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[发明专利]压缩编码与轴向衍射联合调制的光谱成像装置及设计方法-CN202310785577.7在审
发明人： 马锁冬;沈贤蒙;王俊学 -专利权人：苏州大学
申请日： 2023-06-29 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G01J3/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种压缩编码与轴向衍射联合调制的光谱成像装置及设计方法。成像装置包括沿光路方向依次设置前置光学系统、联合优化的编码掩膜、衍射透镜和面阵探测器。目标物体光线由前置光学系统汇聚通过编码掩膜的振幅调制后到达衍射透镜，衍射透镜将对入射光进行轴向色散，探测器接收到的是一个二维混叠图像，经基于深度学习的重构算法处理后得到待复原场景的空间光谱图像数据。本发明提供的光谱成像装置设计方法，采用深度学习网络优化光学元件和重建光谱图像，有效提高了光谱图像重构效率和质量；提供的光谱成像装置结构紧凑，一次曝光即可获得目标的多光谱图像，实时性强，适用于动态或瞬态目标场景。
压缩编码轴向衍射联合调制光谱成像装置设计方法

[发明专利]一种基于衍射编码相位板的条纹投影三维形貌测量方法及装置-CN202110797743.6有效
发明人： 马锁冬;严祺;沈贤蒙 -专利权人：苏州大学
申请日： 2021-07-14 - 公布日： 2023-01-31 - 主分类号： G01B11/25 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于衍射编码相位板的条纹投影三维形貌测量方法及装置，属光学检测技术领域。测量装置包括投影模块、载物平台、相机、数据传输控制接口和计算机；它基于条纹投影轮廓术和衍射光学相位编码技术，在不借助硅基液晶或数字微镜元件等器件、不显著增加系统体积和复杂度的情况下，使用衍射光学元件调制入射光场，分时快速投影形成三频正弦三步相移条纹光场图案；同时在保证轴向投影条纹光场图案正弦一致性的基础上，极大地延拓了测量系统的投影成像景深；基于深度神经网络的绝对相位恢复算法的使用，有效地抑制了多径干扰和移相误差对包裹相位解调的影响，提升了绝对相位恢复的精度。
一种基于衍射编码相位条纹投影三维形貌测量方法装置

[发明专利]一种共光轴结构的类/镜面形貌超分辨测量方法及其装置-CN202110615706.9有效
发明人： 马锁冬;郑力晨;徐圣智;刘明睿;任卯韫 -专利权人：苏州大学
申请日： 2021-06-02 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G01B11/25 文献下载
摘要：本发明涉及一种共光轴结构的类/镜面形貌超分辨测量方法及其装置。测量装置的显示模块和图像采集模块经光路折转模块偏转光路90°形成共光轴结构，通过数据传输控制线与嵌入式开发板相连；计算机通过Wi‑Fi与嵌入式开发板无线连接。测量状态时，显示屏显示0°、60°、120°三个方向上的基于时域变频三步相移的正弦直条纹，经被测物表面调制反射，由相机模组采集获取图片；相机模组将采集的图片经计算机数据处理后，得到被测物的超分辨三维形貌。本发明采用共光轴结构，装置结构紧凑、便携性强，可实现无线自动化测控；单次测量可获得多个方向上与面形梯度相关的超分辨相位数据，提升横向分辨率和纵向测量精度。
一种光轴结构形貌分辨测量方法及其装置

[发明专利]一种离轴头戴显示光学系统中自由曲面反射镜的设计方法-CN202011136643.0有效
发明人：曾春梅;芮丛珊;洪洋;马锁冬 -专利权人：苏州大学
申请日： 2020-10-22 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明属于光学设计领域，为解决现有离轴头戴显示光学系统设计方法不能直接设计全视场全孔径自由曲面反射镜的问题，提出一种离轴头戴显示光学系统中自由曲面反射镜的设计方法，通过建立相邻两个采样视场之间的迭代关系，并根据马吕斯定律在全视场和全孔径下计算未知自由曲面的特征数据点，将求得的特征数据点拟合得到自由曲面对应的表达式；将计算得到的自由曲面作为初始结构，利用评价函数对拟合的多项式系数进行优化，确定最优拟合系数，得到离轴头戴显示光学系统最终结构。本方案能够在全视场和全孔径下直接计算离轴头戴显示光学系统的自由曲面反射镜，不需要计算法向量，简化了计算流程，计算效率高。
一种离轴头戴显示光学系统自由曲面反射设计方法

