RU2328023C2 - Comparison microscope (variants) - Google Patents
Comparison microscope (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2328023C2 RU2328023C2 RU2006127805/28A RU2006127805A RU2328023C2 RU 2328023 C2 RU2328023 C2 RU 2328023C2 RU 2006127805/28 A RU2006127805/28 A RU 2006127805/28A RU 2006127805 A RU2006127805 A RU 2006127805A RU 2328023 C2 RU2328023 C2 RU 2328023C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- comparison
- microscope
- lens
- branches
- focal length
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при сравнительном анализе объектов, в частности для идентификационных исследований в области криминалистики.The invention relates to optical instrumentation and can be used in a comparative analysis of objects, in particular for identification research in the field of forensics.
Известен микроскоп сравнения, содержащий две ветви сравнения, каждая из которых включает устройство изменения увеличения и первый и второй объективы, блок наблюдения и регистрации, и блок совмещения полей изображений, расположенный между вторыми объективами ветвей сравнения и блоком наблюдения и регистрации. Работа микроскопа сравнения основана на формировании обеими ветвями сравнения промежуточных изображений объектов в блоке совмещения полей изображений в плоскости, совмещенной с плоскостью предметов блока наблюдения и регистрации. При перемещении блока совмещения полей изображений в направлении, параллельном оптическим осям вторых объективов ветвей сравнения, наблюдают и регистрируют в крайних положениях блока совмещения полей изображений изображение объекта, формируемое либо первой, либо второй ветвью сравнения, а в промежуточных положениях - части изображений, формируемых обеими ветвями сравнения. Перемещение блока совмещения полей изображений в направлении, перпендикулярном первому перемещению, позволяет наблюдать и регистрировать наложенные друг на друга изображения первой и второй ветвей сравнения [1].A comparison microscope is known, comprising two comparison branches, each of which includes a magnification changing device and a first and second lenses, an observation and registration unit, and an image field combining unit located between the second lenses of the comparison branches and the observation and registration unit. The operation of the comparison microscope is based on the formation by both branches of the comparison of intermediate images of objects in the block combining image fields in a plane aligned with the plane of objects of the observation and registration unit. When the image field alignment unit moves in a direction parallel to the optical axes of the second lenses of the comparison branches, the image of the object formed by either the first or second comparison branch is observed and recorded at the extreme positions of the image field alignment block, and in the intermediate positions, parts of the images formed by both branches comparisons. Moving the image field alignment unit in the direction perpendicular to the first movement allows you to observe and register superimposed images of the first and second comparison branches [1].
Недостатком известного микроскопа сравнения является большая трудоемкость совмещения изображений малых фрагментов идентифицируемых объектов, формируемых первой и второй ветвями сравнения, так как при смене увеличения изменяется их взаимное расположение. Это объясняется наличием отклонений (допусков) при изготовлении и расположении в первую очередь устройств изменения увеличения первой и второй ветвей сравнения, а во вторую очередь - всех оптических элементов ветвей сравнения и блока совмещения полей изображений, формирующих в нем промежуточные изображения объектов.A disadvantage of the known comparison microscope is the great complexity of combining images of small fragments of identifiable objects formed by the first and second branches of the comparison, since when the magnification changes, their relative position changes. This is explained by the presence of deviations (tolerances) in the manufacture and arrangement of primarily devices for changing the magnification of the first and second branches of comparison, and secondly, of all optical elements of the branches of comparison and the block combining image fields that form intermediate images of objects in it.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является микроскоп сравнения, содержащий две ветви сравнения, каждая из которых включает первый и второй объективы, блок наблюдения и регистрации, включающий третий объектив, устройство дискретного изменения увеличения, выполненное в виде сменных телескопических систем, переключающее зеркало, визуальный, телевизионный и фотографический каналы, и блок совмещения полей изображений, расположенный между ветвями сравнения и блоком наблюдения и регистрации. При перемещении блока совмещения полей изображений в направлении, параллельном оптическим осям вторых объективов ветвей сравнения, наблюдают и регистрируют совмещенные по какому-либо фрагменту изображения объектов, формируемые обеими ветвями сравнения. При перемещении блока совмещения полей изображений в направлении, перпендикулярном первому, наблюдают и регистрируют наложенные друг на друга изображения первой и второй ветвей сравнения. При этом размещение устройства изменения увеличения в блоке наблюдения и регистрации позволяет избежать изменения взаимного расположения фрагментов наблюдаемых изображений при смене увеличения микроскопа [2].The closest technical solution to the claimed one is a comparison microscope containing two branches of comparison, each of which includes the first and second lenses, a monitoring and recording unit, including a third lens, a device for discrete change of magnification, made in the form of interchangeable telescopic systems, a switching mirror, a visual, television and photographic channels, and an image field combining unit located between the comparison branches and the observation and registration unit. When you move the block combining the fields of images in a direction parallel to the optical axes of the second lenses of the comparison branches, observe and register the objects combined along some fragment of the image formed by both comparison branches. When moving the block combining the image fields in the direction perpendicular to the first, observe and register superimposed images of the first and second branches of comparison. Moreover, the placement of the device changes the increase in the block of observation and registration allows you to avoid changing the relative position of the fragments of the observed images when changing the magnification of the microscope [2].
