Кольцевая визуализирующая диафрагма теневого прибора (ее варианты) Советский патент 1986 года по МПК G02B27/46 

fO

15

1278779

Изобретение относится к приборотроению, в частности к приборам для сследования оптических неоднородно- тей в прозрачных средах теневым меодом, и может быть использовано при сследовании процессов, обладающих сферической симметрией.

Цель изобретения - расширение раочего диапазона прибора и цветовой гаммы в изображении объекта исследоания при сохранении однозначности его дешифровки.

На фиг.1 и 2 представлены первый и второй варианты вьтолнения диаф- . рагмы.

Диафрагма состоит из центрального элемента 1 в виде круга, выполненного из цветного фильтра, и примыкающих к нему и друг к другу концентрических колец, выполненных из цветных фильтров 2-4, из бесцветных 5 и 6 и из нейтральных 7 и 8. Диаметр центрального элемента равен диаметру изображения круглой осветительной диафрагмы. Ширины цветных колец равны между собой и равны диаметру центрального элемента, а ширина каждого из ахроматических колец составляет 0,4-0,6 ширины цветного кольца. Каждое цветное кольцо заключено между двумя ахроматическими кольцами, одно из которых вьтолнено из нейтрального фильтра, а другое - из бесцветного. (Под бесцветным фильтром понимается устройство, пропускающее белый свет),.

Цветовые тона цветных фильтров различаются между собой и включают в себя цветовые тона трех основных цветов и цветовой тон цвета, являющегося промежуточным между двумя ос- .новными цветами. (Под промежуточным цветом понимается цвет, получаемый при смещении двух цветов),

В первом варианте вьтолнения (фиг.1) центральный элемент 1 диафрагмы выполнен красного цвета, цветное кольцо 2 - из фильтра зеленого цвета, цветное кольцо 3 - из фильтра

20

25

30

35

40

45

син фил но тр бл ца

(ф пр ве (ц мы эл цв цв ко к

сл

ди пл во ра па Пр ши ра ди

ра ве за ли об це . но од ки дв ки ис ны ро

ак ве те

5

0

5

0

5

0

5

синего цвета, цветное кольцо 4 - из фильтра пурпурного цвета (промежуточного цвета между красным цветом центрального элемента 1 и синим цветом ближайшего к внешнему цветного кольца 3).

В диафрагме по второму варианту (фиг.2) цвета колец 2 и 3 остаются прежними, т.е. зеленым и синим соответственно, цвет кольца 4 - красный (цвет центрального элемента диафрагмы на фиг.1), а цвет центрального элемента 1 - желтый (промежуточный цвет между красным цветом внешнего цветного кольца 4 и зеленым цветом кольца 2, ближайшего цветного кольца к центральному элементу).

Визуализирующая диафрагмй работает следующим образом.

В отсутствие объекта исследований диафрагму устанавливают в фокальной плоскости приемного объектива теневого прибора таким образом, что изображение осветительной диафрагмы совпадает с центральным элементом 1 При этом плоскость изображения окрашивается в красный цвет (для диафрагмы на фиг.1) ипи в желтый (для диафрагмы на фиГо2).

При появлении в поле зрения прибора неоднородной среды изображение осветительной диафрагмы смещается В зависимости от величины смещения (величины углового отклонения света в объекте исследования) оно может опасть целиком либо на один фильтр (на цвет- . ной), либо сразу на два фильтра (на один цветной и один из ахроматических) , либо сразу на три фильтра (на два цветных и один из ахроматических). При этом в изображении объекта исследования появляются цвета, отличные от цвета, соответствующего однородной среде. ,

Цветная гамма в изображении обь- акта исследования в зависимости от величины смещения изображения освети- тельной диафрагмы приведена в таблице.

