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1. (WO1991019218) UMSCHALTBARE DURCH- UND/ODER AUFLICHTBELEUCHTUNGSEINRICHTUNG
Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

Umschaltbare Durch- und/oder Auflichtbeleuchtungseiπrichtung

Die Erfindung betrifft eine optische Einrichtung zur wahlweisen Er- zielung einer Durch- und/oder Auflichtbeleuchtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der deutschen Patentschrift DE-PS 1 083065 ist eine Einrichtung zur wahlweisen Erzielung einer Durch- und Auflichtbeleuchtung bekannt und speziell für die Verwendung in einem Mikroskop beschrieben. Dabei ist ein depolarisierender Reflektor in Form eines Vielfach-Tripel- spiegels vorgesehen. Von Nachteil ist, daß durch die depolarisierende Wirkung sowohl das Auflicht- als auch das Durchlichtbild in seinem Kontrast erheblich geschwächt ist. Insbesondere kann bei der Auflicht- betrachtung das Durchlicht nicht vollständig abgeschaltet werden, was die Beobachtung von schwach reflektierenden Objekten unmöglich macht.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, bei einer derartigen Einrichtung ein X/4 -Plättchen hinter das Objekt zu verlegen.

In der DE-A-32 04686 ist dabei die Montage eines kompletten
Autokollimationssystems aus X/4 -Plättchen und Reflektor und zwei kompletten Mikroskopobjektiven hinter dem Objekt vorgesehen. Das Auflichtbild wird dabei stets ausgelöscht.

Dieses Autokollimationssystem stellt jedoch eine große Baugruppe dar (Durchmesser: ca. 10 cm, Länge: 40 - 50 cm) und müßte nachteiligerweise bei der Vermessung großflächiger Proben der über dem Objekt angeordneten Optik mit hoher Genauigkeit nachgeführt werden, was einen nicht praktikablen apparativen Aufwand unter dem Objekttisch erfordert. Ferner müßte der Objekttisch eine dem Objekt entsprechend großflächige Glasplatte besitzen, was bereits aus Gründen der Statik

ERSATZBLATT unrealisierbar ist, da der Objekttisch auch zur Aufnahme von (evtl. schweren) Auf1 ichtobjekten geeignet sein muß.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ausgehend von einer gattungsgemäßen Einrichtung eine Einrichtung bereitzustellen, welche wahlweise bei Auflicht und/oder Durchlicht vollen Kontrast gewährleistet bei einfacher Konstruktion. Die Einrichtung soll zur Verwendung für die optische Antastung mit einer Mehrkoordinatenmeßmaschine und insbesondere für die Vermessung großflächiger Proben geeignet sein.

Bei einer gattungsgemäßen Einrichtung wird dies dadurch gelöst, daß der Reflektor im wesentlichen nicht depolarisierend wirkt und eine zweite die Polarisationsrichtung drehende Einrichtung zwischen Objekt und Reflektor angeordnet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7.

Entsprechend Anspruch 8 ist eine Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 geeignet zur aufgabengemäßen Verwendung für die optische Antastung großflächiger Objekte mit einer Mehrkoordinatenmeßmaschine. Dabei ist die Größe des Objekts nur durch die Abmessung der Mehrkoordinatenmeßmaschine begrenzt.

Die nähere Beschreibung der Erfindung benutzt die Zeichnung, welche einen schematischen Aufbau der optischen Einrichtung zur wahlweisen Erzielung einer Durch- und/oder Auflichtbeleuchtung eines Objektes darstellt.

Zunächst ist eine bekannte Abbildungseinrichtung vorgesehen, bei der ein Objektiv 1 das Bild eines Objektes 2 in einer Bildebene 3 erzeugt. In der Bildebene 3 kann ein Fotodetektor liegen oder mit einem Okular wird das Bild in der Bildebene 3 mit dem menschlichen Auge beobachtet. Eine Beleuchtungseinrichtung 4 in Verbindung mit einem Strahlteiler 5 ergänzt diese Abbildungseinrichtung in bekannter Weise zur Auflicht-bauart. Solche Auflicht-Beleuchtungs- und Abbildungseinrichtungen sind unter anderem für Mikroskope, Makroskope und Mehrkoordinatenmeßmaschi- nen mit optischer Antastung gebräuchlich.

ERSATZBLATT Wie auch in der DE-PS 1 083065 wird die Einrichtung ergänzt durch
einen Polarisator 6 im Beleuchtungsstrahlengang und einen dazu gekreuzten Analysator 7 im Abbildungsstrahlengang, sowie ein vorzugsweise zwischen Objektiv 1 und Objekt 2 angeordnetes Λ/4 -Plättchen 8. 5 Das λ/4 -Plättchen 8 kann auch zwischen Strahlteiler 5 und Objektiv 1 ι angeordnet sein und ist verstellbar, das heißt, es kann um die optische Achse des Objektivs 1 gedreht werden und/oder seitwärts aus dem Strahlengang in der Art eines Schiebers entfernt werden.

Das Λ/ -Plättchen 8 wird vom Licht auf dem Weg von der Beleuchtungs- 10 einrichtung 4 über das Objekt 2 zur Bildebene 3 zweimal durchlaufen.
Ist die Hauptachse des Λ/4 -Plättchens unter 45° gegen die Polarisationsrichtung des vom Polarisator 6 linear polarisierten Lichts gestellt, so bewirkt dies insgesamt eine Drehung der Polarisationsebene um 90° und bewirkt Durchlaß des Lichts durch den zum Polarisator 6 15 gekreuzten Analysator 7.

