Трехцветная визуализирующая диафрагма Советский патент 1983 года по МПК G01N21/45 

1

Изобретение относится к приборостроению, в частности к приборам для исследования оптических неоднородностей в прозрачных средах теневым методом, и может быть использовано при исследовании процессов, требующих для своего изучения большого диапазона измерения теневого прибора при высокой чувствительности в области малых угловых отклонений. К числу таких процессов принадлежат ,например, процессы горения, сопровождающиеся образованием волн сжатия.

Известна трехцветная визуализирующая диафрагма теневого прибора, содержащая примыкающие друг к другу прямоугольные фигуры, ширина одной из которых равна ширине изображенияосветительной диафрагмы, а к упомянутой одноцветной фигуре присоединены три различные двухцветные фигуры, составленные из примыкающих друг к другу по диагонали фильтров, причем цвета смежных фильтров двух соседних фигур одинаковы. Эта визуализирующая диафрагма кодирует величину углового отклонения света в объекте исследования цветовым тоном СО

Недостатком этой диафрагмы является то, что она предназначена для исследования процессов, отклоняющих свет в одном направлении.

to Затруднения при расшифровке изображения объекта исследования, отклоняющего свет в различных направлениях, ограничивают область ее применения.

15

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является трехцветная визуализирующая диафрагма, содержащая прямоугольные фильтры трех основных цветов, включающие боко20вые фильтры и центральный, ширина которого равна ширине осветительной диафрагмы. Составляющая углового 310029 отклонения света в объекте исследо§а1- ия в заданном направлении кодируется при использовании этой диафрагмы lUiieroBbiM тоном L 2. Олшако изменение углового отклонения csera в объекте исследования сопровождается изменением цветового гона 3 его изображении только до тех пор,, пока изображение целевой осветигельной диафрагмы полностью не вый дет за пределы центрального фильтра. что сильно ограничивает диапазон измерения теневого прибора. Кроме того, чувствительность тене вого прибора при использовании этой визуализирующей диафрагмы обратно пропорциональна диапазону его. измере ния; что не позволяет увеличить диапазо: мзмерения при сохранении чувст зитег--ности, Примем цветовая гамма, получающая ся в изображении объекта исследования,: с;граниченао Целью изобретения является увеличение диапазона измерения и расши-рание цветовой гаммы в изображении :)0 ьа:гга s- сследо.вания, Поставленная цель достигается тем. что в трехцветной визуализирующей диафрагме теневого прибора, содержащей прямоугольные фильтры тре;, основных цветов, включающие боковые фильтры и центральный, ширина которого равна ширине осветительной диафр.гмы , боковые фи.пьтрь выполнен павкого размера с центральным фильт pcMj, с двух сторон от них по.парно одна над другой вплотную расположены одинаковые прямоугольные фигуры высотой, равной половине высоты указа(-;ных фильтров состоящие из примыкающих друг к другу прямоугольных трапеций, одна из которых из материала одинакового цвета с примыкающим прямоугольным боковым фильтром, а вторая, по-одну сторону от централ ного фильтра ,- из бесцветного и неп розраиного .материала, а по другую сторону от него - из материала того же цвета, что и второй боковой фильтр,, б есцветного и непрозрачного материала. На чертеже изображена предлагаемая визуализирующая диафрагма. Диафрагма содержит прямоугольные .фильтры красного 1, зеленого 2 и си него 3 цветов. 5 0 Слева и справа от них .расположены прямоугольные фигуры i-13. Высота каждой из них равна половине высоты прямоугольных фильтров 1-3. Все фигуры 4-13 составлены из прямоугольных трапеций 14-33. Рассмотрим пример выполнения визуализирующей диафрагмы. Фильтры основных цветов соответственно красного 1 , зеленого 2 и синего 3 цветов. Прямоугольные трапеции 14,16,18,20, входящие в фигуры 4-/,и трапеции 2325ц входящие в фигуры , выполнены из красного фильтра. Прямоугольные трапеции 22, 24, 26, 28, 30,32, входящие в фигуры выполнены из синего .фильтра. Трапеции 15 и 17, входящие в фигуры 4 и 5 и трапеции 31 и 33, вход я щие в фигуры 12 и 13, изготовлены из непрозрачного материала ,а трапеции 19,21, 27,29 - из бесцветного материала. Визуализирующая диафрагма работает следующим образом. В отсутствии объекта исследования ее устанавливают в фокальной плоскости теневого прибора так, чтобы изображение щелевой осветительной диафрагмы, высота которого равна половине высоты визуализирующей диафрагмы, попала на центральный прямоугольный фильт 2 визуализирующей диафрагмы. Цветовой Тон центрального фильтра 2 определяет фон, на котором визуализируется объект исследования. В данном примере визуализация осуществляется на зеленом фоне. Лучи света, прошедшие через объект исследование, строят смещенное изображение осветительной диафра - мы, . При смещении изображения осветительной диафрагмы влево с фильтра 2 ;на фильтр 1 изображение объекта исследования последовательно окрашено 3 желто-зеленый.., желтый, оранжевый, красный цветовые тона. Красный цветоЗОЙ тон соответствует полному смещению изображения осветительной диафрагмы на красный фильтр 1. Изображение объекта исследования окрашено в красный цвет меньшей чистоты до тех пор, пока изображение осветительной диафрагмы смещается в предела.