Микроскоп сравнения (варианты)

(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) Содержит две ветви сравнения 1 и 6, блок 25 совмещения полей изображений, включающий разделительную призму 30 со светоделительной гранью 33, выполненной из трех участков с полупрозрачной 34, зеркально отражающей 35 и прозрачной 36 для света поверхностями, и блок 9 наблюдения и регистрации,включающий объектив 10, дополнительное устройство 11 изменения увеличения, переключающее зеркало 15, визуальный 16, телевизионный 19 и фотографический 22 каналы. Приведены варианты исполнения микроскопа и устройства 11. 2 н., 3 з.п. ф-лы, 4 илл. 4416 1 Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при сравнительном анализе объектов, в частности для идентификационных исследований в области криминалистики. Известен микроскоп сравнения, содержащий две ветви сравнения, каждая из которых включает устройство дискретного изменения увеличения, ветвь наблюдения и регистрации и расположенный между ними блок совмещения полей изображения. 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 вдоль линии, соединяющей оси ветвей сравнения, наблюдают и регистрируют, в крайних его положениях, изображение объекта, формируемое либо первой, либо второй ветвью сравнения, а в промежуточных положениях - части изображений, формируемых обеими ветвями сравнения 1. Недостатком известного микроскопа сравнения является изменение взаимного расположения фрагментов наблюдаемых и регистрируемых изображений, формируемых левой и правой ветвями сравнения, при смене увеличения микроскопа. Это объясняется наличием отклонений (допусков) при изготовлении и расположении устройств смены увеличений левой и правой ветвей сравнения. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является микроскоп сравнения, содержащий две ветви сравнения, каждая из которых включает устройство дискретного изменения увеличения, блок совмещения полей изображений и блок наблюдения и регистрации, включающий объектив, переключающее зеркало, визуальный, телевизионный и фотографический каналы. Работа микроскопа сравнения основана на формировании обеими ветвями сравнения промежуточных изображений объектов в блоке совмещения полей изображений в плоскости, совмещенной с фокальной плоскостью объектива блока наблюдения и регистрации. При этом при перемещении блока совмещения полей изображений вдоль линии, соединяющей оси 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. Причем при идентификации двух объектов вначале устанавливают малое увеличение с большим полем зрения микроскопа, при котором ориентируют объекты так, чтобы совместились крупные фрагменты их изображений, а после этого устанавливают большее увеличение и анализируют мелкие фрагменты обоих изображений 2. Недостатком данного микроскопа сравнения является большая трудоемкость совмещения изображений малых фрагментов идентифицируемых объектов, формируемых левой и правой ветвями сравнений, т.к. при смене увеличения изменяется их взаимное расположение. Поэтому при установлении большого увеличения малые фрагменты изображений одного или обоих объектов 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, и, если нужные фрагменты попали в поле зрения, точными подвижками объектов совместить фрагменты. Это объясняется наличием отклонений (допусков) при изготовлении и расположении в первую очередь устройств смены увеличений левой и правой ветвей сравнения, а во вторую очередь - всех элементов ветвей сравнения и блока совмещения полей изображений, формирующих в нем промежуточные изображения объектов. В основу изобретения положена задача создания микроскопа сравнения, обеспечивающего идентичность взаимного расположения фрагментов изображений исследуемых объектов при смене увеличения микроскопа. Сущность изобретения по первому варианту заключается в том, что в микроскоп сравнения, содержащий две ветви сравнения, каждая из которых включает устройство изменения увеличения, блок совмещения полей изображений и блок наблюдения и регистрации, включающий 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, введено дополнительное устройство изменения увеличения, расположенное между объективом и переключающим зеркалом блока наблюдения и регистрации. В микроскопе дополнительное устройство изменения увеличения выполнено в виде, как минимум, одной убирающейся телескопической системы. В микроскопе дополнительное устройство изменения увеличения выполнено в виде одной убирающейся телескопической системы с угловым увеличением кратным 2,5, установленной с возможностью размещения в трех фиксированных положениях относительно оптической оси объектива блока наблюдения и регистрации, а устройства изменения увеличения в ветвях сравнения выполнены в виде двух сменных телескопических систем с угловым увеличением кратным двум и четырем. В микроскопе дополнительное устройство изменения увеличения выполнено в виде телескопической системы переменного от единицы до двух увеличения, а устройства изменения увеличения в ветвях сравнения выполнены в виде двух сменных телескопических систем с угловым увеличением кратным двум и четырем. 