DE2211235C3 - MeBmikroskop mit einer Auswertelogik und einer Anzeigevorrichtung zur fotoelektrischen Messung linearer Größen - Google Patents

Description

ie Erfindung bezieht sich auf ein Meßmikroskop einer Auswertelogik und einer Anzeigevorrich-235

tung zur fotoelektrischen Messung linearer Größen, bei der der zu messende Bereich des Meßobjektes vererößert und in der Bildebene der Abbildungsoptik abgebildet und dort mittels eines Meßraster -. und Fotozelle enthaltenden Videosignalgebers h eine der linearen Größe des Meßobjektes entsprechenden proportionalen Impulsfolge über einen Spannungs-Pegelumsetzer an einen Zahler gefuhrt ^1StEin derartiges Meßmikroskop ist z. B in der US-PS 3 094 623 beschrieben und dargestellt. Das Meßobjekt wird hier vergrößert in der Bildebene der Abbildungsoptik abgebildet und dort mittels eines Meßraster und Fotozellen enthaltenden Videosignal-

,s aebers in eine der linearen Größe des Meßobjektes entsprechenden proportionalen Impulsfolge umgesetzt wobei diese Impulsfolge über einen Spannungsneeeiumsetzer einer, einen Zähler anzeigenden Anzeigevorrichtung zugeführt wird. Mittels des Pegel-

Umsetzers wird der Spannungspegel für die zu mess-nden Impulse derart eingestellt, daß sich wahrend eines von einer Schlitzscheibe gesteuerten Abtastvorgang die sogenannten Hintergrundimpulsc von ObfektWimpulsen abheben und nur letztere Impulse an

den Zähler und an die Anzeigevorrichtung gelangen. Bei einer anderen bekannten Meßvorrichtung, ζ B gemäß der DL-PS 58 603, besitzt das Meßmikroskop eine aus fotoelektrischen Wandlern, nämlich aus lichtempfindlichen Zellen gebildete Raster-

zeile auf der das zu messende Objekt als Schattenbild abgebildet wird. Von einer umlaufenden, Lichtblit/J erzeugenden Schlitztrommel wird über ein Objektiv ein paralleles Lichtbündel erzeugt, in dem das zu messende Objekt gelegen ist; mittels eines weiteren

optischen Systems wird so der Querschnittsschatten des Meßobjektes auf die Wandlcrzeile abgebildet. Die Lichtblitze erzeugen an den Wandlern des Rasters dem Querschnitt des Meßobjektes entsprechende Spannung.;- und Stromänderungen, die ver-

-;iärkt und über einen Trigger geführt, einer stabilen Schaltstufe zugeleitet werden. Je nachdem, ob ein einzelner Wandler des Rasters beleuchtet oder unbeleuchtet ist, verharrt die Schaltstufe in einem offenen oder geschlossenen Zustand. Diese Zustandsänderun-

gen werden von einem digitalen Analogumsetzer ausgewertet und analog zur Anzeige gebracht. Die An- ?ahl der unbelichteten Wandler ergibt sich hierbei aus der bekinnten Zahl der belichteten Wandler; daraus läßt sich die Profilbreite und somit z. B. der Außendurchmesser eines Rohres oder einer Stange ermitteln.

In einer älteren Anmeldung (P 20 59 106.4) wurde bereits vorgeschlagen, zum Messen von Strichbreiten, 7. B. in der Ätztechnik, ein Meßmikroskop zu benutzen, in dessen Bildfeld eine Meßstrecke eingeblendet ist. Das Objektbild wird hier mit der Meßstrecke durch ein Vidikon einer Fernsehanlage abgetastet. Die Anzahl der Impulse beim Durchlaufen der Meßstrecke wird mit der Anzahl der Impulse beim Durchlaufen des Objeklbikles verglichen. Aus dem Quotienten der Zählsummen der Impulse und der optischen sowie der elektronischen Konstanten wird in einer Auswertelogik die Strichbreite ermittelt.

