一种基于偏振相机均匀性矫正装置的矫正方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于偏振相机均匀性矫正装置的矫正方法，该矫正装置包括第一线偏振片和第二线偏振片，该矫正方法包括：将第一线偏振片固定在相对于偏振相机的0

【技术实现步骤摘要】
一种基于偏振相机均匀性矫正装置的矫正方法


[0001]本专利技术属于光学成像
，更具体地，涉及一种基于偏振相机均匀性矫正装置的矫正方法。

技术介绍

[0002]信息可以加载在光波的强度、频率、相位、偏振等参数上。普通相机只能获取光的强度与频率信息，无法提取光的偏振信息。然而，利用光的偏振信息实现偏振成像在诸多领域具有重要的应用价值，例如仿生学、生物医学成像、远距离传感以及偏振辅助的图像去雾。为获取光的偏振信息，研究人员设计实现了多种不同类型的偏振相机，如分孔径偏振相机、分振幅偏振相机以及分焦平面偏振相机。这些偏振相机可以提取光波的偏振度与偏振角，从而实现偏振成像。
[0003]然而，由于制造缺陷以及系统噪声，偏振相机对光的响应会存在着均匀性问题，即相机的不同像元对光响应的增益与零偏存在差异。这些差异会导致所测量的偏振度与偏振角偏离实际值，从而造成测量误差。为减小偏振相机对光偏振信息的测量误差，对偏振相机的均匀性进行矫正显得尤为重要。目前，对偏振相机的均匀性进行矫正时，普遍需要用到均匀性极佳的光源。利用偏振相机接收光源发出的均匀光，对不同像元对光响应的增益与零偏进行修正，从而达到均匀性矫正的目的。这类方法虽然对偏振相机均匀性矫正的效果较佳，但是均匀性极佳的光源的价格昂贵，使得这类方法只能在少数条件较好的实验室开展。
[0004]因此，如何使用普通的非均匀光来完成偏振相机的均匀性矫正是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于偏振相机均匀性矫正装置的矫正方法，可实现利用普通的非均匀光来完成对偏振相机均匀性的矫正，有利于大规模推广。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于偏振相机均匀性矫正装置的矫正方法，所述偏振相机均匀性矫正装置包括两侧开设有通光孔的遮光罩，所述遮光罩内设有可调节式第一线偏振片和第二线偏振片，所述第一线偏振片和第二线偏振片沿同一光轴排列，所述遮光罩靠近第一线偏振片的通光孔处放置一典型光源，所述遮光罩靠近所述第二线偏振片的通光孔处紧贴放置待矫正的偏振相机，所述矫正方法包括如下步骤：（1）调节第一线偏振片的偏振方向，将第一线偏振片固定在相对于偏振相机的0
°
偏振方向，并确定第二线偏振片相对于偏振相机的0
°
偏振方向；（2）从第二线偏振片的0
°
偏振方向开始，将第二线偏振片分别调节到不小于12个的偏振方向，并在每调节一个偏振方向θ
n
时，采集偏振相机中偏振感光元件输出的光强分量；（3）根据不同偏振方向θ
n
下采集到的光强分量及预先测量得到的偏振相机的零
偏，计算偏振相机中偏振感光元件对光的响应矢量，同时根据各偏振方向θ
n
下采集到的光强分量，对应计算其下的光的偏振度和偏振角；（4）根据计算到的光的偏振度和偏振角及实际的光的偏振度和偏振角θ
n
，对所述响应矢量进行矫正，同时根据测量得到的零偏对偏振相机的零偏进行补偿，从而完成该偏振相机在此典型光源光照环境下的均匀性矫正。
[0007]本专利技术提供的基于偏振相机均匀性矫正装置的矫正方法，基于偏振相机中偏振感光元件对光的响应原理，利用普通光源、双线偏振片等常见光学元件，通过分析与解算偏振相机对不同偏振光的响应特性，可实现利用普通的非均匀光对偏振相机的均匀性矫正，便于偏振相机均匀性矫正的大规模推广，使得偏振成像在其应用领域有着更大的发挥潜能。
[0008]在其中一个实施例中，步骤（1）具体为：取出第二线偏振片，并开启光源，然后沿同一方向旋转第一线偏振片180
°
，同时采集并根据不同旋转角度下偏振相机中0
°
方向偏振的偏振感光元件输出的第一光强分量，将第一线偏振片固定在第一光强分量为最大值时所对应的旋转角度处，此时第一线偏振片相对于偏振相机沿0
°
偏振方向；放回第二线偏振片，然后沿同一方向旋转第二线偏振片180
°
，同时采集并根据不同旋转角度下偏振相机中沿0
°
方向偏振的偏振感光元件输出的第二光强分量，确定第二线偏振片相对于偏振相机的0
°
偏振方向，该方向为第二线偏振片在第二光强分量为最大值时所对应的旋转角度。
[0009]在其中一个实施例中，步骤（2）中，从第二线偏振片的0
°
偏振方向开始，按沿同一方向每增加10
°
偏振方向的调节方式，调节所述第二线偏振片180
°
。
[0010]在其中一个实施例中，步骤（3）中，计算偏振相机中偏振感光元件对光的响应矢量的公式为：的公式为：式中，、、、对应表示偏振相机中沿0
