觀察者佩戴3D眼鏡6即可觀察到樣品的立體圖像。
[0026] 上述雙色3D體式顯微方案中顯示器5為傳統(tǒng)顯示器（即一般的CRT或者IXD液 晶顯示器），3D眼鏡6為傳統(tǒng)雙色3D眼鏡。作為實施的結(jié)果，圖4給出了采用是本發(fā)明雙 色3D體式顯微方案所拍攝到的衍射光學(xué)元件樣品的顯示圖像，將其顯示在傳統(tǒng)顯示器上， 并佩戴紅藍(lán)3D眼鏡即可觀察到清晰的立體圖像。
[0027] 通過偏振式或快門式3D體式顯微實現(xiàn)體視顯微成像的步驟如下：
[0028] 第一步，采用LED陣列1作為顯微鏡成像系統(tǒng)2的光源，通過計算機4控制電路控 制裝置3顯示圓心水平間隔為D，半徑為R個元素的兩個圓形圖案，二者顏色相同，為紅、綠 或藍(lán)，或者是紅綠藍(lán)混合中的任何一種；控制兩個圓心的水平間隔為D可實現(xiàn)對體視角Θ 的控制：Θ = arctanD/2H，其中H為LED陣列1距離樣品載物臺7上表面距離；控制兩個圓 心的半徑R可實現(xiàn)對于照明數(shù)值孔徑角Θ ΝΑ的控制：Θ NA= arctanR/H。
[0029] 第二步，通過計算機4控制電路控制裝置3實現(xiàn)兩個圓形圖案交替點亮，即在某一 個時刻LED陣列1中只有一個圓形圖案是點亮的。
[0030] 第三步，相機10與LED陣列1利用電路控制裝置3產(chǎn)生的觸發(fā)信號保持同步，拍 攝到分別對應(yīng)于兩個圓形圖案照明時的顯微圖像，并輸入給顯示器5分別作為左右眼圖像 顯示。這里將左右眼圖像輸入給3D顯示器進(jìn)行分別顯示為現(xiàn)有技術(shù)，具體實現(xiàn)方法可參 考方勇，呂國強，彭良清等：3D顯示器視頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計及其FPGA實現(xiàn)[J].液晶與顯 示，2007, 22(1) : 94-98。
[0031] 第四步，觀察者佩戴相對應(yīng)的3D眼鏡6即可觀察到樣品的立體圖像。
[0032] 上述偏振式/快門式3D體式顯微方案中顯示器5為偏振式或者快門式3D顯示器， 且3D眼鏡6為偏振式或者快門式3D眼鏡。作為實施的結(jié)果，圖5(a)與5(b)分別給出了 本發(fā)明偏振式/快門式3D體式顯微方案中攝像機10所拍攝到的衍射光學(xué)元件樣品的顯示 圖像的左眼圖像與右眼圖像。將其輸入給偏振式3D顯示器或者快門式3D顯示器分別作為 左右眼圖像分別顯示并相應(yīng)的偏振式3D眼鏡或者快門式3D眼鏡即可觀察到清晰的立體圖 像。
【主權(quán)項】
1. 一種基于LED陣列照明的體視顯微成像裝置，其特征在于包括LED陣列（I)、顯微鏡 成像系統(tǒng)（2)、電路控制裝置（3)、計算機（4)、顯示器（5)、3D眼鏡（6)，所述的LED陣列（1) 作為顯微鏡成像系統(tǒng)（2)的照明光源，該顯微鏡成像系統(tǒng)（2)包括樣品載物臺（7)、顯微物 鏡⑶、鏡筒透鏡（9)以及相機（10)，其中透射過樣品載物臺（7)的光被顯微物鏡⑶收集， 并經(jīng)過鏡筒透鏡（9)放大后成像在相機（10)的圖像平面；所述的電路控制裝置（3)分別與 LED陣列（1)、相機（10)、計算機（4)相連接，所述的計算機（4)控制電路控制裝置（3)使 LED陣列（1)顯示兩個圓形圖案，分別以不同角度照射待測樣品；兩個圓形圖案光照之間的 夾角構(gòu)成相當(dāng)于人們用雙目觀察一個物體時所形成的視角，該兩個圓形圖案照明分別對應(yīng) 左右眼的兩通道圖像，將這兩通道圖像通過顯示器（5)分別顯示，觀察者佩戴相配套的3D 眼鏡（6)即可形成所觀測物體的三維空間的立體視覺圖像。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LED陣列照明的體視顯微成像裝置，其特征在于LED 陣列（1)被直接安置在樣品載物臺（7)下方，其距離樣品載物臺（7)上表面距離H在 20mm-100mm之間，并且LED陣列⑴的中心處于顯微鏡成像系統(tǒng)⑵的光軸上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LED陣列照明的體視顯微成像裝置，其特征在于LED陣 列（1)中單個LED元素為紅綠藍(lán)三色LED，其波長為紅光635nm、綠光525nm和藍(lán)光475nm， 每個LED元素之間中心間距為3-10mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LED陣列照明的體視顯微成像裝置，其特征在于LED陣 列⑴中每個LED元素均可通過計算機⑷控制電路控制裝置（3)實現(xiàn)單獨點亮，形成不 同空間分布的彩色圖案。