DE102015110913A1

DE102015110913A1 - Measuring device and measuring method for measuring optical layer properties on transparent substrates

Info

Publication number: DE102015110913A1
Application number: DE102015110913.1A
Authority: DE
Inventors: Holger Pröhl; Udo Ließ; Ronny Borchel
Original assignee: Von Ardenne GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2017-01-12

Abstract

Der Erfindung, die eine Messeinrichtung zur Messung optischer Schichteigenschaften eines transparenten Substrates, umfassend eine Messfläche, an der das Substrat bei der Messung anliegt, einen auf einer Seite der Messfläche angeordneten Messkopf mit einem Empfangselement zur Erfassung einer auf einer optischen Empfangsachse einfallenden Strahlung und ein Sendemittel zum Aussenden einer Strahlung auf einer optischen Sendeachse, wobei auf der dem Messkopf abgewandten Seite der Messfläche ein erstes Reflexionsmittel angeordnet ist, wobei die von dem ersten Reflexionsmittel reflektierte Strahlung von dem Empfangselement detektierbar ist, liegt u.a. die Aufgabe zugrunde, die Dunkelstromüberwachung zu verbessern und eine simultane Messung der Reflexion und Transmission zu ermöglichen. Die wird dadurch gelöst, dass die Messeinrichtung ein Unterbrechungsmittel zum zeitweisen Unterbrechen der durch das Substrat transmittierten Strahlung des ersten Reflexionsmittels umfasst.The invention, which comprises a measuring device for measuring optical layer properties of a transparent substrate, comprising a measuring surface on which the substrate rests during the measurement, a measuring head arranged on one side of the measuring surface with a receiving element for detecting a radiation incident on an optical receiving axis and a transmitting means for emitting a radiation on an optical transmission axis, wherein on the side facing away from the measuring head of the measuring surface, a first reflection means is arranged, wherein the reflected radiation from the first reflecting means is detectable by the receiving element, inter alia the object of the dark current monitoring to improve and to allow simultaneous measurement of the reflection and transmission. This is achieved in that the measuring device comprises an interrupting means for temporarily interrupting the radiation of the first reflecting means transmitted through the substrate.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zur Messung optischer Schichteigenschaften eines transparenten Substrates, umfassend eine Messfläche, an der das Substrat bei der Messung anliegt, einen auf einer Seite der Messfläche angeordneten Messkopf mit einem Empfangselement zur Erfassung einer auf einer optischen Empfangsachse einfallenden Strahlung und ein Sendemittel zum Aussenden einer Strahlung auf einer optischen Sendeachse, wobei auf der dem Messkopf abgewandten Seite der Messfläche ein erstes Reflexionsmittel angeordnet und derart ausgebildet ist, dass eine von dem Sendemittel auf der optischen Sendeachse ausgesandte und unter einem in Bezug zu einer Flächennormalen der Messfläche von Null verschiedenen Winkel durch das Substrat transmittierte Strahlung von dem ersten Reflexionsmittel auf das Empfangselement reflektierbar ist, wobei die von dem ersten Reflexionsmittel reflektierte Strahlung von dem Empfangselement detektierbar ist. The invention relates to a measuring device for measuring optical layer properties of a transparent substrate, comprising a measuring surface, on which the substrate rests during the measurement, a measuring head arranged on one side of the measuring surface with a receiving element for detecting a radiation incident on an optical receiving axis and a transmitting means for Emitting a radiation on an optical transmission axis, wherein on the side facing away from the measuring head of the measuring surface arranged and formed such that one of the transmitting means on the optical transmission axis and emitted at a reference to a surface normal to the measuring surface of zero different angles radiation transmitted through the substrate can be reflected by the first reflection means onto the reception element, the radiation reflected by the first reflection means being detectable by the reception element.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Messeinrichtung zur Messung optischer Schichteigenschaften eines transparenten Substrates, umfassend eine Messfläche, an der das Substrat bei der Messung anliegt, einen auf einer Seite der Messfläche angeordneten Messkopf mit einem Empfangselement zur Erfassung einer auf einer optischen Empfangsachse einfallenden Strahlung, wobei auf einer Seite der Messfläche ein erstes Sendemittel und auf der anderen Seite der Messfläche ein zweites Sendemittel angeordnet ist. The invention further relates to a measuring device for measuring optical layer properties of a transparent substrate, comprising a measuring surface on which the substrate rests during the measurement, a measuring head arranged on one side of the measuring surface with a receiving element for detecting a radiation incident on an optical receiving axis one side of the measuring surface, a first transmitting means and on the other side of the measuring surface, a second transmitting means is arranged.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Messung optischer Schichteigenschaften eines transparenten Substrates, wobei das Substrat an einer Messfläche angelegt wird und mit einem Messkopf, mit einem eine einfallende Strahlung erfassenden Empfangselement sowie einem ersten und einem zweiten, auf verschiedenen Seiten der Messfläche angeordneten und über das Substrat mit dem Empfangselement des Messkopfes wechselwirkenden optischen Elementen, ein Empfangssignal gemessen und daraus Reflexionswerte oder Transmissionswerte des Substrates ermittelt werden. The invention also relates to a method for measuring optical layer properties of a transparent substrate, wherein the substrate is applied to a measuring surface and arranged with a measuring head, with a receiving element detecting an incident radiation and a first and a second, on different sides of the measuring surface and on the Substrate with the receiving element of the measuring head interacting optical elements, a received signal measured and from this reflection values or transmission values of the substrate can be determined.

In der US 7443518 wird für Vakuumanlagen ein bekanntes Transmissionsmessprinzip mit einem Retroreflektor beschrieben. 1 zeigt das Messprinzip. Das Sendeelement eines optischen Messkopfes sendet über einen Lichtwellenleiter eine Strahlung auf das transparente Substrat, wobei die Strahlung zunächst durch das Substrat transmittiert. An einem Retroreflektor wird diese Strahlung reflektiert, wobei die Strahlung ein zweites Mal durch das transparente Substrat hindurchtritt und anschließend von dem Empfangselement des optischen Messkopfes empfangen wird. Für die Transmissionsmessung wird somit ein doppelter Strahlungsdurchgang durch das Substrat genutzt. In the US 7443518 For vacuum systems, a known transmission measuring principle with a retroreflector is described. 1 shows the measuring principle. The transmitting element of an optical measuring head transmits radiation via an optical waveguide to the transparent substrate, the radiation initially being transmitted through the substrate. At a retroreflector, this radiation is reflected, wherein the radiation passes a second time through the transparent substrate and is then received by the receiving element of the optical measuring head. For the transmission measurement, a double radiation passage through the substrate is thus used.

In der US 7443518 ist auch eine Messeinrichtung zur Messung der Reflexionseigenschaften eines Substrates beschrieben. 2 zeigt das Schema der Reflexionsmessung mit doppelter Reflexion und zwar am Substrat und an einem Retroreflektor. Zunächst wird die von dem Sendeelement des optischen Messkopfes ausgesendete Strahlung an der Substratoberfläche reflektiert und trifft anschließend auf einen Retroreflektor. Dieser ist so positioniert, dass dieser die Strahlung zurückreflektiert, so dass die am Substrat ein weiteres Mal reflektierte Strahlung vom Empfangselement des optischen Messkopfes detektiert wird. In the US 7443518 also a measuring device for measuring the reflection properties of a substrate is described. 2 shows the scheme of reflection measurement with double reflection on the substrate and on a retroreflector. First, the radiation emitted by the transmitting element of the optical measuring head is reflected on the substrate surface and subsequently impinges on a retroreflector. The latter is positioned so that it reflects the radiation back, so that the radiation reflected once more at the substrate is detected by the receiving element of the optical measuring head.

In der US 7443518B2 ist ebenfalls eine Vorrichtung beschrieben, mithilfe derer eine Blende vor den Retroreflektor der Reflexionsmessanordnung gebracht wird, um das Signal für die Reflexionsmessung auszuschalten, so dass nur das Signal für die Transmission gemessen werden kann. Die Messanordnung ist in 3 dargestellt. Mit dem Messkopf 1 wird eine Strahlung auf das Substrat 4 gerichtet und an dem Substrat 4 reflektiert bzw. transmittiert. Wird die Blende 2 vor den Retroreflektor 32 gebracht, wird vom Messkopf 1 das durch das Substrat 4 transmittierte Signal detektiert und daraus die Transmissionseigenschaft des Substrates 4 bestimmt. Wird die Blende 2 vor dem Retroreflektor 32 entfernt und der Retroreflektor 31 für die Transmission aus dem Strahlengang geschwenkt, wird vom Messkopf 1 das vom Substrat 4 reflektierte Signal detektiert und daraus die Reflexionseigenschaften des Substrates 4 bestimmt. In the US 7443518B2 A device is also described by means of which a diaphragm is brought in front of the retroreflector of the reflection measuring arrangement in order to switch off the signal for the reflection measurement, so that only the signal for the transmission can be measured. The measuring arrangement is in 3 shown. With the measuring head 1 is a radiation on the substrate 4 directed and on the substrate 4 reflected or transmitted. Will the aperture 2 in front of the retroreflector 32 brought, is from the measuring head 1 that through the substrate 4 transmitted signal detected and from this the transmission property of the substrate 4 certainly. Will the aperture 2 in front of the retro reflector 32 removed and the retroreflector 31 pivoted out of the beam path for the transmission, is from the measuring head 1 that from the substrate 4 reflected signal detected and from the reflection properties of the substrate 4 certainly.

Der Nachteil des beschriebenen Standes der Technik ist jedoch, dass die Bestimmung der Transmissions- oder Reflexionseigenschaften von transparenten Substraten nur sequentiell erfolgt, wobei bewegte Teile, z.B. schwenkbare Blenden im Reflexionsstrahlengang zur Unterbrechung der Strahlung notwendig sind. Diese Vorrichtungen können sehr platzintensiv sein oder den Einsatz von mehreren kostenintensiven Elementen, wie Spektrometern erforderlich machen. However, the disadvantage of the prior art described is that the determination of the transmission or reflection properties of transparent substrates is only sequential, with moving parts, e.g. pivotable diaphragms in the reflection beam path are necessary for interrupting the radiation. These devices can be very space-consuming or require the use of several cost-intensive elements, such as spectrometers.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Messeinrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Messung der optischen Eigenschaften von Substraten unabhängig von deren Lage oder Lageänderungen und der Lage der optischen Elemente gewährleisten kann. It is therefore an object of the invention to provide a measuring device that can ensure the measurement of the optical properties of substrates regardless of their position or position changes and the position of the optical elements.

Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung eine Messeinrichtung ohne zusätzliche bewegte Teile und Komponenten bereitzustellen, sowie eine simultane Messung der Reflexion und Transmission zu ermöglichen. Furthermore, it is an object of the invention to provide a measuring device without additional moving parts and components, as well as to enable a simultaneous measurement of the reflection and transmission.

Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung eine Messeinrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, so dass nur ein minimaler Einsatz von kostenintensiven Elementen, wie Spektrometern notwendig ist. Furthermore, it is an object of the invention to provide a measuring device and a method, so that only a minimal use of cost-intensive elements, such as spectrometers is necessary.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, den Zeitaufwand für die Dunkelstromüberwachung insbesondere eines eingesetzten Spektrometers zu verringern. Furthermore, it is an object of the invention to reduce the time required for the dark current monitoring in particular of a spectrometer used.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer ersten erfindungsgemäßen Messeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Messeinrichtung ein Unterbrechungsmittel zum zeitweisen Unterbrechen der durch das Substrat transmittierten Strahlung des ersten Reflexionsmittels umfasst. The object of the invention is achieved with a first measuring device according to the invention of the type mentioned above in that the measuring device comprises an interrupting means for temporarily interrupting the radiation of the first reflecting means transmitted through the substrate.

Das Unterbrechungsmittel dient dazu, dass die von dem Sendemittel in Richtung des ersten Reflexionsmittels ausgesandte Strahlung nicht ständig von dem ersten Reflexionsmittel auf das Empfangselement des Messkopfes zurückreflektiert, sondern zeitweise unterbrochen wird. Durch die periodische Unterbrechung des Messsignals kann eine quasi-kontinuierliche Dunkelstromüberwachung des Empfangselementes, insbesondere eines Spektrometers erfolgen. Dies kann nach dem Stand der Technik nur durch Aus- und Einschalten des Sendemittels, insbesondere der Lichtquelle erfolgen, wobei damit Wartezeiten zur Minimierung thermisch bedingter Driften des Sendemittels, insbesondere der Lichtquelle verbunden sind. The interruption means serves to ensure that the radiation emitted by the transmitting means in the direction of the first reflection means is not constantly reflected back from the first reflection means to the receiving element of the measuring head, but is temporarily interrupted. Due to the periodic interruption of the measurement signal, a quasi-continuous dark current monitoring of the receiving element, in particular of a spectrometer, can take place. This can be done according to the prior art only by switching off and on the transmitting means, in particular the light source, whereby waiting times for minimizing thermally induced drifts of the transmitting means, in particular the light source are connected.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass auf der anderen Seite der Messfläche ein zweites Reflexionsmittel angeordnet ist, wobei die von beiden Reflexionsmitteln jeweils reflektierte Strahlung von dem Empfangselement detektierbar ist. In one embodiment, provision is made for a second reflection means to be arranged on the other side of the measurement surface, wherein the radiation reflected by both reflection means can be detected by the reception element.

Das Sendemittel kann sowohl räumlich getrennt von dem Messkopf angeordnet sein, als auch in einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messeinrichtung von dem Messkopf umfasst werden. Ist das Sendemittel räumlich von dem Messkopf getrennt angeordnet, sind das erste und das zweite Reflexionsmittel so ausgerichtet, dass die von dem Sendemittel ausgesandte Strahlung derart von den Reflexionsmitteln reflektiert wird, dass sowohl der durch das Substrat transmittierte als auch der an dem Substrat reflektierte Teil der Strahlung auf das Empfangselement im Messkopf trifft. Das gleich gilt auch, wenn das Sendemittel von dem Messkopf umfasst wird. Dabei kann der Strahlengang der von dem Sendemittel emittierten Strahlung und der Strahlengang der von den Reflexionsmitteln reflektierten Anteile der Strahlung als übereinstimmend angesehen werden. The transmitting means may be arranged both spatially separated from the measuring head, and in one embodiment of the measuring device according to the invention are covered by the measuring head. If the transmitting means is arranged spatially separated from the measuring head, the first and the second reflecting means are aligned such that the radiation emitted by the transmitting means is reflected by the reflecting means in such a way that both the part transmitted through the substrate and the part reflected at the substrate Radiation hits the receiving element in the measuring head. The same applies if the transmitting means is included in the measuring head. In this case, the beam path of the radiation emitted by the transmitting means and the beam path of the reflected from the reflection means portions of the radiation can be considered as consistent.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Reflexionsmittel selbst als das Unterbrechungsmittel ausgebildet, indem es als ein drehbarer Retroreflektor ausgebildet ist. Unter einem Retroreflektor soll im Sinne dieser Anmeldung ein so genannter Tripelspiegel oder eine gleichsinnige Anordnung mehrerer Tripelspiegel verstanden werden. Derartige Tripelspiegel weisen drei Spiegelflächen auf, die zueinander so angeordnet sind, dass jede Spiegelfläche einen rechten Winkel einschließt. Tripelspiegel haben die Eigenschaft, Licht mit geringem seitlichem Versatz in dieselbe Richtung zu reflektieren, aus der es eintrifft. Dieses Prinzip liegt beispielsweise den als „Katzenaugen“ bekannten Reflektoren zugrunde. In one embodiment of the invention, the first reflection means itself is formed as the interruption means by being formed as a rotatable retroreflector. For the purposes of this application, a retroreflector is understood to mean a so-called triple mirror or a co-directional arrangement of a plurality of triple mirrors. Such triple mirrors have three mirror surfaces which are arranged relative to each other such that each mirror surface encloses a right angle. Tripel mirrors have the property of reflecting light with little lateral displacement in the same direction from which it arrives. This principle is for example based on the known as "cat's eyes" reflectors.

In einer anderen Ausgestaltung ist das erste Reflexionsmittel als ein drehbarer Spiegel ausgebildet, so dass die von dem Sendemittel emittierte und auf das Reflexionsmittel treffende Strahlung wieder in dieselbe Richtung reflektiert wird. Durch die Drehung des Siegels wird erreicht, dass die Strahlung nur zeitweise reflektiert wird und zwar immer dann, wenn der Spiegel genau die Position einnimmt, dass der Strahlengang der auftreffenden Strahlung umgekehrt wird. In den anderen Positionen des Spiegels wird der Strahlengang der am ersten Reflexionsmittel reflektierten Strahlung unterbrochen. In another embodiment, the first reflection means is designed as a rotatable mirror, so that the radiation emitted by the transmission means and impinging on the reflection means is again reflected in the same direction. The rotation of the seal ensures that the radiation is reflected only intermittently, and always when the mirror takes exactly the position that the beam path of the incident radiation is reversed. In the other positions of the mirror, the beam path of the radiation reflected at the first reflection means is interrupted.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Unterbrechungsmittel als ein um seine Achse rotierender Zylinder mit einer Bohrung, die in einem Winkel von größer 0° bis einschließlich 90° zu seiner Drehachse in den Zylinder eingebracht ist, ausgebildet, wobei der Zylinder zwischen dem ersten Reflexionsmittel und der Messfläche angeordnet ist. Der rotierende Zylinder, der in einer Ausgestaltung der Erfindung als eine Rolle ausgebildet ist, wobei die Rolle in einer weiteren Ausgestaltung als eine während einer Messung ein Substrat transportierende Transportrolle ausgebildet ist, unterbricht den Strahlengang der durch das Sendemittel ausgesandten Strahlung, die durch das Substrat transmittiert wird, zeitweise. Befindet sich der Zylinder mit der Bohrung in einer Position, so dass keine Strahlung durch die Bohrung auf das erste Reflexionsmittel trifft, wird von dem Empfangselement des Messkopfes nur das vom zweiten Reflexionsmittel und am Substrat reflektierte Signal gemessen. Die Auswertung ergibt ein Tiefsignal. Befindet sich der Zylinder mit der Bohrung in einer Position, so dass die Strahlung durch die Bohrung auf das erste Reflexionsmittel trifft, werden von dem Empfangselement sowohl das vom ersten Reflexionsmittel durch die Bohrung reflektierte und durch das Substrat transmittierte als auch das von dem zweiten Reflexionsmittel und am Substrat reflektierte Signal empfangen. Die Intensitäten der beiden empfangenen Strahlungsanteile addieren sich und ergeben ein Hochsignal. Rotiert der Zylinder kontinuierlich, erfolgt die Unterbrechung periodisch und erzeugt damit ein periodisches Hoch- und Tiefsignal, dass vom Empfangselement im Messkopf empfangen wird. In a further advantageous embodiment, the interruption means is designed as a cylinder rotating about its axis with a bore which is introduced at an angle of greater than 0 ° up to and including 90 ° to its axis of rotation in the cylinder, the cylinder between the first reflection means and the measuring surface is arranged. The rotating cylinder, which is formed in one embodiment of the invention as a roller, wherein the roller is formed in a further embodiment as a transport during a measurement a substrate transport roller, interrupts the beam path of the radiation emitted by the transmitting means, which transmits through the substrate will, at times. If the cylinder with the bore is in a position such that no radiation from the bore hits the first reflection means, only the second reflection means and the substrate will be received by the receiving element of the measuring head reflected signal measured. The evaluation gives a low signal. If the cylinder with the bore is in a position such that the radiation strikes the first reflection means through the bore, both the reflection means reflected by the first reflection means through the bore and transmitted through the substrate and that of the second reflection means and received signal reflected on the substrate. The intensities of the two received radiation components add up and produce a high signal. If the cylinder rotates continuously, the interruption occurs periodically and thus generates a periodic high and low signal that is received by the receiving element in the measuring head.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, bei der das Unterbrechungsmittel ebenfalls als ein rotierender Zylinder, insbesondere als eine Rolle, insbesondere als eine während einer Messung ein Substrat transportierende Transportrolle jeweils mit einer Bohrung in einem Winkel von größer 0° bis 90° zur jeweiligen Drehachse ausgebildete ist, ist das erste Reflexionsmittel innerhalb des Unterbrechungsmittels und zwar innerhalb der Bohrung angeordnet. Die Bohrung muss nicht durch den kompletten Zylinder verlaufen. Denkbar ist auch, dass das erste Reflexionsmittels in einer Aufnahme in dem Unterbrechungsmittel angeordnet ist, bzw. auch nur auf der Oberfläche der Rolle ausgebildet ist, beispielsweise in Form eines konkaven oder konvexen Spiegels. Damit ist eine zeitliche Unterbrechung der durch das Substrat transmittierten Strahlung immer dann gegeben, wenn die von dem Sendemittel ausgesandte Strahlung nicht auf das erste Reflexionsmittel treffen kann, weil der Zylinder, insbesondere die Rolle, insbesondere die Transportrolle sich in einer derartigen Position befindet, dass das erste Reflexionsmittel, z.B. ein Spiegel aus dem Strahlengang herausgedreht ist. In another embodiment of the invention, in which the interrupting means is likewise designed as a rotating cylinder, in particular as a roller, in particular as a transport roller transporting a substrate during a measurement, each with a bore at an angle of greater than 0 ° to 90 ° to the respective axis of rotation is, the first reflection means within the interruption means and is disposed within the bore. The hole does not have to run through the complete cylinder. It is also conceivable that the first reflection means is arranged in a receptacle in the interruption means, or is also formed only on the surface of the roll, for example in the form of a concave or convex mirror. Thus, there is a temporal interruption of the radiation transmitted through the substrate whenever the radiation emitted by the transmitting means can not strike the first reflection means, because the cylinder, in particular the roller, in particular the transport roller is in such a position that the first reflection means, eg a mirror is turned out of the beam path.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit auch mit einer zweiten erfindungsgemäßen Messeinrichtung dadurch gelöst, dass das erste Sendemittel auf der dem Messkopf abgewandten Seite der Messfläche und das zweite Sendemittel auf derselben Seite der Messfläche wie der Messkopf angeordnet sind und eine erste optische Sendeachse des ersten Sendemittels sowie eine zweite optische Sendeachse des zweiten Sendemittels mit einer Flächennormalen der Messfläche einen von Null verschiedenen Winkel ausbilden und die Messeinrichtung Mittel zum zeitweisen Ausschalten der durch das Substrat transmittierten Strahlung des ersten Sendemittels umfasst. The object of the invention is also achieved with a second measuring device according to the invention in that the first transmitting means on the side facing away from the measuring head and the second transmitting means are arranged on the same side of the measuring surface as the measuring head and a first optical transmission axis of the first transmitting means and a second optical transmission axis of the second transmitting means with a surface normal of the measuring surface form a non-zero angle and the measuring device comprises means for temporarily switching off the transmitted through the substrate radiation of the first transmitting means.

