CN213067938U - 大孔径推扫式成像光谱仪*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种大孔径推扫式成像光谱仪***，属于成像光谱仪技术领域，包括依次放置的前成像镜头、狭缝、正焦距透镜、准直镜头、透射闪耀光栅、二次成像镜头、焦平面成像器件，正焦距透镜与狭缝紧贴放置；前成像镜头、狭缝、正焦距透镜、准直镜头、透射闪耀光栅相正对放置，二次成像镜头与前成像镜头、狭缝的连线呈夹角放置，夹角为透射闪耀光栅的闪耀角，二次成像镜头与焦平面成像器件相对放置；前成像镜头、准直镜头、二次成像镜头的光圈系数F均小于1.0。本实用新型提供的大孔径推扫式成像光谱仪***，增大了推扫式成像光谱仪***的视场角范围，通光量比现有的通光量提高了两倍以上，可获得更高的信噪比。

Description

大孔径推扫式成像光谱仪***

技术领域

本实用新型属于成像光谱仪***技术领域，更具体地说，是涉及一种大孔径推扫式成像光谱仪***。

背景技术

高光谱成像***获得的光谱图像数据立方体具有超多波段、高光谱分辨力、高空间分辨率的特点；因此比全色图像或多光谱图像包含了更丰富的地物目标信息。高分辨率成像光谱仪可以采集目标细节的高光谱图像信息，在探矿、地质、地理、农林业科技，环境治理，灾害预报，海洋水色探测，大气遥感，植被和生态，军事侦察等领域都有重要的应用价值，是目前欧美等发达国家重点发展的一种成像光谱仪技术。

目前高光谱成像***中推扫式成像光谱仪成为主流，推扫式成像光谱仪引入了狭缝结构，所以相对其他形式的光通量会受到一定限制，但是也不能无限增大狭缝，因为狭缝的宽度与空间分辨率及光谱分辨率成反比。所以在照明条件一定的情况下，如何使***的光通量增大，进而提高***的信噪比是当前普遍痛点之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种大孔径推扫式成像光谱仪***，旨在解决现有的推扫式光谱成仪***，通量会受到一定限制、视场较小的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种大孔径推扫式成像光谱仪***，包括依次放置的前成像镜头、狭缝、正焦距透镜、准直镜头、透射闪耀光栅、二次成像镜头、焦平面成像器件，正焦距透镜与狭缝紧贴放置，正焦距透镜用于控制狭缝出射光束的发散角；前成像镜头、狭缝、正焦距透镜、准直镜头、透射闪耀光栅相正对放置，二次成像镜头与前成像镜头、狭缝的连线呈夹角放置，夹角为透射闪耀光栅的闪耀角，二次成像镜头与焦平面成像器件相对放置；前成像镜头、准直镜头、二次成像镜头的光圈系数F均小于1.0，目标景物的光线经过前成像镜头汇聚到夹缝上，后依次通过正焦距透镜、准直镜头、透射闪耀光栅、二次成像镜头最终在焦平面成像器件成像。

作为本申请另一实施例，狭缝通过狭缝调节机构调节宽度。

作为本申请另一实施例，大孔径推扫式成像光谱仪***还包括壳体，壳体上设有透光孔，壳体内滑动设有两挡板，两个挡板可相对或者相背移动，两个挡板用于遮挡透光孔，两个挡板间形成狭缝。

作为本申请另一实施例，狭缝调节机构包括固定块、第一推杆、第一推顶球、调节杆、第二推杆、杠杆、弹簧，固定块设于壳体内，固定块上设有第一斜面；第一推杆滑动设于壳体内，且与其中一个挡板相连；第一推顶球限位与固定块及第一推杆间，第一推顶球沿第一斜面的长度方向滚动；调节杆用于推动第一推顶球滚动并固定在任意位置，带动第一推顶杆滑动及固定；第二推杆滑动设于壳体内，且滑动方向与第一推杆的滑动方向平行，第二推杆与另一个所述挡板相连；杠杆的中部与壳体转动连接，杠杆的转动中心两侧、一侧与第一推杆接触，另一侧与第二推杆接触；弹簧一端与壳体抵触，另一端与第二推杆抵触，用于第二推的复位。

作为本申请另一实施例，杠杆上相对称设有两个容纳槽，容纳槽内设有第二推顶球，杠杆通过两个第二推顶球分别与第一推杆和第二推杆接触。

作为本申请另一实施例，壳体上设有连接座，连接座内设有螺纹孔，螺纹孔与所述壳体的开口相对，调节杆与螺纹孔螺纹连接，调节杆由螺纹孔伸入壳体推顶第一推顶球。

作为本申请另一实施例，透射闪耀光栅通过紧固机构固定。

作为本申请另一实施例，紧固机构包括下支撑座、上支撑座，下支撑座上设有第二凹槽；上支撑座位于下支撑座的上方，与下支撑座的间距可调，上支撑座上设有压杆，压杆上设有第一凹槽，透射闪耀光栅夹固于第一凹槽及第二凹槽间。

