Устройство для считывания информации с интерференционных картин Советский патент 1981 года по МПК G06K11/00 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для автоматической обработки интерферограмм при контроле поверхностей крупногабаритных оптических деталей,Известно устройство, содержащее датчик изображения, видеоусилитель, генератор развертки, синхрогенератор, при выход датчика изображения подключен к первому входу видеоусилителя, выход которого подключен к входу порогового элемента, а второй и третий элементы соответственно к первому и второму выходам синхронизатора, вход синхрогенератора подключен к выходу задающего генератора, а третий выход - к входу генератора развертки, выходы которого подключены к входам датчика изображения,первый счетчик, выходами подключенный к входам блока совпадений, другие входы которого подключены к выходам второго счетчика, и видеоконтрольный

блок 1.

Недостаток этого устройства состоит в его невысоком быстродействии.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее датчик видеосигналов, соединенный с ви

деоусилителем и с генератором развертки, подключенным к синхрогенератору, с згщакядим генератором, пороговые элементы, соединенные с видеоусилителем и с группой формирователей импульсов, блок видеоконтроля, подключенный к видеоусилителю, блоки памяти, формирователи импульсов,регистры, элементы задержки, триггеры

10 и элементы И, ИЛИ 2.

Недостаток устройства заключается в недостаточно высоком быстродействии устройства.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для считывания информации с интерференционных картин, содержащее задающий генератор, соеди20ненный с элементом задержки, с первым элементом И, с первым делителем частоты и с синхрогенератором, выходы которого подключены к генератору развертки, соединенному с датчиком

25 видеосигналов, к регистру сдвига, к первому и второму счетчикам, к блоку записи, соединенному со вторым счетчиком, к элементу задержки,и к первым формирователю импульсов, триггеру и элементу ИЛИ, второй формирователь импульсов, соединенный с элементом задержки, подключенным к первому и второму триггерам, со вторым триггером и с видеоусилителем, входы которого подключены к датчику видеосигналов и к синхрогенератору, а выходы подключены к блоку видеоконтроля и к noporoBfcuii элементам группы, соединенным с соответствующими формирователями группы, третий триггер,подключенный к блоку управления, к первому триггеру и к первому формирователю импульсов, первый блок памяти, соединенный со вторыми счетчиком и триггером, инвертор, второй блок памяти и третий формирователь импульсов, введены второй элемент И, входы которого соединены с третьим формирователем импульсов и со вторым триггером, а выход подключен ко второму блоку памяти., третий счетчик, соединенный со вторами формирователем импульсов и блоком памяти, третий элемент И, подключенный к первому и второму счетчикам, четвертый элемент И, соединенный с первым формирователем импульсов, с третьим элементом И и со вторым триггером, подключенным к первому элементу И, второй элемент ИЛИ, соединенный с -соответствующими формирователями группы, с первым элементом ИЛИ и с инвертором, ПЯТЫЙ элемент И, входы которого подключены к регистру сдвига,соединенному с первым счетчиком, а выход подключен К- видеоусилителю, четвертый триггер, соединенный с делителем частоты, подключенным ко второму счетчику и с первым триггером, третий блок памяти, соединенный со вторым элементом И, блок вычитания, подключенный к третьему блоку памяти, четвёртый счетчик, входы которого соеди. нены с инвертором и со вторым формирователем импульсов, а выход подключен к блоку вычитания, пятый триггер соединенный с первым элементом ИЛИ, с третьими счетчиком и формирователем импульсов, третий элемент ИЛИ, подключенный к соответствующим форг/шрователям импульсов группы и к пятому триггеру, шестой элемент И, соединенный с первым элементом И, подключенным к первому триггеру, с пятым триггером и с четвертым счетчиком, пятый, счетчик, подключенный ко второму элементу ИЛИ, к шестому элементу И-и к блоку вычитания, и шестой счетчик, входы которого соединены со вторым формирователем импульсов ц с первым элементом И, а выход подключен к четвертому счетчику.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство включает датчик 1 .видеосигналов , видеоусилитель 2,группу пороговых элементов 3, синхроге-., нератор 4, задающий генератор 5,генератор 6, развертки, элемент 7 задержки, первый триггер 8, первый элемент ИЛИ 9, первый счетчик 10, регистр 11 сдвига, второй счетчик 12, блок 13 записи, первый формирователь 14 импульсов, делитель 15 частоты, первый элемент И 16, второй триггер 17, первый блок 18 памяти, второй элемент И 19, второй блок 20 памяти, третий блок 21 памяти, третий -счетчик 22, блок 23 вычитания, четвертый счетчик 24, пятый счетчик 25, третий элемент И. 26, четвертый элемент И 27 третий триггер 28, блок 29 управления, четвертый триггер 30, пятый элемент И 31, шестой счетчик 32,второй; формирователь 33 импульсов, шес-г той элемент И 34, второй элемент ИЛИ 35, инвертор 36, пятый триггер 37, третий формирователь 38 импульсов, третий элемент ИЛИ 39, группу формирователей 40 импульсов и блок 41 видеоконтроля.

