DD221029A1

DD221029A1 - OPTOELECTRONIC DETECTION DEVICE HIGH RESOLUTION

Info

Publication number: DD221029A1
Application number: DD25652783A
Authority: DD
Inventors: Rudolf Hoerhold; Klaus Magiera
Original assignee: Mikroelektronik Zt Forsch Tech
Priority date: 1983-11-10
Filing date: 1983-11-10
Publication date: 1985-04-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Erkennungseinrichtung hoher Aufloesung zur Erkennung von Details bzw. zur Identifizierung von Codezeichen auf Kleinteilen, insbesondere fuer die Decodierung maschinenlesbarer Kennzeichnungen auf Halbleiterscheiben. Ziel der Erfindung ist die Realisierung einer Erkennungseinrichtung hoher Aufloesung mit einfachen Mitteln unter Verwendung eines billigen optoelektronischen Bauelementes. Die Aufgabe der Erfindung, eine Begrenzung des Beleuchtungsfeldes und damit eine Erhoehung der Aufloesung zu erreichen, wird dadurch geloest, dass zwischen einer aus Lichtquelle und Empfaenger/Wandler bestehenden optoelektronischen Erkennungseinrichtung und einem Objekt eine Maske mit schlitz- oder punktfoermigen Durchbruechen angeordnet ist, wobei die Maske auch unmittelbar auf die Erkennungseinrichtung aufgebracht sein kann.The invention relates to an optoelectronic high-resolution detection device for detecting details or for identifying code marks on small parts, in particular for decoding machine-readable markings on semiconductor wafers. The aim of the invention is the realization of a detection device high resolution by simple means using a cheap optoelectronic device. The object of the invention to achieve a limitation of the illumination field and thus an increase of the resolution is achieved by arranging a mask with slit-like or punctiform breakthroughs between an opto-electronic detection device consisting of light source and receiver / transducer, wherein the Mask can also be applied directly to the detection device.

Description

Optoelektronische Erkennungseinrichtung hoher Auflösung Anwendungsgebiet der ErfindungOpto-electronic detection device of high resolution Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine optoelektronische Erkennungseinrichtung zur Erkennung von Details bzw· zur Identifizierung von Codezeichen auf Kleinteilen, insbesondere für die Decodierung maschinenlesbarer Kennzeichnungen auf Halbleiterscheiben·The invention relates to an optoelectronic recognition device for detecting details or for identifying code marks on small parts, in particular for decoding machine-readable markings on semiconductor wafers.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Im Zuge der allgemeinen Automatisierung in der Massenfertigung ergibt sich immer häufiger die Notwendigkeit der Erkennung von Details bzw· der Identifizierung von Codezeichen. Bei Kleinteilen bzw· aus anderen Gründen stehen für derartige Kennzeichnungszwecke nur kleine Flächen zur Verfügung· Demzufolge sind auch die Kennzeichen oft sehr klein und lassen sich mit einfachen optoelektronischen Bauelementen, wie beispielsweise Reflexkopplern, bestehend aus Infrarotdioden und Fototransistoren, nicht mehr auflösen· Die Auflösung durch diese Bauelemente, die oft in kleine Plastlinsen eingebettet sind, liegt im mm-Bereich· Die Erhöhung der Auflösung bis in deni/IOmm-Bereich erfordert in herkömmlicher Technik die Verwendung einer kostspieligen Optik für die fokussierte Beleuchtung des Objektes bzw· für die fokussierte Abtastung mit dem Empfangselement· Die Verwendung eines billigen optoelektronischen Massenbauelementes ist deshalb nicht möglich und es wird eine getrennte Beleuchtungseinrichtung mit Optik notwendig·In the course of general automation in mass production, the necessity of recognizing details or identifying code characters is becoming ever more frequent. In the case of small parts or for other reasons, only small areas are available for such identification purposes. Consequently, the license plates are often very small and can no longer be resolved with simple optoelectronic components, such as reflex couplers consisting of infrared diodes and phototransistors These components, which are often embedded in small plastic lenses, is in the mm range · Increasing the resolution down to the 10 μm range requires in conventional technology the use of costly optics for the focused illumination of the object or for focused scanning The use of a cheap optoelectronic mass component is therefore not possible and it is a separate lighting device with optics necessary ·

Ziel der Erfindung ,Aim of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, unter Verwendung eines billigen optoelektronischen Maaaenbauelementea mit einfachen Mitteln eine Erkennungaeinrichtung hoher Auflösung au realisieren·The object of the invention is to realize a high-resolution recognition device using simple means by using a cheap optoelectronic signal element.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Begrenzung dee Beleuchtungsfeldes und damit eine Erhöhung der Auflösung um den Paktor 5 ..· 10 zu erreichen·The invention is based on the object with simple means a limitation dee lighting field and thus to increase the resolution to reach the Pactor 5 .. · 10 ·

Erfindungsgeniäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Verwendung einer optoelektronischen Erkennungs·= einrichtung, bestehend aus Lichtquelle und Empfänger/ Wandler ohne oder mit einfachster Plastoptik, beim Reflexionsverfahren zwischen Erkennungseinrichtung und dem zu erkennenden Objekt bzw· Objekt und Empfänger eine Maske angeordnet ist, wobei die Maske mit schlitz- oder punktförmigen Durchbrüchen versehen ist und die Maskenoberfläche einen sehr geringen Reflexionsgrad be-» sitzt· Die Durchbrüche sind beim Reflexionsverfahren in Abhängigkeit vom Abstand Erkennungseinrichtung - Maske sowie Maske - Objekt in einem definierten Abstand angeordnet, so daß der reflektierte Lichtstrahl des von der Lichtquelle durch den ersten Durchbruch auf das Objekt treffenden Lichtes durch den zweiten Durehbruch auf den Empfänger gelangt·According to the invention, this object is achieved in that a mask is arranged in the reflection process between the detection device and the object or object and receiver to be detected using an optoelectronic recognition device consisting of light source and receiver / transducer without or with the simplest plastic optics The mask is provided with slit or punctiform apertures and the mask surface has a very low degree of reflection. The apertures are arranged at a defined distance in the reflection method as a function of the distance detection means mask and mask object, so that the reflected light beam of the from the light source through the first breakthrough on the object striking light through the second Durehbruch reaches the receiver ·

Durch die erfIndungagemäße Lösung wird mit Hilfe der Maske mit schlitz- oder punktförmigen Durchbrüchen das emittierte und das reflektierte Licht auf die Größe der zu erkennenden Objekte, beispielsweise Oodierelemente, begrenzt·By means of the solution according to the invention, the emitted and the reflected light is limited to the size of the objects to be recognized, for example, ooding elements, with the aid of the mask with slot-shaped or punctiform openings.

. . _ -3 - ^; . ' ;; , , _ 3 - ^; , ';;

In.einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Maske beim Reflexionsverfahren direkt auf der Lichtquelle und dem Empfänger aufgebracht, wobei die Durchbrüche der Maske in einem definierten Winkel zueinander angeordnet sind, so daß der reflektierte Lichtstrahl des von der Lichtquelle durch den ersten Durchbruch auf das Objekt treffenden Lichtes durch den zweiten Durchbruch auf den Empfänger gelangt.In.einer embodiment of the invention, the mask in the reflection method is applied directly to the light source and the receiver, wherein the apertures of the mask are arranged at a defined angle to each other, so that the reflected light beam of the light source from the first breakthrough striking the object Light passes through the second breakthrough on the receiver.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von 3 Aüsführungsbeispielen und von 3 Zeichnungen näher erläutert.! In den Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to 3 Aüsführungsbeispielen and 3 drawings. In the drawings show:

Pig. 1 Reflexkoppler und Objekt ohne bzw. mit zwischen diesen angeordneter Maske für ReflexionsverfahrenPig. 1 reflex coupler and object without or with arranged between these mask for reflection method

Pig. 2 Reflexkoppler mit unmittelbar auf diesem aufgebrachter Maske für ReflexionsverfahrenPig. 2 reflex coupler with directly applied to this mask for reflection method

Fig. 3 Anordnung für Durchlichtverfahren.Fig. 3 arrangement for transmitted light method.

Pig. 1 zeigt einen Reflexkoppler 1, bestehend aus einer Infrarotdiode 1a und einem Fototransistor 1b, sowie ein Objekt 2, das einen zu lesenden Code 3 trägt, wobei zwischen dem Reflexkoppler 1 und dem Objekt 2 eine Maske 4 angeordnet ist. Der Code 3, der aus Strichmarken unterschiedlicher Breite besteht, erfordert, daß ohne den Erfindungsgedanken die schmälsten Codestriche und die kleinsten Zwischenräume eine Breite von mindestens 1 mm aufweisen müssen. Damit werden für Codierungen mit 20 und mehr Codestrichen beträchtliche Längen erforderlich. Die Signalgröße im Fototransistor 1b resultiert aus dem Integral des Lichtstromes der reflektierenden Objektfläche, der auf den Fototransistor 1b gelangt. Auch bei gutem Kontrast ist daher die Auflösung nicht besser alsPig. 1 shows a reflection coupler 1, comprising an infrared diode 1a and a phototransistor 1b, and an object 2, which carries a code 3 to be read, wherein a mask 4 is arranged between the reflection coupler 1 and the object 2. The code 3, which consists of line marks of different widths, requires that without the inventive concept, the narrowest code bars and the smallest spaces must have a width of at least 1 mm. This requires considerable lengths for codings with 20 or more code bars. The signal magnitude in the phototransistor 1b results from the integral of the luminous flux of the reflecting object surface which reaches the phototransistor 1b. Even with good contrast, therefore, the resolution is not better than

