜头前，目标图像由扫描振镜反射后依次经过光学成像镜头、渐变滤光片，并成像于面阵探测器表面。扫描振镜安装于光学成像镜头前，可以将目标图像反射成像于面阵探测器表面，通过扫描振镜的角度扫描，实现不同空间区域的光谱数据的高速获取；这种振镜扫描方式，结构紧凑，光谱成像速度快，性价比高，可靠性好，可应用于更多场合。可应用于更多场合。可应用于更多场合。


技术研发人员：王康俊 吴晋龙
受保护的技术使用者：上海昊量光电设备有限公司
技术研发日：2020.11.19
技术公布日：2021/10/8