Device for precisely measuring the distance between a test point on a test surface and a reference s

专利摘要:

公开号:WO1989006339A1
申请号:PCT/EP1989/000001
申请日:1989-01-03
公开日:1989-07-13
发明作者:Ulrich Breitmeier
申请人:Ulrich Breitmeier；
IPC主号:G01B11-00

专利说明:
[0001] Gerät zum genauen Ermitteln des Abstandes eines auf einer Prüffläche liegenden Prüfpunktes von einer Referenzfläche
[0002] Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Ermitteln des lokalen Abstandes einer Prüffläche von einer Referenzfläche gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
[0003] Ein derartiges Gerät ist in der DE-OS 35 36 700 beschrieben. Mit ihm können Oberflächen eines Prüflinges auch auf sehr kleine Oberflächenkonturen hochgenau ausgemessen werden.
[0004] Für manche Anwendungsfälle wäre es nun wünschenswert, wenn man ein Gerät der eingangs angegebenen Art auch unter Nicht-Laborbedingungen einsetzen könnte, wenn auf den Prüfling und/oder das Gerät selbst Erschütterungen oder Schwingungen einwirken.
[0005] Durch die vorliegende Erfindung soll ein Gerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß es auch unter den vorgenannten Einsatzbedingungen ein Ausmessen kleinster Oberflächenkonturen eines Prüflinges gestattet.
[0006] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Gerät gemäß Anspruch 1, gemäß Anspruch 2 oder gemäß Anspruch 16.
[0007] Das erfindungsgemäße Gerät gemäß Anspruch 1 oder 2 ist mit einem Regelkreis ausgestattet, welcher durch äußere Erschütterungen und Schwingungen bedingte Fehler im Meßsignal sehr rasch ausregelt. Dieses Ausregeln erfolgt grob gesprochen dadurch, daß man zwei ineinander geschachtelte Regelkreise verwendet, wobei der äußere Regelkreis, da mit einem I-Regler versehen, eine verhältnismäßig große Zeitkonstante aufweist, während der innere Regelkreis, da mit einem PD-
[0008] Regler versehen, demgegenüber eine kleine Zeitkonstante hat. Der äußere Regelkreis leitet den Sollwert für den inneren Regelkreis vom Ausgangssignal der optoelektronisch arbeitenden Meßstrecke und von der Ist-Lage der Meßoptik (Anspruch 1) bzw. dem Ausgangssignal eines Beschleunigungsfühlers (Anspruch 2) ab, und der innere Regelkreis erhält als IstWert die direkt gemessene Stellung der Meßoptik. Im
[0009] Fehlersignal, welches der innere Regelkreis zur Ansteuerung des Stellantriebes bereitstellt, sind so Signalanteile enthalten, die erschütterungs- oder schwingungsbedingt sind und solche Phasenlage haben, daß auf den Stellantrieb eine Zusatzkraft ausgeübt wird, welche die Reaktion der Meßoptik auf die Erschütterungen und Schwingungen aktiv kompensiert.
[0010] Durch die erfindungsgemäße Geräteausbildung werden auch Störungen, die durch elektrische Einstreuungen bedingt sind, eliminiert.
[0011] Bei einem Gerät gemäß Anspruch 16 erfolgt die Ausregelung von Erschütterungen und Schwingungen dadurch, daß man eine zur Meßoptik exakt identische Referenzoptik hat, der auch ein zum Signalkanal der Meßoptik identischer Signalkanal nachgeschaltet ist. Während aber die Meßoptik auf die mit Mikrounebenheiten behaftete Prüffläche gerichtet ist, arbeitet die Referenzoptik mit einer ideal planen, bezüglich des Gerätegehäuses feststehenden Referenzfläche zusammen. Damit sind die Ausgangssignale des der Referenzoptik nachgeschalteten Signalkanales direkt ein Maß für erschütterungs- bzw. schwingungsinduzierte Signalanteile im der Meßoptik nachgeschalteten Signalkanal. Man braucht somit nur die Ausgänge der beiden Signalkanäle differenzmäßig zusammenzufassen, um ein erschütterungs- bzw. schwingurigskompensiertes Meßsignal zu erhalten. Da die echte Meßeinrichtung und die Referenzeinrichtung optisch, mechanisch und elektrisch exakt identisch aufgebaut sind, bis auf den Unterschied zwischen Prüffläche und Referenzfläche, erhält man auch einen breitbandigen Ausgleich der Erschütterungen und Schwingungen, da beide Systeme in exakt gleicher Weise auf diese externen Störeinflüsse reagieren.
[0012] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
[0013] Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß der zum Feststellen von Erschütterungen und Schwingungen verwendete Beschleunigungsfühler genauso auf letztere anspricht wie die Meßoptik.
[0014] Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird erreicht, daß Meßoptik und Massekörper-Optik sowie die ihnen zugeordnete elektromagnetische Einheit exakt gleichen Aufbau haben können. Nur die externe Beschaltung dieser elektromagnetischen Einheiten ist verschieden: bei der Meßoptik dient die Spule als Ant.riebsspule, bei der Massekörper-Optik als Induktionsspule.
[0015] Die Arbeitsgeschwindigkeit eines Gerätes zum genauen Ermitteln des Abstandes eines auf einer Prüffläche liegenden Prüfpunktes von einer Referenzfläche hängt mit von der Steilheit der Kennlinie der Detekt ionseinr ichtung ab. Offensichtlich erzeugt die Detektionseinrichtung bei gegebenem Abstand des Prüfpunktes von der Referenzfläche ein Ausgangssignal, welches zur Intensität des auf sie auffallenden Meßlichtes proportional ist. Diese Intensität hängt unter anderem davon ab, wie groß das Reflexionsvermögen der Prüffläche am Prüfpunkt ist und welche Neigung die Prüffläche im Prüfpunkt hat. Sowohl das Reflexionsvermögen als auch die Neigung der Prüffläche können sich über die Prüffläche hinweg ändern, z.B. durch die auszumessende Oberflächenkontur und unterschiedliche Materialien des Prüflinges, die schon von Hause aus einen unterschiedlichen Reflexionsgrad haben. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird erreicht, daß das Gerät unabhängig von derartigen Änderungen im Reflexionsvermögen und/oder der Neigung der Prüffläche (nachstehend zusammen kurz unter "Reflexionsverhalten" angesprochen) im Prüfpunkt mit gleicher Steilheit der Kennlinie der Detektionseinrichtung und damit gleicher Empfindlichkeit der Lageregelung der Meßoptik arbeitet. Damit erhält man zum einen einen konstanten Meßfehler über die Prüffläche hinweg; zum anderen wird es möglich, die Prüffläche durch Verfahren des Prüflinges oder des die Meßoptik und die Detektionseinrichtung enthaltenden Abtastkopfes mit vorgegebener gleichförmiger Geschwindigkeit abzutasten.
[0016] Gemäß Anspruch 6 kann man ein dem lokalen Reflexionsvermögen und der lokalen Neigung der Prüffläche zugeordnetes Meßsignal dadurch erhalten, daß man bei einem zwei Wandlerelemente aufweisenden Wandler der Detektionseinrichtung die beiden Ausgangssignale der Wandlerelemente additiv zusammensetzt. Durch subtraktives Zusammensetzen dieser Ausgangssignale wird das normale, dem Abstand zwischen Prüfpunkt und Referenzfläche zugeordnete Meßsignal erzeugt. Man benötigt somit zusätzlich keine teuren und Platz erfordernden Wandlerelemente sondern nur einen einfachen Summierverstärker.
[0017] Gemäß Anspruch 7 kann man mit einem einzigen Schaltkreis die Korrektur des Abstandssignales umgekehrt proportional zur Intensität des auf die Detektionseinrichtung auffallenden Lichtes durchführen.
[0018] Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 wird erreicht, daß der Korrekturkreis noch zusätzliche intensitätsabhängige Korrekturen am Abstandssignal vornehmen kann, welche z.B. auf einer von Hause aus gegebenen Nichtlinearität der in der Detektionseinrichtung verwendeten Wandleranαrdnung beruhen kann.
[0019] B.ei einem Gerät gemäß Anspruch 9 kann man im Korrekturspeicher verschiedene Sätze von jeweils von der Meßlichtintensität abhängigen Korrekturfaktoren ablegen, um unterschied liehen Wandlertypen, grundsätzlichen Unterschieden in der Geometrie des Strahlenganges und unterschiedlichen Störeinflüssen Rechnung zu tragen. Die jeweils benötigte Kennlinie wird an der Wähleinheit eingestellt.
[0020] Im Anspruch 10 sind weitere Alternativen angegeben, um die Steilheit der Kennlinie der Lagenachregelung der Meßoptik unabhängig von den speziellen Reflexionsverhältnissen im Prüfpunkt konstant zu halten.
[0021] Bei einem Gerät gemäß Anspruch 11 kann man die Ausregelung unterschiedlicher Reflexionsverhältnisse im Prüfpunkt auf Wunsch abschalten, z.B. um gerade die unterschiedlichen Reflexionsverhältnisse über die Prüffläche hinweg zu ermittein. Außerdem ist eine solche Abschaltung dann sinnvoll, wenn die Meßoptik sehr weit aus ihrem normalen Verstellbereich ausgelenkt ist, was z.B. dann der Fall sein kann, wenn ihr überhaupt keine Prüffläche gegenübersteht.
[0022] Bei einem Gerät gemäß Anspruch 12 erfolgt eine laufende Anzeige der lokalen Reflexionsverhältnisse.
[0023] Ein Gerät gemäß Anspruch 13 hat eine Grobanzeige für sehr grobe Fehlanpassung der Meßoptikstellung. Eine solche Grobanpassung erleichtert die manuelle oder von einem zusätzlichen Servosystem. durchzuführende Grobeinstellung der Meßoptik-Brennebene auf die Prüffläche.
[0024] Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 ist im Hinblick auf die Unterdrückung von Umgebungslicht, das Unterdrücken von elektrischen Einstreuungen mit Netzfrequenz und im Hinblick auf geringen Energieverbrauch des Gerätes und Kleinhalten der Wärmeentwicklung im als Lichtquelle verwendeten Laser von Vorteil.
[0025] Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 wird erreicht, daß der Abstand zwischen Prüfpunkt und Referenzfläche schneller zur Anzeige kommt, da zur Ansteuerung der entsprechenden Anzeigeeinheit der vom äußeren I-Regler abgegebene Lagesollwert für die Meßoptik verwendet wird, nicht aber ein der Ist-Stellung der Meßoptik zugeordnetes Signal.
[0026] Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 17 wird erreicht, daß zwischen der Referenzfläche und der Prüffläche ein größerer Abstand verbleibt, obwohl Meßoptik und Referenzoptik gleiche Brennweite haben. Damit ist die Gefahr einer mechanischen Berührung zwischen der Prüffläche und dem die beiden optischen Systeme enthaltenden Meßkopf ausgeräumt.
[0027] Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 18 wird erreicht, daß wahlweise auf den Prüfling einwirkende Erschütterungen und Schwingungen oder auf den Meßkopf einwirkende Erschütterungen und Schwingungen ausgeregelt werden können.
[0028] Bei einem Gerät gemäß Anspruch 19 kann man zusätzlich auch Erschütterungen und Schwingungen ausregeln, die in unterschiedlicher Weise auf den Prüfling und den Meßkopf des Gerätes einwirken.
[0029] Bei einem Gerät gemäß Anspruch 20 erhält man besonders stark konturierte Oberflächenbilder, da in der Praxis Änderungen im lokalen Reflexionsverhalten und Mikrounebenheiten der Oberfläche oft auf ein und dieselbe Ursache zurückzuführen sind, z.B. Körner unterschiedlicher Zusammensetzung oder Kristallisationsrichtung in aus Legierungen hergestellten Prüflingen. Durch das im Anspruch 20 angegebene Zusammenfassen des für das lokale Reflexionsvermögen charakteristischen Ausgangssignales eines den Wandlerelementen nachgeschalteten Summierverstärkers mit dem Ausgangssignal eines den Wandlerelementen nachgeschalteten Differenzverstärkers wird ein Fingerabdruck der Prüffläche erreicht, wie er in solcher Deutlichkeit von keinem der Einzelsignale abgeleitet werden kann.
