DE2160282A1 - Automatische Einstellanordnung - Google Patents

Description

Case 163

NIPPON KOGAKU Κ_βΚ.

7, 1-chome, Nihonbashi-dori, chuo-ku, Tokio / Japan

Automatische Einstellanordnung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatischen Einstellung eines Objektes in einer Ebene.

Die Einstellung zur Überdeckung von Schaltungsmustermasken und -Plättchen bei der Herstellung von integrierten Schaltungen geschah bisher dadurch, daß von Hand das Muster zur Überdeckunjsr/bewegt wurde, wobei es durch ein Mikroskop*"'beobachtet wurde. Beim herkömmlichen Linsenmesser geschah die Bestimmung einer optischen Achse einer Prüflinse dadurch, daß die Prüflinse von Hand in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse bewegt wurde und ein Bezugskreuz auf einem Einstellschirm mit einer Abbil-

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dung eines Ziels auf dem Einstellschirm bei der Betrachtung durch ein Betrachtungsteleskopf zur Übereinstimmung gebracht wurde.

Diese Technik erforderte eine hohe Geschicklichkeit und führte unvermeidlich zu einer ungenauen Einstellung. Ausserdem würde, wenn die Einstellarbeit lange Zeit beansprucht, die hierzu aufgewendete Energie den Betrachter zu ermüden, daß es dieser schwierig finden würde, die Arbeit fortzusetzen.

Ferner wurde bei der automatischen Sonnennachführung ein Verfahren angewendet, bei dem eine Anzahl photoelektrischer Detektoren benutzt wurde, wobei das System so betrieben wurde, daß die Ausgangsdifferenz zwischen den Detektoren Null wurde. Bei einem solchen Verfahren beeinträchtigt die Unstabilität der Detektorelemente allgemein die Stabilität des ganzen Systems, so daß die Elemente für eine gleichmässige Charakteristik ausgewählt werden müssen und altern können, was zur Unstabilität der Elemente führen würde und damit zur Unmöglichkeit, eine gute Steuerung zu erzielen.

Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer automatischen Einstellanordnung, bei welcher die vorgenannten Schwierigkeiten und Nachteile, die bei der bisherigen Einstellung eines Objekts in einer Ebene bestehen,

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überwunden sind, einschließlich der Meßungenauigkeit, die sich aus dem Geschicklichkeitsgrad, den persönlichen Eigenschaften, einer Ermüdung und anderen Faktoren des Betrachters sowie durch die Auswahl der zu verwendenden Elemente ergeben.

Gemäß einem Hauptmerkmal der Erfindung besitzt die automatische Einstellanordnung eine Lichtquelle, ein Glied, das mit einer öffnung für den Durchtritt von Licht von der Lichtquelle versehen ist, eine Abtasteinrichtung, die ein Diagramm von einer bestimmten Periode aufweist und mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt wird und ein optisches System zum Fokussieren des durch die Öffnung hindurchtretenden Lichtes, um eine Abbildung der Öffnung auf dem Diagramm zu erhalten. Das Diagramm der Abtasteinrichtung dient dazu, die Abbildung der Öffnung abzutasten, wenn die Abtasteinrichtung bewegt wird, wodurch ein Lichtsteuersignal von der gleichen Periode wie diejenige des Diagramms erhalten wird. Die Einstellvorrichtung kann ferner mit einem photoelektrischen Element zur Aufnahme des Lichtsteuersignals und zur Umwandlung desselben in ein elektrisches Steuersignal versehen sein, ferner mit einer Bezugssignal-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Bezugssignals synchron mit und von der gleichen Periode wie das elek-

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trische Steuersignal, sowie mit einer Phasendifferenz-Meßeinrichtung zur Messung der Phasendifferenz zwischen dem elektrischen Steuersignal und dem Bezugssignal, und einer Antriebseinrichtung, die durch ein Ausgangssignal aus der Phasendifferenz-Meßeinrichtung betätigbar ist, um entweder das optische System oder das mit e iner Öffnung versehene Glied in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse des optischen Systems so zu ^ bewegen, daß die Phasendifferenz zwischen dem elektrischen Steuersignal und dem Bezugssignal einen bestimmten Pegel erreicht.

Im vorangehenden wurden ziemlich ausführlich die wichtigeren Merkmal der Erfindung erläutert, damit die nachfolgende nähere Beschreibung besser verständlich ist und damit der vorliegende Beitrag zum Fortschritt der Technik besser gewürdigt werden kann. Die Erfindung weist natürlich weitere Merkmale auf, die nachfolgend beschrieben * werden und Gegenstand der Ansprüche bilden. Innerhalb des Rahmens der Erfindung können verschiedene Abänderungen für verschiedene Zwecke vorgesehen werden, so daß die Erfindung nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt ist.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung wird nachfol-

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gend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben und zwar zeigen:

Fig. 1 (A) eine schematische Ansicht eines optischen Systems der beschriebenen Art eingebaut in einen herkömmlichen Linsenmesser;

Fig. 1 (B) eine Feldansicht des gleichen optischen Systems, welche ein Beispiel zeigt, bei welchem eine Prüflinse mit Bezug auf die optische Achse des Systems exzentrisch ist;

Fig. 1 (C) eine der Fig. 1 (B) ähnliche Ansicht, welche jedoch ein Beispiel zeigt, bei welchem die Prüflinse mit Bezug auf die optische Achse des Systems konzentrisch ist;

Fig. 2 in vergrössertem Maßstab eine Draufsicht eines Diagrammträgers in Form einer Scheibe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei der Diagrammträger teilweise weggebrochen ist, um ein auf diesem ausgebildetes Diagramm zu zeigen;

Fig, 3 in vergrössertem Maßstab eine schaubildliche Ansicht eines Diagrammträgers in Form eines endlosen Bandes gemäß der Erfindung, wobei der Diagrammträger

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teilweise weggebrochen ist, um das au-f diesem ausgebildete Diagramm zu zeigen;

Fig. 4 (A) bis (E) Einzelheiten des Diagramms und der Wellenformen des durch das Diagramm erhaltenen Signals;

Fig. 5 ein Diagramm zur Erzeugung eines Steuersignals

und ein Diagramm zur Erzeugung eines Bezugssignals;

Fig. 6 (A) bis (C) ein Diagramm zur Erzeugung von zwei Frequenzen und die Wellenformen ihrer Ausgangssignale;

Fig. 7 in vergrössertem Maßstab eine Draufsicht eines

Diagrammträgers in Form einer Scheibe zur Abgabe eines Steuersignals senkrecht zur Abtastrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei der Diagrammträger teilweise weggebrochen ist, um das auf diesem gebildete Diagramm zu zeigen;

Fig. 8 in vergrössertem Maßstab eine schaubildliche Ansicht eines Diagrammträgers in Form eines endlosen Bandes gemäß der Erfindung, wobei der Diagrammträger teilweise weggebrochen ist, um ein Diagramm

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zu zeigen, das dem in Fig. 7 dargestellten ähnlich ist;

Fig. 9 (A) - (H) die Wellenformen der durch das Diagramm nach Fig. 7 und 8 erhaltenen Signale;

