专利名称：用于显微镜的照明方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显微镜或显微电视系统的照明方法及装置，特别适于微循环医学等研究领域。
目前，在显微镜中常用的人工照明光源有四种钨丝灯、卤钨灯、汞灯和单次闪光灯。发光形式，前三种是连续发光，第四种是单次脉冲式发光。其中，钨丝灯由于亮度低，通常只适用于一般透射照明观察;单次闪光灯由于是单次脉冲发光，只能用于显微摄影;卤钨灯和汞灯亮度较高，可用于显微镜或显微电视系统的透射或落射照明，但是，由于它们的特性和连续发光的形式，存在以下三个问题a)亮度和被照物温升的矛盾。显微电视系统往往要求照明有足够亮度，特别是在落射光照明时，要求有更高的亮度，因此，需加大光源功率，但功率加大后，随之引起的是被照物的温升增高，这在一些生物、医学应用中是不允许的;
b)色彩失真。由于卤钨灯发光光谱分布偏重于可见光的长波长(黄、红色)，而汞灯则偏重于可见光短波长(蓝、紫色)，因此，当用于彩色摄像或彩色摄影时，都会造成色彩失真;
c)动态图像模糊。由于电视图像是靠电子束扫描获得，完成每一幅图像，电子束扫描需一定的时间。因此，对于活动的被照物(在微循环医学等研究领域的被照物常是活动的)。采用连续光照明方法，在电子束扫描这段时间里，被照物发生移动，从而造成动态图像模糊，显微放大倍数愈高、被照物移动速度愈大，图像愈模糊。
本发明的任务是提供一种能满足亮度高而被照物温升低;被照物色彩逼真以及动态图像清晰的用于显微的照明方法及所需的装置。
为了完成上述任务，本发明采用下述照明方法并设计一套专用于此方法的照明装置。
本发明的方法主要是解决从照明光源所发出的光以何种方式落射或透射在被照物上，其特点是由控制电源按一定的时序关系点燃氙灯，使氙灯具有足够能量发出重复脉冲光，光脉冲重复率为大于46次/秒，此脉冲光经反光镜和聚光透镜会聚后，有效地照在光纤束的输入端，光纤的直径和长度根据需要选用，脉冲光通过光纤束输出端经滤光片和光学透镜照射被照物。供电电压为220V、频率为50HZ、功耗为50W。
专门用于上述方法的装置，主要由控制电源7、氙灯5、反光镜6、聚光透镜4、和光纤束3组成。在光纤束的输出端根据应用的需要可安置绿色或蓝色的滤光片2。由于通过光纤束的脉冲光发散较大，故在光纤束的输出端还安置了一个光学透镜1，使照在被照物上的脉冲光的发散角得以改善。
本发明的照明方法及其装置具有下列优点a)由于采用脉冲氙灯使其发光光谱接近日光，大大减小色彩失真。
b)改变传统的连续发光方式为重复脉冲发光方式，其发光区时间较短，而不发光区时间远长于发光区时间。因此，与连续发光的形式比较，在发光功率一定的条件下，本发明能使被照物产生温升的平均功率大大降低，能有效克服亮度和被照物温升的矛盾。
c)因电视扫描建立图像需一定时间，由于氙灯发光区时间短，不发光区时间长，即电视扫描这段时间内有较长时间是无光照射被照物，使被照物移动过程中不建立新的图像，只有在下一个脉冲发光区中再建立一个新的图像。因此，对于动态的被照物，在每幅图像中相对静止，即解决了连续照明的方式使动态图像模糊的缺点。为了使人眼无闪烁的感觉，一般重复脉冲发光的重复率应大于46次/秒。
图1为专用于本发明照明方法的装置示意图。
图2为本发明装置中氙灯两种结构型式的示意图。
图3为本发明的重复脉冲光波形示意图。
图4为本发明装置中控制电源的电路原理图。
参照附图进一步说明应用于本发明方法的装置结构方案。
本发明的装置如图1所示，控制电源7与氙灯5电连接，在氙灯一侧安置有反光镜6，另一侧安置有聚光透镜4，此聚光透镜安置在光纤3的输入端，在光纤3的输出端安置有滤光片2，在滤光片的另一侧安置光学透镜1。
控制电源7按一定时序点燃氙灯5，氙灯发出脉冲光，其重复率为50次/秒。此脉冲光经反光镜6与聚光透镜4会聚后进入光纤3的输入端，经光纤输出端、滤光片2和光学透镜1后照射被照物。
如图2所示，本发明装置所采用的氙灯为小型的直管式氙灯5a，或U型管式氙灯5b。
本发明装置的控制电源由主回路与控制电路两大部分组成。如图4所示，主回路由调压可控硅S1、充电可控硅S2、触发可控硅S3、储能电容C与氙灯5电连接而成;由单结晶体管T1产生与电网同步的可调相脉冲通过调节电位器W的电阻值，即可改变储能电容C上的电压，以调节氙灯发光强度。
