(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体（１２）上に支持された物体（１４）の少なくとも１つの表面部分を測定するための装置であって、
当該装置は、前記支持体（１２）に対して固定可能な少なくとも１つの基準物体（１８，２０）と、前記基準物体（１８，２０）に対して少なくとも１つの第１の方向（ｘ，ｙ）に可動な保持体（２６）とを有し、互いに相対的に回転可能に支持されている基準体（２８）と間隔測定器（３４，３６）とが、前記保持体（２６）に配置されていて、前記物体（１４）の表面部分の第１の点（５２）に対する第１の間隔（３８）と、前記第１の点（５２）に対応する前記基準体（２８）の第２の点（５４）に対する第２の間隔（４０）とを求めるように、前記間隔測定器（３４，３６）が構成されていて、
前記間隔測定器が、前記物体（１４）に面した第１の間隔センサ（３４）と、前記基準体（２８）に面した第２の間隔センサ（３６）とを有し、前記第１の間隔センサ（３４）と前記第２の間隔センサ（３６）とが、直径上で互いに逆に指向されている当該装置。
【請求項２】
前記間隔測定器（３４，３６）は、前記保持体（２６）に回転可能に支持されていて、前記基準体（２８）は、前記保持体（２６）に回転しないように配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記基準体（２８）は、前記間隔測定器（３４，３６）の回転運動可能性に合わされた基準面（３０）を有する請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記基準面は、円弧状の形状を有する凹面鏡（３０）として構成されていて、この凹面鏡（３０）の中心点が、前記間隔測定器（３４，３６）の回転軸線（４８）と一致する請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記基準物体（１８，２０）と前記保持体（２６）との間の間隔（４４，４６）が、少なくとも１つの第３の間隔センサ（５６，５８）によって求めることが可能である請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記支持体（１２）と前記基準物体（１８，２０）とが、互いに機械的に分離されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記装置は、制御装置（８４）を更に有し、この制御装置（８４）が、少なくとも前記第１の間隔センサ（３４）を、前記物体（１４）の表面部分の前記第１の点（５２）の面法線に沿って指向させる請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の間隔（３８）の、前記間隔測定器（３４，３６）の回転に起因した変化が、前記第２の間隔（４０）によって補償可能である請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
すべての間隔センサ（３４，３６，５６，５８）が、光ファイバによって少なくとも１つの光源（６０，６２，６４，６６）に結合されている請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記物体（１４）に対する間隔を多波長測定原理によって求めるため、前記物体（１４）に面した少なくとも前記第１の間隔センサ（３４）が、異なる波長の複数の光源（６０，６２，６４，６６）に結合されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
支持体（１２）上に支持された物体（１４）の少なくとも１つの表面部分を測定するための方法において、
前記物体（１４）が、固定された基準物体（１８，２０）に対向するように固定され、
互いに相対的に回転可能に支持されている基準体（２８）と間隔測定器（３４，３６）とが配置されている保持体（２６）が、前記物体（１４）を接触なしに走査する運動中に、前記基準物体（１８，２０）に対して少なくとも１つの第１の方向（ｘ，ｙ）に移動され、
前記間隔測定器（３４，３６）を用いることで、前記物体（１４）の表面部分の第１の点（５２）に対する第１の間隔（３８）が、前記物体に面した第１のセンサ（３４）によって求められ、前記基準体（２８）の前記第１の点（５２）に対応する第２の点（５４）に対する第２の間隔（４０）が、前記基準体（２８）に面した第２のセンサ（３６）によって求められ、この第２の間隔センサ（３６）が、直径上で前記第１の間隔センサ（３４）に対して逆に指向されている当該方法。
