RU207250U1

RU207250U1 - PORTABLE MICROSCOPE

Info

Publication number: RU207250U1
Application number: RU2021118982U
Authority: RU
Inventors: Олег Викторович Понин; Игорь Рикафович Галявов; Максим Андреевич Симонов; Михаил Иванович Фокин; Иван Александрович Орлов
Original assignee: Акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла"
Priority date: 2021-06-28
Filing date: 2021-06-28
Publication date: 2021-10-20

Abstract

Полезная модель предназначена для просмотра и контроля включений и дефектов на поверхности и в глубине прозрачных сред, преимущественно оптических заготовок и линз.Портативный микроскоп содержит тубус с объективом и окуляром. При этом объективная часть тубуса выполнена с винтовой резьбой на наружной поверхности, на которой установлен в зацеплении стакан с основанием, имеющем осевое отверстие и круглое углубление большего диаметра, с возможностью перемещения стакана вдоль тубуса. В основании стакана в наклонных гнездах установлены по крайней мере три светодиода. На стакане закреплен аккумулятор, соединенный со светодиодами, а на заднем его торце - гайка в сцеплении с резьбовой частью тубуса. В задней фокальной плоскости объектива (в передней фокальной плоскости окуляра) установлена измерительная сетка со шкалой.Технический результат: повышение контраста изображения и точности контроля включений и дефектов на поверхности и в глубине оптической детали с размерами более 0,03 мм.The utility model is intended for viewing and monitoring inclusions and defects on the surface and in the depth of transparent media, mainly optical blanks and lenses. A portable microscope contains a tube with a lens and an eyepiece. In this case, the objective part of the tube is made with a screw thread on the outer surface, on which a glass is mounted in engagement with a base having an axial hole and a circular recess of a larger diameter, with the possibility of moving the glass along the tube. At least three LEDs are installed in the base of the glass in sloped slots. A battery is attached to the glass, connected to the LEDs, and at its rear end there is a nut in engagement with the threaded part of the tube. A measuring grid with a scale is installed in the rear focal plane of the objective (in the front focal plane of the eyepiece). Technical result: increased image contrast and accuracy of control of inclusions and defects on the surface and in the depth of the optical part with dimensions greater than 0.03 mm.

Description

Полезная модель относится к оптическим приборам, а именно к микроскопам, используемым для просмотра и контроля включений и дефектов на поверхности и в глубине прозрачных сред, в частности - оптических заготовок и линз (царапин, пузырей, точек, кристаллов и т.п. размерами более 0,03 мм).The utility model relates to optical instruments, namely to microscopes used for viewing and monitoring inclusions and defects on the surface and in the depth of transparent media, in particular, optical blanks and lenses (scratches, bubbles, dots, crystals, etc.) with dimensions greater than 0.03 mm).

Известен общедоступный прибор для контроля чистоты поверхности оптических деталей лупа ЛИ-3-10^x согласно ГОСТ 25706-83. Лупа содержит окуляр с сеткой, отличающаяся тем, что она позволяет производить контроль чистоты рабочих поверхностей оптических деталей и не позволяет производить контроль в массе стекла. Однако сетка лупы имеет цену деления 0,1 мм, что делает контроль оптических дефектов размерами менее 0,1 мм невозможным, а также в ходе оперативного контроля оптических деталей шкала сетки соприкасается с рабочей поверхностью детали и появляется риск появления новых дефектов на детали. Признаками данного аналога, совпадающими с существенными признаками полезной модели, являются окуляр и сетка.Known publicly available device for monitoring the surface cleanliness of optical parts of the magnifier LI-3-10 ^x according to GOST 25706-83. The magnifier contains an eyepiece with a reticle, characterized in that it allows you to control the cleanliness of the working surfaces of optical parts and does not allow control in the bulk of the glass. However, the mesh of the magnifying glass has a scale of 0.1 mm, which makes it impossible to control optical defects smaller than 0.1 mm, and also during the operational inspection of optical parts the scale of the mesh comes into contact with the working surface of the part and there is a risk of new defects on the part. The features of this analogue, which coincide with the essential features of the utility model, are the eyepiece and reticle.

