[发明专利]一种超分辨成像系统的设计方法有效

专利信息
申请号: 201910140208.6 申请日: 2019-02-25
公开(公告)号: CN109683343B 公开(公告)日: 2021-03-30
发明(设计)人: 谭政;吕群波;孙建颖;王建威;方煜;张林 申请(专利权)人: 中国科学院光电研究院
主分类号: G02B27/58 分类号: G02B27/58;G02B27/00
代理公司: 北京凯特来知识产权代理有限公司 11260 代理人: 郑立明;陈亮
地址: 100080 *** 国省代码: 北京;11
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摘要: 发明公开了一种超分辨成像系统的设计方法,首先对超分辨成像系统中的探测器进行选型,确定像元尺寸p,并得到光学镜头的焦距f;根据需求确定超分辨成像系统的分辨率提高倍数性能因子η,并得到超分辨成像系统中光学镜头的F#数;计算获得超分辨成像系统的成像信噪比SNR,并校验F#数是否满足成像信噪比指标的要求;若满足指标要求,则得到超分辨成像系统中光学镜头的口径D,进而得到光学镜头的设计参数;然后利用该超分辨成像系统对待测目标进行多次观测,并构成待测目标的图像序列yk;再将图像序列yk代入到超分辨重建方程中,根据相对熵最小求解所述超分辨重建方程,得到超分辨成像结果。该方法能使系统充分发挥超分辨成像的优势,实现系统级的优化设计。
搜索关键词: 一种 分辨 成像 系统 设计 方法
【主权项】:
1.一种超分辨成像系统的设计方法,其特征在于,所述方法包括:步骤1、对超分辨成像系统中的探测器进行选型,确定像元尺寸p,并根据如下公式得到光学镜头的焦距f:其中,H表示成像距离,GSD表示像元分辨率;步骤2、根据需求确定超分辨成像系统的分辨率提高倍数再结合具体应用场景、安装尺寸、制造成本确定超分辨成像系统的性能因子η,并得到超分辨成像系统中光学镜头的F#数;步骤3、计算获得超分辨成像系统的成像信噪比SNR,并校验步骤2所得到的F#数是否满足成像信噪比指标的要求;步骤4、若得到的信噪比满足指标要求,则根据公式F#=f/D,得到超分辨成像系统中光学镜头的口径D,进而得到光学镜头的设计参数;步骤5、若得到的信噪比不满足指标要求,则重复步骤2和3的操作,直到信噪比满足指标要求,并确定F#数,进而根据公式F#=f/D确定超分辨成像系统中光学镜头的口径D;步骤6、然后利用该超分辨成像系统对待测目标进行多次观测,使每两次观测图像之间都具有不同的亚像元位移,多次观测的结果构成了待测目标的图像序列yk;步骤7、再将图像序列yk代入到超分辨重建方程中,建立根据图像梯度信息自适应变化的正则化模型,对待测目标的观测图像的边缘区域和平坦区域进行约束,根据相对熵最小求解所述超分辨重建方程,得到超分辨成像结果。
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  • 张琬皎;郭小青 - 杭州欧光芯科技有限公司
  • 2020-11-10 - 2021-06-08 - G02B27/58
  • 本实用新型公开了一种应用超透镜实现超分辨聚焦系统。超分辨聚焦系统包括沿光路依次布置的光源、显微物镜、超透镜聚焦结构和接收屏;显微物镜包含了沿光路依次布置的第一双胶合透镜和第二双胶合透镜;超透镜聚焦结构是由多个超透镜在同一平面阵列排布而成。本实用新型能避免了传统光学系统中通过叠加镜片造成光学仪器体积大、系统复杂的缺点,不仅可以减小光学系统的体积并且大大提高了光学系统的分辨率。
  • 变周期光栅光子晶体超分辨成像器件-201910260578.3
  • 王国旭;梁斌明 - 上海理工大学
