DE2234154A1

DE2234154A1 - Manipulator

Info

Publication number: DE2234154A1
Application number: DE2234154A
Authority: DE
Inventors: Masato Hara; Teruo Sakai
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1971-07-15
Filing date: 1972-07-12
Publication date: 1973-02-01
Also published as: US3808485A; JPS5537098B1; GB1397744A; DE2234154C3; FR2145710B1; FR2145710A1; DE2234154B2

Description

13.087/8 40/ei

ii *· - S "I

Firma ASAHI KOGAKU ,KOGYO KABUSHIKI KAISHA, Tokio / Japan

Manipulator

Die Erfindung betrifft einen Manipulator.

Manipulatoren werden zur sehr genauen Einstellung der Masken-Trockenplatten oder der maskierten Unterlagen in Druckvorrichtungen für die Herstellung integrierter Halbleiterschaltkreise benützt. -,

Bei herkömmlichen Manipulatoren erfolgt die Einstellung der Maskenplatten oder der maskierten Unterlagen mechanisch. Ein typisches Beispiel für einen solchen Manipulator ist der sogenannte Pantograph oder Storchschnabel, der mit parallelen Schenkeln ausgerüstet ist. Der Nachteil eines sol-

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SlrSi -.*> -■r 'ι -'ψ" JA Up Λ;' -V 'S

chen mechanischen Systems wird im Folgenden anhand eines Storchschnabels und mit Bezug auf Figur 1 näher erläutert.

In Figur 1 ist angenommen, dass ein Punkt P fest fixiert ist. Betrachtet wird die Bewegung der Punkte Q und 0, die sich auf einer Geraden befinden, die durch den Punkt P verläuft. Bewegt sich der Punkt 0 nach O¹, so bewegt sich der Punkt Q nach Q¹ und die Punkte O₁ und O₂ bewegen sich nach O'.j bzw. O'g. Da in dem System durch vier Gerade ein Parallelogramm gebildet wird, sind die Strecken 00p und O₁O, und auch O'O'g und O'^OU jeweils zueinander parallel.

·₂Ρ = 4- ο·₃<

0·0·₂ 0O₂ QO₁

0'₂P O₂P O₁P

gilt, istAP0'0^f ₂ ähnlich ÄPQ'O^. Demzufolge befinden sich die Punkte P, Q und 0 immer auf ein und derselben Geraden. Es ist bekannt, dass deswegen die Punkte Q und 0 bei ihrer Bewegung um den Drehpunkt P ähnliche Kurven beschreiben, deren Ähnlichkeitsverhältnis gleich

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PO₂

ist. In mechanischen Manipulatoren ist der Wert der Strecke POp "begrenzt, so dass der Wert des Ähnlichkeitsverhältnisses Y* meist zwischen 100 und 150 liegt. Trockenmasken und maskierte Unterlagen sind mit einer Genauigkeit, die geringer als 1 /um sein muss einzustellen. Demzufolge ist die Bewegung OQ¹ in Figur 1 äusserst klein, was zu einem unbefriedigenden Re- sultat führt. Wird das Ähnlichkeitsverhältnis zwischen 1000 und 1500 festgesetzt und soll eine Einstellung kleiner als 1 /um vorgenommen werden, dann ist die oben erwähnte Bewegung Ό0¹ aus s er ordentlich gross, wenn nicht eine behelfsmässige Einstellung der Trockenplatten bzw. maskierten Unterlagen in einem Bereich von einigen /um vorgenommen wird,und man erhält wieder ein unbefriedigendes Resultat. Ausserdem ist es praktisch unmöglich eine behelfsmässige Einstellung der Masken-Trockenplatten bzw. maskierten Unterlagen auf · einige /um vorzunehmen.

Der Betriebsführer eines mechanischen Manipulators steht in unmittelbarer Nähe der Trockenplatten und maskierten Unterlagen, so dass es unmöglich ist, den Einfluss von Staub und anderen unerwünschten Fremdpartikeln, die von den Kleidern, der Haut, dem Haar usw. des Betriebsführers stammen, auf die

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Genauigkeit, die Ausbeute, die Kosten und die Leistungsfähigkeit des Endprodukts zu vermeiden. Um die Genauigkeit einer visuellen Einstellung zu stützen ist es im allgemeinen erforderlich eine konstante Temperatur von ungefähr 20⁰C einzuhalten, um Ausdehnungen bzw. Kontraktionen zu verhüten.

Vom Betriebsführer wird die visuelle Einstellung der Trockenmasken und der maskierten Unterlagen bei Sicherheitslicht durchgeführt, das für Trockenplatten, und Unterlagsplättchen zugelassen ist, die mit einer Abdeckschicht versehen sind. Als Sicherheitslicht wird rotes Licht beim photographischen Arbeiten und gelbes Licht beim Arbeiten mit abgedeckten Unterlagsplättchen verwendet. Die Augen des Betriebsführers werden durch diese Betriebsbedingungen stark in Anspruch genommen.

Mit"einem Storchschnabel kann eine Einstellung in der X-Y-Richtung einer Ebene durchgeführt werden. Für eine Drehung um einen Winkel θ ist es notwendig, beispielsweise eine Schraube und eine Mutter oder ein Schneckengewinde und ein Schneckenrad vorzusehen, wobei ;jede dieser Einrichtungen sowohl mit einer Grob- als auch mit einer Feineinstellung ausgerüstet sein muss. Da das Einstellungssystem in der X-Y-Richtung vollkommen unterschiedlich von dem Einstellsystem in der θ -Richtung ist und auch die Art der Grobeinstel- s

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lung völlig verschieden von der der Feineinstellung ist, ist es unmöglich, gleichzeitig eine Einstellung in der X-Y- und der 0 -Richtung durchzuführen. Ausserdem ist die Einstellung eines mechanischen Manipulators schwierig in der Handhabung und erfordert viel Zeit.

Es besteht die Aufgabe, einen Manipulator so aufzubauen, dass er mit hoher Genauigkeit und bei einfacher Handhabung sowohl in der X-Y-Richtung einer Ebene, als auch in der 0 -Drehrichtung betätigt werden kann und bei dem die oben genannten Nachteile eines mechanischen Manipulators nicht

auftreten.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass wenigstens eine Lichtquelle und wenigstens ein Lichtempfänger vorgesehen sind, dass im Lichtweg zwischen einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger ein optisches Filter angeordnet ist, das seinen Absorptionsgrad oder seinen Reflexionsgrad kontinuierlich oder stufenweise ändert und mit dem die auf den Lichtempfänger auftreffende Lichtmenge kontinuierlich oder stufenweise änderbar ist, dass das Ausgangssignal des Lichtempfängers in Impulse umwandelbar ist, deren Frequenz proportional zur Grosse des'Ausgangssignals ist und mit denen eine Geschwindigkeitssteuerung eines Stellmotors kontinuierlich durchführbar ist, und dass eine Unterscheidung der Bewegungsrichtung vorzunehmen ist, wo-

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zu ein Permanentmagnet und ein Schalter oder eine Lichtquelle, ein Lichtempfänger und ein optisches Filter, das seinen Absorptions- oder Reflexionsgrad sprunghaft ändert, vorgesehen sind.