【請求項１２】
前記基準物体（１８，２０）と前記保持体（２６）との間の間隔が、少なくとも１つの第３の間隔センサ（５６，５８）によって求められる請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基準物体（１８，２０）に対する第１の点（５２）の位置が、前記第１の間隔（３８）と、前記第２の間隔（４０）と、前記基準物体（１８，２０）と前記保持体（２６）との間の間隔とによって求められる請求項１１又は１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、物体の無接触の光学的走査に基いて任意の物体のトポロジー又は表面を高精度で測定する方法及び装置に関する。【０００２】  品質保証のため、特に精密機械工学、光学の分野並びに機械的及び電気的ミクロ構造の製造技術において製造過程の監視のためにも、工作物表面のできるだけ高解像度で正確な測定に関して増大する要求がある。
【背景技術】
【０００３】  例えばドイツ連邦共和国特許第１０２００８０３３９４２号明細書から、多波長干渉の原理で動作する間隔センサが公知であり、この間隔センサは、１５２０ｎｍ〜１６３０ｎｍの光通信範囲にある放射波長を持つ複数のレーザ光源を使用する。この場合使用されるレーザの信号は、マルチプレクサにより共通なファイバにおいて集められ、多波長センサヘッドへ導かれる。このような多波長間隔測定法は、原理的に反射形状における任意の物体のトポロジー及び表面の干渉走査を可能にし、多波長法により、一義的に対応可能な比較的大きい測定範囲が与えられ、更にナノメータ範囲又はサブナノメータ範囲における測定精度が得られるようにすることができる。【０００４】  更に欧州特許のドイツ語翻訳第６０２００４００４９１６号から光学自由形状表面測定装置が公知であり、輪郭を走査する間隔センサが測定すべき表面に対してほぼ直角に置かれる。その際間隔センサは、測定枠に対して移動可能な台上に設けられている回転可能な装置上に置かれている。更に間隔センサを収容する回転可能な装置上に測定表面が設けられ、それと測定枠との間隔が無接触間隔測定装置により測定される。最後に回転角を測定する回転測定装置が２つの測定方向の間に設けられ、第１の測定方向が台と測定枠との間の運動方向により規定され、第２の測定方向が間隔センサと測定すべき素子の表面との間隔により規定されている。【０００５】  走査運動において物体の表面を無接触で走査するこのようなセンサでは、測定すべき物体に対するセンサの運動及び位置精度が決定的な役割を果たす。【０００６】  間隔センサと測定すべき表面との間隔を正確に求めることができるようにするため、センサを測定すべき表面に対してほぼ直角に向け、その方向を測定すべき物体の輪郭に適合させねばならない。この適合のため、センサの並進運動及び回転運動を行わねばならない。【０００７】  センサの並進運動は、別の間隔センサにより固定基準に対して十分高い精度で求めることができるが、センサの回転又は傾倒が問題である。【０００８】  要求されるナノメータ範囲又はサブナノメータ範囲の測定精度において、センサの回転は、更にセンサを保持する台に対してセンサの無視できない並進移動を常に生じる。こうしてセンサの測定信号は、少なくともセンサの回転運動により生じるセンサの位置移動だけ修正されねばならない。センサ支持体の機械的公差は、異なる角度位置におけるセンサの再現できない位置変化を生じる。従ってセンサのそれぞれの可能な向きのために、センサの位置を正確に求めることが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  本発明の基礎になっている課題は、物体の表面を高精度で測定する装置及び適当な方法を提供することであり、その際例えばセンサヘッドの回転運動により生じるセンサの万一の位置不正確さが簡単に求められ、適当に補償されるようにする。その際装置は、できるだけ簡単で場所を節約しかつ安価に実施可能な構造によりすぐれているようにする。装置は外部の有害な影響に対してできるだけ抵抗力があるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、独立請求項１に記載の：
