[發(fā)明專利]傅立葉重疊關(guān)聯(lián)斷層攝影

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680005491.6
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN107209362B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅克·W·霍斯特邁耶;楊昌輝
• 申請（專利權(quán)）人: 加州理工學(xué)院
• 主分類號: G02B21/36
• 分類號: G02B21/36;G02B27/58
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 陸建萍;鄭霞

某些方面涉及傅立葉重疊關(guān)聯(lián)斷層攝影系統(tǒng)以及方法，其用于基于來自不同角度處的平面波照明的穿過厚樣品的光來獲取多個(gè)唯一地照明的強(qiáng)度測量，并且用于通過迭代地確定與唯一地照明的強(qiáng)度測量自相一致的傅立葉域中的三維斷層攝影數(shù)據(jù)，來構(gòu)建厚樣品的三維斷層攝影數(shù)據(jù)。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求享有于2015年1月21日提交且題為“Ptychographic reconstructionof volumetric samples”的第62/106,133號的美國臨時(shí)專利申請的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，以其整體并且針對全部目的通過引用的方式并入本文。

領(lǐng)域

本文描述的某些實(shí)施例通常涉及數(shù)字成像。更具體地，某些實(shí)施例涉及用于對厚樣品進(jìn)行高分辨率成像的傅立葉重疊關(guān)聯(lián)斷層攝影(Fourier ptychographictomography)系統(tǒng)和方法。

背景

傅立葉重疊關(guān)聯(lián)(FP)是最近引入的一種技術(shù)，其從在不同照明條件下捕捉的一系列低分辨率強(qiáng)度圖像中獲取高分辨率樣品的幅度和相位測量。常規(guī)的FP技術(shù)的細(xì)節(jié)可以在2013年G.Zheng、R.Horstmeyer和C.Yang在Nature Photonics發(fā)表的“Wide-field，high-resolution Fourier ptychographic microscopy”中和在2013年10月28日提交且題為“Fourier Ptychographic Imaging Systems,Devices,and Methods”的美國專利申請14/065,280中找到；這兩篇文獻(xiàn)在此通過引用以其整體并入。

常規(guī)的FP系統(tǒng)將位于感興趣的薄的半透明樣品下方的發(fā)光二極管(LED)或其他離散化照明源的陣列用作可變照明源。來自每個(gè)單獨(dú)照明的LED的光穿過薄的半透明樣品并進(jìn)入成像透鏡(例如，顯微鏡物鏡)，以形成由圖像傳感器獲取的每個(gè)唯一的FP圖像。然后，可以通過相位復(fù)原算法將一系列所獲取的圖像組合成高分辨率復(fù)合測量。這些常規(guī)的FP技術(shù)基于薄樣品近似，并且對于沿著軸向尺寸z的厚度多達(dá)25μm的薄樣品是成功的。

概述

某些方面涉及用于對厚樣品進(jìn)行高分辨率成像的傅立葉重疊關(guān)聯(lián)斷層攝影系統(tǒng)和方法。

某些方面涉及傅立葉重疊關(guān)聯(lián)斷層攝影系統(tǒng)。在一些方面中，傅立葉重疊關(guān)聯(lián)斷層攝影系統(tǒng)包括可變照明源(例如，LED矩陣)，該可變照明源被配置成在不同的照明角度處依次向正在被成像的厚樣品提供平面波照明。傅立葉重疊關(guān)聯(lián)斷層攝影系統(tǒng)還包括光學(xué)系統(tǒng)(例如，物鏡)，該光學(xué)系統(tǒng)被配置成收集來自可變照明源的通過厚樣品的光，并聚焦所收集的光。傅立葉重疊關(guān)聯(lián)斷層攝影系統(tǒng)還包括圖像傳感器，該圖像傳感器被配置成接收來自光學(xué)系統(tǒng)的聚焦光，并且獲取與不同的照明角度相關(guān)聯(lián)的一系列唯一地照明的強(qiáng)度測量。傅立葉重疊關(guān)聯(lián)斷層攝影系統(tǒng)還包括處理器，該處理器通過迭代地確定與唯一地照明的強(qiáng)度測量自相一致的傅立葉域中的三維斷層攝影數(shù)據(jù)，來構(gòu)建厚樣品的三維斷層攝影數(shù)據(jù)。在一些情況下，處理器通過采用唯一地照明的強(qiáng)度測量來更新與傅立葉域中的三維樣品頻譜中重疊的表面區(qū)域(例如，重疊至少70％、重疊至少80％、以及重疊至少65％)相交的立體像素，來構(gòu)建三維斷層攝影數(shù)據(jù)。