一种基于双振幅梯度下降的超分辨重建算法的无透镜显微系统技术方案

技术编号:43478487 阅读:23 留言:0更新日期:2024-11-29 16:52
一种无透镜显微系统,用于对样本进行大视场、高分辨的显微成像,包括阵列光源、样品台、散射层和图像传感器阵列光源,阵列光源具有位置不同的多个子光源,各子光源提供不同角度的入射光,可依次点亮并照明待测样本;散射层对来自样品的衍射光进行二次调制,生成具有多种衍射图案的衍射强度图;图像传感器记录经散射层二次调制的衍射光,形成全息图。通过散射层对待测样品的衍射光进行二次衍射调制,减小高频衍射光的衍射角,使更多的高频信息能够被图像传感器采集;利用从不同子光源发出的光产生的相对位移调制效果,二次衍射调制为超分辨率成像提供额外的数据约束,能更准确地重建出样品的高分辨率振幅和相位信息,实现超分辨率成像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学成像,特别涉及一种无透镜显微系统。


技术介绍

1、传统的光学显微镜通常无法兼具大视场与高分辨率的成像需求,同时庞大的光路系统设计使其难以实现集成化与便携式,昂贵的镜头价格也增加了观测的成本。近年来广泛兴起的无透镜显微成像系统为上述问题提出了一个有效的解决方案。它无需使用昂贵的光学镜头,而是直接将待测样本放置于图像传感器的上方,并使用相干光源进行照射,进而用图像传感器采集待测样本的衍射强度图。然后使用相位恢复算法,重构待测样本的振幅和相位分布。由于它具有大视场、便携性、低成本、相位成像等一系列优点,因此被广泛应用于样本切片观测、血涂片检测和罕见精子运动轨迹识别等大规模样本统计分析上。

2、然而,无透镜显微系统的成像分辨率受到图像传感器像元尺寸的限制,限制了其在亚细胞结构的观测和分析。因此,如何突破像元尺寸的限制实现超分辨率显微成像成为了一个亟待解决的问题。


技术实现思路

1、本专利技术的主要目的在于解决
技术介绍
中存在的上述问题,提出一种基于阵列光源照明与散射复用技术的无透镜显微系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种无透镜显微系统,其特征在于,包括成像系统和计算装置,所述成像系统用于对样本进行大视场、高分辨的显微成像;所述计算装置用于处理成像系统捕获的图像数据并重建样本的振幅和相位信息;

2.如权利要求1所述的无透镜显微系统,其特征在于,所述阵列光源LED阵列或Micro-LED阵列,包含多个发光芯片,所述发光芯片的尺寸在10μm-200mm之间,所述发光芯片的间距在10μm-100mm之间。

3.如权利要求1或2所述的无透镜显微系统,其特征在于,所述多个子光源具有多种不同波长,波长范围在380μm-760μm之间。

4.如权利要求1至3任一项所述的无透镜...

【技术特征摘要】

1.一种无透镜显微系统,其特征在于,包括成像系统和计算装置,所述成像系统用于对样本进行大视场、高分辨的显微成像;所述计算装置用于处理成像系统捕获的图像数据并重建样本的振幅和相位信息;

2.如权利要求1所述的无透镜显微系统,其特征在于,所述阵列光源led阵列或micro-led阵列,包含多个发光芯片,所述发光芯片的尺寸在10μm-200mm之间,所述发光芯片的间距在10μm-100mm之间。

3.如权利要求1或2所述的无透镜显微系统,其特征在于,所述多个子光源具有多种不同波长,波长范围在380μm-760μm之间。

4.如权利要求1至3任一项所述的无透镜显微系统,其特征在于,所述散射层包括多个调制单元,所述调制单元的特征尺寸在0.5μm-500μm之间,所述调制单元用于调制待测样品的衍射光而发生第二次衍射。

5.如权利要求4所述的无透镜显微系统,其特征在于,在所述图像传感器的保护玻璃表面...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏萍李玉龙林钟睿马建设刘学平
申请(专利权)人:清华大学深圳国际研究生院
类型:发明
国别省市:

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