DE102007030814B4

DE102007030814B4 - Optical detection method by means of multi-beam interference

Info

Publication number: DE102007030814B4
Application number: DE200710030814
Authority: DE
Inventors: Aiko Ruprecht
Original assignee: Universitaet Stuttgart
Current assignee: Universitaet Stuttgart
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2010-02-11
Anticipated expiration: 2027-07-04
Also published as: DE102007030814A1

Abstract

Tiefendiskriminierendes optisches Verfahren nach dem konfokalen Detektionsprinzip, bei dem Licht mindestens einer Wellenlänge aus einer oder mehreren bevorzugten Messebenen am Ort mindestens eines Vielstrahlinterferenz erzeugenden, das Licht nicht verstärkenden Elementes (1) im Stahlengang eines tiefendiskriminierenden optischen Aufbaus nach dem konfokalen Detektionsprinzip in besagtem Element (1) oder Elementen (1) eine konstruktive oder destruktive Interferenz erzeugt, deren Intensität von mindestens einem Detektor (11, 15) registriert wird und das besagte Vielstrahlinterferenz erzeugende Element (1) im Fall von Licht mindestens einer Wellenlänge aus dem oder den Messebenen eine bessere Transmission oder Reflektion aufweist als im Fall von davon mindestens geringfügig abweichenden Ebenen, und damit die Funktion der Detektionsblende in einem Sensor nach dem konfokalen Detektionsprinzip ersetzt.Deep discriminating optical method according to the confocal detection principle, in which light of at least one wavelength from one or more preferred measurement planes at the location of at least one multi-beam interference generating, light non-amplifying element (1) in the steel passage of a deeply discriminating optical structure according to the confocal detection principle in said element (1 ) or elements (1) generates a constructive or destructive interference whose intensity is registered by at least one detector (11, 15) and said multi-beam interference generating element (1) in the case of light of at least one wavelength from the one or more measurement planes a better transmission or reflection than in the case of at least slightly different planes, and thus replaces the function of the detection aperture in a sensor according to the confocal detection principle.

Description

Stand der TechnikState of the art

Das konfokale Detektionsprinzip wurde 1961 von Marvin Minski im Patent US3013467 beschrieben. Das wesentliche Funktionsprinzip besteht darin, dass das Licht aus der Messebene des konfokalen Topmeters am wenigsten von der in einer optisch konjugierten Ebene eingesetzten Lochblende beeinträchtigt wird. Licht aus anderen Ebenen wird dagegen stark von dieser Lochblende beeinträchtigt, so dass eine Tiefendiskriminierung erfolgt, die zur Ermittlung von dreidimensionalen Formen eingesetzt werden kann. Eine detaillierte Beschreibung und Bewertung der Parameter konfokaler Topometer findet man beispielsweise in dem Buch „Confocal Microscopy” von T. Wilson, Academic Press 1990.The confocal detection principle was patented in 1961 by Marvin Minski US3013467 described. The essential functional principle is that the light from the measurement plane of the confocal topmeter is least affected by the pinhole diaphragm used in an optically conjugate plane. Light from other planes, on the other hand, is strongly affected by this pinhole, so that a deep discrimination takes place, which can be used to determine three-dimensional shapes. A detailed description and evaluation of the parameters of confocal topometers can be found, for example, in the book "Confocal Microscopy" by T. Wilson, Academic Press 1990.

