基于双光源离轴照明的高倍率三维成像显微镜及成像方法技术

一种基于双光源离轴照明的高倍率三维成像显微镜及成像方法，涉及用一片ＣＣＤ采集左右两路图像装置、改变景深的方法、两路图像的采集和分离方法、系统标定方法、目标的三维坐标计算方法。三维成像显微镜主要包括左右对称的两个离轴光源及聚光投影组件、显微物镜和ＣＣＤ。成像方法包括标定显微镜离焦量与双像间距的关系、采集图像、图像处理、目标识别、计算二维坐标和换算成三维坐标。左右图像同步采集方法有双色法和偏振法，异步采集方法有ＬＥＤ切换照明法。可以快速计算物体的三维坐标。将照明光束会聚于显微物镜的入射光瞳上，通过可变光阑限制光束直径，改变景深，保持像面照度基本不变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学仪器
，涉及实时采集高倍三维显微图像的成像原理、图 像处理和三维坐标计算方法。
技术介绍
在光学仪器领域中，实时采集和显示高倍立体显微图像一直是人类探索微观世界 的难题之一。为了实现对微小物体的高精度、高效率、高可靠性操作，人们专利技术了微操作机 器人。在微操作机器人系统中，反馈三维位置信息的唯一途径是通过显微视觉获得带有三 维位置信息的显微图像，经过图像处理、模式识别、计算，得到目标的三维坐标，由此，对光 学系统即显微镜提出了实时反馈微小目标三维坐标的要求。因此，研制高倍立体显微镜的 难点表现在以下5个方面①高倍显微物镜的工作距离太短，没有用两个显微物镜采集图 像的空间；②传统光学显微镜中必须用大数值孔径的显微物镜才能获得高分辨率，而数值 孔径越大，景深越小，因此，景深范围受分辨率的制约，搜索目标困难；③很多生物医学实验 面向微小细胞操作，体视显微镜的放大倍率和分辨率都不能满足要求；④现有从平面显微 图像提取纵向位置信息的方法计算量大，用于位置反馈时存在滞后，影响控制系统的性能； ⑤共聚焦显微镜采集和重构三维图像无法满足实时性要求。现有获取立体显微图像的仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双光源离轴照明的高倍率三维成像显微镜，其特征在于该显微镜包括：左右两组光源：两组光源的光轴分居显微物镜光轴两侧，左右两组光源的光轴与显微物镜光轴之间的夹角均小于显微物镜的物方孔径角，且三个光轴共面；光源对物体透射照明；显微物镜：左右两组光源产生的照明光束照亮显微物镜的整个视场，并成像在显微物镜的入瞳面上的两点；双孔可变光阑：设置于显微物镜后面，并使成像在显微物镜入瞳面上的两点与双孔可变光阑中心重合；ＣＣＤ：安装在显微镜的标准ＣＣＤ接口上，用于接收显微物镜所成的像并输送到计算机的图像采集卡。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄大刚，赵新，孙明竹，车秀阁，方勇纯，张蕾，卢桂章，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：12