An der Oberseite des Objekts 2 reflektiertes Licht wird damit zur
Bildebene 3 geleitet, das Auflichtbild entsteht. Ist das Λ./4 -Plättchen, wie vorzugsweise ausgeführt, zwischen Objektiv 1 und Objekt 2
angeordnet, dann werden Reflexe an Objektivflachen durch den
20 Analysator 7 unterdrückt, genauso wie alle im Bereich des Objekts 2 in ihrer Polarisation veränderten Lichtstrahlen.

Der hinter dem Objekt 2 angeordnete Reflektor 9 hat erfindungsgemäß
keine depolarisierende Wirkung und ist mit einer Λ/4 -Folie 10 belegt, deren Hauptachse unter 45° zur Polarisationsrichtung des Po- 25 larisators 6 ausgerichtet ist.

Der Reflektor 9 kann insbesondere als planer Metallspiegel oder als
nicht depolarisierende handelsübliche Reflexfolie ausgeführt sein. Als Schutz vor mechanischer Beanspruchung ist die Oberfläche bei Bedarf
mit einer Glasplatte 11 abgedeckt, auf der das Objekt 2 aufliegt.

'30 Reflektor 9 mit Λ/4 -Folie 10 und Glasplatte 11 sind auf dem gewöhnlichen Objekttisch 12, wie er z. B. für Mikroskope oder Mehrkoordinatenmeßmaschinen üblich ist, angebracht.

ERSATZBLATT In der Stellung des A. 14 -Plättchens 8, das zum Auflichtbild des Objekts 2 führt, wird jetzt durch die kombinierte Wirkung des nicht depolarisierenden Reflektors 9 und der zweifach durchlaufenen Λ/4 -Folie 10 Licht, welches an Kanten des Objekts 2 vorbei oder durch Durchbrüche des Objekts 2 hindurch zum Reflektor 9 und zurück bis zum Analysator 7 läuft, vollständig unterdrückt, da es durch die kombinierte Wirkung des λ/4 -Plättchens 8 und der zweiten λ/4-Folie 10 insgesamt um 180° oder 0° in der Polarisationsrichtung gedreht und so vom Analysator 7 vollständig blockiert wird. Der Objekthintergrund ist damit im Gegensatz zur Einrichtung nach DE-PS 1 083065 vollständig dunkel.

Wird das bewegliche λ/4 -Plättchen um 45° um die optische Achse gedreht und damit wirkungslos gemacht, oder komplett aus dem Strahlengang geschoben, dann erhält man ein Bild in Durchlichtbeleuchtung.

An der Oberfläche des Objekts 2 reflektiertes Licht wird jetzt vom Analysator 7 blockiert. Dagegen wird das am Objekt 2 vorbei vom Reflektor 9 reflektierte Licht durch die λ/4 -Folie 10 insgesamt um 90° in der Polarisationsrichtung gedreht und vom Analysator 7 vollständig zur Bildebene 3 durchgelassen, der Objekthintergrund erscheint also mit voller Helligkeit.

In der technischen Ausführung ist es zur Reduzierung der Teilezahl und der störend reflektierenden Oberflächen vorteilhaft, den Strahlteiler 5 mit Polarisator 6 und Analysator 7 zu einem polarisierenden Strahl-teiler zusammenzufassen.

Reflektor 9 und die als zweite die Polarisationsrichtung drehende Einrichtung 10 dienende λ/4 -Folie sind ohne weiteres in großen Formaten bis zu mehreren Quadratmetern erhältlich und können auf beliebigen planen Objektträgern 12 aufgebracht werden.

Ein Meßmikroskop mit einem Scanningtisch von je 20 cm Stellweg in x-und y-Richtung beispielsweise kann mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Durchlichtbeleuchtung genutzt werden, wobei der Scanningtisch keine Probleme wegen großflächiger transparenter Durchbrüche

ERSATZBLATT für den Beleuchtungstrahlengang aufweist, da nur auf seine ebene Objektträgerfläche eine Kombination von Reflektor 9 und λ/4 -Folie 10 aufzubringen ist.

Ein Koordinatenmeßgerät, bei dem das Objekt 2 auf einem festen Tisch angeordnet ist und der optische Taster bewegt wird, kommt ohne einen aufwendigen großformatigen Leuchtkasten, der notwendigerweise mehrere Zentimeter Bauhöhe benötigt und nur schwer eine über seine Fläche konstante Beleuchtungsscharakeristik erhält, aus.

Auch eine mechanisch dem optischen Taster nachgeführte Durchlichtbe- leuchtungseinrichtung mit großem Aufwand wird nicht benötigt.

Die auf dem Tisch aufzubringende, nur wenige Millimeter dicke Kombination von Reflektor 9 und λ/4 -Folie 10 genügt in Verbindung mit den - erfindungsgemäß im optischen Taster vorgesehenen Teilen Polarisator 6, Analysator 7 und beweglichem Λ/4 -Plättchen 8 zur kontraststarken wahlweisen Durchlicht- und/oder Auflichtbeleuchtung. Besonders geeignet ist die Einrichtung zur Untersuchung von gestanzten, erodierten oder geätzten Blechteilen und ähnlichem, wobei Kanten und Durchbrüche damit sowohl an der Oberseite wie an der Unterseite des Teiles in einer Aufspannung im Auflicht und im Durchlicht angetastet werden können.

ERSATZBLATT