DE10336493A1

DE10336493A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften

Info

Publication number: DE10336493A1
Application number: DE10336493A
Authority: DE
Inventors: Peter Schwarz
Original assignee: BYK Gardner GmbH; BYK Gardner USA Inc
Current assignee: BYK Gardner GmbH; BYK Gardner USA Inc
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-03
Also published as: US7430042B2; US20050030542A1

Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften mit wenigstens einer ersten Strahlungseinrichtung mit wenigstens einer ersten Strahlungsquelle, welche eine vorgegebene Strahlung auf eine Messfläche richtet; wenigstens einer ersten Strahlungsdetektoreinrichtung, welche wenigstens einen Teil der von der Messfläche reflektierten und/oder gestreuten Strahlung aufnimmt und wenigstens ein Messsignal ausgibt, das für reflektierte und/oder gestreute Strahlung charakteristisch ist, wobei wenigstens eine zweite Strahlungseinrichtung vorgesehen ist, welche wenigstens teilweise gerichtete Strahlung unter einem vorgegebenen Winkel auf die Messfläche richtet, sowie wenigstens eine zweite Strahlungsdetektoreinrichtung mit einer vorgegebenen Strahlungsdetektorfläche, welche die von der Messfläche reflektierte von der zweiten Strahlungseinrichtung stammende Strahlung wenigstens teilweise aufnimmt und in ihrer Position auf der Detektorfläche bestimmt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften.
Die Beschaffenheit von Oberflächen ist eine wesentliche Eigenschaft von Gegenständen des täglichen Lebens, wie beispielsweise Einrichtungsgegenständen und Gebrauchsgegenständen, wie Autos und dergleichen, und bestimmt maßgeblich deren Gesamteindruck auf den menschlichen Betrachter. Ein Beispiel hierfür sind Hochglanz- oder Metallic-Lackierungen von Fahrzeugkarosserien oder die Marmorierung von industriell gefertigten Gegenständen bzw. deren Oberflächen.
Zur reproduzierbaren Bewertung der Qualität von Oberflächen, insbesondere dieser Hochglanzlackierungen, sind Messgeräte erforderlich, die gerade jene physikalischen Größen erfassen, welche den Gesamteindruck auf den menschlichen Betrachter in entscheidender Weise bestimmen. Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit denen die visuellen Eigenschaften, und speziell das Reflexions- und Streuverhalten von Oberflächen bestimmt werden können.
Dabei ist bei den Vorrichtungen und auch den entsprechenden Messverfahren darauf zu achten, dass die Vorrichtung in einer vorgegebenen bzw. definierten Winkellage gegenüber der Lackierung angeordnet ist, beispielsweise per Hand parallel zu dieser geführt wird. Dies ist deshalb von entscheidender Bedeutung, da sich das Reflexions- und das Streuverhalten in Abhängigkeit von dieser Winkellage bereits bei kleinen Winkeländerungen drastisch ändert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der zu messenden Fläche bestimmt, und es so dem Benutzer erlaubt, eine bestimmte Winkellage einzustellen.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 27 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften weist wenigstens eine erste Strahlungseinrichtung mit wenigstens einer ersten Strahlungsquelle auf, welche eine vorgegebene Strahlung auf eine Messfläche richtet. Daneben ist wenigstens eine erste Strahlungsdetektoreinrichtung vorgesehen, welche wenigstens einen Teil der von der Messfläche reflektierten und/oder gestreuten Strahlung aufnimmt, und wenigstens ein Messsignal ausgibt, das für die reflektierte und/oder gestreute Strahlung charakteristisch ist.
Dabei weist die Vorrichtung bevorzugt wenigstens eine Verstelleinrichtung auf, mittels derer die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche geändert werden kann.
Bevorzugt ist wenigstens eine Strahlungseinrichtung vorgesehen, welche wenigstens teilweise gerichtete Strahlung unter einem vorgegebenen Winkel auf die Messfläche richtet, sowie wenigstens eine zweite Strahlungsdetektoreinrichtung mit einer vorgegebenen Strahlungsdetektorfläche, welche die von der Messfläche reflektierte, von der zweiten Strahlungseinrichtung stammende Strahlung wenigstens teilweise aufnimmt, wenn die Vorrichtung in einer vorgegebenen Winkellage gegenüber der Messfläche angeordnet ist.
Die Vorrichtung weist daher wenigstens eine Messeinrichtung auf, welche die Position der Vorrichtung gegenüber der Messfläche bestimmt. Unter der Position werden dabei die Entfernung und die Winkellage zwischen der Vorrichtung und der Messfläche verstanden.
Unter einer Messfläche wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere ein vorgegebener Ausschnitt der Karosserie bzw. der Lackierung einer Karosserie, insbesondere von Kraftfahrzeugen verstanden. Daneben könnte mit Hilfe der Vorrichtung jedoch auch die Marmorierung bzw. farbliche Strukturen von Kunststoffoberflächen gemessen werden.
Unter wenigstens teilweise gerichteter Strahlung ist zu verstehen, dass es sich nicht um diffuses Licht handelt. So wäre beispielsweise Laserlicht, oder durch Linsen gebündeltes Licht als wenigstens teilweise gerichtete Strahlung im Sinne der Erfindung zu verstehen.
Unter einer Strahlungsdetektorfläche ist die Fläche zu verstehen, auf welche die zu messende Strahlung auftrifft, beispielsweise ein Array aus Photodioden.
