[发明专利]成像系统

权利要求书

1.一种成像系统，包括图像传感器、镜头和补光设备，其特征在于：

所述补光设备，用于在拍照时，向目标场景发射选定波长的光；

所述镜头内设有光束过滤模块和光束选择模块；

所述光束选择模块基于偏振光栅实现对目标场景特定区域的光束选择和切换，所述偏振光栅通过控制材料的周期性结构实现光束衍射及偏转；

所述光束过滤模块用于对外部场景非选择特定区域的入射光进行过滤；

其中，所述光束选择模块内各偏振光栅在对应所述补光设备所发射特定波长范围处的衍射效率最高，在其他波段则随波长偏差增大而衍射效率降低。

2.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述光束选择模块包括至少一级一类镜片组，各级一类镜片组分别由一个偏振光栅与一个电控液晶盒组成；各所述电控液晶盒设置有至少两种状态；且在所有光束选择模块排列的电控液晶盒的状态集合中，各状态子集分别一一对应镜头外不完全重叠的图像子区域；以及所述光束选择模块还包括：

电控单元，用于程控相应的所述电控液晶盒以状态切换实现相应图像子区域的采集，且在图像子区域的切换过程中，不发生组件之间相对位移运动。

3.根据权利要求2所述的成像系统，其特征在于，所述光束选择模块包括至少两级一类镜片组的级联结构，且所述级联结构中：

在奇数组的偏振光栅衍射角保持在同一平面上；以及

在偶数组的偏振光栅衍射角保持在与奇数组偏振光栅衍射角相互垂直的另一平面上。

4.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述光束选择模块包括：

旋转装置，用于驱动相应的单个或至少两个所述偏振光栅旋转，进而带动偏振光栅衍射角旋转，使得抵达所述图像传感器的光束随相应偏振光栅旋转而实现对目标场景特定区域的光束选择和切换。

5.根据权利要求4所述的成像系统，其特征在于，在所述光束选择模块中至少包括两个二类光学镜片组，各所述二类光学镜片组由一个所述偏振光栅与一个楔形棱镜垂面贴合成一体以进行同步旋转；

其中，各级二类光学镜片组及其他光束选择模块内构件在特定的至少一组相对位置上时，使得最终出射至扫描物体的光束不发生偏转以实现无盲区扫描。

6.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，在所述镜头前还设置有对应所述补光设备所发射特定波长范围处的滤光片。

7.根据权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述光束过滤模块包括线性偏振片。

8.根据权利要求6所述的成像系统，其特征在于，所述光束过滤模块还包括1/4波片。

9.根据权利要求1至8任一所述的成像系统，其特征在于，所述偏振光栅还用于：在偏转过程中将入射的左旋圆偏振光偏转成出射的右旋圆偏振光；和/或

将入射的右旋圆偏振光偏转成出射的左旋圆偏振光；和/或

将入射非偏振光转变为衍射角度相反的左旋圆偏振光及右旋圆偏振光。

10.根据权利要求9所述的成像系统，其特征在于，所述偏振光栅的透射光束集中在：

将入射的左旋圆偏振光偏转成负一衍射级；和/或

将入射的右旋圆偏振光偏转成正一衍射级；和/或

将入射非偏振光偏转为正一衍射级的左旋圆偏振光及负一衍射级的右旋圆偏振光。

11.根据权利要求10所述的成像系统，其特征在于，所述偏振光栅光学性能改性材料由液晶或液晶聚合物制成。

12.根据权利要求10所述的成像系统，其特征在于，所述偏振光栅光学性能改性材料由金属超表面或介质超表面制成。