[发明专利]一种快照式光场光谱成像装置

说明书

本发明提供了提供一种快照式光场光谱成像装置，涉及光谱测试技术领域，包括双支路宽视角远心投影光学模块、光场成像模块和光谱成像模块；被测物体设置于双支路宽视角远心投影光学模块的输入光路上；双支路宽视角远心投影光学模块用于将被测物体发出的光束进行耦合分光，形成透射光束和反射光束；光场成像模块用于根据反射光束得到被测物体的光场图像；光谱成像模块用于根据透射光束得到被测物体的光谱图像。通过设置双支路宽视角远心投影光学模块能够同时捕捉物体的光场信息和光谱信息，增加了成像装置可捕捉的维度，提高了物体多维度信息获取的时效性。

技术领域

本发明涉及光谱测试技术领域，特别是涉及一种快照式光场光谱成像装置。

背景技术

人类通过人眼接收场景中物体发出的光线对物体进行感知，可见光是人类对物理世界进行观测与感知最重要的载体之一。而成像系统是人眼的延伸，用于捕获、记录、分析场景的光信息。成像系统获取的光线包含丰富的信息，这些光信息可以用空间、传播角度、波长、时间和偏振的九维数据表示。在成像技术日趋发达的形势下，学者们致力于突破成像系统的限制，以获得更多维度的光信息。然而，传统成像技术仅探测物体的二维空间信息，丢弃了光线实际携带的其他维度的信息，这些维度信息的丢失使传统成像技术在光学成像应用上存在许多缺陷。为了获取光线的其他维度信息，技术人员在使用成像系统获取物体的二维空间信息后，还需对物体进行空间域扫描或光谱域扫描，这影响了物体信息获取的时效性。

发明内容

本发明的目的是提供一种快照式光场光谱成像装置，能够同时捕捉物体的光场信息和光谱信息，增加了成像装置可捕捉的维度，提高了物体多维度信息获取的时效性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种快照式光场光谱成像装置，包括：双支路宽视角远心投影光学模块、光场成像模块和光谱成像模块；

被测物体设置于所述双支路宽视角远心投影光学模块的输入光路上；所述双支路宽视角远心投影光学模块用于将所述被测物体发出的光束进行耦合分光，形成透射光束和反射光束；

所述光场成像模块设置于所述双支路宽视角远心投影光学模块的反射输出光路上；所述光场成像模块用于根据所述反射光束得到所述被测物体的光场图像；

所述光谱成像模块设置于所述双支路宽视角远心投影光学模块的透射输出光路上；所述光谱成像模块用于根据所述透射光束得到所述被测物体的光谱图像。

可选的，所述双支路宽视角远心投影光学模块具体包括：分束镜；

被测物体设置于所述分束镜的输入光路上；所述分束镜用于将所述被测物体发出的光束进行耦合分光，形成透射光束和反射光束。

可选的，所述双支路宽视角远心投影光学模块还包括：第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组；

所述第一透镜组设置于被测物体和分束镜之间；所述第一透镜组用于对所述被测物体发出的光束进行扩束整形；

所述第二透镜组设置于所述分束镜的输出光路上；所述第二透镜组用于对所述透射光束进行偏转整形，输出偏转整形后的光束；

所述第三透镜组设置于所述第二透镜组的输出光路上；所述第三透镜组用于对偏转整形后的光束进行偏转聚焦以矫正偏转整形后的光束的像差，输出像差校正后的光束。

可选的，第一透镜组包括在被测物体和分束镜之间依次设置的弯月透镜、双凹透镜和双凸透镜；

第二透镜组包括在分束镜输出光路上依次设置的弯月透镜、双凸透镜和弯月透镜；

第三透镜组包括在第二透镜组和光谱成像模块之间依次设置的平凹透镜、弯月透镜、双凸透镜和弯月透镜；