DE3131269C2 - Elektrooptisches Meßsystem - Google Patents

Abstract

Ein elektrooptisches Meßsystem in einer photogrammetischen Vergleichseinrichtung oder einem Stereocompiler weist ein für sichtbares Licht transparentes Phasengitter auf, welches auf einer Oberfläche der Photostützplatte der Vorrichtung getragen wird. Das Gitter wird als eine zusammengesetzte Schicht von λ/4 Filmen mindestens zweier dielektrischer Materialien gebildet, die unterschiedliche Brechzahl haben und auf der Stütze derart aufgelegt werden, daß sich parallele Bänder ergeben, in denen die zwei Filmmaterialien in abwechselnder Folge von Band zu Band angeordnet sind. Als Folge dieses Aufbaues, der eine konstante räumliche und optische Dicke bezüglich der durchgelassenen Belichtung über das ganze Gittermuster sicherstellt, wird die belichtungsschwächende Beugung des durchgelassenen sichtbaren Lichtes vermieden, und doch sorgt das Gittermuster für eine Störbeugung in der Reflexion, die bei einem Meßsystem für eine präzise Verschiebung benutzt werden kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrooptisches Meßsystem entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches.

In der optischen Metrologie oder Meßtechnik, insbesondere in der Photogrammetric hängt die Praktikabilität der verwendeten Meßsysteme von der Präzision ab, mit welcher eine Messung relativer Ortspunkte auf dem Untersuchungsobjekt durchgeführt werden kann. Beispielsweise ist es wesentlich, daß Merkmale auf einer Luftphotographie einer Landmasse präzise in bezug auf vorgegebenen Bezugspunkte lokalisiert werden, damit Basisönentierungsparameter zum Aufbau von Terrainstereomodcllen berechnet werden können.

Vorrichtungen, wie z. B. Mono- und Stereovergleichseinrichtungen, die für die Bemessung von Koordinaten von Terrainbezugsmerkmalen verwendet werden, und Stereocompiler, welche räumliche Terrainaussichten aus Analysen solcher Koordinatenbemessungen erzeugen, hängen in ihrer Brauchbarkeit von der Genauigkeit ab, mit welcher Objektverschiebungen bei Photos gemessen werden können. Vorstehende Instrumente sind insofern im wesentlichen ähnlich, als sie Einrichtungen zur Befestigung eines transparenten Photos aufweisen zwecks Betrachtung mit optischen Einrichtungen, währenddessen zwischen den Betrachtungsoptiken und dem Photo eine Relativverschiebung durchgeführt wird, sowie auch insofern, als diese Instrumente Einrichtungen zum Messen einer solchen Verschiebung aufweisen.

Von vorstehenden Bauelementen sind die Meßeinrichtungen die kritischsten Komponenten und machen hinsichtlich der Realisierung der notwendigen Genauigkeiten die größten Schwierigkeiten.

In ihrer einfachsten Form bestehen diese Meßeinrichtungen im wesentlichen aus einer stationären Basis, auf welcher eine erste Plattform (oder Bühne) gelagert ist, die für eine Bewegung längs einer ersten horizontalen Achse vorgesehen ist, wobei die erste Bühne eine zweite halten, die zur Bewegung längs der zur ersten Achse orthogonalen horizontalen Achse vorgesehen ist, und welche das zu prüfende Photo, in der Regel eine Diapositivplatte, haltert. Ein an der Basis angebrachtes stationär über der Diapositivplatte gehaltenes Mikroskop weist eine Zielmarke auf, welche den Bezugspunkt vorgibt währenddessen die Geländemerkmale im Photo im durchfallenden Licht betrachtet werden. Indexmarkierungen auf der Basis und an der ersten Bühne werden in Verbindung mit entsprechend abgestuften Meßskalen, die sich längs der orthogonalen Verschiebeachsen auf beiden Bühnen erstrecken, verwendet, um die Koordinaten der Geländeinerkmale und das Maß der Verschiebung im Photo bezüglich der Bezugszielmarke zu erfassen.

