DE1648664U - Einrichtung zur objektiven scharfeinstellung von durch optische systeme entworfenen bildern. - Google Patents

Description

55*28.5.51

Gebrauehsmusteranmeldung

Anmelderint Toigtländer Aktiengesellschaft

Braunschweig, Campestraße 7

gegenstand; Einrichtung zur objektiven Scharfeinstellung

τοπ dareh optische Systeme entworfenen Bildern

Sie Erfindung "betrifft eine Einrichtung zur objektiven Scharfeinstellung Ton durch, optisciie Systeme entworfenen Bildern« Die Seharf eins teilung von durch, optische Systeme entworfenen Bildern, ζ JB* zum Zwecke phot©graphischer Aufnahmen oder aur Justierung optischer Systeme in Geräten geschieht im allgemeinen durch visuelle Einstellung einer durch das System abgebildeten Yorlage auf größte Schärfe oder größten Kontrast* Bisher dazu benutzte Geräte arbeiten mit einfacher Projektion oder mit Autokollimaticn, Sas Verfahren durch. Beobachtung und Einstellung τοη Hand ist nicht nur zeitraubend und anstrengend, sondern auch mit anderen, durch die subjektive Betrachtungsweise entstehenden iTachteilen verbunden, die in dem. Einfluß der Bisposition» Aufmerksamkeit und Ermüdung des Beobachters ihren Grund h_aben. !San hat deshalb schon Torgeschlagen, die subjektive Beobachtung und Einstellung durch ein rein objektives Verfahren zu ersetzen, welches sicherer und schneller arbeitet.

Hierzu sollte ein Gerät mit Augalrni.^nigffij?;" ^t^r\an_t bsi dem die Einstellung eines ObJektiTs auf den optimalen Wert der Abbil— dungssehärfe durch eine vor dem Autokollimator okular oder an. dessen Stelle angeordnete lichtelektrische Zelle erfolgt, auf deren lichtempfindliche lläehe durch das zu untersuchende Objektiv das von einer lichtquelle herrührende licht nach Durch— strahlen zweier in zwei Strahlenknotenpunkten angeordneten !Testobjekte oder nach zweimaligem Durchstrahlen eines in einem Strahlenknotenpunkt angeordneten Testobjektes geworfen wird.

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Bei genauer Deckung der beiden iestob^ektabbildungen entsteht ein^Maximum oder ünismm des Photozellenstromes# der als Kriterium fiir^die Objektiveinstellung dient.

Die Scharf einstellung erfolgt also nicht mehr mit Hilfe der unmittelbaren Betrachtung eines Eegtob jektbildes, sondern an land der Anzeige von Stromwerten. Zur weiteren Vereinfachung ist vorgeschlagen, mit Hilfe des Htotozellenstromes eine Torrichtung zu. steuern* welche die Scharf einstellung bewirkt oder wenigstens macht.

Die Erfindung geht einen anderen Weg« Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen und Verfahren_t bei denen die optischen feile in Mhe bleib#n_t werden naoh M# iJrfinduög die Hell- iind I)un3ceifelder des Töaraaigsweiie rasterföriaigen festöbäefcfbildes dem liohtelektrisciheii Organ irorübergehend in schneller Auf einanderfplge durch eine vorzugsweise sfaltförmige Blende während Blendenbewe^mjgen sugängiieh gemacht^ so daß der durch das lichtelektrische Organ erzeugte Strom weeheelt,

Man kann dadurch die 3>iff erena oder das Terhältnis der bei der Abtastung entstehenden liehtelektrischen Wechsele tr ösie direkt oder verstärkt an eineii Meßgerät, jgur Anzeige bringen oder zur Betätigung anderer Anaeigevorrichtangen benutzen. Ss ist auch möglich, die Differenz oder das Verhältnis der bei der Abtastung entstehenden lichtelektrischen Wechselströme nach entsprechender Verstärkung zum Antrieb eines Verstelliaotors zu benutzen, der die automatische linsteliung auf größte Schärfe bewirkt·

In der zur Durchführung des Verfahrens benutzten Einrichtung erfolgt die relative Bewegung zwischen Blende und !Testbild vorzugsweise durch Bewegung der Blende. Zweckmäßig schwingt die Blende hin und her,oder sie wird gedreht. Es ist naturlich auch möglich, in anderer Weise die das Abtasten des Testbildes bewirkende Bewegung zu erzeugen* So kann man die Blende ortsfest lassen und das festobjekt bewegen oder bei fester Blende mittels Spiegel o.dgl. der Bildprojektion eine Bewegung erteilen*

Bs hat sich als vorteilhaft erwiesen» als Vorlage oder fest-

objekt ein Striehraster aus gleich breiten» abwechselnd hellen wiä dunklen Streifen zu benutzen, dessen projiziertes Bild nach Durchsetzen einer beweglichen Blende auf eine lichtelektrische gelle beliebiger Bauart trifft, z.B. auf eine Photoselle_t einen Tervielfacher _t ein Sperrelement usw. und dort in elektrische Ströme umgeformt wird.

Eine Verstärkung der Wirkung ist dadurch möglich* daß man das Bild des Testobjektes» z.B, das abzubildende Haster, in zwei ibenen aufspaltet» von denen die eine etwas vor und die andere ebensoweit hinter der Gegenstandsebene angebracht ist. Die von beiden Kasterhälften entworfenen Bilder werden in schnellerer folge abwechselnd abgetastet und nur die Differenz der beiden lichtelektrischen Ströme zur Anzeige gebracht, Sie Aufspaltung des festobjektbildes kann auch in anderer Weise geschehen. Srfindungsgemäß ist zu diesem Zweck die zu projezierende Torlage, z.B. ein i.71 der Achse Uß^ Abbildung gestaffeltes Haster» so ausgebildet, daß mindestens die eine Hälfte desselben durch vorgeschaltete optische Mttel» vorzugsweise einfache Jansen, an eine Stelle verlegt wird, die hinter der Gegenstandsebene liegt.

Auf diese Weise kann das Baster in mechanisch einfacher form als durchgehende Platte angefertigt und auch beispielsweise für verschiedene Abbildungsmaßstäbe leicht gegen ein solches mit anderer Gitterkonstante ausgewechselt werden.

Wählt man 2.B. ein Baster aus Parallelstrichen, wie vorstehend beschrieben, und tastet das projiziertö Bild mit einer linearen Spaltblende ab, deren Breite zweckmäßig höchstens gleich der einfachen Strichbreite des projizierten Bildes ist, so entsteht ein Wechselstrom, der entweder direkt oder nach gehöriger Verstärkung an einem Meßinstrument sichtbar gemacht werden kann. Der entstehende Wechselstrom hat bei Scharfeinstellung seine größte Amplitude, bei unscharfer Einstellung entsprechend kleinere Werte.

Biese Differenz kann auf elektrischem Wege durch Qegeneinanderschalten der geitlich nacheinander entstandenen Abtasteffekte der beiden Hasterhälften mit einem hinreichend gedämpften Anzeige-

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gerät gebildet wer&in oder auch durch gleichzeitiges Abtasten mittels-^w^ier Phö'tösellen oder· xait einer Diff ereiltialphöto-. ■■ . zelle. Die überlagerte öleicliliehtkomponente wird· in- beiden "-^: " Fällen in an sieh, "bekannter Weise, z.B. durch 2wischeiisehal~«" tung von Transformatoren oder Kondensatoren» beseitigt. In allen vorstehend beschriebenen Fällen- wird 4er 2T^tand optimaler" :., Schärfe der Abbildung des Easters durch Verschwinden des licht-elektrischen Bifferenaötroiaes angegeigt* Hält man die Bedingungen der Abbildung* i:ü©besQndere die öbje&t*- beieuchtung, die Lichtstärke, den AfcbildungsinaJstäb' und die Imp^indlichkeit der 4.ichtelektrisöhen und elektrischen Anordnungen konstant» 'so ist der Ausschlstg des Instrumentes als in einem definierlen Zusaamenhang kit dem" Schi^egrad del* Eiistel·* lung stehend, eichfShig* d*h« die^lsala }cann etwa nach am Maßstab der prozentual en,Abweichungenä&r Bins t ellung τοϊδ Sollwert geteilt werden.

Es ist beL* der yorbeschriebenen Anordnung auch möglich» an die; Stelle oder in den Stroslcreis de# ISeßinstrumentes ein Relais oder direkt einen Verstellmotor· einsusehalten» der eine auto-, matische Scharfeinstellung besorgt» also das Gerät-zu einem _: selbsttätigen Hegler für Scharfeinstellung zu aachen. In dieser IOm ist das Gerät sowohl zum automatischen Abgleich der.Scharfeinstellung bei der Justierung optischer Systeme in .,der Eabri-_; kation geeignet, wie zum autoiaatiseheil Scharfeinstellen größerer lameras» etwa für Eeprodukti ons zwecke.

In Verbindung "mit einem linearen Striehraster mit vorzugsweise gleich breiten weißen und schwarzen Streifen wird zweckmäßig eine quer zur Streifenlängsrichtung bewegliche Blende benutzt, die einen zu den Streifen parallelen, gegebenenfalls verstellbaren, Abtaetspalt besitzt* Die Breitenverstellrorrichtung des Blendenspaltes kann dabei mit einer Steuervorrichtung für die Schwingungsamplitude der Blende verbunden sein«

Die Form des Rasters ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführung beschränkt. Ss besteht die Möglichkeit» denselben in anderer Weise, a.3. nach Art eines Sektorensternes» auszubilden, welcher durch eine rotierende sektorenförmige Spalt-, blende abgetastet wird* Eine Anordnung dieser Art hat den Vorteil» daß der bewegliche Spalt bei entsprechendem Abbildungs-

maßstab die gleiche Größe hat. In diesem Falle wird di© rotierende⁵ Blende zweckmäßig durch einen, Synchronmotor angetrieben oder aber mit einem die Phasenaus'wahl besorgenden Uiasehslter gekuppelt. Moser Umschalter soll bei nacheinander erfolgendem 'Abtasten zweier leider, ö.h# eines Hell— und Dunkelfeldes» dafür sorgen, daß der verarbeitende elektrische Stromkreis synchron mit der Drehung der Blende zwecks Differenzbildung kommutiert wird»

Sie Einriontung kann erfindungsgemäß auch so eingerichtet sein» daß die Blende mit dem SpaXt ortsfest angeordnet ist und die Projektion des iestöb^ektijildes mittels einer "bewegten, vorzugsweise schwingenden oder rotierenden strahlenablenkendeä Yorrichtung, a.B. eines Spiegels» auf den.v&btastspalt der Blende geworfen wird·

Bs ist zweckmäßig, die Einrichtung mit einer Betrachtungsvorrichtung zu versehen» mittels welcher ^ine unmittelbare Eontrolle der Einstellung an der Einstellebene oder an einer Zwischenabbildung vorgenommen werden kann. Zvl diesem oder eventuellen anderen Zwecken kann zwischen der Einstellebene» z.B. einer Mattscheibe und der Abtastblende, mindestens eine Zwischenabbildung eingeschaltet sein.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform SiM. die auf der dem 2estobjekt gegenüberliegenden Seite der Einstellebene, z.B. einer mattscheibe, liegenden optischen Bauteile einschließlieh der Photozelle und gegebenenfalls weiterer elektrischer Seil« sowie einer Betraehtungslupe in einem Gehäuse vereinigt.

Eine besondere Befestigungsmöglichkeit an der Einrichtung besteht erfindungsgemäß darin, daß zur Anbringung des lestobjektes an einer Baltewand und/öder des Meßgerätes» vorzugsweise an der Eins teilebene magnetische oder elektromagnetische Haf tglieder vorgesehen sind.

Die Zeichnungen zeigen in schematischer Darstellung ein Gerät als Ausführungsbeispiel der Erfindung. Pur das Verständnis der Wirkungsweise nicht erforderliehe Einzelheiten sind fortgelassen. Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. .

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.-■ Fig;..! aeigt voxi"der Seite'/gesehen die wesentliGiien feile der ; .- Einrichtungund den Strahlengang, "■-;--; . ■*■-■'

3>ig* J, let' die Braufsieht auf die festverlage-i,n >orm eines . _ Raöters nacn Fig. 1 auf linie a --b-., _;, *

„.v.;l?ig» 3ä:tel-lt die elektrisclie Sciialtmig einer. Einrichtung nach 1 dar. . . . ' ■ _:,

In lig» 1 befindet eich auf der linken Seite der Zeichnung ein Strichraster 1 , welcher aus einer SrlaspTatte 2 besteht» auf deren beiden Seiten ( fig· Z) in sieh gegenüberliegenden Quadranten je «&n Striohrasterfeld^ 5 aufgebracht ist. Mt 4 ist das abbildende, ip Ausfuhrungsb#ispiel aus tier Linsen bestehende, optische System bezeichnet. Die abbildungsseitige Binstellebene wird durch eine Har-» oder Mattgiasscheibe 5 ge-' bildet.

Das von dem Strichrasterfeld herrührende Bild kann entweder schon an dieser Stelle direkt abgetastet werden« oder es wird* mittels einer Hilfsoptik, in diesem falle durch die Mnse 6 , eine Zwischenabbildung entworfen. Diese kann z.B. durch Zwischenschaltung eines halbdurchläsaigen Spiegels 7 mit einer Lupe 8 betrachtet und andererseits nach Eeflektion in dem gleichen Spiegel 7 in der Bbene e - d entworfen werden» Hier befindet sich eine schwingende Blende 9 mit Spalt 10 , der zweckmäßig von einem nicht besonders gezeichneten Elektromagneten in schnelle periodische Schwingungen versetzt wird. Ber Spalt 1Ö ist unter gleichzeitiger Betrachtung so eingestellt worden» daß seine Breite höchstens gleich der einfachen Strichbreite des projizierten Hasterbildes ist, und daß seine Ruhelage mit der Mittellinie a - b des pro;jizierten Basterbildes sich deckt. !Der Spalt W überstreicht während einer Ha^bperiode seiner Schwingung das Bild des entfernteren, bei der anderen das des näheren Quadranten des Easters nach Fig. 2. Unter dem Spalt ist die Photozelle 11 angeordnet. An Stelle des schwingenden Spaltes kann ebensogut ein in der Einstellebene oder in der Ebene der Hilfsabbildung befindlicher fester, ^jeäfich in seiner Breite verstellbarer Spalt treten» auf dem das Rasterbild unter Zwischenschaltung eines schwingenden Spiegels oder eines analog ablen-

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kenden optischen Mittels entworfen wird* Um Eins tells ehwierigkeiten "bei dieser ,Anordnung auszuschalten, befindet sieh das ablenkende System zwöcJaaäßig an, einer Stelle, .-wo- die abzubildenden Strahlen wesentlich als parallel anzusehen sind.

Die in Pig. 3 dargestellte Schaltung der elektrisenen Einrichtung ermöglicht di© Bildung des Differenzeffektes zwischen den durch "beide Basterhälften ausgelösten Biotoströmen. Sie Ehotoselle 11, die mit der Saugbatterie 12 betrieben wird» ist über den Widerstand 15 und den Kondensator 14 an die Verstärkerröhre 15 angekoppelt. Der verstärkte Hiotostrom wird über den Übertrager 16 in die Diagonale einer (KLeiohriehterlüeke 21 eingeführt, die über den Übertrager IT; von &^&υ erregenden Wechselspannung 19 gespeist wird, welche andererseits über einen Elektromagneten 18 synchron die schwingende Blende 22 betreibt. Längs seit ig der Brückenschaltung zeigt das Meßinstrument 20 den Differenzstrom und damit den erreichten Grad der Scharfeinstellung an. Die zwischen der Sehwingblende und der erregenden Spannung etwa entstehende Biasendifferenz wird in üblicher leise durch passende !Phasendrehung der bei 1T in die Brücke einfließenden Erreger spannung beseitigt. Die dafür nötigen allgemein bekannten Schaltelemente sind der "Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung weggelassen« Legt man an die Stelle des." Meßgerätes 2Ö ein gepoltes Beiais mitr zwei Arbeitskontakten, so kann dieses über optische oder akustische Signale ä.en Zustand des unrollkoiamenen oder erreichten Abgleichest anzeigen oder einen aen Abgleich besorgenden Motor steuern. Sin IcLeinerer Motor, z.B. ein unsteuerbarer Gleichstromoder OniTersalmbtor,kann Überdies mit seinem Anker direkt in Reihe in den Stromkreis des Meßinstrumentes 20 eingeschaltet werden.

Claims (1)

1. Sehutzansprüehe " ·

   1) Einrichtung zur ob j ekt iveii Scharf eins teilung¹ Von durch optische Systeme entworfenen Bildern, bei äem das SiId eines, festobjektes ein^:· licht elektrisches Organ "beeinflußt¹⁵, -'-'^!- dadurch gekennzeichnet, daß die Hell— und Duakelfeider des vorzugsweise rast er for mi gen festobjektbiläes dem lichtelektrischen Organ vorübergehend in schneller Aufeinanderfolge durch eine vorzugsweise sp&ltiormige Blende während einer Blendeilbewegung zugänglicsh gemacht werden*

   2) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz oder das Verhältnis der bei der Abtastung entstehenden licht elektrischen Wechselströme direkt oder verstärkt an einem Meßgerät zur ,Anzeige gebracht oder zur Betätigung anderer Anzeigevorrichtungen benutzt werden«

   5) Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz oder das' Verhältnis der bei der Abtastung entstehenden lichtelektrischen Wechselströme nach entsprechender Verstärkung zum Antrieb eines Verstellmotors benutzt wird, der die automatische .Einstellung auf größte Schärfe bewirkt»

   4) linriehtung nach Anspruch 1-3* dadurch gekennzeichnet» daß die Bleade hin- und hersehwingend bewegt oder gedreht wird.

   5) Einrichtung nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildteile des vorzugsweise rasterförmigen !Testobjektes in Eiehtung der optischen Achse um eine kleine Entfernung gegeneinander versetzt sind.

   6) Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß das vorzugsweise rasterförmige !Festobjekt aus einem Stück besteht und mindestens vor einer seiner Hälften optische Mittel* insbesondere Musen, angeordnet sind, die dicht hinter bzw. vor der Einstellebene liegende Bilder entwerfen.

   T) Einrichtung nach Anspruch 1 --"6, gekennzeichnet durch einen linearen Striehraster mit vorzugsweise gleich ■breiten weißen und schwarzen Streifen und einer quer ■ zm> Streifenlä^srichtung "beweglichen Blende mit einem zu den Streifen paralfelen, gegebenenfalls versteilbaren" Abtastspalt.

   8) Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breitenwrstellvorriohtung des Blendenspaltes mit einer Steuervorrichtung für die Schwingungsamplitude der Blende, d.h. des Spaltes, verbunden ist.

   9) Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das lestob 3©kt aus einem Sektore&raster, z.B. einem Sektorenstern, besteht und die mit ihm zusaisaenwirkende Blende mindestens einen sektorfSrmigen Spalt enthält.

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   10) Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektorenspaltblende durch einen Synchronmotor angetrieben wird· ■

   11) .Einrichtung nach Anspruch 9 > dadurch gekennzeichnet,

   daß die Sektorenspaltblende mit einem atm Biasenauswahl bewirkenden UmSChSItOr₄- vorzugsweise mechanisch gekuppelt ist, der beim aufeinanderfolgenden Abtasten des Sestbildes &en verarbeitenden elektrischen Stromkreis zwecks Differenzbildung synchron mit der Blendendrehung kommutiert.

   12) Einrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende mit dem Spalt ortsfest angeordnet ist ταια. die Projektion des Sestob^ektbildes mitteis einer bewegten, vorzugsweise schwingenden oder. rotierenden strahlenabienkenden Torrichtung, z.B. eines Spiegels, auf den Abtastspalt der Blende geworfen wird.

   13) Einrichtung nach Anspruch 1 - 11 y dadurch gekennzeichnet, daß die Blende feststeht und das !Testobjekt bewegt wird.

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   14)"Einri'eQ3,tung nach Anspruch 1 - 13, gekennzeichnet durch ein© '" BetraohtuisgsvorricJitung» welche, die, unmittelbare. Xontrolle. "^: der Einstellung an, der Bins te 11 ebene oder an .einer Zwi sehen- ^ attbildung gestattet« ' > "'·-,.■,- ^V' .^

   155"Sinricntuäg naoh Anspruch 1 - 14* dadurch geicennzeichneti daß zwischen der Binstellelaene»· ζ,B* einer Mattscheibe, vnA der Abtasfblende mindestens eine Zwisöhenatfbildung eingeseiialtet ist.

   16) Sinrichtting naeh Anspr^ioh 1 - 15, dadurch geke"nnzeichn.etj daß die auf der dem festöbjekt gegenÜtJörliegeiiden Seite, 4er Eiiistellebene, z.B. einer Mattscheibe» liegenden optischen Bauteile einschließlich der Photozelle und gegebenenfalls weiterer elektrischer Teile sowie einer Betrachtungslupe in einem Gehäuse vereinigt sind.

   17) SinrJLahtuiag.„nach Anspruch T - 16, dadöreh gekennz^4s^et, daß zur Anbringung des Testobjektes an einer Haltewand und/oder des Meßgerätes, Torzugsweise an der Einstellebene magnetische oder elektromagnetische Halteglieder Torgesehen sind.

   18) Einrichtung zur objektiven Scharfeinstellung Ton durch optische Systeme entworfenen Bildern, bei dem das Bild eines Testobjektes ein liehtelektrlsches Organ beeinflußt, wie beschrieben uftd dargestellt.