GR1010142B - Μικροσκοπιο μικροαναλυσης ιχνων - Google Patents

Μικροσκοπιο μικροαναλυσης ιχνων Download PDF

Info

Publication number
GR1010142B
GR1010142B GR20200100693A GR20200100693A GR1010142B GR 1010142 B GR1010142 B GR 1010142B GR 20200100693 A GR20200100693 A GR 20200100693A GR 20200100693 A GR20200100693 A GR 20200100693A GR 1010142 B GR1010142 B GR 1010142B
Authority
GR
Greece
Prior art keywords
mmi
imaging
trace
optical
target objects
Prior art date
Application number
GR20200100693A
Other languages
English (en)
Other versions
GR20200100693A (el
Inventor
Κωνσταντινος Μπαλας
Original Assignee
Κωνσταντινος Μπαλας
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Κωνσταντινος Μπαλας filed Critical Κωνσταντινος Μπαλας
Publication of GR20200100693A publication Critical patent/GR20200100693A/el
Publication of GR1010142B publication Critical patent/GR1010142B/el

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/2823Imaging spectrometer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0205Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/021Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using plane or convex mirrors, parallel phase plates, or particular reflectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0205Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0224Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using polarising or depolarising elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J3/1256Generating the spectrum; Monochromators using acousto-optic tunable filter
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/2803Investigating the spectrum using photoelectric array detector
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/30Measuring the intensity of spectral lines directly on the spectrum itself
    • G01J3/32Investigating bands of a spectrum in sequence by a single detector
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/30Measuring the intensity of spectral lines directly on the spectrum itself
    • G01J3/36Investigating two or more bands of a spectrum by separate detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J4/00Measuring polarisation of light
    • G01J4/04Polarimeters using electric detection means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21Polarisation-affecting properties
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21Polarisation-affecting properties
    • G01N21/23Bi-refringence
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J2003/1213Filters in general, e.g. dichroic, band
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J2003/1226Interference filters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/12Generating the spectrum; Monochromators
    • G01J2003/1226Interference filters
    • G01J2003/1247Tuning
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/2803Investigating the spectrum using photoelectric array detector
    • G01J2003/2806Array and filter array
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N2021/1765Method using an image detector and processing of image signal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21Polarisation-affecting properties
    • G01N2021/216Polarisation-affecting properties using circular polarised light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G01N21/274Calibration, base line adjustment, drift correction
    • G01N21/278Constitution of standards
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G01N21/6458Fluorescence microscopy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Η εφεύρεση αποκαλύπτει ένα σύστημα μικροσκοπίου μικροανάλυσης ιχνών υψηλής αποδοτικότητας. Μια διάταξη αισθητήρα πολυτροπικής απεικόνισης καταγράφει έγχρωμη, πολυφασματική, υπερφασματική και πολυκατευθυντική πολωμένη απεικόνιση, ανεξάρτητα και σε συνδυασμούς αυτών. Σύμφωνα με μια υλοποίηση της εφεύρεσης, η πολυτροπική απεικόνιση συνδυάζεται με ένα πλήθος τρόπων φωτισμού δείγματος, επεκτείνοντας περαιτέρω τις διαστάσεις των παραγόμενων δεδομένων. Σύμφωνα μια άλλη πτυχή αυτής της εφεύρεσης, το σύστημα ενσωματώνει μεθόδους μηχανικής μάθησης που συνδυάζουν και συγκρίνουν δεδομένα αναφοράς με μετρηθέντα σημεία του χώρου των πολύτροπων δεδομένων, παρέχοντας έτσι μονοσήμαντους ταυτοποιητές της σύνθεσης των αντικειμένων στόχων που αναλύθηκαν. Σε ακόμη μια άλλη εκδοχή της παρούσας εφεύρεσης, η προβολή της χαρτογράφησης των ταυτοποιημένων χαρακτηριστικών, πλοηγεί μια δευτερεύουσα δειγματοληψία για επακόλουθες αναλύσεις.

