[发明专利]用于无接触测量距一表面的距离或两个表面之间的距离的方法和设备

权利要求书

1.一种用于无接触地测量距一表面(19)的距离或两个表面之间的距离的测量设备，其具有

测量光源(11)，所述测量光源设计用于产生多色测量光(12)，

光学测量头(16)，所述光学测量头设计用于将由所述测量光源(11)产生的测量光(12)定向到测量物体(18)上且接收由所述测量物体(18)反射的测量光(12')，

摄谱仪(20)，所述摄谱仪设计用于对由所述测量物体(18)反射的且由所述光学测量头(16)接收的测量光(12')进行光谱分析，其中所述摄谱仪(20)具有色散光学元件(22)和检测器(24)，所述检测器具有多个光敏单元(26)，

评估装置(28)，所述评估装置设计用于根据所述光敏单元(26)中的至少一部分的测量信号计算距离值，

其特征在于，

所述测量设备(10)具有校准光源(30)，所述校准光源具有宽带光源(46)和反射面的布置，所述反射面的布置通过产生干涉对所述校准光的强度进行光谱调制，所述校准光源(30)设计用于产生校准光(32)，所述校准光具有已知的时间稳定的且与温度不相关的光谱成分，所述校准光(32)能够穿过所述色散光学元件(22)定向到所述检测器(24)上，而没有事先在通向所述测量物体(18)的光路中反射，并且

此外所述评估装置(28)设计用于根据所述检测器(24)的至少一些所述光敏单元(26)上的所述校准光(32)产生的光谱的变化推导出校正值，借助所述校正值修改一方面所述光敏单元(26)中的至少一部分和另一方面波长或根据波长推导的变量之间的预设的关联。

2.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于，所述评估装置(28)设计用于根据强度图案的位置的变化推导出校正值，通过所述校准光(32)在所述检测器(24)的所述光敏单元(26)中的至少一部分上产生所述强度图案。

3.根据权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于，所述校准光(32)和所述测量光(12)具有不重叠的光谱。

4.根据权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于，所述校准光(32)和所述测量光(12)具有重叠的光谱，但是所述校准光(32)不能够与所述测量光(12)同时定向到所述检测器(24)上。

5.根据权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于，所述校准光(32)和所述测量光(12)具有至少部分重叠的光谱，并且所述校准光(32)能够穿过所述色散光学元件(22)定向到所述检测器(24)上，使得具有一定波长的校准光(32)射到光敏单元上，具有相同的波长的反射光(12’)不能够射到所述光敏单元上。

6.根据权利要求5所述的测量设备，其特征在于，所述校准光(32)从与所述反射的测量光(12’)不同的方向射到所述色散光学元件(22)上，并且所述光敏单元(26)包括第一单元(26-1)和第二单元(26-2)，仅所述校准光(32)能够射到所述第一单元上并且所述第一单元沿着第一行(86)设置，仅所述反射的测量光(12’)能够射到所述第二单元上并且所述第二单元沿着第二行(88)设置，所述第二行平行于所述第一行(86)伸展。

7.根据权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于，所述校准光源(30)具有通过产生干涉来对所述校准光的强度进行光谱调制的平面平行的板(58)或将由所述测量光源(11)产生的测量光(12)的一部分分路的分束器(40')和单色仪(50)。

8.根据权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于两个校准光源，所述校准光源设计用于产生具有不同光谱成分的校准光，其中在由所述两个校准光源(30)产生的校准光(32a、32b)能够同时穿过所述色散光学元件(22)定向到所述检测器(24)上，而没有事先在通向所述测量物体(18)的光路中反射。

9.根据权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于，所述色散光学元件是衍射光栅，并且将所述校准光(32)的光谱选择成，使得能够由检测器(24)检测所述校准光的两个不同的衍射级。

10.一种用于无接触地测量距一表面(19)的距离或两个表面之间的距离的方法，其具有如下步骤：

a)产生多色测量光(12)；

b)借助于光学测量头(16)将所述测量光(12)定向到测量物体(18)上并且由所述光学测量头(16)接收由所述测量物体(18)反射的测量光(12’)；

c)在摄谱仪(20)中对由所述测量物体(18)反射的且由所述光学测量头(16)接收的测量光(12')进行光谱分析，所述摄谱仪具有色散光学元件(22)和检测器(24)，所述检测器具有多个光敏单元(26)；

d)根据所述光敏单元(26)中的至少一部分的测量信号计算距离值，其中使用一方面所述光敏单元中的至少一部分和另一方面波长或根据波长推导的变量之间的预设的关联；

e)由校准光源(30)产生校准光(32)，所述校准光具有已知的时间稳定的且与温度不相关的光谱成分，其中所述校准光源(30)具有宽带光源(46)和反射面的布置，所述反射面的布置通过产生干涉对所述校准光的强度进行光谱调制；

f)所述校准光(32)能够穿过所述色散光学元件(22)定向到所述检测器(24)上，而所述校准光(32)没有事先在通向所述测量物体(18)的光路中反射；

g)根据所述检测器(24)的至少一些所述光敏单元(26)上的所述校准光(32)产生的光谱的变化推导出校正值；

h)借助于所述校准值修改所述预设的关联；

i)至少重复步骤a)至d)，其中在步骤d)中使用在步骤h)中修改的关联。