[实用新型]一种小型成像光谱仪

说明书

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种小型成像光谱仪，在该系统中使用折叠式分光镜使得整个光路系统扁平化，使其便于集成化，同时折叠式分光镜可将光路分为两个部分，在成像光谱仪中增加了一个等焦距的图像采集模组，一部分光线被成像光谱仪采集并衍射为光谱图像，另一部分光线被图像采集模组探测并获得二维空间图像信号，利用图像采集模组的图像信号实现成像光谱仪采集的光谱数据在探测物体中的定位。

技术领域

本实用新型属于成像技术领域，具体涉及一种小型成像光谱仪。

背景技术

成像光谱仪是一种重要的光谱探测系统，可以用于获取空间中一个线状区域的光谱数据，被广泛应用于遥感领域。借助成像光谱仪，可以高通量的获取探测物体的光谱数据，并且可以结合图像信息，对探测对象的不同组分进行精确的分类。近年来，随着光机电等相关技术的不断发展，成像光谱仪的尺寸逐渐减小，并且开始被人们应用于日常生活应用中。在本专利中，我们提出使用反射折叠式光学结构，实现成像光谱仪的扁平化，使其便于产品化。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种小型成像光谱仪，利用反射折叠式光学结构实现成像光谱仪的扁平化，再结合图像采集模块，实现高速小型化光谱图像探测。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型包括折叠式分光镜、成像光谱仪模组以及图像采集模组，折叠式分光镜用于将探测物体发出的光线分为两个部分，一部分从垂直方向反射为水平方向传播，另一部分透射传播，在折叠分光镜的两侧分别设置成像光谱仪模组与图像采集模组，成像光谱仪模组与图像采集模组各有一个成像镜头，其光学参数相同，成像光谱仪模组中的准直透镜与聚焦透镜的焦距相同，用于实现实像的等比传递，成像光谱仪模组与图像采集模组中的数字相机的像素数目以及像素尺寸相同。

所述折叠式分光镜，同时起到分光以及光线折叠作用，分光功能是将入射光线分为两部分，一部分供成像光谱仪模组采集线空间光谱，另一部分供图像采集模组采集二维空间图像，成像光谱仪模组采集到的线空间与图像采集模组采集到的二维空间图像的中线区域对应于同一个探测目标。

所述成像光谱仪模组，由光谱成像镜头、狭缝、准直透镜、光栅、聚焦透镜以及数字相机组成，光谱成像镜头的焦面处放置狭缝，狭缝后放置准直透镜，准直透镜的前焦面与狭缝重合，入射光线被光谱成像镜头聚焦在狭缝处，通过狭缝后由准直透镜准直，再进一步通过准直透镜后的光栅，光栅将准直光线衍射分光，并进一步被聚焦透镜成像在数字相机的感光面上，准直透镜与聚焦透镜的焦距相同。

所述图像采集模组，有一个图像成像镜头与数字相机组成，图像成像镜头的位置与光谱成像镜头的位置对于折叠式分光镜互成虚实像位置，数字相机的感光面与图像成像镜头的焦面重合，图像成像镜头的焦距与光谱成像镜头的焦距相同，图像采集模组的数字相机与成像光谱仪模组的数字相机输出的数据由同一个数字处理芯片采集并处理。

本实用新型的有益效果：

通过本实用新型的结构设置，可以实现一种小型成像光谱仪，在该系统中使用折叠式分光镜使得整个光路系统扁平化，使其便于集成化，同时折叠式分光镜可将光路分为两个部分，在成像光谱仪中增加了一个等焦距的图像采集模组，一部分光线被成像光谱仪采集并衍射为光谱图像，另一部分光线被图像采集模组探测并获得二维空间图像信号，利用图像采集模组的图像信号实现成像光谱仪采集的光谱数据在探测物体中的定位。

附图说明

图1为单次折叠的小型成像光谱仪示意图。

图2为双次折叠的小型成像光谱仪示意图。

具体实施方式

为了使公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。