RU2271556C1

RU2271556C1 - Video microscope and method for image registration using said video microscope

Info

Publication number: RU2271556C1
Application number: RU2004122708/28A
Authority: RU
Inventors: Александр Иосифович Лопатин (RU); Александр Иосифович Лопатин
Original assignee: Общество с Ограниченной Ответственностью "ЛОМО ФОТОНИКА"
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-03-10

Abstract

FIELD: engineering of video microscopes.

SUBSTANCE: video microscope has emission source, optical system for delivering its radiation to optical surface of object table, optical system for forming image and electronic image receiver, and also block for controlling and processing an image, electrically connected to electronic image receiver. Video microscope additionally includes at least one test object, controllable special selector, positioned between radiation source and optical system for delivering radiation and electrically connected to controlling and video processing block, and optical system for delivering radiation includes light splitter and photo-detector, optically connected to output of selector through light splitter and electrically connected to block for controlling and processing image. During registration of image, arrays of digital image data of researched and test objects are received and array of digital data for optical response function of researched object is formed by splitting each value of digital data array of image of researched object onto appropriate value of data of digital image data array of test object.

EFFECT: improved efficiency.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к оптической технике, в частности к микроскопам и способам регистрации изображения с их помощью.The invention relates to optical technology, in particular to microscopes and methods for recording images using them.

В последние годы стремительный прогресс цифровых технологий, в частности, в области производства компактных, надежных, обладающих высоким пространственным разрешением и не слишком дорогих электронных приемников изображения, привел к появлению новых возможностей в микроскопии, а именно к созданию видеомикроскопов. Хорошо известно, что применение электронных приемников изображения в качестве чувствительных элементов для регистрации изображения предметов позволяет проводить объективные измерения пространственных характеристик этих предметов и открывает возможность их наблюдения одновременно большим количеством людей путем вывода видеоизображения на дисплей в реальном времени. Эта особенность видеомикроскопов кардинальным образом отличает их от традиционных приборов для микроскопии, содержащих визуальный канал наблюдения за предметом, в определенный момент времени непосредственно доступный лишь одному наблюдателю. Кроме этого, в видеомикроскопе изображение объекта, зарегистрированное электронным приемником, может быть преобразовано в массив цифровых данных, включая потоковое видео, и сохранено в памяти компьютера для последующей обработки и использования. Эти преимущества микроскопов, содержащих электронные приемники в качестве элементов для регистрации изображения, дают основания полагать, что данный класс приборов с течением времени может существенным образом потеснить традиционные микроскопы с визуальным каналом наблюдения за предметами.In recent years, the rapid progress of digital technologies, in particular in the production of compact, reliable, high spatial resolution and not too expensive electronic image receivers, has led to the emergence of new opportunities in microscopy, namely the creation of video microscopes. It is well known that the use of electronic image receivers as sensitive elements for recording images of objects allows objective measurements of the spatial characteristics of these objects and opens up the possibility of observing them simultaneously by a large number of people by displaying the video image in real time. This feature of video microscopes drastically distinguishes them from traditional microscopy devices containing a visual channel for observing an object, at a certain point in time directly accessible only to one observer. In addition, in a video microscope, an image of an object recorded by an electronic receiver can be converted into an array of digital data, including streaming video, and stored in a computer's memory for subsequent processing and use. These advantages of microscopes containing electronic receivers as elements for image registration give reason to believe that this class of devices over time can significantly displace traditional microscopes with a visual channel for observing objects.

Использование видеомикроскопов открывает широкие дополнительные возможности для способов их применения в научных исследованиях, которые ранее были либо трудноосуществимы при использовании традиционных микроскопов с визуальным каналом наблюдения, либо вообще недоступны. В частности, к числу таких способов можно отнести проведение точных спектроскопических исследований микрообъектов, особенно в тех спектральных диапазонах, которые лежат вне области чувствительности человеческого глаза.The use of video microscopes opens up wide additional possibilities for methods of their application in scientific research, which were previously either difficult to use when using traditional microscopes with a visual observation channel or not available at all. In particular, such methods include carrying out accurate spectroscopic studies of microobjects, especially in those spectral ranges that lie outside the sensitivity range of the human eye.

