[发明专利]基于空间光调制器的景深恢复装置、方法、设备和介质

权利要求书

1.基于空间光调制器的景深恢复装置，其特征在于：包括依次设置的样品载置台(1)、显微物镜(2)、光调制模组、镜筒模组和光电探测器(7)；所述光调制模组包括第一空间光调制器(3)和第二空间光调制器(4)，所述第一空间光调制器(3)和第二空间光调制器(4)相对于所述显微物镜(2)的中心轴线对称；所述镜筒模组包括第一变焦筒镜组(5)和第二变焦筒镜组(6)，所述第一变焦筒镜组(5)和第二变焦筒镜组(6)相对于所述显微物镜(2)的中心轴线对称；

将待观测样本置于所述样品载置台(1)，观测样本散射的光波通过显微物镜(2)收集，显微物镜(2)将收集的光波放大成像后形成第一光路和第二光路；所述第一空间光调制器(3)设置于第一光路入瞳处，所述第一光路的光波依次经由第一空间光调制器(3)和第一变焦筒镜组(5)汇聚成像于光电探测器(7)上；所述第二空间光调制器(4)设置于第二光路入瞳处，所述第二光路的光波依次经由第二空间光调制器(4)和第二变焦筒镜组(6)汇聚成像于光电探测器(7)上；

所述光电探测器(7)和计算机连接。

2.根据权利要求1所述的基于空间光调制器的景深恢复装置，其特征在于：所述第一空间光调制器(3)和第二空间光调制器(4)在对光波进行调制前，分别进行视场像差调制。

3.基于空间光调制器的景深恢复方法，其特征在于：应用于权利要求1-3所述的基于空间光调制器的景深恢复装置，所述景深恢复方法包括如下：

S1:分别获取第一光路的第一图像数据和第二光路的第二图像数据；

S2:对所述第一图像数据和第二图像数据进行视差计算，得到样品的第一双目视差图；

S3:利用视差原理对所述第一双目视差图进行处理，重建出样本的第一三维形貌图；

S4:设置景深的深度校准阈值范围，根据所述深度校准阈值范围在所述第一三维形貌图划分若干个用于像差校准的网格；

S5:通过对网格的像差校准完成视场像差的校准；

S6:依据校准后的像差，重新获取其对应的第二双目视差图；

S7:利用视差原理对所述第二双目视差图进行处理，直至重建出满足景深精度恢复要求的第二三维形貌图。

4.根据权利要求3所述的基于空间光调制器的景深恢复方法，其特征在于：S5中所述通过对网格的像差校准完成视场像差的校准具体包括如下：

S51:基于所述初始三维形貌图获取每个网格对应校准波前信息；

S52:对所述校准波前信息进行解算，得到对应视场的离焦量；

S53:对每个网格逐一加载对应的校准波前信息，直至完成各视场下每个网格的像差校准。

5.根据权利要求3或4所述的基于空间光调制器的景深恢复方法，其特征在于：执行S1步骤前将所述第一空间光调制器(3)和第二空间光调制器(4)加载至初始相位状态。

6.景深恢复设备，其特征在于，应用权利要求3-5任一所述的景深恢复方法，所述景深恢复设备包括：

图像数据获取模块:分别获取第一光路的第一图像数据和第二光路的第二图像数据；

第一视差图获取模块:对所述第一图像数据和第二图像数据进行视差计算，得到样品的第一双目视差图；

三维重建模块:利用视差原理对所述第一双目视差图进行处理，重建出样本的第一三维形貌图；

网格构建模块:设置景深的深度校准阈值范围，根据所述深度校准阈值范围在所述第一三维形貌图划分若干个用于像差校准的网格；

像差校准模块:通过对网格的像差校准完成视场像差的校准；

第二视差图获取模块:依据校准后的像差，重新获取其对应的第二双目视差图；

三维输出模块:利用视差原理对所述第二双目视差图进行处理，直至重建出满足景深精度恢复要求的第二三维形貌图。