DE10321887A1 - Optical sensor for high speed scanning of an object, e.g. for use in optical metrology, has a light source and a focussing objective that generates an astigmatic image on a sensor camera chip - Google Patents
Optical sensor for high speed scanning of an object, e.g. for use in optical metrology, has a light source and a focussing objective that generates an astigmatic image on a sensor camera chip Download PDFInfo
- Publication number
- DE10321887A1 DE10321887A1 DE2003121887 DE10321887A DE10321887A1 DE 10321887 A1 DE10321887 A1 DE 10321887A1 DE 2003121887 DE2003121887 DE 2003121887 DE 10321887 A DE10321887 A DE 10321887A DE 10321887 A1 DE10321887 A1 DE 10321887A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- lens
- camera
- optical
- optical sensor
- focus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 82
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 27
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 23
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 16
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 13
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 238000012549 training Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02041—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
- G01B9/02012—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation
- G01B9/02014—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation by using pulsed light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02034—Interferometers characterised by particularly shaped beams or wavefronts
- G01B9/02035—Shaping the focal point, e.g. elongated focus
- G01B9/02037—Shaping the focal point, e.g. elongated focus by generating a transverse line focus
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
- G01B9/02062—Active error reduction, i.e. varying with time
- G01B9/02067—Active error reduction, i.e. varying with time by electronic control systems, i.e. using feedback acting on optics or light
- G01B9/02069—Synchronization of light source or manipulator and detector
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02083—Interferometers characterised by particular signal processing and presentation
- G01B9/02084—Processing in the Fourier or frequency domain when not imaged in the frequency domain
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02097—Self-interferometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02097—Self-interferometers
- G01B9/02098—Shearing interferometers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Das
in den Schriften
Bei
einem gemäß Schrift
Eine hohe Genauigkeit ist beim ConoLine, dem linienweise messenden Sensor, nur im Zentrum der Fokuslinie gegeben. Außerdem ist die Tiefen-Messgenauigkeit beim ConoLine deutlich geringer als beim ConoProbe, dem punktweise messenden Sensor. Durch Wechselwirkungen zwischen der Objektoberfläche und dem Licht kann es bei diesem Prinzip wegen der Verwendung von Licht mit unterschiedlicher Polarisationsrichtung jedoch auch zu Beeinflussungen der Tiefen-Messgenauigkeit aufgrund polarisationsoptischer Effekte kommen.A high accuracy is the ConoLine, the line-by-line sensor, only given in the center of the focus line. In addition, the depth measurement accuracy the ConoLine is significantly less than the ConoProbe, which is point by point measuring sensor. Through interactions between the object surface and the light can do this principle because of the use of light with different polarization directions but also influences the depth measurement accuracy due to polarization-optical effects come.
Das Ziel ist ein robuster und dennoch genau messender, kostengünstiger Sensor, insbesondere zur Bestimmung des Mikroprofils einer Oberfläche, insbesondere entlang einer Linie, wobei die Messung jeweils mittels Auswertung eines einzigen Bildes erfolgen soll. Der Sensor auf der Grundlage des erfinderischen Verfahrens soll das Profil in einem weiten Skalenbereich detektieren können. Weiterhin ist der Sensor ohne mechanisch bewegte Teile auszuführen. Der Arbeitsabstand sollte der Messaufgabe angepasst sein und bei schnell und mit z-Komponente bewegtem Material nicht zu gering sein, also auch durchaus einige Millimeter betragen können.The The goal is a robust, yet accurate measurement, less expensive Sensor, in particular for determining the micro-profile of a surface, in particular along a line, the measurement being made using evaluation of a single picture. The sensor based of the inventive method, the profile should be in a wide scale range can detect. The sensor must also be designed without any mechanically moving parts. The Working distance should be adapted to the measuring task and quickly and not too small with moving material, so can also be a few millimeters.
Eine Aufgabe besteht also darin, das Profil und das Mikroprofil schnell und mit großer Genauigkeit in einem ausgedehnten Tiefenmessbereich an einem Objekt entlang einer Linie absolut zu messen. Das Verfahren soll interferenz-optischer Natur sein. Grundsätzlich sollen auch Kurzpuls-Lichtquellen zur Beleuchtung der Objektoberfläche eingesetzt werden können. Dabei geht es beispielsweise um Pulslängen der Lichtquellen im Bereich von einer 0,1 Mikrosekunde bis zu 1000 Mikrosekunden.A So the job is to get the profile and the micro profile fast and with great Accuracy in an extended depth measurement range on an object to measure absolutely along a line. The method is said to be more interference-optical Be nature. in principle Short-pulse light sources are also to be used to illuminate the object surface can be. This involves, for example, pulse lengths of the light sources in the area from 0.1 microsecond to 1000 microseconds.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Schichtdicke von transparenten Schichten zu bestimmen.A Another task is to make the layer thickness transparent To determine layers.
Die bekannten und unerwünschten 2n-Sprünge, die sich bekannterweise bei der Auswertung von Interferogrammen mit Streifen ergeben können, sollen bei der erfinderischen Lösung grundsätzlich nicht auftreten. Die erreichbare Genauigkeit soll dabei etwa der entsprechen, die mit punktweise messenden optischen Sensoren bei gleichen Objektivparametern erreichbar ist. Die erreichbare Tiefenmess-Genauigkeit soll beispielsweise für ein entsprechend kurzbrennweitiges Objektiv über der gesamten Linielänge 5 μm betragen. Die numerische Tiefen-Auflösung des Sensors kann bei 1 μm oder auch noch darunter liegen.The known and undesirable 2n jumps that is known to be involved in the evaluation of interferograms Streaks can result should be in the inventive solution in principle do not occur. The achievable accuracy should be about correspond to that with point-by-point optical sensors same lens parameters. The achievable depth measurement accuracy for example for a correspondingly short focal length lens over the entire line length be 5 μm. The numerical depth resolution of the sensor can be at 1 μm or even below it.
Das Objekt, beispielsweise ein Werkstück, bei dem eine Schweißnaht auf Sollprofil und Mikrorisse zu kontrollieren ist, soll beim Messen vergleichsweise schnell bewegt werden können, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von mehr als 10 mm/s. An die Führungsgenauigkeit des Transportsystems, besonders die langperiodische Geradheit, sollen dabei jedoch keine extremen Anforderungen bestehen, im besonderen dann nicht, wenn das Mikroprofil quer zur Bewegungsrichtung von Interesse ist.The Object, for example a workpiece with a weld seam The target profile and microcracks to be checked should be used when measuring can be moved relatively quickly, for example with a Speed of more than 10 mm / s. The accuracy of the guidance of the transport system, especially the long period straightness, but should not be there are extreme requirements, especially not if the micro profile transverse to the direction of movement is of interest.
Zur Anpassung an die jeweilige Messaufgabe soll das Fokussierobjektiv einfach und ohne Justierung gegen eines mit einer anderen Brennweite ausgetauscht werden können, wodurch der Tiefenmessbereich und die Tiefenempfindlichkeit oder Bereich der Schichtdickenmessung durch den Anwender jeweils optimal an die Messaufgabe angepasst werden können.to The focusing lens should adapt to the respective measuring task exchanged easily and without adjustment for one with a different focal length can be whereby the depth measurement range and depth sensitivity or The area of layer thickness measurement by the user is optimal can be adapted to the measurement task.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Der Sensoreffekt basiert auf der Interferenz zweier kohärenter Lichtbündel mit Lateral-Shear. Grundsätzlich kann der Sensor als Punkt- oder Liniensensor ausgebildet sein, wobei hier im besonderen der linienhafte Profilsensor beschrieben ist, jedoch der Punktsensor stets als Sonderfall eingeschlossen ist. Der Punktsensor ist insbesondere zur Schichtdickenmessung geeignet.The Sensor effect is based on the interference of two coherent light beams Lateral shear. in principle the sensor can be designed as a point or line sensor, wherein here in particular the linear profile sensor is described, however, the point sensor is always included as a special case. The point sensor is particularly suitable for measuring the layer thickness.
