DE2211235B2 - Meßmikroskop mit einer Auswertelogik und einer Anzeigevorrichtung zur fotoelektrischen Messung linearer Größen - Google Patents

Description

6. Meßmikroskop nach Ansprüchen! bis 5, In einer älteren Anmeldung (P 20 59 106.4) wurde dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelogik bereits vorgeschlagen, zum Messen von Strichbreiten, (20) aus einem mit der Diodenzeile (5) verbun- z. B. in der Ätztechnik, ein Meßmikroskop zu bedenen Video-Pegelumsetzer (30), einem mit dem 55 nuU.cn, in dessen Bildfeld eine Meßstrecke einge-Video-Pegelumsetzer verbundenen Signalumset- blendet ist. Das Objektbild wird hier mit der Meßzer (31) sowie aus einem Umrechner und oder strecke durch ein Vidikon einer Fernsehanlage ab-Impulsumsetzer (32) besteht. getastet. Die Anzahl der Impulse beim Durchlaufen

7. Meßmikroskop nach Ansprüchen 1 bis 6. 3er Meßstrecke wird mit der Anzahl der Impulse dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsumsetzer 60 beim Durchlaufen des Objektbildes verglichen. Aus

(32) eine Handhabe (35) zur Einstellung des Ab- dem Quotienten der Zählsummen der Impulse und bildungsfaktors (F) des Meßmikroskops auf- der optischen sowie der elektronischen Konstanten weist. wird in einer Auswertelogik die Strichbreite ermittelt.

Zum Erfassen von Kantenabständen von einem

65 vorgegebenen Solimaß ist es bekannt, einen Meßkopf zu verwenden, in dessen Bildebene eine von einem

3ie Erfindung bezieht sich auf ein Meßmikroskop Schieberegister betriebene Diodenzeile angeordnet einer Auswertelogik und einer Anzcigevorrich- ist. Eine derartige bekannte Diodenzeile besteht aus

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a, B. 50 integrierten Uthlum-Planar-Fotadiodeu mit zeile mit Schiet ?register ist, deren einzelne Dioden einem gegenseitigen Teilungsabstand von 100 μαι. mit Ausnahme ihrer beiden Flankendloden von einer Zur Ansteuerung der einzelnen Dioden dient das einen Taktgeber beinhaltenden Ansteuerelektronik 50-bit-Schiebereglster, das als monolithischer Bau- ansteuerbar sind und der Videosignalgeber mit einem stein gebildet Ist, Die Diodenzeile dient als opto- 5 Video^Pegelurasetzer verbunden Ist, der einen einelektronischer Bildwandler, Dieser benötigt für die stellbaren Meßpegel aufweist, an dessen Ausgang einzelnen Dioden einen Auflade- und Abtastirapuls einerseits ein die Zäblimpulse liefernder Signalura- und einen Daten-Eingangsimpuls, der nach 50 Auf- former mit Maßstabsumrechner sowie der Zähler ladeimpulsen auf das Schieberegister gegeben wird. und andererseits eine beim Vorliegen eines Fehlers Von einem Taktgenersior werden die zur Ansteue- io am Meßobjekt den Zähler zurückstellende und eine rung der Diodenzeile erforderlichen Impulse erzeugt. Anzeige schaltende, mittels eines Sensor-Pegelumset-Diese Impulse gelangen über einen Pegelamsetzer in zers auf einen Spannungspegel einstellbare und den die Dlodenzeüe. 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 Das gemäß der Erfindung 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- ao gut auf das Meßobjekt aufsetz- und ausrichtbar. Das

geleitet. Wird ein derartiger, mit einer Diodenzeile Meßobjekt selbst wird über das Objektiv des Mikro-

versehener Meßkopf im Sollmaßabstand über die skopus auf die Diodenzeile vergrößert abgebildet. Das

Kante eines bewegten Bandes angeordnet, so wird Auflösevermögen und die Ccnauigkeit der Messung

beim Auftreten von Schwankungen in .ier Breite des sind von der Anzahl der Dioden auf der Diodenzeile

Bandes eine entsprechend schwankende Anzahl von 35 und von der gewählten Vergrößerung des Meßmikro-

Dioden beleuchtet, während der Rest der Dioden der skopes abhängig. Die Anzahl der beleuchteten und

