Учебный прибор для демонстрации процесса фильтрации пространственных частот

)4 стеажена;устро новска н основании с рпуса 5 с вх окнами на ег симметрии ко2. Оптическ озможн тью вр и выхо ьство СССР17, 1980.ДЕМОНСТРА -ПРОСТРАНСТ ни ос поверхпуса 5я систе нымЦент ж сосанов ркал 8 и 9, ус усе 5. Зеркало имеет средство наклона и расп ит и двух зх в корнеко, . подле ет повыси процесса ных часто новании н регуожепруж лиро но в ки углзоне взакрепл ерканого диого окна 6 но в зоне вы лом 45 к осо последова сканирую од у окна ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯЦИИ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИВЕНН 11 Х ЧАСТОТ(57) Изобретение позволнаглядность демонстрацифильтрации пространствев учебном приборе. На оодной оптической оси 2тельно установлены мира щее устроиство и оптическая с ма. Контрольная панель с изоб нием расположена на основании оптической оси 2. Сканирующее ство выполнено в виде установИзобретение относится к учебнымприборам по разделу Физики - оптики и .может быть использовано длянаглядной демонстрации процессаФильтрации пространственных частотв оптической системе.Цель изобретения - повышениенаглядности демонстрации,На фиг.1 схематически показанучебный прибор, общий вид; на фиг,2 схема сканирующего устройства(пунктиром показано .положение оптической системы при повороте на180 , разрез); на фиг.З - соотношение геометрических размеров учебного прибора.Учебный прибор для демонстрациипроцесса Фильтрации пространственных частот содержит последовательноустановленные на основании 1 на одной оптической оси 2 фиг.2) миру 3, сканирующее устройство иоптическую систему. Прибор имеетрасположенную на основании 1 на одной оптической оси 2 с мирой .3контрольную панель 4 с изображениема сканирующее устройство выполнено в виде установленного на основании 1 с возможностью вращения корпуса 5 с расположенными на его поверхносги входным б и выходным 7 окнами,причем центр последнего лежит наоптической оси 2.Оптическая система состоит издвух установленных в корпусе 5 зеркал 8 и 9. Зеркало 8 подпружинено,имеет средства 10 регулировки угланаклона и расположено в зоне входного окна 6 корпуса 5, а второезеркало 9 закреплено в корпусе 5в зоне выходного окна 7 под угломО45 к оптической оси 2. Сканирующее устройство имеет защитный кожух 11 с отверстием 12 для наблюдения и электромотор 13. Для исключения вибраций корпус 5 имеет противовес 14.Учебный прибор работает следующим образом. Оптический сигнал, отраженный контрольной панелью 4, проходит через прозрачную миру 3 и, отразившись последовательно от плоских зеркал 8 и 9 (фиг.2 и 3), попадает в отверстие 12 для наблюдения, (источник света не показан). С помощью средства 10 регулировки угла наклона (Фиг.2) устанавливается 1 211800такой угол наклона зеркала 8, чтоизображение контрольной панели 4остается неподвижным относительноглаза наблюдателя при вращении опти ческой системы. Электромотор 13 вращает корпус 5 (Фиг.2), чем осуществляется сканирование и создает -ся возможность принимать оптическийсигнал в,разных точках пространст О ва в каждый последующий момент времени, что приводит к пространственно-временной модуляции изображениямиры 3, При этом сигнал от миры 3эффективно подавляется (фильтрует ся) в реальном масштабе временипри восприятии наблюдателем, глазкоторого обладает инерционностью(свойствами фильтра низких частот).В зависимости от пространствен ной частоты мира 3 и геометрическиххарактеристик прибора расстояниемежду центрами плоских зеркал 8 и 9должно быть выбрано из условия,1 а,где 1 - плечо сканирующего устройства;30проекция плеча на миру вугле визирования;- расстояние между мирой иплоскостью вращения центровзеркал;- расстояние от контрольнойпанели до плоскости вращения центров зеркал;пространственный периодмиры (для случайной модуля ции миры - интервал пространственной корреляции ).Кроме того, должно быть выполненосоотношение Т 6 Т,где Т - период вращения оптической 45 системы;Т - постоянная времени (инер 9ционность 1 человеческогоглаза (Т ф 0,1 с) .Сканирующее устройство и оптическая система за счет движения зеркала 8 в пространстве по круговой траектории осуществляют синтез оптической апертуры, обладающей фокусирующими и пространственно-временнымифильтрующими свойствами, Пространственно-частотная характеристика такойсистемы зависит от ее динамическихпараметров.Например, монохроматический сигнал единичной амплитуды за счет вращения оптической системь 1 модулируется амплитудной мирой ц(х,у) в видеВ случае двухмерной синусоидальной миры оптический сигнал на выходе вращающегося сканирующего устройства и оптической системы равенгде Ч - линейная скорость движения зеркала 8 (для удаленного объекта);% - пространственный периодмиры;С - скорость света,Таким образом, частота ( Р) амплитудной модуляции сигнала2 Т 7 = - У а и пропорциональна ,скорости движения зеркала,Любое фоторегистрирующее устрой -,ство (глаз, фотоаппарат) обладаетинерционностью, характеризуемойвременем усреднения или граничнойчастотой фильтрации й = 2/Т,р.Следовательно, может быть выбранатакая линейная скорость (У) , что.РР и мира "исчезает" на фонеконтрольной панели 4.Если мотор 13 выключен и сканирование не производится, то наблюдатель видит одновременно изображение контрольной панели и неподвижную миру. В этом случае оптическая апертура не синтезируется ипространственно-временная фильтрация отсутствует.При указанном режиме работы сканирующий оптический преобразовательявляется моделью оптической линзыс той разницей, что в последнейфильтрация оСуществляется путемпространственного усреднения сигнала в плоскости реальной апертуры.Формула изобретения15Учебный прибор для демонстрациипроцесса фильтрации пространственных частот, содержащий последова,тельно установленные на основаниина одной оптической оси миру, сканирующее устройство и оптическую систему, отличающийсятем, что, с целью повышения наглядности демонстрации, он имеет расположенный на основании на одной оптической оси с мирой контрольную панель с иэображением, а сканирующееустройство выполнено в виде установленного на основании с воэможностью30вращения корпуса с расположеннымина его поверхности входным и выходным окнами, центр симметрии последнего лежит на оптической оси, приэтом оптическая система состоит издвух установленных в корпусе зеркал,одно иэ которых подпружинено, имеет.средство для регулировки угла наклона и расположено в зоне входного окна корпуса, а другое закреплено вкорпусе в зоне выходного окна подО40 углом 45 к оптической оси,аказ 646/57 Тираж 45 ВН Филиа Патен 1211800 Ужгород, ул. Проектная