偏振相機(jī)及其應(yīng)用（1）
偏振是光的特征之一，偏振光屬于不可見(jiàn)光，因此，想要探究偏振信息就必須要借助于相關(guān)儀器。我們知道，探測(cè)景物光波偏振態(tài)的成像技術(shù)是偏振成像技術(shù)，而實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)技術(shù)的主要成像儀器就是偏振相機(jī)。偏振成像技術(shù)是近幾年來(lái)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展迅速的一項(xiàng)成像技術(shù)，其應(yīng)用范圍廣泛，如：可進(jìn)行隱藏或偽裝目標(biāo)的探測(cè)、可在煙霧、陰天等惡劣氣候環(huán)境條件下進(jìn)行導(dǎo)航、可用于醫(yī)學(xué)診斷以及物體特征的識(shí)別等。
偏振成像技術(shù)作為一種新型的成像技術(shù)，與普通的可見(jiàn)光成像技術(shù)相比具有一定的優(yōu)勢(shì)：
（1）受環(huán)境影響較小。普通的可見(jiàn)光成像技術(shù)需要在一定的光照條件下才能對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行圖像采集，那么如果在惡劣環(huán)境下，光強(qiáng)度太弱的話，就可能會(huì)造成無(wú)法正常進(jìn)行成像。而偏振成像技術(shù)卻可以忽略環(huán)境的影響進(jìn)行遠(yuǎn)距離的圖像獲取操作；
（2）噪聲低。噪聲是影響成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，普通的可見(jiàn)光成像技術(shù)一般都存在或多或少的背景噪聲，如果想要清晰成像，對(duì)噪聲的抑制環(huán)節(jié)就必不可少，而偏振成像技術(shù)自身就有效的抑制了背景噪聲的影響，在很大程度上保障了成像質(zhì)量；
（3）目標(biāo)識(shí)別度高。偏振光與目標(biāo)發(fā)生相互作用后的散射光中會(huì)包含由目標(biāo)自身特性所決定的偏振信息，而這樣的偏振信息與我們平時(shí)所探測(cè)到的光譜、光強(qiáng)以及相位等信息時(shí)有所不同的。通過(guò)這些偏振信息我們就可以準(zhǔn)確清晰的得到被測(cè)目標(biāo)的相關(guān)信息，使其在隱藏或偽裝目標(biāo)的識(shí)別應(yīng)用上具有顯著的優(yōu)勢(shì)。
位于美國(guó)紐約州羅契斯特市的FluxData公司自成立以來(lái)，其主要開(kāi)發(fā)并生產(chǎn)多光譜成像、偏振成像系統(tǒng)。FluxData相機(jī)主要用于航空航天、國(guó)防等領(lǐng)域，同時(shí)在工業(yè)、醫(yī)療和科研等方面也都有著較為廣泛的應(yīng)用。
FluxData公司FD-1665-3CCD成像系統(tǒng)采用專利的棱鏡球差、色差修正技術(shù),可以在400-1100nm范圍內(nèi)，與偏振片結(jié)合得到偏振成像。FD-1665P 3CCD 偏振相機(jī)可以同時(shí)對(duì)三種角度的偏振光進(jìn)行成像，在醫(yī)療、機(jī)器視覺(jué)以及軍事應(yīng)用上發(fā)揮著重要的作用。偏振信息可以作為材料光譜特性的必要補(bǔ)充，提供額外的材料信息用于材料研究和分析，在材料分析時(shí)，可以分離鏡面反射和漫反射；可用于航空器裝配中的應(yīng)力和缺陷識(shí)別；可觀察近海底下的水柱而應(yīng)用于海洋軍事；尤其可以從自然環(huán)境中識(shí)別出人造物，對(duì)軍事偽裝識(shí)別意義重大。
FD1665P偏振多光譜相機(jī)光學(xué)組件由自然的非極性光學(xué)分離鍍膜組成，第一次鍍膜反射30%的光，容許70%的光穿過(guò)。第二層鍍膜提供50%的透過(guò)率和50%的反射率，通過(guò)三個(gè)傳感器捕捉視頻信號(hào)，整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)以FluxData公司的FD-1665相機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)。FD-1665P偏振相機(jī)是一個(gè)柔性的3CCD相機(jī)系統(tǒng)，每個(gè)傳感器前方配置有專門(mén)的濾光片。FD-1665相機(jī)配置標(biāo)準(zhǔn)包括0°、45°和90°偏振濾光片，，三個(gè)幀速率可達(dá)120fps彩色傳感器。相機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)型可以使相機(jī)每個(gè)傳感器都實(shí)現(xiàn)較高的數(shù)據(jù)吞吐量，曝光時(shí)間、增益以及幀速率的獨(dú)立控制，保持較高的信噪比。相機(jī)的3個(gè)CCD傳感器可以通過(guò)軟件或者硬件控制，同時(shí)或者相繼觸發(fā)。該系統(tǒng)機(jī)身設(shè)計(jì)緊湊，只有4.8x3.5x4.4 inches (LxWxH)，可以與F-mount和t-mount的14mm-1500mm鏡頭配合使用。
由于采用分色片進(jìn)行通道分光，所以每個(gè)通道都只能接受目標(biāo)1/3的能量，這在一定程度上會(huì)影響儀器的信噪比。此外，分光路的偏振測(cè)量，由于不同探測(cè)器之間的交叉標(biāo)定誤差較大，也會(huì)一定程度上影響偏振測(cè)量精度。
