Телевізійний сканувальний оптичний мікроскоп

Реферат: Телевізійний сканувальний оптичний мікроскоп належить до систем відображення інформації на електронно-променевих трубках і може бути використаний для визначення прискорення руху досліджуваного мікрооб'єкта, який рухається нерівномірно та з довільною траєкторією. UA 75989 U (54) ТЕЛЕВІЗІЙНИЙ СКАНУВАЛЬНИЙ ОПТИЧНИЙ МІКРОСКОП UA 75989 U UA 75989 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до систем відображення інформації на електронно-променевих трубках і може бути використана у телевізійних сканувальних оптичних мікроскопах для визначення прискорення руху досліджуваного мікрооб'єкта. Найближчим за технічною суттю до корисної моделі, що пропонується, є скануючий оптичний мікроскоп (деклараційний патент України №30341 по кл. МПК G06F 3/153, H04N 5/00 від 25.02.2008 p.), який містить послідовно з'єднані тактовий генератор, формувач імпульсів гасіння, перший відеопідсилювач, проекційну електронно-променеву трубку, об'єктив, за яким встановлено досліджуваний об'єкт, фотоелектронний помножувач, другий відеопідсилювач, компаратор, блок визначення координат, перший вихід якого через перший блок пам'яті під'єднаний до першого входу блока обчислення віддалі, вихід якого з'єднаний з першим входом блока обчислення швидкості, другий вихід блока визначення координат з'єднаний з першим входом блока обчислення часу, вихід якого під'єднаний до другого входу блока обчислення швидкості, а також послідовно з'єднані формувач сигналу розгортання по координаті X, перетворювач напруга-струм по координаті X, котушки відхилення по координаті X та формувач сигналу розгортки по координаті Y, перетворювач напруга-струм по координаті Y, котушки відхилення по координаті Y, при цьому перший вихід тактового генератора з'єднаний з першим входом формувача імпульсів гасіння, а другий вихід - з входом формувача сигналу розгортки по координаті X та другим входом блока обчислення часу, перший вихід формувача сигналу розгортки по координаті X під'єднаний до входу перетворювача напруга-струм по координаті X, другий вихід формувача сигналу розгортки по координаті X під'єднаний до другого входу блока визначення координат, третій вихід - до входу формувача сигналу розгортки по координаті Y, четвертий вихід - до другого входу формувача імпульсів гасіння, перший вихід формувача сигналу розгортки по координаті Υ з'єднаний з входом перетворювача напруга-струм по координаті Υ, другий вихід формувача сигналу розгортки по координаті Υ з'єднаний з третім входом блока визначення координат, третій вихід - з третім входом формувача імпульсів гасіння та другим входом блока обчислення віддалі. Однак, такий скануючий оптичний мікроскоп не дозволяє визначати прискорення руху досліджуваного об'єкта, оскільки він призначений лише для визначення координат центра досліджуваного об'єкта при двох послідовних кадрах сканування і відповідного визначення швидкості його руху. Для визначення прискорення руху досліджуваного об'єкта необхідно отримати два послідовних у часі значення швидкості руху цього об'єкта при послідовних скануваннях і, відповідно, визначити поточне значення прискорення. В основу корисної моделі поставлено задачу створити телевізійний сканувальний оптичний мікроскоп, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків між ними можна забезпечити визначення прискорення руху досліджуваного об'єкта. Прискорення руху досліджуваного об'єкта визначається при наявності двох послідовних у часі значень швидкості руху досліджуваного об'єкта шляхом порівняння цих значень та визначення різниці між ними відносно до тривалості вимірювання. Поставлена задача вирішується тим, що телевізійний сканувальний оптичний мікроскоп, який містить послідовно з'єднані тактовий генератор, формувач імпульсів гасіння, перший відеопідсилювач, проекційну електронно-променеву трубку, об'єктив, за яким встановлено досліджуваний об'єкт, фотоелектронний помножувач, другий відеопідсилювач, компаратор, блок визначення координат, перший вихід якого з'єднаний з першим входом першого блока