Die Basisidee der Erfindung besteht nun darin, in einem Zweistrahl-Interferometer beim mittleren optischen Gangunterschied null mit einer astigmatischen Abbildung einer auf das Objekt projizierten Fokuslinie oder eines Fokuspunktes auf einen Kamera-Chip durch eine im optischen Gesamtsystem des Sensors eingestellte Lateral-Shear zwischen zwei kohärenten Teilbündeln ein Shear-Streifen-Muster mit einer zumindest näherungsweise konstanten Ortsfrequenz in mindestens einer Linie des Kamera-Chips einer Kamera zu erzeugen. Dabei kann die Lateral-Shear fest eingestellt sein oder in Abhängigkeit von der Messaufgabe durch optoelektronische Mittel wie LCDs oder LCOS oder DMDs variabel gemacht sein und so an die jeweilige Messaufgabe optimal angepasst werden. Die kohärenten Bündel mit Lateral-Shear entstehen durch einen Lateral-Shear erzeugenden optischen Strahlenbündelteiler mit Schichtenstrahlenteiler oder Beugungsgitter im Strahlengang. Dabei bilden die Strahlenbüschel, die sich in einer zur Fokuslinie parallelen Ebene ausbreiten, die Fokuslinie scharf auf den Kamera-Chip ab.The basic idea of the invention now consists in a two-beam interferometer with an average optical path difference of zero with an astigmatic image of a focus line projected onto the object or a focus point onto a camera chip by means of an in the overall optical system of the Sensor-set lateral shear between two coherent sub-bundles to generate a shear stripe pattern with an at least approximately constant spatial frequency in at least one line of the camera chip of a camera. The lateral shear can be fixed or made variable depending on the measuring task by optoelectronic means such as LCDs or LCOS or DMDs and can thus be optimally adapted to the respective measuring task. The coherent bundles with lateral shear are created by an optical beam splitter that generates lateral shear with a layer beam splitter or a diffraction grating in the beam path. The bundles of rays, which spread out in a plane parallel to the focal line, depict the focal line sharply on the camera chip.
Wird keine Fokuslinie, sondern ein Fokuspunkt erzeugt, wird eine Referenzebene definiert, die der Einfallsebene des Laserbündels auf eine in der Sensoranordnung stets vorhandene Teilerschicht entspricht. In diesem Fall bilden die Strahlenbüschel, die sich in einer zur Referenzebene senkrechten Ebene ausbreiten, den Fokuspunkt scharf auf den Kamera-Chip ab. Die Strahlenbüschel in der Referenzebene bilden dagegen den Fokuspunkt unscharf ab. In den dargestellten Figuren entspricht die Referenzebene stets der Zeichenebene. So ist die auf dem Kamera-Chip entstehende Lichtfigur in der Referenzebene von größerer Ausdehnung.Becomes Not a focal line, but a focal point, becomes a reference plane defines that the plane of incidence of the laser beam on one in the sensor arrangement corresponds to the existing divider layer. In this case, make up the bundles of rays that spread in a plane perpendicular to the reference plane, the Focus point sharp on the camera chip. The bundles of rays in the reference plane, on the other hand, depicts the focus point out of focus. In the figures shown always correspond to the reference plane Plane. This is the light figure on the camera chip in the reference plane of greater extent.
Es
wird die Ortsfrequenz des Shear-Streifen-Musters oder der Phasengang über einer
Bezugsbreite
Bekanntlich kann die Fourier-Transformation eines Interferenzstreifen-Musters aber auch mittels eines optisch adressierbaren Spatial Light Modulators (OASLM) erfolgen, mit welchem die Schwerpunktlage oder Schwerpunktlagen durch Beugung abgelenkter Bündel eines Auslese-Lasers in der Fourier-Ebene eines Objektivs mittels einer Kamera bestimmt werden. Dies wurde bereits 1998 im Institut für Technische Optik der Universität Stuttgart von K.-P. Proll unter Betreuung von Herrn Prof. H. J. Tiziani untersucht.generally known can do the Fourier transform of an interference fringe pattern but also by means of an optically addressable spatial light modulator (OASLM) with which the center of gravity or centers of gravity bundle deflected by diffraction a readout laser in the Fourier plane of a lens be determined by a camera. This was done in 1998 at the Institute for Technical University optics Stuttgart by K.-P. Proll under the supervision of Prof. H. J. Titiani examined.
Bei dieser Erfindung adressiert in Abhängigkeit von der Tiefenposition eines Objektpunktes das ortsfrequenzvariable Shear-Streifen-Muster das OASLM. Von Vorteil ist hierbei der Einsatz von schnellen OASLMs, die im KHz-Bereich arbeiten. So kann auch eine vergleichsweise schnelle Durchführung der Fourier-Transformation mit optischen Mitteln erfolgen.at of this invention addresses depending on the depth position the spatial frequency variable shear stripe pattern of an object point the OASLM. The advantage here is the use of fast OASLMs, who work in the KHz range. So a comparatively fast one execution the Fourier transformation with optical means.
Die Beleuchtung der Objektoberfläche erfolgt mit einer Lichtquelle mit mindestens einer Lichtwellenlänge, beispielsweise ein cw-Laser oder ein gepulster Laser, und mit mindestens einem wellenfrontformenden Objektiv und dem bereits genannten Fokussier-Objektiv.The Illumination of the object surface takes place with a light source with at least one light wavelength, for example a cw laser or a pulsed laser, and with at least one wavefront-forming lens and the focusing lens already mentioned.
Wird ein hochfrequent gepulster Laser eingesetzt, beispielsweise mit Pulswiederholraten im Kilohertzbereich oder Megahertzbereich, ist es zweckmäßig, den gepulsten Laser mit einer Hochfrequenzkamera zu synchronisieren. So können bei Einsatz geeigneter leistungsstarker sowie hochfrequent gepulster Laserquellen und Hochfrequenzkameras mit Bildwiederholraten in der Größenordnung von 1 Million Bildern pro Sekunde auch Profile ausschnittsweise oder stichprobenhaft abgetastet werden, die sich im Bereich von einigen Metern pro Sekunde bewegen. Bei diesen Bedingungen wird z. Z. jedoch – wegen der noch zu geringen Dynamik der OASLMs – nur die digitale Durchführung der Fast Fourier-Transformation (FFT) als realisierbar angesehen.Becomes a high-frequency pulsed laser is used, for example with Pulse repetition rates in the kilohertz range or megahertz range it expedient that to synchronize pulsed lasers with a high-frequency camera. So can when using suitable powerful and high-frequency pulsed Laser sources and high frequency cameras with refresh rates in the Magnitude sections of 1 million frames per second or sampled in the range of move a few meters per second. Under these conditions z. Z. however - because of the still too low dynamics of the OASLMs - only the digital implementation of the Fast Fourier Transform (FFT) is considered feasible.
Das wellenfrontformende Objektiv ist vorzugsweise mit einer Zylinderlinse zur Ausbildung mindestens einer Fokuslinie vorzugsweise zumindest näherungsweise in der Brennebene des Fokussier-Objektivs ausgebildet. Die Lichtquelle kann auch aus einer Zeile aus Einzel-Laserdioden bestehen, beispielsweise einer Zeile mit 256 Einzel-Laserdioden. Es ist aber auch möglich, dass dem Fokussier-Objektiv eine Mikrolinsenanordnung, vorzugsweise eine Mikrolinsenzeile, vorgeordnet ist. So ist es möglich, dass gemäß der Anzahl der Mikrolinsen einzelne Fokuspunkte vorzugsweise eine Linie von separierten Fokuspunkten bilden. Die Beleuchtung dieser Mikrolinsenzeile kann mittels Bündelquerschnittformer auf der Grundlage von Prismen-Anamorphoten erfolgen.The wavefront-forming lens is preferably with a cylindrical lens to form at least one focus line, preferably at least approximately formed in the focal plane of the focusing lens. The light source can also consist of a row of individual laser diodes, for example one row with 256 single laser diodes. But it is also possible that the focusing objective a microlens arrangement, preferably one Microlens line, is upstream. So it is possible that according to the number the microlenses individual focus points preferably a line of separate focus points. The illumination of this microlens line can be done using a bundle cross-section former based on prism anamorphic.
Es wird also vorzugsweise mindestens eine schmale Fokuslinie oder vorzugsweise eine Linie von separierten Fokuspunkten im Objektraum ausgebildet. Es wird weiterhin von einer Fokuslinie gesprochen, den Fall einer Linie von separierten Fokuspunkten eingeschlossen.So it will preferably be at least one narrow focus line or preferably a line of separated focus points in the object space. There is still talk of a focus line, including the case of a line of separated focus points.
Das auf das Objekt treffende Licht aus der Fokuslinie wird durch Reflektion und/oder Streuung mittels Strahlenbüschel, deren Ebene parallel zur Fokuslinie liegt, auf den Kamera-Chip einer Flächenkamera – oder einer Zeilenkamera bei nur einem Fokuspunkt – zumindest näherungsweise scharf abgebildet. Das Licht aus Strahlen aus einer zur Fokuslinie senkrechten Ebene wird nicht auf den Kamera-Chip fokussiert, sondern deutlich vor oder nach dem Kamera-Chip.The Light from the focus line striking the object is reflected and / or scattering using bundles of rays, the plane of which is parallel to the focus line lies on the camera chip of an area camera - or one Line scan camera with only one focus point - at least approximately sharply depicted. The light from rays from one to the focus line vertical plane is not focused on the camera chip, but clearly before or after the camera chip.