Der erfindungsgemässe Manipulator benutzt ein elektro-optisches System und ein kontaktloses Antriebssystem mit Geschwindigkeitssteuerung und mit ihm können in einfacher Weise Einstellungen sowohl in X-Y-Richtung, als auch in der θ -Drehrichtung mit einer Genauigkeit durchgeführt werden, die kleiner als 0,5 /*a ist. Wegen der Geschwindigkeitssteuerung können mit dem Manipulator Einstellungen in kürzester Zeit mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden, auch wenn die relative Stellung einer Masken-Trockenplatte oder einer maskierten Unterlage weit entfernt von der Sollstellung ist. Benützt der Betriebsführer ausserdem zur Überwachung eine Fernseheinrichtung, so kann mit Fernsteuerung gearbeitet werden, womit der Einfluss von Staub und Fremdpartikeln ausgeschaltet ist, die vom Betriebsführer herrühren und womit die Anstrengung des Betriebsführers verkleinert wird.

Der erfindungsgemässe Manipulator wird im folgenden durch einige Ausführungsbeispiele und anhand der Figuren 2 bis 14 beispielhaft näher erläutert.

Es zeigen:

2Q9üUb/Ö895

Figur 2 das Prinzip eines erfindungsgemässen Manipulators; .

Figur 3 einen X-Y-Manipulator entsprechend der Erfindung;

Figuren 4, 5 und 6 eine perspektivische Ansicht und Ansichten von oben eines Ausführungsbeispiels einen X-Y-Manipulators;

Figuren 7, 8 und 9 einen Schnitt und Ansichten von

oben eines Ausführungsbeispiels eines P -Manipulators;

Figuren 10, 11, 12 und 13 Schnitte, Ansichten von

oben und perspektivische Ansichten wesentlicher Teile von anderen Ausführungsbeispielen und

Figur 14 in einer Ansicht von oben den Betriebsführer und den Betätigungsmechanismus eines X-Y- und eines θ-Manipulators und die Richtungen, in denen derjManipulator durch den Betriebsführer betätigt werden kann.

Zur besseren Übersicht sei eine Zusammenfassung der in den Figuren verwendeten Bezugsziffern vorangestellt. Es bedeutet:.

1, 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 ... Lichtquellen;

2, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 ... Filter;

²T' ²T"¹' ²T"²' ²T**^' ²T~ "· Stellen,wo der Photostrom

Hull ist;

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2·, 2·-1, 2»-2, 2'-3, 2«-4 ... Stellen, wo der Photostrom einen bestimmten Wert A einnimmt;

2'», 2»«-1, 2»'-2, 2»'-3, 2''-4 ... Stellen, wo der

Photostrom das 10-fache des Wertes A beträgt;

2-1 ... Stellen» wo der Photostrom einen bestimmten Wert R einnimmt;

2-2 ... Stellen, wo der Photostrom einen bestimmten Wert U annimmt;

3, 3¹, 3-1, 3-2, 3-3» 3-4 ... Lichtempfänger;

4, 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 ... Permanentmagneten; 5 ·.. magnetische Abschirmungen; 6, 6-1, 6-2, 6-3, 6-4 ... Schalter;

7 ... Strom-Frequenz-Wandler;

7-1 ... Strom-Frequenz-Wandler in der X-Richtung; 7-2 ... Strom-Frequenz-Wandler in der Y-Richtung;

8 ... Richtungsdiskriminatoren;

.8-1 ... Richtungs-Diskriminatoren in der X-Richtung; 8-2 ... Richtungs-Diskriminatoren in der Y-Richtung;

9 . ·. AntriebsSchaltkreis für den Stellmotor;

9-1 *.. Antriebsschaltkreis für den Stellmotor der

X-Richtung;
9-2 ... Antriebsschaltkreis für den Stellmotor der Y-Richtung;

10 ... Stellmotor;

2 ü S 8 8 b / Ü 8 9 b

10-1 ... Stellmotor für die X-Richtung; 10-2 ... Stellmotor für die Y-Richtung;

11 ... Spannungsquelle mit konstanter Spannung;

12 ... Welle;

13 ... Feder;

14, 14¹ ... Bedienungsknöpfe; 15 ... Lager;

16, 16' ... Mikroschalter;

17, 17' ... Mikrotaster;

18 ... Träger für die Feineinstellung 19, 19' ... Schaltpulte; 20 ... Betriebsführer a ... Stellung mit den Koordinaten (r, u) a¹ ... Stellung mit den Koordinaten (v,. w) 0, O¹ ... Arbeitsstellungen

Verbindungspunkte;

O₁.	°2	, O₃, O₄, ο	¹V	⁰ 2· °'y	0*4 ...
P .	. ·	Drehpunkt;
Q .		Punkt auf	dem	Schenkel	O₁O ;

Q¹ ... Punkt auf dem Schenkel O¹^O¹,; X ... Bewegungsrichtung; Y ... Bewegungsrichtung.

Figur 2 zeigt das Prinzip des erfindungsgemässen Manipulators . Angeordnet sind eine Lichtquelle 1, beispielsweise eine Lumineszensd^ode, ein optisches Filter, das senkrecht zur optischen Achse liegt und in waagrechter Richtung bewegt

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werden kann, und ein Lichtempfänger 3, der gegenüber der Lichtquelle 1 befestigt ist. Das Filter 2 ist zwischen Lichtquelle 1 und Lichtempfänger 3 angeordnet und die Anordnung ist so ausgebildet, dass ausser dem von der Lichtquelle 1 ausgesandten Licht kein weiteres Licht auf den Lichtempfänger 3 fällt. Weiterhin enthält die Vorrichtung einen fest angeordneten Permanentmagneten 4. Neben dem Permanentmagneten 4 liegt als Führungsschalter ein Magnetschalter 6 und zwischen dem Permanentmagneten 4 und dem Schalter 6 ist eine magnetische Abschirmplatte 5 eingefügt, die ebenfalls in horizontaler Richtung zu bewegen ist. Das.Filter 2 und die magnetische Abschirmplatte 5 sind so miteinander verbunden, dass sie bei einer Bewegung die gleiche Richtung in der gleichen Entfernung zurücklegen. Vorgesehen ist weiterhin ein Strom-Frequenz- Wandler 7, mit dem der Photostrom des Lichtempfängers 3 in Impulse überführt wird, deren Frequenz der Stromstärke des Photostromes proportional ist. Mit einem Schaltkreis 8 zur Richtungsunterscheidung wird mit Hilfe der Ein- und Ausstellung des Schalters 6 der Richtungssinn festgestellt. Über einen Antriebsschaltkreis 9 wird ein Stellmotor 10 in Ai Bangigkeit von Signalen des Strom-Frequenz-Wandlers 7 und des Schaltkreises 8 für die Richtungsunterscheidung betrieben.

