DE1168094B - Differential photometer for determining the position of a measuring mark that can be moved in the field of view of a reading microscope - Google Patents

Differential photometer for determining the position of a measuring mark that can be moved in the field of view of a reading microscope

Info

Publication number
DE1168094B
DE1168094B DEA29689A DEA0029689A DE1168094B DE 1168094 B DE1168094 B DE 1168094B DE A29689 A DEA29689 A DE A29689A DE A0029689 A DEA0029689 A DE A0029689A DE 1168094 B DE1168094 B DE 1168094B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
field
view
image
plane
photometric device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEA29689A
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Phys Christoph Kuehne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Elektronidustrie AG
Original Assignee
Continental Elektronidustrie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Elektronidustrie AG filed Critical Continental Elektronidustrie AG
Priority to DEA29689A priority Critical patent/DE1168094B/en
Priority to CH7442759A priority patent/CH378548A/en
Publication of DE1168094B publication Critical patent/DE1168094B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/36Forming the light into pulses
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C1/00Measuring angles
    • G01C1/02Theodolites
    • G01C1/06Arrangements for reading scales
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/18Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying effective impedance of discharge tubes or semiconductor devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

Differentialfotometer zur Bestimmung der Lage einer im Gesichtsfeld eines Ablesemikroskops beweglichen Meßmarke Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Differentialfotometer zur Bestimmung der Lage einer im Gesichtsfeld eines Ablesemikroskops beweglichen Meßmarke, bestehend aus einem Objektiv zur Abbildung der Meßmarke in eine Objektivbildebene, einer in der Objektivbildebene gelegenen Gesichtsfeldebene, einem hinter der Gesichtsfeldebene angeordneten bildaufteilenden Element zur Zerlegung des in der Objektivbildebene gelegenen Bildes in zwei Teilbilder und lichtelektrischen Mitteln zum Vergleich der den beiden Teilbildern angehörigen Lichtströme.Differential photometer for determining the position of a person in the field of view a reading microscope movable measuring mark object of the present invention is a differential photometer for determining the position of a in the field of view of a Reading microscope movable measuring mark, consisting of an objective for imaging the measuring mark in an objective image plane, one in the objective image plane Field of view plane, an image-dividing plane arranged behind the field of view plane Element for splitting the image located in the lens image plane into two partial images and photoelectric means for comparing those associated with the two partial images Luminous fluxes.

Derartige Fotometer sind bereits vorgeschlagen worden. Sie dienen insbesondere an geodätischen oder anderen Winkelmeßinstrumenten zur Ablesung der in diesen Geräten vorgesehenen Kreisteilungen. Die Anordnung ist bei den bereits vorgeschlagenen Einrichtungen dieser Art so getroffen, daß die in der Bildebene des optischen abbildenden Systems gelegene Gesichtsfeldebene - wie bei Mikroskopen allgemein üblich - entweder ein rundes oder auch ein viereckiges Gesichtsfeld aufweist. Bei Anordnungen dieser Art hat sich nun gezeigt, daß die praktische Ausbildung der verwendeten Teilungen insofern zu Schwierigkeiten führt, als die Teilungsmarkierungen der verwendeten Teilungen aus praktischen Gründen eine unterschiedliche Strichstärke aufweisen. Die schwankende Strichbreite der Teilungsmarken der einzelnen Maßstäbe bewirkt jedoch eine Empfindlichkeitsänderung des jeweiligen Fotometers, so daß systematische Meßfehler auftreten können. Dieses wird besonders deshalb als unangenehm empfunden, weil es nämlich nicht möglich ist, Teilungen mit praktisch gleichbleibender Strichstärke herzustellen, und weil es zum anderen auch nicht möglich ist, die Breiten der jeweiligen Teilstriche so zu kontrollieren, daß ihre Schwankungen unterhalb eines gewissen durch die Meßgenauigkeit vorgegebenen Maßes bleiben. Es ist deshalb bereits versucht worden, die jeweiligen Empfindlichkeitsänderungen am Differentialfotometer durch bei Fotometern allgemein geläufige Maßnahmen zu beseitigen, indem beispielsweise das Fotometer mit einem Regler kombiniert wird, der die Empfindlichkeit des Fotometers überwacht. Abgesehen davon, daß derartige Anordnungen kompliziert sind, bedeutet der erhöhte Aufwand am Aufbau des Differentialfotometers eine Verteuerung der gesamten Einrichtung, so daß es sich als zweckmäßig erweist, nach anderen Lösungen zu suchen. Such photometers have been proposed. You serve especially on geodetic or other angle measuring instruments for reading the the circular divisions provided in these devices. The arrangement is with the already proposed devices of this type so taken that those in the image plane the plane of the field of view located in the optical imaging system - as in microscopes common practice - has either a round or a square field of vision. In arrangements of this type it has now been shown that the practical training of the The divisions used leads to difficulties in that the division marks the divisions used have different line widths for practical reasons exhibit. The fluctuating line width of the division marks of the individual scales however, causes a change in sensitivity of the respective photometer, so that systematic Measurement errors can occur. This is particularly perceived as unpleasant because it is not possible to have divisions with practically constant line width and because it is also not possible to adjust the widths of the respective To control tick marks so that their fluctuations are below a certain Remain of the predetermined size by the measuring accuracy. It has therefore already been tried have carried out the respective changes in sensitivity on the differential photometer to eliminate common measures for photometers, for example the photometer is combined with a controller that adjusts the sensitivity of the photometer supervised. Apart from the fact that such arrangements are complicated, means the increased effort in the construction of the differential photometer makes the whole more expensive Establishment so that it proves expedient to seek other solutions.

Es ist an sich bereits bekannt, lichtelektrische Einrichtungen, insbesondere solche Einrichtungen, bei denen ein Zeiger in einem Lichtstrom vor einer Fotozelle beweglich ist, in der Weise mit im Lichtstrom der Einrichtungen gelegenen Blenden auszustatten, daß deren Ränder zwecks Herbeiführung eines gewünschten Zusammenhangs zwischen der jeweiligen Zeigerverstellung und der von der Fotozelle ausgesteuerten elektrischen Spannung einen diesen Zusammenhang herbeiführenden geometrischen Verlauf aufweisen. It is already known per se, photoelectric devices, in particular those devices in which a pointer in a luminous flux in front of a photocell is movable in the way with in the luminous flux of the facilities equip that their edges in order to bring about a desired context between the respective pointer adjustment and the one controlled by the photo cell electrical voltage a geometric course that brings about this connection exhibit.

Demgegenüber bezweckt die vorliegende Erfindung nicht die Herbeiführung eines bestimmten funktionalen Zusammenhangs zwischen der Stellung einer im Gesichtsfeld eines Differentialfotometers befindlichen Meßmarke und der von den lichtelektrischen Teilen des Fotometers ausgesteuerten elektrischen Spannung, sondern - bei vorgegebenem Zusammenhang zwischen beiden Größen, der möglichst linear sein soll -die Beeinflussung der Fotometerempfindlichkeit im Sinne der Erhaltung ihrer Konstanz bei wechselnden Abmessungen der Meßmarke. On the other hand, the present invention is not intended to be induction a certain functional connection between the position of one in the field of vision a differential photometer located measuring mark and that of the photoelectric Dividing the photometer modulated electrical voltage, but - at a given Relationship between the two quantities, which should be as linear as possible - the influence the photometer sensitivity in the sense of maintaining its constancy with changing Dimensions of the measuring mark.

Erfindungsgemäß wird deshalb ein Differentialfotometer der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, das sich dadurch kennzeichnet, daß der Rand der Gesichtsfeldblende vom Innern des Gesichtsfeldes her betrachtet eine im wesentlichen konvexe Krümmung aufweist und daß die im Gesichtsfeld der Gesichtsfeldblende verschiebbare Meßmarke in Richtung einer Diagonalen der Gesichtsfeldberandung angeordnet ist. According to the invention, therefore, a differential photometer is the initially mentioned type proposed, which is characterized in that the edge of the field stop viewed from the inside of the field of view, an essentially convex curvature and that the measuring mark displaceable in the field of view of the field diaphragm is arranged in the direction of a diagonal of the visual field boundary.

Der Erfindungsgedanke soll an Hand eines Ausführungsbeispiels, das ein automatisches Mikrometer betrifft, näher erläutert werden. In der Fig. 1 bezeichnet 1 einen mit Teilstrichen versehenen Maßstab, z. B. eine Kreisteilung eines geodätischen Winkelmeßinstrumentes. Ein Maßstabsausschnitt der Teilung 1, der mindestens eine Teilungsmarke 1' umfaßt, wird durch das optische abbildende System 2 in die Ebene einer Gesichtsfeldblende 4 abgebildet. The idea of the invention is based on an embodiment that concerns an automatic micrometer, will be explained in more detail. In Fig. 1 designated 1 a graduated scale, e.g. B. a circular division of a geodetic Angle measuring instrument. A scale section of division 1, the at least one Graduation mark 1 'is included by the optical imaging system 2 in the plane a field stop 4 shown.

Durch das optische abbildende System 4 wird dieses Bild in die Ebene der Bildtrennungskante eines optischen bildaufteilenden Systems 6 transportiert, das aus einem prismatischen Glaskörper besteht, dessen Diagonalebene zur Hälfte mit einem spiegelnden Belag 7 versehen ist. Die Begrenzungslinie 5 dieses Spiegels, die senkrecht zur Zeichenebene zu denken ist, dient als Bildtrennungskante, an der das Bildfeld der Blende 3 in zwei Bilder zerlegt wird, deren zugehörige Lichtströme den beiden lichtempfindlichen Elementen 8 und 9 zugeführt werden. In den optischen abbildenden Strahlengang 11 dieser Anordnung ist eine Planglasplatte 12 eingebracht, die mit ihrer Drehachse 14 im Lager 13 im Abbildungsstrahlengang 11 um gewisse Winkel beträge stetig verschwenkt werden kann, so daß sich das Bild der Teilungsmarke 1' in der Blendenebene 3 parallel verschiebt. Hierzu ist die Planglasplatte 12 um 90° gegen die Zeichenebene verdreht zu denken. Die eigentliche fotometrische Einrichtung dieser Anordnung ist so aufgebaut, daß die durch die lichtempfindlichen Elemente 8, 9 in elektrische Größen A, B umgewandelten Lichtströme der beiden Bildfeldhälften entsprechend ihrer Differenz bzw. ihres Verhältnisses einen Servomotor 1S, der die Mikrometerplatte 12 verschwenkt, so lange beeinflußt, bis sich die beiden Lichtströme als gleich erweisen.This image is brought into the plane by the optical imaging system 4 the image separation edge of a optical image dividing system 6 transported, which consists of a prismatic glass body whose diagonal plane half is provided with a reflective coating 7. The 5 gauge of this Mirror, which is to be thought perpendicular to the plane of the drawing, serves as an image separating edge, at which the image field of the diaphragm 3 is broken down into two images, their associated luminous fluxes the two photosensitive elements 8 and 9 are fed. In the optical imaging beam path 11 of this arrangement is a plane glass plate 12 is introduced, with their axis of rotation 14 in the bearing 13 in the imaging beam path 11 by certain angles amounts can be swiveled continuously, so that the image of the division mark 1 ' in the diaphragm plane 3 moves parallel. For this purpose, the flat glass plate 12 is at 90 ° to think twisted against the plane of the drawing. The actual photometric facility this arrangement is constructed so that the through the photosensitive elements 8, 9 luminous fluxes of the two halves of the image field converted into electrical quantities A, B according to their difference or their ratio a servomotor 1S, which the Micrometer plate 12 pivoted, influenced until the two light fluxes prove to be the same.

Hierzu können die beiden lichtempfindlichen Elemente 8 und 9 in einer Differentialschaltung 10 angeordnet sein, deren Ausgangssignal über einen Verstärker 16 auf den Servomotor 15 einwirkt. Sind die beiden Lichtströme A, B gleich, so ist der Teilstrich 1' mit seinem optischen Schwerpunkt exakt auf die Bildtrennungskante des bildaufteilenden Elementes 6 ausgerichtet. In der F i g. 1 bezeichnet 18 ein mit der Drehachse 14 der Planglasplatte gekoppeltes Zählwerk, das die Verdrehung der Platte 12 anzeigt und damit die Interpolation des Maßstabes gestattet.For this purpose, the two light-sensitive elements 8 and 9 in one Differential circuit 10 may be arranged, the output signal via an amplifier 16 acts on the servomotor 15. If the two luminous fluxes A, B are equal, then the graduation 1 'with its optical focus exactly on the image separation edge of the image dividing element 6 aligned. In FIG. 1 denotes 18 a with the axis of rotation 14 of the flat glass plate coupled counter that the rotation the plate 12 and thus allows the interpolation of the scale.

Die Fig. in zeigt eine andere vorteilhafte Anordnung dieser Art, die eine höhere Meßsicherheit zuläßt. In der Fig. in werden die beiden Lichtströme nach Verlassen des bildaufteilenden Elementes 6 nach einer Wechsellichtmethode verglichen. Hierzu ist im Abbildungsstrahlengang der beiden Lichtströme eine Drehblende 19 vorgesehen, die mit der Winkelgeschwindigkeit (o rotiert und somit die beiden Lichtströme einzeln nacheinander und periodisch für die Fotokathode 20 eines einzigen in der Einrichtung vorgesehenen lichtempfindlichen Elementes freigibt, so daß also am lichtempfindlichen Element 20 periodisch elektrische Signale entstehen, die den zu vergleichenden Lichtströmen proportional sind. Die elektrischen Signale können in bekannter Weise miteinander verglichen werden. The Fig. In shows another advantageous arrangement of this type, which allows a higher measurement certainty. In the figure in the two luminous fluxes after leaving the image-dividing element 6 compared by an alternating light method. For this purpose, a rotary shutter 19 is provided in the imaging beam path of the two light fluxes, which rotates with the angular velocity (o and thus the two luminous fluxes individually sequentially and periodically for the photocathode 20 of a single one in the device provided photosensitive element releases, so that on the photosensitive Element 20 periodically generate electrical signals that correspond to the luminous fluxes to be compared are proportional. The electrical signals can be connected to one another in a known manner be compared.

Die beschriebenen Anordnungen sind - wie eingangs erwähnt - in ihrer fotometrischen Empfindlichkeit nicht nur davon abhängig, wie die elektrischen Bestandteile der Einrichtung ausgebildet sind, oder davon, wie groß die Beleuchtungsstärke bei der Beleuchtung des Maßstabes 1 gewählt wird, vielmehr geht in die Empfindlichkeit auch die Formgebung der Blende 3 ein. In den F i g. 2 und 2a sind die zunächst benutzten Blendenformen dargestellt. Die F i g. 2 zeigt eine kreisförmige Bildfeldberandung 3' in der die Teilungsmarke 1' angeordnet ist. Mit 21 ist die Trennkante des bildaufteilenden optischen Elementes 6 bezeichnet. Die Bildfeldberandungen nach den F i g. 2 und 2a erfüllen die Forderung nach einer geometrischen Empfindlichkeitskonstanz nicht, vielmehr wechselt die Empfindlichkeit der Fotometeranordnung stark in Abhängigkeit vom Betrag der Strichstärke der gerade zu fotometrierenden Teilungsmarke 1'. The arrangements described are - as mentioned at the beginning - in their photometric sensitivity doesn't just depend on how the electrical components are used the device are formed, or how great the illuminance at the lighting of the scale 1 is chosen, rather goes into the sensitivity also the shape of the diaphragm 3. In the F i g. 2 and 2a are the ones used first Aperture shapes shown. The F i g. 2 shows a circular image field boundary 3 'in which the division mark 1' is arranged. With 21 is the separating edge of the image dividing optical element 6 denotes. The image field boundaries according to FIGS. 2 and 2a do not meet the requirement for geometrical sensitivity constancy, rather, the sensitivity of the photometer arrangement changes greatly as a function from the Amount of the line width of the graduation mark 1 'to be photometric.

Dem Erfindungsvorschlag folgend, ist zunächst das Bild 1' der zu fotometrierenden Meßmarke diagonal im Bildfeld der F i g. 2a angeordnet worden, wodurch sich eine merkliche Verbesserung in der Empfindlichkeitskonstanz des Fotometers ergab. Es lassen sich jedoch andere Gesichtsfeldblenden angeben, die noch weitaus wirkungsvoller sind. Um dieses einzusehen, sei auf die nachfolgende Beschreibung hingewiesen. Following the proposal of the invention, Fig. 1 'is first of all to photometric measuring mark diagonally in the image field of FIG. 2a has been ordered, which results in a noticeable improvement in the constancy of sensitivity of the photometer revealed. However, other field diaphragms can be specified that are still far are more effective. To see this, refer to the description below pointed out.

In der F i g. 3 ist eine Blendenanordnung allgemeinerer Art mit einem zunächst beliebigen Bildfeldrand 30 dargestellt. Im Bildfeld dieser Blende liegt der Teilstrich 31, wobei 32 die Bildtrennungskante des bildaufteilenden Elementes 6 bezeichnet. In FIG. 3 is a more general type of bezel assembly including a initially any image field edge 30 is shown. This aperture lies in the field of view the graduation 31, where 32 is the image separation edge of the image-dividing element 6 designated.

Die fotometrische Einrichtung der Fig. 1 bzw. la vergleichen die Lichtströme miteinander, welche die beiden Bildhälften F2 und F4 durchsetzen. Setzt man eine homogene Ausleuchtung des Bildfeldes voraus und ist die maximale Beleuchtungsstärke B,, dann sind die Lichtströme, welche die Flächen F,, F2, F, und F4 durchsetzen, gegeben durch In (1) bezeichnen die s5z die Lichtströme, die die vier Objektfeldteile Fi durchsetzen. Die A und jt bezeichnen Kontrastfaktoren, welche zwischen Null und Eins variieren können, wobei d = 0 den vollständig dunklen Strich im beleuchteten Feld und u = O den anderen Extremfall, nämlich den beleuchteten Strich im vollständig dunklen Umfeld bezeichnet. Für die Breite des Teilstriches soll der Betrag 2b angenommen werden. Um die Funktion f (x) zu ermitteln, die die günstigste Bildfeldberandung liefert, wird davon ausgegangen, daß die Punkte P und Q vorgegeben sind. Wird die Abszisse der Kante K2 des Teilstriches 21 mit x und die Abszisse für verschwindendes f (x) mit r' bezeichnet, dann sind die links- bzw. rechtsseitigen Lichtströme, die die Blende durchsetzen, gegeben durch Die fotometrische Einrichtung ist um so empfindlicher, je größer die Differenz r-1 ist, bezogen auf die Summe der insgesamt vorhandenen Lichtströme für eine bestimmte Verschiebung der Teilungsmarke innerhalb des Blendenfeldes. Die relative Lichtstromdifferenz ist gegeben durch Definiert man die Empfindlichkeit der Anordnung zweckmäßig durch so ermittelt man einen von der Strichbreite 2b,A, p und j (x) abhängigen Ausdruck. Die Faktoren A und tL sind durch die speziell gewählte Anordnung vorgegeben, während die Strichbreite b innerhalb eines Bereiches b1 < h b2 variiert. b1 bezeichnet die minimal vorkommende und b2 die maximal vorkommende Strichstärke. Untersucht man den Ausdruck (4) unter Vorgabe der maximalen Variation der Strichbreite unter dem Gesichtspunkt nach einer minimalen Änderung der Empfindlichkeit der Anordnung, so wird man auf Funktionen f (x) geführt, die als Berandung für die Gesichtsfeldblende Anwendung finden können und eine weitgehend konstante geometrische Empfindlichkeit des Fotometers gewährleisten.The photometric device of FIG. 1 or la compare the luminous fluxes with one another, which penetrate the two image halves F2 and F4. If one assumes a homogeneous illumination of the image field and the maximum illuminance is B ,, then the luminous fluxes which penetrate the areas F ,, F2, F and F4 are given by In (1), the s5z denote the luminous fluxes that penetrate the four object field parts Fi. The A and jt denote contrast factors which can vary between zero and one, where d = 0 denotes the completely dark line in the illuminated field and u = O denotes the other extreme case, namely the illuminated line in the completely dark environment. The amount 2b should be assumed for the width of the graduation. In order to determine the function f (x) which provides the most favorable image field boundary, it is assumed that the points P and Q are given. If the abscissa of the edge K2 of the graduation 21 is denoted by x and the abscissa for vanishing f (x) is denoted by r ', then the left and right-hand luminous fluxes that penetrate the diaphragm are given by The greater the difference r-1, the more sensitive the photometric device is, based on the sum of the total luminous fluxes present for a specific shift of the graduation mark within the diaphragm field. The relative luminous flux difference is given by Define the sensitivity of the arrangement expediently in this way one determines an expression dependent on the line width 2b, A, p and j (x). The factors A and tL are given by the specially selected arrangement, while the line width b varies within a range b1 <h b2. b1 denotes the minimum line width and b2 the maximum line width. If one examines the expression (4) under specification of the maximum variation of the line width from the point of view of a minimal change in the sensitivity of the arrangement, one is led to functions f (x) which can be used as a boundary for the field diaphragm and which are largely constant ensure geometric sensitivity of the photometer.

Die Lösung des angedeuteten Variationsproblems führt auf eine Funktion f (x) AEoeEox, worin E,> die gewünschte Empfindlichkeit und A eine Konstante bezeichnet. Man hat lediglich über die Anfangsordinate der Blendenkurve zu verfügen. Für den Fall A = 0, d. h. also für einen vollständig dunklen Strich im beleuchteten Feld, ist die Bedingung E = const. streng erfüllt. Für alle anderen Fälle, einschließlich des Extremfalles u = 0, ist die Bedingung nur näherungsweise erfüllt. Es existiert aber sicher keine Funktion mit einer besseren Näherung als die angegebene. Diese Näherung ist unabhängig von den Grenzen b2 und b1. The solution of the indicated variation problem leads to a function f (x) AEoeEox, where E,> the desired sensitivity and A is a constant designated. You only have to have the starting ordinate of the diaphragm curve. For the case A = 0, i.e. H. so for a completely dark line in the illuminated Field, the condition is E = const. strictly fulfilled. For all other cases, including of the extreme case u = 0, the condition is only approximately fulfilled. It exists but certainly not a function with a better approximation than the one given. These Approximation is independent of the limits b2 and b1.

Daß die Funktion f (x) im Endlichen nicht verschwinden kann, spielt in der Praxis keine Rolle. That the function f (x) cannot vanish in the finite plays a role does not matter in practice.

Offensichtlich kann man im Bereich x 2 b2 f (x) durch jede andere Funktion ersetzen, wenn nur die von ihr begrenzte Fläche mit der Fläche von f(x) übereinstimmt. Das gleiche gilt natürlich für den Bereich x < b1.Obviously one can in the area x 2 b2 f (x) through any other Replace function if only the area bounded by it with the area of f (x) matches. The same applies, of course, to the range x <b1.

Für die praktische Ausbildung der Blende kann man den obigen Ausführungen entnehmen, daß der Rand 30 der F i g. 3 aus vier nach einer Exponentialfunktion verlaufenden Kurvenzügen zusammen gesetzt sein muß, die auf den Achsen des gezeigten Koordinatensystems vereinigt werden. Die F i g. 6 zeigt eine derartig ausgebildete Blende, wobei 40 die Blendenberandung und 38 die lichtdurchlässigen Teile der Blende kennzeichnet. Mit 41 ist der im Blendenfeld befindliche Teilstrich angedeutet, 39 kennzeichnet die Lage der Bildtrennungskante. Die Berandungen der Blende sind an ihren Übergängen mit kreisförmigen Ergänzungsflächen versehen, die den obigen Anforderungen genügen. The above explanations can be used for the practical training of the diaphragm infer that the edge 30 of FIG. 3 out of four according to an exponential function running curves must be put together on the axes of the shown Coordinate system can be combined. The F i g. 6 shows one designed in this way Aperture, with 40 being the edge of the aperture and 38 being the translucent parts of the aperture indicates. The graduation in the diaphragm field is indicated by 41, 39 indicates the position of the image separation edge. The borders of the bezel are on their transitions are provided with circular supplementary surfaces that meet the above requirements suffice.

Neben der erläuterten Blendenausführung sind andere Ausführungen untersucht worden. In der F i g. 4 sind eine kreisförmige Blende 33, eine als Rhombus ausgebildete Blende 34, eine Blende 35, die von Asteroiden begrenzt wird, und eine Blende 36, deren Randfunktion der bereits erwähnten Exponentialfunktion entspricht, dargestellt. In addition to the orifice design explained, there are other designs been investigated. In FIG. 4 are a circular aperture 33, one as a rhombus formed diaphragm 34, a diaphragm 35, which is bounded by asteroids, and a Aperture 36, the marginal function of which corresponds to the exponential function already mentioned, shown.

In der Fig. 5 ist das Verhalten dieser Blenden bezüglich ihrer geometrischen Empfindlichkeitsänderung in Abhängigkeit von der Variation der Strichbreite unter Zugrundelegung bestimmter unterer und oberer Grenzen für die Strichbreite schematisch -dargestellt. Die Empfindlichkeitsänderung ist im logarithmischen Maßstab wiedergegeben. Es ist ersichtlich, daß sich die Empfindlichkeit kreisförmiger Blenden in einem weiten Bereich ändert, während die Änderungen, die an den Blenden 34 und 35 eintreten, schon geringer sind. Die Blende 36 hingegen weist über den gesamten Bereich eine nahezu konstante Empfindlichkeit auf. 5 shows the behavior of these diaphragms with respect to their geometric Change in sensitivity depending on the variation of the line width below Based on certain lower and upper limits for the line width schematically - shown. The change in sensitivity is shown on a logarithmic scale. It can be seen that the sensitivity of circular apertures in one wide range changes while the Changes that occur on orifices 34 and 35, are already lower. The aperture 36, on the other hand, has one over the entire area almost constant sensitivity.

In der F i g. 7 ist eine praktische Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Blende wiedergegeben. In FIG. 7 is a practical embodiment of one according to the invention Aperture reproduced.

Auf einem gläsernen Träger 43 ist die Blendenberandung, z. B. in einem fotometrischen Kopierverfahren, als undurchsichtiger Belag 44 aufgebracht.On a glass support 43, the panel border, for. B. in one photometric copying process, applied as an opaque coating 44.

Es ist einzusehen, daß die vorliegende Erfindung nicht nur auf Einrichtungen anwendbar ist, die entsprechend den F i g. 1 oder la ausgebildet sind. It will be appreciated that the present invention is not limited to devices is applicable, which according to the F i g. 1 or la are formed.

Es ist nicht notwendig, daß die das Objektfeld begrenzende Gesichtsfeldblende in einer Zwischenbildebene der fotometrischen Einrichtung angeordnet ist, vielmehr kann diese bei entsprechender Auswahl der optischen abbildenden Systeme auch direkt über dem Objekt angeordnet sein, so daß die Gesichtsfeldblende in der Objektebene liegt. Auch ist die vorliegende Erfindung nicht auf solche fotometrischen Einrichtungen beschränkt anwendbar, bei denen strichförmige Meßmarken zur Lagebestimmung eines Objektes dienen. Die vorliegende Erfindung ist überall dort mit Vorteil anwendbar, wo es sich darum handelt, Objekte unterschiedlicher Querausdehnung, die innerhalb -weiter Grenzen schwankt, zu fotometrieren.It is not necessary that the field stop delimiting the object field is arranged in an intermediate image plane of the photometric device, rather this can also be done directly with the appropriate selection of the optical imaging systems be arranged above the object so that the field stop in the object plane lies. Nor is the present invention limited to such photometric devices limited application where line-shaped measuring marks for determining the position of a Serve the object. The present invention can be used with advantage wherever where it is about objects of different transverse extent that are within -Wide limits fluctuates to photometry.

Es kann sich dabei um materielle Objekte, Gitterspalte oder andere Dinge handeln.It can be material objects, lattice gaps or others Act things.

Claims (5)

Patentansprüche: 1. Differentialfotometer zur Bestimmung der Lage einer im Gesichtsfeld eines Ablesemikroskops beweglichen Meßmarke, bestehend aus einem Objektiv zur Abbildung der Meßmarke in eine Objektivbildebene, einer in der Objektivbildebene gelegenen Gesichtsfeldebene, einem hinter der Gesichtsfeldebene angeordneten bildaufteilenden Element zur Zerlegung des in der Objektivbildebene gelegenen Bildes in zwei Teilbilder und lichtelektrischen Mitteln zum Vergleich der den beiden Teilbildern angehörigen Lichtströme, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Rand der Gesichtsfeldblende vom Innern des Gesichtsfeldes her betrachtet eine im wesentlichen konvexe Krümmung aufweist und daß die im Gesichtsfeld der Gesichtsfeldblende verschiebbare Meßmarke in Richtung einer Diagonalen der Gesichtsfeldberandung angeordnet ist. Claims: 1. Differential photometer for determining the position a measuring mark movable in the field of view of a reading microscope, consisting of an objective for imaging the measurement mark in an objective image plane, one in the The plane of the field of view located in the lens image plane, one behind the plane of the field of view arranged image-dividing element for decomposition in the lens image plane located image in two partial images and photoelectric means for comparison the luminous fluxes belonging to the two partial images, which are marked by that the edge of the field diaphragm viewed from the inside of the field of view has a substantially convex curvature and that in the field of view of the field stop displaceable measuring mark arranged in the direction of a diagonal of the visual field boundary is. 2. Fotometrische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesichtsfeldblende durch vier nach einer Exponentialfunktion verlaufende Randlinien gebildet wird. 2. Photometric device according to claim 1, characterized in that that the field stop running through four according to an exponential function Edge lines is formed. 3. Fotometrische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randlinien der Gesichtsfeldblende ein Asteroid bilden. 3. Photometric device according to claim 1, characterized in that that the edge lines of the field diaphragm form an asteroid. 4. Fotometrische Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine rhombusförmige Bildfeldberandung. 4. Photometric device according to claim 1, characterized by a rhombus-shaped image field boundary. 5. Fotometrische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarke dunkel im beleuchteten Umfeld erscheint. 5. Photometric device according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the measurement mark appears dark in the illuminated area. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 737 160; USA.-Patentschrift Nr. 2 206 086. Publications considered: German Patent No. 737 160; U.S. Patent No. 2,206,086.
DEA29689A 1958-06-14 1958-06-14 Differential photometer for determining the position of a measuring mark that can be moved in the field of view of a reading microscope Pending DE1168094B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEA29689A DE1168094B (en) 1958-06-14 1958-06-14 Differential photometer for determining the position of a measuring mark that can be moved in the field of view of a reading microscope
CH7442759A CH378548A (en) 1958-06-14 1959-06-15 Photometric device for the objective determination of the position of an object provided with measuring marks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEA29689A DE1168094B (en) 1958-06-14 1958-06-14 Differential photometer for determining the position of a measuring mark that can be moved in the field of view of a reading microscope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1168094B true DE1168094B (en) 1964-04-16

Family

ID=6926982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEA29689A Pending DE1168094B (en) 1958-06-14 1958-06-14 Differential photometer for determining the position of a measuring mark that can be moved in the field of view of a reading microscope

Country Status (2)

Country Link
CH (1) CH378548A (en)
DE (1) DE1168094B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1623765B1 (en) * 1967-06-28 1971-08-26 Leitz Ernst Gmbh MEASURING DEVICE FOR THE MICROSCOPIC DETERMINATION OF THE EDGE OF AN OBJECT

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2206086A (en) * 1939-03-09 1940-07-02 Eastman Kodak Co Camera lens diaphragm
DE737160C (en) * 1938-03-15 1943-07-07 Metrawatt Ag Fabrik Elek Scher Photoelectric light meter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE737160C (en) * 1938-03-15 1943-07-07 Metrawatt Ag Fabrik Elek Scher Photoelectric light meter
US2206086A (en) * 1939-03-09 1940-07-02 Eastman Kodak Co Camera lens diaphragm

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1623765B1 (en) * 1967-06-28 1971-08-26 Leitz Ernst Gmbh MEASURING DEVICE FOR THE MICROSCOPIC DETERMINATION OF THE EDGE OF AN OBJECT

Also Published As

Publication number Publication date
CH378548A (en) 1964-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2209667C3 (en) Device for contactless measurement
DE2260474C3 (en) Method and device for focusing a lens
DE2549905C3 (en) Device for focusing a lens
DE2847718A1 (en) DEVICE FOR SIMULTANEOUS ALIGNMENT AND DIRECTION MEASUREMENT
DE1548747B1 (en) Device for the compensation of disturbances in the beam path of a photo-electric scanning device
DE3016478C2 (en)
DE2458868C3 (en) Arrangement for measuring the focus state in optical systems, especially in photographic cameras
DE3048132A1 (en) AUTOMATIC LENS MEASURING DEVICE
DE3222462A1 (en) Device for determining the real or the virtual distance of a light source from a measurement plane
DE1168094B (en) Differential photometer for determining the position of a measuring mark that can be moved in the field of view of a reading microscope
DD253688A1 (en) OPTICAL ARRANGEMENT AND METHOD FOR LIGHT ELECTRIC REMOVAL ADJUSTMENT
DE1936937A1 (en) Method for testing optical specimens and optical bench for carrying out the method
DE3435504C2 (en) Compass
DE2753781A1 (en) OPTICAL SYSTEM
DE1472292C (en) Autocollimator
CH430236A (en) Method for measuring lengths or angles according to the stack principle and device for carrying out this method
DE526428C (en) Device for measuring image chambers, which are expediently provided with a registration device for the pitch circle positions, especially for cinema theodolites
DE209008C (en)
DE1207640B (en) Device for photoelectrically determining the position of an object that can be adjusted with respect to a reference position
AT202437B (en) Photoelectric exposure meter or controller for photographic or cinematographic cameras
DE589045C (en) Measuring device
DE961767C (en) Method and device for the objective focusing of images created by optical systems
DE1039607B (en) Device for the automatic control of a rotary movement according to a function y = f (x) given in a polydromic representation
DE1623301A1 (en) Method for determining the smallest length or width of rolled goods with irregularly shaped edges
CH360213A (en) Device for the photoelectric determination of the position of an object provided with graduation markings