DE1195060B - Durchlicht-Messteilung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOId

Deutsche Kl.: 42 d-2/05

Nummer: 1195 060

Aktenzeichen: W 29098IX b/42 d

Anmeldetag: 16. Dezember 1960

Auslegetag: 16. Juni 1965

Die Erfindung betrifft eine Durchlicht-Meßteilung mit auf einem durchsichtigen Träger im Aufdampfverfahren aufgebrachten, die Zeichen bildenden metallischen Belegungen, deren Schichten gegenüber den übrigen Flächenbereichen des Trägers kontrastieren.

Es ist bekannt, bei Meßteilungen dieser Art zur Steigerung des Kontrastes zwischen den auf einem durchsichtigen Träger im Aufdampfverfahren aufgebrachten metallischen Belegungen und den übrigen Flächenbereichen des Trägers die Belegungen durch Ausnutzung der Interferenzwirkung gegenüber dem hellen Träger in einer bestimmten Farbe erscheinen zu lassen, wobei die Belegungen selbst wenigstens teilweise lichtdurchlässig sind. Weiterhin sind Meßteilungen dieser Art bekannt, bei denen zur Steigerung des Kontrastes die Belegungen als stark absorbierende, im Aufdampfverfahren aufgebrachte metallisch reflektierende Schichten ausgebildet sind, die mit den übrigen Flächenbereichen des durchsichtigen Trägers kontrastieren. Solche stark absorbierenden Schichten bestehen beispielsweise aus Chrom od. dgl.

Die genannten Durchlichtteilungen bekannter Art bieten zwar den Vorteil einer hohen Kantenschärfe der zeichenbildenden Belegungen, sind jedoch grundsätzlich mit dem Nachteil behaftet, daß die Belegungen nicht auch den gleichen Wellenlängenbereich von zurückgestreutem Licht zu absorbieren vermögen, der durch die Lücken der Belegungen hindurchgelassen wird. Durch die bekannte Maßnähme, an Stelle der aufgedampften metallisch reflektierenden Belegungen in Trägerschichten eingebettete Pigmente zu verwenden, wird zwar die vorstehend angegebene nachteilige Wirkung solcher Durchlichtteilungen vermindert, die zeichenbildenden Belegungen weisen jedoch infolge der Struktur der Pigmente keine gute Kantenschärfe auf, weshalb derartige Meßteilungen für exakte Messungen nicht geeignet sind.

Ziel der Erfindung ist es, bei Durchlichtteilungen, vor allem bei solchen, bei denen eine hohe Schärfe der zeichenbildenden Belegungen verlangt und diese durch im Aufdampfverfahren hergestellte metallisch spiegelnde Belegungen verwirklicht wird, ohne Verlust von Schärfe der zeichenbildenden Belegungen günstige Streulicht-Absorptionswerte auch für den durch die Lücken der Belegungen durchgelassenen Lichtanteil zu schaffen.

Die Erfindung erreicht das gesteckte Ziel dadurch, daß die die Zeichen bildende, das Durchlicht absorbierende metallische Schicht mit einer als Mittel zur Reflexverminderung an sich bekannten Interferenz-Durchlicht-Meßteilung und Verfahren
zu ihrer Herstellung

Anmelder:

Wenczler & Heidenhain,

Traunreut (Obb.), Nansenstr. 5

Als Erfinder benannt:

Dr. Johannes Heidenhain, Egerer bei Chieming

schicht verbunden ist und daß diese Interferenzschicht die Absorption des auf die Belegungen fallenden Störlichtes des Wellenlängenbereiches des durch die Lücken zwischen den Belegungen hindurchtretenden Lichtes durch die Belegungsschichten bewirkt. Die Belegung erscheint hierdurch gegenüber dem hellen Trägermaterial im Durchlicht dunkel. Diese Ausbildung erlaubt es sogar, das Reflexionsvermögen auf beiden Seiten der Metallschicht herabzusetzen.