Das von der Lichtquelle 1 ausgesandte Licht durchstrahlt das Filter 2 und fällt auf den Lichtempfänger 3. Das Filter

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2 ist so ausgebildet, dass bei einer horizontalen Verschiebung .in Richtung des Pfeiles X aus der in der Figur gezeigten Stellung 2» in die Stellung 2*' sich der Photostrom des Lichtempfängers 3 gerade um den Faktor 10 ändert.-In dem Teil des Filters 2, der zwischen den Abschnitten 2· und 2«· liegt, ändert sich der Absorptionsgrad des Filters linear und kontinuierlich oder gleichförmig stufenweise. Arbeitet der Strom-Frequenz-Wandler 7 innerhalb des benötigten Arbeitsbereiches linear, so entspricht dem.Abschnitt 2¹¹ des Filters 2 eine Pulszahl, die 10 mal grosser ist als die des Abschnitts 2'. Ändert sich au&serdem die Absorptipnsrate des Filters kontinuierlich oder sind bei stufenförmiger Änderung der Absorptionsrate genügend viele Stufen in der Fläche vorhanden, die von dem Licht durchstrahlt wird, das auf den Lichtempfänger auftritt, so ändert sich die Pulszahl bei einer Verschiebung des Filters kontinuierlich. Es wurde bereits erwähnt, dass das Filter 2 und die magnetische Abschirmplatte 5 nach beiden Seiten zu bewegen bzw. zu verschieben sind. Befindet sich das Filter in einer Stellung, in der entweder der Abschnitt 2¹ oder der Abschnitt 2·' sich zwischen der Lichtquelle 1 und dem Lichtempfänger 3 befindet, so wird der Permanentmagnet 4 durch die magnetische Abschirmplatte 5 abgeschirmt und der Schalter 6 bleibt in seiner Stellung "aus". Wird das Signal "aus" von dem Schalter 6 zu dem Schaltkreis 8 für die Richtungsunterscheidung geführt, so wird mit einem, logischen

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Schaltkreis dafür gesorgt, dass der Photostrom des Lichtempfängers 3 in Impulse umgewandelt wird und ein Signal zur Umdrehung in die eine oder andere Richtung am Antriebsschaltkreis 9 für den Stellmotor liegt. Erhält man ein Signal "ein" vom Schalter 6, so wird mit dem logischen Schaltkreis verhindert, dass der Photostrom des Lichtempfängers 3 in Impulse umgewandelt wird und am Antriebsschaltkreis 9 für den Stellmotor liegt kein Signal für den Drehsinn. Damit kann eine Richtungsunterscheidung automatisch ausgeführt werden. Der Antriebsschaltkreis 9 betreibt den Stellmotor 10 wenn er Impulse von dem Strom-Frequenz - Wandler 7 und ein Signal des Schaltkreises 8 für die Richtungsunterscheidung erhält. In einem betriebsfähigen Manipulator müssen mehrere der eben beschriebenen Vorrichtungen vereint sein. Ein solcher Manipulator soll im folgenden beschrieben werden.

Die Figur 3 zeigt einen Manipulator, mit dem eine Einstellung in der X-Y-Richtung einer Ebene möglich ist. Dabei wird die Beschreibung von Bauteilen unterlassen, die die gleichen Bezugszahlen wie in Figur 2 besitzen und die bereits im Zusammenhang mit Figur 2 besprochen' wurden. Mit einer Spannungsquelle 11 konstanter Spannung wird die Leuchtstärke der Lichtquelle 1 konstant gehalten. Ein Filter 2 und eine magnetische Abschirmplatte 5 sind an einer Welle 12 befestigt und damit so'angeordnet, dass sie um die gleiche Entfernung in die gleiche Richtung verschoben werden können. Der

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Abschnitt 2^ des Filters 2 ist für Licht undurchlässig. Der Abschnitt 2· kann von einer kleinen Lichtmenge des Lichtes der Lichtquelle 1 durchdrungen werden und die Lichtmenge des von der Lichtquelle 1 abgestrahlten Lichtes, die den Abschnitt 2·' durchdringen kann beträgt gerade das 1O-fache der Lichtmenge, die den Abschnitt 2¹ durchstrahlen kann. Der Teil des Filters 2, der zwischen den Abschnitten 2· und 2¹¹ liegt ist so ausgebildet, dass sein Absorptionsgrad sich kontinuierlich oder stufenförmig ändert· Eine Feder 13 ist so angeordnet, dass die Stellung der Mittellinie der Welle 12 sich immer in gleichem Abstand von den Mittelpunkten der Lichtempfänger 3-1 und 3-2 befindet, falls keine äussere Kraft an der Welle 12 angreift. Bei dem in der Figur 3 gezeigten Zustand sind die Photoströme der Lichtempfänger 3-1 und 3-2 gleich O₁. Da das Magnetfeld des Permanentmagneten 4 durch die magnetische Abschirmplatte 5 abgeschirmt wird, befinden sich die Magnetschalter 6-1 und 6-2 in der Stellung "aus". Demzufolge erhalten die Strom-Frequenz-Wandler 7 und der Schaltkreis 8 für die Richtungsunterscheidung keine Eingangssignale und der Antriebsschaltkreis 9 für den Stellmotor arbeitet nicht.

Wird die Welle 12 in der Richtung des Pfeiles X so weit bewegt, dass der Abschnitt 2» des Filters 2 sich über dem Lichtempfänger 3-1 befindet, dann durchstrahlt Licht von der Lichtquelle 1 den Abschnitt 2«, erreicht den Lichtem-

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pfanger 3-1 und ein Photostrom einer bestimmten Grosse, beispielsweise der Grosse A, wird erzeugt. Auf der anderen Seite der Anordnung bewegt sich dabei der Abschnitt 2φ des Filters aus dem Strahlenkegel der Lichtquelle 1 heraus, so dass der Lichtempfänger 3-2 vom Licht der Lichtquelle ungehindert bestrahlt wird.und einen Photostrom erzeugt, der mehr als 10 mal so gross wie der Photostrom A ist, den man mit dem Lichtempfänger 3-1 erhält. Gleichzeitig befindet sich der Schalter 6-1 in der Stellung "aus" und der Schalter 6-2 befindet sich in der Stellung "ein", da das Magnetfeld des ihm zugeordneten Permanentmagneten 4 nicht mehr mit der magnetischen Abschirmplatte 5 abgeschirmt wird. Der Photostrom der Grosse A des Lichtempfängers 3-1 und der Photostrom des Lichtempfängers 3-2, der grosser als 1OA ist, liegen als Eingangssignale am Strom-Frequenz-Wandler 7. Ein "aus"-Signal des Schalters 6-1 und ein "ein"-Signal des Schalters 6-2 sind als Eingangssignale dem Schaltkreis 8 für die Richtungsunterscheidung zugeführt. Wird vom Schalter 6-2 ein "ein"-Signal dem Schaltkreis 8 für die Richtungsunterscheidung zugeführt, so wird mit einem logischen Schaltkreis bewirkt, dass der Photostrom des Lichtempfängers 3-1, der auf der anderen Seite der Welle 12 angeordnet ist, in Impulse umgewandelt wird,und dass ein Signal für eine Drehung, "beispielsweise im Uhrzeigersinn, am Antriebsschaltkreis 9 für den Stellmotor liegt. Wird ein "ein"-Signal von dem Schalter 6-1 dem Schaltkreis 8 für die Richtungs-