пам'яті, вихід якого під'єднаний до першого входу блока обчислення віддалі, вихід якого з'єднаний з першим входом блока обчислення швидкості, другий вихід блока визначення координат з'єднаний з першим входом блока обчислення часу, вихід якого з'єднаний з другим входом блока обчислення швидкості, а також послідовно з'єднані формувач сигналу розгортки по координаті X, перетворювач напруга-струм по координаті X, котушки відхилення по координаті X та формувач сигналу розгортки по координаті Y, перетворювач напруга-струм по координаті Y, котушки відхилення по координаті Y, при цьому перший вихід тактового генератора з'єднаний з першим входом формувача імпульсів гасіння, а другий вихід - з входом формувача сигналу розгортки по координаті X та другим входом блока обчислення часу, перший вихід формувача сигналу розгортки по координаті X під'єднаний до входу перетворювача напруга-струм по координаті X, другий вихід формувача сигналу розгортки по координаті X з'єднаний з другим входом блока визначення координат, третій вихід - з входом формувача сигналу розгортки по координаті Y, четвертий вихід - з другим входом формувача імпульсів гасіння, перший вихід формувача сигналу розгортки по координаті Υ з'єднаний з входом перетворювача напруга-струм по координаті Υ, другий вихід формувача сигналу розгортки по координаті Υ з'єднаний з третім входом блока визначення координат, третій вихід з третім входом формувача імпульсів гасіння та другим входом блока обчислення віддалі, згідно 1 UA 75989 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 з корисною моделлю, додатково містить другий блок пам'яті, третій блок пам'яті, перший формувач імпульсів, другий формувач імпульсів, третій формувач імпульсів, четвертий формувач імпульсів та арифметично-логічний блок, при цьому третій вихід формувача сигналів розгортки по координаті Υ додатково з'єднано з входом першого формувача імпульсів, четвертим входом блока визначення координат та першим входом арифметично-логічного блока, перший вихід першого формувача імпульсів під'єднаний до входу другого формувача імпульсів, другий вихід - до другого входу першого блока пам'яті та до третього входу блока обчислення швидкості, перший вихід другого формувача імпульсів з'єднаний з першим входом другого блока пам'яті, другий вихід - з входом третього формувача імпульсів, перший вихід якого під'єднаний до входу четвертого формувача імпульсів, а другий вихід - до першого входу третього блока пам'яті, вихід четвертого формувача імпульсів під'єднаний до другого входу арифметично-логічного блока, вихід блока обчислення швидкості під'єднаний до другого входу другого блока пам'яті, перший вихід якого з'єднаний із другим входом третього блока пам'яті, а другий вихід - з третім входом арифметично-логічного блока, вихід третього блока пам'яті під'єднаний до четвертого входу арифметично-логічного блока, вихід якого є виходом телевізійного сканувального оптичного мікроскопа. Введення додаткових елементів та зв'язків забезпечить визначення прискорення руху досліджуваного об'єкта, який рухається нерівномірно та з довільною траєкторією. Корисна модель пояснюється структурною схемою телевізійного сканувального оптичного мікроскопа, наведеною на кресленні. Телевізійний сканувальний 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 X 9, перетворювач напруга-струм по координаті X 10, котушки відхилення по координаті X 11, формувач сигналу розгортки по координаті Υ 12, перетворювач напруга-струм по координаті Υ 13, котушки відхилення по координаті Υ 14, компаратор 15, блок визначення координат 16, перший блок пам'яті 17, блок обчислення віддалі 18, блок обчислення часу 19, блок обчислення швидкості руху досліджуваного об'єкта 20, другий блок пам'яті 21, третій блок пам'яті 22, перший формувач імпульсів 23, другий формувач імпульсів 24, третій формувач імпульсів 25, четвертий формувач імпульсів 26 та арифметичнологічний блок 27. Перший вихід тактового генератора 7 з'єднаний з першим входом формувача імпульсів гасіння 8, другий вихід - з входом формувача сигналу розгортки