Устройство для считывания изображений объектов Советский патент 1978 года по МПК G06K11/00 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для считывания изображений объектов, и может быть использовано при анализе сложных структур изобретений.

Известно устройство, содержащее ска- нирующий микроскоп, соединенный с бло- ками развертки и перемещения изображения объекта,оптическую систему, связанную с блоками преобразования световых потоков в электрический сигнал, выходы которых соединены с реверсивным счетчиком, блок считывания, подключенный к реверсивному счетчику и к блоку памяти, блок синхронизации, соединенный с блоком развертки, блоком считывания и блоком выделения границ изобретения ij.

Недостаток этого устройства заключается в низксй точности считывания изображений объектов сложной формы.

Известно также устройство для считы- вания изобретений объектов, содержащее блок проецирования изобретения объекта, соединенный с блоками развертки и перемещения изображения объекта, реверсивный счетчик, входы которого подключены к блокам формирования видеосигналов, а выходы - соединены с блоком выделения границ изображения и через элемент ИЛИ подключены к последовательно соединенным сумматору, элементу И к блоку памяти 2.

Это устройство наиболее близко по технической сущности к предложенному. Его недостаток заключается в невысокой Т01ШОСТИ считывания изобретений объектов.

Цель изобретения - повышение точности работы устройства.

Это достигается тем, что оно содержит расщепитель, оптически св5Гзанный с блоками проецирования изображения объекта и формирования видеосигналов, блок управления фокусировкой, соединенный с блоками развертки, перемещения изображения объекта и с элементом И, блок сравнении, выходы которого подключены к сумматору, к блокам памяти и управления фокус ировкой, а выход соединен с блоком уираэления фокусировкой, при этом блок выде ления границ изображения подключен к элементу ИЛИ и через блок развертки ко входу сумматора.

На чертеже дана приннипиалгэнан схема устройства.

Оно имеет блок 1 преоцирования иаоб)ражения объекта с объективом 2, проективом 3, зеркалам 4, зйндирующей диафраП мой 5 и объективом 6, первый блок фор мирования видеосигналов 7 с объективами 8i и 82 фильтром 9 и фотоэлектронным преобразователем Ю, второй блок 11 формирований видеосигналов с фого- электронным преобразователем 12 и объективом 13, расщепитель 14, выполненный в виде пегггоприамы. реверсивный, счетчик 15, элементы ИЛИ 16, сумматор IT, блок вьщеления границы пзобрансэшгя IS, выполненный в (::йде rpisrrepoB IQ 2,0 к элемента ИЛИ 21; блох 22 развертки, блок 23 памяти, блок 24 сравне ша5 «ле мент И 25, блок 26 управлемпя фок:)г.-;И рОБкой, вьшогш-эиный в виде элементов И , триггеров 32, 33s 34 н элемен TDB ИЛИ 35, 36s блок 37 перемещегпш. изображения объекта, эп-виент И 38.

Устройство работает следуюи им обра« еом„

1-)зобра/кен1 е объекта ари UOMOIHU объектива 2; npOGKfiiCfi сг if с -эркалп 4 наараВ ляется ка зпгцц «-/ящую циaфpaг v y 5s ус- ганов.шнцую в блоке 1 проецирования изоражения объектов. Лучи, проходя через круглое отверстие диафрагмы 5 и объек- тив 6, формирующий изображение диафраг мы S, попадают на входную грань пенто гфизмы 14, На первой выходной грани пентопризмы 14 нанесено зеркальное по- крытио, кроме центрального участка гра- ни, оставленного в виде круглого отверстия. Эта грань расположена в плоскости где объектив 6 формирует изображение диафрагмы 5, Та часть световых лучей, которая проходит через отверстие выкод ной грани пентопризмы через объектив, 13, попадает на фотокатод фотоэлектронного преобразователя (ФЭП) 12 блока 11 Та часть лучей, которая попадает на зер- кйльное покрытие первой выходной грани пентопризмы 14, отражаясь, проходит через вторую выходную грань пентопр1И8Мы и попадает на первый объектив 8, 1эаспо- ложенный в плоскости, где установлен ф fflьтp с переменной оптической плотное тью 8, который повторно формирует изобч ражение диафрагмы 5. Лучи, проходя че-

фильтр 9 и второй объектив 8 попа- дают на фотокатод фотоэлектронного преобразователя (ФЭП) 10блока 7. Размер диафрагмы б определяют из условий отбора энергии лучей от диффракционных кружков Эйри при объекте в виде одиночной самосветящейся точки, а размер отверстия первой выходной грани пентоприэмы 14 определяют из условий равенства регистрируемых интенсивностей ФЭП 10 и ФЭП 12 с учетом поглощения энергии фильтром 9, Центр круглого отверстия S диафрагме 5 и центр отверстия пенто- призмы 14 совмещены с оптической осью оптической системы. ФЭП 12 регистрирует лучи, проходящие через центральный участок Диафрагмы 5, и формирует электрические импульсы пропорционально количеству фотонов световых лучей, а ФЭП 10 регистрирует , проходящие через диафрагму 5, но без лучей центрального участка, т.е. диафрагма 5 для ФЭП 10 представляется в BUjie кольца, причем изза переменной оптической плотности фильтра 9 в пределах кольца лучи, регистрируемые ФЭП 10, ослабляются фильтром 9 согласно его светогропусканию но закону игносительной освещенности в диффракии оиной зоне.. При автоматической фокусировке блок 22 развертки производит ска- нфглаание участка поля зрения блока 1 и реверсивный счетчик 15, вход суммирования которого подключен к выходу ФЭП 12 а вход вычитания - к выходу ФЭП Ю, регистрирует разностное количество импульсов Разрядные шины реверсивного счетчика 15 подключены к элементу ИЛИ 16, на выходе которого регистрируе1ся разностное количество импульсов, взятое по модулю.. Выход элемента ИЛИ 16 подключен ко входу сут дматора параллельного действия 17j производящего накопление разностного количества импульсов потакт- но с. каждым шагом сканирования блока 22 развертки. Сумматор 17 в процессе сканирования суммирует разностное количество импульсов, В конце сканирования .сигнал конца сканирования блока 22 развертки запускает триггер 32 блока 26, проходит через элемент И 38, элемент ИЛИ 35 на блок 37, который перемещает объектив на заданный единичный шаг, а также подает сигнал на повторное ска- Н1фование участка ноля зрения блока 1. Производится повторное сканирование участ поля изображения блоком 2 2 развертки и сигнал конца сканирования через влемент ИЛ И36 поступает на второй вход Элемента И 25, С выхода элемента И 25 накопленное число с сумматора 17 записывается в блок 23 памяти. Выходы сумматора 17 и блока 23 памяти соответственно подключены к первым и вторым входом блока 24 сравнения, В конце первоначального сканирования блок 24 сравнения отклю чен так как на разрешающий вход блока 24 сравнения от элемента И 31 сигнал не поступает. В конце повторного ска нирования сигнал конца сканирования с блока 22 развертки проходит через элемент И 31 и разрешает сравнение кодов накопленного в сумматоре 17 и запомненного в блоке 23 памяти. Если после первого перемещения объек тива в процессе сравнения запомненное число оказалось меньше вновь накопленно го, что означает, что направление переме щения объектива выбрано правильно, то сигнал с выхода блока 24 поступает через элемент И 27 на элемент ИЛИ 35, а также запускает триггер 34. По сигналу элемента ИЛИ 36 снова производится смещение оСьектива на единичный шаг по вертикальной оси, перезаписывается накоп ленное число с сумматора 17 в блок 23 памяти, и вновь начинается процесс сканирования. По единичным marav. объектив перемещается по вертикальней оси до тех пор, пока на выходе блока 2 4 сравнения не из мениться знаковый разряд, который означает, что накопленное число меньше запоминаемого и пройдено положение фокуса. По этому сигналу знакового разряда блока 24 сравнения подключается элемент И ЗО и подается сигнал блоку 37 для перемещения объектива в противоположном направлении I на единичный шаг. ОдновремеН но это является сигналом того, что система сфокусирована. Если же после первого перемещения объектива на единичный шаг по вертикаль ной оси в процессе первого сравнения накопленного числа сумматора 17 с запоминаемым числом блока 23 памяти окажется, что запоминаемое число больше, чем накопленное, то блок 2 4 сравнения запускает триггер33, подключаетэлементИ28,сигкал с которого поступаетна блок 37,который перемещав т объектив на единичный шаг идалее через элементИЛИЗби элемент И 25 перезаписывает накопленное число с сумматора 17 в блок 23 памяти в запус- кает повторно процесс сжанирования. Если в конце сканирования окажется, что запоминаемое число меньше вновь вакопленно- го, то перемещение бб1 вк5ява происходит ио тому же направлению, так как триггер 33 запущен. Перемещение объектива продолжается до тех пор, пока на блоке 24 сравнения при каждом новом сканировании накопленное число больше запоминаемого. |В момент, когда блок 24 сравнения показывает, что накопленное число меньше запоминаемого по сигналу блока сравнения элемент И 29 подает сигнал блоку 37 о перемещении объектива на единичный шаг в противоположную сторону, что одновременно является сигналом о том, что система сфокусирована. В процессе сканирования для выделения границ изображения положительным знаком реверсивного счетчика 15 запускается триггер 19 блока 18 и запрещается триггер 20, а по отрицательному знаку реверсивного счетчика 15 запрещается триггер 19 и запускается триггер 2О, при этом выходы триггеров 19 и 2О подключены ко входам элемента ИЛИ 21. Таким образом, на выходе элемента ИЛИ 21 происходит изменение сигнала только при изменении знака реверсивного счетчика 15 от плюса к минусу или от минуса к плюсу. По изменению сигнала элемента ИЛИ 21 в блоке 22 развертки производится ре- пютрация координат, которые и являются координатами границ изображений объекта, Введение новых блоков и новых конструктивных связей позволило в 1,2-2,3 раза повысить точность работы устройст- ва по сравнению с извсютными. Формула изобретения Устройство для считывания изображений объектов, содержащее блок проецироBaHiia изображ.ент1Я объекта, соединенный с блоками ршзвертки и перемещения изоб«« ражения объекта, реверсивный счетчик, входы которого подключены к блокам формирования видеосигналов, а выходы - соединены с блоком выделения изображения и через элемент ИЛИ подключены к последовательно соединенным сум- N aTopy, элементу И и блоку памяти, о т личаюш. ееся тем, что, -с целью повышения работы устройства, оно содержит расщепитель, оптически связанный с блоками проецирования изображения объекта и формирования видеосиг налов, блок управления фокусировкой, соединенный с блоками развертки, шш изображениа объекта и с элементом И, блок сравнения, входы юторого подключены к сумматору} к блокам памяти и управления фокусировкой, а выход соединен с блоком управления фокусировкой, при этом блок выделения границ изображения подключен к элементу ИЛИ и через блок развертки - ко входу сумматора.

Источники информавди, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР

№ 432551, кл. q 06 К 11/00, 1974,

2.Патент США № 39О8078, Ш1. 178-6.8, 1975.

Гу

ТI I