专利名称：可编程多光谱软底衬滤光片系统的制作方法
技术领域：
可编程多光谱软底衬滤光片系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种机器用多光谱成像技术领域，尤其涉及一种可编程多光谱软底衬滤光片系统。
背景技术：
[0002]目前市场上使用的多光谱照相和其他光学摄像仪器都是在一定的光谱范围内进行拍摄成像，这些摄像仪器拍摄时每一次曝光只能得到目标物的一幅图像，要想得到不同光谱的多幅图像，要通过分光滤波方式或者机械转轮调谐滤波器方式不断重复的调节滤光片。采用分光滤波方式需要庞大的分光器件空间来获取不同波长的图像，这样不仅造成仪器本身体积和重量的庞大，同时分光器件的增加使仪器本身造价高昂。采用机械转轮调谐滤波器方式需要不断的旋转滤波片轮来获取多幅图像，旋转滤波片轮的机械运动和人为或被测物的相对运动都会造成图像与被测目标的移位使图像失真。液晶可调谐滤光器和声光可调谐滤光器方法减少了机械调谐的弊端，但是它们的调谐滤波元件多造价高，不利于普遍的推广和使用。特别在生物微弱信息的检测应用上如在生物医学观察生物荧光信息等微弱信息的检测应用上，液晶可调谐滤光器和声光可调谐滤光器方法替代了采用分光滤波和机械转轮调谐器方式，提高了获取图像的时间，减少了机械调谐的弊端，但是它们都存在波长调谐中的像移、仪器结构复杂，系统成本高的问题，不利于普遍的推广和使用。[0003]因此，现有滤光器存在着被测目标移位，且定位困难的问题。实用新型内容[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种进行选择性的搜索和定位，在定位的目标指纹物质所在的波段内进行识别，确定代表目标指纹物质波长的磁条介质编码，快速、实时的在多光谱软底衬滤光片的胶片上成像，获取目标指纹物质波长的可编程多光谱软底衬滤光片系统。[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种可编程多光谱软底衬滤光片系统，包括滤光薄膜装置，编码器，读码器和模块适配装置；所述滤光薄膜装置包括电机、滤光薄膜以及设置在滤光薄膜两端的转动轮轴，所述滤光薄膜两端分别固定在对应的转动轮轴上，轮轴受电机驱动而转动，从而展开或卷起滤光薄膜，所述滤光薄膜包括支撑底衬和至少两个具有不同透通带宽的滤光片，所述滤光片按单个队列排列设置在支撑底衬上；所述滤光薄膜的前后两侧设置有模块适配装置，所述模块适配装置为外置的成像设备提供匹配接口 ；所述支撑底衬上设置有可编程编码器，所述可编程编码器设置于所述支撑底衬的侧边与所述滤光片的位置相对应，所述可编程编码器用于标注滤光片位置；所述读码器固定于与编码器相对应的位置，所述滤光薄膜装置转动时，所述读码器读取编码器上的滤光片位置信息，并将所述滤光片位置信息传输到外置的上位机。[0006]其中，所述支撑底衬为透明柔软的光学薄膜介质材料。[0007]其中，所述支撑底衬为透明的薄玻璃纸或空白摄影用胶片或空白照相用胶片。[0008]其中，所述编码器是磁条介质或者条形码。[0009]其中，所述编码器用于标记滤光片中心波长及透过滤光片的波段宽度。[0010]其中，所述模块适配装置设置有延迟光学器件、C-MOUNT接口和USB数据接口，所述延迟光学器件用于补偿光路损失，所述C-MOUNT接口一端与外置的光学成像设备的端口连接，另一端与外置的成像传感器的端口连接，所述适配模块装置的USB接口通过USB数据线一端与外置成像传感器端口连接，另一端与外置计算机USB接口连接。[0011]其中，所述滤光片采用镀膜或者粘贴方式固定在支撑底衬上。