[发明专利]一种基于微透镜阵列传感器的数字变焦型光谱成像仪

说明书

本发明公布了一种基于微透镜阵列传感器的数字变焦型光谱成像仪，包括电控带通滤光片、光学成像镜头、微透镜阵列传感器、图像采集与处理终端。本发明采用微透镜阵列传感器来进行图像信息的分解，将图形的采集光信息进行了像素的提升，可以在光谱成像系统光谱图像时序扫描的同时，获取每个光谱图像的光场信息，实现先曝光成像后对焦的数字变焦功能，这种基于微透镜阵列传感器的光谱成像仪在遥感应用时不需要进行变焦操控；可以应用于复杂地形地貌的光谱成像遥感应用，最大限度上保证了复杂地形地貌光谱图像信息的获取，既保障了图像信息的清晰度，又保障了光谱信息的准确性。

技术领域

本发明涉及光谱成像技术领域，具体是指一种基于微透镜阵列传感器的数字变焦型光谱成像仪。

背景技术

光谱成像系统可同时获取目标的图像和光谱信息，是一种“性能完备”、图谱合一的光学传感器，目前的光谱成像仪已经可以实现可调波段多、光谱分辨率强和空间分辨率高等优点，适宜应用于凝视成像的机载、星载等遥感领域，为相关部门提供矿产资源勘察、生物医学诊断、农业病虫害监测等的新型技术手段。然而在实际的遥感应用中，由于遥感对象的地形地貌分布不均匀，为了获得清晰的遥感图像，需要根据地形地貌进行变焦操控。在基于带通滤光片的光谱成像技术中，光谱信息是通过带通滤光片进行时序扫描，与需要时间控制的变焦操控存在较大的冲突。

目前的光谱成像系统在对复杂地形地貌进行遥感时，存在清晰度低、失真的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微透镜阵列传感器的数字变焦型光谱成像仪，通过解决现有技术中带通滤光片进行时序扫描与需要时间控制的变焦操控存在冲突的问题，达到在对复杂地形地貌进行遥感探测时，可以获得更加清晰和图像信息和更加准确的光谱信息，拓展现有光谱成像仪的主要功能与应用范围的目的。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于微透镜阵列传感器的数字变焦型光谱成像仪，包括：

电控带通滤光片：待测物体的光线经过电控带通滤光片的滤光作用后，送入到光学成像镜头；

光学成像镜头：用于将接收到的待测物体的光线转换成光学图像并输送到微透镜阵列传感器；

微透镜阵列传感器：来自待测物体的光线依次经过电控带通滤光片、光学成像镜头到达微透镜阵列传感器的焦平面，微透镜阵列传感器采集最终光谱图像对应的空间像素提供对应的空间频率光场信息，并传输给图像采集与处理终端；

图像采集与处理终端：根据采集到的空间频率光场信息进行成像处理，形成图像。

本发明的光谱成像仪，待测物体发出的光线经过电控带通滤光片的滤光作用后，送入到光学成像镜头进行光学成像，然后将光学成像的图像经过微透镜阵列传感器进行图像信息的采集，同时获得待测物体的空间图像信息和每个像素的光场信息，传输给图像采集与处理终端，图像处理终端利用每个像素的光场信息进行数字变焦操控，可以在一次曝光采集的光谱成像数据中实现对不同距离处物体清晰图像的提取。这种方法在不影响时序光谱成像功能的同时，利用简单的数字图像处理功能和微透镜阵列传感器提供的光场光谱图像信息，实现了一次曝光成像后的数字变焦操控，提升了光谱成像系统对复杂地貌、远近物体清晰光谱成像的功能。本发明采用微透镜阵列传感器来进行图像信息的分解，可以在光谱成像系统光谱图像时序扫描的同时，获取每个光谱图像的光场信息，实现先曝光成像后对焦的数字变焦功能，这种基于微透镜阵列传感器的光谱成像仪在遥感应用时不需要进行变焦操控；克服了现有技术中的操控矛盾，而且基于微透镜阵列传感器的数字变焦型光谱成像系统，可以应用于复杂地形地貌的光谱成像遥感应用，最大限度上保证了复杂地形地貌光谱图像信息的获取，既保障了光学镜头对焦区域外图像信息的清晰度，又保障了光谱信息的准确性。