专利名称：一种成像光谱仪定标装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成像光谱仪，特别涉及一种成像光谱仪上的定标装置，它用于成 像光谱仪的光谱及辐射定标。
背景技术：
成像光谱仪可获取目标大量窄波段连续光谱图像，为了使获得的信息具有真实可 靠性，需要作定标校准。但是，成像光谱仪虽然在实验室进行过定标校准，一旦进入工作环 境，由于所处的环境状况发生较大的变化以及随着时间的推移而受到不同程度的污染和老 化，探测器的响应率或多或少都会发生一些变化，从而使获取的信息真实性受到影响，特别 是对于星载成像光谱仪而言，一旦发射就不可能重新在实验室进行定标。为了解决这个问 题，一般采取在仪器内加装定标装置的方法对仪器进行实时定标校准。实时定标装置通常使用定标灯或太阳光作为光源。定标灯作光源随着环境变化和 时间的推移，其输出不可避免的要发生改变；使用太阳光作为光源，也存在太阳高度角变化 导致的定标误差问题，但只要监测定标时的太阳高度角及仪器位置姿态，就可以使用太阳 光作为定标光源。成像光谱仪工作时，如果成像光谱仪能够选择成像角度，则可提高仪器探测的能 力。因此，具备光路转折的定标装置，可实现成像谱仪的多角度观测，以最大限度的发挥成 像光谱仪的探测能力。成像光谱仪在灰尘悬浮及温度极端变化的恶劣环境中工作时，悬浮于空中大量的 灰尘颗粒，会对仪器产生污染。温差较大时，会产生热应力，破坏仪器热平衡，影响仪器的性 能稳定。所以定标装置还需具有防尘与隔热功能，以防止成像光谱仪受到灰尘污染，并减小 温变带来的影响。另外，为使成像光谱仪自身结构轻小型化，要求定标装置结构紧凑且功能兀合。

发明内容
本发明目的是设计一种结构紧凑、轻小的定标装置。利用漫反射定标板引入太阳 光作为光源将光谱及辐射定标装置合二为一，满足成像光谱仪实时光谱及辐射定标要求， 且可实现多角度观测，同时具有防尘与隔热功能。本发明特别适用于月面环境中月球巡视 器载成像光谱仪的定标、多角度成像、防尘与隔热需求。综上所述，如何在一种装置上解决光谱及辐射定标、多角度观测、防尘与隔热的需 求，做到装置的轻小紧凑，是本发明所要解决的技术问题。具体发明如附图1 3所示1、成像光谱仪定标装置由漫反射定标板2、漫反射定标板驱动机构3、反射镜4、反 射镜驱动机构5及定标装置支座1组成。2、漫反射定标板驱动机构3带动漫反射定标板2转动。漫反射定标板2处于水平 方向时，成像光谱仪进入定标状态。
3、漫反射定标板2处于竖直向下时，成像光谱仪进入成像状态，反射镜驱动机构5 带动反射镜4转动，实现不同角度观测。4、漫反射定标板2与反射镜4及定标装置支座1闭合时，为防尘与隔热状态。本发明的特点在于1)本发明将光谱及辐射定标装置合二为一，满足了仪器光谱及辐射定标轻小型化 的要求；2)本发明利用漫反射驱动机构带动漫反射定标板转动以实现定标、成像、防尘与 隔热多项功能，结构紧凑、设计巧妙；3)本发明利用反射镜驱动机构带动反射镜转动，实现多角度观测。


图1是本发明定标装置结构示意图；图中1——定标装置支座；2——漫反射定标板；3——漫反射定标板驱动机构；4——反射镜；5——反射镜驱动机构；6——成像光谱仪。图2是本发明装置三种功能状态图，a.定标状态；b.成像状态；C.防尘、隔热状 态。图3是本发明装置成像时不同观测角度状态图。
