Оптическое устройство для обработки информации Советский патент 1984 года по МПК G06G9/00 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а более конкретно к устройствам для определения разрешающей способности (PC) аэрофотоснимков, и может быть исполь зовано в приборах оптической обработки информации.

При аэрофотосъемке в результате действия различных факторов (таких, как термобарические аберрации, атмосфЁрная дымка и т.п.), происходит искажение оптической передаточной функции (ОПФ) системы атмосфера объектив - фотоматериал. В результате разрешающая способность фотосримка снижается, что приводит к уменьшению вероятности распознавания малоразмерных объективов. Поэтому при обработке фотоснимков измеряют и разрешаюпгую способность.

Известно устройство для . оценки PC по точечным объектам, которое может быть использовано для измерения PC фотоснимка, состоящее из источника излучения, формирующей оптической системы, набора кольцевых диафрагм и |фотоприемного устройства lj .

Однако использование набора кольцвых диафрагм обуславливает требование высокой прецизионности к измерительному узлу и делает устройство неудобным в эксплуатации. Кроме того, возникают сложности с измерением малых световых потоков, а время, затрачиваемое на графические и вычислительные работы, велико.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является когерентно-оптическое устройство для пространственно-частотной фильтрации, содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси лазер, формирующую оптическую систему, транспарант, первый Фурье-преобразующий. объектив, амплитуднофазовый фильтр пространственных частот, второй Фурье-преобразующий объетив и фотоприемное устройство 2 ,

Однако известное устройство предназначено только для улучшения качества фотоснимков, обладает низкой степенью автоматизации и требует определенной перестройки для выполнени операщга измерения PC.

Целью изобретения является повыгаение точности и скорости измерений.

Для достижения поставленной цели ,в устройство, содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси лазер, монохроматический формирователь, содержащий микрообъектив, точечную диафрагму и коллимиругощий объектив, транспарант, первый Фурье-преобразующий объектив, амплп-, тудно-фазовый фильтр пространствен{1ЫХ частот, второй Фурье-преобразующий объектив и первый фотоприемныи блок, введены первьй и второй усилители, блок сравнения, электропривод, отсчетный блок, цифровой индикатор и измерительный канал, состоящий из двух подканалов, первый из которых расположен .Нс1 основной оптической оси и включает регулируемую щелевую диафрагму, расположенную в частотной плоскости второго Фурье-преобразующего объектива и проектирующий объектив, а второй подканал расположен на дополнительной оптической оси, ориентированной под углом к основной, и включает светоделительj размещенный между вторым Фурье-преобразующим объективом и регулируемой щелевой диафрагмой, щелевую диафрагм с неизменяемой шириной щели, объектив и второй фотоприемный блок, при этом выходы первого и второго фотоприемных блоков соответственно через первый И второй усилители подключены соответственно к первому и второму входам блока сравнения, выход которого подключен к входу электропривода, выход которого подключен к входу отсчетного блока, первый и второй выходы которого подключены к входам соответственно цифрового индикатора и регулируемой щелевой диафрагмы.