Eine optische Sendeachse stellt die optische Achse eines Sendemittels, hier also jeweils des ersten oder des zweiten Sendemittels dar. Unter einem Mittel zum zeitweisen Ausschalten von Strahlung wird dabei eine Anordnung oder eine Vorrichtung verstanden, mit deren Hilfe, die durch das Substrat hindurchtretende Strahlung, also die transmittierte Strahlung derart unterbrochen wird, dass diese Strahlung zeitweise nicht von dem Empfangselement des Messkopfes detektiert werden kann, d.h. diese Strahlung zeitweise nicht auf das Empfangselement trifft. An optical transmission axis represents the optical axis of a transmitting means, in this case in each case the first or the second transmitting means. Under a means for temporarily switching off radiation is understood an arrangement or device, with their help, the radiation passing through the substrate, ie the transmitted radiation is interrupted in such a way that this radiation can not be temporarily detected by the receiving element of the measuring head, ie this radiation does not strike the receiving element temporarily.

Das erste Sendemittel ist als eine Strahlungsquelle, insbesondere als eine Lichtquelle, insbesondere als ein Lichtwellenleiter ausgebildet. Das Sendemittel sendet vorteilhafterweise eine in eine Raumrichtung gerichtet Strahlung aus oder weist zumindest in eine Raumrichtung eine höhere Intensität auf. Beispielsweise können LEDs mit einem geringen Öffnungswinkel als Strahlungsquelle eingesetzt werden. Je nachdem welche Substrat- oder Schichtmaterialien bzw. Schichtsysteme, wobei ein Schichtsystem ein Substrat und/oder zusätzlichen Schichten umfasst, charakterisiert werden sollen, können verschiedene Strahlungsquellen eingesetzt werden. Für Glassubstrate eignen sich beispielsweise Lichtquellen, die Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich aussenden. Für metallische Beschichtungen, wie sie z.B. in Architekturglasbeschichtungen Anwendung finden, können Infrarot-Strahlungsquellen zum Einsatz kommen. Über Lichtwellenleiter kann die Strahlung an den für die Messeinrichtung notwendigen Ort einfach und kompakt verlegt und eingekoppelt werden. The first transmission means is designed as a radiation source, in particular as a light source, in particular as an optical waveguide. The transmission means advantageously emits radiation directed in a spatial direction or has a higher intensity at least in a spatial direction. For example, LEDs with a small opening angle can be used as the radiation source. Depending on which substrate or layer materials or layer systems, a layer system comprising a substrate and / or additional layers to be characterized, different radiation sources can be used. For glass substrates, for example, light sources that emit radiation in the visible wavelength range are suitable. For metallic coatings, e.g. used in architectural glass coatings, infrared radiation sources can be used. By means of optical waveguides, the radiation can be easily and compactly laid and coupled in at the location required for the measuring device.

Auch das zweite Sendemittel ist als eine Strahlungsquelle, insbesondere als eine Lichtquelle, insbesondere als ein Lichtwellenleiter ausgebildet. Für das zweite Sendemittel gilt das zum ersten Sendemittel Angeführte. The second transmission means is also designed as a radiation source, in particular as a light source, in particular as an optical waveguide. For the second transmission means applies to the first transmission means Listed.

In einer Ausgestaltung der vorgeschlagenen Messeinrichtung ist das Mittel zur zeitweisen Unterbrechung der Strahlung des ersten Sendemittels als eine Pulsweitenmodulationsschaltung ausgebildet, mit der das erste Sendemittel gesteuert wird und zwar derart, dass das erste Sendemittel für eine bestimmte Pulsdauer anschaltbar und für eine andere bestimmte Pulsdauer ausschaltbar ist. Dadurch empfängt das Empfangselement des Messkopfes in einer Pulsdauer die Strahlung des ersten und des zweiten Sendemittels und in einer anderen Pulsdauer, wenn das erste Sendemittel ausgeschaltet ist, nur die Strahlung des zweiten Sendemittels. In one embodiment of the proposed measuring device, the means for temporarily interrupting the radiation of the first transmitting means is designed as a pulse width modulation circuit, with which the first transmitting means is controlled in such a way that the first transmitting means for a certain pulse duration can be switched on and off for another specific pulse duration , As a result, the receiving element of the measuring head receives in one pulse duration the radiation of the first and the second transmitting means and in another pulse duration, when the first transmitting means is switched off, only the radiation of the second transmitting means.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer dritten erfindungsgemäßen Messeinrichtung weiterhin dadurch gelöst, dass das erste Sendemittel auf der dem Messkopf abgewandten Seite der Messfläche und das zweite Sendemittel auf derselben Seite der Messfläche wie der Messkopf angeordnet sind und eine erste und eine zweite optische Sendeachse des jeweils ersten und zweiten Sendemittels mit einer Flächennormalen der Messfläche einen von Null verschiedenen Winkel ausbildet, wobei das zweite Sendemittel eine vom ersten Sendemittel unterscheidende Strahlung aufweist. Unter einer sich unterscheidende Strahlung wird dabei verstanden, dass die von dem ersten und dem zweiten Sendemittel ausgesendete Strahlung sich durch eine charakterisierende Strahlungsgröße unterscheiden. Diese charakterisierende Strahlungsgröße kann in einer Ausgestaltung der Erfindung die Wellenlänge der emittierten Strahlung sein. Das bedeutet, dass die Strahlung des ersten Sendemittels und die Strahlung des zweiten Sendemittels unterschiedliche Wellenlängen aufweisen. Vorteilhaft dabei ist, dass für eine gleichzeitige Bestimmung der Reflexions- und Transmissionseigenschaften eines Substrates keine Unterbrechung eines der beiden Strahlengänge, wie oben beschrieben, notwendig ist. Vielmehr kann mit einem geeigneten Auswerteverfahren aus den aufgenommenen Empfangssignalen, die sich durch die Wellenlänge unterscheiden, eine eindeutige Zuordnung und damit eine kontinuierliche und gleichzeitige Bestimmung der optischen Eigenschaften des Substrates erfolgen. The object of the invention is further achieved with a third measuring device according to the invention in that the first transmitting means on the side facing away from the measuring head of the measuring surface and the second transmitting means are arranged on the same side of the measuring surface as the measuring head and a first and a second optical transmission axis of the respective first and second transmitting means forms a non-zero angle with a surface normal of the measuring surface, wherein the second transmitting means has a radiation different from the first transmitting means. In this case, a differing radiation is understood to mean that the radiation emitted by the first and the second transmission means differs by a characterizing radiation quantity. In one embodiment of the invention, this characterizing radiation quantity may be the wavelength of the emitted radiation. This means that the radiation of the first transmitting means and the radiation of the second transmitting means have different wavelengths. The advantage here is that no interruption of one of the two beam paths, as described above, is necessary for a simultaneous determination of the reflection and transmission properties of a substrate. Rather, with a suitable evaluation method from the recorded received signals, which differ by the wavelength, a clear assignment and thus a continuous and simultaneous determination of the optical properties of the substrate take place.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Strahlung des ersten Sendemittels und die Strahlung des zweiten Sendemittels unterschiedliche Pulsweitenkodierungen auf. Das bedeutet, dass die Strahlung des ersten Sendemittels und die Strahlung des zweiten Sendemittels sich durch unterschiedliche Pulsweiten unterscheiden, so dass in einem Auswerteverfahren, die vom Substrat reflektierten und die transmittierten Strahlungsanteile dem Empfangssignal eindeutig zugeordnet werden und damit die Reflexions- und Transmissionswerte des Substrates bestimmt werden können. In a further advantageous embodiment, the radiation of the first transmitting means and the radiation of the second transmitting means on different pulse width encodings. This means that the radiation of the first transmitting means and the radiation of the second transmitting means differ by different pulse widths, so that in an evaluation method, the reflected and the transmitted radiation components are unambiguously assigned to the received signal and thus determines the reflection and transmission values of the substrate can be.

