[发明专利]一种小型成像光谱仪

权利要求书

1.一种小型成像光谱仪，其特征在于系统包括折叠式分光镜、成像光谱仪模组以及图像采集模组，折叠式分光镜用于将探测物体发出的光线分为两个部分，一部分从垂直方向反射为水平方向传播，另一部分透射传播，在折叠分光镜的两侧分别设置成像光谱仪模组与图像采集模组，成像光谱仪模组与图像采集模组各有一个成像镜头，其光学参数相同，成像光谱仪模组中的准直透镜与聚焦透镜的焦距相同，用于实现实像的等比传递，成像光谱仪模组与图像采集模组中的数字相机的像素数目以及像素尺寸相同，成像光谱仪模组与图像采集模组在运行过程中同步采集数据，组合为时间序列图像立方体。

2.根据权利要求1所述的一种小型成像光谱仪，其特征在于所述的折叠式分光镜，同时起到分光以及光线折叠作用，分光功能是将入射光线分为两部分，一部分供成像光谱仪模组采集线空间光谱，另一部分供图像采集模组采集二维空间图像，成像光谱仪模组采集到的线空间与图像采集模组采集到的二维空间图像的中线区域对应于同一个探测目标。

3.根根据权利要求1所述的一种小型成像光谱仪，其特征在于所述的成像光谱仪模组，由光谱成像镜头、狭缝、准直透镜、光栅、聚焦透镜以及数字相机组成，光谱成像镜头的焦面处放置狭缝，狭缝后放置准直透镜，准直透镜的前焦面与狭缝重合，入射光线被光谱成像镜头聚焦在狭缝处，通过狭缝后由准直透镜准直，再进一步通过准直透镜后的光栅，光栅将准直光线衍射分光，并进一步被聚焦透镜成像在数字相机的感光面上，准直透镜与聚焦透镜的焦距相同。

4.根据权利要求1所述的一种小型成像光谱仪，其特征在于所述的图像采集模组，有一个图像成像镜头与数字相机组成，图像成像镜头的位置与光谱成像镜头的位置对于折叠式分光镜互成虚实像位置，数字相机的感光面与图像成像镜头的焦面重合，图像成像镜头的焦距与光谱成像镜头的焦距相同，图像采集模组的数字相机与成像光谱仪模组的数字相机输出的数据由同一个数字处理芯片采集并处理。

5.根据权利要求1所述的一种小型成像光谱仪，其特征在于所述的时间序列图像立方体，是在系统工作时间内，随着时间推移成像光谱仪模组与图像采集模组各自采集T副图像，共2T副图像，每副图像的像素数目为M×N，M、N和T均是大于1的整数，将上述2T副图像组合为三维数组Specimg[M,N,2T]，其中Specimg[M,N,2×j-1]表示成像光谱仪模组采集的图像，Specimg[M,N,2×j]表示图像采集模组采集的图像，j是取值范围在1到T的整数，Specimg[M,N,2×j-1]和Specimg[M,N,2×j]是同一个时刻成像光谱仪模组与图像采集模组分别采集的图像，Specimg[M,N,2×j-1]包含了光谱图像数据，Specimg[M,N,2×j]包含了图像数据。