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Optisches Prüf- und Meßgerät Die Erfindung betrifft ein optisches
Prüf- und Meßgerät zur Bestimmung der Leistung von Objektiven, insbesondere zur
Kontrastmessung.
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Bildet man einen Test auf einer zu der Testfigur komplementären Blende
ab (Negativ dieses Testes), so werden die lichtdurchlässigen Teile des Testes durch
die undurchlässigen Teile des Komplementärtestes abgedeckt, so daß die Bildebene
rückwärts betrachtet bei einem idealen Objektiv dunkel erscheint.
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Bei Verwendung g eines unvollkommenen Objektivs oder bei einer falschen
Einstellung der Abbildung können Fehler als helle Ränder und durchlässige Streifen
leicht erkannt werden. Allerdings spricht ein solches Verfahren auch ebenso auf
Justierfehler an.
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Bei Verwendung eines vollsymmetrischen Teststerns, dessen helle und
dunkle Segmente winkelgleich sind, kann eine solche Anordnung von dem Abbildungsmaßstab
und damit auch von der Brennweite nahezu unabhängig gemacht werden. Andere Testfiguren
lassen sich dagegen nicht universell verwenden; vieLmehr muß die Blende für jeden
Prüfling neu justiert werden; dazu muß sie in zwei zueinander senkrecht liegenden
Richtungen verschiebbar und um eine zur Blendenebene senkrechte Achse drehbar angeordnet
sein, damit die gewünschte Deckung erreicht werden kann.
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Eine weitere Schwierigkeit stellt die Festlegung eines Nullpunktes
für die registrierte Helligkeit dar; es ist z. B. nicht möglich, einen bestimmten
Helligkeitswert der idealen Abbildungsgüte zuzuordnen; auch bei einem praktisch
vollkommenen Objektiv wird infolge der unvermeidbaren kleinen Fehler zwischen dem
Test und der komplementären Blende immer ein Restüberdeckungsfehler verbleiben.
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Auch muß die Abdeckblende alle Feinheiten und Einzelheiten in der
Größe des entworfenen verkleinerten Bildes aufweisen, während die Testfigur praktisch
beliebig groß ausgeführt werden kann. Nur wenn der Abbildungsvorgang an der Grenze
des Auflösungsvermögens nicht interessiert, könnte der Kern der Abdeckblende durch
eine undurchlässige Scheibe abgedeckt werden.
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Durch die Erfindung sollen alle diese Schwierigkeiten vermieden werden,
und zwar durch die Einschaltung einer auf photographischem Wege mit Hilfe eines
Autokollimators hergestellten komplementären (negativen) Abbildung eines Testes
in die Beobachtungsebene eines Autokollimators und Verwendung des Autokollimators
mit diesem eingesetzten Testnegativ als komplementäre Blende, wobei nach Einschaltung
des Prüfobjektivs in den parallelen Strahlengang und nach Ider Zurdeckungbringung
des entst henden positiven Bildes des Testes mit dem komplex
mentären Testnegativ
die durch Fehler des zu prüfenden Objektivs verursachte unvollständige gegenseitige
Abdeckung, also der restliche Lichtdurchlaß, als erfaßbares Maß für die Abbildungsfehler
des Prüflings dient. Es ist also eine auf f photographischem Wege mit einem Autokollimator
hergestellte komplementäre (negative) Abbildung eines Testes vorgesehen, und der
gleiche Autokollimator wird mit dieser eingesetzten Abbildung als Blende zur Messung
des in den parallelen Strahlengang eingesetzten Prüfobjektivs verwendet. Die dabei
verwendete Tesfflgur kann wegen der langen Brennweite des Kollimatorobjektivs sehr
groß gewählt werden, und bei der Herstellung der komplementären Abbildung auf photographischem
Wege werden etwaige Unvollkommenheiten der Testfigur selbsttätig unschädlich gemacht.
Eine so hergestellte Blende deckt vollkommen, und daher ist die Blendenebene völlig
dunkel, so daß damiit auch ein ein, heutiger Bezugspunkt für die Messung festgelegt
ist.
