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ab Seite 142 - Von G. Barnstedt, Kreuznach (Dies ist leider nur der Schluß-Artikel)

1. Das monochromatische Licht erzeugt man mit einem Monochromator, mit einer Spektrallampe und Filtern, die nur die gewünschte Wellenlänge durchlassen, oder auch mit einer Glühlampe und Interferenz-linienfiltern.

2. Das parallele Lichtstrahlenbündel erzeugt man sich mit einem Kollimator und einer Lochblende, die dicht vor dem Prüfling sitzt und deren Durchmesser entsprechend kleiner ist als dessen freie Öffnung.

3. Den Lichtstrom mißt man am besten mit einem photoelektrischen Empfänger.
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Abb. 110. Messung der Durchlässigkeit
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Eine bewährte Anordnung zeigt die Abb. 110. Die Durchlässigkeit hängt auch vom Durchmesser des benutzten Bündels ab, er sollte daher mit angegeben werden. Geringe Verschmutzungen oder Trübungen haben oft einen Einfluß auf die Messungen, deshalb ist das Objektiv kurz vor dem Messen zu reinigen.
Die Ablesegenauigkeit hängt von der jeweils benutzten Meßanordnung ab, bei der in der Abbildung gezeigten kann sie besser sein als ±1%.

5. 7) Das Falschlicht

5. 71) Ursachen des Falschlichtes

Nicht alles Licht, das auf einen beliebigen Bildpunkt auffällt, kommt vom zugehörigen Objektpunkt, oder anders ausgedrückt: nicht alles Licht, das von einem beliebigen Objektpunkt kommend in das Objektiv eintritt, findet den Weg zum zugehörigen Bildpunkt. Ein Teil wird durch mehrfache Reflexion an den Linsenoberflächen, an Fassungsteilen oder an Blendenlamellen, durch Streuung an Staub oder an Trübungen von seinem eigentlichen Weg abgelenkt.

So überlagert sich dem Bild ein Schleier von Falschlicht, der die Kontraste, die Brillanz der Aufnahme herabsetzt. Durch geeignete Änderung der Fassungskonstruktion läßt sich das Falschlicht oft wesentlich herabsetzen, es kommt deshalb darauf an, seine Größe zu messen und die Ursache zu erkennen. Ebenso ist für genaue Messungen des Helligkeitsabfalles das Falschlicht zu berücksichtigen.

Die Messungen kann man auf zwei grundsätzlich verschiedene Arten durchführen, entsprechend den beiden Definitionen, wie sie am Anfang dieses Abschnittes gegeben wurden.

Man mißt das Falschlicht am günstigsten wie den Helligkeitsabfall in Abhängigkeit vom Einfallswinkel bzw. vom Bildort.

5. 72) Messung des Falschlichtes in einem Bildpunkt

Die eine Möglichkeit besteht darin, daß man den Falschlichtanteil in einem Bildpunkt mißt, wenn das Objektiv von vorne allseitig bestrahlt wird. Man geht folgendermaßen vor: Das Objektiv wird durch eine Ulbricht'sche Kugel bestrahlt. Gegenüber dem Objektiv befindet sich in der Kugel eine „schwarze Öffnung".

Diese Öffnung wird durch das Objektiv abgebildet, man mißt die Beleuchtungsstärke im Bild der schwarzen Öffnung und setzt sie in Beziehung zur Beleuchtungsstärke der umgebenden hellen Bildteile. Natürlich muß diese Öffnung durch geeignete Blenden selber sorgfältig vor Streulicht geschützt werden, also möglichst die Leuchtdichte 0 besitzen.

5. 73) Messung des Falschlichtes von einem Objektpunkt

Die zweite Möglichkeit ist die, zu messen, welcher Anteil des von einem Objektpunkt ausgehenden Lichtes nicht durch den Bildpunkt hindurchgeht, sondern andere Teile des Bildfeldes trifft. Die Meßanordnung dazu entspricht etwa der Anordnung beim Töpler'schen Schlierenverfahren.

Das Objektiv bildet eine genügend weit entfernte Lichtquelle geringer Ausdehnung ab. Das Bild wird durch eine Punktblende, die nur wenig größer ist als das Bild, aufgefangen. Nur das Falschlicht geht daran vorbei und kann mit einem Photoelement gemessen werden.

