RU209729U1 - DOUBLE CHAMBER DIGITAL MICROSCOPE - Google Patents

DOUBLE CHAMBER DIGITAL MICROSCOPE Download PDF

Info

Publication number
RU209729U1
RU209729U1 RU2021123551U RU2021123551U RU209729U1 RU 209729 U1 RU209729 U1 RU 209729U1 RU 2021123551 U RU2021123551 U RU 2021123551U RU 2021123551 U RU2021123551 U RU 2021123551U RU 209729 U1 RU209729 U1 RU 209729U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
objects
thermal chamber
micro
webcams
habitat
Prior art date
Application number
RU2021123551U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Николаевич Дейнего
Даниил Витальевич Козырицкий
Original Assignee
Виталий Николаевич Дейнего
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 Виталий Николаевич Дейнего filed Critical Виталий Николаевич Дейнего
Priority to RU2021123551U priority Critical patent/RU209729U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU209729U1 publication Critical patent/RU209729U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для наблюдения и видео- и фотофиксации состояния и поведения микрообъектов в лабораторных условиях для целей биологических, биомедицинских и гигиенических исследований и предназначена для наблюдения за водными микроорганизмами в среде их обитания.Двухкамерный цифровой микроскоп включает в себя термокамеру, образованную шарообразным корпусом и предметным столиком, для размещения исследуемых живых микрообъектов и моделирования различных параметров среды их обитания, две веб-камеры в корпусах, перемещаемые шаговыми двигателями относительно предметного столика, причем одна из веб-камер размещается в цилиндре внутри термокамеры, а вторая размещается в цилиндре снаружи термокамеры под предметным столиком. Управление перемещениями веб-камер и параметрами среды, регистрация, хранение и представление данных осуществляются с помощью ПК.Техническим результатом полезной модели является обеспечение:- наблюдения живых микрообъектов и их поведенческих реакций в физической среде, воспроизводящей параметры реальной среды обитания;- одновременного наблюдения поведенческих реакций отдельных особей живых микрообъектов и множества данных объектов;- возможности использования не только для наблюдения живых микрообъектов, но и для построения моделей объектов и моделирования их поведения.The utility model relates to devices for observing and video- and photographic recording of the state and behavior of micro-objects in laboratory conditions for the purposes of biological, biomedical and hygienic research and is intended for monitoring aquatic microorganisms in their habitat. A two-chamber digital microscope includes a thermal chamber formed by a spherical body and an object table, for placing the studied living micro-objects and modeling various parameters of their habitat, two webcams in housings moved by stepper motors relative to the object table, one of the webcams is placed in a cylinder inside the thermal chamber, and the second is placed in a cylinder outside the thermal chamber under the subject table. Management of webcam movements and environmental parameters, registration, storage and presentation of data are carried out using a PC. individual individuals of living micro-objects and a set of these objects; - the possibility of using not only for observing living micro-objects, but also for building models of objects and modeling their behavior.

Description

Полезная модель относится к устройствам для наблюдения и видео- и фотофиксации состояния и поведения микрообъектов в лабораторных условиях для целей биологических, биомедицинских и гигиенических исследований и предназначена для наблюдения за водными микроорганизмами в среде их обитания.The utility model relates to devices for monitoring and video and photographic recording of the state and behavior of micro-objects in laboratory conditions for the purposes of biological, biomedical and hygienic research and is intended for monitoring aquatic microorganisms in their habitat.

Известно, что совмещение оптических микроскопов и цифровых фотокамер позволило эффективно решать задачу регистрации поведения микрообъектов, находящихся в лабораторной оптически прозрачной чашке Петри, предметный столик микроскопа при этом перемещается в декартовой системе координат.It is known that the combination of optical microscopes and digital cameras made it possible to effectively solve the problem of recording the behavior of microobjects located in a laboratory optically transparent Petri dish, while the microscope stage moves in the Cartesian coordinate system.

