[发明专利]分焦平面偏振图像传感器中偏振主轴方向标定装置及方法

说明书

本发明公开了一种分焦平面偏振图像传感器中偏振主轴方向标定装置及方法，通过控制转台带动可旋转高性能线偏振片旋转，在每一个相对旋转角度下，使用搭载有分焦平面偏振图像传感器的无光学镜头设备拍摄多张图片；选定图片中部分区域，在每一个相对旋转角度下对各偏振主轴方向的像素分别求输出平均值，最终获得各偏振主轴方向像素输出平均值随相对旋转角度变化的序列；使用傅里叶级数拟合法对序列进行拟合，获得各偏振主轴方向像素输出平均值随相对旋转角度变化的函数；选定一个偏振主轴方向为基准方向，其它偏振主轴方向为该偏振主轴方向与基准方向像素输出平均值随相对旋转角度变化的函数的相位差。本发明标定结果精度高，速度快。

技术领域

本发明涉及偏振成像技术领域，特别涉及一种分焦平面偏振图像传感器中偏振主轴方向标定装置及方法。

背景技术

偏振成像技术可以获得场景的偏振图像。目前偏振成像装置主要分为分时型、分振幅型、分孔径型、分焦平面型。与前三种类型相比，分焦平面偏振成像装置具有结构紧凑、集成度高、可快照式成像的优点，其核心元件为分焦平面偏振图像传感器。分焦平面偏振图像传感器，通过在图像传感器的焦平面上集成封装微纳光栅来实现，因此分焦平面偏振图像传感器的性能受多种因素影响。微纳光栅阵列的加工误差、微纳光栅与图像传感器的集成封装误差、图像传感器自身的设计、制造工艺，均会导致分焦平面偏振图像传感器的性能下降。分焦平面偏振图像传感器中各偏振主轴方向是后续对偏振图像处理时的重要参数。对于分焦平面偏振图像传感器中各偏振主轴方向的标定，尚无标准有效的标定装置和方法。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种分焦平面偏振图像传感器中偏振主轴方向标定装置，该装置可以对分焦平面偏振图像传感器中偏振主轴方向进行快速和高精度的标定。

本发明的另一个目的在于提出一种分焦平面偏振图像传感器中偏振主轴方向标定方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种分焦平面偏振图像传感器中偏振主轴方向标定装置，包括：

沿光轴布置的均匀光源、可旋转高性能线偏振片、转台和搭载有分焦平面偏振图像传感器的无光学镜头设备；

所述均匀光源用于发出均匀光，均匀光经所述可旋转高性能线偏振片后达到分焦平面偏振图像传感器感光面；

所述可旋转高性能线偏振片设置在所述转台上，通过所述转台带动所述可旋转高性能线偏振片来调节入射到分焦平面偏振图像传感器感光面的均匀光的偏振方向；

所述无光学镜头设备用于拍摄偏振后均匀光图像。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种分焦平面偏振图像传感器中偏振主轴方向标定方法，包括：

通过转台带动高性能可旋转线偏振片相对于分焦平面偏振图像传感器的感光面作旋转运动，在每个相对旋转角度下，利用搭载有分焦平面偏振图像传感器的无光学镜头设备拍摄多张图片；

选定图片中的部分区域，在每一个相对旋转角度下对各偏振主轴方向的像素分别求输出平均值，得到各偏振主轴方向像素值输出平均随相对旋转角度变化的序列；

使用傅里叶级数拟合法对所述序列进行拟合，得到各偏振主轴方向像素输出平均值随相对旋转角度变化的函数；

选定一个偏振主轴方向为基准方向，其它任一偏振主轴方向的像素输出平均值随相对旋转角度变化的函数与基准方向像素输出平均值随相对旋转角度变化的函数的相位差作为该偏振主轴的方向。