[发明专利]一种体视角可调的连续变焦体视显微镜

权利要求书

1.一种体视角可调的连续变焦体视显微镜，该体视显微镜包括：显微镜架、第一目镜模组、第二目镜模组、第一物镜模组、第二物镜模组、第一Risley棱镜、第二Risley棱镜、第一转像棱镜、第二转像棱镜、驱动模组、控制模组和照明模组；其中，显微镜架由基座、支架和物镜套筒组成；第一目镜模组和第二目镜模组结构相同，由若干片固体透镜和液体透镜组成；第一物镜模组和第二物镜模组安装在物镜套筒中，第一物镜模组由第一液体透镜组和第一固体透镜组组成，第二物镜模组由第二液体透镜组和第二固体透镜组组成；第一液体透镜组和第二液体透镜组结构相同，均由若干液体透镜组成，第一固体透镜组和第二固体透镜组结构相同，均由若干片固体透镜组成；Risley棱镜由共轴相邻排列并能绕轴独立旋转的两片楔角棱镜组成；转像棱镜的功能是实现光线的折转和光路的延长；驱动模组可动态实时改变液体透镜组中各液体透镜的焦距来实现体视显微镜的连续变焦；控制模组可动态调整Risley棱镜中两片楔角棱镜的旋转角，进而实现体视显微镜体视角的调节；以观察者视角为基准，左侧光路由第一目镜模组、第一转像棱镜、第一物镜模组和第一Risley棱镜构成，右侧光路由第二目镜模组、第二转像棱镜，第二物镜模组和第二Risley棱镜构成；

该体视显微镜使用前，驱动模组需要根据体视显微镜所需的不同放大倍率预置若干组驱动值；在体视显微镜进行连续变焦时，驱动模组根据不同放大倍率为液体透镜组中各液体透镜提供预置的驱动值来改变液体透镜的焦距，进而改变物镜模组和目镜模组的有效焦距，最终实现体视显微镜的连续、快速变焦，适应于不同的工作场景；

该体视显微镜的工作流程为：待测物发出的两束呈特定体视角的光束分别通过第一Risley棱镜和第二Risley棱镜，经两Risley棱镜进行光束偏转后，形成左右两束光轴与两物镜模组平行的光束；左侧光束通过第一物镜模组，再经第一转像棱镜后，光线折转，光路延长，并形成左视差图；右侧光束通过第二物镜模组，再经第二转像棱镜后，光线折转，光路延长，并形成右视差图；两幅视差图像由观察者经过大脑融合后形成立体图像；

该体视显微镜的变倍过程具体为：体视显微镜开始工作时，驱动模组为物镜模组和目镜模组中各液体透镜提供低倍率所需的驱动值，使液体透镜焦距对应改变，此时体视显微镜处于低放大倍率状态；当观察者需要提高放大倍率时，驱动模组动态地为物镜模组和目镜模组中各液体透镜提供不同放大倍率所对应的预置的驱动值，从而实时改变各液体透镜焦距，进而提高物镜模组和目镜模组的有效焦距，为观察者提供高放大倍率的立体图像，实现体视显微镜倍率的连续变化；在此过程中，物镜模组和目镜模组均可通过调节液体透镜焦距对光束进行像差校正及体视显微镜放大倍率的调整；

为观测待测物整体形貌信息，该体视显微镜可获取待测物不同立体感的图像，即获取待测物呈不同体视角的图像；在左侧光路中，初始状态时，驱动模组根据所需放大倍率为液体透镜提供对应驱动值，使体视显微镜获得体视角为α₁的待测物立体图像，此时第一Risley棱镜中两片楔角棱镜与x方向夹角分别为θ₁和θ₂；当需要观察待测物不同视角的信息时，控制模组根据不同深度控制第一Risley棱镜中两楔角棱镜绕轴独立旋转一定角度，此时第一Risley棱镜中两片楔角棱镜与x方向夹角分别为θ₃和θ₄，进而改变第一Risley棱镜对光束的折转角，使光束通过第一Risley棱镜后始终保持出射的左侧光束与物镜模组平行；驱动模组根据第一Risley棱镜中两楔角棱镜的相对角度，为液体透镜提供对应驱动值，使体视显微镜始终为观察者提供清晰的立体图像，此时，体视显微镜获得到待测物体视角为α₂的待测物立体图像，其中α₂α₁；随着体视角的改变，所获得的待测物立体图像的立体感发生相应改变；在此过程中，体视显微镜可同时进行放大倍率的连续调节；右侧光路的调整过程与左侧光路一致。

2.根据权利要求1所述的一种体视角可调的连续变焦体视显微镜，其特征在于，在目镜模组后端连接图像传感器，进行图像采集后，经计算机对连续视差图像合成，形成合成图，在显示器上为观察者提供待测物图像立体图像。