УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ ЭЛЕМЕНТОВ ФОТОШАБЛОНОВ Советский патент 1973 года по МПК G06K11/04 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Р1звестны устройства для измерения координат элементов фотошаблонов, содержащие оптически связанные электроннолучевую трубку с блоком управления, объектив, непрозрачные зеркала, кадровую рамку и две эталонные решетки, расположенные в плоскостях изображений сканирующего пятна, фоточувствительные прие.миики с видеоусилителями и формирователями с координатометром. Однако известные устройства обладают малой точностью отсчета координат.

С целью исключения этого недостатка в предложенном устройстве эталонные решетки ориентированы под углом 45° к нанравлению строчной развертки,, между видеоусилителем и соответствующим формирователем включен блок дифференцироваиия видеосигнала, выполненный, например, в виде вычитающей с.хемы, включеиной между в.ходом и выходо.м линии задержки.

На фиг. 1 показана блок-схе.ма предлагае.мого устройства, где:

/ - электроннолучевая трубка (ЭЛТ); 2- система управления электронным пучком; 3- устройство управления ЭЛТ; 4 - система обмена информацией (СОИ); 5 - ЭВМ; 6 - экран ЭЛТ; 7 - кадровая рамка; 8 - объектив; 9 - полупрозрачное зеркало; 10 - эталонная

решетка; // - эталонная реи1етка У; 12 - полупрозрачное зеркало; 13-15 - коллективы; 16-18 - фотоэлектронные умножители (ФЭУ); 19-21 - видеоусилители; 22, 23 - формирователи; 24 - блок дифференцирования; 25 - формирователь; 26 - координатометр.

На фиг. 2 показан фрагмент взаимного расиоложения эталониых региеток и направления строчной развертки при оптическом совмещении (при проекции па плоскость экрана 6 ЭЛТ /) сканируемого изображения и линий решеток. Приняты следующие обозначения: .-Y, У - декартовы координаты; Хк , л: к+1 и У„, Уп+1 координаты линий соответствующих решеток, образуюидих зону; АВ - линия строчной развертки, С - граница объектива на фотошаблоне, нересекаемпя линией А В.

Предлагаемое устройство для измерения координат фотошаблонов представляет собой систему типа «Бегущий луч, снабжен1 ую дополнительными устройствами для анализа видеосигнала и связи с ЭВМ. Электроннолучевая трубка / оснащена систе.мой 2 для управления нучком (отклонение, фокусировка, дииамическая коррекция аберрацией и т. п.). Эта система подключена к устройству управления ЭЛТ L, вход которого связан с системой обмена информацией 4, нодключенной к

ЭВМ 5. Между плоскостями экрана 6 и фотошаблона, находящегося в кадровой рамке 7, установлены последовательно объектив 8 и полупрозрачное зеркало 9. Между плоскостями эталонных решеток 10 и 11 с одной стороны и зеркалом 9 - с другой установлено второе полупрозрачное зеркало 12. За плоскостями фотошаблона и эталонных решеток последовательно установлены коллективы 13-15 и ФЭУ 16-18 соответственно. Эталонные решетки 10 и 11 представляют собой группы прозрачных, параллельных, прямых, тонких полосок (линий) на непрозрачном фоне. Они установлены так, что оптическая проекция обоих групп на плоскость экрана ЭЛТ образует оргогональную сетку декартовых координат X, У (фиг. 2). Особенностью установки эталонных решеток является то, что проекции их линий образуют с направлением строчной развертки АВ (фиг. 2) на экране ЭЛТ угол 45°. Выходы ФЭУ соединены с видеоусилителями 19-21 соответственно. Выходы усилителей 20 и 21 подключены ко входу формирователей 22 и 23 непосредственно. Эти формирователи нредставляют собой устройства для двустороннего ограничения и усиления видеоимпульсов. Особенностью устройства является то, что выход видеоусилителя 19 соединен со входом блока дифференцирования видеосигнала 24, выполненного, например, в виде вычитаюш,ей схемы, включенной между входом и выходом линии задерлски. Выход блока 24 соединен со входом формирователя 25. Выходы всех трех указанных формирователей соединены с координатометром 26, содержаш,им генератор тактовых импульсов, схемы совпадения, счетчики импульсов и выходные регистры, соединенные с СОИ 4.

Устройство работает следующим образом.

ЭВМ 5 через СОИ 4 подает команду в устройство управления 3. Устройство 3 с помощью системы 2 формирует и отклоняет пучок по указанным ЭВМ адресам, например, для считывания реперов с целью привязки фотошаблона к системе координат эталонных решеток или для считывания участков изображений на фотошаблоне с целью определения их координат относительно эталонных решеток. Пятно, созданное на экране б ЭЛТ 1, отображается объективом 8. Световой поток, расщепляясь полупрозрачными зеркалами 9 и 12, фокусируется одновременно в плоскостях фотошаблона в кадровом окне 7 н на плоскостях эталонных решеток 10 н 11.

Промодулироваиный указанными изображениями, он поступает через коллективы 13-15 на ФЭУ 16-18 соответственно, а возникающие при этом видеосигиалы усиливаются видеоусилителями 19, 20, 21 также соответственно. Относительно короткие видеоимпульсы от эталонных решеток поступают непосредС-венно в формирователи 22 и 23, где формируются импульсы, поступающие в координатоMCip 26. В координатометре эти импульсы подаются на схемы совпадения одновременно с периодическими тактовыми им пульсами. Счетчики регистрируют номера тактовых импульсов, пришедших в схемы совпадения в моменты времени, когда туда же поступают передние и задние фронты импульсов, сформированных из видеосигналов решеток. Таким образом получается информация о расположении линий решеток относительно шкалы, определяемой последовательностью тактовых импульсов. Положение границы объекта фотошаблона на этой шкале получается как число тактовых импульсов, отсчитанное счетчиком в координаток етре 26, соответствуюшее приходу переднего и

5 заднего фронтов импульса, сформированкого в формирователе 25. Благодаря то.му, что в этот формирователь сигнал подавался не непосредствеино от видеоусилителя 19, а через устройство дифференцирования 24, па входе формирователя оказывается тоже относительно короткий импульс несмотря на то, что граница может иринадлен1ать относительно ширико протяженному объекту. Регистрация положения переднего и заднего фронтов продифференцированного видеоимпульса позволяет определить его середину, соответствующую условной границе объекта и создает возмол иость в ЭВМ 5, куда через СОИ поступают все даиные от координатометра 26, вычислить

интерполяцией действительное положение границы относительно л есткой системы отсчета, т. е. относительно двух известных соседних линий к и У У К-; 1 и двух известных соседних линий X XK X XK- , задан1гых самой ЭВМ 5 через СОР- 4 в устройство унравлсния 5 в виде кодов адреса зоны считывания. Для определения координаты К надо прибавить к координате X к величину, нолученную при интерполяции между соседними линиями решеток, например величину, полученную при умножении расстояния между соседними линиями JK-M - к на отношение числа тактовых импульсов между пересеченной строкой АВ линии X-XK и точки С, соответствующей указанной условной границе, определяемой как указывалось выше, к числу тактовых импульсов между линиями XK+I . Аналогично определяется координата У той же точки С. для чего производится интерполяция между 0 соответствующими линиями У„ и У„+1.

Предмет изобретения

Устройство для изме зеиия координат элементов фотошаблонов, содержан1;ее оптическн связанные электроннолучевую трубку (ЭЛТ) с блоком управления, объектив, полупрозрачные зеркала, кадровую рамку и две эталонные решетки, располол енные в плоскостях изобра0 сканирующего пятна, фоточувствительные приемиики с видеоусилителями и фор.мирователями, соединенными с координатометром, отличающееся тем, что, с целью повышения точности отсчета координат, между видеоусилителем сигнала фотошаблона и соответ5ствующим формирователем включен блок дифференцирования, а эталонные решетки выполнены в виде пластин из непрозрачного ма6териала с прозрачными полосами, расположенными под углом 45° к направлению строчной развертки ЭЛТ.

9г/г;