DE2253789A1

DE2253789A1 - Verfahren zum bestimmen und/oder kontrollieren von abmessungen eines zu ueberwachenden objektes

Info

Publication number: DE2253789A1
Application number: DE2253789A
Authority: DE
Inventors: Hans Stut
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-11-02
Filing date: 1972-11-02
Publication date: 1974-05-09
Also published as: US3908077A; DE2253789C3; DE2253789B2

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 8 München 2 'ZNOV1972

Berlin und München Witteisbacherplatz 2

YPA 72/1199

Verfahren zum Bestimmen und/oder Kontrollieren von Abmessungen eines zu überwachenden Objektes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen und/oder Kontrollieren von Abmessungen eines zu überwachenden Objekts über das von einer elektronischen Kamera aufgenommene und auf einem elektronischen Bildschirm - vorzugsweise gleichzeitig mit der Aufnahme - wiedergegebene Bild des Objekts.

Ein solches Verfahren ist in der deutschen Patentanmeldung P 2.1 13 720.2 (VPA 71/1044). mit dem Titel "Verfahren zum tiegellosen Zonenschmelzen" beschrieben. Dabei ist die elektronische Kamera eine Fernsehaufnahmekamera, der elektronische Bildschirm eines der üblichen Fernsehwiedergabegeräte und das Objekt eine Schmelzzone, deren Größe und damit Stabilität überwacht werden soll. Auch im Falle der vorliegenden Erfindung bildet das tiegellose Zonenschmelzen von Halbleiterstäben ein Hauptanwendungsgebiet, obwohl noch weitere Anwendungsmöglichkeiten gegeben sind.

Das oben angegebene Verfahren könnte durchgeführt werden, indem man gleichzeitig mit dem Bild des zu überwachenden Objekts, z.B. einer tiegelfrei gehalterten Schmelzzone, eine dem Objekt maßstabgerecht entsprechende Meßskala auf dem Wiedergabeschirm anbringt, um mit deren Hilfe die wahren Größen des Objekts unmittelbar ablesen zu können. Diese Uethode führt erfahrungsgemäß zu Ungenauigkeiten und läßt auch nicht so ohne weiteres eine Automatisierung der Auswertung zu.

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Die Erfindung schlägt statt dessen vor, daß zunächst die elektronische Kamera derart zu dem Objekt in Stellung gebracht wird, daß die gesuchte Abmessung transversal zu der objektseitigen optischen Achse der Aufnahmeoptik der elektronischen Kamera orientiert ist, daß ferner gleichzeitig mit dem Bild des Objekts eine in definierter Weise über den elektronischen Bildschirm verschiebbare l.Ießmarke M elektronisch erzeugt und nacheinander mit den beiden Endpunkten des Bildes D' der gesuchten Abmessung D des ÜDjekts zur Koinzidenz gebracht wird, daß außerdem die hierfür erforderliche Änderung der Einstellung der die Lage der Meßmarke M auf dem Bildschirm festlegenden insbesondere elektronischen - Mittel mit einer geeichten Änderung der Einstellung dieser Mittel verglichen wird, die einer bekannten transversalen Strecke s in der Entfernung des Objekts von der Aufnahmeoptik der elektronischen Kamera zugeordnet ist, und daß schließlich aus dem Ergebnis dieses Vergleichs - vorzugsweise elektronisch - der tatsächliche Y/ert der Abmessung D ermittelt wird.

Da im allgemeinen das auf dem Bildschirm des Wiedergabegerätes wiedergegebene Bild D¹ der gesuchten Abmessung D an sich nur der Projektion von D auf eine zu der objektseitigen optischen Achse des Aufnahmegerätes senkrecht orientierte Ebene entspricht, wird die erste der anzuwendenden Maßnahmen unmittelbar verständlich. Bei ihrer Außerachtlassung würde man aus dem Bild D' nur den Wert von D.sin^> ermitteln, wobei ci> der Winkel zwischen D und der optischen Achse ist.

Ferner wird bei den gemäß der Erfindung zu verwendenden Geräten (elektronische Aufnahmekamera und elektronisches Bildwiedergabegerät) eine transversal zur optischen Achse der Aufnahmekamera orientierte Strecke D ein umso größeres Bild D¹ bei gleicher Entfernung zwischen D und der elektronischen Aufnahraekamera auf dem elektronischen Bildschirm des V/iedergabegerätes

geändert gemäß Eingabe

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ergeben, je größer die Strecke D in Wirklichkeit ist. Außer-, dem darf mit Recht angenommen werden, daß dann Proportionalität zwischen D und D¹ besteht, zumindest wenn das Bild des Objekts im zentralen Teil des Bildschirms erscheint.

Durchläuft nun die Meßmarke M die zur Abbildung der Eichstrecke s am Ort des Objekts sich ergebende Vergleichsstrecke s¹ auf dem elektronischen Wiedergabeschirm, so ist hierzu eine definierte Änderung der Einstellung der die Lage der Meßmarke M auf dem Wiedergabeschirm bestimmenden Einstellungsmittel erforderlich. Diese Einstellmittel sind nichts anderes als die Lage der Meßmarke M auf dem Bildschirm festlegende Einstellparameter, wobei die Zahl dieser Einstellparameter gegebenenfalls der Zahl der Freiheitsgrade für die Bewegbärkeit der Meßmarke M auf dem elektronischen Wiedergabeschirm entspricht. Falls die Meßmarke M lediglich längs einer vorzugsweise durch die Mitte des Wiedergabeschirms gehenden Geraden bewegbar ist, dann genügt offenbar nur ein einziges Einstellmittel, also auch nur ein die Lage der Meßmarke M auf dem Wiedergabeschirm definierender Einstellparameter p. Ist hingegen die Meßmarke M nach zwei verschiedenen Dimensionen, also einer x- und einer y-Richtung, auf dem Bildschirm verschiebbar, so wird man mitunter ein die x-Lage als auch ein die y-Lage bestimmendes besonderes Einstellmittel vorsehen, so daß man dann auch zwei Einstellparameter ρ und ρ hat.

Vor allem gilt dies, wenn die Meßmarke M durch eine im Strahlengang der Aufnahmeoptik der elektronischen Kamera eingeblendete und senkrecht zu deren optischer Achse in definierter Weise verschiebbare Gesichtsfeldblende erzeugt wird. In diesem Fall gilt außerdem, daß die (auf eine Nulleinstellung bezogene) Einstellung der die Lage der Meßmarke Έ bedingenden Einstell -

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mittel, also die Werte der Einstellparameter, proportional zu der ihnen zugeordneten Veränderung der Lage dei⁴ Meßmarke M auf dem elektronischen Bildschirm wird bzw. werden.

Der wichtigste Fall für die Erfindung ist jedoch, daß die Meßmarke M durch elektrische Impulse erzeugt wird, mit denen der Elektronenstrahl in der elektronischen Aufnahmekamera und/oder der Elektronenstrahl im Wiedergabegerät moduliert wird. In diesem Fall ist mindestens eine Folge periodischer Impulse vorgesehen, die den Elektronenstrahl des Wiedergabegerätes dazu veranlassen, neben dem Bild des zu überwachenden Objekts die Meßmarke M auf dem Bildschirm zu "schreiben"; oder es ist·ein zweiter, lediglich der Erzeugung der Meßmarke auf dem Bildschirm dienender Elektronenstrahl vorgesehen. Die erste Möglichkeit läßt sich ohne Schwierigkeiten mit den zur Verfügung stehenden handelsüblichen Geräten erreichen, während die zweite Möglichkeit die Anwendung einer mit zwei unabhängig voneinander steuerbaren Elektronenstrahlen versehenen Fernsehwiedergaberöhre erfordert. In den folgenden Betrachtungen wird vor allem der erste Fall näher behandelt.

