[发明专利]基于时分幅度调制的单像素层析扫描装置

权利要求书

1.一种基于时分幅度调制的单像素层析扫描装置，其特征在于，包括：成像探测器(8)以及在待成像物体(1)的成像面到成像探测器(8)的光路上顺序布置的像旋转装置(3)、柱面镜(5)和第一聚焦透镜(7)；

像旋转装置(3)用于对入射的投影图像进行旋转，以生成旋转图像；

柱面镜(5)用于对入射的图像进行一维积分放大；

第一聚焦透镜(7)用于对入射的图像进行聚焦，使聚焦后的图像完全位于成像探测器(8)的探测区域内。

2.如权利要求1所述的基于时分幅度调制的单像素层析扫描装置，其特征在于，所述待成像物体(1)的成像面到成像探测器(8)的光路上还设有时分调制单元(6)，所述时分调制单元(6)位于柱面镜(5)和第一聚焦透镜(7)之间；

时分调制单元(6)用于对入射的图像进行时序调制和幅度调制。

3.如权利要求2所述的基于时分幅度调制的单像素层析扫描装置，其特征在于，成像探测器(8)和上位机之间串联有锁相放大电路和模拟信号采集卡；成像探测器(8)输出的模拟信号经锁相放大电路放大后由模拟信号采集卡转换为数字信号，上位机用于根据所述数字信号进行图像重构；所述时分调制单元(6)的斩波频率与锁相放大电路的参考信号频率相等，以通过时分调制单元(6)为锁相放大电路提供参比信号。

4.如权利要求2所述的基于时分幅度调制的单像素层析扫描装置，其特征在于，所述时分调制单元(6)采用带状调制单元(61)；所述带状调制单元(61)实现为设有多个透光区域的黑色板件，多个透光区域在黑色板件上呈台阶状分布，且各透光区域由多个上下分布的狭缝组成，同一透光区域中任意相邻两个狭缝之间的隔离区面积和形状均相同；所述时分调制单元(6)连接有驱动其上下运动的第一驱动装置。

5.如权利要求4所述的基于时分幅度调制的单像素层析扫描装置，其特征在于，各透光区域结构相同，且同一透光区域中的狭缝在竖直方向上的高度相同，同一透光区域中的狭缝在水平方向上的长度相同；同一透光区域中的狭缝在水平面上的投影完全重合；且相邻的两个透光区域在竖直方向上不重合。

6.如权利要求2所述的基于时分幅度调制的单像素层析扫描装置，其特征在于，所述时分调制单元(6)采用圆形的时分调制盘(62)；所述时分调制盘(62)实现为设有多个透光区域的圆形黑色板件；所述圆形黑色板件上沿圆周方向划分为K个圆心角相等的扇形区域，K＝360/a，a为扇形区域的圆心角；

每一个扇形区域中设有由多个狭缝组成的透光区域，所述狭缝为位于相应的扇形区域内且位于该扇形区域的同心圆环上的扇形缝隙，同一个扇形区域中的狭缝组合形成圆心角小于或等于该扇形区域的圆心角的扇域；多个扇域在所述圆形黑色板件上涡旋型排列，且以同一扇域中相邻的狭缝之间的间隔作为隔离区，各扇域的隔离区的面积和形状均相同。

7.如权利要求1至6任一项所述的基于时分幅度调制的单像素层析扫描装置，其特征在于，还包括位于待成像物体和像旋转装置(3)之间的前置聚焦透镜(2)和位于像旋转装置(3)和柱面镜(5)之间的后置聚焦透镜(4)。

8.如权利要求7所述的基于时分幅度调制的单像素层析扫描装置，其特征在于，前置聚焦透镜(2)、后置聚焦透镜(4)和第一聚焦透镜(7)均为凸透镜，柱面镜(5)采用平凸镜；柱面镜(5)与后置聚焦透镜(4)之间的距离为后置聚焦透镜(4)的焦距的1.5～2倍。