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LED陣列照明的體視顯微成像裝置，其特征在于顯示器 (5) 為傳統(tǒng)顯示器、偏振式3D顯示器或者快門式3D顯示器；3D眼鏡（6)為傳統(tǒng)雙色3D眼 鏡、偏振式3D眼鏡或者快門式3D眼鏡，3D眼鏡（6)與顯示器（5)的顯示機理相配套，即如 果3D眼鏡6采用傳統(tǒng)雙色3D眼鏡，則顯示器（5)為傳統(tǒng)顯示器即可，如果3D眼鏡（6)采 用偏振式或者快門式3D眼鏡，則顯示器（5)為偏振式或者快門式3D顯示器。6. -種基于LED陣列照明的體視顯微成像方法，其特征在于以LED陣列（1)作為顯微 鏡成像系統(tǒng)（2)的照明光源，通過計算機（4)控制電路控制裝置（3)使LED陣列（1)顯示 兩個圓形圖案，分別以不同角度照射待測樣品；兩個圓形圖案光照之間的夾角構(gòu)成相當(dāng)于 人們用雙目觀察一個物體時所形成的視角，該兩個圓形圖案照明分別對應(yīng)左右眼的兩通道 圖像，將這兩通道圖像通過顯示器（5)分別顯示，觀察者佩戴相配套的3D眼鏡（6)即可形 成所觀測物體的三維空間的立體視覺圖像；如果顯示器（5)為傳統(tǒng)顯示器，3D眼鏡（6)為 傳統(tǒng)雙色3D眼鏡，通過雙色3D體式顯微實現(xiàn)體視顯微成像；如果顯示器（5)為偏振式或者 快門式3D顯示器，且3D眼鏡（6)為偏振式或者快門式3D眼鏡，通過偏振式或快門式3D體 式顯微實現(xiàn)體視顯微成像。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于LED陣列照明的體視顯微成像方法，其特征在于雙色3D 體式顯微實現(xiàn)體視顯微成像的步驟如下： 第一步，采用LED陣列（1)作為顯微鏡成像系統(tǒng)（2)的光源，通過計算機（4)控制電路 控制裝置（3)顯示圓心水平間隔為D，半徑為R個LED元素的兩個圓形圖案；針對3D眼鏡 (6) 是傳統(tǒng)雙色3D眼鏡，則兩個圓形圖案其中一個為紅色，一個為藍(lán)色；同理，針對3D眼鏡 (6)是紅綠3D眼鏡的情況，則兩個圓形圖案一個為紅色，一個為綠色；控制兩個圓形圖案的 圓心的水平間隔為D可實現(xiàn)對體視角0的控制：0 = arctan D/2H，其中H為LED陣列（I) 距離樣品載物臺（7)上表面距離；控制兩個圓心的半徑R可實現(xiàn)對于照明數(shù)值孔徑角0NA 的控制：9NA= arctan R/H，數(shù)值孔徑角0 NA反比于焦深； 第二步，在顯示器（5)上顯示相機（10)拍攝到的彩色圖像； 第三步，觀察者佩戴3D眼鏡(6)即可觀察到樣品的立體圖像。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于LED陣列照明的體視顯微成像方法，其特征在于通過偏 振式或快門式3D體式顯微實現(xiàn)體視顯微成像的步驟如下： 第一步，采用LED陣列（1)作為顯微鏡成像系統(tǒng)（2)的光源，通過計算機（4)控制電路 控制裝置（3)顯示圓心水平間隔為D，半徑為R個元素的兩個圓形圖案，二者顏色相同，為 紅、綠或藍(lán)，或者是紅綠藍(lán)混合中的任何一種；控制兩個圓心的水平間隔為D可實現(xiàn)對體視 角0的控制：0 = arctan D/2H，其中H為LED陣列1距離樣品載物臺（7)上表面距離；控 制兩個圓心的半徑R可實現(xiàn)對于照明數(shù)值孔徑角0NA的控制：0 NA= arctan R/H; 第二步，通過計算機（4)控制電路控制裝置（3)實現(xiàn)兩個圓形圖案交替點亮，即在某一 個時刻LED陣列（1)中只有一個圓形圖案是點亮的； 第三步，相機（10)與LED陣列（1)利用電路控制裝置（3)產(chǎn)生的觸發(fā)信號保持同步， 拍攝到分別對應(yīng)于兩個圓形圖案照明時的顯微圖像，并輸入給顯示器（5)分別作為左右眼 圖像顯示； 第四步，觀察者佩戴相對應(yīng)的3D眼鏡（6)即可觀察到樣品的立體圖像。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于LED陣列照明的透射體視顯微成像裝置及其方法，LED陣列作為顯微鏡成像系統(tǒng)的照明光源，計算機控制電路控制裝置使LED陣列顯示兩個圓形圖案，分別以不同角度照射待測樣品；兩個圓形圖案光照之間的夾角構(gòu)成相當(dāng)于人們用雙目觀察一個物體時所形成的視角，該兩個圓形圖案照明分別對應(yīng)左右眼的兩通道圖像，將這兩通道圖像通過顯示器分別顯示，觀察者佩戴相配套的3D眼鏡即可形成所觀測物體的三維空間的立體視覺圖像。本發(fā)明以單通道光路實現(xiàn)了體式顯微成像，單通道光路簡化了系統(tǒng)設(shè)計，有效降低成本；方便實現(xiàn)紅/藍(lán)或基于時分復(fù)用的三維立體顯示/觀察方式。
【IPC分類】G02B21/06, G02B21/22
【公開號】CN105158889
【申請?zhí)枴緾N201510631727
【發(fā)明人】左超, 陳錢, 孫佳嵩, 馮世杰, 顧國華, 張玉珍, 孔富城, 胡巖, 陶天陽, 李加基, 張佳琳, 張良, 張敏亮, 范瑤, 林飛
【申請人】南京理工大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月29日