一种绕轴转动扫描式成像光谱仪系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种绕轴转动扫描式成像光谱仪。本实用新型专利技术成像分光模组、感光芯片模组以及旋转台模组三个部分，其中成像分光模组对空间物体上的线区域发出的光线进行衍射分光，感光芯片模组用于拍摄成像分光模组的衍射光线，旋转台模组实现空间图像的线型旋转扫描。在扫描过程中，连续获得物体的光谱图像。每一个光谱图像对应空间物体某一个角度的线区域发出的光线的光谱图像信息。在完成了180度的绕轴转动后，可获得物体表面一个圆形面的光谱图像信息。

A scanning imaging spectrometer system with rotated axis

The utility model discloses a scanning imaging spectrometer with a rotating shaft. The utility model has three parts: the imaging beam splitting module, the photosensitive chip module and the rotary table module. The imaging beam splitting module diffracts the light emitted from the line area on the space object, the photosensitive chip module is used to photograph the diffracted light emitted from the imaging beam splitting module, and the rotary table module realizes the linear rotation scanning of the space image. Drawing. During the scanning process, the spectral image of the object is continuously obtained. Each spectral image corresponds to the spectral image information of light emitted from the line area of a certain angle of a space object. After 180 degrees of rotation, the spectral image information of a circular surface on the object surface can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种绕轴转动扫描式成像光谱仪系统
本技术属于光学
，具体涉及一种绕轴转动扫描式成像光谱仪系统。
技术介绍
成像光谱仪是科学研究、工业生产以及医学检测中的重要光学仪器。成像光谱仪有点探测式、线探测式以及面探测式。点探测式具有结构相对简单、成像光谱分辨率高，但需要使用逐点扫描的方式获取光谱图像，成像速度极慢。线扫描式成像光谱仪可以一次性获得空间物体上一条线的光谱信息，然后再使用线扫描方式，获取光谱图形。相比点扫描式成像光谱仪，线扫描成像光谱仪结构相对复杂，但成像光谱分辨率以及成像速度都较好。面扫描成像光谱仪通常采用微纳技术在感光芯片上加工微小分光系统，其光谱成像速度较快，但是其加工方法复杂，成本较高，并且成像光谱分辨率不高。另外还有一种滤光片转轮式成像光谱仪，但是其光谱分辨率较低，系统较繁琐。综上所述，线扫描式成像光谱系统是一种具有实用价值的成像光谱仪。针对该系统，当前主要采用推帚扫描方法或者中继图像扫描方法进行线扫描，从而得到光谱图像。在传统科研行业，成像光谱仪均布置在实验室中使用，推帚扫描方法或者中继图像扫描方法具有很高的应用价值。然而，随着社会的发展，成像光谱仪模块不断减小，并且已经有学者开始研究成像光谱仪在生活中的应用。在这种发展趋势下，小型化成像光谱仪就成为了研究的一个热点。因为推帚扫描模块以及中继图像扫描模块，不太适合于小型化成像光谱仪的使用。本技术，将成像光谱仪与旋转台组合，通过旋转台，成像光谱仪可绕其光轴转动，在转动过程中同步记录相应的光谱图像，实现一种绕轴转动扫描式成像光谱仪。该光谱仪无需增加复杂的光学元件，就可以获取光谱图像。专利技术内容本技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种绕轴转动扫描式成像光谱仪系统，可实现便捷的光谱图像获取。本技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：本技术包括成像分光模组、感光芯片模组以及旋转台模组三个部分，其中成像分光模组对空间物体上的线区域发出的光线进行衍射分光，感光芯片模组用于拍摄成像分光模组的衍射光线，旋转台模组实现空间图像的线型旋转扫描。所述的成像分光模组，是成像光谱仪中衍射模块，由成像镜头、狭缝、透镜组、光楔、光栅五种光学元件。空间物体的一个线区域发出的光线，经过成像镜头后，成像于狭缝处。光线穿过狭缝后，经过透镜组，透镜组将光线准直，然后照射到光楔-光栅-光楔模块，在这个模块上主要实现了衍射分光，最后再由另一个透镜组成像于感光芯片。所述的狭缝，是一个经过发黑处理的金属件，中间有长方形的开口，其长度可定义为width，其宽度可定义为height，width/height远大于1。所述的狭缝，位于成像镜头的焦面位置。所述的透镜组，是具有消色差能力的光学透镜，用于准直狭缝出射的光线，也可用于将准直光聚焦到感光芯片处。所述的透镜组，用于准直狭缝出射的光线，其前焦面需要与狭缝的位置重合。所述的透镜组，用于将准直光聚焦到感光芯片，其后焦面需要与感光芯片重合。所述的光楔，是一种光学棱镜，该棱镜有两个面，一个面的法线与系统法线水平，另一个面的法线与系统法线不水平。当光线通过该棱镜后，由于光的折射，会实现入射光线的偏折。所述的光栅，是光学玻璃元件，在表面有大量的平行刻痕，不同波长的光经过光栅后其衍射角度不同。所述的光栅，两侧安装有光楔，可以实现光的偏折，使得一次衍射光线的出射方向与整个系统的法线方向平行。所述感光芯片模组，是一种面阵式的光电信号转换装置。所述的旋转模组，是一种电动旋转模块，可使得安装在该旋转模块上的系统绕着光学系统的光轴转动。本技术的有益效果。通过本技术的结构设置，可以实现一种绕轴转动扫描式的成像光谱仪系统。在扫描过程中，连续获得物体的光谱图像。每一个光谱图像对应空间物体某一个角度的线区域发出的光线的光谱图像信息。在完成了180度的绕轴转动后，可获得物体表面一个圆形面的光谱图像信息。附图说明图1为一种绕轴转动扫描式的成像光谱仪系统实施例1示意图。图2为一种绕轴转动扫描式的成像光谱仪系统实施例2示意图。具体实施方式为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本技术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技术方案的限制，任何依据本技术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技术的技术方案范畴。实施例1下面结合附图1和实施例1对本技术作进一步说明。如图1所示，一种便携式的简易成像光谱系统，包括成像分光模组1、感光芯片模组2以及旋转台模组3三个部分，其中成像分光模组1对空间物体上的线区域发出的光线进行衍射分光，感光芯片模组3用于拍摄成像分光模组的衍射光线，绕轴转动台模组3用于实现空间图像的线型绕轴转动扫描。成像分光模组1由成像镜头4、狭缝5、透镜组6-1、光楔7-1、光栅8、光楔7-2和透镜组6-2五种七个光学元件以及光学固定件组成；物体的图像经过成像镜头4后，成像于狭缝5位置。像面光经过狭缝后，由透镜组6-1准直，依次经过光楔7-1+光栅+光楔7-2模块，再由透镜组6-2聚焦于感光芯片模组2处。所述的狭缝5，是一个经过发黑处理的金属件，中间有长方形的开口，其长度可定义为wide，其宽度可定义为height，wide/height远大于1。所述的狭缝5，位于成像镜头的焦面位置。所述的透镜组6-1，是具有消色差能力的光学透镜，用于准直狭缝出射的光线。所述的透镜组6-1，用于准直狭缝出射的光线，其前焦面需要与狭缝的位置重合。所述的透镜组6-2，是具有消色差能力的光学透镜，可用于将准直光聚焦到感光芯片处。所述的透镜组6-2，用于将准直光聚焦到感光芯片，其后焦面需要与感光芯片重合。所述的光楔7-1和光楔7-2，是一种光学棱镜，该棱镜有两个面，水平面的法线与系统法线水平，斜面的法线与系统法线不水平。当光线通过该棱镜后，由于光的折射，会实现入射光线的偏折。所述的光楔7-1和光楔7-2，其水平面分别与光栅8的左右两个面相邻。所述的光栅8，是光学玻璃元件，在表面有大量的平行刻痕，不同波长的光经过光栅后其衍射角度不同。所述的光栅8，两侧安装有光楔7-1和光楔7-2，可以实现光的偏折，使得一次衍射光线的出射方向与整个系统的法线方向平行。所述感光芯片模组2，是一种面阵式的光电信号转换装置。成像分光模组1与感光芯片模组2直接组合在一起，成像分光模组出射光线直接成像于感光芯片模组。所述的旋转台模组3，是一种电动旋转模块，中间开孔。成像分光模组与感光芯片模组完成组装后，安装在绕轴转动台模组上。绕轴转动台模组的转动，带动了成像分光模组与感光芯片模组的转动，实现了绕轴转动扫描。成像分光模组与感光芯片模组的数据线以及电源线从旋转模块的中间开孔通过。实施例2下面结合附图2和实施例2对本技术作进一步说明。如图2所示，一种便携式的简易成像光谱系统，包括成像分光模组1、感光芯片模组2以及旋转台模组3三个部分，其中成像分光模组1对空间物体上的线区域发出的光线进行衍射分光，感光芯片模组2用于拍摄成像分光模组的衍射光线，绕轴转动台模组3用于旋转成像分光模组，实现空间图像的线型绕轴转动扫描。成像分光模组1由成像镜头4、狭缝5、透镜组6-1、光楔7-1、光栅8、光楔7-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绕轴转动扫描式成像光谱仪，其特征在于包括成像分光模组、感光芯片模组以及旋转台模组三个部分，其中成像分光模组对空间物体上的线区域发出的光线进行衍射分光，感光芯片模组用于拍摄成像分光模组的衍射光线，旋转台模组实现空间图像的线型旋转扫描。

