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CN110208999B - 图像采集方法及系统 - Google Patents

图像采集方法及系统 Download PDF

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CN110208999B
CN110208999B CN201910415637.XA CN201910415637A CN110208999B CN 110208999 B CN110208999 B CN 110208999B CN 201910415637 A CN201910415637 A CN 201910415637A CN 110208999 B CN110208999 B CN 110208999B
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handed circularly
light beam
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李晓春
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Changsha Lubang Photonics Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及光学成像技术领域，公开一种图像采集方法及系统，以一种新的光束偏转方式实现成像区域的选择和整体性能的提升。本发明方法包括：在图像传感器之前设置光束过滤模块及光束选择模块；所述光束选择模块包括至少一级镜片组，各级镜片组分别由一个偏振光栅与一个电控液晶盒组成；各所述电控液晶盒设置有至少两种状态；且在所有光束选择模块排列的电控液晶盒的状态集合中，各状态子集分别一一对应镜头外不完全重叠的图像子区域；程控相应的所述电控液晶盒以状态切换实现相应图像子区域的采集，且在图像子区域的切换过程中，不发生组件之间相对位移运动。本发明技术可广泛应用于多车道监控等应用场景中。

Description

图像采集方法及系统
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种图像采集方法及系统。
背景技术
近年来，关于光束调控技术越来越受到人们的关注。特别是基于新型光学器件的光场调控技术研究最为热门。但是，依据现有的摄像头技术，能够实现超高清、大视场的设备价格通常都非常昂贵并存在诸多不足。
发明内容
本发明目的在于公开一种图像采集方法及系统，以一种新的光束偏转方式实现成像区域的选择和整体性能的提升。
为达上述目的，本发明公开一种图像采集方法，包括：
在图像传感器之前设置光束过滤模块及光束选择模块；所述光束选择模块包括至少一级镜片组，各级镜片组分别由一个偏振光栅与一个电控液晶盒组成；各所述电控液晶盒设置有至少两种状态；且在所有光束选择模块排列的电控液晶盒的状态集合中，各状态子集分别一一对应镜头外不完全重叠的图像子区域；
程控相应的所述电控液晶盒以状态切换实现相应图像子区域的采集，且在图像子区域的切换过程中，不发生组件之间相对位移运动。
为达上述目的，本发明还公开一种图像采集系统，包括：
设置在图像传感器之前的光束过滤模块及光束选择模块；
所述光束选择模块包括至少一级镜片组，各级镜片组分别由一个偏振光栅与一个电控液晶盒组成；各所述电控液晶盒设置有至少两种状态；且在所有光束选择模块排列的电控液晶盒的状态集合中，各状态子集分别一一对应镜头外不完全重叠的图像子区域；以及还包括：
程控单元，用于程控相应的所述电控液晶盒以状态切换实现相应图像子区域的采集，且在图像子区域的切换过程中，不发生组件之间相对位移运动。
本发明具有以下有益效果：
