Устройство для измерения дефектности оптических носителей

Устройство для измерения дефектности оптических носителей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к средствам измерения и может быть использовано для выявления центров диффузного рассеяния светового потока в оптических носителях информации, в частности для выявления царапин поверхностного слоя микрофильма.

Измерительные устройства на основе многоэлементных фоточувствительных приборов известны (см. патент (РФ) №2024941 / В.М.Игнатьев, Е.В.Ларкин, Н.И.Савин. Устройство для считывания информации с фотоносителя. - МПК⁶ G06К 11/00 / - 15.12.94. - Бюл. №23). В известное устройство входят узел осветителя, носитель информации, объектив, имеющий оптическую связь с многоэлементным фотоприемником, вход и выход которого подключены к первому выходу и первому входу блока управления, второй выход которого подключен ко входу привода.

К недостаткам известного устройства относится то, что оно не позволяет выделять центры диффузного рассеяния света на микрофильме, что не позволяет использовать его в качестве устройства для определения степени изношенности поверхностей.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности заявляемому (прототипом) является устройство по а.с. №1726989 (СССР) / В.М.Игнатьев, Е.В.Ларкин. Устройство для измерения диаметров изделий кольцевой формы. - МПК⁶ G01В 20/00. - 15.04.92. - Бюл. №14. В известное устройство также входит узел осветителя, оптический носитель, объектив, имеющий оптическую связь с многоэлементным фотоприемником, вход и выход которого подключены к первому выходу и первому входу блока управления, второй выход которого подключен ко входу привода.

Прототип имеет те же недостатки, что и аналоги.

Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего выделять на оптических носителях дефекты поверхностных слоев и обеспечивать их количественную оценку.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения дефектности оптических носителей, в состав которого входят узел осветителя, оптический носитель, объектив, имеющий оптическую связь с многоэлементным фоточувствительным прибором, вход и выход которого подключены к первому выходу и первому входу блока управления, второй выход которого подключен ко входу привода, введены оперативное запоминающее устройство, вход и выход которого подключены к третьему выходу и второму входу блока управления, диффузный оптический фильтр и диафрагма, закрепленные на валу, подсоединенном к приводу и расположенном параллельно главной оптической оси, по его противоположным сторонам таким образом, что плоскости диффузного фильтра и диафрагмы перпендикулярны оси вала, а координаты закрепления диффузного фильтра и диафрагмы таковы, что диффузный фильтр располагается между узлом осветителя и оптическим носителем, а диафрагма располагается перед входным зрачком объектива.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

на фиг.1 приведена функциональная схема устройства с первым положением вала;

на фиг.2 приведена функциональная схема устройства со вторым положением вала;

на фиг.3 показан ход лучей, когда световой поток перекрывается диффузным оптическим фильтром;

на фиг.4 показан ход лучей, когда световой поток перекрывается диафрагмой.

В состав устройства входят узел осветителя 1, включающий источник света 2, располагаемый в фокусе рефлектора 3, и конденсор 4. Оптический носитель 5 информации расположен в предметной плоскости объектива 6, в плоскости изображения которого расположен многоэлементный фоточувствительный прибор 7, диффузный оптический фильтр 8 и диафрагма 9, закрепленные на валу 10, имеющем механическую связь с приводом 11, подключенным к выходу блока управления 12, к другим входам и выходам которого подключены многоэлементный фоточувствительный прибор 7 и оперативное запоминающее устройство 13. Вал 10 с закрепленными на нем диффузным оптическим фильтром 8 и диафрагмой 9 закреплен в подшипнике 14; оптический носитель с дефектом поверхности 15.