Falls Proportionalität zwischen der Verschiebung der Meßmarke M auf dem Bildschirm des elektronischen Wiedergabegerätes und der diese Verschiebung verursachenden Änderung des der Verschiebung zugeordneten Einstellparameters ρ besteht, dann gilt die Proportionalität (1 ) I) : D' = s: s¹
und die Proportionalität
(2) D : s = p(D') : p(s'),

wobei p(D') die Änderung des Einstellparameters ρ bedeutet, die erforderlich ist, damit die Meßmarke M auf dem Bildschirm das Bild D¹ der zu kontrollierenden Dimension D durcnläuft, während p(s') die Änderung des gleichen Parameters ist, die

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notwendig ist, damit M das Bild s¹ der Eichstrecke s durchläuft.

Falls die Entfernung zwischen der elektronischen Kamera^ und dem zu überwachenden Objekt konstant gehalten wird, hat man zufolge von (2)

(3) D = p(D') · f -

wobei f = s ; p(s') ein konstanter Paktor ist. Wird hingegen diese Entfernung geändert, so muß f erneut ermittelt werden.

Bei der Auswertung von (3) kann es sich nach Lage der Dinge zunächst nur darum handeln, die für das Durchlaufen der - im allgemeinen als geradlinig vorausgesetzten - Strecke D* erforderliche Änderung von ρ zu erfassen. Palis nun die Meßmarke M nur geradlinig in einer Dimension, z.B. einer Horizontalen, über den Bildschirm bewegt werden kann, dann hat man auf jeden Fall nur einen Abstimmparameter. Man muß dann dafür Sorge tragen, daß das Bild der Dimension D mit dem für die Meßmarke M zugänglichen Y/eg auf dem Bildschirm zusammenfällt. Realisieren läßt sich diese Möglichkeit mit einer in der Optik der Aufnahmekamera angeordneten und senkrecht zu deren optischer Achse in einer Dimension verschiebbaren Marke einer Gesichtsfeldblende (z.B. Fadenkreis) oder einer elektronischen Bildwiedergaberöhre, die zwei unabhängig voneinander steuerbare Elektronenstrahlen enthält..

Beide Möglichkeiten lassen aber im Prinzip ebenso leicht.die Steuerung nach zwei Dimensionen der Beweglichkeit der Meßmarke M auf dem Bildwiedergabeschirm zu. Beispielsweise kanu die die Marke M optisch erzeugte Marke auf der Gesichtsfeldblende in der Aufnahmekamera nach dem Prinzip eines Kreuztisches aufgebaut und daher nach zwei senkrecht zueinander orientierten Dimensionen, also einer x- und einer y-Dimension

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bewegbar sein. Demzufolge wird dann auch die Meßmarke M auf dem Bildschirm nach einer x- und einer y-Richtung beweglich sein. Man wird dann im Interesse einer einfachen Auswertbarkeit dafür sorgen, daß die der Bewegbarkeit von M in der x-Richtung und die der Bewegbarkeit von M in der y-Richtung dienenden, von einander unabhängigen Einstellmittel exakt dieselbe Einstelleapfindlichkeit erhalten, 30 daß die diesen Einstellmitteln zugeordneten Einstellparameter ρ und

JL

ρ in gleicher Weise die Bewegung der Lleßmarke steuern. Dies bedeutet, daß stets

dx _ dy

sein soll. Ferner soll f = f = f sein. Dann tritt an die

Stelle der einfacheren Beziehung (3) die Beziehung

(4) B= f

wobei D' die Komponente von D¹ in x-Richtung und D' die Korn

X Jr

ponente in y-Richtung bedeutet.

Im Prinzip kann das beschriebene Verfahren auch dazu angewendet werden, um die Größe nicht geradliniger Strecken D zu bestimmen.

Für eine aus geradlinigen Teilstrecken zusammengesetzte Strecke gilt in Verallgemeinerung von (4) ersichtlich

wobei P^-(D' ) bzw. P„.(D' ) die Änderung des Parameters ρ bzw. des Parameters ρ bedeuten, die erforderlich sind, dasiit die Meßmarke M das Bild D' der ν-ten Teilstrecke D_v durchläuft.

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Eine gekrümmte Strecke läßt sich übrigens in ähnlicher Weise. behandeln. Man wird das dem Verlauf von D ähnliche Bild D¹ auf dem Wiedergabeschirm durch einen hinreichend feinen Sehnenzug ersetzen, wobei die einzelnen Sehnen gleichen aneinandergereihten Abszissen oder Ürdinatenabschnitten entsprechen. Die zugehörigen Differenzen Δ ρ und Δ ρ

χ y

werden dann quadriert und die Wurzel aus den Quadratsummen gebildet und mit dem Paktor f multipliziert. Bei genügend feiner Einteilung erhält man mit beliebiger" Genauigkeit den Wert von D.

Die Steuerung der Bewegung der Meßmarke M auf dem Bildwiedergabeschirm muß so erfolgen, daß M das Bild D¹ der zu kontrollierenden Strecke D vom Anfangspunkt bis zum Endpunkt ganz durchläuft. Am einfachsten erfolgt die hierzu erforderliche Bedienung und Überwachung der Einstellmittel durch einen Beobachter, der die erforderlichen Änderungen der Einstellparameter ρ und ρ manuell vornimmt und visuell kontrolliert χ y

und auswertet. Empfehlenswerter ist es allerdings, zu automatisieren. Im folgenden werden hierzu verschiedene Möglichkeiten angegeben.

Es ist klar, daß die Mittel, welche die jeweilige Position der Einstellmittel registrieren, von der physikalischen Natur des Einstellmittels abhängen. Diese Überwachungsmittel müssen ansprechen, sobald M mit dem Anfang, des Bildes D¹ koinzidiert und abschalten, sobald M das Ende von D¹ verläßt. Eine prinzipielle Möglichkeit ist durch die Tatsache gegeben, daß aufgrund der elektronischen Erzeugungsweise der Meßmarke M diese sich optisch dem Bild D¹ von D überlagert, so daß die Helligkeit von 3fi bei beginnender und beendigter Koinzidenz eine deutliche Zunahme oder Abnahme erfahren wird, die dann zur Steuerung geeigneter Überwaehungsorgane, z.B. Photozellen,

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Photodioden oder Phototranaistoren, ggf. mit Schaltcharakteristik, herangezogen werden. Diese Überwachungsorgane setzen dann die Kontrolle der Einstellparameter ρ bzw. ρ und ρ in Kraft bzw. schalten diese ab. Schließlich wird diese Kontrolle der Einstellparameter mit einem elektronischen Rechenwerk gekoppelt, die die von den Überwachungsorganen festgestellten Änderungen der Parameter ρ bzw. ρ und ρ im Sinne der vor-

x y

stehenden Ausführungen auswerten.

