Микроскоп
Полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована при разработке оборудования для наблюдения изображения мелких объектов и дистанционного измерения их линейных размеров в отраженном свете.
Задачей полезной модели является увеличение разрешающей способности микроскопа путем сужения спектрального состава оптического излучения, используемого для формирования изображения.
Микроскоп содержит телевизионную систему наблюдения с матричным фотоприемником, первый фильтр, первый объектив, оптически связанный с последовательно расположенными первым фильтром и матричным фотоприемником, систему подсветки, включающую излучающий диод, оптически связанный с первым объективом посредством первого фильтра. Микроскоп содержит также второй фильтр и второй объектив, расположенные на оптической оси микроскопа между первым фильтром и матричным фотоприемником.
Спектральные характеристики и конструкция объективов, системы подсветки, фильтров и телевизионной системы наблюдения выбраны соответствующими для сужения спектрального состава оптического излучения, используемого для формирования изображения, и соответственного увеличения разрешающей способности микроскопа.
1 илл..
Полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована при разработке оборудования для наблюдения изображения мелких объектов и дистанционного измерения их линейных размеров в отраженном свете.
Известен [1] лабораторный бинокулярный микроскоп Micros MC 100 XP, содержащий обьектив и систему подсветки. Микроскоп [1] требует близкого расположения оператора при наблюдении объектов.
Дистанционное наблюдение объектов позволяет проводить микроскоп [2], являющийся наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и выбранный в качестве прототипа.
Микроскоп [2] содержит телевизионную систему наблюдения с матричным фотоприемником, фильтр, объектив, с которым оптически связаны последовательно расположенные фильтр и матричный фотоприемник, систему подсветки, включающую излучающий диод.
Обьектив формирует на матричном фотоприемнике изображение объекта, подсвеченного излучением системы подсветки. Телевизионная система наблюдения, включающая матричный фотоприемник, позволяет дистанционно наблюдать объект. Фильтр предназначен для защиты матричного фотоприемника от излучения излучающих диодов, применяемых для подсветки объектов.
В связи с широким спектральным составом оптического излучения, используемым для формирования изображения, микроскоп [2] не позволяет обеспечить максимальную разрешающую способность.
Задачей настоящей полезной модели является увеличение разрешающей способности микроскопа путем сужения спектрального состава оптического излучения, используемого для формирования изображения.
Сущность полезной модели заключается в том, что микроскоп, включающий телевизионную систему наблюдения с матричным фотоприемником, первый фильтр, первый объектив, оптически связанный с последовательно расположенными первым фильтром и матричным фотоприемником, систему подсветки, включающую излучающий диод, в отличие от прототипа, дополнительно содержит второй фильтр и второй объектив, расположенные на оптической оси микроскопа между первым фильтром и матричным фотоприемником, при этом излучающий диод оптически связан с первым объективом посредством первого фильтра, выполненного в виде первой плоскопараллельной пластины, имеющей на одной поверхности спектроделительное оптическое покрытие с пропусканием под углом 45 градусов более или равным 0,3 в диапазоне длин волн 540-700 нм и отражением под углом 45 градусов более или равным 0,3 в диапазоне длин волн 610-640 нм, второй фильтр выполнен в виде второй плоскопараллельной пластины, имеющей пропускание вдоль нормали к ее плоскопараллельным рабочим поверхностям более или равное 0,4 в диапазоне длин волн 550-700 нм и менее 0,01 в диапазоне длин волн менее 500 нм, а излучающий диод имеет спектральный состав излучения с коротковолновой границей в пределах от 600 нм до 620 нм и длинноволновой границей в пределах от 640 нм до 670 нм.
Возможно, что в микроскопе первая плоскопараллельная пластина выполнена дополнительно с пропусканием менее 0,03 в диапазоне длин волн более или равном 1000 нм.
Введение в микроскоп второго объектива, расположенного на оптической оси микроскопа между первым фильтром и матричным фотоприемником, оптическая связь излучающего диода с первым объективом посредством первого фильтра, выполнение первого фильтра в виде первой плоскопараллельной пластины, имеющей на одной поверхности спектроделительное оптическое покрытие с пропусканием под углом 45 градусов более или равным 0,3 в диапазоне длин волн 540-700 нм и отражением под углом 45 градусов более или равным 0,3 в диапазоне длин волн 610-640 нм, позволяет реализовать схему подсветки объекта наблюдения вдоль оптической оси микроскопа.