При этом в состав группы пороговых элементов 3 входят пороговые элемекты 42-44, а в группу формирователей 40 импульсов-формирователи - 4550:.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 5 вырабатывает импульсы, поступающие на вход синхрогенератора 4, на первый вход делителя 15 частоты на первый вход элемента 7 задержки и первый вход элемента И 16. В синхрогенераторе 4 формируются сигнал синхронизации приемника, гасящий сигнал приемника, инверсный кадровый гасящий импульс и специальные импульсы, предназначенные для управления генератором 6 развертки, которые подаются на вход генератора 6. Генератор 6 развертки вырабатывает импульсные последовательности, поступающие на входы датчика 1 видеосиг.налов изображения. Выходной сигнал датчика 1 видеосигналов изображения поступает на вход видеоусилителя 2. Гасящим сигналом приемника через элемент ИЛИ 9 устанавливается триггер 37. Одновременно сигнал с синхрогенератора 4 поступает на вход видеоусилителя 2, на первый вход триггера 8, на элемент ИЛИ 9 и элемент 7 задержки. Сигналом с выхода элемента 7 задержки устанавливаются в нулевое состояние триггеры 8 и 17 и запускается формирователь 33 импульсов.

Формирователь -33 импульсов вырабатывает импульсы, длительность которых определяется необходимой шириной вертикальной измерительной отметки на экране формирователя 49. Импульсами с выхода формирователя 33 импульсов обнуляются счетчики 22, 24 и 32. Одновременно они поступают на вход видеоусилителя 2.

Сигнал синхронизации приемника с синхрогенератора 4 подается на вход

регистра 11 сдвига, на первый вход счетчика 10 и на вход видеоусилителя 2.

Инверсным кадровым гасящим импульсом синхрогенератора 4 осуществляется запись кода.с выхода блока 13 записи в счетчик 12.и сброс регистра 11 сдвига, а также синхронизация работы формирователя 14 импульсов.После окончания импульса, удерживающего регистр 11 в обнуленном состоянии, триггеры регистра 11 последовательно переключаются под действием поступающих импульсов.

С выхода предпоследнего разряда регистра 11 импульсы подаются на вхо элемента И 31, на другой вход которого поступает сигнал с инверсного выхода последнего разряда регистра 11. С выхода элемента И 31 импульс, предназначенный для формирования горизонтальной измерительной отметки, подается на вход видеоусилителя 2. В определенный момент-времени сигналом с выхода регистра 11 сдвига запирается элемент И 31 и разрешается регистрация импульсов счетчиком 10.

В видеоусилителе 2 происходит смешивание поступающих на его входы сигналов. Со второго выхода видеоусилителя 2 на вход блока 41 видеоконтроля подается сигнал изображения с замешанными в него импульсами изображения измерительных отметок, гасящими и синхронизирующими импульсами.

Исследуемое изображение, например -интерферограмма оптической поверхности, проецируется на датчик 1 видеосигналов изображения таким образом, чтобы направление интерференционных полос было перпендикулярно горизонтальной полосе на экране блок 41 видеоконтроля (горизонтальной измерительной отметке) и параллельно вертикальной полосе (вертикальной измерительной отметке).

С подачей сигнала Начало измерений, например, после включения оператором соответствующей кнопки управления, на триггер 28 с блока 29 управления поступает положительный потенциал, опрокидывающий триггер 28,

С выхода триггера 28 на вход формирователя 14 импульсов подается потенциал, разрешающий формирование импульса измерения.

Формирователь 14 импульсо-в вырабатывает положительный импульс, отпирающий элемент VI 21. В счетчик 10 записывается количество строчных синхронизирующих импульсов, соответствующее числу, записанному в счетчик 12. С выхода третьего элемента И 26 сигНсш через элемент И 27 поступает на первый вход триггера 17. С выхода триггера 17 подается сигнал; отпирающий элементы И 16 и 19 и резрешающи запись числа с выходов счетчика 12 в

блок 18. Импульсы задаюдего генератора 5 проходят через злемент И 16 на счетный вход счетчика 32 и через элементы И 16 и 34 на счетные входы счетчиков 24 и 25. С первого выхода видеоусилителя 2 усиленный сигнал изоСражения интерференционной полосы поступает одновременно на входы пороговых элементов.группы 3. Пороговые элементы последовательно срабатывают под действием входного сигнала.

0 При этом каждый иэ пороговых элементов вырабатывает пря.моугольный импульс , по переднему фронту которого срабатывает один из формирователей импульсов 46, 47 и 48, а по заднему5один из формирователей 50, 49 и 45. Вследствие искажений сигнала изображения интерференционной полосы вызванных, например, наличием низкочастотного фона, в.некоторых случаях,

0 порог одного или нескольких пороговых элементов не захватывают фронта импульса изображения интерференционной полосы и происходит пропуск срабатывания или отпускания порогового элемента. Импульсы с выходов порого5вых элементов 44 и 42 запускают формирователи 46 и 47 импульсов, которые вырабатывают короткие импульсы, обнуляющие через элемент ИЛИ 35 счетчик 25. Одновременно импульсы с вы0хода элемента ИЛИ 35 поступают через инвертор 36 на вход счетчика 24 и через элемент ИЛИ 9 на вход триггера 37.В момент времени отпускания порогового элемента 42 срабатывает

5 формирователь 49 импульсов. Короткий импульс с выхода формирователя 49 опрокидывает через элементы ИЛИ 35 и 9 триггер 37. Сигналом со второго выхода триггера 37 запирается эле0мент И 34. Одновременно импульс с первого выхода триггера 37 записывается в счетчик 22 и запускает формирователь 38 импульсов. Импульс с выхода формирователя 38 проходит че.рез элемент И 19 на входы блоков 21

5 и 20, разрешая запись из счетчика

22кода номера интерференционной полосы в блок 20, и с выходов блока

23кода .горизонтальной координаты центра интерференционной полосы в

0 блок 21. Код горизонтальной координаты центра интерференционной полосы получается вычитанием в блоке 23 половины числа, эаписанного в счетчике

25 из кода, записанного в счетчике

5 24. По переднему фронту следующей интерференционной полосы срабатывает пороговый элемент 42 и формирователь 47 импульсов, импульс через элемент ИЛИ 35 обнуляется счетчик 25 и опрокидывается через элементы ИЛИ 35

0 и 9 триггер 37. Одновременно, через . элемент ИЛИ 35 и инвертор 36 импульс проходит на вход разрешения предварительной записи счетчика 24 и осуществляется запись кода из счетчика

32 в счетчик 24. С некоторого времени в счетчиках 32 -и 24 будет записан одинаковый код. Через элементИ 34 на входы счетчиков 24 и 25 подаются импульсы счета. Измерение горизонтальной координаты центра следующей интерференционной полосы аналогично измерению координаты предыдущей полосы. В счетчики 24, 25 и .32 записывается количество импульсов, вырабатываемых задающим генератором 5, Горизонтальная координата центраг интерференционной полосы получается вычитанием сдвинутого на один разряд кода с выходов счетчика 25 из кода,записанного в счетчике 24.

В заданный момент времени показания счетчика 22 увеличиваются на единицу. С окончанием активной части строки на вход триггера 8 поступает положительный потенциал. Триггер 8 срабатывает по фронту импульса, поступающего с выхода элемента И 16. Импульс с выхода триггера 8 сбрасывает триггер 28 и триггер 30. Сигналом с выхода триггера 30 разрешается переключение делителя 15 частоты. С выхода делителя 15 частоты на вход счетчика 12 поступают импульсы, количество которых соответствует шагу измерения по. вертикали. Со второго выхода делителя 15 частоты на триггер 30 поступает импульс,изменяющий состояние триггера 30.Сигналом с выхода триггера 30 делитель 15 сбрасывается в исходное состояние и удерживается в этом состоянии до появления следующего импульса. С выхода элемента И 19 вновь снимается импульс. В блок 21 записывается следующая вертикальная координата центров интерференционных полос.Повторяется цикл измерений по строке (цикл определения горизонтальных координат центров интерференционных полос). В определенный момент времени на выходе триггера 8 появляется импульс, опрокидывающий триггеры 28 и 30 и осуществляется переход к следующей вертикальной координате.

Измерения продолжаются аналогичным образом до тех пор, пока в конце телевизионного поля заканчивается импульс измерений. Элемент И 27 запирается и исключается возможность записи результатов в блоки 18, 20 и 21 до появления управляющего сигнала с выхода блока 29 управления.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает считывание заданного количества координат центров интерференционных полос за время одного телевизионного поля, а введение новых блоков и связей позволило существенно повысить быстродействие устройства, т.е. скорость считывания координат интерференционных полос. Это дает возможность при контроле крупногабаритной оптики, считывать

информацию непосредственно с интерференционных картин, т.е. минуя процесс фотографирования.

Формула изобретения

Устройство для считывания инфор-. мации с интерференционных картин,содержащее задающий генератор, соединенный с элементом задержки, с первым элементом И, с первым делителем частоты и с синхрогенератором, выходы которого подключены к генератору развертки, соединенному с датчиком видеосигналов, к регистру сдвига, к первому и второму счетчикам, к блоку записи, соединенному со вторым счетчиком, к элементу задержки и к первы формирователю импульсов, триггеру и элементу ИЛИ, второй формирователь импульсов, соединенный с элементом задержки, подключенным к первому и второму триггерам, со вторым триггером и с видеоусилителем, входы которого подключены к датчику видеосигналов и к синхрогбнератору, а выходы подключены к блоку видеоконтроля и пороговым элементам группы, соединенным с соответствующими формирователями группы, третий триггер, под ключенный к блоку управления, к первому тр1:1ггеру и к первому формирователю импульсов, первый блок памяти, соединенный со вторыми счетчиком и триггером, инвертор, второй блок памяти и третий формирователь импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит второй элемент И, входы которого соединены с третьим формирователем импульсов и со вторым триггером, а выход подключен ко второму блоку памяти, третий счетчик, соединенный со вторыми формирователем импульсов и блоком памяти, третий элемент И, подключенный к первому и второглу счетчикам, четвертый элемент И, соединенный с первым формирователем импульсов, с третьим элементом И и со вторым триггером, подключенным к первому элементу И, второй элемент ИЛИ, соединенный с соответствующими формирователями группы, с первым элементом ИЛИ и с инверторс5м, пятый элемент И, входы которого подключены к регистру сдвига, соединенному с первым сч тчиком, а выход подключен к видеоусилителю, четвертый триггер, соединенный с делителем частоты, подключенньм ко второму счетчику, и с первым триггером, третий блок памяти, соединенный со вторым элементом И, блок вычитания, подключенный к третьему блоку памяти, четвертый счетчик, входы которого соединены с инвертором и со вторым формирователем импульсов, а выход подключен к блоку вычитания. пятый триггер, соединенный с первым элементом ИЛИ, с третьими счетчиком и формирователем импульсов, элемент ИЛИ, подключенный к соответ ствующим формирователям импульсов группы и к пятому триггеру, шестой элемент И, соединенный с первым элементом И, подключенным к первому триггеру, с пятым триггером и с четвертым счетчиком, пятый счетчик,подключенный ко второму элементу ИЛИ,к шестому элементу И и к блоку вычитания, и шестой счетчик, входы которого соединены со вторым формирователем импульсов и с первым элементом И а выход подключен к четвертому счетчику . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Колдаков К.И. и др. Приборы и техника эксперимента. 1976, 1, с. 59-61. 2.Патент Японии 51-36971, кл. 97(7) В 62, 1976 (прототип).