Известен портативный цифровой микровизор (RU 167811 U1, МПК G02B 21/06, опубликовано 10.01.2017), содержащий корпус, группу осветителей видимого, инфракрасного и ультрафиолетового диапазона, линзу-объектив, фокусировочный механизм, фотоэлектронный приемник изображения, схему питания и управления, отличающийся тем, что отсутствует возможность перемещения предметной плоскости. Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками полезной модели, является оптическая система и наличие подсветки в видимом диапазоне. Однако невозможно осуществить контроль дефектов в массе стекла на данном портативном микровизоре без применения дополнительных средств, что делает невозможным осуществление контроля дефектов в полевых условиях и не решит поставленную задачу.Known portable digital microvisor (RU 167811 U1, IPC G02B 21/06, published 01/10/2017), containing a housing, a group of illuminators of the visible, infrared and ultraviolet range, lens-objective, focusing mechanism, photoelectronic image receiver, power supply and control circuit, which is different the fact that there is no possibility of moving the object plane. The features of the analogue, which coincide with the essential features of the utility model, are the optical system and the presence of illumination in the visible range. However, it is impossible to carry out control of defects in the mass of glass on this portable microvisor without the use of additional means, which makes it impossible to control defects in the field and will not solve the problem.

Портативный микроскоп согласно ЕР 0528100 кл. G02B 21/00, 1993 г., содержит полый цилиндрический корпус и расположенный последовательно вдоль оси окуляр, выдвижную предметную пластину из прозрачного материала и осветитель с источником питания, при этом окуляр установлен с возможностью осевого перемещения. Микроскоп обладает ограниченными возможностями, увеличение его невелико, он неудобен в обращении, тяжел. Он не выполнит поставленную задачу, так как в нем, кроме того, нет измерительного устройства.Portable microscope according to EP 0528100 cl. G02B 21/00, 1993, contains a hollow cylindrical body and an eyepiece located in series along the axis, a retractable object plate made of transparent material and an illuminator with a power source, while the eyepiece is mounted for axial movement. The microscope has limited capabilities, its magnification is small, it is inconvenient to use, and heavy. He will not fulfill the task, since, moreover, there is no measuring device in it.

Наиболее близким конструктивно к предлагаемой полезной модели является портативный микроскоп (RU 6918 U1, опубликовано 16.06.1998 г.), содержащий тубус с объективом и окуляром, при этом объективная часть тубуса выполнена с винтовой резьбой на наружной поверхности, на которой установлен в зацеплении стакан с возможностью его перемещения вдоль тубуса. Стакан имеет отверстие в днище (основании) для прохождения светового потока и круглое углубление большего диаметра для размещения в нем предметной пластинки. Освещение пластинки естественное, что не дает необходимого контраста. Фокусировка микроскопа ограничена только поверхностью предметной пластинки и не далее, поэтому данный портативный микроскоп не решит поставленную задачу.Structurally closest to the proposed utility model is a portable microscope (RU 6918 U1, published on June 16, 1998), containing a tube with a lens and an eyepiece, while the objective part of the tube is made with a screw thread on the outer surface, on which the glass is mounted in engagement with the ability to move it along the tube. The glass has an opening in the bottom (base) for the passage of the light flux and a round recess of a larger diameter for placing a subject plate in it. The illumination of the plate is natural, which does not provide the necessary contrast. The focusing of the microscope is limited only by the surface of the object plate and no further, so this portable microscope will not solve the problem.

Задачей полезной модели является повышение контраста изображения и точности контроля включений и дефектов на поверхности и в объеме оптической детали.The task of the utility model is to increase the contrast of the image and the accuracy of control of inclusions and defects on the surface and in the volume of the optical part.

Поставленная задача достигается тем, что в портативном микроскопе, содержащем тубус с объективом и окуляром, при этом объективная часть тубуса выполнена с винтовой резьбой на наружной поверхности, на которой установлен в зацеплении стакан с основанием, имеющем отверстие в качестве светового окна и круглое углубление большего диаметра, с возможностью перемещения стакана вдоль тубуса, в отличие от известного, в основании установлены в наклонных гнездах по крайней мере три светодиода, на стакане закреплен аккумулятор, соединенный со светодиодами, на заднем торце стакана закреплена гайка в сцеплении с резьбовой частью тубуса, в задней фокальной плоскости объектива (в передней фокальной плоскости окуляра) установлена сетка со шкалой.The task is achieved by the fact that in a portable microscope containing a tube with an objective and an eyepiece, while the objective part of the tube is made with a screw thread on the outer surface, on which a glass is mounted in engagement with a base having a hole as a light window and a round recess of a larger diameter , with the possibility of moving the glass along the tube, in contrast to the known one, at least three LEDs are installed in the base in inclined sockets, a battery connected to the LEDs is fixed on the glass, a nut is fixed at the rear end of the glass in engagement with the threaded part of the tube, in the rear focal plane of the objective (in the front focal plane of the eyepiece) a reticle with a scale is installed.

Размещение минимум трех светодиодов вблизи контролируемого объекта и направленность их световых потоков обеспечивает равномерное освещение области исследования, повышает контраст изображения. Небольшая высота опорного торца тубуса позволяет производить контроль на глубине, равной фокусу передней склейки. Наличие в микроскопе сетки позволяет более точно контролировать включения в оптической детали, на практике размером порядка 0,03 мм и более. По сравнению с прототипом в микроскопе отсутствует предметная пластинка, так как она только мешала бы измерениям, а аналогичное круглое углубление на торце основания выполнено для максимального уменьшения площади кольцевой контактной поверхности, взаимодействующей с контролируемой оптической деталью.Placing at least three LEDs near the controlled object and the direction of their light flux provides uniform illumination of the study area, increases the image contrast. The small height of the support end of the tube allows control at a depth equal to the focus of the front gluing. The presence of a grid in the microscope makes it possible to more accurately control inclusions in the optical part, in practice, of the order of 0.03 mm or more. Compared to the prototype, the microscope does not have a subject plate, since it would only interfere with measurements, and a similar circular recess at the end of the base is made to minimize the area of the annular contact surface interacting with the controlled optical part.

Полезная модель поясняется чертежом.The utility model is illustrated by a drawing.

Портативный микроскоп содержит тубус 1, внутри которого размещена оптическая система в виде объектива 2 и соосно ему окуляра 3. Наружная поверхность тубуса выполнена с винтовой резьбой 4, а на ней установлен в зацеплении стакан 5 с состыкованным с ним основанием 6 из мягкого пластика, например, полиамида, с осевым отверстием в качестве светового окна. В боковых наклонных под углом в пределах 15°-45° к оптической оси гнездах 7 основания установлены светодиоды 8 в количестве минимум трех штук и таким образом, чтобы они равномерно освещали область исследования. На стакане 5 закреплен аккумулятор 9, соединенный со светодиодами проводами (на чертеже не показаны). На переднем торце 10 основания 6 выполнено круглое углубление 11 большего, чем осевого отверстия, диаметра. На заднем торце стакана закреплена гайка 12 в сцеплении с резьбовой частью 4 тубуса 1. К тубусу 1 в его передней части прикручена шпонка 13, которая располагается в шпоночном пазе 14 стакана 5, обеспечивая отсутствие вращения тубуса для удобства контроля при линейном смещении. В окулярной части тубуса 1 установлена в передней фокальной плоскости окуляра - в задней фокальной плоскости объектива - сетка 15. На сетке 15 нанесены штрихи с заданной частотой, например, для практических целей с частотой, обеспечивающей цену деления 0,03 мм.The portable microscope contains a tube 1, inside of which there is an optical system in the form of an objective 2 and an eyepiece 3 coaxial to it. polyamide, with an axial hole as a light window. In the side slots 7 of the base, inclined at an angle within 15 ° -45 ° to the optical axis, LEDs 8 are installed in an amount of at least three pieces and in such a way that they uniformly illuminate the study area. On the glass 5, a battery 9 is fixed, connected to the LEDs by wires (not shown in the drawing). On the front end 10 of the base 6, a circular recess 11 is made with a diameter larger than the axial hole. At the rear end of the glass, a nut 12 is fixed in engagement with the threaded part 4 of the tube 1. A key 13 is screwed to the tube 1 in its front part, which is located in the keyway 14 of the glass 5, ensuring that the tube does not rotate for ease of control during linear displacement. In the ocular part of the tube 1, a reticle 15 is installed in the front focal plane of the eyepiece - in the rear focal plane of the objective lens. The reticle 15 contains strokes with a predetermined frequency, for example, for practical purposes, with a frequency that provides a division price of 0.03 mm.

