Рентгенотелевизионный микроскоп

) 336601 У 10-г 23 рисоединением заявки Гвеудлретееваа 1 кфкмтет СССР ае делам лзевретенлй-техни чесмеийс Иоффе АН СССР(7) Заявитель РЕНТГЕНОТЕЛЕВИЗИОННЫЙ МИКРОСКОП рентгенастности а ос копамм в научля целейаприиер е тг е ного Изобретение относится к телевизионной технике, в ч к рентгенотелевизионным ми и дефектоскопам, используе ных исследованиях, а также контроля качества изделий, электронных микросхем. Известен рентгенотелевизионный микроскоп, который представляет собой сочетание рентгеновского проекци" онного микроскопа с телевизионной системой замкнутого типа, который содержит расположенные на одной оптической оси квазиточечный источник рентгенов-, ского излучения и телевизионную передающую камеру на рентгеновидиконе с усилителями, блоками строчной и кадровой разверток и синхрогенераторами, а также выносное видеоконтрольное го устройство 1 .Недостатки такого рентгенотелевизион микроскопа - низкая разрешающая способность и невысокая контрастная чув лких детлях.Наиболее близким техническим реш нием к предлагаемому является рен нотелевизионный микроскоп, содержащий источник излучения, рентгеноопт ческий преобразователь изображения, выполненный в виде фототитуса с сис мой считывания иэображения, состоящий из оптически связанных между со бой источника монохроматического св та, коллиматора и поляризационного светоделителя, телевизионную систему наблюдения теневого иэображения исследуемого объекта, имеющую передающую трубку, синхрогенератор и видеоконтрольное устройство, блок импульсного. питания фототитуса, блок управления режимами работы Фототитуса, выход которого связан с указанным блокои питания фототитуса 2 1Недостатком устройства является низкая разрешающая способность и контрастная чувствительность, что обусловлено значительными размерами активной зоны источника иэлуцения и низким качеством формируемого изображения объекта.Цель изобретения " повышение разрешающей способности и контрастнойчувствительности,Указанная цель достигается тем,что рентгенотелевизионный микроскоп,содержащий, источник излучения, рент Огенооптический преобразователь изображения, выполненный в виде Фототитусас системой считывания изображения,состоящий из оптически связанных между собой источника монохроматического света, коллиматора и поляриэационного светоделителя, телевизионнуюсистему наблюдения теневого изображения исследуемого объекта, имеющуюпередающую трубку, синхрогенератор 20и видеоконтрольное устройство, блокимпульсного питания фототитуса, блокуправления режимом работы фототитуса, выход которого связан с указанным блоком питания фототитуса, снабжен расположенной между поляризационным светоделителем и передающей трубкой системой пространственноЙ Фильтрации, состоящей из последовательноустановленных сферического Фурье-пре- з 0образующего объектива, механическисоединенных между собой двух пластинок и восстанавливающего объектива,причем амплитудное пропускание нервой пластины изменяется по радиусурт центра к краю по зависимостифф)=В 9) фр)" 9)3 )где 1 Г) - амплитудное пропускание;К 9) - передаточная характеристика рентгенооптическогопреобразователя;А р) -,передаточная характеристика передаюшей трубкиН Р) = 23 Ад (М)Я ЛВРц)о- передаточная характеристика системы источникаизлучения"рентгенооптический преобразователь;р:Г 1 - пространственная частота;- длина волны излучения источника монохроматического света;Е - фокусное расстояние Фурье-"преобразующего объектива;Э - функция Бесселя первогорода первого порядка; 1000867- диаметр активной эоны источника излучения;М - коэффициент увеличения системы источник излучениярентгенооптический преобразователь,а на одной из поверхностей второйпластины вытравлены кольцевые концентрические зоны, осуществляющие сдвигфазы проходящего света на 180 междусоседними зонами, границы которыхопределяются корнями уравнения Н 19)== 0, причем выход синхрогенератораподключен к входу блока управлениярежимом работы Фототитуса.Кроме того, микроскоп дополнительно снабжен электромеханическими Фотоэатворами записи рентгеновского иэображения и считывания видимого изображения, а также импульсной лампой стирания, причем указанный фотозатворзаписи расположен между источникомизлучения и рентгенооптическим преобазователем, Фотозатвор считыванияаэмещен между источником монохроматицеского света и коллиматором, импульсная лампа стирания располоненамежду Фотозатвором записи и рентгенооптическим преобразователем,а выходы блока управления режимом работыфототитуса подключены к входам указанных Фотоэатворов и лампы стирания.