УЧЕБНО-ДЕМОНСТРАЦИОННАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к области оборудования для учебных классов и аудиторий, в частности, для классов биологии., а также аудиторий медицинских высших и средних учебных заведений.
Известен способ определения микроструктуры объекта, заключающийся в получении его поверхностного изображения с помощью металлографического инструментального микроскопа, преобразования изображения и его исследования, в котором изображение микроструктуры объекта и фиксация изменений его структурного состояния во времени осуществляют синхронно в автоматизированном режиме посредством цифровой видеокамеры, встроенной в типовой микроскоп и сопряженной функционально с компьютерной системой, полученную информацию транслируют в память персонального компьютера, по установленной программе исследуемое изображение объекта выводят и преобразуют на экране дисплея компьютера, осуществляют виртуальное сравнение с эталонными изображениями базы данных компьютера, определяют и классифицируют микроструктуру объекта в режиме реального времени, фиксируют и сохраняют полученные результаты (заявка №2002103751, РФ).
Недостатком известного способа является недостаточная наглядность, обусловленная демонстрацией результата на дисплее компьютера, который имеет размер до 25 дюймов, что недостаточно для больших аудиторий.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является автономный биохимический цифровой оптический комплекс, включающий прозрачную измерительную кювету, измерительный блок, содержащий микроскоп, оптически связанный с измерительной кюветой, и систему анализа изображения, оптически связанную с микроскопом и содержащую компьютер, при этом комплекс содержит автономный источник электропитания, вспомогательный материал и блок обмена информацией, а система анализа изображений
содержит цифровой фотоаппарат с возможностью фото и видеосъемки, оптически связанный с микроскопом и соединенный с компьютером (заявка РФ №2006101898).
Недостатком известного комплекса является недостаточная наглядность, так как результаты наблюдений выводятся на дисплей компьютера, размеры которого недостаточны для больших аудиторий.
Задачей полезной модели является создание учебно-демонстрационной системы, обладающей большей наглядностью и удобством пользования в больших аудиториях для большого числа учащихся.
Поставленная задача решается предлагаемой учебно-демонстрационной системрй, содержащей микроскоп, фототубус, цифровую фотокамеру, компьютер, в которой дополнительно используется жидкокристаллический экран большого размера (от 32 дюймов и больше).
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана блок-схема предлагаемой учебно-демонстрационной системы. На фиг.2 - фототубус, в разрезе, на фиг.3 - кольцо-адаптер для установки объективов незеркальных цифровых фотокамер Canon.
Учебно-демонстрационная система (фиг.1) состоит из микроскопа 1 (без насадки), фототубуса 2, цифровой фотокамеры 3 марки Canon, жидкокристаллического или плазменного телевизора 4 с экраном больших размеров (32, 36 дюймов и более), установленного, как правило, над классной доской, компьютера 5 (или ноутбука), расположенного на столе преподавателя рядом с микроскопом.. Система может быть дополнена фотопринтером и сканером со слайд-адаптером (на чертеже не показан). Фототубус 2 устанавливается с окуляром от микроскопа в гнездо вместо монокулярной или бинокулярной насадки и фиксируется винтом для крепления насадки. Фототубус (фиг.2) состоит из последовательно навинченных друг на друга колец. Кольцо-адаптер 9 (стандартное) предназначено для соединения всех зеркальных фотокамер Canon, путем установки вместо объектива камеры байонетного соединения
- кольца 9. В резьбовое соединение кольца 9 (М42×1) навинчивается удлинительное кольцо из комплекта УТЗТУЕЗТ или из других комплектов, имеющих резьбу М42×1. Чтобы получить увеличенное изображение, нужно объектив отнести подальше от фотопленки (матрицы цифровой камеры), а объект приблизить к переднему фокусу объектива. Для этого служат удлинительные кольца 10, которые навинчиваются между объективом и фотоаппаратом (в заявляемой полезной модели в качестве объектива выступает окуляр микроскопа). Количество удлинительных колец 10 подбирается опытным путем. В последнее удлинительное кольцо запрессовывается или вклеивается втулка 11 с внутренним диаметром 23 мм для установки в ней окуляра микроскопа. В последнее кольцо 12 вворачивается кольцо-адаптер 13, которое осуществляет переход с резьбы М42×1 на соединение типа «ласточкин хвост» для отечественных микроскопов ЛОМО, БИОМЕД, МИКМЕД и др. Кольцо 13 является стандартным и имеется в наличии для перечисленных микроскопов (оно выворачивается, например, из монокулярной насадки микроскопа). Для установки незеркальных фотокамер Canon POWER SHOT G9 и POWER SHOTS5IS кольцо 9 выворачивается и ставится кольцо-адаптер 14 (фиг.3), у которого диаметр D* и глубина h* посадочного гнезда подбираются из расчета максимального выдвижения объектива камеры при работе в макро и супермакро режимах. В установочное гнездо кольца-адаптера 14 устанавливается объектив фотокамеры указанного типа, а в резьбовое соединение М42×1 кольца 14 навинчивается удлинительное кольцо из комплекта УТЗТУЕЗТ или из других комплектов, имеющих резьбу М42×1. Через видеокабель 6 камера соединяется с жидкокристаллическим телевизором 4, а через интерфейсный кабель 7 подключается к порту USB компьютера 5, на который предварительно установлено программное обеспечение данной фотокамеры. Если фотокамера не зеркальная, например, POWER SHOT G9 или POWER SHOT S5 IS, то после установки микрообъекта на предметный столик микроскопа включают фотокамеру в макро или супермакрорежиме и устанавливают
оптическое увеличение от 0 до 6х или от 0 до 12х (при этом объектив фотокамеры выполняет роль зум-окуляра). Затем по ЖК-экрану фотокамеры, или, если подключен ЖК или плазменный телевизор, то по экрану ТВ, устанавливают четкое изображение данного микрообъекта. Четкость изображения достигается поворотом ручек грубой и тонкой фокусировки микроскопа. Благодаря большому экрану жидкокристаллического телевизора учащиеся могут без лишнего напряжения зрения наблюдать микрообъекты. Для фотографирования микрообъекта подключают фотокамеру 3 через интерфейсный кабель к порту USB компьютера 5. Активизируют программу Remote Capture. На экране ПК возникает панель с опциями для производства фотографирования. Для демонстрации процесса фотографирования подключают SVGA кабель 8 ПК и ЖК ТВ. На экране ТВ повторяется картинка с монитора ПК. Задав необходимые опции фотографирования (выдержка, диафрагма) с помощью манипулятора «мышь» подводят к кнопке фотографирования на панели задания опций фотографирования и производят нажатие на левую клавишу «мыши». Сфотографированное изображение сохраняется непосредственно на жестком диске ПК и может быть обработано любым графическим редактором типа Photo Shop. Все действия, производимые преподавателем при фотографировании и обработке изображения микрообъекта, свободно наблюдаются учащимися со своих рабочих мест и легко усваиваются.
Использование предлагаемой учебно-демонстрационной системы позволяет упростить и ускорить процесс обучения учащихся, поскольку уже не требует от преподавателя подходить к каждому ученику и по месту настраивать микроскопы. Предлагаемая система обеспечивает большую наглядность по сравнению с известными, она удобнее и для преподавателя. Кроме того, система позволяет отказаться от закупки большого количества микроскопов.