[发明专利]一种基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统

说明书

本发明公开了一种基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，包括高光谱相机、共轭相机、前置成像模组、扫描振镜、分束器；利用分束器将前置成像模组所成像按照分光比分为两个通道，分别进入高光谱相机和共轭相机进行双通道成像，其中高光谱相机和共轭相机的像面共轭，共用前置成像模组，通过观察共轭相机的图像位置信息及清晰度，可对目标进行快速定位与对焦；其中高光谱相机使用扫描振镜对视场进行扫描成像；所述的前置成像模组的工作模式包括宏观成像、微观成像和内窥成像模式。本发明可实现对目标进行快速定位与对焦，避免了反复推扫成像，可极大地提升高光谱数据的采集效率；并且通过改变前置成像模组，可以工作在多种模式下。

技术领域

本发明属于光学技术领域，具体涉及一种基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统。

背景技术

高光谱成像结合了光谱学和数字成像技术，已广泛应用于遥感、医学、农业、食品检测等领域。根据高光谱成像的工作模式，可分为点扫描、推扫和凝视成像。推扫式高光谱成像技术在空间分辨率、光谱分辨率和采集时间之间有很好的折衷，是目前比较成熟的高光谱成像技术。但是，该系统需要安装在推扫的宏观移动部件上，这限制了它的成像范围和紧凑的尺寸。此外，很难快速定位和关注感兴趣区域。主要依靠操作者的经验来对线光谱图像进行对焦，而且往往需要多次推扫成像来确定成像位置，非常耗时。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明提供了一种基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统。

一种基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，包括高光谱相机、共轭相机、前置成像模组、扫描振镜、分束器；利用分束器将前置成像模组所成像按照分光比分为两个通道，分别进入高光谱相机和共轭相机进行双通道成像，其中高光谱相机和共轭相机的像面共轭，共用前置成像模组，通过观察共轭相机的图像位置信息及清晰度，可对目标进行快速定位与对焦；其中高光谱相机使用扫描振镜对视场进行扫描成像；所述的前置成像模组的工作模式包括宏观成像、微观成像和内窥成像模式。

所述的共轭相机与高光谱相机两者的像面共轭，采用RGB相机、灰度相机或者全光相机。

所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，入射到扫描振镜的光是前置成像模组所成像物面上的光，并被准直为平行光，中继到高光谱相机的狭缝上，通过改变扫描振镜的角度，实现狭缝上的中继像面上下挪动，最终达到视场扫描高光谱成像。

所述的高光谱相机属于线扫描高光谱相机，依次包括高光谱相机中继透镜、狭缝、准直透镜、棱镜-光栅-棱镜对、聚焦透镜、高光谱相机感光芯片。

所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，宏观成像模式时，所述前置成像模组由相机镜头和前置成像中继透镜组成，相机镜头的像面位于前置成像中继透镜的焦平面上。

所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，微观成像模式时，所述前置成像模组由显微物镜和电可调透镜组成，通过电可调透镜实现显微物镜在不同焦平面上的成像。

所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，内窥成像模式时，所述前置成像模组由内窥镜头，传像光纤，显微物镜组成，通过传像光纤将内窥镜头所成的像传输到显微物镜的成像面上进行放大。

所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，内窥镜头也可替换为显微物镜和电可调透镜的组合，并利用距离传感器、电可调透镜和微型计算机实现对样品的快速聚焦。

所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，使用内窥镜头可深入人体内部或海洋底泥，实现人体内部或海洋底泥生物的原位探测；使用显微物镜可实现海洋水体及海底土壤表面等多环境原位显微探测。