一种一体化的光谱摄像镜头及光谱相机的制作方法

本发明涉及光谱相机技术领域，更具体地说，它涉及一种一体化的光谱摄像镜头及光谱相机。

背景技术：

对目标用特定的光谱摄像可以得到比用白光拍摄更多的目标信息，因为白光含有多种光谱成分，同时成像时互相叠加可能掩盖掉一些特别且有用的信息。光谱摄像是通过在光源或镜头上、又或者在图像芯片前的其它光路位置放置分光元件来实现的，比如在镜头上安装滤光片，在图像芯片前设置光栅等分光元件，使成像光束进行分不同的光谱成像，取得被拍摄目标的光谱图像信息。

目前，常用的滤光器件之一为电子滤光器件，它利用电子控制的液晶组件对光束进行过滤，可以实现非常窄带的光谱透过，而且可以快速调整透过光谱的波长。将它放置在光路中，可以实现快速的光谱扫描成像，使光谱成像得到快速的发展和应用。然而，这种液晶组件的滤光器对通过光束的角度有严格的要求，稍大一些角度的光束就无法通过。如图1所示，在应用时通常要在成像镜头a与滤光器b之间增加中继镜前组c，在滤光器b与相机d之间增加中继镜后组e，使通过滤光器b的光束角度符合要求，同时又能满足拍摄成像的需求。这样在系统中增加中继镜，会使得结构复杂庞大，不仅体积很大，重量也随之增加，给现场的使用带来不小的困扰。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的一是提供一种结构简单、体积小、重量轻的一体化的光谱摄像镜头。

本发明的目的二是提供一种体积小、重量轻的光谱相机。

为了实现上述目的一，本发明提供一种一体化的光谱摄像镜头，包括镜头前组、镜头后组以及电子滤光器，所述电子滤光器包括滤光模块和驱动所述滤光模块工作的控制模块，所述滤光模块安装于所述镜头前组与镜头后组之间，所述镜头前组与镜头后组、滤光模块之间为一体化结构，所述滤光模块通过与所述控制模块通讯连接；

所述镜头前组用于接收被拍摄物体发出或反射的光束，并输出满足所述电子滤光器的角度要求的光束到所述滤光模块；

所述镜头后组用于接收所述滤光模块输出的光束，并将光束会聚输出给相机中的图像芯片。

作为进一步地改进，所述一体化结构内设有可变口径的光栏。

进一步地，还包括用于快速连接摄像机本体或相机本体的第一快速机械接口。

进一步地，所述第一快速机械接口设有通过导线通讯连接所述滤光模块的第一电子触点。

进一步地，所述控制模块外置于所述光谱摄像镜头。

为了实现上述目的二，本发明提供一种光谱相机，包括相机本体，还包括如上所述的光谱摄像镜头，所述相机本体设有用于快速连接所述光谱摄像镜头的第二快速机械接口，所述第二快速机械接口与第一快速机械接口可以快速机械连接。

作为进一步地改进，所述相机本体内设有所述控制模块，所述相机本体机身上设有连接所述控制模块的按钮、开关以及通讯接口。

进一步地，所述第二快速机械接口设有用于电性连接所述滤光模块的第二电子触点，所述第二电子触点通过导线连接所述控制模块。

有益效果

本发明与现有技术相比，具有的优点为：本发明通过将电子滤光器的滤光模块镶嵌到镜头前组、镜头后组之间，镜头前组与镜头后组、滤光模块之间为一体化的结构，电子滤光器的控制模块外置，从而可以去除中继镜组，整体结构简单，可以大幅度的降低系统的体积和重量，减少设备的制造成本，提高设备的现场使用性能，将光谱摄像的应用向前推进一大步。

附图说明

图1为传统技术的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图。

其中：1-镜头前组、2-镜头后组、3-滤光模块、4-光栏、11-第一负弯月透镜、12-第一凸透镜、21-第二凸透镜、22-第一正弯月透镜、23-第二负弯月透镜、24-第一双胶合透镜、25-第一双凸透镜。

具体实施方式

下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。

参阅图2，一种一体化的光谱摄像镜头，包括镜头前组1、镜头后组2以及电子滤光器，其中，镜头前组1、镜头后组2均为现有技术，电子滤光器包括滤光模块3和驱动滤光模块3工作的控制模块(图中未标出)，滤光模块3安装于镜头前组1与镜头后组2之间，镜头前组1与镜头后组2、滤光模块3之间为一体化结构，控制模块外置，如控制模块可以设置在外接电脑、摄像机或相机内，滤光模块3与控制模块通讯连接，可以对传统的电子滤光器进行简化，有利于简化光谱摄像镜头的结构，减少体积和重量；

