Сканувальний стереотелевізійний оптичний мікроскоп

Реферат: Сканувальний стереотелевізійний оптичний мікроскоп містить блок керування режимами роботи, блок сканувальної електронно-променевої трубки, блок оптичного каналу, блок фотоелектронного помножувача, формувач сигналу відхилення по координаті X, формувач сигналу відхилення по координаті Y, блок керування розміром сканувального растра, перетворювач напруга-струм по координаті X, перетворювач напруга-струм по координаті Y, причому перший вихід блока керування режимами роботи підімкнений до входу формувача сигналу відхилення по координаті X, другий вихід блока керування режимами роботи - до входу формувача сигналу відхилення по координаті Y, третій вихід - до входу блока керування розміром, четвертий вихід - до блока керування зміщенням, вихід перетворювача напругаструм по координаті X з'єднаний з першим входом блока електронно-променевої трубки, вихід перетворювача напруга-струм по координаті Y - з другим входом блока електронно-променевої трубки. Додатково містить підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті X, підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті Y, підсилювач-обмежувач по координаті X, підсилювач-обмежувач по координаті Y, формувач сигналу корекції, причому перший вхід підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті X з'єднаний виходом формувача сигналу по координаті X, другий вхід - з першим виходом блока керування розміром, а вихід - з першим входом підсилювача-обмежувача по координаті X, другий вхід якого з'єднаний з першим виходом блока керування зміщенням, а вихід - з першим входом перетворювача напруга-струм по координаті X та першим входом формувача сигналу корекції, перший вхід підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті Y з'єднаний виходом формувача сигналу по координаті Y, другий вхід - з другим виходом блока керування розміром, а вихід - з першим входом підсилювача-обмежувача по координаті Y, другий вхід якого з'єднаний з другим виходом блока керування зміщенням, а вихід - з першим входом перетворювача напруга-струм по координаті Y та другим входом формувача сигналу корекції, перший вихід якого з'єднаний з другим входом перетворювача напруга-струм по координаті X, а другий вихід - з другим входом перетворювача напруга-струм по координаті Y. UA 103125 U (54) СКАНУВАЛЬНИЙ СТЕРЕОТЕЛЕВІЗІЙНИЙ ОПТИЧНИЙ МІКРОСКОП UA 103125 U UA 103125 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки телебачення і може бути використана в кріомедицині, кріобіології, криміналістиці для спостереження стереозображень мікрооб'єктів. Найближчим за технічною суттю до корисної моделі, що пропонується, є сканувальний стереотелевізійний оптичний мікроскоп для дослідження мікрооб'єктів (Шклярський В.І. Сканувальна та телевізійна оптична мікроскопія: теорія та практика: монографія - Видавництво Львівської політехніки - 2010, С. 95, рис. 3.1), який містить блок керування режимами роботи, блок сканувальної електронно-променевої трубки, блок оптичного каналу, блок фотоелектронного помножувача, формувач сигналу відхилення по координаті X, формувач сигналу відхилення по координаті Y, блок керування розміром сканувального растра, перетворювач напруга-струм по координаті X, перетворювач напруга-струм по координаті У, причому перший вихід блока керування режимами роботи підімкнений до входу формувача сигналу відхилення по координаті X, другий вихід блока керування режимами роботи - до входу формувача сигналу відхилення по координаті Y, третій вихід - до входу блока керування розміром, четвертий вихід - до блока керування зміщенням, вихід перетворювача напруга-струм по координаті X з'єднаний з першим входом блока електронно-променевої трубки, вихід перетворювача напруга-струм по координаті Y - з другим входом блока електронно-променевої трубки. Однак, такий сканувальний стереотелевізійний оптичний мікроскоп формує стереоскопічне зображення досліджуваного мікрооб'єкта з великою похибкою внаслідок несиметричних геометричних спотворень стереопари сканувальних растрів на екрані одної електроннопроменевої трубки, які оптично суміщаються в площині досліджуваного мікрооб'єкта. В основу корисної моделі поставлено задачу створити сканувальний стереотелевізійний оптичний мікроскоп, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків між ними зменшується похибка формування стереоскопічного