Fig,10 in vergrössertem Maßstab, teilweise weggebrochen, eine Draufsicht eines scheibenförmigen Diagrammträgers zum Erzielen eines Steuersignals senkrecht zur Abtastrichtung und eines Bezugssignals;

Fig,11 in vergrössertem Maßstab, teilweise weggebrochen, eine Draufsicht eines scheibenförmigen Diagrammträgers zur Abgabe zweidimensionaler Steuersignale und eines Bezugssignals gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig.12 in vergrössertem Maßstab eine Teilansicht des Diagramms zur Abgabe der in Fig. 11 gezeigten Steuersignale;

Fig.13 in vergrössertem Maßstab eine Teilansicht eines Diagramms zur Modulation einer Frequenz von T₀ mit einer Frequenz von T~ und zur weiteren Überlagerung einer Frequenz von T₁ auf die modulierte Frequenz;

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Fig. 14· ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf einen Linsenmesser;

Fig» 15 eine Draufsicht, teilweise weggebrochen, eines modifizierten Steuersignal-Erzeugungsdiagramms in Form einer Scheibe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 16 eine schaubildliche Ansicht, teilweise weggebrochen, * eines Diagramms, das in seiner Funktion dem nach

Fig. 15 ähnlich ist, jedoch die Form eines endlosen Bandes hat;

Fig. 17 IA) bis (I) in vergrössertem Maßstab eine Teilansicht des Steuersignal-Erzeugungsdiagramms und Wellenformen der durch diese erzeugten Ausgangssignale sowie der Bezugs signale;

t Fig. 18 eine Draufsicht, teilweise weggebrochen, um eine

weitere Ausführungsform der Erfindung zu zeigen;

Fig. 19 in vergrössertem Maßstab eine Teilansicht ebenfalls einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Steuersignal-Erzeugungsdiagramms;

Fig. 20 (A) bis (D) in vergrössertem Maßstab eine Teilansicht eines ähnlichen Steuersignal-Erzeugungsdiagramms so-

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wie die Wellenformen der durch dieses abgegebenen Ausgangs signale;

Fig. 21 eine Modifikation des in Fig. 13, 19 und 20 (A) gezeigten Steuersignal-Erzeugungsdiagramms und

Fig, 22 ein Blockschaltbild einer Anwendungsform der Erfindung.

Zum Verständnis der ersten Anwendungsform der Erfindung ist das Verständnis des herkömmlichen Linsenmessers notwendig.

Der in Verbindung mit Fig. 1 (A) bis (C) dargestellte herkömmliche Linsenmesser besitzt eine Lampe 1, ein Ziel 2, einen Kollimator 3, eine Prüflinse 4, ein Betrachtungsteleskop 5 und einen Einstellschirm 6, der mit einem Be- -zugskreuz versehen ist. Bei einem solchen Linsenmesser bewegt der Betrachter die Prüflinse in der X- und in der Y-Richtung, wobei er sie durch das Teleskop betrachtet, bis die Zielabbildung, welche mit Bezug auf die Mitte des Kreuzes im Betrachtungsteleskop (Fig. 1 (B)) exzentrisch ist, konzentrisch ist, wie in Fig. 1 (C) gezeigt, wodurch die optische Achse der Prüflinse bestimmt wird.

Eine Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf einen Linsenmesser wird nachfolgend in Verbindung mit Fig. 1-14

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beschrieben.

Es sei zuerst auf Fig, 14 Bezug genommen, in der eine Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf einen Linsenmesser zur automatischen Bestimmung der zweidimensionalen Stellung eines PrüfObjekts (Linse) gezeigt ist. Der Linsenmesser besitzt eine Beleuchtungslampe 1, eine Nadelloch- oder Schlitzscheibe 2, einen Kollimator 3 und eine Objektträgerplatte 4¹, welche längs der X- und der Y-Achse in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene beweglich ist. Ein Prüf objekt, beispielsweise eine Linse 4, ist auf der Trägerplatte 4¹ angeordnet. Ein Betrachtungsteleskop 5 dient als optisches System des Linsenmessers. Ein Abtastdiagrammträger 6 ist in einer Ebene angeordnet, in welcher die Abbildung des Nadelloches bzw. Schlitzes 2 gebildet wird. Auf der otpischen Achse des Linsenmessers und rechts von dem Betracfetungsteleskop 5 ist wie dargestellt ein photoelektrischer Wandler angeordnet. Ein Motor 8 von konstanter Drehzahl dient für den Drehantrieb des Abtastdiagrammträgers 6 mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Auf den entgegengesetzten Seiten des Abtastdxagrammträgers 6 sind am unteren Teil desselben zwei Lampen 9, 10 bzw. zwei photoelektrische Wandler 11, 12 vorgesehen. Die photoelektrischen Wandler 11, 12 wirken mit den Bezugssignal-Erzeugungsdiagrammen des Diagrammträgers 6 zur Abgabe von Y- und X-Bezugssig-

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nalen zusammen. Der photoelektrische Wandler 7 ist mit einem Vorverstärker verbunden, der seinerseits mit einem X-Abstimmverstärker (oder Bandpaß) und mit einem Y-Abstimmverstärker (oder Bandpaß) über einen Detektor verbunden ist. Der X-Abstimmverstärker bzw. Bandpaß und der das X-Bezugssignal erzeugende photoelektrische Wandler 12 sind beide mit einem X-Servoantriebssystern über einen X-Phasendifferenzmesser verbunden, so daß die Objektträgerplätte 4' zur Bewegung in der Richtung der X-Achse angetrieben wird. Der Y-Abstimmverstärker oder Bandpaß und der das Y-Bezugssignal erzeugende photoelektrische Wandler 11 sind beide mit einem Y-Servoantriebssystem über einen Y-Phasendifferenzmesser verbunden, so daß die Objektträgerplatte 4^f zur Bewegung in der Richtung der Y-Achse angetrieben wird.

Nachstehend werden die Muster des Steuersignaldiagramms und des Bezugssignaldiagramms auf dem Diagrammzeiger und deren automatische Steuerwirkungen beschrieben. Fig.2 zeigt ein kontinuierliches Schwarz-Weiß-Diagramm für ein Steuersignal in der Form einer Scheibe und Fig. 3 zeigt ein kontinuierliches Schwarz-Weiß-Diagramm in Form eines endlosen Bandes. Ein Teil dieses Diagramms ist in vergrössertem Maßstab in Fig. 4 (A) dargestellt. Die weissen

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Abschnitte des Schwarz-Weiß-Diagramms lassen Lichtstrahlen frei hindurchtreten, während die schwarzen Abschnitte die Lichtstrahlen auffangen. Jeder schwarze Abschnitt hat eine Breite I₁, während jeder weisse Abschnitt eine Breite Ig hat, und die schwarzen und weissen Abschnitte regelmässig miteinander abwechseln. Auf dem Schwarz-Weiß-Diagramm wird eine Punkt- oder eine lineare Abbildung der Nadelloch- bzw. Schlitz scheibe 2 gebildet, die mit

