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[发明专利]高保真图像重构方法、系统、计算机设备和存储介质-CN201911129196.3有效
发明人：文刚;李辉;李思黾;王林波;梁永;金鑫;陈晓虎 -专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请日： 2019-11-18 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： G06T3/40 文献下载
摘要：本发明公开了一种高保真图像重构方法、系统、计算机设备和存储介质，方法包括：读取SIM图像；生成或读取测量PSF；估计结构光条纹参数；利用频谱优化方法重构高保真SIM超分辨率图像。系统包括：图像采集模块、参数估计模块、(PSF生成模块)、图像重构模块。计算机设备和存储介质通过执行计算机程序能够实现上述方法过程。本发明能有效解决SIM超分辨图像的伪影问题，实现SIM超分辨图像的高保真重构，也可极大提高2D‑SIM技术的轴向层切能力，使2D‑SIM技术获得可媲美3D‑SIM技术的层切能力，有效拓展2D‑SIM技术的应用场景。此外，本发明使用理论生成PSF替代复杂的PSF测量过程，仍能重构出高保真SR‑SIM超分辨图像。本发明适用于几乎所有的基于结构光照明技术原理SIM系统的数据处理。
高保真图像方法系统计算机设备存储介质

[发明专利]随机光学重建与结构光照明复合超分辨成像系统-CN202011524528.0有效
发明人： 李思黾;陈晓虎;文刚;梁永;金鑫;李辉 -专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请日： 2020-12-22 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： G01N21/64 文献下载
摘要：本发明公开了一种随机光学重建与结构光照明复合超分辨成像系统，包括：光源模块，用于提供多个不同波长的合束照明光线，并控制光线照明时序，还用于控制单一波长光线照明，或者多个波长光线交替照明，或者多个波长光线同时照明；复合光场调控模块，包括用于将入射光场调控为余弦结构照明光场的第一光学调控装置，和用于将入射光场调控为均匀照明光场的第二光学调控装置；两种光学调控装置可以独立工作、交替工作或者同时工作；荧光成像模块，用于采集样本的多幅原始荧光图像并由计算机重建超分辨图像。本发明通过在一套光学成像平台实现随机光学重建与结构光照明两种超分辨成像技术联用，可实现对复杂生物体系的多模式、跨分辨率尺度同时成像。
随机光学重建结构照明复合分辨成像系统

[实用新型]一种光学用笼杆、光学笼式单元及光学笼式系统-CN202122198930.0有效
发明人：金鑫;陈晓虎;李思黾;杨光;梁永;文刚;李辉 -专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请日： 2021-09-10 - 公布日： 2022-03-01 - 主分类号： G02B7/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及光学笼式系统技术领域，具体涉及一种光学用笼杆、光学笼式单元及光学笼式系统。笼杆垂直于其轴线方向开设有若干第一沉头孔。光学笼式单元包括至少三根光学用笼杆和至少两个笼板；笼板的边角开设有与第一沉头孔配合的第一螺纹孔；笼杆和笼板之间通过第一沉头螺钉连接并围成闭合结构。笼杆垂直于其轴线方向开设若干第一沉头孔，允许采用沉头孔将笼杆连接到笼板上，将点接触改为面接触，能够提高笼杆和笼板之间的预紧力，锁紧牢靠，提高光学组件的安装精度及光路的共轴性。同时，相比于现有的外加压板的技术方案，本实用新型直接在笼杆上开孔，能够大大减小光学笼式系统的安装体积，使光学系统结构简单。
一种光学用笼杆单元系统

