本发明专利技术涉及透射通过波长的光的滤光器，包括沿透射方向布置的至少两个滤光器级，通过波长的光沿透射方向被透射穿过滤光器，其中，至少两个滤光器级的每个包括至少一个进入偏振元件和至少一个恒延迟元件。本发明专利技术还涉及同时捕获至少两个图像的照相机、多光谱成像系统和应用本发明专利技术的滤光器的照明系统。本发明专利技术通过包括在工作波长范围上延伸的周期透射特性的至少两个滤光器级的每个改进现有技术的滤光器，其中每个透射特性包括各自与每个其他透射特性的至少一个峰值重叠的至少两个峰值，其中滤光器的整体透射特性包括彼此光谱分离的至少两个光谱通带。本发明专利技术的照相机、多光谱成像系统和本发明专利技术的照明系统应用根据本发明专利技术的滤光器。
【技术实现步骤摘要】
多带通液晶可调谐滤波器
本专利技术涉及用于透射通过波长的光的滤光器，包括沿透射方向布置的至少两个滤光器级，通过波长的光沿透射方向透射通过滤光器，其中至少两个滤光器级的每个包括至少一个进入偏振元件和至少一个恒延迟元件。本专利技术还涉及用于同时捕获至少两个图像的照相机(其中，每个图像受限于有限光谱带中的光)、多光谱成像系统和照明系统。
技术介绍
基于各自包括双折射材料的多个滤波器级的滤光器是本领域中已知的。所述滤波器级可以以根据Solc或Lyot的设计布置。独立于使用的配置，本领域的滤光器示出低峰透射值的缺点，特别是相较于传统的固定波长的滤光器。因此，若应用在照相机或成像系统中，本领域的滤光器要求具有高感光度的照相机。在应用本领域的滤光器的照明系统的情况中，要求高照明强度。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供具有改进的透射值的滤光器、照相机、多光谱成像系统和照明系统。开始提到的滤光器以如下解决上述问题，至少两个滤光器级的每个包括在工作波长范围上延伸的周期透射特性，其中每个透射特性包括各自与每个其他透射特性的至少一个峰值重叠的至少两个峰值，且其中滤光器的整体透射特性包括彼此光谱分离的至少两个光谱通带。上述类型的照相机通过包括根据本专利技术的滤光器解决上述问题，其中，滤光器的整体透射特性的至少一个光谱通带位于光谱带的每个中。本专利技术的用于同时成像的多光谱成像系统通过包括根据本专利技术的至少一个照相机解决上述问题。用于使用至少两个不同光谱带的光照明样本的本专利技术的照明系统通过包括宽带光源和根据本专利技术的滤光器解决上述问题。通过波长应当被理解为波长相依的透射曲线的中心波长，其中，透射曲线可以包括特定的类脉冲形状。因此，通过波长应当被理解为对应的滤光器的最大透射的波长，其中，与通过波长相邻的波长也可以被透射，然而具有比通过波长低的透射。滤光器级应当被理解为具有波长相依的透射的光学部件的组件。每个滤光器级的透射特性影响沿透射方向入射到滤光器级上的光。全部滤光器级的透射特性相乘，以获得滤光器的整体透射特性。进入偏振元件可以被实施为以接近100％透射预设的线性偏振的线性偏振器，其中与所述预设的偏振不同的偏振的光被偏振器衰减。相对于预设的偏振方向而垂直地偏振的光优选地被完全阻挡。对于入射偏振和偏振器的预设偏振方向之间的角度，透射遵循余弦曲线，其中余弦函数的负半波。每个滤光器级的恒延迟元件可以被实施为具有固定双折射的双折射材料。由于双折射引起垂直偏振的光分量相对于彼此的延迟，双折射材料也被称为延迟器或延迟元件。本专利技术的滤光器包括至少两个滤光器级，其都包括在工作波长范围上延伸的周期透射特性。工作波长范围应当被理解为滤光器在其中透射至少一个通过波长的光的波长范围。