DE1168099B

DE1168099B - Photoelectric device for determining the position of line marks or the like.

Info

Publication number: DE1168099B
Application number: DEI16523A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Gerhard Meister
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1959-06-04
Filing date: 1959-06-04
Publication date: 1964-04-16

Description

Lichtelektrische Einrichtung zur Lagebestimmung von Strichmarken od. dgl. Im Rahmen der Automatisierung von Präzisions-Meß- und Werkzeugmaschinen kommt der objektiven Einstellung auf Strich- oder ähnliche Marken steigende Bedeutung zu.Photoelectric device for determining the position of line marks od. Like. In the context of the automation of precision measuring and machine tools the objective attitude towards line marks or similar brands is increasing in importance to.

Mit objektiven lichtelektrischen Einstellmitteln wird nicht nur eine physische Entlastung des Beobachters bei serienmäßigen Einstellvorgängen erreicht, sondern es ergeben sich auch rein meßtechnisch Vorteile, die durch Herabsetzung der benötigten Einstellzeiten und durch Fernhaltung des Bedienenden von der Meßeinrichtung sowie durch feinmeßtechnische Grundsätze bedingt sind. Gewisse Störeinflüsse sind auch deshalb automatisch zu berücksichtigen, weil ein ganzes Meßprogramm bei automatisiertem Ablauf in zeitlich gut vorausbestimmter Weise durchgeführt wird, was unter Umständen auch Gesetzmäßigkeiten in den Einfluß der Störgrößen, wie z. B. Temperaturänderungen, bringt.With objective photoelectric adjustment means, not only one physical relief of the observer achieved during standard setting processes, but there are also purely metrological advantages that result from the reduction the required setting times and by keeping the operator away from the measuring device as well as by precision measurement principles. Certain disturbances are also to be taken into account automatically because an entire measuring program with an automated Sequence is carried out in a well-timed manner, which may be also regularities in the influence of disturbance variables, such as B. temperature changes, brings.

Noch wesentlicher dürfte jedoch sein, daß mit hochempfindlichen lichtelektrischen Einstellmitteln die Probleme, die bei Präzisionsteilungen auftreten, besonders bei langen Maßstäben, leichter zu lösen sind. Auch die Bauweise von digital registrierenden Geräten und Maschinen kann bei Anwendung derartiger Einstellmittel vereinfacht werden.However, it should be even more important that with highly sensitive photoelectric Adjustment means solve the problems that occur with precision graduations, especially with long yardsticks, easier to solve. Also the construction of digital registration Devices and machines can be simplified when using such setting means.

Die Konstruktionen solcher Geräte können gestaltet werden, ohne auf die direkte Zugänglichkeit visuell benutzter Mikroskope Rücksicht nehmen zu müssen, wodurch gegebenenfalls eine bessere Verwirklichung feinmeßtechnischer Grundsätze ermöglicht wird (Komparatorprinzip, Beseitigung von Temperatureinflüssen).The constructions of such devices can be designed without having to having to take into account the direct accessibility of visually used microscopes, whereby possibly a better realization of precision measurement principles is made possible (comparator principle, elimination of temperature influences).

Ferner kann bei Verwendung objektiver Einstellmittel die Anwendungsmöglichkeit von Metallmaßstäben erweitert werden, da hierbei das Strichbild nicht mehr die Rolle spielt, wie bei visueller Betrachtung. Hierdurch kann vor allem die Anwendung längerer Maßstäbe günstig beeinflußt werden. Auch die zeitliche Beständigkeit dürfte bei polykristallinem Gefüge der Teilungsträger zuverlässiger sein als bei glasartigem Gefüge.Furthermore, when using objective setting means, the possible application can be extended by metal rulers, since the line image no longer plays a role plays, as with visual observation. This can make the application longer Scales are favorably influenced. The temporal stability should also be polycrystalline structure of the graduation carrier be more reliable than with vitreous Structure.

Die genannten Gesichtspunkte haben dazu geführt, daß bereits verschiedene Vorschläge für lichtelektrische Mikroskope zum Einstellen auf Strichmarken gemacht worden sind. Diese den Stand der Technik charakterisierenden Vorschläge beruhen im wesentlichen darauf, daß man durch geeignete schwingende optische Mittel das oszillierende Bild der Strichmarke periodisch einen Parallelspalt passieren läßt und die lichtelektrische Symmetrie dieses Schwingungsvorganges als Einstellkriterium benutzt.The above aspects have already led to various Proposals made for photoelectric microscopes for setting on line marks have been. These proposals, which characterize the prior art, are based essentially that the oscillating image of the line mark periodically allows a parallel gap to pass and the photoelectric symmetry of this oscillation process as a setting criterion used.

Aus der Astronomie ist weiterhin bekannt, einen Leitstern auf der Spitze eines pyramidenförmigen Glasprismas, welches sich in der optischen Achse eines Fernrohres befindet, abzubilden und die Symmetrie aller vier Teillichtströme, die von den vier Pyramidenflächen auf Photozellen reflektiert werden, als Kriterium für die richtige automatisch gehaltene Zielrichtung des Fernrohres zu benutzen.From astronomy it is also known to have a guiding star on the Tip of a pyramid-shaped glass prism, which is located in the optical axis a telescope is located, and the symmetry of all four partial light flows, which are reflected by the four pyramid surfaces on photocells, as a criterion to use for the correct automatically held aiming direction of the telescope.

Die Anwendung der zuerst beschriebenen Schwingmethode hat einige Nachteile, wenn z. B. äußerste Erschütterungsfreiheit und Gleichmäßigkeit des Modulationsvorgangs angestrebt wird. Auch der Aufbau von Servokreisen wird bei dieser Impulsmethode technisch komplizierter, als wenn die im Beispiel der automatischen Nachführung von astronomischen Fernrohren genannte Differenzmethode zur Einstellung auf ein ruhendes Strichbild benutzt wird. Beim Einstellen auf Strichbilder in der Längenfeinmeßtechnik wird jedoch im allgemeinen nicht das ganze Mikroskop um die Meßstrecke nachgestellt, sondern meist nur ein besonderes Meßglied. Hierbei tritt allgemein eine Neigung des Hauptstrahles der Abbildungsbüschel zur optischen Achse auf, die bei visuell benutzten Feinmeßmikroskopen nicht stört, wohl aber bei lichtelektrischen Mikroskopen.The application of the vibration method described first has some disadvantages, if z. B. extreme freedom from vibrations and uniformity of the modulation process is strived for. The construction of servo circuits is also possible with this impulse method technically more complicated than in the example of the automatic tracking Difference method called by astronomical telescopes for setting to one stationary line image is used. When setting to line images in the precision length measurement technique however, the whole microscope is generally not readjusted around the measuring section, but mostly just a special measuring element. There is a general tendency here of the main ray of the image tufts to the optical axis, which at visuell used precision microscopes does not bother, but it does with photoelectric microscopes.

Die Erfindung richtet sich auf eine lichtelektrische Einrichtung zur Lagebestimmung von Strichmarken od. dgl., bei welcher das Abbildungsstrahlenbündel der mittels eines Mikroprojektionssystems abgebildeten Marke in zwei je für sich die Austrittspupille des Mikroprojektionssystems in die Ebene einer rotierenden Modulationsblendenscheibe abbildende Teilstrahlenbündel zerlegt wird und beide Strahlenbündel über entsprechende optische Mittel nach dem Wechsellichtverfahren auf eine einzige Photozelle einwirken. Bei einer derartigen Einrichtung wird eine zuverlässige objektive Einstellung auf eine Marke unter Berücksichtigung der vorstehend dargelegten Gesichtspunkte bei verhältnismäßig geringem technischemAufwand dadurch erzielt, daß erfindungsgemäß als Mittel zur Strahlenteilung eine Kombination aus einem Parallelspalt mit einer symmetrisch zur Spaltmitte liegenden Prismen- oder Spiegelanordnung dient und daß ferner optische Kompensationsmittel angeordnet sind zum Ausgleichen von durch Änderungen des Einfallwinkels des Abbildungsstrahlenbündels verursachten photometrischen Unsymmetrien der beiden Teilstrahlenbündel. Zur Kompensation unsymmetrischer Lichtschwächungen der Strahlenbündel innerhalb des Prismen- oder Spiegelsystems ist z. B. vorteilhaft jedes Teilstrahlenbündel unter Mehrfachreflexion in der Weise geführt, daß Abweichungen des Einfallswinkels bei den einzelnen Reflexionen eine solche Änderung der Reflexionsgrade bewirken, daß das Produkt aller beteiligten Reflexionsgrade in beiden Teilstrahlenbündeln gleichbleibt.The invention is directed to a photoelectric device for Determination of the position of line marks or the like, in which the imaging beam the mark shown by means of a micro-projection system in two separate ways the exit pupil of the microprojection system in the plane of a rotating one Modulation diaphragm disk imaging partial beam is split and both beam above corresponding optical means using the alternating light method on a single photocell act. With such a device, a reliable objective adjustment becomes on a trademark taking into account the aspects set out above achieved with relatively little technical effort that according to the invention as a means for beam splitting a combination of a parallel slit with a serves symmetrically to the gap center prism or mirror arrangement and that Furthermore, optical compensation means are arranged to compensate for changes of the angle of incidence of the imaging beam caused photometric asymmetries of the two partial beams. To compensate for asymmetrical light attenuation the bundle of rays within the prism or mirror system is z. B. advantageous each partial beam guided under multiple reflection in such a way that deviations of the angle of incidence for the individual reflections, such a change in the degree of reflection cause the product of all reflectivities involved in both partial beams remains the same.

Es ist aber auch möglich, Mittel vorzusehen, durch welche Änderungen des Einfallswinkels des Abbildungsstrahlenbündels in den Parallelspalt kompensiert werden. Diese Mittel können beispielsweise aus einem Spiegel bestehen, der um eine Achse in der Ebene der Austrittspupille schwenkbar ist. Ferner kann die Kompensation des Einfallswinkels mit Hilfe einer Schiebelinse durchgeführt werden, deren vordere Hauptebene in der hinteren Brennebene des auf unendlich korrigierten Objektivs des Mikroprojektionssystems liegt.But it is also possible to provide means by which changes of the angle of incidence of the imaging beam into the parallel slit is compensated will. These means can for example consist of a mirror that is around a Axis is pivotable in the plane of the exit pupil. Furthermore, the compensation the angle of incidence can be carried out with the help of a sliding lens, the front Main plane in the back focal plane of the objective of the corrected to infinity Microprojection system.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Einstelleinrichtung schematisch dargestellt. Dabei stellt F i g. 1 das prinzipielle Schema für eine gemäß der Erfindung ausgebildete lichtelektrische Einstelleinrichtung dar, während an Hand der F i g. 2 veranschaulicht ist, wie mit einer derartigen Einrichtung die Kompensation des Einflusses der Lichteinfallsrichtung auf den Reflexionsgrad durchgeführt werden kann. Ein weiteres Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Einrichtung ist in F i g. 3 dargestellt. Die F i g. 4 und 5 stellen Beispiele dar, wie Änderungen der Einfallsrichtung des Abbildungsstrahlenbündels in den Parallelspalt kompensiert werden können.The invention is explained with reference to the drawings. In the drawings are several embodiments for the adjusting device according to the invention schematically shown. F i g. 1 shows the basic scheme for one according to the invention trained photoelectric adjusting device, while on the basis of F i g. 2 illustrates how the compensation of the Influence of the direction of incidence of light on the degree of reflection can be carried out can. Another embodiment of the device according to the invention is in Fig. 3 shown. The F i g. 4 and 5 show examples of how changes compensated for the direction of incidence of the imaging beam into the parallel slit can be.

In F i g. 1 ist mit 1 die Austrittspupille eines nicht dargestellten Mikroprojektionssystems bezeichnet, das zur Abbildung einer zu lokalisierenden Strichmarke dient. Das Abbildungsstrahlenbündel fällt über einen Parallelspalt 2 auf zwei symmetrisch zur Spaltmitte angeordnete Prismen 3 und 3' und wird dabei in zwei Teilstrahlenbündel 4 und 4' aufgeteilt. Jedes der beiden Teilstrahlenbündel bildet die Austrittspupille 1 des Mikroprojektionssystems mit Hilfe eines Objektivs 5 bzw. 5' in der Ebene einer mittels eines Synchronmotors 6 drehbaren Blendenscheibe 7 ab. Die Blendenscheibe läßt abwechselnd das eine und das andere der beiden Strahlenbündel über sammelnde optische Glieder 8 bzw. 8' sowie über die Spiegel 9; 9' und 10; 10' auf die einzige Photozelle 11 fallen, die über einen nicht dargestellten Verstärker einen Verstellmotor iür die Einstelleinrichtung oder ein empfindliches Anzeigeorgan steuert. Die Teile 2 bis 11 können in einem gemeinsam als Tastkopf ausgebildeten Gehäuse untergebracht sein. Die Beleuchtungseinrichtung ist zweckmäßig so zu wählen, daß ihre Apertur in Strichrichtung möglichst groß ist. Hierdurch ergibt sich ein kräftiges Nutzsignal. Senkrecht zum Strich soll sie jedoch klein sein, um die Schärfentiefe der Abbildung groß zu erhalten. Dies ist z. B. durch eine Einfadenlampe oder eine schlanke Wendel zu erreichen, die parallel zum Strich ausgerichtet ist. Dabei soll die Leuchtdichte, die eine Invariante in einem verlustlosen optischen System ist, möglichst groß sein. Bei dieser Anwendung kommt der Vektorcharakter der Leuchtdichte besonders zum Ausdruck.In Fig. 1, 1 denotes the exit pupil of a microprojection system, not shown, which is used to image a line mark to be localized. The imaging beam falls through a parallel slit 2 onto two prisms 3 and 3 'arranged symmetrically to the gap center and is thereby divided into two partial beams 4 and 4' . Each of the two partial bundles of rays images the exit pupil 1 of the microprojection system with the aid of an objective 5 or 5 ′ in the plane of a diaphragm disk 7 which can be rotated by means of a synchronous motor 6. The diaphragm disc can alternately one and the other of the two bundles of rays via collecting optical members 8 and 8 'and via the mirror 9; 9 ' and 10; 10 ' fall on the single photocell 11, which controls an adjusting motor for the setting device or a sensitive display element via an amplifier (not shown). The parts 2 to 11 can be accommodated in a housing designed jointly as a probe head. The lighting device is expediently selected so that its aperture is as large as possible in the direction of the line. This results in a strong useful signal. However, perpendicular to the line, it should be small in order to maintain the depth of field of the image large. This is e.g. B. to achieve by a single filament lamp or a slim filament that is aligned parallel to the line. The luminance, which is an invariant in a lossless optical system, should be as large as possible. In this application, the vector character of the luminance is particularly evident.

Es ist wichtig, daß die Austrittspupille des Mikroprojektionssystems in die Ebene der lichtempfindlichen Schicht der Photozelle nicht zu klein abgebildet wird. Dabei soll die Abbildung durch die beiden im Gegentakt wirkenden Teilstrahlenbündel möglichst an der gleichen Stelle der lichtempfindlichen Schicht erfolgen, um lokale Empfindlichkeitsschwankungen der Schicht auszuschalten.It is important that the exit pupil of the microprojection system not too small in the plane of the light-sensitive layer of the photocell will. In this case, the image should be created by the two partial beams acting in push-pull possible in the same place of the photosensitive layer to local Eliminate sensitivity fluctuations of the layer.

Wenn der Tastkopf gegenüber dem Projektionssystem nicht fest angeordnet bleibt, sondern zu Messungen in der Bildebene benutzt wird, oder wenn mittels einer optischen Planparallelglasplatte als Stellelement im bildseitigen Strahlengang des lichtelektrischen Mikroskops das Bild der seitlich der optischen Achse befindlichen Strichmarke auf den in der optischen Achse des lichtelektrischen Mikroskops feststehenden Spalt zurückgeführt wird, treten die aus der ortsfesten Austrittspupille des Projektionssystems kommenden Strahlen unter gegensinnig veränderlichen Winkeln für die beiden Spalthälften in das optische Teilungssystem des Parallelspaltes ein. In diesem Falle entsteht eine Nullpunktverschiebung, deren Ausgleich im folgenden näher betrachtet werden soll.If the probe head is not fixed in relation to the projection system remains, but is used for measurements in the image plane, or if by means of a optical plane-parallel glass plate as an adjusting element in the image-side beam path of the photoelectric microscope the image of the side of the optical axis Line mark on the fixed in the optical axis of the photoelectric microscope Slit is returned, they emerge from the stationary exit pupil of the projection system coming rays at mutually variable angles for the two halves of the gap into the optical graduation system of the parallel slit. In this case arises a zero point shift, the compensation of which will be considered in more detail below target.

Der Reflexionsfaktor ist unter anderem eine Funktion des Einfallswinkels. Bei durchsichtigen, schwach absorbierenden Medien ist diese Abhängigkeit in einfacher Weise durch die Fresnelschen Gleichungen gegeben. Bei stark absorbierenden Medien (z. B. Metallen) wird der Zusammenhang in etwas komplizierter Weise durch das Hauptazimut und den Haupteinfallswinkel bestimmt. Ist die Richtungsänderung der in der Bildebene eintreffenden Abbildungsbündel nicht zu vermeiden, wie dies z. B. der Fall ist, wenn eine Messung durch Verschieben des Tastkopfes selbst erfolgt, dann muß die photometrische Symmetrie der beiden Teilkanäle innerhalb des Tastkopfes durch entsprechende Maßnahmen gewahrt werden. Eine solche Maßnahme ist die Einschaltung von Reflexionsflächen, bei denen zum Teil gegensinnige Änderungen der Einfallswinkel auftreten, so daß die Bedingung erfüllt werden kann, daß das Produkt aller sich einzeln ändernden Reflexionsfaktoren innerhalb eines Kanals in brauchbarem Bereich nur sehr schwach von der Richtungsänderung des einfallenden Bündels abhängt. Ein Beispiel einer derartigen Anordnung stellt F i g. 2 dar.The reflection factor is, among other things, a function of the angle of incidence. In the case of transparent, weakly absorbing media, this dependency is easier Way given by Fresnel's equations. For strongly absorbing media (e.g. metals) the connection is made somewhat more complicated by the main azimuth and determines the main angle of incidence. Is the change of direction in the image plane incoming image bundle not to be avoided, as z. B. is the case, if a measurement is made by moving the probe head itself, then the photometric symmetry of the two sub-channels within the probe head by corresponding Measures are preserved. One such measure is the inclusion of reflective surfaces, in which sometimes opposing changes in the angle of incidence occur, so that the condition can be met that the product of all individually changing Reflection factors within a channel in a usable range are only very weak depends on the change in direction of the incident beam. An example of one of these Arrangement represents F i g. 2 represents.

Das durch den Spalt 2 über die Prismen 12 und 12' einfallende Strahlenbündel ist hier in drei verschiedenen Einfallsrichtungen A; B; C dargestellt. Durch mehrfache Reflexion an den Flächen der Prismen 12 und 12' ergibt sich der gezeichnete Verlauf für die verschiedenen Strahlengänge, wobei auch für von der senkrechten Richtung abweichende Einfallswinkel bei entsprechender Lage der reflektierenden Flächen in beiden Teilstrahlengängen gleiche Lichtschwächungen erzielbar sind.The bundle of rays incident through the gap 2 via the prisms 12 and 12 'is here in three different directions of incidence A; B; C. Multiple reflections on the surfaces of the prisms 12 and 12 'result in the drawn course for the various beam paths, whereby the same light attenuation can also be achieved for angles of incidence deviating from the vertical direction with the corresponding position of the reflecting surfaces in both partial beam paths.

Die angestrebte Symmetrie in beiden Vergleichskanälen des ein spezielles Gleichheitsphotometer darstellenden Tastkopfes, hinsichtlich der Gleichheit der Lichtschwächung infolge Richtungsänderungen in beiden Kanälen, die etwa auf 1/='°/o Genauigkeit zu fordern ist, hat aber nur dann Sinn, wenn sonstige störende Einflüsse ebenfalls unterhalb dieser Fehlergrenze bleiben. Je nach dem sonstigen Aufbau des Tastkopfes, z. B. mit Differenzphotoelement oder mit nur einem lichtelektrischen Empfänger müssen hierzu besondere Maßnahmen ergriffen werden.The desired symmetry in both comparison channels of the one special Equality photometer representing probe head, with regard to the equality of Light attenuation as a result of changes in direction in both channels, which is about 1 / = '° / o Accuracy is required, but only makes sense if there are other disruptive influences also remain below this error limit. Depending on the rest of the structure of the Probe head, e.g. B. with differential photo element or with only one photoelectric Special measures must be taken for this purpose.

Wird z. B. mit einem Differenzphotoelement gearbeitet, so ist es zweckmäßig, den Parallelspalt auf dieses abzubilden. Hierdurch wird eine Ortsveränderung auf der lichtempfindlichen Schicht vermieden, wenn sich die Einfallsrichtung der den Spalt passierenden Lichtbündel ändert. Andernfalls würde das Bild der durch die Bündel A x Bx Cx vermittelten Austrittspupille auf jeder Schichthälfte des Differenzphotoelementes in gleicher Richtung wandern, wie die rückwärtigen Verlängerungen von Ax B x C l in F i g. 2 zeigen. In diesem Falle würde also die Symmetrie durch den viel stärkeren Effekt der lokalen Empfindlichkeitsänderung des lichtelektrischen Empfängers gestört werden.Is z. B. worked with a differential photo element, it is useful to map the parallel gap on this. This avoids a change in location on the photosensitive layer when the direction of incidence of the light bundles passing through the gap changes. Otherwise the image of the exit pupil mediated by the bundles A x Bx Cx would migrate on each layer half of the differential photo element in the same direction as the rear extensions of Ax B x C l in FIG. 2 show. In this case, the symmetry would be disturbed by the much stronger effect of the local change in sensitivity of the photoelectric receiver.

Bei Anwendung nur eines lichtelektrischen Empfängers für beide optische Kanäle des Tastkopfes sind neben den Reflexionen an den Teilungsprismen auch solche im weiteren Abbildungsverlauf in beiden Kanälen zu beachten und in entsprechender Weise in die Kompensation einzubeziehen.When using only one photoelectric receiver for both optical ones In addition to the reflections on the dividing prisms, there are also channels of the probe head to be observed in the further course of the figure in both channels and in the corresponding Way to be included in the compensation.

F i g. 3 stellt als Beispiel den Aufbau eines mit nur einer Photozelle arbeitenden Tastkopfes dar, bei dem die beiden letzten Reflexionen jedes Kanals gegensinnige Einfallswinkeländerungen ergeben, wenn das eintretende Strahlenbündel sich neigt. Die sonstigen ungewollten Reflexionen an den Abbildungselementen verlaufen in erster Näherung ohne Differenzfehler.F i g. 3 shows the structure of one with only one photocell as an example working probe with the last two reflections of each channel opposing changes in the angle of incidence result when the incoming beam leans. The other unwanted reflections on the imaging elements run in a first approximation without difference errors.

In der F i g. 3 sind für die einzelnen Teile der Anordnung die gleichen Bezugszeichen gewählt, wie in F i g. 1 und 2. Lediglich die Spiegel 10 und 10' sind hier durch ein Prisma 13 ersetzt, das die von den Spiegeln 9 und 9' kommenden Teilstrahlenbündel auf die Photozelle 11 lenkt. In diesem Falle kann jedoch die Abbildung der Austrittspupille des optischen Projektionssystems auf der lichtempfindlichen Schicht des Empfängers erfolgen, weil die Bilder beider Kanäle des Tastkopfes sich gegensinnig verlagern und somit immer dieselbe Stelle der Schicht für den photometrischen Vergleich beider Bündel benutzt wird.In FIG. 3 are the same for the individual parts of the arrangement Reference numerals chosen as in FIG. 1 and 2. Only mirrors 10 and 10 'are replaced here by a prism 13, which the partial beams coming from the mirrors 9 and 9 ' on the photocell 11 steers. In this case, however, the imaging of the exit pupil of the optical projection system on the light-sensitive layer of the receiver occur because the images of both channels of the probe shift in opposite directions and thus always the same position on the layer for the photometric comparison of both Bundle is used.

Die Anwendung eines lichtelektrischen Tastkopfes zur objektiven Einstellung auf Strichmarken kann, wie bereits festgestellt wurde, gestört werden, wenn die Lichtverluste in beiden Kanälen sich ändern. Für den Einfluß des Reflexionsgrades in Abhängigkeit von den Winkelverhältnissen wurden bereits Betrachtungen angestellt, die zur Kompensation innen halb des Tastkopfes führten. Die an sich ebenfalls denkbare chromatische Unsymmetrie wird im allgemeinen schwach sein und durch die Selektivität des lichtempfindlichen Empfängers reduziert. Sie können weiterhin durch Verwendung -von Filtern klein gehalten werden. Die wirksamste Maßnahme, die Winkelabhängigkeit zu vermeiden, wäre jedoch die Verhinderung einer Änderung der Einfallsrichtung der Strahlenbündel in den Tastkopf.The use of a photoelectric probe head for objective adjustment on line marks can, as has already been stated, be disturbed if the Light losses in both channels change. For the influence of the degree of reflection Considerations have already been made depending on the angular relationships, which led to the compensation inside half of the probe head. The also conceivable in itself chromatic imbalance will generally be weak and due to selectivity of the light-sensitive receiver is reduced. You can continue to use it -be kept small by filters. The most effective measure, the angle dependence to be avoided, however, would be to prevent a change in the direction of incidence of the Beams into the probe head.

F i g. 4 stellt eine Anordnung dar, die in exaktes Weise Änderungen des Einfallswinkels zu kompensieren gestattet. Hierzu wird ein ebener Spiegel 14, der um eine in der Ebene der Austrittspupille 1 liegende Achse 15 schwenkbar ist, verwendet. Die Stehbewegung dieses Spiegels ist ein Maß für die gesuchte Meßgröße. Sie läßt sich durch den seitlichen Abstand der Strichmarke von der optischen Achse bestimmen. Legt man den Spiegel selbst möglichst nahe an die Austrittspupille heran, so wird die hierbei auftretende Verlängerung der Bildstrahlen, die einer Defokussierung gleich kommen, ebenfalls gering.F i g. Fig. 4 illustrates an arrangement which changes in an exact manner to compensate for the angle of incidence. For this purpose, a flat mirror 14, which is pivotable about an axis 15 lying in the plane of the exit pupil 1, used. The standing movement of this mirror is a measure of the measured variable being sought. It can be determined by the lateral distance between the line mark and the optical axis determine. If you put the mirror itself as close as possible to the exit pupil, the resulting lengthening of the image rays is that of defocusing coming soon, also low.

Eine andersartige Anordnung ist in F i g. 5 dargestellt. Sie arbeitet mit einer Schiebelinse 16 und wirkt dann exakt, wenn die angedeutete vordere Hauptebene H der Schiebelinse in der hinteren Brennebene des auf co korrigierten Objektives 17 liegt, in der sich außerdem eine Blende 18 zur Verwirklichung des erforderlichen telezentrischen Strahlenganges befindet.A different arrangement is shown in FIG. 5 shown. It works with a sliding lens 16 and works exactly when the indicated front main plane H of the sliding lens is in the rear focal plane of the co-corrected lens 17, in which there is also a diaphragm 18 for realizing the required telecentric beam path.

Claims

Claims: 1. Photoelectric device for position determination of line marks or the like, in which the imaging beam of the means a microprojection system in two each of the exit pupils of the micro-projection system in the plane of a modulation diaphragm Partial beam is broken down and both partial beams over corresponding optical means act on a single photocell using the alternating light method, characterized in that a combination of as a means for beam splitting a parallel slit with a prism or prism symmetrical to the slit center Mirror arrangement is used and that optical compensation means are also arranged to compensate for changes in the angle of incidence of the imaging beam caused photometric asymmetries in the two partial beams.

2. Photoelectric device according to Claim 1, characterized in that for compensation asymmetrical light attenuation of the partial beams of each partial beam within the prism or mirror system under multiple reflection in the way is led that deviations in the angle of incidence in the individual reflections Such a change in reflectance will cause the product of all involved Degree of reflection in both partial beams remains the same.

3. Photoelectric Device according to Claim 1, characterized in that to compensate for changes of the angle of incidence of the imaging beam into the parallel slit by one Serves axis in the plane of the exit pupil pivotable mirror.

4. Photoelectric device according to claim 1, characterized in that a sliding lens is used to compensate for changes in the angle of incidence of the imaging beam in the parallel slit, the front main plane of which is in the rear focal plane of the lens of the microprojection system corrected to infinity. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 022 390; Documents of the German utility model No. 1759 198, 42b 24 on January 2, 1958.