Von diesen einfachen Anfängen aus sind photogrammetrische Instrumente hinsichtlich der Genauigkeitsmessung durch die Einführung von Verstellschraubenspindein oder anderen präzisen Verschiebungsmeehanismen verbessert worden, auch durch elektromeclranische Meßvorrichtungen, wie z. B. Winkelkodierer. Derartige Ausführungen sind behpielswj.ie in der US-PS AO 31 16 555 beschrieben. Die Probleme hinsichtlich der Erreichung der erforderlichen Genauigkeit blieben jedoch bestehen, und zwar wegen der mechanischen Toleranzen (Loose), die zwischen dem Photo und dem letzten Meßelement vorhanden sind.

Da jeder Übergang in einer solchen mechanischen Kette eine Meßfehlerquelle darstellt, hat man Versuche unternommen, die Verschiebemeßeinrichtung mit dem Photo selbst in engere Beziehung zueinander zu bringen, um so die bei den zur Verfugung stehenden Meßsy-Sternen inhärent vorhandenen Diskrepanzen zu eliminieren. Zu diesem Zweck wurden Anordnungen, wie z.B. nach der US-PS 33 30 964. mit elektrooptischen Koordinatenmeßskalen geschaffen, die integraler Teil eines einzigen Bühnenträgers sind, mit dessen Hilfe die Photo/Meßskalenkombination als Einheit relativ zu der stationären Kombination von Beobachiungsoptiken und Meßskalenlesesensoren verschoben werden konnte.

Obwohl das System eine erhebliche Verbesserung bO brachte, litt es an der übermäßen Versetzung zwischen der Bctrachtungssichtlinie und den Mcßelemcnlcn, welche zwangsläufig durch das Erfordsrnis eines ungestörten Lichtweges über die gesamte Fläche des Diapositivbildes gegeben war. Der sich ergebende verlängerte b5 Momentenarm zwischen dem Photobe/.iigspunkt und der Meßeinrichtung führte zu Torsionsvcrschicbefchlern, die bei präzisen photogrammctrischen Arbeiten nicht toleriert werden konnten. Bei dem System gab es

ferner den Nachteil, daß eine Arbeitsoberfläche ausreichend großer Fläche erforderlich ist, um die Meßskalenelemente sowie das Objektphoto in geeignete Beziehung zueinander bringen zu können.

Einige Verbesserungen bei der Meßgenauigkeit und der Verringerung der Gerätegröße wurden bei Systemen realisiert, wie sie z. B. in der US-PS 37 29 830 beschrieben sind, bei denen das Photo- und biaxiale Meßskalengitter im allgemeinen in einer Linie zur Betrachtungssichtlinie angeordnet wurde. Das bestehende Erfordernis der NichtUnterbrechung des Betrachtungsweges führte jedoch zu einer Trennung der Meßskalen- und Photoelemente. Hierdurch wiederum wurde die Praktikabilität dieser Anordnung begrenzt, und zwar infolge der Notwendigkeit den kritischen Parallelismus zwischen der Diapositivplatte und dem Meßskalengitter über derart ausreichende Abstände aufrechtzuerhalten, daß die Elemente der Betrachtungsoptiken in dem dazwischen befindlichen Raum akkomodiert sind, und ferner infolge der Notwendigkeit der Schaffung eines mechanischen Systems zum fehlerfreien Ankoppeln der Photoverschiebung an die der Meßstabssensorei.

Bei dem Versuch der optimalen Gestaltung dieser Meßsysteme sowohl bezüglich der Größe als auch der Stabilität hat man Betrachtungen angestellt hinsichtlich der körperlichen Vereinigung des biaxialen Meßskalengitters und der transparenten Photostützplatte sowie in be/ug auf die räumliche Zuordnung verschiebbarer Betrachungsoptiken mit den Sensoren des Meßsystems. Auf diese Weise brauchte die Vorrichtung nur so groß wie das Objektphoto selbst zu sein, da die Optiken in der Lage waren, sich zu jedem zu messenden Merkmal hinzubewegen. Ferner waren die Verschiebesensoren dicht neben der Sichtlinie angeordnet, wodurch im wesentlichen die unterbrechenden mechanischen Versetzungen früherer Systeme eliminiert waren.