х фигур 6-7.. Чистота цвета уменьшается по мере увеличения углового отклонения света в объекте исследования за счет разбавления крас кого светового потока белым, прошед шим через трапеции 19 и 21, выполненные из бесцветного материала. При смещении изображения осветительной диафрагмы в пределах фигур 4 и 5 цвет изображения объекта исследования красный, но яркость его меньше, чем при смещении изображения осветительной диафрагмы на фильтр 1. Яркость цвета уменьшается по мере увеличения угла отклонения света в объекте исследования за сче диафрагмирования части изображения осветительной диафрагмы непроз рачными трапециями 15 и 17. При смещении изображения осветительной диафрагмы вправо с центрального фильтра 2 на фильтр 3 изоб ражение объекта исследования окраш но соответственно в зелено-синий и синий цвета. Смещение в пределах фигур 8 и 9 соответствует пурпурным цветам. Смещение в пределах фигур 10 и 1 соответствует синему цвету, чистота которого уменьшается с увеличением лового отклонения в объекте исследо вания. Смещение в пределах фигур 12 и 13 соответствует изменению яркости синего цвета. При смещении изображения осветительной диафрагмы в вертикальном направлении цветовой тон, чистота и яркость в изображении объекта исследования не изменяются, так как каждая пара фигур t. 5 6, 7; 8, 9 10, 11; 12, 13, расположенных одна над другой, выполнена одинаково, а высота изображения осветительной диафрагмы равняется высоте одной из фигур t-13 Это позволяет определить составляющую угло-. вого отклонения света в объекте ис следования, отклоняющего свет в люб направлении. Предлагаемая визуализирующая диафрагма обеспечивает увеличение диапазона измерения теневого прибора при сохранении высокой чувствительности в области небольших угловых отклонений и .расширение цветовой гаммы в изображении объекта исследования , Диапазон измерения теневого прибора определяется значениями углов отклонения света в объекте исследования, при которых изображение осве тительной диафрагмы не выходит за пределы элементов визуализирующей диафрагмыэ При использовании известной визуализирующей диафрагмы цветовой тон в изображении объекта исследования изменяется до тех пор, пока величина смещения не превзойдет удвоенную ширину центрального фильтра. При большем смещении изображения осветительной диафрагмы изменение углового отклонения света в объекте ис следования перестают сопровождаться изменением цветового тона в его изображении. (Визуализирующая диафрагма не может использоваться для количественных измерений).Увеличе ние диапазона измерения прибора при использовании предложенной визуализирующей диафрагмы обеспечивается .ичием с двух сторон от боковых фильтров прямоугольных фигур А-Р, состояющих из трапеций Н-ЗЗ. При небольших угловых отклонениях света, пока изображение осветительной диафрагмы не выходит за пределы боковых прямоугольных фильтров, предлагаемая визуализирующая диафра ма работает так же, как и известная диафрагма, обеспечивая ту же чувствительность теневого прибора. При больших угловых отклонениях света, когда изображение осветительной диафрагмы смещается за пределы боковых фильтров (при таких отклонениях известная диафрагма не может использоваться для измерительных целей), предлагаемая визуализирующая диафраг ма кодирует отклонение света в объекте исследования чистотой цвета и яркостью красного цвета (при смещегНИИ изображения осветительной диафрагмы влево) и пурпурными цветами и чистотой синего цвета и его яркосгыо (при смещении вправо). Например, при ширине центрального фильтра 1 мм и ширине каждой из фигур +-13 5 мм диапазон измерения прибора при использовании предлагаемой визуализирующей диафрагмы на порядок больше,чем с известной диафрагмой. Цветовая гамма в изображении объекта исследования расширяется за счет появления новых цветовых тонов (в рассмотренном нами примере пурпурных) и зон с изменяющейся чистотой цвета и яркостью (в нашем примере чистотой и яркостью синего и красных цветов).

Формула изобретения

Трехцветная визуализирующая диафрагма теневого прибора, содержащая прямоугольные фильтры трен основных цветов, включающие боковые фильтры и центральный, ширина которого равна щирине осветительной диафрагмы, о тли чающая с.я тем, что, с целью увеличения диапазона измерения и расширения цветовой гаммы в изображении объекта исследования, боковые -фильтры выполнены равного размера с центральным фильтром, с двух сторон от них попарно дна над другой вплотную расположены одинаковые прямоугольные фигуры.;высотой, равной половине высоты указанных фильтров, состоящие из примыкающих друг к дру

Ту прямоугольных трапеций, одна из которых из материала одинакового цвета с примыкающим прямоугольным боковым фильтром,а вторая, по одну

сторону от центрального фильтра,из бесцветного и непрозрачного материала, а по другую сторону от него,- из материала того же цвета, что и второй боковой фильтр, бесцветного и непрозрачного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 288 877/18-25,

кл. G 01 N , 1980,

2.Саламандра Г, Д. Фотографические методы исследования быстропротекающих процессов, Наука, 197, с. 28 (прототип).