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Optisches Mikrometer Insbesondere zur genauen Ablesung von Teilungen
sind mikroskopartige Mikrometer bekannt, bei denen in den Abbildungsstrahlengang
eine schwenkbare planparallele Glasplatte gesetzt ist. Durch Drehung der planparallelen
Platte wird eine. seitliche Verschiebung des Bildes erreicht. Der Winkel, der erforderlich
ist, um die planparallele Glasplatte aus einer Anfangsstellung heraus, z. B. aus
derjenigen senkrecht zur optischen Achse, herauszudrehen, bis eine derartige Verschiebung
des Bildes erreicht ist, daß ein Teilstrich der abzulesenden Teilung mit einer in
der Okularebene vorgesehenen Ablesemarke, z. B. einem Faden oder Strich, zur Deckung
kommt, gibt ein sehr genaues Maß für die Anzahl der durch Teilstriche nicht gekennzeichneten
Unterteile. Bei. bekannten Einrichtungen dieser Art, welche gegenüber Schraubenmikrometern-den
Vorzug haben, daB durch Schraubenfehler bedingte Ungenauigkeiten nicht in die Messung
eingehen, wird der als Maß für die Unterteile dienende Drehwinkel der planparallelen
Platte mittels eines mechanischen Zeigers an einer Kreisteilung abgelesen.
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Durch die Erfindung wird eine Verbesserung dieser bekannten Mikrometer
erreicht. Erfindungsgemäß besteht diese im wesentlichen darin, daß mit der planparallelen
Platte ein lichtablenkendes optisches System verbunden ist, welches, in den Strahlengang
eines sammelnden optischen Systems eingeschaltet, die Messung des Drehwinkels durch
Verschiebungswege abgelenkter Bilder vermittelt. Die Methode, Winkelmessungen durch
Lichtablenkung durchzuführen, ist zwar für feine Meßinstrumente, wie Galvanometer,
Drehwaagen und ähnliche, seit langem bekannt. Für optische Mikrometer der beschriebenen
Art hat man diese Methoden jedoch bisher nicht nutzbar gemacht, obgleich diese Methoden
gerade hier ganz besondere Vorteile bieten.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ist in den Abbildungen
dargestellt, von denen Abb. i das neue Mikrometer mit einem Teil eines abzulesenden
Teilkreises in einem Längsschnitt zeigt, während Abb.2 einen Schnitt längs der Linie
E-F darstellt.
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Das Mikrometer ist Teil eines Winkelmeßinstrumentes, z. B. eines Theodolits,
und soll zum Ablesen der Teilung des Kreises i dienen. Die optischen Teile des Mikrometers
sind in einem Gehäuse 2 von rechteckigem Querschnitt untergebracht. Das Gehäuse
2 ist an einem Winkelträger 3 (Abb. 2) befestigt, mittels dessen es an dem Instrument,
zu dem es gehört, festgeschraubt werden kann. Die Optik des Mikroskops besteht
aus
einem Objektiv 4 und einem Okular 5. Bevor sich die von dem Objektiv kommenden Strahlen
zu dem Bild in der Bildebene vereinigen, treffen sie auf die planparallele Glasplatte
6, welche in eine rohrartige Fassung eingesetzt ist. Das Rohr 7 ist um eine zur
optischen Achse senkrechte Achse drehbar, welche zweckmäßig durch die Spitzen zweier
Schrauben 8 und 9 gebildet wird, in denen das Rohr mittels zweier Hohlkörner aufgehängt
ist. In seitlicher Richtung wird das Rohr durch eine Schraube z i (Abb. 2) und eine
Gegenfeder i2 gehalten, " so daß durch Verdrehen der Schrauben i i die Neigung der
planparallelen Platte 6 gegen die optische Achse des Mikroskops geändert werden
kann. Jede Neigung der Platte 6 bewirkt in der Bildebene eine entsprechende Verschiebung
des Teilungsbildes, so daß man in der Lage ist, einen Strich der Teilung mit einer
im Okular sichtbaren Ablesemarke in Dekkung zu bringen. Wie bereits erwähnt, erfolgt
die Messung der Unterteile der Teilung in bekannter Weise durch den Neigungswinkel
der Planparallelplatte 6. Um diesen kenntlich zu machen, ist erfindungsgemäß auf
die Platte 6 ein Spiegel 14 aufgekittet oder ein entsprechendes Teil der Oberfläche
der Platte 6 versilbert. über der Platte 6 ist eine Sammellinse i5 angeordnet. In
der Bildebene des Objektivs 4 befindet sich eine durchsichtige Glasplatte 16. Diese
trägt in bekannter Weise eine in dem Okular 5 direkt sichtbare Teilung. Außerdem
trägt die Platte 16 eine Ablesemarke, etwa einen Indexstrich oder einen Nonius o.
dgl., än einer Stelle, welche nicht durch das Okular 5 sichtbar ist. Auf die Platte
16 ist ein Prisma 17 aufgesetzt. Ferner ist in das Gehäuse 2 mittels eines Lampenstutzens
18 eine Glühlampe i9 eingesetzt. Beiderseits der Lampe i9 sind Kondensoren 2o, 21
angeordnet, welche in Rohren 22, 23 gehalten werden, die am inneren Ende durch Mattscheiben
24, 25 geschlossen sind. Gegenüber dem Kondensor 2o ist ein rechtwinkliges Prisma
26 angeordnet, welches das von der Lampe i9 ausgehende Licht auf eine in dem Objektiv
zwischen den beiden Linsenhälften angeordnete schräge Glasplatte 27 wirft, die es
in Richtung der optischen Achse auf die abzulesende Teilung wirft. Der andere durch
den Kondensor 21 gerichtete Teil des von der Lampe i9 ausgehenden Lichtes tritt
durch die Glasplatte 16 hindurch und wird an den schrägen Seitenflächen des Prismas
17 reflektiert. Das Licht tritt daher in entgegengesetzter Richtung durch
die Linse 15 und trifft auf den Spiegel 14. Auf diesem reflektiert, tritt
es wieder durch die Linse i5 hindurch und trifft durch die Platte 16 hindurch in
das Okular 5. An der Stelle, an welcher das Licht die Glasplatte 16 das erste oder
das zweite Mal durchsetzt, befindet sich eine Ablesemarke. Die Linse i 5 ist derart
angeordnet, daß die Platte 16 in ihrer Brennebene liegt. Infolgedessen werden die
von der Ablesemarke 15 kommenden Lichtstrahlen durch die Linse 15 parallel
gerichtet und nach ihrer Reflexion an dem Spiegel 14 wieder zu einem in der Ebene
der Platte 16 entstehenden Bild vereinigt. Die Einrichtung ist derart getroffen,
daß dieses Bild über der im Okular 5 direkt sichtbaren Teilung entsteht. Die Anordnung
der Striche ist derart, daß nach den verschiedenen Reflexionen und Abbildungen der
Strich der Ablesemarke dem Strich der Teilung gleich ist. Die Lage des Bildes der
Ablesemarke innerhalb der Teilung ist durch -die Neigung des Spiegels 14 bestimmt.
Hat man daher durch Drehen der Schraube i i die Platte 6 so geneigt, daß ein im
Okular sichtbarer Strich der Teilung mit dem Hauptablesestrich zusammenfällt, sa
ergibt die Stellung des Bildes der Abiesemarke in bezug auf die Teilung auf der
Platte 16 ein Maß für den Winkel, um den die Platte 6 aus der Normallage herausgedreht
ist, und damit ein Maß für die Unterteile der Ablesung des Kreises i.
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Die Unterteile können daher im Okular des Mikroskops unmittelbar nach
dem Einstellen der planparallelen Platte 6 abgelesen werden.
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Die Erfindung eignet sich in gleicher Weise zum Ablesen von geraden
oder sonstigen Längenteilungen oder zum Messen sonstiger geeigneter Objekte. Auf
der Platte in der Bildebene des Objektivs können Ablesemarke und Teilung vertauscht
sein, so daß durch den Spiegel auch das Bild einer Teilung gegenüber einer festen
Ablesemarke verschoben werden könnte. Statt eines Spiegels, der entweder durch Versilbern
eines entsprechenden Teiles der planparallelen Platte oder durch Aufkitten eines
Spiegels auf dieselbe hergestellt sein oder sonst mit der Planparallelplatte verbunden
sein kann, könnte auch ein Prisma zur Ablenkung des Strahlenbündels dienen, durch
welches die Verdrehung der planparallelen Platte zu messen ist.