Устройство для обнаружения минимумов излучения в изображении объекта

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ МИНИМУМОВ ИЗЛУЧЕНИЯ В ИЗОБРА ЖЕНИИ ОБЪЕКТА, содержащее объектив, оптически связанный с первым осве , 13: йг.,-й, .,:тителем , и пространственный пиковьй Детектор, отличающееся тем, что, с цепью увеличения точности устройства, оно содержит инвертор изображения объекта, размещенный между объективом и пространственным пиковым детектором и оптически связанный с ними, второй осветитель , оптически связанный с инвертором изображения объекта через полупрозрачное зеркало, размещенное между объективом и инвертором изображения объекта, и оптическую полутоновую маску, размещенную на приемной поверхности пространственi ного пикового детектора. 2. Устройство по п. 1, отли (Л чающееся тем, что коэффициент пропускания оптической полуС тоновой маски обратно П1з опор ционален чувствительности пространственного пикового детектора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Q0Q44 . ECH1", v

РЕСПУБЛИН

09) (11) зЮ 606 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3448288/18-24 (22) 02.06.82 (46) 15.08.84, Бнш. к- 30 (72) А.С,Черепаха и А.А.Ковалев (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина и Институт электроники АН БССР (53) 68!.327. 12 (088.8) (56) 1. Коптев В.Н. и др. Оптикоэлектронное устройство для контроля дефектов поверхности металлических изделий. - В кн.: Применение средств оптоэлектроники в контрольно-измерительных системах. Фергана, 1978, с. 53-54.

2. Авторское свидетельство СССР

8 814126» кл. (р 06 К 9/00» 1978. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ИИНИИУИОВ ИЗЛУЧЕНИЯ В ИЗОБРА "

ЖЕНИИ ОБЪЕКТА, содержащее объектив, оптически связанный с первым осветителем, и пространственный пиковый детектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности устройства, оно содержит инвертор иэображения объекта, размещенный между объективом и пространственным пиковым детектором и оптически связанный с ними, второй осветитель» оптически связанный с инвертором изображения объекта через полупрозрачное зеркало, размещенное между объективом и инвертором изображения объекта, и оптическую полутоновую маску, размещенную на приемной поверхности пространственного пикового детектора.

2. Устройство по п . 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что коэффициент пропускания оптической полутоновой маски обратно пропорционален чувствительности пространственного пикового детектора.

1108476

Изобретение относится к оптическим системам обработки информации, в частности к области некогерентных оптических систем с параллельными преобразованиями изображений, и

5 предназначено для использования в устройствах автоматизации производственных процессов.

Известны устройства для обнаружения минимумов излучения, содержащие 1р матрицы фотоприемников, усилители и пороговые элементы ЦД.

Однако эти устройства сложны в изготовлении, настройке и эксплуатации в связи с необходимостью регулирования каждого из множества каналов, входящих в устройство.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство. для обнаружения неоднородностей в изображениях объектов, содержащее объектив, оптически связанный с осветителем, размещенный в плоскости формирования оптического изображения объекта пространственный >> пиковый. детектор, интегрирующий фотоприемник, оптический мультипликатор, оптический управляемый фильтр и пороговый элемент (2 .

Оптический управляемый фильтр, установлен на входе устройства. Оптический мультипликатор размещен за объективом. К первому его выходу подключен пространственный пиковый детектор, а ко второму — интегрирующий фотоприемник.К выходу интегрирую"З щего фотоприемника подключен оптический управляемый фильтр.

Недостатком известного устройст-. ва является то, что оно одинаково реагирует как на минимумы, так и на максимумы излучения, в связи с этим оно непригодно для обнаружения только минимумов излучения.

Цель изобретения — увеличение ! точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее объектив, оптически связанный с первым осветителем, и пространст. венный пиковый детектор, введен инвертор иэображения объекта, разме. щенный между объективоми пространственным пиковым детектором и оптически связанный c ..ними, второй осветитель, оптически связанный с ин-i5 вертором изображения объекта через полупрозрачное зеркало, размещенное между объективом и инвертором иэоб-:. ражения объекта, и оптическую полутоновую маску, размещенную на приемной поверхности пространственного пи кового детектора.

На чертеже приведена схема пред-, лагаемого устройства для обнаружения минимумов излучения в изображении объекта.

