[发明专利]一种傅里叶叠层成像系统

说明书

本发明属于成像技术领域，具体涉及一种傅里叶叠层成像系统。本申请实施例提供的傅里叶叠层成像系统，包括照明子系统，用于对目标物进行照明，和成像子系统，用于在目标物的反射光路上采集目标物的图像，成像子系统可对目标物进行扫描拍摄以获取目标物的多张图像，其中，照明子系统包括用于发出照明光的光发射单元和沿着光发射单元的光路设置的光整形单元，光整形单元用于将光发射单元发出的照明光调制为发散光照射到目标物上。系统采用发散光进行主动照明，避免了照明范围受限于透镜口径的问题，同时对于绝大多数漫反射式主动成像场景仍满足夫琅禾费衍射条件，可通过傅里叶叠层技术实现超分辨成像。

技术领域

本发明涉及成像技术领域，具体涉及一种傅里叶叠层成像系统。

背景技术

传统成像系统受限于衍射极限而无法实现超分辨成像。而增加镜头口径以提升成像分辨率的方案，则会导致系统体积重量急剧增加，传统技术难以为继。

傅里叶叠层成像技术利用相位提取与合成孔径，可以利用有限口径的成像设备实现远大于镜头物理口径的成像分辨率，实现超分辨成像。

而在反射式傅里叶叠层超分辨成像中，人们往往认为受限于夫琅禾费衍射条件，需使用会聚透镜使得照明光束在物面反射后聚焦在镜头扫描平面内。那么在远场成像中，所需会聚透镜口径就可能为照明区域直径的两倍，对会聚透镜的口径提出了严苛要求，同时照明区域受到了限制。

针对反射式傅里叶叠层超分辨成像中存在的上述问题，有一些传统的解决方法，其中，有的采用一定口径的透镜对照明光束在发射端进行整形，以实现光束的会聚照明效果，但这种方案的照明范围有限。有的采用了抵近照明的方案，使得会聚透镜的尺寸可以仅略大于照明区域而无需为照明区域的两倍大小，但这种方案虽然对透镜尺寸的要求略微降低，但仅限于实验室内的成像，并不适用于实用场景。

发明内容

本申请实施例提供一种傅里叶叠层成像系统，不用使用会聚透镜对照明光束进行整形，从而降低了对透镜口径的要求，能够解决现有系统体积过大的技术问题。

本申请实施例提供的傅里叶叠层成像系统，包括

照明子系统，用于对目标物进行照明，和

成像子系统，用于在目标物的反射光路上采集目标物的图像，成像子系统可对目标物进行扫描拍摄以获取目标物的多张图像，

其中，

照明子系统包括用于发出照明光的光发射单元和沿着光发射单元的光路设置的光整形单元，光整形单元用于将光发射单元发出的照明光调制为发散光照射到目标物上。

根据本申请前述实施方式，光发射单元发出的照明光为相干光；优选的，光发射单元为激光器。

根据本申请前述任一实施方式，光整形单元包括用于对光发射单元发出的照明光进行扩束整形的第一整形元件。

根据本申请前述任一实施方式，光整形单元包括还包括用于对经过第一整形元件整形的照明光进行再次扩束整形的第二整形元件。

根据本申请前述任一实施方式，第一整形元件为透镜、透镜组或者扩束器。

根据本申请前述任一实施方式，第一整形元件为透镜或者透镜组或者空间光滤波器，第二整形元件为透镜或者透镜组。

根据本申请前述任一实施方式，第二整形元件与第一整形元件之间的距离可调。

根据本申请前述任一实施方式，第一整形元件为透镜或者透镜组。

根据本申请前述任一实施方式，第一整形元件为反射镜或者反射镜组，第二整形元件为反射镜或者反射镜组。

根据本申请前述任一实施方式，成像子系统包括用于拍摄目标物图像的相机，和