[发明专利]像元级多通道滤光片和像元级可调谐视频高光谱成像仪

说明书

像元级多通道滤光片和像元级可调谐视频高光谱成像仪涉及光谱成像技术领域，解决了成像几何分辨率会有严重的下降的问题，多通道滤光片的阵列层由单元阵列按照阵列组成，单元阵列由子阵列按照阵列组成，子阵列由单元通道按照阵列组成，子阵列的任意两个单元通道对应的波带均不相同，单位阵列的任意一行中任意两个单元通道对应的波带均不相同，单位阵列的任意一列中任意两个单元通道对应的波带均不相同。像元级可调谐视频高光谱成像仪包括多通道滤光片、镜组、快反镜、摆动器、探测器和控制器，快反镜通过摆动器能摆动。本发明的成像仪可调谐成像模式、可调谐光谱分辨率、可调谐空间分辨率，有极高的空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率和信噪比。

技术领域

本发明涉及光谱成像技术领域，具体涉及像元级多通道滤光片和像元级可调谐视频高光谱成像仪。

背景技术

经典光谱仪是建立在空间色散(分光)原理上的仪器，典型分光手段如光栅、棱镜等。像元级多通道滤光片因其单元通道对应像元的大小而以席卷之势被广泛的用于视频高光谱成像仪中，以像元级分光技术为基础的视频高光谱成像技术的成像效果明显优于其他光谱仪。高光谱像元级多通道滤光片是视频高光谱成像仪的核心元件，它在工作波段内具有数十个光谱通道，且每个光谱通道的尺寸与CMOS成像芯片的像元尺寸完全相同。成像时入射光将分成不同谱段的单色光，并投射到CMOS像元上完成光谱采样。

但像元级多通道滤光片都是固定的阵列模式，基于固定阵列式的高光谱像元级滤光片，几何分辨率会有严重的下降。像元级多通道滤光片的这一缺点影响了视频高光谱成像仪的成像模式，视频高光谱成像仪只能在面阵视频成像和扫描模式下具有其他成像仪难以企及的效果。由于现今社会下社会需求和研究需求，视频高光谱成像仪的功能仍需继续突破，例如凝视成像分辨率的提高、尝试实现高帧频成像等等。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种像元级多通道滤光片和像元级可调谐视频高光谱成像仪。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种像元级多通道滤光片，包括基板和设置在基板上的阵列层，阵列层由多个单元阵列按照矩阵排列组成，单元阵列由多个子阵列按照矩阵排列组成，子阵列由多个单元通道按照矩阵排列组成，子阵列的任意两个单元通道对应的波带均不相同，单位阵列的任意一行中任意两个单元通道对应的波带均不相同，单位阵列的任意一列中任意两个单元通道对应的波带均不相同。

包括一种像元级多通道滤光片的像元级可调谐视频高光谱成像仪，还包括镜组、快反镜、摆动器、探测器和控制器；摆动器连接快反镜，控制器连接摆动器和探测器，控制器通过控制摆动器来控制快反镜摆动，控制器用于控制探测器的成像时间，多通道滤光片位于镜组的N次像面上，探测器位于镜组的 (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；

光束经镜组传输和快反镜反射后入射到多通道滤光片上，多通道滤光片将入射到其上的光束分成不同波带的单色光，所有单色光投射到探测器上，探测器获取高光谱图像。

像元级可调谐视频高光谱成像仪的成像方法，具体为：控制器通过控制摆动器来控制快反镜摆动，每当快反镜完成一次摆动时，控制器控制探测器成像，直至控制器通过控制摆动器来控制快反镜停止摆动。

像元级可调谐视频高光谱成像仪在凝视成像上的应用或在数字TDI推扫成像的应用。

本发明的有益效果是：

1、本发明的像元级多通道滤光片通过多个波段的像元级的单元通道能将经过其的光线分成多种谱段，通过每个单元阵列中内部单元通道排列各不相同的子阵列、每个单元阵列的单元通道排序相同，使得应用该像元级多通道滤光片的成像装置的分辨率能达到最高，也为成像装置实现高帧频拍摄提供了新的方式方法。