專利名稱：同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置，具體涉及一 種應(yīng)用于空間探測領(lǐng)域同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置。
背景技術(shù)：
長期以來人們對未知世界的探索從來就沒有間斷過，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷 發(fā)展，特別是對太空空間領(lǐng)域的探索更加頻繁。對太空空間領(lǐng)域的探索主要應(yīng) 用光學(xué)遙感技術(shù)，它是通過一個(gè)光學(xué)相機(jī)收集光信號，再遙感傳輸?shù)降孛嫔?圖像。目前，利用這種光學(xué)相機(jī)生成的地面圖像多數(shù)還停留在黑白圖像階段，
少數(shù)可以實(shí)現(xiàn)獲取立體和多光譜圖像的方案還存在其關(guān)鍵組件面陣CCD的CCD 芯片是專門研制設(shè)計(jì)的，而且設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，無法采用商業(yè)上很容易買到的通 用CCD芯片，價(jià)格昂貴。因此同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置，目前還 沒有一個(gè)優(yōu)化的方案。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供了一種同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝 置，其解決了背景技術(shù)中設(shè)計(jì)復(fù)雜、成本高的技術(shù)問題。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是
一種實(shí)現(xiàn)上述同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置，包括成像光學(xué)系統(tǒng) 1，設(shè)置于成像光學(xué)系統(tǒng)1焦點(diǎn)的焦面組件2，其特殊之處在于所述焦面組件
2包括依次設(shè)置的濾光片201、視場光闌202以及面陣CCD203;所述面陣CCD203
連接有數(shù)字采集處理系統(tǒng)3。
上述濾光片201為階梯狀帶通濾光片。
上述面陣CCD203的芯片為512*512像元、1024*1024像元、2048*2048像 元以及4096*4096像元的CCD芯片。
上述視場光闌202為刀口狹縫或光刻狹縫，視場光闌202的狹縫數(shù)為奇數(shù)， 其為5條、7條、9條、11條或13條，其中中央的一行或列為用于獲取正視圖
3像的正視傳感器，上下最邊際的二行或列為前視與后視傳感器，在正視、前與
后視間對稱設(shè)有2條、4條、6條、8條或10條用于多光譜成像的狹縫。
上述狹縫寬度控制在CCD像元尺寸的10 15倍，所述狹縫間的平行度小于 0. 02mm為宜。
上述狹縫，CCD的行(或列)以及階梯狀濾光片三者在長度方向上需要配準(zhǔn)， 尤其是狹縫與CCD行(或列)方向的配準(zhǔn)，所述配準(zhǔn)精度控制在狹縫寬度的1/2 之內(nèi)為宜。
上述狹縫之間隔為lmm為佳。
上述成像光學(xué)系統(tǒng)1以廣角遠(yuǎn)心物鏡為宜。
本實(shí)用新型提出一種新的技術(shù)途徑，它采用十分簡單的組合就實(shí)現(xiàn)一臺光 學(xué)遙感器同時(shí)獲取立體與多光譜圖像。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)中最主要的二 個(gè)部件廣角光學(xué)系統(tǒng)與普通的面陣CCD都很容易從市場上買到，且規(guī)格型號多， 價(jià)格便宜，研制周期短，比之于專門研制CCD焦平面的技術(shù)方案節(jié)省經(jīng)費(fèi)與縮 短研制周期。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型焦面組件三部分分解示意圖。
具體實(shí)施方式

參見圖1和圖2， 一種實(shí)現(xiàn)上述同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置，包 括成像光學(xué)系統(tǒng)l，設(shè)置于成像光學(xué)系統(tǒng)1焦點(diǎn)的焦面組件2，焦面組件2包括 依次設(shè)置的濾光片201、視場光鬧202以及面陣CCD203;面陣CCD203連接有數(shù) 字采集處理系統(tǒng)3;濾光片201為階梯狀帶通濾光片；面陣CCD的芯片為512*512 像元、1024*1024像元、2048*2048像元以及4096*4096像元的CCD芯片；視場 光闌202為刀口狹縫或光刻狹縫，視場光闌202的狹縫數(shù)為奇數(shù)，其為5條、7 條、9條、11條或13條，其中中央的一行或列為用于獲取正視圖像的正視傳感 器，上下最邊際的二行或列為前視與后視傳感器，在正視、前與后視間對稱設(shè) 有2條、4條、6條、8條或10條用于多光譜成像的狹縫；狹縫寬度控制在CCD 像元尺寸的10 15倍，所述狹縫間的平行度小于0.02mm;狹縫，CCD的行或列以及階梯狀濾光片三者在長度方向上需要配準(zhǔn)，尤其是狹縫與CCD行或列方向
