DE19955702C2

DE19955702C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Antasten der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts sowie Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung zumindest eines Teiles der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts

Info

Publication number: DE19955702C2
Application number: DE1999155702
Authority: DE
Inventors: Christian Gloeckner; Alexander Bai
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2001-11-15
Anticipated expiration: 2019-11-19
Also published as: DE19955702A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antasten der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung zumin dest eines Teils der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts.

Das Antasten von Oberflächen von Objekten kann unterschiedlichen Zwecken dienen. So kann mit dem Antasten eine Schaltfunktion verbunden sein, mit der bestimmte automatisierte Hand lungen, beispielsweise weitere Produktionsschritte, ausgelöst werden. Mit dem Antasten kann auch eine Prüffunktion verbunden sein. Es kann z. B. festgestellt werden, ob sich ein Objekt zum gewünschten Zeitpunkt an einem gewünschten Ort befindet. Darüber hinaus ist es möglich, mit Hilfe des Antastens einer Vielzahl von Punkten die Objektoberfläche oder zumindest ein Teil davon zu vermessen. Ein solches Vermessen kann der Qualitätskontrolle während oder am Ende der Produktion dienen. Des weiteren ist so der Verschleiß von Werkzeugen erfassbar. Eine wichtige Rolle spielt die digitalisierte Vermessung von Objektoberflächen oder Teilen hiervon in der Entwicklung neuer Produkte. Ein zunächst manuell gefertigter und anschließend digitalisier ter Prototyp kann Grundlage für eine spätere automatisierte Herstellung sowie für eine Weiter bildung mittels CAD-Programmen sein.

Derzeit ist bekannt, für eine hochgenaue Vermessung einzelner Oberflächenpunkte bis hin zu ganzen Oberflächen Koordinatenmessgeräte einzusetzen (T. Pfeifer; Koordinatenmesstechnik für die Qualitätssicherung; VDI Verlag, Düsseldorf, 1992, ISBN 3-18-401212-3). Diese Koordina tenmessgeräte weisen eine Verfahreinheit mit einem mechanischen Taster auf, der an seinem freien Ende z. B. eine Rubinkugel trägt. Bei der Berührung der Rubinkugel mit der zu vermes senden Oberfläche wird der erhöhte mechanische Widerstand und mit Hilfe einer Auswerteein heit die Antastposition der Rubinkugel zum Zeitpunkt der Berührung festgestellt. Nach dem Antasten einer Vielzahl von Oberflächenpunkten können aus den Koordinaten der Antastpositio nen Informationen über die Oberflächenkontur gewonnen werden. Aufgrund der dreidimensio nalen Ausdehnung der Tasterspitze müssen nach der Messung in der Regel aufwendige Kor rekturen der Messdaten durchgeführt werden. So sind u. a. die Flächennormalen an den gemes senen Punkten zu berechnen; d. h., die Neigung der zu vermessenden Objektoberfläche im Bezug auf die Bewegungsrichtung des Tasters muss ermittelt werden. Der mechanische Taster hat zudem noch insbesondere den Nachteil, dass die zu prüfenden Oberflächen hinreichend hart sein müssen, da zu weiche Materialien beim Antasten verformt würden und so z. B. eine Digitalisierung des Objekts nicht mit hinreichender Genauigkeit möglich ist. Des weiteren besteht die Gefahr der Beschädigung oder Zerstörung empfindlicher Oberflächen, z. B. bei hochpräzise bearbeiteten Oberflächen oder beschichteten Optiken. Weiterhin ist nachteilig, dass eine Digita lisierung eines Objekts mit einem mechanischen Taster sehr zeitaufwendig und deshalb für einen Einsatz während eines Produktionsprozesses ungeeignet sein kann.

Zur Digitalisierung von Objektoberflächen sind auch berührungslos messende Techniken be kannt. So können Autofokussensoren eingesetzt werden (T. Pfeifer; Fertigungsmesstechnik; Ol denbourg Verlag, München, 1998, ISBN 3-486-24219-9), bei denen der veränderbare Fokus punkt eines optischen Linsensystems hochgenau auf die Oberfläche des betrachteten Objekts eingeregelt wird. Hier muss allerdings ein aufwendiges Zusammenspiel zwischen einer Verfahr einheit und dem Autofokussensor eingerichtet werden, damit ein mechanisches Berühren des Autofokussensor mit der Objektoberfläche vermieden werden kann. Die Einregelung des Auto fokussensors in jedem einzelnen Antastpunkt ist zudem zeitaufwendig.

Bei Punkt-Triangulations-Sensoren (T. Pfeifer; Fertigungsmesstechnik, a. a. O.) wird ein Strah lungspunkt auf die Oberfläche eines Objekts projiziert und aus einer von der Beleuchtungsrich tung verschiedenen Betrachtungsrichtung mittels einer digitalen Kamera aufgenommen. Aus der Geometrie der Anordnung können die Koordinaten der beleuchteten Punkte erfasst werden. An stelle des Punktes kann auch eine Linie projiziert werden (Lichtschnittsensoren) (T. Pfeifer; Fer tigungsmesstechnik, a. a. O.). Des weiteren existieren Systeme, die auf den Verfahren Streifen projektion und/oder Photogrammetrie (T. Pfeifer; Fertigungsmesstechnik, a. a. O.) basieren. Diese Techniken erlauben eine hohe Messgeschwindigkeit und damit auch einen Einsatz innerhalb eines Produktionsablaufs. Dagegen sind in der Regel die erreichbaren Messgenauigkeiten unzu reichend. Zudem ist es bei den berührungslos messenden Techniken - mit Ausnahme des Auto fokussensors - notwendig, dass die Beleuchtungs- und Betrachtungsrichtung verschieden von einander sind. Daher können Oberflächen in tiefen Bohrungen beispielsweise nicht angetastet werden. Die Autofokussensoren wiederum haben den Nachteil, dass sie allein lotrecht antasten können, was mit einem übermäßigen Justierungsaufwand während der Messungen verbunden sein kann.

Aus der DE 34 18 767 A1 ist ein optisches Messgerät bekannt, das zur Ableitung von Konturinformationen zur Oberfläche eines Target-Objekts oder zur Abstandsmessung geeignet ist. Darin ist ein Messkopf mit einer Lichtquelle und einer Projektionsvorrichtung vorgesehen, wobei die Projektionsvorrichtung zwei gekreuzt angeordnete (teil)zylindrische Linsen umfasst, die einen gewollten Astigmatismus und damit ein bestimmtes Strahlungsmuster erzeugen. Das Strahlungsmuster besteht aus einem kreisförmigen Zentralfokusfleck, an den sich in Richtung auf die Target-Oberfläche und in Richtung auf den Messkopf jeweils ein sich mit Abstand vom Zentralfokusfleck stetig erweiternder elliptischer Fleck anschließt. Die beiden elliptischen Bereiche sind entsprechend der Anordnung der (teil)zylindrischen Leuchten zueinander gekreuzt. Das astigmatische Strahlenbündel wird auf die auszumessende Oberfläche gelenkt und das von der Oberfläche reflektierte Licht über eine Kollektoreinrichtung auf einen Photodetektor fokussiert. Die auf den Photodetektor projizierte Bildform hängt vom Abstand zwischen dem Messkopf und der Target-Oberfläche ab. Durch Messung des Ausgangssignals des Detektors kann der Abstand zwischen Messkopf und Target-Oberfläche gemessen oder bei konstantem Abstand ein Konturplan der Oberfläche erstellt werden. Bei der Verwendung einer refraktiven Projektionsoptik ist die Variationsmöglichkeit bei den eingesetzten Strahlungsmustern gering. So ist es beim zuletzt beschriebenen Stand der Technik insbesondere nachteilig, dass ein Antasten oder die Konturvermessung einer Target-Oberfläche im Grunde nur bei einer Relativbewegung zwischen Messkopf und Target-Oberfläche im Wesentlichen in Richtung der optischen Achse der Projektion funktionieren kann.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum An tasten der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts sowie ein Verfahren zur Messung zumin dest eines Teils der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts zur Verfügung zu stellen, mit denen die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können.

Bei einem Verfahren zum Antasten der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts, bei dem

a) ein dreidimensionales Strahlungsmuster in den Raum projiziert wird, wobei die Ortskoordi naten des projizierten Strahlungsmusters relativ zu einem Bezugspunkt bekannt sind,
b) während einer Relativbewegung zwischen Strahlungsmuster und Objekt eine Kamera auf das projizierte Strahlungsmuster gerichtet wird und
c) mittels Verarbeitung des Kamerabildes ein Antastmoment festgestellt wird, in dem die Ob jektoberfläche das Strahlungsmuster schneidet,

wird die vorgenannte Aufgabe dadurch gelöst, dass

a) zur Erzeugung des Strahlungsmusters mindestens ein nach den Gesetzen der Beugung arbeitendes optisches Element eingesetzt wird.

Die Verwendung von nach den Gesetzen der Beugung arbeitenden optischen Elementen erlauben nahezu beliebig geformte Strahlungsmuster, die einen mechanischen Taster ersetzen. Insbesondere bei digitaler Verarbeitung des Kamerabildes kann der Antastvorgang hochgenau und schnell durchgeführt werden. Des weiteren ist das Verfahren berührungslos, so dass eine mechanische Beeinträchtigung der Objektoberfläche völlig vermieden werden kann. Als An tastmoment kann z. B. der Zeitpunkt festgelegt werden, zu dem eine vom Strahlungsmuster er zeugte Reflexionsfigur auf der Objektoberfläche eine vorbestimmte Größe erreicht. Alternativ hierzu kann der Moment als Antastmoment festgelegt werden, zu dem die Kamera erstmals ei nen vom Strahlungsmuster auf der Objektoberfläche erzeugten Lichtfleck feststellt. Hierbei wäre die Reflexionsfigur also nahezu punktförmig.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass als nach den Gesetzen der Beugung arbeitendes optisches Element ein Hologramm oder ein Beugungsgitter eingesetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass ein im wesentlichen kugelförmiges Strahlungsmuster projiziert wird. Ein kugelförmiges Gebilde stellt ein einfach zu erzeugendes Strahlungsmuster dar, das vielen Anwendungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens genügt. Das kugelförmige Strahlungsmuster ist insbesondere für solche Antastvor gänge geeignet, bei denen die Neigung der anzutastenden Oberfläche nicht parallel oder nahezu parallel zur Projektionsrichtung ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass ein im wesentlichen ringförmiges Strahlungsmuster projiziert wird. Mit einem ringförmigen Strahlungsmuster hinrei chenden Durchmessers können ohne weiteres auch Oberflächen angetastet werden, deren Nei gung parallel oder nahezu parallel zur Projektionsrichtung ist, da der Strahlenverlauf des proji zierten Ringmusters dann nicht notwendigerweise von der Objektoberfläche selbst gestört wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft auch so ausgeführt werden, dass sich das pro jizierte Strahlungsmuster aus einem im wesentlichen kugelförmigen Teilmuster und einem im wesentlichen ringförmigen Teilmuster zusammensetzt. Auf diese Weise können die Vorteile von kugelförmigem und ringförmigem Strahlungsmuster vereint werden.

Selbstverständlich sind die Gestaltungsmöglichkeiten für die Muster vielfältig. So kann das ring förmige Strahlungsmuster auch durchaus durch ein polygonales Strahlungsmuster und das kugel förmige Strahlungsmuster durch eine rotationsellipsoides Strahlungsmuster oder andere ersetzt werden. Es können des weiteren Kombinationen von mehr als zwei Teilmustern sinnvoll sein.

Bei einem Verfahren zum Vermessen zumindest eines Teils der Oberfläche eines dreidimensio nalen Objekts, bei dem die Oberfläche in mehreren Antastpunkten angetastet wird und die Koor dinaten der Antastpunkte ermittelt werden, wird die vorgenannte Aufgabe dadurch gelöst, dass das Antasten der Antastpunkte gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7 erfolgt, wobei als Antastpunkt jeweils der Punkt der Objektoberfläche genommen wird, der im An tastmoment innerhalb einer vom Strahlungsmuster auf der Objektoberfläche erzeugten Refle xionsfigur eine bestimmte Antastposition einnimmt, und als Ortskoordinaten des Antastpunktes die Ortskoordinaten eines bestimmten Kontaktpunktes des Strahlungsmusters genommen wer den.

Der Einsatz insbesondere von digitaler Bildverarbeitung ermöglicht es, mit der ersten Messung die korrekten Koordinaten der Antastpunkte zu ermitteln. Hierdurch kann sich eine nachträgliche Korrektur der Messdaten völlig erübrigen. Als Kontaktpunkt kann beispielsweise bei einem ku gelförmigen Strahlungsmuster dessen Mittelpunkt genommen werden. Als Antastpunkt kann z. B. der Punkt der Objektoberfläche definiert werden, der im Schwerpunkt der Reflexionsfigur liegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass mittels Verarbeitung des von der Reflexionsfigur aufgenommenen Kamerabildes Informationen über die Kontur der Oberfläche im Bereich mindestens eines der Antastpunkte gewonnen werden. Bei einem kugelförmigen Strahlungsmuster kann sich z. B. bei einer zur Projektionsrichtung gleichmäßig geneigten Objektoberfläche eine ovale Reflexionsfigur bilden. Aus dieser Reflexionsfigur kann z. B. die Neigung dieser Oberfläche mit Hilfe der digitalen Bildverarbeitung ermittelt werden. Des weiteren kann es möglich sein, aus der Reflexionsfigur sofort die Koordinaten von zum Antastpunkt benachbarten Oberflächenpunkten zu ermitteln.

Mit einer Vorrichtung zum Antasten und/oder zur Vermessung zumindest eines Teils der Ober fläche eines dreidimensionalen Objekts, umfassend

a) Mittel zur Projektion eines dreidimensionalen Strahlungsmusters in den Raum,
b) eine zur kontrollierten Bewegung des Strahlungsmusters relativ zur Objektoberfläche dienende Verfahreinheit und
c) Mittel zur Feststellung eines Kontaktes zwischen Strahlungsmuster und Objektoberfläche,

wobei

a) die Mittel zur Feststellung eines Kontaktes zwischen Strahlungsmuster und Objektoberfläche eine auf den Ort der Projektion des Strahlungsmusters gerichtete digitale Kamera sowie eine Auswerteeinheit zur digitalen Verarbeitung des Kamerabildes umfassen,

wird die vorgenannte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Mittel zur Projektion des Strahlungsmusters mindestens ein nach den Gesetzen der Beugung arbeitendes optisches Element umfassen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft auch so ausgebildet sein, dass das nach den Gesetzen der Beugung arbeitende optische Element ein Hologramm oder ein Beugungsgitter ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft auch so ausgebildet sein, dass die Richtung der Projektion des Strahlungsmusters und die durch die digitale Kamera definierte Beobach tungsrichtung zumindest in einem bis zum Ort der Projektion des Strahlungsmusters reichenden Bereich im wesentlichen parallel zueinander sind.

Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet sein, dass die Parallelität von Projektionsrichtung und Beobachtungsrichtung mittels eines Strahlteilers, beispielsweise eines halbdurchlässigen Spiegels erzeugt ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren sowie eine bevorzugte Aus bildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im folgenden anhand von Figuren erläu tert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 eine Vorrichtung zum berührungslosen Antasten von Objektoberflächen,

Fig. 2 eine Variation der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein aus einem ringförmigen Teilmuster und einem kugelförmigen Teilmuster be stehendes Strahlungsmuster in Seitenansicht,

Fig. 4 das Strahlungsmuster gemäß Fig. 3 in Aufsicht,

Fig. 5 ein kugelförmiges Strahlungsmuster im Antastmoment in einem Sackloch und

Fig. 6 ein ringförmiges Strahlungsmuster im Antastmoment.

Fig. 1 und 2 zeigen jeweils schematisch in Aufsicht eine Verfahreinheit 1, die mit Hilfe hier nicht dargestellter Mittel in den drei Dimensionen hochpräzise verfahren werden kann. Auf der Verfahreinheit 1 sind eine Projektionseinheit 2 und eine digitale Kamera 3 installiert. Die digi tale Kamera 3 ist mit einer Auswerteinheit 4 für die digitale Verarbeitung des Kamerabildes ver bunden.

Mit der Projektionseinheit 2 wird ein Strahlungsmuster 5 in den Raum projiziert. Die digitale Kamera 3 ist auf die Stelle der Projektion gerichtet. In Fig. 2 ist zusätzlich ein Strahlteilerwürfel 6 derart in den Strahlengang der Projektionseinheit 2 gestellt, dass es möglich ist, zwischen dem Strahlteilerwürfel 6 und dem Strahlungsmuster 5 die Beobachtungsrichtung und die Projektions richtung in Deckung zu bringen.

Zum Antasten der Oberfläche eines Objekts 7 wird nun die Verfahreinheit 1 derart verfahren, dass die Oberfläche des Objekts 7 das Strahlungsmuster 5 schneidet. Dabei bildet sich auf der Objektoberfläche eine in den Figuren nicht dargestellte Reflexionsfigur, die in dem hier ange nommenen Fall einer zur Bestrahlungsrichtung senkrechten und im Bereich der Reflexionsfigur konstanten Oberfläche kreisförmig ist. Die Verfahreinheit 1 wird mittels der bildverarbeitenden Auswerteeinheit 4 auf den maximalen Reflexionsfigurradius eingeregelt, so dass der Mittelpunkt des kugelförmigen Strahlungsmusters 5, im folgenden als Kontaktpunkt bezeichnet, mit einem Punkt der Objektoberfläche zusammenfällt. Dieser Punkt der Objektoberfläche ist der An tastpunkt des Objekts 7. Die Koordinaten des Kontaktpunktes relativ zu einem zum Objekt 7 fixierten Bezugspunkt werden im Antastmoment, d. h. bei maximalem Reflexionsfigurradius, registriert und als Koordinaten des Antastpunktes des Objekts 7 genommen.

Der Strahlteilerwürfel 6 kann lösbar oder verfahrbar und die digitale Kamera 3 um eine Achse drehbar angebracht sein, so dass von einer Anordnung mit zur Projektionsrichtung paralleler Beobachtungsrichtung zu einer Anordnung mit von Projektionsrichtung abweichender Beob achtungsrichtung gewechselt werden kann.

Fig. 3 zeigt in Seitenansicht ein aus einem kugelförmigen Teilmuster 8 und einem ringförmigen Teilmuster 9 bestehendes Strahlungsmuster 10. Fig. 4 zeigt dasselbe Strahlungsmuster in Auf sicht. Die gegebene Teilmusterkombination ist vorteilhaft, da hierdurch das Antasten einer Ob jektoberfläche bei unterschiedlichsten Konturen der Objektoberfläche erleichtert wird. Dies ist in den Fig. 5 und 6 verdeutlicht.

Fig. 5 zeigt ein Sackloch 11 im Objekt 7. Das kugelförmige Teilmuster 8 hat gerade die An tastposition am Boden des Sackloches 11 erreicht. Der Antastmoment kann erfasst werden, wenn Beobachtungsrichtung und Projektionsrichtung, wie in Fig. 2 dargestellt, übereinstimmen. Das ringförmige Teilmuster 9 ist in Fig. 5 nicht dargestellt.

Fig. 6 zeigt den Antastmoment an einer anderen Stelle des Objekts 7 an einer Oberfläche 12, die nahezu parallel zur Projektionsrichtung ist. Für die Projektion des ringförmigen Teilmusters 9 ist der Strahlengang der in Fig. 6 nicht dargestellten Projektionseinheit derart aufgefächert, dass durch die Kante 13 des Objekts 7 die Projektion nicht gestört wird. Zur Beobachtung des An tastmoments müssen hier Beobachtungsrichtung und Projektionsrichtung auseinanderfallen, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Das kugelförmige Teilmuster 8 ist in Fig. 6 nicht dargestellt. Als Kontaktpunkte für das ringförmige Teilmuster 9 können z. B. alle Punkte dienen, die auf einem Kreis in der Mitte zwischen dem äußeren und dem inneren Rand des Ringmusters liegen. In ei nem Antastmoment ist dann der Kontaktpunkt maßgeblich, der von der Objektoberfläche reflek tiert wird. Die sich im Antastmoment auf der Oberfläche 12 bildende Reflexionsfigur lässt Aus sagen über die Neigung der Oberfläche 12 zu.

Bezugszeichenliste

1

Verfahreinheit

2

Projektionseinheit

3

digitale Kamera

4

Auswerteeinheit
S Strahlungsmuster

6

Strahlteilerwürfel

7

Objekt

8

kugelförmiges Teilmuster

9

ringförmiges Teilmuster

10

Strahlungsmuster

11

Sackloch

12

Oberfläche

13

Kante

Claims

1. Verfahren zum Antasten der Oberfläche (12) eines dreidimensionalen Objekts (7), bei dem

a) ein dreidimensionales Strahlungsmuster (5) in den Raum projiziert wird, wobei die Ortskoor dinaten des projizierten Strahlungsmusters (5) relativ zu einem Bezugspunkt bekannt sind,
b) während einer Relativbewegung zwischen Strahlungsmuster (5) und Objekt (7) eine Ka mera (3) auf das projizierte Strahlungsmuster (5) gerichtet wird und
c) mittels Verarbeitung des Kamerabildes ein Antastmoment festgestellt wird, in dem die Ob jektoberfläche (12) das Strahlungsmuster (5) schneidet,

dadurch gekennzeichnet, dass

a) zur Erzeugung des Strahlungsmusters (5) mindestens ein nach den Gesetzen der Beugung arbeitendes optisches Element eingesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als nach den Gesetzen der Beugung arbeitendes optisches Element ein Hologramm eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als nach den Gesetzen der Beugung arbeitendes optisches Element ein Beugungsgitter eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein im wesentlichen kugelförmiges Strahlungsmuster (5) projiziert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein im wesentlichen ringförmiges Strahlungsmuster (9) projiziert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich das projizierte Strahlungsmuster (5) aus einem im wesentlichen kugelförmigen Teilmuster (8) und einem im wesentlichen ringförmigen Teilmuster (9) zusammensetzt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse der Projektion des Strahlungsmusters (5) und die optische Achse der Kamera (3) zumindest in einem bis zum Ort der Projektion des Strahlungsmusters (5) reichenden Bereich im wesentlichen parallel zueinander sind.

8. Verfahren zur Vermessung zumindest eines Teils der Oberfläche (12) eines drei dimensionalen Objekts (7),
bei dem die Oberfläche (12) in mehreren Antastpunkten angetastet wird und die Koordinaten der Antastpunkte ermittelt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Antasten der Antastpunkte gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7 erfolgt,
wobei als Antastpunkt jeweils der Punkt der Objektoberfläche (12) genommen wird, der im An tastmoment innerhalb einer vom Strahlungsmuster (5) auf der Objektoberfläche (12) erzeugten Reflexionsfigur eine bestimmte Antastposition einnimmt, und als Ortskoordinaten des An tastpunktes die Ortskoordinaten eines bestimmten Kontaktpunktes des Strahlungsmusters (5) genommen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Verarbeitung des von der Reflexionsfigur aufgenommenen Kamerabildes Informationen über die Kontur der Oberfläche (12) im Bereich zumindest eines der Antastpunkte gewonnen werden.

10. Vorrichtung zum Antasten und/oder zur Vermessung zumindest eines Teils der Oberfläche (12) eines dreidimensionalen Objekts (7), umfassend

a) Mittel (2) zur Projektion eines dreidimensionalen Strahlungsmusters (5) in den Raum,
b) eine zur kontrollierten Bewegung des Strahlungsmusters (5) relativ zur Objektoberfläche (12) dienende Verfahreinheit (1) und
c) Mittel zur Feststellung eines Kontaktes zwischen Strahlungsmuster (5) und Objektoberfläche (12),

wobei

a) die Mittel zur Feststellung eines Kontaktes zwischen Strahlungsmuster (5) und Objektoberfläche (12) eine auf den Ort der Projektion des Strahlungsmusters (5) gerichtete Kamera (3) sowie eine Auswerteeinheit (4) zur Verarbeitung des Kamerabildes umfassen,

dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Mittel (2) zur Projektion des Strahlungsmusters (5) mindestens ein nach den Gesetzen der Beugung arbeitendes optisches Element umfassen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das nach den Gesetzen der Beugung arbeitende optische Element ein Hologramm ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das nach den Gesetzen der Beugung arbeitende optische Element ein Beugungsgitter ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der Projektion des Strahlungsmusters (5) und die durch die Kamera (3) definierte Beobachtungsrichtung zumindest in einem bis zum Ort der Projektion des Strahlungsmusters (5) reichenden Bereich im wesentlichen parallel zueinander sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelität von Projektionsrichtung und Beobachtungsrichtung mittels eines Strahlteilers, beispielsweise eines halbdurchlässigen Spiegels (6) erzeugt ist.