本発明は、測定物の表面形状を測定するための測定装置（１０）と対応する測定方法に関する。測定時に、測定用のスライド（１５）が移動方向（ｘ）に直線的、かつ測定物表面からある距離を保って移動し、スライドに配置されたプローブチップ（２５）が測定用スライド（１５）の動きで加速されないようにする。プローブチップ（２５）の自由端（４０）がある測定力（Ｆ_ｍ）で測定物表面（１１）上に載り、測定時に移動方（ｘ）と交叉する測定方向（ｚ）に変位して、表面形状に応じたプローブ端（４０）の経路依存の変位（ｚ_Ｔ）が生じる。測定用センサ（４５）が、プローブ端（４０）の測定方向（ｚ）への変位を示す変位変数（ｓ）を検出する。解析ユニット（２１）において、変位変数（ｓ）に依存する測定力変更変数が生成され、この測定力変更変数はプローブ端（４０）と測定物表面（１１）との間の測定力（Ｆ_ｍ）の変更を記述する。測定力変更変数に基づいて、測定エラーや測定の不確かさを検出することが可能である。
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光学画像記録系を有し、測定対象と上記光学画像記録系の間で相対移動するようになった測定系において、上記画像記録系（３）の焦点（Ｆ）は走査方向に揺動するように設けられ、走査動作での焦点の揺れ動作の重なりによって、焦点（Ｆ）が測定対象（２）の表面にとどまるか対応してカメラチップ（７）に投影された画像がカメラチップ上に止まる画像記録インターバルを生成する。これは好ましくは、測定対象と画像記録系の間の安定し加速しない相対移動の間に起こる。画像エッジのぶれは、比較的長い露出時間とごく並みの照射強度にもかかわらず防がれる。
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高さ測定装置（１）は、垂直に移動可能な測定スライド（４）が、手動でも、クラッチ装置（１５）を介した駆動モータ（１４）を使用しても移動させることができるように取り付けられる測定コラム（３）を有する。測定スライド（４）は、駆動モータ（１４）とクラッチ装置（１５）とによって発生される一定の測定力を加工品の測定点に与える測定ヘッド（８）を有する。測定システム（１９）は、測定ヘッド（８）の高さ座標を記録し、さらなる処理および評価のために、この高さ座標を制御装置（２１）に送信する。制御装置（２１）は、測定順序を自動化するための決定論理（３３）を有する。上記決定論理は、ユーザが手動で行う特定の方向への測定ヘッド（８）の位置決めを自動的に検出し、次に、加工品を走査するために駆動モータ（１４）を適切に駆動し、そして測定システム（１９）からの信号を用いて、それぞれの測定に関連する一つまたは複数の測定値を決定する。オペレータが、所望の測定機能を独立して開始するために面でまたは孔でまたは軸で一方向にまたは逆方向に測定しようとすることを完全に自動的に検出するように、制御装置（２１）を設定し得る。
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本発明に従う装置は、基本的に２つの異なる測定モードで作動可能な対物レンズ（８）を有する。第１干渉モードでは、測定対象物（９）は干渉光学的に測定される。第２イメージングモードでは、イメージ処理ルーチンに供される光学イメージが作られる。２つの操作モード間の切り換えは、装置の光路の異なる位置に連結する照明装置を切り換えることで行われる。カメラから見て、一方はビーム分割器の前にあり、他方は参照光路を光路に結合するビーム分割器の後ろにある。
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本方法に係る測定方法において、対象物表面の３D形状検出が標本間隔以下での標本化（標本定理に反して）によって成し遂げられ、その間、干渉計（５）に重ね合わされた二つの光束（リファレンス光束（１６）及び測定光束（１５））のうちの少なくとも一つが、二つの構成要素Ｓ及びＰに分割され、それを基に異なる干渉画像（Ｓ干渉画像及びＰ干渉画像）が二つのカメラ（９、１０）上に作られる。上記構成要素は、好ましくは互いに１８０°位相偏移される。差分画像が、カメラの二つの干渉画像から作られる。短いコヒーレント光を用いる場合、差分画像のピクセルは、リファレンス光路と測定光路との差がコヒーレンス長よりも短いＺ範囲においてのみ、ゼロとは異なる輝度を有する。Ｚ−座標の関数として、差分画像のビューピクセルが、著しく波動する輝度曲線を示し、包絡曲線又は標準偏差も、ガウス型ベル曲線に従う。曲線極大は、差分画像のビューピクセルが関連する表面点に対してｚ−測定値を設定する。本方法は安定で速く且つ精確である。
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本発明にしたがう粗度走査装置（１）は、プレート（２０）の上に配置される、大きな面積の少なくとも一つの開口（２７及び／又は２８）を有するスキッド（１９）を有し、当該開口は、実際のスキッドを形成し、且つ、可能な限り直接にプレート（２０）に隣接する。走査針（６）は、いかなる毛細管効果をも許さない大きな距離で中間空間（２６）の壁を通って延在する。前記走査針は、プレート（２０）に設けられた開口の壁だけで狭い環状間隙を規定する。この環状間隙に入った液体は、それら液体が中間領域（２６）に達するとすぐに前記環状間隙から外へ自由に流れ出る。液体は、粗度走査装置（１）の内部に流入されない。
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本発明のマイクロメータねじゲージは分割された測定スピンドルを備えて構成される。測定ねじを代表する前記ゲージの前部分は、ガイド要素においてトルク耐性のある方法で固定される。ねじ付きスピンドルとして設計された後部分は、同じ直径を有する。そうすることにおいて、それは、軸方向に堅くではあるが、回転可能な方法で、測定ねじに継がれる。この測定スピンドルは、マイクロメータねじゲージの、従来の、堅い、連続する測定スピンドルに置き換え得、及び、そうすることにおいて、（本質的な設計変更なしで）回転不可能な測定スピンドルを備えて構成されるマイクロメータねじゲージという結果になる。
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加工物の形状、輪郭および／または粗さを測定するための測定装置（１）は、大きな開口数を有する非接触光プローブに基づいている。プローブは、少なくとも２つの光受容体が関連付けられる少なくとも２つの異なる焦点を有する。２つの光受容体は、加工物表面がプローブの測定範囲内に維持されるように、光プローブを追跡するための位置決め装置（１３）を制御するための差分信号を生成する。差分信号は、センサ器具（３）の位置の高速かつ正確な追跡をもたらすことが分かっている。
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本発明による装置は、少なくとも２つの異なる測定モードで動作することができる対物レンズを備える。第１の干渉モードにおいて、測定対象物は、干渉光学測定法によって測定される。第２の画像化測定モードにおいて、光学画像が、たとえばカメラのような検出器アレイで生成され、画像処理ルーチンを施されてもよい。２つの測定モード間の切換えは、対物レンズの照明の種類と、干渉計の参照ビーム経路に配置されることが好ましく、用いられる光のスペクトル組成に応じて参照ビーム経路を動作状態または非動作状態にする素子と、によって行われる。このようにして、２つの測定モード間の簡単かつ迅速な切換えは、対物レンズの交換を必要とすることなく、または対物レンズの移動も必要とすることなく行われる。切換えの迅速さに加えて、干渉分光法によって生じた測定データと画像処理によって生じた測定データとの間の良好な相関が達成される。干渉分光法および画像処理によって生じた測定データは、全く同一の基準座標系で得られる。
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本発明に従う測定ヘッド（４）は、好ましくは回折レンズであるゾーンレンズ（２６）と半球レンズ（２３）又はＧＲＩＮレンズ（３３）の組み合わせを有する。これは、高い開口数を有する非常に細い測定ヘッド（４）になる小型化の可能なコンセプトを表し、従って、ベストな解像能力をもたらす。このような測定ヘッドは、測定ヘッドの測定すべき表面への指向に関する角度誤差又は測定ヘッドの光軸に対する面の斜めの位置決めに対して反応しない。
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