ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ МИКРОСКОПА

Заявлена полезная модель, относящаяся к оптическому приборостроению, в частности, к осветителям, применяемым, преимущественно, в микроскопии. Осветительное устройство для микроскопов на основе светоизлучающих диодов последнего поколения значительно превосходит существующие аналоги, обладает повышенной яркостью, долговечностью и энергоэффективностью. Оно позволяет значительно уменьшить нагрев корпуса осветителя, получить достаточную для комфортного наблюдения освещенность объекта, увеличить срок службы осветителя и, тем самым, обеспечить высокие эксплуатационные свойства осветителя. Осветительное устройство может применяться преимущественно в микроскопии, где необходимо яркое эргономичное освещение для точных работ с объектами малого размера.
Из уровня техники известно осветительное устройство, состоящее из источника света в виде лампы накаливания, коллектора и конденсора. Коллектор изображает источник света в апертурную диафрагму конденсора, а конденсор проецирует полевую диафрагму коллектора в плоскость освещаемого предмета. Такой метод освещения является наиболее рациональным и называется "метод освещения по Келеру". В случае, когда светящееся тело источника света проецируется на поверхность освещаемого поля, имеет место критический способ освещения [В.А. Панов, Л.Н. Андреев Оптика микроскопов, Л.: Машиностроение, 1976, стр.325, рис.У111.1].
Недостатком такого осветительного устройства, является то, что исследуемый объект подвергается сильному тепловому воздействию, в результате которого он выцветает. Кроме того, поскольку светящееся тело лампы накаливания выполняется обычно в виде спирали, имеющей продольный размер, за счет очень большого продольного увеличения коллектора, которое равно квадрату его линейного увеличения, изображение светящегося тела лампы сильно вытягивается вдоль оптической оси и при работе микроскопа на малых увеличениях в изображении просматриваются следы витков указанной спирали.
Кроме того, из уровня техники известен осветитель (патент США №6690466, опубл. 10.02.2004), включающий несколько излучателей, испускающих свет в определенных узких диапазонах спектра, электронные схемы управления этими излучателями, обеспечивающие возможность изменения интенсивности светового потока каждого излучателя, а также оптические компоненты, обеспечивающие пространственное сопряжение и гомогенизацию пространственных распределений световых потоков указанных излучателей.
Недостатком данного осветителя является сложность конструкции и высокая стоимость, обусловленные необходимостью использования значительного количества узкополосных излучателей, а также специальных оптических систем для совмещения и гомогенизации пространственных распределений световых потоков излучателей.
Из уровня техники также патент на полезную модель РФ №46110 (дата подачи 24.01.2005), из которого известно осветительное устройство, содержащее в качестве источника света светодиод, излучающее тело которого с плоской выходной поверхностью залито оптически прозрачным веществом и оптически сопряжено с апертурной диафрагмой, а коллектор выполнен иммерсионным с плоско-выпуклой первой линзой, обращенной выпуклостью к освещаемому объекту.
Недостатком заявленной полезной модели является недостаточно продолжительный срок службы осветительного устройства.
В качестве ближайшего аналога выбрано осветительное устройство, состоящее из корпуса из корпуса и двух независимых головок на гибком держателе (сайт Интернет: http://4chub.com.us/svtodiodny-osvtitl-cherry-cl-004.html/ 2008 г.)
Недостатком заявленной полезной модели является сильный нагрев устройства.
Задачей настоящей полезной модели является уменьшение нагрева корпуса осветителя и получение достаточной для комфортного наблюдения освещенности объекта.
Поставленная задача решается путем создания осветительного устройства, корпус которого состоит из анодированного алюминия, а его осветительные головки содержат собирающие линзы.
Головка осветителя (рисунок 1) состоит из корпуса (1), светоизлучающего диода (2), собирающей линзы (3) и пружинного фиксатора (4). Головка смонтирована на гибком держателе типа «гусиная шея» (5). Металлическая подложка для диода (6).
Корпус головки осветителя выполнен из анодированного алюминия и обеспечивает эффективное рассеяние тепла, образующегося при работе светодиода. Температура головки осветителя при максимальной яркости излучения никогда не превышает окружающую температуру более чем на 10°C.
Осветитель с двумя головками (рис.2) состоит из корпуса и двух независимых осветительных головок (1). На боковой стенке корпуса расположен выключатель питания (4). На верхней крышке корпуса расположен светодиодный индикатор включения питания (3) и две ручки плавной регулировки яркости каждой головки осветителя в диапазоне 0-100% (2). Осветитель имеет шнур питания (5), подсоединяемый к электрической сети при помощи плоской вилки. Питание осветителя осуществляется от сети переменного тока напряжением 110-240 вольт.
Наличие двух источников света, смонтированных на гибких держателях, возможность раздельной плавной регулировки, позволяет получить яркое, равномерное, контрастное освещение всей рабочей поверхности (без цветовых пятен) узконаправленным гомогенным белым светом.
В заявленной полезной модели для формирования светового пучка используются светоизлучающие диоды и коллиматорные линзы, обеспечивающие высокую яркость и оптимальную структуру пучка света. При подборе линз особое внимание было уделено созданию однородного пятна освещения по всему полю зрения и полному отсутствию цветовых пятен. Узконаправленный гомогенный пучок света обеспечивает равномерную освещенность поля зрения при работе на всех увеличениях стереомикроскопа от минимального до максимального.
Излучаемый свет в зависимости от устанавливаемого светодиода имеет строго определенный спектральный состав, при этом отсутствует побочное ультрафиолетовое или инфракрасное излучение. Нагрев объекта практически отсутствует, а головка осветителя нагревается незначительно.
Прочный корпус излучателя и блока управления обеспечивают устойчивость к механическим повреждениям. Электронная схема обеспечивает надежную работу в диапазоне от 90 до 260 вольт и нечувствительна к скачкам напряжения.
Конструкция осветителя предполагает более 50 тысяч часов безотказной работы на максимальной яркости излучателя, при этом потребляемая мощность на максимальной яркости излучателей составляет не более 5 Ватт.
Осветитель компактен, имеет небольшой вес и прост в установке и работе.
Осветительное устройство было высоко оценено специалистами биологических институтов Российской Академии Наук.
Рис.2. Осветитель с двумя головками.
Осветитель (рисунок 2) состоит из корпуса и двух независимых осветительных головок на гибких держателях (1). На боковой стенке расположен выключатель питания (2). На верхней крышке корпуса расположен светодиодный индикатор включения питания (3) и две ручки плавной регулировки яркости каждой головки осветителя в диапазоне 0-100% (4). Осветитель имеет шнур питания (5). Корпус осветителя неразборный.