Недостатком данного микроскопа сравнения также является сложность идентификации малых фрагментов объектов, так как при переходе от малого увеличения к большому они могут не попасть в поле зрения микроскопа и оператору придется либо наугад перемещать объекты, либо снова устанавливать малое увеличение микроскопа и по другому ориентировать объекты, затем вновь устанавливать большое увеличение. Это объясняется наличием отклонений (допусков) при изготовлении и расположении сменных телескопических систем.The disadvantage of this comparison microscope is the difficulty in identifying small fragments of objects, since when moving from a small magnification to a large one, they may not fall into the field of view of the microscope and the operator will either have to randomly move the objects, or again set the small magnification of the microscope and orient the objects differently, then set again a large increase. This is due to the presence of deviations (tolerances) in the manufacture and location of interchangeable telescopic systems.
В основу изобретения положена задача создания микроскопа сравнения, обеспечивающего неизменность положения изображения относительно центра поля зрения микроскопа при изменении его увеличения.The basis of the invention is the creation of a comparison microscope, ensuring the invariability of the image relative to the center of the field of view of the microscope when changing its magnification.
Сущность изобретения по первому варианту заключается в том, что в микроскопе сравнения, содержащем две ветви сравнения, каждая из которых включает первый и второй объективы, блок совмещения полей изображений и блок наблюдения и регистрации, включающий третий объектив, устройство дискретного изменения увеличения, выполненное в виде сменных телескопических систем, переключающее зеркало, визуальный, телевизионный и фотографический каналы, причем блок совмещения полей изображений расположен между ветвями сравнения и блоком наблюдения и регистрации, в отличие от прототипа, третий объектив выполнен с переменным фокусным расстоянием.The essence of the invention according to the first embodiment is that in a comparison microscope containing two branches of comparison, each of which includes a first and second lenses, an image field combining unit and an observation and recording unit including a third lens, a device for discrete change of magnification made in the form interchangeable telescopic systems, a switching mirror, visual, television and photographic channels, moreover, the image field combining unit is located between the comparison branches and the observation unit and EGISTRATION, unlike the prototype, the third lens is formed with a variable focal length.
В микроскопе третий объектив выполнен с отношением максимального фокусного расстояния к минимальному фокусному расстоянию, равным двум, а устройство дискретного изменения увеличения выполнено в виде двух сменных телескопических систем с угловым увеличением, кратным двум и четырем.In a microscope, the third lens is made with a ratio of the maximum focal length to the minimum focal length equal to two, and the device for discrete change of magnification is made in the form of two interchangeable telescopic systems with an angular magnification that is a multiple of two and four.
Сущность изобретения по второму варианту заключается в том, что в микроскопе сравнения, содержащем две ветви сравнения, каждая из которых включает первый и второй объективы, блок совмещения полей изображений и блок наблюдения и регистрации, включающий третий объектив, переключающее зеркало, визуальный, телевизионный и фотографический каналы, причем блок совмещения полей изображений расположен между ветвями сравнения и блоком наблюдения и регистрации, в отличие от прототипа, третий объектив выполнен с переменным фокусным расстоянием, а отношение максимального фокусного расстояния третьего объектива к его минимальному фокусному расстоянию выполнено равным отношению максимального увеличения микроскопа к его минимальному увеличению.The essence of the invention according to the second embodiment is that in a comparison microscope containing two branches of comparison, each of which includes the first and second lenses, an image field combining unit and an observation and recording unit including a third lens, a switching mirror, visual, television and photographic channels, and the block combining the image fields is located between the branches of comparison and the observation and registration unit, unlike the prototype, the third lens is made with a variable focal length, and the ratio of the maximum focal length of the third lens to its minimum focal length is equal to the ratio of the maximum magnification of the microscope to its minimum increase.