工作波长范围可以受限于应用在滤光器中的光学元件(例如包括在滤光器中的偏振元件、恒延迟元件或可能的抗反射或保护层)的个别的透射特性。根据本专利技术，滤光器级的每个包括具有工作波长范围内的至少两个峰值的透射特性。滤光器级的至少两个透射特性重叠，其中每个滤光器级的透射特性的至少第一和第二透射最大值与每个其他滤光器级的透射特性的至少一个透射最大值重叠。滤光器的整体透射特性通过个别的透射特性的乘积获得，然而，其仅应用在没有非线性效果的线性光交互的情况中。滤光器的整体透射特性包括至少两个光谱分离的光谱通带，其中入射至滤光器上的光将以滤光器的最大透射被透射。优选地，与至少两个光谱通带的光谱位置不同的任何波长的光，特别地在至少两个光谱通带的每个的光谱带宽之外的波长的光，被滤光器完全阻挡。至少两个光谱通带之间的光谱分离优选地等于光谱通带的光谱带宽的至少两倍。由于滤光器的整体透射特性包括滤光器级的个别的透射特性，因此对于滤光器的所有光谱通带，光谱通带的光谱带宽和形状相同。下面将描述本专利技术的其他有利实施例。实施例的技术特征可以被自由地组合或省略。在本专利技术的滤光器的一个实施例中，至少两个滤光器级可以包括相似或甚至相同的个别的透射特性，其中，至少一个个别的透射特性相对于第二滤光器级的至少另一个别的透射特性而光谱偏移。由重叠但偏移的个别的透射特性生成的光谱通带可以相对于不使用一个透射特性的光谱偏移获得的光谱通带是光谱窄的。在本专利技术的滤光器的另一实施例中，包括至少三个通带，其中，至少三个通带在波数谱中彼此光谱等间距间隔。波数是波长的倒数。生成的滤光器的通带因此形成由光谱通带限定的具有三个或更多个透射最大值的光谱梳。通带之间的光谱间隔可以实际上在通带的中心波长之间测量。应当注意的是，如果对波长绘制，光谱通带曲线的外观(即通带带宽和峰到峰距离)可以在工作波长范围的短和长波长侧之间而不同。如果对波数(波长的倒数)绘制，光谱通带的带宽和峰到峰距离是相同的。在本专利技术的滤光器的另一有利实施例中，滤光器级的至少一个包括用于偏移对应滤光器级的波长相依的周期透射特性的可变延迟元件。根据此实施例，滤光器级的至少一个包括引入固定量的双折射(即对入射光的延迟)的恒延迟元件，并附加地包括分别引入可变双折射和延迟的元件。这种可变延迟沿波长轴偏移波长相依的周期透射特性，这引起至少两个个别的透射特性的重叠最大值的可能的不同光谱位置，其反过来也偏移滤光器的至少两个光谱通带。此实施例的滤光器因此是可调谐多带通滤波器，其允许至少两个光谱通带经过滤波器的透射，其中，至少两个光谱通带的光谱位置可以由用户改变。如果滤光器级的每个包括可变延迟元件，本专利技术的滤光器可以被进一步改进。在此实施例中，包括的滤光器级的周期个别透射特性的全部可以被光谱偏移。因此，周期透射特性的重叠最大值的位置，和因此光谱通带的光谱位置可以被调谐至滤光器的工作波长范围内的几乎任何波长。本专利技术的滤光器的上述实施例因此产生相对于现有技术的滤光器的另外优点，因为其允许取代现有技术的一个光谱带的多个光谱带的实时成像。此反过来引起相应地更快的扫描速度结合更好的吞吐效率，即更低的损耗以及更低的成本和尺寸。现有技术的滤光器，甚至本领域的可调谐滤波器，仅可以实时提供单色图像。本专利技术的滤光器允许实时(即同时)考虑至少两个光谱通带。在本专利技术的滤光器的另一实施例中，可变延迟元件的至少一个被实施为液晶元件。液晶元件基于如果被放置在电场中可以被定向的各向同性液晶。通过电场的场强的变化，液晶被旋转并分别改变其双折射和引入至入射其上的光的延迟。由可变延迟元件引入的可变延迟因此可以被简单地控制和改变。