DE745476C

DE745476C - Device for fine reading of scales

Info

Publication number: DE745476C
Application number: DEL99765D
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Fricke
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1939-12-24
Filing date: 1939-12-24
Publication date: 1944-04-19

Description

Vorrichtung zur Feinablesung von Maßstäben Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feinablesung von Maßstäben und wird insbesondere angewandt bei Feinstbearb.eituiigsm'schineu, bei denen die Einstellung der Werkzeuge gegenüber dem Werkstück oder auch die @Nachprüfung der Bearbeitungsmaße mittels besonderer Meßyorrichtungen höchster Genauiglceit erfolgt. Vorzugsweise werden bei derartigen Meßvorrichtungen optische Meßgeräte in Verbindung mit Glasmaßstäben verwendet. Es besteht nun bei diesen optischen Meßgeräten mit Maßstäben das Bediirfnis, sowohl ein Übersichtsbild des Maßstabes für die Grobeinstellung bzw. Grobablesung als auch ein weiteres Bild für die Feinablesung bzw. -einstellung eines fein geteilten - Maßstabes zu erhalten. Man hat zu diesem Zweck bereits Einrichtungen vorgesehen, die mittels optischer Hilfsmittel einen besonderen Grobmaßstab sowie auch einen Maßstab für die Feinablesung gesondert abbilden. Die Ablesung selbst erfolgt hierbei entweder auf einer Mattscheibe oder durch subjektive Beobachtung mittels eines Okulars.Apparatus for fine reading of rulers The invention relates to a device for fine reading of rulers and is used in particular at Feinstbearb.eituiigsm'schineu, where the setting of the tools opposite the workpiece or the @ rechecking of the machining dimensions by means of special Measuring devices of the highest accuracy are carried out. Preferably with such Measuring devices optical measuring devices used in connection with glass scales. It there is now a need for these optical measuring instruments with rulers, both an overview image of the scale for the rough setting or rough reading as well another picture for the fine reading or setting of a finely divided - On a scale. For this purpose, facilities have already been provided which by means of optical aids a special coarse scale as well as a Map the scale separately for fine reading. The reading itself takes place here either on a ground glass or by subjective observation using an eyepiece.

Nachteilig ist jedoch bei diesen Einrichtungen einmal der große Aufwand an optischen Hilfsmitteln, andererseits aber auch die Verwendung wenigstens zweier genau geteilter Maßstäbe. Gerade diese genau geteilten Maßstäbe bedeuten aber eine außerordentlich hohe Kostenbelastung für das Feinmeßgerät, da diese Maßstäbe sehr lang und dementsprechend auch sehr teuer sind.However, one disadvantage of these facilities is the great expense of optical aids, but on the other hand also the use of at least two precisely divided standards. But it is precisely these precisely divided standards that mean one extremely high cost for the precision measuring device, since these standards are very high long and therefore very expensive.

Gemäß der Erfindung wird nun eine einfache und in ihrer Herstellung erheblich billigere Vorrichtung zur Feinablesung von Maßstäben dadurch ermöglicht, daß von einem einzigen Maßstab mittels ahbildender Optik sowohl ein Übersichtsbild als auch ein stark vergrößertes Bild der Maßstabteilung nebeneinander oder aufeinander erzeugt und diese beiden Bilder entweder auf einer, gegebenenfalls mit einer Strichplatte versehenen Mattscheibe aufgefangen oder zur subjektiven Ablesung mittels eines Okulars dem Auge des Beobachters dargeboten werden. Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Maßstab durch ein Ob-Objektiv über ein Prismen- oder Spiegelsystem mit einer teilverspiegelten Fläche direkt auf eine Mattscheibe abgebildet wird, wobei der das Prisma oder Spiegelsystem geradlinig oder geknickt durchdringende Strahlenante@ mittels eines Hilfssystems über ein prisma und gegebenenfalls eine weitere, tota@ reflektierende Flache des ersten Prismen- oder Spiegelsystems als stark vergrößertes Bild des Maßstabes neben oder auf dem ersten Maßstabbild auf derselben Mattscheibe abgebildet wird. Dabei besteht zweckmäßig das eine teilverspielte sowie eine weitere, total reflektierende Fl.äche aufweisende Prismen-oder Spiegelsystem aus zwei rechtwinkligen Prismen unterschiedlicher Größe von denen das größere das kleinere zu einem Prismenwürfel ergänzt und dessen freie. total reflektierende Fläche zur Abbildung des vergrößerten Maßstabbildes neben oder auf dem ersten benutzt wird. Eine andere zweckmäßige Ausfübrungsform besteht darin; daß das Prismen- oder Spiegel system ebenfalls aus zwei rechtwinkligen Prismen unterschiedlicher Größe besteht, wobei die eine Kathete des kleineren Prismas mit der Hypothenuse des größeren Prismas verkittet ist und die andere, frei stehende Kathete des kleinen Prismas den Teil des Strahlenbündels für das Übersichtsbild total reflektiert, während der den Prismenliörper geradlinig durchdringende Strahlenanteil nach Umlenkung durch ein Umlenkprisma mittels des frei stehenden Teiles der Hypothenusenfläche des großen Prismas neben oder auf dem Übersichtsbild das stark vergrößerte Maßstabbild erzeugt. According to the invention, there is now a simple and easy to manufacture considerably cheaper device for fine reading of scales made possible by that from a single scale by means of ahbildender optics both an overview image as well as a greatly enlarged picture of the scale division side by side or on top of one another generated and these two images either on one, possibly with a reticle provided focusing screen or for subjective reading by means of an eyepiece can be presented to the observer's eye. An expedient embodiment of the invention is that the scale through an Ob lens via a prism or mirror system with a partially mirrored surface directly on a ground glass is shown, with the prism or mirror system straight or bent penetrating radiation edge @ by means of an auxiliary system via a prism and, if necessary another, tota @ reflective surface of the first prism or mirror system as a greatly enlarged picture of the scale next to or on the first scale picture is shown on the same screen. There is expediently a partially playful one as well as a further prism or mirror system having a totally reflective surface from two right-angled prisms of different sizes, the larger of which is the smaller ones added to a prism cube and its free one. totally reflective surface is used to display the enlarged scale image next to or on top of the first. Another expedient embodiment consists in this; that the prism or mirror system also consists of two right-angled prisms of different sizes, one leg of the smaller prism with the hypotenuse of the larger prism is cemented and the other, free-standing cathetus of the small prism is the part of the bundle of rays for the overview image is totally reflected, while the prism body rectilinear penetrating beam portion after deflection by means of a deflecting prism of the free-standing part of the hypotenuse surface of the large prism next to or on the overview image generates the greatly enlarged scale image.

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Meßeinrichtung besteht darin, daß das Prismen-oder Spiegelsystem aus zwei gleich großen. mit einer g emeinsamen teilverspiegelten Trennfläche versehenen Prismen besteht, die den Strahlenanteil für das Obersichtsbild des Maßstabes direkt einer Abbildungsebene zuführen, nährend der das Prismen- oder Spiegelsystem geradlinig durchsetzende Strahlenanteil nach Passieren der Hilfsoptik und des Umlenkprismas über eine weitere, total reflektierende Fläche das vergrößerte Maßstabbild neben oder auf dem Übersichtsbild auf derselben Abbildungsebene entwirft, Dabei können zweckmäßig das Prismensystem und die Abbildungsebene miteinander vereinigt sein, beispielsweise durch Verkittung der Mattscheibe mit der entsprechenden Fläche des Prismenkörpers oder durch Ausbildung der einen Prismenfläche als Abbildungsebene (Mattierung). Another useful embodiment of the measuring device exists in that the prism or mirror system consists of two equally large. with a common partially mirrored separating surface provided prisms, which the beam portion feed directly to an image plane for the overview image of the scale, nourishing the proportion of rays that penetrates the prism or mirror system in a straight line Passing the auxiliary optics and the deflecting prism via another, totally reflective one Area the enlarged scale image next to or on the overview image on the same The prism system and the image plane can be used appropriately be united with one another, for example by cementing the ground glass with the corresponding surface of the prism body or by forming the one prism surface as an image plane (matting).

Eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß der Maßstab über ein Objektiv und ein teilverspiegeltes Prismen- oder Spiegelsystem in Autokollimation mittels eines ebenen Spiegels und einer Hilfsoptik als Übersichtsbild auf einer Mattscheibe nach nochmaligem Passie-@en des Prismen- oder Spiegel systems abgebildet wird. während der das Prismen- oder opiegelsystem geradlinig durchdringende Strahlenanteil ebenfalls in Autokollimation auf dieselbe Mattscheibe unter Benutzung derselben reflektierenden Fläche ein stark vergrößertes Bild des Maßstabes entwirft. Another embodiment of the subject matter of the invention consists in that the scale has a lens and a partially mirrored prism or mirror system in autocollimation using a flat mirror and auxiliary optics as an overview image on a ground glass after passing the prism or mirror system again is mapped. during which the prism or mirror system penetrates in a straight line Radiation portion also in autocollimation on the same ground glass using on the same reflective surface creates a greatly enlarged image of the scale.

Eine weitere im Rahmen der Erfindung liegende Verbesserung der Gebrauchsmöglichkeit des nach dem Erfindungsvorschlag ausgebildeten Meßgerätes besteht darin, daß das Übersichtsbild des Maßstabes gleichzeitig als Teilung für die Feinablesung des stark vergrößerten Maßstabbildes dient, oder es wird zweckmäßig das eigentliche Meßmittel derart ausgebildet, daß die Mattscheibe oder das Ableseokular mit einer Strichplatte verschen ist, bestehend aus einer dem ubersichtsbild des Maßstabes zugeordneten. Ablesemarke some einer dem vergrößerten Maßstabhild zugeordneten Feinteilung, entsprechend einem Teilungsintervall des stark vergrößerten Maßstabbildes. Another improvement in the possibility of use within the scope of the invention of the measuring device designed according to the invention is that the Overview image of the scale at the same time as a graduation for the fine reading of the strong enlarged scale image is used, or it is expedient the actual measuring means designed such that the focusing screen or the reading eyepiece with a reticle is given away, consisting of one assigned to the overview image of the scale. Reading mark some of a fine graduation assigned to the enlarged scale picture, accordingly a division interval of the greatly enlarged scale image.

Die Erfindung ist durch die Zeichnung, die verschiedene beispielsweise Ausführungsformen zeigt, näher erläutert. Es zeigen die Abb. 1 bis 4 vier Ausführungsbeispiele des Erfi odun gsgegenstandes in schematischer Darstellung. während Abb. 5 eine Ansicht des sich dem Beobachter darbietenden Meßbildes des Meßgerätes zeigt. The invention is illustrated by the drawing, which is various for example Embodiments shows, explained in more detail. FIGS. 1 to 4 show four exemplary embodiments of the subject of the invention in a schematic representation. while Fig. 5 is a view of the measurement image of the measuring device presented to the observer.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. I wird der Waßstab I durch das Objektiv 2 mit tels der teilverspiegelten Fläche 3 des Prismensystems 4, 5 direkt auf der Mattscheibe 6 als Übersichtsbild abgebildet. Der das Prismein system 4 5 geradlinig durchdringende Strahlenanteil passiert die Hilfsoptik 7 und wird durch das Umlenkprisma 8 der freien, total reflektierenden Fläche 9 des Prismas 5 zugeführt, die ihrerseits die Abbildungsstrahlen der Mattscheibe 6 zuführt, so daß dort ein stark vergrößertes Bild der Maßstabteilung entsteht. Durch geeignete Justierung des Trennsystems können dabei die beiden Maßstabbilder aufeinander oder nebeneinander abgebildet werden, wobei auch die subjektive Ablesung mittels des punktiert ange deuteten Okulars 10 möglich ist. In the embodiment according to Fig. I, the scale I is through the lens 2 with means of the partially mirrored surface 3 of the prism system 4, 5 directly shown on the ground glass screen 6 as an overview image. The prismein system 4 5 rectilinearly penetrating beam portion passes the auxiliary optics 7 and is through the deflecting prism 8 is fed to the free, totally reflective surface 9 of the prism 5, which in turn supplies the imaging rays of the focusing screen 6, so that there is a greatly enlarged picture of the scale division is created. By suitable adjustment of the separation system, the two scale images can be on top of each other or next to each other be mapped, with the subjective reading also indicated by means of the dotted indicated eyepiece 10 is possible.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 wird der Maßstab I durch das Objektiv o dem Prismensystem II, 12 zugeführt, wobei die eine Kathete des Prismas II mit der Hypothenuse des Prismas 12 verkittet ist. Infolgedessen durchdringt der auf diese Kittfläche entfallende Strahlenteil das Prismensystem 1 1, 12 und wird, gegebenenfalls nach Passieren einer Hilfsoptik 13, durch das Umlenkprisma 8 dem freien Teil der Hypothenusenfläche des Prismas 1 2 zugeführt, der nun seinerseits das stark vergrößerte Maßstabbild auf der als Mattscheibe 14 ausgebildeten Kathete des Prismas 12 zur Abbildung bringt. Der vom Objeküv 2 auf die freie Kathete des Prismas 11 geworfene Strahlenanteil wird direkt reil ektiert und liefert auf der Mattscheibe 14 das Übersichtsbild des Maßstabes 1 Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 wird der Maßstab 1 durch das Objektiv 2 über den teilverspiegelten Prismenwürfel 15, I6 auf der Mattscheibe 6 als Übersichtsbild abgebildet, während der den Prismenwürfel 15, 16 durchdringende Strahlenanteil nach PassIeren einer Hilfsoptik 17 durch das Umlenkprisma 8 einem weiteren Prisma 18 zugeführt wird, das seinerseits das stark vergrößerte Maßstabbild auf die Mattscheibe 6 reflektiert. In the embodiment of Fig. 2, the scale I is through the objective o is fed to the prism system II, 12, one of the legs of the prism II is cemented to the hypotenuse of the prism 12. Consequently penetrates the beam part falling on this cemented surface the prism system 1 1, 12 and is, if necessary after passing an auxiliary optics 13, through the deflecting prism 8 fed to the free part of the hypotenuse surface of the prism 1 2, which in turn is now the greatly enlarged scale image on the cathetus designed as a focusing screen 14 of the prism 12 brings to the picture. The from Objeküv 2 to the free cathetus of the The portion of the rays thrown from the prism 11 is reflected directly and delivers on the Ground glass 14 the overview image of the scale 1 In the embodiment according to Fig. 3 becomes the scale 1 through the lens 2 over the partially mirrored prism cube 15, I6 shown on the ground glass 6 as an overview image, while the prism cube 15, 16 penetrating beam portion after passing an auxiliary optics 17 through the Deflecting prism 8 is fed to a further prism 18, which in turn is the strong enlarged scale image is reflected on the focusing screen 6.

Sowohl bei dieser wie auch bei den vorbeschriebenen Einrichtungen läßt sich die Lage der Maßstabbilder durch geeignetes Einstellen des Prismas oder Spiegelsystems, insbesondere aber durch Justieren des Trennsystems, in weiten Grenzen regeln. Both with this and with the facilities described above the position of the scale images can be adjusted by appropriately setting the prism or Mirror system, but in particular by adjusting the separation system, within wide limits rules.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 wird der Maßstab durch das Objektiv 2 über die teilverspiegelte Trennfläche 19 des Prismenwürfels 20, 21 dem Autokollimationsspiegel 22 zugeführt und mittels der Hilfsoptik 23 nach nochmaligem Passieren des Prismenwürfels 20, 21 auf der Mattscheibe 6 als Übersichtsbild abgebildet. Der den Prismenwürfel geradlinig durchdringende Strahlenanteil wird durch den Autokollimationsspiegel 24 ebenfalls wieder zum Prismenwürfel hin ref3ektiert und durch diesen der Mattscheibe 6 zugeführt, wo auf oder neben dem Ubersichtsbild das stark vergrößerte Maßstabbild erzeugt wird. An Stelle der Mattscheibenablesung kann auch bei dieser Einrichtung ohne weiteres die subjektive Ablesung mittels des Okiilars 10 treten. In the embodiment according to Fig. 4, the scale is through the lens 2 via the partially mirrored separating surface 19 of the prism cube 20, 21 the autocollimation mirror 22 and by means of the auxiliary optics 23 after passing the prism cube again 20, 21 shown on the ground glass 6 as an overview image. The prism cube rectilinear penetrating radiation component is through the autocollimation mirror 24 is also reflected back towards the prism cube and through this the ground glass 6 supplied, where on or next to the overview image the greatly enlarged scale image is produced. Instead of the ground glass reading, this facility can also use take the subjective reading by means of the ocular 10 without further ado.

Wie sich die Maßstabbilder auf der Mattscheibe oder im Okular dem Beobachter darbieten, geht beispielsweise aus der Abb. 5 hervor, wo die beiden Bilder nebeneinander projiziert erscheinen, und zwar ist 25 das Übersichtsbild des Maßstabes, während 26 das stark vergrößerte Maßstabbild darstellt. How the scale images on the focusing screen or in the eyepiece look like the Observer can show, for example, from Fig. 5, where the two images appear projected next to each other, namely 25 is the overview image of the scale, while Fig. 26 shows the greatly enlarged scale image.

27 ist eine Strichmarke zur Ablesung des Übersichtsmaßstabbildes, während 28 die Teilung für die Feinablesung des stark vergrößeren Malistabbildes 26 darstellt. An und für sich kann auf diese Hilfsmittel 28 verzichtet werden, wenn ein bestimmtes Vergrößerungsverhältnis zwischen Übersichtsbild und stark vergrößertem Bild besteht, da das Übersichtsbild des Maßstabes ohne weiteres als Teilung für die Feinablesung des stark vergrößerten Bildes benutzt werden kann. Es ist hierbei lediglich zu beachten, daß sich beide Maßstäbe während des Meßvorganges verschieben und daß einer Verschiebung des Maßstabbildes um das kleine Teilungsintervall des Übersichtsmaßstabes eine wesentlich größere Verschiebung um das Teilungsintervall des stark vergrößerten Maßstabbildes entspricht. Die Ablesung erfolgt dann je nach dem gewählten Vergrößerungsverhältnis zwischen den beiden Maßstabbildern ähnlich wie bei einer Noniusablesung.27 is a line mark for reading the overview scale image, while 28 is the division for the fine reading of the greatly enlarged Malist image 26 represents. In and of itself, these aids 28 can be dispensed with if a certain magnification ratio between the overview image and the greatly enlarged Image exists because the overview image of the scale is readily available as a division for the fine reading of the greatly enlarged image can be used. It is here just note that both standards shift during the measuring process and that a shift of the scale image by the small division interval of the Overall, a much larger shift around the division interval corresponds to the greatly enlarged scale image. The reading then takes place depending on similar to the selected enlargement ratio between the two scale images like reading a vernier.

Durch geeignete Anordnung der Prismen kann zwischen den beiden Maßstabbildern eine scharfe Trennkante erzeugt werden. was beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2 ohne Schwierigkeiten zu erreichen ist. By arranging the prisms appropriately, you can choose between the two scale images a sharp separating edge can be generated. what for example in the embodiment according to Fig. 2 can be achieved without difficulty.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for fine reading of standards, thereby characterized that from a single scale (I) by means of imaging optics both an overview picture as well as a greatly enlarged picture of the scale division side by side or generated on top of each other and these two images either on one if appropriate captured with a graticule or for subjective reading can be presented to the observer's eye by means of an eyepiece.

2. Device according to claim 1, characterized in that the scale (I) through an objective (2) via a prism or mirror system (, 5) with a partially mirrored surface (3) is mapped directly onto a ground glass (6), wherein the portion of the rays penetrating the prism body 94, 5) in a straight line or bent by means of an auxiliary system (7) via Umlenliprisma (S) and possibly a further totally reflecting surface (g) of the first prism or mirror system as a greatly enlarged image of the scale (1) next to or on the first scale image is shown on the same focusing screen (6).

3. device, in particular according to claim 2, characterized in that that the one having a partially mirrored and another totally reflective surface Prism or mirror system made up of two right-angled prisms (4 and 5) of different types Size consists of which the larger (5) the smaller (4) to a prism cube and its free, totally reflective surface (9) for illustration of enlarged scale image is used next to or on top of the first.

4. Device, in particular according to claim 2, characterized. that the prism or mirror system consists of two right-angled prisms (11 and 12 different Size consists, with one cathetus of the smaller prism (11) with the hypotenuse of the larger prism (12) is cemented and the other. free standing cathetus of small prism (11) totally reflects the part of the beam for the overview image, while the portion of the rays penetrating the prism body in a straight line after deflection through the deflecting prism (8 by means of the free-standing part of the hypotenuse surface of the large prism (12) next to or on the overview image, the enlarged scale image generated.

5. Device, in particular according to claim 2, characterized in that that the prism or mirror system consists of two equally large, with one common partially mirrored separating surface provided prisms (15 and 16), which the beam portion for the overview image of the scale directly to an image level (6), during the portion of the rays which traverses the prism or mirror system in a straight line after passing the auxiliary optics (17) and the deflecting prism (8) over a further, total reflective surface (18) the enlarged image next to or on the overview image designs on the same image plane (6).

6. Device according to claims 2 to 5, characterized in that that the prism system and the imaging plane are combined, for example by cementing the ground glass with the corresponding surface of the prism body or by forming the one prism surface (14) as an imaging plane (matting).

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the scale (1) via an objective (2) and a partially mirrored prism or mirror system (20, 21) in autocollimation by means of a flat mirror (22) and auxiliary optics (23) as an overview image on a ground glass (6) after passing the Prism or mirror system is mapped. during the the prism or mirror system (20, 21) rectilinearly penetrating beam portion also by autocollimation (24) on the same focusing screen (6) using the same reflective surface (19) draws a greatly enlarged picture of the Nia staff.

8. Device according to claims to 7, characterized thereby, that the overview image (25) of the scale at the same time as a division for the fine reading the greatly enlarged scale image (26) is used.

9. Device according to claims 1 to S, characterized in that that the focusing screen or the reading eyepiece is provided with a reticle, consisting from a reading mark (27) assigned to the overview image (25) of the scale and corresponding to a fine graduation (28) assigned to the greatly enlarged scale image (26) a division interval of the greatly enlarged scale image.

To distinguish the subject of the application from the state of the art are no publications were considered in the granting procedure.