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[发明专利]基于超表面阵列获取目标光谱光场信息的成像装置及方法-CN202211678410.2在审
发明人：陶骁;李大鹏;周卫文;史庆杰;陈寰 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2022-12-26 - 公布日： 2023-07-11 - 主分类号： G01J3/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于超表面阵列获取目标光谱光场信息的成像装置及方法，该成像装置包括：沿光轴方向依次设置的第一成像透镜、光阑、第二成像透镜、起偏器、双层超表面阵列、检偏器和探测器；第二成像透镜的前焦面以及光阑与第一成像透镜的像面位置重合；起偏器和检偏器的透光轴方向与Y轴正方向夹角为45°；双层超表面阵列为双层3×3单元结构，包括：沿光轴设置的第一层超构透镜阵列和第二层超构透镜阵列。本发明通过超构透镜阵列实现正交偏振分解和汇聚成像，显著缩小了系统的体积，通过算法重建可以同步获得目标场景的光谱和光场深度信息。
基于表面阵列获取目标光谱信息成像装置方法

[发明专利]一种基于反射式编码掩膜的计算光谱成像导引装置-CN202211706423.6在审
发明人：李大鹏;刘莎;周卫文;史庆杰;王梦如;陶骁;周彬 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2022-12-29 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G01J3/28 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于反射式编码掩膜的计算光谱成像导引装置，通过在光学系统一次成像面后增加单片无源散射滤光的反射式编码掩膜方法，实现对前置成像面的处的两维空间信息和一维光谱信息实现反射式的编码调制，通过面阵探测器单次曝光实现压缩采样，最后利用压缩感知反演算法恢复出目标的三维光谱图像信息。本发明可用于可见及红外波段的目标探测识别与抗复杂环境、人工干扰等场景。
一种基于反射编码计算光谱成像导引装置

[发明专利]一种基于宏像素分割的单像素多光谱成像方法及装置-CN202110184220.4有效
发明人：郑臻荣;谢秦;陶陈凝;刘新宇;陶骁;孙妍 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-02-08 - 公布日： 2022-04-22 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于宏像素分割的单像素多光谱成像方法及装置。该方法对待测光谱立方体进行宏像素分割和波长‑位置编码，以在一次二维采样过程中实现对三维光谱立方体的采样。本发明进一步设计了一种单像素多光谱成像装置，将预设的二维编码加载到空间光调制器上，用于产生结构光照明；使用特定阵列滤波片对照明光场进行宏像素分割和波长‑位置编码；用单点探测器对经被测场景作用后的光场强度值进行探测；根据一维强度测量值，用重构算法对待测场景的二维空间信息、光谱信息进行重构，从而还原得到多光谱成像结果。该方法光路简单，采样速度快，且能通过对阵列滤波片的设计选取合适波段及波段数目，能实现快速、有效的单像素多光谱成像。
一种基于像素分割光谱成像方法装置

[发明专利]一种基于深度学习的光场图像深度估计方法-CN202010733319.0在审
发明人：郑臻荣;王旭成;陶骁;陶陈凝;吴仍茂;孙鹏 -专利权人：浙江大学
申请日： 2020-07-27 - 公布日： 2020-12-29 - 主分类号： G06T7/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于深度学习的光场图像深度估计方法，包括如下步骤：根据光场相机的参数信息，解码重构光场源文件，提取子孔径图像阵列；将子孔径图像输入训练好的神经网络，计算得到估计的深度图；对估计的深度图进行滤波优化，得到最终估计的深度图。本发明在神经网络的基础上结合了极平面图像分析和图像分割的方法，同时利用了深度特征和图像的边缘信息，改善了对实际光场图像进行深度估计过程中存在的误匹配问题，能够对合成和实际光场图像进行快速准确的深度估计。
一种基于深度学习图像估计方法

