طراحی و ساخت سیستم تصویربرداری نوری سه بعدی با استفاده از شبکه ی آشکارساز فوتودیودی

تصویربرداری پرتویی یکی از کارآمدترین روش های تشخیصی در پزشکی و آزمون های غیر مخرب در کاربردهای صنعتی می باشد. در تصویربرداری سه بعدی غیر مخرب علاوه بر منبع پرتو، یک سیستم آشکارسازی مناسب، سیستم جمع آوری داده ها، بخش های مکانیکی جهت حرکت شی، الگوریتم بازسازی و در نهایت کامپیوتری برای پردازش و کنترل فرایندها مورد نیاز می باشد.
از مهمترین اجزای یک سیستم تصویربرداری پرتویی دیجیتال، آشکارساز آن است. و یکی از جدیدترین و پر بازده ترین حسگرهای نوری که در این قبیل سیستم های تصویربرداری دیجیتال استفاده می شود، فوتودیود نوری است. در این تحقیق، طراحی و ساخت یک سیستم آشکارسازی بر اساس شبکه ی فوتودیودی به همراه بخشهای مکانیکی و کنترلی انجام شده است. شبکه فوتودیودی ساخته شده به ابعاد 50×50 میلی متر مربع و بصورت یک آرایه 10×10 از فوتودیودها شکل گرفته است. در کنار این شبکه، برد های کنترلی مورد نیاز نیز طراحی شده اند. همچنین یک سیستم برای حرکت جسم طراحی و ساخته شد که قادر است جسم را در راستای افقی و قائم و همچنین چرخش حول محور خود، به حرکت در بیاورد. حداکثر جابجایی در جهت افقی و عمودی برابر 60 سانتیمتر و هر گام حرکت با دقت 015/0 میلیمتراست. گام های حرکتی چرخشی هم با دقتی در حدود 9/0 درجه می باشد.
با برپایی سیستم نهایی تصویربرداری نوری، ابتدا یکنواختی و زمینه محیط توسط یک دستگاه پرژکتور نوری ارزیابی گردید که یکنواختی خوب، با شدت بالا برای تمامی فوتودیودهای این شبکه بدست آمد. داده های لازم برای تشکیل تصویر به یک رایانه انتقال پیدا کرده و بعد از پردازش به وسیله برنامه ی نوشته شده در MATLAB بر روی مانیتور به نمایش در می آید. با توجه به اینکه قدرت تفکیک فضایی برای این سیستم در حد اندازه هر پیکسل از صفحه ی آشکارساز، یعنی در حد 5 میلیمتر است، انتظار آن می رفت که تنها ابعاد کلی از این نمونه ها قابل مشاهده باشد.
درستی کارکرد این سیستم با استفاده از یک منبع نور مرئی و چندین نمونه ی آزمایشی مورد بررسی قرار گرفت. این سیستم با الگوریتم بکار گرفته شده، قادر به بازسازی تصاویر به صورت سه بعدی و بدست آوردن تصاویر از برش مقطعی جسم می باشد.