DE10018982A1

DE10018982A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Messen von Transmissions- und Reflexionseigenschaften von Gegenständen und Oberflächen

Info

Publication number: DE10018982A1
Application number: DE10018982A
Authority: DE
Inventors: Uwe Sperling
Original assignee: BYK Gardner GmbH; BYK Gardner USA Inc
Current assignee: BYK Gardner GmbH; BYK Gardner USA Inc
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2020-04-18
Also published as: DE10018982B4; JP2002005830A; US7027160B2; JP4824189B2; US20020005954A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von Transmissions- und Reflexionseigenschaften von Gegenständen und Oberflächen und ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung. Die Vorrichtung ist ausgestattet mit: einer Gehäuseeinrichtung; einer optischen Meßbasiseinrichtung und vorzugsweise einer Strahlungsquelle zum Aussenden von Strahlung unter einem vorbestimmten Winkel auf eine Meßoberfläche, sowie einer Detektoreinrichtung zum Erfassen der von der Meßoberfläche reflektierten Strahlung. Eine elastische Halteeinrichtung dient zum elastischen Halten der optischen Meßbasiseinrichtung in der Gehäuseeinrichtung, so daß eine Aufsetzfläche zum Aufsetzen der optischen Meßbasiseinrichtung auf die Meßoberfläche außerhalb der Gehäuseeinrichtung liegt und im unaufgesetzten Zustand eine vorbestimmte, unter Druck gesetzte Lage zur Gehäuseeinrichtung einnimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen optischer Eigenschaften, insbesondere Transmissions- und Refle xionseigenschaften von Gegenständen und Oberflächen und ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen vi sueller Eigenschaften von Oberflächen.

Obwohl sich die nachfolgende Beschreibung auf die Messung visu eller Eigenschaften von Oberflächen bezieht, ist die vorliegen de Erfindung für alle Strahlungsarten, also insbesondere für jegliche elektromagnetische Strahlung und sowohl Reflexions- als auch Transmissionsmessungen geeignet.

Eine Vorrichtung zum Messen visueller Eigenschaften von Ober flächen weist in der Regel ein Gehäuse auf, in dem ein opti scher Block bzw. ein Basiskörper (im folgenden als optische Meßbasiseinrichtung bezeichnet) angeordnet ist.

Die optische Meßbasiseinrichtung umfaßt eine Beleuchtungsein richtung, deren Licht in einem vorbestimmten Winkel auf die zu messende Oberfläche (im folgenden als Meßoberfläche bezeichnet) gerichtet ist. Weiterhin weist der optische Block eine Detek toreinrichtung auf, die das von der Meßoberfläche reflektierte Licht aufnimmt und erfaßt.

Beleuchtungs- und Detektoreinrichtung sind üblicherweise in entsprechenden Aufnahmeeinrichtungen des optischen Blocks bzw. des Basiskörpers angeordnet.

Zur Messung wird das Gehäuse auf eine Meßoberfläche aufgesetzt, und durch die Ausrichtung des Gehäuses in bezug auf die Ober fläche werden die Meßwinkel definiert. Weiterhin umfaßt die Ge häusekonstruktion im allgemeinen auch eine Steuer- und Auswer teelektronik, die die Meßwerte aufnimmt und z. B. auf einer au ßen am Gehäuse angebrachten Anzeigeeinrichtung anzeigt.

Der beleuchtete Bereich der Meßoberfläche ist in einem vorbe stimmten Ausschnitt innerhalb der Aufsetzfläche angeordnet, wo bei die Aufsetzfläche und die Meßoberfläche im wesentlichen in flächige Berührung miteinander gebracht werden.

Derartige Vorrichtungen werden zur Charakterisierung von Ober flächen, wie beispielsweise glänzenden und hochglänzenden Pro duktflächen, goniochromatischen Oberflächen und dergleichen, verwendet. Eine Oberfläche ist goniochromatisch, wenn ihre op tischen Meßgrößen, beispielsweise ihre Farbwerte oder ihr Re flexionsvermögen, bei einer Strahlungsmessung an der Oberfläche vom Beleuchtungswinkel und vom Meßwinkel abhängen.

Eine bedeutende Anwendung ist z. B. die Prüfung von Automobil lacken. Die lackierten Oberflächen werden bei ihrer Herstellung oder Reparatur charakterisiert, um ihre Qualität entsprechend vorgegebener Standards beurteilen zu können.

Im Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen zum Messen optischer Eigenschaften, insbesondere visueller Eigenschaften von Oberflächen und entsprechende Verfahren bekannt. Einige der Meßverfahren sind z. B. Helligkeitsmessungen (Intensitäts messungen), Farbmessungen und Polarisationsmessungen, sowie daraus kombinierte Messungen.

Den bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist gemeinsam, daß die Meßeinrichtung und die Meßoberfläche genau zueinander aus gerichtet sein müssen, um zuverlässige und reproduzierbare Me ßergebnisse liefern zu können. Mit anderen Worten, der Beleuch tungswinkel der Beleuchtungseinrichtung(en) und der (die) Er fassungswinkel der Detektoreinrichtung(en) müssen relativ zu der Meßoberfläche stets dieselben sein.

Nach dem Stand der Technik wird die Ausrichtung der Meßeinrich tung zu der Meßoberfläche über Kontaktstifte erfaßt, welche fe dernd außen am Gehäuse angebracht sind.

Üblich ist eine Anordnung von drei Kontaktstiften, die eine Ebene definieren. Ist die optische Meßbasiseinrichtung parallel zur Meßoberfläche aufgesetzt, sind die drei Kontaktstifte ein gedrückt und entsprechende elektrische Kontakte geschlossen. Sind andererseits ein oder mehrere Kontaktstifte nicht oder nur ungenügend eingedrückt, wird die Messung deaktiviert.

Trotz der Überwachung können Fehlmessungen auftreten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Messen von Reflexions- und/oder Transmissi onseigenschaften von Gegenständen und Oberflächen und insbeson dere von visuellen Eigenschaften von Oberflächen und ein Ver fahren zum Betreiben der Vorrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des An spruches 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist Gegenstand des Anspruches 35.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die elastische Halteeinrichtung ermöglicht es, einen Toleranz bereich für Fehlausrichtungen vorzusehen und damit den erfor derlichen Aufsetzdruck zu reduzieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet daher eine im allgemeinen zuverlässige Überwachung der Orientierung der opti schen Meßbasiseinrichtung relativ zur Meßoberfläche.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine Gehäuse- oder Rah meneinrichtung mit wenigstens einer optischen Meßbasiseinrich tung mit wenigstens einer Meßeinrichtung zum Erfassen der Re flexions- und Transmissionsstrahlung mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung. Die Sensoreinrichtung kann als gängiger Pho tosensor oder als eine Sensoreinrichtung ausgeführt sein, die in Reihen und Spalten angeordnete photoempfindliche Flächen aufweist, wie es z. B. bei CCD-Sensoren der Fall ist.

Weiterhin ist eine Halteeinrichtung zum elastischen Halten der optischen Meßbasiseinrichtung in der Gehäuseeinrichtung vorge sehen. Die optische Meßbasiseinrichtung umfaßt wenigstens eine Aufsetzeinrichtung, mit der die Meßbasiseinrichtung auf eine zu messende Oberfläche aufgesetzt wird.

Eine Grundfläche der optischen Meßbasiseinrichtung nimmt in ei nem unaufgesetzten Zustand eine vorbestimmte, jedoch elastisch veränderbare Lage relativ zur Gehäuseeinrichtung ein. Als diese Grundfläche kann z. B. die Unterseite der Meßbasiseinrichtung bezeichnet werden, die während der Messung benachbart und z. B. im wesentlichen parallel zur Meßfläche: ausgerichtet ist. Ebenso kann jede andere Fläche der Meßbasiseinrichtung als Grundfläche bezeichnet werden. Vorzugsweise ist das Teil, das diese Grund fläche aufweist, mit der Meßbasiseinrichtung fest verbunden und kann relativ zur Meßbasiseinrichtung nicht bewegt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat viele Vorteile.

Dadurch, daß die Meßbasiseinrichtung in der Gehäuseeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung elastisch gehalten wird, kön nen viele Meßfehler ausgeschlossen werden, die durch ein unge eignetes Aufsetzen einer Meßvorrichtung auf eine zu messende Oberfläche hervorgerufen werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wenigstens eine charakteristische und vorzugsweise optische Kenngröße einer Meßfläche bestimmbar. Zu den relevanten charakteristischen Kenngrößen, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemessen werden können, zählen z. B. Glanz, Schleierglanz, Haze, Fluoreszenz, Abbildungsschär fe (englisch: DOI), die Farbe der Meßfläche und dergleichen mehr. Weiterhin kann ein repräsentatives Maß für die typische Wellenlänge und deren Amplitude der Topologie der Oberfläche der Meßfläche in einem vorbestimmten Wellenlängenintervall be stimmt werden, wobei zur Bestimmung eines oder mehrerer reprä sentativer Maße eine Auswertung auch in zwei oder mehr Wellen längenbereichen erfolgen kann.

Weiterhin ist es möglich, daß nicht nur eine, sondern auch zwei, drei oder mehr charakteristische Kenngrößen der Meßfläche gemessen werden, wobei es auch möglich ist, daß für jede inter essierende Größe ein oder mehr Kennwerte bestimmt werden.

Die Bestimmung einer oder mehrerer charakteristischer optischer Kenngrößen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist sehr vorteilhaft, da bei vielen optischen Messungen Ein- und Aus fallswinkel bei Messungen von Oberflächen und an Festkörpern von entscheidender Bedeutung für das Meßergebnis sind. Insbe sondere bei flachen Einstrahlungswinkeln auf Oberflächen hängt die Menge der reflektierten Strahlung stark vom Einfallswinkel ab, so daß kleine und auch kleinste Winkeländerungen einen gro ßen Einfluß auf das Meßergebnis haben können.

