Устройство для контроля качества изображения оптических систем Советский патент 1980 года по МПК G01M11/02 

(54)- УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ Изобретение относится к обяасти оптического .приборостроения и может быть использовано для контроля оптических систем, строящих действительное изображение, а также, при юстировке и фокусировке таких систем. Известно устройство для изофотометрической фоторегистрации изображения точки, создаваемого контролиру емой оптической системой, осуществляющее измерение распределения освещенности в изображении точки {l. Недостатком, данного- устройства яв ляется низкая оперативность и значительная трудоемкость измерений, что связано с необходимостью химико-фОтографической обработки фотоматериала и проведением сложных процессов печати для получения изофот. Прототипом является устройство для контроля качества изображений оп тических систем 2J. содержащее расположенный перед контролируемой системой осветитель и размещенную позади нее телевизионную установку с передающей трубкой, видеоконтроль ным устройством, двухкоОрдинатным регистрирующим устройством для заОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ писи распределения освещенности в изображении источника света. Недостатком данного устройства является то, что из-за необходимости получения серии кащров накопления с удлиняющимся рядом времен экспозиции накопления один цикл измерения может длиться десятки минут, что не позволяет следить за изменениями качества изображения в течение времени измерения, а эти изменения недопустимы, т. е. измерительная система чувствительна к вибрациям и осредняет влияние воздушных потоков и других искажающих факторов. Кроме того, фотометрические сечения регидтрируются на отдельных уровнях освещенности, увеличение числа которых затруднено, т, к. влечет за собой увеличение затрат времени на измерение. Целью изобретения является повышение эkcпpeccнocти измерений за счет того, что все фотометрические сече-. ния формируются при одинаковых вреЫенах экспозиции, составляющих 1/25 с, а результаты измерений выводятся на экран электроннолучевой трубки практически одновременно с процессом анализа изображения точки.

Эта цель достигается тем, что в него введены установленный позади осветителя с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной к.оптическЬй оси, фотометрический клин, связанный с электрическим преобразователем. перемещения, выход которого подсоединен к вертикальной развертке двухкоординатного регистриругацего устройства, а к горизонт.альной развёртке этого устройства через осциллограф с блоком выделения строки,. дискриминатор видеосигнала, пороговый усилитель и дифференциру1ацую цепочку.подключен выход телевизионной установки.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства,, на фиг. 2 схема принципа выделения изофот разЛичных уровней освещенности при изменении светового потока в схеме контроля.

Устройство содержит осветительную систему 1, 2, 3, формирующую точечный источник света, введенный в нее перемещающийся фотометрический клин

4, плавно меняющий световой поток.

,

и приспособление для закрепления контролируемой оптической системы 5. За контролируемой системой располагается телевизионная установка с передающей трубкой 6, регистрирующим устройством 7 для записи распределения освещенности, и блоком 8 измерения площади изображения. Светопоглотител связан с электрическим датчиком перемещения 9, выход которого подсоединен к вертикальной развертке двухкоординатного регистрирующего устройства 7. К горизонтальной развёртке регистрирующего устройства подключен выход телевизионной установки через электронный блок, включающий в себя осциллограф с блоком вьщеления строки 10 дискриминатор видеосигнала 11 пороговый усилитель 12 и дифференцирующую цепочку 13, которые выделяют сигнал о координатах начаша и конца поперечного сечения изображения точечного источника света. Кроме того, устройство содержит видеоконтрольное устройство 14.

Устройство работает следующим образом (фиг. 2)..

В исходном состоянии фотометрический, клин введен и чувствительност телевизионной системы установлена таким образом, что исходный световой

.поток в схеме контроля вызывает формирование изображения линии, равного уровня освещенности (изофоты) в изображении точечного источника, соответствующей максимуму относительной освещенности Е (см. фиг. 2а), которую примем равным единице. При пе ремещении фотометрического клина на расстояние, соответствующее повышению светового потока вдвое, кривая распределения осв.ещенности сместит ся в новое положение Е, а крутая. сЪетовая характеристика телевизионной системы с дискриминатором (фиг. 26) выделит из распределения освещенности изофоту, соответствующую уровню освещенности, вдвое меньшему, чем первоначальный, и на экране ВКУ будет сформировано изображение изофоты, соответствующей уровню Е 2 0,5. Следующее удвоение светового потока вызывает формирование иэофоты, соответствующей уровню относительной освещенности Е 0,25 и т. д. Промежуточные положение клина Дс1дут изофоты промежуточных уровней освещенности. Все изофоты последовательно подаются на электроннолучевую трубку с памятью, например на экран осциллографа типа С8-7А, дополненного блоком кадровой развертки. Таким образом, в результате запоминания ряда фотометрических сечений и воспроизведения на экране их сходного , . взаимного расположения на экране изображается изофотограмма, т. е. топограмма распределения освещенности в изображении точечного источника света, сформированном исследуемой оптической системой. Далее с помощью построчного осциллографа выделяется строка, проходящая через максимум освещенности в изображении. Затем фотометрическому клину сообщается непрерывное возвратное перемещение (например, круглый клин вращают) ,, что вызывает плавное изменение светового потока.

При этом, благодаря датчику перемещения (вращения),возникающие (для каждой последовательной иэофоты) точки координат начала и конца поперечного сечения изофоты располагаются на экране регистрирующего устройства на различных высотах, соответствующих уровням освещенности. В результате на экране формируется кривая распределения освещенности по линии, пересекающей изображение светящейся точки через максимум освещенности. Одновременно, как и в прототипе, полный телевизионный сигнал казкдого кадра изображения точки, сформированного контролируемой системой, поступает в блок измерения площади изображения для вычисления концентрации энергии В изображении.

Формула . изобретения

Устройство дликонтроля качества изображения оптических систем, содержащее расположенный перед, контролируемой системой осветитель и размещенную позади нее телевизионную установку с. передающей трубкой, видеоконтрольным устройством, двухкоординатным регистрирующим устройством для записи распределения освещенное