JPS6148704A - 構造の位置を受光体アレ−により測光的に検出する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ＆ｉ列駈江 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光学的に活性のある種々の構造の位置を、こ
の構造がその上に写し出される受光体アレー（Ｐ　ｈｏ
ｔｏｅｍｐｆａｅｎｇｅｒａｒｒａｙ　）によって測光
的に測定する装置に関する。

［従来の技術］ 光学的に活性のある種々の構造の位置決定を客観的に行
うことは実際技術において、中でも精密測定技術におい
て益々増大する甲個性を１４ｉつだ課題の一つである。

化学的に活性のある種々の構造の位置は、一般に長さ測
定システムと共に照準顕微鏡を用いて求められる。この
場合に光学的像形成によって１！７られたそのλ］象１
力の陰影象を用いている。物体のエツジを光学的方法に
よって検出することの客ｎｑ化のためには、干渉線法（
Ｊ　Ｑｌｌ；１ｏｒＲ１１１１ｄｓｃｈａＬｌ　；　１
９７Ｇ、／　４，２０１−２０３頁）を用いることがで
きる。次第に高くなる測定精度に加えて、できるだけ短
い測定時間が益々−ロ要になってきている。これにＩＪ
　、測光的ｔ’ｓ　迄位置検出のためのアイジクル的Ｊ
、たはアナ「」グ的な方法による非常に迅速で■つ高精
度の種ノＺのＷす定′″Ａｊｌ）についての応用分野が
存在する。

光学的に可視的％　（１硯的な）方法（漂準寸法尺度ど
の光学的スクリーンの対照比較）の池に客観的に操１ヤ
される電気光そ）６的へ諸原理、例えばシングルセル式
、ダブルビル式、チョッパ一式、および走査式等の方法
［文献：Ｗｏｓｃｈｎｉ、　Ｉｌ、　Ｇ、。

”Ｗｉ！Ｓ、７ｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ（Ｉｅｒ　　［Ｓ
（Ｊ　　Ｊｅｎａ”ｆｉ学、自然科学シリーズ、（２８
）　１９７９年第１呑］を実現するような種々の装置が
公知である。高い精度が請求されるどぎは、これをπ点
インジメノ＝夕によってｊヱ成することができる。長さ
測定を大きな範囲において行うことがでさるためには、
追加的に或る物差しが必要である。上述の充電的顕微鏡
ハ物差し目盛内の内挿（Ｉ　ｎｔｅｒｐｏＬ＋ｔｉｏｎ
）に用−いることができる。

［発明が解決しようとする間ｍ点コ 更にまた、内挿システムどじて受光体アレー、例えばＣ
ＣＤ−行列を使用し、そして同口１にこれを測定の実体
化に用いることも公知である。このような装置によって
）！成し１−ろ位置）大定能（１−ｏｋ−ａｌｉｓｉｅ
ｒｕｎｇｓｖｃｒｍｏｅｇｅｎ）は上記アレーの個ノＺ
の受光体の各中心間隔によって匂えられる限界を越えて
いる。ドイツ民主へ和田の経済４ｊ＋Ｆｒ０　０１Ｂ、
、、’２．３．４３１３　Ｇには、露光ｍに比例する受
光（ホ信弓がシリーズとなって、そのアレーの出力部に
現わ４１、これらをアナグローディジタル変１ｉｉ（Ａ
Ｄｌじ）によってディジタル化し、そしてこ４１らを史
に灰理（感度の補正、測定ｆｉｌｌの計樟）するために
デーｒジクルコンピュータ（マイクロコンピユータ）（
ご送り込む方法が促案されている。この方法の欠点は、
電子技術的に複雑で、またその△Ｄ−変換器の変換時間
およびその罎盛時間に基づいてての測定時間が比較的長
いことである。

反乱悲１１ 本発明の目的は、ＡＤ−変換部およびディジタルコンピ
ュータを用いることむく受光（本アレーの周々の受光体
の中心間間隔内での内挿の実現を許容するような装置を
作０出すことである。口れによって＋ｌ定時間を短縮し
、そして電子技術的複相さを低下させることができる。

［問題点を解決するだめの手段］ へ〇１ｌｆｉ器およびディジタルコンピュータの使用を
回避するために、）ヱ延部材および積分器の使用のもと
に、アレーの上に写し出された構造の位置を測光的に決
定する。光学的に活性のあるＩＭ造（線またはエツジ）
の位置決定（よその測光的な中心の総合的な定義に帰す
ることができる（ドイツ民主共和国経済特許Ｇ　Ｏｌ　
Ｂ、、／　２３４３１３　Ｇ＞。

受光体アレーの中で、対応する受光累子の上へ力先１の
面積分に比例する信号が作り出される。このアレーをシ
リーズに読み出したときにその出力部には、順にそれぞ
れの信号が生じ、これらの↑２：Ｌはそのアレーの上に
ηし出された沼ｊ告の露光強さの積分に相当づ゛る。個
々の索子は、異なった感度を有していることがあるので
、ｆｉ７　Ｏに対する反末条件が高いときは、それら（
３月のｌ＋ｌｉ工が必要である。線位置の決定に際して
は、個々の受光体の、アレーからシリーズとして読み出
されてＪＧ合に、」：り補正されている、その］ｊ４）
点に従属する各信８ｊ辰幅は電気的に（６分される。こ
の全積分の半分をコンパレータによって第二の積分器の
出力と比較する。この第二の積分器は同一の各信号を受
は取る【プれども、旧し少なくともその線全部を３．・
ツメ出寸時間だけ時間的にずれている。これは遅延部材
（関えば〃延回路網やアナクロシフ）−レジスタ等）を
用いて実現づ°ることができる。そのｉｆ！延部（Ａの
ｊｌＪ部のところに第一の受光体信号が現″わ１１てが
らその全積分値の半分が第二の積分器の積分器と一致す
るまでの時間は上記、腺の位置についての尺度となる。

この時間測定がより精密に行なわれれば行なわれるほど
解像度は高くなる。時間測定の代りに、コンパレータの
一致の後てての積分を従属する個別の信号振幅ど結白さ
°せ、そして両方の１直（］ンパレータの比較１直）の
差の形成、に　Ｊ、び）７皐化によって電子的方法で（
アナログ的に〉そのビクはル間隔（Ｐ　１ｘｅＬ　Ａ　
１）ｓｔａｎｒｌ）の中の、でのｒｍｉ麦に青広された
受光体（第二の（貞分器）のエツジから１ｐ１１光中心
が隔たっている距離に相当Ｊ８端数部分を求めてらよい
。そのようにしてその用いたアレーの個々の受光体の中
心間間隔の大きさを若しく下Ｊ、ねる感度に）ｉするこ
とがでさる。個／？の１言号の中心間隔の不確実Ｔｉお
よび場合により存在する前哨明度による測定誤差をでき
るだけ少なく保つために、被１１ｊ定構造に（ｌｔ属づ
る信号だ１）を護衛する。被測定構造の各限界は個々の
信号ににつで形成された階段状のは弓の微分器を用いる
微分Ｊ３よびその１９られた出力信号の調節可能な或る
間賄との比較によって、またでの読み出された各信号振
幅のコンパレータを用いる直接的な間は比較によって測
定することができる。干渉線法を用いた場合にはエツジ
に対して一定の間隔で存在している或るＴ渉匹；が生ず
る。Ｔ四線（人をアブ１コグ的に本発明しこより線位置
決定のために計１ｌｌｌｉづ“ることができる。

陰影像法によって或るエツジの位置を決定するためには
、その受光体アレーからシリーズとして読み出して場合
により補正された、での被測定侶）責に従属する各１言
弓振幅を電気的にｌｌ１１弁する必要がある。第二の積
分器によって、或る記憶されていた最大の個別信号振幅
の上で、その伯分子ｆｉが第一の積分器の全積分と等し
くなるまで積分する。

この比較は再びコンパレータを用いて１丁な〕。第一の
受光体信号の読みだしから第一の積分器の積分の、終了
Ｊｚてに仔過したｒＪ、１１ａ＋とこの積分の終了から
コンパレータの一致信号が現４っれるまてにｔτ）Ｇし
た時間との差はそのエツジの位置についての或る尺度で
ある。この時間測定の代りに、線のとさ′と同様に、総
計した各信号振幅の差形成を内１ｉ１’ｉに利用するこ
とができる。ここでもその被測定構造に従属する個々の
受光体信弓振幅のみの評１ｉＴｌｉによってその測定情
報の劣化を避けなければならない。

これは線の位置検出のとさと同）工に１−７て可（１ヒ
である。その測定精度は再び上記の時間測定の精度に左
右され、こして周々の受光体の中心間距餠によって与え
ら４するＦｆ？　１１度によりこれを高めることができ
る。

［実施１シリ１ 第１図１よ、秤々の椋像の本発明にｔＬう（ｌ置決定の
ための装置の例のブロック線図である。Ｃ０Ｄ−（１列
１の中に形成されて；売み出しの後で感度補正回路２に
よ（つ補正さ１１　ｔＣ周々の受光（本のｉｓ、　ｇ　
Ｅ幅（Ｊ、閥埴比校用の回路３、積分器５、およびアブ
ログシフＩ−レジスタ６へ）Ｘつ込まれる。この間１ｎ
比較回路１ま、上記積分器５へ１個の信号を送り出し、
そしてその被測定構造に従属する個々の信号のみが積分
されることをもたらず。第二の積分器７け、同じ目的の
ためにその悶１１ｆｆ　ｆ信号を時間をずらせてｉ、Ｉ
Ｉ　１７０ロジツク４を介して受（）取るＵ肋間＄１１
定装置９の作動開始は上記アレーの読み出しの間りＣ１
によって初めて行なわれ、そして構造終点にＪ、って１
￥止される。再始動は、第二の積分器７が積分を開始し
たときに（７なわれる。この時間測定はコンパレーク８
がその入力信号の一致を確認したどさに終了づる。この
ようにして測定した合計時間は、その構造の位置につい
ての一つの尺度である。以上に記述した装置の全ての（
育成部分の同門化は制御ロジック４によって行なわれる
。第２図には、エツジ位置測定用の実施例が示されてい
る。この場合もそのＣ０Ｄ−行列１からシリーズとして
読み出された各信号は補正回路２を介して閾（直比較回
路３へ達する。これによって）ノコ定された構造の各限
界に対応して積分器５の中でその）１う造の個々の信号
振幅が、コンパレータ８によって両積分（直の一致が報
告されるまで積分されする。時間測定は、関々の信号の
読み出しの開始と共に間′始される。この場合にＳＩ数
器（ＣＩ時装百つ）が作動開始される。第二の積分器７
の積分の聞知によってカウント方向が逆転される。この
Ｊ１攻器（コ１、そのコンパレータ信号が現われるまで
逆方向にカウントする。そのカウントの１直が求める時
間差に相当し、これはその構造の位置の一つの尺度であ
る。全ての（ｊ・１成部分の同門上は制御）［１０シツ
ク４によって行な４つれる。

・１０図面の１！ｌ　ｑ＞な説明 第１および第２図は、イζ光明にＪ、る１腺図位首Ｊす
主装置の各４体（シリのブロック腺［−１である。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）受光体アレーを用いてその上にその測定されるべ
   き構造の像を写し出すことにより、この構造の位置を測
   光的に測定する装置において、そのアレーの読み出され
   た個別の信号の大きさから遅延部材および積分器の使用
   によって種々の構造の上記アレーの上における測光的な
   位置を決定することを特徴とする上記構造位置測定用装
   置。
2. （２）或る線マークの位置を求めるために上記受光体ア
   レーからシリーズとして読み出されて必要に応じ補正さ
   れたその被測定構造に従属する個々の受光体の信号の大
   きさを積分し、そしてその全積分値の半分を、時間的に
   くい違って同一の各信号を受けとる第二の積分器の出力
   と、コンパレータを用いて同一値に達するまで比較し、
   その際この比較の間に経過して測定された時間がその受
   光体アレーの上における構造位置についての尺度を表わ
   すところの特許請求の範囲第１項記載の装置。
3. （３）受光体アレーからシリーズとして読み出されて必
   要に応じて補正されたその被測定構造に従属する個別の
   受光体の信号の大きさを積分し、そしてその積分器の出
   力信号を第二の、上記構造の記憶されている個別信号の
   最大値について積分する積分器の出力と、コンパレータ
   を用いて同一値に達するまで比較し、その際第一の積分
   を行うのに必要な、および上記比較の実現に必要なそれ
   ぞれの時間の差がその構造の位置についての尺度を表わ
   すところの陰影像方法により或るエッジ部の位置を決定
   するための特許請求の範囲第１項記載の装置。
4. （４）時間測定の代りにコンパレータの一致の後で、そ
   の積分を従属する個別の信号の大きさと結合させ、そし
   て両方の値の差形成（コンパレータの比較値）および規
   格化によって電子的（アナログ的）な方法で、そのピク
   セル間隔の中の、測光中心がその最後に考慮された受光
   体のエッジから隔たっている距離に相当する端数部分を
   求めるところの特許請求の範囲第１ないし第３項のいず
   れか一つに記載された装置。
5. （５）光学的に活性のある被測定構造の各境界が個別の
   信号振幅によって作り出された階段状の信号の微分器に
   よる微分およびその得られた出力信号のコンパレータに
   よる或る調節可能な目標値との比較によって求められる
   ところの特許請求の範囲第１ないし第４項のいずれか一
   つに記載された装置。
6. （６）各構造がそれらから読み出された個別の信号の大
   きさのコンパレータを用いる閾値比較によって求められ
   るところの特許請求の範囲第１ないし第４項のいずれか
   一つに記載された装置。
7. （７）光学的に活性のある構造の位置測定を、その用い
   たアレーの個別の受光体の中心間距離を著しく下まわる
   感度によって実現することができるところの特許請求の
   範囲第１ないし第６項のいずれか一つに記載された装置
   。
8. （８）アナログ的にその測定を干渉線法によって行うと
   ころの特許請求の範囲第１ないし第７項のいずれか一つ
   に記載された装置。
9. （９）遅延部材として遅延回路網またはアナログシフト
   レジスタが用いられるところの特許請求の範囲第１ない
   し第８項のいずれか一つに記載された装置。