5

и 2

2

7

и 3

3

6

и 4

4

Различные по чистоте красные цвета . желтые цвета

Различные смешанные

красно-оранжевые, цвета желто-зеленой оранжевые, желтые, гаммы желто-зеленые цвета

Различные по чистоте зеленые цвета

Зеленый цвет Различные по яркости зеленые цвета

Различные смешанные зелено-голубые, голубые, сине-зеленые цвета

Различные по яркости синие цвета

Синий цвет Различные по чистоте синие цвета

Различные смешанные

синевато-пурпурные синевато-пурпурные, цветапурпурные, красновато-пурпурные цвета

Различные по чистоте пурпурные цвета красные цвета

Пурпурный цвет

4 и 8

Различные по яркости пурпурные цвета красные цвета

Расширение рабочего диапазона прибора с помощью предлагаемой диафрагмы происходит за счет введения дополнительного цветного кольца шириной, равной диаметру центрального элемента и четырех ахроматических колец шириной, равной 0,4-0,6 ширины цветного кольца.

Выбор меньшей ширины ахроматических колец по сравнению с шириной цветных колец обусловлен требованием сохранения однозначности дешифровки цветного изображения объекта исследования . Поскольку в этом случае изображение осветительной диафрагмы не

Красный цвет

может целиком поместиться на ахроматическом кольце, оно обязательно захватывает еще либо один, либо два цветных фильтра, в результате чего в изображении объекта исследования появляются либо цвета различной яркости или чистоты, либо неповторяющиеся между собой и отличные от цветов цветных фильтров различные смешанные цвета. В диафрагме встречаютс четыре ахроматических кольца, два из которых выполнены из нейтральных- фильтров, а два - из бесцветных. Наличие в диафрагме двух бесцветных фильтров шириной, равной ширине цветных фильтров, приводит к нарушению

5127

однозначности дешифровки, поскольку появление белого цвета в изображении объекта исследования в этом случае может быть обусловлено двумя совершенно различными угловыми отклонения- ми света. Наличие в диафрагме двух нейтральных фильтров, по ширине равных ширине цветных фильтров, для сохранения однозначности дешифровки требует, чтобы они различались между собой по оптической плотности. В предлагаемой диафрагме однозначность дешифровки достигается и при одинаковой оптической плотности обоих нейтральных фильтров за счет того, что их ширина меньше ширины цветных фильтров.

Использование ахроматических колец уже 0,4 ширины цветного кольца нецелесообразно, так как они сужают ра- бочий диапазон и несколько обедняют цветовую гамму в изображении объекта исследования за счет уменьшения числа цветов, различающихся между собой по чистоте цвета и яркости,

Использование в диафрагме колец шире 0,6 ширины цветного кольца и бесцветных колец также нецелесообразно, поскольку при этом возрастает вероятность появления метамерности в изображении объекта исследования, т.е. теряется однозначность дешифровки, так как известно, что вероятность

Кроме того, при работе предлагаемой диафрагмы в изображении объекта исследования, кроме цветов, различавосприятия двух разбеленных цветов

как визуально тождественных возраста- 35 ющихся между собой по цветовому тону,

ет по мере увеличения разбеливания

цвета.

В предлагаемой диафрагме ширина

могут появиться цвета, различающиеся между собой по яркости и по чистоте. Это достигается за счет использования наряду с цветн1з1ми элементами ахроматических.

нейтральных фильтров, также как и бесцветных, не должна превьшгать величины, равной 0,6 ширины цветного фильтра, иначе в изображении объекта исследования могут возникнуть темные смешанные цвета, плохо различающихся между собой.

Расположение колец, выполненных из бесцветных и нейтральных фильтров может быть изменено. Вместо нейтральных фильтров могут быть расположены бесцветные фильтры и наоборот, но каждое цветное кольцо должно быть за к.пючено между двумя ахроматическими, одно из которых -выполнено из нейтрального фильтра, а другое - из бесцветного.

Цветовая гамМа в изображении объекта исследования, полученного с помощью предлагаемой диафрагмы, расширеиа за счет цветя дополнительного кольца (например, в диафрагме на фиг.1). Цвет этого кольца является промежуточньЕМ между цветом центрального элемента и цветом внешнего кольца и не может появиться при работе известной диафрагмы, поскольку центральной элемент и внешнее кольцо разделены между собой другим цветным кольцом шириной, равной диаметру центрального элемента. При кодировании неоднородности цветовым тоном четырех цветных металлов однозначность дешифровки сохраняется, так как .цветовой тон промежуточного цвета не может совпасть ни с одним из трех основных цветов,, поскольку основные цвета линейно независимы, т.е. смешением двух основных цветов нельзя получить третий основной цвет.

