DE3446354A1

DE3446354A1 - Optoelektronische vergleichsvorrichtung fuer strukturen auf ebenen oberflaechen oder fuer flaechige strukturen

Info

Publication number: DE3446354A1
Application number: DE19843446354
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr. 8021 Icking Sick
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1984-12-19
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1986-06-26
Also published as: US4681453A; JPS61149849A; DE3446354C2; GB8530305D0; GB2169097A; FR2574934A1; GB2169097B; FR2574934B1

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vergleichsvorrichtung für Strukturen auf ebenen Oberflächen oder für flächige Strukturen mit einer Lichtquelle, deren Nutzlichtbündel durch eine optische Teilbündel-Seitenversetzungsanordnung in zwei Teilbündel aufgespalten ist, welche auf eine gemeinsame periodische Lichtablenkvorrichtung, insbesondere ein Spiegelrad vorzugsweise in Richtung von deren Drehachse versetzt auftreffen und nach der Reflexion an der Lichtablenkvorrichtung auf zwei in einer die zu vergleichenden Platten enthaltenden Abtastfläche liegenden Punkte konzentriert sind, die aufgrund der periodischen Bewegung der Lichtablenkvorrichtung zwei einen Abstand aufweisende, nicht-überlappende Abtaststriche bilden, wobei eine photoelektrische Lichtempfangsvorrichtung von den Abtastlichtstrichen stammendes Licht in zwei elektrische Signale umsetzt, die für die in jedem Augenblick von den Punkten ausgehende Lichtintensität repräsentativ sind.

Bei den mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu vergleichenden Platten handelt es sich z.B. um gedruckte Schaltungs- oder Leiterplatten, die in bezug auf eine Meister-Leiterplatte auf Abweichungen, d.h. Fehler untersucht werden sollen.

Es ist bereits eine Vorrichtung zum Vergleichen eines Prüflings mit einem Meisterstück mittels zweier beweglicher Abtaststrahlenbündel bekannt (DE-PS 14 23 597), von denen eines das Meisterstück und eines den Prüfling Punkt für Punkt zeilenweise abtastet und die nach Durchsetzen der Objekte auf eine photoelektrische Empfängeranordnung fallen, welche auf die Differenz der Bündelintensitäten anspricht.

Um einen möglichst geringen Einfluß etwaiger ungleicher optischer Bauelemente in den beiden Strahlengängen zu vermeiden, ist bei der bekannten Vorrichtung das von einer Lichtquelle ausgehende Lichtbündel bereits durch ein Biprisma in zwei seitlich versetzte Teilbündel unterteilt worden, welche durch ein einziges Abbildungsobjektiv hindurch auf die reflektierende Fläche eines Spiegelrades projiziert werden, wobei die beiden Lichtflecke auf dem Spiegelrad versetzt oder durch ein weiteres Biprisma überlagert sein können. In letzterem Fall besteht der Vorteil, daß etwaige Unregelmäßigkeiten der reflektierenden Fläche des Spiegelrades sich gleichmäßig auf beide reflektierten Teillichtbündel auswirken.

Im Anschluß an das Spiegelrad laufen die zunächst einander überlappenden Teillichtbündel auseinander und liefern schließlich in zwei Tastebenen parallel zueinander verlaufende Abtaststriche.

Der Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß die beiden Abtaststriche einander über ihre gesamte Länge überlappen, so daß Schwierigkeiten beim Abtasten größerer Leiterplatten entstehen, weil diese, wenn sie relativ zum einen Abtastlichtstrich vorgeschoben werden, schon nach einer relativ geringen Vorschubstrecke in den anderen Abtastlichtstrich hineingelangen, wo aber das zu Vergleichszwecken erforderliche Meisterstück bzw. die Meisterplatte angeordnet sein muß.

Zwar können nach einer anderen Ausführungsform der bekannten Vorrichtung die beiden hinter der Lichtablenkvorrichtung vorhandenen Teillichtbündel durch verschiedene Umlenkspiegel weiter entkoppelt werden, doch besteht hier die Gefahr, daß es insbesondere bei der Erzeugung relativ langer Abtastlichtstriche zu Verzerrungen des Abtastlichtflecks und/oder des Abtastlichtstrichs und insbesondere zu Bildstürzen kommt, was die Genauigkeit des Vergleichs erheblich beeinträchtigt.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine vergleichsweise einfache, erschütterungsunempfindliche optoelektronische Vergleichsvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mittels der zwei eine bestimmte Struktur aufweisende Platten, insbesondere Schaltungs-Leiterplatten, und zwar eine Meisterplatte und ein Prüfling, räumlich weitgehend unabhängig voneinander mit höchster Genauigkeit optoelektronisch verglichen werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindng vor, daß die Eintritts-Teillichtbündel schräg zur Drehachse auf die Spiegelflächen der Lichtablenkvorrichtung auftreffen und in Richtung des von der Lichtablenkvorrichtung zurückgeworfenen Lichtes zwei gegeneinander gekreuzte ebene erste Streifenspiegel, an denen die Eintritts-Teillichtbündel gerade seitlich vorbeilaufen, unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, welche jeweils nur eines der Austritts-Teillichtbündel empfangen und die beiden Austritts-Teillichtbündel in im wesentlichen entgegengesetzten Richtungen umlenken, wo jeweils ein

weiterer ebener zweiter Streifenspiegel vorgesehen ist, der das Licht im wesentlichen parallel zu den in die ersten Streifenspiegel eintretenden Austritts-Teilichtbündel zur Abtastfläche zurückwirft.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung werden die beiden Abtastlichtstriche in einem deutlichen Abstand ihrer benachbarten Stirnenden aber in exakter Ausrichtung miteinander auf der Abtastfläche erzeugt, so daß senkrecht zur Richtung der Abtastlichtstriche eine Prüfplatte und eine Meisterplatte parallel zueinander den benachbarten Abtastlichtstrichen zugeführt werden können, ohne daß sich die beiden Platten hierbei in irgendeiner Weise behindern, weil sie einen deutlichen Seitenabstand senkrecht zu ihrer Vorschubrichtung aufweisen. Die beiden Platten werden dann gleichzeitig und parallel von den Abtastfahrstrahlen abgetastet, so daß an den Ausgängen der beiden Lichtempfangsvorrichtungen stets ein elektrisches Signal vorliegt, welches gleiche Bereiche von Prüfling und Meisterstück elektrisch miteinander zu vergleichen gestattet.

Als besonders vorteilhaft wirkt es sich dabei aus,daß bis einschließlich Spiegelrad alle für die Erzeugung beider Fahrstrahlen erforderlichen optischen Bauelemente identisch sind. Erst im Anschluß an die Lichtablenkvorrichtung erhält jeder Strahlengang nur ihm zugeordnete optische Elemente, welche jedoch, da es sich um Planspiegel, planparallele Platten und Streifenhohlspiegel handelt, in der erforderlichen Genauigkeit derart gefertigt werden können, daß durch sie keine merklichen Ungleichmäßigkeiten in die beiden Abtastlichtstriche hineingebracht werden.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht also darin, daß trotz der räumlich deutlichen Entkopplung beider Abtaststellen ein hoher Grad an Vergleichsgenauigkeit erzielt wird.

Eine bevorzugte praktische Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß die senkrecht zur Drehachse der Lichtablenkvorrichtung verlaufende Mittelebene der Lichtablenkvorrichtung zwischen den beiden ersten Streifenspiegeln symmetrisch hindurchläuft. Insbesondere sollen dabei jeder erste und zweite Streifenspiegel einen Winkel von 90 miteinander einschließen. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die ersten Streifenspiegel sich von den Eintritts-

Teillichtbündeln um im wesentlichen gleiche Längen nach beiden Seiten erstrecken.

Aufgrund dieser Ausbildung wird erreicht, daß es bei der seitlichen Entkopplung der beiden Abtaststrahlen zu keinen optischen Verzerrungen beispielsweise einem Bildsturz kommt und daß auch geringfügige Erschütterungen der Vorrichtung sich nicht in Fehlern beim Vergleich auswirken können. Die Anordnung der beiden Streifenspiegelpaare für die seitliche Strahlversetzung ist also von besonderer Wichtigkeit.

Vorteilhafterweise schließt die Längsachse der ersten Streifenspiegel einen Winkel von im wesentlichen 45 mit dem Eintritts-Lichtbündel ein, wenn ein Lichtfleck auf der Mitte der Abtastlinie steht, wodurch eine besonders kompakte Anordnung erzielt wird, denn das Spiegelrad kann hierbei z.B. unter

den beiden gekreuzten ersten Streifenspiegeln angeordnet sein, d.h. sich mit diesen überlappen.

Eine baulich besonders kompakte Anordnung wird weiter dadurch erzielt, daß sich die ersten Streifenspiegel vorzugsweise im wesentlichen bei etwa ihrer halben Länge miteinander berühren. Hierdurch kann auch die Versetzung der beiden Eintritts-Teillichtbündel in Richtung der Drehachse der Lichtablenkvorrichtung sehr gering gehalten werden.Wesentlich ist in jedem Fall, daß das eine Eintritts-Teillichtbündel nur auf den einen, das andere Eintritts Teillichtbündel nur auf den anderen der beiden ersten Streifenspiegel auftrifJ so daß hier eine exakte und reproduzierbare Strahltrennung erfolgt und dafür gesorgt ist, daß in beide Strahlengänge exakt die gleichen Lichtintensitäten auf Dauer eintreten.

Eine besonders wichtige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß zwischen dem zweiten Streifenspiegel und der Abtastfläche zumindest eine Strahlversetzungsvorrichtung vorgesehen ist, welche die durch die Teilbündel-Seitenversetzungsanordnung bedingte Strahlversetzung rückgängig macht. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, daß jede Strahlversetzungsvorrichtung aus einer schräggestellten planparallelen Streifenplatte besteht.

Auf diese Weise werden die durch die Teilbündel-Seitenversetzungsanordnung herbeigeführten Versetzungen der beiden Teillichtbündel rückgängig gemacht, so daß die beiden Abtaststriche auf ein und derselben Geraden liegen.

Eine erste bevorzugte bauliche Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß die Streifenplatten aus zwei im wesentlichen in Längsrichtung ausgerichteten transparenten Stäben mit quadratischem Querschnitt bestehen, auf deren Eintrittsflächen die von den zweiten Streifenspiegeln reflektierten Reflexior.s-Teilbündel im wesentlichen unter 45 zur Senkrechten auf dieser Eintrittsfläche auftreffen und welche bezüglich Brechungsindex und Dicke so dimensioniert sowie in Richtung senkrecht zu den Reflexions-Teillichtbündeln und senkrecht zu ihrer Längsachse geringfügig derart versetzt sind, daß die austretenden Abtaststrahlen in der gleichen Abtastebene verlaufen.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Streifenplatten aus zwei im wesentlichen in Längsrichtung ausgerichteten transparenten Glasplatten bestehen, auf deren Eintrittsfläche die Reflexions-Teillichtbündel im wesentlichen unter 45 zur Senkrechten auf dieser Eintrittsfläche auftreffen und welche bezüglich Brechungsindex und Dicke so dimensioniert sind, daß die austretenden Abtaststrahlen in der gleichen Abtastebene verlaufen.

Die Eintritts-Lichtbündelversetzung kann besonders vorteilhaft dadurch erfolgen, daß an dem vor der Lichtablenkvorrichtung angeordneten Abbildungsobjektiv die Teilbündel-Seitenversetzungsanordnung vorgesehen ist. Praktisch kann dies dadurch geschehen, daß das Abbildungsobjektiv durch eine optisch senkrecht zur Drehachse der Lichtablenkvorrichtung und senkrecht zur optischen Achse des Abbildungsobjektivs verlaufende Trennlinie in zwei Teile, insbesondere zwei Hälften unterteilt ist, wobei die Trennlinie dadurch definiert ist, daß das eine Eintritts-Teillichtbündel von der einen Hälfte und das andere Eintritts-Teillichtbündel von der anderen Hälfte des Abbildungsobjektivs ausgeht.

Eine besonders einfache Verwirklichung der seitlichen Strahlversetzung besteht darin, daß unmittelbar vor oder hinter dem Abbildungsobjektiv im Bereich

wenigstens einer Hälfte ein optischer Keil angeordnet ist, der die eintretenden Strahlen von der optischen Achse des Abbildungsobjektivs weg abknickt.

Besonders exakte Abtastverhältnisse in der Abtastfläche werden erzielt, wenn gemäß einer weiteren, besonders zweckmäßigen Ausführungsform nahe der Abtastfläche in Längsrichtung hintereinander im Abstand optisch senkrecht zur Drehachse der Lichtablenkvorrichtung zwei streifenförmige Planspiegel angeordnet sind, die jeweils einen der beiden Abtaststrahlen empfangen und zu einem geringfügig darüber angeordneten Streifenhohlspiegel reflektieren, der optisch jeweils im Abstand seiner Brennweite von der reflektierenden Fläche der Lichtablenkvorrxchtung angeordnet ist und jeweils einen parallel zu sich selbst verschobenen Fahrstrahl bildet. Dabei soll insbesondere vorgesehen sein, daß die streifenförmigen Planspiegel und die streifenförmigen Hohlspiegel in ihrer Längsrichtung miteinander ausgerichtet sind und ihre benachbarten Stirnseiten einen Abstand voneinander aufweisen. Es liegen also sowohl über dem Prüfling als auch über dem Meisterstück zwei völlig identische und auch identisch angeordnete Strahlparallelisierungsvorrichtungen vor.

Bevorzugt ist als Lichtquelle ein Laser, weil hierdurch eine besonders gleicfc mäßige Intensität über den gesamten Strahlquerschnitt erzielt wird, so daß durch die Erzeugung der beiden Teillichtbündel keine Ungleichmäßigkeit in die beiden Strahlengänge hineinkommt.

Vorteilhafterweise ist für den Lichtempfang vorgesehen, daß als Lichtempfänge vorrichtung zwei parallel zu den Abtaststrichen verlaufende lineare Lichtempfänger, insbesondere zwei Lichtleitstäbe angeordnet sind,die jeweils einei

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der Abtastlichtstriche zugeordnet sind, wobei sich an wenigstens einer Stirnseite der Lichtleitstäbe ein Photoempfänger befindet.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer optoelektronischen Plattenoberflächen-Vergleichsvorrichtung ,

Fig. 2 eine vergrößerte schematische Stirnansicht in Richtung des Pfeils II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine analoge Stirnansicht einer weiteren Ausführungsform.

Nach Fig. 1 erzeugt ein Laser 35 durch Verwendung geeigneter Strahlauf-Weitungsmittel, die nicht dargestellt sind, ein über den Querschnitt eine gleichmäßige Lichtintensität aufweisendes Lichtbündel 55 mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, dessen Durchmesser etwa 100 mm beträgt.

Durch eine im Lichtbündel 55 angeordnete Strahlformungs- bzw. Modenblende 56 mit kreisförmiger Öffnung erhält das Bündel 55 eine exakte Kreis-Querschnittsform. Das Laserlichtbündel 55 ist konvergent bis zu Modenblende 56. Das so gebildete divergente Lichtbündel 57 mit exakt kreisförmigem Querschnitt fällt auf einen Umlenkplanspiegel 58, der das Lichtbündel aus der zunächst im wesentlichen horizontalen Lage vertikal nach unten zu einem Abbildungsobjektiv 26 ablenkt, welches den Bündeln einen leicht divergenten Verlauf verleiht und das eintretende Lichtbündel 57 auf Punkte 42, 43 auf einer vorzugsweise ebenen Abtastfläche 18 konzentriert. Durch eine gedachte Trennlinie 51, an der vorzugsweise eine Streifenblende angeordnet ist, ist das Abbildungsobjektiv 26 in zwei Hälften 26', 25", unterteilt, wobei hinter der Hälfte 26' ein optischer Keil 25 angeordnet ist, der dem durch die Hälfte 26" hindurchtretenden Teillichtbündel eine Winkelversetzung senkrecht zur optischen Achse 52 und der Trennlinie 51 des Abbildungsobjektivs 26 erteilt, welche in Fig. 1 etwas übertrieben wiedergegeben ist.

Im Anschluß an den Keil 25 liegen also zwei durch einen geringen Abstand getrennte Eintritts-Teillichtbündel 21 bzw. 22 mit einer kleinen Winkeldifferenz gegeneinander vor, die auf die gerade reflektierende Fläche 59 des Spiegelrades 11 auftreffen, dessen Drehachse 20 senkrecht zur optischen Achse 52 und der Trennlinie 51 des Abbildungsobjektivs 26 verläuft. Auf der reflektierenden Fläche 59 erscheinen demnach nebeneinander in geringem Abstand zwei halbkreisförmige Lichtflecke 60, 61, wobei die Anordnung zweckmäßigerweise so ist, daß der eine halbkreisförmige Lichtfleck 60 zur einen Seite und der andere halbkreisförmige Lichtfleck 61 zur anderen Seite der Mittelebene 19 des Spiegelrades 11 angeordnet ist. Auf dem Spiegelrad 11 ist also bereits eine räumliche Entkopplung der beiden Eintritts-Teillichtbündel 21, 22 erfolgt.

Oberhalb des Spiegelrades 11, welches in Richtung des Pfeils f in schnellen Umlauf versetzt werden kann, befinden sich zwei gekreuzte erste Streifenspiegel 12, 13, welche sich an der Kreuzungsstelle 62 vorzugsweise berühren. Ihre Anordnung ist derart, daß das eine vom Spiegelrad 11 reflektierte Austritts-Teillichtbündel 14 auf den hinteren ersten Streifenspiegel 12, das andere reflektierte Austritts-Teillichtbündel 15 auf den vorderen ersten Streifenspiegel 13 auftrifft. Der Spalt zwischen den beiden Austritts-Teillichtbündeln 14, 15 überlappt sich etwas mit den beiden Streifenspiegeln 12, 13.

An die oberen Enden der ersten Streifenspiegel 12, 13, die mit den Eintritts-Teillichtbündeln 21, 22 in dem Augenblick einen Winkel von etwa 45° einschließen, in dem der Lichtfleck auf die Mitte der Abtaststrecke fällt, grenzen die oberen Enden von zwei zweiten Streifenspiegeln 16, 17 an, die mit dem zugeordneten ersten Streifenspiegel 12, 13 eine dachförmige Anordnung bilden. Der Winkel zwischen den jeweiligen ersten und zweiten Streifenspiegeln 12, 16 bzw. 13, 17 beträgt 90°. Die Projektion der zweiten Streifenspiegel 17 auf die ebene Abtastfläche 18 entspricht der Länge der Abtaststriche 38, 39. Länge und Ausbildung der ersten und zweiten Streifenspiegel 12, 13, 16, 17 sind gleich.

Aufgrund der dachkantprismenartigen Zusammenfügung der ersten und zweiten Streifenspiegel 12, 13, 16, 17 werden die Austritts-Teillichtbündel 14, von den ersten Streifenspiegeln12, 13 zu den zweiten Streifenspiegeln 16,

reflektiert, von wo sie als versetzte Reflexions-Teillichtbündel 44, 45 seitlich versetzt aber parallel zu den Eintritts-Teillichtbündeln in entgegengesetzter Richtung zur Abtastfläche 18 hin umgelenkt werden.

Da das Bündel unmittelbar vor oder nach dem Objektiv 26 geometrisch aufgespalten wird, ist der Abstand der Bündelmitten etwa gleich dem halben Durchmesser der Pupille. Der Keil 25 bewirkt zusätzlich eine Winkeldifferenz, wodurch dieser Abstand noch vergrößert wird und bei den Spiegeln 12, 13 die Trennung vollständig ist. Nach der Reflexion an den Zweitspiegeln 16, 17 soll diese Trennung sich nicht noch weiter vergrößern, sondern vielmehr durch Strahlversetzungen wieder rückgängig gemacht werden. Erfindungsgemäß wird zunächst die noch vorhandene Winkeldifferenz durch geringes Verkippen der beiden Dachanordnungen gegeneinander kompensiert, so daß die beiden austretenden Bündel 44, 45 in parallelen Ebenen laufen. Erst dann erfolgt in Strahlversetzungsstäben 23, 24 eine Rückgängigmachung der noch vorhandenen Strahlversetzung. Hierzu treten die Reflexions-Teillichtbündel 44, 45 in der im einzelnen aus Fig. 2 ersichtlichen Weise in die Eintrittsflächen 49, 50 der beiden Strahlversetzungsstäbe 23, 24 mit quadratischem Querschnitt ein, welche so angeordnet sind, daß die Eintrittsflächen 49, 50 mit den Reflexions-Teillichtbündeln 44, 45 einen Winkel von etwa 45° einschließen. Während jedoch das Reflexions-Teillichtbündel 44 in die hintere Fläche des Stabes 23 eintritt, tritt das weitere Reflexions-Teillichtbündel 45 in die vordere Fläche 50 des Stabes 24 ein. Das Reflexions-Teillichtbündel 44 wird also nach vorn, das Reflexions-Teillichtbündel 45 nach hinten versetzt, wobei durch eine vertikale Versetzung der beiden Stabachsen 46, 47 gemäß Fig. 2 nach dem Austritt aus den Stäben 23, 24 Abtaststrahlen 31, 32 bilden, die in der Seitenansicht der Fig. 2 zusammenfallen und nach Fig. 1 in der gleichen Abtastebene 48 zu liegen kommen, welche senkrecht zur Drehachse 20 des Spiegelrades verläuft.

Die Abtaststrahlen 31, 32 gelangen schließlich nahe der Abtastfläche 18 auf streifenförmige Planspiegel 27, 28, die parallel zur Abtastfläche 18 und zu den Stäben 23, 24 verlaufen und das Licht schräg zu unmittelbar darüber und nach hinten etwas versetzt angeordneten streifenförmigen Hohlspiegeln 29, 30 reflektieren. Die Hohlspiegel 29, 30 sind zweckmäßigerweise sphärisch ausgebidlet, können aber auch eine Zylinderspiegelcharakteristik haben.

Optisch liegen die Hohlspiegel 29, 30 im Abstand ihrer Brennweite von den Lichtflecken 60, 61 auf dem Spiegelrad 11 entfernt, so daß die von den Hohlspiegeln 29, 30 reflektierten Fahrstrahlen 33, 34 beim Drehen des Spiegelrades 11 parallel zu sich selbst verschoben werden.

Auf der Abtastfläche 18 bilden die Fahrstrahlen 33, 34 an den Punkten 42, Abtastlichtflecke, die beim schnellen Umlaufen des Spiegelrades in Richtung der Pfeile F über die Oberfläche der Abtastfläche 18 hinweglaufen und so die beiden Abtastlichtstriche 38, 39 bilden, welche exakt in einer und derselben Geraden liegen parallel zueinander und miteinander ausgerichtet in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise hintereinander liegen.

Zwischen den benachbarten Endpunkten 63, 64 der beiden Abtastlichtstriche 38, 39 verbleibt ein deutlicher Abstand A. Parallel zu jedem Abtastlichtstrich 38, 39 ist jeweils eine nur gestrichelt angedeutete Lichtempfangsvorrichtung vorgesehen, die aus jeweils einem Lichtleitstab 36 bzw. 37 besteht, an deren Enden als Photoempfänger ein Photovervielfacher 40, 41 angebracht ist, der ein dem auf die Mantelfläche des jeweiligen Lichtleitstabes 36, 37 auftreffendem Licht entsprechendes elektrisches Signal abgibt.

Auf der Abtastfläche 18 sind nebeneinander eine Meister-Leiterplatte 53 und eine Prüfling-Leiterplatte 54 angeordnet, die in Richtung der Pfeile P senkrecht zu den Abtastlichtstrichen 38, 39 so vorgeschoben werden, daß sie beim Hindurchlaufen unter den Abtastlichtstrichen zeilenweise abgetastet werden.

Wird dafür gesorgt, daß stets gleiche Stellen der beiden Leiterplatten 53, 54 im gleichen Augenblick von den Abtastlichtflecken an den Punken 42, 43 erfaßt werden, so kann durch Vergleich der elektrischen Ausgangssignale der Photoempfänger 40, 41 festgestellt werden, ob an irgendeinem Punkt der beiden Leiterplatten 53, 54 ein bestimmtes Maß überschreitende Ungleichheiten vorliegen. Es kann so ein exakter Punktvergleich der Oberflächen der beiden Leiterplatten relativ schnell durchgeführt werden, weil die Abtastlichtfrequenz sehr hoch gewählt werden kann und daher die beiden Leiterplatten 53, 54 relativ schnell in Richtung der Pfeile P unter der Abtastvorrichtung hindurchtransportiert werden können.

Nach der Untersuchung einer Leiterplatte 54 wird die Meister-Leiterplatte wieder in ihre Ausgangsposition zurückgeschoben, und anschließend erfolgt

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dann mit einerweiteren gerade produzierten Leiterplatte 54' der gleiche Vergleichsvorgang .

Nach Fig. 3 können statt der Stäbe 24, 23 in Fig. 1, 2 auch zwei unter einem Winkel von 90 angeordnete planparallele Glasplatten 23', 24' vorgesehen sein, in deren Eintrittsflächen 49^T,5O' die beiden Reflexions-Teillichtbündel 44, 45 in analoger Weise unter Winkeln von 45 eintreten. Am Kreuzungspunkt der beiden Austrittsflächen der Glasplatten 23', 24' treten dann wieder die beiden exakt ausgerichteten Abtaststrahlen 31, 32 aus.

Claims

Patentansprüche :

1. Optoelektronische Vergleichsvorrichtung für Strukturen auf ebenen Oberflächen oder für flächige Strukturen mit einer Lichtquelle, deren Nutzlichtbündel durch eine optische Teilbündel-Seitenversetzungsanordnung in zwei Teilbündel aufgespalten ist, welche auf eine gemeinsame periodische Lichtablenkvorrichtung, insbesondere ein Spiegelrad vorzugsweise in Richtung von deren Drehachse versetzt auftreffen und nach der Reflexion an der Lichtablenkvorrichtung auf zwei in einer die zu vergleichenden Platten enthaltenden Abtastfläche liegende Punkte konzentriert sind, die aufgrund der periodischen Bewegung der Lichtablenkvorrichtung zwei einen Abstand aufweisende, nicht-überlappende Abtaststriche bilden, wobei eine photoelektrische Lichtempfangsvorrichtung von den Abtastlichtstrichen stammendes Licht in zwei elektrische Signale umsetzt, die für die in jedem Augenblick von den Punkten ausgehende Lichtintensität repräsentativ sind, dadurch gekennzeich net, daß die Eintritts-Teillichtbündel (21, 22) schräg zur Drehachse (20) auf die Spiegelflächen der Lichtablenkvorrichtung (11) auftreffen und in Richtung des von der Lichtablenkvorrichtung (11) zurückgeworfenen Lichtes zwei

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gegeneinander gekreuzte ebene erste Streifenspiegel (12, 13), an denen die Eintritts-Teillichtbündel (21, 22) gerade seitlich vorbeilaufen, unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, welche jeweils nur eines der Austritts-Teillichtbündel (14, 15) empfangen und die beiden Austritts-Teillichtbündel (14 bzw. 15) in im wesentlichen entgegengesetzten Richtungen umlenken, wo jeweils ein weiterer ebener zweiter Streifenspiegel (16, 17) vorgesehen ist, der das Licht im wesentlichen parallel zu den in die ersten Streifenspiegel (12, 13) eintretenden Austritts-Teillichtbündel (14, 15) zur Abtastfläche (18) zurückwirft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die senkrecht zur Drehachse (20) der Lichtablenkvorrichtung (11) verlaufende Mittelebene (19) der Lichtablenkvorrichtung (11) zwischen den beiden ersten Streifenspiegeln (12, 13) symmetrisch hindurchläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder erste und zweite Streifenspiegel (12, 16 bzw. 13, 17) einen Winkel von 90 miteinander einschließen.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten Streifenspiegel (12, 13) sich von den Eintritts-Teillichtbündeln (21, 22) um im wesentlichen gleiche Längen nach beiden Seiten erstrecken.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der ersten Streifenspiegel (12, 13) einen Winkel von im wesentlichen 45 gegen die Ebene einschließt, die von auf die

Lichtablenkvorrichtung fallendem Strahl und deren Rotationsachse definiert wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ersten Streifenspiegel (12, 13) vorzugsweise im wesentlichen bei etwa ihrer halben Länge miteinander berühren.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Streifenspiegel (16, 17) und der Abtastfläche (18) zumindest eine Strahlversetzungsvorrichtung (23, 24, 23',24') vorgesehen ist, welche die durch die Teilbündel-Seitenversetzungsanordnung (25) bedingte Strahlversetzung rückgängig macht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Strahlversetzungsvorrichtung aus einer schräggestellten planparallelen Streifenplatte (23, 24; 23', 24') besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifenplatten (23, 24) aus zwei im wesentlichen in Längsrichtung ausgerichteten transparenten Stäben (23, 24) mit quadratischem Querschnitt bestehen, auf deren Eintrittsflächen (49, 50) die von den zweiten Streifenspiegeln (16, 17) reflektierten Reflexions-Teilbündel (44, 45) im wesentlichen unter 45° zur Senkrechten auf dieser Eintrittsfläche (49, 50) auftreffen und welche bezüglich Brechungsindex und Dicke so dimensioniert sowie in Richtung senkrecht zu den Reflexions-Teillichtbündeln (44, 45) und senkrecht zu ihrer Längsachse (46, 47) geringfügig derart versetzt sind, daß die austretenden Abtaststrahlen (31, 32) in der gleichen Abtastebene (48) verlaufen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Streifenplatten aus zwei im wesentlichen in Längsrichtung ausgerichteten unter 90° zueinander angeordneten transparenten Glasplatten (23', 24') bestehen, auf deren Eintrittsfläche (49', 50') die Reflexions-Teillichtbündel (44, 45) im wesentlichen unter 45° zur Senkrechten auf dieser Eintrittsfläche (49', 50') auftreffen und welche bezüglich Brechungsindex und Dicke so dimensioniert sind, daß die austretenden Abtaststrahlen (31, 32) in der gleichen Abtastebene (48) verlaufen.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem vor der Lichtablenkvorrichtung (11) angeordneten Abbildungsobjektiv (26) die Teilbündel-Seitenversetzungsanordnung (25_; a) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbildungsobjektiv (26, 126) durch eine optisch senkrecht zur Drehachse (20) der Lichtablenkvorrichtung (11) und senkrecht zur optischen Achse (52) des Abbildungsobjektivs (26, 126) verlaufende streifenförmige Blende (51) in zwei Teile, insbesondere zwei Hälften (26',26"; 126',126") unterteilt ist, wo bei. die Trennlinie dadurch definiert ist,daß das eine Eintritts-Teillichtbündel(2i;

von der einen Hälfte (26',126') und das andere Eintritts-Teillichtbündel (22) von der anderen Hälfte (26", 126") des Abbildungsobjektivs (26, 126) ausgeht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor oder hinter dem Abbildungsobjektiv (26) im Bereich wenigstens einer Hälfte (26") ein optischer Keil (25) angeordnet ist, der die eintretenden Strahlen von der optischen Achse (52) des Abbildungsobjektivs (26) weg abknickt.

14. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nahe der Abtastfläche (19) in Längsrichtung hintereinander im Abstand optisch senkrecht zur Drehachse (20) der Lichtablenkvorrichtung (11) zwei streifenförmige Planspiegel (27, 28) angeordnet sind, die jeweils einen der beiden Abtaststrahlen (31, 32) empfangen und zu einem geringfügig darüber angeordneten Streifenhohlspiegel (29, 30) reflektieren, der optisch jeweils im Abstand seiner Brennweite von der reflektierenden Fläche der Lichtablenkvorrichtung (11) angeordnet ist und jeweils einen sich parallel zu sich selbst verschiebenden Fahrstrahl (33, 34) bildet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Planspiegel (27, 28) und die streifenförmigen Hohlspiegel (29, 30) in ihrer Längsrichtung miteinander ausgerichtet sind und ihre benachbarten Stirnseiten einen Abstand voneinander aufweisen.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle ein Laser (35) ist.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtempfängervorrichtung zwei parallel zu den Abtaststrichen (38, 39) verlaufende lineare Lichtempfänger, insbesondere zwei Lichtleitstäbe (36, 37) angeordnet und jeweils einem der Abtast-

lichtstriche (38, 39) zugeordnet sind, wobei sich an wenigstens einer Stirnseite der Lichtleitstäbe (36, 37) ein Photoempfänger (40, 41) befindet.