Выполнение третьего объектива с переменным фокусным расстоянием позволяет решить поставленную задачу, так как обеспечивается возможность совместить объекты при меньшем увеличении микроскопа, то есть при меньшем значении фокусного расстояния третьего объектива, а затем плавно повышать увеличение изменением (увеличением) фокусного расстояния третьего объектива.The implementation of the third lens with a variable focal length allows us to solve the problem, since it is possible to combine objects with a smaller magnification of the microscope, that is, with a smaller value of the focal length of the third lens, and then gradually increase the increase by changing (increasing) the focal length of the third lens.
Выполнение третьего объектива с отношением максимального фокусного расстояния к минимальному фокусному расстоянию, равным двум, и выполнение устройства дискретного изменения увеличения в виде двух сменных телескопических систем с угловым увеличением, кратным двум и четырем, дополнительно к решению поставленной задачи, позволяет плавно изменять увеличение микроскопа во всем диапазоне его увеличений.The implementation of the third lens with the ratio of the maximum focal length to the minimum focal length equal to two, and the implementation of the device discrete change magnification in the form of two interchangeable telescopic systems with angular magnification, multiple of two and four, in addition to solving the problem, allows you to smoothly change the magnification of the microscope throughout range of its increases.
Выполнение в микроскопе сравнения по второму варианту, в отличие от первого варианта, третьего объектива с переменным фокусным расстоянием с отношением максимального фокусного расстояния к минимальному фокусному расстоянию, равным отношению максимального увеличения микроскопа к его минимальному увеличению, дополнительно к решению поставленной задачи, позволяет исключить устройство дискретного изменения увеличения и за счет этого упростить микроскоп.Performing a comparison in the microscope according to the second option, in contrast to the first option, the third lens with a variable focal length with the ratio of the maximum focal length to the minimum focal length equal to the ratio of the maximum magnification of the microscope to its minimum increase, in addition to solving the problem, allows you to exclude the device discrete changes in magnification and thereby simplify the microscope.
Сущность изобретения поясняется схемами, приведенными на фиг.1-3. На фиг.1 и 2 изображены функциональные оптические схемы примеров исполнения микроскопа сравнения по первому и второму вариантам. На фиг.3 - схема расположения светоделительных участков в блоке совмещения полей (вид А, на фиг.1 и 2).The invention is illustrated by the schemes shown in figure 1-3. Figure 1 and 2 shows the functional optical diagrams of examples of the performance of the comparison microscope in the first and second variants. Figure 3 - arrangement of the beam-splitting sections in the block combining fields (type A, figure 1 and 2).
Микроскоп сравнения содержит первую ветвь 1 сравнения, состоящую из последовательно расположенных первого объектива 2, отклоняющего зеркала 3 и второго объектива 4. Между вторым объективом 4 и первым объективом 2 установлена диафрагма 5 с изменяющимся размером отверстия, например ирисовая диафрагма, расположенная вблизи задней фокальной плоскости объектива 2 и передней фокальной плоскости объектива 4. Максимальный размер отверстия диафрагмы 5 выполнен не меньшим светового диаметра первой по ходу лучей линзы второго объектива 4. Параллельно первой ветви 1 сравнения расположена вторая ветвь 6 сравнения, состоящая из тех же элементов. В передних фокальных плоскостях первых объективов 2 в обеих ветвях 1 и 6 сравнения расположены предметные столики соответственно 7 и 8.The comparison microscope contains a
Микроскоп сравнения содержит блок 9 наблюдения и регистрации, включающий третий объектив 10 с переменным фокусным расстоянием. В примере исполнения на фиг.1 блок 9 содержит устройство 11 изменения увеличения, выполненное в виде двух сменных телескопических систем с угловым увеличением, кратным двум и четырем. По ходу лучей объектива 10 установлено переключающее зеркало 12. Переключающее зеркало 12 имеет три фиксированных положения, по ходу лучей от переключающего зеркала 12 в каждом его фиксированном положении установлены соответственно визуальный канал 13, содержащий объектив 14 и бинокулярную систему 15, телевизионный канал 16, содержащий объектив 17 и телекамеру 18, и фотографический канал 19, содержащий объектив 20 и пленочную или цифровую фотокамеру 21. В примере исполнения на фиг.1 объектив 10 выполнен с отношением максимального фокусного расстояния к минимальному фокусному расстоянию, равным двум, на фиг.2 - с отношением максимального фокусного расстояния к минимальному, равным отношению максимального увеличения микроскопа к его минимальному увеличению. Плавное изменение фокусного расстояния объектива 10 осуществляется осевым перемещением одного или нескольких его компонентов по стрелке «z». В примере исполнения на фиг.2 устройство 11 дискретного изменения увеличения отсутствует.The comparison microscope comprises a monitoring and