die Fokussierung und liegt im schon genannten mm-Bereieh. Durch den Erfindungsgedanken wird mit Hilfe der Maske mit schlitz- oder punktförmigen Durchbrüchen das emittierte und das reflektierte Licht auf die Größe der Cqdierelemente begrenzt. Die Durchbrüche der Maske 4 sind in einem definierten Abstand voneinander angeordnet, so daß der reflektierte Lichtstrahl des von der Infrarotdiode la durch den ersten Durchbruch auf das Objekt 2 treffenden Lichtes durch den zweiten Durchbruch auf den Fototransistor 1b gelangt. Die Oberfläche der Maske 4 besitzt dabei einen sehr geringen Reflexionsgrad. Damit gelingt es, Codierstriche und Abstände auf 0,2 mm zu reduzieren. In gleicher Weise lassen sich auch andere Details oder Bauteile dieser Größenordnung mit billigen optoelektronischen Bauelementen aus der Massenfertigung identifizieren oder zählen. In einer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Pig. 2 ist die Maske 4 unmittelbar auf der Infrarotdiode 1a und dem Fototransistor 1b aufgebracht. Dabei sind die Durchbrüche der Maske 4 so in einem definierten Winkel zueinander angeordnet, daß der reflektierte Lichtstrahl des von der Infrarotdiode 1a durch den ersten Durchbruch auf das Objekt 2 treffenden Lichtes durch den zweiten Durchbruch auf den Fototransistor 1b gelangt. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeigt Fig. 3· Sie betrifft das Durchlichtverfahren für transparente Objekte mittels sich gegenüberliegender Infrarotdiode ta und Fototransistor 1b, wobei das zu erkennende Objekt 2 zwischen beiden angeordnet ist und sich die Maske 4 wiederum auf Infrarotdiode 1a und Fototransistor 1b befindet.the focus and lies in the already mentioned mm-range. By the inventive concept, the emitted and the reflected light is limited to the size of the Cqdierelemente using the mask with slit or punctiform breakthroughs. The apertures of the mask 4 are arranged at a defined distance from each other, so that the reflected light beam of the incident from the infrared diode la through the first breakthrough on the object 2 light passes through the second aperture on the phototransistor 1b. The surface of the mask 4 has a very low reflectance. This makes it possible to reduce coding lines and distances to 0.2 mm. In the same way, other details or components of this size can be identified or counted with cheap optoelectronic components from mass production. In an embodiment of the invention according to Pig. 2, the mask 4 is applied directly on the infrared diode 1a and the phototransistor 1b. In this case, the openings of the mask 4 are arranged at a defined angle to each other so that the reflected light beam of the incident from the infrared diode 1a through the first breakthrough on the object 2 light passes through the second aperture on the phototransistor 1b. It relates to the transmitted light method for transparent objects by means of opposing infrared diode ta and phototransistor 1b, wherein the object 2 to be detected is arranged between the two and the mask 4 is again located on infrared diode 1a and phototransistor 1b.

Claims

Erfindungsansprüch

1 · High-resolution optoelectronic detection device for reflection method, consisting of light source and receiver / transducer without or with the simplest Plastoptik, characterized in that a mask is arranged in front of the source and the receiver.

2. Optoelectronic detection device of high resolution for transmitted light method, consisting of opposing light source and receiver / transducer without or with the simplest Plastoptik, characterized in that a mask between the light source and object or · object and receiver is arranged ·

3. Identification device according to item 1 and 2 »characterized in that the surface of the mask has a very low reflectance ·

4. Detection device according to item 1, 2 and 3 »characterized in that the mask is provided with slit or punctiform openings.

5. Detection device according to item 1,3 and 4, characterized in that the mask is applied directly to the light source and the receiver.

6. Detection device according to item 1, 3 »4 and 5, characterized in that the openings of the mask are arranged at a defined distance from each other .sind .... ^: . · .. '·. ':'. ';

For this 1 page drawing