Die Aufgabe wird verfahrensseitig dadurch gelöst, dass ein erstes und ein zweites optisches Element mit jeweils einem optischen Signal auf einer ersten und einer zweiten optischen Achse auf das Substrat unter einem von Null verschiedenen Winkel in Bezug auf eine Flächennormale der Messfläche einwirken, wobei mit dem Empfangselement ein erstes optisches Signal des auf einer dem Messkopf abgewandten Seite der Messfläche angeordneten ersten optischen Elements und ein zweites optisches Signal des auf derselben Seite der Messfläche, auf der sich auch der Messkopf befindet, angeordneten zweiten optischen Elements gleichzeitig empfangen werden, wobei sich das durch das Substrat transmittierte optische Signal des ersten optischen Elements und das an dem Substrat reflektierte optische Signal des zweiten optischen Elements durch eine charakterisierende Größe unterscheiden, und aus den empfangenen ersten und zweiten optischen Signalen mit der charakterisierenden Größe das erste und das zweite Signal gefiltert werden und daraus gleichzeitig ein Reflexionswert und ein Transmissionswert des Substrates ermittelt werden. Die Messfläche muss keine physische Fläche darstellen. On the procedural side, the object is achieved in that a first and a second optical element, each having an optical signal on a first and a second optical axis, act on the substrate at a non-zero angle with respect to a surface normal of the measuring surface, with the receiving element a first optical signal of the first optical element arranged on a side of the measuring surface facing away from the measuring head and a second optical signal of the second optical element arranged on the same side of the measuring surface on which the measuring head is also simultaneously received; Substrate transmitted optical signal of the first optical element and the optical signal reflected from the second optical element of the optical element differ by a characterizing size, and from the received first and second optical signals with the characterizing size of the first and the z be filtered wide signal and at the same time a reflection value and a transmission value of the substrate are determined. The measuring surface does not have to represent a physical surface.

Vielmehr wird in der vorliegenden Erfindung damit der Ort bezeichnet, an dem die Wechselwirkung eines einwirkenden optischen Signals mit dem Substrat erfolgt und an dem die optischen Eigenschaften des Substrates bestimmt werden. Weiterhin ist unter der Flächennormalen der Messfläche die Flächennormale in dem jeweiligen Messpunkt gemeint, wobei der Messpunkt durch die Schnittstelle der jeweiligen optischen Achse mit der Messfläche definiert wird, d.h. bei einer gekrümmten Messfläche die Flächennormale der Tangentialfläche zur Messfläche in dem Messpunkt. Unter den optischen Elementen sollen vorliegend sowohl aktive als auch passive Elemente verstanden werden. Ein aktives optisches Element, z.B. ein Strahler sendet selbst Strahlung aus, z.B. in Form von sichtbarem Licht. Ein passives optisches Element, z.B. ein Spiegel reflektiert lediglich die auftreffende Strahlung, die wiederum durch eine aktive Strahlungsquelle, z.B. einem Sendemittel, wie z.B. eine LED, ausgesendet wird. Besonders vorteilhaft ist, dass aus den optischen Signalen mit der charakterisierenden Größe das erste und zweite Signal mit sehr einfachen Mitteln gefiltert werden kann und gegenüber bisherigen Verfahren gleichzeitig ein Reflexionswert und ein Transmissionswert des Substrates ermittelt werden kann. Rather, in the present invention, the location at which the interaction of an acting optical signal with the substrate takes place and at which the optical properties of the substrate are determined. Furthermore, by the surface normal of the measurement surface is meant the surface normal in the respective measurement point, wherein the measurement point is defined by the interface of the respective optical axis with the measurement surface, i. in the case of a curved measuring surface, the surface normal of the tangential surface to the measuring surface in the measuring point. In the present case, optical elements are to be understood as meaning both active and passive elements. An active optical element, e.g. a radiator emits radiation itself, e.g. in the form of visible light. A passive optical element, e.g. a mirror reflects only the incident radiation, which in turn is reflected by an active radiation source, e.g. a transmitting means, e.g. an LED is sent out. It is particularly advantageous that from the optical signals with the characterizing size, the first and second signal can be filtered with very simple means and compared to previous methods simultaneously a reflection value and a transmission value of the substrate can be determined.

Wird beispielsweise in einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messeinrichtung jeweils ein passives optisches Element, ein Reflexionsmittel, z.B. ein Retroreflektor jeweils auf beiden Seiten der Messfläche angeordnet, wobei eine Strahlungsquelle eine Strahlung Φ_S auf das zu untersuchende Substrat unter einem zu einer Flächennormalen der Messfläche von Null verschiedenen Winkel sendet und ein Unterbrechungsmittel in Form einer Rolle mit Bohrung verwendet wird, wird bei der Ermittlung des Reflexionswerts und des Transmissionswerts des Substrates vom folgendem ausgegangen:
Ein Substrat mit unbekannten Reflexions- und Transmissionseigenschaften befindet sich am Messort. Dabei kennzeichnet R die Reflexion entsprechend dem Index des Substrates, der Rolle oder der jeweiligen Retroreflektoren, T die Transmission, Φ_E die Intensität des Empfangssignals und Φ_s die Intensität des Sendemittels. Treffen sowohl das am Substrat reflektierte als auch das durch das Substrat transmittierte Signal auf das Empfangselement wird mit einer Sample- und Holdschaltung ein Hoch-Φ_E(H) und ein Tiefsignal Φ_E(L) bestimmt. Aus den folgenden Gleichungen kann sodann der Reflexions- und Transmissionswert ermittelt werden: Φ_E(H) = Φ_S·(R_i + R_R1·T 2 / Substrat + R_R2·R 2 / Substrat), (Gl. 1) Φ_E(L) = Φ_S·(R_i + R_R2·R 2 / Substrat + R_Rolle), (Gl. 2) wobei die Größen Φ_s, R_R1 und R_R2 bekannt sind. Mit R_i werden alle parasitären Signalanteile bezeichnet, die auf das Empfangselement des Messkopfes gelangen. Idealerweise können die Signalanteile R_i und R_Rolle vernachlässigt werden; R_Rolle beispielsweise wenn die Oberfläche der Transportrolle für den Wellenlängenbereich der Strahlungsquelle eine zu vernachlässigende Reflexivität aufweist. Damit vereinfacht sich die Gleichung 2 zu Φ_E(L) = Φ_S·(R_i + R_R2·R 2 / Substrat) (Gl. 2‘) If, for example, in one embodiment of the measuring device according to the invention, a passive optical element, a reflection means, eg a retroreflector, is arranged respectively on both sides of the measuring surface, wherein a radiation source irradiates a radiation Φ _S to the substrate to be examined under a surface normal to the measuring surface of zero Angle is transmitted and an interruption means in the form of a roll with hole is used, is assumed in the determination of the reflection value and the transmission value of the substrate of the following:
A substrate with unknown reflection and transmission properties is located at the measurement site. In this case, R denotes the reflection corresponding to the index of the substrate, the role or the respective retroreflectors, T the transmission, Φ _E the intensity of the received signal and Φ _s the intensity of the transmitting means. If both the signal reflected on the substrate and the signal transmitted through the substrate meet the receiving element, a high-φ _E (H) and a low signal φ _E (L) are determined by means of a sample and hold circuit. From the following equations, the reflection and transmission value can then be determined: Φ _E (H) = Φ _S * (R _i + R _R1 * T 2 / substrate + R _R2 * R 2 / substrate), (Eq. 1) Φ _E (L) = Φ · _S (R _i + R _R2 · R 2 / R + substrate _roll), (Eq. 2) where the quantities Φ _s , R _R1 and R _{R2 are} known. R _i denotes all parasitic signal components that reach the receiving element of the measuring head. Ideally, the signal components R _i and R _roll can be neglected; R _role, for example, if the surface of the transport _roller for the wavelength range of the radiation source has a negligible reflectivity. This simplifies Equation 2 too Φ _E (L) = Φ · _S (R _i + R _R2 · R 2 / substrate) (Eq. 2 ')

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird die charakterisierende Größe des ersten und des zweiten optischen Signals durch ein unterschiedliches zeitliches Auftreten des ersten und des zweiten Signals realisiert. Beispielsweise kann dies durch ein zeitweises An- und Ausschalten des ersten optischen Elementes, z.B. einer ersten Strahlungsquelle erfolgen. Durch das An- und Ausschalten wird von dem Empfangselement im Messkopf zeitweise nur das am Substrat reflektierte Signal empfangen und zwar immer dann, wenn das erste optische Element ausgeschaltet ist. Wenn das erste optische Element angeschaltet ist, empfängt das Empfangselement zeitweise zusätzlich zu dem am Substrat reflektierte Signal das durch das Substrat transmittierte Signal. Damit kann aus dem zeitlich aufgenommenen unterschiedlichen Signalverlauf der Reflexionswert und der Transmissionswert des Substrates ermittelt werden. Das An- und Ausschalten kann beispielsweise in einer Ausgestaltung des Verfahrens durch eine Pulsweitenmodulation des ersten und/oder zweiten optischen Signals erfolgen. In one embodiment of the invention, the characterizing size of the first and the second optical signal is realized by a different temporal occurrence of the first and the second signal. For example, this can be achieved by temporarily switching the first optical element on and off, e.g. a first radiation source. By switching on and off is received by the receiving element in the measuring head temporarily only the signal reflected on the substrate, and indeed whenever the first optical element is turned off. When the first optical element is turned on, the receiving element temporarily receives, in addition to the signal reflected on the substrate, the signal transmitted through the substrate. Thus, the reflection value and the transmission value of the substrate can be determined from the temporally recorded different signal profile. The switching on and off can be done, for example, in one embodiment of the method by a pulse width modulation of the first and / or second optical signal.

In einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens werden das erste und das zweite optische Signal mit einer sich unterscheidenden Pulsweite kodiert. Die optischen Signale können z.B. nahezu rechteckförmig moduliert werden. In Anhängigkeit von den vom Empfangselement des Messkopfes detektierten Signalamplituden lassen sich die Signalanteile der Reflexions- und Transmissionsmessung zuordnen und damit zeitgleich der Reflexionswert und der Transmissionswert des Substrates ermitteln. In another embodiment of the method, the first and the second optical signal are coded with a differing pulse width. The optical signals may e.g. be modulated almost rectangular. Depending on the signal amplitudes detected by the receiving element of the measuring head, the signal components of the reflection and transmission measurement can be assigned and thus simultaneously the reflection value and the transmission value of the substrate can be determined.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die charakterisierende Größe des ersten und des zweiten optischen Signals dadurch erzeugt, dass sich das erste und das zweite optische Signal durch unterschiedliche Wellenlängen unterscheiden. Von dem Empfangselement des Messkopfes werden die unterschiedlichen optischen Signale der optischen Elemente detektiert, wobei diese sich die optischen Signale durch die unterschiedlichen Wellenlängen den reflektierten und den transmittierten Signalanteilen zuordnen lassen und sich damit zeitgleich der Reflexionswert und der Transmissionswert des Substrates ermitteln lässt. In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the characterizing size of the first and the second optical signal is generated in that the first and the second optical signal differ by different wavelengths. From the receiving element of the measuring head, the different optical signals of the optical elements are detected, which can be assigned to the optical signals by the different wavelengths of the reflected and the transmitted signal components and can be determined at the same time the reflection value and the transmission value of the substrate.

Wichtig bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es, dass vor der Messung der optischen Schichteigenschaften eines transparenten Substrates eine Kalibrierung der Reflexion anstelle des Substrats mittels eines Kalibriersubstrates mit bekannten Reflexionseigenschaften und eine Kalibrierung der Transmission anstelle des Substrats mittels eines Kalibriersubstrats mit bekannten Transmissionseigenschaften oder ohne Substrat und Kalibriersubstrat durchgeführt wird. It is important in the method according to the invention that, before the measurement of the optical layer properties of a transparent substrate, a calibration of the reflection instead of the substrate by means of a calibration substrate with known reflection properties and a calibration of the transmission instead of the substrate by means of a calibration substrate with known transmission properties or without substrate and calibration is carried out.

Durch die Kalibrierung können unter anderem der Einfluss parasitärer Signalanteile sowie Einflüsse der optischen Elemente, z.B. der Retroreflektoren, eliminiert werden. In der weiter oben beschrieben Ausgestaltung der Messeinrichtung zur exemplarischen Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens, erfolgt die Kalibrierung an einem Kalibriersubstrat mit bekannten Reflexions- und Transmissionseigenschaften. Am Messort wird zum einen ohne Substrat 0 (z.B. in einer Substratlücke), sowie mit bekanntem Substrat 1 kalibriert, wobei R_Substrat1, T_Substrat1 der bekannte Reflexions- bzw. Transmissionswert des Kalibriersubstrates ist. Ohne Substrat 0 gilt: Φ_E(0L) = Φ_S·(R_i + R_R1), (Gl. 3) Φ_E(0H) = Φ_S·(R_i). (Gl. 4) Among other things, the influence of parasitic signal components and influences of the optical elements, eg the retroreflectors, can be eliminated by the calibration. In the embodiment of the measuring device described above for exemplary illustration of the method according to the invention, the calibration is performed on a calibration substrate with known reflection and transmission properties. On the one hand, the substrate is calibrated without substrate 0 (eg in a substrate gap) and with known substrate 1, where R _substrate 1, T _substrate 1 is the known reflection or transmission value of the calibration _substrate . Without substrate 0, the following applies: Φ _E (0L) = Φ _S * (R _i + R _R1 ), (Eq. 3) Φ _E (0H) = Φ _S · (R _i ). (Equation 4)

Mit Kalibriersubstrat 1 gilt: Φ_E(1L) = Φ_S·(R_i + R_R2·R 2 / Substrat1), (Gl. 5) Φ_E(1H) = Φ_S·(R_i + R_R2·R 2 / Substrat + R_R1·T 2 / Substrat1) (Gl. 6), wobei Φ_E(1H) – Φ_E(1L) = Φ_S·R_R1·T 2 / Substrat1 (Gl. 7) ist.With calibration substrate 1, the following applies: Φ _E (1L) = Φ · _S (R _i + R _R2 · R 2 / substrate 1), (Eq. 5) Φ _E (1H) = Φ · _S (R _i + R _R2 · R 2 / substrate + R T 2 · _R1 / substrate 1) (Eq. 6), in which Φ _E (1H) -φ _E (1L) = Φ _S * R _R1 * T 2 / Substrate 1 (Eq. 7) is.

Mit Hilfe der Kalibriermessungen lässt sich für diese Ausgestaltung die Transmission und Reflexion des unbekannten Substrates ermitteln und zwar für die Transmission, gemäß:

und für die Reflexion, gemäß:

With the aid of the calibration measurements, the transmission and reflection of the unknown substrate can be determined for this embodiment, specifically for the transmission, according to:

and for reflection, according to:

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird unabhängig von der Ausgestaltung der Messeinrichtung die Intensität eines ein optisches Signal erzeugenden Sendemittels überwacht. Dies kann beispielsweise mittels eines Bypasskanals erfolgen, wobei der Bypasskanal als ein separates Spektrometer ausgebildet sein kann und verschiedene Sensoren umfasst. Damit wird die Intensität der Strahlungsquelle überwacht, so dass eine Drift der Strahlungsquelle eliminiert und somit die Kalibrierungsintervalle auf typische Anlagenwartungsintervalle ausgeweitet werden können. Bei der Verwendung eines Bypasssignals kann von folgendem ausgegangen werden: Die Strahlungsquelle wird mit einem separaten Detektor überwacht, wobei mit Φ_SB die Intensität des Bypassempfangssignals bezeichnet wird. Falls die Intensität des Sendemittels Φ_s nach Verstreichen einer Zeit t nach der Kalibrierung, bei der Φ_s(0L, 0H) und Φ_s(1L, 1H) ermittelt wurden, bis zur Messung bei Φ_s(L, H) kann diese durch folgende Ausgleichsrechnung eliminiert werden:

In one embodiment of the method, the intensity of a transmission signal generating an optical signal is monitored, regardless of the design of the measuring device. This can be done for example by means of a bypass channel, wherein the bypass channel can be formed as a separate spectrometer and includes various sensors. Thus, the intensity of the radiation source is monitored so that a drift of the radiation source can be eliminated and thus the calibration intervals can be extended to typical system maintenance intervals. When using a bypass signal, the following can be assumed: The radiation source is monitored by a separate detector, where Φ _{SB is} the intensity of the bypass reception signal. If the intensity of the transmitting means Φ _s after elapse of a time t after calibration, were determined in the Φ _s (0L, 0H) and Φ _s (1L, 1H), until the measurement at Φ _s (L, H), this can following compensation calculation are eliminated:

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass mit nur einem Messkopf, beispielsweise einem Spektrometer pro Messort eine eindeutige Messung von Reflexion und Transmission in-situ ohne Bypasskanal möglich ist. Wird eine Referenzmessung mittels Bypasskanal benötigt, ist nur ein weiterer Messkopf pro Messort nötig, d.h. lediglich N Messköpfe bei N Messorten, im Vergleich zu 2N + 1 Messköpfen bei einer herkömmlichen Reflexions- und Transmissionsmessung. Aus den Messergebnissen der Reflexion und Transmission kann auch die Absorption A gemäß A = 1 – R – T bestimmt werden. An essential advantage of the present invention is that with only one measuring head, for example a spectrometer per measuring location, a clear measurement of reflection and transmission in situ without a bypass channel is possible. If a reference measurement by means of a bypass channel is required, only one additional measuring head per measuring location is required, i. only N probes at N locations, compared to 2N + 1 probes in a conventional reflectance and transmission measurement. From the measurement results of reflection and transmission, it is also possible to determine the absorption A according to A = 1-R-T.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Messeinrichtung und das Messverfahren sowohl für flexible Foliensubstrate als auch für Glassubstrate verwendet und eingesetzt werden. Dabei kann die Messung sowohl an einem statisch ruhenden als auch an einem bewegten Substrat entlang einer Messspur erfolgen. Das Substrat kann über Transportrollen beispielsweise durch eine Beschichtungsanlage bewegt werden. In an advantageous embodiment of the invention, the measuring device and the measuring method can be used and used both for flexible film substrates and for glass substrates. In this case, the measurement can take place both on a statically stationary and on a moving substrate along a measuring track. The substrate can be moved over transport rollers, for example by a coating system.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail with reference to some embodiments.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen In the accompanying drawings show

1 ein Schema zur Transmissionsmessung mit doppeltem Durchgang durch das Substrat nach dem Stand der Technik; 1 a scheme for double-pass transmission through the prior art substrate;

2 ein Schema zur Reflexionsmessung mit doppelter Reflexion am Substrat und Retroreflektor nach dem Stand der Technik; 2 a scheme for reflection measurement with double reflection on the substrate and retroreflector according to the prior art;

3 eine Anordnung zur Messung mit Retroreflektoren nach dem Stand der Technik; 3 an arrangement for measurement with retroreflectors according to the prior art;