зображення досліджуваного мікрооб'єкта за рахунок зменшення несиметричних геометричних спотворень стереопари сканувальних растрів, які формуються на екрані одної електронно-променевої трубки. Поставлена задача вирішується тим, що сканувальний стереотелевізійний оптичний мікроскоп, який містить блок керування режимами роботи, блок сканувальної електроннопроменевої трубки, блок оптичного каналу, блок фотоелектронного помножувача, формувач сигналу відхилення по координаті X, формувач сигналу відхилення по координаті Y, блок керування розміром сканувального растра, перетворювач напруга-струм по координаті X, перетворювач напруга-струм по координаті Y, причому перший вихід блока керування режимами роботи підімкнений до входу формувача сигналу відхилення по координаті X, другий вихід блока керування режимами роботи - до входу формувача сигналу відхилення по координаті Y, третій вихід - до входу блока керування розміром, четвертий вихід - до блока керування зміщенням, вихід перетворювача напруга-струм по координаті X з'єднаний з першим входом блока електронно-променевої трубки, вихід перетворювача напруга-струм по координаті Y - з другим входом блока електронно-променевої трубки згідно з корисною моделлю, додатково містить підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті X, підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті Y, підсилювач-обмежувач по координаті X, підсилювач-обмежувач по координаті Y, формувач сигналу корекції, причому перший вхід підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті X з'єднаний з виходом формувача сигналу по координаті X, другий вхід - з першим виходом блока керування розміром, а вихід - з першим входом підсилювача-обмежувача по координаті X, другий вхід якого з'єднаний з першим виходом блока керування зміщенням, а вихід - з першим входом перетворювача напруга-струм по координаті X та першим входом формувача сигналу корекції, перший вхід підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті Y з'єднаний з виходом формувача сигналу по координаті Y, другий вхід - з другим виходом блока керування розміром, а вихід - з першим входом підсилювача-обмежувача по координаті Y, другий вхід якого з'єднаний з другим виходом блока керування зміщенням, а вихід - з першим входом перетворювача напруга-струм по координаті Y та другим входом формувача сигналу корекції, перший вихід якого з'єднаний з другим входом перетворювача напруга-струм по координаті X, а другий вихід - з другим входом перетворювача напруга-струм по координаті Y. Введення додаткових елементів та зв'язків дозволяє зменшити похибку формування стереоскопічного зображення досліджуваного мікрооб'єкта за рахунок зменшення несиметричних геометричних спотворень стереопари сканувальних растрів, які формуються на екрані одної електронно-променевої трубки. Корисна модель пояснюється структурною схемою сканувального стереотелевізійного оптичного мікроскопа, наведеною на фіг. 1, структурною схемою стереопари сканувальних растрів з несиметричними геометричними спотвореннями на екрані одної трубки, наведеної на 1 UA 103125 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фіг. 2, структурною схемою суміщеної стереопари сканувальних растрів з несиметричними геометричними спотвореннями в площині досліджуваного мікрооб'єкта, наведеною на фіг. 3 та структурною схемою відкоректованої стереопари сканувальних растрів на екрані одної електронно-променевої трубки, наведеної на фіг. 4. Сканувальний стереотелевізійний оптичний мікроскоп містить блок керування режимами роботи 1, формувач сигналу відхилення по координаті X 2, формувач сигналу відхилення по координаті Y 3, підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті X 4, підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті Y 5, блок керування розміром стереопари сканувальних растрів 6, підсилювач-обмежувач по координаті X 7, підсилювач-обмежувач по координаті Y 8, блок керування зміщенням стереопари сканувальних растрів 9, перетворювач напруга-струм по координаті X 10, перетворювач напруга-струм по координаті Y 11, формувач сигналів корекції 12, блок електронно-променевої трубки 13. Сканувальний стереотелевізійний оптичний мікроскоп працює наступним чином. Блок керування режимами роботи 1 на першому виході формує сигнали, які визначають максимальний розмір та роздільну здатність стереопари сканувальних растрів по