Устройство для получения цветных теневых изображений Советский патент 1984 года по МПК G01N21/45 

Изобретение относится к исследованию физических свойств веществ, в частности к устройствам для исследо вания оптических неоднородностей в прозрачных средах теневым методом, и может быть использовано при изуче нии обтекания тел сверхзвуковым пот ком, исследовании процессов горения и взрыва и т.п. Известно устройство для получени 4BejHbrx теневых изображений, содерж щее источник цвета с щелевой осветительной диафрагмой и приемизто час с визуализирующей диафрагмой, выпол ненной в виде прямоугольника, соста ленного из расположенных в ряд одинаковых по размерам прямоугольных фильтров контрастирующих цветов. Это устройство позволяет по цвет изображения судить о величине соста ляющей отклонения света в направлении, перпендикулярном боковым кромкам фильтров Л . Недостаток этого устройства заключается в том, что его чувствитель ность и цветовой контраст в изображ нии объекта исследования не могут изменяться независимо друг от друга Кроме того, дешифровка цветного изображения, полученного с помощью применяемой в нем визуализирующей диафрагмы, вызывает затруднения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для получения цветных теневых изображений, содержащее источник цвета со щелевой осветительной диафрагмой и приемную часть с трехцветной визуализирующей диафраг мой, вьшолненной в виде прямоугольного непрозрачного экрана, включающего расположенные в один ряд и содержапще фильтры основных цветов фигуры- 2 . Недостатком известного устройст является то, что с его помощью при одном просвечивании можно измерить только одну составляющую отклонения света в объекте исследования. Это ограничивает класс объектов исследо вания только стационарными или хоро воспроизводимыми процерсами. Плохо воспроизводимые процессы не могут быть исследованы с помощью известно устройства. Цель изобретения - расширение класса объектов исследования путем одновременного определения двух взаимно перпендикулярных составляющих отклонения света в любой точке цветного изображения. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для получения цветных теневых изображений, содержащем источник цвета со щелевой осветительной диафрагмой и приемную часть с трехцветной визуализирующей диафрагмой, выполненной в виде прямоугольного непрозрачного экрана, включающего расположенные в один ряд и содержащие фильтры основных цветов фигуры, фигуры трехцветной визуализирующей диафрагмы выполнены одинаковой высоты В виде равнобедренных трапеций, большие основания которых примыкают одно к другому, расстояние между осями симметрии фигур равно ширине щелевой осветительной диафрагмы, причем первые три фигуры , выполнены из одноцветных фильтров трех основных цветов, следующие тройки фигур выполнены из блоков высотой, равной высоте осветительной диафрагмы, составленных из расположенных один над другим прозрачного бесцветного элемента и фильтра одного из основных цветов,. имеющих соответственно одинаковые оптические плотности, причем тройки фигур расположены в порядке уменьшения высоты фильтров в блоке, составляющих 0,2-0,8 высоты блока, фигуры в каждой тройке образованы фильтрами одинаковой высоты, а цвета фильтров различной высоты двух соседних фигур совпадают. На чертеже представлена трехцветная визуализирующая диафрагма предлагаемого -устройства, общий вид. Визуализирзлощая диафрагма содержит фигуры 1-9 одинаковой высоты, которые выполнены в виде равнобедренных трапеций, большие основания которых примыкают одно к другому, расстояние между осями симметрии фигур равно ширине щелевой осветительной диафрагмы и образуют просветы в непрозрачном экране 10. Фигуры 1-3 выполнены из фильтров трех основных цветов. Остальные разноцветные фигуры выполнены из блоков с высотой, равной высоте осветительной диафрагмы, составленных из расположенных один над другим прозрачного бесцветного элемента и фильтра одного из основных цветов. Оптические плотности бесцветного элемента и фильтра 31 одинаковы. В каждой фигуре содержатс фильтры только одного цвета. Блоки фигуры 4 составлены из бесцветных элементов 11 - 15 и фильтров 16 - 20. Блоки фигуры 5 составлены из бесцветных элементов 21 - 25 и фильтров 26 - 30. Блоки фигуры 6 составлены из бесцветных элементов 31 - 35 и фильтров 36 - 40. Высота фильтров в фигурах 4-6 одинакова, цвета фильтров, входящих в состав блоков этих фигур, различны. Блоки фигуры 7 составлены из бесцветных элементов 41 - 45 и фильтров 46 - 50 Блоки фигуры 8 составлены из бесцветных элементов 51 - 55 и фильтров 56 - 60. Блоки фигуры 9 составлены из бесцветных элементов .61 - 65 и фильтров 66 - 70. Высота фильтров в фигурах 7-9 одинакова. Цвета фильт ров различны. Фигуры 4-9 расположены за фигу1рами 1 - 3 в порядке уменьшения высоты фильтров, составляющих 0,2-0,8 высоты блока, причем фигуры 4-6 и 7 - 9 с фильтрами одинаковой высот расположены одна за другой. Цвета фильтров различной высоты двух сосед них фигур 3 и 4, 6 и 7 совпадают. На чертеже широкой линией обозначено изображение щелевой осветительной диафрагмы, образованное лучамя света, прошедшими через однородную среду. Оно попадает на бесцветный элемент 33, фильтр 38 и участки непрозрачного экрана 10, примыкающие блоку фигуры 6, составленному из элемента 33 и фильтра 38. Пример выполнения трехцветной визуализирующей диафрагмы устройства для получения цветных теневых изображений. Фильтр, из которого выполнена фигура t, фильтры 26 - 30, входящие в блоки фигуры 5, и фильтры 66 - 70 входящие в блоки фигуры 9 - синего цвета. Фильтр, из которого выполнена фигура 2, фильтры 36 - 40, входящие в блоки фигуры 6.