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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften. Die Erfindung
wird unter Bezugnahme auf Oberflächen
von Kraftfahrzeugen beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen,
dass die Erfindung auch bei anderen Oberflächen, beispielsweise den Beschichtungen
von Möbelstücken, von
Bodenbelägen
und dergleichen, Anwendung finden kann.
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Der
optische Eindruck von Gegenständen bzw.
deren Oberflächen,
insbesondere von Oberflächen
von Kraftfahrzeugen, wird maßgeblich
durch deren Oberflächeneigenschaften
bestimmt. Da das menschliche Auge nur bedingt zur objektiven Bestimmung
von Oberflächeneigenschaften
geeignet ist, besteht ein Bedarf an Hilfsmitteln und Apparaturen zur
qualitativen und quantitativen Bestimmung von Oberflächeneigenschaften.
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Dabei
werden Oberflächeneigenschaften wie
beispielsweise Glanz, Orange peel, Farbe, Makro- oder Mikrostruktur,
Abbildungsschärfe,
Glanzschleier, Oberflächenstruktur
und/oder Oberflächentopographie
und dergleichen bestimmt.
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Aus
dem Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, bei denen eine
Strahlungseinrichtung eine Strahlung auf eine zu untersuchende Oberfläche wirft
und die von dieser Oberfläche
reflektierte und/oder gestreute Strahlung von einem Detektor aufgenommen
und ausgewertet wird. Tatsächlich ändert sich
jedoch der optische Eindruck von Lackierungen nicht nur in Abhängigkeit
von der Lichtart sondern auch in Abhängigkeit von der Art der Beleuchtung, welche
auf die Oberfläche
eingestrahlt wird. So erscheint ein Lack unter direkter Sonneneinstrahlung anders
als im diffusen Licht (beispielsweise bei bewölktem Himmel).
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Lackierungen
bzw. Oberflächen auch
in Abhängigkeit
von dem auf sie eingestrahlten Licht zu beurteilen. Dabei soll insbesondere
auch eine Beurteilung der Oberflächeneigenschaften
bei gestreutem bzw. diffusem Licht möglich sein.
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Dies
wird erfindungsgemäß durch
eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch
13 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Untersuchen von Oberflächeneigenschaften
weist eine erste Beleuchtungseinrichtung zur indirekten Beleuchtung
einer zu untersuchenden Oberfläche auf.
Daneben ist eine erste Strahlungsdetektoreinrichtung vorgesehen,
welche wenigstens einen Teil der von der zu untersuchenden Oberfläche zurückgeworfenen
(d.h. insbesondere reflektierten und/oder gestreuten) Strahlung
aufnimmt und wenigstens ein Signal ausgibt, welches für diesen
Teil der Strahlung charakteristisch ist. Erfindungsgemäß ist eine
Strahlungsstreueinrichtung vorgesehen, welche wenigstens teilweise
von der ersten Beleuchtungseinrichtung beleuchtet wird und welche
Streustrahlung auf die zu untersuchende Oberfläche sendet.
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Vorzugsweise
ist auch eine erste Strahlungseinrichtung vorgesehen, welche Strahlung
direkt auf die zu untersuchende Oberfläche richtet. Unter einer indirekten
Beleuchtung wird dabei verstanden, dass die Beleuchtungseinrichtung
nicht direkt die Oberfläche
beleuchtet, sondern die erwähnte
Strahlungsstreueinrichtung und erst das von dieser Strahlungsstreueinrichtung
gestreute Licht auf die Oberfläche gelangt.
Insbesondere handelt es sich bei der Strahlungsstreueinrichtung
um eine Strahlungsstreueinrichtung, die nicht transmittierend für das von
der Beleuchtungseinrichtung ausgesandte Licht ist. Mit anderen Worten
verläuft
kein direkter bzw. geradliniger Strahlengang von der Beleuchtungseinrichtung
zu der untersuchenden Oberfläche.
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Durch
die Verwendung der Strahlungsstreueinrichtung kann eine Beleuchtung
einer Oberfläche mit
diffusem Licht simuliert werden.
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Bevorzugt
handelt es sich bei der Strahlung um Licht in einem sichtbaren Wellenlängenbereich und
auch die Beleuchtungseinrichtung gibt bevorzugt Licht in sichtbaren
Wellenlängenbereichen
ab.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Strahlungsstreueinrichtung im Wesentlichen vollständig von
einem strahlungsabsorbierenden Bereich umgeben. Auf diese Weise
wird verhindert, dass die Strahlungsstreueinrichtung versehentlich auch
von Strahlen der Strahlungseinrichtung getroffen wird und auf diese
Weise eine Vermischung zwischen der indirekten und direkten Beleuchtung
der Oberfläche
auftritt. Durch die erfindungsgemäße Strahlungsstreueinrichtung
soll insbesondere auch erreicht werden, dass die indirekte Beleuchtung
und die direkte Bestrahlung der Oberfläche vollständig voneinander getrennt werden
und nicht beispielsweise die direkte Bestrahlung auch indirekte
Komponenten aufweist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Strahlungsstreueinrichtung außerhalb einer Ebene angeordnet,
welche durch die Strahlrichtung, in der die Strahlen von der ersten
Strahlungseinrichtung auf die Oberfläche gesendet werden und einer zweiten
Strahlungsrichtung, die sich zwischen der Oberfläche und der Strahlungsdetektoreinrichtung erstreckt.
Bei dieser Ebene handelt es sich insbesondere auch um eine Mittelebene
der Vorrichtung. Durch die Anordnung der Strahlungsstreueinrichtung außerhalb
dieser Ebene kann verhindert werden, dass die Strahlungsstreueinrichtung
von der Strahlungseinrichtung getroffen wird und auf diese Weise kann
eine ungewünschte
Vermischung von direkter und indirekter Beleuchtung verhindert werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine zweite
Strahlungsstreueinrichtung vorgesehen und die erste sowie die zweite
Strahlungsstreueinrichtung sind im Wesentlichen symmetrisch bezüglich einer
Mittelebene der Vorrichtung angeordnet. Bei dieser Mittelebene handelt
es sich insbesondere wieder um die oben angesprochene Ebene der Vorrichtung.
Durch diese Anordnung der beiden Strahlungstreueinrichtungen symmetrisch
bezüglich dieser
Ebene kann in besonders vorteilhafter Weise von allen Seiten kommendes
Streulicht, wie es beispielsweise bei stark bewölktem Himmel auftritt, simuliert
werden.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die erste Strahlungsstreueinrichtung und
die erste Beleuchtungseinrichtung, welche die erste Strahlungsstreueinrichtung
beleuchtet, auf unterschiedlichen Seiten bezüglich der Mittelebene angeordnet.
Dies bedeutet, dass die Strahlungsstreueinrichtung gewissermaßen von
der gegenüberliegenden
Seit der Ebene beleuchtet wird. In einer anderen Ausführungsform
wäre es
auch möglich,
dass die Beleuchtungseinrichtung und die Strahlungsstreueinrichtung
auf der gleichen Seite der Ebene angeordnet sind und die Beleuchtungseinrichtung
beispielsweise mit einem Reflektor versehen ist, um die Strahlungsstreueinrichtung
zu beleuchten.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind zwei Strahlungsstreueinrichtungen vorgesehen,
die symmetrisch bezüglich
der Mittelebene angeordnet sind, sowie zwei Beleuchtungseinrichtungen,
welche jeweils die ihnen bezüglich
der Mittelebene gegenüberliegenden
Strahlungsstreueinrichtungen beleuchten. Auf diese Weise kann auf besonders
effiziente Weise eine von allen Seiten kommende diffuse Strahlung
simuliert werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung innerhalb einer Strahlungsstreueinrichtung
angeordnet. Mit anderen Worten handelt es sich hierbei bei der Strahlungsstreueinrichtung
um eine Fläche,
innerhalb derer die Beleuchtungsrichtung vorgesehen ist. Vorzugsweise
ist die Beleuchtungseinrichtung im Wesentlichen zentral innerhalb
der Strahlungsstreueinrichtung vorgesehen. Vorzugsweise ist auch
der Strahlengang zwischen der Strahlungsstreueinrichtung und der
jeweils gegenüberliegenden
Beleuchtungseinrichtung im Wesentlichen senkrecht zu der oben erwähnten Mittelebene.
Bei der Beleuchtungseinrichtung handelt es sich besonders bevorzugt
um eine Beleuchtungseinrichtung, welche eine Leuchtdiode (LED) enthält. Dabei
handelt es sich besonders bevorzugt um eine Weißlichtdiode, es wäre jedoch auch
möglich,
Leuchtdioden mit mehreren Farbkomponenten zu verwenden beispielsweise
rote, grüne und
blaue Leuchtdioden, um auf diese Weise Weißlicht zu erzeugen. Idealerweise
entspricht die spektrale Verteilung der Weißlich LED einer Normlichtart, z.B.
D65, und der Detektor entspricht einer v(λ) Verteilung (Augenempfindlichkeitsfunktion).
Da beide Kriterien nicht exakt erreicht werden können, wird das Produkt P(λ) der verwendeten
Lichtart und der Empfindlichkeit des Detektors an das Sollprodukt
der erwähnten
Lichtart D65 und der erwähnten
Soll v(λ)-Verteilung
angepaßt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
erlaubt die oder wenigstens eine Strahlungsdetektoreinrichtung eine
ortsabhängige
Auflösung
der auf sie auftreffenden Strahlung. Auf diese Weise kann ein ortsaufgelöstes Bild
ausgegeben werden. Dabei kann die Strahlungsdetektoreinrichtung
insbesondere einen CCD-Chip oder dergleichen aufweisen, der ein
ortsaufgelöstes
Bild der auf ihn auftreffenden Strahlung ausgibt.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Strahlungsstreueinrichtung
ein kreis- oder ellipsenförmiges
Profil auf. Danben ist das Profil bevorzugt sphärisch, d. h. die Strahlungsstreueinrichtung
weißt
bezüglich
der Mittelebene eine nach außen
weisende Wölbung
auf. Auch können kreisförmige und
ellipsenförmige
Profile kombiniert werden.
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Vorzugsweise
weißt
die Strahlungsstreueinrichtung eine reflektierende Beschichtung
auf, wobei der Reflexionsgrad dieser Beschichtung besonders bevorzugt
größer als
0,9 für
Licht in einem Wellenlängenbereich
von 250-1500 nm und besonders bevorzugt größer als 0,97 für Licht
im sichtbaren Bereich ist.
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Vorzugsweise
weißt
die Vorrichtung ein Gehäuse
mit einer Öffnung
auf, durch welche hindurch die Oberfläche beleuchtet werden kann.
Mit Ausnahme dieser Öffnung
ist dieses Gehäuse
jedoch geschlossen, um zu vermeiden, dass Fremdlicht von außen auf
die Oberfläche
auftrifft und die Messung verfälscht
wird.
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Bevorzugt
ist die Strahlungsstreueinrichtung an oder in einer Seitenwand dieses
Gehäuses
angeordnet. Besonders bevorzugt sind beide Strahlungsstreueinrichtungen
in oder an gegenüberliegenden Seitenwänden des
Gehäuses
angeordnet.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist wenigstens eine Strahlungsstreueinrichtung in einer senkrecht
zu der Oberfläche
stehenden Richtung von der Oberfläche beabstandet. Dies bedeutet insbesondere,
dass die Strahlungsstreueinrichtung sich nicht unmittelbar an die Öffnung anschließt sondern
hierzu beabstandet ist. Zwischen der Strahlungsstreueinrichtung
und der Öffnung
ist besonders bevorzugt ein lichtabsorbierender Zwischenbereich vorgesehen.
Dieser lichtabsorbierende Zwischenbereich dient insbesondere dazu,
um anderes Streulicht zu verhindern bzw. zu absorbieren. Besonders
bevorzugt wird ein mit Fotolack beschichteter Bereich als absorbierender
Zwischenbereich vorgesehen.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist eine dritte Strahlungsstreueinrichtung bzw. ein Strahlungsstreukörper vorgesehen,
die wenigstens abschnittsweise in der Mittelebene verläuft. Bevorzugt
handelt es sich um einen Bereich der damit wenigstens abschnittsweise
oberhalb der zu untersuchenden Oberfläche und bevorzugt im Wesentlichen
senkrecht über
dieser angeordnet ist. Auch dieser Bereich kann noch teilweise durch
die Beleuchtungseinrichtung beleuchtet werden und auf diese Weise
kann eine noch günstigere
Anpassung an natürliches
Streulicht erfolgen.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weißt
die Vorrichtung wenigstens eine strahlungsabsorbierende Abdeckeinrichtung
auf, mit der wenigstens eine Strahlungsstreueinrichtung wenigstens
teilweise abgedeckt werden kann. Durch diese Abdeckeinrichtung kann
erreicht werden, dass die Strahlungsstreueinrichtung die Messung
mit direkter Bestrahlung der Oberfläche nicht verfälscht.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist eine Vielzahl von Strahlungseinrichtungen vorgesehen, welche
die Oberfläche
unter unterschiedlichen Winkeln direkt bestrahlen. Daneben kann
auch eine Vielzahl von Strahlungsdetektoreinrichtungen vorgesehen
sein.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist eine Bewegungsvorrichtung vorgesehen, um die Vorrichtung gegenüber der
zu untersuchenden Oberfläche
zu bewegen. Daneben kann auch eine Wegstreckenmesseinrichtung vorgesehen sein,
welche die Länge
des zurückgelegten
Weges gegenüber
der Vorrichtung bestimmt. Durch diese Ausführungsformen kann erreicht
werden, dass die von der Strahlungsdetektoreinrichtung aufgenommenen
Bilder in Abhängigkeit
von einem Ort auf der Oberfläche
ausgegeben werden können.
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Die
vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Untersuchen
von Oberflächeneigenschaften
gerichtet, wobei eine zu untersuchende Oberfläche mit einer ersten Beleuchtungseinrichtung indirekt
beleuchtet wird, die von der Oberfläche zurückgeworfene Strahlung wenigstens
teilweise von einer Strahlungsdetektoreinrichtung aufgenommen wird
und ein Signal ausgegeben wird, welches für die von der Strahlungsdetektoreinrichtung
aufgenommene Strahlung charakteristisch ist. Erfindungsgemäß ist eine
Strahlungsstreueinrichtung vorgesehen, welche wenigstens teilweise
von der ersten Beleuchtungseinrichtung beleuchtet wird und welche
Streustrahlung auf die zu untersuchende Oberfläche sendet.
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Weiterhin
wird die zu untersuchende Oberfläche
vorteilhaft von einer Strahlungseinrichtung direkt bestrahlt und
auch das von der Oberfläche
zurückgeworfene
Licht von der Strahlungsdetektoreinrichtung aufgenommen und analysiert.
Dabei finden besonders bevorzugt die Beleuchtung durch die Beleuchtungseinrichtung
sowie die direkte Bestrahlung mit der Strahlungseinrichtung zeitlich
versetzt zueinander statt.
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Die
vorliegende Erfindung ist daher auch auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Auffinden bestimmter Farbwerte, insbesondere aus einer Tabelle von
Farbwerten gerichtet. Diese Anwendung ist insbesondere im KFZ-Reparaturbereich
relevant.
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Weiterhin
kann die Erfindung verwendet werden, um mit einem speziell angepassten
Farbrezeptierungssystem eine bestimmte Zielfarbe zu erzeugen. Weiterhin
können
von der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ausgegebene Messwerte zu Simulationszwecken, insbesondere aber nicht
ausschließlich am
Bildschirm, verwendet werden.
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Weitere
Ausführungsformen
und Vorteile ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 einen
Schnitt der Vorrichtung aus 1;
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3a eine
Vorderansicht einer Strahlungsstreueinrichtung, und
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3b eine
Rückansicht
einer erfindungsgemäßen Strahlungsstreueinrichtung.
