DE1240675B - Optisches Verfahren zum Ablesen von Mess- oder Einstellskalen und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

DEUTSCHES Mi PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT G02b

DeutscheKl.: 42 d-2/10

Nummer: 1240 675

Aktenzeichen: O 10117 IXb/42 d

J 240 675 Anmeldetag: 2.Mai 1964

Auslegetag: 18. Mai 1967

Die Erfindung betrifft ein optisches Verfahren zum Ablesen von mindestens einer Meß- oder Einstellskala und einer mit derselben mechanisch gekoppelten verschiebbaren, bezifferten Interpolationsskala, bei dem die Ablesebereiche beider Skalen auf ein für jede Skala eine Ablesemarke aufweisendes Bildfeld projiziert werden und die Interpolationsskala verschoben wird, bis das an der ihr zugeordneten Ablesemarke vorbeilaufende Bild und das Bild der Meß- oder Einstellskala in Ablesestellung sind und der numerische Meß- oder Einstellwert in der Reihenfolge der abgebildeten Ziffern abzulesen ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art werden die Ablesebereiche beider Skalen getrennt auf das Bildfeld projiziert. Ferner werden hier beim Verschieben der Interpolationsskala die Lichtstrahlen ausgelenkt, mittels deren die Meß- oder Einstellskala auf einen Zwischenträger für eine Markierung abgebildet wird, deren Projektion die Ablesemarke für die Meß- oder Einstellskala bildet. Bei einem anderen bekannten Verfahren, bei dem die Meß- oder Einstellskala und die Interpolationsskala mittels zweier getrennter Projektionsvorrichtungen nebeneinander auf das Bildfeld projiziert werden, ist in den Strahlengang der Projektionsvorrichtung für die Meß- oder Einstellskala eine Strahlablenkungsvorrichtung gelegt, durch die das Bild des Ablesebereichs der Meß- oder Einstellskala auf dem feststehenden Bildfeld entsprechend der Verschiebung der Interpolationsskala verschoben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfacher ist als die bekannten Verfahren und sich dementsprechend mit in ihrem Aufbau einfacheren Vorrichtungen durchführen läßt. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ablesebereich der Interpolationsskala auf den Ablesebereich der Meß- oder Einstellskala abgebildet und mit diesem zusammen auf das Bildfeld projiziert wird und daß mit der Interpolationsskala in entsprechendem Maße das Bildfeld mit den in ihm angebrachten Ablesemarken in der Erstreckungsrichtung der auf dem Bildfeld abgebildeten Skalen verschoben wird.

Ausgehend von einer bekannten Vorrichtung mit einer verschiebbaren, bezifferten Interpolationsskala, einer die Ablesebereiche der Meß- oder Einstellskala imd der Interpolationsskala auf ein Bildfeld projizierenden Projektionseinrichtung, einem Bildfeld mit zwei Ablesemarken, von denen jeweils eine der Meßoder Einstellskala und der Interpolationsskala zuge-

Optisches Verfahren zum Ablesen von Meß- oder Einstellskalen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Anmelder:

Optique et Precision de Levallois,
Levallois-Perret, Seine (Frankreich)
Vertreter:

Dr.-Ing. W. Wolff, Η. Bartels und Dr. J. Brandes, Patentanwälte,

Stuttgart 1, Lange Str. 51

Als Erfinder benannt:
Andre Guillant, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 3. Mai 1963 (933 611)

ordnet ist, sowie einer mechanischen Kupplungseinrichtung, die die Bewegung der Interpolationsskala in eine Relativbewegung zwischen dem Bild der Meß- oder Einstellskala auf dem Bildfeld und der zugeordneten Ablesemarke umwandelt, ist die ferner der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen, dadurch gelöst, daß die Projektionseinrichtung eine den Ablesebereich der Meß- oder Einstellskala abbildende, vor demselben angeordnete Optik aufweist und daß das die beiden Ablesemarken tragende Bildfeld verschiebbar angeordnet und über die Kupplungseinrichtung mit der Interpolationsskala gekuppelt ist.

Die Skalen der Vorrichtung können geradlinig oder kreisförmig sein. Im allgemeinen tragen sie Zahlen zur Angabe der Werte von Längen- und Winkelmaßen oder sonstiger physikalischer Größen, wobei ein Längen- oder Winkelmaß einer beliebigen Größe oder einer beliebigen Längen- oder Winkeleinheit entsprechen kann. Die Skalenbezeichnungen können aber auch verschlüsselt sein. Die Teilstriche der Meß- oder Einstellskala sind alle mit Zahlen gekennzeichnet, während auf der Interpolationsskala nicht alle Teilstriche beziffert zu sein brauchen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist jeder fünfte Teilstrich beziffert. Vorzugsweise entspricht die ge-

709 580/121

1

samte Länge der Interpolationsskala der kleinsten Einheit der Meß- oder Einstellskala.

Der Meß- oder Einstellwert erscheint im Bildfeld vollständig und in der natürlichen Reihenfolge der Ziffern, d. h. von links nach rechts. Die aufeinander- S folgenden, von links nach rechts gelesenen Ziffern sind z. B. die Hunderter, Zehner und Einer der Meß- und Einstellskaleneinheit, denen die Ziffern der Interpolationsskala als Zehntel, Hundertstel und Tausendstel dieser Einheit folgen. Das Bildfeld selbst kann ein Schirm, z. B. eine Mattscheibe, oder auch die Bildfläche eines anderen optischen Gerätes sein. Als Anzeigemarke, der gegenüber das Bild der Meß- oder Einstellskala im Bildfeld verstellt wird, kann ein Doppelstrich vorgesehen sein, wobei dann die Einstellung in der Weise erfolgt, daß das Bild eines Teilstriches der Einstell- oder Meßskala zwischen den Doppelstrich gebracht wird. Diese Anzeigemarke kann auch aus dem Umkehrbild eines Teils des Striches der Meß- oder Einstellskala bestehen und mittels eines Prismas auf dem Wege des herkömmlichen »Koinzidenzverfahrens« erzeugt werden.

Die mit der Bewegung der Interpolationsskala gekoppelte Relativbewegung zwischen dem Bild der Meß- oder EinsteIlskala und der zugeordneten Ablesemarke kann entweder durch Verschiebung der Anzeigemarke oder durch Verschiebung eines der optischen Bauteile der Vorrichtung, z. B. eines Isogonprismas, eines Objektivs oder eines Drehspiegels erzeugt werden. Die mechanische Kupplungseinrichtung selbst kann in beliebiger Weise, beispielsweise in Form einer Schraube mit einer Mutter, einer Zahnstange mit einem Zahnrad oder einer Nocken- und Hebelvorrichtung usw. ausgebildet sein.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand von fünf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen

Fig. 1, 2, 4, 5, 6 je eine schematische Darstellung der fünf verschiedenen Ausführungsbeispiele,

F i g. 3 eine Ansicht des sich einem Bedienungsmann bietenden Bildes auf dem Bildfeld eines Ausführungsbeispiels.

In der Vorrichtung gemäß F i g. 1 beleuchtet eine Lichtquelle 1 mit Hilfe eines Kondensators 2 eine mit einer Interpolationsskala versehene, um ihre Achse drehbare Scheibe 3. Ein Abbildungsorgan 4 wirft die örtliche Anzeige dieser Scheibe 3 auf eine mit einer Meß- oder Einstellskala versehene Meßleiste 5, und zwar unter doppelter Reflexion im Innern dieser Meßleiste 5. Ein Projektiv 6 wirft das Gesamtbild mit Hilfe des Spiegels 8 auf eine Mattscheibe 7, welche mit einer Doppelstrichmarke 9 versehen ist. Die Scheibe 3 ist mechanisch durch eine beliebige, schematisch durch eine gestrichelte Linie LM dargestellte mechanische Kupplungseinrichtung mit der Mattscheibe gekuppelt, so daß, wenn sich die Scheibe 3 in Richtung des Pfeiles 3 α um ihre Achse dreht, die Mattscheibe 7 eine gradlinige Verschiebung in Richtung des Pfeiles 7 a erfährt. Die Ablesung erfolgt auf der Mattscheibe 7.

Bei einem Meßvorgang wird wie folgt verfahren: Ein Teilstrich 10 der abgebildeten Meß- oder Einstellskala wird genau zwischen die Doppelstrichmarke 9 gebracht, indem gleichzeitig die Scheibe 3 und die Mattscheibe 7 mit der Mikrometerskala 3 verstellt werden, wobei ein Teil vom anderen mitgenommen wird. Hierauf liest man den Wert der 675

Meß- oder Einstellskala über der Marke 9 und den Wertll der Interpolationsskala auf der Mattscheibe? an einer Skalenmarke 12 ab. Diese gleichzeitig und hintereinander erscheinenden Anzeigen ergeben den gesamten numerischen Meßwert. Bei einem EinsteUvorgang wird der Interpolationswert, der auf der Mattscheibe erscheinen soll, festgelegt und die Meßleiste 5 gegenüber der Vorrichtung so lange verschoben, bis der Teilstrich 11 genau an der Marke 12 und der dem Einstellwert entsprechende Teilstrich 10 der Meß- oder Einstellskala zwischen der Doppelstrichmarke 9 liegen. Die Ziffern der beiden Skalen werden in natürlicher Reihenfolge zur Ablesung von links nach rechts abgebildet, wie F i g. 3 zeigt. So kann man sehr leicht von dem auf der Mattscheibe 7 erscheinenden Bild den Meßwert 128,285 kg ablesen. Die Interpolationsskala erscheint in Form von Teilstrichen, von denen beispielsweise jeder fünfte beziffert ist. Mindestens drei Zahlen der Interpolationsskala erscheinen gleichzeitig auf der Mattscheibe?, damit die Bewegungsrichtung der Interpolationsskala zu erkennen ist.

Die F i g. 2, 4, 5, 6 zeigen sehr ähnliche Ausfubrungsformen. Daher sind für entsprechende Teile die gleichen Bezugszahlen beibehalten und bei jedem Ausführungsbeispiel nur die konstruktiven Besonderheiten beschrieben.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die mit der Meß- oder Einstellskala versehene Meßleiste 5 von dem Lichtbündel durchleuchtet wird. Die beiden Spiegel 13 und 14 dienen dazu, das Lichtbündel auf die Mattscheibe 7 zurückzuwerfen. Die Interpolationsskala 3 ist geradlinig ausgebildet und starr mit der Mattscheibe 7 verbunden, so daß die mechanische Kupplungseinrichtung auf ihre einfachste Form zurückgeführt ist. Das Einstellen des Teilstrichs 10 zwischen die Doppelstrichmarke 9 geschieht hier durch Verschiebung der gesamten, aus der Mattscheibe 7 und der Interpolationsskala 3 bestehenden Baugruppe in Richtung des Pfeiles 7 a.

F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die beiden Skalen kreisförmig sind und bei welchem die mechanische Kupplungseinrichtung die durch die gestrichelte Linie LM dargestellte Verbindung zwischen der Ringscheibe 3 mit der Interpolationsskala, die in Richtung des Pfeiles 3 c drehbar ist, herstellt. Die Meßleiste 5' ist ebenfalls als drehbare Ringscheibe ausgebildet. Die beiden Spiegel 13 und 14 dienen zur Umlenkung des Lichtbündels. Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 entspricht derjenigen gemäß F i g. 4, jedoch wird nur ein Spiegel 8 verwendet.

In Fig. 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der statt durchfallenden Lichtes von der Meßleiste 5" reflektiertes Licht verwendet wird. Das Gesamtbild wird auf der Mattscheibe 7 mit Hilfe eines Prismas 16 und eines Spiegels 18 erzeugt. Das Prisma 16 kann auch durch einen halbdurchlässigen Spiegel ersetzt werden. Die Meßleiste 5" mit der Meß- oder Einstellskala ist reflektierend ausgebildet. Sie kann beispielsweise aus Metall bestehen oder mit einem Metallbelag versehen sein. Die mechanische Kupplungseinrichtung, die symbolisch durch die gestrichelte LinieZ-M dargestellt ist, ist so ausgebildet, daß die Bewegung der Scheibe 3 in Richtung des Pfeiles 3 a zwangläufig eine Verschiebung der Mattscheibe 7 in Richtung des Pfeiles la und umgekehrt bewirkt.

Claims (15)

Selbstverständlich können zur Umlenkung des Lichtstrahles alle bekannten optischen Strahlenumlenkvorrichtungen verwendet werden. Das Bildfeld, das bei den beschriebenen Ausführungsformen aus einem als Mattscheibe ausgebildeten Schirm besteht, kann auch durch die Bildebene eines optischen Anzeigegerätes, beispielsweise eines Okulars, gebildet werden. Ferner kann die Einstellung des abgebildeten Striches der Meß- oder Einstellskala im Bildfeld durch Koinzidenz mit seinem Umkehrbild erfolgen. Es besteht auch die Möglichkeit, die Anordnung so zu treffen, daß die Stellung der beiden SkalenbUder im Bildfeld umgekehrt ist. Patentansprüche: 1S

1. Optisches Verfahren zum Ablesen von mindestens einer Meß- und Einstellskala und einer mit derselben mechanisch gekoppelten verschiebbaren, bezifferten Interpolationsskala, bei dem ao die Ablesebereiche beider Skalen auf ein für jede Skala eine Ablesemarke aufweisendes Bildfeld projiziert werden und die Interpolationsskala verschoben wird, bis das an der ihr zugeordneten Ablesemarke vorbeilaufende Bild und das Bild der Meß- oder Einstellskala in Ablesestellung sind und der numerische Meß- oder Einstellwert in der Reihenfolge der abgebildeten Ziffern abzulesen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablesebereich der Interpolationsskala auf den Ablesebereich der Meß- oder Einstellskala abgebildet und mit diesem zusammen auf das Bildfeld projiziert wird und daß mit der Interpolationsskala in entsprechendem Maße das Bildfeld mit den in ihm angebrachten Ablesemarken in der Erstreckungsrichtung der auf dem Bildfeld abgebildeten Skalen verschoben wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, mit einer verschiebbaren, bezifferten Interpolationsskala, einer die Ablesebereiche der Meß- oder Einstellskala und der Interpolationsskala auf ein Bildfeld projizierenden Projektionseinrichtung, einem Bildfeld mit zwei Ablesemarken, von denen jeweils eine der Meß- oder Einstellskala und der Interpolationsskala zugeordnet ist, sowie einer mechanischen Kupplungseinrichtung, die die Bewegung der Interpolationsskala in eine Relativbewegung zwischen dem Bild der Meß- oder Einstellskala auf dem Bildfeld und der zugeordneten Ablesemarke umwandelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionseinrichtung (1, 2, 4, 6, 8) eine den Ablesebereich der Meß- oder Einstellskala abbildende, vor demselben angeordnete Optik (4) aufweist und daß das die beiden Ablesemarken (9,12) tragende Bildfeld (7) verschiebbar ange-

ordnet und über die Kupplungseinrichtung (L, M) mit der Interpolationsskala gekuppelt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- oder Einstellskala geradlinig ausgebildet und auf einem in Längsrichtung verschiebbaren Träger (5) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- oder Einstellskala kreisförmig ausgebildet und auf einem drehbaren Träger (5') angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Interpolationsskala auf einem Träger (3) aus einem durchsichtigen Stoff angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßoder Einstellskala auf einem Träger (5, 5") aus einem durchsichtigen Stoff angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßoder Einstellskala auf einem Lichtstrahlen reflektierenden Träger (5") angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Bereich der Interpolationsskala der kleinsten Einheit der Meß- oder Einstellskala entspricht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teilstriche der Meß- oder Einstellskala beziffert sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstriche der Meß- oder Einstellskala im Abstand einer Einheit angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Interpolationsskala in Teilen einer Einheit der Meß- oder Einstellskala beziffert ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die der Meßoder Einstellskala zugeordnete Ablesemarke als Fadenkreuz ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablesemarke durch ein Umkehrbild eines Teiles des Striches der betrachteten Skala gebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Ablesefeld ein Bildschirm (7) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Ablesefeld die Bildfläche eines Okulars vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1046 894;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1841135;
USA.-Patentschrift Nr. 3 106127.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

709 580/121 5.67 © Bundesdruckerei Berlin