專利名稱：測量具有顯微成象光路的光學儀器曝光時間的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測量具有顯微成象光路、觀察光路、測量光路和入射光路的光學儀器的曝光時間的方法及裝置。
在測量顯微攝影裝置、顯微鏡室或光學測量裝置的曝光時間的大多數(shù)情況是，中間象光線被分配給觀察光路和測量光路。此外只取視場的一定的截面用于測量。已知的曝光測量方法或裝置分為3個系統(tǒng)組；它們分別在

圖1-3中示出。
在圖1中示出了一成象光路A和在其延伸線上的測量光路M，在測量光路上有一預定中心的固定的測量光闌40。由偏轉棱鏡41分出一觀察光路B，觀察光路在所畫的位置上有一目鏡-中間象面19。測量光闌40在一個與面19共軛的面上。在19處有一經(jīng)精確校準的標線板，該標線板在中間象上標定了測量光闌圖象的位置。在簡單的與顯微鏡配套的照相機上采用了這種已知的工作原理。其缺點在于，只能采用固定的測量光闌。另外在標本的陰影處看不到標線板42的標線圖象。盡管根據(jù)該已知的入射原理也可以采用多個測量光闌，但選用的測量光闌在目鏡觀測中不能顯示出來。
圖2示出了另外一種已知的方案，根據(jù)此方案，一個位置可變和尺寸可變的測量光闌43通過光源L、翻轉鏡44、具有部分透明面39的棱鏡系統(tǒng)P和三棱鏡T的反射，射到目鏡-中同象面19上。這種已知的配置顯示出了一種細節(jié)一測量光闌瞬間狀態(tài)的形式和位置。例如在后反射鏡一雙筒式中已實現(xiàn)了這種工作原理。附加攝影機的位置可變的測量光闌或光學測量計的尺寸可變的測量光闌可以被后反射。這種配置的缺點特別在于，光學和機械部分耗費過大，并且存在雜光以導致不需要的照明和反射，這是因為最多僅有25％的后反射光被利用。它的另一個缺點是，在光闌處的標本被后反射類照亮并因此僅能進行有選擇的顯示或測量。
在第3個已知的入射系統(tǒng)中，同樣也有一個位于測量光路M上的測量光闌40和一個具有部分透明面39的棱鏡系統(tǒng)P，測量光闌40的輪廓通過入射光路E被入射到目鏡-中間象19上。具有測量光闌輪廓的影子位于與19共軛的面45上。在市場上銷售的用于格式化顯示的光學顯微裝置已采用了這種在圖3所示的配置。盡管根據(jù)此原理也可以考慮采用同步連續(xù)調整的測量光闌和入射光闌，但在入射光路E上的入射光闌必須對測量光闌的移動及其形變和量變進行精確的再調節(jié)，這就意味著需要機械部分的高耗費。出于對現(xiàn)實的費用和制作工藝的考慮，這是不可能實現(xiàn)的。這種已知的第3個入射原理的另外一個缺點是，很難實現(xiàn)可調的測量光闌及其互補的輪廓。
所以本發(fā)明的任務是，消除已知的方法或裝置的缺點，并提出一種入射方法和入射系統(tǒng)，在該方法和系統(tǒng)中在測量光路上選用的測量光闌的位置在觀察光路上同時被明顯地顯示出。
本發(fā)明方法的特征是一個配置在測量光路上的含有多個分立測量光闌的測量光闌板和一個配置在入射光路上位于標線板附近的含有多個分立遮蔽圖形的遮蔽板以如下方式同步運行，位于測量光路上的測量光闌經(jīng)入射光路借助所屬的遮蔽圖形和具有測量光闌的輪廓或輪廓部分的標線板，同時顯示在觀察光路上的目鏡中同象面上。
本發(fā)明的裝置的特征是(a)在測量光路上，在與物面共軛的中間象面上可移動地配置有一個測量光闌板，該測量光闌板至少要有兩個不同尺寸的測量光闌，(b)在入射光路上配備有一個光源、一個位于目鏡中間象面共軛的面上的標線板和一個在標線板附近配置的可移動的，并至少含有兩個與測量光闌互補的遮蔽圖形的遮蔽板，(c)入射光路的輸入耦合及觀察光路的輸出耦合是通過一個在成象光路上配置的具有部分透明面的組合棱鏡系統(tǒng)實現(xiàn)的。
采用上述方式的方法或裝置解決了這項任務。在以下實施例中對進一步的優(yōu)選設計進行了表述。附圖對本發(fā)明的方法或裝置做了進一步的描述。下述附圖為圖1-3是3種已知的曝光測量方法及其相應的裝置；圖4是本發(fā)明的第1種實施方式的裝置；圖5a和5b是視場中兩個不同尺寸的測量光闌；圖6是具有輪廓部分的圖象的標線象；圖7是測量光闌板；圖8a和8b是測量光路上的測量光闌板的兩種不同的有效位置；圖9是遮蔽板；圖10a和圖10b是入射光路上遮蔽板的不同作用位置；圖11a是具有3個矩形光闌的測量光闌盤；圖11b是在測量光路上處于作用位置的兩個相互部分重疊的測量光闌盤；圖11c是所構成的新的測量光闌形狀。
圖4為本發(fā)明裝置的示意圖，其中采納了圖3的各分光路。成象光路A從一物面O開始沿整個系統(tǒng)的垂直的光軸方向伸展，直至在圖中未示出的光學測量裝置。圖中的M表示相應的測量光路。棱鏡系統(tǒng)P含有一個部分透明的面39，在該面射出觀察光路B。19表示物鏡中間象面。由光源L發(fā)出入射光路E。在與19和物面O的共軛的面上，在入射光路E上有一標線板7，并且在緊挨標線板處有一遮檔板11，該遮蔽板用一電機15和一所屬的旋轉軸14移動支撐。在測量光路M上，同樣在一個與19共軛的面上有一測量光闌板4，該板被一電機6和一旋轉軸5移動支撐。入射光路E在棱鏡系統(tǒng)P范圍內的過程如下，它穿透部分透明面39，并從此開始與觀察光路重合。同步裝置16通過線路18或17與電機6或電機15相連接。
在結構為不透明片形式的測量光闌板4上，如圖7所示，有兩個正方形的孔，這兩個孔起著大測量光闌3或小測量光闌2的作用。圖7中交會點5表示測量光闌板4的旋轉軸的軌跡。環(huán)形箭頭表示，板4可以由電機驅動圍繞旋轉軸5旋轉。
圖8a和圖8b示出測量光闌板4的兩個基本位置。在圖8a中，小測量光闌2位于有效位置，也就是說，位于測量光路M范圍內。圖8b示出，圍繞旋轉軸5旋轉180°后的處于有效位置的大測量光闌3。測量光闌2或3的輪廓或輪廓部分被反向投射到標線板7上。該輪廓可以由引線、虛線或點構成。但也可以僅把四方形的頂點作為輪廓部分反向投射到標線板7上。在標線板7上的輪廓是透明的，因而在把輪廓入射到觀察光路B的目鏡中間像上時，將得到該輪廓相應的明象。圖6示出了這種標線圖象8。它由標示一個小方形的4個亮十字10和由中心對稱的標示一個大方形的4個亮十字9構成。因此供選擇的測量光闌2或3的連續(xù)輪廓或非連續(xù)輪廓部分作為觀察光路B上的顯微物象上的亮標志，觀察者是可以識別出的。
為了使標線板7上的整個標志信息不是同時地提供給觀察者，在標線板7的鄰近處，與標線板平行配置一旋轉移動的遮蔽板11。
圖9示出，該遮蔽板11由不透明的材料構成，具有第一方形遮蔽圖12和第二小方形遮蔽圖形系統(tǒng)13。14表示遮蔽板11的旋轉軸的交會點；環(huán)形的雙箭頭表示遮蔽板11可以旋轉180°。
圖10a為遮蔽圖形12在作用位置時的遮蔽板11的定位。這意味著，該遮蔽圖形在入射光路E的范圍內。由光源L開始的入射光路E，除在方形遮蔽圖12范圍內的部分可以穿過，其它部分將被遮蔽板11遮檔。入射光路E接著到達標線板7并恰好獲得輪廓部分10，而在標線板上已有的輪廓部分9繼續(xù)被遮蔽板11“遮蔽”，也就是說，觀察者是看不到的。
在遮蔽板圍繞旋轉軸14旋轉后，4個遮蔽圖形13處于作用位置，其中它們是與入射光路E的軌跡中心對稱配置的。4個遮蔽圖形給出了標線板7的輪廓部分9并且其周圍視場是空的，因而在接通光源L時在目鏡中間象19上可以看到作為亮十字的輪廓部分9。
由于測量光闌板4和位于標線板7附近的遮蔽板11是同步運行的，因而也可以附加對在測量光路M上正好選用的測量光闌2或3同時在觀察光路B顯示相應的測量光闌輪廓。這一點可以采取已知的方式通過與電機6或15有效連接的同步裝置16實現(xiàn)。
圖11a-11c示出了上述發(fā)明的第二種實施方式。圖11a示出一測量光闌盤20，該測量光闌盤由不透明的材料構成并被圍繞旋轉軸25旋轉支撐。在其外緣范圍配置有光闌22-24，如圖所示，這些光闌為矩形結構。如果在這些縫隙形成的矩形光闌的縱向側畫一條垂直中線，則這些中線通過圓盤中點，該中心點與旋轉軸25的交會點重合。
圖11b示出兩個與圖11a示出的圓盤相同的圓盤20、21，這兩個圓盤相互部分重疊并位于兩個相互平行間距很小的平面上。旋轉軸25和26的交會點，以及繪圖平面上測量光路M的光軸的交會點，如圖所示，構成一直角三角形的頂點，其中直角在測量光路M和交會點上。在這種幾何狀況時，位于作用位置的矩形光闌24和29相互垂直?？梢钥从?，僅兩個光闌的很小的中心方形重疊部分構成“組合”光闌開孔，該光闌開孔在圖11c中用標號30表示。方形光闌34(圖11c)是采用如下相應的方式實現(xiàn)的，測量光闌盤20的光闌23和測量光闌盤21的光闌28在測量光路M范圍內重疊。其它所有在圖11c中示出的光闌的幾何圖形可根據(jù)圖11b通過所有各種調整可能性的相應的周期變換加以實現(xiàn)。
在圖11b中示出的測量光闌20和21安裝在圖4中所畫的測量光闌板4的位置。可以以相同的方式在入射光路E上安裝一對遮蔽盤以替代遮蔽板，該對遮蔽盤就其配備的各矩形及在兩個遮蔽盤上的配置應符合圖11b所示的配置。該圓盤對配置的優(yōu)點是，根據(jù)此原理可以構成不同位置、不同形狀和不同尺寸的光闌或遮蔽圖形，并可同步置于作用位置。根據(jù)上述建議的配置，測量光闌或遮蔽圖形的幾何圖形對于圓盤的調節(jié)角度是不敏感的，因而結構簡單并不過于嚴格。
本發(fā)明的另外一種設計是，對測量光闌或遮檔板可以附有用于改變入射或待測量光的顏色或強度的濾色鏡或灰色濾光鏡。其中也可以例如把標線板7上的特定部分用顏色標出。
可以把本發(fā)明的裝置或本發(fā)明的方法用于光學測量和曝光測量，測量時加入多個或全部的可顯示的測量光闌組合形態(tài)的測量數(shù)據(jù)。
而且也可以例如采用對廣泛的多功能標線圖的遮蔽，實現(xiàn)標線圖象和指示箭頭的入射并且可以配備例如用于物鏡轉換時顯示標尺標志(M標志)的入射的電機自動驅動。
光闌或遮蔽的幾何圖形的其它變化都在本發(fā)明的范圍之內。
權利要求
1.用于測量光學儀器的曝光時間的方法，該光學儀器具有一顯微鏡成象光路、一觀察光路、一測量光路和一入射光路，其特征在于一個配置在測量光路(M)上的含有多個分立測量光闌(2，3)的測量光闌板(4)和一個配置在入射光路(E)上位于標線板(7)附近的含有多個分立遮蔽圖形(12，13)的遮蔽板(11)以如下方式同步運行，位于測量光路(M)上的測量光闌(2)或(3)經(jīng)入射光路(E)借助所屬的遮蔽圖形(12或13)和具有測量光闌(2，3)的輪廓或輪廓部分的標線板(7)，同時顯示在觀察光路(B)上的目鏡中間象面(19)上。
2.按權利要求1所述的方法，其特征在于采用一同步裝置(16)對測量光闌板(4)和遮蔽板(11)的同步運行進行控制，該同步裝置與電機(6或15)有效連接，電機通過旋轉軸(5或14)實現(xiàn)板(4或11)的運行。
3.按權利要求1和2中之一所述的方法，其特征在于為了改變測量光路(M)上的測量光闌的位置和/或改變測量光闌的大小及位于入射光路(E)上的相類似的位置和/或尺寸可變的遮蔽圖形，可移動地配置有一個含有多個光闌(22-24；27-29)的測量光闌盤的相互部分重疊對及一個含有多個類似的遮蔽圖形的遮蔽盤的相似的對，通過在第一個測量光闌盤(20)上配置的光闌(22或23或24)與在第二個測量光闌盤(21)上配置的光闌(27或28或29)在測量光路(M)范圍內的幾何重疊，可以對所產(chǎn)生的測量光闌(30-38)進行調整，此測量光闌與以相同的方式通過一個在第一遮蔽盤上配置的遮蔽圖形與在第二個遮蔽盤上配置的遮蔽圖形在入射光路(E)范圍內的幾何重疊而產(chǎn)生的遮蔽圖形相符。
4.按上述權利要求中最少一項所述的方法，其特征在于附著在標線板上的測量光闌(2，3)的輪廓或輪廓部分在入射到觀察光路(B)時，作為可見輪廓顯示在目鏡中間象(19)上。
5.用于測量光學儀器曝光時間的裝置，該光學儀器具有一個顯微成象光路、一個觀察光路、一個測量光路及一個入射光路，其特征在于(a)在測量光路(M)上，在與物面(O)共軛的中間象面上可移動地配置有一個測量光闌板(4)，該測量光闌板至少要有兩個不同尺寸的測量光闌，(b)在入射光路(E)上配備有一個光源(L)、一個位于與目鏡中間象面(19)共軛的面上的標線板(7)和一個在標線板附近配置的可移動的，并至少含有兩個與測量光闌(2，3)互補的遮蔽圖形(12，13)的遮蔽板(11)，(c)入射光路(E)的輸入耦合及觀察光路(B)的輸出耦合是通過一個在成象光路(A)上配置的具有部分透明面(39)的組合棱鏡系統(tǒng)(P)實現(xiàn)的。
6.按權利要求5所述的裝置，其特征在于標線板(7)含有位于測量光闌板(4)上的測量光闌(2，3)的反向輪廓或反向輪廓部分，優(yōu)選形式為引線、虛線、點或頂點十字，實現(xiàn)方式為，輪廓或輪廓部分作為透明部分附著在不透明的標線板(7)上。
7.按權利要求5和6中之一所述的裝置，其特征在于電機(6)通過一旋轉軸(5)與測量光闌板(4)連接，以及電機(15)通過一旋轉軸(14)與遮蔽板(11)連接，并且電機(6，15)由一同步裝置(16)通過電氣連接(18，17)加以控制。
8.按權利要求5至7中的任一項所述的裝置，其特征在于(a)在測量光路(M)上有兩個相互部分重疊的不透明的旋轉支撐的測量光闌盤(20，21)，測量光闌盤在各自的邊緣范圍內有不同尺寸的平面空隙形的光闌(22-24；27-29)，其中其旋轉軸(25，26)的設置應與測量光路(M)軸線平行，(b)在入射光路(E)上有兩個相同的相互部分重疊的不透明的旋轉支撐的遮蔽盤，遮蔽盤在其邊緣范圍有相應尺寸的平面空隙形的遮蔽圖形，其中旋轉軸的設置應與入射光路(E)軸線平行。
9.接權利要求8所述的裝置，其特征在于光闌盤(20或21)以及在其上的光闌(22-24或27-29)的幾何圖形、尺寸和位置完全相同。
10.按權利要求8所述的裝置，其特征在于相類似的遮蔽盤及在其上的遮蔽圖形的幾何圖形、尺寸和位置是完全相同的。
11.按權利要求8至10中的至少一項所述的裝置，其特征在于光闌(22-24；27-29)或遮蔽物是開槽式矩形一光闌或開槽式矩形遮蔽板。
12.按權利要求8至11中至少一個所述的裝置，其特征在于旋轉軸(25和26)的軌跡與測量光路(M)的軸線的軌跡構成一直角三角形，其中直角在測量光路(M)軸線的軌跡上。
13.按權利要求8至11中的至少一項所述的裝置，其特征在于兩個遮蔽盤的旋轉軸的軌跡與入射光路(E)的軸線的軌跡共同構成一直角三角形，其中直角在入射光路(E)軸線的軌跡上。
14.按權利要求11所述的裝置，其特征在于每個矩形光闌(22-24；27-29)以如下方式配置在測量光闌盤(20，21)上，在其縱向側畫一條中間垂線，每個中間垂線過相應盤(20或21)的中點(25，26)。
15.按權利要求11所述的裝置，其特征在于每個矩形遮蔽圖形以如下方式配置在遮蔽盤上，在其縱向側畫一條中間垂線，每個中間垂線過相應遮檔盤的中點。
16.按權利要求8至15中的至少一項所述的裝置，其特征在于具有用于同步調整測量光闌盤對和遮檔盤對，以及附加同步調整兩個盤對的部件。
17.按權利要求5至16中的至少一項所述的裝置，其特征在于測量光闌(2，3；22-24；27-29)或遮蔽圖形(12，13)裝有附著在其上的濾色鏡或灰色濾光鏡。
18.按權利要求中的任一項所述的方法或裝置用于光學測量和曝光時間測量，其中對多個或所有的可顯示的測量光闌輪廓的測量數(shù)據(jù)加以存貯并分析評價。
19.按權利要求1至17中任何一項所述的方法或裝置的應用，其特征在于采用對用于尺寸和刻度的圖象顯示的多功能標線板一圖形的有效部分規(guī)定選通的方法，實現(xiàn)標線圖象和指示光點的入射。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明方法，一配置在測量光路(M)上的具有多個分立測量光闌(2，3)的測量光闌板(4)以及一配置在入射光路(E)上位于標線板(7)附近的具有多個分立遮蔽圖形(12，13)的遮蔽板(11)同步運行，因而在測量光路(M)上的測量光闌(2或3)經(jīng)入射光路(E)借助配屬的遮蔽圖形(12或13)和具有測量光闌(2，3)輪廓的標線板(7)，同時在觀察光路(B)上的目鏡中間象面(19)上顯示出。
文檔編號G02B21/00GK1084654SQ93117848
公開日1994年3月30日 申請日期1993年9月18日 優(yōu)先權日1992年9月21日
發(fā)明者L·雷馬, M·吉爾伯特, F·赫爾曼 申請人:萊卡顯微及系統(tǒng)有限公司