Способ отображения информации с фазового транспаранта и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G06K15/12 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при создании устройств считьшания информации, записанной на фазовом транспаранте, в т.ч. в системах отображения информации.

Цель изобретения - улучшение качества отображаемой информации путем увеличения контраста изображения фазового транспаранта

На фиг.1 изображена оптическая схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - основной узел данного устройства.

Суть способа заключается в том, что при отображении информации с фазового транспаранта. путем модуляции оптического излучения данным транс- парантом, преобразования результирующего оптического сигнала в пространственный спектр элементарных оптических сигналов, изменения фазы элементарного оптического сигнала нулевой пространственной частоты на величину, соответствующую сумме четверти длины излучения и половины постоянной составляющей изменения оптической толщины фазового транспаранта, и обратного преобразования пространственсл

ts9

05

ного спектра элементарнык оптических сигналов, фазу элементарного оптического сигнала нулевой пространственной частоты дополнительно изменяют на ве- j личину

iot arctg(|™ ctg--).

где с

среднее по фрагменту значение косинуса фазового угла, соответствующего переменной составляющей оптической толщины фазового транспаранта}

фазовый угол, соответствующий постоянной составляющей изменения оптической толщины фазового транспаранта..

Устройство (фиг.1) включает расположенные последовательно на оптической оси источник 1j конденсатор 2, фазовый транспарант 3 с различными скачками оптической толщины, размещаемый в кадровом окне 4 объектив 5, блок 6 фильтрации и зкран 7.. Блок 6 фильтращ-зи вьшолнен в виде склеенных пластин с осью вращения 8 (фиг, 2), совпадающей с линией пересечения плоское- ди 9 изображения источника света и плоскости склейки 10, наклонной к параллельным граням пластин под углом I а Угол ft оптической осью и нормалью 11 характеризует KaicnoHHoe положение 1гпастины относительно оптической оси устройства

Ори склеивании пластины блока 6 фильтрации, выполненной в виде призмы 12, с второй аналогичной частью, блок 6 приобретает форму плоскопарал- лельной пластины. На наклонной грани призмы, лежащей в плоскости склейкиj имеется область перепада толщины 13 в виде углубленияг дно которого параллельно наклонной грани и удалено от нее на расстояние « Размер области 13 такой,, что при любом рабочем положении блока 6 фильтрации проекция изображения источника на наклонную грань вписьшается в эту область „

При склеивании пластин область перепада толщины либо заполняется клеем с показателем преломления отличным от показателя преломления П(, материала склеиваемых частей, либо (например, при соединении методом

j

o

5

0

5

0

35

40

45

50

55

оптического контакта) остается заполненной газом с п 1, При вьтолнении С1слеиваемьгх: частей из материала с. одинаковым показателем преломления оптическая толщина блока 6 фильтра- щ-ш остается неизменной для всех направлений, параллельных оптической оси, кроме направлений, проходящих через область перепада толщины. Для этой области оптическая толщина изменяется скачком на величину 1,, которая должна удовлетворять выражению

IQ () j arctg sinq cosCfo- -/с)-Ц,

где длина волны измерения} га - целое число .

Отображение фрагментарной информа- записанной на фазовом транспа- , происходит следующим образом. Оптическое излучение источника, сформированное конденсатором 2, модулируется фазовым транспарантом 3, расположенным в кадровом окне 4. В результате действия объектива 5 в плоскости изображения источника 9 формируется пространственный Фурье-спектр элементарных оптических сигналов, элементарньй сигнал нулевой пространственной частоты занимает oблacть в которой располагается изображение источника излучения при отсутствии кадра с транспарантом. При прохождении через блок 6 фильтрации со скачком оптической толщины в области 13 изображения источника света и:вменяется фаза элементарного сигнала нулевой пространственной частоты и формируется трансформированный Ф; фье-спектр транспаранта. Слой свободного пространства между блоком 6 фкльтрации и экраном 7 обеспечивает о15ратное Фурье-преобразование. В результате восстановления на экране отображается информация, записанная на транспаранте.

Процасс восстановления зизуализи- рованкого изображе ия можно описать известным образом с использованием аппарата Фурье-оптики. Результаты р.асчета показывают, что в случае, когда показатель пре/юмления материала склеиваемых частей диафрагм п превышает показатель преломления п материала, заполняющего область 13 (т„е„ п, nj), величина отрицательного скачка оптической толщины блока 6 фильтрации, развернутой вокруг ос вращения, задается выражением

1 (ar) „ 08(1Ш , Р Г cosfi L cosoi J

где р arcsin n, sin(oi )/п,,

0 arcsin(sinci)/п,. В этом случае

l, Aoi,/2ir, гдео, 6i.+tT(2m+1/2),

Ы.

макс

максимальное значение переменной составляющей скачка фазы, соответствующей изменению оптической толщины.