Unter einer vorgegebenen Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche ist zu verstehen, dass die Vorrichtung gegenüber der Oberfläche räumlich definiert angeordnet ist, zum Beispiel tangential gegenüber der Messfläche. Dabei kann sich die Winkellage nur auf eine Ebene beziehen, bevorzugt ist jedoch die Winkellage räumlich zu verstehen, das heißt, die Vorrichtung weist in jeder Vorzugsrichtung eine vorgegebene Winkellage gegenübe der Messfläche auf.
Wie unten noch genauer erläutert, wird die Vorrichtung gegenüber der Messfläche bevorzugt derart verschoben, dass der Abstand zwischen der Vorrichtung und der Messfläche im wesentlichen konstant bleibt. Die Vorrichtung kann dabei wenigstens abschnittweise in einer vorgegebenen Ebene verschoben werden.
Unter einer tangentialen Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche ist gemäß der vorliegenden Erfindung zu verstehen, dass die Ebene, in der die Vorrichtung wenigstens abschnittsweise verschoben wird, im wesentlichen eine Tangentialebene bezüglich der Messfläche bzw. bezüglich eines vorgegebenen Punktes der Messfläche ist, bzw. zu einer solchen Tangentialebene im wesentlichen parallel ist.
Die Tangentialebene berührt die Messfläche in einen vorgegebenen Punkt und steht zu einer geometrischen Verbindungslinie zwischen dem Berührpunkt und einem vorgegebenen Mittelpunkt des Flächensegments senkrecht. Im Fall einer Kugel ist dies die Verbindungslinie zwischen Berührpunkt und Mittelpunkt der Kugel.
Unter Oberflächeneigenschaften, bzw. Eigenschaften einer strukturierten Oberfläche werden im Rahmen der Erfindung insbesondere jene physikalischen Eigenschaften einer Oberfläche verstanden, die das Aussehen einer Oberfläche für den, menschlichen Betrachter bestimmen bzw. prägen. Hierunter fallen vor allem Eigenschaften, wie Makro- und Mikrostruktur, Topographie, Farbe, Farbort, Farbübergänge, Kontrast, Schlieren, Helligkeit der Farbe, Glanz, Abbildungsschärfe (englisch: DOI), Glanzschleier, Oberflächentexturen und Oberflächenwelligkeiten (englisch: Orange Peel) etc..
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine erste Strahlungseinrichtung, mit wenigstens einer ersten Strahlungsquelle auf, welche eine vorgegebene Strahlung auf eine Messfläche richtet. Daneben ist wenigstens eine erste Strahlungsdetektoreinrichtung vorgesehen, welche wenigstens einen Teil der von der Messfläche reflektierten und/oder gestreuten Strahlung aufnimmt, und wenigstens ein Messsignal ausgibt, dass für die reflektierte und/oder gestreute Strahlung bzw. einen Parameter der Strahlung charakteristisch ist.
Dabei weist die Vorrichtung wenigstens eine Entfernungsmesseinrichtung auf, welche den Abstand eines vorgegebenen geometrischen Ortes der Vorrichtung zu der Messfläche bestimmt.
Daneben ist bevorzugt wenigstens eine Verstelleinrichtung vorgesehen, mittels derer die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche geändert werden kann.
Unter dem Abstand eines vorgegebenen Ortes der Vorrichtung ist zu verstehen, dass nicht die Entfernung der gesamten Vorrichtung gemessen wird, sondern eines speziell ausgewählten Punktes, beispielsweise des Ortes der Entfernungsmesseinrichtung. Auch wird nicht der Abstand zu der Messfläche bestimmt, sondern wiederum der Abstand zu einem speziellen geometrischen Punkt der Messfläche. Dabei kann unter Entfernung auch der kürzeste geometrische Abstand zwischen der Messfläche und der Vorrichtung verstanden werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die vorgegebene Strahlungsdetektorfläche von der von der zweiten Strahlungseinrichtung stammenden Strahlung ungleichmäßig bestrahlt. Dies ist dahingehend zu verstehen, dass einige Flächensegmente der Strahlungsdetektorfläche mehr oder weniger intensiv im Vergleich zu anderen Flächensegmenten bestrahlt werden.
Unter einer gleichmäßigen Bestrahlung würde umgekehrt verstanden, dass im wesentlichen die gesamte Strahlungsdetektorfläche mit im wesentlichen der gleichen Intensität bestrahlt wird, wie dies beispielsweise bei Streulicht auftreten kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform trifft ein Lichtbündel, welches in einem bevorzugten Bereich, wie beispielsweise in seinem Zentrum eine erhöhte Intensität, und in den Randbereichen eine geringere Intensität aufweist, auf die Strahlungsdetektorfläche bzw. ein vorgegebenes Flächensegment der Strahlungsdetektorfläche.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden nur einzelne Bereiche der Strahlungsdetektorfläche von der von der zweiten Strahlungseinrichtung stammenden Strahlung bestrahlt, und die Lage dieser Bereiche hängt im wesentlichen von der Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche ab. Falls die Vorrichtung gegenüber der Messfläche exakt tangential ausgerichtet ist, kann beispielsweise die Strahlung, bzw. das geometrische Zentrum mit der höchsten Intensität der Strahlung im wesentlichen auf den geometrischen Mittelpunkt der Strahlungsdetektorfläche treffen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vielzahl von Verstelleinrichtungen auf, mittels derer die Vorrichtung gegenüber der Messfläche in einer bevorzugten Winkelrichtung positioniert werden kann. Dabei können beispielsweise zwei Verstelleinrichtungen vorgesehen sein, welche eine Veränderung der Winkellage in zwei zueinander senkrechten Richtungen erlauben.
