[发明专利]用于显微镜的照明方法及装置

说明书

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。

附图说明：

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。