Der Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der ein Winkelfehler der optischen Meßbasiseinrichtung während der Mes sung reduziert wird, ist äußerst vorteilhaft, da die Genauig keit und Reproduzierbarkeit der Messungen erhöht werden kann.

Vorzugsweise weist die Grundfläche der optischen Meßbasisein richtung eine Kontaktfläche auf, die während der Messung bzw. im aufgesetzten Zustand mit der zu messenden Oberfläche wenig stens teilweise in Berührung steht.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Auf setzeinrichtung, mit welcher die Vorrichtung auf die zu messen de Oberfläche aufgesetzt wird, wenigstens eine Basis-, Kontakt- oder Stützeinrichtung auf. Je nach Gestaltung der Stützeinrich tung ist es bevorzugt, daß zwei, drei oder mehr Stützeinrich tungen vorgesehen sind, von denen im wesentlichen jede wenig stens teilweise während einer Messung mit der zu messenden Oberfläche Kontakt hat. Die Grundfläche kann in diesem Fall auch als Kontaktfläche einer oder mehrerer Stützeinrichtungen mit der zu messenden Oberfläche definiert sein.

Vorzugsweise weisen die Stützeinrichtungen Längenänderungsein richtungen auf, die eine elastische Längenänderung der jeweili gen Stützeinrichtung ermöglichen.

Diese Weiterbildung ist besonders bevorzugt, da wenigstens zwei unterschiedliche elastische Einrichtungen vorgesehen sind, näm lich zum einen die Halteeinrichtung zum elastischen Halten der Meßbasiseinrichtung und zum anderen die eine bzw. mehrere Stüt zeinrichtung(en), deren Länge ebenfalls elastisch geändert wer den kann. Eine solche Gestaltung ist sehr vorteilhaft, da eine besonders flexible Aufteilung einer Anpreßkraft eines Benutzers auf eine zu messende Oberfläche erzielt wird, so daß ein Aus gleich und eine Verteilung der Anpreßkraft bzw. des Anpreßdruc kes unter den unterschiedlichen elastischen Einrichtungen er folgen kann, so daß eine genaue Ausrichtung während der Messung und damit erhöhte Meßgenauigkeit erzielbar ist.

Bevorzugterweise weist die Halteeinrichtung eine und besonders bevorzugt zwei Führungseinrichtungen auf. Vorzugsweise sind die Führungseinrichtungen derart ausgeführt, daß die Meßbasisein richtung in der Gehäuseeinrichtung in wenigstens einer Richtung verschiebbar angeordnet ist, wobei besonders bevorzugt die Meß basiseinrichtung in der Gehäuseeinrichtung senkrecht zu einer Meßfläche verschiebbar angeordnet ist. Besonders bevorzugt um faßt wenigstens eine Führungseinrichtung eine Rückstelleinrich tung, so daß in einem Zustand, in dem die Vorrichtung auf einer Meßfläche ordnungsgemäß aufgesetzt ist, eine Rückstellkraft auf diese Meßbasiseinrichtung bzw. die Gehäuseeinrichtung aufbring bar ist.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Erfassungseinrichtung vorgesehen, die eine Lage- oder Druckänderung in der Aufsetzeinrichtung erfaßt. Dies ist sehr vorteilhaft, da Lage und/oder Anpreßdruck der Meßbasiseinrich tung bestimmbar ist und bei der Messung und einer Beurteilung der Messung berücksichtigt werden können.

Besonders bevorzugt ist dabei, daß eine Ausrichtung der Grund fläche zu der Meßoberfläche bestimmbar ist, um eine Abweichung der Meßebene von der Sollebene zu erfassen und gegebenenfalls zu berücksichtigen, so daß derartige Ausrichtungsfehler bei der Messung aus den Meßwerten herausgerechnet werden können, um so korrekte Kennwerte bzw. Kenngrößen zu Erhalten.

Dazu kann die Erfassungseinrichtung eine Lageänderung der Meß basiseinrichtung an wenigstens einem Punkt im wesentlichen senkrecht zur Meßfläche erfassen.

In bevorzugten Weiterbildungen kann die Erfassungseinrichtung eine Lageänderung über z. B. die Kapazitätsänderung einer Kon densatoreinrichtung, die Induktionsänderung einer Induktions einrichtung, die Widerstandsänderung einer Widerstandseinrich tung oder eine Kraftänderung z. B. der Halteeinrichtung bestim men bzw. ableiten.

Dabei ist es z. B. möglich, daß die Kapazität eines Kondensa tors durch die Einführung eines dielektrischen Mediums zwischen die Kondensatorplatten geändert wird oder daß eine Tauchstift einrichtung in eine Spuleneinrichtung eintaucht und die Induk tivität der Spuleneinrichtung modifiziert. Wird ein Sensor oder mehrere derartige Sensoren zur Bestimmung der Lage bzw. Lageän derung der optischen Meßbasiseinrichtung verwendet, kann die Lage der Meßbasiseinrichtung und somit die Ausrichtung der op tischen Komponenten zur Meßfläche bestimmt werden. Dadurch kann die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Messung erhöht werden, so daß einerseits Fertigungsprozesse optimiert werden können und andererseits eine genauere Klassifizierung von Bauteilen ermöglicht wird.

Ebenso ist es möglich, daß die Erfassungseinrichtung eine Druckänderung in der Kontaktfläche zwischen der Aufsetzeinrich tung und der zu messenden Oberfläche erfaßt, wobei die Erfas sungseinrichtung kapazitiv und/oder ortsauflösend arbeiten kann.

In einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist wenigstens eine Lichtschrankeneinrichtung vorgesehen, die ein Signal ausgibt, wenn die optische Meßbasiseinrichtung eine vorbestimmte Lageän derung erfährt, wie z. B. das Über- oder Unterschreiten eines zulässigen Bereiches einer Abweichung der Ausrichtung von Grund- zu Meßfläche. Eine solche Ausgestaltung ist sehr vor teilhaft, da Meßfehler im wesentlichen zuverlässig verhindert werden können, da der Benutzer auf die Meßbedingungen hingewie sen werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung kann wenigstens eine Halteeinrichtung die optische Meßbasiseinrichtung mit wenigstens einer Druckein richtung in Richtung einer Innenfläche der Gehäuseeinrichtung bzw. des Gehäuserahmens drücken. Diese Druckeinrichtung kann z. B. als Federeinrichtung wie z. B. eine Spiralfedereinrich tung oder als Gummi- und insbesondere als Hartgummieinrichtung oder dergleichen ausgeführt sein, wobei auch Blatt- und Teller feder-Druckeinrichtungen möglich sind.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Gehäuseeinrichtung im Inneren eine Trägereinrichtung auf.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Aktivierungseinrichtung zum Aktivieren der Messung vorge sehen, wenn eine geeignete Ausrichtung der Grundfläche zur Meß fläche vorliegt, wobei es insbesondere auch möglich ist, daß durch die Aktivierungseinrichtung eine Blockade der Messung aufgehoben wird, so daß ein Benutzer durch Betätigung einer Auslöseeinrichtung eine Messung nur auslösen kann, wenn die Ausrichtung der Grundfläche zu dieser Meßfläche innerhalb eines zulässigen und vorbestimmten Bereiches ist.

Eine solche Gestaltung der Erfindung ist sehr vorteilhaft, da eine Messung nur ausgelöst werden kann, wenn eine geeignete Ausrichtung der Grundfläche und somit der optischen Meßeinrich tung zu der zu messenden Oberfläche vorliegt. Damit wird einer der entscheidenden Gründe für viele Fehlmessungen im wesentli chen ausgeschlossen.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung drückt wenigstens eine Halteeinrichtung die optische Meßbasi seinrichtung mittels einer Druckeinrichtung in die Richtung ei ner Innenfläche der Gehäuseeinrichtung. Die Druckeinrichtung kann eine beliebige, druckerzeugende Einrichtung sein. Bevor zugt sind Federeinrichtungen, Gummieinrichtungen oder Einrich tungen aus einem flexiblen Material, wie z. B. Schaum- oder Hartschaumeinrichtungen. Insbesondere sind Spiralfeder- oder Hartgummieinrichtungen bevorzugt. Durch eine solche Druckein richtung wird eine Vorspannung der Meßbasiseinrichtung auf die Gehäuseeinrichtung erzeugt.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält die Gehäuseeinrichtung im Inneren eine Trägereinrichtung. Daran können eine oder mehrere teilweise hohle Zapfeneinrichtungen vorgesehen sein, die jeweils wenigstens ein darin angeordnetes Federelement enthalten können, wobei sich dieses wenigstens ei ne Federelement auf der einen Seite gegen die Trägereinrichtung und auf der anderen Seite gegen die Meßbasiseinrichtung ab stützt, so daß eine federnde Unterstützung der Meßbasiseinrich tung in der Gehäuseeinrichtung erzielt wird. Der Teil, an dem sich die Federelemente an der Meßbasiseinrichtung abstützen, kann plattenförmig ausgeführt sein und insbesondere auch eine Platineneinrichtung sein.

In der zuletzt beschriebenen Ausgestaltung ist es auch möglich, daß zwischen der Trägereinrichtung und der Meßeinrichtung ein elastisches Medium angeordnet ist, welches im wesentlichen auch aus Schaum- und Hartschaum bestehen kann. Weiterhin ist es mög lich, daß in einem flächigen Bereich zwischen der Trägerein richtung und der Meßbasiseinrichtung eine derartige Hart schaumeinrichtung angeordnet ist, während die Trägereinrichtung zusätzlich eine Zapfeneinrichtung mit entsprechenden Federele menten aufweist.

