DE1423597C

DE1423597C - Device for comparing a test specimen with a master piece

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Publication number: DE1423597C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1971-05-19

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vergleichen eines Prüflings mit einem Meisterwerk mittels zweier beweglicher Abtaststrahlenbündel, von denen eines das Meisterstück und eines den Prüfling Punkt für Punkt zeilenweise abtastet und die auf eine photoelektrische Empfängeranordnung fallen, die auf die Differenz der Bündelintcnsitäten anspricht.The invention relates to a device for comparing a test specimen with a masterpiece by means of two movable scanning beams, one of which is the masterpiece and one is the test item Scanned point by point line by line and which fall on a photoelectric receiver array that on the difference in the bundle intensities addresses.

Bei bekannten photoclektrischen Vergleichsvorrichtungen dieser Art erfolgt die Abtastung von Prüfling und Meisterstück durch getrennte synchron angetriebene Zerlegcr, wie sie aus der Fernsehtechnik bekannt ist. Die genaue Synchronisierung der beiden Abtaststrahlcnbündel bereitet dabei, insbesondere bei hohen Abtastfrequenzen, erhebliche Schwierigkeiten, wenn man nicht zur Überwachung der Synchronisierung zusätzliche, mit großem Aufwand verbundene Einrichtungen anwenden will. Andererseits kann eine solche Verglcichsprüfung mit synchron bewegten Abtaststrahlenbündeln in wesentlich kürzerer Zeit erfolgen als mit ruhenden Strahlenbündeln, unter denen in bekannter Weise das Werkstück und der Prüfling bewegt werden. Es sind Anordnungen bekannt, bei denen eine Maske mit zwei gleichen langgestreckten Schlitzen über das durchleuchtete Meisterstück und den Prüfling bzw. deren Bilder geführt wird. Hinter diesen Schlitzen sind Photozellen angeordnet, und eine Auswerterschaltung spricht auf Unterschiede der auf die Photozellen fallenden Lichtströme an.In known photoelectric comparison devices In this way, the test specimen and masterpiece are scanned by separate, synchronously driven ones Disassembling, as it is known from television technology. The exact synchronization of the two Scanning beam bundles cause considerable difficulties, especially at high scanning frequencies. if one does not have to monitor the synchronization additional, associated with great effort Wants to apply facilities. On the other hand, such a comparison check with synchronously moving Scanning beams take place in a much shorter time than with resting beams, among which the workpiece and the test specimen are moved in a known manner. There are known arrangements at which a mask with two identical elongated slits over the illuminated masterpiece and the test item or its images is guided. Photocells are arranged behind these slots, and an evaluation circuit responds to differences in the luminous flux falling on the photocells.

Bei einer solchen Anordnung werden jeweils zwei Zeilen als Ganzes miteinander verglichen. Es erfolgt also keine punktweise Abtastung von Prüfling und Meisterstück. Dieses Verfahren hat zwei die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit der Messung beeinträchtigende Nachteile. Eine geringe Abweichung zwischen Prüfling und Meisterstück muß als Differenz von zwei relativ großen Lichtströmen, nämlich des gesamten in der betreffenden Zeile durchgelassenen Lichtes gemessen werden. Man sucht bei der bekannten Anordnung diesen Schwierigkeiten dadurch zu begegnen, daß zusätzliche Masken vorgesehen werden, die etwa dem Negativ des Prüflings bzw. Meisterstück entsprechen und die Fläche neben diesen bis auf relativ schmale Streifen abdecken. Das bedingt zusätzlichen Aufwand und besondere Vorbereitung von Masken für jede Messung. Bei der Abtastung von Flächenmustern versagt dieses Verfahren. Weiterhin ist es dort möglich, daß ein »positiver Fehler« in der abgetasteten Zeile durch einen gleich großen »negativen Fehler« an einer anderen Stelle der gleichen Zeile kompensiert wird, so daß beide Fehler unbemerkt bleiben.In such an arrangement, two lines are compared with one another as a whole. It takes place so no point-by-point scanning of the test specimen and masterpiece. This procedure has two reliability and disadvantages affecting the accuracy of the measurement. A slight deviation between test item and masterpiece must be the difference between two relatively large luminous fluxes, namely of the total light transmitted in the relevant line can be measured. One looks at the well-known Arrangement to meet these difficulties in that additional masks are provided which roughly correspond to the negative of the test item or masterpiece and the area next to it cover except for relatively narrow strips. This requires additional effort and special preparation of masks for each measurement. This method fails when scanning surface patterns. It is also possible there that a "positive error" in the scanned line is caused by an equal large "negative error" elsewhere on the same line is compensated so that both Errors go unnoticed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile synchron bewegter Abtaststrahlenbündel auszunutzen, dabei aber die Synchronisierungsschwierigkeiten zu vermeiden und weitere Fchlcrqucllcn auszuschalten, die mit der Anwendung synchron bewegter Abtaststrahlenbiindel zusammenhängen. The invention is based on the object of providing the advantages of synchronously moving scanning beam bundles to take advantage of this, but avoid the synchronization difficulties and further queries off, which are related to the use of synchronously moved scanning beam bundles.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Ahtaststrahlenbündel längs der Zeilen durch ein gemeinsames spiegelndes Ablenkglicd (Spiegelrad oder Schwingspiegel) periodisch ablenkbar sind.This object is achieved according to the invention in that both Ahtaststrahlbündel along the lines periodically deflectable by a common reflective deflector (mirror wheel or oscillating mirror) are.

Spiegelräder und Schwingspiegel sind zur periodischen Ablenkung eines Strahlenbündels natürlich an sich bekannt. Für die vorliegende Erfindung ist jedoch wesentlich, daß zwei zur synchronen Abtastung von Prüfling und Meisterstück durch bestimmte Strahlenbündel von einem solchen spiegelnden Ablenkglied gemeinsam, d. h. bei gleicher Phasenlage des Ablenkgliedes längs jeder Zeile abgelenkt werden. Dadurch wird ohne komplizierte Überwachungseinrichtung ein Synchronismus der Abtaststrahlenbündel erzielt, auf den es bei solchen Vergleichsprüfungen entscheidend ankommt.Mirror wheels and oscillating mirrors are naturally on for the periodic deflection of a beam known. For the present invention, however, it is essential that two for synchronous sampling of test specimen and masterpiece through certain bundles of rays from such a reflective deflector jointly, d. H. be deflected along each line with the same phase position of the deflection element. As a result, the scanning beam is synchronized without a complicated monitoring device achieved, which is crucial in such comparative tests.

Die Erfindung kann auf verschiedenste Weise verwirklicht werden. Einige Ausführungsbeispiele der ίο Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben:The invention can be implemented in a wide variety of ways. Some embodiments of the ίο Invention are shown schematically in the drawings and described below:

F i g. 1 zeigt schematisch schaubildlich die einfachste Ausführungsform einer Anordnung mit schwingenden Abtaststfahlenbündeln, bei welcher für beide Abtaststrahlenbiindel getrennte optische Systeme vorgesehen sind und eine Lochscheibe zur abwechselnden Unterbrechung der Strahlenbündel im Feld vorgesehen ist;F i g. 1 schematically shows the simplest embodiment of an arrangement with oscillating scanning beam bundles in which separate optical systems are used for both scanning beam bundles are provided and a perforated disc for alternating interruption of the beam in the Field is provided;

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Anordnung nach Fig. 1 im Grundriß, bei welcher statt der Lochscheibe im Feld ein Halbpiegel-Zerhacker in der Pupille angeordnet ist. Der Strahlengang hinter dem --·. .-Schwingspiegel'oder Spiegelrad ist in Fig..2 nicht . dargestellt und entspricht dem von Fig. 1; ^v
F i g. 3 zeigt den Halbspiegel-Zerhacker;FIG. 2 shows a modification of the arrangement according to FIG. 1 in plan, in which a half-mirror chopper is arranged in the pupil instead of the perforated disk in the field. The beam path behind the - ·. .- Schwingspiegel'oder mirror wheel is not in Fig..2. shown and corresponds to that of Fig. 1; ^v
F i g. 3 shows the half mirror chopper;

F i g. 4 zeigt schematisch schaubildlich eine Ausführungsform ähnlich Fig. 1, bei welcher für beide Strahlenbündel ein gemeinsames Objektiv vorgesehen ist;
F i g. 5 zeigt diese Anordnung im Grundriß undF i g. FIG. 4 shows a schematic diagram of an embodiment similar to FIG. 1, in which a common objective is provided for both bundles of rays;
F i g. 5 shows this arrangement in plan and

Fig. 6 im Seitenriß. Der Strahlengang der Bündel hinter dem Spiegelrad entspricht dem von Fig. 1;Fig. 6 in side elevation. The beam path of the bundle behind the mirror wheel corresponds to that of FIG. 1;

F i g. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung im Aufriß, bei welchem nur die Felder getrennt sind;F i g. Figure 7 shows another embodiment of the invention in elevation in which only the fields are separated are;

F i g. 8 ist ein Schnitt längs der Linie IX-IX von Fig. 7;F i g. Figure 8 is a section along line IX-IX of Figure 7;

F i g. 9 ist ein Grundriß der Ausführungsform nach Fig.7;F i g. Figure 9 is a plan view of the embodiment of Figure 7;

Fig. 10 zeigt schematisch schaubildlich eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Trennung der Strahlenbündel in der Pupille erfolgt;Fig. 10 shows a schematic diagram of an embodiment the invention, in which the separation of the bundles of rays takes place in the pupil;

Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die beiden Abtaststrahlenbündel hinter dem Polygon- \Q spiegel aus einem über diesen geleiteten Strahlenbündel mittels eines geneigten halbdurchlässigen Spiegels erzeugt werden und ein Zerhacker zum abwechselnden Unterbrechen der beiden Strahlenbündel im Strahlengang hinter den Tastebenen vorgesehen ist;Fig. 11 shows an embodiment in which the two scanning beam after the polygon \ Q are mirror formed of a channeled through this radiation beam by means of an inclined semi-transparent mirror and a chopper is provided for alternately interrupting the two beams in the beam path behind the sensing planes;

Fig. 12 zeigt eine Anordnung, bei welcher ein Strahlenbündel mit veränderlicher Polarisationsrichtung polarisiert und aus diesem mittels eines geneigten halbdurchlässigen Spiegels die beiden Abtaststrahlenbündel erzeugt werden, und bei welcher in den Strahlengängen der beiden Abtaststrahlenbündel zueinander gekreuzt angeordnete Polarisationsfilter vorgesehen sind;Fig. 12 shows an arrangement in which a beam with a variable polarization direction polarized and from this the two scanning beams by means of an inclined semitransparent mirror are generated, and in which in the beam paths of the two scanning beams Polarization filters arranged in a crossed manner are provided;

Fig. 13 zeigt einen Polarisator bei der Ausführung nach Fig. 12;-Fig. 13 shows a polarizer in practice according to Fig. 12; -

Fig. T4 und 15 zeigen eine andere Form des Polarisators;Figs. T4 and 15 show another form of the Polarizer;

Fig. 16 zeigt eine zweite Abwandlung der Anordnung nach Fig. 13;16 shows a second modification of the arrangement according to Fig. 13;

Fig. 17 zeigt eine Anordnung ähnlich Fin. I, bei welcher eine periodische Drehung der Polarisationsebene mittels einer Kerr-Zelle bewirkt wird.Fig. 17 shows an arrangement similar to Fin. I, at which a periodic rotation of the plane of polarization is effected by means of a Kerr cell.

Prüfling und Meisterstück werden dabei in nichtThe test item and masterpiece are not included

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dargestellter Weise senkrecht zur Bewegungsrichtung Es ist wesentlich, daß die Wechselfrequenz, mitillustrated way perpendicular to the direction of movement It is essential that the alternating frequency, with

der Bündel unter diesen hindurchgeführt und so welcher die Strahlenbündel durch die Lochscheibe 39the bundle is passed under these and so which the bundle of rays through the perforated disk 39

punktweise abgetastet. Es erfolgt also nur noch eine unterbrochen werden, groß ist gegen die Schwingfre-scanned point by point. So there is only one more interruption, which is great against the vibration

Verschiebung von Prüfling und Meisterstück in einer quenz, mit welcher die Strahlenbündel durch denDisplacement of the test specimen and masterpiece in one sequence, with which the beam bundles through the

Koordinate. Die periodische Bewegung der Abtast- 5 Spiegel 49 hin- und herbewegt werden. Wenn dasCoordinate. The periodic movement of the scanning mirror 49 is moved back and forth. If that

strahlenbündel kann sehr schnell erfolgen, so daß nicht der Fall wäre, dann würde jeweils ein Punkt desThe bundle of rays can occur very quickly, so that would not be the case, then one point of each would be

eine vollständige Abtastung von Prüfling und Meister- Prüflings mit einem Punkt des Meisterstückes vergli-a complete scan of the test specimen and master test specimen with a point of the masterpiece

stück in relativ kurzer Zeit erfolgen kann. chen, der einem zu dem ersten benachbarten Punktpiece can be done in a relatively short time. chen, which is a point adjacent to the first

Bei der Ausführung nach Fig. 1 werden von einer des Prüflings entspricht.In the embodiment according to FIG. 1, one of the test items is equivalent.

Lichtquelle 36 zwei Strahlenbündel M und V erzeugt io Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 erfolgt die und über Spiegel 37 und 38 parallel zueinander auf Unterbrechung der Strahlenbündel durch eine Locheinen Strahlenunterbrecher 39 gelenkt, der hier als scheibe im Feld, also in einer Ebene, in welcher die Lochscheibe dargestellt ist. Linsen 41 und 42 erzeu- Lichtquelle 36 abgebildet wird. Durch ungleichgen Bilder der Lichtquelle (Lampenwendel) in der mäßige Lichtverteilung der Lichtquelle können dabei Ebene der Lochscheibe 39. Durch Objektive 43, 44 15 unter Umständen Störungen oder Fehler hervorgeru- und Linsen 45, 46 werden Bilder der Lichtquelle 39 fen werden. Diese werden bei der Anordnung nach in den-Tastebenen 47, 48 erzeugt. Der Strahlengang Fig. 2 und 3 vermieden, bei welchem die Unterbregeht über einen Schwingspiegel oder ein Spiegelrad chung in der Pupille, und zwar mittels eines HaIb-(Polygonspiegel) 49, so daß die Bildpunkte in den spiegel-Zerhackers, erfolgt.Light source 36 generates two bundles of rays M and V. In the embodiment according to FIG. 1 is carried out by means of mirrors 37 and 38 parallel to each other to interrupt the beam of rays through a hole and a beam interrupter 39, which is here as a disk in the field, i.e. in a plane in which the perforated disk is shown. Lenses 41 and 42 generate light source 36 is imaged. Due to uneven images of the light source (lamp filament) in the moderate light distribution of the light source, the plane of the perforated disk 39 can be produced. These are generated in the arrangement according to in the key levels 47, 48. The beam path Fig. 2 and 3 avoided, in which the sub-motion via an oscillating mirror or a Spiegelrad tion in the pupil, namely by means of a Halb- (polygon mirror) 49, so that the image points in the mirror chopper takes place.

Tastebenen 47, 48 oszillieren. 20 Eine Lichtquelle 62 wird mittels einer Linse 63 in Um die Strahlenbündel absolut synchron abzulen- einer Ebene 64 abgebildet. In der Ebene 64 ist eine ken, ist es praktisch unerläßlich, daß sie über einen Linse 65 angeordnet, welche die Linse 63 auf einem gemeinsamen Schwing- oder Polygonspiegel 49 ge- Halbspiegel-Zerhacker 66 abbildet, der von einemleitet werden. Dieser kann wiederum nicht übermäßig Motor 67 angetrieben wird. " ^ groß ausgebildet werden, weil sonst Schwierigkeiten as Der Halbspiegel-Zerhacker 66 ist am besten aus auftreten, die erforderliche Genauigkeit des Spiegels F i g. 3 ersichtlich. Er besteht aus einer zur Hälfte einzuhalten. Infolgedessen liegen die vom Spiegel 49 verspiegelten und zur Hälfte durchlässigen Scheibe, kommenden Strahlenbündel M und V verhältnis- welche das Strahlenbündel S abwechselnd reflektiert mäßig dicht beieinander. Es ist aber natürlich er- oder durchläßt. Der Halbspiegel-Zerhacker 66 ist wünscht, daß die Tastebenen 47 und 48 einen gewis- 30 gegen die Achse des Bündels S geneigt, so daß das sen räumlichen Abstand voneinander haben. Zu die- reflektierte Bündel M seitlich umgelenkt wird, wähsem Zweck ist die in Fig. 1 dargestellte Spiegelan- rend das durchgelassene Bündel V gerade weiterläuft. Ordnung vorgesehen. Durch zwei zueinander ge- Durch Spiegel 68, 69 und 71 werden die beiden Bünkreuzt angeordnete Spiegel 51, 52 wird das Strahlen- del M und V so umgelenkt, daß sie nach gleichen bündel M nach oben, das ' Strahlenbündel V nach 35 optischen Weglängen parallel zueinander auf eine unten abgelenkt. Spiegel 53 und 54 lenken die Bün- Spaltblende 72 treffen. Durch Linsen 73 im gemeindel dann wieder so um, daß sie parallel zueinander samen Strahlengang und 74 bzw. 75 in den getrennverlaufen. Durch Umlenkspiegel 55, 56 und gekreuzte ten Strahlengängen der Bündel M und V hinter dem Spiegel 57, 58 werden die Bündel M, V dann hinter Zerhacker 66 werden die Bündel M und V auf der den Tastebenen in ganz analoger Weise wieder zu- 40 Spaltblende 72 fokussiert. Die Anordnung kann so sammengeführt. getroffen werden, daß die Bilder der Lampenwendel Die Brennpunkte der Linsen 45 und 46 liegen auf 62 gekreuzt zu den Spalten 72 a und 72 i> der Blende dem Schwing- oder Polygonspiegel 49. Das bewirkt, 72 liegen, so daß praktisch punktförmige Lichtqueldaß sich die Strahlenbündel M und V in den Tast- len entstehen.Key levels 47, 48 oscillate. A light source 62 is imaged by means of a lens 63 in a plane 64 in order to deflect the beam bundles absolutely synchronously. In the plane 64 there is a key, it is practically essential that it is arranged over a lens 65 which images the lens 63 on a common oscillating or polygon mirror 49 and half-mirror chopper 66 which is guided by one. This, in turn, cannot drive motor 67 excessively. The half-mirror chopper 66 can best be seen from the required accuracy of the mirror Fig. 3 Half transparent disk, coming bundles of rays M and V, which reflect the bundle of rays S alternately, moderately close to each other. But it is of course passed or passed through Axis of the bundle S inclined so that they have a spatial distance from one another. The reflected bundle M is deflected laterally for the purpose of the mirrored bundle V shown in FIG By means of mirrors 68, 69 and 71, the two mirrors 51, 52, which are arranged in a crossed manner, are deflected in such a way that the beam end M and V is deflected, i ate them according to the same bundle M upwards, the 'ray bundle V after 35 optical path lengths deflected parallel to one another onto one below. Mirrors 53 and 54 direct the Bün slit diaphragm 72 hit. Then through lenses 73 in the municipality again so that they run parallel to each other and the same beam path 74 and 75 in the separated. By means of deflecting mirrors 55, 56 and crossed beam paths of the bundles M and V behind the mirror 57, 58, the bundles M, V are then behind the chopper 66, the bundles M and V on the slit diaphragm 72 are again in a completely analogous manner to the tactile planes focused. The arrangement can thus be brought together. be taken that the images of the lamp filament. The focal points of the lenses 45 and 46 are crossed at 62 to the columns 72 a and 72 i Beams M and V arise in the keys.

ebenen parallel zu sich selbst hin- und herbewegen. 45 Diese werden durch Objektive 76, 77 über einenmove planes back and forth parallel to themselves. 45 These are through lenses 76, 77 via a

Es ist zu bachten, daß im unteren Teil von F i g. 2 Schwing- oder Polygonspiegel 78 in den TastebenenIt should be noted that in the lower part of FIG. 2 oscillating or polygon mirrors 78 in the tactile levels

(von den Linsen 43 und 44 ab) nicht mehr die voll- abgebildet. Der Strahlengang kann dem von F i g. 2(from lenses 43 and 44) no longer fully imaged. The beam path can be that of FIG. 2

ständigen Bündel'M und V eingezeichnet sind, wie entsprechen, wobei das Objektiv 76 dem Objektiv 43constant bundles M and V are drawn in, as correspond, the objective 76 to the objective 43

die im linken oberen Teil von Fig. 2, sondern nur von Fig. 2 entspricht und das Objektiv77 dem Ob-which corresponds in the upper left part of Fig. 2, but only to Fig. 2 and the lens 77 to the ob-

noch die Bündelachsen. Diese Bündelachsen bewegen 50 jektiv 44.nor the bundle axes. These bundle axes move 50 jectively 44.

sich beim Schwingen oder Drehen des Spiegels 49 Diese Art der Strahlenteilung mittels eines rotie-when the mirror is swinging or rotating 49 This type of beam splitting by means of a rotary

von einer Stellung W₁ bzw. V₁ in eine Stellung M₂ renden Halbspiegels ist an sich z. B. bei Spektro-from a position W ₁ or V ₁ to a position M ₂ generating half mirror is per se z. B. at spectro

bzw. F₂. photometern bekannt.or F ₂ . photometers known.

Die wieder zusammengeführten Bündel M und V Die Anordnungen nach F i g. 1 und 2 erfordern werden von den Spiegeln 57 und 58 auf eine Linse 55 zwei praktisch gleiche Objektive 43, 44 bzw. 76, 77, 59 gelenkt, in deren Brennpunkt eine Photozelle 61 die speziell ausgesucht werden müssen. Bei der Anangeordnet ist. Ordnung nach F i g. 4 bis 6 werden beide Strahlen-Wenn Prüfling und Meisterstück die Bündel Λ/ bündel durch ein einziges Objektiv 79 in den Tast- und V in gleicher Weise durchlassen, so erhält die ebenen 47, 48 fokussiert. Im übrigen entspricht der Zelle61 stets konstante Strahlungsintensität. Wenn 60 optische Aufbau der Anordnung nach Fig. 1, und es aber beispielsweise der Prüfling das Bündel M ab- sind für die entsprechenden Teile die gleichen Bedeckt, das Meisterstück dagegen das Bündel V durch- zugszeichen vorgesehen wie dort. Der Vorschub von läßt, dann erhält die Photozelle Wechsellicht und lic- Prüfling und Meisterstück erfolgt in den Ebenen 47, fert ein Wechselstromsignal mit der Frequenz der 48 (F i g. 6) senkrecht zur Papierebene, während die Zerhackerscheibe 39. Dieses Signal kann beispiels- 65 Bündel M und V parallel zur Papierebene oszillieren, weise eine Signalvorrichtung auslösen, welche an- Fig. 7, 8 und 9 zeigen eine ähnliche Anordnung zeigt, daß Prüfling und Meisterstück in diesem Punkt wie Fig. 4, 5 und 6. Hier wird durch eine Linse 81 voneinander abweichen. eine Lichtquelle 82 in der Ebene einer Lochscheibe The bundles M and V brought together again. The arrangements according to FIG. 1 and 2 require two practically identical lenses 43, 44 and 76, 77, 59 are directed from the mirrors 57 and 58 onto a lens 55, in the focal point of which a photocell 61 must be specially selected. When is arranged. Order according to fig. 4 to 6, both beams - If the test specimen and masterpiece let the bundles Λ / bundle through a single objective 79 in the tactile and V in the same way, the planes 47, 48 are focused. Otherwise, the cell61 always corresponds to a constant radiation intensity. If 60 optical structure of the arrangement according to FIG. 1, but for example the test specimen removes the bundle M , the same covers are provided for the corresponding parts, whereas the masterpiece is provided with the bundle V as there. The feed of lets, then the photocell receives alternating light and lic- test specimen and masterpiece takes place in the levels 47, produces an alternating current signal with the frequency of 48 (Fig. 6) perpendicular to the plane of the paper, while the chopper disk 39. This signal can, for example - 65 bundles M and V oscillate parallel to the plane of the paper, triggering a signaling device, which shows a similar arrangement differ from each other by a lens 81. a light source 82 in the plane of a perforated disk

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83 (ähnlich 39 in F i g. 1) abgebildet. Dieses Bild der geleuchtet. Der Spalt 104 wird von einem Objektiv83 (similar to 39 in Fig. 1) shown. This picture of the lit up. The gap 104 is from an objective

Lichtquelle 82 wird mittels eines in der Pupille un- 105 über ein Spiegelrad 106 in den Tastebenen abge-Light source 82 is emitted by means of an in the pupil and 105 via a mirror wheel 106 in the tactile planes.

mittclbar hinter dem Objektiv 81 angeordneten Bi- bildet. Das abbildende Strahlenbündel wird mittelsForms arranged centrally behind the objective 81. The imaging beam is by means of

Prismas 84 in zwei Teilbilder 85 und 86 aufgespalten. eines halbdurchlässigen Spiegels 107 in zwei Strahlen-Prism 84 split into two partial images 85 and 86. a semi-transparent mirror 107 in two rays

Durch die Lochscheibe 83 werden diese beiden Teil- 5 bündel M, V aufgespalten. Eines (M) tritt durch den These two partial bundles M, V are split up by the perforated disk 83. One (M) passes through the

bilder abwechselnd abgedeckt, und von den beiden Spiegel 107 hindurch und erzeugt ein Spaltbild in deralternately covered images, and from the two mirrors 107 through and generates a slit image in the

Teilbildern gehen die Abtaststrahlbündel M, V aus. Tastebene 108; das andere wird reflektiert und er- The scanning beams M, V go out of the partial images. Touch plane 108; the other is reflected and

Die beiden Teilbilder werden ähnlich wie bei dem zeugt ein Spaltbild in der Tastebene 109 über einenThe two partial images are similar to that in which a slit image in the tactile plane 109 testifies to one

Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, 5 und 6 durch ein Umlenkspiegel 110. Das letztere sorgt dafür, daß dieEmbodiment according to FIGS. 4, 5 and 6 by a deflecting mirror 110. The latter ensures that the

einziges Objektav87 über ein Spiegelrad 88 in den io Bündel M und V in den Tastebenen parallel zuein-single object av87 via a mirror wheel 88 in the io bundles M and V in the tactile planes parallel to one another.

Tastebenen 47, 48 abgebildet. ander verlaufen. Die Spaltbilder führen bei der Um-Key levels 47, 48 shown. run differently. The slit images lead to

Unmittclbar hinter der Lochscheibe 83, also prak- drehung des Spiegelrades 106 eine oszillierende Be-Immediately behind the perforated disk 83, that is to say, when the mirror wheel 106 turns, an oscillating

. tisch im Feld, ist jedoch hier ein zweites Bi-Prisma 89 wegung in den Ebenen 108 und 109 aus. Die Linsen. table in the field, but here is a second Bi-prism 89 movement in planes 108 and 109 off. The lenses

und eine Linse 91 angeordnet. Diese Linse 91 bildet 111 und 112 haben wie die Linsen 45 und 46 inand a lens 91 arranged. This lens 91 forms 111 and 112 have like lenses 45 and 46 in FIG

die Linse 81 auf das Spiegelrad 88 ab, und das Bi- 15 F i g. 1 und 6 den Zweck, dafür eine Verschiebungthe lens 81 on the mirror wheel 88, and the Bi- 15 F i g. 1 and 6 the purpose, but a shift

Prisma_89 bewirkt, daß die aufgespaltenen Bündel an der Bündelachsen parallel zu sich selbst zu erzielen,Prisma_89 causes the split bundle to achieve on the bundle axes parallel to itself,

dem Spiegelrad 88 zur Deckung kommen. Auf die Über Spiegel 113, 114 werden die Bündel dann aufthe mirror wheel 88 come to cover. The bundles are then placed on the mirrors 113, 114

Lage der Bilder, die von den Punkten 83 urtd 86 in eine Linse 115 geleitet, in deren Brennpunkt dieLocation of the images that are directed from points 83 urtd 86 into a lens 115, in whose focal point the

den Tastebenen durch das Objektiv 87 erzeugt wer- Photozelle 116 liegt. Die Linse 115 wirkt in der glei-The photocell 116 is located on the tactile planes generated by the lens 87. The lens 115 acts in the same

den, hat das keinen Einfluß, da die Linse 91 und das ao chen Weise wie die Linse 59 in F i g. 1 und 6. Vorthat has no effect, since the lens 91 and the like like the lens 59 in FIG. 1 and 6. Before

Bi-Prisma 89 praktisch im Feld angeordnet sind. Es der Linse 115 ist ein Zerhacker 117 angeordnet, wel-Bi-prism 89 are practically arranged in the field. A chopper 117 is arranged on the lens 115, which

ergibt sich aber der Vorteil, daß ein schmaleres Spie- eher die Bündel M und V abwechselnd unterbricht,but there is the advantage that a narrower game tends to interrupt the bundles M and V alternately,

gelrad verwendet werden kann, welches sich leichter Die Anordnung hat den Vorteil, daß die Strahlen-Gelrad can be used, which is easier The arrangement has the advantage that the radiation

mit der erforderlichen Genauigkeit herstellen läßt, bündel sich vollständig synchron bewegen und gleicheCan be produced with the required accuracy, bundles move completely synchronously and the same

und daß die Bündel besser von dem dicht vor dem 35 Intensität besitzen, weil die Teilung rein physikalisch,and that the bundles have an intensity better than that just before the 35, because the division is purely physical,

Spiegelrad angeordneten Objektiv 87 erfaßt werden, nämlich mittels eines halbdurchlässigen Spiegels er-Objective 87 arranged in the mirror wheel can be detected, namely by means of a semitransparent mirror.

ohne daß dieses eine übermäßig große Apertur zu folgt, so daß keine Unterschiede durch die Geometriewithout this being followed by an excessively large aperture, so that there are no differences due to the geometry

haben braucht. der Anordnung auftreten können.need to have. the arrangement can occur.

Hinter dem Spiegelrad 88 sind die Strahlenbündel Dieser Gedanke ist bei den Ausführungsbeispielen vom Punkt 92 (Fig. 8)'an getrennt und können nach 30 nach Fig. 12 bis 17 noch weiterentwickelt. Bei die-Art der Fig. 21 oder Fig. 6 weitergeleitet werden. sen Ausführungsbeispielen wird ein StrahlenbündelBehind the mirror wheel 88 are the bundles of rays. This idea applies to the exemplary embodiments separated from point 92 (FIG. 8) 'and can be further developed after 30 according to FIGS. 12 to 17. In the case of the art 21 or 6 can be forwarded. sen exemplary embodiments is a bundle of rays

Fig. 10 zeigt schematisch schaubildlich eine An- mit zeitlich veränderlicher Polarisationsrichtung pola-Fig. 10 shows a schematic diagram of an approach with a polarization direction that changes over time.

ordnung, bei welcher die beiden Abtaststrahlenbün- risiert, physikalisch, nämlich mittels eines teildurch-order, in which the two scanning beams are browned, physically, namely by means of a partially

del M und V in der Pupille getrennt werden. lässigen Spiegels getrennt, und es werden im Strahlen-del M and V are separated in the pupil. separated from a casual mirror, and in the radiant

Eine Lichtquelle 93 leuchtet mittels eines Konden- 35 gang der beiden so erhaltenen TeilstrahlenbündelA light source 93 illuminates by means of a condensation path of the two partial beams obtained in this way

sors 94 einen Spalt 95 aus. Der Spalt 95 liegt im zwei zueinander gekreuzte Polarisationsfilter ange-sors 94 a gap 95. The gap 95 lies in the two crossed polarization filters.

Brennpunkt einer Linse 96, die ein paralleles Strah- ordnet.Focus of a lens 96 which arranges a parallel beam.

lenbündel P erzeugt. Das Bündel P wird dann im Von einer Lampe 118 geht ein Strahlenbündel aus,lenbündel P generated. The bundle P is then in the From a lamp 118 emanates a bundle of rays,

Brennpunkt F der Linse 97 gesammelt, und dieser das mittels einer Linse 119 auf einer FilterscheibeFocal point F of the lens 97 collected, and this by means of a lens 119 on a filter disc

wird durch ein Objektiv 98 über einen Schwing- oder 40 fokussiert wird, die von einem Motor 122 angetriebenis focused by an objective 98 via a swing or 40 driven by a motor 122

Polygonspiegel 99 abgebildet. In dem parallelen wird. Die Filterscheibe 121 ist am besten aus Fig. 13Polygon mirror 99 shown. In the parallel will. The filter disk 121 is best shown in FIG. 13

Strahlengang zwischen den Linsen 96 und 97 ist eine ersichtlich. Sie erhält zwei Polarisationsfilter 123,124One can see the beam path between the lenses 96 and 97. You get two polarization filters 123,124

umlaufende Unterbrechertrommel 101 angeordnet, mit zueinander senkrechten Polarisationsrichtungen,rotating interrupter drum 101 arranged with mutually perpendicular directions of polarization,

welche abwechselnd die eine (P₁) oder die andere die abwechselnd in den Strahlengang gebracht wer-which alternately the one (P ₁ ) or the other which are alternately brought into the beam path

(P₂) Hälfte des Bündels P abdeckt. In einer zur 45 den. Das Bündel wird dann mittels eines Objektivs(P ₂ ) covers half of the bundle P. In one of the 45 den. The bundle is then made using a lens

Ebene der Trommel 101 optisch konjugierten Ebene 105 über ein Spiegelrad 106 in den Tastebenen 108,Plane of the drum 101 optically conjugate plane 105 via a mirror wheel 106 in the tactile planes 108,

hinter dem Spiegel 99 ist ein Bi-Prisma 100 vorge- 109 fokussiert, nachdem durch einen halbdurchlässi-behind the mirror 99 a bi-prism 100 is pre-focussed 109 after being passed through a semitransparent

sehen, welches das Bild des Punktes F in zwei Teil- gen Spiegel 107 eine Teilung des Bündels stattgefun-see which the image of the point F in two parts mirror 107 a division of the bundle has taken place.

bilder aufspaltet, die von getrennten Strahlenbün- den hat. Der Strahlengang entspricht geometrischsplits images, which has from separate bundles of rays. The beam path corresponds geometrically

dein M und V erzeugt werden. 50 vollständig dem von Fig. 11, und es sind entspre-your M and V are generated. 50 completely to that of Fig. 11, and there are corresponding

Die Bündel M und V können ebenfalls in der in chende Teile mit den gleichen Bezugszeichen ver-The bundles M and V can also be given the same reference numerals in the corresponding parts.

F i g. 1 dargestellten Weise in die räumlich vonein- sehen wie dort,F i g. 1 shown in the spatial vonein- see as there,

ander getrennten Tastebenen umgelenkt werden. Statt des Zerhackers 117 sind hier jedoch in denbe redirected to separate key levels. Instead of the chopper 117, however, the

Die Anordnung hat den Vorteil, daß nur ein relativ Strahlengängen der beiden Abtaststrahlenbündel MThe arrangement has the advantage that only one relative beam path of the two scanning beams M

schmaler Schwing- oder Polygonspiegel vorgesehen 55 und V zwei Polarisationsebenen vorgesehen. Je nach-narrow oscillating or polygon mirror provided 55 and V two polarization planes provided. Depending on-

zu werden braucht, weil die Strahlenbündel erst hin- dem, welches Filter 123 oder 124 sich als Polarisatorbecause the bundle of rays only prevents which filter 123 or 124 turns out to be a polarizer

ter dem Spiegel 99 durch das Bi-Prisma 100 aufge- im Strahlengang befindet, wird das Bündel M durchIf the mirror 99 is located in the beam path through the bi-prism 100, the bundle M is passed through

spalten und auseinandergezogen werden. Ebenfalls das Filter 125 durchgelassen und das Bündel V durchsplit and be pulled apart. The filter 125 also passed and the bundle V passed

ist nur eine Optik 98 für beide Abtaststrahlenbündel das Polarisationsfilter 126 abgedunkelt oder umge-If only one optic 98 is used for both scanning beams, the polarization filter 126 is darkened or reversed

erforderlich. Die abwechselnde Abblendung der 60 kehrt.necessary. The alternate fading of the 60 returns.

Strahlenbündel in der Pupille gewährleistet eine gleich- Bei der Ausführung nach Fig. 14 und 15 wirdThe bundle of rays in the pupil ensures the same. In the embodiment according to FIGS

mäßige Intensität und Unabhängigkeit von den räum- statt der zwei abv/echselnd durch den Strahlengangmoderate intensity and independence from the spatial instead of the two alternating through the beam path

lieh ungleichmäßigen Ausstrahlungseigenschaften der laufenden Filter 123, 124 ein um die optische Achselent uneven radiation properties of the running filters 123, 124 around the optical axis

Lichtquelle. rotierendes Polarisationsfilter 127 vorgesehen, so daßLight source. rotating polarizing filter 127 provided so that

Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 erfolgt die 65 die Polarisationsebene des Polarisators rotiert. ImIn the embodiment according to FIG. 11, 65 is the polarization plane of the polarizer rotated. in the

Trennung in die beiden Abtaststrahlenbündel mittels übrigen ist die Anordnung die gleiche wie in Fig. 12.Separation into the two scanning beams by means of the rest, the arrangement is the same as in FIG. 12.

eines halbdurchlässigen Spiegels. Von einer Lampe Um die Unterbrecherfrequenz sehr hoch zua semi-transparent mirror. From a lamp to make the breaker frequency very high too

102 wird mittels einer Linse 103 ein Spalt 104 aus- machen, was für die vorliegenden Zwecke, wie oben102 will make a gap 104 by means of a lens 103, which for the present purposes, as above

schon erwähnt wurde, sehr vorteilhaft ist, kann man die in Fig. 16 dargestellte Anordnung wählen. Hier wird der Strahlengang von der Lichtquelle 118 über einen geneigten Spiegel 128 mit einem zentralen Loch 129 geleitet. Durch das Loch 129 ist die Welle eines Motors 131 geführt, auf deren Ende senkrecht dazu das Filter 127 sitzt. Der übrige Strahlengang entspricht Fig. 13.has already been mentioned, is very advantageous, one can choose the arrangement shown in FIG. Here the beam path is guided from the light source 118 via an inclined mirror 128 with a central hole 129. The shaft of a motor 131 is passed through the hole 129 and the filter 127 is seated on its end perpendicular to it. The rest of the beam path corresponds to FIG. 13.

Eine noch höhere Unterbrecherfrequenz erhält man mit der Anordnung nach F i g. 17. Der Strahlengang entspricht bis auf den Polarisator der Anordnung nach Fig. 12. Als Polarisator ist hier ein feststehender Polaristor 132 in Verbindung mit einer Kerr-Zelle vorgesehen, die eine periodische Drehung der Polarisationsebene bewirkt. .An even higher interrupter frequency is obtained with the arrangement according to FIG. 17. The beam path corresponds to the arrangement according to FIG. 12 except for the polarizer. The polarizer here is a fixed one Polaristor 132 is provided in conjunction with a Kerr cell which has a periodic rotation the plane of polarization causes. .

Claims

Patent claims:

1. Device for comparing a test piece with a master piece by means of two movable scanning beams, one of which the master piece and one scans the test piece point by point line by point and which fall on a photoelectric receiver arrangement which responds to the difference in the bundle intensities, characterized in that both scanning beams (M, V) are periodically deflectable along the lines by a common reflective deflector (mirror wheel or oscillating mirror).

2. Device according to claim 1, characterized in that that both scanning beams (M, F) through a single lens (79, 87) in ■ the scanning plane are focused.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the two scanning beam by beam modulator means (39, 66, S3, 101, 117, 121, 127, 133) are alternately directed to a common radiation receiver with an alternating frequency which is large against the deflection frequency of the common, specular deflector.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the image of a light source (82) by means of a system (81) arranged in the pupil of the light source (82) imaging system Bi-prism (84) is split into two partial images on which the beam modulation means (83/86) act, and that in the plane of the partial images a second bi-prism (89) is provided, which causes the modulated emanating from the two fields The bundles of rays essentially coincide in the area of the common objective (87).

5. The device according to claim 3, characterized in that a beam modulator (101) is in the pupil plane of a beam is provided, which acts in various ways on one or the other half of the radiation beam, and that optically in a to the Strählenmodulator (101) conjugate plane bundle-splitting means (100) are arranged, which split the image of the light source (93) generated by the modulated beam (M, V) into two partial images.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the bundle-splitting """means are arranged behind the reflective" deflector (99) .

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the bundle-splitting means are formed by a bi-prism (100) .

8. The device according to claim 3, characterized in that behind the reflective deflection means (106) an inclined partially transparent mirror (107) is arranged, which splits a light beam focused in the scanning plane into two scanning light bundles, and that behind the scanning planes (108, 109) a beam modulator (117) and optical collecting members (115) are provided which collect the scanning beam on the radiation receiver (116).

9. Apparatus according to claim 3, characterized in that means for generating a periodically variable polarization of the light (121, 127, 133) and polarization filters (125, 126) crossed to one another in the separate scanning beams are provided in a common part of the beam path of the two scanning beams are.

For this purpose 2 sheets of drawings