Между вторыми объективами 4 ветвей 1 и 6 сравнения и блоком 9 наблюдения и регистрации расположен блок 22 совмещения полей изображений, включающий отражательную призму 23, состоящую из прямоугольной призмы 24 с отражающими гранями 25 и 26, установленными под углом к оптической оси вторых объективов 4 соответственно ветвей 1 и 6 сравнения, склеенной по грани 26 с прямоугольной призмой 27. В блок 22 входит также разделительная призма 28, образованная призмами 29 и 30 с общей светоделительной гранью 31, наклонной к оптической оси блока 9 наблюдения и регистрации и параллельной грани 25 призмы 24. Призма 30 выполнена в виде ромб-призмы, светоделительная грань 31 которой содержит три участка. Первый участок 32 выполнен в виде полупрозрачного зеркала (см. фиг.3), второй участок 33 - с зеркально отражающей и третий участок 34 - с прозрачной для света поверхностями. Линия 35 раздела участков 33 и 34 перпендикулярна плоскости главного сечения разделительной призмы 28, которая установлена с возможностью линейного перемещения по направлению Х между ветвями 1 и 6 и с возможностью перемещения в два фиксированных положения 36 и 37 по направлению Y, параллельному линии 35. На фиг.3 показано расположение поля зрения 38 блока 9 в первом фиксированном положении 36 и во втором фиксированном положении 37 призмы 28.Between the
Работа микроскопа сравнения осуществляется следующим образом.The operation of the comparison microscope is as follows.
Изображения объектов сравнения, например, пуль одинакового калибра, известных (хранящейся в архиве) и анализируемых на предмет идентификации, установленных на предметных столиках, соответственно 8 и 9, формируются оптическими системами ветвей 1 и 6 сравнения на светоделительной грани 31 разделительной призмы 28 блока 22 совмещения полей изображений в пересекающихся плоскостях, совпадающих с фокальной плоскостью объектива 10 блока 9 наблюдения и регистрации. Пучки лучей при этом после ветвей 1 и 6 сравнения отражаются от граней 25 и 26 призмы 24 и попадают в призму 28. При положении разделительной призмы 28 в первом фиксированном положении 36 (фиг.3) в поле зрения 38 блока 9 введены второй участок 33 с зеркально отражающей и третий участок 34 с прозрачной для света поверхностями светоделительной грани 31. Т.е. в поле зрения 38 формируется составное изображение, слева от линии 35 - левая часть изображения известной пули, формируемого ветвью 1, справа - правая часть изображения анализируемой пули, формируемого ветвью 6.Images of comparison objects, for example, bullets of the same caliber, known (stored in the archive) and analyzed for identification, installed on object tables, respectively 8 and 9, are formed by optical systems of
При последовательном перемещении разделительной призмы 28 влево по направлению Х все большую часть поля зрения 38 будет занимать изображение анализируемой пули, а при перемещении вправо - изображение известной пули. В крайних положениях - либо только изображение анализируемой, либо - известной пуль. При перемещении призмы 28 по направлению Y во второе фиксированное положение 37 в поле зрения 38 вводится первый участок 32 светоделительной грани 31, выполненный в виде полупрозрачного зеркала. В этом случае в поле зрения 38 формируются наложенные друг на друга изображения обеих пуль.When sequentially moving the
После разделительной призмы 28 пучок лучей проходит объектив 10 и в примере исполнения по первому варианту (фиг.1), параллельным пучком поступает в устройство 11 изменения увеличения, трансформируется в нем и параллельным пучком попадает на зеркало 12. В примере исполнения по второму варианту (фиг.2) после объектива 10 параллельный пучок сразу попадает на переключающее зеркало 12. При установке зеркала 12 в положение, показанное на фиг.1 сплошной линией, пучок лучей направляется в телевизионный канал 16, где объективом 17 на фотоприемной площадке телекамеры 18 формируются изображения известной и анализируемой пуль, которые рассматриваются на экране монитора (на фиг. не показан), подключенного к телекамере 18. При наблюдении через визуальный 13 или телевизионный 16 каналы изображений, формируемых ветвями 1 и 6 сравнения, для повышения объективности исследований выравнивают уровни яркости изображений, изменяя размер отверстия диафрагмы 5 в ветви 1 или 6. При этом изменяется апертура (апертурный угол) объектива 2 и соответственно уровень яркости изображения, формируемого им совместно с объективом 4. Для регистрации полученных изображений в фотографическом канале 19 зеркало 12 переводят в положение, показанное на фиг.1 штриховой линией, не пересекающей ось объектива 10. При этом объектив 20 формирует изображения объектов в плоскости фотоматериала или ПЗС-матрицы фотокамеры 21.After the