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Unterscheidung zugeführt, so wird mit dem logischen Schaltkreis bewirkt, dass der Photostrom des Lichtempfängers 3-2 in Impulse umgewandelt wird und ein Drehsignal für die zum Uhrzeigersinn entgegengesetzte Richtung am Antriebsschaltkreis 9 für den Stellmotor liegt. Im oben besprochenen Fall, in dem der Schalter 6-2 in der Stellung "ein" ist, wird daher vom Schaltkreis 8 für die Richtungsunterscheidung ein Signal für eine Drehung im Uhrzeigersinn dem Schaltkreis 9 für den Antrieb des Stellmotors zugeführt und der Photostrom der Grosse A des Lichtempfängers 3-1 wird mit dem Strom Frequenz-Wandler 7 in Impulse transformiert, die eine Frequenz besitzen, die proportional zur Grosse A des Photostromes ist. Diese Impulse liegen ebenfalls am Schaltkreis 9 für den Antrieb des Stellmotors. Falls die Pulsfrequenz gleich P ist, so wird der Stellmotor 10 vom Antriebsschaltkreis 9 im Uhrzeigersinn mit einer Frequenz P ange-trieben.

Wird die Welle 12 in der Richtung des Pfeiles X so weit weiterbewegt, dass der Abschnitt 2¹¹ des Filters 2 gerade über dem Lichtempfänger 3-1 liegt, dann wird von diesem Lichtempfänger 3-1 ein Photostrom erzeugt, dessen Stärke das 10-fache der Photostromstärke A beträgt, die man erhält, wenn sich der Abschnitt 2· über dem Lichtempfänger 3-1 befindet. Die Stärke des Photostroms beträgt dann also 1OA* Gleichzeitig verändert sich der Photostrom, der von dem Lichtempfänger 3-2 abgegeben ist nicht und seine Stärke

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ist immer noch grosser als 1OA. Auch der Schalter 6-1 bleibt in der Stellung "aus" und der Schalter 6-2 in der Stellung "ein". Die Frequenz der von dem Strom-Frequenz-Wandler 7 abgegebenen Impulse beträgt 1OP und das Ausgangssignal des Schaltkreises 8 für die Richtungsunterscheidung repräsentiert immer noch eine Drehung im Uhrzeigersinn. Daher bewirkt der Antriebsschaltkreis 9 für den Stellmotor 10 eine Umdrehung im Uhrzeigersinn mit der Pulsfrequenz 1OP.

Es wurde bereits erwähnt, dass der Absorptionsgrad des Teils des Filters 2, der zwischen den Abschnitten 2' und 2¹¹ liegt, so eingestellt ist, dass bei einer entsprechenden Filterstellung¹ die Pulsfrequenz jeden Wert zwischen P und 1OP einnehmen kann. Die Rotationsgeschwindigkeit des Stellmotors 10 kann daher kontinuierlich verändert werden.

Um eine Einstellung in der X-Y-Richtung durchführen zu können, ist es nötig eine Unterscheidung der Vorzeichen +X, -X, +Y und -Y vorzunehmen."Zu diesem Zweck sind zwei der in Figur gezeigten Vorrichtungen senkrecht zueinander angeordnet und durch jeweils unabhängige Steuersysteme parallel betrieben·. Betrachtet man ein zweidimensionales X-Y-Koordinatensystem, das senkrecht zur Mittelachse der Welle 12 steht, die sich in gleicher Entfernung von jedem der Lichtempfänger befindet, so ermöglicht eine Verschiebung der Welle 12 eine Unter-

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scheidung der Vorzeichen +X, -X, +Y und -Y. Ausserdem erhält man mit der veränderten Stellung der Welle 12 Impulsfrequenzen für die X- und die Y-Richtung. Die Richtung der Bewegung der Welle 12 ermöglicht die Richtungsunterscheidung und bestimmt das Vorzeichen der Drehbewegung der Stellmotoren für die X-Richtung und die Y-Richtung. Die Bewegung, der Welle 12 erzeugt Impulsfrequenzen für die X-Richtung und die Y-Richtung, die proportional sind zur Länge der Ver-Schiebung und damit ist die Rotationsgeschwindigkeit der Impulsmotoren für die X-Richtung und die Y-Richtung bestimmt. Die Impulsmotoren für die X-Richtung und die Y-Richtung sind beispielsweise mit Einstellvorrichtungen ausgerüstet, die sich exakt in der gleichen Richtung wie die Welle 12 mit einer Geschwindigkeit bewegen, -die proportional zur Ver-Schiebungsstrecke der Welle 12 ist.

Die Figuren 4a, 4b und 4c zeigen ein Ausführungsbeispiel eines X-Y- Manipulators. Ein drehbarer Knopf 14 ist über ein Lager 15 mit einer Welle 12 in Eingriff. Rückstellfedern '13 sind so angeordnet, dass ohne eine angreifende aussere Kraft die Mittelachse der Welle 12 durch eine Linie verläuft, die in gleicher Entfernung von den Lichtempfängern 3-1,. 3-2, 3-3 und 3-4 ist. Diese Linie wird im folgenden als die Ruhestellung bezeichnet. Die Welle 12 dreht sich bei einer Drehung des Knopfes 14 nicht mit. Ein rechtwinkeliges Koordinatensystem ist in einer Ebene aufgespannt, die

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senkrecht zur Mittelachse der Welle 12 liegt. Der Ursprung des Koordinatensystems liegt in der Mittelachse und die Koordinatenachsen seien, wie Figur 4b zeigt, mit +X, -X, +Y und -Y bezeichnet. Mit einem Mikroschalter 16, der im Knopf 14 angeordnet ist, kann ein Antriebsschaltkreis 9-1 für einen Stellmotor für die X-Richtung und ein Antriebsschaltkreis 9-2 für einen Stellmotor für die Y-Richtung betätigt werden. Hierauf wird im folgenden noch eingegangen werden. Mit einem Mikroschalter 17 kann ein einziger Stromstoss oder Impuls, an einen Stellmotor 10-1 für die X-Richtung oder an einen Stellmotor 10-2 für die Y-Richtung gelegt werden. Das Aufschalten dieses Impulses erfolgt für jeden Motor unabhängig vom anderen Motor und ermöglicht einen Antrieb mit einem einzigen Stromstoss bzw. Impuls. Die Vorrichtung nach der Figur weist ausserdem folgende Bauteile auf, wobei gleiche Bauteile jeweils die gleiche Charakteristik aufweisen: Lumineszensdioden 1-1, 1-2, 1-3 und 1-4; Filter 2-1, 2-2, 2-3 und 2-4; Siliziumphotodioden 3-1, 3-2, 3-3 und 3-4 als Lichtempfänger; Permanentmagnete 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4; Schalter 6-1, 6-2, 6-3 und 6-4; eine magnetische Abschirmplatte 5; einen Strom-Frequenz-Wandler 7-1 für die X-Richtung; einen Strom-Frequenz-Wandler 7-2.für die Y-Richtung; einen Schaltkreis 8-1 für die Richtungsunterscheidung in der X-Richtung und einen Schaltkreis 8-2 für die Richtungsunterscheidung in der Y-Richtung. Ein Antriebsschaltkreis 9-1 für den Stellmotor für die X-Richtung wird in Abhängig-

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keit von Eingangs Signalen "betrieben, die er von dem Strom-Frequenz-Wandler 7-1 und dem Schaltkreis 8-1 für die Richtungsunterscheidung in der X-Richtung erhält. Ein Antriebsschaltkreis 9-2 für einen Stellmotor in der Y-Richtung wird in Abhängigkeit von Eingangssignalen betrieben, die er von dem Strom-Frequenz-Wandler 7-2 und dem Schaltkreis 8-2 für die Richtungsunterscheidung in der Y-Richtung erhält. Ausserdem ist in Figur 4c eine Feinstellvorrichtung 18 für Halbleiterplättchen bzw. Unterlagen, Trockenplatten und Masken vorgesehen, die von dem Stellmotor 10-1 für die X-Richtung und dem Stellmotor 10-2 für die Y-Richtung angetrieben wird.

Die in den Figuren 4a bis 4c dargestellte Vorrichtung kann nach dem Prinzip, das im Zusammenhang mit Figur 2 und 3 geschildert wurde, in folgender Weise betrieben werden: Wird der Knopf 14 in eine beliebige Stellung des rechteckigen Koordinatensystems der oben erwähnten Ebene gebracht, so wird entsprechend den Koordinatenwerten der Mittelachse des Knopfes 14 ein Signal für die Richtung und die Geschwindigkeit der Bewegung an den Stellmotor 10-1 für die X-Richtung und den Stellmotor 10-2 für die Y-Richtung vermittelt.

Eine detailierte Beschreibung der Wirkungsweise des abgehandelten Ausführungsbeispieles wird im folgenden im Zusammenhang mit Figur 5 und Figur 6 gegeben. Die Figur 5 zeigt die

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Filter 2-1, 2-2, 2-3 und 2-4 und die' Lichtempfänger 3-1, 3-2, 3-3 und 3-4. In Figur 6 sind die magnetische Abschirmplatte 5 und die Magnetschalter 6-1, 6-2, 6-3 und 6-4 dargestellt.

Die Figuren 5a und 6a zeigen einen Zustand, in dem der Knopf 14 der Figur 4 nicht bewegt worden ist. Das bedeutet, dass sich die Welle 12 in der Ruhestellung befindet. In der Figur 5b und der Figur 6b ist ein Zustand gezeigt, in dem der Knopf 14 in eine Stellung mit den Koordinaten r, u im ersten Quadranten des rechtwinkeligen Koordinatensystems verschoben worden ist. Die Filter 2-1, 2-2, 2-3 und 2-4 sind rechtwinkelig zueinander angeordnet, um die Bewegung sowohl in X- als auch in Y-Richtung erfassen zu können. Der Absorptionsgrad der Filter ändert sich, wie Figuren 2 und 3 zeigten, kontinuierlich oder stufenweise. Die Abschnitte 2-1, 2-2, 2_T-3 und 2_T-4 sind für das Licht der Lichtquellen 1-1, 1-2, 1-3 und 1-4 völlig undurchlässig. Die Abschnitte 2'-1, 2·-2, 2'-3 und 2'-4 der Filter können nur von einer so kleinen Lichtmenge durchstrahlt werden, dass der Photostrom der entsprechenden Lichtempfänger nur die Stärke A besitzt. Die Abschnitte 2"-1, 2»'-2, 2«'-3 und 2»'-4 der Filter sind für eine Lichtmenge durchlässig, mit der ein Photostrom erhalten wird, der das 10-fache des Photostroms beträgt, den man bei Durchstrahlung der Abschnitte 2»-1, 2'-2, 2'-3, und 2'-4 erhält. Die Stärke dieses Photostroms beträgt also 1OA.

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In der Figur 5a sind die Lichtempfänger 3-1, 3-2, 3-3 und 3-4 gerade von den Abschnitten der Filter 2-1, 2^,-2, 2rp-3 und 2„-4 abgedeckt, die nicht lichtdurchlässig sind. Der Photostrom jedes Lichtempfängers ist daher gleich Null. In der Figur 6a sind alle Schalter 6-1, 6-2, 6-3 und 6-4 wegen der Abschirmung durch die magnetische Abschirmplatte 5 in der Stellung "aus". Wird daher der Mikroschalter 16 eingeschaltet, so wird weder der Stellmotor 10-1 für die X-Richtung noch der Stellmotor 10-2 für die Y-Richtung betätigt.

Wird der Mittelpunkt des Knopfes 14 in eine Stellung mit den Koordinaten (r, u) bewegt, wie in der Figur 5b dargestellt ist, so hat der Photostrom des Lichtempfängers 3-1 die Stärke R, der Photostrom des Lichtempfängers 3-2 die Stärke U und die Photoströme der Lichtempfänger 3-3 und 3-4 besitzen eine' Stärke, die grosser als 1OA ist. Die Photostromstärken R und U sind durch die folgenden Beziehunggen begrenzt:

A έ R^ 1OA, A^U ^. 1OA.