Решение новых и не характерных для видеомикроскопов задач требует улучшения тех их функциональных параметров, которые в традиционных микроскопах были не столь существенны. В данном случае речь пойдет о пространственной однородности засветки поля предмета, а также об однородности спектрального состава излучения осветителя.The solution of new and not typical for video microscopes problems requires the improvement of their functional parameters, which were not so significant in traditional microscopes. In this case, we will talk about the spatial homogeneity of the illumination of the field of the object, as well as the homogeneity of the spectral composition of the radiation of the illuminator.

Известен видеомикроскоп (патент США №6452625, опубл. 17.09.2002), включающий предметный столик и штатив, внутри которого размещены осветитель, оптическая система, электронный приемник изображения, блок управления и обработки изображения, электрически соединенный с электронным приемником изображения, и дисплей, электрически соединенный с блоком управления и обработки изображения, причем осветитель установлен таким образом, чтобы излучаемый им свет освещал предметный столик, проходил через оптическую систему и попадал на электронный приемник изображения, а электронный приемник изображения расположен так, что его приемная площадка через оптическую систему оптически сопряжена с оптической поверхностью предметного столика. В данном микроскопе оптическая система представляет собой компонент из набора сменных объективов с различным увеличением и выполнена с возможностью ее выведения из оптического тракта. Основным недостатком данного видеомикроскопа является малое поле зрение при использовании оптической системы с большим увеличением. При увеличении поля зрения резко снижается качество регистрируемого изображения из-за возрастания пространственной неоднородности засветки поля предмета. Кроме того, данный видеомикроскоп не снабжен какими-либо средствами контроля и управления однородностью спектрального состава излучения осветителя, что не позволяет использовать его для измерения спектральных характеристик малоразмерных предметов.A well-known video microscope (US patent No. 6452625, publ. September 17, 2002), including a stage and a tripod, inside which there is a illuminator, an optical system, an electronic image pickup, a control and image processing unit, is electrically connected to an electronic image pickup, and a display is electrically connected to the control unit and image processing, and the illuminator is installed so that the light emitted by it illuminates the stage, passed through the optical system and fell on the electronic receiver and image, and the electronic image receiver is located so that its receiving platform through the optical system is optically coupled to the optical surface of the stage. In this microscope, the optical system is a component from a set of interchangeable lenses with various magnifications and is made with the possibility of its removal from the optical path. The main disadvantage of this video microscope is the small field of vision when using an optical system with a large increase. With an increase in the field of view, the quality of the recorded image sharply decreases due to an increase in the spatial heterogeneity of illumination of the field of the object. In addition, this video microscope is not equipped with any means of monitoring and controlling the uniformity of the spectral composition of the illuminator's radiation, which does not allow it to be used to measure the spectral characteristics of small objects.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению и выбранным за прототип является видеомикроскоп, описанный в патенте США №6690466 от 02.08.2001, включающий предметный столик, осветитель, содержащий несколько источников излучения и оптическую систему доставки излучения этих источников до оптической поверхности предметного столика, оптическую систему формирования изображения, электронный приемник изображения, расположенный так, что его приемная площадка через оптическую систему формирования изображения оптически сопряжена с оптической поверхностью предметного столика, а также блок управления и обработки изображения, электрически соединенный с электронным приемником изображения и источниками излучения. В качестве осветителя в данном видеомикроскопе использована спектральная проекционная система, а источниками излучения являются светодиоды, способные излучать свет в различных спектральных диапазонах.Closest to the proposed invention and selected for the prototype is a video microscope described in US patent No. 6690466 from 08/02/2001, including a stage, a lighter containing several radiation sources and an optical system for delivering radiation of these sources to the optical surface of the stage, an optical image forming system , an electronic image receiver arranged so that its receiving area is optically coupled to the optical surface through an optical imaging system by the feature of the stage, as well as the control and image processing unit, electrically connected to the electronic image receiver and radiation sources. The spectral projection system is used as a illuminator in this video microscope, and the light sources are LEDs capable of emitting light in various spectral ranges.