[发明专利]一种多角度照明的高分辨显微成像系统-CN202010843680.9在审
发明人：郑臻荣;余泽清;陶骁;张金雷;孙妍 -专利权人：浙江大学
申请日： 2020-08-20 - 公布日： 2020-12-25 - 主分类号： G02B21/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种多角度照明的高分辨显微成像系统，包括：光学引擎，具有沿光路设置的激光光源、偏振分光棱镜、空间光调制器、微透镜阵列和会聚透镜。本发明以激光作为照明光源和使用空间光调制器、微透镜阵列产生多角度照明，产生一系列包含不同照明角度信息的低分率图像，计算机利用多路编码照明傅里叶叠层显微成像算法将拍摄的多幅低分辨率图像恢复成高分辨率图像。本发明解决了LED光源会产生的强度漂移，照明强度不均匀，暗噪声限制检测等问题。一次成像过程包括多个照明角度信息,减少了恢复高分辨率图像所需的低分辨率图像的数量，降低了获得高分辨率图像所需的时间。
一种角度照明分辨显微成像系统

[发明专利]一种用于桌面投影的超短焦物镜-CN201811543131.9有效
发明人：郑臻荣;王旭成;陶骁;吴仍茂;孙鹏;常胜倩;丁章浩;张金雷 -专利权人：浙江大学
申请日： 2018-12-17 - 公布日： 2020-10-23 - 主分类号： G02B13/18 文献下载
摘要：本发明公开一种用于桌面投影的超短焦物镜，包括：显示芯片，用于显示待投影物面；折射透镜组，设置于所述显示芯片的成像光路上，包括位于同一主光轴上的多个球面透镜和非球面透镜，用于平衡所述投影物面光线经过所述折射透镜组形成的像差；反射镜组，用于减小所述折射透镜组引起的场曲和畸变，反射由所述折射透镜组出射的成像光束，使图像成像于桌面上。本发明通过多个球面透镜和两个非球面透镜配合，平衡投影物面光线经过折射透镜组形成的像差；通过反射镜组减小场曲和畸变，并反射光线，实现短距离和高质量的投影大图像。
一种用于桌面投影超短物镜

[发明专利]一种用于大范围测量的光谱共焦测量系统及方法-CN201810828003.2有效
发明人：郑臻荣;张金雷;陶骁;常胜倩;刘思奇;孙鹏;张文涛 -专利权人：浙江大学
申请日： 2018-07-25 - 公布日： 2020-08-18 - 主分类号： G01B11/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于大范围测量的光谱共焦测量系统及方法，属于光学位移测量技术领域，包括光源组件、光谱共焦测量组件、信号接收组件和处理器；光源组件包括宽光谱光源和可调谐滤光器；光谱共焦测量组件包括分光镜和色散物镜组，特定波长范围的光束依次透过分光镜和色散物镜组到达待测物体表面，待测物体表面反射回的光束经分光镜反射至信号接收组件；信号接收组件包括CCD相机，处理器通过计算CCD相机获得的图像光谱得到波长信息，并根据波长信息调节可调谐滤光器输出窄带光，同时利用波长与轴向距离的线性关系得到对应波长的位置信息。通过采用宽光谱光源与可调滤波器结合的方式，在保证测量精度的同时，增大被测物体所测量的位置范围。
一种用于范围测量光谱系统方法

[发明专利]一种用于三维面型测量的线形光谱共焦系统-CN201910244320.4有效
发明人：郑臻荣;孙妍;陶骁;王畅;杨琳;王旭成 -专利权人：浙江大学
申请日： 2019-03-28 - 公布日： 2020-06-05 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明公开一种用于三维面型测量的线形光谱共焦系统，包括：宽光谱光源，用于提供有一定波长范围的光辐射；透射光栅，用于将光辐射源发射的光辐射分成分离的波长；柱面镜组，用于使不同波长的光辐射聚焦在被测物体表面法向的不同高度上，且在垂直于子午面方向上，不改变辐射光的传播方向；光辐射处理单元，在镜面反射方向上接受从被测量物体表面反射的光辐射，并引导至所述检测器；探测器，用于接收从所测量的物体反射的辐射。本发明使用光栅实现色散，可以更大程度地实现光谱分离，在面形测量时可以测量更大的深度范围；并且使用柱面镜组，实现线形探测，在得到平面平整度信息时可以只用进行一个维度的扫描。
一种用于三维测量线形光谱系统

