Устройство для сканирования изображения микрообъектов

Устройство для сканирования изображения микрообъектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

367435

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соав Соввтвкив

Социалистическин

Республин

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 18.V.1971 (№ 1651501/18-24) М. Кл. Ci 06k 9/10

G Oln 15/02

G Oln ЗЗ/16 с присоединением заявки ¹

Комитет ло делам изорретений н открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 23.1.1973. Бюллетень «¹ 8

Дата опубликования описания 5Х1.1973

УДК 621.391.19 (088.8) Авторы изобретения Ж. М. Агаджаиян, Г. P. Иваницкий, Л. Е. Мелехова и В. Н. Брюшков

Заявитель

Институт биологической физики АН СССР

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКАНИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

МИ КРООБЪЕКТОВ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники., а именно, к сканирующим устройствам для ввода в вычислительные машины изображений совокупности (колонии) микрообъектов, подлежащих более детальному анализу.

Известно несколько устройств для машинного исследования микрообъекгов с автоматической сменой кадров полей изображений. Одно из наиболее распространенных устройств содержит сканирующий михроскоп с осветителем, конденсором, .предметным столиком и объективом, электромеханический привод перемещения предметного столика, блок,развертки с качающимися зеркалами, соединенный с электромеханическим приводом, и электронный ключ, управляющим вход которого соединен с выходом блока развертки, а. сигнальный вход — с выходом фотоэлектронного умножителя, оптически связанного с объективом микроскопа через диафрагму и качающиеся зеркала блока развертки. .Препарат, помещенный на |предметный столик микроскопа, освещается источником света через кон денсор. Сформированное изображение микрообъектов проецируется через качающиеся зеркала на диафрагму, расположенную в плоскости изображения микроскопа. О птические лучи, сформировавшие изображение микрообъектов, проходя через диафрагму, попадают на фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), который преобразует оптический сигнал в электрический, несущий и1нформацию об изображении микрообъектов. Выход ФЭУ

5 через электронный ключ подключен к входу устройства обработки информации (ЭЦВМ).

Построчная развертка поля зрения изображения осуществляется с помощью качающихся зеркал блока, развертки.

10 После построчной развертки одного кадра поля зрения изображения препарат перемещается с помощью шатовых двигателей, входящих в состав электромеханического привода, на шаг, ббльший илп равный максимальному

15 размеру кадра поля изображения, чем достигается смена поля изображения. Так кадр за кадром производится последовательная построчная развертка всех участков препарата.

20 Однако в этом устройстве отсутствует оценка информативности участков препарата, т. е. не учитываются характер совокупности микрообъектов и их расположение на поверхности препарата; отсутсгвует также центрпрова25 ние совокупности объектов в кадре, поля изображения, из-за чего некоторые объекты не полностью входят в кадр; кроме того, учет взаимного расположения объектов в разных кадрах технически сложен.

30 Цель изобретения — обеспечение учета ин367435 формативности участков исследуемого изображения препарата.

Цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит блок дискретизации сканируемой поверхности, вход которого соединен с соответствующим выходом электромехан ического привода; формирователь, вход которого соединен с выходом ФЭУ; коммутатор, сигнальный вход которого подключен к выходу формирователя, à yinpaaляющие входы — к выходам блока дискретизации сканируемой поверхности; счетчики импульсов, выходы записи которых подключены к выходам коммутатора, а входы установки — к у правляющ им входам коммутатора; сумматор, входы которото соединены с выходами счетчиков им пульсов, и дискриминатор, вход которого соединен с выходом сумматора, а выход —,с соответствующим входом электромеха нического привода предметного столика.

Устройство для сканирования изображения микрообъектов основано на дискретизации inoверхности препарата на участки заданного размера с определением кучности расположения микрообъектов (числа, пересечений микрообъектов с диафрагмой) на этих участках, последующим суммированием значений кучно|сти на двух соседних участках и сравнением полученной су ммы с эталонным значением кучности,, характеризующим совокупности отыскиваемых микроооъектов,,причем диафрагма располагается в поле изображения кадра на расстоянии от края кадра, равном 1/3 — 1/4 размера поля изображен ия кадра, что позволяет выполнить условие центрирования совокупности микрообъектов в поле изображения кадра; далее осуществляется построчная развертка обнаруженной совокупности.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства, на фиг. 2 — траектория сканирования.

Устройство содержит inредметный столик 1 с:препаратом; объектив 2 м икроско па; осветитель 8, ко нденсор 4, качающиеся зеркала 5, б, диафрагму 7, фотоумножитель 8, электронный ключ 9, блок 10 развертки, шаговые двитатели 11, 12 для,перемещения предметного столика, электромеханический привод 18 для перемещения предметного столика, формирователь 14, коммутатор 15, счетчики 1б, 17 импульсов, сумматор 18, блок 19 дискретизации сканируемой поверхности, дискриминатор 20.

