DE202008012222U1 - Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Beleuchtungsvorrichtung (1; 41; 81) aufweisend einen Hohlkörper (3, 5, 7; 43, 45, 47), welcher auf seiner Innenseite (8) mit einer Licht reflektierenden Schicht (13) versehenen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (3, 5, 7; 43, 45, 47) zwei Kugelkappen (3, 5; 43, 45) aufweist, welche über eine Röhre (7; 47) miteinander verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1.
  • Bei der Untersuchung von Objekten, welche polykristallines Material aufweisen, insbesondere aus solchem bestehen, mit Licht haben sich unterschiedliche Reflexionsverhalten und Absorptionsverhalten verschiedener Körner des polykristallinen Materials als problematisch erwiesen. Unter Licht ist dabei elektromagnetische Strahlung von grundsätzlich beliebiger Frequenz zu verstehen. Insbesondere kann es sich um elektromagnetische Strahlung mit einer Frequenz aus einem Frequenzbereich handeln, der sich vom nahen Ultraviolett- bis zum fernen Infrarotbereich erstreckt. Das Licht kann aus elektromagnetischer Strahlung verschiedener Frequenzen zusammengesetzt oder monochromatisch ausgeführt sein.
  • Das unterschiedliche Reflexionsverhalten verschiedener Körner beruht großteils darauf, dass die verschiedenen Körner unterschiedlich orientiert sind. Infolgedessen erscheinen beispielsweise bei Betrachtung polykristallinen Materials mit bloßem Auge unter gewöhnlichen Umgebungsbedingungen je nach Blickwinkel einzelne Körner heller, andere hingegen dunkler. Bei der Untersuchung bzw. Inspektion von Objekten, welche polykristallines Material aufweisen, hat dies zur Folge, dass von der Kornstruktur herrührende Signale die zu detektierenden Signale überlagern. Beispielsweise erschwert dies die automatische oder teilautomatisierte Erkennung von Brüchen oder anderen Materialdefekten in solchen Objekten. Hierunter sind auch Verschmutzungen, Ablagerungen oder ähnliches zu verstehen, deren Erkennung ebenfalls durch das unterschiedliche Re flexionsverhalten einzelner Körner der Kornstruktur erschwert wird.
  • Zudem kann durch das unterschiedliche Reflexionsverhalten die Untersuchung nicht-polykristalliner Materialien erschwert sein, sofern diese auf einem polykristallinen Material angeordnet sind. Beispielsweise kann die optische Dickenbestimmung von an sich homogenen und nicht polykristallinen Schichten behindert werden, wenn sich diese auf beispielsweise einem polykristallinen Substrat befinden, da Reflexionen an dem polykristallinen Material und somit das unterschiedliche Reflexionsverhalten verschiedener Körner Einfluss nehmen.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Beleuchtungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, ein Objekt, welches polykristallines Material aufweist, bei verringerter Beeinträchtigung der Untersuchung durch unterschiedliche Reflexionsverhaltensweisen einzelner Körner des polykristallinen Materials zu untersuchen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Unteransprüche.
  • Es hat sich gezeigt, dass bei Beleuchtung einer zu untersuchenden Oberfläche eines Objekts, welches polykristallines Material aufweist, mit weitgehend isotropem Licht die Kornstruktur des polykristallinen Materials weitgehend ausgeblendet werden kann, d. h. die unterschiedlichen Reflexions- und Absorptionsverhalten unterschiedlicher Körner treten nicht mehr oder zumindest deutlich verringert in Erscheinung. Die Unter suchung bzw. Inspektion des Objekts wird somit durch die Kornstruktur zumindest weniger stark beeinträchtigt.
  • Wird die zu untersuchende Oberfläche des Objekts nicht nur mit weitgehend isotropem, sondern zugleich weitgehend homogenem Licht beleuchtet, so erscheinen die Oberflächen bei einer idealerweise vollständigen Ausblendung der Kornstruktur – anderweitige Beeinträchtigungen wie beispielsweise Materialdefekte vernachlässigend – in einer in der Bildverarbeitung an sich bekannten Grauwertdarstellung gleichmäßig grau. Andere Eigenschaften des Objekts können vor diesem gleichmäßigen Hintergrund leichter erkannt werden, da keine Intensitätsschwankungen aufgrund von Inhomogenitäten in der Beleuchtung vorliegen.
  • In welchem Umfang die Kornstruktur wie beschrieben durch den Einsatz weitgehend isotropen Lichts ausgeblendet wird, hängt davon ab, in welchem Umfang isotropes Licht verwendet wird. Mit fortschreitender Abnahme der Isotropie wird die Kornstruktur weniger stark ausgeblendet, bis schließlich bei komplett anisotroper Beleuchtung die Kornstruktur besonders deutlich hervortritt. Beispielsweise zeigen einige Körner eine vollständige Absorption, andere hingegen eine Totalreflexion.
  • Der durch die Verwendung homogenen Lichts bewirkte Vorteil hängt in ähnlicher Weise vom Grad der Homogenität ab. Bei vollständig homogener Beleuchtung kann eine Beeinträchtigung der Untersuchung durch lokal unterschiedliche Beleuchtungsintensitäten vollständig eliminiert, bei zunehmend inhomogener Beleuchtung hingegen weniger stark verringert werden.
  • Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung weist einen Hohlkörper auf, welcher auf seiner Innenseite mit einer lichtreflektierenden Schicht versehen ist. Der Hohlkörper weist seinerseits zwei Kugelkappen auf, welche über eine Röhre mitein ander verbunden sind. Mit einer solchen Beleuchtungsvorrichtung kann eine zu beleuchtende Oberfläche mit weitgehend isotropem Licht beleuchtet werden. Das isotrope Licht kommt dabei dadurch zustande, dass von einer oder mehreren Lichtquellen ausgehende Lichtstrahlen an der reflektierenden Schicht mehrfach reflektiert werden, ehe sie auf die zu beleuchtende Oberfläche treffen. Der Anteil des isotropen Lichts ist dabei umso größer, je kugelförmiger der Hohlkörper ausgestaltet und je größer er ausgeführt wird. Im Idealfall wäre der Hohlkörper demzufolge eine Ulbrichkugel mit möglichst großem Durchmesser.
