專利名稱：用于顯微鏡的照明方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯微鏡或顯微電視系統(tǒng)的照明方法及裝置，特別適于微循環(huán)醫(yī)學(xué)等研究領(lǐng)域。
目前，在顯微鏡中常用的人工照明光源有四種鎢絲燈、鹵鎢燈、汞燈和單次閃光燈。發(fā)光形式，前三種是連續(xù)發(fā)光，第四種是單次脈沖式發(fā)光。其中，鎢絲燈由于亮度低，通常只適用于一般透射照明觀察;單次閃光燈由于是單次脈沖發(fā)光，只能用于顯微攝影;鹵鎢燈和汞燈亮度較高，可用于顯微鏡或顯微電視系統(tǒng)的透射或落射照明，但是，由于它們的特性和連續(xù)發(fā)光的形式，存在以下三個(gè)問題a)亮度和被照物溫升的矛盾。顯微電視系統(tǒng)往往要求照明有足夠亮度，特別是在落射光照明時(shí)，要求有更高的亮度，因此，需加大光源功率，但功率加大后，隨之引起的是被照物的溫升增高，這在一些生物、醫(yī)學(xué)應(yīng)用中是不允許的;
b)色彩失真。由于鹵鎢燈發(fā)光光譜分布偏重于可見光的長波長(黃、紅色)，而汞燈則偏重于可見光短波長(藍(lán)、紫色)，因此，當(dāng)用于彩色攝像或彩色攝影時(shí)，都會造成色彩失真;
c)動(dòng)態(tài)圖像模糊。由于電視圖像是靠電子束掃描獲得，完成每一幅圖像，電子束掃描需一定的時(shí)間。因此，對于活動(dòng)的被照物(在微循環(huán)醫(yī)學(xué)等研究領(lǐng)域的被照物常是活動(dòng)的)。采用連續(xù)光照明方法，在電子束掃描這段時(shí)間里，被照物發(fā)生移動(dòng)，從而造成動(dòng)態(tài)圖像模糊，顯微放大倍數(shù)愈高、被照物移動(dòng)速度愈大，圖像愈模糊。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種能滿足亮度高而被照物溫升低;被照物色彩逼真以及動(dòng)態(tài)圖像清晰的用于顯微的照明方法及所需的裝置。
為了完成上述任務(wù)，本發(fā)明采用下述照明方法并設(shè)計(jì)一套專用于此方法的照明裝置。
本發(fā)明的方法主要是解決從照明光源所發(fā)出的光以何種方式落射或透射在被照物上，其特點(diǎn)是由控制電源按一定的時(shí)序關(guān)系點(diǎn)燃氙燈，使氙燈具有足夠能量發(fā)出重復(fù)脈沖光，光脈沖重復(fù)率為大于46次/秒，此脈沖光經(jīng)反光鏡和聚光透鏡會聚后，有效地照在光纖束的輸入端，光纖的直徑和長度根據(jù)需要選用，脈沖光通過光纖束輸出端經(jīng)濾光片和光學(xué)透鏡照射被照物。供電電壓為220V、頻率為50HZ、功耗為50W。
專門用于上述方法的裝置，主要由控制電源7、氙燈5、反光鏡6、聚光透鏡4、和光纖束3組成。在光纖束的輸出端根據(jù)應(yīng)用的需要可安置綠色或藍(lán)色的濾光片2。由于通過光纖束的脈沖光發(fā)散較大，故在光纖束的輸出端還安置了一個(gè)光學(xué)透鏡1，使照在被照物上的脈沖光的發(fā)散角得以改善。
本發(fā)明的照明方法及其裝置具有下列優(yōu)點(diǎn)a)由于采用脈沖氙燈使其發(fā)光光譜接近日光，大大減小色彩失真。
b)改變傳統(tǒng)的連續(xù)發(fā)光方式為重復(fù)脈沖發(fā)光方式，其發(fā)光區(qū)時(shí)間較短，而不發(fā)光區(qū)時(shí)間遠(yuǎn)長于發(fā)光區(qū)時(shí)間。因此，與連續(xù)發(fā)光的形式比較，在發(fā)光功率一定的條件下，本發(fā)明能使被照物產(chǎn)生溫升的平均功率大大降低，能有效克服亮度和被照物溫升的矛盾。