[0030] Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 21 wird erreicht, daß Unsymmetrien der Wandlerelemente, welche durch Alterung, Temperatureinwirkung oder dergleichen bedingt sein können, automatisch ausgeräumt werden.
[0031] Ein Gerät gemäß Anspruch 22 stellt einen hochempfindlichen Näherungsschalter dar, der dann anspricht, wenn der Abstand zwischen der Meßoptik und einem bewegten Prüfling innerhalb einer sehr engen Toleranzgrenze von in der Praxis einigen einen vorgegebenen Wert erreicht hat.
[0032] Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 23 bringt den Vorteil, daß die Genauigkeit der Abstandmessung auch bei durch starke Temperaturschwankungen bedingten Änderungen an einem beliebigen Bauelement des Abtastkopfes erhalten bleibt.
[0033] Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 24 wird erreicht, daß eine solche Temperaturkompensation in großen Temperaturbereichen rasch durchgeführt wird.
[0034] Für manche Anwendungsfalle ist es vorteilhaft, wenn der auf der Prüffläche ausgeleuchtete Bereich nicht punktförmig ist sondern größeren Durchmesser aufweist, also ein Fleck ist. Man kann dann die Absolutlage bzw. die Oberflächeneigenschaften gemittelt über diesen kleinen Oberflächenbereich messen. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 25 ist es möglich, eine Prüffläche wahlweise punktweise bzw. gemittelt über kleine Prüfflecke auszumessen.
[0035] Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 26, 28 und 30 ermöglichen ein einfaches kontinuierliches Einstellen des Durchmessers der Prüfflecke bei betriebsbereitem Gerät. Koordinatenmeßmaschinen enthalten bisher überwiegend mechanische Taster, und zur Kalibrierung derartiger Maschinen am Einsatzort wird durch den Taster eine Meßkugel angetastet, deren absolute Stellung im Raum bekannt ist. Auf diese Weise gewinnt man die Information über die Ausgangsstellung des Abtastkopfes. Das erfindungsgemäße Gerät weist einen optischen Abtastkopf auf, und mit einem solchen könnte man eine Referenzkugel nicht direkt antasten, da der Meßlichtstrahl nur bei senkrechtem Auftreffen auf die Referenzkugel in gleicher Richtung zurückgeworfen würde, was nur bei exakt radialer Ausrichtung des Abtastkopfes der Fall ist. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 31 wird erreicht, daß das Kalibrieren einer Koordinatenmeßmaschine, die unter Verwendung eines erfindungsgemäßen
[0036] Gerätes aufgebaut ist, analog durchgeführt werden kann, wie bei Koordinatenmeßmaschinen mit taktilen Tastern üblich.
[0037] Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 33 wird erreicht, daß die Kalibrierung der Ausgangslage des Abtastkopfes unabhängig von einer visuellen Kontrolle durch eine Bedienungsperson erfolgen kann. Der Abtastkopf muß durch die Antriebe der Koordinatenmeßmaschine nur in irgendeine Stellung gefahren werden, in welcher ein kraftschlüssiger Kontakt zur Meßkugel hergestellt ist. Eine genaue Relativstellung zur Meßkugel braucht aber nicht eingefahren zu werden, da das Ausgangssignal des Abtastkopfes bei der Kalibrierung mitverwendet werden kann.
[0038] Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 34 ermöglicht es, auch die Innenflächen hohler, insbesondere rotationssymmetrischer Prüfkörper wie Zylinder oder dergleichen auszumessen.
[0039] Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: Figur 1: Einen schematischen vertikalen Schnitt durch eine optischen Abstastkopf zum hochauflösenden Ausmessen einer Werkstückoberfläche zusammen mit einer zugehörigen Elektronikeinheit und einem Teil eines auszumessenden Werkstückes;
[0040] Figur 2: Das Schaltbild eines Eingangskreise der in Figur 1 gezeigten Elektronikeinheit;
[0041] Figur 3: Das Blockschaltbild einer Regelschaltung zum Nachführen der Meßoptik des in Figur 1 gezeigten Abtastkopfes;
[0042] Figur 4 Einzelheiten eines Teiles der in Figur 3 gezeigten Regelschaltung;
[0043] Figur 5: Eine schematische Darstellung der optischen und elektronischen Grundelemente abgewandelter Geräte zur hochgenauen Ausmessung einer Werkstückoberfläche;
[0044] Figur 6: Eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Grobjustierung der Meßoptik des in Figur 1 gezeigten Abtastkopfes;
[0045] Figur 7: Ein ähnliches Schaltbild wie Figur 3, in welchem eine abgewandelte Regelschaltung wiedergegeben ist;
[0046] Figur 8: Eine abgewandelte Einrichtung zum Konstanthalten der Regel-Kennlinie ungeachtet Änderungen in den lokalen Reflexionsverhältnissen für die Regelschaltungen nach Figur 3 und Figur 7;
[0047] Figur 9: Einen vertikalen Schnitt durch eine Referenzoptik eines Abtastkopfes sowie eine schematische Dar Stellung elektronischer Einheiten zum Verknüpfen der Ausgangssignale von Meßoptik und Referenzoptik;
[0048] Figur 10: Einen vertikalen Schnitt durch einen hochauflösenden optischen Näherungsschalter, welcher nach einem ähnlichen Prinzip arbeitet wie die in den Figuren 1 und 9 gezeigten Abtastköpfe;
[0049] Figur 11: ein Prinzipschaltbild einer Einrichtung zum Kompensieren durch Temperatureinwirkung und andere Störeinflüsse bedingter Unsymmetrien in der Wandleranordnung eines Abtastkopfes gemäß Figur 1, 9 oder 10;
[0050] Figur 12: eine schematische Darstellung des Strahlenganges und der Objektiv-Nachregelung bei einem abgewandelten Abtastkopf, der auch zur fleckweisen Ausmessung einer Prüffläche geeignet ist, wobei der Strahlengang bei Einstellung auf Punktmessung im abgeglichenen Zustand der Regeleinrichtung wiedergegeben ist;
[0051] Figur 13: eine ähnliche Schemadarstellung wie Figur 12, wobei jedoch die Verhältnisse bei abgeglichener
[0052] Regeleinrichtung bei Einstellung auf fleckweises Ausmessen der Prüffläche wiedergegeben sind;
[0053] Figur 14: eine ähnliche Darstellung wie Figur 13, wobei jedoch die Verstimmung der Detektionseinrichtung für das fleckweise Ausmessen der Prüffläche auf elektrischem Wege erfolgt;
[0054] Figur 15: einen axialen Schnitt durch das vordere Ende eines Abtastkopfes mit einer aufgesetzten Kalibrier-Abtastkugel; und Figur 16: einen axialen Schnitt durch das vordere Ende eines Abtastkopfes mit einer aufgesetzten Zusatzeinrichtung zum Ausmessen der Innenfläche eines zylindrischen Prüflinges.
[0055] In Figur 1 ist ein Abtastkopf insgesamt mit 10 bezeichnet, der zum hochgenauen Ausmessen von Oberflächenrauhheiten und Oberflächenstrukturen auf der Oberfläche eines Werkstückes 12 dient.
[0056] Der Abtastkopf 10. hat ein Gehäuse 14, welches im wesentlichen becherförmig ist. In eine untere Öffnung 16 des Gehäuses 14 ist eine Ringspule 18 fest eingesetzt, welche ein axiales Magnetfeld erzeugt. Die Ringspule 18 arbeitet mit einem ringförmigen Permanentmagneten 20 zusammen, der auf die Außenseite eines Objektivringes 22 aufgeklebt ist. Der Objektivring 22 hält ein Objektiv 24. Die durch den Permamentmagneten 20, den Objektivring 22 und das Objektiv 24 gebildete Einheit durchsetzt unter radialem Spiel die Ringspule 18 und ist von zwei parallel zueinander verlaufenden Blattfedern 26, 28 getragen. Deren in Figur 1 links gelegener Abschnitt ist brillenförmig ausgebildet, so daß das Objektiv 24 freibleibt, während der rechts gelegene Abschnitt streifenförmig ist und an seinem äußersten Ende durch Schrauben 30 an einem Steg 32 des .Gehäuses 14 festgelegt ist. Die Blattfedern 26, 28 bilden so eine elastische Parallelogramm-Aufhängung für das Objektiv 24.
[0057] Im in Figur 1 rechts gelegenen Abschnitt der Umfangswand des Gehäuses 14 ist ein im Roten arbeitender HalbleiterLaser 34 befestigt. Der von diesem abgegebene Laserstrahl durchsetzt einen halbdurchlässigen Meßspiegel 36 und gelangt auf einen Umlenkspiegel 38. Der Lichtstrahl durchquert dann das Objektiv 24 und wird von diesem auf die Oberfläche des Werkstückes 12 abgebildet.
[0058] Das von der Werkstückoberfläche reflektierte Laserlicht wird vom Objektiv 24 gesammelt und gelangt über den Umlenkspiegel 38 wieder zum Meßspiegel 36. Dieser spaltet einen Teil des reflektierten Meßlichtes ab und richtet es über ein Prisma 37 auf eine photoelektrische Wandleranordnung 44, deren Mitte bei 46 angedeutet ist. Die photoelektrische Wandleranordnung 44 hat zwei zur Mittellinie 46 symmetrisch angeordnete Wandlerelemente 44a und 44b und erzeugt ein Ausgangssignal, das von der Lage des auffallenden Lichtfleckes bezüglich der Mittellinie 46 abhängt. Dieses Ausgangssignal gelangt auf einen Eingangskreis 48 einer dem Abtastkopf 10 zugeor dneten, insgesamt mit 50 bezeichneten Elektronikeinheit.
[0059] Die Elektronikeinheit 50 enthält später noch genauer zu beschreibende Schaltkreise, welche die Abweichung des momentan erhaltenen Ausgangssignales der Wandleranordnung 44 von demjenigen Signal ermittelt, welches bei Auftreffen des Meßlichtes auf die Mittellinie 46 erhalten wird. Entsprechend der Differenz dieser beiden Signale erzeugt die Elektronikeinheit 50 intern ein Fehlersignal für einen Leistungsverstärker 52, welcher die Ringspule 18 speist. Der Speisestrom für die Ringspule 18 wird solange erhöht oder erniedrigt, bis der Meßlichtfleck auf der Wandleranordnung 44 wieder auf der Mittellinie 46 liegt. Dies ist dann der Fall, wenn der Abstand zwischen Objektiv 24 und der ausgeleuchteten Stelle der Oberfläche des Werkstückes 12 exakt der Objektiv-Brennweite entspricht.
[0060] Aus der soweit gegebenen Beschreibung ist ersichtlich, daß das Objektiv 24 beim Bewegen des Abtastkopfes 10 über die Oberfläche des Werkstückes 12 so axial wandert, wie dies dem Oberflächenprofil des Werkstückes 12 entspricht. Ein entsprechendes elektrisches Signal wird von der Elektronikeinheit 50 zur Verwendung in einem externen Rechner oder einer anderen Signalverarbeitungseinrichtung auf einer Leitung 54 bereitgestellt. In Figur 1 ist ferner schematisch noch ein Leistungsverstärker 56 der Elektronikeinheit 50 angedeutet, welcher den Laser 34 speist.
[0061] Ein Gerät zum hochauflösenden Ausmessen einer Werkstückoberfläche, wie es durch den oben beschriebenen Abtastkopf 10 und die zugeordnete Elektronikeinheit 50 gebildet ist, ist empfindlich für mechanische Störeinflüsse, insbesondere Erschütterungen und Schwingungen, die auf den Abtastkopf 10 und/oder das Werkstück 12 einwirken. Um eine Verfälschung der Oberflächen-Ausmessung durch derartige mechanische Störeinflüsse auszuräumen, hat eine in Figur 1 insgesamt mit 58 bezeichnete Regelschaltung der Elektronikeinheit 50 einen speziellen Aufbau, der später unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 4 noch genauer erläutert wird. Zusätzlich zum Ausgangssignal des Eingangskreises 48 erhält die Regelschaltung 58 das Ausgangssignal eines Stellungsgebers 40, der direkt die Ist-Stellung des Objektives 24 ermittelt, z.B. in Form eines Tauchspulensystems, welches mit einem mit dem Objektiv 24 mitbewegten Geberstab 42 zusammenarbeitet.
