Устройство дефектоскопического контроля планарных структур

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Целью изобретения является повышение достоверности и производительности контроля за счет автоматизации процесса угловой юстировки изображения контролируемой планарной структуры относительно эталонной. Увеличенные оптической системой 1 изображения поверхностей эталонной и контролируемой пленарных структур, зафиксированных в плоскости контроля, проецируется на мишени видиконов соответствующих телевизионных камер 2 и 3. Осуществляется квантование полученных видеосигналов по уровню, кодирование и фильтрация изображения. Преобразованные видеосигналы используются для дефектоскопического контроля пленарных структур на экране блока 15 видеоконтроля, осуществляемого по полной разностной картине, характеризующей отличие изображения контролируемой планарной структуры от эталонной и сформованной путем сложения разностных изображений, полученных путем одновременного совмещения позитивного . изображения контролируемой планарной структуры с негативным изображением эталонной планарной структуры и негативного изображения контролируемой с позитивным изображением эталонной. При формировании указанных изображений существенное значение имеет угловая юстировка изображения контролируемой планарной структуры относительно эталонной.Юстировка осуществляется автоматически с помощью блока 18 определения знака угла разворота, блока 16 выделения вертикальной составляющей углового рассовмещения и блока 17 выделения горизонтальной составляющей углового рассовмещения, что позволяет избежать субъективных ошибок, неизбежных при участии оператора в операциях юстировки , осуществляемых им по сигналу углового рассовмещения, имеющему вид наклонного контура изображения ступенчатой формы и воспринимаемому оператором визуально. Автоматизация угловой юстировки позволяет исключить участие в нем оператора и обеспечить повышение достоверности и производительности контроля. 3 з.п. ф-лы, 9 ил. Ё О 00 4 ся Ю -ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5П5 G 01 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4658069/28 (22) 20.12.88 (46) 15.10.91. Бюл. йв 38 (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) В,А.Лопухин, А.П.Комиссарик, И.А.Семин, Д.К.Шелест и Г.В.Телешов (53) 531.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1460610, кл. G 01 В 21/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПЛАНАРНЫХ СТРУКTYP (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике. Целью изобретения является повышение достоверности и производительности контроля за счет автоматизации процесса угловой юстировки иэображения контролируемой планарной структуры относительно эталонной. Увеличенные оптической системой 1 иэображения поверхностей эталонной и контролируемой планарных структур, зафиксированных в плоскости контроля, проецируется на мишени видиконов соответствующих телевизионных камер 2 и

3. Осуществляется квантование полученных видеосигналов по уровню, кодирование и фильтрация изображения. Преобразованные видеосигналы используются для дефектоскопического контроля планарных структур на экране блока 15 видеоконтроля, Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для автоматизации неразрушающего контроля планарных структур, в частности для выявления и оцен.Б.0 1684597 А1 осуществляемого по полной разностной картине, характеризующей отличие иэображения контролируемой планарной структуры от эталонной и сформованной путем сложения раэностных изображений, полученных путем одновременного совмещения позитивного . изображения контролируемой планарной структуры с негативным изображением эгалонной планарной структуры и негативного изображения контролируемой с позитивным изображением эталонной. При формировании указанных изображений существенное значение имеет угловая юстировка изображения контролируемой планарной структуры относительно эталонной. Юстировка осуществляется автоматически с помощью 7 блока 18 определения знака угла разворота, блока 16 выделения вертикальной составляющей углового рассовмещения и блока 17 выделения горизонтальной составляющей углового рассовмещения, что позволяет избежать субьективных ошибок, неизбежных при участии оператора в операциях юстиа ровки, осуществляемых им по сигналу углового рассовмещения, имеющему вид наклонного контура иэображения ступенча- О( той формы и воспринимаемому оператором визуально. Автоматизация угловой юсти-,(Я ровки позволяет исключить участие в нем 1К ) оператора и обеспечить повышение достоверности и производительности контроля. 3 з.п. ф-лы, 9 ил. (ъ ки дефектов топологии фотошаблонов и плат гибридных интегральных микросхем.

Целью изобретения является повышение достоверности и производительности контроля за счет автоматизации процесса

1684597 угловой юстировки изображения контролируемой планарной структуры относительно эталонной.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2— принципиальная схема блока определения знака угла разворота; на фиг.3 — принципиальная схема блока выделения горизонтальной составляющей углового рассовмещения; на фиг.4 — принципиальная схема блока выделения вертикальной составляющей углового рассовмещения; на фиг.5 — принципиальная схема блока формирования электронного окна; на фиг.6— принципиальная схема блока горизонтальной коррекции изображения; на фиг.7— принципиальная схема блока вертикальной коррекции изображения; на фиг.8 и 9-фрагмента контура изображения объекта, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит (фиг.1) двухканальную увеличительную оптическую систему 1, выполненную, например, в виде системы двух спаренных микросхем, две телевизионные камеры 2 и 3, соединенные соответственно по первому и второму оптическим каналам с оптической системой 1, синхронизатор 4, кадровый и строчный син><ровходы которого соединены с одноименными синхровходами телевизионных камер