ρ der Bewegung das Prüfobjekts 4 verlagert werden kann

(im Falle einer linearen Abbildung ist deren Längsrichtung die gleiche wie die Längsrichtung des Diagramms, Wenn die gebildete Abbildung mit einer bestimmten Geschwindigkeit in der durch dan Pfeil in Fig. ·+ (A) angegebenen Richtung verlagert wird, wird durch das Diagramm ein Lichtsteuersignal aus einer Reihe von Lichtscheinen und Schatten, wie in Fig. M-(B) gezeigt, abgegeben. Ein solches Lichtsteuersignal wird durch den photoelektrischen Vfeidler 7 in ein Spannungs- oder Stromsteuerungs-Ausgangssignal von einer bestimmten Periode T₁ umgewandelt. Es sei hier angenommen, daß der ganze Umfang des in Fig. dargestellten Diagramms durch eine ganze Zahl η unterteilt ist, welche der Zahl der Paare von Schwarz-Weiß-Abschnitten entspricht, und daß die Drehzahl der Scheibe dem Betrag N entspricht. Die Periode T. kann dann wie folgt ausgedrückt werden:
T_{1 =} ^l = || (sek),

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wobei f.. die Frequenz (Hz) darstellt.

Andererseits soll ein Schwarz-Weiß-Diagramm für ein Bezugssignal, welches die gleiche Periode wie diejenige des Steuersignaldiagramms hat, herstellt werden. Das Bezugssignaldiagramm wirkt mit einer weiteren Lichtquelle 9, sowie mit einem weiteren photoelektrischen Wandler 12 zusammen, um ein Bezugssignal von einer Periode T^ zu liefern, Fig. 5 zeigt, daß das Steuersignaldiagramm an der Aussenflache der Diagrammscheibe angeordnet ist, und sich das Bezugssignaldiagramm auf der Innenfläche befindet. Das vorerwähnte Steuerungsausgangs signal und das Bezugsignal Es werden beide dem X-Phasendifferenzmesser zugeführt. Wenn die Punkt- oder lineare Abbildung, welche bei der Bewegung des Objekts 4· verlagert wird, längs der Drehrichtung des Diagramms zurück- und vorgeht, nimmt das Steuerungsausgangssignal die in Fig. 4 (D) und (E) gezeigten Wellenform an, welche mit Bezug aufeinander phasenversetzt sind. Durch eine Voreinstellung derart, daß diese Wellenformen bei einer bestimmten gegebenen Abbildungsstellung in Phase sind, läßt sich das aus der Rück- und Vorbewegung der Abbildung erhaltene Steuersignal als Phasenvoreilung oder -Nacheilung mit Bezug auf das Bezugssignal Es feststellen_c Auf diese Weise wird eine Phasendifferenz ziwschen dem Bezugssignal Es und dem Steuersignal B festgestellt. Diese Phasendiffe-

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renzmessung geschieht elektrisch und mit sehr hoher Genauigkeit. Entsprechend einem solchen Feststellungssignal wird das X-Servoantriebssystern betätigt, um die Objektträgerplatte 4' so zu bewegen, daß das auf ihr befindliche Objekt automatisch in einer Richtung eingestellt wird, die der Bewegungsrichtung des Diagramms gleich oder entgegengesetzt ist. Die Breite I^ des schwarzen Abschnitts im Diagramm braucht nicht

P immer gleich der Breite 1„ des weissen Abschnitts zu

sein, sondern sie können ein Verhältnis JU > I.1, wie in Fig. 6 (A) beispielsweise gezeigt, haben. Wenn ein weiteres Schwarz-Weiß-Diagramm von einer Periode T^ , welche l/n¹ der Periode T., ist (wobei n¹ eine ganze Zahl und als 11^f = 5 gezeigt ist) , dem vorgenannten Diagramm überlagert wird, wird ein Lichtsteuersignal erhalten, das aus einer Reihe von Lichtscheinen und Schatten besteht, wie in Fig. 6 (B) gezeigt. Ein solches Licht steuersignal kann photoelektrisch umgewandelt und dann einer Abstimmverstärkung bei einer Frequenz von f₂ = 1/T^ unterzogen werden, worauf es festgestellt wird und einer Abstimmverstärkung bei einer Frequenz von f^ unterzogen wird, wodurch ein Signal von der in Fig» 6 (C) gezeigten Art erhalten wird. Durch Messen der Phasendifferenz zwisehen diesem Signal und dem Bezugssignal Es kann eine automatische Einstellung des Objekts in der Abtastrichtung erzielt werden, wie vorangehend beschrieben. Dies

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geschieht in Form einer Frequenz f^, die mit einer Frequenz ±2 moduliert ist und einen verbesserten Störabstand ergibt. Gegebenenfalls kann ein Phasendifferenzmesser mit dem gleichen Meßgenauigkeitsgrad dazu verwendet werden, die Steuergenauigkeit um ein Frequenzverhältnis fo/^i dadurch zu verbessern, daß ein Bezugssignal von einer Frequenz f„ aus einem Bezugssignaldiagramm erzeugt wird, das von der gleichen Diagrammscheibe getragen wird, die Phasendifferenz zwischen dem Bezugssignal und einem Steuersignal von der Frequenz fj gemessen und eine grössere Verlagerung entsprechend einem Phasendifferenzausgang zwischen dem Steuersignal und einem Bezugssignal von der Frequenz f., gesteuert wird und der Phasendifferenzausgang umgeschaltet wird, um die Verschiebung von f^ auf f₂ zu steuern _s wenn der Phasendifferenzausgang von der Frequenz f., unter einen bestimmten Pegel herabgesetzt wird.

Fig. 7 zeigt einen scheibenförmigen Diagrammträger, der einander gegenüberliegende Steg- und Nutdiagramme trägt, von denen jedes durch eine Anordnung von abwechselnden schwarzen und weissen Formen in kreisförmiger Ausbildung gebildet wird, wobei die Länge ]Lg geringfügig kürzer als die Länge der punktförmigen oder linearen Abbildung vorgesehen ist und jedem weissen Abschnitt einer solchen Ausbildung einem schwarzen Abschnitt der anderen Aus-

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bildung gegenüberliegt, so daß die Lichter und Schatten entsprechend der vertikalen Bewegung der Abbildung umgekehrt werden können.

