DE3613209C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer optischen Oberflächenprofil- Meßeinrichtung, umfassend ein messendes, lichtprojizierendes optisches System, das eine Lichtquelle, eine Kollimatorlinse, einen Polarisationsstrahlteiler, eine 1/4-Wellenplatte und eine Objektivlinse zur Projektion eines Meßlichtes auf eine zu messende Oberfläche einschließt; ein Lichtübertragungs­ system, welches die Objektivlinse, die 1/4-Wellenplatte, den Polarisationsstrahlteiler und einen ersten Strahlteiler einschließt und zur Übertragung des von der gemessenen Oberfläche reflektierten Lichts dient; ein erstes Erfassungssystem, das Grenzwinkelprismen und eine Anzahl von Photosensoren einschließt, die angeordnet sind, das reflektierte Licht, welches den Polarisationsstrahlteiler durchlaufen hat und weiterhin vom Strahlteiler geteilt ist, zu empfangen und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Abstand des zu messenden Teils der Oberfläche von der Fokusposition in Richtung der optischen Achse zu erzeugen, und bezieht sich auf eine optische Oberflächenprofil- Meßeinrichtung zur berührungslosen Messung solcher Kleinstabstufungen, wie der Oberflächenrauhigkeit oder Stufenhöhe von Werkstücken.

Mit der Entwicklung der Präzisionsarbeitstechnik haben Produkte und Teile mit kleinstprofilierter Oberflächen­ bearbeitung erheblich zugenommen. Es kann davon ausgegan­ gen werden, daß solche Oberflächen von Großintegrationen, Diffraktionsgittern, optischen Scheiben und Rauhigkeits- Standardteilen typische Beispiele serienmäßiger Kleinst­ profile sind. Auch Stufenhöhen, gebildet durch Ätzung auf Silizium-Mikroplatten, Querschnitte rillenförmiger Kerbungen auf Aluminium- und Spiegeloberflächen, erzeugt durch superpräzise arbeitende Strahlflächen, können als Kleinstprofile angesehen werden. Beispielsweise hat die Oberflächenrauhigkeit einer durch Diamantenbohrkronen superpräzise bearbeiteten Oberfläche Submikrone erreicht. Auch die Oberflächenrauhigkeit wie von Laserscheiben, Laser­ platten, Magnetbändern oder Filmen liegt im selben Bereich.

Solche Oberflächenrauhigkeit und Obflächenstufenhöhe werden im wesentlichen mit einer Kontaktnadel-Meßeinrichtung gemessen.

Jedoch werden die meisten dieser Erzeugnisse und Teile als unmittelbar für den Verkauf vorgesehene Güter hergestellt, und es ist wünschenswert, wenn die Möglich­ keit gegeben ist, solche Kleinstprofile der Oberfläche ohne Verschrammung derselben zu messen. Weiterhin werden die Meßergebnisse oft als Bezugsdaten für die Bearbeitung und Messung im nächsten Stadium oder als Daten für die Geschäftsabwicklung der Erzeugnisse benutzt. Um daher solchen Anforderungen zu entsprechen, werden berührungslose Meßgeräte entwickelt. Als am praktischsten von ihnen wird eine optische Ausführungs­ form angesehen. Verschiedene Typen optischer Meßgeräte werden in Betracht gezogen. Meßgeräte, die eine Brennpunkt- Ermittlungsausführung anwenden, sind, als die Möglichkeit einer Verbesserung der Meßgenauigkeit und einer kleinen Bauweise aufweisend, zu erwähnen. Zu ihnen gehören Geräte, welche Grenzwinkelmethoden und Astigmatismus­ methoden anwenden.

Zunächst wird als Beispiel ein Gerät, welches die Grenzwinkelmethode anwendet, in Fig. 1 gezeigt. Hier wird ein Laserstrahl von einer Laserdiode 1 auf ein Muster 6 durch eine Kollimator-Linse 2, einen Polarisa­ tionsstrahlenteiler 3, eine 1/4-Wellenplatte und eine Objektivlinse 5 projiziert; der reflektierte Strahl tritt durch die Objektivlinse 5, die 1/4-Wellenplatte 4, den Polarisationsstrahlteiler 3 und den Strahlteiler 7 in ein Grenzwinkel­ prisma 8 und 9 (Prisma mit Parallelversetzung) ein, und der vom Grenzwinkelprisma 8 oder 9 reflektierte Strahl tritt in der Anordnung in zwei Photodioden 10 und 11 oder 12 und 13 ein (Fig. 2A,2B und 2C). Falls sich die gemessene Oberfläche des Musters 6 in einer Brennpunkt­ position der Objektivlinse 5 befindet, wird der von der gemessenen Oberfläche reflektierte Strahl durch die Objektivlinse 5 zu einem parallelen Strahl ausgerich­ tet und tritt in das Grenzwinkelprisma 8 oder 9 ein. Zu diesem Zeitpunkt wird, falls das Grenzwinkelprisma 8 oder 9 so eingestellt ist, daß der Einfallstrahl gerade in der Nähe des Grenzwinkels auftreffend ist, ein Strahl derselben Lichtstärke die beiden Photodioden 10 und 11 bzw. 12 und 13 erreichen, wie in Fig. 2B gezeigt ist. Falls die gemessene Oberfläche in einer Position näher zur Objektivlinse 5 als die Brennpunkt­ position ist, wird der reflektierte Strahl durch die Objektivlinse 5 geleitet, wird dann zu einem zerlegten Strahl werden und wird auf das Grenzwinkelprisma 8 oder 9 auftreffen. Zu diesem Zeitpunkt wird, da der Einfallwin­ kel auf beiden Seiten der optischen Achse unterschiedlich ist, der Teil des Strahles auf der Seite, die nicht den Bedingungen der totalen Reflexion entspricht, das Prisma 8 oder 9 verlassen, aber der Teil des Strahles auf der Seite, die der totalen Reflexion entspricht, wird reflektiert und daher wird, wie in Fig. 2A gezeigt, nur eine kleine Strahlenmenge die Photodiode 10 oder 12 erreichen, aber eine ausreichende Strahlenmenge wird die Photodiode 11 oder 13 erreichen.

Falls im Gegensatz zum Vorstehenden die gemessene Oberfläche in einer Position weiter weg von der Objektiv­ linse 5 als die Brennpunktposition ist, wie in Fig. 2C gezeigt, wird eine ausreichende Strahlenmenge die Photodiode 10 oder 12 erreichen, aber nur eine kleine Strahlenmenge wird die Photodiode 11 oder 13 erreichen. Daher wird es möglich sein, wenn das Muster 6 in die durch die Pfeile in Fig. 1 gekennzeichneten Richtungen bewegt und abgetastet wird, wobei die Ausgabe- Differenz zwischen den Dioden 10 und 11 bzw. 12 und 13 abgelesen wird, die Oberflächenrauhigkeit und die feine Stufenhöhe der gemessenen Oberfläche zu messen.

Als eine Oberflächenprofil-Meßeinrichtung, welche die Astigmatismusmethode anwendet, wird als Beispiel ein Gerät in Fig. 3 gezeigt. In diesem Fall tritt ein Laserstrahl von einer Laser-Lichtquelle 14 durch ein Teilfilter 15 in einen Polarisationsstrahlteiler 16 ein und wird dann durch eine 1/4-Wellenplatte 17 und eine Objektivlinse 18 auf ein Muster 19 projiziert; der reflektierte Strahl tritt durch die Objektivlinse 18, die 1/4-Wellenplatte 17, den Polarisationstrahlteiler 16 und den Strahteiler 20 in eine Zylinderlinse 21 oder 22 ein, und der Strahl, derartig gesammelt, um durch die Zylinderlinse 21 oder 22 einen Astigmatis­ mus zu erzeugen, tritt in einen Detektor 23 oder 24 ein (Fig. 4A, 4B und 4C), welcher aus vier Photodioden 25, 26, 27 und 28 in der Anordnung besteht. In diesem optischen System wird, da ein Astigmatismus vorhanden ist, falls ein von der Laserlichtquelle ausgehendes Punktbild auf die gemessene Oberfläche des Musters 19 einfällt, der Umriß des auf dem Detektor 23 oder 24 gebildeten Punktbildes, nachdem es auf der gemessenen Oberfläche reflektiert wurde, wie in Fig. 4A,4B und 4C gezeigt, vor oder hinter dem Brennpunkt deformiert. Wenn das Bild von den Photodioden 25, 26, 27, 28 aufgefangen wird und als ( V ₂₅ + V ₂₇)-(V ₂₆+V ₂₈) errech­ net wird, und während die Werte abgelesen werden und das Muster 19 in die durch die Pfeile angegebenen Richtungen bewegt wird, um abgetastet zu werden, ist es möglich, die Oberflächenrauhigkeit und die feine Stufenhöhe der gemessenen Oberfläche zu messen, wobei V ₂₅, V ₂₆, V ₂₇ und V ₂₈ die Ausgabe der Detektoren 25, 26, 27 und 28 darstellen.