2 и 3, генератор 5 тактовых импульсов, кадровый и строчный синхровходы которого соединены с одноименными синхровыходами синхронизатора 4, блок 6 вертикальной коррекции разностного изображения, блок 7 горизонтальной коррекции разностного изображения, блок 8 определения начала угловой коррекции изображения и блок 9 формирования электронного окна, тактовые входы которых соединены с выходом генератора 5тактовых импульсов, а информационный вход блока 8 определения начала угловой коррекции изображения соединен с первым выходом блока 9 формирования электронного окна, блок 10 вертикальной коррекции изображения, коммутатор 11, блок 12 горизонтальной коррекции изображения, выход которого соединен с первым информационным входом блока 10 вертикальной коррекции изображения, блок 13 оперативного управления, формирователь

14 разностного изображения, выход которого соединен с информационным входом блока 6 вертикальной коррекции разностного изображения, выход которого соединен с информационным входом блока 7 горизонтальной коррекции разностного изображения, блок 15 видеоканала, первый вход которого объединен с первым входом формирователя 14 разностного изображения и соединен с выходом первой телевизионной камеры 2, а второй вход соединен с выходом блока 7 горизонтальной коррекции разностного изображения, блок 16 выделения вер5 тикальной составляющей углового рассовмещения, блок 17 выделения горизонтальной составляющей углового рассовмещения, первый информационный вход которого объединен с первым информаци10 онным входом блока 12 горизонтальной коррекции изображения и соединен с вторым выходом блока 9 формирования электронного окна, второй и 1формационный вхОд соединен с выходом блока 8 определе15 ния начала угловой коррекции изображения, строчный синхровход которого объединен с одноименными синхровходами блока 12 горизонтальной коррекции изображения и блока 8 определения начала угло20 вой коррекции иэображения и соединен с одноименным синхровходом синхронизатора 4, и блок 18 определения знака угла разворота, кадровый синхровход которого объединен с одноименнымти синхровхода25 ми блока 17 выделения горизонтальной составляющей углового рассовмещения, блока 16 выделения вертикальной составляющей углового рассовмещения, блока 8 определения начала угнловой коррекции

30 изображения и блока 10 вертикальной коррекции изображения и соединен с одноименным синхровходом синхронизатора 4, а выход соединен с управляющими входами блока 12 горизонтальной коррекции изобра35 жения и блока 10 вертикальной коррекции изображения, выход второй телевизионной камеры 3 соединен с первым входом коммутатора 11 и информационным входом блока

9 формирования электронного окна, третий

40 выход которого соединен с информационным входом блока 18 определения знака угла разворота, первый выход блока 13 оперативного управления соединен с вторыми информационными входами блока 12 гори45 зонтальной коррекции изображения и блока

10 вертикальной коррекции изображения, а второй выход соединен с управляющим входом коммутатора 11, второй вход которого соединен с первым выходом блока 10 верти50 -хальной коррекции иэображения, второй выход и третий информационный вход которого соединены соответственно с информационным входом и выходом блока 16 выделения вертикальной составляющей yr55 лового рассовмещения, выход коммутатора

11 соединен с вторым входом формирователя 14 разностного изображения, а выход блока 17 выделения горизонтальной составляющей углового рассовмещения соединен с третьим информационным- входом блока

5 1 684г197 6

10

40

55

12 горизонтальной коррекции изображения.

Блок 18 определения анака угла разворота содержит (фиг.2) элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 четыре элемента И 20-23 и два RS-триггера 24 и 25, R-входы которых объединены и являются кадровыми синхровходами блока, S-вход которого RS-триггера 25 соединен с выходом четвертого элемента И 23, а выход является выходом блока, первые входы второго и четвертого элементов И 21 и 23 соединены с выходом первого элемента И 20 $-вход первого RSтриггера, первый вход третьего элемента И

22 и второй вход четвертого элемента И 23 соединены и выходом второго элемента И

21, второй вход которого соединен с инверсным выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 19, первый вход первого элемента И и первый и второй входы элемента ИСКЛЮ- .20

ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 образуют в совокупности

<. информационный вход блока, выход первого RS-триггера 24 соединен с вторым входом первого элемента И 20, второй вход третьего элемента И 22 объединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19, а выход соединен с третьим входом четвертого элемента И 23.

Блок 17 выделения горизонтальной составляющей углового рассовмещения содержит (фиг;3) четыре идентичных канала (на фиг.3 позицией не обозначены), каждый

l-й, где 1=1...,4 из которых состоит из четырех

RS-триггеров 26,...29ь двенадцати элементов И 30,...411, двух элементов 42 и 43) ИС- 35

КЛ ЮЧАЮЩЕЕ ИЛ И, двух счетчиков 44 и 45 и трех двухвходовых элементов 46,...,48

ИЛИ, и четырехвходовый элемент ИЛИ 49, каждый из входов которого соединен с выходом соответствующего канала, а выход, является выходом блока, первые входы первого, второго, шестого и седьмого элементов И 301,311,351 и 361 образуют первый информационный вход блока, а их вторые входы объединены с первыми входами десятого и двенадцатого элементом И 39 и 411 являются вторым. информационным входом блока, второй вход одиннадцатого элемента

И 40l объединен с S-входами первого, второго и третьего RS-триггеров 26I,271 и 28l и является кадровым синхровходом блока, Sвход четвертого RS-триггера 29l является строчным синхровходом блока, выход первого элемента И 30 соединен с первыми входами первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 42l и четвертого элемента И 33l, вторые входы которых соединены с выходом третьего элемента И 32, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго элемента И 31 и первого HS-ip rrepa 26, инверсный выход первого элемента 42 iC1Jl t()×Ë10ЩЕЕ ИЛИ соединен с первым входом пятого элемента И 34ь второй вход которо о соединен с выходом четвертого элемента И