在光束过滤装置配合下，以电控液晶盒的状态切换实现外部成像区域的选择和切换，并能以镜片组的多级部署来增加光束的偏转度及可切换子区域的数量，进而增加视场角。切换过程中，不发生组件之间相对位移运动(注：该组件由上述图像传感器与光束过滤模块及光束选择模块组成；不代表整个图像采集系统的其他构件，如操控按钮等，也不发生位移运动)，结构简单实用，部署及操作非常便捷，整体性能得以显著提升。
优选地，本发明偏振光栅还用于：在偏转过程中将入射的左旋圆偏振光偏转成出射的右旋圆偏振光；和/或将入射的右旋圆偏振光偏转成出射的左旋圆偏振光；和/或将入射非偏振光转变为衍射角度相反的左旋圆偏振光及右旋圆偏振光。
进一步地，本发明偏振光栅的透射光束集中在：将入射的左旋圆偏振光偏转成负一衍射级；和/或将入射的右旋圆偏振光偏转成正一衍射级；和/或将入射非偏振光偏转为正一衍射级的左旋圆偏振光及负一衍射级的右旋圆偏振光。
藉此，本发明有效避免了传统光栅需考虑其他多级衍射而需额外增加更复杂的多级衍射处理装置而造成的诸多不便。
下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1至图14、以及图17至图30分别为本发明实施例公开的图像采集过程中图像子区域切换与电控液晶盒状态的对应关系示意图。
图15是将光束过滤模块设置于光束选择模块与图像传感器之间的部署关系示意图。
图16是将光束选择模块设置于光束过滤模块与图像传感器之间的部署关系示意图。
图31至图34分别是偏振光栅、TN结构的液晶盒、ECB结构的液晶盒和OCB结构的液晶盒的可选结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
如图1所示，本实施例公开一种图像采集方法，包括：
步骤S1、在图像传感器之前设置光束过滤模块及光束选择模块；所述光束选择模块包括至少一级镜片组，各级镜片组分别由一个偏振光栅与一个电控液晶盒组成；各所述电控液晶盒设置有至少两种状态；且在所有光束选择模块排列的电控液晶盒的状态集合中，各状态子集分别一一对应镜头外不完全重叠的图像子区域。
步骤S2、程控相应的所述电控液晶盒以状态切换实现相应图像子区域的采集，且在图像子区域的切换过程中，不发生组件之间相对位移运动。进一步的，后端用于采集图像数据处理的功能模块可将各图像子区域的图像进行分屏或拼接成高像素的大幅图像等。
本实施例中，图像传感器可选用CCD、CMOS结构，并且图像传感器像素可根据特定应用选择任意像素规格。可选的，各所述偏振光栅通过控制材料的周期性结构实现光束衍射及偏转；例如：所述偏振光栅光学性能改性材料由液晶、液晶聚合物制成，或者由金属超表面或介质超表面制成；其中，超表面是一种由一系列亚波长的人工微结构组成的超薄二维阵列平面，具有制作相对简单、损耗相对较低、体积小和厚度超薄等特性，可以实现对电磁波的振幅、相位、传播模式、偏振态等方面的有效调控。
在偏振光栅的作用下，出射光束偏转角为光束入射角与偏振光栅衍射角的矢量叠加。优选地，本实施例偏振光栅还用于：在偏转过程中将入射的左旋圆偏振光偏转成出射的右旋圆偏振光；和/或将入射的右旋圆偏振光偏转成出射的左旋圆偏振光；和/或将入射非偏振光转变为衍射角度相反的左旋圆偏振光及右旋圆偏振光。进一步的，所述偏振光栅的透射光束集中在：
将入射的左旋圆偏振光偏转成负一衍射级；和/或
将入射的右旋圆偏振光偏转成正一衍射级；和/或
将入射非偏振光偏转为正一衍射级的左旋圆偏振光及负一衍射级的右旋圆偏振光。
值得说明的是：上述表述中的“和/或”关系，针对临近外部物象最近的镜片组的偏振光栅而言，会同时存在非偏振态的入射光和左旋圆偏振光及右旋圆偏振光，而对其他级镜片组的偏振光栅则仅存在左旋和/或右旋的圆偏振光。由于不同目标区域还存在光源的差异性，从而导致内部各级偏振光栅所发挥的实际功能也存在不确定性；但此类描述对于本领域技术人员而言，其相应的技术其实是明确而非容易产生歧义的，后续不做赘述。