4416 1 Сущность изобретения по второму варианту заключается в том, что в микроскопе сравнения, содержащем две ветви сравнения, устройство изменения увеличения, блок совмещения полей изображений и блок наблюдения и регистрации, включающий 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, устройство изменения увеличения расположено между объективом и переключающим зеркалом блока наблюдения и регистрации. Введение в микроскоп сравнения по первому варианту дополнительного устройства изменения увеличения и размещение его между объективом и переключающим зеркалом блока наблюдения и регистрации позволяет при малом его увеличении ориентировать объекты до совмещения крупных фрагментов их изображений, затем установить при помощи дополнительного устройства большее увеличение и анализировать мелкие фрагменты изображения объектов. Причем при смене увеличения дополнительного устройства изменения увеличения взаимное расположение фрагментов изображений, формируемых левой и правой ветвями сравнений, не изменяется. Наличие отклонений (допусков) в изготовлении и расположении дополнительного устройства изменения увеличения может привести к незначительному смещению обоих изображений при смене увеличения, полностью сохранив взаимное расположение их фрагментов, что обеспечивает выполнение поставленной задачи. Выполнение дополнительного устройства изменения увеличения в виде, как минимум, одной убирающейся телескопической системы позволяет при убранной из хода лучей убирающейся телескопической системе установить в обеих ветвях сравнения необходимое увеличение, ориентировать объекты до совмещения крупных фрагментов их изображений, затем ввести в ход лучей убирающуюся телескопическую систему и при большем увеличении анализировать объекты. Кроме решения основной задачи изобретения, введение одной дополнительной убирающейся телескопической системы позволяет расширить диапазон изменения увеличений микроскопа сравнения, так как каждому значению увеличения, установленному в ветвях сравнения, добавляется значение, равное произведению этого увеличения на угловое увеличение убирающейся телескопической системы. Выполнение дополнительного устройства изменения увеличения в виде одной убирающейся телескопической системы с угловым увеличением кратным 2,5, установленной с возможностью размещения в трех фиксированных положениях относительно оптической оси объектива блока наблюдения и регистрации, и выполнение в ветвях сравнения устройств изменения увеличения в виде двух сменных телескопических систем с угловым увеличением кратным двум и четырем позволяет дополнительно к решению основной задачи расширить диапазон изменения увеличений и в три раза увеличить число возможных значений увеличения. Это обеспечивается тем, что при одном фиксированном положении убирающейся телескопической системы,например при ее выводе из хода лучей, в микроскопе устанавливаются пять значений увеличения, соответствующих положению сменных телескопических систем в ветвях сравнения. При втором фиксированном положении убирающейся телескопической системы, например при ее размещении на оптической оси объектива блока наблюдения и регистрации, в микроскопе устанавливаются другие пять значений увеличений, каждое из которых увеличивается в два с половиной раза. И в третьем фиксированном положении убирающейся телескопической системы, повернутом относительно второго фиксированного положения на 180 градусов, в микроскопе устанавливаются еще пять значений увеличений, каждое из которых уменьшается в 0,4 раза. Выполнение дополнительного устройства изменения увеличения в виде телескопической системы переменного от единицы до двух углового увеличения и выполнение в ветвях сравнения устройств изменения увеличения в виде двух сменных телескопических систем с угловым увеличением кратным двум и четырем позволяет дополнительно к решению основной задачи расширить в два раза диапазон изменения увеличений и обеспечивает плавное изменение увеличения во всем расширенном диапазоне. Размещение в микроскопе сравнения по второму варианту устройства изменения увеличения между объективом и переключающим зеркалом блока наблюдения и регистрации обеспечивает решение основной задачи и позволяет упростить конструкцию микроскопа за счет уменьшения количества устройств изменения увеличения и снижения требований к точности их изготовления. Сущность изобретения поясняется схемами, приведенными на фиг. 1-4. На фиг. 1, 2 изображены функциональные оптические схемы примеров исполнения микроскопа сравнения по первому варианту. На фиг. 3- то же по второму варианту. На фиг. 4 - схема расположения светоделительных участков в блоке совмещения полей (вид А, фиг. 1-3). Микроскоп сравнения содержит первую ветвь 1 сравнения, состоящую из последовательно расположенных объектива 2, устройства 3 изменения увеличения, выполненного, например, в виде двух сменных телескопических систем Галилея с угловым увеличением кратным 2,5, отклоняющего зеркала 4 и объектива 5. Параллельно первой ветви 1 сравнения расположена вторая ветвь 6 сравнения, состоящая из тех же элементов. Ветви сравнения 1 и 6 примера исполнения микроскопа по второму варианту (см. фиг. 3) выполнены без устройств 3 изменения увеличения. В фокальных плоскостях объективов 2 в обеих ветвях сравнения расположены предметные столики, соответственно 7 и 8. 