Zum Erfassen von Kantenabständen von einem vorgegebenen Sollmaß ist es bekannt, einen Meßkopf zu verwenden, in dessen Bildebene eine von einem Schieberegister betriebene Diodenzeile angeordnet ist. Eine derartige bekannte Diodenzeile besteht aus

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B. 50 integrierten Lithium-Planar-Fotodioden mit zeile mit Schieberegister ist, deren einzelne Dioden :mem gegenseu.gen 1 e.lungsabstand von 100 μηι. m_lt Ausnahme ihrer beiden Flankendiodcn von emcr f,^Af7ⁿS _t ^der .^{einze nen D}'ode- dient das einen Taktgeber beinhaltenden Ansteuerelektronik ,O-b.t-Schiebereg.ster, das as rr.onohthtischer Bau- ansteuerbar sind und der Video-iügnalgeber mit einem .te.n gebildet ist Die piodenze.le dient als opto- 5 Video-Pegelumsetzer verbunden ist, der einen ein- _:;ektronischer Bildwandler. D_ieser benötigt für die stellbaren Meßpegel aufweist, an dessen Ausgang :,nzelnen Dioden einen Auflade- und Abtastimpuls einerseits ein die Zählimpulse liefernder Signalumund emen Daten-Eingangsimpuls, der nach 50 Auf- former mit Maßstabsumrechner sowie der Zähler ladeimpulsei. auf das Schieberegister gegeben wird. und andererseits eine beim Vorliegen eines Fehlers Von einem Taktgenerator werden die zur Ansteue- io am Meßobjekt den Zähler zurückstellende und eine rung der Diodenzetle erforderlichen Impulse erzeugt. Anzeige schaltende, mittels eines Sensor-Pegelumset-Diese Impulse gelangen über einen Pegelumsetzer in zers auf einen Spannungspegel einstellbare und den die Diodenzeile. Bei der bekannten Diodenzeile wer- Spannungspegel auf Einbrüche prüfende Sensorlogik den die einzelnen Dioden beim Anstehen eines Da- angeschlossen ist.

teneingangsimpulses auf eine Sammelleitung ge- 15 bas gemäß der Erfindunsi gebildete Meßmikroskop schaltet. Die aus der Diodenzeile ausgelesenen arbeitet ohne umlaufende ^Schutzscheibe oder eines Diodenspannungen sind von der Beleuchtung der Fernsehbildschirmes. Daher verbleibt das Mikroskop jeweiligen Dioden abhängig. Es entsteht ein söge- auch während des Meßvorganges in Ruhe. Es besitzt nanntes Videosignal. Dieses Signal wird über einen eine Auflichtbeleuchtungsvorrichtung und ist somit Impedanzwandler geführt und einem Steuergerät zu- io gut auf das Meßobjekt aufsetz- und ausrichtbar. Das geleitet. Wird ein derartiger, mit einer Dioden/eile Meßobjekt selbst wird über das Objektiv des Mikroversehener Meßkopf im Sollrnaßabstand über die skopcs auf die Diodenzeile vergrößert abgebildet. Das Kante eines bewegten Bandes angeordnet, so wird Auflöse\ ermögen und die Genauigkeit der Messung beim Auftreten von Schwankungen in der Breite des sind von der Anzahl der Dioden auf der Diodenzeile Bandes eine entsprechend schwankende An/ah! von j; und von der gewählten Vergrößerung des Meßmikro-Diodcn beleuchtet, während der Rest der Dioden der skopes abhängig. Die Anzahl der beleuchteten und Diodenzeile unbeleuchtet bleibt. Auf diesem vcrfah- unbeleuchteten Dioden der Diodenzeile ist, wie bei rensmäßigen Wege lassen sich Toleranzschwankun- den eingangs genannten Meßmikroskopen, bekannt, gen in der Bandbreite ermitteln und Ausschußgrößen ein Maß für die gemessene Breite des Meßobjektes, feststellen. ₃₀ Zur Erkennung von im Meßbereich des Meßobjektes

Sollen mit derartigen Vorrichtungen feine Strich- gelesenen Verunreinigungen, Beschädigungen, z. B. breiten in der Größenordnung von wenigen ;<m bis Unterbrechungen, dici.i der Sensorpegclumsetzcr und etwa 200 um gemessen werden, wie solche bei Ätz- die Sensorlogik, wolvi letztere Spannungssignale der \orlagen von integrierten Schaltkreisen vorkommen, Diodenzeile "in einem vorgewählten Spannungspegel so ergeben sich Schwierigkeiten. Das Meßmikroskop ₃₅ auf Einbrüche überprüft. Beim Vorliegen von Spanmuß auf die Ätzvorlage bzw. auf die Schaltungsplatte nungseinbrüchen im Pegel wird einerseits eine Meßaufsetzbar und ausrichtbar sein. Mit den eingangs wertausaabe verhindert und andererseits das Vorgenannten Meßvorrichtungen ist ein Messen von liesien eines möglichen Fehlers durch ein Signal an-Leiterbahnbreiten nicht möglich, denn sie lassen sich nezeigt.