[发明专利]一种光学用笼杆、光学笼式单元及光学笼式系统-CN202111062011.9在审
发明人：金鑫;陈晓虎;李思黾;杨光;梁永;文刚;李辉 -专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请日： 2021-09-10 - 公布日： 2021-11-12 - 主分类号： G02B7/00 文献下载
摘要：本发明涉及光学笼式系统技术领域，具体涉及一种光学用笼杆、光学笼式单元及光学笼式系统。笼杆垂直于其轴线方向开设有若干第一沉头孔。光学笼式单元包括至少三根光学用笼杆和至少两个笼板；笼板的边角开设有与第一沉头孔配合的第一螺纹孔；笼杆和笼板之间通过第一沉头螺钉连接并围成闭合结构。笼杆垂直于其轴线方向开设若干第一沉头孔，允许采用沉头孔将笼杆连接到笼板上，将点接触改为面接触，能够提高笼杆和笼板之间的预紧力，锁紧牢靠，提高光学组件的安装精度及光路的共轴性。同时，相比于现有的外加压板的技术方案，本发明直接在笼杆上开孔，能够大大减小光学笼式系统的安装体积，使光学系统结构简单。
一种光学用笼杆单元系统

[实用新型]一种复合超分辨成像装置-CN202023103975.7有效
发明人： 李思黾;陈晓虎;文刚;梁永;金鑫;李辉 -专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请日： 2020-12-22 - 公布日： 2021-10-08 - 主分类号： G01N21/64 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种复合超分辨成像装置，包括：光源模块，用于提供多个不同波长的合束照明光线，并控制光线照明时序，还用于控制单一波长光线照明，或多个波长光线交替照明，或多个波长光线同时照明；复合光场调控模块，包括用于将入射光场调控为余弦结构照明光场的第一光学调控装置，用于将入射光场调控为均匀照明光场的第二光学调控装置；两种光学调控装置可以独立工作、交替工作或者同时工作；荧光成像模块，用于采集样本的多幅原始荧光图像并由计算机重建超分辨图像。本实用新型通过在一套光学成像平台实现随机光学重建与结构光照明两种超分辨成像技术联用，可实现对复杂生物体系的多模式、跨分辨率尺度同时成像。
一种复合分辨成像装置

[发明专利]一种测量单分散上转换纳米荧光微粒寿命的装置及方法-CN201610640428.1有效
发明人：梁永;文刚;李思黾;陈晓虎;金鑫 -专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请日： 2016-08-08 - 公布日： 2019-05-14 - 主分类号： G01N21/64 文献下载
摘要：本发明公开一种测量单分散上转换纳米荧光微粒寿命的装置及方法，该装置包括：双光子显微镜组件以及电气控制组件；双光子显微镜组件包括：激光器、多个光学镜、普克尔盒、二维振镜扫描模块以及光电倍增管，激光器发出光束，经过光学镜和普克尔盒后进入二维振镜扫描模块对样品进行二维扫描，而样品受激产生的荧光信号通过光电倍增管采集；电气控制组件用于控制双光子显微镜组件工作。本发明一种测量单分散上转换纳米荧光微粒寿命的装置及方法，对单分散状态的UCNPs材料进行了荧光成像和荧光寿命测量，使用时域法测量得到的数据直观、处理简便。
一种测量分散转换纳米荧光微粒寿命装置方法

[发明专利]基于结构光照明显微镜快速三维成像系统及同步控制方法-CN201910041276.7在审
发明人：李辉;陈冲;陈晓虎;李思黾;杨光;文刚;梁永;金鑫 -专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请日： 2019-01-16 - 公布日： 2019-05-10 - 主分类号： G02B21/02 文献下载
摘要：本发明涉及结构光照明显微镜技术领域，具体涉及一种基于结构光照明显微镜快速三维成像系统及同步控制方法，其中系统包括照明组件，用于产生激发光，所述激发光经过照明光路激发样品发射荧光，所述荧光经过成像光路被所述成像组件获取；液体透镜，设置于所述照明光路与所述成像光路重合的光路上；所述成像组件，用于基于所述获取到的所述荧光形成荧光图像。由于液体透镜的响应时间主要取决于与质量弹簧系统类似的流体的惯性，而流体的惯性较小，对于液体透镜而言，其从调整到稳定的时间仅为几毫秒。因此，通过液体透镜实现样品不同层的成像，能够提高样品三维层切成像的速度。
液体透镜结构光三维成像系统成像光路成像组件同步控制照明光路激发光荧光流体显微镜成像样品发射荧光质量弹簧系统显微镜技术荧光图像照明组件重合三维响应激发