4 eine erfindungsgemäße Messeinrichtung mit zwei Reflexionsmitteln, einem Unterbrechungsmittel in Form einer Transportrolle mit einer Bohrung und einem Messkopf mit einem Sendemittel und Empfangselement, a) Messung des reflektierten und des transmittierten Signals an bzw. durch das Substrat, b) Messung nur des reflektierten Signals am Substrat; 4 a measuring device according to the invention with two reflection means, an interrupting means in the form of a transport roller with a bore and a measuring head with a transmitting means and receiving element, a) measuring the reflected and the transmitted signal to or through the substrate, b) measuring only the reflected signal on the substrate ;

5 einen Schnitt durch die Ebene des Strahlenganges der erfindungsgemäßen Messeinrichtung nach 4; 5 a section through the plane of the beam path of the measuring device according to the invention according to 4 ;

6 einen Zeitabhängiger Signalverlauf des Empfangssignals Φ_E(t) an einer Wellenlänge im sichtbaren Bereich (z.B. 550nm) für die erfindungsgemäße Messeinrichtung mit verschiedenen Substraten; 6 a time-dependent signal curve of the received signal Φ _E (t) at a wavelength in the visible range (eg 550 nm) for the measuring device according to the invention with various substrates;

7 eine erfindungsgemäße Messeinrichtung mit zwei Reflexionsmitteln, einem drehbaren Unterbrechungsmittel in Form einer Transportrolle mit einer Bohrung, wobei das erste Reflexionsmittel innerhalb der Bohrung angeordnet ist; 7 a measuring device according to the invention with two reflection means, a rotatable interrupting means in the form of a transport roller with a bore, wherein the first reflection means is disposed within the bore;

8 eine erfindungsgemäße Messeinrichtung mit zwei Sendemitteln, einem Messkopf mit einem Empfangselement, wobei sich die Sendemittel durch
a) die ausgesendete Wellenlänge oder b) eine Pulsweitenkodierung unterscheiden; 8th a measuring device according to the invention with two transmitting means, a measuring head with a receiving element, wherein the transmitting means by
a) distinguish the emitted wavelength or b) a pulse width encoding;

9 ein Schema der erfindungsgemäßen Messeinrichtung mit Bypasskanal sowie Schema des Signalweges; 9 a diagram of the measuring device according to the invention with bypass channel and scheme of the signal path;

10 ein Unterbrechungsmittel in Form einer Rolle, mit Ausgestaltungen der Bohrungen zum Durchlassen der Strahlung; 10 an interrupting means in the form of a roller, with configurations of the bores for the passage of the radiation;

11 eine Signaldarstellung
a) von der erfindungsgemäßen Messeinrichtung ermittelte Empfangssignale,
b) aus den Messsignalen ermittelte Transmission und Reflexion,
c) wahre Reflexion und Transmission der Probe. 11 a signal representation
a) received signals determined by the measuring device according to the invention,
b) transmission and reflection determined from the measurement signals,
c) true reflection and transmission of the sample.

4 zeigt eine erfindungsgemäße Messeinrichtung mit zwei Reflexionsmitteln 31, 32, einem zwischen dem Substrat 4 und dem ersten Reflexionsmittel 31 angeordneten Unterbrechungsmittel 7 in Form einer Transportrolle 10 mit einer Bohrung 11 und einem Messkopf 1 mit einem Sendemittel 8 und Empfangselement 5. Über einen Lichtwellenleiter 9 wird das Licht von einer Sendemittel 8, z.B. eine Strahlungsquelle in den Messkopf 1 gekoppelt. In 4a trifft die Strahlung, bzw. das optische Signal in Form eines Lichtstrahls (kurz: Strahl) zunächst auf das zu untersuchende Substrat 4 und wird an dem Substrat 4 teilweise reflektiert, wobei ein zweites Reflexionsmittel 32 derart angeordnet ist, dass dieses den vom Substrat 4 reflektierten Strahl 42 zurück Richtung Substrat 4 reflektiert und der Strahl 42 durch eine zweite Reflexion am Substrat 4 auf das Empfangselement 5 im Messkopf 1 trifft. Der auf das Substrat 4 auftreffende Strahl wird ebenfalls teilweise durch das Substrat 4 transmittiert und triff auf ein erstes Reflexionsmittel 31. An dem ersten Reflexionsmittel 31, z.B. einem Retroreflektor, wird der Strahl zum Substrat 4 zurück reflektiert und transmittiert ein zweites Mal durch das Substrat 4 bevor es vom Empfangselement 5 des Messkopfes 2 detektiert wird. 4b) zeigt den zeitlichen Zustand, in dem die Bohrung in der Transportrolle gerade so liegt, dass keine Strahlung auf das erste Reflexionsmittel gelangen kann. Der durch das Substrat transmittierte Anteil ist somit unterbrochen und das Empfangselement im Messkopf detektiert lediglich das reflektierte optische Signal. Aus dem zeitabhängiger Signalverlauf des Empfangssignals, wie er in 6 dargestellt ist, kann der Reflexions- und der Transmissionswert des Substrates ermittelt werden. Eine beispielhafte Berechnungsvorschrift für diese Ausgestaltung der Messeinrichtung wurde bereits oben angegeben. 4 shows a measuring device according to the invention with two reflection means 31 . 32 one between the substrate 4 and the first reflection means 31 arranged interruption means 7 in the form of a transport role 10 with a hole 11 and a measuring head 1 with a transmission means 8th and receiving element 5 , About an optical fiber 9 becomes the light from a transmitter 8th , eg a radiation source in the measuring head 1 coupled. In 4a the radiation, or the optical signal in the form of a light beam (in short: beam), first strikes the substrate to be examined 4 and becomes on the substrate 4 partially reflected, with a second reflection means 32 is arranged such that this from the substrate 4 reflected beam 42 back to the substrate 4 reflected and the beam 42 by a second reflection on the substrate 4 on the receiving element 5 in the measuring head 1 meets. The on the substrate 4 incident beam is also partially through the substrate 4 transmits and meets a first reflection means 31 , At the first reflection means 31 , For example, a retro-reflector, the beam is the substrate 4 reflected back and transmits a second time through the substrate 4 before it from the receiving element 5 of the measuring head 2 is detected. 4b ) shows the time state in which the bore in the transport roller is just so that no radiation can reach the first reflection means. The portion transmitted through the substrate is thus interrupted and the receiving element in the measuring head detects only the reflected optical signal. From the time-dependent waveform of the received signal, as in 6 is shown, the reflection and the transmission value of the substrate can be determined. An exemplary calculation rule for this embodiment of the measuring device has already been given above.

Das Unterbrechungsmittel ist in 4 als eine rotierende Rolle ausgebildet. Einfacherweise wird dafür eine einfach oder mehrfach gelochte rotierende Transportrolle genutzt. Durch die Bohrung oder die Bohrungen und eine kontinuierliche Drehung der Transportrolle um ihre Drehachse wird den Strahlengang der Anordnung periodisch unterbrochen und erzeugt so ein Hoch- und ein Tiefsignal, vgl. 6, da sich beim Durchgang der Strahlung durch die Bohrung die Signalamplituden der reflektierten und transmittierten Strahlung addieren, woraus das Hochsignal resultiert und bei der Unterbrechung der Strahlung lediglich der reflektierte Anteil der Strahlung detektiert wird, daraus resultiert das Tiefsignal. Übliche Transportrollen haben einen Durchmesser von 50–200mm, so dass ein Messabstand auf dem Substrat von ca. 80–300mm entsteht (bei einer Bohrung entspricht das dem halben Rollenumfang). Ändert sich die optischen Eigenschaften der Beschichtung in diesen Skalen nur gering kann aus dem Empfangssignal die Reflexion, Transmission und Absorption des Substrates bestimmt werden. Durch Flankendetektion des Empfangssignales und eine Sample und Hold Technik wird das beschriebene Hoch- und Tiefsignal bestimmt. 5 zeigt die gleiche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung nach 4 jedoch in der Schnittebene des Strahlenganges. Durch die Verwendung von Retroreflektoren sind der Strahlengang und damit der Messaufbau nahezu unabhängig von Lageänderungen des Substrates und der optischen Elemente. Damit kann eine stabile Reflexions- und Transmissionsmessung unter rauen Industriebedingungen erzielt werden. Aus den Reflexionswerten und den Transmissionswerten lässt sich instantan weiterhin die in der Glasbeschichtung wichtige Grüße der Schichtabsorption A = 1 – R – T ermitteln. The interruption means is in 4 formed as a rotating role. Simply a single or multiple perforated rotating transport roller is used for this purpose. Through the bore or holes and a continuous rotation of the transport roller about its axis of rotation, the beam path of the arrangement is interrupted periodically and thus generates a high and a low signal, see. 6 since the signal amplitudes of the reflected and transmitted radiation add up as the radiation passes through the bore, resulting in the high signal and in the interruption of the radiation only the reflected portion of the radiation is detected, this results in the low signal. Usual transport rollers have a diameter of 50-200mm, so that a measuring distance on the substrate of approx. 80-300mm arises (with one bore this corresponds to half the roll circumference). If the optical properties of the coating change only slightly in these scales, the reflection, transmission and absorption of the substrate can be determined from the received signal. By edge detection of the received signal and a sample and hold technique, the described high and low signal is determined. 5 shows the same embodiment of the measuring device according to the invention after 4 but in the cutting plane of the beam path. Through the use of retroreflectors, the beam path and thus the measurement setup are almost independent of changes in the position of the substrate and the optical elements. This allows a stable reflection and transmission measurement under harsh industrial conditions can be achieved. From the reflection values and the transmission values, the greetings of the layer absorption A = 1-R-T, which are important in the glass coating, can be determined instantaneously.