Устройство работает следующим образом. Носитель информации 5 помещают в предметную плоскость объектива 6. Узел осветителя 1 за счет использования параболического рефлектора 3 и полусферического конденсора 4 формирует световой поток в предметной плоскости объектива 6, близкий к когерентному. Сканирование оптического носителя 5 и измерение оптической плотности в точках сканирования осуществляется в два этапа. На первом этапе с блока управления 12 на привод 11 подается сигнал, согласно которому вал 10 поворачивается в такое положение, что прикрепленный к валу 10 диффузный оптический фильтр 8 перекрывает световой поток с узла осветителя 1. Привод может быть сделан в виде шагового двигателя с трехфазным управлением. В этом случае позиционирование диффузного оптического фильтра 8 осуществляется по количеству импульсов, поданных на входы шагового двигателя.

Вследствие диффузных свойств оптического фильтра 8 световой поток узла осветителя 1 перестает быть когерентным и рассеивается в пространстве. В результате дефекты поверхности, вызывающие дополнительную диффузию, не оказывают влияния на результаты измерения оптической плотности оптического носителя информации 5. Результаты измерения оптической плотности через блок управления 12 записываются в оперативное запоминающее устройство 13, где формируется матрица (d_ij), называемая матрицей пикселей.

По окончании сканирования с блока управления 12 подается сигнал на привод 11, согласно которому вал 10 поворачивается в такое положение, при котором с пути распространения света убирается диффузный оптический фильтр 8, а входной зрачок объектива 6 перекрывается диафрагмой 9. При этом часть светового потока рассеивается на изношенных поверхностях оптического носителя. В результате дефекты поверхности вызывают диффузию изначально когерентного светового потока, меньшая его часть попадает во входной зрачок объектива, и дефекты поверхности носителя информации 5 становятся контрастными. Результаты повторного сканирования оптического носителя 5 (c_nk) с наложением диафрагмы 9 сравниваются в блоке управления с результатами, хранящимися в оперативном запоминающем устройстве.

Важным моментом, определяющим эффективность функционирования устройства, является способ сопоставления матриц (d_nk) и (с_nk). Очевидно, что прямое поэлементное сопоставление матриц неэффективно по следующим причинам:

дрейф параметров узла осветителя 1 и электрического многоэлементного фоточувствительного прибора 7;

возможное механическое смещение оптической оси в момент замены диффузного фильтра 8 на диафрагму 9.

Процедура сопоставления матриц (d_nk) и (с_nk) осуществляется путем формирования гистограмм результатов измерений P_d=(p_d1, p_d2,..., p_di, ..., p_dL(D)) и P_c=(p_c1, p_с2, ..., p_ci, ..., p_cL(D)) no указанным матрицам как по простым статистическим рядам. После этого осуществляется наложение гистограммы P_d на гистограмму Р_c и вычисляется сумма

Далее одна из гистограмм смещается относительно другой таким образом, чтобы величина ε была минимальна. Найденный минимум ошибки ε и является оценкой величины изношенности оптического носителя информации 5.

Предлагаемое устройство просто в эксплуатации и способно производить оценку изношенности поверхности оптических носителей информации за короткое время, определяемое временем двойного сканирования многоэлементным фоточувствительным прибором с достаточной для практических целей точностью.

Устройство для измерения дефектности оптических носителей, в состав которого входят узел осветителя, оптический носитель, объектив, имеющий оптическую связь с многоэлементным фотоприемником, вход и выход которого подключен к первому выходу и первому входу блока управления, второй выход которого подключен ко входу привода, отличающееся тем, что в устройство введены оперативное запоминающее устройство, вход и выход которого подключены к третьему выходу и второму входу блока управления, диффузный оптический фильтр и диафрагма, закрепленные на валу, подсоединенном к приводу и расположенном параллельно главной оптической оси по его противоположным сторонам таким образом, что плоскости диффузного оптического фильтра и диафрагмы перпендикулярны оси вала, а координаты закрепления диффузного оптического фильтра и диафрагмы таковы, что диффузный оптический фильтр расположен между узлом осветителя и оптическим носителем, а диафрагма расположена перед входным зрачком объектива.