и фильтры 46 - 50, (Входящие в блоки фигуры 7 - зеленог цвета. Фильтр, из которого выполнена фи гура 3, фильтры 16 - 20, входяп(ие в блоки фигуры 4, и фильтры 56 - 60 входящие в блоки фигуры 8 - красног цвета. Элементы 11 - 15, 21 - 25, 31-3 41 - 45, 51 - 55 и 65, выпол5нены бесцветными. Их оптическая плотность совпадает с оптической плотностью фильтров. Устройство работает следующим образом. В отсутствие объекта исследования трехцветную визуализирующую диафрагму устанавливают в фокальной плоскости ОСНОВНОГО объектива приемной части теневого прибора так, чтобы вертикальные границы изображения осветительной диафрагмы попали на оси симметрии примыкающих к фигуре 6, участков непрозрачного экранам 10, а горизонтальные границы совместились с границами одного из блоков фигуры, расположенной в центральной части визуализирующей диафрагмы, наприг ер с границами бдбка, составленного из бесцветного элемента 33 и зеленого фильтра 38. Изображение однородного поля окрашивается в зеленый цвет. Частота, цвета определяется отношением площадей фильтра 38 и бесцветного элемента 33. Яркость цвета зависит от величины доли изображения осветительной диафрагмы, попадающей на участки непрозрачного экрана 10, примыкающего к блоку. Лучи света, отклоненные в объекте исследования, создают изображения осветительной диафрагмы, которые в зависимости от направления отклонения света в объекте исследования могут сместиться в любом направлении. При смещении изображения осветительной диафрагмы в вертикальном направлении в изображении объекта исследования цветовой тон сохраняется. Яркость зеленого цвета изменяется в соответ-п ствии с изменением доли изображения осветительной диафрагмы, попадающей на участки непрозрачного экрана 10, При смещении изображения осветительной диафрагмы вверх яркость зеленого цвета растет, при смещении вниз уменьшается. При смещении изображения осветительной диафрагмы в горизонтальном направлении в изображении объекта исследования изменяются цветовой тон - (когда изображение осветительной диафрагмы смещается в пределах гур, блоки которых содержат фильтры одинаковой высоты) и чистота цвета (когда изображение осветительной диафрагмы смещается в пределах фигур с различной высотой фильтров). Яркость цвета сохраняется неизменной в соответствии 5I с постоянством доли изображения осве тительной диафрагмы, попадающей на участки непрозрачного экрана. При смещении изображения щелевой осветительной диафрагмы в произвольном направлении, вертикальная состав ляющая отклонения света кодируется яркостью цвета в изображении объекта исследования, а горизонтальная составляющая цветовым тоном и чистотой дзета« Таким образом, предлагаемое устройство позволяет при одном просвечивании измерить две взаимно перпендикулярные составляющие отклонения света в объекте исследования. Для обеспечения нормсальиых условий работы визуализир;; пощей диафрагмы необходимо, чтобы высота фильтров в фи гурах, выполненных из блоков, не выходила за пределы 0,2-0,8 высоты блока, При выбранном интервале высот фильтров (0,2-0,8 высоты блока) изме нение чистоты цвета в изображении объекта исследования при смещении изображения осветительной диафрагмы в горизонтальном направлении в несколько раз превосходит пороговые величины цветовых различий. Предлагаемое устройство позволяет кодировать отклонение света в объекте исследования тремя характеристиками цвета (цветовым тоном, чистотой цвета и яркостью), одновременно измерять две взаимно перпендикулярные составляющие отклонения света в объек- те исследования, сокращать время /измерения при исследовании стационарнь х и хорошо воспроизводимых процессов, исследовать плохо воспроизводимые процессы, расширяя тем самым класс о 5ъектов исследования, а также расширять цветовую гамму в изображении объекта исследования за счет возможности попарного смешения трех. основных: цветов различной чистоты и различной яркости.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ ТЕНЕВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, содержащее источник цвета со щелевой осветительной диафрагмой и приемную часть с трехцветной визуализирующей диафрагмой, выполненной в виде прямоугольного непрозрачного экрана, включающего расположенные в один ряд и содержащие фильтры основных цветов фигуры, отличающееся тем, что, с целью расширения loiacca объектов исследования путем одновременного определения двух взаимно перпендикулярных составляющих отклонения света в любой точке цветного изображения, фигуры трехцветной визуализирующей диафрагмы выполнены одинаковой высоты в виде равнобедренных трапеций, большие основания которых примыкают одно к другому, расстояние между осями симметрии фигур равно ширине щелевой осветительной диафрагмы, причем первые три фигуры выполнены из одноцветных фильтров трех основных цветов, следующие тройки фигур выполнены из блоков высотой, равной высоте осветительной диафрагмы, составленных из расположенных один над другим прозрачного бесцветного элемента и фильтра одного из основных цветов, имеющих соответственно одинаковые оптические плотности, причем тройки фигур расположены в порядке уменьшения высоты фильтров в блоке/ составляющих 0,2-0,8 высоты блока, фигуры в каждой тройке образованы фильтрами одинаковой высоты, а цвета фильтров различной высоты двух соседних фигур совпадают.

тJ

„