nicht auf eine Ätzvorlage oder Leiterplatte aufsetzen. ₄₀ " Verschmutzungen, z. B. Oxydationen, auf einer Würde man indessen diese Vorrichtungen dahingc- Leiterbahnoberfläche bedingen eine unterschiedliche hend abändern, so ergibt sich der Nachteil, daß bei Belichtung der einzelnen Dioden der Diodenzeile im falsch aufgesetztem Mikroskop, beispielsweise so, Meßintervall. Dies hat zur Folge, daß das Videodaß zwei Leiterbahnen in das Blickfeld gelangen, als signal innerhalb dieses Meßintervalls Spannungsein-Meßergebnis die Summe der Breite beider Leiter- 45 brüche aufweist. Diese Spannungseinbrüche sind als bahnen zur Anzeige gelangt. Entsprechende Fehl- Signalflanken feststellbar. Zeigen sich bei der Mesmessungen sind möglich, wenn die zu messende Lei- sung eines Objektes mehr als zwei Signalflanken terbahn oder der zu messende Strich auf einer Ätz- — ^wei Signalflanken müssen vorhanden sein, das vorlage nur teilweise in der Bildebene des Mikrosko- sind die beiden Begrenzungsflanken des Meßobjekpes abgebildet wird. Fernerhin darf es auch nicht 50 tes — so ist daraus zu folgern, daß innerhalb des vorkommen, daß das Mikroskop dann eine falsche Meßbereiches am Meßort eine Verunreinigung oder Anzeige liefert, wenn zufällig die Leiterbahn oder ein Fehler vorliegt. Bei der Messung werden dr.her der zu messende Strich, z. B. durch ein Slaubteil- die Anzahl der Flanken innerhalb des Meßintcrvalls chen am Meßort verunreinigt ist. Ein Kontrast führt gezählt, und sofern mehr als zwei Signalflanken aufzum Entfall bzw. zur Auslösung ein oder mehrerer 55 treten, wird eine Meßanzeige unterbunden oder bei Zählimpulse. Auch darf während des Meßvorgangcr, d_er Verwendung einer Ziffernanzeigevorrichtung das Meßmikroskop keinen Schwingungen, wie solche _wird diese auf Null zurückgesetzt; gleichzeitig leuchbeispielsweisc durch umlaufende Schlitzscheiben her- tet die Signallampe auf.

vorgerufen werden, ausgesetzt sein. Die gemäß der Erfindung gebildete Meßvorrich-

Ausgehend von dem einleitend genannten Stand 6u tung soll auch zum Messen von kleinen, d. h. in

der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu- Blickfeld des Mikroskopes erfaßbaren Abständen

gründe, ein für den Werkstattbetrieb geeignetes Meß- _z. ß. von benachbarten Leiterbahnen, geeignet sein

mikroskop mit einer Auswertclogik und einer An- Beim Positivbild erscheint der in seiner Breite ν

Zeigevorrichtung zur genauen und insbesondere zur messende Steg hell auf dunklem Grund (Dunkelfeld'

zuverlässigen Messung von Strichbreiten, Leiterbah- 65 soll indessen der Abstand von zwei Leiterbahne

nen, Motivplatten u. dgl. zu schaffen. gemessen werden, so bedient man sich des Kompl

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch mentärbildes, d. h. des Negativbildes, wobei hier d

gelöst, daß der Videosignalgeber eine Fotodioden- Breite des dunklen Steges auf hellem Grund gerne

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sen wird. Beide Bildarten kommen z. B. in der Fein- eines Schalters von der Hellfeldmessung auf dii

ätzverdrahtungstechnik vor. Je nach der Meßaufgabe, Dunkelfeldmessung oder umgekehrt umschaltbar.

ob z. B. im Dunkel- oder Hellfeld gemessen werden In den Zeichnungen sind ein gemäß der Erfindun;

soll, werden die Signale in einem Falle unmittelbar gebildetes Meßmikroskop sowie Einzelheiten hierzi und im anderen Falle durch eine einfache Umschal- 5 dargestellt,

tung invertiert einer Auswertelogik zugeführt. In F i g. I ist ein auf ein ebenes Objekt, z. B. au