Description

ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ ΜΙΚΡΟΑΝΑΛΥΣΗΣ ΙΧΝΩΝ
ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ
Η παρούσα αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας αξίωνει προτεραιότητα της προσωρινής αίτησης η οποία υπεβλήθη στις 20 Νοεμβρίου 2019 στο γραφείο ευρεσιτεχνιών και εμπορικών σημάτων των ΗΠΑ (USPTO) με αριθμό αίτησης 62.938.270. Η παρούσα εφαρμογή σχετίζεται με συστήματα μικροανάλυσης και σχετικές μεθόδους. Συγκεκριμένα, αλλά όχι αποκλειστικά, η παρούσα αίτηση αποκαλύπτει ένα μικροσκόπιο μικροανάλυσης ιχνών ΜΜΙ, ένα σύστημα μικροανάλυσης ιχνών (ΣΜΙ)εξοπλισμένο με το ΜΜΙ και σχετικές μεθόδους για την αυτόματη ανάλυση πολυτροπικών απεικονίσεων και αναγνώριση ιχνών, όπως αυτά που ανευρίσκονται σε χώρους εγκλημάτων.
ΣΤΑΘΜΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ
Η διερεύνηση εγκλήματος περιλαμβάνει τεχνολογίες συλλογής ιχνών από τον τομέα του εγκλήματος (ίνες, δερματικά κύτταρα, γυάλινο υλικό, σπέρμα αίματος κ.λπ.) και επακόλουθη ανάλυση των συλλεγόμενων ιχνών σε εξειδικευμένα εργαστήρια. Τα ίχνη, συχνά αποκαλούμενα αντικείμενα στόχου, συλλέγονται από το πεδίο της εγκληματικότητας χρησιμοποιώντας μια ποικιλία υλικών ανύψωσης όπως την ταινία συλλογής ιχνών ΤΣΙ. Η μία πλευρά των ταινιών συλλογής ιχνών ΤΣΙ καλύπτεται με συγκολλητικό υλικό, έτσι ώστε όταν έρχεται σε επαφή με ίχνη και μικροσκοπικά αντικείμενα στόχους που βρίσκονται στο πεδίο της εγκληματικότητας, τα συλλέγει για επακόλουθη ανάλυση καθώς μπορεί να σχετίζονται με το έγκλημα. Η επιφάνεια συλλογής ιχνών των ταινιών συλλογής ιχνών ΤΣΙ καλύπτεται με ένα εύκαμπτο φιλμ πολυμερούς για την προστασία των συλλεχθέντων αντικειμένων στόχου από μόλυνση, εφεξής αναφερόμενο ως υποστηρικτικό φιλμ (ΥΦ). Το ΥΦ προσκολλημένο σε ένα ΤΣΙ που ενθυλακώνουν τα ίχνη που συλλέγονται ΥΦ θα αναφέρεται στη συνέχεια ως δείγματα ιχνών (ΔΙ). Όταν ολοκληρωθεί μια διερεύνηση πεδίου, οι ΔΙ μεταφέρονται σε εξειδικευμένα εργαστήρια για μικροσκοπικές, χημικές και βιολογικές αναλύσεις. Η μικροσκοπία είναι συχνά η πρώτης γραμμής εξέταση των ΔΙ που περιλαμβάνει οπτική μορφολογική ανάλυση, σύγκριση με δείγματα αναφοράς, ανάλυση διαθλαστικότητας κ.λπ. Τα πιο προηγμένα όργανα μικροσκοπίας ενσωματώνουν φασματοσκοπικές μονάδες, που χρησιμοποιούνται για τη λήψη πληροφοριών χημικής σύνθεσης. Τα ΔΙ ενδέχεται να περιέχουν αντικείμενα στόχους που παραμένουν μη αναγνωρίσιμα μετά από όλες αυτές τις αναλύσεις και, εάν συμβαίνει αυτό, αφαιρούνται από το ΔΙ και υποβάλλονται σε πιο εξειδικευμένες αλλά καταστρεπτικές αναλυτικές μεθόδους.
Η δημιουργία μεγάλου αριθμού ΔΙ από ένα μόνο πεδίο εγκλήματος είναι μια τυπική πρακτική, με τη συνολική τους επιφάνεια να φτάνει, μερικές φορές, σε μέγεθος ενός τετραγωνικού μέτρου ή περισσότερο. Ένα σημαντικό πρόβλημα που σχετίζεται με αυτήν τη διαδικασία είναι ότι είναι εξαιρετικά χρονοβόρα και απαιτεί πολύ προσωπικό. Πλήρης και σημείο-προς-σημείο ανάλυση αυτών των μεγάλων περιοχών ΔΙ σε επίπεδο μικρομέτρου ή ακόμα μικρότερου με την χρήση πολλών τρόπων ανάλυσης και απεικόνισης δεν είναι δυνατή εντός των αυστηρών χρονικών πλαισίων που καθορίζονται από πρακτικές διερεύνησης εγκλήματος. Για να το αναλύσουμε περαιτέρω, μπορούμε να υποθέσουμε την περίπτωση όπου τα οπτικά πεδία των 10mm εξετάζονται με ένα μικροσκόπιο που λειτουργεί σε κατάλληλη μεγέθυνση. Αυτό σημαίνει ότι 1011 πεδία πρέπει να εξεταστούν για πλήρη σάρωση 1 m2 περιοχής ΔΙ, τα οποία μπορούν να συλλεχθούν από ένα μόνο πεδίο εγκλήματος. Εάν (εύλογα) υποθέσουμε ότι ο χρόνος εξέτασης κάθε πεδίου διαρκεί 15 λεπτά, τότε ο συνολικός χρόνος εξέτασης ενός 1 m2 ΔΙ μπορεί να φτάσει τον κολοσσιαίο χρόνο των 2.500 ετών. Αυτό το παράδειγμα δείχνει ότι η πλήρης, πεδίο-προς-πεδίο εξέταση των τυπικών διαστάσεων ΔΙ είναι εντελώς μη ρεαλιστική. Για αυτόν τον λόγο, εξετάζονται μόνο αυθαίρετα επιλεγμένες περιοχές με τον την απώλεια κρίσιμων πληροφοριών.
Ένα δεύτερο πρόβλημα που σχετίζεται με αυτήν τη διαδικασία είναι ότι ο εντοπισμός ιχνών και η επιλογή περιοχών ενδιαφέροντος στα ΔΙ για επακόλουθες αναλύσεις βασίζεται αποκλειστικά στην υποκειμενική) ανθρώπινη επιθεώρηση. Με βάση τις οπτικές εντυπώσεις, οι επιλεγμένες περιοχές επιση μαίνονται με στυλό, οι οποίες στη συνέχεια κόβονται με ψαλίδι ή κόφτες χαρτιού και υποβάλλονται για μεταγενέστερες αναλύσεις. Είναι προφανές ότι η μέθοδος είναι επιρρεπής στο σφάλμα ανάγνωσης και δειγματοληψίας, που μπορεί να οδηγήσει σε εσφαλμένα συμπεράσματα.
Ένα τρίτο πρόβλημα σχετίζεται με την πολυπλοκότητα και την ποικιλομορφία των μεθόδων ανάλυσης στις οποίες υποβάλλονται τα αφαιρούμενα δείγματα ΤΣΙ. Οι τεχνικές περιλαμβάνουν μια σειρά καταστροφικών και μη καταστρεπτικών φασματοσκοπικών μεθόδων, DNA ανάλυση, οπτική μικροσκοπία κ.λπ. Αυτές οι γνωστές διαδικασίες είναι χρονοβόρες (ο χρόνος είναι κρίσιμος στη διερεύνηση του εγκλήματος), απαιτούν εργασία εργαστηρίου και μια μακρά λίστα πολύ ακριβών αναλυτικών τεχνικών. Συγκεκριμένα, η συσχέτιση και η άμεση σύγκριση των αποτελεσμάτων αυτών των τεχνικών είναι κρίσιμης σημασίας στην αναγνώριση ίχνους, ωστόσο, αποτελούν σήμερα μία πρόκληση.
Ένα τέταρτο πρόβλημα σχετιζόμενο με τις στάνταρντ διαδικασίες είναι η απαίτηση για υψηλά εκπαιδευμένο επιστημονικό και τεχνικό προσωπικό, ικανό να εκτελεί την επιλογή των κατάλληλων ΔΙ που είναι επιλέξιμοι για μετέπειτα υποβολή σε εργαστήρια διερεύνησης εγκλήματος. Είναι ευρέως γνωστό ότι αυτό το πολύ εκπαιδευμένο προσωπικό είναι διαθέσιμο μόνο σε κεντρικά εργαστήρια και λείπει σε απομακρυσμένες τοποθεσίες.
Τα σύγχρονα συστήματα αυτοματοποιημένων μικροσκοπίων υψηλής παραγωγικότητας μπορούν επί της αρχής να προσφέρουν λύσεις σε αυτό το πρόβλημα, ωστόσο οι συσκευές τελευταίας τεχνολογίας έχουν σχεδιαστεί για την ανάλυση μεγάλου αριθμού μικροσκοπικών διαφανειών ή κυψελίδων μικροσκοπίου, αντί για μεγάλα ΔΙ. Οι βιομηχανικές τυποποιημένες συσκευές υψηλής παραγωγικότητας/αποδοτικότητας εξυπηρετούν το σκοπό τους χρησιμοποιώντας ηλεκτρομηχανικά οδηγημένες πλατφόρμες φόρτωσης/εκφόρτωσης δειγμάτων. Αυτοί οι μηχανισμοί χρησιμοποιούνται για την αυτόματη εναλλαγή δειγμάτων μπροστά από ένα σταθερό αντικειμενικό φακό μικροσκοπίου, διευκολύνοντας την απεικόνιση και την ανάλυσή τους χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. Είναι προφανές ωστόσο ότι αυτός ο τύπος διατάξεων δεν μπορεί να εφαρμοστεί για την ανάλυση μεγάλων ΔΙ επειδή το αποτύπωμα ενός τέτοιου μηχανισμού μεταφόρτωσης θα είναι απαράδεκτα μεγάλο.
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Ένας περιορισμός των αυτόματων μικροσκοπίων υψηλής παραγωγικότητας/αποδοτικότητας της τρέχουσας στάθμης τεχνικής είναι ότι δεν ενσωματώνουν συσκευές και διατάξεις για την αυτόματη αναγνώριση των χημικών και των δομικών χαρακτηριστικών των αντικειμένωνστόχων ούτε εργαλεία πλοήγησης για τον εντοπισμό τους για δευτερογενή δειγματοληψία και ανάλυση.
Η παρούσα εφεύρεση στοχεύει στο να παράσχει ένα μικροσκόπιο μικροανάλυσης ιχνών ΜΜΙ, ένα σύστημα μικροανάλυσης ιχνών (ΣΜΙ) εξοπλισμένο με το ΜΜΙ, και σχετικές μεθόδους, αναιρώντας τους περιορισμούς των υπαρχόντων αυτόματων μικροσκοπίων υψηλής παραγωγικότητας/αποδοτικότητας.
Σύμφωνα με μία εκδοχή της παρούσας εφεύρεσης, η μέθοδος μικροανάλυσης περιλαμβάνει τα στάδια: συλλογή ιχνών από ένα πεδίο εγκλήματος με μια μέθοδο συλλογής ιχνών που περιλαμβάνει, αλλά δεν περιορίζεται σε αυτές, ταινίες συλλογής ιχνών ΤΣΙ, εναπόθεση των συλλεχθέντων αντικειμένων σε μέσα υποστήριξης, όπως γυάλινες πλάκες, γυάλινο πάνελ ή φιλμ που εφεξής θα ονομάζονται συσσωρευτικά ως φιλμ υποστήριξης (ΥΦ), για να σχιματιστεί το λεγόμενο δείγμα ιχνών (ΔΙ),
εναπόθεση και. η στερέωση του εν λόγω ΔΙ πάνω από ένα Διαφανές Γυάλινο Παράθυρο (ΔΓΠ), το οποίο είναι μέλος της πλατφόρμας υποστήριξης, η οποία συγκρατεί επίσης μία μηχανική πλατφόρμα χωρικής μετατόπισης σε συντεταγμένες ΧΥΖ μιας κεφαλής παλυτροπικής απεικόνισης (ΚΠΑ) , μιας κάμερας επισκόπησης (ΚΕ) και ενός προβολέα εικόνων (ΠΕ),
σάρωση του εν λόγω ΔΙ με την εν λόγω ΚΠΑ, τοποθετημένη πάνω στην εν λόγω μηχανική πλατφόρμα μετατόπισης ΧΥΖ και εναλλάσσοντας λειτουργία απεικόνισης σε κάθε βήμα χωρικής μετατόπισης της ΚΠΑ μεταξύ τρόπων απεικόνισης που επιλέγονται από μια ομάδα που περιλαμβάνει κατά προτίμηση έγχρωμους, πολυφασματικούς, υπερφασματικούς, και πολωτικούς τρόπους απεικόνισης, καθώς και συνδυασμούς μεταξύ αυτών και σε συνδυασμό με τρόπους φωτισμού του ΔΙ όπως διέλευσης, ανάκλασης, φθορισμού και πόλωσης, καθώς και συνδυασμούς μεταξύ τους,
αυτόματη ανάλυση των δεδομένων πολλαπλών τρόπων απεικόνισης (ΔΠΤΑ), τα οποία περιλαμβάνουν οπτικές παραμέτρους, μορφολογικά δεδομένα, φάσματα διέλευσης, ανάκλασης και φθορισμού, παραμέτρους πόλωσης, παραμέτρους διαθλαστικότητας και υπολογισμό Χαρτών Οπτικοδν Παραμέτρων (ΧΟΠ) από τα εν λόγω ΔΠΤΑ.
Σε μια ενδεικτική της υλοποίηση, η μέθοδος περιλαμβάνει περαιτέρω το βήμα της σύγκρισης των μετρηθέντων τιμών ΔΠΤΑ με τιμές ΔΠΤΑ από δείγματα αναφοράς, που λαμβάνονται από αντικείμενα ΔΙ με γνωστά χημικά και ή δομικά χαρακτηριστικά, έτσι ώστε να δημιουργηθεί μια μαθηματική φόρμουλα συσχέτισης μεταξύ τους και, τέλος, να μετατραπούν οι εν λόγω ΧΟΠ σε Χάρτες Δομικής και Χημικής Ταυτοποίησης (ΧΔΧΤ) των εν λόγω ΔΙ.
Σε μια άλλη ενδεικτική της υλοποίηση, η μέθοδος περιλαμβάνει περαιτέρω το βήμα προβολής φωτεινών μοτίβων πάνω στο αναφερθέν ΔΙ τοποθετημένο πάνω στο εν λόγω ΔΓΠ, με τα σχήματα και τα χρωματικά χαρακτηριστικά των εν λόγω μοτίβων να είναι πληροφοριακά για την δομική και χημική ταυτότητα των καταδεικνυόμενων αντικειμένων, με την εν λόγω ταυτότητα να οροθετείται τους εν λόγω ΧΟΠ ή από τους εν λόγω ΧΔΧΤ. Τα εν λόγω φωτεινά μοτίβα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για καθοδήγηση της οριοθέτησης των επισημασμένων περιοχών (πλοήγηση) στην επιφάνεια του εν λόγω ΔΙ, με ένα στυλό μελάνης ή παρόμοιο εργαλείο, για τη διευκόλυνση του χειρισμού του εν λόγω ΔΙ μετά την ολοκλήρωση των αναλύσεων τους. Ο χειρισμός μπορεί να περιλαμβάνει την κοπή οριοθετημένων περιοχών, οι οποίες μπορούν να υποβληθούν για μεταγενέστερη ανάλυση, όπως ανάλυση αέριας χρωματογραφίας, PCR ανάλυση κ.λπ.
Σύμφωνα με μια άλλη εκδοχή της παρούσας εφεύρεσης, το αποκαλυπτόμενο ΜΜΙ σύμφωνα με μια παραδειγματική υλοποίηση περιλαμβάνει περαιτέρω μια ΚΠΑ ικανή να κατγράφει δεδομένα έγχρωμης απεικόνισης, πολυφασματικών, υπερφασματικών απεικόνισης και απεικόνισης πόλωσης μέσω ενός και μοναδικού αντικειμενικού φακού.
Σύμφωνα με μια άλλη υλοποίηση της παρούσας εφεύρεσης, το εν λόγω ΣΜΙ περιλαμβάνει περαιτέρω σύμφωνες και ασύμφωνες ΜΦΙ για το φωτισμό του εν λόγω ΔΙ σε μια ποικιλία κατευθύνσεων. Τέτοιες κατευθύνσεις μπορεί να περιλαμβάνουν 180ο, 0ο, 45ο ή άλλες πλάγιες κατευθύνσεις σε σχέση με τον άξονα απεικόνισης, για την εκτέλεση τρόπων απεικόνισης μετάδοσης (180ο) και επι-φωτισμού (Οο, 45ο, πλάγιας), καθώς και φασματοσκοπίας. Η γεωμετρία επι-φωτισμού επιτρέπει τη λειτουργία ανάκλασης, φθορισμού και πόλωσης.
Σύμφωνα με μια άλλη υλοποίηση της παρούσας εφεύρεσης, το αποκαλυπτόμενο ΣΜΙ σύμφωνα με μια παραδειγματική) πραγματοποίηση περιλαμβάνει περαιτέρω οπτικά πόλωσης που παρεμβάλλονται στον οπτικό δρόμο απεικόνισης του ΚΠΑ για λήψη πολωμένων εικόνων σε ένα επιλεγμένο επίπεδο πόλωσης ή σε πολλαπλά επίπεδα πόλωσης ταυτόχρονα.
Σύμφωνα με μια άλλη εκδοχή της παρούσας εφεύρεσης, το αποκαλυπτόμενο ΣΜΙ και σύμφωνα με μια παραδειγματική υλοποίηση περιλαμβάνει κατάλληλα φίλτρα πόλωσης της εν λόγω ΜΦΙ έτσι ώστε το εκπεμπόμενο φως να έχει γραμμική, κυκλική και / ή ελλειπτική πόλωση.
Σύμφωνα με μια άλλη εκδοχή της παρούσας εφεύρεσης, το αποκαλυπτόμενο ΣΜΙ σύμφωνα με μια παραδειγματική υλοποίηση περιλαμβάνει περαιτέρω έναν ηλεκτρονικά οδηγημένο αντισταθμιστή διαθλαστικότητας για τη μέτρηση της οπτικής καθυστέρησης λόγω διπλοθλαστικότητας και / ή των παραμέτρων διπλοθλαστικότητας του εν λόγω ΔΙ.
