Устройство для контроля качества микросеток Советский патент 1991 года по МПК G01N21/88 G01J1/44 

является входом устройства и в предметной плоскости которого расположена микросетка 1, а в плоскости изображения расположен фотоприемник 6, два фотодиода 7, 8, каждый из которых имеет входнбе окно 9,10 в форме щели. Окна фотодиодов расположены длинными сторонами параллельно одна другой в ряд вдоль продольных нитей микросетки, ширина каждого окна не превышает ширины изображения отдельной нити микросетки, а длина окна не меньше размера изображения ячейки микросетки. Рассто- яние между соседними окнами не превышает размера изображения ячейки микросетки, а выходы фотодиодов являются

выходами фотоприемника и соединены с входами схемы 11 обработки сигналов, со держащей первый и второй компараторы 12, 13, первый и второй счетчики 14, 15, генератор 16 тактовых импульсов, формирователь 17 кода а расстояния между фотодиодами, формирователь 18 кода числа периодов и микропроцессор 9 Сигналы выходов фотоприемников 7, 8 сдвинуты по фазе один относительно другого на некоторую величину, определяемую скоростью перемещения фаз, периодом этих сигналов, вычислитель 19 вычисляет отклонение размера ячейки сетки от среднего ее размера. 1 ил.

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в системах для оптической обработки изображения, а также в регистрирующих фотоприемных системах. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности контроля, а также автоматизация контроля качества полотна микросеток по всей ширине микросетки в процессе ее производства. Устройство содержит осветитель 2, устройство 4 перемещения с жестко закрепленным на нем оптическим блоком 3, вход которого .- Q tn С О м ю СА О Ч

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в системах для оптической обработки изображения, а также в регистрирующих фотоприемных системах.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства за счет автоматизации контроля качества микросетки в процессе ее производства и повышение надежности контроля засчетувеличения пло- щади контролируемых участков вплоть до размеров, соответствующих ширине микросетки, при сохранении высокой разрешающей способности.

На чертеже показана блок-схема уст- ройства для контроля качества микросеток,

Устройство расположено над полотном микросетки 1, которое освещается осветителем 2, направление движения полотна микросетки в процессе производства показано вектором скорости V, оптический блок 3 с помощью устройства 4 перемещения (рапиры станка) перемещается вдоль ширины полотна микросетки, направление пере- мещения оптического блока вдоль ширины микросетки локазано вектором скорости V. Оптический блок 3 содержит линзу 5, в предметной плоскости которой находится микросетка 1, а в плоскости изображения расположен фотоприемник 6, состоящий по крайней мере из двух фотодиодов 7 и 8, каждый из которых имеет входные окна 9 и 10 в форме щелей, окна фотодиодов расположены длинными сторонами параллельно од- на другой в ряд. ориентированный вдоль продольных нитей полотна микросетки 1, ширина каждого окна не превышает ширины изображения отдельной нити микросетки, а длина окна не менее размера изображения

ячейки микросетки, расстояние между соседними окнами не превышает изображения размера ячейки микросетки.

Выходы фотодиодов 7 и 8 являются выходами фотоприемника 6 и оптического блока 3 и соединены с входами схемы 11 обработки сигналов, содержащей первый 12 и второй 13 компараторы, первый 14 и второй 15 счетчики, генератор 16 тактовых импульсов, формирователь 17 кода расстояния между фотодиодами, формирователь 18 кода N числа периодов, вычислитель 19 Первый 12 и второй 13 компараторы, входы которых являются входами схемы 11 обработки сигналов, соединены с выходами первого 7 и второго 8 фотодиодов, выход первого компаратора 12 соединен с первыми входами первого 14 и второго 15 счетчиков, выход второго компаратора 13 соединен с вторым входом первого счетчика 14, второй вход второго счетчика 15 и третий вход первого счегчика 14 - с выходом генератора 16 тактовых импульсов, а выходы первого 14 и второго 15 счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами микропроцессора 19, третий и четвертый входы микропроцессора 19 соединены соответственно с выходами формирователей кода а 17 и кода N 18, а выход микропроцессора 19 является выходом схемы 11 обработки сигналов.

П р и м е р 1. Длина окна каждого фотодиода равна изображению ячейки микросетки и составляет 60 мкм при коэффициенте трансформации линзы 1:3 и размере ячейки микросетки 20 мкм. Ширина окна каждого фотодиода равна изображению продольной нити микросетки и составляет 30 мкм при коэффициенте трансформации линзы 1:3 и размере нити микросетки 10 мкм.

Расстояние между центром окон равно 40 мкм, при этом фазовый сдвиг между сигналами, поступающими от первого и второго фотодиодов, составляет 240°.

П р и м е р 2. Отличается от примера 1 45 тем, что длина окна каждого фотодиода составляет 12 мкм, а его ширина - 15 мкм, при этом расстояние между центрами окон равно 25 мкм. Все размеры с достаточной точ- ностью обеспечены стандартными 50 методами современной фотолитографии,

Размеры изображения нити и ячейки микросетки определяютя коэффициентами трансформации линзы и собственными размерами нити и ячейки микросетки. Размер 55 ширины щели не должен превышать ширины изображения отдельной нити, чтобы не уменьшилась глубина модуляции сигнала. Длина окна не должна быть меньше размера изображения ячейки, чтобы случайное попадание на окно изображения поперечной нити не приводило к существенному уменьшению сигнала. Расстояние между центрами фотодиодов должно быть не менее ширины ячейки, так как сдвиг фаз сиг- 5 налов, поступающих с фотодиодов, не должен превышать величину периода сигнала, поступающего с каждого фотодиода.

Устройство для контроля качества микросеток работает следующим образом.10

Полотно микросетки 1 устанавливается в предметной плоскости оптического блока 3, в плоскости изображения которого находятся фотоприемник б, состоящий по крайней мере из двух фотодиодов 7 и 8, каждый 15 из которых имеет входные окна 9 и 10. Микросетка 1 в процессе производства освещается осветителем 2, а оптический блок 3 перемещается вдоль ширины полотна микросетки 1 с помощью системы 4 перемеще- 20 ния, при этом каждая продольная нить полотна микросетки регистрируется первым 7 и вторым 8 фотодиодами фотоприемника б с временной задержкой т , равной отношению расстояния а между входными 25 окнами 9 и 10 первого 7 и второго 8 фотодиодов к произведению коэффициента К трансформации линзы оптического блока 3 и скорости движения V оптического блока 3 вдоль ширины полотна микросетки. Изме- 30 рение периодов и фазового сдвига т импульсного сигнала, формируемого на выходе первого 7 и второго 8 фотодиодов при заданном расстоянии а между входными сигналами первого 7 и второго 8 фото- 35 диодов, позволяет определить скорость V перемещения оптического блока а

v

FK

и расстояние между соседними продольными нитями полотна микросетки с учетом коэффициента К трансформации линзы оптического блока 3, а следовательно, и размер А ячейки полотна микросетки

А т а A T FK

где Т - период изменения сигнала с фотодиодов 7 и 8, а также определить наличие дефектной структуры полотна микросетки. Средний размер ячейки полотна микросетки, определяющий число отдельно увеличенных ячеек на заданной длине, определяется путем суммирования расстояния N продольными нитями полотна микросетки и нахождения среднего расстояния

щ-rf/ tb

55 5

10

15 20 25 0 5

0

где Т и т - период и временная задержка между сигналами с первого и второго фотодиодов, соответствующие 1-й ячейки микросетки.

На первые входы компараторов 12 и 13 поступает сигнал с первого 7 и второго 8 фотодиодов, на вторые входы которых подается постоянный пороговый сигнал, обеспечивающий срабатывание компараторов при попадании на входные окна 9 и 10 фотодиодов 7 и 8 изображения продольной нити полотна микросетки. Первый счетчик 14 запускается передним фронтом выходного сигнала первого компаратора 12 и обнуляется передним фронтом выходного сигнала второго компаратора 13. Второй счетчик 15 запускается передним фронтом импульса выходного сигнала первого компаратора 2, обнуляется и запускается вновь передним фронтом следующего импульса выходного сигнала первого компаратора 12. Вычислитель 19 получает код а расстояния между двумя фотодиодами с помощью формирователя 17 кода а, код числа периодов N от формирователя 18 кода N. выходной код первого 14 и второго 15 счетчика, перемножает код а на код второго счетчика 15 и делит на код первого счетчика 14. суммирует результаты N раз и делит сумму на N, что дает среднеарифметическую величину размера ячейки полотна микросетки. Вычислитель 19 сравнивает текущую величину размера ячейки с ранее найденной средней величиной и сигнализирует о выходе текущей величины за пределы допустимого отклонения от средней величины.

Устройство для контроля качества микросеток позволяет автоматизировать контроль качества полотна микросетки в процессе ее производства и увеличить площадь контролируемых участков вплоть до

размеров, соответствующих ширине полотна микросетки, при сохранении высокой разрешающей способности, а также обеспечивает контроль дефектов продольных нитей в полотне микросетки. Таким образом, изобретение позволяет повысить качество и процент выхода годной продукции. Формула изобретения Устройство для контроля качества микросеток, содержащее осветитель и установ- ленный на устройстве перемещения оптический блок, вход которого является входом устройства, включающий линзу и фотоприемное устройство, установленное в плоскости изображения линзы, выходы которого соединены с входами схемы обработки сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и повышения надежности контроля, фотоприемное устройство содержит два фотодиода, входное окно каждого из которых выполнено в форме щели, причем длинные стороны входных окон параллельны одна другой, отношение длины окна к его ширине находится в пределах 2 - 8, отношение расстояния между центрами окон к ширине окна не менее 1,2, при этом выходы фотодиодов являются выходами фотоприемника, устройства, а выходы оптического блока соединены с входами схемы обработки

сигналов, содержащей первый и второй компараторы, первый и второй счетчики, генератор тактовых импульсов, формирователь кода а расстояния между фотодиодами, формирователь кода N числа периодов и вычислитель,

причем входы первого и второго компараторов являются входами схемы обработки сигналов, выход первого компаратора соединен с первыми входами первого и второго счетчиков, выход второго компаратора

соединен с вторым входом первого счетчика, а второй вход первого счетчика и третий вход первого счетчика соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выходы первого и второго счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами вычислителя, третий и четвертый входы вычислителя соединены соответственно с выходом формирователя кода а и выходом формирователя кода N, а выход вычислителя является выходом схемы обработки сигналов.