Wie an sich bekannt, wird das Schieberegister eine Leittrbahnplatte 6, aufsetzbares Meßmikroskoj

durch eine Ansteuerelektronik betrieben. Das von dargestellt. Das Meßmikroskop besteht aus einen

der Diodenzeile ausgegebene Videosignal gelangt in Sockel 1, einer Zentrierlupe 2, einem Mikroskoptubu: eine Auswertelogik, wobei die Auswertelogik die An- io und aus einem Meßkopf 4, der eine Diodenzeile i

zahl der beleuchteten oder unbeleuchteten Dioden trägt. Das Meßmikroskop — je nach der gewünsch

zählt und aus dieser Zählgröße unter Berücksichti- ten Vergrößerung auch Meßlupe genannt — win

gung des Rastermaßes der Diodenzeile und des Ab- auf das Meßobjekt aufgesetzt, wobei hier das Meß

bildungsfaktors des Meßmikroskopes die objektive objekt eine Leiterbahn 7 ist, die von einer Auflicht metrische Anzeigegröße ermittelt. Von der Auswerte- 15 beleuchtungsvorrichtung 8 beleuchtet wird. Die Be

logik wird sodann die Anzeigevorrichtung ange- leuchtungsvorrichtung besteht aus einer Licht

steuert, die die objektive metrische Größe, d. h. die quelle 9, einem Umlenkprisma 10 und einem licht

gemessene Breite des Meßobjektes, anzeigt. durchlässigen, in den Strahlengang des Mikroskope;

Nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung eingebrachten Umlenkspiegel 11, wobei letzterer dai besitzt die Meßvorrichtung eine Sensorautomatik, die ao zur Ausleuchtung des Objektes erforderliche Lieh

einerseits über den Sensorpegelumsetzer mit Flan- in Richtung der optischen Achse 12 des Meßmikro

kendioden der Diodenzeile und andererseits mit der skopes einspiegelt. Das vom Meßobjekt reflektieru

Anzeigevorrichtung verbunden ist. Die Sensorauto- Licht 13 gelangt über ein hier nicht dargestelltes Lin

matik verhindert eine Meßanzeige an der Anzeige- sensystem auf die im Meßkopf 4 eingebaute Dioden

vorrichtung, wenn die Flankendioden eine unter- 25 zeile 5. Zum genauen Aufsetzen des Meßmikroskope;

schiedliche Belichtung aufweisen oder auf dem glei- auf das Meßobjekt dient die Zentrierlupe 2, die ir

chen Belichtungspotential liegen, wie alle Dioden einem Lupenfuß 15 am Sockel 1 gehalten ist. Dei

der Diodenzeile. Durch diese zusätzliche Ausbildung Sockel 1 trägt ein Anschlußkabel 16 zum Zuführer

der Meßvorrichtung wird gewährleistet, daß nur dann der Stromversorgung für die Beleuchtungseinrichtung

eine Anzeige des Meßwertes erfolgt, wenn das Meß- 30 sowie die elektrischen Leitungen für den Betrieb dei

objekt vollständig auf der Diodenzeile abgebildet ist. Diodenzeile. Zur besseren Beleuchtung von schwie

Die Auswertelogik beinhaltet den mit der Dioden- rigen Meßobjekten können zusätzliche Auflicht-Be

zeile verbundenen Videopegelumsetzer und den mit leuchtungsvorrichtungen — nicht dargestellt — arr

dem Videopegelumsetzer verbundenen elektronischen Meßmikroskop vorhanden sein. Eine derartige zu-

Zähler sowie einen Umrechner und/oder Impulsum- 35 sätzliche Auflicht-Beleuchtungsvorrichtung soll—wie

setzer. Mittels des Videopegelumsetzers wird der an sich bei Meßmikroskopen bekannt — den naher

Spannungspegel der von den einzelnen Dioden ge- Bereich des Meßortes schattenfrei ausleuchten. Da

lieferten Spannungssignale, nämlich des Videosignals, durch können Fehlmessungen, die z. B. durch

eingestellt. In Höhe dieses Zählpegels ist die Breite »Schlagschatten« entstehen können, vermieden wer

des anstehenden Signals ein proportionales Maß der 40 den.

zu messenden Breite. Während der Dauer eines Meß- Fig. 2 zeigt einen schematischen vereinfachter zyklusses und somit der Dauer des anstehenden Aufbau des Meßgerätes. Die handelsübliche Dioden-Videosignals wird eine von einem zentralen Impuls- zeile 5 besteht aus einer Anzahl, z. B. von 50 inte generator gelieferte Impulsfolge einem Auszähler zu- grierten Silizium-Planar-Fotodioden, wobei die eingeführt, so daß die Anzahl der vom Auszähler an 45 zelnen Fotodioden in einem Rastermaß R von ζ. Β den Umrechner gelieferten Impulse der gemessenen 100 μπι angeordnet sind. Die Gesamtbreite der Foto-Breite ebenfalls proportional ist. diode betii.£t annähernd 5 mm. Die Diodenzeile 5

