Устройство дефектоскопического контроля планарных структур Советский патент 1988 года по МПК H04N7/18 

-,:Л

1

Изобретение относится к технике телевидения и может быть использова но для автоматического контроля дефектов планарных структур.

Цель изобретения повышение ности путем обеспечения инвариантности к смещению планарной структуры в поле зрения телевизионного датчика. На фиг. 1 представлена электри- ческая структурная схема устройства дефектоскопического контроля планарных структур; на фиг. 2 - схема блока формирования фрагм та изображения; на фиг. 3 - схема генератора тактовых импульсов; на фиг. 4 - схема блока задержки; на фиг. 5 - схема анализатора дефектов; на фиг. 6а,б,в,г - примеры изображений планарных структур.

Устройство дефектоскопического контроля планарных структур (фиг. 1) содержит координатный стол 1, оптический блок 2, телевизионный датчик 3, синхрогенератор 4, квантователь 5, видеоконтрольный блок 6, блок 7 формирования фрагмента изображения, генератор 8 тактовых импульсов, блок 9 задержки, анализатор 10 дефектов, первый и второй элементь: ИЛИ 1 1 - 1 и 11-2, первый и второй регистры 12-1 и 12-2 сдвига и блок 13 оперативной памяти.

Блок 7 формирования фрагмента изодая из них устанавливается на коорд натный стол 1 (фиг. 6,а) и изображе ние контролируемого участка, увели ченное оптическим блоком 2, передае ся на мишень видикона телевизионног датчика 3, который преобразует полу ченное изображение в последовательный стандартный электрический видео

10 сигнал. Работа телевизионного датчи 3 синхронизируется строчными и кадровыми синхроимпульсами от синхрони затора 4. С информационного выхода телевизионного датчика 3 видеосигна

15 поступает на вход квантователя 5 и первый вход видеоконтрольного блока 6. Квантователь 5 осуществляет двух уровневое квантование видеосигнала по амплитуде. Видеоконтрольный блок

20 6 отображает изображение планарной структуры на экране. С выхода квантователя 5 квантованный видеосигнал поступает на вход блока 7, на выход которого формируются одновременно

25 сигналы п строк изображения, образу ющие на этих выходах столбец электронного окна, который за время стро пробегает растр изображения слева н право и сдвигается вниз на одну

30 строку.

Таким образом, за время кадра эт столбец пробегает последовательно все элементы изображения.

Сигнал с выхода блока 7 подается

бражения (фиг. 2) содержит блоки за- -j на вход блока 9, т.е. видеосигналы

держки 14-1 - 14.4.

Генератор 8 тактовых импульсов (фиг. 3) содержит элемент ИЛИ 15, элемент И-НЕ 16, инвертор 17, резистор 18 и конденсатор 19.

Блок 9 задержки (фиг. 4) содержит D-триггеры 20-1 - 20-3.

Анализатор 10 дефектов (фиг. 5) содержит первую и вторую группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 21-1 - 21-5, 22-1 - 22-4 и первую и вторую группы элементов И 23-1 - 23-4 и 24-1 - 24-4.

Устройство дефектоскопического контроля планарных структур работает следующим образом.

Имеется два режима работы: режим обучения и режим контроля. В режиме

строк подаются на соответствующие D-входы D-триггеров 20-1 - 20-3, в которых осуществляется одновременны сдвиг с помощью тактовых импульсов.

40 При этом видеосигналы задерживаютс на время одного периода импульсов с генератора тактовых импульсов (100 и формируется второй столбец электронного окна. Сигналы с выходов бло

45 ка 7 и блока 9 образуют электронное окно размерностью 2 столбца на п строк, которое за время одного кад ра сканирует все изображение, и поступают соответственно на первый и

50 второй входы анализатора 10 дефекто В анализаторе 10 видеосигналы соответствующих параллельно выдаваемых строк электронного окна подаются на первый и второй входы элементов НС50 второй входы анализатора 10 дефектов В анализаторе 10 видеосигналы соответствующих параллельно выдаваемых строк электронного окна подаются на первый и второй входы элементов НСобучения подбирается комплект планар ных структур, которые признаны годны- 55 КЛЮЧАЮЩЕЕ ИЖ 21-1 - 21-5 первой ми и характеризуются всеми возможны- группы, следовательно на их первые ми допустимыми отклонениями тополо- входы подаются видеосигналы соответ- гии. После создания комплекта таких ствующих строк с выхода блока 7, а образцовых структур (фиг. 6,б) каж- на вторые входы - видеосигналы, за

3817312

дая из них устанавливается на координатный стол 1 (фиг. 6,а) и изображение контролируемого участка, увеличенное оптическим блоком 2, передается на мишень видикона телевизионного датчика 3, который преобразует полученное изображение в последовательный стандартный электрический видео-

10 сигнал. Работа телевизионного датчика 3 синхронизируется строчными и кадровыми синхроимпульсами от синхронизатора 4. С информационного выхода телевизионного датчика 3 видеосигнал

15 поступает на вход квантователя 5 и первый вход видеоконтрольного блока 6. Квантователь 5 осуществляет двухуровневое квантование видеосигнала по амплитуде. Видеоконтрольный блок

20 6 отображает изображение планарной структуры на экране. С выхода квантователя 5 квантованный видеосигнал поступает на вход блока 7, на выходе которого формируются одновременно

25 сигналы п строк изображения, образующие на этих выходах столбец электронного окна, который за время строки пробегает растр изображения слева направо и сдвигается вниз на одну

30 строку.

Таким образом, за время кадра этот столбец пробегает последовательно все элементы изображения.

Сигнал с выхода блока 7 подается

строк подаются на соответствующие D-входы D-триггеров 20-1 - 20-3, в оторых осуществляется одновременный сдвиг с помощью тактовых импульсов.

ри этом видеосигналы задерживаются на время одного периода импульсов с генератора тактовых импульсов (100 не и формируется второй столбец электронного окна. Сигналы с выходов блока 7 и блока 9 образуют электронное окно размерностью 2 столбца на п строк, которое за время одного кадра сканирует все изображение, и поступают соответственно на первый и

второй входы анализатора 10 дефектов, В анализаторе 10 видеосигналы соответствующих параллельно выдаваемых строк электронного окна подаются на первый и второй входы элементов НСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЖ 21-1 - 21-5 первой группы, следовательно на их первые входы подаются видеосигналы соответ- ствующих строк с выхода блока 7, а на вторые входы - видеосигналы, задержанные блоком 9. Элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 21-1 - 21-5 первой группы сравнивают логические значения двух соседних по строке элементов разло- жения изображения в электронном окне При подаче на первый и второй входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 21-1 - Zl -S первой группы отличающихся логических сигналов на выходе их выра- батьшается сигнал логической единицы характеризующий обнаружение в каком- либо месте электронного окна элементарного вертикального перепада, т.е. участка контура пленарной структуры. Аналогичным образом элементы ИСЮПОЧА ЮЩЕЕ ИЛИ 22-1 - 22-4 второй группы выделяют элементарные горизонтальные перепады, т.е. участки контура пла- нарной структуры во втором столбце электронного окна. При этом элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22-1 - 22-4 второй группы сравнивают логические сигналы элементов соседних строк второго столбца электронного окна одновре- менно. Совпадение топологически связанных сигналов о выделенных вертикальных и горизонтальных участках контура во времени дает информацию об угловых элементах изображения. Это совпадение для угловых элементов изображения фиксируется парал лельно по всей высоте электронного окна с первой и второй групп элементов И 23-1 - 23-4 и 24-1 - . Информация о вьщелении угловых элементов раздельно по первому и втором выходам анализатора 10 подается на первый и второй элементы ИЛИ 11-1 и 11-2, которые определяют наличие углового элемента соответствующего типа в текущем столбце электронного окна. Полученная информация раздельно записывается в первый и второй регистры 12-1 и 12-2 сдвига и под воздействием тактовых импульсов генератора 8 тактовых импульсов сдвигается с частотой тактов.

Таким образом, в первом и втором регистрах 12-1 и 12-2 сдвига в каж- дый данный момент времени .находится информация о наличии в столбцах электронного окна угловых элементов изображения, соответствующая плотности угловых элементов изображения, под которой понимается количество угловых элементов в электронном окне размерностью m-(n-l) где m - количе-

ю J5 20 25 зо 0 з

35

0

5

ство разрядов первого и второго ре- rffCTpoB 12-1 и 12-2 сдвига; п - коли- чество выводов выхода блока 7. При этом размеры электронного окна меньше минимального размера элементов топологии планарной структуры, выраженной в количествах строк и периодах последовательности импульсов с генератора 8 тактовых импульсов. Сигнал с выходов первого и второго регистров 12-1 и 12-2 сдвига подается на соответствующие первую и вторую группы адресных входов блока 13 оперативной памяти, который в режиме обучения работает на запись.

Перед началом обучения все ячейки блока 13 обнуляются, а при обучении на вход разрешения записи подается постоянный сигнал логического нуля, а на информационный вход - сигнал ло гической единицы. При этом во все ячейки блока 13, адреса которых при обучении возникнут на разрядах первого и второго регистров 12-I и 12-2 сдвига, запишется значение логической единицы. Поскольку подобранный комплект планарных структур для обучения содержит все возможные (допустимые) отклонения топологии, то в блоке 13 по соответствующим адресам запишутся значения логических единиц, характеризующих годные пленарные структуры.

После обучения устройства по всем образцовым планарным структурам сигнал с входа разрешения записи снимается, а на вход разрешения считывания подается сигнал логического разрешения и начинается режим контроля.

В режиме контроля вместо образцовых планарных структур на координатный стол 1 устанавливается контролируемая пленарная структура. При этом режим работы всех блоков устройства, кроме блока 13, не изменяется. Если в топологии контролируемой планариой структуры появляется дефект, то количество угловых элементов изображения из выделенных блоком выделения угловых элементов изображения оказы вается для прямоугольной топологии, как правило, боль1пим, чем для образцовых структур и иэ блока 13 в режиме считьшания вырабатьшается сигнал логического нуля, характеризующий наличие дефекта. Этот сигнал подается на второй вход видеоконтрольного

блока 6 и отмечается светящейся точкой на экране. Поскольку работа всех блоков синхронизирована от синхроге- нератора 4 и генератора 8 тактовых импульсов, то светящаяся отметка (точка) будет находиться на экране видеоконтрольного блока 6 правее и ниже выявленного дефекта планарной структуры. Сигналы о выявленных де фектах планарных структур с выхода блока 13 могут быть использованы и в других информационно-измерительных системах для дефектоск.опирования и диагностирования, для чего может быть использован выход блока 13.

Формула изобретения

1. Устройство дефектоскопического контроля планарных структур, содержащее оптически связанные и последовательно расположенные на одной оптической оси координатный стол, оптический блок и телевизионный датчик, входы строчных и кадровых импульсов которого соединены с первым и вторым выходами сиихрогенератора соответственно, квантователь и видеоконтрольный блок, входы которых соединены с выходом телевизионного датчика, а также анализатор дефектов, о личающееся тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения инвариантности к смещению планарной структуры в поле зрения телевизионного датчика, в него введены последовательно соединенные блок формирования фрагмента изображения, сигнальный вход которого соединен с выходом квантователя, а выход соединен с первым входом анализатора дефектов, к блок задержки, сигнальный вход которого соединен с выходом блока формирювания фрагмента изображения, а выход соединен с вторым входом анализатора дефек- тгов, блок оперативной памяти, последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с первой группой выходов анализатора

дефектов,и первый регистр сдвига, выходы кото рого соединены с первой группой адресных входов блока оперативной памяти, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ, входы которого соединены с второй группой выходов анализатора дефектов, и второй регистр сдвига, выходы которого соединены с второй группой адресных входов блока оперативной памяти, выход которого соединен с другим входом видеоконтрольного блока, а также генератор тактовых импульсов, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами синхрогенератора, а выход соединен с тактовыми входами блока формирования фрагмента изображения, блока задержки и первого и второго регистров сдвига.

5 О

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что анализатор дефектов содержит первую группу из пяти элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых являются первым входом анализатора дефектов, а вторые входы - вторым входом анализатора дефектов, вторую группу из четырех элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых объединены с вторыми входами одноименного элемента ИСКЛКЬ ЧАКИЦЕЕ ИЛИ первой группы, а вторые входы - с вторыми входами последую- 5 щего элемента ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ первой группы, а также первую и вторую груп- .пы из четырех элементов И, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходом анализатора дефектов, при этом первые и вторые входы элементов И первой группы соединены с выходами соответственно одноименных элементов ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ первой группы и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ второй группы, а первые и вторые входы элементов И второй группы соединены с выходами соответственно одноименных элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ второй группы и последующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой группы.

0

5

/4-/

n-t

Изобретение относится к технике ТВ и повышает точность путем обеспечения инвариантности к смещению пла- нарной структуры в поле зрения ТВ- датчика (ТВД). Устр-во содержит координатный стол 1, оптич. блок 2, ТВД 3, синхрогенератор 4, квантователь 5, видеоконтрольный блок 6, блок-7 формирования фрагмента изображения, г-р 8 тактовых импульсов, блок 9 задержки, анализатор дефектов (АД) 10, эл-ты ИЛИ 11-1 и II-2, регистры 12-1 и 12-2 сдвига, блок 13 оперативной памяти. АД 10 содержит две группы эл-тов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и две группы эл-тов И. Устр-во работает в режимах обучения и контроля. Перед началом об-учения все ячейки блока 13 обнуляются. При обучении на вход разрешения записи подается сигнал логич. О, а на информац. вход - логич. 1. После обучения устр-ва сигнал с входа разрешения записи снимается. На вход разрешения считывания подается сигнал логич. разрешения и начинается режим контроля. Сигналы о выявленных дефектах с блока 13 и.б. использованы и в др. информац.-измерительных системах для дефектоскопирования и диагностирования . 1 3.п. ф-лы, 6 ил. с to ел г:

/4п-2

/4-J

п-з.

Фиг

If

fl

угмбце элементы

-f

Составитель Э. Борисов Редактор А. Лежнина Техред Л .Сердюкова Корректор А. Обручар

Угловые злементы 4Фк7.6