Многоцветная линейная визуализирующая диафрагма теневого прибора Советский патент 1984 года по МПК G01N21/45 

Изобретение относится к приборестроению, в частности к приборам дл исследования оптических неоднородностей в прозрачных средах теневым методом, и может быть использовано при исследовании процессов горения, взрьша и газодинамических процессов и т.д. Известна многоцветная линейная визуализирующая диафрагма, выполнен ная в виде одинаковых по размерам плотно примыкающих одна к другой прямоугольных полос из цветных филь ров l . Недостаток этой диафрагмы заключается в том, что дешифровка изобра жения, полученного с помощью многоцветной линейной диафрагмы, затрудн на в силу возможности появления в изображении объекта исследования двух одинаковых цветов, соответст(вующик разным угловым отклонениям света. Наиболее близкой к изобретению п технической сущности является много .цветная линейная визуализирующая ди афрагма теневого прибора, выполненная в виде примыкающих один к другом прямоугольных одинаковых по размерам цветных и нейтральных фильтров различной оптической плотности, при это между нейтральными фильтрами расположено по паре цветньк фильтров, причем оптическая плотность нейтрал ных фильтров равна 0,3-3, а различи их оптических плотностей не менее 0,2 2. Недостатком известной диафрагмы является сложность в дешифровке, так как в изображении объекта исследования белый цвет может появиться не один раз, а столько раз, сколько пар фильтров дополнительных цветов находится в данной диафрагме. Белый цвет появляется каждый раз, когда происходит смешение двух световых потоков, проходящих одновременно в равных долях через пару фильтров дополнительных цветов. Кроме того, нарушается однозначность соответствия между цветом и величиной смещения изображения осветительной диафрагмы. Например, если диафрагма содержит пять пар дополнительных цветов, то наличие белого цвета в изображении объекта исследования может быть обусловлено пятью различными угловыми отклонениями све та, в результате чего нарушается однозначность соответствия между цветом и величиной углового смещения света (величиной смещения изображения осветительной диафрагмы). Целью изобретения является облегчение дешифровки цветного изображения объекта исследования при обеспечении широкой цветовой гаммы в изображении объекта исследования. Указанная цель достигается тем, что в многоцветной линейной визуализирующей диафрагме теневого прибора, выполненной в виде примыкающих один к другому прямоугольных одинаковых по размерам цветных и нейтральных фильтров различной оптической плотности, при этом между нейтральными фильтрами расположено по паре цветных фильтров, причем оптическая плотность нейтральных фильтров равна 0,3-3, а различие их оптических плотностей не менее 0,2, каждая пара цветных фильтров разделена бесцветным прямоугольньм фильтром, ширина которого составляет 0,4-0,6 ширины цветного фильтра, причем цвета каждой пары цветных фильтров содержат по одному цвету из двух различных триад основ|Ных цветов. На чертеже представлено взаимное расположение визуализирующей диафрагмы и изображений щелевой осветительной диафрагмы, построенных лучами света, прошедшими через однородную среду и через объект исследования. Визуализирующая диафрагма состоит из набора плотно -примыкаюпщх один к другому прямоугольных цветных фильтров 1-6, отличающихся между собой оптической плотностью нейтральных 7-10 и бесцветных 11-13 фильтров. Ширины цветньЕс и нейтральных фильтров равны между собой и равны ширине изображения осветительной диафрагмы. Ширина бесцветного фильтра составляет 0,4-0,6 от ширины последней. Последовательность расположения фильтров следующая: нейтральный, цветной, бесцветный, цветной, нейтральный фильтр оптической плотности, отличной от оптической плотности первого нейтрального фильтра и т.д. Под бесцветным фильтром понимается устройство, пропускающее белый свет. Цветовые тона цветных фильтров различаются между собой и включают в себя цветовые тона двух триад основных цветов, например, синий, красный зеленый и желтый, голубой, пурпурный В каждой паре цветных фильтров, разделенных между собой бесцветным фильтром, находится по фильтру одног цвета из каждой триады, В данном случае первая пара цветных фильтров 1 и 2 соответственно си него и пурпурного цветов, вторая пар цветных фильтров 3 и 4 - зеленого и голубого цветов, а третья пара 5 и 6 - красного и желтого цветов. Лучи света., проходящие через неод нородную среду, строят смещенные изображения осветительной диафрагмы 14, например 15 - 17. Визуализирующая диафрагма работае следующим образом. В отсутствии объекта исследования диафрагму устанавливают в фокальной плоскости объектива приемной части теневого прибора таким образом, чтобы изображение осветительной диаф рагмы 14 попало на один Из цветных фильтров визуализирующей диафрагмы, например на голубой 4. При этом плос кость изображения окрашивается в голубой цвет. При смещении изображения осветительной диафрагмы вправо умень шается яркость голубого цвета за счет перекрытия части ее изображения нейтральным фильтром 9 (положение диафра мы 15). Когда изображение осветительной диафрагмы полностью перекрывается нейтральным фильтром 9,то в изображеНИИ объекта исследования появляется серый цвет, степень черноты которого определяется о.птической плотностью данного нейтрального фильтра. Красный цвет начинает появляться, когда изображение осветительной диафрагмы начинает попадать на фильтр 5, причем по мере смещения сначала возрастает яркость красного цвета, достигающая своего максимального значения (при попадании изображения диафрагмы целиком на фильтр 5), а затем начинает уменьшаться чистота красного цвета за счет смещения световых потоков, проходящих одновременно через фильтр 5 и бесцветный фильтр 13 (положение диафрагмы 16). Дальнейшее смещение диафрагмы сопровождается постепенным уменьшением доли красного, увеличением доли желтого световых потоков при сохранении доли белого светового потока. Изображение осветительной диафрагмы попадает сразу на два цветных фильтра, разделенных бесцветным фильтром (положение диафрагмы 17). При этом меняется цветовой тон - появляются оранжевые цветовые тона. Еще большее смещение осветительной диафрагмы приводит сначала к увеличению чистоты желтого цвета (при прохождении света одновременно через бесцветный 13 и желтый 6 фильтры), появлению насыщенного желтого цвета (при попадании изображения осветительной диафрагмы целиком на фильтр 6), а затем и к уменьшению его яркости (при прохождении света одновременно через фильтры 6 и 10) и, наконец, к появлению серого цвета (при попадании изображения осветительной диафрагмы целиком на фильтр 10). Смещение изображения осветительной диафрагмы 14 влево сначала сопровождается уменьшением чистоты голубого цвета (при прохождении света одновременно через фильтр 4 и фильтр 12), появлением цветов зелено-голубой гаммы (при прохождении света одновременно через фильтры 4 и 3 и бесцветный фильтр 12), а затем насыщенного зеленого цвета (при попадании изображения диафрагмы целиком на фильтр 3) и т.д. Любой цвет можно получить при смешении в определенных количествах трех определенных цветов.Три цвета, количествами которых выражаются всевозможные цвета называются основными. Существует множество различных триад основных цветов. Принципиальное требование, которому должны удовлетворять три основные цвета, состоит в том, что один из них не должен получаться смешением двух других, т.е. основные цвета должны быть независимы один от другого. В предлагаемой диафрагме для каждых трех пар цветных фильтров используются фильтры шести различных цветов, образующих две триады основных цветов. Выбор цветов каждой пары цветных фильтров, разделенных бесцветньп фильтром таким образом, чтобы в каждой паре содержалось по одному цвету из двух различных триад основных цветов, исключает неоднозначность в расшифровке цветного изображения объекта исследования, поскольку при смешении световых потоков, проходящих одновременно через два 11 фильтра, через фильтр и бесцветный фильтр или через два фильтра, разделенных бесцветным фильтром, не образуется цветов, совпадающих с цветом фильтров, входящих в диaфpaг sy. Все наблюдаемые в изображении объекта исследования цвета различаются между собой хотя бы одной из объективных характеристик цвета: чистотой цвета, его яркостью или цветовым тоном. Фильтры основных цветов используются для обеспечения однозначности дешифровки цветного изображения объек та исследования при обеспечении широкой цветовой гаммы в изображении объекта исследования, для чего необходимо выполнение