Nun kann in einer derartigen optischen Oberflächenpro­ fil-Meßeinrichtung, welche die oben erwähnte Grenzwinkel­ methode anwendet, ein hohes Auflösungsvermögen von ungefähr 1 µm beibehalten werden, jedoch ist es nur in einem Bereich von ungefähr ± 1 µm möglich, daß eine Linearität zwischen der Stufenänderung und dem Output gegeben ist. Daher haben sich Probleme dahingehend ergeben, daß im Fall zu allererst der Detektorkopf in einem Bereich von nur 2 µm eingestellt werden muß, daß, falls Ungleichförmigkeiten oder Uneben­ heiten von mehr als ± 1 µm auf der Oberfläche des zu messenden Objektes vorhanden sind, sich die gemessene Oberfläche außerhalb des Meßbereiches befindet und nicht automatisch gemessen werden kann, und daß eine optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung, welche sich der oben erwähnten Astigmatismus-Methode bedient, einen weiten Meßbereich von mehr als mehreren Zehnteln von µm hat, jedoch nur ein geringes Auflösungsvermögen aufweist.

Andererseits gibt es in einer optischen Oberflächenprofil­ Meßeinrichtung, welche die oben erwähnte Grenzwinkel­ methode als eine Methode zur Erweiterung des Meßbereiches anwendet, eine Methode, bei welcher die Objektivlinie durch eine Linse mit einer kleinen numerischen Apertur (NA) tiefer Fokaltiefe und kleiner Vergrößerung ersetzt wird. Jedoch wird in einem solchen konventionellen Objektivlinsen-Austauschsystem, beispielsweise einem Revolversystem, der Objektivlinsenteil außerordentlich groß, das Zentrum kann leicht verschoben werden, und es ist schwierig, den Abgleich in erforderlicher Genauig­ keit zu halten. Auch in einem System, welches eine einzige Objektivlinse austauscht, ist es schwierig, das Zentrum mit hoher Präzision beizubehalten und den Abgleich in erforderliche Genauigkeit zu bewahren. Die Arbeit des Austauschens der Objektivlinse ist kompliziert. Insbesondere ist es sehr schwierig, Messungen während der Bearbeitung auszuführen. Außerdem ist es mühselig, eine Vielzahl von Oberflächenprofil- Meßvorrichtungen vorzubereiten, die unterschiedlich im Auflösungsvermögen und im gemessenen Bereich sind und die Oberflächenprofil-Meßvorrichtung in Reaktion auf das zu messende Objekt auszutauschen. Auch wenn das gemessene Objekt dasselbe ist, wird es im wesentlichen unmöglich sein, dieselbe Stelle zu messen. Der wirtschaftliche Ver­ lust ist gegeben.

Weiterhin ergibt sich bei einer solchen optischen Ober­ flächenprofil-Meßeinrichtung, welche die oben erwähnte Grenzwinkelmethode anwendet, das Problem, daß, wenn die Neigung der gemessenen Oberfläche größer als ein Maximum von ± 5° ist, die Messung nicht erfolgen kann. Generell ergibt sich im Falle der Benutzung einer solchen Oberflä­ chenprofil-Meßvorrichtung die Notwendigkeit, eine Serie von Daten aufzunehmen, während die Oberfläche des zu mes­ senden Objektes, wie oben beschrieben, kontinuierlich gemessen wird. Jedoch treten auf der Oberfläche des zu messenden Objektes immer wiederkehrende Bildungen von Welligkeit und Vibrationen auf; und auch die Neigung der zu messenden Oberfläche kann in den meisten Fällen nicht negiert werden. Probleme haben sich in solchen Fällen auf­ grund des Vorstehenden ergeben, nämlich, daß es schwierig ist, mit der Messung fortzufahren. Weiterhin hat sich ein Problem ergeben, daß der eingestellte, zulässige Winkelbereich der gemessenen Oberfläche so gering ist, daß - falls eine solche Struktur der wie oben erwähnten, gemessenen Oberfläche in Betracht zu ziehen ist - bei Beginn der Messung ein kom­ plizierter Einstellvorgang zu praktizieren ist, und eine kontinuierliche Messung, wie die Messung während der Bearbeitung, erschwert wird. Auch in der Messung der Profile im abgeneigten Teil solcher Muster mit Stufenhöhen, wie bei Abgußformen hoher Integration und der überwachung des Ober­ flächenprofils solcher Werkstücke, die von sich aus einen geneigten Aufbau haben, wie beispielsweise äußerst präzise Lager, ergab sich die kontaktfreie, hochsensitive Messung als Notwendigkeit. Jedoch ergab sich ebenfalls als Problem, daß konventionelle, optische Oberflächen-Meßeinrichtungen solch vielfachen Anforderungen nicht nachkommen können.

Es sind neben den bereits erörterten Vorrichtungen verschiedene weitere Vorschläge bekannt geworden.

So ist eine Vorrichtung zur Fokussierung bzw. Nachführung einer optischen Scheibe in einem Gerät zur Feststellung einer Position eines optischen Abtasters vermittels eines Informationssignales unter Anwendung der optischen Scheibe bekannt. Eine Fokussierung für die Messung einer oberflä­ chigen Rauhigkeit ist jedoch nicht vorgesehen (US-PS 45 01 493).

Bei einer anderen bekannten Meßeinrichtung wird, um die Lichtmenge entsprechend dem Umfang eines Musters zu variieren, die Querschnittsfläche eines Lichtbündels variabel gestaltet, wobei das auf die zu messende Fläche reflek­ tierte Licht regelmäßig verringert wird. Eine Veränderung des Meßbereiches in Übereinstimmung mit der Veränderung der numerischen Apertur des auf den Meßpunkt projizierten Licht­ bündels gibt es hierbei nicht (DE-OS 28 54 057).

Bei einer weiteren bekannten Meßeinrichtung werden zwei visuelle Feldbereiche einer Gesamt- und einer lokalen Veränderung zur Messung verwendet, und es wird aufgrund eines weiten Bereiches des visuellen Feldes eine Schlitzbild­ projektion und -erfassung vorgenommen (US-PS 37 61 179).

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die leicht im Meßbereich eines Detektorkopfes eingestellt werden kann, während ein hohes Auflösungsvermögen gewährleistet bleibt und die jeder­ zeit selbsttätig die zu messende Oberfläche mißt, unabhängig vom jeweiligen Oberflächenzustand.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekenn­ zeichneten Merkmale gelöst.

Dabei ist eine Anordnung vorgesehen, worin - wie in Fig. 5 gezeigt - eine Oberflächenprofil-Meßeinrichtung mit einem weiten Meßbereich koaxial mit einer Oberflächenprofil- Meßeinrichtung mit einem hohen Auflösungsvermögen vor­ gesehen ist, so daß derselbe zu messende Abschnitt gleich­ zeitig mit einer Vielzahl von Oberflächenprofil-Meßein­ richtungen gemessen werden kann, oder, wie in Fig. 9 gezeigt, der Meßbereich der Oberflächenprofil-Meßeinrich­ tung mit einem hohen Auflösungsvermögen zeit-aufgeteilt gestreckt ist, so daß derselbe zu messende Abschnitt gleich­ zeitig mit einer Vielzahl von Meßbereichen gemessen werden kann, und ein Detektorkopf kann durch Benutzung eines Ober­ flächenprofil-Auffangsignals im dadurch erhaltenen weiten Meßbereich eingestellt werden, und die relativen, d. h. die aufeinander bezogenen Positionen des Detektorkopfes und eines Objektträgers, der das zu messende Objekt trägt, werden durch Benutzung besagter Oberflächenprofil-Auf­ fangsignale gesteuert. Der Vorteil liegt darin, daß eine Vielzahl gemessener Werte dadurch gleichzeitig erhalten wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im hinteren Teil einer Objektivlinse eine Einrichtung zur Variierung einer numerischen Apertur vorgesehen, so daß die numerische Apertur auf der Eintrittsseite zur Oberfläche des zu messenden Objektes und das Auflösungsvermögen und der Meßbereich dadurch nach Belieben eingestellt werden können. Somit besteht keine Notwendigkeit, eine Vielzahl von Oberflächenprofil-Meßeinrichtungen für den entspre­ chenden Gebrauch separat einzustellen; das zu messende Objekt kann im wesentlichen gleichzeitig in verschiedenen Bereichen gemessen werden, und es wird somit ein optisches Oberflächenprofil-Meßgerät erhalten, das ebenfalls für Messungen während der Bearbeitung angewandt werden kann.

