一种干涉型红外高光谱成像系统及成像方法技术方案

一种干涉型红外高光谱成像系统及成像方法，红外射线通过聚焦物镜向分光板会聚，分光板将红外光线按照能量分成两束，一束由于被膜层反射，改变方向；另一束则透过分光板，被全反射镜反射，通过与分光板反射的红外信号相干叠加，利用微动调节器手动调节分光板与全反射镜的间距调节，选择红外图像的波长，实现不同红外波长图像的聚焦，反射后的红外光线通过成像物镜在成像系统的焦平面上进行聚焦；本发明专利技术采用分光设计，通过微动调节两路光程差，聚焦形成任意指定红外波长的红外图像，通过多光谱图像的比对分析，有利于发现不同物体的红外细微特征，为后续目标特征提取

【技术实现步骤摘要】
一种干涉型红外高光谱成像系统及成像方法


[0001]本专利技术涉及红外成像
，尤其涉及一种干涉型红外高光谱成像系统及成像方法
。

技术介绍

[0002]红外成像是利用红外传感器，将目标物体因为自身热量而辐射的红外射线进行采集探测而后输出的一种成像方式，这种辐射的红外射线虽然用肉眼无法感知，但是却真实存在，能够被红外传感器准确测量
。
红外传感器具有很好的目标识别能力，并不受无线电干扰的影响，可昼夜工作，被动接收红外辐射成像，因此又具有很好的隐蔽性，应用范围极其广泛
。
[0003]红外成像已经在目标探测和目标识别领域广泛应用，由于目标物体因为自身热量而辐射的红外射线是红外宽谱线，单纯的直接成像，无法区分红外辐射不同波长的细微特性
。
众所周知，不同的物体，即使具有相同的温度，由于材质特性等的差异，其辐射的红外频谱分布不尽相同，但是目前单纯局限于基于特定物理器件获取的红外图像分析处理，较少考虑红外不同波长物体辐射特性的差异，这会损失大量有用的细微信息
。
近期发展的高光谱成像就是区分不同波段的一种新颖成像技术，常用的多个波段包括短波段
0.4
～
1.1
μ
m、
中波段3～5μ
m
和长波段8～
12
μ
m
这三个波段，实现的技术多为采用组合滤光片
。
但是该设计方案由于采用贴膜等技术手段，固化了红外成像波长的选择，无法依据使用场景任意调整
。
[0004]鉴于上述原因，现研发出一种干涉型红外高光谱成像系统及成像方法
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种干涉型红外高光谱成像系统及成像方法，采用分光设计，通过微动调节两路光程差，可聚焦形成任意指定红外波长的红外图像，后期通过多光谱图像的比对分析，有利于发现不同物体的红外细微特征，为后续目标特征提取
、
目标识别以及目标跟踪提供极其丰富的数据资源，对于目标识别
、
目标跟踪以及抗欺骗都有极其重要的意义
。
[0006]本专利技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种干涉型红外高光谱成像系统，包括光学组件和图像形成系统，所述的光学组件包括聚焦物镜
、
分光板
、
全反射镜
、
微动调节器；所述的聚焦物镜的作用是将成像所需的红外射线能量向分光板会聚；所述的分光板的作用是将红外光线按照能量分成两束，一束红外光线由于被膜层反射，改变方向；另一束红外光线则透过分光板，被全反射镜反射，方向与膜层反射光方向相同；这两束红外光线的光谱成分完全相同；所述的全反射镜的作用是将透过分光板的红外光线全部反射，通过与分光板反射的红外信号相干叠加；微动调节器的作用是调节分光板与全反射镜之间的间距，通过手动调节不同的间
距，实现不同红外波长图像的聚焦；所述的图像形成系统包括成像物镜
、
感光焦平面阵列；成像物镜利用介质透镜的聚焦特性，将红外辐射在感光焦平面阵列上进行聚焦成像
。
[0007]所述的感光焦平面阵列采用光电转换二极管排布成二维面阵；所述的光电转换二极管采用
PIN
光电二极管
、
硅化铂肖特基势垒
、
金属
‑
绝缘体
‑
半导体光电二极管
、
雪崩光电二极管，其中的一种
。