Σύμφωνα με μια άλλη εκδοχή της παρούσας εφεύρεσης, το αποκαλυπτόμενο ΣΜΙ σύμφωνα με μια παραδειγματική υλοποίηση περιλαμβάνει περαιτέρω ένα σύστημα προβολής εικόνας (ΣΠΕ) για την προβολή φωτεινών μοτίβων, στερεωμένο σε έναν βραχίονα στήριξης (ΒΣ) που στερεώνεται πάνω από την εν λόγω δομική πλατφόρμα και σε μια κατάλληλη απόσταση και κατάλληλα χαρακτηριστικά φακού του εν λόγοι ΣΠΕ έτσι ώστε τα εν λόγω φωτεινά μοτίβα να μπορούν να φτάσουν σε κάθε σημείο της εν λόγω δομικής πλατφόρμας που υποστηρίζει το εξεταζόμενο ΔΙ, ενημερώνοντας για τοπολογία και την ταυτότητα των αντικειμένων που ενθυλακώνονται στο εν λόγω ΔΙ.
Σύμφωνα με μια άλλη εκδοχή της παρούσας εφεύρεσης, το αποκαλυπτόμενο ΣΜΙ σύμφωνα με μια παραδειγματική υλοποίηση περιλαμβάνει μια Κάμερα Επισκόπησης (ΚΕ). Η εν λόγω ΚΕ στερεώνεται με ασφάλεια στον ίδιο ή σε άλλο ΒΣ μονίμως τοποθετημένο πάνω από την εν λόγω δομική πλατφόρμα και σε κατάλληλη απόσταση και χαρακτηριστικά φακού κάμεράς, έτσι ώστε το οπτικό πεδίο (ΟΠ) της εν λόγω ΚΕ να επικαλύπτεται με ολόκληρη την περιοχή της εν λόγω δομικής πλατφόρμας που χρησιμοποιείται για την υποστήριξη των εν λόγω ΔΙ . Η εικόνα που καταγράφεται από το εν λόγω ΚΕ εμφανίζεται σε μια οθόνη, επιτρέποντας την ψηφιακή ιχνογράφηση περιοχών ενδιαφέροντος (ΠΕ) στο εν λόγω ΔΙ. Οι επιλεγμένες ΠΕ μπορεί να περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, τις εν λόγω περιοχές ΔΙ με ικανοποιητική πυκνότητα αντικειμένων στόχων, οι οποίες μπορούν να θεωρηθούν ως επιλέξιμες για πυκνή σάρωση από το εν λόγω ΚΠΑ.
Σύμφωνα με μια άλλη εκδοχή της παρούσας εφεύρεσης, το αποκαλυπτόμενο ΣΜΙ σύμφωνα με μια παραδειγματική υλοποίηση περιλαμβάνει περαιτέρω μια ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου για: α) την οδήγηση της μηχανικής πλατφόρμα μετατόπισης ΧΥΖ της εν λόγω ΚΠΑ, β) τον έλεγχο όλων των λειτουργιών της ΚΠΑ, συμπεριλαμβανομένων των παραμέτρων λήψης εικόνας (κλείστρο, κέρδος, βαθμονόμηση), γ) την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση και μείωση της ένατσης της εν λόγω ΜΦΙ και για συγχρονισμό τους με τις λειτουργίες της ΚΠΑ, και δ) τον έλεγχο του εν λόγω ΣΠΕ και της εν λόγω ΚΕ.
Σύμφωνα με μια άλλη εκδοχή της παρούσας εφεύρεσης, το αποκαλυπτόμενο ΣΜΙ σύμφωνα με μια παραδειγματική υλοποίηση περιλαμβάνει περαιτέρω μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας ΚΠΕ που εκτελεί εντολές προγράμματος για την αποθήκευση, ανάκτηση, επεξεργασία και ανάλυση του εν λόγω ΔΠΤΑ, συμπεριλαμβανομένων αλλά χωρίς περιορισμό τους μη εποπτευόμενους και εποπτευόμενους ταξινομητές, την μηχανική μάθηση και άλλους αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης, για τον υπολογισμό του εν λόγω ΧΟΠ και του εν λόγω ΧΔΧΤ,
Σύμφωνα με μια παραδειγματική υλοποίηση, το ΣΜΙ είναι διαμορφωμένο έτσι ώστε να εκτελεί διαδικασίες αυτόματης βαθμονόμησης που εκτελούνται σε προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα, συμπεριλαμβανομένης μιας πρώτης διαδικασίας βαθμονόμησης για την αντιστάθμιση πιθανών ολισθήσεων σε τιμές εικονοστοιχείων των εικόνων και του φασματικού τους περιεχομένου και μια δεύτερη διαδικασία βαθμονόμησης η οποία αφορά την επαναληψιμότητα των ΧΥΖ μετατοπίσεων. Η πρώτη διαδικασία βαθμονόμησης υλοποιείται με τη βοήθεια στόχων βαθμονόμησης με γνωστά φάσματα ανάκλασης και φθορισμού και η δεύτερη διαδικασία βαθμονόμησης θέσης εκτελείται με τη βοήθεια σημάνσεων μεγέθους μικρού χαραγμένες μόνιμα σε μια επιφάνεια πλατφόρμας του ΣΜΙ.
Σύμφωνα με μια άλλη άποψη της παρούσας εφεύρεσης, το αποκαλυπτόμενο ΣΜΙ σύμφωνα με μια παραδειγματική υλοποίηση περιλαμβάνει μια μονάδα λογισμικού που έχει μια γραφική διεπαφή χρήστη που περιλαμβάνει ένα μενού επιλογής τρόπων απεικόνισης και ένα υπομενού για τον καθορισμό μιας λίστας παραμέτρων λήψης εικόνας για τους υποστηριζό μένους • τρόπους απεικόνισης, συμπεριλαμβανομένων το φασματικό εύρος και την φασματική αναλύση φάσματος τις ρυθμίσεις κλείστρου και κέρδους κάμερας, την χωρική ανάλυση και λειτουργίες βαθμονόμησης.
Σύμφωνα με μια άλλη εκδοχή της παρούσας εφεύρεσης, το εν λόγω ΤΣΙ και το αναφερθέν ΥΦ κατασκευάζονται από οπτικά διαυγές, μη διαθλαστικό και μη φθορίζον υλικό σε μια ευρεία φασματική ζώνη που περιλαμβάνει την υπεριώδη ακτινοβολία, την ορατή και την κοντινή υπέρυθρη ζώνη. Τέτοια υλικά περιλαμβάνουν ένα ή περισσότερα (ενδεικτικά) πολυμεθυλ μεθακρυλικό (Polymethyl methacrylate) (ΡΜΜΑ), κυκλο-ολεφίνη cyclo-olefin), χυτευμένο βινύλιο (cast vinyl) και πολυανθρακικό υλικό (polycarbonate material). Η επιλογή υλικών ΤΣΙ και ΥΦ με τις προάναφερθείσες οπτικές ιδιότητες επιτρέπει την εξάλειψη της παρεμβολής τους στις στην μέτρηση των εν λόγω οπτικών παραμέτρων των αντικειμένων-στόχων.
Σύμφωνα με μια άλλη άποψη της παρούσας εφεύρεσης, το αποκαλυπτόμενο ΣΜΙ σύμφωνα με μια παραδειγματική υλοποίηση περιλαμβάνει περαιτέρω μια υποδοχή στην αναφερθείσα δομική πλατφόρμα για ασφαλή ποσαρμογή του εν λόγω ΥΦ με το εν λόγω ΤΣΙ να είναι προσκολλημένο σε αυτό. Το ΥΦ μπορεί να έχει μια καρτέλα που κλειδώνει στην εν λόγω υποδοχή και ένα ηλεκτρονικό αναγνωριστικό, το οποίο διαβάζεται από το ΜΜΙ όταν το ΥΦ προσαρμόζεται στην υποδοχή.
ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΧΕΔΙΩΝ
Η επικείμενη λεπτομερής περιγραφή των διάφορων εκδοχών και υλοποιήσεων της παρούσας εφεύρεσης θα γίνει καλύτερα κατανοητή όταν διαβάζεται σε συνδυασμό με τα συνοδευτικά σχέδια. Για τον σκοπό της επεξήγησης της αποκάλυψης, τα σχέδια αφορούν σε επι του παρόντος προτιμώμενες υλοποιήσεις. Θα πρέπει να γίνει κατανοητό, ωστόσο, ότι η παρούσα εφεύρεση δεν περιορίζεται στην ακριβή διάταξη και στις οργανολογίες που παρουσιάζονται παρακάτω.
Το Σχήμα 1 απεικονίζει ένα ανάπτυγμα της διάταξης μιας παραδειγματικής διαμόρφωσης του
ΜΜΙ που αξιώνεται, το οποίο περιλαμβάνει μια σταθερή δομή στήριξης, μια ηλεκτρονικά
οδηγούμενη πλατφόρμα χωρικής μετατόπισης, μια πολυτροπική κεφαλή απεικόνισης μια
μονάδα πηγής Φωτός, μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας υπολογιστή, μια κάμερα
επισκόπησης και ένα Σύστημα προβολής εικόνων
Το Σχήμα 2 απεικονίζει μια διάταξη κεφαλής απεικόνισης πολλαπλών τρόπων που
περιλαμβάνει έναν έγχρωμο και έναν ασπρόμαυρο αισθητήρα απεικόνισης με ευαισθησία στην
καταγραφή χαρακτηριστικών πόλωσης, καθώς και μια ηλεκτρονικά οδηγούμενη πλατφόρμα
γραμμικής μετατόπισης επι της οποίας προσαρτάται ένας οπτικός διαχωριστής δέσμης και ένα
και μέσα μετα-φραστή που κινούνται από έναν ενεργοποιητή στον οποίο διατίθεται ένας
διαχωριστής δέσμης και ένα ηλεκτρονικά κινούμενο ρυθμιζόμενο φίλτρο. Ο διαχωριστής
οπτικής δέσμης και ένα οπτικό φίλτρο ηλεκτρονικά ελεγχόμενης φασματικής διαπερατότητας
τα οποία μπορούν να εναλλάσσονται παρεμβαλλόμενα στον οπτικό δρόμο των ακτινών που
καταλήγουν στην διάταξη αισθητήρα απεικόνισης, όπως απεικονίζονται στα σχήματα 2α και
2β, σε χωρικές θέσεις που υλοποιούν απεικονιστικούς τρόπους έγχρωμης, στιγμιαίας
πολυφασματικής, υπερφασματικής και πολωτικής απεικόνισης, καθώς και συνδυασμούς
μεταξύ αυτών.
Το Σχήμα 3 απεικονίζει μια παραδειγματική υλοποίηση της πηγής φωτός φωτισμού διέλευσης.
Πρόκειται για ένα γραμμικά εκτεταμένο σύστημα φωτισμού τύπου διαμήκους θόλου, το οποίο
αναμειγνύει και ομογενοποιεί τις φασματικές εκπομπές των συστοιχιών πηγών φωτός που
κατανέμονται σε όλο το μήκος, οι δε πηγές επιλέγονται από ομάδα που περιλαμβάνει
σύμφωνες και ασύμφωνες πηγές φωτός.
Το Σχήμα 4 απεικονίζει μια παραδειγματική υλοποίηση του κλάδου επι-φωτισμού της μονάδας
φωτεινής πηγής, ενεργοποιημένης για λειτουργεία σε τρόπο φθορισμού και απεικόνισης
ανάκλασης. Η διάταξη εκμεταλλεύεται τη μεγάλη απόσταση εστίασης ενός αντικειμενικού
φακού, το οποίο προσφέρει επαρκή απόσταση για να προσπίπτουν οι φωτεινές ακτίνες από
πλάγιες κατευθύνσεις στο αντικείμενο στόχο. Μια σειρά από σύμφωνες και ασύμφωνες πηγές
φωτός μπορούν να τοποθετηθούν γύρω από τον αντικειμενικό φακό σε μια διάταξη δακτυλίου,
έτσι ώστε να εστιάζονται τόσο οι πηγές όσο και ο φακός στο επίπεδο των αντικειμένων -στόχων.
Το Σχ. 5 απεικονίζει ένα δείγμα ιχνών που περιλαμβάνει ένα φιλμ υποστήριξης και μια ταινία συλλογής ιχνών τα οποία περικλείουν αντικείμενα-στόχους και που έχουν εναποτεθεί πάνω από ένα διαφανές γυάλινο παράθυρο της δομής στήριξης του μικροσκοπίου μικροανάλυσης ιχνών. Το δείγμα ιχνών έχει μια απόληξη τύπου καρτέλας που καταλήγει ότι εισάγεται σε μια υποδοχή χαραγμένη πάνω από τη δομή στήριξης του μικροσκοπίου μικροανάλυσης ιχνών, για το κλείδωμα του προσανατολισμού του. Το δείγμα ιχνών μπορεί να συγκρατηθεί σταθερά στη θέση αυτή με εξαρτήματα μηχανικής εγκλείδωσης.
Το Σχ. 6 απεικονίζει μια παραδειγματική υλοποίηση του μικροσκοπίου μικροανάλυσης ιχνών που περιλαμβάνει μια διάταξη κάμερας επισκόπησης και μια οθόνη για ιχνογράφηση περιοχών ενδιαφέροντος που θα εξεταστούν και ένα σύστημα προβολής των δεδομένων της χαρτογράφησης των χημικών και των δομικών χαρακτηριστικών των στόχων των αντικειμένων-στόχων που εντοπίζονται και τακτοποιούνται, προσφέροντας πλοήγηση/ οδήγηση για την διενέργεια δευτερεύουσας δειγματοληψίας για μεταγενέστερες αναλύσεις.
Το Σχ. 7 απεικονίζει τα βασικά βήματα και το διάγραμμα ροής εκτέλεσης μιας μεθόδου της παρούσας εφεύρεσης.
Το Σχ. 8 απεικονίζει τις καμπύλες απορρόφησης έναντι μήκους κύματος μιας ποικιλίας σωματικών υγρών που παρουσιάζουν τα αντιπροσωπευτικά χαρακτηριστικά που αξιοποιούνται για την ανίχνευση και την ταυτοποίησή τους,
Το Σχ. 9 απεικονίζει την ένταση φθορισμού έναντι μήκους κύματος μιας ποικιλίας ινών εγκληματολογικού ενδιαφέροντος που προσφέρουν φασματικές υπογραφές, οι οποίες αξιοποιούνται για την ανίχνευση και την ταυτοποίησή τους.
ΛΕΠΤΟΜΕΡΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΕΦΕΥΡΕΣΗΣ
Για τις ανάγκες των επεξηγήσεων που ακολουθούν, αναπτύσσονται συγκεκριμένες διαμορφώσεις και λεπτομέρειες προκειμένου να παρέχουν μια πλήρη κατανόηση της εφεύρεσης. Ωστόσο, θα είναι εμφανές σε έναν έμπειρο στην τεχνολογία ότι η εφεύρεση μπορεί να εφαρμοστεί χωρίς τις συγκεκριμένες λεπτομέρειες που παρουσιάζονται εδώ. Επιπλέον, γνωστά χαρακτηριστικά μπορούν να παραλειφθούν ή να απλοποιηθούν, ώστε να μην συγκαλυφθεί την εφεύρεση.
Η λέξη «παραδειγματική» χρησιμοποιείται εδώ για να σημαίνει «να χρησιμεύσει ως παράδειγμα, περίπτωση ή απεικόνιση". Οποιαδήποτε πραγματοποίηση που περιγράφεται εδώ ως «παραδειγματική» δεν πρέπει απαραίτητα να ερμηνευθεί ως προτιμώμενη ή πλεονεκτική σε σχέση με άλλες εφαρμογές.
Τα υπάρχοντα συστήματα αυτόματης μικροσκοπίας υψηλής παραγωγικότητας/ αποδοτικότητας που βασίζονται είτε σε κινητές πλατφόρμες είτε σε ιμάντες μεταφόρτωσής δείγματος, πάσχουν από τους ακόλουθους περιορισμούς:
α) Δεν έχουν δημιουργηθεί για να αναπτύξουν τη συνολική ποσότητα δειγμάτων σε μια μεγάλη σταθερή δομή στήριξης, με την άμεση συνέπεια να μην είναι σε θέση να προσφέρουν ταυτόχρονη και τυχαία πρόσβαση σε όλα τα αντικείμενα στόχους. Ως εκ τούτου, τα συστήματα της σύγχρονης στάθμης τεχνικής δεν προορίζονται να προσφέρουν προβολή προτύπων που επιτρέπουν την άμεση απεικόνιση της φύσης και του πληθυσμού των αντικειμένων στόχου, πάνω από τις χωρικές περιοχές που είναι φυσικά περιορισμένες,
β) Δεν προσφέρουν αυτοματοποιημένη αναγνώριση αντικειμένων στόχων, περιορίζοντας τη χρήση τους κυρίως στην αναγνώριση εκπομπών φθορισμού από φθορίζουσες ουσίες με γνωστές εκπομπές που επισημαίνουν βιολογικές ουσίες. Τέτοια συστήματα δεν αποσκοπούν στην παροχή χημικής και δομικής ταυτοποίησης άγνωστων αντικειμένων στόχων και για το λόγο αυτό ενσωματώνουν μάλλον απλούς αισθητήρες και απεικονιστικές λειτουργείες, χωρίς να επιτρέπουν την άμεση και την σημείο προς σημείο μεταξύ τους συσχέτιση των δεδομένων που καταγράφουν.