Das konfokale Detektionsprinzip kommt in verschiedenen Anwendungen zum Einsatz, die sich in zwei Kategorien einteilen lassen. 1) Abbildung einer Ebene wobei durch die konfokale Detektion eine Abbildung mit starker Tiefendiskriminierung erzeugt wird. 2) Räumliche Strukturvermessung wobei eine Abbildung wie in Kategorie 1 mit einem Tiefenscan verbunden wird, um die Lage von Oberflächen- oder Volumenstrukturen im Raum zu bestimmen. Im Folgenden werden in Kategorie 1 fallende Geräte als „konfokale Mikroskope” und in Kategorie 2 fallende Geräte als „konfokale 3D-Messgeräte” bezeichnet. Ein konfokales 3D-Messgerät beinhaltet immer die Funktionalität eines konfokalen Mikroskops, geht in der Funktionalität jedoch darüber hinaus. Der optische Aufbau eines konfokalen 3D-Messgerätes kann dem eines konfokalen Mikroskops identisch sein und lediglich um eine mechanische Verstelleinheit ergänzt sein. In allen Fällen wird eine punktförmige Lichtquelle in die Messebene abgebildet und diese wieder auf eine punktförmige Detektionsblende. Die Abbildung des Messpunktes auf die Detektionsblende benötigt einen gewissen Bauraum.The Confocal detection principle is used in various applications Use, which can be divided into two categories. 1) illustration a plane wherein the confocal detection is a mapping with severe deep discrimination. 2) Spatial structure survey where an image as in category 1 is connected to a depth scan will be used to assess the location of surface or to determine volume structures in space. The following will be Category 1 equipment as "confocal Microscopes "and Category 2 equipment as "confocal 3D measuring devices ". One confocal 3D measuring device always includes the functionality of a confocal microscope, goes in functionality however about it out. The optical design of a confocal 3D measuring device can the be identical to a confocal microscope and only one mechanical adjusting unit added be. In all cases becomes a punctiform light source imaged in the measurement plane and this again on a punctiform detection panel. The mapping of the measuring point to the detection panel requires one certain space.

Der Tiefenscan konfokaler 3D-Messgeräte kann entweder mechanisch erfolgen oder über wellenlängenabhängige optische Effekte. Letzteres wird als chromatisch konfokale Detektion bezeichnet. Bei der chromatisch konfokalen Detektion verändert sich die Lage der Messebene abhängig von der Wellenlänge. Dadurch werden zeitlich versetzt oder parallel mehrere Messebenen erzeugt. Um die Information aus den verschiedenen Messebenen voneinander trennen zu können, wird eine wellenlängenselektive Detektion z. B. mittels eines Spektrometers eingesetzt.Of the Depth scan of confocal 3D gauges can either mechanically or via wavelength-dependent optical effects. The latter is called chromatic confocal detection. In the chromatic confocal detection changed depending on the location of the exhibition level from the wavelength. As a result, several measuring levels are staggered in time or in parallel generated. To separate the information from the different measurement levels to be able to becomes a wavelength-selective detection z. B. used by means of a spectrometer.

