[发明专利]多角度实时红外偏振成像系统及成像方法

说明书

本发明提出了一种多角度实时红外偏振成像系统及成像方法，成像系统包括：红外镜头、偏振分束组件和成像组件，红外镜头用于接收和会聚目标红外辐射，输出平行红外光；沿光的传播方向，所述偏振分束组件位于所述红外镜头的下游，经所述红外镜头接收会聚所述目标红外光传递至所述偏振分束组件，所述目标红外光在所述偏振分束组件内经偏振分束处理后输出至少四个方向的偏振光束；成像组件用于接收不同方向的所述偏振光束，并生成对应的图像。根据本发明的成像系统，目标红外光经偏振分束组件进行偏振分束处理后可以输出四个方向的偏振光束，成像组件可以接收各偏振光束生成对应的图像，实现了多角度实时红外偏振成像。而且，该成像系统结构紧凑、成本低。

技术领域

本发明涉及红外成像技术领域，尤其涉及一种多角度实时红外偏振成像系统及成像方法。

背景技术

红外偏振成像技术将获取的目标的强度、偏振和图像等多维特征信息融合，可以有效提高目标与背景的对比度，突出目标的细节特征，增强目标识别效果。红外偏振成像技术在物体特征识别、医学诊断等方面有广泛的应用前景。红外偏振图像处理一般基于(Stokes)矢量运算，用4个Stokes参量来描述光波的偏振态和强度，需要采集0°，45°，90°和135°四个偏振方向的红外图像。红外偏振图像的获取通过线偏振器件对场景的反射光或自身辐射进行偏振滤波，然后通过红外探测器件成像。

传统方法采用旋转偏振片法，这种方法对动态目标红外偏振成像不具备实时性，易造成偏振探测误差。采用红外偏振探测器可以实时获取四个偏振方向的红外图像，但需要对探测器的每个像元进行不同偏振方向的刻蚀，制作精度要求高，难度大，易造成成像不均匀，且光能量损失较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何实现多角度实时红外偏振成像，本发明提出一种多角度实时红外偏振成像系统及成像方法，成像系统包括：

红外镜头，用于接收和会聚目标红外辐射，输出平行红外光；

偏振分束组件，沿光的传播方向，所述偏振分束组件位于所述红外镜头的下游，经所述红外镜头接收和会聚的目标红外光传递至所述偏振分束组件，所述目标红外光在所述偏振分束组件内经偏振分束处理后输出至少四个方向的偏振光束；

成像组件，用于接收不同方向的所述偏振光束，并生成对应的图像。

根据本发明实施例的多角度实时红外偏振成像系统，由红外镜头接收目标红外光传递至偏振分束组件内，经偏振分束组件进行偏振分束处理后可以输出至少四个方向的偏振光束，成像组件可以接收各不同方向的偏振光束生成对应的图像。由此，实现了多角度实时红外偏振成像。而且，该成像系统结构紧凑、体积小、成本低，解决了现有红外偏振成像技术中实时性差、制作难度大、探测器数量多等问题。

在本发明的一些实施例中，所述红外镜头为前置望远镜。

根据本发明的一些实施例，所述偏振分束组件包括：分束镜，传递至所述偏振分束组件的所述目标红外光经所述分束镜分束为透射光束和反射光束，所述透射光束和所述反射光束分别经过偏振处理后得到至少四束所述偏振光束。

在本发明的一些实施例中，所述透射光束的传播路径上设有第一偏振分束镜，所述透射光束经所述第一偏振分束镜后产生0°和90°的两束偏振光束。

根据本发明的一些实施例，所述反射光束的传播路径上设有第二偏振分束镜，所述反射光束经所述第二偏振分束镜后产生45°和135°两束偏振光束。

在本发明的一些实施例中，所述第一偏振分束镜和所述第二偏振分束镜均为沃拉斯顿镜，所述第一偏振分束镜和所述第二偏振分束镜光轴差45°。

根据本发明的一些实施例，所述分束镜为半透半反射镜，经所述半透半反射镜后产生的所述透射光束和所述反射光束的光能量相等。

在本发明的一些实施例中，所述成像组件包括：