Введение в микроскоп второго фильтра, расположенного на оптической оси микроскопа между первым фильтром и матричным фотоприемником, выполнение при этом второго фильтра в виде второй плоскопараллельной пластины, имеющей пропускание вдоль нормали к ее плоскопараллельным рабочим поверхностям более или равное 0,4 в диапазоне длин волн 550-700 нм и менее 0,01 в диапазоне длин волн менее 500 нм, и выбор излучающего диода со спектральным составом излучения с коротковолновой границей в пределах от 600 нм до 620 нм и длинноволновой границей в пределах от 640 нм до 670 нм, позволяет сузить спектральный состав оптического излучения, используемого для формирования изображения, и таким образом, увеличить разрешающую способность микроскопа.
Возможное выполнение первой плоскопараллельной пластины дополнительно с пропусканием менее 0,03 в диапазоне длин волн более или равном 1000 нм, позволяет, во-первых, сузить спектральный состав оптического излучения, используемого для формирования изображения, и таким образом, увеличить разрешающую способность микроскопа, во-вторых, позволяет обеспечить защиту матричного фотоприемника от мощного импульсного инфракрасного лазерного излучения при использовании микроскопа в составе устройств для контроля характеристик импульсных лазерных дальномеров.
Полезная модель поясняется фигурой.
На фигуре представлена схема микроскопа.
Микроскоп содержит телевизионную систему наблюдения 1 содержащую электрически связанные матричный фотоприемник 2, блок управления 3 и монитор 4. В микроскопе имеются первый фильтр 5, первый объектив 6, оптически связанный с последовательно расположенными первым фильтром 5 и матричным фотоприемником 2 телевизионной системы наблюдения 1. Микроскоп содержит также второй фильтр 7 и второй объектив 8, расположенные на оптической оси микроскопа между первым фильтром 5 и матричным фотоприемником 2. Система подсветки микроскопа включает излучающий диод 9, оптически связанный с первым объективом 6 посредством первого фильтра 5.
Первый 6 и второй 8 объективы, первый 5 и второй 7 фильтры, матричный фотоприемник 2 телевизионной системы наблюдения 1, излучающий диод 9 выполнены в одном корпусе (не показан). Блок управления 3 и монитор 4 телевизионной системы наблюдения 1 выполнены каждый в своем корпусе.
Первый 6 и второй 8 объективы выполнены с фокусными расстояниями примерно равными 85 мм с промежутком 38 мм, в котором расположен первый фильтр 5, выполненный в виде первой плоскопараллельной пластины, установленной таким образом, что нормаль к ее плоскопараллельным рабочим поверхностям составляет угол ~45 градусов с оптической осью микроскопа. Однако возможна установка первой плоскопараллельной пластины 5 под другим углом при сохранении оптической связи между излучающим диодом 9 и первым объективом 6.
Первая плоскопараллельная пластина 5 изготовлена из стекла К8 или KG3.
На обращенную к излучающему диоду 9 поверхность первой плоскопараллельной пластины 5 нанесено спектроделительное оптическое покрытие с пропусканием под углом 45 градусов более или равным 0,5 в диапазоне длин волн 540-700 нм и отражением под углом 45 градусов более или равным 0,5 в диапазоне длин волн 610-640 нм.
При изготовлении из стекла KG3 первая плоскопараллельная пластина 5 имеет пропускание под углом 45 градусов более или равным 0,5 в диапазоне длин волн 540-700 нм и менее 0,03 в диапазоне длин волн более или равном 1000 нм.
Излучающий диод 9 выбран типа HLMP-EG08-Y2000 и имеет спектральный состав излучения с максимумом на длине волны 635 нм, с коротковолновой границей по уровню 0,1 от максимума на длине волны 615 нм и с длинноволновой границей по уровню 0,1 от максимума на длине волны 655 нм.
Однако возможно, что излучающий диод 9 выбран имеющим спектральный состав излучения с коротковолновой границей в пределах от 600 нм до 620 нм и длинноволновой границей в пределах от 640 нм до 670 нм.