[实用新型]一种自聚焦透镜折射率分布检测系统-CN202121595168.3有效
发明人：许峰;林槟;马锁冬;孙鹏;陈旭 -专利权人：苏州大学
申请日： 2021-07-13 - 公布日： 2022-06-10 - 主分类号： G01M11/02 文献下载
摘要：本实用新型涉及光学测量技术领域，为解决现有自聚焦透镜折射率分布检测系统环境干扰能力差导致折射率检测精度不高问题，公开了一种自聚焦透镜折射率分布检测系统，自聚焦透镜的前表面反射准直光束后形成参考光束，自聚焦透镜的后表面反射形成测试光束，参考光束与测试光束产生的干涉条纹经分束器反射后，入射至显微成像系统，图像处理系统对相机采集到的自聚焦透镜干涉条纹进行处理，通过解析干涉条纹信息得到自聚焦透镜折射率分布。基于斐索干涉原理的自聚焦透镜折射率分布检测系统实现了高效率、高精度的自聚焦透镜折射率分布检测，同时该斐索干涉仪系统具有抗干扰能力强，体积小的优点。
一种自聚焦透镜折射率分布检测系统

[实用新型]一种便携式镜面/类镜面形貌测量装置-CN202120948716.X有效
发明人： 马锁冬;郑力晨;徐圣智;刘明睿;任卯韫 -专利权人：苏州大学
申请日： 2021-05-06 - 公布日： 2022-06-03 - 主分类号： G01B11/25 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种便携式镜面/类镜面形貌测量装置。可伸缩框架由上、中、下三组平行导轨、伸缩杆和伸缩调节机构组成，显示模块的直线电机分别置于可伸缩框架的中、下两组平行导轨上，图像采集模块的直线电机分别置于可伸缩框架的中、上两组平行导轨上；载物台位于相机的前焦平面，显示屏、载物台、相机呈三角结构放置；接口控制器与计算机无线连接，控制直线电机、伸缩调节机构的运动，自动调整显示模块、图像采集模块的位置和角度。本实用新型提供的测量装置结构紧凑、便携性强、自动化程度与检测效率高，适合于镜面/类镜面元件面形的自动化、无线测控。
一种便携式类镜面形貌测量装置

[实用新型]一种基于衍射光学元件的条纹投影三维形貌测量装置-CN202121601151.4有效
发明人： 马锁冬;严祺;沈贤蒙 -专利权人：苏州大学
申请日： 2021-07-14 - 公布日： 2021-12-28 - 主分类号： G01B11/25 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种基于衍射光学元件的条纹投影三维形貌测量装置，它包括投影模块、载物平台、相机、数据传输控制接口和计算机；投影模块利用三个红绿蓝三色LED光源，经计算机控制，分时产生三频正弦三步相移条纹光场图案，投射到位于载物平台上的待测物表面，经待测物表面反射后由相机采集，通过数据传输控制接口输入计算机，经数据处理得到待测物表面的三维形貌分布。在不借助硅基液晶等器件、不显著增加系统体积和复杂度的情况下，使用衍射光学元件调制入射光场，分时快速投影形成三频正弦三步相移条纹光场图案；同时在保证轴向投影条纹光场图案正弦一致性的基础上，极大地延拓了测量系统的投影成像景深。
一种基于衍射光学元件条纹投影三维形貌测量装置

