[實用新型]增強現實顯微鏡

有效

• 申請號: 201520448432.9
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN204855930U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 王潔;黨少軍
• 申請（專利權）人: 深圳市虛擬現實科技有限公司
• 主分類號: G02B21/36
• 分類號: G02B21/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及增強現實技術領域，尤其涉及增強現實顯微鏡。

背景技術

“觀測為實驗科學之基礎”。很早以前，人們相信“眼見為實”，所在感覺不到的東西，人們不會相信它的存在，當然，還有某些神秘現象，不是五官能感知的。但是，在今天，由于科學與技術的發展，人類早已知道，在人的五官所無法把握的地方，還有更小和更大的世界存在。人們知道物質世界是由微粒組成，在人類的視野之外存在著許許多多微乎其自由微的物體。像生物學中研究的細胞、細菌；物理世界中的微觀粒子等等。這些微小的世界只用人的肉眼是根本看不見的，因為，人的最高視力是只能看清楚1/5毫米的微小物體。但是，聰明的人類實用新型了放大鏡和顯微鏡，設法把物體放大，于是人們就可以看見微觀世界了。放大鏡是一個中間厚、邊緣薄的玻璃片，人們叫它凸透鏡。起初最好的放大鏡，也不過把物體放大到20倍左右。在17世紀，人們發現把兩塊凸透鏡給合起來，明顯提高了放大能力，這種裝置就是光學顯微鏡的前身。

17世紀顯微鏡的實用新型，是人類認識世界的一大飛躍，把人類帶入了一個嶄新的微觀世界，促使生物學發生了革命性的變化，并由此創立了細胞學、組織學和微生物學。最初的顯微鏡還很簡單，只能放大50～200倍，以后又逐步發展完善，可以把物體放大到1500倍左右。

近年來，納米技術、低維材料、生物材料和各種材料結構尺度研究向納米化和功能智能化方向發展，檢測納米尺度的工具已成為必不可少的研究手段。這些工具只是在近些年才被發展起來，主要有高分辨電子顯微術和掃描探針微術，這些工具極大的幫助了人們對納米世界的了解。透射電子顯微鏡是用來使樣品的內部結構成像的重要的工具，其放大原理同樣根據光學原理，由電子的波粒二像性，用電子代替可見光，用電磁透鏡代替光學透鏡。掃描電子顯微鏡采用許多透射電子顯微鏡開發的基本技術來提供與樣品有關的表面特征的像。一束電子在樣品的表面會聚成直徑大約1納米的斑點，并且通過表面來回地掃描。通過產生的反射(背散射)電子或者當入射電子使二次電子減速時從樣品逸出的電子可以揭示樣品的表面形貌。一個直觀的圖像，攜帶著由束斑與沿每個掃描線的每點的樣品相互作用產生的信號，被同時在陰極射線管的熒光面上積累，類似于電視圖像的產生方式。掃描探針顯微鏡，為納米測量表征上的一個里程碑，是用一個極細的尖針(針尖頭部為單個原子)去接近樣品表面，當針尖和樣品表面靠得很近，即小于1納米時，針尖頭部的原子和樣器表面原子的電子云發生相互作用，通過控制針尖與樣品表面間距的恒定，并使針尖沿表面進行精確的三維移動，就可將表面形貌和表面電子態等有關表面信息記錄下來。

然而，透射電子顯微鏡、掃描電子顯微器和掃描探針顯微鏡在探測過程中會對樣品表面有損傷，破壞微觀世界的動態場景，另外，微觀世界是極其豐富多彩和紛繁復雜的，因此如何在不損傷樣品的基礎上，正確認識物質的微觀結構和獲得較佳的成像效果，是一個亟待解決的問題。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于提出一種增強現實顯微鏡，旨在不破壞微觀世界的動態場景的基礎上，快速認識物質的微觀結構和獲得較佳的成像效果。

為實現上述目的，本實用新型提供的一種增強現實顯微鏡，所述增強現實顯微鏡包括顯微成像系統、圖像采集系統、圖像處理模塊、顯示系統和觀察透鏡，所述顯微成像系統、所述圖像采集系統、所述圖像處理模塊、所述顯示系統和所述觀察透鏡依次按序連接，其中，

所述顯微成像系統，用于放大微觀世界的現實場景；

所述圖像采集系統，用于采集所述顯微成像系統中放大的所述現實場景；

所述圖像處理模塊，用于根據所述圖像采集系統采集的所述現實場景，構建與所述現實場景相對應的三維虛擬現實場景，并提取所述現實場景中的物質結構，將所述物質結構與所述三維虛擬現實場景進行圖像合成；

所述顯示系統，用于將所述圖像處理模塊合成的所述圖像進行顯示；

所述觀察透鏡，用于將所述顯示系統顯示的所述圖像投射到人體視網膜上。

優選地，所述增強現實顯微鏡還包括照明系統，

所述照明系統，與所述顯微成像系統相連，用于對所述顯微成像系統進行照明。

優選地，所述照明系統為反射式照明系統。

優選地，所述照明系統為環形光源。

優選地，所述增強現實顯微鏡還包括記錄系統，

所述記錄系統，與所述圖像處理模塊相連，用于將所述圖像處理模塊合成的所述圖像進行記錄。

優選地，所述增強現實顯微鏡為雙目連續變倍增強現實顯微鏡。