Второй фильтр 7 выполнен в виде второй плоскопараллельной пластины из стекла OG550, имеющей пропускание вдоль нормали к ее плоскопараллельным рабочим поверхностям более или равное 0,4 в диапазоне длин волн 550-700 нм и менее 0,01 в диапазоне длин волн менее 500 нм. Вторая плоскопараллельная пластина 7 установлена примерно перпендикулярно оптической оси микроскопа.
Монитор 4 телевизионной системы наблюдения 1 использован типа CDM-1003, блок управления 3 изготовлен по стандартным схемам, матричный фотоприемник 2 выбран типа MT9V022I77ATM.
Микроскоп работает следующим образом.
Микроскоп устанавливается перед наблюдаемым предметом. Включается источник питания микроскопа. Первый 6 и второй 8 объективы проектируют предметы из плоскости предметов в плоскость изображений, в которой находится матричный фотоприемник 2, который изображение преобразует в видеосигнал, подающийся по кабелю (не показан) на вход блока управления 3, сигнал с которого подается на монитор 4. Таким образом, на экране монитора 4 отображается область предметов, которая наблюдается в микроскоп.
При необходимости плоскость предметов подсвечивается с помощью системы подсветки микроскопа, включающей оптически связанные излучающий диод 9, первый фильтр 5 и первый объектив 6. Спектральная область свечения излучающего диода 9 (615-655) нм выбрана в области пропускания (540-700) нм первого 5 и второго 7 фильтров. Область спектральной чувствительности матричного фотоприемника 2 находится в диапазоне от 450 до 1050 нм. С помощью первого 5 и второго 7 фильтров спектральная область работы первого 6 и второго 8 объективов и матричного фотоприемника 2 сужена до диапазона от 540 до 700 нм, что позволяет увеличить разрешающую способность микроскопа. Изготовление из стекла KG3 первого фильтра 5 позволяет защитить матричный фотоприемник 2 от повреждения мощным инфракрасным (ИК) лазерным излучением при использовании микроскопа в составе устройств для контроля характеристик импульсных лазерных дальномеров, излучающих в ИК диапазоне.
Таким образом решается задача увеличения разрешающей способности микроскопа путем сужения спектрального состава оптического излучения, используемого для формирования изображения.
Источники информации.
1. Микроскоп Micros MC 100 XP лабораторный бинокулярный [он-лайн] [найдено 2011-03-11]. Найдено в Интернет <URL: http://www.petromedsnab.com/shop/laboratornoe-oborudovanie/mikroskopy-micros-avstrija/item_293/>.- Весь документ.
2. Семенов А.Б. Визуальный контроль качества оптических трактов СКС. Журнал сетевых решений/LAN, 2004, 
8, 2004-08-20 [он-лайн] [найдено 2010-11-05]. Найдено в Интернет<URL: http://it-scs.ru/press/articles/Vizualnyy_control_kachestva_opticheskikh_traktov_sks>.- Весь документ. - Прототип.
1. Микроскоп, включающий телевизионную систему наблюдения с матричным фотоприемником, первый фильтр, первый объектив, оптически связанный с последовательно расположенными первым фильтром и матричным фотоприемником, систему подсветки, включающую излучающий диод, отличающийся тем, что дополнительно содержит второй фильтр и второй объектив, расположенные на оптической оси микроскопа между первым фильтром и матричным фотоприемником, при этом излучающий диод оптически связан с первым объективом посредством первого фильтра, выполненного в виде первой плоскопараллельной пластины, имеющей на одной поверхности спектроделительное оптическое покрытие с пропусканием под углом 45º более или равным 0,3 в диапазоне длин волн 540-700 нм и отражением под углом 45º более или равным 0,3 в диапазоне длин волн 610-640 нм, второй фильтр выполнен в виде второй плоскопараллельной пластины, имеющей пропускание вдоль нормали к ее плоскопараллельным рабочим поверхностям более или равное 0,4 в диапазоне длин волн 550-700 нм и менее 0,01 в диапазоне длин волн менее 500 нм, а излучающий диод имеет спектральный состав излучения с коротковолновой границей от 600 нм до 620 нм и длинноволновой границей от 640 нм до 670 нм.
2. Микроскоп по п.1, отличающийся тем, что первая плоскопараллельная пластина выполнена дополнительно с пропусканием менее 0,03 в диапазоне длин волн более или равном 1000 нм.
