DE2804527C2 - Verfahren und Anordnung zum Abgleichen von Abbildungssystemen - Google Patents

Description

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

Jedem optischen Abbildungssystem ist in Abhängigkeit von der Objektentfernung eine bestimmte Bildebene zugeordnet, in der das Bild des Objekts scharf erscheint. Ist 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 im hier gebrachten Sinne sind z. B. die Filmebene oder Mattscheibenebene einer Kamera, eine Zwischenbild- oder Strichplattenebene in einem Mikroskop, die Fotokathode eine Bildwandlerröhre u. ä. Die Übereinstimmung zwischen Bildebene und Auffangebene wird als Abgleich oder Abstimmung bezeichnet.

Das einfachste visuelle Verfahren zum Abgleichen besteht darin, daß mit dem Abbildungssystem in der gewünschten Auffangebene ein Bild erzeugt und dieses beobachtet wird. Ais Abgieichkriierium gut dabei die kontrastreichste Einstellung des Bildes oder ein Bild mit einem charakteristischen Farbschleier (Farbumschlag). Der Vorteil dieser Methode liegt darin, daß das Abbildungssystem unter den gleichen optischen Bedingungen abgeglichen wird, unter denen es auch benutzt wird. Der Nachteil liegt jedoch in der geringen Einstellsicherheit, die bei serienmäßigen Prüfungen durch Ermüdung der Augen, durch subjektiv unterschiedlich beurteilte Kontraste und unterschiedliche chromatische Augenempfindlichkeit bedingt ist

Aus der DE-PS 8 33 257 ist ein Verfahren zur Fest-Stellung der räumlichen Lage eines durch optische Mittel erzeugten Bildes durch Pupillenteilung bekannt Vor einem Objektiv ist dazu eine Blende mit zwei Öffnungen angeordnet die zwei senkrecht zueinander polarisierende Filter enthalten. Die von dieser Anordnung erzeugten Teilbilder des Objekts sind in der Bildebene des defokussierten Objektivs nach Art eines Schnittbildentfernungsmessers gegeneinander verschoben und können hier von einem Analysator, der zwei senkrecht zueinander stehende Polarisationsfilter enthält betrachtet werden. Eine Verwendung dieses Verfahrens für die serienmäßige Prüfung von Objektiven ist durch die subjektive Beurteilung der verschobenen Teilbilder und die hohe Beanspruchung der Augen nicht zuverlässig.

Aus der DE-AS 17 72 891 ist eine Vorrichtung zum automatischen Scharfeinstellen eines Objektives, welches mittels getrieblicher und motorischer Mittel entlang seiner optischen Achse hin- und herbewegt wird, bekannt Vor dem Objektiv ist eine rotierende Abdeckscheibe mit einer exzentrisch zur Objektivachse versehenen Öffnung angeordnet. In der bildseitigen Soll-Brennweitenebene des Objektivs ist eine Lichtempfangseinrichtung mit Fotoelementen vorgesehen. Ist das Objektiv defokussiert, so rotiert das über die Öffnung der Abdeckscheibe und das Objektiv auf die Fotoeiemente einfallende Bild, wodurch der von den Fotozellen erzeugte Strom pulsiert. Über eine Steuereinrichtung wird dieser Strom in eine Wechsel- und Gleichstromkomponente getrennt und ein Verhältnis beider zueinander gebildet. Erreicht dieses Verhältnis einen bestimmten Wert, so wird die Antriebseinrichtung des Objektivs abgeschaltet. Nachteilig ist hier, daß die von einem Punkt eines Objektivs ausgehenden Lichtstrahlen als Punkt in der bildseitigen Brennebene unabhängig von ihrer Durchgangslage durch das Objektiv wiedergegeben werden müssen.

Bei einem anderen Verfahren wird mit dem Abbildungssystem ein Bild eines Spaltes über zwei kleine, möglichst an gegenüberliegenden Stellen des Gesamtpupillenrandes liegende Teilpupillen in der gewünschten Auffangebene erzeugt. Das Bild über die beiden Teilpupillen 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 Abgleichkriterium 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. Sie ist aber mit dem Nachteil behaftet, daß das Abbildungssystem beim Abgleich anders benutzt wird als im Gerät. Die Abstimmung 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.

