本發(fā)明涉及一種用于物體的幾何測量的裝置，此物體特別是光學元件，例如透鏡。本發(fā)明還涉及對此類物體進行幾何測量的一種對應的方法以及計算機程序。

背景技術：

為了保證品質(zhì)及監(jiān)控工業(yè)制造過程，尤其是在精密儀器技術領域、光學系統(tǒng)以及機械和電子微結構的制造過程中，對于工件或物體的高分辨率且精確的測量存在不斷提高的需求。

因此，由DE102011011065B4中已知一種用于測量一個安置于支座的物體的至少一個表面區(qū)域的裝置。該裝置具有一個可相對于該支座固定的基準物體(Referenzobjekt)以及在至少第一方向上可相對于該基準物體移動的支架。在該支架上配置一個基準物件以及一個間距傳感器，它們安置成可相對于彼此旋轉(zhuǎn)。其中，該間距檢測器形成為測定至該物體表面區(qū)域第一點的第一間距以及至該基準物件與第一點對應的第二點的第二間距。該間距檢測器因此具有一個面向該物體的第一間距傳感器和一個面向該基準物件的第二間距傳感器。因此，它們完全相互反向取向。

利用上述裝置，能以高精確率且無接觸地以光學方式探測或掃描物體的表面。

然而，用上述裝置不能測量厚度，特別是不能測量一種設計成平面或彎曲的物體表面上的厚度分布或厚度輪廓分布，也不能測定透鏡的所謂楔形誤差(Keilfehler)。

本發(fā)明的目的是提供一種用于物體的幾何測量的裝置、方法以及計算機程序，其特別是可進行物體的厚度測量及楔形誤差的測定，該物體通常是光學透鏡。該裝置可實現(xiàn)高精確度的物體測量。此外，該裝置的特征是盡可能緊湊且比較經(jīng)濟的結構。

發(fā)明及優(yōu)選實施方案

此目的是通過權利要求1的裝置、權利要求11的方法以及權利要求15的計算機程序來實現(xiàn)。在此，優(yōu)選的實施方案分別是從屬權利要求的主題。

發(fā)明所提供的裝置配置為用于幾何測量一種安置于支座設備上的物體。該裝置特別適用于反射性物體(例如透鏡)的厚度測量及楔形誤差的測定。該裝置具有基座(Basis)和配置在基座上、用于安置物體的支座設備，以及至少一個基準物體，基準物體可相對于該支座設備或相對于該基座而固定或已固定。

該裝置還設有一個間距測量設備，借助于該間距測量設備可測定位置固定的基準物體和該物體面向該基準物體的表面之間的間距。借助于該間距測量設備，可測得該物體的相對于該基準物體的表面外形。此外，該裝置具有一個物體支架(Objekthalter)，其具有上側和下側。待測量的物體可固定在該物體支架上。該物體支架因此可選擇性地以第一方位取向和第二方位取向配置在該支座設備上。

通常，該物體支架以其上側或以其下側安置在該支座設備上或固定在該支座設備上。上側和下側中背離支座設備的一側面向間距測量設備，從而使得配屬于該物體支架上側或下側的物體的表面在該物體支架的相關方位取向中可借助于該間距測量設備來掃描。

掃描在此處的意義是：指待測量的物體面向該間距測量設備的表面的二維點方式的探測。為掃描物體的表面，該間距測量設備和該物體支架可相對地彼此移動。該物體支架在其上側和其下側分別具有一種與該物體支架和該間距測量設備的相對移動對應的基準結構(Referenzstruktur)。

通過將物體固定在物體支架上，則物體也以其通常相對反向設置且互相背離的表面相對于物體支架的基準結構而被固定。例如在掃描該物體朝向該上側的表面時，通常設置在物體支架上側的上方基準結構可均勻地受到掃描。同樣情況亦適用于該物體相對反向設置的表面及因此而設置在物體支架下側的下方基準結構。

借助于形成在物體支架上的基準結構，該物體相對反向設置的表面可受到掃描，物體相對反向設置的表面通常的形式是彼此為上側和下側且可分別與物體支架側的基準結構一起受到掃描。因此，在這樣所形成的表面圖像中，固然包含有配屬于相關表面的基準結構的至少一部分。該基準結構在所掃描表面的圖像中可辨認出來。該物體相對反向設置的表面依順序先后進行的掃描過程,以及這樣所產(chǎn)生的表面圖像，均可借助于分別形成在物體支架的上側和下側的基準結構而互相關聯(lián)。

特別是，物體相對反向設置表面依序測得的表面圖像的位置和相互間的取向可以此方式通過計算互相配屬，并且互相關聯(lián)以用于該物體的虛擬三維模擬(virtuellendreidimensionalenNachbildung)。該物體相對反向設置表面圖像的至少虛擬的配屬(Zuordnung)使該物體的外形測量及厚度測定變得可能。此外，借助于設有至少兩個基準結構的物體支架，也可精確地測得該物體的楔形誤差。

該間距測量設備通常形成為光學的、且因此無接觸式的間距測量設備。然而，本發(fā)明不限于光學掃描方法。因此，該間距測量設備也可構成為接觸式(Taktile)掃描設備。

物體表面的掃描能以多種不同的方式來進行?？稍O想的是，該物體相對于基準物體保持靜止，而該間距測量設備相對于該物體或相對于該支座設備進行一種對應于物體的幾何形式或表面外形的至少二維或甚至三維的掃描移動。當然反之亦可，即該間距測量設備對于該基準物體保持靜止，而該間距測量設備和該物體的相對移動只通過該物體支架相對于該間距測量設備的適當移動而實現(xiàn)。裝置技術和測量技術當然有利的是一種組合式的構成，其中該間距測量設備和該物體相對于該基準物體都經(jīng)歷一種確定的移動。

依據(jù)本發(fā)明的一個擴展，在物體的容納區(qū)外部，物體支架在其上側具有一個上方基準結構，同樣，在物體的容納區(qū)外部，該物體支架在其下側具有一個下方基準結構。物體的容納區(qū)可具有一個通孔其中可拆卸地配置有例如以光學透鏡形式構成的物體。在容納區(qū)內(nèi)部或在容納區(qū)上，物體通常以上側對準物體支架的上側。此外，物體以一個下側與物體支架的下側對準，且物體因此配置在物體支架上。以此方式，該物體的上側可與上方基準結構一起被掃描且測得其外形。同樣，這亦適用于物體的下側及配屬于物體下側的下方基準結構。

依據(jù)另一個實施方案，上方基準結構可與物體設在物體支架上側的表面一起掃描，且下方基準結構可與物體設在物體支架下側的表面一起掃描。物體上側和物體下側可分別在物體支架在該支座設備上定方位取向后與各自的上方或下方基準結構一起掃描。

上方或下方基準結構與物體的上側或下側一起掃描未必表示一種同時的掃描。很可能的是，在一個或同一個掃描過程中，首先例如掃描上方基準結構，然后掃描該物體配屬于該基準結構上側的表面。隨后，在下一步驟中，使該物體支架由第一方位取向轉(zhuǎn)移至第二方位取向，然后，在下一掃描過程中，同樣，以同樣時間或依序地掃描對應的下方基準結構和物體的下側。由于在掃描基準結構和其所對應的物體表面之間不進行該物體支架的轉(zhuǎn)向，因此，這樣所獲得的表面圖像總是關聯(lián)相關的基準結構。

由于兩個基準結構相互間的關系為已知，或可通過校準而測得，因此，借助于物體上方和下方的表面圖像中對應于上方和下方基準結構的區(qū)域的配屬，可進行物體相對反向設置表面圖像的相互間的精確配屬。由此種配屬，可測定物體的各種不同的幾何尺寸大小及特性，例如，物體的厚度、厚度輪廓及楔形誤差。

依據(jù)另一個實施方案，該裝置具有一個控制設備，借助于該控制設備，物體彼此相對反向設置于物體支座上側和下側的、并借助于間距測量設備來掃描的表面，可借助于與物體表面一起掃描的上方和下方基準結構而互相配置。

控制設備特別是以計算機實施方式構成。該控制設備可控制該間距測量設備和待測量的物體之間的相對移動，因此控制了物體表面的掃描。此外，該控制設備能以電子方式來處理可借助間距測量設備測得的表面圖像，且通過辨認這樣所獲得的表面圖像中的基準結構，也可確定表面圖像相互間的配置及由此所導出的數(shù)據(jù)和幾何參數(shù)。

借助于該控制設備，該測量方法幾乎可完全自動運行和/或以程序控制來運行。

依據(jù)另一個實施方案，該物體支架在其上側和下側之間具有一個可由外部接近的外部基準結構。該外部基準結構像上方和下方基準結構一樣，優(yōu)選對應于該物體支架和該間距測量設備之間所設定的相對移動而延伸。當利用設置在上側和下側的上方和下方基準結構，就至該間距測量設備的間距而言來確定物體支架上所配置物體的基準(Referenzierung)時，考慮到該物體支架和該間距測量設備在掃描過程期間的相對移動,借助于該外部基準結構,可提供另一個基準。

在測量一種可旋轉(zhuǎn)地安置于支座設備上的物體時，上述借助于該外部基準結構而確定基準意義重大，特別是對于非旋轉(zhuǎn)對稱的物體意義重大。因此，特別是虛擬的表面圖像的橫向位移，即，在掃描時垂直于可旋轉(zhuǎn)物體旋轉(zhuǎn)軸線的位移，可受到補償。

依據(jù)另一個實施方案，相對于基準物體和該支座設備中的至少一個，該間距測量設備在一個平面(X，Z)中移動。此平面通常形成測量面，在測量面中，該間距測量設備相對于支座設備且因此亦相對于物體而移動，且亦相對于至少一個位置固定的基準物體而移動。通常，兩個基準物體可互相隔開一段間距設置，借此可在該平面中相對于兩個互相固定的基準物體來測定間距測量設備的位置。對應于待測量物體具體的幾何構造，也可設想該間距測量設備相對于該基準物體或相對于該支座設備進行一種只有一維(大致上是平移)的移動。

該間距測量設備在平面中的移動給予了該裝置一種高范圍的靈活性。該間距測量設備的二維移動可廣泛地且多方面地使用于不同物體的幾何測量。

依據(jù)另一個實施方案，該物體支架可旋轉(zhuǎn)地安置于支座設備上。其中，物體支架的旋轉(zhuǎn)軸線通常位于該間距測量設備的測量面中或平行于該測量面而延伸。就測量技術考慮，物體支架可旋轉(zhuǎn)地配置于支座設備特別有利于測量旋轉(zhuǎn)對稱的物體。在該物體的旋轉(zhuǎn)運動期間，支座設備上可旋轉(zhuǎn)的物體可徑向地由外向內(nèi)或由內(nèi)向外受到該間距測量設備的探測或無接觸式掃描。

此外，依據(jù)另一個或替代實施方案，還可設想的是，物體支架可線性平移地安置于該支座設備上。該物體支架的平移式移動在此通常垂直于該間距測量設備的測量面或與該測量面成一個預設的角度而延伸。物體于支座設備上的此種平移配置特別有利于圓柱形對稱物體(例如，圓柱透鏡)的步進式掃描或探測。此處，可特別設置的是：將待測量的物體的縱軸線對準該支座設備的平移軸線的方向，且因此將該物體對應地配置在該物體支架上。

依據(jù)另一個實施方案，該間距測量設備具有一個可相對于該基準物體而移動的支架，支架上配置有一個基準物件、一個第一間距傳感器和一個第二間距傳感器。在此，第一和第二間距傳感器可相對于該基準物件可旋轉(zhuǎn)地安置。所述間距傳感器的可旋轉(zhuǎn)配置特別是就待測量的物體表面來設定正交條件時是有利的。

特別是為了精確地測得該間距測量設備或其一個間距傳感器和該物體的待測量的表面之間的間距，則相關的傳感器基本上須正交地對準待測量的表面,且此種對準須對應于待測量的物體的外形來調(diào)整。就此種調(diào)整而言，須進行該傳感器的平移式移動及旋轉(zhuǎn)式移動。當間距傳感器在空間中相對于至少一個基準物體的平移式移動和位置可借助于至少另一個配置在支架上且對準該基準物體的間距傳感器以足夠高的準確度無問題地測得時，則該傳感器的旋轉(zhuǎn)或傾斜就測量技術觀點而言已顯示是有問題的。

雖然該間距傳感器處于可動的配置，但配置在可移動的支架上的基準物件的設置對于精確的間距測定而言已顯示是非常有利的，就像DE 10 2011 011 065 B4中所述的那樣。

通常，第一和第二間距傳感器互相固定地配置。第一間距傳感器在該裝置操作時，定向?qū)视谠撐矬w的待測量的表面，而第二間距傳感器通常正好相反朝向該基準物件。該基準物件具有一個基準面，基準面對應于兩個間距傳感器的旋轉(zhuǎn)移動且在系統(tǒng)中廣泛地為人所知或借助于校準而測得，以便借助于兩個反向設置定向的第一和第二間距傳感器可測定該物體的待測量的表面上一個選取的點相對于測量設備的支架的基準物件的間距。

就其在空間中相對于至少一個基準物體的位置而言，支架本身借助于至少已提到的另一個間距傳感器確定基準。它關于至少一個或多個基準物體的位置可精確地借助于一個或多個增設的間距傳感器來測定。

該支架的基準物件的基準面可例如形成為凹面鏡，其具有基本上為圓形區(qū)段的幾何形式。在此，該凹面鏡的中點通常能與該間距測量設備的旋轉(zhuǎn)軸線重合，即與第一和第二間距傳感器的共同的旋轉(zhuǎn)軸線重合。

依據(jù)另一個實施方案，至少一個形成為第三間距傳感器的基準傳感器是在該支架上，借此可測定該支架相對于該基準物體的間距或方位取向。該基準物體因此具有一種對應于該間距傳感器的通常具反射性的基準面。

借助于該間距測量設備，可測定該物體待測量表面的各個點或多個點相對于該裝置或該間距測量設備的支架的基準物件的間距。借助于至少一個基準傳感器，另一個同樣形成為間距傳感器的第二基準傳感器可精確地測定該支架相對于至少一個或多個基準物體的位置或方位取向。

該間距傳感器或基準傳感器通常與不同波長的多個光源相聯(lián)接，以借助于多波長測量原理來測定至該物體或至該基準物件或基準物體的間距。此種外差式(Heterodyn-)測量方法可實現(xiàn)一種解析度在納米或次納米范圍內(nèi)的高分辨率的間距測量，且另外可提供一種測量結果的直至毫米范圍的單值范圍。光源優(yōu)選廣泛的單色激光，其波長位于1520和1630納米之間的范圍中。所使用的激光波長通常是在光學電信頻譜的S帶，C帶或L帶中。然而，原則上還可設想的是所述波長在可見光和/或紫外頻譜的范圍中。

原則上，本發(fā)明亦可制作成用于只以一種波長來操作的間距測量設備。然而，借助于多波長測量方法，顯然可使所接收的信號的單值范圍擴大。物體表面反射光束的各相或相位(Phase oderPhasenlage)依波長而選擇性地被檢測出來，且在電子求值過程中進行處理以測定間距。

此外，間距傳感器能以光纖光學的方式與相關的光源聯(lián)接。與環(huán)境有關的可能的干擾影響可以此方式被限制成最小。

依據(jù)另一方面，本發(fā)明還涉及一種借助于前述裝置對物體進行幾何測量的方法。在第一步驟中，其中設有待測量物體的物體支架以第一方位取向配置在該測量裝置的支座設備上。然后，在下一步驟中，借助于該間距測量設備來掃描該物體的第一表面及該物體支架通常面向該間距測量設備的上方基準結構，以產(chǎn)生該物體及所屬的基準結構的第一表面圖像。

隨后，該物體支架以通常為相反的第二方位取向配置在該支座設備上，然后，以對應的方式，借助于該間距測量設備來掃描該物體的第二表面(其與第一表面相對地配置)及該物體支架遠離該上方基準結構的下方基準結構，以產(chǎn)生第二表面圖像。

然后，根據(jù)第一和第二表面圖像中該上方和下方基準結構，可在下一步驟中使第一和第二表面圖像配屬于對應的表面圖像中所含有的各測量值，各測量值表示物體的各個表面。由此種配置可測定所測量的物體的多個幾何參數(shù)。特別是厚度、該物體表面上的厚度輪廓，以及該物體的楔形誤差因此都可精確地測得及測定。

依據(jù)此處所述方法的另一個擴展，在時間上依序分別以該間距測量設備來掃描該物體之第一和第二表面之一及分別所屬的基準結構。依序探測，例如對上方基準結構的依序探測，以及對物體的上側緊接著的掃描，可以用一個且同一個間距測量設備來進行，使得進行此方法及實施該裝置所需的設備上的耗費可下降至最少。

然而，原則上還可設想的是，掃描該物體的表面在時間上亦可與掃描該物體支架所屬的基準結構同時進行。因此，當然須確保，對應的間距傳感器及其信號互相保持在已知的固定的關系中。

依據(jù)另一個擴展，其設置方式為，至少上方和下方基準結構之一或該物體的至少一個表面與該物體支架的一個外部基準結構一起掃描。該外部基準結構位于該物體支架的外部邊緣上或外側上。此種方法特別是在非旋轉(zhuǎn)對稱的物體中是重要的。此外，借此可補償依序在不同方位取向中測量的表面圖像中可能存在的橫向偏移。這樣，也可有利地降低將物體絕對精確且對中配置在支座設備的旋轉(zhuǎn)軸線上的要求。

依據(jù)該方法的另一個實施方案，對至少一個基準結構和物體的至少一個表面的掃描是以相同的間距測量設備來進行。以此方式，則只須借助于唯一的間距測量設備即可精確地測量該基準結構及物體各個配屬于該基準結構的表面，該唯一的間距測量設備通常使用已經(jīng)描述的兩個反向取向的間距傳感器。因此，設備上的耗費可保持在一個限度內(nèi)。

依據(jù)該方法的另一個實施方案，由該物體第一和第二表面圖像的相互配置，至少可測得該物體的厚度和/或該物體的楔形誤差。厚度和/或楔形誤差的測得通常是以計算機輔助來實現(xiàn)。第一和第二表面圖像的配置依據(jù)各個表面圖像所容納的基準結構來實現(xiàn)，基準結構的相互間的位置是已知的，或其相互間的位置借助于該裝置開始運轉(zhuǎn)時進行的校準來測定。

此外，須說明的是，本文開頭描述的裝置是為進行此處所述的方法而設置和使用的。就此而言，整體上存在于該裝置的特征和優(yōu)點也同樣適用于該方法；且反之亦然.

依據(jù)另一個方面，本發(fā)明另外涉及一種計算機程序，其通常在已經(jīng)描述的裝置的控制設備中運行。該計算機程序以前述用于測量此類物體的裝置為基礎以對該物體進行幾何測量。

該計算機程序具有程序工具，用于掃描該物體的第一表面，且用于掃描一種以第一方位取向配置于該支座設備的物體支架的上方基準結構。該程序工具另外也用于產(chǎn)生該物體的第一表面圖像。

同樣，該程序工具也用于掃描該物體之第二表面且用于掃描一種以第二方位取向配置于該支座設備的物體支架的下方基準結構。該程序工具另外也用于產(chǎn)生該物體的第二表面圖像。該第二表面圖像反映出待測量的物體的遠離第一表面圖像的表面。

此外，計算機程序支配該程序工具，以依據(jù)上方和下方基準結構來配置第一和第二表面圖像。計算機程序特別是構成為用于辨認所測量的表面圖像內(nèi)的上方和下方基準結構，且至少虛擬地依據(jù)彼此處于一個固定且已知的關系中的基準結構使表面圖像重疊。由這樣的重疊，可以高分辨率重構物體的表面和體積，由此可測定物體表面上的厚度輪廓以及物體的楔形誤差。

此處另外須說明的是，計算機程序特別適用于借助于同樣是先前所述的裝置來進行前述方法，且因此分別地形成。該計算機程序通常是在該裝置的控制設備中實施，且因此可由該控制設備執(zhí)行。該計算機程序不只可用于借由該間距測量設備所測得的表面圖像的取值，還可自動地控制掃描過程以產(chǎn)生該物體的表面圖像。

另外須說明的是，整體上基于該裝置和該方法的所述特征和優(yōu)點同樣也適用于此處所述的計算機程序；且反之亦然。

附圖說明

其它目的、特征及有利的應用可能性將根據(jù)實施例的下面描述參照附圖來闡述。

圖1示出用于物體的幾何測量的裝置的透視圖，

圖2示出圖1的裝置的側視圖，

圖3示出間距測量設備的基本測量原理的示意圖，

圖4示出間距測量設備、支座設備和物體支架的相互配置的大致詳細圖，

圖5示出該物體支架的透視圖，

圖5示出圖5的物體支架的另一個透視圖，其具有配置于其上的物體支座；和

圖7示出該物體支架的橫截面，其具有配置于其上的透鏡，

圖8示出該裝置在測得第一表面圖像時的示意圖，

圖9示出第一表面圖像的示意圖，

圖10示出該裝置在測得第二表面圖像時的示意圖，

圖11示出與圖10的構造對應的第二表面圖像，

圖12示出圖9和圖11所示的表面圖像的重疊，但以第二表面圖像垂直地反映出，

圖13示出以真實的楔形誤差來測量透鏡時該裝置的另一個示意圖，

圖14示出圖13的構造中所測量的透鏡的第一表面圖像。

圖15示出圖13的構造的圖，但具有以另一個方位取向安置在該支座設備上的物體支架。

圖16示出對應于圖15的構造的表面圖像。

圖17是在圖中所示的兩個表面圖像的重疊示意圖，用于測得透鏡的楔形誤差。

圖18示出用于物體的幾何測量的方法的流程圖。

具體實施方式

圖1至圖3以不同的圖示出測量裝置10，該裝置10具有兩個位置固定的、且互相固定、互相正交地對準的基準物體18，20，其中該基準物體18基本上在第一方向(x)中延伸，而第二基準物體20在與第一方向垂直的方向(z)中延伸。在該兩個基準物體18，20上設有單個的基準面22，24，其通常形成為鏡面或反射面。

該裝置10另外具有一個可旋轉(zhuǎn)安置的支座設備12，其上可配置有且可固定有一個待測量的物體14，例如，光學元件，大致上是透鏡14。物體支座12及此處可拆卸固定的物體支架100可旋轉(zhuǎn)地圍繞著旋轉(zhuǎn)軸線16安置。此外，該測量裝置10具有一個可在稱為測量面的x-z面中移動的支架26，其在基座11上相對于測量面(x,z)而移動。

該測量裝置10具有一個基座11及固定在基座11上的框架204，該框架跨過配置在該基座上的支座設備12，且為在基座11上可移動且可調(diào)整地配置的間距測量設備70限定了一個測量面(x,z)。該框架204具有兩個側面支腿205，206，并在該支座設備12上方具有在側面支腿205、206之間延伸的連接梁208。在該連接梁208的下側配置有一個基準物體18，而在向上突出的支腿205上配置有第二基準物體20。借助于框架204，基準物體18，20位置固定地配置在基座11上。

支架26具有此處未詳細說明的基板，其上配置有一個基準物件28及一個軸承32以便可旋轉(zhuǎn)地配置兩個間距傳感器34，36。該基準物件28具有一個面向間距傳感器34，36的鏡面或基準面30，其當前大致上是依據(jù)圓柱形內(nèi)壁的形式而形成。該鏡面或基準面優(yōu)選的是形成為凹面鏡。該基準面30的外形需經(jīng)精密測量以用于校準測量裝置100。該外形和基準面30上的各個待掃描點44就其位置而言是已知的，并存儲在該控制設備60的求值單元中。

基準物件28在支架26上的配置通過水平延伸的懸臂26a實現(xiàn)，而該間距測量設備70在支架26上的配置通過與此平行延伸的另一個呈可旋轉(zhuǎn)配置在基座11上的懸臂26b實現(xiàn)，如在圖2的側視圖中所示。

該具有兩個反向取向的間距傳感器34,36的間距測量設備70相對于旋轉(zhuǎn)軸線33可旋轉(zhuǎn)地保持在軸承32上。在此該旋轉(zhuǎn)軸線33優(yōu)選正交于由該兩個基準物體18,20所展開的平面(x,z)。在此，該指向物體14的間距傳感器34優(yōu)選由多波長傳感器構成，該傳感器用于測定到該物體14的待測表面上的所選的第一點42的絕對間距。

在此，該兩個傳感器34,36呈相互固定。此外，它們關于旋轉(zhuǎn)軸線33呈反向取向。該傳感器34的取向改變總伴隨該傳感器36的相應的方向改變。

該傳感器34以反射幾何學進行測量。即，指向測量點42上的測量光束被全等性反射回來并再由傳感器34檢測，并最后輸送到與傳感器34相聯(lián)接的在圖1中所示出的控制設備60的傳感器單元或檢測單元。按待測物體14的外形和該支架26相對于物體14的相關定位，需改變該傳感器34的取向或方位。但該間距傳感器34,36圍繞旋轉(zhuǎn)軸線33的旋轉(zhuǎn)可隨之引起該間距傳感器34相對于支架26的位移。

通過該第二間距傳感器36在與該第一傳感器34相反的方向上對準于該基準物件28的基準面30，可精確測量如通過該間距測量設備70的旋轉(zhuǎn)運動必然引起的相關于已知的基準物件28的位移，并在電子求值過程中補償所接收的或所檢測的測量信號。

如果該傳感器34因由旋轉(zhuǎn)引起而經(jīng)受例如在相對物體14的方向上的位移，這將減小該待測的間距38。但這種位移也同時會在定量上以相同程度增大在相對反向設置的傳感器36和固定的基準面30之間的第二間距40。這樣，通過測量相對于在基準面30上所選的第二測量點44的第二間距40，可由第二間距傳感器36精確補償可能由旋轉(zhuǎn)引起的該間距測量設備70的定位精確度。

支架26相對于基準物體18，20的定位可借助于兩個另外稱為基準傳感器的間距傳感器50，52來實現(xiàn)，間距傳感器50，52分別測得至各自的基準物體18，20的在z方向的間距48或在x方向中的間距46。所述基準傳感器因此也可構成為多波長傳感器。

相對于該基準物件28的幾何形式或位置而言，間距傳感器34，36的方位取向通過物體14的表面上的待測量點42實現(xiàn)。此處可設想的是，可借助于適當?shù)膫鞲衅骱蜋C電調(diào)整設備，對朝向物體14的間距傳感器34取向，使之持續(xù)地正交于各個點42。在此，第一和/或第二間距傳感器34，36的所調(diào)整的角度然后可用于測定該間距40。

針對預設的角度而實際測量的間距值40可以與校準過程中所接收的基準值比較。由于偏差之故，直接得出對于所測量的間距38的一種長度修正。

圖5至圖7示意性顯示支座設備12上可旋轉(zhuǎn)的物體支架100。該物體支架100具有環(huán)形閉合的基準環(huán)102。該基準環(huán)102具有上側104及背離該上側104的下側106。在上側104上，如圖7所示，形成一個環(huán)形的上方基準結構108。相應地，也在相對向的下側106上形成一個環(huán)形的下方基準結構110。該基準結構108,110可構成為環(huán)形的基準面。然而，原則上也可設想構成為一種具有較小徑向范圍的基準環(huán)。

徑向方向在內(nèi)的基準環(huán)102具有一個向內(nèi)突出的凸緣114，其用于配置一種形成為墊片(Scheibe)形式的物體支架116。在向內(nèi)突出的凸緣114上，例如設有三個互相等間距而配置的固定區(qū)段120，其與墊片形式的物體支架116的相應的固定區(qū)段118相對應，且因此可以與物體支架116的固定區(qū)段118一起起覆蓋作用。對于不同大小和不同厚度的待測量的物體14，物體支架116在功能上可作為一種安裝適配器。

此處，以墊片形式構成的物體支架116在徑向中央具有一個以通孔形式構成的容納區(qū)124。該容納區(qū)124的開口邊緣另外設有一個徑向的朝內(nèi)突出的凸緣128，如圖6的橫截面所示。此外，該容納區(qū)124的開口邊緣設有一個內(nèi)螺紋126，其中可旋入一個設有對應的外螺紋127的固定環(huán)。在固定環(huán)130和徑向朝內(nèi)突出的凸緣128之間可配置待測量的物體14

通常，借助于固定環(huán)130可在物體支座116上進行固定，因此也可在物體支架100上進行固定。在該基準環(huán)102的上側104以及下側106，分別配置一個標記122，借助于標記，物體支架100相對于旋轉(zhuǎn)軸線16可以確定的角度位置配置在支座設備12上。

在物體支座116的通道中，基準環(huán)102在上側104具有一個環(huán)形的斜邊(Fase)140，且在下側106也具有一個與斜邊140對應或?qū)ΨQ地形成的斜邊142。借助于斜邊140，142，物體支架100通?？稍趦蓚€不同的方位取向1，2上置中地配置在該支座設備12的設有對應的斜邊144的軸承元件13上。

在圖8至圖12的序列中，顯示用于物體14的幾何測量的方法。在圖8的構造中，物體支架100以第一方位取向1安置在支座設備12上。上側104在此面向三個不同位置所示的間距測量設備70，而下側106是背離該間距測量設備70而配置。

為了測定圖9中示意性顯示的表面圖像4，物體支架100在轉(zhuǎn)動時相對于圖1所示的旋轉(zhuǎn)軸線3而偏移，而僅示意性示于圖8和10的間距測量設備70的面向表面14a的間距傳感器34以無接觸方式由徑向外部朝向徑向內(nèi)部探測該表面14a。在探測過程中，也在基準環(huán)102的上側104掃描或測量上方基準結構108?？蛇@樣測得或可測量且示意性地示于圖9中的表面圖像4因此是與已探測的基準結構108的圖像108a有關。

然后如圖10和圖11所示，一種廣泛地相同的過程分別以物體支架100的下側106來進行。物體支架100在其第二方位取向2中，當前設置成可在該支座設備12上旋轉(zhuǎn)，且在旋轉(zhuǎn)時再相對于旋轉(zhuǎn)軸線3偏移。以相應的方式，此處該間距測量設備70也探測下方基準結構110且隨后探測物體14的下方表面14b。在此，測得下方表面圖像5，如圖10再次示意性所示。物體的表面14b的已測量的外形或結構此處也與下方基準結構110的圖像110a直接關聯(lián)。

圖9和圖11中以虛線再次顯示的范圍介于水平顯示的基準結構的上方與下方圖像108a，110a和表面圖像4，5徑向中央?yún)^(qū)之間的區(qū)域，該范圍對應于物體支座116的徑向范圍，且于圖8和圖10的示意圖中廣泛地遮隱(ausgeblendet)。

圖12中，兩個先前已接收的表面圖像4，5互相關聯(lián)，且為所謂的重疊。由于在圖11中顯示的表面圖像5是在物體支架100的第二方位取向2中接收，所以，這在圖12中顯示為以垂直方式反射成表面圖像5'。介于上方和下方基準結構108,110之間的左方和右方外部虛線表示該物體支架100已知的或先前已校準的厚度D.

由圖12的兩個表面圖像4，5的重疊，可精確地測定旋轉(zhuǎn)對稱物體14的厚度d或厚度輪廓,例如作為半徑的函數(shù)。

圖13-17的序列中，示意性示出以透鏡作為物體實例時所測得的物體的楔形誤差。為補充先前圖8-12所描述的對物體支架100的上側和下側104,106的掃描，此處在基準環(huán)102的徑向朝外定向的外側111上設置一種對外部基準結構112的補充掃描。該外部基準結構112對于上方和下方基準結構108,110處于固定且已知關系。在圖13的構造中，對物體支架100的上側104及配置于其中的物體14進行測量，且也同時或依序地進行外部基準結構112的測量或掃描，該外部基準結構112在圖13所示的表面圖像4中以垂直虛線的形式顯示成圖像112a。

此外，在圖14所示的表面圖像4中，顯示該物體表面14a由計算測得的對稱軸線6。在該物體支架100反轉(zhuǎn)及旋轉(zhuǎn)之后，重新進行一種掃描方法，其中該外部基準結構112此次又被掃描，且此掃描擴充至下方基準結構110和該物體14的下側。已顯示出另一個下側表面圖像5，其中又顯示出該外部基準結構112、該下側基準結構110，及該物體14的下側表面14b的圖像。圖15的圖示中，補充地顯示該物體14的下側表面14b的由計算測得的對稱軸線7。

圖16中再一次示意性地顯示兩個先前各在圖14和圖16中所示的表面圖像4，5的重疊，其中還在此映射出配屬于下側106的表面圖像5。借助于該外部基準結構112，則兩個各自互相獨立地接收的表面圖像4，5可在徑向(即，相對于圖16的圖面成水平的方向)精確地上下定位，使得在徑向(r)中也可對表面圖像4,5作精確的配屬。

由相對于各表面圖像4，5的不同傾斜角度α1，α2所算出的對稱軸線6，7，可測定該物體14的楔形誤差。

圖18中示意地草擬出用于該物體14的幾何測量的方法的流程。在第一步驟300中，設有待測量的物體14的物體支架100以第一方位取向1配置在該支座設備12上。在下一步驟302中，掃描物體14面向間距測量設備70的第一表面14a和物體支架100位于物體支架100同側的上方基準結構108。

在另一步驟304中，使物體支架100旋轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)移至其第二方位取向2中，其中該物體支架100的下側106現(xiàn)在面向該間距測量設備70。然后，在對應于步驟302的步驟306中，借助于間距測量設備70也對第二表面14b，即，物體14的下側，和物體支架100的下方基準結構110一起掃描。因此，產(chǎn)生第二表面圖像5。

在最后的步驟308中，依據(jù)下方和上方基準結構108,110來互相配屬依序獲得的第一和第二表面圖像4，5。待測量的物體可通過表面圖像4，5的重疊以計算機輔助地類似虛擬地成像，并就其厚度輪廓及其楔形誤差而言以高分辨率地進行測量。

雖然圖1顯示一種可旋轉(zhuǎn)安置的物體支架100，但可設想的是，特別是在圖7至圖16中，該物體支架100也由所示的圖面中平移出來且可進行向內(nèi)運行的偏移式移動。這特別是例如針對圓柱透鏡的測量而設置。取代該物體14的可旋轉(zhuǎn)的配置，此處該物體亦可在y方向中進行一種步進式的偏移，其中y方向垂直于觀看者的平面且垂直于該間距測量設備70的測量面(x，z)。

標號列表

1 方位取向

2 方位取向

3 旋轉(zhuǎn)軸線

4 表面圖像

5 表面圖像

6 對稱軸線

7 對稱軸線

10 裝置

11 基座

12 支座設備

13 軸承元件

14 物體

14a 表面

14b 表面

16 旋轉(zhuǎn)軸線

18 基準物體

20 基準物體

22 基準面

24 基準面

26 支架

28 基準物件

30 基準面

32 軸承

34 間距傳感器

36 間距傳感器

38 間距

40 間距

42 測量點

44 測量點

46 間距

48 間距

50 傳感器

52 傳感器

60 控制設備

70 間距測量設備

100 物體支架

102 基準環(huán)

104 上側

106 下側

108 上方基準結構

108a 圖像

110 下方基準結構

110a 圖像

112 外部基準結構

112a 圖像

114 凸緣

116 物體支座

118 固定區(qū)段

120 固定區(qū)段

122 標記

124 容納區(qū)

126 內(nèi)螺紋

127 外螺紋

128 凸緣

130 固定環(huán)

140 斜邊

142 斜邊

144 斜邊

204 框架

205 支腳

206 支腳

208 連接梁