Ic1和Ic2为集成稳压电路，为整机的晶体管和集成电路提供稳定的直流电压。
控制电路有三组，工作时可任取一组与主回路一起完成控制点燃氙灯。此三组控制电路a)由全电视信号输入端TVi与由晶体管T2、T3、T4、T5构成的同步分离电路所组成。此电路形成与电视场频同步的频率基准信号，使氙灯与电视系统的场频同步闪光;
b)由Ci端与照相机闪光灯连动线组成。此电路可使氙灯受照相机快门控制闪光;
c)由电阻R、稳压二极管D组成的电路。该电路形成电网同步脉冲发生电路，产生机内频率基准信号，在Ci端或TVi端无输入时，通过此电路可使氙灯按机内频率基准闪光。
图4所示集成块Ic3和Ic4组成时序脉冲发生电路，以保证储能电容C充电与氙灯5的发光按一定时序关系正常运行。晶体管T6、T7、T8、T9组成二个缓冲隔离电路，可保证控制电路与主回路正常的信号连系，并把控制电路与电网很好地隔离，确保使用安全。
图3所示，8为发光区，9表示不发光区，10表示按传统连续发光型式所需的平均功率，11表示本发明的重复脉冲发光所需的平均功率。可知在同样亮度条件下，本发明所需的平均耗功要小的多。
本发明可广泛应用于生物、医学等科研、教学领域，并能促进显微电视图像的定量测量和图像分析。
权利要求
1.一种用于显微镜的照明方法，由照明光源发光照射被照物，本发明特征是由控制电源按一定时序点燃氙灯[5]，使氙灯发出重复脉冲光，其脉冲重复率大于46次/秒，脉冲光经反光镜[6]和聚光透镜[4]会聚后经光纤[3]、滤光片[2]及光学透镜[1]照射被照物。
2.根据权利要求1所述的照明方法，其特征是重复脉冲光的重复率为50次/秒。
3.根据权利要求1或2所述的照明方法，其特征是控制电源点燃氙灯有三种方法，使用时任选一种(1)由TVi端输入全电视信号，经晶体管T2、T3、T4、T5组成的同步分离电路，形成与电视场频同步的频率基准信号使氙灯与电视系统的场频同步发光;(2)由Ci端连接照相机的闪光灯连动线，使氙灯受照相机快门控制闪光;(3)由电阻R和二极管D组成电网同步脉冲发生电路形成机内频率基准信号，在上述Ci端或TVi端无输入时，使氙灯按机内频率基准信号控制闪光。
4.一种用于权利要求1方法的照明装置，包括照明光源，其特征在于由主回路与控制电路组成的控制电源〔7〕与氙灯〔5〕电联接，氙灯一侧安置有反光镜〔6〕，另一侧安置聚光透镜〔4〕，此聚光透镜安置在光纤〔3〕的输入端，光纤〔3〕的输出端安置滤光片〔2〕及透镜〔1〕，透镜对准显微镜的被照物。
5.根据权利要求4所述的照明装置，其特征是氙灯〔5〕采用直管式氙灯〔5a〕或U型管式氙灯〔5b〕。
6.根据权利要求4所述的照明装置，其特征是控制电源〔5〕，中的主回路由调压可控硅〔S1〕、充电可控硅〔S2〕、触发可控硅〔S3〕、储能电容〔C〕、氙灯〔5〕、以及单结晶体管T1和电位器W电连接而成。
7.根据权利要求4或6所述的照明装置，其特征是与主回路一起构成控制电源〔7〕的控制电路包括三组(1)由全电视信号输入端TVi与由晶体管T2、T3、T4、T5构成的同步分离电路所组成;(2)由Ci端与照相机闪光灯连动线所组成;(3)由电阻R和稳压二极管D组成电网同步脉冲发生电路。
8.根据权利要求4所述的照明装置，其特征是控制电源中包括集成电路Ic3和Ic4组成的时序脉冲发生电路。
9.根据权利要求4所述的照明装置，其特征是控制电源中包括晶体管T6、T7、T8、T9组成的二个缓冲隔离电路。
全文摘要
一种用于显微镜的新照明方法及装置。它改变传统的连续光照明方式，采用重复脉冲光的照明方式。其特点是由主回路与控制电路组成的控制电源，按一定时序点燃氙灯，发出重复脉冲光，经反光镜和聚光透镜会聚后，通过光纤、滤光片及透镜照射显微镜的被照物。本发明具有动态图像清晰、色彩逼真、被照物温升低以及在亮度一定条件下平均耗功低等显著优点。可广泛应用于生物、医学等领域。
文档编号G02B21/36GK1062216SQ9010979
公开日1992年6月24日 申请日期1990年12月6日 优先权日1990年12月6日
发明者王宏宇 申请人:王宏宇