阅读说明：本技术 一种无镜片激光投影式显微镜 (Lens-free laser projection microscope ) 是由 贺靖霖 吴小娟 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种无镜片激光投影式显微镜,包括水样采集系统(1~7)、调焦系统(8~10)、放大系统(11~16)、激光照明系统(17~18),以50mW左右的绿色激光作为照明光源,利用观测水体的表面张力形成的单球面透镜放大水体中的微生物及悬浮微粒,将观察对象放大后投影到白屏上,无传统显微镜中的镜片。通过上述方式,本发明能够以低成本、易操作的方式实现对水体中微生物及悬浮颗粒放大上千倍,采用投影式成像,成像明亮清晰,可供多人同时观察。(The invention discloses a lens-free laser projection microscope which comprises a water sample collecting system (1-7), a focusing system (8-10), an amplifying system (11-16) and a laser illuminating system (17-18), wherein green laser with the power of about 50mW is used as an illuminating light source, a single spherical lens formed by observing the surface tension of a water body is used for amplifying microorganisms and suspended particles in the water body, an observation object is projected to a white screen after being amplified, and lenses in a traditional microscope are omitted. Through the mode, the invention can realize the thousand-fold amplification of microorganisms and suspended particles in the water body in a low-cost and easy-to-operate mode, adopts projection type imaging, has bright and clear imaging and can be simultaneously observed by multiple people.)

一种无镜片激光投影式显微镜

技术领域

本发明属于一种新型的显微镜，涉及仪器领域，特别是涉及一种无镜片激光投影式显微镜。

背景技术

在观察水体中的微生物和微小颗粒时，普通光学显微镜的结构比较复杂，调节比较繁琐，价格比较昂贵，镜片需要精心维护，低年级小学生使用起来不方便，既不易普及，也不便于供多人直接观察，不便于小学生更直接的走进微生物的世界。

发明内容

为了克服传统显微镜的缺点，本发明提供了一种无镜片激光投影式显微镜，其成像清晰、结构简单、维护方便、成本低廉、携带方便、可以调焦，能够同时能供多人观察水体中的微生物和悬浮微粒的投影式显微镜装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无镜片激光投影式显微镜，包括水样采集系统、调焦系统、放大系统、照明系统，其特征在于：

所述水样采集系统是一个带活塞的有机玻璃圆筒，活塞与带转轮的螺杆通过螺纹连接，通过转动转轮控制活塞的位置，实现采集水样品进入有机玻璃筒和向放大系统注入水样品。

所述调焦系统包含一根软透明塑料导管、一个止水夹、一个带转轮的螺纹挤压器，导管一端连接水样采集系统的有机玻璃筒，再依次穿过止水夹和螺纹挤压器，另一端与所述空腔的水样品输入口连接。

所述放大系统主体是一个前端有独立空腔的圆柱形套筒，套筒内径与激光手电外径相匹配，空腔可容纳观测液体，有一个水样品输入口、圆形透明窗口、透镜生成口。圆形透明窗口由石英玻璃等高透光材料制成；水样品输入口设置空腔侧面，观测水体通过其注入空腔；透镜生成口（内径不大于1mm）正对透明窗口，用以让观测水样形成单球面透镜，透镜生成口和透明窗口共轴，该轴线与激光束重合。

所述照明系统是圆柱形的激光手电，功率50mW左右，其前端能沿其中轴线发射绿色激光束，利用激光能量密度较高的特点，给空腔中的观测水样提供足够的光照。

成像屏可以是普通白色墙壁，也可以是其它白色投影布、白色KT板等。

进一步地，所述的调焦系统与水样采集系统和放大系统相连，所述的止水夹和螺纹挤压器固定在套筒上，所述的放大系统通过套筒与激光手电相连。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.放大倍数高，可达上千倍，可媲美传统的显微镜。

2.可以观测光的干涉、衍射现象，比如泊松亮斑。

3.投影式显影，画面大，成像清晰，既可以供多人直接观察，也可以拍摄记录观测画面。

4.操作简单，调焦容易，低龄儿童在成年人的指导下容易上手。

5.成本低廉，无需昂贵的电子目镜，便于普及推广。既可以在课堂中作为观测仪器，也可以在家庭中作为科普玩具。

6.结构简单，利用观测水体形成的但球面透镜实现放大，本身没有镜片，便于维护。

7.轻便、小巧，携带方便。比传统的光学显微镜更便于携带。

附图说明

图1为本发明结构示意图：

1~7部分构成水样采集系统，8~10部分构成调焦系统，11~16构成放大系统，17~18构成照明系统。

附图中各部件的标记如下：1、转轮；2、螺杆；3、活塞导轨；4、活塞；5、有机玻璃筒；6、水样品；7、水样品采集/输出口；8、导管；9、止水夹；10、螺纹挤压器；11、套筒；12、空腔；13、水样品输入口；14、透明窗口（石英玻璃片）；15、透镜生成口；16、水凸透镜；17、激光手电；18、激光束；19、成像屏。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如附图所示，一种无镜片激光投影式显微镜，包括水样采集系统（1~7）、调焦系统（8~10）、放大系统（11~16）、照明系统（17~18），其特征在于：

所述水样采集系统（1~7）是一个带活塞4的有机玻璃圆筒5，活塞4与带转轮1的螺杆2通过螺纹连接，通过转动转轮1控制活塞4的位置，实现采集水样品6进入有机玻璃筒5和向放大系统注入水样品6。

所述调焦系统（8~10）包含一根软透明塑料导管8、一个止水夹9、一个带转轮的螺纹挤压器10，导管8一端连接水样采集系统的有机玻璃筒5，再依次穿过止水夹9和螺纹挤压器10，另一端与所述空腔12的水样品输入口13连接。

所述放大系统（11~16）主体是一个前端有独立空腔12的圆柱形套筒11，套筒内径与激光手电17外径相匹配，空腔12可容纳观测液体，有一个水样品输入口13、圆形透明窗口14、透镜生成口15。圆形透明窗口14由石英玻璃等高透光材料制成；水样品输入口13设置空腔侧面，观测水体通过其注入空腔；透镜生成口15（内径不大于1mm）正对透明窗口，用以让观测水样形成单球面透镜，透镜生成口15和透明窗口14共轴，该轴线与激光束重合。

所述照明系统（17~18）是圆柱形的激光手电17，功率50mW左右，其前端能沿其中轴线发射绿色激光束18，利用激光能量密度较高的特点，给空腔12中的观测水样提供足够的光照。

成像屏19可以是普通白色墙壁，也可以是其它白色投影布、白色KT板等。

进一步地，所述的调焦系统（8~10）与水样采集系统（1~7）和放大系统（11~16）相连，所述的止水夹9和螺纹挤压器10固定在套筒11上，所述的放大系统（11~16）通过套筒11与激光手电17相连。

本发明的工作原理：打开止水夹9、松开螺纹挤压器10，将水样品通过水样品采集器通过导管8注满空腔12，关闭止水夹9；将套筒11套在激光手电17上，利用激光手电17发出的绿色激光束18作为照明光源，使得水体中的微生物或悬浮微粒有足够的亮度，使之投影到成像屏19上；调节螺纹挤压器10，利用被观察的水体的表面张力，在透镜生成口15处形成的单球面透镜，并以此单球面透镜作为放大元件，即可在成像屏19上观察到水体中的微生物和悬浮微粒所成的实像；调节螺纹挤压器10，即可实现对单球面透镜调焦，改变放大的倍数。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。