[发明专利]基于单光子阵列的选通型漫反射绕角成像系统与方法

摘要

本发明公开了一种基于单光子阵列的选通型漫反射绕角成像系统及方法，该系统包括激光发射器、扫描振镜系统、中介反射面、距离选通模块、微透镜组、SPAD阵列探测器、时间相关光子计数器以及数字处理单元；激光发射器发出的激光依次经过中介反射面表面—隐藏目标表面—中介反射面的反射过程后经距离选通模块后被SPAD阵列探测器采集并触发时间相关光子计数器。根据时间相关光子计数器统计的光子数和光子到达时间得到时间光子计数直方图，最后通过数字处理单元按照时间先后顺序处理多幅时间光子计数直方图，完成隐藏目标物体的三维重建。本发明不仅成本低、便于携带并且能够实现探测视域之外的隐藏目标三维成像。

主权项

1.一种基于单光子阵列的选通型漫反射绕角成像系统，其特征在于：包括激光发射器、扫描振镜系统、中介反射面、距离选通模块、微透镜组、SPAD阵列探测器、时间相关光子计数器以及数字处理单元；激光发射器发射的出射激光经过扫描振镜系统在中介反射面形成第一漫反射光；隐藏目标位于第一漫反射光的光路上并对第一漫反射光部分进行二次反射形成第二漫反射光；第二漫反射光再次经过中介反射面的漫反射后形成第三漫反射光；距离选通模块、微透镜组以及SPAD阵列探测器均位于第三漫反射光的光路上；SPAD阵列探测器与时间相关光子计数器连接；时间相关光子计数器与数字处理单元连接；距离选通模块用于阻止第一漫反射光、第二漫反射光进入SPAD阵列探测器，仅允许第三漫反射光进入SPAD阵列探测器；时间相关光子计数器对第三漫反射光中光子数的分布情况进行统计；数字处理单元包括同步电路、存储单元、DSP处理器和显示器；同步电路用于保证激光发射器发射激光、距离选通模块开启或关闭以及时间相关光子计数器开启计时同步进行；存储单元用于储存时间相关光子计数器发送来的光子数的分布情况进行统计和分析结果；DSP处理器用于对光子数的分布情况进行统计和分析结果进行反演处理；显示器用于将DSP处理器的反演处理结果转换成隐藏目标的图像显示出来。