Оптический анализатор изображений

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХСПУБЛИН 0159 Г 51)5 С 01 В 9/ 27 3 Е ИЭОБРЕТЕ ПИ 1458392/24-280.05,887.10.90. Бюл. М.А. Афанасьев,(21 (22 (46 (72 37 .М, Землянов ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ и .С.10. Качанов,(54) ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ИЗОБРАЖЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в фотоэлектрических автоколлиматорах и микроскопах для определенияположения изображения в виде светового штриха путем уменьшения погрешности измерений, обусловленной общей неравномерностью распределения освещенности в плоскости анализа. При перемещении светового штриха б,в плоскостианализа по оси Х происходит изменениевеличины светового потока, прошедшегочерез прозрачное окно диафрагмы, выполненное в виде последовательности11", 2 прямоугольных треугольников 1-5,у каждого из треугольников 1-5 одиниз. катетов расположен на общей для данных катетов прямой, параллельноипродольной оси светового штриха б(оси У). Каждые два смежных треугольника (1 и 2, 2 и 3 и т:д.) имеют общую вершину, а суммарная длина всехкатетов, расположенных на общей прямой, не превышает длины . световогоштриха. Прошедший через окно диафрагмы световой поток регистрируется, ипо его величине судят о положениисветового штриха на оси Х. Погрешность, обусловленная неравномерностьюраспределения освещенности вдоль длины , штриха б (функция Ро(у), устраняется в данном анализаторе эа счеттого, что для каждой пары треугольников, равноудаленных от положения, соответствующего максимальному значениюР(у) (треугольники 1,5 и 2,4) средняя освещенность при перемещенииштриха б по оси Х остается примернопостоянной и результаты измерений зависят только от положения штриха б.Практически число треугольников выбирается исходя нз требуемой точностиизмерений при конкретной функцииР (у) 3 илИзобретение относится к измерительной технике и может быть использвано в Фотоэлектрических автоколлиматорах и микроскопах для определе 5 ния положения изображения в виде светового штриха, характеризующего положение объекта, контролируемое прибором.10Цель изобретения - повышение точности определения положения изображения в виде светового штриха путемуменьшения погрешности измерений,обусловленной общей неравномерностью 15распределения освещенности в плоскости анализа.На Фиг. 1 и 2 показаны примерывлияния неравномерности распределенияосвещенности в плоскости анализа соответственно для прототипа и для оптического анализатора изображений,содержащего диафрагму, выполненнуюс прозрачным окном в виде пяти равныхпрямоугольных треугольников; на фиг,3 - 25графики зависимости аеличины ошибки вопределении положения светового штриха для диафрагмы, прозрачные окна которых содержат различное число (И)треугольников. 30Оптический анализатор изображенийсодержит диафрагму, выполненную спрозрачным окном в виде прямоугольных треугольников 1-5 (фиг, 2), у каждого из треугольников 1-5 один из ка 35тетов расположен на общеи для данныхкатетов прямой, параллельной продольной оси светового штриха (оси У). Каждые два смежных треугольника 1 и 2,2 и 3 и т.д. имеют общую вершину, исуммарная длина всех катетов, расположенных на общей прямой, не превышаетдлины Ь светового штриха 6,Анализатор изображений работаетследующим образом, 45При перемещении светового штриха 6в плоскости анализа по оси Х происходит изменение величины световогопотока прошедшего через прозрачноеокно диафрагмы. Прошедший через окно50диафрагмы световой поток регистрируе."ся, и по его величине судят о положении светового штриха на оси Х,.Как известно, в зеркально-линзовыхоптических системах, используемых вфотоэлектрических микроскопах и автоколлиматорах, в плоскости анализаимеет место падение освещенности отцентра к краю изображения. Это явление вносит погрешность в результатыизмерения.Нормированная функция распределения освещенности в плоскости анализа в направлении, совпадающем с продольной осью штриха 6 (осью У) Ро(у) описывается зависимостьюгде а - параметр, характеризующий неравномерность распределенияосвещенности по длине штриха 6.На Фиг. 1 сплошной линией показана зависимость Р(у) для а = 4, на фиг.2а = 3,6,Для прототипа средняя освещенность Ро в прошедшей через диафрагмуанализатора части светового штрихасущественно зависит от координаты х(Фиг. 1), что приходит к отклонениюкоординатнои зависимости прошедшегосветового потока Ф о(х) от линейногозакона Р х (Фиг. 3, И = 1).Если диафрагма оптического анализатора выполнена со световым окномв виде последовательности треугольников (Б 3 2), то каждая пара треугольников, равноудаленных от положения,соответствующего максимальному значению Р (у) (треугольники 1,5 и 2,4),обеспечивает компенсацию влияния неравномерности распределения освещенности по Длине светового штриха наточность определения координаты хтак как средняя освещенность в пределах каждой указанной пары, рассматриваемой как целое, зависит от х весьмаслабо (фиг. 3, Б = 5),Практически число треугольниковвыбирается исходя иэ требуемой точности измерений при конкретной функции Рр (У) фИспользование данного оптическогоанализатора уменьшает погрешность вопределении положения светового триха, причем чем больше число М п 1;.чоугольных треугольников, образующихпрозрачное окно диафрагмы, тем меньшевеличина укаэанной погрешностиФормула изобретенияОптический анали,затор изображений, содержащий диафрагму, о т л и ч а ющ и й с я темчто, с целью повышения точности определения положения5 197526 6 иэображения в виде светового штриха, треугольника имеют общую вершину, асуммарная длина всех катетов, распоя ой не п евышапроэрачным окном в виде последователь- ложенных на общей прям ности по меньшей мере двух равных пря- ет длины светового штриха, диафрагма моугольников, ориентированных так,что имеет возможность ус а5т новки в положеу каждого треугольника один из кате- ние, при котором о щ рб ая п ямая о иентов расположен на общей для данных тирована параллельно продольной оси катетов прямой, каждые два смежных светового штриха,