CN115113375B

CN115113375B - 一种摄像模组及摄像装置

Info

Publication number: CN115113375B
Application number: CN202211012245.7A
Authority: CN
Inventors: 郑治钦; 张军; 智强; 谢锦阳; 闫合; 张健; 唐昊
Original assignee: Lizhen Precision Intelligent Manufacturing Kunshan Co ltd
Current assignee: Lizhen Precision Intelligent Manufacturing Kunshan Co ltd
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2022-11-18
Anticipated expiration: 2042-08-23
Also published as: CN115113375A

Abstract

本发明公开了一种摄像模组及摄像装置。其中，摄像模组包括沿入射光线传播方向依次设置的光具组、平面透镜组和传感器，光具组包括至少一个透镜，光具组用于校正像差，平面透镜组包括至少一个平面透镜，入射光线经光具组透射后形成第一校正光线，第一校正光线以布儒斯特角入射至平面透镜组，并经平面透镜组透射后形成线偏振光线，传感器位于线偏振光线的传播路径上。本发明实施例提供的摄像模组及摄像装置，通过设置平面透镜组将入射光线转换为线偏振光线，传感器利用线偏振光线进行成像，无需准确的辐射量校准就可以达到相当高的精度，从而有助于提高成像质量。

Description

一种摄像模组及摄像装置

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种摄像模组及摄像装置。

背景技术

图1为现有红外摄像模组的结构示意图，如图1所示，现有红外摄像模组包括光具组10’、滤波片11’和传感器12’，光具组10’用于降低像差，滤波片11’用于滤除不需要的波长的杂散光，传感器12’用于将光信号转换为电信号，通过对电信号进行处理后，最终可输出拍摄照片。

其中，滤波片11’通过在平面透镜的表面进行镀膜，仅对光线波长进行选择，无法进一步改善红外摄像模组的成像质量。

发明内容

本发明提供了一种摄像模组及摄像装置，以改善成像质量。

根据本发明的一方面，提供了一种摄像模组，包括沿入射光线传播方向依次设置的光具组、平面透镜组和传感器；

所述光具组包括至少一个透镜，所述光具组用于校正像差；

所述平面透镜组包括至少一个平面透镜；

所述入射光线经所述光具组透射后形成第一校正光线；

所述第一校正光线以布儒斯特角入射至所述平面透镜组，并经所述平面透镜组透射后形成线偏振光线；

所述传感器位于所述线偏振光线的传播路径上。

可选的，所述第一校正光线在所述平面透镜组的入射角为θ₁，θ₁=arctan(n₂/n₁)；

其中，n₁为空气的折射率，n₂为平面透镜的折射率。

可选的，所述平面透镜组包括平行排列的多个所述平面透镜，各所述平面透镜所在平面垂直于所述光具组的光轴方向。

可选的，所述摄像模组还包括光路调整单元，所述光路调整单元位于所述第一校正光线的传播路径上；

所述光路调整单元包括第一反射面和第二反射面；

所述第一校正光线依次经所述第一反射面和所述第二反射面发射后，以所述布儒斯特角入射至所述平面透镜组。

可选的，所述光路调整单元包括四棱镜和等边直角三棱镜，所述第一反射面位于所述四棱镜上，所述第二反射面位于所述等边直角三棱镜上；

所述四棱镜包括分别与所述第一反射面相邻的第一入射面和第一出射面；

所述等边直角三棱镜包括分别与所述第二反射面相邻的第二入射面和第二出射面；

所述第一校正光线依次经所述四棱镜的所述第一入射面入射、所述第一反射面反射以及所述第一出射面出射后到达所述等边直角三棱镜的所述第二入射面；并经所述等边直角三棱镜的所述第二入射面入射、所述第二反射面反射以及所述第二出射面出射后，以所述布儒斯特角入射至所述平面透镜组；

其中，所述第一入射面垂直于所述光具组的光轴方向，所述第一反射面与所述第一入射面相交，所述第一出射面垂直于经所述第一反射面反射的第一校正光线的传播方向；

所述第二入射面垂直于经所述第一出射面出射的所述第一校正光线的传播方向，所述第二反射面平行于所述光具组的光轴方向，所述第二出射面垂直于经所述第二反射面反射的所述第一校正光线。

