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Dokumentenidentifikation DE102005023351A1 30.11.2006
Titel Vorrichtung und Verfahren zum Vermessen von Oberflächen
Anmelder Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co KG, 94496 Ortenburg, DE
Erfinder Stautmeister, Torsten, 01109 Dresden, DE;
Messerschmidt, Bernhard, Dr., 07749 Jena, DE;
Wisspeintner, Karl, 94496 Ortenburg, DE
Vertreter Ullrich & Naumann, 69115 Heidelberg
DE-Anmeldedatum 17.05.2005
DE-Aktenzeichen 102005023351
Offenlegungstag 30.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.11.2006
IPC-Hauptklasse G01B 11/30(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Vorrichtung zum Vermessen von Oberflächen und Verfahren, vorzugsweise zur Anwendung der Vorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Mehrfarbenlichtstrahls (2) aufweist, wobei der Lichtstrahl (2) durch eine Abbildungsoptik (1) unter Ausnutzung der chromatischen Aberration von Optiken auf mehrere unterschiedlich weit von der Abbildungsoptik beabstandeten Punkte fokussierbar ist, wobei der fokussierte Lichtstrahl (9) auf einen Punkt der Oberfläche (3) lenkbar ist und wobei eine Sensorvorrichtung zum Detektieren des reflektierten Lichtstrahls (10) vorgesehen ist, ist im Hinblick auf einen möglichst großen Abstand zwischen Messkopf und -objekt derart ausgestaltet, dass die Abbildungsoptik (1) eine Optik (4) zum gezielten Herbeiführen einer chromatischen Aberration und eine weitere Optik (6) zum Formen des aus der Abbildungsoptik (1) austretenden, fokussierten Lichtstrahls (9) aufweist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermessen von Oberflächen und ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Mehrfarbenlichtstrahls aufweist, wobei der Lichtstrahl durch eine Abbildungsoptik unter Ausnutzung der chromatischen Aberration von Optiken auf mehrere unterschiedlich weit von der Abbildungsoptik beabstandete Punkte fokussierbar ist, wobei der fokussierte Lichtstrahl auf die Oberfläche lenkbar ist und wobei eine Sensorvorrichtung zum Detektieren des reflektierten Lichtstrahls vorgesehen ist.

In vielen Bereichen der Technik ist es wichtig, genauere Kenntnisse über die Beschaffenheit von Oberflächen zu besitzen. Grate oder eine Welligkeit der Oberfläche, die bei der Herstellung von Objekten entstehen können, sind bei manchen Anwendungen nur in sehr engen Grenzen vertretbar. Insbesondere bei hoch präziser Mechanik mit beweglichen Teilen kann eine nicht hinreichende Oberflächenqualität zu Fehlfunktionen oder zu einer raschen Zerstörung führen. Neben dem Gewinnen von Informationen über die Qualität der Oberfläche wird in manchen Bereichen ein genaues Vermessen von Strukturen in einer Oberfläche benötigt. So ist es bei manchen Anwendungen beispielsweise von Interesse, die Tiefe und die Position von Fräsungen oder Bohrungen in einem Werkstück zu kennen.

Aus der Praxis sind verschiedene Verfahren zum Vermessen von Oberflächen bekannt. Bei einem möglichen Verfahren werden zwei oder mehrere Kameras eingesetzt, mit denen über eine Triangulation Informationen über die dreidimensionale Beschaffenheit der Oberfläche berechnet werden. Allerdings lassen sich mit derartigen Messsystemen nur sehr beschränkte Messgenauigkeiten erzielen.

Bei einem anderen aus der Praxis bekannten Verfahren wird ein monochromatischer Lichtstrahl auf eine zu untersuchende Oberfläche gelenkt, wobei der Lichtstrahl immer auf die Oberfläche fokussiert gehalten wird. Ändert sich in Folge von Unebenheiten der Oberfläche der Abstand zwischen der Optik und dem beleuchteten Bildpunkt und ist somit der Lichtstrahl nicht mehr auf die Oberfläche fokussiert, so regelt eine automatische Fokussierungsschaltung die Optik derart nach, dass der Lichtstrahl wieder auf die Oberfläche fokussiert ist. Über das Maß der Nachregelung der Optik kann auf die Abstandsänderung geschlossen werden. Auf diese Weise lässt sich die Oberfläche relativ präzise vermessen, allerdings wird durch das notwendige Nachregeln der Optik die Messgeschwindigkeit stark eingeschränkt. Eine Vermessung der Oberfläche in einem laufenden Produktionsprozess ist damit nicht realisierbar.

Zur Vermeidung dieser Nachregelung ist ein Verfahren bekannt, mit dem durch den Einsatz von Mehrfarbenlicht und unter Ausnutzung der chromatischen Aberration Oberflächen vermessen werden können. Dabei wird ausgenutzt, dass der Brennpunkt von Abbildungsoptiken von der Wellenlänge des Lichtes abhängt. Fällt ein derart auf mehrere Brennpunkte fokussierter Lichtstrahl auf eine Oberfläche, so wird der spektrale Anteil des Lichtstrahls am besten reflektiert, der möglichst genau auf die Oberfläche fokussiert ist. Dadurch kann durch eine spektrale Analyse des reflektierten Lichtstrahls auf die Entfernung der Optik von dem beleuchteten Punkt geschlossen werden. Hierbei lassen sich zwar relativ große Messgeschwindigkeiten erzielen, allerdings unterliegt der Abstand zwischen Optik und Messobjekt einer sehr starken Einschränkung. Beim Einsatz von Linsen mit einer sehr kurzen Brennweite ergibt sich zwar eine relativ große Aberration und somit eine relativ große Messgenauigkeit, allerdings reduziert sich der Messabstand erheblich. Werden Linsen mit einer größeren Brennweite eingesetzt, können zwar größere Messabstände bewältigt werden, allerdings sinkt die Messgenauigkeit der Anordnung erheblich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der Eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine hochauflösende, möglichst schnelle und einfache Vermessung von Oberflächen bei gleichzeitig möglichst großem Abstand zwischen der Optik und dem Messobjekt und einfachster Konstruktion der Messvorrichtung realisiert werden kann. Des Weiteren soll ein entsprechendes Verfahren angegeben werden.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Danach ist die in Rede stehende Vorrichtung derart ausgestaltet, dass die Abbildungsoptik eine Optik zum gezielten Herbeiführen einer chromatischen Aberration und eine weitere Optik zum Beeinflussen des Strahlengangs des aus der Abbildungsoptik austretenden Lichtstrahls aufweist.

In verfahrenstechnischer Hinsicht wird die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 18 gelöst. Danach ist das in Rede stehende Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass in der Abbildungsoptik eine Optik zum gezielten Herbeiführen einer chromatischen Aberration und eine weitere Optik zum Beeinflussen des Strahlengangs des aus der Abbildungsoptik austretenden, fokussierten Lichtstrahls eingesetzt werden.

In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass zum Erreichen einer möglichst großen Auflösung und eines möglichst großen Messabstands nicht notwendigerweise eine gekoppelte Lösung beider Probleme durchgeführt werden muss, das heißt, dass eine Erhöhung der Auflösung, also eine Steigerung der chromatischen Aberration auch ohne Reduzierung des Messabstands möglich ist und umgekehrt. Erfindungsgemäß ist ferner erkannt worden, dass die beiden Problemstellungen dadurch entkoppelt werden können, dass die Abbildungsoptik aus zwei unabhängig voneinander optimierbaren Optiken aufgebaut ist. Erfindungsgemäß besteht die Abbildungsoptik deshalb aus einer Optik zum gezielten Herbeiführen der chromatischen Aberration und aus einer weiteren Optik zum Beeinflussen des Strahlengangs des aus der Abbildungsoptik austretenden Lichtstrahls. Dadurch lässt sich besonders einfach und unabhängig voneinander mittels der ersten Optik eine maximale Aberration herbeiführen, während durch die zweite Optik die Fokussierung des Lichtstrahls beeinflussbar ist. Im Ergebnis lässt sich somit ein Lichtstrahl erzeugen, der eine große chromatische Aberration aufweist und gleichzeitig auf ein relativ weit von der Abbildungsoptik entfernt liegenden Punkt fokussiert ist.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der ersten Optik eine Vorrichtung zum Beeinflussen der chromatischen Aberration dieser Optik zugeordnet. Dazu sind alle aus der Praxis bekannten Verfahren anwendbar.

Zum Erreichen einer besonders großen chromatischen Aberration lässt sich vorteilhafterweise die erste Optik durch eine GRIN (gradient index)-Linse realisieren. GRIN-Linsen besitzen einen relativ beliebigen geometrischen Aufbau und zeichnen sich durch einen Verlauf des Brechungsindexes senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls aus. Meist sind GRIN-Linsen zylinderförmig aufgebaut, wobei die Lichtstrahlen an den Grund- und Deckflächen des Zylinders ein- bzw. austreten. Vorzugsweise wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine 1.0 Pitch-GRIN-Linse eingesetzt. Das bedeutet, dass ein monochromatischer Lichtstrahl im Innern der Linse eine Periode einer Sinusschwingung beschreibt. Dazu müssen der Verlauf des Brechungsindex und die Länge der Linse auf einander abgestimmt sein. Bei einem Mehrfarbenlichtstrahl wird zur Dimensionierung der Linse ein bestimmter spektraler Anteil des Lichtstrahls, meist die mittlere Wellenlänge des Spektrums des Lichtstrahls, verwendet.

GRIN-Linsen besitzen die Eigenschaft, dass die Aberration mit zunehmender Länge größer wird. Dieser Effekt könnte dahingehend genutzt werden, dass zur Erzeugung einer starken Aberration eine größere als eine 1.0 Pitch-GRIN-Linse eingesetzt wird. Auf der anderen Seite lässt sich dieser Effekt auch dahingehend nutzen, dass eine Vorrichtung zum Beeinflussen der chromatischen Aberration durch eine Stellvorrichtung realisiert wird, die die Länge der Linse beinflusst. Diese Stellvorrichtung könnte zum einen eine feste Länge aufweisen, zum anderen könnte sie mit variabler Länge ausgestaltet sein.

Vorteilhafterweise lässt sich die zweite Optik durch ein Linsensystem, vorzugsweise eine Teleskopoptik, mit mindestens einer Linse aufbauen, wobei vorzugsweise eine oder mehrere asphärische Linsen zum Einsatz kommen. Dabei ist es denkbar, dass beim Einsatz von mehreren Linsen mindestens zwei Linsen die gleiche Brennweite aufweisen oder aber alle Linsen unterschiedliche Brennweiten besitzen. Mittels der zweiten Optik kann eine 1:1 Abbildung realisiert sein, aber auch vergrößernde oder verkleinernde Abbildungen wären denkbar. In Abhängigkeit von der Art der Abbildung liegen die Messbereiche bzw. die Grundabstände näher an der Optik oder sind weiter von dieser entfernt.

Hinsichtlich eines besonders variablen Einsatzes der erfindungsgemäßen Vorrichtung könnte durch Austauschbarkeit einer der Linsen der Optik eine Veränderung des Messbereichs erreicht werden.

Bei Bedarf könnte zwischen zwei Linsen der Optik eine Vorrichtung zum Umlenken des Lichtstrahls eingesetzt werden. Dadurch lässt sich die Vorrichtung in vorteilhafter Weise an besondere geometrische Gegebenheiten anpassen. Dazu könnte beispielsweise eine Glasfaser oder ein Prisma zum Einsatz kommen.

In vorteilhafter Weise wird der aus der Abbildungsoptik austretende Lichtstrahl durch eine Umlenkvorrichtung auf die Oberfläche gelenkt. Dazu können Prismen, Spiegel, planparallele Platten oder andere aus der Praxis bekannte richtungsändernde Vorrichtungen vorgesehen sein. Zum Steuern des Lichtstrahl an eine bestimmte Stelle der Oberfläche und zum Erreichen einer möglichst umfassenden Abdeckung der zu vermessenden Fläche könnte die Umlenkvorrichtung oder zumindest Teile davon in eine zwei- oder dreidimensionale Bewegung versetzbar ausgestaltet sein. Dabei können Dreh- oder Kippbewegungen um verschiedene Achsen, lineare Bewegungen mit verschiedenen Bewegungsrichtungen oder Kombinationen daraus zum Einsatz kommen.

Hinsichtlich einer möglichst guten Reproduzierbarkeit einer Messung könnten die Bewegungen der Umlenkvorrichtung durch elektrische Stellelemente vorgenommen werden. Diese Stellelemente könnten durch eine elektronische Vorrichtung, vorzugsweise einen Mikrocontroller oder einen anderen Digitalrechner, gesteuert werden.

Der an der Oberfläche reflektierte Lichtstrahl ließe sich schließlich einer Sensorvorrichtung zum Detektieren dieses Lichtstrahls zuführen und durch eine weitere elektronische Schaltung, vorzugsweise einen Mikrocontroller oder einen anderen Digitalrechner, aus dem Spektrum des reflektierten Lichtstrahls eine Entfernung zwischen dem Messobjekt und der Optik berechnen. Die dazu notwendigen Referenzdaten, also die Zuordnungen zwischen Wellenlängen und Abständen, könnte vor Inbetriebnahme der Vorrichtung durch Kalibrierungsmessungen bestimmt werden.

In besonders vorteilhafter Weise lässt sich durch den erfindungsgemäßen Einsatz einer GRIN-Linse in Verbindung mit einer weiteren Optik eine Abbildungsoptik aufbauen, die relativ frei parametrierbar und sehr stark miniaturisierbar ist. Dadurch können Messköpfe mit sehr kleinen Durchmessern erreichen.

Durch eine Anordnung von mehreren erfindungsgemäßen, vorzugsweise sehr stark miniaturisierten Abbildungsoptiken oder durch Einsatz eines Strahlteilers lässt sich auf einfache Weise ein Flächensensor aufbauen. Dadurch lassen sich mehrere Messungen gleichzeitig durchführen. Je nach Anforderungen und Gestaltung des Flächensensors können die Messpunkte auf verschiedenen Kurven, beispielsweise einem Geradenstück, einem Kreisausschnitt oder einem Ausschnitt einer Hyperbel, liegen. Ebenso wäre der Aufbau eines zweidimensionalen, beispielsweise rechteckigen Arrays denkbar.

Durch die Fokussierung des Lichtstrahls auf eine Reihe von Punkten unter Ausnutzung der chromatischen Aberration und durch die Vergrößerung des Messabstands und -bereichs können in vorteilhafter Weise auch Objekte vermessen werden, die mit einer Schicht aus einem transparenten Material überzogen sind. Dabei wird ein spektraler Anteil des Lichtstrahls bereits an der Grenzfläche zu der Beschichtung reflektiert, während ein weiterer Anteil an der Oberfläche selbst reflektiert wird. Dadurch können mit der Sensorvorrichtung zwei spektrale Anteile detektiert, die sich jeweils zwei Abständen zuordnen lassen. Aus diesen Abständen kann gleichzeitig die Beschaffenheit der Oberfläche ermittelt werden und mittels einer Subtraktion der beiden Werte die Dicke der Beschichtung bestimmt werden.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen

1 in einer schematischen Darstellung den prinzipiellen Verlauf von Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen durch eine erfindungsgemäße Abbildungsoptik und

2 in einer schematischen Darstellung eine Ausgestaltung der Umlenkvorrichtung durch eine planparallele Platte.

In 1 ist der Strahlengang eines Mehrfarbenlichtstrahls 2 durch die erfindungsgemäße Abbildungsoptik 1 dargestellt. Dabei zeigt der obere Teil der Figur die Ausbreitung eines kurzwelligen Anteils des Lichtstrahls 2, während im unteren Teil der Figur der Strahlengang eines langwelligen Anteils abgebildet ist. Im mittleren Teil ist der spektrale Anteil des Lichtstrahls 2 dargestellt, der exakt auf die Oberfläche 3 fokussiert ist und dessen Wellenlänge somit einen Wert annimmt, der zwischen den Werten der im oberen und unteren Teil der Figur dargestellten Anteile liegt. Der abgestrahlte und reflektierte Lichtstrahl nimmt dabei denselben Weg, lediglich in umgekehrter Richtung.

Der erste Teil der Abbildungsoptik 1 besteht aus einer GRIN-Linse 4, der eine Stellvorrichtung 5 – ein sogenannter Spacer – zur Beeinflussung der Länge der Linse 4 vorgeschaltet ist. Der die GRIN-Linse 4 verlassende Lichtstrahl trifft auf den zweiten Teil 6 der Abbildungsoptik 1, die aus zwei asphärischen Linsen 7 und 8 mit gleicher Brennweite besteht.

Der fokussierte Lichtstrahl 9 verlässt die Abbildungsoptik 1, fällt auf die Oberfläche 3 und wird an dieser reflektiert. Der reflektierte Lichtstrahl 10 – in der Fig. gestrichelt eingezeichnet – durchquert die Abbildungsoptik in gleicher Weise wie der einfallende Lichtstrahl 2 und wird an geeigneter Stelle beispielsweise unter Verwendung einer optischen Weiche ausgekoppelt und einer Sensorvorrichtung zugeführt.

In 1 ist deutlich zu erkennen, dass der an der Oberfläche 3 reflektierte Lichtstrahl 10 nur dann gut reflektiert wird, wenn er auf die Oberfläche 3 fokussiert ist. Dies ist nur in einem beschränkten Bereich des Spektrums möglich. Kurzwelligere bzw. langwelligere spektrale Anteile werden nur diffus reflektiert, wie dem oberen und unteren Teil der Figur entnommen werden kann, und werden zusätzlich an den Grenzflächen des ersten Teils der Abbildungsoptik gestreut. Dadurch werden durch die Sensorvorrichtung im Wesentlichen die spektralen Anteile detektiert, die auf die Oberfläche fokussiert sind.

2 zeigt eine Ausgestaltung der Umlenkvorrichtung durch eine planparallele Platte 11, die den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Oberflächenscanner ermöglicht. Auf die schräggestellte planparallele Platte 11 fällt ein Lichtstrahl 2, der an den Grenzflächen 12 und 13 in Folge des gegenüber der Umgebung erhöhten Brechungsindexes n gebrochen wird. Dadurch ergibt sich für den Lichtstrahl eine Parallelverschiebung v, die von der Dicke d und dem Berechungsindex n der planparallelen Platte 11 und dem Einfallswinkel ϵ des einfallenden Lichtstrahls 2 abhängt. Die Verschiebung v kann mit: mit dem Brechungsgesetz und geometrischen Überlegungen berechnet werden.

Wird die planparallele Platte 11 um die Achse 15 rotiert, so beschreibt der parallel verschobene Lichtstrahl 14 einen Kreis 16 auf der Oberfläche 3. Wird zusätzlich der Winkel ϵ, d. h. der Neigungswinkel der planparallelen Platte beeinflusst, so verändert sich der Radius des Kreises 16. Die Oberfläche 3 kann damit kreisförmig abgetastet werden.


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Vermessen von Oberflächen, wobei die Vorrichtung eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Mehrfarbenlichtstrahls (2) aufweist, wobei der Lichtstrahl (2) durch eine Abbildungsoptik (1) unter Ausnutzung der chromatischen Aberration von Optiken auf mehrere unterschiedlich weit von der Abbildungsoptik (1) beabstandete Punkte fokussierbar ist, wobei der fokussierte Lichtstrahl (9) auf die Oberfläche (3) lenkbar ist und wobei eine Sensorvorrichtung zum Detektieren des reflektierten Lichtstrahls (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbildungsoptik (1) eine Optik (4) zum gezielten Herbeiführen einer chromatischen Aberration und eine weitere Optik (6) zum Beeinflussen des Strahlengangs des aus der Abbildungsoptik (1) austretenden, fokussierten Lichtstrahls (9) aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Optik (4) eine Vorrichtung zum Beeinflussen der chromatischen Aberration zugeordnet ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (4) eine GRIN (gradient index)-Linse (4), vorzugsweise eine 1.0 Pitch-GRIN-Linse, umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der GRIN-Linse (4) eine Stellvorrichtung (5) zum Beeinflussen der Länge der Linse (4) zugeordnet ist. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (5) eine feste Länge besitzt. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (5) in ihrer Länge beeinflussbar ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (6) aus mindestens einer Linse (7, 8) aufgebaut ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (6) eine oder mehrere asphärische Linsen (7, 8) aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Optik (6) mit zwei oder mehr Linsen mindestens zwei Linsen gleiche Brennweite aufweisen. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Optik (6) mit zwei oder mehr Linsen alle unterschiedliche Brennweiten besitzen. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Linse der Optik (6) austauschbar ausgestaltet ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (6) eine 1:1-Abbildung realisiert. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Linsen der Optik (6) eine Glasfaser angeordnet ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Linsen der Optik (6) ein Prisma angeordnet ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lenkung des fokussierten Lichtstrahls (9) eine Umlenkvorrichtung vorgesehen ist. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkvorrichtung ein Prisma, ein Spiegel, eine planparallele Platte (11) oder andere richtungsändernde Vorrichtungen aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkvorrichtung (11) vorzugsweise über elektrische Stellelemente steuerbar ist. Verfahren zum Vermessen von Oberflächen vorzugsweise unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Lichtstrahl (2) durch eine Abbildungsoptik (1) unter Ausnutzung der chromatischen Aberration von Optiken auf mehrere unterschiedlich weit von der Abbildungsoptik beabstandeten Punkte fokussiert wird, wobei der fokussierte Lichtstrahl (9) auf einen Punkt der Oberfläche (3) gelenkt wird und wobei eine Sensorvorrichtung zum Detektieren des reflektierten Lichtstrahls (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abbildungsoptik (1) eine Optik (4) zum gezielten Herbeiführen einer chromatischen Aberration und eine weitere Optik (6) zum Beeinflussen des Strahlengangs des aus der Abbildungsoptik (1) austretenden, fokussierten Lichtstrahls (9) eingesetzt werden.






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