專利名稱：一種基于液晶光閥技術的多光譜成像儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學成像技術，尤其涉及一種基于液晶光閥技術的多光譜成像儀。
背景技術：
目前，光譜成像技術是將光學成像技術和光譜分析技術相結合而得到的一種成像技術，利用光譜成像技術可以獲得目標的二維空間圖像和一維光譜曲線。獲取的二維空間圖像和一維光譜曲線能綜合反映出被測物體的幾何影像和理化屬性，所以利用光譜成像技術可以對目標的特征進行精確感知和識別，該技術在在航空航天遙感、工農業(yè)檢測、環(huán)境監(jiān)測和資源探測等領域得到了十分廣泛的應用。根據分光原理的不同，可以將成像光譜儀分為色散型光譜儀、干涉型光譜儀和濾光型光譜儀三個種類。目前，常用的色散型成像光譜儀一般利用棱鏡或光柵對光線的橫向色散作用，將不同波長的光線沿著焦平面中的一個方向進行分離，色散型成像光譜儀具有結構簡單、光譜分辨率較高的優(yōu)點，但是由于系統(tǒng)中存在狹縫，其能量利用率低、儀器靈敏度低；常用的干涉型成像光譜儀是將目標所發(fā)出的光線剪切成兩束相干的光線，兩束相干光經過不同的物理路徑并最終干涉成像在探測器上，兩束相干光具有一定的光程差，可以形成干涉圖，通過對干涉圖進行傅里葉變換的方法可以獲取目標的光曲線，干涉型成像光譜儀具有高通量的優(yōu)點，但是光譜曲線復原精度受到諸多因素的制約；濾光型成像光譜儀是通過濾光片系統(tǒng)，在某一時刻或探測器的某一區(qū)域獲取目標某一種波長的圖像，通過更換濾光片或者是對探測器上不同區(qū)域圖像的重構來獲取目標的光譜數據立方體，色散型成像光譜儀具有結構簡單的優(yōu)點，但能量不足往往會限制其應用的范圍。如

圖1所示為現(xiàn)有技術中基于微透鏡陣列的多光譜成像技術示意圖，其中:前置光學系統(tǒng)的主面、入瞳與濾光片陣列放置的位置相互重合。參照圖1，成像目標經過前置光學系統(tǒng)后成像在微透鏡陣列之上，也即成像目標、與微透鏡陣列通過前置光學系統(tǒng)物像關系，其中目標點所在平面為物面，微透鏡陣列面為像面；目標所發(fā)出的光線經過濾光片陣列之后被分解成多個子孔徑， 每一個子孔徑對應于濾光片陣列的某一波長的濾光片，子孔徑的數目由濾光片陣列的組成單元數目確定，各子孔徑與探測器上的像元之間存在一一對應的關系。通過濾光片后的光線在微透鏡陣列上匯聚到一點，對于單個微透鏡來說，濾光片陣列可看成其物面，探測器平面可看濾光片陣列經過微透鏡之后成像的像面，濾光片陣列經過一個微透鏡之后在探測器的對應區(qū)域上得到與濾光片單元數目相同的、相互分離的多譜段圖像。在這種結構中，濾光片陣列一旦制成并完成裝配，進入光學系統(tǒng)的光的波長就是固定的，而且?guī)捯膊荒苓M行調整，一種儀器一般只能應用于特定的領域。由上可見，上述現(xiàn)有的多光譜成像技術中濾光片陣列采用鍍膜的方法來實現(xiàn)，鍍膜后的濾光片陣列其中心波長以及帶寬均是固定的，如果要獲取其他波段的圖像或改變帶寬則需要更換濾光片陣列，這不利于需要獲取多種譜段信息的應用領域
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種基于液晶光閥技術的多光譜成像儀，采用液晶光閥陣列取代濾光片陣列，對所選擇的波長與帶寬實現(xiàn)編程化控制，可更好的滿足各種應用領域。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的，一種基于液晶光閥技術的多光譜成像儀，所述多光譜成像儀包括液晶光閥陣列、前置光學系統(tǒng)、微透鏡陣列、探測器和液晶光閥控制模塊，其中:所述液晶光閥陣列放置在所述前置光學系統(tǒng)的主面位置上；成像目標與所述微透鏡陣列通過所述前置光學系統(tǒng)滿足物像關系:
權利要求
1.一種基于液晶光閥技術的多光譜成像儀，其特征在于，所述多光譜成像儀包括液晶光閥陣列、前置光學系統(tǒng)、微透鏡陣列、探測器和液晶光閥控制模塊，其中: 所述液晶光閥陣列放置在所述前置光學系統(tǒng)的主面位置上； 成像目標與所述微透鏡陣列通過所述前置光學系統(tǒng)滿足物像關
2.根據權利要求1所述的基于液晶光閥技術的多光譜成像儀，其特征在于，所述液晶光閥陣列、前置光學系 統(tǒng)的主面位置以及入瞳位置相互重合。
3.根據權利要求1所述的基于液晶光閥技術的多光譜成像儀，其特征在于，通過所述液晶光閥陣列將所述成像目標分解為多個波段不同的子孔徑。
4.根據權利要求1所述的基于液晶光閥技術的多光譜成像儀，其特征在于，所述探測器為電荷耦合元件、互補金屬氧化物半導體或膠片。
5.一種基于液晶光閥技術的多光譜成像系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括前置望遠鏡模塊、如權利要求1所述基于液晶光閥技術的多光譜成像儀、多光譜圖像重構模塊以及多光譜圖像合成模塊，其中: 所述前置望遠鏡模塊，用于將無窮遠處的目標聚焦在如權利要求1所述基于液晶光閥技術的多光譜成像儀的成像目標面上； 如權利要求1所述基于液晶光閥技術的多光譜成像儀，用于對成像目標進行成像，并可通過數字編程的方式改液晶光閥陣列的中心波長，實現(xiàn)中心波長的編程化設置，獲取所述成像目標的多種光譜圖像； 所述多光譜圖像重構模塊，用于對探測器上所獲得的多光譜圖像進行重構，獲取成像目標單一譜段的二維空間圖像； 所述多光譜圖像合成模塊，用于獲取成像目標上某一點的光譜曲線，并對不同譜段的二維圖像進行合成，獲取成像目標的合成彩色圖或全譜段圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于液晶光閥技術的多光譜成像儀，所述多光譜成像儀包括液晶光閥陣列、前置光學系統(tǒng)、微透鏡陣列、探測器和液晶光閥控制模塊，其中所述液晶光閥陣列放置在所述前置光學系統(tǒng)的主面位置上；成像目標與所述微透鏡陣列通過所述前置光學系統(tǒng)滿足物像關系所述前置光學系統(tǒng)的主面與所述探測器通過所述微透鏡陣列滿足物象關系所述液晶光閥控制模塊實現(xiàn)對所述液晶光閥陣列中心波長的編程化控制。該多光譜成像儀采用液晶光閥陣列取代濾光片陣列，對所選擇的波長與帶寬實現(xiàn)編程化控制，可更好的滿足各種應用領域。
文檔編號G01J3/28GK103148936SQ201310034468
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權日2013年1月29日
發(fā)明者杜述松, 相里斌, 周志良, 黃旻, 周錦松 申請人:中國科學院光電研究院