Измерительное устройство

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИПДЬСТВУ(11) 619889 А,Ф, (51) М. Клнительное к авт. с Заявлено 11.02,77 (21) 2452нсоедннением заявки4/18-1 27/40 Гасударственный ком Сееатв Мнннстрое С а,аелам нзюбретен н еткрытнй(45) Дата опубликования описания 28.06.7(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВ Изобретение о тических измерите жет быть нспольз го юмерения пара систем. носится к области льных устройств и овано для апостери метров фотографич пмопертумешен ия н Яедоста стоят в отн и ограничен обусловлено сходящемсяопти со- нные ь, к е,то то ты которогов фокальнойзы саста енноИзвестно, что, например. пространственно-частотный спектр (Фурье-образ)юображения точки при расфокусировке оптической системы имеет ряд нулей, расположенных. в точках реверса фазы, пространственное положение которых может р быть аппроксимировано функциями Бесселя первого порядка, Посколькулюбое изображение в пределе может быть представлено системой точек, то .Фурье-образ этого изображения в случае расфокуснровки 2 З оптической системы. будет также иметь Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее последовательно размещенные на общей оптической оси коллимированный источник ма но хроматического света, . анализируемое юображение, анализирующую сферическую линзу, кольцевую щелевидную диафрагму и фотоприемннк, соединенный с регистрирующим прибором, причем Известны приборы для измеренияческой передаточной функции 1 Ц 2держащее последовательно размещеосветитель, движущуюся освещеннуюиоследуемую оптическую систему иприемник, соединенный с регнстратоНедостаток известных приборовит в невозможности определения харистик оптической системы .по получму с ее помощью снимку,полнена с возможностью переоль оптической оси 3. ки известного устройства сосительно невысокой точности ом диапазоне измерений, что перемещением диафрагмы в многокомпонентном оптичесбразуюшем пространственнопектр изображения, компоненполностью разделяются лищь плоскости анализирующей линминимумы в определенных точках, Однаков силу нерегулярности, анизотропностиизображения, а также влияния различныхпобочных факторов эти минимумы будутнеявными. Поэтому предлагается в изображении фурье-образа выделять ряд центрированных кольцевых областей переменного радиуса и провести внутри них интегрирование сигнала, преобразовать этотсигнал в одномерный, а затем по характеру графика полученного одномерногосигнала принять решение о расположениинулей в пространственно-частотном спектре анализируемого изображения.Чтобы реализовать эту последовательность операций предлагается разместитьв. фокальной плоскости анализирующей линзы предлагаемого устройства плоскостьпостроения изображения пространственночастотного спектра (фурье-образ), например матовое стекло, и установить междуней и кольцевой щелевидной апертуройобъектив с возможностью перемещениявдоль оси для построения изображенияфурье-образа с переменным масштабом,На чертеже показана схема описываемого устройства, представляющего собойразмещенные последовательно на обшейоптической ося коллимированный источник1 монохроматического оптического излучения, носитель с анализируемым изображением 2, сферическую анализирующуюлинзу 3, матовое стекло (диффузный рассеиватель) 4, перемещаемый объектив 5,снабженный приводным механизмом 6,кольцевую щелевидную диафрагму 7 и фотоприемник 8, соединенный с регистратором 9, канал синхронизации которого связан с приводом 6.Коллимированный источник 1 монохроматического оптического излучения может 40быть выполнен, например, в виде лазерас коллиматором, ртутной лампы с монохроматором н коллиматором и т. и,Перемещаемый объектив 5 должениметь возможность либо изменения фокусного расстояния, выполняемого одновременно с перемещением, либо одновременного перемещения вдоль оси диафрагмы 7совместно с фотоприемником 8, которыепри этом объединяются в единый моноблок 50и связываются с приводом 6, который вэтом, случае должен иметь два выхода сотличными скоростями перемещений, определяемыми из формулы линзы.Кольцевая щелевидная диафрагма 7 вы полняется в виде прозрачного кольца натемном фоне. Ее диаметр определяетсяминимальным размером изображения прол палччъл 3 УЛтЧЪ ЛПотГРГа ЦД гарт сеивателе 4 (т. е. в крайнем правом положении объектива 5), Ширина щели выбирается равной 0,01 Ф 0,03 от диаметра(конкретное значение ширины щели определяется требуемой точностью измерения,мощностью источника 1 и чувствительностью фотоприемника 8).Регистратор 9 может быть выполненв виде осциллографа, самописца и т, и.Работает предлагаемое устройство. следующим образом,Изображение, полученное с помощьюисследуемой системы (например, фотографической), помешают между источником 1и линзой 3, При этом на поверхности матового стекла 4 возникает фурье-образанализируемого изображения, который спомощью объектива 5 проецируется на диафрагму 7. Часть фурье-образа, соответствующая определенным пространственнымчастотам изображении, вырезается щельюи передается на фотоприемник 8, откудав форме электрического сигнала поступает на регистратор 9. Перемещая объектив5 можно проспедить амплитуду всех компонентов спектре, интегрируя их в кольцевой области. В результате интегрированияслучайные флуктуации сигнала, обусловленные конкретным содержанием изображения,сгладятся, а регулярный сигнал, вызванный дефокусировкой оптической системы,в силу центральной симметрии фурье-образа дефокусированного изображения окажется подчеркнутым. В результате синхронного перемещения объектива и развертки регистратора записывается картина распределения энергии в кольцевьх зонах переменного радиуса, несущая информацию о положении нулей передаточнойфункции оптической системы, с помощьюкоторой было получено изображение, и,следовательно о самой передаточной функции.По сравнению с объектом-прототипом заявленное устройство позволит получить более высокую точность при больших диапазонах дефокусировок, Это обуславливается тем, что анализ Фурье-образа выполняется непосредственно в области простран ственных частот, где все компоненты спектра точно разделены,формула изобретения1. Измерительное устройство, содержащее последовательно размещенные на обшей оптической. оси коллимированныйисточник монохпоматического излучения,Заказ 4503/43 Тираж 621 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров ССт в СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 носитель с анализируемым изображением, сферическую анализируюшую линзу, кольцевую щелевидную диафрагму и фотоприемник, соединенный с регистратором, о тличаюшееся тем;что,сцелью повышения точности и расширения диапаэона измерений, между анализирующей линзой и кольцевой щелевидной диафрагмо":. установлены последовательно матовое стекло и объектив, снабженный приводным механизмом и имеющий возможность пе ремешения вдоль оптической оси.2,Устройство поп.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что кольцевая диафрагма и фотоприемник жестко соединены и установлены с возможностью перемещения вдольоптической оси и связаны с приводомобьектива. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе;:1. Патент США % 3519358по кл. 356-124, 1970. 2, Патент США Мф 3273350/ по кл. 356-124, 1970. 3. Авторское свидетельство СССР