[发明专利]一种显微物镜以及宽视场高分辨率成像系统-CN201710113001.0有效
发明人：郑臻荣;陶骁;申俊飞;常胜倩;刘思奇;孙鹏;谢婷;张思曼;李华烨;张文涛 -专利权人：浙江大学
申请日： 2017-02-28 - 公布日： 2019-09-20 - 主分类号： G02B21/02 文献下载
摘要：本发明公开一种显微物镜，具有光轴自左向右顺序排列的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组、第六透镜组、第七透镜组、第八透镜组、第九透镜组和第十透镜组，所述第一透镜组光焦度为负；所述第二透镜组为双胶合透镜，第一片透镜光焦度为正，第二片透镜光焦度为负；所述第三透镜组光焦度为正；所述第四透镜组和五透镜组为双胶合透镜，每组的第一片透镜光焦度为负，第二片透镜光焦度为正；所述的第六透镜组光焦度为正；第七透镜组光焦度为负；第八透镜组光焦度为负；第九透镜组光焦度为正；第十透镜组光焦度为正。本发明还公开一种具有上述显微物镜宽视场高分辨率成像系统。
一种显微物镜以及具有视场高分辨率成像系统

[发明专利]一种多色多角度照明的高分辨显微成像系统-CN201910022747.X在审
发明人：郑臻荣;张金雷;陶骁;孙鹏;陶陈凝;张文涛;丁章浩;陈媛;秦振韬 -专利权人：浙江大学
申请日： 2019-01-10 - 公布日： 2019-04-26 - 主分类号： G02B21/06 文献下载
摘要：本发明公开一种多色多角度照明的高分辨显微成像系统，包括：光学引擎，具有沿光路设置的激光光源、数字微镜阵列和会聚透镜；激光光源用于产生单色激光或多色激光；数字微镜阵列用于实现多角度的照明；会聚透镜用于将激光平行照射至样本平面上；显微成像系统，包括物镜和镜筒透镜；物镜用于收集经过样本平面的平行光并生成低分辨率的图像；镜筒透镜用于再次放大把所述物镜所成的像；图像接收处理装置，包括相机和计算机，相机用于拍摄图像；计算机利用FPM算法将拍摄的多幅低分辨率图像恢复成高分辨率图像。本发明以激光作为照明光源和使用数字微镜阵列产生多角度照明，来克服诸如强度漂移，照明强度不均匀，暗噪声限制检测等问题。
数字微镜阵列显微成像系统多角度照明物镜会聚透镜激光光源镜筒透镜样本平面高分辨多色激光相机图像接收处理装置漂移低分辨率图像高分辨率图像单色激光低分辨率多色激光光路设置光学引擎拍摄图像限制检测照明光源暗噪声不均匀平行光计算机算法平行照射放大图像拍摄恢复

[发明专利]一种可用于制备中空光束的自由曲面透镜面型设计方法-CN201810644534.6在审
发明人：吴仍茂;常胜倩;郑臻荣;陶骁;孙鹏;王畅;刘思奇;张文涛;陶陈凝;刘旭 -专利权人：浙江大学
申请日： 2018-06-21 - 公布日： 2018-12-11 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种可用于制备中空光束的自由曲面透镜面型设计方法，属于非成像光学技术领域。本发明系统包含自由曲透镜和一个光学聚焦系统，根据理想聚焦系统的光线偏折特性，基于折射定律和能量守恒定律，在计算机的辅助下，设计出可制备中空光束的自由曲面。入射光线经自由曲面偏折和聚焦透镜汇聚后，在目标照明区域产生中心强度为零的光斑。本发明设计在实现光斑的中心暗斑大小可控的同时，保证外径大小可控，外围强度均匀。此外，本设计可以获得微米量级的中空光束(～10μm)，在光学操控和超分辨成像领域有重要应用。本发明设计能保证曲面的连续性，便于加工。
中空光束制备自由曲面透镜光斑面型设计自由曲面可用透镜光学聚焦系统目标照明区域能量守恒定律超分辨成像非成像光学光线偏折光学操控聚焦透镜聚焦系统入射光线微米量级折射定律重要应用可控的自由曲暗斑可控偏折外围保证汇聚计算机加工

