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DE102016118262A1 - Measuring arrangement and method for determining a topography of a technical surface - Google Patents

Measuring arrangement and method for determining a topography of a technical surface Download PDF

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DE102016118262A1
DE102016118262A1 DE102016118262.1A DE102016118262A DE102016118262A1 DE 102016118262 A1 DE102016118262 A1 DE 102016118262A1 DE 102016118262 A DE102016118262 A DE 102016118262A DE 102016118262 A1 DE102016118262 A1 DE 102016118262A1
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light
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Hans-Georg Ortlepp
Stefan Görlandt
Andreas Winzer
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Cis Forschungsinstitut fur Mikrosensorik GmbH
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Cis Forschungsinstitut fur Mikrosensorik GmbH
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    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0608—Height gauges

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messanordnung und ein Verfahren zum Bestimmen einer Topografie einer technischen Oberfläche (01). Die Messanordnung umfasst eine Lichtquelle (03) zum Aussenden eines Lichtstrahles auf die Oberfläche (01) und eine positionssensitive Fotodetektoreinheit (06) zum Wandeln des von der Oberfläche (01) auf einen sich in einer ersten Messrichtung (x) erstreckenden Messabschnitt der Fotodetektoreinheit (06) reflektierten Lichtes in mindestens ein erstes Messsignal und ein zweites Messsignal. Eine Summe aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal repräsentiert das auf den Messabschnitt reflektierte Licht. Das erste Messsignal ist abhängig von der Position in der ersten Messrichtung (x) des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes. Die Messanordnung umfasst weiterhin eine Auswerteeinheit (07), die zu einer laufenden Bestimmung einer mittleren Lage einer Streuwinkelverteilung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes durch Bildung eines Verhältnisses des ersten Messsignals zu der Summe aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal konfiguriert ist.The present invention relates to a measuring arrangement and a method for determining a topography of a technical surface (01). The measuring arrangement comprises a light source (03) for emitting a light beam onto the surface (01) and a position-sensitive photodetector unit (06) for converting the measuring section of the photodetector unit (06) extending from the surface (01) in a first measuring direction (x) ) reflected light in at least a first measurement signal and a second measurement signal. A sum of the first measurement signal and the second measurement signal represents the light reflected on the measurement section. The first measuring signal is dependent on the position in the first measuring direction (x) of the light reflected onto the measuring section. The measuring arrangement further comprises an evaluation unit (07), which is configured to continuously determine a mean position of a scattering angle distribution of the light reflected on the measuring section by forming a ratio of the first measuring signal to the sum of the first measuring signal and the second measuring signal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst eine Messanordnung zum Bestimmen einer Topografie einer technischen Oberfläche. Die Messanordnung stellt ein Profilometer dar, mit welchem eine geometrische Gestalt der technischen Oberfläche ausgemessen werden kann. Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen einer Topografie einer technischen Oberfläche. The present invention initially relates to a measuring arrangement for determining a topography of a technical surface. The measuring arrangement represents a profilometer with which a geometric shape of the technical surface can be measured. Furthermore, the invention relates to a method for determining a topography of a technical surface.

In der Empfehlung „Geometrische Produktspezifikation: Oberflächenbeschaffenheit; Winkelaufgelöste Streulichtmesstechnik; Definition, Kenngrößen und Anwendung“ des Verbandes der Automobilindustrie e. V., VDA 2009: 2010-07 ist ein Messprinzip eines winkelaufgelösten Streulichtsensors beschrieben. Der Streulichtsensor umfasst einen linearen Detektor in Form von zeilenförmig angeordneten Fotodioden, welcher zur Aufnahme einer Streuwinkelverteilung dient. Eine mittlere Lage M der Streuwinkelverteilung wird als eine Hilfskenngröße beschrieben. Eine Varianz Aq der Streuwinkelverteilung wird als Einzelkenngröße beschrieben, welche ein Maß für die Mikrostruktur der Oberfläche darstellt. Zur Bestimmung der Hilfs- und Einzelkenngrößen sind die einzelnen Signale der zeilenförmig angeordneten Fotodioden des linearen Detektors auszuwerten, wofür ein hoher Aufwand erforderlich ist. In the recommendation "Geometrical product specification: surface texture; Angle-resolved scattered-light measurement technology; Definition, Characteristics and Application "of the German Association of the Automotive Industry e. V., VDA 2009: 2010-07 a measuring principle of an angle-resolved scattered light sensor is described. The scattered light sensor comprises a linear detector in the form of line-shaped photodiodes, which serves to receive a scattering angle distribution. A mean position M of the scattering angle distribution is described as an auxiliary characteristic. A variance Aq of the scattering angle distribution is described as a single parameter, which represents a measure of the microstructure of the surface. To determine the auxiliary and individual parameters, the individual signals of the linearly arranged photodiodes of the linear detector are to be evaluated, for which a high outlay is required.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, das Bestimmen einer Topografie einer technischen Oberfläche auf der Grundlage der Streulichtmesstechnik aufwandsärmer vornehmen zu können. The object of the present invention, starting from the state of the art, is to be able to carry out the determination of a topography of a technical surface on the basis of the scattered light measuring technique with less effort.

Die genannte Aufgabe wird gelöst durch eine Messanordnung gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 10. The stated object is achieved by a measuring arrangement according to the appended claim 1 and by a method according to the appended independent claim 10.

Die erfindungsgemäße Messanordnung dient zum optischen Bestimmen einer Topografie einer technischen Oberfläche auf der Grundlage der Streulichtmesstechnik. Die Messanordnung dient insbesondere zur optischen Vermessung der mikroskopischen Topografie der technischen Oberfläche in zumindest einer Dimension. Die Messanordnung umfasst eine Lichtquelle zum Aussenden eines Lichtstrahles auf die Oberfläche. Die Lichtquelle ist über die Oberfläche verfahrbar, wobei die Lichtquelle relativ über die Oberfläche verfahrbar ist, sodass unerheblich ist, ob sich die Lichtquelle oder die Oberfläche bewegt. Die Lichtquelle ist insbesondere mit einem konstanten Abstand zu einer mittleren Ebene der Oberfläche, d. h. in einer konstanten Höhe, über die Oberfläche verfahrbar. Die Lichtquelle ist insbesondere zum Aussenden des Lichtstrahles schräg auf die Oberfläche ausgebildet. The measuring arrangement according to the invention is used for optically determining a topography of a technical surface on the basis of the scattered light measuring technique. The measuring arrangement is used in particular for the optical measurement of the microscopic topography of the technical surface in at least one dimension. The measuring arrangement comprises a light source for emitting a light beam to the surface. The light source is movable over the surface, wherein the light source is relatively movable over the surface, so it is irrelevant whether the light source or the surface moves. In particular, the light source is at a constant distance from a median plane of the surface, i. H. at a constant height, movable over the surface. The light source is designed in particular for emitting the light beam obliquely on the surface.

Die Messanordnung umfasst weiterhin eine mit der Lichtquelle mechanisch verbundene positionssensitive Fotodetektoreinheit. Die Fotodetektoreinheit ist bevorzugt fest mit der Lichtquelle verbunden. Die positionssensitive Fotodetektoreinheit ist dazu ausgebildet, Licht positionsabhängig zu messen. Die Positionsabhängigkeit ist analog, d. h. nicht diskret. Die positionssensitive Fotodetektoreinheit umfasst einen sich in einer ersten Messrichtung erstreckenden Messabschnitt. Die erste Messrichtung gleicht bevorzugt auch einer Richtung des Verfahrens der Lichtquelle und der Fotodetektoreinheit. Die positionssensitive Fotodetektoreinheit ist zum Wandeln des von der technischen Oberfläche auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes in mindestens ein erstes Messsignal und ein zweites Messsignal ausgebildet. Das erste Messsignal und das zweite Messsignal sind bevorzugt analog, d. h. nicht diskret. Eine Summe aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal repräsentiert das auf den Messabschnitt reflektierte Licht, d. h. eine Summe bzw. ein Integral des auf den Messabschnitt reflektierten Streulichtes. Das erste Messsignal ist abhängig von der Position in der ersten Messrichtung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes. Das erste Messsignal ist somit abhängig von der Intensität des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes und von der Position dieses Lichtes in der ersten Messrichtung, d. h. wie dieses Licht in der ersten Messrichtung örtlich verteilt ist. Das erste Messsignal ist bevorzugt linear abhängig von der Position in der ersten Messrichtung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes. Bevorzugt ist auch das zweite Messsignal abhängig von der Position in der ersten Messrichtung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes. Bevorzugt ist auch das zweite Messsignal linear abhängig von der Position in der ersten Messrichtung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes. The measuring arrangement furthermore comprises a position-sensitive photodetector unit which is mechanically connected to the light source. The photodetector unit is preferably permanently connected to the light source. The position-sensitive photodetector unit is designed to measure light in a position-dependent manner. The position dependence is analogous, d. H. not discreet. The position-sensitive photodetector unit comprises a measuring section extending in a first measuring direction. The first measuring direction preferably also corresponds to a direction of the method of the light source and the photodetector unit. The position-sensitive photodetector unit is designed for converting the light reflected from the technical surface onto the measuring section into at least one first measuring signal and one second measuring signal. The first measurement signal and the second measurement signal are preferably analog, d. H. not discreet. A sum of the first measurement signal and the second measurement signal represents the light reflected on the measurement section, i. H. a sum or an integral of the scattered light reflected on the measuring section. The first measuring signal is dependent on the position in the first measuring direction of the light reflected on the measuring section. The first measuring signal is thus dependent on the intensity of the light reflected on the measuring section and on the position of this light in the first measuring direction, i. H. how this light is distributed locally in the first measuring direction. The first measuring signal is preferably linearly dependent on the position in the first measuring direction of the light reflected onto the measuring section. Preferably, the second measuring signal is also dependent on the position in the first measuring direction of the light reflected onto the measuring section. Preferably, the second measuring signal is also linearly dependent on the position in the first measuring direction of the light reflected onto the measuring section.

Die Messanordnung umfasst weiterhin eine Auswerteeinheit, die zu einer laufenden Bestimmung einer mittleren Lage einer Streuwinkelverteilung des von der Oberfläche auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes durch eine Bildung eines Verhältnisses des ersten Messsignals zu der Summe aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal konfiguriert ist. Die mittlere Lage der Streuwinkelverteilung stellt eine Schwerpunktlage des von der Oberfläche reflektierten Lichtes dar. Für die Bestimmung der mittleren Lage der Streuwinkelverteilung des von der Oberfläche reflektierten Lichtes ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, zunächst das Verhältnis des ersten Messsignals zu der Summe aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal laufend zu bilden, da auf der Grundlage dieses Verhältnisses die mittlere Lage der Streuwinkelverteilung bestimmbar ist, wobei ggf. detektorspezifische Konstanten zu berücksichtigen sind. Die mittlere Lage der Streuwinkelverteilung repräsentiert eine Höhe der technischen Oberfläche an demjenigen Ort, welcher den Lichtstrahl auf den Messabschnitt reflektiert. Wird die Lichtquelle mit der positionssensitiven Fotodetektoreinheit über die Oberfläche verfahren, so wird die sich ändernde Höhe laufend bestimmt, woraus sich die Topografie der Oberfläche ergibt. The measuring arrangement further comprises an evaluation unit, which is configured to continuously determine a mean position of a scattering angle distribution of the light reflected from the surface onto the measuring section by forming a ratio of the first measuring signal to the sum of the first measuring signal and the second measuring signal. The middle position of the scattering angle distribution represents a center of gravity of the light reflected from the surface. For determining the mean position of the scattering angle distribution of the light reflected from the surface, the evaluation unit is designed to first measure the ratio of the first measurement signal to the sum of the first measurement signal and to continuously form the second measurement signal, since on the basis of this ratio, the average position of the scattering angle distribution can be determined, where appropriate, detector-specific constants are taken into account. The mean position of the scattering angle distribution represents a height of the technical surface at the location which the Reflected light beam on the measuring section. If the light source with the position-sensitive photodetector unit is moved over the surface, the changing height is determined continuously, resulting in the topography of the surface.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Messanordnung besteht darin, dass sie die Bestimmung der mittleren Lage der Streuwinkelverteilung des von der technischen Oberfläche reflektierten Lichtes aus nur zwei Messsignalen ermöglicht, sodass eine Auswertung vieler einzelner Signale von zeilenförmig angeordneten Fotodioden, die beispielsweise in Form eines CCD ausgebildet sind, nicht notwendig ist. Entsprechend kann die Bestimmung der mittleren Lage der Streuwinkelverteilung des von der technischen Oberfläche reflektierten Lichtes und somit auch die Bestimmung der Topografie der Oberfläche aufwandsärmer und schneller erfolgen, sodass die erfindungsgemäße Messanordnung vorteilhaft bei Qualitätskontrollen im Produktionsumfeld anwendbar ist; beispielsweise zur Qualitätskontrolle von Bohrlöchern. A particular advantage of the measuring arrangement according to the invention is that it enables the determination of the average position of the scattering angle distribution of the light reflected from the technical surface from only two measuring signals, so that an evaluation of many individual signals of line-shaped arranged photodiodes, which are formed for example in the form of a CCD , is not necessary. Accordingly, the determination of the mean position of the scattering angle distribution of the light reflected from the technical surface and thus also the determination of the topography of the surface can be carried out with less effort and faster, so that the measuring arrangement according to the invention is advantageously applicable to quality controls in the production environment; for example, for the quality control of boreholes.

