一種內置導光光纖的顯微鏡設計方案制造技術

本發明專利技術公開一種內置導光光纖的顯微鏡設計方案，主要由光源、導光光纖、鏡筒、物鏡組成。將導光光纖緊密地粘貼在鏡筒內壁上，導光光纖的一端與光源機械連接，另一端的下方放置一物鏡，從導光光纖射出的光線透過物鏡照射到被觀察物體上。本實際方案的有益效果是：1.提高光利用率，降低了系統的熱量，延長系統的使用壽命；2.與傳統同軸光照明顯微鏡相比，該方案具有亮度高、成本低的特點；3.該顯微鏡和市面上照明顯微鏡相比較，結構簡單，生產工藝簡單。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開一種內置導光光纖的顯微鏡設計方案，主要由光源、導光光纖、鏡筒、物鏡組成。將導光光纖緊密地粘貼在鏡筒內壁上，導光光纖的一端與光源機械連接，另一端的下方放置一物鏡，從導光光纖射出的光線透過物鏡照射到被觀察物體上。本實際方案的有益效果是：1.提高光利用率，降低了系統的熱量，延長系統的使用壽命；2.與傳統同軸光照明顯微鏡相比，該方案具有亮度高、成本低的特點；3.該顯微鏡和市面上照明顯微鏡相比較，結構簡單，生產工藝簡單。【專利說明】一種內置導光光纖的顯微鏡設計方案
本專利技術涉及顯微鏡領域，尤其是一種內置導光光纖帶有照明系統的顯微鏡。
技術介紹
在現代生活中，顯微鏡的應用越來越廣泛。顯微鏡的光源分為自然光和電光源兩種，由于通過顯微鏡在自然光下看物體時光照度較暗，不能很好地觀察物體，故市面上出現了電光源顯微鏡。目前市面上電光源顯微鏡有兩種，一種是其內部有電光源系統，電光源顯微鏡的底座大多為方形，照明燈、聚光鏡、反光鏡及光源燈電路等均裝在其鏡座內。這種顯微鏡的照明方式是由下而上或者從物鏡外部側向照明，但是這種顯微鏡有以下幾個缺陷:1.通過物鏡進入到鏡筒的光非常弱，光照效果差;2.人眼看到物體層次感和立體感比較差;3.因底座面積有限，限制了光源系統的體積，難以使用大功率光源進行照明，對于一些反射率較小的物體難以仔細觀察。另一種電光源顯微鏡是利用半透半反鏡而達到同軸光照明效果的顯微鏡。在顯微鏡鏡筒內部安置半透半反鏡，光源發出的光經漫射膜到達半透半反鏡上，半透半反鏡俗稱分光鏡，從漫反射膜上出來的光一部分透過半透半反透鏡，另一部分從半透半反鏡反射到物體上;物體的反射光一部分透過半透半反鏡進入目鏡，其余部分被半透半反鏡反射出去，光源發出的光被利用的部分不超過1/4。這種顯微鏡中對半透半反鏡質量具有很高的要求，半透半反鏡在生產過程中次品率較高，半透半反鏡成本也較高，同時對半透半反鏡的安裝精度要求高，這種方案具有光利用率低，能耗高，結構復雜，成本高，散熱難的缺陷。申請號為CN201520175821.9，名為“一種暗視野顯微鏡光纖光源”的中國專利，是將固定座固定于暗視野顯微鏡底座頂面，固定座開設有固定槽，光源輸出端置于固定槽內，固定板通過螺紋連接件與所述光源輸出端的頸部貼合，導光光纖的光源輸入端與外置光源連接的裝置。該方案結構復雜，照射視野面積小。因此，在適用于顯微鏡的照明中，現有技術存在以下問題:光利用率低，能耗高，結構復雜，成本高，散熱難，照射視野面積小。亟需光利用率高，照明效果好，生產工藝簡單，結構簡單，成本低的光照結構應用于顯微鏡觀察中。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術公開了一種內置導光光纖的顯微鏡設計方案。本專利技術通過下述方法來解決上述問題: 一種內置導光光纖的顯微鏡設計方案，含有光源、鏡筒、導光光纖、物鏡;在鏡筒內壁粘貼上導光光纖，光源發出的照明光進入導光光纖中，照明光線在導光光纖中沿著鏡筒內壁向下傳播，導光光纖另一端出來的光線呈一定的張角，透過物鏡照射到被觀察物體上。導光光纖是由S1O2或者高聚物制成，即石英或者塑料制成，具有耐溫高、性能穩定、成本低的優點，其圍繞鏡筒內壁排布。這樣的結構同市面上顯微鏡相比較，具有光利用率高，能耗低，結構簡單，生產工藝簡單，成本低，散熱性能優，價格低廉，使用壽命長等優點。【附圖說明】圖1是傳統同軸光顯微鏡的部分光路圖。圖2是本專利技術光路示意圖。圖3是實施例中光源的示意圖。圖4是導光光纖的一種排布方式。圖5是導光光纖的另一種排布方式。圖6是使用tracepro軟件模擬顯微鏡部分光路圖。