CN207249236U - 基于混合现实的3d显微镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于混合现实的3D显微镜，包括：操作平台、分别位于操作平台的上端不同视角位置的至少两个采集成像结构、与采集成像结构通讯连接的中央处理器以及与中央处理器通讯连接的混合现实显示终端，能够通过采集成像结构采集操作平台上的真实景象的图像信号，通过中央处理器对真实景象的图像信号进行优化和叠加附加信息，再通过混合现实显示终端以3D的形式显示处理后的图像，处理后的图像为混合现实图像，包含实时真实景象和虚拟的附加信息，混合现实显示终端取代传统光学目镜，视野和工作距离相比传统显微镜更大，操作灵活性更好，且图像经过优化处理，并能叠加任何需要的附加信息，改善了显微镜的观看效果，丰富了显示内容。
Description
技术领域
本实用新型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。
实用新型内容
本实用新型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，本实用新型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。
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。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供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的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，能够通过采集成像结构采集操作平台上的真实景象的图像信号，通过中央处理器对所述真实景象的图像信号进行优化和叠加附加信息，再通过混合现实显示终端以3D的形式显示处理后的图像，所述处理后的图像为混合现实图像，包含实时真实景象和虚拟的附加信息，混合现实显示终端取代传统光学目镜，视野和工作距离相比传统显微镜更大，给予操作者更大的操作灵活性，且图像经过优化处理，并能叠加任何需要的附加信息，大大改善了显微镜的观看效果，丰富了显示内容，功能得到了极大提升，减少了操作者长时间使用显微镜带来的不适。
附图说明
为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图中，
图1为本实用新型的基于混合现实的3D显微镜的结构示意图；
图2为本实用新型的基于混合现实的3D显微镜中采集成像结构的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本实用新型提供一种基于混合现实的3D显微镜，包括：操作平台1、分别位于所述操作平台1上端不同视角位置的至少两个采集成像结构2、与所述采集成像结构2通讯连接的中央处理器3、以及与所述中央处理器3通讯连接的混合现实显示终端4；
每一个采集成像结构2均包括：光学物镜单元21、以及对应所述光学物镜单元21设置的电子目镜单元22，所述电子目镜单元22与所述中央处理器3通讯连接；
所述光学物镜单元21，用于放大操作平台上的真实景象；
所述电子目镜单元22，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3；
所述中央处理器3，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4；
所述混合现实显示终端4，用于根据处理后图像信号进行3D显示。
具体地，如图2所示，所述光学物镜单元21包括：活动镜筒211以及设于所述活动镜筒211与所述电子目镜单元22之间的固定镜筒213；所述活动镜211与所述固定镜筒213通过对焦环215活动连接，能够通过所述对焦环215调整所述光学物镜单元21的焦距。
进一步地，所述活动镜筒211套设于所述固定镜筒213的外围，通过旋转所述活动镜筒211即改变所述活动镜筒211与固定镜筒213之间重叠部分的长度，从而实现焦距的调节。
优选地，所述活动镜筒211包括第一消色差透镜组212，所述固定镜筒213包括第二消色差透镜组214，从而能够通过调节所述活动镜筒211改变所述第一消色差透镜组212和第二消色差透镜组214之间的距离，以调节焦距。
当然本实用新型中所述活动镜筒和固定镜筒中的成像透镜，不仅仅局限于图2中所示的两个透镜组成消色差透镜组这样的结构，其他用于成像的光学透镜组结构也适用于本实用新型。
更进一步地，在必要的时候，所述光学物镜单元21还可以用自动调焦机构代替手动调节的对焦环215，以实现通过控制信号操作所述自动调焦机构带动所述活动镜筒211运动，以实现自动调节焦距的功能。
需要强调的是，本实用新型中每一个采集成像结构2中的光学物镜单元21调焦是相互独立，互不干扰的，可以根据用户需要自由调节。