Die mit den Flankendioden der Diodenzeile ver- wird begrenzt von Flankendioden 17 und 17'. Zui

bundene Sensorautomatik besitzt einen einstellbaren, Ansteuerung der einzelnen Dioden befindet sich in

die Ansprechempfindlichkeit regelnden Sensorpegei- 50 nerhalb des monolithischen Bausteins ein hier niehl

umsetzer sowie eine Vergleichselektronik zum Ver- dargestelltes 50-Bit-Schieberegister. Der optoelektro-

gleich der Meßspannung der beiden Flankendioden. nische Bildwandler benötigt für die einzelnen Dioder

Die Vergleichselektronik ist einerseits mit dem Zäh- einen Auflade- und Abtastimpuls und einen Daten-

ler der Anzeigevorrichtung und andererseits mit eingangsimpuls, der nach 50 Aufladeimpulsen aui

einem Signalgeber verbunden. Der Video- und Sen- 55 das Schieberegister gegeben wird. Hierzu dient ein

sorpegelumsetzer besitzen jeweils eine Handhabe zur Taktgenerator 18 mit einer Taktfrequenz von

Einstellung der Pegelhöhe, d. h. des Schwellwertes. 200 kHz. Diese Impulse werden mittelbar — übei

Vorzugsweise dient als Anzeigevorrichtung ein einen in dieser Figur nicht dargestellten Pegelumset-Zähler mit einem eine flimmernde Anzeige gewähr- zer — auf die Diodenzeile gegeben. Das Meßleistenden Zwischenspeicher, der mit einer numeri- 60 objekt 7, dessen Breite L zu messen ist, wird mittels sehen Ziffernanzeige verbunden ist. des Objektivs 19, dessen Vergrößerungsfaktor z. B.

Das auf das Meßobjekt aufsetzbare Meßmikroskop V betragen soll, auf der Diodenzeile 5 im vergrößerbesteht aus einem Sockel, einer Zentrierlupe, einem ten Maßstab abgebildet. Im Bereich der Abbildungs-Mikroskop- oder Lupenrubus, der einen Meßkopf mit breite B werden die gestrichelt dargestellten Dider darin eingesetzten Diodenzeile trägt. Das Mikro- 65 öden 5' ausgeleuchtet, während die anderen Dioden skop- oder Lupenobjektiv ist auswechselbar, wobei der Diodenzeile unbeleuchtet bleiben. Das Videoder jeweilige Vergrößeningsfaktor an der Auswerte- signal wird — wie durch den Pfeil 21 angedeutet — logik einstellbar ist. Die Meßvorrichtung ist mittels einer Auswertelogik 20 zugeführt, in der unter Be-

rücksichtigung des Vergrößerungsfaktors V und des der gewählten Vergrößerung V des Meßmikroskopes

Rastermaßes R der Diodenzeile das effektive Längen- entsprechenden Faktors multipliziert, so daß eine der

maß L ermittelt wird. In Form von Zählimpulsen realen Meßgröße entsprechende und dieser propor-

wird das von der Auswertelogik ermittelte Zählmaß tionalen Impulsfolge entsteht. Diese Meßgrößeneiner Anzeigevorrichtung 22 zugeführt, die z. B. An- 5 impulsfolge gelangt in den Zähler 22. Wie ersicht-

zeigeröhrchen 22' besitzt und die gemessene Breite L lieh, besitzt der Umrechner 32 eine Einstellhandhabe

in Ziffern anzeigt. Die Anzeigevorrichtung kann aber 35 zur Ermittlung der gewählten Vergrößerung des

auch aus einem Drucker, Bildschirm, Streifenlocher Meßmikroskopes. Die Ermittlung des Meßwertes ge-

od. dgl. bestehen. schieht wie folgt:

Die Diodenzeile trägt Flankendioden 17 und 17', io Bei einer Leiterbahn der Breite L als Meßobjekt

die nicht mit dem Schieberegister in Verbindung und einem Objektiv mit dem Vergrößerungsfaktor V

stehen. Ist z. B, das Meßmikroskop nicht hinreichend wird auf der Diodenzeile ein Bild

genau auf dem Meßobjekt ausgerichtet, so wird ent- B-VL (W

weder die linke oder die rechte Flankendiode vom * '

reflektierten Auflicht 13 des Meßobjektes beleuchtet. 15 abgebildet (Bild 1). Die beiden Flankendioden besitzen in diesem Falle

ein unterschiedliches Beleuchtungspotent.al Entspre- _{kleinstmö Hche Auflösung und wird als Rasterma}ß R

chenduntersch.edl.ch s.nd auch ihre Signalspannun- _bezeichnef _Dadurch |_{t sich eine Anzahl def be}_

gen. Diese Signalspannungen werfen einer Sensor- ,_{euchteten Dioden D} automatik 23 zugeführt, die beim Vorliegen von un- ao

terschiedlichen Signalspannungen — wie durch 24 D = (2)

angedeutet — den Zähler 22 auf Null zurückstellt. R Auch kann es vorkommen, daß das Meßobjekt 7 bei

der gewählten Vergrößerung V eine zu große Abbil- Setzt man Gleichung (1) in Gleichung (2) ein, erdung B liefert. Die beiden Flankendioden liegen da- as hält man
her auf dem gleichen Belichtungspotential wie alle y. ^ Dioden der Diodenzeile 5. In diesem Falle wird über D = —-- (3) die Auswertelogik 20 der Zähler ebenfalls auf Null ^R zurückgestellt. Die Anzahl der beleuchteten Dioden ist ein Maß

Fig. 3 zeigt in Form eines Blockschaltbildes den 30 für die Leiterbahnbreite. Um eine Anzeige A in μσι Datenfluß innerhalb des Meßgerätes. Die Dioden- zu bekommen, muß eine Meßwertkorrektur M erzeile S wird mittelbar über das Schieberegister von folgen

einer Ansteuerelektronik 14 betrieben, die den zen- A = D-M (W tralen Taktgenerator 18 beinhaltet. Die Impulse de?. *· ' Taktgenerators werden zunächst einer Diodenzeilen- 35 Löst man eine Gleichung (4) nach D auf und setzt ansteuerung 26 zugeleitet und gelangen über einen Gleichung (3) und (4) gleich, erhält man Ansteuerungspegelumsetzer 27 auf das hier nicht V-L A dargestellte Schieberegister der Diodenzeile 5. Mit = - (5) dem Dateneingangsimpuls werfen die einzelnen Dioden auf eine Sammelleitung geschaltet; von den 40 Nachdem die Anzeige A gleich der Leiterbahneinzelnen Dioden gelieferte Signale sind von der In- breite L ist, kann man L und A eleminieren. Nach tensität der Beleuchtung abhängig. Aus den einzel- Umstellung erhält man dann nen Diodenspannungen setzt sich das sogenannte

Videosignal zusammen. Der das Videosignal lie- R = M ■ V = const. (6) fernde Baustein besitzt einen sehr hohen Innenwider- 45

stand, so daß das Signal nicht unmittelbar vom Meß- Das Rastermaß R ist konstant und durch den Aufmikroskop an die Auswertelogik 20 geführt werfen bau der Diodenzeile vorgegeben. Es beträgt in diekann. Daher ist im Meßkopf 4 (Fig. 1) noch ein _Sem Falle 100 μπι. Da der Vergrößerungsfaktor der Impedanzwandler 28 vorgesehen. Das von der Di- Optik vom verwendeten Meßbereich abhängig ist, odenzeile über den Impedanzwandler ausgegebene 50 muß somit dafür gesorgt werfen, daß mittels der Spannungssignal gelangt — wie Pfeil 29 zeigt — in Meßwertkorrektur das Produkt M · V konstant geeinen Meßpegelumsetzer 30 und von dort in einen halten wird. Für wahlweise zu verwendende MeB-Zählimpulse liefernden Signalumformer 31. Die aus- köpfe mit unterschiedlichen Vergrößerungen ist am gegebenen Zählimpulse entsprechen der Anzahl der Umrechner 32 der Schalter 35 zum Einstellen de? beleuchteten Dioden. Die so ermittelte Zählgröße 55 entsprechenden Korrekturwertes M vorgesehen. Be gelangt nunmehr in einen Impulsumsetzer und Um- einem vorgegebenen Rastermaß von z. B. 100 μη rechner 32. Der Meßpegelumsetzer 30 besitzt eine und einer zehnfachen Vergrößerung ergibt Sich eir mit einem Potentiometer in Verbindung stehende Multiplikationsfaktor von M = 10. Da jeder Impul· Handhabe 33; sie dient zur Einstellung des Meß- der Impulsserie einer beleuchteten Diode entspricht pegels — wie nachstehend noch näher erläutert. Dem 60 gibt der Umrechner für jeden Impuls zehn Zähl Signalumformer werfen — wie durch 34 angedeu impulse an die Anzeigevorrichtung 22 weiter, tet — Taktinipulse des zentralen Taktgenerators iS Die Anzeigevorrichtung besteht hier aus einen zugeführt. Im Signalumformer wird das Videosignal dreistelligen Zähler 22' und einem Zwischenspeiche mit dem Abtastimpuls der Ansteuerelektronik derart 36 zur flimmerfreien Anzeige. Der Zählerinhalt win verknüpft, daß eine Impulsserie entsteht, die der An- 65 durch Ziffernröhrchen angezeigt. Die Abtastfrequen; zahl der beleuchteten Dioden entspricht. Im Impuls- dieses Meßgerätes beträgt 500 Hz. Es wird kontinu umsetzer bzw. Umrechner wird nunmehr die vom Si- ierlich gemessen, d. h. jeweils nach 2 ms liegt eil gnalumformer gelieferte Impulsfolge mit einem, neuer Meßwert vor, solange sich ein meßbares Ob

-ψ

ίο

jekt im Gesichtsfeld befindet. Die Abtastfrequenz Meßbereich einer Leiterbahnoberfläche. Auf dei

kann je nach Anforderung im Prinzip variiert wer- Abszisse sind in steigender Folge die einzelnen Di-

den. öden E der Diodenzeile, hingegen auf der Ordinate

Die Flankendioden 17 und 17' der Diodenzeile die von den einzelnen Dioden abgegebene Spannung stehen, wie durch Pfeil 37 angedeutet, mit einem 5 aufgetragen. Durch Streulicht liefern auch die an sich Sensor-Pegelumsetzer 38 in Verbindung. Dieser unbeleuchteten Dioden — wie durch den Verlauf 43 Sensor-Pegelumsetzer besitzt ebenfalls eine Hand- dargestellt — eine bestimmte Spannung U. Das Aufhabe 39 zur Einstellung eines Potentiometers 40, mit- licht wird an den seitlichen Flanken des Meßobjektes tels dessen der Signalpegel des von den Flanken- gestreut, so daß die an der Meßstrecke B benachbart dioden gelieferten Spannungssignals einstellbar ist. io liegenden Dioden bereits eine höhere Spannung He-Diese Sensorautomatik ermöglicht eine Feinstpositio- fern, wie bei 44 und 44' im Diagramm dargestellt, nierung des Meßmikroskopes auf dem Meßobjekt. Die im Meßintervall B unmittelbar vom reflektierten wobei ihre Aufgabe darin besteht, eine Meßanzeige Auflicht angeregten Dioden liefern wesentlich höhere dann zu verhindern, wenn durch falsches Positio- Spannungen, wie bei 45 veranschaulicht. Die Lichtnieren des Meßkopfes im Bereich des Meßobjektes 15 menge, mit der die einzelnen Dioden beaufschlagt eine Fehlmessung entstehen könnte. Dies gilt auch werden, ist von der Beschaffenheit der Oberfläche für eine Messung, bei der das Meßobjekt größer als des Meßobjektes im Meßbereich abhängig und entder Meßbereich des Meßmikroskopes ist. Die Flan- sprechend davon die gemessenen Spannungen. Ist kendioden 17 und 17' werden mit dem Eingangs- z. B. eine Leiterbahn innerhalb des Meßbereiches örtimpuls des Schieberegisters aufgeladen und verhalten ao Hch begrenzt, durch eine Oxydation verunreinigt, so sich wie die einzelnen Dioden der Diodenzeile. Ihre bewirkt das von der Fehlerstelle reflektierte Licht Signale werden jedoch getrennt der Sensorautomatik eine entsprechend mindere Belichtung an einer der zugeführt, wobei nur die in Höhe des Pegels liegen- Dioden. Es entsteht sodann ein merklicher Spanden Spannungssignale an eine Sensorlogik 41 gelan- nungsabfall, entsprechend dem Einbruch bei 46 im gen. In Verbindung mit dem Videosignal der Dioden as Diagramm. Der Sensorpegelumsetzer (Fig. 3, 38) zeile werden die beiden von den Flankendioden ge- bestimmt den Meßpegel 47, in dem die Messung er-Heferten Signale in der Sensorlogik ausgewertet. Je folgen soll. Während eines Abfragezyklusses Z der nach dem Ergebnis der Signalauswertung wird — wie Diodenzeile erscheinen im Bereich des Pegels 45 vier durch die Verbindungslinie 42 angedeutet — der Flanken, nämlich 48 und 49 sowie 50 und 51. Dies Zwischenspeicher 36 angesteuert und eine Meßwert- 30 hat zur Folge, daß von der Sensorlogik 41, wie bei ausgabe verhindert oder aber die Meßwertausgabe 24 angedeutet, ein Signal an den Zähler 36 gegeben freigegeben. Bei einer Messung der Breite einer Lei- wird, wodurch der Zähler 22 auf Null zurückgesetzt terbahn müssen die beiden Flankendioden unbe- wird. Ferner wird eine Anzeigevorrichtung 52 einleuchtet bleiben. In diesem Falle wird der Zähler geschaltet. Wenn während eines Abfragezyklusses über den Zwischenspeicher 36 freigegeben, in allen 35 nur zwei Flanken, nämlich 48 und 51 erscheinen, anderen Fällen, z. B. wenn eine oder beide Flanken- wird die Messung für gut befunden. In diesem Falle dioden beleuchtet sind, wird der Zähler gesperrt und gibt der Zwischenspeicher 36 die Ziffernanzeige frei, die Anzeige auf Null zurückgesetzt. Für die Auswertung von Positiv- oder Negativ-

