基于角度调谐双带通滤光片的双波段高光谱成像装置

技术领域

本发明涉及光学仪器技术领域，尤其涉及一种基于角度调谐双带通滤光片的双波段高光谱成像装置。

背景技术

高光谱成像装置是将成像技术与光谱技术相结合，探测目标的二维几何空间及一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据，被广泛应用于天文、农业、地质、艺术、食品医药等多个领域。

目前高光谱成像设备在某一时刻只能获取一个窄波段的光谱图像信息，而在实际的应用场景中，某些观测对象的光谱图像特征体现在一定波长间隔的两个光谱波段范围内，因此为了更好的对这类对象进行分析鉴别，需要同时获取一定波长间隔的二个窄波段的光谱图像。为了满足这样的技术要求，如果采用常规的光谱成像装置，需要采用更加复杂分光系统，或者增加光谱图像数据选取和处理的工作量。因此在同时获取一定波长间隔的二个窄波段的光谱图像的过程中，处理麻烦，费时费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于角度调谐双带通滤光片的双波段高光谱成像装置，旨在解决现有技术中的在同时获取一定波长间隔的二个窄波段的光谱图像的过程中，处理麻烦，费时费力的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的一种基于角度调谐双带通滤光片的双波段高光谱成像装置，包括棱镜偏振器、成像镜头组、双带通滤光片和图像传感器，所述成像镜头组的一侧设置有所述棱镜偏振器，所述成像镜头组的另一侧设置有所述双带通滤光片，所述双带通滤光片的一侧设置有图像传感器；

所述棱镜偏振器用于得到被观测目标发出的入射信号光转变为线偏振光；

所述成像镜头组用于将线偏振光进行会聚，得到汇聚光；

所述双带通滤光片用于在一个通光面内实现两个窄工作波段的滤光功能，通过汇聚光得到不同波长位置的双波段的合成光谱信息光束；

所述图像传感器用于探测合成光谱信息光束，得到双光谱图像信息对应的电信号，并进行相应的信号处理，最终得到双波段光谱图像。

其中，所述成像镜头组由多个透镜组成。

其中，所述双带通滤光片用于在一个通光面内实现两个窄工作波段的滤光功能，通过调整入射光与滤光片通光面的角度，以此对所述双带通滤光片的两个通带的位置进行偏移，实现双波段的光谱扫描功能。

其中，所述棱镜偏振器由镀有偏振膜的棱镜组成。

其中，所述基于角度调谐双带通滤光片的双波段高光谱成像装置还包括滤光片支架和角度调谐模块，所述角度调谐模块上设置有所述滤光片支架，所述滤光片支架上设置有所述双带通滤光片。

其中，所述双带通滤光片的通光面和光轴之间所形成的角度通过所述角度调谐模块进行调节。

本发明的一种基于角度调谐双带通滤光片的双波段高光谱成像装置，通过所述棱镜偏振器用于得到被观测目标发出的入射信号光转变为线偏振光，所述成像镜头组用于将线偏振光进行会聚，得到汇聚光，所述双带通滤光片用于在一个通光面内实现两个窄工作波段的滤光功能，通过汇聚光得到不同波长位置的双波段的合成光谱信息光束，所述图像传感器用于探测合成光谱信息光束，得到双光谱图像信息对应的电信号，并进行相应的信号处理，最终得到双波段光谱图像，被观测目标发出的光首先经过所述棱镜偏振器，得到覆盖双波段滤光片两个波段的宽带线偏振光，偏振信号光出射后经过所述成像镜头组，信号光在被所述图像传感器探测前，经过了一片所述双带通滤光片，所述双带通滤光片是指能在一个通光面内实现两个窄工作波段的滤光功能的光学滤光片，双波段的合成光谱图像最终被所述图像传感器探测，得到双光谱图像信息对应的电信号，并进行相应的信号处理，最终得到双波段光谱图像，实现了便于同时获取一定波长间隔的二个窄波段的光谱图像。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的实施例1的结构示意图。

图2是本发明的实施例2的结构示意图。

图3是本发明的双带通滤光片的光谱性能图。

图4是本发明的同入射角下光谱发生偏移情况示意图。

1-棱镜偏振器、2-成像镜头组、3-双带通滤光片、4-滤光片支架、5-角度调谐模块、6-图像传感器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图4，本发明提供了一种基于角度调谐双带通滤光片的双波段高光谱成像装置，包括棱镜偏振器1、成像镜头组2、双带通滤光片3和图像传感器6，所述成像镜头组2的一侧设置有所述棱镜偏振器1，所述成像镜头组2的另一侧设置有所述双带通滤光片3，所述双带通滤光片3的一侧设置有图像传感器6；

