[发明专利]扫描探测显微镜的立体显示方法

说明书

本发明涉及一种扫描探测显微镜的立体显示方法，尤其是涉及物体表面形状的显示数据的显示方法，该显示数据是由扫描探测显微镜获取的，是立体可视的。

扫描探测显微镜，如扫描孔道显微镜和原子间的能量显微镜，被认为是分析表面形状的表面分析装置，而物体表面形状的三维数据是由扫描探测显徽镜测试到的。在这种扫描探测显微镜中，理想的情况是，物体的表面形状可以立体观测。根据这种要求，在传统的显示方法中，三维形状的显示方法，举例来说，包括灰度图像、线条图像和网格图像，灰度图像是从上方观测的，线条图像显示外轮廓，网格图像由网格或鸟瞰图像显示表面形状。

在传统的扫描探测显微镜中，立体显示的方法采用灰度图像、线条图像、网格图像和鸟瞰图像，这些图像都是单幅图像，其缺点是不容易抓住物体表面的三维形状。因此，曾经采用了这样的方法，例如，在同一个位置上显示物体的灰度图像和截面图像，并进行比较，从而抓住物体表面的三维形状。然而，通过比较和参考几幅显示图像虽然可以抓住物体表面的三维形状，但是，在这种情况下，观测者必须根据显示的图像推测物体的表面形状，这需要相当高的技能。

因此，用传统的显示方法一直不能获得物体的表面形状，传统的显示方法采用单幅显示图像，如灰度图像、线条图像、网格图像或鸟瞰图像，并且要比较和参考数幅显示图像。因此，物体的表面形状不能进行三维观测。

相应地，本发明的目的是克服现有技术的缺点，并且提供扫描探测显微镜的立体显示方法，其中，所显示的物体的表面形状可以进行立体观测。

通过下文对本发明的说明，本发明的进一步的目的和优点会变得一目了然。

本发明的立体显示方法是为使用扫描探测显微镜而设计的，以获取物体表面形状的三维数据。在扫描探测显微镜中，所获取的三维数据要转换成至少两幅二维数据，该二维数据是按预定的视差角从不同的视线方向能够观测到的，所转换成的至少两幅二维数据的在一个显示平面上的显示位置是根据视差角确定的，从而可以在显示位置上显示二维数据。因此，所显示的物体的表面形状是立体可视的。

至于人能够感觉到自己和物体之间有距离的原因，通常被认为是，如(1)根据经验，通过感知物体的表象尺寸和实际尺寸之间的差别，可以确定大致的距离；(2)根据数个物体的灰度情况，可以确定相对位置关系；和(3)根据眼睛的视差角可以感知物体的距离。

本发明的立体显示方法采用视差角，其中，根据视差角从不同的视线方向观测物体时，至少可以获取两幅二维形状数据，并且所转换成的二维形状数据要根据该视差角在显示位置上进行显示。通过根据视差角把眼睛的视线对准由所述显示方法显示的图像，并且在相应的视线方向上观测图像，在眼睛中就可以形成一幅图像，该图像相当于观测三维物体时所获取的图像，从而对物体进行立体的观测。顺便说一句，视差角就是两个眼睛至物体的两条连线之间构成的角度，根据两个眼睛之间的距离和物体至眼睛的距离就可以确定该视差角。

根据本发明的第一方面，根据视差角从三维数据中可以获取从右眼的视线方向看的二维数据和从左眼的视线方向看的二维数据，并且根据该视差角在显示平面上分别显示两幅二维图像。所显示的图像根据视差角相隔一个距离，并且从右眼的视线方向看的二维数据由右眼进行观测，从左眼的见线方向看的二维数据由左眼进行观测。其结果是，在眼睛中形成了一幅图像，该图像相当于观测三维物体时所获取的图像，从而物体是三维可视的。

根据本发明的第二方面，根据视差角从三维数据中可以获取从右眼的视线方向看的二维数据和从左眼的视线方向看的二维数据，这与第一实施例的方式是相同的，并且两幅二维数据在显示平面上的同一位置上交替地进行显示。通过根据视差角从相隔一段距离的位置处观测所显示的图像，在眼睛中形成了一幅图像，该图像相当于观测三维物体时所获取的图像，从而物体是三维可视的。

根据本发明的第三方面，与第一和第二方面所述的方式不同的是，不在显示平面上进行显示，两幅二维数据均印制在薄膜或纸张上。如本发明的第一方面所述，通过由右眼和左眼从各自的视线方向上观测两幅二维数据，在眼睛中形成了一幅图像，该图像相当于观测三维物体时所获取的图像，从而物体是三维可视的。

根据本发明的第四方面，至少两幅二维数据被分成数个部分，两幅被分成数个部分的二维数据在一个显示平面上作为图像交替地进行显示。在所显示的图像的上方设置有圆柱形的凸透镜阵列，通过根据视差角在相隔一段距离的位置处由凸透镜阵列观测所显示的图像，在眼睛中形成了一幅图像，该图像相当于观测三维物体时所获取的图像，从而物体是三维可视的。