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Ausführungsformen der Erfindung betreffen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur geometrischen Vermessung bzw. zur Prüfung einer Oberfläche eines Werkstücks, insbesondere zur Erfassung von zumindest einem Abstand eines Werkstücks von einer Messvorrichtung.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Bei der Lasertriangulation wird ein Laserstrahl (bei geringen Anforderungen auch die Strahlung einer Leuchtdiode) auf das Messobjekt fokussiert und einem lichtempfindlichem ortsaufgelösten Detektor (z. B. CCD-Zeile) beobachtet. Ändert sich die Entfernung des Messobjektes vom Sensor, ändert sich der Winkel, unter dem der Lichtpunkt beobachtet wird. Die Abbildung auf den Detektorführt durch den geänderten Winkel zu einer veränderten Position des Abbildes auf dem Detektor. Aus der Positionsänderung wird die Entfernung des Objektes berechnet.
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Beim Detektor handelt es sich um ein lichtempfindliches Element, das eine ortsaufgelöste Messung vornehmen kann, wobei eine Ortsauflösung in zumindest einer Dimension zur Verfügung gestellt ist. Die Ortsauflösung dient dazu die Position des Lichtpunktes im Abbild zu bestimmen. Aus dieser Bildposition wird die Distanz zwischen Sensor und Objekt berechnet.
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Ein Vorteil der Lasertriangulation besteht darin, dass es sich bei der Bildposition um im Wesentlichen trigonometrische Zusammenhänge handelt. Die Messung kann kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich erfolgen und eignet sich somit gut zur Abstandsmessung an bewegten Objekten. Um die Fremdlichtempfindlichkeit und den Einfluss inhomogen reflektierender Oberflächen zu senken, wird der Messpunkt im Allgemeinen möglichst klein und hell sein gewählt. Daher werden in erster Linie Laser als Lichtquelle eingesetzt
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Problem bei der Laser-Triangulation mit kohärentem Licht ist die Einschränkung der Messgenauigkeit durch Speckle-Einflüsse. Speckles beeinflussen zufällig die Intensitätsverteilung bzw. den Intensitäts-Schwerpunkt einer Abbildung von kohärenter Laser-Strahlung. Die Ermittlung des Intensitäts-Schwerpunktes und somit des Abstandmesswertes (bzw. der räumlichen Auflösung) unterliegt deshalb einer Störung durch die Speckles.
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Eine ungewünschte Speckle-Granulierung in Intensitätsverteilungen kann durch den Einsatz eines bewegten Diffusors reduziert bzw. eliminiert werden. Hierbei wird die Ausprägung der Speckles kontinuierlich während der Integrationszeit eines Detektors variiert.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die oben stehenden Probleme des Standes der Technik werden zumindest teilweise gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem Verfahren nach Anspruch 10. Bevorzugte Ausführungen und besondere Aspekte ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Zeichnungen und der Beschreibung.
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Gemäß einer Ausführungsform wird eine Vorrichtung zur Abstandsmessung zu einem Werkstück, insbesondere eine Lasertriangulationsvorrichtung zur Verfügung gestellt. Die Vorrichtung beinhaltet eine Quelle kohärenter Strahlung zur Beleuchtung des Werkstücks entlang einer optischen Achse unter einem ersten Winkel relative zur Oberfläche des Werkstücks, und eine optische Anordnung zur Detektion von durch die Beleuchtung erzeugtem Streulicht, wobei die optische Anordnung das Streulicht unter einem zweiten Winkel relative zur Oberfläche des Werkstücks detektiert und wobei der zweite Winkel vom ersten Winkel abweicht. Die optische Anordnung beinhaltet einen zumindest in einer Dimension ortsauflösenden Detektor zur ortsaufgelösten Detektion des Streulichts und ein Interferometer umfassend zumindest einen beweglich angeordneten Spiegel, der in der optischen Anordnung derart zur Verfügung gestellt ist, um im Strahlengang von zumindest einem Teil des Streulichts zu sein. Durch den optischen Strahlengang des Streulichts über einen beweglichen Spiegel kann eine Phasenverschiebung der Teile des Streulichts relativ zueinander erzeugt werden. Hierdurch kann die Erzeugung von Specke reduziert oder eliminiert werden, was durch herkömmliche Verfahren bei der Lasertriangulation insbesondere bei den auftretenden hohen Messfrequenzen, zum Beispiel von mehreren 10 kHz, nicht möglich war.
