DE102014011548A1

DE102014011548A1 - Optical inspection apparatus and method for capturing image series

Info

Publication number: DE102014011548A1
Application number: DE201410011548
Authority: DE
Inventors: Lukas Pescoller; Cornelius Hahlweg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2014-08-08
Publication date: 2015-02-19

Abstract

Offenbart ist ein optisches Inspektionsgerät (10) zur Untersuchung von dreidimensionalen Objekten (20) und ein Verfahren zur Aufnahme einer Bildserie mit variierenden Brennebenen durch das optische Inspektionsgerät (10). Das Gerät (10) weist wenigstens ein Aufnahmemittel (30) zur Aufnahme einer Abbildung (20') des Objekts (20), wenigstens eine zwischen dem Aufnahmemittel (30) und dem Objekt (20) angeordnete abbildende Optik (40, 41, 42, 43, 44) zur Abbildung des Objekts (20) auf einem auf einer Bildebene (32) liegenden Sensor (31) des Aufnahmemittels (30) und wenigstens ein mit der abbildenden Optik (40, 41, 42, 43, 44) gekoppeltes Verzögerungselement (50, 51, 52, 53) zur Einstellung der Brennebene der Optik (40, 41, 42, 43, 44) auf, wobei das Verzögerungselement (50, 51, 52, 53) zwischen dem Aufnahmemittel (30) und dem Objekt (20) zwischengeschaltet wird und der Abstand zwischen dem Aufnahmemittel (30) und der abbildenden Optik (40, 41, 42, 43, 44) konstant bleibt.Disclosed is an optical inspection apparatus (10) for inspecting three-dimensional objects (20) and a method for capturing a series of images with varying focal planes by the optical inspection apparatus (10). The apparatus (10) has at least one receiving means (30) for receiving an image (20 ') of the object (20), at least one imaging optic (40, 41, 42,) arranged between the receiving means (30) and the object (20). 43, 44) for imaging the object (20) on a sensor (31) of the receiving means (30) lying on an image plane (32) and at least one retarding element (40, 41, 42, 43, 44) coupled to the imaging optics (40). 50, 51, 52, 53) for adjusting the focal plane of the optics (40, 41, 42, 43, 44), wherein the delay element (50, 51, 52, 53) between the receiving means (30) and the object (20 ) is interposed and the distance between the receiving means (30) and the imaging optics (40, 41, 42, 43, 44) remains constant.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Inspektionsgerät. Im Besonderen betrifft die Erfindung ein Inspektionsgerät zur Untersuchung von einem oder mehreren dreidimensionalen Objekten. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufnahme von Bildserien eines oder mehrerer dreidimensionalen Objekten durch das besagte optische Inspektionsgerät.The invention relates to an optical inspection device. In particular, the invention relates to an inspection device for examining one or more three-dimensional objects. Moreover, the invention relates to a method for capturing image series of one or more three-dimensional objects by said optical inspection device.

Die Größenmessung der mikroskopischen Objekte spielt in verschiedenen Anwendungsfeldern eine wichtige Rolle. Verschiedene optische Geräte, wie beispielsweise das Transmissions- oder Rasterelektronenmikroskop sind dabei sehr bekannt. Obwohl diese sehr präzise und effektiv sein können, können diese in vielen Fällen komplizierte und teure Instrumente sein und/oder benötigen hochspezialisiertes Fachpersonal, um brauchbare Resultate zu erzielen. Andererseits liegen bei Methoden, die optische Interferenz-Messungen bzw. Dreieckvermessungen anwenden, oftmals aufwendige Berechnungen zugrunde oder es stellt sich heraus, dass diese zu ungenau sind und zu Messfehler führen können.The size measurement of the microscopic objects plays an important role in various fields of application. Various optical devices, such as the transmission or scanning electron microscope are very well known. Although these can be very precise and effective, in many cases they can be complicated and expensive instruments and / or require highly specialized professionals to achieve useful results. On the other hand, methods that use optical interference measurements or triangular surveys are often based on complex calculations or it turns out that these are too inaccurate and can lead to measurement errors.

Eine typische Anordnung einer optischen bildgebenden Messtechnik zur Vermessung von dreidimensionalen mikroskopischen Objekten, wird in der 1 dargestellt. Hier werden die auf einer Stützplatte 1 angeordneten Objekte 2 von einer Kamera 3 abgebildet und analysiert. Die Objekte 2 erstrecken sich über die x-z-Ebene flächig, wobei die zu beobachtende und zu messende Höhenänderung dy um eine Größenordnung kleiner als die zu beobachtenden Breitänderungen dx und dz ist. Die Kamera 3 ist hierbei zum Objekte 2 im Wesentlichen senkrecht angeordnet, d. h. in einem Winkel α nahe 90° zur x-z-Ebene bzw. zur Stützplatte 1. Dabei können die strukturellen Eigenschaften der Objekte durch die Verarbeitung der Abbildungen entnommen werden.A typical arrangement of an optical imaging measurement technique for the measurement of three-dimensional microscopic objects, is shown in the 1 shown. Here are the on a support plate 1 arranged objects 2 from a camera 3 imaged and analyzed. The objects 2 extend over the xz-plane surface, wherein the observed and measured height change dy is smaller by an order of magnitude than the observed broad changes dx and dz. The camera 3 is here to objects 2 arranged substantially vertically, ie at an angle α near 90 ° to the xz-plane or to the support plate 1 , The structural properties of the objects can be taken from the processing of the images.

Um dreidimensionale Objekte, wie z. B. Punkte auf Druckplatten, untersuchen zu können, muss jedoch für eine ausreichende Schärfentiefe gesorgt werden. Dies wird gewöhnlich über Aperturblenden bewerkstelligt. Das Einführen einer Blende sichert auch eine gewisse Stabilität der optischen Anordnung insofern, als dass die Abbildung bei sehr großem Maßstab empfindlich gegen Vibrationen, Objektlage, etc. ist. Man denke hier an Geräte, die von Hand auf das zu untersuchende Objekt aufgesetzt werden.To three-dimensional objects, such. However, to be able to investigate points on printing plates, but must be provided for a sufficient depth of field. This is usually done via aperture stops. The introduction of a shutter also ensures some stability of the optical arrangement in that the image is very sensitive to vibration, object position, etc. on a very large scale. One thinks here of devices that are placed by hand on the object to be examined.

