DE2406184C3 - Lichtinterferenz-Meßgerät, insbesondere zur Prüfung der Ebenheit eines Gegenstandes - Google Patents

Description

Weise ausgerichtet werden können, würde dennoch eir

5« Eindringen von Staub und ähnlichen Feinteilcher zwischen die Abstandstücke und die Bezugsfläche

Die Erfindung betrifft ein Lichtinterferenz-Meßgerät, unweigerlich die Meßgenauigkeit beeinträchtigen,
insbesondere zur Prüfung der Ebenheit eines Gegen- Ein Oberflächenprüfgerät, bei welchem der Prüfling

Standes, bestehend aus einem Glasblock mit einer als unmittelbar auf die Vergleichsfläche eines Prisma! Bezugsfläche dienenden flachen Boden-oder Grundflä- 60 aufgesetzt wird, ist beispielsweise aus der DT-Ai ehe hohen Ebenheitsgrades, wobei an dem Glasblock 10 23 234 bekannt.

drei in Abständen angeordnete Tragstifte mit jeweils Aus der DT-AS 15 48 348 ist eine Einstellvorrichtung

einem unmittelbar über die Bezugsfläche hinausragen- zur Einstellung des Luftkeilwinkels zwischen der zi den oberen Ende zur Auflage des zu prüfenden prüfenden Probenplatte und der optischen ebenei Gegenstandes gehaltert sind. ds Platte eines mehrfach Reflexions-Interferometers zu

Es ist seit langem bekannt, daß die Flachheit oder Untersuchung von Oberflächenformen bekannt, wöbe Ebenheit einer Oberfläche eines Gegenstandes oder der monochromatische Lichstrahl einer Lichtquelle au Werkstücks durch Ausnutzung der Interferenz von die beiden Platten projiziert wird und eine der beide:

^ό 4

Platten gegenüber der anderen Platte mittels wenig- jeder Messung sehr genau definierte Bedingungen in

stens einer auf den Träger dieser Platte einwirkenden einfacher Weise geschaffen werden können.

Stellschraube leicht verschwenkbar ist. Die Verwen- Darüber hinaus läßt sich das Lichtinterferenz-Meßge-

dung einer Stellschraube ist jedoch mit dem Nachteil rät nach der vorliegenden Erfindung auch sehr einfach

behaftet, daß eine äußerst genaue Einstellung der Lage ₅ herstellen und - da keinerlei Eichung erforderlich ist -

der zu prüfenden Probenplatte relativ zur optischen auch sehr einfach bedienen.

ebenen Platte nicht möglich ist, was sich letzten Ender. Besonders zweckmäßige Ausgestaltungen und

nachteilig auf die Meßgenauigkeit des Gerätes auswirkt. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den

Aus der US-PF, 27 43 645 ist ebenfalls ein Lichtinterfe- Ansprüchen 2 bis 5.

renz-Meßgerät zum Prüfen der Struktur von reflektie- ,₀ Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen

renden Flächen bekannt, wobei die Interferenzplatte der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es

aus einem lichtdurchlässigen Material besteht und mit zeigt

einer reflektierenden und teilweise lichtdurchlässigen Fig. 1 eine Seitenansicht einer bekannten Ebenheit-Schicht ausgestattet ist und ebenfalls mit Hilfe einer Prüfvorrichtung unter Verwendung eines Glasendma-Halterungsvorrichtung, die durch eine Verstellschraube i₅ ßes,
verstellbar ist, in Lage gehalten wird. " Fig. 2 eine Fig. 1 ähnelnde Ansicht eines anderen

Aus der US-PS 30 65 663 ist schließlich ein Lichtinter- Beispiels für eine bekannte Ebenheit-Prüfvorrichtung,

ferenz-Meßgerät der eingangs definierten Art bekannt, Fig. 3 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene

bei welchem an dem Glasblock drei in gleichen Teilansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 2,

Winkelabständen angeordneten Höhen verstellbare 20 Fig.4 eine perspektivische Darstellung einer Eben-

Tragstifte mit jeweils einem unmittelbar über die heit-Prüfvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfin-

Bezugsfläche hinausragenden oberen Ende zur Auflage dung,

des zu prüfenden Gegenstandes vorgesehen sind. Bei Fig. 5 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß

der Durchführung von Ebenheitsmessungen wird Fig. 4,

jedoch bei diesem bekannten Meßgerät zwischen der 25 Fig.6 eine Aufsicht auf eine abgewandelte Ausfüh-Bezugsfläche und der zu messenden Fläche ein Luftkeil rungsform der Erfindung, gebildet, was durch Einstellen der Tragstifte erfolgt. Die F i g. 7 eine Seitenansicht derselben, Tragstifte sind beispielsweise als Schrauben ausgebildet Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Anord- und durchsetzen den Glasblock bzw. sind über eine nung einer Ebenheit-Prüfvorrichtung unter Verwcn-Metallfüllung in den Glasblock eingelassen. Dieses 30 dung eines erfindungsgemäßen Meßgeräts, bekannte Lichtinterferenz-Meßgerät muß öfter geeicht F i g. 9 eine schematische Darstellung des Effekts von werden, wobei der genannte Luftkeil durch Verdrehen Prismen unterschiedlicher Scheitelwinkel bei Verwender als Schrauben ausgebildeten Tragstifte eingestellt dung als Meßgerät oder Lehre bei der Ebenheit-Prüfwird. Die Einstellung dieses Luftkeiles kann zwangsläu- vorrichtung gemäß F i g. 8,

fig nicht mit äußerster Genauigkeit erfolgen, so daß 35 Fig. 10 eine schematische Darstellung des Effekts

letzten Endes auch dieses bekannte Meßgerät eine von Prismen aus Werkstoffen unterschiedlicher Refrak-

vergleichsweise geringe Meßgenauigkeit besitzt und tions- bzw. Brechungsindizes und

darüber hinaus auch nicht sehr einfach bedient werden Fig. 11 eine perspektivische Darstellung einer bei der

kann. Vorrichtung gemäß Fig. 8 verwendbaren Filterwech-

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht 40 selanordnung.

somit darin, ein Lichtinterferenz-Meßgerät der eingangs In den F i g. 4 und 5 ist bei 1 ein optisches Prisma mit

definierten Art zu schaffen, welches bei einfacher Dreieckstabkonfiguration dargestellt, das einen wesent-

Herstellbarkeit äußerst genaue Messungen bei einfa- liehen Bauteil des erfindungsgemäßen lnterfercnzmes-

cher Bedienbarkeit ermöglicht und nicht geeicht zu sers darstellt und eine flache Bezugsfläche 3 aufweist,

werden braucht. 45 An beiden Seiten des Prismas 1 sind mit Hilfe von

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, Halterungen 11, 11' und 11" Stifte 10, 10' bzw. 10"

daß jeder der drei Auflagestifte einzeln an einer angebracht. In diesem Zusammenhang ist zu beachten,

zugehörigen Halterung verankert ist, wobei die drei daß die Spitzen der Stifte 10,10' und 10" so ausgerichtet

Halterungen an den senkrecht zur Grundfläche des sind, daß sie um etwa 0,05 mm über die Ebene der

Glasblockes stehenden Seitenflächen des Glasblockes 50 Bezugsfläche 3 hinausragen und in genau gleicher Höhe

befestigt sind und ihrerseits mit an den Seitenflächen des liegen. Da die oberen Enden der Stifte 10-10" spitz

Glasblockes befestigten Halteteilen zur Halterung des zulaufen, sind keine manuellen oder maschinellen

Glasblocks in dem optischen Meßgerät abwechseln. Bearbeitungsvorgänge zur Gewährleistung der Eben·

Im Gegensatz zu dem Bekannten sind also die heit der Auflageabschnitte erforderlich. Die Höhen bzw.

Auflagestifte unveränderbar fest mit dem Glasblock 55 die lotrechten Ebenen der spitzen Oberteile der Stifte

verbunden, so daß die Einstellung der Auflagestifte lassen sich leicht einstellen. Bei 12, 12' und 12" sind

bereits bei der Herstellung des Gerätes mit größter Halteteile angedeutet, die an den Seitenflächen des

Genauigkeit vorgenommen werden kann. Prismas 1 befestigt sind und zur Halterung desselben in

Durch das Vorsehen von Halterungsteilen an den einen Meßgerät, wie einer noch näher zu beschreiben-

Seitenflächen des Glasblockes läßt sich dieser auch f>o den Ebenheit-Prüfvorrichtung, dienen. Die Halterungen

äußerst einfach durch einen anderen Glasblock mit 11-11" und die Halteteile 12-12" sollten vorzugsweise

anderen optischen Eigenschaften ersetzen, wobei aus dem gleichen Werkstoff wie das Prisma 1 oder

aufgrund der Verwendung der Halteteile immer einem Material bestehen, das praktisch den gleichen

gewährleistet wird, daß der zweite Glasblock in genau Ausdehnungskoeffizienten besitzt wie das Prisma 1.

die gleiche Lage wie der erstere Glasblock eingesetzt (>s F i g. 5 veranschaulicht das Meßgerät gemäß F i g. 4

werden kann. im Meß- oder Prüfzustand. Bei 2 ist ein Gegenstand bzw.

Es lassen sich dadurch Vergleichsmessungen mit Prüfling mit einer Fläche 4 angedeutet, deren Ebenheit

äußerst großer Meßgenauigkeit durchführen, da bei bestimmt werden soll. Wie aus Fi g. 5 hervorgeht, ruht

die Fläche 4 des Prüflings 2 auf den spitzen Enden der feststehenden, an den Halterungen 11-11" verankerten Stifte 10-10" in einem konstanten Abstand von der Bezugsfläche 3 des Prismas 1. Dabei wird ein Lichtstrahl auf die Einfallsfläche Γ des Prismas 1 geworfen. Durch Beobachtung des Interferenzschemas des aus der Austrittsfläche 1" austretenden Lichts kann der Zustand der Ebenheit oder Planheit der geprüften Fläche 4 bestimmt werden.

In den F i g. 6 und 7 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die einen massiven Glasblock 100, z. B. eine Lehre mit einer Norm- oder Bezugsfläche 103 von außerordentlich hoher Ebenheit aufweist. Dabei sind Stifte 110,110' und 110" fest mit Halterungen 111, 11Γ, 111" verbunden,die ihrerseits abwechselnd mit Halteteilen 112, 112' und 112" mit gleichen Winkelabständen zwischen ihnen um die Außenumfangsfläche des Glasblocks 100 herum befestigt, z. B. verklebt sind. ^:

Zur Messung wird ein Prüfling 102 auf die Stifte 110-110" aufgelegt, und das Meßgerät wird durch einen Lichtstrahl von oben her praktisch senkrecht zur Bezugsfläche beleuchtet. Hierauf kann das Interferenzschema des von der Bezugsfläche 103 und einer zu prüfenden Fläche 104 reflektierten Lichts beobachtet werden, woraus sich die Ebenheit der Fläche 104 bestimmen läßt.

Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß das erfindungsgemäße Ebenheit-Meßgerät sehr robuste Konstruktion und ausgezeichnete Stabilität gegen mechanische Stöße besitzt, weil es einstückig mit den Prüfling-Auflageglicdern verbunden ist und keine instabilen Teile, wie Abstandstücke, erfordert. Die Abmessung des Spalts zwischen der Bezugsfläche und der Prüflingsfläche kann veränderlich innerhalb eines Bereichs eingestellt werden, der einen Abstand gleich Null einschließt. Außerdem hat dabei ein Anhaften von Staub oder Feinteilchen keinen Einfluß auf die Meßgenauigkeit. Die Wahrscheinlichkeit für eine Beschädigung des Meßgeräts und der Prüflingsfläche wird weitgehend ausgeschaltet.

I'ig. 8 veranschaulicht eine Ebcnheit-Priil'vorrichlung unter Verwendung des erfindungsgemaßen Interferenz-Meßgeräts. Bei 30 ist eine Lichtquelle dargestellt, die aus einem Lascr-Cicräl bestehen kann und an deren Austausche ein Farbfilter 25 angeordnet ist. Weiierhin sind Reflektor-Spiegel 26,27 sowie ein Linsensystem 31 vorgesehen. Zwischen dem Farbfilter 25 und dem Spiegel 26 sind Lichuintcrbrcehungs-Plauyn 32, 32' angeordnet, die mit Blendenöffnungen 33 bzw. 33' verschen sind, von denen die Blende 33' einen Filter aufweist. Außerdem weist die Vorrichtung eine weitere Rcflcktorpluuo 39 und ein Rüster oder Schirm (screen) 40 tuif, das bzw. der unter einer FresnclplaUe bzw. -linse angeordnet ist. Bei 35 ist ein dtts Intcrferenz-MeßgerlH bildendes Prisma angedeutet, dus eine Elnfallsflllche 35\ eine Aiistrillsflltche 35" und eine Bczugsflllehc 35"' aufweist. Bin zu untersuchender Prüfling 36 ist über der Bczugsriachc 35'" des Prismus 35 auf Tragstifte 37, 37' und 37" aufgelegt, die auf die in Verbindung mit den Fig.4 bis 7 beschriebene Weise ungeordnet sind. Schließlich ist noch eine LiehldiffusionsnlaUe 29 vorgesehen, die durch einen Elektromotor 28 antrclbbar ist, um das Inierfcrenzvermögen des Laserlichts einstellen zu können. Der uus der Linse 38 austretende, kollimierte Lichtstrahl wird auf das Prisma 35 geworfen und von der Prüflingsfltlche 36' und von der Beziigsflllchc 35'" reflektiert, so dall eine Interferenz erzeugt wird, deren Streifen auf den Schirm bzw. das Raster 40 projiziert werden.

Die Zahl der auf dem Raster 40 erscheinenden Interferenzstreifen und der Abstand d zwischen der Bezugsfläche 35'" des Prismas 35 und der Prüflingsfläche 36' stehen in einer solchen Beziehung zueinander, die sich mathematisch durch die Gleichung

Ad = -

ausdrücken läßt, in welcher Ad das Inkrement oder Dekrement der Abweichung oder Änderung des einen Streifen erzeugenden Abstands d, n₀ den Brechungsindex eines den Spalt zwischen der Bezugsfläche 35'" und der Fläche 36' ausfüllenden Mediums, λ die Wellenlänge des Lichts und Φ den Einfallswinkel des Lichtstrahls gegenüber der Prüflingsfläche 36' bedeuten.

Wenn der Einfallswinkel Φ im Bereich von 0° bis 90° variiert wird, variiert die zunehmende oder abnehmende Änderung Ad des Abstandst/ entsprechend einem einzigen Interferenzstreifen im Bereich von

2s 2 n₀

Auf diese Weise läßt sich in der Praxis die Abweichung von der Ebenheit bzw. die Unebenheit der geprüften Fläche 36' im Größenbereich von der Lichtwellcnlängc bis zu IO μ bestimmen, obgleich der letztgenannte obere Grenzwert theoretisch unendlich ist. Auf diese Weise kann eine vergleichsweise große Unebenheit der geprüften Fläche mit hoher Genauigkeit gemessen werden, indem der Lichtstrahl schräg zur Fläche projiziert wird.

Die Fresnellinse 41 ist zur Erleichterung der Beobachtung des auf den Schirm bzw. das Raster 40 projizierten Interfcrcnzmuslers von oben her vorgesehen. Wenn die Fresnellinse 41 nämlich nicht vorhanden wäre, würde die Hauplrichtung des vom Raster 40 gestreuten Lichts auf der Verlängerung der Achse des einfallenden Lichtstrahls liegen, so dall ein helles und klares Inicrfcrcn/.miisier nur seitlich von oben her zu beobachten wäre. Durch Anordnung der Fresnellinse

41, welche das gestreute Licht in einer praktisch parallel zur lotrechten Achse der Prüfvorrichtung liegenden Richtung bricht, kann ein helles und klares Interferenzmuster unmittelbar von der Oberseite der Prüfvorrichtung her betrachtet werden.

Wie crwfthnt, Hißt'sich das Verhältnis zwischen dem Einzclstreifcn der auf das Raster 40 projiziertcr Intcrfercnzstrcifcn und der entsprechenden zunehmen den oder abnehmenden Abweichung Ad des Abstands < /wischen der Beztigsflllchc und der Prüflingsflllchi

durch folgende Gleichung ausdrücken:

^β 2 H₀ cos Φ

do Durch Änderung des Einfallswinkels Φ auf di Pruflingsritlche kann daher das Verhältnis zwischen der Intcrfet'eu/strelfen und der Abweichung dt/differentie gelindert werden. Dies bedeutet, daß die Meßempfinc liehkeil oder -genauigkeit des Gcrllts durch Ändcrun

ds des Einfallswinkels Φ variiert werden kann.

RIr die Änderung des Winkels Φ sind zw verschiedene Verfahren unwendbar. Beim einen Verfal ren wird die Richtung des auf das Prisma 35 geworfene

Lichtstrahls geändert, und beim anderen Verfahren erfolgt ein Wechsel von Prismen unterschiedlicher Scheitelwinkel und Brechungsindizes. Das erstgenannte Verfahren erfordert eine Einstellung der zugeordneten Linsen, Reflexionsspiegel, des Rasters oder Schirms und dgl., so daß dieses Verfahren praktisch undurchführbar ist. Erfindungsgemäß wird daher zur Änderung der Meß-Ansprechempfindlichkeit das zweite, im folgenden anhand von Fig.9 und 10 beschriebene Verfahren angewandt.

Gemäß F i g. 9 weist ein Prisma 52 eine Bezugsfläche 53 und eine Einfallsfläche auf, auf welche der Lichtstrahl 51 gerichtet wird. Die Ziffer 50 gibt eine gedachte Ebene an, die parallel zur Bezugsfläche 53 liegt.

Wenn nun beispielsweise der Lichtstrahl 51 unter einem Winkel α zur Ebene 50 geneigt ist und der Scheitelwinkel des Prismas ß\ beträgt, sofern das Prisma den in ausgezogenen Linien dargestellten Querschnitt besitzt, so trifft der Lichtstrahl 51 am Punkt Pi auf die Einfallsfläche des Prismas auf und setzt sich nach der Streuung zur Bezugsfläche 53 fort, an welcher der Lichtstrahl wiederum einer zweiten Brechung oder Reflexion unterworfen wird, so daß er an dieser Fläche unter einem Winkel Φι relativ zur Bezugsfläche 53 austritt. Falls das Prisma, wie in strichpunktierten Linien angedeutet, einen Scheitelwinkel von ß₂ besitzt, tritt das am Punkt P₂ auf das Prisma auftreffende Licht aus letzterem unter einem Winkel Φ₂ relativ zur Bezugsfläche 53 aus. Auf diese Weise kann der Winkel Φ', unter welchem der Lichtstrahl 51 aus der Bezugsfläche 53 austritt, bei konstant gehaltenem Winkel « durch Wechsel der Prismen mit unterschiedlichen Scheitelwinkeln willkürlich geändert werden. Wird der Winkel Φ' geändert, so variiert der Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Prüflingsfläche entsprechend. Das Verhältnis bzw. die Beziehung zwischen dem Scheitelwinkel /J des Prismas 52 und dem Winkel Φ' des an der Bezugsflache 53 austretenden Lichtstrahls 51 läßt sich mathematisch durch folgende Gleichung ausdrücken:

Φ'= 90"-sin"¹ -·

in welcher /1 und lh die Hrcchungsindizcs des verwendeten Prismas bzw. des Umgcbiingsmcdiums bedeuten. Wie aus obiger Gleichung ersichtlich ist, kiinn der Winkel Φ' auch durch Änderung des Brechungsindex /J bei konstant bleibendem Scheitelwinkel β variiert werden. Dies bedeutet, dull durch Auswechseln der Prismen, die den gleichen Scheitelwinkel, »bor unterschiedliche Brcchungsindizcs besitzen, der Winkel Φ' des austretenden Uchlstruhls 5t reluliv zur Bezugsflaehe 53 selektiv geändert werden kann,

Der erwähnte Wechsel verschiedener Prismen lallt sich technisch ohne weiteres dadurch durchführen, daß ein neues Prisma in genau der gleichen Position wie das ausgebaute Prisma angeordnet wird. Außerdem nimmt dieser Prismcnwechscl nicht besonders viel Zeit in Anspruch. Da die optischen Bauteile, einschließlich des Prismas, im allgemeinen mit hoher Präzision gefertigt und endbearbeitet sind, kann die Meß-Ansprcchemp- findlichkcit genau und einfach bestimmt werden.

Wie crwnhnt, besteht ein Vorteil der Erfindung darin, daß der Strahlengang von der Lichtquelle zum Prisma sowie der anschließende Strahlengang auch dann unverändert bleiben, wenn das Prisma durch ein anderes ersetzt wird.

In Fig. 10, welche das Prinzip der Empfindlichkeitseinstellung der Prüfvorrichtung unter Verwendung von Prismen verschiedener Brechungsindizes veranschaulicht,' sind ein gleichseitiges Dreieck-Prisma 56, ein auf das Prisma 56 fallender Lichtstrahl 55, eine Bezugsfläche 57 des Prismas 56, eine zu prüfende Fläche 58 sowie die Einfallspunkte 59 und 59' der Lichtstrahlen 55 auf der Prüflingsfläche 58 dargestellt, welche aus Prismen mit unterschiedlichem Brechungsindex Π\ und n₂ austreten.

ίο Bei 54 ist eine gedachte Ebene angedeutet, die parallel zur Bezugsfläche 57 verläuft.

Wenn die das Prisma gemäß Fig. 10 bildende Substanz einen Brechungsindex πι besitzt, tritt der Lichtstrahl 55 ersichtlicherweise unter einem Winkel

is Φ\" an der Bezugsfläche 57 aus, worauf er nach der Reflexion durch die Prüflingsfläche 58 am Punkt 59 wieder auf die Bezugsfläche 57 fällt. Da der Einfallswinkel und der Reflexionswinkel einander gleich sind, trifft der am Punkt 59 reflektierte Lichtstrahl unter dem Einfallswinkel Φι" auf die Bezugsfläche auf. Infolgedessen bildet der aus dem Prisma austretende Lichtstrahl am Einfallspunkt Poi offensichtlich den Winkel « gegenüber der gedachten Ebene 54.
Wenn der Brechungsindex des Materials des Prismas

2s 56 gleich n-> ist, tritt der Lichtstrahl 55 unter einem Winkel Φ2" aus dem Prisma aus und schneidet die Ebene 54 an einem anderen Punkt P₀₂ unter dem gleichen Winkel λ. Dies trifft auch dann zu, wenn der Scheitelwinkel β geändert wird. Da der Abstand zwischen der Bezugsflächc 57 und der Prüflingsfläche 58 in der Praxis sehr klein ist, kann angenommen werden, daß die Punkte Poi und Po₂ gemäß Fig. 10 einander praktisch überlagert sind. Folglich kann der Strahlengang hinter dem Prisma als praktisch unverändert

ys angesehen werden. Die Deutlichkeit oder Klarheit des zu beobachtenden Interferenzstreifens variiert als Funktion der Reflexionsfaktoren der Bezugs- und der Prüflingsflache. Aus diesem Grund kann stets ein klarer und deutlicher Interferenz.streifcn erzeugt werden.

indem selektiv ein Prisma benutzt wird, das entsprechend dem Reflexionsfaktor der geprüften Fläche einen zweckmäßigen Reflexionsfaktor besitzt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der eilin· dungsgemäßen Ebenhcit-Prüfvorrichtung wird eine

•is Laser-Vorrichtung vergleichsweise hoher Leistung verwendet, so daß die Prüfvorrichtung auch unter sehr hellen Umgebungsliehtverhilltnissen eingesetzt werden kann. Dieses Merkmal hat aber den Nachteil zur Folge, daß die Lichtintensität auf dem Raster bzw, Schirm für die Betrachtung zu hoch ist und zu einer Ermüdung der Augen führen würde, wenn die Prüfvorrichtung in einem dunklen Raum benutzt wird. Zur Ausschaltung dieses Nachteils kann gemäß F i g. 11 ein Filter 33' anstelle der Blende 33 in den Strahlengang eingeschaltet werden, In Fig. Il ist eine Vorrichtung mit einer l'ilterweehsel-Welle 61 dargestellt, an deren einem Ende ein Knopf 62 befestigt Ist. Die Welle 61 ist mit Hilfe eines Lagerteils 60 so gelagert, daß sie axial verschiebbar und um ihre Achse herum drehbar ist, und sie tragt zwei Paare von

(.0 an ihr befestigten Platten 32, 32' und 63, 64, wobei die Platten jedes Paars jeweils unter einem rechten Winkel zueinander liegen. Die Platte 32 ist mit einer Blendenöffnung 33 verschen, wahrend die Platten 32', 63 und 64 jeweils mit Filtern 33', 65 bzw. (»6

ο? unterschiedlicher Durchlassigkcitsfaktoren versehen sind,

In der Position gemäß FI g, 11 liegt die Blende 33 im Strahlengang A, Indem die Welle 61 im Uhrzeigersinn

700 031/211!)

um 90° aus der dargestellten Position herausgedreht wird, kann der Filter 33' in den Strahlengang A gebracht werden. Außerdem kann durch axiale Verschiebung der Welle 61 gemäß Fig. Il nach rechts der Filter 65 in den Strahlengang A eingeschaltet werden. Wenn die Welle 61 dann zusätzlich um 90° gedreht wird, wird der Filter 66 in den Strahlengang A eingeschaltet.

10

Obgleich die Erfindung vorstehend in bevorzugten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben ist, sind dem Fachmann selbstverständlich zahlreiche Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß vom Rahmen und vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Licht ijenau gemessen werden kann. Die für diese Patentansprüche: Messung benutzten Geräte werden üblicherweise als Interferenz-Meßgeräte bezeichnet, für welche ein

1. Lichtinterferenz-Meßgerät, insbesondere zur typisches Beispiel das Glasendmaß ist.

Prüfung der Ebenheit eines Gegenstandes, beste- s Kurz gesagt, besteht eine solche bekannte Vornchhend aus einem Glasblock mit einer als Bezugsfläche tung, wie in F i g. 1 schematisch veranschaulicht, aus dienenden flachen Boden- oder Grundfläche hohen einer flachen Platte 1 mit einer Norm- oder Bezugsflä· Ebenheitsgrades, wobei an den Glasblock drei in ehe 3 von außerordentlich hoher Ebenheit. Ein Abständen angeordnete Tragstifte mit jeweils einem Gegenstand 2, dessen Oberflachenebenheit gemessen unmittelbar über die Bezugsfläche hinausragenden to oder geprüft werden soll, wird auf die Bezugsflache der oberen Ende zur Auflage des zu prüfenden Platte 1 aufgelegt. Bei der Messung der Ebenheit unter Gegenstandes gehaltert sind, dadurch ge- Verwendung dieser Art des Glasendmaßes steht die zu kennzeichnet, daß jeder der drei Auflagestffte prüfende Fläche 4 mit der Bezugsflache 3 des (10-10", 37-37", 110-110") einzeln an einer zugehöri- Meßgerätes in Berührung, woraus sich die folgenden gen Halterung (H-Il", 111-111') verankert ist, wobei 15 Schwierigkeiten und Nachteile ergeDen:
die drei Halterungen an den senkrecht zur I. Es besteht die Gefahr für eine Beschädigung Grundfläche (3, 35'", 103) des Glasblockes (I₁ 35, sowohl der Bezugsfläche als auch der zu prüfenden

100) stehenden Seitenflächen des Glasblockes Fläche;

befestigt sind und ihrerseits mit an den Seitenflächen 2. ein eventuelles Anhaften von Staub o. dgl. an den des Glasblockes befestigten Halteteilen (12-12", ₂₀ Flächen kann die Meßgenauigkeit beeinträchtigen; 112-112") zur Halterung des Glasblocks in dem 3. da die Kontaktpunkte zwischen der Bezugsfläche optischen Meßgerät abwechseln. und der Oberfläche der zu untersuchenden Probe

2. L.ichtinterferenz-Meßgerät nach Anspruch 1, nicht genau bestimmt werden können, lassen sich dadurch gekennzeichnet, daß der Glasblock (1, 35) die Relativpositionen zwischen diesen Flächen als dreieckiges Prisma mit einer als Bezugsfläche 25 nicht genau bestimmen.

hohen Ebenheitsgrades dienenden Grundfläche (3, Zur Ausschaltung der vorgenannten Mangel wurde

35"') und zwei senkrecht zur Grundfläche stehenden bereits vorgeschlagen, den Prüfling bzw. den zu parallelen Seitenflächen zur Befestigung der Halte- prüfenden Gegenstand mit gemäß Fig.2 zwischengerungen (11-11" und 12-12") ausgebildet ist. fügten Abstandstücken 5 und 5' indirekt auf die Platte 1

3. Lichtinterferenz-Meßgerät nach Anspruch 1 30 des Glasendmaßes aufzulegen. Für Messungen dieser und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Art sind zwangsläufig drei Abstandstücke mit jeweils winklig zur Grundfläche (3, 35'") stehenden genau derselben Höhe erforderlich, wodurch sich Seitenflächen (!', 1"; 35', 35") des Dreieck-Prismas Schwierigkeiten bezüglich der Auswahl derartiger (1, 35), welche den Scheitelwinkel des Prismas Abstandstücke ergeben. Tatsächlich ist nämlich die festlegen, als Eintritts- bzw. Austrittsfläche des 35 tragende Oberseite jedes einzelnen Abstandstücks, kollimierten Lichtstrahls des Meßgeräts dienen. unter dem Mikroskop betrachtet, gemäß F i g. 3 uneben.

4. Lichtinterferenz-Meßgerät nach Anspruch! Aus diesem Grund ist es in der Praxis äußerst schwierig, und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung die Auflageflächen für den Prüfling in der gleichen Höhe vorgesehen ist, welche einen Austausch des anzuordnen. Um z. B. die Auflageflächen der Abstand-Dreieckis-Prismas (1, 35) durch ein anderes Prisma 40 stücke auf jeweils gleicher Höhe bzw. genau plan mit unterschiedlichem Scheitelwinkel und/oder zueinander anzuordnen, muß die Oberfläche jedes Brechungsindex ermöglicht. Abstandstückes durch Polieren außerordentlich eben

5. Lichtinterferenz-Meßgerät nach Anspruch 1, ausgebildet werden, während außerdem die Dicken der dadurch gekennzeichnet, daß der Glasblock (100) als einzelnen Abstandstücke einander genau entsprechen massive runde Scheibe mit einer als Bezugsfläche ₄< müssen. Diese Bearbeitungsvorgänge erfordern selbsthohen Ebenheitsgrades dienenden Grundfläche verständlich außerordentlich großes handwerkliches (103) ausgebildet ist und daß an der Außenumfangs- Können, so daß die auf diese Weise gefertigten fläche der Scheibe die drei Halterungen (111-111") Abstandstücke sehr teuer werden. Außerdem ergeben für die Auflagestifte (110-110") und die drei sich hierbei Unbequemlichkeiten bezüglich der Anwen-Halteteile (112-112") für das Meßgerät abwechselnd 5c dung, da bei der Handhabung dieser Hochpräzisionslei- und in gleichen Winkelabständen befestigt, z. B. Ie äußerste Sorgfalt ausgeübt werden muß, um sie vor verklebt sind. Beschädigungen zu schützen. Selbst wenn die erforderlichen Abstandstücke hergestellt und auf die nötige