DE4235832B4

DE4235832B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Überprüfen eines Dachwinkels eines optischen Elements

Info

Publication number: DE4235832B4
Application number: DE4235832A
Authority: DE
Inventors: Makoto Itabashi Iki; Hirofumi Itabashi Matsuo; Masahiro Itabashi Oono; Masato Itabashi Noguchi
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1991-10-24
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2012-10-24
Also published as: DE4235832A1; US5379105A

Abstract

Vorrichtung zum Überprüfen eines Dachwinkels zwischen zwei benachbarten Reflexionsflächen, die eine Dachoberfläche (30) eines optischen Elements bilden, mit:
einer Lichtquelle (11) zum Aussenden eines kohärenten Lichtstrahls;
einer Referenzoberfläche (14a) zum Reflektieren eines Teils des kohärenten Lichtstrahls, um einen Referenzstrahl zu erzeugen;
einer Einrichtung (13) zum Einfallenlassen eines Teils des kohärenten Lichtstrahls auf die Dachoberfläche (30), um einen Subjektstrahl zu erzeugen, der von der Dachoberfläche (30) reflektiert wird;
einem Interferometer (10) zum Veranlassen, daß der Referenzstrahl und der Subjektstrahl miteinander interferieren, um ein Interferenzmuster auf einer Erfassungsebene zu erzeugen, und zum Erfassen des Interferenzmusters;
einer Einrichtung (21) zum Erfassen von Phasendifferenzen des Interferenzmusters in einem vorbestimmten Meßbereich der Erfassungsebene;
einer Einrichtung (22) zum Bestimmen einer kontinuierlichen Näherungsfunktion die eine Beziehung zwischen Positionen in einer ersten Richtung senkrecht zu einer Linie, die in dem Meßbereich als eine einer Firstlinie der Dachoberfläche (30) entsprechende Linie identifizierbar ist,...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überprüfen eines Dachwinkels zwischen zwei benachbarten Reflexionsflächen, die eine Dachoberfläche eines optischen Elements bilden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen der Position einer Firstlinie einer aus zwei benachbarten Reflexionsflächen gebildeten Dachoberfläche eines optischen Elements.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dachoberflächenmeßvorrichtung zum Messen der Genauigkeit einer Dachoberfläche eines rechtwinkligen Prismas und einer Dachoberfläche gebildet durch Vereinigen von Oberflächen zweier Spiegel usw. auf im wesentlichen senkrechte Art und Weise (Dachoberflächen für optische Teile usw.).
Im Suchersystem einiger Arten jüngerer Leichtgewicht-Einzellinsen-Reflexkameras wird ein Pentaspiegel, welcher eine Kombination von Spiegeln ist, benutzt anstatt eines Penta-Prismas. Ein Dachspiegel stellt ein Teil eines solchen Pentaspiegels dar.
Anforderungen für hochgenaue Pentaspiegel beinhalten, daß die Firstlinie des Dachspiegels keine Breite hat und daß ein Winkel, der gebildet wird durch die zwei Spiegeloberflächen, präzise 90° beträgt.
Herkömmlicherweise wird im Fall von Dachprismen, wie zum Beispiel einem Penta-Prisma, welche erzeugt werden durch Polieren eines Glasmaterials, die Flachheit der Dachoberfläche gewährleistet in einem weiten Bereich. Deshalb kann der Winkel der Dachoberfläche angenähert werden durch Messen von Winkeln in diesem weiten Bereich und der Winkel der Dachoberfläche wird gemessen mit einem Autokollimator.
Wenn die Dachoberfläche beispielsweise hergestellt wird durch Plastikeinspritz-Formteile, können eine Unebenheit, wie zum Beispiel eine Krümmung und eine Rundung verursacht werden in der Spiegeloberfläche durch lokale Spannungen, die während des Formens auftreten. Durch herkömmliche Meßmethoden ist es schwierig den Dachwinkel der Dachoberflächen mit ungenügender Flachheit zu messen, insbesondere Dachoberflächen mit ungenügender Flachheit in der Nähe ihrer Firstlinie.
Im Fall des Durchführens von Messungen auf der Dachoberfläche unter Benutzung des Interferometers, variiert der Kontrast eines Interferenzmusters mit der Reflektivität, welche von dem Material der Dachoberfläche selbst abhängt und dem Medium vor der Dachoberfläche. Deshalb werden verschiedene Kontraste des Interferenzmusters erhalten für eine Dachoberfläche eines Dachspiegels und die eines Penta-Prismas sogar mit dem gleichen darauf einfallenden Licht.
Da jedoch die Kontraständerung mit dem Material der Dachoberfläche nicht berücksichtigt wird bei dem obigen herkömmlichen Interferometer wird bei gewissen Arten von Materialien der Dachoberfläche der Kontrast des Interferenzmusters ungewünschterweise reduziert, was die Beobachtung sehr schwer macht.
Im Fall des Durchführens von Messungen auf der Dachoberfläche unter Benützung des Interferometers oder dergleichen ist es notwendig, die Position der Firstlinie präzise zu erfassen. Dies ist insbesonders wichtig für geformte Dachspiegel, da die Krümmung der Reflektionsoberfläche irregulär auftritt.
Jedoch wird die korrekte Erfassung der Firstlinienposition durch das obige herkömmliche Meßverfahren schwieriger, wenn die Dachoberfläche präziser hergestellt wird, i.e. wenn die Dachlinie ähnlicher einer geraden Linie wird und ihre Breite Null annähert.
In der Druckschrift CH 638 040 A5 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum interferometrischen Prüfen eines rechten Winkels zwischen zwei optischen Flächen auf Maßhaltigkeit beschrieben. Es wird ein kohärentes kollimiertes Lichtbündel über eine transparente Planplatte zentrisch und senkrecht zur Winkelkante in den Winkel und auf die beiden Flächen des Objektes eingestrahlt. Durch die Planplatte werden Teile des Lichtbündels nach Reflexion am Objekt umgelenkt und einander überlagert, wodurch ein nicht lokalisiertes Interferenzfeld entsteht. Anhand dieses Interferenzfeldes läßt sich ein Winkelfehler erfassen.
Aus der Druckschrift JP 03 130 603 AA sind eine Vorrichtung und ein Verfahren bekannt, mit denen eine Dachoberfläche und eine Firstlinie eines zur Fertigung eines Dachspiegels bestimmten Formteils untersucht und vermessen werden können. Dabei wird ein Referenzstrahl, der an einer Referenzoberfläche reflektiert wird, in einem Interferometer zur Interferenz mit einem an der Dachoberfläche reflektierten Strahl gebracht. Anhand des auf einem Schirm erzeugten Interferenzmusters wird dann der zwischen benachbarten Reflexionsflächen des Formteils vorhandene Dachwinkel überprüft.
In der Druckschrift US 4 516 854 A ist ein interferometrisches System zum Messen des Winkels zwischen zwei Reflexionsflächen beschrieben. Dieses System arbeitet mit einem Paar Referenzspiegel, die unter einem bekannten Referenzwinkel zueinander angeordnet sind. Ein an diesen Referenzspiegel reflektierter kohärenter Lichtstrahl wird mit einem kohärenten Lichtstrahl, der an den zu vermessenden Reflexionsflächen reflektiert wird, auf einem Bildschirm zur Interferenz gebracht. Wiederum wird anhand des Interferenzmusters der Winkel zwischen den zu untersuchenden Reflexionsflächen bestimmt.
Die vorliegende Erfindung wurde geschaffen in Anbetracht der übrigen Probleme nach dem Stand der Technik.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die es ermöglichen, einen Dachwinkel und einen Verrundungsgrad einer Dachoberfläche in einer einzigen Messung zu messen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren des präzisen Erfassens der Position einer Firstlinie einer Dachoberfläche beim Durchführen von Messungen auf der Dachoberfläche zu schaffen.
Erfindungsgemäß werden die obigen Aufgaben gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.
Es kann eine Einrichtung zum Mitteln der erfaßten Phasendifferenzen an symmetrischen Positionen bezüglich der Linie entsprechend der Firstlinie vorgesehen sein, wobei die Bestimmungseinrichtung die Näherungsfunktion basierend auf den so gemittelten Phasendifferenzen bestimmt.
Zumindest eine Polarisiereinrichtung kann angeordnet sein vor der Erfassungsebene, um so rotierbar zu sein um die optische Achse des Interferometers, um einen Kontrast des Interferenzmusters zu ändern.
Die Figuren zeigen im einzelnen:
1 ein Blockdiagramm, das eine Dachoberflächenmeßvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Beziehung zwischen einem Interferenzmuster und einem Meßbereich auf einem Beobachtungsschirm;
3 eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen erfaßten Phasendifferenzen und Einheitsmeßbereichen in der x-Richtung zeigt,
4 eine Darstellung entsprechend der Darstellung von 3, bei der eine Länge L in der x-Richtung des Meßbereichs auf 1 normalisiert ist;
5 eine Darstellung entsprechend der Darstellung von 4, bei der Kurven durch eine Funktion f (x) angenähert werden;
6 eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen gemessenen Fehlerwinkeln T und S und Positionen in der y-Achsenrichtung, i.e. in der Richtung einer Firstlinie, zeigt;
7 ein Blockdiagramm, daß eine Dachoberflächenmeßvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
8 eine Beziehung zwischen einem Interferenzmuster und einem Meßbereich auf einem Beobachtungsschirm;
9(a) und 9(b) Darstellungen, die eine Beziehung zwischen erfaßten Phasendifferenzen und Einheitsmeßbereichen in der x-Achsenrichtung zeigen;
10 eine Darstellung entsprechend der Darstellung von 9(a) oder 9(b), bei der Kurven angenähert sind durch eine Funktion f (x);
11 eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen den gemessenen Fehlerwinkeln T und S und Positionen in der y-Achsenrichtung, i. e. der Richtung einer Firstlinie zeigt;
12 ein Blockdiagramm, das eine Dachoberflächenmeßvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
13 eine Beziehung zwischen einem Interferenzmuster und einem Meßbereich auf einem Beobachtungsschirm;
14 eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen erfaßten Phasendifferenzen und Einheitsmeßbereichen in der x-Achsenrichtung zeigt;
15 eine Darstellung, entsprechend der Darstellung von 14, bei der Kurven angenähert werden, durch eine Funktion f(x);
16 eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen gemessenen Winkeln T und S und Positionen in der y-Achsenrichtung zeigt, i.e. in der Richtung einer Firstlinie;
17 ein Blockdiagramm, das eine Dachoberflächenmeßvorrichtung nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
18 eine Positionsbeziehung zwischen einer Dachoberfläche und einer Abschirmplatte; und
19 ein Bild, daß auftritt auf einem Beobachtungsschirm, wenn die Abschirmplatte in den optischen Weg eingesetzt wird.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden beschrieben werden mit Bezug auf die begleitende Zeichnung.
Mit Bezug auf 1 bis 6 wird eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden.
Wie in 1 gezeigt, besteht bei einer Dachoberflächen-Meßvorrichtung nach der ersten Ausführungsform ein Interferometer 10, i. e. ein herkömmliches Fizeau-Interferometer, aus einer kohärenten Beleuchtungslichtquelle 11, typischerweise einem He-Ne Laser oder einem Halbleiter-Laser, einem Strahlaufweiter 12, einem Halbspiegel 13, einem optischen Element 14 mit einer Referenzoberfläche 14a, einer Beobachtungslinse 16 und einem Bilderfassungselement 15. Eine Meßeinrichtung 20 besteht aus einer Phasenerfassungseinrichtung 21, einer Näherungseinrichtung 22 und einer Analysiereinrichtung 23. Die Meßvorrichtung 10 beinhaltet weiterhin einen Bildverarbeitungsschaltkreis 17 und einen Interferenzbeobachtungsschirm 18.
Das Interferometer 10 ist ein digitales Interferometer, das in der Lage ist, das erfaßte Interferenzmuster digital zu verarbeiten. Die Messung kann beispielsweise basierend auf der bekannten Muster-Scan Technik durchgeführt werden.
Ein paralleler kohärenter Lichtstrahl, der ausgesendet wird von der Beleuchtungslichtquelle 11, wird durch den Aufweiter 12 aufgeweitet und dann durch den Halbspiegel 13 reflektiert. Ein Teil des Lichtstrahls, der durch den Halbspiegel 13 reflektiert wird, wird reflektiert durch die Referenzoberfläche 14a, welche auch als Referenzoberfläche dient, um ein Referenzstrahl zu werden. Der übrige Teil wird reflektiert durch eine Dachoberfläche 30, um ein Subjektstrahl zu werden, der gemessen wird. Ein durch die Interferenz produziertes Interferenzmuster dieser zwei Strahlen tritt durch die Beobachtungslinse 16 und wird erfaßt durch das Bilderfassungselement 15, wo er umgewandelt wird in ein elektrisches Signal, das die Licht- und Schattenbereiche des Interferenzmusters darstellt.
Die Firstlinie (Verbindungslinie) der Dachoberfläche und des Bilderfassungselements 15 sind in einer kongierten Beziehung bezüglich der Beobachtungslinse 16. Das Interferometer 10 ist nicht begrenzt auf das Fizeau-Interferometer, sondern kann ein Twyman-Interferometer oder ein Interferometer anderer Art sein.
Bei der Messung wird das optische System so angeordnet, daß das durch den Fassungsstrahl erzeugte Interferenzmuster von der Dachoberfläche 30 und der Referenzstrahl von der Referenzoberfläche 14a symmetrisch werden bezüglich der Linie entsprechend der Firstlinie der Dachoberfläche 30. Insbesondere wird der Dachspiegel bezüglich dem Interferometer 10 in einer Ebene senkrecht in der optischen Achse des Interferometers 10 und relativ zu seiner Firstlinie (Rotationseinstellung) angeordnet. Dann wird die Dachoberfläche 30 bezüglich des Interferometers 10 so angeordnet, daß die zwei Oberflächen, welche die Dachoberfläche 30 darstellen, den gleichen Winkel mit der optischen Achse des Interferometers 10 bilden. Da Dank dieser Anordnung das Interferenzmuster symmetrisch bezüglich der Linie bezüglich der Firstlinie erscheint, genügt es den Teil des Interferenzmusters auf einer Seite dieser Linie zu messen.
2 zeigt ein Beispiel eines Teils eines Interferenzmusters auf einer Seite der Firstlinie, wie gebildet auf dem Bilderfassungselement 15, zusammen mit Einheitsmeßflächen (geteilt durch ein Gitter) des Bilderfassungselements 15. Auf dem Beobachtungsschirm 18 sind die x- und y-Achsen jeweils definiert als Richtung senkrecht zu einer Linie P entsprechend der Firstlinie und einer Richtung der Linie P. In 2 sind die Einheitsmeßbereiche versehen mit Symbolen A, B, C, ..... in der y-Achsenrichtung und 1, 2, 3, ..... in der x-Achsenrichtung ausgehend von der Linie P.
Eine Breite L in der x-Achsenrichtung des Meßbereichs ist gesetzt, um einen Bereich zu schaffen der notwendig ist für die Dachspiegelentwicklung, in diesem Beispiel auf einige Millimeter. Der Grund, warum nur ein relativ geringer Bereich neben der Linie P als Meßbereich gesetzt ist, ist, daß ein Teil des Lichtstrahls, der die Nähe der Firstlinie erreicht, einen großen Einfluß auf die Durchführung der Messung hat, bei der ein Bild beobachtet wird über einen Penta-Spiegel mit einem Dachspiegel.
Nach Verarbeitung durch den Bildverarbeitungsschaltkreis 17 werden Daten entsprechend des Licht- und Schattenbereichs des erfassten Interferenzmusters angezeigt auf dem Interferenz-Beobachtungsschirm 18 und ebenfalls eingebend an die Phasen-Erfassungseinrichtung 21, wo Phasendifferenzen (i. e. optische Wegdifferenzen zwischen dem Referenzstrahl und dem Subjektstrahl) an jeweiligen Positionen auf der Interferenzwellenfront in dem Meßbereich bestimmt werden, wie in 3 gezeigt. 3 zeigt Phasendaten der A-Spalte der Bilderfassungseinrichtung 15. Die Phasenerfassungseinrichtung 21 normalisiert die Positionen in der x-Achsenrichtung durch Teilen dieser durch die Länge L des Meßbereichs, so daß die x-Koordinate der Linie P entsprechend der Firstlinie 0 wird und die der Endlinie des Meßbereichs 1 wird. 4 ist eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen den Phasendifferenzen und den x-Koordinaten nach der Normalisierung zeigt.
Dann bestimmt, wie in 5 gezeigt, die Näherungseinrichtung 22 eine Funktion f (x) (Variable: normalisierte x-Koordinate), die eine kontinuierliche Kurve als eine Näherung der Darstellung von 4 darstellt. Zum Beispiel wird die Näherung durchgeführt nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate unter Benutzung eines Polynoms der vierten Ordnung. Die Phasendaten entsprechend der Firstlinie werden nicht bei dieser Näherung benutzt.
Die Analysiereinrichtung 23 zum Analysieren der Gestalt der Dachoberfläche 30 differenziert zuerst die Funktion f (x), um eine Funktion f' (x) zu erhalten, und berechnet einen Fehlerwinkel T an dem Firstlinienabschnitt der Dachoberfläche duch Substituieren der Koordinate x = 0 der Linie P in die Ableitung f' (x): T = kf' (0),wobei k eine Konstante zum Korrigieren des Winkels ist, der erfaßt wird, als Zweifachwert auf Grund der Reflektion.
Weiterhin berechnet die Analysiereinrichtung 23 einen Durchschnitt S der Fehlerwinkel der Dachoberfläche 30 auf einer einzelnen Linie in der x-Achsenrichtung, i. e. senkrecht der Linie P. Der Durchschnitt S wird bestimmt durch Messen eines Winkelfehlers für jede nebeneinander liegende Einheitsmeßfläche und Bilden einer totalen Summe der Winkelfehler, die so gemessen werden. Da die Winkelfehler in den mittleren Flächen einander auslöschen, kann der mittlere Fehlerwinkel S berechnet werden nur unter Benützung der Koordinaten der Linie P und der Endlinie, so daß: S = (kf(1) – kf(0))/(1 – 0).
Der Fehlerwinkel der Dachoberfläche 30 wird erhalten als S selbst und eine Winkelabweichung zwischen dem Firstlinienabschnitt und den übrigen Abschnitten, i. e. einer Krümmung der Oberfläche, wird erhalten als T – S.
Als Resultat des Durchführens des obrigen Prozesses werden Daten erhalten, die basieren auf der Erfassung durch die Einheitsmeßbereiche der einzelnen Spalte mit der y-Koordinate A. Daten resultierend aus der Erfassung durch den ganzen Meßbereich werden erhalten durch Wiederholen des obrigen Berechnungsprozesses für alle Spalten der Meßfläche mit y-Koordinaten B, C, D, .....
6 zeigt ein Beispiel von gemessenen Fehlerwinkeln T und S über den gesamten Meßbereich, wobei θ₀, θ₁ und θ₂ einen Entwurfswinkel, i. e. 90°, einen unteren erlaubten Grenzwinkel und einen oberen erlaubten Grenzwinkel jeweils bezeichnen. Wenn alle die Winkel innerhalb des erlaubten Fehlerbereichs wie im Fall von 6 (durchgezogene Linie) liegen, wird das Produkt als nicht fehlerhaft beurteilt. Wenn sogar nur ein Teil der Winkel außerhalb des erlaubten Bereichs liegt, wird das Produkt als fehlerhaft beurteilt. Im Fall der Plastikspiegel, bei denen der Fehler manchmals irregulär in dem Meßbereich in der in 6 gezeigten Art und Weise variiert, sollte die Beurteilung durchgeführt werden über den gesamten Meßbereich.
Die Deformierung der Dachoberfläche mit einem Verstreichen der Zeit kann geprüft werden durch Durchführen des obigen Prozesses eine Vielzahl von Malen einige Zeit nach der Herstellung, um Variationen von S und T unabhängig zu erfassen.
Wie oben beschrieben, kann nach der ersten Ausführungsform, da der Dachwinkel und der Grad der Verrundung der Dachoberfläche deutlich getrennt gemessen werden können, die erhaltenen Daten leicht zurückgeführt werden zum Herstellungsprozeß. Durch Durchführen von quantitativen Messungen kann die Erfindung die Qualität von Produkten, die die Dachoberfläche benutzen, wie zum Beispiel einem Sucher, verbessern.
Mit Bezug auf 7–11 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Wie in 7 gezeigt, hat eine Dachoberflächenmeßvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform grundsätzlich den selben Aufbau wie die erste Ausführungsform mit Ausnahme, daß eine Mittlungseinrichtung 24 vorgesehen ist zwischen der Phasenerfassungseinrichtung 21 und der Analysiereinrichtung 23.
Nach Verarbeitung durch den Bildverarbeitungsschaltkreis 17 werden Daten, die den Licht- und Schattenbereich des erfaßten Interferenzmusters darstellen, auf dem Interferenz-Bearbeitungsschirm 18 dargestellt und ebenfalls eingegeben an die Phasenerfassungseinrichtung 21, wo Phasendifferenzen an jeweiligen Positionen auf der Interferenzwellenfront im Meßbereich bestimmt werden.
Zur Zeit der Messung ist das optische System grob so eingerichtet, daß das von dem Subjektstrahl erzeugte Interferenzmuster von der Dachoberfläche 30 und der Referenzstrahl von der Referenzoberfläche 14a annähernd symmetrisch bezüglich der Linie entsprechend der Firstlinie der Dachoberfläche 30 werden. Insbesondere ist die Dachoberfläche 30 relativ zu dem Interferometer 10 in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse des Interferometers 10 und relativ zu ihrer Firstlinie (Dreheinstellung) angeordnet.
8 zeigt ein Beispiel eines Interferenzmusters abgebildet auf dem Bilderfassungselement 15 zusammen mit Einheitsmeßbereichen (geteilt durch Gitter) des Bilderfassungselements 15. Auf dem Beobachtungsschirm 18 sind die x- und y-Achsen jeweils definiert als Richtung senkrecht zu der Linie entsprechend der Firstlinie und eine Richtung dieser Linie. Die Einheitsmeßbereiche der Bilderfassungseinrichtung 15 sind dargestellt durch 1, 2, 3, .... aufwärts von der Linie entsprechend der Firstlinie und –1, –2, –3, .... von der gleichen Linie in der x-Achsenrichtung und 1, 2, 3, ... nach rechts in der y-Achsenrichtung (zweidimensionale Koordinaten).
Eine Breite L in der x-Achsenrichtung des Meßbereichs ist so eingestellt, eine notwendige Fläche für die Dachspiegelentwicklung zu bieten, in diesem Beispiel auf einige Millimeter. Der Grund, warum nur eine relativ enge Fläche neben der Linie entsprechend der Firstlinie als Meßbereich gesetzt ist, ist daß ein Teil des Lichtstrahls, der die Nähe der Firstlinie erreicht, einen großen Einfluß auf die Durchführung der Beobachtung hat, bei der ein Bild beobachtet wird über einen Penta-Spiegel mit einem Dachspiegel.
Die Daten des durch das Bilderfassungselement 15 erzeugten und durch den Bildverarbeitungsschaltkreis 17 verarbeiteten Inerferenzmusters werden der Phasendifferenzerfassung unterworfen, welche durchgeführt wird für Einheitsmeßbereiche jeder y-Koordinate des Bilderfassungselements 15. Darstellung der 9(a) und 9(b) zeigen in den Einheitsmeßbereichen von y = 1, i. e. 12 Einheitsflächen von (x, y) = (–6, 1) bis (6, 1) erfaßte Phasendaten.
Wenn die Referenzoberfläche 14a nicht geneigt ist in der Papieroberfläche von 7 von ihrer regulären Orientierung, in der sie senkrecht zum Lichtstrahl ist, und wenn der Dachspiegel so auf dem Interferometer 10 montiert ist, daß die zwei Oberflächen, die die Dachoberfläche 30 des Dachspiegels darstellen, den selben Winkel mit der optischen Achse des Interferometers 10 bilden, werden die erfassten Phasendifferenzen des Interferenzmusters, welche durch den Subjektstrahl von der Dachoberfläche 30 erzeugt werden, und der Referenzstrahl von dem der Referenzoberfläche 14a symmetrisch bezüglich der Linie (x = 0) entsprechend der Firstlinie wie im Fall von 9(a). Wenn die Referenzoberfläche 14a oder Dachoberfläche 30 geneigt ist in der Papieroberfläche von 7, werden die erfassten Phasendifferenzen unsymmetrisch bezüglich der Linie entsprechend der Firstlinie, da Verzerrkomponenten auf Grund des Winkelanordnungsfehlers darin enthalten sind.
Die Mittelungseinrichtung 24 addiert die zwei Phasendaten, die an den symmetrischen Positionen bezüglich der Linie entsprechend der Firstlinie gelegen sind und berechnet einen Mittelwert davon. Da die zwei Verzerrungskomponenten, welche an symmetrischen Positionen bezüglich der Linie gelegen sind, die gleichen Absolutwerte und entgegengesetzte Polaritäten haben, können sie durch diese Operation eliminiert werden. Daraus wird es möglich, den Winkel der Dachoberfläche 30 sogar dann zu erfassen, wenn die Dachoberfläche 30 oder eine Referenzoberfläche 14a geneigt ist von ihrer regulären Orientierung.
Die gemittelten Phasendaten werden angenähert durch die Annäherungseinrichtung 22 unter Benutzung einer Funktion. Insbesondere normalisiert die Mittlungseinrichtung 22 die Positionen in der x-Achsenrichtung durch Teilen davon durch die Länge L des Meßbereichs, so daß die Meßkoordinaten x der Linie entsprechend der Firstlinie und der Endlinie des Meßbereichs jeweils 0 und 1 werden, und nähert die Darstellungen an unter Benutzung einer kontinuierlichen Funktion f (x) mit den normalisierten x-Koordinaten als Variable, wie gezeigt in 10. Zum Beispiel werden die Darstellungen angenähert nach dem Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate unter Benutzung eines Polynoms der vierten Ordnung. Die Phasendaten entsprechend der Firstlinie werden nicht in dieser Näherung benutzt.
Die Analysiereinrichtung 23 zum Analysieren der Gestalt der Dachoberfläche 30 differenziert zunächst die Funktion f(x), um eine Funktion f'(x) zu erhalten, und berechnet einen Fehlerwinkel T an dem Firstlinienabschnitt der Dachoberfläche durch Substituieren der Koordinate x = 0 der Linie entsprechend der Firstlinie in die Ableitung f'(x): T = kf' (0),wobei k eine Konstante zum Korrigieren des Winkels ist, der erfaßt wird als Zweifachwert auf Grund der Reflektion.
Weiterhin berechnet die Analysiereinrichtung 23 einen Mittelwert S der Fehlerwinkel der Dachoberfläche 30 auf einer einzelnen Linie in der x-Achsenrichtung, i. e. senkrecht zu der Linie entsprechend der Firstlinie. Der Mittelwert S wird bestimmt durch Messen eines Winkelfehlers für jeden aneinanderliegenden Meßbereich und Bilden einer Summe der so gemessenen Winkelfehler. Da die Winkelfehler in den mittleren Bereichen einander auslöschen, kann der mittlere Fehlerwinkel S berechnet werden unter Benutzung von nur den Koordinaten der Linie entsprechend der Firstlinie und die der Endlinie, in der Form: S = (kf(1) – kf(0))/(1 – 0).
Der Fehlerwinkel der Dachoberfläche 30 wird erhalten als S und eine Winkelabweichung zwischen dem Firstlinienabschnitt und den übrigen Abschnitten, i. e. eine Krümmung der Oberfläche wird erhalten als T – S.
Als Resultat der Durchführung des obigen Prozesses werden Daten erhalten die basieren auf der Erfassung durch die Einheitsmeßbereiche der einzelnen Spalte mit der y-Koordinate 1. Daten resultierend aus der Erfassung durch den gesamten Meßbereich werden erhalten durch Wiederholen des obigen Berechnungsprozesses für alle Spalten der Einheitsmeßbereiche mit verschiedenen y-Koordinaten.
11 zeigt ein Beispiel von gemessenen Fehlerwinkeln T und S über den gesamten Meßbereich, wobei θ₀, θ₁ und θ₂ einen Entwurfswinkel, i. e. 90°, einen erlaubten unteren Grenzwinkel und einen erlaubten oberen Grenzwinkel jeweils darstellen. Wenn alle Winkel innerhalb dem erlaubten Fehlerbereich sind, wie im Beispiel von 11 (durchgezogene Linie), wird das Produkt als nichtfehlerhaft beurteilt. Wenn sogar nur ein Teil der Winkel außerhalb des erlaubten Bereichs fallen, wird das Produkt als fehlerhaft beurteilt. Im Fall von Plastikspiegeln, bei denen der Fehler manchmal regulär variiert mit dem Meßbereich in der 11 gezeigten Art und Weise, sollte die Beurteilung durchgeführt werden über den gesamten Meßbereich.
Die Firstlinie selbst kann ausgeschlossen werden von der Erfassung. Alternativ dazu kann sie in die Erfassung miteinbezogen werden und die Daten entsprechend der Firstlinie können von der Analyse ausgeschlossen werden.
Wie oben beschrieben nach der zweiten Ausführungsform, können, da der Dachwinkel und der Grad der Verrundung der Dachoberfläche klar seperat gemessen werden können, die erhaltenen Daten leicht zurückgeführt werden an den Herstellungsprozeß. Weiterhin können, da die Verzerrungskomponente des Interferenzmusters, welche verursacht wird durch eine ungenaue Anordnung, entfernt werden durch Mitteln der Phasendaten der zwei symmetrischen Positionen bezüglich der Linie entsprechend der Firstlinie, und die Leichtigkeit von Operationen der Messung kann verbessert werden.
In Bezug auf 12–16 wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden.
Wie in 12 gezeigt, hat eine Dachoberflächenmeßvorrichtung nach der dritten Ausführungsform im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungsform mit Ausnahme der Tatsache, daß Polarisationsplatten, 40, 41 (erste und zweite Polarisationselemente) angeordnet sind zwischen der Beobachungslinse 16 des Interferometers 10 und dem Bilderfassungselement 15, um so rotierbar zu sein um die optische Achse in unabhängiger Art und Weise.
Der Kontrast der Interferenzstreifen nimmt ein Maximum an, wenn die Menge des von der Referenzoberfläche 14a reflektierten Lichts und die des von der Dachoberfläche 30 reflektierten Lichts einander gleich sind. Da das Beleuchtungslicht auf vertikal auf die Referenzoberfläche 14a auftrifft, variiert die davon reflektierte Lichtmenge nicht. Andererseits variiert die von der Dachoberfläche 30 reflektierte Lichtmenge mit der Reflektivität der Erfassungs-Dachoberfläche 30, dem Einfallswinkel des einfallenden Lichts auf die Dachoberfläche 30 und dem Medium vor der Dachoberfläche 30.
Unter der Annahme, daß die Beleuchtungslichtquelle 11 linear polarisiertes Beleuchtungslicht emittiert, wird ein solcher Polarisationszustand aufrecht erhalten in dem Referenzstrahl. Aber im Fall des Subjektstrahls, wird der Polarisationszustand geändert, da das Beleuchtungslicht einen großen Einfallswinkel mit der Dachoberfläche 30 bildet, so daß der Subjektstrahl elliptisch polarisiert ist und die Polarisationsrichtung sich ändert. Deshalb können die Transmittanzen der jeweiligen polarisierenden Platten 40, 41 geändert werden, indem man sie dreht.
Obwohl zwei polarisierende Platten vorgesehen sind bei dieser Ausführungsform, genügt eine polarisierende Platte, um die Lichtmengenbalance zwischen dem Referenzstrahl und dem Subjektstrahl einzustellen, i. e. um den Kontrast einzustellen. Wenn zwei Polarisationsplatten vorgesehen sind wie im Fall dieser Ausführungsform, kann die Helligkeit des gesamten Interferenzmusters weiter eingestellt werden.
Nach Verarbeiten durch den Bildverarbeitungsschaltkreis 17 werden Daten ausgegeben von dem Bilderfassungselement 15 und zum Darstellen des Licht- und Schattenbereich des erfaßten Interferenzmusters angezeigt auf dem Interferenzbeobachtungsschirm 18 und ebenfalls eingegeben an die Phasen-Erfassungseinrichtung 21, wo Phasendifferenzen an jeweiligen Einheitsmeßbereichen erfaßt werden.
Bei der Messung ist das optische System so eingerichtet, daß das durch den Subjektstrahl erfaßte Interferenzmuster von der Dachoberfläche 30 und dem Referenzstrahl von der Referenzoberfläche 14a symmetrisch werden bezüglich der Linie entsprechend der Firstlinie der Dachoberfläche 30. Insbesondere ist der Dachspiegel zum Interferometer 10 in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse des Interferometers 10 und relativ zu ihrer Firstlinie (Rotationseinstellung) positioniert. Dann wird die Dachoberfläche 30 weiterhin eingestellt bezüglich des Interferometers 10, so daß die zwei Oberflächen, die die Dachoberfläche 30 darstellen, den gleichen Winkel mit der optischen Achse des Interferometers bilden. Daraus resultierend wied das Interferenzmusters symmetrisch bezüglich der Firstlinie und deshalb ist es ausreichend, daß nur eine Seite der Linie entsprechend der Firstlinie des Meßbereichs tatsächlich der Messung unterworfen wird.
13 zeigt ein Beispiel eines Interferenzmusters gebildet auf dem Bilderfassungselement 15 zusammen mit Einheitsmeßbereichen (geteilt durch Gitter) des Bilderfassungselements 15. Auf dem Beobachtungsschirm 18 sind die x-Achsen und y-Achsen jeweils definiert als eine Richung senkrecht zur Linie entsprechend der Firstlinie und eine Richtung dieser Linie. Die Einheitsmeßbereiche der Bilderfassungseinrichtung 15 werden dargestellt durch 1, 2, 3, .... aufwärts der Linie entsprechend der Firstlinie und –1, –2, –3, .... abwärts von der gleichen Linie in x-Achsenrichtung und 1, 2, 3, ... nach rechts in der y-Achsenrichtung (zweidimensionale Koordinaten).
Eine Breite L in der x-Achsenrichtung des Meßbereichs ist gesetzt, um einen Bereich notwendig für die die Dachspiegel-Entwicklung vorzusehen, in diesem Beispiel auf einige Millimeter. Der Grund, warum nur eine relativ enge Fläche neben der Linie entsprechend neben der Firstlinie als die Meßfläche gesetzt ist, ist, daß ein Teil des Lichtstrahls, der die Nähe der Firstlinie erreicht, einen großem Einfluß auf die Durchführung der Beobachtung hat, bei der ein Bild beobachtet wird über einen Penta-Spiegel mit einem Dachspiegel.
Die Daten des Interferenzmusters, die erzeugt werden, durch das Bilderfassungselement 15 und verarbeitet werden durch den Bildverarbeitungsschaltkreis 17 werden der Phasendifferenzerfassung unterworfen, die durchgeführt wird für Einheitsmeßbereiche jeder y-Koordinate des Bilderfassungselements 15. Eine Darstellung von 14 zeigt Phasendaten, wie erfaßt in den Einheitsmeßbereichen von y = 1, i. e. 12 Einheitsbereichen von (x, y) = (–6, 1) bis (6, 1).
Die Phasendaten auf einer Linie entsprechend der Firstlinie in dem Meßbereich werden angenähert durch die Näherungseinrichtung 22 unter Benutzung einer Funktion. Insbesondere normalisiert die Mittlungseinrichtung 22 die Position in der x-Achsenrichtung durch Teilen derselben durch die Länge L des Meßbereichs, so daß die Meßkoordinaten x der Linie entsprechend der Firstlinie und der Endlinie des Meßbereichs jeweils 0 und 1 werden, und nähert die Darstellung unter Benutzung einer kontinuierlichen Funktion f(x) mit normalisierten x-Koordinaten als Variablen, wie gezeigt in 15, an. Zum Beispiel werden die Darstellungen angenähert nach dem Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate unter Benutzung eines Polynoms des vierten Grades. Die Phasendaten entsprechend der Firstlinie werden nicht in dieser Näherung benutzt.
Die Analysiereinrichtung 23 zum Analysieren der Gestalt der Dachoberfläche 30 differenziert zunächst die Funktion f(x), um eine Funktion f'(x) zu erhalten, und berechnet einen Fehlerwinkel T an dem Firstlinienabschnitt der Dachoberfläche durch Substituieren der Koordinate x = 0 der Linie entsprechend der Firstlinie in die Ableitung f'(x): T = kf'(0). wobei k eine Konstante zum Korrigieren des Winkels ist, der erfaßt wird als Zweifachwert in Folge der Reflektion.
Weiterhin berechnet die Analysiereinrichtung 23 einen Mittelwert S von Fehlerwinkeln der Dachoberfläche 30 auf einer einzelnen Linie in der x-Achsenrichtung, i. e. senkrecht zur Linie entsprechend der Firstlinie. Der Durchschnitt S wird bestimmt durch Messen eines Winkelfehlers für jeden aneinanderliegenden Einheitsmeßbereich und Bilden einer totalen Summe der so gemessenen Winkelfehler. Da die Winkelfehler in den mittleren Bereichen einander auslöschen, kann der mittlere Fehlerwinkel S berechnet werden unter der Benutzung von nur den Koordinaten der Linie entsprechend der Firstlinie und der Endlinie, so daß: S = (kf(1) – kf(0))/(1 – 0).
Der Fehlerwinkel der Dachoberfläche 30 wird erhalten als S und eine Winkelabweichung zwischen dem Firstlinienabschnitt und den übrigen Abschnitten, i. e. eine Krümmung der Oberfläche, wird erhalten als T – S.
Resultierend aus der Durchführung des obigen Prozesses werden Daten erhalten, die basieren auf der Erfassung durch die Einheitsmeßbereiche der einzelnen Spalten mit der y-Koordinate 1. Die Daten resultieren aus der Erfassung durch den ganzen Meßbereich werden erhalten durch Wiederholen des obigen Berechnungsprozesses für alle Spalten der Einheitsmeßbereiche mit verschiedenen y-Koordinaten.
16 zeigt ein Beispiel von gemessenen Fehlerwinkeln T und S über den gesamten Meßbereich, wobei θ₀, θ₁ und θ₂ einen Entwurfswinkel, i. e. 90°, einen unteren erlaubten Grenzwinkel und einen oberen erlaubten Grenzwinkel jeweils darstellen. Wenn alle Winkel des erlaubten Fehlerbereichs sind wie im Fall von 16 (durchgezogene Linie), wird das Produkt als nichtfehlerhaft beurteilt. Wenn sogar nur ein Teil der Winkel außerhalb des erlaubten Bereichs fallen, wird das Produkt als fehlerhaft beurteilt. In dem Fall der Plastikspiegel, bei dem der Fehler manchmal irregulär variiert mit dem Meßbereich in der in 16 gezeigten Art und Weise, sollte die Beurteilung durchgeführt werden über den gesamten Meßbereich.
Die Reflektivitäten der Dachoberfläche 30 vor und nach der Bildung der Spiegeloberfläche durch Aufdampfen sind verschieden. In jedem Fall kann ein Interferenzmuster mit einem guten Kontrast beobachtet werden durch richtiges Einstellen der Polarisationsplatten in der oben beschriebenen Art und Weise. Deshalb können fehlerhafte und nichtfehlerhafte Dachoberflächen unterschieden werden vor der Bildung der Spiegeloberfläche durch Bedampfung, so daß vergebliche Operationen vermieden werden können im Gegensatz im Gegensatz zu dem Fall des Inspizierens der Dachoberflächenprodukte nach der Bedampfung.
Wo die Reflektivität der Dachoberfläche nach der Bildung der Spiegeloberfläche durch Bedampfung höher ist als die Referenzoberfläche 14a, kann eine Lichtabschwächeinrichtung, wie zum Beispiel ein ND-Filter, eingesetzt werden zwischen die Dachoberfläche 30 und die Referenzoberfläche 14a.
Wie oben beschrieben, kann nach der dritten Ausführungsform die Einstellung gemacht werden in Übereinstimmung mit dem Dachoberflächenmaterial durch Rotieren der Polarisationsplatten, die angeordnet vor dem Bilderfassungselement, so daß der Kontrast der Interferenzstreifen optimal wird.
Mit Bezug auf 17–19 wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden.
Wie in 17 gezeigt hat eine Dachoberflächenmeßvorrichtung nach der vierten Ausführungsform grundsätzlich denselben Aufbau wie die erste Ausführungsform mit Ausnahme der Tatsache, daß eine Abschirmplatte 40 angeordert ist zwischen der Dachoberfläche 30 und der Referenzoberfläche 14a.
Nach Verarbeitung durch den Bildverarbeitungsschaltkreis 17, werden Daten ausgegeben von dem Bilderfassungselement 15 zum Darstellen des Licht- und Schattenbereichs des erfaßten Interferenzmusters angezeigt auf dem Interferenz-Beobachtungsschirm 18 und ebenfalls eingegeben an die Phasenerfassungseinrichtung 21, wo Phasendifferenzen an jeweiligen Einheitsmeßbereichen erfaßt werden.
Zur Zeit der Messung ist das optische System so eingestellt, daß die Interferenzstreifen, die erzeugt werden durch den Subjektstrahl von der Dachoberfläche 30 und dem Referenzstrahl von der Referenzoberfläche 14a symmetrisch werden bezüglich der Linie entsprechend der Firstlinie der Dachoberfläche 30. Insbesonders ist die Dachoberfläche 30 positioniert relativ zum Interferometer 10 in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse des Interferometers 10 und relativ zu seiner Firstlinie (Dreheinstellung).
Da die Messung durchgeführt wird unter Benutzung der Firstlinie als Basis, sollte die Position der Firstlinie präzise erfaßt werden beim Anordnen des optischen Systems.
Wenn die Firstlinie nicht genau ist, kann ein diskontinuierlicher Abschnitt des Interferenzmusters dafür gehalten werden, der Firstlinie zu entsprechen. Wenn jedoch die Firstlinie mehr eine gerade Linie wird und die Krümmung der Dachoberfläche niedriger wird, wird es schwieriger, die Firstlinien-Position in dem Interferenzmusters zu erfassen. Um dieses Problem zu lösen, wird die Abschirmplatte 40 angeordert in dem optischen Weg zwischen der Dachoberfläche 30 und der Referenzoberfläche 14, wie gezeigt, in 18, um so die Firstlinie 31 der Dachoberfläche 30, auf dem Interferometer 10 montiert, schief zu schneiden.
Da der Lichtstrahl zweimal reflektiert wird durch die Dachoberfläche 30 durch ihre zwei Oberflächen und zurückgeführt wird zu der Seite des Interferometers 10, erscheint sein Schatten symmetrisch bezüglich der Linie entsprechend der Firstlinie, wenn die Abschirmplatte eingesetzt wird. 19 zeigt ein Beispiel eines Bildes, das auftritt auf dem Referenzbeobachtungsschirm 18, wenn die Abschirmplatte 40 eingesetzt ist. Obwohl in diesem Beispiel der Bildverarbeitungs-Schaltkreis 17 das Signal so verarbeitet, das ein invertiertes Bild des Bildes auf dem Bilderfassungselement 15 auf dem Schirm 18 erscheint, kann er so eingestellt sein, daß ein aufrechtes Bild des Bildes auf dem Bilderfassungselement 15 auf dem Schirm 18 erscheint. Symbol H in 19 repräsentiert einen Schatten der Abschirmplatte 40 und Symbol I repräsentiert das Interferenzmuster. Ein Bisektor P eines spitzen Winkels des Schattens H der Abschirmplatte 40 (gestreifter Abschnitt) entspricht der Firstlinie.
Obwohl in diesem Beispiel die Abschirmplatte eine rechtwinklige Platte ist und so eingesetzt ist, daß ihre gradlinige Seite die Firstlinie 31 schneidet, kann die Abschirmplatte solch eine Form haben, daß ihre gekrümmte Seite die Firstlinie 31 schneidet. In diesem Fall kann die Linie entsprechend der Firstlinie erfaßt werden als eine Linie, die zwei Abschnitte der Firstlinie 31 und die gekrümmte Seite der Abschirmplatte, was bestimmt wird durch Bewegen der Abschirmplatte, verbindet.
Obwohl der Schatten auf dem Schirm 18 beobachtet wird mit der eingesetzten Abschirmplatte, ist die Dachoberfläche 30 bezüglich des Interferometers 10 positioniert mit der Linie entsprechend der Firstlinie als Referenz, so daß die zwei Oberflächen, die die Dachoberfläche 30 darstellen, den gleichen Winkel mit der optischen Achse des Interferometers 10 bilden. Resultierend aus diesem Positionieren, wird das Interferenzmuster symmetrisch der Linie entsprechend der Firstlinie und es reicht aus, die Messung durchzuführen in dem Restbereich auf einer Seite der Linie entsprechend der Firstlinie.
Nach Vervollständigung der obigen Positionierung, wird die Messung des Dachwinkels und des Grades der Verrundung der Dachoberfläche 30 im wesentlichen in der gleichen Art und Weise durchgeführt wie bei der dritten Ausführungsdorm. Deshalb wird die Beschreibung davon hier ausgelassen.
Wie oben beschrieben, können gemäß der vierten Ausführungsform durch Anordnen des optischen Systems vor der tatsächlichen Messung auf der Dachoberfläche die Firstlinienposition präzise unter Hinzufügen einer einfachen Einrichtung erfaßt werden. Daher kann sogar die Dachoberfläche mit einer sehr genauen Firstlinie genau positioniert werden bezüglich des Interferometers.
Es sollte bemerkt werden, daß die Erfindung nicht nur angewendet werden kann auf Messungen der Dachoberfläche von Penta-Spiegeln, sondern auf die der Dachoberfläche von Penta-Prismen.

Claims

Vorrichtung zum Überprüfen eines Dachwinkels zwischen zwei benachbarten Reflexionsflächen, die eine Dachoberfläche (30) eines optischen Elements bilden, mit: einer Lichtquelle (11) zum Aussenden eines kohärenten Lichtstrahls; einer Referenzoberfläche (14a) zum Reflektieren eines Teils des kohärenten Lichtstrahls, um einen Referenzstrahl zu erzeugen; einer Einrichtung (13) zum Einfallenlassen eines Teils des kohärenten Lichtstrahls auf die Dachoberfläche (30), um einen Subjektstrahl zu erzeugen, der von der Dachoberfläche (30) reflektiert wird; einem Interferometer (10) zum Veranlassen, daß der Referenzstrahl und der Subjektstrahl miteinander interferieren, um ein Interferenzmuster auf einer Erfassungsebene zu erzeugen, und zum Erfassen des Interferenzmusters; einer Einrichtung (21) zum Erfassen von Phasendifferenzen des Interferenzmusters in einem vorbestimmten Meßbereich der Erfassungsebene; einer Einrichtung (22) zum Bestimmen einer kontinuierlichen Näherungsfunktion die eine Beziehung zwischen Positionen in einer ersten Richtung senkrecht zu einer Linie, die in dem Meßbereich als eine einer Firstlinie der Dachoberfläche (30) entsprechende Linie identifizierbar ist, und den erfaßten Phasendifferenzen entlang der ersten Richtung darstellt, und einer Einrichtung (23) zum Durchführen einer Analyse bezüglich des Dachwinkels der Dachoberfläche (30) basierend auf der Näherungsfunktion.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Analysiereinrichtung (23) den Dachwinkel der Firstlinie durch Berechnung einer Ableitung der ersten Ordnung der Näherungsfunktion und Substituieren einer Koordinate der Linie entsprechend der Firstlinie in die Ableitung der ersten Ordnung bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Analysiereinrichtung (23) einen mittleren Dachwinkel der Dachoberfläche (30) durch Substituieren von Koordinaten der Linie entsprechend der Firstlinie und einer Endlinie des Meßbereichs bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (22) die Näherungsfunktion ohne Benutzung der erfaßten Phasendifferenzen von Positionen auf der Linie entsprechend der Firstlinie bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (21) die Phasendifferenzen des Interferenzmusters in dem Meßbereich mit Ausnahme der Linie entsprechend der Firstlinie erfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Mittlungseinrichtung (24) zum Mitteln der erfaßten Phasendifferenzen an symmetrischen Positionen bezüglich der Linie entsprechend der Firstlinie, wobei die Bestimmungseinrichtung (22) die Näherungsfunktion basierend auf den so gemittelten Phasendifferenzen bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest eine vor der Erfassungsebene angeordnete Polarisationseinrichtung (40, 41), die um eine optische Achse des Interferometers (10) rotierbar ist, um einen Kontrast des Interferenzmusters zu ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Polarisationseinrichtungen (40, 41) umfaßt, die unabhängig voneinander rotierbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abschirmplatte (40), die zwischen der Dachoberfläche (30) und der Referenzoberfläche (14a) in den Weg des kohärenten Lichtstrahls so einsetzbar ist, daß eine Seite der Abschirmplatte (40) bei der Beobachtung eines aus dem von der Dachoberfläche (30) reflektierten Lichtstrahl erzeugten Bildes in Blickrichtung entlang dem Weg des Lichtstrahls die Firstlinie der Dachoberfläche (30) schneidet, wodurch die der Firstlinie entsprechende Linie im beobachteten Bild identifizierbar ist.
Verfahren zum Überprüfen eines Dachwinkels zwischen zwei benachbarten Reflexionsflächen, die eine Dachoberfläche (30) eines optischen Elements bilden, mit den Schritten: Aussenden eines kohärenten Lichtstrahls; Reflektieren eines Teils des kohärenten Lichtstrahls an einer Referenzoberfläche (14a), um einen Referenzstrahl zu erzeugen; Einfallenlassen eines Teils des kohärenten Lichtstrahls auf die Dachoberfläche (30), um einen Subjektstrahl zu erzeugen, der von der Dachoberfläche (30) reflektiert wird; Veranlassen, daß der Referenzstrahl und der Subjektstrahl miteinander interferieren, um ein Interferenzmuster auf einer Erfassungsebene zu erzeugen, und Erfassen des Interferenzmusters; Erfassen von Phasendifferenzen des Interferenzmusters in einem vorbestimmten Meßbereich der Erfassungsebene; Identifizieren einer Linie in dem Meßbereich, die einer Firstlinie der Dachoberfläche (30) entspricht; Bestimmen einer kontinuierlichen Näherungsfunktion (22), die eine Beziehung zwischen Positionen in einer ersten Richtung senkrecht zu einer Linie in dem Meßbereich entsprechend der Firstlinie der Dachoberfläche (30) und den erfaßten Phasendifferenzen entlang der ersten Richtung darstellt; und Durchführen einer Analyse bezüglich des Dachwinkels der Dachoberfläche (30) basierend auf der Näherungsfunktion.
Verfahren zum Erfassen der Position einer Firstlinie einer aus zwei benachbarten Reflexionsflächen gebildeten Dachoberfläche (30) eines optischen Elements, mit den Schritten: Einfallenlassen eines Teils eines kohärenten Lichtstrahls auf eine Referenzoberfläche (14a), um einen Referenzstrahl, der von der Referenzoberfläche (14a) reflektiert wird, zu erzeugen; Einfallenlassen des kohärenten Lichtstrahls auf die Dachoberfläche (30), um einen Subjektstrahl zu erzeugen, der von der Dachoberfläche (30) reflektiert wird; Veranlassen, daß der Referenzstrahl und der Subjektstrahl miteinander interferieren, um ein Interferenzmuster zu erzeugen; Einsetzen einer Abschirmplatte (40) in den Weg des kohärenten Lichtstrahls derart, daß eine Seite der Abschirmplatte (40) die Firstlinie der Dachoberfläche (30) beim Beobachten eines Bildes des Interferenzmusters in Blickrichtung entlang dem Weg des kohärenten Lichtstrahls schneidet; und Identifizieren einer Linie entsprechend der Firstlinie in dem beobachteten Bild.
Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Schritt des Positionierens der Dachoberfläche (30) basierend auf der identifizierten Linie.