  • 2019-04-02 - 2021-04-20 - G02B27/58
  • 本发明涉及一种变周期光栅光子晶体超分辨成像器,包括光子晶体,在光子晶体入射面与光子晶体出射面分别有光栅形状相同的一维亚波长光栅结构,所述亚波长光栅结构与光子晶体入射面、光子晶体出射面之间有相同宽度间隙,所述光子晶体其等效折射率为‑1,亚波长光栅结构中光栅个数应正比于光子晶体入射面或出射面第一排空气柱的个数,点光源经亚波长光栅后再进入光子晶体,实现突破衍射极限的超分辨成像。通过在光子晶体表面添加亚波长光栅的方法,增强了光场耦合作用,压缩了像点半宽,提高了成像分辨率且突破了衍射极限。
  • 一种超分辨成像系统的设计方法-201910140208.6
  • 谭政;吕群波;孙建颖;王建威;方煜;张林 - 中国科学院光电研究院
  • 2019-02-25 - 2021-03-30 - G02B27/58
  • 本发明公开了一种超分辨成像系统的设计方法,首先对超分辨成像系统中的探测器进行选型,确定像元尺寸p,并得到光学镜头的焦距f;根据需求确定超分辨成像系统的分辨率提高倍数性能因子η,并得到超分辨成像系统中光学镜头的F#数;计算获得超分辨成像系统的成像信噪比SNR,并校验F#数是否满足成像信噪比指标的要求;若满足指标要求,则得到超分辨成像系统中光学镜头的口径D,进而得到光学镜头的设计参数;然后利用该超分辨成像系统对待测目标进行多次观测,并构成待测目标的图像序列yk;再将图像序列yk代入到超分辨重建方程中,根据相对熵最小求解所述超分辨重建方程,得到超分辨成像结果。该方法能使系统充分发挥超分辨成像的优势,实现系统级的优化设计。
  • 用于望远大视场超分辨率快速成像装置及其成像方法-201810622936.6
  • 王超;刘壮;史浩东;江伦;付强;李英超;姜会林 - 长春理工大学
  • 2018-06-15 - 2021-02-23 - G02B27/58
  • 用于望远大视场超分辨率快速成像的装置及成像方法,属于超分辨成像技术领域,为了解决现有技术不适用于空间碎片探测成像的问题,该装置依次同轴设置大口径望远物镜、二维视场光阑、中继镜组、光瞳滤波器和CCD探测器,大口径望远物镜和中继镜组组成望远成像系统;大口径望远物镜的后焦面为望远成像系统的一次像面,二维视场光阑放置在大口径望远物镜的后焦面处,用于选择单次成像的入射光线角度;光瞳滤波器位于望远成像系统的后端出瞳面位置,其有效口径位置和尺寸与出瞳面重合;CCD探测器位于望远成像系统的后焦面处;本发明大大提高了超分辨成像速度,有利于捕捉到快速移动的目标,或对全视场内占据区域较大的目标迅速成像。
  • 一种用于激光直写的共轴超分辨焦斑阵列产生装置-202011082627.8
  • 匡翠方;朱大钊;丁晨良;刘旭 - 之江实验室
  • 2020-10-12 - 2021-02-12 - G02B27/58
  • 本发明公开了一种用于激光直写的共轴超分辨焦斑阵列产生装置,属于半导体微纳加工领域,由光源模块阵列通过出射光纤输出共轴的抑制光和激发光,最后将出射光纤接口输出的光束阵列导入聚焦系统进行聚焦;每个光源模块包含抑制光激光器和激发光激光器,生成的抑制光和激发光被耦合进入同一出射光纤;该出射光纤只对抑制光波长产生特定的模式,使其聚焦后产生空心光斑,激发光束产生实心光斑,通过空心光斑对实心光斑作用区域的抑制,实现超分辨焦斑。本发明既可以实现超分辨焦斑的快速独立调控,通过出射光纤输出,即不需要额外的调制器件,又可保证两束光的绝对共轴,结构紧凑;可实现快速超衍射极限分辨率的半导体激光直写加工或成像。
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