В прототипе реализован способ регистрации изображения, состоящий в том, что исследуемый предмет размещают на оптической поверхности предметного столика видеомикроскопа, освещают исследуемый предмет излучением осветителя, формируют изображение исследуемого предмета на приемной площадке электронного приемника изображения, преобразуют электрические сигналы с выхода электронного приемника изображения в массив цифровых данных изображения исследуемого предмета. В результате применения оригинального осветителя и системы управления мощностью источников излучения в данном видеомикроскопе реализована возможность наблюдения за предметом с большим увеличением в заданных спектральных диапазонах. Однако система доставки излучения этих источников до оптической поверхности предметного столика обладает принципиальным недостатком. Она является сложной и не обеспечивает пространственной однородности засветки поля предмета. Наличие нескольких источников излучения провоцирует дополнительные проблемы, связанные с пространственной однородностью спектрального состава излучения осветителя на оптической поверхности предметного столика.The prototype implements a method for recording an image, consisting in the fact that the test item is placed on the optical surface of the video microscope stage, the test subject is illuminated by illuminator, an image of the test subject is formed on the receiving area of the electronic image receiver, electrical signals from the output of the electronic image receiver are converted into an array of digital image data of the subject. As a result of using the original illuminator and the power source radiation control system in this video microscope, it is possible to observe an object with a large increase in the given spectral ranges. However, the system for delivering the radiation of these sources to the optical surface of the stage has a fundamental drawback. It is complex and does not provide spatial uniformity of illumination of the subject field. The presence of several radiation sources provokes additional problems associated with the spatial homogeneity of the spectral composition of the illuminator radiation on the optical surface of the stage.

Недостатком прототипа является низкая точность измерений спектральных компонент функции оптического отклика (коэффициента пропускания и/или коэффициента отражения) исследуемого предмета в широком поле зрения с высоким пространственным разрешением, что обуславливает низкие потребительские качества прототипа как устройства, а также существенно сужает функциональные возможности регистрации изображения с его помощью.The disadvantage of the prototype is the low accuracy of the measurement of the spectral components of the optical response function (transmittance and / or reflection coefficient) of the studied object in a wide field of view with high spatial resolution, which leads to low consumer qualities of the prototype as a device, and also significantly reduces the functionality of image registration from it help.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является улучшение потребительских качеств видеомикроскопа.The problem to which the invention is directed, is to improve the consumer qualities of a video microscope.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, состоящего в повышении точности измерений спектральных компонент функции оптического отклика (коэффициента пропускания и/или коэффициента отражения) исследуемого предмета в широком поле зрения с высоким пространственным разрешением.The problem is solved by achieving a technical result, which consists in increasing the accuracy of measuring the spectral components of the optical response function (transmittance and / or reflection coefficient) of the studied object in a wide field of view with high spatial resolution.

Данный технический результат достигается тем, что в заявляемом видеомикроскопе, включающем предметный столик, осветитель, содержащий источник излучения и оптическую систему доставки излучения этого источника до оптической поверхности предметного столика, оптическую систему формирования изображения, электронный приемник изображения, расположенный так, что его приемная площадка через оптическую систему формирования изображения оптически сопряжена с оптической поверхностью предметного столика, а также блок управления и обработки изображения, электрически соединенный с электронным приемником изображения, имеется по крайней мере один тестовый предмет, осветитель содержит управляемый спектральный селектор, размещенный между источником излучения и системой доставки излучения и электрически соединенный с блоком управления и обработки изображения, а оптическая система доставки излучения включает светоделитель и фотоприемник, оптически сопряженный с выходом управляемого спектрального селектора через светоделитель и электрически соединенный с блоком управления и обработки изображения.This technical result is achieved by the fact that in the inventive video microscope, including a stage, a illuminator containing a radiation source and an optical system for delivering radiation from this source to the optical surface of the stage, an optical imaging system, an electronic image receiver, located so that its receiving area through the optical imaging system is optically coupled to the optical surface of the stage, as well as a control and processing unit from images, electrically connected to an electronic image receiver, there is at least one test object, the illuminator contains a controllable spectral selector located between the radiation source and the radiation delivery system and electrically connected to the control and image processing unit, and the optical radiation delivery system includes a beam splitter and a photodetector optically coupled to the output of a controlled spectral selector through a beam splitter and electrically connected to a control unit and image processing.

Кроме того, в заявляемом видеомикроскопе тестовый предмет может быть выполнен в виде плоскопараллельной пластины из прозрачного материала с нанесенными на ее поверхность непрозрачными маркерами.In addition, in the inventive video microscope, the test object can be made in the form of a plane-parallel plate of a transparent material with opaque markers deposited on its surface.

