基于液晶调谐滤光片(LCTF)的光谱相机由于体积小、 功耗低、 集成方便, 适合多种搭载平台, 同时通过光谱反射率来识别目标物, 可以有效解决同色异谱的问题, 在伪装识别、 精细农产品产值估计等方面有很好的应用前景。 比较测量法因其能有效排除光照条件和场景背景条件的影响, 重建效率较高, 在光谱相机的光谱反射率重建中被普遍采用。 比较测量法通常采用标准白板作为参考物, 但实际应用中, 经常会遇到目标场景空间位置不便放置标准白板的情况。 针对这种情况, 研究采用LCTF光谱相机采集的目标场景中亮度高的颜色作为参考的比较测量法进行目标物的光谱反射率重建来解决上述问题。 实验以美国X-Rite的Gretg Macbeth Color Checker(MCC)色卡作为目标物, 分别参考亮度高的五个不同色块, 运用比较测量法完成红、 绿、 蓝三个色块的光谱反射率重建。 将重建后三个色块的光谱反射率与采用台式分光光度计(X-Rite Color Eye7000A)测量的标准光谱反射比进行比较。 结果显示, 重建后的红、 绿、 蓝三个色块的光谱反射率曲线与用分光光度计测量的标准光谱反射率曲线的形状基本相似, 每组曲线的均方根误差均小于0.05; 重建的蓝色色块的光谱反射率以参考与其光谱反射比接近的蓝绿色重建的效果最好; 重建的红色和绿色色块的光谱反射率以除白色外亮度最高的黄色为参考重建的效果最好; 二者均比参考标准白板的反射率重建效果好。 实验结果说明采用目标场景中亮度高目视效果明显的色块作为参考对象可被用来进行LCTF光谱相机的光谱反射率重建。 该方法有效扩大了比较测量法以及液晶调谐光谱成像系统的应用效率。

设计了一种基于液晶可调谐滤光片(Liquid Crystal Tunable Filter, LCTF)的新型多光谱成像光学系统。该光学系统工作谱段为400~720 nm,光谱分辨率为10 nm,可对216 mm×216 mm幅面大小的物面成像清晰。根据多光谱成像系统的总体方案,对光学系统分析,确定各光学参数,设计结果表明,成像系统在空间频率91 lp/mm处,各个波段处的轴上和轴外调制传递函数均大于0.3,全视场畸变低于0.1%,成像质量良好,可以满足多光谱成像的总体要求。

为了实时、快捷、无损获取作物生长信息,采用新型的线性可调谐滤光片(LVF)分光技术,研制了作物生长信息光谱测量系统。选取线性可调谐滤光片为分光单元,硬件系统单元采用线阵CMOS探测器,在驱动单元脉冲信号的作用下完成光电转换、存储和转移等功能,并采用USB数据采集板对光电信号进行AD转换。上位机界面采用MFC和OpenGL语言编程。在室内用卤钨灯光源对玉米叶片进行验证,试验表明该系统能够较好地实现玉米冠层反射光谱的实时检测,在玉米叶绿素快速诊断方面具有可行性,为作物生长监测设备的研发提供了有力支持。

提出了一种基于液晶可调谐滤光片(LCTF)多光谱CCD相机光学系统设计方案。该光学系统焦距60 mm, F数为3.5,谱段 范围400～720 nm,视场角16.6°。采用前置扩束光学系统获得满足液晶可调谐滤光片孔径、视场角要求 的光束,后继成像系统采用双高斯型结构。像质分析表明,此设计能够满足使用要求,在谱段范围内, 16个波段都能清 晰成像,满足实际工程需要。

液晶可调谐滤光片（LCTF）是多光谱成像中一种高效的分光元件，但其物理尺寸超出了一般商业镜头的法兰距，很难直接与商业镜头及工业相机结合进行多光谱成像。设计了一种工作在单位放大率下的中继成像系统，用以适应它们的接口关系。其工作波段为400~720 nm，工作F数为4.5，利用完全对称的结构，自动校正彗差、畸变和垂轴色差，设计结果满足多光谱成像的使用要求。该系统结构紧凑，生产成本低，适用于液晶可调谐滤光片型便携式多光谱成像仪的模块化设计。

基于液晶可调谐滤光片(LCTF)的多光谱面阵CCD相机是一种新型的多(高)光谱成像系统, 它利用液晶的电控双折射效应和偏振光的干涉原理, 在面阵CCD上记录任意一个波长的图像信息。 由于LCTF和帧转移型面阵CCD工作方式的特殊性, 普通的定标方法不能满足遥感应用的精度需求。 提出用积分球+标准探测器的定标系统对相机进行性能检测和定标实验, 并通过帧转移拖影校正和数据处理算法改进, 实现相机绝对辐射定标系数的计算, 最后通过外场实验对定标结果的有效性准确性进行验证。 实验结果表明, 该定标结果准确有效, 能够从获取的多光谱图像数据定量地反演出地物真实的辐射信息。 该相机辐射定标问题的解决及精度的提高, 将有效地提高其图像数据的应用领域。

构建一种小型、 简洁的活体微循环多光谱成像系统, 将正交偏振光谱成像术OPS Imaging及液晶可调谐滤光片LCTF应用于活体微循环多光谱成像。 LCTF具有较高的成像质量、 较低的功耗、 且没有移动部件和图像移动, 能够连续、 随机地在可见-近红外波段上快速实现波长的任意调谐。 利用该系统, 对活体裸鼠的耳廓采用检偏角为90°(正交偏振方式)与0°两种方式进行了试验, 获取了裸鼠耳廓微血管的多光谱图, 得出采用正交偏振成像方式的图像的对比度及图像细节均优于检偏角为0°时的图像。 试验验证了正交偏振多光谱成像技术能增强活体微循环观察效果。

对Solc型滤光片基本原理的分析,表明改变单轴晶体光程差就可实现可调谐滤光。向列相液晶具有电控双折射效应,因此提出利用平行定向的向列相液晶盒作为电控双折射相位元件构成可调谐的Solc型滤光片。设计并制作了一种具有代表性的六片式扇形结构形式。实验表明,该器件具有良好的调谐性能,可实现在450-650 nm区间光谱分辨率小于93 nm和在550-650 nm区间光谱分辨率20 nm的可调谐滤光。Solc型滤光电具有透射率高、旁瓣少的优点,可应用在要求高透射率的场合。

选用商品化照相机镜头、液晶可调谐滤光片和单色面阵CCD相机,将液晶可调谐滤光片置于由镜头和CCD相机组成的照相光路中构成便携式多光谱成像仪.该多光谱成像仪能够在被动和主动光源下进行多光谱图像数据采集,工作波长范围是400~720 nm,光谱分辨率为10 nm.建立了多光谱成像仪系统多光谱图像采集数值模型,分析了误差源,为系统定标提供了理论依据.在自然光照条件下进行了盆景植物的多光谱图像采集试验,重建出多光谱数据立方体,绘制了典型目标点的光谱曲线.

文章介绍了一种基于薄膜滤光片(TFF)技术的50 GHz通道间隔、平顶型可调谐光滤波器(TOF)的研制。对角度调谐干涉滤光片的原理进行了讨论，同时对超窄带膜系设计进行了优化。研制出的器件样品经过全面测试，实现了40 nm波长范围内96个ITU-T通道的可选择下路，为智能化的光网络提供了一种低成本、高性能的动态波长选择方案。