镜头前组1用于接收被拍摄物体发出或反射的光束，并输出满足电子滤光器的角度要求的光束到滤光模块3，比如光束的所有光线与光轴夹角小于7.5度；

镜头后组2用于接收滤光模块3输出的光束，并将光束会聚输出给相机中的图像芯片，镜头后组与镜头前组1、电子滤光器组合完成所需要的镜头性能，达到系统的设计要求。

在本实施例中，一体化结构内设有可变口径的光栏4，以调整镜头的采光口径，满足系统的摄像需求，光栏4可以是机械手动式的，也可以是电子自动式的。光栏4可以设置在镜头前组1中，或设置在镜头后组中2，或设置在镜头前组1与镜头后组2之间。

在本实施例中，镜头还包括用于快速连接摄像机本体或相机本体的第一快速机械接口，第一快速机械接口设有通过导线通讯连接滤光模块3的第一电子触点。

在其中一个实施例中，镜头前组1包括第一负弯月透镜11、第一凸透镜12。镜头后组2包括第二凸透镜21、第一正弯月透镜22、第二负弯月透镜23、第一双胶合透镜24、第一双凸透镜25。

一种光谱相机，包括相机本体，还包括如上所述的光谱摄像镜头，相机本体设有用于快速连接光谱摄像镜头的第二快速机械接口，所述第二快速机械接口与第一快速机械接口可以快速机械连接。相机本体内设有控制模块，控制模块为控制电路板，相机本体机身上设有连接控制模块的按钮、开关以及通讯接口，如usb接口、网络接口、rs232接口或其他形式的通讯接口。第二快速机械接口设有用于电性连接滤光模块3的第二电子触点，第二电子触点通过导线连接控制模块。光谱摄像镜头安装到相机本体上，第一电子触点与第二电子触点接触，相机本体内的控制电路板可以控制滤光模块3，和设置滤光模块3的参数等。

本发明通过将电子滤光器的滤光模块镶嵌到镜头前组、镜头后组之间，镜头前组与镜头后组、滤光模块之间为一体化的结构，电子滤光器的控制模块外置，从而可以去除中继镜组，整体结构简单，可以大幅度的降低系统的体积和重量，减少设备的制造成本，提高设备的现场使用性能，将光谱摄像的应用向前推进一大步。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

技术特征：

1.一种一体化的光谱摄像镜头，其特征在于，包括镜头前组(1)、镜头后组(2)以及电子滤光器，所述电子滤光器包括滤光模块(3)和驱动所述滤光模块(3)工作的控制模块，所述滤光模块(3)安装于所述镜头前组(1)与镜头后组(2)之间，所述镜头前组(1)与镜头后组(2)、滤光模块(3)之间为一体化结构，所述滤光模块(3)与所述控制模块通讯连接；

所述镜头前组(1)用于接收被拍摄物体发出或反射的光束，并输出满足所述电子滤光器的角度要求的光束到所述滤光模块(3)；

所述镜头后组(2)用于接收所述滤光模块(3)输出的光束，并将光束会聚输出给相机中的图像芯片。

2.根据权利要求1所述的一种一体化的光谱摄像镜头，其特征在于，所述一体化结构内设有可变口径的光栏(4)。

3.根据权利要求1或2所述的一种一体化的光谱摄像镜头，其特征在于，还包括用于快速连接摄像机本体或相机本体的第一快速机械接口。

4.根据权利要求3所述的一种一体化的光谱摄像镜头，其特征在于，所述第一快速机械接口设有通过导线连接所述滤光模块(3)的第一电子触点。

5.根据权利要求1所述的一种一体化的光谱摄像镜头，其特征在于，所述控制模块外置于所述光谱摄像镜头。

6.一种光谱相机，包括相机本体，其特征在于，还包括如权利要求4所述的光谱摄像镜头，所述相机本体设有用于快速连接所述光谱摄像镜头的第二快速机械接口，所述第二快速机械接口与第一快速机械接口可以快速机械连接。

7.根据权利要求6所述的一种光谱相机，其特征在于，所述相机本体内设有所述控制模块，所述相机本体机身上设有连接所述控制模块的按钮、开关以及通讯接口。

8.根据权利要求7所述的一种光谱相机，其特征在于，所述第二快速机械接口设有用于电性连接所述滤光模块(3)的第二电子触点，所述第二电子触点通过导线连接所述控制模块。

技术总结
本发明公开了一种一体化的光谱摄像镜头，属于光谱相机技术领域，主要解决的是现有光谱相机设备结构复杂、体积大、重量大的技术问题，所述光谱摄像镜头包括镜头前组、镜头后组以及电子滤光器，所述电子滤光器包括滤光模块和驱动所述滤光模块工作的控制模块，所述滤光模块安装于所述镜头前组与镜头后组之间，所述镜头前组与镜头后组、滤光模块之间为一体化结构，所述控制模块外置，所述滤光模块与所述控制模块通讯连接。本发明还公开了一种包括所述光谱摄像镜头的光谱相机。本发明结构简单、体积小、重量轻，方便现场使用。

技术研发人员：黄威;钟燕飞;张洪艳;李志刚;许小京;王桂强;张良培;罗旭东;张洋
受保护的技术使用者：广州星博科仪有限公司
技术研发日：2019.08.16
技术公布日：2019.11.15