Светоклапанная оптическая система Советский патент 1986 года по МПК G02B27/46 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к све- токлапанным проекционным устройствам для воспроизведения и отображения информации с прозрачного деформируемого носителя, а также для изучения или контроля оптических неоднородностей и свилей в прозрачных средах.

Цель изобретения - повьшение качества воспроизводимого системой изображения путем равномерного воспроизведения на экране изображения всех структурных точек и линий, ориентированных в произвольных направлениях.

На фиг.1 представлена оптическая схема светоклапанной оптической системы; на фиг.2 - входной растр, на фиг.З - вьЕходной растр.

Система содержит осветитель 1, входной растр 2, прозрачный носитель 3 информации, проекционньш объектив 4, выходной растр 5 и экран 6. Прозрачные элементы 7 входного растра и непрозрачные элементы 8 выходного растра 5, а также носитель 3 и экран 6 попарно оптически сопряжены объективом 4. Прозрачные элементы 7 входного растра 2 выполнены в виде равномерно расположенных несоприкасающихся круглых отверстий, имеющих общую площадь, равную 40-50% от общей площади входного растра 2. Оптически сопряженные с ними непрозрачные элементы 8 выходного растра 5 имеют диаметр 1,1

d г as1

1,25;ri-, где d - диаметр соот ОБ оБ ветствующих прозрачных элементов 7

входного растра . ; f - фокусное расстояние проекционного объектива 4,40

расстояние от объектива до входного растра 2.

ОБ

Диаметр прозрачных элементов 7 входного растра 2 определяет диаметр оптически сопряженных с ними непрозрачных элементов 8 выходного растра 5, Значение размеров элементов растров зависит от материала носителя 3 информации и параметров оптических неоднородностей (структурньпг элементов информации носителя) - глубины канавок, их профиля и т.д., которые определяют угол отклонения света, ре фрагированного на этих неоднородно- стях

Линейны.е размеры непрозрачных элементов 8 выходного растра 5 должны превышать размеры проецирубитых на

10

20

25

30

35

40

-

55

них изображений прозрачных элементов 7 входного растра 2 на величину, зависящую от параметров технологических дефектов, имеющихся на носителе 3 (в виде оптических неоднородностей, деформаций и свилей), и таким образом обеспечивать задержку шумов (фона) от дефектов носителя информации.

Необходимая величина превьшения размеров непрозрачных элементов 8 выходного растра 5 зависит как от качества изготовления носителя 3 информации, так и от точности изготовления прибора и может доходить до 25%.

Большее превышение облегчает настройку темного поля прибора, улучшает контраст и качество изображения, но уменьшает светопропускание и КПД прибора, а превьшение менее 10% ухудшает качество темного поля экрана 6 и контраст изображения воспроизводимой информации и требует более точного изготовления и настройки прибора.

Размеры и количество элементов входного и выходного растров определяют светопропускание светоклапанной оптической системы.

При идеальном изготовлении прибора и качестве носителя информации превышение размеров непрозрачных элементов выходного растра может быть равно нулю, а светопсопускание входного и выходного растров 50%„

Практически, учитывая неточности изготовления прибора и технологические дефекты носителя 3 информации, требуется изготовлять выходной растр 5 с превьшениек размеров непрозрачных элементов, что приводит к уменьшению светопропусканкя входного растра до 40%.

Светоклапанная оптическая система работает следующз-ш образом,

Осветитель равномерно освещает прозрачный носитель 3 информации сквозь прозрачные элементы 7 - круглые отверстия входного растра 2 множеством образовавшихся пучков света, а объектив 4 сквозь этот прозрачньш носитель проецирует изображение входного растра 2 з плоскость выходного растра 5 и обеспечивает расположение изображений прозрачных элементов на соответствующих непрозрачных элементах 8 вькодногг; растра 5. Так как непрозрачные элементы 8 выходного раст-- ра 5 (фиг.З) имеют большие размеры..

чем проецируемые на них изображения соответствующих прозрачных элементов

7входного растра 2 (фиг.2), то при отсутствии информации на носителе 3 путь света к экрану 6 надежно прегра- ждается и обеспечивается качественное темное поле экрана с равномерной освещенностью.

Если на прозрачном носителе 3 появляется информация в виде фазового микрорельефа или других оптических неоднородностей, то часть лучей, освещающих носитель, преломляется (ре- фрагирует) на ней и, отклонившись от своего первоначального направления, проходит сквозь прозрачную поверхность выходного растра 5, окружающую непрозрачные элементы 8, и воспроизводит на темном поле экрана 6 световое изображение информации носителя с равномерной освещенностью всех ее структурных точек и линий, ориентированных в произвольных направлениях.

Воспроизводимое изображение инфор- мации носителя имеет равномерную освещенность всех ее структурных точек и линий, ориентированных в произвольных направлениях, благодаря тому, что в выходном растре 5 расстояние от центра каждого непрозрачного элемента

8круглой формы до прозрачной поверхности выходного растра, сквозь которую проходит отклоненный (рефрагиро- ванньш) на информации свет, практиче- ски одинаково во всех направлениях,

а непрозрачные круглые элементы не

2 .7

соприкасаются между собой, чем обеспечивают вокруг себя прозрачную поверхность для беспрепятственного прохождения света (рефрагируемого) на информации носителя в произвольных нацравлениях.

Формула изобретения

Светоклапанная оптическая система, содержащая осветитель, входной растр, прозрачный носитель информации, проекционный объектив, выходной растр и экран, причем прозрачные элементы входного растра и непрозрачные элементы выходного растра, а также прозрачный носитель информации и экран попарно оптически сопряжены проекционным объективом, отличающаяся тем, что, с целью повьшения Качества воспроизводимого системой изображения, прозрачные элементы входного растра выполнены в виде равномерно расположенных несоприкасающихся круглых отверстий, имеющих общую площадь, равную 40-50% от общей площади входного растра, а оптически сопряженные с ними непрозрачные элементы выходного растра имеют диаметр

dfl

1,1-1,25

- f:

где d - диаметр

ОБ о& соответствующих прозрачных элемен

f:

юв

входного растра.

-оь

- фокусное расстояние проекционного объективаj - расстояние от проекционного объектива до входного растра,

7

.2

Редактор 0,Юрковецкая

Заказ 6833/44Тираж 501Подписное

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

. 3

Составитель В,Кравченко

Техред Л.Сердюкова Корректор И,Эрдейи

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить качество воспроизводимого системой изображения. Прозрачные элементы входного растра 2 выполнены в виде равномерно расположенных несоприкасаТ I / ющихся отверстий одного диаметра, общая площадь которых составляет 40-50% от площади растра 2. Линейные размеры непрозрачных элементов выходного растра 5 превьшают размеры проецируемых на них изображений прозрачных элементов, обеспечивая задержку шумов от дефектов носителя 3 информации. Благодаря тому, что расстояние от центра каждого непрозрачного элемента до прозрачной поверхности выходного растра 5 практически одинаково во всех направлениях, воспроизводимое изображение информации носителя 3 будет иметь равномерную освещенность всех ее структурных точек и линий, ориентированных в произвольных направлениях . 3 ил. (/) Т I 5/ Фиг.1