по координаті X 9 та другим входом блока обчислення часу 19. Перший вихід формувача сигналу розгортки по координаті X 9 з'єднаний з входом перетворювача напруга-струм по координаті X 10, другий вихід - з другим входом блока визначення координат 16, третій вихід - з входом формувача сигналу розгортки по координаті Υ 12, четвертий вихід - з другим входом формувача імпульсів гасіння 8. Перший вихід формувача сигналу розгортки по координаті Υ 12 з'єднаний з входом перетворювача напруга-струм по координаті Υ 13, другий вихід - з третім входом блока визначення координат 16, третій вихід - з третім входом формувача імпульсів гасіння 8, другим входом блока обчислення віддалі 18, входом першого формувача імпульсів 23, четвертим входом блока визначення координат 16 та першим входом арифметично-логічного блока 27. Вихід формувача імпульсів гасіння 8 під'єднаний до входу першого відеопідсилювача 4, вихід другого відеопідсилювача 6 через компаратор 15 під'єднаний до першого входу блока визначення координат 16. Перший вихід блока визначення координат 16 через перший вхід першого блока пам'яті 17 під'єднаний до першого входу блока обчислення віддалі 18, вихід якого з'єднаний з першим входом блока обчислення швидкості 20, другий вихід блока визначення координат 16 з'єднаний з першим входом блока обчислення часу 19, вихід якого під'єднаний до другого входу блока обчислення швидкості 20. Перший вихід першого формувача імпульсів 23 під'єднаний до входу другого формувача імпульсів 24, другий вихід - до другого входу першого блока пам'яті 17 та до третього входу блока обчислення швидкості 20. Перший вихід другого формувача імпульсів 24 з'єднаний з першим входом другого блока пам'яті 21, другий вихід - з входом третього формувача імпульсів 25, перший вихід якого під'єднаний до входу четвертого формувача імпульсів 26, а другий вихід - до першого входу третього блока пам'яті 22. Вихід четвертого формувача імпульсів 26 під'єднаний до другого входу арифметично-логічного блока 27. Вихід блока обчислення швидкості 20 під'єднаний до другого входу другого блока пам'яті 21, перший вихід якого з'єднаний із другим входом третього блока пам'яті 22, а другий вихід - з третім входом арифметично-логічного блока 27. Вихід третього блока пам'яті 22 під'єднаний до четвертого входу арифметично-логічного блока 27, вихід якого є виходом телевізійного сканувального оптичного мікроскопа. Телевізійний сканувальний оптичний мікроскоп працює наступним чином. 2 UA 75989 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На першому виході тактового генератора 7 формуються імпульси гасіння, тривалість яких дорівнює тривалості переміщення сканувального елемента в сусіднє положення. На другому виході тактовий генератор 7 формує імпульси, період яких дорівнює тривалості виводу одного елемента сканувального растра на прямому ході розгортки. Ця тривалість складається з часу переміщення сканувального елемента з одного положення в інше та часу фіксованого положення сканувального елемента, протягом якого він світиться. Формувач сигналу розгортки по координаті X 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 X і початку зворотного ходу по рядку, на четвертому виході - імпульс гасіння сканувальної плями під час зворотного ходу по рядку. Перетворювач напруга-струм по координаті X 10 формує з великою точністю струм відхилення в котушках відхилення по координаті X 11, який відповідає сходинчато-наростаючому сигналу на першому виході формувача сигналу розгортки по координаті X 9. Формувач сигналу розгортки по координаті Υ 12 формує на першому виході сходинчато-наростаючу 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 - кадрові імпульси гасіння, які подаються на третій вхід формувача імпульсів гасіння, другий вхід блока обчислення віддалі 18, вхід першого формувача імпульсів 23, четвертий вхід блока визначення координат 16 та перший вхід арифметично-логічного блока 27. Кадрові імпульси гасіння використовуються для синхронізації роботи блока визначення координат 16, блока обчислення віддалі 18, першого формувача імпульсів 23 та арифметично-логічного блока 27 при записі, зчитуванні та обробці інформації. Перетворювач напруга-струм по координаті Υ 13 формує з великою точністю струм відхилення в котушках відхилення по координаті Υ 14, який відповідає сходинчато-наростаючому сигналу на першому виході формувача сигналу розгортки по координаті Υ 12. На виході формувача імпульсів гасіння 8 формується імпульс, тривалість якого дорівнює тривалості найтривалішого перехідного процесу при переміщенні сканувального елемента 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. Світловий сигнал з екрана проекційної електронно-променевої трубки 1 через об'єктив 2 проектується на досліджуваний об'єкт 3. Світловий сигнал від досліджуваного об'єкта 3 надходить на вхід фотоелектронного помножувача 5, на виході якого формується електричний сигнал, миттєве значення якого пропорційне кількості світла, яке пройшло через досліджуваний об'єкт 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 перший вхід блока визначення координат 16 і фіксує миттєві значення координат досліджуваного об'єкта, які подаються на другий та третій входи блока визначення координат 16. Блок визначення координат 16 обчислює координати центру досліджуваного об'єкта 3 і подає команду запису по першому виходу їх в перший блок пам'яті 17 та по другому виходу команду на перший вхід блока 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 блока обчислення швидкості 20. Блок обчислення віддалі 18 за командою з блока формувача сигналу розгортки по координаті Υ 12 вибирає з першого блока пам'яті 17 коди координат двох послідовних положень центра досліджуваного об'єкта і визначає віддаль, на яку він перемістився. Обчислена віддаль у вигляді паралельного двійкового коду надходить на перший вхід блока обчислення швидкості 20, який і визначає миттєве значення швидкості руху об'єкта між двома скануваннями повноформатним растром. Значення цієї швидкості у вигляді паралельного двійкового коду подається на другий вихід другого блока пам'яті 21. Перший формувач імпульсів 23 формує імпульс, передній фронт якого співпадає з переднім фронтом кадрового імпульсу гасіння, а тривалість є меншою тривалості кадрового імпульсу гасіння та тривалості імпульсу на виході другого формувача імпульсів 24. Другий формувач імпульсів 24 формує імпульс, передній фронт якого співпадає з переднім фронтом кадрового імпульсу гасіння, а тривалість є меншою тривалості кадрового імпульсу гасіння та тривалості імпульсу на виході четвертого формувача імпульсів 26 і більшою тривалості імпульсу на виході третього формувача імпульсів 25. Третій формувач імпульсів 25 формує імпульс, передній фронт якого співпадає з переднім фронтом кадрового імпульсу гасіння, а тривалість є меншою тривалості 3 UA 75989 U 5 10 15 20 кадрового імпульсу гасіння та більшою тривалості імпульсу на виході першого формувача імпульсів 23. Четвертий формувач імпульсів 26 формує імпульс, передній фронт якого співпадає з переднім фронтом кадрового імпульсу гасіння, а тривалість є меншою тривалості кадрового імпульсу гасіння. Після закінчення формування сканувального растра у відповідності з переднім фронтом вихідного імпульсу з першого формувача імпульсів 23 відбувається обчислення та запис кодів координат місцезнаходження центру досліджуваного об'єкта у перший блок пам'яті 17. У відповідності із заднім фронтом вихідного імпульсу з першого формувача блок пам'яті, перший формувач імпульсів, другий формувач імпульсів, третій формувач імпульсів, четвертий формувач імпульсів та арифметично-логічний блок, при цьому третій вихід формувача сигналів розгортки по координаті Υ додатково з'єднано з входом першого формувача імпульсів, четвертим входом блока визначення координат та першим входом арифметично-логічного блока, перший вихід першого формувача імпульсів під'єднаний до входу другого формувача імпульсів, другий вихід - до другого входу першого блока пам'яті та до третього входу блока обчислення швидкості, перший вихід другого формувача імпульсів з'єднаний з першим входом другого блока пам'яті, другий