Die Begrenzung der Apertur (und damit der numerischen Apertur des Objektives) führt jedoch zu einer Begrenzung der optischen Auflösung, was der Absicht eines Inspektionsgeräts unter Umständen entgegensteht. Wenn insbesondere Flexodruckplatten berücksichtigt werden, die sehr weich und elastisch sind, ist es problematisch, eine Referenzebene für die mikroskopische Abbildung zu finden. Durch die Aperturbegrenzung wird die Anordnung auch hiergegen unempfindlich und für den industriellen Einsatz praktikabel.The limitation of the aperture (and thus the numerical aperture of the lens), however, leads to a limitation of the optical resolution, which may conflict with the intention of an inspection device. In particular, when considering flexographic printing plates which are very soft and elastic, it is problematic to find a reference plane for microscopic imaging. Due to the aperture limitation, the arrangement is also insensitive to this and practical for industrial use.

Will man nun eine hohe Auflösung mit einem gegebenen Objektiv erreichen, muss die zusätzliche Aperturblenden entfallen. Somit entsteht eine extreme Empfindlichkeit der Abbildung gegenüber Lageveränderungen zwischen Objekt und Objektiv. Die verringerte Schärfentiefe erlaubt unter Umständen nicht mehr die Abbildung der gesamten y-Ausdehnung im Detail. In der klassischen Mikroskopie wird hier über Mikrometerschrauben die Abbildung justiert. Außerdem kämen automatisierte Stellmaßnahmen in Frage, z. B. in Bezug auf die Lage des Sensors gegenüber der Optik oder der gesamten Anordnung gegenüber dem Objekt. Dies würde jedoch zu einem enormen mechanischen Aufwand führen (unter Umständen müsste die Mechanik in eine Regelung auf die Bildschärfe eingebunden werden, was die Verwendung von bekannten Objekten voraussetzt), zumal die Robustheit für den industriellen Einsatz (z. B. im laufenden Betrieb an der Druckmaschine) gewahrt bleiben muss.If you want to achieve a high resolution with a given lens, the additional aperture must be omitted. This results in an extreme sensitivity of the image to changes in position between object and lens. The reduced depth of field may no longer allow the mapping of the entire y-dimension in detail. In classical microscopy, the image is adjusted here via micrometer screws. In addition, automated control measures would be in question, for. B. in relation to the position of the sensor relative to the optics or the entire arrangement with respect to the object. However, this would lead to an enormous mechanical effort (under certain circumstances, the mechanics would have to be integrated into a control on the image sharpness, which requires the use of known objects), especially since the robustness for industrial use (eg Printing machine) must be maintained.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung und ein Verfahren anzugeben, die die o. g. Probleme verringert bzw. beseitigt.It is therefore an object of the invention to provide an arrangement and a method which the o. G. Problems are reduced or eliminated.

Diese Aufgabe wird durch ein optisches Inspektionsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by an optical inspection apparatus having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 13. Advantageous developments of the inventive concept are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Inspektionsgerät ist zur Untersuchung von wenigstens einem dreidimensionalen Objekt geeignet, welches eine Objektebene in der x-z Ebene definiert. Das optische Inspektionsgerät weist wenigstens ein Aufnahmemittel zur Aufnahme einer Abbildung des Objekts auf, wobei das Aufnahmemittel im Wesentlichen senkrecht zur Objektebene angeordnet ist. Außerdem weist das erfindungsgemäße Inspektionsgerät wenigstens eine zwischen dem Aufnahmemittel und dem Objekt angeordnete abbildende Optik zur Abbildung des Objekts auf einem auf einer Bildebene liegenden Sensor des Aufnahmemittels auf. Das erfindungsgemäße Inspektionsgerät weist ferner wenigstens ein mit der abbildenden Optik gekoppeltes Verzögerungselement zur Einstellung der Brennebene der Optik auf, wobei das Verzögerungselement zwischen dem Aufnahmemittel und dem Objekt zwischengeschaltet wird und der Abstand zwischen dem Aufnahmemittel und der abbildenden Optik konstant bleibt.The inspection device according to the invention is suitable for examining at least one three-dimensional object which defines an object plane in the x-z plane. The optical inspection device has at least one receiving means for receiving an image of the object, wherein the receiving means is arranged substantially perpendicular to the object plane. In addition, the inspection device according to the invention has at least one imaging optical system arranged between the recording medium and the object for imaging the object on a sensor of the recording medium lying on an image plane. The inspection device according to the invention further comprises at least one coupled to the imaging optics delay element for adjusting the focal plane of the optics, wherein the delay element between the receiving means and the object is interposed and the distance between the receiving means and the imaging optics remains constant.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Schärfenebene in einem gewissen wohldefinierten Bereich in y-Richtung durchfahren wird, bei der jedoch die Lagen von dem Objekt, der Optik und dem Aufnahmemittel konstant und damit mechanisch stabil gehalten werden. Da die Optik des Systems nahezu unverändert bleibt, ist ein solches Gerät kostengünstig und zum praktischen Einsatz im industriellen Feld geeignet. An advantage of the solution according to the invention is that the focus plane is traversed in a certain well-defined region in the y-direction, but in which the layers of the object, the optics and the receiving means are kept constant and thus mechanically stable. Since the appearance of the system remains virtually unchanged, such a device is inexpensive and suitable for practical use in the industrial field.

