Освітлювач для оптичного мікроскопа

Реферат: Освітлювач для оптичного мікроскопа складається з інтегруючої сфери, яка має вихідну апертуру. Інтегруюча сфера має діаметр від 50 до 700 мм з вихідною апертурою діаметром від 5 до 250 мм, внутрішня поверхня сфери покрита матеріалом, який забезпечує дифузне розсіювання падаючого випромінювання з коефіцієнтом відбиття від 0,5 до 0,9999, перед отворами на поверхні сфери встановлені від 1 до 128 джерел випромінювання у вигляді ламп розжарювання, галогенних ламп, газорозрядних ламп, світловипромінювальних діодів або лазерних діодів з дифузними розсіювальними екранами. UA 67705 U (12) UA 67705 U UA 67705 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до оптичної мікроскопії і може бути використана для рівномірного освітлення площини предмета в оптичних мікроскопах. Найбільш поширеною схемою освітлення в оптичних мікроскопах є схема освітлення по Келеру [1]. Суть освітлення по Келеру полягає у тому, що оптична система освітлювального каналу формує зображення нитки розжарювання в задній фокальній площині мікрооб'єктива при спостереженні зразків у відбитому світлі. При спостереженні прозорих зразків у світлі, що проходить, зображення нитки розжарення формується в передній фокальній площині конденсора. В результаті цього поверхня зразка або задана площина всередині зразка освітлюються паралельними пучками. При цьому, зображення апертурної діафрагми колективу, який збирає потік випромінювання від лампи, формується в площині предмета оптичної системи зображувального каналу. Така схема має ряд недоліків: 1) освітлення площини предмета не є достатньо рівномірним для використання сучасних цифрових камер, хоча і є прийнятним для візуального спостереження; це зумовлено тим, що паралельні пучки в площині предмета мають різний нахил до оптичної осі; 2) потребується точне юстування лампи для того, щоб отримати зображення її спіралі в фокальній площині. Для зменшення цих недоліків в сучасних мікроскопах в оптичну систему освітлювального каналу вводиться дифузний розсіювач оптичного випромінювання. Цей дифузний розсіювач частково підвищує рівномірність освітлення. Крім цього встановлення дифузного розсіювача призводить до суттєвих втрат оптичного випромінювання. Найближчим аналогом, до того, що заявляється, є спосіб, описаний у патенті [2]. В патенті пропонується скористатися інтегруючою сферою та джгутом оптичних волокон для створення рівномірного освітлення в площині предмета. Така схема формує максимально можливу рівномірність освітлення, яка необхідна для сучасних цифрових камер, але вона має ряд принципових недоліків: 1) розміри поля зору у площині предмета у сучасних мікроскопах зіставляє від 0,1 до 50 мм. При використанні інтегруючої сфери з вихідною апертурою 0,1-3 мм, вихідний потік буде недостатнім для використання цифрової камери; 2) при проходженні оптичного випромінювання від інтегруючої сфери по джгуту оптичних волокон, рівномірне освітлення порушується, структура джгута частково переноситься у площині предмета, спектральний склад випромінювання порушується. Задачею пропонованої корисної моделі є спрощення конструкції оптичної системи освітлювального каналу, забезпечення максимальної рівномірності освітлення, зменшення собівартості та часових витрат. Рішення поставленої задачі досягається створенням освітлювача для оптичного мікроскопа, який формує рівномірне поле яскравості у площині, яка оптично узгоджена з площиною предмета оптичної системи зображувального каналу мікроскопа. Даний освітлювач складається з інтегруючої сфери діаметром від 50 до 700 мм, яка має вихідну апертуру діаметром від 5 до 250 мм. Внутрішня поверхня сфери покрита матеріалом, який забезпечує дифузне розсіювання падаючого випромінювання з коефіцієнтом відбиття від 0,5 до 0,9999. Всередині сфери або на її поверхні, або за її межами, перед отворами на поверхні сфери встановлюються від 1 до 128 джерел випромінювання у вигляді ламп розжарювання, галогенних ламп, газорозрядних ламп, світловипромінювальних діодів або лазерних діодів з дифузними розсіювальними екранами. Довжини хвиль джерел випромінювання лежать в діапазоні від 0,2 мкм до 25 мкм, довжина хвилі джерел випромінювання може відрізнятися одна від одної. Суть корисної моделі пояснюється зображенням, де на фігурі показана оптична схема цифрового мікроскопа з освітлювальним каналом на базі дифузного джерела випромінювання. Оптична схема цифрового мікроскопа (кресл.) містить в собі дифузне джерело випромінювання 1, освітлювальний канал для спостережень в світлі, що проходить 2, колектив 3, вихідна та вхідна зіниці конденсора 4, конденсор 5, дзеркальний відбивач 6, мікрооб'єктив 7, вихідна та вхідна зіниці мікрооб'єктива 8, рухомий столик для кріплення зразків 9, досліджуваний зразок 10, світлодільник 11, зображувальний канал 12, освітлювальний канал для спостережень у відбитому світлі 13, тубусна лінза 14, матричний фотоприймач цифрової камери 15, цифрова камера 16. Запропоноване рішення не має перерахованих вище недоліків, а навпаки має рад переваг: 1) досягається максимально можлива рівномірність освітлення площини предмета при будьяких збільшеннях оптичної системи освітлювального каналу мікроскопа, яка формує зображення вихідної апертури інтегруючої сфери в площині предмета мікроскопа, де розміщується зразок для спостереження; 1 UA 67705 U 5 10 2) спрощується конструкція оптичної системи освітлювального каналу, ця система повинна формувати зображення вихідної апертури інтегруючої сфери в площині предмета оптичної системи зображувального каналу; 3) зникає необхідність у юстуванні лампи освітлювального каналу, освітлювач забезпечує стабільне рівномірне освітлення після встановлення на оптичному мікроскопі, що спрощує його експлуатацію та обслуговування; 4) освітлювач може встановлюватись на мікроскопах замість штатного освітлювача без змін оптичної системи освітлювального каналу. Це дозволяє встановити запропонований освітлювач з мінімальним фінансовими та часовими витратами на старі та нові оптичні мікроскопи. Джерела інформації: 1. US 1,143,287, A: Kohler, Lighting system for cinematographs, June 15, 1915. 2. US 2005/0259437 Al, G02B 21/06: Gerald L. Klein, Phillip Freund, Apparatus, systems and methods relating to illumination for microscopes, November 24, 2005. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Освітлювач для оптичного мікроскопа, який складається з інтегруючої сфери, яка має вихідну апертуру, який відрізняється тим, що інтегруюча сфера має діаметр від 50 до 700 мм з вихідною апертурою діаметром від 5 до 250 мм, внутрішня поверхня сфери покрита матеріалом, який забезпечує дифузне розсіювання падаючого випромінювання з коефіцієнтом відбиття від 0,5 до 0,9999, перед отворами на поверхні сфери встановлені від 1 до 128 джерел випромінювання у вигляді ламп розжарювання, галогенних ламп, газорозрядних ламп, світловипромінювальних діодів або лазерних діодів з дифузними розсіювальними екранами. 2 UA 67705 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3