[实用新型]增强现实显微镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及增强现实技术领域，尤其涉及增强现实显微镜。

背景技术

“观测为实验科学之基础”。很早以前，人们相信“眼见为实”，所在感觉不到的东西，人们不会相信它的存在，当然，还有某些神秘现象，不是五官能感知的。但是，在今天，由于科学与技术的发展，人类早已知道，在人的五官所无法把握的地方，还有更小和更大的世界存在。人们知道物质世界是由微粒组成，在人类的视野之外存在着许许多多微乎其自由微的物体。像生物学中研究的细胞、细菌；物理世界中的微观粒子等等。这些微小的世界只用人的肉眼是根本看不见的，因为，人的最高视力是只能看清楚1/5毫米的微小物体。但是，聪明的人类实用新型了放大镜和显微镜，设法把物体放大，于是人们就可以看见微观世界了。放大镜是一个中间厚、边缘薄的玻璃片，人们叫它凸透镜。起初最好的放大镜，也不过把物体放大到20倍左右。在17世纪，人们发现把两块凸透镜给合起来，明显提高了放大能力，这种装置就是光学显微镜的前身。

17世纪显微镜的实用新型，是人类认识世界的一大飞跃，把人类带入了一个崭新的微观世界，促使生物学发生了革命性的变化，并由此创立了细胞学、组织学和微生物学。最初的显微镜还很简单，只能放大50～200倍，以后又逐步发展完善，可以把物体放大到1500倍左右。

近年来，纳米技术、低维材料、生物材料和各种材料结构尺度研究向纳米化和功能智能化方向发展，检测纳米尺度的工具已成为必不可少的研究手段。这些工具只是在近些年才被发展起来，主要有高分辨电子显微术和扫描探针微术，这些工具极大的帮助了人们对纳米世界的了解。透射电子显微镜是用来使样品的内部结构成像的重要的工具，其放大原理同样根据光学原理，由电子的波粒二像性，用电子代替可见光，用电磁透镜代替光学透镜。扫描电子显微镜采用许多透射电子显微镜开发的基本技术来提供与样品有关的表面特征的像。一束电子在样品的表面会聚成直径大约1纳米的斑点，并且通过表面来回地扫描。通过产生的反射(背散射)电子或者当入射电子使二次电子减速时从样品逸出的电子可以揭示样品的表面形貌。一个直观的图像，携带着由束斑与沿每个扫描线的每点的样品相互作用产生的信号，被同时在阴极射线管的荧光面上积累，类似于电视图像的产生方式。扫描探针显微镜，为纳米测量表征上的一个里程碑，是用一个极细的尖针(针尖头部为单个原子)去接近样品表面，当针尖和样品表面靠得很近，即小于1纳米时，针尖头部的原子和样器表面原子的电子云发生相互作用，通过控制针尖与样品表面间距的恒定，并使针尖沿表面进行精确的三维移动，就可将表面形貌和表面电子态等有关表面信息记录下来。

然而，透射电子显微镜、扫描电子显微器和扫描探针显微镜在探测过程中会对样品表面有损伤，破坏微观世界的动态场景，另外，微观世界是极其丰富多彩和纷繁复杂的，因此如何在不损伤样品的基础上，正确认识物质的微观结构和获得较佳的成像效果，是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种增强现实显微镜，旨在不破坏微观世界的动态场景的基础上，快速认识物质的微观结构和获得较佳的成像效果。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种增强现实显微镜，所述增强现实显微镜包括显微成像系统、图像采集系统、图像处理模块、显示系统和观察透镜，所述显微成像系统、所述图像采集系统、所述图像处理模块、所述显示系统和所述观察透镜依次按序连接，其中，

所述显微成像系统，用于放大微观世界的现实场景；

所述图像采集系统，用于采集所述显微成像系统中放大的所述现实场景；

所述图像处理模块，用于根据所述图像采集系统采集的所述现实场景，构建与所述现实场景相对应的三维虚拟现实场景，并提取所述现实场景中的物质结构，将所述物质结构与所述三维虚拟现实场景进行图像合成；

所述显示系统，用于将所述图像处理模块合成的所述图像进行显示；

所述观察透镜，用于将所述显示系统显示的所述图像投射到人体视网膜上。

优选地，所述增强现实显微镜还包括照明系统，

所述照明系统，与所述显微成像系统相连，用于对所述显微成像系统进行照明。

优选地，所述照明系统为反射式照明系统。

优选地，所述照明系统为环形光源。

优选地，所述增强现实显微镜还包括记录系统，

所述记录系统，与所述图像处理模块相连，用于将所述图像处理模块合成的所述图像进行记录。

优选地，所述增强现实显微镜为双目连续变倍增强现实显微镜。