Die gebräuchlichste Form eines auf Vielstrahlinterferenz basierenden Filters ist das Fabry-Perot-Interferometer. In speziellen Ausführungen wird es auch als Etalon bezeichnet und in vielen optischen Messgeräten zur Wellenlängenselektion eingesetzt. So wird in der Veröffentlichung von Q. Shan et. al. „A conjugate optical confocal Fabry-Perot interferometer for enhanced ultrasound detection.”, Meas. Sci. Technol. 6 (1995) eine Anwendung beschrieben, bei der die Schwingung eines Objektes mit optischer Messtechnik detektiert wird. Hier wird ausschließlich die Wellenlängenselektion durch das Etalon auswertet. In einer gebräuchlichen Anwendung von Fabry-Perot Interferometern wird das spektroskopisch zu untersuchende Licht leicht divergent auf das Interferometer gelenkt, wodurch sich mit Verwendung einer weiteren Linse hinter dem Fabry-Perot Interferometer Ringstrukturen in der Fokusebene dieser Linse bilden. Anhand der Radien dieser Ringstrukturen kann sehr genau auf die Wellenlängenzusammensetzung des verwendeten Lichtes geschlossen werden (siehe z. B.: J. W. Vaughan „The Fabry-Perot Interferometer: History, Theory and Applications”, Bristol: Adam Hilger (1989)). Auch in dieser Anwendung wird ausschließlich der Wellenlängenselektive Charakter des Fabry-Perot Interferometers betrachtet und darüber hinaus nur statisch verwendet, wodurch sich die erfindungsgemäße Anwendung unterscheidet. In anderen Arbeiten (z. B. M. Erdélyi et al „Enhanced optical microlithography with a Fabry- Perot-based spatial filtering technique”, Applied Optics 39 (7) (2000)) wurde ein Etalon als Raumfilter verwendet, was hier aber ausschließlich zur lateralen Filterung in einer nicht tiefendiskriminierenden optischen Abbildung angewendet wurde. In mehreren Publikationen wurde von konfokalen Abstandssensoren berichtet, bei denen eine Laserkavität zur Tiefendiskriminierung eingesetzt wird. Hierbei wird jedoch ein lichtverstärkendes Medium zwischen den Resonatorspiegeln benötigt.The common Form of a multi-beam interference based filter is the Fabry-Perot interferometer. In special versions will it is also referred to as etalon and in many optical measuring devices for Wavelength selection used. So in the publication by Q. Shan et. al. "A conjugate optical confocal Fabry-Perot interferometer for enhanced ultrasound detection. ", Meas. Sci. Technol. 6 (1995) describes an application in which detects the oscillation of an object with optical measuring technology becomes. Here is exclusively the Wavelength selection evaluated by the etalon. In a common application of Fabry-Perot Interferometers become the light to be examined spectroscopically steered slightly divergent to the interferometer, resulting in with Using another lens behind the Fabry-Perot interferometer ring structures form in the focal plane of this lens. Based on the radii of this Ring structures can be very accurate to the wavelength composition of the used Light can be closed (see, for example: J. W. Vaughan "The Fabry-Perot Interferometer: History, Theory and Applications ", Bristol: Adam Hilger (1989)). Also in this application, only the wavelength is selective Character of the Fabry-Perot interferometer considered and beyond used only statically, resulting in the application of the invention different. In other works (eg M. Erdélyi et al., "Enhanced optical microlithography with a Fabry-Perot-based spatial filtering technique ", Applied Optics 39 (7) (2000)), an etalon was used as a spatial filter, but here only for lateral filtering in a non-discriminating optical Figure was applied. In several publications was confocal Distance sensors reported in which a laser cavity for depth discrimination is used. In this case, however, a light-amplifying medium needed between the resonator mirrors.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Ziel der Erfindung ist die Miniaturisierung des notwendigen Bauraums robuster konfokaler Sensoren beispielsweise für die Topografiemessung in schwer zugänglichen Bohrungen Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Detektionsverfahren am Beispiel eines planen Etalons erläutert, ist aber mit der gleichen Argumentation auf alle Vielstrahlinterferenz erzeugende Objekte anwendbar. Ein Etalon (1) besteht aus zwei Spiegeln, die so zueinander angeordnet sind, dass der optische Weg zwischen den beiden Spiegeln konstant über der gesamten Spiegelfläche ist. Wie allgemein bei Vielstrahlinterferenz, entsteht bei einem Etalon (1) konstruktive Interferenz, wenn die durch Mehrfachreflexion an den Spiegeln entstehenden Teilstrahlen einen Gangunterschied von einem Vielfachen der halben Wellenlänge aufweisen. Im Fall von einem Etalon mit zwei Planspiegeln ist dies für das gesamte einfallende Licht der Fall, wenn die auf das Etalon treffende Wellenfront (3) eben ist und zwischen ihr und der Flächennormalen des Etalon ein Winkel besteht, unter dem der optische Weg zwischen den Spiegeln einem vielfachen der halben Wellenlänge entspricht. In diesem Fall ist ein ideal verlustfreies Etalon zu 100% transparent. Weicht die einfallende Wellenfront (3) von diesen Bedingungen ab, nimmt die Transparenz des Etalons (1) ab und das Licht wird reflektiert (5). Die Abweichung kann dabei sowohl durch eine Veränderung der Wellenlänge als auch durch eine Veränderung der Wellenfront erfolgen. Der erfindungsgemäße