Η παρούσα εφεύρεση ξεπερνά τα προαναφερθέντα μειονεκτήματα της τρέχουσας στάθμης τεχνικής παρέχοντας ένα ΜΜΙ, ένα ΣΜΙ με ΜΜΙ, το οποίο ολοκληρώνει και συνολικά αναβαθμίζει, αντικειμενοποιεί τις διαδικασίες συλλογής και ανάλυσης ιχνών.
Το ΜΜΙ και το ΣΜΙ εξοπλισμένο με ΜΜΙ, και οι σχετικές μέθοδοι που περιγράφονται σε σχέση με τις ενσωματώσεις της παρούσας εφεύρεσης παρέχουν μια ολοκληρωμένη μέθοδο μικροσκοπίας υψηλής παραγωγικότητας/ αποδοτικότητας ικανή για: α ) την συλλογή ιχνών, αντικειμένων-στόχων σε κλίμακα μικρού-χιλιοστού από ένα φυσικό πεδίο, τα οποία στη συνέχεια εναποτίθενται σε μια σταθερή επίπεδη πλατφόρμα/υποστηρικτική δομή, μεγέθους τουλάχιστον ίση με το τυποποιημένο μέγεθος χαρτιού Α4, β) τον αυτόματο εντοπισμό και την ταυτοποίηση της χημικής ταυτότητας των εν λόγω αντικειμένων-στόχων μέσω της επεξεργασίας και ανάλυσης των εν λόγω ΔΠΤΑ που καταγράφονται με την εν λόγω ΜΦΙ που φωτίζει και την εν λόγω ΚΠΑ που εκτελεί πολυτροπική απεικόνιση αντικειμένων στόχων υπό ανάλυση και με τα εν λόγω ΜΦΙ και ΚΠΑ να κινούνται στον χώρο άνω των εν λόγω ΔΙ, όπως αυτά έχουν εναποτεθεί στην εν λόγω σταθερή δομή στήριξης, γ) την προβολή φωτεινών μοτίβων πάνω στα. εν λόγω αντικείμενα στόχους που είναι τοποθετημένα πάνω στην εν λόγω σταθερή δομή στήριξης και με το σχέδιο των εν λόγω σημάτων να ορίζονται από τα εν λόγω XOΠ και ΧΔΧΤ, έτσι ώστε τα εν λόγω μοτίβα να είναι παρέχουν πληροφορίες για την θέση, το μέγεθος και την ταυτότητα των εν λόγω αντικειμένων στόχων.
Το Σχ. 1 απεικονίζει το ανάπτυγμα μιας παραδειγματικής διαμόρφωσης ενός ΤΜΜ. Η εν λόγω σταθερή δομή στήριξης περιλαμβάνει ένα συγκρότημα δύο επιπέδων. Το πρώτο επίπεδο 10 περιλαμβάνει μια πλάκα αλουμινίου όπου είναι τοποθετημένος ο κύριος γραμμικός οδήγος/κινητήρας X 20. Το δεύτερο επίπεδο 30 είναι επίσης κατασκευασμένο από πλάκα αλουμινίου και υποστηρίζει δύο παράλληλους οδηγούς ολισθητήρες 40 για την κίνηση του του γραμμικού οδηγού/κινητήρα Υ 50 κατά μήκος της κατεύθυνσης X. Η κίνηση κατά X του σαρωτή Υοδηγείται από τον γραμμικό οδηγό X, μέσω μιας βάσης σχήματος-U 60, η οποία διασχίζει το δεύτερο επίπεδο μέσω ειδικών σχισμών, προσφέροντας επίσης μέσα για τη διαχείριση καλωδίων. Η βάση σχήματος-U χρησιμοποιείται επίσης για την υποστήριξη του θολωτού-φωτισμού μισού σωλήνα, που χρησιμοποιείται για τον (δια-) φωτισμό του δείγματος (απεικόνιση κατά την οποία ο φωτισμός διέρχεται του δείγματος) κατωτέρω ονομαζόμενο διά-ΜΦΙ 70.
Σε μια παραδειγματική διαμόρφωση του εν λόγω ΣΜΙ, το συγκρότημα του δεύτερου επιπέδου 30 έχει τέσσερις υποδοχές μεγέθους Α4 καλυμμένες από διαφανή γυάλινα παράθυρα (ΔΓΠ) 80 για υποστήριξη ίσου αριθμού ΔΙ μεγέθους Α4. Το μέγεθος Α4 ισούται με 297X210 mm και θεωρείται βολικό μέγεθος, επειδή τα συρτάρια φακέλων και γενικά μέσα αποθήκευσης / χειρισμού για αυτό το μέγεθος χαρτιού είναι ευρέως διαθέσιμα. Μια επιφάνεια τεσσάρων Α4 (περίπου 600X400 mm) είναι μια τυπική συνολική περιοχή ΔΙ που συλλέγεται από ένα πεδίο εγκλήματος. Τα αναφερθέντα ΔΓΠ 80 κατασκευάζονται κατά προτίμηση από οπτικά διαυγή υλικά μη φθορίζοντος και μη διπλοθλαστικού υλικού σε μια ευρεία φασματική ζώνη που κυμαίνεται από UV έως IR.
Ο γραμμικός οδηγός/κινητήρας Ζ είναι τοποθετημένος πάνω σε ένα κινούμενο έδρανο (τρόλεϊ) του γραμμικού οδηγού Υ. Συζευγμένη με οπτικά απεικόνισης 100, η εν λόγω ΚΠΑ 110 είναι τοποθετημένη πάνω από το τρόλεϊ του γραμμικού οδηγού Ζ, μαζί με την υπομονάδα επιφωτισμού ΜΦI, που στο εξής ονομάζεται επι-ΜΦI 120. Τα εν λόγω μέσα οπτικής απεικόνισης 100 μπορεί να είναι αντικειμενικοί φακοί μικροσκοπίου, ζουμ οπτικά ή συνδυασμοί αυτών. Η κίνηση του άξονα Ζ-άξονα είναι αφιερωμένη στον έλεγχο της εστίασης τόσο της εν λόγω ΚΠΑ 110 όσο και της επι-ΜΦΙ 120 στο ίδιο σημείο εστίασης κατά τον άξονα Ζ.
Η κίνηση των τριών τρόλεϊ παρέχεται από τρεις βηματικούς κινητήρες 130. Η περιστροφική κίνηση των εν λόγω βηματικών κινητήρων μετατρέπεται σε γραμμική μετατόπιση
με τη βοήθεια, για παράδειγμα, κοχλιωτών αξόνων ή ισοδύναμων μηχανικών διατάξεων. Η εν
λόγω δια-ΜΦΙ 70 είναι ευθυγραμμισμένη με τα εν λόγω μέσα οπτικής απεικόνισης 100 και
κινούνται μαζί κατά μήκος του άξονα X 20. Για μια δεδομένη θέση X, το επιμήκες διά-ΜΦΙ
70 παραμένει στάσιμο και ενεργοποιημένο, για το χρονικό διάστημα που απαιτείται για τα εν
λόγω μέσα οπτικής απεικόνισης 100 (συναρμοσμένα με την εν λόγω ΚΠΑ 110) για την
σάρωση ολόκληρης της Υ διεύθυνσης του εν λόγω ΔΙ στη δεδομένη Θέση X. Όταν απαιτείται,
ο γραμμικός οδηγός Ζ μετακινείται έως ότου επιτευχθεί ικανοποιητική εστίαση. Αυτή η
διαδικασία επαναλαμβάνεται στο επόμενο βήμα μετατόπισης του Χ-οδηγού 20 και για ένα
πλήθος βημάτων σάρωσης.
Ένας βραχίονας σχήματος αναστραμμένου L 140 είναι τοποθετημένος πάνω στην πλατφόρμα
δεύτερου επιπέδου 30 της δομής στήριξης του ΜΜΙ. Το δεύτερο άκρο του εν λόγω πόλου
συνδέεται με μια βάση που υποστηρίζει το εν λόγω ΣΠΕ 150 και τη εν λόγω ΚΕ 160,
διευθετημένο έτσι ώστε οι άξονες των κεντρικών ακτινών τους να είναι ουσιαστικά συνγραμμικοί. Αυτό γίνεται για να διασφαλιστεί ότι το ΟΠ τους επικαλύπτεται ουσιαστικά με το
σύνολο των τεσσάρων Α4 ΔΓΠ της εν λόγω υποστηρικτικής δομής.
Τα δύο επίπεδα της εν λόγω δομής στήριξης μπορούν να συγκρατηθούν μαζί με αντικραδασμικούς δοκούς και ο ελεύθερος χώρος μεταξύ τους μπορεί να περιλαμβάνει το περίβλημα της
τροφοδοσίας 170, τα ηλεκτρονικά στοιχεία ελέγχου 180 και την κεντρική μονάδα
επεξεργασίας ΚΠΕ 190. Τα εν λόγω ηλεκτρονικά στοιχεία ελέγχου 180 οδηγούν όλες τις
υπομονάδες του ΜΜΙ, συμπεριλαμβανομένων των βηματικών κινητήρων, ενώ η εν λόγω ΚΠΕ
190 ελέγχει όλες τις παραμέτρους και τις λειτουργίες καταγραφής δεδομένων. Η εν λόγω ΚΠΕ
190 είναι εξοπλισμένο με ηλεκτρικούς συζεύκτες για τη διασύνδεση του ΜΜΙ με μια ποικιλία
περιφερειακών, συμπεριλαμβανομένων μέσων οθόνης, πληκτρολογίου, ποντικιού και μέσων
οθόνης αφής.
Κοντά στη θέση ακινησίας (X = 0, Υ = 0) του γραμμικού οδηγού X 20 και του γραμμικού
οδηγού Υ 50, έχουν χαραχθεί αρκετές υποδοχές πάνω από την εν λόγω πλατφόρμα δεύτερου
επιπέδου 30 για να φιλοξενήσουν δείγματα βαθμονόμησης 200. Τα δείγματα βαθμονόμησης
μπορεί να περιλαμβάνουν Ba2SO4δισκία με μοναδιαία ανακλαστικότητα για βαθμονόμηση
της λειτουργίας απεικόνισης ανάκλασης, επίπεδα παράθυρα διάχυσης φωτός για βαθμονόμηση
της λειτουργίας διάδωσης και σταθερούς στόχους πολύχρωμου φθορισμού για βαθμονόμηση της λειτουργίας απεικόνισης φθορισμού. Οι εν λόγω στόχοι βαθμονόμησης μπορεί επίσης να περιλαμβάνουν τυποποιημένες κλίμακες με γραμμές επιπέδου μικρού για βαθμονόμηση της κίνησης των εν λόγω γραμμικών οδηγών.
Όλα τα μέλη του ΜΜI που βρίσκονται πάνω από την πλατφόρμα δεύτερου επιπέδου ενδέχεται να καλύπτονται με ένα ανοιγόμενο σύστημα περιβλήματος (δεν εμφανίζεται) για προστασία συστήματος και χρήστη. Το ΜΜΙ μπορεί να ξεκινήσει τη διαδικασία σάρωσης μόνο όταν το περιστρεφόμενο κάλυμμα είναι καλά κλειστό. Ανάλογα, το άνοιγμα του περιστρεφόμενου συστήματος περιβλήματος θα προκαλέσει τον τερματισμό της λειτουργίας ΜΜΙ. Αυτός ο αυτοματισμός επιτυγχάνεται μέσω ενός διακόπτη επαφής.
Γίνεται τώρα αναφορά στο Σχ. 2, το οποίο απεικονίζει ένα σχηματικό διάγραμμα της αποκαλυπτόμενης διάταξης αισθητήρα του εν λόγω ΚΠΑ 110. Η πολυτροπική λειτουργία είναι απαραίτητη για την ενίσχυση της αναλυτικής ισχύος ενός αναλυτικού οργάνου που παρέχει μη καταστρεπτιική ανάλυση. Μια διάταξη πολυτροπικών αισθητήρων καταγράφει, μια πολυδιάστατη ροή δεδομένων, η οποία μπορεί να εκφραστεί ως χώρος παραμέτρων, ορίζοντας τις φυσικοχημικές ιδιότητες των εν λόγω αντικειμένων στόχων. Αυτός ο χώρος προσφέρει ένα ολιστικό χαρακτηρισμό του εν λόγω αντικειμένου στόχου, ο οποίος είναι συνώνυμος με μια μοναδική ταυτότητα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επισύναψη «ετικέτας» των εν λόγω αντικειμένων στόχου σχετικής με την φυσικοχημική του υπόσταση. Για παράδειγμα, η καταγραφή από το ίδιο αντικείμενο-στόχος των δεδομένων διάδωσης, ανάκλασης, φθορισμού και πόλωσης ως συνάρτηση του μήκους κύματος, δημιουργεί μια μεγάλη λίστα χαρακτηριστικών και ανεξάρτητων παραμέτρων. Αυτές οι παράμετροι είναι ανεξάρτητες μεταξύ τους επειδή σχετίζονται με τη διαφορετική φυσική των εμπλεκόμενων φαινομένων αλληλεπίδρασης φωτός. Εάν, για παράδειγμα, δύο υλικά αντικειμένου στόχου, π.χ. οι ίνες, έχουν το ίδιο μοτίβο στην έγχρωμη απεικόνιση και ακόμη και το ίδιο μοτίβο στην έγχρωμη απεικόνιση φθορισμού, υπάρχουν πολλές πιθανότητες να έχουν διαφορετικά μοτίβα στα υπέρυθρα φάσματα και / ή στο μοτίβο πόλωσής τους. Το θεμέλιο της παρούσας αποκάλυψης είναι ότι σε ένα χώρο ΔΠΤΑ μπορεί κανείς να βρει μοναδικά αναγνωριστικά της ταυτότητας των υλικών για μια μακρά λίστα αντικειμένων στόχων.
Μια άλλη σημαντική πτυχή αυτής της εφεύρεσης είναι η αναγκαιότητα καταγραφής του προαναφερθέντος χώρου ΔΠΤΑ με μία διάταξη αισθητήρα και μέσω ενός και μοναδικού συστήματος οπτικής απεικόνισης, έτσι ώστε οι εικόνες που λαμβάνονται από όλους τους υποστηριζόμενους τρόπους απεικόνισης να είναι απολύτως ευθυγραμμισμένοι χωρικά συνκαταχωριστούν χωρικά. Με αυτόν τον τρόπο, ο εν λόγω χώρος ΔΠΤΑ μπορεί να υπολογιστεί για κάθε εικονοστοιχείο εικόνας, το οποίο αποτελεί βασική προϋπόθεση για την επίτευξη χαρτογράφησης των εν λόγω φυσικοχημικών ταυτοτήτων ενός αριθμού διαφορετικών αντικειμένων στόχων, που υπάρχουν στο εν λόγω ΔΙ. Η παρούσα εφεύρεση αντιμετωπίζει την ανεκπλήρωτη αυτή ανάγκη για μία ΚΠΑ που έχει αυτά τα χαρακτηριστικά. Ειδικότερα, το σύστημα αισθητήρα του εν λόγω ΚΠΑ περιλαμβάνει διάταξη διπλού αισθητήρα και ειδικότερα έναν έγχρωμο 210 και έναν ασπρόμαυρο αισθητήρα απεικόνισης 220. Οι αισθητήρες σχηματίζουν ένα ορθογώνιο σχήμα που επιτρέπει την ταυτόχρονη λήψη των εικόνων που σχηματίζονται από τα εν λόγω μέσα οπτικής απεικόνισης και χωρίζονται από ένα διαχωριστή δέσμης 230. Τα γράμματα RGB συμβολίζουν τη διάταξη μωσαϊκού των κόκκινων (R), πράσινων (G) και μπλε ( Β) φίλτρα των κυρίων χρωμάτων 240, το καθένα τοποθετημένο πάνω από μία περιοχή εικονοστοιχείου ενός αισθητήρα χρώματος. Τα βέλη που σχεδιάστηκαν πάνω από την επιφάνεια του αισθητήρα B&W συμβολίζουν τα φίλτρα πόλωσης 250, το καθένα διατεταγμένο σε μία περιοχή εικονοστοιχείου. Αυτά τα φίλτρα είναι προσανατολισμένα σε 0°, 45 °, 90 ° και 135 ° πάνω από μπλοκ των 4x4 pixels. Οι πολωμένοι αισθητήρες διατίθενται στο εμπόριο, όπως για παράδειγμα ο αισθητήρας IMX250MZR της Sony. Η απεικόνιση με πολωμένο αισθητήρα μπορεί να έχει διπλής λειτουργία, δηλαδή: α) λειτουργία απεικόνισης πολωμένης λειτουργίας όπου τέσσερις εικόνες, καθεμιά από αυτές αντιστοιχεί σε μία από τις προαναφερθείσες γωνίες πόλωσης, εμφανίζονται σε πραγματικό χρόνο, και β) μια λειτουργία μη πολωμένης απεικόνισης, η οποία προκύπτει από τον μέσο όρο των εντάσεων πολωμένης εικόνας κάθε μπλοκ 4X4 pixel, με τις μέσες εντάσεις να σχηματίζουν μια κανονική, ανεξάρτητη από πόλωση εικόνα ασπρόμαυρη εικόνα. Η πολωμένη λειτουργία προσφέρει ένα μέσο για την εκτίμηση μιας ποικιλίας φαινομένων που σχετίζονται με την κρυσταλλική δομή του υλικού και τις διαταραχές του. Ανάλογα με τη δομική οργάνωση των υλικών, το πολωμένο φως που αλληλοεπιδρά μαζί τους, είτε διαδιδόμενο είτε ανακλώμενο, μπορεί να αλλάξει την κατάσταση πόλωσής του. Επιπλέον, το μη πολωμένο φως μπορεί να γίνει πολωμένο όταν αλληλοεπιδρά με ορισμένα υλικά. Ένας βολικός τρόπος για την καταγραφή αυτών των εξαρτώμενων από την φύση του υλικού αλλαγών των καταστάσεων πόλωσης είναι η καταγραφή των λεγάμενων παραμέτρων Stokes, οι οποίες πληροφορούν για τον κυρίαρχο προσανατολισμό πόλωσης. Σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση, ο υπολογισμός των παραμέτρων Stokes μπορεί να χρησιμοποιήσει ως είσοδο τις εντάσεις pixel της ασπρόμαυρής κάμερας που λειτουργούν στη