[发明专利]一种基于多次像面的光谱成像仪

说明书

一种基于多次像面的光谱成像仪涉及光谱成像仪技术领域，解决了结构相对复杂，体积大、重量大和无法工作于视频成像模式问题，包括依次设置的前置镜组、多通道滤光片和相机一，前置镜组实现对目标成像的功能，多通道滤光片置于前置镜组的N次像面上，将入射到其上的光束分成不同谱段的单色光，不同谱段的单色光入射到相机一上，相机一获取高光谱图像，相机一位于N+M次像面上，N为≥1的整数，M为≥0的整数。本发明能实时得到高光谱图像、结构简单、体积小型化、成本低、高帧频面阵视频成像实时显示、能同时具有视频和推扫成像模式、具备数字TDI积分能力。用于面阵视频成像和数字TDI推扫成像。

技术领域

本发明涉及光谱成像仪技术领域，具体涉及一种基于多次像面的光谱成像仪。

背景技术

光谱成像仪广泛而深入的应用于测绘、农作物普查、食品药品检测、安全检查、工业检测、文物鉴定、环境监控、自然灾害评估、矿物勘探、生物医学检测、安防监控以及军事目标预警、识别等领域等方向。

目前光谱成像仪往往以航空、航天以及无人机载荷形式进行遥感工作，其体积、重量十分关键，特别是作为航天载荷，难以压缩的体积和重量极大的增加了其发射成本。因此光谱成像仪的小型化、轻量化研究具有十分迫切的需求。目前的光谱成像仪中，常采用传统的光谱分光技术例如棱镜、光栅作为分光器件，其结构相对复杂，成为小型化、轻量化设计的瓶颈，并且其集成于成像光谱仪时，仪器仅能工作于推扫成像模式，无法工作于视频成像模式，因此难以实现对动态目标探测成像。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提供一种基于多次像面的光谱成像仪。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于多次像面的光谱成像仪，包括依次设置的前置镜组、多通道滤光片和相机一，所述前置镜组实现对目标成像的功能，所述多通道滤光片置于前置镜组的N次像面上，将入射到其上的光束分成不同谱段的单色光，不同谱段的单色光入射到所述相机一上，相机一获取高光谱图像，相机一位于(N+M)次像面上，N为大于等于1的整数，M为大于等于0的整数。

一种基于多次像面的光谱成像仪的安装方法，包括如下步骤：

步骤一、将前置镜组安装在遮光罩上；

步骤二、将多通道滤光片装配到遮光罩上且位于N次像面处；

步骤三、将相机一装配到遮光罩上且位于(N+M)次像面处，通过单色成像方法调整相机一的焦面位置；

步骤四、调整多通道滤光片使多通道滤光片的位置精度和多通道滤光片的光轴垂直度满足要求，将多通道滤光片胶合在遮光罩上；

步骤五、以多通道滤光片为基准、在多光谱成像模式下调整的相机一的位置使其达到最佳焦面位置；

步骤六、通过单色光谱成像模式监测相机一像元和多通道滤光片上单元通道的对准情况，并通过精密调整机构微调相机一的位置，使得多通道滤光片的单元通道与相机一像元的对准精度小于等于1微米，安装完成。

一种基于多次像面的光谱成像仪在面阵视频成像上的应用或在数字TDI推扫成像的应用。

本发明的有益效果：

1、在高光谱通道利用多通道滤光片，再通过相机一获得多个谱段的高光谱图像，能实时得到高光谱图像。

2、通过多通道滤光片和相机一对准，实现光谱成像仪的结构简化、体积小型化、成本低、高帧频面阵视频成像实时显示、能同时具有视频和推扫成像模式、具备数字TDI积分能力。

3、本发明的光谱成像仪为一种具有高时间、高空间和高光谱分辨力的多模式高性能高光谱成像仪。

4、一种基于多次像面的光谱成像仪的安装方法所得到的光谱成像仪的精度高，成像效果好。