作为本申请另一实施例，下支撑座上设有支撑杆，上支撑座上设有贯穿孔，支撑杆穿过说是贯穿孔，上支撑座上设有锁紧螺纹孔，锁紧螺纹孔螺纹连接有紧固螺母，上支撑座通过紧固螺母压紧固定在支撑杆上。

作为本申请另一实施例，固定座上设有调节螺纹孔，压杆上设有外螺纹，压杆与调节螺纹孔螺纹连接。

本实用新型提供的大孔径推扫式成像光谱仪***的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型大孔径推扫式成像光谱仪***，前成像镜头、狭缝、正焦距透镜、准直镜头、透射闪耀光栅、二次成像镜头、焦平面成像器件依次放置，正焦距透镜与狭缝紧贴放置；前成像镜头、准直镜头、二次成像镜头的光圈系数F均小于1.0，光圈系数F系数越小，则镜头的通光孔的孔径越大，现有技术中因为结构及成像效果限制，常规的推扫式成像光谱仪***中镜头的光圈系数均是1的，而本技术方案中通过设置正焦距透镜、透射闪耀光栅，使得前成像镜头、准直镜头、二次成像镜头的光圈系数F可减小到1.0以下，增大了推扫式成像光谱仪***的视场角范围，同时设置正焦距透镜控制光线的发散角，提高光线的利用率，本实用新型通光量比现有的通光量提高了两倍以上，可获得更高的信噪比。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的大孔径推扫式成像光谱仪***的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所采用的狭缝调节机构的结构示意图；

图3为沿图2中A-A线的剖视结构图；

图4为本实用新型实施例所采用的透射闪耀光栅支撑座的示意图。

图中：1、焦平面成像器件；2、二次成像镜头；3、透射闪耀光栅；4、准直镜头；5、狭缝调节机构；6、前置成像镜头；7、壳体；8、调节杆；9、第一推杆；10、连接座；11、第一推顶球；12、固定块；13、挡板；14、透光孔；15、第二推杆；16、杠杆；17、第二推顶球；18、上支撑座；19、压杆；20、第一凹槽；21、第二斜面；22、第二凹槽；23、下支撑座；24、支撑杆；25、紧固螺母。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的大孔径推扫式成像光谱仪***进行说明。所述大孔径推扫式成像光谱仪***，包括依次放置的前成像镜头、狭缝、正焦距透镜、准直镜头4、透射闪耀光栅3、二次成像镜头2、焦平面成像器件1，正焦距透镜与狭缝紧贴放置，正焦距透镜用于控制狭缝出射光束的发散角；前成像镜头、狭缝、正焦距透镜、准直镜头4、透射闪耀光栅3相正对放置，二次成像镜头2与前成像镜头、狭缝的连线呈夹角放置，夹角为透射闪耀光栅3的闪耀角，二次成像镜头2与焦平面成像器件1相对放置；前成像镜头、准直镜头4、二次成像镜头2的光圈系数F均小于1.0，目标景物的光线经过前成像镜头汇聚到夹缝上，后依次通过正焦距透镜、准直镜头4、透射闪耀光栅3、二次成像镜头2最终在焦平面成像器件1成像。

本实用新型提供的大孔径推扫式成像光谱仪***，与现有技术相比，前成像镜头、狭缝、正焦距透镜、准直镜头4、透射闪耀光栅3、二次成像镜头2、焦平面成像器件1依次放置，正焦距透镜与狭缝紧贴放置；前成像镜头、准直镜头4、二次成像镜头2的光圈系数F均小于1.0，光圈系数F系数越小，则镜头的通光孔的孔径越大，现有技术中因为结构及成像效果限制，常规的推扫式成像光谱仪***中镜头的光圈系数均是1的，而本技术方案中通过设置正焦距透镜、透射闪耀光栅3，使得前成像镜头、准直镜头4、二次成像镜头2的光圈系数F可减小到1.0以下，增大了推扫式成像光谱仪***的视场角范围，同时设置正焦距透镜控制光线的发散角，提高光线的利用率，本实用新型通光量比现有的通光量提高了两倍以上，可获得更高的信噪比。

本实施例中，前置成像镜头6具体参数可为有效焦距25mm、光圈系数F0.95、波长范围400nm-1000nm，狭缝宽度可为5um-100um，狭缝高度大于10mm，并且紧贴狭缝位置放置一个焦距为10mm-20mm的正焦透镜用来控制光线的发散角，准直镜头4的参数为有效焦距50mm，光圈系数F0.95，且与前置成像镜头6成镜像放置。准直后的光线入射到透射闪耀光栅3，该光栅的参数为300lp/mm,闪耀角为17.5°，光栅出射后的光线经过二次成像镜头2，其参数为有效焦距50mm，光圈系数F0.95。最终光线成像到二维焦平面器件上，同时获得了狭缝方向的空间成像信息以及垂直于狭缝方向的光谱信息。

