[發(fā)明專利]一種帶全視場角立體觀察功能的體視顯微鏡

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910311593.6
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN109975968A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張前
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市愛科學(xué)教育科技有限公司
• 主分類號: G02B21/22
• 分類號: G02B21/22;G02B21/36;G02B21/24;G02B21/26
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一種帶全視場角立體觀察功能的體視顯微鏡。本發(fā)明屬于顯微鏡領(lǐng)域，是一種結(jié)合光學(xué)成像技術(shù)、數(shù)碼影像技術(shù)、及計算機(jī)技術(shù)制作的新型顯微鏡，該顯微鏡具有全視場角立體觀察系統(tǒng)。該顯微鏡由成像裝置、數(shù)據(jù)處理存儲裝置和觀察裝置組成，成像裝置由兩套互成12?15^o夾角的光學(xué)成像系統(tǒng)和兩套感光元件組成，成像裝置與數(shù)據(jù)處理存儲裝置連接，數(shù)據(jù)處理裝置將感光元件傳輸來的兩路信號通過預(yù)定的處理程序分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信息并由觀察裝置進(jìn)行分屏播放，觀察裝置由顯示屏、觀察鏡構(gòu)成。本發(fā)明所述的顯微鏡實現(xiàn)了立體影像的數(shù)字化，方便存儲、修改、回放、分享觀察結(jié)果；同時營造出全視場的立體效果，提升了使用者的沉浸感與舒適度；另外其目鏡可以靈活的調(diào)節(jié)高度與角度，提升了使用的便利性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于顯微鏡的技術(shù)領(lǐng)域，是一種結(jié)合光學(xué)成像技術(shù)、數(shù)碼影像技術(shù)、及計算機(jī)技術(shù)制作的新型顯微鏡，尤其涉及一種帶全視場角立體觀察功能的體視顯微鏡。

背景技術(shù)

體視顯微鏡，又稱實體顯微鏡立體顯微鏡或操作和解剖顯微鏡，是一種具有正像立體感的顯微鏡，其能夠?qū)崿F(xiàn)立體效果在于其結(jié)構(gòu)包含兩個互成12^o-15^o夾角的光路筒，上述兩個光路筒所成的左右兩路光學(xué)成像有視角差，利用人腦的機(jī)能，可以將這兩個有視角差的圖像在人腦中融合，感知物體的距離和體積，形成立體感；如果使用單眼看圖像，或者兩眼看到視角完全一樣的圖像，是不會有立體感的。現(xiàn)有的體視顯微鏡，使用兩個目鏡觀察到的是光學(xué)成像，立體影像沒有數(shù)字化，不可對立體影像進(jìn)行拍照、錄像、傳輸；即使少數(shù)數(shù)碼體視顯微鏡的數(shù)字化也僅是輔助功能，僅選取左右分光路中的一側(cè)，通過加裝一個分光棱鏡來導(dǎo)出相應(yīng)側(cè)的畫面到數(shù)碼成像裝置，所以它導(dǎo)出、存儲的仍是平面圖像或視頻，不能將使用目鏡觀察時看到的立體圖像的體積感和深度感全面、真實的還原，這是一大遺憾。

視場角（FOV）是從目鏡觀察時，看到的圖像的最大邊界與眼睛之間形成的夾角。視場角越大，視野更開闊，專注度更高，也更舒適，最理想的是實現(xiàn)全視場角。目前常見的體視顯微鏡，其視場角僅30^o-60^o左右，視場可見大面積的黑色邊界。人眼的水平視角是120^o左右，視場角至少達(dá)到80^o以上，才可以勉強忽略周邊的黑色邊界，達(dá)到近似的全視場體驗。可見傳統(tǒng)體視顯微鏡的視場角離全視場角的要求還很遙遠(yuǎn)。對于視場角而言，在傳統(tǒng)顯微鏡行業(yè)中，無論從技術(shù)水平還是生產(chǎn)難度而言，視場角的少量的增加，付出的代價都是非常巨大的，普通30^o-45^o左右視場角的顯微鏡設(shè)備一般在幾千元到一兩萬，這種顯微鏡無論在國內(nèi)還是國外，都有眾多的生產(chǎn)廠家；而對于60^o左右極限視場角的顯微鏡而言，其價格則飆升到了十萬以上，生產(chǎn)廠家上升到僅限于幾大家（徠卡、蔡司、尼康、奧林巴斯）世界頂級顯微鏡廠商，由此可知視場角的少量增加，無論從價格成本還是生產(chǎn)難度，都有著巨大的差別。

另外，傳統(tǒng)的體視顯微鏡，眼睛看到的是光學(xué)成像，目鏡要位于光路筒的最上方，不便隨意變動。即使稍加改變，如增加一個目鏡的傾角調(diào)節(jié)裝置，都需要一個精密的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸內(nèi)部棱鏡的設(shè)計、加工和裝配要求很高，成本居高不下。比如一個帶傾角調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)范圍0-30⁰左右）的雙目頭，比不能調(diào)節(jié)傾角的雙目頭，價格動輒高出萬元以上。更多時候，使用者需要通過調(diào)節(jié)座椅高度來將就顯微鏡，才能獲得舒適的工作位置。

如上所述，目前的體視顯微鏡，既未完全實現(xiàn)立體影像的數(shù)字化，也在觀察時的視場角、沉浸感、舒適度等方面仍有很大的提升空間。如今，高清液晶顯示屏的發(fā)展，及 VR/AR技術(shù)、全視場觀察體驗的興起，為體視顯微鏡技術(shù)的進(jìn)步帶來了新的契機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種帶全視場角立體觀察功能的體視顯微鏡。上述顯微鏡，實現(xiàn)了立體影像的數(shù)字化，可以方便的存儲、修改、回放、分享觀察結(jié)果；同時營造出全視場的立體效果，提升了使用者的沉浸感與舒適度；另外其目鏡可以靈活的調(diào)節(jié)高度與角度，提升了使用的便利性。