331, а выход соединен с R-входом первого

RS-триггера 26 и первым входом первого элемента ИЛИ 46ь второй вход которого обьединен с R-входом второго RS-триггера

27 и соединен с выходом девятого элемента

И 38ь а выход соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 48i и R-входом третьего RS-триггера 28ь выход которого соединен с вторым входом десятого элемента- И 39 и первым входом одиннадцатого элемента И 40ь выход шестого элемента И

35 соединен с первыми входами второго элемента 43 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второго элемента ИЛИ 47ь вторые входы которых соединены с выходом восьмого элемента И 37ь первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами седьмого элемента И 36 и второго

RS-триггера 27ь первый и второй входы девятого элемента И 38 соединены соответственно с выходами второго элемента 43

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второго элемента

ИЛИ 47ь вход прямого счета и обнуляющий вход первого счетчика 44 соединены соответственно с выходами десятого и одиннадцатого элементов И 39F и 40ь а выходы соединены соответственно с входами предустановки второго счетчика 45ь вход обратного счета которого соединен с выходом двенадцатого элемента И 41ь второй вход которого соединен с выходом четвертого

RS-триггера, R-вход которого объединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ 48 и соединен с выходом второго счетчика 45ь вход разрешения предустановки которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ

48ь а выход является выходом l-ro канала.

Блок 16 выделения вертикальной составляющей углового рассовмещения содержит (фиг.4) четыре идентичных канала (на фиг.4 позицией не обозначены), каждый

1-й, где 1=1 4, из которых состоит из двух

RS-триггеров 50 и 51ь пяти элементов И

52l„...56, двух элементов 57l и 58 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и двух двухвходовых элементов 59 и 60 ИЛИ, и четырехвходовый элемент ИЛИ 61, каждый из входов которого соединен с выходом соответствующего канала, а выход является выходом блока, первые входы первого и второго элементов 571 и 58 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ объединены соответственно с первыми входами второго элемента 531 И и первого элемента 59,ИЛИ и первые входы первого и четвертого элементов 52l и 551 И образуют информацион1Г)84597 ный вход блока, S-входы HS-триггеров 50 и

511обьединены и являются кадровым синхровходом блока, а их R-входы соединены соответственна с выходами третьего и пятого элементов 54 и 56 И, первые входы которых соединены соответственно с инверсным входом первого и выходом второго элементов 57 и 58 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а вторые входы соединены соответственно с выходом второго элемента 531 И и выходом первого элемента 59 ИЛИ, второй вход первого элемента 52 И соединен с выходом первого RS-триггера 50ь а выход соединен с вторыми входами первого элемента 571

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второго элемента

53 И, второй вход четвертого элемента 551

И соединен с выходом второго RS-триггера

51, а выход соединен с вторыми входами второго элемента 58 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ и первого элемента 59 ИЛИ, первый и второй входы второго элемента 60 ИЛИ соединены соответственно с выходами третьего и пятого элементов 54 и 56 И, а выход является выходом 1-ro канала.

Блок 9 формирования электронного окна содержит (фиг.5) 2п последовательно соединенных элементов 621,...62»„„.622п задержки. где и onределяется заранее известным числом(2п+1) элементов разложения электронного окна, и (2n +1) D-триггеров

631,...63»,...632л+1, вход первого элемента

621 задержки объединен с D-входом перво го D-триггера 631 и является информационным входом блока, 0-вход каждого к-го

D-триггера 63» (кроме первого D-триггера

631) соединен с выходом (к-1)-го элемента

62»-1 зедержки, С-входы D-триггеров

631,...63„...632ï+1 объединены и являются тактовым входом блока, выходы и-ro и (п+1)ro D-триггеров 63> и 63л+1 образуют первый выход блока, выходы D-триггеров

631....63»„..632п+1 образуют второй выход блока, а выходы (n-1)-ro, и-ro и (и+1)-го Dтриггеров образуют третий выход блока.

Блок 12 горизонтальной коррекции изображения содержит (фиг.6) первый и второй элементы И 64 и 65, счетчик 66 и селектормультиплексор 67, выход которого является выходом блока, (2п+1) информационных входов образуют первый информационный вход блока, а m адресных входов соединены соответственно с выходами счетчика 66, вход разрешения предварительной установки которого является строчным синхровходом блока, входы прямого и обратного счета соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И 64 и 65, первые входы которых объединены и явля40

50,ридиконов соответствующих телевизионных камер 2 и 3, при этом ЭПС сориентирована параллельно строчной развертке видикона первой телевизионной камеры 2.

В телевизионных камерах 2 и 3 происходит

55 квантование сигнала по уровню, его кодирование и фильтрация изображения. Эти преобразованные видеосигналы используются для дефектоскопического контроля планарных структур на экране блока 15 видеокантроля.

35 ются управляющим входом блока, при этом первый вход первого элемента И 64 является инверсным, информационные входы счетчика 66 образуют второй информационный вход блока, вторые входы первого и второго элементов И 64 и 65 обьединены и являются третьим информационным входом блока.

