DE1773335C3 - Mikroskop zur Radiusmessung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieh¹ sich auf ein Mikroskop zur Radiusmessung mit einem Mikroskoptisch und einer in einem Gehäus: befindlichen optischen Anordnung, die aus einem Okular, einer Beleuchtungslampe und einem von e nem Objektivhalter gehaltenen Objektiv besteht, wobei der Objektivhalter in Richtung auf die gekrümmte Oberfläche einer auf dem Mikroskoptisch befindlichen Probe und von dieser weg in selektiver Weise um einen Abstand bewegbar ist, der gleich dem Krümmungsradius der Probenoberfläche ist. und wobei eine Skala mit dem Objektiv haller so in Verbindung steht, daß sie sich zusammen mit diesem bewegt und auf Grund ihrer Stellung relativ zu einer stationär gehaltenen Markierung ein Maß für den genannten Abstand liefert.

Es sind Mikroskope ;:ur Radiusmessung bekannt, die mit Beleuchtungslampen versehen sind, mit deren Hilfe das Zwischenbild eines Fadennetzes in einer Ebene erzeugt wird, die sich in einer bestimmten Entfernung unterhalb des Mikroskopobjektivs befindet. Durch Einstellung des Objektivs in Richtung auf die gekrümmte Oberfläche einer Linse oder einer ähnlichen zu untersuchenden Probe und von dieser weg können in dem Okular des Mikroskops nacheinander zwei Bilder des Fadennetzes erhalten werden. Das eine Bild kommt in dem Okular dadurch zustande, daß das erwähnte Zwischenbüd des Fadennetzes auf die Probenoberfladie fokussiert wird, und das andere Bild kommt dadurch zustande, daß das Mikroskopobjektiv auf ein Bild des Fadennetzes fokussiert wird, welches durch Reflexion von der Probenoberfläche erzeugt wird. Die Entfernung, um welche das Mikroskopobjektiv von der einen zur anderen Einstellung bcvveut werden muß, ist genau gleich dem Krümmungsradius der Probenoberfläche.

Zur Messung der Entfernung, um welche das Mikroskopobjektiv zwischen den beiden erwähnten Einstellungen bewegt werden muß, ist bei einem bekannten Mikroskop der eingangs genannten Art (USA.-Patentschrift 2 466 015) eine Noniusskala außen an dem Objektivhalter befestigt, die im Zusammenwirken mit einer stationär angeordneten Skala ein Maß für den genannten Abstund liefert. Derartige außen angebrachte Meßeinrichtungen sind jedoch in der Regel einem gewissen mechanischen Spiel unterworfen, so daß die hohe Genauigkeit der auf optische Weise durchgeführten Radiusmessung in gewissem Ausmaß wieder durch Fehlerquellen mechanischer Art hinfällig gemacht wird. Ferner ist nachteilig, daß die Bedienungsperson jeweils zwei Dinge beobachten muß, nämlich das Okular und die Skala der außen vorgesehenen Meßvorrichtung, wobei für jede Beobachtung das Auge erneut akkommodieren muß und ferner die Gefahr besteht, daß in der Zeit zwischen den beiden Beobachtungen auf Grund von Erschütterungen oder sonstigen mechanischen Fehlerquellen die gewonnene Einstellunig sich unbemerkt verändert.

Es ist ferner ein Mikroskop zur Abstandsmessung bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 118 476), bei dem

das Ohjektiv, das dahinter befindliche optische Sy- skop Λ/ befestigt. Sie weist einen Schieber 10 (Fig· ' stern und das Okular als eine verstellbare Einheit ge- und 2) auf, welcher zwei Fadennetze 12 und 14 trägt, genüber einem Halter um einen zu messenden Ab- von denen das eine einen großen öffnungswinkel stand verschoben werden und bei dem- zur Messung und das andere einen kleinen Öffnungswinkel auldieses. Ahstandes an dem Halter ein Abslandsmeßge- 5 weist, und die selektiv in den optischen Weg der Berät vorgesehen ist, dessen verschiebbarer Fühler nach lcuchtungslanipe I' gebracht werden, je nach dem, ob unten ragt und dorc gegen ein an dem Mikrnskopge- eine allgemeine Benutzung oder eine Prüfung tines häuse angeordnetes Widerlager anliegt. Dieses-be- lokal beschränkten Gebietes einer Probe vorgesehen kannte Mikroskop ist auch zur Messung der Brenn- ist.

weite von Linsen geeignet, wobei die auszumessende io Eine Strahlenaufteilungsvorrichtung 16 richtet in

Linse als Objektiv des Mikroskops fungiert. bekannter Weise die das Fadennetz 12 oder 14 abbil-

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein denden Lichtstrahlen durch ein Objektiv ü, woraul

Mikroskop der eingangs genannten Art zu schaffen, ein Zwischenbild des Fadennetzes von dem Objektiv

bei welchem die Ablesung des Meßergebnisses mit in einer um eine bestimmte Entfernung unterhalb des

einer Genauigkeit erfolgt, welche der Genauigkeit 15 Objektivs gelegenen Ebene gebildet wird. In den

des auf optische Weise durchgeführten Teiles der Zeichnungen wird eine Stellung gezeigt, in der das

Messung besser entspricht. ' Fadennetz 12 benutzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß daduich ge- Vorzugsweise ist zum Tragen einer Linse L in

löst, daß die Skala und die Markierung innerhalb des einer definierten Stellung unterhalb des Objektivs O

Gehäuses angeordnet sind ^nd die Skala von einem 20 ein Tragblock Λ/ vorgesehen, dessen Oberfläche kon-

Schieber getragen wird, dessen eir.c Ende in ständi- kav ist und der auf den Mikroskoptisch S gestellt

gern festen Berührungskontakt mit dem relativ zum werden kann. Wenn die untere Fläche der Probe

Gehäuse bewegbaren Objektivhalter gehalten wird, flach ist, kann der Block M entfernt werden, und die

und daß ein abbildendes optisches System ir. dem Probe kann direkt auf den Mikroskoptisch gelegt

Gehäuse zu dem Zweck angeordnet ist, ein Bild <>r 25 werden.

Skala und der Markierung in das Okular zwecks Ab- Ein Revolverteil 18. welcher das Objektiv O trägt,

lcsung des gemessenen Abstandes einzublenden. ist in Richtung auf die Probe und von dieser weg

Bei dem erfindungsgemäßen Mikroskop braucht (z.B. Linse L) einstellbar. Ein Knopf K ist durch

das Auge der Bedienungsperson bei der Durchfüh- einen Hebelarm 20 mit dem Revolverteil 18 verbun-

rung der Messung das Okular nicht zu verlassen und 30 den und wird dazu benutzt, das Objektiv O in übli-

seine Akkommodation nicht zu verändern. Es wer- eher Weise zu heben und zu senken. Die Einzelheiten

den daher außer einer verbesserten Meßgenauigkeit dieser Hebelverbindung bilden keinen Teil der vor-

auch geringere Meßzeiten erreicht. Die Betrachtung liegenden Erfindung und werden im einzelnen in dem

des Bildes der Skala und der Markierung durch das amerikanischen Patent 3 135 817 beschrieben.

Okular hat eine Vergrößerung dieses Bildes zur 35 Der Revolverteil 18 wird zunächst in eine Einstel-

Folge, was ebenfalls der Meßgenauigkeit zugute lung gebracht, in der das obenerwähnte Zvvischen-

kommt. bild des Fadennetzes 12, wie man in dem Okular E

Gemäß einer bevorzugten Ausfühiungsform sehen kann, direkt auf die Oberfläche 22 der Linse L

drückt eine mit ihrem einen Ende an dem Gehäuse fokussiert wird. Dann wird der Revolverteil 18 wie-

und mit ihrem anderen Ende an dem anderen Ende 40 der in eine Endstellung gebracht, in der das Objek-

des Schiebers befestigte Kompressionsfeder das ge- tiv O auf ein zweites Bild des Fadennetzes 12, wel-

nannte eine Ende des Schiebers in ständigen festen ches durch Reflexion von der Linsenoberfläche 22

Berührungskontakt mit dem Objektivhalter. Bei die- gebildet wird, eingestellt wird. Dieses Verfahren

ser bevorzugten Ausführungsform scheiden Fehler- kann auch umgekehrt werden; in jedem Fall stellt je-

quellen durch mechanisches freies Spiel aus. 45 doch die tatsächliche Entfernung, um welche der Re-

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines volverteil 18 von einer der obengenannter. Einstel-

Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den lungen zu der anderen bewegt wird, eine genaue Ii-

Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigt neare Messung des Krümmungsradius der Ober-

Fig. 1 eine seitliche Draufsicht, teilweise im fläche 22 dar.

Schnitt, auf ein erfindungsgemäßes Mikroskop, 50 Diese Entfernung wird erfindungsgemäß mit Hilfe

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 eines Anzeigesystems 24 gemessen, das sich inner-

von Fig. I, halb de} Gehäuses 26 befinde;.

Fig. 3 einen teilweisen Querschnitt entlang der Li- Dieses System enthält einen beweglichen Schieber

nie 3-3 von Fig. 2, 28 (Fig. 1,2 und 4), der, wie man in F i g. 4 sehen

Fig.4 einen weiteren teihveisen Querschnitt ent- 55 kann, innerhalb eines Ausschnittes 30 eine transpa-

lang der Linie 4-4 von F i g. 2. rente Skala 32 enthält, welche zwecks Bewegung mit

In den Zeichnungen wird ein Meßmikroskop M dem Schieber an diesem befestigt ist,

mit einer üblichen optischen Anordnung gezeigt, in Der Schieber 28 erstreckt sich in senkrechter Rich-

welches eine bevorzugte Ausführungsform eines er- tung in Führungen 34 (Fig. 2) eines Befestigungs-

findungsgemäßen Krümmungsradius-Meßsystems 60 teils 36, wobei sein unteres Ende 38 (F i g. 1,4) in di-

eingebaut ist. rekter Berührung mit dem Revolverteil 18 steht. Eine

Außer diesem erwähnten Meßsystem weist das Mi- Kompresüionsfeder 40 drückt das Ende 38 des Schie-

kroskop M einen üblichen Basisteil B, einen Mikro- bers 28 ständig fest gegen den Revolverteil 18. Somit

skoptisch.S, ein ObjektivO und ein OkularE auf, wo- wird eine Bewegung des Revolverteils 18 ohne den

bei das letztere entweder monokular oder binokular 65 geringsten Bewegungsverlust, d. h. ohne das geringste

sein kann. Spiel, vollkommen dem Schieber 28 mitgeteilt.

Wie bei Radius-Meßmikroskopen allgemein üblich Hinter dem Schieber 28 und gegenüber der Skala

ist, ist eine Beleuchtungslampe V an dem Mikro- 32 ist ein zweiter Schieber 42 (Fig. 2, 3 und 4) in

Jer Führung 34 vorgesehen. Der Schieber 42 trägt nungsknopf 68 wird dazu benutzt, diese Scharfstel-

L'inc Platte 44 mit einer Bezugsmarke oder Indexlinie lung vorzunehmen. Der Bedienungsknopf 68 ist an

46 darauf. dem einen Ende einer Achse 70 befestigt, welche an

Der zweite Schieber 42 ist in vertikaler Richtung der anderen Seite ein exzentrisches Ende 72 aufweist,

relativ zu dem Schieber 28 einstellbar, d. h. relativ zu 5 das in einen in dem Schieber 64 vorgesehenen Schüiz

der Skala 32, so daß die Indexlinie 46 mit einer vor- 74 eingepaßt ist. Eine Drehung des Bedicnungsknop-

bestimmten benachbarten Skalcneinteilung 32« der fcs 68 versetzt das exzentrische Ende 72 der Achse

Skala 32 ausgerichtet werden kann. Der zweite 70 von der Vorderseite des MikroskopsM aus gese-

Sehicbcr 42 wird durch einen Bedienungsknopf 48 hen nach rechts und links, wodurch eine entspre-

(F ig. 2.3) auf einer Achse 50 betätigt, welche in io chendc Einstellbewegung der Objektivlinse 62 be-

dem Gehäuse 26 drehbar gelagert ist. Das exzentri- wirkt wird, welche von dem Schieber 64 getragen

• .he Finde 52 der Achse 50 greift an der Untcrfläclie wird.

54 (F ig. 3) des Schiebers 42 an. Der Schieber 42 Beim Betrieb wird das Revolverstück 18 des Mi-

wird durch eine flache Feder 56 elastisch gegen das kroskops so eingestellt, daß das Zwischenbild des

Ende 52 der Achse 50 gedrückt. Eine Drehung des 15 Fadennetzes 12, wie es in dem OkularE gesehen

Bedienungsknopfes 48 um 180 von der in Fig. 3 wird, auf die Oberfläche 22 der Linse L fokussiert

gezeigten Stellung bringt den vorgespannten Schieber wird: ferner wird der Bedienungsknopf 48 betätigt,

42 dazu, seine unterste Stellung in der Führung 34 um die Indexlinic 46 in Übereinstimmung mit dem

einzunehmen. Die Exzentrizität des Endes 52 ist se- nächsten Teilstrich 39« zu bringen, wobei das Bild

niigcnd groß, um eine Bewegung der Indexlinie 46 20 der Skala 32 und der Indexlinie 46 in dem Okular E

um eine Entfernung zu bewirken, welche mindestens betrachtet wird.

dem /\bstand zwischen zwei benachbarten oder auf- Dabei merkt man sich, mit welchem dieser Teil-

einandcrfolgendcn Teilstrichen 32« entspricht. striche die Indexlinie 46 in Ausrichtung gebracht

Die Indexlinic 46 ist durch die transparente Skala wird, so daß dieser Teilstrich als Nullinie betrachtet

32 sichtbar, und ein scharfes gemeinsames Bild der as werden kann, wenn diese nicht ohnehin schon auf

Skala 32 und der Indexlinie 46 wird jederzeit in dem de. Skala 32 als Nullinie markiert ist; von dieser Li-

OkularE gebildet. Die Indexlinie 46 und die Teil- nie aus wird schließlich der Krümmungsradius der

striche 32« sind lichnundurchlassig und reflektieren Oberfläche 22 gemessen.

Licht in hohem Maße. Während die Bedienungsperson noch in das Oku-

Die Skala 32 und die Platte 44 werden durch Licht 30 lar E sieht, wird der Revolverteil 18 auf die Einstel-

diffus beleuchtet, welches von der Beleuchtungslam- lung gebracht, in der das Mikroskop auf ein durch

pe V durch die Strahlaufteilungsvorrichtung 16 ge- Reflexion von der Fläche 22 der Linse L erzeugtes

langt und durch die Spiegel 58 und 60 auf die Skala Bild des Fadennetzes 12 eingestellt ist. Darauf wer-

32 und die Platte 44 gerichtet wird. den die Teilstriche abgezählt, welche zwischen der

Alle Teile, die den Lichtweg von der Strahlauftei- 35 obenerwähnten Nullinie und dem neuen Ort der In-

lungsvorrichtung 16 durch die Skala 32 und hinter dexlinie 46 auf der Skala 32 liegen. Dies gibt ein

die Platte 44 umgeben, sind mit einem tiefschwarz.en Maß der Entfernung, um welche der Revolverteil 18

nichtreflektierenden Überzug versehen, um in be- bewegt worden ist und dementsprechend ein Maß für

kannter Weise eine Beeinträchtigung des Bildes üei den Krümmungsradius der Oberfläche 22. Die Skala

Skaleneinteilungen 321« und der Indexlinie 46 durch 40 32 kann natürlich mit Zahlen 76 (Fig. 4) versehen

Reflexionen zu verhindern. sein, um die Ablesung zu erleichtern. Die umge-

Eine Objektivlinse 62 bildet das obengenannte ge- kehrte Stellung der Zahlen 76. wie sie in F ig. 4 gemeinsame Bild der Skala 32 und der Indexlinie 46 in zeigt werden, wird von selbst bei der Abbildung dem Okular E. wobei der durch die Spiegel 60 und durch das System 24 in dem Bild wieder rückgängig 58 und die Strahlaufteilungsvorrichtung 16 gebildete 45 gemacht, das in dem OkularE gesehen wird. Die optische Weg ausgenutzt wird. Skala 32 kann Teilstriche in Schritten von Milli-

Die Objektivlinse 62 ist an einem Schieber 64 be- meterbruchteilen oder Tausendstelmillimetern auffestigt, der schwalbenschwanzförmig auf der festste- weisen, falls das erwünscht ist.

henden Gleitschiene 66 gelagert ist. und ist entlang Ferner soll auch hervorgehoben werden, daß das

des obengenannten optischen Weges einstellbar, so 50 oben beschriebene Gerät ebenso wie für die Messung

daß die Bedienungsperson eine scharfe Fokussierung der konkaven Oberfläche 22 der Linse L auch für die

des gemeinsamen Bildes der Skala 32 und der Index- Messung des Krümmungsradius einer konvexen

linie 46 in dem Okular E erreichen kann. Der Bedic- Oberfläche eingesetzt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Mikroskop zur Radiusmessung mit einem Mikrnskoplisch und einer in einem Gehäuse befindlichen optischen Anordnung, die aus einem Okular, einer Beleuchtungslampe und einem von einem Objektiv halter gehaltenen Ohjekt besteht, wobei der Objektivhalter in Richtung auf die uokrümmte Oberfläche einer auf dem Mikroskopisch befindlichen Probe und von dieser weg in selektiver Weise um einen Abstand bewegbar ist, der gleich dem Krümmungsradius der Press;., noberfiüche ist, und wobei eine Skala mit dom Objektivhalter su in Verbindung steht, daß -ie sieh zusammen mit diesem bewegt und auf Grund ihrer Stellung relativ zu einer stationär gehaltenen Markierung ein MaB für den genannten Abstand liefert, dadurch gekennzeichnet. daß die Skala (32) und die Markierung (46) innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und die Skala (32) von einem Schieber (28) getragen wird, dessen eines Ende in ständigem festen Berührungskontakt mit dem relativ zum Gehäuse bewegbaren Objektivhalter (18) gehalten wird, und daß ein abbildendes optisches System (16, 58. 60, 62. K) in dem Gehäuse zu dem Zweck angeordnet -it. ein Bild der Skala (32) und der Markierung (46) in das Okular (E) zwecks Ablesung des gemessene»! Abst^iides einzublenden.

2. Mikroskop nacli Anbruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß eine mit ihrem einen Ende an dem Gehäuse und mit ihrem anderen Ende an dem anderen Ende des Schiebers (28) befestigte Kompressionsfeder (40) das genannte eine Ende (38) des Schiebers (28) in ständigen festen Beriilirungskontakt mit dem Objektivhalter (18) drückt.

3. Mikroskop nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung au» einer von einem zweiten Schieber (42) getragenen Indexlinie (46) besteht und daß der zweite Schieber (42) entlang des ersten Schiebers (28) unabhängig von diesem einstellbar ist.

4. Mikroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schieber (42) um mindestens den Abstand zweier benachbarter Skalenteilstriche der Skala (32) einstellbar ist.

5. Mikroskop nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala (32) aus transparentem Material besteht und lichtundurchlässige Skalenteilstrichc (32 a) aufweist und daß der zweite Schieber (42) im wesentlichen unmittelbar hinter der Skala (32) angebracht ist, so daß die Indexlinie (46) durch die Skala (32) hindurch sichtbar ist.

6. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte optische System eine innerhalb des Gehäuses unabhängig von der übrigen optischen Anordnung einstellbare Objektivlinse (62) enthält, die ein Bild der Skala (32) und der Markierung (46) in dem Okular (£) entwirft.

7. Mikroskop nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System ferner Re- flexionsspiegel (58, 60) zur Bildung des Abbildungsstrahlenganges durch die genannte Objektivlinse (62) hindurch enthält.

H. Mikroskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das den genannten Strahlengang durchlaufende Licht von der genannten Beieuchtungslampe (Γ) geliefert wird.