Einsatz eines solchen Etalons, oder eines anderen Vielstrahlinterferenz erzeugenden Elementes, besteht darin, über den Transmissionsgrad bzw. Reflektionsgrad Veränderungen in der Wellenfront zu detektieren. Dies soll dazu verwendet werden, um eine Tiefendiskriminierung zu erzeugen. Erfindungsgemäß wird dafür besagtes Etalon in einem Bereich eines optischen Abbildungssystems positioniert, in dem im Falle einer Abbildung ohne Defokus eine ebene Wellenfront entsteht und wird so ausgerichtet, dass eine hohe Transmissivität des Etalons erreicht wird. Durch eine Höhenverschiebung des Objektes wird in die optische Abbildung ein Defokus eingeführt, durch den auf das plane Etalon keine ebene Welle sondern eine gekrümmte Wellenfront einfällt. Dies hat zur Folge, dass die beschriebene Bedingung für konstruktive Interferenz zumindest teilweise verletzt wird und damit die Transmissivität des Etalons abnimmt. Dies ist gleichbedeutend mit einer Zunahme der Reflektivität des Etalons. Allgemein wird ein Vielstrahlinterferenz erzeugendes Element erfindungsgemäß an einer Stelle im Strahlengang eingesetzt, bei dem zumindest näherungsweise ein Extremwert im mathematischen Sinne für die Intensität des von besagtem Element transmittierten oder reflektierten Lichts entsteht und ein Defokus diese Bedingung verletzt. Bei dem Extremwert muss es sich nicht um ein absolutes Maximum oder Minimum handeln. Detektiert man das transmittierte Licht, das reflektierte Licht oder beide Komponenten, kann man, bei Durchführung eines Tiefenscan bezüglich des Objektes, Rückschlüsse auf Objektlagen mit zumindest lokal geringstem Defokus ziehen. Darüber kann man wiederum Aussagen über die dreidimensionale Struktur des Objektes gewinnen. Der erfindungsgemäße Einsatz kann auch in einem optischen Aufbau realisiert werden, in dem keine scharfe Abbildung stattfindet, sondern das vom Vielstrahlinterferenz erzeugenden Element transmittierte oder reflektierte Licht von einem oder mehreren Detektoren im Bereich des jeweiligen Detektors integral gemessen wird.The aim of the invention is the miniaturization of the necessary space robust confocal sensors, for example, for topography measurement in hard-to-reach holes In the following the detection method of the invention using the example of a planned Etalon is explained, but is applicable to all multi-beam interference generating objects with the same reasoning. An etalon ( 1 ) consists of two mirrors which are arranged relative to one another such that the optical path between the two mirrors is constant over the entire mirror surface. As is generally the case with multibeam interference, an etalon ( 1 ) constructive interference when the partial beams resulting from multiple reflection at the mirrors have a path difference of a multiple of half the wavelength. In the case of an etalon with two plane mirrors, this is the case for all incident light when the wavefront striking the etalon (FIG. 3 ) and there is an angle between it and the surface normal of the etalon, below which the optical path between the mirrors is a multiple corresponds to half the wavelength. In this case, an ideally lossless etalon is 100% transparent. Dodges the incoming wave front ( 3 ) from these conditions, the transparency of the etalon ( 1 ) and the light is reflected ( 5 ). The deviation can be effected both by a change in the wavelength and by a change in the wavefront. The use according to the invention of such an etalon, or of another element producing a multibeam interference, consists of detecting changes in the wavefront via the transmittance or degree of reflection. This should be used to create deep discrimination. According to the invention, said etalon is positioned in a region of an optical imaging system in which, in the case of imaging without defocus, a plane wavefront arises and is aligned such that a high transmissivity of the etalon is achieved. By a height displacement of the object, a defocus is introduced into the optical image, through which the plane etalon does not impinge on a plane wave but rather on a curved wavefront. This has the consequence that the described condition for constructive interference is at least partially violated and thus the transmissivity of the etalon decreases. This is equivalent to an increase in the reflectivity of the etalon. In general, a multibeam interference-generating element is used according to the invention at a location in the beam path in which at least approximately one extreme value arises in the mathematical sense for the intensity of the light transmitted or reflected by said element and a defocus violates this condition. The extreme value does not have to be an absolute maximum or minimum. If the transmitted light, the reflected light or both components are detected, it is possible, when performing a depth scan with respect to the object, to draw conclusions on object positions with at least locally the lowest defocus. In turn, one can gain statements about the three-dimensional structure of the object. The insert according to the invention can also be implemented in an optical design in which no sharp imaging takes place, but the light transmitted or reflected by the multi-beam interference generating element is measured integrally by one or more detectors in the region of the respective detector.

Beschreibung der FigurenDescription of the figures

1a: Eine auf ein planes Etalon (1) einfallende ebene Wellenfront (3) und Stahlverlauf (4) nach Transmission durch das Etalon (1). 1a : One on a plane etalon ( 1 ) incident planar wavefront ( 3 ) and steel history ( 4 ) after transmission through the etalon ( 1 ).

1b: Auf ein ebenes Etalon (1) einfallende divergente Wellenfront (3), Strahlverlauf des transmittierten Lichtes (4) und des reflektierten Lichtes (5). 1b : On a flat etalon ( 1 ) incident divergent wavefront ( 3 ), Beam path of the transmitted light ( 4 ) and the reflected light ( 5 ).

2: Kollimiertes Licht (5) wird durch ein Objektiv (7) auf eine reflektierende Oberfläche (8) fokussiert. Das reflektierte und rekollimierte Licht (3) trifft über einen Strahlteiler (6) auf ein schräg gestelltes planes Etalon (1). Je nach Defokuszustand des Lichtes (3) wird ein Teil transmittiert (4) oder reflektiert (12). Über Linsen wird das Licht auf Detektoren (11, 15) fokussiert. Mit dieser konfokalen Anordnung werden zwei Intensitäten gemessen, mittels denen eine Aussage über den Defokuszustand des reflektierten Lichtes getroffen werden kann. 2 : Collimated light ( 5 ) is transmitted through a lens ( 7 ) on a reflective surface ( 8th ) focused. The reflected and recollimated light ( 3 ) hits via a beam splitter ( 6 ) on a slanted plan etalon ( 1 ). Depending on the defocus state of the light ( 3 ) a part is transmitted ( 4 ) or reflected ( 12 ). About lenses, the light on detectors ( 11 . 15 ) focused. With this confocal arrangement, two intensities are measured, by means of which a statement about the defocus state of the reflected light can be made.

3: Kompakte erfindungsgemäße konfokale Detektionsanordnung, bei der das Licht einer räumlich inkohärenten Lichtquelle (18) mittels eines Etalons (19) räumlich gefiltert wird (5) und mit einem Objektiv (7) auf eine reflektierende Oberfläche (8) fokussiert wird. Das reflektierte Licht wird durch das Objektiv (7) rekollimiert, über einen Strahlteiler (6) auf ein planes Etalon (1) geleitet und trifft zumindest teilweise auf den dahinter angeordneten Detektor (11). Die Anordnung entspricht damit in der Funktion einem konfokalen Sensor entsprechend 5b. 3 : Compact confocal detection arrangement according to the invention, in which the light of a spatially incoherent light source ( 18 ) by means of an etalon ( 19 ) is spatially filtered ( 5 ) and with a lens ( 7 ) on a reflective surface ( 8th ) is focused. The reflected light is transmitted through the lens ( 7 ) recollimated via a beam splitter ( 6 ) on a flat etalon ( 1 ) and at least partially hits the detector ( 11 ). The arrangement thus corresponds in function to a confocal sensor accordingly 5b ,

4: Kompakte erfindungsgemäße Detektionsanordnung, bei der von einer Oberfläche (8) ausgehendes oder reflektiertes Licht (3) auf ein sphärisches Etalon (1) trifft. Licht, das senkrecht auf das Etalon auftrifft, wird transmittiert (4) und gelangt auf den Detektor (11). In dieser Anordnung kann z. B. die Hälfte des Sensors links der optischen Achse (2) zur Beleuchtung genutzt werden, indem die linke Hälfte von (11) Licht emittiert und die rechte Hälfte von (11) Licht detektiert. Die Anordnung entspricht damit in der Funktion einem konfokalen Sensor entsprechend 5c. 4 : Compact detection arrangement according to the invention, in which from a surface ( 8th ) outgoing or reflected light ( 3 ) on a spherical etalon ( 1 ) meets. Light impinging vertically on the etalon is transmitted ( 4 ) and reaches the detector ( 11 ). In this arrangement, for. B. half of the sensor left of the optical axis ( 2 ) are used for illumination by the left half of ( 11 ) Emitted light and the right half of ( 11 ) Light detected. The arrangement thus corresponds in function to a confocal sensor accordingly 5c ,

5a: Beispiel eines in Transmission arbeitenden konfokalen Mikroskops nach dem Stand der Technik. Eine Punktlichtquelle (100), in diesem Beispiel aus einer ausgedehnten Lichtquelle (101), einer Fokussierlinse (102) und einem Pinhole (103) als Raumfilter bestehend, wird Mittels eines Objektives (7) in die Messebene (108) abgebildet. Die Messebene (108) wird von der Detektionseinheit (104) mittels eines weiteren Objektives (105) auf einen Punktdetektor abgebildet, welcher aus einem Pinhole (106) und einem Photodetektor (107) mit ausgedehnter photosensitiver Fläche besteht. 5a Example of a Prior Art Transmission Confocal Microscope A point light source ( 100 ), in this example from an extended light source ( 101 ), a focusing lens ( 102 ) and a pinhole ( 103 ) as a spatial filter, by means of an objective ( 7 ) into the measuring level ( 108 ). The measuring level ( 108 ) is detected by the detection unit ( 104 ) by means of another objective ( 105 ) is imaged onto a point detector which consists of a pinhole ( 106 ) and a photodetector ( 107 ) with extensive photosensitive surface.

5b: Beispiel eines in Reflexion arbeitenden konfokalen Mikroskops nach dem Stand der Technik. Das Licht einer Punktlichtquelle (100) wird mittels einer Linse (113) kollimiert, mittels eines Strahlteilers (6) umgelenkt und mittels eines Objektives (7) in die Messebene (108) fokussiert. Das vom Objekt (8) aus der Messebene (108) reflektierte Licht wird über Objektiv (7) und Fokussierlinse (105) auf das Pinhole (106) der Detektionseinheit (104) fokussiert. 5b Example of Reflective Confocal Microscope of the Prior Art The light of a point light source ( 100 ) by means of a lens ( 113 ) is collimated by means of a beam splitter ( 6 ) and deflected by means of an objective ( 7 ) into the measuring level ( 108 ) focused. The object ( 8th ) from the measuring level ( 108 ) reflected light is transmitted via lens ( 7 ) and focusing lens ( 105 ) on the pinhole ( 106 ) of the detection unit ( 104 ) focused.

5c: Beispiel eines in Reflexion arbeitenden konfokalen Mikroskops mit geteilter Apertur nach dem Stand der Technik. Eine Punktlichtquelle (100) wird mittels eines Objektivs (7) in die Messebene (108) abgebildet und die Messebene (108) mittels eines weiteren Objektivs (105) auf das Pinhole (106) der Detektionseinheit (104) abgebildet. 5c Example of Reflected Split-Apocal Confocal Microscope of the Prior Art. A point light source ( 100 ) by means of a lens ( 7 ) into the measuring level ( 108 ) and the measuring level ( 108 ) by means of another objective ( 105 ) on the pinhole ( 106 ) of the detection unit ( 104 ).

6a: Schematische Darstellung eines beispielhaften konfokalen 3D-Messgerätes mit mechanischem Tiefenscan nach dem Stand der Technik. Mittels einer mechanischen Verstelleinheit (111) wird das Objektiv (7) so bewegt, dass sich die Lage der Messebe (108) verändert. 6a : Schematic representation of an exemplary confocal 3D measuring device with mechanical deep scanning according to the prior art. By means of a mechanical adjustment unit ( 111 ) the lens ( 7 ) so that the position of the 108 ) changed.

6b: Schematische Darstellung eines beispielhaften chromatisch konfokalen 3D-Messgerätes nach dem Stand der Technik. Das Objektiv (7) des konfokalen 3D-Messgerätes erzeugt eine wellenlängenabhängige Längsaufspaltung des fokussierten Lichtes (102) und erzeugt damit mehrere Messebenen (108, 109, 110) in die jeweils Licht einer unterschiedlichen Wellenlänge fokussiert wird. 6b : Schematic representation of an exemplary chromatic confocal 3D measuring device according to the prior art. The objective ( 7 ) of the confocal 3D measuring device generates a wavelength-dependent longitudinal splitting of the focused light ( 102 ) and thus generates several measurement levels ( 108 . 109 . 110 ) is focused in the light of a different wavelength.

Claims

Deep discriminating optical method according to the confocal detection principle, wherein the light of at least one wavelength from one or more preferred measurement planes at the location of at least one multi-beam interference generating, light non-amplifying element ( 1 ) in the steel path of a deeply discriminating optical structure according to the confocal detection principle in said element ( 1 ) or elements ( 1 ) generates a constructive or destructive interference, the intensity of which is determined by at least one detector ( 11 . 15 ) and said multibeam interference generating element ( 1 ) in the case of light of at least one wavelength from the one or more measurement planes has a better transmission or reflection than in the case of at least slightly different levels, and thus replaces the function of the detection aperture in a sensor according to the confocal detection principle.

Deep discriminating optical method according to claim 1), in which the measurement object by moving the measurement object itself or modification of the location of the or the measurement levels in different Positions are positioned to the one or more measurement levels and the registered intensities used for mapping the three-dimensional structure of the object become.

Deep discriminating optical method according to at least one of claims 1) to 2), wherein at least one of said multi-beam interference generating elements ( 1 ) has both a transmission and a reflection behavior and the intensity of at least one of the resulting partial beams of at least one wavelength of at least one detector ( 11 . 15 ) is registered.

Deep discriminating optical method after at least one of the claims 1) to 3), in which the light used for the measurement is at least a location in the beam path with at least one reference wave at least one wavelength is brought to interference.

Deep discriminating optical method after at least one of the claims 1) to 4), in which the light used for the measurement in at least split two partial beams and this in at least one place be brought to interference.

Deep discriminating optical method after at least one of the claims 1) to 5), in which at least one wavelength-selective detector is used becomes. 7) Deep discriminating optical arrangement in the at least one of the claims 1) to 6) listed Method of application comes with the arrangement of lighting and detection at least approximately a deeply discriminating optical construction after the confocal Detection principle for quantitative three-dimensional measurement equivalent.

Deep discriminating optical arrangement according to claim 7) in terms of of the object to be measured works in transmission.

Deep discriminating optical arrangement according to claim 7) in terms of of the object to be measured works in reflection.

Deep discriminating optical method according to one of claims 7) to 9), in which self-lighting is activated in the object.

The depth discriminating optical device according to any one of claims 7) to 10), wherein at least one of the optical characteristics of at least one of said multi-beam interference generating elements (Figs. 1 ) is changeable.

Deep discriminating optical method according to one of claims 7) to 11), in which the measuring level or the measuring levels are designed so that from a single intensity measurement a presence statement about a or several objects are hit in the one or more measurement levels can.

A depth discriminating optical method according to any one of claims 7) to 12), wherein the Er tion of the three-dimensional structure of the object to be measured, a chromatic splitting of the light used in the object space is performed.

Deep discriminating optical method according to one of claims 7) to 13), in which a part of the aperture of the optical system for lighting and another part of the aperture of the optical system for detection is used.

Deep discriminating optical method according to one of claims 7) to 14) in which the multi-beam interference generating element for filtering the light used for illumination is used.

Deep discriminating optical arrangement according to one of claims 7) to 15) in one embodiment as a point, line or area sensor.