[发明专利]一种激光主动圆偏成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电成像领域，尤其涉及一种激光主动圆偏成像装置。

背景技术

偏振成像是利用光的偏振特性进行目标识别。与传统成像技术相比，偏振成像能提高复杂背景下的目标识别率、同时能提高图像的清晰度和对比度。根据电磁波的偏振特性不同，偏振成像又可分为线偏成像、圆偏成像、椭圆偏成像。

目前，普通的偏振成像装置大多基于线偏成像技术，其成像效果与偏振方向关系密切。由于线偏振光的偏振方向在远距离传输过程中容易发生改变，因此线偏成像装置难以得到实用化推广。相比之下，圆偏振光具有记忆效应，其偏振特性在传输过程中不易发生改变。因此，采用圆偏振光成像能够很好的抑制大气的后向散射，提高光电系统的信噪比，进而提高偏振成像的成像效果。但是，由于自然界中几乎不存在自发辐射的圆偏振光，因此需要设计一种主动圆偏成像装置。

发明内容

本发明的目的在于提出一种激光主动圆偏成像装置。根据本发明的装置，能够有效滤除杂散光对成像的干扰，提高了光电系统的成像质量。

本发明提供了一种激光主动圆偏成像装置，包括：圆偏发射单元、偏振接收单元；所述圆偏发射单元包括：依次设置的激光器、起偏器、第一四分之一波片；所述激光器发出的光输出至所述起偏器，并经所述起偏器透射后输出至第一四分之一波片，然后经第一四分之一波片透射后输出；其中，第一四分之一波片的光轴方向与所述起偏器的起偏方向的夹角为45°；所述偏振接收单元包括：从物方到像方依次设置的第二四分之一波片、检偏器、成像元件；进入所述偏振接收单元的光首先入射到第二四分之一波片，并经第二四分之一波片透射后输出至所述检偏器，然后经所述检偏器透射后输出至所述成像元件；其中，所述检偏器的检偏方向与起偏器的起偏方向相同。

优选的，所述装置还包括成像控制单元；所述成像控制单元与所述成像元件相连，用于接收所述成像元件输出的图像。

优选的，所述圆偏发射单元还包括激光准直镜头；所述激光准直镜头设置在所述激光器与所述起偏器之间，用于对激光器的输出光进行准直。

优选的，所述成像控制单元还与所述激光器相连，用于控制所述激光器的发射功率。

优选的，所述成像控制单元还与所述激光准直镜头相连，用于控制所述激光准直镜头的发散角。

优选的，所述成像控制单元还用于调节所述成像元件的成像参数；所述成像参数包括：成像增益。

优选的，所述成像控制单元通过RS422串行接口与所述激光器、所述激光准直镜头相连；所述成像控制单元通过RS422串行接口、网线与所述成像元件相连。

优选的，所述成像元件为CCD或CMOS相机。

优选的，所述激光器的中心波长位于紫外波段到长波红外波段之间。

优选的，所述起偏器、所述检偏器的中心波长与所述激光器的中心波长一致。

本发明的技术方案中，激光主动圆偏成像装置包括：圆偏发射单元、偏振接收单元。其中，圆偏发射单元主要由依次设置的激光器、起偏器、第一四分之一波片构成，用于产生圆偏振光。偏振接收单元主要由从物方到像方依次设置的第二四分之一波片、检偏器、成像元件构成，用于将物体表面反射的圆偏振光转变成线偏振光，然后利用成像元件成像。本发明的技术方案通过圆偏振光的记忆效应，有效滤除了杂散光的干扰；同时，本发明基于光路可逆原理，采用线偏-圆偏-线偏光路模式，大大提高了图像的信噪比。

附图说明

通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本发明的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1是本发明实施例中的激光主动圆偏成像装置的示意图；

图2是本发明实施例的成像装置与普通相机在穿云透雾时的成像效果对比图；

图3时本发明实施例的成像装置与普通相机在伪装识别时的成像效果对比图；

1、圆偏发射单元；2、偏振接收单元；3、成像控制单元；101、激光器；102、起偏器；103、第一四分之一波片；104、激光准直镜头；201、第二四分之一波片；202、检偏器；203、成像元件。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

在现有技术中，偏振成像装置大多采用线偏振光进行成像。由于线偏振光的偏振方向在传输过程中容易改变，因此线偏成像装置难以得到实用化推广。针对这一问题，本发明提供了一种激光主动圆偏成像装置，以滤除杂散光对成像的干扰、提高光电系统的成像质量。