вихід - з входом третього формувача імпульсів, перший вихід якого під'єднаний до входу четвертого формувача імпульсів, а другий вихід - до першого входу третього блока пам'яті, вихід четвертого формувача імпульсів під'єднаний до другого входу арифметично-логічного блока, вихід блока обчислення швидкості під'єднаний до другого входу другого блока пам'яті, перший вихід якого з'єднаний із другим входом третього блока пам'яті, а другий вихід - з третім входом арифметично-логічного блока, вихід третього блока пам'яті під'єднаний до четвертого входу арифметично-логічного блока, вихід якого є виходом телевізійного сканувального оптичного мікроскопа. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 45 50 55 60 Телевізійний сканувальний оптичний мікроскоп, який містить послідовно з'єднані тактовий генератор, формувач імпульсів гасіння, перший відеопідсилювач, проекційну електроннопроменеву трубку, об'єктив, за яким встановлено досліджуваний об'єкт, фотоелектронний помножувач, другий відеопідсилювач, компаратор, блок визначення координат, перший вихід якого з'єднаний з першим входом першого блока пам'яті, вихід якого під'єднаний до першого входу блока обчислення віддалі, вихід якого з'єднаний з першим входом блока обчислення швидкості, другий вихід блока визначення координат з'єднаний з першим входом блока обчислення часу, вихід якого з'єднаний з другим входом блока обчислення швидкості, а також послідовно з'єднані формувач сигналу розгортки по координаті X, перетворювач напруга-струм по координаті X, котушки відхилення по координаті X та формувач сигналу розгортки по координаті Y, перетворювач напруга-струм по координаті Y, котушки відхилення по координаті Y, при цьому перший вихід тактового генератора з'єднаний з першим входом формувача імпульсів гасіння, а другий вихід - з входом формувача сигналу розгортки по координаті X та другим входом блока обчислення часу, перший вихід формувача сигналу розгортки по координаті X під'єднаний до входу перетворювача напруга-струм по координаті X, другий вихід формувача сигналу розгортки по координаті X з'єднаний з другим входом блока визначення координат, третій вихід - з входом формувача сигналу розгортки по координаті Y, четвертий вихід - з другим входом формувача імпульсів гасіння, перший вихід формувача сигналу розгортки по координаті Υ з'єднаний з входом перетворювача напруга-струм по координаті Υ, другий вихід формувача сигналу розгортки по координаті Υ з'єднаний з третім входом блока визначення координат, третій вихід - з третім входом формувача імпульсів гасіння та другим входом блока обчислення віддалі, який відрізняється тим, що додатково містить другий блок пам'яті, третій блок пам'яті, перший формувач імпульсів, другий формувач імпульсів, третій формувач імпульсів, четвертий формувач імпульсів та арифметично-логічний блок, при цьому третій вихід формувача сигналів розгортки по координаті Υ додатково з'єднано з входом першого формувача імпульсів, четвертим входом блока визначення координат та першим входом арифметично-логічного блока, перший вихід першого формувача імпульсів під'єднаний до входу другого формувача імпульсів, другий вихід - до другого входу першого блока пам'яті та до третього входу блока обчислення швидкості, перший вихід другого формувача імпульсів з'єднаний з першим входом другого блока пам'яті, другий вихід - з входом третього формувача імпульсів, перший вихід якого під'єднаний до входу четвертого формувача імпульсів, а другий вихід - до першого входу третього блока пам'яті, вихід четвертого формувача імпульсів під'єднаний до другого входу арифметично-логічного блока, вихід блока обчислення швидкості під'єднаний до другого входу другого блока пам'яті, перший вихід якого з'єднаний із другим входом третього блока пам'яті, а другий вихід - з третім входом арифметично-логічного блока, 4 UA 75989 U вихід третього блока пам'яті під'єднаний до четвертого входу арифметично-логічного блока, вихід якого є виходом телевізійного сканувального оптичного мікроскопа. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5