基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，包括高光谱相机、共轭相机、前置成像模组、扫描振镜、分束器；利用分束器将前置成像模组所成像按照分光比分为两个通道，分别进入高光谱相机和共轭相机进行双通道成像，其中高光谱相机和共轭相机的像面共轭，共用前置成像模组，通过观察共轭相机的图像位置信息及清晰度，可对目标进行快速定位与对焦；其中高光谱相机使用扫描振镜对视场进行扫描成像；所述的前置成像模组的工作模式包括宏观成像、微观成像和内窥成像模式。本实用新型专利技术可实现对目标进行快速定位与对焦，避免了反复推扫成像，可极大地提升高光谱数据的采集效率；并且通过改变前置成像模组，可以工作在多种模式下。多种模式下。多种模式下。

【技术实现步骤摘要】
基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统


[0001]本技术属于光学
，具体涉及一种基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统。

技术介绍

[0002]高光谱成像结合了光谱学和数字成像技术，已广泛应用于遥感、医学、农业、食品检测等领域。根据高光谱成像的工作模式，可分为点扫描、推扫和凝视成像。推扫式高光谱成像技术在空间分辨率、光谱分辨率和采集时间之间有很好的折衷，是目前比较成熟的高光谱成像技术。但是，该系统需要安装在推扫的宏观移动部件上，这限制了它的成像范围和紧凑的尺寸。此外，很难快速定位和关注感兴趣区域。主要依靠操作者的经验来对线光谱图像进行对焦，而且往往需要多次推扫成像来确定成像位置，非常耗时。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术中的问题，本技术提供了一种基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统。
[0004]一种基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，包括高光谱相机、共轭相机、前置成像模组、扫描振镜、分束器；利用分束器将前置成像模组所成像按照分光比分为两个通道，分别进入高光谱相机和共轭相机进行双通道成像，其中高光谱相机和共轭相机的像面共轭，共用前置成像模组，通过观察共轭相机的图像位置信息及清晰度，可对目标进行快速定位与对焦；其中高光谱相机使用扫描振镜对视场进行扫描成像；所述的前置成像模组的工作模式包括宏观成像、微观成像和内窥成像模式。
[0005]所述的共轭相机与高光谱相机两者的像面共轭，采用RGB相机、灰度相机或者全光相机。
[0006]所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，入射到扫描振镜的光是前置成像模组所成像物面上的光，并被准直为平行光，中继到高光谱相机的狭缝上，通过改变扫描振镜的角度，实现狭缝上的中继像面上下挪动，最终达到视场扫描高光谱成像。
[0007]所述的高光谱相机属于线扫描高光谱相机，依次包括高光谱相机中继透镜、狭缝、准直透镜、棱镜
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光栅
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棱镜对、聚焦透镜、高光谱相机感光芯片。
[0008]所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，宏观成像模式时，所述前置成像模组由相机镜头和前置成像中继透镜组成，相机镜头的像面位于前置成像中继透镜的焦平面上。
[0009]所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，微观成像模式时，所述前置成像模组由显微物镜和电可调透镜组成，通过电可调透镜实现显微物镜在不同焦平面上的成像。
[0010]所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，内窥成像模式时，所述前置成像模组由内窥镜头，传像光纤，显微物镜组成，通过传像光纤将内窥镜头所成的像传输到
显微物镜的成像面上进行放大。
[0011]所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，内窥镜头也可替换为显微物镜和电可调透镜的组合，并利用距离传感器、电可调透镜和微型计算机实现对样品的快速聚焦。
[0012]所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，使用内窥镜头可深入人体内部或海洋底泥，实现人体内部或海洋底泥生物的原位探测；使用显微物镜可实现海洋水体及海底土壤表面等多环境原位显微探测。
[0013]技术的有益效果：本技术通过分束器使共轭相机像面与高光谱相机像面共轭，通过观察共轭相机的图像位置信息及清晰度，即可实现对目标进行快速定位与对焦，避免了反复推扫成像，可极大地提升高光谱数据的采集效率。并且通过改变前置成像模组，本系统可以工作在宏观成像、微观成像和内窥成像多种模式下，极大地拓宽了本系统的应用场景。
附图说明
[0014]图1 为基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统的一种结构示意图；
[0015]图2 为基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统微观模式时的一种结构示意图；
