Измеритель видимости Советский патент 1947 года по МПК G01J1/40 

Во всех существующих системах измерителей видимости, построенных на принципе вуалирования наблюдаемого изображения некоторой добавочной яркостью, гашение изображений близкого и удаленного объектов производится на фоне неодинаковой яркости.

При обработке полученных из таких наблюдений результатов нужно знать отношение порогов контрастной чувствительности глаза наблюдателя в первом и втором случаях гашения.

На практике до сих пор оказывалось необходимым считать это отношение равным единице, т. е. полагать, что порог контрастной чувствительности глаза не зависит от яркости фона. Между тем такое допущение оправдывается лишь для ограниченной области значений яркости фона; оно становится несправедливым при очень малых и при очень больших яркостях.

Таким образом, применение измерителей видимости указанного выше класса ограничивается пределами оптимальных яркостей: в частности, эти приборы не пригодны для измерения

видимости в условиях сумеречной освещенности.

Изобретение имеет целью осуществить измеритель видимости, также основанный на принципе вуалирования наблюдаемого изображения некоторой изменяемой яркостью, однако, в отличие от вышеуказанных измерителей, допускающий производство различных наблюдений на фоне одинаковой видимой яркости.

Согласно изобретению, предлагаемый измеритель снабжен расположенными перед объективом двумя пятигранными призмами, подвижными поступательно в противоположных направлениях, перпендикулярных к оптической оси, и служащими для создания смещенных друг относительно друга изображений наблюдаемого объекта.

На фиг. 1 изображена оптическая система предлагаемого измерителя, на фиг. 2 - устройство и расположение входящих в нее призм, на фиг. 3 и 4-расположение ребер этих призм в двух положениях последних и на фиг. 3 - видоизменение оптической системы измерителя.

269

Телескопическая система измерителя образована объективом / и окул;;ром 2; выходное отверстие ее меньше зрачка глаза наблюдателя (фиг. 1).

Вблизи объектива 7 расположены две пятигранные призмы 3 и 4, способные перемещаться ноступательно в противоположных направлени :х, перпендикул)рных к оптической оси системы.

Устройство призм показано на фиг. 2 и характеризуется следующими данными:

1)грани АБ и ДГ призмы 3 и грани А Б и ВТ нризмы 4 образуют одинаково направленные двугранные углы, равные «;

2)грани АБ и ВГ призмы 3 и грани А Б и Г Д призмы 4 образуют одинаково направленные двугранные углы, равные / и 3) углы « и /5 малы, причем « /.

Призмы 3 и 4 должны иметь такие размеры и быть расноложены но отношению друг к другу так, чтобы ребра Г и Г лежали возможно ближе к одной, перпендикулярной к оптической оси системы, плоскости. На фиг. 3 и 4 показано положение ребер Г и Г при двух положениях призм.

Призма 4 склеена из трех отдельных частей 5, 6 и 7.

Благодаря указанному устройству в фокальной плоскости объектива получаются два смещенных относительно друг друга изображения наблюдаемого объекта: первое изображение- через части объектива, закрытые гранями Г Д к ВГ, и второе изображение - через остальную часть объектива. При этом яркости изображений пропорциональны площадям соответствующих частей объектива.

Необходимо при этом, чтобы i-лаз наблюдателя располагался на значительном расстоянии от действительного изображения объекта, даваемого окуляром (например, достаточно близко к окуляру), с тем, чтобы лучи, образующие в глазу первое и второе изображения объекта, проходили через одну и ту же часть хрусталика.

Необходимость соблюдения этого условия вызывается неравноценностью различных участков зрачка в образовании световых ощуиений.

Пусть в качестве объекта наблюдения использован контраст, образованный яркостями /3 (цель) и ,ci (фон).

В первом изображении яркости цели и фона будут равны и

/3 ft-K-p и ;в/ .

Во втором изображении они будут равны:

(P- р} и р:;(.К(Р-р),

где Р - общая нлош,адь объектива, р - площадь части объектива, закрытой гранями ВГ и Г Д , К - постоянный для данного устройства коэфициент (в действительности, величина К несколько изменяется при изменении положения призм 3 и 4 благодаря неодинаковым потерям яркости в самом приборе, однако эти рс зличия настолько малы, что ил1и можно пренебречь).

Поворачивая прибор вокруг оптической оси, находят такое его положение, нри котором второе изображение контраста будет покрываться первым изображением фона.

Тогда видимая яркость второго изображения цели будет равна

/ ц -/з;чд; /з кр+ /((р-/)) (I)

и видимая яркость второго изображе ния фона будет равна:

Ф К + К ГКР. (2)

Соответствующая величина . контраста:

ft; .fc. (l

О

- ру, - --

р I

Ф

Сближая призмы 3 и 4, уменьшают величину р настолько, чтобы удовлетворялось равенство:

(3)

т. е. до момента кажущегося исчезновения контраста, затем отсчитывают по прибору расстояние между Г и Г и, зная диаметр объектива, находят величину pjP.

Производя второе наблюдение и используя в качестве цели другую поверхность, расположенную ближе или дальше цели в первом наблюдении и рисуюшуюс;- на тол. же самом фоне, аналогично предыдущему, 11ол)чают: Р« Д Уравнения (3) и (4) могут быть решены относительно величин и (коэфициент экстинция) и (фактор освещенности), входящих в выражения /5, ft и и характеризующих собой метеорологические условия видимости. Так как в обоих случаях видимая яркость фона имеет одно и то же значение, определенное равенством (2), то при одинаковых угловых размерах и геометрическом подобии контуров первой и второй цели физиологический фактор е будет иметь одинаковое значение, независимо от абсолютного значения яркости фона (предполагается, что яркости цели и фона во время наблюдений постоянны). Вариант измерителя видимости, показанный на фиг. 5, отличается от описанного измерителя только тем, что вместо призмы 4 в нем применена

Фиг. 1 призма S такого же вида, как и призма 3. В фокальной плоскости объектива получаются три изображения - два боковых и одно центральное. Гашению подвергается центральное изображение. Этот измеритель рассчитан для наблюдений над вертикальной видимостью по шарам-пилотам. П р е д Л1 е т изобретен и я Измеритель, видимости, основанный на принципе вуалирования наблюдаемого изображения некоторой изменяемой яркостью, отличающийся тем, что, с целью получения возможности производства различных наблюдений при фоне одинаковой видимой яркости, он снабжен расположенными перед объективом двумя пятигранными призмами, подвижными поступательно в противоположных направлениях, перпендикулярных к оптической оси, и служащими для создания слаещенных друг относительно друга изображений наблюдаемого объекта.

LL4