DE3131269A1

DE3131269A1 - Elektrooptisches messsystem

Info

Publication number: DE3131269A1
Application number: DE19813131269
Authority: DE
Inventors: Kent E. 07926 Brookside N.J. Erickson
Original assignee: Keuffel and Esser Co
Current assignee: Keuffel and Esser Co
Priority date: 1980-08-11
Filing date: 1981-08-07
Publication date: 1982-04-08
Also published as: JPS6029044B2; JPS5763414A; CH645186A5; DE3131269C2; FR2488395A1; FR2488395B1; US4286871A; SE8104772L; SE456607B; IT8123461A0; CA1154585A; IT1137863B

Description

3 1 I - \.^: : Dr. Dieter Weber

Klaus Seiffert

Patentanwälte

Dipl-Chein. Dr. Dieter Weber · Dipl.-Phya. Klaus Seiffert Postfach 6145 · 6200 Wiesbaden

An das

Deutsche Patentamt

Zweibrückenstr. 12

8000 München 2

D-6200 Wiesbaden 1

e 25

Telefon 06121/87 27SO Telegrammadresse: Willpatent Telex: 4-186247

Postscheck: Fpankfurt/Main U703-802 Bank: Dresdner Bank AG, Wiesbaden, Konto-Nr. 27Θ807 (BLZ 51080060)

Datum 5. August 19 81 S/st - E 780 -

Keuffel & Esser Company

20 Whippany Road, Morristown, New Jersey 07960

U.S.A.

Elektrooptisches Meßsystem

Priorität: 11. August 1980, USA Serial Nr. 176 886

Elektrooptisches Meßsystem

In der optischen Metrologie oder Meßtechnik, insbesondere in der Photograminetrie, hängen praktische Systeme von der Präzision ab, mit welcher eine Messung relativer Ortspunkte auf einem unter Betrachtung stehenden Subjekt durchgeführt werden kann. Beispielsweise ist es wesentlich, daß Merkmale auf einer Luftphotografie einer Landmasse präzise geortet bzw. ausgemacht werden bezüglich festgesetzter Bezugspunkte, damit diese Basisausrichtungsparameter beim Aufbau von Terrainstereomodellen oder Landraummodellen berechnet werden können.

Vorrichtungen, wie z. B, Mono- und Stereovergleichseinrichtungen, die für die Dimensionierung bzw. Bemessung von Koordinaten von Bezugsgebietsmerkmalen verwendet werden, und Stereocompiler bzw. Raum-Kompilierer (übersetzer für systemunabhängige Programmiersprache) , welche stereoskopische Landausblicke aus Analysen solcher Koordinatenbemessungen ergeben, stellen für ihre Nützlichkeit auf die Genauigkeit ab, mit welcher Objektverschiebungen bei Photos gemessen werden können. Diese Instrumente sind insofern im wesentlichen ähnlich, als sie Einrichtungen aufweisen zur Befestigung eines photografischen Transparentbildes zum Betrachten optischer Einrichtungen, während zwischen den Betrachtungsoptiken und dem Photo eine Relativverschiebung durchgeführt wird, sowie auch insofern, als diese

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Instrumente Einrichtungen aufweisen zum Messen einer solchen . Verschiebung. Von diesem Elementen sind die Meßeinrichtungen übereinstimmend die kritischsten gewesen und haben zur Realisierung notwendiger Genauigkeiten die größten Schwierigkeiten gemacht.

In ihrer einfachsten Form bestehen diese Vorrichtungen im wesentlichen aus einer stationären Basis, auf welcher eine erste Plattform oder eine Bühne gelagert ist, die für eine Bewegung längs einer ersten horizontalen Achse eingespannt ist, wobei die erste Bühne eine zweite haltert, die zur Bewegung längs einer orthogonalen horizontalen Achse eingespannt ist, und sie besteht aus einer zweiten Bühne, welche das zu prüfende Photo haltert. Ein an der Basis angebrachtes und in einer stationären Stellung über der Diapositiv-Platte gehaltertes Mikroskop weist eine Strichplatte oder Zielmarke auf, welche den Bezugspunkt vorsieht, während die Geländemerkmale im Photo im Licht betrachtet werden, welches durch die Platte durchgelassen wird. Indexmarkxerungen auf der Basis und der ersten Bühne werden in Verbindung mit entsprechend abgestuften Maßskalen verwendet, die sich längs der ortfögonalen Verschiebeachsen auf der ersten und zweiten Bühne erstrecken, um die Koordinaten der Geländekennzeichnungen und das Maß der Photoverschiebung bezüglich der Bezugsζie!marke vorzusehen.

