Способ получения тест-изображения переменного контраста Советский патент 1988 года по МПК G01M11/02 G03C5/00 

00

а:) ел

о

00

фиг.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к способам контроля частотно-контрастных характеристик оптических элементов и фотоматериалов о

Целью изобретения является расширение области регулировки контраста тест-изображения.

На фигс, представлена оптическая схема; на фиг о 2 - оптическая схема с тест-объектом на слюдяной подложке о

Сущность изобретения заключается в том, что ьа прозрачную подложку наносят тест-рисунок в виде зеркально- отражающего слоя, освещают полученный тест-объект с двух сторон поляризованным светом со взаимно ортогональным направлением поляризации и проецируют суммарный световой поток на экран через анализатор, в результате чего на экране возникает изображение оригинала в проходящем и отраженном световом потоках, которое является наложением негативного и позитивного изображений оригинала. Контраст получаемого изображения регулируется от негатива до позитива поворотом анализатора и определяется по величине яркостью источника света по отношению к темному полю, создаваемому скрещенными поляризатором и анализатором, и максимален за счет выполнения рисунка зеркально отра- жаю1дим о

Пример 1 о Источник 1 света (фиг.О, конденсор 2 и поляризатор 3 последовательно установлены и отъюстированы по оптической оси„ Аналогичная оптическая система с источником 4 света, конденсором 5 и поляризатором 6 установлена так, что оптические оси двух систем взаимно ортогональны. Тест-объект 7 выполнен в виде зеркально-отражающего тест-рисунка 8, нанесенного на оптически прозрачную подпожку 9, и установлен в месте пересечения световых потоков от источников 1 и 4 света под углом 45° к направлению каждой оптической оси о Тест- объект 7 изготавливают, например, напылением алюминия через маску на стеклянную подложку. Анализатор 10 и экран 11 установлены на продолжении оптической оси одной из оптических систем после тест-объекта 7 Между экраном 11 и анализатором 10 установлен проецирующий объектив 12, поляризаторы

3и 6 ориентируют направление поляризации света взаимно ортогонально.

Свет от источника 1, имеющий вер- тикальную поляризацию, проходит через оптически прозрачные участки тест-объекта 7„ Свет с горизонтальной поляризацией от источника 4 отражается от зеркальных участков

тест-рисунка 8 Суммарный световой поток, идущий вдоль одной оптической оси, проходит через анализатор 10 и проецируется объективом 12 на экран 11, При вращении анализатора

10 на экране 11 возникает изображение тест-объекта 7 в проходящем, отраженном световых потоках или их суперпозиции,

Яркость каждой части изображения

тест-объекта можно менять от нулевого уровня при скрещенных поляризаторе 3 (6) и анализаторе 10 до максимального при параллельных поляризаторе 3 (6) и анализаторе 10, определяемого яркостью источника 1 или

4света, что не ограничивает величину контраста получаемого изображения, Светопропускание оптического устройства по приводимой схеме определяется потерей на оптических элементах, поглощением в подложке 9 и коэффициентом отражения зеркального покрытия тест-рисунка 8 и составляет не менее 80%„ Светопропуекание оптического устройства, реализующего известный способ, не выходит за величину

10% о

Пример 2 о Оптическая схема аналогична приведенной в примере 1.

Тест-рисунок 8 наносится на слюдяную пластинку толщиной, кратной Я /4, где Л - длина волны падающего монохроматического света, причем с обратной стороны слюдяной пластинки наносят зеркально-отражающий спой. Тест- объект на основе слюдяной пластинки освещают поляризованным светом, направление поляризации которого составляет угол 45 с направлением кристал50

лической оси слюдяной пластинки

При взаимодействии светового потока от источника света 1, прощедщего через конденсор 2 и поляризатор 3, gg с тест-объектом 7, он делится на два световых потока, один из которых отра жается от зеркальной поверхности тест-рисунка 8, а другой проходит через оптически прозрачные участки,

слюдяную пластинку 9, отражается от задней зеркальной поверхности 13, - проходит через слюдяную пластинку и выходит через оптически прозрачные участки. При прохождении четвертьволновой слюдяной пластинки 9 происходит поворот плоскости поляризации выходящего светового потока на 90 по отношению к плоскости поляризации падающего на тест-объект светового потока. Суммарный световой поток распространяется вдоль единой оптической оси. Формирование переменного по контрасту изображения происхо- дит аналогично примеру 1 „ Посеребренная с обратной стороны четвертьволновая пластинка из слюды выполняет функцию второго источника света для работы в проходящем световом потоке, направление поляризации которого ортогонально направлению поляризации падающего светового потока„

Учитывая малость изменения показателей преломления слюды вдоль глав ных оптических осей в видимой области спектра, можно считать слюдяные пластинки толщиной 0,01-0,1 мм широкполостными и работающими как фазовые пластинки во всей видимой области спектра о

По сравнению с примером 1 использование четвертьволновой фазовой пластинки упрощает оптическую систему и устраняет необходимость точной юстировки двух оптических систем для совмещения изображений тест-объекта в проходящем и отраженном световых потоках

В качестве фазовой пластинки мо- жет быть использ ована призма Френе

О

0

5

ля. Если призма Френеля имеет угол 74°20 , она работает как четвертьволновая пластинка в области спектра видимого света с отклонением от циркулярности менее 5%, Тоео является ахроматической фазовой пластинкой.

Предлагаемый способ позволяет заменить комплект аттестованных штриховых мир разного контраста, применяемых на практике для определения частотно-контрастных характеристик контролируемого объекта, а также позволяет осуществить непрерывное изменение контраста в процессе контроля, что сокращает его продолжительность и трудоемкость. Кроме того, непрерывность изменения контраста позволяет автоматизировать процесс контроля с использованием машинного отсчета.

Формула изобретения

Способ получения тест-изображения переменного контраста, включаюпщй освещение тест-объекта на прозрачной подложке поляризованным светом, пропускание прошедшего тест-объект светового потока через анализатор, выполненный с возможностью вращения вокруг своей оси, и регистрацию изображения тест-объекта, отличающийся тем, что, с целью расширения области регулировки контраста тест-изображения, тест-объект освещают с двух сторон светом с взаимно ортогональной поляризацией, а рисунок тест-объекта выполняют зеркал ьно-отражаю1даМо

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет расширить область регулировки контраста тест-изображения. Тест-объект 7 формируют нанесением на оптически прозрачную подложку 9 зеркально-отражающего рисунка 8. Освещают тест- объект 7 источниками 1 и 4 поляризованного света с взаимно ортогональным направлением поляризации. Проецируемый объективом 12 суммарный световой поток дает на экране 11 изображение оригинала в виде наложенных негативного и позитивного изображений его. Поворотом анализатора 10 регулируют контраст получаемого изображения тест-объекта 7, определяе1 1й яркостью источника света по отношению к темному полю, создаваемому скрещенными поляризатором 3 (6) и анализатором 10 о 2 ил о (О сл

фиг. 2.