DE2804527A1

DE2804527A1 - Verfahren und anordnung zum abgleichen von abbildungssystemen

Info

Publication number: DE2804527A1
Application number: DE19782804527
Authority: DE
Inventors: Rudi Faatz; Ernst Strauch
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Leica Microsystems Holdings GmbH
Priority date: 1978-02-03
Filing date: 1978-02-03
Publication date: 1979-08-09
Also published as: JPS54107757A; DE2804527C2; US4238157A

Description

Ernst Leite Wetzlar GmbH _A p^/b 2950

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Verfahren und Anordnung zum Abgleichen von Abbildungssystemen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Abgleichen der Bildebene eines AbbiIdungssysterne nlt der Auffangebene für das Bild, bei dem mindestens eine Mettmarke durch mindestens zwei Teilpupillen des Abbildungssystem· abgebildet wird und die diesen Teilpupillen zugeordneten Abbildungsstrahlen unterschiedlich beeinflußt werden.

Jedem optischen Abbildungssystem ist in Abhängigkeit von der Objektentfernung eine bestimmte Bildebene zuge ordnet, in der das Bild des Objekts scharf erscheint. let das Abbildungssystem Bestandteil eines optischen Gerätes, so muß für eine Scharfabbildung die Bildebene des Abbildungssystems mit der Bildauffangebene des Gerätes in Übereinstimmung gebracht werden. Auffangebenen la bier gebrauchten Sinne sind z.B. die Filmebene oder Mattscheibenebene einer Kamera, eine Zwischenbild- oder Strichplattenebene in einem Mikroskop, die Fotokathode eine Bildwandlerröhre u.a. Oie Übereinstimmung zwischen Bildebene und Auffangebene wird als Abgleich ober Ab-

Stimmung bezeichnet.

Das einfachste visuelle Verfahren zum Abgleichen besteht darin, daß mit dem Abbildungssystem in der gewünschten

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Auffangebene ein Bild erzeugt und dieses beobachtet wird. Als Abgleichkriterium gilt dabei die kontrastreichste Einstellung des Bildes oder ein BLLd mit einem charakteristischen Färb κ chi eier (Farbumschlag)., Dpi· Vorteil dieser Methode liegt duxiit., daU das Abb3.Ldutig»- eystem unter den gleichen optischen Bedingungen abgeglichen wird, unter denen es auch benutzt wird. Du r Nachteil liegt jedoch in der geringen Einstelisicherheit, die bei serienmäßigen Prüfungen durch Ermüdung der Augen, duroh subjektiv unterschiedlich hourUilte Kontraste und unterschiedliche chromatische Augenenipfindlichkeit bedingt ist.

Bei einem anderen Verfahren wird mit dem Abbildungssystem ein Bild eines Spaltes über zwei kleine, i&<>gliehst an gegenüberliegenden Stellen des Gesanitpupi 1-lenrandes liegende Teilpupillen in der gewünschten Auffangebene erzeugt. Das Bild über die beiden Teilpu- ^; pillen ist entweder ein sich überlappendes Mischbild oder ein sich ergänzendes Gesamtbild ( Noniuseinstellung).

Die den Teilpupillen zugeordneten Strahlenbündel können dabei durch Färb- oder Polarisationsfilter optisch unterscheidbar gemacht werden. Das Abgleichkriteriurn ist in beiden Fällen eine möglichst gute Ergänzung der beiden, sich beim Einstellen des Abbildungssystems gegenläufig zueinander bewegenden Teilbilder zu einem Gesamtbild. Diese Koinzidenzeinstellung ist sicherer zu beurteilen als die vorgenannte Scharfeinstellung. Sin ist aber mit dem Nachteil behaftet, daß das Abbildungssystem beim Abgleich anders benutzt wird als im Gerät. Die Ab-Stimmung führt daher nur dann zu einheitlichen Ergebnissen, wenn das über die zwei Teilpupillen abgebildete Bild bei allen Objektiven einer bestimmten Rechnung zu dem über die Gesamtpupille abgebildeten immer die gleiche Lage hat..

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Das bedeutet rait anderen Worten, Scharfe ί ns tr-.l und Koinssidenzeins te llung dürfen keine unterschiedlichen Ergebnisse bringen.

Bei einer modifizierten Ausführung; des vor^priauLien Wrfahrens wird über die eine Teil pupille '■: *1Ϊ« ein 1." iiize 1 — spalt und über die andere Toi 3 pupille ein zum Einzelspalt symmetrisch liegender Doppelspalt als Oi>jekt abgebildet. Beide Strahlengang*} werden durch vor den Teilpupillen angeordnete Prismen (Ani eiikkii Ie ) ε>< ubgelenkt, daü das Bild des Einsse J spa 1 ta ε zwischen dem UiId des Doppelspaltes liegt. Das Abgleichkriterium ist hier die symmetrische Lage der SpaJrbilder zueinander. Diese Einstellung ist noch sicherer zu beurteilen als die Koinzidenzeinstellung. Wesentlich iet jedoch, daii die brechenden Kanten der Ablenkkeile genau zur Spaltrichtung justiert sind, da sonst bereits durch die Ablenkkeile eine Unsymmetrie in der gegenseitigen Lage der Spaltbilder erzeugt wird, die als Fehleinstellung des Abbildungssysterne interpretiert wird. Selbst bei einer anfänglich korrekten Justierung der Ablenkkeil ο gibt es keine Kontrollmöglichkeit, die eine nachträgliche Gerätedejustierung anzeigt. Außerdem besteht selbstverständlich auch hier der Nachteil, daß die Abbildung durch Teilpupillen nicht unbedingt der Abbildung durch die Gesamtpupille gleicht»

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das mit einem Einstellkriteriurn arbeitet, welches die Nachteile der Abbildung durch Teilpupillen des Abbildungssystems vermeidet, das die Einstellsicherheit weiter verbessert und das beim Symmetrieabgleich unabhängig von der Justierung der Ablenkkeile ist.

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Diese Aufgabe wird erfindungs^emfili lurch ein Verfahren mit den kennzeichnenden MerkmaJpti des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgeataltiu:₍ :u. d*. a .. ■ .aä"--o- . f-■ geben si.ch aiia den Merkxalen i*f*r Av.^priuiiie '·■' ni» ^fl>.

Vorrichtungen zur Durchführung ues eil in Verfahrens sind in den Ar.sprürhpn 9 M & 19 a:if,ft-;efa( ik

Das erfindungsgemäße Abgleiohvpri&hrpn lii-'">t -*-- ί c-j» ♦>«:! allen bekannten Abg· !eichverfahren anwentii:]!, Ui ..<*:,it-n eine Meßmarke über zwei ira Verhältnis smr G{>samtpupiile kleine Teilpupilleri abgebildet idrd. Grinsd'&{-,«> -.!-; Erfindung ist die Bewegung mindestens ein«r der ϊ&ίϊρη-pillen über die Gesamtpupille das abzu;;lp ί ch<mdr_>u AbbilduBßissystems. Aus dlesei· Deweguu^ r« auitiort. «ine ■',.;-wegung des durch die bewegte Teilpupi 1 j < > abf>,ebi Jde t.«n Meßmarkenbildes, solange da« System nicht abgeglichen ist. Bei idealer Korrektion des Abbi.lduni7.st'·> ftx.«i«m bloii>t in der Abgleichste llung das Mfiümarkenbi Id all IL0 teliefi, auf jeden Fall ist die Bi.Leibewe^ung in rtu-ser Steilun» minimal« Eine nicht zu beseitigende «nin.ima.le Hi id\>r.wc, gung zeigt an, daß die Abbi Idiiugeei fceuschaf ten arjt.-r tut· einzelnen, jeweils überfahren«η Tel 1 pn{>L Ilen des AUbLldungssystems nicht konstant sind, Κοι·χοii;.lmiiSi-hiiaaluit-.-^n werden daher mit erfaßt. Der Abgleich auf minimale Bildbewegung entspricht dem jeweiligen Karre kti.rmszustarid über die Gesamtpupille.

Werden beide Teilpupillen gegpaläufiß· zueinander bewegt, so verdoppelt sich die Be we gua^s strecke der Meß.narLcenbilder relativ zueinander. Daraus resultiert eine weitere Verbesserung der Einstellgenauigkeit,

Das neue Kriterium der Bildbewegung ist den bekannten JUIdverschiebungen bei der Koinzidenz- oder der Symmetrieein-

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6te 1 Lang überlagert und unabhaiii-; Lf; vm fiio-üen Einstellungpu. Höi dar Kolsizidenzoina te J. Lu,ir erhält man daher ein .''uf-i txl icht-a Ab-^Ii-- i eh«, ri ^μ(·η ;< , -«as wc<.^ran ,leiru-r Dynamik vom Auge boatuderb gut wahl giMioiMi.w .ι werden kann. Hei der Symn«· t rveeinste Ilun,; erhält tr:an außerdem djf» Möglichkeit sr.r Kontrolle «lnr .5i.->li,-rang «^:·.ϋ· .Abgleiche ιnrichtung, _t uf-nti nämlich die beste Symmetrie 3 Teilung· nicht mit der Stellung minimaler Biläbewegnng üb

Die Iiewefiurirt der Teilpupilleii kann entwed.cz* durch in<;~ chanische Bewegung von Blonden vor der (iesaintpupi 1.Le ά<· α abzustimmendes! Abbi Idungseyater,,« erfolgen« Sio kann aber auch dadurch erzeugt werdua, aaJ feststehenden mechanischen Blenden achwenkbaro PJanparallolplatten nachgeordnet sind, die das durch dir· Blenden tretende Abbildungöstrahlenbündel durch optische Ablenkung über die GesamtpupilIe des Abbildungssysfcems bewegen. Dabei blenden die feststehenden Blenden vorzugsweise achsennahe Abbildungsstrahlen für die Meßinarke aus, Eine andere Ausgestaltung besteht darin, unter scheidbare Lichtfliisse für unterschiedliche TeilpupiUenstrahlengänge zu erzeugen und diese abwechselnd einzuschalten. Im erst- und letztgenannten Fall kann der den Blenden vorgeschaltete Kollimator auf jede Entfernung zur Meßniarke justiert werden, auf die auch das Abbildungssystem abgeglichen werden soll» Dabei gehen jedoch grundsatzlich Abstimmfehler des Kollimators in das Abgleichergebnis ein.

Da beim zweitgenannten Verfahren achsennahe Abbildungsstrahlen verwendet werden, kann mit dem Kollimator allein nur eine Unendlich-Abstimmung durchgeführt werden. Für eine Abstimmung auf endliche Objektentfernungen kann jedoch in den Strahlengang zwischen den Planparallelplatten und dem Abbildungssystem noch ein Linsensystem gesetzt werden, das die Meßmarke des Kollimators in die ge-

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wünschte Abstimmentfermmg abbildet. Dieses Linsen» system kann z.B. eine Einzellinse oder ein einfaches Galilei-System sein. Letzteres \arrn durch Verschie eines seiner Glieder leicht zu einem System vpränderlicher Brechkraft ausgestaltet werden.

Da die die Teilpupillen begrenzenden ülemion ohnehin nur achsennahe Strahlen ausblenden, können relativ kleine Kollimatoren verwendet werden. Klein«-* ra Aberrationen und Abstimmfehler des Kollimators gehen in das Abgleichergebnis nicht ein, da ihr Einfluß konstant ist, wenn durch optische Ablenkung immer dasselbe Strahlenbündel über die Gesamtpupille des Abbildungssystems bewegt wird«,

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und Anordnungen zu seiner Durchführung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 a - c eine Abgleichanordnung mit Polarisationsfiltern,

Fig. 2 a - c eine Abgleichanordnung mit Ablenkkeilen und mechanisch bewegten Blenden,

Fig· 3 eine Anordnung zur mechanischen Bewegung der Blenden,

Fig. k eine Anordnung zur sprunghaften Bewegung der Blenden,

Flg. 5 a - e den Einfluß der Blendenstellung auf die Lage der Meßmarkenbilder bei einer Anordnung nach Fig. 2,

Fig. 6 a - c eine Anordnung mit Ablenkkeilen und optisch bewegten Teilpupillen und

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Fig. 7 a — c eine Anordnung mit wechselweiser Umschaltung unterscheidbarer Lichtflüsse für unterschiedliche Teilpupillen.

In Fig. 1a ist ein Schnitt dui-ch die y/z - Ebene der Abgleichanordnung dargestellt, wobei die y-Aehse in Richtung der Längsauedehnung der Meßmarke und die z-Achse in Richtung der optischen Achse der Anordnung gewählt wurde. Fig. Ib enthält Schnitte durch x/y Ebenen der Abgleichanordnung, wobei die x-Achse senkrecht zur y-Achse steht. Fig. 1c zeigt einen Schnitt durch die x/z - Ebene. Alle dargestellten Bauteile können z.B„ auf Reitern einer optischen Bank montiert sein.

Die Abgleichanordnung enthält eine Beleuchtungsanordnung, die aus einer Lichtquelle 10, einem Kondensor und einem Kollimator 12 besteht. In der Brennebene des Kollimators befindet sich eine Meßmarke in Form eines in einen Träger 13 eingeschnittenen Spaltes ~\k. Ia Lichtrichtung vor dem Spalt ist ein Polarisationsfilter angeordnet, das aus zwei senkrecht zueinander polarisierten Teilen 15 und 16 besteht, die auf der optischen Achse 17 de*" Anordnung längs der x-Achse aneinandergrenzen. Damit werden zwei optisch unterscheidbare Spalthälften gebildet.

Auf den Kollimator 12 folgt in Lichtrichtung ein Blendenträger 18/19 mit Blendenöffnungen 18· und I9¹. Der Blen- denöffnung 18· ist ein Polarisationsfilter I5¹ zugeordnet, dessen Polarisationsrichtung der des Polarisationsfilters 15 parallel ist. Dasselbe gilt für die Blendenöffnung I9¹ mit dem Polarisationsfilter 16«. Die Blendenträger 18 und 19 sind längs der x-Achse gegeneinander ver- schiebbar« Die durch die Blendenöffnungen hindurchtretenden Abbildungsstrahlen leuchten dann unterschiedliche Teil pupillen des nachfolgenden Abbildungssystems 20 aus.

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Das abzugleichende Abbildungssystem 20 besitzt die gestrichelt dargestellte Bildebene 2!« Die durch ein nicht dargestelltes Gerät gegeb«*ie Auffangebene 2.2 fur das Bild liegt in Lichtrichtung hinter der Biicleben« 21. Durch das Abgleichen solion Bildebene 21 und Au*'-fangebeno 22 in Übereinstimmung gebracht werden. Dazu soll das Abbildungssystem 20 in z-Richtung verschißbbaz" se in»

Bei der in Fig. 1b dargestellten Lage der Bitmdonöffnungen I8¹ und 19' zueinander, erscheint in der Auffangebene 22 ein Bild des Spaltes 14, dessen beide Spalthälften 14' und 14'· unscharf und in Richtung der x-Achse gegeneinander versetzt sind. Der in fig. 1c dargestellte Strahlengang zeigt die Entstehung dieses Bildversatzes in der Auffangebene 22. Aus ihm wird ebenfalls deutlich, daß bei Verschiebung der Blendenöffnungen auf die jeweils andere Pupillenseite, d.h. Austausch des voll ausgezogenen Teilbundeis 23 und des gestrichelten Teilbündels 24, auch die beiden Spaltbilder 14· und 14'' länge der x-Achse wandern.

Aus dem Strahlengang der Fig. 1c ist weiterhin ersichtlich, daß sich beide Teilbündel 23 und 24 bei idealer Abbildung in der Bildebene 21 in einem Punkt schneiden» Wenn daher Bildebene 21 und Auffangebene 22 xusammenfallen, so entsteht das in Fig. 1b gestrichelt eingezeichnete Spaltbild 14¹¹¹. In dieser Stellung hat auch die Lage der Blendenöffnungen 18' und I9¹ keinen Einfluß auf die Lage des Spaltbildes. Die Abgleichstellung zeichnet sich daher durch Ergänzung beider Spaltbilder zu einein durchgehenden Spaltbild und durch Stillstand der Spaltbilder bei Bewegung der Blendenöffnungen aus.

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Anders verhält es sich jedoch, wenn das Abbildungssystem 20 Aberrationen aufweist« Dann ist die Lage der Bildebene 21 davon abhängig, welche Teile der Gesaratpupille des Abbildungssysteme 20 jeweils zur Bildentstehung beitragen. Dana läßt sich zwar für jede statische Einstellung der Blendenöffnungen 18' und I9¹ zueinander durch Verschiebung des Abbildungssystems 2O längs der z-Achse in der Auffangebene 22 ein vollständiges Spaltbild 14'*· erzeugen. Bei einer anderen Blendenstellung müßte die Abgleichstellung aber wieder korrigiert werden. Beim dynamischen Abgleich mit bewegten Blenden äußert sich dieser Fall in einer nicht zu beseitigenden Bewegung der Spaltbilder IV und 14' ·. Die Einstellung des Abbildungssystems 20 auf minimale Bildbewegung berücksichtigt daher automatisch das Abbildungsverhalten über die Gesamtpupille des Abbildungssystems 20. Zusätzlich ermöglicht es eine qualitative Aussage über den Korrektionszustand des Abbildungssystems.

Die Darstellung in Fig. 2 a - c gleicht der in Fig. 1a-c. Gleiche Teile sind auch gleich bezeichnet. Der Träger 13 weist hier drei Spalte 25, 26, 27 als Meßmarken auf. Die Längsachse des Spalts 25 liegt dabei auf der y-Achse und ist Symmetrieachse für die Spalte 26 und 27· Außerdem sind die drei Spalte symmetrisch zur x-Achse gegeneinander höhenversetzt. In den Kollimator strahlengang sind in dieser Anordnung zwei Ablenkkeile 28, 29 eingefügt, deren brechende Kanten parallel zur x-Achse und durch die z-Achse verlaufen. Durch diese Ablenkkeile werden zwei Meßmarkenbilder 25", 26·, 27· und 25¹¹, 26", 27'' erzeugt, die längs der y-Achse gegeneinander verschoben sind (Fig. 2b).

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Die Größe der Ablenkung ist so gewählt, daß das Meßmarkenbild 25''zwischen den Markenbildern 26· und 27' liegt. Für den Abgleichvorgang ist nur die Beobachtung dieser Markenbilder wesentlich.

Bei korrekter Justierung der brechenden Kanten der Ablenkkeile 28, 29 werden die beiden erwähnten Meßmarkenbilder genau parallel zur y-Achse gegeneinander verschoben. Das bedeutet, daß in der Bildebene 21 das Markenbild 25" symmetrisch zu den Markenbildern 20' und 27' liegt. Auf diesem Kriterium beruht der Abgleich nach der in Fig. 2 dargestellten Anordnung. Wenn allerdings die brechenden Kanten der Ablenkkeile geneigt zur x-Aohae verlaufen, dann werden die Meßmarkenbilder längs einer Geraden verschoben, die senkrecht zu den brechenden Kanten und damit auch geneigt zur y-Achse steht. Daraus resultiert eine unsymmetrische Lage des Markenbildes 25" zu den Markenbildern 26· und 27'.

Dieselbe unsymmetrische Lage der Markenbilder zueinander ergibt sich gemäß Fig. 2 c auch in der Auffangebene 22, wenn diese nicht mit der Bildebene 21 des Abbildungssyetems 20 übereinstimmt. Der Beobachter kann daher nicht entscheiden, ob die unsymmetrische Markenlage aus einem fehlerhaften Abgleich oder einer fehlerhaften Justierung der Ablenkkeile resultiert.

Nach der Erfindung werden die Blendenträger 18 und 19 verschiebbar angeordnet. Eine mögliche Ausführungsform dafür ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei sind die Blendenträger 18 und 19 in einem Rahmen 30 gelagert. Außerhalb des optischen Strahlengangeβ der Anordnung sind die Blendenträger miteinander gegenüberliegenden Zahnstangen 31, 32 versehen, in die ein Zahnrad 33 eingreift. Dieses Zahnrad sitzt auf der Achse eines nicht dargestellten Motors.

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Wear, eich das Zahnrad dreht, werden die Bl enden träger gegenläufig verschoben. Auf einem der bewegten Blendenträger sifczt ein Anschlagsti* t 3^» der gegen. Schal tkontaktfi 35» 36 läuft, Diese Schaitkontaktn öind aia Hahmen 30 angebracht und bestimmen die Ernte te !.runden für die Bewegung der Blendenträger. Wenn der Anachlctf;-stift "}h die Kontakte auslöst, erzeugen diese einen Schaltimpuls, der die Drehrichtung des Antriebsraotors für das Zahnrad 33 umschultet,.

H) Die Blendenöffnungen 18· un.d 10* haben die Form eines halben Kreiszweiecks. Der Radius der gekrümmten Seiten ist dem Radius der Gesamtpupille des Abbildungssysterns 20 angepaßt. Ergänzend ist die Lage der Schaltkontakte 35 und 36 so gewählt, daß auch in den ßandstellungen der Blendenträger der gesamte durch die Blendenöffnungen tretende Liohtfluß eine Teilpupille des Abbildungssystems 20 ausleuchtet.

Fig. 4 zeigt eine andere Möglichkeit der Blendenbewegung. Ein kreisförmiger Blendenträger 37 ist in einem Rahmen 38 drehbar gelagert. Am Blendenträger sind zwei Anschlagstifte 39, 39' befestigt, die im Zusammenwirken mit einem am Rahmen 38 befestigten Bolzen 40 zwei Erstellungen für den Blendenträger bestimmen. Die Blendenöffnungen 18·, 19' haben hier die Form von Kreissegmenten. Die

2^r) Drehung des Blendenträgers 37 wird durch das Zusammenwirken eines an diesem angebrachten Zahnkranzes und einer in dem Rahmen 38 verschiebbaren Zahnstange hz ausgelöst. Diese Anordnung eignet 3ich besonders für einen sprunghaften Wechsel der Blendenöffnungen von einer Grenzstellung in eine andere.

Wie aus dem in Fig. 2 c eingezeichneten Strahlengang ersichtlich ist, wandert mit einer Bewegung der Blendenöff-

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nungeii IB* und 19' auch das durch die su,»ehürifen Tt; i. I-pupillenstrahlenbiindel 23 und 2h in der Auffanhebenc^: JI erzeugte MeßmarkenbiJLd. Diese Btvwrsg'.äsii',- 1··· unabhängig von der jeweiligen Symmetrie lage der Marke rib i J der 25' ' und 26', 27' zueinander. Nur beim Zusammenfallen von Auffangebene 22 una fixAiAobesne 2'. gibt ^s keine oder zumindest eine minimale Bildbeweguiig. Fällt ^ie StßJ hr ^!; minimaler Bildbewegting iiii i dor 'iymme tri ei to i iimg Γ>.ιΓ die Meßmarkenbilder zusdimnen, so aind dip AM enkkp ι ie !"ichtig justiert, im anderen Fall können ·.* i f anhand ien neuen, unabhängigen Abgleithkriteriums nachjuatiort werden»

in Fig. 5 ist der Einfluß der Blendonstel J uti'r auf die gegenseitige Lage der Meßmarkenbilder in der nicht, abgeglichenen Auffangebene 22 dargestellt. Dahol ist eine korrekte Justierung der Ablenkkeile vorausgesvitzt. Fig. 5 a geht daher von einer symmetrischen Lage der Markenbilder, die durch Striche symbolisiert sind, aus.

Verschiebt man Z₀B. nur eine der Blenden, wie in Pig, 5 b und c dargestellt, so bleiben etwa die MarkenhJlder 26' und 27« feststehen und das Markenbild 25'· wechtfi! fc seine Lage symmetrisch zur y-Achse. Der Beobachter orientiert sich dabei an der Abstandsänderung zu den rechts und links liegenden Markenbildern„

Iti Fig. 5 ti und e werden beide Blenden gegenläufig zueinander bewegt. Die daraus resultierenden Abstandsänderungen sind wegen der zusätzlichen Bewegung der äußeren Markenbilder doppelt so groß wie im vorangestellten Beispiel. Damit wird eine Anordnung mit gegenläufigex* Ver-Schiebung beider Blenden insbesondere in der Nähe der Abgleichstellung empfindlicher als bei Verschiebung nur nine r Blende»

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Dje in FLg. 6 a bis c dargestellte Abgleichanordnung gleicht in ihrem Grundaufbau der Anordnung nach F±fr. 5. Der Unterschied liegt; in der Art der Ablenkung der Abbi Idiinga strahlenbündel fur dlo Me· Urnarkc*. über die Teil pupil Ie η des Abbildungssystem« 20, IHe «las AbbLJ dungss fcrahlenbüTide i begrenzenden. HJ f:ndem>ff liuru^en Ib¹ _ä 19' haben die Form eines haLbeii Kreiazweiocks, Sie sind feststehend in einem Blendetitrii^er 4.3 angeordnet. Die längere Symmetrie achse liegt, auf der- -/-Achse, die kürzere auf der x-Achse. Damit werden rvui achsennuhe Abbi.Ldungsstrahlen des Kollimators erfaßt. Es können daher auch relativ schwach geöffnete Kollimatoren verwendet werden.

Den Blendenöffnungen 18· und Iy* sind in dieser Anordnung zwei um eine Achse 44 schwenkbare Pianparallolplatten 45, 46 nachgeordnet„ Die Schwenkachse 44 verläuft parallel zur y-Achse der Anordnung.

Beim Durchtritt durch die Planparallelplatten werden dio Abbildungsstrahlen in Abhängigkeit von der Neigung der Platten gegenüber der x-Achse mehr oder weniger zur z-Achse parallelversetzt (Fig. 6 c). Die Dicke und die Neigungswinkel der Planparallelplatten können so gewählt werden, daß die Teilbündel 23 und 24 die Gesamtpupille des Abbi ldungs systems 20 übex-streichen können.

BoL einem Abgleich des Abbildungssystems 20 auf eine endliche Objektentfernung muß der Ursprung der die Planparallelplatten verlassenden kollimierten Strahlenbündel durch ein nachfolgendes optisches System in die gewünschte Objoktentfernung abgebildet werden. Dazu dient das aus einer Negativlinse 47 und einer Positivlinse 48 aufgebaute Galileisystera. Die Positivlinse 48 kann längs der optischen Achse 17 verschoben werden, so daß unterschiedliche Objektentfernungen simuliert werden können.

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Fig. 7 zeigt eine Anordnung, bsi der die Verlagerung der für die Meßinarkenabbildung wirksamen Teilpupi.llen durch wechselweise Eins cha ltunf< λγοτι uni"..TSclieidbaren Lichtflüssen erfolgt. Der Vorteil dieser Anordnung l.1oi=fc darin, daü sie keinerlei bewegliche Teile für die Teilpupillenverschiebung benötigt.

Die Beleuchtungeeinrichtung besteht hier aus Lichtquellen h9 und $0 mit den Kondensorlinsen *51 und 52. Als Lichtquellen können z„B. lichtem! ttLr.Zt¹Ht!*' Halbleiterdioden vorgesehen sein, die über eine gemein» same Energiequelle 53 gespeist werden* Ein in den Versorgungskreis eingefügter Wechselschalter 5h »ehaltet entweder die eine oder die andere Lichtquelle an. Selbstverständlich kann zur periodischen Steuerung der Schaltfunktionen auch ein elektronischer Schalter mit geeigneter Schaltfrequenz eingesetzt werden«

Den Lichtquellen nachgeordnet ist ein pol&rlsieronder Teiler 55, dessen unter 45° zur optischen Achse I7 der Anordnung stehende Teilerschicht die reflektierten Strahlungsanteile senkrecht zu den transmittierten Strahlungsanteilen polarisiert. Durch wechselweises Einschalten der Lichtquellen k9, 50 werden daher nacheinander zwei optisch unterscheidbare Lichtflüsae in der Anordnung wirksam.

Zur Begrenzung der Teilpupillen ist den Ablenkkeilen 28, 29 ein Blendenträger 56 mit einer Blendenöffnung 57 nachgeordnet. Diese Blendenöffnung wird duroh die x, y-Achsen in vier Kreissegmente 58, 59» 60, 61 unterteilt, die abwechselnd mit zueinander senkrecht polarisierten Filtern ausgefüllt sind (Fig. 7b). Beim Umschalten der Lichtquellen wird daher einmal das Teilpupillenpaar 58/6Ο und zum anderen das Teilpupillenpaar 59/61 für die Abbil-

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dung der Meßm&rken 25» 26, 27 benutzt. Daraus resultiert die schon mehrfach beschriebene Verlagerung der Meßmarkenbilder in der Auff* igebone 22 (Fig. 7 c). Die dargestellte Aufgliederung der Teilpupilleu in Viertelkreis-Segmente hat den Vorteil, daß durch Anpassung des Durchmessers der Blendenöffnung 57 an den Durchmesser der Gesamtpupille des Abbildungssys tents 20, dieses mit den Strahlenbündelbegrenzungen abgeglichen werden kann, mit denen es im abgeglichenen Zustand auch benutzt werden soll.

Die Gestaltung der Pupillenblende 57 kann auch so vorgenommen werden, daß die Segmente 58/61 als Halbkreis ohne Polarisationsfilter benutzt werden. Über diese Teilpupille werden die Markenbilder 26», 27' erzeugt.

Das Markenbild 25" entsteht abwechselnd über die Teilpupillen 59» 60. Bezüglich der Bildbewegung erhält man dann die in Fig. 5 b und 5 c dargestellten Verhältnisse. Anstelle der bisher beschriebenen visuellen Beobachtung der Bildbewegung kann selbstverständlich auch ein fotoelektrisoher Nachweis der Bewegung der Markenbilder treten.

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Claims

Frnst Leitz Wetzlar GmbH ρ,ΛΓ/β?⁷- ful. ₇β

Ansprüche

Verfahren zum Abgleichen der Bildebene ciü^s .Abb-? systems mit der Auffangebene für das Bild, bo i d.tiu i;;iti-destens eine Meßmarke durch mindestens zwei Toi!pupilleα des Abbildungssystems abgebildet wird und die dl ε sea Toilpupillen zugeordneten Abbildungsstrahlen unterschiedlich beeinflußt werden, dadurch gekennzeichne t, daß mindestens eine der Teilpupillen (18», 19'; 58, 59, 60, 61) über die Gesamtpupille des Abbiidungssystems (2θ) bewegt wird und als Kriterium für die Abgleichstellung eine minimale, vom Wechsel der Teilpupille abhängige Bildbewegung gewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilpupille durch Verschiebung einer Blende O β, 19) über die Gesamtpupille des Abbildungssystems (20) bewegt wird.

3» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilpupille durch optische Ablenkung des der Teilpupille zugeordneten Strahlenbündels über die Gesamtpupille des Abbildung«systems (2O) bewegt wird«,

k. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilpupille durch Umschaltung von Lichtflüsseri unterschiedlicher optischer Eigenschaften über die Gesamtpupille des Abbildungssystem» bewegt wird.

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5. Verfahren nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Teilpupillen gegenläufig zueinander über die Gesaiutpupille des Abbildungssystems verschoben werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Teilpupillen kontinuierlich erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Teilpupillen sprunghaft erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Teilpupillen als Schwingbewegung erfolgt.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die längs ihrer optischen Achse eine Lichtquelle, einen Kondensor und einen Kollimator zur Ausleuohtung der Gesamtpupille des abzugleichenden Abbildungssystems, mindestens eine vorzugsweise in der Brennebene des Kollimators angeordnete Meßmarke, Mittel zur Erzeugung von zwei jeweils eine Teilpupille des Abbildungssystems durchsetzenden, unterscheidbaren AbbildungestrahlenbündeIn für die Meßmarke und eine Halterung sowie Verstellmittel für das abzugleichende Abbildungssystem und/oder die Auffangebene besitzt, dadurch gekennzeichne t, daß als Mittel zur Erzeugung der Teilpupillenstrahlengänge Blendenöffnungen (18*, 19') und diesen zugeordnete Färb- oder Polarisationsfilter (15» 16; 15¹» I6¹) vorgesehen sind und daß mindestens eine dieser Blendenöffnungen (I8¹, 19') im durch das ihr zugeordnete Färb- oder Polarisationsfilter vorgegebenen Bereich über die Gesamtpupille des Abbildungssystems verschiebbar ist (Fig. 1).

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10. Vorrichtung zur Durchführung des W*rfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die längs ihrer optischen Achse eine Lichtquelle, einen Kor.d«riHor and einen Kollimator zur Ausleuchtung der Gesanitpupllle des abzugleichenden Abbildungssystems, mindesten ν pi up vorzu;;»- weise in der Brennebene des Kollimators angeordnete Meßmarke, Mittel zur Erzeugung von zwei jeweils eine Teilpupille des Abbildungssystems durchsetzender;, unterscheidbaren Abbildungsstrahlenbündeln für die Mebntarke und eine Halterung sowie Verstelltnit tel für das abzugleichende Abbildungssystem und/oder die Auffangobene besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Erzeugung der Teilpupillenstrahlengänge Blendenöffnungen (i8^f, 19') und diesen zugeordnete, die Abbildimgsstrahlen in entgegengesetzte Richtungen ablenkende Prismen (28, 29) vorgesehen sind und daß mindestens eine dieser Blendenöffnungen (18», 19') in Richtung der brechenden Kante des ihr zugeordneten Prismas (28, 29) über die Gesamtpupille des Abbildungssystems verschiebbar ist (Fig. 2).

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß beide Blendenöffnungen (18·, 19') parallel zueinander verschiebbar sind und mit einem gemeinsamen Antrieb (33) derart gekoppelt sind, daß sie bei dessen Betätigung gegenläufig zueinander bewegt werden (Fig. 3).

12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenöffnungen (18«, 19') einander diametral gegenüberliegend auf einem gemeinsamen Träger (37) angebracht sind, der derart um die optisohe Achse der Vorrichtung schwenkbar ist, daß die Teilpupillen sprunghaft in lagen bewegt werden können,welche unterschiedlichen Zonen der Gesaratpupille des Abbildungssystems zugeordnet sind (Fig. 4).

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1'J. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach --inoin der Ansprüche 1 bis 8, air·, längs ihrer optischen Achse eine Lichtquelle, einen Kondensor und einen KoJ !Ätnas or zur Aueieuchtung der Ge samt pupille das i>.bvr.u£le3 chnuden Abbildungssy&tema, mindestens eine vorzugsweise in der Brennebene des Kollimators angeordnete Mrßuaj-i*:, Mittel zur Krzeugunft von zwei jeweils eine Teilpupille des AbbildungssysteiRS durohr«tzendrn , unterscheidbaren Abbildungen trahlenbündo In für die Meßmarke und eine IlaltiU'urijj sowie Verstellmittel für das abzugleichende .Abbildatiiis system und/oder die Auffaugebone besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Erzeugung der Teilpupillenstrahlengänge eine zentrisch zur optischen Achse der Vorrichtung liegende Blendenöffnung (18·, 19') mit vorgeschalteten, gegenläufig ablenkenden Prismen (28, 29) vorgesehen ist, deren brechende Kanten die optische Achse (17) der Vorrichtung schneiden und der zwei in Richtung der optischen Achse gegeneinander geneigte Planparallelplatten (^5» ^6) nachgeordnet sind, deren einander zugekehrte Flächen parallel zur brechenden Kante der Prismen verlaufen und von denen mindestens eine um eine Achse (^k) senkrecht zur brechenden Kantedrehbar ist (Fig. 6).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß beide Planparallelplatten (^5, *»6) schwenkbar angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder Ik, dadurch gekennzeichnet, daß die Planparallelplatten um eine gemeinsame, die optische Achse der Vorrichtung schneidende Schwenkachse (kk) bewegbar sind.

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16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß den Planparallelplafcten (45, 46) in Lichtrichtung ein die Breohkraft des Kollimators (12) änderndes Linsensystem (4?» ^iS) nachgeordnet ist.

17» Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Linsensystem (47, 48) mit vaiiabier Brechkiaft eingesetzt ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis I7» dadurch gekennzeichnet, daß die die Teilpupillen begrenzenden Blendenöffnungen (18¹, 19¹) Hälften eines Kreiszweiecks sind, deren Basis der kürzeren Symmetrieachse des Kreiszweiecks entspricht (Fig. 3)·

19. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die längs ihrer optischen Achse eine Lichtquelle, einen Kondensor und einen Kollimator zur Ausleuchtung der Gesamtpupille des abzugleichenden Abbildungssysteme, mindestens eine vorzugsweise in der Brennebene des Kollimators angeordnete Meßmarke, Mittel zur Erzeugung von zwei jeweils eine Teilpupille des Abbildungssystems durchsetzenden, unterscheidbaren AbbjJdungsstrahlenbündeln für die Meßmarke und eine Halterung sowie Verstellmittel für das abzugleichende Abbildungssystem und/oder die Auffangebene besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Erzeugung der Teilpupillenstrahlengänge eine Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung von mindestens zwei wechselweise einschaltbaren, optisch unterscheidbaren Lichtflüssen und diesen zugeordnete Blendenöffnungen (58-6I) vorgesehen sind (Fig» 7).

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