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Optisches Gerät zur Messung kleiner Abstände zwischen zwei
Punkten ei. nes Gegenstandes
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Erfindungwird an dessen Ende reflektiert, tritt in das rechtwinkelige Prisma 9 durch die Zwischenfläche 12 und von dort in das Okular 3 ein. Der zweite Halbstrahl durchsetzt die Zwischenfläche 13 und das rechtwinkelige
Prisma- 11, gelangt zum rhomboidischen Prisma 7, wird nach innen zu und von der Fläche 12 zum Oku- lar 3 reflektiert. Beide Bilder des Gegenstandes 15 sind daher im Okular 3 ersichtlich. Wenn die Prismen- gruppen 5, 6parallel zueinander liegen, koinzidieren diese beiden Bilder, doch werden sie auseinander bewegt, wenn die Prismengruppen relativ zueinander um die Achse 14 gedreht werden.
Die Bilder bewe- gen sich in einer Richtung, welche für geringe relative Drehungen der Prismengruppen senkrecht zur Zei- chenebene der Fig. 1 stehen.
Bei Drehung einer Prismengruppe, während die andere festgehalten ist, bleibt ein Bild an Ort und
Stelle, während das andere eine Kreisbahn von einem Radius beschreibt, der gleich dem Abstand zwischen der Achse des Okulars und der Achse des Mikroskoprohres ist. Werden beide Prismengruppen entgegenge- setzt zueinander gedreht, werden sich die Bilder symmetrisch auseinander bewegen, und eine, entsprechen- de Teile der Bilder verbindende Linie wird im Raum immer in eine bestimmte Richtung zeigen. Es wird eine allgemeine Bewegung der Bilder um die Achse 14 erfolgen, diese Bewegung wird aber für Auseinan- derbewegungen der Bilder um weniger als den halben Felddurchmesser ausserordentlich klein sein und daher praktisch keine Nachteile hervorbringen.
Wenn die Bilder relativ zueinander so bewegt werden, dass entgegengesetzte Ränder der Bilder zusam- menfallen, und wenn die Relativbewegungen der Prismengruppe gemessen werden. geben diese Messun- gen ein genaues Mass der Grösse des Gegenstandes. Die Bewegung der Prismengruppen kann durch eine oder zwei Mikrometerschrauben gesteuert werden, und wenn diese entsprechend eingeteilt sind, kann an ihnen unmittelbar dieGrösse des Gegenstandes abgelesen werden. Zweckmässig werden zwei Mikrometerschrau- ben benützt und miteinander in Verbindung gebracht, von denen jede über einen Hebelarm oder ein Len- kersystem auf eine der Prismengruppen einwirkt.
Zum genauen Messen von Schwankungen im Durchmesser verhältnismässig grosser Gegenstände kann es unmöglich werden, die Skalen, welche die relative Drehung der beiden Prismengruppen anzeigen, mit der erforderlichen Genauigkeit abzulesen. Das Gerät wird daher für diese Verwendung abgeändert, u. zw. werden zwischen den Prismengruppen zwei optisch planparallele Glasplatten 16,17 angeordnet, so dass jeder der Halbstrahlen durch eine dieser Platte. l hindurchgeht. Die Platten 16,17 sind um eine horizon- tale Achse in der Zeichenebene der Fig. 1 drehbar. Die Drehung einer der Platten wird eine weitere relative Bewegung der beiden Bilder hervorbringen, wenn dieselben durch das Okular 3 beobachtet werden. Das Ausmass der Bewegung der Bilder wird von der Dicke jeder Platte und vom Drehwinkel dieser Platten abhängen.
Die Vorgangsweise mit der abgeänderten Ausführungsform des Gerätes ist folgende : Der Gegenstand wird an Ort und Stelle gebracht und die beiden Bilder werden durch Drehung der Prismengruppen 5, 6 gegeneinander so weit auseinander bewegt, bis die entgegengesetzten Ränder nahezu übereinander liegen. Die Prismengruppen werden sodann in ihrer Lage festgeklemmt und die Feineinstellung der entgegenge- setzten Ränder durch Drehung einer der Platten 16,17 bewerkstelligt. Die Ablesung an der die Relativdrehung der Platten 16,17 angebenden Skala wird aufgezeichnet. Durch Wahl einer geeigneten Dicke der Platten 16, 17 kann eine gegebene Drehung einer beliebig gewählten kleinen Bewegung des Bildes entsprechend gemacht werden. und alsdann kann die Skala so gewählt werden, als sie der Genauigkeit entspricht, welche die Messung erfordert.
Um den Durchmesser zweier Gegenstände zu vergleichen, wird der zweite Gegenstand an die Stelle des ersten Gegenstandes gebracht, und der Unterschied im Durchmesser der beiden Gegenstände kann alsdann unmittelbar an der Skala abgelesen werden, die kleinen Drehungen einer der beiden Platten 16, 17 entspricht.
Durch das vorbeschriebene Gerät ist ein Mittel an die Hand gegeben, die Grösse von durch ein Mikroskop beobachteten Gegenständen genau zu messen und auch die nur um Geringes voneinander abweichenden Grössen stärker dimensionierter Gegenstände zu vergleichen. Das Gerät kann auf ein bereits bestehendes Mikroskop ohne Abänderung des letzteren bequem aufgesetzt werden.
Eine Genauigkeit in der Grössenordnung von 2 x 10-6 cm kann mit dem Gerät erzielt werden. wenn ein Durchmesser von der Grössenordnung 10-3 cm zu messen ist.
Fig 2 stellt ein fertiges optisches Gerät bei seiner Verwendung mit einem Mikroskop 21 dar. Der Kasten 1 ist oberhalb des Endes des Auszugsrohres 2 des Mikroskops angeordnet und der zu prüfende Gegenstand 15 wird auf dem Mikroskopträger 22 aufgelegt.
Die Stellungen der beiden Prismengruppen 5 und 6 werden durch zwei Mikrometerschrauben 23 bzw.
24 gesteuert, welche Skalen zum direkten Ablesen der Drehung jeder Prismengruppe enthalten. Diese Skalen können derartige Einteilung aufweisen, dass sie unmittelbar den Abstand zwiscnen zwei Punkten
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ablesen lassen, der gefunden werden soll. Die Mikrometerschrauben 23, 24 wirken auf Hebel 25,26 ein, welche die Wellen drehen, auf welchen die Prismengruppen gelagert sind.
Die Stellungen der beiden Glasplatten 16, 17 werden durch Mikrometerschrauben 27 bzw. 28 gesteuert. Diese wirken ebenfalls auf Hebel zur Drehung von Wellen, auf welchen die Glasplatten gelagert sind ; die Schrauben enthalten entsprechend eingeteilt Skalen zumMessenderDrchnngderPlancnoderder Verstellung des Bildes.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Optisches Gerät zur Messung kleiner Abstände zwischen zwei Punkten eines Gegenstandes, in welchem mittels zweier optischer Systeme zwei im Grundzustand des Gerätes koinzidierende Bilder jenes Gegenstandes erzeugt werden und diese Bilder durch Veränderung der Relativlage von Gliedern der beiden Systeme gegeneinander derart verschiebbar sind, dass das eine Bild des ersten Punktes mit dem andern Bild des zweiten Punktes in Koinzidenz gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden optischen Systeme (5,6) zwei Rhomboidprismen (7, 8), die in Richtung des Lichteinfalles hintereinander und mit ihren Hauptachsen normal zu dieser Richtung liegen und um eine gemeinsame, parallel zur Lichi- einfallsrichtung verlaufende Achse (14) drehbar sind,
und zwei rechtwinkelige Prismen (9, 11), welche an je einer der Endflächen (12,13) der Rhomboidprismen (7, 8) angekittet sind, umfassen, derart, dass das vom zu messenden Gegenstand (15) kommende, einfallende Lichtstrahlenbündel an der erstenKittfläche (13) teilreflektiert wird und die beiden so entstandenen Teilbündel nach Reflexion an der freien Endfläche des zweiten Rhomboidprismas (7) und Durchsetzen dieses Prismas bzw. nach Durchsetzendes ersten Rhomboidprismas (8) und Reflexion an der freien Endfläche dieses Prismas (8) an der zweiten Kittfläche (12) wieder vereinigt werden, und das Gerät weiters eine Messeinrichtung zur Bestimmung der relativen Verdrehung der beiden Rhomboidprismen (7. 8) um ihre gemeinsame Drehachse (14) enthält, aus welcher Verdrehung der Abstand zwischen den beiden Punkten bestimmbar ist.