CN105874391A - 用于执行物体的同轴无透镜数字全息术的装置和方法 - Google Patents

用于执行物体的同轴无透镜数字全息术的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105874391A
CN105874391A CN201480065898.9A CN201480065898A CN105874391A CN 105874391 A CN105874391 A CN 105874391A CN 201480065898 A CN201480065898 A CN 201480065898A CN 105874391 A CN105874391 A CN 105874391A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel
wave
light
interference
subset
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480065898.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105874391B (zh
Inventor
R·斯托尔
G·万米尔彼克
M·贾雅帕拉
A·兰布雷切茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Interuniversitair Microelektronica Centrum vzw IMEC
Original Assignee
Interuniversitair Microelektronica Centrum vzw IMEC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Interuniversitair Microelektronica Centrum vzw IMEC filed Critical Interuniversitair Microelektronica Centrum vzw IMEC
Publication of CN105874391A publication Critical patent/CN105874391A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105874391B publication Critical patent/CN105874391B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0443—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1429—Signal processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1434—Optical arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1468—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle
    • G01N15/147—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle the analysis being performed on a sample stream
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
    • G03H1/0404—In-line recording arrangement
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0465—Particular recording light; Beam shape or geometry
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0486—Improving or monitoring the quality of the record, e.g. by compensating distortions, aberrations
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0493—Special holograms not otherwise provided for, e.g. conoscopic, referenceless holography
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/11—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths for generating image signals from visible and infrared light wavelengths
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/131—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements including elements passing infrared wavelengths
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/135—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1434—Optical arrangements
    • G01N2015/1454—Optical arrangements using phase shift or interference, e.g. for improving contrast
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/08—Synthesising holograms, i.e. holograms synthesized from objects or objects from holograms
    • G03H1/0866—Digital holographic imaging, i.e. synthesizing holobjects from holograms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
    • G03H2001/0208—Individual components other than the hologram
    • G03H2001/0212—Light sources or light beam properties
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
    • G03H2001/0428—Image holography, i.e. an image of the object or holobject is recorded
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0443—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
    • G03H2001/0447—In-line recording arrangement
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0443—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
    • G03H2001/0452—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means arranged to record an image of the object
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0493—Special holograms not otherwise provided for, e.g. conoscopic, referenceless holography
    • G03H2001/0497—Dot matrix holograms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
    • G03H1/2645—Multiplexing processes, e.g. aperture, shift, or wavefront multiplexing
    • G03H2001/266—Wavelength multiplexing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2210/00—Object characteristics
    • G03H2210/10—Modulation characteristics, e.g. amplitude, phase, polarisation
    • G03H2210/12—Phase modulating object, e.g. living cell
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2210/00—Object characteristics
    • G03H2210/10—Modulation characteristics, e.g. amplitude, phase, polarisation
    • G03H2210/13—Coloured object
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2222/00—Light sources or light beam properties
    • G03H2222/10—Spectral composition
    • G03H2222/14—Broadband source, e.g. sun light
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2226/00—Electro-optic or electronic components relating to digital holography
    • G03H2226/11—Electro-optic recording means, e.g. CCD, pyroelectric sensors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2240/00—Hologram nature or properties
    • G03H2240/50—Parameters or numerical values associated with holography, e.g. peel strength
    • G03H2240/62—Sampling aspect applied to sensor or display
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
    • H04N23/84—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals
    • H04N23/843—Demosaicing, e.g. interpolating colour pixel values

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

一种用于执行物体的同轴无透镜数字全息术的装置，包括：·‑被适配用于发射相干光的单个点光源(2)；·‑被适配和排列用于记录干涉图案的图像感测设备(5)；其中·‑点光源包括宽波长光谱光源和针孔结构；·‑图像感测设备被适配用于通过相应的多个不相交的像素子集(I、II、III、IV)在相同的时刻接收和记录多个干涉图案；·‑对于不相交的像素子集中的每一个像素子集，图像感测设备包括置于不相交的像素子集中的每一个像素上方的相应窄带波长滤光片，其中每一个窄带波长滤光片的波长范围落入点光源的宽波长光谱内，窄带波长滤光片的这些波长范围不重叠。

