УЧЕБНО-ДЕМОНСТРАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ МИКРОМИРА

Полезная модель относится к области демонстрационного оборудования для учебных заведений и может быть использована для получения изображений объектов микромира и их дальнейшей обработки с помощью компьютера.
Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является учебно-демонстрационная система, описанная в патенте на полезную модель РФ №83864, содержащая микроскоп, фототубус, состоящий из последовательно навинченных друг на друга колец, и цифровой фотоаппарат. К цифровому фотоаппарату через интерфейсный кабель подключен компьютер с установленной на нем программой Remote Capture, а через видеокабель - жидкокристаллический или плазменный телевизор с размером экрана от 32 дюймов и более. Кроме того, через SVGA кабель компьютера соединен с жидкокристаллическим или плазменным телевизором. В данной учебно-демонстрационной системе в качестве цифрового фотоаппарата используется зеркальная или незеркальная фотокамера Canon. Соединение зеркальной фотокамеры Canon с окуляром микроскопа осуществляется посредством байонетного соединения - кольца-адаптера, в резьбовое соединение которого ввернуты удлинительные кольца, в последнее удлинительное кольцо ввернута втулка с внутренним диаметром 23 мм для установки в ней окуляра микроскопа. Соединение незеркальной фотокамеры Canon с окуляром микроскопа осуществляется с помощью кольца-адаптера, в резьбовое соединение которого ввернуты удлинительные кольца. Количество удлинительных колец, используемых для присоединения фотокамер обоих типов, выбирается таким образом, чтобы расстояние между окуляром микроскопа и матрицей цифровой фотокамеры обеспечивало максимальную четкость и резкость изображения. Учебно-демонстрационная система может быть дополнена фотопринтером и сканером со слайд-адаптером.
Недостаток данной демонстрационной системы заключается в неудобстве эксплуатации учебно-демонстрационной системы, вызванном трудоемкостью соединения микроскопа с цифровым фотоаппаратом. Трудоемкость соединения микроскопа с цифровым фотоаппаратом связана с конструктивными особенностями фототубуса, используемого для соединения микроскопа с цифровым фотоаппаратом, а именно:
- фототубусы (переходники) для присоединения зеркальной и незеркальной камер к микроскопу не имеют единой конструкции;
- фототубус (переходник) представляет собой сборную конструкцию, состоящую из последовательно навинченных друг на друга колец.
Технический результат заявляемой полезной модели состоит в повышении удобства эксплуатации учебно-демонстрационной системы за счет использования для соединения микроскопа с цифровой камерой цельного быстросъемного переходника и отсутствия необходимости установки дополнительной оптической системы.
Заявляемая учебно-демонстрационная система содержит микроскоп, персональный компьютер, устройство для формирования цифрового изображения в виде WEB-камеры, соединенной с микроскопом и с персональным компьютером, проектор, подключенный к персональному компьютеру. WEB-камера соединяется с микроскопом с помощью переходника в виде цельной сплошной дистанционной трубки, по нижнему и верхнему краю которой расположены «лапки», обеспечивающие фиксацию WEB-камеры на окуляре микроскопа. WEB-камера и проектор, предназначенный для вывода изображений объектов микромира на плоскую поверхность, в частности на стену, интерактивную доску или проекционный экран, подключаются к персональному компьютеру посредством проводной или беспроводной связи.
На Фиг.1 представлена схема заявляемой учебно-демонстрационной системы, где:
1 - микроскоп;
2 - WEB-камера;
3 - сплошной быстросъемный переходник;
4 - персональный компьютер;
5 - проектор;
6 - USB-кабель для проводной связи (при беспроводной связи отсутствует);
7 - проекционный экран (на чертеже не указан).
На Фиг.2 представлен переходник, где:
8 - корпус переходника;
9 - фиксирующие «лапки» переходника.
Учебно-демонстрационная система содержит микроскоп 1, WEB-камеру 2, соединенную с микроскопом 1 с помощью сплошного быстросъемного переходника 3, имеющего корпус 8 в виде цельной дистанционной трубки, по нижнему и верхнему краю которой расположены «лапки» 9, обеспечивающие фиксацию WEB-камеры 2 на окуляре микроскопа 1, персональный компьютер 4, к которому с помощью USB-кабеля 6 подключена WEB-камера 2, проектор 5, подключенный к персональному компьютеру 4 с помощью USB-кабеля 6. Проектор 5 подключают к персональному компьютеру 4 с помощью USB-кабеля 6 в случае, если для обучения больших групп учащихся необходимо представить объекты микромира на проекционном экране 7. При обучении малых групп слушателей (2-3 человека) отображение объектов микромира на мониторе персонального компьютера 4 является достаточным, и, следовательно, подключение проектора 5 к персональному компьютеру 4 и вывод изображения на проекционный экран 7 не требуется. Существенным преимуществом заявляемой учебно-демонстрациционной системы является то, что при присоединении WEB-камеры 2 к микроскопу 1 с помощью сплошного быстросъмного переходника 3 в окуляр микроскопа 1 или в объектив WEB-камеры 2 не устанавливается дополнительная оптическая система, поэтому по сравнению с ближайшим аналогом заявляемая учебно-демонстрационная система является более удобной в эксплуатации.
Заявляемая учебно-демонстрационная система для визуализации процессов микромира ускоряет и упрощает образовательный процесс, обеспечивает наглядность объектов микромира для учащихся, в том числе для учеников дошкольного и младшего школьного возраста, для которых самостоятельное изучение объектов микромира с помощью микроскопа не является безопасным. Кроме того, за счет простоты сбора входящих в демонстрационную систему элементов и установки связи между составными элементами заявляемая демонстрационная система по сравнению с существующими демонстрационными системами является наиболее удобной в эксплуатации.