NL9100205A - Inrichting voor het optisch meten van de hoogte van een oppervlak. - Google Patents

Description

Inrichting voor het optisch meten van de hoogte van een oppervlak.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het optisch meten van de hoogte van een oppervlak van een voorwerp, welke inrichting een stralingsbroneenheid bevat voor het opwekken van een stralingsbundel en voor het daarmee vormen van een in wezen stationaire stralingsvlek op het oppervlak, middelen voor het selekteren van een weerkaatste bundel uit de straling die aan het oppervlak is weerkaatst in de stralingsvlek en een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel dat in de stralingsweg van de weerkaatste bundel is geplaatst. Met een in wezen stationaire stralingsvlek wordt bedoeld dat beweging van de vlek tijdens een meting niet nodig is.

Een dergelijke inrichting wordt bijvoorbeeld gebruikt om na te gaan of een oppervlak het gewenste profiel bezit, bijvoorbeeld of een vlakke plaat ook werkelijk vlak is en geen groeven of uitstulpingen vertoont. Ook kan de inrichting gebruikt worden om na te gaan of op een substraatplaat op de juiste plaatsen gaten en verhogingen zijn aangebracht en verder bijvoorbeeld dienst doen bij de inspektie van elektronische schakelingen die zijn opgebouwd uit elektrisch isolerende platen met daarop aangebrachte geleidende metaalstroken en elektronische komponenten.

Een inrichting volgens de aanhef is onder meer bekend uit EP-A-0 134 597. Daarin wordt een inrichting beschreven voor het uitvoeren van een driehoeksmeting ter bepaling van de afstand tussen het oppervlak van een voorwerp en een referentieniveau. De bekende inrichting bestaat uit een stralingsbron van waaruit een smalle stralingsbundel op het oppervlak invalt en daar een stralingsvlek vormt. Met behulp van een of meer objektieflenzen wordt de stralingsvlek gefokusseerd op een lineair stralingsgevoelig detektoroppervlak. De pupil van het objektiefstelsel selekteert daarbij een weerkaatste bundel afkomstig van de stralingsvlek. De positie waar de stralingsvlek op het oppervlak wordt afgebeeld geeft aan waar de op het oppervlak invallende stralingsbundel het oppervlak treft en daarmee de hoogte van het oppervlak. Een verplaatsing van de positie van de straling over het detektoroppervlak betekent een verandering van de hoogte van het oppervlak van het te meten voorwerp.

De gevoeligheid van de hoogtemeting, dat wil zeggen de verhouding tussen de verandering van de hoogte van het oppervlak en de verplaatsing van de positie van de invallende straling over het detektoroppervlak is onder meer afhankelijk van de fokussering van de afbeelding van de stralingsvlek op het oppervlak van het positiegevoelig stralingsdetektiestelsel. Teneinde deze afbeelding bij iedere hoogte gefokusseerd te houden dient het detektoroppervlak scheef te staan ten opzichte van de richting van waaruit straling op het oppervlak valt. Ten gevolge van een dergelijke scheefstand wordt de fraktie van de straling die bijdraagt tot het elektrisch uitgangssignaal van de detektor geringer en dus wordt het detektiestelsel ongevoeliger.

De uitvinding heeft onder meer tot doel een optische hoogtemeter te verschaffen waarbij het positiegevoelige stralingsdetektiestelsel ongeveer dwars op de weerkaatste bundel geplaatst kan worden zonder dat dit de gevoeligheid van de hoogtemeting benadeelt.

