DE1058749B

DE1058749B - Optical thickness and flatness measuring device

Info

Publication number: DE1058749B
Application number: DEV14528A
Authority: DE
Inventors: Werner Kuehnel; Wolfgang Burkhardt
Original assignee: Feinmess Dresden GmbH
Current assignee: Steinmeyer Mechatronik GmbH
Priority date: 1958-06-10
Filing date: 1958-06-10
Publication date: 1959-06-04

Description

Optisches Dicken- und Planlagemeßgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Dicken-und Planlagemeßgerät, insbesondere für Filme, mit einem durch eine Lichtquelle erleuchteten gläsernen Meßtaster und einer optischen Betrachtungseinrichtung, die den Meßvorgang vergrößert sichtbar macht.Optical Thickness and Flatness Meter The invention relates to to an optical thickness and flatness measuring device, especially for films, with a a glass probe illuminated by a light source and an optical viewing device, which makes the measuring process visible in an enlarged manner.

In der Photoindustrie, insbesondere im Kamerabau, war es bisher eine ungelöst gebliebene Aufgabe, nach erfolgter Justierung die Planlage des an der Bildbühne und Filmandruckplatte anliegenden Films schnell und mit der erforderlichen Genauigkeit nachzuprüfen. In the photo industry, especially in camera construction, it has been one up until now Unresolved problem, after the adjustment, the flatness of the on the stage and film pressure plate applied film quickly and with the required accuracy to check.

Nach der bisherigen Prüftechnik verwendete man nach der einen Methode die üblichen Meßuhren mit Tasthebel. Hierbei besteht aber beim Aufsetzen des Tasthebels auf den Film die Gefahr, daß der Film an der Meßstelle eingedrückt wird, wenn er auf der Filmandruckplatte nicht plan aufliegt, und daß dadurch die Messung, die auf Bruchteile eines Millimeters genau durchgeführt werden muß, nicht nur ungenau, sondern sogar für den speziellen Zweck wertlos ist. According to the previous testing technique, one method was used the usual dial gauges with a feeler lever. Here, however, exists when the touch lever is put on on the film there is a risk that the film will be indented at the measuring point if he does not lie flat on the film pressure plate, and that the measurement that must be carried out precisely to a fraction of a millimeter, not just imprecisely, but is worthless even for the specific purpose.

Nach einer anderen Methode benutzt man zur Prüfung der Planlage des Films Meßmikroskope. Diese Art der Prüfung, die umständlich und zeitraubend ist führt trotzdem, insbesondere bei der Meßkontrolle, nicht immer zu verläßlichen und genauen Meßergebnissen. Dies liegt vor allem daran, daß das laufende Prüfen mittels Meßmikroskopen sehr anstrengend wirkt und hierbei das Auge des Prüfers rasch ermündet. Außerdem ist dieses Gerät infolge seiner Aufstellung an einem erschütterungsfreien und temperaturbeständigen Standort und seiner komplizierten Bedienung zur Meßkontrolle am Band nicht geeignet.Another method is used to check the flatness of the Films measuring microscopes. This type of exam that is cumbersome and time consuming nevertheless does not always lead to reliable and, especially in the case of measurement control accurate measurement results. This is mainly due to the fact that the ongoing testing by means of Measuring microscopes is very exhausting and the examiner's eye is quickly drained. In addition, as a result of its installation, this device is vibration-free and temperature-resistant location and its complicated operation for measurement control not suitable on the tape.

Weiterhin sind diese Meßgeräte wegen ihres komplizierten Aufbaues wesentlich kostspieliger in der Anschaffung. Furthermore, these measuring devices are because of their complicated structure much more expensive to buy.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile der bisher bekannten Prüfmethoden vermieden. Dies wird dadurch erreicht, daß der mit einer Meßeinrichtung, beispielsweise einer Meßuhr, verbundene verschiebbare Meßtaster ein Strahlenumlenkmittel besitzt bzw. daß ihm ein Strahlenumlenkmittel zugeordnet ist, das die von einer Lichtquelle ausgehenden Strahlen so in den Meßtaster reflektiert, daß seine dem zu prüfenden Film zugekehrte Spitze erleuchtet wird. According to the invention, these disadvantages of the previously known test methods become avoided. This is achieved in that the with a measuring device, for example a dial gauge, connected displaceable probe has a beam deflecting means or that it is assigned a beam deflecting means that is derived from a light source outgoing rays are reflected in the probe in such a way that its the one to be tested Film facing tip is illuminated.

Diese leuchtende Spitze erzeugt auf der Oberfläche des zu messenden Films ein Spiegelbild, das zugleich mit der Spitze des Meßtasters durch ein neben dem Meßtaster angeordnetes optisches System vergrößert betrachtet werden kann. This luminous tip is generated on the surface of the object to be measured Films a mirror image, which at the same time with the tip of the probe through a next the probe arranged optical system can be viewed enlarged.

Beim Messen nähern sich die Spitze des Meßtasters und ihr Spiegelbild einander, bis sie sich schließlich gegenseitig berühren. Der dieser Stellung entsprechende Meßwert kann an der Meßuhr abgelesen werden. Die Meßgenauigkeit wird dadurch erhöht, daß außer der Vergrößerung der Meßeinrichtung durch ein optisches System die Einstellgenauigkeit verdoppelt wird, weil sich der Abstand zwischen Meßtasterspitze und deren Spiegelbild stets um doppelt soviel vergrößert bzw. verringert wie der Abstand zwischen Meßtasterspitze und Meßstelle. Dadurch kann der Meßtaster mit seiner Spitze schnell und sicher an die Filmschicht herangeführt werden, bis er das Spiegelbild und damit die Filmfläche gerade berührt. Somit geht die Messung ohne jeden Druck auf den zu messenden Gegenstand vor sich. When measuring, the tip of the probe and its mirror image approach each other until they finally touch each other. The one corresponding to this position The measured value can be read on the dial gauge. The measurement accuracy is increased by that apart from the enlargement of the measuring device by an optical system, the setting accuracy is doubled because the distance between the probe tip and its mirror image always increased or decreased by twice as much as the distance between the probe tip and measuring point. As a result, the tip of the probe can respond quickly and safely the film layer can be brought up until it is the mirror image and thus the film surface just touched. Thus, the measurement goes without any pressure on the object to be measured in front of you.

Damit der einstellbare Meßtaster nur einen kleinen Arbeitshub zu besitzen braucht, ist es in weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich, den Abstand zwischen Bezugsebene und Meßstelle grob einzustellen. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß die erfindungsgemäße Meßeinrichtung auf die verschiedenen Abstände zwischenBezugsebene und Meßstelle, beispielsweise auf den Abstand zwischen Anlagefläche des Objektivs und Bildbühne bzw. So that the adjustable probe only closes a small working stroke own needs, it is in a further development of the device according to the invention possible to roughly set the distance between the reference plane and the measuring point. Through this the advantage is achieved that the measuring device according to the invention on the various Distances between the reference plane and the measuring point, for example the distance between Contact surface of the lens and image stage or

Filmandruckplatte, eingestellt werden kann, wodurch eine universelle Anwendung des Meßgerätes gewährleistet ist.Film pressure plate, can be adjusted, making a universal Use of the measuring device is guaranteed.

In den Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Hiernach zeigt Abb. 1 das Prinzip des optischen Dicken- und Planlagemeßgerätes, Abb. 2 eine perspektivische Darstellung der Lage von Meßtaster und Spiegelbild, wie sie mit Hilfe des optischen Systems vergrößert betrachtet werden kann, Abb. 3 eine perspektivische Darstellung der Lage von Meßtaster und Spiegelbild in der Meßstellung, Abb. 4 eine perspektivische Darstellung des gesamten Meßgerätes in Verbindung mit einer photographischen Kamera, Abb. 5 die Anordnung der Einstellorgane der Meßeinrichtung bei abgenommener Deckkappe des Halters. An embodiment of the invention is illustrated in the drawings. After that, Fig. 1 shows the principle of the optical thickness and flatness measuring device, Fig. 2 is a perspective view of the position of the probe and mirror image, as it can be viewed enlarged with the help of the optical system, Fig. 3 is a perspective view of the position of the probe and mirror image in FIG Measurement position, Fig. 4 is a perspective view of the entire measuring device in Connection with a photographic camera, Fig. 5 the arrangement of the adjustment elements the measuring device with the cover cap removed from the holder.

Abb. 6 weitere Einzelheiten der Anordnung der Einstellorgane nach Abb. 5 im Schnitt A-B, Abb. 7 weitere Einzelheiten der Anordnung der Einstellorgane nach Abb. 5 im Schnitt WD, Abb. 8 weitere Einzelheiten der Anordnung der Einstellorgane nach Abb. 5 im Schnitt E-F. Fig. 6 shows further details of the arrangement of the adjustment elements Fig. 5 in section A-B, Fig. 7 further details of the arrangement of the adjustment elements according to Fig. 5 in section WD, Fig. 8 further details of the arrangement of the adjusting elements according to Fig. 5 in section E-F.

Das durch eine Beleuchtungseinrichtung 1, beispielsweise mit einer Glühbirne ausgestrahlte Licht wird durch das Strahlenumlenkmittel 4 in den gläsernen Meßtaster 2 der Meßuhr 3 reflektiert und erleuchtet dessen Spitze 2a. Die leuchtende Spitze 2 ci und ihr Spiegelbild 10, das auf der Oberfläche der zu prüfenden Filmschicht 5 entsteht, kann mittels der Beobachtungseinrichtung 8, bestehend aus dem Prisma 6. den Linsen 7 ci und 7b und dem Okular 9, vergrößert betrachtet werden. Wird der Meßtaster 2 gesenkt oder gehoben, bewegen sich seine Spitze 2 2e und deren Spiegelbild 10 im Sinne der gezeichneten Pfeile aufeinander zu oder entfernen sich voneinander (Abb. 2 und 3). Sowohl die leuchtende Meßtasterspitze 2 ci als auch ihr Spiegelbild 10 sind helleuchtend auf dem dunklen Hintergrund der Filmfläche 5 sichtbar, so scharf umgrenzt, daß auch ein ungeübter Beobachter ohne weiteres in der Lage ist, durch entsprechendes Senken des Meßtasters 2 ihre Scheitelpunkte zur Berührung zu bringen (Abb. 3). Damit ist die genaue Meßlage erreicht, die auf der Meßuhr 3 angezeigt wird. That by a lighting device 1, for example with a Incandescent light emitted is through the beam deflection means 4 in the glass Probe 2 of dial gauge 3 reflects and illuminates its tip 2a. The shining one Tip 2 ci and its mirror image 10, which is on the surface of the film layer to be tested 5 arises, can by means of the observation device 8, consisting of the prism 6. The lenses 7 ci and 7b and the eyepiece 9 are viewed enlarged. Will the Probe 2 lowered or raised, move its tip 2 2e and its mirror image 10 towards or away from one another in the sense of the arrows drawn (Fig. 2 and 3). Both the luminous probe tip 2 ci and its mirror image 10 are brightly visible on the dark background of the film surface 5, so sharp delimits that even an inexperienced observer is easily able to get through corresponding lowering of the probe 2 to bring their vertices to touch (Fig. 3). The exact measuring position indicated on the dial gauge 3 is thus achieved will.

Die Einstellung des Toleranzbereiches auf der Meßuhr 3 geschieht in üblicher Weise durch die Toleranzmarken 18 a und 18 b. The tolerance range is set on dial gauge 3 in the usual way by the tolerance marks 18 a and 18 b.

In der beispielsweisen Ausführung der Erfindung sind die Einstellorgane zur Erreichung der Meßstellung vorzugsweise im Halter 12 angeordnet (Abb. 4 bis 8). Der Halter 12 ist auf zwei Säulen 20, 21 einer Platte 19 verschiebbar gelagert. Die Platte 19 ruht auf einer zur Meßfläche parallelen Ebene, beispielsweise der Auflagefläche für das Objektiv 14 eines Kameragehäuses 13, und führt den Meßtaster 2 und das Rohr der Beobachtungseinrichtung 8. Am Halter 12 sind Klemmschrauben 24, 25 für die Grobeinstellung vorgesehen. Dem Halter 12 sind weiter die Meßuhr 3 mit ihrem Schaft 11, der Kupplung 27 und dem Meßtaster2, die Beobachtungseinrichtung 8, die Beleuchtungseinrichtung 1, das Strahlenumlenkmittel 4 und die Organe zur Feineinstellung, die aus der Rändelscheibe 16, dem Gewindebolzen28, dem Hebel 26, den Lagerböcken 29 mit der Säule 30 und dem Schaft 31 bestehen, zugeordnet. Den Verschluß für den Halter 12 bildet die Deckkappe 35. In the exemplary embodiment of the invention, the adjusting members to reach the measuring position preferably arranged in the holder 12 (Fig. 4 to 8th). The holder 12 is slidably mounted on two columns 20, 21 of a plate 19. The plate 19 rests on a plane parallel to the measuring surface, for example the plane Support surface for the lens 14 of a camera housing 13, and leads the probe 2 and the tube of the observation device 8. On the holder 12 are clamping screws 24, 25 intended for coarse adjustment. The holder 12 is also the dial gauge 3 with its shaft 11, the coupling 27 and the measuring probe 2, the observation device 8, the lighting device 1, the beam deflecting means 4 and the organs for Fine adjustment resulting from the knurled washer 16, the threaded bolt 28, the lever 26, the bearing blocks 29 with the column 30 and the shaft 31 are assigned. The The cover cap 35 forms the closure for the holder 12.

Die Einzelheiten des Halters 12 sowie die Wirkungsweise der Einrichtung sind in den Abb. 5 bis 8 sichtbar und bestehen im folgenden: Die Grobeinstellung des Meßtaster auf die erforderliche Meßtiefe erfolgt, indem der Halters 12 auf den in den Bohrungen 22, 23 gleitenden Säulen 20, 21 der Platte 19 verschoben und mittels Klemmschrauben 24, 25 festgestellt wird (Abb. 5 und 6). The details of the holder 12 and the operation of the device are visible in Figs. 5 to 8 and consist of the following: The coarse setting of the probe to the required measuring depth takes place by the holder 12 on the in the bores 22, 23 sliding columns 20, 21 of the plate 19 and moved by means Clamping screws 24, 25 is fixed (Fig. 5 and 6).

Die Feineinstellung wird über die Rändelscheibe 16 eingeleitet, die vorzugsweise von der Rückseite des Gerätes her bedient wird. Die Drehung der Rändelscheibe 16 verursacht eine axiale Bewegung des Gewindebolzens 28 dadurch, daß ihn der im Schlitz 28a liegende Hebelarm 26b gegen Verdrehung sichert. The fine adjustment is initiated via the knurled wheel 16, which is preferably operated from the rear of the device. The rotation of the knurled wheel 16 causes an axial movement of the threaded bolt 28 by the fact that the im The lever arm 26b lying in the slot 28a secures against rotation.

Diese axiale Bewegung überträgt der Hebel 26- auf die zweiteilige Kupplung27, die bei festangezogenef Kreuzlochschraube 32 den Schaft 11 der Meßuhr 3 mit dem gläsernen Meßtaster 2 verbindet. The lever 26- transmits this axial movement to the two-part Coupling 27 which, when the cross-hole screw 32 is tightened, the shaft 11 of the dial gauge 3 connects to the glass probe 2.

Der Hebel 26 ist um den Stift 31 einer Säule 30. die durch das Lagerböckchen 29 am Gehäuse des Hal- ters 12 befestigt ist, schwenkbar und ist so angeordnet, daß sein kurzer Arm 26a an dem Absatz 27 a der zweiteiligen Kupplung 27 anliegt und sein langer Arm 26 b im Schlitz 28a des Gewindebolzens 28 ruht. The lever 26 is around the pin 31 of a column 30. which is through the bearing block 29 on the housing of the ters 12 is attached, pivotable and is arranged so that its short arm 26a rests against the shoulder 27 a of the two-part coupling 27 and its long arm 26 b rests in the slot 28 a of the threaded bolt 28.

Eine Hülse 33 gibt dem Hebel 26 einerseits die Führung und sichert andererseits die Rändelscheibe 16 gegen axiale Verstellung.A sleeve 33 gives the lever 26 on the one hand guidance and secures on the other hand, the knurled wheel 16 against axial adjustment.

Im Schnitt C-D der Abb. 5 (Abb. 7) ist der Vorgang der Feineinstellung sichtbar gemacht. Durch Drehen der Rändelscheibe 16 gelangt der Gewinde bolzen 28 beispielsweise nach oben. Der im Grunde des Schlitzes 28a aufliegende Hebelarm 26 b folgt dieser Bewegung, so daß sich Meßtaster 2 und Schaft 11 nach unten bewegen, da der Hebelarin 26 ci durch Federdruck stets mit dem Ansatz 27a der Kupplung 27 in Anlage gehalten wird. Geht der Gewindebolzen 28 nach unten, so bewegt der Hebel 26 die Kupplung 27 nach oben, so daß der Schaft 11 gegen die Wirkung der nicht mitdargestellten Feder der Meßuhr 3 nach oben gedrückt wird. In section C-D of Fig. 5 (Fig. 7) is the process of fine adjustment made visible. By turning the knurled washer 16, the threaded bolt 28 reaches for example up. The lever arm 26 lying at the bottom of the slot 28a b follows this movement so that probe 2 and shaft 11 move downwards, since the lever arm 26 ci is always connected to the shoulder 27a of the coupling 27 by spring pressure is kept in the plant. If the threaded bolt 28 goes down, the lever moves 26 the coupling 27 upwards, so that the shaft 11 against the action of the not shown The spring of the dial gauge 3 is pressed upwards.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung (Abb. 4, 6 und 8) ist das Strahlenumlenkmittel 4 nicht im Meßtaster 2 angeordnet, sondern diesem nur zugeordnet und mittels des Rahmens 34 am Gehäuse des Halters 12 befestigt. Dadurch wird ein größerer Bereich für die Feineinstellung gewonnen. According to the embodiment of the invention (Figs. 4, 6 and 8) is the beam deflecting means 4 is not arranged in the probe 2, but only assigned to it and attached to the housing of the holder 12 by means of the frame 34. This becomes a increased area for fine adjustment gained.

Über -die Ausführungsbeispiele der Erfindung hinaus ist es auch möglich, die Belenchtungseinrichtnngl unter Wegfall des Strahlenumlenkmittels 4 unmittel bar mit dem Meßtaster 2 zu verbinden. In addition to the exemplary embodiments of the invention, it is also possible the lighting device with the omission of the radiation deflecting means 4 immediately bar to be connected to probe 2.

Der Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschränkt sich nicht auf Planlagemessungen der beschriebenen Art, vielmehr kann die Vorrichtung überall Verwendung finden, wo Präzisionsmessungen auszuführen sind, bei denen auf die Meßstelle kein Meßdruck ausgeübt werden darf oder wo aus sonstigen Gründen die Meßstelle nicht mit einem metallischen Tasthebel der gebräuchlichen Meßuhren in direkte Berührung kommen soll. The scope of the device according to the invention is limited does not rely on flatness measurements of the type described, rather the device can be used wherever precision measurements are to be carried out, where on the measuring point no measuring pressure may be applied or where for other reasons the Measuring point not with a metallic feeler lever of the common dial gauges in direct contact should come.

PATENTANSPROCE: 1. Optisches Dicken- und Planlagemeßgerät, insbesondere für Filme, mit einem durch eine Lichtquelle erleuchteten gläsernen Meßtaster und einer optischen Betrachtungseinrichtung, die den Meßvorgang vergrößert sichtbar macht, dadurch gckennzeichnet, daß dem mit einer Meßeinrichtung (3) verbundenen beweglichen Meßtaster (2) ein Strahlenumlenkmittel (4) zugeordnet ist, das die von einer Lichtquelle (1) ausgehenden Lichtstrahlen zum Meßtaster (2) richtet und zu seiner Meß spitze (2 a) derart reflektiert, daß hiervon auf dem zu prüfenden Gegenstand (5) ein Spiegelbild (10) erzeugt und dieses gemeinsam mit der Meßspitze (2 a) durch eine optische Betrachtungseinrichtung (6 bis 9) vergrößert sichtbar gemacht'wird. PATENTANSPROCE: 1. Optical thickness and flatness measuring device, in particular for films, with a glass probe illuminated by a light source and an optical viewing device, which shows the measuring process enlarged makes, characterized in that it is connected to a measuring device (3) movable probe (2) is assigned a beam deflecting means (4) which is the from a light source (1) directed light beams to the probe (2) and to its measuring tip (2 a) is reflected in such a way that of this on the object to be tested (5) A mirror image (10) is generated and this is carried out together with the measuring tip (2a) an optical viewing device (6 to 9) is made visible on an enlarged scale.

Claims

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the radiation deflecting means (4) arranged in the probe (2) itself or separately therefrom above the probe is.

3. Measuring device according to claim 1 and 2, characterized in that the optical viewing system (6 to 9) arranged next to the probe (2.2 cm) has a reflex device (6) through which both the measuring tip (2cd) as also its mirror image (10) the optical one. Viewing system (7 to 9) for magnification is forwarded.

4. Measuring device according to claim 1 to 3, characterized in that both the working stroke of the probe (2, 2a) as well as the complete measuring device in the direction can be adjusted to the object to be tested (5).

5. Measuring device according to claim 4, characterized in that the working stroke of the probe (2.2 ci) preferably by one coupled to the measuring device (3) Actuating drive (16; 26 to 33) can be regulated.

6. Measuring device according to claim 5, characterized in that the actuating drive (16; 26 to 33) a knurled nut (16) with an axially displaceable nut Has threaded piece (28), by moving it via an intermediate lever (26 cm, 26th b) the fine adjustment of the probe (2) takes place.

7. Measuring device according to claim 4, characterized in that the complete Measuring device by means of its holder (12) in guides (20, 21) in the direction of the test object (5) is slidably arranged and adjustable.

8. Measuring device according to claim 4 to 7, characterized in that the Adjustment of the measuring device by means of clamping screws (24, 25) takes place.

9. Measuring device according to claim 1 to 6, characterized in that both the light source (1) and the beam deflecting means (4) in the holder (12) of the measuring device is arranged.