Изображение микрообъектов формируется с по мощью оптического микроскопа и проецируется на диафрагму 7, которая расположена. в поле изобр ажения кадра на р асстоянии от края кадра, равном /з — /4 размера поля изображения кадра (точка а на линии

АБ, фиг. 2). При перемещении препарата по линии АБ с,помощью шагового двигателя 11 (фиг. 1) с выхода фотоэлектронного умножителя 8 электрические сигналы, соответствующие преесечениям изображений микрообъектов с диафрапмой 7, поступают на формирователь 14, с выхода которого через коммутатор 15 сформированные сигналы посту5

15 гв

65 пают:поочередно на два счетчика 1б и 17 для определения кучностей на двух соседних участках, Выходы этих счетчико в подключены к,входам сумматора 18, п:ричем установка в нуль оперативных счетчиков происходит заеово в начале каждого цикла .их подключе ния. Время переключения пути перемеще|ния препарата задается блоком дискретизации поверхности. Величину дискретизации поля изображения выбирают равной /> максимального размера совокупности (колонии) микрообъектов, встречающейся в препарате (фиг. 2). Каждый из счетчиков импульсов ino очередио за поминает текущее или предыдущее число пересечений диафрагмы 7 с изображением микрообъекта, что характеризует кучность раоположения объектов lno ли нии

АБ (фиг. 2) при перемещении препарата на длину пути, заданную блоком д искретизации поверхности препарата. На выходе сумматора 18 выра батывается сигнал; характеризующи и кучность расположения микрообъектов в .поле изображения, и подается HB дискриминатор 20. При достижении сигналом сумматора зада иной величины на выходе дискриминатора появляется сигнал, который воздействует на электромеханический при вод 13 и останавливает;перемещение предметного столика с препаратом, а затем подключает блок 10 (фит. 1) для построчной развертки найденного, поля изображения. Если кучность микрообъектов на двух любых соседних участках по всей длине линии АБ не превышает заданную величину, то с lnoMoùüþ электромеханического привода 18 и шагового двигателя

12 препарат смещается в на правлении, перпендикулярном к линии, АБ, iHB шат, равный

1/3 — 1/4 размера поля изображения кадра, и процесс поиска поля изображения кадра продолжается. Возможны случаи, когда линия

АБ захватывает только край области, занимаемой со воку пностью микрообъектов. При этом может оказаться, что величина кучности, выявленная по лини и АБ, не достаточна для определения признака совокупности, и инфор мативное поле изображения пропускается. Однако .после смещения препарата в пер пендикулярном к„линии АБ направлении вторичное пересечен не совокупности оказывается достаточным для возникновения сигнала признака совокупности, причем местоположение диафрагмы, величину шага смещения и увеличение оптическото микроскопа выбирают так, чтобы как при первом, так и цри втором пересечениях совокупность микрообъектов полностью вошла в поле изображения кадра (максимальный размер совокупности не должен превышать 2/3 размера поля изображения кадра) .

Таким образом, при ма шинном исследовании поля изображения микрообъектов находят совокупность микрообъектов на препарате, центрируют ее в поле изображения кадра и осуществляют последующую построчную ,развертку этого кадра; это экономит машин367435

Риг 1 ное время и позволяет автоматизировать lIIpoцесс исследования совокупностей микрообъектов.

Предмет изобр етения

Устройство для сканирования .изображения микрообъектов, содержащее сканирующий микроскоп с осветителем, конденсором, предметным столиком и объективом, электромеханический привод перемещения предметного столика, блок развертки с качающимися зеркалами, соединенный с электромеханическим приводом, и электронный ключ, управляющий вход которого соединен с выходом блока развертки, а сигнальный вход — с выходом фотоэлектронного умножителя, оптически,связанного с объективом микроскопа через диафрагму и качающиеся зеркала блока развертки, отлича ощееея тем, что, с целью обеспечеI

1

1

I

1

1

I ция учета информативности участков исследуемого изображения, устройство содержит блок дискретизации сканируемой поверхности, вход которого соединен с соответствующим

5 выходом э лектромеханического привода, формирователь, вход которого соединен с выходом фотоэлектронного умножителя, коммутатор, сигнальный вход которого подключен к выходу формирователя, а управляющие ВхО10 Q hI — K в ы хода м o. o д иск р е т и з а ц и и с к а н ируемой поверхности, счетчики импульсов, входы записи которых подключены к выходам коммутатора, а входы установки — к управляющим входам коммутатора, сумматор, входы

15 которого соединены с выходами счетчиков импульсов, и дискриминатор, вход которого соединен с выходом сумматора а выход — с соответствующим входом электромеханического привода предметного столика.

387435

Фиг 2

Составитель В. Кудрявцев

Текред Л Грачева

Корректор О. Тюрина

Редактор И. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1622/18 Изд. л1 1153 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5