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基于可编程LED照明的透射体视显微成像系统

发布时间:2019-02-26 11:15
【摘要】:体视显微镜又称解剖显微镜,是一种通用的计量、观察仪器,由于其能够直接地反应待测样品的三维形态信息,其应用早就渗透到各行各业之中。现有的体视显微镜主要有两类:传统体视显微镜和新型体视显微镜。传统体视显微镜利用双通道光路实现体视显微成像,成像原理相对简单但难以获得理想的观察效果。基于空间光调制器的新型体视显微镜价格昂贵,空间光调制器的色散效应对彩色成像效果有很大的影响,而且不可直接观看待测样品。不可自由选择焦深和体视角是目前体视显微镜无法解决的难题。本文提出基于可编程LED照明的透射体视显微成像系统实现待测样品的体视显微成像,本系统创新性地使用可编程LED作为照明双光源,设计并搭建光学系统,通过改变红蓝双光源的半径和圆心间距分别实现对焦深和体视角的灵活控制。设计硬件电路、绘制PCB板、驱动点亮可编程LED阵列从而实现对双光源的准确控制。设计开发软件系统的上位机界面,使得对整套系统的控制更加人性化并搭建完成整套系统平台。最后,用不同放大倍数的显微物镜和待测样品进行体视显微实验,分析实验结果,提出本系统的改进完善方法。实验结果表明,本系统结构简单,成像质量好,观察者根据自身需要通过改变可编程LED圆形光源的半径r和圆心间距d选择合适的焦深和体视角,可有效解决因人眼瞳距个体差异大引起单一体视角出现的双像不能重合等问题,通过佩戴红蓝立体眼镜可实现对待测样品的相对位置及层次关系等三维细节信息的直接观测。
[Abstract]:Stereoscopic microscope, also known as anatomical microscope, is a universal measuring and observing instrument. Because it can directly reflect the three-dimensional morphological information of samples to be tested, its application has long been infiltrated into various industries. There are two main types of stereoscopic microscopes: traditional stereoscopic microscope and new stereoscopic microscope. Traditional stereoscopic microscope makes use of dual-channel optical path to realize stereoscopic microscopic imaging. The imaging principle is relatively simple but it is difficult to obtain ideal observation results. The new stereoscopic microscope based on spatial light modulator is expensive. The dispersion effect of spatial light modulator has a great influence on the color imaging effect, and it is not possible to directly view the sample to be tested. It is difficult for stereoscopic microscope to choose focal depth and stereoscopic angle freely. In this paper, a transmission stereoscopic imaging system based on programmable LED illumination is proposed to realize stereoscopic imaging of samples to be tested. This system innovatively uses programmable LED as a dual light source for lighting, and designs and builds an optical system. By changing the radius of the red and blue light source and the distance between the center of the circle, the flexible control of the depth of focus and the angle of view of the volume is realized. The hardware circuit is designed, the PCB board is drawn, and the programmable LED array is lighted to realize the accurate control of the dual light source. The upper computer interface of the software system is designed to make the control of the whole system more humanized and complete the whole system platform. At last, the stereoscopic microscopic experiments are carried out with different magnification microscopic objects and samples to be tested. The experimental results are analyzed, and the improved method of the system is put forward. The experimental results show that the structure of the system is simple and the imaging quality is good. According to the needs of the observer, the appropriate focal depth and volume angle are selected by changing the radius r and the center spacing d of the programmable LED circular light source. It can effectively solve the problem that the double images can not be coincident with each other due to the individual difference of pupil distance between human eyes. By wearing red and blue stereoscopic glasses, we can directly observe the relative position and hierarchical relationship of the measured samples and other three-dimensional details.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.41;TM923.34

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本文编号:2430723

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