DE3306715A1 - Digitales laengenmessgeraet fuer ein mikroskop - Google Patents

Description

Digitales Längenmessgerät für ein Mikroskop

Die Erfindung bezieht sich auf ein digitales Längenmessgerät für ein Mikroskop, bestehend aus einem Okular, das auf einem im Strahlengang verschiebbaren Messmarkenträger einer Messmarke und einem mit dem Messmarkenträger verbundenen Messwertgeber ausgerüstet ist.

Bekannte Geräte dieser Art weisen einen Längenmesswertaufnehmer mit im Strahlengang sichtbarem, verstellbarem Fadenkreuz auf, dessen Signalabgabe der Fadenkreuzverschiebung proportional ist. Ausserdem kann in der Ebene des Fadenkreuzes eine Strichplatte im Mikroskop angeordnet sein.

Bei diesem Gerät wird für die Eichung ein Eichmassstab oder ein Eichnormal statt dem Objekt für jede Vergrösserungseinstellung eingebracht. Durch die Zuordnung einer bekannten Strecke auf dem Eichmassstab zu der ihr entsprechenden Strecke auf der Strichplatte erfolgt die Eichung. Dabei muss nach jeder Verstellung der Vergrösserung eine neuerliche Eichung vorgenommen werden. Jede solche Eichung erfordert einen grossen Zeitaufwand und somit Kosten. Ausserdem besteht die Gefahr von Fehleinstellungen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, den Eichvorgang für ein digitales Längenmessgerät zu vereinfachen und sogar teilweise zu automatisieren. Ferner soll der eigentliche Messvorgang nicht wie bisher in einer Koordinate, sondern in zwei Koordinaten durchgeführt werden können, wobei über einen Rechner laufend die dazugehörige Diagonale ermittelt werden kann.

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Diese Aufgabe lässt sich erfindungsgemäss durch die im Anspruch 1 definierten Merkmale lösen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Messgerätes in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Messgerätes in einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 3 ein Blockschaltbild des Messgerätes in einer dritten Aus führung s fο rm;

Fig. 4 ein Blockschaltbild des Messgerätes in einer vierten Ausführungsform.

Die Fig. 1 zeigt ein Mikroskop 4 mit einem Beobachtungsobjektiv 41, dem Okular 3 für die Beobachtung einschliesslich Messung des zu untersuchenden Objektes. Oberhalb des Okulars befindet sich das Auge des Beobachters. Mit dem Beobachtungsobjektiv 41 können verschiedene Vergrösserungen des Objektes 42 eingestellt werden. Dies geschieht bekanntlich mittels verschiedener Wechselobjektive, einem Objektiv-Revolver oder einem Zoom-Objektiv. Das Okular 3 enthält einen verstellbaren Messmarkenträger 2 mit einer Messmarke 1, die zur Längenmessung des zu messenden Objektes 42 und zur vorherigen Eichung im gewünschten Vergrösserungsbereich bzw. Messbereich benutzt werden. Das Längenmessgerät mit Anzeige, das für jeden Vergrösserungsbereich neu geeicht werden muss, ist in der Fig. 1 rechts vom Mikroskop 4 als elektronische Schaltung gezeichnet.

Vor der eigentlichen Längenmessung erfolgt die Eichung auf den gewünschten Vergrösserungsbereich. Dieser Eichvorgang

wird im folgenden näher beschrieben.

