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一种内置导光光纤的显微镜设计方案   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2016-06-03
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2017-02-01
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2020-02-07
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2036-06-03
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201610385190.2 申请日 2016-06-03
公开/公告号 CN105842835B 公开/公告日 2020-02-07
授权日 2020-02-07 预估到期日 2036-06-03
申请年 2016年 公开/公告年 2020年
缴费截止日
分类号 G02B21/06 主分类号 G02B21/06
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 1
权利要求数量 2 非专利引证数量 0
引用专利数量 6 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN2662267Y、US4329015A、CN104698581A、US5570228A、CN1928616A、CN201867534U 被引证专利
专利权维持 6 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 安徽师范大学 当前专利权人 安徽师范大学
发明人 杨宏运、钱立勇、王从柯、崔海田、朱向冰、宫明艳、王元航、黄云飞 第一发明人 杨宏运
地址 安徽省芜湖市弋江区九华南路189号 邮编 241002
申请人数量 1 发明人数量 8
申请人所在省 安徽省 申请人所在市 安徽省芜湖市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
摘要
本发明公开一种内置导光光纤的显微镜设计方案,主要由光源、导光光纤、镜筒、物镜组成。将导光光纤紧密地粘贴在镜筒内壁上,导光光纤的一端与光源机械连接,另一端的下方放置一物镜,从导光光纤射出的光线透过物镜照射到被观察物体上。本实际方案的有益效果是:1.提高光利用率,降低了系统的热量,延长系统的使用寿命;2.与传统同轴光照明显微镜相比,该方案具有亮度高、成本低的特点;3.该显微镜和市面上照明显微镜相比较,结构简单,生产工艺简单。
  • 摘要附图
    一种内置导光光纤的显微镜设计方案
  • 说明书附图:图1
    一种内置导光光纤的显微镜设计方案
  • 说明书附图:图2
    一种内置导光光纤的显微镜设计方案
  • 说明书附图:图3
    一种内置导光光纤的显微镜设计方案
  • 说明书附图:图4
    一种内置导光光纤的显微镜设计方案
  • 说明书附图:图5
    一种内置导光光纤的显微镜设计方案
  • 说明书附图:图6
    一种内置导光光纤的显微镜设计方案
  • 说明书附图:图7
    一种内置导光光纤的显微镜设计方案
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2020-02-07 授权
2 2017-02-01 实质审查的生效 IPC(主分类): G02B 21/06 专利申请号: 201610385190.2 申请日: 2016.06.03
3 2016-08-10 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种内置导光光纤的显微镜,含有光源、镜筒、导光光纤、物镜,在镜筒内壁粘贴上导光光纤,光源发出的照明光进入导光光纤中,照明光线在导光光纤中沿着镜筒内壁向下传播,导光光纤另一端出来的光线呈一定的张角,透过物镜照射到被观察物体上,其特征是:
导光光纤沿镜筒内壁围成圈盘旋下来,导光光纤另一端与镜筒下端口齐平,将盘旋下来的导光光纤的最后一圈面向物镜部分的外皮去除。

2.根据权利要求1所述的一种内置导光光纤的显微镜,其特征是:光源含有环形灯管,环形灯管固定在镜筒的上方,LED与覆铜铝基板放置于环形灯管内;环形灯管是由前后两部分组成,靠近LED正面的一半是由PBT和玻璃制成的半圆形曲面灯罩,背离LED发光面的环形灯管由金属制成。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及显微镜领域,尤其是一种内置导光光纤带有照明系统的显微镜。