作为本实用新型提供的大孔径推扫式成像光谱仪***的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，狭缝通过狭缝调节机构5调节宽度。设置狭缝调节机构5，可以根据需要调节狭缝宽度，提高通光率及成像效果。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，大孔径推扫式成像光谱仪***还包括壳体7，壳体7上设有透光孔14，壳体7内滑动设有两挡板13，两个挡板13可相对或者相背移动，两个挡板13用于遮挡透光孔14，两个挡板13间形成狭缝。

本实施例中，通过调节两个挡板13的距离即可调节狭缝的宽度。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图1至图3，狭缝调节机构5包括固定块12、第一推杆9、第一推顶球11、调节杆8、第二推杆15、杠杆16、弹簧，固定块12设于壳体7内，固定块12上设有第一斜面；第一推杆9滑动设于壳体7内，且与其中一个挡板13相连；第一推顶球11限位与固定块12及第一推杆9间，第一推顶球11沿第一斜面的长度方向滚动；调节杆8用于推动第一推顶球11滚动并固定在任意位置，带动第一推顶杆滑动及固定；第二推杆15滑动设于壳体7内，且滑动方向与第一推杆9的滑动方向平行，第二推杆15与另一个所述挡板13相连；杠杆16的中部与壳体7转动连接，杠杆16的转动中心两侧、一侧与第一推杆9接触，另一侧与第二推杆15接触；弹簧一端与壳体7抵触，另一端与第二推杆15抵触，用于第二推的复位。

本实施例中，使用时，控制调节杆8推动第一推顶球11沿第一斜面移动，第一推顶球11沿第一斜面移动，会推动第一推杆9朝向杠杆16滑动，带动杠杆16转动，杠杆16转动推顶第二推杆15朝向背离杠杆16方向移动，从而带动两个挡板13相向运动，狭缝宽度变小，此时第二推杆15压缩弹簧。

当需要将挡板13调宽时，控制调节杆8不再推顶第一推顶球11，在第二弹簧作用下，第二推杆15朝向杠杆16方向移动，推动杠杆16转动，带动第一推杆9朝向远离杠杆16方向移动，因第一推顶球11限位与第一推杆9与固定块12间，从而第一推杆9移动，推动第一推顶球11滚动，抵触控制调节杆8，两个挡板13分别随第一推杆9与第二推杆15移动，两个挡板13间距增大。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图1至图3，杠杆16上相对称设有两个容纳槽，容纳槽内设有第二推顶球17，杠杆16通过两个第二推顶球17分别与第一推杆9和第二推杆15接触。

本实施例中，设置容纳槽，容纳槽内设置第二推顶球17，通过第二推顶球17与第二推杆15、第一推杆9接触，保证接触更加稳定。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图1至图3，壳体7上设有连接座10，连接座10内设有螺纹孔，螺纹孔与所述壳体7的开口相对，调节杆8与螺纹孔螺纹连接，调节杆8由螺纹孔伸入壳体7推顶第一推顶球11。

本实施例中，通过转动调节杆8，可控制调节杆8移动推顶第一推顶球11或者收回。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图1及图4，透射闪耀光栅3通过紧固机构固定。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图1及图4，紧固机构包括下支撑座23、上支撑座18，下支撑座23上设有第二凹槽22；上支撑座18位于下支撑座23的上方，与下支撑座23的间距可调，上支撑座18上设有压杆19，压杆19上设有第一凹槽20，透射闪耀光栅3夹固于第一凹槽20及第二凹槽22间。

本实施例中，可将透射闪耀光栅3放置于凹槽中，通过调整上支撑座18与下支撑座23的距离夹紧透射闪耀光栅3。

本实施例中，下支撑座23上有相对称的两个第二斜面21，第二斜面21上设有第二凹槽22，第二凹槽22为V形槽，压杆19上的第一凹槽20也为V形槽，设置成V形槽，可适应不同厚度的透射闪耀光栅3的插设固定，避免第一凹槽20及第二凹槽22尺寸过大，光靠夹紧产生不稳定，在第一凹槽20及第二凹槽22内晃动。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图1及图4，下支撑座23上设有支撑杆24，上支撑座18上设有贯穿孔，支撑杆24穿过说是贯穿孔，上支撑座18上设有锁紧螺纹孔，锁紧螺纹孔螺纹连接有紧固螺母25，上支撑座18通过紧固螺母25压紧固定在支撑杆24上。

