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Meßmikroskop, insbesondere für Kernspuren Es besteht häufig die Aufgabe,
mikroskopische Objekte sehr genau auf ihre Geradlinigkeit zu untersuchen. Ein Beispiel
hierfür ist die Vermessung von Spuren hoch energetischer Teilchen in kernphotographischen
Emulsionen. Die zu messenden Abweichungen einer I(ernspur von einer Geraden sind
von der Größenordnung einiger zehntausendstel Millimeter, und diese Abweichung muß
über Längen bis zu mehreren Zentimetern untersucht werden. Die Hauptforderung an
ein I(ernspurmikroskop ist also eine äußerst exakte Geradführung des Objekts relativ
zum Objektiv über eine größere Länge.
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Bei bekannten Meßmikroskopen dieser Art fallen dem Führnngsmechanismus
des Mikroskoptisches zwei Funktionen zu. Er bringt erstens verschiedene Punkte der
I(ernspur in das Gesichtsfeld und erzeugt zweitens die Geradlinigkeit der Tischführung,
relativ zu der die Streuung der Kernspur gemessen wird. Bei Keruspurmessungen hat
sich nun gezeigt, daß die Geradlinigkeit der Mikroskoptischführung auch bei Anwendung
der als sehr genau geltenden Kugelbahnen nicht ausreichend ist. Das liegt daran,
daß die Geradlinigkeit nicht nur durch die Präzision der Tischführung bestimmt ist,
sondern auch durch elastische und unelastische Verformungen bei seiner Bewegung.
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Es ist bekannt, zur Lösung der Aufgabe, Teilfehler eines Maßstabes
zu beheben, worunter sowohl nur der Teilungsfehler des Maßstabes als auch Gerätefehler,
die vom Tisch des Gerätes herrühren, oder beide zusammen zu verstehen sind, die
Fehler durch Schablonen zu berücksichtigen und diese von Steuergliedern, wie schwenkbare
Planparalleiplatten, Schiebelinsen, Linsenkeile, die eine Versetzung des Strahlenganges
bewirken, oder durch eine Bewegung einer vorzugsweise im Okular des Ablesemikroskops
befindlichen Ablesemarke abtasten zu lassen. Dies setzt voraus, daß die Fehler konstant
bleiben und bekannt sind.
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Es ist ferner bekannt, die Geradführung des Diamantenträgers einer
Teilmaschine dadurch zu verbessern, daß parallel zur Führungsachse des Trägers eine
Führungsleiste möglichst dicht an der Diamantenspitze vorgesehen ist, an die sich
der Diamantenträger anlegt. Damit ist es möglich, die Ungenauigkeiten der Führungsachse
entsprechend dem mechanischen Übersetzungsverhältuis verkleinert auf den Diamanten
selbst zu übertragen. Eine derartige Verkleinerung der Ungenauigkeiten der Führungsachse
ist jedoch nicht ohne weiteres bei einem Mikroskop erreichbar, da die Objektivvergrößerung
den erreichten Vorteil wieder zunichte macht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen,
welche die hohen Ansprüche an die Geradlinigkeit, die bei Keruspurmessungen in der
Größenordnung der Abweichungen von weniger als einigen zehntausendstel Millimetern
über Längen bis zu mehreren Zentimetern erforderlich ist, erfüllt.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die beiden Funktionen der
Tischführung getrennt werden, und zwar derart, daß Mikroskop und Objekttisch so
gehaltert sind, daß entweder Teile des Mikroskops (F i g. 2, 5, 7) oder die objekttragende
Fläche des Objekttisches (Fig.8) eine reine Parallelverschiebung quer zur Bewegungsrichtung
ausführen können oder daß das Mikroskop mit Mitteln versehen ist, um eine Parallelversetzung
des Abbildungsstrahrles quer zur Bewegungsrichtung zu bewirken (Fig.6), und daß
Mikroskoptubus oder Objekttisch mit einer parallel zur Bewegungsrichtung liegenden
Führungsleiste (7) versehen ist, an die sich der jeweils andere Teil mit seinem
parallel verschieblichen Bestandteil (Fig.2, 5, 7 und 8) bzw. an die sich, bei Anordnung
der Führungsleiste am Objekttisch, das Objektiv mit seinem die Parallelversetzung
des Abbildungsstrahles herbeiführenden Mittel (F i g. 6) kraftschlüssig anlegt.
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Hierdurch ist erreicht, daß die Messung relativ zu dieser Führungsleiste
erfolgt und ist erreicht, daß die Messung der Abweichung der Keruspur od. dgl. von
einer geraden Linie nicht von der Ungenauigkeit der Führungsbahn des Mikroskoptisches
beeinflußt wird, weil nicht die Führungsbahn, sondern die wesentlich genauere Führungsleiste
als Bezugsgerade wirkt.
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Die Keruspuren in einer Platte haben verschiedene Richtungen, sollen
aber während der Messung parallel zu einer Vergleichsgeraden ausgerichtet sein.
Es ist daher zweckmäßig, daß das Gerät eine Drehung der Platte in ihrer Ebene zuläßt,
so daß die zu messende Kernspur zur Bewegungsrichtung des
Tisches
ausgerichtet werden kann. An die Genauigkeit der Drehvorrichtung brauchen keine
großen Anforderungen gestellt zu werden, jedoch soll während der Drehung der eingestellte
Punkt des Objekts nicht aus der optischen Achse auswandern.
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In einer Ausführungsform des Meßmikroskops nach der Erfindung ist
das Objektiv durch Federn mit dem Mikroskoptubus verbunden und auf dem verschiebbaren
Objekttisch parallel zur Verschlebungsrichtung eine Führungsleiste angeordnet, an
welche das Objektiv durch die Federn angedrückt wird. Die Führungsleiste kann beispielsweise
aus einem genau geschliffenen Glaskörper oder Metallkörper gebildet und mit dem
Objekttisch justierbar verbunden sein. Die Führungsleiste bewirkt, daß während der
Verschiebung des Objekttisches keine quer zur Verschiebung gerichtete Relativbewegung
zwischen dem Tisch und dem Objektiv auftreten kann.
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Diese Anordnung bewirkt eine Herabsetzung des Einflusses des Tischfehlers
auf die Messung um den Faktor der Objektivvergrößerung.
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Eine besondere Ausführungsform des Meßmikroskops besteht darin, daß
das Objektiv in einer Hülse angeordnet ist, die mittels zweier Blattfedern mit einem
Ring zum Anschrauben an den Tubus verbunden ist und einen Führungskörper, z. B.
eine Stahlkugel, besitzt, an welcher die Führungsleiste entlanggleiten kann.
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Insbesondere kann eine Hinterlinse des zum optischen System gehörenden
Objektivs allein oder eine schwenkbare planparallele Glasplatte mit der Führungsleiste
gekoppelt sein.
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In einer weiteren Ausführungsform ist seitlich an dem federnd befestigten
Objektiv eine Strichmarkenplatte angeordnet, die zusammen mit dem Objektiv von der
Führungsleiste gesteuert wird. Durch einen Umlenkspiegel ist der Strahlengang der
in der Bildebene des Okulars befindlichen Strichmarke zugeleitet.
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In einer anderen Ausführungsform ist auf dem Objekttisch mit Federn
ein Zwischenstück angeordnet, auf welchem das Objekt aufgelegt werden kann Auf dem
Zwischenstück ist eine Führungsleiste angeordnet, die an das Objektiv oder den Tubus
oder einen anderen festen Stativteil angedrückt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Führungseinrichtung mit
einer Einrichtung verbunden, welche die Drehung des Objekts in seiner Ebene mit
der optischen Aclse des Objektivs als Drehachse ermöglicht. Hierfür besitzt die
federnde Hülse des Objektivs eine drehbare Andruckplatte (Andruckring), die zweckmäßigerweise
mit Kugeln gelagert ist. Eine zweite drehbare Andruckplatte ist am Kondensor angebracht.
Verstellt man den Kondensor der Höhe nach, so klemmen die beiden Andruckplatten
die Kernspurplafte zwischen sich fest, so daß sie zusammen mit den Andruckplatten
leicht drehbar ist.
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Die Andruckplatte des Kondensors kann dabei mit seitlichem Spiel gelagert
sein. Es ist aber nicht notwendig, daß die Drehvorrichtung mit dem federnd angeordneten,
meist sehr starken Objektiv kombiniert ist, sie kann vielmehr auch mit einem besonderen
schwächeren, nicht federnden Übersichtsobj ektiv kombiniert sein, das mit einem
Revolver gegen das federnde Objektiv austauschbar ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mikroskops
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Gesamtansicht,
F i g. 2 eine federnde Anordnung
des Objektivs unc die Drehvorrichtung für das Objekt, Fig. 3 eine Feststellvorrichtung
der Drehvorrich tung, F i g. 4 eine Einzelheit der Drehvorrichtung, F i g. 5 ein
Objektiv mit gesteuertem Hinterglied F i g. 6 eine Ausführungsform mit schwenkbarei
Plauplatte, F i g. 7 einen zusammen mit dem Objektiv gesteuerten Okularbildmarkenträger,
Fig.8 einen Objelcttisch mit gesteuertem Zwischenstück, F i g. 9 und 10 eine Einrichtung
zum Prüfen und Eichen.
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In F i g. 1 ist ein Stativ mit Tubus 1 und einer der Höhe nach verstellbaren
Kondensor 2 dargestellt Der Objekttisch 3 ist durch den üblichen Zahntrieb 4 oder
eine Mikrometerschraube in den Kugellager bahnen 5 senkrecht zur Zeichenebene verstellbar.
Au; dem Objekttisch ist mit Klemmschrauben und Justierschrauben 6 und 6' eine Führungsleiste
7 befestigt z. B. eine Glas- oder Stahlplatte. Das Objektiv 8 ist wie F i g. 2 zeigt,
in eine Hülse 9 eingesetzt, die mii dem Teil 10 durch zwei Blattfedern 11,11' verbunden
ist und als Führungskörper die Kugel 12 besitzt. welche durch die Federn an die
Führungsleiste 7 angedrückt wird. Damit die Kugel 12 der Führungsleiste gegenübergestellt
werden kann, ist der Teil 1( mit dem Tubus 1 über den Ring 10' drehbar und mil der
Mutter 10" und der Schraube 10"' feststellbal verbunden. Das Objektiv kann mit einer
zweiten Hülse 13 umgeben sein, wie F i g. 2 zeigt, die von dei Feder 14 in Richtung
nach dem Objekt 15 gedrückl wird. Eine Bajonettverriegelung 16, 17 (Fig.3) ermöglicht,
die Hülse 13 in angehobener Lage festzustellen. Ein Ausbruch 18 ermöglicht, daß
bei dei zur Verriegelung nötigen Drehung der Hülse 13 dei den Führungskörper 12
tragende Stift 12' kein Hindernis bildet. Eine ähnliche Hülse 19 mit Verriegelung20,
21 befindet sich am Kondensor. Die Hülse 13 trägt einen mit Kugeln gelagerten drehbaren
Ring 22, die Hülse 19 einen ähnlichen Ring 23.
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Senkt man die Hülse 13 ab, bis der Ring 22 auf dem Objekt 15 ruht,
und verstellt den Kondensor mit dem üblichen Trieb 24 nach oben, so hebt der Ring
23 das Objekt 15 gegen den Druck der Feder 14 vom Tisch ab, so daß das Objekt zwischen
den Ringen 22 und 23 festgeklemmt wird und mit diesen leicht drehbar ist. Man kann
jetzt unter Beobachtung durch das Mikroskop die Kernspurplatte 15 so drehen, daß
die auszumessende Kernspur in die Richtung der Tischbewegung fällt. Dann senkt man
den Kondensor ab, wodurch die Platte 15 sich wieder auf dem Objekttisch 3 auflegt,
und hebt die Hülse 13 gegen den Druck der Federl4 an und verriegelt sie mit dem
Bajonett 16, 17.
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Nach F i g. 4 ist der Ring 23 mit seitlichem Spie] und Federn 23'
in der Hülse 19 gelagert, so daß die Drehachse des Rings 23 sich der Drehachse des
Rings 22 selbsttätig anpaßt.
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Nach F i g. 5 ist von dem fest am Tubus angebrachten Objektiv lediglich
ein Hinterglied 8' mit Federn beweglich befestigt und durch die Führungsleiste 7
gesteuert.
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Nach F i g. 6 ist in dem Objektiv 27 eine schwenkbare Planplatte
28 angebracht, die über ein Hebelsystem 29, das an einem Federgelenk 30 gelagert
ist. mit der Führungsleiste 7 in Verbindung steht.
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Nach F i g. 7 ist das Objektiv 8 mit den Federn 1, 1t' am Tubus 1
befestigt. Mit dem Objektiv ist in spiegelnder Markenträger 31 verbunden, dem von
lem Spiegel 32 der Strahlengang zugeleitet wird. Der jarkenträger befindet sich
in der Bildebene des okulars 33.
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Nach F i g. 8 ist auf dem Objekttisch ein Zwichenstück 25 mit Federn
26, 26' befestigt, das zur Aufnahme des Objekts, insbesondere der Kernspurplatte
15 dient und die Führungsleiste 7 trägt. Diese berührt einen unbeweglichen Teil
des Mikroskops, z. B. das Objektiv 27.
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In allen Ausführungsformen werden die Un--,enauigkeiten der Kugelbahuführung
des Objekttisches durch die Führung an der genauen Führungs-Leiste kompensiert.
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Die Fig.9 und 10 zeigen die Einrichtung zum Prüfen und Eichen des
Meßmikroskops. Mit dem bjekttisch 3 ist außer der Führungsleiste 7 eine zweite besonders
aufsetzbare Führungsleiste 34 verbunden. Auf das Objektiv ist eine Kappe 36 aufgesetzt,
die eine schwach vorgebogene Blattfeder 37 trägt. Die Blattfeder ist an ihrem einen
Ende 38 mit der Kappe fest verbunden, während ihr anderes Ende durch die Feder 39
gehalten ist und mit dem Führungskörper 35 an der Führungsleiste 34 anliegt. In
der Mitte der Blattfeder 37 ist ein leichter Markenträger 4dD angebracht. Die gebogene
Blattfeder 37 bildet ein mechanisches Vergrößerungssystem, das eine Bewegung des
Führungskörpers 35 vergrößert auf den Markenträger dO überträgt, so daß sie im Mikroskop
erkennbar wird. Diese Bewegung ist gleich der Differenz der Fehler beider Führungsleisten.