一种用于高光谱成像的镜头组件和高光谱成像系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种用于高光谱成像的镜头组件和高光谱成像系统，包括第一镜筒、第二镜筒和分光器，第一镜筒的中心设有准直镜头，第二镜筒的中心设有聚焦镜头，第一镜筒和第二镜筒包围形成密封腔体，分光器被设置在密封腔体中，并且在准直镜头和聚焦镜头之间。本实用新型专利技术的一种用于高光谱成像的镜头组件结构紧凑，制造简单，成像速度快，空间分辨率不受光谱分辨率的限制，成像芯片规格不限，投资成本降低。

Lens assembly and hyperspectral imaging system for hyperspectral imaging

【技术实现步骤摘要】
一种用于高光谱成像的镜头组件和高光谱成像系统相关申请本申请要求保护在2019年10月22日提交的申请号为201921779131.9的中国专利申请的优先权，该申请的全部内容以引用的方式结合到本文中。
本技术属于高光谱成像检测领域，具体涉及一种用于高光谱成像的镜头组件和高光谱成像系统。
技术介绍
高光谱成像技术是基于非常多窄波段的影像数据技术，它将成像技术与光谱技术相结合，探测目标的二维几何空间及一维光谱信息，获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。目前高光谱成像技术发展迅速，已经广泛应用于食品安全、航天领域、矿物勘探和医学诊断等各个领域，但都是尺寸非常大且价格昂贵的产品。高光谱成像检测系统主要包括滤光片、分光器以及成像芯片等部件，分光方式一般包括傅里叶干涉分光型、光栅分光型以及色散分光型等。分光器是高光谱成像系统中重要的的部分之一，分光器对与其搭配使用的相机也有特殊要求，以不影响光谱解析度为前提条件，目前市场上的相机多用于成像，不一定满足分光器的使用要求，并且可利用光的波段不一定能满足高光谱成像。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本技术提出一种用于高光谱成像的镜头组件和高光谱成像系统，采用独特加工方式，高效准确分光，每次拍摄不同波长下的空间信息，实现光谱维度的扫描，解决了现有技术中采集效率和分辨率相对较低的问题。根据本技术的一方面，提出了一种用于高光谱成像的镜头组件，包括第一镜筒、第二镜筒和分光器，第一镜筒的中心设有准直镜头，第二镜筒的中心设有聚焦镜头，第一镜筒和第二镜筒包围形成密封腔体，分光器被设置在密封腔体中，并且在准直镜头和聚焦镜头之间。整个模组体积小巧，制造简单，减少占用空间，降低制造成本，携带方便，有利于在工业上推广应用。优选的，准直镜头与第一镜筒一体形成，聚焦镜头与第二镜筒一体形成。准直镜头主要用于准直光线，聚焦镜头主要将光线聚焦到成像芯片上。优选的，准直镜头与第一镜筒是分立形成的，并且准直镜头通过螺纹固定和/或胶水粘合的方式被固定在第一镜筒上，聚焦镜头与第二镜筒是分立形成的，并且聚焦镜头通过螺纹固定和/或胶水粘合的方式被固定在第二镜筒上。第一镜筒和第二镜筒主要用于密封分光器。优选的，还包括第一线路板，第一线路板设置于第一镜筒和第二镜筒表面。将第一线路板设置于第一镜筒和第二镜筒表面，可以减小第一镜筒和第二镜筒形成的空腔的体积，进而缩小镜头模组的体积。优选的，第一镜筒和第二镜筒形成用于容纳分光器的腔体，分光器与第一线路板通过线路软板连接。利用线路软板连接腔体内的分光器和第一线路板，使整体结构更加简单合理。优选的，第一镜筒朝向第二镜筒的一端具有用于容纳分光器的凹槽，第二镜筒朝向第一镜筒的一端具有用于与凹槽配合的凸台。凭借凹槽和凸台的设置，可使第一镜筒和第二镜筒配合形成用于放置分光器的腔体。优选的，第二镜筒朝向第一镜筒的一端具有用于容纳分光器的凹槽，第一镜筒朝向第二镜筒的一端具有用于与凹槽配合的凸台。优选的，凹槽的中心设置有凸起，分光器被架设在凸起上。分光器包括FPI分光器，使得单波段的光可以通过。优选的，分光器设置在第二线路板的中心孔上，并且分光器被设置在准直镜头与聚焦镜头之间的光路上。第二线路板为分光器供电，并且控制分光器的运行。优选的，第二线路板在光路通过的位置设置有通孔，通孔周围均匀布设有用以驱动分光器的电子器件。将第二线路板设置于俩镜筒之间的腔体内可使得镜头模组的结构更为简洁。优选的，第二线路板上设置有连接器，连接器连接有线路软板，线路软板经由第一镜筒或第二镜筒中的通道或第一镜筒与第二镜筒之间的通道连接到外部。第二线路板通过连接器与线路软板连接，第二线路板通过线路软板与外部连接。优选的，还包括被设置在镜头组件的光路上的滤光片。优选的，滤光片被设置在聚焦镜头后端的凹槽内。滤光片主要将不需要波段的光截止，不让其透过。根据本技术的另一方面，提出了一种高光谱成像系统，该系统包括上述的高光谱成像的镜头组件，还包括设置在镜头组件的光学后端的成像芯片。成像芯片可以是高灵敏CCD或CMOS芯片。优选的，还包括镜座和第三线路板，镜座固定于第三线路板上，聚焦镜头的后端部通过螺纹固定和/或胶水粘合的方式连接到镜座的内环，成像芯片被固定于聚焦镜头的后端部。镜座主要用来固定聚焦镜头以及密封成像芯片。优选的，成像芯片被设置于第三线路板上，成像芯片通过第三线路板被固定于聚焦镜头的后端部。成像芯片主要将图像转换成电信号。本技术提出了一种用于高光谱成像的镜头组件和高光谱成像系统，主要包括分光器、成像镜头以及成像芯片等部件。光(物像)经过准直镜头时，使光线尽可能的垂直进入分光器，光从分光器出来后经过聚焦镜头，最后光聚焦在成像芯片的成像面上，经过成像芯片传输到外部处理器，光在聚焦之前，会先通过滤光片。高光谱成像技术可以同时获得光谱分辨率和图像分辨率，可以进行快速、高性能地获得光谱信息和图像信息，集成度高，成本低。本技术的一种用于高光谱成像的镜头组件结构紧凑，体积小巧，实用性强，整个模组总长度不超过60mm，结合光谱算法处理，即能成为一个高光谱成像与检测的相机模组，非常适合一些需要便携式的高光谱成像的产品。当然，也适用于其他领域，例如食品检测、皮肤检测以及化妆品检测等方面。附图说明包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本技术的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。图1是根据本技术的第一个实施例的用于高光谱成像的镜头模组的截面图；图2是根据本技术的实施例的用于高光谱成像的镜头模组的第一镜筒和第二镜筒的示意图；图3是根据本技术的第二个实施例的用于高光谱成像的镜头模组的截面图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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它实施例，都属于本技术保护的范围。下面将结合附图1对本技术作详细的介绍，本技术的第一个实施例中提出了一种用于高光谱成像的镜头组件，包括第一镜筒2、第二镜筒7和分光器6，第一镜筒2的中心设有准直镜头1，第二镜筒7的中心设有聚焦镜头8，第一镜筒2和第二镜筒7包围形成密封腔体，分光器6和第二线路板3被设置在密封腔体中，并且在准直镜头1和聚焦镜头8之间。该镜头组件由于结构简单，体积小巧，易于制造等优势，非常适合一些需要便携式的高光谱成像的产品。在具体的实施例中，准直镜头1与第一镜筒2一体形成，聚焦镜头8与第二镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高光谱成像的镜头组件，其特征在于，包括第一镜筒、第二镜筒和分光器，所述第一镜筒的中心设有准直镜头，所述第二镜筒的中心设有聚焦镜头，所述第一镜筒和所述第二镜筒包围形成密封腔体，所述分光器被设置在所述密封腔体中，并且在所述准直镜头和所述聚焦镜头之间。/n

【技术特征摘要】
20191022 CN 20192177913191.一种用于高光谱成像的镜头组件，其特征在于，包括第一镜筒、第二镜筒和分光器，所述第一镜筒的中心设有准直镜头，所述第二镜筒的中心设有聚焦镜头，所述第一镜筒和所述第二镜筒包围形成密封腔体，所述分光器被设置在所述密封腔体中，并且在所述准直镜头和所述聚焦镜头之间。


2.根据权利要求1所述的一种用于高光谱成像的镜头组件，其特征在于，所述准直镜头与所述第一镜筒一体形成，所述聚焦镜头与所述第二镜筒一体形成。


3.根据权利要求1所述的一种用于高光谱成像的镜头组件，其特征在于，所述准直镜头与所述第一镜筒是分立形成，并且所述准直镜头通过螺纹固定和/或胶水粘合的方式被固定在所述第一镜筒上，所述聚焦镜头与所述第二镜筒是分立形成，并且所述聚焦镜头通过螺纹固定和/或胶水粘合的方式被固定在所述第二镜筒上。


4.根据权利要求1所述的一种用于高光谱成像的镜头组件，其特征在于，还包括第一线路板，所述第一线路板设置于所述第一镜筒和所述第二镜筒表面。


5.根据权利要求4所述的一种用于高光谱成像的镜头组件，其特征在于，所述第一镜筒和所述第二镜筒形成用于容纳所述分光器的腔体，所述分光器与所述第一线路板通过线路软板连接。


6.根据权利要求1所述的一种用于高光谱成像的镜头组件，其特征在于，所述第一镜筒朝向所述第二镜筒的一端具有用于容纳所述分光器的凹槽，所述第二镜筒朝向所述第一镜筒的一端具有用于与所述凹槽配合的凸台。


7.根据权利要求1所述的一种用于高光谱成像的镜头组件，其特征在于，所述第二镜筒朝向所述第一镜筒的一端具有用于容纳所述分光器的凹槽，所述第一镜筒朝向所述第二镜筒的一端具有用于与所述凹槽配合的凸台。

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【专利技术属性】
技术研发人员：黄创文，甄明亮，
申请(专利权)人：深圳市海谱纳米光学科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44