In 6 wurde als Sendemittel eine Strahlungsquelle eingesetzt, die eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 550nm aussendet. Das Diagramm zeigt den zeitabhängigen Signalverlauf des Empfangssignals Φ_E, wobei unterschiedliche Substrate untersucht wurden. Φ_E1 zeigt den Signalverlauf des Empfangssignals aufgenommen an einem unbeschichteten Glassubstrats, mit R_Glas ~ 0,08, T_Glas ~ 0,9, Φ_E2 an einem beschichteten Glassubstrat (z.B. Low-E Sun) mit R_Glas ~ 0.2, T_Glas ~ 0.7, sowie Φ_E3 an einer leeren Messstelle ohne Glassubstrat. In 6 was used as a transmitter radiation source that emits radiation with a wavelength of 550 nm. The diagram shows the time-dependent waveform of the received signal Φ _E , whereby different substrates were examined. Φ _E1 shows the waveform of the received signal taken on an uncoated glass substrate, with R _glass ~ 0.08, T _glass ~ 0.9, Φ _E2 on a coated glass substrate (eg Low-E Sun) with R _glass ~ 0.2, T _glass ~ 0.7, as well as Φ _E3 at an empty measuring point without glass substrate.

7 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messeinrichtung mit zwei Reflexionsmitteln, einem Messkopf mit einem Empfangselement und einem Sendemittel. Auch hier wird über einen Lichtwellenleiter 9 das Licht von einer Strahlungsquelle 8, in den Messkopf 1 gekoppelt. In 7a trifft die Strahlung, bzw. das optische Signal in Form eines Lichtstrahls (kurz: Strahl) zunächst auf das zu untersuchende Substrat 4 und wird an dem Substrat 4 teilweise reflektiert, wobei ein zweites Reflexionsmittel 32 derart angeordnet ist, dass dieses den vom Substrat 4 reflektierten Strahl 42 zurück Richtung Substrat 4 reflektiert und der Strahl 42 durch eine zweite Reflexion am Substrat 4 auf das Empfangselement 5 im Messkopf 1 trifft. Der auf das Substrat 4 auftreffende Strahl wird ebenfalls teilweise durch das Substrat 4 transmittiert und triff auf ein erstes Reflexionsmittel 31. Dieses ist erfindungsgemäß innerhalb des Unterbrechungsmittels 7, bzw. in der Transportrolle 10, nämlich in der Bohrung 11 angeordnet, wobei das erste Reflexionsmittel ebenfalls als ein Retroreflektor oder ein Spiegel ausgebildet sein kann. An dem ersten Reflexionsmittel 31 wird der Strahl zum Substrat 4 zurück reflektiert und transmittiert ein zweites Mal durch das Substrat 4 bevor es vom Empfangselement 5 des Messkopfes 1 detektiert wird. 7b) zeigt den zeitlichen Zustand, in dem die Bohrung, bzw. die Aussparung in dem das erste Reflexionsmittel eingebettet ist, in der Transportrolle gerade so liegt, dass keine Strahlung auf das erste Reflexionsmittel gelangen kann. Der durch das Substrat transmittierte Anteil ist somit unterbrochen und das Empfangselement im Messkopf 1 detektiert lediglich das reflektierte optische Signal 41. Aus dem zeitabhängiger Signalverlauf des Empfangssignals, wie er in 6 dargestellt ist, kann der Reflexions- und der Transmissionswert des Substrates 4 ermittelt werden. Eine beispielhafte Berechnungsvorschrift für diese Ausgestaltung der Messeinrichtung wurde oben angegeben. 7 shows a further embodiment of the measuring device according to the invention with two reflection means, a measuring head with a receiving element and a transmitting means. Again, there is an optical fiber 9 the light from a radiation source 8th , in the measuring head 1 coupled. In 7a the radiation, or the optical signal in the form of a light beam (in short: beam), first strikes the substrate to be examined 4 and becomes on the substrate 4 partially reflected, with a second reflection means 32 is arranged such that this from the substrate 4 reflected beam 42 back to the substrate 4 reflected and the beam 42 by a second reflection on the substrate 4 on the receiving element 5 in the measuring head 1 meets. The on the substrate 4 incident beam is also partially through the substrate 4 transmits and meets a first reflection means 31 , This is according to the invention within the interruption means 7 , or in the transport role 10 namely in the hole 11 arranged, wherein the first reflection means may also be formed as a retroreflector or a mirror. At the first reflection means 31 the beam becomes the substrate 4 reflected back and transmits a second time through the substrate 4 before it from the receiving element 5 of the measuring head 1 is detected. 7b ) shows the temporal state, in which the bore, or the recess in which the first reflection means is embedded, in the transport roller is just so that no radiation can reach the first reflection means. The portion transmitted through the substrate is thus interrupted and the receiving element in the measuring head 1 only detects the reflected optical signal 41 , From the time-dependent waveform of the received signal, as in 6 is shown, the reflection and the transmission value of the substrate 4 be determined. An exemplary calculation rule for this embodiment of the measuring device has been given above.

In 8 ist eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäße Messeinrichtung mit zwei Sendemitteln und einem Messkopf mit einem Empfangselement dargestellt, wobei sich das erste Sendemittel auf der dem Messkopf abgewandten Seite der Messfläche und das zweite Sendemittel auf derselbe Seite der Messfläche wie der Messkopf angeordnet ist. Die Unterscheidung des transmittierten und des reflektierten Empfangssignals erfolgt in dieser Ausgestaltung durch eine die Strahlung der beiden Sendemittel unterscheidende Größe. 8a verdeutlicht, dass sich die von den Sendemitteln ausgesandte Strahlung in der Wellenlänge (λ₁, λ₂) unterscheiden. Durch eine geeignete Auswerteeinheit können so aus dem Empfangssignal die Reflexions- und die Transmissionswerte ermittelt werden. 8b verdeutlicht, dass sich die von den Sendemitteln ausgesandte Strahlung in der Pulsweitenkodierung unterscheiden. Auch hier können aus dem Empfangssignal die Reflexions- und die Transmissionswerte ermittelt werden. In 8th a further embodiment of the measuring device according to the invention with two transmitting means and a measuring head with a receiving element is shown, wherein the first transmitting means on the side facing away from the measuring head of the measuring surface and the second transmitting means on the same side of the measuring surface as the measuring head is arranged. The distinction between the transmitted and the reflected received signal is effected in this embodiment by a variable which distinguishes the radiation of the two transmitting means. 8a illustrates that the radiation emitted by the transmitting means in the wavelength (λ ₁ , λ ₂ ) differ. By means of a suitable evaluation unit, the reflection and the transmission values can be determined from the received signal. 8b illustrates that the emitted radiation from the transmitting means differ in the pulse width encoding. Again, the reflection and the transmission values can be determined from the received signal.

9 zeigt das Schema der erfindungsgemäßen Messeinrichtung mit Bypasskanal 17 sowie das Schema des Signalweges bei Verwendung eines Messkopfes 1 mit einem Empfangselement 5 und einem Sendemittel 8, sowie zwei Reflexionsmitteln (nicht dargestellt). Die Strahlungsquelle ist beispielsweise eine Weißlichtquelle (z.B. Halogen). Der Bypasskanal setzt sich aus zwei Sensoren 171, 172 zusammen. Je nach Anwendungsfall können die Sensoren 171, 172 als spektral selektive Sensoren oder als wellenlängendispersive Sensoren (Spektrometer) ausgeführt sein. Ein optionaler Filter 18 ermöglicht die Anpassung der Lichtintensität. Desgleichen kann auch als Strahlungsquelle 8 auch eine Kombination monochromatischer Lichtquellen (z.B. RGB-LED) oder spektral selektive Filter mit integralen Sensoren zum Einsatz kommen, um eine einfache spektral selektive Messeinrichtung zu realisieren. 9 shows the scheme of the measuring device according to the invention with bypass channel 17 and the scheme of the signal path when using a measuring head 1 with a receiving element 5 and a transmitting means 8th , as well as two reflection means (not shown). The radiation source is for example a White light source (eg halogen). The bypass channel consists of two sensors 171 . 172 together. Depending on the application, the sensors 171 . 172 be designed as spectrally selective sensors or as a wavelength-dispersive sensors (spectrometer). An optional filter 18 allows you to adjust the light intensity. Likewise, as a radiation source 8th a combination of monochromatic light sources (eg RGB-LED) or spectrally selective filters with integral sensors are used to realize a simple spectrally selective measuring device.

10 zeigt eine Ausgestaltung des Unterbrechungsmittels in Form einer Rolle 7, mit verschiedenen Ausführungsformen der Bohrungen 11 zum Durchlassen der Strahlung. Die Bohrungen 11 können sowohl durch die Drehachse 12 der Rolle 7 verlaufen (4, 5) als auch außermittig, d.h. nicht durch die Drehachse 12 der Rolle 7 verlaufen (10a und 10b). Auch mehrfache Bohrungen 11 sind möglich (10b). 10 shows an embodiment of the interruption means in the form of a roll 7 , with various embodiments of the holes 11 to let the radiation through. The holes 11 can both through the axis of rotation 12 the role 7 run ( 4 . 5 ) as well as off-center, ie not by the axis of rotation 12 the role 7 run ( 10a and 10b ). Also multiple holes 11 are possible ( 10b ).

11a zeigt die von der erfindungsgemäßen Messeinrichtung ermittelten Empfangssignale, wobei in 11b die aus den Messsignalen ermittelte Transmission und Reflexion und in 11c die wahre Reflexion und Transmission der Probe dargestellt sind. Dabei wurde an einem Glassubstrat mit Doppel-Low-e (DLE) Beschichtung, sowie einer leeren Messstelle (z.B. Glaslücke) aufgenommen. Bei geeigneter Auswahl der optischen Komponenten kann neben dem Störreflex R_Rolle auch R_i auf ein für die Messung unerhebliches Maß reduziert werden, so dass die Kalibrierung durch das Vermessen der leeren Messstelle vollständig möglich ist (vgl. Gl. 3 und Gl. 4 mit R_i = 0). 11a shows the detected by the measuring device according to the invention received signals, wherein in 11b the transmission and reflection determined from the measurement signals and in 11c the true reflection and transmission of the sample are shown. It was recorded on a glass substrate with double low-e (DLE) coating, as well as an empty measuring point (eg glass gap). With a suitable selection of the optical components, besides the interfering reflection R _roll , R _i can also be reduced to an insignificant extent for the measurement, so that the calibration is completely possible by measuring the empty measuring point (compare equation 3 and equation 4 with R _i = 0).