支持体（１２）上に支持された物体（１４）の少なくとも１つの表面部分を測定するための装置であって、
当該装置は、前記支持体（１２）に対して固定可能な少なくとも１つの基準物体（１８，２０）と、前記基準物体（１８，２０）に対して少なくとも１つの第１の方向（ｘ，ｙ）に可動な保持体（２６）とを有し、互いに相対的に回転可能に支持されている基準体（２８）と間隔測定器（３４，３６）とが、前記保持体（２６）に配置されていて、前記物体（１４）の表面部分の第１の点（５２）に対する第１の間隔（３８）と、前記第１の点（５２）に対応する前記基準体（２８）の第２の点（５４）に対する第２の間隔（４０）とを求めるように、前記間隔測定器（３４，３６）が構成されていて、
前記間隔測定器が、前記物体（１４）に面した第１の間隔センサ（３４）と、前記基準体（２８）に面した第２の間隔センサ（３６）とを有し、前記第１の間隔センサ（３４）と前記第２の間隔センサ（３６）とが、直径上で互いに逆に指向されていることによって解決される。
さらに、この課題は、独立請求項１１に記載の：
支持体（１２）上に支持された物体（１４）の少なくとも１つの表面部分を測定するための方法において、
前記物体（１４）が、固定された基準物体（１８，２０）に対向するように固定され、
互いに相対的に回転可能に支持されている基準体（２８）と間隔測定器（３４，３６）とが配置されている保持体（２６）が、前記物体（１４）を接触なしに走査する運動中に、前記基準物体（１８，２０）に対して少なくとも１つの第１の方向（ｘ，ｙ）に移動され、
前記間隔測定器（３４，３６）を用いることで、前記物体（１４）の表面部分の第１の点（５２）に対する第１の間隔（３８）が、前記物体に面した第１のセンサ（３４）によって求められ、前記基準体（２８）の前記第１の点（５２）に対応する第２の点（５４）に対する第２の間隔（４０）が、前記基準体（２８）に面した第２のセンサ（３６）によって求められ、この第２の間隔センサ（３６）が、直径上で前記第１の間隔センサ（３４）に対して逆に指向されていることによって解決される。
本発明の有利な構成は、従属請求項の対象である。
【００１１】  本発明による装置は、支持体上に支持される物体の少なくとも１つの表面部分を測定するために構成されている。装置は、支持体に対して固定可能な少なくとも１つの基準物体を持っている。支持体と基準物体は、強制的に互いに結合され又は機械的に連結されていなくてもよい。物体支持体、物体自体及び／又は基準物体の重心又は対称軸線が、測定過程中に互いに動かされず、そのそれぞれの位置に静的に留まり、いわば互いに固定していれば、基本的に十分である。その際なるべく物体の対称軸線の周りにおけるこの物体の回転運動が、その全表面の測定のために意図されている。しかし物体の表面の測定のために、基準物体に対する相対間隔を求めることは必要でない。装置は更に、少なくとも１つの第１の方向において基準物体に対して可動な保持体を持っている。この保持体に、基準体及び間隔測定器が設けられている。その際間隔測定器と基準体は相対回転可能に支持されている。【００１２】  更に間隔測定器が、物体の表面部分の第１の点に対する第１の間隔及び第１の点に対応する基準体の第２の点に対する第２の間隔を求めるように構成されている。間隔測定器により求められる第１の間隔が本来の測定信号を表し、測定される第２の間隔により、間隔センサと同様に可動保持体に設けられる基準体との間の回転により生じる相対移動を求めることができる。測定すべき第２の間隔により、第１の測定される間隔に対する間隔修正を行うことができる。【００１３】  例えば間隔センサの回転運動により生じかつ再現不可能なセンサの移動及びその結果生じる測定値の間違いは、輪郭及び位置に関して既知の基準体に対する第２の間隔を求めることによって補償することができる。間隔測定器の回転軸線と測定軸線との間のオフセットは、第１の間隔及び第２の間隔を求めることにより、また基準体と間隔センサとの相対向きにより、計算により補償することができる。【００１４】  少なくとも１つの基準物体に対する可動保持体の位置は、なるべく少なくとも１つの別の間隔センサにより、特に複数の間隔センサにより求められて、間接のやり方で基準物体に対する間隔測定器の位置を求めることができる。【００１５】  好ましい展開によれば、可動保持体に設けられる間隔測定器が、測定すべき物体に近い方の第１の間隔センサ、及び基準体に近い方の第２の間隔センサを持っている。