На чертеже представлена оптическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит распололсенные последовательно на основной оптической оси лаэер 1, монохроматический формирователь состоящий из микрообъектива 2, точечной диафрагмы 3 и коллимирующего объектива 4, транспарант 5, например, в виде фотоснимка .. со скачком плотности, первый Фурьепреобразующий объектив 6, амплнтудно-фазовый фильтр 7 гфостранственных частот, второй Фурье-преобразующий объектив 8, регулируемую щелевую диафрагму 9, проектирующий обт ектив 10, фотоприемныи блок 11, усшштель 12, блок 13 сравнения, блок управления регулируемой щелевой диафрагмой, состоящий из электропривода 14 и от31счетного блока 15 (выполненного, например, в виде микрометрического винта), цифровой индикатор 16, а также светоделитель 17 и последовательно расположенные на дополнительной оптической оси (ориентированной под уг лом к основной) щелевую диафрагму 18 с неизменяемой шириной щели, объектив 19, фотоприемный блок 20 и усилитель 21. Устройство работает следующим образом. Транспарант 5 в виде фотоснимка со I скачком плотности освещается плоской монохроматической волной света от лазера 1, сформированной монохроматическим формирователем (оптическим блоком), содержащим микрообъектив 2, точечную диафрагму 3 и коллимирующий объектив 4. В частотной плоскости первого Фурье-преобразующего объектива 6 фор мируется волновой фронт, амплитуда которого с точностью до постоянного множителя определяется вьфажением M xV-p gwV-4bs(x где А () амплитуда волнового фронта в частотной плоскости первого Фурье-преобразуюй его объектива; С) коэффициент амплиту ного пропускания фо тоснимка J F (х))-. оператор Фурье-преобразования, S (х - дельта-функция Дирака; пространственная . частота; Ь (х) одномерная ,оптическая передаточная функция системы атмосфера-объектив.пленка. Коэффициент амплитудного пропускания 1ф фильтра 7 описьгоается форVi « %v - пространственная частота. Амплитуда волнового фронта А () за фильтром 7 определяетсяс точностью до постоянного множителя- выражением3 : ftWtq,W-4). В частотной плоскости второго Фурьепреобразующего объектива 8 формируется волновой фронт, амплитуда которого пропорциональна ФРЛ системы атмосфера-объектив-пленкаI A(, () где hix) - ФРЛ системы атмосфераобъектив-пленка . Щелевая диафрагма 9 установлена с полным раскрытием щели,величина которой определяется минимальным значением измеряемой PC. Объектив 10 строит изображение выходного зрачка второго Фурье-преобразующего объектива 8 в плоскости фотоприемного блока 41.(например, фотокатвда ФЭУ). Регистрируя это распределение и обрабатывая сигнал с помощью электрических блоков, получаем PC фотоснимка в соответствии с формулой где R - PC фотоснимка; i.R - коэффициент; - ширина линии, отсекающей от ФРЛ системы атмосфераобъектив-пленка 30% энергии., При этом определяется из уравненияj о Jhwax с этой целью сигнал с фотоприемного блока 11 через усилитель 12 поступает на вход блока 13 сравнения, на второй вход котор ого одновременно поступает опорньй сигнал с фотоприемного блока 20. С выхода блока 13 сравнения сигнал, пропорциональный отношению величин сигналов на первом и втором его входах, поступает на вход блока управления регулируемой щелевой диафрагмой, при этом включается электропривод.14, связанный с микрометрическим винтом отсчетного блока 15. При уменьшении сигнала, поступающего с фотоприемного блока 11, по сравнению с опорным сигналом в 3,3 раза с блока сравнения на электропривод поступает сигнал

Остановка (например, размыкается реле). Значение ширины щели диафрагмы 9 и обратно пропорциональная этой величине PC фотоснимка отображаются на индикаторе 16.

Для ввода эталонного сигнала используется вторая (дополнительная) часть измерительного канала, состоящая из светоделителя 17, с помощью которого частотная плоскость второго Фурье-преобразующего объектива 8 изменяет свое положение в пространстве, установленной в этой плоскости диафрагмы 18 с неизменяемой шириной щели, размеры которой совпадают с исходными значениями щели диафрагмы 9, объектива 19, фотоприемного блока 20 и усилителя 21, которые установлены и работают аналогично объективу 10, фотоприемному блоку 11 и усилителю 12 основной части измерительного канала. Изобретение позволяет улучшить качество фотоснимков, а также повысить оперативность определения разрешающей способности фотоснимка по сравнению с известными устройствами.

ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ, содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси лазер, монохроматический формирователь, содержащий микрообъектив, точечную диафрагму и коллимирующий объектив, транспарант, первый.Фурье-преобразующий объектив, амплитудно-фазовый фильтр пространственных частот, второй Фурьепреобразующий объектив и первый фотоприемный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности-и скорости измерений, в него введены первый и второй усилители, блок сравнения, электро- . привод, отсчетный блок, цифровой индикатор и измерительньп канал, состоящий из двух подканалов, первый из которых расположен на основной оптической оси и включает регулируемую щелевую диафрагму, расположенную в,частотной плоскости второго Фурье-преобразующего объектива, и проектирующий объектив, а второй подканал расположен на дополнительной оптической оси, ориентированой под углом к основной, и включает светоделитель, размещенный между вторым Фурье-преобразующим объективом и регулируемой щелевой диафрагмой, щелевую диафрагму с неизменяемой шириной щели, объектив и второй фотоприемньп блок, при этом выходы первого и второго фотоприемных блоков соответственно через первый и второй усилители подключены соответственно к первому и второму входам блика |ИЖА сравнения, выход которого подключен к входу электропривода, выход которого подключен к входу отсчетного блока, пёрвьш и второй выходы кото« рого подключены к входам соответ-ственно цифрового индикатора и со регулируемой щелевой диафрагмы.