Diodenzeile unbeleuchtet bleibt. Auf diesem verfah- unbeleuchteten Dioden der Diodenzeile ist. wie bei

rensmäßigen Wege lassen sich Toleranzschwankun- den eingangs genannten Meßmikroskopen, bekannt,

gen in der Bandbreite ermitteln und AusschuGgrößen ein Maß für die gemessene Breite des Meßobjektes,

feststellen. _3o Zur Erkennung von im Meßbereich des Meßobjektes

Soiien mit derartigen Vorrichtungen feine Strich- gelegenen Verunreinigungen. Beschädigungen, z. B. breiten in der Größenordnung von wenigen um bis Unterbrechungen, dient der Sensorpegelumsetzer und etwa 200 um gemessen werden, wie solche bei Ätz- die Sensorlogik, wobei letztere Spannungssignale der vorlagen von integrierten Schaltkreisen vorkommen, Diodenzeile in einem vorgewählten Spannungspege! 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 Mcßaufsetzbar und ausrichtbar sein. Mit den eingangs werrausgabe verhindert" und andererseits das Vorgenannten Meßvorrichtungen ist ein Messen von liegen eines möglichen Fehlers durch ein Signal an-Leiterbahnbreiten nicht möglich, denn sie lassen sich sezeiat.

nicht auf eine Ätzvorlage oder Leiterplatte aufsetzen. 40" Verschmutzungen, z.B. Oxydaticnen. auf einer Würde man indessen diese Vorrichtungen dahinge- 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 bfüche 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- — "zwei 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 ies — 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 werdendaher der zu messende Strich, z. B. durch ein Staubteil- die Anzahl de^r Flanken innerhalb des Meß'ntervalls chen am Meßort verunreinigt ist. Ein Kontrast führt gezählt, und sofern mehr als zwei Signalflanken aufzum Entfall bzw. zur Auslösung ein oder mehrerer _S5 treten, wird eine Meßanzeige unterbunden oder bei Zählimpulse. Auch darf während des Meßvorganges der Verwendung einer ZirTcrnnnzeigevorrichtune das Meßmikroskop keinen Schwingungen, wie solche _wird d'.ese auf Null zurückgesetzt; gleichzeitig leuchbeispielsweise durch umlaufende Schlitzscheiben her- tet die Signallampe auf.
vorgerufen werden, ausgesetzt sein. Die gemäß der Erfindung gebildete Meßvorrich

Ausgehend von dem einleitend genannten Stand 60 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. B. von benachbarten Leiterbihaen, geeignet sein

mikroskop mit einer Auswertelogik und einer An- Beim Positivbild erscheint der in seiner Breite zi

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

zuverlässigen Messung von Strichbreiten. Lcitcrbah- 65 soll indessen" der Abstand von zwei Lciterbahnei

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

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch menlärbildes. d. h. des Negativbildes, wobei hier di<

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

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

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 Erfindung

soll, werden die Signale in einem Falle unmittelbar gebildetes Meßmikroskop sowie Einzelheiten hierzu

und im anderen Falle durch eine einfache Umschal- 5 dargestellt,

tung invertiert einer Auswertelogik zugeführt. In Fig. 1 ist ein auf ein ebenes Objekt, z.B. auf

Wie an sich bekannt, wird das Schieberegister eine Leiterbahnplatte 6, aufsetzbares Meßmikroskop durch eine Ansteuerelektronik betrieben. Das von dargestellt. Das Meßmikroskop besteht aus einem der Diodenzeile ausgegebene Videosignal gelangt in Sockel 1, einer Zentrierlupe 2, einem Mikroskoptubus eine Auswertelogik, wobei die Auswertelogik die An- io und aus einem Meßkopf 4, der eine Diodenzeile 5 zahl der beleuchteten oder unbeleuchteten Dioden trägt. Das Meßmikroskop — je nach der gewünschzählt und aus dieser Zählgröße unter Berücksichti- fen Vergrößerung auch Meßlupe genannt — wird gung des Rastermaßes der Diodenzeile und des Ab- auf das Meßobjekt aufgesetzt, wobei hier das Meßbildungsfaktors des Meßmikroskopes die objektive objekt eine Leiterbahn 7 ist, die von einer Auflichtmetrische Anzeigegröße ermittelt. Von der Auswerte- 15 beleuchtungsvorrichtung 8 beleuchtet wird. Die Belogik wird sodann die Anzeigevorrichtung ange- leuchtungsvorrichtung besteht aus einer Lichtsteuert, die die objektive metrische Größe, d. h. die quelle 9, einem Umlenkprisma 10 und einem lichtgemessene Breite des Meßobjektes, anzeigt. durchlässigen, in den Strahlengang des Mikroskopes

Nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung eingebrachten Umlenkspiegel 11, wobei letzterer das besitzt die Meßvorrichtung eine Sensorautomatik, die ao zur Ausleuchtung des Objektes erforderliche Licht einerseits über den Sensorpegel umsetzer mit Flan- in Richtung der optischen Achse 12 des Meßmikrokendioden der Diodenzeile und andererseits mit der skopes einspiegelt. Das vom Meßobjekt reflektierte Anzeigevorrichtung verbunden ist. Die Sensorauto- Licht 13 gelangt über ein hier nicht dargestelltes Linmatik verhindert eine Meßanzeige an der Anzeige- sensystem auf die im Meßkopf 4 eingebaute Diodenvorrichtung, wenn die Flankendioden eine unter- »5 zeile 5. Zum genauen Aufsetzen des Meßmikroskopes schiedliche Belichtung aufweisen oder auf dem glei- auf das Meßobjekt dient die Zentrierlupe 2, die in chen Belichtungspolential Hegen, wie alle Dioden einem Lupenfuß IS am Sockel 1 gehalten ist. Der der Diodenzeile. Durch diese zusätzliche Ausbildung Sockel 1 trägt ein Anschlußkabel 16 zum Zuführen 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 der 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-Bezeile verbundenen Videopegelumsetzer und den mit leuchtungsvorrkhtungen — nicht dargestellt — am 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 nahen Spannungspegel der von den einzelnen Dioden ge- Bereich des Meßortes schattenfrei ausleuchten. Dalieferten Spannungssignale, nämlich des Videosignals, durch können Fehlmessungen, die z. B. durch eingestellt. In Höhe dieses Zählpegels ist die Breite »Schlagschatten« entstehen können, vermieden werdes anstehenden Signals ein proportionales Maß der 40 den.

zu messenden Breite. Während der Dauer eines Meß- F i g. 2 zeigt einen schematischen vereinfachten 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 integenerator 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 z. B. den Umrechner gelieferten Impulse der gemessenen 100 μπι angeordnet sind. Die Gesamtbreite der Foto-Breite ebenfalls proportional ist. diode beträgt annähernd 5 mm. Die Diodenzeile 5

Die mit den Flankendioden der Diodenzeile ver- wird begrenzt von Flankendioden 17 und iT. Zur

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

die Ansprechempfindlichkeit regelnden Sensorpegel- 50 nerhalb des monolithischen Bausteins ein hier nicht

umsetzer sowie eine Vergleichselektronik zum Ver- dargestelltes 50-Bit-Schiebereg^ster. Der optoelektro-

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

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

leir der Anzeigevorrichtung und andererseits mit eingangsimpuls, der nach 50 Aufladeimpulsen auf

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 — über

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 Vergrößerangsfaktor 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-Mikroskopoder Lupentubus, 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 Vergrößerungsfaktor 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-

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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 proporwird 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 ersichtleigeröf rchen 22' besitzt und die gemessene Breite L lieh, besitzt der Umrechner 32 eine Einstellhandhabe in Ziffer» anzeigt. Die Anzeigevorrichtung kann aber 35 zur Ermittlung der gewählten Vergrößerung des auch aus einem Drucker, Bildschirm, Streifenlocher Meßmikroskopes. Die Ermittlung des Meßwertes geod. 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=V-L (I) weder die linke oder die rechte Flankendiode vom

reflektierten Auflicht 13 des Meßobjektes beleuchtet. 15 abgebildet (Bild 1).

gen. Diese Signalspannungen werden einer Sensor- , ..

automatik 23 zugeführt, die beim Vorliegen von un- ao ^Ieucrueien terschiedlichen Signalspannungen — wie durch 24 £> = _ n)

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- 45 hält man
her auf dem gleichen Belichtungspotential wie alle y. l

Dioden der Diodenzeile S. In diesem Falle wird über D = (3)

die Auswertelogik 20 der Zähler ebenfalls auf Null *

zurückgestellt. Die Anzahl der beleuchteten Dioden ist ein Maß

F t g. 3 zeigt in Form eines Blockschaltbildes den 30 für die Leiterbahnbreite. Um eine Anzeige A in μΐη Datenfluß innerhalb des Meßgerätes. Die Dioden- zu bekommen, muß eine Meßwertkorrektur M erzeile 5 wird mittelbar über das Schieberegister von folgen

einer Ansteuerelektronik 14 betrieben, die den zen- A = D-M (4\

tralen Taktgenerator 18 beinhaltet. Die Impulse des ' ⁽ '

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 werden die einzelnen Di- ^R ™

öden auf eine Sammelleitung geschaltet; von den *o 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 werden bau der Diodenzeile vorgegeben. Es betragt in diekann. Daher ist im Meßkopf 4 (Fig. 1) noch ein sem Falle 100 μΐη. 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 werden, daß mittels dei 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 Meß-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 des

beleuchteten Dioden. Die so ermittelte Zählgröße 55 entsprechenden Korrekturwertes M vorgesehen. Be: gelangt nunmehr in einen Impulsumsetzer und Um- einem vorgegebenen Rastennaß 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 Tmpulsserie einer beleuchteten Diode entspricht

pegels — wie nachstehend noch näher erläutert. Dem 60 gibt der Umrechner für jeden Impuls zehn Zähl Signalumformer werden — wie durch 34 angedeu- impulse an die Anzeigevorrichtung 22 weiter, tet — Taktimpulse des zentralen Taktgenerators 18 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 Zählelinhalt win

verknüpft, daß eine Impulsserie entsteht, die der An- 65 durch Ziffernröhrchen angezeigt Die Abtastfrequeiu 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

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jekt im Gesichtsfeld befindet. Die Abtastfrequenz Meßbereich einer Leiterbalinoberfläche. Auf der

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-Pegelnmsetzer 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 zu. Einstellung eines Potentiomet .rs 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 Jer 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. lsi kendioden 17 und 17' werden mit dem Eingangs- z. B. eine Leiterbahn innerhalb des Meßbereiches örtimpuls des Schieberegisters aufgeladen und verhalten 20 lieh begrenzt, durch eine Oxydation verunreinigt, so sich wie die einzelnen Dioden der Diodenzeile. Ihre bewirkt das von der Fehlerstelle reflektierte Lichi Signale werden jedoch getrennt der Sensorautomatik eine entsprechend mindere Belichtung an einer dei 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- »5 Diagramm. Der Sensorpegelumsetzer (Fig. 3, 38] zeile werden die beiden von den Flankendioden ge- bestimmt den Meßpegel 47, in dem die Messung erlieferten Signale in der Sensorlogik ausgewertet. Je folgen soll. Während eines Abfragezyklusses Z dei nach dem Ergebnis der Signalauswertung wird — wie Diodenzeile erscheinen im Bereich des Pegels 45 viei 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. Mitteis des Umschalten nungen beim Vorliegen, z. B. von Verunreinigungen, wird die Sensorautomatik 23 sowie die Auswertelogil Oxydationen, aber auch von Beschädigungen im 20 von Hell- auf Dunkelfeldmessung umgeschaltet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

tung zur fotoelektrischen Messung linearer Größen, Patentansprüche: bei der der zu messende Bereich des Meßobjektes vergrößert und in der Bildebene der Abbildimgs-

1. Meßm&roskop mit einer Auswertelogik und optik abgebildet und dort mittels eines Meßraster einer Anzeigevorrichtung zur fotoeiektrischen ö und Fotozelle enthaltenden Videosignalgebers in Messung linearer Größen, bei der der zu mes- eine der linearen Größe des Meßobjektes entspresende Bereich des Meßobjektes vergrößert und chenden proportionalen Impulsfolge über einen in der Bildebene der Abbiidungsoptik abgebildet Spanmmgs-Pegelurasetzer an einen Zähler geführt und dort mittels eines Meßraster und Fotozelle ist.

enthaltenden Video-Signalgebers in eine der « Ein derartiges Meömikroskop ist z. B. in der linearen Größe des Meßobjektes entsprechenden US-PS 3 094 623 beschrieben und dargestellt. Das proportionalen Impulsfolge über einen Span- Meßobjekt wird bier vergrößert in der Bildebene der mragspegelumsetzer an einen Zähler geführt ist, Abbildungsoptik abgebildet und dort mittels eines dadurch gekennzeichnet, daß der Meßrasier und Fotozellen enthaltenden Videosignal-Video-Signalgeber eine Fotodiodenzeüe (5) mit 15 geben» in eine der linearen Größe des Meßobjektes Schieberegister ist, deren einzelne Dioden (50 mit entsprechenden proportionalen Impulsfolge urage-Ausnabme ihrer beiden Flankendioden (17, 170 setzt, wobei diese Impulsfolge über einen Spannung-,- von einer einen Taktgeber (18) beinhaltenden pegelumsetzer einer, einen Zähler anzeigenden An-Ansteuerelektronik (14) ansteuerbar sind und der Zeigevorrichtung zugeführt wird. Miller des Pege!- Video-Signal^cber mit einem Video-Pegelumset- 20 Umsetzers wird der Spannungspegel für die zu me.szer (30) verbunden ist, der einen einstellbaren senden Impulse derart eingestellt, daß sich während Meßpegel aufweist, an dessen Ausgang einerseits eines von einer Schlitzscheibe gesteuerten Abtastvorein die Zählimpulse liefernder Signalumformer ganges die sogenannten Hintergrundimpulse von Ob-

(31) mit Maßstabsumrechner (32) sowie der Zäh- jektivimpulsen abheben und nur letztere Impulse an ler (22) und andererseits eine beim Vorliegen 25 den Zähler und an die Anzeigevorrichtung gelangen, eines Fehlers am Meßobjekt d?n Zähler zurück- Bei einer anderen bekannten Meßvorrichtung, stellende und eine Anzeige (52) schaltende, mit- _z. B. gemäß der DL-PS 58 603, besitzt das Meßtels eines Sensor-Pegelumseters (38) auf einen mikroskop eine aus fotoeiektrischen Wandlern, näm-Spannungspegel einstellbare und den Spannungs- ]j_ch aus lichtempfindlichen Zellen gebildete Rasterpegel auf Eirbrüche prüfende Sensorlogik (41) 30 zeile, auf der dar, zu messende Objekt als Schattenangeschlossen ist. bild abgebildet wird. Von einer umlaufenden, Licht-

2. Meßmikroskop ntxh AiSpruch 1, dadurch blitze erzeugenden Schlitztrommel wird über ein Obgekennzeichnet, daß die Ausgänge der Flanken- jektiv ein paralleles Lichtbündel erzeugt, in dem dadioden (17, 170 der Fotodiodemeile (5) ebenfalls zu messende Objekt gelegen ist; mittels eines weiteren mit der die Sensorlogik (41) beinhaltenden Sen- 35 optischen Systems wird so der Querschnittsschatten sorautomatik (23) verbunden sind. des Meßobjektes auf die Wandlerzeile abgebild-u.

3. Meßmikroskop nach Ansprüchen 1 und 2, Die Lichtblitze erzeugen an den Wandlern des Radadurch gekennzeichnet, daß die Sensorautomatik sters dem Querschnitt des M^r3objektes entspre-(23) einen mittels einer Handhabe (39) auf einen chende Spannungs- und Stromänderungen, die \. :- Spannungspegel (47) einstellbaren Sensor-Pegel- 40 stärkt und über einen Trigger geführt, einer stabilen umsetzer (38) aufweist. Schaltstufe zugeleitet werden. Ie nachdem, ob ein

4. Meßmikroskop nach Ansprüchen 1 bis 3. einzelner Wandler des Rasters beleuchtet oder unbedadurch gekennzeichnet, daß der Diodenzeilen- leuchtet ist, verharrt die Schaltstufe in einem offenen Spannungsmeßpegel mittels einer am Video- ode> geschlossenen Zustand. Diese Zustandsänderun-Pegelumsetzer (30) angebrachten Handhabe (33) 45 gen werden von einem digitalen Analogumsetzer ai^- auf ein Meßpegel-Spannungspotential einstellbar gewertet und analog zur Anzeige gebracht. Die Anist, zahl der unbelichteten Wandler ergibt sich hierbei

5. Meßmikroskop nach Ansprüchen 1 bis 4, aus der bekannten Zahl der belichteten Wandler: dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertelogik daraus läßt sich die Profilbreite und somit z. B. der von einer Hell- auf eine Dunkelfeldmessung um- 50 Außendurchmesser eines Rohres oder einer Stange schaltbar ist. ermitteln.