[實用新型]寬視場體積緊湊型偏振成像相機

有效

• 申請號: 201320727065.7
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN203587939U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 尚修鑫;陳利平;閆飛;汪旭東
• 申請（專利權）人: 蘇州精創光學儀器有限公司
• 主分類號: G03B17/12
• 分類號: G03B17/12;G03B17/14;G02B7/00;G01J4/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種成像相機，特別涉及一種寬視場體積緊湊型偏振成像相機?

背景技術

偏振成像（polarization?imaging）或斯托克斯偏振成像（stokes?polarization?imaging）技術是近年來發展起來的新型圖像探測技術，與傳統的光強度圖像探測技術相比，可以獲得目標光輻射的偏振強度、偏振度、偏振角和偏振橢率等參數，大大增加了被探測目標的信息量。基于這些優點，偏振成像技術在醫學、工業和國防等領域有重要的應用價值。?

目前主要的偏振成像探測方式有時序法、集成微偏振元件陣列法和分振幅測量方式。時序測量方法采用機械切換或者液晶調制的方式按照時序依次獲取不同偏振方向的至少四幅偏振圖像來得到探測目標的偏振特性。時序測量法依賴于測量過程中目標和偏振成像探測系統處于相對靜止狀態的假設，并且光照射條件不變。因此此法限于對靜止或無偏振變化的目標探測。?

集成微偏振元件陣列法，是在圖像傳感器上集成矩陣式的微小偏振元件，使得圖像傳感器每個像素對應一種線偏振方向或波片相位，然后采用像素內插的計算方式，通過犧牲空間分辨率來獲取拍攝目標的所有偏振信息。?

分振幅測量方式最初由Garlick等提出，這種成像儀包括四個獨立的圖像探測器，使用同一物鏡，利用一系列的偏振光束分束器和延遲期，再經過四個獨立的成像系統把不同的偏振方向的偏振圖像成像在四個探測器上，這樣就可以同時獲取目標Stokes參量所需的四幅偏振圖像。由于此方法中所采用的偏振分束器占用了較大的空間，成像物鏡的焦平面一般不能直接達到四個獨立的圖像傳感器。目前解決該問題的辦法有兩種:1.采用四個中繼鏡頭分別將成像物鏡的像分別成像在四個探測器上。該方法會增加光學系統體積和光學部件調整復雜度。2.減小分束棱鏡的厚度和增大成像物鏡的焦距。目前已出現三圖像傳感器的偏振成像相機，但由于難于進一步壓縮空間，很難加入第四個圖像傳感器，所以不屬于真正意義上的全斯托克斯偏振成像；另外，增大成像物鏡的焦距，只能限于較小視場角或遠距離拍攝的應用，比如望遠、航拍和遙感。?

發明內容

為了克服上述缺陷，本實用新型提供了一種寬視場體積緊湊型偏振成像相機，該偏振成像相機光學系統體積緊湊，并可拍攝寬視場范圍目標物體的斯托克斯偏振參量信息。?

本實用新型為了解決其技術問題所采用的技術方案是：一種寬視場體積緊湊型偏振成像相機，包括物鏡、分束鏡、多個圖像傳感器，所述物鏡為變焦鏡頭，通過調節此物鏡的焦距，可獲得不同的視場角度，其由前端的前負透鏡組、中間的光闌和后端的后正透鏡組構成，所述物鏡最后一個透鏡鏡面到圖像傳感器距離遠大于其焦距，所述物鏡和圖像傳感器之間設有多個分束鏡，所述分束鏡將光束分為與圖像傳感器數目相同的若干束光束后，每一束光束再分別通過一線偏振片成像到一個對應的圖像傳感器中。?

作為本實用新型的進一步改進，所述成像相機中設有四個圖像傳感器，所述物鏡和圖像傳感器之間三個分束鏡，所述分束鏡將光束分為四路，每一路光束通過一線偏振片成像到圖像傳感器中。?

作為本實用新型的進一步改進，所述線偏振片的偏振軸角度依次為0度,45度,90度,135度。?

作為本實用新型的進一步改進，位于線偏振片的前端設有濾光片，濾光片的作用是對樣品輻射出的光信號進行濾波，只讓單一波長通過并最終得到探測，具體放置位置不限。?

作為本實用新型的進一步改進，位于線偏振片的前端設有濾光片切換裝置，所述濾光片切換裝置上安裝有不同的濾光片。濾光片切換裝置的作用是對不同的濾光片進行切換，讓多個單一波長依次通過并最終分別得到探測。?

作為本實用新型的進一步改進，光闌的位置在物鏡中后正透鏡組的前焦平面上。?

本實用新型的有益效果是：本實用新型通過采用由前負透鏡組和后正透鏡組構成的長后工作距離物鏡，可在較小物鏡焦距和大成像視場角的情況下，有效的增加物鏡到圖像傳感器之間的距離，可在此空間上放置多個分束鏡、偏振元件和圖像傳感器，有效的減小了分振幅測量-偏振成像系統的體積。?

附圖說明

圖1為本實用新型的立體示意圖；?

圖2為本實用新型濾光片位于物鏡內的光路原理圖；

圖3為本實用新型濾光片位于物鏡前的光路原理圖；

圖4為本實用新型采用濾光片切換裝置的示意圖；?