λειτουργία πόλωσης. Οι παράμετροι Stokes περιλαμβάνουν στην περίπτωσή μας τις συντεταγμένες πόλωσης του εν λόγω χώρου ΔΠΤΑ. Σε μία παραδειγματική υλοποίηση, η διάταξη αισθητήρα του Σχ, 2α που περιλαμβάνει διαχωριστή δέσμης, αισθητήρα έγχρωμης απεικόνισης και μέσα αισθητήρα πολωμένης απεικόνισης, καταγράφει εικόνες Διέλευσης (Transmission) (Τ), Αντανάκλαση - (Reflection) (R), Φθορισμό - (Fluorescence) (F), και Εικόνες Πόλωσης- (Polarization) (Ρ). Αυτό γίνεται απλώς ενεργοποιώντας και απενεργοποιώντας τις αντίστοιχες πηγές φωτός της εν λόγιο ΜΦΙ. Σε μια άλλη παραδειγματική εφαρμογή, ο εν λόγω διαχωριστής δέσμης είναι ένας διχρωικός καθρέφτης, που ανακλά το ορατό μέρος του φάσματος στον έγχρωμο αισθητήρα και μεταδίδει το υπέρυθρο τμήμα του φάσματος στον ασπρόμαυρο αισθητήρα. Αυτή η υλοποίηση καθιστά την πολύφασματική απεικόνιση σε πραγματικό χρόνο δυνατή σε όλους τους προαναφερθέντες τρόπους απεικόνισης. Σε μια ακόμη παραδειγματική πραγματοποίηση, ο εν λόγω διαχωριστής δέσμης τοποθετείται πάνω σε έναν ηλεκτρονικά οδηγούμενο γραμμικό οδηγό 260 μαζί με ένα οπτικό φίλτρο ηλεκτρονικά ελεγχόμενης φασματικής διαπερατότητας 270. Όταν το εν λόγω φίλτρο παρεμβάλλεται στον οπτικό χώρο των εν λόγω μέσων οπτικής απεικόνισης (Εικ. 2β), ο έγχρωμος αισθητήρας είναι τυφλός και ο εν λόγω ασπρόμαυρος αισθητήρας καταγράφει υπερφασματικά δεδομένα σε τέσσερις κατευθύνσεις πόλωσης. Είναι επίσης δυνατές πολλές άλλες υλοποιήσεις, όπως για παράδειγμα ο συνδυασμός απεικόνισης χρώματος και πόλωσης στον ίδιο αισθητήρα και η αφιέρωση ενός αισθητήρα σε υπερφασματική απεικόνιση. Το εν λόγω ρυθμιζόμενο φίλτρο επιλέγεται από μια ομάδα που περιλαμβάνει, συστοιχίες διακριτών φίλτρων διέλευσης, μεταβλητά φίλτρα συμβολής, μεταβλητά φίλτρα υγρών κρυστάλλων ακουστο-οπτικά μεταβλητά φίλτρα. Το μεταβλητό φίλτρο συγχρονίζεται με τη μονάδα αισθητήρα απεικόνισης, έτσι ώστε μια συστάδα φασματικών εικόνων στενής ζώνης να λαμβάνεται σε κάθε βήμα μεταβολής της φασματικής διαπερατότητας του φίλτρου, με κάθε μία από τις εικόνες της εν λόγω συστάδας εικόνων να αντιστοιχεί στην ίδια στην περιοχή του αντικειμένου. Από τη συστάδα των εικόνων που συλλέχθηκε (φασματικός κύβος), υπολογίζεται ένα πλήρες φάσμα για κάθε εικονοστοιχείο εικόνας. Σε ορισμένες εφαρμογές που απαιτούν εκτεταμένη επέκταση της ευαισθησίας προς την υπεριώδη περιοχή του φάσματος ο ασπρόμαυρος αισθητήρας επιλέγεται από την κατηγορία των ειδικών οπισθοφωτιζόμενων αισθητήρων με παράθυρο χαλαζία. Τα χαρακτηριστικά φασματικής διαπερατότητας του μεταβλητού φίλτρου μπορούν επίσης να επιλεγούν ώστε να ταιριάζουν με το φάσμα ευαισθησίας του εν λόγω ασπρόμαυρού αισθητήρα. Με αυτήν την παραδειγματική υλοποίηση, το αποκαλυπτόμενο ΚΠΑ αποκτά καταγράφει δεδομένα υπερφασματικής απεικόνισης σε όλους τους τρόπους Τ, R, F, και Ρ, που συνιστούν τις φασματικές συντεταγμένες του εν λόγω χώρου ΔΠΤΑ.
Το Σχ. 3 απεικονίζει μια παραδειγματική πηγή για φωτισμού διέλευσης 70. Πρόκειται για μια, διαμήκη πηγή φωτός τύπου σωλήνα-θόλου που τοποθετείται κάθετα πάνω από το άξονα X-άξονα και κινείται παράλληλα με τον Υ -οδηγό. Χρησιμοποιείται για διέλευση φωτός μέσα από το εξεταζόμενο αντικείμενο το οποίο υπαγορεύει τη διασταύρωση του διαμήκους άξονά του με τον διαμήκη κεντρικό άξονα των εν λόγω μέσων οπτικής απεικόνισης. Ένα παράδειγμα σωληνωτών πηγών φωτός είναι οι λαμπτήρες Xenon που χρησιμοποιούνται για την άντληση εκπομπών λέιζερ. Αυτές οι πηγές φωτός έχουν εκπομπές ευρείας ζώνης, καλύπτοντας τις UV, τις ορατές και τις φασματικές ζώνες NIR.
Σε μια άλλη παραδειγματική ενσωμάτωση, η διά-ΜΦI είναι ένας σωληνωτός θόλος 300 ενθυλακωμιένων συστοιχιών LED 310, με διαφορετικές φασμιατικές εκπομπές έτσι ώστε συσωρευτικά να καλύπτουν τη φασματική ζώνη από UV έως NIR. Για παράδειγμια, αυτό μπορεί να επιτευχθεί με επτά τύπους LED με τα ακόλουθα κεντρικά μήκη κύματος: 325nm, 340nm, 365nm 385nm, 405nm, 470nm και ένα LED ευρέως φάσματος εκπομπής που καλύπτει το ορατών και το κοντινό υπέρυθρο μέρος του οπτικού φάσματος. Ο σωληνωτός θόλος μπορεί να επικαλυφθεί με υλικό βαφής διάχυτης ανάκλασης όπως τα επιχρίσματα που χρησιμοποιούνται σε σφαίρες ολοκλήρωσης (Ba<2>S0<4>) με μοναδιαία ανακλαστικότητα σε όλο το φάσμα UV-NIR. Το φως φτάνει στο ΔΙ μετά από πολλές αντανακλάσεις στον τοίχο του σωλήνα, καθιστώντας το έτσι ομογενοποιημένο φασματικά και χωρικά.
Το Σχ. 4 απεικονίζει μια υποδειγματική υλοποίηση της μονάδας επι-ΜΦΙ 120. Σύμφωνα με αυτήν την υλοποίηση, το εν λόγω μέσο οπτικής απεικόνισης είναι ένας αντικειμενικός φακός μεγάλης απόστασης εργασίας (π.χ. 20-30mm). αφήνοντας αρκετό χώρο για φως να προέρχεται από πλάγιες κατευθύνσεις. Ο πλάγιος φωτισμός έχει αρκετά πλεονεκτήματα έναντι των ομοαξονικών γεωμιετριών, αφού φιλτράρει τις επιφανειακές αντανακλάσεις και ελαχιστοποιεί τον θόρυβο κατά την απεικόνιση φθορισμού. Επιτρέπει επίσης τη τοποθέτηση μιας σειράς πηγών φωτός σε διάταξη δακτυλίου 400 που περιβάλλει τα εν λόγω μέσα οπτικής απεικόνισης 100. Η διάταξη δακτυλίου μπορεί να περιέχει λευκά LED IR 410, για τη λειτουργία απεικόνισης R και γραμμές UV και ορατού 420 για τη λειτουργία F. Οι πηγές φωτός LED μπορούν να φιλτραριστούν με οπτικά πόλωσης, για την υλοποίηση πολωτικής απεικόνισης στη λειτουργία R και για την εξάλειψη της επιφανειακής ανάκλασης. Οι γραμμές λέιζερ συχνά προσφέρουν αρκετά διαφορετικά πλεονεκτήματα έναντι των ασύμφωνων πηγών φωτός για διέγερση φθορισμού επειδή: α) η δέσμη λέιζερ είναι πολύ κατευθυντική, απλοποιώντας έτσι την εστίαση δέσμης β) έχει στενό φασματικό εύρος (<3nm), το οποίο επεκτείνει το φασματικό εύρος απεικόνισης φθορισμού. και γ) προσφέρει επαρκή ισχύ φωτός, βελτιώνοντας έτσι την αναλογία σήματος προς θόρυβο (SNR), ειδικά σε περιπτώσεις με χαμηλή κβαντική απόδοση φθορισμού. Σε μια άλλη παραδειγματική υλοποίηση, μια σειρά από πηγές φωτός στενής ζώνης με εκπομπές που εκτείνονται στις ορατές και τις υπέρυθρες φασματικές περιοχές προστίθεται ότήν εν λόγω διάταξη δακτυλίου, για να κάνει δυνατό ένα σχήμα διέγερσης πολλαπλού μήκους κύματος.
Το Σχ. 5 απεικονίζει το εν λόγω ΔΙ που περιλαμβάνει ένα φιλμ υποστήριξης (ΥΦ) 500 και μία ταινία συλλογής ιχνών ΤΣΙ 510 που εγκλείει αντικείμενα στόχου 520 που έχουν εναποτεθεί στο εν λόγω ΔΓΠ 80. Τα διαφανή παράθυρα 80 μπορούν να συγκρατούν σταθερά το εν λόγω ΔΙ- με κοχλίες εγκλείδωσης 530. Σε μία παραδειγματική εφαρμογή, το εν λόγω ΔΙ έχει ένα τελείωμα τύπου γλωττίδας 540 και εισάγεται σε μια σχισμή 550 χαραγμένη στο δεύτερο επίπεδο της εν λόγω δομής στήριξης 30. Αυτός ο συνδυασμός λειτουργεί ως κλειδί προσανατολισμού ΔΙ για το κλείδωμα του προσανατολισμού του εν λόγω ΥΦ σε σχέση με την πλατφόρμα εξέτασης του ΜΜΙ. Το εν λόγω τελείωμα γλωττίδας εξυπηρετεί επίσης τον σκοπό της προσθήκης επισήμανσης (π.χ. γραφή στυλό, γραμμική κωδικοποίηση) για τη διασφάλιση της ιχνηλασιμότητας.
Σε μια παραδειγματική] πραγματοποίηση όπου τα ΔΙ συλλέγονται από ένα πεδίο εγκλήματος ή από άλλα πεδία ευαίσθητα σε μόλυνση των ΔΙ, π.χ.η πρόσμιξη από DNA, τόσο το ΥΦ όσο και το ΤΣΙ τοποθετούνται σε αυτόνομες συσκευασίες χωρίς σωματίδια / DNA. Τόσο το ΤΣΙ όσο και το ΥΦ είναι μεμβράνες πολυμερούς, που κόβονται εύκολα, είναι λεπτές, ελαφριές, μη φθορίζουσες και μη διπλό θλαστικές. Αυτό είναι απαραίτητο για την αποφυγή της συμβολής των ιδιοτήτων αυτών κατά τη μέτρηση του εν λόγω ΔΠΤΑ. Τυπικά υλικά που πληρούν αυτές τις προδιαγραφές και είναι κατάλληλα για την κατασκευή του εν λόγω ΥΦ και του εν λόγω ΤΣΙ επιλέγονται από μια ομάδα που περιλαμβάνει ΡΜΜΑ, κυκλο-ολεφίνη, χυτευμένο βινύλιο και πολυανθρακικό υλικό.
Το Σχ. 6 απεικονίζει μια παραδειγματική υλοποίηση ενός ΣΜΙ που περιλαμβάνει μια διάταξη για την επιλογή περιοχών ενδιαφέροντος για τον περιορισμό των περιοχών εξέτασης για τη βελτίωση της ροής εργασίας. Σύμφωνα με αυτήν την υλοποίηση, η εικόνα επισκόπησης της εν λόγω υποστηρικτικής δομής καταγράφεται από την εν λόγω ΚΕ και εμφανίζεται σε μια οθόνη 600. Εδώ, οι εικόνες του ΔΙ 500 παρουσιάζονται λεπττομερώς επιτρέποντας τη σαφή οπτικοποίηση των περιοχών που καταλαμβάνονται από ΤΣΙ. Οι υπόλοιπες περιοχές αναμένεται να στερούνται αντικειμένων-στόχων και μπορούν λογικά να αποκλειστούν από τη διαδικασία σάρωσης, Οι περιοχές που πρέπει να εξαιρεθούν ή να συμπεριληφθούν μπορούν να επιλεγούν είτε αυτόματα μέσω αναγνώρισης μηχανικής όρασης των εν λόγω ΤΣΙ είτε με ψηφιακή ιχνογράφηση 610 που επιτελείται πάνω από την εμφανιζόμενη εικόνα τους, χρησιμοποιώντας το ποντίκι ή μια ψηφιακή γραφίδα πάνω από μια οθόνη αφής. Μέσω μιας διαδικασίας βαθμονόμησης που συσχετίζει τις περιοχές pixel της οθόνης με γεωμετρικές περιοχές πάνω από το πεδίο σάρωσης του ΜΜΙ, οι επιλεγμένες περιοχές ενδιαφέροντος μετατρέπονται σε πραγματικές συντεταγμένες ΧΥ για σάρωση.
Το Σχ. 6 απεικονίζει μια ακόμη παραδειγματική υλοποίηση του ΜΜΙ. Σε αυτήν το ΜΜΙ περιλαμβάνει το εν λόγω σύστημα προβολής εικόνων (ΣΠΕ) 150, τοποθετημένο σε κατάλληλη· απόσταση από την εν λόγω δομή στήριξης και κατάλληακα χαρακτηριστικά φακού ΣΠΕ έτσι , ώστε τα εν λόγω φωτεινά μοτίβα να μπορούν να φτάσουν σε κάθε σημείο της εν λόγω δομικής πλατφόρμας που υποστηρίζει το εξεταζόμενο ΔΙ. Με την ολοκλήρωση της εξέτασης ΜΜΙ, το εν λόγω ΣΠΕ προβάλλει μοτίβα φωτός 620 τα χρώματα και τα σχήματα των οποίων πληροφορούν για τη φυσική θέση και τα δομικά και / ή χημικά χαρακτηριστικά των αντικειμένων στόχων που εντοπίζονται και ταυτοποιούνται. Η προβολή μοτίβων αναλυτικών πληροφοριών που εκτελείται από το ΜΜΙ προσφέρει ένα εργαλείο πλοήγησης στον χειριστή καταδεικνύοντας περιοχές που έχουν ταυτοποιηθεί τις οποίες μπορεί να μαρκάρει, περιγράφει ή οριοθετήσει χειρωνακτικά 630. Τα ΔΙ μπορούν στη συνέχεια να αφαιρεθούν από ΜΜΙ και επιλεγμένες περιοχές μπορούν να τεμαχίζονται για επακόλουθες καταστροφικές και μη καταστροφικές αναλύσεις όπως PCR, αέρια χρωματογραφία, ηλεκτρονική μικροσκοπία κ.λπ.
Το Σχ. 7 απεικονίζει ένα παράδειγμα διαγράμματος ροής για την εφαρμογή της παρούσας εφεύρεσης. 'Ενα συγκεκριμένο παράδειγμα που προσφέρει τη βέλτιστη λειτουργία από την άποψη της ροής εργασίας δίνεται παρακάτω. Στο βήμα 705, τα μέλη ΤΣΙ-ΥΦ του εν λόγω ΔΙ περικλείοντας τα αντικείμενα στόχους που συλλέχθηκαν τοποθετούνται στην εν λόγω υποστηρικτική δομή. Ο χειριστής μπορεί να εισαγάγει ονόματα και περιγραφές για το εν λόγω ΔΙ είτε χειροκίνητα είτε μέσω ενός αναγνώστη οπτικών χαρακτήρων στον αντίστοιχο φάκελο της κεντρική μονάδα επεξεργασίας ΚΠΕ του ΜΜΙ. Στη συνέχεια, η ΚΕ ενεργοποιείται και η εικόνα επισκόπησης ολόκληρης της δομής στήριξης που περιέχει τα εν λόγω ΔΙ εμφανίζεται σε μια οθόνη. Μέσω ενός εξειδικευμένου μενού, ο χειριστής μπορεί να επιλέξει μόνο εκείνες τις περιοχές ενδιαφέροντος που περιέχουν ΤΣΙ για σάρωση. Το μενού προσφέρει την επιλογή αυτόματης επιλογής περιοχών ενδιαφέροντος ΔΙ ενσωματώνοντας εργαλεία που συναντώνται σε εφαρμογές μηχανικής όρασης. Κατά την επιλογή των περιοχών ενδιαφέροντος, μπορεί να ξεκινήσει μια αυτόματη γρήγορη σάρωση. Στο βήμα 710, μια κεφαλή πολυτροπικής απεικόνισης μετατοπίζεται πάνω από τα δείγματα ιχνών. Ένα γρήγορο σενάριο σάρωσης περιλαμβάνει τη σάρωση των επιλεγμένων περιοχών ενδιαφέροντος με τρόπους στιγμιαίας απεικόνισης, δηλαδή έγχρωμης, πολυφασματικής και πολωτικής απεικόνισης με όλους τους τρόπους φωτισμού, ήτοι διέλευσης, ανάκλασης και φθορισμού. Στο βήμα 715, αποκτούνται δεδομένα πολυτροπικής απεικόνισης σε πλήθος τύπων φωτισμού και γεωμετριών. Η διαδικασία γρήγορης σάρωσης υλοποιείται με το εν λόγω ΚΠΑ και την εν λόγω ΜΦΙ σάρωση είτε των επιλεγμένων περιοχών ενδιαφέροντος είτε ολόκληρης της περιοχής ΔΙ. Η σάρωση πραγματοποιείται βάσει καρέ-καρέ και με τον γραμμικό οδηγό Ζ να λειτουργεί ως σαρωτής αυτόματης εστίασης. Όλες οι εικόνες αποθηκεύονται και αναλύονται παράλληλα με τη σάρωρη. Ένα μικρό τεμάχιο / κλάσμα των σαρωμένων αντικειμένων στόχων μπορεί να περιλαμβάνει δύσκολες περιπτώσεις αναγνώρισης με τα εν λόγω δεδομένα ΔΠΤΑ που συλλέγονται με τη λειτουργία γρήγορης σάρωσης. Αυτά τα αντικείμενα στόχοι περιλαμβάνουν μια προσωρινή «άγνωστη» κατηγορία που πρέπει να αναλυθεί με την υπερφασματική λειτουργία, με σκοπό την αύξηση της διαστάσεων του εν λόγω χώρου ΔΠΤΑ. Στην περίπτωση αυτή ο ελεγκτής των οδηγών μεταφοράς της ΚΠΑ, ΧΥ, επιστρέφει μόνο σε περιοχές που περιέχουν άγνωστα αντικείμενα στόχους και εκτελεί υπερφασματική ανάλυση σε τρόπους μετάδοσης, ανάκλασης, φθορισμού και πόλωσης. Τα επιπλέον δεδομένα που συλλέγονται αναλύονται περαιτέρω, προς ελαχιστοποίηση του αριθμού των άγνωστων δειγμάτων. Τα φάσματα που συλλέγονται από τους τρόπους φασματοσκοπικής απεικόνισης συνδυάζονται με πόλωση και μορφολογικές παραμέτρους για να σχηματίσουν τον εν λόγω πλήρη χώρο ΔΠΤΑ. Στο βήμα 720, οι χάρτες οπτικών παραμέτρων υπολογίζονται από τα μετρηθέντα ΔΠΤΑ. Στο βήμα 725, εκ των προτέρων γνωστά δεδομένα αναφοράς συσχετίζονται με τα ΔΠΤΑ για τον υπολογισμό των χαρτών ταυτοποίησης της σύνθεσης. Τέλος, στο βήμα 730, οι υπολογισμένοι χάρτες προβάλλονται πάνω στα ΔΙ για πλοήγηση της δευτερεύουσας δειγματοληψίας.
Το Σχ. 8 απεικονίζει ένα γράφημα απορρόφησης έναντι μήκους κύματος που καταγράφεται από τον εν λόγω Τ τρόπο λειτουργίας. Το γράφημα δείχνει σωματικά υγρά εγκληματολογικού ενδιαφέροντος. Όπως μπορεί να φανεί, εμφανίζουν φασματικά χαρακτηριστικά, που περιλαμβάνουν φασματικές υπογραφές που διευκολύνουν την ταυτοποίησή τους με το εν λόγω ΜΜΙ να λειτουργεί στη λειτουργία Τ.
Το Σχήμα 9 απεικονίζει ένα άλλο παράδειγμα στόχων αντικειμένων εγκληματολογικού ενδιαφέροντος, με αυτή την φορά να έχουν μετρηθεί τα φάσματα φθορισμού (σε μετρήσεις) ινών, που συχνά βρίσκονται σε πεδία εγκλήματος. Τα χαρακτηριστικά εκπομπής φθορισμού είναι χαρακτηριστικά της ταυτότητάς τους, προσφέροντας έτσι ένα μέσο για την ταυτοποίησή τους με το εν λόγω ΜΜΙ που λειτουργεί στη λειτουργία F.
Η παρούσα εφεύρεση περιλαμβάνει επίσης κατάλληλα μέσα λογισμικού και αλγόριθμους για την επεξεργασία και ανάλυση των του εν λόγοι χώρου των ΔΠΤΑ, που εφαρμόζονται σε εκατομμύρια pixel και για χιλιάδες πεδία σάρωσης. Αποτελεσματικοί μη εποπτευόμενοι αλγόριθμοι χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό του εν λόγω ΧΟΠ, ενώ μέθοδοι μηχανική μάθησης και άλλες μέθοδοι Τεχνητής Νοημοσύνης χρησιμοποιούνται από τον υπολογισμό του εν λόγω ΧΔΧΤ. Τα φασματικά δεδομένα παρουσιάζονται με τη μορφή διανυσμάτων σε έναν πολυδιάστατο φασματικό χώρο και οι φασματικές διαφορές μετρώνται ως η γωνία μεταξύ αυτών. Οι μη επιτηρούμενοι αλγόριθμοι χρησιμοποιούνται για την ταξινόμηση των φασμάτων με βάση κριτήρια ομοιότητας. Αυτή η ανάλυση επιστρέφει έναν αριθμό φασματικών κλάσεων καθώς και τα αντίστοιχα κεντροειδή φάσματα, αντιπροσωπευτικά του φασματικού περιεχομένου της κλάσης τους.
Οι αλγόριθμοι ταξινομήτών επιλέγονται από μια ομάδα που περιλαμβάνει τουλάχιστον τους αλγόριθμους: K-means Clustering, K-Medoids Clustering, Gaussian Mixture Model Clustering (GMM), Density-based Spatial Clustering of Application with Noise, Spectral Clustering, Interactive Self-Organising Data Analysis Technique. (ISODATA), Self-Organized Maps (SOM Spectral Angle Mapper (SAM).
Αυτοί εκτελούνται σε συνδυασμό με αλγορίθμους εκτίμησης της φασματικής ομοιότητας οποίοι επιλέγονται από μια ομάδα που περιλαμβάνει τουλάχιστον τους Spectral Angle Mapper (SAM), Spectral Information Divergence (SID), Cosine Distance, MinKowski MinKowski Distance, και SqEuclidian SqEuclidian Distance.
Η τελευταία φάση της διαδικασίας αναγνώρισης αντικειμένου στόχου περιλαμβάνει τη σύγκριση των εν λόγω κεντροειδών φασμάτων με στάνταρ φάσματα, που λαμβάνονται από υλικά με γνωστή χημική και δομική σύνθεση. Αυτή η σύγκριση καθιερώνει μια διαδικασία επισήμανσης, που οδηγεί στον υπολογισμό του εν λόγω ΧΔΧΤ, εμφανίζοντας συνθέσεις / δομικές / μορφολογικές ταυτότητες με τη μορφή ψευδοχρωμάτων. Οι θεματικοί χάρτες ως το τελικό αποτέλεσμα της εργασίας ταξινόμησης μπορεί να απεικονίζονται δίπλα-δίπλα με έγχρωμες, φασματικές ή φθορισμού εικόνες που αντιστοιχούν στο ίδιο ΟΠ.
Με την ολοκλήρωση της διαδικασίας αναγνώρισης, το ΚΠΑ μετακινείται στη θέση ηρεμίας του, χωρίς να εμποδίζει την περιοχή ΔΙ. Στη συνέχεια, το ΣΠΕ ενεργοποιείται, προβάλλοντας φωτεινά μοτίβα πάνω στην επιφάνεια ΔΙ. Οι φωτεινές ενδείξεις μπορεί να περιλαμβάνουν διαφορετικά σχήματα και χρώματα, με το καθένα να αντιστοιχεί σε διαφορετικούς τύπους αντικειμένων στόχων που έχουν ταυτοποιηθεί, συμπερλαμβανομένων και ιχνών που δεν αναγνωρίστηκαν. Τέλος, τα προβαλλόμενα μοτίβα χρησιμοποιούνται για την πλοήγηση χειροκίνητης ιχνογράφησης με σκοπό την κοπή / αφαίρεση περιοχών ΤΣΙ που είναι επιλέξιμες για δευτερεύουσες καταστροφικές και μη καταστροφικές αναλύσεις.
Η παρούσα αποκάλυψη αναφέρεται σε μια αναλυτική μέθοδο και συσκευή που μετρά κρίσιμες παραμέτρους. Για να εξασφαλιστεί υψηλή επαναληψιμότητα και ακρίβεια, το σύστημα ΜΜΙ εφαρμόζει δύο κύριες διαδικασίες αυτόματης βαθμονόμησης που εκτελούνται αυτόματα σε προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα: α) βαθμονόμηση για την αντιστάθμιση πιθανών ολισθήσεων των τιμών εικονοστοιχείων της καταγεγραμμένης εικόνας και του φασματικού της περιεχομένου. Αυτό επιτυγχάνεται με τη βοήθεια στόχων βαθμονόμησης με γνωστό φάσμα ανακλαστικότητας και φθορισμού. Οι διακυμάνσεις της έντασης της φωτεινής πηγής λόγω των ηλεκτρονικών ολισθήσεων ή / και της γήρανσης αντισταθμίζονται από την αυτόματη ρύθμιση των επιπέδων κλείστρου / κέρδους της κάμερας, β) βαθμονόμηση θέσης, η οποία πραγματοποιείται με τη βοήθεια σημάνσεων μεγέθους μικρού χαραγμένες σε κλίμακα που βρίσκεται πάνω από τη δομική πλατφόρμα του ΜΜΙ. Οι ενσωματωμένες διαδικασίες αυτόματης βαθμονόμησης μπορούν να εκτελεστούν ακόμη και παράλληλα με αναλύσεις ρουτίνας, υπό την προϋπόθεση ότι οι περιοχές ενδιαφέροντος προς σάρωση περιλαμβάνουν τα αντίστοιχα δείγματα αναφοράς. Αυτό προφανώς επιτρέπει παρατεταμένη λειτουργία χωρίς την ανάγκη χειροκίνητων ρυθμίσεων.
Σημειώνεται, ότι τα εξαρτήματα (υλικό, λογισμικό) του συστήματος σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση που φαίνονται στα σχήματα είναι μέσα παραδείγματος και άλλα συστατικά μπορεί να υπάρχουν αλλά δεν εμφανίζονται σε αυτά τα Σχήματα, ή ορισμένα από τα εμφανιζόμενα συστατικά μπορεί να παραλειφθούν. Μπορεί να επιλεγεί άλλο υλικό και λογισμικό μεταξύ γνωστών σχεδιασμών συστημάτων υπολογιστή.
Το λογισμικό μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιαδήποτε γλώσσα υπολογιστών ή σε μια αφηρημένη γλώσσα (π.χ. μια περιγραφή που βασίζεται σε μετα-δεδομένα η οποία στη συνέχεια ερμηνεύεται από ένα στοιχείο λογισμικού ή υλικού). Το λογισμικό που εκτελείται στο προαναφερθέν υλικό, μετατρέπει αποτελεσματικά ένα υλικό γενικής ή ειδικής χρήσης ή μια υπολογιστική συσκευή ή ένα σύστημα σε ένα που εφαρμόζει συγκεκριμένα την παρούσα καινοτόμο λύση.
Οι παραπάνω παραδειγματικές υλοποιήσεις προορίζονται για χρήση είτε ως αυτόνομη λύση είτε ως μέρος άλλων μεθόδων, διαδικασιών και συστημάτων. Οι παραπάνω παραδειγματικές περιγραφές υλοποίησης απλοποιούνται και δεν περιλαμβάνουν στοιχεία υλικού και λογισμικού που χρησιμοποιούνται στις ενσωματώσεις αλλά δεν αποτελούν μέρος της τρέχουσας λύσης, δεν είναι απαραίτητα για την κατανόηση των υλοποιήσεων και είναι προφανή σε οποιονδήποτε χρήστη συνήθους εμπειρίας στη σχετική τεχνολογία. Επιπλέον, είναι δυνατές παραλλαγές της περιγραφόμενης μεθόδου, σχεδίασμά συστήματος υπολογιστή και σχεδίασμά συστήματος λογισμικού, όπου, για παράδειγμα, βήματα μεθόδου και στοιχειά υλικού και λογισμικού μπορεί να αναδιατάσσονται, να παραλείπονται ή να προστίθενται νέα.
Διάφορες υλοποιήσεις της εφεύρεσης που περιγράφονται παραπάνω στη λεπτομερή περιγραφή. Ενώ αυτές οι περιγραφές περιγράφουν απευθείας τις παραπάνω υλοποιήσεις, είναι κατανοητό ότι εκείνοι που είναι έμπειροι στην τεχνολογία μπορούν να συλλάβουν τροποποιήσεις ή / και παραλλαγές στις συγκεκριμένες υλοποιήσεις που δείχνονται και περιγράφονται εδώ. Οποιεσδήποτε τέτοιες τροποποιήσεις ή παραλλαγές που εμπίπτουν στο πεδίο εφαρμογής αυτής της περιγραφής προορίζονται να συμπεριληφθούν επίσης σε αυτήν. Εκτός εάν σημειώνεται συγκεκριμένα, είναι η πρόθεση του εφευρέτη να δοθούν στις λέξεις και τις φράσεις στην περιγραφή και στις αξιώσεις οι συνηθισμένες έννοιες για εκείνους της συνήθους εμπειρίας στην εφαρμοσμένη τεχνική.
Σε μία ή περισσότερες παραδειγματικές υλοποιήσεις, οι λειτουργίες που περιγράφονται μπορούν να υλοποιηθούν σε υλικό, λογισμικό ή οποιονδήποτε συνδυασμό αυτών. Εάν εφαρμοστούν σε λογισμικό, οι λειτουργίες ενδέχεται να αποθηκευτούν ή να μεταδοθούν μέσω μιας ή περισσότερων οδηγιών ή κώδικα σε ένα μέσο αναγνώσιμο από υπολογιστή. Τα μέσα αναγνώσιμα από υπολογιστή περιλαμβάνουν τόσο μέσα αποθήκευσης υπολογιστών όσο και μέσα επικοινωνίας, συμπεριλαμβανομένου οποιουδήποτε μέσου που διευκολύνει τη μεταφορά ενός προγράμματος υπολογιστή από το ένα μέρος στο άλλο. Ένα μέσο αποθήκευσης μπορεί να είναι οποιοδήποτε διαθέσιμο μέσο που είναι προσβάσιμο από έναν υπολογιστή. Για παράδειγμα, και χωρίς περιορισμό, τέτοια αναγνώσιμα από υπολογιστή μέσα μπορεί να περιλαμβάνουν μνήμη RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM ή άλλη αποθήκευση οπτικών δίσκων, μαγνητική αποθήκευση δίσκων ή άλλες μαγνητικές συσκευές αποθήκευσης ή οποιοδήποτε άλλο μέσο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεταφορά ή αποθήκευση του επιθυμητό κώδικα προγράμματος με τη μορφή οδηγιών ή δομών δεδομένων και στον οποίο μπορείτε να έχετε πρόσβαση από έναν υπολογιστή ή οποιαδήποτε άλλη συσκευή ή συσκευή που λειτουργεί ως υπολογιστής. Επίσης, οποιαδήποτε σύνδεση ονομάζεται κατάλληλα μέσο αναγνώσιμο από υπολογιστή. Για παράδειγμα, εάν το λογισμικό μεταδίδεται από ιστότοπο, διακομιστή ή άλλη απομακρυσμένη πηγή χρησιμοποιώντας ομοαξονικό καλώδιο, καλώδιο οπτικών ινών, συνεστραμμένο ζεύγος, ψηφιακή γραμμή συνδρομητή (DSL) ή ασύρματες τεχνολογίες όπως υπέρυθρες, ραδιοκύματα, και μικροκύματα, τότε το ομοαξονικό καλώδιο, το καλώδιο οπτικών ινών, το συνεστραμμένο ζεύγος, DSL ή ασύρματες τεχνολογίες όπως υπέρυθρες, ραδιόφωνο και μικροκύματα περιλαμβάνονται στον ορισμό του μέσου. Ο δίσκος, όπως χρησιμοποιούνται εδώ, περιλαμβάνουν συμπαγή δίσκο (CD), δίσκο λέιζερ, οπτικό δίσκο, ψηφιακό ευέλικτο δίσκο (DVD), δισκέτα και δίσκο μπλε ακτίνας όπου οι δίσκοι συνήθως αναπαράγουν δεδομένα μαγνητικά, ενώ οι δίσκοι αναπαράγουν οπτικά δεδομένα με λέιζερ. Οι συνδυασμοί των παραπάνω θα πρέπει επίσης να περιλαμβάνονται στο πεδίο των μέσων αναγνώσιμων από υπολογιστή.
Η προηγούμενη περιγραφή μιας προτιμώμενης εφαρμογής και του καλύτερου τρόπου της εφεύρεσης που είναι γνωστή στον αιτούντα αυτή τη στιγμή της αρχειοθέτησης της εφαρμογής έχει παρουσιαστεί και προορίζεται για τους σκοπούς απεικόνισης και περιγραφής. Δεν προορίζεται να είναι εξαντλητική ή να περιορίζει την εφεύρεση στην ακριβή μορφή που αποκαλύπτεται και πολλές τροποποιήσεις και παραλλαγές είναι δυνατές υπό το φως των παραπάνω διδαχών. Η υλοποίηση επιλέχθηκε και περιεγράφηκε προκειμένου να εξηγήσει καλύτερα τις αρχές της εφεύρεσης και την πρακτική εφαρμογή της και να επιτρέψει σε άλλους έμπειρους της τεχνολογίας να χρησιμοποιήσουν καλύτερα την εφεύρεση σε διάφορες ενσωματώσεις και με διάφορες τροποποιήσεις που είναι κατάλληλες για τη συγκεκριμένη χρήση που εξετάζεται. Επομένως, προορίζεται η εφεύρεση να μην περιορίζεται στις συγκεκριμένες υλοποιήσεις που αποκαλύπτονται για την εκτέλεση αυτής της εφεύρεσης, αλλά ότι η εφεύρεση θα περιλαμβάνει όλες τις υλοποιήσεις που εμπίπτουν στο πλαίσιο των συνημμένων αξιώσεων.

