基于CMOS像面分割技术的双光谱相机的制作方法

基于cmos像面分割技术的双光谱相机
技术领域
1.本实用新型属于相机技术领域，特别是涉及一种基于ｃｍｏｓ像面分割技术的双光谱相机。


背景技术：

2.多光谱成像系统在工作过程中同时用几个谱段对同一景物进行成像，现有的多光谱图像获取技术主要有以下几种：
3.多ccd多镜头成像方式、滤光片转轮和可调谐滤光片成像方式、光束分离成像方式；
4.其他方式还有片状滤光片成像方式，特点是单片ccd传感器，片状滤光片制作于器件表面，滤光片像素分光困难，光谱带宽粗放，带宽在100nm以上，渐变滤光片成像方式在面阵ccd器件前放置一块渐变滤光片，透过波长由短到长，获取的每幅图像是有不同连续波段的行组成，具有不同波段在同一视场空间、同一曝光时间同步获取的优点，但各光谱波段的空间视场各不相同，短波始终在视场的前边，长波在后边，各波段不能同时获取同一空间目标图像，
5.以上几种方法各有优缺点，并且目前国内机载多光谱成像设备大都为有人驾驶飞机搭载而设计，很难满足无人机机载小型化设计要求，大大限制了其在无人机应用，因此寻找一种新的多光谱成像探测技术，在满足实时性的基础上又能实现系统微小型化，使其与中小型无人飞机能够精密结合，成为一种灵活机动的对地遥感手段，具有重要意义。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种基于ｃｍｏｓ像面分割技术的双光谱相机，以解决背景技术中提出的问题。
7.为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种基于cmos像面分割技术的双光谱相机，包括：
8.cmos像面分割系统，用于将一个cmos像面分成多个接收单元来使用；
9.所述cmos像面分割系统包括一cmos成像芯片，通过cmos成像芯片作为成像传感器；
10.所述成像传感器敏感面由两个显示部分组成，可通过两套相同成像设备同时对同一目标场景成像。
11.进一步地，每个所述成像设备都包括一特定滤光片，用于对目标进行观测成像时。
12.进一步地，所述cmos成像芯片的cmos像元数为5184（h）
×
3456（v）。
13.进一步地，所述cmos成像芯片的有效像素约1800万，像元尺寸为22.3
×ꢀ
14.9mm，最大帧率为25 帧/s。
14.进一步地，每个所述显示部分的像元数均为2592（h）
×
3456（v）。
15.本实用新型具有以下有益效果：
16.本实用新型的像面分割系统虽然损失了单幅像面的分辨率，但经分割处理后的像面包含两个个谱段的特定光谱图像，对比分明，且成像同步，消除了一般光谱成像仪无法真正同步成像的缺点，图像畸变较小，方便后期的多光谱图像融合处理。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为现有技术的的相机光学结构图；
19.图2为本实用新型的cmos像面分割技术示意图；
20.图3为本实用新型的cmos像面结构示意图；
21.图4为本实用新型的双光谱镜头示意图；
22.图5为本实用新型去除红外截止镜片和低通滤片示意图；
23.图6为本实用新型双光谱相机的示意图；
24.图7为本实用新型可见光波段成像的示意图；
25.图8为本实用新型近红外波段成像的示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.请参阅图1，为现有的普通摄影相机为了避免紫外、红外线的干扰，在cmos传感器之前安装了红外截止滤波器(icf)和低通滤波器。
28.请参阅图2-8所示，本实用新型为一种基于cmos像面分割技术的双光谱相机，包括：
29.cmos像面分割系统，用于将一个cmos像面分成多个接收单元来使用，如图1所示，利用一片大尺寸cmos成像芯片作为成像传感器，在成像传感器敏感面上划分为左右两个部分，用两套相同成像系统经配准后同时对同一目标场景成像，每套成像系统含有一片对应所需探测波段的特定滤光片，对目标进行观测成像时，目标光线分别来到各自的相应带通滤光片，通过滤光片后，进入两个独立的光路通道，将目标图像传递到并同时成像在一片成像传感器上，同时曝光，从而实现同一观测场景在不同谱段上的单片cmos多光谱同步成像；
30.本实施例采用的cmos像元数为5184（h）
×
3456（v），有效像素约1800万，像元尺寸为22.3
×ꢀ
14.9mm，最大帧率为25 帧/s。经画面分割后单通道画面像元数约为2592（h）
×
3456（v），仍足以为无人机遥感光谱成像提供高质量图片。像面分割技术虽然损失了单幅像面的分辨率，但经分割处理后的像面包含两个个谱段的特定光谱图像，对比分明，且成像同步，消除了一般光谱成像仪无法真正同步成像的缺点，图像畸变较小，方便后期的多光谱图像融合处理；
31.进一步的，本文的双光谱相机必须有较宽的波谱范围，为此将cmos前的红外截止镜片和低通滤片移除，方法是取除相机里cmos前的低通滤镜和红外截止滤镜，而在相机镜头前替换安装一枚口径合适的全透镜，最后对相机焦距进行专业调校，避免改装对相机成像产生影响。相机改造后波谱范围涵盖350—1050nm，可以专门用于林业病虫害监测；
32.该相机经过像面分割处理后包含两个谱段的特定波段像面，对比分明，且成像同步，克服了一般光谱成像仪无法真正同步的缺点，图像畸变较小，方便后期的多光谱图像数据的融合处理，同时，该双光谱相机体积小、功耗小、重量轻，可专用于中小型无人机机载，进行农、林业多光谱数据监测。
33.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
34.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。