Eine solche Weiterbildung ist sehr vorteilhaft, da eine flexi ble und elastische Lagerung der Meßbasiseinrichtung erzielt wird. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung können an der Gehäuseeinrichtung und/oder an der Meßbasiseinrichtung Räder angeordnet sein, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung über eine zu messende Oberfläche während der Messung bewegt werden kann, um so eine flächige Vermessung zu erleichtern.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung einer oder mehrerer der zuvor beschriebenen Weiterbildungen weist die Meßbasisein richtung weiterhin wenigstens eine Strahlungsquelle auf, deren ausgestrahlte Strahlung wenigstens teilweise in einem vorbe stimmten Winkel auf die zu messende Oberfläche gerichtet ist. Vorzugsweise strahlt die Strahlungsquelle elektromagnetische Strahlung und besonders bevorzugt Licht aus.

Eine Strahlungsquelle in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist sehr vorteilhaft, da ohne äußere Licht- oder Strahlungsquelle eine Messung der optischen Eigenschaften der Oberfläche ermög licht wird, indem die Vorrichtung einfach auf eine zu messende Oberfläche aufgesetzt und eine Messung ausgelöst wird. Im Ge gensatz dazu wird bei einer Vorrichtung ohne Strahlungsquelle eine externe Strahlungsquelle benötigt, um Messungen durchzu führen. Vorteilhaft ist andererseits, daß eine Stromquelle, wie z. B. eine Batterie oder Akku-Einrichtung in der erfindungsge mäßen Vorrichtung nur die Energie für den Sensor und die Aus wertungselektronik zur Verfügung stellen muß, wenn keine Strah lungsquelle integriert ist.

In einer bevorzugten Weiterbildung einer oder mehrerer der zu vor beschriebenen Weiterbildungen ist die Gehäuseeinrichtung zum Messen auf die zu messende Oberfläche derart aufsetzbar, daß wenigstens ein Teil der Gehäuseeinrichtung in vorzugsweise direkten Kontakt zu der zu messenden Oberfläche ist. Dazu ist es z. B. möglich, daß die Gehäuseeinrichtung mit einer Rahmen einrichtung oder dergleichen auf die Oberfläche aufgesetzt wird, so daß z. B. bei einer ebenen Oberfläche eine untere Kan te der Vorrichtung auf der zu messenden Oberfläche vollständig aufgesetzt sein kann. Es ist aber auch möglich, daß die Unter seite der Gehäuseeinrichtung eine gebogene Form (konkav, konvex etc.) aufweist, so daß bei einer ebenen Oberfläche nur zwei Kanten der Vorrichtung auf die zu messende Oberfläche aufge setzt sind.

Eine solche Ausgestaltung ist sehr vorteilhaft, da zur Messung die Gehäuseeinrichtung fest auf die zu messende Oberfläche auf gesetzt wird und eine Ausrichtung der optischen Meßbasisein richtung zur zu messenden Oberfläche mittels der elastischen Halteeinrichtung im wesentlichen selbständig erfolgen kann.

Bei dieser bevorzugten Weiterbildung ist es weiterhin bevor zugt, daß die Gehäuseeinrichtung von allen Seiten (abgesehen von der Meßseite) die optische Meßbasiseinrichtung im wesentli chen vollständig umgibt. Der Benutzer greift zu der Durchfüh rung eines Meßvorgangs die Gehäuseeinrichtung und kann dabei die optische Meßbasiseinrichtung im wesentlichen gar nicht be rühren. Dies ist insbesondere dann bevorzugt, wenn sich die op tische Meßbasiseinrichtung wenigstens in einer Richtung selbst tätig zu der zu messenden Oberfläche ausrichten kann. Verfäl schungen der Messung durch direkten Kontakt des Benutzers mit der Meßeinrichtung können so vermieden werden.

In einer anderen Ausführungsform, bei der kein Teil der Gehäu seeinrichtung während des Meßvorgangs Kontakt zur zu messenden Oberfläche hat, hält der Benutzer die Vorrichtung an der Gehäu seeinrichtung und stellt die Vorrichtung, die dann mit der Auf setzeinrichtung der optischen Meßbasiseinrichtung auf die zu messende Oberfläche aufsetzt, auf diese. Der Benutzer drückt die Vorrichtung dann derart auf die Oberfläche, daß die opti sche Meßbasiseinrichtung eine geeignete Ausrichtung zur zu mes senden Oberfläche aufweist. Eine solche Ausgestaltung ist sehr vorteilhaft, da durch das Aufsetzen der Vorrichtung auf die Oberfläche und durch Richtung und Höhe des Anpreßdruckes der Benutzer vielfältige Einflußmöglichkeiten auf die Ausrichtung der Vorrichtung während der Messung und somit auf das Meßergeb nis hat. Dies ist sehr vorteilhaft im Vergleich zu einer star ren Meßvorrichtung, bei der ein falsches Aufsetzen, Oberflä chenunebenheiten, Staubkörner oder dergleichen zu einer Verfäl schung des Meßergebnisses führen können, die der Benutzer ver meiden sollte.

Auf der anderen Seite ist eine Ausgestaltung gemäß der zuvor beschriebenen Weiterbildung, bei der wenigstens ein Teil der Gehäuseeinrichtung der Vorrichtung in Kontakt mit der zu mes senden Oberfläche steht, sehr vorteilhaft, da der Benutzer die Vorrichtung mittels der Gehäuseeinrichtung auf die zu messende Oberfläche aufsetzt und einen solchen Anpreßdruck aufbringt, daß die Gehäuseeinrichtung Kontakt mit der zu messenden Ober fläche hat. Die elastisch gehaltene optische Meßbasiseinrich tung steht dann ebenfalls in Kontakt mit der zu messenden Ober fläche und kann sich, da sie elastisch gehalten wird, selbsttä tig zur zu messenden Oberfläche ausrichten. Über eine Vielzahl von Messungen liegen so im wesentlichen gleiche Aufsetz- und Meßbedingungen vor.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung um faßt die Gehäuseeinrichtung wenigstens eine Gehäusestützein richtung, vorzugsweise zwei und besonders bevorzugt wenigstens drei Gehäusestützeinrichtungen. Die Gehäusestützeinrichtungen sind im aufgesetzten Zustand wenigstens teilweise in direktem Kontakt mit der zu messenden Oberfläche. Werden nur zwei Gehäu sestützeinrichtungen vorgesehen, so sind diese vorzugsweise langgezogen ausgeführt, so daß durch das Aufsetzen das Gehäuse einen sicheren Stand auf einer zu messenden Oberfläche erhält. Werden drei oder mehr Gehäusestützeinrichtungen verwendet, so können diese schlanker ausgeführt sein und z. B. die Form von Kegeln oder Kegelstümpfen aufweisen, wobei bevorzugt ist, daß die Enden, die zur zu messenden Oberfläche ausgerichtet sind, abgerundet ausgeführt sind und einen großen Radius aufweisen, so daß ein Verkratzen der zu messenden Oberfläche durch das Aufsetzen der Gehäuseeinrichtung auf die zu messende Oberfläche im wesentlichen ausgeschlossen wird.

Insbesondere bei Verwendung von drei Gehäusestützeinrichtungen, die z. B. im wesentlichen zylindrisch ausgeführt sind, kann ei ne besonders hohe Reproduzierbarkeit von Messungen erzielt wer den, da mit drei Aufsetzpunkten die Lage der Gehäuseeinrichtun gen auf der zu messenden Oberfläche eindeutig definiert werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung steht wenigstens ein Teil der optischen Meßbasiseinrichtung in einem nicht aufgesetzten Zustand aus dieser Gehäuseeinrichtung her vor, wobei insbesondere bevorzugt ist, daß wenigstens ein Teil der Aufsetzeinrichtung aus der Gehäuseeinrichtung hervorsteht.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, bei der die Gehäuseeinrichtung bei der Messung wenigstens teilweise Kontakt mit der zu messenden Oberfläche hat, ist es dann bevor zugt, daß durch ein Aufsetzen der Gehäuseeinrichtung auf die zu messende Oberfläche eine Verschiebung der optischen Meßbasi seinrichtung in die Gehäuseeinrichtung bewirkt wird.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die optische Meßbasiseinrichtung in der Gehäuseeinrichtung kar danisch aufgehängt oder bezüglich wenigstens einer Drehachse um wenigstens einen Winkelbereich verschwenkbar angeordnet und be sonders bevorzugt ist die Drehachse im wesentlichen parallel zur zu messenden Oberfläche ausgerichtet.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die optische Meßbasiseinrichtung um zwei Drehachsen gedreht werden, die bei de im wesentlichen parallel zur zu messenden Oberfläche ausge richtet sind. Vorzugsweise sind die beiden Drehachsen im we sentlichen senkrecht zueinander.

Wenn die optische Meßbasiseinrichtung um eine Achse in der Ge häuseeinrichtung gedreht werden kann, ist dies sehr vorteil haft, da sich diese dann in wenigstens einer Richtung zur zu messenden Oberfläche ausrichten kann. Für den Benutzer bedeutet dies eine erhebliche Erleichterung, da er beim Aufsetzen nur darauf achten muß, daß die Vorrichtung nicht z. B. um ihre Längsrichtung verkippt ist.

Wird hingegen die optische Meßbasiseinrichtung um zwei Achsen drehbar angeordnet, muß der Benutzer die Vorrichtung einfach nur noch auf die messenden Oberfläche aufsetzen. Allerdings wird durch die größere Anzahl an bewegten Teilen die Ausfall wahrscheinlichkeit größer. Ebenso steigt der mechanische Auf wand und somit die Kosten des Geräts.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine Drehachse im wesentlichen senkrecht zu einer Verbindungsstrecke von zwei dieser Stützeinrichtungen der opti schen Meßbasiseinrichtung ausgerichtet. Besonders bevorzugt ist die Drehachse im wesentlichen mittig zwischen diesen beiden Stützeinrichtungen angeordnet, so daß die optische Meßbasisein richtung auch als eine Art Wippe angesehen werden kann, von der das eine Ende an der einen Stützeinrichtung und das andere Ende an der anderen Stützeinrichtung ist.

