DE102011114932A1

DE102011114932A1 - Verfahren zur Ermittlung einer Kontur einer Oberfläche

Info

Publication number: DE102011114932A1
Application number: DE201110114932
Authority: DE
Inventors: Raimund Volk
Original assignee: Hommel Etamic GmbH
Current assignee: Jenoptik Industrial Metrology Germany GmbH
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2011-10-06
Publication date: 2013-04-11

Abstract

Bei einem Verfahren zur Ermittlung der Kontur einer Oberfläche eines Objektes entlang einer Messstrecke wird an entlang der Messstrecke zueinander beabstandeten Messstellen die Fokussierung eines Mikroskopobjektivs relativ zu der Oberfläche entlang einer Messachse (z-Achse) über einen Scanbereich variiert. Aus Bildern, die während des Variierens der Fokussierung aufgenommen werden, werden jeweils die Höhe der Oberfläche repräsentierende Höhensignale abgleitet. Erfindungsgemäß wird entlang der Messstrecke der Scanbereich in Richtung der Messachse (z-Achse) der Kontur insbesondere automatisch nachgeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zur Ermittlung der Kontur einer Oberfläche entlang einer Messstrecke.
Bei einem bekannten Verfahren der betreffenden Art wird an in Längsrichtung der Messstrecke zueinander beabstandeten Messstellen jeweils die Fokussierung eines Mikroskopobjektivs relativ zu der Oberfläche entlang einer Messachse (z-Achse) über einen Scanbereich variiert. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Mikroskopobjektiv mit hoher numerischer Apertur und starker Vergrößerung verwendet, um in Messrichtung (z-Richtung) eine hohe Auflösung und Genauigkeit zu erreichen, um beispielsweise die Rauheit einer Oberfläche zu messen. Bei dem bekannten Verfahren werden durch Auswertung von Bildern, die während des Variierens der Fokussierung aufgenommen werden, jeweils die Höhe der Oberfläche repräsentierende Höhensignale abgeleitet.
Hierbei muss der Scanbereich (Höhenmessbereich) so gewählt sein, dass nicht nur einzelne Bereiche, sondern die Gesamtheit aller Topographien an der Oberfläche nicht übersteuert sind. Wegen einer in der Regel vorhandenen Schiefstellung der Oberfläche oder aufgrund einer Wölbung muss daher ein großer Gesamt-Scanbereich gewählt werden, der wesentlich größer als der zur Erfassung der Höhe der Oberfläche an einer Messstelle erforderliche Scanbereich ist.
Ein solches Verfahren ist durch DE 10 2007 018 048 A1 bekannt.
Aufgrund der Verwendung eines Mikroskopobjektivs mit hoher numerischer Apertur und starker Vergrößerung ergibt sich in einer Ebene senkrecht zur Messachse (z-Achse), also in x- bzw. y-Richtung, lediglich eine geringe Messfeldbreite von ca. 0,2 bis 0,3 mm. Allerdings existiert eine Vielzahl von Messaufgaben, die ein Messfeld mit einer Ausdehnung von ca. 4 mm in x- oder y-Richtung oder darüber hinaus erfordern. Gleichzeitig ist eine kurze Messzeit nicht nur im Sinne eines hohen Durchsatzes erforderlich bzw. wünschenswert, sondern auch im Sinne einer Reduzierung der negativen Auswirkungen beispielsweise einer thermischen Drift im Messaufbau.
Die Vergrößerung des lateralen xy-Messfeldes kann durch seitliches Aneinanderreihen von einzelnen Topographiefeldern (Messfeldern) mit jeweils ca. 0,2 mm Breite erreicht werden. Die Messfelder können dabei exakt aneinander angrenzen oder überlappend angeordnet werden. Bei überlappender Anordnung der Messfelder wird mit Methoden der Bildverarbeitung nach korrespondierenden Punkten gesucht, anhand derer die einzelnen Felder ausgerichtet werden. Dieses Verfahren wird auch als Stitching bezeichnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren im Hinblick auf seine Einsetzbarkeit in der Fertigungsmesstechnik zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das bekannte Verfahren so weiterzubilden, dass die Messzeit bei der Ermittlung der Kontur einer Oberfläche, sei es entlang einer Messstrecke oder bei einer flächigen Vermessung der Oberfläche, verringert ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird an jeder Messstelle entlang der Messstrecke die Fokussierung des Mikroskopobjektivs relativ zu der Oberfläche entlang der Messachse variiert, und es werden bei den verschiedenen eingestellten Foki Bilder aufgenommen. Aus den an einer Messstelle aufgenommenen Bildern wird ein die Höhe der Oberfläche repräsentierendes Höhensignal abgeleitet. Die aufgenommenen Bilder können beispielsweise anhand ihres Kontrastes ausgewertet werden, wobei insbesondere ein Bild mit maximalem Kontrast herangezogen werden kann, um ein Höhensignal zu generieren und anhand einer Höhenreferenz die Höhe der Oberfläche an der jeweiligen Messstelle zu ermitteln. Das variieren des Fokus entlang der Messachse über den Scanbereich beansprucht umso mehr Zeit, je größer die Höhe (Ausdehnung in Messrichtung) des Scanbereichs ist.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, entlang der Messstrecke den Scanbereich in Messrichtung, also in Richtung der Messachse (z-Achse), der Kontur insbesondere automatisch nachzuführen.
Beispielsweise und insbesondere kann zur Nachführung des Scanbereichs aus entlang der Messstrecke ermittelten Höhensignalen der Verlauf der Kontur der Oberfläche extrapoliert werden. Der Scanbereich kann dann dem extrapolierten Verlauf der Kontur entsprechend adaptiv nachgeführt werden. Ergibt sich beispielsweise aus entlang der Messstrecke ermittelten Höhensignalen, dass sich die Höhe des Objektes lokal verringert, so kann der Scanbereich zu dem Objekt hin verschoben werden. Ergibt sich dem gegenüber aus den Höhensignalen, dass sich die Höhe des Objektes lokal vergrößert, so kann der Scanbereich von dem Objekt weg verschoben werden.
Durch die Nachführung des Scanbereichs ist es erfindungsgemäß nicht mehr erforderlich, einen die gesamte Topographie der Oberfläche erfassenden Gesamt-Scanbereich zu verwenden. Vielmehr kann die Oberfläche mit einem Scanbereich relativ geringer Höhe, also geringer Ausdehnung in Messrichtung (z-Richtung), abgetastet werden, indem der Scanbereich in der erfindungsgemäßen Weise dem Konturverlauf nachgeführt wird. Auf diese Weise ergibt sich gegenüber dem bekannten Verfahren ein erheblicher Zeitvorteil, so dass Messungen wesentlich schneller ausgeführt werden können. Auf diese Weise ist die Einsetzbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Fertigungsmesstechnik verbessert.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Vermessung beliebiger Oberflächengeometrien geeignet. Hierbei kann die Oberfläche linienförmig abgetastet und somit zweidimensional vermessen werden. Die Oberfläche kann jedoch auch flächig abgetastet und somit dreidimensional vermessen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Messung der Form und/oder Welligkeit und/oder Rauheit von Oberflächen von Werkstücken geeignet.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass aus entlang der Messstrecke ermittelten Höhensignalen zur Nachführung des Scanbereichs der Verlauf der Kontur der Oberfläche extrapoliert wird. Anhand eines so ermittelten Extrapolationssignales kann der Scanbereich in Richtung der z-Achse dann nachgeführt und adaptiv der Kontur der Oberfläche angepasst werden. Bei dieser Ausführungsform dient die Extrapolation des Verlaufs der Kontur der Oberfläche ausschließlich dazu, den Verlauf der Kontur abzuschätzen und hiervon ausgehend den Scanbereich nachzuführen. Im weiteren Verlauf der Messstrecke wird dann der Konturverlauf exakt vermessen. Die Abtastung der Oberfläche entlang der Messstrecke, also in x- oder y-Richtung, kann kontinuierlich oder schrittweise erfolgen. Erfindungsgemäß können während des Variierens des Fokus des Mikroskopobjektivs entlang der Messachse zeitlich aufeinanderfolgend Standbilder aufgenommen werden, oder es können Bewegbilder aufgenommen werden. Die aufgenommenen Bilder werden mit Methoden der Bildverarbeitung ausgewertet.