Das bedeutet mit anderen Worten, Scharfeinstellung und Koinzidenzeinstellung dürfen keine unterschiedlichen Ergebnisse bringen.

Bei einer modifizierten Ausführung des vorgenannten Verfahrens wird über die eine Teilpupille z. B. ein Einzelspalt und über die andere Teilpupille ein zum Einzel-

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spalt symmetrisch liegender Doppelspalt als Objekt ab- Jung minimaler Bildbewegung übereinstimmt. :.'; gebildet. Beide Strahlengänge werden durch vor den Die Bewegung der Teilpupillen kann entweder durch Teilpupillen angeordnete Prismen (Ablenkteile) so ab- mechanische Bewegung von Blenden vor der Gesamt- V₁ gelenkt, daß das Bild des Einzelspaltes zwischen dem pupille des abzustimmenden Abbildungssystems erfol- ,■ Bild des Doppelspaltes liegt. Das Abgleichkriterium ist 5 gen. Sie kann aber auch dadurch erzeugt werden, daß '{] hier die symmetrische Lage der Spaltbiider zueinander. feststehenden mechanischen Blenden schwenkbare Diese Einstellung ist noch sicherer zu beurteilen, als die Planparallelplatten nachgeordnet sind, die das durch die Koinzidenzeinstellung. Wesentlich ist jedoch, daß die Blenden tretende Abbildungsstrahlenbündel durch optibrechenden Kanten der Ablenkteile genau zur Spalt- sehe Ablenkung über die Gesamtpupille des Abbilrichtung justiert sind, da sonst bereits durch die Ablenk- 10 dungssystems bewegen. Dabei blenden die feststehenkeile eine Unsymmetrie in der gegenseitigen Lage der den Blenden vorzugsweise achsennahe Abbildungs-Spaltbilder erzeugt wird, die als Fehleinstellung des Ab- strahlen für die Meßmarke aus. Eine andere Ausgestalbildungssystems interpretiert wird. Selbst bei einer an- tung besteht darin, unterscheidbare Lichtflüsse für un- / fänglich korrekten Justierung der Ablenkteile gibt es terschiedliche Teilpupillenstrahlengänge zu erzeugen keine Kontrollmöglichkeit, die eine nachträgliche Gera- 15 und diese abwechselnd einzuschalten. Im erst- und letzt- : tejustierung anzeigt. Außerdem besteht selbstverständ- genannten Fall kann der den Blenden vorgeschaltete j Hch auch hier der Nachteil, daß die Abbildung durch Kollimator auf jede Entfernung zur Meßmarke justiert Teilpupillen nicht unbedingt der Abbildung durch die werden, auf die auch das Abbildungssystem abgeglichen Gesamtpupille gleicht. werden soll. Dabei gehen jedoch grundsätzlich Ab-Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein 20 stimmfehler des Kollimators in das Abgleichergebnis Verfahren anzugeben, das mit einem Einstellkriterium ein.

arbeitet, welches die Nachteile der Abbildung durch Da beim zweitgenannten Verfahren achsennahe Ab-Teilpupillen des Abbildungssystems vermeidet, das die bildungsstrahlen verwendet werden, kann mit dem KoI-Einstellsicherheit weiter verbessert und das beim Sym- limator allein nur eine Unendlich-Abstimmungdurchgemetrieabgleich unabhängig von der Justierung der Ab- 25 führt werden. Für eine Abstimmung auf endliche Oblenkteile ist. jektentfernungen kann jedoch in den Strahlengang zwi-Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Ver- sehen den Planparallelplatten und dem Abbildungssyfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des An- stern noch ein Linsensystem gesetzt werden, das die Spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Ver- Meßmarke des Kollimators. in die gewünschte Abfahrens ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprü- 30 Stimmentfernung abbildet. Dieses Linsensystem kann ehe 2 bis 8. z. B. eine Einzellinse oder ein einfaches Galilei-System f Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsge- sein. Letzteres kann durch Verschiebung eines seiner ' mäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 9 bis 19 an- Glieder leicht zu einem System veränderlicher Brechgegeben, kraft ausgestaltet werden.

Das erfindungsgemäße Abgleichverfahren läßt sich 35 Da die die Teilpupillen begrenzenden Blenden ohne- !

bei allen bekannten Abgleichverfahren anwenden, bei hin nur achsennahe Strahlung ausblenden, können rcla-

denen eine Meßmarke über zwei im Verhältnis zur Ge- tiv kleine Kollimatoren verwendet werden. Kleinere

samtpupille kleine Teilpupillen abgebildet wird. Grund- A berrationen und Abstimmfehler des Kollimators ge-

Jage der Erfindung ist die Bewegung mindestens einer hen in das Abgleichergebnis nicht ein, da ihr Einfluß

der Teilpupillen über die Gesamtpupille des abzuglei- 40 konstant ist, wenn durch optische Ablenkung immer

chenden Abbildungssystems. Auf dieser Bewegung re- dasselbe Strahlenbündel über die Gesamtpupille des

suitiert eine Bewegung des durch die bewegte Teilpupil- A bbildungssystems bewegt wird.

Ie abgebildeten Meßmarkenbildes, solange das System Ausführungbeispiele der erfindungsgemäßen Verfah- ^!

nicht abgeglichen ist. Bei idealer Korrektion des Abbil- rens und Anordnungen zu seiner Durchführung sind in

dungssystems bleibt in der Abgleichstellung das Meß- 45 den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden

markenbild still stehen, auf jeden Fall ist die Bildbewe- nachfolgend beschrieben. Es zeigen

gung in dieser Stellung minimal. Eine nicht zu beseiti- Fig. la—c eine Abgleichanordnung mit Polarisa-

gende minimale Bildbewegung zeigt an, daß die Abbil- tionsfiltern,

dungseigenschaften über die einzelnen, jeweils überfah- Fig. 2a-c eine Abgleichanordnung mit Ablenkkei-

renen Teilpupilien des Abbildungssystems nicht kon- 50 len und mechanisch bewegten Blenden,

stant sind. Korrektionsschwankungen werden daher mit F i g. 3 eine Anordnung zur mechanischen Bewegung

erfaßt. Der Abgleich auf minimale Bildbewegung ent- der Blenden,

spricht dem jeweiligen Korrektionszustand über die F i g. 4 eine Anordnung zur sprunghaften Bewegung

Gesamtpupille. der Blenden,

Werden beide Teilpupillen gegenläufig zueinander 55 Fig.5a-e den Einfluß der Blendenstellung auf die

bewegt, so verdoppelt sich die Bewegungsstrecke der Lage der Meßmarkenbilder bei einer Anordnung nach

Meßmarkenbilder relativ zueinander. Daraus resultiert Fi g. 2,

eine weitere Verbesserung der Einstellgenauigkeit F i g. 6a—c eine Anordnung mit Ablenkkeilen und op-

Das neue Kriterium der Bildbewegung ist den be- tisch bewegten Teilpupillen, und

kannten Bildverschiebungen bei der Koinzidenz- oder 60 Fig.7a—c eine Anordnung mit wechselweiser Um-

der Symmetrieeinstellung überlagert und unabhängig schaltung unterscheidbarer Lichtflüsse für unterschied-

von diesen Einstellungen. Bei der Koinzidenzeinstellung liehe Teilpupilien.

erhält man daher ein zusätzliches Abgleichkriterium, In Fig. la ist ein Schnitt durch die y/z-Ebene der

das wegen seiner Dynamik vom Auge besonders gut Abgleichanordnung dargestellt, wobei die y-Achse in

wahrgenommen werden kann. Bei der Symmetrieein- 65 Richtung der Längsausdehnung der Meßmarke und die

stellung erhält man außerdem die Möglichkeit zur Kon- z-Achse in Richtung der optischen Achse der Anord-

trolle der Justierung der Abgleicheinrichtung, wenn η ung gewählt wurde. F ig. Ib enthält Schnitte durch x/y-

nämlich die beste Symmetriestellung nicht mit der Stel- Ebenen der Abgleichanordnung, wobei die x-Achsc

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senkrecht zur/-Achse steht. Fig. lc zeigt einen Schnitt ten Blenden äußert sich dieser Fall in einer nicht zu

durch die x/z-Ebene. Alle dargestellten Bauteile können beseitigenden Bewegung der Spaltbilder 14' und 14".

z. B. auf Reitern einer optischen Bank montiert sein. Die Einstellung des Abbildungssystems 20 auf minimale

Die Abgleichanordnung enthält eine Beleuchtungsan- Bildbewegung berücksichtigt daher automatisch das Ordnung, die aus einer Lichtquelle 10, einem Kondensor 5 Abbildungsverhalten über die Gesamtpupille des Abbil-11 und einem Kollimator 12 besteht. In der Brennebene dungssystems 20. Zusätzlich ermöglicht es eine qualitatidcs Kollimators befindet sich eine Meßmarke in Form ve Aussage über den Korrektionszustand des Abbileines in einen Träger 13 eingeschnittenen Spaltes 14. In dungssystems.

Lichlrichtung vor dem Spalt ist ein Polarisationsfilter Die Darstellung in Fig. 2a—c gleicht der in

angeordnet, das aus zwei senkrecht zueinander polari- io Fig. la—c. Gleiche Teile sind auch gleich bezeichnet,

sierten Teilen 15 und 16 besteht, die auf der optischen Der Träger 13 weist hier drei Spalte 25,26,27 als Meß-

Achse 17 der Anordnung längs der x-Achse aneinander- marken auf. Die Längsachse des Spalts 25 liegt dabei auf

grenzen. Damit werden zwei optisch unterscheidbare der y-Achse und ist Symmetrieachse für die Spalte 26

Spalthälften gebildet. und 27. Außerdem sind die drei Spalte symmetrisch zur

Auf den Kollimator 12 folgt in Lichtrichtung ein Blen- 15 *-Achse gegeneinander höhenversetzt. In den Kollima-

denträger 18/19 mit Blendenöffnungen 18' und 19'. Der torstrahlengang sind in dieser Anordnung zwei Ablenk-

Blendenöffnung 18' ist ein Polarisationsfilter 15' züge- keile 28,29 eingefügt, deren brechende Kanten parallel

ordnet, dessen Polarisationsrichtung der des Polarisa- zur x-Achse und durch die z-Achse verlaufen. Durch

tionsfilters 15 parallel ist. Dasselbe gilt für die Blenden- diese Ablenkkeile werden zwei Meßmarkenbilder 25',

öffnung 19' mit dem Polarisationsfilter 16'. Die Blenden- 20 26', 27' und 25", 26", 27" erzeugt, die längs der /-Achse

träger 18 und 19 sind längs der x-Achse gegeneinander gegeneinander verschoben sind (F i g. 2b).

verschiebbar. Die durch die Blendenöffnungen hin- Die Größe der Ablenkung ist so gewählt, daß das

durchtretenden Abbildungsstrahlen leuchten dann un- Meßmarkenbild 25" zwischen den Markenbildern 26'

terschiedliche Teilpupillen des nachfolgenden Abbil- und 27' liegt. Für den Abgleichvorgang ist nur die Beob-

dungssystems 20 aus. 25 achtung dieser Markenbilder wesentlich.

Das abzugleichende Abbildungssystem 20 besitzt die Bei korrekter Justierung der brechenden Kanten der gestrichelt dargestellte Bildebene 21. Die durch ein nicht Ablenkkeile 28,29 werden die beiden erwähnten Meßdargestellte Bildebene 21. Die durch ein nicht darge- markenbilder genau parallel zur/-Achse gegeneinander stelltes Gerät gegebene Auffangebene 22 für das Bild verschoben. Das bedeutet, daß in der Bildebene 21 das liegt in Lichtrichtung hinter der Bildebene 21. Durch das 30 Markenbild 25" symmetrisch zu den Markenbildern 26' Abgleichen sollen Bildebene 21 und Auffangebene 22 in und 27' liegt. Auf diesem Kriterium beruht der Abgleich Übereinstimmung gebracht werden. Dazu soll das Ab- nach der in Fig.2 dargestellten Anordnung. Wenn albildungssystems 20 in z-Richtung verschiebbar sein, lerdings die brechenden Kanten der Ablenkkeile ge-

Bei der in F i g. Ib dargestellten Lage der Blendenöff- neigt zur x-Achse verlaufen, dann werden die Meßmarnungen 18'und 19'zueinander, erscheint in der Auffang- 35 kenbilder längs einer Geraden verschoben, die senkebene 22 ein Bild des Spaltes 14, dessen beide Spalthälf- recht zu den brechenden Kanten und damit auch gelen 14' und 14" unscharf und in Richtung der x-Achse neigt zur /-Achse steht. Daraus resultiert eine unsymgegeneinander versetzt sind. Der in F i g. Ic dargestellte metrische Lage des Markenbildes 25" zu den Marken-Strahlengang zeigt die Entstehung dieses Bildversatzes bildern 26' und 27'.

in der Auffangebene 22. Aus ihm wird ebenfalls deutlich, 40 Dieselbe unsymmetrische Lage der Markenbilder zu-

daß bei Verschiebung der Blendenöffnungen auf die je- einander ergibt sich gemäß F i g. 2c auch in der Auffang-

weils andere Pupillenseite, d. h. Austausch des voll aus- ebene 22, wenn diese nicht mit der Bildebene 21 des

gezogenen Teilbündels 23 und des gestrichelten Teil- Abbildungssystems 20 übereinstimmt Der Beobachter

bündeis 24, auch die beiden Spaltbilder 14' und 14" längs kann daher nicht entscheiden, ob die unsymmetrische

der x-Achse wandern. 45 Markenlage aus einem fehlerhaften Abgleich oder einer

Aus dem Strahlengang der Fig. Ic ist weiterhin er- fehlerhaften Justierung der Ablenkkeile resultiert,

sichtlich, daß sich beide Teilbündel 23 und 24 bei idealer Nach der Erfindung werden die Blendenträger 18 und

Abbildung in der Bildebene 21 in einem Punkt schnei- 19 verschiebbar angeordnet Eine mögliche Ausfüh-

den. Wenn daher Bildebene 21 und Auffangebene 22 rungsform ist in F i g. 3 dargestellt. Dabei sind die Blen-

zusammenfallen, so entsteht das in Fig. Ib gestrichelt 50 denträger 18 und 19 in einem Rahmen 30 gelagert. Au-

eingezeichnete Spaltbild 14'". In dieser Stellung hat ßerhalb des optischen Strahlenganges der Anordnung

auch die Lage der Blendenöffnungen 18' und 19' keinen sind die Blendenträger mit einander gegenüberliegen-

Einfluß auf die Lage des Spaltbildes. Die Abgleichstel- den Zahnstangen 31,32 versehen, in die ein Zahnrad 33

lung zeichnet sich daher durch Ergänzung beider Spalt- eingreift. Dieses Zahnrad sitzt auf der Achse eines nicht

bilder zu einem durchgehenden Spaltbild und durch 55 dargestellten Motors.

Stillstand der Spaltbilder bei Bewegung der Blendenöff- Wenn sich das Zahnrad dreht, werden die Blendenträ-

nungen aus. ger gegenläufig verschoben. Auf einem der bewegten

Anders verhält es sich jedoch, wenn das Abbildungs- Blendenträger sitzt ein Anschlagstift 34, der gegen system 20 Aberrationen aufweist Dann ist die Lage der Schaltkontakte 35, 36 läuft Diese Schaltkontakte sind Bildebene 21 davon abhängig, welche Teile der Gesamt- 60 am Rahmen 30 angebracht und bestimmen die Endstelpupille des Abbildungssystems 20 jeweils zur Bildentste- lungen für die Bewegung der Blendenträger. Wenn der hung beitragen. Dann läßt sich zwar für jede statische Anschlagstift 34 die Kontakte auslöst erzeugen diese Einstellung der Blendenöffnungen 18' und 19' zueinan- einen Schaltimpuls, der die Drehrichtung des Antriebsder durch Verschiebung des Abbildungssystems 20 motors für das Zahnrad 33 umschaltet
längs der z-Achse in der Auffangebene 22 ein vollständi- 65 Die Blendenöffnungen 18' und 19' haben die Form ges Spaltbild 14'" erzeugen. Bei einer anderen Blenden- eines halben Kreiszweiecks. Der Radius der gekrümmstellung müßte die Abgleichstellung aber wieder korri- ten Seiten ist dem Radius der Gesamtpupille des Abbilgiert werden. Beim dynamischen Abgleich mit beweg- dungssystems 20 angepaßt Ergänzend ist die Lage der

Schaltkontakte 35 und 36 so gewählt, daß auch in den Randstellungen der Blendenträger der gesamte durch die Blendenöffnungen tretende Lichtfluß eine Teilpupille des Abbildungssystems 20 ausleuchtet.

F i g. 4 zeigt eine andere Möglichkeit der Blendenbewegung. Eine 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 Endstellungen für den Blendenträger bestimmen. Die Blendenöffnungen 18', 19' haben hier die Form von Kreissegmenten. Die Drehung des Blendenträgers 37 wird durch das Zusammenwirken eines an diesem angebrachten Zahnkranzes 41 und einer in dem Rahmen 38 verschiebbaren Zahnstangen 42 ausgelöst. Diese Anordnung eignet sich besonders für einen sprunghaften Wechsel der Blendenöffnungen von einer Grenzstellung in eine andere.

Wie aus dem inF i g. 2c eingezeichneten Strahlengang ersichtlich ist, wandert mit einer Bewegung der Blendenöffnungen 18' und 19' auch das durch die zugehörigen Teilpupillenstrahlenbündel 23 und 24 in der Auffangebene 22 erzeugte Meßmarkenbild. Diese Bewegung ist unabhängig von der jeweiligen Symmetrielage der Markenbilder 25" und 26', 27' zueinander. Nur beim Zusammenfallen von Auffangebene 22 und Bildebene 21 gibt es keine oder zumindest eine minimale Bildbewegung. Fällt die Stellung minimaler Bildbewegung mit der Symmetriestellung für die Meßmarkenbilder zusammen, so sind die Ablenkkeile richtig justiert, im anderen Fall können sie anhand des neuen, unabhängigen Abgleichkriteriums nachjustiert werden.

In F i g. 5 ist der Einfluß der Blendenstellung auf die gegenseitige Lage der Meßmarkenbilder in der nicht abgeglichenen Auffangebene 22 dargestellt. Dabei ist eine korrekte Justierung der Ablenkkeile vorausgesetzt. F i g. 5a geht daher von einer symmetrischen Lage der Markenbilder, die durch Striche symbolisiert sind, aus.

Verschiebt man z. B. nur eine der Blenden, wie in F i g. 5b und c dargestellt, so bleiben etwa die Markenbilder 26' und 27' fest stehen und das Markenbild 25" wechselt seine Lage symmetrich zur 7-Achse. Der Beobachter orientiert sich dabei an der Abstandsänderung zu den rechts und links liegenden Markenbüdern.

In Fig.5d 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 gegenläufiger Verschiebung beider Blenden insbesondere in der Nähe der Abgleichstellung empfindlicher als bei Verschiebung nur einer Blende.

Die in F i g. 6a bis c dargestellte Abgleichanordnung gleicht in ihrem Grundaufbau der Anordnung nach F i g. 5. Der Unterschied liegt in der Art der Ablenkung der Abbildungsstrahlenbündel für die Meßmarke über die Teilpupillen des Abbildungssystems 20. Die das Abbildungsstrahlenbündel begrenzenden Blendenöffnungen 18', 19' haben die Form eines halben Kreiszweiecks. Sie sind feststehend in einem Blendenträger 43 angeordnet Die längere Symmetrieachse liegt auf der y-Achse, die kürzere auf der jf-Achse. Damit werden nur achsennahe Abbildungsstrahlen des Kollimators erfaßt Es können daher auch relativ schwach geöffnete Kollimatoren verwendet werden.

Den Blendenöffnungen 18' und 19' sind in dieser Anordnung zwei um eine Achse 44 schwenkbare Planparallelplatten 45, 46 nachgeordnet Die Schwenkachse 44 verläuft parallel zury-Achse der Anordnung.

Beim Durchtritt durch die Planparallelplatten werden die Abbildungsstrahlen in Abhängigkeit von der Neigung der Platten gegenüber der *-Achse mehr oder weniger zur z-Achse parallelversetzt (F i g. 6c). Die Dikke und die Neigungswinkel der Planparallelpiatten können so gewählt werden, daß die Teilbündel 23 und 24 die Gesamtpupille des Abbildungssystems 20 überstreichen können.

Bei 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 Objektentfernung abgebildet werden.

Dazu dient das aus einer Negativlinse 47 und einer Positivlinse 48 aufgebaute Galileisystem. Die Positivlinse 48 kann längs der optischen Achse 17 verschoben werden, so daß unterschiedliche Objektentfernungen simuliert werden können.

F i g. 7 zeigt eine Anordnung, bei der die Verlagerung der für die Meßmarkenabbildung wirksamen Teilpupillen durch wechselweise Einschaltung von unterscheidbaren Lichtflüssen erfolgt. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß sie keinerlei bewegliche Teile für die Teilpupillenverschiebung benötigt.

Die Beleuchtungseinrichtung besteht hier aus zwei Lichtquellen 49 und 50 mit den Kondensorlinsen 51 und 52. Als Lichtquellen können z. B. lichtemittierende Halbleiterdioden vorgesehen sein, die über eine gemeinsame Energiequelle 53 gespeist werden. Ein in den Versorgungskreis eingefügter Wechselschalter 54 schaltet entweder die eine oder die andere Lichtquelle an. Selbstverständlich kann zur periodischen Steuerung der Schaltfunktionen auch ein elektronischer Schaller mit geeigneter Schaltfrequenz eingesetzt werden.

Den Lichtquellen nachgeordnet ist ein polarisierender Teiler 55, dessen unter 45° zur optischen Achse 17 der Anordnung stehende Teilerscheicht die reflektierten Strahlungsanteile senkrecht zu den transmittierten Strahlungsanteilen polarisiert Durch wechselweises Einschalten der Lichtquellen 49,50 werden daher nacheinander zwei optisch unterscheidbare Lichtflüsse in der Anordnung wirksam.
Zur Begrenzung der Teilpupillen ist den Ablenkkeilen 28,29 ein Biendenträger 56 mit einer Blendenöffnung 57 nachgeordnet Diese Blendenöffnung wird durch die x, y-Achsen in vier Kreissegmente 58,59,60,61 unterteilt die abwechselnd mit zueinander senkrecht polarisierten Filtern ausgefüllt sind (F i g. 7b). Beim Umschalten der Lichtquellen wird daher einmal das Teilpupillenpaar 58/60 und zum anderen das Teilpupillenpaar 59/61 für die Abbildung der Meßmarken 25, 26, 27 benutzt. Daraus resultiert die schon mehrfach beschriebene Verlagerung der Meßmarkenbilder in der Auffangebene 22 (F i g. 7c). Die dargestellte Aufgliederung der Teilpupillen in Viertelkreis-Segmente hat den Vorteil, daß durch Anpassung des Durchmessers der Blendenöffnung 57 an den Durchmesser der Gesamtpupille des Abbildungssystems 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 F i g. 5b und 5c dargestell-

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·■■■::'.	ten Verhältnisse. An Stelle der bisher beschriebenen visuellen Beobachtung der Bildbewegung kann selbst verständlich auch ein fotoelektrischer Nachweis der Be wegung der Markenbilder treten.	10
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Claims (19)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abgleichen der Bildebene eines Abbildungssystems mit der Auffangebene für das Bild, bei dem mindestens eine Meßmarke durch mindestens zwei Teilpupillen des Abbildungssystems abgebildet wird und die diesen Teilpupillen zugeordneten Abbildungsstrahlen unterschiedlich beeinflußt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Teilpupillen (18', 19'; 58,59,60, 61) über die Gesamtpupille des Abbildungsystems (20) 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 (18,19) 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 Abbildungssystems (20) bewegt wird

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilpupille durch Umschaltung von Lichtflüssen unterschiedlicher optischer Eigenschaften über die Gesamtpupille des Abbildungssystems bewegt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Teilpupillen gegenläufig zueinander über die Gesamtpupille 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 Kondensator, einen Kollimator zur Ausleuchtung 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 Abbildungstrahlenbündeln 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 Blendenöffnungen (18', 19') und diesen zugeordnete Färb- oder Polarisationsfilter (15,16; 15', 16') vorgesehen sind, und daß mindestens eine dieser Blendenöffnungen (18', 19') im durch das ihr zugeordnete Färb- oder Polarisationsfilter vorgegebenen Bereich über die Gesamtpupille des Abbildungssystems verschiebbar ist (F ig. 1).

10. 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 Abbildungssystems, mindestens eine vorzugsweise in der Brennebene des Kollimators angeordnete Meßmarke, Mittel zur Erzeugung von zwei jeweils eine TeilpupiHe des Abbildungssystems durchsetzenden, unterscheidbaren Abbildungsstrahlenbündeln 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 Blendenöffnungen (18', 19') und diesen zugeordnete, die Abbildungsstrahlen 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 (F i g. 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 (F i g. 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 optische Achse der Vorrichtung schwenkbar ist, daß die Teilpupillen sprunghaft in Lagen bewegt werden können, welche unterschiedlichen Zonen der Gesamtpupille des Abbildungssystems zugeordnet sind (F i g. 4).

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die längs ihrer optischen Achse eine Lichtquelle, einen Kondensator und einen Kollimator zur Ausleuchtung der Gesamtpupille des abzugleichenden Abbildungssystems, mindestens eine vorzugsweise in der Brennebene des Kollimators angeordnete Meßmarke, Mittel zur Erzeugung von zwei jeweils eine TeilpupiHe des Abbildungssystems durchsetzenden, unterscheidbaren Abbildungsstrahlenbündeln 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 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 (45, 46) nachgeordnet sind, deren einander zugekehrte Fläche parallel zur brechenden Kante der Prismen verlaufen und von denen mindestens eine um eine Achse (44) senkrecht zur brechenden Kante drehbar ist (F ig. 6).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß beide Planparallelplatten (45, 46) schwenkbar angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Planparal·· lelplatten um eine gemeinsame, die optische Achse der Vorrichtung schneidende Schwenkachse (44) bewegbar sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß den Planparallelplatten (45, 46) in Lichtrichtung ein die Brechkrafl

des Kollimators (12) änderndes Linsensystem (47, 48) nachgeordnet ist

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Linsensystem (47,48) mit variabler Brechkraft eingesetzt ist

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet daß die die Teilpupillen begrenzenden Blendenöffnungen (18', 19') 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 Abbildungssystems, mindestens eine vorzugsweise in der Brennebene des Kollimators angeordnete Meßmarke, Mittel zur Erzeugung von zwei jeweils eine Teilpupille des Abbildungssystems durchsetzenden, unterscheidbaren Abbildungsstrahlenbündeln 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—61) vorgesehen sind (Fig. 7).