Besonders bevorzugt ist in dieser Weiterbildung die Drehachse nahe an der zu messenden Oberfläche angeordnet. Dies hat u. a. den Vorteil, daß in Querrichtung auftretende Kräfte klein blei ben. Besonders bevorzugt ist, daß der Abstand der Drehachse von der zu messenden Oberfläche kleiner als eine Länge der Verbin dungsstrecke zwischen den Stützeinrichtungen und besonders be vorzugt kleiner als die Hälfte oder ein Drittel der Länge der Verbindungsstrecke zwischen diesen Stützeinrichtungen ist. Eine solche Ausgestaltung bewirkt ein besonders großes Drehmoment, welches auf die Wippe bzw. die optische Meßbasiseinrichtung ausgeübt wird, wenn eine Stützeinrichtung mehr ausgelenkt ist als die andere.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird wenigstens eine dieser wenigstens einen Drehachse in der Halte einrichtung der Gehäuseeinrichtung gelagert, und besonders be vorzugt wird die Drehachse an der Führungseinrichtung der Hal teeinrichtung drehbar gelagert.

Bevorzugt ist, daß die gesamte optische Meßbasiseinrichtung über die Drehachse mit der Führungseinrichtung und somit der Halteeinrichtung der Gehäuseeinrichtung verbunden ist, so daß die optische Meßbasiseinrichtung einerseits um die Drehachse verschwenkt werden kann und andererseits in der Führungsein richtung der Halteeinrichtung elastisch verschiebbar geordnet ist.

Insbesondere bei der Weiterbildung, bei der im nicht aufgesetz ten Zustand ein Teil der optischen Meßbasiseinrichtung aus der Gehäuseeinrichtung hervorsteht, ist eine solche Anordnung sehr vorteilhaft, da durch das Aufsetzen der Vorrichtung auf eine zu messende Oberfläche die optische Meßbasiseinrichtung entlang der Führungseinrichtung in die Gehäuseeinrichtung hineinge drückt wird, während die optische Meßbasiseinrichtung um wenig stens eine Drehachse verschwenkbar in der Gehäuseeinrichtung verbleibt. Wird die Gehäuseeinrichtung dabei fest auf die zu messende Oberfläche aufgesetzt, so erfolgt die Ausrichtung der optischen Meßbasiseinrichtung im wesentlichen selbsttätig durch eine Kräftegleichgewicht der beteiligten elastischen Komponen ten, wie z. B. den elastischen Stützeinrichtungen der optischen Meßbasiseinrichtung und der elastischen Halteeinrichtung in der Gehäuseeinrichtung.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist an wenigstens zwei Stellen der Gehäuseeinrichtung und/oder der Meßbasiseinrichtung wenigstens ein Abstand zur zu messenden Oberfläche bestimmbar. Vorzugsweise sind diese wenigstens zwei Stellen an gegenüberliegenden Stellen der Gehäuse- bzw. der Meßbasiseinrichtung angeordnet.

Eine Messung der Abstände zur zu messenden Oberfläche erfolgt vorzugsweise durch Ausstrahlen eines Signals mit einer Sende einrichtung, wobei die von der Oberfläche reflektierten Signale von einer Empfangseinrichtung aufgenommen werden und von einer anschließenden Auswerte-Elektronik ausgewertet werden, wobei daraus wenigstens ein Abstandskennwert für den Abstand zu der zu messenden Oberfläche abgeleitet wird.

Vorzugsweise arbeiten die Sendeeinrichtungen mit elektromagne tischen und/oder Schallwellen und eine Auswertung des Abstands erfolgt über ein Verfahren wie z. B. eine Laufzeitmessung, Tri angulation oder Interferenzauswertung.

Für eine ideal ebene Oberfläche sind die Abstände an den Ab standsmesspunkten bekannt, so daß aus den gemessenen Abstands kennwerten ein Maß für eine Krümmung einer Meßoberfläche be stimmt werden kann. Sind die Abstände größer als bei einer ebe nen Oberfläche, liegt eine nach außen gekrümmte Oberfläche vor und bei kleineren Abständen eine nach innen gekrümmte Oberflä che.

Die Bestimmung eines Krümmungswertes für die zu messende Ober fläche ist sehr vorteilhaft, da gekrümmte Oberflächen insbeson dere optische Meßergebnisse beeinflussen können, da z. B. eine Fokussierung oder Defokussierung von optischer Strahlung erfolgen kann, die die Signalintensität des vom Photo-Sensor aufgenommen Lichts u. U. erheblich beeinflussen kann. Wird ein Maß für die Krümmung der Oberfläche bestimmt, kann dies bei dem Meßergebnis berücksichtigt und die Krümmung herausgerechnet werden.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Musterprojektionseinrichtung zur Projektion eines Lichtmu sters auf die zu messende Oberfläche vorgesehen, wobei die Sen soreinrichtung das von der Meßfläche reflektierte Licht auf nimmt. Besonders bevorzugt bei dieser Weiterbildung ist als Sensor ein Photo-Sensor vorgesehen, der lichtempfindliche Ele mente aufweist, die in Reihen und Spalten angeordnet sind, wie z. B. ein CCD-Array-Sensor. Durch Auswertung des Lichtintensi tätsprofils auf der Fläche des Photo-Sensors und durch Bestim mung des Verlaufs der hellen Linien oder der Hell-/Dunkelkanten in dem aufgenommenen Musterabbild wird in dieser bevorzugten Weiterbildung ein Krümmungskennwert der zu messenden Oberfläche berechnet. Vorzugsweise umfaßt das Lichtmuster dabei Hell-/Dunkelkanten und z. B. parallele Linien, konzentrische Kreise oder ein Kreuzgittermuster oder dergleichen mehr.

Bei dieser Weiterbildung ist es bevorzugt, daß wenigstens eine zweite Sensoreinrichtung in der optischen Meßbasiseinrichtung vorgesehen ist, um das Abbild des Lichtmusters aufzunehmen. Wenn nur eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, so kann das Lichtmuster z. B. periodisch oder auf Knopfdruck projiziert werden und es können ebenfalls z. B. periodisch Meßwerte aufge nommen werden.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird während der Meßwertaufnahme eine Verkippung der Meßbasisein richtung bezüglich der zu messenden Oberfläche bestimmt, so daß die aufgenommenen Meßwerte korrigiert werden und die zu bestim menden Kenngrößen mit korrigierten Meßwerten bestimmt werden.

Eine solche Weiterbildung ist sehr vorteilhaft, auch wenn die Meßbasiseinrichtung sich z. B. im wesentlichen selbsttätig zur zu messenden Oberfläche ausrichtet, da durch Bestimmung einer Verkippung auch kleine und kleinste Winkelfehler bei der Ablei tung der Kenngrößen oder bei der Beurteilung der Kenngrößen be rücksichtigt werden können.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist eine oder vorzugsweise im wesentlichen jede Stützeinrichtung der optischen Meßbasiseinrichtung eine Längensteuerungseinrich tung auf, so daß wenigstens eine Länge wenigstens einer Stüt zeinrichtung einstellbar ist.

Bevorzugt ist weiterhin, daß wenigstens vier Abstandssensoren an der optischen Meßbasiseinrichtung derart angeordnet sind, daß wenigstens eine Verkippung der Meßbasiseinrichtung zur Meß fläche bestimmbar ist. Weiterhin kann z. B. eine Wheat- Stone'sche Brückeneinrichtung vorgesehen sein, deren Ausgangs signale verwendet werden, um die Längensteuerungseinrichtungen der Stützeinrichtungen derart zu steuern, daß eine Ausrichtung der Grundfläche zur Meßfläche erzielt wird, die in einem zuläs sigen Bereich ist.

Eine solche Weiterbildung ist besonders vorteilhaft, da aktiv eine geeignete Ausrichtung des optischen Strahlengangs zur Meß fläche erzielt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Ver fahren können z. B. eingesetzt werden, um die Meßergebnisse der folgenden bekannten Vorrichtungen und Verfahren zu modifizie ren:

Aus der DE 44 34 203 A1 ist eine Vorrichtung zur Messung der Reflexionseigenschaften von Oberflächen bekannt, die eine erste optische Einrichtung mit einer Lichtquelle aufweist, um das von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht in einem vorbestimmten Win kel auf die Meßoberfläche zu richten.

Eine zweite optische Einrichtung ist vorgesehen, welche in ei nem ebenfalls vorbestimmten Winkel zu dieser ersten optischen Einrichtung und zu dieser Meßoberfläche ausgerichtet ist, und welche das von dieser Oberfläche reflektierte Licht aufnimmt. Die zweite optische Einrichtung der bekannten Vorrichtung weist wenigstens drei Photosensoren auf, welche derart angeordnet sind, daß sie die Intensität des reflektierten Lichts in Berei chen messen, die einem unterschiedlichen Reflexionswinkel ent sprechen.

Weiterhin ist eine Steuereinrichtung, welche die Vorrichtung steuert und welche die von diesen wenigstens drei Photosensoren ausgegebenen Signale erfaßt, vorhanden. Dabei sind die licht empfindlichen Flächen der Photosensoren im wesentlichen in ei ner Ebene angeordnet. Die Photosensoren bilden ein integriertes Bauelement, wobei ein gemeinsames Substrat vorgesehen ist, auf welchem lichtempfindliche Schichten angeordnet sind, die die einfallenden Lichtmenge im wesentlichen unabhängig voneinander erfassen. Die lichtempfindlichen Schichten sind derart angeord net, daß die lichtempfindlichen Flächen jeweils die innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs reflektierte Lichtmenge er fassen.

Aus der DE 41 27 215 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur quantifizierbaren Bewertung des physiologischen Eindrucks von reflexionsfähigen Oberflächen mit einer punktförmigen Lichtquelle, deren ausgestrahltes Licht von einer zu messenden Oberfläche reflektiert und mit einem Photodetektor erfaßt wird, bekannt.