координаті X на екрані електронно-променевої трубки, на другому виході - сигнали, які визначають максимальний розмір та роздільну здатність стереопари сканувальних растрів по координаті У на екрані електронно-променевої трубки, на третьому виході - сигнали, які визначають розмір стереопари сканувальних растрів на екрані електронно-променевої трубки, на четвертому виході - сигнали, які визначають зміщення центрів стереопари сканувальних растрів відносно їх положення при максимальному їх розмірі. Формувач сигналів відхилення по координаті X 2 формує на своєму виході сходинчато наростаючі або пилкоподібні сигнали, які відповідають максимальному переміщенню сканувального променя по координаті X в кожному растрі стереопари растрів на екрані електронно-променевої трубки. Формувач сигналів відхилення по координаті У 3 формує на своєму виході сходинчато наростаючі або пилкоподібні сигнали, які відповідають максимальному переміщенню сканувального променя по координаті У в кожному растрі стереопари растрів на екрані електронно-променевої трубки. Блок керування розміром 6 формує на першому та другому виходах сигнали, які відповідають вибраному розміру стереопари сканувальних растрів на екрані електронно-променевої трубки. Підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті X 4 змінює розмах сигналу розгортки по координаті X у відповідності з сигналом, який подається з першого виходу блока керування розміром 6. Підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті Y 5 змінює розмах сигналу розгортки по координаті Y у відповідності з сигналом, який подається з другого виходу блока керування розміром 6. Розташування стереопари сканувальних растрів на екрані електронно-променевої трубки при їх максимальному розмірі показано на фіг. 2. Блок керування зміщенням 9 формує на першому та другому виходах сигнали, які відповідають зміщенню кожного растра стереопари відносно їх центрального положення на екрані електроннопроменевої трубки. Підсилювач-обмежувач сигналу відхилення по координаті X 7 формує на своєму виході сигнал відхилення сканувального променя по координаті X, який дорівнює сумі сигналів відхилення, що надходить з підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті X 4 та сигналом зміщення, який подається з першого виходу блока керування зміщенням 9, а також обмежує сигнал на рівні, який на 5 % перевищує амплітуду сигналу, яка відповідає амплітуді максимального відхилення сканувального променя на екрані електроннопроменевої трубки по координаті X. Підсилювач-обмежувач сигналу відхилення по координаті Y 8 формує на своєму виході сигнал відхилення сканувального променя по координаті Y, який дорівнює сумі сигналів відхилення, що надходить з підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті Y 5 та сигналом зміщення, який подається з другого виходу блока керування зміщенням 9, а також обмежує сигнал на рівні, який на 5 % перевищує амплітуду сигналу, яка відповідає амплітуді максимального відхилення сканувального променя на екрані електронно-променевої трубки по координаті Y. Перетворювач напруга-струм по координаті X 10 перетворює сигнали відхилення сканувального променя по координаті X в струми котушок відхилення по координаті X, які розташовані в блоку сканувальної електронно-променевої трубки 13. Перетворювач напруга-струм по координаті Y 11 перетворює сигнали відхилення сканувального променя по координаті Y в струми котушок відхилення по координаті У, які розташовані в блоку сканувальної електронно-променевої трубки 13. Внаслідок непропорційності між струмом відхилення та магнітного поля відхилення сканувального променя, яке формується котушками відхилення на екрані електронно-променевої трубки формується стереопара растрів з геометричними спотвореннями, які приводять до того, що при суміщенні стереопари растрів в площині досліджуваного мікрооб'єкта (див. фіг. 3) будуть виникати похибки формування стереоскопічного зображення, оскільки, наприклад, лівий верхній 2 UA 103125 U 5 10 15 20 25 край лівого сканувального растра не буде співпадати лівим верхнім краєм правого сканувального растра. Це приводить до похибки формування стереоскопічного зображення. Для усунення похибки необхідне повне співпадіння двох суміщених оптичним шляхом сканувальних растрів в площині досліджуваного мікрооб'єкта. Блок формування сигналу корекції 12 на своєму першому виході формує сигнал корекції по координаті X такої амплітуди та полярності у відповідності з сигналами, що надходять на його перший та другий вхід, який у сумі з сигналом відхилення на виході перетворювача напруга-струм по координаті X 10 зміщує сканувальний промінь у положення, яке відповідає його ідеальному положенню на екрані електронно-променевої трубки по координаті X. Блок формування сигналу корекції 12 на своєму другому виході формує сигнал корекції по координаті Y такої амплітуди та полярності у відповідності з сигналами, що надходять на його перший та другий вхід, який у сумі з сигналом відхилення на виході перетворювача напруга-струм по координаті Y 11 зміщує сканувальний промінь у положення, яке відповідає його ідеальному положенню на екрані електроннопроменевої трубки по координаті Y. Таким чином на екрані електронно-променевої трубки 1 формується стереопара сканувальних растрів 2 та 3, у якій відсутні геометричні спотворення (фіг. 4). Зменшення стереопари сканувальних растрів відносно їх центрального положення, яке визначається стереобазою (положення растрів 4 на фіг. 4), забезпечує збільшення стереоскопічного зображення досліджуваного мікрооб'єкта на екрані відтворюючого пристрою. При використанні електронно-променевої трубки високої роздільної здатності таке зображення відтворюється в збільшеному масштабі без втрати роздільної здатності. При зміщення стереопари зменшених сканувальних растрів (положення растрів 5 на фіг. 4) на екрані відтворюючого пристрою формується збільшене стереоскопічне зображення вибраного фрагмента досліджуваного мікрооб'єкта. Таким чином, запропонований стереотелевізійний сканувальний оптичний мікроскоп дозволить зменшити похибку формування стереоскопічного зображення досліджуваного мікрооб'єкта за рахунок зменшення несиметричних геометричних спотворень стереопари сканувальних растрів, які формуються на екрані одної електронно-променевої трубки. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 50 55 Сканувальний стереотелевізійний оптичний мікроскоп, який містить блок керування режимами роботи, блок сканувальної електронно-променевої трубки, блок оптичного каналу, блок фотоелектронного помножувача, формувач сигналу відхилення по координаті X, формувач сигналу відхилення по координаті Y, блок керування розміром сканувального растра, перетворювач напруга-струм по координаті X, перетворювач напруга-струм по координаті Y, причому перший вихід блока керування режимами роботи підімкнений до входу формувача сигналу відхилення по координаті X, другий вихід блока керування режимами роботи - до входу формувача сигналу відхилення по координаті Y, третій вихід - до входу блока керування розміром, четвертий вихід - до блока керування зміщенням, вихід перетворювача напруга-струм по координаті X з'єднаний з першим входом блока електронно-променевої трубки, вихід перетворювача напруга-струм по координаті Y - з другим входом блока електронно-променевої трубки, який відрізняється тим, що додатково містить підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті X, підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті Y, підсилювач-обмежувач по координаті X, підсилювач-обмежувач по координаті Y, формувач сигналу корекції, причому перший вхід підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті X з'єднаний виходом формувача сигналу по координаті X, другий вхід - з першим виходом блока керування розміром, а вихід - з першим входом підсилювача-обмежувача по координаті X, другий вхід якого з'єднаний з першим виходом блока керування зміщенням, а вихід - з першим входом перетворювача напруга-струм по координаті X та першим входом формувача сигналу корекції, перший вхід підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення по координаті Y з'єднаний виходом формувача сигналу по координаті Y, другий вхід - з другим виходом блока керування розміром, а вихід - з першим входом підсилювача-обмежувача по координаті Y, другий вхід якого з'єднаний з другим виходом блока керування зміщенням, а вихід - з першим входом перетворювача напруга-струм по координаті Y та другим входом формувача сигналу корекції, перший вихід якого з'єднаний з другим входом перетворювача напруга-струм по координаті X, а другий вихід - з другим входом перетворювача напруга-струм по координаті Y. 3 UA 103125 U 4 UA 103125 U 5 UA 103125 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 6