[发明专利]二进制编码盘和采用该二进制编码盘的层析成像系统

权利要求书

1.一种二进制编码盘，其特征在于，包括圆盘(21)，所述圆盘(21)上由内向外划分多个与圆盘(21)同心的圆环区域，各圆环区域上均沿圆周方向设有扇形孔(22)，且所有圆环区域上的扇形孔(22)在圆盘半径方向上的宽度均相等，圆环区域上所有扇形孔(22)对应的圆心角度之和作为该圆环区域的光通角度；各圆环区域的光通角度形成公比为2的等比数列。

2.如权利要求1所述的二进制编码盘，其特征在于，圆环区域上的扇形孔(22)在圆盘(21)任意半径方向上的宽度等于该圆环区域的外边缘和内边缘在圆盘(21)半径方向上的距离。

3.如权利要求1所述的二进制编码盘，其特征在于，沿着圆盘(21)上由内向外的半径方向，各圆环区域的通光角度依次递增或者递减。

4.如权利要求3所述的二进制编码盘，其特征在于，沿圆盘圆周方向扇形孔(22)呈梯形分布；或者，所述圆盘(21)划分为多个面积相等的扇形区域，各扇形区域旋转对称。

5.如权利要求1所述的二进制编码盘，其特征在于，所述圆盘(21)上还设有标记孔(23)，标记孔(23)位于最边缘的圆环区域的外周。

6.如权利要求5所述的二进制编码盘，其特征在于，所述圆盘(21)上沿圆周方向设有多个均匀分布的标记孔(23)。

7.一种层析成像系统，其特征在于，包括：柱面镜(1)、光调制盘(2)、汇聚透镜(3)和点阵探测器(4)；

柱面镜(1)用于将入射的平行光束压缩成一维光信号并透射到光调制盘(2)上，柱面镜(1)的出射光位于光调制盘(2)的中心轴线的同一侧；所述光调制盘(2)采用如权利要求1-6任一项所述的二进制编码盘；

所述一维光信号经过光调制盘(2)后透射到汇聚透镜(3)上，汇聚透镜(3)将一维光信号聚焦成光点信号，所述点阵探测器(4)用于检测光点信号。

8.如权利要求7所述的层析成像系统，其特征在于，还包括解码模块，解码模块用于对点阵探测器的探测值φ进行二进制解码，以获得一维解码光信号；或者由点阵探测器对探测值φ进行二进制解码，以获得一维解码光信号；

对点阵探测器的探测值φ进行二进制解码的公式为：

其中，θ_i表示第i个设有扇形孔的圆环区域的光通角度，θ_min为θ₁、θ₂、θ₃、……、θ_n中的最小值，n为设有扇形孔的圆环区域的数量，θ_i/θ_min为首项为1公比为2的等比数列中的项，1≤i≤n；ε_i等于0或者1，ε_i表示第i个圆环区域的编码值，一维解码光信号记作ε₁ε₂ε₃......ε_n。

9.如权利要求8所述的层析成像系统，其特征在于，对点阵探测器的探测值φ进行二进制解码的方法包括以下步骤：

S1、将圆环区域的光通角度θ_i与最小光通角度θ_min的比值记作圆环区域的参照值；

S2、获得小于或等于所述光点信号的编码值φ的参照值中的最大值作为选择对象，将选择对象对应的编码值置1；

S3、计算所述光点信号的编码值φ与所述选择对象的差值作为分配对象；

S4、将选择对象更新为小于或等于所述分配对象的参照值中的最大值，将选择对象对应的编码值置1；

S5、将分配对象更新为所述分配对象与选择对象的差值，然后返回步骤S4，循环步骤S4-S5，直至分配对象为0。

10.如权利要求9所述的层析成像系统，其特征在于，步骤S1还包括：将各圆环区域的参照值由大到小排序；

所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21、根据由大到小的顺序，将第一个参照值与所述光点信号的编码值φ比较；

S22、该参照值是否小于或等于所述编码值φ；

S23、否，则将该参照值对应的编码值置0；将下一个参照值与所述编码值φ比较，并返回步骤S22；

S24、是，则将该参照值作为选择对象，将选择对象对应的编码值置1，然后执行步骤S3；

所述步骤S4具体包括以下步骤：

S41、根据由大到小的顺序，将选择对象之后的参照值与分配对象比较；

S42、该参照值是否小于或等于所述分配对象；

S43、否，则将该参照值对应的编码值置0；将下一个参照值与所述分配对象比较，并返回步骤S42；

S44、是，则该参照值作为选择对象，将选择对象对应的编码值置1，然后执行步骤S5；

步骤S5具体包括以下步骤：

S51、是否存在小于选择对象的参照值；

S52、是，则分配对象更新为所述分配对象与选择对象的差值，然后返回步骤S41；

S53、否，则解码完成。