【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光谱成像，尤其涉及一种基于mems的光谱成像系统。
技术介绍
1、光谱成像基于光学信息与空间信息相结合的原理，通过引导入射光至被观察物体表面，与物体相互作用后，利用光谱仪器对反射或透射出的光进行分解，获取物体在不同波长上的光谱信息。通过适当的光学设计和检测器，形成图像并以波谱立方体的形式呈现。高光谱成像在相对较宽的波长范围内获取高分辨率的光谱信息，用于详细的光谱特征提取，广泛应用于科学研究、医学、环境监测等领域，为物体的材料组成、化学特性等提供了精确的分析和识别。
2、在光学系统中引入f-p腔，实现波长选择进而实现分光的机理必然无法忽视光程差的影响。对于使用准直光路的系统而言，所有的光路都在主光轴附近，准直光路的特点避免了在f-p腔中出现的光程差的问题。而在光谱相机的应用场景下，无可避免的需要考虑轴外光路的影响，这也是实现相机视角应用的基础。而在这种条件下，再使用f-p腔进行波长选择，则对于进入f-p腔的光束而言，主光轴上的光程与轴外视场的光程显然将会不一致。而这种不一致随着视场角的增加而增加，这将会给最终的光谱成像的效果带来负面的影响。这意味着，画幅中心的主波长与画幅边缘的主波长不一致，最终出现中心波长角度依赖漂移的现象。这种负面的现象将会削弱光谱相机可使用的视场范围，同时也会带来检测上的误差。考虑到当前mems(micro-electro-mechanical system，微机电系统)芯片的口径越大，系统制成的难度也越大，若直接使用远心光路对落在cmos传感器的光束进行矫正，则mems芯片的通光孔
技术实现思路
1、有鉴于此，为解决上述问题之一，本专利技术实施例的目的是提供一种基于mems的光谱成像系统，能够在mems通光孔径受限的情况下，实现中心波长角偏移的抑制，获得一致性高的光谱图片。
2、本专利技术实施例提供了一种基于mems的光谱成像系统，从物方到像方依次包括前置单元、mems、后置单元和图像传感器，所述前置单元的焦平面位于所述mems与所述后置单元之间，所述前置单元的视场主光线与所述mems正交，所述后置单元的物平面与所述前置单元的焦平面重叠，其中，
3、所述前置光路，用于对视场角范围内的图像压缩，使所述图像能够完整通过所述mems；
4、所述后置光路，用于将通过所述mems的图像放大到所述图像传感器上。
5、可选地，所述前置单元包括第一透镜组、光阑和第二透镜组，所述第一透镜组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第三透镜和所述第四透镜组成第一双胶合透镜组，所述第二透镜组包括第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述第六透镜和所述第七透镜组成第二双胶合透镜组。
6、可选地，所述第一透镜组与所述成像系统满足以下关系：
7、-1.52<fq/fd1<-1.58
8、其中，fq表示第一透镜组的组合焦距，fd1表示前置单元的焦距。
9、可选地，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第一双胶合透镜组与所述第一透镜组满足以下关系：
10、-11.3<f1/fq<-10.9
11、39<f2/fq<45
12、0.79<f34/fq<0.84
13、其中，f1表示第一透镜的焦距，f2表示第二透镜的焦距，f34表示所述第一双胶合透镜组的焦距，fq表示第一透镜组的组合焦距。
14、可选地，所述第二透镜组与所述成像系统满足以下关系：
15、0.95<fh/fd1<1.15
16、其中，fh表示第二透镜组的组合焦距，f表示前置单元的焦距。
17、可选地，所述第五透镜、所述第八透镜、所述第二双胶合透镜组与所述第二透镜组满足以下关系：
18、1.67<f5/fh<1.71
19、2.53<f8/fh<2.85
20、3.73<f67/fh<3.92
21、其中，f5表示第五透镜的焦距，f8表示第八透镜的焦距，f67表示所述第二双胶合透镜组的焦距，fh表示第二透镜组的组合焦距。
22、可选地，所述后置单元包括第九透镜至第十五透镜，第十透镜和第十一透镜组成第三双胶合透镜组，第十三透镜和第十四透镜组成第四双胶合透镜组。
23、可选地，所述第九透镜、所述第十二透镜和所述第十五透镜与所述成像系统满足以下关系：
24、0.58<f9/fd2<0.61
25、0.24<f12/fd2<0.27
26、-2.76<f15/fd2<-2.73
27、其中，f9表示第九透镜的焦距，f12表示第十二透镜的焦距，f15表示第十五透镜的焦距，fd2表示后置单元的焦距。
28、可选地，所述第三双胶合透镜组与所述成像系统满足以下关系：
29、0.78<f1011/fd2<0.82
30、其中，f1011表示三双胶合透镜组的焦距，fd2表示后置单元的焦距。
31、可选地，所述第四双胶合透镜组与所述成像系统满足以下关系：
32、0.72<f1314/fd2<0.74
33、其中，f1314表示四双胶合透镜组的焦距，fd2表示后置单元的焦距。
34、实施本专利技术实施例包括以下有益效果：本实施例中基于mems的光谱成像系统，从物方到像方依次包括前置单元、mems、后置单元和图像传感器，前置单元的焦平面位于mems与后置单元之间，前置单元的视场主光线与mems正交，后置单元的物平面与前置单元的焦平面重叠，前置光路用于对视场角范围内的图像压缩，使图像能够完整通过mems，后置光路用于将通过mems的图像放大到图像传感器上，前置单元覆盖整个系统的视场角并将视场角范围内的图像压缩以通过mems，使前置单元的视场主光线与mems正交，从而实现在mems通光孔径受限的情况下，对中心波长角偏移的抑制，获得一致性高的光谱图片。
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1.一种基于MEMS的光谱成像系统，其特征在于，从物方到像方依次包括前置单元、MEMS、后置单元和图像传感器，所述前置单元的焦平面位于所述MEMS与所述后置单元之间，所述前置单元的视场主光线与所述MEMS正交，所述后置单元的物平面与所述前置单元的焦平面重叠，其中，
2.根据权利要求1所述的光谱成像系统，其特征在于，所述前置单元包括第一透镜组、光阑和第二透镜组，所述第一透镜组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第三透镜和所述第四透镜组成第一双胶合透镜组，所述第二透镜组包括第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述第六透镜和所述第七透镜组成第二双胶合透镜组。
3.根据权利要求2所述的光谱成像系统，其特征在于，所述第一透镜组与所述成像系统满足以下关系：
4.根据权利要求3所述的光谱成像系统，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第一双胶合透镜组与所述第一透镜组满足以下关系：
5.根据权利要求2所述的光谱成像系统，其特征在于，所述第二透镜组与所述成像系统满足以下关系：
6.根据权利要求5所述的光谱成像系统，其
7.根据权利要求1所述的光谱成像系统，其特征在于，所述后置单元包括第九透镜至第十五透镜，第十透镜和第十一透镜组成第三双胶合透镜组，第十三透镜和第十四透镜组成第四双胶合透镜组。
8.根据权利要求7所述的光谱成像系统，其特征在于，所述第九透镜、所述第十二透镜和所述第十五透镜与所述成像系统满足以下关系：
9.根据权利要求7所述的光谱成像系统，其特征在于，所述第三双胶合透镜组与所述成像系统满足以下关系：
10.根据权利要求7所述的光谱成像系统，其特征在于，所述第四双胶合透镜组与所述成像系统满足以下关系：
...【技术特征摘要】
1.一种基于mems的光谱成像系统，其特征在于，从物方到像方依次包括前置单元、mems、后置单元和图像传感器，所述前置单元的焦平面位于所述mems与所述后置单元之间，所述前置单元的视场主光线与所述mems正交，所述后置单元的物平面与所述前置单元的焦平面重叠，其中，
2.根据权利要求1所述的光谱成像系统，其特征在于，所述前置单元包括第一透镜组、光阑和第二透镜组，所述第一透镜组包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第三透镜和所述第四透镜组成第一双胶合透镜组，所述第二透镜组包括第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述第六透镜和所述第七透镜组成第二双胶合透镜组。
3.根据权利要求2所述的光谱成像系统，其特征在于，所述第一透镜组与所述成像系统满足以下关系：
4.根据权利要求3所述的光谱成像系统，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第一双胶合透镜组与所述第一透...
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