На чертеже схематично представленмикроскоп,Микроскоп содержит расположенныена одной оптической оси квазиточечный источник 1 рентгеновского излуцения, рентгенооптический преобразователь 2, выполненный в виде фототитуса, поляризационный светоделитель 3, систему пространственнойфильтрации, состоящую иэ сферического фурье-преобразующего объектива ч,корректирующего пространственногофильтра 5, образованного из механически соединенных между собой Фотопластинки 6 с укаэанным выше закономизменения амплитудного пропусканияпо радиусу от центра к краю и стек"лянной плоскопараллельной Фазовойпластинки 7 на поверхности которой,обращенной к эмульсионному слою, вытравлены кольцевые концентрическиезоны, осуществляющие сдвиг Фазы проходящего света на 180 междусоседними зонами, восстанавливающий объектив 8, телевизионную передающую трубку 9.10008 и формирует в своей задней фокальной плоскости его пространственно-частотный спектр, Пространственный фильтр 5 модулирует этот спектр таким образом, цтобы скомпенсировать контрастно-час-тотные и фазовые искажения, внесенные схемой Формирования рентгеновского изображения и преобразователем 2, и ввести предискажения, обратные апертурным искажениям телевизионной трубки 9. Восстанавливающий объектив 8 осуществляет обратное Фурье-преобразование над модифицированным спектром и формирует восстановленное изображение с повышенным контрастом и разреше 1 Б нием на входе телевизионной трубки 9,Трубка 9 преобразует оптическое изображение в видеосигнал, который поступает на видеоконтрольное устройство 22 и преобразуется им в изображение о воспроизводимое на экране электроннолучевой трубки, Синхрогенератор 21 формирует строчные и кадровые синхроимпульсы, а также гасящие импульсы, которые управляют работой телевизион ной трубки 9 и устроиством 22, а через блок 20 управления - режимом работы преобразователем 2. блок 20 управления формирует импульсы, которые управляют работой блока 19 питания, блока 13 управления фотозатвором 12 записи, блока 1 б управления Фотоэатвором 15 считывания и блока 18 питания импульсной лампы 17 стирания.Блок 20 управления обеспечивает работу устройства в трех режимах: по 35 кадровой записи рентгеновского изображения и считывания оптического изображения в преобразователе 2 ( режим без памяти ); однокадровой записи рент 46 геновского изображения и многокадрового оптического считывания записанного изображения ( режим с памятью ); записи рентгеновского изображения за время многих кадров и многокадрового считываниярежим с накоплением и памятью)4 фВ первом режиме запись, считывание и стирание изображения обеспечиваются со скоростью смены кадров используемого телевизионного стандарта разложения, т.е, устройство работает практически в реальномвремени как и известные рентгенотелевизионные микроскопы.Вовтором режиме работы запись рентгеновского иэображения осуществляется за время одного кадра, асчитывание записанного изображения производится в течение многих кад 67ров, число которых определяется временем памяти преобразователя 2нетрудно реализовать режим работы с памятью до нескольких минут). Такой режим работы удобен при исследовании биологических объектов, не допускающих большой дозы облучения.Третий режим работы реализует эфФект накопления рентгеновских квантов в рентгеночувствительном слое преобразователя 2 и использует свойство памяти преобразователя, В этом режиме запись рентгеновского изображения может осуществляться эа время от нескольких секунд до йескольких минут, а время считывания записанного изображения, как и во втором режиме, будет определяться временем памяти преобразователя, Этот режим обеспечивает реализацию более высокой общей контрастной чувствительности.В режиме покадровой записи частота повторения всех управляющих импульсов на выходе блока 20 равна частоте кадровых синхроимпульсов, поступающих на его вход, но они сдвинуты друг относительно друга во времени, В исходном состоянии напряжение питания на преобразователе 2 отсутствует, а фотозатвор записи 12 и фотозатвор считывания находятся в закрытом состоянии. При поступлении на вход блока 20 кадрового синхроимпульса он Формирует импульс начала записи, который подается на блок 19 питания и блок 13 управления фото- затвором 12 записиПод действием импульса начала записи блок 19 питания подключает напряжение к преобразователю 2 и тот становится чувствительным к