專(zhuān)利名稱:一種具有定位功能的光譜儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型屬于光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有定位功能的光譜儀。光譜儀通過(guò)色散元件或干涉元件可獲得上百個(gè)通道的光譜信息，通常由線陣探測(cè)器或者面陣探測(cè)器的行像元或者面陣探測(cè)器的列像元來(lái)記錄，為避免光譜混疊，需要視場(chǎng)光闌來(lái)限制目標(biāo)視場(chǎng)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一個(gè)將非透射區(qū)反射的視場(chǎng)光闌，反射部分進(jìn)入相機(jī)，透射部分進(jìn)入光譜儀，從而實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景成像，在獲取目標(biāo)光譜信息時(shí)可同時(shí)獲得目標(biāo)在場(chǎng)景中位置信息，進(jìn)而可以引導(dǎo)光譜儀對(duì)測(cè)量目標(biāo)的選擇。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種具有定位功能的光譜儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有定位功能的光譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]光譜儀可獲得目標(biāo)上百個(gè)通道的光譜信息，在軍事及民用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。光譜儀通常由線陣探測(cè)器來(lái)記錄信息，這意味著光譜儀只能探測(cè)目標(biāo)的光譜信息而無(wú)法獲得場(chǎng)景的圖像，使用者無(wú)法準(zhǔn)確確定光譜儀測(cè)量目標(biāo)的位置。這會(huì)導(dǎo)致光譜儀使用者所測(cè)量目標(biāo)并不一定是想要測(cè)量的目標(biāo)，在實(shí)際使用中是非常不方便的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有定位功能的光譜儀，光譜儀在實(shí)際測(cè)量中能夠獲得場(chǎng)景圖像，進(jìn)而準(zhǔn)確確定光譜儀測(cè)量目標(biāo)的位置。
[0004]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]提供一種具有定位功能的光譜儀，其特殊之處在于:還包括成像鏡、視場(chǎng)分割板、準(zhǔn)直鏡、相機(jī)；
[0006]所述成像鏡的光軸方向和準(zhǔn)直鏡的光軸方向關(guān)于視場(chǎng)分割板反射面法線方向?qū)ΨQ，所述視場(chǎng)分割板中部布置有透射孔；
[0007]場(chǎng)景目標(biāo)經(jīng)成像鏡在視場(chǎng)分割板上成像，視場(chǎng)分割板分為反射區(qū)和透射區(qū)，其中，反射區(qū)的場(chǎng)景像經(jīng)準(zhǔn)直鏡被準(zhǔn)直為平行光進(jìn)入相機(jī)，透射區(qū)的目標(biāo)像經(jīng)視場(chǎng)分割板上的透射孔進(jìn)入光譜儀。
[0008]其中:
[0009](i)成像鏡:將場(chǎng)景目標(biāo)成像在視場(chǎng)分割板上；
[0010](ii)視場(chǎng)分割板:視場(chǎng)分割板分為反射區(qū)和透射區(qū)，場(chǎng)景像在反射區(qū)被反射，目標(biāo)像在透射區(qū)被透射，透射區(qū)位于視場(chǎng)分割板中間，視場(chǎng)分割板與成像鏡光軸成一定夾角；[0011 ] (iii)準(zhǔn)直鏡:準(zhǔn)直鏡和成像鏡的靶面尺寸一致，準(zhǔn)直鏡與成像鏡的光軸以視場(chǎng)分割板反射面法線方向?qū)ΨQ安裝；
[0012](i V)相機(jī):場(chǎng)景像經(jīng)準(zhǔn)直鏡被準(zhǔn)直為平行光后進(jìn)入相機(jī)二次成像；