[0062] Wie aus Figur 2 ersichtlich, enthält der Eingangskreis 48 einen Differenzverstärker 60 sowie einen Summierverstärker 62. Beide Verstärker sind mit den Ausgangssignalen der beiden zu den beiden Seiten der Mittellinie 46 der Wandleranordnung 44 liegenden Wandlerelemente 44a und 44b beaufschlagt. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 60 ist dem Abstand zwischen dem gerade ausgemessenen Punkt der Oberfläche des Werkstückes 12 und dem Brennpunkt des Objektives 24 zugeordnet, während das Ausgangssignal des Summierverstärkers 62 ein Maß für das Reflexionsvermögen und die Neigung der Werkstückoberfläche im gerade ausgemessenen Punkt ist.
[0063] Die Ausgangssignale des Differenzverstärkers 60 und des
[0064] Summierverstärkers 62 können durch einen Verknüpfungskreis 63 zusammengefaßt werden, z.B. in multiplikativer Form. Dessen Ausgangssignal gibt sin besonders konturscharfes Bild der Werkstückober fläche, da lokales Reflexionsverhalten und Oberflächenkontur oft auf die gleichen physikalischen Ursachen zurückzuführen sind und die diesen Größen entsprechenden elektrischen Signale vom Verknüpfungskreis 63 zu einem doppelt von den gleichen Ursachen abhängenden und sich daher besonders markant ändernden Signal zusammengesetzt werden.
[0065] Falls gewünscht, kann man auch nur das Ausgangssignal des Summierverstärkers 62 verwenden und ein vom lokalen Reflexionsverhalten abgeleitetes Bild der Werkstückoberfläche aufnehmen.
[0066] Figur 3 zeigt Einzelheiten der Regelschaltung 58, durch welche der Abstand zwischen dem gerade ausgemessenen Punkt der Werkstückoberfläche und dem Objektiv 24 stets auf die Brennweite des Objektives 24 eingestellt wird.
[0067] Das durch das Objektiv 24, die Blattfedern 26, 28 und den Permanentmagneten 20 gebildete schwingungsfähige System ist insgesamt durch einen Kasten 64 wiedergegeben. Der steuerbare Leistungsverstärker 52 ist im Hinblick auf ein möglichst schnelles Heranfahren seines Ausgangssignales an das an seinen Eingang gegebene Steuersignal als Stromregler ausgebildet. Das Steuersignal für den steuerbaren Leistungsverstärker 52 wird von einem Subtrahierkreis 66 bereitgestellt, der über einen PD-Regler 68 das Ausgangssignal des die Ist-Stellung des Objektives 24 messenden Stellungsgebers 40 erhält. Der zweite Eingang des Subtrahierkreises
[0068] 66 erhält das Ausgangssignal eines I-Reglers 70. Letzterer ist mit dem Ausgangssignal eines Subtrahierkreises 72 beaufschlagt, dessen negativer Eingang mit dem Ausgangssignal des Stellungsgebers 40 und dessen positiver Eingang mit dem Ausgangssignal eines äußeren I-Reglers 74 beaufschlagt ist.
[0069] Der äußere I-Regler 74 ist an den Ausgang eines äußeren Sub trahierkreises 76 angeschlossen. Dessen negativer Eingang ist mit einem vom Ausgangssignal der Wandleranordnung 44 abgeleiteten Signal, sein positiver Eingang mit einem Objektiv-Sollstellungssignal W = 0 beaufschlagt.
[0070] In den Regelkreis eingefügt sind zwei Summierglieder 78, 80 gezeigt, die keinen Teil der Elektronikeinheit 50 darstellen, vielmehr die Einkoppelung äußerer Einflüsse veranschaulichen.
[0071] Das Summierglied 78 liegt zwischen dem als Stromregler ausgebildeten Leistungsverstärker 52 und der elektromechanischen Last 64 aus den Bauelementen 18 bis 28, und über es werden Stöße und Vibrationen eingekoppelt, wie schematisch durch die Buchstaben "S + V" angedeutet.
[0072] Das zweite Summierglied 80 liegt in der Strecke zwischen der elektromechanischen Last 64 und der Wandleranordnung 44 und repräsentiert die Einkoppelung der Mikrokontur der Werkstückoberfläche, wie durch einen Buchstaben "C" angedeutet.
[0073] Eine dritte, die Messung beeϊnflussende externe Größe ist das Vermögen der zu prüfenden Werkstückoberfläche beim Prüfpunkt, das auf sie fallende Licht wieder zum Objektiv 24 zurückzuspiegeln. Dieses Vermögen hängt einerseits von den Grund-Reflexionseigenschaften des Materiales, aus welchem das Werkstück 12 besteht, andererseits von der lokalen Neigung der Werkstückoberfläche im Prüfpunkt ab, wie schon dargelegt. Diese Einflüsse sind in der Zeichnung durch den Buchstaben "R" angedeutet.
[0074] Wie ebenfalls oben schon dargelegt, fällt dann, wenn der gerade ausgemessene Punkt der Werkstückoberfläche im Brennpunkt des Objektives 24 liegt, der vom Objektiv 24 auf der Wandleranordnung 44 erzeugte Lichtfleck direkt auf die Mittellinie 46. Damit erzeugen die beiden Wandler elemente 44a und 44b das gleiche Ausgangssignal, und man erhält am Ausgang des Differenzverstärkers ein Signal der Größe Null. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 60 bleibt unter diesen Brennpunktbedingungen Null unabhängig davon, wie groß die Absolutintensität des auf die Wandleranordnung 44 fallenden Lichtes ist. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 62 ist dagegen zu dieser Intensität direkt proportional.
[0075] Das Anwachsen des Ausgangssignales des Differenzverstärkers 60 mit zunehmender Außer-Brennpunkt-Lage des gerade ausgemessenen Punktes der Werkstückoberfläche hängt aber nun offensichtlich zusätzlich auch direkt von der Gesamtintensität des auf die Wandleranordnung 44 auffallenden Lichtes ab, damit auch die Steilheit der Regelkennlinie und die maximal erzielbare Regelgeschwindigkeit. Dieser Störeinfluß ist in Figur 3 dadurch schematisch wiedergegeben, daß die Störgröße "R" auch auf einen die Wandleranordnung 44 enthaltenden Kasten 82 einwirkt.
[0076] Zur einfacheren Bezugnahme wird dieser Kasten nachstehend auch kurz als Abstandsmesser 86 angesprochen. Er enthält funktionell den Laser 34, das Objektiv 24, die Wandleranordnung 44 und den Differenzverstärker 60. Entsprechend sind der Laser 34, das Objektiv 24, die Wandleranordnung 44 und der Summierverstärker 62 zu einem Reflexionsmesser 84 zusammengefaßt.
[0077] Um die durch lokale Eigenschaften der Prüffläche bedingte Schwankung der Steilheit der Regelkennlinie auszuräumen, ist ein Korrekturkreis 86 vorgesehen, der durch den Reflexionsmesser 84 mit einem der momentan einfallenden Gesamtlichtmenge zugeordneten Steuersignal beaufschlagt wird und grob gesprochen das Ausgangssignal des Abstandsmessers 82 in ein solches Abstandssignal abändert, wie es von einer absolut ebenen Standard-Prüffläche unter identischen Fokussierungsbedingungen erhalten würde. Das vom .Korrekturkreis 86 abgegebene, bezüglich der Reflexionsverhältnisse korrigierte Abstandssignal gelangt auf den äußeren I-Regler 74. Es ist ein Maß für den momentanen Brennpunktsabstand des Meßpunktes.
[0078] Das hieraus am Ausgang des I-Reglers 74 erhaltene integrierte Abstandssignal ist der Gesamt-Sollwer t für die Stellung des Objektives 24. Dieser Sollwert, der nach Ausregelung des noch verbleibenden Fokussierungsfehlers dem Ist-Wert der Objektivstellung und damit dem Abstand des Prüfpunktes von der Normal-Brennebene des Objektives 24 entspricht, wird durch eine an den Ausgang des I-Reglers 74 angeschlossene Anzeigeeinheit 88 dargestellt und zugleich auf der ebenfalls an den I-Regler 74 angeschlossenen Ausgangsleitung 54 bereitgestellt.
[0079] Man erkennt, daß die in Figur 3 wiedergegebene Regelschaltung zwei ineinander geschachtelte Regelkreise umfaßt: Einen äußeren Regelkreis, der den optischen Abstandsmesser 82, den Reflexionsmesser 84, den Korrekturkreis 86 und den äußeren I-Regler 74 sowie den inneren Regelkreis umfaßt. Zum letzteren gehören der als Stromregler ausgebildete Leistungsverstärker 52, die elektromechanische Last 64, der Objektiv-Stellungsgeber 40, der PD-Regler 68 und der innere I-Regler 70 sowie die beiden Subtrahierkreise 66 und 72. Der innere Regelkreis ist auf eine Grenzfrequenz von typischerweise 140 Hz ausgelegt und dient dazu, Erschütterungen und Schwingungen, insbesondere Gebäudeschwingungen auszuregeln. Der äußere Regelkreis ist demgegenüber langsam.
[0080] Dadurch, daß man die aktive Ausregelung erschütterungs- und schwingungsbedingter Auslenkungen des Objektives 24 dem inneren Regelkreis überträgt, den äußeren Regelkreis als Sollwert-Vorgabe für den inneren Regelkreis ausgestaltet und das Meßsignal am Ausgang des äußeren I-Reglers 74 abgreift, erhält man ein stationäres Meßsignal erheblich rascher als beim Abgreifen der Ist-Stellung des Objektives 24. Figur 4 zeigt Einzelheiten des optischen Abstandsmessers 82, des Reflexionsmessers 84 und des durch den letzteren gesteuerten Korrekturkreises 86.
[0081] Ein gemeinsamer Taktgeber 90 steuert den Leistungsverstärker 56 an, durch welchen der Halbleiter-Laser 34 betrieben wird. Die optische Meßstrecke zwischen dem Laser 34 und der Wandleranordnung 44 ist durch einen Kasten 92 angedeutet.
[0082] Das vom Differenzverstärker 60 abgegebene Abstandssignal gelangt über einen Hochpaß 94 auf einen phasenempfindlichen Gleichrichter 96, der ebenfalls durch den Taktgeber 90 gesteuert wird. Über einen Tiefpaß 98 gelangt das gleichgerichtete Abstandssignal dann auf die Dividendenklemme eines analog arbeitenden Divisionskreises 100.
[0083] Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 62 gelangt entsprechend über einen Hochpaß 102, einen phasenempfindlichen Gleichrichter 104 sowie einen Tiefpaß 106 auf die Divisorklemme des Divisionskreises 100. Damit erhält man am Ausgang des Divisionskreises 100 ein Abstandssignal, welches mit dem Reziproken der auf die Wandleranordnung 44 auffallenden Gesamt-Lichtintensität multipliziert ist. Damit ist die oben angesprochene Korrektur des optisch ermittelten Abstandssignales durchgeführt.
[0084] Über einen Umkehrkreis 108 wird das Ausgangssignal des Tiefpasses 106 invertiert, so daß an dessen Ausgang ein dem
[0085] Lichtverlust im Meßpunkt zugeordnetes Signal erhalten wird. Dieses wird auf eine Anzeigeeinheit 109 gegeben.
[0086] Der Taktgeber 90 steuert ferner eine weitere phasenempfindliehe Gleichrichteranordnung 110 an, der über eine Hochpaßanordnung 112 das Ausgangssignal einer Hilfswandleranordnung 114 zugeführt wird. Die Ausgangssignale der Gleich richteranordnung 110 werden über eine Tiefpaßanordnung 116 auf eine Anzeigeeinheit 118 gegeben.
[0087] Wie aus Figur 6 ersichtlich, umfaßt die Hilfswandleranordnung 114 zwei Wandlerelemente 114a und 114b, die außerhalb der Wandlerelemente 44a, 44b auf der Wandlerplatte angeordnet sind. Die Wandlerelemente 114a und 114b werden somit nur dann mit Meßlicht beaufschlagt, wenn die Prüffläche weit von der Brennebene des Objektives 24 entfernt ist.
[0088] Die Hochpaßanordnung 112, die Tiefpaßanordnung 116 und die Gleichrichteranordnung 110 umfassen jeweils zwei Signalkanäle zur Verarbeitung der von den Wandlerelementen 114a und 114b bereitgestellten Signale. Die Ausgangsklemmen der Tiefpaßanordnung 116 sind einmal direkt mit Leistungsverstärkern 120, 122 verbunden, welche Leuchtdioden 124, 126 ansteuern. Letztere zeigen bei Aktivierung an, daß das Objektiv 24 beim hinteren bzw. vorderen Ende seines Verstellbereiches steht, so daß eine Grobjust ierung durch einen externen Servomechanismus oder von Hand vorgenommen werden muß.
