[发明专利]一种线性偏振图像传感器的偏振性能测量方法及系统

权利要求书

1.一种线性偏振图像传感器的偏振性能测量方法，其特征在于，包括：

分别在明场条件和暗场条件下，在每一个设定的曝光量下，旋转线偏振片，通过偏振图像传感器拍摄若干张图片；

选取图片的中心区域，得到不同偏振方向像素的灰度响应值，通过拟合函数或带入曲线函数的物理公式得到消光比、角度标定值、校正参数矩阵和各偏振方向量子效率；

通过对消光比、角度标定值、校正参数矩阵和各偏振方向量子效率的测量来评估线性偏振图像传感器的偏振性能。

2.如权利要求1所述的线性偏振图像传感器的偏振性能测量方法，其特征在于，选取图片的中心区域，得到不同偏振方向像素的灰度响应值，通过拟合函数或带入曲线函数的物理公式得到消光比、角度标定值、校正参数矩阵和各偏振方向量子效率，具体包括：

在明场和暗场环境中，在转台的某一相对旋转角度下，利用搭载有线性偏振图像传感器的无光学镜头设备拍摄若干张图片，观测同一偏振方向的灰度值差值，以调整偏振传感器的固定角度；

在明场环境中，设置线性偏振图像传感器不同的等间距曝光时间，旋转线偏振片，拍摄N个周期的M张图片，选中图片中心区域包含有不同偏振方向的像素；

在等间距曝光时间和波长下，旋转转台，得到各偏振方向像素的灰度响应均值随相对旋转角度变化的序列，进行傅里叶拟合得到拟合函数，其中拟合曲线峰值的均值为μ_y；

设置在某一特定的波长和曝光量下，旋转转台，得到各偏振方向像素的灰度响应均值随相对旋转角度变化的第一组序列，进行傅里叶拟合，得到拟合函数，计算不同偏振方向的函数之间的相位差，得到角度标定值；

设置相同的波长和曝光量，旋转转台，得到各偏振方向像素的灰度响应值随相对旋转角度变化的序列，选取中心区域的像素各偏振方向的灰度响应值随旋转角度变化的序列进行拟合，并计算函数的峰值和谷值的平均值，计算峰值与谷值之比，得到各偏振方向像素的消光比；

在暗场环境下，控制曝光时间与明场条件等间距变化，得到不同曝光时间t_exp的暗信号输出值，最后求得平均值序列μ_y.dark，计算明场与暗场环境的灰度值方差，拟合出灰度值方差随灰度响应平均值(μ_y-μ_y.dark)变化的第一线性曲线，所述第一线性曲线斜率为总体系统增益K；

在相同的明场条件下，设置相同等间距的曝光时间与波长，将已校准的光电二极管放置与线性偏振图像传感器相同的位置，旋转线偏振片，计算单位面积下辐照度的平均值E；

拟合出线性偏振图像传感器的曝光量(μ_y-μ_y.dark)随曝光时间t_exp变化的第二线性曲线函数，求得第二线性曲线的斜率，代入斜率物理公式，求得量子效率η；

转换不同波长的滤光片，得到不同的量子效率，画出波长λ与η(λ)的变化关系曲线。

3.如权利要求1所述的线性偏振图像传感器的偏振性能测量方法，其特征在于，所述选取图片的中心区域，得到不同偏振方向像素的灰度响应值，通过拟合函数或带入曲线函数的物理公式得到消光比、角度标定值、校正参数矩阵和各偏振方向量子效率，还包括：

在明场条件下，设置多次等间距的曝光时间和波长，旋转线偏振片，每一次旋转角度，偏振图像传感器拍摄多张图片，选取图片中心区域；

在某一特定曝光时间和某一特定波长下，将各个偏振方向全部像素的灰度响应实测值与理想值做最小二乘拟合得到所有超像素的均匀性校正参数矩阵和暗噪声矩阵，其中超像素是由4个不同偏振方向的像素组合而成；

其中，将已校准的光电二极管得到的灰度响应值视为理想光强值。

4.根据权利要求2所述的线性偏振图像传感器的偏振性能测量方法，其特征在于，所述设置在某一特定的波长和曝光量下，旋转转台，得到各偏振方向像素的灰度响应均值随相对旋转角度变化的第一组序列，具体包括：

通过改变积分球光源的光照强度或者调整线性偏振图像传感器的曝光时间控制曝光量；

旋转高性能线偏振片，在某一特定曝光量下，求得各偏振方向的灰度响应均值随相对旋转角变化的序列；

针对各偏振方向，获取每个偏振方向像素的灰度响应均值随相对旋转角度变化的第一组序列。