Известен цифровой USB-микроскоп, применяемый для исследования плоских микрообъектов с приемлемым увеличением (прототип) [1]. Прототип оснащен цифровой камерой, передающей изображения исследуемых объектов в компьютер. Просмотр изображений осуществляется с помощью компьютера. Камера закрепляется на штативе, предметный столик перемещается в декартовой системе координат. Известны варианты прототипа с частичным или полным управлением при помощи компьютера и с различной степенью автоматизации управления. Цифровые USB-микроскопы имеют следующие основные преимущества перед оптическими микроскопами: меньшие габариты, возможность фото- и видеозаписи поведения исследуемых объектов, обработка изображений в реальном времени, возможность выполнения измерений (в зависимости от модели и назначения микроскопа). Прототип использует, как правило, светодиодную подсветку.Known digital USB microscope used to study flat micro-objects with acceptable magnification (prototype) [1]. The prototype is equipped with a digital camera that transmits images of the objects under study to a computer. Image viewing is carried out using a computer. The camera is fixed on a tripod, the object table moves in the Cartesian coordinate system. Known versions of the prototype with partial or full control using a computer and with varying degrees of automation control. Digital USB microscopes have the following main advantages over optical microscopes: smaller dimensions, the ability to photograph and video record the behavior of the objects under study, real-time image processing, the ability to perform measurements (depending on the model and purpose of the microscope). The prototype uses, as a rule, LED illumination.

Недостатком прототипа является невозможность наблюдения живых микрообъектов в реальной физической среде обитания и реальной социальной среде обитания. Также к недостаткам цифровых USB-микроскопов можно отнести невозможность одновременного наблюдения в реальном времени поведенческих реакций отдельной особи живого микрообъекта и поведенческих реакций множества особей живых микрообъектов при воздействии дестабилизирующих факторов. В современном уровне техники не выявлено сведений цифровых микроскопов, реализующих эти возможности.The disadvantage of the prototype is the impossibility of observing living micro-objects in the real physical environment and the real social environment. Also, the disadvantages of digital USB microscopes include the impossibility of simultaneous real-time observation of the behavioral reactions of a single individual of a living micro-object and the behavioral reactions of many individuals of living micro-objects under the influence of destabilizing factors. In the current level of technology, no information has been found on digital microscopes that implement these capabilities.

Предлагается полезная модель, представляющая собой устройство, имеющее в своей конструкции термокамеру, в которой размещаются исследуемые микрообъекты, и моделируются параметры среды их обитания, включающее две перемещаемые относительно предметного столика веб-камеры, причем одна из веб-камер размещается внутри термокамеры, а вторая размещается снаружи термокамеры под предметным столиком, при этом управление устройством осуществляется с помощью ПК. Техническим результатом полезной модели является обеспечение:A useful model is proposed, which is a device that has a thermal chamber in its design, in which the studied micro-objects are placed, and the parameters of their habitat are modeled, including two web cameras moved relative to the object table, one of the web cameras is located inside the thermal chamber, and the second is placed outside the thermal chamber under the object table, while the device is controlled using a PC. The technical result of the utility model is to provide:

- наблюдения живых микрообъектов и их поведенческих реакций в физической среде, воспроизводящей параметры реальной среды обитания;- observations of living micro-objects and their behavioral reactions in the physical environment, reproducing the parameters of the real environment;

- одновременного наблюдения поведенческих реакций отдельных особей живых микрообъектов и множества данных объектов;- simultaneous observation of behavioral reactions of individual individuals of living micro-objects and a plurality of these objects;

- возможности использования не только для наблюдения живых микрообъектов, но и для построения моделей объектов и моделирования их поведения.- the possibility of using not only for observing living micro-objects, but also for building models of objects and modeling their behavior.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство содержит термокамеру, в которой размещается чашка Петри с исследуемыми микрообъектами, и моделируются задаваемые параметры среды обитания этих микрообъектов - давление, газовый состав атмосферы, световая и электромагнитная среда, радиационный фон; включает две веб-камеры, независимо перемещаемые шаговыми двигателями относительно предметного столика в горизонтальной и вертикальной плоскостях, причем одна из веб-камер, работающая в микрорежиме, размещается в цилиндре внутри термокамеры, а вторая, работающая в макро- или микрорежиме, размещается снаружи термокамеры в цилиндре под стеклянным предметным столиком (Фиг. 1); при этом управление перемещением веб-камер и параметрами среды, а также регистрация, хранение и представление данных осуществляется с помощью аппаратных и программных средств на базе персонального компьютера.The specified technical result is achieved by the fact that the device contains a thermal chamber in which a Petri dish with the studied micro-objects is placed, and the specified parameters of the habitat of these micro-objects are simulated - pressure, gas composition of the atmosphere, light and electromagnetic environment, radiation background; includes two webcams that are independently moved by stepper motors relative to the object stage in the horizontal and vertical planes, one of the webcams operating in micromode is placed in a cylinder inside the thermal chamber, and the second, operating in macro- or micromode, is placed outside the thermal chamber in cylinder under the glass stage (Fig. 1); at the same time, the control of the movement of web cameras and environmental parameters, as well as the registration, storage and presentation of data is carried out using hardware and software based on a personal computer.

Общая схема предлагаемой полезной модели представлена на Фиг. 1.The general scheme of the proposed utility model is shown in Fig. one.

Двухвебкамерный цифровой микроскоп функционирует следующим образом.A two-webcam digital microscope functions as follows.

Герметичное пространство термокамеры создано шарообразным корпусом, имеющим клапан для обеспечения параметров среды (Фиг. 2), и стеклянным предметным столиком. В термокамере воспроизводят параметры обитания исследуемых живых микрообъектов. Внутри термокамеры на предметный столик помещают чашку Петри с исследуемыми микрообъектами и содержащей их средой.The hermetic space of the thermal chamber is created by a spherical body with a valve to ensure the parameters of the medium (Fig. 2) and a glass stage. The habitat parameters of the studied living micro-objects are reproduced in the thermal chamber. Inside the thermal chamber, a Petri dish with the microobjects under study and the medium containing them is placed on an object table.

Для перемещения веб-камер ВК1 и ВК2 относительно предметного столика и, соответственно, центра дна чашки Петри используют цилиндрическую систему координат. Положение точки М (в данном случае - центр объектива веб-камеры) в цилиндрической системе координат определяется тройкой чисел ρ, ϕ и z, где ρ - расстояние от точки М до оси Oz (0≤ρ<∞); ϕ - угол, образованный проекцией радиус-вектора точки М наTo move the webcams VK1 and VK2 relative to the object stage and, accordingly, the center of the bottom of the Petri dish, a cylindrical coordinate system is used. The position of the point M (in this case, the center of the webcam lens) in the cylindrical coordinate system is determined by the triple of numbers ρ, ϕ and z, where ρ is the distance from the point M to the Oz axis (0≤ρ<∞); ϕ - the angle formed by the projection of the radius vector of the point M on

плоскость Oху с положительным направлением оси Ox, (0≤ϕ<2π); z - координата проекции точки М на ось Oz (-∞<z<∞). Началом системы координат считают центр дна чашки Петри. Шаговые двигатели ДШ3 и ДШ6 перемещают камеры ВК1 и ВК2 в горизонтальной плоскости по радиусу (задают координаты ρ). Шаговые двигатели ДШ1 и ДШ4 перемещают корпус К1 с размещенной в нем камерой ВК1 и корпус К3 с размещенной в нем камерой ВК2 в вертикальной плоскости параллельно оси Oz (задают координаты z). Шаговые двигатели ДШ2 и ДШ5 перемещают корпус К2 внутри цилиндра Ц1 с камерой ВК1 и корпус К4 внутри цилиндра Ц2 с камерой ВК2 в горизонтальной плоскости (задают координаты ϕ). На Фиг. 3 представлен узел для перемещения веб-камер в цилиндрической системе координат, включающий панель для перемещения веб-камеры в горизонтальной плоскости Oху, панель и ось для перемещения веб-камеры в вертикальной плоскости параллельно оси Oz и шестеренку для перемещения в угловой координате ϕ цилиндра.the Oxy plane with the positive direction of the Ox axis, (0≤ϕ<2π); z - coordinate of the projection of the point M on the axis Oz (-∞<z<∞). The origin of the coordinate system is the center of the bottom of the Petri dish. Stepper motors DSh3 and DSh6 move the cameras VK1 and VK2 in the horizontal plane along the radius (set the coordinates ρ). Stepper motors DSh1 and DSh4 move the body K1 with the camera VK1 placed in it and the body K3 with the camera VK2 placed in it in a vertical plane parallel to the Oz axis (set the z coordinates). Stepper motors DSh2 and DSh5 move body K2 inside cylinder C1 with chamber VK1 and body K4 inside cylinder C2 with chamber VK2 in the horizontal plane (the coordinates ϕ are set). On FIG. 3 shows a node for moving webcams in a cylindrical coordinate system, including a panel for moving a webcam in the horizontal plane Oxy, a panel and an axis for moving the webcam in a vertical plane parallel to the Oz axis, and a gear for moving in the angular coordinate ϕ of the cylinder.

Посредством электронных устройств и программных средств осуществляют управление перемещениями веб-камер и параметрами среды. Для регистрации, хранения и представления данных используют персональный компьютер.By means of electronic devices and software tools, they control the movements of webcams and environmental parameters. A personal computer is used to register, store and present data.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Полезная модель реализована в виде опытного образца двухвебкамерного цифрового микроскопа, осуществляющего достижение указанного технического результата. Применение двухвебкамерного микроскопа позволило открыть наличие RGB-таксиса у простейших многоклеточных животных Trichoplax (Placozoa), используемых в биологических исследованиях [2].The utility model is implemented in the form of a prototype of a two-webcam digital microscope that achieves the specified technical result. The use of a two-webcam microscope made it possible to discover the presence of RGB taxis in the protozoan multicellular animals Trichoplax (Placozoa) used in biological research [2].

Источники информацииSources of information

1 Цифровой микроскоп - устройство и принцип работы. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://xn---dtbchbawj2amueleii7b6i.xn--p1ai/pribory/tsifrovoj-mikroskop-ustrojstvo-i-printsip-raboty.html (дата обращения: 28.07.2021).1 Digital microscope - device and principle of operation. [Electronic resource]. Access mode: https://xn---dtbchbawj2amueleii7b6i.xn--p1ai/pribory/tsifrovoj-mikroskop-ustrojstvo-i-printsip-raboty.html (date of access: 07/28/2021).

2 Капцов В.А., Дейнего В.Н., Козырицкий Д.В. RGB-таксис Trichoplax (Placozoa) как новый метод гигиенических исследований // Медицина труда и экология человека. - 2021. -№1(22). -С. 6-22.2 Kaptsov V.A., Deinego V.N., Kozyritsky D.V. Trichoplax (Placozoa) RGB-taxis as a new method of hygienic research // Occupational Medicine and Human Ecology. - 2021. -№1(22). -FROM. 6-22.

Claims (1)

Двухвебкамерный цифровой микроскоп, включающий термокамеру, образованную шарообразным корпусом и предметным столиком для размещения исследуемых живых микрообъектов и моделирования различных параметров среды их обитания, две веб-камеры в корпусах, перемещаемые шаговыми двигателями относительно предметного столика, причем одна из веб-камер размещается в цилиндре внутри термокамеры, а вторая размещается в цилиндре снаружи термокамеры под предметным столиком, при этом управление устройством осуществляется с помощью ПК.A two-webcam digital microscope, including a thermal camera formed by a spherical body and an object table for placing the living micro-objects under study and modeling various parameters of their habitat, two webcams in housings moved by stepper motors relative to the object table, one of the webcams being placed in a cylinder inside thermal chamber, and the second is placed in a cylinder outside the thermal chamber under the object stage, while the device is controlled using a PC.
RU2021123551U 2021-08-05 2021-08-05 DOUBLE CHAMBER DIGITAL MICROSCOPE RU209729U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021123551U RU209729U1 (en) 2021-08-05 2021-08-05 DOUBLE CHAMBER DIGITAL MICROSCOPE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021123551U RU209729U1 (en) 2021-08-05 2021-08-05 DOUBLE CHAMBER DIGITAL MICROSCOPE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU209729U1 true RU209729U1 (en) 2022-03-22

