DE278226C

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Publication number: DE278226C
Application number: DE1913278226D
Authority: DE
Priority date: 1913-06-30
Filing date: 1913-06-30
Anticipated expiration: 1933-07-01
Also published as: FR474252A; GB191412100A

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVl 278226 KLASSE 42 h. GRUPPE- JVl 278226 CLASS 42 h. GROUP

Firma CARL ZEISS in JENA.CARL ZEISS company in JENA.

Apparat zur Untersuchung von Linsensystemen.Apparatus for examining lens systems.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Juli 1913 ab.Patented in the German Empire on July 1, 1913.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Apparat zur Untersuchung von Linsensystemen, wobei unter diesem Sammelnamen nicht nur mehrgliedrige Systeme, sondern auch einzelne Linsen verstanden sind. Der Apparat dient dazu, die sogenannte Schnittweite von Linsensystemen experimentell zu messen oder zu prüfen. Man bezeichnet mit Schnittweite bekanntlich den Abstand eines Brennpunktes von der zugewandten Endfläche des Systems; es ist also nur bei Linsen von verschwindender Dicke die Schnittweite gleich der Brennweite des Systems, während bei Linsen mit endlicher Dicke und bei allen mehrgliedrigen Systemen Schnittweite und Brennweite verschieden sind. Es ist daher in vielen Fällen der Praxis erforderlich oder erwünscht, die Schnittweite eines Linsensystems in einfacher Weise messen und prüfen zu können. Ein wichtiger Fall liegt beispielsweise vor bei der Wähl des für ein anormales Auge erforderlichen Brillenglases, da bekanntlich bei Brillengläsern, sobald die Glasdicke nicht mehr verschwindend klein ist, die Schnittweite eine maßgebende Bestimmungsgröße bildet.The invention relates to an apparatus for examining lens systems, wherein under this collective name not only multi-unit systems, but also individual lenses are understood. The apparatus is used to measure the so-called back focus of lens systems to measure or test experimentally. As is well known, the back focal length is used to denote the Distance of a focal point from the facing end face of the system; so it is only with lenses of negligible thickness the focal length is equal to the focal length of the Systems, while with lenses with finite thickness and with all multi-unit systems Back focus and focal length are different. It is therefore required in practice in many cases or it is desirable to be able to measure and check the back focal length of a lens system in a simple manner. An important case for example, when choosing the lens required for an abnormal eye, as is well known in the case of spectacle lenses as soon as the lens thickness is no longer negligibly small, the back focal length is a decisive determinant.

Zur Ermittlung der Schnittweite wird man eine unendlich entfernte Visiermarke, die am einfachsten durch einen Kollimator dargeboten werden kann, mittels des zu untersuchenden Linsensystems abbilden und sodann die Entfernung zwischen dem in der Bildfläche gelegenen Brennpunkt und der zugewandten Endfläche des Systems messen. Nach der Erfindung läßt sich ein dazu bestimmter Apparat dadurch besonders einfach und zweckmäßig gestalten, daß man einen festen Anschlag benutzt, an den das zu untersuchende Linsensystem mit dem Scheitel anzulegen ist, so daß man unmittelbar den Abstand des Scheitels von dem Orte des erzeugten Bildes und damit die Schnittweite messen kann.To determine the back focal length, an infinitely distant sight mark is placed on the the simplest can be presented by a collimator, by means of the to be examined Image lens system and then the distance between the in the image area the focal point and the facing end face of the system. According to the invention can be a certain Make the apparatus particularly simple and expedient by having a firm stop used, to which the lens system to be examined is to be placed with the vertex, so that one can immediately determine the distance of the vertex from the location of the generated image and thus can measure the back focal length.

Um auch die Schnittweite von negativen Linsensystemen bestimmen zu können, wird man ein sammelndes Linsensystem von stärkerer Brechkraft zu Hilfe nehmen, das man zweckmäßig fest in den Apparat einbaut. Man hat sodann nur bei der ermittelten Schnittweite die diesem sammelnden Hilfssystem entsprechende Konstante zu berücksichtigen oder unmittelbar eine am Apparate angebrachte Skala entsprechend zu beziffern. Zur Ermittlung der Lage des Visiermarkenbildes empfiehlt es sich, ein Okular zu benutzen, mit dem man das Markenbild betrachtet und scharf einstellt. Mit Rücksicht auf einen großen Meßbereich und den damit erforderlichen großen Okularauszug wird man ein terrestrisches Okular oder ein Mikroskop verwenden. Es ergibt sich ferner bei der Benutzung eines Okulars eine vereinfachte Handhabung des Apparats, wenn man eine am Apparat angebrachte Skala, die unmittelbar nach Schnittweiten (oder deren Konvergenzen) der untersuchten Linsensysteme eingeteilt ist, mit Hilfe einer Spiegelanordnung in das Gesichtsfeld des Okulars spiegelt, so daß man gleichzeitig mit der Einstellung auf die Bildebene der Visiermarke die zugehörige Schnittweite ablesen kann.In order to also be able to determine the back focal length of negative lens systems, one can use a collecting lens system with a stronger refractive power, the one expediently installed firmly in the apparatus. One then only has the determined Intersect the this collecting auxiliary system to take into account the corresponding constant or to put a corresponding number directly on a scale attached to the apparatus. To determine the position of the sight mark image, it is recommended to use an eyepiece, with which one looks at the brand image and focuses it. With regard to a large measuring range and with it The required large focuser is a terrestrial eyepiece or microscope use. There is also simplified handling when using an eyepiece of the apparatus, if one has a scale attached to the apparatus which immediately follows the back focal length (or their convergences) of the examined lens systems is divided into the field of view with the help of a mirror arrangement of the eyepiece, so that one can see the image plane simultaneously with the adjustment the sight mark can read the corresponding back focus.

Um das Linsensystem für die Dauer der Messung in seiner Lage zu halten, wird man demselben außer dem Scheitelanschlag nochIn order to keep the lens system in its position for the duration of the measurement, one will the same apart from the apex stop

eine seitliche Unterstützung geben, die sich zweckmäßig durch Federwirkung der Krümmung der Endfläche des Systems anpassen kann. Für sphärische Begrenzungsflächen kann hierfür beispielsweise eine zylindrische, zentrisch zum Scheitelanschlag angeordnete Büchse dienen, die in Richtung der Visierachse geführt und durch eine Schraubenfeder an das Linsensystem gepreßt wird, so daß sich die ίο Büchse bei richtiger Lage des Systems ringsum anlegt. Besitzt das Linsensystem eine zweifach symmetrische, z. B. eine zylindrische oder torische Endfläche, so wählt man zweckmäßig eine Unterstützung in vier Punkten durch vier nachgiebige Stifte, von denen je zwei symmetrisch zum Scheitelanschlag liegende Stifte miteinander gekuppelt und so geführt sind, daß ihre Verbindungslinie auf derjenigen der beiden anderen Stifte stets senkrecht steht. Das Linsensystem ist dann beim Einsetzen in den Apparat so lange zu verschieben oder um seine Achse zu drehen, bis alle vier Stifte gleichzeitig an der Endfläche anliegen.give a lateral support, which is expedient by the spring action of the curvature can adapt to the end face of the system. For spherical boundary surfaces, for example, a cylindrical, centric used for the apex stop arranged bushing, which is guided in the direction of the sight axis and is pressed against the lens system by a helical spring so that the ίο If the system is in the correct position, place the bushing all around. The lens system has a double symmetrical, e.g. B. a cylindrical or toroidal end surface, it is appropriate to choose a support in four points by four resilient pins, two of which each Pins lying symmetrically to the apex stop are coupled together and guided in this way are that their connecting line is always perpendicular to that of the other two pins. The lens system is then to be shifted or reversed for as long as it is inserted into the apparatus to rotate its axis until all four pins are in contact with the end face at the same time.

Das scharfe Einstellen eines Okulars oder einer Mattscheibe auf den Bildort der Visiermarke wird nach einer bekannten Methode dadurch erleichtert, daß man in den Strahlengang vor dem zu untersuchenden Linsensystem eine Blende mit zwei Löchern schaltet. Bei der Prüfung astigmatischer Linsensysteme muß hierbei die Verbindungslinie der Lochmitten ungefähr senkrecht zu der eingestellten Brennlinie sein. Man wird daher bei solchen Systemen, um nacheinander die beiden Brennlinien ohne Drehung der Blende einstellen zu können, dieselbe zweckmäßig mit vier Löchern versehen, die so angeordnet . sind, daß die Verbindungslinien je zweier gegenüberliegender Lochmitten durch die Visierachse gehen und ungefähr aufeinander senkrecht stehen. Beim Einsetzen des zu untersuchenden Linsensystems in den Apparat ist dann darauf zu achten, daß je zwei gegenüberliegende Lochmitten ungefähr in die Richtung einer der beiden Hauptebenen des Linsensystems zu liegen kommen. Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem zur Erzielung einer bequemen Handhabung des Apparates die optische Achse ungefähr in der Mitte des Apparates durch ein Spiegelprisma um 90° umgelenkt ist. Der Apparat ist so gebaut, daß auch die Schnittweite von Systemen mit zweifach symmetrischen Endflächen bestimmt werden kann. Fig. 1 ist ein Längsschnitt des ganzen Apparates. Fig. 2 zeigt den Grundriß der Stützvorrichtung für das zu untersuchende Linsensystem. Fig. 3 ist ein Querschnitt des Apparates nach der Linie 3-3 der Fig. 1. Ein Stativ α trägt zunächst an einem seitlichen Arme b ein Gehäuse c, in das ein Kollimator eingebaut ist. Die auf einem Markenträger c¹ befindlichen Visiermarken c² des Kollimators werden durch eine elektrische Glühlampe c³ beleuchtet und durch die Kollimatorlinse c⁴ im Unendlichen virtuell abgebildet. Hinter der Linse· c⁴ ist in ihrem Fassungsstück c⁵ eine schlitzförmige Aussparung c⁶, in die eine Lochblende d mit vier Löchern eingeschoben ist. Fig. 4 zeigt die Ansicht der Lochblende d. The sharp adjustment of an eyepiece or a ground glass to the image location of the sighting mark is facilitated according to a known method in that a diaphragm with two holes is inserted into the beam path in front of the lens system to be examined. When testing astigmatic lens systems, the line connecting the hole centers must be approximately perpendicular to the set focal line. In such systems, therefore, in order to be able to set the two focal lines one after the other without rotating the diaphragm, the same is expediently provided with four holes which are so arranged. are that the connecting lines of two opposite hole centers each go through the sight axis and are approximately perpendicular to each other. When inserting the lens system to be examined into the apparatus, care must be taken that two opposite hole centers each come to lie approximately in the direction of one of the two main planes of the lens system. The drawing shows an embodiment of the invention in which the optical axis is deflected by 90 ° approximately in the center of the apparatus by a mirror prism in order to achieve convenient handling of the apparatus. The apparatus is built in such a way that the back focal length of systems with double symmetrical end faces can also be determined. Fig. 1 is a longitudinal section of the whole apparatus. Fig. 2 shows the plan view of the support device for the lens system to be examined. Fig. 3 is a cross section of the apparatus along the line 3-3 of Fig. 1. A stand α initially carries a housing c on a side arm b , in which a collimator is installed. The sight marks c ^{2 of} the collimator located on a mark carrier c ¹ are illuminated by an electric incandescent lamp c ³ and virtually imaged at infinity by the collimator lens c ^4. Behind the lens · c ⁴ , in its mount piece c ^{5, there is} a slot-shaped recess c ⁶ , into which a perforated diaphragm d with four holes is inserted. Fig. 4 shows the view of the aperture plate d.

Der eigentliche Meßapparat wird von einem rohrförmigen Gehäuse e umschlossen, das an seinem linken Ende mittels einer Muffe a¹ auf dem Stativ α fest gelagert ist. In dieses Rohrende ist die Stützvorrichtung für das zu untersuchende Linsensystem, das in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linse f angedeutet ist, eingebaut. Eine zylindrische Büchse g trägt in der Mitte eines in Richtung eines Durchmessers verlaufenden Steges g¹ eine Spitze g², die den festen Scheitelanschlag für die Linse f bildet. Zur seitlichen Unterstützung der Linse / dienen zwei konzentrisch zur Büchse g angeordnete und durch eine Zwischenbüchse h voneinander getrennte, zylindrische Führungsstücke i und k, von denen jedes auf der oberen Seite zwei gleich hohe, einander gegenüberliegende Spitzen i¹ und i² bzw. k¹ und k² besitzt und durch eine Schraubenfeder I bzw. m in Richtung der Achse nach oben an die Linse f gedrückt wird. Eine außen liegende Büchse n, mit der' die Zwischenbüchse h und die innere Büchse g fest verbunden sind, dient zur Lagerung der ganzen Stützvorrichtung in der Muffe a¹. Das Führungsstück i trägt eine Schraube i³, die in einem geraden, parallel zur Achse verlaufenden Schlitz g³ der festen Büchse g gleitet, so daß die am Führungsstück i befindlichen Spitzen i¹ und i² beim Einstellen sich stets geradlinig parallel zur Visierachse bewegen. Der gleiche Zweck ist für das Führungsstück k durch eine mit demselben verbundene Schraube k³ und einen entsprechenden Schlitz in der Büchse η erreicht, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Verbindungslinien je zweier zusammengehöriger Spitzen aufeinander senkrecht stehen. Beim Aufsetzen der zu untersuchenden Linse auf den Apparat hat man mit der Hand die Linse nach unten zu drücken und sie solange zu verschieben oder zu drehen, bis sie gleichzeitig sowohl am Scheitelanschlag als au f allen vier. Stützpunkten aufliegt.The actual measuring apparatus is enclosed by a tubular housing e , which is fixedly mounted on the stand α at its left end by means of a sleeve a ^1. The support device for the lens system to be examined, which is indicated in the drawing by a dashed lens f , is built into this pipe end. A cylindrical sleeve g carries in the middle of a web g ¹ extending in the direction of a diameter a tip g ² which forms the fixed apex stop for the lens f . Lateral support of the lens / is provided by two cylindrical guide pieces i and k arranged concentrically to the sleeve g and separated from one another by an intermediate sleeve h, each of which has two equally high, opposite tips i ¹ and i ² or k ^{1 on the upper side} and k ² and is pressed by a coil spring I or m in the direction of the axis up to the lens f. An outer sleeve n, with which the intermediate sleeve h and the inner sleeve g are firmly connected, is used to store the entire support device in the sleeve a ¹ . The guide piece i bears a propeller i ^3, which in a straight, extending parallel to the axis of slot g g ³ slides of the fixed sleeve, so that the always move on the guide piece i located peaks i ¹ and i ² when setting a straight line parallel to the sighting axis. The same purpose is achieved for the guide piece k by a screw k ^{3 connected to it} and a corresponding slot in the bushing η , the arrangement being such that the connecting lines of two associated tips are perpendicular to one another. When placing the lens to be examined on the apparatus one has to press the lens downwards with the hand and move or rotate it until it is at the same time both on the apex stop and on all four. Bases.

An die untere öffnung der Büchse g schließt sich ein Spiegelprisma 0 an, das die Strahlenbüschel einem im Apparat fest eingebauten, sammelnden System p zuführt. Sowohl das Prisma 0 als auch das System -p sind an einem zylindrischen Körper q, der den Abschluß des Gehäuses e bildet, gelagert. Zur Beobachtung und Einstellung des von der A mirror prism 0 adjoins the lower opening of the sleeve g and feeds the bundles of rays to a collecting system p built into the apparatus. Both the prism 0 and the system -p are mounted on a cylindrical body q, which forms the end of the housing e. To observe and adjust the from the

Linse / und dem System p erzeugten Bildes der Visiermarke dient ein von vier plankonvexen Linsen r¹, r², r³ und r⁴ gebildetes, terrestrisches Okular, dessen Fassungsröhre s in zwei am Gehäuse e befestigten Ringen e¹ und e² geführt ist. Die Bewegung des Okulars erfolgt mittels einer Zahnstange s¹ durch einen Trieb s² und eine gerauhte Scheibe s³. Am vorderen Ende des Okulars ist mittels einesLens / and the system p generated image of the sight mark is a terrestrial eyepiece formed by four plano-convex lenses r ¹ , r ² , r ³ and r ⁴ , the tube s of which is guided in two rings e ¹ and e ² attached to the housing e. The eyepiece is moved by means of a toothed rack s ¹ through a drive s ² and a roughened disk s ³ . At the front end of the eyepiece is a

ίο Ringes t ein Spiegelprisma t¹ befestigt, das eine von außen beleuchtete, auf einer Glasplatte u angebrachte Skala u¹ in das Gesichtsfeld des Okulars spiegelt. Die Ablesemarke ν für die Skala u¹ ist in der zwischen den beidenίο Ringes t a mirror prism t ¹ attached, which reflects an externally illuminated scale u ¹ mounted on a glass plate u in the field of view of the eyepiece. The reading mark ν for the scale u ¹ is between the two

¹S Linsen r^s und r⁴ befindlichen Bildebene des Okulars auf einem Markenträger ν¹ angebracht. ¹ S lenses r ^s and r ⁴ located image plane of the eyepiece on a mark carrier ν ¹ attached.

Claims

Patent Claims:

i. Apparatus for the investigation of lens systems, in which an image of a sighting mark presented by a collimator is imaged by the lens system to be investigated in connection with a collecting lens system belonging to the apparatus and the back focus is set with the help of the generated image, characterized by a fixed stop (g ² ), to which the lens system to be examined (f) is to be placed with the vertex.

2. Apparatus according to claim 1, in which an eyepiece is used to determine the position of the sighting mark image generated by the lens system to be examined and the collecting system of the apparatus, characterized in that a scale (m ¹ ) attached to the apparatus, which is immediately divided according to the back focal length of the examined lens systems, is reflected into the field of view of the eyepiece with the help of a mirror arrangement (t ¹ ).

3. Apparatus according to claim 1 for examining lens systems which have a twofold symmetrical end face on the side to be examined, characterized in that the lateral support of the lens system is provided by four flexible pins (i ¹ , i ² , k ¹ k ^% ) , each of which two pins (i ¹ and i ² , k ¹ and & ⁸ ) lying symmetrically to the apex extension are coupled to one another and guided in such a way that their connecting line is always perpendicular to that of the other two pins.

4. Apparatus according to claim 1 for examining astigmatic lens systems, characterized by a diaphragm (d) provided with four holes, which is switched into the beam path in front of the lens system to be examined.

For this purpose ι sheet of drawings.