Aus diesen Helligkeitsmeßwerten wird für eine Anzahl von Meß punkten, die einen definierten Abstand zueinander aufweisen, eine Reihe von Oberflächenmeßwerten gebildet, bei denen jeweils eine Anzahl vorlaufender und nachlaufender Helligkeitsmeßwerte mit berücksichtigt ist. Dadurch kann die Wellenlänge der Ober flächenstörungen erfaßt und analysiert werden. Aus den ermit telten Oberflächenmeßwerten wird eine Qualitätskennzahl für die Beurteilung der jeweiligen Oberfläche abgeleitet.

Diese Vorrichtung kann mit Meßrädern ausgestattet werden, die durch den Kontakt mit der Oberfläche gedreht werden und deren Drehbewegung zur Ermittlung der einzelnen Meßpunkte erfaßt wird.

Die DE 44 34 203 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Messen der visuellen Eigenschaften von Oberflächen, bei der die Detek toreinrichtung wenigstens drei Photosensoren aufweist, welche so angeordnet sind, daß sie die Intensität des reflektierten Lichts in Bereichen messen, die einem unterschiedlichen Refle xionswinkel entsprechen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Aus führungsbeispielen in Zusammenhang mit den Figuren.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Längsseitenschnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 einen Querseitenschnitt der Ausführungsform gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungs gemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 einen Querschnitt einer dritten bevorzugten Ausfüh rungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 5 eine Unteransicht der Aufsetzfläche der optischen Meß basiseinrichtung von Fig. 4 in vergrößerter Darstel lung;

Fig. 6 eine Oberansicht einer bevorzugten Lichtschrankenein richtung bei der dritten Ausführungsform der Vorrich tung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 einen Querschnitt einer vierten bevorzugten Ausfüh rungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 8 einen Querschnitt einer fünften bevorzugten Ausfüh rungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfin dung; und

Fig. 9 einen Querschnitt einer sechsten bevorzugten Ausfüh rungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfin dung.

Gleiche Bezugszeichen in den Figuren beziehen sich auf gleiche Komponenten.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt, welche als ein Handmeß gerät ausgeführt ist.

In Fig. 1 ist ein Längsschnitt A-A nach Fig. 2 und in Fig. 2 ein Schnitt B-B gemäß Fig. 1 dargestellt.

Das Meßgerät 1 weist eine optische Meßbasiseinrichtung bzw. ei nen optischen Block 2 auf, in dem eine Anzahl von Bohrungen 31, 32, 33, 34, 35 angeordnet ist. Jede dieser Bohrungen 31 bis 35 ist unter einem genau bestimmten Winkel 11, 12, 13, 14 zur Senkrechten einer Meßfläche ausgerichtet.

In den Bohrungen 31, 32 ist jeweils eine optische Beleuchtungs einrichtung 6 angeordnet, wobei jede der Beleuchtungseinrich tungen 6 eine Lichtquelle 7 aufweist, die z. B. als Laser, Leuchtdiode oder thermischer Strahler wie einer Halogenbirne ausgeführt sein kann. Zusätzlich können die optische Beleuch tungseinrichtungen eine Linse 8 und eine Blendeneinrichtung 17 aufweisen, um das von der Lichtquelle 7 ausgestrahlte Licht z. B. zu parallelisieren oder um definiert konvergentes oder divergentes Licht auszustrahlen. Deshalb kann der Abstand der Linse 8 zu der Lichtquelle 7 auch veränderbar sein.

Das von einer Beleuchtungseinrichtung 6 ausgestrahlte Licht trifft unter dem vorbestimmten Winkel 11 bzw. 12 auf die Meß fläche 19 auf, wo es gemäß dem Reflexionsgesetz reflektiert wird.

Das unter dem Winkel 11 ausgestrahlte und dann reflektierte Licht wird von einer Meßeinrichtung 3, die unter einem Winkel 13 angeordnet ist, aufgenommen und von einem Photosensor 4 er faßt. Die Meßeinrichtung 3 kann eine Linse 5 sowie eine Blende 15 aufweisen, um z. B. das aufgenommene Licht zu parallelisie ren oder auf den Sensor zu bündeln. Zu diesem Zweck kann der Abstand zwischen Linse 5 und Photosensor 4 veränderbar sein, um das Meßgerät an unterschiedliche Meßbedürfnisse anzupassen.

Eine zweite Meßeinrichtung 9 ist in einer weiteren Aufnahme 34 angeordnet, die unter einem Winkel 14 vorgesehen ist. Die Meßeinrichtung 9 kann genauso ausgeführt sein wie die Meßein richtung 3.

Im Ausführungsbeispiel sind die Beleuchtungseinrichtungen 6 und die Meßeinrichtungen 3 und 9 symmetrisch zueinander angeordnet.

Weiterhin weist der optische Block 2 eine zur Oberfläche senk rechte Bohrung auf, in der eine Meßeinrichtung 16 angeordnet ist, die z. B. zur Messung der Farbe einer Oberfläche dient. Die Meßeinrichtung 16 ist dann derart ausgelegt, daß sie Strah lung unterschiedlicher Wellenlängen detektieren kann. Sie weist drei spektral unterschiedlich empfindliche Sensoren auf, um ei ne Farbe der Oberfläche zu erfassen.

Die anderen Meßeinrichtungen können zur Bestimmung des Glanzes, des Schleierglanzes, der Welligkeit der Oberfläche bzw. des Orange Peel oder anderer optischer Kenngrößen bestimmt sein.

Im Ausführungsbeispiel weist der optische Block zwei gefederte Füße 21 auf, mit denen der optische Block 2 während der Messung auf die zu messende Oberfläche aufgesetzt ist.

Jeder der Füße 21 wird elastisch in dem optischen Block 2 ge halten, wobei jeweils eine Spiralfeder 22 einen Stiftbereich des Fußes im Ruhezustand aus dem optischen Block 2 heraus drückt.

An dem Gehäuse 10 des Meßgeräts 1 sind drei feststehende Füße aus festem Material vorgesehen, von denen wenigstens zwei so ausgeführt sind, daß sie eine feste, aber einstellbare Länge aufweisen. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, daß die Füße ein Gewinde aufweisen, mit dem sie in das Gehäuse 10 des Meßgerätes eingeschraubt sind. Eine Madenschraube (nicht dargestellt) kann z. B. zur Fixierung der Füße 18 dienen, nachdem das Meßgerät justiert wurde.

Der optische Block 2 ist in dem Gehäuse 10 an einer Drehachse 25 drehbar gelagert, so daß der optische Block 2 wenigstens ein wenig in dem Gehäuse 10 verschwenkt werden kann.

Die Drehachse 25 zur drehbaren Lagerung des optischen Blocks 2 ist durch zwei Führungseinrichtungen 26 im Gehäuse 10 des Meß geräts 1 gehalten. Jede Führung umfaßt eine Feder 27, die die Drehachse 25 und somit den optischen Block 2 vorbelasten. Der optische Block 2 wird durch die Federn 27 in den Führungen 26 aus dem Gehäuse 10 des Meßgeräts 1 herausgedrückt, so daß die Füße 21 des optischen Blocks 2 aus dem Gehäuse 10 nach unten herausragen, wenn das Meßgerät im unbelasteten Zustand bzw. nicht auf eine Meßfläche aufgesetzt ist.

Die gefederten Füße 21 des optischen Blockes stehen im Ruhezu stand aus der Unterseite des Gehäuses 10 um einen Abstand 28 über die Füße 18 des Gehäuses 10 hervor.

Wird das Meßgerät 1 nun auf eine ebene Meßfläche waagerecht aufgesetzt, so geraten zunächst die gefederten Füße 21 mit ih ren Kontaktflächen 23 mit der zu messenden Oberfläche in Berüh rung. Dadurch werden die Federn 22 der gefederten Füße 21 bela stet, so daß die Füße 21 sich ein wenig in den optischen Block 2 hinein bewegen.

Es wird eine Kraft auf den optischen Block 2 ausgeübt, die über die Drehachse 25 auf die Führungen 26 weitergeleitet wird und die Federn 27 belastet.

Als Ergebnis wird der optische Block in den Führungen 26 in das Gehäuse 10 des Meßgeräts 1 verschoben, so daß ab einem bestimm ten Aufsetzdruck der Kontaktflächen 23 des optischen Blocks 2 um den Abstand 28 in das Gehäuse 10 eingeführt wurden. Die feststehenden Füße 18 des Gehäuses 10 geraten dann in Kontakt mit der zu messenden Oberfläche.

Dadurch wird der Aufpreßdruck, den ein Benutzer beim Messen aufbringt, erniedrigt, da der Benutzer den Druck nur so weit erhöht, bis ein fester Widerstand für den Benutzer fühlbar wird. Ohne festen Widerstand kann es passieren, daß ein Benut zer den Druck stark erhöht, so daß der Benutzer unnötig schnell ermüdet oder die zu messende Oberfläche durch zu große Kräfte sogar beschädigt. Außerdem werden genau definierte und reproduzierbare Bedingungen eingestellt.

Fig. 3 und 4 zeigen einen Querschnitt einer zweiten und einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 3 und 4 bezeichnet Bezugszeichen 101 eine Gehäuseein richtung, in der eine optische Meßbasiseinrichtung 102 vorgese hen ist. In der optischen Meßbasiseinrichtung 102 sind drei Be leuchtungseinrichtungen 103, 104 (eine Beleuchtungseinrichtung ist in der Querschnittsansicht nicht erkennbar) und eine Detek toreinrichtung 105 in entsprechenden zylindrischen Aufnahmelö chern 1130, 1140, 1150 an vorbestimmten. Winkelpositionen unter gebracht. In anderen Ausführungen sind 6, 12 oder mehr Beleuch tungseinrichtungen symmetrisch verteilt vorgesehen. Die von den drei Beleuchtungseinrichtungen 103, 104 emittierten Lichtstrah len verlassen die optische Meßbasiseinrichtung 102 durch eine Öffnung 106 und schneiden sich in einem Punkt S außerhalb der optischen Meßbasiseinrichtung 102 auf der Meßoberfläche (nicht gezeigt). Die Detektoreinrichtung 105 ist genau oberhalb des Punktes S angebracht und erfaßt die in dieser Richtung reflek tierten Lichtstrahlen.