【技术特征摘要】
1.一种绕轴转动扫描式成像光谱仪，其特征在于包括成像分光模组、感光芯片模组以及旋转台模组三个部分，其中成像分光模组对空间物体上的线区域发出的光线进行衍射分光，感光芯片模组用于拍摄成像分光模组的衍射光线，旋转台模组实现空间图像的线型旋转扫描。2.根据权利要求1所述的一种绕轴转动扫描式成像光谱仪，其特征在于所述的成像分光模组，是成像光谱仪中衍射模块，由成像镜头、狭缝、透镜组、光楔、光栅五种光学元件。3.根据权利要求1所述的一种绕轴转动扫描式成像光谱仪，其特征在于所述感光芯片模组，是一种面阵式的光电信号转换装置。4.根据权利要求1所述的一种绕轴转动扫描式成像光谱仪，是一种电动旋转模块，可使得安装在该旋转模块上的系统绕着光学系统的光轴转动。5.根据权利要求2所述的一种绕轴转动扫描式成像光谱仪，其特征在于所述的狭缝，是一个经过发黑处理的金属件，中间有长方形的开口，其长度可定义为width，其宽度可定义为height，width/height远大于1。6.根据权利要求2所述的一种绕轴转动扫描式成像光谱仪，其特征在于所述的狭缝，位于成像...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡夫鸿，
申请(专利权)人：蔡夫鸿，
类型：新型
国别省市：海南,46