第１の間隔センサが間隔測定器と測定すべき物体との間隔測定に用いられ、第２の間隔センサが可動保持体に対する間隔測定器又は第１の間隔センサの位置を求めるために用いられる。保持体の位置は、少なくとも１つのセンサにより、なるべく異なる方向に向けられる２つのセンサにより、少なくとも１つの基準物体に対して、なるべく２つの基準物体に対して求めることができる。【００１６】  この場合両方の間隔センサは、間隔測定器の回転軸線の向きに対して横に延びる共通な面に設けられているのがよい。その点で両方のセンサが基準体又は物体表面に対する間隔を測定する方向が、１つの共通な面内にある。【００１７】  この展開では、間隔測定器が可動保持体に回転可能に支持され、基準体が保持体に回転しないように設けられている。保持体への基準体の固定は、特に保持体自体に対���る間隔測定器の位置を高精度で求めるのを可能にする。【００１８】  この展開では、基準体が、間隔測定器の回転運動可能性に合わされる基準面を持っている。基準面は、第２の間隔センサにより求められる測定信号が基準面により反射され、第２の間隔センサにより再び検出されるように、構成されている。【００１９】  その際特に、基準面がほぼ弓形の形状を持つ一種の凹面鏡として構成されているようにすることができ、中空凹面鏡の中心は、間隔測定器の回転軸線又は第１及び／又は第２の間隔センサの回転軸線とほぼ重なる。基準面は特に中空円筒の構造を持ち、円筒の仮想軸線は間隔測定器に対してほぼ平行に延びている。これとは異なり、基準面は多角形又は修正により求めることができる任意の凹に湾曲した形状を持つことができる。【００２０】  別の好ましい構成によれば、間隔測定器の第１及び第２の間隔センサが直径上で互いに逆向きに向けられるか又は設けられている。第１の間隔センサは、その測定軸線又はそれにより求められる光測定信号が測定すべき表面部分へ直角に当たり、そこで再び第１の間隔センサへ反射されるように向けられているのがよい。第２の間隔センサが逆の方向へ向けられていることにより、求められる間隔を第１の間隔センサの測定信号の修正に直ちに使用することができる。【００２１】  第２の間隔センサにより測定される第２の間隔は、第１の間隔センサのために行うべき間隔修正のための直接の尺度である。この場合装置の修正の途中に基準体の基準面の輪郭又は位置及び推移を正確に求めることだけが必要であり、それにより間隔測定器のそのつど優勢な向き又は角度位置に相当する、求められた測定値の適当な長さ修正又は間隔修正を行うことができる。装置の修正のために、基準体に対する間隔測定器の可能な角度位置に第２の間隔を合わせねばならない。【００２２】  好ましい別の構成によれば、基準物体と可動保持体との間隔が、少なくとも１つの第３の間隔センサにより求められる。その際第３の間隔センサを基準物体又は保持体自体に設けることができる基準物体に対する保持体の間隔又は位置を求めるため、保持体又は基準物体は適当な測定面又は鏡のような表面を持っている。特に測定すべき物体の全表面を走査する保持体の運動のために第２の基準物体が設けられ、保持体が第２の基準物体に対しても可動に支持されている。なるべく１つの適当な平面に延びる基準物体に対する保持体の二次元可動性は、なるべく間隔測定器の回転軸線に対して直角な面における保持体の行動を可能にする。その点で基準物体に対する保持体の二次元位置を求める第４の間隔センサが使用されると、有利である。【００２３】  更に物体を支持する支持体が回転可能に支持されて、物体の測定すべきすべての表面点を測定装置により規定される面へ移すことができる。【００２４】  別の構成では、物体の測定すべき表面部分にある第１の点と、基準体又はその基準面にあって間隔測定器の角度位置に相当する個所を規定する第２の点とが、１つの仮想線上にあるか、又は第１及び第２の間隔センサが向けられている線を規定しているようにすることができる。換言すれば、第１の間隔センサから出る測定光線が測定すべき表面へほぼ直角に当たるように、��線上で互いに逆に向けられる間隔測定器の両方の間隔センサが向けられている。その向きにより必然的に第２の点の位置が基準体上に生じる。【００２５】  別の好ましい構成によれば、測定すべき物体の回転可能な支持に役立つ支持体と基準物体が機械的に互いに分離され、即ちそれらが所定の限界内で任意に互いに配置されることができる。基準物体に対する支持体の位置は、物体の表面測定を行うために求めなくてもよい。走査運動中に可動保持体の基準体は、物体に対して動かされる。