Die automatische Führung der Meßmarke M auf dem Bildwiedergabeschirm ist einfach, wenn D¹ eine gerade Strecke ist. Bedient man beispielsweise nur den Parameter ρ , so wird die .Meßmarke M ersichtlich längs einer Horizontalen über den Bildschirm wandern, während eine Bedienung von ρ eine Ver-Schiebung der Meßmarke M längs einer Vertikalen bedeutet. Handelt es sich beispielsweise um die Bestimmung des Durchmessers der Schmelzzone beim tiegellosen Zonenschmelzen eines vertikalen Halbleiterstabes, so kann ρ fest eingestellt bleiben, während ρ so variiert wird, daß die Meßmarke M quer über das Bild der geschmolzenen Zone wandert. Da die radiale Umgebung der geschmolzenen Zone gewöhnlich wesentlich dunkler als die Schmelzzone ist, wird die Meßmarke M beim Eintritt in das Bild Z¹ der Schmelzzone Z eine deutliche Aufhellung, beim Verlassen dieses Bildes eine ebenso deutliche Abdunkelung erfahren. Die Bewegung der Meßmarke M läßt sich in diesem Fall beispielsweise durch einen Elektromotor bewirken, der die manuelle Betätigung des Einstellmittels, z.B. einer oder zweier Stellschrauben, Potentiometer, Hebel und anderer bekannter derartiger Mittel, durch eine automatisierte Betätigung ersetzt.

Schwieriger ist eine Automatisierung der Führung, wenn die zu bestimmende Dimension D und dementsprechend auch ihr Bild D'

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keiner geradlinigen Strecke entsprechen. Aber auch hier lassen sich Wege finden, die allerdings einen erheblich größeren technischen Aufwand erfordern. Sie sollen deshalb hier nur kurz angedeutet werden. Sie verlangen, daß das Bild B¹ der gesuchten Dimension D auf dem Bildschirm des Wiedergabegerätes automatisch abgetastet und das Ergebnis zur gesteuerten Bedienung der ρ - und ρ -Parameter herangezogen wird. Gleichzeitig müssen diese Mittel dann mit der Auswertung der Veränderung der Einstellung dieser Parameter verbunden sein.

Es ist klar, daß man durch eine entsprechend programmierte . Bedienung der Parameter ρ und ρ die Meßmarke M auf jedem

χ y

beliebigen Weg über den Bildschirm des Wiedergabegerätes führen kann.

Der Pail einer zweidimensionalen Einstellbarkeit der Bewegung der Meßmarke M, also die Einstellung nach einem ρ - und einem P -Parameter, läßt sich, wie bereits oben angedeutet, unter Verwendung einer senkrecht zur optischen Achse der Aufnahmeoptik in der elektronischen Kamera nach zwei zueinander senkrechten Dimensionen verschiebbaren G-esichtsfeldblende ohne Schwierigkeiten erreichen. Beispielsweise ist eine solche Gesichtsfeldblende mit einem dunklen oder beleuchteten Fadenkreuz ausgerüstet, dessen Bild dann die Meßmarke M auf dem Schirm des Wiedergabegerätes definiert.

Eine andere Möglichkeit ist durch Verwendung eines zweiten Elektronenstrahls in der Bildschirmröhre des Wiedergabegerätes gegeben. Der erste Elektronenstrahl wird dann von der Aufnahmekamera her getastet, während der zweite Elektronenstrahl ausschließlich der Erzeugung der Meßmarke M dient, die durch den Auftreffleck des zweiten Elektronenstrahls auf dem Bildschirm der Wiedergaberöhre gegeben ist. Sine elektro-

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statische und/oder magnetische Steuerung des zweiten Elektronenstrahls, z.B. durch jeweils ein Paar eigens diesem Elektronenstrahl zugeordneter x-Ablenkplatten und y-Ablenkplatten oder Ablenkspulen sorgt dafür, daß der Auftreffleck des zweiten Elektronenstrahls unabhängig von dem das Bild des zu überwachenden Objekts schreibenden ersten Elektronenstrahls zu jedem beliebigen Ort des Bildschirms des Wiedergabegerätes geführt werden kann. Die Spannung an den x-Ablenkplatten des zweiten Elektronenstrahls gibt dann den Parameter ρ , die Spannung an den y-Ablenkplatten den Parameter ρ . Die

χ y

Koinzidenz der Auftrefflecke der beiden Elektronenstrahlen ruft eine verstärkte Leuchterscheinung auf dem Bildschirm des WiedergabegeTätes hervor, die umso intensiver wird, je heller die beiden Elektronenstrahl-Auftrefflecke an sich sind.

Wird beispielsweise das Bild einer Schmelzzone beim tiegellosen Zonenschmelzen eines Siliciumstabes von dem ersten Elektronenstrahl geschrieben und die Intensität des die Meßmarke M schreibenden zweiten Elektronenstrahls konstantgehalten, so wird beim Auftreffen der Auftrefflecke der beiden Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm eine Überlagerung der Wirkung beider Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm erfolgen, die sich zwangsläufig in einer größeren Helligkeit der Lleßraarke M bemerkbar machen muß, als diese bei Abwesenheit des das Bild des Objekts schreibenden Elektronenstrahles wäre. Tritt die Koinzidenz an hellen Stellen des Bildes» also im Bild der hellen Schmelzzone auf, so wird die resultierende Helligkeit der Meßmarke LI merklich größer sein,als wenn die Meßmarke auf dem Bild des dunklen Hintergrunds der Schmelzzcne wandert. Der bei Durchquerung des Bildes der Schmelzzone durch die Meßmarke M bedingte Helligkeitszuwachs bzw. Helligkeitsabfall der ileßmarke ü kann nicht nur visuell, sondern auch durch entsprechende elektronenoptische Instrumente registriert

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und zum selbsttätigen Einschalten bzw. Wiederabschalten von die Änderungen der Parameter ρ und ρ beim Durchlaufen des

χ if

Bildes der Schmelzzone registrierenden und auswertenden Instrumenten herangezogen werden.

Anstelle einer Abtastung mit optoelektronischen Mitteln kann man auch am Bildschirm des Wiedergabegerätes eine Meßsonde anbringen, welche auf lokale, insbesondere impulsartige, Änderungen der Stromdichte im Wiedergabeschirm zu reagieren imstande ist. Eine solche Meßsonde kann z.B. in einer kleinen mehrwindigen Induktionsspule bestehen, die außen etwa am Ort des Sehmelzzonenbildes am Bildschirm angebracht wird, und die auf die Änderungen der Stromdichte in diesem Gebiet in dem leitenden Bildschirm reagiert. Der die Meßmarke M erzeugende zweite Elektronenstrahl wird in seiner Intensität so bemessen, daß sich der Unterschied einer Überlagerung der Auftrefflecke beider Elektronenstrahlen auf dem Gebiete außerhalb des Schmelzzonenbildes und auf dem Gebiete innerhalb des Sehmelzzonenbildes deutlich bemerkbar macht. Außerdem wird man die Auftrefflecke beider Elektronenstrahlen etwa gleich groß einstellen. Eine Koinzidenz beider Elektronenstrahlen ist ersichtlich immer dann gegeben, wenn der die Marke M sehreibende (gewöhnlich nicht modulierte) Elektronenstrahl auf derjenigen Bildzeile verweilt, die im selben Augenblick von dem das Bild schreibenden ersten Elektronenstrahl geschrieben wird. Die Folge einer Koinzidenz beider Elektronenstrahlen wird nicht nur ein Leuchtimpuls auf dem Wiedergabeschirm, sondern zugleich ein Stromdichteimpuls am Ort des Auftreffens auf dem Bildwiedergabeschirm sein. Dieser Impuls läßt sich durch eine Sonde abtasten bzw. durch eine im vornherein in der Uähe des Zusammentreffens angebrachte Meßsonde registrieren. Da nun die Höhe der Impulse beim Verweilen der Meßmarke M im Bildfeld der Schmelzzone wesentlich größer und damit die Impulse steiler werden,als wenn M sich im Bildfeld der dunklen

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radialen Umgebung der Schme izzone befindet, so wird auch hier der Moment feststellbar sein, wenn die Meßmarke M das Bildfeld der Schmelzzone betritt bzw. es wieder verläßt.

