RU2505783C2 - Method of measuring small dimensions objects with unequal ends and interferograms based on photoelectric receiver - Google Patents
Method of measuring small dimensions objects with unequal ends and interferograms based on photoelectric receiver Download PDFInfo
- Publication number
- RU2505783C2 RU2505783C2 RU2009136375/28A RU2009136375A RU2505783C2 RU 2505783 C2 RU2505783 C2 RU 2505783C2 RU 2009136375/28 A RU2009136375/28 A RU 2009136375/28A RU 2009136375 A RU2009136375 A RU 2009136375A RU 2505783 C2 RU2505783 C2 RU 2505783C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulses
- photodiode
- slide
- screen
- measuring small
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам измерения объектов с малыми размерами, порядка десятков и сотен микрон, с неровными краями с последующей компьютерной обработкой результатов измерения. Цель изобретения - определение размеров объектов с неровными краями и ширины полос интерферограмм.The invention relates to methods for measuring objects with small sizes, of the order of tens and hundreds of microns, with uneven edges, followed by computer processing of the measurement results. The purpose of the invention is the determination of the size of objects with uneven edges and bandwidths of interferograms.
Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерения объекта и автоматически определить точку отсчета при размытом крае объекта измерения с последующей компьютерной обработкой результатов измерения. Принцип методики заключается в том, что измеряемый объект фотографируется с помощью микроскопа и изображение измеряемого объекта, отпечатанное на фото слайде, проектируется при помощи диапроектора на экран. При этом отношение истинного размера объекта к его изображению на слайде легко определяется по масштабу увеличения микроскопа. Для определения масштаба увеличения объекта при проекции его на экран, изображение калибруется с помощью слайда с изображением объекта с заранее известными размерами, например полоской с ровными краями шириной 1 мм.The proposed method allows to increase the accuracy of measurement of the object and automatically determine the reference point with a blurry edge of the measurement object with subsequent computer processing of the measurement results. The principle of the technique is that the measured object is photographed with a microscope and the image of the measured object printed on the photo slide is projected using a slide projector onto the screen. Moreover, the ratio of the true size of an object to its image on a slide is easily determined by the magnification scale of the microscope. To determine the magnification scale of an object when projecting it onto the screen, the image is calibrated using a slide with an image of an object with previously known dimensions, for example, a strip with
Одним из частных решений этой задачи является измерение ширины интерференционных полос, полученных в результате проведения оптических экспериментов. В этом случае все интерференционные полосы, являющиеся объектом измерения, имеют размытые края. В состав установки входит:One of the particular solutions to this problem is to measure the width of the interference fringes obtained as a result of optical experiments. In this case, all interference fringes being the object of measurement have blurry edges. The installation includes:
1. Диапроектор, куда вставляется слайд с фотографическим кадром проявленного изображения.1. A slide projector where a slide with a photographic frame of the developed image is inserted.
2. Экран, куда проектируется данный кадр.2. The screen where this frame is projected.
3. Фотодиод, который равномерно перемещается по экрану, встречая на своем пути чередование светлых и темных тонов.3. A photodiode that moves uniformly across the screen, meeting on its way an alternation of light and dark tones.
4. Два счетчика электрических импульсов с цифропечатью, один из которых включается и считает электроимпульсы, когда светодиод движется, например, по светлому тону и выключается, когда фотодиод входит в область темного тона. Другой счетчик наоборот, включается и считает электроимпульсы, когда фотодиод входит в область темного тона и выключается, когда фотодиод переходит в область светлого тона, а также элементы, приведенные на рис.1.4. Two electric pulse counters with digital printing, one of which turns on and counts electric pulses when the LED moves, for example, in light tone and turns off when the photodiode enters the dark tone region. The other counter, on the contrary, turns on and counts electrical pulses when the photodiode enters the dark tone region and turns off when the photodiode enters the light tone region, as well as the elements shown in Fig. 1.
Предварительно установка калибруется, т.е. определенная единица длины на фотографическом слайде должна соответствовать определенному числу импульсов.The preset is calibrated, i.e. a certain unit of length on a photographic slide must correspond to a certain number of pulses.
Блок-схема установки приведена на рис.1.The block diagram of the installation is shown in Fig. 1.
Одной из особенностей данной методики является то, что ширина измеряемого объекта, в данном случае интерференционной полосы, измеряется в относительных единицах-импульсах, регистрируемых на экране пересчетного устройства, когда по сигналу с фотодиода устройство включается и начинает считать импульсы.One of the features of this technique is that the width of the measured object, in this case the interference band, is measured in relative units-pulses recorded on the screen of the recounting device when the device turns on and starts to read pulses by the signal from the photodiode.
Таким образом, точность измерения ширины полос значительно повышается благодаря тому, что частоту следования импульсов и время прохождения фотодиодом светлой и темной полосы можно варьировать в широких пределах.Thus, the accuracy of measuring the width of the bands is significantly increased due to the fact that the pulse repetition rate and the passage time of the light and dark bands by the photodiode can be varied over a wide range.