その際間隔測定器は、互いに逆に向けられるその両方の間隔センサにより、基準体と物体の測定すべき表面との間隔を、多数の個々の測定点により測定する。求められる間隔データの比較から、測定すべき物体の表面の状態を推論することができる。【００２６】  その好ましい構成によれば、物体の測定すべき表面部分の第１の点の面法線に沿って少なくとも第１の間隔センサを向けるように構成されている制御装置が設けられている。制御装置は、間隔センサの自動調節及び回転運動に役立つ。物体の金属化される表面において、放出される信号に対して約１８０°の範囲において反射が行われる。センサの構成に応じて、検査すべき表面部分の表面法線から３°，５°又は１０°まで相違していてもよい。粗いか又は散乱する表面では、表面法線に対してセンサのこれとは異なる別の向きが必要になることがある。例えば制御装置によりセンサの向きを規定することができる。【００２７】  第２の間隔センサにより求めることができる、基準体に対する第２の間隔が、第１のセンサにより求めることができる間隔値の修正のために直ちに使用可能であると、特に有利であることがわかる。少なくとも１つの基準物体に対する両方の間隔センサ又は間隔測定器の向きは問題にならない。センサの回転及び／又は移動により生じる第１の間隔の変化の修正又は補償のために、特に第１及び／又は第２のセンサの位置座標を求める必要はない。互いに逆に向けられるセンサにより求めることができる両方の間隔は、すぐ誤差修正を行うため制御装置へ供給することができる。【００２８】  別の好ましい構成によれば、すべての間隔センサが、光ファイバにより少なくとも１つの光源に結合されている。自由な光線伝搬は、それぞれの間隔センサとそれぞれ対応する反映基準面との間でのみ行われる。光ファイバ結合は保守が比較的少なく、装置の作動中に再調節を必要としない。【００２９】  別の有利な構成によれば、物体に近い方にある少なくとも第１の間隔センサが、異なる波長の複数の光源に結合されて、多波長測定原理により物体との間隔を求める。このような多波長測定方法は、ナノメータ範囲又はサブナノメータ範囲における分解により高精度の間隔測定を可能にし、更にミリメータ範囲まで測定結果の明白範囲を与えることができる。光源として十分単色のレーザが使用され、その波長は１５２０〜１６３０ｎｍの範囲にある。使用されるレーザ波長は、典型的に光通信スペクトルのＳ，Ｃ又はＬ周波帯にある。しかしレーザ光源な赤外線スペクトル範囲に限定されていない。基本的には可視又は紫外線スペクトル範囲の波長も使用できる。【００３０】  原理的に本発明は、１つの波長のみで動作する間隔測定器のためにも実施可能である。しかし多波長測定方法により、受信される信号の明白範囲を明らかに拡大することができる。測定すべき物体に対する間隔測定は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００８０３３９４２号明細書に記載されている方法に従って行われるのがよい。物体表面により反射される光線のそれぞれの位相又は位相位置は、波長を選択して検出され、電子的評価中に間隔を求めるために処理される。【００３１】  別の観点において本発明は更に、支持体上に支持される物体の少なくとも１つの表面部分を測定する方法に関する。物体は少なくとも定置基準物体に対して固定され、基準体及び間隔測定器が設けられている保持体が、物体を接触なしに走査する運動の際、基準物体に対して少なくとも１つの第１の方向に動かされる。この走査運動中に、間隔測定器により、物体の表面部分の第１の点に対する第１の間隔と、基準体のこれに一致する第２の間隔とが求められる。これら両方の間隔の測定から、両方の点の間隔を正確に求めることができる。【００３２】  基準体上の第２の点の位置が既知であり、基準物体に対する基準体の姿勢又は位置が少なくとも１つの別の間隔センサにより測定されるので、こうして既知の基準物体に対して物体上にある第１の点の位置を、明白にかつナノメータ又はサブナノメータ範囲の精度で求めることができる。【００３３】  その点で１つの展開によれば、少なくとも１つの第３の間隔センサにより、基準物体と保持体との間隔が、少なくとも第１の方向に沿って求められる。【００３４】  更に第３のセンサに対してなるべくほぼ直角に向けられる少なくとも１つの第４の間隔センサが設けられて、第１及び第２の基準物体のなす面にある保持体の位置を求めると有利である。