具体实施例方式下面根据图1至图3给出本发明一个较好实施例，用以说明本发明的结构特征和 实施方法，而非用来限定本发明的范围。本实施例中定标装置包括如下几个部分漫反射定标板(2)、漫反射定标板驱动 机构(3)、反射镜(4)、反射镜驱动机构(5)、定标装置支座(1)。1)漫反射定标板(2)由掺杂稀土元素的材料经特别设计与制作，具有稳定的化 学及物理特性，该漫反射定标板可用于产生特别吸收峰，提供均勻面光源，具体由安光所制 作。本实施例中漫反射定标板可由漫反射定标板驱动机构(3)控制转动，当转至不同角度 时分别实现定标、成像、防尘与隔热功能。漫反射定标板驱动机构(3)由TRUM-30型超声电 机、61804型轴承及相应转轴组成。2)反射镜(4)反射镜(4)为表面镀银膜的石英玻璃，作用是将来自漫反射定标板 或地物反射的光反射进入光学主系统定标或成像。本实施例中反射镜(4)可由反射镜驱动 机构(5)带动转动不同角度，形成多角度观测。反射镜驱动机构(5)由TRUM-30型超声电 机、61804型轴承及相应转轴组成。3)定标装置支座(1)及成像光谱仪(6)定标装置支座(1)起到过渡与支撑作用， 将定标装置安装于成像光谱仪(6)上。本实施例成像光谱仪(6)设计寿命为3年，其光谱 分谱率在400-950nm小于10nm，900-2500nm小于15nm，要求实时光谱定标精度优于5nm，辐射定标精度优于10%。 如上所述，成像光谱仪定标装置可将太阳光转变为均勻的含有特征吸收峰的面光 源，进入到待定标成像光谱仪器中，实现光谱仪器光谱及辐射定标。同时，在定标装置中设 计两套转动机构，既可实现定标、成像、防尘与隔热功能转换，又可在成像状态下实现多角 度观测。
权利要求
1. 一种成像光谱仪定标装置，它由漫反射定标板(2)、漫反射定标板驱动机构(3)、反 射镜(4)、反射镜驱动机构(5)及定标装置支座(1)组成，其特征在于所述的定标装置安 装于成像光谱仪(6)光学系统入口处；所述的漫反射定标板(2)固定在定标装置支座(1) 的下端，在漫反射定标板驱动机构(3)中电机驱动下以定标装置支座(1)上的固定点为轴 心转动；所述的反射镜(4)固定在定标装置支座(1)的上端，在反射镜驱动机构(5)中电机 驱动下以定标装置支座(1)上的固定点为轴心转动；所述的定标装置在非工作状态时，漫 反射定标板(2)、反射镜(4)由其驱动机构带动与定标装置支座(1)闭合，对光谱仪防尘、 隔热保护；所述的定标装置在工作时，漫反射定标板驱动机构(3)将漫反射定标板(2)转 动至水平方向，太阳光入射至漫反射定标板(2)，经反射镜(4)反射进入成像光谱仪(6)，即 可开始对仪器进行光谱及辐射定标；当需要成像光谱仪工作时，由漫反射定标板驱动机构 (3)带动漫反射定标板(2)转动至竖直向下方向，此时仪器可对目标进行观测，由反射镜驱 动机构(5)带动反射镜(4)转动某一角度，即可实现不同角度的成像观测。
全文摘要
本发明公开了一种成像光谱仪定标装置，包括定标装置支座、漫反射定标板、漫反射定标板驱动机构、反射镜和反射镜驱动机构。漫反射定标板驱动机构带动漫反射定标板转动，当漫反射定标板转动至水平方向时，太阳光入射到漫反射定标板上，经反射镜反射进入成像光谱仪主光学系统，实现光谱及辐射定标功能。当漫反射定标板转动到竖直向下方向，地物目标经过反射镜进入成像光谱仪，进入成像状态，此时，反射镜驱动机构可带动反射镜转动，实现不同的成像观察角度。当漫反射定标板、反射镜及定标装置支座三者闭合时，成像光谱仪处于防尘与隔热状态。本发明定标装置的特点在于结构紧凑，具有定标、成像、防尘与隔热多项功能。
文档编号G01J3/28GK102003995SQ201010284500
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者何志平, 吕刚, 沈渊婷, 王建宇, 舒嵘, 贾建军 申请人:中国科学院上海技术物理研究所