DE2110045C3

DE2110045C3 - Automatisch arbeitende Einrichtung zum Prüfen der Abbildungsgüte von Objektiven o.dgl

Info

Publication number: DE2110045C3
Application number: DE19712110045
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. Beck; Gottfried Dipl.-Ing. Patels; Franz Vrabec
Original assignee: HAUSER RAIMUND DDR
Current assignee: HAUSER RAIMUND DDR
Priority date: 1970-03-17
Filing date: 1971-03-03
Publication date: 1978-05-24
Also published as: DE2166890B2; DE2166890A1; DE2110045B2; DE2166890C3; DE2110045A1; AT316171B

Description

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Die Erfindung betrifft eine automatisch arbeitende Einrichtung zum Prüfen der Abbildungsgüte von Objektiven od. dgl. nach dem Oberbegriff des Patentan-Spruches 1.

Bei einer bekannten Prüfeinrichtung dieser Art (DE-AS 11 85 398) besteht die Testvorlage aus einer Trommel, auf der die Testbilder aufgebracht sind, die beim Rotieren der Trommel nacheinander auf einen Abtastspalt abgebildet werden, welcher die Meßfläche bildet. Diese Prüfeinrichtung erfordert wegen der mit konstanter Drehzahl anzutreibenden Trommel einen erheblichen apparativen Aufwand und ergibt pro Objektiv eine Prüfdauer, die von der Anzahl der Testbilder und der Drehzahl der Trommel abhängig ist. Auch ist eine gleichzeitige Auswertung der von den einzelnen Testbildern gelieferten Meßergebnisse nur mit großem schaltungstechnischem Aufwand möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Prüfeinrichtung so auszubilden, daß die Prüfdauer und der apparative Aufwand im Vergleich zu der bekannten Einrichtung verringert werden, ohne daß das Meßergebnis dadurch beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst Infolge der Anordnung der Testbilder mit den zugehörigen Positionierungsflächen innerhalb der Bildformatgrenze kann die Testvorlage drehunbeweglich gehaltert werden, da alle Testbilder gleichzeitig auf die Meßfläche projiziert werden, in der eine der Anzahl der Testbilder entsprechende Anzahl von Meßwandlern vorgesehen ist. Die Ausrichtung der Meßwandler mittels der Justiereinrichtung und des Verstellmotors stellt sicher, daß die Abbildungen der Testbilder immer auf dieselbe Stelle des zugehörigen Meßwandlers fallen, so daß ein einwandfreier Vergleich der Meßergebnisse möglich ist.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die wesentlichen Teile der Prüfeinrichtung in schematisch dargestellter Anordnung,

Fig.2 eine Schaltungsanordnung zur Stabilisierung der Helligkeit der Lichtquelle,

Fig. 3 eine Testvorlage mit mehreren Testbildern und zugehörigen Positionierungsflächen,

Fig.4 eine Meßanordnung mit den zugehörigen lichtelektrischen Wandlern, in schematischer Darstellung,

Fig. 5 eine Steuerschaltung für den Antrieb des Verstellmotors,

Fig.6 eine Schaltungsanordnung für den Meßwandler und einen Vergleichswandler der Meßanordnung nach F i g. 4,

F i g. 7 eine Kompensationsschaltung für die lichtelektrischer! Wandler der Meßanordnung nach F i g. 4,

Fig.8 eine Schaltungsanordnung des Auswertegerätes im Blockschaltbild,

Fig.9 eine abgewandelte Ausführungsform der Prüfeinrichtung nach F i g. 1 mit einer Sortiervorrichtung.

Die Prüfeinrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einer Beleuchtungseinrichtung 1 bis 7, einer Testvorlage 8, einem in einen Halter 10 eingelegten und zu prüfenden Objektiv 9, einer gesteuerten Fokussiereinrichtung 11 bis 13, einem Vorschaltobjektiv 14 zur Brennweitenkorrektur, in einer Meßfläche 16 angeordneten Meßstellen 17/1 — 17nund einem elektrischen Auswertegerät 18.

Die Beleuchtungseinrichtung 1 bis 7 enthält eine Lichtquelle 2 und hat die Aufgabe, die Testvorlage 8 gleichmäßig und zeitlich konstant zu beleuchten. Zu diesem Zweck muß der öffnungswinkel der Beleuchtungseinrichtung dem Typ der zu prüfenden Objektive angepaßt sein. Die Lichtquelle ist eine Lampe, der ein lichtelektrischer Wandler 3 zugeordnet ist, auf welchen ein Teil des Lichtes fällt. Der Wandler 3 ist eine Photodiode und in einem Spannungsregler 4 angeordnet, über den der Lampenstrom elektrisch so geregelt

wird, daß unabhängig von Netzspannungsschwankungen oder von Alterungserscheinungen der Lampe 2 die Photodiode 3 und damit auch die Testvorlage 8 konstant ausgeleuchtet werden.

Eine vorteilhafte Schaltung für einen derartigen Spannungsregler 4 zeigt Fig. 2. Bei dieser Anordnung liegt in Serie zur Lampe 2 eine Parallelschaltung aus einem ohmschen Widerstand 19 und einem Transistor 20. Der Widerstand 19 ist so ausgelegt, daß er gerade den kleinsten Lampenstrom aller möglichen Betriebsfäl- ,₀ Ie liefert. Durch Öffnen des zu diesem Widerstand 19 parallelliegenden Transistors 20 wird der Spannungsabfall an dieser Parallelschaltung verringert und damit jeweils so viel Strom hinzugeliefert, daß die Lampe 2 die Photodiode 3 immer mit konstanter Lichtstärke ,₅ beleuchtet. Der Transistor 20 wird über einen Regelverstärker 21 geöffnet oder gesperrt, wenn auf die Photodiode 3 aus irgendeinem Grunde weniger oder mehr Licht von der Lampe 2 auftrifft.

Die erforderliche Beleuchtungsstärke für im Meßfeld 16 an den einzelnen Meßstellen 17 befindliche lichtelektrische Wandler, die zweckmäßig in einem günstigen Arbeitsbereich betrieben werden sollen, bestimmt sich aus der Art dieser Wandler. Bei bekannter Projektionsentfernung, welche auf den zu prüfenden Objektivtyp abzustimmen ist, ist daher auch die notwendige Ausleuchtung der Testvorlage 8 gegeben. Da diese Ausleuchtung relativ hoch liegt, besonders wenn ein Interferenzfilter 6 zur Messung der Abbildungsqualität in einem kleinen Wellenlängenintervall eingefügt wird, vermeidet man thermische Einflüsse der Lampe 2 hoher Leistung auf die Testvorlage 8 und auf die Luft zwischen der Testvorlage 8 und dem zu prüfenden Objektiv 9 durch einen Kaltlichtspiegel 1, ein Wärmeschutzfilter 5 und einen stabförmigen Lichtleiter _3J

Die Testvorlage 8 (Fig.3) weist ein durchsichtiges Trägermaterial auf, auf dem eine der Anzahl π der Meßstellung 17 entsprechende Anzahl von Testbildern 22, im Ausführungsbeispiel Strichgitter, aufgebracht sind. Außer diesen Testbildern sind auf der Testvorlage 8 noch dunkle Positionierungsflächen 23 aufgebracht, die zur Steuerung einer Justierbewegung von Meßeinrichtungen dienen, die jeweils an den Meßstellen 17/1 — 17/n angeordnet sind. In dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind innerhalb der Bildformatgrenze 24 sieben Strichgitter 22 vorgesehen, die unabhängig voneinander meridional oder sagittal orientiert sein können.

Das zu prüfende Objektiv 9 erzeugt, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung des Vorschaltobjektivs 14, an der Meßfläche 16 ein vergrößertes Bild der Testvorlage 8. Der optische Vorsatz 14 dient dazu, bei Prüfung von Objektiven verschiedener Brennweite die Größe des Bildes der Testvorlage 8 an der Meßfläche 16 konstant zu halten, wenn die Projetionsentfernung nicht verändert wird. Es wäre aber auch möglich, die Meßfläche 16 in Richtung der optischen Achse verschiebbar auszubilden. Entsprechend der Anordnung der Strichgitter 22 auf der Testvorlage 8 sind in der Meßfläche 16 an den Meßstellen 17/1 —17/n Meßanordnungen so ange bracht, daß das Bild eines jeden der π Strichgitter 22 auf jeweils einen Meßwandler der π Meßanordnungen fällt

Eine solche Meßanordnung 25 zeigt Fig.4. Sie besteht aus einer Trägerplatte 25a, auf der ein Meßwandler 26, ein Vergleichswandler 27 und ein bis auf einen schmalen Spalt 28 abgedeckter Justierwandler 29 befestigt sind. Die Trägerplatte 25a ist in senkrechter Richtung zu Kontaktbahnen 30 des Meßwandlers 26 mittels eines Zahnrad- und Zahnstangentriebs 31 und eines Verstellmotors 32 antreibbar. Jede Meßanordnung 25 ist im Meßfeld 16 so orientiert, daß die Bilder 33 der Strichgitter 22 parallel zu den Kontaktbahnen 30 der Meßwandler 26 verlaufen, wobei die Abbildungen 34 dir Positionsierungsflächen 23 oberhalb der Meßwandler 26 jeweils den Spalt 28 des zugehörigen Justierwandlers 29 bei richtiger Justierung teilweise abdecken. Die Justierung wird automatisch durch entsprechendes Bewegen jeder Trägerplatte 25a so durchgeführt, daß der Spalt 28 des Justierwandlers 29 genau an die Hell-Dunkel-Kante 35 der Abbildung 34 der Positionnierungsfläche 23 herangeführt wird. Durch dieses Justieren wird gesichert, daß die Strichgitter 22 bei jedem zu prüfenden Testobjektiv siets auf dieselbe Stelle des Meßwandlers 26 fallen, so daß Meßfelder durch zufällige Ungleichmäßigkeiten in der Struktur des jeweiligen Meßwandlers 26 ausgeschlossen sind. Damit der Verstellmotor 32 nach Abschalten seines Speisestromes durch den Justierwandler 29 nicht trägheitsbedingt weiterläuft, ist der Verstellmotor 32 so geschaltet, daß er nach dem Abschalten durch den Justierwandler

29 kurzgeschlossen wird. Ferner ist zu berücksichtigten, daß infolge von Zentrierfehlern bzw. von Toleranzen in den Passungen der zu prüfenden Objektive die Bilder 33 der Strichgruppen 22 an der Meßfläche 16 in ihrer Lage zu den Meßwandlern 26 auch Abweichungen nach oben oder unten (bezogen auf F i g. 4) aufweisen können. Um zu vermeiden, daß infolge solcher Abweichungen ein Meßwandler vom Bild 33 der Strichgitter überhaupt nicht beaufschlagt wird, haben die Striche der Strichgitter 22 auf der Testvorlage 8 eine solche Länge, daß auch bei großen Abweichungen in Sirichrichtung die Bilder 33 noch auf die Meßwandler 26 gelangen. In den Richtungen senkrecht zu den Strichen der Strichgruppen 22 bzw. senkrecht zu den Kontaktbahnen

30 der Meßwandler 26 können alle Meßanordnungen 25 unabhängig voneinander justiert werden. Wie erwähnt, wird zu diesem Zweck bei jeder Meßstelle 17 die Trägerplatte 25a so lange in der einen oder anderen Richtung verschoben, bis der Spalt 28 des Justierwandlers 29 auf der Hell-Dunkel-Kante 35 des Bildes 34 der Positionsierungsfläche 23 steht. Die Verschieberichtung der Meßanordnung 25 hängt davon ab, ob der Justierwandler 29 vom Licht der Lampe 2 (F i g. 1) oder vom dunklen Feld 34 beaufschlagt wird. Durch entsprechende Anordnung der Wandler auf der Trägerplatte 25a muß gewährleistet sein, daß das Bild 33 des Strichgitters 22 voll auf den Meßwandler 26 fallen kann, wobei zweckmäßig von den Kontaktbahnen 30 bis zu den Rändern des Bildes 33 jeweils gleiche Abstände einzuhalten sind. Durch ausreichende Länge der Striche der Strichgitter 22 und durch Vorgabe einer ausreichend großen Bewegungsfreiheit für die Meßanordnungen 25 ist damit sichergestellt, daß bei jeder Messung die Bilder 33 der Strichgruppen 22 immer auf dieselben Stellen der zugehörigen Meßwandler 26 fallen. Das Justieren der Meßanordnungen 25 geschieht automatisch, sobald die Abbildung der Testvorlage 8 in der Bildebene der Meßfläche 16 scharf vorliegt

Fig.5 zeigt das Schaltschema einer möglichen Ausführung einer Steuerschaltung für das Justieren der Meßanordnungen 25. Die Steuerschaltung enthält einen Schwellwertschalter 36, an den ein Inverter 37 und eine Kippschaltung 39 angeschlossen sind, die über Torschaltungen 38 und 38' eine Transistor-Brückenschaltung steuern, in deren Diagonalzweig der Versteilmotor 32

liegt. Zunächst sei angenommen, daß der Ausgang Qder Kippschaltung 39 logisch O-Potcntial führt. In diesem Fall ist das Potential an den Ausgängen der Oder-Torschaltung 38' über den Inverter 37 invertierend mit dem Ausgang des Schwellwertschalters 36 verbunden. Der Schwellwertschalter ist vorteilhaft als Schmitt-Trigger ausgebildet. Die Torschaltungen 38 und 38' führen daher stets einander entgegengesetztes logisches Potential. Das gleiche gilt für die Ausgänge dieser Oder-Torschaltungen. Wenn der Ausgang des Schwellwertschalters 36 logisch O-Potential führt, so ist an beiden Eingängen der Oder-Torschaltung 38 logisch O-Potential vorhanden und es führt daher auch der Ausgang O-Potential; an den Eingängen der Oder-Torschaltung 38' erscheint dagegen einerseits vom Inverter 37 her logisch L-Potential, andererseits von der Kippschaltung 39 her O-Potential, so daß im Gegensatz zum Ausgangspotential der Torschaltung 38 der Ausgang der Torschaltung 38' in diesem Zustand logisch L-Potential führt. Von den Ausgängen der beiden Torschaltungen werden die Transistoren 40, 40', 41 und 41' der Transistorbrücke angesteuert. Unter den genannten Voraussetzungen sind die Transistoren 40 und 40' offen und die Transistoren 41 und 4Γ gesperrt. Der Verstellmotor 32 wird von der an der anderen Brückendiagonalen anliegenden Spannung gespeist und läuft in einer bestimmten Richtung. Steht dagegen am Ausgang des Schwellwertschalters 36 logisch L-Potential, so ist die Potentialverteilung an den Ausgängen der Oder-Torschaltungen 38, 38' genau entgegengesetzt. Dann sind die Transistoren 41, 41' offen und die Transistoren 40, 40' gesperrt, und die Drehrichtung des Verstellmotors 32 ist umgekehrt. Das Ausgangspotential des Schwellwertschalters 36 bestimmt daher die Drehrichtung des Verstellmotors 32, wenn am Ausgang der Kippschaltung 39, wie bisher vorausgesetzt, logisch O-Potential liegt.

Das Ausgangspotential des Schwellwertschalters 36 hängt davon ab, ob die zugeführte Eingangsspannung einen bestimmten Schwellwert überschritten hat oder nicht. Diese Eingangsspannung wird bestimmt durch einen Spannungsteiler, der aus einem ohmschen Widerstand 4 und dem als Photowiderstand ausgebildeten Justierwandler 29 besteht. Fällt auf den Justierwandler die volle Beleuchtung, so ist dessen Widerstand klein und ebenso die an ihm abfallende Spannung, welche in diesem Fall unter der Schwellwertspannung des Schwellwertschalters 36 liegt. Am Ausgang des Schwellwertschalters 36 erscheint dann z. B. logisch O-Potential. Ist der Spalt 28 (F i g. 4) des Justierwandlers 29 aber vom Bild 34 der Positionierungsfläche 23 abgedeckt, so ist der elektrische Widerstand und damit der Spannungsabfall am Justierwandler 29 groß und liegt nun über dem Schwellwert des Schwellwertschalters 36, so daß an dessen Ausgang logisch L-Potential erscheint Da,wie beschrieben, die Drehrichtung des Verstellmotors 32 vom Ausgangspotential des Schwellwertschalters 36 bestimmt wird, ist die Drehrichtung davon abhängig, ob der Spalt 28 des Justierwandlers 29 voll beleuchtet oder abgedeckt ist Der Verstellmotor 32 ist selbstverständlich so gepolt, daß die Meßanordnung 25 bzw. der Spalt 28 jeweils in Richtung auf die zugehörige Hell-Dunkel-Kante 35 bewegt wird. Wenn die Kante 35 über den Spalt 28 hinwegläuft, ändert sich das Ausgangspotential des 6s Schwellwertschalters 36. Der auftretende Spannungssprung triggert über einen Kondensator 43 die Kippschaltung 39, welche nun am Ausgang Q logisch L-Potential führt. Daher ist auch das Ausgangspotential beider Oder-Torschaltungen 38 und 38' logisch L-Potential, und es sind nun die Transistoren 40 und 41' offen und die Transistoren 40' und 41 dagegen gesperrt (Kurzschluß). Der Verstellmotor 32 erhält keine Spannung und steht still. Damit ist gewährleistet, daß der Verstellmotor 32 und dadurch auch die Meßanordnung stillgesetzt werden, unmittelbar nachdem der Spalt 28 die Hell-Dunkel-Kante 35 erreicht. Bei jeder weiteren Messung wird nach dem Scharfstellen des Bildes der Testvorlage 8 die Kippschaltung 39 durch einen zu erzeugenden Spannungssprung an einer Klemme 42 in ihre ursprüngliche, logisch O-Potential am Ausgang Q führende Lage zurückgekippt, und das Justieren beginnt automatisch von neuem.

Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6 sind die beiden zur Messung des Kontrastes des Strichgitterbildes 33 bei jeder Meßanordnung vorhandenen Wandler 26 und 27 mit zwei ohmschen, veränderbaren Widerständen 44 und 45 in bekannter Weise zu einer Gleichstrombrükkenschaltung 49 vereinigt. Die Brücke ist abgeglichen (Ub=O), wenn kein Bild auf den Meßwiderstand 26 fällt, z. B. bei totaler Defokussierung des Bildes. Bei der Projektion des Testbildes steigt die Brückenspannung Ub an, weil die dunklen Striche des Testbildes auf der Fläche des Meßwandlers 26 erscheinen. Die Brückenspannung Ub ist vom Kontrast des Strichgruppenbildes 33 abhängig und um so größer, je größer der Kontrast des Bildes ist. Verändert sich die Gesamtausleuchtung der Testvorlage oder die mittlere Beleuchtungsstärke des Testbildes in der Bildebene der Meßfläche 16, so bleibt die Brückenspannung Ub trotzdem unverändert, da derartige Änderungen durch den Vergleichswandler 27 berücksichtigt werden. Es wird daher tatsächlich nur der Kontrast des Bildes 33 des Strichgitters 22 gemessen.

Voraussetzung für diese Wirkungsweise ist, daß Meßwandler 26 und Vergleichswandler 27 in dem bei den Messungen vorkommenden Beleuchtungsstärkeintervall gleiche Steilheiten γ der Beleuchtungsstärke-Widerstandscharakteristik haben. Eine entsprechende Auswahl ist aber oft nicht möglich. Um den Beleuchtungsstärkebereich zu vergrößern, in dem die Brückenschaltung für die erforderliche Meßgenauigkeit ausreichend gut funktioniert, ist eine Kompensationsschaltung vorgesehen. Diese Schaltung enthält gemäß Fig.7 Widerstände 47 und 48, die zu demjenigen Wandler in Serie und/oder in Reihe geschaltet werden, der betragsmäßig die größere Steilheit γ besitzt. Durch sorgfältigen Abgleich der einstellbaren Widerstände 47 und 48 läßt sich die Steilheit der Beleuchtungsstärke-Widerstandscharakteristik so vermindern, daß sie in einem relativ großen und für die Messung ausreichenden Beleuchtungsstärkebereich mit der geringeren Steilheit des jeweils anderen Wandlers übereinstimmt, wodurch in diesem Bereich ein genauer Ausgleich von Schwankungen der Beleuchtungsstärke erreicht wird.

Die nach der Projektion der Testvorlage 8 auf die Meßanordnungen 25 in den π Brückenschaltungen auftretenden Spannungen Ub sind ein Maß für die Kontraste der Testbilder 33 an der Meßfläche 16. Man bekommt daher zunächst als Prüfungsresultat η Kontrastwerte, die in analoger Form als η elektrische Spannungen dargestellt sind. Als Prüfungsresultat wäre aber eine Einteilung der Prüflinge in diskrete Klassen von Vorteil, besonders bei der Prüfung von großen Stückzahlen. Um dies zu ermöglichen, wird für jede der Meßstellen 17/1—YlIn bei gegebener Raumfrequenz

des zugehörigen Strichgitters 22 ein Kontrastwert vorbestimmt, den das Objektiv bei der Abbildung einhalten muß, um als brauchbar angesehen zu werden. Da die Kontraste als Spannungen dargestellt werden, entspricht dem für ein brauchbares Objektiv einzuhal- s tenden Kontrastwert jeder Meßstelle auch ein bestimmter Spannungswert Up, welcher von Meßstelle zu Meßstelle verschieden sein kann. Diese Spannungswerte Up sind für jede Meßstelle ζ. Β. durch einen einstellbaren Spannungsteiler (vgl. Fig. 8) realisierbar. Um nun bei jeder Meüstelle 17/1 —17/n entscheiden zu können, ob die Abbildungsleistung jeweils ausreicht oder nicht, ist für jede Meßstelle ein Spannungsvergleich zwischen der vorgegebenen Spannung U_p und der sich bei der Projektion der Testvorlage 8 einstellenden Brückenspannung Ui. notwendig. Ist die Brückenspannung Ub bei einer Meßstelle größer als die Vergleichsspannung Up, so kann eine Anzeige ausgelöst werden, die angibt, daß für diese Meßstelle der Kontrast ausreichend ist. Ist dagegen die Meßspannung Ub ίο kleiner als die vorgegebene Spannung Up, so muß angezeigt werden, daß das geprüfte Objektiv an dieser Stelle die geforderte Abbildungsgüte nicht hat. Da mehrere Meßstellen in der Meßfläche vorhanden sind, ist es außerdem noch notwendig, die von jeder der Meßstellen gelieferten Entscheidungen »gut« (U_b > U_p) bzw. »schlecht« (U_b < U_p) zu einer Gesamtaussage vigut« oder »schlecht« zusammenzusetzen. Das ist auf verschiedene Arten möglich. Am besten ist es, daß die Gesamtaussage »schlecht« dann angezeigt wird, wenn _J0 mindestens eine Meßstelle die Aussage »schlecht« liefert. »Gut« als Gesamtaussage soll daher nur dann auftreten, wenn jede Meßstelle die Einzelaussage »gut« liefert.

Eine mögliche Ausführung einer solchen Analog-Digital-Umsetzung zeigt Fig.8. Von den Brückenschaltungen 49/1— 49/π der Meßanordnungen 25 gelangen die den Kontrastmessungen entsprechenden Brückenspannungen Ub\ bis Ubn an die nichtinvertierenden Eingänge von Vergleicherschaltungen, die als Operationsverstärker 51/1—51/n ausgebildet sind. Die für jede Meßstelle vorgegebenen Kontrast-Mindestwerte werden als Sollwert in Form von Spannungen U_p\ bis Up_n, welche durch Potentiometer 50/1—50//J unabhängig voneinander gewählt werden können, an die invertierenden Eingänge der Operationsverstärker 51/1 —51/n gelegt. Hat der Kontrast der /-ten Meßitelle den Sollwert zumindest erreicht ft/«> U_pl), so liegt am Ausgang des Operationsverstärkers 51// positives Potential, welches bei positiver Logik dem logischen L-Potential entspricht. Ist dagegen £/*,< U_pi, so führt der Operationsverstärker 51// am Ausgang negatives Potential, was den. logischen O-Potential entspricht. Diese Ausgangspotentiale der Operationsverstärker 51 werden in einer Und-Torschaltung 52 zusammengefaßt. Die Und-Torschaltung 52 führt am Ausgang logisch L-Potential, wenn alle Eingänge L-Potential führen, also wenn bei jeder Meßstelle die Abbildungsgüte ausreichend ist Liefert aber mindestens eine Meßstelle O-Potential, so führt auch der Ausgang der Und-Torschaltung 52 logisch O-Potential. Der Gesamtaussage »gut« entspricht daher L-Potential am Ausgang der Und-Torschaltung 52, der Gesamtaussage »schlecht« dagegen O-Potential. Damit kann eine optische Anzeige gesteuert werden. Zu diesem Zweck werden gemäß F i g. 8 mit dem Ausgangspotential der Torschaltung 52 zwei als Emitterfolger geschaltete Schalttransistoren 53 und 54 angesteuert, welche zueinander komplementär sind. Führt der Ausgang der Torschaltung 52 logisch L-Potential, also positives Potential, so ist der Transistor 53 offen und der Transistor 54 grspcirt. Daher leuchtet nur eine dem Transistor 53 nachgeschaltete Anzeigelampe 55, welche »gute« Objektive anzeigt. Ist das Ausgangspotential dagegen 0, so sperrt der Transistor 53, und der Transistor 54 ist offen, so daß cine Anzeigelampe 56 aufleuchtet, welche »schlechte« Objektive anzeigt. Bei vollautomatischem Betrieb der Einrichtung kann mit dem Ausgangspotential der Und-Torschaltung 52 eine Sortiervorrichtung gesteuert werden (vgl. F i g. 9). Es kann aber auch eine Markiervorrichtung vorgesehen sein, die, gesteuert von der Und-Torschaltang 52, alle guten oder auch alle schlechten Objektive kennzeichnet.

Bei der Prinzipanordnung nach F i g. 1 ist vorgesehen, daß zum Ausgleich verschiedener Brennweiten bei verschiedenen zu prüfenden Objektivtypen ein Vorschaltobjektiv 14 verwendet wird, durch welches das Bildfeld des Objektivs 9 an die Meßfcldgröße angepaßt wird. Hierfür muß das Objektiv 14 von besonoers hoher Qualität sein, da andernfalls Fehlmessungen entstünden. Diese Fehlerquelle kann zwar dadurch beseitigt werden, daß der Abstand der Meßfläche 16 oder auch der Testvorlage 8 von dem Objektiv 9 variabel ist. Es ergeben sich aber bei in Richtung der optischen Achse 15 verschiebbarer Testvorlage 8 Schwierigkeiten bezüglich der Einhaltung einer genauen Justierung in der Bildebene, und das Verschieben der Meßfläche 16 ist umständlich, weil dabei Stromanschlüsse mit verschoben werden müssen. In Fig.9 ist eine Einrichtung dargestellt, bei der diese Nachteile vermieden sind und die überdies einfach und platzsparend aufgebaut ist. Als Beleuchtungseinrichtung kann die in F i g. 1 dargestellte Einrichtung verwendet werden.

An einer Förderkette 85 sind Halter 86 für zu prüfende Objektive 9a, 9/> usw. angeordnet. Die Kette 85 wird durch einen nicht dargestellten Antrieb schrittweise oberhalb der Meßfläche 16 bewegt, die bei dieser Anordnung eine Öffnung 87 hat. Mittels der Kette wird jeweils eines der Testobjektive vor die Öffnung 87 in der ortsfest angeordneten Meßfläche 16 gebracht, die unmittelbar vor dem jeweils zu prüfenden Objektiv angeordnet ist. An der von dem Objektiv 9a abgekehrten Seite sind an der Meßfläche 16 die Meßstellen 17 vorgesehen, die im wesentlichen in gleicher Weise wie in F i g. 1 dargestellt angeordnet sein können, mit dem Unterschied, daß anstelle der Meßstelle 17/1 die Öffnung 87 vorgesehen ist. Durch diese Öffnung hindurch wird das durch das Testobjektiv 9a projizierte Licht auf einen Spiegel 89 geworfen, der das Licht auf die Meßfläche 16 reflektiert. Zur Anpassung des von verschiedenen zu prüfenden Objektivtypen entworfenen Bildfeldes an die Größe der Meßfläche ist der Spiegel 89 an Säulen 90 und 91 entlang verschiebbar. Infolge der Verwendung des Spiegels 89 wird die zur Anpassung des Bildfeldes an die Größe der Meßfläche nötige Verschiebung im Vergleich zu einer Verschiebung der Meßfläche selbst auf die Hälfte reduziert, wodurch sich eine Verringerung der Bauhöhe ergibt Überdies können wegen der ortsfesten Lage der Meßfläche die Stromzuführungen zu den Meßanordnungen starr ausgebildet werden. Die Möglichkeit von Meßfehlern wird bei dieser Anordnung auf ein Minimum reduziert

Um eine kostspielige und genaue Ausführung der Spiegelhalterung zu vermeiden, ist der Spiegel 89 schwimmend in einer Wanne 92 mittels Schwimmern 93

gelagert, so daß seine parallele Lage zur Meßfläche gesichert ist. Als Flüssigkeit für die Lagerung des Spiegels 89 kommt öl, gegebenenfalls aber auch Quecksilber in Frage. Anstelle einer schwimmenden Lagerung des Spiegels 89 könnte aber auch eine andere Stabilisiereinrichtung vorgesehen sein.

Nach Durchführung der Messungen wird das jeweils geprüfte Objektiv aus seinem Halter automatisch abgenommen und gelangt auf eine schräge Förderbahn 94. Innerhalb der Förderbahn 94 ist an einer Gabelung eine Weiche 95 vorgesehen. Diese Weiche 95 wird beispielsweise von der Und-Torschaltung 52 (Fig.8) gesteuert, so daß die geprüften Objektive je nach der Ausgangsspannung dieser Torschaltung in die eine oder andere Bahn 94a oder 94b gelenkt werden. Auf diese Weise kann eine vollautomatische Qualitätsbestimmung von Objektiven mit Sortierung der geprüften Objektive erzielt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.9 muß die Steuereinrichtung die Weiche 95 um zwei Objektive verzögert schalten. Es ist jedoch auch leicht möglich, die Bahn 94 so nahe an der Meßstelle bzw. am Objektivhalter anzuordnen, daß eine Verzögerungseinrichtung entfallen kann.

Es sei erwähnt, daß zur Messung der Abbildungsgüte von Objektiven ein Fokussieren nicht unbedingt erforderlich ist. Beispielsweise kann für Wechselobjektive von Kameras gefordert sein, daß diese Objektive beim Einsetzen in einen bestimmten Halter fokussiert sind, was durch das Meßergebnis feststellbar sein soll. In einem solchen Falle wäre ein Fokussieren, beispielsweise mittels des Motors 12, sogar unerwünscht, da sonst die Einhaltung der gestellten Forderung nicht überprüft werden könnte.

Es kann auch vorteilhaft sein, die Meßergebnisse jeder einzelnen Meßanordnung 25 von der zugehörigen Brückenschaltung 49 jeweils einer besonderen Anzeigeeinrichtung zuzuführen.

Diese voneinander getrennten Anzeigeeinrichtungen können dann in einem der Meßfläche 16 nachgebildeten Anzeigefeld vorgesehen sein, wobei aus der Gruppierung der »gut« und der »schlecht« anzeigenden Meßeinrichtungen auf die dem Testobjektiv anhaftenden Fehler geschlossen werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Automatisch arbeitende Einrichtung zum Prüfen der Abbildungsgüte von Objektiven od. dgl, bei der von einer Lichtquelle ausgesandtes Licht durch eine Testbilder aufweisende Testvorlage und das von einem Halter gehaltene zu prüfende Objektiv hindurch auf eine Meßfläche geworfen wird, die eine lichtelektrische Wandlereinrichtung ·° aufweist, mit einem elektrischen Auswertegerät, dadurch gekennzeichnet, daß die Testvorlage (8) drehunbeweglich gehaltert ist und die Testbilder (22) mit zugehörigen Positionierungsflächen (23) innerhalb der Bildformatgrenze (24) liegen, '5 daß die lichtelektrische Wandleranordnung eine der Anzahl der Testbilder (22) entsprechende Anzahl von Meßwandlern (26) aufweist, die jeweils an einer Meßanordnung (25) angebracht und einem der Testbilder (22) zugeordnet sind, und daß zum »> Ausrichten der Meßwandler (26) auf die Abbildung (33) der zugehörigen Testbilder (22) an jeder Meßanordnung (25) eine Justiereinrichtung angebracht ist, die einen von der Abbildung (35) der Positionierungsfläche (23) beaufschlagbaren Justier- *S wandler (29) aufweist, der über eine Steuereinrichtung (36 bis 43) einen mit der Meßanordnung (25) antriebsverbundenen Verstellmotor (32) so steuert, daß der Meßwandler (26) in seine vorbestimmte Lage bezüglich der Abbildung (33) des Testbildes (22) gelangt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Justierwandler (29) von einer Begrenzungskante (35) der Abbildung (34) der zugehörigen Positionierungsfläche (23) beaufschlagt und mittels des Verstellmotors (32) genau an die Begrenzungskante (35) herangeführt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Mcßwandler (26) projizierten Abbildungen (33) der Testbilder (22) in einer Richtung größer als der zugehörige Meßwandler (26) sind, der relativ zu der Testbild-Abbildung (33) senkrecht zu dieser Richtung verschiebbar ist.

4. Einrichtung nach einein der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Justierwandler (29) angeschlossene Schalteinrichtung (36 bis 43) zwei invers gesteuerte Oder-Torschaltungen (38 und 38') aufweist, an die der Verstellmotor (32) angeschlossen ist, und die vom Justierwandler (29) über einen Schwellwertschalter (36) und eine Kippschaltung (39) gesteuert sind, die an zwei parallelgeschaltete Eingänge der beiden Oder-Torschaltungen (38 und 38') angeschlossen ist, und daß jeweils der andere Eingang der einen Torschaltung (38) direkt und der anderen Torschaltung (38') -^r>5 invertierend an den Ausgang des Schwellwertschalters (36) angeschlossen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (32) im Diagonalzweig einer Brückenschaltung liegt, die aus Schalttransisto- *> ren (40,40', 41 und 41') besteht, deren Steuereingänge von den Ausgängen der beiden Torschaltungen (38 und 38') paarweise gegensinnig beaufschlagt werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (36) als Schmitt-Trigger ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Justierwandler (29) zusammen mit einem Festwiderstand (4) als Spannungsteiler geschaltet ist, und daß der Schwellwertschalter (36) an den den Justierwandler (29) enthaltenden Zweig des Spannungsteilers (4, 29) angeschlossen ist

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Meßwandler (26) ein Vergleichswandler (27) zugeordnet ist, der von dem durch das zu prüfende Objektiv (9) hindurch auf die Meßfläche (16) geworfenen Licht beaufschlagt wird, und daß die Differenz der Meßwerte der beidenWandler zur Erzeugung eines Prüfsignals ausgewertet wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwandler (26) und der zugehörige Vergleichswandler (27) in einer Wheatstoneschen Brücke angeordnet sind, deren Diagonalspannung (U_b) zur Erzeugung des Prüfsignals ausgewertet wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kenngrößen der beiden Wandler (26 und 27) im Meßbereich durch eine Kompensationsschaltung (47, 48) aneinander angeglichen sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsschaltung aus veränderbaren Widerständen (47 und 48) besteht, die zu einem der beiden Wandler (26; 27) parallel und/oder in Serie geschaltet sind.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Meßanordnung (25) als auswechselbare bauliche Einheit ausgebildet ist, die mittels Steckverbindern od. dgl. an das elektrische Auswertegerät (18) anzuschließen ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsschaltungen (47, 48) der Meßanordnungen (25) auswechselbar und zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt sind.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsschaltungen (47,48) als gedruckte Schaltungen ausgeführt sind.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Auswertegerät (18) pro Meßanordnung (25) eine Vergleicherschaltung (51) aufweist, der ein Sollwert (Up) und der Meßwert (U_b) zugeführt werden, und deren Ausgangsgröße als Prüfsignal dient.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicherschaltung (51) ein Operationsverstärker ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Auswertegerät (18) eine Und-Torschaltung (52) enthält, die eine der Anzahl der Meßanordnungen (25) entsprechende Anzahl von Eingängen aufweist, denen die von den Meßanordnungen (25) erzeugten Prüfsignale gleichzeitig zugeführt werden, und daß an den Ausgang der Und-Torschaltung (52) eine Anzeigeeinrichtung (53 bis 56) und/oder eine Steuereinrichtung zur Auswahl der geprüften Objektive (9) in Abhängigkeit von deren Abbildungsgüte angeschlossen ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung zwei komplementäre Schalttransistoren (53 und 54) enthält, deren Steuerelektroden parallel geschaltet

und an den Ausgang der Und-Torschaltung (52) angeschlossen sind, und in deren Ausgangskreisen je eine Anzeigelampe (54 bzw. 55) liegt

19. Einrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinrichtung eine Weiche (95) zugeordnet ist, die in einer Förderbahn (94) für die geprüften Objektive (9) liegt.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Meßanordnung (25) eine optische Anzeigeeinrichtung zugeordnet ist, die in einer der Meßfläche (16) nachgebildeten Anzeigefläche in Obereinstimmung mit der Anordnung des zugehörigen Testbildes (22) angeordnet ist.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die vor dem Objektiv- >5 halter (10) befindliche Lichtquelle (2) mit einer geregelten Spannung gespeist wird, die über einen Spannungsregler (4) gewonnen wird, der einen von einem Teilstrahl der Lichtquelle (2) beaufschlagten lichtelektrischen Wandler (3) enthält. *o

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle (2) und dem Objektivhalter (10) ein Lichtleiter (7) angeordnet ist.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Objektivhalter (10) und der Meßfläche (16) ein Vorschaltobjektiv (14) auswechselbar angeordnet ist.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfläche (16) in Richtung der optischen Achse (15) des Meßsysüms verschiebbar ist.

25. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnungen (25) zur Anpassung an verschiedene Azimutwinkel drehbar sind.

26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das durch das Objektiv (9) fallende Licht über einen Spiegel (89) auf die Meßfläche(16) projiziert wird.

27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfläche (16) zwischen dem Objektivhalter (10) und dem Spiegel (89) angeordnet ist und eine im Strahlengang des Objektivs (9) befindliche öffnung (87) aufweist, und 4S daß die lichtelektrische Wandleranordnung (26, 27, 29) an der vom Objektivhalter (10) abgekehrten Seite der Meßfläche (16) vorgesehen ist.

28. Einrichtung nach Anspruch 25 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (89) in Richtung der lotrecht verlaufenden optischen Achse des Meßsystems verstellbar und auf einer Flüssigkeit schwimmend gelagert ist.