Блок 10 вертикальной коррекции изображения содержит (фиг.7) регистр 68 сдвига, счетчик 69, первый и второй элементы И

70 и 71 и селектор-мультиплексор 72, выход которого является первым выходом блока, (2п+1) информационных входов соединены с одноименными выходами регистра 68 сдвига, а m адресных входов соединены соответственно с выходами счетчика 69, вход разрешения предварительной установки которого является кадровым синхровходом блока, входы прямого и обратного счета соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И 70 и 71, первые входы которых объединены и являются управляющим входом блока, при этом первый вход первого элемента И 70 является инверсным, информационный вход и вход синхронизации регистра 68 сдвига являются

cooTBeTGTBeHHo первым информационным и тактовым входами блока, а первые (2п+1) выходов (0,1,...,2) образуют второй выход блока, входы предварительной установки счетчика 69 образуют второй информационный вход блока, а вторые входы первого и второго элементов И 70 и 71 объединены и образуют третий информационный вход блока.

Устройство работает следующим образом.

Эталонная и контролируемая планарные структуры (ЗПС и КПС) устанавливаются на координатный стол и фиксируются, после чего осуществляется процесс контроля. Точность установки обеспечивается типовыми установочными приспособлениями.

Увеличенные с помощью микроскопов оптической системы 1 иэображения поверхностей ЭПС и КПС проецируются на мишень

Видеосигнал квангуется по двум уровням, соответствующим "0" и "1" (например, подложка "0", а металлизация "1"). Работа первой и второй телевизионных камер

2 и 3 и генератора 5 тактовых импульсов синхронизируется с помощью строчных и кадровых синхроимпул ьсов, поступающих с кадрового и строчного синхровыходов синхронизатора 4.

Преобразованные видеосигналы поступают с выхода первой телевизионной камеры 2 на первый вход блока 15 и первый вход формирователя 14, а с выхода второй телевизионной камеры 3 — на информационный вход блока 9 формирования электронного окна и первый вход коммутатора 11.

На управляющем входе коммутатора 11 присутствует сигнал "0", который позволяет сигналу, присутствующему на первом входе коммутатора 11, попасть на выход коммутатора 11 независимо от того, какой сигнал, присутствует на втором входе коммутатора

11.

С выхода коммутатора 11 видеосигнал поступает на второй вход блока 14, в котором осуществляется одновременное совмещение позитивного изображения КПС с негативным изображением ЭПС. При сложении обоих разностных изображений возникает полная разностная картина, характеризующая отличие изображения

КПС от ЭПС, при этом будут выделены дефекты как на самой металлизации, так и на участках между металлизацией.

Генератор 5 тактовых импульсов генерирует тактовые импульсы частотой 10 МГц.

В генераторе 5 осуществляется принудительная синхронизация тактовых импульcos кадровыми и строчными синхроимпульсами, поступающим на его кадровый и строчной синхровходы с соответствующих выходов синхронизатора 4.

На информационный вход блока 6 вертикальной коррекции разностного изображения с выхода формирователя 14 поступает видеосигнал, соответствующий разностному изображению сравниваемых планарных структур, а на так-овый вход поступают тактовые импульсы с выхода генератора 5 тактовых импульсов. В блоке 6 осуществляется подавление вертикальных составляющих иэображения элементов несовмещения.

С выхода блока C видеосигнал поступает на информационный вход блока 7 горизонтальной коррекции разностного изображения, на тактовый вход которого поступают тактовь.е импульсы с выхода генератора 5, Блок 7 горизонтальной коррекции разностнаго изображения г, 1О

55 осуществляет распознавание и уничто кение вертикальных составляющих элементов несовмещения изображений сравниваемых планарных структур.

Скорректированньил сигнал поступает на второй вход блока 15, на первом входе когорого присутствуст видеосигнал с первой телевизионной камеры 2, что позволяет оператору наблюдать на фоне изображения

ЭПС дефекты КПС. Однако на экране могут также наблюдагься и элементы вертикального и горизонтального угловг,го рассовмещения, вызванного неточным совмещением

ЭПС и КПС по углу. В этом случае оператор будет наблюдать дефекты в виде "ступенек", располагающихся вдоль вертикальной оси.

Перед началом измерения, исходя иэ известного значения элементов разложения электронного окна (2п+1), с пол ощью блока 13 оперативного управления на вторые информационные входы блоков вертикальной и горизонтальной коррекции изображения 10 и 12 вводится двоичный код номера и-го сто..ба и и-й строки электронного окна. Затем оператор с помощью блока

13 оперативного управления подает сигнал

"1" на управляющий вход коммутатора 11, После подачи этого сигнала нэ экране блока

15 исчезают дефекты, связанные с неточным совмещением КПС и ЭПС по углу, Это происходит следующим образом. С выхода второй телевизионной камеры 3 видеосигнал поступает на вход блока 9 формирования электронного окна, с первого выхода которого сигналы поступают на информационный вход блока 8 определения начала угловой коррекции изображения, Блок 18 определения знака угла разворота производит автоматическое определение знака угла разворота КПС и вырабатывает соответствующие управляющие сигналы. На информационный вход блока 18 поступают видеосигналы с третьего выхода блока 9 формирования электронного окна, соответствующие п-1, и+1 строчкам иэображения. Эти сигналы поступают на элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19. третий элемент И 22 и первый элемент И 20, Признаком, по которому определяется знак угла разворота, является переход от комбинации 01 соответственно для (n-1)-й строки, к комбинации 11 для положительного угла разворота или 00 — для отрицательного. При этом информация (и-1)-й строки поступает на вторые входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 и третьего элемента И 22, информация и-й строки — на первый вход элемента ИСКЛ!ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19, информация (и+1)-й строки — на первый вход первого элемента И 20, Кадровый импульс, 1684597

