APPARATUS FOR CHROMATIC CONFOCAL MEASUREMENT OF DISTANCES

• Main Authors: VIETZE, Laura, DIETZ, Christoph, ROELLINGHOFF, Frauke
• Format: Patent
• Language: English; French; German
• Published: 18.01.2024
• Subjects: MEASURING; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS; MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEARDIMENSIONS; PHYSICS; TESTING

Angegeben wird eine Vorrichtung zur chromatisch konfokalen Messung von Abständen zu mehreren Punkten auf einer reflektierenden Oberfläche (38) eines Objekts (40). Die Vorrichtung hat eine Lichtquelle (12), die polychromatisches Messlicht (ML) erzeugt, sowie eine Lichtmuster-Erzeugungseinrichtung (18), die aus dem Messlicht ein Lichtmuster erzeugt. Ein chromatisch unkorrigiertes Objektiv (36) erzeugt Bilder des Lichtmusters in Bildebenen (B1, B2, B3), deren axiale Position aufgrund chromatischer Längsaberration wellenlängenabhängig ist. Die Vorrichtung weist ferner ein statisches Raumfilter (44), einen Strahlteilerwürfel (33) und ein Spektrometer (46) auf, das von der Oberfläche (38) reflektiertes Messlicht spektral analysiert. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung ferner ein pixelweise digital schaltbares Raumfilter (26; 26'; 26''), das mehrere Pixel (28) aufweist und entweder die Lichtmuster-Erzeugungseinrichtung (18) bildet oder in einer zum statischen Raumfilter (44) optisch konjugierten Ebene (E2) angeordnet ist. Jedes Pixel (28) ist in einen ersten Schaltzustand, in dem das Pixel (28) Messlicht (ML) blockiert, und in einen zweiten Schaltzustand überführbar, in dem das Pixel (28) Messlicht (ML) nicht blockiert. The invention relates to an apparatus for chromatic confocal measurement of distances from a plurality of points on a reflective surface (38) of an object (40). The apparatus has: a light source (12) which generates polychromatic measuring light (ML); and a light pattern generating device (18) which generates a light pattern from the measuring light. A chromatically uncorrected objective lens (36) generates images of the light pattern in image planes (B1, B2, B3), the axial position of said image planes being wavelength-dependent due to longitudinal chromatic aberration. The apparatus also comprises a static spatial filter (44), a beam splitter cube (33), and a spectrometer (46) which spectrally analyses the measuring light reflected by the surface (38). According to the invention, the apparatus also comprises a spatial filter (26; 26'; 26'') which can be digitally switched pixel-by-pixel and has a plurality of pixels (28) and either forms the light pattern generating device (18) or is located in a plane (E2) that is optically conjugated with respect to the static spatial filter (44). Each pixel (28) can be converted into a first switching state, in which the pixel (28) blocks measuring light (ML), and into a second switching state, in which the pixel (28) does not block measuring light (ML). L'invention concerne un appareil de mesure confocale chromatique de distances à partir d'une pluralité de points sur une surface réfléchissante (38) d'un objet (40). L'appareil comprend : une source de lumière (12) qui génère une lumière de mesure polychromatique (ML) ; et un dispositif de génération de motif de lumière (18) qui génère un motif de lumière à partir de la lumière de mesure. Une lentille objectif (36) non corrigée de manière chromatique génère des images du motif lumineux dans des plans d'image (B1, B2, B3), la position axiale desdits plans d'image dépendant de la longueur d'onde en raison de l'aberration chromatique longitudinale. L'appareil comprend également un filtre spatial statique (44), un cube séparateur de faisceau (33) et un spectromètre (46) qui analyse de manière spectrale la lumière de mesure réfléchie par la surface (38). Selon l'invention, l'appareil comprend également un filtre spatial (26 ; 26' ; 26'') qui peut être commuté numériquement pixel par pixel et qui comporte une pluralité de pixels (28), et qui soit forme le dispositif de génération de motifs lumineux (18), soit est situé dans un plan (E2) qui est optiquement conjugué par rapport au filtre spatial statique (44). Chaque pixel (28) peut être converti dans un premier état de commutation, dans lequel le pixel (28) bloque la lumière de mesure (ML), et dans un second état de commutation, dans lequel le pixel (28) ne bloque pas la lumière de mesure (ML).