【００３５】  最後に、第１及び第２の間隔により、従って基準体と測定すべき物体との間隔により、また基準物体と可動保持体との間隔により、基準物体に対する物体の測定すべき表面部分の第１の点の位置が求められるように、意図されている。保持体の走査運動又はこれと組合わされる基準物体の回転中に、基準物体の全表面を点状に走査し、ナノメータ範囲又はサブナノメータ範囲の精度で測定することができる。【００３６】  本発明のそれ以外の目的、特徴及び有利な使用可能性は、実施例の以下の図において詳細に説明される。明細書において説明されかつ図にも示されているすべての特徴は、本発明の対象を形成している。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】  支持体上に支持される物体の表面部分を測定する装置の概略側面図を示す。
【図２】  可動に支持される物体の拡大図を示す。
【図３】  種々のレーザ光源及び附属する検出器を持つ図１及び２の間隔センサの光ファイバ結合の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】  図１に概略的に示す測定装置１０は、互いに直角に設けられる２つの基準物体１８，２０を持ち、そのうち基準物体１８はほぼ第１の方向ｘに延び、第２の基準物体２０はこれに対して直角な方向ｙに延びている。両方の基準物体１８，２０には、この実施例では鏡面として構成可能な個々の基準面２２，２４が設けられている。
【００３９】  更に測定装置１０は回転可能に支持される支持体１２を持ち、例えば光学部品例えばレンズ１４のような測定すべき物体１４が支持体１２に設けられている。物体支持体１２は回転軸線１６の周りに回転可能に支持されている。更に測定装置１０は、ｘ−ｙ面内で可動であり、図１に拡大図で示す保持体２６を持っている。
【００４０】  保持体２６は、ここには詳細には示されてない基板を持ち、この基板に基準体２８及び２つの間隔センサ３４，３６を回転可能に支持する回転支持体３２を持っている。基準体２８は、間隔測定器３４，３６に近い側に、ここでは例えば円筒内壁のように形成される鏡面又は基準面３０を持っている。この基準面３０はなるべく凹面鏡として構成されている。基準面３０の輪郭は、測定装置１０の修正のため正確に測定すべきである。基準面３０の輪郭及び基準面３０上で個々に走査すべき点５４は、その位置が既知であり、評価装置に記憶されている。
【００４１】  互いに逆に向けられる２つの間隔センサ３４，３６を持つ間隔測定器は、回転軸線４８に関して回転可能に回転支持体３２に支持されている。この場合回転軸線４８は、両方の基準物体１８，２０のなす面（ｘ、ｙ）に対してなるべく直角に延びている。物体１４へ向けられる間隔センサ３４は、この場合なるべく多波長センサとして構成され、センサ３４又はその測定ヘッド５０と物体１４の測定すべき表面上の選ばれた第１の点５２との絶対間隔を求めるために構成されている。
【００４２】  この場合両方のセンサ３４，３６は互いに固定されている。これらのセンサは、更に回転軸線４８に関して互いに直径方向に向けられている。従ってセンサ３４の向きの変化は、常にセンサ３６の一致する方向変化を伴って現れる。
【００４３】  センサ３４は反射形状を測定する。即ち点５２へ向けられる測定光線は同じに反射され、測定ヘッド５０により再び検出され、最後に測定ヘッド３４に結合されかつ図３に示されるセンサ装置又は検出装置７６，７８，８０，８２へ供給される。測定すべき物体１４の輪郭及び物体１４に対する保持体２６の相対位置に応じて、センサヘッド３４の向きが変化可能である。しかし回転軸線４８の周りにおける間隔センサ３４，３６の回転は、保持体２６に対する間隔センサ３４の移動を伴う。
【００４４】  第２の間隔センサ３６が、第１のセンサ３４とは逆に向く方向に基準体２８の基準面３０へ向けられていることによって、例えば間隔測定器３４，３６の回転運動４２により既知の基準体２８に対して生じる並進運動を正確に測定し、記録又は検出される測定信号の電子評価中に補償することができる。
【００４５】  センサ３４が例えば回転により物体１４の方へ移動を受けると、これが測定すべき間隔３８を減少するであろう。しかしこのような移動は、対向するセンサ３６と固定基準面３０との間の第２の間隔も同時に同じ寸法だけ量的に増大するであろう。こうして間隔測定器３４，３６の回転による万一の位置不正確さは、第２のセンサ３６による、基準面３０上の選ばれる第２の点５４に対する第２の間隔４０の測定によって、正確に補償することができる。