°
、45
°
、90
°
、135
°
方向偏振的偏振感光元件对光的响应矢量；d1、d2、d3、d4对应表示偏振相机中沿0
°
、45
°
、90
°
、135
°
方向偏振的偏振感光元件的零偏；I1、I2、I3、I4对应表示偏振相机中沿0
°
、45
°
、90
°
、135
°
方向偏振的偏振感光元件输出的光强分量；表示典型光源发出的光经过第一线偏振片和第二线偏振片后的斯托克斯矢量；θ
n
表示第二线偏振片的偏振方向；I
0n
表示表示第一线偏振片和第二线偏振片均沿0
°
偏振方向时，照射到该像元的光强。
[0011]在其中一个实施例中，步骤（3）中，计算光的偏振度D
p
和偏振角θ
p
的公式为：
。
[0012]在其中一个实施例中，步骤（3）中，所述偏振相机的零偏为：偏振相机扣上相机盖时，偏振相机中沿0
°
、45
°
、90
°
、135
°
方向偏振的偏振感光元件输出的光强分量。
[0013]在其中一个实施例中，步骤（4）之后，还包括如下步骤：将一典型光源更换为另一典型光源，重复步骤（1）～（4），完成偏振相机在不同典型光源光照环境下的均匀性矫正。
[0014]在其中一个实施例中，所述偏振相机矫正装置还包括中性滤波片，所述中性滤波片设置在所述遮光罩靠近第一线偏振片的通光孔与所述典型光源之间，所述中性滤波片、第一线偏振片和第二线偏振片沿同一光轴排列，所述方法中的步骤（1）之前，还包括如下步骤：取出第一线偏振片和第二线偏振片，调节所述中性滤波片，使偏振相机输出的平均灰度值在100～150，然后再放回第一线偏振片和第二线偏振片。
[0015]在其中一个实施例中，所述偏振相机矫正装置还包括光阑，所述光阑设置在所述遮光罩靠近第一线偏振片的通光孔与所述中性滤波片之间，所述中性滤波片、光阑、第一线偏振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于偏振相机均匀性矫正装置的矫正方法，其特征在于，所述偏振相机均匀性矫正装置包括两侧开设有通光孔的遮光罩，所述遮光罩内设有可调节式第一线偏振片和第二线偏振片，所述第一线偏振片和第二线偏振片沿同一光轴排列，所述遮光罩靠近第一线偏振片的通光孔处放置一典型光源，所述遮光罩靠近所述第二线偏振片的通光孔处紧贴放置待矫正的偏振相机，所述矫正方法包括如下步骤：（1）调节第一线偏振片的偏振方向，将第一线偏振片固定在相对于偏振相机的0
°
偏振方向，并确定第二线偏振片相对于偏振相机的0
°
偏振方向；（2）从第二线偏振片的0
°
偏振方向开始，将第二线偏振片分别调节到不小于12个的偏振方向，并在每调节一个偏振方向θ
n
时，采集偏振相机中偏振感光元件输出的光强分量；（3）根据不同偏振方向θ
n
下采集到的光强分量及预先测量得到的偏振相机的零偏，计算偏振相机中偏振感光元件对光的响应矢量，同时根据各偏振方向θ
n
下采集到的光强分量，对应计算其下的光的偏振度和偏振角；（4）根据计算到的光的偏振度和偏振角及实际的光的偏振度和偏振角θ
n
，对所述响应矢量进行矫正，同时根据测量得到的零偏对偏振相机的零偏进行补偿，从而完成该偏振相机在此典型光源光照环境下的均匀性矫正。2.根据权利要求1所述的基于偏振相机均匀性矫正装置的矫正方法，其特征在于，步骤（1）具体为：取出第二线偏振片，并开启光源，然后沿同一方向旋转第一线偏振片180
°
，同时采集并根据不同旋转角度下偏振相机中0
°
方向偏振的偏振感光元件输出的第一光强分量，将第一线偏振片固定在第一光强分量为最大值时所对应的旋转角度处，此时第一线偏振片相对于偏振相机沿0
°
偏振方向；放回第二线偏振片，然后沿同一方向旋转第二线偏振片180
°
，同时采集并根据不同旋转角度下偏振相机中沿0
°
方向偏振的偏振感光元件输出的第二光强分量，确定第二线偏振片相对于偏振相机的0
°
偏振方向，该方向为第二线偏振片在第二光强分量为最大值时所对应的旋转角度。3.根据权利要求1所述的基于偏振相机均匀性矫正装置的矫正方法，其特征在于，步骤（2）中，从第二线偏振片的0
°
偏振方向开始，按沿同一方向每增加10
°
偏振方向的调节方式，调节所述第二线偏振片180
°
。4.根据权利要求1或2所述的基于偏振相机均匀性矫正装置的矫正方法，其特征在于，步骤（3）中，计算偏振相机中偏振感光元件对光的响应矢量的公式为：计算偏振相机中偏振感光元件对光的响应矢量的公式为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙春生，丁志超，胡清平，韩宏伟，张爽，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：