Оптический анализатор изображений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в фотоэлектрических автоколлиматорах и микроскопах для определения положения изображения в виде светового штриха путем уменьшения погрешности измерений, обусловленной общей неравномерностью распределения освещенности в плоскости анализа. При перемещении светового штриха 6 в плоскости анализа по оси X происходит изменение величины светового потока, прошедшего через прозрачное окно диафрагмы, выполненное в виде последовательности N≥2 прямоугольных треугольников 1-5, у каждого из треугольников 1-5 один из катетов расположен на общей для данных катетов прямой, параллельной продольной оси светового штриха 6 (оси Y). Каждые два смежных треугольника (1-2, 2-3 и т.д.) имеют общую вершину, а суммарная длина всех катетов, расположенных на общей прямой, не превышает длины L светового штриха. Прошедший через окно диафрагмы световой поток регистрируется и по его величине судят о положении светового штриха на оси X. Погрешность, обусловленная неравномерностью распределения освещенности вдоль длины L штриха 6 (функция P<SB POS="POST">O</SB>(Y), устраняется в данном анализаторе за счет того, что для каждой пары треугольников, равноудаленных от положения, соответствующего максимальному значению P<SB POS="POST">O</SB>(Y) (треугольники 1,5 и 2,4), средняя освещенность при перемещении штриха 6 по оси X остается примерно постоянной и результаты измерений зависят только от положения штриха 6. Практически число треугольников выбирается исходя из требуемой точности измерений при конкретной функции P<SB POS="POST">O</SB>(Y). 2 ил.

А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСНОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4458392/24-28 (22) 10.05,88 (46) 07.10.90. Бюл. ¹ 37 (72) В.A. Афанасьев, М.М. Землянов и .С.10. Качанов, (53) 53 1.7 17(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 457958, кл. G 02 В 27/30, 1975. (54) ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в фотоэлектрических автоколлиматорах и микроскопах для определения положения изображения в виде светового штриха путем уменьшения погрешности измерений, обусловленной общей неравномерностью распределения освещенности в плоскости анализа. При перемещении светового штриха б,в плоскости анализа по оси Х происходит изменение величины светового потока, прошедшего через прозрачное окно диафрагмы, выполненное в виде последовательности

N "". .2 прямоугольных треугольников 1-5, у каждого из треугольников 1-5 один из. катетов расположен на общей для (g1)g G 01 В 9/00, G 02 В 27/30

2 данных катетов прямой, параллельной продольной оси светового штриха б (оси Y). Каждые два смежных треугольника (1 и 2, 2 и 3 и т:д.) имеют общую вершину, а суммарная длина всех катетов, расположенных на общей прямой, не превышает длины 1 светового штриха. Прошедший через окно диафрагмы световой поток регистрируется, и по его величине судят о положении светового штриха на оси Х. Погрешность, обусловленная неравномерностью распределения освещенности вдоль длины L штриха б (функция Р„(у), устраняется в данном анализаторе эа счет того, что для каждой пары треугольни.ков, равноудаленных от положения, соответствующего максимальному значению

Р (у) (треугольники 1,5 и 2,4) средняя освещенность при перемещении штриха б по оси Х остается примерно постоянной и результаты измерений зависят только от положения штриха б.

Практически число треугольников выбирается исходя нз требуемой точности измерений при конкретной функции

Р (у) . 3 ил.

1597526

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использвано в фотоэлектрических автоколлиматорах и микроскопах для определе5 ния положения изображения в виде светового штриха, характеризующего положение объекта, контролируемое прибором.

Цель изобретения — повышение точности определения положения изображения в виде светового штриха путем уменьшения погрешности измерений, обусловленной общей неравномерностью,15 распределения освещенности в плоскости анализа.

На фиг. 1 и 2 показаны примеры влияния неравномерности распределения освещенности в плоскости анализа со- 20 ответственно для прототипа и для оптического анализатора изображений, содержащего диафрагму, выполненную с прозрачным окном в виде пяти равных прямоугольных треугольников; на фиг. 3 — 25 графики зависимости величины ошибки в определении положения светового штриха для диафрагмы, прозрачные окна которых содержат различное число (N) треугольников. 30

Оптический анализатор изображений содержит диафрагму, выполненную с прозрачным окном в виде прямоугольных треугольников 1-5 (фиг. 2), у каждого из треугольников 1-5 один из ка35 тетов расположен на общеи для данных катетов прямой, параллельной продольной оси светового штриха (оси Y). Каждые два смежных треугольника 1 и 2, 2 и 3 и т.д. имеют общую вершину, и суммарная длина всех катетов, расположенных на общей прямой, не превышает длины L светового штриха 6, Анализатор изображений работает следующим образом. 45

При перемещении светового штриха 6 в плоскости анализа по оси Х происходит изменение величины светового потока„ прошедшего через прозрачное окно диафрагмы. Прошедший через окно

50 диафрагмы световой поток регистрируе."ся, и по его величине судят о положении светового штриха на оси Х..

Как известно, в зеркально-линзовых оптических системах, используемых в фотоэлектрических микроскопах и автоколлиматорах, в плоскости анализа имеет место падение освещенности от центра к краю изображения. Это явление вносит погрешность в результаты измерения.

Нормированная функция распределения освещенности в плоскости анализа в направлении, совпадающем с продольной осью штриха 6 (осью Y) Po(у) описывается зависимостью а L

P (у) = 1 .— — (у — — ) о у 2 где а — параметр, характеризующий неравномерность распределения освещенности по длине штриха 6.

На фиг. 1 сплошной линией показана зависимость Р (у) для а = 4, на фиг.2 а = 3,6, Для прототипа средняя освещенность Ро в прошедшей через диафрагму анализатора части светового штриха существенно зависит от координаты х (фиг. 1), что приходит к отклонению координатной зависимости прошедшего светового потока Ф (х) от линейного закона Р х (фиг. 3, N = 1).

Если диафрагма оптического анализатора выполнена со световым окном в виде последовательности треугольников (N ) 2), то каждая пара треугольников, равноудаленных от положения, соответствующего максимальному значению P (у) (треугольники 1,5 и 2,4), обеспечивает компенсацию влияния неравномерности распределения освещенности по Длине светового штриха на точность определения координаты х,, так как средняя освещенность в пределах каждой указанной пары, рассматриваемой как целое, зависит от х весьма слабо (фиг. 3, N = 5).

Практически число треугольников выбирается исходя иэ требуемой точности измерений при конкретной функции P (y), Использование данного оптического анализатора уменьшает погрешность в определении положения светового триха, причем чем больше число N п1;..1оугольных треугольников, образующих прозрачное окно диафрагмы, тем меньше величина укаэанной погрешности..

Формула изобретения

Оптический анали.затор изображений, содержащий диафрагму, о т л и ч а юшийся тем,.что, с целью повышения точности определения положения

5 >gev526 6 иэображения в ниде светового штриха, треугольника имеют общую вершину, а суммарная длина всех катетов, распоя ой не п евышапроэрачным окном в виде последователь- ложенных на общей прям ности по меньшей мере двух равных пря- ет длины светового штриха, диафрагма моугольников, ориентированных так,что имеет возможность ус а

5 т новки в положеу каждого треугольника один из кате- ние, при котором о щ р б ая п ямая о иентов расположен на общей для данных тирована параллельно продольной оси катетов прямой, каждые два смежных светового штриха.

-!О

-80