Nach einer anderen, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Lichtempfangsblende zwischen einem Polarisationsstrahlteiler und einer Erfassungseinrichtung vorgesehen, und die numerische Apertur auf der Erfassungsseite wird kleiner als die numerische Apertur des in die Oberfläche des zu mes­ senden Objektes eintretenden Strahles gemacht, so daß, auch wenn die zu messende Oberfläche geneigt ist, die festzustellenden Strahlungs­ mengen nicht unausgeglichen sein können. Somit können, sogar falls sich die zu messende Oberfläche zur opti­ schen Achse neigt, die gemessenen Ergebnisse beeinflußt werden. Somit wird eine Oberflächenprofil-Meßeinrichtung realisiert, welche für die Messung oder Überwachung von derartigen Oberflächen eingerichtet ist, wie Ober­ flächen, die vibrieren, oder Welligkeiten, ein Profil eines abgeschrägten Abschnittes einer Oberfläche mit Stufenhöhen, eine asphärische Linsenoberfläche und Oberflächen höchst präziser Lager aufweisen. Auch wenn das zu messende Objekt auf einem Objektträger mehr oder weniger schräg gestellt eingestellt wird, wird sich im wesentlichen dadurch kaum ein Einfluß bemerkbar machen. Daher wird es keiner komplizierten Handhabe bedürfen, das zu messende Objekt einzustellen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 die Ansicht eines optischen Systems eines Beispiels einer bekannten optischen Oberflächen­ profil-Meßeinrichtung, bei der die Grenzwinkelmethode angewendet wird,

Fig. 2A, 2B und 2C Ansichten, die die Lichtempfangs­ stadien auf den Photodioden in Fig. 1 zeigen,

Fig. 3 die Ansicht eines optischen Systems eines Beispiels einer bekannten optischen Oberflächenprofil- Meßeinrichtung, bei der die Astigmatismusmethode ange­ wendet wird,

Fig. 4A, 4B und 4C Ansichten, die Lichtempfangs­ stadien auf den Photodioden in Fig. 3 zeigen,

Fig. 5 eine Ansicht eines optischen Systems einer ersten Ausführungsform einer optischen Oberflächenprofil- Meßeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 eine für das optische System gemäß Fig. 5 verwendete Schaltung,

Fig. 7A, 7B, 7C und 7D Ansichten von von der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhaltenen Oberflächenprofil-Auffangssignalen,

Fig. 8 eine Ansicht eines optischen Systems einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 eine Ansicht eines optischen Systems einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer in der dritten Ausführungsform verwendeten Strahlen­ gangbegrenzungseinrichtung,

Fig. 11 ein Blockschaltbild einer für das optische System gemäß Fig. 9 verwendeten Schaltung,

Fig. 12 eine Ansicht eines optischen Systems einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Bei­ spiels einer in der vierten Ausführungsform verwendeten Strahlengangbegrenzungseinrichtung,

Fig. 14 eine Grafik, die die Beziehungen zwischen der Stufenhöhe und dem Output in der vierten Ausfüh­ rungsform wiedergibt,

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Beispiels einer in der vierten Ausführungsform verwen­ deten Strahlengangbegrenzungseinrichtung,

Fig. 16 ein Blockschaltbild eines Signalverarbeitungs­ systems, das in der vierten Ausführungsform zusammen mit der Strahlengangbegrenzungseinrichtung der Fig. 15 verwandt wird,

Fig. 17 eine Tabelle, die die Verbindungen zwischen der numerischen Apertur und der messenden Lichtfleck- Größe wiedergibt,

Fig. 18 und 19 perspektivische Ansichten von weite­ ren bzw. anderen Beispielen der Strahlengangbegrenzungs­ einrichtung,

Fig. 20 eine Ansicht eines optischen Systems einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 21 eine Ansicht eines optischen Systems einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 22 eine Ansicht eines optischen Systems einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 23A, 23B und 23C erläuternde Ansichten, die Variationen des eintretenden Strahls und des reflektier­ ten Strahls auf der gemessenen Oberfläche wiedergeben,

Fig. 24 eine Ansicht eines optischen Systems einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 25 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer in der siebenten und achten Ausführungsform verwendeten Aperturblendeneinrichtung,

Fig. 26 ein Blockschaltbild eines in der achten Ausführungsform benutzten elektrischen Steuerungskreis­ teils und

Fig. 27 eine erläuternde Ansicht, die die durch die Schrägstellung der gemessenen Oberfläche bewirkte Verschiebung des reflektierten Strahls wiedergibt.

In folgendem sollen im einzelnen Ausführungsbeispiele erläutert werden, wobei dieselben Bezugsziffern für dieselben Teile wie in den voraufer­ wähnten konventionellen Beispielen verwendet werden.

Fig. 5 bis 7 zeigen ein optisches System, eine Schaltung und Stufenhöhenerfassungssignale einer ersten Ausfüh­ rungsform einer optischen Oberflächenprofil-Meßeinrich­ tung. Danach ist ein Strahlteiler 30 zwischen einem Polarisationsstrahlteiler 3 und einem Strahlteiler 7 des vorher erwähnten konventionellen Beispiels ange­ ordnet, wobei die Grenzwinkelmethode angewandt wird, so daß ein Teil des von der Oberfläche eines zu messenden Objektes 6 reflektierten Strahles geführt werden kann und eine Zylinderlinse 21 ist in der optischen Achse angeordnet bzw. eine Zylinderlinse 21 wird auf die optische Achse eingestellt, so daß der Strahl auf einem viergeteilten Photosensor 23 abgebildet wird. Dabei sind mit 31 und 32 zwei geteilte Photosensoren bezeichnet, die jeweils hinter Grenzwinkelprismen 8 und 9 angeordnet sind. Das Output-Signal des viergeteilten Photosensors 23 gelangt durch einen Operationsverstärker 33 und einen Kompensations­ stromkreis 34 zu einem Servo­ kraftverstärker 35, so daß ein Servomotor 37 zur Auf­ und Abbewegung eines Objektträgers 36 (in Richtung der Z-Achse) durch die Ausgabesignale des Verstärkers 35 gesteuert werden kann. Auf der anderen Seite werden die Ausgabesignale des zweigeteilten Sensors 31 und 32 durch Funktionsverstärkersysteme 38 bzw. 39 in eine Additionsschaltung 40 und durch einen Ausgleichs-Schaltkreis 41 an eine Verschiebungs­ ausgabeeinrichtung gegeben. Der Objektträger 36 wird ebenfalls durch ein X-Achsen-Richtungsantriebssystem 43 in X-Achsenrichtung angetrieben und seine Verschiebung wird durch einen Verschiebungssensor 44 festgestellt und wird an die Verschiebungsausgabeeinrichtung übertragen. Nebenbei gesagt stellt das Bezugszeichen 45 einen Detektorkopf einschließlich des optischen Systems der Fig. 1 dar.

Da die erste Ausführungsform wie oben beschrieben ausgebildet ist, wird ein Teil des vom Muster 6 reflek­ tierten Strahles durch den Strahlteiler 30 nach außen geführt, wird von der Zylinderlinse 21 auf dem Photosen­ sor 23 abgebildet und wird auf der Grundlage des Prinzips der oben erwähnten Astigmatismusmethode ein Signal erzeugen. Das vom viergeteilten Photosensor 23 erhaltene Brennpunktfehlersignal wird durch den Funktionsver­ stärker 33 und den Ausgleichs-Schaltkreis 34 verar­ beitet und wird in den Kraftverstärker gegeben, und der Objektträger-Servomotor 37 wird durch das Ausgabe­ signal des Kraftverstärkers 35 gesteuert. Daher wird ein mit der Oberflächenprofil-Meßeinrichtung von hohem Auflösungsvermögen durch die Grenzwertmethode gemes­ senes Oberflächenareal gleichzeitig mit der Oberflä­ chenprofil-Meßeinrichtung weiten Meßbereiches durch die Astigmatismusmethode gemessen. Falls der Detektor­ kopf 45 im wesentlichen auf die Zentralposition des Meßbereiches eingestellt wird, indem das Verschiebungs­ feststellungssignal benutzt wird - da der Meßbereich weit ist - ist es einfach, den Detektorkopf 45 einzu­ stellen. Da die relativen, zueinander im Verhältnis stehenden Positionen des Musters 6 auf dem Objekt­ träger 36 und des Detektorkopfes 45 jederzeit innerhalb des Meßbereiches der Oberflächenprofil-Meßeinrichtung hohen Auflösungsvermögens durch Rückkopplung des Ver­ schiebungsfeststellungssignals gehalten werden, falls die Messung in Z-Achsenrichtung durch die Grenzwert­ methode erfolgt, während der Objektträger 36 in X- Richtung bewegt wird, wobei die Positionen in der X-Achsen-Richtung des Objektträgers mit dem Ver­ schiebungssensor 44 überwacht werden, ist es sogar möglich, die Oberfläche eines Musters mit ausgedehnten, sich langsam ändernden Oberflächenunregelmäßig­ keiten mit hohem Auflösungsvermögen automatisch zu messen.

Es muß nicht besonders erwähnt werden, daß - falls die Ausgabe des Ausgleichs-Schaltkreises 34 an die Verschiebungs-Ausgabeeinrichtung 42 gesandt wird, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 6 angedeutet - die Ausbildung großflächiger Unregelmäßigkeiten der Oberfläche des Musters 6 gleichzeitig ausgegeben werden kann. Daher werden für das Muster 6, welches Oberflächen­ profile, wie in Fig. 7A dargestellt, aufweist, solche großflächigen Unregelmäßigkeiten, wie in Fig. 7B gezeigt, vom Ausgleichs-Schaltkreis 34 ausgegeben; der Brennpunkt wird durch Verwendung dieser Ausgabe automatisch korri­ giert, und daher wird die Ausgabe des Ausgleichs-Schalt­ kreises 41 ein Signal nur feiner Unregelmäßigkeiten der Oberfläche des Musters 6 sein, wie in Fig. 7C dargestellt. Diese beiden Eingaben werden in der Ver­ schiebungs-Ausgabeeinrichtung 42 in Höhenlage und Phase korrigiert und werden addiert, um in Ausgabesignale umgewandelt zu werden, welche genau die Oberflächensig­ nale repräsentieren, wie in Fig. 7D dargestellt, und werden außerhalb durch solche Einrichtungen wie Zähl­ einrichtungs-Anzeige und/oder -Rekorder angegeben. Die beiden synchronisierten Ausgabesignale können auch individuell angegeben werden. Es bedarf keiner Erwähnung, daß nur das in Fig. 7B oder Fig. 7C gezeigte Signal ausgegeben werden kann. Nebenbei gesagt kann der Detektorkopf 45 selbst anstatt des Verschiebungs­ sensors 44 verwendet werden.