Im Kameraraum wird eine Lateral-Shear senkrecht zur Richtung der schmalen Fokuslinie erstens durch Strahlteilung mittels Diffraktion oder zweitens durch Amplitudenteilung an einer Strahlenteilerschicht erzeugt. Außerdem wird eine Wellenfrontformung des Lichtes auf dem Weg vom Objekt zur Kamera so durchgeführt, dass eine asphärische, vorzugsweise eine zylindrische Wellenfront gebildet wird und so eine astigmatische Abbildung der Fokuslinie auf die Kamera besteht. Die zylindrische Wellenfront wird mittels astigmatisch abbildendem System erzeugt, wobei dieses System ein refraktives oder ein diffraktives Zylinderobjektiv sein kann, wobei die Zylinderachse parallel zur Fokuslinie ausgerichtet sein kann. Das astigmatisch abbildende System kann auch durch einen Prismenanamorphoten in Verbindung mit einem schwachen, sphärischen Objektiv gebildet sein. Das astigmatisch abbildende System kann jedoch auch durch einen Prismenanamorphoten nur in Verbindung mit einem sphärisch ausgebildeten Fokussier-Objektiv gestaltet sein. Weiterhin kann der Kamera ein Kameraobjektiv vorgeordnet sein, welches zur scharfen Abbildung der Strahlen der Lichtbüschel dient, die sich in zur Fokuslinie parallelen Ebenen ausbreiten.in the Camera space becomes a lateral shear perpendicular to the direction of the narrow Focus line firstly by beam splitting by means of diffraction or secondly, by splitting the amplitude on a beam splitter layer generated. Moreover becomes a wavefront formation of light on the way from the object done to the camera so that an aspherical, preferably a cylindrical wavefront is formed and so there is an astigmatic image of the focus line on the camera. The cylindrical wavefront is created by means of astigmatic imaging System generated, which system is a refractive or a diffractive Cylinder lens can be, the cylinder axis parallel to Focus line can be aligned. The astigmatic imaging system can also be combined with a prism anamorphic weak, spherical Be formed lens. The astigmatic imaging system can but also only in conjunction with a prism anamorphic a spherical trained focusing lens. Furthermore can a camera lens can be arranged in front of the camera, which is used for sharp Illustration of the rays of the tuft of light that is used in the Spread the focus line parallel planes.
Der Ort dieser Wellenfrontformung ist dem Lateral-Shear erzeugenden optischen Strahlenbündelteiler auf dem Lichtweg, also im Strahlengang, vorzugsweise vorgeordnet. Aus den Pixeln des Chips der flächenhaften Kamera, die auf einer Linie senkrecht zur schmalen Fokuslinie im Objektraum ausgerichtet sind, wird die räumliche Frequenz der Lichtverteilung bestimmt.The The location of this wavefront formation is the lateral shear generating optical beam splitter preferably upstream on the light path, i.e. in the beam path. From the pixels of the chip the areal Camera that is on a line perpendicular to the narrow focus line in the Object space are aligned, the spatial frequency of the light distribution certainly.
Ein Lateral-Shear erzeugender optischer Strahlenbündelteiler kann zum einen als ein lichtbeugendes Gitter mit einem nachgeordneten Objektiv ausgebildet sein, wobei sich das lichtbeugende Gitter in der ersten Brennebene dieses Objektivs, in Lichtausbreitungsrichtung betrachtet, befindet. Das Objektiv ist vorzugsweise das der Kamera zugeordnete. Dabei kann sich das lichtbeugende Gitter auch in einer zu dieser Brennebene optisch konjugierten Ebene befinden, jedoch nach dem Ort der Wellenfrontformung. Eine andere Möglichkeit, einen Lateral-Shear erzeugenden optischen Strahlenbündelteiler auszubilden, besteht in der Applikation eines Dreieck-Interferometers, welches einen zyklischen Strahlengang aufweist, welches dem Raum vor der Kamera oder dem Raum vor dem Fokussierobjektiv vorgeordnet ist. Mittels diesem Dreieck-Interferometer werden zwei kohärente Teilbündel, die eine Lateral-Shear 2Δq zueinander aufweisen, gebildet. Dieses Dreieck-Interferometer kann sich bei einer komplexen, mehrstufigen Abbildungsanordnung in jedem optisch konjugierten Raum, der zu diesen beiden genannten Räumen optisch konjugiert ist, befinden.On Lateral-shear optical beam splitter can be used as a a light diffractive grating is formed with a subordinate lens be, with the light diffractive grating in the first focal plane of this lens, viewed in the direction of light propagation. The lens is preferably that assigned to the camera. there the light-diffractive grating can also be in a plane at this focal plane optically conjugate plane, but according to the location of the wavefront formation. Another possibility, an optical beam splitter producing lateral shear training consists in the application of a triangular interferometer, which has a cyclic beam path, which the space placed in front of the camera or the room in front of the focusing lens is. By means of this triangular interferometer, two coherent sub-beams, the a lateral shear 2Δq to each other, formed. This triangle interferometer can each with a complex, multi-level imaging arrangement conjugated space that optically to these two spaces mentioned is conjugated.
Aus der räumlichen Frequenz der Lichtverteilung in der Ebene des Kamera-Chips wird nach rechnerischem Abzug einer Trägerfrequenz, die aus dem Radius der Zylinderwelle in der Detektions-Ebene resultiert, rechnerisch eine Differenzfrequenz gebildet, so dass mittels Pixel einer jeder Linie des Kamera-Chips, mindestens jedoch in einer Linie, die Differenzfrequenz bestimmt wird.Out the spatial Frequency of light distribution in the plane of the camera chip becomes after deducting a carrier frequency from the radius of the cylinder wave in the detection plane arithmetically results in a difference frequency formed so that by means of pixels of each line of the camera chip, at least in one line, the difference frequency determines becomes.
Diese Differenzfrequenz kann jeweils der z-Abweichung von der schmalen Fokuslinie im Objektraum eines jeden Objektpunktes der zugehörigen Linie auf der Kamera zumindest näherungsweise proportional sein. Grundsätzlich kann die Fourier-Transformation der Lateral-Shear-Verteilung – wie bereits dargestellt – auch mit optischen Mitteln durchgeführt werden.This Differential frequency can each be the z-deviation from the narrow Focus line in the object space of each object point of the associated line on the camera at least approximately proportional his. in principle can do the Fourier transform of the lateral shear distribution - as already shown - too performed with optical means become.
Im erfinderischen optischen Verfahren wird also eine Fokusfigur, ein Fokuspunkt oder eine Fokuslinielinie, auf der zu untersuchenden Objektoberfläche ausgebildet. Im weitweren wird die Fokuslinie betrachtet. Diese wird dabei auf die Objektoberfläche mehr oder weniger scharf abgebildet, so dass dabei innerhalb des Tiefenmessbereiches vorzugsweise eine linienhafte Lichtfigur auf der Objektoberfläche gebildet wird. Es erfolgt eine Abbildung der Objektoberfläche und eine Detektion. Die objektabbildenden, also die vom Objekt zurückkommenden, Strahlenbüschel in der Ebene senkrecht zur Fokuslinie, sind bei der Detektion grundsätzlich stark defokussiert, d. h. diese Strahlenbüschel bilden in der Ebene der Detektion keine linienhafte Lichtfigur. Auf dem Weg des Lichtes von der Objektoberfläche zur Ebene der Detektion, also im Strahlverlauf werden zwei kohärente Teilstrahlenbündel gebildet, die in Ebenen senkrecht zu einer Fokuslinie eine Lateral-Shear 2Δq, die ungleich null ist, aufweisen. Die objektabbildenden Strahlenbüschel in den Ebenen parallel zur Fokuslinie sind bei der Detektion eher gut fokussiert, bilden also das Objekt eher scharf in die Ebene der Detektion ab.in the inventive optical method becomes a focus figure, a Focus point or a focus line line on which to be examined object surface educated. The focus line is considered in more detail. This becomes more on the object surface or less sharply imaged so that it is within the depth measurement range preferably a linear light figure is formed on the object surface becomes. The object surface is mapped and detected. The object imaging, i.e. the tufts of rays coming back from the object the plane perpendicular to the focus line are fundamentally strong in the detection defocused, d. H. these bundles of rays form in the plane of the Detection not a linear light figure. On the way of the light from the object surface at the level of the detection, i.e. in the beam path, two coherent partial beams are formed, that in planes perpendicular to a focal line a lateral shear 2Δq that is not equal is zero. The object imaging rays in the planes parallel to the focus line are rather good for detection focused, so form the object rather sharply into the plane of the Detection.
Der
Grundgedanke des erfinderischen Verfahrens, auf das notwendigste
reduziert, ist der Folgende: Das Licht von der auf die Objektoberfläche abgebildeten
Fokusfigur, vorzugsweise eine Fokuslinie, wobei grundsätzlich auch
ein Fokusfleck erzeugt werden kann, erfährt eine Teilung der Amplitude.
