SU1081611A1 - Coordinate sensing device - Google Patents

Coordinate sensing device Download PDF

Info

Publication number
SU1081611A1
SU1081611A1 SU823417934A SU3417934A SU1081611A1 SU 1081611 A1 SU1081611 A1 SU 1081611A1 SU 823417934 A SU823417934 A SU 823417934A SU 3417934 A SU3417934 A SU 3417934A SU 1081611 A1 SU1081611 A1 SU 1081611A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
optical
optical density
filters
along
plates
Prior art date
Application number
SU823417934A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Николаевич Седов
Юрий Иванович Урывский
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6707
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Р-6707 filed Critical Предприятие П/Я Р-6707
Priority to SU823417934A priority Critical patent/SU1081611A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1081611A1 publication Critical patent/SU1081611A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

КООРДИНАТНО-ЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее светоделитель И фотоприемники, о т ли чающеес  тем, что, с целью повыiiteHHjt точности и конструкции , светоделитель выполнен в виде четырех светоделительных пластин с коэффициентами отражени  светового потока соответственно 0,25 0,33, 0,5} 1,0, последовательно установленных по ходу светового потока, а между этими пластинами и фотоприемниками по ходу отраженных пластинами световых потоков установлены фильтры, каждый из которых содержит оптический клин, причем оптические клинь  расположены так, что дл  каждой пары фильтров, соответствующей одной из координат, оптическа  плотность клина иэмен етс  вдоль этой координаты, а направление изменени  оптической плотности в одном из фильтров пары противоположно направлению изменени  оптической плотности в другом фильтре. 00 Од ХамммЛ ина нуCOORDINATIC-SENSITIVE DEVICE, containing a beam splitter AND photodetectors, which is designed so that, in order to improve the accuracy and design, the beam splitter is made in the form of four beam splitters with a reflectance of the light flux, respectively 0.25 0.33, 0.5} 1 , 0, successively installed along the course of the light flux, and between these plates and photodetectors along the course of the light fluxes reflected by the plates, filters are installed, each of which contains an optical wedge, the optical wedge being located so that for each pair of filters, a respective one of the coordinates, the optical density wedge iemen is along this coordinate, and a direction change of the optical density filter in one of a pair of oppositely to the direction variations of the optical density in the other filter. 00 Hod HammmL

Description

Изобретение относитс  к оптичес кому приборостроению, конкретнее к электронно-оптическим координаторам , и может быть использовано, например, дл  контрол  положени  и лучающего объекта в системах измерени  геометрических размеров различных изделий. Известно координатно-чувствител ное устройство, содержащее фокусирующую систему и полупроводниковую пластину с коллекторами электродами Г 1 . Недостатками известного устройства  вл ютс  больша  погрешность измерени  из-за нелинейности позиционной характеристики и низка  чувствительность. Наиболее близким к изобретению  вл етс  координатно-чувствительное устройство, содержащее светоде литель и фотоприемнйки. В этом устройстве излучение объ екта собираетс  телескопом и направл етс  на четырехгранную зеркальную пирамиду. Отразившись от ее граней и вспомогательных зеркал световой поток попадает на катоды четьфех фотоумножителей. Разность напр жений с выходов противоположных фотоумножителей подаетс  на со ответствующий усилитель. Если световой луч падает по центру зеркаль ной призмы (нулевое положение), то световые потоки, отраженные от пирамиды, одинаковы по интенсивнос ти, и сигналы фотоумножителей также одинаковы. При смещении светово . го луча засветка противоположных граней становитс  неравномерной, и на выходе усилителей по вл етс  сигнал рассогласовани  С 23. Однако известное устройство име ет невысокую точность и сложность конструкции, поскольку дл  его раб ты необходимо, .чтобы пучок излучени  был равен половине щирины основани  пирамиды. При работе с узким лазерным лучом данный приемник использовать нельз , поскольку необходимо использовать расширитель, что усложн ет устройство и снижает разрешение прибора, а следовательно , и точность измерени , кроме то го, при/ смещении луча от нулевого положени  по одной координатной ос световые потоки в направлении другой оси всегда уменьшаютс , т.е. о ношение сигнал/шум фотоприемников зависит ,от положени  луча по другой оси. Устройство требует особо точного изготовлени  вершины пира{шды , а также точной установки ее в центре фокальной плоскости, что С1 азываетс  на погрешности измерени  и обуславливает сложность при его эксплуатации. Целью изобретени   вл етс  повьш1ение точности и упрощение конструкции устройства. Эта цель достигаетс  тем, что в координатно-чувствительном устройстве , содержащем светоделитель и фотоприемники , светоделитель выполнен в виде четырех светоделительных пластин с коэффициентами отражени  светового потока соответственно 0,25; 0,33; 0,5 и 1,0 последовательно установленных по ходу светового потока, а между этими пластинами и фотоприемниками по ходу отраженных пластинами световых потоков установлены фильтры, каждый из которых содержит оптический клин, причем оптические, клинь  расположены так, что дл  каждой пары фильтров, соответствующей одной из координат, оптическа  плотность клина измен етс  вдоль ЭТОЙ координаты, а направление изменени  оптической плотности в одном из фильтров пары противоположно направлению изменени  оптической плотности в другом фильтре. На фиг. 1 показана схема устройства} на фиг. 2 - оптическа  схема устройства. Устройство содержит светоделительные пластины, например призмы, 1-5, введенные между собой в оптический конт;акт, фотоприемники 6, светофильтры 7 и линзы 8. Светоделительные грани, образованные при контакте призм 1-5, имеют коэффициенты отражени  в направлении распространени  потока излучени , равные 0,25-, 0,33; 0,5; 1,0, что обеспечивает равенство световых потоков , падающих на каждый фотоприемник . Каждый из светофильтров 7 выполнен из двух клиньев, при этом один из клиньев выполнен из материала прозрачного дл  излучени , а второй - из материала, имеющего оптическую плотность, отличнзпо от нул . Каждой из координат соответствует одна пара светофильтров 7. Клинь  в светофильтрах 7 ориентированы по координатам таким образом. 3 чтобы дл  каждой из координат оптическа  плотность светофильтров мен лась в направлении этой координаты , и расположены таким образом чтобы при смещении излучени  вдоль этой координаты оптическа  плотность одного из светофильтров пары увеличивалась, а другого - уменьша лась. Устройство работает следующим образом. При нахождении пучка излучени  в начале координат интенсивность излучени  на всех фотоприемниках будет одинаковой. При смещении пучка излучени  по оси X (смещение по оси У 0) опти ческа  плотность светофильтра в од ном канале X увеличиваетс , а в др гом - уменьшаетс  за счет изменени толщины клина с оптической плотностью от О до 4 - (верхний предел обусловлен чувствительностью фотоприемника ) отличной от нул . Соот114 ветственно изменитс  величина электрического сигнала в фотоприемниках в каналах, котора   вл етс  функцией смещени  по оси X: в одном из каналов сигнал увеличитс , а в другом - уменьшитс . При этом в каналах У сигнал не изменитс , поскольку оптическа  плотность светофиль- ) тров в каналах 5Ь не изменитс . При смещении пучка излучени  по оси У измен етс  оптическа  плотность светофильтров в каналах У и соответственно измен ютс  сигналы на фотолЙ емниках 6 этих каналов, причгм сигнал в одном из них увеличиваетс  а в другом - уменьшаетс . Устройство обеспечивает линейность электрооптической характеристики приемников, высокую точность измерени  величины смещени  светового потока. Использование этого устройства позвол ет повысить точность измерени  геометрических параметров полупроводниковых пластин.The invention relates to optical instrumentation, more specifically to electron-optical coordinators, and can be used, for example, to control the position of a radiating object in the systems for measuring the geometrical dimensions of various products. A coordinate-sensing device is known that contains a focusing system and a semiconductor plate with collectors with G1 electrodes. The disadvantages of the known device are the large measurement error due to the nonlinearity of the positional characteristic and low sensitivity. Closest to the invention is a coordinate-sensitive device containing a light-emitting diode and photo-detectors. In this device, the radiation of an object is collected by a telescope and directed to a four-sided mirror pyramid. Reflected from its faces and auxiliary mirrors, the luminous flux falls on the cathodes of the chip of the photomultipliers. The voltage difference from the outputs of the opposite photomultipliers is fed to the corresponding amplifier. If the light beam falls in the center of the mirror prism (zero position), then the light fluxes reflected from the pyramid are the same in intensity, and the signals of the photomultipliers are also the same. When offset light. The illumination of opposite edges becomes uneven on the beam, and the error signal C 23 appears at the output of the amplifiers. However, the known device has a low accuracy and complexity of design, since for its operation it is necessary that the radiation beam be equal to half the width of the pyramid base. When working with a narrow laser beam, this receiver cannot be used, since it is necessary to use an expander, which complicates the device and reduces the resolution of the device, and hence the measurement accuracy, besides when the beam is shifted from the zero position along one axis. the direction of the other axis is always reduced, i.e. The signal-to-noise ratio of the photodetectors depends on the position of the beam on the other axis. The device requires a particularly accurate production of the peak of the pyramid, as well as its precise installation in the center of the focal plane, which C1 calls for measurement errors and makes it difficult to operate. The aim of the invention is to improve the accuracy and simplify the design of the device. This goal is achieved by the fact that in the coordinate-sensitive device containing a beam splitter and photodetectors, the beam splitter is made in the form of four beam-splitting plates with reflectances of the light flux, respectively, 0.25; 0.33; 0.5 and 1.0 successively installed along the light flux, and between these plates and photodetectors along the light flux reflected by the plates, filters are installed, each of which contains an optical wedge, the optical wedge arranged so that for each pair of filters corresponding to one of the coordinates, the optical density of the wedge changes along THIS coordinate, and the direction of change in optical density in one of the filters of the pair is opposite to the direction of change in optical density in the other filter. FIG. 1 shows a diagram of the device} in FIG. 2 shows the optical layout of the device. The device contains beam-splitting plates, e.g. prisms, 1-5, interposed into optical contact; act, photodetectors 6, light filters 7 and lenses 8. Beam-splitting edges formed by prism contact 1-5 have reflection coefficients in the direction of propagation of radiation flux, equal 0,25-, 0,33; 0.5; 1.0, which ensures the equality of the light fluxes incident on each photodetector. Each of the light filters 7 is made of two wedges, with one of the wedges made of a material that is transparent to radiation, and the second is made of a material having an optical density other than zero. Each of the coordinates corresponds to one pair of filters 7. The wedge in the filters 7 is oriented along the coordinates in this way. 3 so that for each of the coordinates the optical density of the optical filters varies in the direction of this coordinate, and is arranged so that when the radiation shifts along this coordinate, the optical density of one of the optical filters of the pair increases and the other decreases. The device works as follows. When a radiation beam is located at the origin of coordinates, the radiation intensity at all photodetectors will be the same. When the radiation beam is shifted along the X axis (offset along the Y axis is 0), the optical density of the light filter in one channel X increases and in the other decreases by changing the thickness of the wedge with optical density from 0 to 4 - (the upper limit is caused by the sensitivity of the photodetector ) different from zero. Accordingly, the magnitude of the electrical signal in the photodetectors in the channels, which is a function of the X-axis bias, will change accordingly: in one channel, the signal will increase, and in the other, it will decrease. At the same time, in the Y channels, the signal does not change, since the optical density of the optical filter in channels 5b does not change. When the radiation beam is shifted along the Y axis, the optical density of the optical filters in the Y channels changes and, accordingly, the signals on the photocell 6 of these channels change, the signal increases in one of them, and decreases in the other. The device ensures the linearity of the electro-optical characteristics of the receivers, the high accuracy of measuring the magnitude of the displacement of the light flux. The use of this device improves the accuracy of measuring the geometric parameters of semiconductor wafers.

Claims (1)

; КООРДИНАТНО-ЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее светоделитель и фотоприемники, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, светоделитель выполнен в виде четырех светоделительных пластин с коэффициентами отражения светового потока соответственно 0,25/0,33,; 0,5; 1,0, последовательно установленных по ходу светового потока, а между этими пластинами и фотоприемниками по ходу отраженных пластинами световых потоков установлены фильтры, каждый из которых содержит оптический клин, причем оптические клинья расположены так, что для каждой пары фильтров, соответствующей одной из координат, оптическая плотность клина изменяется вдоль этой координаты, а направление изменения оптической плотности в одном из фильтров пары противоположно направлению изменения оптической плотности в другом фильтре.; A COORDINATE-SENSITIVE DEVICE containing a beam splitter and photodetectors, characterized in that, in order to increase the accuracy and simplify the design, the beam splitter is made in the form of four beam splitter plates with light flux reflection coefficients of 0.25 / 0.33, respectively ; 0.5; 1,0, sequentially installed along the luminous flux, and between these plates and photodetectors along the reflected light fluxes of the plates there are filters, each of which contains an optical wedge, and the optical wedges are arranged so that for each pair of filters corresponding to one of the coordinates, the optical density of the wedge changes along this coordinate, and the direction of the change in optical density in one of the filters of the pair is opposite to the direction of the change in optical density in the other filter.
SU823417934A 1982-04-06 1982-04-06 Coordinate sensing device SU1081611A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823417934A SU1081611A1 (en) 1982-04-06 1982-04-06 Coordinate sensing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823417934A SU1081611A1 (en) 1982-04-06 1982-04-06 Coordinate sensing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1081611A1 true SU1081611A1 (en) 1984-03-23

Family

ID=21004847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823417934A SU1081611A1 (en) 1982-04-06 1982-04-06 Coordinate sensing device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1081611A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Катыс Г.Я. Оптико-электроина обработка информации. М., Машиностроение, 1973, с. 327. 2. Авторское свидетельство СССР W 140226, кл. G 02 В 23/00, 1960 (прототип). ; *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100535767C (en) Focusing leveling measuring method and device
CN109579779B (en) High-precision high-frequency-response anti-interference large-working-distance auto-collimation device and method
US3578979A (en) Electrical signal generating apparatus having a scale grid
US4355900A (en) Self-calibrating interferometer
CN113310434B (en) Method for measuring perpendicularity of two-dimensional linear motion platform
SU1081611A1 (en) Coordinate sensing device
CN114894123B (en) High-precision optical wedge angle measuring device and measuring method thereof
US5184014A (en) Opto-electronic scale reading apparatus
US4061425A (en) High resolution alignment interferometer
JPH0431335B2 (en)
US3573468A (en) Photoelectric incremental transducer for 4-phase signals comprising means for geometrically splitting the light beams
JPS61112905A (en) Optical measuring apparatus
RU2822502C1 (en) Reflectometer
JPH06213623A (en) Optical displacement sensor
KR920010908B1 (en) Mirror detection head
JP2609606B2 (en) Optical pickup objective lens position detector
JPH05231848A (en) Optical displacement sensor
JPH0454405A (en) Optical displacement gauge
JPS60128330A (en) Refractive index measuring device of thin film
JP2552660B2 (en) Focus error detector
JPS635208A (en) Apparatus for measuring surface shape
SU1696854A1 (en) Device for object displacement measurement
JPH10132507A (en) Interferometer
SU1404816A1 (en) Device for measuring deviation from rectilinearity
JPS63206682A (en) Photoelectric switch