При этом в примере исполнения микроскопа по фиг.1 вначале осевым перемещением подвижных компонентов объектива 10 устанавливают его минимальное фокусное расстояние, в устройстве 11 устанавливают сменную телескопическую систему с требуемым увеличением, ориентируют столики 7 и 8 с пулями так, чтобы совместить крупные фрагменты их изображений. Затем осевым перемещением подвижных компонентов объектива 10 устанавливают его максимальное фокусное расстояние, тем самым повышают в два раза увеличение микроскопа, и исследуют мелкие фрагменты изображений пуль.Moreover, in the example of the microscope in FIG. 1, first, by axial movement of the moving components of the
В примере исполнения по фиг.2 осевым перемещением подвижных компонентов объектива 10 устанавливают требуемое увеличение, ориентируют столики 7 и 8 с пулями так, чтобы совместить крупные фрагменты их изображений, затем осевым перемещением подвижных компонентов объектива 10 увеличивают его фокусное расстояние, тем самым плавно повышают увеличение микроскопа, и, при достижении комфортного для наблюдения увеличения, исследуют мелкие фрагменты изображений пуль.In the embodiment of FIG. 2, the desired magnification is established by axial movement of the movable components of the
Таким образом выполнение третьего объектива блока 9 наблюдения и регистрации с переменным фокусным расстоянием обеспечивает неизменность положения изображения относительно центра поля зрения микроскопа при изменении его увеличения.Thus, the implementation of the third lens of the observation and
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2082197, МПК 6 G02В 21/18, 1997.1. RF patent No. 2082197,
2. Патент РФ №2190246, МПК 7 G02В 21/18, G01В 9/04, 2002.2. RF patent No. 2190246,
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006127805/28A RU2328023C2 (en) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Comparison microscope (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006127805/28A RU2328023C2 (en) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Comparison microscope (variants) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006127805A RU2006127805A (en) | 2008-02-10 |
RU2328023C2 true RU2328023C2 (en) | 2008-06-27 |
Family
ID=39265820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006127805/28A RU2328023C2 (en) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Comparison microscope (variants) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2328023C2 (en) |
-
2006
- 2006-07-31 RU RU2006127805/28A patent/RU2328023C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Чуриловский В.Н. «Теория оптических приборов», М., Машиностроение, 1966, с.48, 241, 388. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006127805A (en) | 2008-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101963591B1 (en) | Optical system and portable electronic device including the same | |
US8477417B2 (en) | Imaging optical system, microscope apparatus including the imaging optical system, and stereoscopic microscope apparatus | |
US7369315B2 (en) | Beam splitter and optical imaging systems incorporating same | |
JPWO2008069220A1 (en) | Imaging device and microscope | |
JP2007078833A (en) | Zoom lens and imaging apparatus having the same | |
EP1723463A1 (en) | An optical system for producing differently focused images | |
KR101945165B1 (en) | Flat wedge-shaped lens and image processing method | |
CN105278087B (en) | A kind of three visual field infrared optical systems and Optical devices | |
CN110646933A (en) | Automatic focusing system and method based on multi-depth plane microscope | |
CN107121768A (en) | Zoom lens and the image pick-up device comprising zoom lens | |
KR20190035634A (en) | Optical system and portable electronic device including the same | |
US4730199A (en) | Photographic apparatus | |
RU2328023C2 (en) | Comparison microscope (variants) | |
JP2001124991A (en) | Optical system for stereoscopic photography and stereoscopic image-pickup device using the same | |
JP2011075647A (en) | Imaging optical system having autofocus function, and photographing system of the same | |
RU2277253C1 (en) | Comparison microscope | |
US10520740B2 (en) | Diamond shaped lens system | |
CN111474699B (en) | Operation microscope with programmable aperture | |
RU2276801C1 (en) | Comparison microscope | |
JPH08307904A (en) | Optical system for solid photographing | |
US7830597B2 (en) | Optical system having selectable field for inspection | |
RU2190246C2 (en) | Comparison microscope ( variants ) | |
JP2010175980A (en) | Divided optical system, imaging optical system using same, and imaging device | |
RU2768520C1 (en) | Optical assembly, optical instrument and method | |
JP2010020298A (en) | Imaging apparatus and microscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20100518 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110801 |