Устройство для визуального контроля доменной структуры феррит-гранатовых пленок
Использование: в технике магнитных измерений в аппаратуре для визуального контроля доменной структуры в процессе производства ферритгранатовых пленок. Сущность изобретения: устройство содержит осветитель 1, поляризатор 2, образец 3, объектив 4, делитель 5, анализатор 6, камеры 7, 8, селектор 9, усилитель 10, фиксатор 11, инвертор 12, блок 13, одновибраторы 14 - 17, элементы И 18 - 20, ключи 21, 22. Особенностью изобретения является введение блоков 9 - 22, что позволило повысить разрешающую способность устройства за счет исключения фоновых составляющих изображения доменной структуры. 3 ил.
Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть применено для контроля феррит-гранатовых пленок, используемых в качестве запоминающей среды в устройствах памяти на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД). Известно устройство для магнитооптических исследований доменосодержащих пленок [1], содержащее оптически связанные источник монохроматического направленного излучения, поляризационный микроскоп, телевизионную установку, вход которой оптически связан с выходом поляризационного микроскопа. В этом устройстве оператор наблюдает доменную структуру пленки на экране видеоконтрольного блока телевизионной установки. Недостатком известного устройства является низкая разрешающая способность из-за наличия фоновых составляющих в видеосигнале изображения доменной структуры. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для визуального контроля доменной структуры магнитных носителей информации [2], содержащее оптически связанные осветитель, поляризатор, объектив, делитель изображения, анализатор и две телевизионные камеры, цветной видеоконтрольный блок. В этом устройстве с целью повышения разрешающей способности фоновая составляющая и изображение доменной структуры на экране видеоконтрольного блока окрашены в различные цвета. Недостатками известного устройства являются зависимость разрешающей способности от субъективных возможностей оператора различать цвета, а также дополнительные потери времени, обусловленные цветовой адаптацией глаза перед началом наблюдения. Кроме того, при уменьшении размеров доменной структуры, например при коллапсировании ЦМД, последние воспринимаются как серые с эквивалентной яркостью, что затрудняет их распознавание на общем фоне. При этом повышение коэффициента увеличения оптического тракта системы с целью восстановления цветового контраста не дает желаемого эффекта из-за ухудшения контрастности изображения в целом. Целью изобретения является повышение разрешающей способности устройства за счет исключения фоновых составляющих изображения доменной структуры. Указанная цель достигается тем, что в устройство для визуального контроля доменной структуры ферритгранатовых пленок, содержащее последовательно оптически связанные осветитель, поляризатор, объектив и делитель изображения, анализатор, две телевизионные камеры, первая из которых оптически связана с делителем изображения через анализатор, а вторая непосредственно, причем вход синхронизации первой телевизионной камеры подключен к выходу синхронизации второй телевизионной камеры, видеоконтрольный блок, дополнительно введенные четыре одновибратора, три элемента И, два ключа, инвертор, дифференциальный усилитель, схему фиксации уровня, селектор строчных и кадровых синхроимпульсов, вход которого соединен с видеовыходом второй телевизионной камеры и первыми входами дифференциального усилителя и первого ключа, первый выход селектора соединен с первыми входами схемы фиксации уровня и первого элемента И, второй выход селектора соединен с входами первого и второго одновибраторов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входами третьего и четвертого одновибраторов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом второго ключа и через инвертор с вторым входом первого ключа, выход которого подключен к входу видеоконтрольного блока и выходу второго ключа, второй вход которого соединен с выходом схемы фиксации уровня, второй вход которой соединен с выходом дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к видеовыходу первой телевизионной камеры. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для визуального контроля доменной структуры феррит-гранатовых пленок; на фиг.2 и 3 - фрагменты изображения фоновых составляющих и доменной структуры пленки и временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство для визуального контроля доменной структуры феррит-гранатовых пленок (фиг.1) содержит оптически связанные осветитель 1, поляризатор 2, контролируемый образец 3, объектив 4, делитель 5 изображения, анализатор 6 и телевизионные камеры 7 и 8, селектор 9 строчных и кадровых синхроимпульсов, подключенный к видеовыходу телевизионной камеры 8, дифференциальный усилитель 10, соединенный с видеовыходами камер 7 и 8, управляемую схему фиксации уровня 11, инвертор 12, видеоконтрольный блок 13, одновибраторы 14-17, элементы И 18-20, ключи 21, 22, соединенные с входом видеоконтрольного блока. Работа устройства основана на использовании магнитооптического эффекта Фарадея. Образец 3 феррит-гранатовой пленки, расположенный в фокальной плоскости объектива 4, освещается поляризованным светом, проходящим от осветителя 1 через поляризатор 2. Пройдя через образец и систему линз объектива, световой поток, содержащий информацию об изображении доменной структуры пленки и промодулированный по яркости в поперечном сечении пучка фоновыми составляющими изображения, поступает на делитель 5 изображения, которым делится на две части с разной интенсивностью. Поток с меньшей интенсивностью направляется в телевизионную камеру 8. В этом случае на мишень видикона камеры 8 поступает изображение фона в виде темных и светлых участков (фиг. 2а-1, 2а-2), образующихся, например, в результате дефектов пленки, интерференционных явлений, бликов на элементах оптики и т.д. Поток большей интенсивности направляется через анализатор 6 в телевизионную камеру 7. Для выявления доменной структуры анализатор устанавливается в скрещенное положение. При этом на мишень видикона камеры 7 поступает изображение доменной структуры в виде чередующихся темных и светлых полос, искаженное фоновыми составляющими (фиг. 2б). В результате на выходах телевизионных камер 8 и 7 формируются видеосигналы изображений темных и светлых участков фона (фиг. 2в) и доменной структуры с фоновыми составляющими (фиг.2г) соответственно. Эпюры напряжений приведены для одной строки телевизионного растра. Регулировкой коэффициентов усиления камерных видеоусилителей уровни видеосигналов выравниваются таким образом, чтобы для предотвращения потери информации о градациях яркости в условиях многоградационного изображения, размах видеосигналов каждой из камер не выходил за пределы уровней белого и черного. Развертки обеих камер синхронизованы. С целью исключения фоновых составляющих видеосигналы с телевизионных камер 7 и 8 подаются на входы широкополосного дифференциального усилителя 10, усиливающего разность входных напряжений. В этом случае сигнал на выходе дифференциального усилителя (фиг.2д) содержит только полезную информацию о доменной структуре феррит-гранатовой пленки. В целях максимального подавления фоновых составляющих изображение фона в поле зрения обеих телекамер должно быть одинаковым. Для этого при настройке устройства доменную структуру коллапсируют, воздействуя на образец магнитным полем. Перемещением телевизионных камер вдоль оптической оси добиваются минимального размаха сигнала на выходе дифференциального усилителя, что соответствует наиболее полному совмещению изображений фона обоих каналов. Так как дифференциальный усилитель усиливает разность напряжений, сигнал на его выходе не содержит постоянной составляющей, несущей информацию о средней яркости передаваемого изображения. По этой же причине в выходном сигнале усилителя отсутствуют строчные и кадровые синхронизирующие и гасящие импульсы, импульсы врезки, передние и задние уравнивающие импульсы. Восстановление постоянной составляющей видеосигнала осуществляется схемой фиксации уровня 11, управляемой строчными синхроимпульсами с первого выхода селектора 9. Для обеспечения устойчивой чересстрочной развертки изображения на вход видеоконтрольного блока 13 через ключ 21 подается часть телевизионного сигнала камеры 8, содержащая синхронизирующие и гасящие импульсы. Видеосигнал изображения доменной структуры с восстановленной постоянной составляющей (фиг. 2е) подается на вход видеоконтрольного блока через ключ 22. Схемой на одновибраторах 14-17, элементах И 18-20, инверторе 12 и селекторе 9 обеспечивается поочередная работа ключей. Схема работает следующим образом. На входе селектора 9 с выхода камеры 8 поступает полный телевизионный сигнал (фиг.3а). На первом выходе селектора формируются строчные синхроимпульсы с периодом повторения 64 мкс и импульсы двойной строчной частоты, формируемые из уравнивающих импульсов и импульсов врезки (фиг.3е). На втором выходе селектора формируются кадровые синхроимпульсы с периодом 20 мс (фиг. 3б). Кадровый синхроимпульс перепадом I запускает одновибраторы 14, 15, на выходах которых формируются импульсы высокого (фиг.3в) и низкого (фиг.3г) логического уровня соответственно. Длительность их устанавливается таким образом, чтобы фронт импульса на выходе элемента И19 (фиг.3д) совпадал со срезом гасящего импульса начала полукадра, а срез - с фронтом гасящего импульса конца полукадра. Импульсом с выхода элемента И19 разрешается прохождение через элемент И18 строчных синхроимпульсов (фиг.3ж) с первого выхода селектора 9 на запуск одновибраторов 16, 17. На выходах одновибраторов 16, 17 формируются импульсы высокого (фиг.3з) и низкого (фиг.3и) логического уровня, длительность которых устанавливается таким образом, чтобы фронт импульса на выходе элемента И20 (фиг.3к) совпадал со срезом гасящего импульса начала строки, а срез - с фронтом гасящего импульса конца этой же строки. Импульсы с выхода элемента И20 через инвертор 12 (фиг.3л) открывают ключ 21 на время обратного хода кадровой и строчной развертки, обеспечивая запуск развертывающих устройств видеоконтрольного блока. Ключ 22 открывается импульсами с выхода элемента И20 на время прямого хода развертки, разрешая прохождение на вход видеоконтрольного блока видеосигнала изображения доменной структуры. Таким образом, на экране видеоконтрольного блока формируется не содержащее фоновых составляющих изображение доменной структуры феррит-гранатовой пленки. Использование предлагаемого технического решения по отношению к прототипу позволяет повысить разрешающую способность устройства за счет исключения фоновых составляющих изображения доменной структуры. В результате снижается утомляемость оператора и повышается производительность и качество контроля в процессе производства феррит-гранатовых пленок.
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ ФЕРРИТ-ГРАНАТОВЫХ ПЛЕНОК, содержащее последовательно оптически связанные осветитель, поляризатор, объектив и делитель изображения, анализатор, две телевизионные камеры, первая из которых оптически связана с делителем изображения через анализатор, а вторая - непосредственно, причем вход синхронизации первой телевизионной камеры подключен к выходу синхронизации второй телевизионной камеры, видеоконтрольный блок, отличающееся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности устройства за счет исключения фоновых составляющих изображения доменной структуры, в него введены четыре одновибратора, три элемента И, два ключа, инвертор, дифференциальный усилитель, схема фиксации уровня, селектор строчных и кадровых синхроимпульсов, вход которого соединен с видеовыходом второй телевизионной камеры и первыми входами дифференциального усилителя и первого ключа, первый выход селектора соединен с первыми входами схемы фиксации уровня и первого элемента И, второй выход селектора соединен с входами первого и второго одновибраторов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входами третьего и четвертого одновибратора, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом второго ключа и через инвертор с вторым входом первого ключа, выход которого подключен к входу видеоконтрольного блока и выходу второго ключа, второй вход которого соединен с выходом схемы фиксации уровня, второй вход которой соединен с выходом дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к видеовыходу первой телевизионной камеры.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 16.09.1995
Номер и год публикации бюллетеня: 10-2001
Извещение опубликовано: 10.04.2001