Fig. 8 zeigt einen bandförmigen Diagrammträger, welcher einander gegenüberliegende Steg- und Nutendiagramme trägt, die den in Fig. 7 gezeigten ähnlich sind. Ein Teil eines solchen Diagramms ist in vergrössertem Maßstab in Fig. 9

(A) gezeigt. Dieses Diagramm wird mit einer bestimmten Geschwindigkeit in der Richtung des Pfeils bewegt, so daß eine punktförmige bzw. lineare Abbildung der Nadelloch- oder Schlitzscheibe 2 auf dem Diagramm gebildet werden kann. Wenn die gebildete Abbildung linear ist, ist die lineare Abbildung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Diagramms. Wenn beispielsweise die Abbildung aus der Mitte des Diagramms zur Anordnung in einer Stellung S nach oben umgelenkt wird, wie in Fig. 9 (A) gezeigt, wird ein Lichtsteuersignal, wie in Fig. 9 (B) gezeigt, durch das durch das Diagramm hindurchtretende Licht erhalten. Wenn sich die Abbildung in einer Stellung S" befindet, wird ein LichtSteuersignal, wie in Fig. 9 (C) gezeigt, erhalten. Wenn die Abbildung an der Mitte des Diagramms vorbei zur Anordnung an einer Stellung S" nach unten umgelenkt wird, wird ein LichtSteuersignal erhalten, dessen Phase der in Fig. 9 (B) gezeigten entgegengesetzt ist, wie in Fig. 9 (D) gezeigt ist. Wenn diese

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drei Phasen des Licht Steuer signals photoelektrisch umgewandelt werden, um die Wechselstromkomponente allein abzuleiten, werden die Wellenformen der drei Steuersignale wie in Fig. 9 (E) bis (G) gezeigt, in welchen T₃ die Periode darstellt. Auf dem gleichen Diagrammträger befindet sich ein weiteres Schwarz-Weiß-Diagramm, welches, wie bei Es* in Fig. 10 gezeigt, durch eine abwechselnde Anordnung von schwarzen und weis sen Abschnitten gebildet wird, wodurch eine Periode T₃ erhalten wird, so daß ein Signal von der Periode T₃ aus einem solchen zusätzlichen Diagramm über die Lichtquelle 10 und den photoelektrischen Wandler 11 erzielt werden kann.

Die Wellenform des aus dem zusätzlichen Diagramm erhaltenen Signals ist in Fig. 9 (H) dargestellt. Dieses Signal wird nachfolgend als Bezugssignal Es¹ bezeichnet. Das auf diese Weise erhaltene Steuersignal und das Bezugssignal Es* werden beide dem Y-Phasendifferenzmesser zugeführt, durch welchen die Phasendifferenz zwischen den beiden .Signalen genau gemessen wird, und wenn die beiden Signale phasengleich oder von entgegengesetzter Phase sind, wird das Ausgangssignal aus dem Messer dazu verwendet, das Y-Servoantriebssystem zu betätigen, damit die Objektträgerplatte vertikal bewegt wird, bis die Wellenform des Steuersignals von der in Fig. 9 (F) gezeigten Art ist. Auf diese Weise ge-

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schieht die automatische vertikale Einstellung.

Fig. 11 zeigt eine Diagrammanordnung für die zweidimensionale Einstellung eines Objekts 4 mittels einer Punkt- oder linearen Abbildung verlagert durch die Bewegung des Objekts. Wie gezeigt, trägt eine einzige Diagrammträgerscheibe ein zusammengesetztes Diagramm zur Abgabe von Steuersignalen und zwei weitere Diagramme zur Abgabe von Bezugssignalen Es und Es¹. Das zusammengesetzte Diagramm wird durch zwei vereinigte Diagramme gebildet, von denen das eine ein kontinuierliches Schwarz-Weiß-Diagramm zur Abgabe eines Steuersignals in der Abtastrichtung ist und aus regelmässig angeordneten und miteinander abwechselnden schwarzen und weissen Abschnitten besteht. Das andere Diagramm des zusammengesetzten Diagramms ist ein Schwarz-Weiß-Diagramm zur Abgabe eines Steuersignals senkrecht zur Abtastrichtung und besteht aus einem Steg- und Nut-Muster von schwarzen und weissen Abschnitten mit bestimmten Abständen voneinander. Jeder schwarze Abschnitt in dem einen Muster liegt einem weissen Abschnitt in dem anderen Muster gegenüber. Die in Fig. 11 gezeigten Bezugssignale Es und Es¹ sind denjenigen ähnlich, welche von den vorangehend beschriebenen BezugsSignaldiagrammen geliefert werden.

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Fig. 12 zeigt die Steuersignaldiagramme von Fig. 11 in einem vergrösserten Maßstab, Das Schwarz-Weiß-Diagramm und das in Fig. 11 und 12 gezeigte Diagramm mit gegenüberliegenden Stegen und Nuten haben Perioden T. bzw. Τ«, wobei T. gleich 4T₃ ist. Diese Diagramme werden kreisförmig mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt, um auf ihnen eine Punkt- oder lineare Abbildung zu bilden, welche mit der Bewegung des Objekts verlagert wird, so daß eine Frequenz f. von der Periode T^, und eine Frequenz f₃ von der Periode T₃ über einen einzigen photoelektrischen Wandler 7 erhalten werden· Die auf diese Weise erhaltenen Signale werden durch X- und Y-AbStimmverstärker (Bandpässe) von verschiedenen Frequenzen, wie f^ und f₃, ausgewählt und die Phasenunterschiede zwischen diesen Signalen und den Bezugssignalen von den jeweiligen Frequenzen werden durch X- und Y-Phasendifferenzmesser gemessen. Entsprechend den Meßsignalen aus diesen Messern werden die X- und Y-Servoantriebssysteme betätigt, um die automatische zweidimensiona-Ie Einstellung des Objekts herbeizuführen. In diesem Falle sind die Funktionen der jeweiligen Diagramme den vorangehend beschriebenen ähnlich. Die Gesamtanordnung der vorliegenden Ausführungsform ist in Fig. 1Ί, die bereits beschrieben varde, als Blockdiagramm gezeigt.

Fig. 13 zeigt in Überlagerung ein Schwarz-Weiß-Diagramm mit einer Periode T„, die l/n* der Periode T₁ ist und deren

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Frequenz f₂ = 1/T₂ ist, und das Steuersignaldiagramm nach Fig· 12. Die dadurch erhaltene Frequenz f„ wird mit Frequenzen fg und f^ moduliert, um die automatische zweidimensional Einstellung in der Abtast- oder X-Richtung sowie in der Y-Richtung senkrecht zur Abtastrichtung zu erhalten. In Fig. 13 wurde das Verhältnis von T„ : T₃ : T^ = 1 : : 16 verwendet, um den Störabstand zu verbessern. Ausser dem erwähnten Verhältnis von T₂ : T₃ ί T^ = 1 : M· : 16 kann durch die Wahl einer Länge 1- für das Intervall zwischen den inneren Enden der weissen Abschnitte in dem Diagramm mit gegenüberlxegenden Stegen und Nuten, einer Länge 1^₇ für die Breite jedes schwarzen Abschnitts im Schwarz-Weiß-Diagramm von der Periode T₂ und einer Länge L·- für die Breite jedes weissen Abschnitts in einem solchen Diagramm und ferner durch die Wahl der numerischen Vierte ]U = I₅ = 1 mm, I, = 10 mm und 2.7 ⁼ 20 mm, wie festgestellt wurde, eine Zentriergenauigkeit innerhalb - 0,005 Diopter (- 3 Mikron) in der Längsrichtung und in der Querrichtung für eine Linse

von - 10 Diopter erhalten werden kann.