所述棱镜偏振器1用于得到被观测目标发出的入射信号光转变为线偏振光；

所述成像镜头组2用于将线偏振光进行会聚，得到汇聚光；

所述双带通滤光片3用于在一个通光面内实现两个窄工作波段的滤光功能，通过汇聚光得到不同波长位置的双波段的合成光谱信息光束；

所述图像传感器6用于探测合成光谱信息光束，得到双光谱图像信息对应的电信号，并进行相应的信号处理，最终得到双波段光谱图像。

在本实施方式中，所述棱镜偏振器1用于得到被观测目标发出的入射信号光转变为线偏振光，所述成像镜头组2用于将线偏振光进行会聚，得到汇聚光，所述双带通滤光片3用于在一个通光面内实现两个窄工作波段的滤光功能，通过汇聚光得到不同波长位置的双波段的合成光谱信息光束，所述图像传感器6用于探测合成光谱信息光束，得到双光谱图像信息对应的电信号，并进行相应的信号处理，最终得到双波段光谱图像，被观测目标发出的光首先经过所述棱镜偏振器1，得到覆盖双波段滤光片两个波段的宽带线偏振光，偏振信号光出射后经过所述成像镜头组2，信号光在被所述图像传感器6探测前，经过了一片所述双带通滤光片3，所述双带通滤光片3是指能在一个通光面内实现两个窄工作波段的滤光功能的光学滤光片，双波段的合成光谱图像最终被所述图像传感器6探测，得到双光谱图像信息对应的电信号，并进行相应的信号处理，最终得到双波段光谱图像，实现了便于同时获取一定波长间隔的二个窄波段的光谱图像。

进一步地，所述成像镜头组2由多个透镜组成。

进一步地，所述双带通滤光片3用于在一个通光面内实现两个窄工作波段的滤光功能，通过调整入射光与滤光片通光面的角度，以此对所述双带通滤光片3的两个通带的位置进行偏移，实现双波段的光谱扫描功能。

进一步地，所述棱镜偏振器1由镀有偏振膜的棱镜组成。

进一步地，所述基于角度调谐双带通滤光片的双波段高光谱成像装置还包括滤光片支架4和角度调谐模块5，所述角度调谐模块5上设置有所述滤光片支架4，所述滤光片支架4上设置有所述双带通滤光片3。

进一步地，所述双带通滤光片3的通光面和光轴之间所形成的角度通过所述角度调谐模块5进行调节。

进一步地，所述双带通滤光片3安装于与主光路所成所述角度调谐模块5内，所述角度调谐模块5最大旋转角度时的通光口径应包含所述成像镜头组2的通光口径。

进一步地，通过定量调节所述角度调谐模块5的角度，所述双带通滤光片3的两个通带的位置会发生偏移，以此来实现双波段的光谱扫描功能。

在本实施方式中，所述棱镜偏振器1用于得到被观测目标发出的入射信号光转变为线偏振光，所述成像镜头组2用于将线偏振光进行会聚，得到汇聚光，所述双带通滤光片3用于在一个通光面内实现两个窄工作波段的滤光功能，通过汇聚光得到不同波长位置的双波段的合成光谱信息光束，所述图像传感器6用于探测合成光谱信息光束，得到双光谱图像信息对应的电信号，并进行相应的信号处理，最终得到双波段光谱图像，如实施例1中，被观测目标发出的光首先经过所述棱镜偏振器1，得到覆盖双波段滤光片两个波段的宽带线偏振光，偏振信号光出射后经过所述成像镜头组2，信号光在被所述图像传感器6探测前，经过了一片所述双带通滤光片3，所述双带通滤光片3是指能在一个通光面内实现两个窄工作波段的滤光功能的光学滤光片，所述双带通滤光片3被放置在所述滤光片支架4上，其通光面和光轴所成的角度可以通过所述角度调谐模块5进行调节，所述双带通滤光片3的通光面和光轴之间所形成的角度可以通过所述角度调谐模块5进行调节，所述双带通滤光片3安装于与主光路所成所述角度调谐模块5内，所述角度调谐模块5最大旋转角度时的通光口径应包含所述成像镜头组2的通光口径，通过定量调节所述角度调谐模块5的角度，所述双带通滤光片3的两个通带的位置会发生偏移，以此来实现双波段的光谱扫描功能，得到不同波长位置的双波段的合成光谱信息光束，双波段的合成光谱图像最终被所述图像传感器6探测，得到双光谱图像信息对应的电信号，并进行相应的信号处理，最终得到双波段光谱图像，实现了便于同时获取一定波长间隔的二个窄波段的光谱图像；如实施例2中，在所述成像镜头组2和所述双带通滤光片3之间，再添加一组所述成像镜头组2，偏振信号光出射后经过第一组所述成像镜头组2，之后又经过第二组所述成像镜头组2，信号光以平行光出射，经过角度可调谐的所述双带通滤光片3的光谱选择后，得到不同波长位置的双波段的合成光谱信息光束，双波段的合成光谱图像最终被所述图像传感器6探测，得到双光谱图像信息对应的电信号，并进行相应的信号处理，最终得到双波段光谱图像。

以上所揭露的仅为本发明两种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。