Man kann aber auch durch ein weiteres Objektiv dicht hinter der Blende das erste Objektiv selber abbilden, dann erscheinen im Bildfeld die Teile des Objektivs hell, die zum Falschlicht beitragen, und man kann auf diese Weise einen Überblick über die Ursachen des Falschlichtes erhalten.

6. Die Anwendung der Verfahren

6. 1) Grundsätze für die Anwendung der Verfahren

Von den in den Abschnitten 2 bis 5 geschilderten Meß- und Prüfverfahren sind nun die für den jeweiligen Zweck geeigneten auszusuchen. Im folgenden werden noch einmal die Grundsätze zusammengestellt, die bei der Auswahl der Verfahren beachtet werden müssen. Anschließend wird der Gang einer vollständigen Prüfung erläutert.

6. 11) Oberster Grundsatz ist, daß jedes Objektiv unter solchen Bedingungen geprüft werden soll, unter denen es später benutzt wird:

Aufnahmeobjektive sollen photographisch geprüft werden, der Gegenstand soll möglichst weit entfernt sein, mindestens etwa in einer Entfernung, die das 25-fache der Brennweite beträgt.

Diese Bedingung kann und braucht nun nicht immer streng eingehalten zu werden, man muß sich aber, wenn man davon abweicht, über die möglichen Fehler erst genaue Rechenschaft geben.

6. 12) Je genauer ein Verfahren ist, umso schwieriger und langsamer ist es zu handhaben. Daher spielen wirtschaftliche Gesichtspunkte bei der Auswahl der Verfahren eine Rolle. Man kann von der Regel ausgehen, daß der mittlere Meßfehler eines Ergebnisses etwa 10 x kleiner sein soll als der zu messende Unterschied zweier Größen bzw. als die zulässige Toleranz des Maßes.

Zu beachten ist, daß Unterschiede zwischen 2 Größen genauer zu messen sind als die Größen selbst. Bei der Auswahl der Verfahren hat man also zu unterscheiden, ob man an einem einzelnen Objektiv eine bestimmte Größe genau messen will oder ob man an einer größeren Anzahl von Objektiven ihre Gleichmäßigkeit kontrollieren muß.

6. 2) Die Prüfung der Typenmuster

Bei der Prüfung der Muster wird man möglichst die genauesten Verfahren anwenden und absolute Werte zu erhalten versuchen. Dagegen braucht man keinen großen Wert auf Geschwindigkeit bei der Messung zu legen.

Grundsätzlich sind alle in den vorhergehenden Abschnitten erwähnten Größen nachzumessen, die Konstruktionsdaten allerdings nur so weit, wie es ohne zu weitgehende Demontage des Objektivs möglich ist.

So kann man meistens darauf verzichten, die Glaswerte, die Brechungszahl und die Dispersion und die Krümmungsradien nachzumessen.

Bei der Messung der optischen Konstanten hat man die Wahl zwischen den photographischen Verfahren, die zwar an sich die sichersten Ergebnisse liefern, aber die größte Meßunsicherheit besitzen, und den visuellen oder photoelektrischen Verfahren.

Dabei ist das photoelektrische entgegen dem Grundsatz im Abschnitt 6. 11) vorzuziehen, da die Meßgenauigkeit weitaus am größten ist. Im übrigen gelten die im Abschnitt 3. 22) angestellten Überlegungen. Für die Messung der Brennweite kommt vor allem das Verfahren am Spektrometer (Abschnitt 3.531) in Frage, dann aber auch die Verfahren am Kollimator nach Abschnitt 3. 532) oder 3. 55), für große Brennweiten das Verfahren nach Moessard (Abschnitt 3. 52).

• Anmerkung : Diese Artikel haben wir leider noch nicht.

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Was man zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit unternimmt, hängt davon ab, welche Information man über das Objektiv braucht. Jedenfalls wird man das Auflösungsvermögen und den Kontrast bestimmen und eine Prüftafelaufnahme anfertigen.

6. 3) Die Schlußkontrolle im Herstellungsgang
Die Schlußkontrolle hat dafür zu sorgen, daß nur einwandfreie Objektive die Kunden erreichen. Einwandfrei heißt in diesem Falle:

Die Objektive müssen über ihre volle Abbildungsleistung verfügen, bestimmte optische Konstanten müssen erreicht worden sein, die Objektive müssen sauber sein und dürfen keine mechanischen Mängel aufweisen. Die Meßverfahren sind nach den Grundsätzen auszusuchen, daß die Prüfungen wirtschaftlich sein müssen und den Prüfer nicht übermäßig anstrengen dürfen.