[0013](V)光譜儀:目標(biāo)像經(jīng)過(guò)視場(chǎng)分割板透射后進(jìn)入帶有光纖或狹縫的光譜儀獲得光
L曰O
[0014]上述設(shè)計(jì)要求的成像鏡和準(zhǔn)直鏡靶面尺寸一致，以成像鏡和準(zhǔn)直鏡完全一樣為最佳；
[0015]上述設(shè)計(jì)成像鏡和準(zhǔn)直鏡的光軸與視場(chǎng)分割板反射面法線方向?qū)ΨQ安裝，以成像鏡和準(zhǔn)直鏡光軸與視場(chǎng)分割板反射面法線成45度并以對(duì)分割板反射面法線稱為最佳；
[0016]上述設(shè)計(jì)要求的視場(chǎng)分割板為中間鍍?cè)鐾改せ虿诲兡?、周?chē)兏叻茨さ钠桨宀ＡВ桨宀Ａу兡っ嫱干鋮^(qū)中心位于成像鏡和準(zhǔn)直鏡的焦平面上，對(duì)于點(diǎn)目標(biāo)透射區(qū)為橢圓孔，對(duì)線目標(biāo)透射區(qū)為長(zhǎng)方形，視場(chǎng)分割板透射區(qū)在成像鏡焦平面上的投影尺寸略大于光纖芯徑尺寸或光譜儀狹縫為最佳，視場(chǎng)分割板反射區(qū)在成像鏡和準(zhǔn)直鏡焦平面上的投影尺寸決定了場(chǎng)景成像的視場(chǎng)，以等于相機(jī)成像視場(chǎng)為最佳；
[0017]上述設(shè)計(jì)要求的光譜儀以光纖光譜儀或狹縫外置可替換的光譜儀為最佳；
[0018]上述設(shè)計(jì)要求的相機(jī)，以鏡頭光軸與準(zhǔn)直鏡一致、孔徑光闌與準(zhǔn)直鏡出瞳匹配為最佳。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0020]1.采用本實(shí)用新型后，在獲取目標(biāo)光譜信息時(shí)可同時(shí)可獲得目標(biāo)在場(chǎng)景中位置信息，進(jìn)而引導(dǎo)光譜測(cè)量目標(biāo)的選擇；
[0021]2.本實(shí)用新型適用于光纖光譜儀和帶狹縫的光譜儀；
[0022]3.本實(shí)用新型通過(guò)更換不同焦距的成像鏡和耦合鏡，適用于不同視場(chǎng)的光譜測(cè)量；
[0023]4.本實(shí)用新型的效果實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、方便，省時(shí)省力。
【附圖說(shuō)明】

[0024]圖1為本實(shí)用新型的裝置示意圖；
[0025]圖2a為點(diǎn)目標(biāo)視場(chǎng)分割板；
[0026]圖2b為線目標(biāo)視場(chǎng)分割板；
[0027]圖中，1--成像鏡，2—視場(chǎng)分割板，3—準(zhǔn)直鏡，4—相機(jī)，5—光譜儀。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型加以詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]本發(fā)明原理:光譜儀通過(guò)色散元件或干涉元件可獲得上百個(gè)通道的光譜信息，通常由線陣探測(cè)器或者面陣探測(cè)器的行像元或者面陣探測(cè)器的列像元來(lái)記錄，為避免光譜混疊，需要視場(chǎng)光闌來(lái)限制目標(biāo)視場(chǎng)，從而將目標(biāo)與場(chǎng)景隔離，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一個(gè)將非透射區(qū)反射的視場(chǎng)光闌，反射部分進(jìn)入相機(jī)，透射部分進(jìn)入光譜儀，從而在獲取目標(biāo)光譜信息的同時(shí)可以對(duì)場(chǎng)景成像，以獲得目標(biāo)在場(chǎng)景中的位置信息，進(jìn)而可以引導(dǎo)光譜儀對(duì)測(cè)量目標(biāo)的選擇。
[0030]本實(shí)用新型的工作原理:
[0031 ] (i)目標(biāo)場(chǎng)景像分離:場(chǎng)景目標(biāo)經(jīng)成像鏡后成像在視場(chǎng)分割板上，在視場(chǎng)分割板的反射區(qū)和透射區(qū)，場(chǎng)景像被反射，目標(biāo)像被透射；