Im folgenden soll der weitaus wichtigste Fall des erfindungegemä3en Verfahrens betrachtet werden, bei dem der das Bild schreibende Elektronenstrahl durch zusätzliche elektrische Impulse so getastet wird, daß eine Meßmarke M auf dem Schirm des Wiedergabegerätes erscheint. Hierzu hat man zwei Möglichkeiten, die einzeln oder in Kombination miteinander angewendet werden können:

1. Die elektrischen Impulse wirken auf den das Bild in der Wiedergaberöhre auf dem Bildschirm schreibenden Elektronenstrahl unmittelbar ein (Fig. 1);

2. die elektrischen Impulse wirken bereits auf den das von der Optik ier elektronischen Kamera auf das Target der Aufnahmeröhre abtastenden Elektronenstrahl ein (Fig. 2).

Die gleichzeitige Anwendung dieser beiden Möglichkeiten ist, wie man unmittelbar einsieht, möglich und stellt zugleich einen Weg dar, um zugleich zwei verschiedene Meßmarken M-, und Mp auf dem Wiedergäbeschirm zu erzeugen.

Die beiden Möglichkeiten v/erden an Hand der Figuren 1 und 2 näher beschrieben, wobei in Fig. 1 die Verhältnisse im Wiedergabeteil bei Armendung der erstgenannten Möglichkeit, in Fig. die Verhältnisse im Aufnahmeteil (elektronische Kamera) bei Anwendung der zweiten genannten Möglichkeit in sehr vereinfachter Form dargestellt sind. Insbesondere sind alle der Führung der Elektronenstrahlen dienenden und in der Fernsehtechnik allgemein geläufigen Mittel, z.B. die Zeilenkippgeneratoren und Ablenkspulen bzw. -platten, weggelassen.

projezierte Bild des Objekts

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Es bedeutet In Fig. 1 das Bezugsζeichen 1 den aus leitendem, lumineszenzfähigem Material bestehenden bzw. mit einem solchen beschichteten Bildschirm des Wiedergabegerätes, 2 den das Bild des Objekts und die Meßmarke M schreibenden Elektronenstrahl, der einerseits von der leitenden lumineszenten Schicht des Bildschirms 1, andererseits von der den Elektronenstrahl 2 emittierenden Kathode 3 der Bildröhre des Wiedergabegerätes "kontaktiert" wird. Im äußeren Stromkreis dieses Elektronenstrahls 2 ist eine den Elektronenstrahl erzeugende hochgespannte Gleichstromquelle 4 vorgesehen. Es fließt also ein der pro Sekun'de in dem Elektronenstrahl 2 transportierten elektrischen ladung entsprechender Strom, der erstens durch die von der"elektronischen Aufnahmekamera 6 gelieferten Impulse, beispielsweise über den Eingang 5 des Wiedergabe-" gerätes, moduliert wird, andererseits aber auch von den die Meßmarke M erzeugenden Impulsen über ein Koppelglied 9 beeinflußt wird. Aufgrund der Modulation des Elektronenstrahls 2 durch den von der elektronischen Aufnahmekamera 6 gelieferten Strom in Verbindung mit einer entsprechenden bekannten Führung des Elektronenstrahls 2 synchron zu der Führung eines äquivalenten Elektronenstrahls in der elektronischen Aufnahmekamera 6 wird das Bild des Objekts und damit das Bild D¹ der gesuchten Abmessung D auf den Bildschirm geschrieben*

Ein periodische (ggf. auch nahezu periodische) und einander gleiche Impulse liefernder Impulsgenerator 7 arbeitet auf ein - ggf. verstellbares - Verzögerungsglied 8 auf das Koppelglied 9 und damit auf den den Elektronenstrahl 2 enthaltenden Stromkreis. Wenn die Periode Π dieser Impulse der Dauer Tg des Bildzyklus auf dem Wiedergabeschirm exakt entspricht, dann wird durch die Impulse, je nach deren Vorzeichen, eine ortsfeste Aufhellung oder Abdunkelung, also eine ortsfeste Marke M, erzeugt. Ändert sich die Periode/7 dieser Impulse

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gegenüber der Dauer T₃, dann wird die Marke sukzessive entweder in Schreibrichtung oder gegen die Schreibrichtung eine Bildzeile nach der anderen und schließlich das ganze Bild durchlaufen. Ξϊηε Aufhellung als Larke M hat man dann, wenn durch die Impulsfolge die Spannung und/oder die Stromstärke im Elektronenstrahl 2 eine Verstärkung erfährt, eine Abdunkelung, wenn diese Größen durch die Impulse geschwächt werden.

In analoger V/eise läßt sich auch aer Elektronenstrahl in der elektronischen Aufnahmeröhre 6 durch Impulse tasten. Die Verhältnisse sind in Fig. 2 dargestellt. Das vom Objekt D ausgehende Licht dient zur Abbildung des Objekts durch die Optik auf ein Target 11, in welchem das Bild und die in diesen enthaltene Information s.B. in Form einer elektrostatischen La dungsverteilung gespeichert und durch den das Target 11 zeilenweise abtastenden Elektronenstrahl 12 der elektronischen Aufnahmekamera zeilenweise gelöscht wird. Dadurch erhält der Elektronenstrahl 12 eine dieser Ladung entsprechende Modulation. Der Elektronenstrahl 12 ist nun Bestandteil eines äußeren Stromkreises, der einen durch das Bild des Objekts D modulierten Strom führt und der am elektrischen Ausgang 13 der elektronischen Kamera 6 eine entsprechend modulierte Spannung liefert, die dann zur Beaufschlagung des Wiedergabegerätes an dessen Eingang 5 gelegt wird. Sie moduliert dann den das Bild auf dem Y/ie der gabeschirm zeilenweise schreibenden und zu dem Elektronenstrahl 12 in der Aufnahmekamera 6 synchron laufenden Elektronenstrahl 2 des V/iedergabegerätes. Das Bild auf dem »Viedergabeschirin wird dann bekanntlich wegen der kurzen Dauer eines Bildschreib- und bildabtasxzyklus ϊ und der Kontinuität des gesamten Vorgangs als zusammenhängendes Bild erscheinen, zumal weil auch die Lumineszens des durch den Elektronenstrahl 2 lokal angeregten Bildschirms eine im Vergleich zur ZeileriSChreibdauer τ lange Zeit benötigt, um wieder

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abzuklingen. Auch, hier ist eine Impulsgabe 7 in ähnlicher Weise wie in Fig. 1 vorgesehen. .

Da nun der Elektronenstrahl 2 zusätzlich mit der Information der Meßmarke M entweder durch einen unmittelbar mit dem Wiedergabegerät gekoppelten Impulsgenerator 7 oder einen mit der elektronischen Aufnahmekamera gekoppelten Impulsgeber 7 beeinflußt wird, wird der Elektronenstrahl 2 eine durch die Impulse erzeugte Meßmarke M wiedergeben.

Für die beschriebene Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dabei zwei Perioden wichtig, nämlich die Bildabtast- bzw, Bildschreibdauer T-g und die Abtast- bzw. Schreibdauer τ pro Zeile. Hat man insgesamt η Zeilen, so gilt T-g = η.τ , wobei sowohl T als auch T-g je eine konstantgehaltene Größe ist (T ist die Summe der Schreibdauer pro Zeile einschließlich der Dauer des Zurückführens des Elektronenstrahls in die folgende Zeile). Dabei ist der Vollständigkeit halber zu bemerken, daß auch hier - wie in der Fernsehtechnik allganein üblich - die einzelnen Bildschreibzyklen bzw. Bildabtastzyklen sich pausenlos aneinanderreihen, so daß die beiden synchron miteinander bewegten Elektronenstrahlen 2 und 12 unmittelbar nach dem Durchlaufen der letzten Bildzeile des jeweils Torangehenden Bildzyklus unmittelbar mit dem Durchlaufen der .ersten Zeile des jev/eils folgenden Zyklus beginnen. Die Impulsgeneratoren erzeugen nun periodisch kurze Impulse, deren Dauer nur einen Bruchteil der für das Abtasten bzw. Schreiben einer Bildzeile in der Kamera 6 bzw. der Wiedergaberöhre des Wiedergabeteils erforderlichen Zeit τ betragen sollen. Sie haben beispielsweise die Periode/7 = (T-g + a), wobei a eine einstellbare Größe ist. Die Spannung U der Impulsfolge ist durch eine Funktion U = f(t), ihre Stromstärke durch eine Funktion I = g(t). gegeben, v/obei t die Zeit' bedeutet. Es gilt noch die ITeb.en-

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bedingung f(t +/7) = f(t), g(t +77)'= g(t), gleichgültig, auf welchen Wert die Größe a eingestellt wird, solange nur a festgehalten wird. Ist a gleich Null, dann entsteht eine durch die Folge äcuidistanter Impulse bedingte ruhende Ließmarke M. Gibt man hingegen a einen festen positiven oder negativen Wert, so wird die Marke M entsprechend dem absoluten Betrag von a mit mehr oder weniger großer Geschwindigkeit in der einen oder anderen Richtung den Zeilen des Fernsehbildes auf dem Wiedergabeschirm entlang bis schließlich über das ganze Bildfeld des Wiedergabegerätes laufen. Ersichtlich ist also die Größe a als Einstellparameter ρ ungeeignet.

Wenn man aber die Impulsfolgen der Generatoren 7 über eine einen definierten Phasenwinkel# zwischen den mit der Periode /7 - Tq äquidistanten Impulsen der überlagernden Impulsfolge und den die Bildschreibzyklen mit der Dauer T_ß festlegenden Organen einstellende - Verzögerungsschaltung 8 dem den Elektronenstrahl 2 bzw. 12 enthaltenden Stromkreis zuführt, so wird genau das Verlangte geleistet. Die den Phasenwinkel # zwischen den Impulsen der überlagernden Impulsfolge einerseits und dem Bildwiedergabezyklus der Elektronenstrahlen 2 bzw. 12 andererseits steuernden Impulsen definierende Verzögerungsschaltung 8 definiert einwandfrei einen Einstellparameter ρ im Sinne der vorliegenden Erfindung. Geeignet als Verzögerungsschaltung 8 ist beispielsweise die in Fig. 5 in vereinfachter Form dargestellte Schaltung.

Die von dem Impulsgeber 7 mit der Frequenz der Bildschreibzyklen Ty~ abgegebenen Impulse betätigen einen 3-poligen elektronischen Schalter 15, z.B. einen Schalttransistor oder einen Schaltthyristor (Triac). Dieser ist in Reihe mit einem Festwiderstand 16 und einem Ladekondensator 17 an eine Gleichspannungsquelle 14 gelegt. Zwischen dem Festwiderstand 16 und

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dem Lackkondensator 17 ist ein Abgriffpunkt 15 vorgesehen, der an den einen Eingang eines Differenzverstärker^ 20 gelegt ist. Der zweite Eingang ist an den Abgriff 21 eines der soeben beschriebenen Serienschaltung parallelgelegten Potentiometers 19 gelegt. Die Stellung des Potentiameterabgriffs' 21 ist der den Phasenwinkel^· festlegende Einstellparameter p. Je nach Stellung dieses Abgriffs erscheinen die am Ausgang des Differenzverstärkers abzunehmenden Impulse gegenüber den den Schalter 15 betätigenden Impulsen des Generators 7 verzögert. Die am Ausgang des DifferenzVerstärkers 20 erscheinenden Impulse werden nun zum Tasten des Elektronenstrahls 2 bzw.. des Elektronenstrahls 12 über je ein Koppelglied 9 zugeführt. Je nach der-eingestellten Verzögerung wird auch der Phasenwinkel & gegenüber dem Bildwiedergabezyklus veränderlich sein und die Meßmarke M, die durch die Impulse erzeugt wird, eine einstellbare Verschiebung längs der einzelnen Zeilen erfahren, die - im Gegensatz zu einer Verschiebung durch die oben definierte Größe a - je einem ihr eindeutig zugeordneten Wert eines Einstellparameters, also in diesem Falle der Stellung des Potentiometerabgriffs 21, eindeutig zugeordnet ist.

Als weiterer Parameter p, der an Stelle eines definiert eingestellten Verzögerungseffekts gegenüber den für die Wiedergabe des Bildes auf dem Wiedergäbeschirm maßgebenden Vorgängen angewendet werden kann, ist anstelle des Phasenwinkels # die Dauer t. der die Ivleßmarke M erzeugenden Einzelimpulse zu nennen. Stellt man beispielsweise die elektronische Kamera in bezug auf das zu überwachende Objekt so ein, daß das Bild D* der gesuchten Dimension D mit einer vorgegebenen Bildzeile auf dem Wiedergabeschirm unmittelbar zusammenfällt,und wird auf dieser Bildzeile zugleich die Meßmarke M als Strich mit einstellbarer Länge geschrieben, so braucht man nur diesen Strich so einzustellen, daß er das Bild D^r der gesuchten

Dimension gerade überdeckt. Dann ist die Strichlänge genau der Parameter ρ, der unter Anwendung der Beziehung (3) die gesuchte Dimension D ergibt.

Weiter unten wird noch eine Möglichkeit angegeben, bei der zwei voneinander getrennte Striche auf der gleichen 3ildzeile als Keßmarken IvL und H_? geschrieben werden. Sie werden dann in ihrer Länge gerade so eingestellt, daß die' gesuchte Dimension sich aus dem Abstand der einander zugekehrten Enden der beiden strichförmigen oder balkenförmigen lueßmarken LL und U_r ergibt.

Um einen Impuls in der Form eines Striches auf den einen der Elektronenstrahlen 2 bzw. 12 enthaltenden Stromkreise zu geben, kann man beispielsweise (vgl. Fig. 4) das Koppelglied mit seiner mit den Steuerimpulsen zu beaufschlagenden Seite über einen Schalter 22, einen Vorschaltwiderstand 24- an. eine Gleichspannungsquelle 23 legen. Der Schalter, z.3. ein drei- oder vierpoliger Thyristor, wird nun durch die Impulse eines Impulsgebers 7 gesteuert. Es sollen dabei 2 Impulsfolgen jeweils mit der Periode/7 = T^,aber unter definiert einstellbarer Phasenlage zwischen den Impulsen der ersten und den Impulsen der zweiten Impulsfolge - den Schalter 22 steuern. Die erste Impulsfolge schaltet den Schalter 22 ein, die zweite schaltet wieder aus. Solange der Schalter 22 leitend ist, arbeitet die Stromquelle 23 auf das Koppelglied 9 und moduliert den Elektronenstrahl 2 bzw. 12 mit einem hellen oder einem dunklen Dauerstrich, je nachdem, wie die Stromquelle 23 in bezug auf den zu modulierenden Elektronenstrahl gepolt ist.

Die soeben beschriebene IJöglichkeit wird vor allem dann angewendet, wenn die gesuchte Dimension Li, z.3. der Durchmesser einer Schmeizzone beim tiegellosen Zonenschmelzen, mit Hilfe

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zweier gleichzeitig anzuwendenden Meßmarken IvL und Mp bestimmt werden soll. Diese Meßmarken M-. und Mp werden dann gleichzeitig auf dem V/iedergabeschirm derart in Position gebracht, daß Μ., mit dem einen Endpunkt, M₂ mit dem zweiten Endpunkt des Bildes D¹ der (geradlinigen) Dimension D koinzidiert. Aus der hierzu erforderlichen Stellung der diesen Meßmarken separat zugeordneten Einstellmittel und den diese Stellung beschreibenden Werten der zugeordneten Einstellparameter P₁, ρ« oder ρ ^, ρ . oder ρ „, ρ „ läßt sich dann die gesuchte Dimension D - wie oben gezeigt — ermitteln.

Hat man zwei Marken L'L und M₂ JQi"t dem jeweiligen Einstellparameter p^ und p₂, und ist ρ -. bzw. ρ _? der der jeweiligen KuIleinstellung dieser Marken entsprechende Parameterwert, und sind schließlich die Einstellmittel der beiden Meßmarken Μ-, und Mp identisch, so daß stets

dp₁

ist (wobei ds., eine kleine Verschiebung der Marke M₁ und dp. die zugehörige Veränderung des Parameters p-j und ds_? eine kleine Verschiebung der Marke M₂ und dp₂ die zugehörige Änderung des Sinstellparameters p₂ ist), so hat man

" = (MV -*oO ♦ (P₂(^)-Po₂)

wobei P₁(U₁) diejenige Stellung des Einstellparameters P₁ ist, die die Koinzidenz.', der Meßmarke IL mit dem einen Endpunkt d., " des"Bildes D¹ und p₂(dp) diejenige Stellung des Blnstellparameters p₂ ist, die die Koinzidenz der Meßmarke M₂ mit dem anderen Endpunkt des Bildes D¹, bewirkt. Mit Hilfe von D¹ läßt sich aufgrund der oben angegebenen Beziehungen das entsprechende D ohne Schwierigkeiten bestimmen.

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Es ist vorteilhaft, wenn die beiden Meßmarken M₁ und Mp als definierte helle oder dunkle Striche oder Balken vom jeweiligen Bildrand her aus entgegengesetzten Richtungen auf das zu überwachende Objekt geführt werden, wie dies aus der Figur 5 ersichtlich ist. Hier ist das Bild Z· einer Schmelzzone Z dargestellt, die zwischen zwei vertikal gehalterten Stabteilen gehaltert wird, wobei es nur darauf ankommt, den Durchmesser D der Schmelzzone S' bzw. den Durchmesser D¹ des Bildes S¹ der Schmelzzone mit Hilfe der beiden strich- oder auch schneidenartig ausgebildeten Meßmarken M₁ und M_? zu ermitteln. Diese werden von links und rechts an das Bild Z¹ der Schmelzzone Z herangeführt. Die richtige Endstellung ist gegeben, wenn die einander zugewandten Enden der beiden Meßmarken IL und Mp da3 Profil der geschmolzenen Zone am Ort des zu bestimmenden Durchmessers D auf dem Bildschirm gerade berühren, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist..

Zur Erzeugung solcher Meßmarken JVL und M« kann man eine der Schaltung gem. Fig. 4 ähnliche Schaltung wie in- Fig. 6 dargestellt verwenden. Sie enthält eine Gleichstromquelle 23, einen Vorschaltwiderstand 24, das die Verbindung mit dem Elektronenstrahl 2 bzw. 12 herstellende Koppelglied 9 und zwei dreipolige elektronische Schalter 22 und 25, z.B. Thyristoren, die sämtlich in bezug auf die Stromquelle 23 in Reihe geschaltet sind. Der Schalter 22 wird von einer Impulsquelle 7 derart beaufschlagt, daß auf ihn zwei Folgen von gegeneinander mit der einstellbaren Phase V verschobener Impulse - jeweils mit der Periode /7 = T-, - gegeben werden. Die Impulse der einen Folge machen den Schalter 22 leitend, die Impulse der anderen Folge öffnen ihn wieder. Der zweite Schalter 25 wird von Impulsen beaufschlagt, die z.B. mit dem Springen des Elektronenstrahls 2 in bzw. aus einer vorgegebenen festen Zeile, z.B. der Zeile z^, verbunden sind bzw. dieses

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Kippen selbst veranlassen. Der Einsehaltimpuls für die Zeile Zq soll z.B. den Schalter 25 schließen, der darauffolgende Impuls für das Springen in die Zeile ζ . den Schalter 25 wieder öffnen. Schließlich wird noch ein Gerät benötigt, welches es gestattet, die den Schalter 22 einerseits betätigenden Impulse und die den Schalter 25 andererseits betätigenden Impulse in definierte, einstellbare Phasenbeziehung zu einander zu bringen. Ein Zählglied sorgt dafür, daß die Zeilenkippimpulse für den Elektronenstrahl 2 den Schalter 25 nur beim z„-ten Impuls betätigen. Ferner sollen die Impulse der Impulserzeugungsvorrichtung 7 in diesem Falle immer dann erscheinen, wenn die die Schaltvorrichtung 25 betätigenden Impulse wirksam werden, wenn also mit anderen Worten der Elektronenstrahl 2 die Zeile ζ schreibt.

Mit Ausnahme der Zeit,in der die Zeile-z~ geschrieben wird, soll der in Fig. 6 dargestellte Schaltkreis so eingestellt sein, daß der Schalter 25 offen, der Schalter 22 hingegen geschlossen ist. Beim Einschalten der Zeile ζ wird dann ein Schließimpuls auf den Schalter 25 gegeben, der dann die Stromquelle 25 auf das Koppelglied 9 schaltet. Es fließt dann ein Dauer strom, der den Elektronenstrahl 2 entweder direkt oder, falls die Anordnung gem. Fig. 6 nicht mit dem Wiedergabegerät, sondern mit der elektronischen Kamera 6 gekoppelt ist, indirekt in Form eines Dauerstriches tastet, der erst beim Öffnen des Schalters 22 durch einen von dem Impulsgeber 7 erzeugten öffnungsimpuls unterbrochen wird. Auf diese V/eise entsteht die Marke LL . Da nun die Impulserzeugungsanlage 7 nach einer der Phasenverschiebung?⁰ entsprechenden Zeitspanne einen -zweiten, nunmehr als Schließimpuls wirksamen Impuls auf den Schalter 22 gibt, wird dieser wieder geschlossen, so daß wieder Dauerstrom fließt und die Marke M_? geschrieben" werden kann. Schließlich wird der die Zeile ζ abschaltende Kippimpuls des

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Wiedergabegeräts neben seiner Funktion im Wiedergabegerät den Schalter 25 öffnen und auf diese Weise die ursprüngliche Situation wieder herstellen. Sie wird erneut wieder unterbrochen, wenn beim Schreiben des folgenden Bildzyklus die Ζφ-te Zeile erneut erreicht wird.

Als Einstellparameter ρ hat man hier den Phasenwinkel Ψ zwischen den Impulsen der Impulserzeugungsvorrichtung 7. Man kann dies z.B. steuern, indem man die Öffnungsimpulse direkt, die Schließimpulse über eine einstellbare Verzögerungsschaltung dem Schalter 22 zugibt oder umgekehrt.

Die Tatsache, daß man bei üblichen Fernsehgeräten die Rückführung der Elektronenstrahlen 2 und 12 aus der vorangehenden Zeile in die jeweils folgende Zeile bei abgeschaltetem Elektronenstrahl 2 bzw. 12 vornimmt, ermöglicht bei Verwendung solcher Geräte die Meßmarken M-, Mp auch während der Rückführphasen zu schreiben. Es wird also, wenn der Durchmesser des Schmelzzonenbildes an der y-ten Bildzeile gemessen werden soll, der Elektronenstrahl 2 beim Zurückführen aus der (T-I)-ten in dier-te Zeile und aus der ν -ten Zeile in die (i> + 1)-te Zeile mit die Meßmarke LI bzw. die Ueßinarken M-. und Mp erzeugenden Informationen (und nicht etwa zugleich mit einer das Bilö des Objekts betreffenden Information) getastet. Im übrigen werden die der Rückführung des Elektronenstrahles dienenden Kipp-Phasen bei abgeblendetem Elektronenstrahl 2 gehalten.

Der Grundgeuanke der soeben beschriebenen LiÖglichkeiten besteht darin, daß gleichzeitig mit dem Bild des zu überwachenden Objekts zwei in definierter Weise und unabhängig voneinander über den elektronischen Bildschirm verschiebbare I.Ießmarken 1.I^ und 1.1p erzeugt und gleichzeitig mit den Endpunkten des Bilaes D¹ der gesuchten Abmessung D zur Koinzidenz gebrachx werden,

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daß die hierfür erforderliche Einstellung der die Lage der Meßmarken M- und M_? auf dem Bildschirm mit einer Einstellung dieser Mittel verglichen wird, bei deren Anwendung die beiden Meßmarken M.. und M« gleichzeitig mit den Endpunkten einer einer "bekannten transversalen Strecke s in der Entfernung des Objekts von der Aufnahmeoptik der elektronischen Kamera zugeordneten - Eichstrecke s¹ auf dem Bildschirm zusammenfallen wurden und daß aus dem Ergebnis· dieses Vergleichs der tatsächliche Wert der Abmessung I) - vorzugsweise elektronisch ermittelt wird.

Eine wichtige Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren zum Kontrollieren einer steuerbaren ,Abmessung D eines zu überwachenden Objekts über das von einer elektronischen Kamera aufgenommene und auf einem elektronischen Bildschirm wiedergegebene Bild des Objekts, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß zunächst die elektronische Kamera derart zu dem Objekt in Stellung gebracht wird, daß die zu kontrollierende Abmessung D transversal zu der objektseitigen optischen Achse der Aufnahmeoptik der elektronischen Kamera orientiert ist, daß ferner gleichzeitig mit dem Bild des zu überwachenden Objekts zwei in definierter Weise und unabhängig voneinander auf dem elektronischen Wiedergabeschirm verschiebbare Meßmarken M-. und M„ erzeugt und gleichzeitig mit den Endpunkten einer dem Sollwert und der Sollage des Bildes D¹ der zu kontrollierenden Abmessung D entsprechenden Strecke zur Koinzidenz gebracht werden, daß die die Meßmarken IL· und M₂ festlegenden Einstellmittel in der hierzu erforderlichen Stellung festgehalten werden, und daß schließlich Abweichungen des Bildes von seinem Sollzustand automatisch registriert und zur Steuerung eines den Sollzustand wieder herstellenden Regelvorgangs verwendet werden.

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Zur Erläuterung kann beispielsweise die Fig. 5 und die Figuren 7 bis 9 dienen, wobei die in Pig. 5 gezeichnete Lage der Meßmarken M₁ und M₂ dem Sollzustand des Durchmessers D^f dee Schmelszonenbildes Z entsprechen soll.

Ändert sich nun der Durchmesser D' des Schmelzzonenbildes, so wandert entweder mindestens eine der Meßmarken M., Mp in daß Schmelzzonenbild hinein oder es entsteht ein dunkler Zwischenraum zwischen Meßmarke und dem Schmelzzonenbild. Dieser Zustand läßt sich beispielsweise mit optoelektronischen Überwachungsgeräten abtasten und zur Betätigung von Mitteln verwenden, welche die Schmelzzone wieder in den Sollzusta.nd zurückbringen.

Es empfiehlt sich in diesem Fall, die Meßmarken M₁ und Mp hell zu tasten, so daß sie sich gegen die dunkle Umgebung der Schmelzzone Z hell abhebt. Das Bild Z der hellen Schmelzzone und die hellen Meßmarken M₁ und M_? entsprechen dann einer hohen Spannung bzw. einem starken Strom im Elektronenstehl 2, das Bild der dunklen Umgebung einem niedrigen Strom. Die Stromstärke *n? längs der V -ten Zeile, die sowohl die Meßmarken M₁ und M₂, als auch den zu messenden Durchmesser D¹ des Schmelzzonenbildes Z' enthalten soll, hat dann beispielsweise die aus den Figuren 7 bis 9 ersichtlichen Strom- bzw. Spannungsverlauf über die Zeit t während der der Zeile zugeordneten Periodendauer ι γ .

Man kann also die Information, die der Elektronenstrahl 2 aufgrund der Wirkung der elektronischen Aufnahmekamera 6 sowie der die Meßmarken M₁ und M erzeugenden Mittel trägt, ihrerseits abtasten, um den richtigen, in Fig. 8 dargestellten Zustand einzuregeln. Solange dieser Zustand nicht gegeben ist, hat man zwischen den Impulsen der Meßmarken M₁ und Mp und denen

geändert C~nriä3 Eingabe eingegangen am r..l..L.ll.

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des Schmelzzonenbildes Z^J entweder ein ausgeprägtes Stromstärke- bzw. Spannungsminimum (Fig. 7) oder eine starke
Überhöhung an den Rändern des Schmelzzonenbildes (Fig. 9).

Zu bemerken ist noch, daß man die Meßmarken M.. und Mp gleichzeitig auf mehreren benachbarten Zeilen des Fernsehbildes
tasten kann, so daß eine schneiden- oder balkenförmige. Gestalt der Meßmarken entsteht. Um das zu erreichen, braucht man einen Impulsgeber 7 derart, daß er jeweils um die Perioder verschobene Impulsgruppen (die jeweils mit der Periode T^
wiederkehren) statt der oben beschriebenen Einzelimpulse gibt, so daß der an Hand von Fig. 6 beschriebene Mechanismus bei mehreren benachbarten Zeilen anzuwenden ist.

