CN204359434U - 一种成像光谱仪*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种成像光谱仪***，该***包括：探测单元、色散单元、色散控制单元、成像单元和计算机单元，所述探测单元、色散单元和成像单元依次连接，所述色散单元通过所述色散控制单元与所述计算机单元的第一接口连接，所述计算机单元的第二接口与所述探测单元连接；所述色散单元为波长选通性随滤光片角度变化而改变的薄膜可调滤光片TFTF。本实用新型将薄膜可调滤光片TFTF技术和地面成像光谱仪技术相结合，不需要复杂的电路控制***或机械控制***，降低***的复杂性，提高了***的反应速度，可快速获取地面目标的高光谱成像数据，提高***的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种成像光谱仪***。
背景技术
在多数光学***中，薄膜型带通可调滤光片是非常好的波长选通方案，因为其有着极高的透过率(接近100％)，有着非常陡峭的光谱边缘和非常好的背景抑制能力。直到最近，薄膜型滤光片的缺点是其光谱特性是固定的，需要通过更换滤光片的形式来改变光路的通光特性。但是在一些光学***中，更换滤光片的方式会增加***的复杂性，物理尺寸，减小了***的反应速度。在需要改变波长选通性的***中，光栅色散分光方式是经常使用的。但是光栅分光有着色散量不足，透过率较低，不能对携带二维信息的图像进行色散分光的缺点。多种技术可以用来传递二维图像信息并且实现色散分光的功能，例如声光可调滤光片，液晶可调滤光片，滤光片转轮等。一种通过改变入射角度来改变光学选通性的新的滤光片技术出现了，通过旋转角度，可以实现一系列的带通滤光片，并且基本不会改变***的透过率，并且能够快速改变光路的通光特性，实现对携带二位信息的图像进行分光的能力。此种技术比上述声光可调滤光片，液晶可调滤光片，滤光片转轮等在工艺上更易于实现。而且不需要如声光可调滤光片，液晶可调滤光片复杂的电路控制***，也不需要像滤光片转轮复杂的机械控制***。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种成像光谱仪***，该***不需要复杂的电路控制***或机械控制***，降低***的复杂性，提高了***的反应速度。
为此目的，本实用新型提出了一种成像光谱仪***，该***包括：探测单元、色散单元、色散控制单元、成像单元和计算机单元，所述探测单元、色散单元和成像单元依次连接，所述色散单元通过所述色散控制单元与所述计算机单元的第一接口连接，所述计算机单元的第二接口与所述探测单元连接；
所述色散单元为波长选通性随滤光片角度变化而改变的薄膜可调滤光片TFTF。
优选地，所述色散控制单元为步进电机或伺服电机，用于对所述TFTF滤光片进行角度转动。
优选地，所述成像单元为长焦成像镜头。
优选地，所述探测单元为面阵探测器，用于将所述被检测对象的光谱信息逐波长进行成像，获取光谱立方体数据。
优选地，所述面阵探测器为CCD面阵探测器或CMOS面阵探测器。
优选地，所述***还包括作为被探测对象的样品单元。
优选地，所述样品单元为地物样品。
本实用新型提出的一种成像光谱仪***，采用步进电机或者伺服电机驱动改变入射角度，实现薄膜可调滤光片TFTF的波长选通性，不需要复杂的电路控制***或机械控制***，降低***的复杂性和物理尺寸，提高了***的反应速度，并通过将薄膜可调滤光片TFTF技术和地面成像光谱仪技术相结合，实现快速获取地面目标的高光谱成像数据的效果，提高***的性能。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：
图1是本实用新型提出的一种成像光谱仪***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型一种成像光谱仪***，该***通过将薄膜可调滤光片TFTF(thin-film tunable filter)技术和地面成像光谱仪技术相结合，可快速获取地面目标的高光谱成像数据，提高***的性能。