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Gemäß einer weiteren modifizierten Ausführungsform beinhaltet das Interferometer weiterhin einen zweiten, ortsfesten Spiegel und einen Strahlteiler, wobei der zweite ortsfeste Spiegel angeordnet ist, um im Strahlengang von zumindest einem zweiten Teil des Streulichts zu sein. Typischerweise kann hierbei der Strahlteiler den ersten Teil des Streulichts und den zweiten Teil des Streulichts erzeugen. Durch die Überlagerung von Signalstreulicht, welches an einem ortsfesten Spiegel reflektiert wird, und Signalstreulicht, welches an einem beweglichen Spiegel reflektiert wird, kann eine Phasendifferenz zwischen jeweiligen Teilen des Signalstreulichts erzeugt werden.
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Gemäß weiter ausgestalteten Ausführungsformen kann die Vorrichtung weiterhin einen Aktuator, insbesondere einen Piezo-Aktuator, beinhalten, wobei der beweglich angeordnete Spiegel durch den Aktuator bewegt wird. Zum Beispiel kann der Aktuator den beweglich angeordneten Spiegel mit einer Schwingungsbewegung bewegen. Die Schwingungsbewegung bzw. die Bewegung mit einem Piezo-Aktuator, zum Beispiel einer Piezo-Keramik oder einem Piezo-Kristall, ermöglicht eine schnelle Bewegung und gut zu realisierende Implementierung der Erzeugung einer Phasendifferenz.
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Gemäß weiteren typischen Ausgestaltungen, kann der Aktuator den beweglich angeordneten Spiegel im Wesentlichen senkrecht zu Spiegeloberfläche bewegen. Dies kann durch eine Bewegung des Spiegels senkrecht zur Spiegeloberfläche geschehen oder auch durch ein Kippen des Spiegels, d. h. eines Anhebens und/oder Absenkens des Spiegels in zumindest einer Kante und in einer Richtung senkrecht zur Spiegeloberfläche.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beinhaltet die Vorrichtung weiterhin eine Steuerung, die angepasst ist den Detektor mit einer vorbestimmten Bildfrequenz auszulesen oder ein Auslesen mit einer vorbestimmten Bildfrequenz zu starten, wobei die Steuerung ferner angepasst ist, die Bewegung des Aktuators mit einer Bewegungsfrequenz, die zumindest das 0,5-fache der Bildfrequenz ist, insbesondere zumindest das 2-fache der Bildfrequenz ist, zu steuern oder die Bewegung mit der Bewegungsfrequenz zu starten. Insbesondere kann die Steuerung das Auslesen und die Bewegung synchronisieren oder den Start des Auslesens und den Start der Bewegung synchronisieren. Beispielhaft kann die Bildfrequenz 20 kHz oder mehr, insbesondere 30 kHz oder mehr, wie zum Beispiel 40 kHz bis 80 KHz betragen. Die schnellere Bewegung des Spiegels, insbesondere synchronisiert, erlaubt eine zuverlässige Reduktion der Speckle.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der beweglich angeordnete Spiegel zumindest um einen Weg von λ/4, insbesondere um einen Weg mit einem Wert im Bereich von λ/2 bis λ bewegbar sein. Zum Beispiel kann der Spiegel zumindest um einen Weg von 200 nm, insbesondere um einen Weg mit einem Wert im Bereich von 300 nm bis 500 nm bewegbar sein. Dies erlaubt eine zur Reduktion der Speckle günstige Phasenverschiebung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Betreiben eines Lasertriangulationssensors zur Abstandsmessung zu einem Werkstück zur Verfügung gestellt, wobei der Sensor mit einer optischen Anordnung zur Detektion von durch eine Beleuchtung erzeugtem Streulicht mit einem zumindest in einer Dimension ortsauflösenden Detektor zur ortsaufgelösten Detektion des Streulichts und einem Interferometer mit zumindest einem beweglich angeordneten Spiegel zur Verfügung gestellt sein kann. Das Verfahren beinhaltet das Beleuchten des Werkstücks entlang einer optischen Achse unter einem ersten Winkel relative zur Oberfläche des Werkstückseine, wobei die das Streulicht zur Verfügung stellende Beleuchtung zur Verfügung gestellt wird und das Bewegen des beweglich angeordneten Spiegels, wobei die Bewegung insbesondere eine Schwingung ist.