Кроме того, в заявляемом видеомикроскопе тестовый предмет может быть выполнен в виде пластины из белого светорассеивающего материала.In addition, in the inventive video microscope, the test object can be made in the form of a plate of white light-scattering material.

Технический результат достигается также и тем, что в заявляемом способе регистрации изображения с помощью заявляемого видеомикроскопа предварительно на оптической поверхности предметного столика видеомикроскопа размещают тестовый предмет, освещают тестовый предмет излучением осветителя, формируют изображение тестового предмета на приемной площадке электронного приемника изображения, преобразуют электрические сигналы с выхода электронного приемника изображения в массив цифровых данных изображения тестового предмета, затем на оптической поверхности предметного столика видеомикроскопа размещают исследуемый предмет, освещают исследуемый предмет излучением осветителя, формируют изображение исследуемого предмета на приемной площадке электронного приемника изображения, преобразуют электрические сигналы с выхода электронного приемника изображения в массив цифровых данных изображения исследуемого предмета, после чего формируют массив цифровых данных функции оптического отклика исследуемого предмета путем деления каждого значения данных массива цифровых данных изображения исследуемого предмета на соответствующее значение данных массива цифровых данных изображения тестового предмета.The technical result is also achieved by the fact that in the inventive method of registering an image using the inventive video microscope, a test object is placed on the optical surface of the object stage of the video microscope, the test object is illuminated by the illuminator, an image of the test object is formed on the receiving area of the electronic image receiver, electrical signals are converted from the output electronic image receiver into an array of digital image data of the test object, then on about On the top of the video microscope stage, the test object is placed, the test object is illuminated by illuminator radiation, an image of the test object is formed on the receiving platform of the electronic image receiver, the electrical signals from the output of the electronic image receiver are converted into an digital image data array of the studied object, and then an optical data array of optical functions is formed response of the subject under study by dividing each data value of an array of digital nnyh image of the test object by the corresponding value of the array data of digital image data of the test subject.

Кроме того, в заявляемом способе регистрации изображения с помощью заявляемого видеомикроскопа исследуемый предмет освещают монохроматическим излучением, изменяют длину волны излучения осветителя в пределах спектрального диапазона регистрации изображения исследуемого предмета, а массив цифровых данных функции оптического отклика исследуемого предмета формируют для каждого значения длины волны излучения осветителя.In addition, in the inventive method of registering an image using the inventive video microscope, the test subject is illuminated with monochromatic radiation, the illuminator radiation wavelength is changed within the spectral range of the image registration of the test subject, and an array of digital data of the optical response function of the test subject is formed for each illuminator radiation wavelength.

Кроме того, в заявляемом способе регистрации изображения с помощью заявляемого видеомикроскопа исследуемый предмет освещают монохроматическим излучением, изменяют длину волны излучения осветителя в пределах спектрального диапазона регистрации изображения исследуемого предмета, регистрируют мощность излучения осветителя на каждой длине волны излучения осветителя, изменяют ширину спектра излучения осветителя таким образом, чтобы отклонения мощности излучения осветителя на каждой длине волны излучения осветителя не превышали 50% от ее максимального значения, а массив цифровых данных функции оптического отклика исследуемого предмета формируют для каждого значения длины волны излучения осветителя.In addition, in the inventive method of registering an image using the inventive video microscope, the test object is illuminated with monochromatic radiation, the emitter radiation wavelength is changed within the spectral range of the image registration of the investigated object, the illuminator radiation power is recorded at each illuminator emission wavelength, the illuminator emission spectrum width is changed in this way so that the deviation of the radiation power of the illuminator at each wavelength of the radiation of the illuminator does not exceed 50% of its maximum value, and an array of digital data of the optical response function of the investigated object is formed for each value of the radiation wavelength of the illuminator.

