Устройство для концентрации света
Полезная модель относится к оптическому приборостроению и преднзначено для использования в оптических системах микроскопов и капилляроскопов для сложения мощностей нескольких источников для освещения микрообъектов исследования.
Использование предлагаемой схемы сложения позволяет:
- Решать задачу повышения интенсивности освещения за счет совместного использования нескольких источников;
- Достичь лучшей равномерности засветки области исследования;
- Осуществить гибкое формирование спектрального состава освещения при использовании набора источников с разными длинами волн;
- Обеспечить изменение спектра засветки по заданной временной циклограмме;
- Оперативно изменять способы подсветки исследуемого объекта
- Минимизировать потери световой энергии.
Предложено устройство для концентрации света, в котором реализовано сложение сигналов от двух до двадцати источников света расположенных по окружности. Каждый источник расположен в фокусе своей индивидуальной эллиптической осветительной системы, преобразующей изображение источника излучения в область второго фокуса эллипса. Вторые фокусы всех индивидуальных оптических систем совпадают между собой и совпадают с местоположением объекта исследования. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Полезная модель относится к оптическому приборостроению и предназначено для использования в оптических системах микроскопов и капилляроскопов для сложения мощностей нескольких источников для освещения микрообъектов исследования.
Задача обеспечения максимальной информативности микроскопов и капилляроскопов неразрывно связана с соответствующим согласованным выбором элементов осветителя, их параметров и режимов работы.
Использование предлагаемой схемы сложения позволяет:
- Решать задачу повышения интенсивности освещения за счет совместного использования нескольких источников;
- Достичь лучшей равномерности засветки области исследования;
- Осуществить гибкое формирование спектрального состава освещения при использовании набора источников с разными длинами волн;
- Обеспечить изменение спектра засветки по заданной временной циклограмме;
- Оперативно изменять способы подсветки исследуемого объекта;
- Минимизировать потери световой энергии.
Названные преимущества позволят реализовать не только визуальное (по форме объекта) распознавание исследуемых объектов, но и распознавание с использованием спектральных характеристик объектов исследования. Повышение информативности оптических устройств идет по пути увеличения разрешения (увеличение количества пространственной информации) и по пути увеличения скорости съемки (увеличение количества временной информации). Дополнительным источником увеличения информации об исследуемом объекте может стать использование спектральных характеристик.
В частности, предложенное устройство может быть применено в микроскопах или родственных устройствах, когда высокие удельные световые мощности необходимы для обеспечения скоростной видеосъемки с высоким разрешением.
Прототипом предлагаемого устройства выбран «Осветитель» (RU 96106087, G02B 027/00, G02B 021/06). Описанный в прототипе осветитель для подсветки рабочего поля оптических приборов содержит оптический растр, преобразующий свет от одного исходного источника света в несколько (по количеству элементов растра) пучков. Такое мультиплицирование источника света используется для повышения равномерности подсветки. Использование нескольких пучков света для улучшения качества подсветки является единственным признаком, связывающим нашу полезную модель с аналогом.
Недостатком прототипа является использование одного источника света, что не позволяет реализовать многоспектральную подсветку. А использование оптического растра ограничивает возможности компановки предложенного устройства в составе оптических приборов, особенно, в случаях наличия ограничений на размеры источника подсветки как это имеет место в микроскопах и капилляроскопах с высоким оптическим увеличением и, как следствие, с малым рабочим отрезком.
Чертеж одного из видов предлагаемого осветителя представлен на Фиг.1. Предлагаемое устройство для концентрации света (осветитель или отражатель) может содержать от двух до двадцати источников света, расположенных по окружности. Выбор количества источников света из указанного предела обусловлен решаемой задачей. Так для решения задачи определения степени оксигенации эритроцитов достаточно ограничиться двумя длинами волн, поглощение в которых для эритроцитов с содержанием кислорода и без него отличается существенно.
Световой поток от упомянутых источников излучения (света), помещаемых в фокусах F2, с помощью предлагаемой оптической системы (осветителя или отражателя) собирается в фокусе F1, являющемся общим для всех упомянутых индивидуальных отражателей. То есть каждый источников света расположен в фокусе своей индивидуальной эллиптической осветительной системы, преобразующей изображение источника излучения в область второго фокуса эллипса индивидуальной оптической системы. При этом вторые фокусы всех индивидуальных оптических систем совпадают между собой и совпадают с местоположением объекта исследования.
В центре отражательной системы оставлено место для размещения объектива микроскопа или капилляроскопа. На Фиг.1 также приведены разрезы А-А и Б-Б предлагаемого осветителя.
При этом возможно использование нескольких кольцевых рядов источников света, расположенных таким образом, что для каждого источника света выделен свой сектор отражателя - кусок эллипсоида вращения, направляющий световой поток в общую для всех эллипсоидов точку (Фиг.3). В этом варианте можно достичь расширения возможностей осветителя применением индивидуальных источников света с узкой диаграммой направленности, расположенный в фокусах F2 и F3, а результирующее излучение собирается в общем фокусе всех индивидуальных оптических систем F1. В этом случае для формирования светового потока с каждого источника используется своя осветительная система (на Фиг.3 показана сектором лучей, исходящих из каждого источника), состоящая из сектора соответствующего эллипсоида.
Также возможно, чтобы индивидуальные оптические системы имели разные общие точки сбора излучения, что позволит оперативно изменять схемы подсветки в процессе сеансов работы.
На Фиг.2 представлено трехмерное изображение разработанного осветителя (отражателя).
Возможны как более простые в изготовлении, но менее эффективные технические решения для отражателя, так и более сложные отражатели, содержащие несколько рядов источников света. В упрощенном варианте можно отказаться от поперечных ребер на отражателе Фиг.2 и изготовить отражатель в виде фигуры вращения, выбрав за образующую эллиптический профиль, указанный на Фиг.1.
1. Устройство для концентрации света, заключающееся в том, что в нем реализовано сложение сигналов от двух до двадцати источников света, расположенных по окружности, каждый из которых расположен в фокусе своей индивидуальной эллиптической осветительной системы, преобразующей изображение источника излучения в область второго фокуса эллипса индивидуальной оптической системы, причем вторые фокусы всех индивидуальных оптических систем совпадают между собой и совпадают с местоположением объекта исследования.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что используется несколько кольцевых рядов источников света, расположенных таким образом, что для каждого источника света выделен свой сектор отражателя - кусок эллипсоида вращения, направляющий световой поток в общую для всех эллипсоидов точку.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что индивидуальные оптические системы могут иметь разные общие точки сбора излучения для оперативного изменения схемы подсветки в процессе сеансов работы.