[实用新型]一种基于光学位相元件的结构光三维形貌测量装置-CN202121221869.0有效
发明人： 马锁冬;严祺;许峰;陈旭 -专利权人：苏州大学
申请日： 2021-06-02 - 公布日： 2021-12-10 - 主分类号： G01B11/25 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种基于光学位相元件的结构光三维形貌测量装置，投影模块、载物平台与相机模块构成结构光测量三角光路，投影模块的光学子系统光轴与相机模块的光学子系统光轴相交于载物平台，投影模块和相机模块聚焦于载物平台上；光学位相元件位于投影模块出射光路上；计算机模块分别与投影模块和相机模块连接，投影模块将计算机输入的条纹图案经光学位相元件投射到待测元件表面，经其反射后由相机模块采集，通过数据传输控制线输入计算机模块。测量装置利用光学位相元件有效地调制投影用二值化或正弦条纹，在保证轴向投影光场正弦一致性的基础上，极大地延拓了系统的投影成像景深，特别适合基于二值化条纹投影的结构光动态甚至瞬态三维测量。
一种基于光学位相元件结构三维形貌测量装置

[发明专利]一种自聚焦透镜折射率分布检测系统及方法-CN202110788884.1在审
发明人：许峰;林槟;马锁冬;孙鹏;陈旭 -专利权人：苏州大学
申请日： 2021-07-13 - 公布日： 2021-10-08 - 主分类号： G01M11/02 文献下载
摘要：本发明涉及光学测量技术领域，为解决现有自聚焦透镜折射率分布检测方法的抗环境干扰能力差导致折射率检测精度不高问题，公开了一种自聚焦透镜折射率分布检测系统及方法，自聚焦透镜的前表面反射准直光束后形成参考光束，自聚焦透镜的后表面反射形成测试光束，参考光束与测试光束产生的干涉条纹经分束器反射后，入射至显微成像系统，图像处理系统对相机采集到的自聚焦透镜干涉条纹进行处理，通过解析干涉条纹信息得到自聚焦透镜折射率分布。基于斐索干涉原理的自聚焦透镜折射率分布检测方法实现了高效率、高精度的自聚焦透镜折射率分布检测，同时该斐索干涉仪系统具有抗干扰能力强，体积小的优点。
一种自聚焦透镜折射率分布检测系统方法

[发明专利]一种基于位相编码元件的结构光三维形貌测量方法及装置-CN202110615700.1在审
发明人： 马锁冬;严祺;许峰;陈旭 -专利权人：苏州大学
申请日： 2021-06-02 - 公布日： 2021-08-10 - 主分类号： G01B11/25 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于位相编码元件的结构光三维形貌测量方法及装置。计算机模块将二值化或正弦条纹的编码参数输入投影模块，生成相应的条纹图案，再经位相编码元件调制后在轴向延拓的景深范围内形成标准正弦光场图案，投射到位于载物平台上的待测元件表面，相机模块采集由其反射的位相编码变形条纹图案，输入计算机模块，经数据处理得到待测元件表面的三维形貌分布。本发明利用位相编码元件有效地调制投影用二值化或正弦条纹，在保证轴向投影光场正弦一致性的基础上，极大地延拓了系统的投影成像景深；采用位相编码条纹相位解调算法，增强了所获得位相编码变形条纹图的对比度和正弦性，抑制包裹相位的解调误差，有效提升了三维形貌的测量精度。
一种基于位相编码元件结构三维形貌测量方法装置

[发明专利]一种便携式镜面/类镜面形貌的自动测量方法及其装置-CN202110491256.7在审
发明人： 马锁冬;郑力晨;徐圣智;刘明睿;任卯韫 -专利权人：苏州大学
申请日： 2021-05-06 - 公布日： 2021-07-02 - 主分类号： G01B11/25 文献下载
摘要：本发明涉及一种便携式镜面/类镜面形貌的自动测量方法及其装置，属光学检测技术领域。可伸缩框架由上、中、下三组平行导轨、伸缩杆和伸缩调节机构组成，显示模块和图像采集模块通过直线电机分别置于可伸缩框架的平行导轨上，嵌入式开发板通过Wi‑Fi模块与计算机无线连接，控制直线电机、伸缩调节机构的运动，自动调整显示模块、图像采集模块的位置和角度，在保证测量结果准确的同时兼顾了便携性与灵活性；显示屏显示基于时域变频相移的同心圆环正弦条纹，相机采集经被测物表面调制反射的变形条纹图，经计算机处理得到被测物的三维形貌。本发明提供的测量装置结构紧凑、便携性强、自动化程度高，所提供的测量方法能有效提高测量精度和效率。
一种便携式类镜面形貌自动测量方法及其装置