Die Leistungsfähigkeit des Objektivtyps und seine optischen Konstanten sind bekannt. Bei der Schlußkontrolle führt man deswegen die Prüfungen und Messungen im Vergleich zu vorher sorgfältig ausgewählten Musterobjektiven durch.

Da aber Differenzmessungen genauer sind als Absolutmessungen, kann man die erforderlichen Meßgenauigkeiten mit einfacheren Mitteln erreichen. Man kann vielfach auf die langwierigen photographischen Verfahren verzichten und visuell oder photoelektrisch messen.

Von den optischen Konstanten muß das Auflagemaß geprüft werden, vor allem dann, wenn wegen der Anpassung an die Kamera ein bestimmter Wert einzuhalten ist.

Die Brennweite muß gemessen werden, wenn z. B. für zweiäugige Spiegelreflexkameras Aufnahmeobjektive und Sucher oder bei Stereokameras zwei Objektive aufeinander abgestimmt werden.

Als Meßverfahren kommt das von Moessard (Abschnitt 3. 52) in Frage oder die Bestimmung aus dem Vergrößerungsverhältnis (Abschnitt 3. 542). Für sehr genaue Vergleichsmessungen ist das Verfahren nach v. Hofe besonders geeignet (Abschnitt 3. 533).

Außerdem ist es wichtig, die Abbildungsgüte der Objektive an der Prüftafel oder an einem gleichwertigen Gerät zu kontrollieren.

Wenn die optischen Konstanten stimmen und auch die Qualität in Ordnung ist, so ist damit die Gewähr gegeben, daß die einzelnen Konstruktionsdaten eingehalten worden sind.

Allenfalls kann man am Schluß die Scheitelhöhe nachmessen.
Auf die Möglichkeiten, alle Meßwerte statistisch zu erfassen und nach den Verfahren der modernen Großzahlforschung auszuwerten, kann in diesem Zusammenhang nur hingewiesen werden.

7.) Schluß

In der modernen Meß- und Prüftechnik ist das Bestreben erkennbar, das Auge als aufnehmendes Organ durch Geräte zu ersetzen, die von subjektiven Einflüssen unabhängig sind, etwa durch photoelektrische Empfänger.

Dieses Bestreben bringt sicherlich große Vorteile, es darf aber nicht dazu führen, die Aufgabe des Auges zu unterschätzen. Wichtig ist ja in den meisten Fällen nur, wie das vom Beobachter empfundene Bild aussieht, nicht aber die Energieverteilung in der Brennebene des photographischen Objektivs, das „Luftbild", das ja oft erst nach langen Umwegen, z. B. über photographische Schichten oder den Fernsehschirm zum empfundenen Bild wird.

Die objektiven Verfahren dürfen bei der Beurteilung der Leistungsfähigkeit deshalb im wesentlichen nur dazu dienen, die Ursachen für Unterschiede, die vom Auge entdeckt wurden, im einzelnen aufzuklären und die unsicheren Urteile des Auges durch genaue Zahlenangaben zu ersetzen.

Man muß sich aber hüten, damit Verbesserungen heranzuzüchten, die vom Auge nicht mehr wahrgenommen werden können. Es ist eigentlich selbstverständlich, wird aber selten ganz folgerichtig beachtet, daß es bei allen Prüfungen darauf ankommt, den rechten Maßstab zu finden, und daß bei allen Geräten, die von Menschen benutzt werden, der Mensch der Maßstab sein muß.
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1.) Einleitung .............61

2.) Messung der Konstruktionsdaten.......63
2. 1) Allgemeines .......... 63
2.2) Brechungszahl und Farbzerstreuung des Glases ... 63
2.21) Allgemeines ............ 63
2.22) Verfahren am Spektrometer ........ 63
2.23) Refraktometer ............ 66
2.24) Brechungszahl einer Linse......... 67
2.25) Genauigkeit der Verfahren ........ 68
2.3) Die Messung der Krümmungsradien......68
2.31) Allgemeines ............ 68
2.32) Mechanische Verfahren ......... 68
2.33) Geometrisch optische Methoden ...... 71
2.34) Interferenz-optische Verfahren ....... 73
2. 4) Dickenmessung ........... 74
2.41) Allgemeines ............ 74
2. 42) Mechanische Verfahren ......... 74
2.43) Pneumatisches Verfahren......... 75