Description

用于执行物体的同轴无透镜数字全息术的装置和方法
技术领域
本公开涉及一种用于执行物体的同轴(in-line)无透镜数字全息术的装置和方法。
背景技术
伽柏在1948年发明了全息术。它涉及使用强相干的辐射光束来照射物体。由物体散射的光波干涉照相胶片或数字图像传感器上的背景光波，其中干涉图案被记录。基于所记录的干涉图案，有可能重建原始物体波场。
由于数字图像传感器(基于例如CCD、CMOS和类似配置的组织成半导体矩阵的相机传感器)，数字全息术已取得进展。曝光在常规照相材料上的全息图需要进行物理或化学处理。在数字全息图的领域中去除该需求。此外，所记录的全息图信息可被存储在数字存储器中。所存储的全息图还可通过适当的软件算法只在数字信息的基础上改进。空间图像还可例如以数字方式从全息图重建；不需要照明光源以及用于重建空间图像的其他光学装置。
如技术人员已知的，无透镜成像基本上是基于同轴(in-line)全息术原理的显微成像方法。由于其简单性和最小光学硬件要求，同轴全息术是常用的全息成像技术并且是已知的。然而，同轴全息技术遭受所谓的孪生像问题，即出现在焦点内真实物体图像中的焦点外虚拟物体信息的固有伪像。可消除孪生像伪像的技术对技术人员而言是已知的。它们可被归类成两组。第一组由基于支撑/掩模的方法构成，这些基于支撑/掩模的方法无法适用于复杂的物体成像，因为不可能形成针对该物体的良好掩模而不遮蔽紧挨该物体的物体。另一组由掩模较少的迭代相位恢复方法构成，这些方法依赖于采集具有变化的信息内容的多个图像。可通过改变相位、成像距离、或者不同的后续采集之间的照明波长来采集此具有变化的信息内容的多个图像。多图像采集可在时域中执行，从而例如顺序地记录一个接一个的图像，或者在空间域中执行，从而例如将光分割成多个光学部分以改变到达传感器(在像素级)的光的相位或者改变光路(在传感器级)。
在时域中执行的多图像采集不适合于高速成像(例如，在实时视频应用中)，因为在不同时间实例的采集通常将记录略微或严重不同的物体角度(例如，物体旋转或位移)。由于成像条件因额外光学硬件的存在而无法被优化的事实，在现有技术中例如使用分束器实现的在空间域中执行的多图像采集具有有限的性能。例如，分束器本身的确限制从物体到成像器的最小距离。这导致最终重建的图像的严重分辨率降级。
如今，需要适合于执行高速高分辨率同轴无透镜数字成像的装置和方法。
在WO2012/150472中，公开了一种用于产生三维彩色图像的装置，该装置包括：生成不同颜色的相干光束的至少两个馈送光源；具有输入端和发光端的至少两个光纤，光纤的输入端分别连接到馈送光源，光纤的发光端并排紧密地放置并构成照明光源；物体空间，适合于将物体定位成由照明光源照射；至少一个数字图像感测设备，用于记录参考光束以及散射在物体上或由物体反射的物体光束的干涉图案作为全息图；以及数字图像处理设备，用于通过校正由并排放置光纤的发光端导致的失真来从由至少一个数字图像感测设备记录的全息图产生物体的三维彩色图像。
在此，多个馈送光源各自从邻近但是仍然基本不同的位置发射具有非常窄的波长光谱的光，从而对失真的校正是必要的。这种配置对所使用的光源施加严格的条件，使其成为昂贵的解决方案。此外，需要多个源，这再次增加成本并导致相对较大的设备。同样，在数字图像感测设备，应用具有相对较宽的波长范围的波长滤光片以能够提取不同颜色的信息。
发明概述
本公开的目的是提供一种用于执行物体的同轴无透镜数字全息术的装置，该装置适合于执行高速高分辨率全息成像。
根据本公开使用示出第一个独立权利要求的技术特征的装置来实现此目的。
本公开的另一个目的是提供一种用于执行物体的同轴无透镜数字全息术的方法。
根据本公开使用包括第二个独立权利要求的步骤的方法来实现此目的。
在本公开的第一方面，公开了一种用于执行物体的同轴无透镜数字全息术的装置，包括：
-被适配用于发射相干光的单个点光源；
-图像感测设备，被适配和排列用于记录由来自直接起源于点光源的光波和物体光波的干涉导致的干涉图案，物体光波起源于来自点光源的光波通过物体的散射或反射，图像感测设备包括多个像素；
其中图像感测设备被适配用于通过相应的多个不相交的像素子集在相同的时刻接收和记录多个干涉图案。
技术人员将认识到固有地多个干涉图案适合于恢复或推导三维干涉空间的相位信息，更具体地适合于恢复或推导物体的相位信息。
根据优选实施例，物体是半透明的物体。更优选地，物体可以是透明的。根据优选实施例，物体可以是大于10％、或大于25％、或大于50％、或大于60％、或大于70％、或大于80％、或大于90％、或大于95％、或大于99％半透明或透明，这意味着它将允许相应百分比的入射光通过它。
单个点光源是点源型的光源。虽然点源的概念在原理上是数学概念，但是点源型的光源意指在非常大程度上近似该数学概念的任何光源，如技术人员将认识到的。它可以是例如具有1微米至100微米的发射孔径的光源。例如，孔径尺寸可以是1微米，这将被认为是“小的”。例如，孔径尺寸可以是50微米，这将被认为是“大的”。
根据优选实施例，该装置进一步包括或者涉及适合于定位物体且放置成紧邻点光源的用于使物体经受点光源的光波的物体空间。物体可被放置在距该光源一百或几百(例如，200或300)微米至十或几十(例如，20或30)厘米的范围内。例如，物体可被放置在距该光源1毫米的距离处。
物体空间优选位于点光源和图像感测设备之间。物体空间优选沿着从点光源和图像感测设备发射的光的光路定位或者位于该光路内。
根据优选实施例，图像感测设备是数字图像感测设备。数字图像感测设备可包括多个像素。像素可包括光电二极管和读出电子设备或者由两者组成。