具体地，如图2所示，所述电子目镜单元22包括：图像传感器221、与所述图像传感器221和中央处理器3均通讯连接的图像信号输出模块222以及与所述图像传感器221电性连接的电源接口223，其中，所述图像传感器221用于将放大后的真实景象转换为图像信号，所述图像信号输出模块222用于通过无线通讯或有线通讯的方式将所述图像信号传递给中央处理器3，所述电源接口223用于为所述图像传感器221供电。
具体地，如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，所述基于混合现实的3D显微镜上还设有支架5，所述采集成像结构2连接于所述支架5上，优选地，所述采集成像结构2的数量为两个并分别连接于所述支架5的两侧，以从两个不同视角位置采集操作平台1上的真实景象。
具体地，在本实用新型的第一实施例中，所述中央处理器3与所述操作平台1连成一体，此时优选通过有线通讯连接的方式与所述电子目镜单元22相连，以从所述电子目镜单元22获取图像信号，当然也不限于有线通讯连接，无线通讯连接的方式在这种情况下也是适用的。
此时，在本实用新型第一实施例中，所述混合现实显示终端4也可以与所述操作平台1连成一体，例如附图1中所示的，设置于所述支架5的端部，此时优选通过有线通讯连接的方式与所述中央处理器3相连，以从所述中央处理器3获取处理后的图像信号，当然也不限于有线通讯连接，无线通讯连接的方式在这种情况下也是适用的。这种情况下，所述中央处理器3可以集成于所述混合现实显示终端4也可以独立于所述混合现实显示终端4外。
当然，在本实用新型第一实施例中，此时所述混合现实显示终端4也可以独立于所述操作平台外，并设置于任意便于用户观看的区域，此时优选通过无线通讯连接的方式与所述中央处理器3相连，以从所述中央处理器3获取处理后的图像信号，当然也不限于无线通讯连接，有线通讯连接的方式在这种情况下也是适用的。
具体地，在本实用新型的第二实施例中，所述中央处理器3还可以是现有的计算机系统，并独立与所述操作平台1外，能够根据用户的需求设置于任意地点，此时优选通过无线通讯连接的方式与所述电子目镜单元22相连，以从所述电子目镜单元22获取图像信号，当然并不限于无线通讯连接，有线通讯连接的方式在这种情况下也是适用的。
此时，在本实用新型第二实施例中，所述混合现实显示终端4可以与所述操作平台1连成一体，例如附图1中所示的，设置于所述支架5的端部，此时优选通过无线通讯连接的方式与所述中央处理器3相连，以从所述中央处理器3获取处理后的图像信号，当然也不限于无线通讯连接，有线通讯连接的方式在这种情况下也是适用的。
当然，在本实用新型第二实施例中，此时所述混合现实显示终端4也可以独立于所述操作平台外，并设置于任意便于用户观看的区域，此时优选通过无线通讯连接的方式与所述中央处理器3相连，以从所述中央处理器3获取处理后的图像信号，当然也不限于无线通讯连接，有线通讯连接的方式在这种情况下也是适用的。这种情况下，所述中央处理器3可以集成于所述混合现实显示终端4也可以独立于所述混合现实显示终端4外。
也就是说，在本实用新型的基于混合现实的3D显微镜中，中央处理器3以及混合现实显示终端4的位置均可以根据用户的需要设置，可以与操作平台1连成一体，也可以独立于所述操作平台1外，具体设置可以根据用户自身体验，进行相应设置，从而用户并非一定是站立或坐在操作平台1旁长时间操作的，必要时可以离开操作平台1完成操作，能够改善用户体验，避免长时间站立或坐在操作平台1旁操作而造成身体疲劳，影响用户健康。
具体地，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4包括：左眼图像显示屏41和右眼图像显示屏42，所述左眼图像显示屏41和右眼图像显示屏42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。
优选地，所述左眼图像显示屏41和右眼图像显示屏42均为硅基液晶(LiquidCrystal on Silicon，LCOS)显示屏，以利用LCOS显示屏色彩鲜明和清晰度高的特点显示高品质的图像。当然，所述左眼图像显示屏41和右眼图像显示屏42并非局限于LCOS显示屏，也可以采用诸如硅基有机发光二极管(Si-OLED)显示屏或微发光二极管(Micro-LED)显示屏等其他类型的显示屏。
具体地，所述中央处理器3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等进行优化，从而优化所述图像信号对应的显示图像的显示效果。
具体的，所述附加信息可以为文本信息或图像信息，例如对真实景象的一些注释或对真实景象的一些补充等，具体可以根据用户需要进行相应的设置。