背景技术

[0002] 在现代生活中,显微镜的应用越来越广泛。显微镜的光源分为自然光和电光源两种,由于通过显微镜在自然光下看物体时光照度较暗,不能很好地观察物体,故市面上出现了电光源显微镜。
[0003] 目前市面上电光源显微镜有两种,一种是其内部有电光源系统,电光源显微镜的底座大多为方形,照明灯、聚光镜、反光镜及光源灯电路等均装在其镜座内。这种显微镜的照明方式是由下而上或者从物镜外部侧向照明,但是这种显微镜有以下几个缺陷:1.通过物镜进入到镜筒的光非常弱,光照效果差;2.人眼看到物体层次感和立体感比较差;3.因底座面积有限,限制了光源系统的体积,难以使用大功率光源进行照明,对于一些反射率较小的物体难以仔细观察。
[0004] 另一种电光源显微镜是利用半透半反镜而达到同轴光照明效果的显微镜。在显微镜镜筒内部安置半透半反镜,光源发出的光经漫射膜到达半透半反镜上,半透半反镜俗称分光镜,从漫反射膜上出来的光一部分透过半透半反透镜,另一部分从半透半反镜反射到物体上;物体的反射光一部分透过半透半反镜进入目镜,其余部分被半透半反镜反射出去,光源发出的光被利用的部分不超过1/4。这种显微镜中对半透半反镜质量具有很高的要求,半透半反镜在生产过程中次品率较高,半透半反镜成本也较高,同时对半透半反镜的安装精度要求高,这种方案具有光利用率低,能耗高,结构复杂,成本高,散热难的缺陷。
[0005] 申请号为CN201520175821.9,名为“一种暗视野显微镜光纤光源”的中国专利,是将固定座固定于暗视野显微镜底座顶面,固定座开设有固定槽,光源输出端置于固定槽内,固定板通过螺纹连接件与所述光源输出端的颈部贴合,导光光纤的光源输入端与外置光源连接的装置。该方案结构复杂,照射视野面积小。
[0006] 因此,在适用于显微镜的照明中,现有技术存在以下问题:光利用率低,能耗高,结构复杂,成本高,散热难,照射视野面积小。亟需光利用率高,照明效果好,生产工艺简单,结构简单,成本低的光照结构应用于显微镜观察中。

发明内容

[0007] 为了解决上述问题,本发明公开了一种内置导光光纤的显微镜。
[0008] 本发明通过下述方法来解决上述问题:一种内置导光光纤的显微镜,含有光源、镜 筒、导光光纤、物镜;在镜筒内壁粘贴上导光光纤,光源发出的照明光进入导光光纤中,照 明光线在导光光纤中沿着镜筒内壁向下传播,导光光纤另一端出来的光线呈一定的张角,透 过物镜照射到被观察物体上。导光光纤沿镜筒内壁围成圈盘旋下来,导光光纤另一端与镜筒 下端口齐平,将盘旋下来的导光光纤的最后一圈面向物镜部分的外皮去除。光源含有环形灯 管,环形灯管固定在镜筒的上方,LED与覆铜铝基板放置于环形灯管内;环形灯管是由前 后两部分组成,靠近LED正面的一半是由PBT和玻璃制成的半圆形曲面灯罩,背离 LED发光面的环形灯管由金属制成。
[0009] 导光光纤是由SiO2或者高聚物制成,即石英或者塑料制成,具有耐温高、性能稳定、成本低的优点,其围绕镜筒内壁排布。
[0010] 这样的结构同市面上显微镜相比较,具有光利用率高,能耗低,结构简单,生产工艺简单,成本低,散热性能优,价格低廉,使用寿命长等优点。