Es ist denkbar, das erfindungsgemäße Inspektionsgerät derart zu gestalten, dass es einstückig hergestellt und von Hand auf das zu untersuchende Objekt aufsetzbar bzw. anbringbar ist. Im Besonderen kann das Gerät eine im Querschnitt U-förmige Struktur (Zylinder, Quader) sein, die zwei vertikale Elemente und ein horizontales Element aufweist, wobei die vertikalen Elemente der Struktur nach unten zur Objektebene gerichtet sind und ggf. auf der Objektebene aufliegen. Das Aufnahmemittel ist hierbei am horizontalen Element der Struktur mittig positioniert, sodass der Abstand zwischen dem Aufnahmemittel und dem zu untersuchenden Objekt der Länge der vertikalen Elemente entspricht. Entlang der zwischen dem Sensor des Aufnahmemittels und dem Objekt gebildeten vertikalen optischen Achse, wird die abbildende Optik fixiert, sodass diese mit konstantem Abstand zum Aufnahmemittel steht. Das Verzögerungselement wird dann, je nach Grundeinstellung, entlang der vertikalen optischen Achse positioniert.It is conceivable to design the inspection device according to the invention such that it is produced in one piece and can be placed or attached by hand to the object to be examined. In particular, the device may be a U-shaped structure (cylinder, cuboid) having two vertical elements and one horizontal element, with the vertical elements of the structure directed down to the object plane and possibly resting on the object plane. The receiving means is in this case positioned centrally on the horizontal element of the structure, so that the distance between the receiving means and the object to be examined corresponds to the length of the vertical elements. Along the vertical optical axis formed between the sensor of the receiving means and the object, the imaging optics is fixed so that it is at a constant distance from the receiving means. The delay element is then positioned along the vertical optical axis, depending on the default setting.

Das erfindungsgemäße Inspektionsgerät ist von besonderer Hilfe, wenn das zu untersuchende Objekt zum Beispiel aus weichem bzw. elastischem Material besteht. Somit können scharfe Abbildungen eines Objekts erfolgen, unter Berücksichtigung der variierenden Objektlage. Das zu untersuchende Objekt kann ein Druckelement auf einer Flexodruckplatte sein.The inspection device according to the invention is of particular help when the object to be examined consists, for example, of soft or elastic material. Thus, sharp images of an object can be made taking into account the varying object position. The object to be examined may be a printing element on a flexographic printing plate.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das zu untersuchende Objekt ein mikroskopisches Objekt. Insbesondere ist dieses ein in der x-z-Ebene flächig ausgedehntes Objekt mit einer Höhenänderung in der y-Richtung, wobei die zu beobachtende und zu messende Höhenänderung dy um eine Größenordnung kleiner als die zu beobachtenden Breitänderungen dx und dz ist. Die zu untersuchende Strukturen entsprechen zum Beispiel rauen Oberflächen (wie z. B. Sandpapier, Druckplatten, Blindenschriften oder Oberflächen mit Rillen bzw. Zellen einer Anilox-Farbwalze oder Zellen einer Tiefdruckwalze).In one embodiment of the invention, the object to be examined is a microscopic object. In particular, this is a flat in the x-z plane extended object with a change in height in the y-direction, wherein the observed and measured height change dy is smaller by one order of magnitude than the observed broad changes dx and dz. The structures to be examined correspond, for example, to rough surfaces (such as sandpaper, printing plates, braille prints or surfaces with grooves or cells of an anilox ink roller or cells of a gravure roll).

In einer alternativen Ausführungsform ist das zu untersuchende Objekt, ein makroskopisches Objekt. Hierbei kann die Schärfentiefe signifikant erweitert werden, wenn die Eigenschaften des Verzögerungselements an die Abmessungen des Objekts angepasst werden. Die zu untersuchenden Strukturen entsprechen hierbei beispielsweise bestückte Leiterplatten.In an alternative embodiment, the object to be examined is a macroscopic object. In this case, the depth of field can be significantly extended if the properties of the delay element are adapted to the dimensions of the object. The structures to be examined in this case correspond, for example, populated printed circuit boards.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das Verzögerungselement aus Glas oder Kunststoff (z. B. Polycarbonat). Im Besonderen besteht das Verzögerungselement aus transparentem Material mit hohem Brechungsindex über 1 und einer Stärke zwischen 0,1 mm und 25 mm, ohne Beschränkung der Allgemeinheit, Brechzahlen von ca 1,3–2,1 bei Glas und 1,585 bei Polycarbonat. Zur Vermeidung von Dispersion, kann ggf. schmalbandig und/oder mit Materialkombinationen (Achromat) gearbeitet werden.In a further embodiment of the invention, the retardation element consists of glass or plastic (for example polycarbonate). In particular, the retardation element is made of transparent material with a high refractive index above 1 and a thickness between 0.1 mm and 25 mm, without restriction of generality, refractive indices of about 1.3-2.1 for glass and 1.585 for polycarbonate. To avoid dispersion, narrowband and / or material combinations (Achromat) may be used.

Das Verzögerungselement kann hierbei als Platte hergestellt werden, wobei sowohl die Dicke als auch die Brechzahl entscheidende Faktoren zur Einstellung der Brennebene sind. Eine größere Dicke bzw. eine größere Brechzahl entspricht einer größeren Verzögerung des Strahlengangs.The retardation element can in this case be produced as a plate, wherein both the thickness and the refractive index are decisive factors for adjusting the focal plane. A greater thickness or a larger refractive index corresponds to a greater delay of the beam path.

In einer noch weiteren Ausführungsform ist das Verzögerungselement auf einer rotierenden Anordnung angebracht. Hierbei ist als Anordnung eine Scheibe ähnlich dem klassischen Filterrad in spektroskopischen Geräten denkbar, in der z. B. mehrere Verzögerungselemente – jeweils mit einer bestimmten Dicke bzw. Brechzahl – am Rand der Scheibe angebracht werden. Eine solche Anordnung ist das Inspektionsgerät im optischen System derart positioniert, dass die rotierende Achse der Anordnung im Wesentlichen parallel zur optischen Achse des Systems liegt. In anderen Worten, ist die Anordnung derart positioniert, dass stets ein Verzögerungselement zwischen dem Aufnahmemittel und dem Objekt liegt, so dass eine Drehung der Scheibe eine stufenweise Änderung des Strahlengangs ermöglicht. Somit ist auch die Aufnahme einer Fokusserie realisierbar.In yet another embodiment, the delay element is mounted on a rotating assembly. Here, as a disc arrangement similar to the classic filter wheel in spectroscopic devices conceivable in the z. B. several delay elements - each with a certain thickness or refractive index - are attached to the edge of the disc. Such an arrangement places the inspection device in the optical system such that the rotating axis of the assembly is substantially parallel to the optical axis of the system. In other words, the arrangement is positioned such that there is always a delay element between the receiving means and the object, so that a rotation of the disc allows a stepwise change of the beam path. Thus, the inclusion of a focus series is feasible.

