Сканувальний телевізійний оптичний мікроскоп

Реферат: Сканувальний телевізійний оптичний мікроскоп містить блок сканувальної електроннопроменевої трубки, об'єктив, напівпрозоре дзеркало, дзеркало, досліджуваний мікрооб'єкт, перший та другий конденсори, перший та другий фотоелектронні помножувачі, перший та другий логарифмічні підсилювачі, суматор та антилогарифмічний підсилювач, вихід якого є виходом пристрою, причому блок сканувальної електронно-променевої трубки через об'єктив підключений до напівпрозорого дзеркала, перший вихід якого з'єднаний з досліджуваним об'єктом, а другий вихід - з дзеркалом, вихід досліджуваного об'єкта через перший конденсор з'єднаний з оптичним входом першого фотоелектронного помножувача, вихід дзеркала - через другий конденсор - з оптичним входом другого фотоелектронного помножувача, вихід першого логарифмічного підсилювача з'єднаний з неінвертуючим входом суматора, вихід другого логарифмічного підсилювача - з інвертуючим входом суматора, вихід якого підключений до входу антилогарифмічного підсилювача. Додатково містить підсилювач, підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення, детектор та фільтр, причому вхід підсилювача з'єднаний з виходом першого фотоелектронного помножувача, а перший вихід - з входом першого логарифмічного підсилювача, другий вихід підсилювача через послідовно з'єднані детектор та фільтр підімкнений до другого входу підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення, перший вхід якого з'єднаний з виходом другого фотоелектронного помножувача, а вихід - з входом другого логарифмічного підсилювача. UA 103134 U (54) СКАНУВАЛЬНИЙ ТЕЛЕВІЗІЙНИЙ ОПТИЧНИЙ МІКРОСКОП UA 103134 U UA 103134 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до телевізійної техніки і може бути використана в медицині, біології, криміналістиці для спостереження мікрооб'єктів, зрізів тканин тощо. Найближчим за технічною суттю до корисної моделі, що пропонується, є сканувальний телевізійний оптичний мікроскоп (В.І. Шклярський. Сканувальна та телевізійна оптична мікроскопія: теорія та практика: монографія - Видавництво Львівської політехніки - 2010, c. 282, рис. 5.30), який містить блок сканувальної електронно-променевої трубки, об'єктив, напівпрозоре дзеркало, дзеркало, досліджуваний мікрооб'єкт, перший та другий конденсори, перший та другий фотоелектронні помножувачі, перший та другий логарифмічні підсилювачі, суматор та антилогарифмічний підсилювач, причому блок сканувальної електронно-променевої трубки через об'єктив підключений до напівпрозорого дзеркала, перший вихід якого з'єднаний з досліджуваним об'єктом, а другий вихід - з дзеркалом, вихід досліджуваного об'єкта через перший конденсор з'єднаний з оптичним входом першого фотоелектронного помножувача, вихід дзеркала - через другий конденсор з оптичним входом другого фотоелектронного помножувача, вихід першого логарифмічного підсилювача з'єднаний з неінвертуючим входом суматора, вихід другого логарифмічного підсилювача - з інвертуючим входом суматора, вихід якого підключений до входу антилогарифмічного підсилювача, вихід якого є виходом пристрою. Однак, в такому пристрої лише частково здійснюється компенсація шумів люмінофору використовуваної сканувальної електронно-променевої трубки для освітлення досліджуваного об'єкта, що призводить до збільшення відношення сигнал/шум на виході пристрою при умові, що досліджуваний об'єкт має великий контраст. Шуми люмінофору впливають на зміну яскравості свічення екрана електронно-променевої трубки по всій площі формованого світного сканувального растра, що призводить до зміни амплітуди вихідного сигналу при однаковому контрасті досліджуваного об'єкта. Зміна амплітуди вихідного сигналу при однаковому контрасті призводить до погіршення відношення сигнал/шум формованого вихідного сигналу. В такому пристрої можливою є лише часткова компенсація шумів люмінофору для малоконтрастних об'єктів дослідження. В основу корисної моделі поставлено задачу створити сканувальний телевізійний оптичний мікроскоп, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків між ними забезпечується значне покращення відношення сигнал/шум на виході пристрою за рахунок зменшення впливу шумів люмінофору на формування вихідного сигналу пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що сканувальний телевізійний оптичний мікроскоп, який містить блок сканувальної електронно-променевої трубки, об'єктив, напівпрозоре дзеркало, дзеркало, досліджуваний мікрооб'єкт, перший та другий конденсори, перший та другий фотоелектронні помножувачі, перший та другий логарифмічні підсилювачі, суматор та антилогарифмічний підсилювач, вихід якого є виходом пристрою, причому блок сканувальної електронно-променевої трубки через об'єктив підключений до напівпрозорого дзеркала, перший вихід якого з'єднаний з досліджуваним об'єктом, а другий вихід - з дзеркалом, вихід досліджуваного об'єкта через перший конденсор з'єднаний з оптичним входом першого фотоелектронного помножувача, вихід дзеркала - через другий конденсор -з оптичним входом другого фотоелектронного помножувача, вихід першого логарифмічного підсилювача з'єднаний з неінвертуючим входом суматора, вихід другого логарифмічного підсилювача - з інвертуючим входом суматора, вихід якого підключений до входу антилогарифмічного підсилювача, згідно з корисною моделлю, додатково містить підсилювач, підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення, детектор та фільтр, причому вхід підсилювача з'єднаний з виходом першого фотоелектронного помножувача, а перший вихід - з входом першого логарифмічного підсилювача, другий вихід підсилювача через послідовно з'єднані детектор та фільтр підімкнений до другого входу підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення, перший вхід якого з'єднаний з виходом другого фотоелектронного помножувача, а вихід - з входом другого логарифмічного підсилювача. Введення додаткових елементів та зв'язків дозволяє покращити відношення сигнал/шум вихідного сигналу за рахунок зменшення впливу шумів люмінофору при дослідженні об'єктів з великим контрастом формованого зображення за допомогою сканувального телевізійного оптичного мікроскопа. Корисна модель пояснюється структурною схемою сканувального телевізійного оптичного мікроскопа. Сканувальний телевізійний оптичний мікроскоп містить блок сканувальної електронно-променевої трубки 1, об'єктив 2, напівпрозоре дзеркало 3, дзеркало 4, досліджуваний об'єкт 5, перший конденсор 6, другий конденсор 7, перший фотоелектронний помножувач 8, другий фотоелектронний помножувач 9, підсилювач 10, детектор 11, фільтр 12, підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення 13, перший логарифмічний підсилювач 14, другий логарифмічний підсилювач 15, суматор 16, антилогарифмічний підсилювач 17. 1 UA 103134 U 5 10 15 20 25 30 35 Телевізійний сканувальний оптичний мікроскоп працює наступним чином. На екрані сканувальної електронно-променевої трубки за допомогою блока сканувальної електронно-променевої трубки 1 формується світний растр. У разі переміщення світної плями в межах робочого поля світного сканувального растра світловий потік, який падає на досліджуваний об'єкт 5, за рахунок зміни яскравості свічення сканувальної плями не залишається постійним. Флуктуаційні завади, викликані шумами люмінофора, приводять до погіршення відношення сигнал/шум. Вплив флуктуацій у запропонованій схемі усувається наступним чином. Світловий потік, який пройшов через об'єктив 2, розділяється напівпрозорим дзеркалом 3 на два потоки. Перший потік використовується для освітлення досліджуваного об'єкта 5, а другий потік через дзеркало 4 поступає через другий конденсор 7 на оптичний канал другого фотоелектронного помножувача 9. Відбитий від напівпрозорого дзеркала 3 світловий потік використовується як опорний. На виході другого фотоелектронного помножувача 9 формується електричний сигнал, зміна амплітуди якого відповідає зміні яскравості свічення сканувальної плями. Змінна складова цього сигналу подається на підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення 13. Зміна коефіцієнта підсилення здійснюється у відповідності з електричним сигналом, який прямо пропорційний амплітуді сигналу на виході підсилювача 10. Світловий сигнал від світлового потоку, який відбився від досліджуваного об'єкта 5, або пройшов через нього, збирається першим конденсором 6 і подається на оптичний вхід першого фотоелектронного помножувача 8. Таким чином електричний сигнал на виході першого фотоелектронного помножувача 8 пропорційний прозорості або коефіцієнту відбивання елемента досліджуваного об'єкта 5. Чим більшим є сигнал на виході підсилювача 10, тим більшою в ньому є частка зміни світлового потоку за рахунок флуктуацій зміни яскравості свічення сканувальної плями. На виході детектора 11 формується сигнал, амплітуда якого пропорційна амплітуді сигналу на виході підсилювача 10. Фільтр 12 усуває високочастотну складову електричного сигналу і забезпечує сталу часу, з якою необхідно регулювати коефіцієнт підсилення підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення 13. Таким чином амплітуда сигналу на виході підсилювача сигналу з регульованим коефіцієнтом підсилення 13 є прямо пропорційною амплітуді сигналу на виході підсилювача 10. Якщо отримані сигнали з виходів підсилювача 10 та підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення 13 прологарифмувати логарифмічними підсилювачами 14 та 15, знайти різницю логарифмів на виході суматора 16, та антилогарифмувати, то на виході антилогарифмічного підсилювача 17 отримаємо сигнал, пропорційний до коефіцієнта пропускання або коефіцієнта відбивання досліджуваного об'єкта 5 без урахування шумів люмінофору використовуваної електроннопроменевої трубки. Таким чином, запропонований телевізійний сканувальний оптичний мікроскоп дозволить покращити відношення сигнал/шум вихідного сигналу за рахунок зменшення впливу шумів люмінофору при дослідженні об'єктів з великим контрастом формованого зображення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 Сканувальний телевізійний оптичний мікроскоп, який містить блок сканувальної електроннопроменевої трубки, об'єктив, напівпрозоре дзеркало, дзеркало, досліджуваний мікрооб'єкт, перший та другий конденсори, перший та другий фотоелектронні помножувачі, перший та другий логарифмічні підсилювачі, суматор та антилогарифмічний підсилювач, вихід якого є виходом пристрою, причому блок сканувальної електронно-променевої трубки через об'єктив підключений до напівпрозорого дзеркала, перший вихід якого з'єднаний з досліджуваним об'єктом, а другий вихід - з дзеркалом, вихід досліджуваного об'єкта через перший конденсор з'єднаний з оптичним входом першого фотоелектронного помножувача, вихід дзеркала - через другий конденсор - з оптичним входом другого фотоелектронного помножувача, вихід першого логарифмічного підсилювача з'єднаний з неінвертуючим входом суматора, вихід другого логарифмічного підсилювача - з інвертуючим входом суматора, вихід якого підключений до входу антилогарифмічного підсилювача, який відрізняється тим, що додатково містить підсилювач, підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення, детектор та фільтр, причому вхід підсилювача з'єднаний з виходом першого фотоелектронного помножувача, а перший вихід - з входом першого логарифмічного підсилювача, другий вихід підсилювача через послідовно з'єднані детектор та фільтр підімкнений до другого входу підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення, перший вхід якого з'єднаний з виходом другого фотоелектронного помножувача, а вихід - з входом другого логарифмічного підсилювача. 2 UA 103134 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3