可选的，所述四棱镜的折射率为n₃，n₃≥1/sinθ₂；

其中，θ₂为所述第一校正光线在所述第一反射面的入射角。

可选的，所述等边直角三棱镜的折射率为n₄，n₄≥1/sinθ₃；

其中，θ3为所述第一校正光线在所述第二反射面的入射角。

可选的，所述平面透镜的厚度为d，d=(λk)/((4n₂ ²-2)^1/2)；

其中，λ为所述入射光线的波长，k为正整数，n₂为所述平面透镜的折射率。

可选的，所述入射光线为红外光线；

所述平面透镜的材料包括熔凝石英、冕牌玻璃、重冕玻璃、钡冕玻璃、火石玻璃、钡火石玻璃和重火石玻璃中的任意一种。

根据本发明的另一方面，提供了一种摄像装置，包括第一方面所述的任一摄像模组。

本发明实施例提供的摄像模组及摄像装置，包括沿入射光线传播方向依次设置的光具组、平面透镜组和传感器，光具组包括至少一个透镜，光具组用于校正像差，平面透镜组包括至少一个平面透镜，入射光线经光具组透射后形成第一校正光线，第一校正光线以布儒斯特角入射至平面透镜组，并经平面透镜组透射后形成线偏振光线，传感器位于线偏振光线的传播路径上。其中，通过设置平面透镜组将入射光线转换为线偏振光线，使折射到传感器上的光线为偏振方向平行于光的传播方向的线偏振光线，传感器利用线偏振光线进行成像，无需准确的辐射量校准就可以达到相当高的精度，从而有助于提高成像质量。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有红外摄像模组的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种摄像模组的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种平面透镜组的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种第一校正光线在平面透镜界面处的光路示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种摄像模组的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种摄像模组的主视结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种摄像模组的俯视结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种第一校正光线在平面透镜界面处的光路示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图2为本发明实施例提供的一种摄像模组的结构示意图，如图2所示，本发明实施例提供的摄像模组包括沿入射光线100传播方向依次设置的光具组10、平面透镜组13和传感器14，光具组10包括至少一个透镜，光具组10用于校正像差，平面透镜组13包括至少一个平面透镜131，入射光线100经光具组10透射后形成第一校正光线200，第一校正光线200以布儒斯特角入射至平面透镜组13，并经平面透镜组13透射后形成线偏振光线300，传感器14位于线偏振光线300的传播路径上。

其中，本发明实施例提供的摄像模组可应用于手机或红外相机等摄像装置中，例如，该摄像模组应用于手机前置红外摄像头中，但并不局限于此。

具体的，如图2所示，当摄像模组应用于红外相机中时，红外相机通过摄像模组拍摄图案时，形成的照片会产生像差，例如：球差、慧差、像散、场曲和畸变。在本实施例中，通过在入射光线100的传播路径上设置光具组10，可校正上述像差，从而有助于提高成像质量。

其中，光具组10中设置有至少一个透镜，例如，如图2所示，光具组10包括四个透镜，且四个透镜均为非球面透镜，从而可以将形成的像差减小到最低，以提高成像质量，但并不局限于此，在其他实施例中，本领域技术人员可根据实际需求对光具组10中的透镜数量及各透镜参数进行设置。

图3为本发明实施例提供的一种平面透镜组的结构示意图，如图2和图3所示，平面透镜组13包括至少一个平面透镜131，入射光线100经光具组10透射后形成的第一校正光线200以布儒斯特角入射至平面透镜组13，其中，自然光在介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光，只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光，其振动方向与入射面垂直，此特定角称为布儒斯特角，此规律称为布儒斯特定律。在本实施例中，通过设置第一校正光线200以布儒斯特角入射至平面透镜组13，可使透过平面透镜组13中平面透镜131的第一校正光线200为部分偏振光，通过设置平面透镜组13中平面透镜131的数量，可使穿过平面透镜组13的第一校正光线200成为线偏振光线300。

进一步地，如图2所示，传感器14包括衬底141和设置于衬底141上的传感器像素阵列142，传感器14设置于线偏振光线300的传播路径上，以使线偏振光线300照射在传感器像素阵列142，传感器像素阵列142将线偏振光线300转换为电信号。

继续参考图2，传感器14可通过连接线15与外部图像处理器电连接，以将电信号传输至图像处理器，由图像处理器对电信号进行处理后，最终输出拍摄的照片。

需要说明的是，不同物体或同一物体的不同状态会产生不同的偏振状态，形成不同的偏振光谱。传统红外技术测量的是物体的辐射的强度，而偏振测量的是物体辐射在不同偏振方向上的对比度，因此利用偏振光能够将辐射强度相同而偏振性不同的物体区别开来。

在本实施例中，通过平面透镜组13将入射光线100转换为线偏振光线300，使折射到传感器14上的光线为偏振方向平行于光的传播方向的线偏振光线300，传感器14利用线偏振光线300进行成像，无需准确的辐射量校准就可以达到相当高的精度，从而有助于提高成像质量。

需要注意的是，平面透镜组13中平面透镜131的数量可根据实际需求进行设置，如图2所示，平面透镜组13可仅包括一个平面透镜131，如图3所示，平面透镜组13也可包括多个平面透镜131（如6个），本发明实施例对此不作限定。

可以理解的是，当第一校正光线200以布儒斯特角入射至平面透镜131时，折射光为部分偏振光，因此，当平面透镜组13中平面透镜131的数量足够多时，可以近似认为最终折射出的光为线偏振光，其偏振方向为平行光的传播方向。即平面透镜131的数量越多，线偏振光线300的线偏振特性越强，但平面透镜131的数量越少，越有助于摄像模组的小型化设置，本领域技术人员可根据实际需求对平面透镜组13中平面透镜131的数量进行设置。

图4为本发明实施例提供的一种第一校正光线在平面透镜界面处的光路示意图，如图3和图4所示，可选的，第一校正光线200在平面透镜组13的入射角为θ₁，θ₁=arctan(n₂/n₁)，其中，n₁为空气的折射率，n₂为平面透镜的折射率。

具体的，如图3和图4所示，第一校正光线200以布儒斯特角入射时，即第一校正光线200在平面透镜组13的入射角θ₁为布儒斯特角时，反射光与折射光之间互相垂直。如图4所示，θ₁为入射角，θ₄为折射角，空气的折射率为n₁，平面透镜的折射率为n₂，根据折射定律可以得到：

n₁sin(θ₁)=n₂sin(θ₄)；

当光线以布儒斯特角入射时，反射光与折射光垂直，则：

n₁sin(θ₁)=n₂sin(90°-θ₁)=n₂cos(θ₁)；

进一步得到：

θ₁=arctan(n₂/n₁)。

因此，在本实施例中，通过设置第一校正光线200在平面透镜组13的入射角θ₁满足θ₁=arctan(n₂/n₁)，以实现第一校正光线200以布儒斯特角入射平面透镜组13。

图5为本发明实施例提供的另一种摄像模组的结构示意图，图6为本发明实施例提供的一种摄像模组的主视结构示意图，图7为本发明实施例提供的一种摄像模组的俯视结构示意图，如图5-7所示，可选的，平面透镜组13包括多平行排列的个平面透镜131，各平面透镜131所在平面垂直于光具组10的光轴方向。

其中，如上所述，平面透镜131的数量越多，形成的线偏振光线300的线偏振特性越强，因此，在平面透镜组13中设置多个平面透镜131，有助于提升线偏振光线300的线偏振特性，进而有助于提高成像质量。

进一步地，如图3所示，通过设置多个平面透镜131平行叠加，可使第一校正光线200在每个平面透镜131上的入射角均相同，即第一校正光线200在每个平面透镜131上的入射角均为布儒斯特角，有助于实现将第一校正光线200转换为线偏振光线300；同时，还有助于降低平面透镜组13的占用空间，实现小型化设置。

同时，如图5-7所示，可以将摄像模组中的各组件固定于一个镜筒（图中未示出）内，通过设置平面透镜组13中的平面透镜131所在平面垂直于光具组10的光轴方向，有助于对平面透镜组13进行精确组装，降低工艺难度，容易实现。

继续参考图5-7，可选的，本发明实施例提供的摄像模组还包括光路调整单元16，光路调整单元16位于第一校正光线200的传播路径上。光路调整单元16包括第一反射面21和第二反射面22，第一校正光线200依次经第一反射面21和第二反射面22发射后，以布儒斯特角入射至平面透镜组13。

其中，如图5-7所示，通过在第一校正光线200的传播路径上设置光路调整单元16，以改变第一校正光线200的传播方向，从而实现第一校正光线200以布儒斯特角入射至平面透镜组13。

具体的，光路调整单元16包括第一反射面21和第二反射面22，第一校正光线200经第一反射面21和第二反射面22的两次反射后，以布儒斯特角入射至平面透镜组13，从而在水平设置平面透镜组13的同时，实现线偏振光线300的转换。

继续参考图5-7，可选的，光路调整单元16包括四棱镜161和等边直角三棱镜162，第一反射面21位于四棱镜161上，第二反射面22位于等边直角三棱镜162上。四棱镜161还包括分别与第一反射面21相邻的第一入射面23和第一出射面24。等边直角三棱镜162包括分别与第二反射面相邻22的第二入射面25和第二出射面26。第一校正光线200依次经四棱镜161的第一入射面23入射、第一反射面21反射以及第一出射面24出射后到达等边直角三棱镜162的第二入射面25；并经等边直角三棱镜162的第二入射面25入射、第二反射面22反射以及第二出射面26出射后，以布儒斯特角入射至平面透镜组13。其中，第一入射面23垂直于光具组10的光轴方向，第一反射面21与第一入射面23相交，第一出射面24垂直于经第一反射面21反射的第一校正光线200的传播方向；第二入射面25垂直于经第一出射面24出射的第一校正光线200的传播方向，第二反射面22平行于光具组10的光轴方向，第二出射面26垂直于经第二反射面22反射的第一校正光线200。

具体的，如图5-7所示，四棱镜161的第一入射面23垂直于光具组10的光轴方向，第一校正光线200经第一入射面23入射后传播方向不会改变。第一反射面21与第一入射面23相交，使得第一校正光线200经第一反射面21反射后改变传播方向，以向等边直角三棱镜162传播。第一出射面24垂直于经第一反射面21反射的第一校正光线200的传播方向，使得第一校正光线200经第一出射面24出射后传播方向不会改变。

进一步地，继续参考图5-7，等边直角三棱镜162的第二入射面25垂直于经第一出射面24出射的第一校正光线200的传播方向，第一校正光线200经第二入射面25入射后传播方向不会改变。第二反射面22平行于光具组10的光轴方向，使得第一校正光线200经第二反射面22反射后改变传播方向，以向平面透镜组13传播，同时，有助于对等边直角三棱镜162进行精确组装，降低工艺难度，容易实现。第二出射面26垂直于经第二反射面22反射的第一校正光线200，使得第一校正光线200经第二出射面26出射后传播方向不会改变。

由上可知，第一校正光线200经第一反射面21和第二反射面22反射后，以布儒斯特角入射至平面透镜组13，因此，第一反射面21和第二反射面22的设置角度可根据布儒斯特角进行确定。

示例性的，如图5-7所示，以布儒斯特角为45°为例，入射光线100经过光具组10之后竖直入射，形成第一校正光线200，第一校正光线200经过四棱镜161水平设置的第一入射面23之后，通过第一反射面21反射成与光具组10的光轴方向（竖直方向）之间夹角为45°的光线，然后垂直打到等边直角三棱镜162的第二入射面25（等边直角三棱镜162的一个直角边）上。垂直直角边入射的第一校正光线200通过等边直角三棱镜162的第二反射面22（斜边）反射，从第二出射面26（等边直角三棱镜162的另一个直角边）垂直打出。

进一步地，由于平面透镜组13水平放置，从第二出射面26出射的第一校正光线200以45°（即布儒斯特角）入射平面透镜组13，实现线偏振光线的转换。

需要说明的是，通过改变平面透镜组13中平面透镜131的折射率和厚度，可以使得平面透镜组13的布儒斯特角为45°。

继续参考图6，∠HKM=45°，所以∠HKP=180°-∠HKM=180°-45°=135°，因此可以得到第一校正光线200在第一反射面21的入射角和反射角为：

135°/2=67.5°；

继续参考图6，点K所在的虚线为第一反射面21的法线，因此∠PKF=90°-67.5°=22.5°，从而得到第一反射面21的设置角度。

进一步地，继续参考图6，等边直角三棱镜162所需要的视场由传感器14中像素面积大小决定，而等边直角三棱镜162所获得的最大视场为边AB，因此边AB也决定了四棱镜161边EG的大小，即四棱镜161的边AB的长度可以等于边EG的长度，也就是说，等边直角三棱镜162的第一出射面24的面积可以根据等边直角三棱镜162的第二反射面22进行设置。

同时边DF为水平方向，边DE可以为垂直方向，又因为∠PKF=22.5°，边EG、边DE、边DF、边GF这四条边可构成四棱镜161。

其中，如图6所示，边DE为垂直方向，有助于减小四棱镜161的体积，从而有利于小型化设计，但并不局限于此。

继续参考图6，可选的，四棱镜161的折射率为n₃，n₃≥1/sinθ₂；其中，θ₂为第一校正光线200在第一反射面21的入射角。

具体的，如图6所示，根据折射率公式：

n₃sin(θ₂)=n₁sin(θ₅)；

其中，n₃为四棱镜161的折射率，θ₂为第一校正光线200在第一反射面21的入射角，n₁为空气折射率，空气折射率为1，θ₅为第一校正光线200在第一反射面21的折射角。当第一校正光线200在第一反射面21发生全反射时，折射角θ₅=90°，即sin(θ₅)=1，可计算出折射率n₃的最低值：

n₃=1/sin(θ₂)=1/sin(67.5°)≈1.08239。

因此，在本实施例中，通过设置四棱镜161的折射率n₃≥1/sinθ₂，即四棱镜161的折射率n₃大于或等于1.08239，可使第一校正光线200在第一反射面21发生全反射。

由于平面镜反射会损失一部分能量，因此，本实施例与第一反射面21设置为平面镜相比，采用四棱镜161全反射原理改变第一校正光线200的光路，可将光的损失降到最低。

继续参考图6，可选的，等边直角三棱镜162的折射率为n₄，n₄≥1/sinθ₃；其中，θ₃为第一校正光线200在第二反射面22的入射角。

具体的，如图6所示，根据折射率公式：

n₄sin(θ₃)=n₁sin(θ₆)；

其中，n₄为等边直角三棱镜162的折射率，θ₃为第一校正光线200在第二反射面22的入射角，n₁为空气折射率，空气折射率为1，θ₆为第一校正光线200在第二反射面22的折射角。当第一校正光线200在第二反射面22发生全反射时，折射角θ₆=90°，即sin(θ₆)=1，可计算出折射率n₄的最低值：

n₄=1/sin(θ₃)=1/sin(45°)≈1.41421。

因此，在本实施例中，通过设置等边直角三棱镜162的折射率n₄≥1/sin(θ₃)，即等边直角三棱镜162的折射率n₄大于或等于1.41421，可使第一校正光线200在第二反射面22发生全反射。

由于平面镜反射会损失一部分能量，因此，本实施例与第二反射面22设置为平面镜相比，采用等边直角三棱镜162全反射原理改变第一校正光线200的光路，可将光的损失降到最低。

需要说明的是，光路调整单元16并不局限于上述四棱镜161和等边直角三棱镜162的设置，在其他实施例中，光路调整单元16也可包括两个平面镜，两个平面镜分别作为第一反射面21和第二反射面22，以实现光路的调整，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。

图8为本发明实施例提供的另一种第一校正光线在平面透镜界面处的光路示意图，如图8所示，可选的，平面透镜131的厚度为d，d=(λk)/((4n₂ ²-2)^1/2)；其中，λ为入射光线的波长，k为正整数，n₂为平面透镜131的折射率。

具体的，如图8所示，R点到T点和S点到T点的光程是相等的，所以第一校正光线200在平面透镜131上的两束反射光的光程差在于直线OS和折线OQR。

如图8所示，OS=OR*sini=2*d*tanr*sini；

OQ=QR=d/cosr；

因此，光程差δ=n₂*（OQ+QR）-n₁*OS=（n₂*2*d）/cosr-n₁*2*d*tanr*sini=2*d*（n₂-n₁*sini*sinr）/cosr；