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Von diesen einfachen Anfängen aus sind photogrammetrische Instrumente bei der Geriauigkeitsmessung durch die Einführung von Verstellschraubenspindeln oder anderen präzisen Verschiebungsmechanismen verbessert worden, auch durch elektromechanische Meßvorrichtungen, wie z. B. Winkelkodierer. Derartige Merkmale bzw. Kennzeichen sind beispielsweise in der US-PS 3 116 555 beschrieben. Die Probleme zur Erlangung der erforderlichen Genauigkeit blieben jedoch bestehen, und zwar wegen der mechanischen Toleranzen, die zwischen dem Photo und dem letzten Meßelement eingeschaltet sind.

Bei jeder Verknüpfung, Bindung oder Wechselbeziehung oder Grenzfläche in einem solchen mechanischen Zug oder Kette, die eine Meßfehlerquelle ist, hat man Versuche unternommen, die Verschiebemeßeinrichtung mit dem Photo selbst in engere Beziehung zueinander zu bringen, um die bei den zur Verfügung stehenden Systemen vorhandenen Diskrepanzen oder Widersprüche zu eliminieren. Zu diesem Zweck wurden Anordnungen, wie z. B. nach der US-PS 2 330 964, mit elektrooptischen Koordinaten-Maßskalen vorgesehen, die integraler Teil einer einzigen Bühnenstütze waren, mit deren Hilfe die Photo/Maßskalen-Kombination als Einheit bezüglich der stationären Kombination von Beobachtungsoptiken und Maßskalen-Lesesensoren verschoben werden konnte.

Trotz einer erheblichen Verbesserung litt dieses System an der übermäßigen Versetzung zwischen der Betrachtungssichtlinie und den Meßelementen, welche zwangsläufig durch das Erfordernis eines ungestörten Lichtweges über die gesamte Fläche des photografischen Transparentbildes gegeben war. Der sich ergebende verlängerte Momentenarm zwischen dem Photobezugspunkt und der Meßeinrichtung führte zu Torsionsverschiebefehlern, die bei präzisen photogrammetrischen Operationen nicht toleriert werden konnten. Bei dem System gab es ferner den Nachteil, daß eine Arbeitsoberfläche ausreichend großer Fläche erforderlich ist, um die Maßstabs- bzw. Skalenelemente sowie das Objektphoto zu akkomodieren bzw. passend zueinander zu machen.

Einige Verbesserungen bei der Meßgenauigkeit und der Verringerung der Gerätegröße wurden bei Systemen realisiert, wie sie z. B, in der OS-PS 3 729 830 beschrieben sind, bei denen das Photo- und biaxiale Maßskalengitter im allgemeinen in einer Linie zur Betrachtungssichtlinie angeordnet wurde. Das verbleibende Erfordernis des Fehlens der Unterbrechung des Betrachtungsweges führte jedoch zu einer Trennung der Meßskalen- und Photoelemente. Hierdurch wiederum wurde die Nützlichkeit einer solchen Anordnung begrenzt, und zwar infolge der Notwendigkeit, daß man den kritischen Parallelismus zwischen der photografischen Platte und dem Meßskalengitter über derart ausreichende Abstände aufrecht erhielt, daß die Elemente der Betrachtungs-

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optiken in dem dazwischen befindlichen Raum passend gemacht bzw. akkomodiert sind/ und ferner infolge der Notwendigkeit der Schaffung eines fehlerfreien mechanischen Systems zum Ankoppeln der Photoverschiebung zu der der Maßstabssensoren.

Bei dem Versuch der optimalen Gestaltung dieser Systeme sowohl bezüglich der Größe als auch der Stabilität hat man Betrachtungen angestellt hinsichtlich der Einarbeitung oder Vereinigung des biaxialen Meßskalengitters in die transparente Photostützplatte hinein sowie in Bezug auf die räumliche Zuordnung verschiebbarer Betrachtungsoptiken mit den Sensoren des Meßsystems. Auf diese Weise brauchte die Vorrichtung nur so teuer wie das Objektphoto zu sein, da "die Optiken in der Lage waren, sich zu jedem zu messenden Merkmal zu bewegen. Ferner waren die Verschiebesensoren dicht neben der Sichtlinie angeordnet, wodurch im wesentlichen die spaltenden mechanischen Versetzungen früherer Systeme eliminiert waren.

Haupthindernis der Benutzung einer solchen Anordnung blieb jedoch die Gegenwart des Meßskalengitters im Weg des bildtragenden Lichtes als Ergebnis der Anordnung der Sensoren-/Optikenkapplung dicht an der Gitteroberfläche der Photostützplatte. Das dieses hervorrufende Problem entsteht durch die Tatsache, daß jeder bisher zur Verfügung stehende Meßskalengitteraufbau, sei es mit Amplituden- oder Phasenraster, ein Beugungselement

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in der Betrachtungsslchtlinie auferlegt, welches das Bild der unter Prüfung befindlichen photografischen Merkmale, ι ausreichend verschlechtert. Zusätzlich zur Beugung rufen diese Gitter häufig eine Schwächung oder Dämpfung des Bildstrahles hervor, wodurch die Benutzung des Systems wenig praktisch wird.

Die Erfindung überwindet dieses Problem durch Schaffung eines

f Gitteraufbaus mit Phasenraster, welcher eine elektrooptisch sensible Meßskala vorsieht, und doch wird keine ungünstige Brechung des durchgelassenen sichtbaren Lichtes hervorgerufen. Anders als das in der US-PS 3 768 911 beschriebene Amplitudengitter oder als das Phasengitter nach der US-PS 3 482 107 bietet das erfindungsgemäße Gitter keine Unterschiede in der optischen Dicke bezüglich des normal einfallenden durchgelassenen Lichtes und vermeidet somit die Erzeugung von Beugung eines solchen bildtragenden Lichtes. Auf der anderen Seite wird das einfallende Licht eines Abiühlsystems, wie es z. B. in der erwähnten US-PS 3 768 911 gezeigt ist, ausreichend in der Refle x;ion gebeugt, um das Streifenmuster zu erzeugen, welches die Basis für jenes präzise elektrooptische Meßsystem bildet.

Gemäß der Erfindung ist eine transparente Photostütze vorgesehen mit einem Gittermuster, welches alternierende Bänder oder Linien zusammengesetzter Schichten aus mindestens zwei Materialien mit unterschiedlichen Brechzahlen aufweist. Die

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zwei ausgewählten Materialien werden auf einer Seite der Stützplatte in im wesentlichen gleichen optischen Dicken von%/4 aufgelegt, wobei die Auflegefolge jedes Materials in den abwechselnden bzw. alternierenden Bandschichten umgedreht ist. Auf diese Weise sind die optischen Dicken der zusammengesetzten Bandschichten im wesentlichen gleich gemacht, und man erhält eine gleichförmige räumliche Dicke über die ganze Gitterfläche.

Als Folge dieses Gitteraufbaues gibt es keine erhebliche Beugung des durchgelassenen Lichtes; deshalb kann ein auf der Platte montiertes Photo ohne Bildeinzelheitverlust durch das Gitter beobachtet bzw. betrachtet werden. Unbeachtlich der Gesamttransparenζ der Gitterplatte ist jedoch die Oberfläche einer einzelnen Schicht, insbesondere der aus dem Material mit der höheren Brechzahl, ausreichend reflektierend für einfallendes Licht, um einen Rücklaufstrahl zu schaffen, der von einem photoelektrischen Detektor abgefühlt werden kann.

Die erwähnte Folge des Auflegens der Schichtmaterialien veranlaßt, daß die reflektierenden Schichtoberflächen an Niveaus angeordnet werden, die sich um "λ. /4 in den zwei Gruppen abwechselnder Bänder unterscheiden, wodurch eine % /^-Phasenverschiebung zwischen Teilen des von den entsprechenden Bändern reflektierten Detektorlichtes hervorgerufen wird mit einer sich ergebenden Interferenz" zwischen diesen in der Phase ver-

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schobenen Lichtsegmenten, welche das typische Moire-Streifenmuster hervorrufen..

Das somit auf die Photostützplatte gelegte Phasengitter kann in Kombination mit einem Strichplattengitterelement bzw. Rasterelement verwendet werden, um ein Verschiebemeßsystem vorzusehen, wie es etwa in der US-PS 3 768 911 beschrieben ist. Bei einer solchen Anwendung sind die Strichplatten-, Lichtquellen- und Detektorelernente des Systems eng den Photobetrachtungsoptiken einer phötogrammetischen Vergleichseinrichtung oder eines Compilers zugeordnet und für die Bewegung mit diesem neben dem Gitter der Stützplatte angeordnet. Der Vorteil, daß man den Versatz zwischen den Betrachtungs- und Meßelementen im wesentlichen eliminiert, wird dadurch realisiert, daß das Fotostützgitter, welches beim Durchlassen keine Beugungselemente hat, das durch die Stütze und das Gitter betrachtete Photobild nicht verschlechtert.

Im Betrieb wird Licht aus der gleichförmigen oder omnidirektionalen bzw. in alle Richtungen strahlendei Quelle durch das primäre Amplitudengitter-Strichplattenmuster durchgelassen,um auf das Stützphasengitter einzufallen, wo es unter Reflexion mit der erwähnten Phasenverschiebung und Bildung von Streifen in dem reflektierten Licht gebeugt wird, welches dann durch das verbleibende Strichplattengittermuster auf die photoelek-

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trischen Detektoren durchgelassen wird. Eine Relativbewegung zwischen dem Strichplattengittermuster und der Photostütze bewirkt eine Verschiebung des Streifenmusters an der Strichplatte (bzw. der Zielmarke) mit einer sich ergebenden Intensitätsvariation des zu den Detektoren durchgelassenen Lichtes.

Ein Vakuumauflegeverfahren, welches nachfolgend beschrieben wird, benutzt man für den Aufbau des Phasengitters gemäß der Erfindung. Das Paar dielektrischer Materialien in Form dünner Filme, welches verwendet wird, um die funktionelle zusammengesetzte Gitterschicht zu bilden, wird jeweils ausgewertet aus Verbindungen bzw. Gemischen oder Massen mit höherer Brechzahl (2,2 - 2,7), wie z. B. Ceroxid, Titanoxid, Thordioxid, Zinksulfid und Zircondioxid; und Materialien mit niedrigerer Brechzahl (1,3 - 1,5), wie z. B. Magnesiumfluorid, Calciumfluorid, Cryolit, Litüumfluorid und. Siliziumoxid, und sie werden in entsprechender Dicke von % /4 bei etwa 850 nm aufgelegt, welches die wirksame Betriebswellenlänge der Glühlichtquelle ist, die bei einem bevorzugten Meßsystem verwendet wird. Da Filmmaterial mit höherer Brechzahl anscheinend die größere Wirkung auf die Reflexionsphasenverschiebung der zusammengesetzten Gitterschicht hat, ist es besonders erwünscht, daß die λ-/4 Dicke des Filmmaterials mit niedrigerer Brechzahl beibehalten wird, um eine optimale X/2-Phasenverschiebung in dem reflektierten Strahl sicherzustellen. Die Aufrechterhaltung der

Gleichheit bzw. Gleichwertigkeit bei den entsprechenden Dicken ähnlicher Filmmaterialieri über die ganze zusammengesetzte Schicht des Gitters mindestens innerhalb 15 % ist ebenfalls erwünscht, um einen unzusammenhängenden Durchlässigkeitsbeugungsgrad der Photobeleuchtung -bzw, -ausleuchtung sicherzustellen.

Ein wirksames transparentes Phasengitter für eine photogrammetische Vergleichseinrichtung oder einen Compiler kann man mit einer zusammengesetzten Schicht erhalten, welche die dielektrischen Materialien hat, die in Linienbreiten von etwa 20 um jeweils aufgelegt sind, um eine Gitterperiode von etwa 40 um vorzusehen» Unter Verwendung eines Strichplattenmusters ähnlicher Periodizität in dem erwähnten die Empfindlichkeit verdoppelnden Reilgrxionssystem kann eine Meßpräzision von etwa 1 um leicht mit einer erhältlichen Detektor-und Auflöseelektronik erhalten werden. Das Phasengitter gemäß der Erfindung sorgt für einen zusätzlichen Vorteil dadurch, daß sein hoher Transparenzgrad das Auflegen eines Paares orthogonaler Gittermuster auf der Photostützplatte erlaubt, um ein biaxiales Meßgitter ohne Schwächung oder Dämpfung der Photobetrachtungsbeleuchtung auf ein beachtliches Maß vorzusehen. Bei einem solchen biaxialen Gitter sieht ein zweiter Aufnahmekopf mit Lichtquelle, Strichplatte und Detektoren, welche den verschiebbaren Betrachtungsoptiken zugeordnet sind, eine Einrichtung vor zur direkten Schaffung der Koordinaten irgendeines Merk-

males oder Kennzeichens in dem unter Beobachtung befindlichen Photo.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Schnittansicht unter schematischer Darstellung der Elemente eines Meßsystems gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der Fig. 3, wobei ein Teil der Photostützplatte der Fig. 1 betrachtet wird zur Darstellung des Aufbaues der zusammengesetzten Phasengitterschicht gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Teil der Phasengitterschicht und

Fig. 4 eine Reihe von Ansichten einer Photostutzplatte unter Veranschaulichung der Prozeßstufen bei der Vorbereitung eines bevorzugten Phasengitteraufbaus gemäß, der Erfindung.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Meßsystems unter Verwendung eines transparenten Phasengitters oder Phasenrasters gemäß der Erfindung ist schematisch in Figur 1 gezeigt. Das System weist eine Photostütze auf mit einer transparenten Glasplatte 22, welche die Phasengitterschicht 24, die in größerer

Einzelheit unten beschrieben werden soll, lagert. Ein Diapositiv, in typischer Weise die Luftaufnahme eines Geländes mit bestimmten Merkmalen, welches eine Glasplatte 23 und eine entwickelte photografische Emulsionsschicht 25 aufweist, liegt während der Prüfung auf der Platte 22.

Allgemein mit 10 bezeichnete Betrachtungsoptiken sind dicht neben der Stützplatte 22 angeordnet und können sich längs einer Koordinatenachse bewegen, wie durch den Doppelpfeil gezeigt ist, und zwar in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu den Linien des Gittermusters 24. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist diese Gittermeßskala orthogonale Musterlinien auf, wie zum Teil in Figur 3 gezeigt ist, und der optische
Beobachtungsaufbau 10 kann sich ebenfalls längs der orthogonalen Koordinatenachse in Richtung senkrecht zur Ebene der
Figur 1 bewegen. Auf diese Weise können beide kartesische
Koordinaten der in Prüfung befindlichen Geländemerkmale bestimmt bzw. erfaßt werden.

Die verschiebbare oder verrückbare Betrachtungsoptik gemäß
der Erfindung ist in einfacher Weise in Fig. 1 als ein Körper 16 gezeigt, in welchem ein KoMmatorlinsensystem 12 und eine reflektierende Prismaoberfläche 14 gehaltert sind. Eine Abbildungsbeleuchtung von einer Lichtquelle, die nicht dargestellt ist, fällt auf eine photografische Abbildung 25 im

Strahl 2 7 und wird nachfolgend durch die Stützplatte 22 und das Gittermuster 24 für die KoMmation durch die Linse 12 und die Reflexion von der Oberfläche 14 längs dem Strahl 29 zu zusätzlichen Abbildungsoptiken' hin durchgelassen, die ebenfalls nicht dargestellt sind und das Photobild zur Äblesvorrichtunq der Vergleichseinrichtung oder Compilervorrichtung tragen.

Den Beobachtungsoptiken 10 ist der Verschiebedetektor 11 eng zugeordnet, welcher eine Lichtquelle 13 und eine Strichplatte 17 aufweist, an welcher ein photoelektrischer Sensor 15 angebracht ist. Gemäß dem allgemein oben beschriebenen unä/größerer Einzelheit in der US-PS 3 768 911 diskutierten Meßsystem wird die diffuse Beleuchtung von der -Quelle 13 durch das Amplitudengittermuster 19 der Strichplatte 17 durchgelassen, um von der Phasengitterschicht 24 der Stützplatte 22 reflektiert und durch das komplementäre Amplitudengittermuster der Platte 17 zurück durchgelassen zu werden und auf den Sensor 15 mit sich verändernder Intensität einzufallen, und zwar je nach der Verschiebung der Betrachtungs- bzw. Beobachtungseinrichtung 10 und des Detektorkopfes 11 bezüglich dem Phasengittermuster 24. Das Strichplattengittermuster 19 ist im wesentlichen parallel zu den aufgelegten Linien einer Koordinatenachse des Phasengittermusters 24 angeordnet. .Obwohl in der Darstellung nicht gezeigt, versteht es sich, daß ein zweiter Detektorkopf, der dem bei 11 gezeigten identisch ist, ebenfalls durch Beobachtungs-

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optlken getragen wird, wobei das Strichplattenmuster sich in orthogonaler Richtung parallel zu der zusätzlichen Achse des Phasengittermusters erstreckt.

Der Aufbau der transparenten Phasengitterschicht 24 der vorliegenden Ausführungsform ist in größerer Einzelheit in Fig. 2 gezeigt und weist mehrfache verschachtelte oder überlappte dünne Filme dielektrischer Materialien auf, die auf der Photostützplatte 22 als Bedeckung aufgetragen sind. Bei dieser Ausführungsform sind diese Filmmaterialien Ceriumoxid 26 und Magnesiumfluorid 28. Jedes dieser Materialien ist auf der Stützplatte mittels einer herkömmlichen Vakuumauflegetechnik in einer Art und Weise als Abdeckung aufgelegt, wie nachfolgend im einzelnen noch beschrieben wird. Jedes Filmsegment ist zu einer Dicke von etwa 71/4 aufgelegt, gemessen an der effektiven Durchschnittswellenlänge der Detektorkopflichtquelle 13, d. h. 850 nm für die Glühquelle der vorliegenden Ausführungsform. Wie man aus Fig. 3 sieht, besteht das ausgewählte Muster aufgelegter Materialien/ welches an der Fläche der Platte 22 erscheint, aus zwei Gruppen von orthogonal bzw. senkrecht sich schneidenden Linien von Magnesiumfluorid 28, die sich in jeder Koordinatenrichtung mit ähnlich bemessenen isolierten Quadraten aus Ceriumoxid 26 abwechseln.

Im Betrieb wird Licht aus der Quelle 13 des Detektorkopfes 11

durch das Gittermuster 19 durchgelassen, welches etwa 3 mm von der Oberfläche des Phäsengittermusters 24 angeordnet ist, und wird von der ersten angetroffenen Oberfläche jedes der Ceriumoxidfilme 26 bzw. 26' mit höherer Brechzahl reflektiert, die an Niveaus in der zusammengesetzten Schicht 24 angeordnet sind, welche sich um die ?>/4-Dicke der Magnesiumfluoridfilme 28 unterscheiden. Die entsprechenden Teile des von diesen Oberflächengruppen reflektierten Lichtes werden also insgesamt um

'K/2 Phasen verschoben, was zu einer Interferenz zwischen ihnen führt mit der Bildung des charakteristischen Streifen- . musters.

Dieses Muster fällt dann auf die übrigen Abschnitte des Strichpia ttengittermusters 19, die in wirksamer Weise das Strichmuster zur Bildung der unterschiedlichen Intensitätsvariation des auf den Detektorsensor 15 einfallenden Lichtes schließen. Ein ähnliches Streifenmuster wird in den senkrecht angeordneten. Gittermustern der zusammengesetzten Schicht 24 und dem Doppeldetektorkopf 11 erzeugt, um in ähnlicher Weise eine Anzeige der Verschiebung von Beobachtungsoptiken oder Photos entlang dieser Achse vorzusehen.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Bildung der zusammengesetzten Phasengitterschicht gemäß der Erfindung ist graphisch in Fig. 4 dargestellt. Beim Schritt ta) wird eine Bahn aus 3 mm Plat-

tenglas 41 auf eine Dicke von etwa 1 um mit einer Schicht aus einem positiv arbeitenden Photoschutz 42 beschichtet, d.h. einem Naphthoquinondiazid/ welches als "Kodak Micro Positiv Resist 809" im Handel erhältlich ist. Diese Beschichtung wird in der üblichen Weise entsprechend der Empfehlung des Herstellers vorbereitet, und in der Stufe (b) wird sie unter einem Original 25 Minuten lang vom Licht einer 125 Watt Photolampe aus einem Abstand von etwa 1,5 m kompakt belichtet und in einer handelsüblichen Entwicklerlauge entwickelt, um die belichteten Bereiche der Beschichtung zu entfernen und ein das Original duplizierendes bzw. kopierendes Widerstands- bzw. Schutzabdeckungsmuster 43 vorzusehen. Bei diesem Betrieb weist das verwendete Original zwei Gruppen von senkrecht angeordneten, parallelen, opaken Linien einer Breite von etwa 20 um auf.

Gemäß Schritt (c) wird eine Aluminiumschicht 4 4 entsprechend üblichen Techniken mit Vakuum aufgelegt, und zwar bei einer Umgebungstemperatur und zu einer Dicke von etwa 1 um auf dem Schutzschichtmuster 43 und den belichteten Oberflächen der Stützplatte 41 ._ Das Schutzschichtmuster wird dann durch Lösen in Aceton abgestreift bei gleichzeitigem Entfernen des überlappenden Musters des. Aluminiums, um beim Schritt (d) das Muster 4 4 aus Aluminium zu ergeben, welches den belichteten Flächen der Originalschutzschicht entspricht.

Auf das Aluminiummuster und die freigelegte Glasoberfläche wird durch Vakuumauf legen eine λ./4 (bei 850 run) -Schicht von Ceriumoxid 45 beschichtet, und auf diese "Schicht eine X /4-Schicht aus Magnesiumfluorid 46 aufgelegt. Während dieses Auflegens sorgt man in üblicher Weise dafür, daß konstante erhöhte Beschichtungstemperatureri aufrecht erhalten werden, um präzise Brechzahlen in der fertiggestellten zusammengesetzten Schicht sicherzustellen. Nach dem.Kühlen der Platte 41 und der aufgelegten CeO„ und MgF- Schichten wird eine Chromschicht 47 mit einer Dicke von etwa 1 um im Vakuum bei Umgebungstemperatur aufgelegt (Fig. 4 (e)).

Die beschichtete bzw. bedeckte Platte wird dann in ein Ätzbad etwa 10 %-iger NaOH getaucht, in welcher die übrige Aluminiumauflage aufgelöst und von der Platte 41 zusammen mit den Schichten entfernt wird, die danach auf der Platte aufgelegt worden sind, um das Muster der zusammengesetzten Schichten aus CeO₂ 45, MgF₂ 46 und Cr 47 zu geben, wie in Schritt (f) gezeigt ist. Unter Verwendung der obigen Vakuumauflegetechniken werden "X. /4-Schichten aus MgF „ 48 und CeO „ 49 ihrerseits auf die Chrom- und belichteten Glasflächen aufgelegt bzw. beschichtet, wie in Schritt (g) gezeigt ist.

Die beschichtete P-lat;te wird dann in einer Chromätzlösung eingetaucht, z.B. saurem Cerammoniumnitrat, um die Chrommuster-

schicht zu lösen und mit den Überschichten von MgF₂ und ₂ zu entfernen. Die sich ergebende beschichtete Platte wird dann gewaschen und getrocknet, um die in der Stufe (h) gezeigte fertig bearbeitete Photostütze oder Photohaiterung zu ergeben. Bei Schritt (h) weist die zusammengesetzte Phasengitterschicht abwechselnde Bänder oder Linien von MgF₂/Ce0₂ 46, 45 und CeQ₂/MgF₂ 49, 48 auf.

Bei einer geringfügigen Änderung des in Fig. 4 gezeigten Prozesses kann das anfängliche AlumiηiUmschichtmuster 44 des Schrittes (d) dadurch erhalten werden, daß man zuerst eine kontinuierliche Schicht des Aluminiums auf der Platte 41 auflegt und darauf eine Schutzschicht 42 auflegt mit nachfolgender Belichtung und Entwicklung, danach Ätzen des Aluminiums und Abstreifen, der verbleibenden Widerstands- bzw. Schutzschicht. Das Aluminiummuster kann dann in den nachfolgenden Schritten (e) - (h), wie in Fig. 4 gezeigt ist, mit ähnlichen Ergebnissen benutzt werden.

Wie oben erwähnt können andere dielektrische Materialien mit höheren Brechzahlen an Stelle des CeO₂ verwendet werden, während das MgF₂ mit der niedrigeren Brechzahl durch dielektrische Materialien ersetzt werden kann, die Brechzahlen in vergleichbarem Bereich haben. Eine weitere Veränderung zur Verbesserung des Signalansprechens bei dem Meßsystem weist das anfängliche

Beschichten einer Antireflexionsschicht auf der Platte 41 auf, wie z. B. einer 71/4 Schicht aus MgF _ (bei 550 nm). Diese Antireflexionsschicht isoliert die zusammengesetzte Phasengitterschicht 24 von der Stütze 22 bezüglich des sichtbaren Lichtes und verringert in wirksamer Weise die Durchlaßbeugung und die Reflexionen von der Oberfläche der Stützplatte, die sonst mit dem Meßstreifenmuster interferieren könnten und einen schädlichen Effekt auf dieses bewirken könnten.

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Claims

Patentansprüche

1. Elektrooptisches Meßsystem mit einer Lichtquelle (13), einer Mehrzahl von Gitternmustern (19, 24), die im Licht aus der genannten Lichtquelle (13) angeordnet sind und zur Erzeugung eines Interferenzstreifenmusters relativ bewegbar angeordnet sind, und mit einer photoelektrischen Einrichtung (15) zur Schaffung eines sich verändernden elektrischen Signals in Abhängigkeit zur Lichtintensitätsschwankung in dem Streifenmuster, dadurch gekennzeichnet, daß ein reflektierendes Phasengittermuster (24) zum Reflektieren von Licht zu einem zweiten Gittermuster hin vorgesehen ist, wobei das zu reflektierende Licht von einem ersten Gittermuster (19) durchgelassen wird, und daß die photoelektrische Einrichtung (15) in dem von dem zweiten Gittermuster durch gelassenen Licht angeordnejt ist.

2. Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Phasengitter eine Stütze (22) mit ebener Oberfläche und eine darauf angeordnete Beschichtung (24) aufweist mit Bändern zweier Filmmaterialien (26, 28) ausreichend unterschiedlicher Brechzahlen und daß die Filmmaterialien sich abwechseln, aneinander stoßen, ausgedehnt, sind, und im wesentlichen gleiche Breite und optische Dicke haben.

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3. Meßsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (24) erste und zweite Schichten sich abwechselnder, aneinander—stoßender Bänder zweier Filmmaterialien im wesentlichen-gleicher Breite und optischer Dicke aufweist und daß jedes der Materialien mit niedrigerer (46) und höherer Brechzahl (49) der zweiten Schicht auf dem Material mit der höheren Brechzahl (45) bzw. dem Material mit der niedrigeren Brechzahl (48) der ersten Schicht angeordnet ist und sich mit dieser erstreckt, wodurch die obere Fläche des Phasengitters im wesentlichen parallel zu der der Stützoberfläche ist.