Als Nächstes wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit Fig. 15-22 beschrieben. Fig. 22 zeigt eine weitere Anwendung der Erfindung in Form eines Blockschaltbildes. Wie gezeigt, umfaßt die Anordnung eine Bieuchtungslampe 101 und ein Einstellelement, wie den Schlitz 102, der bei einem Objekt 103 vorgesehen ist, welches bei-

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spielsweise eine Maske oder ein zur Herstellung einer integrierten Schaltung verwendetes Plättchen bzw, ein Wafer sein kann. Das Objekt 103 wird gelagert und in zweidimensionalen Richtungen senkrecht zur optischen Achse eines Objektivlinsensystems 104 durch eine herkömmliche Trägerplatte (nicht gezeigt) bewegt, die in zweidimensionalen Richtungen beweglich ist, d.h. in der X-Achsenrichtung bzw. horizontalen Richtung und in der Y-Achsenrichtung bzw. vertikalen Richtung. Eine Abtastdiagrammplatte 106 mit einem nachfolgend näher beschriebenen Steuersignal-Erzeugungsdiagramm ist so angeordnet, daß die Abbildung des Schlitzes 102 auf dem Steuersignal-Erzeugungsdiagramm durch das Objektivlinsensystem 104 gebildet wird. Auf der optischen Achse eines Kondensors 105 ist ein photoelektrischer Wandler 107 vorgesehen. Ein Motor 108 von konstanter Drehzahl dient für den Drehantrieb der Abtastdiagrammplatte 106 mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Ferner sind weitere photoelektrische Wandler 111, 112, ein Kondensor 113 und ein Spiegel vorgesehen.

Bei der vorangehend beschriebenen Anordnung ist ein nachfolgend näher beschriebenes Bezugssignal-Erzeugungsdiagramm auf der Diagrammplatte 106 vorgesehen, welches durch die Lampe 101 mittels der Kondensorlinse 113 und des Spiegels im beleuchtet werden kann, so daß ein

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elektrisches X-Bezugssignal und ein elektrisches Y-Bezugssignal aus den photoelektrischen Wandlern 111 und 112 erhalten werden kann.

Der photoelektrische Wandler 107 ist über einen Vorverstärker mit einem X-Abstimmverstärker (oder Bandpaß) und mit einem Y-Abstimmverstärker (oder Bandpaß) verbunden. Der X-AbStimmverstärker (oder Bandpaß) und der photoelektrische Wandler 112 zur Abgabe des X-Bezugssignals sind mit einem X-Phasendifferenzmesser verbunden, der seinerseits mit einem X-Servoantriebssystem für den Antrieb der Objektträgerplatte in der X-Achsenrichtung verbunden ist. Zwischen dem Y-Abstimmverstärker (oder Bandpaß) und dem Vorverstärker ist ein Detektor geschaltet. Der Y-Abstimmverstärker und der photoelektrische Wandler 111 zur Abgabe des Y-Beζugssignals sind mit einem Y-Phasendifferenzmesser verbunden, der seinerseits mit einem Y-Servoantriebssystem für den Antrieb der Objektträgerplatte in der»Y-Achsenrichtung verbunden ist.

Es sei nun das Steuersignal-Erzeugungsdiagramm und das Be ζ ug s signal-Erzeugungsdiagramm auf der Diagranunplatte 10 6 und die durch diese Diagramm^ automatische Steuerung beschrieben.

Fig. 15 zeigt ein Steuersignal-Erzeugungsdiagramm in Form

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einer Scheibe, während Fig. 16 ein Steuersignal-Erzeugung sdiagrarrun in Form eines endlosen Bandes zeigt« Ein Teil eines solchen Steuersignal-Erzeugungsdiagramms ist in vergrössertem Maßstab in Fig. 17 (A) gezeigt.

Das in dieser dargestellte Diagramm ist ein kontinuierliches Schwarz-Weiß-Diagramm, welches durch eine kontinuierliche abwechselnde Anordnung von Schwarzweiß-Rechteckmustern mit einer Breite von 1* und Schwarzweiß-Rechteckmustern mit einer Breite von 1* ₂ gebildet wird. Jedes Rechteckmuster mit der Breite I_- ¹^ besteht aus einem weissen Abschnitt mit einer Länge 3.¹ ₃ und aus einem schwarzen Abschnitt mit einer Länge von 2.¹^, und jedes Rechteckmuster mit der Breite 1* ~ besteht aus einem schwarzen Abschnitt mit einer Länge I^ ¹^ und aus einem weissen Abschnitt mit einer Länge von 1%, die gegenüberliegend den weissen und schwarzen Abschnitten der ersterwähnten Rechteckmuster angeordnet sind. Benachbarte weisse und schwarze Abschnitte in diesen Mustern schliessen aneinander an. Ein ausschließlich schwarzes Muster mit einer Länge von I¹- + 1\ und einer Breite 1^₁ oder 1^'₂ ist nach je η Schwarzweiß-Rechteckmustern angeordnet. Jeder weisse Abschnitt läßt Licht frei hindurchtreten, während jeder schwarze Abschnitt Licht auffängt. Bei der dargestellten Form beträgt n, welches die Zahl der ausschließlich schwarzen Muster darstellt, sieben»

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Ein bestimmter Punkt bzw. eine bestimmte Linie, beispielsweise ein Schlitz, am Objekt oder an der Maske zur Bildung einer integrierten Schaltung wird auf das vorangehend beschriebene kontinuierliche Schwarzweiß-Diagramm fokussiert. Im Falle eines Schlitzes oder einer Linie werden die Längsrichtung der Linie und diejenige des Diagramms miteinander in Ausfluchtung gebracht. Wenn die Diagrammplatte 10 6 mit einer bestimmten Geschwindigkeit in

™ der durch den Pfeil in Fig. 17 (A) angegebenen Richtung

gedreht wird, wird das darauf befindliche Diagramm ebenfalls bewegt, so daß von diesem ein Lichtsteuersignal aus kontinuierlichen Lichtern und Schatten abgegeben wird, wie in Fig. 17 (B) gezeigt. Die in Fig. 17 (B) gezeigte Wellenform stellt den Fall dar, bei welchem die Mitte der linearen Abbildung von der Mittellinie des Diagramms etwas nach oben abgelenkt ist, wie bei a in Fig. 17 (A) angegeben, in welcher die mittlere Periode durch T₃ dargestellt ist, und die längere Periode durch T,, Wenn die lineare Abbildung weiter nach oben verlagert wird, so daß sie eine Stellung einnimmt, wie sie in Fig. 17 (A) bei b angegeben ist, ist die resultierende Wellenform von der in Fig. 17 (C) gezeigten Art. Umgekehrt ist, wenn die lineare Abbildung nach unten verlagert ist, so daß sie eine Stellung c in Fig. 17 (A) einnimmt, die resultierende Wellenform von der in Fig.17 (D) gezeigten Art. Die Wellenform von Fig. ...17 (C) für die Aufwärtsverlagerung der linearen Abbildung und die Wellenform von Fig. 17 (D) für die Abwärtsverla-

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gerung der linearen Abbildung haben ihre jeweiligen Perioden T₃ zueinander gegenphasig. Auf diese Weise hat die Bewegung des Diagramms mit den vorangehend beschriebenen Mustern zur Folge, daß die Abbildung aufwärts- und abwärts verlagert wird, so daß Lichter und Schatten wiederholt in einer Periode T₃ erhalten werden. Die Lichtsteuersignale, welche die auf diese Weise erhaltenen Lichter und Schatten darstellen, werden in elektrische Steuersignale in Form eines Stroms oder einer Spannung durch den photoelektrischen Wandler 107 umgewandelt, dessen Ausgangssignale über den Vorverstärker und den Detektor dem Y-Abstxmmverstärker (oder Bandpaß) zugeführt werden. Unter den vom photoelektrischen Wandler 107 zugeführten Signalen wählt der Y-Abstimmverstärker ein elektrisches Steuersignal mit einer Frequenz f₃ = 1/T₃ aus.

