Brevet FR2369539A1 — publié le 19780526

La présente invention concerne un microscope photoélectrique qui, destiné à déterminer le milieu photométrique d'une structure optiquement active, comprend une fente parallele susceptible de se déplacer par rapport à la structure et au moins aussi large que celle-ci, un récepteur photoélectri- que placé derrière la fente et un discriminateur monté à l'aval pour traiter les signaux produits par la structure. Pour déterminer automatiquement la position de traits de repère, par exemple la position de traits d'une échelle graduée, des microscopes photoélectriques sont utilisés en tant qu'indicateurs de zéro. On connaît toute une série de microscopes de ce genre qui déterminent par l'intermédiaire de mesures de flux lumineux le milieu photométrique d'un trait ou d'une structure.Cela implique la résolution de l'équation intégrale suivante qui définit le milieu photométrique d'un trait Dans cette équation t (x) représente la transparence du trait utilisé en l'occurrence par exemple dans le procédé d'éclairement par transparence à trait sombre sur fond clair, xs repré sente le centre de gravité photoélectriquedu trait, E repré o sente l'intensité d'éclairement, supposée constante, dans le plan de trait et xs - a -' x ' Xs + a représente l'intervalle de définition du trait. xn cas d'utilisation d'un éclairement par transparence il convient de substituer dans l'équation (1) à T (x) le coefficient de réflexion. Dans le cas d'un procédé statique pour la détermination du milieu photométrique d'un trait de repère, décrit dans la revue "Feingerätetechnik" (volume 10/1960, pages 430 et 431) et appelé procédé de asymétrie photo électrique a' deux récepteurs photoélectriques, l'intégration est effectuée en déterminant le flux lumineux tombant dans une fente partielle. et les flux lumineux tombant dans les fentes partielles A1 et sont comparés l'un à l'autre. L'inconvénient de ce microscope réside en ce que par suite du vieillissement différent, c'est-à-dire de la dérive des deux récepteurs photoélectriques réunis dans un montage différentiel, la stabilité du point zéro dans le temps est trop mauvaise pour de nombreuses applications. On procède également à une comparaison de flux lumineux dans le cas des procédés de symétrie photoélectriques n'utilisant qu'un seul récepteur photoélectrique. Outre le fait que ces microscopes à interruption périodique entrassent des dépenses plus élevées sur le plan de l'appareillage que les microscopes du type mentionné précédemment, il faut dans ce cas un trait de repère immobile de sorte que les temps de mesure nécessaires se trouvent sensiblement accrus (ou bien il faut une fréquence d'interruption élevée déterminée par le défaut de mesure admis et la vitesse du trait de repère).Dans le cas des microscopes à balayage comportant des éléments oscillants optiques ou niques (revue "Optik", volume 21/1964, page 606 et suivantes), on a tenté de déterminer le milieu photométrique en éliminant des harmoniques par filtrage. Dans ces conditions, on n'effectue cependant chaque fois qu'un calcul approximatif et détermine non pas le centre de gravité photoélectrique mais le centre de gravité de surface (et cela encore seulement de manière approxima tire) de la répartition E t (x). La présente invention a pour objet de créer un microscope photoélectrique permettant de mesurer,correctement du point de vue de la définition, le milieu photométrique d'une structure optiquement active, par exemple d'un trait de repère, sans que cela necessite un appareillage volumineux et compliqué. ssn consequence, la présente invention consiste à permettre à un microscope photoélectrique, destiné à déterminer le milieu photométrique d'une structure à activité optique et comprenant une fente parallèle susceptible de se déplacer par rapport à la structure et qui est au moins aussi large que celle-ci, un récepteur photoélectrique placé derrière la fente et un dis crîminateur monté à l'aval, d'être réalisé de manière que même à des traits défectueux se trouve attribuée une position nette et bien définie. La solution apportée a ce problème suivant la présente invention réside en ce que le signal délivré par le récepteur photoélectrique en cas de mouvement relatif entre la fente parallèle et la structure est envoyé directement sur la première entrée du discriminateur,et en ce qu'il est monté, entre la deuxième entre du discriminateur et le récepteur photoélectrique, un générateur de valeur moyenne qui établit la moyenne entre les valeurs maximale et minimale produites par la structure et règle ainsi le seuil de réponse du discriminateur sur cette valeur. La valeur moyenne est établie,soit à partir du flanc ascendant ou du flanc descendant du signal de sortie électrique délivré par le récepteur photoélectrique, soit à partir d'un certain nombre de signaux de sortie précédents.Si les défauts dans la forme du trait ou de la structure sont négligeables, la valeur moyenne peut également autre établie à partir de l'impulsion précédente. Dans le cas de microscopes à balayage la valeur moyenne est obtenue à partir du signal drexploration périodique. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation représenté au dessin aune- xe. La figure unique représente, sous une forme simplifiée, le cas où il s'agit de déterminer avec un microscope photoélectrique statique la position d'un trait de repère clair sur un support formant fond sombre. Le support formant fond peut être par exemple une partie du système de mesure de parcours pour le chariot d'une machine à mesurer ou d'une machine-outil ou bien il peut, lorsqu'il s'agit de déterminer la position de structures utilisées lors de la fabrication de composants à semiconducteur, constituer le support de la structure. Dans le cas représenté à titre d'exemple, le trait de repère réfléchissant I est illuminé au moyen d'un système d'éclairement épiscopique non représenté et son image est formée par l'intermédiaire de l'objectif 2 dans la fente parallèle 3. Pour la mise en oeuvre du procédé, il est indispensable que la fente parallèle 3 soit au moins aussi large que le trait. Dans le cas d'un mouvement relatif dans la direction x entre le trait de repère 1 et la fente 3, le récepteur photoélectrique 4 placé derrière la fente délivre un signal de sortie électrique présenté sous la forme d'une impulsion de tension U et proportionnel au flux lumineux passant par la fente. Cette impulsion de tension U est transmise à l'entrée d'un comparateur 5. En même temps, le condensateur C1 est chargé jusqu'à la tension maximale.Puis les condensateurs et G2' montés en série sont chargés jusqu'à présenter la différence entre une tension maximale et la tension minimale de sorte que, si C1C"2 et C2 = C2 , il se présente, à la sortie du circuit d'établissement de valeur moyenne, la valeur moyenne recherchée qui sert à régler le seuil de réponse du comparateur 5. L'évolution des tensions aux points A, B et C est également représentée à la figure en fonction de l'emplacement x de l'image du trait. Le passage par zéro du signal à la sortie du comparateur 5 se produit lorsque le milieu photométrique de l'image du trait coïncide avec le bord droit de la fente (il en est ainsi pour le cas représenté). En procédant à une amplification supplémentaire appropriée (non représentée) et à un redressement, on peut obtenir au point D une brusque variation de tension négative en tant que signal de symétrie. Ce signal peut être utilisé en tant que signal indicatif ou être exploité d'une autre manière. Après élaboration du signal de symétrie au point xO l'état initia peut être rétabli, de manière retardée, en actionnant les interrupteurs bl S2 et S3. A cet égard, la tension directe de la diode D1 assure une légère tension initiale positive de B par rapport à A de sorte que l'impulsion négative en D peut toujours tre considérée comme signal indiquant que le milieu photométrique passe par l'un des axes du microscope. L'établissement d'une moyenne pour plusieurs impulsions peut être réalisé à condition de remplacer les interrupteurs par des résistances à valeur ohmique suffisante. Dans ce cas, le temps de l'établissement de la valeur moyenne est fixé par les constantes de temps RiCi. L'invention est applicable à tous les modes connus de détermination photométrique du milieu de traits. REVEND ICAT TON s microscope photoélectrique qui, destiné à déterminer le milieu photoélectrique d'une structure optiquement active, comprend une fente parallele susceptible de se déplacer par rapport à la structure et au moins aussi large que celle-ci, un récepteur photoélectrique placé derrière la fente ainsi qu'un discriminateur monté à l'aval et à la première entrée duouel est appliqué le signal délivré par le récepteur, caractérisé en ce qu'il est monté,entre le récepteur photoélectrique et la seconde entrée du discriminateur, un générateur de valeur moyenne qui établit la moyenne entre les valeurs maximale et minimale produites par la structure sur le récepteur photoélectrique et fixe ainsi le seuil de réponse du discriminateur sur cette valeur moyenne.