Die drei Beleuchtungseinrichtungen 103, 104 und die Detek toreinrichtung 105 sind über nicht gezeigte Verbindungen mit einer Steuer- und Auswerteelektronik verbunden, die sich auf einer Platine 114 innerhalb der Gehäuseeinrichtung 101 befin det, wobei die Platine 114 über Befestigungseinrichtungen 117, 118 mit der Gehäuseeinrichtung 101 verbunden ist.

Die beiden Beleuchtungseinrichtungen 103, 104 sind vorzugsweise LEDs, und die Detektoreinrichtung 105 ist beispielsweise ein Photodetektor.

Weiterhin bezeichnet das Bezugszeichen 107 eine Aufsetzfläche, welche die untere Außenfläche der optischen Meßbasiseinrichtung 102 ist und, wie oben erwähnt, beim Meßvorgang parallel zur Meßoberfläche ausgerichtet sein muß.

Die Aufsetzfläche 107 kann direkt auf die Meßoberfläche aufge setzt werden, oder es kann außen ein Überzug aus einem geeigne ten Material, wie z. B. Teflon, vorgesehen sein, um Beschädi gungen der Meßoberfläche beim Aufsetzen zu vermeiden. Auch ist es möglich, Räder am Gehäuse 101 und/oder an der optischen Meß basiseinrichtung 102 vorzusehen, welche die Aufsetzfläche 107 von der Meßoberfläche beabstandet halten und gleichzeitig eine Erfassung der Relativbewegung der Meßoberfläche relativ zur Vorrichtung ermöglichen.

Fig. 5 zeigt eine Unteransicht der Aufsetzfläche 107 der opti schen Meßbasiseinrichtung 102 in vergrößerter Darstellung.

Wieder mit Bezug auf Fig. 3 und 4 ist die optische Meßbasisein richtung 102 teilweise von einem Profil 110, das ein Teil der Gehäuseeinrichtung 101 ist, umschlossen. Das Profil 110 hat ei nen nach innen weisenden Rand, der einen Auflagebereich 1100 enthält, auf dem ein entsprechender Absatz der optischen Meßba siseinrichtung 102 aufliegt, wenn die Vorrichtung nicht auf die Meßoberfläche aufgesetzt ist.

Weiterhin ist eine elastische Halteeinrichtung in Form von Fe derelementen 109 vorgesehen, welche die optische Meßbasisein richtung 102 gegen den Auflagebereich 1100 drückt.

Diese Federelemente 109 sind vorzugsweise in an einer Träger einrichtung 111 im Inneren der Gehäuseeinrichtung 101 vorgese henen teilweise hohlen Zapfeneinrichtungen 108 angebracht und üben gegen einen auf der optischen Meßbasiseinrichtung 102 vor gesehenen plattenförmigen Bereich 112 einen vorbestimmten Druck aus. Die Anzahl von Federelementen 109 und entsprechenden teil weise hohlen Zapfeneinrichtungen 108 hängt von der Größe und der Form der optischen Meßbasiseinrichtung 102 ab.

Vorzugsweise sind mindestens drei teilweise hohle Zapfen einrichtungen 108 und drei Federelemente 109 vorgesehen, die vorzugsweise ungefähr auf einem Kreis angeordnet sind, der im wesentlichen parallel zur Aufsetzfläche ist und dessen Mittel punkt im wesentlichen senkrecht oberhalb des Meßpunktes ist.

An der Platine bzw. dem plattenförmigen Bereich 112 ist ein dünner Zapfen 113 angebracht, der durch eine Öffnung 1130 in der Trägereinrichtung 111 in das Innere der Gehäuseeinrichtung 101 ragt, wo auch die Platine 114 untergebracht ist.

Im Inneren des Gehäuses, vorzugsweise auf der Platine 114, ist eine Lichtschrankeneinrichtung 115 vorgesehen, welche durch ei ne am Ende des dünnen Zapfens 113 angebrachte Scheibe 116 un terbrochen werden kann, wenn der dünne Zapfen 113 durch ein Verschieben der optischen Meßbasiseinrichtung 102 gegen den Druck der Federelemente 109 beim Aufsetzen auf die Meßober fläche entsprechend senkrecht nach oben verschoben wird. Die Lichtschrankeneinrichtung 115 ist mit der auf der Platine 114 vorgesehenen Steuer- und Auswerteelektronik verbunden und steu ert den Meßvorgang und aktiviert bzw. deaktiviert denselben.

Nachstehend wird der Betrieb der Vorrichtung erläutert:

Die Gehäuseeinrichtung 101, die im montierten Zustand etwa die Größe eines dickeren Taschenbuchs aufweist, wird von einer Be dienungsperson in der Hand gehalten und auf die Meßoberfläche aufgesetzt. Dabei bewirkt der Aufsetzdruck, daß sich die opti sche Meßbasiseinrichtung 102 aus ihrer Lage im unaufgesetzten Zustand gegen den Druck der Federelemente 109 verschiebt, wobei sich gleichzeitig der Druck der Federelemente 109 auf den plat tenförmigen Bereich 112 aufgrund der Kompression der Federele mente 109 ändert.

Lage- und Druckänderung sind davon abhängig, wie die optische Meßbasiseinrichtung 102 auf die Meßoberfläche aufgesetzt wird, und gestatten daher die Definition, Erfassung und Überwachung der korrekten Meßlage.

Erfolgt das Aufsetzen so, daß eine korrekte Meßlage eingenommen wird, d. h. die Aufsetzfläche und die Meßoberfläche näherungs weise parallel sind, dann wird sich die optische Meßbasisein richtung 102 in ihrer Führung so verschieben, daß die Licht schrankeneinrichtung 115 durch die Scheibe 116 an dem dünnen Zapfen 113 aktiviert wird. Dann wird die Messung durch die Steuer- und Auswerteelektronik aktiviert.

In einer bevorzugten Ausführungsform isst es möglich, daß detek tiert wird, wenn die optische Meßblockvorrichtung verkippt auf gesetzt wird. Die Lichtschrankeneinrichtung 115 wird dann nicht geschlossen und dementsprechend keine Messung durch die Steuer- und Auswerteelektronik aktiviert, da sich die optische Meßbasi seinrichtung 102 in ihTer Führung nicht entsprechend ver schiebt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist es möglich, daß, wenn bei zunächst korrekt aufgesetzter optischer Meßbasiseinrichtung 102 ein bestimmtes Drehmoment von der Bedienungsperson ausgeübt wird, der optische Meßblock 102 in die entsprechende Richtung verkippt. Die Lichtschranke 115 wird dann in einer vorbestimm ten Lage wieder geöffnet, wodurch die Messung von der Steuer- und Auswerteelektronik wieder unterbrochen wird.

Dabei ermöglicht es die elastische Halterung der optischen Meß basiseinrichtung, daß kleine Änderungen von Richtung und Größe des Aufsetzdrucks keine Lageänderung in eine unkorrekte Läge bewirken, wenn die optische Meßbasiseinrichtung einmal die kor rekte Meßlage eingenommen hat.

Mit anderen Worten ermöglicht das elastische Halten einen Aus gleich gegenüber Änderungen von Richtung und Größe des Aufsetz drucks. Diese Ausgleichsfunktion kann die Anzahl von Fehlmes sungen beim Betrieb der Vorrichtung erheblich reduzieren.

Vorzugsweise zeigt eine Alarmvorrichtung der Bedienungsperson das Verlassen der korrekten Meßlage, also das Verlassen des Ausgleichsbereichs, an.

Zunächst gerät beim Aufsetzvorgang die Aufsetzfläche in Kontakt mit der Meßfläche.

In den Ausführungsbeispielen gem. Fig. 3 setzen die Füße 1200 des Gehäuses ab einem bestimmten Aufpreßdruck auf der Meßober fläche auf, so daß eine Bedienperson an dem Widerstand merkt, daß der aufgebrachte Druck ausreicht.

Bei dem Beispiel nach Fig. 4 muß eine Bedienperson selbst ent scheiden, ob die ausgeübte Kraft ausreicht.

Fig. 6 stellt eine Oberansicht einer bevorzugten Lichtschran keneinrichtung bei der dritten Ausführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dar.

Wie in Fig. 6 gezeigt, sind eine erste Lichtschranke 120, 121, eine zweite Lichtschranke 122, 123 und eine dritte Lichtschran ke 124, 125 in dreieckförmiger Anordnung auf der Platine 114 vorgesehen. Bezugszeichen 116a, 116b und 116c bezeichnen den jeweiligen Unterbrechungspunkt der ersten, zweiten und dritten Lichtschranke. Die Unterbrechung erfolgt durch eine jeweilige erste, zweite und dritte Scheibe, die an einem ersten, zweiten und dritten dünnen Zapfen am plattenförmigen Bereich 112 der optischen Meßbasiseinrichtung 102 vorgesehen sind.

Die drei Lichtschranken sind jeweils in einer Verbindungslinie entsprechender in drei teilweise hohlen Zapfeneinrichtungen an gebrachter Federelemente (als gestrichelte Kreise in Fig. 6 an gedeutet) angeordnet, wobei der Unterbrechungspunkt der zugehö rigen Scheibe jeweils in der Mitte dieser Verbindungslinien liegt.

Durch diese Anordnung ist es möglich, die Verkippung der opti schen Meßbasiseinrichtung 102 gegenüber der Gehäuseeinrichtung 101 in jeder Richtung festzustellen und somit eine genaue Über wachung der Parallelität von Aufsetzfläche und Meßoberfläche zu gewährleisten.

Es sei jedoch bemerkt, daß prinzipiell auch andere geometrische Anordnungen der elastischen Halteeinrichtung und der Licht schrankeneinrichtung möglich sind, z. B. viereckige, sechsecki ge, usw. Ebenso kann auch nur eine Lichtschrankeneinrichtung eine Verkippung in nur eine Richtung detektieren. Oder es kön nen zwei Lichtschrankeneinrichtungen, die vorzugsweise im we sentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind, Winkelabwei chungen in zwei Dimensionen bestimmen.

Anstatt mit der Lichtschrankeneinrichtung kann die Erfassung der Lage der optischen Meßbasiseinrichtung 102 relativ zur Ge häuseeinrichtung 101 auch durch anders erfolgen, wie z. B. mit einer induktiven, kapazitiven oder resistiven Erfassungsein richtung. So ist es beispielsweise auch möglich, die Verschie bung der optischen Meßbasiseinrichtung 102 kontinuierlich zu messen. Die hat den Vorteil, daß man für die Auslösung der Mes sung einen oder mehrere Toleranzbereich(e) an Abweichung von der Parallelität zwischen Aufsetzfläche 107 und Meßoberfläche vorgeben kann (für z. B. unterschiedliche Kalibrierungs- oder Genauigkeitsklassen).

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt einer vierten bevorzugten Aus führungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, bei der die Lageerfassung induktiv vorgenommen wird.

Die Ausführungsform nach Fig. 7 unterscheidet sich zunächst da durch von der dritten Ausführungsform nach Fig. 4, daß auf der Aufsetzfläche 107 ein Überzug 170 aus Teflon zum Schutz der Meßoberfläche vorgesehen ist. Des weiteren sind die Federele mente 109 in den teilweise hohlen Zapfeneinrichtungen 108 durch elastische Hartgummizylinder 190 ersetzt.

Ein wesentlicher Unterschied besteht jedoch darin, daß die Er fassung der Lage der optischen Meßbasiseinrichtung 102 durch eine induktive Erfassungseinrichtung 150, 160 vorgenommen wird.

Die induktive Erfassungseinrichtung 150, 160 besteht aus ferro magnetischen Stiften 150, welche an vorbestimmten Positionen auf dem plattenförmigen Bereich 112 der optischen Meßbasisein richtung 102 nach oben ragend angebracht sind, sowie aus Spu lendetektoren 160, die eine Änderung der Induktivität ihrer nach unten offenen Spulen aufgrund sich ändernder Eintauchtiefe der ferromagnetischen Stifte 150 erfassen. Die jeweilige Ein tauchtiefe spiegelt aber gerade die Lage der optischen Meßbasi seinrichtung 102 relativ zur Gehäuseeinrichtung 101 wieder, durch die die korrekte Meßlage ermittelt werden kann.

Die Meßsignale der Spulendetektoren 160 werden durch Öffnungen 1230 in der Trägereinrichtung 111 zur Platine 114 geleitet, wo ihre Verarbeitung erfolgt.

Die weiteren Einzelheiten der zweiten Ausführungsform sind die gleichen wie bei der vorigen Ausführungsform.

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt einer fünften bevorzugten Aus führungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

Bei dieser Ausführungsform nach Fig. 8 ist ebenfalls wie bei der vierten Ausführungsform der Überzug aus Teflon 170 auf der Aufsetzfläche 107 vorgesehen.

Die Erfassung der Lage der optischen Meßbasiseinrichtung 102 wird bei der dritten Ausführungsform durch eine kapazitive Er fassungseinrichtung 1120, 1123 vorgenommen wird.

Die kapazitive Erfassungseinrichtung 1120, 1123 besteht aus ei ner Kondensatoreinrichtung, welche fest zwischen dem platten förmigen Bereich 112 der optischen Meßbasiseinrichtung 102 und der Trägereinrichtung 111 fest verankert ist. Die Kondensa toreinrichtung wiederum umfaßt eine Anzahl von einzelnen Kon densatoren 1120, zwischen deren Kondensatorplatten sich ein elastisches dielektrisches Medium 1123 befindet. Die Ausgangs signale der Kondensatoren 1120 werden über Durchführungen 1330 an die Platine 114 zur Weiterverarbeitung geliefert.

Wird nun beim Betrieb die Vorrichtung auf die Meßoberfläche aufgesetzt, verformt sich das elastische Medium 1123 zwischen den Kondensatorplatten, und die Kapazität der einzelnen Konden satoren 1120 ändert sich. Somit ist es möglich, die Lageände rung der optischen Meßbasiseinrichtung 102 relativ zur Gehäuse einrichtung 101 zu bestimmen.

Besonders vorteilhaft bei dieser Ausführungsform ist die Kombi nation der elastischen Halteeinrichtung in Form des elastischen Mediums 1123 zwischen den Kondensatorplatten der Kondensatoren 1120 und der Erfassungseinrichtung.

Die weiteren Einzelheiten dieser Ausführungsform sind die glei chen wie bei einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

Die Bestimmung der korrekten Meßlage kann nicht nur durch die Bestimmung der Lageänderung der optischen Meßbasiseinrichtung 102 relativ zur Gehäuseeinrichtung 101, sondern auch durch die Bestimmung der entsprechenden Druckänderung vorgenommen werden.

Fig. 9 zeigt einen Querschnitt einer weiteren bevorzugten Aus führungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, bei der diese Druckänderung erfaßt wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 ist eine elastische Halte einrichtung in Form einer Schicht aus einem elastischen Medium 180 zwischen dem plattenförmigen Bereich 112 der optischen Meß basiseinrichtung 102 und der Trägereinrichtung 111 vorgesehen. Diese Schicht kann beispielsweise aus einer elastischen Hart schaummasse bestehen.

Im Gegensatz zu anderen Ausführungsformen wird nicht die Lage änderung der optischen Meßbasiseinrichtung 102 relativ zur Ge häuseeinrichtung 101 innerhalb der Gehäuseeinrichtung 101, son dern die Druckänderung durch eine Aufsetzdruck-Erfassungsein richtung 1170 erfaßt, die außerhalb der Gehäuseeinrichtung 101 auf der Aufsetzfläche 107 der optischen Meßbasiseinrichtung 102 angebracht ist.

Die Ausgangssignale der Aufsetzdruck-Erfassungseinrichtung 1170, welche beispielsweise kapazitiv arbeiten kann, werden über nicht gezeigte Verbindungen an die Platine 114 zur Weiter verarbeitung geleitet.

Insbesondere kann die Aufsetzdruck-Erfassungseinrichtung 1170 so ausgelegt sein, daß sie lokale Aufsetzdruckunterschiede in nerhalb der Aufsetzfläche 107 unterscheiden kann.

Kennt man die Elastizität der elastischen Halteeinrichtung, so läßt sich aus dem durch die Aufsetzdruck-Erfassungseinrichtung 1170 erfaßten, anliegenden Aufsetzdruck unmittelbar die Lageän derung der optischen Meßbasiseinrichtung 102 relativ zur Gehäu seeinrichtung 101 berechnen. Mithin erhält man auch so die ge wünschte Information über die korrekte Meßlage.

Die weiteren Einzelheiten dieser Ausführungsform sind die glei chen wie bei der dritten Ausführungsform.

Als mögliche Abwandlung dieser sechsten Ausführungsform könnte die Aufsetzdruck-Erfassungsvorrichtung auch in der elastischen Haltevorrichtung untergebracht sein.

Es sollte bemerkt werden, daß natürlich die Erfassung der Lage änderung nach der dritten bis fünften Ausführungsform mit der Erfassung der Druckänderung nach der sechsten Ausführungsform kombiniert werden kann, um die Überwachungsgenauigkeit noch weiter zu erhöhen.

Letztlich ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit eine Robotervorrichtung anstelle der Bedienungsperson zu be treiben, wobei die Steuerung der Robotervorrichtung über die erfaßte Lageänderung und/oder Druckänderung bewerkstelligt wird.

Wie vorstehend erläutert, schafft die vorliegende Erfindung so mit eine Vorrichtung zum Messen optischer Eigenschaften, insbe sondere visueller Eigenschaften von Oberflächen und ein Verfah ren zum Betreiben der Vorrichtung, welche einen Beitrag zur op tischen Charakterisierung von Oberflächen leisten.