图1是本实用新型提出的一种成像光谱仪***的结构示意图，如图1所示，该***包括：探测单元1、色散单元2、色散控制单元3、成像单元4和计算机单元5，所述探测单元1、色散单元2和成像单元4依次连接，色散单元2通过色散控制单元3与计算机单元5的第一接口连接，计算机单元5的第二接口与探测单元1连接；色散单元2为波长选通性随滤光片角度变化而改变的薄膜可调滤光片TFTF。色散控制单元3为步进电机或伺服电机，用于对所述TFTF滤光片进行角度转动。该***还包括作为被探测对象的样品单元6，成像单元4用于收集样品单元6被测对象的漫反射光信号。
本实用新型实施例中，薄膜可调滤光片TFTF根据不同的旋转角度有着不同的波长选通性，逐次选通不同波长的样品漫反射信号光，与其对应的色散控制单元3为步进电机或伺服电机，根据TFTF的选通特性，依次带动TFTF小角度转动，使得不同波长的光信号通过。其中，本实用新型实施例中的色散控制单元3还可以选用具有与步进电机相同功能的其他控制元件。
进一步地，成像单元4为长焦成像镜头，用于收集被测对象的漫反射光信号，然后聚焦在面阵探测器的光敏面上。
进一步地，探测单元1为面阵探测器，用于将所述被检测对象的光谱信息逐波长进行成像，获取光谱立方体数据，完成对光谱数据的探测后，由通用串行接口保存到计算机单元5，完成数据的展示、处理和保存。其中，面阵探测器为CCD面阵探测器、CMOS面阵探测器或其他面阵探测器中的一种。
进一步地，样品单元6为地物样品。
进一步地，计算机单元5完成***的控制，操作色散控制单元3完成对波长的选通，将探测单元1采集的光谱数据进行显示、处理以及存储。该计算机单元具有大数据量的传输、处理和储存能力。
本实用新型提供的成像光谱仪***的工作原理，具体如下：
样本单元6的漫反射信号经过成像单元4收集后进入色散单元2。计算机单元5通过对色散控制单元3中的步进电机或者伺服电机控制来实现对色散单元2的TFTF滤光片的分光进行控制。探测单元1对经过色散单元2分光处理后的信号进行探测，获取光谱立方体数据，并通过计算机单元5对采集的图像数据进行显示，处理和存储。快速获取地面目标的高光谱成像数据的效果。
本实用新型提出的成像光谱仪***，采用步进电机或者伺服电机驱动改变入射角度，实现薄膜可调滤光片TFTF的波长选通性，不需要复杂的电路控制***或机械控制***，降低***的复杂性和物理尺寸，提高了***的反应速度，并通过将薄膜可调滤光片TFTF技术和地面成像光谱仪技术相结合，实现快速获取地面目标的高光谱成像数据的效果，提高***的性能，拓展了成像光谱***的应用。
虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (7)
1.一种成像光谱仪***，该***包括：探测单元、色散单元、色散控制单元、成像单元和计算机单元，其特征在于，所述探测单元、色散单元和成像单元依次连接，所述色散单元通过所述色散控制单元与所述计算机单元的第一接口连接，所述计算机单元的第二接口与所述探测单元连接；
所述色散单元为波长选通性随滤光片角度变化而改变的薄膜可调滤光片TFTF。
2.根据权利要求1所述的成像光谱仪***，其特征在于，所述色散控制单元为步进电机或伺服电机，用于对所述TFTF滤光片进行角度转动。
3.根据权利要求1所述的成像光谱仪***，其特征在于，所述成像单元为长焦成像镜头。
4.根据权利要求1所述的成像光谱仪***，其特征在于，所述探测单元为面阵探测器，用于将所述被检测对象的光谱信息逐波长进行成像，获取光谱立方体数据。
5.根据权利要求4所述的成像光谱仪***，其特征在于，所述面阵探测器为CCD面阵探测器或CMOS面阵探测器。
6.根据权利要求1-5任一项权利要求所述的成像光谱仪***，其特征在于，还包括作为被探测对象的样品单元。
7.根据权利要求6所述的成像光谱仪***，其特征在于，所述样品单元为地物样品。
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