рентгеновскому излуцению, а блок 13 управления формирует ии" пульс тока положительной полярности, который открывает электромеханический Фотозатвор 12 записи. Начинается экспозиция преобразователя 2 теневым рентгеновским изображениеи исследуемого объекта, Длительность экспозициивремя записи ) составляет примерно 0,3-0,5 длительности кадра и определяется временем задержки импульса конца записи. Импульсы конца записи поступают на блоки 13 и 19,Блок 13 вырабатывает импульс тока отрицательной полярности, который закрывает Фотозатвор 12, а блок 19 снимает напряжение питания с преобразователя 2. Процесс записи10008 40 закончился и начинается процесс считывания. Блок 20 формирует импульсначала считывания, под действием которого блок 16 управления вырабатывает импульс тока положительной полярности, который открывает электромеханический Фотозатвор 15 считывания.Считывание продолжается до тех пор,пока блок 20 не подает на блок 16импульс конца считывания,под действием которого блоком 16 Формируетсяимпульс тока отрицательной полярности, закрывающей фотозатвор 15.Момент формирования импульса конца считывания соответствует концу 15прямого хода кадровой развертки. Поскольку время памяти фототитуса значительно больше длительности кадра,то необходимо осуществлять принудительное стирание записанного иэобраения. Стирание осуществляетсл засветкой фоточувствительного слоя Фото титуса светом импульсной лампы 17во время обратного хода по кадру.Блок 20 формирует из переднего фронта кадрового гасящего импульса, поступающего с синхрогенератора 21,импульс запуска блока 18, который ивырабатывает импульс питания лампы 17стирания. После этого схема готова З 0к записи следующего кадра.При работе в режиме с памятью импульс конца считывания и импульс стирания подаются с задержкой на ь кадров, число которых выбирается оператором установкой требуемого коэ(фициента деления в счетчике кадровых синхроимпульсов, который имеется в блоке 20,При работе в режиме накопления и памятью импульс окончания записи на блок 19 и импульс начала считывания на блок 16 подаются с задержкой на несколько кадров, которая также осу ществляется с помощью делителей частоты кадровых синхроимпульсов и выбирается оператором по своему усмотрению.Независимо от выбора режима работы 50преобразователя 2 трубка 9 и устройст.во 22 работают в своем обычном режи-ме,Предлагаемое устройство обеспечивает увеличение разрешающей способности в 5-10 раз и повышение конт 55 растной чувствительности в мелких деталях в 5-10 раз по сравнению с про. тотипом. 67 10Предлагаемое устройство позволяет использовать в рентгенотелевизионных микроскопах вместо рентгеновидиконов видиконы видимого диапазона, в том числе видиконы с памятью, что облегчает проведение различных процедур по аналоговой обработке рентгеновских изображений. Оно обеспечивает также возможность использовать в качестве преобразователей оптического изобра" жения телевизионные приборы с зарядовой связью, что облегчает с ыковку микроскопа,с электронно-вычислительными машинами при автоматизации исследований и реализации различных алгоритмических процедур и машинной об" работке рентгеновских иэображений, в том числе и с целью распознавания образов.Кроме того, с помощью предлагаемого устройства можно уменьшить дозу облучения исследуемого объекта за счет использования преобразователя 2 в режиме с памятью. Время памяти преобразователя регулируется в пределах до нескольких минут. Использование режима работы преоб разователя с накоплением и памятью позволяет увеличить общую контрастнуо чувствительность рентгенотелевизионных микроскопов при использовании маломощных источников рентгеновского излучения. Формула иэобретенил Рентгенотелевиэионный микроскоп,содержащий источник излученил, рентгенооптический преобразователь изображения, выполненный в виде фототитуса с системой считывания изображения, состоящий из оптически связанных менду собой источника монохроматического света, коллиматора и поляриэационного .светоделителя, телевизионную систему наблюдения теневого изображения исследуемого объекта, имеющую передающую трубку, синхрогенератор и видеоконтрольное устройство, блок импульсного питания Фототятуса, блок управления режимом работы Фототитуса, выход которого связан с указанным блоком пита" ния фототитуса, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и контрастностной чувствительности, он снабжен располоненной между поляриэационным свецалуеелевич ороекторКостодписное ель Н в