本实施例中，松动紧固螺母25，上支撑座18可沿支撑杆24滑动，当到合适位置后拧紧紧固螺母25，紧固螺母25压紧支撑杆24，从而将上支撑座18固定。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图1及图4，固定座上设有调节螺纹孔，压杆19上设有外螺纹，压杆19与调节螺纹孔螺纹连接。

本实施例中，通过调节上支撑座18和下支撑座23的间距进行大范围调节，通过旋转压杆19，调节压杆19高度，进行小范围调节从而夹紧透射闪耀光栅3，操作更加方便。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.大孔径推扫式成像光谱仪***，其特征在于，包括依次放置的前成像镜头、狭缝、正焦距透镜、准直镜头、透射闪耀光栅、二次成像镜头、焦平面成像器件，其中，

所述正焦距透镜与所述狭缝紧贴放置，所述正焦距透镜用于控制所述狭缝出射光束的发散角；

所述前成像镜头、狭缝、正焦距透镜、准直镜头、透射闪耀光栅相正对放置，所述二次成像镜头与所述前成像镜头、狭缝的连线呈夹角放置，夹角为透射闪耀光栅的闪耀角，所述二次成像镜头与所述焦平面成像器件相对放置；

所述前成像镜头、准直镜头、二次成像镜头的光圈系数F均小于1.0，目标景物的光线经过前成像镜头汇聚到夹缝上，后依次通过正焦距透镜、准直镜头、透射闪耀光栅、二次成像镜头最终在焦平面成像器件成像。

2.如权利要求1所述的大孔径推扫式成像光谱仪***，其特征在于，所述狭缝通过狭缝调节机构调节宽度。

3.如权利要求2所述的大孔径推扫式成像光谱仪***，其特征在于，还包括壳体，所述壳体上设有透光孔，所述壳体内滑动设有两挡板，两个所述挡板可相对或者相背移动，两个所述挡板用于遮挡透光孔，两个所述挡板间形成所述狭缝。

4.如权利要求3所述的大孔径推扫式成像光谱仪***，其特征在于，所述狭缝调节机构包括：

固定块，设于所述壳体内，所述固定块上设有第一斜面；

第一推杆，滑动设于所述壳体内，且与其中一个所述挡板相连；

第一推顶球，限位与所述固定块及所述第一推杆间，所述第一推顶球沿所述第一斜面的长度方向滚动；

调节杆，用于推动所述第一推顶球滚动并固定在任意位置，带动所述第一推顶杆滑动及固定；

第二推杆，滑动设于所述壳体内，且滑动方向与所述第一推杆的滑动方向平行，所述第二推杆与另一个所述挡板相连；

杠杆，所述杠杆的中部与所述壳体转动连接，所述杠杆的转动中心两侧、一侧与所述第一推杆接触，另一侧与所述第二推杆接触；

弹簧，一端与所述壳体抵触，另一端与所述第二推杆抵触，用于所述第二推的复位。

5.如权利要求4所述的大孔径推扫式成像光谱仪***，其特征在于，所述杠杆上相对称设有两个容纳槽，所述容纳槽内设有第二推顶球，所述杠杆通过两个所述第二推顶球分别与所述第一推杆和第二推杆接触。

6.如权利要求4所述的大孔径推扫式成像光谱仪***，其特征在于，所述壳体上设有连接座，所述连接座内设有螺纹孔，所述螺纹孔与所述壳体的开口相对，所述调节杆与所述螺纹孔螺纹连接，所述调节杆由所述螺纹孔伸入所述壳体推顶所述第一推顶球。

7.如权利要求1所述的大孔径推扫式成像光谱仪***，其特征在于，所述透射闪耀光栅通过紧固机构固定。

8.如权利要求7所述的大孔径推扫式成像光谱仪***，其特征在于，所述紧固机构包括：

下支撑座，所述下支撑座上设有第二凹槽；

上支撑座，位于所述下支撑座的上方，与所述下支撑座的间距可调，所述上支撑座上设有压杆，所述压杆上设有第一凹槽，所述透射闪耀光栅夹固于所述第一凹槽及第二凹槽间。

9.如权利要求8所述的大孔径推扫式成像光谱仪***，其特征在于，所述下支撑座上设有支撑杆，所述上支撑座上设有贯穿孔，所述支撑杆穿过说是贯穿孔，所述上支撑座上设有锁紧螺纹孔，所述锁紧螺纹孔螺纹连接有紧固螺母，所述上支撑座通过所述紧固螺母压紧固定在所述支撑杆上。

10.如权利要求8所述的大孔径推扫式成像光谱仪***，其特征在于，所述上支撑座上设有调节螺纹孔，所述压杆上设有外螺纹，所述压杆与所述调节螺纹孔螺纹连接。

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