DE7515548U - Vorrichtung zum Messen oder Einstellen von zweidimensionalen Lagekoordinaten - Google Patents

Description

FIRMA CARL ZEISS, 7920 HEIDENHEIM (BRENZ)

Vorrichtung ?,um Messen oder Einstellen von zweidimensionalen Lagekoordinaten

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen oder Einstellen der zweidimensionalen Lagekoordinaten eines Objektträgers.

Es ist bekannt, bei solchen Vorrichtungen zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Maßstäbe vorzusehen, deren Verlängerung sich in der Achse eines mit einer Meßmarke ausgestatteten Mikroskops schneiden. Diese Anordnung ist gewählt, um das Abbesche Komparator-Prinzip für beide Koordinaten erfüllen zu können. Jeder dieser Maßstäbe wirkt zusammen mit einem Ableseindex. Dabei ist es bekannt, die Ableseindices als Striche auszubilden, die sich über die gesamte Meßlänge der anderen Koordinatenrichtung erstrecken.

Es ist möglich, die Maßstäbe fest auf einer Unterlage anzuordnen und die Ablesestriche mit dem verschiebbaren Objektträger zu verbinden. Ebenso ist es möglich, die Ablesestriche fest auf der Unterlage anzubringen und die Maßstäbe zu verschieben. In Jedem Fall ist es jedoch notwendig, die Ablesung für jede Koordinatenrichtung visuell vorzunehmen. Eine solche visuelle Ablesung ist umständlidi und nicht frei von subjektiven Fehlern.

Insbesondere bei Komoaratoren für photogrammetrische Zwecke, die zur Ausmessung einer Vielzahl von Bildkoordinaten dienen, besteht der Wunsch nach einer automatischen Meßmöglichkeit.

Es ist eine Lösung dieses Problems bekannt, bei welcher der verschiebbare Objektträger mit zwei rechtwinklig zueinander ange-

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ordneten geradlinig geschliffenen Linealen versehen ist, gegen die durch Federzug Sensoren gedrückt werden, welche mit zwei rechtwinklig zueinander fest auf einer Unterlage angeordneten Maßstäben zusammenwirken. Jeder Sensor enthält eine Lichtquelle, ein kurzes Gegenraster und einen photoelektrischen Empfänger. Bei einer Verschiebung des Objektträgers gleitet Jeder Sensor so entlang eines der Lineale, daß er sich stets entlang des ihm zugeordneten Maßstabes bewegt. Dabei-wird ein Signal erzeugt, das in bekannter Weise zur Messung der Lagekoordinate dient.

Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Genauigkeit der Messung wesentlich von den Linealen beeinflußt wird, gegen welche die Sensoren gedrückt werden. Die aufeinandergleitenden Teile sind dazuhin einer Abnützung unterworfen, so daß eine Langzeitkonstanz der Meßeinrichtung nicht gegeben ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Messen od'er Einstellen der zweidimensionalen Lagekoordiraten eines Objektträgers zu schaffen, die eine automatische, genaue und jederzeit reproduzierbare Messung ermöglicht und die trotzdem mit einem technisch einfachen und wenig aufwendigen Aufbau auskommt.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung, bei der zwei recht" winklig zueinander fest angeordnete Meßraster vorgesehen sind, deren Kreuzungspunkt mit einer Meßmarke zusammenfällt und die mit jeweils einem mit dem Objektträger verbundenen Ableseindex zusammenwirken. Gemäß der Erfindung ist jeder Ableseindex als Abtastraster ausgebildet, das sich über die gesamte Meßlänge der anderen Koordinatenrichtung erstreckt und es ist zu jedem Abtastraster ein photoelektrischer Sensor zur Detektion der Lage gegenüber dem zugeordneten Meßraster vorgesehen. Jedes Abtastraster besteht aus mehreren parallel zueinander verlaufenden Strichen, deren Abstand und Dicke dem zugeordneten Meßraster entspricht. Dabei ist es zweckmäßig, die Abtastraster durch Aufdampfen herzustellen und sie direkt auf dem Objektträger oder dem Objekt selbst aufzubringen.

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Bei der Messung wird der Objektträger gegenüber der Meflmarke bewegt. Dabei bewegen sich die Abtastraster über die Meßraster, wobei in Jeder Lage des Objektträgers jedem Meßraster ein Abtastraster zugeordnet ist. Die Sensoren, die bei Messung im Auflicht nur aus einer Lichtquelle und einem photo-elektrischen Empfänger bestehen, werden zusammen mit dem Objektträger in den Koordinatenrichtungen verschoben. Sie liefern also stets ein Signal, das zum Zählen der überfahrenen Striche" des Meßrasters dient und das über einen nachgeschalteten Interpolator auch die Ermittlung von Zwischenstellungen von Meß- und Abtastraster ermöglicht.

Es ist bei der neuen Vorrichtung also nur notwendig, den Objektträger gegenüber der Meßmarke zu verschieben, während alle anderen die Meßgenauigkeit beeinflussenden Komponenten fest angeordnet sind. Dies ermöglicht einen technisch einfachen Aufbau, der eine sehr hohe Langzeitkonstanz gewährleistet.

Die neue Vorrichtung kann auch zur Messung im Durchlicht ausgebildet sein. In diesem Fall sind Lichtquelle und Empfänger auf verschiedenen Seiten der Raster angeordnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren 1 und 2 der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Prinzip-Darstellung der neuen Vorrichtung in der Ansicht von oben;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit 1 eine feste Unterlage bezeichnet, auf welcher zwei Meßraster 2 und 3 fest so angeordnet sind, daß ihr Kreuzungspunkt mit einer Meßmarke K zusammenfällt. Diese Meßmarke kann beispielsweise durch ein Strichkreuz verifiziert sein, das in der Okularebene eines Beobachtungsmikroskops angeordnet ist.

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Auf der Unterlage 1 ist ein Objektträger 5 so angeordnet, daß er in den beiden Koordinatenrichtungen χ und y verschiebbar ist. Aus Gründen der Vereinfachung sind in der Darstellung der Fig. 1 alle FUhrungs- und Antriebselemente für die Verschiebbung des Objektträgers 5 nicht dargestellt. Auf dem Objektträger 5 ist beispielsweise ein photogrammetrisches Bild 6 angeordnet, dessen Bildpunktkoordinaten bestimmt werden sollen.

Mit dem Objektträger 5 fest verbunden, bzw. direkt auf ihm aufgebracht sind zwei Abtastraster 7 und 8, die sich Über die gesamte Meßlänge der anderen Koordinatenrichtung erstrecken. Jedes dieser Abtastraster besteht aus mehreren parallel zueinander verlaufenden Strichen, deren Abstand und Dicke dem zugeordneten Meßraster entspricht, wie dies vor allem aus Pig. 2 ersichtlich ist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind unterhalb der Meßraster 2 und 3 zwei Sensoren 9 und 10 so angeordnet., daß sie zusammen mit dem Objektträger 5 in den beiden Koordinatenrichtungen verschoben werden. Diese Sensoren bestehen aus einer Lichtquelle und einem photoelektrischen Empfänger.

Bei einer Verschiebung des Objektträgers 5 gegenüber der Meßmarke bewegen sich die Abtastraster 7 und 8 über die Meßraster 2 u.id ~5, wobei in Jeder Lage des Objektträgers 5 das von einem der Sensoren 9 oder 10 ausgehende Licht durch die zugeordneten Meß- und Abtastraster fällt, so daß ein Signal erzeugt wird, das die Bildkoordinaten χ und y direkt digital festlegt.

Der Sensor 10 ist mit einem Interpolator Il verbunden, welcher zur Interpolation des Sensor-Signales und damit zur Ermittlung von Zwischenstellungen von Meß- und Abtastraster dient. Der Interpolator 11 liefert direkt ein digitales Signali welches die y-Koordinate angibt. Dieses Signal wird einem Anzeigegerät 12 zugeführt. Dem Anzeigegerät 12 wird zugleich über eiiwn hier nicht dargestellten Interpolator, welcher mit dem Sensor 9 verbunden ist, das digitale Signal zugeführt, welches die x-Koordinate anzeigt.

Die hier dargestellte und beschriebene Vorrichtung ermöglicht eine sehr genaue Messung von zwei-dimensionalen Lagekoordinaten, wobei eine Meßgenauigkeit von 1 /um ohne weiteres erreichbar ist. Der Abstand zwischen den einander zugewandten Meß- und Abtastrastern 2, 7 bzw. 3, 8 ist durch die Ausbildung der Maßstäbe und durch die zu erzielende Genauigkeit festgelegt. Der sich daraus ergebende Abstand läßt sich mit technisch einfachen Mitteln über einen großen Verschiebebereich des Objektträgers 5 einhalten, so daß ohne weiteres Bilder der Größe 25O χ 250 mm ausgemessen werden können. Damit ist die neue Vorrichtung ganz besonders als Komparator für photogrammetrische Zwecke geeignet.

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Claims (4)

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Messen oder Einstellen der zweidimensionalen Lagekoordinaten eines Objektträgers, bei der zwei rechtwinklig zueinander fest angeordnete Meßraster vorgesehen sind, deren Kreuzungspunkt mit einer Meßmarke zusammenfällt und die mit jeweils einem mit dem Objektträger verbundenen Ableseindex zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ableseindex als Abtastraster (7,8) ausgebildet ist, das sich über die gesamte Meßlänge der anderen Koordinatenrichtung erstreckt, und daß zu jedem Abtastraster ein photoelektrischer Sensor (9,10) zur Detektion der Lage gegenüber dem zugeordneten Meßraster (2,3) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abtastraster (7,8) aus mehreren parallel zueinander verlaufenden Strichen besteht, deren Abstand und Dicke dem zugeordneten Meßraster (2,3) entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastraster (7,8) diiekt auf dem Objektträger (5) aufgebracht sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß Meß- und Abtastraster (2,3 und 7,8) auf einander zugewandten Flächen von Unterlage (1) und Objektträger (5) angeordnet sind,

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