Координатно-чувствительное устройство Советский патент 1984 года по МПК G02B23/00 

Изобретение относится к оптичес кому приборостроению, конкретнее к электронно-оптическим координаторам, и может быть использовано, например, для контроля положения и лучающего объекта в системах измерения геометрических размеров различных изделий. Известно координатно-чувствител ное устройство, содержащее фокусирующую систему и полупроводниковую пластину с коллекторами электродами Г 1 . Недостатками известного устройства являются большая погрешность измерения из-за нелинейности позиционной характеристики и низкая чувствительность. Наиболее близким к изобретению является координатно-чувствительное устройство, содержащее светоде литель и фотоприемнйки. В этом устройстве излучение объ екта собирается телескопом и направляется на четырехгранную зеркальную пирамиду. Отразившись от ее граней и вспомогательных зеркал световой поток попадает на катоды четьфех фотоумножителей. Разность напряжений с выходов противоположных фотоумножителей подается 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 становится неравномерной, и на выходе усилителей появляется сигнал рассогласования С 23. Однако известное устройство име ет невысокую точность и сложность конструкции, поскольку для его раб ты необходимо, .чтобы пучок излучения был равен половине щирины основания пирамиды. При работе с узким лазерным лучом данный приемник использовать нельзя, поскольку необходимо использовать расширитель, что усложняет устройство и снижает разрешение прибора, а следовательно, и точность измерения, кроме то го, при/ смещении луча от нулевого положения по одной координатной ос световые потоки в направлении другой оси всегда уменьшаются, т.е. о ношение сигнал/шум фотоприемников зависит ,от положения луча по другой оси. Устройство требует особо точного изготовления вершины пира{шды, а также точной установки ее в центре фокальной плоскости, что С1 азывается на погрешности измерения и обуславливает сложность при его эксплуатации. Целью изобретения является повьш1ение точности и упрощение конструкции устройства. Эта цель достигается тем, что в координатно-чувствительном устройстве, содержащем светоделитель и фотоприемники, светоделитель выполнен в виде четырех светоделительных пластин с коэффициентами отражения 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, 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. На фиг. 1 показана схема устройства} на фиг. 2 - оптическая 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 отражения в направлении распространения потока излучения, 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 для излучения, а второй - из материала, имеющего оптическую плотность, отличнзпо от нуля. Каждой из координат соответствует одна пара светофильтров 7. Клинья в светофильтрах 7 ориентированы по координатам таким образом. 3 чтобы для каждой из координат оптическая плотность светофильтров менялась в направлении этой координаты, и расположены таким образом чтобы при смещении излучения вдоль этой координаты оптическая плотность одного из светофильтров пары увеличивалась, а другого - уменьша лась. Устройство работает следующим образом. При нахождении пучка излучения в начале координат интенсивность излучения на всех фотоприемниках будет одинаковой. При смещении пучка излучения по оси X (смещение по оси У 0) опти ческая плотность светофильтра в од ном канале X увеличивается, а в др гом - уменьшается за счет изменени толщины клина с оптической плотностью от О до 4 - (верхний предел обусловлен чувствительностью фотоприемника) отличной от нуля. Соот114ветственно изменится величина электрического сигнала в фотоприемниках в каналах, которая является функцией смещения по оси X: в одном из каналов сигнал увеличится, а в другом - уменьшится. При этом в каналах У сигнал не изменится, поскольку оптическая плотность светофиль- ) тров в каналах 5Ь не изменится. При смещении пучка излучения по оси У изменяется оптическая плотность светофильтров в каналах У и соответственно изменяются сигналы на фотолЙ емниках 6 этих каналов, причгм сигнал в одном из них увеличивается а в другом - уменьшается. Устройство обеспечивает линейность электрооптической характеристики приемников, высокую точность измерения величины смещения светового потока. Использование этого устройства позволяет повысить точность измерения геометрических параметров полупроводниковых пластин.

КООРДИНАТНО-ЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее светоделитель И фотоприемники, о т ли чающееся тем, что, с целью повыiiteHHjt точности и 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 иэменяется вдоль этой координаты, а направление изменения оптической плотности в одном из фильтров пары противоположно направлению изменения оптической плотности в другом фильтре. 00 Од ХамммЛ инаяну