Устройство для сравнения изображений

(71) Заявнтел ИЗОБРЯЕНИЙ 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВ вляе ие поло- рудняюавой вет" алнчие вбпииых изобствием Изобретение относится к устройствам для сравнения изображений раз- . личных объектов и может быть исполь-зовано в криминалистике, микроэлектронике и других областях науки и техники для исследования объектов методами сравнения с помощью микроскопов, зрительных труб, проекционных и других оптических систем.К методам сравнения, используемьа, например, на микроскопах, относятся одновременное наблюдение в одном поле зрения половин двух сравниваемых полей с общей границей разделена, при этом граница раздела полей может располагаться вертикально или горизонтально,может быть нодвижной или неподвижной, поочередное наблщцение каждого из сравниваемых полей; иаблю дение совмещенных (наложенных одно на другое) изображений сравниваемых объектов.Известны устройства для измерения полей сравнения, выполненные в виде микроскопов и насадок сравнения, вкоторых исследование объектов осу 61 ествляется несколькими из перечисленных методов, Так, микроскоп сравнения обеспечивает одновременное наблюдение половин сравниваемых полей,т.е. использует только первый метод.В насадке сравнения предусмотренавозможность как одновременного наблю"дения половины полей сравнения, таки поочередного наблщцения полей, Граница раздела полей расположена горизонтально и.образована плоскостьюсклейки нерабочих граней двух прямоугольных призм, установлеинвас подвижно Я. Недостатком такой систеиыся горизонтальное расположевины сравниваемых полей, защее координацию в левой и пвях микроскопа, а также иэи границы раздела паразитражеиий, обусловленных отсу57908 4 10 15 20 25 30 35 40 50 55 3 8возможности диафрагмирования нерабочих пучков лучей.Нзвестен также микроскоп сравнения, имеющий две ветви, каждая изкоторых содержит систему, проецирующую изображение объекта в общую плоскость, проходящую через ребро разделительной прямоугольной призмы сдвумя отражающими гранями, являющейся системой совмещения изображений.После разделительной призмы изображение сравниваемых объектов проектируется дополнительными оптическимиэлементами в общую фокальную плоскость окуляра или на экран, где ипроизводятся измерения. В результатесовместного перемещения разделитель- .ной призмы и плоских зеркал, установленных в обеих ветвях микроскопа,можно последовательно наблюдатьизображение правого и левого полейсравнения или обеих половин полей одновременно 2,Известны микроскопы сравнения,в которых предусмотрено наблюдениене только половин двух полей, но и наложения их друг на друга 3 .В известных микроскопах и насадках одновременно не могут использоваться все методы сравнения, наложения и совмещения. В них для обеспечения подвижной границы раздела сравниваемых полей усложнены оптическаяи механическая конструкция прибора.Например, в микроскопе 2 для сохранения длины хода лучей при перемещении разделительной призмы в обеихветвях сравнения введено плоскоезеркало 1 жестко связанное с перемещающейся призмой) и дополнительнаяпрямоугольная призма с двумя отражающими катетными гранями. Наличие оптических деталей значительно усложняет механическое устройство, обеспечивающее возможность перемещенияграницы раздела.Граница полей в микроскопах и насадках образуется ребром призмы. Эторебро совместно с изображением далеерассматривается или фотографируетсяс помощью оптическо системы, имеющей увеличение от 5 до 20 . Поэтому при изготовлении ребра (или инойграницы раздела, образованной, например склеиванием граней призм)к нему предъявляются высокие требо"вания в 1 отношении наличия сколов,равномерности ширины, прямолинейности, отсутствия фасок, чистоты нлоскостей близлежащих граней и других дефектов фасок, чистоты плоскостей близлежащих граней и других дефектов поверхности, Повышаются также требования и к качеству стекла в отношении пузырности. Ширина ребер и их дефекты не должны превышать 0,01-0,02 мм. Изготовление призм с такими требованиями вызывает большие технологические затруднения.В связи с использованием в качестве линии раздела одного из элементов призменных систем, невозможен ее поворот в поле зрения, так как при повороте линии раздела будет происходить и поворот других граней призм, что может существенно изменить ход лучей в оптической схеме.Линия раздела не может менять ширину, так как она имеет строго определенные размеры. Это обстоятельство исключает возможность разделения поля зрения на три части.Для обеспечения возможности последовательного обзора сравниваемых полей необходимо последовательно поворачивать объект с помощью предметного столика. Этот способ неудобен при эксплуатации микроскопов, так как при нем происходит расфокусировка объекта и выход его за пределы поля зрения в случае несовпадения оси вращения столика и оптической оси микроскопа. При сравнении удаленных объектов с помощью зрительных труб вообще невозможно поворачивать объекты, что затрудняет всестороннее исследование.В известных устройствах плоскости иэображения совмещены с физическими элементами, образующими границу раздала ребром или плоскостью соответствующих призм). Это обстоятельство практически исключает возможнось установки в каждой из сравниваемых ветвей измерительных шкал, передвижных штрихов и других измерительных приспособлений. Измерения производят только в общем полы зрения обеих ветвей.Таким образом, в известных устройствах системы совмещения выполняют одновременно две функции: производят изменение хода лучей, необходимое для совмещения изображений обоих полей, и образуют границу раздела, Это обстоятельство и приводит к значи7908 1 О 15 35 5 85 тельному ограничению возможностей известных микроскопов сравнения.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, в котором введены плоскости промежуточного действительного изображения и совмещенные с ними максирующие полевые диафрагмы, что снижает требования к качеству изготовления оптических элементов, совмещающих поля зрения 14 1Однако этот прибор обеспечивает использование только одного метода работы - метода сравнения одинаковых зон иэображений отдельных каналов. Линия раздела не может менять своей ширины, и для последовательного обзора сравниваемых объектов необходимо их перемещение.Цель изобретения - увеличение .числа вариантов сопоставляемых эон изображений без перемещения объектов.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сравнения изображений, содержащем по крайней мере, две проекционные ветви, в каждой из которых в плоскости промежуточного иэображения установлен элемент, перекрывающий, по крайней мере, часть поля зрения, блок совмещения полей изображений и систему их регистрации, указанный блок совмещения изображений образован двумя призмами с одинаковой длиной хода луча и общей светоделительной гранью, наклонной к оптической оси системы регистрации, а элемент, перекрывающий поле зрения в каждой ветви, выполнен в виде диафрагмы-ножа, установленной с возможностью поворота и поступательного смещения в своей плос кости, или в виде светофильтра, отличающегося по спектральному пропусканию от элемента другой ветви.На фиг. 1 изображена оптическая схема устройства; на фиг. 2 - схематическое воспроизведение вариантов картин, наблюдаемых в общем поле зрения (третий вертикальный столбец) фри различном расположении диафрагм в левой и правой ветвях устройства (первый и второй столбец).Устройство фиг. 1) состоит из двух проекционных ветвейи 2, в плоскостях промежуточных действительных изображений которых размещены диафрагмы 3 и 4, имеющие возможность поворота и поступательного смещения в своей плоскости. Блок совмещения 20 25 30 40 45 50 55 полей изображений образован двумяпризмами 5 и 6 с одинаковой длинойхода луча и общей светоделитальнойгранью 7, наклонной к оптическойоси системы 8 регистрации совмещенных изображений.Устройство работает следующим образом.Исследуемые объекты на фиг. 1не показаны)проецируются в плоскостьдиафрагм-ножей 3 и 4, каждая из которых имеет возможность поступательного перемещения и вращения в своейплоскости, перпендикулярной оптической оси, частично или полностью приэтомперекрывая диаметр световогопучка, При полном перекрытии изображения в одной из ветвей обеспечивается наблюдение поля сравнения другойветви (фиг. 2, ряд а, б). При диафрагмах 3 и 4, полностью выведенныхиз поля зрения, изображения обеихветвей накладываются друг на друга,т.е. обеспечивается метод наложения(фиг. 2, ряд в). При поступательномперемещении диафрагм 3 и 4 навстречу друг другу последовательно перекрываются противоположные участкиполей сравнения. В этом случае можно производить наблюдение новым способом трех зон: отдельных двух частей сравниваемых полей и наложенного изображения частей этих полей(фиг. 2, ряд г).Например, в одной зоне находится часть изображения левого объекта, затем идет зона, содержащая наложенное изображение обоих объек.ов (где могут совмещаться их общие элементы, например, координатные метки), и в третьей зоне расположена часть изображения правого объекта, Б момент подхода диафрагмк оптической оси наблюдаются половины полей с общей границей раздела, расположенной в плоскости, перпендикулярной к оптической оси (фиг. 2, ряд д, е). При этом линия раздела может быть установлена под любым углом в поле зрения. При дальнейшем перекрытии полей начинает увеличиваться ширина линии раздела (фиг. 2, ряд ж).При раздельном поступательном перемещении диафрагм з каждой ветви можно менять соотношение между участками левой, наложенной и правой зон (фиг. 2,.ряд г), а также получать возможность наблюдения наложенного(совмещенного) изображения поповин полей и одной иэ половин полей (фиг, 2, ряд э). Диафрагмы 3 и 4 могут быть заменены фильтрами, различными для каждой ветви сравнения. В этом случае при их перемещении появляется воэможность набпюдения наложенного (совмещенного) иэображения объектов двух ветвей, разделенного (благодаря различной цветовой окраске 1 О полей) на несколько эои (фиг. 2, ряд и). Для многих. биологических объектов, имеющих сложную морфологическую структуру, цветовой контраст значительно облегчает наблюдение, на- И пример, при использовании дополнительных цветов в зоне наложения кон- траст повышается в два раза.При вращении диафрагм 3 и 4, которое может быть выполнено раздель- Ю ным или синхронным, появляется возможность кругового обзора, сравнения и наложения (совмещения) всех участков сравниваемых объектов (сверху и снизу, справа и слева, во всех промежуточных положениях под любым углом)Такии образом, благодаря тому, что в каждой ветви сравнения в промежуточной плоскости действительного Зо изображения подвижно установлена диафрагма-нож, с которой может быть связана измерительная сетка и угломерная шкала, не только обеспечивается использование всех известных И методов наблюдения на одном приборе, но и появляются новые способы наблюдения сравнения и наложення(совмещения) трех зон в поле зрения и проведение линейных и угловых изме- ф 1 рений. В йредлагаемом устройстве диафрагмы при повороте вокруг оптической оси последовательно перекрывают поле зрения. В связи с этим появляется воэможность последователь ф ного обзора сравниваемых полей любым из ранее описанных способов.При изготовлении диафрагм из стали или стекла можно получить щель между диафрагмами или их перекрытие шириной до 0,001-0,002 мм, т.е. на порядок меньше, чем в известных устройствах. Это позволит получить линию раздела, праКтически незаметную в по ле зрения. Такое качество иэображения границы раздела вообще нельзя ъсущестаить в известных устройствах. Поскольку плоскости действительных изображений сравниваемых объектов, в которых. установлены диафрагмы, расположены на достаточно большом расстоянии от граней призм, требования к качеству изготовления призм соответствуют обычным требованиям к оптическим деталям.Устройство обеспечивает исследование двух объектов девятью различными методами сравнения, наложения и совмещения взамен четырех методов, используемых в известных устройствах,Формула изобретения1, Устройство для сравнения иэображений, содержащее, по крайнеймере, две проекционные ветви, в каждой из которых в плоскости промежуточного действительного изображения установлен элемент, перекрывающий, покрайней мере, часть поля зрения, блоксовмещения полей изображений и систему их регистрации, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью увеличения числа вариантов сопоставляемыхзон изображений без перемещения объектов, блок совмещения изображенийобразован двумя приэмамн с одинаковойдлиной хода луча и обшей светоделительной гранью, наклонной к оптической оси системы регистрации, а элемент, перекрывающий поле зрения вкаждой ветви, выполнен в виде диафрагмы-ножа, установленной с возможностью поворота и поступательногосмещения в своей плоскости,2. Устройство по п. 1, о т л нч а ю щ е е с я тем, что элементперекрывающий поле зрения в каждойветви, выполнен в виде светофильтра,отличающегося по спектральному пропусканию от элемента другой ветви.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСкворцов Г,Е. и др.Иикроскопы,И., 1969, с, 394, 473,2, Авторское свидетельство СССРВ 218473, кл, 0 02 В 2118, 19793, Оптико-механическая промышленность. 197 б, В 10, с. 14.4. Авторское свидетельство СССРВ 498591, кл. 6 02 В 21/18, 1975857908 ЛИаа девй ПриЬо детй 05 щйе аде зрення О Э 9 се Ффщ Редактор Н л Тираж 539 сударственного комитета С ам иэобретений и открытий осква ЖРариская наб У