  • Es hat sich gezeigt, dass in der Praxis eine hinreichende Ausblendung der Kornstruktur auch bereits bei nicht vollständig isotropem Licht realisierbar ist. Diese Erkenntnis nutzt die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung, indem statt eines kugelförmigen Hohlkörpers größtmöglichen Durchmessers ein Hohlkörper vorgesehen ist, welcher zwei Kugelkappen aufweist, die über eine Röhre miteinander verbunden sind. Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise die zu beleuchtende Oberfläche mit hinreichend isotropem Licht beleuchtet werden kann.
  • Dementsprechend sind die geometrischen Formen Kugelkappen und Röhre weit auszulegen. Abweichungen von der idealen Kugelkappen- oder Röhrenform, beispielsweise auf Grund von Öffnungen, Ein- oder Ausformungen, bringen zwar eine weitere Verringerung der Isotropie des Lichts mit sich, doch kann der verbleibende Anteil isotropen Lichts für den jeweiligen Anwendungsfall ausreichend sein, um die Kornstruktur hinreichend auszublenden. Entsprechend weit ist der Begriff Röhre zu verstehen. Hierbei kann es sich einerseits um einen idealen Hohlzylinder handeln, andererseits aber auch beispielsweise um einen Hohlkonus dessen Mantelfläche Nichtidealitäten wie Dellen oder andere Ein- oder Ausformungen aufweist. Grundsätzlich kann als Röhre gar ein länglicher Hohlkörper Verwendung finden, der eine beliebi ge, in Richtung seiner Öffnungen gestreckte Geometrie aufweist. Inwieweit eine derart unregelmäßig gestaltete Röhre hinreichend isotropes Licht zur Verfügung zu stellen vermag, ist anhand der Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalles zu prüfen. Ähnlich weit ist der Begriff Kugelkappen zu verstehen. Beispielsweise kann eine solche eine Öffnung am Pol aufweisen, sodass es sich im streng geometrischen Sinne nicht mehr um eine Kugelkappe, sondern um einen Kugelzone handelt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung stellt diese Kugelzone jedoch eine Kugelkappe dar, nämlich eine solche mit einer Öffnung am Pol der Kugelkappe.
  • Im Gegensatz zu einer Ulbrichtkugel möglichst großen Durchmessers kann die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung flächensparend und somit kompakt ausgeführt werden. Durch das Vorsehen der Röhre zwischen den zwei Kugelkappen kann eingestrahltes Licht öfter reflektiert werden, ehe es auf eine zu beleuchtende Oberfläche trifft, als wenn eine Ulbrichtkugel verwendet würde, deren Durchmesser etwa der kleinsten räumlichen Ausdehnung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung entspricht. Eine solche Ulbrichtkugel besäße in keiner Raumrichtung eine größere Ausdehnung als die kleinste räumliche Ausdehnung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung. In Folge der beschriebenen vermehrten Zahl an Reflexionen kann mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung Licht mit höherem Isotropiegrad zur Verfügung gestellt werden als mit einer Ulbrichtkugel, welche eine vergleichbare Fläche einnimmt.
  • Trotz der beschriebenen Möglichkeit der Flächeneinsparung ermöglicht die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung es, ausreichend Platz für eine komfortable Bedienung bzw. die komfortable Durchführung von Wartungsarbeiten sowie Raum für die Anbringung weiterer Einrichtungen im Innern des Hohlkörpers zur Verfügung zu stellen. Dies ergibt sich aus der Streckung des Hohlkörpers in Längsrichtung der Röhre, welche aus der Tatsache folgt, dass zwischen die Kugelkappen die Röhre eingefügt ist. Die Ausdehnung der Röhre in ihrer Längserstreckungsrichtung kann in der Praxis so groß gewählt werden, dass die im einzelnen Anwendungsfall erforderlichen Wartungs- oder Bedienungstätigkeiten komfortabel ausgeführt werden können und genügend Platz für benötigte Einrichtungen, insbesondere Messeinrichtungen, zur Verfügung steht.
  • Mit anderen Worten ermöglicht die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung es, hinreichend isotropes Licht zur Verfügung zu stellen bei verringertem Flächenbedarf in einer Ebene, welche sich in etwa senkrecht zur längsten Ausdehnungsrichtung des Beleuchtungskörpers erstreckt. Die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Erfindung kann also in einer Ebene flächensparend ausgeführt werden, sofern in einer etwa senkrecht zu dieser Ebene verlaufenden Richtung genügend Platz zur Verfügung steht. Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ist daher flächensparend in Fertigungslinien integrierbar.
  • Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung bei der Untersuchung von Solarzellensubstraten vorteilhaft eingesetzt werden kann. Insbesondere bei polykristallinen Siliziumsolarzellensubstraten kann die Kornstruktur effizient ausgeblendet werden, sodass die Solarzellensubstrate ohne oder mit allenfalls geringer Beeinträchtigung durch die Kornstruktur untersucht werden können.
  • Wie sich herausgestellt hat, können Materialdefekte mit Hilfe der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung vorteilhaft detektiert werden, da aufgrund der zumindest teilweise ausgeblendeten Kornstruktur die Materialdefekte besser erkennbar sind. Unter Materialdefekten sind beispielsweise Brüche, ins besondere Muschelausbrüche, Absplitterungen aber auch Verschmutzungen oder Ablagerungen zu verstehen.
  • Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Erfindung vorteilhaft Verwendung finden, um Materialien oder Materialsysteme zu untersuchen, welche mit polykristallinem Material verbunden sind, insbesondere auf ein solches aufgebracht sind. Beispielsweise können dielektrische Schichten, welche auf ein polykristallines Material aufgebracht wurden, untersucht werden. Insbesondere kann die Dicke der aufgebrachten Schichten zuverlässiger bestimmt werden, da störende Einflüsse der Kornstruktur zumindest großteils bei der Beleuchtung mit weitgehend isotropem Licht eliminiert werden können. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante werden daher Antireflexionsbeschichtungen untersucht, vorzugsweise deren Dicke bestimmt, die auf einem Objekt angeordnet sind, welches polykristallines Material aufweist. Beispielsweise sind die Antireflexionsbeschichtungen auf einem polykristallinen Siliziumsubstrat angeordnet. Offensichtlich können dabei nicht nur einzelne Beschichtungen, sondern auch ganze Beschichtungssysteme untersucht werden, beispielsweise Antireflexionsbeschichtungssysteme mit mehreren Schichten aus verschiedenen Materialien wie Titanoxid und Magnesiumdifluorid. Einschichtsysteme aus Siliziumnitrit oder Silizumdioxid sind offensichtlich ebenfalls vorteilhaft untersuchbar.
  • Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung kann eine Antireflexionsbeschichtung oder ein Antireflexionsbeschichtungssystem vorteilhaft untersucht werden, indem von der zu untersuchenden Oberfläche reflektiertes Licht unterschiedlicher Wellenlängen detektiert und ausgewertet wird. Auf diese Weise können die Reflexionseigenschaften der zu untersuchenden Oberfläche bei verschiedenen Wellenlängen ermittelt werden, was insbesondere für die Bestimmung der Dicke einzelner Schichten von Beschichtungssystemen von Vorteil sein kann. Bevorzugt wird hierzu das zu untersuchende Objekt zeitlich versetzt mit Licht verschiedener Wellenlängen beleuchtet und die Intensität des reflektierten Lichts mittels eines Detektors bestimmt, beispielsweise mittels einer monochromatischen Kamera. Auf diese Weise kann ein aufwandsgünstiger monochromatischer Detektor Verwendung finden. Offensichtlich ist jedoch ebenso eine gleichzeitige Beleuchtung mit Licht unterschiedlicher Frequenz in Verbindung mit dem Einsatz eines Detektors mit entsprechender spektraler Auflösung möglich.
  • Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung nicht nur bei Beschichtungen, sondern ebenso bei anderen Oberflächenbehandlungen vorteilhaft einsetzbar ist. Beispielsweise kann eine Oberflächentexturierung, wie sie z. B. bei Solarzellensubstraten zur Erhöhung der Lichteinkopplung in das Solarzellensubstrat Verwendung findet, komfortabel untersucht werden. Insbesondere können die Güte und die Homogenität der Oberflächentexturierung, welche häufig durch nasschemisches Ätzen aufgebracht wird, inspiziert werden.
  • Wie bereits oben dargelegt wurde, ermöglicht die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung die Ausblendung einer Kornstruktur, wobei diese umso effizienter ausgeblendet wird, je besser die Isotropie des zur Beleuchtung von der Beleuchtungsvorrichtung zur Verfügung gestellten Lichts ist. Je nachdem, welche Eigenschaften eines Objekts untersucht werden sollen, kann eine mehr oder weniger starke Ausblendung der Kornstruktur erforderlich sein. Der Grad der Isotropie ist daher auf den jeweiligen Anwendungsfall abzustimmen.
  • Die Kugelkappen oder die Röhre können, wie bereits oben ausgeführt wurde, je nach einzelnem Anwendungsfall mehr oder weniger stark von idealen Kugelkappen- bzw. Röhrenformen abwei chen. Eine Kornstruktur wird nichtsdestotrotz umso effizienter ausgeblendet, je größer der Anteil isotropen Lichts ist. Vor diesem Hintergrund sieht eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante der Erfindung vor, dass den Kugelkappen Kugeln mit gleichem Radius zugrunde gelegt sind. Vorzugsweise weisen die Kugelkappen zudem eine gleiche Höhe auf, wodurch der Anteil isotropen Lichts weiter erhöht werden kann. Zudem können Kugelkappen mit gleichen Radien und gleichen Höhen einfach mittels eines Hohlzylinders miteinander verbunden werden.
  • Zum Zwecke der weiteren Erhöhung des isotropen Lichtanteils sind die Kugelkappen bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung als Halbkugelschalen ausgeführt. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um Halbkugelschalen von Kugeln mit gleichem Radius, sodass die beiden als Halbkugelschalen ausgeführten Kugelkappen zusammen eine vollständige Kugel bilden. Dies ermöglicht wiederum eine einfache Verbindung der Halbkugelschalen mittels eines Hohlzylinders, dessen Radius mit dem Radius der Halbkugelschalen zweckmäßigerweise übereinstimmt.
  • Bei Halbkugelschalen unterschiedlichen Radien, oder bei entsprechender anderweitiger Ausbildung der beiden Kugelkappen, ermöglicht die Ausgestaltung der Röhre in Form eines Hohlkonus eine einfache und somit vorteilhafte Verbindung der Kugelkappen.
  • Um einen einfachen Zugang für die Bedienung bzw. für Wartungsarbeiten zu ermöglichen sieht eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine schließbare Bedienöffnung vor, mit welcher der Höhlkörper versehen ist. Diese ist der Einfachheit halber bevorzugt im Bereich der Röhre angeordnet. Die Schließbarkeit kann dabei durch das Vorsehen einer Türe realisiert sein.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die reflektierende Schicht zumindest teilweise als Lambertscher Strahler ausgeführt, d. h. die reflektierende Schicht wirkt zumindest für eine Wellenlänge der eingesetzten elektromagnetischen Strahlung als Lambertscher Strahler. Unter einem Lambertschen Strahler wird dabei ein Material verstanden, welches einfallendes Licht derart reflektiert, dass die Leuchtdichte des reflektierten Lichts vom Betrachtungswinkel unabhängig ist. Mittels einer solchen reflektierenden Schicht kann weitgehend isotropes und homogenes Licht infolge mehrfacher Reflexion an dieser Schicht erzeugt werden. Bei Verwendung von Licht im für Menschen sichtbaren Spektralbereich, teilweise aber auch bei Verwendung von Licht anderer Wellenlängen, kann als reflektierende Schicht beispielsweise Bariumsulfat Verwendung finden.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung sind Leuchtmittel vorgesehen, welche derart angeordnet sind, dass eine zu beleuchtende Oberfläche ausschließlich indirekt beleuchtbar ist. Auf diese Weise können anisotrope Lichtanteile weiter verringert werden. Vorzugsweise sind dabei verschiedene Leuchtmittel vorgesehen, welche zumindest teilweise Licht unterschiedlicher Frequenz emittieren. Beispielsweise emittiert eine erst Art Leuchtmittel rotes Licht, während eine zweite Art Leuchtmittel blaues Licht aussendet. Indem jeweils nur eine Art Leuchtmittel gleichzeitig betrieben wird, können in zeitlicher Abfolge Untersuchungen mit Licht unterschiedlicher Frequenz durchgeführt werden. Beispielsweise kann auf diese Art das Reflexionsverhalten einer zu bestrahlenden Oberfläche bei Licht verschiedener Frequenz untersucht werden. Als Leuchtmittel kommen grundsätzlich alle an sich bekannten Leuchtmittel in Frage, insbesondere lichtemittierende Dioden, welche kurz als LEDs bezeichnet werden. Zum einen sind für eine Vielzahl von Licht frequenzen LEDs erhältlich, zum anderen kann mit diesen verhältnismäßig stark gerichtetes Licht emittiert werden, ohne dass aufwendige Zusatzoptiken erforderlich sind, was eine Gewährleistung einer indirekten Beleuchtung erleichtert.