Схема содержит объектив I оптически связанный с приемной. поверх ностью структуры проводник-фотопро- . ьодник-диэлектрик-жидкий кристаллпроводник, последовательно размещенной слоями, проводники 2, фотопроводник 3, диэлектрик 4, жидкий кристалл 5, образующие инвертор 6 изображения объекта, первый поляризационный фильтр 7, первый спектральный фильтр 8, за которыми расположен пространственный пиковый детектор 9, включающий слои проводника

10 и высокоомного фоточувствительного слоя 11, второй осветитель 12, конденсорные линзы 13 и 14, второй спектральный фильтр 15, второй поляриэационный фильтр 16, полупрозрачное зеркало 17, третий спектральный фильтр 18, первый осветитель 19,. и оптическую полутоновую маску 20.

Устройство работает следующим образом.

Второй осветитель 12 с помощью конденсорных линз :. 13 и 14 через второй спектральный фильтр 15, второй поляризационный фильтр 16 и полупрозрачное зеркало 17 формирует равномерное освещение инвертора 6.

Третий спектральный фильтр 18 установлен между объектом, освещаемым первым Ьсветителем 19 и полупрозрачным зеркалом 17. Полосы пропускания первого и второго спектральных фильт- ров 8 и 15 совпадают, а полоса пропускания третьего спектрального фильтра 18 ни на одном из участков не совпадает с полосой пропускания фильтров 8 и 15. Поляризационные фильтры 7 и 16 ориентированы друг относительно друга таким образом, чтобы при отключенном инверторе 6 изображения объекта нли при нулевой (близкой к нулю) яркости контроли-. руемого поля свет от источника света 12 поступал на приемную поверхность пространственного пикового детектора 9. Проводник 2 и 6 структуры проводник"фотопроводинк-диэлектрик-жидкий кристалл-проводник под1108476 . ключены к источнику переменного тока со стабилизированным напряжением.

Слой фотопроводника 3 выполнен чувствительным в спектральной области, пропускаемой оптическим спектральным фильтром 18, и нечувствительным к излучению, поступающему от источника 12 через спектральный фильтр 15.

Для исключения влияния пространственной неоднородности параметров элементов, входящих в предлагаемое устройство, к приемной поверхности

15 пространственного пикового детектора 9 примыкает оптическая полутоновая маска 20, выполненная в виде слоя краски, например масляной, нанесенной на приемную поверхность пространственного пикового детектора 9.

В исходном состоянии в случае равномерной яркости контролируемого поля, достаточной для. получения на слое фотопроводиика 3 уровня освещенности, превьипающего пороговый, удельное и, соответственно, продольное сопротивление слоя фотопроводника 3 мало. Приложенное к токопроводящим слоям 2 и 6 переменное напряжение воздействует на слой жидкого кристалла 5 и вызывает поворот плоскости поляризации, в результате чего свет от источника 12 на приемную поверхность пространственного пикового детектора 9 не поступает.

Свет от объекта {контролируемого поля) также не поступает на приемную поверхность пространственного пикового детектора 9 a связи с разнесенными полосами пропускания первого и третьего спектральных фильтров (8.и 18) . При этом на электродах

10 будет сформирован сигнал,,харак" теризу щий О су ствие освещенности iS приемной поверхности пространственного пикового детектора 9, что соответствует отсутствию минимумов излучения в контролируемом поле.

В случае появления минимума излучения в произвольном участке конт-ролируемого поля в инверторе 6 изображения объекта появится неосве. щенный контролируемый полем участок

1 фоторвзистора 3. Этот участок отли-. чается от остальной площади фоторезистора 3 высоким удельным и, соответственно, продольным сопротивлением. В результате приложенное к электродам 2 и 6 переменное напряжение на этом участке не воздействует на слой жидкого кристалла 5.

При этом поворот плоскости поляризации на этом участке отсутствует и свет от источника 12 через спектраль ные и поляриэационные фильтры 16, 15, 7 и 8 и структуру провод; ник-фотопроводник-изолятор-жидкий кристалл-проводник поступит на пространственный пиковый детектор 9. На электродах 10 будет сформирован сигнал, характеризующий появление минимума излучения в контролируемом поле.

Порог срабатывания устройства определяется чувствительностью фоторезистора (слой 3), прикладываемым к электродам 2 и 6 напряженнем, параметрами жидкокристаллического слоя 5, оптической плотностью спектральных фильтров токопроводящих и изоляцион ных слоев, чувствительностью пространственного пикового детектора 9.

Экономический эффект от применения устройства для обнаружения трещйн на торсионных. валах, проявленных методом магнитойорошковой дефектоскопии, составляет 13,2 тыс.руб.

1108476

Составитель А. Морозов

Редактор В. Ковтун . Техред Л.Иикеш Корректор С. Шекмар

Заказ 5867/36 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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