[0089] Die Ausgangsklemmen der Tiefpaßanordnung 116 sind ferner durch ein NOR-Glied 128 zusammengeschaltet, welches über einen Leistungsverstärker 130 eine Leuchtdiode 132 ansteuert. Diese zeigt durch Aufleuchten somit an, daß der Abstand zwischen der Brennebene des Objektives 24 und dem gerade beobachteten Punkt der Oberfläche des Werkstückes 12 noch in einem Bereich liegt, der durch den elektromagnetischen Stellantrieb für das Objektiv 24 überstrichen werden kann.
[0090] Bei dem unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 oben beschriebenen Aus führungsbeispiel erfolgte elektrisch eine Anhebung des Ausgangssignales des optischen Abstandsmessers 82 umgekehrt proportional zu den lokalen Reflexions verhältnissen der Prüffläche. In Figur 5 sind weitere Möglichkeiten dargestellt, die Steilheit der Regel-Kennlinie von lokalen Schwankungen der Reflexionsverhältnisse der Oberfläche des Werkstückes unabhängig zu machen. Teile des Meßgerätes, die obenstehend schon beschrieben wurden, sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen und brauchen nachstehend nicht noch einmal detailliert beschrieben zu werden.
[0091] Bei einer ersten in Figur 5 gezeigten Variante ist in den Weg des vom Meßspiegel 36 auf die Wandleranordnung 44 geworfenen Meßlichtes ein durch Impulse steuerbarer Verschluß 134 gestellt. Es kann sich hierbei z.B. um eine PockelsZelle handeln. Die Betätigung des elektronischen Verschlusses 134 erfolgt über einen Leistungsverstärker 136 und einen steuerbaren Phasenschieber 138 vom Taktgeber 90 her. Die Phasen-Steuerklemme des Phasenschiebers 138 ist mit demjenigen Ausgangssignal des Eingangskreises 48 beaufschlagt, welches der Gesamtintensität des auf die Wandleranordnung 44 auffallenden Meßlichtes zugeordnet ist. Durch Variation des Überlappes der Impulse, mit welchen der Laser 34 bzw. der Verschluß 134 angesteuert werden, läßt sich wiederum erreichen, daß die Gesamtmenge auf die Wandleranαrdnung 44 auffallenden Lichtes unabhängig vom lαkalen Reflexionsverhalten der Oberfläche des Werkstückes ist.
[0092] Bei einer gestrichelt in Figur 5 eingezeichneten Variante ist in die Verbindungsleitung zwischen Taktgeber 90 und Leistungsverstärker 56 ein Impulsbreitenmodulationskreis 140 eingefügt. Dessen Steuerklemme ist wieder mit dem der Gesamt-Lichtintensität zugeordneten Ausgangssignal des Eingangkreises 48 beaufschlagt, das Ganze derart, daß durch Überhöhung der mittleren Laserleistung gegenüber dem Standardfalle die Abnahme des lokalen Reflexionsverhaltens kompensiert wird.
[0093] Analog kann man mit dem der Gesamt-Lichtintensität zugeord neten Ausgangssignal des Eingangskreises 48 auch eine Versorgungsspannungsquelle 142 für die Wandleranordnung 44 derart beaufschlagen, daß deren Empfindlichkeit so erhöht wird, daß die lokale Abnahme des Reflexionsvermögens der Werkstückoberfläche kompensiert wird.
[0094] Bei der abgewandelten Regelschaltung nach Figur 7 sind Schaltungsteile, die funktionell Schaltungsteilen von Figur 3 entsprechen, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen.
[0095] Die Regelschaltung nach Figur 7 unterscheidet sich zum einen in der Erzeugung des positiven Eingangssignales für den Subtrahierkreis 66 vom schon beschriebenen Ausführungsbeispiel: Dieses Signal wird direkt vom Ausgang des Subtrahierkreises 72 abgegriffen. Dessen negativer Eingang ist mit dem Ausgang eines PD-Reglers 144 verbunden, welcher seinerseits mit dem Ausgang eines Beschleunigungsmessers 146 verbunden ist. Dieser spricht auf die störenden mechanischen Umgebungseinflüsse an. In der Praxis .besteht der Beschleunigungsmesser 146 aus einem zweiten Objektiv und zugehöriger elastischer Lagerung, exakt wie in Figur 1 gezeigt, sowie einem mit diesem Objektiv zusammenarbeitenden weiteren Stellungsgeber, der dem Stellungsgeber 40 von Figur 1 entsprechen kann. Diese nur zur Ermittelung der Beschleunigung dienende Massekörper-Objektiveinheit entspricht bezüglich ihrer mechanischen Trägheit und bezüglich ihres Schwingungsverhaltens exakt der für die optische Messung verwendeten Objektiveinheit. Sie ist auch im Gehäuse 14 des Abtastkopfes 10 in mechanisch äquivalenter Position untergebracht.
[0096] In weiterer Abwandlung kann man als Stellungsgeber für die Massekörper-Objektiveinheit den mit der Objektivlinse verbundenen Permanentmagneten und die diesen umgebende Spule verwenden, die nun als Induktionsspule, nicht als Antriebsspule arbeitet. Durch die oben beschriebene Ableitung des Objektiv-Sollstellungssignales, welches auf den positiven Eingang des Subtrahierkreises 66 gegeben wird, von einem Beschleunigungsmesser ist ebenfalls eine Ausregelung mechanischer Störeinflüsse gewährleistet.
[0097] Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 7 sind ferner Vorkehrungen getroffen, um die Korrektur der Steilheit der Regelkennlinie wahlweise abzuschalten.
[0098] Hierzu ist ein steuerbarer Umschalter 148 vorgesehen, welcher anstelle des Ausgangssignales des Reflexionsmessers 84 ein Normalsignal auf die Steuerklemme des Korrekturkreises 86 geben kann, wie es bei einer ebenen Standard-Meßfläche erhalten würde. Die Betätigung des Umschalters 148 erfolgt über ein ODER-Glied 150 entweder durch manuelles Schließen eines normalerweise geöffneten Schalters 152 oder durch das Ausgangssignal eines Differenzverstärkers 154, der das Ausgangssignal des I-Reglers 74 erhält und mit einer vorgegebenen Schaltschwelle vergleicht. Damit läßt sich die Nachregelung der Steilheit der Regelkennlinie für die Enden des Verstellbereiches des Objektives 24 automatisch ausschalten. Das manuelle Schließen des Schalters 152 erfolgt dann, wenn bei einer Werkstückoberfläche, von der bekannt ist, daß sie keine Unebenheiten aufweist, eine materialbedingte Änderung des Reflexionsvermögens über die Werkstückoberfläche hinweg gemessen werden soll. Derartige Änderungen können sich z.B. durch Dotierungsprαfile ergeben
[0099] Bei dem weiter abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Figur 8 ist dem Reflexionsmesser 84 ein Analog/Digital-Wandler 156 nachgeschaltet. Dessen Ausgangssignal stellt die niederrangigen Adreßbits für einen Korrekturspeicher 86' dar, in welchem mehrere Kαrrektur-Kennlinien abgelegt sind. Von diesen wird jeweils eine durch die höherrangigen Adreßbits ausgewählt, welche durch Eingabe an einer Wähleinheit 158 vorgegeben werden. Auf diese Weise kann man grundlegend unterschiedlichen Meßbedingungen Rechnung tragen, z.B. anderem Grundmaterial des zu vermessenden Werkstückes, einer anderen Meßoptik, einem anderen Laser usw. und zusätzlich auch Nichtlinearitäten des Abstandsmessers 82 ausgleichen.
[0100] In Figur 9 ist eine weitere Möglichkeit dargestellt, Einflüsse von Erschütterungen und Schwingungen auf das Meßergebnis auszuräumen. Dort ist mit 10' insgesamt ein ReferenzAbtastkopf bezeichnet, der mit Ausnahme der nachstehend im einzelnen beschriebenen kleinen Unterschiede exakt identischen Aufbau aufweist wie der Meß-Abtastkopf 10, der unter Bezugnahme auf Figur 1 im einzelnen erläutert wurde. Entsprechende Teile des Referenz-Abtastkopfes sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, an welche zur Unterscheidung ein Beistrich angehängt ist.
[0101] Unterhalb des Objektives 24' ist ein Glasprisma 160 angebracht, dessen in Figur 9 rechts gelegene Stirnfläche unter 45 Grad geneigt ist und einen ersten Spiegel 162 trägt. Ähnlich ist auf der in Figur 9 links gelegenen Stirnfläche des Glasprismas 160, welche parallel zur Achse des Objektives 24' verläuft, ein Spiegel 164 vorgesehen. Das Glasprisma 160 ist insgesamt - ggf. lösbar - fest am Gehäuse 14' angebracht, und das Gehäuse 14' ist fest mit dem Gehäuse 14 des Meß-Abtastkopfes 10 verbunden, der in Figur 9 als logisch getrennter Abtastkopf gezeigt ist. In der Praxis können die beiden Gehäuse 14 und 14' durch ein einstükkiges Teil gebildet sein, in welchem parallel nebeneinanderliegend Kammern zur Aufnahme der beiden Strahlengänge vorgesehen sind.
[0102] Bei dem Referenz-Abtastkopf 10' gelangt das vom Laser 34' ausgesandte Licht über den Spiegel 162 auf den Spiegel 164 und wird von dort über den Spiegel 162, das Objektiv 24' und den Spiegel 36' sowie das Prisma 37' auf die Wandleranordnung 44' abgebildet. Ist der Referenz-Abtastkopf 10' keinerlei Erschütterungen und Schwingungen ausgesetzt, liegt das vom Objektiv 24' über den Spiegel 164 vom Laser 34' erzeugte Bild stets exakt auf der Mittellinie 46' der Wandleranordnung 44'. Abweichungen von dieser Ruhelage können wegen der festen Anbringung der durch den Spiegel 164 gebildeten Referenzfläche nur durch Schwingungen und Erschütterungen bedingt sein, die dazu führen, daß der Abstand zwischen dem Objektiv 24' und dem Spiegel 164 nicht mehr exakt der Brennweite des
[0103] Objektivs 24' entsprechen. Unter diesen Ausgangsbedingungen erhält man darin ein erschütterungs- bzw. schwingungsbedingtes Ausgangssignal auf der Ausgangsleitung 54' der dem Referenz-Abtastkopf 10' zugeordneten Elektronikeinheit 50'. Da der Meß-Abtastkopf 10 exakt den gleichen mechanischen Störeinflüssen unterworfen ist, hat man analoge Signalanteile auch in dem auf der Ausgangsleitung 54 der Elektronikeinheit 50 des Meß-Abtastkopfes 10 stehenden Signal.
[0104] An die Ausgangsleitungen 54 und 54' sind die Eingänge eines Differenzverstärkers 166 angeschlossen, der somit an seinem Ausgang ein Signal bereitstellt, welches dem Signal auf der Ausgangsleitung 54 vermindert um dessen erschütterungsbzw. schwingungsbedingte Signalanteile entspricht. Dieses Signal ist das dem Abstand zwischen Meß-Abtastkopf 10 und der Oberfläche des Werkstückes 12 exakt entsprechende Meßsignal.
[0105] Die vorstehende beschriebene Ausregelung von Erschütterungen und Schwingungen galt für den Fall von auf den MeßAbtastkopf 10 und gleichermaßen auf den Referenz-Abtastkopf 10' einwirkenden mechanischen Störungen. Um analog auch solche mechanischen Störeinflüsse auszuräumen, die auf das Werkstück 12 einwirken, ist am letzteren ein Beschleunigungsfühler 168 angebracht. Dessen Ausgangssignal wird in zwei Integrationsstufen 170, 172 in ein Stellungssignal umgesetzt, welches wahlweise auf den negativen Eingang des Differenzverstärkers 166 gegeben werden kann. Zum Umschalten zwischen diesem Signal und dem Ausgangssignal der Elektronikeinheit 50' ist ein Umschalter 174 vorgesehen.
[0106] Der Umschalter 174 hat noch eine dritte Arbeit sstellung, in welcher der negative Eingang des Differenzverstärkers 166 mit dem Ausgang eines weiteren Di fferenzverstärkers 176 verbunden ist. Dessen Eingangsklemmen sind mit den Ausgängen der zweiten Integrationsstufe 172 bzw. der Elektronikeinheit 50' verbunden. Damit entspricht das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 176 dem Unterschied in den durch mechanische Störeinflüsse hervorgerufenen Stellungssignalen von Referenz-Abtästkopf 10' und dem durch die Schaltkreise 168 bis 172 gebildeten Werkstück-Stellungsgeber.