Family

ID=80820370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021123551U RU209729U1 (en) 2021-08-05 2021-08-05 DOUBLE CHAMBER DIGITAL MICROSCOPE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU209729U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA30135U (en) * 2007-11-12 2008-02-11 Институт Прикладной Физики Нан Украины Digital usb-microscope
RU89703U1 (en) * 2009-05-20 2009-12-10 ООО "Микрохоло" DIGITAL FIBER FIBER MICROSCOPE
US20160341945A1 (en) * 2015-05-21 2016-11-24 California Institute Of Technology Laser-based fourier ptychographic imaging systems and methods
WO2018078447A1 (en) * 2016-10-27 2018-05-03 Scopio Labs Ltd. Digital microscope which operates as a server
RU205950U1 (en) * 2020-11-24 2021-08-12 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) SUPER RESOLUTION DIGITAL MICROSCOPE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA30135U (en) * 2007-11-12 2008-02-11 Институт Прикладной Физики Нан Украины Digital usb-microscope
RU89703U1 (en) * 2009-05-20 2009-12-10 ООО "Микрохоло" DIGITAL FIBER FIBER MICROSCOPE
US20160341945A1 (en) * 2015-05-21 2016-11-24 California Institute Of Technology Laser-based fourier ptychographic imaging systems and methods
WO2018078447A1 (en) * 2016-10-27 2018-05-03 Scopio Labs Ltd. Digital microscope which operates as a server
RU205950U1 (en) * 2020-11-24 2021-08-12 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) SUPER RESOLUTION DIGITAL MICROSCOPE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Makhataeva et al. Augmented reality for robotics: A review
Savriama et al. Beyond bilateral symmetry: geometric morphometric methods for any type of symmetry
Bräuer-Burchardt et al. Underwater 3D surface measurement using fringe projection based scanning devices
Adamczyk et al. Temperature compensation method for digital cameras in 2D and 3D measurement applications
Krupiński Virtual reality system and scientific visualisation for smart designing and evaluating of lighting
CN105136665A (en) Network-based intelligent imaging analyzer for living cell culture in box
Cutolo et al. Off-line camera-based calibration for optical see-through head-mounted displays
RU209729U1 (en) DOUBLE CHAMBER DIGITAL MICROSCOPE
Ribeiro et al. Retro-reflective-marker-aided target pose estimation in a safety-critical environment
Luxman et al. LightBot: a multi-light position robotic acquisition system for adaptive capturing of cultural heritage surfaces
Yamato et al. Fast volumetric feedback under microscope by temporally coded exposure camera
Xie et al. A robot-assisted cell manipulation system with an adaptive visual servoing method
Vilà et al. A compact raster lensless microscope based on a microdisplay
Kramar et al. Detection and recognition of the underwater object with designated features using the technical stereo vision system
Ye et al. Pilot feasibility study of a multi-view vision based scoring method for cervical dystonia
EP4014198B1 (en) Sample imaging via two-pass light-field reconstruction
US20200233379A1 (en) Cell observation device
Słomiński et al. Dynamic autonomous identification and intelligent lighting of moving objects with discomfort glare limitation
Hu et al. Visual calibration for multiview laser doppler speed sensing
Yu et al. An improved unscented kalman filtering combined with feature triangle for head position tracking
CN113470166B (en) Method and device for presenting three-dimensional microscopic image
JP2011002378A (en) Memory board for measuring device employing whole-space tabulation method, photographing device for measuring device, measuring device and minute displacement measuring device
Bodnar et al. Hypothesis-Testing in a Biological Cartographic Virtual World
Wachter et al. Simulation-based estimation of the number of cameras required for 3D reconstruction in a narrow-baseline multi-camera setup
Aggarwal et al. A Study for the Development of a Photogrammetry Based AR and GR Projection System and Examining its Further Application