圖7是模擬光路在被測平臺上照射范圍及光照度等高線圖。1.目鏡，2.散熱器，3.擴散膜，4.半透半反透鏡，5.吸收板，6.物鏡及被觀察物體，7.光源，8.鏡筒上端，9.鏡筒內壁，10.導光光纖，11.光線，12.導光光纖入光口，13.鏡筒外壁，14.物鏡，15.光線在被測平臺上形成的照明范圍。具體實施方案下面將結合附圖對本專利技術實施例做進一步的詳細說明。圖1是目前市面上主流的一種采用同軸光照明的顯微鏡光路示意圖，由圖示光路可知:該方案光學設計目的明確，底部的圓圈面積為物鏡及被觀察物體;光源發出的光到達半反半透鏡，經過半反半透鏡和目鏡多次作用，光源發出的光被利用的部分不足1/4;而且半反半透鏡在制作過程中次品率較高，成本高;在安裝過程中存在操作難度大的缺點;這種顯微鏡會存在光利用率低，能耗高，結構復雜，成本高，散熱難等缺陷。圖2是本專利技術光路示意圖，圖中虛線圍成的圓形面積即為照明范圍。導光光纖的入光口與光源機械相接，因導光光纖對光的傳播具有指引性作用，故光源發出的光線經導光光纖入光口傳至導光光纖的下端;導光光纖下端發出的光線透過物鏡照射到物體上，通過調節進入導光光纖入光口的光照強度，可改變被照明物體表面的光照度，不會讓觀察者有刺眼眩暈等任何不適的感覺。圖2中虛線圍成的圓即為光線在被測平臺上形成的照明范圍。導光光纖，實際上是光導纖維，是一種利用光在石英或塑料制成的纖維中全反射原理而制成的光傳導工具。通過導光光纖把光傳送到人們需要光的地方進行照明，導光光纖的特點是光纖徑細，重量輕，易于鋪設，裝飾性強；導光光纖的原材料資源豐富，成本低；性能穩定，耐溫高，保真度高，壽命長;而且光線在導光光纖內的傳播過程中，損耗的光能少。實施例中鏡筒的上方放置LED光源，LED和熒光燈相比的優點是顯而易見的，LED具有節能效果明顯，散熱性強，無污染環保，光效高、體積小、使用方便等優點。圖3是配合圖4鏡筒中導光光纖放置而設計的一種光源，含有LED、覆銅鋁基板、環形燈管;LED焊接于覆銅鋁基板上，覆銅鋁基板的背面均勻涂抹一層導熱硅脂便于散熱;LED與覆銅鋁基板放置于環形燈管內；環形燈管是由前后兩部分組成，靠近LED正面的一半是由PBT和玻璃制成的半圓形曲面燈罩，背離LED發光面的環形燈管由金屬制成;環形燈管可以讓光線在燈罩內完成多次反射，盡可能的使LED發出的光線通過環形燈管均勻射出。環形燈管固定在鏡筒的上方，光進入導光光纖的入光口，導光光纖另一端與鏡筒下端口齊平；導光光纖對光的傳播具有指引性作用，光線從導光光纖射出穿過透鏡照射在被觀察物體上。該結構簡單，成本低，保證了散熱性和光源的使用壽命。導光光纖在目鏡鏡筒內壁的組裝結構也有多種方式: 圖4是導光光纖的一種排布方式:導光光纖沿著鏡筒母線方向排布，均勻地在鏡筒內壁表面粘貼一層導光光纖，導光光纖的這種放置方式適用于環形燈管的光源，尤其是圖3的環形燈管，導光光纖的入光口與光源機械連接，另一端與鏡筒下端口齊平;從導光光纖出來的光線透過透鏡照射在被觀察物體上。本實施例所使用的導光光纖是由石英制成的光纖纖維，其直徑為2.0mm，太細的光纖在用光學膠粘到鏡筒內壁時會增加難度，太粗的光纖對出光均勻性有一定的影響。圖5是導光光纖的另一種排布方式:用導光光纖粘貼在鏡筒內壁，導光光纖沿內壁圍成圈盤旋下來直至鏡筒下端端口，導光光纖的入光口和光源機械連接，將盤旋下來導光光纖的最后一圈面向物鏡部分的外皮去除，光線可以均勻的射出。在鏡筒下端放置物鏡，這樣光線透過物鏡就可以照射到被觀察物體上。上述兩個導光光纖的排布方式中:光源發出的光由導光光纖實現引導光線傳播的效果。導光光纖下本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種內置導光光纖的顯微鏡設計方案，其特征是：含有光源、鏡筒、導光光纖、物鏡；在鏡筒內壁粘貼上導光光纖，光源發出的照明光進入導光光纖中，照明光線在導光光纖中沿著鏡筒內壁向下傳播，導光光纖另一端出來的光線呈一定的張角，透過物鏡照射到被觀察物體上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊宏運，錢立勇，王從柯，崔海田，朱向冰，宮明艷，王元航，黃云飛，
申請(專利權)人：安徽師范大學，
類型：發明
國別省市：安徽;34