Устройство для контроля качества изображения оптических систем

Устройство для контроля качества изображения оптических систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С-А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>779838

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (á1) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 09. 11. 78 (21) 2683045/18-10 с присоединением заявки ¹ (51)M,. Кл.з

G 01 И 11/02

Государственный комитет

СССР по аелаи изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151180. Бюллетень ¹ 42 (53) УДК 5З5. .824.8 (088.8) Дата опубликования описания 151180 (72) Авторы изобретения

В.. A. Зверев, В. К. Кирилловский, М. Н. Сокольский, Н. И. Болдырев и B. А. Маларев (71) Заявитель (54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ

ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для контроля оптических систем, строящих действительное изображение, а также, при юстировке и фокусировке таких сис- тем.

Известно устройство для изофотометрической фоторегистрации изображения точки, создаваемого контролиру1О емой оптической системой, осуществляющее измерение распределения освещенности в иэображении точки (11.

Недостатком данного устройства яв- 15 ляется низкая оперативность и значительная трудоемкость измерений, что связано с необходимостью химико-фотографической обработки фотоматериала и проведением сложных процессов 2О печати для получения изофот.

Прототипом является устройство для контроля качества изобра>некий оптических систем t2). содержащее расположейный перед контролируемой 25 системой осветитель и размещенную позади нее телевизионную установку с передающей трубкой, видеоконтроль ным устройством, двухкоОрдинатным регистрирующим устройством для за- $p писи распределения освещенности в изображении источника света.

Недостатком данного устройства является то, что из-за необходимости получения серии кадров накопления с удлиняющимся рядом времен экспозиции накопления один цикл измерения может длиться десятки минут, что не ноэволяет следить за изменениями качества изображения в течение времени измерения, а эти измерения недопустимы, т. е. измерительная система чувствительна к вибрациям и осредняет влияние воздушных потоков и других искажающих факторов. Кроме того, фотометрическне сечения регистрируются на отдельных уровнях освещенности, увеличение числа которых за- . труднено, т, к. влечет за собой увеличение затрат времени на измерение.

Целью изобретения является повышение э1сспрессности измерений за счет того, что все фотометрические сече-. ния формируются при одинаковых вреМенах экспозиции, составляющих 1/25 с, а результаты измерений выводятся на экран электроннолучевой трубки практически одновременно с процессом анализа изображения точки.

779838

d0 б5

Эта ц ль достигается тем, что в него введены установленный позади осветителя с воэможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной к оптическЬй оси, фотометрический клин, связанный с электрическим преобразователем перемещения, выход которого подсоединен к вертикальной развертке двухкоординатного регистрирукщего устройства, а к горизонтальной развертке этого устройсува через осциллограф с блоком выделения строки,. дисКриминатор видеосигнала, пороговый усилитель и дифференцирующую цепочку, подключен выход телевизионной установки.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства,, на фиг. 2 схема принципа выделения изофот различных уровней освещениости при изменении светового потока в схеме контроля.

Устройство содержит осветительную систему 1, 2, 3, формирующую точечный источник света, введеннь>й в нее перемещающийся фотометрический клин

4, плавно меняющий световой поток, и приспособление для закрепления контролируемой оптической системы 5. За контролируемой системой располагается телевизионная установка с передающей трубкой 6, регистрирующим устройством 7 для записи распределения освещенности, и блоком 8 измерения площади изображения. Светопоглотитель связан с электрическим датчиком перемещения 9, выход которого подсоеди нен к вертикальной развертке двухкоординатного регистрирующего устройства 7. К горизонтальной развертке регистрирующего устройства подключен выход телевизионной установки через электронный блок, включающий в себя осциллограф с блоком выделения строки 10 дискриминатор видеосигнала 11, пороговый усилитель 12 и дифференцирующую цепочку 13, которые выделяют сигнал о координатах начала и конца поперечного сечения иэображения точечного источника света. Кроме того, устройство содержит видеоконтрольное устройство 14.

Устройство работает следующим образом (фиг. 2) .

В исходном состоянии фотометрический клин введен и чувствительность телевизионной системы установлена таким образом, что исходный световой поток в схеме контроля вызывает формирование изображения линии равного уровня освещенности (изофоты) в изо- бражении точечного источника, соответствующей максимуму относительной освещенности Е (см. фиг. 2а), которую примем равным единице. При пе

-ремещении фотометрического клина на расстояние, соответствующее повышению светового потока вдвое, кривая распределения освещенности сместит!

О

50 ся в новое положение Е, а крутая сЪетовая характеристика телевизионной системы с дискриминатором (фиг. 2б) выделит из распределения освещенности изофоту, соответствующую уровню освещенности, вдвое меньшему, чем первоначальный, и на экране

ВКУ будет сформировано иэображение изофоты, соответствующей уровню

E = 0,5. Следующее удвоение светово2 го потока вызывает формирование изофоты, с оот в ет ст вующей уров ню от носительной освещенности Е э = О, 25 и т. д. Промежуточные положение клина дадут изофоты промежуточных уровней освещенности. Все изофоты последовательно подаются на электроннолучевую трубку с памятью, например на экран осциллографа типа С8-7А, дополненного блоком кадровой развертки. Таким образом, в результате запоминания ряда фотометрических сечений и воспроизведения на экране их сходного взаимного расположения на экране изображается иэофотограмма, т. е. топограмма распределения освещенности в изображении точечного источника света, сформированном исследуемой оптической системой. Далее с помощью построчного осциллографа выделяется строка, проходящая через максимум освещенности в изображении. Затем фотометрическому клину сообщается непрерывное возвратное перемещение (например, круглый клин вращают); что вызывает плавное изменение светового потока.

При этом, благодаря датчику перемещения (вращения), возникающие (для каждой последовательной изофоты) точки координат начала и конца поперечного сечения изофоты располагаются на экране регистрирующего устройства на различных высотах, соответствующих уровням освещенности. В результате на экране формируется кривая распределения освещенности по линии, пересекающей изОбражение светящейся точки через максимум освещенности.

Одновременно, как и в прототипе, полный телевизионный сигнал каждого кадра изображения точки, -сформированного контролируемой системой, поступает в блок измерения площади иэображения для вычисления концентрации энергии в изображении.

Формула . изобретения устройство для контроля качества иэображения оптических систем, содержащее расположенный перед, контролируемой системой осветитель и размещенную позади нее телевизионную установку с передающей трубкой, видеоконтрольным устройствоМ, двухкоординатным регистрирующим устройством для записи распределения освещеннос779838 ти в изображении источника света, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения экспрессности измерений, в него введены установленный позади осветителя с возможностью перемещения в плоскости, перпендику, лярной к оптической оси, фотометрический клин, связанный с электрическим преобразователем перемещения, выход которого подсоединен квертикальной развертке двухкоординатного регистрирующего устройства, а к горизонтальной развертке этого . устройства через осциллограФ < n5 ком выделения строки, дискриминатор видеосигнала, пороговый усилитель и дифференцирукщую цепочку подключен выход телевизионной установки.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зверев В. A. и др. "Оптикомеханическая промыаленноеть", 9 12, 1976, с. 6-8.

2. Заявка 9 249940/18-10, кл. С. 01 М 11/02, 27.06.77, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

ВНИИПИ Заказ 9313/б

Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4