[0107] Damit bietet die Anordnung gemäß Figur 9 insgesamt drei verschiedene Kompensationsmöglichkeiten: Für mechanische Störeinflüsse, die nur den Meß-Abtastkopf 10 betreffen, für mechanische Störein flüsse, die nur das Werkstück 12 betreffen, sowie für mechanische Störeinflüsse, die sowohl den Meß-Abtastkopf 10 als auch das Werkstück 12 betreffen.
[0108] Figur 10 zeigt einen vereinfachten Abtastkopf 10'', welcher als hochauflösender optischer Näherungsschalter Verwendung findet. Bauteile, die obenstehend unter Bezugnahme auf Figur 1 schon erläutert wurden, sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen.
[0109] Beim Abtastkopf 10'' nach Figur 10 ist der Objektivring 22 fest in den Steg 32 eingesetzt, und die Elektronikeinheit 50 überwacht nur den Unterschied der Ausgangssignale der Wandleranordnung 44. Dieser Unterschied ist für kleine Abstände des Brennpunktes des Objektives 24 von der Oberfläche des Werkstückes 12 direkt proportional zu diesen
[0110] Abständen. Verschwindet das Signal auf der Ausgangsleitung 54, so bedeutet dies, daß der Abstand zwischen dem Objektiv 24 und dem Werkstück 12 exakt gleich der Brennweite des Objektives 24 ist.
[0111] Das Signal auf der Ausgangsleitung 54 wird auf den einen Eingang eines Komparators 178 gegeben, der an seinem zweiten Eingang ein Referenzsignal R erhält. Der Komparator 178 stellt an seinem Ausgang 180 dann ein Signal bereit, wenn der Abstand zwischen Objektiv 24 und der Oberfläche des Werkstückes 12 kleiner ist als die Brennweite des 0bjektives 24. Damit verhält sich die Gesamtkombination aus Abtastkopf 10'', Elektronikeinheit 50 und Komparator 178 wie ein klassischer Näherungsschalter, hat aber eine erheblich bessere Auflösung als ein solcher.
[0112] Figur 11 zeigt im unteren Teil schematisch nochmals den Strahlengang in einem Abtastkopf, wie er obenstehend im einzelnen beschrieben wurde. Wie verschiedentlich dargelegt, liefern die Wandlerelemente 44a und 44b exakt das gleiche Ausgangssignal, wenn der Abstand zwischen Objektiv 24 und der Oberfläche des Werkstückes 12 exakt der Brennweite des Objektives 24 entspricht. Alterungsbedingt oder bedingt durch Temperatureinflüsse ist es aber möglich, daß auch unter derartiger Strahlengeometrie eine Unsymmetrie in den Ausgangssignalen der Wandlerelemente 44a und 44b auftritt. Im oberen Teil von Figur 11 ist daher eine Einrichtung wiedergegeben, die eine automatische Korrektur derartiger Wandlerfehler ermöglicht.
[0113] Zwischen dem Umlenkspiegel 36 und dem Umlenkspiegel 38 ist ein elektrisch steuerbarer Spiegel 182 angeordnet, der in der Praxis aus einer LCD-Einheit bestehen kann. Der steuerbare Spiegel 182 ist normalerweise auf Durchlaß eingestellt und wird in regelmäßigen Abständen durch einen Taktgeber 184 in die alles auf ihn auffallendes Licht reflektierende Sperrstellung gesteuert. Hierzu wird das Ausgangssignal des Taktgebers 184 durch einen geeigneten Verstärker 186 auf die Steuerelektrode des Spiegels 182 gegeben. Der Taktgeber 184 steuert ferner zwei Korrekturspeicher 188, 190 zum Einlesen eines neuen Wertes an deren Eingangsklemmen I an. Diese Klemmen sind mit dem Ausgang des Differenzvers t ärkers 60 bzw. des Summierverstärkers 62 verbunden.
[0114] Bei sperrendem Spiegel 182 hat man ebenso wie in solchen Fällen, in denen der Abstand zwischen Objektiv 24 und Oberfläche des Werkstückes 12 exakt gleich der Brennweite des
[0115] Objektives 24 ist, genau symmetrische Ausleuchtung des Wandlers 44. Werden unter diesen Bedingungen unterschiedliche Ausgangssignale der Wandlerelemente 44a und 44b erhalten, so werden diese dann in den Korrekturspeicher 188 eingelesen. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 62, welches ein Maß für die Leistung des Lasers 34 und die Empfindlichkeit der Wandleranordnung 44 ist, wird gleichzeitig in den Korrekturspeicher 190 eingelesen.
[0116] Beendet der Taktgeber 184 sein Ausgangssignal, läuft das Licht wieder zur Oberfläche des Werkstückes 12 und zurück. Das dem Abstand zwischen Brennpunkt des Objektives 24 und Oberfläche des Werkstückes 12 zugeordnete Ausgangssignal des Differenzverstärkers 60 wird nun in einem weiteren Differenzverstärker 192 mit dem zuvor in den Korrekturspeicher 188 eingelesenen Korrektur signal zusammengefaßt, und das am Ausgang des Differenzverstärkers 192 erhaltene Signal ist somit unabhängig von alterungsbedingter oder temperaturbedingter Unsymmetrie in den Ausgangssignalen der Wandleranordnung 44.
[0117] Ähnlich wird das der Gesamtintensität des zurückgeworfenen Lichtes zugeordnete Ausgangssignal des Summierverstärkers 62 in einem weiteren Differenzverstärker 194 mit demjenigen Signal zusammengefaßt, welches in der durch den Taktgeber 184 vorgegebenen Kalibrierphase erhalten wurde. Damit stellt das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 194 ebenfalls ein Signal dar, welches von temperaturbedingten und alterungsbedingten Einflüssen der Wandleranordnung 44 befreit ist.
[0118] Um einen Ausgleich für das unterschiedliche Reflexionsverhalten unterschiedlicher Objekte zu schaffen, wird das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 194 über einen Inverter 198 auf die Steuerklemme eines steuerbaren Verstärkers 200 gegeben. Dessen Eingangsklemme ist mit dem Ausgang eines Taktgebers 202 verbunden, welcher die Arbeitsfrequenz und das Tastverhältnis des Lasers 34 vorgibt. Die Ausgangsklemme des Verstärkers 200 ist mit dem Laser 34 verbunden. Man erkennt, daß auf diese Weise die Leistung des Lasers 34 gemäß der Verschlechterung des Reflexionsverhaltens der Objektoberfläche erhöht wird.
[0119] Alternativ zur vorgenannten Lösung kann man ähnlich wie oben unter Bezugnahme auf Figur 5 dargelegt den Laser 34 immer, mit voller Nennleistung betreiben und in den Strahlengang zwischen Laser 34 und Objektiv 14 einen elektronisch steuerbaren optischen Abschwächer stellen, der dann direkt durch das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 194 angesteuert wird. Bei dieser Lösung wird somit für gut reflektierende Objektoberflächen die Meßlichtintensität herabgesetzt.
[0120] Verkettet man das Abstands-Meßsignal und das Reflexionsverhalten-Meßsignal z.B. multiplikativ, so zeigt das hieraus erhaltene Signal noch größere Änderungen an Stufen der auszumessenden Oberfläche, wie oben dargelegt. Hierzu kann wieder ein entsprechender Verknüpfungskreis 204 vorgesehen sein. Seine beiden Eingänge sind an die Ausgänge der Differenzverstärker 192, 194 angeschlossen.
[0121] Der untere rechte Abschnitt von Figur 11 zeigt zunächst eine weitere Einrichtung zur Kompensation temperaturbedingter Meßfehler. Diese kann, falls gewünscht, die oben beschriebene erste Korrektureinrichtung ersetzen, welche die Bauelemente 182-186 sowie 188 und 190 umfasst. Sie kann aber auch zusätzlich zu dieser ersten Korrektureinrichtung vorgesehen sein und dient dann zum Ausgleich auch solcher Fehler, die von hinter dem steuerbaren Spiegel 182 liegenden Teilen bei Temper aturänderungen hervorgerufen werden.
[0122] Ein Temperaturfühler 206 ist an das in der Regel aus Metall gefertigte Gehäuse 14 thermisch angekoppelt. Sein Ausgangssignal wird auf einen Analog/Digitalwandler 208 gegeben, dessen Ausgangssignal den ersten Teil der Gesamtadresse zur Adressierung der Speicherzellen eines Korrekturspeichers 210 bildet.
[0123] Die zweite Teiladresse wird vom Ausgag eines weiteren Analog/Digitalwandlers 212 ber eitgestellt, der eingangsseitig mit dem gegebenenfalls im Verknüp fungskreis 204 modifizierten Abstands-Meßsignal beaufschlagt ist.
[0124] Im Korrekturspeicher 210 sind für verschiedene Temperaturen die den Roh-Abstandsmeßsignalen zugeordneten richtigen Meßsignale abgelegt. Diese Signale werden auch auf einen ersten Eingang eines digitalen, rechnenden Komparators 214 gegeben. Dieser arbeitet mit einem Sollwertspeicher 216 zusammen, der über eine gestrichelt angedeutete Eingabeeinheit 218 beschrieben wird eine oder mehrere Schalt-Schwellenwerte enthält. Diese Schwellenwerte sind in Form von Prozentangaben bezogen auf die Gesamtintensität des auf die Wandleranordnung 44 auffallenden Lichtes abgespeichert .
[0125] An seinem zweiten Eingang erhält der Komparator 214 ein digitales Signal, welches von einem an den Ausgang des Differenzverstärkers 194 angeschlossenen Analog/Digitalwandler 220 bereitgestellt wird.
[0126] Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung sei angenommen, daß der Komparator 214 nur zwei Schalt-Schwellenwerte "0%" und "30%" überwacht. Er arbeitet dann grob gesprochen so, daß er auf einer ersten Ausgangsleitung 222 dann ein Signal bereitstellt, wenn die Objektoberfläche im Brennpunkt des Objektives 24 liegt oder über diesem, während auf einer zweiten Ausgangsleitung 224 ein Signal bereitgestellt wird, wenn das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 192 30% des Ausgangssignales des Differenzverstärkers 194 von oben erreicht oder diesen Prozentwert unterschreitet. Die auf den Ausgangsleitungen 222 und 224 stehenden Signale können z.B. dazu verwendet werden, die Vorschubgeschwindigkeit eines das Werkstück 12 bewegenden Antriebes zu steuern.
[0127] Ferner werden die Ausgangssignale des Korrekturspeichers 210 und des Analog/Digitalwandlers 220 auch auf Datenleitungen 226, 228 zur externen Datenverarbeitung bereitgestellt werden und auf einer Anzeigeeinheit 230 laufend dargestellt.
[0128] Den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen war gemeinsam, daß das am Ausgang des Differenzverstärkers 60 erhaltene Fehlersignal, mit welchem der durch die Ringspule 18 und den Permanentmagneten 20 gebildete Objektiv-Stellmotor gesteuert wurde, dann Null war, wenn der ausgeleuchtete Punkt der Prüffläche exakt mit dem vorderen Brennpunkt des Objektives 24 zusammenfiel. Anders gesagt: Der gesamte Abtastkopf arbeitete aufgrund der Auslegung des Strahlenganges, der Detektionseinrichtung und der Regeleinrichtung insgesamt so, daß die Prüffläche punktweise ausgemessen wird.
[0129] Für manche Anwendungsfälle ist es jedoch vorteilhaft, wenn man die Prüffläche auch unter Zugrundelegung größerer Prüfflecke ausmessen kann.
[0130] Das wahlweise Ausmessen der Prüffläche auf der Basis von Prüfpunkten oder Prüfflecken läßt sich mit einem abgewandelten Abtastkopf realisieren, wie er schematisch in Figur 12 wiedergegeben ist. Teile des Abtastkopfes, die in funktioneil äquivalenter Form weiter oben schon beschrieben wurden, tragen wieder dieselben Bezugszeichen. Der Hauptunterschied des Abtastkopfes nach Figur 12 gegenüber den schon beschriebenen Abtastköpfen besteht darin, daß die
