DE4108944A1

DE4108944A1 - Verfahren und einrichtung zur beruehrungslosen erfassung der oberflaechengestalt von diffus streuenden objekten

Info

Publication number: DE4108944A1
Application number: DE19914108944
Authority: DE
Inventors: Gerd Prof Dr Haeusler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-03-19
Filing date: 1991-03-19
Publication date: 1992-09-24
Also published as: DE4108944C2

Description

Es wird ein Verfahren beschrieben, mit dem die Oberflächengestalt von Objekten mit vorzugsweise diffus streuenden Oberflächen mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann. Die Oberflächengestalt kann z. B. als der Abstand z des betrachteten Koordinatenpunktes (x, y) zu einer Referenzebene, z. B. bei z=0, also die Funktion z(x, y), gemessen werden, s. Abb. 1. Die meisten industriell hergestellten Werkstücke haben diffus streuende Oberflächen, wie sie durch Drehen, Fräsen, Schleifen, Gießen entstehen. Aber auch nach Lackierung, Galvanisierung, sind viele Oberflächen optisch rauh, d. h. auf treffendes Licht wird nicht gerichtet, sondern mehr oder weniger diffus reflektiert.

Es besteht ein großer Bedarf, solche Objekte für die automatisierte Sichtprüfung genau zu vermessen. Es gibt auch bereits etliche 3D-Sensoren, die eine Vermessung von z (x, y) ermöglichen. Die wichtigsten Verfahren sind Triangulation in vielen Ausprägungen, Fokussuche, Lauf Zeitmessung und Interferometrie.

Bei genauer Untersuchung der Grenzen der verschiedenen Methoden stellt man fest, daß mit den meisten Methoden die Vermessung von rauhen Objekten nur mit begrenzter Genauigkeit möglich ist. Diese fundamentale Beschränkung beruht auf der statistischen Natur des "Speckle" [1], das bei Beleuchtung von rauhen Oberflächen mit hoher zeitlicher und räumlicher Kohärenz auftritt. Dies kann man z. B. bei der Laser- Triangulation, auf dem die meisten kommerziellen 3D-Sensoren beruhen, beobachten [2, 3]. In [4, 5] wurde gezeigt, daß bei verschiedenen kohärenten Verfahren die Meßunsicherheit δz bezüglich der Tiefe die Rayleigh-Grenze δz_R nicht nennenswert unterschreiten kann. Die Rayleigh-Grenze hängt von der Beobachtungsapertur sin u und ggf. dem Triangulationswinkel R zwischen Beleuchtungsrichtung und Beobachtungsrichtung ab.

δz = λ/ (sin u · sin R).

Beispielsweise für praktische Werte sin u = 0.05, R = 30°, erreicht man nach [5] mit einer Wellenlänge x = 0.8 µm nur eine Meßunsicherheit δz 32 µm. Größere Aperturen und Triangulations winkel sind technisch unpraktisch und führen zu starker Abschat tung, so daß man z. B. nicht in Bohrungen hineinsehen kann. Es sind verschiedene versuche bekannt, diesen Effekt zu umgehen [3, 6]. Es läßt sich jedoch feststellen, daß räumlich und zeitlich streng kohärente Beleuchtung bei Triangulation und Fokussuche keine Verringerung der Meßunsicherheit δz erlaubt, wenn man nicht laterale Auflösung 1/δx preisgeben will [5].

Eine Alternative ist die Laufzeitmessung, die mit zeitlich modulierter Laserbeleuchtung arbeitet. Wegen der hohen geforderten Zeitauflösung 1/δt (δz = 1 µm → δt 10^-14s) ist diese Methode aber zur Zeit noch nicht für hochgenaue Messungen geeignet. Es bleibt noch die Interferometrie: Sie ist die klassische Methode zur Vermessung nicht rauher, also gerichtet reflektierender Oberflächen.

Klassische Interferometer arbeiten sowohl mit räumlich und zeitlich kohärenter (Laser-)Beleuchtung, als auch mit räumlich und zeitlich nahezu inkohärenter Beleuchtung, also z. B. mit ausgedehnten, weißen Lichtquellen, wie Glühlampen.

Für rauhe Oberflächen, also z. B. für geschliffenes aber nicht poliertes Glas, ebenso wie z. B. für gedrehte oder gefräste Oberflächen eignet sich die Interferometrie nicht zur Vermessung. Der Grund ist wieder das Speckle: Das Bild der kohärent beleuch teten Fläche ist durch Speckle mit dem Kontrast Eins moduliert, während die inkohärent beleuchtete Fläche keinen Interferenzkon trast zeigt.