根据优选实施例，该装置进一步包括被适配用于通过使用至少多个干涉图案或者基于多个干涉图案或只基于多个干涉图案来推导相位信息的处理装置。基于多个干涉图案推导或恢复相位信息可包括全息图像的上采样步骤以增加图像的分辨率。此外，已示出对最先进的可用于增加每一个所记录的干涉图案的分辨率的上采样方法的使用不影响典型的迭代相位恢复方法的收敛。
根据优选实施例，这些像素以规律间隔的矩阵模式排列。
根据优选实施例，每一个像素子集中的像素均匀地分布在图像感测设备的主平坦表面上。
根据优选实施例，每一个像素子集中的像素以恒定的距离彼此间隔，并且其中相应的所得网格相对于彼此偏移恒定的距离。
例如，在两个像素子集的情况下，这些像素可被组织成棋盘配置。
根据优选实施例，每一个不相交的子集中的像素以多行(或多列)规律间隔的矩阵模式排列。
根据优选实施例，点光源包括宽波长光谱光源和针孔结构，宽波长光谱光源被排列成使得它朝针孔结构发光。在另一种观点中，点光源(优选宽波长光谱光源)可被体现为在板或者其他遮光装置中的针孔后面(即，在该针孔的第一侧)的光源。遮光装置的板的另一侧可主存物体空间和/或图像感测设备。
根据优选实施例，宽波长光谱光源包括白激光设备或LED设备。
根据优选实施例，对于不相交的像素子集中的每一个像素子集，图像感测设备包括置于不相交的像素子集中的每一个像素上方的相应窄带波长滤光片，其中每一个窄带波长滤光片的波长范围落入点光源的宽波长光谱内，并且其中窄带波长滤光片的这些波长范围不重叠。换句话说，优选地，不同滤光片的通带不重叠。技术人员将理解在实践中，这意味着重叠在预定水平以下。对于给定应用，技术人员能够确定合适的重叠程度。例如，如果存在大于90％、或大于95％、或大于98％、或大于99％、或大于99.9％的重叠，则第一窄带波长滤光片则可被认为与第二窄带波长滤光片重叠。换句话说，如果存在小于10％、或小于5％、或小于2％、或小于1％、或小于0.01％的重叠，则第一窄带波长滤光片则可被认为是与第二窄带波长滤光片不重叠。
根据优选实施例，每一个窄带滤光片的波长范围小于N nm，并且其中宽波长光谱具有大于N×M nm的波长范围，M是该装置中包括或存在的窄带滤光片的数量。
例如，在作为优选实施例的四个波长滤光片的情况下，每一个窄带滤光片的波长范围可例如小于5nm(例如，在1nm至5nm的范围内；不排除更小的值，但是可需要具有相对较高强度的光源；后者可对特定物体(如举例而言生物物体)有害)，并且宽波长光谱可具有大于20nm的波长范围(例如，波长范围可在20nm和100nm之间的范围内)。在另一个示例中，一组十个不重叠的窄带波长滤光片中的每一个窄带滤光片的波长范围可小于2nm，并且所有窄带滤光片可适合在20nm的宽波长光谱中。更一般地，相应一组窄带滤光片的波长范围之和优选小于宽波长光谱的波长范围。技术人员将认识到宽波长光谱包括连续的且在宽波长范围上延伸的光谱。这种宽波长光谱的特性是该宽范围内的光强度从不接近于零或者为零，即该宽范围内，宽光谱波长光源的强度总是基本不同于零。根据优选实施例，宽波长光谱具有高斯型曲线。
在本公开的第二方面，公开了一种用于执行物体的同轴无透镜数字全息术的方法，包括：
-实质上从单个点光源发射相干光；
-将物体定位成例如在对象空间中被放置成紧邻点光源，并且使物体经受点光源的光波；
-接收和记录由来自直接起源于点光源的光波和物体光波的干涉导致的干涉图案，物体光波起源于来自点光源的光波通过物体的散射或反射，其中图像感测设备包括多个像素；
其中接收和记录干涉图案包括通过相应的多个不相交的像素子集在相同的时刻接收和记录多个干涉图案。
根据优选实施例，该方法进一步包括通过使用多个干涉图案执行例如在处理装置上执行的迭代相位恢复算法来恢复或推导物体的相位信息。迭代相位恢复算法对技术人员而言是已知的。从二十世纪七十年代已科学地探索此领域。参见例如第27-29页(1978年)第1期第3卷《光学快报》J.R.Fienup的“Reconstruction of an object from the modulus of its Fouriertransform(根据其傅立叶变换的模数重建图像)”以及第2758-2769页(1982年)第15期第21卷《应用光学》J.R.Fienup的“Phase retrieval algorithms:a comparison(相位恢复算法：对比)”。
根据优选实施例，该方法进一步包括：使用点光源发射一宽波长光谱的光；以及在通过多个不相交的像素子集接收多个干涉图案之前，对于每一个不相交的子集，使用相应窄带波长滤光片过滤属于相同子集的像素中的每一个像素的入射光，其中每一个窄带波长滤光片的波长范围落入点光源的光的宽波长光谱内，并且其中相应窄带波长滤光片的波长范围不重叠。
本公开的第三发明公开了通过经由相应的多个不相交的像素子集在相同的时刻接收和记录多个干涉图案，将根据第一方面的实施例中的任一实施例的装置用于执行物体的同轴无透镜数字全息术。
根据优选实施例，物体是生物物体，诸如举例而言细胞、病毒、或者组织。
本公开的第四方面公开了一种在计算机上运行时适合于通过根据第一方面的实施例中的任一实施例的装置基于在相同的时刻接收和记录的多个干涉图案来推导物体的相位信息的计算机程序产品。
附图简述
本公开将借助于以下描述和附图进一步地阐述。
图1示出权利要求1的前序部分所依据的同轴无透镜数字全息术装置的现有技术设置。
图2是根据本公开的实施例的透视图。
图3是对根据图2中所解说的本发明的优选实施例的点光源的宽带光谱和波长滤光片的窄带的相对比例和定位的解说。
图4是根据本公开的进一步实施例的透视图。
图5是根据本公开的又进一步的实施例的透视图。
图6是对根据图5中所解说的本发明的优选实施例的点光源的宽带光谱和波长滤光片的窄带的相对比例和定位的解说。
图7(a)至(d)是支持本公开的各方面的有效性的仿真结果的示意性解说。
图8(a)示出仿真的快照图像而图8(b)示出单个波长参考，允许评估根据本公开的各方面的方法的输出分辨率和图像质量。