[0012]其中，所述电机为步进电机。[0013]其中，所述滤光片表面设置有透明柔软薄膜保护层。[0014]本实用新型的有益效果是，采用真空多层镀膜工艺技术和多光谱滤光片软底衬粘贴工艺技术将滤光片镀膜或粘贴在摄影电影胶片或普通照相胶片上，形成滤光薄膜，可以弯曲成卷状，形同摄影或照相用的胶卷，操作方便、造价低、所占空间小、重量轻并且透光率高，大幅度的提高了光谱分辨率，采用电机驱动轮轴转动，在通过读码器读取编码器上的滤片位置信息，从包含有多个滤光片的可编程滤光片系统中选择需要的滤光片来置于光路中，从而达到对光信号进行选择性过滤的目的。


[0015]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明。[0016]图1为本实用新型提供的可编程多光谱软底衬滤光片系统结构图；[0017]图2为本实用新型提供的可编程多光谱软底衬滤光片系统的滤光薄膜装置原理图；[0018]图3为本实用新型提供的可编程多光谱软底衬滤光片系统的另一具体实施例的结构图。[0019]标号说明[0020]1、滤光薄膜装置 2、转动轮轴 3、支撑底衬4、滤光片 5、模块适配装置6、 可编程编码器7、读码器8、入射光9、镜头10、照相机具体实施方式
[0021]为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。[0022]请参阅图1，本实用新型提供一种可编程多光谱软底衬滤光片系统，包括滤光薄膜装置1，可编程编码器6，读码器7和模块适配装置5 ；所述滤光薄膜装置1包括电机、滤光薄膜以及设置在滤光薄膜两端的转动轮轴2，所述滤光薄膜两端分别固定在对应的转动轮轴2上，轮轴受电机驱动而转动，从而展开或卷起滤光薄膜，所述滤光薄膜包括支撑底衬3 和至少两个具有不同透通带宽的滤光片4，所述滤光片4按单个队列排列设置在支撑底衬3 上；所述滤光薄膜的前后两侧设置有模块适配装置5，所述模块适配装置5为外置的成像设备提供匹配接口 ；所述支撑底衬3上设置有可编程编码器6，所述可编程编码器6设置于所述支持底衬的侧边与所述滤光片4的位置相对应，所述可编程编码器6用于标注滤光片4 位置；所述读码器固定于与编码器相对应的位置，所述滤光薄膜装置转动时，所述读码器读取编码器上的滤光片位置信息，并将所述滤光片位置信息传输到外置的上位机。[0023]外置的上位机，可以是计算机，也可以是其他控制机。其中，所述电机为步进电机。 计算机实时控制电机，实现对所需通过的光波长的信号的自动调节。轮轴受电机驱动而转动，从而展开或卷起滤光薄膜，轮轴包括一个转动主轮轴，还包括一个转动从轮轴，可以通过转动主从轮轴来展开或者卷起某些滤光片4，读码器7对可编程编码器6进行读取，识别滤光片4的编码位置，计算机读取编码信息，控制电机卷动滤光薄膜装置1，从而选择所需的滤光片4置于光路中，作为优选的，也可以在后续的多光谱照相机上成像。[0024]作为优选的，所述的滤光片4为多光谱滤光片4。[0025]进一步的，所述支撑底衬3为透明柔软的光学薄膜介质材料。作为优选的，所述支撑底衬3为透明的薄玻璃纸或空白摄影用胶片或空白照相用胶片。本实施例中，采用直接镀膜工艺技术将滤光片4固定于支撑底衬3上，或者采用粘贴工艺直接粘贴将滤光片4直接粘贴在制成底衬上。[0026]其中，所述可编程编码器6是磁条介质或者条形码。也可以是其他可编程的标记滤光片4编码的可编程编码器6。可编程编码器6粘合或者打印在所述的滤光薄膜装置1 的制成底衬上，供人肉眼或计算机对滤光片4位置进行识别。其中，所述可编程编码器6用于标记滤光片4中心波长及透过滤光片4的波段宽度。