Эпиобъектив Советский патент 1975 года по МПК G02B21/04 

(54)

ЭПИОБЪЕКТИВ

1

Изобретение относится к области приборостроения, точнее к микроскопам и микрообъективам, и может быть применено для изучения поверхности живых клеток и (Органов в условиях полного ; внутреннего |ОТражения,

При полном внутреннем отражении электрическое поле световой волны выступает над отражающей тТоверхвостью в виде слоя, толщина которого близка к длине волны и зависит от угла падения, показателя преломления отражающей среды и длины волны. Известно устройство, состоящее из ; микроскопа и призмы с лежащим на ней 1 объектом. При этом между тонким освещенным слоем объекта на поверхности призмы и микроскопом над призмой оказывается вся толща объекта. Нижний тонкий слой объекта, наблюдаемый через несколько или даже один слой клеток, виден недостаточно четко. Поверхность полного внутреннего отражения призмы освещается односторонне, прямым пучком. Это вызывает в ;изображении тени и многие его детали вы)падают.

Цель изобретения - повысить контрастность и качество изображения тонкого по|верхностного слоя объекта, возникающего В условиях полного внутреннего отражения.

Это достигается введением в оптичес,кую систему эпиобьектива третьего компонента - сферической линзы, что влечет за собой появление нового для эпиобъектиiaa качества - полного внутреннего отра- жения. на плоской поверхности сферической ;линзы. Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что вместо призмы берется параболическое зеркало и сферическая линза. Параболическое зеркало жестко соединено с фронтальной контактно линзой, выполненной в виде полусферы, центр кривизны которой совмещен с центром контактной поверхности и с фоку:сом

параболического зеркала, установленного С возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оптической оси сипового компонента. В результате достигается круговое освещение и наблюдение со

стороны стекла сферической линзь.

На зртеже представлен предлагаемь и эпиобъектив, общий вид.

Эпиобъектив состоит из микрообъект ва 1, являющегося наблюдательным, си/ эвым кодмпонентом, кольцевого параболич С- кого зеркала 2 и сферической контактнс а 3 с высоким показателем прелом ления, соприкасающейся с объектом, например живой тканью 4. Микрообъектив и

сферическая линза закреплены в оправе параболического зеркала, в результате iэ-

го образуется единая трехкомпонентная система.

Рассмотрим каждый из трех компоне тэв 3 отдельности. В качестве микрообъ К- тива используются объективы для исслед ваний со столиком Федорова, рассчитанн: le для работы со сферическим сегментом. то объективы серии ОСФ с числовой апертурой от 0,24 до 0,62 ( РТМ ЛОМО ). Один из таких объективов ( ОСФ - 14П1 увотшчение 21,7; апертура 0,34 ) представлен на чертежи.

Выполненная в виде полусферы контак г- ная линза 3, соответствующая сегменту столика Федорова, закрепленная в центре 1ьном отверстии параболического зеркала J , не является в данной конструкции частьк миг.рсюбъектива 1. Расстояние полусферы до фронтальной линзы микрообъектива, BI - ставленное однажды, не требует регулир - вания в процессе работы, так как ничто н.л толщина светящегося слоя протоплаз гы лежащей на контактной плоскости полусф ры {толщина порядка половины длины BOJ. ны), исключает необходимость какой-либс наводки на резкость в глубину объекта. Однако такая необходимость возникает щ и нарушении ролного внутреннего отражение , когда свет проходит в глубину объектива. Фокусировка на более глубокие слои объе :та, лежащие под контактной плоскостью сферической линзы, возможна путем перемещения окуляров микроскопа по высоте : путем приближения или удаления микрообт ектива по отнощению к сферичес ой линзе например движением параболического зеркала с полусферой вверх и вниз по микрО объективу. Во всех случаях центр кривизны контактной линзы лежит в центре ее контактной поверхности.

Параболическое зеркало 2 направляет на контактную линзу 3 сходящийся пучрк лучей. Сферичность контактной линзы обеспечивает их нормальное падение. Лучи сходятся в центре контактной поверхности линзы 3, т.е.в центре ее кривизны. Разнь э уровни параболического зеркала 2 дают при отражении разный наклон лучей и, еле довательно, разный угол падения на контактную плоскость - от почти 90 до углл меньшего, чем предельный угол полного внутреннего отражения стекла по отношению к биологической ткани. Это варьирование достигается при помощи ирисовой дна- фпагмы 5, которая при затягивании последовательно срезает наружные золы полого светового цилиндра, в котором параллельны

лучи падают от плоского кольцевого зеркала 6 на параболическое зеркало 2. Эти наружные зоны соответствуют наиболее крутым углам падения на контактную плоскость линзы 3. Таким образом, затягивание диафрагмы 5 постепенно выключает

верхние уровни кольцевого параболического зеркала 2 и соответственно малые углы падения на контактную плоскость. Подобное уменьшение апертуры параболического зеркала 2 преобразуется в увеличение

углов падения и, следовательно, в некоторое уменьшение толщины светящегося спо к плавное изменение картины свечения и структуры изображения: лучи от верхнего уровня зеркала 2, имеющие малый угол

падения на контактную плоскость, вообще не дают полного внутреннего отражения или дают его только над наименее плотными, водянистыми участками объекта, имеющими низкий показатель преломления (т.е.

разность показателей преломления между стеклом и данными участками ткани наиболее велика). Остальной свет преломляется в объект. Лучи от среднего пояса зеркала 2 с большим углом падения на контактную

плоскость тражаются уже над более плотными структурами, но в структурах с наиболее высоким: показателем преломления свет также переходит в глубинуобъекта; вызывая более глубокое свечение (темнопольное или люминесцентное), локально соответствующее плотным структурам поверхности. Наконец, за счет достаточно широкой нижней зоны парабоянческиго зеркала, которая вообще Jie выключается, так

как соответствующий ей большой угол падения не является предельным ни для каких протоплазматических структур, обеспс чивается равномерное, но вполне структурированное тонкослойное свечение.

Формула изоб р-е тения

Эпиобъектив, содержащий силовой компонент, фронтальную контактную личзу и кольцевое параболическое зеркало, отличающийся тем, что, с целью получения контрастного изобрал-соигя тонкого слоя объекта и обеспичония nopo4x.iкусировки на разные его уровни, ллрибг)лрг-