Werden Gitterteilungen und Abtastgitter für lichtelektrische Vorrichtungen zur Lagebestimmung in der erwähnten Weise ausgebildet, so ergeben sich daraus besondere Vorteile, weil zwischen Meßgitter und Bezugsgitter vagabundierendes Streulicht ebenso gut vermieden werden kann, wie Streulicht auf der dem lichtempfindlichen Element zugewandten Seite und weil auf diese Weise die Abtastung mittels Fotozellen od. dgl. sicherer und einfacher wird. Dabei wird zweckmäßig die Kontraststeigerung für diejenige Wellenlänge ausgelegt, für die auch das lichtempfindliche Element das Maximum seiner Empfindlichkeit hat.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Meßteilung eignet sich vorzugsweise ein an sich bekanntes Verfahren, welches darin besteht, daß die Schichten auf einen mit einer Abdeckmaske überzogenen Träger aufgedampft werden, worauf die Abdeckmaske durch geeignete Lösungsmittel entfernt wird, so daß die auf ihr befindlichen Teile der Aufdampfschichten abschwimmen, während auf den von der Maske nicht bedeckten Flächen des Trägers die Schichten haftenbleiben und die Zeichen der Meßteilung bilden. Der Grund, warum sich gerade dieses Verfahren so gut

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zur Herstellung für Teilungen nach der Erfindung eignet, ist darin zu sehen, daß es im Gegensatz zu anderen Verfahren völlige Freiheit bei der Auswahl der für die Interferenzschichten benötigten Stoffe gewährt.

Die in den Patentansprüchen gekennzeichnete Erfindung ist, auch hinsichtlich der dadurch erzielten Vorteile, in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Es zeigen

F i g. 1 bis 3 drei beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung,

F i g. 4 bis 13 die einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung der Ausführungsform nach F i g. 3.

In den Figuren bezeichnet 1 den Träger der Teilung. Auf diesem Träger 1 befindet sich bei dem Beispiel nach F i g. 1 unmittelbar eine dünne, aber doch merklich absorbierende Schicht 2 aufgedampften Metalls, beispielsweise Chrom. Durch die geometrische Anordnung der mit dem Metall 2 belegten Flächenelemente des Trägers 1 wird die Meßteilung dargestellt. Die mit der Schicht 2 bedeckten Teile sollen bei Durchleuchtung des Trägers infolge Absorption des auftreffenden Lichtes dunkel auf hellem Hintergrund erscheinen.

Das sehr hohe Reflexionsvermögen der aufgedampften Metallschicht 2 allein würde jedoch den guten Kontrast beeinträchtigen. Auf die Schicht 2 ist deshalb eine reflexvermindernde Interferenzschicht 3 aufgebracht. Dadurch wird die Reflexion von Streulicht auf der Oberseite der Metallschicht herabgesetzt, und die mit den Schichten belegten Flächenelemente erscheinen bei Beleuchtung von unten deutlicher dunkel gegenüber dem durchsichtigen Träger. Die Interferenzschicht 3 besteht im einfachsten Falle aus durchsichtigem Material von der Dicke eines Viertels der Wellenlänge des für die Betrachtung der Teilung vorgesehenen Lichtes.

Im Beispiel der F i g. 2 befindet sich die reflexvermindernde Interferenzschicht 4 auf der dem Träger 1 zugewandten Seite der Metallschicht 5; in F i g. 3 befinden sich auf beiden Seiten der Metallschicht 6 reflexvermindernde Interferenzschichten 7 und 8. Falls im Beispiel der F i g. 2 und 3 die Interferenzschicht 4 (bzw. 7) eine einfache λ/4-Schicht ist, empfiehlt es sich, zwischen dem Träger 1 und dieser Schicht noch eine teilreflektierende Metallschicht einzufügen, deren Reflexionsgrad so abgestimmt ist, daß ein optimales Intensitätsverhältnis des an der Schicht 5 bzw. 6 reflektierten und des an der teilreflektierenden Schicht zurückgeworfenen Lichtes erreicht wird. Diese Maßnahme empfiehlt sich insbesondere dann, wenn sich der Brechungsindex der Λ/4-Schicht von dem Brechungsindex des Trägers 1 nicht oder nur sehr wenig unterscheidet, weil in diesem Falle ein sehr ungünstiges Intensitätsverhältnis der beiden Lichtanteile entstehen würde.

Die F i g. 4 bis 13 zeigen die zeitlich aufeinanderfolgenden Phasen eines besonders vorteilhaften Herstellungsverfahrens der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform, was natürlich nicht bedeutet, daß diese Herstellungsart die einzig mögliche ist.

In der Fig. 4 ist der blanke Träger 1 gezeigt. Fig. 5 zeigt den Träger 1 mit einer lichtempfindlichen Schicht 9 überzogen. Diese Schicht 9 kann z. B. eine mit Ammonium-Bichromat versetzte Gelatineschicht oder eine mit einem Bichromatsalz versetzte Schellackschicht sein. In Fig. 6 ist gezeigt, wie diese lichtempfindliche Schicht 9 durch eine Vorlage 10 hindurch belichtet wird. Nach dieser Belichtung weist die Schicht 9 gehärtete Partien 11 auf, wie in F i g. 7 zu sehen ist. Wird die Schicht 9 alsdann mit einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. Wasser, behandelt, so werden die nichtgehärteten Teile entfernt, so daß nur noch die gehärteten Partien 11 auf dem Träger 1 gewissermaßen als Abdeckmaske zurückbleiben (Fig. 8).

In F i g. 9 ist dieser Träger 1 zusammen mit dieser

ίο Abdeckmaske 11 mit einer teilreflektierenden Metallschicht 12 durch Aufdampfen im Vakuum überzogen worden. Der Zweck dieser teilreflektierenden Schicht 12 ist bereits weiter oben erläutert worden. InFig. 10 ist hierauf noch die erste Λ/4-Schicht 7,

z. B. SiO, in Fig. 11 die absorbierende Schicht 6, z. B. Chrom, in Fig. 12 die abschließende XIA-Schicht 8, z. B. SiO, aufgedampft worden.

Nach Abschluß dieser Aufdampfarbeiten wird die Schichtkombination mit einem Lösungsmittel behan-

ao delt, in dem sich die stehengebliebenen Partien 11 der lichtempfindlichen Schicht auflösen, nicht aber die aufgedampften Schichten. Als solches Lösungsmittel kann z. B. alkoholische Natronlauge dienen. Durch das Auflösen der Abdeckmaske 11 schwimmen die darüberliegenden Teile der Aufdampfschichten ab und haften nur noch an den Teilen, an denen sie unmittelbar auf dem Glas aufliegen (F i g. 13). Obwohl das Lösungsmittel die Aufdampfschichten dabei nicht aufzulösen vermag, vermag es sie doch so weit zu durchdringen, das der geschilderte Lösungsvorgang vor sich gehen kann.

Es ist offensichtlich, daß durch das Bedampfen eines durch die Abdeckmaske 11 bedeckten Trägers 1 ohne Schwierigkeiten jede denkbare Art einer Interferenzschichtenkombination mit den gewünschten Eigenschaften und unter genauester Einhaltung der vorgegebenen Randbegrenzungen der Zeichen erhalten werden kann.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Durchlicht-Meßteilung mit auf einem durchsichtigen Träger im Aufdampfverfahren aufgebrachten, die Zeichen bildenden metallischen Belegungen, deren Schichten gegenüber den übrigen Flächenbereichen des Trägers kontrastieren, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zeichen bildende, das Durchlicht absorbierende metallische Schicht mit einer als Mittel zur Reflexverminderung an sich bekannten Interferenzschicht verbunden ist und daß diese Interferenzschicht die Absorption des auf die Belegungen fallenden Störlichtes des Wellenlängenbereiches des durch die Lücken zwischen den Belegungen hindurchtretenden Lichtes durch die Belegungsschichten bewirkt.

2. Durchlicht-Meßteilung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der zeichenbildenden Belege Interferenzschichten aufgebracht sind.

3. Durchlicht-Meßteilung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Meßgitter für lichtelektrische Vorrichtungen zur Lagebestimmung.

4. Verfahren zum Herstellen von Durchlicht-Meßteilungen mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Schichten auf einen

mit einer Abdeckmaske überzogenen Träger aufgedampft werden und daß darauf die Abdeckmaske durch entsprechende Lösungsmittel entfernt wird, derart, daß lediglich die auf den von der Maske nicht abgedeckten Flächenteilen des Trägers aufgebrachten Schichten haften und die Zeichen der Meßteilung bilden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 880 658, 973 338; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1712 800; schweizerische Patentschrift Nr. 292125; H. Naumann, »Optik für Konstrukteure«, 1949, S. 50; 132.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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