藉此，基于本实施例，在光束的传递过程中，假设两个偏振光栅虚拟光栅刻线方向夹角为Φ。当入射光经过第一个偏振光栅后，出射光与入射光夹角为该偏振光栅衍射角θ1，并且出射光与入射光处于相同平面，且该平面与第一个偏振虚拟光栅刻线方向垂直；光束入射第二个偏振光栅时，光束入射角度可分为与第二个偏振光栅虚拟光栅刻线方向垂直方向上的角度分量θx＝θ1*cosΦ以及与第二个偏振光栅虚拟光栅刻线方向平行的角度分量θy＝θ1*sinΦ。经过第二个偏振光栅后，角度分量增加为θ1*cosΦ+θ2(θ2为第二个偏振光栅衍射角)。而θy角度保持不变。最终出射方向θ为θx与θy的矢量叠加，且：
θ2＝(θ1*cosΦ+θ2)2+(θ1*sinΦ)2。
可选的，本发明光束过滤装置包括线性偏振片。优选地，本实施例还可进一步将设置在所述图像传感器与所述线性偏振片之间的镜头作为所述光束过滤装置的一部分，以过滤掉穿透所述线性偏振片之后偏转过大的非目标物象区域的入射光。
本实施例中，基于液晶盒的不同选型，各级镜片组之间的状态控制也相应发生变化。其可选的两种情况分述如下：
情况一、所述镜片组的液晶盒采用TN结构，对应的两种状态包括高电压下的透射状态和低电压下将左旋圆偏振光转换成右旋圆偏振光、以及将右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光；相应地，所述光束过滤模块还包括设置在所述线性偏振片与最近一级的镜片组之间的1/4波片。
情况二、所述镜片组的液晶盒采用ECB或OCB结构，用于将左旋圆偏振光转换成右旋圆偏振光、以及将右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光，且：与所述线性偏振片最近的一级镜片组中的液晶盒的有效延迟量在1/4波长和3/4波长之间切换，其他各级镜片组中的液晶盒的有效延迟量在0和1/2波长之间切换。
可选的，本实施例镜片组中的电控液晶盒与偏振光栅可集成于一体。
针对上述情况，参照图1至图14，其中，本实施例以液晶盒状态切换同步带动外部成像区域的切换的原理包括：
如图1至图6所示，光束选择模块采用单级的镜片组。如图7至图14所示，光束选择模块采用两级的镜片组。
在图1和图2所示的单级镜片组中，电控液晶盒采用TN结构，且图1的电控液晶盒为高电压状态，图2的电控液晶盒为低电压状态。该TN结构电控液晶盒在高电压状态下，相当于仅对光束进行透射处理，而低电压下则将左旋圆偏振光转换成右旋圆偏振光、以及将右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光；相对应的，1/4波片用于将左旋(即顺时针方向)的圆偏振光转换成水平方向的线性偏振光、以及将右旋(即逆时针方向)的圆偏振光转换成垂直方向的线性偏振光，线性偏振片采用水平方向的线性偏振片，以此过滤掉竖直方向的线性偏振光。藉此，使得电控液晶盒在高电压状态和低电压状态下分别对应外部图像不同的两个子区域分别进入镜头并最终成像。
图3和图4的液晶盒采用ECB结构或OCB结构，该ECB结构或OCB结构电控液晶盒在一定程度上，可视为对上述图1和图2中1/4波片与TN结构电控液晶盒的组合功能的替换；但不同之处在于，具体切换的状态不同，即：该ECB结构或OCB结构电控液晶盒的有效延迟量在1/4波长和3/4波长之间切换，其中，图3的有效延迟量为3/4波长，图4的有效延迟量在1/4波长。
图5和图6与上述图3和图4的不同之处即在于将ECB结构或OCB结构与偏振光栅在制作过程中集成于一体，其中，图5的有效延迟量为1/4波长，图6的有效延迟量在3/4波长。
图7至图10即将图1和图2中的单级镜片组结构延伸为两级，两级皆采用TN结构液晶盒。其中：
图7所示为液晶盒1在高电压、液晶盒2也在高电压状态下的所采集图像子区域对应关系图。
图8所示为液晶盒1在低电压、液晶盒2也在低电压状态下的所采集图像子区域对应关系图。
图9所示为液晶盒1在低电压、液晶盒2在高电压状态下的所采集图像子区域对应关系图。
图10所示为液晶盒1在高电压、液晶盒2在低电压状态下的所采集图像子区域对应关系图。
依此类推，对类似图7至图10的镜片组的级数为N级时，其对应的图像子区域数量为2N。
同理，图11至图14即将上述图3和图4的单级镜片组结构延伸为两级，两级皆采用ECB或OCB结构液晶盒。其中：
图11所示为液晶盒1有效延迟量为0、液晶盒2有效延迟量为1/4波长状态下的所采集图像子区域对应关系图。
图12所示为液晶盒1有效延迟量为1/2波长、液晶盒2有效延迟量为1/4波长状态下的所采集图像子区域对应关系图。
图13所示为液晶盒1有效延迟量为0、液晶盒2有效延迟量为3/4波长状态下的所采集图像子区域对应关系图。
图14所示为液晶盒1有效延迟量为1/2波长、液晶盒2有效延迟量为3/4波长状态下的所采集图像子区域对应关系图。
以此类推，对类似图11至图14的镜片组的级数为N级时，其对应的图像子区域数量也为2N。
上述图1至图14采用的方式为将所述光束过滤模块设置于所述光束选择模块与所述图像传感器之间，如图15所示。作为一种变形，本领域技术人员也能想到：作为一种等同替换，也可将所述光束选择模块设置于所述光束过滤模块与所述图像传感器之间，如图16所示。
如图17至图22所示，光束选择模块采用单级的镜片组。如图23至图30所示，光束选择模块采用两级的镜片组。
在图17和图18所示的单级镜片组中，电控液晶盒采用TN结构，且图17的电控液晶盒为高电压状态，图18的电控液晶盒为低电压状态。该TN结构电控液晶盒在高电压状态下，相当于仅对光束进行透射处理，而低电压下则将左旋圆偏振光转换成右旋圆偏振光、以及将右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光；相对应的，1/4波片用于将左旋(即顺时针方向)的圆偏振光转换成水平方向的线性偏振光、以及将右旋(即逆时针方向)的圆偏振光转换成垂直方向的线性偏振光，线性偏振片采用水平方向的线性偏振片，以此过滤掉竖直方向的线性偏振光。藉此，使得电控液晶盒在高电压状态和低电压状态下分别对应外部图像不同的两个子区域分别进入镜头并最终成像。
图19和图20的液晶盒采用ECB结构或OCB结构，该ECB结构或OCB结构电控液晶盒在一定程度上，可视为对上述图1和图2中1/4波片与TN结构电控液晶盒的组合功能的替换；但不同之处在于，具体切换的状态不同，即：该ECB结构或OCB结构电控液晶盒的有效延迟量在1/4波长和3/4波长之间切换，其中，图19的有效延迟量为3/4波长，图20的有效延迟量在1/4波长。
图21和图22与上述图19和图20的不同之处即在于将ECB结构或OCB结构与偏振光栅在制作过程中集成于一体，其中，图21的有效延迟量为3/4波长，图22的有效延迟量在1/4波长。
图23至图26即将图17和图18中的单级镜片组结构延伸为两级，两级皆采用TN结构液晶盒。其中：
图23所示为液晶盒1在高电压、液晶盒2也在高电压状态下的所采集图像子区域对应关系图。
图24所示为液晶盒1在低电压、液晶盒2也在低电压状态下的所采集图像子区域对应关系图。
图25所示为液晶盒1在低电压、液晶盒2在高电压状态下的所采集图像子区域对应关系图。
图26所示为液晶盒1在高电压、液晶盒2在低电压状态下的所采集图像子区域对应关系图。
同理，图27至图30即将上述图19和图20的单级镜片组结构延伸为两级，两级皆采用ECB或OCB结构液晶盒。其中：
图27所示为液晶盒2有效延迟量为0、液晶盒1有效延迟量为1/4波长状态下的所采集图像子区域对应关系图。
图28所示为液晶盒2有效延迟量为1/2波长、液晶盒1有效延迟量为1/4波长状态下的所采集图像子区域对应关系图。
图29所示为液晶盒2有效延迟量为0、液晶盒1有效延迟量为3/4波长状态下的所采集图像子区域对应关系图。
图30所示为液晶盒1有效延迟量为1/2波长、液晶盒2有效延迟量为3/4波长状态下的所采集图像子区域对应关系图。
基于图17至图30所示的场景，当将所述光束选择模块设置于所述光束过滤模块与所述图像传感器之间时，将设置在所述图像传感器与所述光束选择模块之间的镜头作为所述光束过滤装置的一部分，以过滤掉穿透所述光束选择模块之后偏转过大的非目标物象区域的入射光。
藉此，本发明实施例在偏振光栅的偏转属性下配合电控液晶盒的状态选择实现对外部图像子区域的选择。且本实施例的实际部署情况包括下述情况一或情况二中的任意一种方式：
