[发明专利]一种低成本高灵敏度的成像系统及其成像方法

权利要求书

1.一种低成本高灵敏度的成像系统，其特征在于，包括激光控制器、物镜、可编程数字微镜、聚光镜、单像素传感器、传感器读写模块以及成像显示模块，所述传感器读写模块与成像显示模块连接，所述传感器读写模块包括锁相放大装置，所述锁相放大装置与单像素传感器连接；

所述激光控制器用于将其内部的激光光源调制至预设频率，并将激光光源照射到被摄物体上；

所述物镜用于以光学方式将被摄物体的图像成像在可编程数字微镜上；

所述可编程数字微镜用于对被摄物体图像的成像进行编码；

所述聚光镜用于将编码后的图像光信号聚到单像素传感器；

所述单像素传感器用于接收编码后的光信号，并将光信号转换为模拟信号；

所述传感器读写模块用于通过锁相放大装置获取模拟信号中的图像信息，并将获取的图像信息转化并存储为数字数据；

所述成像显示模块用于根据数字数据复原并显示图像。

2.根据权利要求1所述的一种低成本高灵敏度的成像系统，其特征在于，所述锁相放大装置包括缓冲单元、相位灵敏侦测单元、参考信号单元和滤波器，所述单像素传感器依次通过缓冲单元、相位灵敏侦测单元与滤波器连接，所述参考信号单元与相位灵敏侦测单元连接；

所述参考信号单元用于根据激光光源的调制频率设置参考信号频率，并将参考信号输送至相位灵敏侦测单元；

所述相位灵敏侦测单元用于结合模拟信号、参考信号和锁相放大技术获取图像信息。

3.根据权利要求1所述的一种低成本高灵敏度的成像系统，其特征在于，所述激光控制器包括二向分色镜、第一透镜和第二透镜；

所述激光控制器将第一波长的光调制在第一频率，将第二波长的光调制在第二频率；

所述第一波长的光穿过第一透镜和第二波长的光穿过第二透镜后，经过二向分色镜形成耦合光，并将耦合光射到被摄物体上。

4.根据权利要求3所述的一种低成本高灵敏度的成像系统，其特征在于，所述激光控制器还包括反光镜和第三透镜；

所述第一波长的光经过反光镜的反射后到达第一透镜，所述耦合光穿过第三透镜后照射在被摄物体上。

5.根据权利要求1所述的一种低成本高灵敏度的成像系统，其特征在于，所述可编程数字微镜由多个可控的微镜单元组成，各所述微镜单元具有两状态，通过改变微镜单元的状态设计可编程数字微镜的编码矩阵；

所述微镜单元的第一状态为微镜单元以第一预设角度偏转的状态，所述微镜单元的第二状态为微镜单元以第二预设角度偏转的状态，且通过控制偏转角度改变微镜单元的状态。

6.一种低成本高灵敏度的成像系统的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

将激光光源调制至预设频率后，照射在被摄物体上；

物镜以光学方式将被摄物体的图像成像在可编程数字微镜上，可编程数字微镜对图像进行编码；

编码后的图像光信号经过聚光镜达到单像素传感器，单像素传感器将接收到的光信号转换为模拟信号；

传感器读写模块通过锁相放大装置获取模拟信号中的图像信息后，将获取的图像信息转化并存储为数字数据；

成像显示模块根据数字数据复原并显示图像。

7.根据权利要求6所述的一种低成本高灵敏度的成像系统的成像方法，其特征在于，所述传感器读写模块通过锁相放大装置获取模拟信号中的图像信息后的步骤，具体包括以下步骤：

参考信号单元根据激光光源的调制频率设置参考信号频率，并将参考信号输送至相位灵敏侦测单元；

相位灵敏侦测单元结合模拟信号、参考信号和锁相放大技术获取图像信息；

所述模拟信号和参考信号的频率同步。

8.根据权利要求7所述的一种低成本高灵敏度的成像系统的成像方法，其特征在于，所述可编程数字微镜对图像进行编码的步骤包括配置可编程数字微镜的步骤，具体为：

A1、根据预设的编码矩阵对可编程数字微镜进行配置；

A2、每次传感器读写模块采集图像信息后，判断可编程数字微镜的配置次数是否达到预设次数，若是，复原图像；反之，返回步骤A1。