Vorteilhaft besteht das Verzögerungselement aus einer Scheibe gestufter Dicke in einem Stück. Dieses kann z. B. aus Polycarbonat oder ähnlichen optischen Kunststoffen gefertigt werden. Alternativ kann die Scheibe auch mehrteilig, z. B. durch mehrere Segmente im Gerüst ausgestaltet sein.Advantageously, the delay element consists of a disc of stepped thickness in one piece. This can be z. B. made of polycarbonate or similar optical plastics. Alternatively, the disc can also be multi-part, z. B. be configured by multiple segments in the framework.

Im Gegensatz zur Verschiebung der Linsenoptik oder von Teilen derselben, werden bei dieser Ausführungsform lediglich Glasscheiben in den Strahlengang eingeführt. Dies ist mechanisch wesentlich einfacher und reproduzierbar. Die Lage der Bildebene ist wohldefiniert, konstant und immer dieselbe. Die Aufnahme einer Fokusserie ist hierbei wesentlich schneller, da nur das Glasscheibenrad rotiert (bis zur Bildfrequenz des Aufnahmemittels) und keine Abstände angepasst werden müssen. Die Fokusserie kann auch verwendet werden, um ein effizientes Autofokus zu realisieren. Dies erfordert dann kein mechanisches Suchen mehr, sondern ermöglicht die Aufnahme einer Serie von Bildern mit unterschiedlichen Brennebenen und ein digitales Auswählen des schärfsten Bildes.In contrast to the displacement of the lens optics or parts thereof, only glass sheets are introduced into the beam path in this embodiment. This is mechanically much easier and reproducible. The position of the image plane is well-defined, constant and always the same. The inclusion of a focus series here is much faster, since only the Glasscheibenrad rotates (up to the frame rate of the receiving means) and no intervals must be adjusted. The focus series can also be used to realize an efficient autofocus. This does not require any more mechanical searching, but allows to capture a series of images with different focal planes and digitally select the sharpest image.

In einer Ausführungsform der Erfindung befindet sich das Verzögerungselement auf der Objektseite, d. h. zwischen dem Objekt und der abbildenden Optik, und/oder auf der Bildseite, d. h zwischen der abbildenden Optik und dem Aufnahmemittel.In one embodiment of the invention, the delay element is located on the object side, i. H. between the object and the imaging optics, and / or on the image side, d. h between the imaging optics and the receiving means.

Wenn das Verzögerungselement auf der Bildseite positioniert wird, erfolgt die Verschiebung der Brennebene in kleinen Schritten in Abhängigkeit vom Abbildungsmaßstab. Dies eignet sich vor allem bei der Aufnahme von mikroskopischen Objekten, wobei der Abbildungsmaßstab größer als 1 ist. Im Besonderen entfernt sich die Brennebene vom Objektiv der Optik mit zunehmender Dicke des Verzögerungselements. Gemäß dieser Ausführungsform, können daher Strukturen aufgenommen werden, die von der Referenzfläche nach oben vorstehen (wie z. B. Falten oder Punkte) oder nach unten liegen (wie z. B. Löcher bzw. Vertiefungen).When the delay element is positioned on the image side, the focal plane shift occurs in small increments depending on the magnification. This is particularly suitable for the acquisition of microscopic objects, wherein the magnification is greater than 1. In particular, the focal plane away from the lens of the optics with increasing thickness of the retarder. According to this embodiment, therefore, structures protruding upward from the reference surface (such as wrinkles or dots) or downwards (such as pits) can be picked up.

Wenn das Verzögerungselement auf der Objektseite positioniert wird, erfolgt die Verschiebung der Brennebene in großen Schritten. Dies eignet sich bei der Aufnahme von makroskopischen Objekten bzw. bei einem Abbildungsmaßstab kleiner als 1.When the delay element is positioned on the object side, the displacement of the focal plane takes place in large steps. This is suitable when taking macroscopic objects or at a magnification of less than 1.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die abbildende Optik ein Einlinsensystem auf. Der optische Strahlengang wird durch eine dünne Linse verändert bzw. verlängert. Hierbei bleibt der Abbildungsmaßstab nicht konstant. Wie bereits erwähnt, ergibt sich im Falle einer bildseitigen Einfügung des Verzögerungselements (Aufnahme von mikroskopischen Strukturen) eine sehr feine Einstellung der Schärfenebene. Der sich ändernde Abbildungsmaßstab kann in der digitalen Weiterverarbeitung berücksichtigt werden. Prinzipiell ist es auch denkbar, aus der geringfügigen Maßstabsänderung der Fokusserie weitere Informationen über die Objekteigenschaften zu erhalten, da sich mittels der Serie das Abtastraster verändert bzw. verschiebt. Dies ist von besonderem Interesse, wenn bei geeigneter Blendenwahl die Schärfentiefe der Einzelabbildung wieder vergrößert wird.In a preferred embodiment, the imaging optics on a single lens system. The optical beam path is changed or extended by a thin lens. Here the magnification does not remain constant. As already mentioned, in the case of an image-side insertion of the retardation element (recording of microscopic structures), a very fine adjustment of the focal plane results. The changing magnification can be taken into account in digital processing. In principle, it is also conceivable to obtain further information about the object properties from the slight change in the scale of the focus series, since the scanning pattern is changed or shifted by means of the series. This is of particular interest when the depth of field of the individual image is increased again with a suitable aperture selection.

In einer alternativen Ausführungsform weist die abbildende Optik ein Zweilinsensystem auf, das zwei aufeinander folgende Linsen vorsieht und als 4f-System ausgeführt ist. Hierbei bleibt der Abbildungsmaßstab konstant. Die Verzögerungselemente müssen vor oder nach dem 4-f-System angeordnet werden. Ein solches System ist wesentlich stabiler als das Einlinsensystem, insbesondere bei starker Vergrößerung der Abbildung.In an alternative embodiment, the imaging optics have a two-lens system that provides two successive lenses and is designed as a 4f system. Here, the magnification remains constant. The delay elements must be placed before or after the 4 f system. Such a system is much more stable than the single-lens system, especially with high magnification of the image.

Die o. g. Ausführungsformen beziehen sich auf einer Gestaltung, in der das Verzögerungselement planparallel zur Objektebene und Bildebene ist.The o. G. Embodiments relate to a design in which the delay element is plane-parallel to the object plane and image plane.