Die Verstelleinrichtungen können in einer bevorzugten Ausführungsform Schrauben, die insbesondere aber nicht ausschließlich Mikrometerschrauben aufweisen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Strahlungsdetektoreinrichtung eine Vielzahl von Bildaufnahmeelementen auf. Bei den Bildaufnahmeelementen kann es sich insbesondere aber nicht ausschließlich um Photodioden bzw. Photozellen handeln.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist diese zweite Strahlungsdetektoreinrichtung mit wenigstens einer Anzeigeeinrichtung verbunden, die ein Maß für den Ort auf der zweiten Strahlungsdetektoreinrichtung ausgibt, auf dem ein vorgegebener Anteil der von der zweiten Strahlungsdetektoreinrichtung stammenden Strahlung auftrifft. So wäre es beispielsweise möglich, die Strahlungsdetektorfläche auf einem Monitor oder dergleichen abzubilden und/oder anzuzeigen, mit welcher Intensität die Strahlung auf welche Bereiche der Strahlungsdetektorfläche auftrifft. Auf diese Weise ist es dem Benutzer möglich, durch Einstellung der einzelnen Verstelleinrichtungen die Vorrichtung gegenüber der Messfläche so auszurichten, dass sie dieser gegenüber tangential ist, was in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch sichtbar ist, dass die Strahlung im wesentlichen auf das Zentrum der Strahlungsdetektorfläche trifft, und somit auch auf der Anzeigeeinrichtung die Strahlung auf das Zentrum der Detektorfläche auftreffend angezeigt wird.
Daneben könnte die Anzeigeeinrichtung auch so ausgeführt werden, dass dem Benutzer beispielsweise mittels Symbolen angezeigt wird, in welcher Winkellage die Vorrichtung gegenüber der Messfläche befindet, oder dass der Benutzer insbesondere aber nicht ausschließlich angeleitet wird, in welcher Weise die einzelnen Verstelleinrichtungen verändert werden müssen.
Neben oder anstelle einer Anzeigeeinrichtung ist jedoch auch eine automatische Ausrichtung der Winkellage denkbar. In diesem Fall könnten einzelne Verstelleinrichtungen mit inbesondere aber nicht ausschließlich Stellmotoren versehen sein, welche in Reaktion auf die zweite Strahlungsdetektorfläche auftreffende Strahlung bzw. das bestrahlte Segment die Winkellage selbständig einstellen, um beispielsweise eine tangentiale Winkellage herbeizuführen. Auch die Kombination zwischen manueller und automatischer Ausrichtung ist denkbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die gemessene Winkellage bei der Auswertung und/oder Berechnung des Messergebnisses mitberücksichtigt. In diesem Fall muss die Vorrichtung bevorzugt nicht tangential oder in einer vorbestimmten Position ausgerichtet werden, sondern eine ermittelte Abweichung von der vorbestimmten Position wird bei der Auswertung der Messergebnisse berücksichtigt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Bildaufnahmeelementen der zweiten Strahlungsdetektoreinrichtung im wesentlichen konzentrisch um einen vorgegebenen geometrischen Mittelpunkt verteilt. Dabei ist es beispielsweise möglich, vier oder mehrere Bildaufnahmeelemente, wie Photodioden oder Photozellen um einen geometrischen Mittelpunkt herum aufzuteilen.
Auch durch eine derartige Vorrichtung kann die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche justiert werden, in dem das von der zweiten Strahlungseinrichtung stammende Strahlungsbündel derart eingestellt wird, dass im wesentlichen alle Bildaufnahmeelemente im wesentlichen mit der gleichen Intensität angestrahlt werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Strahlung ein im wesentlichen kreisförmiges Profil aufweist.
Hierdurch ist es auch in den Fällen anderer Profile möglich, wie insbesondere aber nicht ausschließlich im wesentlichen bei elliptischen Profilen einen derartigen Abgleich herbeizuführen, in dem die Vorrichtung so ausgerichtet wird, dass die Strahlung auf einander gegenüberliegenden Photozellen im wesentlichen dieselbe Intensität aufweist.
Durch diese Vorgehensweise kann erreicht werden, dass das Intensitätsmaximum der Strahlung, welches bevorzugt im wesentlichen im geometrischen Zentrum eines Bündels zu finden ist, nicht auf eine Photozelle trifft, um eine Zerstörung zu verhindern.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gibt die zweite Strahlungsdetektoreinrichtung ein Signal aus, mit dessen Verwendung die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche eingestellt wird. Dabei kann beispielsweise eine Mittelung über diejenigen Bildaufnahmeelemente vorgenommen werden, welche sich im wesentlichen im geometrischen Mittenbereich der Strahlungsdetektorfläche befinden. Die Einstellung kann so erfolgen, dass die angezeigten Intensitätswerte maximal werden. Auch eine automatische Einstellung der oben beschriebenen Art mittels insbesondere aber nicht ausschließlich Stellmotoren liegt im Bereich der Erfindung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Messöffnung auf, durch welche hindurch die auf die Messfläche treffende Strahlung trifft.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Entfernungsmesseinrichtungen vorgesehen, welche an vorgegebenen Positionen bezüglich der Messöffnung angeordnet sind. Dabei ist es beispielsweise möglich, die einzelnen Entfernungseinrichtungen konzentrisch um die Öffnung herum anzuordnen, um mit Hilfe der gemessenen Entfernungen in der Messfläche eine im wesentlichen tangentiale Ausrichtung der Vorrichtung gegenüber der Messfläche zu erreichen.