Den beiden dabei entstehenden kohärenten Teilstrahlenbündeln wird
außerdem
eine Lateral-Shear 2Δq,
die ungleich null ist, in der Ebene senkrecht zur Fokuslinie aufgeprägt. Die
objektabbildenden Strahlenbüschel
in der Ebene senkrecht zur Fokuslinie werden bei der Detektion defokussiert
und die objektabbildenden Strahlenbüschel in der Ebene parallel
zur Fokuslinie werden bei der Detektion fokussiert. Letztere bilden
also das Objekt eher scharf ab. So werden Shear-Streifen in der
Ebene der Detektion gebildet und detektiert. Aus dem Phasengang
senkrecht zu den Shear-Streifen in einem definierten Bereich
Es wird also mindestens ein einziger Fokuspunkt oder eine einzige schmale Fokuslinie im Objektraum ausgebildet. Die Ausbildung mehrerer Fokuspunkt oder Fokuslinien ist auch möglich. Das Licht aus der oder den Fokusfiguren, vorzugsweise Fokuslinien auf dem Objekt wird gerichtet reflektiert und/oder gestreut.It becomes at least a single focus point or a single narrow one Focus line formed in the object space. Training multiple focus point or focus lines is also possible. The light from the focus figure (s), preferably focus lines the object is reflected and / or scattered in a directed manner.
Der optische Sensor zur Hochgeschwindigkeits-Profilbestimmung weist eine Lichtquelle mit mindestens einer einzigen Lichtwellenlänge auf. Dieser Lichtquelle ist mindestens eine Abbildungsstufe und außerdem ein Fokussier-Objektiv nachgeordnet, wobei die Abbildungsstufe und das Fokussier-Objektiv zum einen zur Ausbildung mindestens einer Fokuslinie auf der Objektoberfläche dienen. So wird mindestens eine linienhafte Lichtfigur auf der Objektoberfläche gebildet. Das Fokussier-Objektiv dient darüber hinaus zur Abbildung der Objektoberfläche mit der darauf abgebildeten Fokuslinie. Dem Fokussier-Objektiv ist eine Kamera mit einem Kamera-Chip nachgeordnet. Erfinderisch ist das Fokussier-Objektiv astigmatisch abbildend ausgebildet oder aber das Fokussier-Objektiv ist anastigmatisch abbildend ausgebildet und auf dem Lichtweg von der Objektoberfläche zur Kamera ist dem Fokussier-Objektiv mindestens ein astigmatisch abbildendes System nachgeordnet. So besteht in jedem Fall ein astigmatisches Abbildungssystem, welches die Fokuslinie von der Objektoberfläche astigmatisch auf den Kamera-Chip abbildet. Die objektabbildenden, also die vom Objekt zurückkommenden Strahlenbüschel in der Ebene senkrecht zur Fokuslinie, sind bei der Detektion grundsätzlich stark defokussiert, d. h. diese Strahlenbüschel bilden in der Ebene der Detektion dann keine linienhafte Lichtfigur.The optical sensor for high-speed profile determination has a light source with at least a single light wavelength. This light source is at least one imaging level and also a Subordinate focusing lens, the imaging level and that Focusing lens on the one hand serve to form at least one focus line on the object surface. In this way, at least one linear light figure is formed on the object surface. The focusing lens serves about it also to map the object surface with the focus line shown on it. A camera with a camera chip is arranged downstream of the focusing lens. According to the invention, the focusing lens has an astigmatic imaging design or the focusing lens is anastigmatic imaging and on the light path from the object surface to the camera, the focusing lens is at least one astigmatic imaging system downstream. In any case, there is an astigmatic imaging system which astigmatically maps the focus line from the object surface onto the camera chip. The object imaging rays, i.e. the rays coming back from the object in the plane perpendicular to the focus line are fundamentally strong in the detection defocused, d. H. these bundles of rays form in the plane of the Detection then no linear light figure.
Im Strahlengang von der Objektoberfläche zur Ebene des Kamera-Chips ist ein Lateral-Shear erzeugendes optisches Mittel angeordnet. So werden im Strahlverlauf zwei kohärente Teilstrahlenbündel gebildet, die in den Ebenen senkrecht zu einer Fokuslinie eine Lateral-Shear 2Δq aufweisen.in the Beam path from the object surface to the plane of the camera chip an optical means generating lateral shear is arranged. So become two coherent in the beam path Partial beams formed a lateral shear in the planes perpendicular to a focal line Have 2Δq.
Vorzugsweise ist dabei das astigmatisch abbildende System dem Lateral-Shear erzeugenden optischen Mittel vorgeordnet.Preferably is the astigmatic imaging system that produces the lateral shear optical system Advance funds.
Vorzugsweise ist das astigmatisch abbildende System als Prismenanamorphot oder als Gitteranamorphot oder als Prismen-Gitter-Anamorphot ausgebildet und außerdem dem Lateral-Shear erzeugenden Strahlenbündelteiler vorgeordnet.Preferably is the astigmatic imaging system as prism anamorphic or designed as a lattice anamorphic or as a prism lattice anamorphic and also upstream of the lateral shear generating beam splitter.
Es kann aber auch sein, dass das astigmatisch abbildende System mit mindestens einem Zylinderobjektiv ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine volumenminimierte Anordnung.It can also be that the astigmatic imaging system with is formed at least one cylinder lens. This enables one volume-minimized arrangement.
Vorzugsweise ist der Lateral-Shear erzeugende optische Strahlenbündelteiler als ein asymmetrisches Dreieck-Interferometer ausbildet. Das Dreieck-Interferometer ist sehr robust und arbeitet am optischen Gangunterschied null. Dies ist für die stabile Funktion des Sensors von großer Bedeutung. Die sich am Ausgang desselben ergebende Lateral-Shear 2Δq ist eine Funktion der Asymmetrie und bei einem symmetrischen Dreieck-Interferometer null. Außerdem ist bei einem Dreieck-Interferometer die Lateral-Shear unabhängig von der Wellenlänge des Lichtes. Auch diese Eigenschaft kann bei der Signalauswertung von großem Vorteil sein, da so Licht unterschiedlicher Wellenlängen als cw-Licht oder gepulstes Licht mit Pulsen jeweils anderer Wellenlänge so Interferenz-Streifenmuster unterschiedlicher Ortsfrequenz bilden kann. Das gepulste Licht kann von einem oder mehreren Lasern generiert werden, wobei jeder Impuls eine andere Wellenlänge aufweisen kann. Bei Einsatz von mehreren gepulsten Lasern kann das Licht unterschiedlicher Wellenlänge zeitlich synchronisiert ausgesendet werden. So ist eine eindeutige Auswertung möglich.Preferably is the lateral-shear optical beam splitter as an asymmetrical triangle interferometer. The triangle interferometer is very robust and works on the optical path difference zero. This is for the stable function of the sensor is of great importance. The most The resultant lateral shear 2Δq is a function of asymmetry and zero for a symmetrical triangular interferometer. Besides, is for a triangular interferometer Lateral shear independent on the wavelength of the Light. This property can also be used in the signal evaluation of great Be an advantage because light of different wavelengths cw light or pulsed light with pulses of different wavelengths, so interference fringe patterns different spatial frequency can form. The pulsed light can generated by one or more lasers, each pulse a different wavelength can have. When using several pulsed lasers, this can Light of different wavelengths be sent synchronized in time. So is a clear one Evaluation possible.