[发明专利]一种可变光片厚度和长度的光片照明显微镜的照明系统-CN201810031689.2有效
发明人：曾春梅;姜连;马锁冬 -专利权人：苏州大学
申请日： 2018-01-12 - 公布日： 2021-01-26 - 主分类号： G02B21/00 文献下载
摘要：本发明属于显微成像技术领域，具体涉及一种光片照明显微镜照明光路；提供一种可变光片厚度和长度的光片照明显微镜照明光路系统：由物侧至像侧依次包括沿着光轴排列的：激光光源、全球面镜的四组元机械补偿无焦变倍扩束系统、柱透镜、显微物镜；从激光光源发出的光，经过无焦变倍扩束系统实现出射激光光束口径的变化，再通过一个以光轴为旋转轴旋转90°的柱透镜形成一种片光，所形成的片光再通过一个消球差显微物镜去消减由于无焦变倍扩束系统以及柱透镜产生的球差，并且可使整个光片的光强更加均匀，可在不更换光片照明系统的情况下，实现对一定尺寸范围内的生物样本的观察。
一种可变厚度长度照明显微镜系统

[实用新型]一种大视场投影系统-CN202021470174.1有效
发明人：曾春梅;芮丛珊;洪洋;马锁冬 -专利权人：苏州大学
申请日： 2020-07-23 - 公布日： 2021-01-01 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本实用新型属于光学技术领域，为解决现有投影系统不能直接对全孔径成像的问题，提出一种大视场投影系统，包括：沿着光轴方向依次包括DMD芯片、4K振镜、等效棱镜、保护玻璃、折射透镜组和自由曲面反射镜、投影屏幕；光线从DMD芯片发出，依次经过4K振镜、等效棱镜、保护玻璃、折射透镜组，并在自由曲面反射镜之前进行一次成像，最后由自由曲面反射镜反射至投影屏幕形成清晰的图像。本技术方案的大视场系统在保持折射透镜组不变的情况下，直接构造反射镜，能够减小折射透镜组对计算的影响，提高计算效率；自由曲面反射镜承担了较大的光焦度和像差平衡，从而能够减少折射透镜组的复杂程度。
一种视场投影系统

[发明专利]一种基于变焦原理的可变光片照明系统-CN201811059962.9有效
发明人：曾春梅;芮丛珊;姜连;马锁冬 -专利权人：苏州大学
申请日： 2018-09-12 - 公布日： 2020-12-15 - 主分类号： G02B21/06 文献下载
摘要：本发明属于显微成像技术领域，具体涉及一种基于变焦原理的可变光片照明系统；从激光光源发出的光经过扩束系统出射为准直光束；准直光束经过柱透镜，在其有光焦度的方向被会聚，在柱透镜后焦面处被压缩成线聚焦光束，而在无光焦度的方向仍平行出射；再借助变焦照明物镜的焦距的变化在其像方后焦面附近得到不同厚度和不同长度的光片；实现了光片厚度和长度的连续变化，适合于不同尺寸样本的观察，简化了操作程序，降低了使用成本；系统总长固定；系统总长较短；避免了较高激光能量损伤镜片的技术效果。
一种基于变焦原理可变照明系统

[发明专利]一种快照式全场白光干涉显微测量方法及其装置-CN201811082777.1有效
发明人： 马锁冬;王钦华;曾春梅;许峰 -专利权人：苏州大学
申请日： 2018-09-17 - 公布日： 2020-10-09 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种快照式全场白光干涉显微测量方法及其装置。它是在白光干涉显微测量法和快照式光谱成像探测术的基础上，利用复色平行光经过轴向色散型干涉光学系统后沿轴向依次色散并一一对应地聚焦于不同的轴向深度位置、以及光谱域上的白光干涉信号强度随波长变化且在轴向色散的某一单色光焦面位置附近达到极大值，建立了测量所需的“白光干涉信号—光谱—深度”三者之间的唯一性编码，仅需多帧或单帧快照式色散光谱编码白光干涉图像，即可实现对被测元件三维形貌分布的无机械式扫描、全场非接触、快速（动态甚至瞬态）高精度测量。
一种快照全场白光干涉显微测量方法及其装置

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