一种带全视场角立体观察功能的体视显微镜制造技术

本实用新型专利技术属于显微镜领域，是一种结合光学成像技术、数码影像技术、及计算机技术制作的新型显微镜，该显微镜具有全视场角立体观察系统。该显微镜由成像装置、数据处理存储装置和观察装置组成，成像装置由两套互成12‑15

A stereomicroscope with full field angle

【技术实现步骤摘要】
一种带全视场角立体观察功能的体视显微镜
本技术属于显微镜的
，是一种结合光学成像技术、数码影像技术、及计算机技术制作的新型显微镜，尤其涉及一种带全视场角立体观察功能的体视显微镜。
技术介绍
体视显微镜，又称"实体显微镜""立体显微镜"或"操作和解剖显微镜"，是一种具有正像立体感的显微镜，其能够实现立体效果在于其结构包含两个互成12o-15o夹角的光路筒，上述两个光路筒所成的左右两路光学成像有视角差，利用人脑的机能，可以将这两个有视角差的图像在人脑中融合，感知物体的距离和体积，形成立体感；如果使用单眼看图像，或者两眼看到视角完全一样的图像，是不会有立体感的。现有的体视显微镜，使用两个目镜观察到的是光学成像，立体影像没有数字化，不可对立体影像进行拍照、录像、传输；即使少数数码体视显微镜的数字化也仅是辅助功能，仅选取左右分光路中的一侧，通过加装一个分光棱镜来导出相应侧的画面到数码成像装置，所以它导出、存储的仍是平面图像或视频，不能将使用目镜观察时看到的立体图像的体积感和深度感全面、真实的还原，这是一大遗憾。视场角（FOV）是从目镜观察时，看到的图像的最大边界与眼睛之间形成的夹角。视场角越大，视野更开阔，专注度更高，也更舒适，最理想的是实现全视场角。目前常见的体视显微镜，其视场角仅30o-60o左右，视场可见大面积的黑色边界。人眼的水平视角是120o左右，视场角至少达到80o以上，才可以勉强忽略周边的黑色边界，达到近似的全视场体验。可见传统体视显微镜的视场角离全视场角的要求还很遥远。对于视场角而言，在传统显微镜行业中，无论从技术水平还是生产难度而言，视场角的少量的增加，付出的代价都是非常巨大的，普通30o-45o左右视场角的显微镜设备一般在几千元到一两万，这种显微镜无论在国内还是国外，都有众多的生产厂家；而对于60o左右极限视场角的显微镜而言，其价格则飙升到了十万以上，生产厂家上升到仅限于几大家（徕卡、蔡司、尼康、奥林巴斯）世界顶级显微镜厂商，由此可知视场角的少量增加，无论从价格成本还是生产难度，都有着巨大的差别。另外，传统的体视显微镜，眼睛看到的是光学成像，目镜要位于光路筒的最上方，不便随意变动。即使稍加改变，如增加一个目镜的倾角调节装置，都需要一个精密的转轴，转轴内部棱镜的设计、加工和装配要求很高，成本居高不下。比如一个带倾角调节（调节范围0-300左右）的双目头，比不能调节倾角的双目头，价格动辄高出万元以上。更多时候，使用者需要通过调节座椅高度来将就显微镜，才能获得舒适的工作位置。如上所述，目前的体视显微镜，既未完全实现立体影像的数字化，也在观察时的视场角、沉浸感、舒适度等方面仍有很大的提升空间。如今，高清液晶显示屏的发展，及VR/AR技术、全视场观察体验的兴起，为体视显微镜技术的进步带来了新的契机。
技术实现思路
本技术实施例提供一种带全视场角立体观察功能的体视显微镜。上述显微镜，实现了立体影像的数字化，可以方便的存储、修改、回放、分享观察结果；同时营造出全视场的立体效果，提升了使用者的沉浸感与舒适度；另外其目镜可以灵活的调节高度与角度，提升了使用的便利性。本技术的技术方案是这样实现的：一种带全视场角立体观察功能的体视显微镜，其特征在于：所述显微镜由成像装置、数据处理存储装置和观察装置组成，所述的成像装置由光学成像系统和感光元件组成，上述的成像装置设置在显微镜光路筒中，所述的成像装置与数据处理存储装置连接，数据处理存储装置至少由图像处理器构成，数据处理装置将感光元件传输来的信息通过预定的处理程序转换成数字图像信息，并将该数字图像信息传输至观察装置，观察装置由显示屏、目镜构成，所述的显示屏设置在目镜一倍焦距内，所述的显示屏用于显示数据处理存储装置传输来的数字图像信息。所述的光学成像系统的光路分左右，并成12-15o视角差；所述的感光元件也是分左右的，各自接收对应侧的分光路图像信号；所述数据处理存储装置将感光元件传输来的光路图像处理后，通过显示屏左右并排显示。所述的观察装置中的显示屏由外壳构成的两个独立观察腔分割成为相同大小的两个显示分屏，每个观察腔中均设置一个目镜，所述的两个目镜与人双眼瞳孔同宽。所述的目镜中至少一个设置有目镜瞳距调节机构，所述的目镜瞳距调节机构为通过螺栓旋转拉动目镜，或者将目镜设置在滑槽中，通过滑动调整瞳距，还可以采用铰链机构、连杆机构、齿轮齿条机构等进行瞳距调节。所述的成像装置与数据处理装置或者数据处理装置和观察装置之间的图像信息传输，既可采用无线方式进行传输，也可采用有线方式传输。所述数据处理装置还与存储装置连接，将传输给显示屏的左右分光路的视频图像信息同步存储于该存储装置中。所述的目镜为单片透镜或者多片透镜构成的镜组。所述的感光元件为CCD或者CMOS，安装在电路板上，该电路板上还连接固定数据处理装置。通过对图像传感器采集观察到的实时图像信息进行存储，保证了用户得到的视频及图像画面与观察到的画面大小、位置完全一致。本技术通过采用上述的技术解决方案，获得了以下积极的技术效果和优点：首先本技术对双光路筒同时采集图像，并同时处理成两路数字图像，将原来的不可纪录的光学立体图像，转化成了可纪录、可存储的数字化立体图像，使科学研究的过程实现完整的纪录和再现；另外传统显微镜很多只能达到30-45o左右的视场角，高端显微镜耗费十几倍甚至几十倍的成本才能达到60o左右的极限视场角，而本技术利用显示屏配合目镜的方式，巧妙的实现了全视场角（大于90o）显示，大幅提高了科研工作者工作时的沉浸感，这种沉浸感的跨跃式提升是目前的传统显微镜难以实现的；另外本技术通过采用有线或者无线的方式，来实现显微镜本身和观察装置之间的数据传输，这样就可以实现一台显微镜的观察结果，通过设置多台观察装置达到同时显示的技术效果，而多人同时观察研究甚至讨论，这种方式通过网络传输之后，也可以实现异地实时观察研究，这种观察方式可以大幅度的提高科研活动的效率和准确性；另外利用有线和无线传输方式连接观察装置，也使得目镜可以灵活的调节角度与高度,彻底解决了传统显微镜的目镜位置相对固定，使用时坐姿固定导致劳动强度偏高的问题，使科研人员的劳动强度得到显著的降低。附图说明图1为本技术的体视显微镜工作原理之一成像装置原理图图2为本技术的体视显微镜工作原理之二观察装置全视场原理图图3为本技术的体视显微镜的观察装置位置与角度调节图图4为本技术的体视显微镜局部剖视图图5为本技术的体视显微镜观察装置的立体外观图图6为本技术的体视显微镜观察装置的另外一个视角的立体外观图图7为本技术的体视显微镜观察装置装配图具体实施方式为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带全视场角立体观察功能的体视显微镜，该显微镜由成像装置、数据处理存储装置和观察装置组成，其特征在于：所述的成像装置由设置在显微镜光路筒中的两套互成夹角的光学成像系统和两套感光元件组成，上述成像装置与数据处理存储装置连接，数据处理存储装置至少由图像处理器构成，数据处理存储装置将两套感光元件传输来的两路信号通过预定的处理程序分别转换成数字图像信息,并将该数字图像信息传输至观察装置，所述的显微镜上设置一个以上观察装置，观察装置由设置在观察装置外壳中的至少一块显示屏和一对目镜构成，所述的显示屏用于显示数据处理存储装置传输来的两组数字图像信息，显示屏位于目镜一倍焦距内。/n