Um die Abbildung in wohldefinierter Weise parallelversetzt auf dem Sensor des Aufnahmemittels darstellen zu können, wird – in einer alternativen Ausführungsform – das Verzögerungselement zur Objektebene und Bildebene zwischen dem Sensor und der abbildenden Optik schräggestellt. Aus einer derartigen Serie lässt sich nun bei geeignetem Versatz (z. B. halber Pixelabstand) eine Abbildung höherer Auflösung zusammensetzen.In order to be able to display the image in a well-defined manner offset in parallel on the sensor of the receiving means, the delay element is inclined in an alternative embodiment to the object plane and the image plane between the sensor and the imaging optics. Such a series can now be combined with a suitable offset (eg half pixel pitch) to form a higher-resolution image.

Wird jedoch das Verzögerungselement zur Objektebene und Bildebene zwischen der abbildenden Optik und dem Objekt schräggestellt, so entsteht eine Stereoskopie. Vorteilhaft ist das Verzögerungselement hierbei auf einer schwenkbaren und/oder verschiebbaren Anordnung angebracht.If, however, the delay element is tilted to the object plane and image plane between the imaging optics and the object, a stereoscopy results. Advantageously, the delay element is mounted on a pivotable and / or displaceable arrangement.

Um den gesamten Ablauf zu steuern und die Bilder aufzunehmen weist das Inspektionsgerät ein Rechner auf. Der Rechner kann als Mikroprozessor im Inspektionsgerät integriert werden oder sich mit diesem durch ein Kabel oder kabellos in Verbindung setzen. Vorteilhaft kann ein über einer Bildserie variierender Abbildungsmaßstab mit dem Rechner korrigiert werden. Somit können außerdem zusätzliche Informationen über die Natur des zu untersuchenden Objekts gewonnen werden.To control the entire process and to take the pictures, the inspection device has a computer. The computer can be integrated as a microprocessor in the inspection unit or connect to it by a cable or wirelessly. Advantageously, a varying over a series of images magnification can be corrected with the computer. Thus, additional information about the nature of the object to be examined can also be obtained.

Das oben beschriebene Inspektionsgerät wird verwendet, um das erfindungsgemäße Verfahren zur Aufnahme einer Bildserie mit veränderbaren Brennebenen eines dreidimensionalen Objektes durchzuführen. Hierbei wird der Strahlengang zwischen dem Objekt und dem Aufnahmemittel durch ein sukzessives Einfügen eines zwischen dem Aufnahmemittel und dem Objekt zwischengeschalteten Verzögerungselements, verändert. Dabei kann, je nach Schrägstellung des Verzögerungselementes, eine Verschiebung der Brennebene entlang der optischen Achse und/oder ein rein seitlicher oder seitlich perspektivischer Versatz der Abbildung bezüglich der optischen Achse erzeugt werden.The inspection apparatus described above is used to perform the inventive method for capturing a series of images with variable focal planes of a three-dimensional object. Here, the beam path between the object and the recording means by a successive insertion of an intermediate between the recording means and the object delay element is changed. In this case, depending on the inclination of the retardation element, a displacement of the focal plane along the optical axis and / or a purely lateral or lateral perspective offset of the image with respect to the optical axis can be generated.

In einer Ausführungsform der Erfindung, erfolgt das sukzessive Einfügen des Verzögerungselements durch die Rotation einer rotierenden Anordnung, auf der das Verzögerungselement angebracht ist.In one embodiment of the invention, the successive insertion of the delay element is effected by the rotation of a rotating assembly on which the delay element is mounted.

Dies macht den Aufnahmeprozess schneller und stabiler, da lediglich die Anordnung rotiert und keine Abstände zwischen den optischen Elementen angepasst werden müssen.This makes the recording process faster and more stable, since only the arrangement rotates and no distances between the optical elements need to be adjusted.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im Übrigen aus der nachfolgenden Beschreibung ausgewählter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Von diesen zeigen:Advantages and expediencies of the invention will be apparent from the remainder of following description of selected embodiments with reference to the figures. From these show:

1 eine Anordnung einer optischen bildgebenden Messtechnik zur Vermessung von dreidimensionalen mikroskopischen Objekten gemäß dem Stand der Technik; 1 an arrangement of an optical imaging measurement technique for measuring three-dimensional microscopic objects according to the prior art;

2 eine schematische Darstellung eines Inspektionsgeräts gemäß der Erfindung, in dem das Verzögerungselement einer rotierenden Scheibe entspricht; 2 a schematic representation of an inspection device according to the invention, in which the delay element corresponds to a rotating disk;

3A und 3B eine schematische Darstellung eines optischen Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, in dem die abbildende Optik ein Einlinsensystem aufweist und in dem das Verzögerungselement auf der Objektseite (A) oder auf der Bildseite (B) liegt; 3A and 3B a schematic representation of an optical system according to an embodiment of the invention, in which the imaging optics has a single lens system and in which the delay element on the object side (A) or on the image side (B) is located;

4A und 4B eine schematische Darstellung eines optischen Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, in dem die abbildende Optik ein Zweilinsensystem (4f-System) aufweist und in dem das Verzögerungselement auf der Objektseite (A) oder auf der Bildseite (B) liegt, 4A and 4B a schematic representation of an optical system according to an embodiment of the invention, in which the imaging optics has a two-lens system (4f system) and in which the delay element on the object side (A) or on the image side (B),

5 eine schematische Darstellung eines optischen Inspektionsgeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, in dem das Verzögerungselement zur Objektebene und Bildebene schräggestellt wird und auf Bildebene liegt, 5 1 is a schematic representation of an optical inspection device according to an embodiment of the invention in which the delay element is tilted to the object plane and image plane and lies on the image plane,

6A und 6B eine schematische Darstellung eines optischen Inspektionsgeräts gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, in dem das Verzögerungselement zur Objektebene und Bildebene schräggestellt wird und auf Objektebene liegt, 6A and 6B a schematic representation of an optical inspection device according to an alternative embodiment of the invention, in which the delay element is tilted to the object plane and image plane and lies on the object plane,

7 ein Flussdiagramm des Verfahren zur Aufnahme einer Bildserie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 7 a flowchart of the method for taking a picture series according to an embodiment of the invention.