[0016]图3 为基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统内窥模式时的一种结构示意图；
[0017]图4 为基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统测得的高光谱图像；
[0018]图５为图４高光谱图像的光谱；
[0019]图中，相机镜头1、前置成像中继透镜2、分束器3、共轭相机中继透镜4、共轭相机感光芯片5、扫描振镜6、高光谱相机中继透镜7、狭缝8、准直透镜9、棱镜
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光栅
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棱镜对10、聚焦透镜11、高光谱相机感光芯片12、快速显微成像系统13、内窥镜头14、传像光纤15、显微物镜16。
具体实施方式
[0020]下面结合附图以及具体实例对本技术进行阐述。
[0021]本技术系统通过前置成像模组，实现了在凝视状态（无宏观运动部件）下的扫描，工作在宏观成像、微观成像和内窥成像三种模式。此外，本技术系统配备了一个用于RGB/灰度成像的共轭相机，它与高光谱相机共享相同的成像镜头，组成双通道成像。通过调整成像透镜，观察共轭相机上的图像，可以判断成像目标感兴趣的选择和对焦是否正确，不再需要对高光谱图像进行完整的扫描处理和重建，就能确定感兴趣区域的选择和对焦目标，从而实现快速的目标选择和对焦，该系统在临床和海洋上都有着巨大的应用潜力。
[0022]前置成像模组成像后将像面进行准直，将光线准直为平行光，入射到扫描振镜上，并中继到高光谱相机的狭缝上，狭缝上的图像只经过一个直线区域，直线区域的光通过准直透镜进行准直，并入射到棱镜
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光栅
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棱镜对上进行色散。线区域的光经棱镜
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光栅
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棱镜对散射后，在光谱尺寸上扩展，并通过聚焦透镜聚焦在感光芯片上。系统利用扫描振镜连续改变入射光的角度，使图像在中继像面（狭缝）上运动，这也相当于采集同一图像的不同线
域，从而实现凝视状态下的扫描成像。
[0023]如图1所示，前置成像模组在宏观成像模式下，可以用普通的相机镜头1和前置成像中继透镜2实现，相机镜头1的像面位于前置成像中继透镜2的焦平面上。基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统包括相机镜头1、前置成像中继透镜2、分束器3、共轭相机中继透镜4、共轭相机感光芯片5、扫描振镜6、高光谱相机中继透镜7、狭缝8、准直透镜9、棱镜
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光栅
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棱镜对10、聚焦透镜11、高光谱相机感光芯片12。
[0024]如图2所示，前置成像模组在显微成像模式下，可以用快速显微成像系统13实现，即一个显微物镜和一个电可调透镜；通过电可调透镜可以实现显微物镜在不同焦平面上的成像。
[0025]如图3所示，前置成像模组在内窥模式下，可以用内窥镜头14结合传像光纤15和显微物镜16实现。通过传像光纤15将内窥镜头14所成的像传输到显微物镜16的成像面上进行放大，内窥镜头14也可替换为显微物镜和电可调透镜的组合，并利用距离传感器、电可调透镜和微型计算机实现对样品的快速聚焦，实现海洋的多环境探测。
[0026]应用实施例
[0027]为了进一步说明本技术，采用了本技术的宏观模式探本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，其特征在于：包括高光谱相机、共轭相机、前置成像模组、扫描振镜、分束器；分束器用于将前置成像模组所成像按照分光比分为两个通道，分别进入高光谱相机和共轭相机进行双通道成像；其中高光谱相机和共轭相机的像面共轭，共用前置成像模组，共轭相机用于对目标进行快速定位与对焦；其中高光谱相机使用扫描振镜对视场进行扫描成像；所述的前置成像模组包括宏观成像、微观成像和内窥成像模式。2.根据权利要求1所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，其特征在于：所述的共轭相机与高光谱相机两者的像面共轭，采用RGB相机、灰度相机或者全光相机。3.根据权利要求1所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，其特征在于：入射到扫描振镜的光是前置成像模组所成像物面上的光，并被准直为平行光，中继到高光谱相机的狭缝上，通过改变扫描振镜的角度，实现狭缝上的中继像面上下挪动，最终达到视场扫描高光谱成像。4.根据权利要求1所述的基于振镜扫描的多模式双通道成像检测系统，其特征在于：所述的高光谱相机属于线扫描高光谱...

【专利技术属性】
技术研发人员：何赛灵，姚辛励，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：