DE3205496A1

DE3205496A1 - Einrichtung zur bestimmung der position eines punktes eines gegenstandes oder der form eines bereiches des gegenstandes

Info

Publication number: DE3205496A1
Application number: DE19823205496
Authority: DE
Inventors: Peter John London Scott
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-02-16
Filing date: 1982-02-16
Publication date: 1982-09-09
Also published as: GB2093209A; US4498777A; JPS57151805A; DE3205496C2; GB2093209B

Description

Ein richtung zur Bestimmung der Position eines Punktes eines Gegenstandes oder der Form eines Bereiches des Gegenstandes

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der Position eines Punktes eines Gegenstandes oder der Form eines Teiles des Gegenstandes. Sie kann daher angewendet werden, um eine Zeichnung, eine Kontur oder Messung eines kleinen Gegenstandes einer komplizierten Form zu erzeugen. Beispielsweise kann die Zeichnung einer Topfscherbe oder eines Gebißabdruckes, wie er bei Studien oder der Orthodontie verwendet wird, angefertigt werden. Es können auch die Koordinaten eines Punktes oder die Koordinaten von Punkten an einem Gegenstand bestimmt werden. .

Jede Form der direkten Vermessung eines solchen Gegenstandes ist zwangsläufig begrenzt und individuelle Vermessungen von Bereichen eines solchen Gegenstandes müssen gewöhnlich unabhängig voneinander ausgeführt werden, weil ein an alle Punkte eines solchen Gegenstandes reichendes Meßwerkzeug sehr schwierig zu entwerfen ist. Die genaue Vermessung eines solchen Gegenstandes in einem definierten und konstanten Bezugssystem ist gewöhnlich nur in einer Form einer indirekten Messung ausführbar, bei der das erforderliche Instrument nicht in Berührung mit dem Gegenstand kommt. Beispielsweise kann der Gegenstand aus zwei Positionen photographiert werden und die beiden Photographien können .im Zusammenhang mit einem Stereo-Zeichengerät verwendet werden, um eine Zeichnung des Gegenstandes zu erzeugen, an der die erforderliche Messung oder die erforderlichen Messungen vorgenommen werden können. Der-

artige Stereo-Zeichengerate sind jedoch sehr teuer, erfordern eine beträchtliche Übung der Bedienungsperson und sind Fehlern unterworfen, die durch photographische Verzerrungen entstehen.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher eine Einrichtung zur Bestimmung der Position eines Punktes eines Gegenstandes oder der Form eines Bereiches des Gegenstandes. Όίο. Einrichtung weist einen Objekttisch, eine Meßmarke oder einen Index, eine optische Betrachtungsvorrichtung, eine Vorrichtung mit einem teilweise reflektierenden Spiegel, die so angeordnet ist, daß ein Bild der Meßmarke oder des Index in Koinzidenz zu dem Punkt oder dem Bereich gebracht werden kann, wenn der Gegenstand durch die optische Betrachtungsvorrichtung betrachtet wird, eine Einrichtung zur Ausführung einer Relativbewegung zwischen dem Objekttisch und der Meßmarke oder dem Index, um das Bild der Meßmarke oder des Index zur Koinzidenz zu bringen,, und eine Einrichtung auf, die auf die Einrichtung zur Ausführung der Relativbewegung anspricht, um die Position des Punktes oder der Form des Bereiches anzuzeigen.

Vorzugsweise sind die optische Betrachtungsvorrichtung, der teilweise reflektierende Spiegel und der Objekttisch geradlinig zueinander ausgerichtet. Die Meßmarke oder der Index ist vorzugsweise an der Seite der Spiegelvorrichtung in der Nähe der optischen Betrachtungsvorrichtung angeordnet.

Die Herstellung einer solchen Einrichtung erfordert nur einen Bruchteil der für die Herstellung eines Stereo-Zeichengerätes anfallenden Kosten. Die Bedienungsperson für die erfindungsgemäße Einrichtung kann sehr viel schneller ausgebildet werden als eine Bedienungsperson

für ein Stereo-Zeichengerät.

Vorzugsweise sind eine Einrichtung zur Bewegung des Objekttisches in die X- und Y-Richtung und eine Einrichtung zur Bewegung der Meßmarke oder des Index in Richtung auf die Spiegelvorrichtung und von der Spiegelvorrichtung weg vorgesehen, um es zu ermöglichen, daß ein Bild der Meßmarke oder des Index in der Z-Richtung bewegt werden kann.

Vorzugsweise ist die Meßmarke oder der Index auf einer Z-Auflage vorgesehen, die so angeordnet ist, daß sie in der Richtung der Y-Achse bewegbar ist.

Vorzugsweise ist eine Einrichtung zur Einstellung der optischen Betrachtungsstation vorgesehen, um zu ermöglichen, daß die Betrachtungsstation auf den Punkt des Gegenstandes und auf das Bild fokussiert werden kann.

Die optische Betrachtungsvorrichtung kann dadurch eingestellt werden, daß sie in Richtung, auf die Spiegelvorrichtung oder von dieser weg bewegt wird.

Die Spiegelvorrichtung kann einen teilweise reflektierenden Spiegel aufweisen, dessen eine Seite seiner sich gegenüberliegenden Seiten so behandelt wird, daß die Reflexionsstärke der einen Seite größer ist als die Reflexionsstärke der anderen Seite.

Als optische Betrachtungsvörrichtung kann ein stereoskopisches Mikroskop vorgesehen werden. Sie kann auch zwei Teleskope aufweisen.

Die optische Betrachtungsvorrichtung und die Spiegelvorrichtung können in einem gemeinsamen Gestell angeordnet werden.

Es können Einrichtungen zum Einregeln bzw. Einstellen des Objekttisches in Bezug auf einen Pestpunkt vorgesehen werden.

Es können Einrichtungen zur digitalen Anzeige der Einstellung der die Bewegung ausführenden Einrichtungen und dadurch auch zur Anzeige der X-, Y- und Z-Koordinaten des Punktes vorgesehen werden.

Der Objekttisch kann mit einem Zeichenglied verbunden werden.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines Punktes eines Gegenstandes oder der Form eines Bereiches des Gegenstandes, gemäß dem eine optische Betrachtungsvorrichtung zum Betrachten des Gegenstandes durch eine teilweise reflektierende Spiegelvorrichtung verwendet wird, bei dem ein Bild einer Meßmarke oder eines Index zur Koinzidenz mit dem Punkt des Gegenstandes oder dem Bereich des Gegenstandes dadurch gebracht wird, daß eine Relativbewegung zwischen dem Gegenstand und der Meßmarke oder dem Index ausgeführt wird, und bei dem die Position des Punktes oder der Form des Gegenstandes aus den relativen Positionen des Gegenstandesund der Meßmarke oder des Index bestimmt wird.

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Figuren 1 und 2 Darstellungen zur Erläuterung der bei

der erfindungsgemäßen Einrichtung auftretenden optischen Prinzipien;

Figuren 3 und 4 eine Aussicht bzw. eine Seitenansicht

einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur

Bestiitunung der Position eines Punktes an einem Gegenstand oder der Form eines Bereiches des Gegenstandes;

Figur 5 eine Aufsicht auf ein Teil der in- den

Figuren 3 und 4 dargestellten Einrichtung; und

Figur 6 in schematischer Darstellung die Vergrößerung

einer Vorrichtung, die einen Teil der Einrichtung nach den Figuren 3 bis 5
bilden kann.

In den Figuren 1 und 2 ist eine herkömmliche, teilweise reflektierende Spiegelvorrichtung 16 dargestellt, die aus einer einzigen Glasschicht 17 besteht, die eine halbdurchlässige Oberfläche 18 aufweist. Aus den Figuren 1 und 2 ist die bei der Verwendung einer derartigen Spiegelvorrichtung in einer Einrichtung zur Bestimmung der Position eines Punktes auf einem Gegenstand oder der Form eines Bereiches des Gegenstandes·entstehende Wirkung ersichtlich. Die Figur 1 zeigt die Wirkung, wenn man monokular von einem Punkt O aus sieht. Die Figur 2 zeigt die Wirkung, wenn man binokular von zwei Punkten O₁ und 0„ aus sieht.

Wie dies in der Figur 1 dargestellt ist, wird ein Gegenstand B an der Stelle C durch die Reflexion an der Oberfläche an der Stelle A abgebildet, so daß die Strecke AB gleich der Strecke AC ist, der Winkel i gleich dem Winkel i, ist und OAC eine gerade Linie ist. Der optische Weg des von einer Meßmarke D ausgehenden Lichtes verläuft jedoch entlang der Linien DEAO, damit er mit der. Linie AO zusammenfällt. Dabei verlaufen die Strecken DE, AO und CF parallel. Die Sehlinie DE wird durch die Glasschicht 17 so gebrochen, daß sie entlang der Richtung EA verläuft. Es gilt daher:

^Sin *b ₌ na
Sin r ng .

wobei na der Brechungsindex von Luft und ng der Brechungsindex des Glases der Schicht 17 bedeuten.

Außerdem kann, weil die Schicht 17 optisch dichter ist als Luft, das Licht entlang der Strecke AE sich nicht ebenso schnell ausbreiten und die Länge AED ist daher nicht gleich der Länge AC. Die Meßmarke D wird daher gegenüber der ge-

wünschten Position C in seitlicher Richtung nicht nur um eine Verschiebung D verlagert, wie dies in der Figur 1 dargestellt ist. Vielmehr liegt sie näher an der Glasschicht 17.

Bei dem in der Figur 2 dargestellten binokularen Betrachten sollen die von der Meßmarke M und dem Gegenstand B ausgehenden Lichtwege an den Punkten O₁,0~ jeweils entlang derselben Richtung A₁, 0- und A^, O^ in die Augen des Beobachters treten, wenn die Meßmarke M mit dem Bild C koinzidieren soll. Es ist ersichtlich, daß die Meßmarke M nicht mit dem Bild G koinzidiert, wenn dies dem Beobachter so erscheint.

Es kann gezeigt werden, daß für die Verschiebung d (Figur 1) die folgende Gleichung gilt:

d = t ( sin i - cos i tan r)

wobei i der Einfallswinkel des Lichtstrahles von dem Objekt B ist.

Infolge dieser Änderung der Verschiebung d mit dem .Einfallswinkel i koinzidiert die Meßmarke M nicht länger mit dem Bild C des Gegenstandes B, wenn ;der Beobachter seine Augen in eine neue Position bewegt. Wenn er daher seine Augen nicht jedesmal in genau dieselbe Position zurückbewegen kann, ist er nicht in der Lage, einen Lesevorgang zu wiederholen. Wenn bei einem Rechenbeispiol die Glasschicht .17 6 mm dick ist und wenn der Beobachter das Bild C vonein em Ort aus betrachtet, der direkt hinter dem Gegenstand B liegt, und die Meßmarke M zum Koinzidieren bringt, erzeugt eine Bewegung der Augen des Beobachters zu einem Ort, an dem der Einfallswinkel etwa 40° beträgt, eine scheinbare Verschiebung der Meßmarke M von etwa 1,5-2 mm.

Die Verwendung einer herkömmlichen, teilweise reflektierenden Spiegelvorrichtung, die eine einzige Glasschicht aufweist, führt daher, wie sich dies aus den obigen Ausführungen ergibt, zu Parallaxenfehlern infolge der Tatsache, daß das Bild zu dem Auge oder zu den Augen des Beobachters gelangt, ohne daß es durch Glas verläuft, weil es von der Vorderfläche der Spiegelvorrichtung reflektiert wird. Das Licht von der Meßmarke wird aber durch das Glas gebrochen.

Wenn jedoch der Einfallswinkel i der Linie O₁A₁ und der

O₁ ι ι

Einfallswinkel i der Linie 0.-,A- konstant gehalten werden

O₂

können, sind die Abweichungen d₁ , d₂ der Meßmarke M und·' des Bildes C immer dieselben. Der Fehler MC .in der Figur ist dann sowohl bezüglich der Größe als auch bezüglich dor Richtung konstant und kann daher als eine ursprüngliche Verschiebung in Richtung der X, Y und Z-Koordinaten vernachlässigt werden. Diese Winkel i und i werden daher

bei der Einrichtung der Figuren 3 bis 5 auf einem festen Wert gehalten, wie dies später erläutert werden wird.

In den Figuren 3 bis 5 weist ein Plotter oder eine andere erfindungsgemäße Einrichtung ein Gestell mit L-förmigen Teilen ' 21, 22 auf, die durch Schrauben 23 miteinander verbunden sind. An dem Basisteil des L-förmigen Teiles 22 ist eine X-Auflage 24 so angeordnet, daß sie in Kugelringen 20 gleiten kann und daß sie in die X-Richtung durch eine Mikrometerschraube 25 bewegt werden kann, die durch olnen Block 29 verliiufit, der ein dom Gestell teil 22 befestigt ist. Die X-Auflage 24 trägt eine Y-Auflage 26 , die durch eine Mikrometerschraube 27 in die X-Richtung bewegt werden kann, die durch ortsfeste, nicht dargestellte Bauteile verläuft. Die Y-Auflage 26 trägt über einen Kugelring 28 einen Objekttisch 30,

auf dem ein Gegenstand 31 angeordnet Werden kann,, dessen konturen beispielsweise aufgezeichnet werden sollen. Der Objekttisch 30 kann durch Schrauben 25, 27 in die X-Richtung und in die Y-Richtung bewegt werden.

Der vertikale Teil des L-förmigen Gestellteiles 21 weist einen horizontal verlaufenden Arm 32 auf, an dem ein Ritzel 33 drehbar befestigt ist, das durch ein Handrad 34 gedreht werden kann. Das Ritzel 33 greift in eine Zahnstange

35 ein, die an einer optischen Betrachtungsvorrichtung 36 angeordnet ist. Die optische Betrachtungsvorrichtung 36 weist zwei Okulare 3 7 und zwei Linsensysteme 38 auf, von denen jeweils nur eine_sdargestellt ist. Jeweils ein Okular 37 und ein Linsensystem 38 ist für ein Auge des Benutzers vorgesehen. Die optische BetrachtungsvorrichUmg

36 kann verwendet werden, um den Gegenstand 31 auf dem Objekttisch 30 zu betrachten. Die optische Betrachtungsvorrichtung 36 kann aus zwei Teleskopen oder aus einem stereoskopischen Mikroskop bestehen. Es ist jedoch nicht von Bedeutung, daß die optische Betrachtungsvorrichtung 36 in irgendeiner Weise vergrößert.

Eine Spiegelvorrichtung 41, die zwischen der optischen Betrachtungsvorrichtung 36 und dem Objekttisch 30 angeordnet ist, weist einen teilweise reflektierenden Spiegel 42 auf. Die Spiege!vorrichtung 41 ist auf einem horizontal verlaufenden Arm 43 befestigt, der von dem vertikalen Teil des L-förmigen Gestellteiles 22 getragen wird. Der teilweise reflektierende Spiegel 42 wird von einem Ständer 44 gehalten, der von dem Arm 43 getragen wird. Der Spiegel 4 2 ist an dem Ständer 44 durch drei Einstellschrauben 45 einstellbar befestigt, so daß die relative Einstellung der Schrauben es ermöglicht, daß die Stellung-des teilweise reflektierenden Spiegels 4 2 in der weiter unten beschriebenen Weise eingestellt wird. Der Arm 4 3 weist eine Öffnung 40

auf, die unmittelbar unterhalb der Spiegelvorrichtung 41 angeordnet ist.

Eine Z-Auflage 46 wird zur Ausführung einer Gleitbewegung durch in dem Arm 43 angeordnete Rollen 4 7 getragen und ist in Richtung auf die Spiegelvorrichtung 41 durch eine Mikrometerschraube 50 bewegbar. Eine nicht dargestellte Feder wird verwendet, um die Z-Auflage 46 von der Spiegelvorrichtung 41 wegzudrücken. Ähnliche nicht dargestellte Federn werden in Verbindung mit den Schrauben 25, 27 verwendet. Die Position der Mikrometerschraube 50 in bezug auf einen nicht dargestellten festen Bezugspunkt ist daher für die Höhe des Bildes M' über den Objekttisch repräsentativ.

■Die Z-Auflage 46 trägt eine Meßmarke oder einen Index M, der an der Seite der Spiegelvorrichtung 41'in der Nähe der optischen Betrachtungsvorrichtung 36 angeordnet ist. Die Meßmarkierung M kann beispielsweise aus einer punktförmigen Lichtquelle bestehen. Die Bewegung der Z-Auflage 46 (parallel zur Bewegung der Y-Auflage 26) ermöglicht es, daß das Bild M¹ dor Meßmarke M in der Z-Richtung und in Koinzidenz mit einem Punkt an dem Gegenstand bewegt.wird, dessen Position aufgezeichnet werden soll. Durch eine Betätigung des Handrades 34 kann die optische' Betrachtungsstation 36 in Richtung auf die Spiegelvorrichtung 41 und von dieser weg bewegt werden, um es zu ermöglichen, daß die optische Betrachtungsstatiön 36 sowohl auf das Bild M¹ als auch auf den Punkt fokussiert wird, dessen Position aufgezeichnet wurden soll.

Wenn die oben beschriebene Einrichtung als Plotter verwendet wird, kann der Objekttisch 30 an der Stelle T mit einem Pantographen 51 und mit einem Zeichenstift P verbunden werden, der über ein auf einem nicht darge-

stellten Zeichentisch angeordneten Papier bewegbar ist. Der Pantograph 51 vergrößert und invertiert auf diese Weise die an dem Ort T erzeugte Linie 52, um die Linie 53 zu erzeugen.

Die nicht dargestellten Gradeinteilungen an den Mikrometerschrauben 25, 27, 50 ermöglichen die Ablesung der X, Y und Z-Koordinaten eines Punktes, dessen Position aufgezeichnet wird. Die .Mikrometerschrauben 25, 27, 50 können jedoch, wenn dies gewünscht wird, durch elektronisch digitalisierte Führungsschrauben (nicht dargestellt) ersetzt werden, die an einer Anzeigeeinrichtung 49 die Einstellung der Führungsschrauben und daher die X, Y und Z-Koordinaten des gerade nufcja zeichneten Punktes anzeigen. Außerdem können durch nichL dargestellte Einrichtungen digitale elektronische .Ausgangssignale von den Führungsschrauben erzeugt werden, wenn dies gewünscht wird, um den Zeichenstift P über das auf dem Zeichentisch angeordnete Papier zu bewegen.

Beim Betrieb wird der Gegenstand 31 auf dem Objekttisch 30 unterhalb der Öffnung 40 so angeordnet, daß die optische Betrachtungsvorrichtung 36 und der Gegenstand 31 im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Die Lage des teilweise reflektierenden Spiegels 42 wird durch die Einstellschraube 4 5 so eingestellt, daß er unter einem Winkel von 45" zur gemeinsamen Ebene foiat-qo Lecjl. Ist. Nachdem dies ausgeführt wurde, kann, obwohl die optische Betrachtungsvorrichtung 36 von dem teilweise reflektierenden Spiegel 4 2 angehoben und entfernt werden und in Richtung auf den Spiegel 4 2 abgesenkt werden kann, zwischen diesen Teilen keine andere Bewegung während des Betriebes der Einrichtung auftreten, weil die Teile durch das gemeinsame Gestell 21, 22 gehalten werden. Der Benutzer der Einrichtung muß während des Betriebes der Einrichtung seinen Kopf nicht herumbewegen, außer um

einem Anheben oder Absenken der optischen Betrachtungsvorrichtung 36 zu folgen, was erforderlich sein kann, um die Meßmarke M' im Brennpunkt zu halten.

Wenn os gewünscht wird, eine Kontur einer speziellen Höhe eines Gegenstandes 31 herzustellen, wird die Z-Auflage 46 durch die Schraube 50 in eine Position bewegt, die der Höhe der geforderten Kontur entspricht, wobei das unterhalb des teilweise reflektierenden Spiegels 42 vorhandene Bild M¹ an einer vorgegebenen Höhe oberhalb des Objekttisches 30 angeordnet wird. Das Bild M¹ wird durch die optische Betrachtungsvorrichtung 36 und durch den teilweise reflektierenden Spiegel 42 betrachtet und das Handrad 34 wird verwendet, um die optische Betrachtungsvorrichtung 36 auf das Bild M¹ zu fokussieren. Da das Bild M¹ während der Aufzeichnung der Kontur stationär bleibt, erfolgt keine weitere Bewegung dor optischen Betrachtungsvorrichtung 36 während des Auf- ·/,«> l.iMnvcnn der Kontur. Durch Bewegen der X-Auflage 24 und dt·r Y-Aul.lage 2G mit Hilfe dor Schrauben 25 bzw. 27 wird verursacht, daß das Bild im wesentlichen der Kontur folgt. Tatsächlich bewegt sich natürlich das Bild M¹ nicht, sondern der Objekttisch 30 wird derart bewegt, daß bewirkt wird, daß aufeinanderfolgende, auf der Kontur liegende Punkte in Koinzidenz mit dem Bild M" gehalten werden. Eine derartige Bewegung des Objekttisches 30 bewirkt eine ähnliche Bewegung des Zeichenstiftes P auf dem auf'dem Zeichentisch angeordneten Papier.

In einer ähnlichen Weise können, wenn es erforderlich ist, die X, Y und Z-Koordinatcn eines speziellen Punktes auf dem C.egoii stand 31 zu kennen, diese dadurch ermittelt werden, daß die X-, Y- und Z-Auflagen 24, 26, 46 eingestellt werden, bis das Bild M' mit dem speziellen Punkt koinzidiert bzw. zusammenfällt. Die Koordinaten können entweder an den Gradeinteilungen der Schrauben 25, 27, 50 oder durch Ablesen

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der digitalisierten Anzeigen an der Anzeigeeinrichtung 4 9 ermittelt werden. -·'-...

Da der Gegenstand 31 durch den teilweise reflektierenden Spiegel 42 betrachtet wird, tritt, wie dies oben bereits erläutert wurde, eine .Brechung des durch den teilweise reflektierenden Spiegel verlaufenden Lichtes ein und die Marke M wird durch eine Reflexion gesehen. Da jedoch die optische Betrachtungsvorrichtung 36 nicht in Bezug auf den teilweise reflektierenden Spiegel 4 2 bewegt wird (von einer gegebenenfalls erforderlichen vertikalen Bewegung abgesehen) werden die Sehlinien von den Okularen der optischen Betrachtungsvorrichtung 36 nicht bewegt und bleiben ihre Einfallswinkel zum teilweise reflektierenden Spiegel 4 2 konstant. Wie dies oben im Zusammenhang mit der Figur erläutert wurde, ist daher die Verschiebung des Bildes M¹ infolge dieser Brechung in Bezug auf die Größe und die Richtung konstant und kann als eine ursprüngliche Verschiebung in der X, Y und Z-Richtung vernachlässigt werden;

Entweder die Vorderfläche oder die Rückfläche des teilweise reflektierenden Spiegels 42 kann halb-versilbert oder mit Aluminium oder Titan beschichtet sein, um seine Reflexionsstärke im Vergleich zur anderen Oberfläche zu erhöhen, um eine Verwendung des Plotters leichter zu machen. Wenn die Reflexionsstärke der Vorderfläche größer ist, wird das Licht von dem Gegenstand 31 gebrochen. Das Licht von der Meßmarke M wird dagegen nicht gebrochen. Wenn andererseits die Reflexionsstärke der Rückfläche größer ist, wird das Licht von der Meßmarke M doppelt gebrochen, während das Licht von dem Gegenstand nur einfach gebrochen wird.

Der Objekttisch 30 kann um die X-Achse und X-Achse geschwenkt werden, um es zu ermöglichen, daß der Gegenstand 31 in Bezug auf einen vorgegebenen Bezugspunkt ausgerichtet

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wird. Der Objekttisch 30 kann daher, wie dies in der Figur 6 dargestellt ist, mit einem Drehzapfen 54 versehen werden, der als Drehpunkt für eine Platte 55 wirkt. Die Platte 55 weist eine Einstellschraube(oder Schrauben) 56 auf, die auf dem Objekttisch 30 aufliegt bzw. sich an diesem abstützt und die eingestellt werden kann, um die Lage der Platte 55 in Bezug auf die X-Achse zu ändern. Die Platte 55 trägt an den Drehzapfen 58 einen Tisch 57, der eine Einstellschraube (oder Schrauben) 59 aufweist, die an der Platte 55 angreift und die eingestellt werden kann, um die Lage des Tisches 57 in Bezug auf die Y-Achse zu verändern. Ein auf dem Tisch 57 angeordneter Gegenstand kann daher um die X-Achse und um die Y-Achse in Bezug auf den Bezugspunkt ausgerichtet werden.

Voranstehend wurde beschrieben, daß der teilweise reflektierende Spiegel 4 2 unter einem Winkel von 4 5° zur Ebene angeordnet is.t, die die optische Betrachtungsvorrichtung 36 und den Gegenstand 31 aufweist. Diese Ausrichtung des teilweise reflektierenden Spiegels 4 2 ist zweckdienlich, weil sie es ermöglicht, daß die Z-Auflage 46 in horizontaler Richtung bewegt werden kann. Der teilweise reflektierende Spiegel 4 2 kann jedoch auch unter anderen Winkeln angeordnet werden, wobei dann die Z-Auflage 46 so angeordnet sein muß, daß sie sich so bewegen kann, daß daa Bild der Meßmarke oder des Index sich in einer Richtung bewegt, die senkrecht zur XY-Ebene ist.

Wie dies oben bereits beschrieben wurde, sind die optische Betrachtungsvorrichtung 36, der teilweise reflektierende Spiegel 4 2 und der Objekttisch 3 0 geradlinig zueinander ausgerichtet. Die optische Betrachtungsvorrichtung 36 kann jedoch, wenn dies gewünscht wird, seitlich von dem teilweise reflektierenden Spiegel 42 angeordnet werden,

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so daß Licht von dem Gegenstand 31 durch den teilweise reflektierenden Spiegel 4 2 zur optischen Betrachtungsvorrichtung 36 reflektiert wird.

2O

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1.) Einrichtung zur Bestimmung der Position eines Punktes eines Gegenstandes oder der Form eines Bereiches des Gegenstandes, bei der ein Objekttisch, eine Meßmarke, oder Index und eine Einrichtung zur Ausführung einer Relativbewegung des Objekttisches und der Meßmarke oder des Index vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Betrachtungsvorrichtung (36) und eine teilweise reflektierende Spiegelvorrichtung (41) vorgesehen sind, daß die teilweise reflektierende Spiegelvorrichtung (41) so angeordnet ist, daß ein Bild (M¹) der Meßmarke oder des Index (M) zur Koinzidenz mit dem Punkt oder Bereich gebracht werden kann, wenn der Gegenstand (31) durch die optische

Betrachtungsvorrichtung (36) betrachtet wird, daß die Einrichtung (25, 27, 50) zur Ausführung der Relativbewegung betätigbar ist, um das Bild (M¹) der Meßmarke oder des Index (M) zur Koinzidenz zu bringen, und daß ■ eine Einrichtung (49)' vorgesehen ist, die auf die Einrichtung (25, 27, 50) zur Ausführung der Relativbewegung anspricht, um die Position des Punktes oder der Form des Bereiches anzuzeigen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 ,· dadurch gekennzeichnet, daß die optische Betrachtungsvorrichtung (36), die teilweise reflektierende Spiegelvorrichtung (41) und der Objekttisch (30) geradlinig zueinander ausgerichtet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarke oder der Index (M) an der Seite der Spiegelvorrichtung (41) in der Nähe der optischen Betrachtungsvorrichtung (36) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (25, 27) zur Bewegung des Objekttisches (30) in die X- und Y-Richtung vorgesehen ist, und daß eine Einrichtung (50) zur Bewegung der Meßmarke oder des Index (M) in Richtung auf die Spiegelvorrichtung (41) oder von dieser weg vorgesehen ist, um eine Bewegung des Bildes (M¹) der Meßmarke oder des Index (M) in die Z-Richtung zu ermöglichen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmarke oder der Index (M) auf einer Z-Auflage (46) vorgesehen ist,die zur Bewegung in der Richtung der Y-Achse angeordnet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (33-35) zur

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Einstellung der optischen Betrachtungsvorrichtung (36) vorgesehen ist, um die Fokussierung der Betrachtungsvorrichtung (36) auf den Punkt des Gegenstandes und auf das Bild zu ermöglichen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Betrachtungsvorrichtung (36) dadurch einstellbar ist, daß sie in Richtung auf die Spiegelvorrichtung (41) oder von dieser weg bewegt wird.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelvorrichtung (41) einen teilweise reflektierenden Spiegel aufweist und daß die eine Seite der sich gegenüberliegenden Seiten des Spiegels so behandelt ist; daß die Reflexionsstärke der einen Seite größer ist als die Reflexionsstärke der anderen Seite.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8_r■dadurch gekennzeichnet, daß als optische Betrachtungsvorrichtung (36) ein stereoskopisches Mikroskop vorgesehen ist. ■ _ . -

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Betrachtungsvorrichtung (36) zwei Teleskope .aufweist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Betrachtungsvorrichtung (36) und die Spiegelvorrichtung (41) an einem gemeinsamen Gestell (21, 22) angeordnet sind.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (54-59) zum Einregeln des Objekttisches (30) in bezug auf einen Festpunkt vorgesehen ist.

• ♦ * «

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (49) zur Erzeugung einer digitalen Anzeige der Einstellung der Einrichtung (25, 27, 50) zur Ausführung der Relativbewegung und dadurch zur Anzeige der X-, Y-und Z-Koordinaten des Punktes vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Objekttisch (30) mit einem Zeichenglied (P) verbunden ist.

15. Verfahren zur Bestimmung der Position eines Punktes eines Gegenstandes oder der Form eines Bereiches des Gegenstandes, insbesondere mit einer Einrichtung nach einem der' Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Betrachtungsvorrichtung (36) zur Betrachtung des Gegenstandes (31) durch eine teilweise reflektierende Spiegelvorrichtung (4 1) verwendet wird, daß ein Bild einer Meßmarke oder eines Index (M) zur Koinzidenz mit dem Punkt des Gegenstandes (31) oder dem Bereich des Gegenstandes (31) durch Bewirkung einer Relativbewegung des Gegenstandes (31) und der Meßmarke oder . des Index (M) gebracht wird, und daß die Position des Punktes oder der Form des Gegenstandes aus den relativen Positionen des Gegenstandes (31) und der Meßmarke oder dem Index (M) bestimmt wird.