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本发明公开了一种快速光谱显微成像装置,包括依次设置的宽光谱白光光源、载物台、显微物镜、分光棱镜;沿分光棱镜反射光方向设置有第一视场光阑、第一4F中继透镜和第一灰度相机;沿分光棱镜出射光方向设置的第二视场光阑、第二4F中继透镜、闪耀光栅、带通滤波器、第三4F中继透镜、微透镜阵列、第四4F中继透镜和第二灰度相机。第二4F中继透镜的两组镜片之间设置有孔径光阑。本发明可以实现对三维光谱图像的单次曝光获取,并且两个通道分别获取高空间分辨率图像和低分辨率光谱图像,弥补像素分区复用引起的空间分辨率损失;发明装置可以实时获取场景光谱数据并且实时显示,数据获取和数据处理过程没有时间延迟。