Schließlich ist es möglich, daß die die Parameter ρ bzw. ρ und ρ abtastenden Mittel mit einem elektronischen Zählwerk verbunden sind, derart, daß dieses Zählwerk direkt die gesachte Dimension D angibt. Dabei ist es ohne weiteres möglich, daß das von dem Zählwerk angegebene Ergebnis unmittelbar in das Bild auf dem Wiedergäbeschirm eingeblendet wird.

14 Patentansprüche
9 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

\ 1 Λ Verfahren zum Bestimmen und/oder Kontrollieren von Abmes- ^-^ sungen eines zu überwachenden Objektes über das von einer elektronischen Kamera aufgenommene und auf einem elektronischen Bildschirm - vorzugsweise gleichzeitig mit der
Aufnahme - wiedergegebene Bild des Objekts, dadurch gekennzeichnet , daß zunächst die elektronische Kamera derart zu dem Objekt in Stellung gebracht wird, daß die gesuchte Abmessung D trasversal zu der objektseitigen optischen Achse der Aufnanaeoptik der optischen
Kamera orientiert ist, daß ferner gleichzeitig mit dem
3ild des Objekts eine in definierter Weise über den elektronischen Bildschirm verschiebbare I.ießmarke I.I elektronisch erzeugt und nacheinander mit den beiden Endpunkten
des Bildes D¹ der gesuchten Abmessung D des Objekts zur
Koinzidenz gebracht wird, daß außerdem die hierfür erforderliche Änderung der Einstellung der die Lage der Meßmarke M auf dein Bildschirm festlegenden - insbesondere
elektronischen - Mittel über eine geeichte Änderung der
Einstellung dieser Mittel verglichen wird, die einer bekannten transversalen Strecke s in aer Entfernung des Ubjekts von der Aufnahmeoptik der elektronischen Kamera zugeordnet ist, und daß schließlich aus dem Ergebnis dieses Vergleichs - vorzugsweise elektronisch - der tatsächliche Wert der Abmessung D ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die .Yießmarke Il durch eine im Strahlengang der Aufnahmeoptik der elektronischen Kamera eingeblendete und senkrecht zu deren optischer Achse in definierter Weise nach zwei zueinander senkrechten Richtungen χ und y verschiebbare Gesichtsfeldolende, z.3. mit Fadenkreuz, erzeugt wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e 7 kennzeichnet , daß die Meßmarke M mit Hilfe eines von dem das EiId in der Y/i ed ergab er öhre schreibenden Elektronenstrahl unabhängigen zweiten Elektroiienstrahl erzeugt, wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarke M auf dem elektronischen Wiedergabeschirm durch zusätzliche Modulation des von der Optik in der elektronischen Aufnahmekamera auf dem Target dieser Kamera projizierten Bildes des zu überwachenden Objekts abtastenden Elektronenstrahls erzeugt wird.
5» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4» d a durch gekennzeichnet, daß die Meßmarke M auf dem elektronischen Wiedergabesehirm durch zusätzliche Modulation des das Bild des Objekts auf dem elektronischen Wiedergabeschirm schreibenden Elektronenstrahls erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß eine Meßmarke M auf dem elektronischen Wiedergabeschirm durch eine Folge periodischer und einander gleicher Impulse erzeugt wird, mit denen der das Bild in. der Aufnahmekamera abtastende und/ oder der das Bild auf dem elektronischen Wiedergabeschirin schreibende Elektronenstrahl moduliert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichne t , daß die Periode Π der überlagernden Impulsfolge gleich der Dauer T„ des Bildwiedergabezyklus auf dem elektronischen Wiedergabeschirm eingestellt wird.

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8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Lage der Meßmarke M auf dem elektronischen Wiedergabeschirm durch Änderung des Phasenwinkels ϋ> zwischen den modulierenden Impulsen einerseits und den Bildzyklen andererseits hervorgerufen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Meßmarke M gleichzeitig mit dem Bild auf dem Wiedergabeschirm geschrieben wird.
10. Verfahren nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarke M während der an sich Dildlosen Rückführung des Elektronenstrahls beim Springen aus einer Bildzeile in die folgende geschrieben wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarke M durch einen einer Bildzeile zugeordneten hellen oder dunklen Strich mit einstellbarer Länge erzeugt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Meßmarke M erzeugenden Impulse von einem Impulsgenerator geliefert und an eine Verzögerungs- oder Phasenverschiebungsschaltung abgegeben werden, die ihrerseits verzögerte bzw. phasenverschobene Impulse über ein Kopplungsglied dem - den das Bild auf dem V/iedergabeschirm schreibenden und/oder den das Bild auf dem Target der Aufnahmekamera abtastenden - Elektronenstrahl zuführt.

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13· Verfahren nach einem, der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die elektronische Kamera derart zu dem Objekt in Stellung gebracht wird, daß die gesuchte Abmessung D transversal - zu der Objektseitigen optischen Achse der Aufnahmeoptik der elektronischen Kamera orientiert ist, daß ferner gleichzeitig mit dem Bild des zu überwachenden Objekts zwei in definierter Weise und unabhängig voneinander über den elektronischen Bildschirm verschiebbare Meßmarken M₁ und M₂ erzeugt und gleichzeitig mit den Endpunkten -des Bildes D¹ der gesuchten Abmessung D zur Koinzidenz gebracht werden, daß die hierfür erforderliche Einstellung der die Irage der Meßmarken M₁ und M₀ auf dem Bildschirm des Wiedergabegerätes.festlegenden Mittel mit einer Einstellung dieser Mittel verglichen wird, -bei deren Anwendung die beiden Meßmarken M₁ und M₀ gleichzeitig mit den Endpunkten einer - einer bekannten transversalen Strecke s in der Entfernung des Objekts von der Aufnahmeoptik der elektronischen Kamera zugeordneten - Eichstrecke s' auf dem Bildschirm zusammenfallen und daß aus dem Ergebnis dieses Vergleichs der tatsächliche Wert der Abmessung D vorzugsweise elektronisch - ermittelt wird.

14· Verfahren zum Kontrollieren und Messen einer Abmessung D eines zu überwachenden Objekts über das von einer elektronischen Kamera aufgenommene und auf einem elektronischen Bildschirm wiedergegebene Bild des Objekts, dadurch gekennzeichnet , daß zunächst die elektronische Kamera derart zu dem Objekt in Stellung gebracht" wird, daß die zu messende und zu kontrollierende Abmessung D transversal zu der objektseitigen Achse der Aufnahmeoptik der elektronischen Kamera orientiert ist, daß ferner gleichzeitig mit dem Bild des zu überwachenden Objekts zwei in

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definierter Weise und unabhängig voneinander auf dem elektronischen Wiedergabeschirm verschiebbare Ivleß- und Xontrollmarken IA* und Μ_? erzeugt und gleichzeitig mit den Endpunkten einer dem Sollwert und der Sollage des Bildes D¹ der zu kontrollierenden Abmessung D entsprechenden Strecke zur Koinzidenz gebracht und die die Meß- und Kontrollmarken M₁ und uL· festlegenden Einstellmittel in dieser Lage festgehalten werden, daß außerdem Abweichungen des Bildes D' von seinem Sollzustand automatisch registriert und zur Steuerung eines den Sollzustand wieder herstellenden Regelvorgangs verwendet werden.

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