МИКРОВИЗОР

Полезная модель относится к оптическому приборостроению, в частности, к микроскопам и может быть использована для наблюдения на экране видеонасадки и документирования увеличенного оцифрованного изображения микрообъектов с помощью компьютера.
Микроскопы являются оптическими инструментами, широко используемыми в науке и технике для визуализации объектов, размеры которых слишком малы, чтобы их можно было наблюдать невооруженным глазом. Микроскопы представляют собой сочетание штатива и оптического блока, включающего последовательно установленные вдоль оптической оси объектив и окуляр. Объектив предназначен для формирования увеличенного изображения объекта, расположенного на предметном столике, окуляр используют для разглядывания этого изображения непосредственно глазом. При этом каждый наблюдатель настраивает окуляр под индивидуальные особенности своего зрения для получения наиболее четкого изображения на сетчатке. Штатив микроскопа содержит фокусировочный механизм для точного позиционирования объекта относительно объектива и модули подсветки объекта. В некоторых моделях микроскопов используют револьверный механизм, обеспечивающий возможность использования нескольких объективов с различным увеличением для наблюдения мелких и мельчайших деталей объекта на одном лабораторном приборе.
Известен микроскоп (Микроскоп. Модель Метам РВ-21А, 22А. Техническое описание ТУ 4435-160-07502348-2004). Микроскоп реализован по инвертированной схеме, как микроскоп отраженного света с осветительной системой с галогенным источником света, верхним предметным столиком, тубусом, на котором закреплены объективы на
револьверном устройстве, и бинокулярной насадкой. Свет от источника света проходит через осветительную систему, отражается от светоделителя и через объектив, как конденсор освещает объект. Изображение объекта в отраженном свете наблюдается с помощью объектива, светоделителя, поворотного зеркала в окуляры.
Недостатком известного устройства является то, что при проведении исследований не предусмотрена возможность документирования и использования цифровых методов обработки и регистрации изображений, а также невозможна работа по прямой схеме в проходящем свете.
Известны цифровые микроскопы, которые в качестве чувствительного элемента используют не глаз наблюдателя, а фотоэлектронный приемник изображения. В таких приборах отсутствует необходимость использовать в оптическом блоке окуляр, поскольку увеличенное объективом изображение может быть сформировано непосредственно на чувствительной приемной площадке фотоэлектронного приемника изображения - сигнал, с выхода которого может быть передан в компьютер для преобразования и отображения на экране дисплея. Цифровые микроскопы обладают рядом преимуществ перед обычными микроскопами, т.к. с их помощью можно преодолеть субъективизм наблюдателя, документировать полученные изображения и использовать все преимущества цифровых сетей для передачи полученного изображения без потери качества в любую точку, оборудованную средствами приема и отображения.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является компактный видео-микроскоп, описанный в патенте США №6452625, опубл. 2002 г. Компактный видео-микроскоп реализован по прямой схеме, как микроскоп отраженного и проходящего света с двумя осветительными системами с галогенными источниками света, с нижним расположением предметного столика, компьютером и видеонасадкой, расположенными в верхней части микроскопа. Свет от
источников света проходит через осветительную систему проходящего и (или) отраженного света и равномерно освещает объект. Изображение объекта формируется с помощью микрообъектива и проекционной системы на фотоприемное устройство, связанное с встроенным компьютером, и рассматривается на экране видеонасадки. Изменение увеличения осуществляется сменой микрообъективов, работающих совместно с системой линз переменного фокуса и сменой фотоприемных устройств.
Недостатком известного устройства, выбранного за прототип, является невозможность реализации инвертированной схемы работы. Инвертируемый режим работы возможен лишь при полной перекомпоновке узлов, а именно, когда экран располагается в нижней части штатива видеомикроскопа, а предметный столик - в верхней. К недостаткам известного устройства следует также отнести использование галогенных источников света, усложняющих и ухудшающих правильную цветопередачу в изображении объекта. Несмотря на компактное расположение многочисленных оптических и электронных узлов, устройство в целом достаточно сложное и громоздкое.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей, а именно, реализовать в схемном решении одного прибора возможности шести оптических схем работы классических микроскопов:
прямой и инвертированной схем в проходящем, отраженном и смешанном свете.
Для решения поставленной задачи предложено устройство, которое, как и наиболее близкое, выбранное в качестве прототипа, содержит штатив и закрепленные на нем две осветительные системы с источниками света, зеркалами и конденсорами, нижний предметный столик, проекционную систему, в задней фокальной плоскости которой расположено фотоприемное устройство, а также, светоделитель, микрообъектив, модули контрастирующих систем и расположенные в верхней части устройства компьютер и видеонасадку с экраном. Особенностью предлагаемого устройства, отличающей его от известного
устройства, принятого за прототип, является то, что в микровизор введены верхний предметный столик, поворотный тубус, дополнительная осветительная система и два дополнительных источника света. Верхний столик и поворотный тубус закреплены на штативе. Поворотный тубус закреплен на штативе с возможностью поворота на 180° относительно оптической оси, а микрообъектив закреплен на поворотном тубусе. Дополнительная осветительная система с дополнительным зеркалом и светоделитель размещены внутри поворотного тубуса таким образом, что оптическая ось дополнительной осветительной системы перпендикулярна оптической оси микрообъектива. Кроме того, два дополнительных источника света установлены на вертикальной внутренней поверхности штатива симметрично выше и ниже фотоприемного устройства. Источники света выполнены в виде светодиодов.
Сущность полезной модели заключается в том, что благодаря введению в устройство поворотного тубуса и верхнего предметного столика, стало возможным реализовать ранее несовместимые режимы работы микровизора: прямой и инвертированной схем в проходящем, отраженном и смешанном свете. Это достигается благодаря оригинальной конструкции поворотного тубуса, вращающегося относительно оптической оси фотоприемного устройства и его проекционной системы, неподвижно связанных со штативом микровизора. Поворотный тубус включает в себя помимо микрообъектива дополнительную осветительную систему, расположенную таким образом, что оптическая ось дополнительной осветительной системы перпендикулярна оптической оси микрообъектива. Благодаря тому, что дополнительные источники света установлены на вертикальной внутренней поверхности штатива симметрично выше и ниже фотоприемного устройства, а микрообъектив микровизора повернут к верхнему столику, то дополнительная осветительная система поворотного тубуса подключается к нижнему источнику света и наоборот. Таким образом, дополнительная осветительная система поворотного тубуса обеспечивает работу микровизора в отраженном свете в прямом (с нижним
столиком) и инвертированном (с верхним столиком) режимах. А размещение осветительных систем над верхним и под нижним предметными столиками обеспечивает прямой (с нижним столиком) и инвертированный (с верхним столиком) режим работы в проходящем свете. Использование светодиодных источников холодного света позволяет беспрепятственно крепить их на штативе, что обеспечивает надежность, безопасность и продолжительный срок службы.
Таким образом, совокупность указанных выше признаков позволяет решить поставленные задачи.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг. - представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.
Предлагаемая полезная модель - микровизор состоит из штатива 1 и закрепленных на нем двух осветительных систем 2, 3 с источниками света 4, 5 зеркалами 6, 7 и конденсорами 8 и 9, нижнего предметного столика 10, проекционной системы 11, в задней фокальной плоскости которой расположено фотоприемное устройство 12, а также светоделитель 13, микрообъектив 14, модули контрастирующих систем 15, 16, 17. В верхней части микровизора размещены компьютер 18 и видеонасадка 19. В состав микровизора входит верхний предметный столик 20, поворотный тубус 21, дополнительная осветительная система 22 и два дополнительных источника света 23 и 24. Верхний предметный столик 20 и поворотный тубус 21 закреплены на штативе 1, а микрообъектив 14 закреплен на поворотном тубусе 21. Дополнительная осветительная система 22, дополнительное зеркало 25 и светоделитель 13 размещены внутри поворотного тубуса 21 таким образом, что оптическая ось дополнительной осветительной системы 22 перпендикулярна оптической оси микрообъектива 14. Два дополнительных источника света 23 и 24 установлены на вертикальной внутренней поверхности штатива 1 симметрично выше и ниже фотоприемного устройства 12, причем источники света 4, 5, 23, 24 выполнены в виде светодиодов белого свечения.
Предлагаемое устройство при расположении объекта на верхнем предметном столике работает следующим образом.
Свет от источника света 4 с помощью осветительной системы 2, зеркала 6 и конденсора 8 равномерно пронизывает и освещает объект, размещенный на верхнем предметном столике 20. Изображение объекта проецируется микрообъективом 14, светоделителем 13 и проекционной системой 11 в плоскость фотоприемного устройства 12 и рассматривается на экране видеонасадки 19 - это инвертированный вариант работы в проходящем свете.
Свет от источника 23 с помощью дополнительной осветительной системы 22, дополнительного зеркала 25, светоделителя 13, микрообъектива 14, работающего как конденсор, равномерно освещает объект, размещенный на верхнем предметном столике 20. Изображение объекта проецируется микрообъективом 14, светоделителем 13 и проекционной системой 11 в плоскость фотоприемного устройства 12 и рассматривается на экране видеонасадки 19 - это инвертированный вариант работы в отраженном свете.
Свет от источников 4 и 24 с помощью одновременно работающих осветительной системы 2 и дополнительной осветительной системы 22, зеркал 6 и 25, конденсора 8, микрообъектива 14, работающего как конденсор, равномерно освещают объект с двух сторон - сверху и снизу; изображение объекта проецируется микрообъективом 14, светоделителем 13 и проекционной системой 11 в плоскость фотоприемного устройства 12 и рассматривается на экране видеонасадки 19 - это инвертированный вариант работы в смешанном свете.
Предлагаемое устройство при расположении объекта на нижнем предметном столике работает следующим образом.
Свет от источника 5 с помощью осветительной системы 3, зеркала 7, конденсора 9 равномерно пронизывает и освещает объект. Изображение объекта проецируется микрообъективом 14, светоделителем 13 и прекционной системой 11 в плоскость фотоприемного устройства 12 и
рассматривается на экране видеонасадки 19 - это прямой вариант работы устройства в проходящем свете.
Свет от источника 23 с помощью дополнительной осветительной системы 22, дополнительного зеркала 25, светоделителя 13, микрообъектива 14, работающего как конденсор, равномерно освещает объект. Изображение объекта проецируется микрообъективом 14, светоделителем 13 и проекционной системой 11 в плоскость фотоприемного устройства 12 и рассматривается на экране видеонасадки 19 - это прямой вариант работы устройства в отраженном свете.
Свет от источников 5 и 24 с помощью работающих одновременно дополнительной осветительной системы 22 и осветительной системы 3, дополнительного зеркала 25 и зеркала 7, конденсора 9, микрообъектива 14, работающего как конденсор, равномерно освещают объект с двух сторон - снизу и сверху. Изображение объекта проецируется микрообъективом 14, светоделителем 13 и проекционной системой 11 в плоскость фотоприемного устройства 12 и рассматривается на экране видеонасадки 19 - это прямой вариант работы в смешанном свете.
Таким образом, в отличие от известных устройств, где для перехода к инвертированному режиму работы требуется другое устройство, в предлагаемом устройстве в схемном решении одного прибора реализована возможность работы шести оптических схем. Введение дополнительных элементов обеспечило простоту конструкции, портативность, удобство в работе.