[0131] Wandleranordnung 44 auf einem Schlitten 232 angebracht ist, der mittels einer Gewindespindel 234 in zur Strahlrichtung senkrechter Richtung bewegbar ist. Der Schlitten 232 steht mit seiner Hauptfläche in Wirklichkeit senkrecht zur Zeichenebene von Figur 12, ist dort aber zur deutlicheren Darstellung des Strahlenganges in die Zeichenebene hineingedreht wiedergegeben.
[0132] Figur 12 zeigt einen Strahlengang, wie er analog bei den schon beschriebenen Abtastköpfen mit fest eingebauter Wandleranordnung 44 dann erhalten wird, wenn die Nachregelung der Objektivstellung beendet ist. Der Abstand zwischen dem Objektiv 24 und dem gerade ausgemessenen Punkt der Prüffläche entspricht dann exakt der Brennweite f des Objektives. Auf der Wandleranordnung 44 erhält man einen Lichtfleck 236, der zu gleichen Teilen die Wandlerelemente 44a und 44b beleuchtet. Die Mittellinie 46 der Wandleranordnung 44 ist von der Achse des Objektives 24 versetzt, da das Prisma 37, dessen untere Fläche zugleich den Meßspiegel 36 bildet, den reflektierten Meßlichtstrahl verkippt.
[0133] Bewegt man den Schlitten 232 durch Drehen der Gewindespindel 234 in Figur 12 um eine kleine Strecke x nach oben, so liegt nun ein größerer Teil des Lichtfleckes 236 auf dem unteren Wandlerelement 44b. Man erhält somit am Ausgang des Differenzverstärkers 60 ein Fehlersignal, und die Lage des Objektives 24 wird so verstellt, bis wieder beide Wandlerelemente 44a und 44b dieselbe Lichtmenge erhalten. Dieser Zustand ist in Figur 13 wiedergegeben. Die entsprechende Verstellung des Objektives 24 hat zur Folge, daß der
[0134] Abstand zwischen Objektiv und der Oberfläche des Werkstückes 12 nun kleiner geworden ist; der vordere Brennpunkt des Objektives 24 liegt hinter der Prüffläche, die nunmehr nicht in einem einzigen Punkt sondern über einen kleinen scheibenförmigen Fleck hinweg ausgeleuchtet wird, dessen Durchmesser in Figur 13 mit y bezeichnet ist. Unter derartigen Strahlbedingungen weitet sich auch der Durchmesser des Lichtfleckes 236 auf, was aber von sekundärer Bedeutung ist, da zum Ausmessen des Ober flächenprofiles des Werkstückes 12 das Ausmaß der Unsymmetrie der Ausgangssignale der Wandlerelemente 44a und 44b verwendet wird, sich die insgesamt auf die Wandlerelemente fallende Lichtmenge durch die Aufweitung des Lichtfleckes 236 nicht ändert.
[0135] Durch Vergleich der Figuren 12 und 13 ist leicht erkennbar, daß man durch kontinuierliches Verstellen der Gewindespindel 234 den Durchmesser y des Lichtfleckes 236 variieren kann, falls gewünscht auch die Oberfläche des Werkstückes 12 punktweise ausmessen kann, wie in Figur 12 wiedergegeben. Bewegt man den Schlitten 232 in Figur 12 nach unten, so erhält man wiederum eine fleckweise Ausleuchtung der Werkstückober fläche, wobei nun allerdings der Brennpunkt des Objektives 24 unter Abstand vor der Werkstückoberfläche liegt.
[0136] In Abwandlung des in den Figuren 12 und 13 gezeigten Ausführungsbeispieles kann man das seitliche Verlagern des
[0137] Lichtfleckes 236 bezüglich der Mittellinie 46 der Wandleranordnung 44 statt durch Verschieben der Wandleranordnung auch durch Drehen des Prismas 37 bewerkstelligen, wie in Figur 12 durch einen Pfeil 238 angedeutet. Es versteht sich, daß man dann den auf den Meßspiegel 36 vom Laser her auffallenden Lichtstrahl entsprechend etwas verkippen muß, damit der vom Meßspiegel 36 reflektierte Lichtstrahl wieder auf der Achse des Objektives 24 liegt.
[0138] Figur 14 zeigt einen abgewandelten Abtastkopf, bei welchem weder die Wandleranordnung 44 noch ein optisches Element des Abtastkopfes bewegt werden müssen, um vom exakt punkt förmigen Abtasten der Werkstückoberfläche auf fleckförmiges Abtasten der Werkstückoberfläche umzuschalten. Man erzielt gemäß Figur 14 eine Unsymmetrie in der Detektionseinrichtung, deren Ausregelung zum fleckförmigen Ausleuchten der Werkstückoberfläche führt, dadurch, daß man z.B. zwischen den Ausgang des Wandlerelementes 44a und die zugehörige Eingangsklemme des Differenzverstärkers 60 einen einstellbaren Abschwächerkreis 240 schaltet. Dieser kann im einfachsten Falle aus einem einstellbaren Widerstand bestehen. Der Abschwächerkreis 240 gibt an seinem Ausgang einen vorgegebenen Bruchteil des Ausgangssignales des Wandlerelementes 44a ab, der beispielsweise zwischen 20% und 100% einstellbar sein kann.
[0139] Damit das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 60 verschwindet, müssen nun offensichtlich die Wandlerelemente 44a und 44b unsymmetrisch ausgeleuchtet sein, wie in Figur 14 dargestellt. Diese unsymmetrische Ausleuchtung wird aber wieder bei solchem Strahlengang erhalten, bei welchem der vordere Brennpunkt des Objektives 24 hinter der Oberfläche des Werkstückes 12 liegt. Dieses wird also wieder fleckweise abgetastet, wobei man die Größe des Fleckes am Abschwächerkreis 240 einfach einstellen kann.
[0140] Alternativ kann man anstelle des Abschwächerkreises 240 einen eins tellbaren Verstärkerkreis 242 zwischen den Ausgang des Wandlerelementes 44b und die andere Eingangsklemme des Differenzverstärkers 60 einfügen, was zu vergleichbaren Verhältnissen führt wie in Figur 14 dargestellt.
[0141] Fügt man einen Abschwächerkreis zwischen das Wandlerelement 44b und den Differenzverstärker 60 ein oder einen Verstärkerkreis zwischen das Wandlerelement 44a und den Differenzverstärker 60 ein, so muß die Wandleranor dnung 44 offensichtlich gerade umgekehrt wie in Figur 14 gezeigt unsymmetrisch ausgeleuchtet werden, um am Ausgang des Differenzverstärkers 60 ein Fehlersignal der Größe Null zu erhalten. Unter diesen Bedingungen liegt der Brennpunkt des Objektives 24 dann vor der Oberfläche des Werkstückes 12, was wieder zu einem fleckweisen Abtasten führt.
[0142] In Abwandlung des Ausführungsbeispieles nach Figur 14 kann man anstelle eines elektrischen Abschwächerkreises auch einen optischen Abschwächer verwenden, welcher dann nur vor das Wandlerelement 44a oder das Wandlerelement 44b gestellt wird, wenn ein fleckweises Abtasten der WerkstückOberfläche gewünscht wird.
[0143] Anstelle von multiplikativen Abschwächerkreisen kann man auch Subtrahierkreise z.B. in Form von Differenzverstärkern verwenden, die vom Ausgangssignal des angeschlossenen Wandlerelementes einen festen Betrag abziehen. Entsprechend kann man statt Verstärkerkreisen Addierkreise verwenden, die zum Ausgangssignal des angeschiossenen Wandlerelementes einen festen Betrag addieren.
[0144] Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele für Abtastköpfe können zum Ausmessen der Mikro-Oberflächenkontur des Werkstückes 12, zum Ausmessen und Prüfen der Oberflächenrauhheit des Werkstückes 12 und auch als Bestandteil von Koordinatenmeßmaschinen verwendet werden. Bei derartigen Meßmaschinen muß vor dem eigentlichen Meßvorgang ein Ausgangspunkt oder Nullpunkt präzise eingefahren werden (Kalibrierung). Hierzu werden üblicherweise Meßkugeln verwendet, deren Lage genau bekannt ist. Dadurch, daß man den Abtastkopf gegen die Meßkugel fährt, erhält man die Absolutkoordinaten für einen Nullpunkt. Bei Verwendung eines optischen Abtastkopfes, wie er oben beschrieben wurde, erhielte man nur dann ein Ausgangssignal des Abtastkopfes, wenn letzterer exakt auf einem Radiusstrahl gegen die Kugeloberfläche bewegt wird. In allen anderen Fällen würde das von der Kugeloberfläche reflektierte Licht nicht mehr das Qbjektiv 24 erreichen. Um auch bei einem derartigen optischen Abtastkopf ein taktiles Kalibrieren einer Ausgangsstellung zu ermöglichen, kann man gemäß Figur 15 eine dort insgesamt mit 244 bezeichnete Kalibrier-Tastkugel auf einem Gehäusestutzen 246 anbringen, der beim vorderen Ende des Abtastkopfes 10 unter dem Objektiv 24 vorgesehen ist.
[0145] Die Tastkugel 244 ist auf dem Gehäusestutzen 246 axial verschiebbar angeordnet und übergreift mit einem Bajonettflansch 248 einen Bajonett flansch 250 am unteren Ende des Gehäusestutzens 246. Die Bajonettflansche 248, 250 bilden so einen die Abwärtsbewegung der Tastkugel 244 begrenzenden Anschlag.
[0146] Zwischen die abgeplattete Oberseite der Tastkugel 244 und die Unterseite des Gehäuses 10 ist ein elastisch komprimierbarer Ring 252 eingefügt, der z.B. aus elastischem Kunststoffmaterial bestehen kann. Der Ring 252 hält normalerweise die Bajonettflansche 248, 250 in Anlage aneinander, gestattet j edoc h ein Bewegen der Tastkugel 244 in Figur 15 nach oben entgegen Federkraft. Ein solches Nachobenbewegen der Tastkugel 244 erhält man dann, wenn der Abtastkopf 10 gegen eine nicht näher gezeigte feststehende Meßkugel gefahren wird.
[0147] Im Inneren der Tastkugel 244 ist eine Reflexions fläche 254 vorgesehen, die exakt senkrecht auf der Achse des Gehäusestutzens 246 und damit auch senkrecht auf der Achse des Objektives 24 steht. Die axiale Lage der Re flexions fläche 254 ist bezüglich der Berührfläche zwischen den Bajonettflanschen 248 und 250 so gewählt, daß bei stromloser Ringspule 18 der Brennpunkt des Objektives 24 etwas über der
[0148] Reflexionsfläche 254 liegt. Die Komprimierbarkeit und Dicke des Ringes 252 ist so gewählt, daß die Tastkugel 244 beim Heranbewegen gegen ein starres Hindernis um eine solche Strecke bezüglich des Gehäuses 14 nach oben bewegt werden kann, daß die Re flexionsflache 254 über dem bei stromloser Ringspule 18 erhaltenen Brennpunkt des Objektives 24 liegt. Beim Heranbewegen des mit der Tastkugel 244 bestückten Abtastkopfes gegen eine Meßkugel kann man somit daran, daß sich das Ausgangssignal des Abtastkopfes von dem durch die elastische Vorspannung durch den Ring 252 vorgegebenen Wert entfernt, erkennen, daß die Tastkugel 244 in kraftschlüssige Anlage an die Meßkugel gekommen ist. Außerdem kann man das Ausgangssignal des Abtastkppfes direkt zur Feinkalibrierung verwenden, so daß es nicht notwendig ist, unter visueller Kontrolle durch eine Bedienungsperson den Abtastkopf gerade eben in Anlage an die Meßkugel zu bewegen, was bei durch Servoantriebe bewegten Abtastköpfen viel Fingerspitzengefühl und Zeit erfordert.
[0149] Figur 16 zeigt eine andere auf das untere Ende eines Abtastkopfes 10 aufgeschobene Zusatzeinrichtung, die das Ausmessen der Innenfläche eines gestrichelt angedeuteten Zylinders 256 ermöglicht. Auf dem Gehäusestutzen 246 ist über ein Axial/Radiallager 258 das untere Ende einer Hülse 260 gelagert, welche durch einen nicht näher gezeigten Antrieb in Drehung versetzbar ist.
[0150] Eine Bodenwand 262 der Hülse 260 trägt ein Spiegelprisma 264, welches das vom Objektiv 24 abgegebene Licht um 90° umlenkt. Das umgelenkte Licht gelangt über ein Fenster 268 der Hülse 260 auf die Innenfläche des Zylinders 256, und das von dort reflektierte Meßlicht wird über das Spiegelprisma 264 wieder auf die Achse des Objektives 24 umgelenkt. Durch axiales Verschieben des die umlaufende Hülse 260 tragenden Abtastkopfes 10 läßt sich so die gesamte Innenfläche des Zylinders 256 ausmessen.