[发明专利]一种基于自由曲面透镜阵列的中空光束制备装置-CN201810643608.4在审
发明人：郑臻荣;常胜倩;吴仍茂;陶骁;孙鹏;王畅;刘思奇;张文涛;陶陈凝;刘旭 -专利权人：浙江大学
申请日： 2018-06-21 - 公布日： 2018-11-30 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于基于自由曲面透镜阵列的中空光束制备装置，属于非成像光学和激光光束整形技术领域。该装置包括激光光源(101)、光束扩束器(102)、自由曲面透镜阵列(103)和光学聚焦系统(104)。由激光光源发射的激光光束首先由光束扩束器扩束，然后经过自由曲面透镜阵列和聚焦系统，在可变目标面形成大小一定的中空光束。本发明结构紧凑，能同时控制目标面位置和空心大小，能量利用率高，整形效果好。
自由曲面透镜中空光束光束扩束器激光光束激光光源制备装置光学聚焦系统非成像光学能量利用率聚焦系统可变目标控制目标整形技术整形效果面位置扩束发射

[发明专利]一种位相型LCoS图像信号处理方法以及近眼显示系统-CN201710182688.3在审
发明人：郑臻荣;孙鹏;袁飞;常胜倩;刘思奇;王畅;申俊飞;陶骁;谢婷;张思曼;李华烨;张文涛 -专利权人：浙江大学
申请日： 2017-03-24 - 公布日： 2017-07-25 - 主分类号： G02B27/01 文献下载
摘要：本发明公开一种位相型LCoS图像信号处理方法，利用改进的GS算法对输入位相型LCoS的图像信息和入射光调制生成光学图像。本发明还公开一种位相型LCoS近眼显示系统，包括光源模块，用于发出激光并生成入射至位相型LCoS模块的准直均匀平面波；位相型LCoS模块，包括位相型LCoS和处理单元，所述的处理单元用于处理输入所述位相型LCoS的图像信号进行处理，所述的位相型LCoS用于显示处理单元输入的图像信息并反射携带图像信息的光束；所述的图像接收模块或人眼，用于采集由所述位相型LCoS反射的光束携带的图像信息，将生成的光学虚拟图像与现实场景叠加，生成图像即满足虚拟现实效果。
一种位相 lcos 图像信号处理方法以及显示系统

[发明专利]一种宽视场多尺度高分辨率显微成像系统和方法-CN201710114297.8在审
发明人：郑臻荣;陶骁;申俊飞;常胜倩;刘思奇;孙鹏;谢婷;张思曼;李华烨;张文涛 -专利权人：浙江大学
申请日： 2017-02-28 - 公布日： 2017-05-24 - 主分类号： G02B21/02 文献下载
摘要：本发明公开一种宽视场多尺度高分辨率显微成像系统，包括光源、样本、显微成像物镜、采集系统和工作站；所述的显微成像物镜，用于对光源发出的光束照射样品后成像得到宽视场曲形像面；所述的采集系统，包括用于分视场采集曲形像面的采集镜阵列和用于二次成像的相机阵列；所述的工作站，对采集得到的成像重叠视场分析并通过视场拼接得到最终的多尺度下宽视场高分辨率图像。本发明还公开一种宽视场高分辨率显微成像方法。本发明通过对物镜的设计和成像方法的改进，在保证宽视场范围的同时实现了从细胞、组织到器官的多尺度高分辨率观测。
一种视场尺度高分辨率显微成像系统方法

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