Die Nachführung des Scanbereichs in Richtung der Messachse (in Messrichtung) kann so ausgestaltet sein, dass der Scanbereich in Messrichtung zu dem Objekt hin verschoben wird, wenn anhand der entlang der Messstrecke ermittelten Höhensignale festgestellt wird, dass sich die Höhe des Objektes lokal verringert, und der Scanbereich kann in Messrichtung von dem Objekt weg verschoben werden, wenn anhand der entlang der Messstrecke ermittelten Höhensignale festgestellt wird, dass sich die Höhe des Objektes lokal vergrößert, wie dies eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vorsieht.
Unter einer Verschiebung des Scanbereichs von dem Objekt weg bzw. zu dem Objekt hin wird erfindungsgemäß verstanden, dass ein Scanbereich konstanter Höhe in Messrichtung verschoben wird und/oder dass eine in Messrichtung gesehen obere und/oder untere Grenze des Scanbereichs relativ zu dem Objekt verschoben wird.
Erfindungsgemäß ist es grundsätzlich ausreichend, wenn der Scanbereich entlang der Messstrecke in Messrichtung eine konstante Höhe hat. Bei dieser Ausführungsform wird somit entlang der Messstrecke mit einem Scanbereich konstanter Höhe gearbeitet. Die Höhe des Scanbereiches wird hierbei einerseits so gering wie möglich gewählt, um die Messzeit möglichst gering zu halten. Andererseits wird die Höhe des Scanbereiches so groß wie nötig gewählt, um die Höhenstruktur der Oberfläche eines zu vermessenden Objektes in ihrer Gesamtheit erfassen zu können, ohne dass es während des Variierens der Fokussierung des Mikroskopobjektivs zu einer Übersteuerung kommt.
Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, entlang der Messstrecke die Höhe des Scanbereichs in Abhängigkeit von den Höhensignalen zu variieren, wie dies eine andere Weiterbildung der Erfindung vorsieht. Beispielsweise kann die Höhe des Scanbereichs verringert werden, wenn eine Extrapolation des Verlaufs der Kontur der Oberfläche ergibt, dass der Verlauf sich mit einer geringen Steigung ändert. Demgegenüber kann zur Vermeidung eines Übersteuerns der Scanbereich vergrößert werden, wenn sich aus der Extrapolation des Verlaufs der Kontur der Oberfläche ergibt, dass der Verlauf lokal eine große Steigung aufweist. Auf diese Weise kann die Mikrokontur, beispielsweise Rauheit, einer Oberfläche mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch dann schnell und zuverlässig ermittelt werden, wenn die Form der Oberfläche sich entlang der Messstrecke wesentlich verändert.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zur dreidimensionalen Vermessung der Oberfläche dieselbe in einer zur Messachse (z-Achse) senkrechten Ebene flächig abgetastet wird. Bei dieser Ausführungsform kann das laterale xy-Messfeld durch seitliches Aneinanderreihen von einzelnen Topographiefeldern (Messfeldern) vergrößert werden, beispielsweise im Wege des für sich genommenen bekannten Stitching-Verfahrens.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Fokussierung des Mikroskopobjektivs automatisch variiert wird.
Gemäß einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Form und/oder Welligkeit und/oder Rauheit der Oberfläche gemessen.
Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Ermittlung der Kontur einer Oberfläche eines Objekts entlang einer Messstrecke ist im Anspruch 9 angegeben. Die im Anspruch 9 angegebene Messvorrichtung weist ein Mikroskopobjektiv und eine Fokussiereinrichtung auf, die an entlang der Messstrecke zueinander beabstandeten Messstellen jeweils die Fokussierung des Mikroskopobjektivs relativ zu der Oberfläche entlang einer Messachse (z-Achse) über einen Scanbereich variiert. Die erfindungsgemäße Messvorrichtung weist ferner eine Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen von Bildern der Oberfläche während des Variierens der Fokussierung sowie eine Auswertungseinrichtung auf, die durch Auswertung der aufgenommenen Bilder jeweils die Höhe der Oberfläche repräsentierende Höhensignale ableitet. Erfindungsgemäß ist die Steuerungseinrichtung darauf eingerichtet, die Fokussiereinrichtung derart anzusteuern, dass entlang der Messstrecke der Scanbereich in Richtung der Messachse (z-Achse) der Kontur insbesondere automatisch nachgeführt wird. Mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Messvorrichtung sind in den Ansprüchen 10 bis 14 angegeben. Eine Verwendung einer Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14 ist im Anspruch 15 angegeben.