Haupthindernis bei der Benutzung eines solchen Meßsystems blieb jedoch das Vorhandensein des Meßskalengitters im Weg des bildtragenden Lichtstromes als Ergebnis der Anordnung der Sensoren-/Optikenkopplung dicht an der Gitteroberfläche der Photostützplatte. Das dadurch hervorgerufene Problem entsteht durch die Tatsache, daß jeder bisher zur Verfügung stehende Meßskalengitteraufbau, sei es mit einem Amplituden- oder Phasenraster, ein Beugungselement in der Betrarhtungssichtlinie entsteher läßt, welches das Biid der auszumessenden photografischen Merkmale merklich verschlechtert. Zusätzlich zur Beugung rufen diese Gilter häufig eine Schwächung des Bildstrahles hervor, wodurch die PraL'ikabilität des Systems stark herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von diesem, auch eingangs bezeichneten elektrooptischen Meßsystem dieses hinsichtlich des Gitters, das die elektrooptische sensible Meßskala vorgibt, so auszubilden, daß keine nachteilige Brechung bzw. Beugung des durchgelassenen, sichtbaren Lichtes hervorgerufen wird.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches.

Anders als das in der US-PS 37 68 911 beschriebene Amplitudengitter oder als das Phasengitter nach der US-PS 34 82 107 bietet das im erfindungsgemäßen Meßsystem verwendete Gitter keine Unterschiede in der optischen Dicke bezüglich des normal (aufgrund der Beleuchtung der Diapcjltivplatte) einfallenden und durchgelassenen Lichtes und vermeidet somit die Erzeugung von Beugungen hinsichtlich des bildtragenden Lichtbündels- Auf der anderen Seite wird das auftref fende Licht aus einem Abfühlsystem (wie es ?_ B. in der erwähnten US-PS 37 68 911 dargestellt ist) ausreichend in der Reflexion gebeugt, um so das Streifenmuster zu erzeugen, welches die Basis für jenes elektrooptische Präzisionsmeßsysiem bildet.

Bei dem erfindungsgemäßen Meßsystem ist ein transparenter Träger für das zu unterzeichnende Photo vorgesehen, der an seiner Unterseite ein Gittermuster aufweist, welches alternierende Bänder zusammengesetzter Schichten aus mindestens zwei Materialien mit unterschiedlichen Brechzahlen besitzt Die zwei ausgewählten Materialien werden auf der Unterseite des Trägers, der Stützplatte, in im wesentlichen gleichen optischen Dicken von A/4 aufgebracht wobei die Reihenfolge jedes Materials in den alternierenden Bandschichten jeweils umgekehrt ist. Auf diese Weise sind die optischen Dicken der zusammengesetzten Bandschichten im wesentlichen gleich, und man erhält eine gleichförmige räumliche Dicke über die gesamte O verflache.

Als Folge dieses Gitteraufbaues entsteht keine beachtliche Beugung des durchgelassenen Lichtes; deshalb kann ein auf der Stützplatte montiertes Photo ohne Verlust an Bildeinzelheiten durch das Gitter betrachtet werden. I nbeachtlich der Gesamttransparenz der Gitterplatte ist jedoch die Oberfläche einer einzelnen Schicht, insbesondere der aus dem Material mit der höheren Brechzahl, ausreichend reflektierend für von unten einfallendes Licht, um so eine Rückstrahlung zu erzeugen, die von einem photoelektrischen Detektor abgefühit werden kann.

Die erwähnte Aufbringfolge der Schichtmaterialien bewirkt daß die reflektierenden Schichtoberflächen an Stellen angeordnet werden, die sich um A/4 in den zwei Gruppen abwechselnder Bänder unterscheiden, wodurch eine ^-Phasenverschiebung zwischen Teiien des von den entsprechenden Bändern reflektierten Detektorlichtes hervorgerufen wird mit einer sich daraus ergebenden Interferenz zwischen diesen in der Phase verschobenen Lichtsegmenten, welche das typische Moire-Streifenmuster hervorrufen.