Die Phase der Lichtwelle im Bild einer rauhen Oberfläche schwankt statistisch von Speckle zu Speckle. Wenn man nun wie bei der Interferometrie üblich, die Objektwelle mit der Referenzwelle überlagert, sieht man (statt regelmäßig geformter makroskopischer Interferenzstreifen beim blanken Objekt) beim rauhen Objekt nur einen von Speckle zu Speckle statistisch variierenden Interferenzkontrast, der mit der makroskopischen Oberflächenform (die man vermessen will), nicht korreliert ist. Damit läßt sich aus dem Interferenzbild keine Information über z(x, y) gewinnen. Der Kontrast der Interferenzen verschwindet meist ohnehin, weil die Speckle einen sehr kleine Durchmesser haben können und dann nicht mehr vom Betrachter aufgelöst werden.

Es sind verschiedene Versuche bekannt, diese Schwierigkeiten zu überwinden. Man kann z. B. eine Wellenlänge benutzen, die größer als die Rauhtiefe der Oberfläche ist: z. B. den CO₂-Laser mit λ = 10.6 µm.

Eine verwandte Möglichkeit ist die 2-Wellenlängen-Interferometrie [7]. Baut man ein Interferometer mit zwei Beleuchtungs-Wellenlän gen λ₁, λ₂, so ergibt sich eine effektive Wellenlänge Λ = (λ₁ · λ₂)/(λ₂ - λ₁). Wenn λ₁ nahe bei λ₂ liegt, wird Λ groß gegen die Rauhtiefe und der Speckleeinfluß ist vernachlässigbar. Damit ist auch eine große Meßgenauigkeit möglich, allerdings treten bei diesem Verfahren Eindeutigkeitsprobleme auf, d. h. das Meßergebnis ist nur bis auf ganzzahlige Vielfache von Λ bekannt.

Hier wird ein anderes interferometrisches Verfahren vorgeschlagen, mit dem man die Schwierigkeit umgeht, daß die Interferenzphase im Speckle nichts über die makroskopische Ober flächenform z(x, y) aussagt. Zur Vorgeschichte: Seit langer Zeit [8] ist bekannt, daß man mit "Weißlicht-Interferenzen" z. B. die Höhe von Stufen in polierten Substraten ohne Eindeutigkeitspro bleme bestimmen kann, weil Weißlicht-Interferenzen nur dort maximalen Kontrast haben, wo die Weglängen im Objektarm und im Referenzarm exakt gleich sind.

Dazu die Abb. 2a: Sie zeigt ein Interferometer mit der weißen Lichtquelle (1), dem Referenz-Spiegel (2), dem Objekt (3). Das Objekt bestehe beispielsweise aus einer Stufe mit einem Höhenversatz Δz. Nach Interferenz der Objektwelle und der Referenzwelle über den Teiler (4) entsteht in der Bildebene (5) (Linsen hier weggelassen) ein Interferenzbild wie in Abb. 2b angedeutet, wenn der Referenzspiegel geringfügig um die Achse (6) gekippt ist. Der Höhenversatz Δz bewirkt nach Abb. 2b einen Versatz der Interferenzerscheinung um Δy. Man kann auch zwei kleine Empfänger an den zu A und B korrespondierenden Positionen A′ und B′ in der Bildebene anbringen. Wenn nun das Objekt langsam entlang der z-Richtung bewegt wird, messen die beiden Photodetek toren jeweils ein Interferenzsignal I(A′) und I(B′) nach Abb. 2c. Die Maxima von I(A′) und I(B′) sind um Δz gegeneinander versetzt. Δz läßt sich also daraus bestimmen.

Mit diesem Wissen hat bereits Michelson [8] das Urmeter vermessen. Auch in der Interferenz-Mikroskopie ist die Methode Standard. Kürzlich wurde von M. Davidson [9] eine automatisierte Version dieser Standardmethode vorgeschlagen, zur Vermessung von Wafer-Oberflächen für die Halbleiter-Photolithographie. Sie be ruht auf dem gleichen bekannten Prinzip.

Die Methode funktoniert aber nicht ohne weiteres für rauhe Oberflächen. Dort gibt es eben keine Interferenzstreifen. Sie ist von Davidson auch ausdrücklich nur für Wafer (die immer poliert sind) vorgesehen. Bei Davidson wird es als Vorteil angesehen, eine Beleuchtung zu wählen, bei der das Signal-zu-Rausch-Verhält nis "nicht durch Speckle-Effekte verschlechtert ist".

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Methode zur interferometrischen Vermessung auch rauher Oberflächen. Die Methode vermeidet nicht Speckle, im Gegensatz zu der von Davidson beschriebenen Methode, sondern acht ausdrücklich Gebrauch davon und benutzt dazu spezifisch abgestimmte Beleuchtung. Die Anordnung ist eine interferometrische, z. B. wie die in Abb. 2. Dort wird ein Michelson Interferometer benutzt, aber auch die meisten anderen Interferometer sind geeignet. Wesentlich ist, daß die Beleuchtungsapertur, die Beobachtungsapertur, die Kohärenzlänge der Quelle, die Rauhtiefe des Objektes und die Größe des Photoempfängers (Pixels) (oder der Photoempfänger) in der Bildebene so aufeinander abgestimmt sind, daß

a) bei möglichst geringer Kohärenzlänge möglichst hoher Specklekontrast entsteht,
b) die Specklegröße größer oder nur unwesentlich kleiner als die Pixelgröße der Photoelemente des Bildaufnahmesystems ist.

Um dies zu gewährleisten, müssen verschiedene Bedingungen erfüllt sein:

Abb. 3 beschreibt bespielhaft die Verhältnisse: Die ausgedehnte Lichtquelle (1) mit dem Durchmesser q wird von der Beleuchtungslinse (2) vorzugsweise ins Unendliche abgebildet. Vom Objekt (4) erscheint die Quelle unter dem Beleuchtungsaperturwin kel α_I. Das Objekt (4), ebenso wie der Referenzspiegel (3) werden über den Teiler (7) von den Abbildungslinsen (5, 5a) auf den Photoempfänger (6) abgebildet. Die Eintrittspupille der Abbil dungslinse erscheint vom Objekt unter dem Beobachtungsaperturwin kel α₀. Im Fall von Abb. 3 ist die Beobachtungsapertur durch die Telezentrieblende 11, gemeinsam mit der Linse 5 gegeben. Der Referenzspiegel 3 kann vorzugsweise, zur Erzeugung einer Modula tion des Interferenzkontrastes, zusätzlich zu einer Grobbewegung, schnell fein verschoben werden, z. B. durch ein Piezo-Stellele ment (8). Weiter befinden sich im Strahlengang zur Optimierung des Interferenzkontrastes ein Graufilter (9), sowie zum Ausgleich der Dispersion unterschiedlicher Glaswege, eine Glasplatte (10). Das Objekt, der Referenzspiegel oder der gesamte Sensorkopf können in z-Richtung bewegt werden.

Damit überhaupt Speckle beobachtbar sind, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein: Erstens muß der Beleuchtungsaperturwin kel kleiner, oder zumindest nicht viel größer als der Beobach tungsaperturwinkel sein.

Weiter soll die Kohärenzlänge der Lichtquelle möglichst klein sein, damit die Interferenzen nach Abb. 2c genau lokalisiert werden können. Die Kohärenzlänge darf aber nicht größer oder nicht wesentlich größer als die Rauhtiefe der zu vermessenden Oberfläche sein, da sonst der Specklekontrast verschwindet, und damit die Möglichkeit, eine Interferenzerscheinung nach Abb. 2c zu beobachten.

Der Beobachtungsaperturwinkel nach Abb. 3 bestimmt nicht nur gemeinsam mit der Beleuchtungsapertur den Speckle-Kontrast, er bestimmt auch die Speckle-Größe d. Die Specklegröße darf nicht wesentlich kleiner als die Größe s eines einzelnen Photoempfän gers auf dem Feld der Photoempfänger (6) (z. B. auf einer nachgeschalteten Fernsehkamera) in der Bildebene sein. Es gilt d∼λ/sin α₀.

Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, ist der Specklekontrast des Ausgangssignals optimal. Es läßt sich dann auch bei rauhen Objekten in jedem Speckle ein individuelles Signal I(z) wie in Abb. 2c abnehmen, wenn das Objekt (oder der Referenzspiegel entlang der z-Achse bewegt wird. Dies ist möglich, weil innerhalb eines jeden Speckle die Phase annähernd konstant ist, obwohl sie aber von Speckle zu Speckle statistisch schwankt. Diese Schwankungen der Phase betragen von Speckle zu Speckle oft erhebliche vielfache von 2π, was eine effektive Weglängendiffe renz der Wellenzüge zwischen benachbarten Speckles zur Folge hat.

Der Ort des maximalen Interferenzkontrasts ist damit wegen des fundamental anderen Mechanismus der Signalentstehung in der Bildebene auch nicht ohne Fehler direkt mit der makroskopischen Form der zu vermessenden Oberfläche verknüpft. (Dies ist anders bei polierten Objekten.) Es gibt bei rauhen Objekten vielmehr statistische Schwankungen des maximalen Kontrastes, wie in Abb. 4 gezeigt. Dort die Interferenzerscheinung als Funktion von x und z aufgetragen.

Theoretische Untersuchungen zeigen, daß die daraus resultierenden statistischen Fehler der z-Bestimmung, in der Größenordnung der Rauhtiefe des Objektes liegen. Damit ist die Methode auch geeignet, aus der statistischen Variation des gemessenen z-Wertes die Rauhtiefe zu bestimmen. Daß die Fehler nur von der Rauhigkeit des Objektes, jedoch nicht von der Abbildungsapertur abhängen, ist der wesentliche Fortschritt dieses Verfahrens gegenüber fast allen sonstigen 3D-Verfahren, insbesondere der Lasertriangula tion. Man kann also mit sehr geringer Apertur in Bohrungen hineinsehen und trotzdem eine extreme Tiefengenauigkeit erzielen.

Für die parallele Erfassung von z(x, y) für ein 2-dimensionales Feld von Punkten (x, y) wird zweckmäßig eine Fernsehkamera gewählt. Der Meßvorgang kann beispielsweise wie folgt verlaufen: Das Objekt wird langsam - z. B. in Schritten - durch die Ebene z=0 (s. Abb. 3) in z-Richtung hindurchgefahren. Bis ein bestimm ter Objektpukt (x, y) die Ebene z=0 passiert, muß er z. B. um zß verschoben werden. Für jeden Tiefenschritt werden z. B. drei Interferenzbilder O_1,2,3 gespeichert.

Für jedes Bild wird, z. B. mit Hilfe eines Piezo-Referenzspiegels (8), die Phase um 120° verschoben. Mit der mittleren Intensität <O_i< eines Pixels kann man den Kontrast der Interferenzen ausrechnen aus K=Σ_i (O_i-<O<)². K ist eine Funktion der Objekt verschiebung. Wenn der betrachtete Objektpunkt gerade bei z=0 liegt, ist der Kontrast maximal und die Entfernung des betrachte ten Objektpunktes von der Referenzebene ist z′.

Man kann auch zur Tiefenabtastung den Referenzspiegel bewegen, was sinnvoll ist, wenn das Objekt groß ist und die Bewegung schnell erfolgen soll. Die Bewegung des Objektes hat den Vorteil, daß die Kamera immer auf die Ebene z=0 fokussiert ist, es existiert kein Schärfentiefeproblem bei der Abbildung und es gibt vollständige Telezentrie, d. h. der Abbildungsmaßstab ist unabhängig von der Entfernung des Meßpunktes.

Die gewählte Ausprägung läßt sich sinngemäß verändern durch Verwendung anderer Typen von Interferometern, wie sie aus der Literatur bekannt sind.

Eine weitere Ausprägung ist dadurch gekennzeichnet, daß die möglichst punktförmige Lichtquelle auf das Objekt und gleichzeitig näherungsweise auf den Referenzspiegel abgebildet wird. Die Methode arbeitet als Punktsensor. Um das Objekt flächenhaft oder linienhaft zu vermessen muß der Sensor die Oberfläche zweidimensional oder eindimensional abtasten. Der Referenzspiegel kann entweder ein gewöhnlicher Spiegel sein, oder eine Schraubenfläche bilden, wie sie in Abb. 5 dargestellt ist. Wenn die Spiegelschraube um die Achse 1 rotiert, wird der Referenzlichtweg mit konstanter Geschwindigkeit moduliert.

Die Auswertung ist in Abb. 6 dargestellt: der beleuchtete Objektpunkt wird auf die kleine Blende (1) abgebildet, hinter der der Photoempfänger (2) steht. Wenn die Schnecke um die in Abb. 5 gezeichnete Achse (1) rotiert, wird der Referenz-Lichtweg linear mit der Zeit moduliert. Der Photostrom ist mit einer konstanten Frequenz f moduliert, die sich aus der Steigung m der Schnecke, der Umdrehungszahl U [sec-^-1] und der Wellenlänge λ ergibt:

f=m · U/(λ/2).

Das Signal I(t) der Photodiode ist wie in Abb. 2c dargestellt. Nach Verstärkung (3) und Bandpaßfilterung (4) erhält man ein Signal mit wenig Rauschen, das einfach durch Gleichrichtung (5) und Tiefpaßfilterung (6) demoduliert wird. Vom demodulierten Signal, von dem Abb. 6a ein Oszillogramm zeigt, braucht man nur noch das Maximum zu bestimmen, um den Zeitpunkt t′, der zur Tiefe z′ gehört, zu ermitteln.

Eine weitere Ausprägung dieses Punktsensors ist in Abb. 7 wiedergegeben, die mehrere andere Merkmale enthält, die mit den oben beschriebenen Ausprägungen kombinierbar sind: Zunächst wird die vorzugsweise kleine Lichtquelle (1) über die Linse (2) auf das Objekt (6) abgebildet. Das Referenzsignal wird über den Teiler (3), den Umlenkspiegel (4) und den Referenzspie gel (5) geleitet. Das Interferenzsignal wird in der Pupille ausgewertet, auf die gleiche Weise, wie in Abb. 6 dargestellt. Die Blende 7 und der Photoempfänger 8 befinden sich nun im Fresnel Feld des Objektes, es gibt keine Abbildung des Objektes mehr. Diese Modifikation erspart Linsen und eine genaue Justie rung, außerdem sind die Speckle in der Pupille größer und einfa cher auszuwerten. Die Anordnung nach Abb. 7 hat zusätzlich einen gefalteten Referenzarm, (3, 4, 5), um den Sensorkopf kompakter zu machen. Eine besonders einfache Modifikation ergibt sich, wenn der Sensorkopfinsgesamt, z. B. mit einem Robotarm mit konstanter Geschwindigkeit in z-Richtung bewegt wird, wobei die Auswertung wie nach Abb. 7 erfolgt.

Eine weitere vorteilhafte Ausprägung des Meßprinzips, mit der man sich die Tiefenabtastung ersparen kann, ergibt sich durch Einführung von Dispersion, s. Abb. 8: Die punkt- oder linienförmige nicht monochromatische Quelle (1) wird mit der Linse (2) zunächst auf einen Spektrometerspalt (3) abgebildet, sodann mit der Linse (4) über den Teiler (5) auf das Objekt (7). Wenn das Objekt gekrümmt ist, wie in Abb. 8 dargestellt, erscheint in der gezeichneten Ansicht ein Lichtprofil (8) auf dem Objekt. Im Referenzstrahlengang wird die Lichtquelle über den Teiler auf den Referenzspiegel 6 abgebildet. In einem Interfero meterarm (hier im Referenzarm) wird ein dispergierendes Element, z. B. eine Glasfaser oder Glasplatte (9) eingefügt. Dies bewirkt, daß die verschiedenen Wellenlängen verschiedene Licht wege zurücklegen.

Auf der Abbildungsseite wird mit der Linse (10) das Profil (8) und das über den Referenzarm laufende Lichtquellenbild gemeinsam in die Bildebene 12 abgebildet. Durch das Prisma (11) oder ein anderes dispergierendes Element, wie z. B. ein Gitter, braucht werden die verschiedenen Wellenlängen örtlich getrennt. Das Bild wird beispielsweise mit einer Fernsehkamera aufgenommen und den Kontrast der Interferenzerscheinung örtlich ausgewertet. Die Stellen maximalen Kontrastes beschreiben auf dem Fernsehtarget eine i.a. gekrümmte Kurve, die das Profil (8) oder den Schnitt durch die zu vermessende Oberfläche liefert. Diese Ausgestaltung des Sensors fungiert also als Liniensensor. Eine Modifikation als Punktsensor entsteht einfach durch Verwendung einer punktförmigen Quelle.

Literatur:

[1] J. W. Goodman, "Statistical properties of Laser speckle patterns", in "Laser speckle and related phenomena", ed. J. C. Dainty (Springer Verlag, Berlin 1984)
[2] G. Bickel, G. Häusler, M. Maul, "Triangulation with expanded range of depth", Opt. Eng. 24 6, 975 (1985)
[3] G. Häusler, J. Hutfless, M. Maul, H. Weißmann, "Range Sensing based on Shearing Interferometry", Appl. Opt. 27 22, 4638 (1988)
G. Häusler, J. M. Herrmann, "3D-Sensing with a confocal optical 'macroscope' ", Proc. of the 15th Congress of the International Commission of Optics, Garmisch- Partenkirchen, SPIE 1319, 359 (August 1990)
[4] G. Häusler, J. M. Herrmann, "Range Sensing by Shearing Interferometry: Influence of Speckle", Appl. Opt. 27 22, 4631 (1988)
[5] G. Häusler, "About fundamental limits of three- dimensional sensing or nature makes no presents", Proc. of the 15th Congress of the International Commission of Optics, Garmisch-Partenkirchen, SPIE 1319, 352 (August 1990)
[6] G. Häusler, Deutsche Patentanmeldung P 36 14 332.4 vom 20. 4. 1986
[7] A. F. Fercher, H. Z. Hu, U. Vry, "Rough Surface Interferometry with a Two-Wavelength Heterodyne Speckle Interferometer", Appl. Opt. 24, 2181 (1985)
[8] A. A. Michelson, "Determination experimentale de la valeur du metre en longueurs d′ondes lumineuses", Trav. mem. Bur. Int. Poids Mess. 11, 1 (1985)
[9] M. Davidson, K. Kaufman, I. Mazor, F. Cohen, "An Application of Interference Microscopy to Integrated Circuit Inspection and Metrology", Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 775, 233 (1987)
B. S. Lee, T. C. Strand, "Profilometry with a coherence scanning microscope", Appl. Opt. 29, 3784 (1990)

Claims

1. Interferometrische Anordnung zur dreidimensionalen Vermessung von diffus streuenden Objekten, bestehend aus einer Lichtquelle nebst optischen Elementen, die vom Objekt aus unter einem Beleuchtungsaperturwinkel erscheint, sowie aus einem das Objekt im weitesten Sinne, auch unscharf abbildenden Abbildungssystem, das vom Objekt aus unter einem Beobachtungsaperturwinkel erscheint, dadurch gekenn zeichnet, daß

- die Kohärenzlänge der Beleuchtung so gering wie möglich, aber nicht geringer als die Rauhtiefe der Oberfläche gewählt wird,
- der Beleuchtungsaperturwinkel kleiner als der Beobachtungsaperturwinkel ist,
- die Photoempfänger eine Größe haben, die vorzugsweise nicht größer ist als die mittlere Specklegröße der entstehenden Specklemuster,
- der Kontrast der Interferenzerscheinung in jedem Speckle vorzugsweise getrennt ausgewertet wird, während die Lichtwegdifferenz zwischen Objekt und Referenzbündel moduliert wird,
- und aus dem Kontrast im Speckle als Funktion der Lichtwegdifferenz die Entfernung des betrachteten Objekt punkts oder die Rauhtiefe der betrachteten Oberfläche bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt in eine Bildebene abgebildet wird, in der sich ein Feld von Photoempfängern befindet, deren Signalkontrast einzeln ausgewertet wird, während der Referenzspiegel eine phasenmodulierte Welle erzeugt und das Objekt, der Referenzspiegel oder der gesamte Sensorkopf entlang der optischen Achse bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Objekt punktförmig beleuchtet wird und der beleuchtete Punkt in eine Bildebene abgebildet wird, und dort mit einem Photoempfänger, der vorzugsweise nicht größer als der Speck ledurchmesser ist, der Kontrast der Interferenzerscheinung ausgewertet wird, während das Objekt oder der Referenzspie gel oder der gesamte Sensorkopf entlang der z-Achse bewegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt punktförmig beleuchtet wird, und daß im Fresnel- Beugungsfeld mit Hilfe eines kleinen Photoempfängers, vor zugsweise nicht größer als der dort beobachtbare Speckle durchmesser, der Kontrast der Interferenzerscheinung aus gewertet wird, während das Objekt, der Referenzspiegel oder der gesamte Sensorkopf in z-Richtung bewegt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwegmodulation durch Rotation eines schraubenförmig geformten Spiegels mit vorzugsweise konstanter Tiefenge schwindigkeit erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung des Interferenzkontrastes durch Bandfilterung, Gleichrichtung und Tiefpaßfilterung des Photoempfängersig nals erfolgt, wobei der Schwerpunkt oder das Maximum des verarbeiteten Photoempfängersignals vorzugsweise durch Inter polationsmethoden genau bestimmt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet daß in einem Interferometerarm ein Material mit Dispersion ein gefügt wird und so für verschiedene Wellenlängen verschie dene Lichtwege entstehen, daß am Interferometerausgang die verschiedenen Wellenlängen räumlich getrennt werden und auf einem Feld von Photoempfängern der lokale Kontrast der Interferenzerscheinung bestimmt wird und daraus die Form des Objektes bestimmt wird.