Andererseits ist die Diagrammplatte 10 6 ferner mit einem Schwarzweiß-Diagramm versehen, das in Fig. 18 bei Es¹ angegeben ist und eine Periode T₃ hat. Wenn die Diagrammplatte 106 durch die Lichtquelle 101 über die Linse 113 und den Spiegel 114 beleuchtet wird, erzeugt der photoelektrische Wandler 111 ein Wechselstromsignal mit einer Periode T₃, welches das Diagramm Es' darstellt. Ein solches Signal hat eine Wellenform von der in Fig. 17 (H) gezeigten Art und wird hier als Bezugssignal Es¹ bezeichnet. Daher können bei genauer Messung der Phasendifferenz zwischen dem

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Steuersignal F₃ von der Frequenz f~ und dem Bezugssignal Es¹ die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der Abbildung genau in elektrische Signale umgewandelt werden· Die Phasendifferenz zwischen dem Steuersignal und dem Bezugssignal wird durch den Y-Phasendifferenzmesser gemessen, dessen Ausgangssignal zur Betätigung des Y-Servoantriebssystems verwendet wird, um dadurch die Objektträgerplatte zur automatischen vertikalen Einteilung vertikal zu be- ^ wegen. Die Richtung der vertikalen Bewegung der Abbildung

ist senkrecht zur Diagrammabtastrichtung und die gleiche wie die Y-Achsenrichtung der Objektträgerplatte·

Das in Fig« 18 gezeigte Steuerdiagramm ist gegenüber dem Steuerdiagramm nach Fig. 11 in dem folgenden Punkt verbessert. Bei dem Diagramm nach Fig. 11 wird, wenn die Abbildung des Schlitzes von der Mitte des Diagramms (in. Fig, 9 (A) in der Stellung S gezeigt) nach oben abgelenkt wird, das Steuersignal von vier Impulsen in der Periode * T^ erzeugt und, wenn die Abbildung des Schlitzes von

der Mitte des Diagramms nach unten abgelenkt wird (in der Fig. 9 (A) in der Stellung S" gezeigt), wird das Steuersignal von drei Impulsen in der gleichen Periode erzeugt. Daher sind die Feststellempfindlichkeit des oberen Steg- und Nutteils des Diagramms und diejenige* des unteren Steg- und Nutteils in Fig. 11 nicht gleich· Dagegen sind in Fig. 18 die Feststellempfindlichkeit des

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oberen Teils des Diagramms und diejenige des unteren Teils gleich, da die Zahl der weissen Abschnitte im oberen Teil (d.h. von der Länge 1* in Fig. 17) und diejenige im unteren Teil (d.h. von der Länge 1^) gleich.

Nachfolgend sei die Einstellung des Objekts in der Abtastrichtung beschrieben. Wenn sich beispielsweise die lineare Abbildung in der Stellung a der Fig. 17 (A) befindet, und die Mittellinie der Abbildung von der Mittellinie des Diagramms etwas nach oben abgelenkt ist oder wenn die lineare Abbildung in einer Richtung verlagert wird, die der Diagrammabtastrichtung entgegengesetzt ist, um die Stellung d in Fig. 17 (A) einzunehmen, nimmt das abgegebene Lxchtsteuersxgnal die Wellenform an, die in Fig. 17 (B) bzw. 17 (E) gezeigt ist. Daher kann wegen des ausschließlich schwarzen Musters und der Schwarz-Weiß-Rechteckmuster, welche das Diagramm bilden, die Wiederholung von Licht und Schatten mit einer Periode T. aus der horizontalen Bewegung der linearen Abbildung erhalten werden. Die Lichtsteuersignale aus solchem Licht und Schatten werden in elektrische Signale in Form von Strom oder Spannung durch den photoelektrischen Wandler 107 in der gleichen Weise, wie vorangehend beschrieben, umgewandelt und die Ausgangssignale des photoelektrischen Wandlers 107 werden über den Vorverstärker dem X-Abstimmverstärker (oder Bandpaß) zugeführt. Unter diesen zügeführten Signalen wählt der

? 0 9 3 ? 7" / 0 6 1 9

X-Abstimmverstärker ein Steuersignal von einer Frequenz f. = 1/T₁ aus. Das Signal in Fig. 17 (B), welches aus der linearen Abbildung in der Stellung a der Fig. 17 (A) erhalten wird, wird eine Sinuswelle, wie in Fig. 17 (F) gezeigt, und das'Signal in Fig. 17 (E), welches aus der linearen Abbildung in der Stellung d der Fig. 17 (A) erhalten wird, wird eine Sinuswelle, wie in Fig. 17 (G) gezeigt, wobei beide eine Periode CL·) haben. Das abgegebene Signal wird daher in seiner Phase verändert, wenn die lineare Abbildung längs der Diagrammabtastrichtung vor- und zurückbewegt wird.

Andererseits ist die Diagrammplatte 10 6 ferner mit einem Schwarzweißdiagramm von der Periode T^, versehen, wie bei Es in Fig. 18 gezeigt. Wenn die Diagrammplatte 106 durch die Lichtquelle über die Linse 113 und den Spiegel 114 beleuchtet wird, erzeugt der photoelektrische Wandler ein Wechselstromsignal von der Periode T^. Dieses Signal hat die in Fig. 17 (I) gezeigte Wellenform und wird nachfolgend als Bezugssignal Es¹ bezeichnet. Das vorerwähnte Steuersignal F^ von der Frequenz f.. und das Bezugs signal Es werden dem X-Phasendifferenzmesser zugeführt, der eine solche Voreinstellung aufweist, daß diese beiden Signale für eine bestimmte Stellung der Abbildung in Phase sind. Daher wird das zur horizontalen Bewegung der Abbildung abgegebene Signal als Phasenvoreilung oder -Nach-

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eilung mit Bezug auf das Bezugssignal gemessen, nämlich als Phasendifferenz. Die auf diese Weise erhaltene Phasendifferenz wird zu einem Signal geformt, welches das X-Servoantriebssystem betätigt, um die Objektträgerplatte für ihre horizontale Einstellung horizontal zu bewegen. Die Richtung der horizontalen Bewegung der Abbildung ist die Diagrammabtastrichtung und entspricht der X-Achsenrichtung der Objektträgerplatte,

Auf diese Weise werden Signale von verschiedenen Frequenzen f^ und f_, die von einer gemeinsamen Diagrammplatte erhalten werden, mit den jeweiligen Bezugssignalen Es und Es¹ verglichen, um die Phasendifferenz zwischen den Signalen F^, F und die Bezugssignale Es, Es' zu erhalten. Die Phasendifferenzen werden den jeweiligen Servoantriebssystemen zugeführt, so daß die Objektträgerplatte gleichzeitig in zwei Richtungen bewegt wird, d.h. in der zur Diagrammabtastrichtung der Abbildung senkrechten Richtung und in der Diagrammabtastrichtung, wodurch das Objekt, beispielsweise eine Maske oder ein Plättchen bzw. ein Wafer für eine integrierte Schaltung, automatisch eingestellt wird.

