DE1772321A1 - Optische Vorrichtung zur Bildung einer Zielmarke in einem optischen Geraet und deren Anwendungen - Google Patents
Optische Vorrichtung zur Bildung einer Zielmarke in einem optischen Geraet und deren AnwendungenInfo
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Description
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den 29· April 1968
Optische Vorrichtung zur Bildung einer Zie!marke in einem
optischen Gerät und deren Anwendungen
Die Erfindung betrifft in erster Linie eine einfache
Vorrichtung, welche mittels eines Hologramms eine Zielmarke liefert. Unter Zielmarke versteht man allgemein in der Optik
ein Objekt, das die Festlegung eines Punktes oder einer Sichtung
im Feld dee Gerätes mit Genauigkeit gestattet, beispielsweise
ein Striehkreui, ein Mikrometer, einen Zielstaohel u»
dgl« Zahlreiche optische Geräte müssen mit derartigen Zielmarkm
ausgerüstet sein·
Gegenstände, die aus dünnen Fäden (sog. Spinnenfäden)» gradierte»
Grläeern, photographiichen Bildern (Lichtdrucke) u.dgl.
ellt sind. Ihr Nachteil besteht häufig darin, daß
σ hergest
• e> iie io#fie*ig htnuittllen odtr su rerjielfältigen sind und
ο leicht beschädigt wtrdtn können.
01di··· laohtiiie iu Ttrmtiden, könnt· man beiipiilawei··
«litfllt der tattächlichen Anwesenheit einer Ziflmmrkt
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an der gewünschten Stelle im Gerät, beispielsweise im
Brennpunkt des Gerätes oder eines optischen Organs dieses Gerätes, die Projektion ihres photographischen Bildes
Tarnenden. Um jedoch ein Bild der Zielmarke im Inneren
eines optischen Gerätes erzeugen zu können, müßte dem Gerät eine Tollständige Zusatzoptik beigegeben werden,
was unüberwindliche Schwierigkeiten mit sich bringen würde.
Erfindungsgemäß wird ein optisches Gerät mit einem Hologramm einer gewünschten Zielmarke, einer Quelle
kohärenten Lichts und einer sehr einfachen Optik ausgerüstet, die die Bildung eines holographischen Bildes
dieser Zielmarke an der gewünschten Stelle auf der optischen Bahn in Gerät gestattet.
Bekanntlich erhält man ein Hologramm durch Aufzeichnung des Ton einem Fresnelschen oder Frauenhoferschen
Beugungebild gelieferten Interferenzenbildes eines aufzunehmenden Objektes und einer zusätzlichen sog. Bezugswellenfläche
auf eine lichtempfindliche Platte. Die beiden interferierenden Wellenflächen sind notwendigerweise untereinander kohärent. Sie werden vorzugsweise
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durch eine Quelle von großer räumlicher und zeitlicher
Kohärenz erzeugt. Zum Wiederherstellen eines Bildes des Objektes genügt es, das Hologramm mit einem monochromatischen
und räumlich kohärenten Lichtbündel anzustrahlen·
Sowohl zur Aufzeichnung des Hologramms als auch zur Wiederherstellung des Bildes verwendet man als
Lichtquellen vorzugsweise Laser·
Während die Vervielfältigung einer Zielmarke oft langwierig, schwierig und teuer ist, genügt es bei Anwendung
der Holographie, ein einziges Objekt herzustellen, das als "Matrize" dient, und davon beliebig viel
Hologramme herzustellen. Die Vervielfältigung besteht
dabei lediglich'in einem einfachen photographischen
Vorgang, der rasch und unter geringem Kostenaufwand durchgeführt werden kann.
Ein eigehendes Studium der Eigenschaften der Hologramme über die die Fachliteratur Auskunft gibt,
zeigt, daß aus einem Hologramm mit sehr einfachen und
unkritischen Beleuchtungsmitteln ein je nach Fall
virtuelles oder reelles Bild des aufgezeichneten Objektes an einer bestimmten Steile hergestellt werden
kann·
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stellung eines aufgezeichneten Bildes mindestens zwei Bilder oder sogar mehrere Paare von Bildern·
Es ist jedoch einfach, die Beobachtungswinkel bei der Aufzeichnung und bei der Wiedergabe so zu wählen,
daß man ein einziges Bild im Blickfeld erhält.
Das Hologramm besitzt die Fähigkeit, Informationen zu speichern, so daß mehrere Bilder auf
ein einziges Hologramm aufgezeichnet werden können und bei der Wiedergabe mehrere verschiedene Bilder
hergestellt werden können. Dieses Merkmal kann erfindungsgemäß auf zwei Weisen ausgenutzt werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Bilder mehrerer auf ein einziges Hologramm
aufgezeichneter Zielmarken auf eine einzige Stelle eines optischen Gerätes projiziert sind.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung werden mehrere auf ein~einziges Hologramm aufgezeichnete
Bilder desselben Objektes auf mehrere Stellen eines optischen Gerätes projiziert.
Ein Merkmal der Erfindung besteht ferner darin, daß diese beiden Torhergehenden Merkaal·
miteinander kombiniert werden können, so daß man
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f ":· ·■■ ■■■■ ■ ■ ■ .- ■ ■ .
an mehreren Stellen eines optischen Gerätes Bilder *
verschiedener Zielmarken, die auf dasselbe Ho Ιοgramm aufgezeichnet sind, erhält» .
In Annäherung an ein einziges hologramm können
auch mehrere nahe beieinander angeordnete Hologranme
verwendet werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung von Ausführungabe!spielen,
die. in der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind.
Auf dieser Zeichnung sseigt:
Fig. 1a und 1b zwei Grundanordnungen eines optischen
Fig. 1a und 1b zwei Grundanordnungen eines optischen
■ .-■■-.
einen Kollimator;
Fig« 3 die Anwendung der Anordnung gemäß Fig.1b auf
Fig« 3 die Anwendung der Anordnung gemäß Fig.1b auf
ein Mikroskop;
Fig. 4 eine Anwendung dar Anordnung gemäß Fig« 1a mit
Fig. 4 eine Anwendung dar Anordnung gemäß Fig« 1a mit
Bai dam auf Fig. 1a dargtateilten optischen Gerät 10 Hit einer Optik 18 ist i« dar optischen Aohaθ
oder in daran Iahe ein Hologram* 16 angeordnet» auf
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dem eine Zielmarke (Strichkreus, Mikrometer u.dgl.)
aufgezeichnet ist· Das Hologramm wird τοπ einer Quelle
12 kohärenten Lichts mittels einer einfachen Optik 14 beleuchtet.
Bei dem auf Fig. 1b dargestellten optischen
Gerät 11, das beispielsweise mit einer aus zwei Teilen 13t 15 bestehenden Optik und einer halbtransparenten
Platte 19 ausgerüstet ist, ist senkrecht zur optischen Achse ein mit einer Quelle 12 kohärenten
Lichts und einer einfachen Optik 14 versehenes Hologramm 16 angeordnet·
Fig· 2 zeigt θIl Anwendungsbeispiel der Erfindung bei einen Kollimator. Sin· derartige Vorrichtung
hat die Aufgabe, ein Bündel paralleler Strahlen su liefern, das in eine mit größtmöglicher Genauigkeit
gegebene Sichtung gerichtet ist» Das Gerät 20 besitzt eine Optik 18 mit der Brennweite P.
Aus herstellungstechnischen und Btdienungsgründen
kann ein normales optisches Gerät nicht länger als 1 oder 2 s sein. Andrerseits jedoch. muB dit Brtnnlänge
möglichst groß sein, damit tine hohe Genauigkeit bei der Definition der Richtung de· austretenden
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Strahls erreicht werden kann. Es ist leicht, mit bekannten Mitteln eine entsprechende Optik 18 herzustellen,
die eine Brennweite von mehreren Metern hat· Soll.jedoch im Brennpunkt ein Strichkreuz, beispielsweise
ein Fadenkreuz, angebracht werden, so muß das Gerät physisch dieselbe Länge haben.
Dagegen kann bei dem Gerät gemäß Fig.2, das mit einem Hologramm 16, auf dem ein Strichkreuz aufgezeichnet ist, einer Quelle 12 kohärenten Lichts und
einer einfachen Üptik 14 versehen ist, ein virtuelles Bild des Strichkreuzes 24 in der Brennebene 26 erzeugt
werden, die von der Uptik 18 mit Abbildung im Unendlichen (bei 22) um eine Brennweite P von mehreren Metern
entfernt ist, während der Abstand ρ zwischen-.Lichtquelle 12 und Optik 18 einige Dezimeter nicht überschreitet.
Fig.3 zeigt die Anwendung der Erfindung auf ein Mikroskop 30 mit einem Objektiv 32 und einem Okular 35»
das aus mindestens zwei Linien 36 und 38 besteht·
In der Mikroskopie ist es häufig vorteilhaft,
daß die Zielmark« auf die Ebene des objektiven Bildes, d.h. auf die Brennebene des Okulars eingestellt ist.
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der Brennpunkt außerhalb befindet. Bei derartigen positiven Okularen sind jedoch die Korrekturen von
Abbildungsfehlern schwierig durchzuführen; aus diesem Grund werden ihnen häufig negative Okulare vorgezogen, die die Bedingung des sichtbaren Achromatismus
erfüllen und die Verwendung eines weiteren Feldes als die positiven Okulare gestatten; bei
einem negativen Okular befindet sich der Brennpunkt im Inneren.
Das auf Fig.3 dargestellte Mikroskop besitzt ein negatives Okular; der Brennpunkt.befindet.sich
bei A1B' zwischen den beiden Linsen 36 und 58 des
Okulars. Eine in einem zur optischen Achse des Mikroskops 30 senkrecht angeordneten Rohr 39 vorgesehene
holographische Vorrichtung besteht aus einer Quelle 12 kohärenten Lichts, einer einfachen Optik 14 und
einem Hologramm 16, auf dem die gewünschte Zielmarke aufgezeichnet ist· Das wiederhergestellte Bild der
Zielmarke wird über eine halbtransparente Platte in das Okular projiziert. Das vor dem Objektiv 32 aufgestellte,
beobachtet· Objekt AB wird Ton tintr Licht-
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quelle 31 beleuchtet. Sein Bild wird wie das der Zielmarke in A1B1 gebildet·
Fig· 4 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine Vorrichtung die aus einer VisierTorrichtung 42
und einer damit gekoppelten Vorrichtung 40 zur Hichtungseinstellung
besteht. Die Vorrichtung 40 enthält eine zusätzliche Visiervorrichtung 41» in deren optischen
Achse eine Quelle 12 kohärenten Lichts, eine einfache Optik 14 und ein Hologramm 16' vorgesehen ist,
auf dem zwei Bilder einer Zielmarke (Fadenkreuz) aufgezeichnet
sind. Die zusätzliche VisierTorrichtung 41 ist mit der VisierTorrichtung 42 fest rarbunden.
Da« Hologramm 16 liefert zwei Bilder 44, 46 des Fadenkreuzt·, die ziemlich weit, beispielsweise mehr
als 1 m, Toneinander entfernt sein können· Durch die
Mittelpunkte der Bilder dee Fadenkreuzes läuft ein·
Gerade D, Zum gleichzeitigen Anrieleren dieser Punkte
mit dtr zusätzlichen VisierTorrichtung 41 bringt man dieee Visiervorrichtung mit der Geraden D zum Fluchten·
Die mit der zusätzlichen Visiervorrichtung fest
Terbundene VisierTorrichtung 42 ist parallel zur selben
Geraden auegerichtet,
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Fig* 2 bis 4 zeigen lediglich Beispiele der Anwendung der Erfindung auf einige optische Instrumente.
Ebenso läßt sich die Erfindung auch auf andere optische Geräte entsprechend anwenden.
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Claims (9)
1. Optische Vorrichtung zur Bildung einer Zielmarke in eines optischen Gerät, gekennzeichnet durch
mindestens ein Hologramm (16') einer gewünschten Zielmarke, eine Quelle (12) kohärenten Lichts und einer
sehr einfachen Optik (14), mittels welcher ein holographisches Bild (24,26,44,46) dieser Zielmarke an der gewünschten Stelle der optischen Bahn in dem optischen Gerät (10,11,20,30,40) erzeugt werden kann·
mindestens ein Hologramm (16') einer gewünschten Zielmarke, eine Quelle (12) kohärenten Lichts und einer
sehr einfachen Optik (14), mittels welcher ein holographisches Bild (24,26,44,46) dieser Zielmarke an der gewünschten Stelle der optischen Bahn in dem optischen Gerät (10,11,20,30,40) erzeugt werden kann·
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie fluchtend mit der optischen Achse des optischen Gerätes (10,20,40) angeordnet ist·
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie senkrecht zur optischen Achse des optischen
Gerätes (11,30) angeordnet ist und daß das holographische Bild durch eine halbtransparente Platte (19,34)
in diese optische Achse projiziert ist·
4· Vorrichtung nach einem der Torhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Hologramm mehrere Bilder τοη Zielaarken enthält·
5· Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Bilder (44,46) ein und derselben Ziel-
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marke in verschiedenen Abständen auf einem einzigen Träger enthält.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere Hologramme
auf verschiedenen nahe beieinander angeordneten Trägern enthält·
7. Anwendung einer Vorrichtung gemäß Anspruch 2 auf ein optisches Gerät, dadurch gekennzeichnet,
daß die holographische Vorrichtung (12,14,16) ein Bild einer Zielmarke (24) in der Brennebene (26) erzeugt·
Θ. Anwendung einer Vorrichtung gemäß Anspruch 7
auf ein optisches Gerät mit einem Objektiv und einem negativen Okular, beispielsweise ein Mikroskop, dadurch
gekennzeichnet, daß eine halbtransparente Platte
(34) vorgesehen ist, die ein reelles holographisches Bild einer Zielmarke in der optischen Aohi· in
den Brennpunkt des Okular· (33*36,38) projiziert·
9. Anwendung einer Vorrichtung gemäß Anspruch 7 auf eine mit einer zusätzlichen Visiervorrichtung
(41) gekoppelte Visiervorrichtung (42)·
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Le e rs e i te
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