RU47112U1

RU47112U1 - MICROSCOPE

Info

Publication number: RU47112U1
Application number: RU2004120173/22U
Authority: RU
Inventors: Р.М. Рагузин; В.А. Панов
Original assignee: Открытое акционерное общество "ЛОМО"
Priority date: 2004-07-06
Filing date: 2004-07-06
Publication date: 2005-08-10

Abstract

Использование: в прикладной механике, в оптическом приборостроении, особенно в микроскопостроениии.Usage: in applied mechanics, in optical instrumentation, especially in microscopic engineering.

Задача: расширение функциональных возможностей, улучшение качества изображения, упрощение схемы и конструкции устройства.Objective: expanding functionality, improving image quality, simplifying the circuit and design of the device.

Сущность: в микроскопе, содержащем два оптических канала, в одном из которых установлен окуляр, систему для увеличения глубины резкого изображения с отражательными подвижными поверхностями и светоделитель, система для увеличения глубины резкого изображения выполнена в виде зеркал, отражательные подвижные поверхности которых расположены под прямым углом с двух сторон светоделителя, установленного с возможностью поворота, при этом одна из отражательных подвижных поверхностей смещена относительно другой на заданную величину глубины резкости в пространстве изображений, а в каждом оптическом канале перед отражательными подвижными поверхностями установлены светофильтры.SUBSTANCE: in a microscope containing two optical channels, in one of which an eyepiece is installed, a system for increasing the depth of sharp image with reflective moving surfaces and a beam splitter, a system for increasing the depth of sharp image is made in the form of mirrors, the reflective moving surfaces of which are located at right angles to two sides of the beam splitter mounted for rotation, while one of the reflective moving surfaces is offset relative to the other by a predetermined depth p viscosity in the image space, and in each optical channel before moving reflective surfaces mounted filters.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к прикладной механике и может быть использована в оптическом приборостроении, особенно в микроскопостроениии.The proposed utility model relates to applied mechanics and can be used in optical instrumentation, especially in microscopic engineering.

В микроскопах существенным недостатком является малая глубина в плоскости объекта, не превышающая при апертурах больше 1, долей микрометра (0,2-0,3 мкм). Такая небольшая величина глубины резкости затрудняет формирование представления о полной форме объекта исследования, взаимном расположении структур в пространстве, проведение измерений и т.д.In microscopes, a significant drawback is the shallow depth in the plane of the object, not exceeding at apertures greater than 1, fractions of a micrometer (0.2-0.3 microns). Such a small value of the depth of field makes it difficult to form an idea of the full shape of the object of study, the relative position of the structures in space, measurements, etc.

Поэтому известны различные конструкции микроскопов для повышения глубины резкости в системах наблюдения [1, 2 и 3].Therefore, various designs of microscopes are known to increase the depth of field in observation systems [1, 2, and 3].

Известные микроскопы отличаются большой сложностью схем и конструкций и требуют больших затрат на изготовление, юстировку и эксплуатацию.Known microscopes are very complex schemes and designs and require high costs for manufacturing, alignment and operation.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является микроскоп с двумя оптическими каналами для одновременной наводки на резкость по двум предметным плоскостям, находящимися на расстоянии одна от другой [4], содержащий окуляр, установленный в одном из оптических каналов, систему для увеличения глубины резкого изображения с отражательными подвижными поверхностями и светоделитель.The closest technical solution to the claimed utility model is a microscope with two optical channels for simultaneous focusing on two subject planes located at a distance from one another [4], containing an eyepiece mounted in one of the optical channels, a system for increasing the depth of sharp image with reflective moving surfaces and a beam splitter.

Система для увеличения глубины резкого изображения выполнена в виде прямоугольных призм с отражательными подвижными поверхностями, при этом для изменения оптического пути одна из прямоугольных призм имеет перемещение.The system for increasing the depth of the sharp image is made in the form of rectangular prisms with reflective moving surfaces, while for changing the optical path one of the rectangular prisms has displacement.

Недостатком известного устройства является достаточно сложная оптическая схема, большой ход оптических лучей в стеклянных призмах, что приводит к появлению рассеянного света, снижающего контраст и A disadvantage of the known device is a rather complex optical scheme, a large path of optical rays in glass prisms, which leads to the appearance of scattered light, which reduces contrast and

освещенность изображения, а также к усложнению конструкции и юстировки устройства.illumination of the image, as well as to complicate the design and alignment of the device.