После этого результат измерения ширины полосы в количестве импульсов переводится, в соответствии с калибровкой, в единицы длины - мм или мкм.After that, the result of measuring the bandwidth in the number of pulses is converted, in accordance with the calibration, into length units - mm or μm.
Другой особенностью данной методики является то, что фотодиод автоматически реагирует на степень затемненности полосы, т.е. он сам выбирает точку отсчета ширины полосы, посылая сигнал на пересчетное устройство. Таким образом, решается задача размытости полосы при переходе темного тона в светлый и наоборот. После обработки результатов измерений при помощи компьютера на мониторе получается изображение интерференционной картины с резкими границами перехода светлого и темного тонов.Another feature of this technique is that the photodiode automatically responds to the degree of darkening of the strip, i.e. he himself selects the reference point of the bandwidth, sending a signal to the recounting device. Thus, the problem of blurring the strip when the transition of a dark tone to a light one and vice versa is solved. After processing the measurement results using a computer on the monitor, an image of the interference pattern with sharp boundaries of the transition of light and dark tones is obtained.
На рис.2 представлена электрическая принципиальная схема устройства запуска и остановки пересчетных устройств ПСО сигналами с фотодиода ФД-1 при прохождении им темных и светлых полос интерференционной картины, полученной на фото слайде.Figure 2 shows the electrical schematic diagram of the device for starting and stopping the recalculation devices with PSO signals from the PD-1 photodiode when it passes through the dark and light bands of the interference pattern obtained on the photo slide.
Способ иллюстрируется примером.The method is illustrated by an example.
Берут фото слайд с изображением интерференционных полос. Границы полос при переходе из светлого тона в темный имеют не четкую, размытую структуру. Слайд вставляют в диапроектор и проектируют на экран. Предварительно для калибровки в диапроектор вставляют слайд с изображением полосы шириной 1 мм с четким переходом светлого тона в темный. Фотодиод ФД-1 равномерно движется по экрану, попеременно пересекая границы темных и светлых тонов. При прохождении темной области сигнал с фотодиода отсутствует, при прохождении светлой области с фотодиода поступает электрический сигнал.Take a photo slide with the image of interference fringes. The borders of the bands when switching from light to dark have an unclear, blurry structure. The slide is inserted into the slide projector and projected onto the screen. For calibration, a slide with an image of a 1 mm wide strip with a clear transition from light to dark is inserted into the slide projector for calibration. Photodiode FD-1 moves uniformly on the screen, alternately crossing the boundaries of dark and light tones. When passing through the dark region, there is no signal from the photodiode; when passing through the bright region, an electrical signal is received from the photodiode.
Сигнал с фотодиода ФД-1 усиливается операционными усилителями 140 УД 6 и поступает на вход микросхемы 155 ТЛ 3, в состав которой входят два триггера Шмита с элементом на входе 4 И-НЕ. Сигналы с двух выходов МС поступает непосредственно на входы счетчиков импульсов ПСО, предварительно усиливаясь усилителями, собранными на транзисторах К 361. Сигналы с двух других выходов МС 155 ТЛ 3 поступают на входы МС 155 ЛА 3, в состав которой входят четыре элемента 2 И-НЕ и после этого поступают, предварительно усиливаясь, на входы счетчиков импульсов ПСО. Это сделано для того, чтобы при наличии сигнала с фотодиода первый ПСО включался и начинал считать импульсы, а второй выключался. И наоборот - при отсутствии сигнала с фотодиода первый ПСО выключался и заканчивал счет импульсов, а второй включался и начинал считать импульсы. При проекции на экран калибровочного слайда и включении счетчика импульсов при прохождении фотодиодом границы темного и светлого тонов, устанавливается количество импульсов, соответствующее ширине полосы в 1 мм на фотографическом слайде. Таким образом, определятся коэффициент для обратного пересчета - число импульсов в единицы длины. В соответствии с блок-схемой, приведенной на рис.1 информация с пересчетных устройств ПСО поступает в компьютер, где обрабатывается и, в соответствии с программой из компьютера поступает сигнал на обнуление дисплеев пересчетных устройств для нового счета импульсов при прохождении фотодиодом очередной границы темного и светлого тонов. Таким образом, по мере равномерного продвижения фотодиода по экрану, в компьютер поступает информация о ширине, проектируемых на экран интерференционных полос.The signal from the PD-1 photodiode is amplified by operational amplifiers 140
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY
1. П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники // Москва, «Мир», 1986.1. P. Horowitz, W. Hill. The art of circuitry // Moscow, "Mir", 1986.
2. Б.И. Юдин. Расчет профиля градиента распределения показателя преломления заданной формы в оптических элементах из стекла для улучшения их оптических параметров. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. В.2, 2008, С. 27-29.2. B.I. Yudin. Calculation of the gradient profile of the distribution of the refractive index of a given shape in optical elements made of glass to improve their optical parameters. // Devices and systems. Management, control, diagnostics. B.2, 2008, S. 27-29.
3. С.Ф. Грилихес, В.Г. Ильин, М.Н. Полянский. Интеференционное изменение параметров элементов градиентной оптики. // Сб. научн. тр. Тула: Тульский политехнический институт. 1980. С.3-6.3. S.F. Griliches, V.G. Ilyin, M.N. Polyansky. Interactive change of parameters of gradient optics elements. // Sat scientific tr Tula: Tula Polytechnic Institute. 1980. S. 3-6.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009136375/28A RU2505783C2 (en) | 2009-09-23 | 2009-09-23 | Method of measuring small dimensions objects with unequal ends and interferograms based on photoelectric receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009136375/28A RU2505783C2 (en) | 2009-09-23 | 2009-09-23 | Method of measuring small dimensions objects with unequal ends and interferograms based on photoelectric receiver |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009136375A RU2009136375A (en) | 2011-03-27 |
| RU2505783C2 true RU2505783C2 (en) | 2014-01-27 |
Family
ID=44052667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009136375/28A RU2505783C2 (en) | 2009-09-23 | 2009-09-23 | Method of measuring small dimensions objects with unequal ends and interferograms based on photoelectric receiver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2505783C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU926531A1 (en) * | 1979-05-31 | 1982-05-07 | Институт электроники АН БССР | Photoelectric method of measuring linear dimensions |
| SU1111025A1 (en) * | 1983-04-15 | 1984-08-30 | Институт электроники АН БССР | Method of measuring linear dimensions of micro objects |
| SU1747876A1 (en) * | 1990-07-10 | 1992-07-15 | Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики при Нижегородском государственном университете им.Н.И.Лобачевского | Optoelectronic product dimension gage |
| US6184993B1 (en) * | 1999-02-09 | 2001-02-06 | Phase Metrics, Inc. | Apparatus for measuring a small gap using a Savart plate |
-
2009
- 2009-09-23 RU RU2009136375/28A patent/RU2505783C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU926531A1 (en) * | 1979-05-31 | 1982-05-07 | Институт электроники АН БССР | Photoelectric method of measuring linear dimensions |
| SU1111025A1 (en) * | 1983-04-15 | 1984-08-30 | Институт электроники АН БССР | Method of measuring linear dimensions of micro objects |
| SU1747876A1 (en) * | 1990-07-10 | 1992-07-15 | Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики при Нижегородском государственном университете им.Н.И.Лобачевского | Optoelectronic product dimension gage |
| US6184993B1 (en) * | 1999-02-09 | 2001-02-06 | Phase Metrics, Inc. | Apparatus for measuring a small gap using a Savart plate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009136375A (en) | 2011-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9531963B2 (en) | Image capturing device and image capturing system | |
| CN109655233B (en) | Optical detection system and detection method for multi-channel spectral imaging display screen | |
| CN104296968B (en) | The modulation transfer function test method of multichannel CCD | |
| JP6232831B2 (en) | Spectral characteristic acquisition device, image evaluation device, and image forming device | |
| US9664559B2 (en) | Image capture device and electronic apparatus | |
| JP2013228692A (en) | Image capturing device and camera system | |
| CN101782457B (en) | Device and method for measuring modulation transfer function | |
| US20230288619A1 (en) | Optical test apparatus and optical test method | |
| US20160050376A1 (en) | Image sensor with sub-wavelength resolution | |
| CN211121618U (en) | Spectrum measuring device | |
| JP2011223382A (en) | Imaging device | |
| JP2014216970A (en) | Distance measuring device | |
| RU2505783C2 (en) | Method of measuring small dimensions objects with unequal ends and interferograms based on photoelectric receiver | |
| CN108200425B (en) | A system and method for multi-directional letter detection based on TDI linear array detector | |
| JPWO2009147908A1 (en) | Light measurement apparatus, light measurement method, and program | |
| CN102288385A (en) | Calibration method for photoelectric response characteristic of two-dimensional imaging device | |
| CN203101029U (en) | Device for detecting relay lens | |
| Dittrich et al. | Measurement principle and arrangement for the determination of spectral channel-specific angle dependencies for multispectral resolving filter-on-chip CMOS cameras | |
| JP2014089075A (en) | Spectral reflectance measuring system | |
| KR20140062356A (en) | Auto focusing apparatus | |
| TW201250370A (en) | Image calculation and measurement apparatus and method | |
| Carvalho et al. | Yarn hairiness and diameter characterization using a CMOS line array | |
| JP6430078B1 (en) | MTF measuring apparatus and MTF measuring method | |
| TWI857141B (en) | Linear correction method for optical measuring device, optical measuring method and optical measuring device | |
| CN102007389A (en) | Photometer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140924 |