[实用新型]双通道单光子成像系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用双通道单光子计数器计数方式进行成像的系统，尤其涉及一种双通道单光子成像系统，属于数字成像领域。

背景技术

信息时代的到来伴随着大量数据的产生，如何减少数据量成为一个至关重要的课题。传统的方法是采集完数据后再进行数据压缩变换。此方法需要服从Nyquist-Shannon采样定律：采样速率达到信号带宽的两倍以上时，才能由采样信号精确重建原始信号。采样是将一个信号(即时间或空间上的连续函数)转换成一个数值序列(即时间或空间上的离散函数)。采样定理是指，如果信号是带限的，并且采样频率高于信号带宽的一倍，那么，原来的连续信号可以从采样样本中完全重建出来。高于或处于奈奎斯特频率的频率分量会导致混叠现象，大多数应用都要求避免混叠。稍加思量就会发现，这种压缩和解压缩的不对称性正好同人们的需求是相反的。在大多数情况下，采集并处理数据的设备，往往是廉价、省电、计算能力较低的便携设备，例如傻瓜相机、或者录音笔、或者遥控监视器等等。而负责处理(即解压缩)信息的过程却反而往往在大型计算机上进行，它有更高的计算能力，也常常没有便携和省电的要求。也就是说，大部分情况下是在用廉价节能的设备来处理复杂的计算任务，而用大型高效的设备处理相对简单的计算任务。这种做法无疑是资源的浪费，而且处理效率极为低下。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。

本实用新型提供了一种双通道单光子成像系统，主要包括聚透镜、芯片阵列、第一聚焦镜、第二聚焦镜、第一单光子计数器、第二单光子计数器和AD转换器，所述AD转换器分别和第一单光子计数器以及第二单光子计数器连接。

优选的，上述芯片阵列为DMD芯片阵列，由上万个倾斜的显微的、铝合金镜片组合构成。

优选的，上述镜片被固定在隐藏的轭上，扭转铰链结构连接轭和支柱，扭力铰链结构允许镜片旋转12度。

优选的，上述铰链结构及支柱都在互补金属氧化半导体上地址电路及一对地址电极上形成。

优选的，待成像场景依次经过聚透镜、芯片阵列后分别经过第一聚焦镜、第一单光子计数器以及第二聚焦镜、第二单光子计数器后到达AD转换器形成影像。

本实用新型双通道单光子成像系统设计了双通道单光子计数器进行计数，使用DMD芯片，采用单光子成像法成像，通过两侧所得测量值可以减少恢复图像的相对误差，进一步提高图像的精度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

附图标记：1-待成像场景；2-聚透镜；3-芯片阵列；4-第一聚焦镜；5-第二聚焦镜；6-第一单光子计数器；7-第二单光子计数器；8-AD转换器。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型提供的双通道单光子成像系统，主要包括聚透镜2、芯片阵列3、第一聚焦镜4、第二聚焦镜5、第一单光子计数器6、第二单光子计数器7和AD转换器8，AD转换器8分别和第一单光子计数器6以及第二单光子计数器7连接。

芯片阵列3为DMD芯片阵列，由上万个倾斜的显微的、铝合金镜片组合构成。镜片被固定在隐藏的轭上，扭转铰链结构连接轭和支柱，扭力铰链结构允许镜片旋转12度。铰链结构及支柱都在互补金属氧化半导体上地址电路及一对地址电极上形成。

待成像场景1依次经过聚透镜2、芯片阵列3后分别经过第一聚焦镜4、第一单光子计数器6以及第二聚焦镜5、第二单光子计数器6后到达AD转换器8形成影像。

本实用新型通过对光子数进行计数得到测量值。光线通过聚透镜2在DMD芯片上成像，经DMD芯片反射通过第一聚焦镜4聚焦在第一单光了探测器6上，通过第二聚焦镜5聚焦在第二单光子探测器7上，然后对光子进行计数，得到测量值。DMD的状态控制通单像素相机中原理相同。

DMD芯片工作时有两个偏转方向：+10度方向和-10度方向，光照射在DMD芯片上会向两个方向反射。现有的单光子成像系统只采集DMD芯片向一侧(+10度方向)反射所得数据来进行恢复图像，这样在每次的采集过程中将只采集一部分数据，设想在另一侧(-10度方向)增加一个单光子探测器采集另一部分数据，即可获得全局信息，这样综合利用两侧所得测量值来减少所恢复图像的相对误差。

本实用新型双通道单光子成像系统设计了双通道单光子计数器进行计数，使用DMD芯片，采用单光子成像法成像，通过两侧所得测量值可以减少恢复图像的相对误差，进一步提高图像的精度。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。