光学测斜仪的制作方法

专利名称：光学测斜仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及权利要求1的前序部分的光学测斜仪，权利要求13的前序部分的装置倾斜度测量方法，以及具有这种测斜仪的大地测量装置，补偿振动和/或统计波动的方法以及权利要求20的前序部分的用于光学测斜仪的波前探测器。
背景技术：
长期以来，不同结构类型的测斜仪被应用于必须考虑装置的位置的各领域。它特别适合于在大地测量领域或建筑业进行测量。
通常，在这种类型的现有技术的光学测斜仪中，将液体表面定位在光学子系统的光瞳中。通过作为介质的液体产生从辐射源入射的辐射的相移，在反射或透射时辐射与介质可以进行相互作用，满足以下关系式在反射时Φ＝2·P(x) (1)在透射时Φ＝(n-1)·P(x) (2)其中参数Φ表示相移，n表示液体的折射率，P(x)表示液体表面的形状函数，其由下式限定P(x)＝2π/λ·x·cos(α) (3)其中λ表示入射辐射的波长，x表示横向光瞳坐标，α表示相对于基准线的倾斜角。
根据用仪器测得的相移Φ，通过式(3)，可以判断液面相对于基准线的角度。
专利文献DE 196 10 941 C2和DE 198 19 610 C1描述了这种类型的光学测斜仪，其中光束的方向随着在取决于倾斜的液面的反射而改变。使一结构在一维或两维探测件上成像。根据该结构的像的位置的改变来判断倾斜度。
公开文献DE 4 110 858公开了一种两轴测斜仪，其中通过对斜度敏感且使光束偏转的探测器将一几何图形投射到一直线阵列上。所述探测器容纳有液体，该液体相对于装置的位置影响图形在直线阵列上的投射或使其偏转。
国际PCT专利申请No.PCT/EP03/05206描述了一种光学测斜仪，其中两介质之间的边界层在摄像装置上成像。根据该边界层的参数(例如其位置和形状)导出装有这种测斜仪的装置的倾斜度。
在这种类型的测斜仪中使用了液体，其中间接或直接地使用取决于倾斜度的液面位置来导出倾斜角度，然而其缺点是，使用液面具有主要由于液体的动态特性而造成的许多问题。例如，由于振动或对流而使得其表面与理想平面偏差，这会相应地影响反射或透射的辐射。
由于这种影响，出现对波前的各种干扰。液面的统计不平整导致作为位置的函数而变化的表面角，并且不再允许接受对整个液面相等的倾斜角α。此外，在介质加速或出现热梯度时，会出现表面的变形，原则上可以将其建模为高阶的非球面像差，至今尚未考虑过这一因素。由于表面受到干扰，结构在探测器上的像发生失真、模糊或对比度降低，从而造成测量困难。
至今的补偿措施例如涉及直接减小其影响的操作方法，如在启动之后引入预热测斜仪的死时间(dead time)，或者涉及装置配置，如足够大尺寸的液体容器。还可以例如针对许可的振动或加速来限制测斜仪的可使用范围。

发明内容
本发明的目的总体上在于改进上述类型光学测斜仪。
具体地，本发明的一个目的在于提供一种改善了测量精度的测斜仪。
本发明的另一目的在于进一步小型化上述类型的测斜仪并且在与简化其设计。
本发明的另一目的在于提供一种测斜仪，其可以减小或避免尤其由于热效应而引起的时间上的使用限制。
本发明的另一目的在于提供一种测斜仪，其相对于现有技术使用范围更宽，尤其对于由于振动而产生机械应力的情况。
本发明的另一目的在于提供一种方法，其使得可以通过算法或电子方式考虑测斜仪中的波前的干扰。
本发明的另一目的在于确保大地测量装置或用于建筑行业的装置的结构集成性。具体地，这涉及使用现有的电子部件作为评估装置。
本发明的另一目的在于提供一种用于测斜仪的波前探测器，它可以在更大角度范围进行测量和/或具有更高的分辨率和/或更大的动态范围。
根据本发明，这些目的分别通过权利要求1、13和20特征部分的特征或通过从属权利要求特征部分的特征实现。
本发明涉及一种光学测斜仪。辐射源产生辐射，使用该辐射，通过位置取决于倾斜度的介质使得波前在探测器上成像，其中的探测器可以是一维或多维特别是摄像装置。介质由容器容纳。其容器例如由容纳液体的罐构成。成像不必对应于光学准确意义上的成像。重要的是对具有其中存在的或由其容纳的至少一种第一介质的容器的透射、或者在该介质的表面或边界层对辐射的反射，之后，进行对波前的探测，由此可以判断出倾斜度。