Fig. 8 zeigt ein optisches System einer zweiten Ausfüh­ rungsform. Dies ist das gleiche, wie in der ersten Ausführungsform mit Ausnahme, daß in der ersten Aus­ führungsform die Zylinderlinse 21 durch eine abbil­ dende Linse 46, der viergeteilte Photosensor 23 durch ein Halbleiterpositionserfassungselement 47 ersetzt wird, und daß ein feststehendes Strahlengangbegren­ zungsteil 48, welches den Strahl auf die Hälfte be­ grenzt, zwischen dem Strahlteiler 30 und der abbilden­ den Linse 46 angeordnet ist. Nebenbei gesagt ist die abbildende Linse 46 vorgesehen, um den Strahl auf dem Halbleiterpositionserfassungselement abzubil­ den. Da diese zweite Ausführungsform, wie oben beschrie­ ben, ausgebildet ist, wird der halbe Querschnitt des seitlich vom Strahlteiler 30 herausgenommenen Strahls vom Strahlengangbegrenzungsteil 48 abgeschirmt und der übrigbleibende Strahl wird auf dem Halbleiter­ positionserfassungselement 47 abgebildet. Da der übrig­ bleibende Strahl ein achsenentfernter Strahl ist, wird sich seine abbildende Position in Reaktion zur Position des Musters 6 auf der optischen Achse bewegen. Der gleiche Effekt wie in der ersten Ausführungsform wird durch Feststellung dieser Bewegung erhalten. Neben­ bei gesagt, kann ein zweigeteilter Photosensor an­ stelle des Halbleiterpositionserfassungselementes 47 benutzt werden.

Fig. 9 bis 11 zeigen ein optisches System, Strahlen­ gangbegrenzungseinrichtung und Schaltung einer dritten Ausführungsform. Dieses optische System ist das gleiche wie in der ersten Ausführungsform mit Ausnahme, daß in der ersten Ausführungsform die Zylinderlinse 21 durch die abbildende Linse 46 und der viergeteilte Photosensor 23 durch das Halbleiterpositionserfassungs­ element 47 ersetzt wird, und ein verschiebbares Strahlen­ gangbegrenzungsteil 49 ist in dem Strahlengang zwischen der Kollimatorlinse 2 und dem Polarisationsstrahlteiler 3 angeordnet. Viele Arten, die einen Unterbrecher, wie in Fig. 10 gezeigt, und einen nachstehend beschrie­ benen Flüssigkeitskristall-Verschluß und ein nicht dargestelltes Solenoid verwenden, können für das Strahlen­ gangbegrenzungsteil 49 verwendet werden.

Das synchronisierende Signal für das Strahlengang­ begrenzungsteil 49 wird von einem Sensor 50 (Fig. 10) ausgegeben, wird durch eine Korrekturschaltung 51 in die Abtastschaltungen 52, 53 und 54 gegeben, und die Ausgaben des Funktionsverstärkers 33 und des Funk­ tionsverstärkersystems 38 und 39 werden von den Ab­ tastschaltungen 52, 53 bzw. 54 abgetastet und werden weiterhin durch Tiefpaßfilterschaltungen 55, 56 bzw. 57 an den Ausgleichs-Schaltkreis 34 und die Additionsschaltung 40 zurückgegeben.

Da die dritte Ausführungsform wie oben beschrieben ausgebildet ist, ist es möglich, wenn das Strah­ lengangbegrenzungsteil 49 nicht in den Strahlengang eingeschoben ist, den gesamten Strahl zu verwenden, und daher wird die Wirkungsweise die gleiche sein, wie bei einer gewöhnlichen Oberflächenprofil-Meßein­ richtung hohen Auflösungsvermögens. Andererseits wird, wenn das Strahlengangbegrenzungsteil 49 in den Strahlen­ gang eingefahren ist, die Hälfte des Strahles - wie in Fig. 9 gezeigt - begrenzt werden, nur der halbe Strahl a wird auf das Muster auftreffen, wird re­ flektiert, um als halber Strahl b zurückzukehren, wird vom Strahlteiler 340 herausgenommen und wird durch die Wirkung der abbildenden Linse 46 auf dem Halbleiterpositionserfassungselement (PSD) 47 abgebildet, und der Brennpunkt wird nach demselben Prinzip wie bei der automatischen Brennpunktkorrektur durch die Lichtunterbrechungsmethode festgestellt. Daher können in dieser Ausführungsform die Wirkungsweise schon an sich der Oberflächenprofil-Meßeinrichtung hohen Auflösungsvermögens und die Wirkungsweise der automa­ tischen Brennpunktermittlungsvorrichtung, die sich der Lichtunterbrechungsmethode bedient, zeitaufgeteilt realisiert werden. Wie es ist, werden das Auflösungsver­ mögen und der Meßbereich zeitaufgeteilt variieren. Daher werden, wie in Fig. 11 gezeigt, Phase und Höhen­ lage des Ausgabesignals vom Sensor 50 durch eine Korrekturschaltung 51 korrigiert, die Signale von den Funktionsverstärkern 33, 38 und 39 werden von den Abtastschaltungen 52, 53 bzw. 54 abgetastet und werden dann durch die Tiefpaßfilter 55, 56 bzw. 57 geleitet, und zwar zur Zeitmittelung der zeitaufgeteilten Infor­ mation. Daher werden, falls der Objektträger langsam genug in der X-Achsen-Richtung bewegt wird (tatsächlich wird, falls selbiger nicht langsam bewegt wird, die Vibration so stark werden, daß kein Nutzen gegeben ist), die Oberflächenprofil-Meßeinrichtung hohen Auflösungsvermögens und die Oberflächenprofil-Meßeinrichtung eines weiten Meßbereichs im wesentlich gleichzeitig bestehen und als Ergebnis wird die Meßfläche im wesentlichen gleich­ zeitig mit zwei Meßbereichen gemessen. Daher wird es, ebenso wie in der ersten Ausführungsform, einfach sein, den Detektorkopf innerhalb des Meßbereiches einzustellen, wodurch der automatische Meßbereich und die automatische Messung ermöglicht werden. Neben­ bei gesagt wird in Fig. 10 das synchronisierende Signal des Strahlengangbegrenzungsteiles 49 durch den Sensor 50 erfaßt, aber das Strahlengangbe­ grenzungsteil 49 kann durch einen Schrittmotor gedreht werden, um so die Antriebsimpulse des Schrittmotors in die Korrekturschaltung zu geben, d. h. kann durch einen Schrittmotor so gedreht werden, um die Antriebs­ impulse des Schrittmotors in die Korrekturschaltung zu geben.

Fig. 12 und 14 zeigen ein optisches System, Strahlengang­ begrenzungseinrichtung und Verschiebungsausgaberela­ tionen einer vierten Ausführungsform. Dies ist die gleiche wie die konventionelle Oberflächenprofil-Meß­ einrichtung, die mit dem Strahlengangbegrenzungsteil ausgestattet ist und die Grenzwinkelmethode anwendet, ausgenommen, daß ein einsetzbares Strahlengangbegren­ zungsteil 58 im Strahlenweg zwischen der Kollimatorlinse 2 und dem Polarisationsstrahlteiler 3 angeordnet ist. Das Strahlengangbegrenzungsteil 58 hat, wie in Fig. 13 gezeigt, eine Zentralöffnung 59, um zu bewirken, daß der zentrale Teil des gesamten Strahls in einem konzentrischen Kreis bleibt und die Größe der Zentral­ öffnung 59 nach Belieben eingestellt werden kann. Konkret wird ein Flüssigkeitskristall-Verschluß benutzt, so daß, wenn Antriebsimpulse ankommen, der andere Teil als die Zentralöffnung 59 den Strahl abfängt; wenn aber die Antriebsimpulse nicht ankommen, wird der gesamte Strahl passieren.

Da die vierte Ausführungsform wie oben beschrieben ausgebildet ist, wird, wenn die Antriebsimpulse nicht in das Strahlenwegbegrenzungsteil 58 eingegangen sind und der gesamte Strahl passiert, dieselbe Funktion wie bei einer konventionellen Oberflächenprofil-Meßein­ richtung ausgeführt. Wenn die Antriebsimpulse in das Strahlengangbegrenzungsteil 58 eingegeben werden, wird der Strahldurchmesser begrenzt; als Ergebnis wird die numerische Apertur der Objektivlinse 5 kleiner, die Empfindlichkeit zur Verschiebung bzw. Höhenveränderung wird kleiner, wie in Fig. 14 gezeigt.

