[发明专利]基于白光照明的计算光学成像装置及方法

说明书

一种基于白光照明的计算光学成像装置及方法，包括白光光源、导模共振滤波片、旋转镜架、被测物体、三维平移台、图像探测器和计算机，本发明通过旋转导模共振滤波片得到不同波长的入射光束，再利用图像探测器记录多幅衍射强度图，从而可结合多波长计算光学成像算法实现被测物体的复振幅图像再现；本发明可避免使用价格昂贵的激光光源，可避免多次移动图像探测器带来的机械误差，可提高成像装置的鲁棒性，可扩展成像装置的应用范围。

技术领域

本发明涉及计算光学成像技术，特别是一种基于白光照明的计算光学成像装置及成像方法。

背景技术

计算光学成像是光学成像、计算机技术和图像处理算法等相结合的综合性技术，该技术在超分辨光学、目标识别和光场相机等领域均有着广泛的应用前景。在超分辨光学领域，计算光学成像技术可获取高于传统成像系统空间分辨的图像信息，包括对多帧序列图像和单帧图像的超分辨率重建；在目标识别领域，计算光学成像技术可对数字图像中的目标物体进行准确地特征描述，从而保证目标检测和识别的准确性；在光场相机领域，计算光学成像技术可实现场景多层次图像拼接，以实现四维光场的精确重构。随着计算光学成像在各个领域的应用日益增加，对计算光学成像技术的研究也日趋重要。

传统光学成像方法依赖光学系统的成像性能，图像质量越高往往相应的光学系统结构越复杂、体积越大、重量越重、成本越高，因此传统光学成像方法已很难满足日益提高的成像需求。随着光电仪器、光学成像技术、图像处理记录和计算机信息处理技术高速发展的形势下，传统光学成像技术逐渐发展为计算光学成像技术。计算光学成像技术是传统光学成像技术的一次新变革，具有广阔的应用前景，在此基础上涌现出许多不同类型的计算光学成像方法。本发明专利提出了一种新型的计算光学成像方法——基于白光照明的计算光学成像成像装置及方法，通过旋转导模共振滤波片以获得不同波长的入射光束，再利用图像探测器记录多幅衍射强度图，从而结合多波长计算光学成像算法实现被测物体的复振幅图像再现。该装置结构简单、对环境要求低、操作方便，可避免多次机械移动图像探测器带来的系统振动、空气湍流等误差，可提高成像装置的鲁棒性；该装置成本低、精度高，可避免使用价格昂贵的激光光源，为计算光学成像技术的民用化、商业化之路提供了新技术方案。

发明内容

本发明提供一种基于白光照明的计算光学成像装置及方法，以实现快速地重构被测物体的复振幅图像。通过旋转导模共振滤波片以得到多幅衍射强度图，再结合多波长计算光学成像算法快速重构被测物体的复振幅信息；该装置成本低、操作简单，可避免使用价格昂贵的激光光源，可避免多次移动图像探测器带来的机械误差，可提高成像装置的鲁棒性，可扩展成像装置的应用范围，可为计算光学成像技术的民用化、商业化之路提供新技术方案。

本发明的技术解决方案

一种基于白光照明的计算光学成像装置，其特点在于，包括白光光源、供导模共振滤波片放置的旋转镜架、供被测物体放置的三维平移台、图像探测器和计算机；

所述的白光光源发出的光脉冲入射到所述的导模共振滤波片，透过该模共振滤波片的光束作为入射光束；

所述的入射光束透过所述的被测物体后，到达所述的图像探测器；

所述的图像探测器的输出端与所述的计算机的输入端连接；

移动所述的三维平移台，使所述的图像探测器上出现所述的被测物体的衍射强度图；

通过旋转所述的旋转镜架，使所述的导模共振滤波片出射得到不同波长的入射光束；

利用所述的基于白光照明的计算光学成像装置进行成像的方法，其特点在于，该方法包括下列步骤：

1)开启所述的白光光源，该白光光源发出的光脉冲入射到所述的导模共振滤波片；