[实用新型]一种多光谱图像捕捉系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及微型光机电系统，尤其是一种多光谱图像捕捉系统。 

背景技术

在普通成像系统中，人们往往采用扩大图像传感器像素规格的方式来提高图像分辨率，获取更多信息。但这种方式在很多应用场合已经显现出瓶颈，某些信息往往不能从简单的灰度数据中提取出来。利用多谱成像技术可获得不同波长下的图像信息，这是普通成像方式无法实现的。因此多谱成像在遥感测量，生物医学成像，目标探测与跟踪等领域具有广泛的应用价值。 

目前的多谱成像系统，一种是采用普通单孔径镜头与滤光片轮转机构相结合的方式。这种系统通过机械结构实现不同颜色滤光片的转换，并分别获取相应图像。因此该系统无法实现多光谱图像的同时获取，工作效率较低。中国专利CN102053297A（专利公布号）公布了一种多谱段滤光机构，该机构用于空间光学遥感器，通过一个轮转结构实现不同波段滤光片的转换，从而获取不同波段的图像。这种方式的缺点在于每次只能获取某一波段的图像，但无法同时获取多波段的图像信息，因此工作效率不高。 

Shogenji等人(期刊论文，题目:Multispectral imaging using compact compound optics，期刊: Optics Express, 卷vol.12, no.8, 2004)提出了一种基于多通道彩色滤光片和微透镜阵列的多谱成像系统。滤光片的每一个通道对应某一种颜色，并与其后的一个微透镜对准，构成一个光通道。每个光通道的成像结果由同一块图像传感芯片记录，从而实现多光谱图像信息的同时获取。该系统通过机械装置将滤光片，微透镜阵列，图像传感芯片分别固定，并通过调节其相对位置实现校准。该系统的缺点在于滤光片的每个通道和阵列中各透镜之间的校准精度要求较高，当有外界扰动时，微小的位置失配会导致不同颜色的光线入射到同一透镜中，导致针对某一波段图像数据的不准确，影响系统的整体成像性能。此外，该系统仅针对可见光波段工作，无法实现近红外波段图像的获取。同时，该系统还存在各组件分立，集成度不高的缺点，这些都不利于应用领域的拓展。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于多通道光谱成像的多光谱图像捕捉系统。 

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是： 

一种多光谱图像捕捉系统，包括一多谱成像镜头，所述多谱成像镜头的后方设置有一用于感光成像的CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器固定在一光学平台上，所述多谱成像镜头包括多通道滤波片及阵列式微透镜，所述阵列式微透镜的每个透镜单元与多通道滤波片的一个滤波单元对应构成一个光通道。

进一步作为优选的实施方式，所述多通道滤波片为干涉型滤波片，采用高低折射率材料相间的多膜系结构。 

进一步作为优选的实施方式，所述多通道滤波片与阵列式微透镜键合连接。 

优选地，所述光学平台通过传动机构连接有微型直线电机。 

优选地，所述CMOS图像传感器通过USB数据线连接有电脑。 

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用集成了多通道滤波片及阵列式微透镜的多谱成像镜头，从而解决了当外界扰动时，因滤波片与透镜相对位置失配引起的成像质量降低的问题；另本实用新型滤波片采用干涉滤波片的多膜系结构，可实现可见光与近红外波段的多通道集成；进一步，本实用新型系统引入了微型直线电机，从而实现了系统的自动对焦功能。 

附图说明

图1是本实用新型多光谱图像捕捉系统的结构示意图； 

图2是本实用新型阵列式透镜的结构示意图；

图3是本实用新型多通道滤波片的结构示意图；

图4是本实用新型中多谱成像镜头截面的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明，但本实用新型的实施和保护范围并不限于此。 

参照图1,一种多光谱图像捕捉系统，包括一多谱成像镜头10，所述多谱成像镜头10的后方设置有一用于感光成像的CMOS图像传感器20，所述CMOS图像传感器20固定在一光学平台30上，所述多谱成像镜头10包括多通道滤波片12及阵列式微透镜14，所述阵列式微透镜14的每个透镜单元与多通道滤波片12的一个滤波单元对应构成一个光通道，该系统还包括外壳70，CMOS图像传感器20经USB数据线连接有电脑60。