Bevorzugt weist wenigstens eine Entfernungsmesseinrichtung wenigstens ein Element aus einer Gruppe von Elementen auf, welche Strahlungsquellen, magnetische Elemente, insbesondere aber nicht ausschließlich Magnetspulen, kapazitive Elemente den Hall-Effekt nutzende Elemente oder dergleichen enthält.
In einer bevorzugten Ausführungsform gibt wenigstens eine bevorzugt jede Entfernungsmesseinrichtung ein Signal aus, welches für den Abstand des vorgegebenen geometrischen Ortes der Vorrichtung zu der Messfläche charakteristisch ist. Durch einen Abgleich der einzelnen Signale kann, wie oben erwähnt, die Vorrichtung in eine vorgegebene Winkellage gegenüber der Messfläche, in beispielsweise eine tangentiale Ausrichtung zur Messfläche gebracht werden.
Unter einer tangentialen Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche wird zusätzlich zu der oben angegebenen Definition verstanden, dass ein Lot, welches auf den geometrischen Mittelpunkt der Öffnung gefällt wird, senkrecht auf den Bereich der Messfläche steht, der direkt unterhalb der Öffnung liegt. Das heißt, die Querschnittsfläche der Öffnung und die Querschnittsfläche der Messfläche sind zueinander wenigstens teilweise parallel. Dies bedeutet, dass die Ebene, in welcher der Öffnungsquerschitt liegt, und die Ebene, in der die Vorrichtung gegenüber der Messfläche verschoben wird, im wesentlichen parallel sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Strahlungseinrichtung wenigstens eine Strahlungsquelle auf, welche aus einer Gruppe von Strahlungsquellen ausgewählt ist, welche Laser, kohärente und nicht kohärente Halbleiterstrahlungsquellen, thermische Strahlungsquellen, wie insbesondere aber nicht ausschließlich Glühlampen, Halogenlampen und dergleichen enthält. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Strahlungseinrichtung Strahlungslenkeinrichtungen, insbesondere aber nicht ausschließlich Linsen und dergleichen auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die von der ersten Strahlungseinrichtung ausgehende Strahlung durch wenigstens eine Strahlungslenkeinrichtung, wenigstens teilweise kollimiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens eine Strahlungslenkeinrichtung wenigstens ein Strahlungslenkelement auf, welches aus einer Gruppe von Strahlungslenkelementen entnommen wird, welche Linsenelemente, Mikrolinsenelemente, Mikrolinsenarrays, beugende Elemente, Spiegelelemente, insbesondere aber nicht ausschließlich Parabolspiegel, Gitterelemente, Volumengitterelemente, holografische Elemente und dergleichen aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens eine Strahlungseinrichtung eine Blendeneinrichtung, wie insbesondere aber nicht ausschließlich eine Lochblende auf, welche im Strahlengang zwischen der Strahlungseinrichtung und der Messfläche angeordnet ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die von der zweiten Strahlungseinrichtung ausgehende Strahlung auf ihrem optischen Weg zu der zweiten Strahlungsdetektoreinrichtung mehrfach reflektiert. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass Abweichungen, welche durch eine gegenüber der tangentialen Ausrichtung geänderte Winkellage hervorgerufen werden, gleichermaßen verstärkt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der vorgegebene Winkel, unter dem die von der zweiten Strahlungseinrichtung stammende Strahlung auf die Messfläche trifft, zwischen 0 und 90°, bevorzugt zwischen 0 und 60°, besonders bevorzugt zwischen 0 und 45° und insbesondere zwischen 0 und 30°.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens die erste Strahlungseinrichtung eine Strahlungsstreueinrichtung auf, welche aus einer Gruppe von Strahlungsstreueinrichtungen ausgewählt ist, welche Strahlungsstreuscheiben, Mattglasscheiben, diffuse Folien und dergleichen aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens die erste und/oder sogar die zweite Strahlungseinrichtung in einem Gehäuse über der Messfläche angeordnet. Bevorzugt weist die zweite Strahlungseinrichtung eine Strahlungsquelle, wie insbesondere aber nicht ausschließlich eine Laserquelle auf. Diese Laserquelle ist dabei aus einer Gruppe von Laserquellen ausgewählt, welche Gas-Laser, wie insbesondere aber nicht ausschließlich Helium-Neon-Laser, Halbleiterlaser, Polymerlaser und dergleichen enthält.
Bevorzugt ist wenigstens die erste und/oder Strahlungseinrichtung in einem Strahlungsparameter veränderbar, welcher einer Gruppe von Parametern entnommen ist, welche die Strahlungsintensität, Wellenlänge der Strahlung, Strahlungspolarisationsrichtung, zeitliche Strahlungsintensitätsmodulation und dergleichen aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung relativ zur Messfläche derart beweglich angeordnet, dass der Abstand zwischen den Strahlungseinrichtungen und der Messfläche im wesentlichen konstant bleibt. Dies bedeutet, dass die Vorrichtung im wesentlichen in tangentialer Richtung gegenüber der Messfläche verschoben werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine Wegstreckenmesseinrichtung vorgesehen, welche wenigstens ein Messsignal ausgibt, das für den zurückgelegten Weg der Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und der Messfläche charakteristisch ist. Dabei kann eine derartige Messeinrichtung, insbesondere aber nicht ausschließlich, in wenigstens einem an der Vorrichtung angebrachten Rad vorgesehen sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine Schichtdicken-Messeinrichtung zur Bestimmung der Beschichtungsdicke der zu untersuchenden Messfläche auf, wobei diese Schichtdicken-Messeinrichtung wenigstens einen Schichtdickensensor aufweist, der ein Messsignal ausgibt, welches für die zu bestimmende Schichtdicke repräsentativ ist. Dabei kann die Schichtdickenmesseinrichtung bzw. der Schichtdickensensor die Messfläche berühren, oder auch berührungslos über der Messfläche angeordnet sein. Die Sensoren können dabei Elemente aufweisen, die aus einer Gruppe von Elementen ausgewählt sind, welche optische, induktive, kapazitive Elemente und dergleichen aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine Prozessoreinrichtung vorgesehen, welche eine Zuordnung der Messsignale wenigstens der ersten Strahlungsdetektoreinrichtung und/oder der Messsignale der Wegstreckenmesseinrichtung und/oder der Schichtdickenmesseinrichtung zu bestimmten Orten, insbesondere aber nicht ausschließlich den jeweils gleichen Orten der Messfläche ermöglichen.
Auf diese Weise können die entsprechenden Signale, bzw. die diesen Signalen entsprechenden Daten gesammelt werden, um zusammengehörige Informationen über die zu untersuchende Messfläche, bzw. den zu einem bestimmten Zeitpunkt untersuchten Bereich zu erhalten. Bevorzugt können daneben auch noch die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche betreffende Daten ermittelt werden.
Die Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften gerichtet, wobei in einem ersten Schritt eine Strahlung durch die zweite Strahlungseinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche auf eine Messfläche gesandt wird, in einem weiteren Schritt die von der Messfläche reflektierte Strahlung mittels einer zweiten Strahlungsdetektoreinrichtung nach der oben beschriebenen Art aufgenommen wird, und in einem weiteren Schritt der Ort auf der Strahlungsdetektoroberfläche ermittelt wird, auf den ein vorgegebener Anteil der Strahlung trifft. Schließlich wird eine Messzahl ausgegeben, welche für den Ort der Strahlungsdetektorfläche, auf den der vorgegebene Anteil der Strahlung auftrifft, charakteristisch ist.
Bevorzugt wird mittels einer Anzeigeeinrichtung der Ort, auf den ein vorgegebener Anteil der Strahlung auftrifft, angezeigt. Dabei kann beispielsweise der Ort angezeigt werden, an dem das Maximum der Strahlungsintensität auftrifft, oder beispielsweise der Bereich der Strahlungsdetektorfläche, auf den Lichtintensitäten von einem vorgegebenen Bereich, beispielsweise bei 90 bis 100 % der Strahlung auftreffen.
Ferner kann beispielsweise auch der Bereich der Strahlungsdetektorfläche ermittelt werden, innerhalb dessen die Strahlungsintensität über der Hälfte der Maximalintensität liegt, oder beispielsweise über dem x-ten Teil der Maximalintensität.
Dabei ist bevorzugt der vorgegebene Anteil der Strahlung/Gesamtstrahlung, der auf die zweite Strahlungsdetektoreinrichtung auftreffenden Strahlung. Unter einem vorgegebenen Anteil wird dabei beispielsweise im Fall eines kreisförmigen oder ellipsenförmigen Lichtbündels derjenige Anteil der Fläche des Bündels verstanden, innerhalb dessen die Strahlungsintensität größer ist, als der x-te Teil der Maximalintensität. Es sind aber auch hiervon abweichende Definitionen möglich, beispielsweise unter Bezugnahme auf die halbe Strahlungsintensität.
Bevorzugt weist die Strahlung an dem Ort, auf dem ein vorgegebener Anteil der Strahlung auftrifft, ein Intensitätsmaximum auf.
Ferner wird bevorzugt mittels wenigstens einer Verstelleinrichtung der oben beschriebenen Art die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche derart geändert, dass der vorgegebene Anteil der Strahlung auf einen vorbestimmten Ort auf der Strahlungsdetektoroberfläche auftrifft. Dabei kann es sich beispielsweise, aber nicht ausschließlich, um einen geometrischen Mittelbereich der Strahlungsdetektoroberfläche handeln.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften wird mittels wenigstens einer Entfernungsmesseinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche der Abstand eines vorgegebenen geometrischen Ortes der Vorrichtung zu der Messfläche bestimmt, und in Reaktion auf den bestimmten Abstand die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche auf einen Zielwert eingestellt. Dabei sind bevorzugt mehrere Entfernungsmesseinrichtungen vorgesehen, und mittels wenigstens einer Verstelleinrichtung wird die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche derart eingestellt, dass die Messfläche zu den einzelnen geometrischen Orten der Vorrichtung im wesentlichen vorgegebene, insbesondere gleiche Abstände aufweist. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass die Vorrichtung im wesentlichen tangential gegenüber der Messfläche ausgerichtet ist.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Figuren. Darin zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften in einer ersten Ausführungsform;
2: eine schematische Darstellung einer bestimmungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften in einer zweiten Ausführungsform;
3: eine schematische Darstellung einer zweiten Strahlungsdetektorfläche;
4: eine schematische Darstellung einer Strahlungsdetektorfläche in einer weiteren Ausführungsform;
5: eine schematische Darstellung der Anordnung einer Vielzahl von Entfernungsmesseinrichtungen;
1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften. Das Bezugszeichen 13 bezieht sich auf eine erste Strahlungseinrichtung, welche Strahlung durch eine Öffnung 11 auf eine darunter liegende Messfläche 12 aussendet. Ein Teil der von der Messfläche 12 reflektierten und/oder gestreuten Strahlung tritt in die erste Strahlungsdetektoreinrichtung 14 ein. Durch Auswertung dieser Strahlung kann über das Strahlungs- und/oder Reflexionsverhältnis der Messfläche auf die Oberflächeneigenschaften der Messfläche geschlossen werden.