优选实施例的详细描述
本公开将针对特定实施例且参考一些附图进行描述，但是本公开不限于此，而是只通过权利要求限定。所描述的附图只是示意性的并且是非限制性的。在附图中，一些元件的尺寸可放大并且出于解说性的目的未按比例绘制。维度和相对维度不一定对应于本公开实践的实际缩减。
此外，在说明书中且在权利要求中的术语“第一”、“第二”、“第三”等等用于在类似的元件之间进行区分，并且不一定用于描述连续的或时间的次序。术语在适当的环境下是可互换的，并且本公开的实施例可按照不同于本文中所描述或所解说的其他顺序操作。
此外，在说明书中且在权利要求中的术语“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等等用于描述性的目的并且不一定用于描述相对位置。如此使用的术语在适当的环境下是可互换的，并且本文中所描述的本公开的实施例可按照不同于本文中所描述或所解说的其他取向操作。
此外，各个实施例虽然被称为“优选的”但是被解析为可实现本公开而非限制本公开的范围的示例性方式。
权利要求中所使用的术语“包括”不应当被解释为限于下文列出的元件或步骤；它不排除其他元件或步骤。它需要被解释为指定存在所声明的特征、整数、如所称谓的步骤或组件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤或部件、或者它们的组。由此，表达“设备包括A和B”的范围不应当限于只由组件A和B组成的设备，相反针对本公开，只枚举的该设备的组件是A和B，并且进一步地权利要求应当被解释为包括那些组件的等同表达。
图1解说典型的用于执行物体(优选半透明或透明物体)的同轴无透镜数字全息术的最先进全息装置1。该装置1包括被适配用于发射相干的或基本相干的光的单个点光源2，该单个点光源是点源型的光源。单个点光源可由不同的组件构成，并且可包括具有置于光源21(如举例而言激光器或LED光源)前面的针孔23的板22。在光源21与板或遮光装置22之间，可设置光学组件24，诸如举例而言一个或多个透镜。注意，本发明的实施例总之被称为“无透镜的”，因为这只是参考光学组件(如举例而言透镜)不存在或不在与激光器或LED光源所在的一侧相对的板或遮光装置22的一侧使用的事实。该装置或系统进一步包括适合于定位物体4并被放置成紧邻点光源2的用于使物体4经受点光源2的光波6的物体空间3。该系统或装置进一步包括被适配和排列用于记录三维干涉空间内的二维干涉图案8的数字图像感测设备5。三维干涉空间由直接起源于点源2的光波6和物体光波7的干涉导致。该物体光波7起源于物体4对从点光源2发射的光波的散射和/或反射。数字图像感测设备5通常包括多个像素50。该最先进的同轴无透镜数字全息术设置的问题在于，在用数字图像感测设备5检测出的干涉图案8中形成了孪生像的固有伪像。
根据本发明的各方面，公开了类似的全息装置1，其中数字图像感测设备5被适配用于通过相应的多个不相交的像素子集在相同的时刻接收和记录多个干涉图案8。如在本发明的实施例中获取的多个干涉图案已被示为适合于恢复或推导三维干涉空间的相位信息，特别是关于物体的相位信息。根据优选实施例，数字图像感测设备进一步包括被适配用于基于或者至少基于通过数字图像感测设备5注册的多个干涉图案8来推导或恢复相位信息的处理装置。
图2描绘根据本发明的各方面的实施例，其中数字图像感测设备5包括以规律间隔的矩阵模式排列的多个像素50。优选地，每一个像素子集中的像素均匀地分布在图像感测设备5的主平坦表面上。由于像素优选以有规律的矩阵的形式排列，因此每一个像素子集中的像素均匀地分布在图像感测设备的主平坦表面上的事实可暗示每一个像素子集中的像素彼此以恒定的距离间隔。对于每一个像素子集，相应的所得网格相对于彼此偏移恒定的距离。
例如，在数字图像感测设备5的总像素量50被分成在数量上相等的两个像素子集(I、II)的情况下，它们可以棋盘的形式分布。根据优选实施例，形成在像素的数量上相等的四个像素子集(I、II、III、IV)，这些像素子集形成四像素正方形。四像素正方形的四个像素位置分别由每一组像素子集(I、II、III、IV)中的像素表示。这种四像素正方形形成可沿着感测设备5的主表面有规律地且系统性地重复，例如以由此填充数字图像感测设备5的全部主表面。
根据本发明的优选实施例，照明波长的变化适用于在多个全息图或干涉图案8中采集关于相同物体4的略微不同的信息。该信息稍后例如在技术人员通常已知的迭代相位恢复算法中重组，以抑制孪生像。在最先进的水平中，多波长迭代相位恢复方法需要使用不同的照明波长采集的多个全息图。这也是在其他多图像校正方法中的情况。本发明的各方面基于只在图像感测设备或成像器5过滤波长的理念。这是在起源于在点光源2中包括的宽波长光谱光源的不同波长的光子已干涉物体4的时刻之后。这意味着具有不同波长的多个光子都同时与物体交互，并且可在单个时刻借助于单个数字图像感测设备5捕捉该透射。根据优选实施例，已提供可分离不同的波长以及因此不同的干涉图案(或全息图)的特殊设计的图像感测设备。提出了将多个非常窄且优选不重叠的光谱滤波片用于这种数字图像感测设备5的不同的邻近像素。滤光片可以是像素级一体化的。这例如在图2中描绘，其中公开了数字图像感测设备的4×4个像素，其中每一个2×2像素子阵列(四像素正方形)具有在它的像素顶部处理的四个不同的窄带滤光片(F1、F2、F3、F4)。该成像器可过滤四个不同的波长以及因此来自干涉物体光波7的单个宽带相干照明6的四个不同的全息图图案。这些2×2的子集在成像器的整个表面上重复，以创建具有各个波长的有规律的像素栅格。这基本上意味着四个所记录的全息图(所记录的不同波长W1、W2、W3、W4)的尺寸是数字图像感测设备5的尺寸的四分之一(在每一个维度上为1/2)。例如，图1中的4×4的图像感测设备5被适配用于记录单个截图中的四个全息图：以滤光片F1过滤掉的波长W1的全息图1(2×2个像素)；以滤光片F2过滤掉的波长W2的全息图2(2×2个像素)等。一种简单的图像插值技术可用于将各个全息图H1至H4上采样成全尺寸(4×4)的全息图H1'至H4'。然后，这些上采样的全息图可用作多波长迭代相位恢复算法的输入。