3 4416 1 Микроскоп сравнения содержит блок 9 наблюдения и регистрации, включающий объектив 10 и дополнительное устройство 11 изменения увеличения, выполненное в примере исполнения на фиг. 1 в виде убирающейся телескопической системы 12 с угловым увеличением кратным 2,5, установленной с возможностью размещения в трех фиксированных положениях относительно оптической оси объектива 10 блока 9. Первое фиксированное положение телескопической системы 12 изображено на фиг. 1 и соответствует выводу ее из хода лучей объектива 10, т.е. угловому увеличению для этих лучей, равному единице. Второе фиксированное положение соответствует повороту телескопической системы 12 на 90 в направлении стрелки , что соответствует угловому увеличению кратному 2,5. Третье фиксированное положение соответствует повороту телескопической системы 12 на 90 в направлении стрелки -, что соответствует угловому увеличению системы 12 для лучей, идущих от объектива 10, кратному 0,4. В примере исполнения на фиг. 2 дополнительное устройство 11 изменения увеличения выполнено в виде телескопической системы 14 переменного от единицы до двух увеличения, которое осуществляется осевым перемещением оптических компонентов телескопической системы 14 по направлению стрелки . В примере исполнения микроскопа по второму варианту (фиг. 3) по ходу лучей объектива 10 расположено устройство 13 изменения увеличения, выполненное в виде двух сменных телескопических систем Галилея. Блок 9 содержит также переключающее зеркало 15, имеющее три фиксированных положения, и установленные по ходу лучей от переключающего зеркала 15 в каждом его фиксированном положении, соответственно, визуальный канал 16, содержащий объектив 17 и бинокулярную систему 18, телевизионный канал 19,содержащий объектив 20 и телекамеру 21, и фотографический канал 22, содержащий объектив 23 и фотокамеру 24. Между ветвями 1 и 6 сравнения и блоком 9 наблюдения и регистрации расположен блок 25 совмещения полей изображений, состоящий из прямоугольной призмы 26 с отражающими гранями 27 и 28, установленными под углом к оптической оси, соответственно, ветвей 1 и 6 сравнения, склеенной по грани 28 с прямоугольной призмой 29. В блок 25 входит также разделительная призма 30, образованная призмами 31 и 32 с общей светоделительной гранью 33, наклонной к оптической оси блока 9 наблюдения и регистрации и параллельной грани 27 призмы 26. Призма 32 выполнена в виде ромб-призмы, светоделительная грань 33 которой содержит три участка. Первый участок 34 выполнен в виде полупрозрачного зеркала (см. фиг. 4),второй участок 35 с зеркально отражающей и третий участок 36 с прозрачной для света поверхностями. Линия 37 раздела участков 35 и 36 перпендикулярна плоскости главного сечения разделительной призмы 30,которая установлена с возможностью линейного перемещения по направлению Х между ветвями 1 и 6 и с возможностью перемещения в два фиксированных положения 38 и 39 вдоль плоскости главного сечения по направлению У. На фиг. 4 показано расположение поля зрения 40 блока 9 в первом фиксированном положении 38 и во втором фиксированном положении 39 призмы 30. Работа микроскопа сравнения осуществляется следующим образом. Изображения объектов сравнения, например, пуль одинакового калибра, известной (хранящейся в архиве) и анализируемой на предмет идентификации, установленных на предметных столиках, соответственно 7 и 8, формируются оптическими системами ветвей 1 и 6 сравнения на светоделительной грани 33 разделительной призмы 30 блока 25 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 27 и 28 призмы 26 и попадают в призму 30. При положении разделительной призмы 30 в первом фиксированном положении 38 (фиг. 4) в поле зрения 40 блока 9 введены второй участок 35 с зеркально отражающей и третий участок 36 с прозрачной для света поверхностями светоделительной грани 33. Т.