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht wenigstens ein weiteres Leuchtmittel vor, welches zur zumindest teilweise direkten Beleuchtung der zu beleuchtenden Oberfläche geeignet ist. Auf diese Weise kann bei Bedarf gezielt anisotropes Licht eingesetzt werden. Dieses wenigstens eine weitere Leuchtmittel ist bevorzugt in der Röhre, besonders bevorzugt in einer Bohrung, mit welcher die Röhre versehen ist, angeordnet. Grundsätzlich kann es jedoch an einer beliebigen Stelle des Hohlkörpers vorgesehen werden, sofern diese Anordnung eine direkte Beleuchtung der zu beleuchtenden Oberfläche ermöglicht.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Beleuchtungsvorrichtung ist die zu beleuchtende Oberfläche in einer der Kugelkappen anordenbar. Die zu beleuchtende Oberfläche ist dabei bevorzugt derart in der Kugelkappe anordenbar, dass sie der Röhre zugewandt ist. Eine Weiterbildung sieht zudem vor, dass eine der Kugelkappen eine Behelfsöffnung aufweist, durch welche hindurch eine zu beleuchtende Oberfläche eines Objekts in den Hohlkörper einbringbar ist. Auf diese Weise kann die zu beleuchtende Oberfläche komfortabel in Beleuchtungsvorrichtung angeordnet werden. Zudem ist eine automatisierte oder teilautomatisierte Beladung der Beleuchtungsvorrichtung mit zu untersuchenden Oberflächenmöglich, was im Hinblick auf die Integration der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in automatisierte oder teilautomatisierte Fertigungslinien von Vorteil ist.
  • Bei einer alternativen Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung weist eine der Kugelkappen ei ne Behelfsöffnung auf, durch welche hindurch eine außerhalb des Hohlkörpers angeordnete, zu beleuchtende Oberfläche eines Objekts beleuchtbar ist. Auf diese Weise kann die zu untersuchende Oberfläche während der Untersuchung außerhalb des Hohlkörpers verbleiben. Verglichen mit einer Anordnung im Inneren des Hohlkörpers mag dies zwar mit einer Verringerung des Anteils an isotropem Licht einhergehen, doch hat sich gezeigt, dass der Isotropieanteil des Lichts für eine hinreichende Ausblendung der Kornstruktur ausreichend sein kann, wobei dies jedoch vom einzelnen Anwendungsfall abhängt. Ist der Isotropieanteil ausreichend, so vereinfacht die beschriebene Ausgestaltungsvariante die Integration der Beleuchtungsvorrichtung in eine automatisierte oder teilautomatisierte Fertigungslinie. Zudem entfallen Beladezeiten für das Einbringen der Oberfläche in den Hohlkörper.
  • Die Behelfsöffnung ist in allen Ausgestaltungsvarianten vorteilhafter Weise im Kappenbereich der jeweiligen Kugelkappe angeordnet.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass in einer der Kugelkappen Leuchtmittel angeordnet sind. Vorzugsweise sind diese in Bohrungen angeordnet, mit welchen die Kugelkappe versehen ist. Insbesondere kann auf diese Weise eine Wartung der Leuchtmittel oder auch deren Ansteuerung komfortabel von der Außenseite des Hohlkörpers aus erfolgen. Besonders bevorzugt sind die Leuchtmittel, unabhängig davon ob sie in Bohrungen angeordnet sind oder nicht, in derjenigen Kugelkappe angeordnet, welche eine Behelfsöffnung aufweist oder in welcher die zu beleuchtende Oberfläche anordenbar ist. Ist die zu beleuchtende Oberfläche in der Kugelkappe angeordnet, so sind die Leuchtmittel vorzugsweise derart angeordnet, dass eine direkte, von den den Leuchtmitteln ausgehende Lichteinstrahlung auf die zu beleuchtende Oberfläche ausgeschlossen ist. Hierdurch kann die Gefahr einer direkten Beleuchtung der zu beleuchtenden Oberfläche und damit ein vermehrter anisotroper Lichtanteil verringert werden. Um ein möglichst homogenes Licht zu erzielen, sind die Leuchtmittel vorteilhafterweise ringförmig angeordnet.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist in einer der Kugelkappen eine Detektoröffnung angeordnet. Auf diese Weise kann ein eingesetzter Detektor teilweise außerhalb des Hohlkörpers angeordnet werden, was insbesondere bei raumgreifenden Detektoren von Vorteil sein kann, da dieser sodann die Lichtreflexionen innerhalb des Hohlkörpers weniger stark beeinträchtigt. Als Detektor kann insbesondere eine Kamera, beispielsweise eine monochromatische Kamera, Verwendung finden. Die Detektoröffnung ist dabei vorzugsweise in derjenigen Kugelkappe angeordnet, in welcher weder die Behelfsöffnung noch die zu beleuchtende Oberfläche angeordnet sind.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Soweit zweckmäßig, sind gleich wirkende Elemente darin mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
  • 1 Aufsicht auf einen polykristallinen Siliziumwafer gemäß dem Stand der Technik in schematischer Darstellung
  • 2 Schematische Illustration des Prinzips zur Erzeugung isotropen Lichts – im dargestellten Fall erzeugt unter Verwendung einer an sich bekannten Ulbrichtkugel
  • 3 Schnitt durch ein polykristallines Solarzellensubstrat mit einer Oberflächentexturierung gemäß dem Stand der Technik in schematischer Darstellung
  • 4 Schematische Schnittdarstellung eines polykristallinen Solarzellensubstrats mit einer Antireflexionsbeschichtung gemäß dem Stand der Technik
  • 5 Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung
  • 6 Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus 5
  • 7 Schnitt durch das Ausführungsbeispiel der 5 entlang A-A
  • 8 Schnitt durch das Ausführungsbeispiel der 5 bis 7 entlang B-B mit Blickrichtung nach unten
  • 9 Schnitt durch das Ausführungsbeispiel der 5 bis 7 entlang B-B mit Blickrichtung nach oben
  • 10 Projektionsdarstellung der Beleuchtungsvorrichtung aus den 5 bis 9 bei fehlender Türe
  • 11 Schematische Darstellung der Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung
  • 12 Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in schematischer Darstellung
  • 1 zeigt als Beispiel für ein polykristallines Material 50 einen polykristallinen Siliziumwafer 62 gemäß dem Stand der Technik. Einzelne Körner, beispielsweise die Körner 51, 52, 53 des polykristallinen Materials 50 sind hierin deutlich erkenn bar. Weiterhin sind schematisch Materialdefekte dargestellt, die bei einer Untersuchung des Siliziumwafers 62 detektiert werden sollen, insbesondere mittels einer optischen Detektion. Als Beispiele sind schematisch ein Muschelausbruch 54, ein Bruch 56 sowie eine Verschmutzung, beispielsweise ein Fingerabdruck, 55 dargestellt. Die Detektion der Defekte 54, 55, 56 erweist sich jedoch aufgrund der unterschiedlichen Reflexions- und Absorptionsverhalten der verschiedenen Körner 51, 52, 53 als problematisch. Aus diesem Grund besteht ein Interesse daran, die aus unterschiedlichen Reflexions- bzw. Absorptionsverhalten herrührende und bei unter gewöhnlichen Umgebungsbedingungen üblicherweise deutlich erkennbare Kornstruktur weitgehend auszublenden.
  • 2 illustriert in schematischer Darstellung das Prinzip zur Erzeugung isotropen Lichts. Als Beispiel für ein Objekt aufweisend polykristallines Material ist hier der Siliziumwafer 62 dargestellt, dessen Oberfläche 64 untersucht werden soll. Zu diesem Zweck wird die Oberfläche 64 des Siliziumwafers 62 mit weitgehend isotropem Licht beleuchtet 67. Die Isotropie des Lichts ergibt sich daraus, dass von Leuchtmitteln 66 ausgehende Lichtstrahlen an einer möglichst ideal reflektierenden Innenoberfläche der schematisch gestrichelt dargestellten Ulbrichtkugel 60 mehrfach reflektiert werden ehe sie auf die zu beleuchtende Oberfläche 64 des Siliziumwafers 62 treffen, wie dies der schematisch für einen Lichtstrahl wiedergegebene Strahlenverlauf andeutet. Das weitgehend isotrope Licht ergibt sich letztlich aus der Zusammenschau der Vielzahl ausgesandter Lichtstrahlen, welche jeweils mehrfach reflektiert werden, sodass in der Summe weitgehend isotropes Licht auf die Oberfläche 64 des Siliziumwafers 62 auftrifft. Von dieser reflektiert gelangt es in einen Detektor 68, welcher das reflektierte Licht detektiert 68 und damit die Untersuchung des Objekts ermöglicht. Eine Weiterverarbeitung der De tektorsignale kann dem jeweiligen Anwendungsfall entsprechend erfolgen.
  • Wie bereits oben dargelegt wurde, ist die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung vorteilhaft bei der Detektion von Materialdefekten einsetzbar. Daneben bestehen jedoch zahlreiche weitere Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise die Möglichkeit der Untersuchung einer Oberflächentexturierung, insbesondere auf Güte und Homogenität. Oberflächentexturierungen werden beispielsweise bei der Solarzellenfertigung zur Erhöhung der Lichteinkoppelung in das Solarzellensubstrat verwendet.
  • 3 zeigt in schematischer Darstellung wiederum einen Siliziumwafer 62 aus polykristallinem Material, die einzelnen Körner 51, 52, 53 sind entsprechend erkennbar. Dieser Siliziumwafer 62 ist an einer Seite mit einer Oberflächentexturierung 70 versehen. Soll diese Oberflächentexturierung 70 untersucht werden, so hat sich gezeigt, dass durch Verwendung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung die störende Kornstruktur vorteilhaft ausgeblendet werden kann. Unter Untersuchung im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist dabei letztlich jede Untersuchungsmethode zu verstehen, bei welcher von dem zu untersuchenden Objekt reflektierte elektromagnetische Strahlung verwendet wird.
  • Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung hat sich weiterhin als vorteilhaft bei der Untersuchung von Schichten oder Schichtsystemen erwiesen, welche auf polykristallines Material aufgebracht sind.
  • 4 zeigt beispielhaft einen mit einer Antireflexionsbeschichtung 72 versehenen polykristallinen Siliziumwafer 62. Zur Untersuchung dieser Antireflexionsbeschichtung, oder auch anderer Schichten oder Schichtsysteme, kann mit der erfin dungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung die aus den unterschiedlichen Reflexions- und Absorptionsverhalten der unterschiedlichen Körner 51, 52, 53 resultierende Kornstruktur hinreichend ausgeblendet werden.
  • 5 zeigt schematisch eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1. Diese weist einen Hohlkörper auf, welcher aus zwei Halbkugelschalen 3, 5 und einem Hohlzylinder 7 gebildet ist. In seiner Innenseite 8 ist der Hohlkörper, wie in der Schnittdarstellung der 7 erkennbar ist, mit einer reflektierenden Schicht 13 versehen, welche vorzugsweise derart gewählt ist, dass ein Lambertscher Strahler vorliegt.
  • Im Bereich des Hohlzylinders 7 ist die Beleuchtungsvorrichtung 1 mit einer Bedienöffnung 9 versehen, welche in der Darstellung der 5 mittels einer Türe 11 geschlossen ist, die mit einem Türgriff 12 bedient werden kann.