Wie erwähnt, ist dabei darauf zu achten, dass die Vorrichtung unter einem vorgegebenen Winkel, das heißt einer vorgegebenen Lage gegenüber der Messfläche angeordnet ist, insbesondere aber nicht ausschießlich tangential gegenüber der Oberfläche angeordnet ist. In 1 bedeutet dies, dass die gestrichelte Linie senkrecht zu der Messfläche 12 steht.
Zu diesem Zweck ist in dieser Ausführungsform eine zweite Strahlungseinrichtung 2 mit einer Strahlungsquelle 4 vorgesehen. Diese Strahlungseinrichtung 2 sendet wenigstens teilweise gerichtete Strahlung, wie durch den Pfeil P angedeutet, unter einem vorgegebenen Winkel α auf die Messfläche. Von der Messfläche aus wird die wenigstens teilweise gerichtete Strahlung unter einem Winkel α' reflektiert und gelangt in die zweite Strahlungsdetektoreinrichtung 5, welche wenigstens ein lichtempfindliches Element 7 aufweist.
Falls die Vorrichtung tangential gegenüber der Messfläche 12 ausgerichtet ist, stimmt der Winkel α', unter dem die Strahlung gegenüber der gestrichelt eingezeichneten Linie von der Messfläche 11 reflektiert wird, mit dem Winkel α überein.
Falls die Vorrichtung 1 gegenüber der Messfläche nicht tangential ausgerichtet ist, sondern in der Zeichnungsebene in einem davon abweichenden Winkel, stimmen die Winkel α' und α nicht überein.
Falls die Winkel α' und α übereinstimmen, trifft ein vorgegebener Anteil der von der zweiten Strahlungseinrichtung stammenden Strahlung auf einen vorgegebenen Ort der Detektorfläche 7. Beispielsweise trifft der Anteil der Strahlung, der das Intensitätsmaximum enthält, auf die geometrische Mitte der Detektorfläche 7. Dies wird unter Bezugnahme auf 2 genauer erläutert.
Es können jedoch auch andere Veränderungen der Winkellage festgestellt werden, wie beispielsweise eine Verschiebung aus der Vorrichtung gegenüber der Messfläche 12 aus der Blattebene heraus.
In diesem Fall würde der von der Messfläche reflektierte Strahl ebenfalls nicht auf den geometrischen Mittelpunkt der Detektorfläche auftreffen, sondern wäre in eine Richtung senkrecht zur Blattebene verschoben.
Es wäre auch möglich, die Einrichtungen 4 und 5 entlang der gestrichelten Linie aber senkrecht über die Messfläche anzuordnen. In diesem Fall können Strahlteile oder dergleichen vorgesehen werden, oder die Strahlungsquelle der zweiten Strahlungseinrichtung kann im Zentrum der Strahlungsdetektorfläche 7 angeordnet werden.
Mittels einer Verstelleinrichtung 9 kann die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche 12 verändert werden. Bei dieser Verstelleinrichtung kann es sich insbesondere aber nicht ausschließlich um eine Mikrometerschraube oder dergleichen handeln. Auch eine motorbetriebene Steuerung der Verstelleinrichtung liegt im Rahmen der Erfindung.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Strahlungsdetektoreinrichtung 5 bzw. einer Strahlungsdetektoroberfläche 30. Der von der Messfläche 12 reflektierte Strahl, der wenigstens einer zweiten Strahlungseinrichtung 2 bzw. dessen Strahlungsquerschnitt, ist mit dem Bezugszeichen 34 gekennzeichnet. Dabei sind die Bereiche hoher Strahlungsintensität dunkler, und die Bereiche niedrigerer Strahlungsintensität heller dargestellt.
Das Profil des von der zweiten Strahlungseinrichtung ausgehenden Strahls bzw. Bündels kann im wesentlichen kreis- oder ellipsenförmig sein; dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. In der Praxis kann das tatsächliche Profil je nach Qualität der Strahlungsquelle und der Optik mehr oder weniger stark von einem idealen Kreis abweichen.
In dem hier gezeigten Beispiel trifft der Strahl bzw. das Bündel im wesentlichen auf die vier rechts oben in der Figur gezeigten Photozellen 37. Anstelle der hier gezeigten 16 Photozellen 37 können auch mehrere oder weniger Photozellen vorgesehen sein; die Photozellen können in einem quadratischen Array wie einem 2×2, 3×3 .. n×n Array oder auch in einem nicht quadratischen Array, wie einem 5×8, 1×4 etc. Array angeordnet sein.
Die Vorrichtung könnte in diesem Beispiel so gestaltet sein, dass das Lichtbündel in dem Fall, in dem die Vorrichtung gegenüber der Messfläche tangential ausgerichtet ist, die vier Photozellen 37a bis 37d bestrahl, wobei das Zentrum mit der höchsten Lichtintensität auf den Punkt 0 fällt.
Für eine Anzeigevorrichtung könnte dieses Auftreffen auf dem Array abgebildet werden. Durch Nachstellung der einzelnen Verstelleinrichtungen kann die Vorrichtung gegenüber der Messfläche ausgerichtet bzw. justiert werden, bis der Messfleck 34 bezüglich des Arrays zentral liegt.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform der Strahlungsdetektorfläche. In diesem Fall sind einige Aufnahmeelemente bzw. Photozellen 39 konzentrisch bezüglich eines vorgegebenen Punktes angeordnet. Dabei kann es sich beispielsweise um den Punkt handeln, auf den die Strahlung bzw. deren Intensitätsmaximum auftrifft, wenn die Vorrichtung tangential gegenüber der Messfläche ausgerichtet ist.