的配準(zhǔn)，所述配準(zhǔn)精度控制在狹縫寬度的1/2之內(nèi)；狹縫之間隔為lmm;成像光
學(xué)系統(tǒng)1以廣角遠(yuǎn)心物鏡為宜。
成像時(shí)，被測量目標(biāo)場景的每個(gè)可分辨像元的光信號經(jīng)成像光學(xué)系統(tǒng)1匯
聚照射在焦平面組件2上，依次經(jīng)過濾光元件201，視場光闌202，光電探測器 203 (具體可為面陣CCD203)，光電探測器203在成像光學(xué)系統(tǒng)1的焦面上，視 場光闌202的通光狹縫垂直與光軸方向的中心線與光電探測器203行或列方向 平行，濾光元件201的濾光條帶方向與光電探測器203行或列方向平行，濾光 元件201的每一個(gè)濾光條帶中心線都有一個(gè)視場光闌202的通光狹縫中心線以 及某一行或列光電探測器的某一行或列可組成一個(gè)平面內(nèi)，且該平面與主光軸 平行。
光信號經(jīng)濾光片元件201后的光信號得到若干個(gè)特定譜段的光信息，經(jīng)過 視場光闌202選擇成像在光電探測器203上，經(jīng)過數(shù)字采集處理系統(tǒng)3得到某 幾行目標(biāo)場景景物的像。
通過對目標(biāo)場景進(jìn)行推掃或擺掃成像，獲得目標(biāo)場景在各個(gè)視場下經(jīng)過不 同透射波段的二維圖像序列。
分別提取同一波段的二維圖像，獲得場景目標(biāo)的多光譜圖像序列，提取探 測器第一行及最后一行的場景圖像，立體配對后，合成場景立體圖像。
權(quán)利要求1.一種實(shí)現(xiàn)上述同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置，包括成像光學(xué)系統(tǒng)(1)，設(shè)置于成像光學(xué)系統(tǒng)(1)焦點(diǎn)的焦面組件(2)，其特殊之處在于所述焦面組件(2)包括依次設(shè)置的濾光片(201)、視場光闌(202)以及面陣CCD(203)；所述面陣CCD(203)連接有數(shù)字采集處理系統(tǒng)(3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置，其特征在于-所述濾光片(201)為階梯狀帶通濾光片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置，其特征在于: 所述面陣CCD (203)的芯片為512*512像元、1024*1024像元、2048*2048像元 以及4096*4096像元的CCD芯片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置，其特征在于 所述視場光闌(202)為刀口狹縫或光刻狹縫，視場光闌(202)的狹縫數(shù)為奇 數(shù)，其為5條、7條、9條、11條或13條，其中中央的一行或列為用于獲取正 視圖像的正視傳感器，上下最邊際的二行或列為前視與后視傳感器，在正視、 前與后視間對稱設(shè)有2條、4條、6條、8條或10條用于多光譜成像的狹縫。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置，其特 征在于所述狹縫寬度控制在CCD像元尺寸的10 15倍，所述狹縫間的平行度 小于0. 02mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置，其特征在于: 所述狹縫，CCD的行或列以及階梯狀濾光片三者在長度方向上需要配準(zhǔn)，所述配 準(zhǔn)精度控制在狹縫寬度的1/2之內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置，其特征在于: 所述狹縫之間隔為lram。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的成像裝置，其特征在于-所述成像光學(xué)系統(tǒng)(1)為廣角遠(yuǎn)心物鏡。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種同時(shí)獲取立體和多光譜圖像的方法及設(shè)備，包括成像光學(xué)系統(tǒng)(1)，設(shè)置于成像光學(xué)系統(tǒng)(1)焦點(diǎn)的焦面組件(2)，其特殊之處在于所述焦面組件(2)包括依次設(shè)置的濾光片(201)、視場光闌(202)以及面陣CCD(203)；所述面陣CCD(203)連接有數(shù)字采集處理系統(tǒng)(3)。解決了組件面陣CCD的CCD芯片設(shè)計(jì)復(fù)雜、價(jià)格昂貴的技術(shù)問題。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)中最主要的二個(gè)部件廣角光學(xué)系統(tǒng)與普通的面陣CCD都很容易從市場上買到，且規(guī)格型號多，價(jià)格便宜，研制周期短，比之于專門研制CCD焦平面的技術(shù)方案節(jié)省經(jīng)費(fèi)與縮短研制周期。
文檔編號G02B27/58GK201278057SQ20082002919
公開日2009年7月22日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者宋宗璽, 常凌穎, 楊建峰, 彬 薛, 賀應(yīng)紅, 趙葆常, 萍 阮, 偉 高 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所