[发明专利]一种自由曲面光学系统偏振像差校正系统

说明书

一种自由曲面偏振像差校正系统，属于光学系统偏振像差领域，为了解决自由曲面光学系统偏振像差造成的影响，该系统包括自由曲面光学系统、偏振光追迹模块、可见光探测器、图像处理模块、成像显示模块，自由曲面光学系统获取目标光束，并成像在可见光探测器上，同时偏振光追迹模块由自由曲面光学系统的结构解算出了偏振像差，图像处理模块结合解算出的偏振像差处理可见光探测器上所成的像，补偿偏振像差对图像所造成的影响，最后图像由成像显示模块显示校正过偏振像差的图像。本发明根据自由曲面光学系统的结构，利用算法解算出系统偏振像差，对系统的偏振像差做了标定，再利用图像处理降低偏振像差的影响，实现自由曲面光学系统偏振像差的校正。

技术领域

本发明属于光学系统偏振像差领域，具体涉及一种自由曲面偏振像差校正系统。

背景技术

自由曲面是指无法用球面或非球面系数来表示的非传统曲面，通常是非回转对称的，结构灵活，变量较多，为光学设计提供了更多的可能性，可以大大降低光学系统的像差，减小系统的体积、重量与镜片数量。

但是自由曲面系统在成像的过程中因为其非旋转对称的结构，会引起光线偏振态的变化，导致产生偏振像差，对于星载长焦成像系统和机载大视场成像系统的成像质量和测量精度具有不可忽略的影响，目前尚未有利用算法对自由曲面光学系统的偏振像差进行计算并对成像后的图像进行图像处理弥补偏振像差的系统，这将无法消除系统中偏振像差的影响，同时，对于星载的长焦成像系统也无法在线的进行偏振像差的校正，因此，亟需利用算法计算自由曲面系统光学偏振像差能对系统的偏振误差进行一个标定，同时能够图像处理将偏振像差的影响降低的系统。

发明内容

本发明为了解决自由曲面光学系统偏振像差造成的影响，提出一种自由曲面光学系偏振像差实时校正系统。该系统能够根据自由曲面光学系统结构利用算法解算其系统偏振像差，再利用图像处理降低偏振像差的影响，实现自由曲面光学系统偏振像差的校正。

本发明解决技术问题的方案是：

一种自由曲面光学系统偏振像差校正系统，其特征是，该系统包括自由曲面光学系统、偏振光追迹模块、可见光探测器、图像处理模块、成像显示模块，自由曲面光学系统获取目标光束，并成像在可见光探测器上，同时偏振光追迹模块由自由曲面光学系统的结构解算出了偏振像差，图像处理模块结合解算出的偏振像差处理可见光探测器上所成的像，补偿偏振像差对图像所造成的影响，最后图像由成像显示模块显示校正过偏振像差的图像。

所述自由曲面光学系统为自由曲面所组成的光学系统，主要获取视场范围内的光学信息。

所述偏振光追迹模块获取自由曲面结构参数解算出系统的偏振像差，先根据自由曲面光学系统的结构参数建立自由曲面光线追迹模型，通过泡利分解获得系统的相位像差，接着通过奇异值分解获取系统的二向衰减，同样再经过分解获取系统的相位延迟，将二向衰减和系统相位延迟与理想的自由曲面光学系统做差值计算，解算出系统成像的误差。

所述探测器为FLIR-BFS-PGE-51S5P可见光探测器，分辨率2448×2048，数据接口GigE，帧率24fps，芯片类型COMS。

所述图像处理模块根据偏振光追迹模块解算出的光学系统偏振像差对可见光探测器所获取的图像进行偏振像差校正。

所述成像显示模块显示经过图像处理模块处理后的图像。

本发明的有益效果为：

1、根据自由曲面光学系统的结构，利用算法解算出系统偏振像差，对系统的偏振像差做了标定，有助于掌握系统的误差对后续图像处理提供依据，再利用图像处理降低偏振像差的影响，实现自由曲面光学系统偏振像差的校正。

2、根据算法解算的偏振像差，利用图像处理对图像偏振像差造成的影响进行校正，降低了光学系统自身造成的成像误差。

附图说明