174977. lajstromszámú szabadalom • Mozgó tárgyak méretének elektro-optikai mérésére alkalmas eljárás és berendezés
9 174977 10 Ebből az idő és így az S letapogatásijei és a 11E él kereszteződésének megfelelő X pont helyzete is megállapítható. Az 5. ábra mutatja a tj —tj 5 időértékek megállapítására szolgáló elrendezést. Ebben a Ca-Cn komparátorok, azaz elektronikus összehasonlító áramkörök sorozatát alkalmazzák, amelyek mindegyikének megvan a 4C ábra Aj, A2, stb. amplitúdó referencia szintjeinek megfelelő Ra-Rn referencia pontja. A letapogatótói származó video jel párhuzamosan eljut mindezekre az összehasonlító áramkörökre, így minden összehasonlító áramkör összehasonlítja a video jelet a saját referencia szintjével, és a különbségeknek megfelelő kimenőjelet állítja elő. Amikor a video jel értéke elér vagy meghalad egy adott összehasonlító áramkörre beállított referencia szintet, az összehasonlító áramkör kimenetén egy jel keletkezik, amely a 28 számítógép illesztő egységbe jut. Ugyancsak a 28 számítógép illesztő egységbe jut az a jel, amely a letapogató jel X pontja helyzetének idejét jelzi. így a 28 számítógép illesztő egység előállít egy jelet a 29 számítógép számára, amely jel jelzi azt az időt, illetve X pont helyzetét, amelynél a videojel valamelyik Aj stb. referencia szintet keresztezi. Ezekből az adatokból a video jel hullámalakját rekonstruálni lehet, és megállapítható a 11E él, és az S letapogatásijei kereszteződésének helyzete. Az ezt meghatározó algoritmus egy analízisen alapszik, amelynek során rögzítik a tárgy jelenlétében és a tárgy hiányában a keresztezési pontra vonatkoztatott video jel amplitúdót. Mivel a gyakorlatban a tárgy hiányában érvényes zavartalan megvilágítás nem állít elő egy teljeseit szabályos video jelet az egész vizsgált tartományra vonatkozóan, szükség van arra, hogy a feldolgozási eljárás számításba vegye az árnykép nélküli esetben fellépő videojel változásokat. A fentiekben ismertetett általános eljárás megvalósítja azt a célkitűzést, hogy a video jel által elért végérték elegendően pontos közelítését adja a tárgy hiányában érvényes referencia video jelnek, így az algoritmus használható. Ha létezne olyan megvilágító fényforrás, optikai rendszer és letapogató, amely a tárgy hiányában a számunkra érdekes egész mérési tartományra vonatkoztatva egységesített video jelet állít elő, akkor lényegesen egyszerűbb szintdetektor és adatfeldolgozó egység lenne alkalmazható. Lehetséges kompromisszumos megoldás az olyan (különösen akkor, ha a számítógép elegendően nagy tárolóval rendelkezik), ha a teljes mérési tartományra vonatkoztatva feltérképezzük a video jelet, és tároljuk ezeket a jeleket a számítógépben. Ez megtehető akár egy kereső táblázat, akár pedig egy X—Y polinomiális elrendezés segítségével. A polinomiális elrendezés sok esetben kényelmesebb, mivel rendszerint kisebb tárkapacitást igényel. A video jel és az X pont helyzete közötti összefüggés megállapítására egy további módszer is alkalmazható, amely analóg-digitális konverterek felhasználásán alapszik. E gyakorlati rendszerben egy digitál-analóg konverter állítja elő. A minél nagyobb pontosság elérése céljából a digitál-analóg konverter viszonylag lassú ütemben, például két mikrosecundumos lépésekben dolgozik. Ennél a sebességnél a 0,025 milliméteres szabványos letapogatási apertúrával elért video jel felfutási idő mintegy 150 mikrosecundum. Ez azt jelenti, hogy tizenöt amplitúdó szintet felvéve, az analóg-digitális átalakítások között 10 mikrosecundum idő áll rendelkezésre, amely könnyen beszerezhető, viszonylag egyszerű és elegendően pontos analóg-digitális konverterrel elérhető. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy az analóg-digitális konverterek kimenete 10 mikrosecundumonként olvasódik be a számítógép felé (vagyis a letapogatást generáló digitál-analóg konverter minden ötödik lépésénél). Itt kell kiemelni azt, hogy a fent leírt görbe illesztési eljárás rendkívül hatásos, és lényegesen általánosabb, mint ahogyan azt a legtöbb gyakorlati eset megköveteli. Mivel a rendszer rögzített paraméterei előre ismertek, a legtöbb esetben lehetőség nyílik a hatásuk teljes figyelembevételére oly módon, hogy a görbe illesztést kevesebb mint tizenöt pontban végezzük el. A gyakorlati esetek többségében a görbe illesztés két vagy három mintavételi pont segítségével megtörténhet. Az eddigieket összegezve a találmány szerinti berendezés és eljárás azon a felismerésen alapszik, hogy a mélységélességre, apertúra méretre és felbontóképességre vonatkozó bizonyos klasszikus alapelv nem érvényes. Minden korábbi vizsgálatot az olyan integráló típusú érzékelőkre alapoztak, mint például az emberi szem vagy egy érzékeny film, ahol az éleken a Fresnel-elhajlás következtében fellépő életlenség nem választható szét a fókuszálásí hibából adódó életlenségtől. Korábban ezt a két életlenségi hibát összevonva vizsgálták, és ezért azt a következtetést vonták le, hogy a felbontóképesség növelése a mélységélesség csökkenését vonja maga után. Abban az esetben azonban, ha egy letapogató típusú érzékelőt alkalmazunk, a találmány szerinti eljárásnak megfelelő módon, amely méri az él képét, lehetővé válik a mélységélesség és a felbontóképesség fentiek szerinti szétválasztása. A felbontóképességnek ez az új definíciója olyan mértékben érvényes, amilyen minőségű a találmány szerinti berendezésben alkalmazott letapogató rendszer, abban a vonatkozásban, hogy mennyire képes a Fresnel elhajlási képet elemeire bontani. Egy ilyen letapogató rendszerrel meghatározhatók azok a képelemek, amelyek megfelelnek a tárgy éle helyzetének, és ily módon a rendszerre érvényes felbontóképesség messze meghaladja a szem, vagy a film felbontóképességét. Ily módon a felbontóképességnek ezt az új értelmezését kihasználva, olyan képekkel is lehet dolgozni, amelyeknél a széleken igen nagy diffrakciós tartomány jön létre, és ennek ellenére nagy pontossággal meghatározható a képnek megfelelő, számunkra érdekes tárgy helyzete. Külön szabályozható a mélységélesség és fókuszszám (divergencia) egy adott megvilágító rendszerben. Nagy mértékben párhuzamosított fényű megvilágító fényforrás alkalmazásával a mélységélesség csaknem tetszőlegesen nagy lehet. Ha pedig elegendően hosszú idő alatt dolgozzuk fel az ily módon megvilágított él letapogatásával nyert adatokat, akkor a rendszer felbontóképességét csaknem tetszőleges mértékben fokozhatjuk. Bár a találmány szerinti berendezés leírásánál párhuzamosított fénysugárra hivatkoztunk, a találmány nem korlátozódik szigorúan a párhuzamosított fény-5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