  • In dem Ausführungsbeispiel der 5 ist das Solarzellensubstrat 20 als Beispiel für ein zu untersuchendes Objekt innerhalb des Hohlkörpers 3, 5, 7 angeordnet, wie dies in der Darstellung der 5 gestrichelt angedeutet ist. Die Oberseite dieses Solarzellensubstrats 20 stellt im vorliegenden Ausführungsbeispiel die zu beleuchtende Oberfläche 22 dar, welche vorliegend dem Hohlzylinder zugewandt ist. Zur Lichterzeugung sind im Ausführungsbeispiel der 5 LEDs 15 zur indirekten Beleuchtung der zu beleuchtenden Oberfläche 22 vorgesehen. Diese LEDs 15 sind ringförmig am unteren Ende derjenigen Halbkugelschale 5 angeordnet, in welcher auch das Solarzellensubstrat 20 angeordnet ist. Wie 5 zeigt, sind dabei die LEDs 15 unterhalb der zu beleuchtenden Oberfläche 22 des Solarzellensubstrats 20 vorgesehen. Hierdurch kann weitgehend vermieden werden, dass von den LEDs 15 ausgesandtes Licht direkt auf die zu beleuchtende Oberfläche 22 gelangt.
  • Die LEDs 15 sind, wie in 5 angedeutet, vorzugsweise derart ausgerichtet, dass sie von unten nach oben in den Hohlkörper hinein Licht abstrahlen, sodass dieses möglichst oft an der reflektierenden Schicht 13 reflektiert wird, bevor es auf die zu beleuchtende Oberfläche 22 des in der Kugelkappe 5 anordenbaren Objekts bzw. eines Solarzellensubstrats 20 trifft. Auf diese Weise kann ein weitgehend isotropes Licht zur Verfügung gestellt werden. Die Isotropie dieses Lichts kann dadurch verbessert werden, dass das zu beleuchtende Objekt, im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Solarzellensubstrat 20, möglichst nahe an der Kappenseite der Halbkugelschale 5 angeordnet wird, in der Darstellung der 5 also möglichst weit unten. Sofern bei der betroffenen Halbkugelschale 5 eine Behelfsöffnung 24 zum Einbringen der zu beleuchtenden Oberfläche 22 in den Hohlkörper 3, 5, 7 vorgesehen ist, wie dies im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist, ist hingegen die zu beleuchtende Oberfläche 22 möglichst nahe an dieser Behelfsöffnung 24 anzuordnen um die Isotropie des Lichts zu vermehren. Dabei ist jedoch zu beachten, dass eine direkte Beleuchtung durch die LEDs 15 nach wie vor weitgehend zu vermeiden ist. Andernfalls kann der Zugewinn an Isotropie durch eine Anordnung der zu beleuchtenden Oberfläche 22 sehr nahe an der Behelfsöffnung 24, bzw. der Kappe einer geschlossenen Halbkugelschale 5, durch direkte Beleuchtungseffekte kompensiert oder gar überkompensiert werden.
  • In dem Ausführungsbeispiel der 5 bis 10 sind die LEDs 15 ringförmig an der unteren Halbkugelschale 5 angeordnet, sodass sich ein möglichst homogenes Licht ergibt. Zudem sind sie in Bohrungen 16 platziert, was einerseits eine komfortable Zugänglichkeit für Wartungsarbeiten von der Außenseite des Hohl körpers ermöglicht, andererseits eine geringe Beeinträchtigung der Oberflächenstruktur der Innenseite 8 des Hohlkörpers mit sich bringt.
  • Bei den LEDs 15 zur indirekten Beleuchtung des Solarzellensubstrats kann es sich um verschiedene LEDs 15 handeln, welche Licht unterschiedlicher Frequenzen emittieren. Auf diese Weise können Untersuchungen, wie oben beschrieben, bei verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig oder zeitversetzt durchgeführt werden.
  • Die bereits erwähnte Behelfsöffnung 24 zum Einbringen der zu beleuchtenden Oberfläche 22 ermöglicht einen freien Blick auf das zu untersuchende Objekt, was im einzelnen Anwendungsfall vorteilhaft sein kann. Zudem kann die Beleuchtungsvorrichtung über diese Behelfsöffnung 24 einfach automatisiert oder teilautomatisiert beladen werden, was eine Integration der Beleuchtungsvorrichtung in automatisierte bzw. teilautomatisierte Fertigungslinien, welche teilweise als Inline-Fertigungslinien bezeichnet werden, ermöglicht. Auf der anderen Seite bringt die Behelfsöffnung 24 einen Isotropieverlust mit sich, sodass im einzelnen Anwendungsfall zu prüfen ist, ob eine Behelfsöffnung 24 möglich ist oder nicht. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei ansonsten isotropiegünstiger Ausgestaltung des Hohlkörpers 3, 5, 7 sich auch bei Verwendung einer Behelfsöffnung 24 Kornstrukturen in der Regel hinreichend ausblenden lassen.
  • In dem Ausführungsbeispiel der 5 bis 10 sind ergänzend zu den LEDs 15 LEDs 17 zur teilweisen direkten Beleuchtung der zu beleuchtenden Oberfläche 22 des Solarzellensubstrats 20, bzw. eines Objekts allgemein, vorgesehen. Auf diese Weise kann komfortabel auch eine Untersuchung unter Verwendung von anisotropem Licht durchgeführt werden, was für einzelne Untersu chungen vorteilhaft sein kann. Um die Oberfläche der Innenseite 8 des Hohlkörpers 3, 5, 7 möglichst wenig zu beeinträchtigen, sind die LEDs 17 wiederum in Bohrungen 18 angeordnet.
  • Die Darstellung der 6 zeigt die Beleuchtungsvorrichtung aus 5 in einer Seitenansicht, wobei das in dieser Ansicht nicht sichtbare Solarzellensubstrat 20 wiederum zur Verdeutlichung seiner Position gestrichelt wiedergegeben ist. Im Gegensatz zur Darstellung der 5 ist in 6 die Türe 11 geöffnet.
  • 7 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Beleuchtungsvorrichtung der 5 entlang der Schnittfläche A-A. Hierin ist die bereits angesprochene reflektierende Schicht 13 deutlich erkennbar. Weiterhin wird die Polykristallinität des Solarzellensubstrats 20 ersichtlich. In der Darstellung der 7 ist zum Zwecke der besseren Erkennbarkeit der Bedienöffnung 9 die Tür 11 nicht dargestellt.
  • 8 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Beleuchtungsvorrichtung der 5 bis 10 entlang der Schnittebene B-B aus 7. Dargestellt ist dabei die Blickrichtung nach unten in die Halbkugelschale 5 hinein. In dieser Darstellung ist neben der reflektierenden Schicht 13 die Behelfsöffnung 24 deutlich erkennbar.