Die Schalter 6-1 und 6-2 in Figur 6b sind magnetisch abgeschirmt und dementsprechend in der Stellung "aus". Da die magnetische Abschirmung 5 die Permanentmagneten 4-3 und 4-4 nicht mehr überdeckt, sind die Schalter 6-3 und 6-4

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nicht mehr vom Magnetfeld abgeschirmt und befinden sich daher in der Stellung "ein". Die Vorrichtung ist so ausgebildet, dass bei der Stellung "ein" des Schalters 6-3 der Photostrom des Lichtempfängers 3-1 in Impulse überführt wird, die die Richtung +X (Drehung im Uhrzeigerseinn) repräsentieren,und dass bei der Stellung "ein" des Schalters 6-1 der Photostrom des Lichtempfängers 3-3 in Impulse umgewandelt wird, die die Richtung -X (Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn) repräsentieren. Weitere logische Schaltkreise sind angeordnet, die in der gleichen Weise bezüglich der Lichtempfänger 3-2 und 3-4 wirken. In der Stellung mit den Koordinaten (r, u) sind die Schalter-6-3 und 6-4 in der Stellung "ein". Der Schaltkreis 8-1 für die Richtungsunterscheidung in der X-Richtung wird daher das Vorzeichen +X feststellen und der Schaltkreis 8-2 für die Richtungsunterscheidung in der Y-Richtung wird das Vorzeichen +Y vorgeben. Vom Strom-Frequenz-Wandler 7-1 für die X-Richtung wird ein Photostrom R in Impulse umgewandelt, den man erhält, wenn Licht durch den Abschnitt 2_r-1 des Filters 2-1 auf den Lichtempfänger 3-1 fällt. Der Strom-Frequenz-Wandler 1-2. für die Y-Richtung wandelt einen Photostrom U in Impulse um, den man erhält, wenn Licht den Abschnitt 2 -2 des Filters 2-2 durchstrahlt und

den Lichtempfänger 3-2 erreicht. Falls die Anzahl der entsprechenden Impulse R¹ und U¹ beträgt, so besteht in diesem Zustand zwischen den Photoströmen und Impulsfrequenzen

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folgende Beziehung:

U U» .
R ~ _tR«.

Es ist erforderlich, dass der Stellmotor 10-1 für die X-Richtung und der Stellmotor 10-2 für die Y-Richtung jeweils nur dann betätigt wird, wenn eine Einstellung der maskierten Trockenplatten oder der maskierten Halbleiterplättchen vorzunehmen ist. Aus diesem Grund ist ein Schalter 16, der in Figur 4c gezeigt ist, dem Antriebsschaltkreis 9-1 für den Stellmotor für die X-Richtung und dem Antriebsschaltkreis 9-2 für den Stellmotor für die Y-Richtung vorgeschaltet. Nur falls sich der Schalter 16 in der Stellung "ein" befindet, werden die Stellmotoren 10-1 und 10-2 vom zugehörigen Antriebsschaltkreis 9-1 und 9-2 betätigt. Wird der Mikroschalter 16 in die Stellung "ein" gebracht, so bewegt sich die Feinstellvorrichtung 18 wegen der Betätigung der Stellmotoren 10-1 und 10-2 für die X-Richtung und die Y-Richtung in Abhängigkeit von den Koordinaten (r, u) des Punktes a in die Richtung

9 = tan"¹ -aiii* "

mit der Geschwindigkeit

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(U¹)² + (R')² (K: Konstante).

Wird der Knopf 14 zu einem Punkt a¹ mit den Koordinaten (v, w) weiterbewegt, der sich auf einer Geraden durch den Punkt a und den Ursprung des Koordinatensystems befindet, so ist die PhotoStromstärke des Lichtempfängers 3-1 gleich V, wobei V- grosser als R ist und die Photostromstärke des Lichtempfängers 3-2 ist gleich W, wobei ¥ grosser als U ist. Die Pulsfrequenzen V¹ und W^f, die man in der bereits besprochenen Weise durch die Strom-Frequenz-Wandlung erhält, genügen daher den folgenden Beziehungen:

U U¹ V
R " R¹ W¹ ,

+ (R¹)² < kV (ν)² +

Der Feinstellträger 18 bewegt sich daher mit einer grösseren Geschwindigkeit. Ein Schalter bzw. Taster 17 ist-so angeordnet, dass mit diesem Schalter den Stellmotoren 10-1 und 10-2 für die X-Richtung und die Y-Richtung ein Stromstoss bzw. Impuls nur dann zugeführt werden kann, wenn wenigstens einer der Schalter 6-1, 6-2, 6-3 und 6-4 in der Stellung "ein" ist* . Steht der Knopf 14 im Punkt a (r, u) oder im Punkt a¹ (v, w) so befinden sich die Schalter 6-3 und 6-4

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in der Stellung "ein". Damit können die Schaltkreise 8-1 und 8-2 zur Richtungsunterscheidung für die X-Richtung und die Y-Richtung die Vorzeichen +X und +Y feststellen. Wegen der Betätigung der Antriebsschaltkreise 9-1 und 9-2 für die Stellmotoren der X-Richtung und der Y-Richtung werden dann die Stellmotoren 10-1 und 10-2 für die X-Richtung und die Y-Richtung jeweils eine durch den Stromstoss begrenzte Drehung mit dem Vorzeichen +X oder +Y vollführen. Daraus folgt, dass sich der Feinstellträger 18 in der Richtung tanG= 1/1, d.h. in der Richtung θ =45° im ersten Quadranten bewegt.

Die Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines θ -Manipulators. Dargestellt ist der Bedienungsknopf 14 des Θ-Mani- " pulators, Mikroschalter 16 und 17 und eine Welle 12, die am Mittelpunkt des Knopfes 14 befestigt ist. Greift keine Drehkraft am Knopf 14 an, so wird die Welle 12 durch die Feder 13 in einer festen Stellung, der sogenannten Ruhestellung, gehalten. Ein Filter ändert das ihn durchscheinende Licht kontinuierlich oder stufenweise, falls er gedreht wird. Eine Lichtquelle 1 und ein Lichtempfänger 3 liegen sich gegenüber und zwischen ihnen ist der Filter in konstantem Abstand von der Mittelachse der Welle 12 angeordnet. Ausserdem zeigt die Figur 7 einen Permanentmagneten 4,■eine magnetische Abschirmplatte 5, mit der das Magnetfeld des Permanentmagneten 4 abgeschirmt wird, und einen Magnetschalter 6. Mit einer Spannungsquelle 11, die eine konstante Spannung

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liefert wird die Lichtquelle 1 gespeist, die beispielsweise eine lichtemittierende Diode sein kann. Das Licht der Lichtquelle 1 durchstrahlt das Filter 2 und fällt auf den Lichternpfanger 3. Der Photostrom des Lichtempfängers 3 wird mit einem Strom-Frequenz-Wandler 7 in Impulse überführt. Durch die Stellungen "ein" oder "aus" des Schalters 6 wird mit einem Schaltkreis 8 zur Richtüngsunterscheidung der Richtungssinn der Drehung festgestellt. Ein entsprechendes Eingangssignal wird dem Antriebsschaltkreis 9 für den Stellmotor zugeführt. Der Antriebsschaltkreis 9 für den Stellmotor treibt' den Stellmotor 10 mit einer Geschwindigkeit und mit einem Drehsinn an, die durch die Pulsfrequenz der vom Strom-Frequenz-Wandler 7 erzeugten Impulse und das Richtungssignal des Schaltkreises 8 für die Richtungsunterscheidung festgelegt sind. Mit dem Stellmotor 10 wird ein drehbarer Träger 18 bewegt. Es ist erforderlich, dass der Träger 18 nur dann gedreht werden kann, wenn die Einstellung einer maskierten Trockenplatte oder einer maskierten Unterlage bzw. eines maskierten Halbleiterplättchens erfolgen soll. Deswegen ist dem Antriebsschaltkreis 9 für den Stellmotor ein Schalter so vorgeschaltet, dass nur in der Stellung "ein" des Schalters 16 der Stellmotor 10 von dem Antriebsschaltkreis 9 für den Stellmotor betätigt werden kann. Ausserdem ist ein Schalter bzw. Taster 17 vorgesehen, der in seiner Stellung "ein" nur einen Stromstoss oder einen Impuls dem Stellmotor 10 aufprägt. Der Drehsinn der Rotation ist durch den Schalt-

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kreis 8 für die Richtungsunterscheidung festgelegt.