Die Breiten JL' und JL'₂ ^der Rechteckmuster brauchen nicht immer einander gleich zu sein. Ferner wird im Falle eines

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zusammengesetzten Diagramms aus vereinigten Schwarzweiß-Diagrammen von einer Periode T₂, die kürzer als die Perioden T₁ und T₃ sind, wie in Fig. 19 oder in Fig. 20 (A) gezeigt, ein LichtSteuersignal erhalten, das aus solchen Lichtern und Schatten besteht, wie in Fig. 20 (B) dargestellt. Bei dem Diagramm nach Fig. 19 sind die Breiten Jl ¹^ und jL^f ₂ der Rechteckmuster gleich und ist die Breite des ausschließlich schwarzen Musters ebenfalls gleich den Breiten JL' und 1' . Bei dem Diagramm nach Fig. 20 sind die Breiten 1/. und JL' der Rechteckmuster diesen Breiten gleich. Das vorerwähnte Lichtsteuersignal wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, das zu einer Frequenz f„ = 1/T„ abstimmverstärkt und dann deiaoduliert und zu einer Frequenz f_ abstimmverstärkt wird. Auf diese Weise wird ein Signal von der Periode T_ erhalten, wie in Fig. 20 (C) gezeigt. Solche Frequenzverstärkungen dienen zur Verbesserung des StorabStandes. Wenn das Signal nach Fig. 20 (B) zu einer Frequenz £* weiter abstimmverstärkt wird, wird ein Signal von der Periode T. erhalten, wie in Fig. 20 (D) gezeigt. Dieses Signal steuert die Abbildungsbewegung längs der Diagrammabtastrichtung, wie bereits beschrieben. Die Phasendifferenz kann jedoch bei der Frequenz f. gemessen werden, um die Abbi Idungs bewegung zu steuern, und das auf diese Weise erhaltene Phasendifferenz-Ausgangssignal kann zu einem Phasendifferenz-Ausgangssignal von der Frequenz f₉ umgewandelt werden, wenn

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das erstere Ausgangssignal niedriger als ein bestimmter Pegel wird, wodurch die Meßgenauigkeit um einen Betrag erhöht werden kann, der dem Frequenz verhältnis f-j/fq entspricht, wenn der gleiche Phasendifferenzmesser verwendet wird. In Fig. 20 (A) haben die Frequenzen (f) das folgende Verhältnis: f_± : f₂ : f_g = 1 : '2,8 : 3,5.

Die vorangehend beschriebenen Steuerdiagramme waren in einem solchen Verhältnis, daß T₁ ^T.,, jedoch kann, wie in Fig. 21 gezeigt, ein Steuerdiagramm in einem solchen Verhältnis sein, daß T₁ ¹ ^ T₃ ¹ ist.

Die weissen Abschnitte des Diagramms lassen bei den beiden Ausführungsformen nach Fig. IU und 22 Licht hindurchtreten, jedoch können die weissen Abschnitte so gestaltet werden, daß sie das auf ihnen auftreffende Licht reflektieren, so daß der photoelektrische Wandler 107 das von den weissen Abschnitten reflektierte Licht aufnehmen kann. Daher kann erfindungsgemäß die automatische Einteilung eines Objekts mit hoher Empfindlichkeit und hoher Genauigkeit durchgeführt werden und geschieht entsprechend den gemessenen Phasendifferenzen, ohne daß sie durch irgendeine Veränderung in den Eigenschaften der Lichtquelle und der verwendeten Detektorelemente beeinflußt wird. Ausserdem ist der erfindungsgemässe Mechanismus sehr einfach und mecha-

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nisch stabil, so daß ein stabiler Betrieb für eine lange Zeit gewährleistet ist und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Alterung besteht, welche Vorteile in der einschlägigen Technik von grosser wirtschaftlicher Bedeutung sind.

Patentansprüche;

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   (li Automatische Einstellanordnung, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle;

   ein Glied, das mit einer Öffnung für den Hindurchtritt von Licht von der Lichtquelle ausgebildet ist; eine Abtasteinrichtung, die ein Diagramm von einer bestimmten Periode aufweist und mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt wird,

   ein optisches System zum Fokussieren des durch die erwähnte Öffnung hindurchgetretenen Lichtes in der Weise, daß eine Abbildung der erwähnten Öffnung auf dem Diagramm erhalten wird;

   welches Diagramm dazu dient, die Abbildung der Öffnung abzutasten, wenn die Abtasteinrichtung bewegt wird, wodurch ein LichtSteuersignal von der gleichen Periode wie diejenige des Diagramms erhalten wird; ein photoelektrisches Element zur Aufnahme des Lichtsteuersignals und zur Umwandlung desselben in ein elektrisches Steuersignal;

   eine Bezugssignal-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Bezugssignals, das mit dem elektrischen

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   Steuersignal synchron und von der gleichen Periode ist; eine Phasendifferenzmeßeinriehtung zur Messung der Phasendifferenz zwischen dem elektrischen Steuersignal und dem elektrischen Bezugssignal; und eine Antriebseinrichtung, die aufgrund eines Ausgangssignals der Phasendifferenz-Meßeinrichtung in Tätigkeit tritt, um das optische System bzw. das mit einer Öffnung ausgebildete Glied in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse des optischen Systems zu bewegen, so daß die Phasendifferenz zwischen dem elektrischen Steuersignal und dem Bezugssignal einen bestimmten Wert erreicht,

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Diagramm für das Steuersignal lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Abschnitte aufweist, die in einer Abtastrichtung abwechselnd so angeordnet sind, daß ein Satz derselben eine Periode bildet; das photoelektrische Element Licht empfängt, welches durch die lichtdurchlässigen Abschnitte hindurchgetreten ist; welche Bezugssignal-Erzeugungseinrichtung umfaßt:

   ein Diagrammhalteglied,welches synchron mit der Abtasteinrichtung bewegt wird und mit einem Diagramm für ein Bezugssignal versehen ist» das

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   lichtdurchlässige Abschnitte und lichtundurchlässige Abschnitte in abwechselnder Anordnung in der Weise aufweist, daß sie die gleiche Periode wie das Diagramm für das Steuersignal aufweist; eine Lichtquelle zur Beleuchtung des Diagramms für das Bezugssignal; und

   ein photoelektrisches Element für den Empfang von Licht von der Lichtquelle, welches durch das Diagramm für das Bezugssignal abgetastet wird und dieses in ein elektrisches Bezugssignal umwandet;

   welche Antriebseinrichtung das optische System bzw. das erwähnte mit der öffnung ausgebildete Glied so bewegt, daß die Abbildung der Öffnung in der Abtastrichtung bewegt wird.

