DE102005050795A1 - Meßvorrichtung zur Bestimmung der Dicke und/oder der optischen Transmissionseigenschaften einer Scheibe, vorzugsweise einer Fahrzeugscheibe - Google Patents

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Abstract

Beschrieben wird eine Meßvorrichtung zum Bestimmen der Dicke und/oder der optischen Transmissionseigenschaften einer Scheibe, vorzugsweise einer Fahrzeugscheibe, wobei eine Lichtquelle einen Lichtstrahl schräg zur Oberfläche in die Scheibe einkoppelt und wobei der Lichtstrahl an der der Oberfläche gegenüberliegenden inneren Begrenzungsfläche der Scheibe reflektiert wird und auf einen ortsauflösenden und/oder wellenlängenauflösenden optischen Sensor gelenkt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur Bestimmung der Dicke und/oder der optischen Transmissionseigenschaften einer Scheibe. Eine Scheibe kann hierbei eine wenigstens teilweise transparente Glas- oder Kunststoffscheibe sein. Vorzugsweise bezieht sich die Erfindung auf Scheiben in einem Kraftfahrzeug.
  • In modernen Kraftfahrzeugen werden vielfach optische Sensoren im Bereich der Fahrzeugscheiben, zumeist an der Windschutzscheibe, eingesetzt. Um eine optimale Funktion solcher Sensoren zu gewährleisten, sind diese Sensoren an die optischen Eigenschaften der jeweiligen Fahrzeugscheibe anzupassen. Wesentliche Parameter stellen hierbei die Scheibendicke und das Transmissionsvermögen der Fahrzeugscheibe dar. Je nach Art der verwendeten Lichtquellen und Sensoren, ist oftmals auch die Kenntnis des Transmissionsvermögens in verschiedenen Wellenlängenbereichen des optischen Spektrums erforderlich.
  • Ein Problem bei der Bestimmung einer Dicke bzw. der Transmissionseigenschaften besonders bei einer Fahrzeugscheibe besteht darin, daß die hierzu üblicherweise verwendeten Meßvorrichtungen, etwa bei einer mechanischen Abstandsmessung oder bei einer Durchleuchtung der Fahrzeugscheibe zur Transmissionsmessung, sowohl an der Vorder- als auch an der Rückseite der Fahrzeugscheibe ansetzen. Sollen die Eigenschaften einer Fahrzeugscheibe bestimmt werden, die bereits in eine Fahrzeugkarosserie eingebaut ist, so sind die hierzu erforderlichen Messungen relativ umständlich und aufwendig durchzuführen.
    •
  • Es stellte sich daher die Aufgabe, eine einfache und kostengünstige Meßvorrichtung zu schaffen, welche die Messung der Dicke und/oder der Transmissionseigenschaften einer Scheibe und insbesondere einer Fahrzeugscheibe auf besonders einfache Weise ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Lichtquelle einen Lichtstrahl schräg zur Oberfläche in die Scheibe einkoppelt, und daß der Lichtstrahl an der der Oberfläche gegenüberliegenden inneren Begrenzungsfläche der Scheibe reflektiert wird und auf einen ortsauflösenden und/oder wellenlängenauflösenden optischen Sensor gelenkt wird.
  • Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung besteht darin, daß die Meßvorrichtung nur von einer Seite an die Scheibe angesetzt werden muß. Da die Meßvorrichtung sich durch einen sehr einfachen Aufbau auszeichnet, kann die gesamte Meßvorrichtung als ein kleinbauendes, gut handhabbares und mobil einsetzbares Gerät ausgeführt sein.
  • Vorteilhaft ist auch, daß die Meßvorrichtung entweder zur Messung der Scheibendicke oder zur Messung der Scheibentransmission oder auch als Kombinationsgerät zur parallelen oder aufeinanderfolgenden Erfassung beider Meßgrößen ausgeführt sein kann.
    •
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindungen gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung hervor. Die beiden Figuren veranschaulichen zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung anhand jeweils einer Skizze.
  • Die in der 1 dargestellte Meßvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Lichtquelle (1), einer Prismenanordnung (2), bestehend aus einem Einkoppel- (2a) und einen Auskoppelprisma (2b), sowie aus einem ortsauflösenden optischen Sensor (3) und einem wellenlängenauflösenden optischen Sensor (4). Die Prismenanordnung kann, anstelle einer Ausführung durch Einzelprismen, auch vorteilhaft durch einen gespritzten Kunststoffkörper ausgebildet sein. Bestandteil der Meßvorrichtung ist außerdem ein Koppelelement (6), das die optische Verbindung zu einer Scheibe (7), vorzugsweise einer Fahrzeugscheibe, herstellt, deren Eigenschaften erfaßt werden sollen.
  • Als Lichtquelle (1) kann beispielsweise eine Halogenlampe, eine weiße LED oder eine Laserdiode eingesetzt werden. Als Koppelelement (6) dient eine elastische Schicht, bestehend etwa aus Silikongel oder einem klaren Elastomer, die an die Scheibe (7) angepresst wird. Als ortsauflösender Sensor kann eine CCD- oder CMOS-Kamera bzw. -chip eingesetzt werden; ebenso ist der Einsatz einer Photodioden-Zeile möglich. Als wellenlängenauflösender Sensor wird vorteilhaft ein mobiles Spektrometer verwendet, das am Markt verfügbar ist.
  • Die genannten Komponenten sind innerhalb eines Gehäuses zu einem kompakten, mobil verwendbaren Gerät zusammengefaßt. Dies ist in der Skizze durch eine, die Meßanordnung umfassende strichpunktierte Linie angedeutet.
  • Zur Messung strahlt die Lichtquelle (1) einen Lichtstahl senkrecht, also ohne Brechungsversatz, in eine Fläche des Einkoppelprisma (2a) ein. Über das Koppelelement (6) wird der Lichtstrahl brechungsfrei in die Scheibe (7) geleitet und an der der Meßvorrichtung gegenüberliegenden Innenseite der Scheibe (7) reflektiert.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der Einstrahlungswinkel so groß gewählt ist, daß der eingestrahlte Lichtstrahl innerhalb der Scheibe (7) totalreflektiert wird. Auf der Empfängerseite gelangt der reflektierte Lichtstrahl über das Koppelelement (6) und das Auskoppelprisma (2b) auf einen senkrecht zur Richtung des ausfallenden Lichtstrahls ausgerichteten ortsauflösenden Sensor (3).
  • Wie die 1 verdeutlicht, hängt der Auftreffort des reflektierten Lichtstrahls auf dem ortsauflösenden Sensor (3) direkt von der Dicke der Scheibe (7) ab. Der gestrichelte Pfeil deutet hierbei den Weg eines reflektierten Lichtstrahls bei einer dünneren Scheibe an.
  • Die Messung der Transmission erfolgt durch spektrale Untersuchung des reflektierten Lichts durch das Spektrometer (4), wobei das Licht über einen Lichtleiter (5) in das Spektrometer (4) eingekoppelt werden kann. Das transmittierte Spektrum wird auf ein bekanntes Spektrum bezogen, welches über ein nicht dargestelltes Kalibriernormal zur Verfügung gestellt werden kann.
  • Die Umschaltung zwischen dem räumlich auflösenden Detektor (3) und dem wellenlängenauflösenden Sensor (4) kann mechanisch erfolgen. Durch Verwendung mehrerer Lichtquellen können beide Messungen unabhängig voneinander gleichzeitig durchgeführt werden, oder, durch Verwendung eines Strahlteilers auf der Detektorseite, auch gleichzeitig mit derselben Lichtquelle.
  • Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Meßvorrichtung, die weitgehend mit der in der 1 beschriebenen Meßvorrichtung übereinstimmt. Statt eines separaten Spektrometers wird hier ein Gitter (8) verwendet, welches das einfallende Licht spektral zerlegt. Zur Detektierung des spektral zerlegten Lichtes kann derselbe ortsauflösende Sensor (3) wie zur Messung der Scheibendicke verwendet werden. Der wellenlängenauflösende Sensor (4') wird hier also durch die Kombination des Gitters (8) mit dem ortsauflösenden Sensor (3) gebildet. Die Umschaltung zwischen ortsauflösender Messung zur Bestimmung der Dicke und spektral auflösender Messung zur Bestimmung der Transmission erfolgt durch Ein- bzw. Ausfahren des Gitters (8) in den Strahlengang.
    • 1
    Lichtquelle
    2
    Prismenanordnung
    2a
    Einkoppelprisma
    2b
    Auskoppelprisma
    3
    ortsauflösenden optischer Sensor
    4,4'
    wellenlängenauflösender optischen Sensor
    5
    Lichtleiter
    6
    Koppelelement
    7
    (Fahrzeug)scheibe
    8
    Gitter

Claims (13)

  1. Meßvorrichtung zur Bestimmung der Dicke und/oder der optischen Transmissionseigenschaften einer Scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung eine Lichtquelle (1) aufweist, die einen Lichtstrahl in die Scheibe (7) einkoppelt, und daß der Lichtstrahl an der gegenüberliegenden inneren Begrenzungsfläche der Scheibe (7) reflektiert wird und auf einen ortsauflösenden und/oder wellenlängenauflösenden optischen Sensor (3, 4, 4') gelenkt wird.
  2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswerteeinrichtung aus dem Auftreffort des Lichtstrahls auf dem ortsauflösenden optischen Sensor (3) die Dicke der Scheibe (7) bestimmt.
  3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsauflösende optische Sensor (3) ein Kamerachip, vorzugsweise ausgebildet als CCD-Chip oder CMOS-Chip, ist.
  4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als wellenlängenauflösender optischer Sensor (4) ein Spektrometer vorgesehen ist.
  5. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteinkopplung in das Spektrometer (4) über einen Lichtleiter (5) erfolgt.
  6. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein wellenlängenauflösender Sensor (4') aus dem ortsauflösenden Detektor (3) und einem zusätzlichen Gitter (8) gebildet wird, das wahlweise in den Strahlengang gebracht wird.
  7. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Scheibe (7) reflektierte Licht umschaltbar entweder auf den ortsauflösenden optischen Sensor (3) oder auf den wellenlängenauflösenden optischen Sensor (4) fällt.
  8. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Scheibe (7) reflektierte Licht gleichzeitig auf den ortsauflösenden optischen Sensor (3) und auf den wellenlängenauflösenden optischer Sensor (4) fällt.
  9. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfallswinkel des Lichts in die Scheibe (7) derart ist, daß das Licht von der Scheibe (7) totalreflektiert wird.
  10. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere verschiedene Lichtquellen mit unterschiedlichen spektralen Eigenschaften umschaltbar verwendbar sind.
  11. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle vorgesehen ist und ein spektraler Ausschnitt der Lichtquelle wählbar ist.
  12. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auskopplung des Lichtstrahls in bzw. aus der Scheibe (7) durch Prismen (2a, 2b) oder durch einen Prismen ausbildenden Koppelkörper erfolgt.
  13. Meßvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung als tragbares, mobil verwendbares Gerät ausgeführt ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009012748A2 (de) 2007-07-20 2009-01-29 Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh Verfahren zur in-situ-bestimmung der stofflichen zusammensetzung von optisch dünnen schichten, anordnungen zur durchführung und anwendungen des verfahrens
DE102009007840A1 (de) * 2009-02-06 2010-08-12 Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh Verfahren zur Kalibrierung eines kamerabasierten Systems
EP3779352A1 (de) * 2019-08-16 2021-02-17 Universität Stuttgart Verfahren zur messung der schichtdicke einer optisch transparenten schicht, insbesondere einer flüssigkeitsschicht
WO2023280540A1 (de) * 2021-07-07 2023-01-12 Pma/Tools Ag System und verfahren zur überwachung der güte einer fahrzeugscheibe

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3807870A (en) * 1972-05-22 1974-04-30 G Kalman Apparatus for measuring the distance between surfaces of transparent material
DE10324934A1 (de) * 2003-06-03 2004-12-23 Carl Zeiss Jena Gmbh Anordnung und ein Verfahren zur Erkennung von Schichten, die auf Oberflächen von Bauteilen angeordnet sind, und Bestimmung deren Eigenschaften

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3807870A (en) * 1972-05-22 1974-04-30 G Kalman Apparatus for measuring the distance between surfaces of transparent material
DE10324934A1 (de) * 2003-06-03 2004-12-23 Carl Zeiss Jena Gmbh Anordnung und ein Verfahren zur Erkennung von Schichten, die auf Oberflächen von Bauteilen angeordnet sind, und Bestimmung deren Eigenschaften

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009012748A2 (de) 2007-07-20 2009-01-29 Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh Verfahren zur in-situ-bestimmung der stofflichen zusammensetzung von optisch dünnen schichten, anordnungen zur durchführung und anwendungen des verfahrens
DE102007034289B3 (de) * 2007-07-20 2009-01-29 Helmholtz-Zentrum Berlin Für Materialien Und Energie Gmbh Verfahren zur in-situ-Bestimmung der stofflichen Zusammensetzung von optisch dünnen Schichten, Anordnungen zur Durchführung und Anwendungen des Verfahrens
US8338194B2 (en) 2007-07-20 2012-12-25 Helmholtz-Zentrum Berlin Fuer Materialien Und Energie Gmbh Method for the in-situ determination of the material composition of optically thin layers
DE102009007840A1 (de) * 2009-02-06 2010-08-12 Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh Verfahren zur Kalibrierung eines kamerabasierten Systems
US8957963B2 (en) 2009-02-06 2015-02-17 Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh Method for calibrating a camera-based system
EP3779352A1 (de) * 2019-08-16 2021-02-17 Universität Stuttgart Verfahren zur messung der schichtdicke einer optisch transparenten schicht, insbesondere einer flüssigkeitsschicht
WO2023280540A1 (de) * 2021-07-07 2023-01-12 Pma/Tools Ag System und verfahren zur überwachung der güte einer fahrzeugscheibe

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