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Gemäß einer insbesondere zur Verfügung gestellten Modifikation kann das Verfahren weiterhin beinhalten das Auslesen des Detektor mit einer vorbestimmten Bildfrequenz, wobei die Bewegung des Aktuators des beweglich angeordneten Spiegels mit einer Bewegungsfrequenz, die zumindest das 0,5-fache der Bildfrequenz ist, insbesondere zumindest das 2-fache der Bildfrequenz ist, durchgeführt wird. Insbesondere kann das Auslesen und die Bewegung synchronisiert werden. Gemäß typischen Ausführungsformen, die mit den hier beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden können, wird der beweglich angeordnete Spiegel zumindest um einen Weg von λ/4, insbesondere um einen Weg mit einem Wert im Bereich von λ/2 bis λ bewegbar sein. Zum Beispiel kann der Spiegel zumindest um einen Weg von 200 nm, insbesondere um einen Weg mit einem Wert im Bereich von 300 nm bis 500 nm bewegbar sein. Ferner kann die Bewegung mit einer Frequenz von 50 kHz und mehr insbesondere mit einer Frequenz von 150 kHz und mehr erfolgen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1A und 1B zeigen ein Prinzip eines Lasertriangulationssensors, wie er für Vorrichtungen und Verfahren der hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden kann;
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2 zeigt eine Vorrichtung zur Abstandsmessung zu einem Werkstück, insbesondere eine Lasertriangulationsvorrichtung mit einem beweglichen Spiegel gemäß hier beschriebener Ausführungsformen;
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3 zeigt eine weitere Vorrichtung zur Abstandsmessung zu einem Werkstück, insbesondere eine Lasertriangulationsvorrichtung mit einem beweglichen Spiegel und einer Steuerung gemäß hier beschriebener Ausführungsformen;
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4 zeigt eine noch weitere Vorrichtung zur Abstandsmessung zu einem Werkstück, insbesondere eine Lasertriangulationsvorrichtung mit einem beweglichen Spiegel gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen, wobei ein Kippen des Spiegels dargestellt ist; und
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5 zeigt eine noch weitere Vorrichtung zur Abstandsmessung zu einem Werkstück, insbesondere eine Lasertriangulationsvorrichtung mit einem beweglichen Spiegel gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen, wobei ein 2-dimensionaler ortsaufgelöster Detektor verwendet wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Um die Art und Weise, auf die sich die vorstehend aufgeführten Merkmale der Ausführungsformen der Erfindung im Detail beziehen, durch Bezug auf die Ausführungsformen, wovon einige in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, zu beschreiben, erfolgt eine ausführlichere Beschreibung der vorstehend kurz zusammengefassten Ausführungsformen der Erfindung. Es ist allerdings anzumerken, dass die beigefügten Zeichnungen nur typische Ausführungsformen von dieser Erfindung darstellen und deshalb nicht als deren Umfang einschränkend anzusehen sind, denn die Erfindung kann auch andere gleichermaßen wirksame Ausführungsformen zulassen. Es werden im Allgemeinen für die gleichen oder ähnliche Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Die 1A und 1B zeigen eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 zur Abstandsmessung zu einem Werkstück 2. Typischerweise ist die Vorrichtung ein Triangulationssensor. Die 1A und 1B illustrieren den Einfluss eines Abstands vom Werkstück 2. Hierbei ist in 1A ein Abstand D1A und in 1B ein Abstand D1B eingezeichnet. Eine Quelle 12 kohärenter Strahlung, typischerweise ein Laser, des Triangulationssensors strahlt einen Strahl 13 auf die Oberfläche des Werkstücks 2. Dies geschieht unter einem ersten Winkel. Wie in den 1A und 1B dargestellt, kann dieser typischerweise im Wesentlichen 90° betragen. Eine optische Anordnung detektiert das durch den Laserstrahl 13 hervorgerufene Streulicht. Das Streulicht ist in den 1A und 1B mit dem Bezugszeichen 23 gekennzeichnet. Dieses wird unter einem zweiten Winkel detektiert, wobei der zweite Winkel von dem ersten Winkel der Laserstrahlung 13 abweicht. Gemäß typischen Ausführungsformen wird der zweite Winkel bzw. der Bereich des zweiten Winkels durch den mittleren Strahl des Streulichts, das heißt der Strahl der durch die Mitte der Linse 22 verläuft und der Laserstrahlrichtung, definiert.