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Wenn der Prüfling in den parallelen Strahlengang des Kollimators gebracht
wird, wird auch dieser Prüfling in Autokollimation durchsetzt, wenn sich Ider Spiegel
in der Brennebene des Prüflings befindet. Das Bild des Testes kann dadurch von der
Brennweite des Prüflings in gleicher Größe und an der gleichen Stelle wie zuvor
entstehen. Eine auftretende Aufhellung in der Komplementärblendenebene ist dann
ein Maß für die Kontrastminderung (Makro- oder Mikrokontrast), und sie läßt daher
Rückschlüsse auf das Auflösungsvermögen des geprüften Objektivs zu.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand grundsätzlich dargestellt,
und zwar zeigt
Fig. 1 den Strahlengang mit den wesentlichen Teilen
und Fig. 2 einen vorzugsweise geeigneten Test.
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In Fig. 1 ist ein Test 1 vorgesehen, der von einer Lichtquelle 2
und einem Kondensor 3 ausgeleuchtet wird. Das Kollimatorobj ektiv 4 entwirft von
diesem Test 1, den es durch einen halbdurchlässigen Fangspiegel 5 aufnimmt, eine
Abbildung im Unendlichen.
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Das parallele Strahlenbündel unterhalb des Objektivs 4 wird durch
einen Plan spiegel 6 zurückgeworfen, durchsetzt in umgekehrter Richtung das Kollimatorobjektiv
4 und wird durch den halbdurchlässigen Spiegel 5 seitlich abgelenkt, so daß von
dem Test 1 eine Abb. 7 entsteht. Wird in diese Bildebene eine lichtempfindliche
Platte gebracht und ein Bild des Testes 1 aufgenommen und entwickelt, so stellt
das fertige Negativ eine zu dem Test 1 komplementäre Blende dar. Diese Blende 7
wird nun in die Be trachtungsebene eingesetzt und so justiert, daß die hellen Stellen
des Testbildes sich mit den durch lässigen Stellen des Negativs decken. Wird nun
in den parallelen Strahlengang zwischen dem Kollimatorobjektiv4 und dem Planspiegel
6 das zu prüfende Objektiv 8 eingesetzt, so ändert sich an dem grundsätzlichen Strahlengang
bei optisch einwandfreiem System nichts, sofern die Ebene des Spiegels 6 im Brennpunkt
des Prüfobjektivs 8 liegt, so daß sich nach wie vor das von dem Test 1 entworfene
Bild mit der Komplementärblende 7 deckt. Weist dagegen das Objektiv 8 Fehler auf,
so wird dieser Zustand gestört, und es zeigen sich mehr oder weniger breite Lichtsäume
an der Komplementärblende 7.
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Bei Verwendung entsprechender lseste können wichteige Aussagen über
die Leistungsfähigkeit des Objektivs erhalten werden. Vorzugsweise kann ein Test
gemäß Fig. 2 verwendet werden, der aus Reihen von Strichen mit Abständen gleicher
Stärke besteht. Von Zeile zu Zeile ändert sich stufenweise die Strichstärke.
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Durch einen beweglichen Spalt entsprechender Breite (Fig. 2) können
einzelne Zeilen des Testes ausgeblendet werden. Obwohl die hellen und dunklen Gesamtflächen
dann in jeder Zeile gleich groß sind, wird die Blendenebene um so heller werden,
je feiner die Strichstärke der jeweils durch den Spalt freigegébenen Zeile ist.
Von einer bestimmten Rasterteilung ab werden die Striche nicht mehr getrennt erscheinen,
so daß von da ab die Helligkeit konstant bleibt. Durch diese Grenzhelligkeit ist
z. B. das Trennvermögen festzulegen.
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Vor allen Dingen gestattet die erfindungsgemäße Anordnung eine objektive
Prüfung, indem die Auf-
hellung der Blende durch ein Photometer mit entsprechender
Eichung durch ein entsprechend geeichtes Instrument angezeigt werden kann.
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Als Kriterium für die Güte des Kontrastes wird man die Helligkeit
bei einem groben Raster ansehen können. Die Helligkeitsänlderung in Abhängigkeit
von der Rasterkonstante kann zur Beurteilung der Korrektur dienen, etwa, ob eine
Korrektur auf guten Kontrast oder auf gutes Auflösungsvermögen oder auf beides vorhanden
ist.
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Wird der Abstand des Prüflings vom Spiegel verändert, so tritt eine
zusätzliche Aufhellung der Blendenebene ein. Die Stellung, in der Brennebene des
Prüflings und Spiegelebene zusammenfallen, ergibt das Hellligkeitsminimum.
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Der Erfindungsgegenstand gestattet den durchaus subjektiven Eindruck
einer optimalen Scharfeinstellung durch eine Hell-Dunkel-Empfindung, die mittels
Photometer objektiv registrierbar ist.