  • Die Darstellung in 9 zeigt wiederum einen Schnitt durch den Beleuchtungskörper der 5 bis 10 entlang der in 7 durch die Linie B-B angedeuteten Ebene, diesmal allerdings mit nach oben, auf die Halbkugelschale 3 zugewandter Blickrichtung. Bei dieser ist neben der an der Innenseite 8 des Hohlkörpers vorgesehenen reflektierenden Schicht eine Detektoröffnung 26 erkennbar. Über, oder teilweise in, dieser Öffnung ist vorteilhafterweise ein Detektor 30 angeordnet, wie dies beispielhaft in der Projektionsdarstellung der 10 schematisch angedeutet ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Detektor um eine Kamera 30, grundsätzlich kann jedoch jeder an sich bekannte und geeignete Detektor Verwendung finden.
  • Wie die Darstellung der 10 zeigt, ist die Detektoröffnung 26 in einem Kappenbereich 28 der Halbkugelschale 3 angeordnet. Zur Illustration der Bedienöffnung 9 ist die Türe 11 in der Darstellung der 10 wiederum nicht wiedergegeben.
  • 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 41 in einer Vorderansicht. Auf das Vorsehen einer Bedienöffnung wurde in diesem Fall verzichtet. Der Hohlkörper ist bei dieser Ausführungsvariante gebildet aus zwei Kugelkappen 43, 45, welche wiederum über einen Hohlzylinder 47 verbunden sind. Ebenso wie die Halbkugelschalen 3 und 5 aus den 5 und 10 einen einheitlichen Radius R aufweisen, gehen im Beispiel der 11 die Halbkugelschalen 43 und 45 auf Kugeln mit gleichen Radien R1, R2 zurück. Diese Radien R1, R2 der zugehörigen Kugeln sind in der Darstellung der 11 gestrichelt wiedergegeben. Zudem weisen die Kugelkappen 43 und 45 identische Höhen H1 und H2 auf. Dies ermöglicht bei Verwendung von Kugelkappen, welche keine Halbkugelschalen darstellen, eine vergleichsweise hohe Symmetrie und damit eine vergleichsweise hohe Isotropie des einsetzten Lichts. Zudem können die Kugelkappen 43, 45 wiederum in einfacher Weise durch einen Hohlzylinder 47 miteinander verbunden werden. Dies ist grundsätzlich jedoch auch bei der Verwendung von verschiedenen Radien R1, R2 und verschiedenen Höhen H1, H2 für die Kugelkappen 43, 45 möglich, wenn diese Größen entsprechend aufeinander abgestimmt werden.
  • Der besseren Übersichtlichkeit halber sind in der Darstellung der 11 in den Bohrungen 16 und 18 keine Leuchtmittel dargestellt. Hier können jedoch in analoger Weise wie im Ausführungsbeispiel der 5 bis 10 LEDs Verwendung finden.
  • Wie das Ausführungsbeispiel der 5 bis 10 ist auch das zweite Ausführungsbeispiel der 11 mit einer Behelfsöffnung 24 sowie einer Detektoröffnung 26 versehen.
  • 12 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 81. Dieses entspricht weitgehend dem in den 5 bis 10 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel. Der Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass im dritten Ausführungsbeispiel eine solche Behelfsöffnung 84 vorgesehen ist, durch welche hindurch eine außerhalb des Hohlkörpers 3, 5, 7 angeordnete, zu beleuchtende Oberfläche 22 beleuchtbar ist. Die Behelfsöffnung 84 ist vorliegend also derart gestaltet, dass Licht, welches auf Grund mehrfacher Reflexion an der Innenoberfläche einen hohen Isotropiegrad aufweist, durch die Behelfsöffnung 84 auf die zu beleuchtende Oberfläche 22 trifft. Aus diesem Grund kann das Solarzellensubstrat 20 gänzliche außerhalb der Beleuchtungsvorrichtung 81 angeordnet werden, sodass eine einfache Integration der Beleuchtungsvorrichtung 81 in automatisierte oder teilautomatisierte Fertigungslinien möglich ist. Beispielsweise können Objekte mit zu beleuchtenden Oberflächen, insbesondere Solarzellensubstrate, auf einer Transporteinrichtung wie einem Förderband unter die Behelfsöffnung verbracht und dort untersucht werden, ohne dass ein aufwändiges, zumindest teilweises Einbringen des Objekts in den Hohlkörper 3, 5, 7 erforderlich wäre. Nach erfolgter Untersuchung können die Objekte mittels der Transporteinrichtung in der Fertigungslinie weitertransportiert werden. Ein Entladevorgang kann demzufolge entfallen.
  • Bei dem dritten Ausführungsbeispiel der 12 kann, wie weiter oben beschrieben, ein verringerter Isotropiegrad des auf die zu beleuchtende Oberfläche 22 einfallenden Lichts vorliegen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass dieser dennoch in der Regel ausreichend ist, um eine Kornstruktur hinreichend auszublenden. Sämtliche im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Weiterbildungen, beispielsweise die Detektoröffnung 26, können auch bei dem dritten Ausführungsbeispiel der 12 vorgesehen werden, sodass diesbezüglich auf die entsprechenden Ausführungen zu dem ersten Ausführungsbeispiel verwiesen wird.
  • Offensichtlich kann auch das zweite Ausführungsbeispiel der 11 in analoger Weise wie die Behelfsöffnung 84 aus dem in 12 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel mit einer Behelfsöffnung versehen werden, durch welche hindurch eine außerhalb des Hohlkörpers angeordnete zu beleuchtende Oberfläche beleuchtbar ist. Die Gestalt einer solchen Behelfsöffnung richtet sich dabei, wie auch im Fall des dritten Ausführungsbeispiels, nach der Gestalt der zu beleuchtenden Oberfläche.
  • Abschließend sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Begriffe Kugelkappe, Röhre, Hohlzylinder, Halbkugelschale sowie ähnliche Bezugnahmen auf geometrische Gebilde weit auszulegen sind. So wird vorliegend unter Kugelkappe auch eine solche Kugelkappe verstanden, bei welcher der Kappenbereich entfernt ist. Entsprechend können in den Kugelkappen auch an anderen Stellen Öffnungen oder Abweichungen von der idealen Kugelkappenform vorgesehen sein. Dies gilt in analoger Weise für die Halbkugelschalen, den Hohlzylinder oder die Röhre. Abweichungen von der idealen Form gehen zwar stets zu Lasten der Isotropie des Lichts, doch kann im einzelnen Anwendungsfall der verbleibende Isotropiegrad ausreichend sein, um Kornstrukturen hinreichend auszublenden.
