[发明专利]一种多孔径偏振成像装置及系统

说明书

本发明公开了一种多孔径偏振成像装置，包括：微镜头阵列，包括若干微镜头，其分布于第一球型曲面，用于接收外部目标光线信息；探测器阵列，位于所述微镜头阵列后方，包括若干探测器，所述探测器与所述微镜头一一对应设置，其分布于与所述第一球型曲面同心的第二球型曲面，用于对经过所述微镜头的目标光线信息进行成像，获取第一图像信息；至少三个偏振片，位于所述微镜头阵列前方，其分布于所述微镜头阵列中心处，每个所述偏振片对应一个中心处微镜头，用于获取不同偏振方向的第二图像信息；其中，所述相邻的两个中心处微镜头具有预定比率的视场重叠。本发明的装置能够准确获取目标位置信息、强度信息及目标材质信息。

技术领域

本发明涉及光电探测领域，特别涉及一种多孔径偏振成像装置及系统。

背景技术

目前主要的偏振成像探测方式有时序法、分束镜分光、多孔径大面阵法和分孔径成像。时序法是基于分时的成像技术，该方法将偏振片固定在成像系统之前，通过手动/电动旋转偏振片到不同的线偏振方向以获取不同偏振态的图像，这种方法简单易行，实时性较差，无法对变化的场景或者移动的目标成像。分光镜分光的偏振成像技术采用偏振分光棱镜或分束镜与多偏振片将目标光束分光成多束偏振光，并采用多探测器的方式对同一场景实时成像，通常每一个探测器测量场景的一种偏振态，但是由于采用多路分束的方式增加了光路损耗，并且单路探测到的光能量大幅度下降，探测难度增加。

专利CN101806959公开了一种实时小型偏振成像装置，该装置通过放置在透镜阵列后的4个偏振片以及一个大面阵探测器同时获得4幅偏振图，由于4个透镜的光轴不在同一条直线上，用同一个大面阵探测器接收时4幅图像的成像质量难以做到同步，还很可能发生像面重叠的情况。

专利CN102944937公开了一种分孔径偏振成像系统，该专利利用偏振片阵列获取目标的偏振信息，但上述专利中偏振片阵列之前的摄远物镜、滤光片、视场光阑、场镜和准直模块均采用同一光路，分割孔径后各孔径光能受到限制，同时各子图像的共同信息较少，难以进行偏振处理。

综上所述，现有技术成像质量低、偏振处理复杂，导致不能准确获取目标位置信息、强度信息及目标材质信息。

发明内容

本发明在于克服现有技术的上述不足，提供一种能够准确获取目标位置信息、强度信息及目标材质信息的多孔径偏振成像装置及系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种多孔径偏振成像装置，包括：

微镜头阵列，包括若干微镜头，其分布于第一球型曲面，用于接收外部目标光线信息；

探测器阵列，位于所述微镜头阵列后方，包括若干探测器，所述探测器与所述微镜头一一对应设置，其分布于与所述第一球型曲面同心的第二球型曲面，用于对经过所述微镜头的目标光线信息进行成像，获取第一图像信息；所述微镜头阵列与所述探测器阵列构成微相机阵列；

至少三个偏振片，位于所述微镜头阵列前方，其分布于所述微镜头阵列中心处，每个所述偏振片对应一个中心处微镜头，用于获取不同偏振方向的第二图像信息；

其中，所述相邻的两个中心处微相机镜头具有预定比率的视场重叠。

进一步地，所述探测器位于与其对应的微镜头的焦平面。

进一步地，所述探测器阵列为面阵CMOS探测器。

进一步地，还包括转台，连接所述微相机阵列，用于进行旋转，使目标位于所述微镜头阵列中心处视场重叠区域。

进一步地，所述相邻的两个中心处微相机镜头的视场重叠率为30％-80％。

本发明同时提供一种多孔径偏振成像系统，包括本发明所述的成像装置，还包括：