[0008]一种干涉型红外高光谱成像系统的成像方法，红外射线通过聚焦物镜向分光板会聚，分光板将红外光线按照能量分成两束，一束由于被膜层反射，改变方向；另一束则透过分光板，被全反射镜反射，方向与膜层反射光方向相同，通过与分光板反射的红外信号相干叠加，利用微动调节器手动调节分光板与全反射镜的间距调节，选择红外图像的波长，实现不同红外波长图像的聚焦，反射后的红外光线通过成像物镜在成像系统的焦平面上进行聚焦
。
[0009]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用分光设计，通过微动调节两路光程差，可聚焦形成任意指定红外波长的红外图像，后期通过多光谱图像的比对分析，有利于发现不同物体的红外细微特征，为后续目标特征提取
、
目标识别以及目标跟踪提供极其丰富的数据资源，对于目标识别
、
目标跟踪以及抗欺骗都有极其重要的意义；本专利技术最大的优点就是可以依据使用场景任意调整用于红外成像的波长，其余未详细介绍处为现有常用技术
。
附图说明
[0010]下面结合附图对本专利技术作进一步说明：图1是干涉型红外高光谱成像装置原理图
。
具体实施方式
[0011]下面结合实施例与具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：
实施例1
[0012]一种干涉型红外高光谱成像系统，包括光学组件和图像形成系统，所述的光学组件包括聚焦物镜
、
分光板
、
全反射镜
、
微动调节器；所述的聚焦物镜的作用是将成像所需的红外射线能量向分光板会聚；所述的分光板的作用是将红外光线按照能量分成两束，一束红外光线由于被膜层反射，改变方向；另一束红外光线则透过分光板，被全反射镜反射，方向与膜层反射光方向相同；这两束红外光线的光谱成分完全相同；所述的全反射镜的作用是将透过分光板的红外光线全部反射，通过与分光板反射的红外信号相干叠加；微动调节器的作用是调节分光板与全反射镜之间的间距，通过手动调节不同的间距，实现不同红外波长图像的聚焦；所述的图像形成系统包括成像物镜
、
感光焦平面阵列；成像物镜利用介质透镜的聚焦特性，将红外辐射在感光焦平面阵列上进行聚焦成像
。
[0013]所述的感光焦平面阵列采用光电转换二极管排布成二维面阵；所述的光电转换二
极管采用
PIN
光电二极管
、
硅化铂肖特基势垒
、
金属
‑
绝缘体
‑
半导体光电二极管
、
雪崩光电二极管，其中的一种
。
实施例2
[0014]一种干涉型红外高光谱成像系统的成像方法，红外射线通过聚焦物镜向分光板会聚，分光板将红外光线按照能量分成两束，一束由于被膜层反射，改变方向；另一束则透过分光板，被全反射镜反射，方向与膜层反射光方向相同，通过与分光板反射的红外信号相干叠加，利用微动调节器手动调节分光板与全反射镜的间距调节，选择红外图像的波长，实现不同红外波长图像的聚焦，反射后的红外光线通过成像物镜在成像系统的焦平面上进行聚焦
。
[0015]尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种干涉型红外高光谱成像系统，包括光学组件和图像形成系统，其特征在于：所述的光学组件包括聚焦物镜
、
分光板
、
全反射镜
、
微动调节器；所述的聚焦物镜的作用是将成像所需的红外射线能量向分光板会聚；所述的分光板的作用是将红外光线按照能量分成两束，一束红外光线由于被膜层反射改变方向；另一束红外光线则透过分光板被全反射镜反射，反射方向与膜层反射光方向相同；这两束红外光线的光谱成分完全相同；所述的全反射镜的作用是将透过分光板的红外光线全部反射，通过与分光板反射的红外信号相干叠加；微动调节器的作用是调节分光板与全反射镜之间的间距，通过手动调节不同的间距，实现不同红外波长图像的聚焦；所述的图像形成系统包括成像物镜
、
感光焦平面阵列；成像物镜利用介质透镜的聚焦特性，将红外辐射在感光焦平面阵列上进行聚焦成像
。2.
根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝晓军，王彦斌，刘连伟，肖文健，周旋风，蒋成龙，
申请(专利权)人：中国人民解放军，
类型：发明
国别省市：