Bei einer zur Messung einer Varianz der Streuwinkelverteilung ausgebildeten Kategorie bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Messanordnung ist die positionssensitive Fotodetektoreinheit weiterhin zum Wandeln des von der technischen Oberfläche auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes in ein drittes Messsignal und in ein viertes Messsignal ausgebildet. Die Summe aus dem dritten Messsignal und dem vierten Messsignal repräsentiert das auf den Messabschnitt reflektierte Licht, d. h. eine Summe des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes. Während das erste Messsignal linear abhängig von der Position in der ersten Messrichtung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes ist, ist das dritte Messsignal quadratisch abhängig von der Position in der ersten Messrichtung des von der Oberfläche auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes. Somit ist das dritte Messsignal gemäß einer quadratischen Funktion abhängig von der Verteilung in der ersten Messrichtung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes. Diese quadratische Funktion umfasst über den Messabschnitt hinweg bevorzugt einen steigenden Funktionsabschnitt und einen fallenden Funktionsabschnitt, sodass ein Maximum oder ein Minimum innerhalb des Messabschnittes vorliegt; bevorzugt in der Mitte des Messabschnittes in der ersten Messrichtung. Auch das vierte Messsignal ist bevorzugt quadratisch abhängig von der Position in der ersten Messrichtung des von der Oberfläche auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes, jedoch mit einem zum dritten Messsignal entgegengesetzten Verlauf. Die Auswerteeinheit ist ergänzend zu einer laufenden Bestimmung einer Varianz der Streuwinkelverteilung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes durch eine ergänzende Bildung eines Verhältnisses des dritten Messsignals zu der Summe aus dem dritten Messsignal und dem vierten Messsignal konfiguriert. Die Varianz der Streuwinkelverteilung stellt eine Standardabweichung des Streulichtes in der zweiten Potenz dar. Für die Bestimmung der Varianz der Streuwinkelverteilung des von der Oberfläche reflektierten Lichtes ist die Auswerteeinheit ergänzend dazu ausgebildet, das Verhältnis des dritten Messsignals zu der Summe aus dem dritten Messsignal und dem vierten Messsignal zu bilden, da auf der Grundlage dieses Verhältnisses und des Verhältnisses des ersten Messsignals zu der Summe aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal die Varianz der Streuwinkelverteilung des von der Oberfläche reflektierten Lichtes bestimmbar ist, wobei ggf. detektorspezifische Konstanten zu berücksichtigen sind. In a category of preferred embodiments of the inventive measuring arrangement designed to measure a variance of the scattering angle distribution, the position-sensitive photodetector unit is further configured to convert the light reflected from the technical surface onto the measuring section into a third measuring signal and into a fourth measuring signal. The sum of the third measurement signal and the fourth measurement signal represents the light reflected on the measurement section, i. H. a sum of the light reflected on the measuring section. While the first measuring signal is linearly dependent on the position in the first measuring direction of the light reflected onto the measuring section, the third measuring signal is quadratically dependent on the position in the first measuring direction of the light reflected from the surface onto the measuring section. Thus, the third measurement signal according to a quadratic function is dependent on the distribution in the first measurement direction of the light reflected on the measurement section. This quadratic function preferably comprises an increasing functional section and a falling functional section over the measuring section, so that there is a maximum or a minimum within the measuring section; preferably in the middle of the measuring section in the first measuring direction. The fourth measuring signal is also preferably quadratically dependent on the position in the first measuring direction of the light reflected from the surface onto the measuring section, but with a course opposite to the third measuring signal. The evaluation unit is in addition to an ongoing determination of a variance of the scattering angle distribution of the reflected light on the measuring section by a complementary formation of a ratio of the third measurement signal to the sum of the third measurement signal and the fourth measurement signal configured. The variance of the scattering angle distribution represents a standard deviation of the scattered light in the second power. For the determination of the variance of the scattering angle distribution of the light reflected from the surface, the evaluation unit is designed to supplement the ratio of the third measurement signal to the sum of the third measurement signal and the fourth Forming the measurement signal, since on the basis of this ratio and the ratio of the first measurement signal to the sum of the first measurement signal and the second measurement signal, the variance of the scattering angle distribution of the reflected light from the surface can be determined, if necessary, detector-specific constants are taken into account.

Bei einer zu einer zweidimensionalen Messung der Streuwinkelverteilung ausgebildeten Kategorie bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Messanordnung erstreckt sich der Messabschnitt in die erste Messrichtung und in eine zweite zur ersten Messrichtung senkrechte Messrichtung. Die positionssensitive Fotodetektoreinheit ist ergänzend zum Wandeln des von der Oberfläche auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes in ein fünftes Messsignal und in ein sechstes Messsignal ausgebildet. Die Summe aus dem fünften Messsignal und dem sechsten Messsignal repräsentiert das auf den Messabschnitt reflektierte Licht, d. h. eine Summe des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes. Das fünfte Messsignal ist abhängig von der Position in der zweiten Messrichtung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes. Das fünfte Messsignal ist somit abhängig von der Intensität des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes und von der Position dieses Lichtes in der zweiten Messrichtung, d. h. wie dieses Licht in der zweiten Messrichtung örtlich verteilt ist. Das fünfte Messsignal ist bevorzugt linear abhängig von der Position in der zweiten Messrichtung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes. Bevorzugt ist auch das sechste Messsignal vorzugsweise linear abhängig von der Position in der zweiten Messrichtung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes. Die zweite Kategorie bevorzugter Ausführungsformen erlaubt die optische Vermessung der Topografie der technischen Oberfläche in zwei Dimensionen, wobei die Lichtquelle mit der Fotodetektoreinheit lediglich gerastert in einer Richtung verfahren werden muss. In a category of preferred embodiments of the measuring arrangement according to the invention designed for a two-dimensional measurement of the scattering angle distribution, the measuring section extends in the first measuring direction and in a second measuring direction perpendicular to the first measuring direction. The position-sensitive photodetector unit is designed in addition to converting the light reflected from the surface onto the measuring section into a fifth measuring signal and into a sixth measuring signal. The sum of the fifth measurement signal and the sixth measurement signal represents the light reflected onto the measurement section, i. H. a sum of the light reflected on the measuring section. The fifth measuring signal is dependent on the position in the second measuring direction of the light reflected on the measuring section. The fifth measuring signal is thus dependent on the intensity of the light reflected on the measuring section and on the position of this light in the second measuring direction, i. H. how this light is distributed locally in the second measuring direction. The fifth measuring signal is preferably linearly dependent on the position in the second measuring direction of the light reflected onto the measuring section. The sixth measuring signal is preferably also linearly dependent on the position in the second measuring direction of the light reflected onto the measuring section. The second category of preferred embodiments allows the optical measurement of the topography of the technical surface in two dimensions, wherein the light source with the photodetector unit only has to be scanned in one direction.

Bevorzugt sind die Merkmale der zur Messung der Varianz der Streuwinkelverteilung ausgebildeten Kategorie bevorzugter Ausführungsformen und die Merkmale der zur zweidimensionalen Messung der Streuwinkelverteilung ausgebildeten Kategorie bevorzugter Ausführungsformen in Kombination realisiert, sodass die Messanordnung zum Bestimmen der mittleren Lage der Streuwinkelverteilung in zwei Dimensionen und zum Bestimmen der Varianz der Streuwinkelverteilung ausgebildet ist. Die Merkmale der zur Messung der Varianz der Streuwinkelverteilung ausgebildeten Kategorie bevorzugter Ausführungsformen und die Merkmale der zur zweidimensionalen Messung der Streuwinkelverteilung ausgebildeten Kategorie bevorzugter Ausführungsformen können aber auch einzeln realisiert sein, sodass die positionssensitive Fotodetektoreinheit beispielsweise zum Wandeln des von der Oberfläche reflektierten Lichtes in das fünfte Messsignal und in das sechste Messsignal, aber nicht zum Wandeln des von der Oberfläche reflektierten Lichtes in das dritte Messsignal und in das vierte Messsignal ausgebildet ist. Die Zählung der Messsignale, lichtempfindlichen Schichten, Fotodetektoren usw. dient nur zu deren Unterscheidung. Preferably, the features of the category of preferred embodiments designed for measuring the variance of the scattering angle distribution and the features of the category of preferred embodiments designed for two-dimensional measurement of the scattering angle distribution are realized in combination, so that the measuring arrangement for determining the mean position of the scattering angle distribution in two dimensions and for determining the variance of the Spread angle distribution is formed. However, the features of the category of preferred embodiments designed for measuring the variance of the scattering angle distribution and the features of the category of preferred embodiments designed for two-dimensional measurement of the scattering angle distribution can also be realized individually, such that the position-sensitive photodetector unit converts the light reflected from the surface into the fifth measurement signal, for example and in the sixth measurement signal, but not for converting the light reflected from the surface into the third measurement signal and into the fourth measurement signal. The counting of the measurement signals, photosensitive layers, photodetectors, etc. serves only to distinguish them.

Bei einer ersten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen ist die positionssensitive Fotodetektoreinheit durch einen analogen Fotodetektor gebildet, der eine sich entlang des Messabschnittes erstreckende lichtempfindliche Schicht aufweist. Die lichtempfindliche Schicht erstreckt sich bevorzugt homogen. An einem ersten Ende der sich in die erste Messrichtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht ist ein erster elektrischer Kontakt zum Abgreifen des ersten Messsignals angeordnet. An einem zweiten Ende der sich in die erste Messrichtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht ist ein zweiter elektrischer Kontakt zum Abgreifen des zweiten Messsignals angeordnet. In a first group of preferred embodiments, the position sensitive photodetector unit is formed by an analog photodetector having a photosensitive layer extending along the measuring section. The photosensitive layer preferably extends homogeneously. At a first end of the photosensitive layer extending in the first measuring direction, a first electrical contact for picking up the first measuring signal is arranged. At a second end of the light-sensitive layer extending in the first measuring direction, a second electrical contact for tapping the second measuring signal is arranged.

Die Ausführungsformen der ersten Gruppe gehören bevorzugt auch der zur Messung der Varianz der Streuwinkelverteilung ausgebildeten Kategorie bevorzugter Ausführungsformen an. In diesem Fall bildet der analoge Fotodetektor einen ersten Fotodetektor, wobei die positionssensitive Fotodetektoreinheit weiterhin einen zweiten analogen Fotodetektor umfasst, der eine sich entlang des Messabschnittes erstreckende lichtempfindliche Schicht mit einem von der Position in der ersten Messrichtung abhängigen elektrischen Widerstand aufweist. An einem ersten Ende der sich in die erste Messrichtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht des zweiten Fotodetektors ist ein dritter elektrischer Kontakt zum Abgreifen des dritten Messsignals angeordnet. An einem zweiten Ende der sich in die erste Messrichtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht des zweiten Fotodetektors ist ein vierter elektrischer Kontakt zum Abgreifen des vierten Messsignals angeordnet. Der erste Fotodetektor und der zweite Fotodetektor sind bevorzugt hinter einem Strahlteiler angeordnet, sodass das von der Oberfläche reflektierte Licht in den Strahlteiler eintritt und dort geteilt wird, um anschließend auf den ersten Fotodetektor und auf den zweiten Fotodetektor zu treffen. Alternativ bevorzugt sind der erste Fotodetektor und der zweite Fotodetektor übereinander angeordnet, sodass sie bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtes nacheinander angeordnet sind. The embodiments of the first group preferably also include the category of preferred embodiments designed to measure the variance of the scattering angle distribution. In this case, the analog photodetector forms a first photodetector, the position sensitive photodetector unit further comprising a second analog photodetector having a photosensitive layer extending along the measuring section with an electrical resistance dependent on the position in the first measuring direction. At a first end of the photosensitive layer of the second photodetector extending in the first measuring direction, a third electrical contact is arranged for picking up the third measuring signal. At a second end of the light-sensitive layer of the second photodetector extending in the first measuring direction, a fourth electrical contact for picking up the fourth measuring signal is arranged. The first photodetector and the second photodetector are preferably arranged behind a beam splitter, so that the light reflected from the surface enters and is split into the beam splitter to subsequently strike the first photodetector and the second photodetector. Alternatively preferably, the first photodetector and the second photodetector are arranged one above the other so that they are arranged one after the other with respect to the propagation direction of the reflected light.

Folglich muss derjenige der beiden Fotodetektoren, welcher näher an der technischen Oberfläche anzuordnen ist, teilweise lichtdurchlässig sein. Entsprechend ist der erste Fotodetektor bzw. der zweite Fotodetektor teilweise lichtdurchlässig. Consequently, the one of the two photodetectors, which is to be arranged closer to the technical surface, must be partially translucent. Accordingly, the first photodetector or the second photodetector is partially translucent.

Die Ausführungsformen der ersten Gruppe gehören bevorzugt auch der zur zweidimensionalen Messung der Streuwinkelverteilung ausgebildeten Kategorie bevorzugter Ausführungsformen an. Hierfür erstreckt sich die lichtempfindliche Schicht des Fotodetektors über den Messabschnitt in die erste Messrichtung und in die zweite Messrichtung. An einem ersten Ende der sich in die zweite Messrichtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht ist ein dritter elektrischer Kontakt zum Abgreifen des fünften Messsignals angeordnet. An einem zweiten Ende der sich in die zweite Messrichtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht ist ein vierter elektrischer Kontakt zum Abgreifen des sechsten Messsignals angeordnet. The embodiments of the first group preferably also include the category of preferred embodiments designed for two-dimensional measurement of the scattering angle distribution. For this purpose, the photosensitive layer of the photodetector extends over the measuring section in the first measuring direction and in the second measuring direction. At a first end of the photosensitive layer extending in the second measuring direction, a third electrical contact for picking up the fifth measuring signal is arranged. At a second end of the photosensitive layer extending in the second measuring direction, a fourth electrical contact for picking up the sixth measuring signal is arranged.

Bei einer zweiten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen ist die positionssensitive Fotodetektoreinheit durch einen analogen Fotodetektor gebildet, der eine erste sich entlang des Messabschnittes in die erste Messrichtung erstreckende lichtempfindliche Schicht und eine zweite sich entlang des Messabschnittes in die erste Messrichtung erstreckende lichtempfindliche Schicht aufweist. Die erste lichtempfindliche Schicht und die zweite lichtempfindliche Schicht besitzen jeweils eine Empfindlichkeit für das auf den Messabschnitt reflektierte Licht. Die Empfindlichkeit der ersten lichtempfindlichen Schicht und die Empfindlichkeit der zweiten lichtempfindlichen Schicht verändern sich in der ersten Messrichtung, ausgehend von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende des Messabschnittes, entgegengesetzt zueinander. Folglich steigt die Empfindlichkeit der einen lichtempfindlichen Schicht in der ersten Messrichtung, während die Empfindlichkeit der anderen lichtempfindlichen Schicht in der ersten Messrichtung sinkt. Die erste lichtempfindliche Schicht weist einen ersten elektrischen Kontakt zum elektrischen Abgreifen des ersten Messsignals auf. Die zweite lichtempfindliche Schicht weist einen zweiten elektrischen Kontakt zum elektrischen Abgreifen des zweiten Messsignals auf. In a second group of preferred embodiments, the position sensitive photodetector unit is formed by an analog photodetector having a first photosensitive layer extending along the measuring section in the first measuring direction and a second photosensitive layer extending along the measuring section in the first measuring direction. The first photosensitive layer and the second photosensitive layer each have a sensitivity to the light reflected on the measuring section. The sensitivity of the first photosensitive layer and the sensitivity of the second photosensitive layer change in the first measuring direction, starting from a first end to a second end of the measuring section, opposite to each other. Consequently, the sensitivity of one photosensitive layer in the first measuring direction increases, while the sensitivity of the other photosensitive layer in the first measuring direction decreases. The first photosensitive layer has a first electrical contact for electrically tapping the first measurement signal. The second photosensitive layer has a second electrical contact for electrically tapping the second measurement signal.

Bevorzugt sind die erste lichtempfindliche Schicht und die zweite lichtempfindliche Schicht jeweils kammartig mit keilförmigen Zinken ausgebildet. Die keilförmigen Zinken der ersten lichtempfindlichen Schicht und die keilförmigen Zinken der zweiten lichtempfindlichen Schicht sind jeweils in der ersten Messrichtung, jedoch mit unterschiedlichem Richtungssinn ausgerichtet, sodass sie aufeinander zu ausgerichtet sind. Die kammartige erste lichtempfindliche Schicht und die kammartige zweite lichtempfindliche Schicht weisen gleiche geometrische Abmessungen auf und sind ineinandergreifend angeordnet, sodass die keilförmigen Zinken der ersten lichtempfindlichen Schicht und die keilförmigen Zinken der zweiten lichtempfindlichen Schicht formschlüssig ineinandergreifen. Preferably, the first photosensitive layer and the second photosensitive layer are each formed like a comb with wedge-shaped prongs. The wedge-shaped prongs of the first photosensitive layer and the wedge-shaped prongs of the second photosensitive layer are respectively aligned in the first measuring direction, but with different sense of direction, so that they face each other are aligned. The comb-like first photosensitive layer and the comb-like second photosensitive layer have the same geometrical dimensions and are intermeshed so that the wedge-shaped prongs of the first photosensitive layer and the wedge-shaped prongs of the second photosensitive layer intermesh with each other.

Alternativ bevorzugt sind die erste lichtempfindliche Schicht und die zweite lichtempfindliche Schicht jeweils rosettenartig ausgebildet. Alternativ zur Form einer Rosette können auch andere rotationssymmetrische Formen ausgebildet sein. Alternatively, preferably, the first photosensitive layer and the second photosensitive layer are respectively formed rosette-like. Alternatively to the shape of a rosette, other rotationally symmetrical shapes may be formed.

Die Ausführungsformen der zweiten Gruppe gehören bevorzugt auch der zur Messung der Varianz der Streuwinkelverteilung ausgebildeten Kategorie bevorzugter Ausführungsformen an. In diesem Fall bildet der analoge Fotodetektor einen ersten Fotodetektor, wobei die positionssensitive Fotodetektoreinheit weiterhin einen zweiten analogen Fotodetektor umfasst, der eine dritte sich entlang des Messabschnittes in die erste Messrichtung erstreckende lichtempfindliche Schicht und eine vierte sich entlang des Messabschnittes in die erste Messrichtung erstreckende lichtempfindliche Schicht aufweist. Die dritte lichtempfindliche Schicht und die vierte lichtempfindliche Schicht besitzen jeweils eine Empfindlichkeit für das auf den Messabschnitt reflektierte Licht. Die Empfindlichkeit der dritten lichtempfindlichen Schicht und die Empfindlichkeit der vierten lichtempfindlichen Schicht verändern sich in der ersten Messrichtung, ausgehend vom ersten Ende zum zweiten Ende des Messabschnittes, entgegengesetzt zueinander. Die dritte lichtempfindliche Schicht weist einen dritten elektrischen Kontakt zum elektrischen Abgreifen des dritten Messsignals auf. Die vierte lichtempfindliche Schicht weist einen vierten elektrischen Kontakt zum elektrischen Abgreifen des vierten Messsignals auf. Die dritte lichtempfindliche Schicht und die vierte lichtempfindliche Schicht sind jeweils kammartig mit Zinken ausgebildet. Die Zinken der dritten lichtempfindlichen Schicht und die Zinken der vierten lichtempfindlichen Schicht sind jeweils in der ersten Messrichtung, jedoch mit unterschiedlichem Richtungssinn ausgerichtet, sodass sie aufeinander zu ausgerichtet sind. Die kammartige dritte lichtempfindliche Schicht und die kammartige vierte lichtempfindliche Schicht weisen gleiche geometrische Abmessungen auf und sind ineinandergreifend angeordnet, sodass die Zinken der dritten lichtempfindlichen Schicht und die keilförmigen Zinken der vierten lichtempfindlichen Schicht formschlüssig ineinandergreifen. Eine Breite der Zinken der dritten lichtempfindlichen Schicht und eine Breite der keilförmigen Zinken der vierten lichtempfindlichen Schicht verändert sich in der ersten Messrichtung jeweils gemäß einer quadratischen Funktion. Diese quadratische Funktion umfasst über den Messabschnitt hinweg bevorzugt einen steigenden Funktionsabschnitt und einen fallenden Funktionsabschnitt, sodass ein Maximum oder ein Minimum innerhalb des Messabschnittes vorliegt; bevorzugt in der Mitte des Messabschnittes in der ersten Messrichtung. Der erste Fotodetektor und der zweite Fotodetektor sind bevorzugt hinter einem Strahlteiler angeordnet, sodass das von der Oberfläche reflektierte Licht in den Strahlteiler eintritt und dort geteilt wird, um anschließend auf den ersten Fotodetektor und auf den zweiten Fotodetektor zu treffen. Alternativ bevorzugt sind der erste Fotodetektor und der zweite Fotodetektor übereinander angeordnet, sodass sie bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtes nacheinander angeordnet sind. Folglich muss derjenige der beiden Fotodetektoren, welcher näher an der technischen Oberfläche anzuordnen ist, teilweise lichtdurchlässig sein. Entsprechend ist der erste Fotodetektor bzw. der zweite Fotodetektor teilweise lichtdurchlässig. The embodiments of the second group preferably also include the category of preferred embodiments designed for measuring the variance of the scattering angle distribution. In this case, the analog photodetector forms a first photodetector, wherein the position sensitive photodetector unit further comprises a second analog photodetector comprising a third photosensitive layer extending along the measurement section in the first measurement direction and a fourth photosensitive layer extending along the measurement section in the first measurement direction having. The third photosensitive layer and the fourth photosensitive layer each have a sensitivity to the light reflected on the measuring section. The sensitivity of the third photosensitive layer and the sensitivity of the fourth photosensitive layer change in the first measuring direction, starting from the first end to the second end of the measuring section, opposite to each other. The third photosensitive layer has a third electrical contact for electrically tapping the third measurement signal. The fourth photosensitive layer has a fourth electrical contact for electrically tapping the fourth measurement signal. The third photosensitive layer and the fourth photosensitive layer are each formed in a comb-like fashion with prongs. The tines of the third photosensitive layer and the tines of the fourth photosensitive layer are respectively aligned in the first measuring direction, but with different sense of direction, so that they are aligned with each other. The comb-like third photosensitive layer and the comb-like fourth photosensitive layer have the same geometric dimensions and are arranged interlocking, so that the tines of the third photosensitive layer and the wedge-shaped prongs of the fourth photosensitive layer interlock positively. A width of the tines of the third photosensitive layer and a width of the wedge-shaped tines of the fourth photosensitive layer vary in the first measuring direction each according to a quadratic function. This quadratic function preferably comprises an increasing functional section and a falling functional section over the measuring section, so that there is a maximum or a minimum within the measuring section; preferably in the middle of the measuring section in the first measuring direction. The first photodetector and the second photodetector are preferably arranged behind a beam splitter, so that the light reflected from the surface enters and is split into the beam splitter to subsequently strike the first photodetector and the second photodetector. Alternatively preferably, the first photodetector and the second photodetector are arranged one above the other so that they are arranged one after the other with respect to the propagation direction of the reflected light. Consequently, the one of the two photodetectors, which is to be arranged closer to the technical surface, must be partially translucent. Accordingly, the first photodetector or the second photodetector is partially translucent.

Die Ausführungsformen der zweiten Gruppe gehören bevorzugt auch der zur zweidimensionalen Messung der Streuwinkelverteilung ausgebildeten Kategorie bevorzugter Ausführungsformen an. Hierfür umfasst die positionssensitive Fotodetektoreinheit einen dritten Fotodetektor, der eine fünfte sich entlang des Messabschnittes in die zweite Messrichtung erstreckende lichtempfindliche Schicht und eine sechste sich entlang des Messabschnittes in die zweite Messrichtung erstreckende lichtempfindliche Schicht aufweist. Die fünfte lichtempfindliche Schicht und die sechste lichtempfindliche Schicht besitzen jeweils eine Empfindlichkeit für das auf den Messabschnitt reflektierte Licht. Die Empfindlichkeit der fünften lichtempfindlichen Schicht und die Empfindlichkeit der sechsten lichtempfindlichen Schicht verändern sich in der zweiten Messrichtung, ausgehend von einem dritten Ende zu einem vierten Ende des Messabschnittes, entgegengesetzt zueinander. Folglich steigt die Empfindlichkeit der einen lichtempfindlichen Schicht in der zweiten Messrichtung, während die Empfindlichkeit der anderen lichtempfindlichen Schicht in der zweiten Messrichtung sinkt. Die fünfte lichtempfindliche Schicht weist einen fünften elektrischen Kontakt zum elektrischen Abgreifen des fünften Messsignals auf. Die sechste lichtempfindliche Schicht weist einen sechsten elektrischen Kontakt zum elektrischen Abgreifen des sechsten Messsignals auf. Bevorzugt sind die fünfte lichtempfindliche Schicht und die sechste lichtempfindliche Schicht jeweils kammartig mit keilförmigen Zinken ausgebildet. Die keilförmigen Zinken der fünften lichtempfindlichen Schicht und die keilförmigen Zinken der sechsten lichtempfindlichen Schicht sind jeweils in der zweiten Messrichtung, jedoch mit unterschiedlichem Richtungssinn ausgerichtet, sodass sie aufeinander zu ausgerichtet sind. Die kammartige fünfte lichtempfindliche Schicht und die kammartige sechste lichtempfindliche Schicht weisen gleiche geometrische Abmessungen auf und sind ineinandergreifend angeordnet, sodass die keilförmigen Zinken der fünften lichtempfindlichen Schicht und die keilförmigen Zinken der sechsten lichtempfindlichen Schicht formschlüssig ineinandergreifen. The embodiments of the second group preferably also include the category of preferred embodiments designed for two-dimensional measurement of the scattering angle distribution. For this purpose, the position-sensitive photodetector unit comprises a third photodetector, which has a fifth light-sensitive layer extending along the measuring section in the second measuring direction and a sixth light-sensitive layer extending along the measuring section in the second measuring direction. The fifth photosensitive layer and the sixth photosensitive layer each have a sensitivity to the light reflected on the measuring section. The sensitivity of the fifth photosensitive layer and the sensitivity of the sixth photosensitive layer change in the second measuring direction from a third end to a fourth end of the measuring section, opposite to each other. Consequently, the sensitivity of one photosensitive layer in the second measuring direction increases, while the sensitivity of the other photosensitive layer in the second measuring direction decreases. The fifth photosensitive layer has a fifth electrical contact for electrically picking up the fifth measurement signal. The sixth photosensitive layer has a sixth electrical contact for electrically picking up the sixth measuring signal. Preferably, the fifth photosensitive layer and the sixth photosensitive layer are respectively formed like a comb with wedge-shaped prongs. The wedge-shaped tines of the fifth photosensitive layer and the wedge-shaped tines of the sixth photosensitive layer are respectively aligned in the second measuring direction, but with different sense of direction, so that they are aligned with each other. The comb-like fifth photosensitive layer and the comb-like sixth photosensitive layer have the same geometrical dimensions and are intermeshed so that the wedge-shaped prongs of the fifth photosensitive layer and the wedge-shaped prongs of the sixth photosensitive layer intermesh with each other.

Der erste Fotodetektor und der dritte Fotodetektor sind bevorzugt hinter einem Strahlteiler angeordnet, sodass das von der Oberfläche reflektierte Licht in den Strahlteiler eintritt und dort geteilt wird, um anschließend auf den ersten Fotodetektor und auf den dritten Fotodetektor zu treffen. The first photodetector and the third photodetector are preferably arranged behind a beam splitter, so that the light reflected from the surface enters and is split into the beam splitter to subsequently strike the first photodetector and the third photodetector.

Bei einer dritten Gruppe bevorzugter Ausführungsformen umfasst die positionssensitive Fotodetektoreinheit einen optischen Strahlteiler. Bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtes sind hinter dem Strahlteiler ein erster positionsabhängiger Filter und ein zweiter positionsabhängiger Filter angeordnet. Bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtes ist hinter dem ersten positionsabhängigen Filter ein erster Fotodetektor zum Wandeln des von der Oberfläche auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes in das erste Messsignal angeordnet. Bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtes ist hinter dem zweiten positionsabhängigen Filter ein zweiter Fotodetektor zum Wandeln des von der Oberfläche auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes in das zweite Messsignal angeordnet. In a third group of preferred embodiments, the position sensitive photodetector unit comprises an optical beam splitter. Based on the propagation direction of the reflected light, a first position-dependent filter and a second position-dependent filter are arranged behind the beam splitter. Based on the propagation direction of the reflected light, a first photodetector for converting the light reflected from the surface onto the measuring section into the first measuring signal is arranged behind the first position-dependent filter. Based on the propagation direction of the reflected light, a second photodetector for converting the light reflected from the surface onto the measuring section into the second measuring signal is arranged behind the second position-dependent filter.

Der erste positionsabhängige Filter und der zweite positionsabhängige Filter weisen bevorzugt jeweils eine sich in die erste Messrichtung linear verändernde Lichtdurchlässigkeit auf, wobei sich die Lichtdurchlässigkeit des ersten positionsabhängigen Filters und die Lichtdurchlässigkeit des zweiten positionsabhängigen Filters entgegengesetzt zueinander verändern. Daher sind der erste Fotodetektor und der zweite Fotodetektor selbst nicht positionssensitiv. Der erste positionsabhängige Filter und der zweite positionsabhängige Filter sind bevorzugt jeweils durch einen Graukeilfilter gebildet. The first position-dependent filter and the second position-dependent filter preferably each have a light transmittance which changes linearly in the first measuring direction, wherein the light transmittance of the first position-dependent filter and the light transmittance of the second position-dependent filter change in opposite directions. Therefore, the first photodetector and the second photodetector itself are not position sensitive. The first position-dependent filter and the second position-dependent filter are preferably each formed by a gray wedge filter.

Die Ausführungsformen der dritten Gruppe können abgewandelt sein, indem auf den zweiten positionsabhängigen Filter verzichtet wird. An dem zweiten Fotodetektor ist dann ein modifiziertes zweites Messsignal abgreifbar, welches bereits das gesamte auf den Messabschnitt reflektierte Licht repräsentiert. Das modifizierte zweite Messsignal entspricht somit bereits der Summe aus dem ersten Messsignal und dem nicht modifizierten zweiten Messsignal. Entsprechend ist die Auswerteeinheit zu einer laufenden Bestimmung der mittleren Lage der Streuwinkelverteilung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes durch Bildung eines Verhältnisses des ersten Messsignals zum modifizierten zweiten Messsignal konfiguriert. The embodiments of the third group may be modified by dispensing with the second position-dependent filter. At the second photodetector then a modified second measurement signal can be tapped, which already represents the entire light reflected on the measuring section. The modified second measurement signal thus already corresponds to the sum of the first measurement signal and the unmodified second measurement signal. Accordingly, the evaluation unit is configured to make a continuous determination of the average position of the scattering angle distribution of the light reflected onto the measuring section by forming a ratio of the first measuring signal to the modified second measuring signal.

Die Ausführungsformen der dritten Gruppe gehören bevorzugt auch der zur Messung der Varianz der Streuwinkelverteilung ausgebildeten Kategorie bevorzugter Ausführungsformen an. In diesem Fall umfasst die positionssensitive Fotodetektoreinheit einen dritten positionsabhängigen Filter und einen vierten positionsabhängigen Filter. Bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtes ist hinter dem dritten positionsabhängigen Filter ein dritter Fotodetektor zum Wandeln des von der Oberfläche auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes in das dritte Messsignal angeordnet. Bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtes ist hinter dem vierten positionsabhängigen Filter ein vierter Fotodetektor zum Wandeln des von der Oberfläche auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes in das vierte Messsignal angeordnet. Der dritte positionsabhängige Filter und der vierte positionsabhängige Filter weisen jeweils eine sich in die erste Messrichtung gemäß einer quadratischen Funktion verändernde Lichtdurchlässigkeit auf, wobei sich die Lichtdurchlässigkeit des dritten positionsabhängigen Filters und die Lichtdurchlässigkeit des vierten positionsabhängigen Filters entgegengesetzt zueinander verändern. Diese quadratische Funktion umfasst über den Messabschnitt hinweg bevorzugt einen steigenden Funktionsabschnitt und einen fallenden Funktionsabschnitt, sodass ein Maximum oder ein Minimum innerhalb des Messabschnittes vorliegt; bevorzugt in der Mitte des Messabschnittes in der ersten Messrichtung. Der dritte Fotodetektor und der vierte Fotodetektor sind selbst nicht positionssensitiv. The embodiments of the third group preferably also include the category of preferred embodiments designed for measuring the variance of the scattering angle distribution. In this case, the position-sensitive photodetector unit comprises a third position-dependent filter and a fourth position-dependent filter. Based on the propagation direction of the reflected light, a third photodetector for converting the light reflected from the surface onto the measuring section into the third measuring signal is arranged behind the third position-dependent filter. Based on the propagation direction of the reflected light, a fourth photodetector for converting the light reflected from the surface onto the measuring section into the fourth measuring signal is arranged behind the fourth position-dependent filter. The third position-dependent filter and the fourth position-dependent filter each have a light transmittance varying in the first measuring direction according to a quadratic function, wherein the transmittance of the third position-dependent filter and the transmittance of the fourth position-dependent filter are opposite to each other. This quadratic function preferably comprises an increasing functional section and a falling functional section over the measuring section, so that there is a maximum or a minimum within the measuring section; preferably in the middle of the measuring section in the first measuring direction. The third photodetector and the fourth photodetector are not position sensitive themselves.

Die Ausführungsformen der dritten Gruppe gehören bevorzugt auch der zur zweidimensionalen Messung der Streuwinkelverteilung ausgebildeten Kategorie bevorzugter Ausführungsformen an. In diesem Fall bildet der Strahlteiler einen ersten Strahlteiler, wobei die positionssensitive Fotodetektoreinheit einen zweiten Strahlteiler umfasst. Bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtes sind hinter dem zweiten Strahlteiler ein fünfter positionsabhängiger Filter und ein sechster positionsabhängiger Filter angeordnet. Bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtes ist hinter dem fünften positionsabhängigen Filter ein fünfter Fotodetektor zum Wandeln des von der Oberfläche auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes in das fünfte Messsignal angeordnet. Bezogen auf die Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtes ist hinter dem sechsten positionsabhängigen Filter ein sechster Fotodetektor zum Wandeln des von der Oberfläche auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes in das sechste Messsignal angeordnet. Der fünfte positionsabhängige Filter und der sechste positionsabhängige Filter weisen jeweils eine sich in die zweite Messrichtung linear verändernde Lichtdurchlässigkeit auf, wobei sich die Lichtdurchlässigkeit des fünften positionsabhängigen Filters und die Lichtdurchlässigkeit des sechsten positionsabhängigen Filters entgegengesetzt zueinander verändern. Der fünfte Fotodetektor und der sechste Fotodetektor sind selbst nicht positionssensitiv. The embodiments of the third group preferably also include the category of preferred embodiments designed for two-dimensional measurement of the scattering angle distribution. In this case, the beam splitter forms a first beam splitter, wherein the position sensitive photodetector unit comprises a second beam splitter. Based on the propagation direction of the reflected light, a fifth position-dependent filter and a sixth position-dependent filter are arranged behind the second beam splitter. Based on the propagation direction of the reflected light, a fifth photodetector for converting the light reflected from the surface onto the measuring section into the fifth measuring signal is arranged behind the fifth position-dependent filter. Based on the propagation direction of the reflected light, a sixth photodetector for converting the light reflected from the surface onto the measuring section into the sixth measuring signal is arranged behind the sixth position-dependent filter. The fifth position-dependent filter and the sixth position-dependent filter each have a light transmittance which changes linearly in the second measuring direction, the light transmittance of the fifth position-dependent filter and the light transmittance of the sixth position-dependent filter change opposite to each other. The fifth photodetector and the sixth photodetector are themselves not position sensitive.

Nachfolgend sind bevorzugte Merkmale für alle Kategorien und Gruppen bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Preferred features for all categories and groups of preferred embodiments are described below.

Die Lichtquelle ist bevorzugt durch eine Laserquelle gebildet. Die Laserquelle ist bevorzugt durch eine Halbleiterlaserdiode gebildet. The light source is preferably formed by a laser source. The laser source is preferably formed by a semiconductor laser diode.

Die Messanordnung umfasst bevorzugt ein strahlformendes Element zum Formen des Lichtstrahles der Lichtquelle. Das strahlformende Element ist bevorzugt durch ein diffraktives optisches Element (DOE), durch eine optische Freiformfläche, durch ein Linsensystem und/oder durch ein Spiegelsystem gebildet. The measuring arrangement preferably comprises a beam-shaping element for shaping the light beam of the light source. The beam-shaping element is preferably formed by a diffractive optical element (DOE), by an optical freeform surface, by a lens system and / or by a mirror system.

Die Lichtquelle, die positionssensitive Fotodetektoreinheit und ggf. das strahlformende Element sind bevorzugt fest miteinander verbunden und bevorzugt in einem Gehäuse angeordnet. Die Lichtquelle ist ggf. mit dem strahlformenden Element bevorzugt in die positionssensitive Fotodetektoreinheit integriert. Bevorzugt ist die Lichtquelle ggf. mit dem strahlformenden Element in die positionssensitive Fotodetektoreinheit eingelassen. The light source, the position-sensitive photodetector unit and possibly the beam-shaping element are preferably firmly connected to each other and preferably arranged in a housing. If appropriate, the light source is preferably integrated with the beam-shaping element in the position-sensitive photodetector unit. Preferably, the light source is optionally incorporated with the beam-shaping element in the position-sensitive photodetector unit.

Die positionssensitive Fotodetektoreinheit umfasst ergänzend oder alternativ zu den oben beschriebenen Filtern bevorzugt mindestens ein Farbfilter mit einem Farbverlauf. Der Farbverlauf kann linear, gemäß einer quadratischen Funktion, rosettenartig oder entsprechend einer anderen rotationssymmetrischen Form ausgebildet sein. In addition or as an alternative to the filters described above, the position-sensitive photodetector unit preferably comprises at least one color filter with a color gradient. The color gradient can be formed linearly, according to a quadratic function, rosette-like or according to another rotationally symmetrical shape.

Die Auswerteeinheit ist bevorzugt durch einen Mikrocontroller, durch einen Mikrorechner oder durch einen PC gebildet. The evaluation unit is preferably formed by a microcontroller, by a microcomputer or by a PC.

Die Auswerteeinheit ist bevorzugt weiterhin dazu konfiguriert, die Topografie der reflektierenden Oberfläche ausgehend von der laufend bestimmten mittleren Lage der Streuwinkelverteilung zu bestimmen und bevorzugt auch mit Normwerten zu vergleichen und/oder auszugeben. The evaluation unit is preferably further configured to determine the topography of the reflective surface on the basis of the currently determined average position of the scattering angle distribution and preferably also to compare and / or output with standard values.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Bestimmen einer Topografie einer technischen Oberfläche. Es umfasst einen Schritt, in welchem ein auf die technische Oberfläche gerichteter Lichtstrahl über die technische Oberfläche verfahren wird. In einem weiteren Schritt wird das von der technischen Oberfläche auf einen sich in eine erste Messrichtung erstreckenden Messabschnitt reflektierte Licht in mindestens ein erstes Messsignal und ein zweites Messsignal gewandelt. Die Summe aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal repräsentiert das von der technischen Oberfläche auf den Messabschnitt reflektierte Licht. Das erste Messsignal ist abhängig von der Position in der ersten Messrichtung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes. In einem weiteren Schritt wird eine mittlere Lage einer Streuwinkelverteilung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes laufend bestimmt, indem ein Verhältnis des ersten Messsignals zur Summe aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal laufend gebildet wird. The method according to the invention serves to determine a topography of a technical surface. It comprises a step in which a light beam directed onto the technical surface is moved over the technical surface. In a further step, the light reflected from the technical surface to a measuring section extending in a first measuring direction is converted into at least a first measuring signal and a second measuring signal. The sum of the first measurement signal and the second measurement signal represents the light reflected from the technical surface onto the measurement section. The first measuring signal is dependent on the position in the first measuring direction of the light reflected on the measuring section. In a further step, a mean position of a scattering angle distribution of the light reflected on the measuring section is continuously determined by continuously forming a ratio of the first measuring signal to the sum of the first measuring signal and the second measuring signal.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient bevorzugt zum Verwenden der erfindungsgemäßen Messanordnung und deren bevorzugten Ausführungsformen. Das erfindungsgemäße Verfahren weist bevorzugt auch Merkmale auf, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Messanordnung und deren bevorzugten Ausführungsformen angegeben sind. The method according to the invention preferably serves to use the measuring arrangement according to the invention and its preferred embodiments. The method according to the invention preferably also has features which are specified in connection with the measuring arrangement according to the invention and its preferred embodiments.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen: Further advantages, details and developments of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention, with reference to the drawing. Show it:

1: eine Prinzipdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messanordnung; 1 : a schematic representation of a preferred embodiment of a measuring arrangement according to the invention;

2: ein Diagramm einer Intensitätsverteilung auf einer in 1 gezeigten positionssensitiven Fotodetektoreinheit; 2 : a diagram of an intensity distribution on an in 1 shown position-sensitive photodetector unit;

3: eine Prinzipdarstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung; 3 : a schematic representation of a further preferred embodiment of the measuring arrangement according to the invention;

4: einen in 3 gezeigten Fotodetektor in einer ersten Ausführungsform; 4 : one in 3 shown photodetector in a first embodiment;

5: den in 3 gezeigten Fotodetektor in einer zweiten Ausführungsform; 5 : the in 3 shown photodetector in a second embodiment;

6: eine Prinzipdarstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung; 6 : a schematic representation of a further preferred embodiment of the measuring arrangement according to the invention;

7: eine in 6 gezeigte positionssensitive Fotodetektoreinheit im Detail; 7 : one in 6 shown position sensitive photodetector unit in detail;

8: einen in 6 gezeigten Filter im Detail; 8th : one in 6 shown filters in detail;

9: den in 4 gezeigten Fotodetektor in einer Ausführung zur Messung einer Varianz einer Streuwinkelverteilung; 9 : the in 4 shown photodetector in an embodiment for measuring a variance of a scattering angle distribution;

10: den in 5 gezeigten Fotodetektor in einer Ausführung zur Messung der Varianz der Streuwinkelverteilung; 10 : the in 5 shown photodetector in an embodiment for measuring the variance of the scattering angle distribution;

11: den in 4 gezeigten Fotodetektor in einer Ausführung zur zweidimensionalen Messung der Streuwinkelverteilung; und 11 : the in 4 shown photodetector in an embodiment for two-dimensional measurement of the scattering angle distribution; and

12: den in 9 gezeigten Fotodetektor in einer Ausführung zur zweidimensionalen Messung der Varianz der Streuwinkelverteilung. 12 : the in 9 shown photodetector in an embodiment for two-dimensional measurement of the variance of the scattering angle distribution.

1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messanordnung zum Vermessen einer Topografie einer technischen Oberfläche 01. Die technische Oberfläche 01 erstreckt sich in einer Richtung xp, in welcher sie eine veränderliche Höhe h aufweist. Die Schwankungen der Höhe h betragen zwischen 0,1 µm und 100 µm. Die Messanordnung umfasst ein Gehäuse 02, in welchem eine Laser-Lichtquelle 03 angeordnet ist, deren Licht mit einem Linsensystem 04 auf die technische Oberfläche 01 fokussiert wird, sodass ein Strahlendurchmesser des auf die Oberfläche 01 auftreffenden Lichtes weniger als 10 µm beträgt. Das auf die Oberfläche 01 auftreffende Licht wird von der Oberfläche 01 als ein Streulicht auf eine positionssensitive Fotodetektoreinheit 06 in dem Gehäuse 02 reflektiert, die sich in einer zur xp-Richtung parallelen x-Richtung erstreckt, sodass die positionssensitive Fotodetektoreinheit 06 einen Messabschnitt in x-Richtung ausbildet. In dem Gehäuse 02 ist weiterhin eine Steuer- und Auswerteelektronik 07 angeordnet, die elektrisch mit der Laser-Lichtquelle 03 und der positionssensitiven Fotodetektoreinheit 06 verbunden ist. Die Steuer- und Auswerteelektronik 07 ist mit einem externen PC 08 verbunden, mit welchem die Steuer- und Auswerteelektronik 07 Daten austauschen kann. Alternativ kann auf die Steuer- und Auswerteelektronik 07 im Gehäuse 02 verzichtet werden und der externe PC 08 zur Steuerung und Auswertung konfiguriert sein. 1 shows a schematic diagram of a preferred embodiment of a measuring arrangement according to the invention for measuring a topography of a technical surface 01 , The technical surface 01 extends in a direction xp in which it has a variable height h. The variations in the height h are between 0.1 .mu.m and 100 .mu.m. The measuring arrangement comprises a housing 02 in which a laser light source 03 is arranged, whose light with a lens system 04 on the technical surface 01 is focused so that a beam diameter of the surface 01 incident light less than 10 μm. That on the surface 01 incident light is emitted from the surface 01 as a stray light on a position sensitive photodetector unit 06 in the case 02 which extends in an x direction parallel to the xp direction so that the position sensitive photodetector unit 06 forms a measuring section in the x direction. In the case 02 is still a control and evaluation 07 arranged electrically with the laser light source 03 and the position sensitive photodetector unit 06 connected is. The control and evaluation electronics 07 is with an external PC 08 connected, with which the control and evaluation electronics 07 Can exchange data. Alternatively, the control and evaluation electronics 07 in the case 02 be waived and the external PC 08 be configured for control and evaluation.

Das Gehäuse 02 der Messanordnung ist zum Vermessen der Topografie der technischen Oberfläche 01 relativ zur technischen Oberfläche 01 in Richtung x bzw. xp zu bewegen. Dabei ist das Gehäuse 02 der Messanordnung in einer konstanten Höhe über einer mittleren Ebene der technischen Oberfläche 01 zu halten. Das Gehäuse 02 der Messanordnung kann an einer anderen Vorrichtung (nicht gezeigt), wie beispielsweise einer Werkzeugmaschine befestigt sein. Während des Bewegens der Messanordnung relativ zur technischen Oberfläche 01 wird von der positionssensitiven Fotodetektoreinheit 06 das von der technischen Oberfläche 01 reflektierte Streulicht laufend gemessen. The housing 02 the measuring arrangement is for measuring the topography of the technical surface 01 relative to the technical surface 01 to move in the direction of x or xp. Here is the case 02 the measuring arrangement at a constant height above a middle level of the technical surface 01 to keep. The housing 02 the measuring assembly may be attached to another device (not shown), such as a machine tool. While moving the measuring assembly relative to the technical surface 01 is from the position sensitive photodetector unit 06 that of the technical surface 01 Reflected scattered light continuously measured.

2 zeigt ein Diagramm einer beispielhaften Intensitätsverteilung des Streulichtes, welches auf die in 1 gezeigte positionssensitive Fotodetektoreinheit 06 trifft. Eine Intensität H des Streulichtes ist in x-Richtung verteilt und weist einen Schwerpunkt xM auf. Der Schwerpunkt xM stellt eine mittlere Lage der Verteilung des Streulichtes dar. Der Schwerpunkt xM ergibt sich gemäß nachfolgender Formel: xM = ∫x·H(x)dx / ∫H(x)dx 2 shows a diagram of an exemplary intensity distribution of the scattered light, which on the in 1 shown position sensitive photodetector unit 06 meets. An intensity H of the scattered light is distributed in the x-direction and has a center of gravity x M. The center of gravity x M represents a mean position of the scattered light distribution. The center of gravity x M is given by the following formula: x M = ∫xH (x) dx / ∫H (x) dx

3 zeigt eine Prinzipdarstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung. Diese Ausführungsform umfasst wiederum die Laser-Lichtquelle 03, das Linsensystem 04 und die positionssensitive Fotodetektoreinheit 06, welche relativ zur technischen Oberfläche 01 bewegt werden. Die positionssensitive Fotodetektoreinheit 06 ist als ein Fotodetektor ausgebildet, der in 4 und 5 im Detail gezeigt ist. 3 shows a schematic diagram of another preferred embodiment of the measuring arrangement according to the invention. This embodiment again comprises the laser light source 03 , the lens system 04 and the position sensitive photodetector unit 06 , which are relative to the technical surface 01 to be moved. The position-sensitive photodetector unit 06 is formed as a photodetector, which in 4 and 5 shown in detail.

4 zeigt den in 3 gezeigten Fotodetektor in einer ersten Ausführungsform. Es handelt sich um einen analogen positionssensitiven Fotodetektor mit einer homogenen lichtempfindlichen Schicht 09, die sich in der x-Richtung erstreckt. Die Lichtempfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht 09 ist durch Punkte verbildlicht. An einem ersten Ende 11 der sich in x-Richtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht 09 ist ein erster elektrischer Kontakt 12 zum Abgreifen eines ersten Messsignals angeordnet. An einem zweiten Ende 13 der sich in x-Richtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht 09 ist ein zweiter elektrischer Kontakt 14 zum Abgreifen eines zweiten Messsignals angeordnet. Die lichtempfindliche Schicht 09 weist einen hohen homogenen spezifischen Widerstand auf, sodass sich eine linear in x-Richtung verlaufende Lichtempfindlichkeit ergibt. 4 shows the in 3 shown photodetector in a first embodiment. It is an analog position sensitive photodetector with a homogeneous photosensitive layer 09 extending in the x direction. The photosensitivity of the photosensitive layer 09 is illustrated by dots. At a first end 11 the x-directional photosensitive layer 09 is a first electrical contact 12 arranged for tapping a first measurement signal. At a second end 13 the x-directional photosensitive layer 09 is a second electrical contact 14 arranged for tapping a second measurement signal. The photosensitive layer 09 has a high homogeneous resistivity, resulting in a linear x-directional photosensitivity.

Die folgenden mathematischen Zusammenhänge setzen voraus, dass am Beginn der lichtempfindlichen Schicht 09 die Bedingung x = 0 gilt. Der Nenner der oben angeführten Formel zur Bestimmung des Schwerpunktes xM stellt die Summe aus dem ersten Messsignal S1 und dem zweiten Messsignal S2 dar: ∫H(x)dx = S1 + S2 The following mathematical relationships assume that at the beginning of the photosensitive layer 09 the condition x = 0 holds. The denominator of the above-mentioned formula for determining the center of gravity x M represents the sum of the first measurement signal S 1 and the second measurement signal S 2 : ∫H (x) dx = S 1 + S 2

Der Zähler der oben angeführten Formel zur Bestimmung des Schwerpunktes xM ist mit dem ersten Messsignal S1 gemäß nachfolgender Formel verknüpft, in welcher C1 eine fotodetektorspezifische Konstante ist: S1 = C1·∫x·H(x)dx The numerator of the above-mentioned formula for determining the center of gravity x M is linked to the first measurement signal S 1 according to the following formula, in which C 1 is a photodetector-specific constant: S 1 = C 1 · ∫x · H (x) dx

Somit ist der Schwerpunkt xM der Streulichtwinkelverteilung gemäß nachfolgender Formel aus dem ersten Messsignal S1 und dem zweiten Messsignal S2 bestimmbar:

Figure DE102016118262A1_0002
Thus, the center of gravity x M of the scattered light angle distribution according to the following formula The first measurement signal S 1 and the second measurement signal S 2 can be determined:
Figure DE102016118262A1_0002

Diese Formel umfasst das Verhältnis des ersten Messsignals S1 zu der Summe aus dem ersten Messsignal S1 und dem zweiten Messsignal S2. This formula comprises the ratio of the first measurement signal S 1 to the sum of the first measurement signal S 1 and the second measurement signal S 2 .

5 zeigt den in 3 verwendeten Fotodetektor in einer zweiten Ausführungsform. Es handelt sich um einen analogen positionssensitiven Fotodetektor mit einer ersten lichtempfindlichen Schicht 16, die sich in die x-Richtung erstreckt, und mit einer zweiten lichtempfindlichen Schicht 17, die sich in die x-Richtung erstreckt, jedoch entgegensetzt zu der ersten lichtempfindlichen Schicht 16. Die beiden lichtempfindlichen Schichten 16, 17 sind jeweils kammartig mit keilförmigen Zinken 18 ausgebildet ist. Die beiden lichtempfindlichen Schichten 16, 17 sind ineinandergreifend angeordnet, sodass sie den Fotodetektor vollständig bedecken. Die beiden lichtempfindlichen Schichten 16, 17 sind im Übrigen homogen und gleich. Der erste elektrische Kontakt 12 dient zum Abgreifen des ersten Messsignals an der ersten lichtempfindlichen Schicht 16. Der zweite elektrische Kontakt 14 dient zum Abgreifen des zweiten Messsignals an der zweiten lichtempfindlichen Schicht 17. 5 shows the in 3 used photodetector in a second embodiment. It is an analog position sensitive photodetector with a first photosensitive layer 16 extending in the x direction and with a second photosensitive layer 17 extending in the x-direction, but opposite to the first photosensitive layer 16 , The two photosensitive layers 16 . 17 are each comb-like with wedge-shaped prongs 18 is trained. The two photosensitive layers 16 . 17 are interdigitated so that they completely cover the photodetector. The two photosensitive layers 16 . 17 are otherwise homogeneous and the same. The first electrical contact 12 serves to pick up the first measurement signal at the first photosensitive layer 16 , The second electrical contact 14 serves to pick up the second measurement signal on the second photosensitive layer 17 ,

Am Beginn der ersten lichtempfindlichen Schicht 16 gilt die Bedingung x = 0. At the beginning of the first photosensitive layer 16 the condition x = 0 applies.

6 zeigt eine Prinzipdarstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung. Diese Ausführungsform umfasst wiederum die Laser-Lichtquelle 03, das Linsensystem 04 und die positionssensitive Fotodetektoreinheit 06, welche relativ zur technischen Oberfläche 01 bewegt werden. Die positionssensitive Fotodetektoreinheit 06 umfasst in dieser Ausführungsform einen Strahlteiler 21, von welchem das von der Oberfläche 01 reflektierte Streulicht gleichmäßig geteilt und jeweils auf einen Filter 22 gerichtet wird. In Strahlrichtung hinter den beiden Filtern 22 befindet sich jeweils ein nicht positionssensitiver Fotodetektor 23. Die erforderliche Positionsempfindlichkeit der positionssensitiven Fotodetektoreinheit 06 wird durch die beiden Filter 22 realisiert, welche eine sich linear verändernde Lichtdurchlässigkeit aufweisen und daher jeweils einen Graukeil darstellen. Die beiden Filter 22 sind um 180° verdreht zueinander angeordnet. 6 shows a schematic diagram of another preferred embodiment of the measuring arrangement according to the invention. This embodiment again comprises the laser light source 03 , the lens system 04 and the position sensitive photodetector unit 06 , which are relative to the technical surface 01 to be moved. The position-sensitive photodetector unit 06 includes in this embodiment a beam splitter 21 from which the surface 01 reflected stray light evenly divided and each on a filter 22 is directed. In beam direction behind the two filters 22 there is a non-position sensitive photodetector 23 , The required position sensitivity of the position sensitive photodetector unit 06 is through the two filters 22 realized, which have a linearly changing light transmittance and therefore each represent a gray wedge. The two filters 22 are arranged rotated by 180 ° to each other.

7 zeigt die in 6 verwendete Ausführungsform der positionssensitiven Fotodetektoreinheit 06 im Detail. 7 shows the in 6 used embodiment of the position sensitive photodetector unit 06 in detail.

8 zeigt einen der beiden in 6 gezeigten Filter 22 im Detail. Die sich in die x-Richtung linear verändernde Lichtdurchlässigkeit ist durch Punkte verbildlicht. 8th shows one of the two in 6 shown filter 22 in detail. The translucency which changes linearly in the x-direction is illustrated by dots.

9 zeigt den in 4 gezeigten Fotodetektor in einer Ausführung zur Messung einer Varianz der Streuwinkelverteilung. Diese Ausführung wird bevorzugt ergänzend zu der Ausführung zur Messung der mittleren Lage der Streuwinkelverteilung verwendet, wobei die beiden Fotodetektoren beispielsweise hinter einem Strahlteiler (nicht gezeigt) oder übereinander angeordnet sein können. Abweichend von dem in 4 gezeigten Fotodetektor ist die lichtempfindliche Schicht 09 in die x-Richtung nicht homogen ausgebildet. Die Lichtempfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht 09 ist wiederum durch Punkte verbildlicht. Der elektrische Widerstand der lichtempfindlichen Schicht 09 ändert sich in x-Richtung linear, was beispielsweise durch verschiedene Dotierprofile realisierbar ist. Hierdurch ergibt sich in x-Richtung eine Veränderung der Lichtempfindlichkeit gemäß einer quadratischen Funktion. An einem ersten Ende 26 der sich in x-Richtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht 09 ist ein dritter elektrischer Kontakt 27 zum Abgreifen eines dritten Messsignals angeordnet. An einem zweiten Ende 28 der sich in die x-Richtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht 09 ist ein vierter elektrischer Kontakt 29 zum Abgreifen eines vierten Messsignals angeordnet. 9 shows the in 4 shown photodetector in an embodiment for measuring a variance of the scattering angle distribution. This embodiment is preferably used in addition to the embodiment for measuring the average position of the scattering angle distribution, wherein the two photodetectors, for example, behind a beam splitter (not shown) or can be arranged one above the other. Notwithstanding the in 4 The photodetector shown is the photosensitive layer 09 not formed homogeneously in the x-direction. The photosensitivity of the photosensitive layer 09 is again illustrated by dots. The electrical resistance of the photosensitive layer 09 changes linearly in the x-direction, which can be achieved, for example, by means of different doping profiles. This results in a change in the photosensitivity according to a quadratic function in the x direction. At a first end 26 the x-directional photosensitive layer 09 is a third electrical contact 27 arranged for tapping a third measurement signal. At a second end 28 the photosensitive layer extending in the x direction 09 is a fourth electrical contact 29 arranged for tapping a fourth measurement signal.

Die Varianz Ag der Streuwinkelverteilung ergibt sich gemäß nachfolgender Formel, in welcher N für die Anzahl der Einzelwerte steht:

Figure DE102016118262A1_0003
The variance Ag of the scattering angle distribution is given by the following formula, in which N stands for the number of individual values:
Figure DE102016118262A1_0003

Während der Subtrahend dieser Formel dem Quadrat des Schwerpunktes xm entspricht, ist der Minuend aus dem dritten Messsignal und dem vierten Messsignal bestimmbar. While the subtrahend of this formula corresponds to the square of the center of gravity x m , the minuend can be determined from the third measurement signal and the fourth measurement signal.

10 zeigt den in 5 verwendeten Fotodetektor in einer Ausführung zur Messung der Varianz der Streuwinkelverteilung. Diese Ausführung wird bevorzugt ergänzend zu der Ausführung zur Messung der mittleren Lage der Streuwinkelverteilung verwendet, wobei die beiden Fotodetektoren beispielsweise hinter einem Strahlteiler (nicht gezeigt) oder übereinander angeordnet sein können. Bei dieser Ausführung sind eine dritte lichtempfindliche Schicht 31 und eine vierte lichtempfindliche Schicht 32 realisiert, die jeweils kammartig mit Zinken 33 ausgebildet sind. Die Breite der Zinken 33 der dritten lichtempfindlichen Schicht 31 ändert sich in x-Richtung gemäß einer quadratischen Funktion. Die Breite der Zinken 33 der vierten lichtempfindlichen Schicht 32 ändert sich in x-Richtung ebenfalls gemäß einer quadratischen Funktion, jedoch entgegensetzt zu der Breite der Zinken 33 der dritten lichtempfindlichen Schicht 31. Die beiden kammartigen lichtempfindlichen Schichten 31, 32 sind ineinandergreifend angeordnet, sodass sie den Fotodetektor vollständig bedecken. Die beiden lichtempfindlichen Schichten 31, 32 sind im Übrigen homogen und gleich. 10 shows the in 5 used photodetector in an embodiment for measuring the variance of the scattering angle distribution. This embodiment is preferably used in addition to the embodiment for measuring the average position of the scattering angle distribution, wherein the two photodetectors, for example, behind a beam splitter (not shown) or can be arranged one above the other. In this embodiment, a third photosensitive layer 31 and a fourth photosensitive layer 32 realized, each comb-like with tines 33 are formed. The width of the tines 33 the third photosensitive layer 31 changes in the x-direction according to a quadratic function. The width of the tines 33 the fourth photosensitive layer 32 also changes in the x-direction according to a quadratic function, but opposite to the width of the tines 33 the third photosensitive layer 31 , The two comb-like Photosensitive layers 31 . 32 are interdigitated so that they completely cover the photodetector. The two photosensitive layers 31 . 32 are otherwise homogeneous and the same.

11 zeigt den in 4 gezeigten Fotodetektor in einer Ausführung zur zweidimensionalen Messung der Streuwinkelverteilung. Die Streuwinkelverteilung kann in die x-Richtung und in eine zur x-Richtung senkrechte Richtung y gemessen werden. Die homogene lichtempfindliche Schicht 09 des analogen positionssensitiven Fotodetektors erstreckt sich in x-Richtung und in y-Richtung. Die Lichtempfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht 09 ist wiederum durch Punkte verbildlicht. Ergänzend zu der in 4 gezeigten Ausführungsform ist an einem ersten Ende 36 der sich in y-Richtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht 09 ein dritter elektrischer Kontakt 37 zum Abgreifen eines fünften Messsignals angeordnet. An einem zweiten Ende 38 der sich in y-Richtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht 09 ist ein vierter elektrischer Kontakt 39 zum Abgreifen eines sechsten Messsignals angeordnet. Die lichtempfindliche Schicht 09 weist einen hohen homogenen spezifischen Widerstand auf, sodass sich eine linear in x-Richtung und linear in y-Richtung verlaufende Lichtempfindlichkeit ergibt. 11 shows the in 4 shown photodetector in an embodiment for two-dimensional measurement of the scattering angle distribution. The scattering angle distribution can be measured in the x-direction and in a direction y perpendicular to the x-direction. The homogeneous photosensitive layer 09 of the analog position-sensitive photodetector extends in the x-direction and in the y-direction. The photosensitivity of the photosensitive layer 09 is again illustrated by dots. In addition to the in 4 shown embodiment is at a first end 36 the photosensitive layer extending in the y direction 09 a third electrical contact 37 arranged for tapping a fifth measurement signal. At a second end 38 the photosensitive layer extending in the y direction 09 is a fourth electrical contact 39 arranged for picking up a sixth measuring signal. The photosensitive layer 09 has a high homogeneous resistivity, resulting in a photosensitivity extending linearly in the x-direction and linearly in the y-direction.

12 zeigt den in 9 verwendeten Fotodetektor in einer Ausführung zur zweidimensionalen Messung der Varianz der Streuwinkelverteilung. Diese Ausführung wird bevorzugt ergänzend zu der in 11 gezeigten Ausführung zur zweidimensionalen Messung der mittleren Lage der Streuwinkelverteilung verwendet, wobei die beiden Fotodetektoren beispielsweise hinter einem Strahlteiler (nicht gezeigt) oder übereinander angeordnet sein können. Abweichend zu den in 9 und 11 gezeigten Fotodetektoren ist die lichtempfindliche Schicht 09 in x-Richtung und in y-Richtung jeweils nicht homogen ausgebildet. Die Lichtempfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht 09 ist wiederum durch Punkte verbildlicht. Der elektrische Widerstand der lichtempfindlichen Schicht 09 ändert sich jeweils in x-Richtung und in y-Richtung linear. Hierdurch ergibt sich in x-Richtung und in y-Richtung jeweils eine Veränderung der Lichtempfindlichkeit gemäß einer quadratischen Funktion. An einem ersten Ende 41 der sich in die x-Richtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht 09 ist ein fünfter elektrischer Kontakt 42 zum Abgreifen eines siebenten Messsignals angeordnet. An einem zweiten Ende 43 der sich in die x-Richtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht 09 ist ein sechster elektrischer Kontakt 44 zum Abgreifen eines achten Messsignals angeordnet. An einem ersten Ende 46 der sich in die y-Richtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht 09 ist ein siebenter elektrischer Kontakt 47 zum Abgreifen eines neunten Messsignals angeordnet. An einem zweiten Ende 48 der sich in die y-Richtung erstreckenden lichtempfindlichen Schicht 09 ist ein siebenter elektrischer Kontakt 49 zum Abgreifen eines zehnten Messsignals angeordnet. 12 shows the in 9 used photodetector in an embodiment for two-dimensional measurement of the variance of the scattering angle distribution. This embodiment is preferred in addition to the in 11 used embodiment for two-dimensional measurement of the average position of the scattering angle distribution, wherein the two photodetectors, for example, behind a beam splitter (not shown) or can be arranged one above the other. Notwithstanding the in 9 and 11 shown photodetectors is the photosensitive layer 09 in each case not homogeneously formed in the x-direction and in the y-direction. The photosensitivity of the photosensitive layer 09 is again illustrated by dots. The electrical resistance of the photosensitive layer 09 changes in the x-direction and in the y-direction linearly. This results in each case a change in the photosensitivity according to a quadratic function in the x-direction and in the y-direction. At a first end 41 the photosensitive layer extending in the x direction 09 is a fifth electrical contact 42 arranged for picking up a seventh measuring signal. At a second end 43 the photosensitive layer extending in the x direction 09 is a sixth electrical contact 44 arranged for tapping an eighth measurement signal. At a first end 46 the photosensitive layer extending in the y direction 09 is a seventh electrical contact 47 arranged for tapping a ninth measurement signal. At a second end 48 the photosensitive layer extending in the y direction 09 is a seventh electrical contact 49 arranged for tapping a tenth measurement signal.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

0101
technische Oberfläche  technical surface
0202
Gehäuse  casing
0303
Laser-Lichtquelle  Laser light source
0404
Linsensystem  lens system
0505
0606
Fotodetektoreinheit  Photodetector unit
0707
Steuer- und Auswerteelektronik  Control and evaluation electronics
0808
PC  PC
0909
lichtempfindliche Schicht  photosensitive layer
1010
1111
erstes Ende  first end
1212
erster elektrischer Kontakt  first electrical contact
1313
zweites Ende  second end
1414
zweiter elektrischer Kontakt  second electrical contact
1515
1616
erste lichtempfindliche Schicht  first photosensitive layer
1717
zweite lichtempfindliche Schicht  second photosensitive layer
1818
Zinken  prong
1919
2020
2121
Strahlteiler  beamsplitter
2222
Filter  filter
2323
Fotodetektor  photodetector
2424
2525
2626
erstes Ende  first end
2727
dritter elektrischer Kontakt  third electrical contact
2828
zweites Ende  second end
2929
vierter elektrischer Kontakt  fourth electrical contact
3030
3131
dritte lichtempfindliche Schicht  third photosensitive layer
3232
vierte lichtempfindliche Schicht  fourth photosensitive layer
3333
Zinken  prong
3434
3535
3636
erstes Ende  first end
3737
dritter elektrischer Kontakt  third electrical contact
3838
zweites Ende  second end
3939
vierter elektrischer Kontakt  fourth electrical contact
4040
4141
erstes Ende  first end
4242
fünfter elektrischer Kontakt  fifth electrical contact
4343
zweites Ende  second end
4444
sechster elektrischer Kontakt  sixth electrical contact
4545
4646
erstes Ende  first end
4747
siebenter elektrischer Kontakt  seventh electrical contact
4848
zweites Ende  second end
4949
achter elektrischer Kontakt  eighth electrical contact

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • VDA 2009: 2010-07 [0002] VDA 2009: 2010-07 [0002]

Claims (10)

Messanordnung zum Bestimmen einer Topografie einer Oberfläche (01), umfassend: – eine Lichtquelle (03) zum Aussenden eines Lichtstrahles auf die Oberfläche (01); – eine mit der Lichtquelle (03) mechanisch verbundene positionssensitive Fotodetektoreinheit (06) zum Wandeln des von der Oberfläche (01) auf einen sich in einer ersten Messrichtung (x) erstreckenden Messabschnitt der Fotodetektoreinheit (06) reflektierten Lichtes in mindestens ein erstes Messsignal und ein zweites Messsignal, deren Summe das auf den Messabschnitt reflektierte Licht repräsentiert, wobei das erste Messsignal abhängig von der Position in der ersten Messrichtung (x) des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes ist; und – eine Auswerteeinheit (07), die zu einer laufenden Bestimmung einer mittleren Lage (xM) einer Streuwinkelverteilung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes durch Bildung eines Verhältnisses des ersten Messsignals zu der Summe aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal konfiguriert ist. Measuring arrangement for determining a topography of a surface ( 01 ), comprising: - a light source ( 03 ) for emitting a light beam to the surface ( 01 ); - one with the light source ( 03 ) mechanically connected position sensitive photodetector unit ( 06 ) for converting from the surface ( 01 ) on a measuring section of the photodetector unit () extending in a first measuring direction (x) ( 06 ) reflected light into at least a first measurement signal and a second measurement signal, the sum of which represents the light reflected on the measuring section, the first measuring signal is dependent on the position in the first measuring direction (x) of the light reflected on the measuring section; and - an evaluation unit ( 07 ) configured to continuously determine a center position (x M ) of a scattering angle distribution of the light reflected on the measurement section by forming a ratio of the first measurement signal to the sum of the first measurement signal and the second measurement signal. Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die positionssensitive Fotodetektoreinheit (06) durch einen Fotodetektor gebildet ist, der eine sich entlang des Messabschnittes erstreckende lichtempfindliche Schicht (09) aufweist, wobei an einem ersten Ende (11) der sich in die erste Messrichtung (x) erstreckenden lichtempfindlichen Schicht (09) ein erster elektrischer Kontakt (12) zum Abgreifen des ersten Messsignals und an einem zweiten Ende (13) der sich in die erste Messrichtung (x) erstreckenden lichtempfindlichen Schicht (09) ein zweiter elektrischer (14) Kontakt zum Abgreifen des zweiten Messsignals angeordnet ist. Measuring arrangement according to Claim 1, characterized in that the position-sensitive photodetector unit ( 06 ) is formed by a photodetector, which has a photosensitive layer extending along the measuring section (FIG. 09 ), wherein at a first end ( 11 ) of the light-sensitive layer extending in the first measuring direction (x) ( 09 ) a first electrical contact ( 12 ) for tapping the first measurement signal and at a second end ( 13 ) of the light-sensitive layer extending in the first measuring direction (x) ( 09 ) a second electrical ( 14 ) Contact for picking up the second measuring signal is arranged. Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die positionssensitive Fotodetektoreinheit (06) durch einen Fotodetektor gebildet ist, der eine erste sich entlang des Messabschnittes erstreckende lichtempfindliche Schicht (16) und eine zweite sich entlang des Messabschnittes erstreckende lichtempfindliche Schicht (17) aufweist, wobei die erste lichtempfindliche Schicht (16) und die zweite lichtempfindliche Schicht (17) jeweils eine Empfindlichkeit für das auf den Messabschnitt reflektierte Licht besitzen, wobei sich die Empfindlichkeit der ersten lichtempfindlichen Schicht (16) und die Empfindlichkeit der zweiten lichtempfindlichen Schicht (17) in die erste Messrichtung (x) ausgehend von einem ersten Ende (11) zu einem zweiten Ende (13) des Messabschnittes entgegengesetzt zueinander verändern, wobei die erste lichtempfindliche Schicht (16) und die zweite lichtempfindliche Schicht (17) jeweils kammartig mit keilförmigen Zinken (18) ausgebildet sind, wobei die erste lichtempfindliche Schicht (16) und die zweite lichtempfindliche Schicht (17) ineinandergreifend angeordnet sind, und wobei die erste lichtempfindliche Schicht (16) einen ersten elektrischen Kontakt (12) zum Abgreifen des ersten Messsignals und die zweite lichtempfindliche Schicht (17) einen zweiten elektrischen Kontakt (14) zum Abgreifen des zweiten Messsignals aufweist. Measuring arrangement according to Claim 1, characterized in that the position-sensitive photodetector unit ( 06 ) is formed by a photodetector, which has a first photosensitive layer extending along the measuring section (FIG. 16 ) and a second photosensitive layer extending along the measuring section ( 17 ), wherein the first photosensitive layer ( 16 ) and the second photosensitive layer ( 17 ) each have a sensitivity to the light reflected on the measuring section, the sensitivity of the first photosensitive layer ( 16 ) and the sensitivity of the second photosensitive layer ( 17 ) in the first measuring direction (x) starting from a first end ( 11 ) to a second end ( 13 ) of the measuring section opposite to each other, wherein the first photosensitive layer ( 16 ) and the second photosensitive layer ( 17 ) in each case like a comb with wedge-shaped prongs ( 18 ), wherein the first photosensitive layer ( 16 ) and the second photosensitive layer ( 17 ) are arranged intermeshingly, and wherein the first photosensitive layer ( 16 ) a first electrical contact ( 12 ) for picking up the first measuring signal and the second photosensitive layer ( 17 ) a second electrical contact ( 14 ) for picking up the second measurement signal. Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die positionssensitive Fotodetektoreinheit (06) einen Strahlteiler (21) umfasst, hinter welchem ein erster positionsabhängiger Filter (22) und ein zweiter positionsabhängiger Filter (22) angeordnet sind, wobei hinter dem ersten positionsabhängigen Filter (22) ein erster Fotodetektor (23) zum Wandeln des von der Oberfläche (01) auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes in das erste Messsignal angeordnet ist, wobei hinter dem zweiten positionsabhängigen Filter (22) ein zweiter Fotodetektor (23) zum Wandeln des von der Oberfläche (01) auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes in das zweite Messsignal angeordnet ist, und wobei der erste positionsabhängige Filter (22) und der zweite positionsabhängige Filter (22) jeweils eine sich entlang des Messabschnittes in die erste Messrichtung (x) linear verändernde Lichtdurchlässigkeit besitzen. Measuring arrangement according to Claim 1, characterized in that the position-sensitive photodetector unit ( 06 ) a beam splitter ( 21 ), behind which a first position-dependent filter ( 22 ) and a second position-dependent filter ( 22 ) are arranged behind the first position-dependent filter ( 22 ) a first photodetector ( 23 ) for converting from the surface ( 01 ) is arranged on the measuring section of reflected light in the first measuring signal, wherein behind the second position-dependent filter ( 22 ) a second photodetector ( 23 ) for converting from the surface ( 01 ) is arranged on the measuring section of reflected light in the second measuring signal, and wherein the first position-dependent filter ( 22 ) and the second position-dependent filter ( 22 ) each have a light transmittance which varies linearly along the measuring section in the first measuring direction (x). Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die positionssensitive Fotodetektoreinheit (06) weiterhin zum Wandeln des von der Oberfläche (01) auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes in ein drittes Messsignal und ein viertes Messsignal ausgebildet ist, deren Summe das auf den Messabschnitt reflektierte Licht repräsentiert, wobei das dritte Messsignal quadratisch abhängig von der Position in der ersten Messrichtung (x) des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes ist, und wobei die Auswerteeinheit (07) weiterhin zu einer laufenden Bestimmung einer Varianz der Streuwinkelverteilung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes durch eine ergänzende Bildung eines Verhältnisses des dritten Messsignals zur Summe aus dem dritten Messsignal und dem vierten Messsignal konfiguriert ist. Measuring arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the position-sensitive photodetector unit ( 06 ) continue to convert from the surface ( 01 is formed on the measuring section of reflected light in a third measuring signal and a fourth measuring signal whose sum represents the light reflected on the measuring section, the third measuring signal is quadratically dependent on the position in the first measuring direction (x) of the light reflected on the measuring section , and wherein the evaluation unit ( 07 ) is further configured to continuously determine a variance of the scattering angle distribution of the light reflected on the measuring section by a complementary formation of a ratio of the third measuring signal to the sum of the third measuring signal and the fourth measuring signal. Messanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die positionssensitive Fotodetektoreinheit (06) einen zweiten Fotodetektor umfasst, der eine sich entlang des Messabschnittes in die erste Messrichtung (x) erstreckende lichtempfindliche Schicht (09) mit einem von der Position in der ersten Messrichtung (x) abhängigen Widerstand aufweist, wobei an einem ersten Ende (26) der sich in die erste Messrichtung (x) erstreckenden lichtempfindlichen Schicht (09) ein dritter elektrischer Kontakt (27) zum Abgreifen des dritten Messsignals und an einem zweiten Ende (28) der sich in die erste Messrichtung (x) erstreckenden lichtempfindlichen Schicht (09) ein vierter elektrischer Kontakt (29) zum Abgreifen des vierten Messsignals angeordnet ist. Measuring arrangement according to claim 5, characterized in that the position-sensitive photodetector unit ( 06 ) comprises a second photodetector, which comprises a light-sensitive layer (11) extending along the measuring section in the first measuring direction (x). 09 ) having a resistance dependent on the position in the first measuring direction (x), wherein at a first end ( 26 ) of the light-sensitive layer extending in the first measuring direction (x) ( 09 ) a third electrical contact ( 27 ) for picking up the third measuring signal and at a second end ( 28 ) of the light-sensitive layer extending in the first measuring direction (x) ( 09 ) a fourth electrical contact ( 29 ) is arranged for tapping the fourth measurement signal. Messanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die positionssensitive Fotodetektoreinheit (06) einen zweiten Fotodetektor umfasst, der eine dritte sich entlang des Messabschnittes in die erste Messrichtung (x) erstreckende lichtempfindliche Schicht (31) und eine vierte sich entlang des Messabschnittes in die erste Messrichtung (x) erstreckende lichtempfindliche Schicht (32) aufweist, wobei die lichtempfindlichen Schichten (31, 32) jeweils eine Empfindlichkeit für das auf den Messabschnitt reflektierte Licht besitzen, wobei sich die Empfindlichkeiten in die erste Messrichtung (x) ausgehend von einem ersten Ende (26) zu einem zweiten Ende (28) des Messabschnittes entgegengesetzt zueinander verändern, wobei die dritte lichtempfindliche Schicht (31) und die vierte lichtempfindliche Schicht (32) jeweils kammartig mit Zinken (33) ausgebildet sind, deren Breite sich in die erste Messrichtung (x) gemäß einer quadratischen Funktion ändert, wobei die dritte kammartige lichtempfindliche Schicht (31) und die vierte kammartige lichtempfindliche Schicht (32) ineinandergreifend angeordnet sind, und wobei die dritte lichtempfindliche Schicht (31) einen dritten elektrischen Kontakt (27) zum Abgreifen des dritten Messsignals und die vierte lichtempfindliche Schicht einen vierten elektrischen Kontakt (29) zum Abgreifen des vierten Messsignals aufweist. Measuring arrangement according to claim 5, characterized in that the position-sensitive photodetector unit ( 06 ) comprises a second photodetector which has a third photosensitive layer (11) extending along the measuring section in the first measuring direction (x). 31 ) and a fourth photosensitive layer extending along the measuring section in the first measuring direction (x) ( 32 ), wherein the photosensitive layers ( 31 . 32 ) each have a sensitivity to the light reflected on the measuring section, the sensitivities in the first measuring direction (x) starting from a first end ( 26 ) to a second end ( 28 ) of the measuring section opposite to each other, wherein the third photosensitive layer ( 31 ) and the fourth photosensitive layer ( 32 ) in each case like a comb with prongs ( 33 ) whose width changes in the first measuring direction (x) according to a quadratic function, the third comb-like photosensitive layer (12) 31 ) and the fourth comb-like photosensitive layer ( 32 ) are arranged intermeshingly, and wherein the third photosensitive layer ( 31 ) a third electrical contact ( 27 ) for picking up the third measuring signal and the fourth photosensitive layer a fourth electrical contact ( 29 ) for picking up the fourth measurement signal. Messanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die positionssensitive Fotodetektoreinheit (06) zwei weitere positionsabhängige Filter (22) und zwei weitere Fotodetektoren (23) umfasst, an welchen das dritte Messsignal und das vierte Messsignal abgreifbar sind, wobei die zwei weiteren positionsabhängigen Filter (22) jeweils eine sich entlang des Messabschnittes in die erste Messrichtung (x) gemäß einer quadratischen Funktion verändernde Lichtdurchlässigkeit besitzen. Measuring arrangement according to claim 5, characterized in that the position-sensitive photodetector unit ( 06 ) two further position-dependent filters ( 22 ) and two other photodetectors ( 23 ), at which the third measuring signal and the fourth measuring signal can be tapped, the two further position-dependent filters ( 22 ) each have a light transmittance varying along the measuring section in the first measuring direction (x) according to a quadratic function. Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die positionssensitive Fotodetektoreinheit (06) weiterhin zum Wandeln des von der Oberfläche (01) auf den sich in die erste Messrichtung (x) und in eine zweite zur ersten Messrichtung (x) senkrechte Messrichtung (y) erstreckenden Messabschnitt reflektierten Lichtes in ein fünftes Messsignal und ein sechstes Messsignal ausgebildet ist, deren Summe das auf den Messabschnitt reflektierte Licht repräsentiert, wobei das fünfte Messsignal abhängig von der Position in die zweite Messrichtung (y) des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes ist. Measuring arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the position-sensitive photodetector unit ( 06 ) continue to convert from the surface ( 01 ) is formed on the in the first measuring direction (x) and in a second to the first measuring direction (x) perpendicular measuring direction (y) extending measuring portion reflected light into a fifth measurement signal and a sixth measurement signal whose sum represents the light reflected on the measuring section , wherein the fifth measuring signal is dependent on the position in the second measuring direction (y) of the light reflected on the measuring section. Verfahren zum Bestimmen einer Topografie einer Oberfläche (01), folgende Schritte umfassend: – Bewegen eines auf die Oberfläche (01) gerichteten Lichtstrahles über die Oberfläche (01); – Wandeln des von der Oberfläche auf einen sich in eine erste Messrichtung (x) erstreckenden Messabschnitt reflektierten Lichtes in mindestens ein erstes Messsignal und ein zweites Messsignal, deren Summe das auf den Messabschnitt reflektierte Licht repräsentiert, wobei das erste Messsignal abhängig von der Position in der ersten Messrichtung (x) des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes ist; und – laufendes Bestimmen einer mittleren Lage (xM) einer Streuwinkelverteilung des auf den Messabschnitt reflektierten Lichtes durch Bildung eines Verhältnisses des ersten Messsignals zur Summe aus dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal. Method for determining a topography of a surface ( 01 ), comprising the following steps: moving one to the surface ( 01 ) directed light beam across the surface ( 01 ); Converting the light reflected from the surface onto a measuring section extending in a first measuring direction (x) into at least one first measuring signal and a second measuring signal whose sum represents the light reflected onto the measuring section, wherein the first measuring signal depends on the position in the first measuring direction (x) of the light reflected on the measuring section; and - continuously determining a mean position (x M ) of a scattering angle distribution of the light reflected on the measuring section by forming a ratio of the first measuring signal to the sum of the first measuring signal and the second measuring signal.
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