[發明專利]一種激光主動圓偏成像裝置

在審

• 申請號: 201610181732.4
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105717658A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 楊金寶;張艷松;張進;陳偉力;許元男
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28
• 代理公司: 北京君恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11466
• 代理人: 黃啟行;張璐

技術領域

本發明涉及光電成像領域，尤其涉及一種激光主動圓偏成像裝置。

背景技術

偏振成像是利用光的偏振特性進行目標識別。與傳統成像技術相比，偏振成像能提高復雜背景下的目標識別率、同時能提高圖像的清晰度和對比度。根據電磁波的偏振特性不同，偏振成像又可分為線偏成像、圓偏成像、橢圓偏成像。

目前，普通的偏振成像裝置大多基于線偏成像技術，其成像效果與偏振方向關系密切。由于線偏振光的偏振方向在遠距離傳輸過程中容易發生改變，因此線偏成像裝置難以得到實用化推廣。相比之下，圓偏振光具有記憶效應，其偏振特性在傳輸過程中不易發生改變。因此，采用圓偏振光成像能夠很好的抑制大氣的后向散射，提高光電系統的信噪比，進而提高偏振成像的成像效果。但是，由于自然界中幾乎不存在自發輻射的圓偏振光，因此需要設計一種主動圓偏成像裝置。

發明內容

本發明的目的在于提出一種激光主動圓偏成像裝置。根據本發明的裝置，能夠有效濾除雜散光對成像的干擾，提高了光電系統的成像質量。

本發明提供了一種激光主動圓偏成像裝置，包括：圓偏發射單元、偏振接收單元；所述圓偏發射單元包括：依次設置的激光器、起偏器、第一四分之一波片；所述激光器發出的光輸出至所述起偏器，并經所述起偏器透射后輸出至第一四分之一波片，然后經第一四分之一波片透射后輸出；其中，第一四分之一波片的光軸方向與所述起偏器的起偏方向的夾角為45°；所述偏振接收單元包括：從物方到像方依次設置的第二四分之一波片、檢偏器、成像元件；進入所述偏振接收單元的光首先入射到第二四分之一波片，并經第二四分之一波片透射后輸出至所述檢偏器，然后經所述檢偏器透射后輸出至所述成像元件；其中，所述檢偏器的檢偏方向與起偏器的起偏方向相同。

優選的，所述裝置還包括成像控制單元；所述成像控制單元與所述成像元件相連，用于接收所述成像元件輸出的圖像。

優選的，所述圓偏發射單元還包括激光準直鏡頭；所述激光準直鏡頭設置在所述激光器與所述起偏器之間，用于對激光器的輸出光進行準直。

優選的，所述成像控制單元還與所述激光器相連，用于控制所述激光器的發射功率。

優選的，所述成像控制單元還與所述激光準直鏡頭相連，用于控制所述激光準直鏡頭的發散角。

優選的，所述成像控制單元還用于調節所述成像元件的成像參數；所述成像參數包括：成像增益。

優選的，所述成像控制單元通過RS422串行接口與所述激光器、所述激光準直鏡頭相連；所述成像控制單元通過RS422串行接口、網線與所述成像元件相連。

優選的，所述成像元件為CCD或CMOS相機。

優選的，所述激光器的中心波長位于紫外波段到長波紅外波段之間。

優選的，所述起偏器、所述檢偏器的中心波長與所述激光器的中心波長一致。

本發明的技術方案中，激光主動圓偏成像裝置包括：圓偏發射單元、偏振接收單元。其中，圓偏發射單元主要由依次設置的激光器、起偏器、第一四分之一波片構成，用于產生圓偏振光。偏振接收單元主要由從物方到像方依次設置的第二四分之一波片、檢偏器、成像元件構成，用于將物體表面反射的圓偏振光轉變成線偏振光，然后利用成像元件成像。本發明的技術方案通過圓偏振光的記憶效應，有效濾除了雜散光的干擾；同時，本發明基于光路可逆原理，采用線偏-圓偏-線偏光路模式，大大提高了圖像的信噪比。

附圖說明

通過以下參照附圖而提供的具體實施方式部分，本發明的特征和優點將變得更加容易理解，在附圖中：

圖1是本發明實施例中的激光主動圓偏成像裝置的示意圖；

圖2是本發明實施例的成像裝置與普通相機在穿云透霧時的成像效果對比圖；

圖3時本發明實施例的成像裝置與普通相機在偽裝識別時的成像效果對比圖；

1、圓偏發射單元；2、偏振接收單元；3、成像控制單元；101、激光器；102、起偏器；103、第一四分之一波片；104、激光準直鏡頭；201、第二四分之一波片；202、檢偏器；203、成像元件。

具體實施方式

下面參照附圖對本發明的示例性實施方式進行詳細描述。對示例性實施方式的描述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本發明及其應用或用法的限制。

在現有技術中，偏振成像裝置大多采用線偏振光進行成像。由于線偏振光的偏振方向在傳輸過程中容易改變，因此線偏成像裝置難以得到實用化推廣。針對這一問題，本發明提供了一種激光主動圓偏成像裝置，以濾除雜散光對成像的干擾、提高光電系統的成像質量。