光场是表征三维空间中光线位置和角度的四维函数，光场数据包含了场景的三维信息。光场成像技术是一种计算成像技术，包含光场数据的采集和光场数据的处理。在显微领域采集光场数据，可实现对显微三维信息的记录。本文从传统的立体视觉出发提出了单物镜红蓝双小孔获取微观动态样品的立体像对，并采用相位匹配算法重构了场景的三维模型。搭建了光场显微镜，获取了显微光场数据，对光场数据进行计算机处理和光学投影再现，实现了对微观样品的计算机三维实时再现和光学裸眼三维实时再现。本文主要研究内容如下:　　 1.设计了单物镜红蓝双小孔显微系统获取微观动态样品的立体像对，解决了传统双目显微镜不能实现高倍放大和普通单物镜双小孔系统不能对动态样品记录的问题。并通过相位立体匹配算法重构了样品的三维模型。实现了一次拍摄即可得到微观样品的三维模型。　　 2.显微光场数据的获取:通过在普通显微镜光路中添加微透镜阵列改造成光场显微镜。获取了样品的四维光场数据，得到包含样品三维信息的子图像阵列。　　 3.计算机再现光场数据:分析了光场显微镜得到的子图像阵列，提出对子图像阵列进行周期性提取像素算法，得到了样品不同视角图像。提取像素算法速度快，可实现实时对显微样品进行不同视角再现。　　 4.光学再现光场:通过把光场显微镜得到的子图像阵列投影到再现透镜阵列上，由于透镜阵列的周期性折射作用，在再现空间一定区域内双眼可同时观察两幅不同视角图像，由于双眼视差产生立体效果。无需对光场数据进行计算机处理，可实现对微观样品的三维裸眼实时观看。