c)因電視掃描建立圖像需一定時(shí)間，由于氙燈發(fā)光區(qū)時(shí)間短，不發(fā)光區(qū)時(shí)間長，即電視掃描這段時(shí)間內(nèi)有較長時(shí)間是無光照射被照物，使被照物移動(dòng)過程中不建立新的圖像，只有在下一個(gè)脈沖發(fā)光區(qū)中再建立一個(gè)新的圖像。因此，對于動(dòng)態(tài)的被照物，在每幅圖像中相對靜止，即解決了連續(xù)照明的方式使動(dòng)態(tài)圖像模糊的缺點(diǎn)。為了使人眼無閃爍的感覺，一般重復(fù)脈沖發(fā)光的重復(fù)率應(yīng)大于46次/秒。


圖1為專用于本發(fā)明照明方法的裝置示意圖。
圖2為本發(fā)明裝置中氙燈兩種結(jié)構(gòu)型式的示意圖。
圖3為本發(fā)明的重復(fù)脈沖光波形示意圖。
圖4為本發(fā)明裝置中控制電源的電路原理圖。
參照附圖進(jìn)一步說明應(yīng)用于本發(fā)明方法的裝置結(jié)構(gòu)方案。
本發(fā)明的裝置如圖1所示，控制電源7與氙燈5電連接，在氙燈一側(cè)安置有反光鏡6，另一側(cè)安置有聚光透鏡4，此聚光透鏡安置在光纖3的輸入端，在光纖3的輸出端安置有濾光片2，在濾光片的另一側(cè)安置光學(xué)透鏡1。
控制電源7按一定時(shí)序點(diǎn)燃氙燈5，氙燈發(fā)出脈沖光，其重復(fù)率為50次/秒。此脈沖光經(jīng)反光鏡6與聚光透鏡4會聚后進(jìn)入光纖3的輸入端，經(jīng)光纖輸出端、濾光片2和光學(xué)透鏡1后照射被照物。
如圖2所示，本發(fā)明裝置所采用的氙燈為小型的直管式氙燈5a，或U型管式氙燈5b。
本發(fā)明裝置的控制電源由主回路與控制電路兩大部分組成。如圖4所示，主回路由調(diào)壓可控硅S1、充電可控硅S2、觸發(fā)可控硅S3、儲能電容C與氙燈5電連接而成;由單結(jié)晶體管T1產(chǎn)生與電網(wǎng)同步的可調(diào)相脈沖通過調(diào)節(jié)電位器W的電阻值，即可改變儲能電容C上的電壓，以調(diào)節(jié)氙燈發(fā)光強(qiáng)度。
Ic1和Ic2為集成穩(wěn)壓電路，為整機(jī)的晶體管和集成電路提供穩(wěn)定的直流電壓。
控制電路有三組，工作時(shí)可任取一組與主回路一起完成控制點(diǎn)燃氙燈。此三組控制電路a)由全電視信號輸入端TVi與由晶體管T2、T3、T4、T5構(gòu)成的同步分離電路所組成。此電路形成與電視場頻同步的頻率基準(zhǔn)信號，使氙燈與電視系統(tǒng)的場頻同步閃光;
b)由Ci端與照相機(jī)閃光燈連動(dòng)線組成。此電路可使氙燈受照相機(jī)快門控制閃光;
c)由電阻R、穩(wěn)壓二極管D組成的電路。該電路形成電網(wǎng)同步脈沖發(fā)生電路，產(chǎn)生機(jī)內(nèi)頻率基準(zhǔn)信號，在Ci端或TVi端無輸入時(shí)，通過此電路可使氙燈按機(jī)內(nèi)頻率基準(zhǔn)閃光。
圖4所示集成塊Ic3和Ic4組成時(shí)序脈沖發(fā)生電路，以保證儲能電容C充電與氙燈5的發(fā)光按一定時(shí)序關(guān)系正常運(yùn)行。晶體管T6、T7、T8、T9組成二個(gè)緩沖隔離電路，可保證控制電路與主回路正常的信號連系，并把控制電路與電網(wǎng)很好地隔離，確保使用安全。
圖3所示，8為發(fā)光區(qū)，9表示不發(fā)光區(qū)，10表示按傳統(tǒng)連續(xù)發(fā)光型式所需的平均功率，11表示本發(fā)明的重復(fù)脈沖發(fā)光所需的平均功率?？芍谕瑯恿炼葪l件下，本發(fā)明所需的平均耗功要小的多。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)等科研、教學(xué)領(lǐng)域，并能促進(jìn)顯微電視圖像的定量測量和圖像分析。
權(quán)利要求