Как известно, точность выполнения спектрометрических исследований с высоким пространственным разрешением во многом определяется однородностью засветки поля предмета и равномерностью спектрального распределения излучения осветителя. Задачу обеспечения высоких параметров пространственной и спектральной однородности распределения излучения подсветки можно решать двумя способами. Во-первых, можно применять (как это реализовано в прототипе) сложные, дорогостоящие и недостаточно надежные в эксплуатации системы гомогенизации светового пучка осветителя, не имея гарантии того, что во время измерений эти параметры должным образом обеспечены. Для контроля однородности засветки поля предмета в этом случае устройство регистрации изображения должно быть снабжено дополнительно еще и средствами измерения освещенности поля предмета (в прототипе они отсутствуют), что в еще большей степени удорожает конструкцию видеомикроскопа и усложняет способ его применения. Альтернативный путь, предложенный в настоящем изобретении, состоит в том, что применяют стандартный осветитель с широкополосным источником излучения и систему доставки его излучения к предметному полю, а видеомикроскоп снабжают дополнительно тестовым предметом, управляемым спектральным селектором, размещенным между источником излучения и системой доставки излучения, а также фотоприемником для контроля выходной мощности излучения подсветки на выходе управляемого спектрального селектора.As is known, the accuracy of spectrometric studies with high spatial resolution is largely determined by the uniformity of illumination of the field of the object and the uniformity of the spectral distribution of the illuminator's radiation. The task of ensuring high parameters of spatial and spectral uniformity of the distribution of backlight radiation can be solved in two ways. Firstly, it is possible to use (as implemented in the prototype) complex, expensive and insufficiently reliable systems for homogenizing the light beam of the illuminator, without guaranteeing that these parameters are adequately provided during measurements. To control the uniformity of illumination of the field of the object in this case, the image recording device must also be equipped with additional means for measuring the illumination of the field of the object (they are absent in the prototype), which further complicates the construction of the video microscope and complicates the method of its application. An alternative way proposed in the present invention is that a standard illuminator with a broadband radiation source and a system for delivering its radiation to the subject field are used, and the video microscope is additionally equipped with a test object controlled by a spectral selector located between the radiation source and the radiation delivery system, and also a photodetector to control the output power of the backlight radiation at the output of a controlled spectral selector.

Сущность изобретения раскрывается чертежами, на которых приведена схема заявляемого видеомикроскопа (фиг.1) и вариант исполнения тестового предмета (фиг.2). На фиг.1 показаны: 1 - предметный столик; 2 - осветитель; 3 - источник излучения; 4 - оптическая система доставки излучения; 5 - оптическая система формирования изображения; 6 - электронный приемник изображения; 7 - блок управления и обработки изображения; 8 - тестовый предмет; 9 - управляемый спектральный селектор; 10 - светоделитель; 11 - фототоприемник. На фиг.2. изображен тестовый предмет 8 в виде плоскопараллельной пластины из прозрачного материала с нанесенными на ее поверхность непрозрачными маркерами 12.The invention is disclosed by drawings, which show a diagram of the inventive video microscope (Fig. 1) and an embodiment of a test object (Fig. 2). Figure 1 shows: 1 - a stage; 2 - illuminator; 3 - radiation source; 4 - optical radiation delivery system; 5 - optical imaging system; 6 - electronic image receiver; 7 - control unit and image processing; 8 - test item; 9 - controlled spectral selector; 10 - a beam splitter; 11 - photodetector. In figure 2. a test object 8 is shown in the form of a plane-parallel plate of a transparent material with opaque markers 12 deposited on its surface.