Das auf die Photostützplatte aufgebrachte Phasengiiter kann mit einem Strichplattengitterelement bzw. Rasterelement zu einem Verschiebemaßsysteii kombiniert werden, wie es etwa in der US-PS 37 68 911 beschrieben ist. Bei einer solchen Anwendung sind die Strichplatten-, Lichtquellen- und Detektorelemente des Systems eng den Photobetrachtungsoptiken einer photogrammetisehen Vergleichseinrichtung oder eines Compilers zugeordnet und für die Bewegung mit diesem neben dem Gitter der Stützplatte angeordnet. Der Vorteil, daß de· (optische) Versatz zwischen den Betrachtungs- und Mt3eltmenten im wesentlichen eliminiert ist, wird dadurch realisiert, daß das auf der Fotostütze aufgebrachte Gitter beim Durchlassen des die Diapositivp'atte una die Stütze beleuchtenden Lichtes keine Beugung verursacht, so daß das durch die Stütze und das Gitter betrachtete Photobild "icht verschlechtert wird.

Im Betrieb des Meßsystems wird Lieh« aus der gleichförmig in alle Richtung strahlenden Quelle des Betrach= tungssystems durch das zweite (Amplituderi/gitter durchgelassen, von wo aus es auf das (erste) Gitter der Stützplatte einfällt, wo es unter Reflexion mit der erwähnten Phasenverschiebung und Bildung von Streifen in dem reflektierten Licht gebeugt wird, welches dann durch das zweite Gitter auf die photoelektrischen Detektoren durchgelassen wird. Eine Relativbewegung

zwischen den beiden Gittern bewirkt eine Verschiebung des Streifenmusters auf dem zweiten Gitter (bzw. der Zielmarke) mit einer sich daraus ergebenden Intensitätsvariation des zu den Detektoren durchgelassenen Lichtes.

Für den Aufbau des Phasengitters des gemäß der Erfindung ausgebildeten Meßsystems benutzt man ein Vakuumverfahren, welches nachfolgend beschrieben wird. Das Paar dielektrischer Materialien in Form dünner Filme, das die zusammengesetzte Gitterschicht bildet, wird jeweils ausgewählt aus Verbindungen mit höherer Brechzahl (2,2-2,7), wie z. B. Ceroxid. Titanoxid. Thordioxid, Zinksuifid und Zircondioxid, und Materialien mit niedrigerer Brechzahl (1,3-1,5), wie z.B. Magnesiumfluorid, Calciumfluorid, Cryolit, Lithiumfluorid und Siliziumoxid; diese Schichten werden in entsprechender Dicke von /J/4 von etwa 850 nm, welches die wirksame Wellenlänge der üiuhiichtqueiie ist. die bei einem bevorzugten Meßsystem verwendet wird, aufgebracht. Da Filmmaterial mit höherer Brechzahl anscheinend die größere Wirkung auf die Reflexionsphasenverschiebung der zusammengesetzten Gitterschicht hat, ist es besonders erwünscht, daß die A/4 Dicke des Filmmaterials mit niedriger Brechzahl beibehalten wird, um eine optimale /ί/2-Phasenverschiebung in dem reflektierten Strahl sicherzustellen.

Die Stärken gleicher Filmbänder sollen über die ganze zusammengesetzte Schicht des Gitters mindestens innerhalb einer Schwankungsbreite von 15% liegen, um einen stetigen Beugungsgrad im reflektierten Licht sicherzustellen.