综上所述，本实用新型提供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的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，能够通过采集成像结构采集操作平台上的真实景象的图像信号，通过中央处理器对所述真实景象的图像信号进行优化和叠加附加信息，再通过混合现实显示终端以3D的形式显示处理后的图像，所述处理后的图像为混合现实图像，包含实时真实景象和虚拟的附加信息，混合现实显示终端取代传统光学目镜，视野和工作距离相比传统显微镜更大，给予操作者更大的操作灵活性，且图像经过优化处理，并能叠加任何需要的附加信息，大大改善了显微镜的观看效果，丰富了显示内容，功能得到了极大提升，减少了操作者长时间使用显微镜带来的不适。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于混合现实的3D显微镜，其特征在于，包括：操作平台(1)、分别位于所述操作平台(1)上端不同视角位置的至少两个采集成像结构(2)、与所述采集成像结构(2)通讯连接的中央处理器(3)以及与所述中央处理器(3)通讯连接的混合现实显示终端(4)；
每一个采集成像结构(2)均包括：光学物镜单元(21)以及对应所述光学物镜单元(21)设置的电子目镜单元(22)，所述电子目镜单元(22)与所述中央处理器(3)通讯连接。
2.如权利要求1所述的基于混合现实的3D显微镜，其特征在于，所述光学物镜单元(21)包括：活动镜筒(211)以及设于所述活动镜筒(211)与所述电子目镜单元(22)之间的固定镜筒(213)；所述活动镜筒(211)与所述固定镜筒(213)通过对焦环(215)活动连接。
3.如权利要求2所述的基于混合现实的3D显微镜，其特征在于，所述活动镜筒(211)包括第一消色差透镜组(212)，所述固定镜筒(213)包括第二消色差透镜组(214)。
4.如权利要求1所述的基于混合现实的3D显微镜，其特征在于，所述电子目镜单元(22)包括：图像传感器(221)、与所述图像传感器(221)和中央处理器(3)均通讯连接的图像信号输出模块(222)以及与所述图像传感器(221)电性连接的电源接口(223)。
5.如权利要求1所述的基于混合现实的3D显微镜，其特征在于，所述中央处理器(3)与所述操作平台(1)连成一体或独立于所述操作平台(1)外。
6.如权利要求1所述的基于混合现实的3D显微镜，其特征在于，所述混合现实显示终端(4)与所述操作平台(1)连成一体或独立于所述操作平台(1)外。
7.如权利要求1所述的基于混合现实的3D显微镜，其特征在于，所述中央处理器(3)集成于所述混合现实显示终端(4)中或独立于所述混合现实显示终端(4)外。
8.如权利要求1所述的基于混合现实的3D显微镜，其特征在于，所述中央处理器(3)与所述电子目镜单元(22)之间无线通讯连接或有线通讯连接；
所述中央处理器(3)与所述混合现实显示终端(4)之间无线通讯连接或有线通讯连接。
9.如权利要求1所述的基于混合现实的3D显微镜，其特征在于，所述混合现实显示终端(4)包括：左眼图像显示屏(41)和右眼图像显示屏(42)。
10.如权利要求9所述的基于混合现实的3D显微镜，其特征在于，所述左眼图像显示屏(41)和右眼图像显示屏(42)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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721867119.4U CN207249236U (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 基于混合现实的3d显微镜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721867119.4U CN207249236U (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 基于混合现实的3d显微镜 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN201721867119.4U Active CN207249236U (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 基于混合现实的3d显微镜 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN207249236U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113589514A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-02 | 浙江未来技术研究院(嘉兴) | 一种显微外视镜系统 |
-
2017
- 2017-12-26 CN CN201721867119.4U patent/CN207249236U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113589514A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-02 | 浙江未来技术研究院(嘉兴) | 一种显微外视镜系统 |
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