在本专利技术的滤光器的另一实施例中，至少两个滤光器级包括相同的延迟，其中，两个滤光器级的周期透射特性相对于彼此偏移。本专利技术的滤光器的此实施例具有可以改变光谱通带的光学带宽的优势。所述带宽的改变可以可替代地或附加地应用至滤光器的光学通带的可调谐性。为获得光谱通带的窄光谱带宽，多于两个滤光器级可以包括相同的延迟。本专利技术的滤光器可以由包括与至少一个其他滤光器级的延迟不同的延迟的至少一个滤光器级而进一步改进。恒延迟元件的不同延迟引起个别的透射特性的不同周期性。当应用双折射材料(即晶体)时，延迟随沿透射方向测量的晶体厚度而增加。因此，具有较厚的恒延迟元件的滤光器级可以具有具有降低的周期性的透射特性，即周期透射特性的增加的光谱频率。具有较厚的恒延迟元件的滤光器级的透射最大值比应用较薄的恒延迟元件的滤光器级的周期透射特性的透射最大值更加本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种滤光器(1)，用于透射通过波长(17)的光(13)，包括沿透射方向(11)布置的至少两个滤光器级(3)，所述通过波长(17)的光(3)沿所述透射方向(11)透射穿过所述滤光器(1)，其中所述至少两个滤光器级(3)的每个包括至少一个进入偏振元件(5)和至少一个恒延迟元件(7)，其特征在于，所述至少两个滤光器级(3)的每个包括在工作波长范围(41)上延伸的周期透射特性(35)，其中每个透射特性(35)包括各自与每个其他透射特性(35)的至少一个峰值(43c‑43e)重叠的至少两个峰值(43c‑43e)，且其中所述滤光器(1)的整体透射特性(29)包括彼此光谱分离的至少两个光谱通带(45)。
【技术特征摘要】
2017.04.11 EP 17166085.51.一种滤光器(1)，用于透射通过波长(17)的光(13)，包括沿透射方向(11)布置的至少两个滤光器级(3)，所述通过波长(17)的光(3)沿所述透射方向(11)透射穿过所述滤光器(1)，其中所述至少两个滤光器级(3)的每个包括至少一个进入偏振元件(5)和至少一个恒延迟元件(7)，其特征在于，所述至少两个滤光器级(3)的每个包括在工作波长范围(41)上延伸的周期透射特性(35)，其中每个透射特性(35)包括各自与每个其他透射特性(35)的至少一个峰值(43c-43e)重叠的至少两个峰值(43c-43e)，且其中所述滤光器(1)的整体透射特性(29)包括彼此光谱分离的至少两个光谱通带(45)。2.如权利要求1所述的滤光器(1)，其特征在于，包括至少三个通带(45)，且其中所述至少三个通带(45)在波数谱中是彼此等间距间隔的。3.如权利要求1或2所述的滤光器(1)，其特征在于，滤光器级(3)的至少一个包括用于偏移对应的滤光器级(3)的波长相依的周期透射特性(35)的可变延迟元件(19)。4.如权利要求1至3任一项所述的滤光器(1)，其特征在于，滤光器级(3)的每个包括可变延迟元件(19)。5.如权利要求1至4任一项所述的滤光器(1)，其特征在于，可变延迟元件(19)的至少一个被实施为液晶元件(21)。6.如权利要求1至5任一项所述的滤光器(1)，其特征在于，所述至少两个滤光器级(3)...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·塞梅利斯，
申请(专利权)人：徕卡仪器新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG
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