【技术特征摘要】
1.一种带全视场角立体观察功能的体视显微镜，该显微镜由成像装置、数据处理存储装置和观察装置组成，其特征在于：所述的成像装置由设置在显微镜光路筒中的两套互成夹角的光学成像系统和两套感光元件组成，上述成像装置与数据处理存储装置连接，数据处理存储装置至少由图像处理器构成，数据处理存储装置将两套感光元件传输来的两路信号通过预定的处理程序分别转换成数字图像信息,并将该数字图像信息传输至观察装置，所述的显微镜上设置一个以上观察装置，观察装置由设置在观察装置外壳中的至少一块显示屏和一对目镜构成，所述的显示屏用于显示数据处理存储装置传输来的两组数字图像信息，显示屏位于目镜一倍焦距内。


2.根据权利要求1所述的一种带全视场角立体观察功能的体视显微镜,其特征在于：所述的观察装置与数据处理存储装置之间通过有线或者无线方式传输数字图像信息，观察装置采用固定在显微镜上或者与显微镜分体设置两种结构。


3.根据权利要求1所述的一种带全视场角立体观察功能的体视显微镜,其特征在于：观察装置采用活动连接的方式固定在显微镜上，包括扣合连接、插合连接、快速螺栓连接、夹抱连接等方式。


4.根据权利要求1或者3任意一个所述的一种带全视场角立体观察功能的体视显微镜，其特征在于：所述的数据处理存储装置上设置有无线信号发射装置，可将观察得到的数字图像信息通过WiFi或蓝牙等方式传输至观察装置或配对好的接收装置，实现存储与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张前，
申请(专利权)人：深圳市爱科学教育科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44