Mittels
Frequenzanalyse können über diese Interferenz-Streifenmuster
unterschiedlicher Ortsfrequenz die erzeugenden Lichtwellenlängen wiedererkannt
werden. Dies ist von Vorteil, wenn mehrere linienhafte Lichtfiguren
mit Licht verschiedener Wellenlänge
an lateral oder in der Tiefe verschiedenen Orten im Objektraum ausgebildet
werden sollen. Es können
Lichtquellen eingesetzt werden, die Frequenzkämme erzeugen. Mittels dieser
spektralen Kodierung kann bei der Auswertung je über die zur Wellenlänge zugehörige Ortsfrequenz ν aus einer
flächenhaften
Lichtverteilung in der Detektorebene sowohl die z-Position als auch
der laterale Ort eines Objektpunktes bestimmt werden. Dabei ist
vorzugsweise dem asymmetrischen Dreieck-Interferometer im Strahlengang
eine Spaltblende zugeordnet ist, wo die Strahlenbüschel aus
Ebenen, die senkrecht zu Fokuslinien liegen, sich schneiden. Die
Intensitätsverteilung
I(x, ν)
im Shear-Streifenfeld über
x in der Ebene der Detektion, wobei die x-Richtung senkrecht zu
den Streifen verläuft,
kann mit der mittleren Intensität
I0, der Streifensichtbarkeit ν, und einer
Anfangsphase φ0, die aber in der Regel nahe null sein sollte, wie
folgt beschrieben werden:
Für die Ortsfrequenz ν ergibt sich
dann: wobei ρL die
detektierte Streifenzahl auf dem Kamera-Chip der ausgewerteten Breite
Dabei stellt r den jeweils aktuellen Abstand des idealisierten Quellpunktes der interferierenden Wellen in einem Schnitt senkrecht zur Fokuslinie dar. Im Fall, dass sich ein Objektpunkt im Fokus des Fokussier-Objektivs befindet, soll r = r0 gelten. Ein möglicher Wert für r0 kann bei entsprechender Gestaltung des optischen Layouts des Sensors die Brennweite des Kameraobjektivs fK' sein. Ist der betrachtete Objektpunkt um einen Betrag Δz defokussiert, verändert sich der Randstrahlwinkel α. Liegt der idealisierte Quellpunkt der interferierenden Teilstrahlenbündel, die durch Zylinderwellen hinreichend gut beschrieben werden können, in der Hauptebene des Kameraobjektivs, gilt Δz = Δr, und es folgt für den hinreichend kleinen, objektpunktabhängigen Randstrahlwinkel α In this case, r represents the current distance of the idealized source point of the interfering waves in a section perpendicular to the focus line. In the event that an object point is in the focus of the focusing lens, r = r 0 should apply. A possible value for r 0 can be the focal length of the camera lens f K 'if the optical layout of the sensor is designed accordingly. If the object point under consideration is defocused by an amount Δz, the marginal beam angle α changes. If the idealized source point of the interfering partial beam bundles, which can be described sufficiently well by cylinder waves, lies in the main plane of the camera lens, Δz = Δr applies, and it follows for the sufficiently small, object point-dependent edge beam angle α
Aus diesen Zusammenhängen kann sowohl die Abhängigkeit der Streifenzahl ρL, die ja für den ortsabhängigen Phasengang über dem Detektionsfeld steht, bzw. die Ortsfrequenz in Abhängigkeit von der Ablage Δz des jeweiligen Objektpunktes von der Brennebene des Kameraobjektivs mit bestimmt werden. Bei einer Breite des ausgewerteten Streifenfeldes von beispielsweise 2b = 4mm, wobei dieser Breite etwa 640 Pixel auf dem Kamera-Chip zugeordnet sind, einer fest eingestellten Lateral-Shear von 2Δq = 0,5 mm, bei einer Brennweite des Fokussierobjektivs fK' = 25 mm und einer Ablage des betrachteten Objektpunktes vom Fokus von 5 μm ergibt sich für die Lichtwellenlänge λ = 0,5 μm über dem Detektionsfeld eine Änderung der Streifenzahl um 0,032 bei einer Gesamtstreifenzahl von 160. Diese Änderung der Streifenzahl entspricht einer Phasenänderung im Feld von 11,5° über der Breite von 4mm. Eine derartige Phasenänderung kann mit den bekannten phasenauswertenden Algorithmen noch gut aufgelöst werden, wenn man bedenkt, dass im phasenauswertenden Algorithmus bis zu 640 Pixel für einen einzigen Phasenwert ausgewertet werden können. Dies trifft auch zu, wenn der Phasengang über dem Feld bei besonders kleinen Brennweiten fK' nicht streng linear ist. Dafür sind die Algorithmen in geeigneter Weise anzupassen. Wie das Dimensionierungsbeispiel zeigt, kann mit einem derartig dimensionierten Sensor eine Auflösung von besser als 5 μm erreicht werden. Es ergibt sich somit im Vergleich zu einem abstandsmessenden Interferometer mit der Lichtwellenlänge von ebenfalls 0,5 μm ein Dehnungsfaktor der effektiven Wellenlänge des Sensors von 625.From these relationships, both the dependence of the number of strips ρ L , which stands for the location-dependent phase response over the detection field, and the spatial frequency, depending on the offset Δz of the respective object point, on the focal plane of the camera lens be determined. With a width of the evaluated strip field of, for example, 2b = 4mm, this width being assigned about 640 pixels on the camera chip, a fixed lateral shear of 2Δq = 0.5mm, with a focal length of the focusing lens f K '= 25 mm and a deposit of the object point under consideration from the focus of 5 μm, for the light wavelength λ = 0.5 μm above the detection field there is a change in the number of strips by 0.032 with a total number of strips of 160. This change in the number of strips corresponds to a phase change in the field of 11. 5 ° across the width of 4mm. Such a phase change can still be resolved well with the known phase-evaluating algorithms, if one considers that up to 640 pixels can be evaluated for a single phase value in the phase-evaluating algorithm. This also applies if the phase response over the field is not strictly linear at particularly small focal lengths f K '. The algorithms have to be adapted accordingly. As the dimensioning example shows, a resolution of better than 5 μm can be achieved with such a dimensioned sensor. In comparison to a distance-measuring interferometer with the light wavelength of also 0.5 μm, this results in a strain factor of 625 for the effective wavelength of the sensor.
Der
Tiefenmessbereich liegt bei dieser Aufgabenstellung in der Größe von mindestens
100 μm und
ist somit für
die Messung eines Mikroprofils in der Regel hinreichend groß. Zu bemerken
ist noch, dass die unterschiedliche Tiefenposition nur eine vergleichsweise
geringe Modulation der Ortsfrequenz erzeugt. In der Regel liegt
die Abweichung von der mittleren Ortsfrequenzen in einem Bereich
von maximal etwa +/– 2%.
Dies ergibt sich aus dem begrenzten Tiefenschärfebereich. Außerhalb
dieses Tiefenschärfebereiches
ist der Kontrast der Interferenzerscheinung null. So kann ein Streifenmuster
dessen zugehörige
Lichtwellenlänge
sich beispielsweise um mehr als 5% von einer ersten Wellenlänge, unterscheidet
durch ein geeignetes frequenzselektives numerisches Auswerteverfahren „identifiziert" werden. Mit diesem
Ansatz können
in der Tiefe des Objektraumes mehrere, numerisch unterscheidbare
Fokuslinien „positioniert" werden. Dies bietet
die Möglichkeit der
Schaffung eines gegenüber
einer Einzelwellenlänge
mehrfach vergrößerten Tiefenmessbereiches. So
kann eine sehr hohe Messgenauigkeit durch diesen Mehrwellenlängen-Ansatz,
bzw. chromatischen Ansatz mit einem großen Tiefenmessbereich gekoppelt
werden. Die numerischen Auswerteverfahren können beispielsweise auf der
Grundlage einer Bandpassfilterung durchgeführt werden, wobei diese Verfahren
hier nicht weiter diskutiert werden. Es ist in jedem Fall hierbei
jedoch möglich,
moderne phasenauswertende Verfahren, einschließlich Wavelets, anzuwenden,
um den Gesamtphasengang über
der Breite
Es ist auch möglich, bei beispielsweise drei Laserwellenlängen, die 475 nm, 532 nm und 635 nm oder auch 633 nm betragen können, einen refraktiv, dispersiv oder dispersiv-refraktiv wirkenden optischen Keil im Strahlengang anzuordnen. Der optische Keil, der für die mittlere Wellenlänge vorzugsweise eine Ablenkung von null aufweist, ist im Strahlengang vorzugsweise vor dem Kameraobjektiv angeordnet und erzeugt eine wellenlängenabhängige Ablenkung der Lichtstrahlenbündel. So ergeben sich in der Detektions-Ebene, also auf dem Kamera-Chip, drei lateral völlig getrennte Bereiche für die drei Streifenmuster in den drei Wellenlängen. So ist eine einfache Auswertung der drei Streifenmuster möglich, da jeweils nur monofrequente Signale auftreten. Dabei sollten sich die drei Messbereiche in der Tiefe etwas überlappen.It is possible, too, at three laser wavelengths, for example, the 475 nm, 532 nm and 635 nm or 633 nm can be a refractive, dispersive or dispersive-refractive optical wedge in the beam path to arrange. The optical wedge, which is preferred for the medium wavelength having a deflection of zero is preferred in the beam path arranged in front of the camera lens and generates a wavelength-dependent deflection the beam of light. This results in three in the detection level, i.e. on the camera chip laterally completely separate areas for the three stripe patterns in the three wavelengths. So is an easy one Evaluation of the three stripe patterns possible, since only monofrequency Signals occur. The three measuring ranges in the Overlap depth slightly.
Weiterhin wird der folgende erfinderische Ansatz vorgeschlagen: Der optische Sensor zur Hochgeschwindigkeits-Profilbestimmung weist eine Lichtquelle mit mindestens einer Lichtwellenlänge auf. Dieser ist mindestens eine Abbildungsstufe und außerdem ein Fokussier-Objektiv nachgeordnet, wobei die Abbildungsstufe und das Fokussier-Objektiv zum einen zur Ausbildung mindestens einer Fokuslinie auf der Objektoberfläche dienen. So wird eine linienhafte Lichtfigur auf der Objektoberfläche gebildet. Das Fokussier-Objektiv dient darüber hinaus zur Abbildung der Objektoberfläche mit der Fokuslinie. Dem Fokussier-Objektiv sind ein Kameraobjektiv und eine Kamera mit einem Kamera-Chip nachgeordnet. Erfinderisch ist hierbei, dass dem Fokussier-Objektiv auf dem Lichtweg mindestens ein astigmatisch abbildendes System nachgeordnet und dem Kameraobjektiv vorgeordnet sein kann und diesem Kameraobjektiv vorzugsweise ein Phasengitter zugeordnet ist, welches sich zumindest näherungsweise in der Fokusebene des Kameraobjektivs befindet, welche dem Fokussierobjektiv zugewandt ist. Das Phasengitter in der Fokusebene des Kameraobjektivs stellt gemeinsam mit dem Kameraobjektiv ebenfalls einen Lateral-Shear erzeugenden optischen Strahlenbündelteiler dar, jedoch ist hierbei bekannterweise die nach dem Kameraobjektiv auftretende Lateral-Shear abhängig von der Wellenlänge λ des verwendeten Lichtes. Als Effekt ergibt sich so in der Ebenen des Kamera-Chips für alle Wellenlängen die gleiche Ortsfrequenz. Dies kann von Vorteil sein, jedoch kann so aber keine Trennung von Licht verschiedener Wellenlängen erreicht werden.Farther the following inventive approach is proposed: the optical one Sensor for high-speed profile determination has a light source with at least one light wavelength. This is at least a mapping level and beyond a focusing lens downstream, the imaging level and the focusing lens on the one hand for training at least one Focus line on the object surface serve. This creates a linear light figure on the surface of the object. The Focusing lens serves over it to map the object surface with the focus line. The focusing lens are a camera lens and a camera with a camera chip. What is innovative here is that the focusing lens is on the light path subordinate at least one astigmatic imaging system and can be arranged upstream of the camera lens and this camera lens preferably a phase grating is assigned, which is at least approximately in the focal plane of the camera lens, which is the focusing lens is facing. The phase grating in the focal plane of the camera lens also produces a lateral shear together with the camera lens generating optical beam splitter represents, but this is known to be after the camera lens occurring lateral shear dependent on the wavelength λ of the light used. The effect is thus in the plane of the camera chip for all wavelengths same spatial frequency. This can be an advantage, but it can be no separation of light of different wavelengths can be achieved.
Weiterhin wird der folgende erfinderische Ansatz für den Sensor vorgeschlagen: Der optische Sensor vorzugsweise zur Hochgeschwindigkeits-Profilbestimmung weist eine Lichtquelle mit mindestens einer Lichtwellenlänge auf. Dieser ist mindestens eine Abbildungsstufe und außerdem ein Fokussier-Objektiv nachgeordnet, wobei die Abbildungsstufe und das Fokussier-Objektiv zum einen zur Ausbildung mindestens einer Fokuslinie auf der Objektoberfläche dienen. So wird eine linienhafte Lichtfigur auf der Objektoberfläche gebildet. Das Fokussier-Objektiv dient darüber hinaus zur Abbildung der Objektoberfläche mit der Fokuslinie. Dem Fokussier-Objektiv sind ein Kameraobjektiv und eine Kamera mit einem Kamera-Chip nachgeordnet. Erfindungsgemäß können dem Fokussier-Objektiv auf dem Lichtweg mindestens ein astigmatisch abbildendes System nachgeordnet und ein Lateral-Shear erzeugender optischer Strahlenbündelteiler dem Kameraobjektiv nachgeordnet und dem Kamera-Chip vorgeordnet sein. Dies führt zu einer platzsparenden Anordnung, wenn vorzugsweise das abbildende System mit mindestens einem Zylinderobjektiv ausgebildet ist. Vorzugsweise ist dabei die Zylinder-Achse dieses Zylinderobjektivs parallel zur Fokuslinie angeordnet. Das astigmatisch abbildende System ist dabei vorzugsweise mit mindestens einem Prismenanamorphoten ausgebildet. Vorzugsweise wird der Lateral-Shear erzeugende optische Strahlenbündelteiler als ein Dreieck-Interferometer ausgebildet, um eine eine wellenlängenunabhängige Lateral-Shear erzeugen zu können. Wird jedoch für den Lateral-Shear erzeugende optische Strahlenbündelteiler ein Phasengitter eingesetzt, beispielsweise um eine sehr kompakte Sensoranordnung zu erhalten, wird das Phasengitter mit äquidistanten Furchen ausgebildet. Vorzugsweise weist das Zylinderobjektiv die gleiche Brennweite wie das Kameraobjektiv auf und der Fokus des Zylinderobjektivs befindet sich zumindest näherungsweise im Hauptpunkt des Kameraobjektivs, der dem Zylinderobjektiv zugewandt ist. So kann das Kameraobjektiv in der Ausdehnung im Hauptschnitt zur Volumenminimierung beschnitten werden. Das Zylinderobjektiv ist vorzugsweise als Phasengitter ausgebildet, um Bauvolumen zu sparen. Vorzugsweise ist eine Doppelspaltblende in der Fokalebene des Zylinderobjektivs angeordnet. Diese Doppelspaltblende sperrt unerwünschtes streuendes und gebeugtes Licht.Farther the following inventive approach is proposed for the sensor: The optical sensor preferably for high-speed profile determination has a light source with at least one light wavelength. This is followed by at least one imaging level and also a focusing lens, the imaging level and the focusing lens on the one hand Form at least one focus line on the object surface. This creates a linear light figure on the surface of the object. The focusing lens serves above to map the object surface with the focus line. the Focusing lenses are a camera lens and a camera with one Subordinate camera chip. According to the focusing lens at least one astigmatic imaging system on the light path downstream and an optical beam splitter producing lateral shear downstream of the camera lens and upstream of the camera chip his. this leads to to a space-saving arrangement, if preferably the imaging System with at least one cylinder lens is formed. Preferably the cylinder axis of this cylinder lens is parallel to Focus line arranged. The astigmatic imaging system is included preferably formed with at least one prism anamorphic. The lateral-shear-generating optical beam splitter is preferably used designed as a triangular interferometer to produce a wavelength-independent lateral shear to be able to. However, for the optical beam splitter generating the lateral shear is a phase grating used, for example around a very compact sensor arrangement To obtain the phase grating is formed with equidistant furrows. The cylinder lens preferably has the same focal length as the camera lens is on and the focus of the cylinder lens is at least approximately in the main point of the camera lens that faces the cylinder lens is. This allows the camera lens to expand in the main section be trimmed to minimize volume. The cylinder lens is preferably designed as a phase grating to increase construction volume save up. A double slit diaphragm is preferably in the focal plane arranged of the cylinder lens. This double slit diaphragm locks undesirable scattering and diffracted light.
Der Sensor ist vorzugsweise in der folgenden Weise ausgebildet. Als Lichtquelle wird ein Laser eingesetzt und das Fokussierobjektiv und Kameraobjektiv sind als eine afokale Abbildungsstufe ausgebildet. Das vorzugsweise angeordnete Phasengitter zur Erzeugung von zwei kohärenten Teilbündeln ist in der gemeinsamen Brennebene von Fokussierobjektiv und Kameraobjektiv angeordnet. Das astigmatische Abbildungssystem ist vorzugsweise als diffraktive Zylinderlinse ausgebildet und der diffraktiven Zylinderlinse ist vorzugsweise eine Spaltblende nachgeordnet.The sensor is preferably designed in the following manner. A laser is used as the light source and the focusing lens and camera lens are designed as an afocal imaging stage. The preferably arranged phase grating for generating two coherent sub-beams is arranged in the common focal plane of the focusing lens and the camera lens. The astigmatic imaging system is preferably designed as a diffractive cylinder lens and the diffractive cylinder A slit diaphragm is preferably arranged downstream of the lens.
Vorzugsweise kann das diffraktiv und vorzugsweise auch als Phasengitter ausgebildete Zylinderobjektiv auch etwas dezentriert sein, wobei die Richtung der Dezentrierung senkrecht zur Fokuslinie ausgebildet ist. So entstehen durch Amplitudenteilung vorzugsweise zwei kohärente Teilbündel mit unterschiedlicher Krümmung. Vorzugsweise werden die kohärenten Teilbündel mittels Sagittalstrahlen scharf in die Ebene der Detektion abgebildet. Vorzugsweise wird ein kohärentes Teilbündel mittels Meridionalstrahlen scharf in die Ebene der Detektion abgebildet. In diesem Fall entstehen keine äquidistanten Shear-Interferenz-Streifen in der Ebene der Detektion. Jedoch ist eines der kohärenten Bündel vom anderen vollständig überdeckt. So wird die Lichtenergie optimal genutzt.Preferably can the diffractive and preferably also formed as a phase grating Cylinder lens should also be slightly off-centered, taking the direction the decentration is formed perpendicular to the focus line. So arise by splitting the amplitude preferably two coherent sub-beams with different ones Curvature. Preferably the coherent ones partial bundle depicted sharply in the plane of the detection by means of sagittal rays. Preferably a coherent one partial bundle imaged sharply into the plane of the detection by means of meridional rays. In this case, there are no equidistant shear interference fringes in the level of detection. However, one of the coherent bundles is from completely covered others. So the light energy is used optimally.