Для полного исключения влияния наклонного расположения плоскопараллельной пластины на качество изображения транспаранта с фазовой записью пластина блока 6 фильтрации располагается в им11ерсионной жидкости . В этом случае иммерсионная жидкость выбирается с показателем преломления Hj, равным показателю преломления п,

перпендикулярном пЛоскости склейки, удовлетворяет соотношению

Ч. Лс,/2Г,

где . 5 мто- - 2т+1/2),

о -мин минимальное значение переменной составляющей скачка фазы,

соответствующей изменению оптической толщины, при этом показатель прелом- дения имерсионной жидкости равен показателю пpeлo ffleния склеенных час- тей диафрагмы.

Формула изобретения

1. Способ отображения информации с фазового транспаранта, основанный на пространственной модуляции оптического излучения фазовым транспарантом переменной оптической толщины, преобразования результирующего опти- ческого сигнала в пространственный спектр элементарных оптических сигналов, изменении фазы элементарного оптического сигнала нулевой пространственной частоты на величину, соответ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах отображения информации. Целью изобретения является улучшения качества отображаемой информации путем увеличения контраста изображения фазового транспаранта. Поставленная цель достигается тем, что при визуализации фазовой информации путем модуляции фазовым транспарантом оптического излучения и изменения фазы пространственного спектра результирующего оптического сигнала производят дополнительное изменение фазы пространственного спектра, согласованное с переменной и постоянной составляющей оптической толщины фазового транспаранта. Устройство, реализующее способ, содержит источник излучения, конденсатор, фазовый транспарант, объектив и блок фильтрации. Блок фильтрации выполнен в виде пластин, состоящих из двух склеенных частей с областью изменения оптической толщины в плоскости склейки и установленных с возможностью разворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси устройства. 2 с.п. и 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

материала склеиваемых частей диафраг- о ствующую сумме четверти дпины волны мы. Одна из зтих частей (фиг.2) имеет углубление, которое при склеивании заполняется веществом с показаизлучения и половины постоянной составляющей изменения оптической толщины фазового транспаранта, и обратном преобразовании пространственного спектра.элементарных оптических сигналов, отличающийся тем, что,с целью повышения контраста отоб ражаемой информации, фазу элементарного оптического сигнала нулевой про странственной частоты дополнительно изменяют в соответствии с величиной модуляции оптическог о измерения фазовым транспарантом, на величину

телем преломпения п,.,, п ,. При п

, п 2 пластина блока

отличным от

6 фильтрации имеет отрицательный скачок оптической толщины, определяемой выражением

Ц(9), cos(9 -e) /cosG ,

где

е 0

arcsinL(n (/npsin6 J , - угол между оптической осью и нормально к плоскости склейки.

В процессе работы устройства разворот пластины блока 6 относительно начального положения () обеспечивает уменьшение скачка оптической толщины до величины, которая для конкретного отображаемого транспаранта (из имеющего набора последовательно сменяемых транспарантов) является оптимальной с точки зрения описанног способа отображения информации.

В случае, когда пластины блока 6 расположены в иммерсионной жидкости, величина отрицательного изменения оптической толщины в направлении.

ствующую сумме четверти дпины волны

излучения и половины постоянной составляющей изменения оптической толщины фазового транспаранта, и обратном преобразовании пространственного спектра.элементарных оптических сигналов, отличающийся тем, что,с целью повышения контраста отображаемой информации, фазу элементарного оптического сигнала нулевой пространственной частоты дополнительно изменяют в соответствии с величиной модуляции оптическог о измерения фазовым транспарантом, на величину

uoi arctg(1-c)ctg(q o/2)/(1+c) ,

0

5

где с - среднее значение косинуса фазового угла, соответствующего переменной составляющей оптической толщины фазового транспаранта; Ц)р - фазовьй угол, соответствующий постоянной составляющей изменения оптической толщины фазового транспаранта.

IHO на оптической оси источник света, |конденсор, фазовьй транспарант,, объ- |ектив и блок фильтрации, о т л и - |чающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, блок фильтрации состоит из двух склеенных 1пластин с областью изменения оптичес- кой толщины в плоскости склейки на величину

10

А1- АЫ/2Т,

где 7 - длина, волны излучения, причем пластины блока фильтрации установлены с возможностью разворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси устройства и проходящей через область изменения оптической толщины в плоскости склейки пластин, и расположены в задней фокальной плоскости Ьбъектива.

1,./21Г,

гдеЫ, .с+ 2т+1/2), макс эльное значение переменной составляющей скачка фазы, соответствующей изменению оптической толщины, m - целое число.

и

,

где , с „„4 2т+1/2) , минимальное значение переменной составляющей скачка фазы соответствующей изменению оптической толщины, причем, показатель преломления иммерсионной жидкости равен показателю пр€ ломления склеенных частей плоскопараллельной пластины.

фие.2