Statt der hier gezeigten vier Bildaufnahmeelemente 39 können jedoch auch mehrere oder weniger Bildaufnahmeelemente angeordnet sein. In diesem Falle könnte die Ausrichtung des Strahlungsbündels 34 in der Weise erfolgen, dass sie auf die einzelnen Bildaufnahmeelemente 39 auftreffen, Intensität abgestimmt wird, bis sie im wesentlichen gleich ist. Im Gegensatz zu dem in 2 gezeigten Bündel ist das in 3 gezeigte Bündel nicht konzentrisch, sondern hiervon abweichend gestaltet.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften. Anstelle der zweiten Strahlungseinrichtung, und der zweiten Strahlungsdetektoreinrichtung 5, weist diese Ausführungsform wenigstens eine Entfernungsmesseinrichtung 15 auf, die in 2 nur schematisch dargestellt ist. Diese Messeinrichtungen messen den Abstand der Vorrichtungen, bzw. den Abstand eines nicht gezeigten Sensors zur Messfläche 12. Bevorzugt werden mehrere derartige Entfernungssensoren eingesetzt, da aus den gemessenen Entfernungswerten die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche 12 ermittelt werden kann. Dies ist unter Bezugnahme auf 5 genauer erläutert.
In 5 bezieht sich das Bezugszeichen 11 auf die Messöffnung, unter der die (nicht gezeigte) Messfläche 12 angeordnet ist.
Das Bezugszeichen 41 bezieht sich auf eine Entfernungsmesseinrichtung. Falls die gemessene Entfernung der einzelnen Entfernungseinrichtungen zu der Messfläche im wesentlichen gleich ist, kann davon ausgegangen werden, dass die Vorrichtung gegenüber der Messfläche tangential ausgerichtet, ist. Es können auch mehrere Entfernungsmesser in Richtung 41 vorgesehen sein. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass diese Entfernungsmesseinrichtung möglichst nahe an einem Punkt 0 angeordnet sind, da die Messung je genauer wird, je genauer die einzelnen Messeinrichtungen an dem Punkt 0 angeordnet sind.

Claims

Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften mit: wenigstens einer ersten Strahlungseinrichtung mit wenigstens einer ersten Strahlungsquelle, welche eine vorgegebene Strahlung auf eine Messfläche richtet; wenigstens einer ersten Strahlungsdetektoreinrichtung, welche wenigstens einen Teil der von der Messfläche reflektierten und/oder gestreuten Strahlung aufnimmt und wenigstens ein Messsignal ausgibt, das für die reflektierte und/oder gestreute Strahlung charakteristisch ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine zweite Strahlungseinrichtung vorgesehen ist, welche wenigstens teilweise gerichtete Strahlung unter einem vorgegebenen Winkel auf die Messfläche richtet; sowie wenigstens eine zweite Strahlungsdetektoreinrichtung mit einer vorgegebenen Strahlungsdetektorfläche, welche die von der Messfläche reflektierte von der zweiten Strahlungseinrichtung stammende Strahlung wenigstens teilweise aufnimmt und in ihrer Position auf der Detektorfläche bestimmt.
Vorrichtung zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften mit: wenigstens einer ersten Strahlungseinrichtung mit wenigstens einer ersten Strahlungsquelle, welche eine vorgegebene Strahlung auf eine Messfläche richtet; wenigstens einer ersten Strahlungsdetektoreinrichtung, welche wenigstens einen Teil der von der Messfläche reflektierten und/oder gestreuten Strahlung aufnimmt und wenigstens ein Messsignal ausgibt, das für die reflektierte und/oder gestreute Strahlung charakteristisch ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens eine Entfernungsmesseinrichtung aufweist, welche den Abstand eines vorgegebenen geometrischen Ortes der Vorrichtung zu der Messfläche bestimmt .