Es ist zu beachten, dass bei Spektrometern im Allgemeinen auch bei einem Eingangssignal Φ_S = 0 eine Dunkelintensität Φ_E(0) <> 0 gemessen wird. Somit ist bei Φ_S(0) das Spektrometerdunkelsignal Φ_E(0) von Null verschieden, vgl. 11a und wird für eine korrekte Kalibrierung benötigt.It should be noted that with spectrometers, in general, even with an input signal Φ _S = 0, a dark intensity Φ _E (0) <> 0 is measured. Thus, at Φ _S (0) the spectrometer dark signal Φ _E (0) is different from zero, cf. 11a and is needed for a correct calibration.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Messkopf probe
2 2: Blende cover
31 31: Retroreflektor für die Reflexionsmessung Retroreflector for reflection measurement
32 32: Retroreflektor für die Transmissionsmessung Retroreflector for transmission measurement
4 4: Substrat substratum
5 5: Empfangselement receiving element
6 6: Substrattransportrichtung Substrate transport direction
7 7: Unterbrechungsmittel interruption means
8 8th: Sendemittel transmitting means
81 81: erstes Sendemittel first transmission means
82 82: zweites Sendemittel second transmission means
9 9: Lichtwellenleiter optical fiber
10 10: Rolle, Transportrolle Roll, transport role
11 11: Bohrung drilling
12 12: Drehachse axis of rotation
13 13: Flächennormale der Messfläche Surface normal of the measuring surface
130130: optische Empfangsachse optical reception axis
141141: erste optische Achse first optical axis
142142: zweite optische Achse second optical axis
41 41: erste transmittiertes optisches Signal vom ersten Reflexionsmittel, oder ersten Sendemittel first transmitted optical signal from the first reflection means, or first transmission means
42 42: zweite reflektiertes optisches Signal vom zweiten Reflexionsmittel, oder zweiten Sendemittel second reflected optical signal from the second reflection means, or second transmission means
1515: Auswerteeinheit evaluation
16 16: Beschichtungsanlage coating plant
17 17: Bypasskanal bypass channel
171171: Sensor des Bypasskanals Sensor of the bypass channel
172172: Sensor des Bypasskanals Sensor of the bypass channel
18 18: Filter filter
Φ_E Φ _E: Intensität des Empfangssignals Intensity of the received signal
Φ_S Φ _S: Intensität des Sendesignal durch das SendemittelIntensity of the transmission signal by the transmission means

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 7443518 [0004, 0005]
US 7443518 B2 [0006]

Claims

Measuring device for measuring optical layer properties of a transparent substrate, comprising a measuring surface on which the substrate ( 4 ) is applied during the measurement, a arranged on one side of the measuring surface measuring head ( 1 ) with a receiving element ( 5 ) for detecting one on an optical receiving axis ( 130 ) incident radiation and a transmitting means ( 8th ) for emitting a radiation on an optical transmission axis, wherein on the the measuring head ( 1 ) facing away from the measuring surface, a first reflection means ( 41 ) is arranged and designed such that one of the transmitting means ( 8th ) emitted on the optical transmission axis and with respect to a surface normal ( 13 ) of the measuring surface from zero different angle through the substrate ( 4 ) transmitted radiation from the first reflection means ( 41 ) on the receiving element ( 5 ) is reflectable, whereby that of the first reflection means ( 41 ) reflected radiation from the receiving element ( 5 ) is detectable, and wherein the measuring device is an interrupting means ( 7 ) for temporarily interrupting the substrate ( 4 ) transmitted radiation of the first reflection means ( 41 ).

Measuring device according to claim 1, characterized in that on the other side of the measuring surface, a second reflection means ( 42 ), whereby the two reflection means ( 41 . 42 ) each reflected radiation from the receiving element ( 5 ) is detectable.

Measuring device for measuring optical layer properties according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring head ( 1 ) the transmitting means ( 8th ).

Measuring device for measuring optical layer properties according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first reflection means ( 41 ) itself as the interruption means ( 7 ) is formed by being designed as a rotatable retroreflector.

Measuring device for measuring optical layer properties according to claim 4, characterized in that the first reflection means ( 41 ) is formed as a rotatable mirror.

Measuring device for measuring optical film properties according to one of claims 1 to 3, characterized in that the interruption means ( 7 ) as a cylinder rotating about its axis with a bore ( 11 ) at an angle greater than 0 ° to 90 ° to its axis of rotation ( 12 ), wherein the cylinder between the first reflection means ( 41 ) and the measuring surface is arranged.

Measuring device for measuring optical film properties according to claim 6, characterized in that the cylinder is used as a roller ( 10 ) is trained.

Measuring device for measuring optical layer properties according to claim 7, characterized in that the roller as a during a measurement transporting a substrate transport roller ( 10 ) is trained.

Measuring device for measuring optical film properties according to one of claims 1 to 3 or 6 to 8, characterized in that the first reflection means ( 41 ) within the interruption means ( 7 ), wherein the interruption means ( 7 ) as a cylinder rotating about its axis, in particular a roller ( 10 ), in particular as a transport roller transporting a substrate during a measurement, each with a bore ( 11 ) at an angle greater than 0 ° to 90 ° to its axis of rotation ( 12 ) and the first reflection means ( 41 ) within the bore ( 11 ) is arranged.

Measuring device for measuring optical layer properties of a transparent substrate, comprising a measuring surface on which the substrate ( 4 ) is applied during the measurement, a arranged on one side of the measuring surface measuring head ( 1 ) with a receiving element ( 5 ) for detecting a radiation incident on an optical receiving axis, wherein on one side of the measuring surface a first transmitting means ( 81 ) and on the other side of the measuring surface a second transmitting means ( 82 ), characterized in that the first transmission means ( 81 ) on the measuring head ( 1 ) facing away from the measuring surface and the second transmitting means ( 82 ) on the same side of the measuring surface as the measuring head ( 1 ) are arranged and a first optical transmission axis of the first transmitting means ( 81 ) and a second optical transmission axis ( 81 ) of the second transmission means ( 82 ) with a surface normal ( 13 ) of the measuring surface forms a non-zero angle and the measuring means for temporarily switching off by the substrate ( 4 ) transmitted radiation of the first transmitting means ( 81 ).

Measuring device for measuring optical layer properties according to claim 10, characterized in that the first transmitting means ( 81 ) is formed as a radiation source, in particular as a light source, in particular as an optical waveguide.

Measuring device for measuring optical layer properties according to claim 10, characterized in that the second transmitting means ( 82 ) is formed as a radiation source, in particular as a light source, in particular as an optical waveguide.

Measuring device for measuring optical layer properties according to one of claims 10 to 12, characterized in that the first transmitting means ( 81 ) are formed controllable with a pulse width modulation circuit.

Measuring device for measuring optical layer properties of a transparent substrate, comprising a measuring surface on which the substrate ( 4 ) is applied during the measurement, a arranged on one side of the measuring surface measuring head ( 1 ) with a receiving element ( 5 ) for detecting one on an optical receiving axis ( 130 ) incident radiation, wherein on one side of the measuring surface a first transmitting means ( 81 ) and on the other side of the measuring surface a second transmitting means ( 82 ), characterized in that the first transmission means ( 81 ) on the measuring head ( 1 ) facing away from the measuring surface and the second transmitting means ( 82 ) on the same side of the measuring surface as the measuring head ( 1 ) are arranged and a first and a second optical transmission axis ( 141 . 142 ) of the respective first and second transmission means ( 81 . 82 ) with a surface normal ( 13 ) of the measuring surface forms a non-zero angle, wherein the second transmitting means ( 82 ) one from the first transmitting means ( 81 ) has distinctive radiation.

Measuring device for measuring optical layer properties according to claim 14, characterized in that the radiation of the first transmitting means ( 81 ) and the radiation of the second transmitting means ( 82 ) have different wavelengths.

Measuring device for measuring optical layer properties according to claim 15, characterized in that the radiation of the first transmitting means ( 81 ) and the radiation of the second transmitting means ( 82 ) have different pulse width codes.

A method for measuring optical layer properties of a transparent substrate, wherein the substrate is applied to a measuring surface and with a measuring head with an incident radiation detecting receiving element and a first and a second, arranged on different sides of the measuring surface and the substrate with the receiving element of the measuring head interacting optical elements, a received signal is measured and from this reflection values or transmission values of the substrate are determined, characterized in that a first and a second optical element each having an optical signal on a first and a second optical axis to the substrate at a non-zero angle act with respect to a surface normal of the measuring surface, wherein with the receiving element, a first optical signal of the arranged on a side facing away from the measuring head of the measuring surface disposed first optical element and a second optical Signa l of the second optical element arranged on the same side of the measuring surface on which the measuring head is also located, wherein the optical signal of the first optical element transmitted through the substrate and the optical signal of the second optical element reflected by the substrate are transmitted through discriminate a characterizing quantity, and from the received first and second optical signals having the characterizing magnitude, the first and the second signal are filtered, and a reflection value and a transmission value of the substrate are simultaneously determined therefrom.

A method for measuring optical layer properties of a transparent substrate according to claim 17, characterized in that the characterizing size of the first and the second optical signal is realized by a different temporal occurrence of the first and the second signal.

Method for measuring optical layer properties of a transparent substrate according to claim 18, characterized in that the first and / or second optical signal is temporarily interrupted by means of a pulse width modulation.

Method for measuring optical layer properties of a transparent substrate according to claim 19, characterized in that the first and the second optical signal are coded with a differing pulse width.

A method for measuring optical film properties of a transparent substrate according to claim 17, characterized in that the characterizing size of the first and the second optical signal is generated by the fact that the first and the second optical signal differ by different wavelengths.

Method for measuring optical layer properties on transparent substrates according to one of the preceding claims, characterized in that prior to the measurement of the optical layer properties of a transparent substrate calibration of the reflection instead of the substrate by means of a calibration substrate with known reflection properties and a calibration of the transmission instead of the substrate by means of a Calibration substrate is carried out with known transmission properties or without substrate and calibration substrate.

Method for measuring optical layer properties of a transparent substrate according to one of the preceding claims, characterized in that the intensity of a transmitting means generating an optical signal is monitored.