   3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Diagramm für das Steuersignal einen ersten Teil, einen zweiten Teil und einen dritten Teil aufweist, welcher erste Teil nur aus einem lichtdurchlässigen Abschnitt besteht, der sich in der Abtastrichtung erstreckt, und die Breite des ersten Teils in der Richtung senkrecht zur Abtastrichtung etwas geringer als die Länge der Abbildung der erwähnten Öffnung ist, der zweite Teil vom

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   — ου —

   ersten Teil in eine der Richtungen senkrecht zur Abtastrichtung projiziert wird und aus lichtdurchlässigen Abschnitten sowie lichtundurchlässigen Abschnitten in wechselweiser Anordnung in der Abtastrichtung besteht, derart, daß ein Satz derselben eine Periode bildet, der dritte Teil vom ersten Teil in der anderen Richtung senkrecht zur Abtastrichtung projiziert wird und aus lichtdurchlässigen Abschnitten und lichtundurchlässigen Abschnitten besteht, die abwechselnd in der Abtastrichtung so angeordnet sind, daß sie die gleiche Periode wie der zweite Teil haben, jedoch zu diesem gegenphasig sind;

   wobei die Bezugssignal-Erzeugungseinrichtung umfaßt: ein Diagrammhalteglied, das synchron mit der Abtasteinrichtung bewegt wird und ein Diagramm für ein Bezugssignal trägt, das aus lichtdurchlässigen Ab-" schnitten und lichtundurchlässigen Abschnitten besteht, die in wechselweiser Anordnung so vorgesehen sind, daß sie die gleiche Periode wie der zweite und der dritte Teil des Diagramms für das Steuersignal haben; eine Bezugssignal-Lichtquelle zur Beleuchtung des Diagramms für das Bezugssignal; und ein photoelektrisches Element zum Empfang von Licht von der Bezugssignal-Lichtquelle, welche durch das Diagramm für das Bezugssignal abgetastet und in ein elektrisches

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   Bezugssignal umgewandelt wird; welche Antriebseinrichtung das optische System bzw. das mit der Öffnung ausgebildete Glied so bewegt, daß die Abbildung der Öffnung in einer Richtung senkrecht zur Abtastrichtung bewegt wird.

   Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignaldiagramm umfaßt:

   erste lichtdurchlässige und erste lichtundurchlässige Abschnitte in abwechselnder Anordnung in der Abtastrichtung, so daß ein Satz von ihnen eine Periode bildet, wobei die Breite jedes dieser ersten lichtdurchlässigen Abschnitte in der Richtung senkrecht zur Abtastrichtung etwas kürzer als die Länge der Abbildung der erwähnten öffnung ist;

   zweite lichtdurchlässige und zweite lichtundurchlässige Abschnitte, welche von den ersten lichtdurchlässigen Abschnitten in einer der Richtungen senkrecht zur Abtastrichtung projiziert werden und abwechselnd in der Abtastrichtung angeordnet sind, so daß sie eine bestimmte Periode haben, und dritte lichtdurchlässige sowie dritte lichtundurchlässige Abschnitte, die von den ersten lichtdurchlässigen Abschnitten in der anderen Richtung senkrecht zur Abtastrichtung projiziert

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   werden und abwechselnd in der Abtastrielrtung so angeordnet sind, daß sie die gleiche Periode wie die zweiten lichtdurchlässigen und zweiten lichtundurchlässigen Abschnitte haben und zu diesen gegenphasig sind;
   welche Bezugssignal-Erzeugungseinrichtung umfaßt:

   ein Diagrammhaiteglied, das synchron mit der Abtast-P einrichtung bewegt wird und ein erstes Bezugssignaldiagramm aufweist, das aus lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Abschnitten in abwechselnder Anordnung besteht und die gleiche Periode wie die ersten lichtdurchlässigen und ersten lichtundurchlässigen Abschnitte des Steuersignaldiagramms hat, sowie ein zweites Bezugssignaldiagramm, das aus licht-

   durchlässigen und lichtundurchlässigen Abschnitten in abwechselnder Anordnung und mit der gleichen Periode k wie die zweiten lichtdurchlässigen und zweiten iticht-

   undurchlässigen Abschnitte des Steuersignaldiagramms besteht;

   eine erste Bezugssxgnallxchtquelle zur Beleuchtung des ersten BezugsSignaldiagramms; eine zweite Bezugssxgnallxchtquelle zur Beleuchtung des zweiten Bezugssignaldiagramms; ein erstes photoeleJctrisches Element zum Empfang von Licht von der ersten Bezugssxgnallxchtquelle,

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   das von dem ersten Bezugs signi. diagramm abgetastet und in ein erstes elektrisches Bezugssignal umgewandelt wird;

   ein zweites photoleitendes Element zum Empfang von Licht von der zweiten Bezugssignalquelle, welches durch das zweite Bezugssignaldiagramm abgetastet und in ein zweites elektrisches Bezugssignal umgewandelt wird;

   die Phasendifferenz-Meßeinrichtung umfaßt:

   einen ersten Phasendifferenzmesser zur Messung der Phasendifferenz zwischen dem elektrischen Steuersignal, das aus den ersten lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Abschnitten des Steuersignaldiagramms und dem ersten elektrischen Bezugssignal erhalten wird; und

   einen zweiten Phasendifferenzmesser zur Messung der Phasendifferenzen zwischen dem elektrischen Steuersignal, welches aus den zweiten und dritten lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Abschnitten des Steuersignaldiagramms und aus dem zweiten elektrischen Bezugssignal erhalten wird;

   die Antriebseinrichtung umfaßt:

   ein erstes Antriebsorgan zum Empfang des Ausgangssignals von dem ersten Phasendifferenzmesser, welches

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   erste Antriebsorgan dazu dient, das optische System bzw. das mit einer öffnung ausgebildete Glied so zu bewegen, daß die Abbildung der öffnung in der Abtastrichtung bewegt wird; und ein zweites Antriebsorgan für den Empfang des Ausgangssignals vom zweiten Phasendifferenzmesser, welches zweite Antriebsorgan dazu dient, das optische System bzw. das mit der erwähnten öffnung ausgebildete Glied so zu bewegen, daß die ^ Abbildung der Öffnung in einer zur Abtastrichtung

   senkrechten Richtung bewegt wird.

   5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der lichtdurchlässigen Abschnitte des Steuersignaldiagramms durch lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Abschnitte in abwechselnder Anordnung in der Abtastrichtung so gebildet wird, daß ein Satz derselben eine Periode bildet.

   P 6, Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch:

   einen ersten Abstimmverstärker, der zwischen den ersten Phasendifferenzmesser und das photoelektrische Element für das Steuersignal geschaltet ist; einen zweiten Abstimmverstärker, der zwischen den zweiten Phasendifferenzmesser und das photoelektrische Element für das Steuersignal geschaltet ist und einen Detektor, der zwischen den zweiten Abstimmverstärker

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   und das photoelektrische Element für das Steuersignal gescMtet ist.

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