[发明专利]一种旋转式光学层析成像系统及成像方法

说明书

本发明属于光学成像领域，具体地讲涉及一种旋转式光学层析成像系统及成像方法，所述系统包括沿着待测物待测面的正面方向依次顺序布置的道威棱镜和阵列探测器；所述阵列探测器连接计算机。相应地，本发明还提供了一种旋转式光学层析成像方法。本发明的系统具有单一的旋转装置，结构比较简单，克服了圆锥扫描时的旋转偏心作用和光学系统离焦作用，减小了后期算法重构时的算法修正难度，提升了系统的稳定性。

技术领域

本发明属于光学成像领域，具体地讲涉及一种旋转式光学层析成像系统及成像方法。

背景技术

随着光学技术的发展以及人们对图像质量的要求越来越高，各种新的成像系统也在不断出现。但是目前现有的成像方法主要是利用圆锥扫描式光学层析系统进行成像，圆锥扫描式光学层析系统主要是将圆锥扫描后的图像经过调制盘进行分割从而获得层析信号，该系统结构比较复杂，所需的光学元器件较多，加上受到圆锥扫描时的旋转偏心和光学系统离焦的作用，使后期图像重构时的算法和修正难度较大，系统的稳定性较差。

由于存在上述缺陷，现有的利用圆锥扫描式光学层析系统的成像系统显然已经不能满足人们对成像的需求。因此，提出一种结构简单、系统稳定的光学成像系统很有必要。

发明内容

根据现有技术中存在的问题，本发明提供了一种旋转式光学层析成像系统及成像方法，本系统采用旋转式光学系统，具有单一的旋转装置，结构比较简单，克服了圆锥扫描时的旋转偏心作用和光学系统离焦作用，减小了后期算法重构时的算法修正难度，提升了系统的稳定性。

本发明采用以下技术方案：

一种旋转式光学层析成像系统的成像方法，其特征在于，包括沿着待测物待测面的正面方向依次顺序布置的道威棱镜和阵列探测器；所述阵列探测器连接计算机；所述道威棱镜以其光轴为旋转轴，由电机带动旋转，所述电机与计算机电连接；所述待测物和阵列探测器视场的中心点均位于道威棱镜的光轴所在直线上；所述电机采用步进的控制方式，电机每转动一个设定的周期角度即带动道威棱镜转动一个所述周期角度，所述阵列探测器获取道威棱镜位于转动后的位置时的待测物的图像投影数据；所述电机和所述阵列探测器通过信号同步控制器实现同步；所述阵列探测器设置为面阵工作模式；成像方法包括如下步骤：

S1，需要得到待测物待测面分辨率为n*n的图像时，将分辨率为n*n、黑底白点的标的图像置于待测物的位置，标的图像表示为S(x,y)，x、y分别表示水平方向和垂直方向上的坐标，x＝1,2,3…,n，y＝1,2,3…,n，点S(x,y)表示第x行、第y列的像素点；电机带动道威棱镜绕其光轴旋转一个α角度，所述α角度小于180°且180/α为整数，使标的图像在光照下产生的反射光射入道威棱镜，经过道威棱镜后所射出的光线射在阵列探测器的靶面上形成另一个图像投影，阵列探测器采集图像投影信息，获得标的图像的图像投影数据；然后继续使道威棱镜转动α角度，直至道威棱镜旋转180°，此时得到180/α个图像投影，图像投影表示为S_i(x,y)，i＝1,2,3…,180/α，180/α表示道威棱镜旋转180°所需的次数，x、y分别表示水平方向和垂直方向上的坐标，x＝1,2,3…,n，y＝1,2,3…,n，点S_i(x,y)表示旋转第i次获得图像投影的第x行、第y列的像素点；

S2，找出步骤S1中获得的标的图像的180/α个图像投影S_i(x,y)中白点的圆心，即白点的质心，质心坐标表示为(x_i,y_i)，i＝1,2,3…,180/α，其中第一张标的图像的图像投影S₁(x,y)中白点的质心坐标为(x₁,y₁)；然后通过采样拟合圆曲线方法对180/α个质心坐标(x_i,y_i)拟合成圆，得到拟合圆的圆心(A,B)，拟合圆的半径为R；