由折射率公式可得：

Sini=n_2*sinr/n₁；

解得：

δ=2*d*n₂*cosr=2*d*(n₂ ²-n₁ ²*sin²i)^1/2；

在本实施例中，n₁为空气折射率，因此，n₁=1。进一步地，第一校正光线200从光疏介质（空气）到光密介质（平面透镜）的反射过程中存在着半波损失，为了使平面透镜131反射的两束反射光进行干涉相消，增加透光率，可得计算公式：

δ=2*d*(n₂ ²-n₁ ²*sin²i)^1/2=λk（k=0，1，2，3……取整数）；

经过计算可得公式：

d=(λk)/((4n₂ ²-2)^1/2)。

示例性的，以入射光线的波长λ=0.93μm为例，通过设置d=(0.93k)/((4n₂ ²-2)^1/2)，利用第一校正光线200在平面透镜131上的两束反射光的光程差对两束反射光进行干涉相消，可增大透射光的光强，从而可以加强930nm的折射光的能量，达到对930nm光的增透效果，起到过滤930nm之外波长光的作用。

可选的，入射光线为红外光线，平面透镜131的材料包括熔凝石英、冕牌玻璃、重冕玻璃、钡冕玻璃、火石玻璃、钡火石玻璃和重火石玻璃中的任意一种。

具体的，入射光线为红外光线，可实现红外成像及红外探测功能。

其中，红外光线的波长可根据实际需求进行设置，例如，波长为930nm，但并不局限于此，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。

进一步地，熔凝石英（SiO2）、冕牌玻璃（K6，K8，K9）、重冕玻璃（ZK6，ZK8）、钡冕玻璃（BaK2）、火石玻璃（F1）、钡火石玻璃（BaF8）和重火石玻璃（ZF5，ZF6）对红外光（如波长为930nm的光）有着良好的透光率，因此，可选用上述材料作为平面透镜131的材料。

此外，当平面透镜131的厚度d大于入射光线波长两个数量级及以上时，上述几何光学的公式更为适用，因此，当入射光线为930nm波长红外光时，d≥93μm。

进一步地，可通过对k取不同的值，来计算确定平面透镜131合适的厚度d和材料。

示例性的，以下利用python编写一段程序，用于计算当k取不同值的时候，d的厚度值为多少微米。其中，需确保平面透镜的厚度取值尽可能小，从而可以在有限的空间中尽可能增加平面透镜的数量。

python程序如下：

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

n=折射率

k=np.linspace(200,300,101,dtype=int)

print(k)

a=np.sqrt(4*n*n-2)

d=0.93*k/a

print(d)

通过带入不同材料的折射率可得到：

1.当平面透镜材料为SiO2时，折射率n=1.45843，利用程序可计算出d=109um；

2.当平面透镜材料为K6时，折射率n=1.5111，利用程序可计算出d=125um；

3.当平面透镜材料为K8时，折射率n=1.5159，利用程序可计算出d=129um；

4.当平面透镜材料为K9时，折射率n=1.5163，利用程序可计算出d=104um；

5.当平面透镜材料为ZK6时，折射率n=1.61263，利用程序可计算出d=94um；

6.当平面透镜材料为ZK8时，折射率n=1.614，利用程序可计算出d=108um；

7.当平面透镜材料为BaK2时，折射率n=1.53988，利用程序可计算出d=155um；

8.当平面透镜材料为F1时，折射率n=1.60328，利用程序可计算出d=95um；

9.当平面透镜材料为BaF8时，折射率n=1.6259，利用程序可计算出d=121um；

10.当平面透镜材料为ZF5时，折射率n=1.73977，利用程序可计算出d=129um；

11.当平面透镜材料为ZF6时，折射率n=1.75496，利用程序可计算出d=99um。

通过对以上折射率代入计算出平面透镜厚度值最小的为ZK6和F1材料，因此，平面透镜采用ZK6和F1材料，可以确保平面透镜的厚度取值尽可能小，从而可以在有限的空间中尽可能增加平面透镜的数量。