权利要求:
Claims Patentansprüche
1. Gerät zum genauen Ermitteln des Abstandes eines auf einer Prüffläche liegenden Prüfpunktes von einer Referenzfläche, mit einer Lichtquelle, mit einer Meßoptik zum Abbilden der Lichtquelle auf die Prüffläche sowie zum Zurückführen vom Prüfpunkt reflektierten Meßlichtes zu einer Detektionseinrichtung, welche ein dem Abstand des Prüfpunktes von der Brennebene der Meßoptik zugeordnetes Abstandssignal erzeugt, und mit einem auf die beweglich angeordnete Meßoptik arbeitenden Stellantrieb, welcher durch eine Regelschaltung so angesteuert wird, daß die Brennebene der Meßoptik durch den Prüfpunkt gelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßoptik (24) ein Stellungsgeber (40) zugeordnet ist, der ein der Ist-Stellung der Meßoptik (24) zugeordnetes Lagesignal bereitstellt; und daß die Regelschaltung aufweist: einen äußeren Subtrahierkreis (76), der mit einem SollLagesignal für die Meßoptik (24) und dem Abstandssignal beaufschlagt ist, einen äußeren I-Regler (74), welcher das Ausgangssignal des äußeren Subtrahierkreises (76) erhält, einen inneren Subtrahierkreis (72), welcher das Ausgangssignal des äußeren I-Reglers (74) und das vom Stellungsgeber (40) bereitgestellte Lagesignal erhält, einen ebenfalls mit dem Lagesignal beaufschlagten Lage-PD- Regler (68) und einen dritten Subtrahierkreis (66), der mit den Ausgangssignalen des inneren I-Reglers (70) und des Lage-PD-Reglers (68) beaufschlagt ist und das den Stellantrieb (18, 20) steuernde Fehlersignal bereitstellt.
2. Gerät zum genauen Ermitteln des Abstandes eines auf einer Prüffläche liegenden Prüfpunktes von einer Referenzfläche, mit einer Lichtquelle, mit einer Meßoptik zum Abbilden der Lichtquelle auf die Prüffläche sowie zum Zurückführen vom Prüfpunkt reflektierten Meßlichtes zu einer Detektionseinrichtung, welche ein dem Abstand des Prüfpunktes von der Brennebene der Meßoptik zugeαrdnetes Ab Standssignal erzeugt, und mit einem auf die beweglich angeordnete Meßoptik arbeitenden Stellantrieb, welcher durch eine Regelschaltung so angesteuert wird, daß die Brennebene der Meßoptik durch den Prüfpunkt gelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßoptik (24) ein Stellungsgeber (40) zugeordnet ist, der ein der Ist-Stellung der Meßoptik (24) zugeordnetes Lagesignal bereitstellt; und daß die Regelschaltung aufweist: einen äußeren Subtrahierkreis (76), der mit einem SollLagesignal für die Meßoptik (24) und dem Abstandssignal beaufschlagt ist, einen äußeren I-Regler (74), welcher das Ausgangssignal des äußeren Subtrahierkr eises (76) erhält, einen Beschleunigungsfühler (146), welcher auf parallel zur Verstellrich-tung der Meßoptik (24) wirksame Beschleunigungen anspricht, einen mit dem Ausgangssignal des Beschleunigungsmessers (146) beaufschlagten Beschleunigungs-PD-Regler (144), einen inneren Subtrahierkreis (72), welcher das Ausgangssignal des äußeren I-Reglers (74) und das Ausgangssignal des Beschleunigungs-PD-Reglers (144) erhält, einen mit dem vom Stellungsgeber (40) bereitgestellten Lagesignal beaufschlagten Lage-PD-Regler (68) und einen dritten Subtrahierkreis (66), der mit den Ausgangssignalen von innerem Subtrahierkreis (72) und Lage-PD-Regler (68) beaufschlagt ist und das den Stellantrieb (18, 20) steuernde Fehlersignal bereitstellt.
3. Gerät nach Anspruch 2, wobei die Optik durch eine Federanordnung (26, 28) am Gehäuse (14) des Abtastkopfes (10) des Gerätes aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsfühler (146) als träge Masss eine zur Meßoptik (24) und den mit dieser mitbewegten Massen identische Massekörper-Optik aufweist, die über eine identische Federanordnung wie die Meßoptik in identischer Ausrichtung wie letztere am Gehäuse (14) des Abtastkopfes (10) angebracht ist und einen auf die Auslenkungen der Massekörper-Optik ansprechenden Stellungsgeber aufweist.
4. Gerät nach Anspruch 3, wobei der Stellantrieb für die Meßoptik (24) durch einen starr mit dieser verbundenen Permanentmagneten (20) und eine mit diesem zusammenarbeitende, am Gehäuse (14) des Abtastkopfes (10) festgelegte Magnetspule (18) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Massekörper-Optik zusammenarbeitende Stellungsgeber aufweist: einen mit der Hilfsoptik verbundenen zweiten Permanentmagneten, der identisch zum mit der Meßoptik verbundenen Permanentmagneten ist, sowie eine mit dem zweiten Permanentmagneten zusammenarbeitende Induktionsspule, die vorzugsweise identisch zur mit dem Permanentmagneten der Meßoptik z u s amme n a r b e i t en de n Magnetspule ist.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Re flexionsmeßeinrichtung (84) für das lokale Reflexionsverhalten der Prüffläche, durch einen Abstandssignal-Korrekturkr eis (86), der eingangsseitig mit dem Abstandssignal und an einer Steuerklemme mit dem Ausgangssignal der Reflexionsmeßeinrichtung (86) beaufschlagt ist und ausgangsseitig mit dem äußeren I-Regler (74) verbunden ist.
6. Gerät nach Anspruch 5, wobei die das Absstandssignal bereitstellende Detektionseinrichtung (82) zwei zu beiden Seiten der Strahlachse der Meßoptik (24) angeordnete Wandlerelemente (44a, 44b) und einen mit deren Ausgangssignalen beaufschlagten Differenzverstärker (60) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Re flexionsmeßeiηrichtung (84) neben den beiden Wandlerelemente (44a, 44b) einen mit deren Ausgangssignalen beaufschlagten Summierverstärker (62) aufweist.
7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturkreis (86) einen Divisionskreis (100) aufweist, dessen Dividenden-Eingang mit dem Abstandssignal und dessen Divisor-Eingang mit dem Ausgangssignal der Reflexionsmeßeinrichtung (84) verbunden ist, oder einen mit dem Abstandssignal beaufschlagten steuerbaren Verstärker aufweist, dessen Verstärkungs-Steuerklemme mit dem inver tierten Ausgangssignal der Reflexionsmeßeinrichtung (84) beaufschlagt ist.
8. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturkreis (86) einen Korrekturspeicher
(86') umfaßt, welcher durch das digitalisierte (156) Ausgangssignal der Reflexionsmeßeinrichtung (84) adressiert wird.
9. Gerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine dem
Korrekturspeicher (86') zugeordnete Wähleinheit (158) zur Vorgabe verschiedener Speicherfelder, innerhalb welcher die Restadressierung durch das digitalisierte Ausgangssignal der Reflexionsmeßeinrichtung (84) erfolgt.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Reflexionsmeßeinrichtung (84) für das lokale Reflexionsverhalten der Prüffläche und durch einen durch das Ausgangssignal der Reflexipnsmeßeinrichtung gesteuerten optischen Abschwächer (134), der an beliebiger Stelle in den Strahlengang zwischen Lichtquelle (34) und Detektionseinrichtung (44, 60) eingefügt ist, oder durch einen Leistungs-Steuerkreis (140) für die Lichtquelle (34), dessen Steuerklemme das Ausgangssignal der Reflexionsmeßeinrichtung (84) erhält, oder durch eine durch das Ausgangssignal der Reflexiαnsmeßeinrichtung (84) gesteuerte Betriebsschaltung (144) für die Wandleranαrdnung (44) der Detektionseinrichtung, welche die Empfindlichkeit der letzteren vorgibt.
11. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet durch einen der Reflexionsmeßeinrichtung (84) oder einem durch sis gesteuerten Geräteteil zugeordneten Einschaltkreis (148), der die Korrektur des Abstandssignales bezüglich des lokalen Reflexionsverhaltens der Prüffläche unterbindet, entweder bei Anforderung (152) durch den Benutzer oder automatisch (154) dann, wenn die Meßoptik (24) sehr weit aus ihrer Mittellage ausgelenkt ist, z.B. weil keine Prüffläche gegenübersteht.
12. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 11, gekennzeichnet durch eine mit dem Ausgangssignal der Reflexionsmeßeinrichtung (84) beaufschlagte Anzeigeeinheit (109).
13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerelement e (44a, 44b) der Detektionseinrichtung von einer Hilfswandleranordnung (114a, 114b) umgeben sind und deren Ausgangssignale auf einer Grobeinstellungs-Anzeigeeinheit (124, 126, 132) dargestellt werden.
14. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (34) ein gepulster Laser ist und die Detektionseinrichtung eine phasenempfindliche Gleichrichteranordnung (98, 106, 116) umfaßt, die mit der Arbeits frequenz (90) des Lasers (34) gesteuert wird.
15. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigeeinheit (88) für den Abstand des Prüfpunktes von der Re ferenzflache mit dem Ausgang des äußeren I-Reglers (74) verbunden ist.
16. Gerät zum genauen Ermitteln des Abstandes eines auf einer Prüffläche liegenden Prüfpunktes von einer Referenzfläche, mit einer Lichtquelle, mit einer Meßoptik zum Abbilden der Lichtquelle auf die Prüffläche sowie zum Zurückführen vom Prüfpunkt reflektierten Meßlichts zu einer Detektionseinrichtung, welche ein dem Abstand des Prüfpunktes von der Brennebene der Meßoptik zugeordnetes Abstandssignal erzeugt, und mit einem auf die beweglich angeordnete Meßoptik arbeitenden Stellantrieb, welcher durch eine Regelschaltung so angesteuert wird, daß die Brennebene der Meßoptik durch den Prüfpunkt gelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßoptik (24) ein Stellungsgeber (40) zugeordnet ist, der ein der Stellung der Meßoptik (24) zugeordnetes Lagesignal bereitstellt, daß eine ReferenzLichtquelle (34'), eine Referenzoptik (24') zum Abbilden der Referenz-Lichtquelle (34') auf eine feste Re ferenzfläche (164) sowie zum Zurückführen des von letzterer reflektierten Lichtes zu einer Referenz-Detektionseinrichtung (44', 50'), ein auf die beweglich angeordnete Referenzoptik (24') arbeitender Referenz-Stellantrieb (18', 20') und ein auf die Ist-Stellung der Referenzoptik (24') ansprechender Referenz-Stellungsgeber (40') vorgesehen sind, wobei der Referenz-Stellantrieb durch eine Referenz-Regelschaltung (52') so angesteuert wird, daß die Brennebene der Referenzoptik (24') mit der Re ferenzfläche (164) zusammenfällt, wobei Referenz-Lichtquelle (34') und Lichtquelle (34), Meßoptik (24) und Referenzoptik (24'), Stellantrieb ( 18 , 20 ) und Referenz-Stellantrieb (18', 20') und Regelschaltung (58) sowie Referenz-Regelschaltung (58') identisch ausgebildet sind und die die Optiken tragenden Geräteteile unter paralleler Ausrichtung der Optikachsen starr verbunden sind; und daß die Ausgangssignale von Stellungsgeber (40) und Referenz-Stellungsgeber (40') durch einen Differenzkreis (166) zusammengefaßt werden.
17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Normale der Referenzflache (164) die Achse der Referenzoptik (24') schneidet, vorzugsweise senkrecht schneidet, und ein Umlenkspiegel (162) in unmittelbarer Nachbarschaft der Re ferenzoptik (24') auf deren Achse angeordnet ist.
18. Gerät nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch einen mit einem die Prüffläche tragenden Werkstück (12) zusammenarbeitenden Stellungsgeber (168 bis 172), dessen
Ausgangssignal über einen Umschalter (174) wahlweise anstelle des Ausgangssignales des Referenz-Stellungsgebers
(40') auf den einen Eingang des Differenzkreises (166) gegeben werden kann.
19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (174) eine dritte Arbeitsstellung hat, in welcher das Ausgangssignal eines zweiten Differenzkreises (176), der e ingangsseitig das Ausgangssignal des Referenz-Stellungsgebers (40') und das Ausgangssignal des Werkstück-Stellungsgebers (168 bis 172) erhält, auf den einen Eingang des ersten Differenzkreises (166) gegeben wird.
20. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Detektionseinrichtung zwei zu beiden Seiten einer Mittellinie (46) angeordnete Wandlerelemente (44a, 44b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausuangssignal eines Summierverstärkers (62) und eines Differenzverstärkers (60), die beide mit den Ausgangssignalen beider Wandlerelemente (44a, 44b) beaufschlagt sind, einem Verknüpfungskreis (196) zugeführt werden, welcher aus diesen Signalen multiplikativ oder in nichtlinearer Weise ein sowohl von der Oberflächenkontur als auch vom Reflexionsvermögen der Prüffläche abhängendes Meßsignal erzeugt.
21. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch einen senkrecht in denjenigen Teil des Strahlenganges, in welchem das Meßlicht ein Parallelbündel darstellt, stellbaren Spiegel oder dort bleibend angeordneten steuerbaren Spiegel (182), durch einen Signalspeicher (188, 190), in welchem das bei aktivem Spiegel erhaltene Ausgangssignal der Wandleranordnung (44) als Korrektursignal gespeichert wird und durch einen Differenzkreis (192, 194), weleher von dem bei nicht aktivem Spiegel erhaltenen Meßsignal das bei aktivem Spiegel erhaltene Korrektursignal abzieht.
22. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch einen Vergleicher (178), welcher das Meßsignal (54) laufend mit einem Referenzwert (R) vergleicht und bei Übereinstimmung beider Signale ein Ausgangssignal be reitstellt.
23. Abtastkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 22, gekennzeichnet durch einen thermisch an das Gehäuse (14) angekoppelten Temperaturfühler (206) und einen Schaltkreis (210) zur Korrektur des Meßsignales in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Temperaturfühlers(206).
24. Abtastkopf nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrektur-Schaltkreis einen Korrekturspeicher
(210) umfaßt, dessen Adreßklemmen mit dem digitalisierten (208) Ausgangssignal des Temperaturfühlers (206) und dem digitalisierten (212) Meßsignal beaufschlagt sind.
25. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 24, gekennzeichnet durch mechanische (232, 234), optische (37, 238) oder elektrische (240, 242) Mittel, welche das Ausgangssignal der Detektionseinrichtung (44, 60) so modifizieren, daß bei einer Außerbrennpunktlage des Prüfpunktes ein Abstandssignal erhalten wird, wie es unter normalen Arbeitsbedingungen bei einer Brennpunktlage des Prüfpunktes erhalten würde.
26. Gerät nach Anspruch 25 in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalmodifizierungsmittel Mittel (232, 234) zum Bewegen der zur Detektionseinrichtung gehörenden Wandleranordnung (44) in zur Strahlachse senkrechter Richtung umfassen.
27. Gerät nach Anspruch 25 in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalmodifizierungsmittel Mittel (37, 238) zum seitlichen Versstzen des von der Prüffläche zurückgeworfenen Meßlichtstrahles umfassen.
28. Gerät nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum seitlichen Versetzen des zurückgewoxfenen Meßlichtstrahles ein verschwenkbares Prisma (37) oder ein zusätzlich in den Strahlengang stellbares Prisma umfassen.
29. Gerät nach Anspruch 25 in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalmodifizierungsmittel einen vor dem einen der Wandlerelemente (44a, 44b) angeordneten, vorzugsweise wahlweise in und aus dem Strahlengang bewegbaren, optischen Abschwächer aufweisen.
30. Gerät nach Anspruch 25 in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalmodifizierungsmittel einen an den Ausgang eines der Wandlerelemente (44a, 44b) angeschlossenen elektrischen Signaländerungskreis (240, 242) aufweisen, wobei das Ausmaß der Signaländerung vorzugsweise einstellbar ist und wiederum vorzugsweise der Einstellbereich den Änderungs-Faktor "1" mit umfaßt.
31. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 30, gekennzeichnet durch einen vor der Optik (24) auf das Gehäuse (14) aufsetzbaren Tastkörper (244), welcher eine senkrecht auf der Strahlachse stehende innere Reflexionsfläche (254) aufweist.
32. Gerät nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Tastkörpers (244) eine Kugelfläche ist, wobei vorzugsweise die innenliegende Reflexionsfläche (254) durch den Mittelpunkt dieser Kugelfläche gelegt ist.
33. Gerät nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkörper (244) parallel zur Strahlachse bewegbar auf dem Gehäuse (14) angeordnet ist und durch eine Feder (252) in eine solche Stellung vorgespannt ist, in welcher die Reflexionsfläche (254) jenseits bei nicht erregtem Stellantrieb (18, 20) erhaltenen Brennpunktes der Optik (24) liegt.
34. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 33, gekennzeichnet durch einen vor der Optik (24) angeordneten, um die Strahlachse drehbaren 90°-Umlenkspiegel (264).

