Способ микроскопического наблюдения объектов и устройство для его осуществления

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 07.02,75(21) 2167176/18 10 (23) Приоритет - (32) 07.08.74 (31) Р 2437984,8 (331 ФРГ

Опубликовано 15. 02.79.Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 18. 02.79

Гооударотеенный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Иностранцы

Клаус Крамер, Тони Дитрих и Петер Браун (Ф РГ) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Вильгельм Виль КГ, Оптишес Верк" (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ МИКРОСКОПИЧЕСКОГО НАБЛЮДЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к микроскопии, и может быть использовано для наблюдения динамических процессов в живых организмах.

Известны способы микроскопического наблюдения объектов, заключающиеся в создании светооптического изображения объекта, его электронном преобразовании и регистрации, а также устройство для его осуществления, содержащее светобптический микроскоп с изменяющим световые характеристики элементом, телевизионную систему и схему обработки сигналов (1).

Недостатки известного способа заключаются в низком разрешении и недостаточном контрасте изображения.

Целью изобретения является повышение контраста и разрешающей способности.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу создают два действительных изображения объекта с различными световыми характеристиками, сканируют эти изображения с помощью телевизионных трубок, а затем полученные с отдельных точек изображения сигналы усиливают и используют для формирования логарифмического

2 разностного изображения; светооптическое изображение объекта получают в ультрафиолетовом свете; одно из изображений развертывают расфокусированным лучом; отдельные изображения или их части запоми5 нают для передачи в устройство замедленной съемки; при этом уменьшают интенсивность освещения при одновременной регулировке электронного усиления изображения и изменяют длину волн света, а в слу1О чае использования флюоресцентного метода ультрафиолетовый свет модулируют по времени и флюоресцентный свет демодулируют с одновременным фазовым смещением.

Предлагаемое устройство содержит две телевизионные трубки с усилителями, под1а ключенными через логарифмизаторы к компаратору разностного изображения, к которому через регистрирующее устройство подключен монитор для визуализации разностных сигналов; параллельно монитору и его регулирующему устройству подключено ны схема совпадения и внешний генератор, а к схеме совпадения подключено устройство обработки данных.

На фиг. 1 показана конструкция устройства, реализующего способ наблюдения мик648142 роскопических объектов; на фиг. 2 — оптическая схема устройства для наблюдения в ультрафиолетовом свете; на фиг. 3- 5 блок-схема системы обработки сигналов.

Объект 1 освеша1от источником cBcl,l 2 в проходяшем свете или источником 3 в отраженном свете. Объектив 4 вставляют в прибор посредством «лвстоЧкина хвоста»

5 так, что его можно заменять. За объективом 4 установлено полупрозрачное зеркалб 6. Зеркала 7 и 8 отклоняют пропущенные полупрозрачным зеркалом лучи в проекционный объектив 9, создающий действительное изображение объекта на светочувствительном слое 10 первой принимающей трубки 11 (фиг. 3).

Отраженные от зеркала 6 лучи при помощи зеркала 12 и проекционного объектива 13 отклоняются на светочувствительный слой 14 второй принимающей трубки 15, где происходит действительное изобра>кение объекта.

По ходу лучей вставлены изменяющие качество света элементы 16 и 17, например различные светофильтры при применении обычного освещения, или поляризаторы при поляризованном флюоресцентном освещении, или устройство демодуляции в виде ячейки Покельса для использования возможного различия времени затухания флк>оресценции при освещении ультрафиолетовым излучением.

Эти элементы предпочтительно располагать на вставляюшейся детали, при необходимости вводимой в микроскоп.

На фиг. 2 показан ход лучей в устройстве для получения изображения ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовый свет при помощи зеркала 18 направляется к состоящему из зеркал 19 и 20 конденсору, который освещает объект 1.

Объектив также состоит из зеркал 21 и

22. Этот объектив дает в плоскости 23 промежуточное изображение. Объективу 21, 22 может следовать делящее изобра>кение зеркало 6. В данном - же случае создается только одно изображение объекта. Созданное в промежуточной плоскости 23 действительное изображение при помощи состоящего из зеркал 24 и 25 проекционного объек тива переносится в промежуточную плоскость 26, в которой находится светочувствительный слой 10 приемной трубки 11 (фиг. 4).

Все зеркала просветлены, чтобы не ослаблять ультрафиолетовый свет. Зеркало 6 выполнено прозрачным для ультрафиолетового излучения.