可以理解的是，当平面透镜数量足够多的情况下，可以近似认为平面透镜最终折射出的光线为线偏振光，其偏振方向为平行光的传播方向。

需要说明的是，如今红外探测的精度和灵敏度越来越高，可以探测的目标温差越来越小，但是，由于杂乱背景信号的限制，目标发现和识别的概率却仍不是很高。使用伪装技术，在目标物周围放置温度相同的噪声源，会使现有的红外热像仪就无法进行识别。

在本发明中，采用红外偏振成像技术，其具有以下优势：

（1）红外偏振测量无需准确的辐射量校准就可以达到相当高的精度，因为偏振度是辐射值的比值。

（2）自然环境中地物背景的红外偏振度非常小（＜1.5%），而金属材料目标的红外偏振度相对较大，达到了2%～7%，因此以金属材料为主体的车辆的偏振度和地物背景的偏振度差别也较大。两物体偏振度值差别达到1%，采用红外偏振成像技术能够很好地分辨出两物体之间的差异。所以利用红外偏振成像技术识别地物背景中的车辆目标具有明显的优势。

（3）军事中经常使用伪装涂料对目标进行伪装，喷涂了红外伪装漆的金属板的发射率会改变。辐射率比较低的热红外伪装漆可以使目标在红外辐射强度图中有较低的灰度值，与普通材料相比，伪装涂料能有效地减弱目标的红外特征，达到红外波段伪装目标的目的。然而经过伪装的目标板的偏振度没有随发射率的变化而有较大改变，改变金属板发射率的伪装方法对半的偏振度的影响比较小。因此在偏振图像中经过伪装的目标失去了伪装效果而很容易被发现。

综上所述，现有红外相机采用的是光强度成像技术，其受环境因素的影响较大，在恶劣的环境下，由于光强度太弱，成像就会具有一定的困难度。而本发明采用的偏振成像技术可以在恶劣的环境下进行图像获取操作，在抑制背景噪声、提高拍摄距离、细节特征的获取以及目标伪装识别等方面具有绝对的优势。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种摄像装置，该摄像装置包括本发明任意实施例所述的摄像模组，因此，本发明实施例提供的摄像装置具有上述任一实施例中的技术方案所具有的技术效果，与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述。

本发明实施例提供的摄像装置可以为手机或红外相机，也可以为任何具有摄像功能的电子产品，本发明实施例对此不作特殊限定。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种摄像模组，其特征在于，包括沿入射光线传播方向依次设置的光具组、平面透镜组和传感器；

所述光具组包括至少一个透镜，所述光具组用于校正像差；

所述平面透镜组包括至少一个平面透镜；

所述入射光线经所述光具组透射后形成第一校正光线；

所述传感器位于所述线偏振光线的传播路径上；

针对任一所述平面透镜，所述平面透镜的厚度为d，d=(λk)/((4n₂ ²-2)^1/2)；其中，λ为所述入射光线的波长，k为正整数，n₂为该所述平面透镜的折射率。

2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，

所述第一校正光线在所述平面透镜组的入射角为θ₁，θ₁=arctan(n₂/n₁)；

其中，n₁为空气的折射率，n₂为平面透镜的折射率。

3.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，

所述平面透镜组包括平行排列的多个所述平面透镜，各所述平面透镜所在平面垂直于所述光具组的光轴方向。

4.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，

所述摄像模组还包括光路调整单元，所述光路调整单元位于所述第一校正光线的传播路径上；

所述光路调整单元包括第一反射面和第二反射面；

5.根据权利要求4所述的摄像模组，其特征在于，

所述光路调整单元包括四棱镜和等边直角三棱镜，所述第一反射面位于所述四棱镜上，所述第二反射面位于所述等边直角三棱镜上；

6.根据权利要求5所述的摄像模组，其特征在于，

所述四棱镜的折射率为n₃，n₃≥1/sinθ₂；

7.根据权利要求5所述的摄像模组，其特征在于，

所述等边直角三棱镜的折射率为n₄，n₄≥1/sinθ₃；

其中，θ₃为所述第一校正光线在所述第二反射面的入射角。

8.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，

所述入射光线为红外光线；

针对任一所述平面透镜，所述平面透镜的材料包括熔凝石英、冕牌玻璃、重冕玻璃、钡冕玻璃、火石玻璃、钡火石玻璃和重火石玻璃中的任意一种。

9.一种摄像装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的摄像模组。