[0027]所述模块适配装置5设置有延迟光学器件、C-MOUNT接口和USB数据接口，所述延迟光学器件用于补偿光路损失。[0028]在一具体实施例中，本实施例进一步改进为将所述模块适配装置5的C-MOUNT接口一端与外置光学成像系统端口连接，另一端与外置成像传感器端口连接，所述适配模块装置的USB接口通过USB数据线一端与外置成像传感器端口连接，另一端与外置计算机USB 接口连接。本实用新型可以替代基于机械转轮调谐器、液晶可调谐滤光器和声光可调谐滤光器的仪器成像方式，提高了近距离目标探测和显微镜光谱成像分析的质量。具体的请参阅图2，图2为本实用新型中多光谱软底衬滤光片薄膜装置原理图，在紫外线、可见光、近红外、中红外光谱范围内，入射光8照射到摄像镜头9，经过摄像镜头9前的可编程多光谱软底衬滤光片系统，计算机可编程实时控制驱动一个微型高速、高精度的步进电机，自动调节可编程多光谱滤光片4两端转轮，读码器7对代表不同波长的滤光片4的编码位置进行识别， 从包含有多个滤光片4的滤光片4系统中选择需要的滤光片4来置于光路中，只有单一波长的光通过，并在后续的照相机10上成像。[0029]进一步的，本实用新型尤其适合在生物医学中各种显微镜下观察生物荧光信号或者活体细胞组织实验获取多幅多光谱图像的检测。本实用新型的可编程多光谱软底衬滤光片系统与后续摄像系统相连接，设置有一计算机系统与本实用新型的模块适配装置5相连接，入射光照射成像系统，经过多光谱相机前的可编程多光谱软底衬滤光片系统，计算机系统控制电机运转，自动调节滤光片4两端转轴，由读码器7对滤光片4编码位置进行识别，选择需要的滤光片4来置于光路中，并在后续的多光谱照相机上成像。模块适配装置5 设置有延迟光学器件，C-MOUNT接口和USB数据接口，延迟光学器件作为光路损失的补偿， C-MOUNT 一端与外置光学成像系统端口连接，另一端与外置成像传感器端口连接，所述适配模块装置的USB接口通过USB数据线一端与外置成像传感器端口连接，另一端与外置计算机USB接口连接。[0030]请参阅图3，在另一具体实施例中，将本实用新型的可编程多光谱软底衬滤光片系统可放置于正置或倒置显微镜目镜和光学图像传感器之间，不改变原有仪器的结构和操作规程。进一步对所述模块适配装置5改进为设置有延迟光学器件、C-MOUNT接口和USB数据接口。所述延迟光学器件作为光路损失的补偿，所述适配模块装置的C-MOUNT接口一端与光学成像系统端口连接，另一端与成像传感器端口连接，所述适配模块装置的USB接口通过USB数据线一端与成像传感器端口连接，另一端与计算机USB接口连接。可以替代基于机械转轮调谐器、液晶可调谐滤光器和声光可调谐滤光器的仪器成像方式提高了近距离目标探测和显微镜光谱成像分析的质量。特别适合于生物医学中各种显微镜下观察生物荧光信号或者活体细胞组织实验获取多幅多光谱图像的检测。[0031]本实用新型提供的可编程多光谱软底衬滤光片系统还可以根据需要，设置一种与已知特征波长一一对应的滤光片4，计算机程序对可编程编码器6和读码器7进行编码设计，可编程编码器6负责定义不同波长滤光片4的位置，不同的可编程码代表和对应不同的波长，可编程读码器7在已知光谱波段对特征波长滤光片4进行识别。适合于生物医学的正置式或倒置式显微镜对免疫组化、病理切片和分子细胞检测。进一步的，本实用新型的可编程多光谱软底衬滤光片系统还可以对未知目标物质特征波长进行探测，设置至少两个具有不同透通带的滤光片4所组成的可编程滤光片4系统，计算机程序对可编程编码器6和读码器7进行编码设计，可编程编码器6负责定义不同波长滤光片4的位置，不同的可编程码代表和对应不同的波长，可编程读码器7在未知光谱波段对特征波长滤光片4进行识别。 