197627. lajstromszámú szabadalom • Berendezés szilárd felületű minták profil magasságának mérésére
foltot hoz létre. Ha a 40 minta felületét Ax távolsággal elmozdítjuk a 40 minta felületéből, akkor a 24 a képfelvevő felületén a foltnak a területe az elmozdulással arányosan megváltozik. A 15 nyaktól távolodva csökken, míg ellenkező irányban, tehát közeledve a leképező 23 elemhez növekszik a 24 képfelvevő felületén megjelenő folt területe. Addig, amíg az elmozdítás mértéke a fúkusztávolsághoz képest kicsi, az összefüggés lineáris, vagyis a folt felületének változása arányos az elmozdítás mértékével. Ha a 40 mintát nagyon kimozdítjuk a 15 nyakból, a linéarités megszűnik. Azt mondhatjuk, hogy a lineáris összefüggés közel a leképező 23 elem mélységélességének tartományában igaz. Ezen belül lineáris az összefüggés. Tehát, ha a 40 mintát a 15 nyakból kimozdítjuk, vagyis Ax távolsággal az f fókusztávolságtól távolabb helyezzük el, amint ez az ábrából leolvasható, a fényfolt a 40 minta nagyobb felületét takarja. A tükröző felületű 40 minta ezt a nagyobb fényfolt visszatükrözi a leképező 23 elem felületére. Vagyis a tükrözésből adódóan úgy néz ki, mintha a visszavert fénynyaláb a 40 minta mögötti Ax távolságban megjelenő nyakból indulna ki. A leképező 23 elem után a 17 fénynyaláb összeszűkül és a 22 nyalábosztó ezt az összeszűkült két 18 vonallal határolt nyalábot reflektálja a 24 képfelvevő felületére. Ezen összeszűkült 18 nyalábnak a 22 nyalábosztótól távolabb lesz egy nyakrésze, ahol a nyaláb átmérője a legkisebb. A 24 képfelvevőt a 22 nyalábosztó és az említett nyak közötti 19 síkban kell elhelyezni. A 24 képfelvevő felületén megjelenő fényfolt felületváltozásának nagysága lineáris összefüggés esetén az alábbi képlettel számítható jó közelítéssel: AF = 4 F0 Ax ahol AF = a képfelvevő felületén mérhető folt változása, f = a leképező elem fókusztávolsága, 1 = a megtett út a leképező elemtől a képfelvevőig. Ax = a minta távolsága a leképező elem után létrejövő legkisebb nyalábátmérőtől (nyakátmérőtől) Megjegyezzük, hogy az 1. ábra nem méretarányos, a Ax távolság a jobb szemléltetés kedvéért fel van nagyítva. F0 = a koherens fényforrásra jellemző kilépő nyakfelület. A 40 minta felületén minél kisebb felületelemeket akarunk vizsgálni, a koherens 21 fényforrás fényét annál kisebb felületre kell az optikai leképező 22 elemmel lefókuszálni. A 2. ábra a találmány szerinti berendezés egy példakénti kiviteli alakját szemlélteti. Mint a leírás bevezetésében említettük, a találmány szerinti berendezést az különbözteti meg a hasonló jellegű ismert berendezé5 4 sektől, hogy a berendezés fényforrása koherens 21 fényforrás, pl. egy félvezető lézer, a detektor 24 képfelvevő, az adatfeldolgozó pedig 50 képfeldolgozó, továbbá a berendezésnek 20 mérőfeje van. A 20 mérőfej, vagy a 30 mérőasztal egy tetszőleges 31 referenciafelületen, pl. egy referenciasíkon két irányban, vagy a 20 mérőfej és a 30 mérőasztal egy-egy irányban mozgatószerv segítségével mozgatható. A 20 mérőfej a koherens 21 fényforrásból, valamint a koherens 21 fényforrás és a mérendő szilárd felületű 40 minta között elhelyezett 22 nyalábosztóból, és az optikai 23 elemből, továbbá a 24 képfelvevőből áll. A 24 képfelvevő a mérendő 40 mintáról a 22 nyalábosztóra visszaszórt vagy reflektált és a 22 nyalábosztóról reflektált fénynyaláb irányában van. A 24 képfelvevő b kimenetére az 50 képfeldolgozó csatlakozik. A 24 képfelvevő pl. képfelvevőcső vagy előnyösen félvezető mátrix detektor. A 3. ábra szerinti kiviteli alak abban különbözik a 2. ábra szerinti kiviteli alaktól, hogy a koherens 21 fényforrás fénynyalábjában a fénynyaláb irányára szögben célszerűen 45°-os szögben elhelyezett 25 tükör van. A 2. és a 3. ábra szerinti berendezés működése azonos az 1. ábra kapcsán ismertetett működéssel, azzal a különbséggel, hogy a vizsgálandó szilárd felületű 40 minta egy 30 mérőasztalra van felfogva. Tegyük fel, hogy a 30 mérőasztal 29 körmozgást, a 20 mérőfej pedig a 30 mérőasztalhoz képest sugárirányú 28 mozgást végez. A 29 körmozgás és a sugárirányú 28 mozgás következtében a 20 mérőfej a mérendő 40 minta felületét egy spirálvonal mentén letapogatja. A 24 képfelvevő érzékeli, hogy a 40 minta egyes felületelemei egy etalonmintához képest közelebb vagy távolabb vannak-e a 20 mérőfej érzékelő 26 végétől. Azt, hogy a mérendő 40 minta felületelemei közelebb vagy távolabb vannak, a 24 képfelvevő felületén megjelenő fényfolt felületének növekedése vagy csökkenése mutatja. Az 50 képfeldolgozó, mely a 24 képfelvevő b kimenetére csatlakozik, minden egyes felületelemhez hozzárendel egy digitális számot, amely arányos a 24 képfelvevő felületén megjelenő fényfolt felületével. Ha feltételezzük, hogy a letapogatás a 40 minta széléről indult el és a 40 minta közepén fejeződött be, akkor a vizsgált 40 minta méréseredményei alapján meghatározható, hogy a minta egyes felületelemeinek eltérései — szintkülönbségei — egy előre meghatározott tűréshatáron belül vannak, tehát a 40 minta megfelel-e a követelményeknek, vagy azon túl vannak, tehát hibás, így nem felel meg a követelményeknek. A 4. ábra a síkban mozgatható 30 mérőasztal néhány példakénti kiviteli alakját szemlélteti. A 30 mérőasztal sugárirányú 32 nyílással ellátott köralakú 32 referenciafelületből, mérőfejmozgató mechanizmusból, 33 tartókarimából, futóműből és a 30 mérőasztalt forgató szerkezetből áll. A háromrészes alsó, középső 6 197627 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