двух условий: цвета каждой пары фильтров, разделенных бесцветным фильтром, должны различат ся между собой по цветовому тону и цветовые тона смешанных цветов, возн кающих при работе диафрагмы, не доллс ны повторять один другого и цветовые тона цветных фильтров. Основными называются цвета, количествами которых выражаются всевозможные цвета, причем ни один из трек основных цветов не должен получаться смешением двух других. В триаде основных цветов все три цвета отличны один от другого (следует из требования к основным цветам Две различные триады основных цветов образуют шесть цветов, отличаюпщхся цветовых тонов. Это позволяет выполнить первое условие. Выбирая цвета каждой пары цветных фильтров,разделенных бесцветным фильтром таким образом, чтобы в кансдои паре содержалось по одному цвету из двух различных триаД основных цветов, получаем в изображении объек исследования неповторяющиеся между собой смешанные цвета, отличные от цветов фильтров. Это позволяет выполнять второе условие. При ином выборе попарным смешением цветов внутр одной триады основных цветов можно получить цвета, входящие в другую триаду основных цветов, и наоборот, а также могут получиться повторяющие )СЯ между собой смешанные цвета (следует из определения основных цветов) В предлагаемой диафрагме комбина.ция цветов фильтров для каждой пары цветных фильтров, разделенных бес,цветным фильтром из набора двух триа 46 ОСНОВНЫХ цветов может быть различной, но при выполнении условия, что фильтры дополнительных цветов используются для образования только одной пары цветных фильтров (в известной диафрагме фильтры дополнительных цветов используются для образования всех пар фильтров). Использование в диафрагме цветных фильтров различных цветовых тонов в сочетании с нейтральными фильтрами различной оптической плотности позволяет кодировать отклонение света в объекте исследования цветовым тоном и яркостью цвета, а использование цветных фильтров различных цветовых; тонов в сочетании с бесцветными фильтрами позволяет кодировать отклоЕ1ение света в объекте исследования чистотой цвета, что уже обеспечивает довольно широкую цветовую гамму -в изображении объекта исследования. Кроме того, определенный вклад в цветовую гамму вносит также и возможность образования смешанных неповторяющихся цветовых тонов. При ширине бесцветного фильтра меньше 0,4 ширины цветного фильтра, не обеспечивается достаточной гаммы цветов, различающихся между собой чистотой цвета, а при ширине бесцветного фильтра больше 0,6 ширины цветного фильтра не обеспечивается появления насыщенных смешанных цветовых тонов (происходит сильное разбеливание цвета). Кроме того, введение бесцветной полосы наряду с использованием цветных и нейтральных фильтров позволяет сохранить достаточно большой рабочий диапазон теневого прибора . Таким образом, введение в предлагаемой диафрагме вместо пары фильтров дополнительных цветов (как в известном устройстве) пары цветных фильтров, разделенных бесцветным фильтром меньшей ширины, чем ширины фильтров, и включаюш их в себя по одному цвету из двух различных триад основных цветов, позволяет установить однозначную связь между величинами угловых отклонений света в объекте исследования и одной из объективных характеристик цвета: чистотой цвета.

7 .11174948

яркостью, цветовым тоном, и тем при обеспечении широкой цветовой ra iсамым облегчить дешифровку цветного мы в изображении объекта исследоваизображения объекта исследования ния.

МНОГОЦВЕТНАЯ ЛИНЕЙНАЯ ВИЗУАЛИЗИРУНХЦАЯ ДИАФРАГМА ТЕНЕВОГО ПРИБОРА, выполненная в виде примыкающих один к другому прямоугольных одинаковых по размерам цветных и нейтральных ; / п фильтров различной оптической плотности, при этом между нейтральными фильтрами расположено по паре цветных фильтров, причем оптическая плотность нейтральных фильтров равна 0,3-3, а различие их оптических плотностей не менее 0,2, отличающаяся тем, что, с целью облегчения дешифровки цветного изображения объекта исследования при обеспечении широкой цветовой гаммы в изображении объекта исследования, каждая пара цветных фильтров разделена бесцветным прямоугольным фильтром, ширина которого составляет 0,4-0,6 ширины цветного фильтра, причем цвета каждой пары цветных фильтров содержат по од(Л ному цвету из двух различных триад основных цветов. III I 946 11 .U LV