Eine Beleuchtung des Objektes und die Aufnahme von Bildern des Objektes kann nach einem beliebigen geeigrieten Verfahren erfolgen, beispielsweise durch eine Kontrastauswertung, durch ein Verfahren der Konfokalmikroskopie, ein Verfahren der Weißlichtmikroskopie oder durch ein beliebiges anderes geeignetes Verfahren. Entsprechende Verfahren sind dem Fachmann allgemein bekannt, beispielsweise auch aus der DE 10 2007 018 048 A1 , und werden daher hier nicht näher erläutert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte stark schematisierte Zeichnung näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen, in der Zeichnung dargestellten und in den Patentansprüchen beanspruchten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger technisch sinnvoller Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.
Es zeigt:
1 ein stark schematisiertes Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung und
2 beispielhaft den Verlauf einer Kontur zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 1 ist in einem stark schematisierten Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung 2 zur Ermittlung der Kontur einer Oberfläche 4 eines Objektes 6 entlang einer Messstrecke dargestellt. Die Messvorrichtung 2, die nachfolgend auch kurz als Vorrichtung bezeichnet wird, dient zur dreidimensionalen. Vermessung der Oberfläche des Objektes 6. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird mittels der Messvorrichtung 2 die Rauheit der Oberfläche 4 gemessen. Hierzu weist die Messvorrichtung 2 ein Mikroskopobjektiv 8 auf, dem eine Fokussiervorrichtung 10 zugeordnet ist.
Das Mikroskopobjektiv 8 wird bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens relativ zu der Oberfläche 4 verfahren, beispielsweise entlang der in 1 hin in die Zeichenebene hinein verlaufenden y-Achse und/oder entlang der zu der y-Achse senkrecht verlaufenden x-Achse. Die Fokussiereinrichtung 10 variiert an entlang der Messstrecke zueinander beabstandeten Messstellen durch Fokussierung jeweils den Fokus des Mikroskopobjektivs 8 relativ zu der Oberfläche 4 entlang einer Messachse (z-Achse) über einen Scanbereich.
Dem Mikroskopobjektiv 8 ist ferner eine Bildaufnahmeeinrichtung 12 zum Aufnehmen von Bildern der Oberfläche 4 während des Variierens der Fokussierung zugeordnet. Eine Bewegung des Objektives 4 in x- oder y-Richtung entlang der Messstrecke kann kontinuierlich oder schrittweise erfolgen. Die Bildaufnahmeeinrichtung 12 kann entsprechend den jeweiligen Anforderungen und der jeweiligen Anwendung Stand- oder Bewegbilder der Oberfläche 4 aufnehmen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Bildaufnahmeeinrichtung 12 einen digitalen Bildsensor auf.
Der Bildaufnahmeeinrichtung 12 ist eine Auswertungseinrichtung 14 nachgeordnet, die durch Auswertung der aufgenommenen Bilder und der zugehörigen Stellsignale der Fokussiereinrichtung 10 jeweils die Höhe der Oberfläche an der jeweiligen Messstelle repräsentierende Höhensignale generiert.
Erfindungsgemäß wird an jeder Messstelle entlang der Messstrecke ein Höhensignal generiert, das die Höhe der Oberfläche 4 (relativ zu einer Höhenreferenz) repräsentiert. Durch Abfahren einer Messstrecke kann somit die Oberfläche 4 zweidimensional vermessen werden. Die Höhensignale entlang der Messstrecke ergeben die Kontur der Oberfläche. Um die Oberfläche 4 dreidimensional zu vermessen, wird eine Mehrzahl von linien- oder streifenförmigen Messfeldern aneinander gesetzt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit der Höhenverlauf der Oberfläche 4 flächig und damit die dreidimensionale Topologie der Oberfläche 4 ermittelt. Das erfindungsgemäße Verfahren dient somit zur Vermessung dreidimensionaler Oberflächen.
Die Beleuchtung der Oberfläche 4 und das Aufnehmen von Bildern der Oberfläche 4 kann nach einem beliebigen geeigneten Verfahren erfolgen. Da entsprechende Verfahren dem Fachmann allgemein bekannt sind, werden sie hier nicht näher erläutert.
