[发明专利]成像装置和成像系统

说明书

本申请涉及一种成像装置和成像系统，成像装置中：光源发射照明光；空间光调制器根据接收的调制信号对光源发射的照明光进行光场调制；发射镜头光学地将空间光调制器调制后的光投射到目标物体上；接收镜头接收目标物体反射的光，并汇聚到第一探测器和第二探测器的感光面上；偏振分光器件接收目标物体反射的光，并将目标物体反射的光分为传播方向不同且偏振相互垂直的两束光；第一探测器和第二探测器一一对应接收偏振分光器件的两束光，并进行光电转换后得到第一电信号和第二电信号；控制器输出调制信号，并根据第一电信号、第二电信号和调制信号获得目标物体的像。兼顾漫反射物体和镜面反射物体，且成像效果好，成本低。

技术领域

本发明涉及关联成像技术领域，特别是涉及一种成像装置和成像系统。

背景技术

这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

鬼成像方法是一种间接成像方式，获知照射在目标物体上的光场分布，即可通过关联算法或压缩感知等方法得到物体的像。主动照明先调制鬼成像实现方案中，光源发出的光经过空间光调制器调制成已知、可控的调制光，由发射镜头投射在目标物体上；接收镜头收集调制光照在物体上后被反射的光，并被探测器进行探测转换为电信号；计算系统将收集到的信号与控制系统发出的调制信号进行计算，得到目标物体的像。相比与传统成像方式，鬼成像具有高灵敏度、低成本等优势，应用于遥感、激光雷达、视频监控等领域。

进行成像时，目标物体有可能是漫反射类物体，回光信号弱；还有可能是镜面反射类物体，回光信号强。若采用灵敏度高的探测器，当目标物体为镜面反射物体时，探测器上接收到的光较强，探测器会饱和甚至损坏；若采用灵敏度低的探测器，当目标物体为漫反射类物体时，探测器上接收到的光较弱，无法获得足够的信噪比来恢复清晰的像；若采用探测范围能够同时兼顾大信号和小信号的探测器，成本高。

发明内容

基于此，有必要针对漫反射物体和镜面反射物体的反射光强不同的问题，提供一种成像装置和成像系统，以解决探测器难以同时兼顾大信号和小信号的测量问题，同时保证成像效果。

本发明实施例提供了一种成像装置，包括：

光源，用于发射照明光；

空间光调制器，用于根据接收的调制信号对光源发射的照明光进行光场调制；

发射镜头，用于光学地将所述空间光调制器调制后的光投射到目标物体上；

接收镜头，用于接收所述目标物体反射的光，并汇聚到第一探测器和第二探测器的感光面上；

偏振分光器件，所述偏振分光器件用于接收目标物体反射的光，并将所述目标物体反射的光分为传播方向不同且偏振相互垂直的两束光；

所述第一探测器和所述第二探测器一一对应接收所述偏振分光器件的两束光，并进行光电转换后得到第一电信号和第二电信号；

控制器，所述控制器分别与所述空间光调制器、所述第一探测器和所述第二探测器电连接，用于输出所述调制信号，并用于根据所述第一电信号、所述第二电信号和所述调制信号获得所述目标物体的像。

在其中一个实施例中，所述目标物体包括：镜面反射物体和/或漫反射物体。

在其中一个实施例中，所述接收镜头设置在所述目标物体与所述偏振分光器件之间。

在其中一个实施例中，所述偏振分光器件设置在所述目标物体和所述接收镜头之间；

所述接收镜头包括：

第一镜头组，所述第一镜头组用于接收并投射所述偏振分光器件分出的一束光至所述第一探测器；

第二镜头组，所述第二镜头组用于接收并投射所述偏振分光器件分出的另一束光至所述第二探测器。