DE102004034160A1

DE102004034160A1 - Vorrichtung zur Untersuchung optischer Oberflächeneigenschaften

Info

Publication number: DE102004034160A1
Application number: DE102004034160A
Authority: DE
Inventors: Peter Schwarz; Uwe Sperling
Original assignee: BYK Gardner GmbH
Current assignee: BYK Gardner GmbH
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-02-09
Also published as: US20060092417A1; US20090046300A1; US7626709B2; US7433055B2; JP2016001198A; JP2006030203A; JP2012073275A; JP5850753B2

Abstract

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zur Untersuchung optischer Oberflächeneigenschaften mit wenigstens einer ersten Strahlungseinrichtung, welche unter einem ersten vorgegebenen Raumwinkel Strahlung auf eine zu untersuchende Oberfläche aussendet; wenigstens einer ersten Detektionseinrichtung zur Aufnahme der auf die Oberfläche ausgesandten und von dieser zurückgestrahlten Strahlung, wobei die erste Detektionseinrichtung eine ortsaufgelöste Detektion der Strahlung erlaubt und unter einem zweiten vorgegebenen Raumwinkel gegenüber der Oberfläche angeordnet ist, und wenigstens einer weiteren Strahlungseinrichtung oder zweiten Detektionseinrichtung, welche unter einem dritten vorgegebenen Raumwinkel Strahlung auf die zu untersuchende Oberfläche aussendet bzw. die auf die Oberfläche ausgesandte und von dieser zurückgestrahlte Strahlung detektiert.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Untersuchung optischer Oberflächeneigenschaften. Die Vorrichtung wird nachfolgend unter Bezug auf die Untersuchung von Karosserien von Kraftfahrzeugen beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass auch andere Oberflächen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung untersucht werden können.

Derartige Vorrichtungen zur Untersuchung optischer Oberflächeneigenschaften sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese verwenden im Prinzip eine Lichtquelle, welche Licht auf die zu untersuchende Oberfläche richtet sowie einen Detektor, der das von der Oberfläche reflektierte bzw. gestreute Licht detektiert und auswertet. Durch diese Auswertung können optische Eigenschaften der Oberfläche, wie beispielsweise Farbe oder Glanz, bestimmt werden. Eine derartige Bestimmung bzw. Charakterisierung ist nötig, da Kfz-Karosserien bzw. deren Lackierungen je nach dem auf sie einfallenden Licht für das menschliche Auge einen unterschiedlichen Eindruck erwecken und daher eine objektive Charakterisierung nötig ist.

In jüngerer Zeit erfreuen sich vor allem auch solche Lackierungen größerer Beliebtheit, welche Pigmente oder sogenannte Flakes aufweisen. Bei diesen Pigmenten bzw. Flakes kann es sich um Metallteilchen handeln, welche statistisch in der Lackschicht bzw. deren Oberfläche verteilt sind. Genauer gesagt, bestehen beispielsweise metallische Pigmente aus sehr dünnen metallischen Flakes, die wie Miniaturspiegel wirken. Die Standardisierung derartiger Lacke bzw. die Messung ihrer Oberflächeneigenschaften bereitet Probleme, da diese Pigmente je nach Einfallsrichtung des Lichts unterschiedliche Charakteristika aufweisen und beispielsweise bereits bei geringfügig unterschiedlichen Betrachtungswinkeln andere Farben oder andere Helligkeiten aufweisen können. Zum Einsatz kommen weiterhin unter anderem Lacke mit Interferenzpigmenten, die insbesondere beim Betrachten größerer Oberflächenbereiche Farbverläufe mit mehr oder weniger genau spezifizierten Farbumschlagswinkeln (Flop) hervorrufen, wobei mitunter stark unterschiedliche Farbeindrücke erzielt werden können, wodurch dann auch die lackierten Flächen insgesamt unterschiedlich hell bzw. unterschiedlich hell bzw. unterschiedlich farbig erscheinen.

Diese Effekte und unterschiedliche Wahrnehmungen von Oberflächen, die z. B. aus verschiedener Dichte, Verteilung und Zusammensetzungen von Lackzusätzen, wie Flakes oder Effektpigmenten herrühren, können mit Vorrichtungen nach dem Stand der Technik nicht detektiert werden, da die entsprechenden Detektoren jeweils nur Informationen über die Summenintensität des von verschiedenen Orten der Messfläche auf sie einfallenden Lichtes geben, d. h. eine Intensitäts-Integration ohne Ortsauflösung vornehmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei der Untersuchung von Oberflächeneigenschaften auch solche Veränderungen auflösen zu können, welche gerade durch eine unterschiedliche Betrachtung der Oberflächenlackierungen unter beispielsweise leicht unterschiedlichen Raumwinkeln entstehen. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 bewerkstelligt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Untersuchung optischer Oberflächeneigenschaften weist wenigstens eine erste Strahlungseinrichtung auf, welche unter einem ersten vorgegebenen Teilraumwinkel Strahlung auf eine zu untersuchende Oberfläche aussendet. Daneben ist wenigstens eine erste Detektionseinrichtung zur Aufnahme der wenigstens auf einen Teil der Oberfläche ausgesandten und von dieser zurückgestrahlten Strahlung vorgesehen, wobei die Detektionseinrichtung eine ortsaufgelöste Detektion der Strahlung erlaubt und unter einem zweiten vorgegebenen Teilraumwinkel gegenüber der Oberfläche angeordnet ist.

Unter einem Raumwinkel wird in Abgrenzung zum mathematischen Raumwinkelbegriff im Rahmen dieser Erfindung ein Tupel aus Teilraumwinkeln verstanden. Dabei bezeichnet die erste Komponente des Raumwinkels, d. h., der erste Teilraumwinkel α, den Winkel der Projektion einer durch eine im Ursprung eines kartesischen Koordinatensystems beginnenden Halbgeraden definierten Raumrichtung auf die x-/z-Ebene gegenüber der positiven z-Achse.

Ferner bezeichnet die zweite Komponente des Raumwinkels, d. h., der zweite Teilraumwinkel β den Winkel der Projektion der genannten Halbgeraden auf die y-/z-Ebene gegenüber der positiven z-Achse. Das Koordinatensystem ist dabei so orientiert, dass die Messfläche bzw. zumindest Teile der Messfläche dabei in der x-/y-Ebene liegen.

Der Raumwinkel ist damit geeignet, die Ausrichtung der Strahlungs- bzw. Detektionseinrichtung gegenüber der zu untersuchenden Oberfläche eindeutig zu charakterisieren. Die geometrische Orientierung der Raumwinkel wird nochmals im Rahmen der Figurenbeschreibung dargestellt. Unter einem Raumwinkel von (0°, 0°) wird ein Raumwinkel verstanden, bei welchem sich die Strahlungs- oder Detektionseinrichtung derart über der zu untersuchenden Oberfläche befindet, dass die von der beispielsweise Strahlungseinrichtung ausgesandte Strahlung im Wesentlichen senkrecht auf die zu untersuchende Oberfläche trifft.

Weiterhin ist wenigstens eine weitere Strahlungseinrichtung oder Detektionseinrichtung vorgesehen, welche Strahlung auf die zu untersuchende Oberfläche aussendet bzw. wenigstens einen Teil der auf die Oberfläche ausgesandten und von dieser zurückgestrahlten Strahlung detektiert.

Bevorzugt sendet die weitere Strahlungseinrichtung gerichtete Strahlung auf die zu untersuchende Oberfläche aus. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sendet die weitere Strahlungseinrichtung diffuse Strahlung aus.

Unter einer Strahlungseinrichtung wird eine Strahlungs- bzw. Lichtquelle verstanden, insbesondere, aber nicht ausschließlich, in Form von Leucht- und/oder Laserdioden, Glühlampen, Halogenlampen und dergleichen. Auch eine Anordnung mehrerer Lichtquellen, beispielsweise mehrerer Leuchtdioden mit unterschiedlichen Emissionsspektren wird als Strahlungseinrichtung aufgefasst.

Unter einer Detektionseinrichtung wird jede Einrichtung verstanden, welche in der Lage ist, wenigstens einen Parameter des auf sie eintreffenden Lichtes zu detektieren und ein diesem Parameter entsprechendes Signal auszugeben. Dabei fallen unter den Begriff Detektionseinrichtung sowohl Fotosensoren, Fotozellen, Fotoelemente und Fotodetektoren als auch beispielsweise Kameras, CCD-Chips und dergleichen.

Bevorzugt weist die erste Detektionseinrichtung ein bevorzugt flächiges Bildaufnahmeelement auf, welches die ortsaufgelöste Detektion der Strahlung erlaubt. Dieses flächige Element kann beispielsweise ein CCD-Chip sein, der die auf ihn auftreffende Strahlung ortsaufgelöst untersuchen kann und daneben bevorzugt auch eine Farbauflösung vornehmen kann. Durch diese ortsaufgelöste Untersuchung ist es möglich, die Effekte zu untersuchen, welche durch die einzelnen Pigmente bzw. Flakes erzeugt werden.

Im Gegensatz hierzu würde ein flächiger Detektor ohne Ortsauflösung lediglich durch Integration der Intensität der Strahlung, welche auf jeden einzelnen Punkt der Detektorfläche über die Fläche auftrifft, die Summenintensität der auf ihn auftreffenden Strahlung ermitteln und daher keine Information über einen Ortsursprung liefern.

Um zu erreichen, dass auch solche Effekte berücksichtigt werden, welche durch unterschiedliche Lichteinstrahlung bzw. Lichteinstrahlung unter unterschiedlichen Raumwinkeln hervorgerufen wird, ist es einerseits möglich, mehrere Lichtquellen vorzusehen, welche unter unterschiedlichen Raumwinkeln auf die Oberfläche einstrahlen. Umgekehrt ist es jedoch auch möglich, anstelle mehrerer Strahlungsquellen mehrere Detektoren vorzusehen, welche die Detektion unter unterschiedlichen Raumwinkeln erlauben.

Ferner wäre es auch möglich, eine Kombination vorzusehen, d. h. mehrere Strahlungseinrichtungen sowie mehrere Detektionseinrichtungen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Strahlungseinrichtungen sowie die Detektionseinrichtungen in einem gemeinsamen, im Wesentlichen strahlungsundurchlässigen Gehäuse untergebracht, welches eine Öffnung aufweist, durch welche die Strahlung auf die zu untersuchende Oberfläche geleitet wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass auf die einzelnen Detektoren im Wesentlichen nur dasjenige Licht gelangt, welches von der zu untersuchenden Oberfläche zurückgeworfen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Oberfläche wenigstens zeitweise gleichzeitig von wenigstens zwei Strahlungseinrichtungen bestrahlt. Bevorzugt ist es daher möglich, die Oberfläche nur durch die erste oder nur durch die zweite durch beide Strahlungseinrichtungen gleichzeitig zu bestrahlen. Falls in einer weiteren Ausführungsform mehr als zwei Strahlungseinrichtungen vorgesehen sind, ist es möglich, nur einzelne oder beliebige Kombinationen dieser mehreren Strahlungseinrichtungen – oder auch alle – zu aktivieren.

Auf diese Weise können für die zu untersuchende Oberfläche unterschiedliche Ergebnisse gewonnen werden, beispielsweise für Informationen über das Verhalten der Oberfläche, falls nur unter einem vorgegebenen Winkel eingestrahlt wird, sowie weitere Informationen, falls unter mehreren Winkeln gleichzeitig eingestrahlt wird. Dadurch ist beispielsweise eine Annäherung an diffuses Tageslicht oder eine Charakterisierung von Glanzeffekten möglich.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Detektionseinrichtung aus einer Gruppe von Detektionseinrichtungen ausgewählt, welche Photozellen, Photoelemente, Photodioden und dergleichen enthält. Diese Elemente erlauben, wie oben gesagt, keine ortsaufgelöste Untersuchung der Strahlung, sondern lediglich eine Untersuchung der Strahlungsintensität und der spektralen Charakteristitik.

Zur Auflösung der spektralen Charakteristik wird als Strahlungseinrichtung bevorzugt eine Vielzahl von LCDs verwendet, die im wesentlichen das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichts abdecken. Auf diese Weise wird eine spektrale Auflösung der Empfangseinrichtung bzw. Detektionseinrichtung erreicht. Umgekehrt ist es auch möglich, im Strahlengang nach der zu untersuchenden Oberfläche frequenzselektive Elemente, wie beispielsweise optische Gitter, einzusetzen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist auch die erste Detektionseinrichtung, welche eine ortsaufgelöste Untersuchung der Strahlung erlaubt, Mittel auf, um die Gesamtintensität der auf sie auftreffenden Strahlung zu ermitteln. Dies kann insbesondere, aber nicht ausschließlich, über eine Integration der auf die einzelnen Photozellen eines CCD-Chips auftreffenden Intensitäten erfolgen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste Detektionseinrichtung unter einem ersten Teilraumwinkel von im Wesentlichen 0° über der Oberfläche angeordnet. Bevorzugt ist die erste Detektionseinrichtung auch unter einem zweiten Teilraumwinkel von 0° über der Oberfläche angeordnet, was – wie oben ausgeführt – bedeutet, dass sie bevorzugt diejenige Strahlung detektiert, welche von der zu untersuchenden Oberfläche im Wesentlichen senkrechter Richtung ausgestrahlt wird.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine Strahlungseinrichtung unter einem ersten Teilraumwinkel gegenüber der Oberfläche angeordnet, welcher aus einer Gruppe von Winkeln ausgewählt ist, welche –45°, –15° und +75° enthält. Bevorzugt beträgt dabei der zweite Teilraumwinkel 0°.

Die jeweiligen Winkelangaben verstehen sich insofern als ungefähre Angaben, als beispielsweise unter einem Winkel von 45° auch solche Winkel verstanden werden, welche innerhalb einer Toleranz von +/–5° liegen, d. h. Winkel zwischen 40° und 50°.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Strahlungseinrichtungen unter vorgegebenen Winkeln angeordnet. Dabei werden bevorzugt erste Teilraumwinkel von –15°, –45° sowie +45° und +75° verwendet. Umgekehrt ist es auch möglich, eine Strahlungsquelle zu verwenden und die jeweiligen Detektionseinrichtungen unter vorgegebenen ersten Teilraumwinkeln einzusetzen, wie insbesondere, aber nicht ausschließlich, –75°, –65°, –45°, –15° oder 20°. Selbstverständlich können auch andere Detektions- bzw. Einstrahlwinkel gewählt werden. Die angegebenen Größen richten sich jedoch nach teilweise vorgegebenen Normen. Dabei wurden jedoch bislang im Stand der Technik keine großen ersten Teilraumwinkel, d. h. Raumwinkel, welche vergleichsweise nahe bei (α = –90°) oder (α = +90°) liegen, verwendet. Die Verwendung derartiger Raumwinkel erlaubt eine günstigere Charakterisierung von Pigmenten bzw. deren Verteilung auf der Oberfläche. Bevorzugt wird wenigstens eine Detektionseinrichtung unter einem derartigen ersten Teilraumwinkel, der dem Betrage nach größer als (70°, β) und bevorzugt größer als (75°, β) ist, angeordnet.

Bevorzugt werden der erste und der zweite Raumwinkel so gewählt, dass sich eine hohe Differenz bezüglich des ersten Teilraumwinkels ergibt, bevorzugt sich eine Differenz von mehr als 100° ergibt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird auch wenigstens eine Detektionseinrichtung unter einem dem Betrag nach kleinen ersten Teilraumwinkel angeordnet, bevorzugt einem Winkel, der dem Betrag nach kleiner als (30°, β) und, besonders bevorzugt, kleiner oder gleich (60°, β) ist. Die Verwendung derartiger kleiner Raumwinkel erlaubt eine günstige Charakterisierung von Pigmenten, welche eine hohe Farbverschiebung aufweisen.

Bevorzugt werden der erste und der zweite Raumwinkel so gewählt, dass sich eine niedrige Differenz bezüglich des ersten Teilraumwinkels ergibt, bevorzugt sich eine Differenz von weniger als 50° ergibt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sendet wenigstens eine Strahlungseinrichtung ungerichtete bzw. diffuse Strahlung aus.

Unter gerichteter Strahlung wird solche Strahlung verstanden, bei welcher das Licht unter einer im Wesentlichen vorgegebenen Richtung bzw. einem vorgegebenen Raumwinkel auf die zu untersuchende Oberfläche trifft. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sendet wenigstens eine Strahlungseinrichtung gerichtete Strahlung aus (d. h. Strahlungsbündel, die eine definierte, z.T. genormte Apertur aufweisen, deren Strahlen im Wesentlichen parallel sind).

Unter nicht gerichteter Strahlung wird Strahlung verstanden, welche unter unterschiedlichen Raumwinkeln, beispielweise nach Mehrfachreflektion an der Gehäuseoberfläche, auf die zu untersuchende Oberfläche trifft. Dies kann insbesondere, aber nicht ausschließlich, durch die Verwendung von Streu- und Mattscheiben erreicht werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Strahlungseinrichtungen im Wesentlichen entlang eines Kreisbogens angeordnet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es auch möglich, mehrere Detektionseinrichtungen im Wesentlichen entlang eines Kreisbogens anzuordnen bzw. mehrere Strahlungs- und Detektionseinrichtungen im Wesentlichen entlang eines Kreisbogens anzuordnen. Auf diese Weise wird erreicht, dass die betreffenden Strahlungs- und/oder Detektionseinrichtungen im Wesentlichen unter dem gleichen zweiten Teilraumwinkel bzw. in einer Ebene angeordnet sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt dieser zweite Teilraumwinkel, unter welchem die betreffenden Strahlungs- und Detektionseinrichtungen angeordnet sind, im Wesentlichen 0°.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Teilraumwinkel, unter dem die erste Detektionseinrichtung angeordnet ist, veränderbar. Bevorzugt handelt es sich dabei um den ersten Teilraumwinkel. In einer bevorzugten Ausführungsform kann daher der erste Teilraumwinkel, unter welchem die Detektionseinrichtung gegenüber der zu untersuchenden Oberfläche angeordnet ist, zwischen –90° und 90° verändert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der erste Teilraumwinkel, unter dem wenigstens eine Strahlungseinrichtung angeordnet ist, veränderbar. Dies bedeutet, dass die betreffende Strahlungseinrichtung die Oberfläche aus unterschiedlichen Richtungen bestrahlen kann. Durch diesen veränderbaren Raumwinkel kann erreicht werden, dass in einem Messverfahren beispielsweise zunächst Licht unter einem vorgegebenen Raumwinkel eingestrahlt wird, danach der erste Teilraumwinkel, unter dem die Strahlungseinrichtung angeordnet ist, verändert wird und dann unter dem geänderten Raumwinkel Strahlung auf die zu untersuchende Oberfläche eingestrahlt wird.

Umgekehrt ist es auch möglich, bei festem ersten Teilraumwinkel der Strahlungseinrichtungen zunächst die Detektionseinrichtung unter einem ersten Teilraumwinkel anzuordnen und alsdann unter einem anderen Raumwinkel, um die entsprechenden Messergebnisse zu erhalten. Auch sind Kombinationen denkbar, d. h. veränderbare Raumwinkel der Strahlungseinrichtung und der Detektionseinrichtung, beispielsweise eine Veränderbarkeit des Raumwinkels der Detektionseinrichtung zwischen (0, β) und (+90°, β) und eine Veränderbarkeit des ersten Teilraumwinkels der Strahlungseinrichtung von (0°, β) bis (–90°, β). Bevorzugt beträgt der zweite Teilraumwinkel bei der obigen Ausführungsform im wesentlichen 0°.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind Mittel vorgesehen, die erlauben, dass sowohl eine erste Detektionseinrichtung als auch eine zweite Detektionseinrichtung Strahlung unter dem gleichen vorgegebenen Raumwinkel detektieren können. Bei diesen Mitteln kann es sich beispielsweise um Strahlteiler handeln, welche bewirken, dass ein bestimmter Anteil der Strahlung auf die erste Detektionseinrichtung gelangt und ein weiterer Anteil auf die zweite Detektionseinrichtung. Dabei erlaubt bevorzugt die erste Detektionseinrichtung eine ortsdifferenzierende Analyse der Strahlung und die zweite Detektionseinrichtung eine ortsintegrale Intensitätsuntersuchung.

Es sind jedoch auch weitere Mittel möglich, wie beispielweise teildurchlässige Spiegel, Polarisatoren und dergleichen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Strahlungseinrichtungen vorgesehen, welche untereinander einen vorgegebenen im Wesentlichen konstanten Winkelabstand aufweisen. Dabei ist bevorzugt diese Vielzahl unter einem gleichen zweiten Teilraumwinkel, jedoch unterschiedlichen ersten Teilraumwinkel, angeordnet. Der Winkelabstand ergibt sich in diesem Fall aus der Differenz des ersten Teilraumwinkels einer Strahlungseinrichtung mit demjenigen einer benachbarten Strahlungseinrichtung.

Weiterhin ist es möglich, dass auch der zweite Teilraumwinkel veränderbar ist, beispielsweise es möglich ist, die Vielzahl der Strahlungseinrichtungen gemeinsam bezüglich des zweiten Teilraumwinkels zu verschieben. In einer weiteren Ausführungsform ist eine Vielzahl von Strahlungseinrichtungen unter sowohl unterschiedlichen ersten Teilraumwinkeln als auch unterschiedlichen zweiten Teilraumwinkeln angeordnet.

Desgleichen kann auch eine Vielzahl von Detektionseinrichtungen unter unterschiedlichen ersten und zweiten Teilraumwinkeln angeordnet sein, sowie sowohl eine Vielzahl von Strahlungseinrichtungen als auch eine Vielzahl von Detektionseinrichtungen, welche sich jeweils hinsichtlich ihrer ersten und zweiten Teilraumwinkel unterscheiden.

Die vorliegende Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zur Untersuchung optischer Eigenschaften von Oberflächen gerichtet.

Dabei wird in einem Verfahrensschritt eine erste Strahlung unter einem ersten vorgegebenen Teilraumwinkel auf eine zu untersuchende Oberfläche ausgesandt. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die von der zu untersuchenden Oberfläche zurückgeworfene Strahlung mit einer ersten Detektionseinrichtung unter einem zweiten vorgegebenen Raumwinkel detektiert, wobei die Detektionseinrichtung eine ortsaufgelöste Detektion der Strahlung erlaubt.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird die von der zu untersuchenden Oberfläche zurückgeworfene Strahlung mit einer zweiten Detektionseinrichtung unter einem dritten vorgegebenen Raumwinkel detektiert.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem ersten Verfahrensschritt eine erste Strahlung unter einem ersten vorgegebenen Teilraumwinkel auf eine zu untersuchende Oberfläche gerichtet. In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine zweite Strahlung unter einem dritten vorgegebenen Raumwinkel auf die zu untersuchende Oberfläche gerichtet und in einem weiteren Verfahrensschritt die von der zu untersuchenden Oberfläche zurückgeworfene Strahlung mit einer ersten Detektionseinrichtung unter einem zweiten vorgegebenen Raumwinkel detektiert, wobei die Detektionseinrichtung eine ortsaufgelöste Detektion der Strahlung erlaubt.

Bevorzugt erfolgt die Bestrahlung mit der ersten Strahlung und zweiten Strahlung wenigstens zeitweise gleichzeitig.

In einer anderen Ausführungsform kann die Bestrahlung mit der ersten Strahlung und zweiten Strahlung wenigstens zeitweise zeitlich versetzt erfolgen. Bevorzugt ist es möglich, im Rahmen einer Messung sowohl gleichzeitige Strahlungen auf die zu untersuchende Oberfläche zu richten als auch zeitlich versetzte, da aus beiden Vorgehensweisen unterschiedliche relevante Informationen über die optischen Eigenschaften der zu untersuchenden Oberfläche gewonnen werden können.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den beigefügten Zeichnung. Darin zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Untersuchung von Oberflächen;
2 das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel der Vorrichtung aus 1 unter Hinzuziehung einer weiteren Messmethode;
3 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung aus 1;
4 eine Schnittansicht der Vorrichtung aus 1;
5a eine Darstellung eines durch die erfindungsgemäße Ausführungsform aus der Vorrichtung in 1 gewonnenen Messergebnisses;
5b eine Darstellung eines durch die erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung aus 1 gewonnenen Messergebnisses;
5c eine Darstellung eines durch die erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung aus 1 gewonnenen Messergebnisses;
5d eine Darstellung zur Veranschaulichung des Messergebnisses;
1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur Untersuchung optischer Oberflächen. Diese weist ein Gehäuse 21 auf, welches im Inneren einen Hohlraum 12 aufweist. Der Hohlraum ist hier halbkreisförmig bzw. in dreidimensionaler Betrachtung als Halbkugel bzw. Halbkugelsegment ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, für diesen Hohlraum andere Strukturen vorzusehen. Bevorzugt ist die Innenoberfläche des Hohlraums im Wesentlichen vollständig strahlungsabsorbierend, um eine Verfälschung der Messergebnisse mit gerichtetem Licht durch Mehrfachreflexionen zwischen Hohlrauminnenoberfläche und Messfläche zu vermeiden. In anderen bevorzugten Ausführungsformen ist der Hohlraum an seinen Innenoberflächen in Form einer im wesentlichen absorbierenden Schicht ausgeführt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass unter vorgegebenen Messbedingungen nicht kollimiertes Licht erzeugt wird, um die Eigenschaften der Oberfläche unter diffusen Lichtverhältnissen charakterisieren zu können.
Das Gehäuse weist an seiner Unterseite eine Öffnung 8 auf, unter welcher die zu untersuchende Oberfläche 3 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 15 bezieht sich auf eine erste Strahlungseinrichtung und das Bezugszeichen 19 auf eine zweite Strahlungseinrichtung. Diese Strahlungseinrichtungen 15, 19 strahlen unter einem vorgegebenen Raumwinkel Licht auf die zu untersuchende Oberfläche 3. Dabei handelt es sich bevorzugt um gerichtete Strahlung.
Die ersten Teilraumwinkel, unter denen die Strahlungseinrichtungen 15 und 19 angeordnet sind, betragen α = –15° bzw. α = +75°. Dabei wird unter einem Teilraumwinkel α = 0° derjenige Winkel verstanden, unter welchem das Licht von der zu untersuchenden Oberfläche 3 aus senkrecht nach oben in 1 verläuft.
In diesem Falle liegt der Winkel β, der eine Verkippung der Anordnung um die Achse x herum bezeichnet, ebenfalls bei 0°. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform sind sämtliche Strahlrichtungen in einer durch die X-Rohre verlaufenden Lotebene auf der Oberfläche 3 angeordnet, d. h. für sämtliche Strahlrichtungen beträgt der Winkel β = 0°. Das Bezugszeichen 7 bezieht sich auf eine Kamera und das Bezugszeichen 4 auf einen Photosensor. Beide sind unter einem Winkel α = β = 0° angeordnet, d. h. sie detektieren das Licht, das von der zu untersuchenden Oberfläche senkrecht nach oben gestrahlt wird. Die Anordnung von Kamera und Detektor stellt sicher, dass beide Messeinrichtungen das gleiche Licht detektieren bzw. charakterisieren.
Es wäre jedoch auch möglich, anstelle der beiden Strahlungseinrichtungen 15 und 19 nur eine Strahlungseinrichtung vorzusehen, wobei auch deren jeweiliger Raumwinkel frei gewählt werden könnte. Auch könnten die Kamera 7 und der Photosensor 4 unter von (0°; 0°) abweichenden Raumwinkeln ggf. auch unter unterschiedlichen Winkeln angeordnet sein.
Die Bezugszeichen 13, 14, 16, 17 und 18 bezeichnen weitere Photodetektoren. Diese Photodetektoren sind bei dem hier vorgegebenen Ausführungsbeispiel unter den Teilraumwinkeln α = –60° (Photodetektor 14), α = –30° (Photodetektor 18), α = 20° (Photodetektor 17), α = 30° (Photodetektor 16) und α = 60° (Photodetektor 13) angeordnet. In der Öffnung 20 kann ein weiterer Photodetektor oder auch eine weitere Strahlungseinrichtung vorgesehen werden.
Alternativ ist es auch möglich, anstelle der Detektoren weitere Strahlungseinrichtungen vorzusehen oder gleichzeitig mit den Detektoren an der gleichen oder benachbarten Stellen Strahlungseinrichtungen vorzusehen. Dies könnte beispielsweise mit Hilfe von Strahlungsteilern bewerkstelligt werden, wobei beispielsweise dichroitische Spiegel und dergleichen Anwendung finden können.
So kann beispielsweise eine kombinierte Strahlungs- und Detektionseinrichtung so ausgestaltet sein, dass ein bezüglich einer geometrischen Verbindungslinie zwischen Strahlungseinrichtung und dem Auftreffpunkt der Strahlung auf der Oberfläche unter 45° angeordneter dichroitischer Spiegel die Einstrahlung des von einer Strahlungseinrichtung ausgesandten Lichtes erlaubt, während er für die Rückstrahlung von Licht, welches von der zu untersuchenden Oberfläche zurückgestrahlt wird, im Wesentlichen lichtdurchlässig ist und dieses im Wesentlichen zu einer Detektionseinrichtung passieren lässt.
Die Bezugszeichen 11 beziehen sich auf eine Justageeinrichtung, mit der bevorzugt die Lage der Vorrichtung zum Untersuchen von Oberflächen gegenüber der zu untersuchenden Oberfläche eingestellt werden kann. In dem Gehäuseabschnitt 22 können beispielsweise Anzeigen für den Benutzer, die Steuerungseinrichtung für die einzelnen Detektions- und Strahlungseinrichtungen, Steuerungseinrichtungen, Motoren und dergleichen untergebracht sein.
Unter Bezugnahme auf 2 wird das Messverfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Dabei zeigen die Pfeile P1 und P2 das von den Strahlungsquellen 15 und 19 auf die Oberfläche 3 gestrahlte Licht an. Dieses wird entlang des Pfeils P4 (gepunktet dargestellt) in Richtung der Kamera 7 gestrahlt. Die Kameraanordnung 7 weist ein in 4–7 beschriebenes System zur Strahlteilung auf. Mit diesem Strahlteiler wird bewirkt, dass der entlang des Pfeils P4 verlaufende Strahl, der sich zusammensetzt aus einer Komponente, welche ursprünglich von der Strahlungseinrichtung 6 entlang des Pfeils P3 ausgestrahlt wurde und den oben genannten, von der Strahlungseinrichtung 15 und 19 stammenden Strahlen aufgeteilt wird.
Da die Kamera eine ortsaufgelöste Darstellung des Bildes erlaubt, kann auf diese Weise ein ortsaufgelöstes Bild der zu untersuchenden Oberfläche angezeigt werden. Auf diese Weise können die einzelnen Pigmente bzw. Flakes sichtbar gemacht werden.
Der bevorzugte Einsatz einer Farbkamera erlaubt eine Farbauflösung
Anstelle des hier verwendeten Systems, welches sowohl eine Kamera 7 als auch einen Photodetektor 4 aufweist, wäre es auch möglich, die Messung nur mit einer Kamera aufzunehmen und die integrale Intensität, insbesondere, aber nicht ausschließlich, rechnergestützt aus dem auf die Kamera auftreffenden Bild zu ermitteln.
Auf diese Weise ist es möglich, die genaue Oberflächenstruktur, d. h. die genaue geometrische Lage der Pigmente, auf bzw. in den jeweiligen Lackschichten zu überprüfen und damit die Effekte bewerten zu können, die sich unter anderem aus der Dichte, Verteilung und Art der verwendeten Effektpigmente ergeben.
Das von der Strahlungseinrichtung 6 ausgestrahlte Licht wird ebenfalls auf die Oberfläche 3 geworfen und von dort unter unterschiedlichen Raumwinkeln aufgenommen. Wie oben erwähnt wird der unter (0°; 0°) zurückgeworfene Strahl von der Detektionseinrichtung 4 aufgenommen. Ferner ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel die Aufnahme unter den weiteren oben genannten Raumwinkeln mit den Detektionseinrichtungen 13, 14, 16, 17 und 18 möglich.
Wie eingangs erwähnt, weisen die zu untersuchenden Werkstoffe, beispielsweise die Lacke, unterschiedliche optische Eigenschaften in Abhängigkeit davon auf, aus welcher Richtung sie beleuchtet werden. Daher werden die einzelnen Detektoren 13 bis 18 auch unterschiedliche spektrale Ergebnisse liefern, da sie die unterschiedlichen Blickrichtungen, beispielsweise eines Beobachters, simulieren.
In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, eine Vielzahl von unter unterschiedlichen Raumwinkeln angeordneten Strahlungseinrichtungen zu verwenden, welche ebenfalls mit einem beispielsweise fest angeordneten Detektor unterschiedliche Betrachtungswinkel simulieren. Die Strahlungseinrichtung 19 ist, wie oben erwähnt, unter einem ersten Teilraumwinkel von 75° angeordnet, d. h., das aus dieser Strahlungseinrichtung ausgesandte Licht fällt unter einem relativ steilen Winkel auf die zu untersuchende Oberfläche 3. Die Anordnung dieser Strahlungsrichtung 19 dient in erster Linie dazu, auch gekrümmte, insbesondere konkave, Flächen untersuchen zu können.
Diese Anordnung ist geeignet, um Pigmente mit gegenüber der Umgebung hoher Strahlungsintensität zu erkennen, wie in 5b gezeigt.
Wie oben erwähnt ist es möglich, die einzelnen Strahlungseinrichtungen unabhängig voneinander zu betreiben. Das heißt, es ist möglich, die Oberfläche nur durch eine der beiden Strahlungseinrichtungen 15 oder 19 zu bestrahlen oder auch durch beide gleichzeitig. Auch können beide Varianten kombiniert werden, um einen kompletten Messzyklus durchzuführen.
Zur Untersuchung des Glanzes wird bei dieser Ausführungsform die Oberfläche gleichzeitig mit den Strahlungseinrichtungen 15 und 19 bestrahlt und durch die Kamera 7 das Bild aufgenommen.
Zur Untersuchung der Körnigkeit wird bei der hier gezeigten Ausführungsform unter –15°, d. h. durch die Strahlungseinrichtung 15, bestrahlt und unter 0°, wie gezeigt, detektiert.
Neben den hier gezeigten Strahlungseinrichtungen ist es auch noch möglich, eine weitere Strahlungsquelle zu verwenden, welche ungerichtete Strahlung aussendet. Auf diese Weise kann beispielsweise die Beleuchtung der Oberfläche 3 bei bewölktem Himmel simuliert werden. Wie oben ausgeführt, kann die ungerichtete Stellung, insbesondere, aber nicht ausschließlich, durch Streuscheiben oder durch einzelne, räumlich verteilte Strahlungsquellen erzeugt werden.
Ferner ist es auch möglich, gerichtete und nicht gerichtete Strahlung gemeinsam einzusetzen, beispielsweise hintereinander oder auch im Wesentlichen gleichzeitig.
3 zeigt eine Detailansicht der Strahlungseinrichtung 19. Diese weist eine Hochleistungs-LED 41 auf, die in einem Gehäuse 43 untergebracht ist. Ferner ist eine Blende 46 vorgesehen sowie eine Linse 44, um kollimiertes Licht auf die Oberfläche zu richten. Neben einer Leuchtdiode können auch mehrere Leuchtdioden mit unterschiedlichem Emissionsspektrum, insbesondere im sichtbaren Bereich, vorgesehen sein. Auch können die einzelnen Strahlungseinrichtungen jeweils Leuchtdioden mit unterschiedlichem Emissionsspektrum aufweisen. Ferner können auch Strahlungseinrichtungen vorgesehen sein, die im Wesentlichen weißes Licht oder weißem Licht angenähertes Licht aussenden.
4 zeigt eine Seitenquerschnittsansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 1. Dabei sind hier, wie oben bereits angesprochen, sämtliche Strahlungseinrchtungen und Detektionseinrichtungen unter einem Teilraumwinkel β = 0° angeordnet. Die gestrichelte Linie zeigt den Teilraumwinkel β an, unter welchem die Vorrichtung unter 45° angeordnet sein würde. In einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, die Vorrichtung um den Punkt P, der auf der in 1 gezeigten Achse x liegt, zu kippen. Auf diese Weise ist es möglich, Licht im Wesentlichen unter jedem beliebigen Teilraumwinkel β einzustrahlen bzw. zu detektieren.
Wie bereits erwähnt, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Strahlteilsystem 2 auf, um das in 2 entlang der Pfeile P1 und P3 auf die Oberfläche geworfene und entlang des Pfeils P4 zurückgeworfene Licht auf die Kamera zu lenken. Dieses wird durch einen Strahlteiler 31 um im Wesentlichen 90° umgelenkt und durch einen Filter sowie eine Linse auf die Kamera 7 bzw. die lichtempfindliche Oberfläche geleitet. Ein weiterer (nicht gezeigter) Anteil des Lichts wird zur Detektionseinrichtung 4 weitergeleitet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, die Lage der Kamera 7 bzw. der lichtempfindlichen Oberfläche gegenüber dem Strahl S zu verschieben, und zwar bevorzugt in Richtung Z sowie X, welche vertikal in der Blattebene bzw. senkrecht auf der Blattebene verläuft. Ferner ist es möglich, an der Unterseite des Gehäuses 39 (nicht gezeigte) Justageeinrichtungen vorzusehen, um die Vorrichtung genau, beispielsweise senkrecht, gegenüber der zu untersuchenden Oberfläche auszurichten.
Die 5a, 5b und 5c zeigen Beispiele der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfassbaren Oberflächeneffekte. In 5a ist eine Farbverschiebung durch eine Krümmung der Oberfläche dargestellt. Diese Farbverschiebung kann beispielsweise mittels einer Farbbildkamera untersucht werden. Im einzelnen kann untersucht werden, welche Änderungen des Einstrahl- bzw. Detektionswinkels welche Farb- bzw. Helligkeitsänderungen hervorrufen. In weiteren Ausführungsformen ist es jedoch auch möglich, anstelle einer Schwarz-Weiß-Kamera eine Farbkamera einzusetzen, welche zusätzliche Information über die Farbe der einzelnen Pigmente liefert. Die Verwendung einer Schwarz-Weiß-Kamera sowie einer Vielzahl von Strahlungsquellen mit unterschiedlichen Emissionsspektren liefert ebenfalls Informationen über die Farbe der Pigmente.
Ebenso ist ersichtlich, dass in dieser Aufnahmestellung Hell-Dunkel-Unterschiede aufgenommen werden können, welche sich aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln ergeben. Während im linken oberen Bereich das Bild etwas dunkler erscheint, ist es im unteren rechten Bereich heller. Das Bild 5d zeigt keine durch die Kamera aufgenommene Aufnahme der Oberfläche, sondern eine schematische Verdeutlichung des in 5a dargestellten Helligkeitsverlaufs. Je nach Betrachtungswinkel können die einzelnen Pigmente in stark unterschiedlicher Weise reflektieren und auf diese Weise die hier gezeigten Hell-Dunkel-Übergänge bewirken.
5b zeigt eine Kameramessaufnahme der Oberfläche, wobei durch einen entsprechenden Raumwinkel β (75°, β) der Bestrahlungseinrichtung einzelne Pigmente bzw. Flakes besonders stark reflektieren. Durch diese Aufnahmen kann die Verteilung der einzelnen Pigmente bzw. auch deren Größe und Reflektionsvermögen untersucht werden. Bevorzugt wird zu der Erzeugung der in 5b dargestellten Messaufnahme ein dem Betrag nach großer Einstrahl- bzw. erster Teilraumwinkel α verwendet. Da die Kamera unter 0° detektiert, gelangen die weitaus größten Anteile des von der Oberfläche reflektierten Lichts nicht in die Kamera, so dass auf diese Weise die Wirkung der Flakes mit nur sehr geringer Hintergrundstrahlung gemessen werden kann. Das in 5b dargestellte Bild zeigt einzelne Pigmente.
In 5c ist eine Struktur der zu untersuchenden Oberfläche dargestellt. Auf diese Weise lässt sich die Granularität der Oberfläche ermitteln, wobei hier die Bestrahlung durch diffuses Licht oder oder -mittel ein geeigneter Einstrahlwinkel erfolgt.
Ferner ist es möglich, das in 5c gezeigte Bild durch Variation der Auflösung der Kamera zu erreichen. In einer anderen Ausführungsform können jedoch auch digitale Filter zu diesem Zweck eingesetzt werden.

Claims

Vorrichtung zur Untersuchung optischer Oberflächeneigenschaften mit wenigstens einer ersten Strahlungseinrichtung (15), welche unter einem ersten vorgegebenen Raumwinkel Strahlung auf eine zu untersuchende Oberfläche (3) aussendet; wenigstens einer ersten Detektionseinrichtung (7) zur Aufnahme der auf die Oberfläche ausgesandten und von dieser zurückgestrahlten Strahlung, wobei die erste Detektionseinrichtung (7) eine ortsaufgelöste Detektion der Strahlung erlaubt unter einem zweiten vorgegebenen Raumwinkel gegenüber der Oberfläche (3) angeordnet ist; wenigstens einer weiteren Strahlungseinrichtung (19) oder Detektionseinrichtung, welche Strahlung auf die zu untersuchende Oberfläche (3) aussendet bzw. die auf die Oberfläche ausgesandte und von dieser zurückgestrahlten Strahlung detektiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Strahlungseinrichtung (19) diffuse Strahlung aussendet.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Strahlungseinrichtung (19) gerichtete Strahlung aussendet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Detektionseinrichtung (7) ein bevorzugt flächiges Bildaufnahmeelement aufweist, welches eine ortsaufgelöste Detektion der Strahlung erlaubt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Detektionseinrichtung (7) ein bevorzugt flächiges Bildaufnahmeelement aufweist, welches eine farbaufgelöste Detektion der Strahlung erlaubt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Detektionseinrichtung (7) aus einer Gruppe von Detektionseinrichtungen ausgewählt ist, welche Kameras, CCD-Chips und dergleichen enthält.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungseinrichtungen (15, 19) sowie die Detektionseinrichtungen (7) in einem gemeinsamen strahlungsundurchlässigen Gehäuse untergebracht sind, welches eine Öffnung aufweist, durch welche die Strahlung auf die zu untersuchende Oberfläche geleitet wird.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (3) wenigstens zeitweise gleichzeitig von wenigstens zwei Strahlungseinrichtungen bestrahlt wird.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Strahlungs- und Detektionseinrichtung eine Detektionseinrichtung ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Detektionseinrichtung (4) aus einer Gruppe von Detektionseinrichtungen ausgewählt ist, welche Fotozellen, Fotoelemente, Fotodioden und dergleichen enthält.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Detektionseinrichtung (7) unter einem zweiten Teilraumwinkel von im Wesentlichen (0°; 0°) über der Oberfläche angeordnet ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Strahlungseinrichtung unter einem ersten Teilraumwinkel gegenüber der Oberfläche angeordnet ist, welcher aus einer Gruppe von Winkeln ausgewählt ist, welche (–45°; β), (–15°; β) und (75°; β) enthält.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Strahlungseinrichtung unter einem ersten Teilraumwinkel gegenüber der Oberfläche angeordnet ist, der seinem Betrag nach größer als (70°; β), bevorzugt größer als (75°; β) ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Detektionseinrichtung unter einem zweiten Teilraumwinkel gegenüber der Oberfläche angeordnet ist, der seinem Betrag nach größer als (70°; β), bevorzugt größer als (75°; β) ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei zweite Detektionseinrichtungen unter einem zweiten Teilraumwinkel gegenüber der Oberfläche angeordnet ist, welcher aus einer Gruppe von Winkeln ausgewählt ist, welche (–75°; β), (–15°; β), (25°; β), (45°; β), (75°; β) und (110°; β) enthält.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Strahlungseinrichtung gerichtete Strahlung aussendet.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Strahlungseinrichtung ungerichtete Strahlung aussendet.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Strahlungseinrichtungen im Wesentlichen entlang eines Kreisbogens angeordnet sind.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Detektionseinrichtungen (13, 14, 16, 17) im Wesentlichen entlang eines Kreisbogens angeordnet sind.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungseinrichtungen und bevorzugt auch die Detektionseinrichtungen im Wesentlichen unter dem gleichen zweiten Teilraumwinkel β angeordnet sind.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Strahlungseinrichtungen als auch die Detektionseinrichtungen (13, 14, 16, 17) im Wesentlichen entlang eines Kreisbogens angeordnet sind.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zweiter Teilraumwinkel, unter dem die erste Detektionseinrichtung (7) angeordnet ist, veränderbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene erste Teilraumwinkel, unter dem wenigstens eine Strahlungseinrichtung (15, 19) angeordnet ist, veränderbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene zweite Teilraumwinkel, unter dem wenigstens eine Detektionseinrichtung (7) angeordnet ist, veränderbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel dafür vorgesehen sind, dass sowohl eine erste Detektionseinrichtung (7) als auch ein zweite Detektionseinrichtung (4) Strahlung unter dem gleichen vorgegebenen Raumwinkel detektieren können.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Strahlungseinrichtungen vorgesehen sind, welche untereinander einen vorgegebenen im Wesentlichen konstanten Raumwinkelabstand aufweisen.
Verfahren zur Untersuchung optischer Oberflächeneigenschaften mit den Schritten Richten einer ersten Strahlung unter einem ersten vorgegebenen Teilraumwinkel auf eine zu untersuchende Oberfläche (3); Detektion der von der zu untersuchenden Oberfläche (3) zurückgeworfenen Strahlung mit einer ersten Detektionseinrichtung (7) unter einem zweiten vorgegebenen Raumwinkel, wobei die Detektionseinrichtung (7) eine ortsaufgelöste Detektion der Strahlung erlaubt; Detektion der von der zu untersuchenden Oberfläche zurückgeworfenen Strahlung mit einer zweiten Detektionseinrichtung (19) unter einem dritten vorgegebenen Raumwinkel;
Verfahren zur Untersuchung optischer Oberflächeneigenschaften mit den Schritten Richten einer ersten Strahlung unter einem ersten vorgegebenen Teilraumwinkel auf eine zu untersuchende Oberfläche (3); Richten einer zweiten Strahlung unter einem dritten vorgegebenen Raumwinkel auf eine zu untersuchende Oberfläche (3); Detektion der von der zu untersuchenden Oberfläche zurückgeworfenen Strahlung mit einer ersten Detektionseinrichtung (7) unter einem zweiten vorgegebenen Raumwinkel, wobei die Detektionseinrichtung (7) eine ortsaufgelöste Detektion der Strahlung erlaubt;
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Richten der ersten Strahlung und der zweiten Strahlung wenigstens zeitweise gleichzeitig erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Richten der ersten Strahlung und der zweiten Strahlung wenigstens zeitweise zeitlich versetzt erfolgt.