Erfindungsgemäß ist eine Steuerungseinrichtung 16 vorgesehen, die darauf eingerichtet ist, die Fokussiereinrichtung 10 derart anzusteuern, dass entlang der Messstrecke der Scanbereich in Richtung der Messachse (z-Achse), der Kontur der Oberfläche 4 automatisch nachgeführt wird.
Mittels der Messvorrichtung 2 wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung der Kontur der Oberfläche 4 wie folgt ausgeführt:
2 zeigt schematisch die Kontur der Oberfläche 4. Entlang einer beispielsweise entlang der x-Achse verlaufenden Messstrecke wird der Fokus des Mikroskopobjektivs 8 relativ zu der Oberfläche 4 entlang der Messachse (z-Achse) über einen Scanbereich variiert. Der Scanbereich ist in 2 durch ein Messfenster 18 symbolisiert.
Mittels der Bildaufnahmeeinrichtung 12 werden an jeder Messstelle während des Variierens der Fokussierung des Mikroskopobjektivs 8 Bilder aufgenommen, aus denen die Auswertungseinrichtung 14 jeweils unter Heranziehung von Stellsignalen der Fokussiereinrichtung 10 und unter Verwendung einer Höhenreferenz die Höhe der Oberfläche repräsentierende Höhensignale ableitet.
Erfindungsgemäß wird entlang der Messstrecke, die in 2 in x-Richtung verläuft, der Scanbereich (Messfenster 18) in Richtung der Messachse (z-Achse) der Kontur nachgeführt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird aus entlang der Messstrecke ermittelten Höhensignale der Verlauf der Kontur der Oberfläche 4 in der Auswertungseinrichtung 14 extrapoliert.
Wird die Abtastung in x-Richtung beispielsweise in 2 von links nach rechts durchgeführt und bei der Extrapolation des Konturverlaufs festgestellt, dass sich die Höhe des Objektes lokal verringert, so wird das Messfenster zu dem Objekt 6 hin, also in 2 nach unten, verschoben. Ein sich dann ergebendes Messfenster ist in 2 mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet.
Ergibt die Extrapolation des Verlaufs der Kontur, dass sich die Höhe des Objektes lokal weiter verringert, so wird das Messfenster weiter in Richtung von der Messvorrichtung 2 weg, also in 2 nach unten, verschoben. Sich dann ergebende Messfenster sind in 2 mit dem Bezugszeichen 22, 24 versehen. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet ein Messfenster am Ende der Messstrecke.
Würde eine Extrapolation des Konturverlaufes ergeben, dass die Oberflächenform lokal ansteigt, so würde der Scanbereich von dem Objekt 6 weg, also zu der Messvorrichtung 2 hin, in 2 also nach oben, verschoben.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Höhe des Scanbereichs 18 bzw. 20 bis 26 fest. In Abwandung des Auführungsbeispiels kann jedoch entlang der Messstrecke wenigstens abschnittsweise die Höhe des Scanbereichs in Abhängigkeit von den Höhensignalen variiert werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Messung der Rauheit auch dann noch mit einem Messfenster relativ geringer Höhe durchgeführt werden, wenn die Oberflächenform der Oberfläche 4 lokal stark ansteigt oder abfällt.
Falls es trotz der erfindungsgemäß vorgenommenen Nachführung des Scanbereichs in Messrichtung entlang der Messstrecke dazu kommen sollte, dass die Oberfläche außerhalb des Scanbereichs liegt, so kann der entsprechende Messvorgang mit entsprechender ggf. lokaler Anpassung des Scanbereiches wiederholt werden.