Заявляемое изобретение работает следующим образом. Прежде всего на оптической поверхности предметного столика 1 видеомикроскопа размещают тестовый предмет 8, выполненный, например, в виде плоскопараллельной пластины из прозрачного материала с нанесенными на ее поверхность непрозрачными маркерами 12. Затем освещают тестовый предмет 8 излучением осветителя 2, которое доставляют к оптической поверхности предметного столика 1 с помощью оптической системы доставки излучения 4. Далее формируют изображение тестового предмета 8 на приемной площадке электронного приемника изображения 6 с помощью оптической системы формирования изображения 5 и преобразуют электрические сигналы с выхода электронного приемника изображения 6 в массив цифровых данных изображения тестового предмета 8. Тем самым получают объективную и достоверную информацию об энергетической освещенности оптической поверхности предметного столика и поля предмета. Непрозрачные маркеры 12 обеспечивают точную пространственную привязку зарегистрированного изображения. Затем на оптической поверхности предметного столика 1 размещают исследуемый предмет, освещают его излучением осветителя 2, формируют изображение исследуемого предмета на приемной площадке электронного приемника изображения 6, преобразуют электрические сигналы с выхода электронного приемника изображения 6 в массив цифровых данных изображения исследуемого предмета, после чего формируют массив цифровых данных функции оптического отклика исследуемого предмета (для случая, изображенного на фиг.1, функцией оптического отклика является коэффициент отражения) путем деления каждого значения данных массива цифровых данных изображения исследуемого предмета на соответствующее значение данных массива цифровых данных изображения тестового предмета. В результате выполнения вышеуказанных операций полученная функция оптического отклика исследуемого предмета не зависит от пространственной неравномерности освещенности поля предмета и точность ее измерения повышается.The claimed invention works as follows. First of all, a test object 8 is placed on the optical surface of the video microscope stage 1, made, for example, in the form of a plane-parallel plate of transparent material with opaque markers deposited on its surface 12. Then the test object 8 is illuminated by the radiation of illuminator 2, which is delivered to the optical surface of the object table 1 using an optical radiation delivery system 4. Next, an image of the test object 8 is formed on the receiving area of the electronic image receiver 6 using an optical image forming system 5 and converted to electrical signals output from the electronic image receptor 6 in the array of digital image data of the test object 8. Thus obtained objective and reliable information about the energy of the optical surface of the illumination field of the stage and the object. Opaque markers 12 provide accurate spatial reference of the registered image. Then, the studied object is placed on the optical surface of the stage 1, illuminated by radiation from the illuminator 2, the image of the studied object is formed on the receiving platform of the electronic image receiver 6, the electrical signals from the output of the electronic image receiver 6 are converted into an array of digital image data of the studied object, and then an array is formed digital data of the optical response function of the studied subject (for the case depicted in Fig. 1, the optical response function is ffitsient reflection) by dividing each value of the array data of digital image data of the test object by the corresponding value of the array data of digital image data of the test subject. As a result of the above operations, the obtained function of the optical response of the studied object does not depend on the spatial unevenness of the illumination of the field of the object and the accuracy of its measurement increases.

В отличие от прототипа, осветитель которого содержит набор узкополосных управляемых светодиодных источников, в заявляемом изобретении предлагается использовать стандартный широкополосный источник излучения 3, например, в виде галогеновой лампы. Поэтому для выполнения спектрометрических исследований в состав осветителя 2 должен быть включен управляемый спектральный селектор 9. Регистрация изображения исследуемого предмета в различных спектральных диапазонах осуществляется вышеописанным способом. При этом исследуемый предмет освещают монохроматическим излучением, длина волны и ширина спектра которого устанавливается с помощью блока управления и обработки изображения 7, электрически соединенного с управляемым спектральным селектором 9. Далее изменяют длину волны излучения осветителя 2 в пределах спектрального диапазона регистрации изображения исследуемого предмета, а массив цифровых данных функции оптического отклика исследуемого предмета формируют для каждого значения длины волны излучения осветителя 2.Unlike the prototype, the illuminator of which contains a set of narrow-band controlled LED sources, the claimed invention proposes to use a standard broad-band radiation source 3, for example, in the form of a halogen lamp. Therefore, to perform spectrometric studies, a controlled spectral selector 9 must be included in the illuminator 2. The image of the object under study in various spectral ranges is recorded as described above. In this case, the studied object is illuminated with monochromatic radiation, the wavelength and spectrum width of which is set using the control and image processing unit 7, electrically connected to a controlled spectral selector 9. Next, the radiation wavelength of the illuminator 2 is changed within the spectral range of image registration of the studied object, and the array Digital data function of the optical response of the investigated object is formed for each value of the wavelength of the radiation of the illuminator 2.

