DE2102122A1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung genauen Bestimmung von Abmessungen eines Gegenstandes durch ._A Fernsehabbildung des Gegenstandes, Erzeugung eines Bildsignal* des Gegenstandes und Wiedergabe eines Bildes des Gegenstandes auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlr'dhre unter Steuerung des Bildsignals,

Bei der Auslegung sehr kleiner Einrichtungen, beispielsweise integrierter Schaltkreise sowie der hierfür verwendeten Maeken, ist man bestrebt, Hunderte von mikroskopisch ungleichmäßig geformten Gebilden für jede einzelne Einrichtung abmessung©- mäßig zu bestimmen. Es wird weiterhin angestrebt, schnell und genau sowohl die Fläehenbereicb? als auch die linearen AbmeBBungen unregelmäßig geformter Muster dex Masken zu bestimmen. Verfahren dieser Art nach dem Stand der Technik boten lediglich geringen Nutzen hinsichtlich niedriger Kosten sowie schneller, und genauer Messung der besonderen geometrischen Gebilde*

Ein integrierter Schaltkreis kann typischerweise eine Fläche . von 1,6 mm umfassen, einschließlich bis zu 100 daran vorgesehener einzelner Transistoren und 100 einzelner Widerstände. Zur genauen Ausrichtung werden kleine mikroskopische T-förmige Marken auf den einzelnen Masken verwendet, wobei die Breite des vertikalen Balkens der T-förmigen Marke etwa 5 Mikron be- ; trägt. Vorzugsweise strebt man an, mit einer

100832/1139

ORIGINAL INSPEGTBD

innerhalb 50 oder 75 Millimikron zu messen, um integrierte Schaltkreise in wirksamer Weise fließbandmäßig herzustellen·

Eine typische Maske für integrierte Schaltkreise umfaßt etwa iSOO winzig klein erscheinende Punkte. Jeder Punkt stellt einen vollständigen integrierten Schaltkreis dar. Diese integrierten Schaltkreise sind aus einem einzigen Halbleiterwafer gebildet, so daß ein Wafer etwa 500 Schaltkreise ergibt. Jeder integrierte Schaltkreis kann hunderte von Gebilden umfassen, beispielsweise hundert Transistoren und hundeit Widerstände.

Bis zu sieben Masken (jede mit unterschiedlichen Einzelheiten) werden bei der Herstellung integrierter Schaltkreise verwendet. Da diese Masken als Überdeckungen verwendet werden, ist es wichtig, daß die Abmessungen ebenso wie die örtliche Anbringung der verschiedenen Gebilde extrem genau ist, so daß die Masken in verschiedenen Stufen des Herstellungsganges übereinandergelegt werden können.

Eine optische Messung könnte für das unbewaffnete Auge günstig erscheinen. Ein Paar annähernd paralleler Linien kann dem Auge parallel erscheinen, während tatsächlich eine geringe Abweichung von der Parallelität vorliegt. Bisher war es notwendig, langsam und beschwerlich einen Gegfcnstand unter einem Mikroskop zu prüfen, die Fadenkreuze einzustellen, ein Mikrometerrad zu drehen und das Anzeigerad abzulesen. Es war schwierig, die Kante eines Schaltungsmusters genau zu finden oder festzulegen. Die Messung kleiner Abmessungen war bisher höchst subjektiv und ungenau.

Das erfindungsgemäSe Verfahren zur genauen Bestimmung der Abmessungen eines Gegenstandes umfaßt die Erzeugung eines Unterteilungsrasters synchron mit dem Bildsignal, Überlagerung des UnterteilungsrasterB auf dem Bild des Gegenstandes an der Kathodenstrahlröhre, Justierung des Unterteilungsrogisters auf Koinzidenz mit den Abmessungen des zu bestimmenden Gegenstandes, Erzeugung einer Reihe, ÄLeAchiömLe ,aeitgesteuerter ImpüXee unter

ORiGiNAL iNGPECTED

der Steuerung des UnterteilungsraBtera und Zählung der Anzahl von unter Steuerung des Unterteilungsrasters erzeugten Impulsen*

Die Erfindung ist auch auf eine Anordnung gerichtet, die gemäß dem obigen Verfahren arbeitet und folgende Elemente umfaßt: Eine Schaltung zur Erzeugung oincs Unterteilungsrastere synchron mit den Bildsignalen, Verbindungen zur Überlagerung des Unterteilungsrasters auf das Bild an der obigen Fernsehüberwachungeeinrichtung, eine Vorrichtung zur Justierung des Unterteilüngflrastors auf die Abmessungcm des zu bestimmenden Gegenstandes, einen Impulserzeuger zur Erzeugung einer Reihe gleichförmig zeitgesteuerter Impulse unter Steuerung des UnterteilungBrasters und eine Zählanordnung zur Zählung der gleichförmig zoitgesteuerten Impulse,uie unter der Steuerung des Unterteilungsrasters erzeugt werden·

Ein weiteres Merkmal der Erfindung bezieht sich auf die Schaltung zur Erzeugung des Unterteilungsrasters und umfaßt folgende Bauelemente: Eine erste monostabile Multivibratorschaltung,

welche in Abhängigkeit von Synchronia ierungs impul s en des Bild-. ' '"'*' *■*

signale ausgelöst ist, eine zweite monostabile Multivibrator- f schaltung, welche durch die erste monostabile Multivibratorschaltung ausgelöst ist, öitie Steuereinrichtung zur Veränderung

der Zeitverzögerung dor monastabilen Multivibratorschaltungen / '■

und eine auf die monostabilen Multivibratorschaltungen an— -V '-;f

sprechende Einrichtung zur örtlichen Festlegung der Unter— ' *> fu

teilungsStellungen des Untorteilungsrasters sowie zur Stettenasg ^:-*. -

der Zählanordnung durch das Verzögerungezeitintervell zu der f; ' .-*

zweiten monostabilen Multivibratorschaltung.. % ■ -^;.;

Ein Halbleiterschirm, welcher als Bestandteil in einer Fernseh- ' ^ ^r * kameraröhre verwendet wird, weist Abfassungen von etwa 13 x 13 am"> ^

euf und weist 840 000 winzige Dioucn von 6 Mikron Breite itt j,^Λ'- * · ^%

Ausrichtung längs der Oberfläche auf. Die Abmessungen dieser ' ^ "· ·' ^f«

Dioden ändern sich beachtlich, und zwar um mohr als + 0,5 ·■ ' '

Mikron, so daß bei mikroskopischer Betrachtung ungTeichmäSlge ' ■ , f ^: Schattierungen über die Fläche auftreten. Daher ist

109832/1129 " * "

ORIGINAL INSPECTED

/i _(i- -

die 840 000 Dioden auf der Halbleiterplatte rasch zu messen» Ein weiterer Zweck der Erfindung liegt/in aer Schaffung neuartiger Verfahren sowie einer Anordnung zur schnellen Messung der Dioden auf einer Halbleiterplatte.

Erfindungsgemäß wird jede Subjektivität bei der Meseung ausgeschaltet, indem der numerische Wert der Messung auf einem Zähler wiedergegeben wird, welcher leicht abgelesen wird. Die Abmessungen deB zu messenden Musters werden in eine Reihe von Impulsen umgewandelt, die zählbar sind. Zwei wesentliche Vorteile werden hierbei erreicht: Die Subjektivität wird bei der Messung ausgeschaltet, und die Messungen werden mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von 25 Millimikron erhalten.

Auf dem Gebiet der medizinischen Diagnose wird oftmals ein Papp- !Pest verwendet, um die Abmessungen von Zellen zu bestimmen, da Krebszellen normalerweise größer als normale Zellen Bind. Bei einem typischen Papp-Test wird eine Glasplatte mit einem Abstrich von Tausenden von Zellen vorsehen. Ein geübter Diagnostiker prüft die Zellen visuell sorgfältig und präzise. Eine solche Prüfung von Zellen ist in Grenzflächen schwierig. Kleinere Zellen als dem Standard entspricht, können normale, nicht von Krebs befallene Zellen darstellen. Große Ablesungen können eine anomale Zelle anzeigen. Die normale Zelle stellt jedoch nicht für alle Menschen den Standard dar, sondern ändert sich von Pereon zu Person und kann innerhalb der gleichen Person Bohwenken. Es sollte daher für jedes Lebewesen eine nach bekannten Verfahren erfolgende Eichung durchgeführt werden, beispielsweise durch Abnahme eines Abstriches, eines Filtrates oder eines Äquivalentes mue dem .Körper.

^fGomäß einem AusführutigöbDlB^iel fler Erfindung können Abmeseungsbestimmungen eines Musters durch eine Feimsehwiedergabe des Musters und Anzeige desselben Huf einem F^rnsehttberwaübungsgerät durchgeführt verdtnu'* Sin Sjiezialeffektraster, das erzeugt und dem Überwachungsgerät übörÜÖgert virä, iet einer solchen Veränderung unterworfen, Öaß eÖ 6» aumindöst einer Abmessung

109832/1129 "⁵"

ORIGINAL ϊΝβΡ£07Η>

des zu messenden Musters überlappt. Eine Reihe gleichförmig zeitgesteuerter Impulse wird in Abhängigkeit von der Koinzidenz der Bildinformation des Musters erzeugt, welches einen festen Grenzwert überschreitet, wobei die das Spezialeffekt- oder Unterteilungsraster darstellende Wellenform einen Nominalwert überschreitet. Die erzeugten Impulse werden während einer zusammenhängenden Anzahl von Rahmen bzw. Bildern gezählt.

Bei einem Ausführungsbeiepiel weist das Spezialeffekt- oder ₍ Unterteilungsraster eine steuerbare Oberseite, eine steuerbare Untorseite sowie einen steuerbaren rechten und linken Rand auf.

In einer Betriebsart wird zur Flächenbestimmung ein Spezialefföktraster erzeugt, Welches den gesamten Bereich dos zu bestimmenden Musters überlappt.

Gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Spezialeffekt- oder Unterteilungsuaster durch folgende Merk~ male erzeugt werden: Kopplung eines vertikalen Synchruneignais * auf einen Eingang eines ersten variablen monostabilen Impulsbreiten-Multivibrators, Kopplung der Ausgangsgröße des ersten Multivibrators auf einen Eingang eines zweiten monostabilen einstellbaren Impulsbreitenmultivibrators, Kopplung der Auegangsgröße des zweiten Multivibrators mit einem Eingang einer Undstufe, deren zweiter Eingang zur Aufnahme eines horizontalen Synchronisationssignals ausgebildet ist, Kopplung der Ausgangsgröße der Undstufe auf einen Eingang eines dritten monostabilen Impulsbreiten-Multivibrators, Kopplung der Ausgangsgröße dee dritten Multivibrators auf einen Eingang eines vierten einetell* baren monostabilen Impulsbreiten-Multivibrators, Vereinigung der Ausgangsgröße deB vierten Multivibrators mit dem zusammengesetzten Bildsignal sowie Kopplung des vereinigten Signals auf eine Kathodenstrahlröhre.

Eine erfindungsgemäßa Anordnung zur Abmessungsbestimmung umfaßt '· eine Fernsehkamera zur Erzeugung eines Bildsignals eines zu betrachtenden Gegenstandes zusammen mit entsprechenden horizontal"*.

109832/1129 ,

ORIGINAL INSPECT ν

len und vertikalen Synchronisations signal en. Es sind Möglichkeiten vorgesehen, um das Signal von einem Spezialoffekt- oder Unterteilungsraster-Generator, welcher beispielsweise hin- \sichtlich' dessen vier Ränder ein gesteuertos Raster erzeugt, zusammen mit dem seitens der Fernsehkamera erzeugten Bildsignal zu der Bildelektrode einer Kathodenstrahlröhre durchzukoppeln. Die Signale von dem Spezialsffektgenerator sowie der Fernsehkamera werden den beiden Eingangsanschlussen einer Ündstufe zugeführt, Es sind geeignete Elemente mit der Ausgangsgröße? dor Ündstufe gekoppelt, um die Dauer der Ausgangsgröße über eine zusammenhängende Anzahl von Rahmen bzw. Bildern zu bestimmen.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt das mit dem Ausgang der Undatufe gekoppelte Meßelement einen rückstellbaren Digital impuls zähl er. Die Ausgangsgröße der Ündstufe ist mit dem Digitalimpulszähler über einen Impulsgenerator gekoppelt, welcher mehrere gleichförmig zeitgeeteuerte Impulse bei Anlegung eines Beoufschlagungssignal⁸ an deesen Eingang erzeugt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig· 1 ein Ausführungsbeispiol oiner erfindungsgemäßen Anordnung in Blockschaltbilddarstdllung,

Fig. 2 oine Wiedergabe von Musturn auf der Fläche einer Kathodunstrahlröhre zur Voranachaulichung des Erfindungsprinzips in Draufsicht,

Fig. 3a - 3g sowie 3G - 3J Impulsdiagramme im normalen Zeitbasismaßstab (Fig. 3a - g) bzw. in auseinandergozogenem Zeitmaßstab (Fig. 3G· - 3J)_t wobei dem letztgenannten Figuren eine gemeinsame Zeitbasis zugeordnet ist,

·— 7 —

109832/1129

^:' ORIGINAL JNePECTEO

Fig. 4 kreisförmige Gebilde bei Wiedergabe einer Fläche auf dor Kathodenstrahlröhre zur Veranschaulichung anderer Grund- , '.

lagen der Erfindung in Draufsicht, ' f;'

Fig. 5 ein abgewandeltes Ausführungsbeiepiel einer erfindungegemäßen Anordnung in Blockschaltbilddarsteilung. ' " "'

Allgemein sind auf dem Fernsehgebiet Spezialeffekte auf verschiedene "Ferns eh tricks¹¹ im Gegensatz zu der normalen Wiedergabe einer einfachen Szene beschränkt. Bisher umfaßten Spezialeffekte solche Verfahren wie beispielsweise Schirmaufspaltung, ' Eckeneinsatz, Überlagerung einer Szene auf eine andere» Über- * lagerung eines Teils einer Szene auf eine vollständige zweite ^K*^: Szene usw. Der vorliegend verwendete Ausdruck "Spezialeffekt¹¹- ; Rastergenerator umfaßt im weiten Sinn beispieleweise, jedoch ■y " -nicht als Beschränkung anzusehen, Einrichtungen oder Mittel zur Erzeugung eines Signals mit einem variablen Muster, bei- v· spielsweise hinsichtlich Oberseite, Unterseite, linker und ' * ^:· rechter Seite oder Vereinigungen hiervon, welche auf irgendei- , V*"" ' nem Teil dee Wiedergabeschirmes angeordnet sein können*

Fig. 1 zeigt eine Anordnung zur Bestimmung der linearen Abmessungen und Flächenabmeseungen eines mit einor Formgebung versehenen Gebildes eines mikroskopischen Gegenstandes 11.. Dez zu bestimmende Gegenstand 11 kann auf einem Tisch oder einer anderen geeigneten Unterlage angeordnet Bein. Der Gegenstand wird über ein Mikroskop 13 durch eine Fernsehkamera 14 tet.

Die Fernsehkamera 14, die von einem im Handel erhältlich*.: sein kann, weiet eine Bildschaltung 16 zusammen mit dea zontalen und vertikalen Synohronisationssohaltungen 17» Ίη Zuordnung hiermit (zusätzlich zu einer eigenen gungseinheit) auf*

Der Bildteil 16 der Fernsehkamera 14 ist über eine Leitung mit einem Eingangs ans chluß 20a einer Isoliersohaltungver.lrafe.äfe]

109832/1129

ORIGINAL INSPECTED

beispielsweise einer Mischstufe 21 * deren Auegangsanschluß 22 an einer Bildelektrode 23 einer Kathodenstrahlröhre 24 liegt.'

Die horizontalen und vertikalen Synchronisationsschaltungen 17, 18 der Fernsehkamera 14 steuern einen Spezialeffekt-Rastergenerator 26, welcher an einem zweiten Eingangsanschluß 20b der Miechstufe 21 liegt} so daß der Ausgangsanschluß 22 der Mischstufe 21 ein elektrisches Signal einschließlich dea zusammengesetzten Bildsignals des Gegenstandes 11 erzeugt, dae mit einem desauf überlagerten Spezialeffektreeter versehen ist.

Die Ausgangsgröße des Spezialeffekt-Rastergenerators 26 liegt an einem Eingangsanschluß 27a einer Unda-feufe 28, deron anderer Eingangsanschluß 27b mit der Leitung 19 verbunden ist, um das Bildsignal des Gegenstandes 11 aufzunehmen. Die Ausgangsgröße der Undstufe 28 dient in Einsehaltstellung zur Einleitung der Erzeugung einer Gruppe gleichförmig zeitgesteuerter Impulse von einem Impulsgenerator 29. Der eine variable Frequenz aufweisende Impulsgenerator 29 liegt an einem Digitalimpulezähler 31.

Der Digitalimpulszähler 31 zeigt die Gesamtzählung der darauf durch den Impulsgenerator 29 gekoppelten Impulse an. Der Zähler 31 wird periodisch in häufigen Intervallen zurückgestellt, beispielsweise bei jeder gegebenen ganzen Zahl von Rahmen bzw. Bildern der durch die Kamera 14 abgetasteten Bildinformationen.

Das Unterteilungs- oder Sp-ezialeffektraster kann bei einer Betriebsform ein rechteckiges, gegenüber dem Untergrund helleres Muster sein, das in seinen vier Abmessungen hinsichtlich der oberen, unteren, linken und rechten Grenze bezüglich «einer Anordnung auf der Kathodenstrahlröhre 24 einstellbar isti Wahlweise kann das Raster auf Wunsch.so eingestellt sein, daß es dunkler als der Untergrund ere ehe int..

Das Unterteilungs- oder Spezialeffektraster umfaßt gemäß einem Ausführungsbeiepiel nach Fig.. 1 zwei bezüglich der Impulsbreite einstellbare Multivibratoren 32, 33 in Reihenschaltung hinter

109832/1129 " ⁹ "

ORJQiN INSPECTED

— 9 —

der Synchronisationsschaltung 18 der Fernsehkamera 14, wobei der Multivibrator 33 mit einem Eingang 34a einer Nandstufe 35 verbunden ist, deren zweiter Eingang 34b durch die Ausgangsgröße der horizontalen Synchronisationsschaltung 17 gesteuert ist· Bei

4SI feßSQ.Q^deren.AusfÜhrungsbeispiel ist eine horizontale erz5%eJ*üngS sonaItungJ7_zwl sehen* die horizontale Svnnhrrmi «g-fe-f nrt«..^ Synchronisationäfechaltung T7 sowie die Nanasture '35 eingesetzt* · um eine bessere Stabilisierung zu erzielen.

Die Ausgangsgröße der Nandstufe 35 liegt Über zwei zusätzliche in Reihenschaltung verbundene monostabile Multivibratoren 38, mit variabler Impulsbreite zur Erzeugung der Ausgangsgröße für den Spezialeffekt-Rastergenerator 26 an der Mischstufe 21 eowie« - ! der ündstufe 28.

Die variable Impulsbreite aufweisenden monoatabilen Multivibratoren 32, 33, 38, 39, welche zur Erzeugung des Spezialeffektrasters dienen, sind Standardmultivibratoren insofern, als jeder von ihnen eine Ausgangsgröße bei Beginn einer Nachlaufkante eines daran liegenden Eingangssignals erzeugt. Ein mono- · stabiler Multivibrator, der auch als Verzögerungs-Flop bekannt ist, erzeugt einen Impuls bei Anlegung eines Eingangssignals. In dem besonderen beschriebenen Fall kann sich die Auegangsimpulsbreite des Multivibrators durch Einstellung eines Widerstandes verändern. Es ist günstig, Venn die beschriebenen Multivibratoren von einigen Mikrosekunden bis auf einige Millisekunden einstellbar sind, so daß das SpeBialeffektraster auf einem Rahmen von Bildinformationen in jeder Abmessung verändert werden kann. Die Zeitgebung ist etwas kritisch, -weil ein lahmen der ' Bildinformation, wie er in kommerziellen Fernsehsystemen verweiydet wird, eine Dauer von 1/30 Sekunden hat. Auch liegen 525 Zeilen pro Rahmen bzw. Bild vor. Auf diese Weiae kann leicht errechnet , werden, daß jede Zeile der Bildinformation in 1/15750 Sekunden , ^f* auftritt. Anders ausgedrückt tritt .jede Zeile der Bildinf©rmatiV^J₁. bei etwa 63*5 Mikrosekunden auf* ',

DJLe Auegangegröße des Spezialeffekt-Rastergenerators 26 sowie des Videosignal der Fernsehkamera 14 werden (nach geeignete^,

109832/1121 " ¹° " ;T -_f

^>xrt'■·■""■"'■''■"'■■'" ■--'■■■■■ ORIGINAL INSPECTED

Formung) über die Undstufe 28 geleitet, welche lediglich den Impuls oder die Impulse durchlast, welche in Ausdrücken der Impulsbreite gemessen werden sollen.

römäß Fig. 1 dient die Anordnung zur Zählung oder Messung der Breite oder des Bereiches eines besonders und nach Wunsch geformten Gebildes.

Fig. 2 sseigt beispielsweise einige Muster an der Oberfläche eines Gegenstandes einschließlich eines Quadrates 40, eines Kreise» 41, eines Buchstabens "T" mit der Bezugsziffer 42 und eines Rechteckstabes 43*

Es sei angenommen, daß die Breite des vertikalen Gebilde» 46 des "T" genau gemeseen werden soll. Dies kann in folgender Weise geschehen:

Per betrachtete Gegenstand 11 wird in das Betrachtungefeld der Fernsehkamera H gebracht, so daß da» Muster auf dem Ferneehschirm 47 der Kathodenstrahlröhre 24 gemäß Fig. 2 erscheint. Danach wird der Spezialeffekt-Rast er genera tor 26 (Fig. 1) β ο eingestellt, daß der am weitesten linke befindliche Rand des Spezialeffektrasters gerade links von dem vertikalen Gebilde 46 des "T" und der rechte Rand gerade rechts von dem vertikalen Gebilde 46 und dös "T" erscheinen.

Bei einem Ausftihrungsbeiepiel wird eine Gesamtheit von zwei horizontalen linien nach Wunsch abgetastet, um von eelbst die Breite des vertikalen Gebildes 46 an der gemessenen Stelle .auazumittelm

Fig. 3 zeigt eine !leihe von ImpulBdiagrammen a) - g) auf einer

gemeinsamen Zeitbaeio sowie eine Reihe von Impulsdiagrammen G) - 3) längs einer gedehnten Zeitbasis. Die Wellenform a) entspricht /

; vertikalen Synchronisations impulsen der Schaltung 18. Die vertikalen Syncbronieationsirapulse treten lediglich einmal alle j 1/60 Sekunden auf und sind von kursier Dauer, Die naohlaufende

ORIGINAL !N6PECTED

~ ¹¹ - y*l

Kante 50 eines vertikalen Synchronisations impulses 51 bewirkt^ >.;.^;>** daß der erste monostabile Multivibrator 32 aktiviert wird und <* f gemäß Pig. 3b - die Impulsform des ersten monostabilen Multi·· * ^ vibrators an einer Stelle 52 im wesentlichen mit der nachleu- _4i f fanden ;iuüte 50 des vertikalen Synchronisationsimpulsoe 51 positiv wird. Der erste monostabil*} Multivibrator 32 verbleibt Ϊ* 'J. über eine Zeitperiode entsprechend der Einstellung von αββββη ' ~& variabler Steuerung positiv. Am Schluß der Zeitperiodo fällt Jf die Spannung des ereten Multivibrators 32 an einer Stelle 55 . '?£ auf den Ursprungswert ab und.bleibt dort, bis bei einem naoh- ^f folgenden Rahmen bzw. Bild die nachlaufende Kante des im weeent^ ^ liehen vertikalen Synchronisationsimpulses den Multivibrator 52 * getastet hati

Die nachlaufende Kante 53 des durch den ersten monostabilen Multivibrator 32 erzeugten Impulses bewirkt eine Beaufschlagung dos zweiten monostabilen Multivibrators; demnach nimmt gemäÖ ,-Pig. 3c die Ausgangsgröße doS zweiten monoetabilen MultivlfeiÄ-tors 33 an einer Stelle 54 »uf einen positiven Wert 56 zu ttltd · verbleibt dort über eine Zeitporiode, wolche durch die Einetöl.*· lung der variablen Steuerung des zweiten monostabilen MuliiiU· ,' vibrators 33 bestimmt ist. Die Walldnform kehrt alsdann «p Stelle 57 auf ihren Grundwert zurück und verbleibt dort toifi zum folgenden Rannen bzw. Bild.

Pig. 3d zeigt eine Reihe horizontaler S;jmchronisationsim$»a|,«ö 58 - 58, von denen eine beschränkte Anzahl veranschaul !tatsächlich liegt jedoch eine Gesamtheit von 525 HorizontÄi*· impulsen normalerweise während jedes der beiden vertikaH§H^H>!*- Synchronisationsimpulse vor, wie dies für kommerzielle Systeme zutrifft. Fig. '3e zeigt zwei negative Impulse 59 *"^; welche zeitlich mit denjenigen beiden horizontalen Synöhtiill« ^* «ationsimpulsen 58 - 58 zusammenfallen, die Während der SÖuer ^ eines positiven Ausgangswertes 56 dos zweiten monoetabileti Multi-,, vibrators 33 auftreten. Somit werden durch geeignete Einstellung der Steuerungen für den ersten und zweiten monostabilen Äultt~ ·* vibrator 32, 33 die obere und untere Grenze des Speeialeftfek*-^

109832/1129 " ¹² ~ }

ORIGINAL INSPECTED

rasters bestimmt; andere ausgedrückt wird die obere Grenze des Spezialeffektrasters zusammen mit der Anzahl von abzutastenden Horizontalzeilen bestimmt.

Die negativen Impulse 59 - 59 des Ausgangs der'Nandstufe 35 leiten Ausgangssignale positiver Impulse 60 - 60 des dritten monostabilen Multivibrators ein* Die Dauer dieser Ausgangssignale kann durch eine Steuerung des dritten Multivibrators 38 verändert werden.

Die Ausgangsgröße des dritten monostabilen Multivibrators 38 liegt an dem vierten monostabilen Multivibrator 39, so daß die nachlaufende Kante 61 des Ausgangesignele 60 dos dritten monostabilen Multivibrators 38 die Betätigung des vierten monostabilen Multivibrators 39 einleitet (siehe Pig. 3f und 3g). Die Dauer des Impulses 62, der durch den vierton monostabilen Multivibrator 39 erzeugt wird, ist variabel, um die äußerst rechte Grenze einzustellen. Pig. 3g zeigt zwei Impulse, welche die Grenze defl Spezialeffektrasters angeben, das pro Rahmen erzeugt wird.

Pig, 3G entspricht Pig. 3g mit der Ausnahme, daß die Zeitbasis gedehnt ist«

Pig. 3H stellt ein zusammengesetztes Bildsignal der beiden betrachteten vollständigen horizontalen Zeilen dar. Das zusammengesetzte Bildsignal umfaßt zwei horizontale Synchronisationsimpulse 63 - 63 zusammen mit Bildinformationen für diejenigen beiden Zellen einschließlich Impulsen 140, 141* 142, 143, welche Teile des Quadrates 40 ibzw.. ICreises 4-1 bzw. des "T" 42 bzw. Rechtecke 43 gemäß Pig.. 3 'darstellen.

Die Ausgangsgröße der TJndstufe 28 erzeugt Impulse 66 - 66 gemäß Pig. 31, welche zeitlich lediglich der Breite de3 vertikalen Gebildes 46 des betrachteten "T" 42 entsprechen.

- 13 109832/1129

ORIGINAL JNePECTED

- 13 -

Der Ausgangsimpuls 66 der Undstufe 28 liegt an dem Impulsgenerator 29, welcher Hochfrequenzimpulse 67 - 67 über die Dauer j des daran liegenden Impulses 66 erzeugt. Diese Impulse 67 - 67 werden dem Digitalimpulszähler 31 zugeleitet, welcher die Impulse 67 - 67 zählt. Gemäß Mg* 33 sind mehrere Impulse 67 - 67 veranschaulicht, welche während der Zeitintervalle jede» der positiven Impulse 66 - 66 von Pig, 31 auftreten. Die seitens dea '*·" digitalen Impulszählers gezählten Impulse 67 - 67 geben die Breite des vertikalen Gebildes 46 des "T" 42 an,

• >

Pig. 4 zeigt eine Fernsehüberwachungedarstellung 51 mehrerer kreisförmiger Gebilde 52, 55, 54, 55. Die kreisförmigen Gebilde 52- 55 können feste kreisförmige Punkte sein, beispielsweise Dioden auf einer Scheibe, welche in einer Pernsehäufnahmerifhro' verwendet werden. Wahlweise können die Punkte auch allgemein ,* solche kreisförmigen im Abstand befindlichen Gebilde veranschaulichen, wie lebende ffewebezellen, beispielsweise Blutzöllen und dergleichen, wobei äer Pllchenberoich -der Zellen zur Bestimmung? von deren Krankheitßbefall bestimmt "worden soll.

Gemäß Pig. 4 ist das zu messende kreisförmige Gebilde 54 über seinen Bereich gänzlich durch ein Spezialeffektraster 57 umgeben, um dessen Oberseite, Unterseite, linken und rechten Rand vollkommen zu umgehen, ohne jedoch irgendein benachbartes Gebilde ; zu überlappen. Der Bereich des kreisförmigen Gebildes 54 wird unmittelbar von dem Digitalimpulszähler 31 abgelesen, nachdem j ein Paktor für das Verhältnis von Abmessung zu Impuls aufge- ' *" geben wurde*

Zur leichteren Messung ist es günstig, wenn das Verhältnis von ^ Abmessung zu Impuls ein zweckmäßiges Vielfaches ist, das eine Bedienungsperson verwenden kann. In idealer Weise ist ein Y.er&äXt-** niB von 1:1 vorzuziehen* Beispielsweise kann zur Messung der ' ■^ Breite eines vertikalen Balkens des "T" (was der allgemeinen ^: / Gepflogenheit bei der Herstellung integrierter Schaltkreise entspricht.) die Breite dieses "T" normalerweise in der Nähe von $ Mikron liegen. Daher ist es günstig, wenn der Zähler direkt ifc,

109832/1129 -

ORIGINAL INSPECTED

-H-

Mikron unterttilbar ist, so daß er seibat bis auf eecha Einheiten zählt. Dies kann durch Verwendung einer geeigneten Impuls-,quelle mit einer Frequenz von solchem Wert eingestellt werden» daß zusammen mit der Verstärkung der Aufnahmefähigkeit der mikroskopischen Fernsehoptik ein Multiplikat ions faktor von 10 s 1 erzeugt wird.

Eine Eichung wird durch Veränderung der Frequenz des Impulsgenerators bewirkt. Wenn eine Standardlänge zu 1,2 Mikron bekannt ist, kann die Frequenz des Impulsgenerator so verändert werden, daß der Zähler den Wert 1,2 abliest.

Zur Eichung vird ein bekannter Standard der ähnlichen Geometrie des zu messenden Mustere verwendet. Wenn somit der Flächenbereich eines Kreises gemessen werden soll, so wird ein Kreis von bekannten Abmessungen zur Eichung verwendet. Wenn ein Rechteck gemessen werden soll, so wird ein Standardrechteck zur Eichung verwendet. Es wurde kein Unterschied bei der Messung des Bereiches eines Rechteckes beobachtet, wenn das Rechteck über seine Länge abgetastet wurde, im Vergleich zur Abtastung über dessen Breite, wobei die Rechtecke Verhältnisse von weniger äLs 10:1 aufwiesen.

Eine zufällige Verschachtelung (Zeilensprung) ist wünschenswert. Dies tritt bei einer normalen Wobbelung in einer 60 Hz-Zeile auf, wobei bewirkt wird, daß eich die Zeilen konstant bewegen. Eine zufällige Versch*entelung wird in wirksamer Weise hervorgerufen, indem man die vertikale Schwingung frei laufen und die damit verbundenen Variablen innerhalb der Übernahme läßt,. Auf diese Weise wobbelt eine Zeile normalerweise den Abstand zwischen zwei Zeilen. Eine kommerzielle Fernsehkamera weist sowohl eine Einstellung für zufällige Verflechtung als auch eine gerade/un» gerade Verschachtelung auf. Bei zufälliger Vorschachtclung aind die abgetasteten Zeilen nicht genau auf dem Schirm angeordnet. In einem Sinn findet ein zufälliger ungerade/gerado Zeileneprung statt* Die Wirkung ist nicht genau festgelegt; es wird eino Rüchen- oder Kamnwrirkung erbalten» Dies ist sehr günstig, weil

109832/U29 " ¹⁵ "

OWGfNLAl

r- 4

die Zeilen sich nicht an der gleichen Stelle befinden und mandaruntersehen kann. Eine solche zufällige ungerade/gerade ^ ■ " Zeilensprungwirkung kann in einer im Handel erhältlichen Fern- -' ' sehkamera ohne Abwandlung durchgeführt werden.

Der Digitalimpulszähler wird periodisch zurückgestellt, vorzugsweise bei jeder ganzen Zahl von Feldern oder Rahmen Äer Bildinformation. Beispielsweise wird bei Rückstellung all* _f: Zehntels%unde oder jede volle Sekunde bei jeder Messung etohs bzw. s©eiiBigaal abgelesen, was eine gehäufte Durchschnittßwertbildung ergibt, welche statistisch gut funktioniert, indem eine größere Meßgenäuigkeit geschaffen wird» In idealer Waise wird der Zähler jedesmal nach zehn Rahmen der Bildinformation zurückgestellt, so daß zur Ablesung des Zählers der Beobachter lediglich das letzte Digit außer Betracht läßt (d.h. durch 10 .-teilt). ' \

Obgleich horizont "^e und vertikale Ablenkspulen in Verbindung mit der Kathodenstrahlröhre 24 angegeben sind, können stattdessen auch elektrostatische Ablenkplatten verwendet werden* Obgleich ein Mikroskop 13 in den Zeichnungen zum bevorzugten Betrieb des Erfindungsgegenstandee veranschaulicht ist, brauet dessen Verwendung nicht zwingend erfolgen. Statt einer mono- ';-' ^:* * chromatischen Röhre sowie einer Misehstufe gemäß Fig. 1 kenn auch eine polychromatische Vielgitter-Kathodenstrahlröhre verwendet werden, wobei die Mischung innerhalb dieser Röhre statt- ' findet. Es kann demnach allgemein erfindungsgemäß auch eine ; Mischung innerhalb einer Röhre selbst vorgenommen werden«

Bei dem Spezialeffektraster gemäß Fig. 1 sind wesentliche Ab-_t Wandlungen möglich, einschließlich Umstellung einos Multir vibrators anstelle eines anderen, so daß die vier Multivibratoren nicht notwendigerweise die Oberseite, Unterseite, linke bew. rechte Seite zu steuern brauchen.

Bei einer anderen erfindungsgemäßen Abwandlung, in der auf die Rasterbeweglichkeit verzichtet ist, ergibt sich eine Anordnung*.

109832/1129

ORIGINAL INSPECTED

f 102122

gemäß Pig. 5 einschließlich mehrerer im Handel erhältlicher Bestandteilet Einer Standardfernsehkamera 81 sowie eines Spezialeffektgenerators 82 (Typ SE 101 - 3S der Shibaden Corporation of America)"," die mit einer gemeinsamen horizontalen und vertikalen Synchroni8ationsq.uelle 83 nebst einem Scheltermischer 84 zusammengeschaltet sittd (beispielsweise vom Typ VM-104 der Shibaden Corporation of America), der mit einem Standardüberwachungsgerät 85 verbunden ist.

Die Ausgange der Fernsehkamera 81 sowie des Spozialeffektgenerators 82 liegen zusammen mit den Horizontal- und Vertikal~ Ausgängen der Synchronisationsq.uell© 83 an einer Taststufe 86, welche eine Ausgangsgröße lediglich dann abgibt, wenn eine Koinzidenz der Einechöltausgangeeignale der Kamera 81 sowie des Generators 82 zusammen mit einem Niehtvorliegen von Synchronisationsimpulsen der Synchronieationsquelle 83 gegeben ist, Wie vorangehend beschrieben wird, leitet die Ausgangsgröße der Taststufe 86 die Erzeugung von HochfregLuenzimpulsen des Impulsgenerators 87 ein, welche durch den Zähler 88 gezählt werden.

108832/1129

OR'GINAL INSPECTED

Claims (4)

1. Verfahren zur genauen Bestimmung einer Abmessung eines Gegenstandes durch Fernsehabbildung des Gegenstandes sowie Erzeugung eines Bildsignals von diesem und Wiedergabe eines Bildes des Gegenstandes auf einem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre unter Steuerung des Bildsignals, gekennzeichnet durch Erzeugung (82) eines Unterteilungsraeters synchron mit dem Bildsignal, Überlagerung (84) des Unterteilungarasters auf dem Bild des Gegenstandes an der Kathodenstrahlröhre, Einstellung des Unterteilungsregiatere ("oben", Junten" "links", "rechts") zur Herstellung einer Koninzidenz mit den Abmessungen des zu bestimmenden Gegenstandes, Erzeugung einer Reihe gleichförmig zeitgesteuerter Impulse (29) unter Sfceue^- rung des Unterteilungsraeters und Zählung (31) dar Ansahl von Impulsen, welche unter Steuerung des Unterteilung»* rasters erzeugt werden.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Bildaignalen zur Bar- _: stellung des Gegenstandes sowie Wiedergabe eine» Bildes desselben auf einer FernsehUberwachusigseinrichtung» gekenn« j; zeichnet durch eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eineje Unterteilungsrasters (82) synchron zu dem Bildsignal,"ν.7β»4.·- ,, bindungen (84) zur Überlagerung des tJnterteilungsraetörs tytif das seitens der Fernsehüberwachung einrichtung erzeugte Bild» eine Einrichtung ("oben", "unten", "rechts", "links") Kur ■ Einstellung des Unterteilungsrasters auf die AbmefiBUiagfta <les zu bestimmenden Gegenstandes _f einen Impulserzeuger (St9) fur Erzeugung einer Reihe gleichförmig zeitge»teuer*er Impuiei unter Steuerung des TJntertöilungsafasters und eine Zählein-μ , richtung (31) zur Zählung der gleichförmig zeitgesteuerte» Impulse, welche? unter Steuerung $e> Untertellungereeters Erzeugt werden, * ^H

ORIGINAL

3. Anordnung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daS die Schaltung zur Erzeugung des Unterteilungsrasters folgende Bauelemente umfaßtt Einen ersten monostabilen Multivibrator ; j(32, 38), welcher in Abhängigkeit von Synchronisationsimpulsen des Bildsignals ausgelöst ist, sowie einen zweiten monostabilen Multivibrator (33 _f 39), welcher durch den ersten monostabilen Multivibrator ausgelöst ist, eine Steuereinrichtung ("oben", "unten", "links", "rechts") zur Veränderung der Zeitverzögerung der monostabilen Multivibratorechaltungen und eine Einrichtung (21), welche auf die monostabilen Multivibratoren anspricht, um die Unterteilungsatellen des Ünterteilungsrasters örtlich festzulegen.

4. Anordnung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung (31) durch das Zeitverzögerungsintervall dea zweiten aonostabilen Multivibrators (33, 39) gesteuert ist.

OfifQINAL INSPECTED