Die 2 beschreibt das optische Inspektionsgerät 10 zur Untersuchung von dreidimensionalen Objekten 20, welche auf der Objektebene 21 parallel zur x-z-Ebene liegt. Das Gerät 10 weist das Aufnahmemittel 30 zur Aufnahme einer Abbildung 20'. Die zu beobachtende und zu messende Höhenänderung dy der Objekte 20 ist um eine Größenordnung kleiner als die zu beobachtenden Breitänderungen dx und dz, wobei die optische Achse des Aufnahmemittels 30 im Wesentlichen senkrecht zur Objektebene 21 angeordnet ist. Das Inspektionsgerät 10 weist die Linse 40 auf, die zwischen dem Aufnahmemittel 30 und den Objekten 20 angeordnet ist. Durch diese Linse 40 wird das Objekt 20 auf dem auf der Bildebene 32 liegenden Sensor 31 des Aufnahmemittels 30 abgebildet. Im Besonderen weist das Gerät 10 ein Verzögerungselement in der Form einer rotierenden Scheibe 50 auf, welches zwischen dem Aufnahmemittel 30 und der Linse 40 angeordnet ist. Die rotierende Achse RA der Scheibe 50 ist parallel zur optischen Achse OA des Systems angebracht. Die Scheibe 50 besteht aus Glas und ist in acht dreieckige Bereiche aufgeteilt, wobei die Materialdicke von Bereich zu Bereich schrittweise von d₀ bis zu d₇ variiert bzw. steigt (siehe 2 rechts).The 2 describes the optical inspection device 10 for the investigation of three-dimensional objects 20 which at the object level 21 parallel to the xz plane. The device 10 has the receiving means 30 to take a picture 20 ' , The observed and measured height change dy of the objects 20 is smaller by an order of magnitude than the observed broad changes dx and dz, wherein the optical axis of the receiving means 30 essentially perpendicular to the object plane 21 is arranged. The inspection device 10 points the lens 40 on that between the receiving means 30 and the objects 20 is arranged. Through this lens 40 becomes the object 20 on the picture plane 32 lying sensor 31 the receiving means 30 displayed. In particular, the device points 10 a retardation element in the form of a rotating disk 50 on which between the receiving means 30 and the lens 40 is arranged. The rotating axis RA of the disc 50 is mounted parallel to the optical axis OA of the system. The disc 50 consists of glass and is divided into eight triangular areas, with the material thickness varying from area to area gradually from d ₀ to d ₇ (see 2 right).

Die 3A beschreibt ein optisches System OS₁ zur feinen Einstellung der Schärfenebene auf der Bildebene, in dem die abbildende Optik eine einzige Linse 41 aufweist und wobei das Verzögerungselement 51 eine Brechzahl n aufweist und zwischen dem Brennpunkt F_s bzw. der Brennebene der Linse 41 und der Bildebene positioniert wird. Die 3A beschreibt im Besonderen drei Verzögerungszustände: Ohne Verzögerung (Dicke des Elementes d = 0), mit einem ersten Verzögerungsweg (Dicke des Elementes d = d₁) und mit einem zweiten Verzögerungsweg (Dicke des Elementes d = d₂). Im ersten Zustand, d = 0 (kein Verzögerungselement), wird die Abbildung y₀' des Objekts y₀ durch die Strahlen s₁ und s₂ abgebildet. Die Bildebene liegt bei a' und die Objektebene bei a₀. In einem zweiten Zustand, d = d₁, wird der Strahl s₁ zu s₁' verschoben. Da der Abstand der Bildebene a' konstant bleibt, führt der Strahl s₂' zur Objektebene y₁, die bei a₁ liegt. In einem dritten Zustand, d = d₂, wird der Strahl s₁' zu s₁'' verschoben und der entsprechende Strahl s₂'' führt zur Objektebene y₂, die bei a₂ liegt. Im Besonderen, entfernt sich die Objektebene von der Linse 41 in Höhe von Δa, wobei sich der Abbildungsmaßstab in Höhe von Δy verkleinert. In anderen Worten, ermöglicht das optische System OS₁ eine scharfe Abbildung des Objekts trotz dem Vorhandensein von geringen Variationen der Objektebene in der y-Richtung, die z. B. durch Vibrationen der Objektebene verursacht werden. Dabei wird selbstverständlich der sich ändernde Abbildungsmaßstab in der digitalen Weiterverarbeitung berücksichtigt.The 3A describes an optical system OS ₁ for fine adjustment of the focal plane on the image plane, in which the imaging optics a single lens 41 and wherein the delay element 51 has a refractive index n and between the focal point F _s and the focal plane of the lens 41 and the image plane is positioned. The 3A describes in particular three delay states: no delay (thickness of element d = 0), with a first delay path (thickness of element d = d ₁ ) and with a second delay path (thickness of element d = d ₂ ). In the first state, d = 0 (no delay element), the image y ₀ 'of the object y ₀ is imaged by the rays s ₁ and s ₂ . The image plane is at a 'and the object plane at a ₀ . In a second state, d = d ₁ , the beam s _{1 is} shifted to s ₁ '. Since the distance of the image plane a 'remains constant, the beam s ₂ ' leads to the object plane y ₁ , which lies at a ₁ . In a third state, d = d ₂ , the beam s ₁ 'is shifted to s ₁ "and the corresponding beam s ₂ " leads to the object plane y ₂ , which lies at a ₂ . In particular, the object plane moves away from the lens 41 in the amount of Δa, whereby the magnification decreases in the amount of Δy. In other words, the optical system OS ₁ allows a sharp imaging of the object despite the presence of small variations of the object plane in the y-direction, the z. B. caused by vibrations of the object level. Of course, the changing magnification is taken into account in digital processing.

Die 3B beschreibt ein optisches System OS₂, zur Einstellung der Schärfenebene in großen Schritten auf der Objektebene, in dem die abbildende Optik eine einzige Linse 41 aufweist und wobei das Verzögerungselement 51 zwischen der Linse 41 und der Objektebene positioniert wird. Ähnlich zum System der 3A, wird y₀ durch s₁ und s₂ abgebildet. Hierbei bleibt der Abbildungsmaßstab konstant, wobei sich die Objektebene von der Linse 41 in Höhe von Δa' entfernt. Aus dem Vergleich der 3A und 3B ergibt sich, dass Δa' > Δa.The 3B describes an optical system OS ₂ , for adjusting the focal plane in large steps on the object plane, in which the imaging optics a single lens 41 and wherein the delay element 51 between the lens 41 and the object plane is positioned. Similar to the system of 3A , y _{0 is represented} by s ₁ and s ₂ . Here, the magnification remains constant, with the object plane of the lens 41 removed in the amount of Δa '. From the comparison of 3A and 3B it follows that Δa '> Δa.

Die 4A und 4B beschreiben jeweils ein optisches System OS₃ und OS₄, in dem die abbildende Optik als telezentrisches 4f-System ausgeführt ist. Das 4f-System besteht aus zwei Linsen 42 und 43, die parallel zueinander entlang der optischen Achse angebracht sind. Die Systeme OS₃ und OS₄ beschreiben zwei Ausführungsformen, in der das Verzögerungselement 52, das eine Dicke d und eine Brechzahl n aufweist, auf der Bildebene (4A) oder auf der Objektebene (4B) angebracht ist.The 4A and 4B describe in each case an optical system OS ₃ and OS ₄ , in which the imaging optics is designed as a telecentric 4f system. The 4f system consists of two lenses 42 and 43 which are mounted parallel to each other along the optical axis. The systems OS ₃ and OS ₄ describe two embodiments in which the delay element 52 having a thickness d and a refractive index n, at the image plane ( 4A ) or at the object level ( 4B ) is attached.

Ähnlich wie beim Einlinsensystem, erfolgt die Verschiebung der Brennebene in kleinen Schritten, wenn das Verzögerungselement 52 auf der Bildseite positioniert wird. Hierbei entfernt sich die Objektebene von der Linse 42 in Höhe von Δa. Wenn jedoch das Verzögerungselement 52 auf der Objektseite positioniert wird, erfolgt die Verschiebung der Brennebene in größeren Schritten.Similar to the single-lens system, the displacement of the focal plane takes place in small steps when the delay element 52 is positioned on the image page. In doing so, the object plane moves away from the lens 42 in the amount of Δa. However, if the delay element 52 is positioned on the object side, the displacement of the focal plane takes place in larger steps.

Hierbei entfernt sich die Objektebene von der Linse 42 in Höhe von Δa' > Δa.In doing so, the object plane moves away from the lens 42 in the amount of Δa '> Δa.

Die 5 beschreibt eine Ausführungsform, in der das Verzögerungselement 53 zwischen der Bildebene des Aufnahmemittels 30 und der Objektebene des Objekts 20 schräggestellt ist. Das Verzögerungselement 53 wird auf der Bildseite bzw. zwischen dem Aufnahmemittel 30 und der abbildenden Optik 44 positioniert. Insbesondere beschreibt diese Figur die Wirkung des Verzögerungselements 53 in Bezug auf einer Pixelversetzung der Abbildung auf dem Sensor 31 des Aufnahmemittels 30. Das Einsetzen eines Verzögerungselements 53, das nach rechts schräggestellt wird, ermöglicht eine Parallelversetzung der Abbildung (halber Pixelabstand) nach rechts. Es ist hierbei denkbar, das Verzögerungselement 53 zu spiegeln, um eine ähnliche Pixelversetzung auf dem Sensor 31 des Aufnahmemittels 30 nach links zu erreichen. Eine solche Parallelverschiebung ermöglicht eine Auflösungssteigerung der Abbildung.The 5 describes an embodiment in which the delay element 53 between the image plane of the receiving means 30 and the object plane of the object 20 is tilted. The delay element 53 is on the image side or between the recording medium 30 and the imaging optics 44 positioned. In particular, this figure describes the effect of the delay element 53 with respect to pixel displacement of the image on the sensor 31 the receiving means 30 , The insertion of a delay element 53 , which is tilted to the right, allows a parallel offset of the image (half pixel pitch) to the right. It is conceivable here, the delay element 53 to reflect a similar pixel offset on the sensor 31 the receiving means 30 to reach the left. Such a parallel shift allows an increase in the resolution of the image.

Die 6A und 6B beschreiben die zwei benötigten Zustände einer Grundanordnung für die stereoskopische Aufnahme. Hierbei wird das Verzögerungselement 53 auf der Objektseite nach links (6A) bzw. nach rechts (6B) schräggestellt. Das Verzögerungselement 53 wird dazu bei jeweils mit positivem und negativem, aber betragsmäßig gleichem Neigungswinkel mittels Kippvorrichtung oder dergleichen verwendet. Damit wird die Ebene der Schärfe konstant gehalten, die Perspektive jedoch geändert.The 6A and 6B describe the two required states of a basic arrangement for stereoscopic recording. Here, the delay element becomes 53 on the object side to the left ( 6A ) or to the right ( 6B ) inclined. The delay element 53 is used in each case with positive and negative, but the same amount of tilt angle by tilting device or the like. This keeps the level of sharpness constant, but changes the perspective.

Für Neigungswinkeln kleiner als 15°, gilt eine lineare Näherung. Dabei entspricht die Versetzung Δx des Innenstrahls Δx = cos(ε)·d·ε·(1 – n/n'), wobei d der Breite des Verzögerungselements, ε dem Winkel zwischen dem Außenstrahl und der Normale des Verzögerungselements, n der Brechzahl des Verzögerungselements und n' der Brechzahl des umliegenden Mediums entspricht.For angles of inclination smaller than 15 °, a linear approximation applies. In this case, the offset Δx of the inner beam corresponds Δx = cos (ε) · d · ε · (1 -n / n '), where d is the width of the delay element, ε the angle between the outer beam and the normal of the delay element, n of the refractive index of the delay element and n 'corresponds to the refractive index of the surrounding medium.

Für Neigungswinkeln größer als 15°, werden die vollständigen nicht-linearisierten Formen für weitere Berechnungen verwendet.For tilt angles greater than 15 °, the full non-linearized shapes are used for further calculations.