Работает портативный микроскоп (ПМ) следующим образом. Устанавливают ПМ основанием 6 на контролируемую оптическую деталь. Включают светодиоды 8. Наблюдая в окуляр 3 поле зрения и вращая гайку 12, продвигают объектив 2 «вперед-назад» и фокусируют ПМ на имеющемся дефекте - поверхностном или глубинном. Отраженный от дефекта свет проходит через объектив и фокусируется увеличенным на сетке 15, наблюдая сетку 15 через окуляр 3 контролируют класс чистоты и размер дефектов. Для практических целей достаточно иметь увеличение ПМ порядка 20^х-30^х.The portable microscope (PM) works as follows. Install the PM with the base 6 on the controlled optical part. LEDs 8 are turned on. Observing the field of view through the eyepiece 3 and rotating the nut 12, move the lens 2 "back and forth" and focus the PM on the existing defect - superficial or deep. The light reflected from the defect passes through the lens and focuses magnified on the reticle 15, observing the reticle 15 through the eyepiece 3, they control the purity class and the size of the defects. For practical purposes, it is sufficient to have an increase in PM of the order of 20 ^x -30 ^x .

Таким образом, компактная направленная подсветка области наблюдения светодиодами обеспечивает высокий контраст изображения контролируемых дефектов. Винтовая пара в качестве фокусирующего механизма обеспечивает продвижение предметной плоскости в массив контролируемого объекта (до 20-25 мм) в зависимости от степени его прозрачности и величины переднего фокального отрезка объектива. Наличие сетки позволяет контролировать класс чистоты и величину дефектов размерами более 0,03 мм. Вывод: технический результат обеспечен. ПМ промышленно применим, так как изготавливается из стандартных оптических, механических и других деталей, стандартны и методы исследования.Thus, the compact directional illumination of the observation area with LEDs provides a high contrast of the image of the monitored defects. A screw pair as a focusing mechanism ensures the advancement of the object plane into the array of the controlled object (up to 20-25 mm), depending on the degree of its transparency and the size of the front focal segment of the objective. The presence of the mesh allows you to control the cleanliness class and the size of defects larger than 0.03 mm. Conclusion: the technical result is provided. PM is industrially applicable, since it is made from standard optical, mechanical and other parts, and research methods are also standard.

Claims

1. A portable microscope containing a tube with a lens and an eyepiece, while the objective part of the tube is made with a screw thread on the outer surface, on which a glass is mounted in engagement with a base having an axial hole and a round recess of a larger diameter with the ability to move the glass along the tube, which is different the fact that at least three LEDs are installed in the base of the glass in inclined sockets, a battery connected to the LEDs is attached to the glass, a nut is fixed at the rear end of the glass in engagement with the threaded part of the tube, in the rear focal plane of the lens (in the front focal plane of the eyepiece) a grid with a scale is installed.

2. A portable microscope according to claim 1, characterized in that the base of the glass is made of soft plastic that does not scratch the item to be inspected.

3. A portable microscope according to claim 1 or 2, characterized in that a key located in the keyway of the glass is fixed in the front part of the tube.