情况一、所述镜片组的液晶盒采用TN结构，对应的两种状态包括高电压下的透射状态和低电压下将左旋圆偏振光转换成右旋圆偏振光、以及将右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光；相应地，所述光束过滤模块还包括设置在所述线性偏振片与最近一级的镜片组之间的1/4波片，其中该TN结构液晶盒与所述偏振光栅的位置能互换；或者
情况二、所述镜片组的液晶盒采用ECB或OCB结构，用于将左旋圆偏振光转换成右旋圆偏振光、以及将右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光，且：与所述线性偏振片最近的一级镜片组中的液晶盒的有效延迟量在1/4波长和3/4波长之间切换，其他各级镜片组中的液晶盒的有效延迟量在0和1/2波长之间切换，其中，与线性偏振片最近的一级镜片组中的液晶盒面向所述线性偏振片设置，其他各级镜片组中的液晶盒与所述偏振光栅的位置能互换。
可选地，本实施例偏振光栅的表面结构如图31所示，TN结构的液晶盒结构如图32所示，ECB结构的液晶盒结构如图33所示，OCB结构的液晶盒结构如图34所示。
综上，本实施例公开的图像采集方法，具有以下有益效果：
在光束过滤装置配合下，以电控液晶盒的状态切换实现外部成像区域的选择和切换，并能以镜片组的多级部署来增加光束的偏转度及可切换子区域的数量，进而增加视场角。切换过程中，不发生组件之间相对位移运动，结构简单实用，部署及操作非常便捷，整体性能得以显著提升。
实施例2
与上述装置实施例相对应的，本实施例公开一种图像采集系统。
本实施例系统包括：
设置在图像传感器之前的光束过滤模块及光束选择模块；
所述光束选择模块包括至少一级镜片组，各级镜片组分别由一个偏振光栅与一个电控液晶盒组成；各所述电控液晶盒设置有至少两种状态；且在所有光束选择模块排列的电控液晶盒的状态集合中，各状态子集分别一一对应镜头外不完全重叠的图像子区域；以及还包括：
程控单元，用于程控相应的所述电控液晶盒以状态切换实现相应图像子区域的采集，且在图像子区域的切换过程中，不发生组件之间相对位移运动。
优选地，各所述偏振光栅通过控制材料的周期性结构实现光束衍射及偏转，出射光束偏转角为光束入射角与偏振光栅衍射角的矢量叠加。
可选地，所述偏振光栅还用于：在偏转过程中将入射的左旋圆偏振光偏转成出射的右旋圆偏振光；和/或将入射的右旋圆偏振光偏转成出射的左旋圆偏振光；和/或将入射非偏振光转变为衍射角度相反的左旋圆偏振光及右旋圆偏振光。
更具体的，所述偏振光栅的透射光束集中在：将入射的左旋圆偏振光偏转成负一衍射级；和/或将入射的右旋圆偏振光偏转成正一衍射级；和/或将入射非偏振光偏转为正一衍射级的左旋圆偏振光及负一衍射级的右旋圆偏振光。
可选地，所述偏振光栅光学性能改性材料由液晶、液晶聚合物制成；或者所述偏振光栅光学性能改性材料由金属超表面或介质超表面制成。
本实施例中，可选的，可以是：所述光束过滤模块设置于所述光束选择模块与所述图像传感器之间。也可以是：所述光束选择模块设置于所述光束过滤模块与所述图像传感器之间。
在具体的应用场景中，所述光束过滤模块包括线性偏振片。
进一步地：当将所述光束过滤模块设置于所述光束选择模块与所述图像传感器之间时，所述光束过滤装置还包括设置在所述图像传感器与所述线性偏振片之间的镜头，用于过滤掉穿透所述线性偏振片之后偏转过大的非目标物象区域的入射光。又或者：当将所述光束选择模块设置于所述光束过滤模块与所述图像传感器之间时，将设置在所述图像传感器与所述光束选择模块之间的镜头作为所述光束过滤装置的一部分，以过滤掉穿透所述光束选择模块之后偏转过大的非目标物象区域的入射光。
同理，本实施例镜片组的液晶盒可采用TN结构，对应的两种状态包括高电压下的透射状态和低电压下将左旋圆偏振光转换成右旋圆偏振光、以及将右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光；相应地，所述光束过滤模块还包括设置在所述线性偏振片与最近一级的镜片组之间的1/4波片。