Claims

1. Vorrichtung zum Messen von Reflexions- und Transmissi onseigenschaften von Gegenständen und Oberflächen mit:
einer Gehäuseeinrichtung;
einer optischen Meßbasiseinrichtung mit wenigstens einer Meßeinrichtung zum Erfassen der Reflexions- und Transmis sionsstrahlung mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung; und
wenigstens einer Halteeinrichtung zum elastischen Halten der optischen Meßbasiseinrichtung in der Gehäuseeinrich tung;
wobei diese optische Meßbasiseinrichtung wenigstens eine Aufsetzeinrichtung zum Aufsetzen der optischen Meßbasi seinrichtung auf eine zu messende Oberfläche aufweist; und
wobei eine Grundfläche dieser optischen Meßbasiseinrich tung im unaufgesetzten Zustand eine vorbestimmte, ela stisch veränderbare Lage relativ zur Gehäuseeinrichtung einnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese optische Meßbasiseinrichtung zur Messung wenigstens einer charakteristischen Kenngröße dieser Meßfläche vorge sehen ist, wobei wenigstens eine dieser wenigstens einen charakteristischen Kenngröße einer Gruppe von Kenngrößen entnommen ist, welche Glanz, Glanzschleier, Haze, Fluores zenz, Abbildungsschärfe (DOI), ein repräsentatives Maß für die typische Wellenlänge und deren Amplitude (orange peel) der Topologie der Oberfläche dieser Meßfläche in einem vorbestimmten Wellenlängenintervall, wobei zur Bestimmung dieses repräsentativen Maßes eine Auswertung auch in zwei oder mehr Wellenlängenbereichen erfolgen kann, und eine Farbe dieser Meßfläche umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei, drei oder mehr charakteristische Kenngrößen die ser Meßfläche bestimmbar sind.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche der optischen Meßbasiseinrichtung we nigstens eine Kontaktfläche dieser Aufsetzeinrichtung mit der zu messenden Oberfläche umfaßt.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsetzeinrichtung wenigstens eine Stützeinrich tung umfaßt, wobei im aufgesetzten Zustand wenigstens eine dieser wenigstens einen Stützeinrichtung Kontakt mit der zu messenden Oberfläche hat.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Stützeinrichtung wenigstens eine Län genänderungs-Einrichtung aufweist, welche eine elastische Längenänderung der Stützeinrichtung ermöglicht.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Halteeinrichtung eine Führungseihrich tung aufweist, so daß diese optische Meßbasiseinrichtung in dieser Führungseinrichtung in wenigstens einer Richtung verschiebbar angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine dieser wenigstens einen Führungsein richtung eine Rückstelleinrichtung aufweist, so daß wenig stens in einem aufgesetzten Zustand eine Rückstellkraft auf diese Meßbasiseinrichtung aufbringbar ist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, gekennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung der Grundfläche zu der Meß oberfläche.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, gekennzeichnet durch eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen wenigstens einer durch das Aufsetzen auf die Meßoberfläche verursachten Zustandsänderung der optischen Meßbasiseinrichtung, wobei die Zustandsänderung einer Gruppe von Zustandsänderungen entnommen ist, die Zustand sänderungen umfaßt, welche eine Lageänderung der optischen Meßbasiseinrichtung relativ zur Gehäuseeinrichtung und ei ne Druckänderung in der Aufsetzeinrichtung umfaßt.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung die Lageänderung über wenig stens eine Verschiebung der optischen Meßbasiseinrichtung an wenigstens einem Punkt im wesentlichen senkrecht zur Meßfläche erfaßt.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, gekennzeichnet durch eine Aktivierungseinrichtung zum Aktivieren der Meßeinrichtung, wenn eine geeignete Ausrichtung dieser Grundfläche und dieser Meßfläche vor liegt.

13. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Erfassungseinrichtung, welche wenig stens eine Lageänderung der optischen Meßbasiseinrichtung relativ zur Gehäuseeinrichtung erfaßt, wenigstens eine Be stimmungs-Einrichtung umfaßt, welche einer Gruppe von Be stimmungs-Einrichtungen entnommen ist, die Kapazitäts meßeinrichtungen zur Ableitung von Kapazitätsänderungen einer Kondensatoreinrichtung, Induktionsmeßeinrichtungen zur Ableitung von Induktionsänderungen einer Induktions einrichtung, Widerstandsmeßeinrichtungen zur Ableitung von Widerstandsänderungen einer Widerstandseinrichtung, Kraft meßeinrichtungen zur Ableitung von Kraftänderungen an die ser Halteeinrichtung, und dergleichen mehr umfaßt.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung die Druckänderung über den an der Kontaktfläche auftretenden Druck erfaßt, wobei die se Erfassungseinrichtung vorzugsweise als kapazitive und/oder ortsauflösende Erfassungseinrichtung vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung we nigstens eine Lichtschrankeneinrichtung umfaßt, wobei we nigstens eine Lichtschrankeneinrichtung ein Signal aus gibt, wenn wenigstens ein Teil der optischen Meßbasisein richtung eine vorbestimmte Lageänderung erfährt.

16. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Halteeinrichtung diese optische Meßba siseinrichtung mit wenigstens einer Druckeinrichtung in Richtung einer Innenfläche dieser Gehäuseeinrichtung drückt, wobei diese Druckeinrichtung einer Gruppe von Druckeinrichtungen entnommen ist, welche Federeinrichtun gen, Schaum- und Hartschaumeinrichtungen, Gummieinrichtun gen und insbesondere Hartgummieinrichtungen, Spiralfeder einrichtungen und dergleichen mehr umfaßt.

17. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseeinrichtung im Innern eine Querträgerein richtung aufweist, welche wenigstens eine teilweise hohle Zapfeneinrichtung mit darin gelagertem Federelement ent hält, wobei wenigstens ein Federelement gegen ein Teil der optischen Meßbasiseinrichtung drückt.

18. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querträgereinrichtung eine Öffnung enthält, durch die sich ein an der optischen Meßbasiseinrichtung vorgese hener Zapfen ins Innere der Gehäuseeinrichtung erstreckt, und wenigstens eine dieser wenigstens einen Lichtschran keneinrichtung durch eine am Ende des Zapfens angebrachte Scheibeneinrichtung aktiviert wird.

19. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Gehäuseeinrichtung und/oder an der optischen Meßbasiseinrichtung Räder angebracht sind.

20. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbasiseinrichtung weiterhin wenigstens eine Strahlungsquelle aufweist, deren ausgestrahlte Strahlung wenigstens teilweise in einem vorbestimmten Winkel auf die zu messende Oberfläche gerichtet ist.

21. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Gehäuseeinrichtung zum Messen auf die zu messen de Oberfläche aufsetzbar ist, so daß wenigstens ein Teil der Gehäuseeinrichtung in vorzugsweise direktem Kontakt zu der zu messenden Oberfläche ist.

22. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem nicht aufgesetzten Zustand wenigstens ein Teil dieser optischen Meßbasiseinrichtung aus dieser Ge häuseeinrichtung hervorsteht.

23. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Aufsetzen dieser Gehäuseeinrichtung auf die zu messende Oberfläche eine Verschiebung dieser optischen Meßbasiseinrichtung in diese Gehäuseeinrichtung bewirkt wird.

24. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Gehäuseeinrichtung wenigstens eine Gehäusestütz einrichtung umfaßt, wobei diese Gehäusestützeinrichtung im aufgesetzten Zustand in direktem Kontakt mit der zu mes senden Oberfläche ist.

25. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese optische Meßbasiseinrichtung in dieser Gehäuse einrichtung bezüglich wenigstens einer Drehachse ver schwenkbar angeordnet ist.

26. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine dieser wenigstens einen Drehachse im wesentlichen parallel zur zu messenden Oberfläche ausge richtet ist.

27. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Drehachse im wesentlichen senkrecht zu einer Verbindungsstrecke von zwei dieser Stützeinrichtungen die ser optischen Meßbasiseinrichtung ausgerichtet ist, wobei diese Drehachse vorzugsweise im wesentlich in der Mitte zwischen diesen zwei Stützeinrichtungen angeordnet ist.

28. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand dieser Drehachse zur zu messenden Oberflä che kleiner als eine Länge dieser Verbindungsstrecke und bevorzugt kleiner als die Hälfte oder ein Drittel der Län ge der Verbindungsstrecke ist.

29. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse an die ser Führungseinrichtung verschiebbar gehalten wird.

30. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine und vorzugsweise im wesentlichen jede Stützeinrichtung eine Längensteuerungs-Einrichtung auf weist, so daß die Längenausdehnung wenigstens einer Stüt zeinrichtung einstellbar ist.

31. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens zwei Stellen dieser Gehäuseeinrichtung und/oder Meßbasiseinrichtung wenigstens ein Abstand zu dieser zu messenden Oberfläche bestimmbar ist, wobei diese Abstände durch Auswertung der durch wenigstens eine Sende einrichtung ausgestrahlten und von wenigstens einer Emp fangseinrichtung aufgenommenen Signale bestimmbar sind, wobei wenigstens eine dieser Sendeeinrichtungen Signale ausstrahlt, welche einer Gruppe entnommen sind, welche elektromagnetische und Schallwellen umfaßt, und wobei die se Auswertung über eine Methode erfolgt, welche die Metho den Laufzeitmessung, Triangulation und Interferenzauswer tung umfaßt, wobei aus den Abständen ein Maß für eine Krümmung dieser Oberfläche abgeleitet wird.

32. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Musterprojektions-Einrichtung zur Projektion ei nes Lichtmusters auf die zu messende Oberfläche vorgesehen ist, wobei eine Sensoreinrichtung das von der zu messenden Oberfläche reflektierte Licht aufnimmt und durch Auswer tung des Lichtintensitätsprofils ein Maß für eine Krümmung dieser zu messenden Oberfläche in wenigstens einer Rich tung ableitet.

33. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verkippung der Meßbasiseinrichtung bezüglich der zu messenden Oberfläche bestimmbar ist, so daß diese Meß werte korrigierbar sind.

34. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens vier Abstandssensoren derart angeordnet sind, daß wenigstens eine Verkippung der Meßbasiseinrich tung bezüglich der zu messenden Oberfläche bestimmbar ist, und daß eine Wheatstone'sche Brückeneinrichtung vorgesehen ist, deren Ausgangssignale verwendet werden, um die Län gensteuerungs-Einrichtungen dieser Stützeinrichtungen der art zu steuern, daß eine Ausrichtung dieser Grundfläche zu der zu messenden Oberfläche erzielt wird, welche in einem zulässigen Bereich ist.

35. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 38 mit den Schritten:

a) Aufsetzen der Vorrichtung auf die Meßoberfläche;
b) Erfassen einer durch das Aufsetzen der Aufsetzein richtung auf die Meßoberfläche verursachten Zustand sänderung der optischen Meßbasiseinrichtung relativ zu der Gehäuseeinrichtung;
c) Bestimmen, ob die Zustandsänderung eine zulässige Ausrichtung der Grundfläche und der Meßoberfläche an zeigt; und
d) Aktivieren der Messung, wenn die Zustandsänderung in nerhalb eines zulässigen Bereichs der Ausrichtung der Grundfläche und der Meßoberfläche anzeigt.

36. Verfahren nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch den Schritt:
Deaktivieren der Messung, wenn die Zustandsänderung eine vorbestimmte Abweichung von der zulässigen Ausrichtung der Grundfläche und der Meßoberfläche überschreitet.

37. Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, gekennzeichnet durch den Schritt
Ausgeben eines Alarmsignals, wenn die Zustandsänderung eine vorbestimmte Abweichung von der zulässigen Ausrich tung der Grundfläche und der Meßoberfläche überschrei tet.