Устройство для обнаружения минимумов излучения в изображении объекта Советский патент 1984 года по МПК G06K9/00 

о

30

ifu vl

о: Изобретение относится к оптическим системам обработки информации, в частности к области некогерёнтных оптических систем с параллельными преобразованиями изображений, и предназначено для использования в устройствах автоматизации производственных процессов. Известны устройства для обнаруже ния минимумов излучения, содержащие матрицы фотоприемников, усилители и пороговые элементы JlJ. 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, размещенньй в плоскости формирования оптическог изображения объекта пространственны пиковый.детектхзр, интегрирую1ЩЙ фотоприемник, оптический мультипликатор, оптический управляемый фильтр и пороговый элемент CiZJ. Оптический управляемый фильтр установлен на входе устройства. Оптический мультипликатор размещен за объективом. К первому его выходу подключен пространственньй пиковьй детектор, а ко второму - интегрирую 1ЩЙ фотоприемник.К выходу интегриру щего фотоприемника подключен оптический управляемый фильтр. Недостатком известного устройства является то, что оно одинаково реагирует как на минимумы, так и на максимумы излучения, в связи с этим ойо 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 пространственный пиковый детектор, введен инвертор изображения объекта, разме щенный между объективом и пространственным пиковым детектором и оптически связанный с ними, второй осветитель, оптически связанный с и вертором изображения объекта через полупрозрачное зеркало, размещенное между объективом и инвертором изображения объекта, и оптическую полутоновую маску, размещенную на приемной поверхности пространственного пи кового детектора. Начертеже приведена схема предлагаемого устройства для обнаружения минимумов излучения в изображении объекта. Схема содержит объектив 1, оптически связанный с приемной поверхностью структуры проводник-фотопро- . тзодник-диэлектрик-жидкий кристаллпроводник, последовательно размещенной слоями, проводники 2, фотопроводник 3, диэлектрик 4, жидкий кристалл 5, образующие инвертор 6 изображения объекта, первый поляризационный фильтр 7, первьй 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 спектральньй фильтр 15, второй поляризационньй фильтр 16, полупрозрачное зеркало 17, третий спектральньй фильтр 18, первьй осветитель 19,и оптическую полутоновую маску 20. Устройство работает следующим образом. Второй осветитель 12 с помощью конденсорных линз1: 13 и 14 через второй спектральньй фильтр 15, второй попяризационньй фильтр 16 и попупрозрачное зеркало 17 формирует рав-. номерное освещение инвертора 6. Третий спектральньй фильтр 18 установлен между объектом, освещаемым первым бсветителем 19 и полупрозрачным зеркалом 17. Полосы пропускания первого и второго спектральных фильтров В 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 та1сим образом, чтобы при отключенном инверторе 6 изображения объекта или при нулевой (близкой к нулю) яркости контролируемого поля свет от источника света 12 поступал на приемную поверхность пространственного пикового детектора 9. Проводник 2 и 6 структуры проводник-фотопроводник-диэлектрик-жидк}1й кристалл-проводник подключены к источнику переменного тока со стабилизированным напряжением.

Слой фотопроврдника 3 вьшолнен чувствительным в спектральной области, пропускаемой оптическим спектральным фильтром 18, и нечувствителным к излучению, поступающему от источника 12- через спектральный фильтр 15.

Для исключения влияния пространственной неоднородности параметров элементов, входящих в предлагаемое устройство, к приемной поверхности 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 фотопроводника 3 уровня освещенности, превышающего 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 приемну поверхность пространственного пикового детектора 9/в связи с разнесенными полосами пропускания первог и третьего спектральных фил.ьтров (8 и 18). При этом на электродах 10 будет сформирован сигнал,характеризующий отсутствие освещенности

приемной поверхности пространственного пикового дете1стора 9, что со ответствует отсутствию минимумов излучения в контролируемом поле.

В случае появления минимума излучения в произвольном участке конт-ролируемого поля в инверторе 6 изображения обьекта появится неосвещенный контролируемый полем участок фоторезистора 3. Этот участок отличается 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 спектральные и поляризационные фильтры 16, 15, 7и 8 и структуру провод: ник-фотопроводник-изолятор-жидкий кристалл-проводник поступит на пространственный пиковый детектор 9. На электродах 10 будет сформ1фован сигнал, характериз.ующий появление минимума излучения в контролируемом поле.

Порог срабатывания устройства определяется чувствительностью фоторезистора (слой 3), прикладываемым к электродам 2 и 6 напряжением, пара метрами жидкокристаллического слоя 5, . оптической плотностью спектральных фильтров токопроводящих и изоляционных слоев, чувствительностью прост ранетвенного пикового детектора 9.

Экономический эффект от применения устройства для обнаружения трещин на торсионшлс валах, проявленных методом магнитойорошковой дефекто 5 скопии, составляет 13,2 тыс.руб.

OSicKfn

Выход

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.