Поскольку в заявляемом изобретении предложено использовать стандартный широкополосный источник излучения 3, мощность излучения которого в различных спектральных диапазонах неодинакова, для контроля мощности излучения осветителя 2 и компенсации погрешностей измерения функции оптического отклика исследуемого предмета из-за неравномерности спектральной характеристики источника излучения 3 в заявляемом видеомикроскопе в состав оптической системы доставки излучения 4 введен фотоприемник 11, оптически сопряженный с выходом управляемого спектрального селектора 9 через светоделитель 10. Этот фотоприемник 11 электрически соединен с блоком управления и обработки изображения 7. С его помощью при выполнении спектрометрических исследований осуществляют измерение выходной мощности излучения осветителя 2, направляемого на оптическую поверхность предметного столика 1. При необходимости (в случаях отклонения мощности излучения осветителя 2 на каждой длине волны излучения осветителя более чем на 50% от ее максимального значения) блок управления и обработки изображения 7 вырабатывает управляющие сигналы для управляемого спектрального селектора 9, который адекватным образом изменяет ширину спектра излучения осветителя 2.Since the claimed invention proposes to use a standard broadband radiation source 3, the radiation power of which in different spectral ranges is not the same, to control the radiation power of the illuminator 2 and to compensate for errors in the measurement of the optical response function of the studied object due to the uneven spectral characteristics of the radiation source 3 in the inventive video microscope in the composition of the optical radiation delivery system 4, a photodetector 11 is introduced, which is optically coupled to the controlled output about the spectral selector 9 through the beam splitter 10. This photodetector 11 is electrically connected to the control and image processing unit 7. Using it, when performing spectrometric studies, the radiation output power of the illuminator 2 is measured and sent to the optical surface of the stage 1. If necessary (in cases of deviation radiation power of the illuminator 2 at each wavelength of the illuminator’s radiation by more than 50% of its maximum value) the control and image processing unit 7 generates It provides control signals for a controlled spectral selector 9, which adequately changes the width of the radiation spectrum of illuminator 2.

Таким образом, на основании вышеизложенного совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение указанного технического результата, а именно повышение точности измерения спектральных компонент функции оптического отклика (коэффициента пропускания и/или коэффициента отражения) исследуемого предмета в широком поле зрения с высоким пространственным разрешением.Thus, based on the foregoing, the totality of the claimed features ensures the achievement of the specified technical result, namely, improving the accuracy of measuring the spectral components of the optical response function (transmittance and / or reflection coefficient) of the studied subject in a wide field of view with high spatial resolution.

Claims

1. A video microscope comprising a stage, an illuminator comprising a radiation source and an optical system for delivering radiation from this source to the optical surface of the stage, an optical imaging system, an electronic image pickup arranged so that its receiving area is optically coupled to the receiving image through an optical imaging system the optical surface of the stage, as well as the control and image processing unit, electrically connected to the electronic receiver image, characterized in that the video microscope includes at least one test object, the illuminator contains a controlled spectral selector located between the radiation source and the radiation delivery system and electrically connected to the control and image processing unit, and the optical radiation delivery system includes a beam splitter and a photodetector, coupled to the output of a controlled spectral selector through a beam splitter and electrically connected to the control and image processing unit.

2. The video microscope according to claim 1, characterized in that the test object is made in the form of a plane-parallel plate of transparent material with opaque markers deposited on its surface.

3. The video microscope according to claim 1, characterized in that the test object is made in the form of a plate of white light-scattering material.

4. A method of recording an image using a video microscope, consisting in the fact that the test object is placed on the optical surface of the object table of the video microscope, the test subject is illuminated by illuminator, an image of the test subject is formed at the receiving area of the electronic image pickup, electrical signals from the output of the electronic image pickup are converted into an array of digital image data of the studied subject, characterized in that on the optical surface of the stage the video microscope, place the test object, illuminate the test object with the light of the illuminator, form the image of the test object at the receiving platform of the electronic image receiver, convert the electrical signals from the output of the electronic image receiver to the digital image data array of the test object, form the digital data array of the optical response function of the test object by dividing each data values of the array of digital image data of the investigated subject to the corresponding value s data array of digital data of the test subject image.

5. The method of recording an image using a video microscope according to claim 4, characterized in that the studied object is illuminated with monochromatic radiation, the illuminator radiation wavelength is changed within the spectral range of the image registration of the studied object, and an array of digital data of the optical response function of the studied object is formed for each value light wavelength of the illuminator.

6. The method of recording an image using a video microscope according to claim 4, characterized in that the studied object is illuminated with monochromatic radiation, the illuminator radiation wavelength is changed within the spectral range of the image registration of the studied object, the illuminator radiation power is recorded at each illuminator radiation wavelength, the width is changed the emission spectrum of the illuminator so that the deviations of the radiation power of the illuminator at each wavelength of the illuminator radiation do not exceed 50% of its max the maximum value, and an array of digital data of the optical response function of the investigated object is formed for each value of the wavelength of the illuminator.