高速单拍的无透镜成像系统可包括宽带相干光源(如举例而言LED或者举例而言超连续激光器)作为宽激光器。图3解说宽带相干光源(例如LED或超连续激光器)以及如相对于图2所描述的四个对应的窄带滤光片F1至F4的光谱特性。仿真和实验已示出在比较‘快照’四波长重建结果与基于全尺寸的单图像重建情境的结果时最终图像分辨率可能有约30至40％的降级。然而，根据本发明的优选实施例的多波长方法可复原最先进的单图像重建无法做到的相位信息。
根据本发明的进一步实施例，线扫描器型的滤光片可跨图像传感器以楼梯/楔的模式分散，举例而言如图4中所描绘的。每一个滤光片可由此覆盖图像感测设备的一行像素。该‘楔’架构在物体场景中存在自然平移和运动时可能更加合适。
典型示例是在物体顺着沿着在一侧具有滤光片的成像器和在另一侧的光源之间的传送带或辊通过时。在这些实施例中，数字图像感测设备的每一个不相交的像素子集中的像素以多行规律间隔的矩阵模式排列。每一个滤光片区域对应于不同的窄带区。每一个滤光片区域捕捉全息图与滤光片的特定波长相对应的部分。通过扫描感兴趣的物体，每一个滤光片区域将捕捉以特定波长的完整全息图。一旦扫描器或扫描运动完成，就可在多波长相位恢复算法中使用不同波长的全息图。注意，不同于在先前实施例中，所有捕捉的全息图具有与在一个维度(另一个维度具有任意的长度，因为这由扫描方向和长度确定)上的成像器相同的分辨率。该类型的实施例的优点在于，一个实施例能够通过采用经由在这种预定应用中利用自然平移运动的平行多波长成像器来实现高速干涉图案记录。
在本发明的又一个实施例中，如举例而言图5中所描绘的，也是线扫描器型的滤光片(I、I'、II、II'、III、III'、IV、IV')跨图像传感器分散作为平行带。它们可在每一种颜色多组滤光片(例如，多组两个滤光片)中进行处理。例如，与不同颜色类别(如举例而言红(R)、绿(G)、蓝(B)、红外(IR))相对应的四个彩色图像可在线扫描(由装置和物体之间的相对平移运动导致)时生成。事实上，提供了四组例如两个滤光片(I，I')、(II，II')、(III，III')、(IV，IV')，每一组的滤光片属于相同的颜色类别。然后，使用相同颜色类别的滤光片记录的图像允许减少或去除相应颜色类别的图像的孪生像效果。该架构实现了全色或多色无透镜成像系统。由此，颜色以及由此相应的滤光片可具体地基于预定应用要求进行挑选。在本实施例中，每一种颜色以及总共四种颜色类别(即，蓝、绿、红或红外的颜色类别)正使用两个波长(以能够每一种颜色使用迭代相位恢复方法)，从而实现全色/四色无透镜线扫描。图6解说相对于图5所描述的全色(RGBI)线扫描器的光谱特性，每一种颜色(R、G、B、IR)包括两个窄带光谱滤光片(I，I')、(II，II')、(III，III')、(IV，IV')。
技术人员将认识到本发明的实施例提供若干优点。具有多个散射图案(全息图)的单拍记录是可能的，这使得迭代相位恢复算法能够在不同的时间实例(时域、振动、物体旋转等)或者在不同的位置(空间域，太远的物体)发生与多个散射图案的恢复相关的先前描述的问题的情况下执行。本发明的各方面的实施例允许高速无透镜成像。采集速度等于成像器帧速率。此外，可基于应用要求挑选滤光片或延迟结构。例如，可基于应用要求挑选滤光片波长。点光源可以是便宜的，它可以是例如简单的LED光源，并且不一定必须是激光器或多个激光器。同样，使用单个源足以执行根据本发明的各方面的方法。还已经发现由于相对简单的设置，可使用相对简单的图像重建算法。
已经进行仿真以解说本公开的各方面的概念。仿真首先由“快照”方法中的在顶部具有每像素滤光片的图像传感器的结果构成，即，其中通过相应的多个不相交的像素子集在相同的时刻接收和记录多个干涉图案(在此为四个)。该仿真对在使用图像感测设备时对虚拟结果进行仿真，对于四个不相交的像素子集中的每一个像素子集，该图像感测设备包括置于不相交的像素子集中的每一个像素上方的相应窄带波长滤光片(具有四个滤光片)，每一个窄带波长滤光片的波长范围落入点光源的宽波长光谱内，窄带波长滤光片的波长范围不重叠。然后，基于非迭代方法将仿真结果与参考图像进行比较，作为单波长图像重建。
在快照方法的正常操作条件下，所有四个波长正同时照射物体(和传感器)。在传感器顶部的滤光片只为每一个像素选择一个窄波长范围，这可被认为是记录仅一个波长(或窄波长范围)。为了对此进行仿真，执行常规的顺序记录，由此整个传感器使用四个波长顺序地照射，因此导致四个全分辨率记录(图7(a))。
然后，通过在传感器上组织波长滤光片的方式上采样这些全分辨率图像来仿真快照传感器的行为(参见例如图7(b))。因此，生成四个低(较低)分辨率图像(图7(c))。经处理的快照传感器将一次采集一个图像。然后，直截了当地将该单个图像分离成一组(类似的)四个低(较低)分辨率图像。
为了比较该方法的结果，执行图像插值步骤以回到输入图像的原始分辨率(图7(d))。这能够比较快照方法与序贯方法的所获取的质量和分辨率。正常的多波长迭代采集过程完成。这些结果的比较在图8(a)和(b)中描绘。事实上，如果高速成像是严格的要求，所得质量和分辨率则最好应当与单波长(非迭代)重建进行比较。
清楚的是，在与非迭代方法(图8(a))比较时，在(仿真的)快照方法(图8(a))的情况下所得的图像质量好得多。这至少是因为单波长重建的固有孪生像失真。在(仿真的)快照方法的情况下，迭代重建仍然是可能的，这清楚地导致抑制固有孪生像失真。

