[发明专利]基于线阵探测器的旋转式光学层析成像系统的成像方法

说明书

本发明属于光学成像领域，具体地讲涉及一种基于线阵探测器的旋转式光学层析成像系统，该系统包括沿着待测物待测面的正面方向依次顺序布置的反射镜片组、柱面镜和线阵探测器；所述线阵探测器连接计算机。本发明还相应地提供了一种利用上述系统进行成像的方法。本发明利用了基于线阵探测器的旋转式光学层析技术，同时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。

技术领域

本发明属于光学成像领域，具体地讲涉及一种基于线阵探测器的旋转式光学层析成像系统的成像方法。

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，本发明的目的是提供了一种基于线阵探测器的旋转式光学层析成像系统的成像方法，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：

一种基于线阵探测器的旋转式光学层析成像系统的成像方法，其特征在于，基于线阵探测器的旋转式光学层析成像系统包括沿着待测物待测面的正面方向依次顺序布置的反射镜片组、柱面镜和线阵探测器；所述线阵探测器连接计算机；所述反射镜片组的中心轴为射入和射出反射镜片组的待测物待测面反射光光场的中心线，反射镜片组可绕其中心轴旋转；所述待测物、柱面镜、线阵探测器的中心点与反射镜片组的旋转中心轴均处于一条直线上；所述反射镜片组由电机带动旋转，线阵探测器固定在平移台上，电机与平移台均与计算机电连接；所述电机采用步进的控制方式，电机每转动设定的周期角度带动反射镜片组转动一个角度，所述线阵探测器获取该角度下待测物的一维投影；所述电机和所述线阵探测器通过信号同步控制器实现同步；所述反射镜片组由镜片一、镜片二、镜片三组成；所述镜片三平行于所述中心轴，所述镜片一与镜片二关于镜片三的与中心轴垂直的中垂面对称布置，所述镜片一与镜片三的夹角为0°～45°；射入反射镜片组的待测物待测面反射光依次通过镜片一、镜片三、镜片二的反射射出反射镜片组；成像方法包括如下步骤：

S1，将标的图像置于待测物的位置，标的图像在光照下产生的反射光射入反射镜片组，经过反射镜片组内镜片的反射后，所射出的光线射在柱面镜的凸面上，经过柱面镜的汇聚作用，光线在线阵探测器的靶面上形成一条一维投影，线阵探测器采集一维投影信息，获得标的图像的一维投影函数；

S2，电机带动反射镜片组绕中心轴旋转，使标的图像在光照下产生的另一个角度的反射光射入反射镜片组，经过反射镜片组内镜片的反射后，所射出的光线射在柱面镜的凸面上，经过柱面镜的汇聚作用，光线在线阵探测器的靶面上形成另一条一维投影；线阵探测器采集一维投影信息，获得标的图像的一维投影函数；然后继续转动反射镜片组，直至获得标的图像在反射镜片组处于不同角度时的多个一维投影函数，即标的图像的多个采样数据；

S3，利用采样拟合圆曲线方法，对步骤S2中获得的标定图像的多个采样数据进行采样数据的拟合，得到拟合中心，所述拟合中心即反射镜片组的旋转中心；计算机控制平移台带动线阵探测器在其靶面所在的二维平面内移动，使线阵探测器的靶面中心与所述拟合中心重合，此时线阵探测器的靶面中心和反射镜片组的旋转中心初步校准；