Daartoe heeft de inrichting voor het optisch meten van de hoogte van een voorwerp volgens de uitvinding het kenmerk dat zich in de stralingsweg van de weerkaatste bundel tevens een bundeldeler bevindt voor het afsplitsen van een deelbundel en dat in de stralingsweg van deze deelbundel een verder positiegevoelig stralingsdetektiestelsel is geplaatst waarvan de optische afstand tot de bundeldeler verschillend is van de optische afstand van het eerdergenoemde positiegevoelige stralingsdetektiestelsels tot de bundeldeler. De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat de intensiteitsverdeling in de weerkaatste bundel bij het doorlopen van de vrije ruimte, gelijkvormig blijft. Met andere woorden, in de intensiteitsverdelingen op verschillende afstanden tot de stralingsvlek hetzelfde karakteristiek punt op steeds dezelfde rechte lijn door de stralingsvlek. Verschillende karakteristieke punten liggen op verschillende lijnen die elkaar snijden in de stralingsvlek. Een lijn door de stralingsvlek is te reconstrueren door met behulp van de positiegevoelige stralingsdetektiestelsels hezelfde karakteristiek punt in de intensiteitsverdelingen op verschillende afstand tot de stralingsvlek te bepalen. Dit in tegenstelling met de bekende driehoeksmeting waar de te konstrueren lijn door het optisch centrum van de afbeeldingslens loopt, en door de afbeelding van de stralingvlek op het detektiestelsel.

De inrichting volgens de uitvinding heeft het voordeel dat het meetresultaat nauwelijks beïnvloedt wordt door de wijze waarop de invallende stralingsbundel aan het oppervlak wordt weerkaatst, zolang de geselekteerde weerkaatste bundel van voldoende intensiteit is en dat de stralingsvlek niet gefokusseerd op het positiegevoelig stralingsdetektiestelsel wordt afgebeeld.

Het wordt opgemerkt dat het op zichzelf bekend is, uit EP-A-0 227 136, om twee positiegevoelige stralingsdetektiestelsels op een onderling verschillende afstand in een optische hoogtemeter te plaatsen. Echter, in de bekende inrichting wordt de stralingsvlek tijdens een meting in het algemeen over het oppervlak bewogen en is dus niet in wezen stationair. Verder worden de amplitudes van de overeenkomstige bewegingen op de stralingsdetektiestelsels bepaald en niet de posities van bepaalde karakteristieke punten in de intensiteitsverdelingen.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de richting van de stralingsweg van de genoemde stralingsbundel vrijwel samenvalt met de richting van de stralingsweg van de genoemde weerkaatste bundel. Doordat in deze uitvoeringsvorm de hoek tussen de invallende stralingsbundel en de geselekteerde weerkaatste bundel klein is kunnen steile hoogteveranderingen gemeten worden zonder last te hebben van schaduwen op het oppervlak.

Als karakteristieke punten in de stralingsverdeling zijn diverse parameters te kiezen. Een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de positiegevoelige stralingsdetektiestelsels ingericht zijn voor het bepalen van de positie van het maximum of van de mediaan in de op de stralingsdetektiestelsel vallende intensiteitsverdeling. Als de detektiestelsels bestaan uit een groot aantal discrete cellen, bijvoorbeeld een reeks foto-diodes of een CCD-opnemer, kan tamelijk eenvoudig die cel gedetekteerd worden waar de meeste straling op invalt. Ook is het niet moeilijk, met behulp van een microprocessor, de detektor in twee aaneengesloten delen te verdelen waarbij op ieder van de delen een gelijke hoeveelheid straling invalt. De grenslijn tussen de twee delen is de positie van de mediaan in de stralingsverdeling.

Een ander uitvoeringsvoorbeeld heeft het kenmerk dat de positiegevoelige stralingsdetektiestelsels ingericht zijn voor het bepalen van de positie van het zwaartepunt in de op de stralingsdetektiestelsels vallende intensiteitsverdeling. Het zwaartepunt van de intensiteitsverdeling kan eveneens uit een aantal discrete cellen bepaald worden. Bij voorkeur wordt echter een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel gebruikt met twee uitgangen waarbij het uitgangssignaal aan ieder van de uitgangen evenredig is met de intensiteit en de afstand tot die uitgang van de opvallende straling. Het genormeerde verschilsignaal van de twee uitgangen van een dergelijke detektor is evenredig met de positie van het zwaartepunt van de intensiteitsverdeling. Een dergelijke positiegevoelig stralingsdetektiestelsel is beschreven in EP-A-0 071 667 en in de niet-voorgepubliceerde NL-A 9002211 (PHN 13.460).

De in de praktijk gebruikte stralingsdetektiestelsels absorberen maar een gedeelte van de opvallende straling, de rest wordt weerkaatst. Aangezien het stralingsintreevlak over het algemeen tevens gepolijst is fungeert het intreevlak als halfdoorlatende spiegel en reflekteert het een substantiële fraktie van de opvallende stralingsbundel. Een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding maakt hiervan gebruik en heeft dan ook als kenmerk dat een stralingsintreevlak van een van de positiegevoelige stralingdetektiestelsels de genoemde bundeldeler is. Hiermee wordt een aparte bundeldeler en de positionering daarvan overbodig hetgeen betekent dat de hoogtemeter minder komponenten bevat en eenvoudiger te assembleren is.

Een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat zich in de stralingsweg van de weerkaatste bundel een afbeeldend optisch stelsel bevindt. Door gebruik te maken van een afbeeldende lens wordt de divergerende weerkaatste bundel omgezet in een konvergerende bundel met daarin een intensiteitsverdeling die gelijkvormig is met de verdeling in de divergerende bundel. De positiegevoelige stralingsdetektoren kunnen daarmee aanmerkelijk kleiner zijn dan bij afwezigheid van het afbeeldend stelsel. Het stelsel maakt het vooral mogelijk een weerkaatste bundel te selekteren met een grote openingshoek waardoor de totale gebruikte stralingsintensiteit groot is. Dit stelsel is bij voorkeur een lenzenstelsel, maar een afbeeldend spiegelstelsel in de vorm van een ellipsoïde of paraboloïde met aan twee zijden een opening is ook mogelijk.

Deze uitvoeringsvorm heeft bij voorkeur het verdere kenmerk dat de positiegevoelige stralingsdetektiestelsels een stralingsgevoelig oppervlak hebben waarvan één uiteinde samenvalt met een optische as van het afbeeldend optisch stelsel, en dat de richting van de stralingsweg van de genoemde stralingsbundel voor het vormen van de stralingsvlek op het oppervlak samenvalt met de optische as van het afbeeldend optisch stelsel. Hierdoor valt bij iedere positie van het oppervlak eenzelfde deel van de in de pupil van het stelsel ingevangen straling op de detektoren.

Deze uitvoeringsvorm kan als verder kenmerk hebben dat de positiegevoelige stralingsdetektiestelsels ieder zijn samengesteld uit ten minste twee delen waarbij de optische as van het afbeeldingsstelsel tussen de delen loopt. Hierdoor worden met dezelfde optiek meerdere metingen gelijktijdig uitgevoerd. Vooral bij steile hoogteveranderingen op het oppervlak wordt hierbij het effekt van schaduwwerking gereduceerd.

De uitvinding kan worden toegepast in een inrichting voor het aftasten van een oppervlak door een groot aantal metingen op verschillende punten van dat oppervlak uit te voeren. Een dergelijke inrichting bevat bijvoorbeeld een stralingsbroneenheid voor het opwekken van een stralingsbundel en het daarmee vormen van een aftastvlek op een oppervlak van een af te tasten voorwerp en middelen voor het verplaatsen van de aftastvlek en het voorwerp ten opzichte van elkaar. Voor een meer volledig beeld van dit voorwerp kan daarbij niet alleen de gemeten hoogte van ieder punt in beschouwing genomen worden maar ook de totale intensiteit van de straling die op de detektoren valt en daarmee van de kleur of reflektiekoëfficient van het oppervlak.

Deze en andere, meer gedetailleerde aspekten van de uitvinding worden nader toegelicht aan de hand van de tekeningen.

In de tekeningen wordt in figuur 1 schematisch het principe van de optische hoogtemeter volgens de uitvinding weergegeven; figuur 2 een mogelijke intensiteitsverdeling op twee verschillende posities getoond; figuur 3 een eerste uitvoeringsvoorbeeld van de optische hoogtemeter volgens de uitvinding weergegeven; figuur 4 een tweede uitvoeringsvoorbeeld daarvan weergegeven; en in figuur 5 een voorbeeld van een aftastende optische hoogtemeter getoond.

In figuur 1 is schematisch een inrichting voor het optisch meten van de hoogte van een oppervlak weergegeven. Een stralingsbundel 10 valt in op het oppervlak 21 van een voorwerp 20. De stralingsbundel 10 vormt op het oppervlak een stralingsvlek 11. Om een kleine stralingsvlek te verkrijgen bij verschillende hoogten van het oppervlak heeft de bundel 10 een kleine doorsnede en is bijvoorbeeld afkomstig van een laser. In de vlek 11 wordt de straling van de bundel gereflekteerd, in het algemeen gedeeltelijk diffuus en gedeeltelijk spekulair. Uit de weerkaatste straling wordt een weerkaatste bundel geselekteerd, bijvoorbeeld met behulp van een diafragma 30 met een opening 31. De geselekteerde weerkaatste bundel 12 valt in op twee positiegevoelige stralingsdetektiestelsels 41 en 42, respektievelijk. De detektiestelsels bevinden zich op onderling verschillende optische afstanden van de vlek 11. Dit is bijvoorbeeld te realiseren met behulp, van een, niet getekende, halfdoorlatende spiegel.

Behalve een diafragma 30 kan de bundel 12 ook op andere wijze geselekteerd worden, bijvoorbeeld door de keuze van de konstruktie van de hoogtemeter of door gebruik te maken van de opening van een afbeeldingslens. Essentieel daarbij is alleen dat de intensiteitsverdeling in de geselekteerde bundel 12 beide positiegevoelige stralingsdetektiestelsels bereikt.

De twee positiegevoelige stralingsdetektiestelsels 41 en 42 zijn voorzien van middelen om een karakteristiek punt van de op de stelsels vallende stralingsverdeling te bepalen. In het geval dat de detektiestelsels bestaan uit een groot aantal stralingsgevoelige detektiecellen, bijvoorbeeld een reeks fotodiodes of een CCD-opnemer, kunnen deze middelen bijvoorbeeld ondergebracht zijn in een afzonderlijke verwerkingseenheid 50.

De stralingsintensiteit in de geselekteerde bundel 12 blijft gelijkvormig zolang de bundel de vrije ruimte doorloopt. Een karakteristiek punt in de intensiteitsverdeling, bijvoorbeeld de maximale intensiteit, ligt bij verschillende achter elkaar gelegen doorsnijdingen van de bundel op eenzelfde lijn en kan daarom worden opgevat als een enkele straal. Door op twee plaatsen in de ruimte de positie van het karakteristieke punt te bepalen wordt een lijn gevonden die door de stralingsvlek 11 op het oppervlak 21 gaat. De stralingsvlek 11 ligt verder op de lijn die gevolgd wordt door de invallende stralingsbundel 10. Het snijpunt van de twee lijnen geeft de positie van de stralingsvlek 11 en dus de plaatselijke hoogte van het oppervlak 21.

In figuur 2 is de werking van de hoogtemeter volgens de uitvinding geïllustreerd. Op twee verschillende plaatsen worden de intensiteitsverdelingen I en II in de bundel gemeten. Als karakteristieke punten zijn de posities van de maximale intensiteit, Mj en Mjj respektievelijk, weergegeven, en het zwaartepunt van de intensiteitsverdeling, Gj en %

Bij een detektiestelsel dat bestaat uit een groot aantal cellen is het maximum eenvoudig te vinden door de cel te selekteren die de meeste straling opvangt. De positie van het zwaartepunt kan worden bepaald door het, met de intensiteit gewogen, gemiddelde van de celposities te bepalen, volgens de formule:

waarbij Xj de positie van de cel i is, Ij de op die cel vallende intensiteit en de sommatie over alle cellen loopt. Een ander karakterestiek punt is de mediaan, zijnde die positie waarvan de totale intensiteit aan weerszijden gelijk is. Met behulp van statistische technieken zijn ook andere punten te bepalen om de positie van de intensiteitverdeling te karakteriseren. Tevens kan met behulp van statistische technieken de positie van een karakteristiek punt met een grotere nauwkeurigheid dan de breedte van een cel worden vastgesteld.

Door meer dan één type karakteristiek punt te gebruiken kunnen meer lijnen door de stralingsvlek 11 worden gerekonstrueerd. Het is dan in principe mogelijk de hoogte van het oppervlak te meten zonder kennis van de richting van de invallende stralingsbundel.

In figuur 3 is een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding getoond. Een stralingsbroneenheid 1, bijvoorbeeld een laser met een collimatiestelsel, wekt een smalle stralingsbundel 10 op. Met behulp van een halfdoorlatende spiegel 2 wordt de bundel in de richting van het te meten oppervlak 21 afgebogen en vormt daar een stralingsvlek 11. In deze vlek gereflekteerde straling wordt opgevangen in een afbeeldend optisch stelsel 40, bijvoorbeeld een lenzenstelsel. Als alternatief kan een, intern reflekterende, ellipsoïde of paraboloïde spiegel worden gebruikt, die aan de naar het oppervlak 21 toegekeerde en aan de van het oppervlak 21 afgèkeerde zijde van openingen is voorzien. Een dergelijke spiegel kan bijvoorbeeld rotatiesymmetrisch of anamorphotisch zijn. De met behulp van het stelsel 40 geselekteerde stralingsbundel wordt door een tweede halfdoorlatende spiegel 3 gesplitst in twee deelbundels die ieder op een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel 41 en 42 respektievelijk, invallen. Deze twee detektiestelsels zijn zo geplaatst dat de daarop vallende stralingsverdeling gelijkvormig is. Dit wordt bijvoorbeeld bereikt door de rand van de detektiestelsels samen te laten vallen met een lijn door de stralingsvlek 11 en het optische centrum van het afbeeldingsstelsel 40. Om er zeker van te zijn dat de stralingsvlek 11 op de lijn door het optisch centrum en de randen van de detektiestelsels ligt, dient de bundel 10 langs deze lijn op het oppervlak 21 in te vallen.

In het uitvoeringsvoorbeeld volgens figuur 3 wordt aan deze konditie voldaan door de optische as van het afbeeldingsstelsel 40 samen te laten vallen met de invallende bundel 10 en de randen van de detektiestelsels 41 en 42. In dit uitvoeringsvoorbeeld is daardoor het geselekteerde deel van de in de stralingsvlek weerkaatste straling bepaald door de helft van de lens 40 en de plaatsing van de detektiestelsels 41 en 42. De lijn waarop het zwaartepunt in iedere doorsnijding van deze geselekteerde weerkaatste bundel ligt is in de figuur aangegeven met G, de positie van dit zwaartepunt op de detektiestelsels met Gj en Gn, respektievelijk.

Voor het meten van het zwaartepunt als karakteristiek punt zijn bij voorkeur detektoren te gebruiken waarbij de positie van het zwaartepunt van de detektoren direkt af te leiden is uit de uitgangssignalen van de detektiestelsels. Dergelijke detektiestelsels zijn bijvoorbeeld beschreven in EP-A 0 071 667 en NL-A 9002211 (PHN 13.450).

In een eenvoudiger uitvoeringsvorm, die goed voldoet, beslaan de detektiestelsels de gehele bundel en maakt de invallende bundel 10 een hoek met de optische as van het afbeeldingsstelsel. Deze hoek kan tamelijk groot zijn, bijvoorbeeld 160°.

In figuur 4 is een ander uitvoeringsvoorbeeld schematisch weergegeven. De bundel 10 opgewekt in een stralingsbroneenheid 1 valt via een klein spiegeltje 4 in op het oppervlak 21 en vormt daar de stralingsvlek 11. Een deel van de straling die aan het oppervlak 21 weerkaatst wordt, wordt door het afbeeldingsstelsel 40 ingevangen en valt vervolgens op twee positiegevoelige stralingsdetektiestelsels 43 en 44. De bundel die op ieder van de detektiestelsels invalt, wordt bepaald door de pupil van het afbeeldingsstelsel 40 en de grootte van het spiegeltje 4 dat een centraal deel van het afbeeldingsstelsel afschermt. De positiegevoelige stralingsdetektiestelsels 43 en 44 hebben een vlakke gepolijste voorzijde die een substantieel deel bijvoorbeeld 20% van de opvallende straling reflekteert. Deze voorzijden, of stralingsintreevlakken, vormen daardoor als het ware gedeeltelijk doorlatende spiegels waaraan de niet geabsorbeerde straling gereflekteerd word. Deze stralingsbundels vallen vervolgens in op de positiegevoelige stralingsdetektiestelsels 45 en 46, respektievelijk.

In de figuur zijn in de bundels die op de detektiestelsels 43 en 44 vallen lijnen aangegeven van een voor de bundel karakteristiek punt met M en M’ respektievelijk. De plaats waar de lijn M op de positiegevoelige stralingsdetektiestelsels 43 en 45 valt is aangegeven met Mj en respektievelijk, de plaats waar de lijn M’ op de stelsels 44 en 46 valt is aangegeven met Mj’ en Mjj’ respektievelijk.

Ieder van de vier detektiestelsels is verbonden met de verwerkingseenheid 50, waarin de posities van de punten Mj, Mn, Mj’ en Mjj’ worden bepaald, en waarin uit deze posities en bekende optische en geometrische parameters van de hoogtemeter de hoogte Ah van het oppervlak 21 ter plaatse van de stralingsvlek 11 wordt berekend.

Het gebruik van twee paren detektiestelsels heeft als voordeel dat een steile hoogteverandering op het oppervlak niet leidt tot volledig verlies van informatie over de hoogte van het oppervlak ter plaatse. Schaduwwerking ten gevolge van deze hoogteverandering zal in het algemeen slechts één van de metingen beïnvoeden. Behalve twee paren detektiestelsels zijn ook meer paren detektiestelsels mogelijk, die dan bijvoorbeeld stervormig rond de optische as van het afbeeldingssysteem zijn aangebracht.

In figuur 5 is een aftastende optische hoogtemeter volgens de uitvinding getoond, bijvoorbeeld voor het aftasten van PCB’s (printed circuit boards).

De stralingsbroneenheid bevat een laser 1 die een gekollimeerde laserbundel 10 opwekt. De laserbundel 10 valt in op de afbeeldingslens 40 die de bundel fokusseert in een brandpunt in het denkbeeldig vlak 19. De laserbundel doorloopt dan een cilinderlens 13, wordt gereflekteerd aan de opvouwspiegels 14 en 15, doorloopt een afbeeldingslens of -stelsel dat bestaat uit de lenzen 5 en 6 en wordt via een roterende polygoonspiegel 7 in de richting van het af te tasten oppervlak 21 afgebogen. Tussen het polygoon 7 en het af te tasten oppervlak 21 zijn korrektiespiegels 8 en 9 aangebracht en een verdere cilinderlens 12 die zich over de gehele af te tasten breedte uitstrekt. Uiteindelijk vormt de laserbundel een aftastvlek op het oppervlak 21, welke aftastvlek zich ten gevolge van de rotatie van de polygoonspiegel 7 over het oppervlak beweegt in de richting van de pijl 16. De aan het oppervlak weerkaatste straling doorloopt in omgekeerde richting het optische stelsel en vormt een beeld 11 op of nabij het denkbeeldig vlak 19. Dit beeld wordt met behulp van een hoogtemeetinrichting zoals in het voorgaande beschreven waargenomen. Het gehele oppervlak 21 wordt afgetast door het PCB te bewegen in de richting dwars op de aftastrichting.

De hoogtemeetinrichting is bijvoorbeeld dubbel uitgevoerd voor het verkrijgen van een nauwkeuriger meting en het vermijden van schaduwen. De inrichting bestaat uit het afbeeldingsstelsel 40 waarvan de optische as samenvalt met de hoofdstraal van de laserbundel 10. Het afbeeldingsstelsel 40 koncentreert de, van de vlek 11 afkomstige straling, ongefokusseerd op de positiegevoelige stralingsdetektiestelsels 43 en 44. De aan de voorvlakken van deze stelsels gereflekteerde straling valt vervolgens op de positiegevoelige stralingsdetektiestelsel 45 en 46. Uit de uitgangssignalen van de stralingsdetektiestelsels 43, 44, 45 en 46 wordt met behulp van een niet weergegeven verwerkingseenheid de momentane hoogte van de stralingsvlek 11 bepaald en dus de aan- of afwezigheid van een komponent op het oppervlak van het PCB.

De cilinderlenzen 12 en 13 zorgen voor een numerieke apparatuur die voldoende groot is om een lichtsterk beeld van de aftastvlek 11 op de detektiestelsel te vormen. Meer details met betrekking tot de aftastinrichting en de cilinderlenzen zijn beschreven in de niet vóórgepubliceerde NL-A 900100 (PHN 13.224).

Claims (10)

1. Inrichting voor het optisch meten van de hoogte van een oppervlak van een voorwerp, welke inrichting een stralingsbroneenheid bevat voor het opwekken van een stralingsbundel en voor het daarmee vormen van een in wezen stationaire stralingsvlek op het oppervlak, middelen voor het selekteren van een weerkaatste bundel uit de straling die aan het oppervlak is weerkaatst in de stralingsvlek en een positiegevoelig stralingsdetektiestelsel dat in de stralingsweg van de weerkaatste bundel is geplaatst, met het kenmerk, dat zich in de stralingsweg van de weerkaatste bundel tevens een bundeldeler bevindt voor het afsplitsen van een deelbundel en dat in de stralingsweg van deze deelbundel een verder positiegevoelig stralingsdetektiestelsel is geplaatst waarvan de optische afstand tot de bundeldeler verschillend is van de optische afstand van het eerdergenoemde positiegevoelige stralingsdetektiestelsels tot de bundeldeler.

2. Inrichting volgens konklusie 1, met het kenmerk, dat de richting van de stralingsweg van de genoemde stralingsbundel vrijwel samenvalt met de richting van de stralingsweg van de genoemde weerkaatste bundel.

3. Inrichting volgens konklusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de positiegevoelige stralingsdetektiestelsels ingericht zijn voor het bepalen van de positie van het maximum of van de mediaan in de op de stralingsdetektiestelsel vallende intensiteitsverdeling.

4. Inrichting volgens konklusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de positiegevoelige stralingsdetektiestelsels ingericht zijn voor het bepalen van de positie van het zwaartepunt in de op de stralingsdetektiestelsels vallende intensiteitsverdeling.

5. Inrichting volgens een van de voorgaande konklusies, met het kenmerk, dat een stralingsintreevlak van een van de positiegevoelige stralingdetektiestelsels de genoemde bundeldeler is.

6. Inrichting volgens konklusie 1, 2, 3, 4 of 5, met het kenmerk, dat zich in de stralingsweg van de weerkaatste bundel een afbeeldend optisch stelsel bevindt.

7. Inrichting volgens konklusie 6, met het kenmerk, dat de positiegevoelige Stralingsdetektiestelsels een stralingsgevoelig oppervlak hebben waarvan één uiteinde samenvalt met een optische as van het afbeeldend optisch stelsel, en dat de richting van de stralingsweg van de genoemde stralingsbundel voor het vormen van de stralingsvlek op het oppervlak samenvalt met de optische as van het afbeeldend optisch stelsel.

8. Inrichting volgens konklusie 7, met het kenmerk, dat de positiegevoelige stralingsdetektiestelsels ieder zijn samengesteld uit ten minste twee delen waarbij de optische as van het afbeeldingsstelsel tussen de delen loopt.

9. Aftastende optische hoogtemeter, bevattende een stralingsbroneenheid voor het opwekken van een stralingsbundel en het daarmee vormen van een aftastvlek op een oppervlak van een af te tasten voorwerp en middelen voor het verplaatsen van de aftastvlek en het voorwerp ten opzichte van elkaar, welke aftastende optische hoogtemeter verder is voorzien van een inrichting volgens een van de voorgaande konklusies voor het op iedere af te tasten positie meten van de hoogte van het voorwerp.

10. Aftastende optische hoogtemeter volgens konklusie 9, welke hoogtemeter voorzien is van een afbuigstelsel voor het verplaatsen van aftastvlek langs een lijn op het oppervlak van het voorwerp, en een verder optisch stelsel bevat voor het vormen van een ruimtelijke afbeelding van een gedeelte van het oppervlak rond de aftastvlek waarbij de selektie van het genoemde gedeelte plaats vindt via het afbuigstelsel.