12 пос1упающий íà R-вход первого RS-трипера 24, устанавливает íà его инверсном выходе сигнал "1", а кадровый синхроимпульс, поступающий на R-вход второго RS-триггера 25, устанавливает íà его выходе сигнал "0", На инверсном выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 сигнал "1" формируется в случае, когда на обоих входах одновременно присутствуют сигналы "0" или "1", т,е. когда изображение объекта не появилось в электронном окне(в двух соседних строках "0"), либо оно присутствует в двух соседних строках;

На выходе второго элемента И 21 фор- мируется сигнал "1" в том случае, кода с начала кадра в (n-1)-й строке электронного окна "1" для положительного угла ("0" для отрицательного угла), в и-й строке электронного окна "1" для положительного угла ("0" для отрицательного угла) и в (и+1)-й строке электронного окна "1" как для случая положительного угла, так и для отрицательного угла.

С выхода второго элемента И 21 сигнал

"1" поступает на второй вход четвертого элемента И 23, на первый и третий входы которого поступают сигналы соответственно "1" (как для положительного, так и для отрицательного угла) с выхода первого элемента И 20, и "1" для положительного угла ("0" для отрицательного угла) с выхода третьего элемента И 22. Таким образом, для случая положительного угла сигнал "1" поступает с выхода четвертого элемеента И 23 на вход второго RS-триггера 25 и присутствует там до прихода следующего кадрового синхроимпульса, для случая отрицательного угла сигнал "0" поступает с выхода четвертого элемента И 23 íà S-вход второго

RS-триггера 25 и присутствует там до прихода следующего кадрового синхроимпульса.

Происходит это следующим образом, С выхода второго элемента И 21 сигнал "1" поступает на S-вход первого RS-триггера 24, на инверсном выходе которого устанавливается сигнал "0", тем самым прекращается поступление информации (и+1)-й строки на выход первого элемента И 20 и на первом входе четвертого элемента И 23 присутствует сигнал "0" до прихода следующего кадрового синхроимпульса.

Блок 17 выделения горизонтальной составляющей углового рассовмещения осуществляет распознавание дефекта типа

"ступенька" вдоль горизонтальной оси с момента появления в электронном окне начала изображения. Блок 17 содержит четыре канала, способные распознавать четыре

"ступеньки" углового рассовмещения (случай с четырьмя "ступеньками характерен для небольших углов).

Рассмотрим работу первого канала бло5 ка17для случая положительного угла разворота.

С первого и второго информационных входов блока 17 сигналы поступают на вхо- . ды первого элемента И 30, второго элемента

10 И 31, шестого элемента И 35 и седьмого элемента И 36. На выходах этих элементов формируются сигналы "1" при совпадении сигналов "1", поступающих.с первого и второго информационных входов блока 17.

15 Признаком горизонтальной составляющей "ступеньки" является переход от комбинации 01 соответственно для (n-1)-й и n — и строк изображения к комбинации 1 1. При этом информация (и-1)-й строки поступает

20 на первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 42 и первый вход четвертого элемента И 33, информация и-й строки — на первый вход третьего элемента И 32, первый вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮ25 ЩЕЕ ИЛИ 43 и первый вход второго элемента ИЛИ 47, информация (n+1)-й строки поступает на первый вход восьмого элемента И 37. Кадровый синхроимпульс, поступающий на S-входы первого RS-триг30 гера 26 и второго RS-триггера 27, устанавливает на их выходах сигнал "1". На инверсном выходе первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 42 сигнал "1" формируется в случае, когда на обоих входах одновременно при35 сутствуют. сигналы "0" или "1", т.е. когда изображение объекта не появилось в электронном окне (в двух соседних строках "0"), либо оно существует в двух сосе,".них строках (на входе."1"). Одновременно с этим на

40 выходе четвертого элемента И 33 сигнал "1" формируется только тогда, когда на его входах присутствуют сигналы "1", т.е. когда вдвух соседних(п-1)-й и и-й строках электронного окна появится изображение объекта.

45 Сигнал "1" поступает на второй вход пятого элемента И 34, и если на его первом входе присутствует сигнал "1", то на выходе пятого элемента И 34 также будет присутствовать сигнал "1", что является признаком

50 споявления горизонтально составляющей

"ступеньки". С выхода пятого элемента И 34 сигнал "1" поступает на Й-вход первого RSтриггера 26, на выходе которого устанавливается сигнал "0" до прихода следующего

55 кадрового синхроимпульса. Сигнал "0", присутствующий на втором входе третьего элемента И 32, прекращает поступление информации и-й строки изображения. Таким образом, на выходе четвертого элемента И 33 формируется сигнал "0", который

1Я4Ю7

f)осгупяе1 за loм tIä в!орой вход пятого эле мента И 34.

Кроме того, сигнал "1" пос упаег на первый вход первого элемента ИЛИ 46, на втром входе когорого присутствует сигнал

"0". Происходит зто следующим образом.

На выходе второго элемента ИСКЛ10lAtOlll,ÅÅ ИЛИ 43 формируется сигнал "0", в случае, когда на обоих входах одновременно присутствуют сигналы "0" или "1", Одновременно с этим на выходе второго элемента ИЛИ 47 формируется сигнал "1".

Сигнал "1" поступает на второй вход девятого элемента И 38, а так как на его первом входе присутствует сигнал "0", то на в ходе девятого элемента И 38 формируется сигнал

"0".

Число тактовых импульсов в ступеньке определяется следующим образом. В начале кадра с кадрового синхровыхода синхронизатора 4 на S-вход третьего RS-триггера

28 поступает кадровый синхроимпульс, устанавливая на его выходе сигнал "1". Этот сигнал поступает на первый вход идиннадцатого элемента И 40, При поступлении на его второй вход кадрового синхроимпульса на его выходе формируется сигнал "1", который поступет на обнуляющий R-вход первого счетчика 44 и устанавливает на выходах уровень "0". С появлением в (n-1)-й и п-й строках изображения (для случая положительного угла) сигнал "1" с выхода первого элемента ИЛИ 46 поступает íà R-вход третьего RS-триггера 28 и устанавливает на его выходе сигнал "0", который поступает на первый вход одиннадцатого элемента И 40, устанавливая на его выходе и íà R-входе первого счетчика 44 сигнал "0". Одновременно с этим происходит прекращение поступления тактовых импульсов на вход прямого счета первого счетчика 44 с выхода десятого элемента И 39. В результате на выходах первого счетчика 44 до начала следующуго кадра будет присутствовать число тактовых импульсов с момента канала угловой коррекции иэображения до появления первой "ступеньки".

С начала каждой последующей строки это число записывается во второй счетчик

45, поступая на его информационные входы.

Происходит это следую@им образом.

Строчный синхроимпульс. поступая на,Sвход четвертого RS-триггера 29, формирует на выходе сигнал "1", который поступает на второй вход двенадцатого элемента И 41.

С приходам сигнала "1" с выхода первого элемента ИЛИ 4 через третий элемент

ИЛИ 48 на вход разрешения предварительной установки второго счетчика 45 производится запись числа. присутствующего на

15

50 . Блок 12 горизонтальной коррекции изо55

45 информационных входах. С приходом о вредного так оного импульса с второго информационного входа блока 17 лере; первый вход двенадцатого элемента И 41 на вход обратного счета втрого счегчика 45 от записанного в счетчик числа вычитается единица. Когда в результате вычитания число, записанное во втором счетчике 45 обратится в ноль, на выходе второго счетчика 45 сформируется сигнал "1", который через второй вход третьего элемента ИЛИ 48 подается на вход разрешения предварительной установки второго счетчика 45, при этом производится запись числа, присутствующего на.его информационных входах. Кроме того, сигнал "1" с выхода второго счетчика

45 поступает íà R-вход четвертого RS-триггера 29, обнуляя его. Таким образом, сигнал

"0", поступая на второй вход двенадцатого элемента И 41, прекращает поступление тактовых импульсов с второго информационного входа блока 17 до прихода следующего строчного синхроимпульса.

Работа других каналов осуществляется аналогичным образом.

На выходе элемента ИЛИ 49 формируется сигнал "1" по мере появления в каждом из четырех каналов горизонтальной состав,яющей "ступеньки", величина которой в каждом отдельном канале. может быть различной, и поступает на блок 12 горизонтальной коррекции изображения.

На фиг.8 представлены варианты положения контура прямоугольного объекта, причем на фиг. 8а;б угловое положение объекта характеризуется "ступеньками" с равным количеством тактов. Однако возможно существование промежуточного угла разворота объекта, при котором контур объекта характеризуется тем, что в "ступеньках" будет различное количество тактов, что и показано на фиг.8,в.

На фиг.9 представлены положения контура прямоугольного объекта для случаев положительного и отрицательного углов разворота. бражения производит уничтожение "ступенек" вдоль горизонтальной оси, т,е. производит смещение части изображения на сроку, осуществляя тем самым угловую коррекцию вдоль горизонтальной оси, Блок 16 вь1деления вертикальной составляющей углового рассовмещения осуществляет распознавание дефекта типа

"ступенька" вдоль вертикальной оси с Мо1684597

5

Рассмотрим работу первого канала блока 16 для случая, положительного угла разворота.

Признаком вертикальной составляющей "ступеньки" является переход от комбинации 11 соответственно для и-й и (n-й)-й строк изображения к комбинации 0 1, С информационного входа блока 16 информация (n-1)-й строки поступает на первый вход пер вого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 57, информация п-й строки — на первый вход первого элемента И 52, первый вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 58 и первый вход первого элемента ИЛИ 59, информация (n+1)-й строки — на первый вход четвертого элемента И 55, Кадровый синхроимпульс, поступающий на S-входы первого RS-триггера 50 и второго RS-триггера 51, устанавливает на их выходах сигнал "1". На инверсном выходе первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 57 сигнал "1" формируется в случае, когда на обоих входах одновременно присутствуют сигналы "0" или "1", Одновременно с этим на выходе второго элементе И 53 сигнал "1 "формируется только тогда, когда на его входах присутствуют сигналы "1", Для случая положительного угла разворота на выходс второго элемента И 53 формируется сигнал

"0", который поступает на втрой вход третьего элемента И 54, на первый вход которого поступает сигнал "1" с инверсного выхода первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

57. Таким образом, с выхода третьего элемента И 54 сигнал "0" поступает на R-вход первого RS-триггера 50 и на первый вход второго элемента ИЛИ 60 на втором входе которого в это время присутствует сигнал

"1". Поисходит это следующим образом. На выходе второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 4

ИЛИ 58 формируется сигнал "1" в случае, когда на обоих входах одновременно отсутствуют сигналы "0" или "1". Одновременно с этим на выходе первого элемента ИЛИ 59 формируется сигнал "1", который поступает на второй вход пятого элемента И 56, а так как на его первом входе присутствует сигнал ".1", то на выходе пятого элемента И 56 формируется сигнал "1", который поступает на втрой вход второго элемента ИЛИ 60 и на

R-вход второго RS-триггера 51, на выходе которого устанавливается сигнал "0" до при- хода следующего кадрового синхроимпульса. Сигнал "0", присутствующий на втором входе четвертого элемента И 55, прекраща20

40

50 занных операций обеспечивает также

55 мента появления в электронном окне начала иэображения. Блок включает четыре канала, способных распознавать четыре

"ступеньки" углового рассовмещения, ет поступление информации (п11)-й строки изображения. На выходе первого элемента

ИЛИ 59 формируется сигнал "0", который поступает затем на втрой вход второго элемента ИЛИ 60.

На выходе элемента ИЛИ 61 формируется сигнал "1" по мере появления в каждом иэ четырех каналов вертикальной составляющей "ступеньки", величина которой в каждом отдельном канале может быть различной, и поступает на блок 10 вертикальной коррекции иэображения, Блок 10 вертикальной коррекции изображения проивзодит уничтожение "ступенек". вдоль вертикальной оси, т.е. производит смещение части иэображения на такт, осуществляя тем самым угловую коррекцию вдоль вертикальной оси.

С выхода блока 10 вертикальной коррекции изображения скор ектированный по углу видеосигнал поступает на второй вход коммутатора 1. Коммутатор 11 подключает к входу формирователя 14 скорректированный или некорректированный видеосигнал в зависимости от сигнала, присутствующего на управляющем входе. В формирователе 14 осуществляется формирование разностного изображения скорректированного сигнала. При подключении к формирователю 14 екорректированного видеосигнала на экране блока 15 оператор будет наблюдать исчезновение дефектов, связанных с неточным совмещением ЭПС и

КПС по углу, В результате в состав разностного изображения, характеризующего отличие контролируемой структуры от эталонной, входит изображение только дефектов топологии КПС без элементов углового рассовмещения сравниваемых структур.

Таким образом, электронное распознавание величины вертикальной и горизонтальной составляющих углового . рассогласования и знака угла разворота

КПС позволяет исключить ошибки, неизбежные при визуальном считывании информации с экрана, выполняемом оператором, тем самым обеспечивается повышение достоверности контроля. Автоматизация укаувеличение производительности контроля, Формула изобретения

1. Устройство дефектоскопического контроля планарных структур, содержащее двухканальную оптическую систему, две телевизионные камеры, соединенные соответственно flo первому и второму оптическим каналам с оптической системой, последовательно соединенные формирователь разностного иэображения, блок верти17

1 (<1 l F97 кальной коррекции разнос1ного изображения и блок горизонтальной коррекции разностного изображения, последовательно соединенные блок формирования электронного окна и блок определения начала угловой коррекции изображения, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами блока вертикальной коррекции разностного изображения, блока горизонтальной коррекции разностного изображения, блока формирования электронного окна и блока определения начала угловой коррекции иэображения, блок видеоконтроля, первый вход которого обьединен с первым входом формирователя разностного изображения и соединен с выходом первой телевизионной камеры, а второй вход — с выходом блока горизонтальной коррекции разностного изображения, коммутатор, первый вход которого объединен с информационным входом блока формирования электронного окна и соединен с выходом второй телевизионной камеры, а выход соединен с вторым входом формирователя разностного изображения, Олок вертикальной коррекции изображения, первый выход которого соединен с вторым входом коммутатора, блок горизонтальной коррекции изображения, управляющий вход которого объединен с управляющим входом блока вертикальной коррекции изображения, первый информационный вход соединен с вторым выходом блока формирования электронного окна, а выход — с первым информационным входом блока вертикальной коррекции изображения, блок о перативного управления, первый выход которого соединен с вторыми информационными входами блока горизонтальной коррекции изображения и блока вертикальной коррекции изображения, а второй выход — с управляющим входом коммутатора, и синхронизатор, кадровый и строчной синхровходы которого соединены с одноименными синхровходами телевизионных камер, генератор тактовых импульсов и блока определения начала угловой коррекции изображения, кадровый синхровход блока вертикальной коррекции изображения и строчной синхровходы блока горизонтальной коррекции изображения соединены с одноименными синхровходами синхронизатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и производительности контроля, оно снабжено блоком определения знака угла разворота, информа:,ионный вход которого соединен с третьим выходом блока формирования электронного окна, а выход — с управляющим входом блока горизонталь10

30

50.ход соединен с третьим входом четвертого элемента И.

45 ной коррекции изображения блоком выделения вертикальной составляющей углового рассовмещения, информационный вход которого соединен с вторым выходом блока вертикальной коррекции иэображения, а выход -- с третьим информационным входом блока вертикальной коррекции изображения и блоком выделения горизонтальной составляющей углового рассовмещения, первый и второй информационные входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока формирования электронного окна и выходом блока определения начала угловой коррекции иэображения, выход соединен с третьим информационным входом блока горизонтальной коррекции изображения. а строчный синхровход соединен с одноименным синхровходом синхронизатора, кадровый синхровход которого соединен с одноименными синхровходами блока определения знака угла разворота,блока выделения вертикальной составляющей углового рассовмещения и блока выделения горизонтальной составляющей углового рассовмещения.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок определения знака угла разворота выполнен в виде элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, четырех элементов И и двух RS-триггеров, R-входы которых объединены и являются кадровым синхровходом блока, S-вход второго RS-триггера соединен с выходом четвертого элемента. И, а выход является выходом блока, первые входы второго и четвертого элементов И соединены с выходом первого элемента И, S-вход первого RS-триггера, первый вход третьего элемента И и второй вход четвертого элемента И соединены с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход первого элемента И и первый и второй входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ образуют информационный вход блока, выход первого RS-триггера соединен с вторым входом первого элемента И, второй вход третьего элемента И соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а вы3. Устройство по п.1, отл и ч а ю щеес я тем, что блок выделения горизонтальной составляющей углового рассовмещения выполнен в аиде четырех идентичных каналов и четырехвходового элемента ИЛИ, каждый из входов которого соединен с выходом соответствующего канала, а выход является выходом блока, каждый 1-й, где 1=1,...,4, из каналов состоит из четырех RS-триггеров, 1684597

20 двенадцати элементов И, двух элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, двух счетчиков и трех двухвхадовых элементов. ИЛИ, первые входы первого, второго, шестого и седьмого элементов И образуют первый информационный вход блока, а их вторые входы объединены с первыми входами десятого и двенадцатого элементов И и являются вторым информационным входом блока, второй вход одиннадцатого элемента И объединен с S-входами первого, второго и третьего RS-триггеров и является кадровым синхровходом блока, S-вход четвертого RSтриггера является строчным синхровходом блока, выход первого элемента И соединен с первыми входами первого элемента ИСКЛЮЧА!ОЩЕЕ ИЛИ и четвертого элемента

И, вторые входы которых соединены с выходом третьего элемента И, первый и второй входы которых соединены соответственно с выходами второго элемента И и первого RSтриггера, инверсный выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а выход — с R-входом перcoro RS-триггера и-первым входом первого элемента ИЛИ,.второй вход которого объединен с R-входом второго RS-триггера и соединен с выходом-девято!.о элемента И, а выход соединен .с.первым входом третьего элемента ИЛИ и. R-.âõîäîì третьего RS-триггера, выход которого:соединен с вторым входом десятого элемента И и первым входом одиннадцатого элемента И, выход шестого элемента И соединен с первыми входами втрого.элемента ИСКЛ(ОЧАЮЩЕЕ

ИЛИ и второго элемента ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходом восьмого элемента И, первый и второй входы которых соединены соответственно с выходами седьмого элемента И и второго RS-триггера, первый и второй входы девятого элемента И соединен соответственно с выходами второго элемента ИСКЛ!ОЧА!ОЩЕЕ ИЛИ и второго элемента ИЛИ, вход прямого счета и обнуляющий вход первого счетчика соединены соответственно с выходами десятого и одиннадцатого элементов И, а выходы — соответственно с входами предустановки вто15

35

45 вторыми входами вторагo элемента ИСКЛЮЧА!ОЩЕЕ ИЛИ и первого элемента

ИЛИ, первый и второй входы второго элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами третьего и пятого элементов И, а

50,,выход является выходом !-ro канала.

10 рого счетчика, вход обратного счета котораго соединен с выходом двенадцатого элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого RS-триггера, R-вход которого объединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и соединен с выходом второго счетчика, вход разрешения предустановки которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а выход является выходом !

-ro канала.

4. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок выделения вертикальной составляющей углового рассовмещения выполнен в виде четырех идентичных каналов и четырехвходового элемента ИЛИ, каждый из входов которого соединен с выходом соответствующего канала, а выход является выходом блока. каждый l-й, где l = 1,...,4, из каналов состоит из двух RS-триггеров, пяти элементов И, двух элементов ИСКЛ!ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ и двух двухвходовых элементов

ИЛИ, первые входы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, объединение соответственно с первыми входами второго элемента И и первого элемента

ИЛИ, и первые входы г!ервого и четвертого элементов И образуют информационный вход блока, S-входы. RS- триггеров объединены и являются кадровым синхровходом блока, а их R-входы соединены соответственно с выходами третьего и пятого элементов И, первые входы .которых соединены соответственно с инверсным выходом перваго и выходом второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а вторые входы соединены соответственно с выходами второго элемента И и первого элемента ИЛИ, второй вход первого элемента И соединен с выходом первого RS-триггера, а выход — с вторыми входами первого элемента ИСКЛ!ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второго элемента И, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом второго RS-триггера, а выход — с

1684597

Л. Г

Рыf

Щиг. Г

1684597!

hp 1! <.1 i

Фи М ива

YBл,с.

Ии.

Фиг. Х

1684597

1684597 г 4

Р, алул лвла

Редактор А.Лежнина

Заказ 3498 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН Г Г(.(1

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарин». Р I

1

Составитель О.Смирнов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец