DE1195060B

DE1195060B - Transmitted light measuring graduation and method of making it

Info

Publication number: DE1195060B
Application number: DEW29098A
Authority: DE
Inventors: Dr Johannes Heidenhain
Original assignee: Firma Wenczler and Heidenhain
Current assignee: Firma Wenczler and Heidenhain
Priority date: 1960-10-21
Filing date: 1960-12-16
Publication date: 1965-06-16

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

GOIdGOId

Deutsche Kl.: 42 d-2/05German class: 42 d-2/05

Nummer: 1195 060Number: 1195 060

Aktenzeichen: W 29098IX b/42 dFile number: W 29098IX b / 42 d

Anmeldetag: 16. Dezember 1960Filing date: December 16, 1960

Auslegetag: 16. Juni 1965Opening day: June 16, 1965

Die Erfindung betrifft eine Durchlicht-Meßteilung mit auf einem durchsichtigen Träger im Aufdampfverfahren aufgebrachten, die Zeichen bildenden metallischen Belegungen, deren Schichten gegenüber den übrigen Flächenbereichen des Trägers kontrastieren. The invention relates to a transmitted light measuring graduation with on a transparent carrier in the vapor deposition process applied, the characters forming metallic coverings, their layers opposite contrast with the other surface areas of the carrier.

Es ist bekannt, bei Meßteilungen dieser Art zur Steigerung des Kontrastes zwischen den auf einem durchsichtigen Träger im Aufdampfverfahren aufgebrachten metallischen Belegungen und den übrigen Flächenbereichen des Trägers die Belegungen durch Ausnutzung der Interferenzwirkung gegenüber dem hellen Träger in einer bestimmten Farbe erscheinen zu lassen, wobei die Belegungen selbst wenigstens teilweise lichtdurchlässig sind. Weiterhin sind Meßteilungen dieser Art bekannt, bei denen zur Steigerung des Kontrastes die Belegungen als stark absorbierende, im Aufdampfverfahren aufgebrachte metallisch reflektierende Schichten ausgebildet sind, die mit den übrigen Flächenbereichen des durchsichtigen Trägers kontrastieren. Solche stark absorbierenden Schichten bestehen beispielsweise aus Chrom od. dgl.It is known in measuring graduation of this type to increase the contrast between the on one transparent carrier in the vapor deposition process applied metallic coatings and the rest Surface areas of the carrier the assignments by exploiting the interference effect compared to the to let light carrier appear in a certain color, with the coverings themselves at least are partially translucent. Furthermore, measuring graduations of this type are known in which to increase the contrast, the coverings as strongly absorbing, metallic applied in the vapor deposition process reflective layers are formed, which with the remaining surface areas of the transparent Contrast the carrier. Such highly absorbent layers consist, for example, of chromium or the like.

Die genannten Durchlichtteilungen bekannter Art bieten zwar den Vorteil einer hohen Kantenschärfe der zeichenbildenden Belegungen, sind jedoch grundsätzlich mit dem Nachteil behaftet, daß die Belegungen nicht auch den gleichen Wellenlängenbereich von zurückgestreutem Licht zu absorbieren vermögen, der durch die Lücken der Belegungen hindurchgelassen wird. Durch die bekannte Maßnähme, an Stelle der aufgedampften metallisch reflektierenden Belegungen in Trägerschichten eingebettete Pigmente zu verwenden, wird zwar die vorstehend angegebene nachteilige Wirkung solcher Durchlichtteilungen vermindert, die zeichenbildenden Belegungen weisen jedoch infolge der Struktur der Pigmente keine gute Kantenschärfe auf, weshalb derartige Meßteilungen für exakte Messungen nicht geeignet sind.The known type of transmitted light divisions mentioned offer the advantage of high edge sharpness the character-forming assignments, however, have the disadvantage that the assignments also not absorb the same range of wavelengths from backscattered light capacity that is allowed to pass through the gaps in the assignments. By the well-known measures, embedded in carrier layers in place of the vapor-deposited metallic reflective coatings To use pigments, the above-mentioned adverse effect becomes such Transmitted light divisions reduced, but the character-forming assignments show due to the structure the pigments do not have good edge sharpness, which is why such graduations for exact measurements are not are suitable.

Ziel der Erfindung ist es, bei Durchlichtteilungen, vor allem bei solchen, bei denen eine hohe Schärfe der zeichenbildenden Belegungen verlangt und diese durch im Aufdampfverfahren hergestellte metallisch spiegelnde Belegungen verwirklicht wird, ohne Verlust von Schärfe der zeichenbildenden Belegungen günstige Streulicht-Absorptionswerte auch für den durch die Lücken der Belegungen durchgelassenen Lichtanteil zu schaffen.The aim of the invention is, in the case of transmitted light divisions, especially those in which a high degree of sharpness the character-forming coverages required and these are made of metal using the vapor deposition process reflective assignments is realized without loss of sharpness of the character-forming assignments favorable stray light absorption values also for the one let through the gaps in the occupancy To create light share.

Die Erfindung erreicht das gesteckte Ziel dadurch, daß die die Zeichen bildende, das Durchlicht absorbierende metallische Schicht mit einer als Mittel zur Reflexverminderung an sich bekannten Interferenz-Durchlicht-Meßteilung und Verfahren
zu ihrer HerstellungThe invention achieves the stated aim in that the metallic layer which forms the characters and absorbs the transmitted light is provided with an interference transmitted light measuring graduation and method known per se as a means for reducing reflections
for their manufacture

Anmelder:Applicant:

Wenczler & Heidenhain,Wenczler & Heidenhain,

Traunreut (Obb.), Nansenstr. 5Traunreut (Obb.), Nansenstr. 5

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. Johannes Heidenhain, Egerer bei ChiemingDr. Johannes Heidenhain, Egerer near Chieming

schicht verbunden ist und daß diese Interferenzschicht die Absorption des auf die Belegungen fallenden Störlichtes des Wellenlängenbereiches des durch die Lücken zwischen den Belegungen hindurchtretenden Lichtes durch die Belegungsschichten bewirkt. Die Belegung erscheint hierdurch gegenüber dem hellen Trägermaterial im Durchlicht dunkel. Diese Ausbildung erlaubt es sogar, das Reflexionsvermögen auf beiden Seiten der Metallschicht herabzusetzen.layer is connected and that this interference layer absorbs the falling on the coatings Interfering light of the wavelength range that passes through the gaps between the assignments Light caused by the coating layers. The occupancy appears opposite the light carrier material is dark in transmitted light. This training even allows for reflectivity on both sides of the metal layer.

Werden Gitterteilungen und Abtastgitter für lichtelektrische Vorrichtungen zur Lagebestimmung in der erwähnten Weise ausgebildet, so ergeben sich daraus besondere Vorteile, weil zwischen Meßgitter und Bezugsgitter vagabundierendes Streulicht ebenso gut vermieden werden kann, wie Streulicht auf der dem lichtempfindlichen Element zugewandten Seite und weil auf diese Weise die Abtastung mittels Fotozellen od. dgl. sicherer und einfacher wird. Dabei wird zweckmäßig die Kontraststeigerung für diejenige Wellenlänge ausgelegt, für die auch das lichtempfindliche Element das Maximum seiner Empfindlichkeit hat.Are grating and scanning grids for photoelectric devices for position determination in formed in the manner mentioned, this results in particular advantages, because between the measuring grid and reference grating stray light can be avoided just as well as stray light on the the side facing the light-sensitive element and because in this way the scanning by means of photo cells or the like becomes safer and easier. The increase in contrast is expedient for that Wavelength designed for which the light-sensitive element also has the maximum of its sensitivity Has.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Meßteilung eignet sich vorzugsweise ein an sich bekanntes Verfahren, welches darin besteht, daß die Schichten auf einen mit einer Abdeckmaske überzogenen Träger aufgedampft werden, worauf die Abdeckmaske durch geeignete Lösungsmittel entfernt wird, so daß die auf ihr befindlichen Teile der Aufdampfschichten abschwimmen, während auf den von der Maske nicht bedeckten Flächen des Trägers die Schichten haftenbleiben und die Zeichen der Meßteilung bilden. Der Grund, warum sich gerade dieses Verfahren so gutA known per se is preferably suitable for producing the measuring graduation according to the invention Process which consists in placing the layers on a support coated with a masking mask are evaporated, whereupon the mask is removed by suitable solvents, so that the parts of the vapor deposition layers located on it float, while not on the parts of the mask Covered surfaces of the carrier, the layers adhere and form the marks of the measuring graduation. Of the Reason why this particular procedure is so good

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zur Herstellung für Teilungen nach der Erfindung eignet, ist darin zu sehen, daß es im Gegensatz zu anderen Verfahren völlige Freiheit bei der Auswahl der für die Interferenzschichten benötigten Stoffe gewährt. suitable for the production of divisions according to the invention, can be seen in the fact that it is in contrast to grants other methods complete freedom in the selection of the substances required for the interference layers.

Die in den Patentansprüchen gekennzeichnete Erfindung ist, auch hinsichtlich der dadurch erzielten Vorteile, in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Es zeigenThe invention characterized in the claims is, also with regard to the achieved thereby Advantages, explained in the following description in conjunction with the drawings. Show it

F i g. 1 bis 3 drei beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung,F i g. 1 to 3 three exemplary embodiments of the invention,

F i g. 4 bis 13 die einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung der Ausführungsform nach F i g. 3.F i g. 4 to 13 the individual process steps for Production of the embodiment according to FIG. 3.

In den Figuren bezeichnet 1 den Träger der Teilung. Auf diesem Träger 1 befindet sich bei dem Beispiel nach F i g. 1 unmittelbar eine dünne, aber doch merklich absorbierende Schicht 2 aufgedampften Metalls, beispielsweise Chrom. Durch die geometrische Anordnung der mit dem Metall 2 belegten Flächenelemente des Trägers 1 wird die Meßteilung dargestellt. Die mit der Schicht 2 bedeckten Teile sollen bei Durchleuchtung des Trägers infolge Absorption des auftreffenden Lichtes dunkel auf hellem Hintergrund erscheinen.In the figures, 1 denotes the carrier of the division. On this carrier 1 is located in the Example according to FIG. 1 a thin, but noticeably absorbent layer 2 is vapor-deposited immediately Metal, for example chrome. Due to the geometric arrangement of the metal 2 occupied The measuring graduation is shown for surface elements of the carrier 1. The parts covered with layer 2 should be dark on light due to the absorption of the incident light when the carrier is illuminated Background appear.

Das sehr hohe Reflexionsvermögen der aufgedampften Metallschicht 2 allein würde jedoch den guten Kontrast beeinträchtigen. Auf die Schicht 2 ist deshalb eine reflexvermindernde Interferenzschicht 3 aufgebracht. Dadurch wird die Reflexion von Streulicht auf der Oberseite der Metallschicht herabgesetzt, und die mit den Schichten belegten Flächenelemente erscheinen bei Beleuchtung von unten deutlicher dunkel gegenüber dem durchsichtigen Träger. Die Interferenzschicht 3 besteht im einfachsten Falle aus durchsichtigem Material von der Dicke eines Viertels der Wellenlänge des für die Betrachtung der Teilung vorgesehenen Lichtes.However, the very high reflectivity of the vapor-deposited metal layer 2 alone would affect good contrast. A reflection-reducing interference layer 3 is therefore on the layer 2 upset. This reduces the reflection of stray light on the top of the metal layer, and the surface elements covered with the layers appear when illuminated from below more distinctly dark compared to the transparent carrier. The interference layer 3 consists in the simplest Trap made of clear material about a quarter of the wavelength thick of the one for viewing the division of the light provided.

Im Beispiel der F i g. 2 befindet sich die reflexvermindernde Interferenzschicht 4 auf der dem Träger 1 zugewandten Seite der Metallschicht 5; in F i g. 3 befinden sich auf beiden Seiten der Metallschicht 6 reflexvermindernde Interferenzschichten 7 und 8. Falls im Beispiel der F i g. 2 und 3 die Interferenzschicht 4 (bzw. 7) eine einfache λ/4-Schicht ist, empfiehlt es sich, zwischen dem Träger 1 und dieser Schicht noch eine teilreflektierende Metallschicht einzufügen, deren Reflexionsgrad so abgestimmt ist, daß ein optimales Intensitätsverhältnis des an der Schicht 5 bzw. 6 reflektierten und des an der teilreflektierenden Schicht zurückgeworfenen Lichtes erreicht wird. Diese Maßnahme empfiehlt sich insbesondere dann, wenn sich der Brechungsindex der Λ/4-Schicht von dem Brechungsindex des Trägers 1 nicht oder nur sehr wenig unterscheidet, weil in diesem Falle ein sehr ungünstiges Intensitätsverhältnis der beiden Lichtanteile entstehen würde.In the example of FIG. 2 is the reflection-reducing interference layer 4 on the Carrier 1 facing side of the metal layer 5; in Fig. 3 are on both sides of the metal layer 6 reflection-reducing interference layers 7 and 8. If in the example in FIG. 2 and 3 the interference layer 4 (or 7) is a simple λ / 4-layer, it is advisable to place between the carrier 1 and this Layer to insert a partially reflective metal layer, the degree of reflection is adjusted so that an optimal intensity ratio of that reflected on the layer 5 or 6 and that of the partially reflective one Layer of reflected light is reached. This measure is particularly recommended when the refractive index of the Λ / 4 layer differs from the refractive index of the carrier 1 differs little or no difference, because in this case a very unfavorable intensity ratio of the two light components would arise.

Die F i g. 4 bis 13 zeigen die zeitlich aufeinanderfolgenden Phasen eines besonders vorteilhaften Herstellungsverfahrens der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform, was natürlich nicht bedeutet, daß diese Herstellungsart die einzig mögliche ist.The F i g. 4 to 13 show the successive phases of a particularly advantageous manufacturing process the in F i g. 3 embodiment shown, which of course does not mean that this type of production is the only possible one.

In der Fig. 4 ist der blanke Träger 1 gezeigt. Fig. 5 zeigt den Träger 1 mit einer lichtempfindlichen Schicht 9 überzogen. Diese Schicht 9 kann z. B. eine mit Ammonium-Bichromat versetzte Gelatineschicht oder eine mit einem Bichromatsalz versetzte Schellackschicht sein. In Fig. 6 ist gezeigt, wie diese lichtempfindliche Schicht 9 durch eine Vorlage 10 hindurch belichtet wird. Nach dieser Belichtung weist die Schicht 9 gehärtete Partien 11 auf, wie in F i g. 7 zu sehen ist. Wird die Schicht 9 alsdann mit einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. Wasser, behandelt, so werden die nichtgehärteten Teile entfernt, so daß nur noch die gehärteten Partien 11 auf dem Träger 1 gewissermaßen als Abdeckmaske zurückbleiben (Fig. 8).In Fig. 4, the bare carrier 1 is shown. Fig. 5 shows the carrier 1 with a photosensitive Layer 9 coated. This layer 9 can, for. B. a layer of gelatin mixed with ammonium bichromate or a shellac layer mixed with a bichromate salt. In Fig. 6 it is shown how this photosensitive layer 9 is exposed through an original 10. After this exposure the layer 9 has hardened portions 11, as in FIG. 7 can be seen. Then the layer 9 becomes with a suitable solvent, e.g. B. water treated, the non-hardened parts are removed, so that only the hardened parts 11 remain on the carrier 1, as it were, as a masking mask (Fig. 8).

In F i g. 9 ist dieser Träger 1 zusammen mit dieserIn Fig. 9 is this carrier 1 together with this

ίο Abdeckmaske 11 mit einer teilreflektierenden Metallschicht 12 durch Aufdampfen im Vakuum überzogen worden. Der Zweck dieser teilreflektierenden Schicht 12 ist bereits weiter oben erläutert worden. InFig. 10 ist hierauf noch die erste Λ/4-Schicht 7,ίο Cover mask 11 with a partially reflective Metal layer 12 has been coated by vapor deposition in a vacuum. The purpose of this partially reflective Layer 12 has already been explained above. InFig. 10 is still the first Λ / 4-layer 7,

z. B. SiO, in Fig. 11 die absorbierende Schicht 6, z. B. Chrom, in Fig. 12 die abschließende XIA-Schicht 8, z. B. SiO, aufgedampft worden.z. B. SiO, in Fig. 11 the absorbing layer 6, z. B. chromium, in Fig. 12 the final XIA layer 8, z. B. SiO, evaporated.

Nach Abschluß dieser Aufdampfarbeiten wird die Schichtkombination mit einem Lösungsmittel behan-After completion of this vapor deposition, the layer combination is treated with a solvent.

ao delt, in dem sich die stehengebliebenen Partien 11 der lichtempfindlichen Schicht auflösen, nicht aber die aufgedampften Schichten. Als solches Lösungsmittel kann z. B. alkoholische Natronlauge dienen. Durch das Auflösen der Abdeckmaske 11 schwimmen die darüberliegenden Teile der Aufdampfschichten ab und haften nur noch an den Teilen, an denen sie unmittelbar auf dem Glas aufliegen (F i g. 13). Obwohl das Lösungsmittel die Aufdampfschichten dabei nicht aufzulösen vermag, vermag es sie doch so weit zu durchdringen, das der geschilderte Lösungsvorgang vor sich gehen kann.ao delt, in which the remaining parts 11 dissolve the photosensitive layer, but not the vapor-deposited layers. As such a solvent can e.g. B. serve alcoholic caustic soda. By dissolving the cover mask 11 swim the overlying parts of the vapor deposition layers and only adhere to the parts which they rest directly on the glass (Fig. 13). Although the solvent is the vapor deposition unable to dissolve in the process, it is able to penetrate them so far that the one portrayed Solution process can go on.

Es ist offensichtlich, daß durch das Bedampfen eines durch die Abdeckmaske 11 bedeckten Trägers 1 ohne Schwierigkeiten jede denkbare Art einer Interferenzschichtenkombination mit den gewünschten Eigenschaften und unter genauester Einhaltung der vorgegebenen Randbegrenzungen der Zeichen erhalten werden kann.It is obvious that the vapor deposition of a carrier 1 covered by the cover mask 11 any conceivable type of interference layer combination without difficulty with the desired properties and in strict compliance with the specified margins of the characters can be.

Claims

Patent claims:

1. Transmitted light measuring graduation with applied to a transparent carrier in the vapor deposition process, the metallic coverings forming the characters, their layers opposite the rest Contrast surface areas of the carrier, characterized in that the characters forming, the transmitted light absorbing metallic layer with a means for reducing reflections known interference layer is connected and that this interference layer the absorption of the stray light of the wavelength range falling on the coverings of the light passing through the gaps between the coverings caused by the covering layers.

2. transmitted light measuring graduation according to claim 1, characterized in that on both sides the character-forming documents have interference layers applied.

3. transmitted light measuring graduation according to claim 1 or 2, characterized by the design as Measuring grids for photoelectric devices for position determination.

4. A method for producing transmitted light measuring graduations with the features of the claims 1 to 3, characterized in that in a known manner the layers on one

vapor-deposited carrier coated with a masking mask and that the mask is then removed using the appropriate solvent, in such a way that only those parts of the surface of the carrier which are not covered by the mask are applied Layers adhere and form the marks of the graduation.

Considered publications:

German Patent Nos. 880 658, 973 338; German utility model No. 1712 800; Swiss Patent No. 292125; H. Naumann, "Optics for Constructors", 1949, P. 50; 132.

1 sheet of drawings