Цветовая гамма в изображении объекта исследования с помощью предлагаемой диафрагмы дополняется неповторяющимися между собой и отличающимися от цветов цветных фильтров смешанными цветами, которые появляются при прохождении света одновременно через два цветных кольца и ахроматическое кольцо между ними, так как ширина ахроматического кольца меньше, чем ширина каждого из цветных колец.

Кроме того, при работе предлагаемой диафрагмы в изображении объекта исследования, кроме цветов, различа40

могут появиться цвета, различающиеся между собой по яркости и по чистоте. Это достигается за счет использования наряду с цветн1з1ми элементами ахроматических.

45

50

55

При расширении цветовой гаммы в изображении объекта исследования сохраняется однозначность его дешифровки, поскольку нет ни одного цвета, который не отличался бы от другого хотя бы одной объективной характеристикой: цветовым тоном, чистотой, яркостью.

Формула изобретения

1. Кольцевая визуализирующая диафрагма теневого прибора, содержащая -- три элемента, выполненных соответственно из фильтров трех основных цветов, причем первый центральный элемент вьтолпеи в вгзде круга, а два других элемента. - в ввде концентоических колец шириной, равной диаметру центрального элемента, отличающаяся тем, что, с целью рас- , ширения рабочего диапазона прибора и цветовой гаммы в изображении объекта исследования при сохранении однозначности его дешифровки, она снабжена дополнительным внешним цветным кольцом шириной, равной диaJмeтpy центрального элемента, вьшолненным из фильтра, цвет которого является промежуточным между цветом центрального элемента и цветом,ближайшего к дополнительному цветного кольца, а каждое из цветных колец заключено между дву- мя введенными ахроматическими кольцами, одно из которых выполнено из нейтрального фильтра, другое - из бес- цветного фильтра, причем ширина каж- дого из ахроматических колец состав- ляет 0,4-0,6 ширины цветного кольца.

2. Кольцевая визуализирующая диафрагма теневого прибора, содержащая три элемента, выполненных соответст

венно из трех цветных фильтров, причем первый центральный элемент выполнен в виде круга, два других эле10 5 0

5

мента - в виде концентрических колец шириной, равной диаметру центрального элемента, а цвета этих двух элементов соответствуют двум из трех основных цветов цветовой гаммы, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона прибора и цветовой гаммы в, изображении объекта исследования при сохранении однозначности его дешифровки, она снабжена дополнительным внешним цветным кольцом шириной, равной диаметру центрального элемента, вьтолненным из фршьтра, цвет которого соответствует третьему основ йому цвету цветовой гаммы, центральный элемент выполнен из фильтра, цвет которого является промежуточным между цветом дополнительного кольца и цветом цветного кольца, ближайшего к центральному элементу, а каждое из цветных колец заключено между двумя введенными ахроматическими кольцами, одно из которых выполнено из нейтрального фильтра, другое - из бесцветного фильтра, причем ширина каждого из ахроматических колец составляет 0,4-0,6 ширины цветного кольца.

8

Редактор О.Юрковецкая

Составитель В.Кравченко

Техред Л. Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Заказ 6833/44Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного, комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.2

Изобретение может быть использовано в приборах для исследования оптических неоднородностей в прозрачных средах теневым методом. Целью изобретения является распшрение рабочего диапазона устройства и цветовой гаммы в изображении объекта исследования при сохранении однозначности его дешифровки. Диафрагма содержит центральный элемент 1 в виде круга из цветного фильтра и концентрические кольца из цветных 2-4, бесцветных 5, 6 и нейтральных 7, 8 фильтров. Ширина внешнего цветного кольца 4 равна диаметру центрального элемента 1, а ширина каждого из ахроматических колец 5-8 (из нейтральных и бесцветных ,. фильтров) составляет 0,4-0,6 ширины цветного кольца. Такое выполнение ахроматических колец обеспечивает сохранение однозначности дзшифровки цветного изображения объекта исследования. Диафрагма устанавливается в фокальной плоскости приемного объ-; ектива прибора. При появлении в поле зрения неоднородной среды с изображении объекта появятся цвета, отличные .от цвета, соответствующего однородной среде. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. Q $ сл ю sl 00 СО 8