Основной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение функциональных возможностей, улучшение качества изображения, упрощение схемы и конструкции устройства.The main task, which the utility model is aimed at, is to expand the functionality, improve image quality, simplify the circuit and design of the device.

Для решения поставленной задачи предложен микроскоп, который, как и прототип содержит два оптических канала, в одном из которых установлен окуляр, систему для увеличения глубины резкого изображения с отражательными подвижными поверхностями и светоделитель.To solve this problem, a microscope is proposed, which, like the prototype, contains two optical channels, in one of which an eyepiece is installed, a system for increasing the depth of a sharp image with reflective moving surfaces and a beam splitter.

В отличие от прототипа в предлагаемом микроскопе система для увеличения глубины резкого изображения выполнена в виде зеркал, отражательные подвижные поверхности которых расположены под прямым углом с двух сторон светоделителя, установленного с возможностью поворота, при этом одна из отражательных подвижных поверхностей смещена относительно другой на заданную величину глубины резкости в пространстве изображений, а в каждом оптическом канале перед отражательными подвижными поверхностями установлены светофильтры.In contrast to the prototype in the proposed microscope, the system for increasing the depth of sharp images is made in the form of mirrors, the reflective moving surfaces of which are located at right angles on both sides of the beam splitter, mounted with rotation, while one of the reflective moving surfaces is offset relative to the other by a predetermined depth sharpness in the space of images, and in each optical channel in front of the reflective moving surfaces, light filters are installed.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что, благодаря введению в каждый канал светофильтров, обеспечивается возможность наблюдения цветных изображений объектов, расположенных в разных слоях вдоль оптической оси микроскопа, а, благодаря обеспечению поворота светоделителя, появляется возможность дискретного изменения яркости изображения в каждом оптическом канале и смещение одного изображения относительно другого, а наличие независимых перемещений отражательных поверхностей вдоль оптических осей позволяет изменять расстояние между изучаемыми слоями объекта.The essence of the proposed utility model is that, thanks to the introduction of filters in each channel, it is possible to observe color images of objects located in different layers along the optical axis of the microscope, and, due to the rotation of the beam splitter, it becomes possible to discretely change the brightness of the image in each optical channel and the displacement of one image relative to another, and the presence of independent movements of reflective surfaces along the optical axes allows changing s the distance between the layers of the object under study.

Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором представлен общий вид устройства.The proposed utility model is illustrated in the drawing, which shows a General view of the device.

Микроскоп состоит из линзовой системы окуляра 1, светоделителя 2, зеркал 3 и 4, светофильтров 5 и 6. Оптическая система микроскопа, в котором устанавливается предлагаемый окуляр 7.The microscope consists of a lens system of the eyepiece 1, a beam splitter 2, mirrors 3 and 4, optical filters 5 and 6. The optical system of the microscope, in which the proposed eyepiece 7 is installed.

Микроскоп содержит два оптических канала I и II и объектив 7.The microscope contains two optical channels I and II and lens 7.

Микроскоп работает следующим образом.The microscope operates as follows.

Световой пучок в оптическом канале I после прохождения оптической системы объектива микроскопа 7 и светоделителя 2 отражается от зеркала 4, светоделителя 2 и направляется в линзовую систему окуляра 1, где и образует изображение объекта.The light beam in the optical channel I after passing through the optical system of the microscope objective 7 and the beam splitter 2 is reflected from the mirror 4, the beam splitter 2 and sent to the lens system of the eyepiece 1, where it forms the image of the object.

Световой пучок в оптическом канале II после отражения от светоделителя 2, падает на зеркало 3. После отражения пучок в оптическом канале II проходит через светоделитель 2 и направляется в линзовую систему окуляра 1.The light beam in the optical channel II after reflection from the beam splitter 2, falls on the mirror 3. After reflection, the beam in the optical channel II passes through the beam splitter 2 and is sent to the lens system of the eyepiece 1.

Зеркала 3 и 4 установлены на разном расстоянии относительно точки О пересечения оптических каналов I и II.Mirrors 3 and 4 are installed at different distances relative to the point O of the intersection of the optical channels I and II.

Причем зеркало 4 находится на расстоянии, увеличенном на величину ΔА=nTV² мм, где n - число просматриваемых глубин, Т -глубина резкого изображения в пространстве предметов в мм, V-увеличение оптической системы объектива микроскопа 7.Moreover, the mirror 4 is located at a distance increased by ΔА = nTV ² mm, where n is the number of depths viewed, T is the depth of the sharp image in the space of objects in mm, V is the magnification of the optical system of the microscope lens 7.

При обычных для микроскопии апертурах от 0,03 до 1,3 и увеличениях объективов от 5^х до 100^х и n=1, величина ДА находится в пределах 0,1-4 мм.With usual apertures for microscopy from 0.03 to 1.3 and lens magnifications from 5 ^x to 100 ^x and n = 1, the DA value is in the range of 0.1-4 mm.

Таким образом, в поле зрения линзовой системы окуляра 1 совмещены два изображения: исходное и расположенное выше или ниже исходного на одну или несколько глубин резкого изображения. Для получения такого изображения зеркала 3 или 4 могут перемещаться вдоль оптических каналов I и II. Цветное выделение изображений, расположенных и в исходной и в смещенной предметных плоскостях, может производиться с помощью светофильтров 5 и 6, установленных в оптических каналах I и II.Thus, two images are combined in the field of view of the lens system of the eyepiece 1: the original image and one or more depths of the sharp image located above or below the original one. To obtain such an image, mirrors 3 or 4 can be moved along the optical channels I and II. Color selection of images located in the original and in the displaced subject planes can be performed using filters 5 and 6 installed in the optical channels I and II.

При повороте светоделителя 2 на небольшой угол (до 2°) происходит смещение изображений. При повороте светоделителя 2 на угол 90° происходит резкое изменение яркости изображений.When the beam splitter 2 is rotated by a small angle (up to 2 °), the images are shifted. When the beam splitter 2 is rotated through an angle of 90 °, a sharp change in the brightness of the images occurs.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет с помощью достаточно простой схемы производить визуальный просмотр или фиксацию на ином приемнике информации объекта, протяженного на глубине вдоль оптической оси с выделением отдельных просматриваемых зон.Thus, the proposed utility model allows using a fairly simple scheme to visually view or fix on another receiver the information of an object extended at a depth along the optical axis with the allocation of individual viewing zones.

Особенно перспективным является использование предлагаемого решения при контроле и изготовлении микросхем, состоящих из многих слоев. При этом, благодаря перемещению зеркал 3 или 4 можно наблюдать не только соседние слои, но и слои, расположенные на расстоянии, равном нескольким глубинам резкости (до 5-7).Particularly promising is the use of the proposed solution in the control and manufacture of microcircuits consisting of many layers. Moreover, due to the movement of mirrors 3 or 4, one can observe not only adjacent layers, but also layers located at a distance equal to several depths of field (up to 5-7).

Цветное выделение каждого слоя позволяет повысить контраст изображения объекта.Color highlighting of each layer allows to increase the contrast of the image of the object.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

1. Германия, патент №4439508, МПК: 6 G 02В 21/06, 12.10.1997 г.1. Germany, patent No. 4439508, IPC: 6 G 02B 21/06, 10/12/1997

2. WO, патент №9624082, МПК: 6 G 02В 21/00, 18.08.1997 г.2. WO, patent No. 96624082, IPC: 6 G 02B 21/00, 08/18/1997

3. Франция, патент №2626383, МПК: 4 G 02В 27/20, 26/10 27.01.1988г.3. France, patent No. 2626383, IPC: 4 G 02B 27/20, 26/10 01/27/1988

4. ФРГ, заявка №2834204, МПК: G 02В 21/18, 10.07.1980 г. -прототип.4. Germany, application No. 2834204, IPC: G 02B 21/18, 07/10/1980 - prototype.

Claims

A microscope containing two optical channels, in one of which an eyepiece is installed, a system for increasing the depth of sharp image with reflective moving surfaces and a beam splitter, characterized in that the system for increasing the depth of sharp image is made in the form of mirrors, the reflective moving surfaces of which are located at right angles on both sides of the beam splitter mounted for rotation, while one of the reflective moving surfaces is offset relative to the other by a predetermined amount Depth of field in the image space, and in each optical channel before moving reflective surfaces mounted filters.