1.一種用于顯微鏡的照明方法，由照明光源發(fā)光照射被照物，本發(fā)明特征是由控制電源按一定時(shí)序點(diǎn)燃氙燈[5]，使氙燈發(fā)出重復(fù)脈沖光，其脈沖重復(fù)率大于46次/秒，脈沖光經(jīng)反光鏡[6]和聚光透鏡[4]會聚后經(jīng)光纖[3]、濾光片[2]及光學(xué)透鏡[1]照射被照物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明方法，其特征是重復(fù)脈沖光的重復(fù)率為50次/秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明方法，其特征是控制電源點(diǎn)燃氙燈有三種方法，使用時(shí)任選一種(1)由TVi端輸入全電視信號，經(jīng)晶體管T2、T3、T4、T5組成的同步分離電路，形成與電視場頻同步的頻率基準(zhǔn)信號使氙燈與電視系統(tǒng)的場頻同步發(fā)光;(2)由Ci端連接照相機(jī)的閃光燈連動(dòng)線，使氙燈受照相機(jī)快門控制閃光;(3)由電阻R和二極管D組成電網(wǎng)同步脈沖發(fā)生電路形成機(jī)內(nèi)頻率基準(zhǔn)信號，在上述Ci端或TVi端無輸入時(shí)，使氙燈按機(jī)內(nèi)頻率基準(zhǔn)信號控制閃光。
4.一種用于權(quán)利要求1方法的照明裝置，包括照明光源，其特征在于由主回路與控制電路組成的控制電源〔7〕與氙燈〔5〕電聯(lián)接，氙燈一側(cè)安置有反光鏡〔6〕，另一側(cè)安置聚光透鏡〔4〕，此聚光透鏡安置在光纖〔3〕的輸入端，光纖〔3〕的輸出端安置濾光片〔2〕及透鏡〔1〕，透鏡對準(zhǔn)顯微鏡的被照物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征是氙燈〔5〕采用直管式氙燈〔5a〕或U型管式氙燈〔5b〕。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征是控制電源〔5〕，中的主回路由調(diào)壓可控硅〔S1〕、充電可控硅〔S2〕、觸發(fā)可控硅〔S3〕、儲能電容〔C〕、氙燈〔5〕、以及單結(jié)晶體管T1和電位器W電連接而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的照明裝置，其特征是與主回路一起構(gòu)成控制電源〔7〕的控制電路包括三組(1)由全電視信號輸入端TVi與由晶體管T2、T3、T4、T5構(gòu)成的同步分離電路所組成;(2)由Ci端與照相機(jī)閃光燈連動(dòng)線所組成;(3)由電阻R和穩(wěn)壓二極管D組成電網(wǎng)同步脈沖發(fā)生電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征是控制電源中包括集成電路Ic3和Ic4組成的時(shí)序脈沖發(fā)生電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征是控制電源中包括晶體管T6、T7、T8、T9組成的二個(gè)緩沖隔離電路。
全文摘要
一種用于顯微鏡的新照明方法及裝置。它改變傳統(tǒng)的連續(xù)光照明方式，采用重復(fù)脈沖光的照明方式。其特點(diǎn)是由主回路與控制電路組成的控制電源，按一定時(shí)序點(diǎn)燃氙燈，發(fā)出重復(fù)脈沖光，經(jīng)反光鏡和聚光透鏡會聚后，通過光纖、濾光片及透鏡照射顯微鏡的被照物。本發(fā)明具有動(dòng)態(tài)圖像清晰、色彩逼真、被照物溫升低以及在亮度一定條件下平均耗功低等顯著優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
文檔編號G02B21/36GK1062216SQ9010979
公開日1992年6月24日 申請日期1990年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月6日
發(fā)明者王宏宇 申請人:王宏宇