DE2600230A1

DE2600230A1 - Anzeigeeinrichtung fuer ein messinstrument

Info

Publication number: DE2600230A1
Application number: DE19762600230
Authority: DE
Inventors: Seton John Bennett
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1975-01-08
Filing date: 1976-01-07
Publication date: 1976-07-15
Also published as: FR2297404A1; JPS5194256A; AU8792775A

Description

MÜLLER-B ORE · GROE NIlVG · T)EiJI¹Ei · SCHÖJi <

DR. WOLFGANG MÜLLER-ΒΟΒέ HANS W. GROENING. DIPU-ING. DR. PAUL. DEUFEU, DIPU-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL, D1PL.-PHYS.

Hl/W e/tii - N 1251 -?· JAN. 1Q7<?

NATIONAL RESEARCH J)EVELOHiENT CORPORATION 66-74 Victoria Street, London SW1 England

Anzeigeeinrichtung für ein Meßinstrument

Pie Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung für ein Meßinstrument.

Die Ablesung der Position eines Meßinstrumentes erfolgt oft durch eine Kombination von Beugungsgittern, welche derart angeordnet sind, daß sie Moire-Streifen liefern, wobei eine Fotozelle dazu dient, die Streifen abzutasten und wobei eine elektronische Schaltung dazu verwendet wird, die Streifen zu zählen und das Ergebnis in numerischer Form an einem Meßinstrument zur Anzeige zu bringen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anzeigeeinrichtung mit ähnlicher Genauigkeit zu schaffen, welche jedoch keine Beugungsgitter oder elektronische Schaltung erfordert.

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MÜNCHEN 80 · SIEBERTSTR, 4 · POSTFACH 86 0720 · KABEL: SIUEBOPAT ■ TEL. (089> 471079 · TELEX 5-83639

ORIGINAL INSPECTED

260G230

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß ein holografisches Element vorgesehen ist, welches eine Vielzahl von holografischen Aufzeichnungen von Darstellungen von Zeichen von Werten einer Veränderlichen aufweist, daß die Aufzeichnungen geometrisch in einer Reihe angeordnet sind, welche einer Rangfolge der Werte entspricht, daß weiterhin eine Einrichtung vorhanden ist, welche dazu dient, ein Bild aus wenigstens einer der Aufzeichnungen durch Beleuchtung eines Teiles des Elementes zu rekonstruieren, und daß eine mechanische Einrichtung vorgesehen ist, um den beleuchteten Teil dazu zu bringen, daß er in seiner Position entlang den Reihen der Aufzeichnungen verändert wird, wobei eine Einrichtung zur Anzeige des rekonstruierten Bildes vorhanden ist.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, daß die holografischen Aufzeichnungen in einer äquidistanten Reihe angeordnet sind.

Dabei kann vorzugsweise weiterhin vorgesehen sein, daß die Rangfolge von Werten eine arithmetische Folge darstellt.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung ein Meßinstrument geschaffen, welches sich dadurch auszeichnet, daß weiterhin eineHeßeinrichtung vorhanden ist, um den Wert einer Veränderlichen abzutasten und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, die mechanische Einrichtung in Abhängigkeit von dem abgetasteten Wert der Veränderlichen zu betreiben bzw. zu betätigen, so daß das rekonstruierte Bild eine Anzeige des abgetasteten Wertes der Veränderlichen liefert.

Ein holografisches Element für eine Anzeigeeinrichtung kann gemäß der Erfindung dadurch hergestellt werden, daß nacheinander eine Folge von Bereichen eines fotografischen Aufzeichnungsmaterials belichtet werden, wobei die Belichtung mit

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einer¹ Kombination aus einem Objektbündel, welches durch
Beleuchtung einer Darstellung von Zeichen für Werte einer Veränderlichen abgeleitet wurde, und einem Bezugsbündel
erfolgt, daß das Objektbündel und das Bezugsbündel beide
von einer Quelle für kohärentes Licht abgeleitet sind und daß die Darstellung zwischen einzelnen Belichtungen verändert wird. Eine solche Methode erzeugt ein holografisches Hauptelement oder Musterelement, welches nach einer beliebigen geeigneten Methode reproduziert werden kann.

In der Beschreibung wird die Reihe von holografischen Aufzeichnungen als holografischer Maßstab oder als holografische Skala bezeichnet.

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Lie Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

!■ig. 1 in schematischer Darstellung eine typische Anordnung zur Herstellung eines Musters oder einer Matrize für einen Typ eines holografischen Maßstabs gemäß der Erfindung,

Fig. 2 in schematischer Darstellung die Verwendung eines Maßstabs, welcher gemäß Fig. 1 hergestellt wurde,

Fig. -Ja, 3t>, 3c und 3d vier Alternativanordnungen für nacheinander belichtete holografische Elemente eines holografischen Maßstabes,

Fig. 4a, 4b und 4c alternative Typen eines holografischen Maßstabes,

Tig. 5 einen.holografischen Maßstab, welcher dazu verwendet wird, eine Anzeige zu liefern, welche die Position eines Teiles eines Maschinenwerkzeuges darstellt,

Fig. 6 eine Wägeeinrichtung mit einer holografischen Skala

Fig. 7 eine holografische Skala, welche eine Faseroptik-Abi e se einrichtung aufweist, und

Fig. 8 eine bevorzugte Ausführungsform einer Anzeigeeinrichtung.

Gemäß Fig. 1 ist eine lange, schmale Glasplatte 10 (im Längsschnitt dargestellt) mit einer fotografischen Emulsion 12 vom Typ Agfa 10E70 beschichtet, und sie ist entlang ihrer größten

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Abmessung parallel in den Richtungen bewegbar, welche durch die Pfeile angegeben sind, und zwar mit Hilfe einer Mikrometereinstellung 11. Eine Platte 13» welche einen Schlitz aufweist, ist eng benachbart zu der Emulsion angeordnet, und der Schlitz wird durch Licht von einer (nicht dargestellten) Laser-Lichtquelle beleuchtet, und zwar sowohl direkt durch das Bündel I, welches durch einen Bündelteiler 16 und einen Spiegel 18 reflektiert wird, als auch durch das Bündel II, welches durch den Bündelteiler 16 hindurchgeht und durch einen Spiegel 20 reflektiert wird. Eine lichtundurchlässige Platte 22 ist im Weg des Bündels II angeordnet. In der Platte sind eine Reihe von Streuöffnungen angebracht, welche die Ziffern O bis 9 darstellen, wobei jede Ziffer in bekannter Weise aus sieben einzelnen Strichen zusammengesetzt ist oder in lorm einer Punktmatrix aufgebaut ist. Es kann jedoch auch eine voll ausgeformte Zahl verwendet werden. Die öffnung oder die" öffnungen, welche eine Ziffer bilden, fluchten mit dem Bündel II.

Eine holografische Hauptskala oder Musterskala bzw. ein entsprechender Maßstab wird dadurch hergestellt, daß die Emulsion 12 durch den Spalt 14 gleichzeitig von dem Bündel I und dem Bündel II beleuchtet wird, indem die Bündel unterbrochen werden, indem weiterhin die Platte 10 in einer Richtung über eine Entfernung bewegt wird, welche der Breite des Spaltes 14 entspricht, indem weiterhin die Position der Platte 22 derart geändert wird, daß die nächste Ziffer mit dem Bündel II fluchtet, indem die Emulsion 12 mit beiden Bündeln belichtet wird, und so weiter, wobei die Bewegung in derselben Richtung fortgesetzt wird, bis eine erforderliche Länge der Platte belichtet ist. Die fotografische Emulsion wird dann entwickelt und fixiert. Beispielsweise kann die Breite des Spaltes 14 100 Mikron betragen. Die Emulsion

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ORIGINAL INSPECTED

2 6 γ- 0 2 30

trägt dann eine Reihe von Hologrammen der Ziffern O bis 9, welche eine Skala bilden, die 100-Mikron-Teilungen hat. Die Ziffern können natürlich in vielen Zyklen verwendet werden, so daß eine Skala beachtlicher Länge aufgebaut werden kann, beispielsweise mit 1 cm, 10 cm, usw., was von der Größe der Glasplatte 10 abhängt. Die holografische Hauptskala kann direkt als Instrumentenskala verwendet werden, zweckmäßiger ist es jedoch, sie nach herkömmlichen Kethoden zu vervielfältigen, beispielsweise durch einen holografischen Kontaktdruck.

In der Fig. 2 sind die Platte 10 und die entwickelte Emulsion 12 durch einen Spalt 24 belichtet, dessen Breite gleich derjenigen des Spaltes 14 ist, und zwar mit einem Bündel III aus einer Quelle 25, die entweder die Laser-Quelle gemäß Fig. 1 oder eine andere geeignete Lichtquelle sein kann, welche einen schmalen Wellenlängenbereich aufweist. Ein Schirm 26 wird außerhalb der Achse des Bündels III angeordnet, und die Ziffer, welche in dem Hologramm aufgezeichnet ist, und zwar ' fluchtend mit dem Spalt 24, wird auf dem Schirm rekonstruiert, wenn die Platte 10 in der Richtung bewegt wird, die durch die Pfeile angegeben ist, und zwar durch einen Präzisionsantrieb 15, wird die Ziffer, die in jedem Hologramm aufgezeichnet ist, welches mit dem Spalt in eine fluchtende Anordnung kommt, auf dem Schirm 26 dargestellt. Wenn die Hologramme die Ziffern enthalten, welche im obigen Beispiel erwähnt wurden, dann zeigt die Anzeige auf dem Schirm 26 die Position der Platte 10 in Einheiten von 100 Mikron an.

Die Anordnung und die Vorrichtung gemäß i'ig. 1 und 2 können nach der bekannten Technik der Holografie in vielfältiger Weise abgewandelt werden. In der Fig. 1 kann beispielsweise

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die Platte 22 in den Weg des Bündels I anstatt in den Weg des Bündels II gebracht werden. Die Streuöffnungen können durch, freie Öffnungen in Verbindung mit einer Zylinderlinse und einem breiten Beleuchtungsbündel ersetzt werden. Der Spalt 14 kann-.mit seiner Längsachse in der Ebene der Figur angeordnet werden, anstatt senkrecht dazu, wie es dargestellt ist. Die Platte 10- sollte dann auch um 90 ° gedreht werden, so daß ihre Länge noch senkrecht zu der Spaltachse steht. Gemäß Fig. 2 kann der Spalt 24, welcher zur Hekonstruktion des Hologramms verwendet wird, etwas schmaler ausgebildet werden, beispielsweise 10 % schmaler, und zwar schmaler als der Spalt 14, welcher dazu dient, das Hologramm herzustellen, und in der £at ist ein schmalerer Spalt vorzuziehen, weil eine Rekonstruktion vollständig von einem Element hergestellt werden kann, ohne daß im Bild eine Unscharfe auftritt, welche dadurch entsteht, daß der betrachtete Bereich von Nachbarelementen leicht überlappt wird. Die Position des Schirmes 26 kann in bezug auf die holografische Skala verändert werden, und zwar in Abhängigkeit von den Richtungen der Bündel, welche zur Herstellung der Hologramme verwendet werden.

Die Anordnung kann auch in der Weise abgewandelt werden, daß Reflexionshologramme anstatt von Übertragungshologrammen erzeugt werden, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind.

Obwohl gemäß Fig. 2 eine Hauptholografieskala 12 verwendet wird, kann eine Kopie dieser Hauptskala hergestellt werden und in derselben Weise verwendet werden. Das fotografische Material, welches dazu dient, die Hologramme aufzuzeichnen, kann entweder eine konventionelle fotografische Emulsion geeigneter Art sein, oder, es kann ein Fotowiderstandsmaterial verwendet werden. Eine holografische Hauptskala, welche von .einer herkömmlichen Emulsion hergestellt wurde, kann in

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26H023Ü

irgendeiner geeigneten herkömmlichen Art reproduziert werden, beispielsweise durch Xontaktdruck, d. h. indem die Hauptskala mit der fotografischen Emulsion in Berührung gebracht wird und die Emulsion durch die Hologramme mit Licht aus einer geeigneten Lichtquelle wie einer Laser-Lichtquelle belichtet wird. Eine Hauptskala oder ein Muster, welche aus einem IοtowiderStandsmaterial hergestellt wurde, kann durch eine herkömmliche Oberflächenabzugstechnik reproduziert werden, wie sie dazu verwendet wird, Beugungsgitter zu vervielfältigen, oder es kann ein Kontaktdruckverfahren angewandt werden.

Die I ig. 3a ist eine nicht maßstäbliche Detailansicht einer langen, schmalen holografischen Skala 12, welche gemäß dem anhand der Jig. 1 erläuterten Verfahren hergestellt wurde. Die markierten Bereiche stellen aneinander angrenzende Hologramme dar, welche nacheinander mit den Bündeln I und II belichtet werden und welche jeweils in holografischer Form eine Ziffer wie '5', '6¹, '7' usw. enthalten. Wenn bei einer solchen Anordnung die Flatte 10 an dem Spalt 14- vorbeibewegt wird (siehe Fig. 2), so geht eine Ziffer in die nächste über. Die Reproduzierbarkeit der Einstellung einer bestimmten Skalenposition ist daher besser als die 100-Mikron-Breite jedes Bereiches.

Es ist nicht erforderlich, daß die Hologramme direkt aneinander angrenzen, sie können vielmehr durch nicht belichtete Streifen 15 voneinander getrennt sein, wie es in der Fig. Jb dargestellt ist oder sie können sich gemäß Fig. 3c überlappen.

In den abgewandelten Ausführungsformen nach den Fig. 3a, 3b, •bzw. 3c kann jedes Hologramm mehr als eine Ziffer enthalten oder es kann einen oder mehrere Buchstaben oder Wörter enthalten oder auch andere Zeichen oder eine Kombination aus Ziffern

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und Buchstaben usw.. Die Hologramme können tatsächlich eine Anordnung einer Skalenanzeige liefern, welche vom menschlichen Auge zu beobachten ist.

Es ist nicht erforderlich, daß ein einzelner belichteter bzw. beleuchteter Bereich die Breite der" fotografischen Platte ausfüllt. Wenn eine Anzeige mit zwei Ziffern erforderlich ist, beispielsweise 3>3> 3»4; 3»5 usw., dann kann eine Folge sämtliche Ziffern liefern, und zwar durch wiederholte Belichtung derselben Ziffer, und eine zweite, parallele Folge kann die zweite Ziffer liefern, welche zwischen aufeinanderfolgenden Belichtungen verändert wird. Diese Anordnung ist in der Fig. 3d dargestellt. Eine größere Anzahl von Folgen kann verwendet werden, wenn mehr als zwei Ziffern dargestellt werden sollen. Jede Folge kann entweder getrennt oder gleichzeitig aufgezeichnet werden. Obwohl die Folgen in der Darstellung verschiedene Bereiche auf dem Maßstab einnehmen, könnte die Anordnung auch so getroffen sein, daß sie auf demselben Bereich der Skala übereinander angeordnet wären.

Eine wesentliche Anwendung von zwei gleichzeitig angezeigten unterschiedlichen Folgen besteht darin, Umwandlungsskalen zu liefern., welche gemäß der Darstellung in der Fig. 3d beispielsweise metrische und andere Einheiten darstellen.

Die Gesamtlänge einer Skala, wie sie in der Fig. 1, 2 bzw. 3 dargestellt ist, ist durch die holograifsehe Anordnung nicht begrenzt, sondern vielmehr durch die räumlichen Begrenzungen der Meßeinrichtung, und es lassen sich Skalen bis zu einem Meter Länge herstellen. Es sind auch andere räumliche physikalische Anordnungen möglich. Beispielsweise kann gemäß I'ig. 4a die holografische Skala auf einem starren Streifen 30 angeordnet werden, welcher zu einer kontinuierlichen Schleife

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ίο- 260^230

geformt wird. Um eine Anzeige zu liefern, kann der Streifen 30 aus dein Innenraum der Schleife durch eine Lichtquelle 32 durch einen (nicht dargestellten ) Spalt hindurch beleuchtet werden, der auf einem konstanten Abstand von der Schleife gehalten wird. Die Anzeige wird auf einem Schirm 34 außerhalb der Schleife geliefert. Die Mg. 4b veranschaulicht eine ähnliche Schleife y\, welche zur Verwendung als Digitaluhr geeignet ist.

In einer weiteren (nicht dargestellten) Anordnung wird eine Schleife aus flexiblem Film- bzw. Folienmaterial verwendet, welche in derselben Weise wie ein einziehbares Maßband auf eine Spule aufgewickelt werden kann.

Eine weitere Art einer Skala ist in der Fig. 4c veranschaulicht. Eine kreisförmige fotografische Platte 36 ist derart ausgebildet, daß die nacheinander belichteten Hologramme in konzentrischen Kreisen auf der Platte angeordnet sind. Eine derartige Anordnung kann als Skala eines Instrumentes verwendet werden, welches beispielsweise zwei oder mehrere verschiedene Skalen wie 38 und 40 aufweist oder welches normalerweise eine Skala in Form eines Kreisabschnittes hat. Die Skalen können entweder getrennt oder gleichzeitig aufgezeichnet werden.

Die Verwendung einer holografischen Skala gemäß der Erfindung zur Anzeige der Position eines bewegbaren Teils ist in der Fig. 5 veranschaulicht, welche einen Teil eines Maschinenwerkzeuges bzw. einer Werkzeugmaschine darstellt. Das Gerät hat einen festen Teil 42 mit einem Kanal 44, in welchem ein Wagen 46 durch eine Spindel 48 entlanggeführt: werden kann, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß der Wagen genau der Bewegung eines Arbeitsstückes des Maschinenwerkzeuges

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folgt, welches beispielsweise ein Bohrer oder ein (nicht dargestelltes) Schneidwerkzeug sein kann. Der Wagen 4-6 trägt eine Lichtquelle in einem Lichtkasten 50, der sich mit dem Wagen bewegt, und zwar in der Nähe und parallel zu einer langen schmalen holografischen Skala 52, welche an dem festen Teil 4-2 angebracht ist. Hinter der Skala ist ein Abbildungsschirm 54- angeordnet, welcher von der Seite zu beobachten ist, die der Skala abgewandt ist, wie es durch den Pfeil B dargestellt ist. Der Lichtkasten 50 hat eine schlitzförmige Öffnung auf der Seite, welche benachbart zu der Skala 52 angeordnet ist. Wenn sich der Wagen 56 in der Nut entlangbewegt, beleuchtet die Lichtquelle die Skala 52 durch den Spalt im Lichtkasten, und eine numerische Anzeige, welche die Position des Wagens angibt, wird auf dem Anzeigeschirm 54 geliefert.

Die Fig. 6 zeigt· eine Einrichtung, die eine kreisförmige holografische Skala hat. Eine als Federwaage arbeitende Wägeeinrichtung hat einen Wiegeteller 56, der durch einen vertikalen Stab 58 mit einer Zahnstange 60 verbunden ist, die mit einem Ritzel 62 im Eingriff steht, welches an der Mitte einer kreisförmigen holografischen Skala 64 angebracht ist. Das Ritzel und die Skala drehen sich auf einem Gelenkstift 66, der von einem ersten Trägerstab 60 gehalten ist, der an einer Grundplatte 70 angebracht ist. Die Grundplatte trägt weiterhin einen zweiten Trägerstab 72, der an seinem oberen Ende einen horizontalen Flansch 74- aufweist, der das untere Ende einer Druckfeder 76 trägt, welche um den vertikalen Stab 58 herum angebracht ist, um den Wiegeteller zu halten.

Die Hologramme der Skala 64- sind in einer kreisförmigen Bahn angeordnet, wie es teilweise bei 78 dargestellt ist. Ein

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2 6 O ⁿ 2 3 O

Lichtkasten 80 enthält eine Lichtquelle, welche die Bahn durch einen (nicht dargestellten) Spalt beleuchtet, und ein Anzeigeschirm 82 auf der gegenüberliegenden Seite der Skala wird durch den Lichtkasten gehalten.

Wenn ein Gewicht auf den Wiegeteller gelegt wird, wird die I·'ed er 76 zusammengedrückt, das Kitzel 62 wird durch die Zahnstange in Drehung versetzt, und die holografische Skala 64 rotiert. Die Lichtquelle beleuchtet die Skala, und eine digitale Anzeige des Gewichtes wird auf dem Schirm 82 geliefert.

Bisher wurden holografische Skalen beschrieben, die jeweils ein Element mit einer Breite von 100 Mikron haben. Bei solchen Skalen sind keine ernsthaften Fokussierungsprobleme aufgetreten. Die Hologramme können weniger als 100 Hikron breit sein, die Beleuchtung solcher schmalen Hologramme erfordert jedoch eine genauere Anordnung der einzelnen Bauteile. Ein Abbildungssystem kann zwischen dem Spalt und der fotografischen Emulsion vorgesehen sein, im Gebrauch kann es jedoch schwierig sein, das Bild des Spaltes auf der Emulsion scharf abzubilden.

Bei Hologrammen mit einer geringeren Breite als 100 Mikron kann die Anordnung der Fig. 7 jedoch die Qualität der Abbildung verbessern. Die Anordnung ist mit derjenigen der Fig. identisch, der Schirm 26 ist jedoch durch ein entsprechend angeordnetes Bündel 28 aus optischen Fasern ersetzt, wobei ein Ende des Bündels benachbart zu der Glasplatte 12 an der Stelle angeordnet ist, an welcher das Hologramm reproduziert wird. Die anderen Enden der Fasern sind auf Abstand angeordnet, um das rekonstruierte Bild zu vergrößern. Der Faseroptikbereich verbessert die Festlegung der Darstellung. In

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einer leicht abgewandelten Ausführungsform kann ein Schirm in die Nähe der voneinander getrennten Enden der Fasern gebracht werden, welche den Buchstaben oder die Ziffer bilden, so daß eine Abbildung auf dem Schirm erfolgt. Die Faseroptikbereiche können natürlich auch mit breiteren Hologrammen verwendet werden, und sie können außerdem dazu verwendet werden, eine Fernanzeige zu liefern.

Wenn gemäß der oben anhand der Fig. 3s beschriebenen Anordnung die relativen Positionen einer holografischen Skala und eines Spaltes derart gewählt sind, daß Teile von zwei benachbarten Hologrammen beleuchtet werden, dann werden beide Hologramme rekonstruiert, und es können beispielsweise zwei überlagerte Ziffern angezeigt werden. Wenn es erwünscht ist, jegliche Verwirrung auf ein Hinimum zu begrenzen, welche dadurch hervorgerufen werden könnte, kann die holografische Skala in der Weise aufgezeichnet werden, daß eine gestaffelte Anzeige geliefert wird, wie es in der Fig. 8 dargestellt-ist. In den Darstellungen a und c fluchtet der Spalt mit den Hologrammen, in welchen jeweils 33 und 3?5 aufgezeichnet ist. In der Darstellung d fluchtet der Schlitz mit einem Teil dieser beiden Hologramme, jedoch ohne Überlagerung. Um eine derartige Skala zu erzeugen, wird die Position abwechselnder· Ziffern in bezug auf die Skala aufwärts und abwärts bewegt.

Die Breite jedes Hologramms braucht nicht konstant zu sein. Beispielsweise kann eine logarithmische Skala erzeugt werden, indem der Abstand der Bewegung verändert wird und/oder die Spaltbreite verändert wird, und zwar nach jeder Belichtung, wobei die Rekonstruktion jedoch unter Verwendung einer konstanten Spaltbreite erfolgt. Nicht-lineare Skalen können auch dadurch erzeugt werden, daß eine konstante Spaltbreite verwendet

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wird und einzelne Ziffern wiederholt oder ausgelassen werden, oder auch dadurch, daß unbelichtete Räume gelassen werden, welche zwisehen den einzelnen Belichtungen veränderbare Breite haben.

Wenn eine Skala verwendet wird, kann die Kombination aus einem Spalt und einer Lichtquelle durch eine Linienquelle wie eine Laserdiode ersetzt werden.

Es ist nicht erforderlich, die holografische Skala mit Licht derselben Wellenlänge zu beleuchten, beispielsweise mit dem Licht, welches zur Herstellung der Skala verwendet wird, solange Licht aus einem schmalen Wellenlängenbereich verwendet wird. Gemäß Fig. 2 verändert eine Veränderung der Beleuchtungswellenlänge den Winkel A zwischen der Fortsetzung des Beleuchtimgsbündels III und der Richtung des Anzeigebündels, welches zum Schirm 26 geht.

Weiterhin kann eine Haupt- oder eine Muster-Eolografieskala durch vier verschiedene Anordnungen erzeugt werden:

1. Die fotografische Platte kann nacheinander in bezug auf den Spalt bewegt werden, wie es anhand der Fig. 1 erläutert wurde;

2. der Spalt kann durch ein schmales Lichtbündel beleuchtet werden, und sowohl der Spalt als auch das Lichtbündel können nacheinander in bezug auf die fotografische Platte bewegt werden;

3. der Spalt kann durch ein breites Lichtbündel beleuchtet werden, und der Spalt kann in bezug auf das Bündel und die fotografische Platte bewegt werden, wenn auch diese Anordnung eine große Lichtmenge benötigt, und 4·. das gesamte System kann in bezug auf die fotografische Platte bewegt werden. Die Anordnungen 1. und 4. sind besonders bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.

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Grundsätzlich können im Gebrauch entweder die Beleuchtungseinrichtung, der Schlitz und der Anzeigeschirm fest angeordnet sein und die holografische Skala kann gegenüber diesen Teilen bewegt werden, oder es kann die Skala fest angeordnet sein und die übrigen Teile der Einrichtung können bewegt werden.

Sowohl bei der Herstellung einer Hauptskala oder einer Musterskala als auch beim Gebrauch einer solchen Skala kann dann, wenn ein Spalt verwendet wird, der Abstand zwischen dem Spalt und der fotografischen Emulsion vorzugsweise ähnlich wie die Spaltbreite gewählt sein. Mit sehr schmalen Spalten ist jedoch ein Abbildungssystem praktisch erforderlich.

Weiterhin besteht gemäß der Erfindung die Möglichkeit, daß zwei verschiedene holografische Skalen Abbildungen in verschiedenen Farben liefern, die von der Wellenlänge der jeweils verwendeten Beleuchtung abhängen.

Bei vielen Meßinstrumenten, Maschinen und anderen Einrichtungen, bei welchen eine Realtivbewegung zwischen zwei Teilen stattfindet, kann eine numerische Anzeige geliefert werden, welche das Maß der Relativbewegung angibt, wobei eine holografische Skala gemäß der Erfindung verwendet wird. Typische Beispiele sind Mikrometer, Wägeeinrichtungen, elektrische Meßinstrumente, Digitaluhren, Geschwindigkeitsmeßeinrichtungen und Maschinenwerkzeuge bzw. Werkzeugmaschinen.

- Patentansprüche 609829/08 3 9

Claims

Patentansprüche

Y1J Anzeigeeinrichtung für ein Meßinstrument, dadurch gekennz eichnet, daß ein holografisches Element vorgesehen ist, welches eine Vielzahl von holografischen Aufzeichnungen von Darstellungen von Zeichen von Werten einer Veränderlichen aufweist, daß die Aufzeichnungen geometrisch in einer Reihe angeordnet sind, welche einer Rangfolge der Werte entspricht, daß weiterhin eine Einrichtung vorhanden ist, welche dazu dient, ein Bild aus wenigstens einer der Aufzeichnungen durch Beleuchtung eines Teiles des Elementes zu rekonstruieren, und daß eine mechanische Einrichtung vorgesehen ist, um den beleuchteten Teil dazu zu bringen, daß er in seiner Position entlang den Reihen der Aufzeichnungen verändert wird, wobei eine Einrichtung zur Anzeige des rekonstruierten Bildes vorhanden ist.
2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die holografischen Aufzeichnungen in einer äquidistanten Reihe angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rangfolge von Werten eine arithmetische lolge darstellt.
4. Meßinstrument mit einer Anzeigeeinrichtung gemäß Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Meßeinrichtung vorhanden ist, um den Wert einer Veränderlichen abzutasten und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, die mechanische Einrichtung in Abhängigkeit von dem abgetasteten Wert der Veränderlichen zu betreiben bzw. zu betätigen, so daß das rekonstruierte Bild eine Anzeige des abgetasteten Wertes der Veränderlichen liefert.

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5- Verfahren zur Herstellung eines holografischen Basiselementes, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander eine Folge von Bereichen eines fotografischen Aufzeichnungsmaterials belichtet werden, wobei die Belichtung mit einer Kombination aus einem Objektbündel, welches durch Beleuchtung einer Darstellung von Zeichen für Werte einer Veränderlichen abgeleitet wurde, und einem Bezugsbündel erfolgt, daß das Objektbündel und das Bezugsbündel beide von einer Quelle für kohärentes Licht abgeleitet sind und daß die Darstellung zwischen einzelnen Belichtungen verändert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander aneinander angrenzende Bereiche eines fotografischen Filmes mit einer Kombination einer alphanumerischen Darstellung belichtet werden, die durch ein Laserbündel und einen interferierenden Teil des Laserbündels beleuchtet wird, und daß die Darstellung zwischen jeder Belichtung durch einen Buchstaben oder eine Ziffer verändert wird* und zwar in Abhängigkeit von der Breite jedes Bereiches, gemessen in der Richtung der nacheinander erfolgenden Bewegung.
7· Holografisches Hauptelement bzw. Musterelement, dadurch gekennzeichnet, daß es nach einem Verfahren gemäß Anspruch oder 6 hergestellt ist.
8. Holografisches Element, dadurch gekennzeichnet, daß es durch eine Reproduktion eines holografischen Hauptelementes bzw. Musterelementes gemäß Anspruch 7 hergestellt ist.

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