Wie aus 2 ersichtlich ist, ist die Höhe 28 des Scanbereichs in z-Richtung wesentlich kleiner als die gesamte Höhe 30 des in z-Richtung gescannten Höhenbereiches. Dadurch, dass gegenüber bekannten Verfahren jeweils nur ein eingeschränkter Höhenbereich durch Variieren der Fokussierung des Mikroskopobjektivs gescannt werden muss, ist die Messgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 2 wesentlich erhöht, ohne dass sich Einschränkungen hinsichtlich der Messgenauigkeit ergeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Messvorrichtung 2 ermöglicht somit auf schnelle und genaue Weise die dreidimensionale Vermessung von Oberflächen, beispielsweise zur Rauheitsmessung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007018048 A1 [0004, 0024]

Claims

Verfahren zur Ermittlung der Kontur einer Oberfläche eines Objektes entlang einer Messstrecke, bei dem an entlang der Messstrecke zueinander beabstandeten Messstellen jeweils die Fokussierung eines Mikroskopobjektivs relativ zu der Oberfläche entlang einer Messachse (z-Achse) über einen Scanbereich variiert wird und bei dem aus Bildern, die während des Variierens der Fokussierung aufgenommen werden, jeweils die Höhe der Oberfläche repräsentierende Höhensignale abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Messstrecke der Scanbereich in Richtung der Messachse (z-Achse) der Kontur insbesondere automatisch nachgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus entlang der Messstrecke ermittelten Höhensignalen zur Nachführung des Scanbereichs der Verlauf der Kontur der Oberfläche extrapoliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Scanbereich in Messrichtung zu dem Objekt hin verschoben wird, wenn anhand der entlang der Messstrecke ermittelten Höhensignale festgestellt wird, dass sich die Höhe des Objekts lokal verringert, und dass der Scanbereich in Messrichtung von dem Objekt weg verschoben wird, wenn anhand der entlang der Messstrecke ermittelten Höhensignale festgestellt wird, dass sich die Höhe des Objektes lokal vergrößert.
Verfahren nach einem der vorherergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Messstrecke der Scanbereich in Messrichtung (z-Richtung) eine konstante oder annähernd konstante Höhe hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Messstrecke wenigstens abschnittsweise die Höhe des Scanbereiches in Abhängigkeit von den Höhensignalen variiert wird.
Verfahren nach einem der vorherergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur dreidimensionalen Vermessung der Oberfläche dieselbe in einer zur Messachse senkrechten Ebene flächig abgetastet wird.
Verfahren nach einem der vorherergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussierung des Mikroskopobjektivs automatisch variiert wird.
Verfahren nach einem der vorherergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form und/oder die Welligkeit und/oder die Rauheit der Oberfläche gemessen wird.
Messvorrichtung zur Ermittlung der Kontur einer Oberfläche eines Objektes entlang einer Messstrecke, mit einem Mikroskopobjektiv, mit einer Fokussiereinrichtung, die an entlang der Messstrecke zueinander beabstandeten Messstellen jeweils die Fokussierung des Mikroskopobjektivs relativ zu der Oberfläche entlang einer Messachse (z-Achse) über einen Scanbereich variiert, mit einer Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen von Bildern der Oberfläche während des Variierens der Fokussierung und mit einer Auswertungseinrichtung, die durch Auswertung der aufgenommenen Bilder die Höhe der Oberfläche repräsentierende Höhensignale ableitet, gekennzeichnet durch eine Steuerungseinrichtung (16), die darauf eingerichtet ist, die Fokussiereinrichtung (10) derart anzusteuern, dass entlang der Messstrecke der Scanbereich in Richtung der Messachse (z-Achse) der Kontur insbesondere automatisch nachgeführt wird.
Messvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung (12) wenigstens einen digitalen Bildsensor aufweist.
Messvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussiereinrichtung (10) wenigstens einen Piezoantrieb aufweist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Nachführung des Scanbereichs die Auswertungseinrichtung (14) aus entlang der Messstrecke ermittelten Höhensignalen den Verlauf der Kontur der Oberfläche (4) extrapoliert.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (16) die Fokussiereinrichtung (10) derart ansteuert, dass der Scanbereich in Messrichtung zu dem Objekt (6) hin verschoben wird, wenn anhand der entlang der Messstrecke ermittelten Höhensignale festgestellt wird, dass sich die Höhe des Objektes (6) lokal verringert, und dass der Scanbereich in Messrichtung von dem Objekt (6) weg verschoben wird, wenn anhand der entlang der Messstrecke ermittelten Höhensignale festgestellt wird, dass sich die Höhe des Objektes (6) lokal vergrößert.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussiereinrichtung (10) den Fokus des Mikroskopobjektivs (8) automatisch variiert.
Verwendung einer Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14 zur Messung der Form und/oder der Welligkeit und/oder der Rauheit einer Oberfläche.