可在紫外线、可见光、近红外、中红外光谱范围内任意波长光进行拍摄成像，快速、实时、无机械振动的获取目标物质的多光谱图像。可编程的多光谱软底衬滤光胶片拍摄像幅根据需要任意加长。当可编程的多光谱软底衬滤光胶片拍摄完毕后自动归零，换取新的可编程的多光谱软底衬滤光胶片后进行重新拍摄。[0032]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种可编程多光谱软底衬滤光片系统，其特征在于包括滤光薄膜装置，编码器，读码器和模块适配装置；所述滤光薄膜装置包括电机、滤光薄膜以及设置在滤光薄膜两端的转动轮轴，所述滤光薄膜两端分别固定在对应的转动轮轴上，轮轴受电机驱动而转动，从而展开或卷起滤光薄膜，所述滤光薄膜包括支撑底衬和至少两个具有不同透通带宽的滤光片，所述滤光片按单个队列排列设置在支撑底衬上；所述滤光薄膜的前后两侧设置有模块适配装置，所述模块适配装置为外置的成像设备提供匹配接口；所述支撑底衬上设置有编码器，所述编码器设置于所述支持底衬的侧边且与所述滤光片的位置相对应，所述编码器用于标注滤光片位置；所述读码器固定于与编码器相对应的位置，所述滤光薄膜装置转动时，所述读码器读取编码器上的滤光片位置信息，并将所述滤光片位置信息传输到外置的上位机。
2.根据权利要求1所述的多光谱软底衬滤光片系统，其特征在于所述支撑底衬为透明柔软的光学薄膜介质材料。
3.根据权利要求2所述的多光谱软底衬滤光片系统，其特征在于所述支撑底衬为透明的薄玻璃纸或空白摄影用胶片或空白照相用胶片。
4.根据权利要求1所述的可编程多光谱软底衬滤光片系统，其特征在于所述编码器是磁条介质或者条形码。
5.根据权利要求4所述的可编程多光谱软底衬滤光片系统，其特征在于所述编码器用于标记滤光片中心波长及透过滤光片的波段宽度。
6.根据权利要求1所述的可编程多光谱软底衬滤光片系统，其特征在于所述模块适配装置设置有延迟光学器件、C-MOUNT接口和USB数据接口，所述延迟光学器件用于补偿光路损失，所述C-MOUNT接口一端与外置的光学成像设备的端口连接，另一端与外置的成像传感器的端口连接，所述适配模块装置的USB接口通过USB数据线一端与外置成像传感器端口连接，另一端与外置计算机USB接口连接。
7.根据权利要求1所述的可编程多光谱软底衬滤光片系统，其特征在于所述滤光片采用镀膜或者粘贴方式固定在支撑底衬上。
8.根据权利要求1所述的可编程多光谱软底衬滤光片系统，其特征在于所述电机为步进电机。
9.根据权利要求1所述的可编程多光谱软底衬滤光片系统，其特征在于所述滤光片表面设置有透明柔软薄膜保护层。
专利摘要本实用新型提供一种可编程多光谱软底衬滤光片系统，包括滤光薄膜装置，编码器，读码器和模块适配装置；所述滤光薄膜装置包括电机、滤光薄膜以及设置在滤光薄膜两端的转动轮轴，所述滤光薄膜两端分别固定在对应的转动轮轴上，轮轴受电机驱动而转动，从而展开或卷起滤光薄膜；所述滤光薄膜装置的两侧设置有模块适配装置，所述支撑底衬上设置有编码器，所述读码器固定于与编码器相对应的位置，本实用新型能够通过可编程的编码器对滤光片的位置进行编码，读码器对编码器进行读取从而定位滤光片的位置，从包含有多个滤光片的可编程滤光片系统中选择需要的滤光片来置于光路中，从而达到对光信号进行选择性过滤的目的。
文档编号G01N21/84GK202330256SQ20112047589
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者孔令华, 张津生, 易定容, 王纪武, 赵福庭 申请人:易定容