本发明公开了一种多孔径偏振成像装置，包括：微镜头阵列，包括若干微镜头，其分布于第一球型曲面，用于接收外部目标光线信息；探测器阵列，位于所述微镜头阵列后方，包括若干探测器，所述探测器与所述微镜头一一对应设置，其分布于与所述第一球型曲面同心的第二球型曲面，用于对经过所述微镜头的目标光线信息进行成像，获取第一图像信息；至少三个偏振片，位于所述微镜头阵列前方，其分布于所述微镜头阵列中心处，每个所述偏振片对应一个中心处微镜头，用于获取不同偏振方向的第二图像信息；其中，所述相邻的两个中心处微镜头具有预定比率的视场重叠。本发明的装置能够准确获取目标位置信息、强度信息及目标材质信息。
