CN214583656U - 一种棱镜分光的手持式共口径成像光谱仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种棱镜分光的手持式共口径成像光谱仪，所述光谱仪包括前置物镜、分光棱镜、空间维探测器、准直镜、双Amici棱镜、成像镜、线阵探测器，其中：所述前置物镜位于所述光谱仪的最前端，所述分光棱镜位于所述前置物镜的右侧；所述分光棱镜的上方为所述空间维探测器，右侧为所述准直镜；所述准直镜的右侧为所述双Amici棱镜；所述双Amici棱镜的右侧为所述成像镜，并在所述成像镜的右侧放置所述线阵探测器；所述前置物镜、分光棱镜、准直镜、双Amici棱镜和成像镜均共光轴。上述光谱仪共轴光路、稳定性高、能量利用率高、成像质量好，可适用于食品快速检测等民用领域。

Description

一种棱镜分光的手持式共口径成像光谱仪

技术领域

本实用新型涉及光学***技术领域，尤其涉及一种棱镜分光的手持式共口径成像光谱仪。

背景技术

成像光谱技术兴起于上个世纪八十年代，该技术集光学、光谱学、精密机械、电子技术及计算机技术于一体，是在多学科交叉融合基础上的创新。任何物体总会发出可见或不可见的光辐射(电磁辐射)，而且所有物质都有他们自己固有的发射和反射(散射)特征光谱，通过对特征光谱的分析，即能识别出物体的类别和成分，成像光谱仪能够获得被测目标的两维空间信息和一维光谱信息的“图谱合一”的光学遥感仪器，得到的图像数据被称为“数据立方体”(Data Cube)。

光谱信息的获取是通过色散原件将相同入射角的不同波长的光线分开，目前使用成熟的色散元件有棱镜元件，不同波长对应不同的折射率而产生不同的出射偏向角而造成分光，单棱镜色散原理简单，应用方便，但是存在着很多无法避免的缺陷，例如光谱分辨率存在严重非线性，在短波处与长波处的光谱分辨率可以相差10倍之多；空间方向的不同视场角对应的空间入射角不同，造成谱线弯曲；不同谱段的角放大率不一样，带来的色畸变等问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种棱镜分光的手持式共口径成像光谱仪，该光谱仪共轴光路、稳定性高、能量利用率高、成像质量好，可适用于食品快速检测等民用领域。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种棱镜分光的手持式共口径成像光谱仪，所述光谱仪包括前置物镜、分光棱镜、空间维探测器、准直镜、双Amici棱镜、成像镜、线阵探测器，其中：

所述前置物镜位于所述光谱仪的最前端，所述分光棱镜位于所述前置物镜的右侧；

所述分光棱镜的上方为所述空间维探测器，右侧为所述准直镜；

所述准直镜的右侧为所述双Amici棱镜；

所述双Amici棱镜的右侧为所述成像镜，并在所述成像镜的右侧放置所述线阵探测器；

其中，所述前置物镜、分光棱镜、准直镜、双Amici棱镜和成像镜均共光轴。

所述双Amici棱镜由三个三棱镜拼接组成，第一个三棱镜由色散能力为中等的冕牌玻璃制成；

第二个三棱镜以高色散的火石玻璃制成，并位于第一个三棱镜和第三个三棱镜之间，呈对称结构；

第三个三棱镜也采用色散能力为中等的冕牌玻璃制成。

所述光谱仪的技术指标包括：

相对孔径2；空间相机视场角为46°；光谱仪视场角为±1°；放大率1:1；工作波长在486nm～900nm范围内。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，上述光谱仪共轴光路、稳定性高、能量利用率高、成像质量好，可适用于食品快速检测等民用领域。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本实用新型实施例提供的棱镜分光的手持式共口径成像光谱仪结构示意图；

图2为本实用新型所述双Amici棱镜的结构示意图。

具体实施方式

下面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，所描述的实施例仅仅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，都属于本实用新型的保护范围。

下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本实用新型实施例提供的棱镜分光的手持式共口径成像光谱仪结构示意图，所述光谱仪主要包括前置物镜1、分光棱镜2、空间维探测器3、准直镜4、双Amici棱镜5、成像镜6、线阵探测器7，其中：