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US6825454B2|2004-11-30|Automatic focusing device for an optical appliance

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US5880465A|1999-03-09|Scanning confocal microscope with oscillating objective lens

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DE19926706C2|2002-06-20|Autofokus-Vermessungsinstrument und hierfür bestimmte Vorrichtung zum Erfassen der Position einer Fokussierlinse

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US6856381B2|2005-02-15|Method for carrying out the non-contact measurement of geometries of objects

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US8245317B2|2012-08-14|Atomic force microscope

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DE4219311C2|1996-03-07|Verschiebungsdetektor

---

US5982494A|1999-11-09|Non-contact position sensor

同族专利:

---

公开号 | 公开日

---

GB2242975A|1991-10-16|

---

DE3800427A1|1989-07-20|

---

GB8920086D0|1989-11-01|

---

US5097119A|1992-03-17|

---

DE3800427C2|1997-05-28|

---

GB2242975B|1992-07-15|

引用文献:

---

公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

---

EP0071667A1|1981-08-11|1983-02-16|Karl-Erik Morander|Vorrichtung zur Bestimmung des reellen oder virtuellen Abstands einer Lichtquelle von einer Messebene|

---

US4674882A|1985-03-08|1987-06-23|Mechanical Technology Incorporated|Precision optical displacement measuring instrument using servo controlled fiber optic sensor|

---

EP0206744A2|1985-06-17|1986-12-30|View Engineering, Inc.|Optische Oberflächenfühlvorrichtung|DE3938113A1|1989-11-16|1991-05-23|Focus Messtechnik Gmbh & Co Kg|Optisches dickenmessgeraet|JPH0447893B2|1982-12-23|1992-08-05|Olympus Optical Co||

---

JPS6026621U|1983-07-28|1985-02-22|||

---

JPH05775B2|1983-09-30|1993-01-06|Sony Corp||

---

JPS60119407A|1983-11-30|1985-06-26|Nippon Kogaku Kk <Nikon>|Comparing and inspecting device|

---

JPS6134734A|1984-07-25|1986-02-19|Sony Corp|Optical disc player|

---

US4899327A|1985-02-04|1990-02-06|International Business Machines Corporation|Focus servo loop correction|

---

JP2666248B2|1985-08-03|1997-10-22|オリンパス光学工業株式会社|光学的情報記録再生装置|

---

NL8502635A|1985-09-27|1987-04-16|Philips Nv|Inrichting voor het uitlezen van informatie op een registratiedrager.|

---

DE3536700C2|1985-10-15|1994-07-07|Focus Messtechnik Gmbh & Co Kg, 7000 Stuttgart, De||

---

DE3719422C2|1986-12-19|1993-07-15|Hommelwerke Gmbh, 7730 Villingen-Schwenningen, De||DE4012927C2|1990-04-24|1995-10-12|Daimler Benz Aerospace Ag|Meß-Verfahren und -Vorrichtung zur dreidimensionalen Lageregelung des Brennpunktes eines Hochenergie-Laserstrahls|

---

DE4020527C2|1990-06-28|1993-07-01|Focus Messtechnik Gmbh & Co Kg, 7505 Ettlingen, De||

---

JPH05166903A|1991-12-12|1993-07-02|Mitsubishi Electric Corp|半導体検査装置|

---

JPH05215764A|1992-01-31|1993-08-24|Canon Inc|光学式加速度計及び光学式角加速度計|

---

US5453851A|1992-07-31|1995-09-26|E. I. Du Pont De Nemours And Company|Error reduction methods in scanning systems|

---

EP0656138B1|1993-06-22|1999-08-25|Prüftechnik Dieter Busch Ag|Verfahren und vorrichtung zum feststellen des zustandes von maschinen mit mehreren messstellen|

---

JP3797704B2|1996-04-05|2006-07-19|株式会社ミツトヨ|光学式測定装置|

---

US5880465A|1996-05-31|1999-03-09|Kovex Corporation|Scanning confocal microscope with oscillating objective lens|

---

US5978089A|1997-04-15|1999-11-02|Nextel Ltd.|Non-contact method for measuring the shape of an object|

---

US6085016A|1998-06-15|2000-07-04|Lucent Technologies, Inc.|Magnetically controlled variable optical attenuator|

---

EP1125694A3|2000-01-17|2007-06-06|Middex-Electronic GmbH|Überwachungseinrichtung|

---

JP2002346899A|2001-03-23|2002-12-04|Ricoh Co Ltd|曲面加工法及び加工装置|

---

AT528722T|2007-05-14|2011-10-15|Historx Inc|Abteilungsauftrennung durch pixelcharakterisierung unter verwendung von bilddatenclusterung|

---

ES2599902T3|2007-06-15|2017-02-06|Novartis Ag|Sistema y método de microscopio para obtener datos de muestra normalizados|

---

CA2604317C|2007-08-06|2017-02-28|Historx, Inc.|Methods and system for validating sample images for quantitative immunoassays|

---

CA2596204C|2007-08-07|2019-02-26|Historx, Inc.|Method and system for determining an optimal dilution of a reagent|

---

WO2009029810A1|2007-08-31|2009-03-05|Historx, Inc.|Automatic exposure time selection for imaging tissue|

---

CN102165489B|2008-09-16|2015-11-25|赫斯托克斯公司|生物标志物表达的可再现量化|

---

DE202014007669U1|2014-09-20|2014-11-17|Eric Bergholz|Referenzkugel zur Anwendung in der Lasermesstechnik, insbesondere als Kugel-Zielzeichen für das terrestrische Laserscanning|

---

DE102014014220A1|2014-09-20|2016-03-24|Laserscanning Europe Gmbh|Referenzkugel zur Anwendung in der Lasermesstechnik, insbesondere als Kugel-Zielzeichen für das terrestrische Laserscanning|

---

DE102014015133A1|2014-10-14|2016-04-14|Fangmann Industrie GmbH & Co. KG|Gasdichtes Medienverbindungssystem zur Kopplung von in segmentierten Mastkonstruktionen gehalterten Medienleitungen|

法律状态:
1989-07-13| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): GB JP US |

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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DE19883800427|DE3800427C2|1988-01-09|1988-01-09|Gerät zum Ermitteln des Abstands eines auf einer Prüffläche liegenden Prüfpunktes von einer Referenzfläche|

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DEP3800427.5||1988-01-09||GB8920086A| GB2242975B|1988-01-09|1989-09-06|Device for precisely measuring the distance between a test point on a test surface and a reference surface|