[发明专利]偏振调控装置、方法及激光干涉式结构光照明显微镜系统-CN201810390264.0在审
发明人：文刚;李思黾;王林波;梁永;金鑫;陈晓虎;李辉 -专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请日： 2018-04-27 - 公布日： 2018-11-27 - 主分类号： G02B27/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种偏振调控装置、方法及激光干涉式结构光照明显微镜系统。本发明公开的偏振调控装置包括：两个普克尔盒或两个液晶位相延迟器，入射光依次经过第一普克尔盒、第二普克尔盒或第一液晶位相延迟器、第二液晶位相延迟器，且两个普克尔盒或两个位液晶相延迟器用于对入射光的偏振态进行调控。激光干涉式结构光照明显微镜系统中，各方向角的入射线偏振光(包括0级和±1级衍射光)经过本发明的偏振调控装置后出射光仍为偏振方向平行的线偏振，可确保入射至大数值孔径物镜后在其焦平面处干涉的两束光或三束光皆为s偏振，以获得最佳的结构光调制度。
偏振调控装置普克尔盒结构光位相延迟器显微镜系统激光干涉液晶入射光入射线偏振光大数值孔径方向平行出射光调制度焦平面偏振态线偏振延迟器衍射光液晶相个位入射物镜干涉调控

[发明专利]一种基于结构光照明显微技术的三维轮廓测量方法-CN201810369489.8在审
发明人：文刚;梁永;李思黾;王林波;金鑫;李辉 -专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请日： 2018-04-23 - 公布日： 2018-07-27 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明公开一种基于结构光照明显微技术(Structured Illumination Microscopy，SIM)的三维轮廓测量方法，其具体包括以下步骤：步骤一，利用三维面形测量方法获得被测量物体的三维面型分布点云数据；步骤二，利用结构光照明方法获得被测量物体的二维平面图像；步骤三，对步骤二获得的二维平面图像进行边缘提取处理，得到被测量物体的超分辨边缘轮廓；步骤四，将步骤一得到的三维面型分布点云数据和步骤三得到的物体的边缘轮廓进行融合，获得边缘轮廓准确的三维面型点云图像。本发明将三维面形测量方法与SIM技术相结合，可以准确获得被测物体的三维边缘信息，可有效弥补的当前3D面型测量技术的缺陷。
边缘轮廓三维面型光照二维平面图像三维轮廓测量三维面形测量显微技术测量分布点被测物体边缘提取边缘信息点云图像面型测量超分辨融合

[实用新型]一种小型结构光显微照明系统-CN201621411672.2有效
发明人：金鑫;陈晓虎;梁永;孙正龙;李思黾 -专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请日： 2016-12-21 - 公布日： 2017-08-01 - 主分类号： G02B21/06 文献下载
摘要：本实用新型公开一种小型结构光显微照明系统，其包括激光光源、准直物镜、扩束透镜组、1/4λ片、PBS、LCOS、管透镜、物镜以及载物台，在物镜的入瞳面上设有MASK，MASK用于过滤不同级次的光。本实用新型一种小型结构光显微照明解决了现有系统结构复杂，体积大，成像的效果不是特别好的问题，本实用新型系统结构简单，以激光为光源，在合理的保留系统的分辨率的基础上，通过分离传统的照明系统与成像系统，极大的提升了该系统的拓展，与传统显微镜的结合便可以实现超分辨率显微系统的功能，实现了在保持一定的系统分辨率的基础上极大减小体积。
一种小型结构显微照明系统

[发明专利]一种双光子硬件同步控制装置-CN201610640404.6在审
发明人：梁永;桂振宇;文刚;李思黾;陈晓虎;金鑫 -专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请日： 2016-08-08 - 公布日： 2016-12-14 - 主分类号： G02B21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种双光子硬件同步控制装置，其包括：激光器、普克尔盒、二维振镜扫描模块、光电倍增管、数据采集卡以及主控装置；激光器发出光束，光束通过普克尔盒后进入二维振镜扫描模块，光束经过物镜聚焦于样品面上，二维振镜扫描模块对样品面进行逐点扫描，样品受激产生荧光信号聚焦于光电倍增管上，数据采集卡对光电倍增管上的信号进行采集，并发送给主控装置，主控装置与普克尔盒、二维振镜扫描模块以及数据采集卡连接，主控装置为普克尔盒、二维振镜扫描模块以及数据采集卡提供同步触发信号。本发明一种双光子硬件同步控制装置可以有效提高成像速度的同时消除共振振镜非线性对成像质量的影响。
一种光子硬件同步控制装置

[发明专利]使用FPGA加速处理结构光照明光切片荧光图像的方法-CN201610559503.1在审
发明人：梁永;李思黾;陈小虎;金鑫;文刚 -专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请日： 2016-07-15 - 公布日： 2016-10-26 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种使用FPGA加速处理结构光照明光切片荧光图像的方法，其包括循环的以下步骤：1）PC端通过PCIE接口加载初始化配置文件到FPGA图像采集设备中，然后FPGA采集设备初始化后等待PC端发送采集触发信号；2）FPGA采集设备接收到PC端发送的采集触发信号后，进行图像采集，此时相机和空间光调制器进行同步，采集及存储相位的图像；3）将采集到相位的三张图像按以下公式（1.9）进行重建，然后存储到存储单元中；（1.9）；4）PC端将FPGA采集设备中的重建的图像通过DMA通道进行实时显示。本发明有效地提高了成像速度，解决了现有技术中层切重建速度慢，不利于分子动态过程的研究的问题。
使用 fpga 加速处理结构光照明光切片荧光图像方法

[发明专利]非线性结构光照明显微成像方法及系统-CN201410783714.4有效
发明人： 李思黾;李辉;杨西斌;杨光;梁永;熊大曦 -专利权人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
申请日： 2014-12-16 - 公布日： 2015-04-15 - 主分类号： G01N21/64 文献下载
摘要：本发明公开了一种非线性结构光照明显微成像方法，其包括以下步骤：1)在所述数字微镜阵列上加载计算全息图；2)产生满足正弦分布的用于激活荧光蛋白的第一空间结构光场，第一空间结构光场照射到样品表面，使部分蛋白从暗态转换到亮态；3)第二空间结构光场照射样品，使处于亮态的荧光蛋白发荧光，并收集荧光，在光电探测器中成像；4)重复第2)和3)步骤，采集多个空间频率，每个方向采集多个初始位相，得到多张原始图像，并根据GPU加速算法重构超分辨图像。同时，本发明还公开了一种非线性结构光照明显微成像系统。本发明具有系统成像分辨率较高、高抗荧光漂泊、低光毒性、成像速度快的优点。
非线性结构照明显微成像方法系统

[发明专利]一种能实现光速减慢的亚波长金属微结构阵列-CN200910228033.0无效
发明人：陈璟;康明;王慧田;李勇男;汪喜林;娄凯;李思黾 -专利权人：南开大学
申请日： 2009-11-06 - 公布日： 2010-11-03 - 主分类号： G02F1/00 文献下载
摘要：一种能实现光速减慢的亚波长金属微结构阵列，包括亚波长金属微结构阵列和衬底层，构成亚波长金属微结构阵列的单元由一条连续金属线和两条金属短线构成，连续金属线与金属短线之间设有间距，入射的电磁波为s偏振正入射，亚波长金属微结构阵列的周期小于电磁波的波长。本发明的优点是：该亚波长金属微结构阵列可以实现电磁波传播速度减慢；该亚波长金属微结构阵列结构简单、制备容易且制备材料获取方便，适用范围非常广泛，利用这种器件，在一定的波长范围内，实现不同电磁应用要求，包括光信号存储及缓冲、光通讯、光学计算和增强的非线性效应等。
一种实现光速减慢波长金属微结构阵列

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