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum
Untersuchen von Oberflächeneigenschaften.
Diese Vorrichtung weist eine erste Strahlungseinrichtung 4 auf,
welche Strahlung entlang der Richtung R1 auf eine zu untersuchende
Oberfläche 9 strahlt.
Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 3 der
Vorrichtung eine Öffnung 13 auf, durch
die die Strahlung austreten und auf die Oberfläche 9 auftreffen kann.
Dabei ist diese Öffnung 13 im
Wesentlichen die einzige Öffnung
des Gehäuses. Auf
diese Weise kann verhindert werden, dass störendes Fremdlicht in den Beobachtungsraum 2 der Vorrichtung
gelangt. Das Bezugszeichen 8 bezieht sich auf eine Strahlungsdetektoreinrichtung,
die zur Aufnahme des von der Oberfläche 9 zurückgeworfenen
d. h. insbesondere des von der Oberfläche 9 reflektierten
und/oder gestreuten Lichts dient. Die erste Strahlungseinrichtung 4 ist
hier mit einem Winkel von 45° gegenüber der
Mittelsenkrechten M angeordnet. Das Bezugszeichen R2 kennzeichnet
die Richtung die sich zwischen der Oberfläche 9 und der Strahlungsdetektoreinrichtung 8 erstreckt.
Gemeinsam bilden diese beiden Richtungen R1 und R2 die Ebene E,
die hier mit Figurenebene zusammenfällt.
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Das
Bezugszeichen 15 bezieht sich auf einen (in 3a und 3b im
Detail beschriebenen) Träger,
an den eine Strahlungsstreueinrichtung 10 angeordnet ist.
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Die
Bezugszeichen 5 beziehen sich auf weitere Strahlungseinrichtungen,
die jeweils unter unterschiedlichen Winkeln gegenüber der
Richtung R2 Strahlung auf die Oberfläche aussenden. Das Bezugszeichen 24 bezieht
sich auf weitere Strahlungsdetektoreinrichtungen, insbesondere zur
Messung der Oberfläche
unter direkter Beleuchtung bzw. Bestrahlung.
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Die
Ebene des Trägers 15 ist
ebenfalls gegenüber
der Mittelebene E seitlich (nach vorne bzw. hinten) versetzt. Die
Strahlungsstreueinrichtung 15 weist ein im unten im Detail
erläutertes
sphärisches Profil
auf, welches bezüglich
des Trägers 15 nach
außen
gewölbt
ist. Innerhalb der Strahlungsstreueinrichtung ist eine Beleuchtungseinrichtung 7 angeordnet.
Diese Beleuchtungseinrichtung 7 beleuchtet eine (nicht
gezeigte) hier gegenüberliegende
Strahlungsstreueinrichtung. Umgekehrt ist innerhalb der (nicht gezeigten)
gegenüberliegenden
Strahlungsstreueinrichtung eine weitere Beleuchtungseinrichtung
angeordnet, die wiederum die in 1 gezeigte Strahlungsstreueinrichtung 10 beleuchtet.
Die Strahlungsstreueinrichtung 10, die mit hochreflektivem (und
daher stark streuendem) Lack versehen ist, wird damit von der gegenüberliegenden
(nicht gezeigten) Beleuchtungseinrichtung beleuchtet und beleuchtet wiederum
die Oberfläche 9,
sodass die Oberfläche 9 von
der Beleuchtungseinrichtungen 7 indirekt beleuchtet wird.
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2 zeigt
einen um 90° gedrehten
Schnitt der in 1 gezeigten Vorrichtung. Dabei
bezieht sich das Bezugszeichen 4 auf eine Strahlungseinrichtung
wobei hier beispielsweise eine Vielzahl von LED's unterschiedlicher Farben auf einem
Trägerrad 14 angeordnet
ist. Die Bezugszeichen 12a, 12b beziehen sich
auf weitere Linsensysteme, die für
weitere Strahlungs- bzw. Detektoreinrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorgesehen sind. Über einen
Strahlteiler 32 und eine Linse 31 kann ein Teil des
auf die Strahlungsdetektoreinrichtung gestrahlten Lichts zur Intensitätsmessung
auf eine weitere Detektoreinrichtung ausgekoppelt werden und auf diese
Weise auch eine integrale Farbmessung vorgenommen werden.
