-
Optisches Gerät Die Erfindung bezieht siob auf ein optisches Gerät,
lnabesondere ein optisches Gerät zum Prüfen des Abstandes zwiachen zwei Punkten
auf einei Gegenstand.
-
Se ißt bereits bekannt, kleine abstände zwischen verschiedenen Punkten
auf eines Gegenstand dadurch zu messen, daß zwei Bilder des Gegenstands. erzeugt
werden und daß diese beiden Bilder relativ zueinander so lange bewegt werden, bis
ein Bild des einen Punktes mit dem anderen Bild des anderen Punktes zusammenfällt.
Die beiden Bilder sind dann um eine solche Wegstreche bewegt worden, die gleich
dem Abstand zwischen den beiden Punkten ist. *enn die beiden Punkte an diametral
gegenüberliegenden Stellen auf dem Gegenstand angeordnet sind, stellt der gemessene
Abstand die Breite des Gegenstandes dar.
-
Damit kann ein solches Verfahren beispielsweise zum Messen dee Durchmessers
eines Gegenstandes verwendet werden.
-
In manchen Fällen soll festgestellt werden, ob der Abstand zwischon
Punkten mehrerer Gegenstände oder die Durchmesser mehrerer Gegenstände innerhalb
bestimmter Grenzen liegen. Dieses Problem tritt zum Beispiel bei eines Vergleich
mehrerer iast identischer Gegenstände auf, wie bei Kontrollen in einer Fabrik oder
beim Zählen von Partikeln, z.B. Staubpartikeln, die innerhalb bestimmter Größengrenzen
liegen. Hierzu ist eine ki'inriobtung in Form einer "Ja oder Nicht-Ja"-Lehre zum
Prüfen des Abstandes zwischen Punkten einer Gegenstandes oder der Breite des Gegenstandes
erforderlich. Diese Abstände oder breiten sind sehr klein.
-
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein optische Gerät zum Prtifen
kleiner Abstände zwischen zwei Punkten eines Gegenstandes zu schaffen.
-
Gemäß der Erfindung enthält ein optisches Gerät zum Prüfen des Abstandes
zweier punkte auf einem Gegenstand zwei optische Systeme, eine Vorrichtung zum Hindurchschicken
eines Lichtstrahles von dem Gegenstand durch Jedes der beiden optischen Systeme,
so daß zwei normalerweise zusammentallende Bilder des Gegenstandes entstehen, ferner
eine Einrichtung zur Bewegung der Primärkomponenten der optischen Systeme in der
Weise, daß die Bilder relativ zueinander verschiebbar sind und eine Vorrichtung
zur Rin- und Rerbewegung der optischen Systeme zwischen zwei ausgewählten Stellungen
und damit zum Hin- und Herbewegen der Bilder relativ zueinander zwischen zwei vorgegebenen
Stellungen.
-
Um den Abatnd zwischen zwei Punkten auf dem Gegenstand zu prüfen,
werden die Primärkomponenten zuerst soweit bewegt, bis die Bilder der beiden punkte
beinahe vollstandig zussmmenfallen, dann wird die Sekundärkomponente zwischen den
atlagewählten tellungen eine und herbewegt. Diese Hin- und Herbewegung bewirkt,
daß die bilder zwischen zwei vorgegebenen Stellungen verschoben werden. denn die
Bilder der Punkte susammenfallen, falls die Eilder eine der beiden ausgewählten
Stellungen einnehmen, oder in manclen Fällen, wenn die bilder sich zwischen den
beiden ausgewählten Stellungen bewegen, liegt der Abstand der beiden Punkte voneinander
innerhalb bestimmter Grenzen.
-
Das Gerät kann deshalb dazu verwendet werden zu prüfen, ob die Abstände
zwischen entsprechenden Punkten auf mehreren Gegenständen innerhalb bestinimter
Grenzen liegen.
-
Die Sekundärkomponente kann zwischen einstellbaren Anschlägen hin-
und herbewegt werden, so daß die ausgewählten Stellungen und @ie vorerwähnten Grenzen
verändert werden können. Die Hin-und Herbewegung kann von Hand oder selbsttätig
durchgefUhrt werden.
-
Im folgenden wird anhand eines ausführungsbeispieles die Erfindung
in Verbindung mit der Zeichnung n@her erläutert.
-
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des optischen Geräter gemäß der Erfindung,
teilweise im Schnitt und FigJ 2 stellt eine Seitenansicht des Gerätes in Verbindung
mit de Schaltdiagramm einer zugeordneten elektrischen Schaltung dar.
-
Das optische Gerät nach den Fig. 1 und 2 weist ein Gehäuse 1 auf,
das über den oberen Teil eines Tubus 2 paßt und ein Okular 3 enthält, daß in einer
entsprechenden @ffnung 4 angeordnet ist.
-
Das Prismensystem 5, 6 ist im Gehäuse 1 vorgesehen und eist zwei rhombische
Prismen 7,8 auf, an deren Jeweils einem Ende zwei rechtwinklig ausgebildete Prismen
9, 11 angeordnet sind.
-
Die Grenzflächen 12 zwischen Jedem rhom ischen Prisma und dem zugeordneten
rechtwinkligen Prisma sind so bear eitet, daß aie teilweise reflektieren, z.B. indem
die Flächen der Trismen teilweise metallisiert werden. bie Prismensysteme 59 6 sind
so angeordnet, daß ihre Hauptachsen normalerweise parallel verlaufen und relativ
zueinander um eine senkrechte Achse 14 drehbar sind.
-
Zwei optis h ebene parallele Glasplatten 1, 17 sind zwi@chen den Enden
der eiden @rismensysteme ange-ordnet, wie in der Zeichnung dargestellt, und kennen
um Achsen 18, 19 dreht werden.
-
Der Weg des Llchtetrables von einem Gegenstand 15, durch das Mikroskop
betrachtet ist Gurch die mit Efeilen versehenen Linien angedeutet. Der Strahl wird
an der Grenzfläche 13 teilweise reflektiert und in zwei Strahlkomponenten zerlegt.
Line dieser strahlkomponenten verläuft durch das rhombische Pris@a 8, wird am Ende
dieses Prismas reflektiert und läuft in das rechtwinklige Prisma 9, durch die Grenzfläche
12 und in das Okular 3.
-
Die zweite Strahlkomponente verläuft durch die Grenzfläche 13 und
das rechtwinklige prisma 11 in das rhombische @risma 7, wird dort innen reflektiert
und gelangt von der Grenzfläche 12 lurch Reflexion in das @kular 3, @enn die Prismensysteme
5, 6 parallel zueinander angeordnet sind, @allen die beiden @ilder des Ge enstandes,
die
durch die beiden Strahikomponenten gebildet werden, zusammen, wenn Jedoch die Prismensystems
relativ zueinander um die Achse 14 verdreht sind, bewegen sich die beilden bilder
auseinander. Die bilder bewegen sich in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene
nach Fig. 1, wenn die drehung der Prismensystemem relativ klein ist. bine Drehung
einer oder @eider Glasplatten 16, 17 um ihre Wellemachse die senkrecht zu dem Verlauf
der beiden Strahlkomponenten liegt, verschiebt die beiden Bilder relativ zueinander
um einen Wert, der von dem Winkel abhängt, um den jeder Glasblock gedreht wird,
ferner von der Dicke und dem Brechungsindex eines Jeden Glasblockes.
-
Um zu prüfen, ob die Breinten mehrerer Partikel innerhalb beatimter
Grenzen liegen, wird eines dieser rartikel in die Stellung des Gegenstandes 15 gebracht
und die beiden durch das Gerät erzeugten Bilder des artikels werden relativ zueinander
durch Drehung der Prismensysteme 5, 6 bewegt, bis die diametral gegenüberliegenden
Teile des Partikels zusammenfallen. Eine Peineinstellung der Lage der milder läßt
sich durch Drehung einer oder bcider Glasplatten 16, 17 erreichen. Wenn die Glaaplatten
16, 17 zwischen zwei festen Winkelstellungen gedreht werden und die entsprechenden
Punkte der beiden bilder während der Drehung der Glasplatten zusammenfallen, bedeutet
dies, daß die Breite der Partikel zwischen bestimmten Grenzen liegt. Kit einem derartigen
Gerät läßt sich somit die Größe von Partikeln feststellen, die annähernd gleich
groj sind.
-
Die ulasplatten 16, 17 kennen von Hand zwischen Anschlägen verdreht
werden. Solche. Anschläge sind z.B. der Fig. 2 zu entnehmen. Bei einer solchen Anordnung
ist ein Arm 21 an der Welle 19 befetigt und kann sich zwischen einem festen Anschlag
22 am Gchäuse 1 und einem beweglichen Anschlag 23 bewegen, dessen Lage über ein
Mikrometer 24 eingestellt wird. Durch Ätnderung der Einetellung des kikrometers
24 kann die Winkeldrehung der platte 17 genau fest elegt werden.
-
Die Drehung der Welle 19 kann durch die in Pig. 2 gezeigte elettrische
Schaltung gesteuert werden. Diese Schaltung weist zwei Elektromagneten 25, 26 itt
entsprechenden Magnetjochen 27, 28 auf. wenn einer dieser Magnete erregt wird, zieht
er den Arm 21 an, ro daß dieser sich gegen einen der Anschläge 22, 23 bewegt.
-
Durch Erregen der Magnete 25 und 26 kann der Arm 21 abwechselnd eine
und herbewegt werden.
-
Durob wiederholte Hin- und Herbewegung des Armes 21 zwischen festen
Anschlägen kann der Durchmesser von Partikeln aui ein fache Weise geprüft werden.
Vorzugsweise verläuft die iiin- und Herbewegung des Armes so, daß die Platte 17
meistens in den beiden Extremstellungen verharrt und nur kurze @eit zwischen diesen
beiden Stellungen eine und herbewegt wird. Die Platte 16 kann durch eine ähnliche
anordnung gesteuert werden, falls deren @ewegung erforderlich ist.
-
Eine elektrische Schaltung, mit deren Hilfe die genaue Hin- und Herbewegung
des Armes 21 erreicht @ird, ist in Fig. 2 gezeigt.
-
Die Schaltung weist zwei feste Widerstände R1, zwei veränderliche
Widerstände R3, R4; zwei Kondensatoren C1, C ; sowie zwei Transistoren T1, T2 auf,
die an Speiseleitungen L1, L2 liegen. Typische erste fUr die Elemente sind z.B.:
R1, R2= 4,7 kOhm; R3, R4 = 50 kOhm und C1, C2 = 25 mF. Die Spulen haben einen widerstand
von 1700 Ob für die Elektromagneten 25, 26, die Spannung zwischen den Leitungen
L1, L2 beträgt 24 V. kit diesen Werten der oben angeführten Elemente ergibt sich
die Frequenz der Hin- und Herbewegung der Platte zu 5 bis 0,5 Hz.
-
Wenn die latte 17 zur Hin- und Herbewegung nicht erforderlich ist,
kann der Arm 21 gegen den beweglichen Anschlag 23 mit Hilfe einer Weder 24 vorgespannt
werden.
-
Das Gerät gemäß der Erfindung ermöglicht die Prüfung kleiner Abstände
zwischen entsprechenden Punktepaaren auf Partikeln oder die Prüfung des durchmessers
oder der breite der Partikel.