Wenn die Antriebsimpulse zeitaufgeteilt eingegeben und wie in der dritten Ausführungsform verarbeitet werden, wird der gleiche Effekt wie mit den anderen bereits beschriebenen Ausführungsformen erzielt.

Fig. 15 und 16 zeigen ein Beispiel, bei dem eine Iris­ blende, wie sie bei Kameras od. dgl. verwendet wird, als Strahlengangbegrenzungsteil 58 entsprechend der vierten Ausführungsform eingesetzt wird, d. h. nach Fig. 15 ist ein Zahnstangenabschnitt 62 über einen Bereich auf dem äußeren Umfang eines Drehringes 61 zum Öffnen und Schließen von Blendenlamellen 60 und ein Antriebszahnrad 64 vorgesehen, das mit dem Zahnstan­ genabschnitt 62 in Eingriff steht und das mit der Welle eines Kodier-Gleichstrommotors 63 bzw. einer anderen geeigneten Antriebseinrichtung verbunden ist. Fig. 16 zeigt ein Signalverarbeitungssystem, welches dieser Irisblende angepaßt ist. Mit 65 ist eine Meßbe­ reichseinstellschaltung, mit 66 eine Steuerschaltung, mit 67 eine Motorantriebsschaltung, mit 68 eine Blenden­ durchmesserfeststellungsschaltung und mit 69 eine Laserdiodenantriebsschaltung bezeichnet.

Bei dieser Ausführungsform wird, wenn der Meßbereich durch die Meßbereichseinstellschaltung 65 eingestellt ist, die Motorantriebsschaltung 67 durch die Steuer­ schaltung 66 gesteuert, und der Motor wird angetrieben.

Wenn der Motor angetrieben wird, wird der Drehring 61 durch das Antriebszahnrad 64 und den Zahnstangenab­ schnitt 62 gedreht, so daß die Blendenlamellen 60 bewegt werden, um den Blendendurchmesser zu verändern. Zu diesem Zeitpunkt wird das Signal vom Kodierteil des Motors 63 in die Blendendurchmesserfeststellungs­ schaltung 68 eingegeben, um den Blendendurchmesser zu ermitteln. Wenn der Blendendurchmesser mit dem von der Meßbereichseinstellschaltung 65 eingestellten Bereich übereinstimmt, wird der Motor 63 durch den Steuerkreis 66 und die Motorantriebsschaltung 67 ange­ halten.

Wenn nun die Blendenlamellen 60 abgeblendet sind, wird der Strahl nunmehr der Strahl halb b sein (schraf­ fierter Teil), dargestellt in Fig. 12. In diesem Stadium wird die numerische Apertur des in das Muster 6 ein­ tretenden Strahles kleiner als die des Strahles a sein, falls die Blendenlamellen 60 nicht abgeblendet sind und dies entspricht der kleiner gemachten numeri­ schen Apertur. Die Weise, daß - falls die numerische Apertur kleiner gemacht wurde - der in der Kalkulation erhaltene Meßbereich sich ausdehnt, wie in Fig. 14 gezeigt, stimmt mit den experimentellen Ergebnissen überein.

Wenn daher der Blendendurchmesser des Strahlengangbe­ grenzungsteils 58 verändert wird, ist es möglich, den Meßbereich nach Belieben einzustellen. Wenn jedoch der Meßbereich durch Verkleinerung der numerischen Apertur ausgedehnt wird, wird sich das Auflösungsver­ mögen mit selbiger verringern und - wie in der Tabelle in Fig. 17 dargestellt - wird sich auch die Größe des Meßpunktes auf dem Muster 6 vergrößern. Daher ist es notwendig, den Meßbereich in Übereinstimmung mit Objekt und Zweck einzustellen. Falls die Blenden­ lamellen 60 abgeblendet werden, wird die Strahlmenge verringert und als Ergebnis wird der Störabstand kleiner werden. Daher ist es möglich, die Laserdiodenantriebs­ schaltung 69 mit dem Steuerkreis 66 zu steuern, indem das Signal von der Blendendurchmesserfeststellungs­ schaltung 68 genutzt wird, um die Laserstrahlmenge zur Vergrößerung einzustellen, wenn der Blendendurchmes­ ser kleiner wird.

Hier kann das Strahlengangbegrenzungsteil 58 weiterhin nach mannigfaltiger Art eines Revolverblendentyps ausgebildet sein, worin auf der Peripherie - wie in Fig. 18 gezeigt - eine Vielzahl von Blenden mit unter­ schiedlichen Durchmessern angeordnet ist; weiterhin auch eine Schaltblende, worin eine Mehrzahl von Blenden mit unterschiedlichen Durchmessern in einer Reihe angeordnet sind, wie in Fig. 19 dargestellt, welche den Strahl begrenzen können. Der Blendendurch­ messer wird durch Anwendung des Motors 63 verändert; es muß jedoch nicht extra erwähnt werden, daß selbiger auch manuell verändert werden kann.

Das Strahlengangbegrenzungsteil 58 ist zwischen der Kollimatorlinse 2 und dem Polarisationsstrahlteiler 3 angeordnet, kann aber auch zwischen dem Polarisations­ strahlteiler 3 und der Objektivlinse 5 angeordnet werden. Jedoch wird in einem solchen Fall die effektive numerische Apertur auch für den reflektierten und vom Muster 6 zurückkehrenden Strahl verringert, falls das Muster 6 schräg gestellt ist, der reflektierte Strahl wird vom Strahlengangbegrenzungsteil beschränkt und daher wird der Meßbereich enger werden.

Wie sich aus dem Vorangegangenen ergibt, wird sich, wenn es gewünscht wird, daß ausgedehnte Welligkeit und Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des zu messenden Objektes gesehen werden, falls die Öffnung des Strahlen­ gangbegrenzungsteiles 58 abgeblendet wird, um die numeri­ sche Apertur kleiner zu machen, der Meßbereich ausdehnen und es wird möglilch sein, das ungefähre Profil der Oberfläche zu messen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Meßpunktgröße ebenfalls größer werden und es wird daher möglich, daß eine Messung erfolgt, ohne daß ein Einfluß geringfügiger Unregelmäßigkeiten, wie z. B. Staub, auf der Oberfläche gegeben ist. Da weiterhin nur die numerische Apertur auf der Strahleintrittsseite zum Muster kleiner gemacht wird, auch wenn das Muster schräg ist, ist es weniger wahrscheinlich beeinflußt zu werden, als wenn die numerische Apertur der Objektiv­ linse selbst kleiner gemacht wird. Falls die Öffnung des Strahlengangbegrenzungsteiles 58 geöffnet wird, um die numerische Apertur zu vergrößern, wird sich der Meßbereich zusammenziehen, aber das Auflösungs­ vermögen wird sich verbessern und daher wird es möglich, die Einrichtung als die konventionelle Oberflächenprofil- Meßeinrichtung mit einem hohen Auflösungsvermögen zu benutzen.

Wenn daher die Öffnung des Strahlengangbegrenzungsteiles 58 richtig eingestellt ist, ist es möglich, eine Oberflä­ chenprofil-Meßeinrichtung beliebig von einer Oberflächen­ profil-Meßeinrichtung hohen Auflösungsvermögens in eine Oberflächenprofil-Meßeinrichtung eines weiten Meßbereiches umzuwandeln, und es ist weiter möglich, die Arbeitsdurchführung der Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Belieben in bezug auf das gemessene Objekt und den Zweck der Messung einzustellen.

Fig. 20 zeigt eine fünfte Ausführungsform, worin ein Zoomlinsensystem variablen Brennpunktabstandes ange­ ordnet ist, anstatt der Kollimatorlinse 2 und des Strahlengangbegrenzungsteils 58 in der in Fig. 12 gezeig­ ten Ausführungsform. Das Zoomlinsensystem 70 funktioniert als eine Kollimatorlinse variablen Brennpunktabstandes. Durch beliebige Abänderungen des Brennpunktabstandes kann der Laserstrahl in einen solchen Strahl umgewandelt werden, der irgendeinen Durchmesser hat, beispiels­ weise durch das Symbol b (schraffierter Teil) dargestellt. Das Zoomen kann per Hand oder durch irgendein Elektro­ motorsystem erfolgen.

Im Falle dieses Beispiels wird, da nur die numerische Apertur auf der Strahleingangsseite zum Muster 6 nur durch Einstellen des Zoomlinsensystems 70 verkleinert werden kann, derselbe Effekt wie beim Ausführungsbei­ spiel in Fig. 12 erhalten und, da die Strahlungsmenge nicht verringert wird, ergibt sich der Vorteil, daß der Störabstand konstant gehalten werden kann.

Fig. 21 zeigt eine sechste Ausführungsform, worin - in Fig. 12 - eine Polarisationsplatte 71 angeordnet ist, um der Richtung des polarisierten Strahles von der Laserdiode 1 in der Position des Strahlengangbe­ grenzungsteils 58 zu entsprechen, wobei der Polarisations­ strahlteiler 3 durch einen nicht Polarisationsstrahl­ teiler 72 ersetzt ist. Ferner ist ein nicht vorgesehener Polarisationsstrahlteiler 73 neu zwischen dem Strahlteiler 72 und dem Strahlteiler 7 vorgesehen, wobei der Strahl­ teiler 73, eine neue Polarisationsplatte 74, eine Kollimatorlinse 75 und eine Laserdiode 76 optisch in denselben Positionsrelationen mit dem Strahlteiler 72, der Polarisationsplatte 71, der Kollimatorlinse 2 und der Laserdiode 1 angeordnet sind. Jedoch wird hier, da der Brennpunktabstand der Kollimatorlinse 75 kürzer als der Brennpunktabstand der Kollimatorlinse 2 ausgewählt wird, der Strahl c (schraffierter Teil) durch die Kollimatorlinse 75 feiner als der Strahl a sein und die numerische Apertur auf der Strahleintritts­ seite wird kleiner sein.

Nebenbei gesagt werden die vom Strahlteiler 72 oder 73 reflektierten Komponenten des vom Muster 6 reflektierten Strahles zur Seite der Laserdiode 1 oder 76 vordringen; sie werden jedoch zweimal durch die 1/4-Wellenplatte 4 laufen, bis sich die polarisierte Richtung rechtwink­ lig mit der Polarisationsplatte schneidet und werden daher nicht zur Laserdiode 1 oder 76 zurückkehren, um dort ein Rauschen hervorzurufen. Der reflektierenden Oberflächen gibt es so viele, daß insbesondere der Verlust auf der Strahl-c-Seite groß sein wird, aber wenn das Reflexionsvermögen der Strahlteiler 72 und 73 nur bei ungefähr 25% liegt, dann wird der Reflexions­ verlust auf der Strahl-c-Seite bis zu einem gewissen Maße verringert. Auch wird der Strahl nicht besonders abgeschnitten. Falls die Zahl der lichtprojizierenden Systeme, jeweils aus der Laserdiode, der Kollimator­ linse, der Polarisationsplatte und dem Strahlteiler gebildet, innerhalb des Bereiches liegt, in welchem der Reflexionsverlust mit der Laserstrahlmenge abgedeckt werden kann, können zwei oder mehr Lichtprojektions­ systeme vorgesehen werden.

Im Falle dieses Beispiels besteht ein Vorteil darin, daß die Eigenschaften der Oberflächenprofil-Meßein­ richtung sofort durch Umschalten variiert werden können, um nur eine der Laserdioden 1 und 76 zu benutzen. Wenn weiterhin die Laserdioden 1 und 76 mit Frequenzen moduliert werden, die hoch genug und entsprechend unterschiedlich sind oder wechselseitig bei hoher Geschwindigkeit mit derselben Frequenz beleuchtet werden, wird es ermöglicht, daß die Oberflächenprofil- Meßeinrichtung gleichzeitig die Eigenschaften sowohl von hohem Auflösungsvermögen als auch eines weiten Meßbereiches hat.

Fig. 22 zeigt ein optisches System einer siebenten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist eine Aperturblende vor ein Erfassungssystem gesetzt, und die numerische Apertur auf der Erfassungsseite ist kleiner gemacht als die numerische Apertur des Strahles, der auf die Oberfläche eines zu messenden Strahles einfällt, so daß, sogar wenn die Oberfläche des zu messenden Musters schräg gestellt ist, der festgestellte Strahlbetrag auf der Lichtempfangsvorrichtung nicht ungleich ist. In Fig. 22 ist mit 77 eine Lichtquelle, die aus einem Halbleiterlaser besteht, mit 78 eine Kollimatorlinse, mit 79 ein Polarisationsstrahlteiler mit 80 eine 1/4-Wellenplatte, mit 81 eine Objektivlinse, mit 82 ein Grenzwinkelprisma, mit 83 ein zweigeteilter Photodetektor und mit 84 eine Aperturblende bezeichnet, die zwischen dem Polarisationsstrahlteiler 79 und einem Brennpunktfehlererfassungssystem 85 einschließlich des Grenzwinkelprismas 82 und dem zweigeteilten Photode­ tektor 85 angeordnet ist, um den von der gemessenen Oberfläche S reflektierten Strahl zu begrenzen, damit dieser in einem vorher bestimmten Bereich liegt.

Da die siebente Ausführungsform wie oben beschrieben ausgebildet ist, wird der von der Lichtquelle 77 ausge­ sandte Strahl durch die Kollimatorlinse 78 zu einem parallelen Strahl gemacht, wird dann durch den Polarisa­ tionsstrahlteiler 79 und die 1/4-Wellenplatte 80 laufen und wird auf der gemessenen Oberfläche durch die Objek­ tivlinse 81 konvergiert. Der von der Meßoberfläche S reflektierte Strahl wird durch die Objektivlinse 81 zu einem parallelen Strahl zurückgeführt, wird durch die 1/4-Wellenplatte 80 laufen und wird durch den Polarisationsstrahlteiler 79 zu dem Brennpunkt­ fehlererfassungssystem 85 geleitet. In diesem Fall wird der reflektierte Strahl durch die Aperturblende 84 begrenzt und als Ergebnis wird die numerische Apertur auf der gemessenen Seite des Erfassungsstrahles begrenzt. Hier soll die Wirkungsweise der Aperturblende 84 auf der Grundlage der Fig. 23 im einzelnen erklärt werden.

Fig. 23A zeigt den Zustand, daß die gemessene Oberfläche S nicht schräg gestellt ist, d. h. den Zustand, in dem die Senkrechte der gemessenen Oberfläche S mit der optischen Achse O zusammenfällt. In diesem Fall fallen der einfallende Strahl Li (dargestellt durch die ausgezogenen Linien) vor Eintritt in die Objektiv­ linse und der reflektierte Strahl Lr (dargestellt durch die gebrochenen Linien) nach Reflexion von der gemessenen Oberfläche S und Passieren durch die Objek­ tivlinse 81 perfekt miteinander zusammen. Falls anderer­ seits die gemessene Oberfläche S in einem Winkel T zur Horizontalebene geneigt ist, wie in Fig. 23B darge­ stellt, wird der reflektierte Strahl Lr als durch 2 R geneigt zum reflektierten Strahl, falls die gemessene Oberfläche nicht geneigt ist, reflektiert, und der einfallende Strahl Li vor Eintritt in die Objektivlin­ se 81 und der reflektierte Strahl Lr nach Reflexion von der gemessenen Oberfläche S und Passieren der Objektivlinse 81 werden nicht miteinander zusammenfallen und werden im Hinblick auf die optische Achse O asymme­ trisch sein, d. h. der reflektierte Strahl, geteilt durch eine Ebene vertikal zur Papieroberfläche, wobei die optische Achse inklinierend ist, wird in den reflek­ tierten Strahl Lr-a und in den reflektierten Strahl Lr-b geteilt. Aber im Falle der Fig. 23B ist der reflektierte Strahl Lr-a größer im Querschnitt als der reflektierte Strahl Lr-b und daher ist die Strahlungsmenge auf der Seite des reflektierten Strahles Lr-a. In Fig. 22 nun, falls die Aperturblende 84 nicht vorgesehen ist, wird, selbst auf dem zweigeteilten Photodetektor 83, der den reflektierten Strahl Lr erfaßt, der Photodetektor, welcher das Licht auf der Seite des reflektierten Strahles Lr-a empfängt, einen größeren Strahlungsbetrag erhalten als der Photo­ detektor, der den Strahl auf der Seite des reflektierten Strahles Lr-b empfängt und, während sie im selben Brennpunktzustand sind, werden die beiden Ausgaben (Outputs) auf dem zweigeteilten Photodetektor 83 ungleich sein, so daß keine genaue Messung erfolgen kann. Hier werden, falls die Aperturblende, wie in Fig. 23C gezeigt, vorgesehen ist, nur die reflektierten Strahlteile Lr-c und Lr-g gleicher Querschnittsflächen der reflektierten Strahlen Lr-a und Lr-b, nachdem sie die Aperturblende 84 passiert haben, den zweigeteil­ ten Photodetektor 83 erreichen, so daß dadurch die Ungleichheit der Strahlungsmengen auf dem zweigeteilten Photodetektor 83 durch die Neigung der gemessenen Oberfläche S um den Winkel R durch die Aperturblende 84 perfekt aufgehoben wird. Daher ist, wenn die den reflektierenden Strahl begrenzende Aperturblende 84 nur der Anordnung der normalen Oberflächenprofil-Meß­ einrichtung, die sich der Grenzwinkelmethode bedient, hinzugefügt wird, eine genaue Messung von hoher Genauig­ keit möglich, sogar dann, wenn die gemessene Oberfläche geneigt ist.

In der oben erwähnten Ausführungsform ist die Apertur­ blende 84 zwischen dem Polarisationsstrahlteiler 79 und dem Brennpunktfehlererfassungssystem 85 angeordnet, jedoch kann sie auch zwischen das Grenzwinkelprisma 82 und den zweigeteilten Photodetektor 83 in das Brennpunkt­ fehlererfassungssystem 85, wie durch strichpunktierte Linien in Fig. 22 angedeutet, gesetzt werden. Jedoch wird in diesem Fall die Breite, welche der Verschiebung in Z-Achsenrichtung oder der Stufenhöhe der gemessenen Oberfläche S in einem festen Blendendurchmesser entspricht, um den Betrag kleiner sein, um welchen die Position der Aperturblende weiterweg von der Objektivlinse wurde, als im Falle des Ausführungsbeispiels in Fig. 22.

Daher wird im Falle des Ausführungsbeispiels in Fig. 22 die Aperturblende 84 in eine an den Polarisations­ strahlteiler 79 angrenzende Position gesetzt, aber, falls es nicht notwendig ist, einen Austausch oder eine Blendenkorrektur zu ermöglichen, kann die Apertur­ blende 84 auf dem Polarisationsstrahlteiler 79 gesetzt werden, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet.

Fig. 24 zeigt eine achte Ausführungsform, etwas unterschied­ lich zu der in Fig. 22 gezeigten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist ein Nichtpolarisations­ strahlteiler 86 zwischen der Aperturblende 84 und dem Brennpunktfehlererfassungssystem 85 vorgesehen, so daß ein Teil des reflektierten Strahls durch eine abbildende Linse 87 auf ein Halbleiter-Positionserfas­ sungselement 88 konvergiert wird, und eine solche Irisblende, wie sie in Kameras od. dgl. verwandt wird, wird als Aperturblende 84 eingesetzt, so daß der Blenden­ durchmesser variabel sein kann.

In Fig. 25 bis 27 ist mit 84 a eine Blendenlamelle, mit 84 b ein Blendenring, der auf seinem äußeren Umfang den Abschnitt einer der Ringform angepaßten Zahnstange 84 b′ trägt und mit den Blendenlamellen 84 durch einen bekannten Mechanismus verbunden ist, so daß der Blendendurchmesser durch Drehung variabel sein kann, mit 89 ein Schrittmotor, in welchem ein Antriebszahnrad 89 a, welches in die Zahnstange 84 b′ eingreift, an der Rotorwelle befestigt ist, mit 90 eine Positionserfassungsschaltung, die mit dem Halb­ leiter-Positionserfassungselement 88 verbunden ist, mit 91 eine Motorantriebsschaltung, mit 92 eine Blen­ dendurchmessererfassungsschaltung, mit 93 eine Steuer­ schaltung, mit 94 eine Schaltung zur Einstellung äußerer Bedingungen, mit 95 ein Speicherkreis und mit 96 eine Halbleiter-Laserantriebsschaltung bezeichnet, wobei das Symbol D₁ einen Blendendurchmesser der Apertur­ blende 84, D₂ einen maximal-effektiven Strahldurchmes­ ser des optischen Systems, D₃ einen Strahldurchmesser des reflektierten Strahls, wenn die gemessene Ober­ fläche S geneigt ist, und 0 eine Zentralposition des Strahldurchmessers D₃ darstellt.

In der achten Ausführungsform wird der von der gemessenen Oberfläche reflektierte Strahl durch den Polarisations­ strahlteiler 79 polarisiert, wird dann durch die Apertur­ blende 84 laufen, wobei ein Teil des Strahls durch den Nichtpolarisationsstrahlteiler 86 nach außen abgeleitet, in die abbildende Linse 87 eintreten und auf dem Halb­ leiter-Positionserfassungselement 88 abgebildet wird. Nun wird das die Position einstellende Halbleiter- Positionserfassungselement 88 so eingestellt, daß das Bild auf dem oben erwähnten Erfassungselement 88 im wesentlichen zur Zentralposition gelangt, falls die gemessene Oberfläche nicht geneigt ist. Falls die Ausgabe der Positionserfassungsschaltung 90 zu diesem Zeitpunkt durch die Steuerschaltung 93 im Speicher­ kreis gespeichert ist, wird der bildformende Punkt auf dem Halbleiter-Positionserfassungselement 88 in Reaktion auf die Neigung der gemessenen Oberfläche in jene Richtungen verschoben, wie sie durch Pfeile in Fig. 24 angedeutet sind. Diese verschobenen Positionen werden durch die Positionserfassungsschaltung 90 als ein elektrisches Signal ausgegeben und werden in der Steuerschaltung 93 mit dem im Speicherkreis 95 gespeicher­ ten Ergebnis des Falles, daß die gemessene Oberfläche S nicht geneigt ist, verglichen und als Ergebnis wird der Schrittmotor 89 durch die Motorantriebsschaltung 91 angetrieben, um die mit dem Schrittmotor wirksam verbundene Aperturblende 84 zu öffnen oder zu schließen. Der Blendendurchmesser der so geöffneten oder geschlossenen Aperturblende 84 wird jederzeit durch die Blendendurch­ messererfassungsschaltung 92 überwacht. Als Ergebnis wird die Halbleiter-Laserantriebsschaltung 96 durch die Steuerschaltung 93 und die emittierte Strahlmenge des Halbleiter-Lasers gesteuert, d. h. die Lichtquelle 77 wird reguliert, so daß - auch wenn der Blendendurchmesser variiert - der Störabstand nicht verändert wird.

Fig. 27 zeigt die Art des Strahls in der Position der Aperturblende 84. Das heißt, falls die gemessene Fläche nicht geneigt ist, wird der von der gemessenen Oberfläche S reflektierte Strahl zu einem Kreis mit der optischen Achse 0 als Zentrum, aber - falls die Oberfläche S geneigt ist - wird das Zentrum 0′ des reflektierten Strahls in eine Position gelangen, die aus der optischen Achse 0 verschoben ist. Zu diesem Zeitpunkt, wenn die Aperturblende 84 nicht abgeblendet ist und die Ausgabe von der Positionserfassungsschaltung 90 mit dem im Speicherkreis 95 gespeicherten Ergebnis des Falles, daß die gemessene Oberfläche S nicht geneigt ist, verglichen ist, soll, falls sich eine Differenz ergibt, die größer ist, als die von der Schaltung 94 zur Einstellung äußerer Bedingungen zwischen ihnen eingestellte, der Blendendurchmesser der Aperturblende 84 um den von der Schaltung 94 zur Einstellung äußerer Bedingungen eingestellten, minutiösen Betrag verkleinert werden. Wenn die Ausgabe von der Positionserfassungsschal­ tung 90 wiederum mit dem im Speicherkreis 95 gespeicherten Inhalt verglichen wird, soll somit, falls die Differenz zwischen ihnen groß ist, der Blendendurchmesser der Aperturblende um den oben erwähnten minutiösen Betrag weiterhin verkleinert werden. Falls diese Prozedur wiederholt wird, um den Blendendurchmesser der Apertur­ blende 84 stufenweise zu verkleinern, wird der Blenden­ durchmesser der Aperturblende 84 schließlich eine Größe D₁ werden, welche im Kern den Strahldurchmesser D₂ des reflektierten Strahls berührt, wenn die gemessene Oberfläche geneigt ist, und die Einstellung der Apertur­ blende 84 wird in dieser Position enden. Der so erhaltene Blendendurchmesser D₁ wird zu jedem Zeitpunkt die Beseitigung des Einflusses der Neigung der gemessenen Oberfläche S und des Erhaltes der größten numerischen Apertur zum Ergebnis haben.

Nebenbei gesagt wurden die im Speicherkreis 95 gespeicher­ ten Inhalte erklärt als solche der gemessenen Oberfläche, wenn selbige nicht geneigt ist, aber die im Speicherkreis 95 gespeicherten Inhalte können fortlaufend erneuert werden, und, wenn die Inhalte nicht länger variieren, kann das Zusammenziehen des Blendendurchmessers gestoppt werden. Auch wurde der Fall, daß die Aperturblende 84 als eine Irisblende ausgebildet ist, als ein Beispiel erläutert, aber die Aperturblende kann als eine Flüssig­ kristallblende od. dgl. ausgebildet sein, worin eine transparente Elektrode konzentrisch-zirkulär angeordnet ist, wie in Fig. 13 dargestellt.

Somit kann, nach der achten Ausführungsform, der optimale Blendendurchmesser der Aperturblende 84 automatisch in Reaktion auf die Neigung der gemessenen Oberfläche eingestellt werden, und daher kann die Anfangseinstel­ lung oder die automatische Einstellung der Messung automatisiert werden.

Nebenbei gesagt wurden in den oben erwähnten Ausführungsfor­ men zwei Oberflächenprofil-Meßeinrichtungen angeordnet, es können aber drei oder mehr angeordnet werden.

Claims (18)

1. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung, umfassend ein messendes lichtprojizierendes optisches System (1-5), das eine Lichtquelle (1), eine Kollimatorlinse (2), einen Polarisationsstrahlteiler (3), eine 1/4- Wellenplatte (4) und eine Objektivlinse (5) zur Pro­ jektion eines Meßlichtes auf eine zu messende Ober­ fläche (6) einschließt; ein Lichtübertragungssystem (3, 4, 5, 7), welches die Objektivlinse, die 1/4-Wellen­ platte, den Polarisationsstrahlteiler und einen ersten Strahlteiler (7) einschließt, und zur Übertragung des von der gemessenen Oberfläche reflektierten Lichts dient; ein erstes Erfassungssystem (8, 9, 31, 32), das Grenzwinkelprismen und eine Anzahl von Photosensoren (51, 52) einschließt, die angeordnet sind, das reflek­ tierte Licht, welches den Polarisationsstrahlteiler durchlaufen hat und weiterhin vom Strahlteiler geteilt ist, zu empfangen und ein Ausgangssignal in Abhängig­ keit vom Abstand des zu messenden Teils der Oberfläche von der Fokusposition in Richtung der optischen Achse zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung weiterhin ein zweites Erfassungssystem (30, 21, 23), das einen zweiten Strahl­ teiler (30), der in dem Lichtübertragungssystem zwischen dem Polarisationsstrahlteiler (3) und dem ersten Strahl­ teiler (7) in dem Lichtübertragungssystem angeordnet ist, und einen Photosensor (23) einschließt, der so angeord­ net ist, daß das reflektierte Licht empfangen wird, das durch den Polarisationsstrahlteiler (3) gelaufen ist und von dem zweiten Strahlteiler (30) reflektiert wurde, und daß ein Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Abstand des zu messenden Teils der Oberfläche (6) von der Fokusposition in Richtung der optischen Achse er­ zeugt wird, daß das erste Erfassungssystem (8, 9, 31, 32) als eine erste optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung hohen Auflösungsvermögens ausgebildet ist, daß das zweite Erfassungssystem (30, 21, 23) als eine zweite optische Ober­ flächenprofil-Meßeinrichtung weiten Meßbereiches ausge­ bildet ist, und daß die erste und die zweite optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung so nebeneinander ange­ ordnet sind, daß derselbe Teil auf der zu messenden Ober­ fläche (6), der auf der optischen Achse liegt, mit beiden Oberflächenprofil-Meßeinrichtungen gleichzeitig meßbar ist.

2. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite optische Ober­ flächenprofil-Meßeinrichtung eine Zylinderlinse (21) und einen viergeteilten Photosensor (23) aufweist.

3. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite optische Ober­ flächenprofil-Meßeinrichtung eine abbildende Linse (46), eine Halbleiter-Positionserfassungsvorrichtung (47) und ein Strahlengangbegrenzungsteil aufweist, der zwischen dem Strahlteiler und der abbildenden Linse angeordnet ist, um den Lichtstrahl zu begrenzen, insbesondere, um diesen um die Hälfte zu begrenzen.

4. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung einen Strahlengangbegrenzungsteil (49) aufweist, der in den Strahlengang einbringbar zwischen der Kollimatorlinse und dem Polarisationsstrahlteiler angeordnet ist, um, wenn eingebracht, die Hälfte des Lichtstrahles zu unterbrechen, und daß, wenn das Strahlengangbegren­ zungsteil in Zeitabständen in den Strahlengang eingebracht wird, der Meßbereich der zweiten optischen Oberflächenprofil-Meßeinrichtung zeitaufgeteilt ausgedehnt wird und dadurch derselbe Teil auf der zu messenden Oberfläche gleichzeitig mit einer Anzahl von Meßbereichen meßbar ist.

5. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterbrecher für den Strahlengangbegrenzungsteil verwendet wird.

6. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung, umfassend ein messendes lichtprojizierendes optisches System (1-5), das eine Lichtquelle (1), eine Kollimatorein­ richtung (2), einen Polarisationsstrahlteiler (3), eine 1/4-Wellenplatte (4) und eine Objektivlinse (5) zur Projektion eines Meßlichtes auf eine zu messende Oberfläche (6) einschließt; ein Lichtübertragungssystem (3, 4, 5, 7), welches die Objektivlinse, die 1/4-Wellen­ platte, den Polarisationsstrahlteiler und einen Strahlteiler (7) einschließt, um das reflektierte Licht von der gemessenen Oberfläche zu übertragen; und ein Erfassungssystem (8, 9, 31, 32), das Grenzwinkelprismen und eine Mehrzahl von Photosensoren (31, 32) einschließt, die so angeordnet sind, daß das reflek­ tierte Licht, das durch den Strahlteiler geteilt wurde, empfangen und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Abstand des zu messenden Teils der Oberfläche von der Fokusposition in Richtung der optischen Achse erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung weiterhin eine Strahlengangbegrenzungseinrichtung (58) umfaßt, die in das messende lichtprojizierende System eingesetzt ist, um den Durchmesser des in den Polarisationsstrahlteiler eintretenden Lichtstrahls zu verändern, und daß derselbe zu messende Teil auf der zu messenden Oberfläche mit einer Vielzahl von voneinander unterschiedlichen Meßbereichen meßbar ist, dadurch, daß der Lichtstrahldurchmesser mittels der Strahlen­ gangbegrenzungseinrichtung verändert wird.

7. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlengangbegren­ zungseinrichtung als Flüssigkristall-Verschluß ausge­ bildet ist.

8. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlengangbegren­ zungseinrichtung als Irisblendeneinrichtung (60-64) ausgebildet ist.

9. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine mit der Lichtquelle verbundene Antriebssteuerungsein­ richtung umfaßt, durch die, wenn die Strahlengangbe­ grenzungseinrichtung bedient wird, um den Lichtstrahl­ durchmesser zu verkleinern, die Lichtmenge der Licht­ quelle vergrößert wird.

10. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlengangbegren­ zungseinrichtung als Revolvertypblende ausgebildet ist, in der eine Anzahl von Öfnungen unterschiedlichen Durchmessers auf der Peripherie angeordnet ist.

11. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlengangbegren­ zungseinrichtung als Schaltblende ausgebildet ist, in der eine Anzahl von Öffnungen unterschiedlichen Durch­ messers in Reihe liegend angeordnet sind.

12. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlengangbegren­ zungseinrichtung eine Zoom-Linse (70) ist.

15. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung, umfassend ein erstes messendes lichtprojizierendes optisches System (1, 2, 71, 72, 4, 5), das eine erste Lichtquelle (1), eine erste Kollimatorlinse (2) und eine Objektivlinse (5) zur Projektion eines ersten Meßlichtes auf eine zu messende Oberfläche (6) einschließt; ein Lichtüber­ tragungssystem (4, 5, 7, 72, 73), worin die Objektivlinse und ein Strahlteiler (7) eingeschlossen sind, um das von der gemessenen Oberfläche reflektierte Licht zu übertragen, und ferner ein Erfassungssystem (8, 9, 31, 32), das Grenzwinkelprismen und eine Anzahl von Photo­ sensoren (31, 32) einschließt, die so angeordnet sind, daß das reflektierte Licht, das durch den Strahlteiler geteilt wurde, empfangen und ein Ausgangssignal in Ab­ hängigkeit vom Abstand des zu messenden Teils der Oberfläche von der Fokusposition in Richtung der optischen Achse erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung ferner ein zweites messendes lichtprojizierendes optisches System (4, 5, 72-76) umfaßt, das eine zweite Lichtquelle (76), eine zweite Kollimatorlinse (75), und die Objektivlinse (5) enthält, um ein zweites Meßlicht auf die zu messende Oberfläche zu proji­ zieren, wobei die Brennweite der ersten Kollimator­ linse unterschiedlich zur Brennweite der zweiten Kollimatorlinse ist, um zu ermöglichen, einen selben Teil auf der zu messenden Oberfläche mit zwei Meßbereichen zu messen.

14. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Aperturblendeneinrichtung (84), die in dem Lichtübertragungssystem zwischen dem Polarisationsstrahlteiler und dem zweiten Strahlteiler angeordnet ist, um die numerische Apertur auf der Erfassungsseite kleiner als die numerische Apertur auf der Projektionsseite zu machen, um damit zu ermöglichen, daß der Betrag des einfallenden Lichtes auf den Photosensoren ausbalanciert ist, sogar, wenn die zu messende Fläche schräg geneigt ist.

15. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Aperturblende so ausgebildet ist, daß sie den Blendendurchmesser zu ver­ ändern ermöglicht.

16. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Aperturblende auf der reflektierenden Oberfläche des Polarisationsstrahl­ teilers (79) angeordnet ist.

17. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung ferner eine Positionserfassungsschaltung (90), eine mit dieser Positionserfassungsschaltung verbundene Steuer­ schaltung (93), einen mit der Steuerschaltung verbundenen Speicherkreis (95), eine mit der Steuer­ schaltung verbundene Motorantriebsschaltung (91) und einen mit der Aperturblendeneinrichtung und der Motor­ antriebsschaltung verbundenen Schrittmotor (89) umfaßt, um den Blendendurchmesser der Aperturblendeneinrichtung zu verändern, wobei der Blendendurchmesser der Apertur­ blendeneinrichtung automatisch reguliert wird, um den Einfluß der Neigung der gemessenen Oberfläche zu be­ seitigen.

18. Optische Oberflächenprofil-Meßeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung ferner eine zwischen der Steuerschaltung und der Licht­ quelle angeordnete Lichtantriebsschaltung (96) umfaßt, wobei die emittierte Lichtmenge der Lichtquelle auto­ matisch in Übereinstimmung mit den Veränderungen des Blendendurchmessers der Aperturblendeneinrichtung reguliert wird, um die Lichtmenge auf der gemessenen Oberfläche konstant zu halten.