Die 7 beschreibt das Verfahren zur Aufnahme einer Bildserie mit variierenden Brennebenen eines dreidimensionalen Objektes 20 durch das oben beschriebene optische Inspektionsgerät 10. Als erster Schritt 101 wird ein Bild des Objekts 20 ohne Verzögerungselement 50, 51, 52, 53 vom Aufnahmemittel 30 aufgenommen. Danach, Schritt 102, werden sukzessiven Bilder des Objekts 20 aufgenommen, wobei für jedes Bild ein Verzögerungselement 50, 51, 52, 53 mit einer bestimmten Dicke bzw. Brechzahl zwischen dem Aufnahmemittel 30 und dem Objekt 20 eingesetzt wird. Vorzugsweise werden sukzessive Bilder mit einer progressiven Änderung der Dicke bzw. Brechzahl des Verzögerungselements 50, 51, 52, 53 aufgenommen. Im Schritt 103 erfolgt dann eine rechnerische Verarbeitung der Bilder durch einen mit dem Gerät 10 verbundenen Rechner. Hier werden die Bilder mit unterschiedlichen Brennebenen verglichen. Eventuell erfolgt im Schritt 104 eine Weiterverarbeitung der Bilder, um die Maßstabsänderungen zu berücksichtigen. Im Schritt 105 erfolgt dann eine dreidimensionale Darstellung des Objekts 20, wobei durch die rechnerische Verarbeitung, die Bilder mit der günstigen Schärfenebene, ausgewählt werden.The 7 describes the method for capturing a series of images with varying focal planes of a three-dimensional object 20 by the above-described optical inspection apparatus 10 , The first step 101 becomes an image of the object 20 without delay element 50 . 51 . 52 . 53 from the recording medium 30 added. After that, step 102 , become successive images of the object 20 taken, with a delay element for each image 50 . 51 . 52 . 53 with a certain thickness or refractive index between the receiving means 30 and the object 20 is used. Preferably, successive images with a progressive change in the thickness or refractive index of the delay element 50 . 51 . 52 . 53 added. In step 103 Then there is a computational processing of the images by one with the device 10 connected computers. Here the pictures are compared with different focal planes. Eventually in step 104 further processing of the images to take into account the scale changes. In step 105 Then there is a three-dimensional representation of the object 20 , wherein by the computational processing, the images with the favorable focus plane, are selected.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele und hervorgehobenen Aspekte beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen.The practice of the invention is not limited to the examples and highlighted aspects described above, but is also possible in a variety of variations that are within the scope of skill in the art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Stützplattesupport plate
22: Objekteobjects
33: Kameracamera
αα: Winkelangle
1010: Inspektionsgerätinspection unit
2020: Objektobject
20'20 ': AbbildungIllustration
2121: Objektebeneobject level
3030: Aufnahmemittelreceiving means
3131: Sensorsensor
3232: Bildebeneimage plane
40, 41, 42, 4340, 41, 42, 43: Linselens
4444: Abbildende OptikImaging optics
50, 51, 52, 5350, 51, 52, 53: Verzögerungselementdelay element
101–105101-105: Verfahrensschrittesteps
RARA: Rotierende AchseRotating axis
OAOA: Optische AchseOptical axis
OS₁–OS₄ OS ₁ -OS ₄: Optische SystemeOptical systems

Claims

Optical inspection device ( 10 ) for examining at least one three-dimensional object ( 20 ), which is an object plane ( 21 ) in the xz plane, comprising: at least one receiving means ( 30 ) for taking a picture ( 20 ' ) of the object ( 20 ); at least one between the receiving means ( 30 ) and the object ( 20 ) arranged imaging optics ( 40 . 41 . 42 . 43 . 44 ) for imaging the object ( 20 ) on one at an image level ( 32 ) sensor ( 31 ) of the reception means ( 30 ); and at least one with the imaging optics ( 40 . 41 . 42 . 43 . 44 ) optically coupled delay element ( 50 . 51 . 52 . 53 ) for adjusting the focal plane of the optics ( 40 . 41 . 42 . 43 . 44 ), wherein the delay element ( 50 . 51 . 52 . 53 ) between the receiving means ( 30 ) and the object ( 20 ) is interposed and the distance between the receiving means ( 30 ) and the imaging optics ( 40 . 41 . 42 . 43 . 44 ) remains constant.

Inspection device ( 10 ) according to claim 1, wherein the object ( 20 ) is a flat in the xz-plane object with a change in height in the y-direction, wherein the observed and measured height change dy is smaller by an order of magnitude than the observed broad changes dx and dz.

Inspection device ( 10 ) according to claim 1 or 2, wherein the delay element ( 50 . 51 . 52 . 53 ) consists of transparent material with a thickness between 0.5 mm and 25 mm and a refractive index greater than 1.

Inspection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the delay element ( 50 . 51 . 52 . 53 ) is mounted on a rotating assembly.

Inspection device ( 10 ) according to claim 4, wherein the delay element ( 50 . 51 . 52 . 53 ) from a disc ( 50 ) stepped thickness in one piece.

Inspection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the delay element ( 50 . 51 . 52 . 53 ) is mounted on a pivotable and / or displaceable arrangement.

Inspection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the delay element ( 50 . 51 . 52 . 53 ) is located on the object side and / or on the image side.

Inspection device ( 10 ) according to any one of the preceding claims, wherein the imaging optic is a single lens system ( 40 . 41 ) having.

Inspection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 7, the imaging optics a two-lens system ( 42 . 43 ), which is designed as a 4f system.

Inspection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the delay element ( 50 . 51 . 52 ) plane parallel to the object plane ( 21 ) and image plane ( 32 ).

Inspection device according to one of claims 1 to 9, wherein the delay element ( 53 ) to the object level ( 21 ) and image plane ( 32 ) is tilted.

Inspection device ( 10 ) according to any one of the preceding claims, wherein the device ( 10 ) has a microprocessor for controlling the operation and the image recording.

Method for recording a series of images with variable focal planes of a three-dimensional object ( 20 ) by an optical inspection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the beam path between the object ( 20 ) and the receiving means ( 30 ) by a successive insertion of a between the receiving means ( 30 ) and the object ( 20 ) intermediate delay element ( 50 . 51 . 52 . 53 ) is changed.

Method according to claim 13, wherein the successive insertion of the delay element ( 50 . 51 . 52 ) by the rotation of an arrangement on which the delay element ( 50 . 51 . 52 ) is attached takes place.

Method according to claim 13, wherein the successive insertion of the delay element ( 53 ) by pivoting and / or moving an arrangement on which the delay element ( 53 ) is attached takes place.