F i g. 4 zeigt ein Spannungsdiagramm der von den bildern befindet sich ein Umschalter an der Fronteinzelnen Dioden der Diodenzeile gelieferten Span- 40 platte der Meßvorrichtung. Mittels des Umschalters nungen beim Vorliegen, z. B. von Verunreinigungen, wird die Sensorautomatik 23 sowie die Auswertelogik Oxydationen, aber auch von Beschädigungen im 20 von Hell- auf Dunkelfeldmessung umgeschaltet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

221 Patentansprüche:

1. Meßmikroskop mit einer Auswertelogik und einer Anzeigevorrichtung zur fotoelektrischen Messung linearer Größen, bei der der zu messende Bereich des Meßobjektes vergrößert und in der Bildebene der Abbildungsoptik abgebildet und dort mittels eines Meßraster und Fotozelle enthaltenden Video-Signalgebers in eine der linearen Größe des Meßobjektes entsprechenden proportionalen Impulsfolge über einen Spannungspegelumsetzer an einen Zähler geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Video-Signalgeber eine Fotodiodenzeile (S) mit Schieberegister ist, deren einzelne Dioden (5') mit Ausnahme ihrer beiden Flankendioden (17, 17') von einer einen Taktgeber (18) beinhaltenden Ansteuerelektronik (14) ansteuerbar sind und der Video-Signalgeber mit einem Video-Pegelumsetzer (30) verbunden ist, der einen einstellbaren Meßpegel aufweist, an dessen Ausgang einerseits ein die Zählimpulse liefernder Signalumformer (31) mit Maßstabsumrechner (32) sowie der Zähler (22) und andererseits eine beim Vorliegen eines Fehlers am Meßobjekt den Zähler zurückstellende und eine Anzeige (52) schaltende, mittels eines Sensor-Pegelumseters (38) au! einen Spannungspegel einstellbare und den Spannungspegel auf Einbrüche prüfende Sensorlogik (41) angeschlossen ist.

2. Meßmikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Flsnker. dioden (17, 17') der Fotodiodenzeile (5) ebenfalls mit der die Sensorlogik (41) beinhaltenden Sensorautomatik (23) verbunden sind.

3. Meßmikroskop nach Ansprüchen I und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorautomatik (23) einen mittels einer Handhabe (39) auf einen Spannungspegel (47) einstellbaren Sensor-Pegelumsetzer (38/ aufweist.

4. Meßmikroskop nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Diodenzeilen-Spannungsmeßpegel mittels einer am Videu-Pegelumsetzer (30) angebrachten Handhabe (33) auf ein Meßpegel-Spannungspotential einstellbar ist.

5. Meßmikroskop nach Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelogik von einer Hell- auf eine Dunkelfeldmessung umschaltbar ist.

6. Meßmikroskop nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelogik (20) aus einem mit der Dioden/eile (5) verbundenen Video-Pegelumset^er (30). einem mit dem Video-Pegelumsetzer verbundenen Signalumsetzer (31) sowie aus einem Umrechner und oder Impulsumsetzer (32) besteht.

7. Meßmikroskop nach Ansprüchen 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsumsetzer (32) eine Handhabe (35) zur Einstellung des AIibildungsfaktors (V) des Meßmikroskops aufweist.