DE2312029C3

DE2312029C3 -

Info

Publication number: DE2312029C3
Application number: DE2312029A
Authority: DE
Inventors: Nils Robert Dahr Johanneshov Aaslund (Schweden)
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 1972-03-27
Filing date: 1973-03-10
Publication date: 1975-10-16
Also published as: DE2312029A1; FR2177997A1; US3829222A; SE354360B; FR2177997B1; GB1429536A; DE2312029B2

Description

Jede uneDcinitiiui.1 _v. _o--r- _u*-u _»

zu Fehlern bei den gerade gemessenen Lichtubertra- ^ngswerten. Aus diesem Grunde muß jede Uneben-Su dadurch kompensiert werden daß man den Uchtsrahl entsprechend fokussiert. Um die Fokussierung nachzuregeln, d. h. das Objekt der photographiscßn Platte in der Bildebene scharf zu stellen, ,st es erforderlich, eine Linse oder aber den Spalt entlang der optischen Achse des Strahles zu bewegen. Auf Grund mechanischer Unvollkommenheiten, die bei der Nachstellung der Linse und des Spaltes n.ch vermTeden werden können, ergeben sich zwanglaufig se Siehe Verschiebungen, die bezüglich nachfolgender Me sungen aber genau so schädlich sind wie seitliche Bewegungen der photograph.schen Platte. Solche Fehlei können bei wissenschaftlichen Messungen, deren Genauigkeit in der Größenordnung von 1 Mikrometer liegen, nicht toleriert werden.

Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, diese Nachfeile einer solchen bekannten Vorrichtung zu be-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur photoelektrischen Untersuchung von photographischen Platten, mit einem ersten Lichtweg, der die zu untersuchende Platte auf einem Spalt abbildet und der Einrichtungen zur periodischen Verschiebung des in der Spaltebene erzeugten Bildes bezüglich des Spalts sowie eine hinter dem Spalt angeordnete photoelektrische Wandlereinrichtung enthält, mit einem zweiten Lichtweg, der eine in dem zweiten Lichtweg angeordnete Meßmarke ebenfalls auf den Spalt abbildet und der mittels einer Lichtteileranordnung vor den Einrichtungen zur periodischen Verschiebung mit dem ersten Lichtweg zusammengeführt ist, mit Einrichtungen zur unterschiedlichen Beeinflussung der spektralen Zusammensetzung des Lichts in den beiden Lichtwegen, und einer Fokussiereinrichtung zum Nachfokussieren des Bildes der Platte in der Ebene des Spaltes.

Solche vorbekannten Untersuchungsvorrichtungen (L'onde electrique, t. XLIV, No. 446, Mai 1964, S. bis 588) verwenden zwei sehr schnell und periodisch arbeitende Abtastvorrichtungen, von denen die eine in der A'-Richtung und die andere in der V-Richtung arbeitet. Die Fläche, der photographischen Platte, in der ein zu analysierendes Objekt liegt, wird in einer Folge von Abtastvorgängen überprüft. Dabei erfolgt die Abtastung auf Linien oder sehr schmalen Streifen, die mit gleichen Abständen nebeneinander liegen und sich in Abtastrichtung erstrecken. Da die ihreLösung findet diese Aufgabe in der erfindungsgemäßen Untersuchungsvorrichtung mit den im Anspruch gekennzeichneten Merkmalen

Dadurch, daß nun gemäß einer ersten Merkmalseruope der vorliegenden Erfindung die Meßmarke einen transparenten Sektor, der von zwei sich unter einem rechten Winkel schneidenden Kanten begrenzt ist und außerhalb des Sektors eine matrixförmige Ano.dnung von transparenten, flächenmaßig im Vergleich zum Sektor kleiner und jeweils gleich weit voneinander entfernter Quadrate aufweist, deren Reihen und Spalten parallel zu jeweils einer der Sektorkanten ausgerichtet sind, entsteht ein Bild des zu untersuchenden Objektes überlagert mit der Quadratnetz-Meßmarke, die einen in X- und ^-Richtungen geteilten Maßstab abgibt, den man in fester Relativlage auf die Platte aufgelegt hat. Dadurch, daß gemäß dem verbleibenden kennzeichnenden Merkmal des Anspruches die Fokussiereinrichtung Mittel zur Veränderung der Lage des Spaltes entlang der Richtung des einfallenden Lichtes aufweist, ergibt sich, daß die Rechtecke der Meßmarke - oder im Äquivalent gesprochen - die einzelnen Linien des Meßstabes nicht seitlich bezüglich des Objektes verschoben werder können. Ohne diese Maßnahme würden sonst zwangläufig Relativverschiebungen auftreten, da im Laufe einer Untersuchung auf eine fokussierende Nachstel lung nicht verzichtet werden kann.

Anhand der Zeichnungen wird im folgenden eint bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bei spielsweise veranschaulicht.
In den Zeichnungen zeigt
F i g 1 eine schematische perspektivische Ansich einer Vorrichtung zur photoelektrischen Untersu chung von photographischen Platten,

F i g. 2 Darstellungen eines abgetasteten, auf einen Projektionsschirm wiedergegebenen Objektes un deren zugehörige in der Vorrichtung erzeugte Signale Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der in der Vornch tung verwendeten Meßmarken und

Fig. 4 das von den Meßmarken erzeugte elektr

sehe Signal.

Die Fig. 1 zeigt eiren ersten StrahlengangM, de

von einer Gleichstromlampe 1 durch eine photogra- den beiden Detektoren 2I_x und 21 kann man somit

phische Platte 2 zu einer Detektoranordnung 3 mit ei- die Lichtverteilung des im Augenblick vor der opti-

nem Spalt 4 führt, in dessen Ebene der beleuchtete sehen Achse des Systems liegenden Punktes auf der

Teil der Platte 2 abgebildet wird Platte 2 in Quer- und Höhenrichtung erfassen.

Die auf der PJatte enthaltene Information kann bei- 5 Um das so erhaltene Intensitätssignal zu eichen,

spielsweise ein Spektrum mit Linien 5 sein, die sorg- kann die Vorrichtung mit einem optische- Sezugska-

fältig studiert werden sollen, um die Lichtinteiisitäts- nal versehen sein, zu dem ein im Strahlenpfad M an-

verteilung und auch die Relativlage der Spektraliinien geordneter Zerhacker 23 gehört. Dieser Zerhacker

zu bestimmen. Es kann sich aber auch um beliebige 23 hat eine mit optischen Lichtleiterführungen 25 und

andere Arten photographischer Aufzeichnungen han- « 26 zusammenarbeitende kleine Öffnung 24. Während

dein, die aus Punkten, Linien oder sonstigen Bildele- eines kurzen Intervalles des Ablenkzyklusses kann ein

menten willkürlicher Form bestehen, von denen das Teil des Lichtes durchgelassen werden, welches von

Maß der Schwärzung und/oder die Lage in mindestens der Lampe 1 über einen halbtransparenten Spiegel 27

einer Koordinatenrichtung erfaßt werden soll. zu einem Eingang der Lichtteileranordnung 16 über-

Die Platte 2 befindet sich auf einem schematisch 15 tragen wird. Von der Anordnung 16 wird das Licht dargestellten Koordinatentisch, der aus einem die des Bezugskanals in die gleichen Lichtwege geleitet, Platte tragenden Halter 6 besteht, welcher Vorzugs- über die auch das durch die Platte hindurchgehende weise mit einer HilfsSteuerung auf Rollen 7 ver- Licht übertragen wird. Der Strahlenweg M wird wähschicbbar ist. Für die Rollen 7 ist auf einem Schlitten rend des Intervalles durch die Scheiben 28 des Zereine Axialführung vorgesehen, die sich parallel zu den ao hackers unterbrochen, in welchem während eines fol-Seitenkanten der Platte, d. h. in y-Richtung erstreckt. genden Intervalles kein Licht hindurc.hgelassen wird. Der Schlitten ist auf zwei weiteren Axialführungen 8 so daß jeder Photodetektor 21 zusätzlich zum Bildsiverschieblich, die sich senkrecht zur vorerwähnten gnal einen Impuls kurzer Dauer abgibt, der eine be-Richtung, d. h. in der x-Richtung erstrecken. Auf stimmte Amplitude hat, auf die die erfaßten Intensidiese Weise ist es möglich, jeden beliebigen Punkt der «5 tätswerte bezogen werden können,
photographischen Aufzeichnung auf die optische Ein zweiter Strahlenpfad R, der zur Bestimmung Achse des Abbildungssystems auszurichten, wobei die der Koordinaten des Objektes auf der Platte in x-Lage des Punktes mit nicht dargestellten optisch-elek- Richtung und/oder _y-Richtung dient, verwendet als trisch arbeitenden Meßübertragern gleichzeitig in der Lichtquelle ebenfalls die Lampe 1. Zur Beleuchtung Ebene definiert wird. 30 dienen Sammellinsen 29 und 30 und ein Objektiv 31

Das Beleuchtungssystem vor der Platte 2 kann, wie vor der Lichtteileranordnung 16. Das in den Lichttei-

in dem Beispiel dargestellt, aus einem Köhler-Kon- ler einfallende Licht wird in den Lichtpfad des Projek-

densator bestehen, zwischen dessen zwei Linsen 9 und tionsschirmes 20 und auch in die zwei Meß-Lichtpfade

10 ein sogenannter Eintrittsspalt 11 angeordnet ist, M_x und M_y reflektiert, mit denen die Verlängerungen

um die über einen Spiegel 13 beleuchtete Fläche 12 35 der Achse des Strahlenpfades R übereinstimmt. Im

zu begrenzen. Ferner ist eine Lochblende 14 vorgese- Strahlenpfad R befindet sich eine Scheibe 32 mit einer

hen, mit der man die Lichtintensität im Abbildungs- Meßmarke, die bezüglich ihrer Funktion einem Fa-

strahlengang verändern kann. denkreuz entspricht und die mit Hilfe des Objektivs

Die Abbildung der Platte erfolgt mit einem Objek- 31 in solcher Weise wiedergegeben wird, daß auf der

tiv 15 über einen Lichtteiler 16. Bei der in der Zeich- 40 Bildebene der Meß-Lichtpfade oder in deren Nahe,

nung dargestellten Ausführungsform des Lichtteilers d. h. an den Schlitzen 4, ein scharfes Bild der Meß-

16 kann das von dem Objektiv 15 kommende Licht marke entsteht, das dem abgelenkten Bild der Platte 2

an drei Stellen austreten. Ein erster Lichtweg M_x führt überlagert wird. Der gleiche Zustand herrscht auch

von einer Seite der Anordnung 16 zu dem vorerwähn- am Projektionsschirm, so daß die Bedienungsperson

ten Spalt 4, ein zweiter Lichtweg M von der anderen 45 die Platte so voreinstellen kann, daß sich das zu uber-

Seite des Lichtteilers 16 zu einem ebensolchen, aber prüfende Objekt in der Mitte der Strichplatte befin-

in der Zeichnung nicht sichtbaren, Spalt. Ein dritter det.

Lichtweg führt zu einem Prisma 17 und erzeugt mit Die zwei Bilder, die gleichzeitig an den Spalten der

Hilfe einer Linse 18 und eines Spiegels 19 auf einem Detektoranordnung aus den Strahlengängen M und

Projektionsschirm 20 ein stark vergrößertes Bild des 50 R empfangen werden, verursachen - wenn keine wei-

beleuchteten Objektes. teren Maßnahmen vorgesehen sind - ein elektrisches

Bei dem hier beschriebenen Meßverfahren wird in Summensignal. Bei der vorliegenden Vorrichtung den Lichtwegen M_x und M eine periodische Ablen- wird das Licht jedoch vor der Erfassung getrennt, so kung des Bildes in Querrichtung der Spalte 4 vorge- daß zwei Bildsignale empfangen werden, die man unnommen, so daß die Photodetektoren 2I_x bzw. 21 55 abhängig voneinander in den nachfolgenden elektrohinter den Spalten die Änderungen der Lichtintensität nischen Kreisen weiterverarbeiten kann. Zu diesem innerhalb eines abgetasteten Abschnittes im wieder- Zweck sind die Strahlengänge M und R mit untergegebenen Teil der Platte 2 erfassen. Die Ablenkun- schiedlichen Filtern versehen, die dem Licht untergen erfolgen durch eine schnelle Hin- und Herbewe- schiedliche Spektralzusammensetzungen verleihen. gung der Spalte 4 oder durch Einfügen eines 60 Bei der dargestellten Ausführungsform geschieht dies Drehprismas in den Abbildungsstrahlengang. Bei dem beispielsweise dadurch, daß man den transparenten dargestellten Beispiel der Zeichnung geschieht die Teil der Meßmarkenscheibe 32 so ausbildet, daß nur Ablenkung mit Vibratiorisprismen 22_A bzw. 22_V, die rotes Licht durchgelassen wird, wahrend im btrahunter Beibehaltung ihrer Lage schnell entlang einer lengang M an der Sammellinse 9 ein Filter 33 einge-Ebene bewegt werden, die sich parallel zu den züge- 6₅ schaltet wird, welcher fur blaues Licht oder ein andehörigcn Bildebenen erstreckt. Die Abtastung mit dem res Licht durchlässig ist, dessen Wellenlange kurzer Prisma 22 erfolgt in der ^-Richtung des Koordina- ist als das Licht hinter der Scheibe 32. ^.ine entsprctentisches und die des Prismas 22, in y-Richtung. Mit chendc Auftrennung in der Detektoranordnung er-

folgt dadurch, daß man zusätzlich zum Photodetektor tasteten Teil der Platte nach der Erfassung im Detek-21, bzw. 21 hinter dem Spalt 4 noch einen weiteren tor.

Detektor 34, bzw. 34 anordnet, wobei dann jeder Die Form der Meßmarke läßt sich den Vorausset-

Detektor im wesentlichen nur Licht einer spektralen zungen und Gegebenheiten anpassen. Beispielsweise Zusammensetzung empfängt. Der Detektor 21, bzw. 5 kann die Meßmarke so aussehen, wie es die Fig. 3 21 des Meßlichtweges M, bei dem es sich um einen zeigt. Nach F i g. 3 besteht die Meßmarke 32 aus licht-Photomultiplier mit einer größeren Empfindlichkeit durchlässigen Flächenelementen, während die andefür blaues Licht handeln kann, empfängt das Licht renTeile der Fig. 3 als nichttransparent gedacht sind. über den Lichtweg M₁ über einen halbtransparenten Wie dargestellt, besteht die Marke aus einer Anzahl

Spiegel 35, einen Lichtteiler od. dgl. Der Detektor 34, ^lo von kleinen Quadraten, die in horizontaler und verti- bzw. 34_y für den Strahlenweg R kann eine Photodiode kaier Richtung gleichmäßig verteilt sind, und einem sein, welche die von der Meßmarke kommende und Quadrant 37, der dem Beispiel der Fig. 2 ähnlich ist. durch den gleichen Spiegel 35 hindurchgehende Das erfaßbare Ergebnis ist hier ein Signalbild entspre-Lichtkomponente erfaßt. Abweichend hiervon kann chend Fig. 4, welches dadurch entsteht, daß das Bild man zur Verbesserung der Trennung jedem Detek- »5 der Marke 32 bei der Abtastung über den Spalt 4 hintorkanal eine eigene Filterfunktion verleihen, indem wegbewegt wird, gleichgültig, ob es sich um eine horiman mit dem Spiegel 35-der hier wie ein bichromati- zontale oder vertikale Abtastung handelt,
scher Lichtteiler wirkt - dem Licht, das zu dem Be- Bei der Abtastung von links nach rechts erzeugt

zugsdetektor 34, bzw. 34^ reflektiert wird, dieselbe die Marke zu Beginn einen zerhackten Lichtstrom, spektrale Zusammensetzung gibt wie dem von der ao der auf der Anzahl der Quadrate 38 basiert und somit Meßmarkenscheibe 32 abgegebenen Licht, aber Licht eine Impulsfolge 39 liefert, deren Einzelimpulse den der unterschiedlichen Zusammensetzung dem Be- gleichen geringen Signalpegel, die gleiche Pulsamplizugsdetektor 34, bzw. 34_V zuleitet, wobei an letzterem tude und dieselbe Impulsbreite haben. Sobald die ein Filter 36 vorgesehen sein kann. In diesem letzteren geometrische Mitte der Meßmarke passiert ist, ändert Fall können die Photodetektoren auch gegebenenfalls as sich der Lichtstrom auf Grund der Quadrate, die auch gleiche Spektralempfindlichkeitskurven haben. rechts der Meßmarke vorhanden sind. Da nun aber

Die über die Lichtwege M₁ und M abgebildete auch der Quadrant 37 wirksam wird, entsteht eine Im-Meßmarke gibt den elektronischen Kreisen die Mög- pulsfolge auf einem höheren Signalpegel. Es ist erlichkeit, automatisch und sehr genau den Teil eines kennbar, daß der Übergang 40 zwischen diesen zwei Intensitätsprofiles der abgetasteten Lichtverteilung an 3o Teilen des Signalbildes, den man genau dann auftreten der einen Seite, d. h. in χ -Richtung, der Meßmarke lassen kann, wenn die optische Achse des Meßkader Meßmaschine gegenüber dem an der anderen nals M passiert wird, eine Stufenfunktion ist, die man Seite des Profils liegenden Teil abzugleichen und ein in der gleichen Weise wie die Linien der Fig. 2 ver-Differenzsignal zu erzeugen, welches die Größe der wenden kann. Ferner bildet die Impulsfolge eine Länmomentanen Abweichung der Mittellinien der abge- 35 genskala, die man unmittelbar zur Lagebestimmung tasteten Lichtverteilung von der Meßmarke angibt. des untersuchten Objektes auf der photographischen Wenn man mit diesem Differenzsignal den Koordina- Aufzeichnung verwenden kann. Die Verwendung eitentisch und damit auch die Lage des am Spalt 4 abge- ner solche Impulse erzeugenden Meßmarke ist ganz tasteten Profiles verstellt und der Detektor 2I₁ seine besonders vorteilhaft im Falle von Darstellungen von Relativlagebezüglichdesradenkreuzesändert,bisdas 40 Objekten, die einander eng benachbart sind.
Differenzsignal zu Null wird, ergeben die am Tisch Unabhängig von ihrer Form hat das Bild der Meßablesbaren Koordinaten offensichtlich ein Maß für die marke 32 eine feste Lage bezüglich des Bildes des Lage des abgetasteten Objektes auf der Platte. dargestellten überprüften Objektes. Somit ist eine

Bei der Intensitäts- und 1 agebestimmung in nur ei- Nachfokussierung des optischen Systems störungsfrei ner Koordinatenrichtung kann die Meßmarke 32 im 45 durchführbar. Es ist zu beachten, daß eine solche einfachsten Fall eine nichttransparente Scheibe mit Nachfokussierung keinen Parallaxen-Fehler verureiner einzigen scharfen Kante sein, die vorzugsweise sacht und dies sogar, wenn der Spalt 4 unbeabsichtigt auf die optische Achse der Maschine zentriert ist, wo- seitlich verschoben wird. Um die Fokussierung zu verbei dann das im Bezugskanal durchgelassene Licht bei einfachen, kann die Detektoranordnung 3 verschiebder Erfassung als Stufen- oder Sprungfunktion in Er- 50 bar auf einem zum Maschinenrahmen gehörigen Gescheinung tritt. Wenn es jedoch wie beim dargestellten stell 41 angeordnet sein, dessen Führungen sich in Beispiel erwünscht ist, die Messungen in den zwei Ko- Richtung der Lichtwege M₁ bzw. M erstrecken. Bei ordinatenrichtungen gleichzeitig durchzuführen, kann einer solchen Nachfokussierung handelt es sich im alldie wiedergegebene Marke ein aus der Scheibe her- gemeinen um eine Scharfstellung des photographiausgeschnittener Quadrant 37 sein. Der Quadrant 55 sehen Bildes, die beispielsweise erforderlich wird, wird hierdurch, wie im oberen Teil der Fig. 2 gezeigt, wenn die Platte eine unebene Oberfläche hat. Daeinerseits optisch auf dem Projektionsschirm 20 wie- durch, daß man den Bezugskanal R telezentrisch dergegeben, auf dem sich auch der ausgewählte Teil 5 macht und die Tiefenschärfe der Linse 31 größei der Platte zeigt. Andererseits erscheint die Meßmarke macht als die Tiefenschärfe der Linse 10, wird bei in jedem Bezugskanal auf einem Oszilloskopschirm 60 einer Nachfokussierung die Scharfstellung dei in einer Form, wie es der untere Teil der Fi g. 2 zeigt. Meßmarke nicht oder vernachlässigbar wenig ge-Das Signalbild im Mittelteil der F i g. 2 zeigt den abge- ändert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur photoelektrischen Untersuchung von photographischen Platten, mit einem ersten Lichtweg, der die zu untersuchende Platte auf einem Spalt abbildet und der Einrichtungen zur periodischen Verschiebung des in der Spaltebene erzeugten Bildes bezüglich des Spalts sowie eine hinter dem Spalt angeordnete photoelektrisehe Wandlereinrichtung enthält, mit einem zweiten Lichtweg, der eine in dem zweiten Lichtweg angeordnete Meßmarke ebenfalls auf den Spalt abbildet und der mittels einer Lichtteileranordnung vor den Einrichtungen zur periodischen Ver- »5 Schiebung mit dem ersten Lichtweg zusammengeführt ist, mit Einrichtungen zur unterschiedlichen Beeinflussung der spektralen Zusammensetzung des Lichts in den beiden Lichtwegen, und einer Fokussiereinrichtung zum Nachfokussieren des ao Bildes der Platte in der Ebene des Spalts, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarke (32) einen transparenten Sektor (37), der von zwei sich unter einem rechten Winkel schneidenden Kanten begrenzt ist, und außerhalb des Sektors »5 (37) eine matrixförmige Anordnung von transparenten, flächenmäßig im Vergleich zum Sektor (37) kleiner und jeweils gleich weit voneinander entfernter Quadrate (38) aufweist, deren Reihen und Spalten parallel zu jeweils einer der Sektorkanten ausgerichtet sind, und daß die Fokussiereinrichtung Mittel (41) zur Veränderung der Lage des Spalts entlang der Richtung des einfallenden Lichts aufweist.

35 Lage dieser Abtaststreifen sehr genau registriert werden miß, ergeben sich sehr schwer zu losende Proden muu, & _ . _meistens der Fall -

SS S nicht absolut plan ist.