Der Eichmassstab, der mehrere Eichstrecken für verschiedene Längenbereiche, zum Beispiel 0 - 0,75 mm, 0 - 1,5 mm oder 0-28 mm, enthält, wird anstelle des Objektes 42 auf den nicht dargestellten Objekttisch des Mikroskops 4 gelegt. Der gewünschte Vergrosserungsbereich, der für das zu messende Objekt am günstigsten ist, wird nun am Beobachtungsobjektiv 41 eingestellt. Der eigentliche Eichvorgang wird durch Einstellung der Messmarke 1, die ein Strich oder ein Kreuz sein kann, auf die Null-Marke des Eichmassstabes eingestellt. Dies erfolgt durch Verschieben des Messmarkenträgers 2 mittels der Rändelschraube 511, die von der Bedienungsperson betätigt wird. Der Messwertgeber 51 erzeugt elektrische Signale, die sämtliche Positionen des Messmarkenträgers 2 darstellen. Diese Signale gelangen auf den nachfolgenden Stromkreis, der als Messwertwandler 71 und als erstes Rechenglied 91 ausgebildet ist. In der Null-Position des Messmarkenträgers 2 und des Eichmassstabes schliesst die Bedienungsperson den Null-Schalter 81 kurzzeitig, so dass dieses Signal als Bezugsgrösse in den Speicher 101 kommt. Das erste Rechenglied 91, das laufend die Positionssignale des Messwertgebers 51 empfängt, wird durch den Speicher 101 dahingehend informiert, dass es sich hier um das Nullpunktsignal des gewählten Vergrösserungsbereiches handelt. Nun verschiebt die Bedienungsperson mittels der Rändelschraube 511 den Messmarkenträger 2 so lange, bis die Messmarke 1 das andere Ende der Eichstrecke, zum Beispiel 1,5 mm, deckt. Die Bedienungsperson gibt in den Bereichschalter 16 den gewählten Messbereich N als Code ein. Ferner schliesst sie kurzzeitig die Eichtaste 11, so dass die Position der Messmarke 1 auf zum Beispiel 1,5 mm als Eichstreckenende in das zweite Rechenglied 12 gelangt.

Da der in den Bereichschalter 16 eingegebene Messbereich N schon im dritten Speicher 15 sich befindet, kann das zweite Rechenglied 12 den Massstabfaktor M errechnen und in den zweiten Speicher 14 zugeordnet zu dem durch den Schalter vorgegebenen Messbereich N speichern. Diese Werte stehen dem dritten Rechnungsglied 13 für den eigentlichen Messvorgang zur Verfügung.

Es sei nun angenommen, dass eine kleine Schraube oder eine elektronische gedruckte Schaltung als Objekt 42 vermessen werden sollen. Die Bedienungsperson betätigt die Rändelschraube 511 so lange, bis die Messmarke 1 des Messmarkenträgers 2 an eine beliebige Linie herangefahren ist. Es wird die Rückstelltaste 81 kurz betätigt. Somit ist die Null-Position des Objektes 42 im ersten Rechenglied 91 festgelegt. Die Bedienungsperson bewegt nun die Messmarke über die zu messende Schraube oder elektronische Schaltung bis zum Beispiel zum anderen Ende. Die Positionssignale gelangen über das erste Rechenglied 91 auf das dritte Rechenglied 13. Dort werden sie unter Berücksichtigung der Werte aus dem Eichvorgang verarbeitet und gelangen auf die Anzeige 17 bzw. auf den Drucker 18, sofern die Taste 181 gedrückt wird. Der MessVorgang der Fig. 1 ist nur für eine Koordinatenrichtung beschrieben. Selbstverständlich können auch mehrere Koordinatenrichtungen vermessen werden, was später im Zusammenhang mit der Figur 4 gezeigt wird. Beim Messvorgang der Fig. 1 kann der sogenannte Nullpunkt an jeder beliebigen Stelle des Objektes 42 gelegt werden.

Wenn aus irgendeinem Grunde der Vergrösserungsbereich geändert werden muss, so ist für jeden neuen Vergrösserungs-

bereich ein Eichvorgang notwendig. Ein solcher Eichvorgang ist mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 mühelos und leicht durchzuführen, da er praktisch nur aus dem Betätigen der Rückstelltaste 81 zur Festlegung des Nullpunktes des Eichmassstabes und der Kalibriertaste 11 zur Festlegung des eigentlichen Massstabes besteht. Die einmal erhaltenen Eichwerte bleiben für jeden Vergrösserungsbereich gespeichert. Dies gilt auch für verschiedene Eichstrecken innerhalb desselben Vergrösserungsbereiches. Die gespeicherten Eichwerte bleiben auch bei Ausfall des normalen Stromversorgungsnetzes erhalten. In diesem Fall ist eine Batterie in der gesamten Anordnung vorgesehen. Die Batterie ist nicht eingezeichnet.

Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit gleichen Bauteilen wie bei demjenigen der Figur 1. Der Unterschied liegt darin, dass als Beobachtungsobjektiv 41 entweder Wechselobjektive oder ein Objektivrevolver benutzt werden und die eingestellten Vergrösserungsberexche durch die Vorrichtung 6 eingestellt werden. Der Bereichschalter 61, der in der Vorrichtung 6 angeordnet ist, gibt die elektrischen Signale, die den eingestellten Vergrösserungsbereich darstellen, über den Signalwandler 19 auf den zweiten Speicher 14 und dritten Speicher 15. Der Eichvorgang sowie der Messvorgang bei dem Ausführungsbeispiel der

Figur 2 laufen in gleicher Weise ab wie bereits im Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben wurde.

Die Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei wird als Beobachtungsobjektiv 41 ein Zoom-Objektiv verwendet. Mit Hilfe der Vergrösserungverstellvorrichtung 6 werden die Vergrösserungsbereiche des Zoom-Objektivs stufenlos eingestellt. Die elektrischen Signale, die die Werte der Vergrösserungsbereiche darstellen, werden durch den Bereichschalter 61 über den Signalwandler 19 auf einen Interpolator 20 sowie auf den zweiten Speicher 14 und den dritten Speicher 15 gegeben. Mit dem Interpolator 20 werden die zwischen Einzelfixpunkten der Vergrösserungsbereiche liegenden Massstabfaktoren M interpoliert. Auch hier erübrigt sich eine Einstellung der jeder Vergrösserung zugeordneten Vergrösserungswerte. Dadurch ist ein stufenloses und automatisches Messen möglich, nachdem die Eichung für einzelne Vergrösserungswerte als Fixpunkte erfolgte. Der Ablauf von Eichen und Messen ist also gleich wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen.

Während die bisher beschriebenen drei Ausführungsbeispiele Eichung und Messung nur in einer Koordinaten-

richtung, ζ. B. χ oder y, gestatten, ist das vierte Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4 die Berechnung in beiden Koordinatenrichtungen vorgesehen. So dient, z. B. für die x-Koordinate, der Schaltkreis 51, 71, 81, 91, 101 und für die y-Koordinate der parallele Schaltkreis 52, 72, 82, 92, 102. Die Ausgänge dieser beiden Schaltkreise gelangen in
den zusätzlichen Rechner 21. Prinzipiell sind der Eichvorgang und der Messvorgang gleich wie in den drei anderen
Ausführungsbeispielen. Die Bedienungsperson stellt die
Messmarke 1 des Messmarkenträgers 2 des Mikroskops 4 durch Betätigung der Rändelschrauben 511 und 521 ein. Diese Werte gelangen für die x-Koordinate auf den Messwandler 71 in das erste Rechenglied 91. Für die y-Koordinate gelangen die
Werte über den Messwandler 72 in das erste Rechenglied 92. Wenn beim Eichvorgang oder auch beim Messvorgang die Messmarke 1 auf den Null-Punkt gestellt ist, werden die Null-Tasten 81, 82 für beide Koordinaten kurzzeitig betätigt,
so dass die sogenannten Null-Werte in die Speicher 101 und 102 eingegeben werden können. Wenn nun die Messmarke 1 des Messmarkenträgers 2 entlang des Eichmassstabes oder des
eigentlichen Messobjektes durch Bewegung der Rändelschrauben 511 und 521 bewegt wird, so werden die Einzelbewegungen in den Koordinatenrichtungen im zusätzlichen Rechner 21

bearbeitet, so dass der wirkliche Bewegungsablauf der Messmarke 1 (Diagonale oder eine anders geformte Kurve) als Ausgangssignale des zusätzlichen Rechners 21 weiterverarbeitet werden können.

