一种基于液态变焦技术的多光谱成像仪

摘要

本发明公开了一种基于液态变焦技术的多光谱成像仪，所述多光谱成像仪包括滤光片阵列、前置光学系统、液态变焦透镜阵列、探测器和液态变焦透镜控制模块，其中所述滤光片阵列放置在所述前置光学系统的主面位置上；成像目标与所述液态变焦透镜阵列通过所述前置光学系统满足物像关系：所述前置光学系统的主面与所述探测器通过所述液态变焦透镜阵列满足物像关系：所述液态变焦透镜控制模块用于实现对所述液态变焦透镜阵列中各透镜焦距的数字化编程控制。该多光谱成像仪能够消除基于微透镜阵列的多光谱成像系统中的机械调焦机构，降低系统结构的复杂度，增强系统的稳定性、提高系统的响应速度、提高系统的精度。

主权项

一种基于液态变焦技术的多光谱成像系统，其特征在于，所述系统包括前置望远镜模块、基于液态变焦技术的多光谱成像仪、多光谱图像处理模块、多光谱图像重构模块，多光谱图像合成模块，其中：所述前置望远镜模块，用于将无穷远处的目标聚焦在所述基于液态变焦技术的多光谱成像仪的成像目标面上；所述基于液态变焦技术的多光谱成像仪，用于对成像目标进行多光谱成像，并可通过数字编程的方式改变液态变焦透镜的焦距，实现无运动机构变焦，获取所述成像目标的多光谱图像；所述多光谱图像处理模块，用于判断探测器是否处于液态变焦透镜的像面之上，当需要调焦时，计算出所需调整的量，将所需调整量换算成液态变焦透镜所需的电学信号，并将该电学信号传输给所述基于液态变焦技术的多光谱成像仪的液态变焦透镜控制模块；所述多光谱图像重构模块，用于对探测器上所获得的多光谱图像进行重构，获取成像目标单一谱段的二维空间图像；所述多光谱图像合成模块，用于获取成像目标上某一点的光谱曲线，并对不同谱段的二维图像进行合成，获取成像目标的合成彩色图或全谱段图像；其中，所述基于液态变焦技术的多光谱成像仪包括滤光片阵列、前置光学系统、液态变焦透镜阵列、探测器和液态变焦透镜控制模块，其中：所述滤光片阵列放置在所述前置光学系统的主面位置上；成像目标与所述液态变焦透镜阵列通过所述前置光学系统满足物像关系：其中，l₁为成像目标与前置光学系统主面之间的距离，l′₁为液态变焦透镜阵列与前置光学系统主面之间的距离，f₁是前置光学系统的焦距；所述前置光学系统的主面与所述探测器通过所述液态变焦透镜阵列满足物像关系：其中，l₂为前置光学系统主面与液态变焦透镜阵列的距离，l′₂为液态变焦透镜阵列与探测器之间的距离，f₂是液态变焦透镜阵列中单个透镜的焦距；所述液态变焦透镜控制模块用于实现对所述液态变焦透镜阵列中各透镜焦距的数字化编程控制；其中，所述滤光片阵列、所述前置光学系统的主面位置以及入瞳位置相互重合。