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Verstelleinrichtung aufweist, mittels derer die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche geändert werden kann;
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Strahlungsdetektorfläche von der von der zweiten Strahlungseinrichtung stammenden Strahlung ungleichmäßig bestrahlt wird.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Bereiche der Strahlungsdetektorfläche von der von der zweiten Strahlungseinrichtung stammenden Strahlung bestrahlt werden, und die Lage dieser Bereiche im wesentlichen von der Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche abhängt.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Vielzahl von Verstelleinrichtungen aufweist, mittels derer sie gegenüber der Messfläche in einer bevorzugten Winkelrichtung positioniert wird.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Strahlungsdetektoreinrichtung eine Vielzahl von Bildaufnahmeelementen aufweist.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Strahlungsdetektoreinrichtung mit wenigstens einer Anzeigeeinrichtung verbunden ist, die ein Mass für den Ort auf der zweiten Strahlungsdetektoreinrichtung ausgibt, auf dem ein vorgegebener Anteil der von der zweiten Strahlungseinrichtung stammenden Strahlung auftrifft.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Bildaufnahmeelementen der zweiten Strahlungsdetektoreinrichtung im wesentlichen konzentrisch um einen vorgegebenen geometrischen Mittelpunkt verteilt sind.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Strahlungsdetektoreinrichtung ein Signal ausgibt, unter dessen Verwendung die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche eingestellt wird.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Messöffnung aufweist, durch welche hindurch die auf die Messfläche treffenden Strahlungen treten.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Entfernungsmesseinrichtungen vorgesehen sind, welche an vorgegebenen Positionen bezüglich der Messöffnung angeordnet sind.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass wenigstens eine Entfernungsmesseinrichtung wenigstens ein Element aus einer Gruppe von Elementen aufweist, welche Strahlungsquellen, magnetische Elemente, insbesondere aber nicht ausschließlich Magnetspulen, den Hall-Effekt nutzende Elemente oder dergleichen enthält.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Entfernungsmesseinrichtung ein Signal ausgibt, welches für den Abstand des vorgegebenen geometrischen Ortes der Vorrichtung zu der Messfläche charakteristisch ist.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Strahlungseinrichtung wenigstens eine Strahlungsquelle aufweist, welche aus einer Gruppe von Strahlungsquellen ausgewählt ist, welche Laser, kohärente und nicht kohärente Halbleiterstrahlungsquellen, thermische Strahlungsquellen wie insbesondere aber nicht ausschließlich Glühlampen, Halogenlampen und dergleichen enthält.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der ersten Strahlungseinrichtung ausgehende Strahlung durch wenigstens eine Strahlungslenkeinrichtung wenigstens teilweise kollimiert wird.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Strahlungslenkeinrichtung wenigstens ein Strahlungslenkelement aufweist, welches aus einer Gruppe von Strahlungslenkelementen entnommen wird, welche Linsenelemente, Mikrolinsenelemente, Mikrolinsenarrays, beugende Elemente, Spiegelelemente, insbesondere aber nicht ausschließlich Parabolspiegel, Gitterelemente, Volumengitterelemente, holographische Elemente und dergleichen aufweist.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die zweite Strahlungseinrichtung eine Blendeneinrichtung, wie insbesondere aber nicht ausschließlich Lochblenden aufweist, welche im Strahlengang angeordnet sind.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der zweiten Strahlungseinrichtung ausgehende Strahlung auf ihrem optischen Weg zu der zweiten Strahlungsdetektoreinrichtung mehrfach reflektiert wird.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Winkel, unter dem die von der zweiten Strahlungseinrichtung stammende Strahlung auf die Messfläche trifft, zwischen 0 Grad und 90 Grad, bevorzugt zwischen 0 Grad und 60 Grad, besonders bevorzugt zwischen 0 Grad und 45 Grad und insbesondere zwischen 0 Grad und 30 Grad liegt.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Strahlungseinrichtung eine Strahlungsstreueinrichtung aufweist, welche aus einer Gruppe von Strahlungsstreueinrichtungen ausgewählt ist, welche Strahlungsstreuscheiben, Mattglasscheiben, Diffusorfolien und dergleichen aufweist.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste und die zweite Strahlungseinrichtung in einem Gehäuse über der Messfläche angeordnet sind.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Strahlungseinrichtung in einem Strahlungsparameter veränderbar ist, welcher einer Gruppe von Parametern entnommen ist, welche die Strahlungsintensität, Wellenlänge der Strahlung, Strahlungspolarisationsrichtung, zeitliche Strahlungsintensitätsmodulation und dergleichen aufweist.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung relativ zur Messfläche derart beweglich angeordnet ist, dass der Abstand zwischen den Strahlungseinrichtungen und der Messfläche im wesentlichen konstant bleibt.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wegstrecken-Messeinrichtung vorgesehen ist, welche wenigstens ein Messsignal ausgibt, das für den zurückgelegten Weg der Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und der Messfläche charakteristisch ist.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass wenigstens eine Schichtdicken-Messeinrichtung zur Bestimmung der Beschichtungsdicke der zu untersuchenden Messfläche vorgesehen ist, welche wenigstens einen Schichtdickensensor aufweist, der ein Messignal ausgibt, welches für die zu bestimmende Schichtdicke repräsentativ ist.
Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Prozessoreinrichtung vorgesehen ist, welche eine Zuordnung der Messsignale wenigstens der ersten Strahlungsdetektoreinrichtung und/oder der Messsignale der Wegstrecken-Messeinrichtung und/oder der Schichtdicken-Messeinrichtung zu bestimmten Orten, insbesondere aber nicht ausschließlich dem jeweils gleichen Ort der Messfläche ermöglichen.
Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften mit den Schritten – Aussenden einer Strahlung durch die zweite Strahlungseinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche auf eine Messfläche; – Aufnahme der von der Messfläche reflektierten Strahlung mittels einer zweiten Strahlungsdetektoreinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche; – Ermittlung des Ortes auf der Strahlungsdetektorfläche, auf den ein vorgegebener Anteil der Strahlung trifft. – Ausgabe wenigstens einer Messzahl, welche für den Ort der Strahlungsdetektorfläche, auf den der vorgegebene Anteil der Strahlung auftrifft, charakteristisch ist.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet dass mittels einer Anzeigeeinrichtung der Ort, auf den ein vorgegebener Anteil der Strahlung auftrifft, angezeigt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Anteil der Strahlung ein überwiegender Anteil der Gesamtstrahlung der auf die zweite Strahlungsdetektoreinrichtung auftreffenden Strahlung ist.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlung an dem Ort, auf den ein vorgegebener Anteil der Strahlung auftrifft, ein Intensitätsmaximum aufweist.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer Verstelleinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche derart geändert wird, dass der vorgegebene Anteil der Strahlung auf einen vorbestimmten Ort auf der Strahlungsdetektoroberfläche auftrifft.
Verfahren zur Bestimmung von Oberflächeneigenschaften, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer Entfernungsmesseinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche der Abstand eines vorgegebenen geometrischen Ortes der Vorrichtung zu der Messfläche bestimmt wird, und in Reaktion auf den bestimmten Abstand die Winkellage der Vorrichtung gegenüber der Messfläche auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird.