Optisches Verfahren zur vergleichenden Untersuchung von undurchsichtigen Werk- stücken und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein optisches Verfahren zur vergleichenden Untersuchung von undurchsichtigen Werk- stücken und eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.
Wenn man in einem Mikroskop mit zwei Objektiven und einem gemeinsamen Okular zwei mit weissem Licht beleuchtete Werkstücke betrachtet, so erscheinen die Einzel- bilder dieser Werkstücke gleichfarbig (grau bis schwarz) und mit schwachem Kontrast.
Bringt man diese Einzelbilder zur Deckung, so sind nur die sich deckenden Bildteile klar.
Die Abweichungen der Werkstücke vonein- ander, also die sich nicht deckenden gleichfarbigen Bildteile, sind, besonders wenn sie klein sind, nur schwer untersoheidbar, und es ist fast unmöglieh, festzustellen, zu welchem der beiden VergleichswerkstüekeCdie Abwei- chungen gehören. Es wÏre also unmöglich, Massenkontrollen vorzunehmen, bei welchen rasch und genau selbst kleinste Abweichungen der zu prüfenden W+erkstücke vom Muster festgestellt werden müssen.
Das Verfahren gemäss vorliegender Erfindung behebt diese Nachteile. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass man die zu vergleichenden undurchsichtigen Werkstücke in ungleichfarbige Strahlengänge, setzt und jedem der Bilder, welcheineinemgemeinsamen Okularfeld erscheinen, die Farbe eines das abgebildete Werkstück nicht beleuchtenden Strahlenganges überlagert, derart, dassimge- meinsamen Okularfeld die Einzelbilder der Werkstücke in der Farbe des sie nicht beleuchtenden Strahlenganges erscheinen und das Bildfeld die Mischfarbe der Einzelfarben der Strahlengänge hat, und dass man ferner die Einzelbilder so gut wie möglich ztlr Deckung bringt,
worauf die Abweichungen der Werkstücke von ihren übereinstimmen- den Teilen als farbige Ränder am gemeinsamen schwarzen Bildteil erscheinen und alle Abweichungen desselben Werkstückes gleichgefärbt sind.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die horizontalbewegliche Platte je eines der Objekttische auf einem vertikal verstellbaren Tubus gelagert ist, in welchem Beleuchtungslinse, Farbfilter und Aperturblende in unveränderlichem Abstande voneinander untergebracht sind.
Beiliegende Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrich tung, als Mikroskop ausgebildet, zur beispielsweisen Ausübung des Verfahrens.
Fig. 1 zeigt einen Teil des optischen Sche mas dieses Mikroskopes.
Fig. 2 bis und mit Fig, 5 zeigen Einzel heiten zu diesem Schema.
Fig. 6 ist eine Vorderansicht des Mikro skopes.
Fig. 7 ist eine Seitenansicht dazu und
Fig. S ein Asialschnitt durch einen Ob jekttisch des Mikroskopes.
Es soll zuerst dasoptischeSchema,'des Mikroskopes besprochen werden.
1, 2 in Fig. 1 seien künstliche Licht- quellen, z. B. elektrische Birnen. Diese senden Strahlenbüschel 3, 4 aus, welche Far benfiMter 5, 6 durchdringen, wovon der eine, 5, z. B. grün, der andere, 6, rot sei. Grüne Strahlen sind strichliert und rote Strahlen als Strichdoppelpunktlinien gezeichnet. Es können auch andere Farben verwendet werden, z. B. orange anstatt rot und blau anstatt grün. Es sollen einfach Farben sein, die voneinander und von ihrer Mischfarbe kontrastreich abstechen. Nach den Filtern treten das nunmehr grüne und rote Strahlenbüschel durch Aperturblenden 7, 8.
Diese liegen in den Brennebenen der Beleuchtungslinsen 9, 10 und erzeugen mindestens angenähert par alleles Dicht. Nach den Beleuchtungslinsen 9. 10 durchdringen die Strahlen die Objektebenen 11, 12 der Objekttische, auf welchen die miteinander zu vergleichenden undurch sichtigen Gegenstände 1fi3, 14, z. B. Uhren- bestandteile, liegen (in Draufsicht neben den als Strich angedeuteten Objektebenen gezeigt). Hierauf durchsetzen die Strahlen die Objektive 15, 16 und treffen hernach auf die Reflexionsfläohen 17, 18 bezw. 19, 20 auf und werden so vereinigt. Die Bilder der Gegenstände werden im gleichen Okular betrachtet.
Die ReflexionsflÏche 18 ist halbdurchlässig. Es entsteht nun im gleichen Okularfeld ein grünbeleuchtetes Bildfeld 21 mit dem Bild XIII des Gegenstandes 13 und ein rotes Bildfeld 22 mit dem Bild XIV des Gegenstandes 14. Schaltet man nur die Lichtquelle 1 ein, so sieht man im grünen Bildfeld 21 ein schwarzes Bild XIII des Gegenstandes 13, oder schaltet man nur die Lichtquelle 2 ein, so sieht man im roten Bildfeld 22 ein schwarzes Bild XIV des Gegenstandes 14.
Schaltet man beide Lichtquellen gleichzeitig ein, so erscheint ein Bildfeld 23 in einer Mischfarbe (Fig. 4 und 5). Da rot und d grün sog. KomplementÏrfarben sind, so ist diese Mischfarbe weiB bei weissem Licht (Tageslicht) oder hellgelb bis gelb bei künst- Hellem (elektrischem) Licht. Es wird. nun angenommen, die Bilder XIII und XIV auf dem mischfarbenen, gelben Bildfeld 23 dekken sich noch nicht (Fig. 4). Ber cksichtigt man nun, dass z. B. der Gegenstand 13 kein Licht durchlässt, so würde sein Bild XIII auch auf dem mischfarbenen Bildfeld 23 schwarz erscheinen, wenn es nicht durch die rote Farbe 22 des andern Strahlenbüschels iiberlagert würde (Fig. 2, das Bild ist körperlich gedacht und von der Seite gesehen).
So kommt es, da¯ im Mischfeld 23 das Bild XIII (Fig. 4) des im grünen Strahlen biischel liegenden Gegenstandes 13 rot erscheint. Für das Bild XIV des im roten Licht Regenden Gegenstandes 14 gilt sinngemäss, da¯ es im mischfarbenen Bildfeld 23 grün erscheint, weil das schwarze Bild vom grünen Licht 21 überlagert wird (Fig. 3).
Die Farben der Einzelbilder der Gegenstände im mischfarbenen Feld sind also gerade vertauscht (Fig. 4). Diese beiden Bilder erscheinen nun im mischfarbenen Feld sowohl gegenüber diesem als s auch gegeneinander sehr kontrastreich.
Bringt man nun die beiden in Fig. 4 gezeigten Bilder miteinander zur Deckung, so erscheinen die übereinanderliegenden Teile dieser Bilder schwarz (Fig. 5), da die in Fig. 2 und 3 gezeigten Überlagerungen 22 und 21 über dem gemeinsamen Bild nicht stattfinden, wÏhrend die nicht zur Deckung gelangenden Teile weiterhin in den Farben rot und grün der Einzelbilder in Fig. 4 erscheinen. Sind also die beiden zu vergleichenden Gegenstände nicht genau gleich, so erscheinen die Abweichungen in Fig. 5 in roten und grünen Saumen R bezw. G um das schwarze vereinigte Bild B.
Da diese Säume sich sowohl gegen das schwarze vereinigte Bild B als auch gegen das mischfarbene Bildfeld 23 (gelb bei elektrischem Licht) sehrkontrastreichabgeben,'lassensichauch kleinste Abweichungen genau und rasch feststellen,wasbei der Kontrolle von Massenfabrikaten sehr wichtig ist. Wären die Bilder nicht gefärbt, so wäre es äusserst schwie- rig, sowohl die A bweiehungen selbst als auch den Gegenstand, zu welchem die einzelnen Abweichungen geh¯ren, genau und sicher festzustellen. Mit der oben beschriebenen Färbung ist dies aber sehr leicht und genau m¯glich, einmal wegen des Kontrastreich tums und anderseits weil die gleiche Farbe immer zum m gleichen Gegenstand geh¯rt.
An Stelle von künstlichem Licht könnte man auch Tageslicht verwenden. Dann ist man aber mehr oder weniger vom Standort des Mikroskopes abhängig. An Stelle von zwei Objektiven vor den die beiden Strahlenb schel vereinigenden ReflexionsflÏchen, k¯nnte man auch ein einziges Objektiv naeh diesen Reflexionsflächen vorsehen. Für den Fall, dass mehr als zwei Gegenstände gleich- zeitig miteinander verglichen werden sollen, sind mehr'als zwei Strah'lengänge mit dazugehörigen Filtern vorzusehen, nämlich so viele als gleiohzeitig zu vergleiehende Gegenstände.
Das in der Zeiehnung in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellte Mikroskop, dessen optische Ausrüstung gemäss oben beschriebenem
Schema gebaut ist, hat auf einer Fu¯platte 24 zwei Objekttische 25, 26. Diese unter scheiden sich von den Objekttischen bisher bekannter Mikroskope wesentlich dadurch, dass ihre Objektplatten 27 und 28 sowohl in horizontaler und vertikaler Richtung versohiebbar und zudem noch verdrehbar sind.
Die konstruktive Ausbildung wird w@ weiter un. ten beschrieben. Da also die Scharfeinstel- lung der Bilder durch Verschieben des Gegen- standes erfolgt, so sind die Objektive 29, 30 fest t am PrismengehÏuse 31 montiert. Die bauliehe Anordnung der Objektive und der ReflexionsflÏchen im Gehäuse 31 und des gemeinsamen Okulars 3) bietet keine Schwierigkeiten und braucht darum nicht gezeich- net und beschrieben zu werden.
Wichtig ist lediglioh, zu bemerken, dass die das Prisme'n- gehäuse 31 tragende Säule 33 und die Objekttische 25, 26 so auf der Fussplatte montiert sind, dal3 sämtliche Bedienungs- schrauben des Mikroskopes f r ihre Handhabung leicht zugÏnglich sind. Die SÏule 33 wird vorteilhafterweise hinter den Objekttischen angeordnet.
Die Tischplatte 27 (28) ist auf eines zweiteiligenTräger34verdrehbargelagert.
Dieser letztere ist gleitend auf einem Ring 35 angeordnet, der am Tubus 36 festgemacht i, st, In zwei zueinandem um einenbestimmten Winkel, z. B. um 90¯, versetzten B chsen 37 (in Fig. S ist nur eine sichtbar) des TrÏgers 34 sind Stellsohrauben 38, 39'. eingeschraubt.
Diametral zu diesen Stellschrauben sind Federn 40 angebracht, die den Stellschrau- ben entgegenwirken. Mittels dieser Stell schraubenundFedernist es möglich, die Tischplatte in zwei zueinander beispietls'weise senkrechten Richtungen horizontal zu verschieben. Der Tubus 316 ist in einer Büchse 41 vertikal verschiebbar gelagert. Die mit einem Absatz 42 versehene Büchse 41 wird mittels einer Motter 43 an der Fussplatte 24 befestigt. Die Vertikalverstellung des Tubus wird folgendermassen ermöglicht : In den Tubus 36 ist ein Fiihrungsstift 44 eingeschraubt, welcher durch einen Schlitz 45 der Büchse 41 hindurchtritt und in ein Innen- gewinde 46 der Stellb chse 47 eingreift.
Durch'Verdrehendieserz'wischendem < Flansch 48 der B chse 41 und der Fussplatte 24 gehaltenen Stellbiichse 47 wird der Tubus 36 in vertikaler Richtung verschoben. In die sem Tubus 36 sind die Apertu 7 rblende 7 (8'), der in diese Blende eingesetzte Farbfilter 5 (6) und die Beleuchtungslinse 9 (10) eingebaut, wÏhrend die Lichtquelle 1 (2) unterhalb des Tubus im Innern der Fussplatte 24 sitzt. Die Lichtquellen k¯nnen mittels der Druckschalter 49, 50 ein- und ausgeschaltet werden.
Die Filter könnenirgendwo im Strah- lengang angeordnet sein, aus baulachen Grün- den bringt man sie aber vorteilhafterweise in die Nähe der Lichtquelle, d. h. in d'en Tubus des Objekttischea.
Zur Vergleichsmessung zweier Gegen- stÏnde legt mandiesenunaufdiePlatten37, 28 der Objekttische und schaltet die Beleuchtung ein. Im Okular sieht man nun die Bilder dieser Gegens. tände in zwei verschie- denen Farben auf dem mischfarbenen Bild fjeld Man dreht an der Stellfbüehse 47, bis. die Bilder scharf sind.
Hierauf verschwenkt man die Platten 27 und 28 und dreht man an den Stellschrauben 38, 39 so lange, bis sich die Bilder weitmog'lichst deeken. Teile der Ge- genstände, die voneinander abweichen, werden dann durch farbige Ränder am schwarzen gemeinsamen Bild erkenntlich sein, wobei man an der Art der Farbe sofort erkennt, welcher Gegenstand ber den andern hervorstehende Teile hat (Fig. 5).