3.) Messung der optischen Konstanten ......75
3. 1) Einleitung .............75
3.2) Einstellung der Bildebene.........76
3.21) Geräteanordnung ...........76
3.22) Definition der Bildebene.........78
3.23) Photographische Verfahren ........ 81
3.24) Visuelles Verfahren .......... 81
3.25) Photoelektrische Verfahren ......... 82
3.3) Das Auflagemaß ........... 84
3.4) Die Schnittweite ........... 85
3.5) Die Brennweite............ 85
3.51) Definition der Brennweite......... 85
3. 52) Die Bestimmung des bildseitigen Hauptpunktes, Verfahren von Moessard......... 86
3.53) Messung mit Hilfe der Abbildungsgleichung .... 87
3.54) Messung aus dem Vergrößerungsverhältnis .... 89
3. 55) Messung nach der Newton'schen Abbildungsformel . . 90
3.56) Abbe'sches Fokometer ......... 91

4.) Messung und Beurteilung der Leistungsfähigkeit . . 93
4. 1) Der Korrektionszustand ......... 93
4.. 11) Bildfehler ............. 93
4. 12) Darstellung der Bildfehler auf Grund der Rechnung . . 94
4. 13) Darstellung der Bildfehler auf Grund der Prüfung ... 95
4.2) Messung und Beurteilung des Korrektionszustandes . . 96
4.21) Allgemeines ............ 96
4.22) Hartmann'sche Extrafokalmethode ...... 98
4.23) Das Verfahren der streifenden Abbildung..... 99
4.24) Polarisations-optisches Verfahren....... 102
4.25) Die Messung der Farbfehler........ 103
4. 26) Die Messung der Verzeichnung........ 103
4.27) Die Messung der Blendendifferenz ...... 103
4.28) Punktbilder............. 103
4.3) Der Kontrast ............ 104
4.31) Allgemeines ............ 104
4.32) Die Kontrastübertragungsfunktion....... 105
4.33) Andere Angaben zur Kennzeichnung des Kontrastes . . 106
4.4) Das Auflösungsvermögen ......... 107
4.41) Zusammenhang mit dem Kontrast....... 107
4.42) Die Messung des Auflösungsvermögen...... 107
4. 5) Die Prüftafelaufnahme.......... 109
4.51) Die Prüftafel ............ 109
4.52) Die Prüfkamera............ 110
4.53) Einrichtungen für die Serienprüfung...... 114

5.) Die Lichtleistung ........... 114
5. 1) Verantwortliche Größen ......... 114
5.2) Die relative Öffnung .......... 115
5.3) Die freie Öffnung........... 115
5.31) Verfahren nach Steinheil......... 115
5. 32) Verfahren nach Goerz.......... 115
5.4) Die effektive Lichtstärke ......... 116
5.5) Der Helligkeitsabfall .......... 117
5.51) Allgemeines ............ 117
5.52) Die Messung der Eintrittsöffnung....... 117
5.53) Die Messung des Lichtstromes........ 118
5.54) Die Messung der Beleuchtungsstärke...... 118
5.6) Die Durchlässigkeit........... 119
5.61) Der Verlauf der spektralen Durchlässigkeit .... 119
5. 62) Meßverfahren ............ 120
5.7) Das Falschlicht............ 143
5. 71) Ursachen des Falschlichtes......... 143
5. 72) Messung des Falschlichtes in einem Bildpunkt ....
5.73) Messung des Falschlichtes von einem Objektpunkt . . 143
6.) Die Anwendung der Verfahren........ 144
6. 1) Grundsätze für die Anwendung der Verfahren .... 144
6.2) Die Prüfung der Typenmuster........ 144
6.3) Die Schlußkontrolle im Herstellungsgang..... 145

7.) Schluß .............. 145

Herausgeber: Jos. Schneider & Co., Optische Werke, Kreuznach
Verantwortlich für Text und Bild: Dr. H. Klarmann, Kreuznach
Höhe der Auflage August/September 1959: 550 Stück

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