所述前置物镜1位于所述光谱仪的最前端，所述分光棱镜2位于所述前置物镜1的右侧，无穷远处目标景物发出的光束经过所述前置物镜1后进入所述分光棱镜2；

所述分光棱镜2的上方为所述空间维探测器3，右侧为所述准直镜4；所述分光棱镜2将入射光束分成两束，一束反射至所述空间维探测器3上，用于获取目标景物的空间信息；另一束进入所述准直镜4，经所述准直镜4处理后成为平行光束；

所述准直镜4的右侧为所述双Amici棱镜5，所述平行光束再进入所述双Amici棱镜5，由所述双Amici棱镜5对平行光束进行分光处理；

所述双Amici棱镜5的右侧为所述成像镜6，并在所述成像镜6的右侧放置所述线阵探测器7，分光处理后的光束再通过所述成像镜6，并最终照射在所述线阵探测器7上，由所述线阵探测器7探测获取所述目标景物的光谱信息；

其中，所述前置物镜、分光棱镜、准直镜、双Amici棱镜和成像镜均共光轴。

如图2所示为本实用新型所述双Amici棱镜的结构示意图，所述双Amici棱镜5由三个三棱镜拼接组成，第一个三棱镜由色散能力为中等的冕牌玻璃制成；第二个三棱镜以高色散的火石玻璃制成，并位于第一个三棱镜和第三个三棱镜之间，呈对称结构；第三个三棱镜也采用色散能力为中等的冕牌玻璃制成。

另外，上述光谱仪的技术指标包括：相对孔径2；空间相机视场角为46°；光谱仪视场角为±1°；放大率1:1；工作波长在486nm～900nm范围内。

值得注意的是，本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，例如改变光学面的偏心或者倾斜角、面与面之间的距离以及所使用的光学材料等，这些更改和变化不脱离本实用新型的实质范围。

综上所述，本实用新型所述光谱仪具有如下优点：

1、采用共口径的设计方案，实时性获取目标景物的光谱信息，方便、快捷；

2、采用棱镜色散方案，光学效率高，且对称棱镜形式，使得光路共轴，结构紧凑，***稳定性好、可靠性高；

3、采用两个探测器，一个面阵探测器用于目标景物的空间二维信息获取，一个线阵探测器可以选择性获取感兴趣目标的光谱信息；

4、本实用新型光谱仪结构形式新颖，且目前常规加工水平容易实现，双Amici棱镜用于平行光路中，易于装调，在近紫外、可见光、近红外甚至中波红外谱段可以使用，应用广泛。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种棱镜分光的手持式共口径成像光谱仪，其特征在于，所述光谱仪包括前置物镜、分光棱镜、空间维探测器、准直镜、双Amici棱镜、成像镜、线阵探测器，其中：

所述前置物镜位于所述光谱仪的最前端，所述分光棱镜位于所述前置物镜的右侧；

所述分光棱镜的上方为所述空间维探测器，右侧为所述准直镜；

所述准直镜的右侧为所述双Amici棱镜；

所述双Amici棱镜的右侧为所述成像镜，并在所述成像镜的右侧放置所述线阵探测器；

其中，所述前置物镜、分光棱镜、准直镜、双Amici棱镜和成像镜均共光轴。

2.根据权利要求1所述棱镜分光的手持式共口径成像光谱仪，其特征在于，

所述双Amici棱镜由三个三棱镜拼接组成，第一个三棱镜由色散能力为中等的冕牌玻璃制成；

第二个三棱镜以高色散的火石玻璃制成，并位于第一个三棱镜和第三个三棱镜之间，呈对称结构；

第三个三棱镜也采用色散能力为中等的冕牌玻璃制成。

3.根据权利要求1所述棱镜分光的手持式共口径成像光谱仪，其特征在于，所述光谱仪的技术指标包括：

相对孔径2；空间相机视场角为46°；光谱仪视场角为±1°；放大率1:1；工作波长在486nm～900nm范围内。

Images