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Das
Bezugszeichen 3b bezieht sich auf einen Gehäuseboden,
an dem der Träger 15 mit
Befestigungselementen 25 angeordnet ist. Die Strahlungsstreueinrichtung 10 weißt einen
oberen Bereich 16 und einen unteren Bereich 18 auf.
Beide Bereiche sind nach innen, d. h. zu der Ebene E hin, mit einem hochreflektierenden
Lack beschichtet. Unterhalb des unteren Bereiches 18 schließt sich
ein absorbierender Übergangsbereich 28 an.
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Durch
die spezielle Ausgestaltung der Strahlungsstreueinrichtung 10, 11 kann
verhindert werden, dass auch Licht von der Strahlungseinrichtung 4 auf die
Strahlungsstreueinrichtung 10 fällt und Messungen bei direkter
Beleuchtung verfälscht.
Das Bezugszeichen 20 bezieht sich auf Öffnungen in den Strahlungsstreueinrichtungen 10, 11,
wobei in diesen Öffnungen
jeweils Beleuchtungseinrichtungen 6, 7 in Form
von so genannten Power-LED's
angeordnet sind. Diese Power-LED's
sind dabei auf Trägern 26 montiert.
Dieser Träger
schließt
gleichzeitig die Öffnung 20 jeweils
nach außen
hin lichtdicht.
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Das
Bezugseichen 3a bezieht sich auf Seitenwände des
Gehäuses 3,
die ebenfalls den Innenraum im Wesentlichen lichtdicht abschließen.
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Das
Bezugszeichen 29 in 2 bezieht
sich auf einen Strahlungsstreukörper,
der jedoch innerhalb der beiden Linien A und B in 2 angeordnet ist.
Dieser Streukörper 29 schneidet
auch die Mittelebene E und wird ebenfalls zumindest teilweise durch die
Beleuchtungseinrichtungen 6 und 7, nicht jedoch durch
die Strahlungseinrichtung 4 beleuchtet. Durch das Zusammenspiel
der Strahlungsstreueinrichtungen 10, 11 und des
Strahlungsstreukörpers 29 wird eine
besonders vorteilhafte Ausleuchtung der Öffnung 13 und damit
der Oberfläche 9 erreicht
und damit in besonders vorteilhafter Weise diffuses Licht simuliert.
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3a zeigt
eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Trägers 15 mit einer
Strahlungsstreueinrichtung 10. Man erkennt, dass der obere
Bereich 16 der Strahlungsstreueinrichtung 10 einen
im Wesentlichen halbkreisförmigen
Querschnitt aufweist. Der untere Bereich 18 der Strahlungsstreueinrichtung
weißt
den Querschnitt einer Halbellipse auf. Der obere Bereich 16 und
der untere Bereich 18 gehen über eine Kante 17 ineinander über. Die Öffnung 20 ist
von einem Umfangsrand 23 umgeben, der die (nicht gezeigte)
Beleuchtungseinrichtung hält.
Unterhalb der Strahlungsstreueinrichtung 10 bzw. deren unterem
Bereich 18 ist ein absorbierender Bereich 28 vorgesehen.
Das Bezugszeichen 27 bezieht sich auf eine Aussparung,
die zur Aufnahme optischer Komponenten der Strahlungseinrichtung 4 (vgl. 1), dient.
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3b zeigt
eine Hinteransicht dessen 3a gezeigten
Trägers 15.
Man erkennt, dass der obere Bereich 16 der Strahlungsstreueinrichtung 10 sphärisch nach
außen
gewölbt
ist. Auch der untere Bereich weißt eine (nicht gezeigte) sphärische Wölbung nach
außen
auf. Dabei ist jedoch die Öffnung 20 nicht
zentral innerhalb der Strahlungsstreueinrichtung angeordnet, sondern
der untere Bereich 18 weißt eine geringere Fläche auf
als der obere Bereich 16 der Strahlungsstreueinrichtung.
Die spezielle geometrische Form, d. h die beiden sphärische Ausführungen
des oberen Bereichs 16 und des unteren Bereichs 18 bewirken
eine besonders vorteilhafte Streustrahlung, wenn der gesamte Bereich
von der jeweils gegenüberliegenden
LED beleuchtet wird. Auch die in den 3a und 3b gezeigten
Bereiche 22 oberhalb des oberen Bereichs 16 sind
strahlungsabsorbierend. Dies gilt auch für die weiteren Flächen 15a und 15b,
welche die Strahlungsstreueinrichtung 10 seitlich begrenzen.
Wie aus 3a und 3b ersichtlich,
sind die Bereiche bzw. Flächen 15a, 15b, 28 und 22 in
einer Ebene angeordnet. Damit ist der gesamte Träger 15 mit Ausnahme
der Strahlungsstreueinrichtung 10 absorbierend ausgeführt.
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Wäre der gesamte
Träger
hochreflektiv beschichtet, so wäre
die Effizienz der diffusen Beleuchtung zwar verbessert, aber es
würde störendes Streulicht
entstehen, welches direkt von der Streueinrichtung auf den Detektor
gelangt. Aus dem gleichen Grund ist die Strahlungsstreueinrichtung
nicht in ihrer Gesamtheit als Halbkugel ausgeführt, sondern setzt sich aus
den in den 3a und 3b gezeigten
Halbkugeln und Halbellipsen zusammen.
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Allgemein
wird die Form der Strahlungsstreueinrichtung derart gewählt, dass
kein Streulicht direkt von der Strahlungsstreueinrichtung in die Strahlungsdetektoreinrichtung(en)
gelangen kann. Auch die nach außen
gewölbte
Form der Strahlungsstreueinchtung dient diesem Zweck. In aufwendigen Testreihen
konnte die hier dargestellte Form der Strahlungsstreueinrichtung
als besonders gut geeignet herauskristallisiert werden, um sowohl
dem Erfordernis einer möglichst
gleichmäßigen Beleuchtung der
Oberfläche
als auch dem Erfordernis der Vermeidung von direktem Streulicht,
welches von der Strahlungsstreueinrichtung auf die Strahlungsdetektoreinrichtung
gelangt, gerecht zu werden.
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Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem
Stand der Technik neu sind.
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- 1
- Vorrichtung
zum Untersuchen von Oberflächen
- 2
- Beobachtungsraum
- 3
- Gehäuse
- 3a
- Seitenwände
- 3b
- Gehäuseboden
- 4
- erste
Strahlungseinrichtung
- 5
- weitere
Strahlungseinrichtungen
- 6
- Beleuchtungseinrichtung
- 7
- Beleuchtungseinrichtung
- 8
- Strahlungsdetektoreinrichtung
- 9
- Oberfläche
- 10,
11
- Strahlungsstreueinrichtung
- 12a,
12b
- Linsensysteme
- 13
- Öffnung
- 14
- Trägerrad
- 15
- Träger
- 15a,
15b
- Flächen des
Trägers 15
- 16
- oberer
Bereich der Strahlungsstreueinrichtung
- 17
- Kante
- 18
- unterer
Bereich der Strahlungsstreueinrichtung
- 20
- Öffnung in
der Strahlungsstreueinrichtung
- 22
- absorbierender
Bereich
- 23
- Umfangsrand
- 24
- weitere
Strahlungsdetektoreinrichtungen
- 25
- Befestigungselemente
- 26
- Träger
- 27
- Aussparung
- 28
- absorbierender Übergangsbereich
- 29
- Strahlungsstreukörper
- 31
- Linse
- 32
- Strahlteiler
- A
- Linie
- B
- Linie
- E
- Mittelebene
- M
- Mittelsenkrechte
- R1
- Richtung
- R2
- Richtung