Проекционное устройство к стереомикроскопу Советский патент 1977 года по МПК G02B21/22 

1

Изобретение относится к устройствам для стереоскопического наблюдения объектов, в частности к устройствам для стереоскопического наблюдения изображений микрообъектов, спроектированных на просветный экран. Устройство может быть использовано на различных операциях изготовления и контроля полупроводниковых и других электронных приборов в электронной промышленности, в точном машиностроении, в медицинских, биологических и различных других научных исследованиях.

Известен микростереопроектор объектов, в котором в качестве просветного экрана используется светорассеивающая пленка. Лин за Френеля, установленная в непосредственной близости от светорассеивающей поверхности, строит изображение выходных зрачков обеих оптических ветвей устройства,расфокусированное благодаря воздействию расс ивающей поверхности, в области зрачков наблю дат еля.

Однако матовая поверхность светорассе- ивающей пластины не обеспечивает полной сепарации световых потоков правого и левого изображений, поэтому высококачественное стереоскопическое изображение не может быть полученоРазрешающая способность по сравнению с окулярным наблюдением ухудшается из-за наложения на изображение структуры светорассеиваюшей поверхности и рельефа поверхности линзы Френеля. Наблюдаются потери в яркости изображения из-за ослабления светового потока в направлении наблюдения светорассеиваюшей поверхностью. Плоскости обоих изображений (правого и левого) совмещаются на экране под углом друг к другу, поэтому неизбежно возникает трансформация изображений, приводящая к возникновению паразитных горизонтального и вертикального параллаксов, что является причиной разрушения стереоскопического изображения на участках, прилегающих к углам экрана.

Известно устройство для стереоскопического наблюдения на экране, выполненное в виде насадки к микроскопу МБР-1. Насадка содержит оборачивающую призменную CHCTeiviy, проекционные окуляры и экран. В таком устройстве применен растровы экран, состоящий из двух пластин с нанесенными по поверхности цилиндрическими канавками и сложенными накрест друг другу а сами канавки заполнены прозрачной жидкостью с показателем преломления, близким к такэвэму показателю пластин. Требуемую индикатриссу рассеяния экрана получают подбором жидкости с соответствующим показателем преломления. Применение растрового экрана позволяет несколько увеличить площадь выходных зрачков насадки и тем самы обеспечить относительную свободу оператора при работе с прибором.

Однако необходимым условием для получения изображений стереопары является съемка (наблюдение) объекта с двух точек зрени разделенных определенным базисом. В таком устройстве используется только один микрообъектив, поэтому базис очень мал. Отсутст вует также оборачивание (т. е. перемена местами) правого и левого изображений, необходимое для того , чтобы правое изображение стереопары наблюдалось правым глазом, а левое -левым, в результате наблюдатель может воспринимать только псевдосте- реоэффект. Кроме того, в этом устройстве совмещение изображений на экране под угло приводит к трансформации изображений и появлению паразитных параллаксов.

Так как жидкость, заполняющая канавки растра, имеет показатель прелоКШения, близкий к показателю преломления пластин, одним подбором показателя преломления жидкости нельзя добиться больших значений све тосилы элементов растра. Это приводит к тому, что в такой системе не удается получить больщих (около 40 мм) зон наблюдения (увеличенных изображений выход1Пз1Х зрачков что ограничивает свободу положения наблюдения. Определенные трудности вызывает также необходимость тщательной герметиза ции пластин растра, так как при испарении жидкости растр теряет свои оптические свойства.

Целью изобретения является получение высококачественного стереоскопического изображения большой яркости, равномерной по всему полю экрана, и обеспечение удобства наблюдения.

Это достигается тем, что экран выполнен в виде двух плоско-выпуклых линз, обращенных выпуклыми поверхностями одна к другой, и оптического линзового растра со сферическими линзовыми элементами, расположенными со стороны наблюдателя.

Кроме того, для оборачивания левого и правого изображения при одновременном сох ранении параллельности оптических осей обоих ветвей и для уменьшения габаритов

устройства призменная система выполнена в виде призм Шмидта.

Для исключения трансформации изображений на экране оптические оси проекционных окуляров смещены относительно центров промежуточных изображений.

На фиг. 1 показана оптическая схема устройства совместно с элементами оптической системы стереоскопического микроскопа, которые обозначены пунктиром; на фиг. 2 положение проекционных окуляров относительно промежуточных изображений экрана j на фиг. 3 - линзовый растр.

Объект 1 освещается источниками света 2. Затем изображение объекта строится общим основным объективом 3, за которым параллельно установлены галиллеевы системы 4. Тубусные объективы 5 через призмы Шмидта 6 и 7 строят в плоскостях 8 два отдельных промежуточных изображения объекта с двух разных точек зрения. Призма Шмидта 6 осуществляет необходимое в данном случае оборачивание правого и левого изображений J а также изменяет ход лучей на 45 . Призмы Шмидта 7 компенсируют поворот каждого изображения на 180 , происходящий в призме 6j изменяют ход лучей еще на 45 и смещают оптические оси каждой из ветвей на расстояние, достаточное для разс

ОЕсуляры

мещения проекционных окуляров

9 и зеркала 10 и 11 проектируют проме iQTO4Hbie изображения объекта в плоскость экрана, состоящего из коллективных линз 12 и линзового растра 13. Совмещение изображений на экране осуществляется смещением оптических осей окуляров 9 относительно оптических осей каждой ветви таким образом что плоскости совмещаемых изображений остаются параллельными экрану (фиг. 2). Коллективные линзы 12 (фиг. 3) строят изображение выходных зрачков за системы на расстояние около 300 мм от экрана. Линзовый растр 13 расширяет изображение зрачков в зоне CL, 6 , в которых и располагаются глаза наблюдателя.

Описываемое проекционное устройство к стереомикроскопу позволяет за счет наблюдения изображений микрообъектов на экране устранить необходимость строгой фиксации глаз и положения головы и тем самым уменшить зрительное и обшее утомление оператора. Применение предлагаемого устройства вместо окулярных систем существующих стереомикроскопов может способствовать оздоровлению условий труда и повышению его производительности.

Конструктивное выполнение предлагаемого устройства в виде насадки к стереоскопическому микроскопу МБС-1 взамен его окулярной системы является перспективным с точки

зрения поспедующего внедрения устройства, так как этот микроскоп используется на самых массовых операциях изготовления микроэлектронных приборов и в других отраолях промышленности.

Формула изобретения

1, Проекционное устройство к стереомик- i о роскопу, содержащее оборачивающую зеркально-призменную систему, проекционные окуляры и экран, отличающееся тем,что,с целью получения высокэкачествен- ного стереоскопического изображения большой 15 яркости, равномерной по всему полю экрана, и обеспечения удобства наблюдения, экран выполнен в виде двух плоскэ-выпуклых коллективных линз, обращенных выпуклыми поверхностями друг к другу, и оптического линзового растра со сферическими линзовыми элементами, расположенного со стороны наблюдения. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью оборачивания левого и правого изображений при одновременном сохранении параллельности оптических осей обеих ветвей и для уменьшения габаритов устройства, призменная система выполнена в виде призм Шмидта.

3. Устройство по п. 1, отлич аю- щ е е с я тем, что, с целью исключения трансформации изображений на экране, опТ1гаеские оси проекционных окуляров смещены относительно центров промежуточных изображений.

11

Щ С2р2

Ф(г. 1

Фиг. 2