【００４６】  基準物体１８，２０に対する保持体２６の位置は、それぞれの基準物体１８，２０に対するｙ方向の間隔４４及びｘ方向の間隔４６を求める２つの別の間隔センサ５６，５８によって求めることができる。
【００４７】  基準体２８の形状又は位置に対する間隔センサ３４，３６の向きは、物体１４の表面上の測定すべき点５２によって生じる。この場合適当なセンサ及び電気−機械操作装置により、物体１４の方へ向けられる間隔センサ３４を、それぞれの点５２に対して常に直角に向けることが考えられる。この場合第１及び／又は第２の間隔センサ３４，３６の設定される角は、間隔４０を求めるために使用することができる。所定の角のために実際に測定される間隔値４０は、修正過程中に記録される基準値と比較することができる。その偏差から、測定される間隔３８のための長さ修正が直ちに生じる。
【００４８】  図３には、図１及び２に示す測定装置に基く光ファイバ構想が概略的に示されている。この実施例では、測定装置は異なる波長の４つのレーザ光源６０，６２，６４，６６を持っている。この場合すべてのレーザ信号が、光ファイバで多波長間隔センサ３４へ供給される。このセンサにより多波長測定方法に従って、測定すべき物体１４に対する間隔３８を測定することができる。使用されるレーザの少なくとも１つ６０は、更に残りの３つの間隔センサ３６，５６，５８のために使用される。
【００４９】  間隔センサ３６，５６，５８は、同じレーザ光源から供給される。従ってこれらのセンサの各々は、それぞれ付属する基準体２８又は基準物体１８，２０の図２に示す間隔を求めることができる。センサ３６，５６及び５８により検出される測定信号は、光ファイバで検出器７０，７２，７４へ供給され、これらの検出器の信号が中央評価装置８４へ供給される。
【００５０】  特に物体１４の未知のトポロジー又は表面の測定のために構成されている主間隔センサ３４は、全部で４つの光源６０，６２，６４，６６の信号により供給される。同様に反射形状で検出される信号は、間隔センサ３４の検出器から出てファイバスプリッタ又はデマルチプレクサ８６へ供給され、このスプリッタ又はデマルチプレクサが、検出されて物体１４の表面から反射される干渉測定信号を個々の検出器７６，７８，８０，８２へ供給する。
【００５１】  例えばドイツ連邦共和国特許第１０２００８０３３９４２号明細書から公知のように適当な評価電子装置により、間隔センサ３４と物体１４の測定すべき表面との間隔３８を、ナノメータ範囲又はサブナノメータ範囲で正確に求めることができる。
【００５２】  最後に、ここで説明したレーザ光源の数及び種類や個々の検出器の配置は例として示されているにすぎないことが指摘される。本発明の範囲内で、個々の光源と検出器の種類及び数並びに光ファイバ結合に関して多様な変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００５３】１０                    測定装置
１２                    支持体
１４                    物体
１６                    回転軸線
１８，２０              基準物体
２２，２４              基準面
２６                    保持体
２８                    基準体
３０                    基準面
３２                    回転支持体
３４，３６              間隔センサ
３８，４０              間隔
４２                    角
４４，４６              間隔
４８                    回転軸線
５０                    測定ヘッド
５２，５４              測定点
５６，５８              間隔センサ
６０，６２，６４，６６  光源
７０，７２，７４，７６，７８，８０，８２  検出器
８４                    評価装置
８６                    ファイバスプリッタ、デマルチプレクサ
【図１】
0005784150.tif 000002
【図２】
0005784150.tif 000003
【図３】
0005784150.tif 000004