一种多光谱成像模组及便携显示设备制造技术

本申请提供一种多光谱成像模组及便携显示设备，涉及成像光谱探测仪器技术领域，包括：沿光路依次设置的用于矫正像差的主镜、微透镜阵列、阵列滤光片和探测器，微透镜阵列的通道数和阵列滤光片的通道数对应以形成多个成像通道，由主镜出射的光束依次经微透镜阵列和阵列滤光片，以使光束不同波段的光通过对应的成像通道成像于探测器的对应位置，实现多光谱成像。采用微透镜阵列的方式，一次采集就能得到物体的数据立方体，可以对运动物体和瞬间现象光谱成像，实现一次成像，实现对于场景目标的复制成像，获取整个场景目标经过微透镜阵列对应的阵列滤光片的光谱信息；体积小，重量低，结构简单，容易加工、装配，经济便捷，实现产品化。实现产品化。实现产品化。

【技术实现步骤摘要】
一种多光谱成像模组及便携显示设备


[0001]本申请涉及成像光谱探测仪器
，具体涉及一种多光谱成像模组及便携显示设备。

技术介绍

[0002]多光谱成像技术是将传统的二维成像技术和光谱技术有机结合在一起从而获得数据立方体的一门新兴技术，具有空间可识别性、超多波段、光谱分辨率高以及图谱合一等优点。
[0003]目前，多光谱成像技术获取到的光谱波段较少，以此制成的成像光谱仪实时性差，体积和质量大，无法在运用光场技术下实现大视场和大孔径成像，由此应用此技术的智能手机端无法实时获取成像光谱信息，成为手机行业的痛点。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种多光谱成像模组及便携显示设备，实现多光谱一次测量，同时获取图像和光谱信息，且集成化和稳定性好。
[0005]本申请实施例的一方面，提供了一种多光谱成像模组，包括沿光路依次设置的用于矫正像差的主镜、微透镜阵列、阵列滤光片和探测器，所述微透镜阵列的通道数和所述阵列滤光片的通道数对应以形成多个成像通道，由所述主镜出射的光束依次经所述微透镜阵列和所述阵列滤光片，以使所述光束不同波段的光通过对应的所述成像通道成像于所述探测器的对应位置，实现多光谱成像。
[0006]可选地，所述主镜和所述微透镜阵列之间还设置有孔径光阑，所述孔径光阑设置于所述微透镜阵列的入瞳处。
[0007]可选地，所述孔径光阑包括多个阵列的子孔径，多个阵列的所述子孔径与所述微透镜阵列的阵列通道对应。
[0008]可选地，所述主镜为非球面镜，所述主镜的出瞳与所述微透镜阵列的入瞳匹配。
[0009]可选地，所述微透镜阵列由多个非球面子透镜形成，每个所述非球面子透镜形成所述成像通道。
[0010]可选地，单个所述非球面子透镜的入瞳直径与所述孔径光阑和所述微透镜阵列之间的距离相等。
[0011]可选地，所述非球面子透镜为平凸透镜，所述平凸透镜的粗糙度小于10um。
[0012]可选地，所述阵列滤光片包括多个阵列的窄带滤光片，多个所述窄带滤光片的波长沿阵列排布方向依次递增。
[0013]可选地，所述微透镜阵列和所述阵列滤光片胶合设置。
[0014]本申请实施例的另一方面，提供了一种便携显示设备，包括：上述的多光谱成像模组。
[0015]本申请实施例提供的多光谱成像模组及便携显示设备，主镜、微透镜阵列、阵列滤
光片和探测器沿光路依次设置，主镜用于矫正像差，微透镜阵列的通道数和阵列滤光片的通道数对应以形成多个成像通道，一个成像通道可在探测器上形成一个目标像，由主镜出射的光束依次经微透镜阵列和阵列滤光片，以使光束不同波段的光通过对应的成像通道成像于探测器的对应位置，实现多光谱成像，采用微透镜阵列的方式，运用光场原理，一次采集就能得到物体的数据立方体，可以对运动物体和瞬间现象光谱成像，实现一次成像，实现对于场景目标的复制成像，获取整个场景目标经过微透镜阵列对应的阵列滤光片的光谱信息；基于阵列滤光，将多光谱成像模组的体积极大缩小，从而降低了重量，且结构简单，容易加工，易于装配，装调精度低，实现机械化自动装调，无需调焦机构，不受环境影响，经济便捷，从而实现产品化，使其商用，扩大了应用范围。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0017]图1是本实施例提供的多光谱成像模组结构示意图；
[0018]图2a是本实施例提供的多光谱成像模组微透镜阵列示意图；
[0019]图2b是本实施例提供的多光谱成像模组微透镜阵列表面形貌图；
[0020]图3a是本实施例提供的多光谱成像模组非球面子透镜阵列设计图；
[0021]图3b是本实施例提供的多光谱成像模组微透镜阵列设计图；
[0022]图4a是本实施例提供的多光谱成像模组非球面子透镜阵列点列图；
[0023]图4b是本实施例提供的多光谱成像模组非球面子透镜阵列MTF图；
[0024]图5a是本实施例提供的多光谱成像模组微透镜阵列点列图；
[0025]图5b是本实施例提供的多光谱成像模组微透镜阵列几何相位分析图；
[0026]图6是本实施例提供的多光谱成像模组孔径光阑设计示意图；
[0027]图7是本实施例提供的多光谱成像模组主镜设计示意图；
[0028]图8a是本实施例提供的多光谱成像模组主镜点列图；
[0029]图8b是本实施例提供的多光谱成像模组主镜MTF图；
[0030]图9是本实施例提供的多光谱成像模组阵列滤光片设计示意图；
[0031]图10是本实施例提供的多光谱成像模组总体设计图；
[0032]图11是本实施例提供的多光谱成像模组实际效果图。
[0033]图标：101
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主镜；102
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孔径光阑；103
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微透镜阵列；103a
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非球面子透镜；104
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阵列滤光片；104a
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窄带滤光片；105
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探测器。
具体实施方式
[0034]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0035]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅
是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0036]还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0037]快照式多光谱成像技术是指在某一时刻同时获得多个波段的图像，基于阵列滤光的快照式多光谱在手机镜头的基础上，加入光谱信息，实现后即能获得普通手机镜头同样的空间信息，又能获得普通手机镜头无法获得的光谱信息，所得到的最终数据是一个三维数据立方体，其中两维是空间信息，一维是光谱信息，可应用于大气、食品、药品安全检测等领域。
[0038]本申请实施例提供的多光谱成像模组，基于阵列滤光的快照式多光谱系统，面向手机内置光谱成像的迫切需求，解决目前智能手机端无法实时获取成像光谱信息的行业痛点，开发出一种快照式、紧凑型多光谱成像模组，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多光谱成像模组，其特征在于，包括：沿光路依次设置的用于矫正像差的主镜、微透镜阵列、阵列滤光片和探测器，所述微透镜阵列的通道数和所述阵列滤光片的通道数对应以形成多个成像通道，由所述主镜出射的光束依次经所述微透镜阵列和所述阵列滤光片，以使所述光束不同波段的光通过对应的所述成像通道成像于所述探测器的对应位置，实现多光谱成像。2.根据权利要求1所述的多光谱成像模组，其特征在于，所述主镜和所述微透镜阵列之间还设置有孔径光阑，所述孔径光阑设置于所述微透镜阵列的入瞳处。3.根据权利要求2所述的多光谱成像模组，其特征在于，所述孔径光阑包括多个阵列的子孔径，多个阵列的所述子孔径与所述微透镜阵列的阵列通道对应。4.根据权利要求1所述的多光谱成像模组，其特征在于，所述主镜为非球面镜，所述主镜的出瞳与所述微透镜阵列的入瞳匹配。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：梁海锋，罗朝，蔡长龙，张颖莉，范飞虎，焦新光，张帅帅，郭俊华，刘华东，屠奔，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：