Claims (12)

1.一种用于执行物体的同轴无透镜数字全息术的装置，包括：
-被适配用于发射相干光的单个点光源；
-图像感测设备，被适配和排列用于记录由来自直接起源于所述点光源的光波和物体光波的干涉导致的干涉图案，所述物体光波起源于所述物体对来自所述点光源的光波的散射或反射，所述图像感测设备包括多个像素；
其特征在于：
所述点光源包括宽波长光谱光源和针孔结构，所述宽波长光谱光源被排列成使得它朝针孔结构发光；以及
对于不相交的像素子集中的每一个像素子集，所述图像感测设备包括置于所述不相交的像素子集中的每一个像素上方的相应窄带波长滤光片，其中每一个窄带波长滤光片的波长范围落入所述点光源的宽波长光谱内，并且其中所述窄带波长滤光片的这些波长范围不重叠；以及
所述图像感测设备被适配用于通过相应的多个不相交的像素子集在相同的时刻接收和记录多个干涉图案。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括被适配用于至少基于所述多个干涉图案推导相位信息的处理装置。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述像素以规律间隔的矩阵模式排列。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，每一个像素子集中的像素均匀地分布在所述图像感测设备的主平坦表面上。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，每一个像素子集中的像素以恒定的距离彼此间隔，并且其中相应的所得网格相对于彼此偏移恒定的距离。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，每一个不相交的子集中的像素以多行规律间隔的矩阵模式排列。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述宽波长光谱光源包括白激光设备或LED设备。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，每一个窄带滤光片的波长范围小于N nm，并且其中所述宽波长光谱具有大于N×M nm的波长范围，M是所述装置中包括的窄带滤光片的数量。
9.一种用于执行物体的同轴无透镜数字全息术的方法，包括：
-从单个点光源发射实质上相干的光；
-将所述物体定位在对象空间中，所述对象空间被放置成紧邻所述点光源，并且使所述物体经受所述点光源的光波；
-接收和记录由来自直接起源于所述点光源的光波和物体光波的干涉导致的干涉图案，所述物体光波起源于所述物体对来自所述点光源的光波的散射或反射，其中图像感测设备包括多个像素；
其特征在于：
-接收和记录干涉图案包括通过相应的多个不相交的像素子集在相同的时刻接收和记录多个干涉图案；以及
-所述方法包括：使用所述点光源发射一宽波长光谱的光；以及在通过多个不相交的像素子集接收所述多个干涉图案之前，对于每一个不相交的子集，使用相应的窄带波长滤光片过滤属于相同子集的像素中的每一个像素的入射光，其中每一个窄带波长滤光片的波长范围落入所述点光源的光的所述宽波长光谱内，并且其中相应窄带波长滤光片的波长范围不重叠。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括通过使用所述多个干涉图案执行在处理装置上执行的迭代相位恢复算法来推导所述物体的相位信息。
11.通过经由相应的多个不相交的像素子集在相同的时刻接收和记录多个干涉图案，使用根据权利要求1至8中的任一项所述的装置来执行物体的同轴无透镜数字全息术。
12.一种在计算机上运行时适合于通过根据权利要求1至8中的任一项所述的装置基于在相同的时刻接收和记录的多个干涉图案来推导物体的相位信息的计算机程序产品。
CN201480065898.9A 2013-12-02 2014-12-02 用于执行物体的同轴无透镜数字全息术的装置和方法 Active CN105874391B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13195248.3 2013-12-02
EP13195248.3A EP2879004A1 (en) 2013-12-02 2013-12-02 Apparatus and method for performing in-line lens-free digital holography of an object
PCT/EP2014/076270 WO2015082476A1 (en) 2013-12-02 2014-12-02 Apparatus and method for performing in-line lens-free digital holography of an object