[0032](?)場(chǎng)景像準(zhǔn)直:場(chǎng)景像經(jīng)視場(chǎng)分割板反射后，進(jìn)入準(zhǔn)直鏡被準(zhǔn)直為平行光；
[0033](iii)場(chǎng)景二次成像:場(chǎng)景像準(zhǔn)直為平行光后進(jìn)入相機(jī)被接收；
[0034](iv)目標(biāo)光譜探測(cè):目標(biāo)像經(jīng)視場(chǎng)分隔板透射進(jìn)入光纖或狹縫后被光譜儀接收。
[0035]本實(shí)用新型的工作過(guò)程包括以下實(shí)現(xiàn)步驟:
[0036]I)將裝置的成像鏡指向待測(cè)場(chǎng)景目標(biāo)，場(chǎng)景目標(biāo)經(jīng)成像鏡成像、視場(chǎng)分割板反射、準(zhǔn)直鏡準(zhǔn)直后，進(jìn)入相機(jī)，獲得一幅中間有暗圈的場(chǎng)景圖像，記錄目標(biāo)位置信息；
[0037]2)若場(chǎng)景圖像中心的暗圈所處位置不是需要測(cè)量的目標(biāo)，調(diào)整裝置使得暗圈蓋住要測(cè)量的目標(biāo)；
[0038]3)目標(biāo)經(jīng)成像鏡成像、視場(chǎng)分割板透射后，進(jìn)入光譜儀，獲得目標(biāo)的光譜輻射數(shù)CJI
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有定位功能的光譜儀，其特征在于:還包括成像鏡、視場(chǎng)分割板、準(zhǔn)直鏡、相機(jī)； 所述成像鏡的光軸方向和準(zhǔn)直鏡的光軸方向關(guān)于視場(chǎng)分割板反射面法線方向?qū)ΨQ，所述視場(chǎng)分割板中部布置有透射孔； 場(chǎng)景目標(biāo)經(jīng)成像鏡在視場(chǎng)分割板上成像，視場(chǎng)分割板分為反射區(qū)和透射區(qū)，其中，反射區(qū)的場(chǎng)景像經(jīng)準(zhǔn)直鏡被準(zhǔn)直為平行光進(jìn)入相機(jī)，透射區(qū)的目標(biāo)像經(jīng)視場(chǎng)分割板上的透射孔進(jìn)入光譜儀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有定位功能的光譜儀，其特征在于:所述成像鏡的光軸方向和準(zhǔn)直鏡的光軸方向分別與視場(chǎng)分割板反射面法線方向成45度夾角。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有定位功能的光譜儀，其特征在于:所述視場(chǎng)分割板為中間鍍?cè)鐾改せ虿诲兡ぁ⒅車(chē)兏叻茨さ钠桨宀ＡА?.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有定位功能的光譜儀，其特征在于:所述平板玻璃鍍膜面透射區(qū)中心位于成像鏡和準(zhǔn)直鏡的焦平面上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有定位功能的光譜儀，其特征在于:所述視場(chǎng)分割板中部透射孔為橢圓孔或矩形孔。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有定位功能的光譜儀，其特征在于:所述視場(chǎng)分割板反射區(qū)在成像鏡和準(zhǔn)直鏡焦平面上的投影尺寸等于相機(jī)成像視場(chǎng)，視場(chǎng)分割板透射區(qū)在成像鏡焦平面上的投影尺寸大于光纖芯徑尺寸或光譜儀狹縫。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有定位功能的光譜儀，其特征在于:所述光譜儀是光纖光譜儀或狹縫外置可替換光譜儀。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有定位功能的光譜儀，其特征在于:所述相機(jī)鏡頭的光軸方向與準(zhǔn)直鏡的光軸方向一致，相機(jī)鏡頭的孔徑光闌與準(zhǔn)直鏡出瞳匹配。
【文檔編號(hào)】G01J3/28GK205719253SQ201620267762
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】楊濟(jì)羽
【申請(qǐng)人】楊濟(jì)羽