Diese Verarbeitung einschliesslich Betätigung der Eichtaste 11 erfolgt in gleicher Weise wie bereits bei den vorangegangenen drei Ausführungsbeispielen gesagt wurde. Zum Ausführungsbeispiel der Figur 4 sei noch darauf hingewiesen, dass die einzelnen Vergrösserungsbereiche entweder mit der Verstellvorrichtung 6, dem Bereichschalter 61 und Signalwandler 19 oder mit dem Bereichschalter 16 auf die beiden Speicher 14 und 15 gegeben werden können. Um dies besser zum Ausdruck zu bringen, ist in der Figur 4 der Bereichschalter 16 gestrichelt dargestellt.

Claims (5)

ökTENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O EZ 27-2690 ro Wild Heerbrugg Aktiengesellschaft, Heerbrugg/Schweiz Digitales Längenmeßgerät für ein Mikroskop PATENTANSPRÜCHE

1. Digitales Längenmessgerät für ein Mikroskop (4), bestehend aus einem Okular (3), das auf einem im Strahlengang verschiebbaren Messmarkenträger (2) einer Messmarke (1) und einem mit dem Messmarkenträger verbundenen Messwertgeber (51) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur automatischen Messwertanzeige in digitaler Form in Abhängigkeit von der Verstellung des Messmarkenträgers (2) ein Messwertgeber (51), ein Messwertwandler (71) und ein Schaltkreis mit einem Rückstellschalter (81), einem ersten Speicher (101) und einem ersten Rechenglied (91) vorgesehen sind, an dessen Ausgang ein weiterer Schaltkreis, bestehend aus einem Kalibrierschalter (11), einem zweiten Rechenglied (12), einem zweiten Speicher (14) und einem dritten Rechenglied (13), liegt, wobei ein Bereich-

ί NTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8000 MÜNCHEN BO · WILLROIDERSTR. β · TEL. (ΟΘΟ) <540β4Ο

Schalter (16, 61) zur Eingabe der eingestellten Vergrösserung an dem zweiten Speicher (14) und an einem das zweite Rechenglied (12) versorgenden dritten Speicher (15) angeschlossen ist, und dass dem dritten Rechenglied (13) eine Anzeige- (17) oder Druckvorrichtung (18) nachgeordnet ist.

2. Digitales Längenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereichschalter (16) eine Tastatur enthält und direkt mit dem zweiten und dritten Speicher (14, 15) in Verbindung steht.

3. Digitales Längenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereichschalter (61) in einer VergrösserungsverStellvorrichtung (6) angeordnet ist, die am Beobachtungsobjektiv (41) des Mikroskops (4) vorgesehen ist, und der Bereichschalter über einen Signalwandler (19) mit dem zweiten und dritten Speicher (14, 15) in Verbindung steht.

4. Digitales Längenmessgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang des Signalwandlers (19) und zwischen dem zweiten Speicher (14) und dem dritten Rechenglied (13) ein Interpolator (20) zur

automatischen Interpolation eines Zwischenwertes der Vergrösserung bei kontinuierlichem Vergrösserungswechsel liegt.

5. Digitales Längenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Koordinatenrichtung (x, y), in die der Messmarkenträger (2) verschoben wird, ein Schaltkreis mit Rückstellschalter (81, 82), erstem Speicher (101, 102), erstem Rechenglied (91, 92) vorgesehen ist, deren Ausgänge mit den Eingängen eines Rechners (21) verbunden sind, wobei der Kalibrierschalter (11) mit dem zweiten Rechenglied (12), dem zweiten und dritten Speicher (14, 15) und dem dritten Rechenglied (13) hinter dem Rechner (21) angeordnet ist.