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105874391A true CN105874391A (zh) 2016-08-17
CN105874391B CN105874391B (zh) 2019-04-02

Family

ID=49674232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480065898.9A Active CN105874391B (zh) 2013-12-02 2014-12-02 用于执行物体的同轴无透镜数字全息术的装置和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9811051B2 (zh)
EP (2) EP2879004A1 (zh)
JP (1) JP6290416B2 (zh)
CN (1) CN105874391B (zh)
WO (1) WO2015082476A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106442412A (zh) * 2016-08-31 2017-02-22 上海交通大学 超分辨率算法的多层同轴全息显微成像系统和成像方法
CN108562541A (zh) * 2018-04-23 2018-09-21 南京大学 基于矩阵分解的无透镜全息显微散斑噪声去除方法及装置
CN109886882A (zh) * 2019-01-17 2019-06-14 哈尔滨工业大学 基于空间光调制器的彩色single-shot叠层相位恢复技术
CN111149066A (zh) * 2017-09-25 2020-05-12 Imec 非营利协会 用于对象的同轴全息成像的成像设备
CN111771168A (zh) * 2018-02-22 2020-10-13 Imec 非营利协会 用于形成三维光场分布的光学器件、系统和方法
CN114323278A (zh) * 2021-12-23 2022-04-12 长光驰宇科技(长春)有限公司 一种灵巧型多光谱成像设备

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101736266B1 (ko) * 2014-01-10 2017-05-17 주식회사 고영테크놀러지 3차원 형상측정장치 및 방법
US10281877B2 (en) * 2014-11-27 2019-05-07 Shimadzu Corporation Digital holography device and digital hologram generation method
US11373278B2 (en) 2016-09-30 2022-06-28 University Of Utah Research Foundation Lensless imaging device
EP3382467A1 (en) 2017-03-27 2018-10-03 IMEC vzw A device, a system and a method in holographic imaging
EP3839478B1 (en) * 2019-12-20 2024-03-20 Imec Vzw A device for detecting particles in air
FR3130369B1 (fr) * 2021-12-14 2024-06-28 Safran Electronics & Defense Caméra multispectrale à acquisition instantanée

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6411406B1 (en) * 2001-03-12 2002-06-25 Dalhousie University Holographic microscope and method of hologram reconstruction
CN101680749A (zh) * 2007-04-13 2010-03-24 迈克尔·施韦特纳 具有深度鉴别的光学再现的方法和装置
WO2010092739A1 (ja) * 2009-02-13 2010-08-19 国立大学法人京都工芸繊維大学 干渉計測装置および干渉計測方法
CN101925865A (zh) * 2007-11-22 2010-12-22 国立大学法人京都工艺纤维大学 数字全息装置以及相位片阵列
CN102472664A (zh) * 2009-08-11 2012-05-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 多光谱成像
US20120218379A1 (en) * 2009-10-20 2012-08-30 The Regents Of The University Of California Incoherent lensfree cell holography and microscopy on a chip
WO2012150472A1 (en) * 2011-05-03 2012-11-08 MTA Számítástechnikai és Automatizálási Kutató Intézet Apparatus for producing a three-dimensional colour image

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007072279A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Sony Corp ホログラム記録媒体、ホログラム再生装置、ホログラム再生方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6411406B1 (en) * 2001-03-12 2002-06-25 Dalhousie University Holographic microscope and method of hologram reconstruction
CN101680749A (zh) * 2007-04-13 2010-03-24 迈克尔·施韦特纳 具有深度鉴别的光学再现的方法和装置
CN101925865A (zh) * 2007-11-22 2010-12-22 国立大学法人京都工艺纤维大学 数字全息装置以及相位片阵列
WO2010092739A1 (ja) * 2009-02-13 2010-08-19 国立大学法人京都工芸繊維大学 干渉計測装置および干渉計測方法
CN102472664A (zh) * 2009-08-11 2012-05-23 皇家飞利浦电子股份有限公司 多光谱成像
US20120218379A1 (en) * 2009-10-20 2012-08-30 The Regents Of The University Of California Incoherent lensfree cell holography and microscopy on a chip
WO2012150472A1 (en) * 2011-05-03 2012-11-08 MTA Számítástechnikai és Automatizálási Kutató Intézet Apparatus for producing a three-dimensional colour image

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAKASHI KAKUE等: "Prallel phase-shifting color digital holography using two phase shifts", 《APPLIED OPTICS》 *
YASUHIRO AWATSUJI等: "Singe-shot phase-shifting color digital holography", 《IEEE》 *
ZOLTAN GOROCS等: "In-line color digital holographic microscope for water quality measurements", 《SPIE》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106442412A (zh) * 2016-08-31 2017-02-22 上海交通大学 超分辨率算法的多层同轴全息显微成像系统和成像方法
CN106442412B (zh) * 2016-08-31 2019-01-29 上海交通大学 利用超分辨率算法的同轴全息成像系统的成像方法
CN111149066A (zh) * 2017-09-25 2020-05-12 Imec 非营利协会 用于对象的同轴全息成像的成像设备
CN111149066B (zh) * 2017-09-25 2021-09-17 Imec 非营利协会 用于对象的同轴全息成像的成像设备
CN111771168A (zh) * 2018-02-22 2020-10-13 Imec 非营利协会 用于形成三维光场分布的光学器件、系统和方法
CN108562541A (zh) * 2018-04-23 2018-09-21 南京大学 基于矩阵分解的无透镜全息显微散斑噪声去除方法及装置
CN109886882A (zh) * 2019-01-17 2019-06-14 哈尔滨工业大学 基于空间光调制器的彩色single-shot叠层相位恢复技术
CN114323278A (zh) * 2021-12-23 2022-04-12 长光驰宇科技(长春)有限公司 一种灵巧型多光谱成像设备

Also Published As

Publication number Publication date
EP3077876A1 (en) 2016-10-12
EP2879004A1 (en) 2015-06-03
CN105874391B (zh) 2019-04-02
JP6290416B2 (ja) 2018-03-07
EP3077876B1 (en) 2021-08-11
US20170031318A1 (en) 2017-02-02
WO2015082476A1 (en) 2015-06-11
US9811051B2 (en) 2017-11-07
JP2017502327A (ja) 2017-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105874391A (zh) 用于执行物体的同轴无透镜数字全息术的装置和方法
Baek et al. Single-shot hyperspectral-depth imaging with learned diffractive optics
Liang Punching holes in light: recent progress in single-shot coded-aperture optical imaging
Lin et al. Spatial-spectral encoded compressive hyperspectral imaging
Oh et al. Do it yourself hyperspectral imaging with everyday digital cameras
Cao et al. A prism-mask system for multispectral video acquisition
JP7087198B2 (ja) ハイブリッドスペクトルイメージャ
Kim et al. 3D imaging spectroscopy for measuring hyperspectral patterns on solid objects
US9470823B2 (en) Phase gratings with odd symmetry for optical sensing
CN101124462B (zh) 多光谱和超光谱成像系统
Chen et al. Digital camera imaging system simulation
US10048413B2 (en) Imaging systems and methods
CN111201783B (zh) 成像装置和方法以及图像处理装置和方法
US20070182962A1 (en) Spatial image modulation to improve performance of computed tomography imaging spectrometer
Pouli et al. Image statistics in visual computing
Zheng et al. Joint image and depth estimation with mask-based lensless cameras
WO2016071909A1 (en) Spectral imaging method and system
Takatani et al. One-shot hyperspectral imaging using faced reflectors
CN111198037A (zh) 一种快速多光谱成像装置
CN108646538A (zh) 一种单次曝光复振幅物体全息重建方法、设备及系统
Lv et al. An integrated enhancement solution for 24-hour colorful imaging
Cai et al. The design and implementation of portable rotational scanning imaging spectrometer
CN106382985B (zh) 一种利用多狭缝实现的光谱成像方法及其使用装置
Lv et al. Turn a silicon camera into an ingaas camera
Cavanaugh et al. VNIR hypersensor camera system

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant