DE112010000683B4

DE112010000683B4 - Verfahren und Vorrichtung für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform

Info

Publication number: DE112010000683B4
Application number: DE112010000683.0T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Miura; Hajime Hirose; Hideo Kotajima; Takao Tsukamoto; Minoru Ishima
Original assignee: Mitaka Kohki Co Ltd
Current assignee: Mitaka Kohki Co Ltd
Priority date: 2009-02-02
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: US8570532B2; JP5584140B2; DE112010000683T5; CN102301200A; US20110279826A1; SG173479A1; JPWO2010087391A1; WO2010087391A1

Abstract

Verfahren für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform eines Werkstücks durch Autofokussierungssteuerung eines autofokussierenden Optiksystems einer Lasersonde in einer vertikalen Richtung (Z) in Bezug auf eine Oberfläche des Werkstücks (1) und durch kontinuierliches Abtasten des Werkstücks in einer horizontalen Richtung (X, Y), zum Messen der Oberflächenform des Werkstücks in Übereinstimmung mit einer Verschiebungsgröße einer Objektivlinse (4) des autofokussierenden Optiksystems in der vertikalen Richtung, das derart gesteuert wird, dass ein Rückstrahl (L') der Lasersonde in fokussierter Position in der Mitte eines zweiteiligen Sensors (5) empfangen wird, wobei das Verfahren für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform folgende Schritte umfasst: Erfassen einer Spannungsdifferenz zwischen den beiden Sensoren des zweiteiligen Sensors und Bestimmen, ob die erfasste Spannungsdifferenz innerhalb eines Nachbarschaftsbereichs liegt, der soweit um die fokussierte Position festlegbar ist, dass der Rückstrahl (L') der Lasersonde beide Sensoren des zweiteiligen Sensors teilweise erreicht, Berechnen, wenn die erfasste Spannungsdifferenz innerhalb des Nachbarschaftsbereichs liegt, eines Korrekturwerts für eine Position der Objektivlinse (4) in der vertikalen Richtung in Bezug auf die fokussierte Position, und Addieren des Korrekturwerts zu der tatsächlichen Position der Objektivlinse in der vertikalen Richtung, um die Verschiebungsgröße der Objektivlinse (4) in der vertikalen Richtung zu berechnen, wobei, wenn die erfasste Spannungsdifferenz nicht innerhalb des Nachbarschaftsbereichs liegt, das kontinuierliche Abtasten in der horizontalen Richtung gestoppt wird, bis die Spannungsdifferenz durch Tätigkeit der Autofokussierungssteuerung wieder in den Nachbarschaftsbereich kommt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform.
Stand der Technik
Eine Vorrichtung des Lasersondentyps mit einer Laser-Autofokussierung für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform wird verwendet, um die Form und die Körnung eines Präzisionsteils zu messen. Die obere Fläche eines Werkstücks (eines zu messenden Objekts) wird in einer horizontalen Richtung mit vorbestimmten Schrittweiten durch einen Laserstrahl unter Verwendung einer Autofokussierungssteuerung abgetastet. In Übereinstimmung mit der Verschiebungsgröße einer Objektivlinse eines autofokussierenden Optiksystems in einer Fokussierungsrichtung werden Messdaten in Bezug auf eine Oberflächenform des Werkstücks erhalten.
Die Objektivlinse wird derart gesteuert, dass wie in der japanischen Patentpublikation H07-43110 A angegeben ein Rückstrahl einer Lasersonde in der Mitte eines zweiteiligen Sensors empfangen wird. Das Werkstück wird mit vorbestimmten Schrittweiten vorgeschoben. Wenn dabei eine Bewegung der Objektivlinse veranlasst, dass ein Rückstrahl von dem Werkstück auf die Mitte des zweiteiligen Sensors trifft, wird bestimmt, dass ein fokussierter Zustand hergestellt wurde. Dann wird die Bewegungsstrecke der Objektivlinse erfasst, um Höheninformationen zu der Oberfläche des Werkstücks zu erhalten. Die Höheninformationen zu der Oberfläche des Werkstücks werden mit den vorbestimmten Schrittweiten erhalten, um die Oberflächenform des Werkstücks zu messen.
Zusammenfassung der Erfindung
Problemstellung der Erfindung
Die oben genannte Vorrichtung aus dem Stand der Technik tastet ein zu messendes Werkstück mit vorbestimmten Schrittweiten ab. Wenn die Vorrichtung im Fokus ist, werden Höheninformationen erhalten. Danach wird das Werkstück um eine Schrittweite vorgeschoben. Deshalb wird eine lange Messzeit benötigt.
Mit Bezug auf den Stand der Technik gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform an, das die Oberflächenform eines Werkstücks messen kann, indem es das Werkstück kontinuierlich und nicht intermittierend abtastet.
Die Erfindung stellt ein Verfahren für ein nichtkontaktierendes Messen einer Oberflächenform eines Werkstücks nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung für ein nichtkontaktierendes Messen einer Oberflächenform eines Werkstücks nach Anspruch 3 bereit.
Das Verfahren für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform umfasst folgende Schritte: Erfassen einer Spannungsdifferenz zwischen zwei Sensoren eines zweiteiligen Sensors, und das Bestimmen, ob die erfasste Spannungsdifferenz innerhalb eines Nachbarschaftsbereichs liegt, der soweit um die fokussierte Position festlegbar ist, dass der Rückstrahl der Lasersonde beide Sensoren des zweiteiligen Sensors teilweise erreicht; Berechnen, wenn die erfasste Spannungsdifferenz innerhalb des Nachbarschaftsbereichs liegt, eines Korrekturwerts in einer vertikalen Richtung für eine Objektivlinse in Bezug auf die fokussierte Position; und Addieren des Korrekturwerts zu einer tatsächlichen Position in der vertikalen Richtung der Objektivlinse, um eine Verschiebungsgröße der Objektivlinse in der vertikalen Richtung zu berechnen; wobei, wenn die erfasste Spannungsdifferenz nicht innerhalb des Nachbarschaftsbereichs liegt, das kontinuierliche Abtasten in der horizontalen Richtung gestoppt wird, bis die Spannungsdifferenz durch Tätigkeit der Autofokussierungssteuerung wieder in den Nachbarschaftsbereich kommt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Optiksystem über einer Objektivlinse zeigt.
3 ist eine schematische Ansicht, die einen Optikpfad eines Laserstrahls zeigt.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Messverfahren erläutert.
5 ist eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
6 ist eine Draufsicht auf ein Innenzahnrad und eine Drehbühne.
Ausführungsformen der Erfindung
(Erste Ausführungsform)
1 bis 4 sind Ansichten, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. In den Zeichnungen geben X und Y zwei Richtungen an, die orthogonal zueinander in einer horizontalen Ebene ausgerichtet sind, und gibt Z eine vertikale Richtung an. Die Darstellung von 1 ist schematisch.
Ein zu messendes Werkstück 1 ist auf einer X-Achsen-Bühne 2 platziert, die frei in der X-Achsen-Richtung verschoben werden kann. Die X-Achsen-Bühne 2 ist auf einer Y-Achsen-Bühne 3 angeordnet, die frei in der Y-Achsen-Richtung verschoben werden kann.
Über dem Werkstück 1 wird eine Objektivlinse 4 durch eine Fokussierungseinheit 5 gehalten, sodass die Objektivlinse 4 frei in der Z-Achsen-Richtung bewegt werden kann. Die Position (Verschiebungsgröße) der Objektivlinse 4 in der Z-Achsen-Richtung wird durch eine AF-Skala 6 erfasst. Die Position (Verschiebungsgröße) der X-Achsen-Bühne 2 wird durch eine X-Achsen-Skala 7 erfasst. Die Position (Verschiebungsgröße) der Y-Achsen-Bühne 3 wird durch eine Y-Achsen-Skala (nicht gezeigt) erfasst.
Die AF-Skala 6 der Objektlinse 4 und eine Bühnen-Ansteuereinrichtung 8 zum Ansteuern der X-Achsen-Bühne 2 und der Y-Achsen-Bühne 3 sind mit einer Hauptsteuereinrichtung 2 verbunden, sodass die Verschiebungsgröße der Objektivlinse 4, der X-Achsen-Bühne 2 und der Y-Achsen-Bühne 3 in die Hauptsteuereinrichtung 9 eingegeben werden. Die X-Achsen-Bühne 2, die Y-Achsen-Bühne 3 und die Bühnen-Ansteuereinrichtung 8 bilden eine Abtasteinrichtung, die das Werkstück 1 in den horizontalen Richtungen orthogonal zu einer optischen Achse der Objektivlinse 4 abtastet und mit einer Lasersonde L in der horizontalen Richtungen über die Oberfläche des Werkstücks 1 geht.
Über der Objektivlinse 4 ist ein Strahlteiler 10 vorgesehen. Der Strahlteiler 10 lässt 50% des Lichts hindurch und reflektiert 50% des Lichts. Auf einer Seite des Strahlteilers 10 ist eine Laserstrahl-Emissionseinheit 11 angeordnet. Die Laserstrahl-Emissionseinheit 11 ist ein Halbleiterlaser, der einen Laserstrahl L in einer horizontalen Richtung emittiert. Der Laserstrahl L wird durch den Strahlteiler 10 in einer Richtung parallel zu der Z-Achse reflektiert und durch die Objektivlinse 4 gelassen, sodass er auf die Oberfläche des Werkstücks 1 trifft. Eine optisch gewichtete Mitte eines Querschnitts des Laserstrahls L geht durch eine Position hindurch, die sich außerhalb der optischen Achsenmitte der Objektivlinse 4 befindet.
Der Laserstrahl L wird durch eine Oberfläche des Werkstücks 1 reflektiert, und ein Rückstrahl L' wird erneut durch die Objektivlinse 4 und anschließend durch den Strahlteiler 10 durchgelassen, um durch eine Abbildungslinse 12 hindurch ein Bild zu erzeugen.
Die Position des durch die Abbildungslinse 12 erzeugten Punkts des Rückstrahls L' wird durch einen zweiteiligen Sensor S, d. h. einen Photosensor, erfasst. Der zweiteilige Sensor S umfasst zwei Sensoren „a” und „b”, die eng nebeneinander angeordnet sind.
Wenn die optisch gewichtete Mitte des Punkts des Rückstrahls L' der Mitte des zweiteiligen Sensors S entspricht, gleichen die Ausgaben aus den zwei Sensoren a und b einander aus. In diesem Fall ist der durch die Objektivlinse 4 durchgelassene Laserstrahl L auf der Oberfläche des Werkstücks 1 fokussiert. Die mittlere Skizze von 2 zeigt einen fokussierten Zustand (II), und die seitlichen Skizzen zeigen einen nach innen verschobenen Zustand (I) und einen nach außen verschobenen Zustand (III) in Bezug auf den fokussierten Zustand.
Ausgaben aus den zwei Sensoren a und b werden in eine AF-Steuereinrichtung 13 eingegeben. Die AF-Steuereinrichtung 13 umfasst einen Komparator 14, eine Steuerschaltung 15 und eine Spannungsverschiebungs-Wandlungsschaltung 16. Die AF-Steuereinrichtung 13 ist mit der Hauptsteuereinrichtung 9 verbunden.
Um die Ausgaben aus den zwei Sensoren a und b auszugleichen, gibt die Steuerschaltung 15 ein Signal zu der Fokussierungseinheit 5 aus, um die Objektivlinse 4 zu bewegen. In Übereinstimmung mit der Verschiebungsgröße der Objektivlinse 4 werden Höheninformationen zu der Oberfläche des Werkstücks 1 erfasst.
Das Werkstück 1 wird kontinuierlich mit dem Laserstrahl L abgetastet, indem die X-Achsen-Stufe 2 mit einer konstanten Geschwindigkeit (S2) bewegt wird. Die Autofokussierungssteuerung des Laserstrahls L wird ausgeführt, um das Werkstück 1 kontinuierlich abzutasten und dadurch eine Oberflächenform des Werkstücks 1 entlang der X-Achse zu messen.
Wenn der Rückstrahl L' auf die Mitte (neutrale Position) des zweiteiligen Sensors S der vorliegenden Ausführungsform trifft und die Ausgaben aus den zwei Sensoren a und b einander ausgleichen, ist die Objektivlinse 4 auf dem Werkstück 1 fokussiert. Die Objektivlinse 4 muss nicht immer zu einer fokussierten Position bewegt werden, wenn eine kontinuierliche Messung ausgeführt wird.
Wie in 3 gezeigt, ist die Spannungsdifferenz zwischen den zwei Sensoren a und b des zweiteiligen Sensors S von der optisch gewichteten Mitte eines Punkts abhängig und entspricht einer Verschiebungsgröße der Objektivlinse 4 zu einer fokussierten Position. Insbesondere in einem Nachbarschaftsbereich um eine fokussierte Position herum (in einem Bereich von mehreren Mikrometern um die fokussierte Position herum) ist die Spannungsdifferenz im wesentlichen proportional zu der optisch gewichteten Mitte eines Punkts. Wenn also die Spannungsdifferenz in den Nachbarschaftsbereich (linearen Bereich) kommt, kann eine Bewegungsgröße des Objektivlinse 4 nach oben zu der fokussierten Position berechnet werden, anstatt die Objektivlinse 4 zu der endgültigen fokussierten Position zu bewegen. Wenn nämlich die Objektivlinse 4 in den Nachbarschaftsbereich kommt, wird die Position zu einem für die Wiedergabe einer Distanz von der Position der Objektivlinse 4 nach oben zu der fokussierten Position berechneten Korrekturwert addiert, um eine Verschiebungsgröße der Objektivlinse nach oben zu der fokussierten Position vorzusehen (S6).
Die Verschiebungsgrößen der Objektivlinse 4 werden kontinuierlich vorgesehen, während das Werkstück 1 kontinuierlich abgetastet wird, sodass Höheninformationen zu der Oberfläche des Werkstücks 1 kontinuierlich erhalten werden, um eine Form des Werkstücks 1 in der X-Achsen-Richtung zu messen. Die Formmessung in der X-Achsen-Richtung wird fortgesetzt, indem das Werkstück 1 geringfügig in der Y-Achsen-Richtung verschoben wird, um eine dreidimensionale Form der Oberfläche des Werkstücks 1 zu messen.
Wenn die durch den zweiteiligen Sensor S erfasste Spannungsdifferenz außerhalb des Nachbarschaftsbereichs liegt, kann das Messverfahren einen Fehler vergrößern oder das Fehlen von Messdaten für einen Teil außerhalb des Nachbarschaftsbereichs verursachen.
Auch wenn die Spannungsdifferenz in einem nicht-linearen Bereich außerhalb des Nachbarschaftsbereichs liegt, ist eine Messung möglich, wenn der Laserstrahlpunkt die beiden Sensoren a und b des zweiteiligen Sensors S teilweise erreicht, um die Erfassung einer Spannungsdifferenz zu ermöglichen. Weil eine Beziehung (nicht-lineare Kennlinie) zwischen der optisch gewichteten Mitte eines Punkts und einer Spannungsdifferenz, d. h. der Verschiebungsgröße der Objektivlinse 4 nach oben zu einer fokussierten Position, bekannt ist, kann eine Form gemessen werden, indem der Nachbarschaftsbereich über den linearen Bereich des zweiteiligen Sensors S hinaus erweitert wird. Dadurch wird jedoch ein Messfehler vergrößert. In diesem Fall werden nicht-lineare Kennliniendaten (eine Tabelle) in der Hauptsteuereinrichtung 9 gespeichert, um eine Verschiebungsgröße der Objektivlinse nach oben zu einer fokussierten Position in Übereinstimmung mit einer erfassten Spannungsdifferenz schnell zu berechnen (zu wandeln).
Um eine „gewellte Form” der Oberfläche des Werkstücks 1 zu messen, muss die Oberfläche weit gemessen werden, um eine Tendenz der Oberfläche festzustellen. In diesem Fall wird der Messzeit Priorität vor der Messgenauigkeit eingeräumt. Es ergibt sich auch dann kein Problem, wenn ein Bereich mit einem Fehler oder fehlenden Messdaten vorhanden ist.
Wenn eine Oberflächenform des Werkstücks 1 genau gemessen werden soll, wird dem Flussdiagramm (S1 bis S7) von 4 gefolgt. Wenn eine Spannungsdifferenz von dem zweiteiligen Sensor S außerhalb des Nachbarschaftsbereichs liegt, wird die Abtastung des Werkstücks 1 in der X-Achsen-Richtung gestoppt, bis die Spannungsdifferenz in den Nachbarschaftsbereich kommt (S4 und S5). Dadurch wird unter Umständen die Messzeit verlängert, wobei jedoch die Form korrekt und genau ohne fehlende Daten gemessen werden kann. Auch wenn das kontinuierliche Abtasten des Werkstücks 1 teilweise gestoppt wird, kann die Messzeit im Vergleich zu dem Stand der Technik, in dem bei jeder Schrittweite auf einen fokussierten Zustand gewartet werden muss, beträchtlich verkürzt werden.
(Zweite Ausführungsform)
5 und 6 sind Ansichten, die die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Diese Ausführungsform umfasst Komponenten, die denjenigen der ersten Ausführungsform ähnlich sind. Die einander entsprechenden Komponenten werden durch gleiche Bezugszeichen angegeben, wobei hier auf eine wiederholte Beschreibung dieser Komponenten verzichtet wird.
Ein Werkstück als zu messendes Objekt gemäß dieser Ausführungsform ist ein im wesentlichen ringförmiges Innenzahnrad 17, das auf einer inneren Fläche Innenzähne 18 aufweist. Das Innenzahnrad 17 ist auf einer Drehbühne 19 mit einem ähnlichen, hohlen Aufbau platziert. Die Drehbühne 19 ist auf einer X-Achsen-Bühne 2 angeordnet und kann sich frei in einer θ-Richtung drehen. Die Drehbühne 19 ist ähnlich wie die X-Achsen-Bühne 2 und die Y-Achsen-Bühne 3 mit einer Bühnen-Ansteuereinrichtung 8 verbunden.
Innerhalb der Drehbühne 19 mit dem hohlen Aufbau ist eine kreisförmige mittlere Bühne 20 auf der X-Achsen-Bühne 2 angeordnet. An einer Kante der mittleren Bühne 20 ist ein Prisma 21 als eine Reflexionseinheit angeordnet, wobei eine quadratische Reflexionsebene 22 mit einem Winkel von 45 Grad nach außen gerichtet ist. Dabei trifft ein durch eine Objektivlinse 4 hindurchgelassener Laserstrahl L auf die Reflexionsebene 22 des Prismas 21.
Der durch die Reflexionsebene 22 reflektierte Laserstrahl L trifft auf die Innenzähne 18. Ein durch die Innenzähne 18 des Innenzahnrads 17 reflektierter Rückstrahl L' wird wiederum durch die Reflexionsebene 22 reflektiert, fällt auf die Objektivlinse 4, wird wiederum durch die Objektivlinse 4 durchgelassen und wird auf einem optischen Pfad erfasst, der demjenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsform entspricht. Die Drehbühne 19 dreht das Innenzahnrad 17, wobei der Laserstrahl automatisch auf der Oberfläche des Innenzahns 18 fokussiert wird und die Höhendimensionen (unregelmäßigen Verschiebungen) des Innenzahns 18 in der X-Achsen-Richtung gemessen werden.
Wenn auch eine Innenfläche eines Werkstücks gemessen wird, muss die Objektivlinse 4 nicht zu einer endgültigen fokussierten Position bewegt werden, wenn eine Spannungsdifferenz zwischen zwei Sensoren a und b eines zweiteiligen Sensors S innerhalb eines Nachbarschaftsbereichs liegt. Wenn diese Bedingung erfüllt wird, kann eine Verschiebungsgröße der Objektivlinse 4 nach oben zu einer fokussierten Position berechnet werden. Dementsprechend wird das Innenzahnrad 17 kontinuierlich in der Drehrichtung abgetastet, um die Form der Innenfläche der Innenzähne 18 innerhalb einer kurzen Zeit zu messen.
Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch dann, wenn ein Rückstrahl von einem zu messenden Werkstück nicht der Mitte des zweiteiligen Sensors entspricht, eine Spannungsdifferenz zwischen den zwei Sensoren des zweiteiligen Sensors für die Berechnung eines Korrekturwerts verwendet, wenn die Spannungsdifferenz innerhalb eines Nachbarschaftsbereichs liegt. Der Korrekturwert wird zu einer tatsächlichen Position der Objektivlinse in einer vertikalen Richtung addiert, um eine Verschiebungsgröße der Objektivlinse nach oben zu einem fokussierten Zustand (nach oben zu einer Position, an welcher der Rückstrahl der Mitte des zweiteiligen Sensors entspricht) zu berechnen. Auf diese Weise ist nicht immer ein tatsächlicher fokussierter Zustand erforderlich, wobei ein Zustand, in dem eine Spannungsdifferenz innerhalb des Nachbarschaftsbereichs liegt, ausreicht, um eine Oberflächenform des Werkstücks zu messen. Die Oberflächenform des Werkstücks kann gemessen werden, indem das Werkstück kontinuierlich abgetastet wird. Dadurch wird die Messzeit verkürzt.
Wenn die Spannungsdifferenz zwischen den zwei Sensoren des zweiteiligen Sensors außerhalb des Nachbarschaftsbereichs liegt, wird das kontinuierliche Abtasten des Werkstücks in einer horizontalen Richtung gestoppt. Durch diese Technik wird eine Oberflächenform mit Formvariationen korrekt gemessen, ohne Messfehler zu vergrößern oder ein Fehlen von Messdaten zu verursachen.

Claims

Verfahren für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform eines Werkstücks durch Autofokussierungssteuerung eines autofokussierenden Optiksystems einer Lasersonde in einer vertikalen Richtung (Z) in Bezug auf eine Oberfläche des Werkstücks (1) und durch kontinuierliches Abtasten des Werkstücks in einer horizontalen Richtung (X, Y), zum Messen der Oberflächenform des Werkstücks in Übereinstimmung mit einer Verschiebungsgröße einer Objektivlinse (4) des autofokussierenden Optiksystems in der vertikalen Richtung, das derart gesteuert wird, dass ein Rückstrahl (L') der Lasersonde in fokussierter Position in der Mitte eines zweiteiligen Sensors (5) empfangen wird, wobei das Verfahren für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform folgende Schritte umfasst: Erfassen einer Spannungsdifferenz zwischen den beiden Sensoren des zweiteiligen Sensors und Bestimmen, ob die erfasste Spannungsdifferenz innerhalb eines Nachbarschaftsbereichs liegt, der soweit um die fokussierte Position festlegbar ist, dass der Rückstrahl (L') der Lasersonde beide Sensoren des zweiteiligen Sensors teilweise erreicht, Berechnen, wenn die erfasste Spannungsdifferenz innerhalb des Nachbarschaftsbereichs liegt, eines Korrekturwerts für eine Position der Objektivlinse (4) in der vertikalen Richtung in Bezug auf die fokussierte Position, und Addieren des Korrekturwerts zu der tatsächlichen Position der Objektivlinse in der vertikalen Richtung, um die Verschiebungsgröße der Objektivlinse (4) in der vertikalen Richtung zu berechnen, wobei, wenn die erfasste Spannungsdifferenz nicht innerhalb des Nachbarschaftsbereichs liegt, das kontinuierliche Abtasten in der horizontalen Richtung gestoppt wird, bis die Spannungsdifferenz durch Tätigkeit der Autofokussierungssteuerung wieder in den Nachbarschaftsbereich kommt.
Verfahren für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform nach Anspruch 1, wobei der Nachbarschaftsbereich ein Bereich ist, in dem eine erfasste Spannungsdifferenz eine lineare Beziehung in Bezug auf eine Entfernung von der fokussierten Position aufweist.
Vorrichtung für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform eines Werkstücks durch Autofokussierungssteuerung eines autofokussierenden Optiksystems einer Lasersonde in einer vertikalen Richtung (Z) in Bezug auf eine Oberfläche des Werkstücks und durch kontinuierliches Abtasten des Werkstücks in einer horizontalen Richtung (X, Y), zum Messen der Oberflächenform des Werkstücks in Übereinstimmung mit einer Verschiebungsgröße einer Objektivlinse (4) des autofokussierenden Optiksystems in der vertikalen Richtung, wobei die Vorrichtung für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform umfasst: eine Abtastungseinrichtung, der konfiguriert ist, um das Werkstück kontinuierlich in einer Richtung (X, Y) abzutasten, die horizontal in Bezug auf eine optische Achse der Objektivlinse ist, und eine Steuereinrichtung, die konfiguriert ist, um die Position der Objektivlinse in der vertikalen Richtung (Z) so zu steuern, dass ein Rückstrahl (L') der Lasersonde in fokussierter Position in der Mitte eines zweiteiligen Sensors empfangen wird, wobei die Steuereinrichtung: eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Sensoren des zweiteiligen Sensors erfasst und bestimmt, ob die erfasste Spannungsdifferenz innerhalb eines Nachbarschaftsbereichs, der soweit um die fokussierte Position festlegbar ist, dass der Rückstrahl (L') der Lasersonde beide Sensoren des zweiteiligen Sensors teilweise erreicht, liegt oder nicht, wenn die erfasste Spannungsdifferenz innerhalb des Nachbarschaftsbereichs liegt, einen Korrekturwert für eine Position der Objektivlinse (4) in der vertikalen Richtung in Bezug auf die fokussierte Position berechnet, und den Korrekturwert zu der tatsächlichen Position der Objektivlinse in der vertikalen Richtung addiert, um eine Verschiebungsgröße der Objektivlinse (4) in der vertikalen Richtung zu berechnen, wobei, wenn die erfasste Spannungsdifferenz nicht innerhalb des Nachbarschaftsbereichs liegt, das kontinuierliche Abtasten in der horizontalen Richtung gestoppt wird, bis die Spannungsdifferenz durch Tätigkeit der Autofokussierungssteuerung wieder in den Nachbarschaftsbereich kommt.
Vorrichtung für ein nicht-kontaktierendes Messen einer Oberflächenform nach Anspruch 3, wobei der Nachbarschaftsbereich ein Bereich ist, in dem eine erfasste Spannungsdifferenz eine lineare Beziehung in Bezug auf eine Entfernung von der fokussierten Position aufweist.