或者，本实施例镜片组的液晶盒采用ECB或OCB结构，用于将左旋圆偏振光转换成右旋圆偏振光、以及将右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光，且：与所述线性偏振片最近的一级镜片组中的液晶盒的有效延迟量在1/4波长和3/4波长之间切换，其他各级镜片组中的液晶盒的有效延迟量在0和1/2波长之间切换。
优选地，本实施例镜片组中的电控液晶盒与偏振光栅集成于一体。
同理，本实施例公开的图像采集系统，具有以下有益效果：
在光束过滤装置配合下，以电控液晶盒的状态切换实现外部成像区域的选择和切换，并能以镜片组的多级部署来增加光束的偏转度及可切换子区域的数量，进而增加视场角。切换过程中，不发生组件之间相对位移运动，结构简单实用，部署及操作非常便捷，整体性能得以显著提升。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种图像采集方法，其特征在于，包括：
在图像传感器之前设置光束过滤模块及光束选择模块；所述光束选择模块包括至少一级镜片组，各级镜片组分别由一个偏振光栅与一个电控液晶盒组成；各所述电控液晶盒设置有至少两种状态；且在所有光束选择模块排列的电控液晶盒的状态集合中，各状态子集分别一一对应镜头外不完全重叠的图像子区域；
程控相应的所述电控液晶盒以状态切换实现相应图像子区域的采集，且在图像子区域的切换过程中，不发生组件之间相对位移运动；
将所述光束过滤模块设置于所述光束选择模块与所述图像传感器之间；或者
将所述光束选择模块设置于所述光束过滤模块与所述图像传感器之间；
所述光束过滤模块包括线性偏振片；
当将所述光束过滤模块设置于所述光束选择模块与所述图像传感器之间时，将设置在所述图像传感器与所述线性偏振片之间的镜头作为所述光束过滤装置的一部分，以过滤掉穿透所述线性偏振片之后偏转过大的非目标物象区域的入射光；或者
当将所述光束选择模块设置于所述光束过滤模块与所述图像传感器之间时，将设置在所述图像传感器与所述光束选择模块之间的镜头作为所述光束过滤装置的一部分，以过滤掉穿透所述光束选择模块之后偏转过大的非目标物象区域的入射光。
2.根据权利要求1所述的图像采集方法，其特征在于，各所述偏振光栅通过控制材料的周期性结构实现光束衍射及偏转，出射光束偏转角为光束入射角与偏振光栅衍射角的矢量叠加。
3.根据权利要求2所述的图像采集方法，其特征在于，所述偏振光栅还用于：在偏转过程中将入射的左旋圆偏振光偏转成出射的右旋圆偏振光；和/或
将入射的右旋圆偏振光偏转成出射的左旋圆偏振光；和/或
将入射非偏振光转变为衍射角度相反的左旋圆偏振光及右旋圆偏振光。
4.根据权利要求3所述的图像采集方法，其特征在于，所述偏振光栅的透射光束集中在：
将入射的左旋圆偏振光偏转成负一衍射级；和/或
将入射的右旋圆偏振光偏转成正一衍射级；和/或
将入射非偏振光偏转为正一衍射级的左旋圆偏振光及负一衍射级的右旋圆偏振光。
5.根据权利要求4所述的图像采集方法，其特征在于，所述偏振光栅光学性能改性材料由液晶、液晶聚合物制成。
6.根据权利要求4所述的图像采集方法，其特征在于，所属偏振光栅光学性能改性材料可由金属超表面或介质超表面制成。
7.根据权利要求6所述的图像采集方法，其特征在于，包括下述情况一或情况二中的任意一种方式：
情况一、所述镜片组的液晶盒采用TN结构，对应的两种状态包括高电压下的透射状态和低电压下将左旋圆偏振光转换成右旋圆偏振光、以及将右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光；相应地，所述光束过滤模块还包括设置在所述线性偏振片与最近一级的镜片组之间的1/4波片，其中该TN结构液晶盒与所述偏振光栅的位置能互换；或者
情况二、所述镜片组的液晶盒采用ECB或OCB结构，用于将左旋圆偏振光转换成右旋圆偏振光、以及将右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光，且：与所述线性偏振片最近的一级镜片组中的液晶盒的有效延迟量在1/4波长和3/4波长之间切换，其他各级镜片组中的液晶盒的有效延迟量在0和1/2波长之间切换，其中，与线性偏振片最近的一级镜片组中的液晶盒面向所述线性偏振片设置，其他各级镜片组中的液晶盒与所述偏振光栅的位置能互换。
8.根据权利要求7所述的图像采集方法，其特征在于，还包括：
将所述镜片组中的电控液晶盒与偏振光栅集成于一体。
9.一种图像采集系统，其特征在于，包括：
设置在图像传感器之前的光束过滤模块及光束选择模块；
所述光束选择模块包括至少一级镜片组，各级镜片组分别由一个偏振光栅与一个电控液晶盒组成；各所述电控液晶盒设置有至少两种状态；且在所有光束选择模块排列的电控液晶盒的状态集合中，各状态子集分别一一对应镜头外不完全重叠的图像子区域；以及还包括：
程控单元，用于程控相应的所述电控液晶盒以状态切换实现相应图像子区域的采集，且在图像子区域的切换过程中，不发生组件之间相对位移运动；
所述光束过滤模块设置于所述光束选择模块与所述图像传感器之间；或者
所述光束选择模块设置于所述光束过滤模块与所述图像传感器之间；
所述光束过滤模块包括线性偏振片；
当将所述光束过滤模块设置于所述光束选择模块与所述图像传感器之间时，将设置在所述图像传感器与所述线性偏振片之间的镜头作为所述光束过滤装置的一部分，以过滤掉穿透所述线性偏振片之后偏转过大的非目标物象区域的入射光；或者
当将所述光束选择模块设置于所述光束过滤模块与所述图像传感器之间时，将设置在所述图像传感器与所述光束选择模块之间的镜头作为所述光束过滤装置的一部分，以过滤掉穿透所述光束选择模块之后偏转过大的非目标物象区域的入射光。
10.根据权利要求9所述的图像采集系统，其特征在于，各所述偏振光栅通过控制材料的周期性结构实现光束衍射及偏转，出射光束偏转角为光束入射角与偏振光栅衍射角的矢量叠加。
11.根据权利要求10所述的图像采集系统，其特征在于，所述偏振光栅还用于：在偏转过程中将入射的左旋圆偏振光偏转成出射的右旋圆偏振光；和/或
将入射的右旋圆偏振光偏转成出射的左旋圆偏振光；和/或
将入射非偏振光转变为衍射角度相反的左旋圆偏振光及右旋圆偏振光。
12.根据权利要求10所述的图像采集系统，其特征在于，所述偏振光栅的透射光束集中在：
将入射的左旋圆偏振光偏转成负一衍射级；和/或
将入射的右旋圆偏振光偏转成正一衍射级；和/或
将入射非偏振光偏转为正一衍射级的左旋圆偏振光及负一衍射级的右旋圆偏振光。
13.根据权利要求12所述的图像采集系统，其特征在于，所述偏振光栅光学性能改性材料由液晶、液晶聚合物制成。
14.根据权利要求12所述的图像采集系统，其特征在于，所属偏振光栅光学性能改性材料可由金属超表面或介质超表面制成。
15.根据权利要求14所述的图像采集系统，其特征在于，包括下述情况一或情况二中的任意一种部署方式：
情况一、所述镜片组的液晶盒采用TN结构，对应的两种状态包括高电压下的透射状态和低电压下将左旋圆偏振光转换成右旋圆偏振光、以及将右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光；相应地，所述光束过滤模块还包括设置在所述线性偏振片与最近一级的镜片组之间的1/4波片，其中该TN结构液晶盒与所述偏振光栅的位置能互换；或者
情况二、所述镜片组的液晶盒采用ECB或OCB结构，用于将左旋圆偏振光转换成右旋圆偏振光、以及将右旋圆偏振光转换成左旋圆偏振光，且与所述线性偏振片最近的一级镜片组中的液晶盒的有效延迟量在1/4波长和3/4波长之间切换，其他各级镜片组中的液晶盒的有效延迟量在0和1/2波长之间切换，其中，与线性偏振片最近的一级镜片组中的液晶盒面向所述线性偏振片设置，其他各级镜片组中的液晶盒与所述偏振光栅的位置能互换。
16.根据权利要求15所述的图像采集系统，其特征在于，所述镜片组中的电控液晶盒与偏振光栅集成于一体。
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