  • 1
    Beleuchtungsvorrichtung
    3
    Halbkugelschale
    5
    Halbkugelschale
    7
    Hohlzylinder
    8
    Innenseite
    9
    Bedienöffnung
    11
    Türe
    12
    Türgriff
    13
    reflektierende Schicht
    15
    LEDs zur indirekten Beleuchtung
    16
    Bohrung
    17
    LEDs zur teilweisen direkten Beleuchtung
    18
    Bohrung
    20
    Solarzellensubstrat
    22
    zu beleuchtende Oberfläche
    24
    Behelfsöffnung
    26
    Detektoröffnung
    28
    Kappenbereich
    30
    Kamera
    41
    Beleuchtungsvorrichtung
    43
    Kugelkappe
    45
    Kugelkappe
    47
    Hohlzylinder
    50
    polykristallines Material
    51
    Korn
    52
    Korn
    53
    Korn
    54
    Muschelausbruch
    55
    Verschmutzung
    56
    Bruch
    60
    Ulbrichtkugel
    62
    Siliziumwafer
    64
    Oberfläche Siliziumwafer
    66
    Leuchtmittel
    67
    Beleuchten im isotropem Licht
    68
    Detektor/Detektion
    70
    Oberflächentexturierung
    72
    Antireflexionsbeschichtung
    81
    Beleuchtungsvorrichtung
    84
    Behelfsöffnung
    R
    Radius Halbkugelschalen
    R1
    Radius Kugelkappe
    R2
    Radius Kugelkappe
    H1
    Höhe Kugelkappe
    H2
    Höhe Kugelkappe

Claims (15)

  1. Beleuchtungsvorrichtung (1; 41; 81) aufweisend einen Hohlkörper (3, 5, 7; 43, 45, 47), welcher auf seiner Innenseite (8) mit einer Licht reflektierenden Schicht (13) versehenen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (3, 5, 7; 43, 45, 47) zwei Kugelkappen (3, 5; 43, 45) aufweist, welche über eine Röhre (7; 47) miteinander verbunden sind.
  2. Beleuchtungsvorrichtung (1; 41; 81) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Kugelkappen (3, 5; 43, 45) Kugeln mit gleichem Radius (R; R1, R2) zu Grunde gelegt sind und die Kugelkappen (3, 5; 43, 45) vorzugsweise zudem eine gleiche Höhe (H1, H2) aufweisen.
  3. Beleuchtungsvorrichtung (1; 81) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelkappen (3, 5) als Halbkugelschalen (3, 5) ausgeführt sind, vorzugsweise als Halbkugelschalen (3, 5) von Kugeln mit gleichem Radius (R).
  4. Beleuchtungsvorrichtung (1; 41; 81) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine im Wesentlichen als Hohlzylinder (7, 47) oder Hohlkonus ausgeführte Röhre (7; 47).
  5. Beleuchtungsvorrichtung (1; 81) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (3, 5, 7) mit einer schließbaren Bedienöffnung (9) versehen ist, welche bevorzugt im Bereich der Röhre (7) angeordnet ist.
  6. Beleuchtungsvorrichtung (1; 41; 81) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine reflektierende Schicht (13), welche zumindest teilweise als Lambertscher Strahler wirkt.
  7. Beleuchtungsvorrichtung (1; 41; 81) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch Leuchtmittel (15), welche derart angeordnet sind, dass eine zu beleuchtende Oberfläche (22) ausschließlich indirekt beleuchtbar ist, wobei vorzugsweise verschiedene Leuchtmittel (15) vorgesehen sind, welche zumindest teilweise Licht unterschiedlicher Frequenz emittieren.
  8. Beleuchtungsvorrichtung (1; 41; 81) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens ein weiteres Leuchtmittel (17), welches zur zumindest teilweise direkten Beleuchtung der zu beleuchtenden Oberfläche (22) geeignet und vorzugsweise in der Röhre (7, 47) angeordnet ist.
  9. Beleuchtungsvorrichtung (1; 41) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu beleuchtende Oberfläche (22) in einer Kugelkappe (3, 5; 43, 45) anordenbar ist.
  10. Beleuchtungsvorrichtung (1; 41) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine (5; 45) der Kugelkappen (3, 5; 43, 45) eine Behelfsöffnung (24) aufweist, durch welche hindurch eine zu beleuchtende Oberfläche (22) eines Objekts (20) in den Hohlkörper (3, 5, 7; 43, 45, 47) einbringbar ist.
  11. Beleuchtungsvorrichtung (81) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine (5; 45) der Kugelkappen (3, 5; 43, 45), eine Behelfsöffnung (84) aufweist, durch welche hindurch eine außerhalb des Hohlkörpers angeordnete, zu beleuchtende Oberfläche (22) eines Objekts (20) beleuchtbar ist.
  12. Beleuchtungsvorrichtung (1; 41; 81) nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Behelfsöffnung (24; 84) im Kappenbereich der Kugelkappe (5; 45) angeordnet ist.
  13. Beleuchtungsvorrichtung (1; 41; 81) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer (5; 45) der Kugelkappen (3, 5; 43, 45) Leuchtmittel (15) angeordnet sind, vorzugsweise in Bohrungen, mit welchen die Kugelkappe (5; 45) versehen ist, und besonders bevorzugt in derjenigen Kugelkappe (5; 45), welche eine Behelfsöffnung (24; 84) aufweist oder in welcher die zu beleuchtende Oberfläche (22) anordenbar ist.
  14. Beleuchtungsvorrichtung (1; 41; 81) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in einer (3, 43) der Kugelkappen (3, 5; 43, 45) angeordnete Detektoröffnung (26), wobei die Detektoröffnung vorzugsweise in derjenigen Kugelkappe (3; 43) angeordnet ist, in welcher weder die Behelfsöffnung (24) noch die zu beleuchtende Oberfläche (22) angeordnet sind.
  15. Beleuchtungsvorrichtung (1; 41; 81) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoröffnung (26) im Kappenbereiche der Kugelkappe (3; 43) angeordnet ist.
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