结构可以外部叠加在辐射上，例如通过光阑(shutter)或者透射条码或反射条码，或者可以包括辐射中固有的结构。重要的是，在与取决于倾斜度的介质互相作用之后辐射场的结构在检测器上的成像发生变化从而可以由此变化导出介质的位置。相对于基准线来确定倾斜度，该基准线用为基准并通常与装置的基准参数(例如标度线或校准缘)重合。
所使用的辐射可以在可见光谱范围内或者在非可见光谱范围内，并且通常由辐射源、检测器以及介质的技术和物理参数确定。除了常规的各种类型的灯外，还可以采用发光二极管或激光器特别是半导体激光器作为辐射源，其中可以通过光学元件(例如导光器)来引导辐射，该方式有利于装置。根据实现形式，该辐射透射介质，或介质用于反射辐射。
适合作为介质的液体例如是水银、水或硅油。为了确定介质的位置，可以采用在边界面的反射和对介质的穿透或者这二者的组合。
结构的像在反射和/或透射之后投影到摄像装置上并且在此被拾取并转换成电子信号。适合的摄像装置例如可以是CCD摄像装置或CMOS摄像装置。这种摄像装置例如可以是Agilent公司的CMOS-Monochrom-Bildsensor ADCS 2120，它具有640×480像素的场。
评估单元对摄像装置产生的信号进行分析并针对装置的倾斜度对其进行评估。对此，可以采用单独的组成块或单独的部件。然而，另选地，也可以采用其它装置的现有部件。例如，对于集成在测距仪中的测斜仪，评估单元的功能也可以由用于测距的电子件来进行。同样，也可以采用用于其它目的的源作为辐射源。因此，在测距仪的示例中，可以输出在此可选地用于测距的激光的一部分，并且优选地，在散射或光束扩张之后用于成像。
根据本发明，通过对辐射的波前的信息进行分析，将辐射场与介质相互作用的干扰效应纳入考虑范围，由此补偿受到干扰的液面的影响。对此，可以获得使用算法或电路技术的用于转换的各种适当方法。
对结构的照射优选地通过平面或略微球状的波来实现，然而该波在与介质相互作用后可能具有偏差，偏差可能是例如由于介质表面的不平整而引起的，但也可能是由于例如由对流产生的介质内部的不均匀而引起的。介质表面或内部的这些干扰例如是由于装置接通阶段的温度梯度而产生的或者是外界影响(例如振动)而叠加的。为了将这些影响保持在容许的范围内，在现有技术的测斜仪中，将容器尺寸选择为足够大，从而迄今小型化遇到了极限。附加或另选的措施是允许产生测斜仪的死时间，在死时间内发生瞬变过程或补偿过程，限制了测量精度。
本发明的测斜仪采用了以波前探测器的形式或者具有波前探测器以导出波前信息的检测器。检测器或波前探测器优选地可以直接设置在介质之后。为了避免影响成像质量，附加优选地，在透射介质时选择垂直于介质表面并在离开介质后直接投射到波前探测器的光路。
适当的波前探测器的示例是Shack-Hartmann波前探测器(SHS)，不过，根据本发明，原则上也可以采用其它类型的探测器。Shack-Hartmann波前探测器具有微透镜阵列，通过该微透镜阵列形成多个子孔径。这些微透镜可以完全按行的形式排列并由此呈线形排列，也可以按矩阵的形式排列并由此呈平面排列。通过适当选择微透镜阵列的焦距，可以将角度分辨率调节到足够高。根据对波前的足够知识，可以通过校准来除去波前的干扰像差。通常按二维横向设置等距地使用透镜，由此产生焦点矩阵。各焦点在透镜轴上的偏移是对该透镜孔径内的波前的倾斜的测度。通过合适的算法，可以通过焦点之和近似地重构整个波前。由此，通过用多个子孔径来检测波前，可以大致地或完全地重构油表面或波前的外形，或者可以仅仅使用一部分信息，例如按未失真成像选择检测器的像点。
为了探测焦点的位置，可以采用CCD或CMOS探测器，其中对于每个子孔径使用至少2×2像素的阵列。在这种设计中，它对应于象限探测器。根据分辨率的要求，也可以增大每个子孔径的像素的数量。为了提高读出速度并减小噪音，可以进行给出像素的超结构的组合。同样，采用按行设置的纯线形波前探测器也是适当的。
通过使用波前探测器，因为不必采用4f光学系统并且可以通过复制方法容易且经济地生产微透镜阵列，所以可以减少装置的费用。
波前探测器提供波前参数或形状的信息，可以通过算法或电路技术使用所述信息以用于补偿像差。为此，完全或部分地分析波前的形状函数。通常，可以通过高阶多项式的和来逼近波前W(x，y)。例如，可以借助Zernike多项式进行可能的推导。其中，波前W(x，y)由具有系数Cn的和表示W(x,y)=Σ0∞CnZn(x,y)---(4)]]>其中前10个多项式Zn(x，y)在笛卡尔坐标中定义如下Z1(x，y)＝yZ2(x，y)＝xZ3(x，y)＝-x2+y2Z4(x，y)＝2xyZ5(x，y)＝-1+2x2+2y2(5)Z6(x，y)＝-3x2y+y3
Z7(x，y)＝-x3+3xy2Z8(x，y)＝-2y+3x2y+3y3Z9(x，y)＝-2x+3x3+3xy2Z10(x，y)＝x4-6x2y2+y4其中，还可以将对应的系数指定到特定的光学误差，例如Z5针对像散度。
除了对波前的重构，还可以进行对像素的直接识别，其对应的孔径获得波前的平面部分或没有倾斜或干扰的部分。由此，确保了仅仅将这些像素的内容用于评估，近似于硬件地消除了干扰。
此外，还可以将关于波前形状的局部信息相关联。对此，还可以使用诸如小波变换(其例如使得可以减小噪声)的适当算法。
为了提高本发明光学测斜仪的性能特性，可以使用本发明的波前探测器。在本发明的波前探测器中，通过唯一指定波前部分而提高其分辨率和对波前的绝对测定。现有技术的Shack-Hartmann原理的波前探测器只采用在相应子孔径内的焦点的位置测定。因此分辨率受到各微透镜的焦距和微透镜数量以及在各情况下对应于微透镜的像点的限制。此外，没有对微透镜阵列的改进，由于黑点的影响，不能对波前进行绝对测定。在本发明的波前探测器中，在微透镜之前设置衍射元件，借助该衍射元件确保了将产生的衍射级的多个焦点或整个衍射图像而不是该子孔径内的焦点用于确定精确的波前。对此，可以利用如下事实除了在各情况下对应于微透镜的像点外，检测器的其它像点也被照射。照射的结构与相应子孔径的分离和整合可以借助算法通过公知的方法实现。例如可以通过大强度改变来实现(像在条形码的情况中那样)的衍射结构的可以容易地区分的形式是有利的，根据本发明还可以将特别适合于码重构的特性纳入考虑范围，例如采用M序列。
通过本发明的方法或装置，缩短了装置接通后的瞬变阶段。还可以减小介质所用容器的尺寸，从而使测斜仪进一步小型化。


参照附图示意性示出的工作示例下面仅仅通过示例更详细地描述本发明的方法和装置。在附图中图1a-b示出了现有技术的反射测斜仪的示意图；图2示出了现有技术的透射测斜仪的示意图；图3a-b示出了本发明的波前探测器的设置和作用的示意图；图4示出了本发明的波前探测器的应用的示意图；图5示出了本发明的测斜仪的第一实施方式的示意性侧视图；图6示出了本发明的测斜仪的第二实施方式的示意性侧视图；图7a-b示出了本发明的测斜仪的第三实施方式的示意性侧视图和俯视图；图8示出了本发明的方法的示意图；以及图9示出了本发明的波前探测器的示意图。
具体实施例方式
图1a-b示出了现有技术的测斜仪，它根据反射原理工作。图1a示出了在测斜仪水平定向时的使用情况，而图1b示出了略微倾斜时的使用情况。在图1a中，由辐射源发出的辐射S入射到作为结构1的条形码上以形成像并导入到棱镜体2，在其内表面发生反射并反射到位于棱镜体2表面上的液体层4。在背对棱镜体2的液体层4的表面上发生进一步反射并随后在检测器3上成像，该检测器3例如由线形阵列构成。结构1在检测器3上成像为像B。像B的位置取决于背对棱镜体2的液体层4的表面相对于棱镜体2的角度。
图1b示出了类似于图1a的情况，其中液体层4由于倾斜而形成楔形横截面。由此，液体层4面对和背对棱镜体2的表面不再平行，而是以彼此存在一角度。在棱镜体的内表面反射的辐射S投射到与图1a不同的倾斜的液体层4表面并由此以不同的角度投射到检测器3上。由此，作为结构1的条形码的像B也发生偏移。根据像B的偏移程度可以推断出倾斜度。
图2示意性示出了现有技术的透射测斜仪。作为结构1的条形码经由具有至少一个准直透镜5’的光学系统送过介质6并通过具有至少一个聚焦透镜5”的光学系统而成像在未明示出的检测器上。穿过透射条形码后仍然为平面或略微球形但未被干扰的波前WF1由于受干扰介质6的表面不平整或者内部不均匀而经历形状改变，从而产生受干扰的波前WF2。未被干扰的波前WF1改变为受到干扰的波前WF2导致探测器上的同样受干扰的像B’。例如，这些影响可能减小结构1中的对比度，从而使得对结构1的各特征的区分变得复杂或受到不利影响。
图3a-b示意性地示出了本发明的波前探测器的设置和作用，其中图3a示出了未受干扰的介质6’的情况，图3b示出了受到干扰的介质6的情况。
在图3a中，辐射入射到未受干扰的介质6’上并横穿它，穿过是基本垂直于表面进行的，以减小损失和像差。在穿过后，波前WF3未受干扰并基本是平面的。在辐射投射到包括具有相应子孔径的多个微透镜7的波前探测器上时，各子孔径的辐射在摄像装置8上成像。由于波前WF3是平面的，因此其在各处都具有相同的平行分布并且由此相对于波前探测器的角度相等，从而在摄像装置8上的焦点FP是等距的并产生于各微透镜7的光轴上。
图3b示出了受干扰波前WF4的情况，波前WF4穿过受干扰介质6后产生偏差并由此具有不再平面的分布，微透镜7再将由其相应子孔径获得的辐射投射到检测器8上。由于获得的波前部分的角度针对各子孔径局部地不同，所以相应焦点FP的间距也不同。对于获得不平行波前部分的子孔径，焦点FP与光轴不再重合，由此，产生偏差。由于对应于一个子孔径的摄像装置8的区域具有多个像素，所以可以分辨焦距FP的位置并由此判断波前部分的角度。
在图4中又一次示出这些情况，并且示意性地示出了使用本发明可导出的参数。各微透镜7的子孔径获得的波前部分在摄像装置8上成像，根据具体的分布，焦点FP与光轴OA可以重合或分开。例如，(在该示例中)焦点FP处于光轴OA的左侧表示辐射从右侧入射，从而可以导出各波前部分的相应倾斜度。焦点FP与光轴OA分开的程度是波前部分的角度的函数。
图5示出了本发明的光学测斜仪的第一实施方式。通过送入作为本地辐射源11的光导体的辐射S，照射本发明的测斜仪的壳体的倾斜反射面。检测器3’包括具有摄像装置8’和微透镜7的前置阵列的波前探测器。在摄像装置8’的与入射辐射相反的侧设置有评估单元9’。通过这样设置部件，使得测斜仪的设计特别平。
图6示意性地示出了本发明的光学测斜仪的第二实施方式的侧视图，其所有部件集成到作为共同基件12的板上。辐射源11’垂直于基件12发射可见或不可见的辐射S。通过透镜5将辐射S校准，再通过第一转向元件13’和第二转向元件13”使其转向，以使得其垂直于基件1地入射。在入射辐射的区域，在基件1上设置有介质6’的容器，该容器具有相对于基件朝向的第一表面和相对于第二转向元件13”朝向的第二表面。在基件12与容器或其第一表面之间设置有具有波前探测器的检测器3”，所述波前探测器包括摄像装置8”和微透镜7的前置阵列。检测器3”与评估单元9”连接。为了节省空间，将属于辐射产生、光路以及辐射接收的部件设置在基件12的一侧，而将评估单元9”设置在基件12的相反侧，但原则上也可以选择部件或评估装置的其它设置方式。这种设置的优点在于将所有电子元件都集成在共同的基件12上，基件12例如可以由印制电路板构成。这使得可以获得简单且机械不敏感的结构。转向元件13’和13”例如可以由诸如棱镜或反射镜的反射部件构成。然而，原则上，如果并不安装在共同基件12上，则也可以直接将一个部件安装在另一个的顶部，如在图5的本发明第二实施方式或图7a-b所示的那样。
图7a-b示出了本发明的光学测斜仪的第三实施方式，其中所有部件同轴设置。基件12’基本呈U形并在两个侧部之间承接有辐射源11”。辐射源发射辐射S，通过透镜5将辐射S校准。然后，经校准的辐射S穿过介质6’，介质6’安装在间接或直接位于检测器3上的容器中，检测器3包括具有摄像装置8和按平面设置的微透镜7的波前探测器。在基件12’的与检测器3相反的侧设置有评估单元9。
图7b示出了本发明的测斜仪的第三实施方式中的微透镜7的设置的俯视图，在该图中省去了辐射源、透镜和具有介质的容器。辐射通过按平面设置的微透镜7成像在检测器的摄像装置8上。
图8示意性地示出了本发明的方法的可能形式。对于根据图4所示原理的具有波前探测器的检测器结构，只有在焦点FP1与相应微透镜7的光轴OA重合或者其彼此的偏差在预先规定的容限内时，才将摄像装置8的各像素纳入评估的范围。然后，仅仅选择或进一步处理满足该条件的像素以进行评估，从而仅仅使用无偏差地接收的像部分。也可以将不同的像素彼此关联，具体地，可以将像素组合以形成更大的超结构。而后，可以向由此获得的图像使用公知的图像处理方法，以改善光学参数。
图9示意性地示出了本发明的波前探测器的实施方式。在微透镜7的前面设置有衍射元件14，通过衍射元件14使得从波前WF4到达的辐射发生衍射。其衍射元件例如可以是全息图、光栅特别是Dammann光栅或其它光学梯度结构。除了直接位于微透镜7上方之外，还可以安装在光路的其它位置，例如在图6的一个转向镜上或者在介质的直接邻接处(例如在容器的玻璃上)。通过衍射作用，替代或除了未受干扰的焦点FP2之外，在摄像装置8上形成多个彼此相关联的强度结构15。根据衍射元件14的设计和波前WF4的形状，这些结构还可以在一些区域成像，在没有衍射元件14的波前探测器的情况下这些区域在各种情况下排他地指定给另一子孔径。除了较高的衍射级外，这些结构还例如可以是衍射元件的扩展傅立叶图像。因此，对于各个子孔径，可以利用摄像装置8的较大区域来进行检测以实现更高的分辨率、更大的可检测角度范围和/或更大的动态范围。
所述实施方式仅仅表示实现本发明的示例，并不能理解为限定性的和限制性的。此外，本领域技术人员还可以推导出根据本发明的其它实施方式，例如通过使用其它的光路或转向元件(如棱镜，散射面或光导体)，或者检测器和波前探测器的另选形式。
在附图中纯属示意性地示出了波前探测器的透镜特别是其数量和尺寸。在实际实施方式中，透镜的数量通常更大，从而可以实现位置或角度的更高分辨率。
权利要求
1.一种光学测斜仪，包括·用于产生辐射(S)的辐射源(11，11’，11”)，特别是半导体激光器或发光二极管；·介质(6，6’)，其光学界面取决于倾斜度；·检测器(3’，3”，3)，优选地具有CMOS或CCD微摄像装置，用于接收像并将其转换为信号；以及·用于确定倾斜度的评估单元(9’，9”，9)；其中辐射源(11，11’，11”)和检测器(3’，3”，3)被设置为使得波前(WF2，WF3，WF4)至少通过介质(6，6’)的一部分间接或直接地反射和/或透射到检测器(3’，3”，3)上成像；其特征在于，检测器(3’，3”，3)具有波前探测器或者检测器(3’，3”，3)由波前探测器构成。
2.如权利要求1的光学测斜仪，其特征在于，介质(6，6’)具有对倾斜度敏感的表面，特别是液体。
3.如权利要求1或2的光学测斜仪，其特征在于，辐射源(11，11’，11”)、介质(6，6’)和检测器(3’，3”，3)被设置为使得辐射(S)在穿过介质(6，6’)时基本垂直于介质(6，6’)的至少一个表面地送入。
4.如上述权利要求中的一项的光学测斜仪，其特征在于，检测器(3’，3”，3)具有至少一个衍射元件(14)，该衍射元件(14)设置在微透镜(7)的阵列上。
5.如上述权利要求中的一项的光学测斜仪，其特征在于，检测器(3’，3”，3)由Shack-Hartmann波前探测器构成或者具有Shack-Hartmann波前探测器。
6.如上述权利要求中的一项的光学测斜仪，其特征在于，检测器(3’，3”，3)间接或直接安装在容纳介质(6，6’)的容器上。
7.如上述权利要求中的一项的光学测斜仪，其特征在于，检测器(3’，3”，3)具有两维分辨的检测器表面，特别是具有与介质(6，6’)的表面平行的检测器表面取向。
8.如上述权利要求中的一项的光学测斜仪，其特征在于，辐射源(11，11’，11”)和检测器(3’，3”，3)被设置在优选为印刷电路板的共同基件(12，12’)上。
9.如权利要求8的光学测斜仪，其特征在于，辐射源(11，11’，11”)和检测器(3’，3”，3)被设置为使得产生的辐射(S)垂直于基件(12，12’)的表面地发射并且检测器(3’，3”，3)的接收方向取向为与基件(12，12’)的表面垂直。
10.如上述权利要求中的一项的光学测斜仪，其特征在于，在从辐射源(11，11’，11”)到检测器(3’，3”，3)的光路上设置有至少一个转向元件(13’，13”)。
11.如上述权利要求中的一项的光学测斜仪，其特征在于，在从辐射源(11，11’，11”)到检测器(3’，3”，3)的光路上设置有至少一个衍射和/或光学梯度元件(10)，特别是菲涅耳透镜。
12.大地测量装置，特别是测距仪或垂准杆，具有如权利要求1至11中的一项的测斜仪。
13.装置特别是大地测量装置的倾斜度测量方法，所述装置包括·用于产生辐射(S)的辐射源(11，11’，11”)，特别是半导体激光器或发光二极管；·介质(6，6’)，其光学界面取决于倾斜度；·检测器(3’，3”，3)，优选地具有CMOS或CCD微摄像装置，用于接收像并将其转换为信号；以及·用于确定倾斜度的评估单元(9’，9”，9)；其中辐射源(11，11’，11”)和检测器(3’，3”，3)被设置为使得波前(WF2，WF3，WF4)至少通过介质(6，6’)的一部分间接或直接地反射和/或透射到检测器(3’，3”，3)上成像；所述方法包括以下步骤——使得波前(WF2，WF3，WF4)在检测器(3’，3”，3)上成像，——接收检测器(3’，3”，3)的信号，——通过评估单元(9’，9”，9)评估信号并确定装置的倾斜度，其特征在于，在评估信号时，推导出波前(WF2，WF3，WF4)特别是波前(WF2，WF3，WF4)的形状函数的信息。
14.如权利要求13的方法，其特征在于，在评估信号时，对波前(WF2，WF3，WF4)与在与介质相互作用之前的波前(WF1)的偏差进行分析。
15.如权利要求13或14的方法，其特征在于，在接收信号和/或评估信号时，对与介质(6，6’)互相作用之前的波前(WF1)进行重构。
16.如权利要求13至15中的一项的方法，其特征在于，在接收信号和/或评估信号时，对检测器(3’，3”，3)的各像点进行选择，优选地仅仅使用这些像点来确定装置的倾斜度。
17.如权利要求13至16中的一项的方法，其特征在于，在评估信号时，通过多项式方法特别是使用Zernike多项式来推导出形状函数。
18.如权利要求13至17中的一项的方法，其特征在于，在接收信号和/或评估信号时，将不同的孔径相互关联。
19.对如权利要求13至18中的一项的方法的应用，用于对特别是由于对流过程而引起的介质(6，6’)的至少一个表面的振动和/或统计波动进行补偿。
20.用于如权利要求1至12中的一项的光学测斜仪的波前探测器，包括·摄像装置(8)，优选地具有CMOS或CCD微摄像装置，用于接收像并将其转换为信号；以及·微透镜(7)的阵列；其特征在于，微透镜(7)的阵列配置有至少一个衍射元件(14)。
21.如权利要求20的波前探测器，其特征在于，衍射元件(14)是全息图或者光栅，特别是Dammann光栅。
全文摘要
本发明涉及一种光学测斜仪。根据本发明，诸如液体表面的取决于倾斜度的介质(6)定位在光学子系统的光瞳中，可检测的波前通过所述介质(6)在检测器(3’)上成像。所述介质(6)引起从辐射源(11)发射的辐射(S)的相移；辐射(S)与介质(6)进行反射或透射相互作用。可以通过波前探测器来分析介质(6)引起的波前的偏差并通过评估单元(9’)或检测器(3’)对其进行补偿。在各子孔径之前形成有衍射结构的波前探测器是紧凑的，并且提高了测斜仪的分辨率和可检测角度范围。
文档编号G02B26/06GK1809726SQ200480017565
公开日2006年7月26日 申请日期2004年6月1日 优先权日2003年6月23日
发明者伯恩哈德·布劳内克, 彼得·基佩弗 申请人:莱卡地球系统公开股份有限公司