[发明专利]快门式动态实时体视显微成像装置及方法

权利要求书

1.一种快门式动态实时体视显微成像装置，其特征在于，包括P4系列LED阵列(1)、样品载物台(2)、显微物镜(3)、镜筒透镜(4)、摄像机(5)、快门式3D显示器(6)、计算机(7)和快门式3D眼镜(8)；其中P4系列LED阵列(1)、样品载物台(2)、显微物镜(3)、镜筒透镜(4)、摄像机(5)从下至上依次设置，且P4系列LED阵列(1)的中心位于显微物镜(3)、镜筒透镜(4)的中心轴线上；P4系列LED阵列(1)和摄像机(5)的控制端均与计算机(7)连接，摄像机(5)的输出端接入快门式3D显示器(6)；

将待成像的样品置于样品载物台(2)，计算机(7)向P4系列LED阵列(1)发送设定频率的触发信号，使P4系列LED阵列(1)交替产生两个颜色相同的圆形照明光，照明光透过样品载物台(2)被显微物镜(3)收集，显微物镜(3)将收集的照明光进行放大成像后入射至镜筒透镜(4)，计算机(7)向驱动摄像机(5)发送触发信号以驱动摄像机(5)对穿过镜筒透镜(4)的样品图像进行采样，摄像机(5)将采集的样品图像输入快门式3D显示器(6)进行显示，观察者通过佩戴快门式3D眼镜(8)观看快门式3D显示器(6)即可动态实时地观看到样品图像的立体显微结构。

2.根据权利要求1所述的快门式动态实时体视显微成像装置，其特征在于，所述P4系列LED阵列(1)提供红色、绿色、蓝色、青色、粉色、黄色、白光七种颜色的照明光，本装置采用任意颜色照明光均可，两个圆形照明光源颜色相同即可；P4系列LED阵列的单元板尺寸为128mm*128mm、像素个数为32*32、像素间距4mm，每个像素点均可单独点亮。

3.根据权利要求1所述的快门式动态实时体视显微成像装置，其特征在于，所述P4系列LED阵列(1)距离样品载物台(2)上表面的距离为75～85mm。

4.根据权利要求1所述的快门式动态实时体视显微成像装置，其特征在于，所述计算机(7)向P4系列LED阵列(1)发送设定频率的触发信号，使P4系列LED阵列(1)交替产生两个半径为r、圆心间距为d、颜色相同的圆形照明光源，其中r、d为像素点个数。

5.根据权利要求1所述的快门式动态实时体视显微成像装置，其特征在于，所述摄像机(5)的CCD镜头位于镜筒透镜(4)的后焦面上。

6.根据权利要求1所述的快门式动态实时体视显微成像装置，其特征在于，所述计算机(7)向摄像机(5)发送的触发信号与向P4系列LED阵列(1)发送的设定频 率的触发信号保持同步。

7.一种基于权利要求1所述装置的快门式动态实时体视显微成像方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1，将待成像的样品置于样品载物台(2)，计算机(7)向P4系列LED阵列(1)发送设定频率的触发信号，使P4系列LED阵列(1)按确定频率交替产生两个颜色相同的圆形照明光；

步骤2，步骤1产生的照明光透过样品载物台(2)被显微物镜(3)收集，显微物镜(3)将收集的照明光进行放大成像后入射至镜筒透镜(4)；

步骤3，计算机(7)向驱动摄像机(5)发送与步骤1设定频率的触发信号以驱动摄像机(5)对穿过镜筒透镜(4)的样品图像进行采样，得到分别对应于不同圆形照明光的显微样品图像；

步骤4，摄像机(5)将步骤3拍摄到的多帧显微样品图像输入快门式3D显示器(6)分别作为左、右眼图像进行显示；

步骤5，观察者通过佩戴快门式3D眼镜(8)观看快门式3D显示器(6)即可实时观看到样品图像的立体显微结构；

步骤6，观察者通过调整P4系列LED阵列(1)上圆形光源的圆心间距d和半径r分别实现对体视角和焦深的控制，从而达到最佳的观测效果。

8.根据权利要求7所述的快门式动态实时体视显微成像方法，其特征在于，步骤1所述P4系列LED阵列(1)按设定频率交替产生两个圆形照明光，该两个圆形照明光的半径为r、圆心间距为d、颜色相同，其中r、d为像素点的个数。

9.根据权利要求7所述的快门式动态实时体视显微成像方法，其特征在于，步骤3所述计算机(7)向摄像机(5)发送的触发信号与步骤1中计算机(7)向P4系列LED阵列(1)发送的设定频率的触发信号保持同步。

10.根据权利要求7所述的快门式动态实时体视显微成像方法，其特征在于，步骤5所述观察者通过佩戴快门式3D眼镜(8)观看快门式3D显示器(6)即可实时观看到样品图像的立体显微结构，其中快门式3D眼镜(8)的左、右眼图像分别对应不同的帧，当左眼对应的帧图像在快门式3D显示器(6)上显示时，通过快门式3D显示器(6)红外线控制开关，将观察者佩戴的快门式3D眼镜(8)右眼镜片关闭，反之则将左眼镜片关闭，使得双眼能在正确的时间观看到正确的帧画面。