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美俄亥俄州立大学发明能产生3D影像的显微镜
发布时间:2011-04-26    来源:网络   阅读次数:662 分享到:

美国俄亥俄州立大学的研究人员发明了一种能产生3D影像的显微镜,能够把欲微观的物体从九个不同角度进行取像,并投射出一个3D的图像。而不同于其它使用多部机器成影的3D显微镜,该技术是首款使用单一且静止的镜头来创造3D图像的显微镜。研发的科学家表示,该技术能帮助制造商减少机器的体积与成本。

目前市面上的3D 显微镜,都需要多个镜头来拍摄物体的多个面,而俄亥俄州立大学研究人员发明这个,则只需要一个神奇的镜头。

研究人员Lei Li 和Allen Yi 将一个有机玻璃切片成一个拥有不对称8个面的“小钻石”,接着利用这个“钻石”来观察物体,便捕捉到物体的8个不同的角度,再通过计算机程序组合,便成了最终的3D 效果。

这种3D 显微镜头只有区区圆珠笔笔尖那么大,虽然有精密切割的成本在里面,但仍旧比传统的3D 显微镜成本要低得多。

俄亥俄州立大学的工程师们宣称他们设计的显微镜镜片是世界上第一台能够捕捉到3D画面的镜片。在这以前已经有3D显微镜方法问世,不过方法很复杂,要么使用多个镜片,要么使用一台相机,拍照时四处移动。但是,我们的新设计只是区区一个镜片,只要把它放在现有的显微镜下,就能得到3D的图像。

镜片是从一块透明的聚甲基丙烯酸甲酯切割下来的,即人们熟知的丙烯酸有机玻璃。加工时使用装有钻石刀片的铣刀,使用传统工艺即可。切割好的成品镜片有指甲盖那么大,看上去像雕磨好的钻石。其中一边的中央面由八个小面围成(小编想到了钻石切割,八心八箭,有没有!!),另外一边是扁平的。但是和钻石不同的是,这八个小面不是完全一样的,每一面和相邻面相比,面积和角度都有不同,就是一个光学自由曲面(freeform optics)。

把镜片放在装有相机的显微镜上,扁平的一边朝下放置,然后观察下面的实验物。九个小面各自捕捉实验物的不同图像,捕捉角度略有不同。之后九张图片反馈到计算机上,然后合成3D画面。被观察的物体可以是圆珠笔的笔尖,直径为1毫米;也可以是微型钻头,直径为0.2毫米。

这项技术一旦商业化,有望被用于制作微电子和医学设备,用于药物检测,或者替代复杂的机器视觉系统。虽然镜片模型是由机器研磨的,但工程师们说以后的镜片可以通过传统成型工艺来制作,继而降低制作成本。

俄亥俄州立大学系统工程系的副教授Allen Yi和博士后研究员Lei Li 负责这项研究。他们的研究成果最近已发表在期刊《美国光学协会》上。

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