DE1136835B - Projektionsablesevorrichtung zur UEberfuehrung einer Teilung in eine gleichartige Teilung - Google Patents

Description

• Projektionsablesevorrichtung zur Überführung einer Teilung in eine gleichartige Teilung Die mikroskopische Beobachtung mittels des Okulars ist bei langer Beobachtungsdauer anstrengend und wird daher in steigendem Maße durch die Projektion ersetzt; daher sind z. B. moderne Trichinoskope meist mit einem Projektionsschirm ausgerüstet, auf dem das Bild beobachtbar ist. Aber auch im Meßwesen wird für die Ableseeinrichtungen die beidäugige objektive Beobachtung auf einem Schirm verlangt. Deshalb findet man vielfach Ablesemikroskope, die mit einer Mattscheibe versehen sind, auf welche von der Rückseite her der Maßstab projiziert wird.
• Eine solche Mattscheibenprojektion hat zweierlei Nachteile. In den meisten Fällen erscheint auf der Mattscheibe die Austrittspupille des Projektionsobjektivs als störender Lichtfleck. Ferner glitzert das Korn der Mattscheibe in den verschiedensten Farben.
• Diese lästigen Erscheinungen entfallen bei der Projektion auf einen reflektierenden, diffus streuenden weißen Schirm. Jedoch hat diese Anordnung den Nachteil, daß nur der in der Beobachtungsrichtung gestreute Anteil in die Augen des Beobachters gelangt, d. h., die Anordnung ist sehr lichtschwach.
• Man kann, anstatt auf einen weißen Schirm, z. B.
• Papier, zu projizieren, hierzu eine feinmattierte Fläche, z. B. eine Metallfläche, verwenden, bei der das nur schwach gestreute Licht in der Nähe des Reflexionswinkels (Glanzwinkels) ein Maximum hat.
• Man muß dann dafür sorgen, daß der Beobachter die durch den Glanzwinkel bedingte Beobachtungsrichtung beibehält. Ist z. B. das Flächenlot dieser Projektionsfläche gegen die optische Achse des Projektors um 20° geneigt, so muß der Beobachter unter einem Winkel von 40° beobachten.
• Nun besteht aber die Forderung, daß der Projektionsschirm senkrecht zur optischen Achse des Projektors stehen muß, wenn man Verzerrungen vermeiden will. Das würde also bei der Benutzung eines Schirms mit bevorzugter Reflexionsrichtung bedeuten, daß entweder der Schirm mit sägezahnartigen Rillen versehen werden muß, um den Glanzwinkel von der Flächennormale zu trennen, oder daß man aus der Projektionsrichtung selbst beobachtet, was nur mit Hilfe einer teildurchlässigen schräggestellten Glasplatte zu bewerkstelligen wäre. Die erste Maßnahme erfordert eine kostspielige Herstellung und kann unerwünschte Beugungserscheinungen hervorrufen, die zweite bedeutet einen Helligkeitsverlust von mindestens 75°/0.
• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überführung einer Teilung, insbesondere Parallel- oder Kreisteilung, in eine gleichartige Teilung unter Benutzung eines reflektierenden Schirmes zur Beobachtung.
• Ausgangspunkt für den Erfindungsgegenstand sind Entzerrungsanordnungen, wie sie in der Fotogrammetrie üblich und z. B. in der deutschen Patentschrift 164 527 beschrieben sind. In Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist zur Erläuterung eine derartige Entzerrungsanordnung dargestellt. Sie kann jedoch nur dann verwendet werden, wenn die auftretende Verzerrung nicht stört.
• Die Projektionsablesevorrichtung nach der Erfindung gestattet die Ablesung auf einem reflektierenden Schirm, vermeidet Verzerrungen und besteht darin, daß in der Bildebene einer Entzerrungsanordnung ein bildhebendes Prisma angeordnet und diesem eine weitere Entzerrungsanordnung nachgeordnet ist. In Ausbildung der Erfindung steht das bildhebende Prisma im Minimum der Ablenkung, und sein brechender Winkel os ist gegeben durch wo n der Brechungsindex des Prismenglases ist und mit e der Winkel zwischen der Projektionsrichtung und der Ebene, welche das Zwischenbild ohne das Prisma einnehmen würde, bezeichnet.
• Vorteilhaft ist es, wenn das bildhebende Prisma achromatisiert ist und wenn als Auffangmittel ein schwach streuender, reflektierender Schirm vorgesehen ist.
• In der Zeichnung sind zum Stande der Technik gehörende Anordnungen und ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
• In den Zeichnungen stellt dar Fig. 1 ein Schema einer Anordnung zur Überführung einer Kreis- in eine Parallelteilung, Fig. 2 dasselbe von unten gesehen, Fig. 3 eine bekannte Entzerrungsanordnung, Fig. 4 eine Anordnung zur entzerrten Projektion auf einen schrägen Schirm.
• Mit der Anordnung nach Fig. 1 soll ein Stück einer Kreisteilung in eine Parallelteilung übergeführt werden, deren Bild auf dem Schirm unter dem Glanzwinkel betrachtet wird. Mit 1 ist ein Projektionsobjektiv bezeichnet, dessen beide Hauptebenen mit 2 und 2' und dessen optische Achse mit 3 bezeichnet sind. Eine Kreisteilung 4 ist schräg zu der optischen Achse des Objektivs 1 gestellt, ihr Mittelpunkt ist mit 5 bezeichnet und liegt in der Brennebene F des Objektivs 1, wobei ihre Ebene die objektseitige Hauptebene des Objektivs in 6 schneidet. Die Ebene des Schirms 7 schneidet die bildseitige Hauptebene in 6'. Die Beobachtung des Schirms erfolgt aus der Richtung 8, in welcher das auf ihn treffende Lichtbündel reflektiert würde, falls der Schirm regelmäßig reflektieren würde (Glanzwinkel). Auf dem Schirm erscheint die Kreisteilung 4 als eine Teilung mit parallelen Teilstrichen (Parallelteilung).
• Eine an die Stelle der Kreisteilung 4 gebrachte Parallelteilung wird mit dieser Anordnung als Kreisteilung projiziert.
• In Fig. 3 ist dargestellt, daß man eine Parallelteilung 10 nicht durch zweimalige Verzerrung auf eine schrägliegende Fläche 11 als unverzerrte Parallelteilung abbilden kann, denn ein bei 12 liegendes Teilungselement wird durch das Objektiv 13 im Zwischenbild 14 größer abgebildet als ein bei 15 liegendes Element. Bei der zweiten Abbildung durch das Objektiv 16 wiederholt sich dieser Vergrößerungsfehler, wie der Vergleich der Bilder 12' und 15' erkennen läßt.
• In Fig. 4 ist eine Anordnung gemäß der Erfindung dargestellt, bei der dieser Fehler vermieden ist. Mit dieser Anordnung kann eine Teilung auf einen schräg zu betrachtenden, schwach diffus reflektierenden Schirm als gleichartige Teilung projiziert werden.
• Die Teilung 20 möge eine Kreis- oder Parallelteilung sein und schräg zur optischen Achse des Projektionsobjektivs 21 liegen, welches ohne das Prisma 24 ein Bild 22 der Teilung entwerfen würde. Der Winkel 8, den das Bild 22 mit der optischen Achse bildet, ist aus seinem Abstand von der Teilung 20, der Objektivbrennweite und dem Winkels bekannt, den die Teilung 20 mit der Achse bildet. Durch das Prisma23 wird die optische Achse geknickt und gleichzeitig die Ebene 22 nach 23 abgebildet. Das Prisma 24 ist vorzugsweise so angeordnet, daß es im Minimum der Ablenkung steht. Das Bild 23 wird alsdann durch das Objektiv 25 verzerrt abgebildet auf den Schirm 26, der schräg zur Richtung des auf ihn einfallenden Strahls steht und unter dem Reflexions-(Glanz-) Winkel betrachtet wird. Dabei macht die Verzerrung der zweiten Abbildung die Verzerrung der ersten Abbildung rückgängig, so daß die Teilang 20 vergrößert, aber unverzerrt auf dem Schirm 6 erscheint.
• In der Ebene 14 der Fig. 3 und am Prisma der Fig. 4 sind Feldlinsen anzuordnen, die auch von sphärisch ausgebildeten Prismenflächen gebildet sein können.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Proj ektionsablesevorrichtung zur Überführung einer Teilung, insbesondere Parallel- oder Kreisteilung, in eine gleichartige Teilung unter Benutzung eines reflektierenden Schirms zur Beobachtung, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bildebene einer Entzerrungsanordnung ein bildhebendes Prisma angeordnet und diesem eine weitere Entzerrungsanordnung nachgeordnet ist.
2. 2. Projektionsablesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bildhebende Prisma im Minimum der Ablenkung steht und sein brechender Winkel a gegeben ist durch wo n der Brechungsindex des Prismenglases ist und mit 8 der Winkel zwischen der Projektionsrichtung und der Ebene, welche das Zwischenbild ohne das Prisma einnehmen würde, bezeichnet.
3. 3. Projektionsablesevorrichtung nachAnspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß das bildhebende Prisma achromatisiert ist.
4. 4. Projektionsablesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bildebene der dem bildhebenden Prisma nachgeordneten Entzerrungsanordnung ein schwach streuender reflektierender Schirm angeordnet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 164 527, 578 249; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 012 522; K. Schwidefsky, »Einführung in die Luft- und Erdbildmessung«, 1936, S. 65 bis 68; H. Haumann, »Optik für Konstrukteure«, 1949, S 109; )>Photo-Technik und -Wirtschaft«, H. 12/1955, S.540 bis 542.