Claims (15)

ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ ΜΙΚΡΟΑΝΑΛΥΣΗΣ ΙΧΝΩΝ ΑΞΙΏΣΕΙΣ:
1. Ενα μικροσκόπιο μικροανάλυσης ιχνών αποτελούμενο από:
Μία σταθερή δομή στήριξης που έχει επιφάνεια ικανή να συγκρατεί πλήθος δειγμάτων ιχνών (ΔΙ),
μια κινούμενη με ηλεκτρονική οδήγηση μηχανική πλατφόρμα η οποία εδράζεται στην σταθερή δομή στήριξης και η οποία φέρει μια βάση στήριξης με την δυνατότητα η βάση αυτή να μπορεί να κινηθεί σε οποιοδήποτε σημείο της εν λόγω επιφάνειας.
μια κεφαλή πολυτροπικής απεικόνισης (ΚΠΑ) συνδεδεμένη και τοποθετημένη πάνω στην προαναφερθείσα βάση και όπου η εν λόγω ΚΠΑ περιλαμβάνει μέσα οπτικής απεικόνισης και είναι διαμορφωμένη έτσι ώστε να εκτελεί πολυτροπική απεικόνιση, η οποία περιλαμβάνει καταγραφή τουλάχιστον έγχρωμων και πολυφασματικών εικόνων και δεδομένων αντικειμένων-στόχων που ενυπάρχουν σε δείγματα ιχνών (ΔΙ) που βρίσκονται στο οπτικό πεδίο των εν λόγω μέσων οπτικής απεικόνισης.
μια Μονάδα Φωτισμού Ιχνών (ΜΦΙ), συνδεδεμένη με την εν λόγω πλατφόρμα και περιλαμβάνει τουλάχιστον μία πηγή φωτός ευρείας ζώνης για φωτισμό τουλάχιστον ενός τμήματος του ΔΙ σε απεικονιστική γεωμετρία διέλευσης φωτός από το ΔΙ,
μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας ΚΜΕ που εκτελεί τις εντολές ενός πρώτου προγράμματος για τον προσδιορισμό μιας θέσης και των τιμών των οπτικών παραμέτρων των αντικειμένων στόχων,
ένα σύστημα προβολής φωτός (ΣΠΕ), τοποθετημένο σε έναν βραχίονα στερέωσης (ΒΣ) στερεωμένο στην εν λόγω υποστηρικτική δομή και διαμορφωμένο έτσι ώστε να προβάλλει μοτίβα φωτός πάνω από την επιφάνεια των εν λόγω ΔΙ, με τα εν λόγω μοτίβα φωτός που χαρακτηρίζουν τη θέση των εν λόγω αντικειμένων στόχων και τις τιμές των οπτικών παραμέτρων τους
χαρακτηριζόμενο από το ότι ΚΜΕ εκτελούσα ένα δεύτερο σετ εντολών μέσω των οποίων υπολογίζονται χάρτες οπτικών δεδομένων (ΧΟΠ) από τα εν λόγω δεδομένα πολλαπλών τρόπων απεικόνισης (ΔΠΤΑ) και όπου οι εν λόγω ΧΟΠ να προβάλλονται ως μοτίβα φωτός από το σύστημα προβολής φωτός (ΣΠΕ).
2. To MMI της αξίωσης 1, όπου η εν λόγω ΚΠΑ περιλαμβάνει έναν έγχρωμο και έναν ασπρόμαυρο αισθητήρα απεικόνισης σχηματίζοντας μια διάταξη αισθητήρα απεικόνισης, με τους εν λόγω αισθητήρες να καταγράφουν ταυτόχρονα το ίδιο οπτικό πεδίο (ΟΠ) και ένα μέσο γραμμικής μετατόπισης επί του οποίου προσαρτάται ένας διαχωριστής οπτικής δέσμης και ένα φίλτρο ηλεκτρονικά μεταβαλόμενης φασματικής διαπερατότητας, έτσι ώστε αυτά να παρεμβάλλονται επιλεκτικά στον δρόμο των οπτικών ακτινών της εικόνας που καταγράφει η εν λόγω διάταξη αισθητήρα απεικόνισης, έτσι που όταν το εν λόγω φίλτρο και ο διαχωριστής δέσμης βρίσκονται στην κατάλληλη σχέση με τον εν λόγω οπτικό δρόμο, η εν λόγω ΚΠΑ να λειτουργεί στον έγχρωμο, στιγμιαίας λήψης πολυφασματικό και υπερφασματικό τρόπο απεικόνισης.
3. Το ΜΜΙ της αξίωσης 2 όπου η εν λόγω διάταξη αισθητήρα απεικόνισης περιλαμβάνει περαιτέρω έναν αισθητήρα πόλωσης έτσι ώστε η εν λόγω ΚΠΑ να λειτουργεί στον έγχρωμο, στιγμιαίας λήψης πολυφασματικό και υπερφασματικό και πολωτικό τρόπο απεικόνισης, καθώς και σε συνδυασμούς μεταξύ τους .
4. Το ΜΜΙ της αξίωσης 1 όπου η εν λόγω ΜΦΙ περιλαμβάνει περαιτέρω μια μονάδα επιφωτισμού με πηγές φωτός που επιλέγονται από μια ομάδα που περιλαμβάνει πηγές φωτός ευρείας ζώνης, πηγές φωτός στενής ζώνης, πηγές φωτός LED και Laser.
5. Το ΜΜΙ της αξίωσης 1 όπου η εν λόγω ΜΦΙ περιλαμβάνει περαιτέρω πηγές φωτός φιλτραρισμένες με την χρήση μέσων φίλτρου πόλωσης.
6. Το ΜΜΙ της αξίωσης 1, όπου η κεντρική μονάδα επεξεργασίας ΚΠΕ εκτελεί περαιτέρω εντολές μια τρίτης δομής προγράμματος για τη μετατροπή του εν λόγω χάρτη οπτικών παραμέτρων (ΧΟΠ) σε χάρτη χημικής και δομικής ταυτότητας (ΧΔΧΤ) μέσω συσχέτισης τιμών των εν λόγω ΑΠΤΑ και ΧΟΠ με τιμές που λαμβάνονται από αντικείμενα αναφοράς με γνωστά χημικά και δομική σύνθεση.
7. Το ΜΜΙ της αξίωσης 1, όπου ο εν λόγω ΧΟΠ περιλαμβάνει οπτικές παραμέτρους που επιλέγονται από μια ομάδα που περιλαμβάνει τιμές έντασης, μέγιστες τιμές έντασης, τιμές αναλογίας που υπολογίζονται από μη επεξεργασμένα ή κεντροειδή φάσματα, τιμές φασματικής ομοιότητας, παραμέτρους Stokes και τιμές διπλοθλαστικότητας.
8. Το ΜΜΙ της αξίωσης 1, το οποίο περιλαμβάνει περαιτέρω μια Κάμερα Επισκόπησης (ΚΕ) η οποία είναι τοποθετημένη επί του εν λόγιο ΒΣ για να καταγράφει μια εικόνα ολόκληρης της περιοχής ΔΙ, με την εν λόγω εικόνα να εμφανίζεται σε μια οθόνη για ψηφιακή ιχνογράφηση περιοχών Δ1, με την εν λόγω ιχνογράφηση να μετατρέπεται, μέσω ενός προγράμματος διεπαφής χρήστη που εκτελείται από την εν λόγω κεντρική μονάδα επεξεργασίας ΚΠΕ, σε οδηγίες που απευθύνονται σε μια μονάδα ελέγχου για την οδήγηση των εν λόγω κινούμενης μηχανικής πλατφόρμας έτσι ώστε το εν λόγω ΚΠΑ να σαρώνει επιλεκτικά τις ιχνογραφημένες περιοχές.
9. Το ΜΜI της αξίωσης 1, όπου τα εν λόγω ΔΙ περιλαμβάνουν βιολογικά δείγματα ιστού.
10. Το ΜΜΙ της αξίωσης 1, όπου τα εν λόγω ΔΙ περιλαμβάνουν δείγματα σωματικού υγρού.
1 1. Το ΜΜΙ της αξίωσης 1 όπου τα εν λόγω αντικείμενα στόχου περιλαμβάνουν ίχνη που βρίσκονται σε ένα πεδίο εγκλήματος και τα εν λόγω ΔΙ περιλαμβάνουν ένα υποστηρικτικό φίλμ (ΥΦ) και μια ταινία συλλογής ιχνών ΤΣΙ που εγκλείουν τα εν λόγω ίχνη.
12. Το Μικροσκόπιο Μικροανάλυσης Ιχνών ΜΜΙ της αξίωσης 11, όπου κάθε ΔΙ περιλαμβάνει μια γλωττίδα που μπορεί να εισαχθεί σε μια εγκοπή χαραγμένη πάνω από την εν λόγω επιφάνεια δομής στήριξης για το κλείδωμα του προσανατολισμού εν λόγω ΔΙ σε σχέση με την πλατφόρμα του εν λόγω ΜΜΙ.
13. Το ΜΜΙ της αξίωσης 11, όπου το εν λόγω ΥΦ και η εν λόγω ταινία συλλογής ιχνών ΤΣΙ είναι κατασκευασμένα από υλικό οπτικά διαυγές, μη πολωτικό, μη φθορίζον και μη διπλοθλαστικό τουλάχιστον στο φασματικό εύρος 300-700 nm.
14. Το Μικροσκόπιο Μικροανάλυσης Ιχνών ΜΜΙ της αξίωσης 11, όπου το εν λόγω ΥΦ και η εν λόγω ΤΣΙ κατασκευάζονται από υλικά που επιλέγονται από μια ομάδα που περιλαμβάνει: Πολυμεθυλ μεθακρυλικό (ΡΜΜΑ), κυκλο-ολεφίνη, χυτευμένο βινύλιο και πολυανθρακικό υλικό.
15. Μια μέθοδος για την εκτέλεση μικροανάλυσης ιχνοστοιχείων, η οποία περιλαμβάνει:
τοποθέτηση ενός πλήθους ΔΙ στην επιφάνεια μιας σταθερής δομής στήριξης,
μετακίνηση μιας μηχανικής βάσης σε οποιοδήποτε σημείο της εν λόγω επιφάνειας, η δε εν λόγω βάση διαθέτει μια ΚΠΑ που περιλαμβάνει μέσα οπτικής απεικόνισης,
καταγραφή ΔΠΤΑ, τα δε ΔΠΤΑ περιλαμβάνουν τουλάχιστον δεδομένα που εξάχθηκαν από έγχρωμους και πολυφασματικούς τρόπους απεικόνισης απεικονίζοντας αντικείμενα- στόχους που περιέχονται στα εν λόγω ΔΙ και σε ένα ΟΠ των εν λόγω μέσων οπτικής απεικόνισης,
φωτισμό τουλάχιστον ενός τμήματος ΔΙ στη γεωμετρία διάδοσης με μια ΜΦΙ συνδεδεμένη με την εν λόγω πλατφόρμα, η δε ΜΦΙ περιλαμβάνει τουλάχιστον μία πηγή φωτός ευρείας ζώνης,
εκτέλεση ενός πρώτο επίπεδου οδηγιών προγράμματος σε μια ΚΠΕ για τον εντοπισμό μιας θέσης και των τιμών των οπτικών παραμέτρων των αντικειμένων στόχου,
προβολή μοτίβων φωτός πάνω στην επιφάνεια των εν λόγω ΔΙ από ένα ΣΠΕ, με το εν λόγω ΣΠΕ να είναι τοποθετημένο σε έναν βραχίονα στερέωσης στερεωμένο στην εν λόγω δομή στήριξης,
εκτέλεση ενός δεύτερου επιπέδου οδηγιών προγράμματος σε μια ΚΠΕ για τον υπολογισμό των εν λόγω ΧΟΠ από τα εν λόγω ΔΠΤΑ, όπου το εν λόγω ΧΟΠ αντιστοιχεί σε μοτίβα του εν λόγω ΣΠΕ.
GR20200100693A 2019-11-20 2020-11-20 Μικροσκοπιο μικροαναλυσης ιχνων GR1010142B (el)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962938270P 2019-11-20 2019-11-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
GR20200100693A GR20200100693A (el) 2021-06-14
GR1010142B true GR1010142B (el) 2021-12-27