附图说明

[0011] 图1是传统同轴光显微镜的部分光路图。
[0012] 图2是本发明光路示意图。
[0013] 图3是实施例中光源的示意图。
[0014] 图4是导光光纤的一种排布方式。
[0015] 图5是导光光纤的另一种排布方式。
[0016] 图6是使用tracepro软件模拟显微镜部分光路图。
[0017] 图7是模拟光路在被测平台上照射范围及光照度等高线图。
[0018] 1.目镜,2.散热器,3.扩散膜,4.半透半反透镜,5.吸收板,6.物镜及被观察物体,7.光源,8.镜筒上端,9.镜筒内壁,10.导光光纤,11.光线,12.导光光纤入光口,13.镜筒外壁,14.物镜,15.光线在被测平台上形成的照明范围。
具体实施方案
[0019] 下面将结合附图对本发明实施例做进一步的详细说明。
[0020] 图1是目前市面上主流的一种采用同轴光照明的显微镜光路示意图,由图示光路可知:该方案光学设计目的明确,底部的圆圈面积为物镜及被观察物体;光源发出的光到达半反半透镜,经过半反半透镜和目镜多次作用,光源发出的光被利用的部分不足1/4;而且半反半透镜在制作过程中次品率较高,成本高;在安装过程中存在操作难度大的缺点;这种显微镜会存在光利用率低,能耗高,结构复杂,成本高,散热难等缺陷。
[0021] 图2是本发明光路示意图,图中虚线围成的圆形面积即为照明范围。导光光纤的入光口与光源机械相接,因导光光纤对光的传播具有指引性作用,故光源发出的光线经导光光纤入光口传至导光光纤的下端;导光光纤下端发出的光线透过物镜照射到物体上,通过调节进入导光光纤入光口的光照强度,可改变被照明物体表面的光照度,不会让观察者有刺眼眩晕等任何不适的感觉。图2中虚线围成的圆即为光线在被测平台上形成的照明范围。
[0022] 导光光纤,实际上是光导纤维,是一种利用光在石英或塑料制成的纤维中全反射原理而制成的光传导工具。通过导光光纤把光传送到人们需要光的地方进行照明,导光光纤的特点是光纤径细,重量轻,易于铺设,装饰性强;导光光纤的原材料资源丰富,成本低;性能稳定,耐温高,保真度高,寿命长;而且光线在导光光纤内的传播过程中,损耗的光能少。
[0023] 实施例中镜筒的上方放置LED光源,LED和荧光灯相比的优点是显而易见的,LED具有节能效果明显,散热性强,无污染环保,光效高、体积小、使用方便等优点。
[0024] 图3是配合图4镜筒中导光光纤放置而设计的一种光源,含有LED、覆铜铝基板、环形灯管;LED焊接于覆铜铝基板上,覆铜铝基板的背面均匀涂抹一层导热硅脂便于散热;LED与覆铜铝基板放置于环形灯管内;环形灯管是由前后两部分组成,靠近LED正面的一半是由PBT和玻璃制成的半圆形曲面灯罩,背离LED发光面的环形灯管由金属制成;环形灯管可以让光线在灯罩内完成多次反射,尽可能的使LED发出的光线通过环形灯管均匀射出。
[0025] 环形灯管固定在镜筒的上方,光进入导光光纤的入光口,导光光纤另一端与镜筒下端口齐平;导光光纤对光的传播具有指引性作用,光线从导光光纤射出穿过透镜照射在被观察物体上。该结构简单,成本低,保证了散热性和光源的使用寿命。
[0026] 导光光纤在目镜镜筒内壁的组装结构也有多种方式:
[0027] 图4是导光光纤的一种排布方式:导光光纤沿着镜筒母线方向排布,均匀地在镜筒内壁表面粘贴一层导光光纤,导光光纤的这种放置方式适用于环形灯管的光源,尤其是图3的环形灯管,导光光纤的入光口与光源机械连接,另一端与镜筒下端口齐平;从导光光纤出来的光线透过透镜照射在被观察物体上。本实施例所使用的导光光纤是由石英制成的光纤纤维,其直径为2.0mm,太细的光纤在用光学胶粘到镜筒内壁时会增加难度,太粗的光纤对出光均匀性有一定的影响。
[0028] 图5是导光光纤的另一种排布方式:用导光光纤粘贴在镜筒内壁,导光光纤沿内壁围成圈盘旋下来直至镜筒下端端口,导光光纤的入光口和光源机械连接,将盘旋下来导光光纤的最后一圈面向物镜部分的外皮去除,光线可以均匀的射出。在镜筒下端放置物镜,这样光线透过物镜就可以照射到被观察物体上。
[0029] 上述两个导光光纤的排布方式中:光源发出的光由导光光纤实现引导光线传播的效果。导光光纤下端射出的光线通过透镜照射到被观察物体上。
[0030] 图6是在tracepro中模拟的显微镜部分光路图,模拟的光源使用的是图3中的环形灯管,导光光纤使用的是图4的放置方式;光源放置于镜筒的上端端口,镜筒的长度是160mm,在镜筒下端放置物镜(透镜和镜筒下端端口间距离可微调),物镜的半孔径为5mm;在距离物镜5mm处放置一光屏代替载物台;使得光源发出的光由导光光纤传至镜筒下端,光线再穿过透镜照射到被观察物体上。由图7可以看出,光线照射在光屏(载物台)上的光照度和照射面积。照射在光屏(载物台)的中心亮度约为500W/M2,在半径为8mm圆周上时,亮度降为
200 W/M2,在半径为15mm的圆周上,亮度约为50 W/M2;由模拟出的效果可以看出,该方案对光利用充分,照射范围大。
[0031] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理和功效,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的创新构思的前提下,还可以作出的若干的变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。
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