Für den Sensor können mehrere Laser mit jeweils unterschiedlichen Wellenlängen als Lichtquellen eingesetzt werden. Es kann zur spektralen Trennung des Lichtes eine farbsensitive Kamera mit mindestens zwei Farbkanälen oder wie bereits erwähnt ein optischer Keil zur spektralen Aufspaltung angeordnet sein, beispielsweise der ImSpektor der Firma ZEUTEC verwendet werden. Dabei ist das Fokussierobjektiv vorzugsweise chromatisch ausgebildet, jedoch das Kameraobjektiv vorzugsweise achromatisch ausgebildet. Diese chromatische Gestaltung des Fokussierobjektivs ermöglicht, eine zweite oder weitere Fokuslinien in einer jeweils anderen Tiefe des Objektraumes auszubilden.For the sensor can several lasers with different wavelengths each Light sources are used. It can be used for spectral separation the light a color sensitive camera with at least two color channels or As already mentioned an optical wedge for spectral splitting may be arranged, for example the inspector from ZEUTEC can be used. Here is the focusing lens preferably chromatic, but the camera lens preferably achromatic. This chromatic design of the Focusing lens enables a second or further focus lines at a different depth of the object space.
Beim Verfahren mit den angegebenen Mitteln wie Lichtquelle, Fokussier-Objektiv, Kamera-Chip einer Kamera ist also eine schmale Fokuslinie im Objektraum ausgebildet. Dabei wird das auf das Objekt treffende Licht aus der Fokuslinie durch Reflektion und/oder Streuung mittels Strahlenbüschel, deren Ebenen parallel zur Fokuslinie liegen, scharf abgebildet. Die Strahlenbüschel, deren Ebenen senkrecht zur Fokuslinie liegen sind bei der Detektion defokussiert und vor der scharfen Abbildung aus dem Strahlenbündel vom Objekt werden zwei kohärente Teilstrahlenbündel erzeugt, die eine Lateral-Shear zueinander und in der Ebene senkrecht zur Fokuslinie aufweisen. So können bei der Detektion in der Ebene der scharfen Abbildung der Strahlenbüschel Shear-Streifen aufgenommen werden.At the Process with the specified means such as light source, focusing lens, The camera chip of a camera is therefore a narrow line of focus in the object space educated. The light that strikes the object is turned off Focus line by reflection and / or scattering by means of bundles of rays, the Layers are parallel to the focus line, shown sharply. The bundles of rays whose Planes lying perpendicular to the focus line are defocused during detection and before the sharp image from the beam of the object becomes two coherent Partial beams which generates a lateral shear to each other and in the plane perpendicular to the focus line. So can upon detection in the plane of the sharp image of the bundle of shear strips be included.
Es können also gemäß dem erfinderischen Verfahren zwei kohärente Teilstrahlenbündel mit einer Lateral-Shear mittels erstens Strahlteilung durch Diffraktion oder zweitens Amplitudenteilung an einer Teilerschicht erzeugt werden. Weiterhin wird also eine Wellenfrontformung des Lichtes auf dem Weg vom Objekt zur Kamera durchgeführt wird. So werden zylindrische Wellenfronten gebildet und so besteht eine astigmatische Abbildung der Fokuslinie auf den Kamera-Chip der Kamera. Der Ort dieser Wellenfrontformung ist dem Lateral-Shear erzeugenden optischen Strahlenbündelteiler auf dem Lichtweg jeweils vorgeordnet und aus den Pixeln der flächenhaften Kamera, die auf einer Linie senkrecht zur schmalen Fokuslinie im Objektraum ausgerichtet sind, wird die räumliche Frequenz der Lichtverteilung oder der Phasengang über der lateralen Ausdehnung des Kamera-Chips bestimmt. Es kann aus dieser Frequenz nach Abzug einer Trägerfrequenz, die aus dem Radius der Zylinderwelle resultiert, eine Differenzfrequenz gebildet werden, so dass mittels Pixel einer jeder Linie des Kamera-Chips, mindestens jedoch in einer Linie, eine Differenzfrequenz bestimmt wird, wobei diese Differenzfrequenz jeweils zur Berechnung der z-Abweichung eines jeden Objektpunktes von der schmalen Fokuslinie im Objektraum verwendet wird.It can thus according to the inventive method two coherent Partial beams with a lateral shear using firstly beam splitting by diffraction or secondly, amplitude division is generated on a divider layer. Furthermore, a wavefront formation of the light on the Is carried away from the object to the camera. So become cylindrical Wavefronts formed and so there is an astigmatic image the focus line on the camera chip of the camera. The location of this wavefront formation is the optical beam splitter that produces lateral shear upstream on the light path and from the pixels of the areal Camera that is on a line perpendicular to the narrow focus line in the Object space are aligned, the spatial frequency of the light distribution or the phase response over the lateral extent of the camera chip. It can be out this frequency after subtracting a carrier frequency from the radius the cylinder shaft results, a difference frequency is formed, so that by means of pixels of each line of the camera chip, at least however, in a line, a difference frequency is determined, whereby this difference frequency to calculate the z-deviation of each object point from the narrow focus line in the object space is used.
Weiterhin können vorzugsweise mehrere Fokuslinien im Objektraum übereinander angeordnet sein, wodurch synchron das Mikroprofil über einen größeren Tiefenbereich erfasst werden kann. Vorzugsweise sind mehrere Fokuslinien unterschiedlicher Farbe im Objektraum nebeneinander angeordnet. Es können aber auch mehrere Fokuslinien im Objektraum unterschiedlicher Farbe auf einer schrägen Fläche angeordnet sein.Farther can preferably several focus lines are arranged one above the other in the object space, whereby the micro profile is synchronized over a larger depth range can be recorded. Several focus lines are preferably different Color arranged side by side in the object space. But it can also several focus lines in the object space of different colors one weird area be arranged.
Die Anordnungsreihenfolge von Shear-erzeugenden und Astigmatismus-erzeugenden optischen Mitteln ist beim Einsatz eines Dreieck-Interferometers zur Lateral-Shear Erzeugung beliebig. Beim Einsatz einer asphärischen Linse, in der Regel eine Zylinderlinse zur Erzeugung von Astigmatismus, und einem Phasengitter-Strahlenbündelteiler ist diese asphärische Linse dem Phasengitter stets vorgeordnet. Beim Einsatz eines Gitter- oder Prismen-Anamorphoten zur Erzeugung von Astigmatismus ist dessen Position zum Lateral-Shear erzeugenden optischen Strahlenbündelteiler beliebig. Für eine Multi-Linien-Anordnung, wobei der Linienort über die Wellenlänge diffraktiv oder refraktiv erzeugt wird, ist wohl ein Dreieck-Interferometer als Lateral-Shear erzeugender optischer Strahlenbündelteiler besonders geeignet, da jede Wellenlänge in der Detektorebene immer in eine eigene Ortfrequenz umgewandelt wird.The Arrangement order of shear-generating and astigmatism-generating optical means is when using a triangular interferometer arbitrary for the lateral shear generation. When using an aspherical Lens, usually a cylindrical lens to produce astigmatism, and a phase grating beam splitter is this aspherical Lens always precedes the phase grating. When using a grid or prism anamorphic to produce astigmatism is its Position to the optical beam splitter that generates lateral shear any. For a multi-line arrangement, the line location diffractive over the wavelength or generated refractive is probably a triangle interferometer as a lateral-shear optical beam splitter Particularly suitable because every wavelength is always in the detector plane is converted into its own spatial frequency.
Für einen Sensor mit einem besonders langbrennweitigen Fokussierobjektiv kann ein großer Tiefenmessbereich mit einer reduzierten Tiefenempfindlichkeit realisiert werden. So kann mit einer entsprechend schnellen Kamera eine Erfassung von vergleichsweise groben 3D-Profilen auch aus der Hand erfolgen. Dabei kann der Betrag der Bewegung in Bewegungsrichtung des Sensors, also hier in x-Richtung, durch ein externes optisches Positionsbestimmungssystem, beispielsweise in der An eines Mini-GPS, welches die Lage des Sensorkopfes zumindest näherungsweise erfasst werden. Es kann aber auch die Bewegung des Sensors durch eine Korrelationsauswertung von Strukturmerkmalen des Messobjektes selbst erfasst werden. Das optische Positionsbestimmungssystem kann dabei auch auf der Triangulation basieren.A large depth measuring range with reduced depth sensitivity can be realized for a sensor with a focusing lens that is particularly long in focus. With a correspondingly fast camera, comparatively rough 3D profiles can also be captured by hand. The amount of movement in the direction of movement of the sensor, here in the x direction, can be determined by an external optical position determination system, for example in the manner of a mini GPS, which at least approximately detects the position of the sensor head. But it can the movement of the sensor can also be detected by correlation evaluation of structural features of the measurement object itself. The optical position determination system can also be based on triangulation.
Für die Messung der Schichtdicke liefert jeder Reflex von einer Grenzfläche ein reflektiertes Bündel, welches in zwei kohärente Teilbündel aufgespaltet und vorzugsweise in der beschriebenen An astigmatisch abgebildet wird. Aus dem entstehenden Interferogramm in der Detektionsebene wird die Schichtdicke unter Berücksichtigung der bekannten Brechungsindizes der Schicht bestimmt. Bei diesem optisches Verfahren werden Informationen über die Schichtdicke einer Schicht gewonnen, indem das detektierte Interferogramm ausgewertet wird. Von besonderem Vorteil ist die Detektion mit einer schnellen CCD-Zeilenkamera.For the measurement the layer thickness is supplied by each reflex from an interface reflected bundle, which is in two coherent partial bundle split and preferably in the described to astigmatic is mapped. From the resulting interferogram in the detection plane the layer thickness is taken into account of the known refractive indices of the layer. With this optical Procedures will provide information about the layer thickness of a layer is obtained by the detected interferogram is evaluated. The detection with a is of particular advantage fast CCD line scan camera.
Beschreibung der FigurenDescription of the figures
Die
in
Das
in
Die
beiden kohärenten
Bilder der Fokuslinien, wobei sich die Fokuslinien auf dem Objekt
ausbilden, werden durch das Kameraobjektiv
Das
sphärische
Objektiv
Der
Objektivwechsel von Objektiv
Es kann eine CMOS-Flächenkamera mit einer logarithmischen Kennlinie eingesetzt werden, wenn beispielsweise nur die Grundwelle einer zumindest näherungsweise bekannter Frequenz ausgewertet wird. So ist eine große Dynamik zu erreichen.It can use a CMOS area scan camera with a logarithmic characteristic, if, for example only the fundamental wave of an at least approximately known frequency is evaluated. A great dynamic can be achieved in this way.
Die
Anordnung in der
Die
Anordnung nach
In
Claims (32)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2003121887 DE10321887A1 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | Optical sensor for high speed scanning of an object, e.g. for use in optical metrology, has a light source and a focussing objective that generates an astigmatic image on a sensor camera chip |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2003121887 DE10321887A1 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | Optical sensor for high speed scanning of an object, e.g. for use in optical metrology, has a light source and a focussing objective that generates an astigmatic image on a sensor camera chip |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10321887A1 true DE10321887A1 (en) | 2004-12-02 |
Family
ID=33394618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2003121887 Withdrawn DE10321887A1 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | Optical sensor for high speed scanning of an object, e.g. for use in optical metrology, has a light source and a focussing objective that generates an astigmatic image on a sensor camera chip |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10321887A1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008008559A1 (en) | 2008-02-08 | 2009-08-13 | Robert Bosch Gmbh | interferometer |
| WO2010046340A1 (en) * | 2008-10-20 | 2010-04-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Interferometry method for optically examining coatings |
| DE102009040990A1 (en) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | Carl Zeiss Ag | Device for measuring upper surface, comprises light control unit, which is arranged on upper surface to control optical signal in ray fan, where optical signal comprises cycle of light pulses with repetition rate |
| US20120307258A1 (en) * | 2010-01-22 | 2012-12-06 | Universitaet Stuttgart | Method and arrangement for robust interferometry |
| CN106840051A (en) * | 2017-03-05 | 2017-06-13 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | The non-contact measurement apparatus and measuring method of displacement motor platform motion flatness |
| AT15358U1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-07-15 | Evk Di Kerschhaggl Gmbh | Optical device for producing a surface image |
| US20220065617A1 (en) * | 2019-05-10 | 2022-03-03 | Nikon Corporation | Determination of a change of object's shape |
-
2003
- 2003-05-07 DE DE2003121887 patent/DE10321887A1/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008008559A1 (en) | 2008-02-08 | 2009-08-13 | Robert Bosch Gmbh | interferometer |
| WO2010046340A1 (en) * | 2008-10-20 | 2010-04-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Interferometry method for optically examining coatings |
| DE102009040990A1 (en) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | Carl Zeiss Ag | Device for measuring upper surface, comprises light control unit, which is arranged on upper surface to control optical signal in ray fan, where optical signal comprises cycle of light pulses with repetition rate |
| US20120307258A1 (en) * | 2010-01-22 | 2012-12-06 | Universitaet Stuttgart | Method and arrangement for robust interferometry |
| US8934104B2 (en) * | 2010-01-22 | 2015-01-13 | Universitaet Stuttgart | Method and arrangement for robust interferometry for detecting a feature of an object |
| AT15358U1 (en) * | 2015-12-14 | 2017-07-15 | Evk Di Kerschhaggl Gmbh | Optical device for producing a surface image |
| CN106840051A (en) * | 2017-03-05 | 2017-06-13 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | The non-contact measurement apparatus and measuring method of displacement motor platform motion flatness |
| US20220065617A1 (en) * | 2019-05-10 | 2022-03-03 | Nikon Corporation | Determination of a change of object's shape |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1984770B1 (en) | Method and arrangement for a rapid and robust chromatic confocal 3d measurement technique | |
| EP2843360B1 (en) | Robust one shot interferometer and OCT method, in particular for material measurement and tumour cell detection | |
| DE102008062879B4 (en) | Method and arrangement for scalable interferometry | |
| EP2526373B1 (en) | Method and assembly for robust interferometry | |
| EP1805477B1 (en) | Interferometric method and arrangement | |
| DE112019002028T5 (en) | LIDAR DETECTION ARRANGEMENTS | |
| DE102008020902B4 (en) | Arrangement and method for confocal spectral two-beam interferometry | |
| WO2013171309A1 (en) | Light microscope and method for image recording using a light microscope | |
| WO2012136238A1 (en) | Method and arrangement for short coherence holography | |
| WO2020109419A1 (en) | Method, interferometer and signal processing device, each for determining an input phase and/or an input amplitude of an input light field | |
| EP2589924B1 (en) | Device and method for interferometric measuring of an object | |
| DE102004052205A1 (en) | Interferometric method e.g. for recording of separation and form and optical coherence tomography (OCT), involves having multi-wavelength source or tunable source and imaging on receiver by focusing systems | |
| DE102010006239B3 (en) | Method and arrangement for robust interferometry | |
| WO2002004889A1 (en) | Interferometric, low coherence shape measurement device for a plurality of surfaces (valve seat) via several reference planes | |
| DE102005061464A1 (en) | Opto-electronic measuring method for absolute measurement of gaps/clearances applies two or more stages with different large areas of clearness and different measuring accuracy | |
| DE10321887A1 (en) | Optical sensor for high speed scanning of an object, e.g. for use in optical metrology, has a light source and a focussing objective that generates an astigmatic image on a sensor camera chip | |
| WO2012100763A1 (en) | Method for determining velocities in flows and phase-frequency-velocity field sensor | |
| DE10321894A1 (en) | Device for detecting the welding depth in a keyhole during laser welding comprises a beam bundle distributor producing a lateral shear arranged on the light path facing a camera chip | |
| DE102005042733B3 (en) | Interferometric method e.g. for recording of separation and form and optical coherence tomography (OCT), involves having multi-wavelength source or tunable source and imaging on receiver by focusing systems | |
| DE10131779B4 (en) | Interferometric short coherent shape measuring device for valve seat surfaces has beam splitter to form object beam guided over optical path to object and reference beam guided to reference plane | |
| DE10321886A1 (en) | Interferometric sensor for object scanning, has a beam splitter system that is configured as a triangle-shaped interferometer with a beam splitter layer system | |
| EP1805476B1 (en) | Interferometer comprising a mirror assembly for measuring an object to be measured | |
| WO2007131602A1 (en) | Arrangement and method for confocal transmitted-light microscopy, in particular also for measuring moving phase objects | |
| EP3742956B1 (en) | Method for generating a two-dimensional interferogram using a michelson-type free beam interferometer | |
| WO2002004888A1 (en) | Interferometric, short coherent form-measuring device for several surfaces (valve seats) using multi-focal optics, optical segments or high depth of focus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8122 | Nonbinding interest in granting licenses declared | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |