Скануючий оптичний мікроскоп

Скануючий оптичний мікроскоп, який містить послідовно з'єднані перший відеопідсилювач, проекційну електронно-променеву трубку, об'єктив, за яким встановлено досліджуваний об'єкт, фотоелектронний помножувач, другий відеопідсилювач, а також послідовно з'єднані формувач сигналу розгортки по координаті X, перетворювач напруга-струм по координаті X, котушки відхилення по координаті Х та формувач сигналу розгортки по координаті Y, перетворювач напруга-струм по координаті Y, котушки відхилення по координаті Y, який відрізняється тим, що додатково містить тактовий генератор, формувач імпульсів гасіння, компаратор, блок визначення координат, блок пам'яті, блок обчислення віддалі, блок обчислення часу та блок обчислення швидкості, при цьому перший вихід тактового генератора з'єднаний з входом формувача сигналу розгортки по координаті Х та U 2 30341 1 3 руху досліджуваного об'єкта, який рухається прямолінійно та з постійною швидкістю. Поставлена задача вирішується таким чином, що скануючий оптичний мікроскоп, який містить послідовно з'єднані перший відеопідсилювач, проекційну електронно-променеву трубку, об'єктив, за яким встановлено досліджуваний об'єкт, фотоелектронний помножувач, другий відеопідсилювач, а також послідовно з'єднані формувач сигналу розгортки по координаті X, перетворювач напруга-струм по координаті X, котушки відхилення по координаті Х та формувач сигналу розгортки по координаті Y, перетворювач напруга-струм по координаті Y, котушки відхилення по координаті Y, згідно з корисною моделлю, додатково містить тактовий генератор, формувач імпульсів гасіння, компаратор, блок визначення координат, блок пам'яті, блок обчислення віддалі, блок обчислення часу та блок обчислення швидкості, при цьому перший вихід тактового генератора з'єднаний з входом формувача сигналу розгортки по координаті Х та першим входом блоку обчислення часу, а вихід - з першим входом формувача імпульсів гасіння, перший вихід формувача сигналу розгортки по координаті Х під'єднаний до входу перетворювача напруга-струм по координаті X, другий вихід - до першого входу блоку визначення координат, третій вихід - до входу формувача сигналу відхилення по координаті Y, четвертий вихід - до другого входу формувача імпульсів гасіння, перший вихід формувача сигналу розгортки по координаті Y з'єднаний з входом перетворювача напруга-струм по координаті Y, другий вихід - з другим входом блоку визначення координат, третій вихід - з третім входом формувача імпульсів гасіння та першим входом блоку обчислення віддалі, вихід формувача імпульсів гасіння під'єднаний до входу першого відеопідсилювача, вихід другого відеопідсилювача через компаратор під'єднаний до третього входу блоку визначення координат, перший вихід блоку визначення координат через блок пам'яті підімкнений до другого входу блоку обчислення віддалі, вихід якого з'єднаний з першим входом блоку обчислення швидкості, другий вихід блоку визначення координат з'єднаний з другим входом блоку обчислення часу, вихід якого під'єднаний до другого входу блоку обчислення швидкості, вихід якого є виходом скануючого оптичного мікроскопа. Введення додаткових елементів та зв'язків забезпечить вимірювання швидкості руху досліджуваного об'єкта, який рухається прямолінійно та з постійною швидкістю. Корисна модель пояснюється структурною схемою скануючого оптичного мікроскопа, наведеною на фіг. 1. Скануючий оптичний мікроскоп містить проекційну електронно-променеву трубку 1, об'єктив 2, досліджуваний об'єкт 3, перший відеопідсилювач 4, фотоелектронний помножувач 5, другий відеопідсилювач 6, тактовий генератор 7, формувач імпульсів гасіння 8, формувач сигналу розгортки по координаті Х 9, перетворювач напруга-струм по координаті Х 10, котушки 30341 4 відхилення по координаті X 11, формувач сигналу розгортки по координаті Y 12, перетворювач напруга-струм по координаті Y 13, котушки відхилення по координаті Y 14, компаратор 15, блок визначення координат 16, блок пам'яті 17, блок обчислення віддалі 18, блок обчислення часу 19 та блок обчислення швидкості руху досліджуваного об'єкта 20. Перший вихід тактового генератора 7 з'єднаний з входом формувача розгортки по координаті Х 9 та першим входом блоку обчислення часу 19, другий вихід тактового генератора 7 з'єднаний з першим входом формувача імпульсів гасіння 8. Перший вихід формувача сигналу розгортки по координаті Х 9 з'єднаний з входом перетворювача напругаструм по координаті Х 10, другий вихід - з першим входом блоку визначення координат 16 досліджуваного об'єкта, третій вихід - з входом формувача сигналу розгортки по координаті Y 12, четвертий вихід - з другим входом формувача імпульсів гасіння 8. Перший вихід формувача сигналу розгортки по координаті Y 12 з'єднаний з входом перетворювача напруга-струм по координаті Y 13, другий вихід - з другим входом блоку визначення координат 16 досліджуваного об'єкта, третій вихід - з третім входом боку обчислення віддалі 18. Вихід другого відеопідсилювача 6 через компаратор 15 підімкнений до третього входу блоку визначення координат 16. Перший вихід блоку визначення координат 16 з'єднаний через блок пам'яті 17 з другим входом блоку обчислення віддалі 18, вихід якого з'єднаний з першим входом блоку обчислення швидкості 20. Другий вихід блоку визначення координат 16 з'єднаний з другим входом блоку обчислення часу 19, вихід якого під'єднаний до другого входу блоку обчислення швидкості 20, вихід якого є виходом скануючого оптичного мікроскопа. Скануючий оптичний мікроскоп працює наступним чином. Тактовий генератор 7 формує на першому виході імпульси, період яких дорівнює тривалості виводу одного елемента сканувального растра на прямому ході розгортки. Ця тривалість складається з часу переміщення сканувальної плями з одного положення в інше та часу фіксованого положення плями, під час якого пляма світиться. На другому виході тактового генератора 7 формуються імпульси гасіння, тривалість яких дорівнює тривалості переміщення сканувальної плями. Формувач сигналу розгортки по координаті Х 9 формує на першому виході сходинчатонаростаючу напругу, яка відповідає відхиленню сканувальної плями по рядку, на другому виході паралельний двійковий код, який відповідає миттєвому значенню положення сканувальної плями в рядку, на третьому виході - імпульс закінчення розгортки по координаті Х і початку зворотного ходу по рядку, на четвертому виході імпульс гасіння сканувальної плями під час зворотного ходу по рядку. Перетворювач напругаструм по координаті Х 10 формує з великою точністю струм відхилення в котушках відхилення по координаті Х 11, який відповідає сходинчато 5 наростаючому сигналу на першому виході формувача сигналу розгортки по координаті Х 9. Формувач сигналу розгортки по координаті Y 12 формує на першому виході сходинчатонаростаючу напругу, яка відповідає відхиленню сканувальної плями по кадру, на другому виході паралельний двійковий код, який відповідає миттєвому значенню положення сканувальної плями по кадру, на третьому виході - імпульс гасіння сканувальної плями під час зворотного ходу по кадру. Перетворювач напруга-струм по координаті Y 13 формує з великою точністю струм відхилення в котушках відхилення по координаті Y 14, який відповідає сходинчато-наростаючому сигналу на першому виході формувача сигналу розгортки по координаті Y 12. На виході формувача імпульсів гасіння 8 формується імпульс, тривалість якого дорівнює тривалості найтривалішого перехідного процесу при переміщенні сканувальної плями по екрану проекційної електронно-променевої трубки. Перший відеопідсилювач 4 сумує імпульси гасіння з постійним зміщенням, підсилює їх, після чого вони подаються на керуючий електрод проекційної електронно-променевої трубки 1, забезпечуючи необхідну яскравість свічення екрана трубки. Світний сигнал з екрана проекційної електроннопроменевої трубки 1 через об'єктив 2 проектується на досліджуваний об'єкт 3. Сигнал від досліджуваного об'єкта 3 поступає на вхід фотоелектронного помножувача 5, на виході якого формується електричний сигнал, миттєве значення якого пропорційне яскравості елемента досліджуваного об'єкта 3. Цей сигнал підсилюється до нормованої величини другим відеопідсилювачем 6 і подається на вхід компаратора 15. Якщо рівень вихідного сигналу другого відеопідсилювача 6 перевищує рівень спрацьовування компаратора 15, то на його виході з'явиться імпульс, який подається на третій вхід блоку визначення координат і фіксує миттєві значення координат досліджуваного об'єкта, які подаються на перший та другий входи блоку визначення координат 16. Блок визначення координат 16 обчислює координати центру досліджуваного об'єкта 3 і подає команду запису по першому виходу їх в блок пам'яті 17 та другому виходу команду на другий вхід блоку обчислення часу 19. Блок обчислення часу 19 визначає час між двома появами координат центру досліджуваного об'єкта 3 в двох послідовних кадрах сканування і у вигляді паралельного двійкового коду подає його на другий вхід блоку обчислення швидкості 20. Блок обчислення віддалі 18 за командою з блоку формувача сигналу розгортки по координаті Y 12 вибирає з блоку пам'яті 17 координати блоку визначення координат двох послідовних значень кодів місцезнаходження центру досліджуваного об'єкта і визначає віддаль, на яку він перемістився. Обчислена віддаль у вигляді паралельного двійкового коду поступає на блок обчислення швидкості 20, який і визначає миттєве значення швидкості руху об'єкта між двома скануваннями повноформатним растром. Значення цієї швидкості подається на вихід 30341 6 сканувального оптичного мікроскопа у вигляді паралельного двійкового коду, який надалі використовується для необхідної обробки при вивченні руху досліджуваного об'єкта 3. При русі досліджуваного об'єкта з постійною швидкістю і прямолінійно, інформацію про швидкість руху при скануванні двома повноформатними растрами можна отримати, якщо об'єкт перемістився на віддаль, яка не перевищує половини розміру сканувального растра в площині об'єкта по координаті блоку визначення координат 16. Лише в цьому випадку об'єкт не вийде за межі сканувального растра при умові, що при першому скануванні він знаходився в центрі растра. Якщо повноформатний растр складається з 1024х1024 елементів розкладу зображення, розмір сканувального растра в площині досліджуваного об'єкта 1,024х1,024 мм2 (крок розгортки в площині об'єкта 1 мкм), час виводу одного елемента сканувального растра 1 мкс, час зворотного ходу по будь-якій координаті 50 мкс, то максимальна швидкість руху об'єкта, яку можна визначити двома послідовними сканувальними повноформатними растрами, становитиме 316 мкм/с. Якщо об'єкт рухається нерівномірно, то максимальна швидкість, яку можна виміряти буде такою, коли між двома послідовними скануваннями об'єкт переміститься на віддаль, яка відповідає переміщенню в сусідню адресовану точку по будь-якій координаті і становитиме 0,926 мкм/с.