Ein wirksames erstes Phasengitter für eine photogrammetrische Vergleichseinrichtung oder einen Compiler kann man mit einer zusammengesetzten Schicht erhalten, welche die dielektrischen Materialien hat. die in Linienureiten von etwa 2Q jun jeweils aufgedampft sind, um eine Gitterperiode von etwa 40 μπι vorzusehen. Unter Verwendung eines zweiten Strichgitters ähnlicher Periodizität in dem erwähnten, die Empfindlichkeit verdoppelnden Reflexionssystem kann eine Meßpräzision von etwa 1 μπι leicht mit einer käuflichen Detektor- und Auflöseelektronik erhalten werden. Das Phasengitter des Meßsystems gemäß der Erfindung sorgt für einen zusätzlichen Vorteil dadurch, daß sein hoher Transparenzgrad für das die Diapositivplatte ausleuchtenden Lichtes das Aufbringen eines Paares orthogonaler Gittermuster auf der Photostützplatte erlaubt, um ein biaxiales Meßgitter ohne beachtliche Schwächung des ausleuchtenden Lichtes vorzugeben. Mit einem solchen biaxtalen Gitter und einem zweiten Aufnahmekopf mit Lichtquelle, Strichgitter und Detektoren, welche den verschiebbaren Betrachtungsoptiken zugeordnet sind, wird eine Einrichtung zur direkten Erfassung der Koordinaten von Merkmalen des auszuwertenden Photos geschaffen.

Weitere Vorteile, ausgestaltende Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht unter schematischer Darstellung der Elemente des Mcßsysicms gemäß der Erfindung.

F i g. 2 cmc Schnsiiansichl entlang der Linie 2-2 der F i g. 3. wobei ein Teil der Photostützplatte der F i g. 1 betrachtet wird zur Darstellung des Aufbaues der zusammengesetzten Phasengitterschicht gemäß der Erfin-F i g. 3 eine Draufsicht auf den Teil der Phasengitterschicht, und

Fig.4 eine Reihe von Ansichten einer Photostützplatte unter Veranschaulichung der Verfahrensstufen bei der Herstellung eines bevorzugten Phasengitteraufbaus gemäß der Erfindung.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines Meßsysiems der Erfindung unter Verwendung eines transparenten Phasengitters ist schematisch in F i g. 1 gezeigt. Das Systern weist eine ebene Stütze für ein Photo auf mit einer transparenten Glasplatte 22, welche die Phasengitterschicht 24. die in größerer Einzelheit unten beschrieben werden soll, halten. Ein Diapositiv, in typischer Weise die Luftaufnahme eines Geländes mit bestimmten Merkmalen, welches eine Glasplatte 23 und eine entwikkelte photographische Emulsionsschicht 25 aufweist, liegt während der Prüfung auf der Glasplatte (Stütze)

Eine allgemein mit 10 bezeichnete Betrachtungsoptik ist dicht neben der Stützplatte 22 angeordnet und kann sich längs einer Koordinatenachse bewegen, wie durch den Doppelpfeil gezeigt ist, und zwar in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu den Linien des Gitters 24 steht Bei der vorliegenden Ausführungsform weist diese Gittermeßskala orthogonale Musterlinien auf. wie zum Teii in Fig.3 gezeigt ist. Der optische Beobachtungsaufiju 10 kann sich auch längs der orthogonalen Koordinatenachse in Richtung senkrecht zur Ebene der F i g. 1 bewegen. Auf diese Weise können beide kartesisehe Koordinaten der auszumessenden Geländemerkmale bestimmt bzw. erfaßt werden

Die verschiebbare Betrachtungsoptik gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist in einfacher Weise in F i g. 1 als ein Körper 16 gezeigt, in welehern ein Kollimatorlinsensystem 12 und eine reflektierende Prismaoberfläche 14 gehaltert sind. Abbildungslicht von einer Lichtquelle, die nicht dargestellt ist, fäiii auf das photografische Abbild 25 im Strahl 27 und wird nachfolgend durch die Stützplatte 22 und das Gitter 24 für die Kollimation durch die Linse 12 und die Reflexion von der Oberfläche 14 längs dem Strahl 29 zu zusätzlichen Abbildungsoptiken hin durchgelassen, die ebenfalls nicht dargestellt sind und das Bild des Photos zur Ablesevorrichtung der Vergleichseinrichtung oder Compilervorrichtung leiten.

Der Beobachtungsoptik 10 ist der Verschiebedetektor 11 zugeordnet, welcher eine Lichtquelle 13 und eine Stichplatte 17 aufweist, an welcher ein photoelektrischer Sensor 15 angebracht ist. Gemäß dem allgemein

so oben beschriebenen Meßsystem wird die diffuj Beleuchtung von der Quelle 13 durch das Amplitudengitter 19 der Strichplatte 17 durchgelassen, um dann von der Phasengitterschicht 24 der Stützpiatte 22 reflektiert und durch das komplementäre Amplitudengitter der Platte 17 zurück durchgelassen zu werden und auf den Sensor 15 mit sich verändernder Intensität einzufallen, und zwar je nach der Verschiebung der Beobachtungseinrichtung 10 und des Detektorkopfes 11 bezüglich des Phasengitters 24. Das Strichplatten- oder Amplitudengitter 19 ist im wesentlichen parallel zu den aufgelegten Linien einer Koordinatenachse des Phasengitters 24 angeordnet. Obwohl in der Darstellung nicht ge/cigt, versteht es sieh, daß ein zweiter Dctcktorkopf, der dem bei Il gezeigten identisch ist, ebenfalls durch Beobach-

b5 tungsoptiken getragen wird, wobei das Strichpiattenmuster sich in orthogonaler Richtung parallel zu der zusätzlichen Achse des Phasengittermusters erstreckt.
Der Aufbau der für den Abbildungslichtstrah! 27

transparenten, das Licht der Quelle 13 reflektierenden Phascngitterschtcht 24 der vorliegenden Ausführungsform ist in größerer Einzelheit in Fig.2 gezeigt und weist mehrere aneinanderstoßende dünne Filme (Bänder) dielektrischer Materialien auf, die auf der Photostiitzplatte 22 als Schicht aufgetragen sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Filmmaterialien Ccriufviuxid 26 und Magnesiumfluorid 28. Jedes dieser Materialien ist auf der Stützplatte mittels der herkömmlichen Vakuumaufdampftechnik in einer Art und Weise als Schicht aufgebracht, wie nachfolgend im einzelnen noch beschrieben wird. Jedes Filmsegment ist in einer Dicke von etwa/Z/4 aufgebracht, gemessen an der effektiven Durchschnittswellenlänge, der Detektorkopflichtquelle 13, d. h. 850 nm für die Glühbirne der vorliegenden Ausführungsform. Wie man aus F i g. 3 sieht, besteht das ausgewählte Muster aufgedampfter Materialien, welches an der Fläche der Platte 22 erscheint, aus zwei Gruppen von senkrecht sich schneidenden Linien von Magnesiumfluorid 28, die sich in jeder Koordinatenrichtung mit ähnlich bemessenen isolierten Quadraten aus Ceriumoxid 26 abwechseln.

Im Betrieb wird Licht aus der Quelle 13 des Detektorkopfes 11 durch das Gitter 19 durchgelassen, welches etwa 3 mm von der Oberfläche des Phasengitter 24 angeordnet ist, es wird dann von der vordersten Oberfläche jedes der Ceriumoxidfilme 26 bzw. 26' mit höherer Brechzahl reflektiert, die an Stellen in der zusammengesetzten Schicht 24 angeordnet sind, welche sich um die A/4- Dicke der Magnesiumfluoridfilme 28 unterscheiden. Die entsprechenden Teile des von diesen Oberflächengruppen reflektierten Lichtes werden also insgesamt jeweils um A/2 in der Phase verschoben, was zu einer Interferenz zwischen ihnen unter Bildung des charakteristischen Streifenmusters führt.

Dieses Lichtstreifenmuster fällt dann auf die übrigen Abschnitte des Strich^lsttsfi^ittsrs 19, dis in wirkssnisr Weise das Streifenmuster zwecks Bildung der unterschiedlichen Intensitätsvariationen des auf den Detektorsensor 15 einfallenden Lichtes abblenden. Ein ähnliches Streifenmuster wird in den senkrecht dazu angeordneten Gittermustern der zusammengesetzten Schicht 24 und dem Doppeldetektorkopf 11 erzeugt, um in ähnlicher Weise eine Anzeige der Verschiebung der Beobachtungsoptik oder der Photos entlang dieser Achse /u haben.

Kin bevorzugtes Verfahren zur Bildung der zusammengesetzten Phasengitterschicht gemäß der Erfindung ist graphisch in F i g. 4 dargestellt. Beim Schritt

(a) wird eine 3 mm starke Glasplatte 41 mit einer 1 μπι starken Schicht aus einem Photolack 42 beschichtet, z. B. aus einem Naphtoquincndiazid. Diese Beschichtung wird in der üblichen Weise entsprechend der Empfehlung des Herstellers vorbereitet, und in der Stufe

(b) wird sie in Kontakt mit einer Vorlage 25 Minuten lang mit dem Licht einer 125 Watt starken Photolampe aus einem Abstand von etwa 1,5 m belichtet und in einem handelsüblichen Entwickler entwikkelt Beim Entwickeln werden die belichteten Bereiche der Beschichtung entfernt, so daß ein die Vorlage kopierendes Schutzabdeckungsmuster 43 entsteht Bei diesem Beispiel weist die verwendete Vorlage zwei Gruppen von senkrecht angeordneten, parallelen, opaken Linien mit einer Breite von etwa 20 μπι auf.

Gemäß Schritt

(c) wird eine Aluminiumschicht 44 entsprechend den üblichen Techniken in Vakuum aufgedampft, und zwar bei Umgebungstemperatur bis zu einer Dicke von etwa 1 μπι auf dem Schutzschichtmuster 43 und den belichteten Oberflächen der Stützplatte 41. Das Schutzschichtmuster wird dann durch Lösen in Aceton abgetragen bei gleichzeitigem Entfernen

ίο des überstehenden Aluminiums, um so beim Schritt

(d) ein Muster 44 aus Aluminium zu erhalten, welches den belichteten Flächen der ursprünglichen Schutzschicht entspricht.

Auf das Aluminiummuster und die freiliegende Glasoberfläche wird durch Vakuumaufdampfen eine A/4 (bei 850 nm)-Schicht von Ceriumoxid 45 aufgebracht, und auf diese Schicht wird eine Λ/4-Schicht aus Magnesiumfiuoriu 46 aufgcbiaohi. Während dieses Aufdampfens sorgt man in üblicher Weise dafür, daß konstante erhöhte Beschichtungstemperaturen aufrechterhalten werden, um präzise Brechzahlen in der fertiggestellten zusammengesetzten Schicht sicherzustellen. Nach dem Kühlen der Platte 41 und der aufgelegten CeOj- und MgF2-Schichten wird eine Chromschicht 47 mit einer Dicke von etwa 1 μπι im Vakuum bei Umgebungstemperatur aufgebracht (F i g. 4(e)).

Die beschichtete bzw. bedeckte Platte wird dann in ein Ätzbad etwa 10°/oiger NaOH getaucht, in welcher die verbleibende Aluminiumauflage aufgelöst und von der Platte 41 zusammen mit den Schichten entfernt wird, die danach aufgebracht worden sind, um so das Muster der zusammengesetzten Schichten aus CeO₂ 45, MgF2 46 und Cr 47 zu erhalten, wie es im Schritt (f) gezeigt ist. Unter Verwendung der obigen Vakuumaufdampftechniken werden /2/4-Schichten aus MgF₂ 48 und CeO; 49 ihrerseits auf die Chrom- und belichteten Glasflächen aufgedampft, wie es im Schritt (g) gezeigt ist.
Die beschichtete Platte wird dann in eine Chromätzlösung eingetaucht, z. B. in saures Cerammoniumnitrat, um die Chrommusterschicht zu lösen und mit den Überschichten von MgF₂ und CeO₂ zu entfernen. Die sich ergebende beschichtete Platte wird dann gewaschen und getrocknet, wodurch sich der in der Stufe (h) gczeigte fertig bearbeitete Träger des Photos (Photostütze) ergibt. Nach dem Schritt (h) weist die zusammengesetzte Phasengitterschichl dieser Stütze abwechselnde Bänder von MgF₂/Ce0₂ 46. 45 und CeO₂/MgF₂ 49, 48 auf.

Gemäß einer geringfügigen Änderung des in F i g. 4 gezeigten Verfahrens kann das anfängliche Aluminiumschichtmuster 44 des Schrittes (d) dadurch erhalten werden, daß man zuerst eine kontinuierliche Aluminiumschicht auf der Platte 41 aufbringt und darauf eine Schutzschicht 42 auflegt mit nachfolgender Belichtung und Entwicklung, danach Ätzen des Aluminiums und Abtragen der verbleibenden Schutzschicht. Das Aluminiummuster kann dann entsprechend den nachfolgenden Schritten (e)—(h) der F i g. 4 behandelt werden.

Wie bereits oben erwähnt, können andere dielektrische Materialien mit höheren Brechzahlen an Stelle des CeO₂ verwendet werden; auch das MgF₂ mit der niedrigeren Brechzahl kann durch andere dielektrische Materialien ersetzt werden, die Brechzahlen in vergleichbarem Bereich haben. Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung des Signalansprechverhaltens des Meßsystems besteht im anfänglichen Aufbringen einer Antireflexionsschicht auf der Platte 41, z. B. einer /2/4-Schicht

ίο

aus MgFs (bei 550 nm). Diese Antireflexionsschicht isoliert die zusammengesetzte Phasengitterschicht 24 von
der Stütze 22 bezüglich des sichtbaren Lichtes und verringert in wirksamer Weise die Beugung im durchgelassenen Licht sowie die Reflexionen an der Oberfläche
der Stützplatte, die sonst mit dem Maßstreifenmuster
interferieren konnten und einen störenden Einfluß auf
dieses ausüben könnten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrooptisches Meßsystem mn einer ebenen Stütze (22) für ein zu messendes Objekt (25), einer Lichtquelle (13), einem ersten Gitter (24). welches bezüglich des Objektes (25) stationär angeordnet ist, einem zweiten Gitter (19), welches mit dem ersten Gitter (24) im Licht von der Lichtquelle (13) angeordnet ist, wobei die Gitter zur Erzeugung eines Interferenzstreifenmusters relativ bewegbar angeordnet sind, und mit einer fotoelektrischen Einrichtung (15) zur Schaffung eines sich verändernden elektrischen Signals in Abhängigkeit zur Lichtintensitätsschwankung in dem Streifenmuster, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gitter (24) ein reflektierendes Phasengitter ist, die Lichtquelle (13), Gitter (19, 24) und die fotoelektrische Einrichtung (\5) auf der Seite der Stütze (22) gegenüber dem Objekt (25) sowie derart angeordnet sind, daß das aus "der Lichtquelle (13) kommende Licht durch mindestens einen Teil des zweiten Gitters (19) durchgelassen wird, um vom Phasengitter (24) reflektiert zu werden, und wieder durch mindestens einen anderen Teil des zweiten Gitters (19) durchgelassen wird, um auf die fotoelcitrische Einrichtung (15) aufzufallen, und daß das Phasengitter (24) eine Beschichtung auf der Stütze (22) aus einer ersten und einer zwiten Schicht aus sich abwechselnden, aneinanderstoßenden Bändern zweier Filmmaterialien (26, 28) im wesentlichen gleicher Breite und optischer Dicke aufweist, wobei Ct zwei Filmmaterialien erheblich unterschiedliche Brechzahlen haben und jedes der Materialien der . reiten Schicht mit niedriger (46) und höherer (49) Brechzahl jeweils auf dem Material mit höherer (45) und niedriger (48; Brechzahl der ersten Schicht und sich über diese erstreckend angeordnet ist, wodurch die äußere Oberfläche des Phasengitters im wesentlichen in der gleichen Ebene mit der Stützoberfläche und parallel zu dieser vorgesehen ist. so daß normalerweise einfallendes Licht (27) ohne erhebliche Beugung durcn das Gitter (24) und die Stütze (22) durchgelassen werden kann.