In der eben beschriebenen Vorrichtung wird die Impulsfrequenz, die man durch die Drehung des Knopfes 14 um seinen Mittelpunkt erhält und das Signal, das den Drehsinn repräsentiert, dem Stellmotor 10 zugeführt und man erhält einen Bewegungsablauf, der dem Prinzip,das im Zusammenhang mit Figur 2 besprochen wurde, entspricht.

Die Figur 8 zeigt die Relativstellung eines Filters 2, das in Pfeilrichtung um die Welle 12 eines 0-Manipulators drehbar ist. Ausserdem ist ein feststehender Lichtempfänger 3 gezeigt. Der Abschnitt 2_T des Filters 2 ist lichtundurchlässig. Der Abschnitt 2' ist nur für eine so kleine Lichtmenge durchlässig, dass der Photostrom des Lichtempfängers 3 nur die Stärke A besitzt. Der Abschnitt 2·' kann von ei·* ner so grossen Lichtmenge durchstrahlt werden, dass der erhaltene Photostrom das 10-fache des Photostroms beträgt den man bei Durchstrahlung des Abschnittes 2· erhält. Die Stärke dieses Photostroms beträgt daher 1OA. Die Photoströme, die man bei Durchstrahlung der Filterabschnitte erhält, die zwischen dem Abschnitt 2» und dem Abschnitt 2" liegen, ändern sich bei Drehung des Filters kontinuierlich von einer Photostromstärke A bis zur Photostromstärke 1OA. Falls mit der PhotoStromstärke A der Strom-Frequenz-Wandler 7 eine Impulsfrequenz P¹ erzeugt, so kann mit der Anordnung jede Im-

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pulsfrequenz erhalten werden, die zwischen P¹ und 1OP¹' liegt. Damit ist es möglich, die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit zu steuern, die dem Stellmotor 10 zugeführt werden,und dementsprechend ist die Rotationsgeschwindigkeit des Stellmotors 10 zu steuern.

Figur 9 zeigt Relativstellungen der magnetischen Abschirmplatte bezüglich eines Schalters 6. In der Figur 9a befindet sich der Knopf 14 in seiner Ruhestellung und die Stellung des Schalters 6 ist "aus". In Figur 9b wurde der Knopf 14 in Richtung des Pfeiles X gedreht. Damit befindet sich der Schalter 6 in seiner Stellung "ein", womit der Richtungssinn der Rotation' leicht festgestellt werden kann.

Die Figur 10 zeigt den wesentlichen Teil eines anderen Ausführungsbeispiels. Ein Filter 2 reflektiert das Licht einer feststehenden Lichtquelle 1. Wird das Filter 2 bewegt, so ändert sich die Menge des reflektierten Lichtes kontinuierlich oder stufenweise. Ein Lichtempfänger 3 ist so im Lichtweg des reflektierten Lichtes angeordnet, dass seine lichtempfindliche Oberfläche einen rechten Winkel mit der optischen Achse des reflektierten Lichtes bildet. Daraus resultiert, dass der Photostrom des Lichtempfängers 3 sich kontinuierlich oder angenähert kontinuierlich ändert. Nach einer Strom-Frequenz-Wandlung des Photostromes können Betriebs-

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schritte entsprechend dem im Zusammenhang mit Figur 2 "besprochenen Prinzip durchgeführt werden.

In Jedem der Ausführungsbeispiele die in Figur 11 und 12 gezeigt sind, ist eine lichtemittierende Diode, beispielsweise eine Lumineszensdiode 1, ein Lichtempfänger 3 und ein Filter 2 angeordnet. Die Menge des das Filter 2 durchscheinenden oder vom Filter 2 reflektierten Lichtes ändert sich plötzlich sehr stark und mittels des plötzlichen Unterschieds in der Stärke des Photostroms des Lichtempfängers 3 kann ein "ein-aus"-Signal für die Vorzeichenfeststellung der Bewegungsrichtung oder des Drehsinns erhalten werden.

Die. Figuren 13a, 13b und 13° zeigen Einzelheiten der oben erwähnten optischen Filter. Die Figur 13a zeigt ein

Filter,das eine photographische Trockenplatte oder ein photographischer Film ist. In der Figur ist das Filter zwischen einer lichtemittierenden Diode und einem Lichtempfänger 3 angeordnet. Bewegt sich die lichtemittierende Diode 1 und der. Lichtempfänger 3 aus der Stellung 3 in die Stellung 3¹ relativ zum Filter 2, d.h. in der Richtung X, so wächst die Menge des durchgelassenen Lichtes um den Faktor 10. Bei einer Bewegung in die Richtung Y bleibt die Menge des durchgelassenen Lichts konstant. Ein Diagramm zeigt die Beziehung zwischen der Stellung in X-Richtung relativ

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zum Filter 2 und der zugehörigen Stromstärke des Lichtempfängers. Dem Diagramm ist zu entnehmen, dass die Photostromstärke der Stellung in der X-Richtung proportional ist. Die Durchlässigkeitsdichte eines photographischen Filmes oder einer photographischen Trockenplätze ist durch den dekadischen Logarithmus des Kehrwertes des Durchlässigkeitsgrades T gegeben: log_1Q 1/T. Es ist schwierig,die Dichte des Filters kontinuierlich oder stufenweise so zu ändern, dass man Proportionalität zwischen der Relativstellung in X-Richtung des Filters und der entsprechenden Photostromstärke des Lichtempfängers erhält, wie sie im Diagramm der Figur 13a gezeigt ist. Zur Abhilfe kann ein Lichtempfänger mit einer grösseren lichtempfindlichen Oberfläche und folgende Filteranordnung eingesetzt werden: Die Figur 13b zeigt, dass die Breite der schwarzen und weissen Streifen verändert wird, um die effektive Lichtdurchlässigkeit in X-Richtung zu ändern. Bei einem solchen Filter ist es sehr leicht Proportionaliät zwischen der Relativstellung in X-Richtung des Filters und der entsprechenden Photostromstärke des Lichtempfängers einzuhalten. Ausserdem lässt sich die Charakteristik des Filters gleichförmig gestalten. Die Figur 13^c zeigt ein Filter, das in folgender Weise hergestellt ist: Ein harter Chromüberzug wird auf eine Glasplatte gelegt und dieser Chromüberzug wird mit einer licht-! empfindlichen Schicht versehen. Nach Belichtung und Entwicklung der lichtempfindlichen Schicht wird die Chrom-