Family

ID=73726765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
GR20200100693A GR1010142B (el) 2019-11-20 2020-11-20 Μικροσκοπιο μικροαναλυσης ιχνων

Country Status (5)

Country Link
US (1) US12025498B2 (el)
EP (1) EP4062150B1 (el)
ES (1) ES2973455T3 (el)
GR (1) GR1010142B (el)
WO (1) WO2021099568A1 (el)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19858456A1 (de) * 1998-12-18 2000-07-06 Leica Microsystems Verfahren zum Auffinden, zur Aufnahme und gegebenenfalls zur Auswertung von Objektstrukturen
US20050105791A1 (en) * 2003-10-29 2005-05-19 Lee Ken K. Surface inspection method
GB0425114D0 (en) * 2004-11-12 2004-12-15 Smcs Ltd Colour assessment apparatus
US7545969B2 (en) * 2004-12-16 2009-06-09 Alliant Techsystems Inc. Method and system for wide-area ultraviolet detection of forensic evidence
WO2017142399A1 (en) * 2016-02-16 2017-08-24 Stichting Het Nederlands Kanker Instituut-Antoni van Leeuwenhoek Ziekenhuis Method, apparatus and software for detection and localization of hidden defects in optically diffuse media
US11555994B2 (en) * 2020-05-22 2023-01-17 The Texas A&M University System Wide-field deep UV Raman microscope

Also Published As

Publication number Publication date
EP4062150A1 (en) 2022-09-28
GR20200100693A (el) 2021-06-14
US12025498B2 (en) 2024-07-02
WO2021099568A1 (en) 2021-05-27
EP4062150B1 (en) 2023-12-20
EP4062150C0 (en) 2023-12-20
US20220412802A1 (en) 2022-12-29
ES2973455T3 (es) 2024-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9366628B2 (en) Standardizing fluorescence microscopy systems
US9014430B2 (en) Image analysis platform for identifying artifacts in samples and laboratory consumables
US7420679B2 (en) Method and apparatus for extended hyperspectral imaging
US7317516B2 (en) Near infrared chemical imaging microscope
US8155409B2 (en) Wave field microscope with sub-wavelength resolution and methods for processing microscopic images to detect objects with sub-wavelength dimensions
EP2930496B1 (en) Raman micro-spectrometry system and method for analyzing microscopic objects in a fluidic sample
Cucci et al. Extending hyperspectral imaging from Vis to NIR spectral regions: A novel scanner for the in-depth analysis of polychrome surfaces
CA2572390A1 (en) Spectroscopic methods for component particle analysis
JP6206871B2 (ja) 光学顕微鏡システム
GR1010142B (el) Μικροσκοπιο μικροαναλυσης ιχνων
CA2596076A1 (en) Method and apparatus for variable-field illumination
US20230258918A1 (en) Digital microscope with artificial intelligence based imaging
Liao Imaging Innovations for Whole-Slide and Hyperspectral Microscopy
Carlton et al. Infrared and Raman Microscopy
Fong et al. 1. Detectors & Imaging Hyperspectral Imaging: Hyperspectral microscopy serves biological pathology Aug. 1, 2018 Spectral unmixing and other image processing techniques applied to hyperspectral data reveal subtle color and texture differences not seen in standard microscopy images, improving pathology of biological samples.
Rubin Focus on spectroscopy

Legal Events

Date Code Title Description
PG Patent granted

Effective date: 20220113