е. в поле зрения 40 формируется составное изображение, слева от линии 37 - левая часть изображения известной пули, формируемого ветвью 1, справа - правая часть изображения анализируемой пули, формируемого ветвью 6. При последовательном перемещении разделительной призмы 30 влево по направлению Х все большую часть поля зрения 40 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 30 во второе фиксированное положение 39 в поле зрения 40 вводится первый участок 34 светоделительной грани 33, выполненный в виде полупрозрачного зеркала. В этом случае в поле зрения 40 формируются наложенные друг на друга изображения обеих пуль. После разделительной призмы 30 пучок лучей проходит объектив 10 и в примерах исполнения по первому варианту (фиг. 1 и 2) параллельным пучком поступает в дополнительное устройство 11 изменения увеличения, трансформируется в нем и параллельным пучком попадает на переключающее зеркало 15. В примере исполнения по второму варианту (фиг. 3) пучок лучей после объектива 10 параллельным пучком поступает в устройство 13 изменения увеличения, трансформируется в нем и также попадает на переключающее зеркало 15. При установке зеркала 15 в положение, показанное на фиг. 1-3 сплошной линией, пучок лучей направляется в телевизионный канал 19, где объективом 20 на фотоприемной площадке телекамеры 21 формируются изображения известной и анализируемой пуль, которые рассматриваются на экране монитора (на фиг. 1-3 не показан), подключенного к телекамере 21. При установке зеркала 15 в положение, показанное пунктирной 4 4416 1 линией, пересекающей ось объектива 17, лучи направляются в визуальный канал 16 и формируемые объективом 17 изображения рассматриваются через окуляры бинокулярной системы 18. При установке зеркала 15 в положение, показанное пунктирной линией, не пересекающей оптическую ось, пучки лучей направляются в фотографический канал 22, где объективом 23 формируются изображения в плоскости фотоматериала фотокамеры 24. При этом в примере исполнения микроскопа по фиг. 1 вначале устанавливают убирающуюся телескопическую систему 12 в первое или третье фиксированное положение, при котором ее угловое увеличение кратно, соответственно, единице или 0,4, ориентируют столики 7 и 8 с пулями так, чтобы совместить крупные фрагменты их изображений. Затем убирающуюся телескопическую систему 12 устанавливают во второе фиксированное положение, при котором ее угловое увеличение кратно 2,5, и исследуют мелкие фрагменты изображений пуль. В примере исполнения по фиг. 2, вначале подвижкой оптических компонентов телескопической системы 14 устанавливают ее угловое увеличение равным единице, ориентируют столики 7 и 8, затем перемещением оптических компонентов системы 14 плавно изменяют ее угловое увеличение, и, при достижении необходимого увеличения, исследуют мелкие фрагменты изображений пуль. В примере исполнения микроскопа по фиг. 3 вначале устанавливают телескопическую систему 13 с малым угловым увеличением, а после проведения необходимой ориентации столиков 7 и 8 с пулями этой же системой 13 устанавливают большее увеличение и исследуют мелкие фрагменты изображений пуль. Таким образом, введение устройств изменения увеличения в блок наблюдения и регистрации обеспечивает идентичность взаимного расположения изображений при смене увеличения микроскопа. Источники информации 1. Скворцов Г.Е. и др. Микроскопы. - Л. Машиностроение, 1969. - С. 396-398, рис. -2. 2. Патент РФ 2082197, МПК 6 02 В 21/18, 1997. 1. Микроскоп сравнения, содержащий две ветви сравнения, каждая из которых включает устройство изменения увеличения, блок совмещения полей изображений и блок наблюдения и регистрации, включающий объектив, переключающее зеркало, визуальный, телевизионный и фотографический каналы, причем блок совмещения полей изображений расположен между ветвями сравнения и блоком наблюдения и регистрации,отличающийся тем, что в него введено дополнительное устройство изменения увеличения, расположенное между объективом и переключающим зеркалом блока наблюдения и регистрации. 2. Микроскоп по п. 1, отличающийся тем, что дополнительное устройство изменения увеличения выполнено в виде, как минимум, одной убирающейся телескопической системы. 3. Микроскоп по п. 1, отличающийся тем, что дополнительное устройство изменения увеличения выполнено в виде одной убирающейся телескопической системы с угловым увеличением кратным 2,5, установленной с возможностью размещения в трех фиксированных положениях относительно оптической оси объектива блока наблюдения и регистрации, а устройства изменения увеличения в ветвях сравнения выполнены в виде двух сменных телескопических систем с угловым увеличением кратным двум и четырем. 4. Микроскоп по п. 1, отличающийся тем, что дополнительное устройство изменения увеличения выполнено в виде телескопической системы переменного от единицы до двух увеличения, а устройства изменения увеличения в ветвях сравнения выполнены в виде двух сменных телескопических систем с угловым увеличением кратным двум и четырем. 5. Микроскоп сравнения, содержащий две ветви сравнения, устройство изменения увеличения, блок совмещения полей изображений и блок наблюдения и регистрации, включающий объектив, переключающее зеркало, визуальный, телевизионный и фотографический каналы, причем блок совмещения полей изображений расположен между ветвями сравнения и блоком наблюдения и регистрации, отличающийся тем, что устройство изменения увеличения расположено между объективом и переключающим зеркалом блока наблюдения и регистрации. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 6