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schicht geätzt und nach diesem Arbeitsgang erhält man bereits das fertige Filter. In der Figur zeigen die gestrichel-r ten Flächen die Chromstreifen, wobei die gesamte Chromschicht aufgedampft wurde. Das Muster besitzt die gleiche Konfiguration wie das der Figur 13*> Proportionalität zwischen der relativen Stellung in X-Richtung des Filters und dem Photostrom ist gewährleistet, wobei der Photostrom durch das Licht der Lichtquelle erhalten wird, das vom Filter reflektiert wird und auf den Lichtempfänger trifft. In der Y-Richtung bleibt die Photostromstärke unverändert.

Figur 14 zeigt die Bedienung, eines erfindungsgemässen Manipulators. Die Zeichnung zeigt Bedienungspulte 19. und 19' für einen X-Y- und einen θ-Manipulator. Mikroschalter 16 und 16· sind angeordnet, mit denen die Stellmotoren für die Zeitspanne eingeschaltet werden können, die man zur Einstellung der maskierten Trockenplatte und der maskierten Unterlage benötigt. Ausserdem sind Mikroschalter 17 und 17' vorgesehen, um den Stellmotoren nur einen Stromstoss oder einen Impuls zuführen zu können." Der Betriebsführer 20 bewegt mit seiner rechten Hand den Knopf 14 des X-Y- Manipulators in eine willkürliche Stellung in Richtung der Pfeile und schaltet den Mikroschalter 16j^in um eine Einstellung der maskierten Trockenplatte oder der maskierten Unterlage in der X-Y-Ebene durchzuführen. MJLt seiner linken Hand dreht der Betriebsführer 20 ausserdem den Knopf 14· des Θ-Mani-

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pulators in die Richtungen der Pfeile und schaltet den Mikroschalter 16· ein, wenn er eine Einstellung der maskierten Troekenplatte oder der maskierten Unterlage in der θ -Drehrichtung durchführen will. Es ist daher möglich, die Arbeitsschritte gleichzeitig mit beiden Händen durchzuführen.

Bei einem herkömmlichen, mechanischen Manipulator ist eine Einstellung der maskierten Trockenplatte oder der maskierten Unterlage nicht mit einer verkleinerten Bewegung des Knopfes des Manipulators möglich. Aus diesem Grunde war das sehr genaue Einstellen einer maskierten Trockenplatte oder einer maskierten Unterlage praktisch unmöglich und aus mechanischen Gründen war es sehr schwierig eine Einstellung durchzuführen, wenn grosse Entfernungen zwischen aufeinanderfolgenden Stellungen der maskierten Trockenplatte oder der maskierten Unterlage zu überwinden waren. Ausserdem ist bei mechanischen Manipulatoren der Mechanismus für eine Einstellung in der X-Y-Richtung völlig verschieden vom Mechanismus für eine Einstellung in der θ -Richtung und die Methoden zur Grob- und Feineinstellung sind ebenfalls völlig unterschiedlich. Mechanische Manipulatoren.besitzen daher den Nachteil einer komplizierten Betriebsweise und benötigen viel. Zeit für eine Einstellung. Mit dem erfindungsgemässen Manipulator sind die Nachteile der mechanischen Manipulatoren dadurch überwunden, dass eine Geschwindig-

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keitssteuerung des Stellmotors mit einem elektro-optisehen System durchgeführt wird. Mit dem erfindungsgemässen Manipulator kann eine Einstellung mit hoher Genauigkeit, die geringer als 0,5 /um ist, erhalten werden und bei dieser Einstellung kann die Bewegung des Knopfes des Manipulators klein sein, so dass eine verkleinerte Ausführungsform mit geringem Gewicht verwendet werden kann.

Ausserdem wird bei dem erfindungsgemässen Manipulator eine Geschwindigkeitssteuerung des Stellmotors vorgenommen, so dass eine Feineinstellung in kurzer Zeit auch dann erhalten werden kann, wenn die aufeinanderfolgenden Relativstellungen der maskierten Trockenplatte oder der maskierten Unterlage weit voneinander entfernt sind. Wegen des elektrooptischen Systems kann der Betriebsführer mit Fernsteuerung arbeiten. Daher kann mit einer überwachenden Fernsehkamera der Einfluss von Staub vermieden werden, der vom Betriebsführer herrührt, und die Anstrengung des Betriebsführers wird vermindert. Es ist zu betonen, dass der erfindungsgemässe Manipulator nicht nur zur Herstellung integrierter Schaltkreise sondern auch zur Einstellung von Mikroskopen, Projektoren, Messinstrumenten usw. verwendet werden kann, wobei die Vorteile der Fernsteuerung erhalten bleiben, die darin liegen, dass schädliche Beeinflussungen durch den Betriebsführer ausgeschaltet sind. Möglich ist es auch,Gleichspannungsmotoren unterschiedlicher Art· anstelle eines mit Stromimpulsen betriebenen Motors zu verwenden.

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Claims

Patent-(Schutz-)Ansprüche

Manipulator, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Lichtquelle (1) und wenigstens ein Lichtempfänger (3) vorgesehen sind, dass im Lichtweg zwischen einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger ein optisches Filter (2) angeordnet ist, das seinen Absorptionsgrad oder seinen Reflexionsgrad kontinuierlich oder stufenweise ändert und mit dem die auf den Lichtempfänger auftreffende Lichtmenge kontinuierlich oder stufenweise änderbar ist, dass das Ausgangssignal des Lichtempfängers in Impulse umwandelbar ist, deren Frequenz proportional zur Grosse des Ausgangssignals ist und mit denen eine Geschwindigkeitssteuerung eines Stellmotors (10) kontinuierlich durchführbar ist, und dass eine Unterscheidung der Bewegungsrichtung vorzunehmen ist, wozu ein Permanentmagnet (4) und ein Schalter (6) oder eine Lichtquelle (1, Fig. 11, Fig. 12), ein Lichtempfänger (3, Fig. 11, Fig. 12) und ein optisches Filter (2, Fig. 11, Fig. 12^ das seinen Absorptions- oder Reflexionsgrad sprunghaft ändert, vorgesehen sind.
2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicznet, dass bei Fernbedienung über eine Überwachungsfernsehkamera eine höchst genaue Einstellung in kürzester Zeit

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auch bei einer grossen Abweichung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stellungen durchführbar ist.

2 0 9i b 8. b / ü 8 9 5

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