[发明专利]基于混合现实的3D显微镜

说明书

技术领域

本发明涉及混合现实技术领域，尤其涉及一种基于混合现实的3D显微镜。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，它利用计算机创造一个虚拟空间，用户通过VR眼镜能够完全沉浸到该虚拟空间中，利用双目视觉原理，虚拟空间在眼镜中是3D立体的，从而达到身临其境的效果。

由虚拟现实技术发展而来的增强现实(Augmented Reality，AR)技术是将虚拟的信息叠加到真实世界中，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，不同于虚拟现实技术，采用增强现实技术用户不仅能够看到由计算机生成的虚拟信息，还能够看到现有世界的真实信息，临场感与真实感都更强。

混合现实技术(Mixed Reality，MR)结合了AR技术和VR技术，它将光学镜头拍摄到的真实物理世界的影像传输到处理器，处理器对该影像进行图像处理，并进行增强叠加，由于处理速度快，在沉浸显示设备中显示出来的，经过叠加和优化的图像，与真实物理世界的时间延迟在几十毫秒，完全可以看作是真实物理世界的实时影像。

显微镜是一种用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器，常见的显微镜通常都是纯光学的显微镜，由一个透镜或几个透镜的组合构成，不能对目镜中所成像进行图像处理优化，用户观看的图像清晰度不高，且结构固定后，目镜中的图像不能再传输到其他地方进行显示，用户只能在目镜中进行观察，操作灵活性较低，也不能在目镜中的图像上叠加虚拟信息，用户只能看到真实存在的图像，不能获取真实存在的图像外的其他信息，用户体验不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于混合现实的3D显微镜，能够优化电子目镜单元采集的图像，并根据用户需求将电子目镜单元采集的图像显示至相应的位置，以及在电子目镜单元采集的图像中的图像上叠加附加信息，改善显微镜的观看效果，提升用户体验。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于混合现实的3D显微镜，包括：操作平台、分别位于所述操作平台上端不同视角位置的至少两个采集成像结构、与所述采集成像结构通讯连接的中央处理器以及与所述中央处理器通讯连接的混合现实显示终端；

每一个采集成像结构均包括：光学物镜单元以及对应所述光学物镜单元设置的电子目镜单元，所述电子目镜单元与所述中央处理器通讯连接；

所述光学物镜单元，用于放大操作平台上的真实景象；

所述电子目镜单元，用于将放大后的真实景象转换为图像信号，并将所述图像信号传递给中央处理器；

所述中央处理器，用于对所述图像信号进行处理，以优化所述图像信号对应的显示图像的显示效果，以及在所述图像信号对应的显示图像上叠加附加信息，并将处理后图像信号传递给混合现实显示终端；

所述混合现实显示终端，用于根据处理后图像信号进行3D显示。

所述光学物镜单元包括：活动镜筒以及设于所述活动镜筒与所述电子目镜单元之间的固定镜筒；所述活动镜筒与所述固定镜筒通过对焦环活动连接，能够通过调节所述对焦环调整所述光学物镜单元的焦距。

所述活动镜筒包括第一消色差透镜组，所述固定镜筒包括第二消色差透镜组。

所述电子目镜单元包括：图像传感器、与所述图像传感器和中央处理器均通讯连接的图像信号输出模块以及与所述图像传感器电性连接的电源接口。

所述中央处理器与所述操作平台连成一体或独立于所述操作平台外。

所述混合现实显示终端与所述操作平台连成一体或独立于所述操作平台外。

所述中央处理器集成于所述混合现实显示终端中或独立于所述混合现实显示终端外。

所述中央处理器与所述电子目镜单元之间无线通讯连接或有线通讯连接；

所述中央处理器与所述混合现实显示终端之间无线通讯连接或有线通讯连接。

所述处理后图像信号包括：左眼图像信号和右眼图像信号，所述混合现实显示终端包括：左眼图像显示屏和右眼图像显示屏，所述左眼图像显示屏和右眼图像显示屏分别用于显示所述左眼图像信号和右眼图像信号对应的图像，以实现3D显示；

所述左眼图像显示屏和右眼图像显示屏均为硅基液晶显示屏、硅基有机发光二极管显示屏或微发光二极管显示屏。

所述中央处理器优化所述图像信号对应的显示图像的显示效果包括：对所述图像信号对应的显示图像的亮度参数、对比度参数及清晰度参数进行优化。