Согласно фиг. 3, на приемные трубки 11 и 15 действует отклоняющая система 27 так, что йа светочувствйтельных слоях воспроизводятся синхронные изображения. Идущий от трубки 11 сигнал направляется в усилитель 28, дающий выходной сигнал изобра45

На фиг. 5 показана блок-схема устройства при использовании его с устройством обработки данных. На светочувствительных слоях 10 и 14 приемных трубок 11 и 15 возбуждается фотограмма объекта и воспроизводится, как и в предыдущих случаях.

Выходящие из устройства дифференцированного изображения 30 сигналы с одной стороны подаются на устройство 35 и отсюда на монитор 34, с другой стороны — в схему совпадений 37, одновременно управляемую внешним генератором 38. Выходящие из схемы совпадений сигналы могут, например, регистрироваться в электрическом устройстве обработки данных и запоминаться или передаваться в записывающее

>кения на JTîãÿðèôìè ÿтор 29. Логарифмизатор 29 дает свой сигнал в устройство дифференцированного изображения 30.

Сигнал, идущий от трубки 15, подводится к усилителю 31, дающему сигнал на лога рифм изатор 32, сигнал которого также направляется к устройству дифференцирбванного изображения 30.

Синхрогснератор 33 управляет одновременностыб сигналов. Так как цветовьге ха10 рактеристики для каждои точки изображения на светочувствительных слоях трубок

10 и 14 различны, в устройство дифференцированного изображения 30 попадают сигналы различной интенсивности, так что образуется разность сигналов для каждой воспроизводимой точки.

Выходной сигнал изображения передается на телемонитор 34, так что на его экране появляется контрастное дифференцированное изображение, возбужденное на светочувствительных слоях 10 и 14. Чтобы создавшие дифференцированное изображение сигналы совпадали с сигналами воспроизведения на приемных трубках, синхрогенератор 33 воздействует на соответственно приданное монитору управляюшее уcTpoAcTво 35.

В соответствии с ходом лучей в ультрафиолетовом свете (фиг. 2) на светочувствительном слое 10 приемной трубки 11 возбуждается действительное изображение объ50 екта. Приемная трубка 15 нагружается равной световой нагрузкой. Так как сигналы обладают неодинаковой длиной волны, логарифмизатору 31. (фиг. 4) прсдпослана.::.линия задержки 36, так что в устройство дифференцированного изображения 30 мо3S жет следовать точная разность отдельных сигналов. Усилитель 28 управляет электронным лучом приемной трубки 15.

Кроме того, электронный луч этой трубки посредством дефокусировки сохраняет40 ся нерезким, так что на обратной стороне мишени приемной трубки 15 сохраняется нерезкое электронное изображение, которое может вычитаться из электронного изображения приемной трубки 11.

648142

/ устройство для фиксирования (на чертеже не показаны).

Формула изобретения

1. Способ микроскопического наблюдения объектов, заключающийся в создании светооптического изображения объекта, его электронном преобразовании и регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения контраста и разрешающей способности, создают два действительных изображения объекта с различными световыми характеристиками, сканируют эти изображения с помощью телевизионных трубок, а затем полученные с отдельных точек изображения сигналы усиливают и используют для формирования логарифмического разностного изображения.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что светооптическое изображение объекта получают в ультрафиолетовом свете.

3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что одно из изображений развертывают расфокусированным лучом.

4. Способ по и. 1, отличающийся тем, что отдельные изображения или их части запоминают для передачи в устройство замедленной съемки.

5. Способ по и. 1, отличающийся тем, что уменьшают интенсивность освещения при одновременной регулировкв электронного усиления изображения и изменяют длину волн света.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае использования флюоресцентного метода ультрафиолетовый свет модулируют по времени и флюоресцентный свет демодулируют с одновременным фазовым смещением.

7. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее светооптический микроскоп с изменяющим световые характеристики элементом, отличающееся тем, что оно содержит две телевизионные трубки с усилителями, подключенными через логарифмизаторы к компаратору разностного изображения.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что к компаратору разностного изображения через регулирующее устройство подключен монитор для визуализации разностных сиг20

9. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что параллельно монитору и его регулирующему устройству подключены схема совпадения и внешний генератор, а к схеме совпадения подключено устройство обработки

25 данных, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Богатов Г. Б. Телевидение на земле и в космосе. М., изд. АН СССР, 1961, с. 93—

30 1P3

648142

Составитель В. Белоусов

Техред О. Луговая-... Корректор С. Патруц ева

Тираж 587 Подписное

Редактор С. Хейфиц

Заказ 377/59

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4