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Wie aus einem Vergleich der 1A und 1B ersichtlich ist, ergibt eine Variation des Abstands von D1A zu D1B bzw. einem anderen im Messbereich liegenden beliebigen Wert, eine Änderung des Winkels der Detektionsstreulichts. Typischerweise liegt der zweite Winkel in einem Bereich von 15° bis 40°.
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Ein Triangulationssensor umfasst herkömmlicherweise eine Strahlquelle wie etwa einen Laser und zumindest einen Zeilendetektor (oder einen 2-D auflösenden Detektor wir in 5 dargestellt), auf dem ein von dem Laser angestrahlter Punkt durch eine Linse abgebildet wird. Aus dem Ort auf dem Zeilendetektor, auf den der Punkt abgebildet wird, kann eine Information über die Entfernung zu dem Punkt abgeleitet werden. Die Intensität des zum Triangulationssensor zurückgeworfenen Lichts hat auf die gemessene Entfernung keinen Einfluss.
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Die Linse 22 bildet das Streulicht auf den Detektor 24 ab. Dabei ist der Detektor zumindest in einer Dimension ortsauflösend. Zum Beispiel kann der Detektor eine CCD-Zeile mit Elementen 25 sein, so dass in Abhängigkeit der Belichtung der Elemente 25, z. B. er einzelnen Pixel einer CCD-Zeile, eine ortsaufgelöste Messung des Streulicht vorgenommen werden kann. Durch die Variation des Abstands und der damit verbundenen Änderung des Detektionswinkels ergibt sich eine variierende Position der des Intensitätsschwerpunktes. Jeder Lage des Intensitätsschwerpunktes in der Einheit Pixel kann der Abstand in einer Längeneinheit zugeordnet werden.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen, die mit den hier beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden können, kann im Strahlengang des Streulichts ein schmalbandiger Bandpassfilter (nicht dargestellt) zur Verfügung gestellt werden, der typischerweise auf die Wellenlänge des Laser abgestimmt ist. Somit kann ein Detektor, wie zum Beispiel eine CCD-Zeile, gegen Belichtung mit Licht andere Wellenlängen weitestgehend unempfindlich gemacht werden.
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Gemäß weiteren typischen Ausführungsformen kann auch im Strahlengang der Beleuchtung des Werkstücks 2 ausgehend von der Quelle 12 eine Linse (nicht dargestellt) zur Verfügung gestellt werden, um den Laser strahlt 13 auf die Oberfläche des Werkstücks 2 zu fokussieren. Eine entsprechende Linse kann gegebenenfalls auch in der Quelle 12 bzw. dem Laser integriert sein.
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Bei der Laser-Triangulation, das heißt im Allgemeinen bei einer Triangulation mit einer Quelle kohärenter Strahlung, kann eine Einschränkung der Messgenauigkeit durch Speckle-Einflüsse gegeben sein. Speckles beeinflussen die Intensitätsverteilung der Abbildung des Messpunkts auf den Detektor 24. In anderen Worten wird auf eine zufällige Weise der Intensitätsschwerpunkt des auf den Detektor abgebildeten Streulichts beeinflusst. Diese zufällige Beeinflussung des Intensität-Schwerpunkts führt zu einer zufälligen Fluktuation bei dem durch Auswertung ermittelten Abstandswerts bzw. einer Verringerung der räumlichen Auflösung. Somit unterliegt der Abstandsmesswert bzw. die Auflösung einer Unsicherheit.
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Der Einsatz von bewegten Diffusoren kann für Triangulationssensoren aus mehreren Gründen nicht oder nur mit einem ungenügenden Resultat verwendet werden. Bewegte Diffusoren reduzieren bzw. eliminieren zwar das Vorhandensein eines Speckle-Musters. Bei bewegten Diffusoren kann die Ausprägung der Speckles kontinuierlich während der Integrationszeit eines Detektors variiert werden. Hierbei können jedoch die für Lasertriangulationssensoren heutzutage gewünschten sehr hohen Messfrequenzen kaum oder nicht realisiert werden. Ferner beeinträchtigt ein Diffusor im Strahlengang die Abbildung entweder im Beleuchtungsstrahlengang oder im Detektionsstrahlengang.
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Gemäß Ausführungsformen der Beschreibung kann durch kohärente Überlagerung eines Specklemusters mit einer Referenzwelle die Ausprägung eines subjektiven Speckle-Musters in Abhängigkeit von der Phasendifferenz des Specklemusters zur Referenzwelle beeinflusst werden. Wird die Phasendifferenz zum Beispiel um π (pi) variiert, so ergibt sich ein nicht-korrelierendes neues Specklemuster. Durch kontinuierliche Phasendifferenz-Änderung während der Belichtungszeit eines Detektors, kann der Speckle-Einfluss herausgemittelt werden. Somit kann der Einfluss der Speckles, der der eigentlichen Abbildung auf dem Detektor überlagert ist, d. h. eine Peak-Abbildung des durch den Laserstrahl auf der Oberfläche des Werkstücks erzeugten Messpunkts, reduziert werden oder eliminiert werden.
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2 zeigt eine Vorrichtung 100 zur Abstandsmessung zu einem Werkstück 2, insbesondere einen Laser-Triangulationssensors. Eine Quelle 12 kohärenter Strahlung, z. B. ein Laser, emittiert einen Laserstrahl 13, der in 2 beispielhaft mittels einer Linse 14 auf das Werkstück 2 bzw. dessen Oberfläche fokussiert wird. Analog zu den 1A und 1B wird Streulicht 223 unter einem Winkel detektiert, der von dem Winkel des einstrahlenden Laserlichts abweicht. Die Linse 22 bildet den Messpunkt auf der Oberfläche des Werkstücks 2 auf den Detektor 24 ab.
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Gemäß typischen Ausführungsformen ist der Detektor 24 zumindest in einer Dimension ortsauflösend. Der Detektor kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: einer CCD-Zeile, einer ortsauflösenden Fotodiode, einem Array von Fotodioden, einem CCD-array, einem CMOS Sensor, oder spezifischen Arten von CCD-Sensoren.
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Die in 2 dargestellte Ausführungsform beinhaltet einen Strahlteiler 222, so dass ein Teil des Streulicht 223 auf einen ortsfesten Spiegel 212 gelenkt wird. Der ortsfeste Spiegel 212 reflektiert diesen Teil des Streulichts. Der am Spiegel 212 reflektierte Teil des Streulichts wird über den Strahlteiler 222 auf den Detektor 24 gelenkt. Weiterhin lenkt der Strahlteiler 222 einen weiteren Teil des Streulichts auf den beweglich angeordneten Spiegel 214. Das an dem beweglich angeordneten Spiegel 214 reflektierte Streulicht wird durch den Strahlteiler hindurch auf den Detektor 24 gelenkt. Gemäß typischen Ausführungsformen ist der beweglich angeordnete Spiegel 214 an einem Aktuator angebracht, der den Spiegel 214 bewegt. Typischerweise bewegt sich der Spiegel 214 hierbei hin und her, d. h. es wird eine Schwingungsbewegung durch den Aktuator 216 erzeugt.
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Gemäß typischen Ausführungsformen kann der Aktuator eine Piezo-Keramik oder ein Piezo-Kristall sein. Weiterhin bewegt sich der beweglich angeordnete Spiegel 114 typischerweise im Wesentlichen in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Spiegels. Hierdurch wird die optische Weglänge für den Teil des Streulichts 223, der an dem beweglich angeordneten Spiegel 114 reflektiert wird verändert, insbesondere im Vergleich zu dem anderen Teil des Streulicht, der am ortsfesten Spiegel 212 reflektiert wird. Durch die Veränderung der optischen Weglänge wird eine Phasendifferenz zwischen Teilen des Streulichts erzeugt. Durch Erzeugung einer geeigneten Phasendifferenz, wie Sie unter anderem in Bezug auf 3 beschrieben wird, kann der Einfluss von Speckles reduziert oder eliminiert werden. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann eine Phasendifferenz auch durch die Bewegung von zwei Spiegeln erfolgen, wobei hierbei typischerweise eine Synchronisierung der beiden Bewegungen der beiden Spiegel zur Verfügung gestellt wird. Ferner können in der in 2 dargestellten Ausführungsform die beiden Spiegel ihre Rollen vertauschen, so dass der Spiegel 212 an einem Aktuator angebracht ist, und somit beweglich angeordnet ist, während der Spiegel 214 ortsfest montiert ist.
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3 zeigt einen Ausschnitt der optischen Anordnung zur Detektion des Streulichts 223. Ferner zu 2 ist die Bewegung des beweglich angeordneten Spiegels 214 durch den Doppelpfeil 215 dargestellt. Darüber hinaus zeigt 3 eine Steuerung 330 die über Signalleitungen mit dem Detektor 24 und dem Aktuator 216 verbunden ist.
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Durch die Steuerung 330 kann die Messfrequenzen bzw. die Bildfrequenz, mit der der Detektor 24 ausgelesen wird und die Frequenz mit der der Aktuator 216 den Spiegel 214 bewegt in Relation gesetzt werden, insbesondere synchronisiert werden.
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Gemäß typischen Ausführungsformen beträgt die Bildfrequenz einer Vorrichtung zur Abstandsmessung 10 kHz oder mehr, insbesondere 30 kHz oder mehr, weiterhin insbesondere 40 kHz oder mehr, z. B. 40 kHz bis 80 kHz. Der Aktuator wird typischerweise mit einer Frequenz von zumindest der halben Bildfrequenz oder zumindest dem zweifachen der Bildfrequenz bewegt. Hierbei wird insbesondere eine Bewegung hervorgerufen, die eine Phasenverschiebung von π erzeugt. Zum Beispiel wird der Spiegel bewegt, um eine Änderung der optischen Weglänge um 200 nm oder mehr, insbesondere um einen Weg mit einem Wert im Bereich von 300 nm bis 500 nm zu erzeugen.
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Gemäß typischen Ausführungsformen, kann das Auslesen des Detektors 24 und die Bewegung des Spiegels 214 mittels des Aktuators 216 synchronisiert werden. Hierbei können einzelne Auslesevorgänge mit Bewegungen synchronisiert werden oder eine Sequenz von Auslesevorgängen mit den Bewegungen synchronisiert werden.
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Typischerweise kann bei einer Synchronisierung dem Auslesevorgang des Detektors 24 eine höhere Priorität zugeordnet werden, so dass im Falle einer zu korrigierenden Synchronisierung, die Bewegung dem Auslesevorgang angepasst wird.
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4 zweigt eine weitere Ausführungsform, die mit den hier beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden kann. In 4 wird im Unterschied zu 3, der Spiegel 214 gekippt. D. h. eine Bewegung findet nur beispielhaft nur an einem Ende des Spiegels statt bzw. eine Position des Spiegels bleibt im Wesentlichen ortsfest. Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Bewegung des Spiegels auch durch eine Rotation beschrieben werden, die eine Verkippung der Wellenfronten der Teilstrahlen und somit ebenfalls eine Phasendifferenz hervorruft.
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Gemäß typischen Ausführungsformen kann das Kippen bzw. die Rotation um eine Achse erfolgen, die parallel zur Richtung der Ortsauflösung des Detektors ist. Hierbei kann zum Beispiel bei Verwendung einer CCD-Zeile bewirkt werde, dass die Kippbewegung zu einer Bewegung der Abbildung innerhalb eines Elements bzw. Pixels entlang der Pixelhöhe erfolgt. Dabei ist die Pixelhöhe senkrecht zur Richtung der Ortsauflösung. Eine Bewegung der Abbildung in Richtung der Pixelbreite, d. h. in Richtung zum benachbarten Element des Detektors kann zu einer Modulation bzw. Verschmierung des Messsignals führen. Wie in Bezug auf 5 unten deutlich wird, kann aber auch eine solche Bewegung um eine Achse die zum Beispiel senkrecht zu einer Richtung der Ortsauflösung erfolgen. Gemäß weiteren Optionen kann auch eine Kombination aus Translation und Rotation zur Erzeugung der Phasenverschiebung verwendet werden.
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5 zeigt eine weitere Ausgestaltung gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen. Als weitere Modifikation, die mit den hier beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden kann, wird anstelle eines im Wesentlichen runden Strahls von kohärentem Licht, wobei ein Messpunkt auf dem Werkstück 2 erzeugt wird, eine linienförmig emittierende Strahlquelle 513 verwendet, zum Beispiel in Form eines Linienlasers. Es wird eine auf den Messbereich des Sensors fokussierte Linie zur Verfügung gestellt, so dass eine weiter Dimension hinzugefügt werden kann, d. h. der Abstand des Werkstücks zu dem Sensor wird nicht lediglich an einem Ort bestimmt, sondern entlang der Linie. Die Ortsauflösung entlang der Linie wird detektorseitig durch einen Detektor 524 zur Verfügung gestellt, wobei zum Beispiel ein CCD-Array oder ein anderes Array verwendet wird.
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Obwohl das Vorstehende auf Ausführungsformen der Erfindung gerichtet ist, lassen sich andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung ohne von deren grundlegendem Umfang abzuweichen vorstellen, und deren Umfang ist durch die folgenden Ansprüche bestimmt.
